JP3266760B2 - 光ファイバ巻取り機とその巻取り方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバ巻取り機と
その巻取り方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】巻取りボビンに所定量の巻き取りが完了
すると、新規のボビンに交換するために光ファイバが切
断されるが、この切断の際に光ファイバが引っ張られて
大きな張力が生じることがあり、このため、その光ファ
イバが既に巻かれている光ファイバの積層体中に沈み込
んで積層ファイバの外面を傷つける場合がある。

【０００３】そこで、従来では、光ファイバを切断する
前に予めダミーローラと呼ばれる逃げ部に光ファイバの
ラインを乗り換えさせるようにしている。このダミーロ
ーラと巻取りボビンとを含めた巻取り機の巻取り速度の
制御は、その上流側に設けたダンサロールの上下動を検
出し、この検出値に基づいて巻取り機の駆動モータをフ
ィードバック制御することによって行われていたが、こ
の方法では巻取りボビンからダミーローラに光ファイバ
が乗り上げる際の径の急激な変化による光ファイバの移
動速度の変化に即応できず、このため大きな張力が発生
して上記切断時と同様に光ファイバを傷つけてしまう欠
点がある。

【０００４】そこで、ボビンからダミーローラへ光ファ
イバが乗り上げる指令に応答して、当該巻取りボビンの
巻き上がり径とダミーローラの胴径の比に対応して巻取
り回転数を低下させるよう制御する方法があり、これに
よれば、光ファイバの移動速度の急激な増加を抑制して
張力の急増を防止し、光ファイバの外面を傷つけること
がないとされている（特開平４−１５９９７３号公報参
照）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記公報に記
載の制御方法では、巻取りボビンの巻き上がり径とダミ
ーローラの胴径の比に対応して巻取り回転数を低下させ
ているので、巻取り量が変更したような場合や、巻取り
ボビンが巻き上がっていない途中の状態でボビンの切替
えを行う場合には、当初設定したボビンの巻取り径と異
なるために巻取り回転数の変動が生じ、張力が急変する
ことになる。

【０００６】また、従来のようにダミーローラの胴径に
対応して巻取り回転数を低下させるように巻取り制御指
令を出力しても、巻取りボビンやこれを回転駆動する駆
動手段等のイナーシア（慣性）によりボビンの実速度が
瞬時には指令値通りの回転速度にはならないため、いず
れにしても、かかる回転速度差によって光ファイバに大
きな張力が発生しうる。

【０００７】更に、光ファイバをダミーローラ（むだ巻
き部）に乗り上げる手段では、ダミーローラと巻取りボ
ビンの境目において巻きが悪くなってボビン回転中に光
ファイバが巻き崩れることがある。このため、その巻き
崩れた光ファイバが絡み合ったり既に巻かれている光フ
ァイバを叩いたりして、傷の発生や伝送特性の低下など
製品の品質を著しく低下させることがある。

【０００８】本発明は、このような実情に鑑み、ダミー
ローラを設けることなく、巻取りボビンに既に巻かれて
いる光ファイバの損傷を有効に防止できる光ファイバ巻
取り機とその巻取り方法を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく、
本発明は次の技術的手段を講じた。すなわち、本発明方
法は、光ファイバを巻取りボビンの胴長方向にトラバー
スさせながら積層状に巻き取るようにした光ファイバの
巻取り方法において、前記巻取りボビンに対する所望の
巻取り量が得られた後でかつ前記光ファイバを切断する
前に、当該光ファイバのトラバース速度を増大させるこ
とにより、その増加前に比べて一巻き一巻きが胴長方向
に離れて巻き付くように同光ファイバを巻き取ることを
特徴とする（請求項１）。

【００１０】この場合、後述の理由により、巻取りボビ
ンに対する所望の巻取り量が得られた後で光ファイバの
トラバース範囲を巻取りボビンの胴部の一部に限定して
保護層を形成しておき、この保護層を形成している部分
において前記光ファイバのトラバース速度を増大させて
同光ファイバを巻き取るようにすることが好ましい（請
求項２）。

【００１１】また、本発明装置は、光ファイバの巻取り
ボビンを巻取り方向に回転させる回転駆動手段と、前記
光ファイバを前記巻取りボビンの胴長方向にトラバース
させるトラバース手段と、前記巻取りボビンに対する前
記光ファイバの巻取り量を検出する検出センサと、所望
の巻取り量が得られた後で前記光ファイバのラインを切
断する切断手段と、を備えた光ファイバ巻取り機におい
て、前記検出センサが前記巻取りボビンに対する所望の
巻取り量に達したことを検出した信号に基づいて、前記
切断手段を作動する前に、前記所望の巻取り量に達する
前に比べて一巻き一巻きが胴長方向に離れて巻き付くよ
うに前記トラバース手段による光ファイバのトラバース
速度を増大させる制御手段を設けたものである（請求項
３）。

【００１２】この場合、上記制御手段は、トラバース手
段による光ファイバのトラバース範囲を巻取りボビンの
胴部の一部に限定する機能を備えており、この限定され
たトラバース範囲において当該トラバース手段による光
ファイバのトラバース速度を増大させるものを採用でき
る（請求項４）。

【００１３】

【作用】本発明では、巻取りボビン４に対する所望の巻
取り量が得られた後でかつ光ファイバ１を切断する前
に、その所望の巻取り量が得られる前に比べて一巻き一
巻きが胴長方向に離れて巻き付くように光ファイバ１の
トラバース速度が増大されるので、光ファイバ１が既に
巻かれている積層体３１の径方向に対して傾斜した状態
で螺旋状に巻き取られることになる。

【００１４】このため、図２（ｃ）に示すように、光フ
ァイバ１を切断して同ファイバ１に張力Ｆが作用して
も、その張力Ｆは最外周に巻かれている胴長方向に並ぶ
複数本のファイバ層３２によって受け持たれ、これによ
って当該光ファイバ１が積層体３１の径内部に沈み込む
のが防止される。

【００１５】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明
する。図１は本発明方法を採用した光ファイバ巻取り機
を示している。同図において、光ファイバ１の製造ライ
ンには、光ファイバ１を引き取って下流へ送り出す引取
り機３と、これから繰り出される光ファイバ１を一定方
向に回転する巻取りボビン４に巻き取る巻取り機５とが
設けられている。

【００１６】引取り機３は、引取りモータ６によって駆
動されるキャプスタン７と、このキャプスタン７の外周
面に接当して循環する環状ベルト８を備え、この環状ベ
ルト８とキャプスタン７の間で光ファイバ１を挟んで当
該キャプスタン７を駆動することにより、光ファイバ１
を一定の速度で引き取るようにしている。引取りモータ
６には、その回転数を検出する手段６Ａが設けらてい
る。この回転数検出手段６Ａは後述する巻取り速度制御
手段２１に接続されていて、この回転数検出手段６Ａに
よる回転数に基づいて光ファイバ１の移動速度が計測さ
れる。なお、回転数検出手段６Ａはタコメータやパルス
ジェネレータ等を用いることができる。

【００１７】また、光ファイバ１の移動速度は、一定方
向へ流れる光ファイバ１の近傍に設けた速度センサや、
後述のガイドローラ１６の回転数を検出する検出器など
によっても測定できるが、上記のように引取り機３の回
転数から光ファイバ１の速度を検出するようにするのが
好ましい。その理由は、引取り機３が光ファイバ１の速
度を決定する駆動機構で、しかも光ファイバ１のすべり
が発生しないように特に考慮されている構造であること
から、最も正確な光ファイバ１の速度を知ることができ
るからである。

【００１８】本実施例の光ファイバ巻取り機５は、光フ
ァイバ１の巻取りボビン４と、このボビン４を同軸心状
に支持する駆動軸９と、この駆動軸９を回転させる回転
モータ（回転駆動手段）１０と、この駆動軸９を軸方向
に往復移動自在に支持するスライダ１１と、このスライ
ダ１１を軸方向に往復動させるトラバースモータ１２
と、を有する。

【００１９】図１に示すように、巻取りボビン４は、開
放筒状の胴部１３の両端にフランジ部１２を固着してな
り、胴部１３を駆動軸９の軸方向に挿通することで同軸
９に挿脱自在に取り付けられている。従って、一つの巻
取りボビン４に対する光ファイバ１の巻取りが完了する
と、そのボビン４は駆動軸９外へ抜かれ、別の新規のボ
ビン４が駆動軸９に挿通されることになる。

【００２０】駆動軸９はトラバースモータ１２によって
往復動されるスライダ１１に支持されているので、巻取
りボビン４の胴部１３に光ファイバ１が胴長方向に振り
分けながら偏りなく積層状に巻き取られることになる。
しかして、このスライダ１１及びこれを駆動するトラバ
ースモータ１２とから、光ファイバ１を巻取りボビン４
の胴長方向にトラバースさせるトラバース手段１５が構
成されている。

【００２１】なお、このトラバース手段１５としては、
巻取り機５のすぐ上流側に設けたガイドローラ１６を巻
取りボビン４の胴長方向に移動させることによって構成
することもできるが、これによると光ファイバ１のライ
ン自体が左右に往復移動されて過大な張力が発生するお
それがあるので、本実施例のように巻取りボビン４自体
をその胴長方向に移動させることが好ましい。

【００２２】引取り機３と巻取り機５の間には、前後一
対の滑車１７が並設されており、この滑車１７間にダン
サロール１８が上下動自在に設けられている。このダン
サロール１８は上下揺動自在なガイドアーム１９の先端
部に枢支されており、このガイドアーム１９の基端部に
は、当該アーム１９の傾き角度を検出するセンサよりな
るダンサ位置検出器２０が設けられている。

【００２３】このダンサ位置検出器２０は、巻取りボビ
ン４の巻き太りに伴う光ファイバ１速度の変化に対応し
て巻取り機５の回転数をフィードバック制御する巻取り
速度制御手段２１に接続され、この巻取り速度制御手段
２１は回転モータ１０のアンプ２２に接続されている。
すなわち、巻取りボビン４の巻取り径が太くなって巻取
り時における光ファイバ１の移動速度が徐々に速くなる
と、光ファイバ１より受ける張力の増加によってダンサ
ロール１８が上昇し、この上昇がダンサ位置検出器２０
によって検出される。

【００２４】そこで、ダンサ位置検出器２０での検出値
に基づいて巻取り速度制御手段２１が回転モータ１０の
回転数を落とすようそのアンプ２２に指令を発し、これ
により、引取り機３における光ファイバ１の移動速度に
対応して巻取り機５の回転数が常に適正な値に設定され
ることになる。なお、滑車１７を通過した光ファイバ１
は駆動軸１０のすぐ上流に設けた前記ガイドローラ１６
にガイドされ、その後、巻取りボビン４に巻き取られ
る。

【００２５】本実施例の光ファイバ巻取り機５は、更
に、巻取りボビン４に対する光ファイバ１の巻取り量を
検出する検出センサ２３と、所望の巻取り量が得られた
後で光ファイバ１のラインを切断する切断手段２４と、
検出センサ２３からの検出信号に基づいて、切断手段２
４を作動する前に前記トラバース手段１５による光ファ
イバのトラバース速度を増大させるトラバース速度制御
手段２５と、を備えている。

【００２６】このトラバース速度制御手段２５は、通常
速度設定部２６と、増速度設定部２７と、速度制御部２
８とを内部に備えており、この速度制御部２８は切替え
スイッチ２９を介して通常速度設定部２６か増速度設定
部２７のいずれか一方に接続され、切替えスイッチ２９
は前記検出センサ２３に接続されている。また、速度制
御部２８は、前記巻取り速度制御手段２１とトラバース
モータ１２のアンプ３０とに接続されており、通常速度
設定部２６か増速度設定部２７のいずれか一方から入力
された光ファイバ１のトラバース速度を当該アンプ３０
に出力する。

【００２７】通常速度設定部２６は、前記スライダ１１
の移動速度、すなわち光ファイバ１のトラバース速度
を、光ファイバ１がボビン４に一回巻き付けられる間に
当該ボビン４が光ファイバ１のほぼ直径分だけ胴長方向
へ移動する速度に設定するものである。従って、かかる
通常速度設定部２６の設定速度Ｖ1 で巻取りボビン４を
トラバースすると、図２（ａ）に示すように、一巻き一
巻きがほぼ密接するように光ファイバ１が巻き取られる
ことになる。

【００２８】他方、増速度設定部２７は、光ファイバ１
のトラバース速度を、光ファイバ１がボビン４に一回巻
き付けられる間に当該ボビン４が光ファイバ１の直径分
の数倍から数十倍だけ胴長方向に移動する速度に設定す
るものである。従って、かかる増速度設定部２７におけ
る設定速度Ｖ2 で巻取りボビン４をトラバースすると、
図２（ｂ）に示すように、光ファイバ１の一巻き一巻き
が胴長方向に離れて螺旋状に巻きつき、既に巻き取り済
みの光ファイバ１よりなる積層体３１に対して傾斜した
方向に当該光ファイバ１が巻き取られることになる。

【００２９】この増速度設定部２７への切替えは、前記
した検出センサ２３と切替えスイッチ２９とによって行
われる。すなわち、通常速度設定部２６と増速度設定部
２７は切替えスイッチ２９を介して速度制御部２８に対
して並列に接続され、この切替えスイッチ２９は常時は
通常速度設定部２６側につながっており、検出センサ２
３からの信号が発せられると増速度設定部２７側につな
がるようになっている。

【００３０】なお、前記巻取り速度制御手段２１とトラ
バース速度制御手段２５は、実際には同じＣＰＵ内部に
組み込むことができ、この場合、トラバース速度制御手
段２５を設けるか否かはプログラム上の操作だけで対応
できる。また、検出センサ２３としては、前記ガイドロ
ーラ１６や引取りモータ６等の回転数から光ファイバ１
の搬送長さを計測する計測器や、ボビン４に対する巻き
取り径を実測する光センサやリミットスイッチ等を採用
しうる。

【００３１】前記切断手段２４は、ガイドローラ１６と
巻取りボビン４との間に設けたカッターよりなり、前記
速度制御部２８に接続されている。しかして、当該速度
制御部２８は、光ファイバ１のトラバース速度を増速さ
せた後しばらくしてから切断手段２４を作動させるよ
う、内部に遅延回路ないしタイマーを備えている。次
に、上記光ファイバ巻取り機５による光ファイバ１の巻
取り方法とその作用について説明する。

【００３２】先ず、光ファイバ１を巻取りボビン４に普
通に巻き取っている間は、切替えスイッチ２９が通常速
度設定部２７側に接地しており、同部２７によって設定
されたトラバース速度Ｖ1 によって光ファイバ１がトラ
バースされる。このため、光ファイバ１は図２（ａ）に
示すように互いに密接するように積層状に巻き付けられ
ていく。

【００３３】その後、満巻きになったことを検出センサ
２３が検出すると、トラバース速度制御手段２５の切替
えスイッチ２９が増速度設定部２７に切り替わり、同部
２７によって設定されたトラバース速度Ｖ2 によって光
ファイバ１がトラバースされる。すると、かかるトラバ
ース速度Ｖ2 では、ボビン４が一回転する間に当該ボビ
ン４が光ファイバ１の直径分の数倍から数十倍だけ胴長
方向に移動するので、図２（ｂ）に示すように、光ファ
イバ１は既に巻かれている積層体３１に対して傾斜した
状態で螺旋状に巻き取られることになる。

【００３４】この場合、トラバース速度を増速せずにＶ
1 のままで光ファイバ１を切断したとすると、図３に示
すように、その切断の際に生じる張力Ｆがファイバ積層
体３１の径内方向にもろに作用して光ファイバ１のライ
ンが当該積層体３１の中に沈み込み、既に巻かれている
光ファイバ１を損傷することがあり、酷い場合には光フ
ァイバ１同士が絡み合ってボビン４一本分がすべて駄目
になることがある。

【００３５】この点、本実施例では、光ファイバ１が既
に巻かれている積層体３１に対して傾斜した状態で巻き
取られるので、かかる状態で光ファイバ１を切断して同
ファイバ１に張力Ｆが作用しても、図２（ｃ）に示すよ
うに、その張力Ｆは最外周にに巻かれている胴長方向に
並ぶ複数本のファイバ層３２によって受け持たれること
になり、これによって当該光ファイバ１が積層体３１の
径内部に沈み込むのが防止される。

【００３６】そして、切断手段２４によって光ファイバ
１のラインが切断されたあと、光ファイバ１はタンデム
に並設されている隣りの巻取りボビン４に乗り移ること
になる。このように、本実施例によれば、切断時に光フ
ァイバ１の張力が増大してもボビン４上の積層体３１に
沈み込むのが防止できるので、従来のダミーローラを設
けなくても光ファイバ１の損傷を防止できる。

【００３７】また、ダミーローラが不要となることによ
り、次の問題点を解消できる。 （１） ダミーローラへの乗り上げ時に生じる張力の増
大により、光ファイバ１がボビン４の積層体３１に沈み
込んで同ファイバ１を傷つけることがない。 （２） ダミーローラとボビン４の境目で巻きが悪くな
り、巻き崩れ、絡み、叩きによって光ファイバ１が損傷
するのを無くすことができる。 （３） ダミーローラを設けなくてもよいので、機械構
造が簡単になり、設備コストやメンテナンスコストを低
減できる。 （４） 光ファイバ１がダミーローラへ乗り上げる時の
速度制御も不要となるので、この点でも設備コスト及び
メンテナンスコストを低減でき、ボビン４の切替えの成
功率が向上して生産効率を高められる。 （５） ダミーローラに巻かれた光ファイバ１はスクラ
ップになるが、これが無くなることにより生産効率が向
上する。

【００３８】図４は、本発明の他の実施例を示してい
る。この場合、上記実施例の巻取り機５と異なるところ
は、トラバース速度制御手段２５がトラバース手段１５
による光ファイバ１のトラバース範囲を巻取りボビン４
の胴部１３の一部に限定する機能を備えており、この限
定されたトラバース範囲において当該トラバース手段１
５による光ファイバ１のトラバース速度を増大させる点
にある。

【００３９】すなわち、本例では、図４（ａ）に示すよ
うに、巻取りボビン４に対する所望の巻取り量が得られ
た後に、光ファイバ１のトラバース範囲を巻取りボビン
４の胴部１３の一部に限定することにより、数層の光フ
ァイバ１よりなる保護層３３を形成しておき、その後、
図４（ｂ）に示すようにこの保護層３３を形成している
部分において光ファイバ１のトラバース速度を増大させ
て巻き取るようにしている。

【００４０】このため、切断時の張力によって傷つくの
は上記保護層３３を形成する光ファイバ１に限られるこ
とになるので、増速トラバースを行ってもなお光ファイ
バ１が傷ついたとしても、当該保護層３３だけを巻き戻
すだけで済むという利点がある。なお、上記実施例は例
示的なものであって限定的なものではない。すなわち、
本発明の範囲は前記した特許請求の範囲によって示さ
れ、その請求項の意味に入るすべての変形例は本願発明
に含まれるものである。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ダミーローラを設けることなく、巻取りボビン４に既に
巻かれている光ファイバ１の損傷を有効に防止できるの
で、当該巻取り機５の設備コストやメンテナンスコスト
を低減でき、光ファイバ１の生産効率を向上できる（請
求項１及び３）。

【００４２】また、トラバース範囲を限定して形成した
保護層３３においてトラバース速度を増速する場合に
は、光ファイバ１が傷ついても保護層３３だけを巻き戻
すだけで済むので、光ファイバ１の生産効率をより向上
できる（請求項２及び４）。

【図面の簡単な説明】

【図１】光ファイバ巻取り機の制御構成図である。

【図２】（ａ）は通常巻き取り時における巻取りボビン
の側面図、（ｂ）は増速後における同側面図、（ｃ）は
その拡大図である。

【図３】光ファイバの沈み込み現象を示す巻取りボビン
の側面図である。

【図４】（ａ）は通常巻き取り時における巻取りボビン
の側面図、（ｂ）は増速後における同側面図である。

【符号の説明】

１ 光ファイバ ４ 巻取りボビン ５ 巻取り機 １０ 回転駆動手段（回転モータ） １３ 胴部 １５ トラバース手段 ２３ 検出センサ ２４ 切断手段 ２５ トラバース速度制御手段 ３１ 積層体 ３３ 保護層

フロントページの続き (72)発明者 肥留間 繁男 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目３番１号 株式会社神戸製鋼所 高砂製作所内 (56)参考文献 特開 平２−249865（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−316373（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B65H 54/02 B65H 54/28

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ファイバ（１）を巻取りボビン（４）
   の胴長方向にトラバースさせながら積層状に巻き取るよ
   うにした光ファイバの巻取り方法において、 前記巻取りボビン（４）に対する所望の巻取り量が得ら
   れた後でかつ前記光ファイバ（１）を切断する前に、当
   該光ファイバ（１）のトラバース速度を増大させること
   により、その増加前に比べて一巻き一巻きが胴長方向に
   離れて巻き付くように同光ファイバ（１）を巻き取るこ
   とを特徴とする光ファイバの巻取り方法。
2. 【請求項２】 巻取りボビン（４）に対する所望の巻取
   り量が得られた後で光ファイバ（１）のトラバース範囲
   を巻取りボビン（４）の胴部（１３）の一部に限定して
   保護層（３３）を形成しておき、この保護層（３３）を
   形成している部分において前記光ファイバ（１）のトラ
   バース速度を増大させて同光ファイバ（１）を巻き取る
   ことを特徴とする請求項１に記載の光ファイバの巻取り
   方法。
3. 【請求項３】 光ファイバ（１）の巻取りボビン（４）
   を巻取り方向に回転させる回転駆動手段（１０）と、前
   記光ファイバ（１）を前記巻取りボビン（４）の胴長方
   向にトラバースさせるトラバース手段（１５）と、前記
   巻取りボビン（４）に対する前記光ファイバ（１）の巻
   取り量を検出する検出センサ（２３）と、所望の巻取り
   量が得られた後で前記光ファイバ（１）のラインを切断
   する切断手段（２４）と、を備えた光ファイバ巻取り機
   において、 前記検出センサ（２３）が前記巻取りボビン（４）に対
   する所望の巻取り量に達したことを検出した信号に基づ
   いて、前記切断手段（２４）を作動する前に、前記所望
   の巻取り量に達する前に比べて一巻き一巻きが胴長方向
   に離れて巻き付くように前記トラバース手段（１５）に
   よる光ファイバ（１）のトラバース速度を増大させる制
   御手段（２５）を設けたことを特徴とする光ファイバ巻
   取り機。
4. 【請求項４】 制御手段（２５）は、トラバース手段
   （１５）による光ファイバ（１）のトラバース範囲を巻
   取りボビン（４）の胴部（１３）の一部に限定する機能
   を備えており、この限定されたトラバース範囲において
   当該トラバース手段（１５）による光ファイバ（１）の
   トラバース速度を増大させることを特徴とする請求項３
   に記載の光ファイバ巻取り機。