JP3322086B2 - チューブ型光ユニットおよびその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、チューブ内に複数
本の光ファイバまたは複数本の光ファイババンドルを適
度な余長をもたせて収容したチューブ型光ユニットおよ
びその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】金属やプラスチックなどのチューブ内に
光ファイバまたは光ファイババンドルを収容し、強度的
に弱い光ファイバを外力から保護する光通信ケーブルが
知られている。例えば、特開昭５４−８３８４３号公報
等に記載の従来技術では、金属テープをロール成型しな
がら単心光ファイバまたは光ファイバユニットを収容
し、この金属テープを溶接する方法によって、光ファイ
バユニットを金属管内に収容している。ここで、光ファ
イバユニットは、複数本の光ファイバを構成単位とする
ものである。

【０００３】図７は、チューブ型光ユニットの一例を説
明する斜視図である。図中、１は光ファイババンドル、
２はチューブ、３はチューブ型光ユニット、３１は光フ
ァイバ、３２は粗巻き紐である。複数本の光ファイバ３
１は、繊維束等の粗巻き紐３２で束ねられて光ファイバ
バンドル１となり、１本の光ファイバユニットが構成さ
れる。複数本の光ファイババンドル１は、チューブ２内
に収容されてチューブ型光ユニット３が形成される。

【０００４】図示の例では、６本の光ファイバ３１に対
して粗巻き紐３２を２本用い互いに逆方向に巻きつけて
光ファイババンドル１を構成し、これを４本収容してい
る。図においては、光ファイババンドル１がチューブ２
の管底に集まった状態を示しているが、通常、チューブ
２の内部にルース状に光ファイババンドル１を収容し、
光ファイバには適度な収容余長が与えられているため、
光ファイババンドル１はチューブ２の内部空間内で比較
的自由に位置の移動ができ、光ファイバ３１に側圧がか
かりにくくなっている。

【０００５】光ファイババンドル１の長さとチューブ２
の長さの差が収容余長となり、チューブ２の単位長さ当
たりの収容余長が余長率となる。しかし、図７に示した
ように複数本の光ファイババンドル１をチューブ２内に
収容する場合、上述した従来技術の方法を用いると、複
数本の光ファイババンドル１間においてパスに差が生じ
るため、収容余長が光ファイババンドル１によって異な
ってしまうという問題があった。そのため、複数の光フ
ァイババンドル１に対して均等に最適な収容余長を与え
ることができない。この問題点について、図８を参照し
て説明する。

【０００６】図８は、キャプスタン上でのチューブ型光
ユニットの説明図である。図中、図７と同様な部分には
同じ符号を用いて説明を省略する。１ａは第１バンド
ル、１ｂは第２バンドル、１ｃは第３バンドル、１ｄは
第４バンドル、２１はキャプスタンである。左側に記載
した円形の断面は、右側に記載したキャプスタン上での
断面図中、Ａ−Ａにおける断面を示している。

【０００７】光ファイババンドル１の各々は、数字を記
入した丸印で図示しており、１ａは第１バンドル、１ｂ
は第２バンドル、１ｃは第３バンドル、１ｄは第４バン
ドルである。第１〜第４の光ファイババンドル１ａ〜１
ｄは、製造終了後のチューブ２の収縮によってチューブ
２に対して収容余長をもつ。複数本の光ファイババンド
ルの収容余長が光ファイババンドルによって異なるの
は、チューブ２と光ファイババンドル１とが一体化する
カップリングポイントとなるキャプスタン２１上におい
て、第１〜第４の光ファイババンドル１ａ〜１ｄの上下
位置関係に応じて曲げ半径Ｒが相違し、パスに差が生じ
るためである。

【０００８】キャプスタン２１に巻き付けられた状態に
おいて、内周側に位置する第３および第４の光ファイバ
バンドル１ｃ，１ｄは、キャプスタン２１の中心からの
曲率半径がＲである。これに対し、外周側に位置する第
１および第２の光ファイババンドル１ａ，１ｂは、キャ
プスタンの中心からの曲率半径が（Ｒ＋ｄ）である。し
たがって、内周側と外周側との間で単位長当たり、
（（Ｒ＋ｄ）θ−Ｒθ）／Ｒθのパスの差が生じ、これ
が収容余長の余長率の差となる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した事
情に鑑みてなされたもので、複数本の光ファイババンド
ル間の収容余長の差を小さくしたチューブ型光ユニット
およびその製造方法を提供することを目的とするもので
ある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、複数本の光ファイバまたは複数本の光ファイババン
ドルを反転装置で反転させながらチューブ内に収容し、
前記チューブを巻き取りドラムよりも前に設けたキャプ
スタンに巻き付けるようにしてなるチューブ型光ユニッ
トの製造方法であって、前記光ファイバまたは光ファイ
ババンドルを、前記キャプスタン上で、互いの上下位置
関係を周期的に反転させて前記チューブ内に収容するこ
とを特徴とするチューブ型光ユニットの製造方法におい
て、前記上下位置関係を反転させる周期をＴ、製造線速
をＶ、前記上下位置関係を反転させる位置から前記キャ
プスタンの位置までの距離をＬとしたとき、ＴがＬ／Ｖ
以上であり、かつ、複数の前記光ファイバまたは光ファ
イババンドルの反転角は、１８０゜以上２７０゜以下で
あることを特徴とするものである。

【００１１】

【００１２】

【００１３】

【００１４】

【００１５】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の形態を説
明するキャプスタン上での光ファイババンドルの位置関
係図であり、図１（Ａ），図１（Ｂ）は、第１および第
２の位置関係図である。図中、図７，図８と同様な部分
には同じ符号を用いて説明を省略する。この実施の形態
は、キャプスタン上において、第１〜第４の光ファイバ
バンドル１ａ〜１ｄの上下位置関係を周期的に反転さ
せ、第１〜第４の光ファイババンドル１ａ〜１ｄが正逆
方向に捻回するチューブ型光ユニット３である。

【００１６】図１（Ａ）に示す第１の位置関係では、第
３，第４の光ファイババンドル１ｃ、１ｄがキャプスタ
ンの中心軸側にあり、第１，第２の光ファイババンドル
１ａ，１ｂが中心軸側から遠い側にある。したがって、
第１，第２の光ファイババンドル１ａ，１ｂの方が余長
および余長率が大きくなる。逆に、図１（Ｂ）に示す第
２の位置関係では、第３，第４の光ファイババンドル１
ｃ、１ｄが中心軸から遠い側にあり、第１，第２の光フ
ァイババンドル１ａ，１ｂが中心軸側にある。したがっ
て、第３，第４の光ファイババンドル１ｃ，１ｄの方が
余長および余長率が大きくなる。

【００１７】したがって、図１（Ａ），図１（Ｂ）に示
す位置関係を交互に取るように、第１〜第４の光ファイ
ババンドル１ａ〜１ｄの上下位置関係を周期的に反転さ
せることにより、キャプスタン上において生じる第１〜
第４の光ファイババンドル１ａ〜１ｄ間のパスの差、す
なわち余長差が低減される。

【００１８】図２は、本発明の実施の形態のチューブ型
光ユニット製造方法を説明する製造装置の概要構成図で
ある。図中、図７，図８と同様な部分には同じ符号を用
いて説明を省略する。１１は光ファイバサプライ、１２
は集線装置、１３は紐巻装置、１４は反転装置、１５は
光ファイバ導入管、１６はロール成形装置、１７はステ
ンレステープ、１８はステンレステープサプライ、１９
はプラズマ溶接装置、２０は引き落としダイス、２１は
キャプスタン、２２は巻き取りドラムである。ステンレ
ス管型光ユニットの製造を例にとって説明する。

【００１９】２４本の光ファイバ３１は、光ファイバサ
プライ１１から供給され、集線装置１２で６心ずつ４組
にまとめられる。まとめられた光ファイバの組は、紐巻
装置１３において、それぞれコットン糸等の粗巻き紐３
２がチーズ巻きされたボビンの中を通され、粗巻き紐３
２を粗巻きされて束ねられ、４本の光ファイババンドル
１が形成される。４本の光ファイババンドル１は、反転
装置１４において、チューブ２への挿入の位置関係を周
期的に例えば１８０゜反転させられる。言い換えれば、
周期的にＳＺ撚りされる。

【００２０】反転装置１４から出た光ファイババンドル
１は、光ファイバ導入管１５の中を通され、ステンレス
パイプ等のチューブをロール成型するロール成形装置１
６に導入される。一方、チューブ材料であるステンレス
テープ１７は、ステンレステープサプライ１８から供給
され、ロール成形装置１６においてチューブの形状にな
るよう徐々に成形され、プラズマ溶接装置１９でロール
成形されたステンレスパイプの継ぎ目が溶接され、引き
落としダイス２０に供給されて、所望のサイズのチュー
ブになるように引き落とされる。

【００２１】このようにして、４本の光ファイババンド
ル１が挿入されたチューブ型光ユニット３が形成され
る。チューブ型光ユニット３は、巻き取りの駆動力が与
えられたキャプスタン２１上に一旦所定角度巻き取ら
れ、最終的には巻き取りドラム２２により巻き取られ
る。

【００２２】図３は、反転装置の動作を説明する状態図
である。図中、図７，図８，図２と同様な部分には同じ
符号を用いて説明を省略する。キャプスタン２１等のカ
ップリングポイントにおいて、第１〜第４の光ファイバ
バンドル１ａ〜１ｄの上下位置関係が周期的に反転する
ように、反転装置１４をファイバ導入管１５の手前に設
けている。

【００２３】反転装置１４は、第１〜第４の光ファイバ
バンドル１ａ〜１ｄに周期的にＳＺ撚りをかける装置で
ある。図３には、反転角度を１８０゜とした場合を例示
している。第１，第２の光ファイババンドル１ａ，１ｂ
に着目する。第１の状態では上半分の領域にある。反転
装置１４が９０゜右回転した第２の状態では、右方向に
捩られて右半分の領域に移動する。さらに反転装置１４
が９０゜右回転した第３の状態では、さらに右方向に捩
られて下半分の領域に移動する。第１の状態と比べ、第
１，第２の光ファイババンドル１ａ，１ｂと、第３，第
４の光ファイババンドル１ｃ，１ｄの上下位置関係が反
転している。第３の状態から反転装置１４が９０゜左回
転すると左方向に捩られて第２の状態になり、さらに９
０゜左回転するとさらに左方向に捩られて第１の状態に
戻る。

【００２４】第１〜第４の光ファイババンドル１ａ〜１
ｄは、反転装置１４による周期的なＳＺ撚りの影響を受
けてキャプスタン２１に巻き付けられる。図１を参照し
て説明した第１，第２の位置関係を周期的に交互に実現
するには、上下位置関係を反転させる周期をＴ、製造線
速をＶ、上下位置関係を反転させる反転ポイントからチ
ューブ２と第１〜第４の光ファイババンドル１ａ〜１ｄ
とが一体化するカップリングポイントまでの距離をＬと
したとき、ＴがＬ／Ｖ以上であることが必要である。

【００２５】反転装置１４によって、光ファイババンド
ル１の上下位置関係が反転した後、その反転部分がカッ
プリングポイントまで進むのには時間を要する。この所
要時間がＬ／Ｖである。反転部分がカップリングポイン
トに到達する前においては、まだ複数本の光ファイババ
ンドル１の上下位置関係が確定していないため、次の逆
方向への反転をさせてしまうと前回の反転と相殺され元
の上下位置関係に戻る可能性が高くなる。したがって、
上下位置関係を反転させる周期Ｔは、上述した所要時間
以上であることが必要である。

【００２６】一旦カップリングしてしまえば、キャプス
タン２１上で光ファイババンドル１がチューブ２に対し
て移動することはなく、複数の光ファイババンドル１の
上下位置関係が変わることもない。巻き取りドラム２２
に収容された後、実際にチューブ型光ユニットが布設さ
れるまでの期間において、第１〜第４の光ファイババン
ドル１ａ〜１ｄは、時間経過と共にチューブ２内でＳＺ
撚りがゆるみ、捻回がない状態に向かう。

【００２７】上述した説明では、チューブ２内に複数本
の光ファイババンドル１を収容したチューブ型光ユニッ
ト３を前提に説明した。しかし、複数本の光ファイババ
ンドル１の代わりに複数本の光ファイバを収容した場合
でも、同様にカップリングポイントとなるキャプスタン
上において生じるパスの差により余長率の差が発生す
る。したがって、同様の方法によってこの収容余長の差
を小さくすることができる。光ファイバの外径が大きい
ほどパスの差が大きくなるから効果が大きい。

【００２８】また、カップリングポイントとしては、図
２を参照して説明した巻き取りの駆動力が与えられたキ
ャプスタン２１である必要はなく、キャプスタン２１の
前に図示しない巻き付けドラムを設け、これを専用のカ
ップリングポイントとしてもよい。この場合は、巻き付
けドラムがカップリングポイントを与えるキャプスタン
に相当する。

【００２９】

【実施例】本発明の具体例および試験結果について説明
する。光ファイババンドル１は、０．２５ｍｍφの紫外
線硬化（ＵＶ）被覆着色心線を６本束ね、粗巻き紐３２
として２２５デニールのコットン糸を用いて粗巻きした
ものである。ファイバサプライ１１のファイバサプライ
張力を約１００ｇとし、光ファイババンドル１を４本収
容したチューブ型光ユニット３を製造した。

【００３０】反転装置１４において光ファイババンドル
１を挿入する位置関係を反転角度１８０゜で周期的に反
転させ、幅６．０ｍｍ、厚さ０．２ｍｍのステンレステ
ープをロール成型する過程で光ファイババンドル１を挿
入した。引き落としダイス２０により外径３．９ｍｍ
φ，内径３．５ｍｍφのステンレス管になるように引き
落とした。これを５５０ｍｍφのキャプスタン２１で一
旦巻き取り、６００ｍｍφの巻き取りドラム２２に収め
た。

【００３１】製造線速Ｖを５ｍ／ｍｉｎとし、上下位置
関係を１８０゜反転させる反転周期Ｔを６ｍｉｎ／回と
した。これは、Ｖ×Ｔ＝３０ｍの反転間隔で反転するこ
とを意味する。反転ポイントである反転装置１４からカ
ップリングポイントであるキャプスタン上の位置までの
距離Ｌは１５ｍであった。

【００３２】上述の製造条件で反転装置１４を使用した
場合と、使用しない場合の２通りで試作を行ない、収容
余長を調査した。

【００３３】図４は、光ファイババンドルの余長率の線
図であり、図４（Ａ）は本発明の実施例の製造方法にお
ける余長率の線図、図４（Ｂ）は反転装置を使用しない
比較例における余長率の線図である。図中、横軸は第１
〜第４の光ファイババンドル１ａ〜１ｄのバンドル番号
であり、これらの余長率が縦軸に示されている。余長率
は、３０ｍのサンプルを１０本測定し、光ファイババン
ドル中の６本の光ファイバについて平均をとった結果を
示す。なお、余長率が同じサンプルについては、１点の
プロットで代表させている。

【００３４】図４（Ｂ）に示すように、反転装置１４を
使用しない比較例の余長率は、光ファイババンドル間の
余長率のばらつきΔεが０．１６％と大きかったが、図
４（Ａ）に示すように、反転装置１４を使用した本発明
の実施例の製造方法では、光ファイババンドル間の余長
率のばらつきΔεを０．０７％と、同じバンドル番号内
での余長率のばらつき程度に抑えることが可能となっ
た。

【００３５】図５は、本発明の実施例の反転周期と余長
率のばらつきとの関係を示す線図である。図中、横軸は
反転周期Ｔであり、縦軸は光ファイババンドル間の余長
率のばらつきである。図４を参照して説明した製造条件
のうち、反転周期Ｔのみを６ｍｉｎから変化させたとこ
ろ、反転周期Ｔが３ｍｉｎ以上という長い反転周期を取
った場合に余長率のばらつきが小さくなっている。

【００３６】製造線速Ｖが５ｍ／ｍｉｎ、反転装置１４
の位置である反転ポイントからキャプスタン上の位置で
あるカップリングポイントまでの距離Ｌが１５ｍである
から、Ｌ／Ｖ＝３ｍｉｎとなり、実験結果からも、図３
を参照して説明した反転条件を満たす反転周期で余長率
のばらつきΔεが小さくなっているのがわかる。

【００３７】図６は、本発明の実施例の反転角度と余長
率のばらつきとの関係を示す線図である。図中、横軸は
反転角度であり、縦軸は、光ファイババンドル間の余長
率のばらつきである。図４を参照して説明した製造条件
のうち、反転角度のみを１８０°から変化させたとこ
ろ、反転角度を１８０゜〜２７０゜の範囲に設定するこ
とにより、余長率のばらつきが小さくなり、カップリン
グポイントにおいて上下位置関係を反転させる効果が増
すことがわかる。

【００３８】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１に記載の発明によれば、光ファイバまたは光ファイバ
バンドルが巻き取りドラムに巻き取られる前に、キャプ
スタンに巻き付けられて、互いの上下位置関係を周期的
に反転されてチューブ内に収容されるから、その反転を
行なったときに、前回の反転と相殺されにくくして、元
の上下位置関係に戻りにくくなり、チューブ内に適度な
余長をもってルース状に光ファイバまたは光ファイババ
ンドルを収容する際に、各光ファイバ間または各バンド
ル間の余長率のばらつきを抑制することができるという
効果がある。プラスチックチューブ，ステンレス管等の
金属管を用いた、ルースチューブ型光ユニットの製造に
利用すると非常に効果的である。そして、上下位置関係
を反転させる周期をＴ、製造線速をＶ、上下位置関係を
反転させる位置から一体化する位置までの距離をＬとし
たとき、ＴがＬ／Ｖ以上であるから、反転装置によっ
て、光ファイババンドルの上下位置関係が反転した後、
その反転部分がキャプスタンに進むまでの間に次の逆方
向への反転がないため、前回の反転が相殺されることが
ないという効果がある。さらに、複数の前記光ファイバ
または光ファイババンドルの反転角が１８０゜以上２７
０゜以下であるから、余長率のばらつきが小さくなり、
チューブが巻き付けられたキャプスタン上において上下
位置関係を反転させる効果が増すという効果がある。

【００３９】

【００４０】

【００４１】

【００４２】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を説明するキャプスタン上
での光ファイババンドルの位置関係図であり、図１
（Ａ），図１（Ｂ）は、第１および第２の位置関係図で
ある。

【図２】本発明の実施の形態のチューブ型光ユニット製
造方法を説明する製造装置の概要構成図である。

【図３】反転装置の動作を説明する状態図である。

【図４】光ファイババンドルの余長率の線図であり、図
４（Ａ）は本発明の製造方法における余長率の線図、図
４（Ｂ）は反転装置を使用しない比較例における余長率
の線図である。

【図５】本発明の実施例の反転周期と余長率のばらつき
との関係を示す線図である。

【図６】本発明の実施例の反転角度と余長率のばらつき
との関係を示す線図である。

【図７】チューブ型光ユニットの一例を説明する斜視図
である。

【図８】キャプスタン上でのチューブ型光ユニットの説
明図である。

【符号の説明】

１…光ファイババンドル、２…チューブ、３…チューブ
型光ユニット、３１…光ファイバ、３２…粗巻き紐、１
４…反転装置、１５…光ファイバ導入管、１６…ロール
成形装置、１７…ステンレステープ、２０…引き落とし
ダイス、２１…キャプスタン、２２…巻き取りドラム。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数本の光ファイバまたは複数本の光フ
   ァイババンドルを反転装置で反転させながらチューブ内
   に収容し、前記チューブを巻き取りドラムよりも前に設
   けたキャプスタンに巻き付けるようにしてなるチューブ
   型光ユニットの製造方法であって、前記光ファイバまた
   は光ファイババンドルを、前記キャプスタン上で、互い
   の上下位置関係を周期的に反転させて前記チューブ内に
   収容することを特徴とするチューブ型光ユニットの製造
   方法において、前記上下位置関係を反転させる周期を
   Ｔ、製造線速をＶ、前記上下位置関係を反転させる位置
   から前記キャプスタンの位置までの距離をＬとしたと
   き、ＴがＬ／Ｖ以上であり、かつ、複数の前記光ファイ
   バまたは光ファイババンドルの反転角は、１８０゜以上
   ２７０゜以下であることを特徴とするチューブ型光ユニ
   ットの製造方法。