JP4158045B2 - スロットロッドのスロット形状検出方法 - Google Patents

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Description

本発明はスロットロッドのスロット形状検出方法に係り、スロットロッド上に、周期が大きく異なる二つのSZ状曲線を重ね合せた曲線に沿って設けられたスロット(以下、本発明では「SZonSZスロット」と言う)の反転角度および捻回ピッチを測定することができるスロットロッドのスロット形状検出方法に関するものである。
一般に、光ファイバケーブルの敷設工事における分岐、接続作業を容易に行うために、スロットロッドの表面に形成されるスロットの撚り方向を長手方向に沿って一定のピッチで反転させたいわゆるSZスロット型のスロットケーブル(以下、「SZスロットケーブル」と言う)が用いられている。また、このようなSZスロットのスロット形状を測定する方法が提案されている(例えば特許文献1参照)
SZスロットケーブルでは、各スロットの位置はスロット断面内でその平均位置を中心に反転角の範囲内を左右に往復変動している。したがって、このケーブルをドラムに巻いたときは、平均位置をドラムの胴面側に置くスロットやそれと反対側に置くスロットなど様々であり、ドラムとの関係はスロット毎に異なってくる。具体的には、平均位置がドラムの胴面側にあるスロットでは、スロット長は圧縮され、平均位置がそれとは反対側にあるスロットではスロット長は伸長される傾向がある。このため、スロットに収容される光ファイバの受ける歪もスロット毎に異なり、その結果伝送特性もスロットにより異なる傾向を生じて問題とされていた。
そこで、周期が大きく異なる二つのSZ状曲線を重ね合せた曲線に沿って設けられたスロットによって、全ての光ファイバの歪量や内部応力が同等となるようなSZonSZスロットが提案された(例えば特許文献2参照)。
すなわち、特許文献2で開示されたSZonSZスロットでは、一つ飛ばしの反転箇所(例えば隣接する反転箇所)を結ぶ最短連結仮想線が、スロットロッドの表面において緩やかなSZ状曲線(例えば正弦波状曲線)を描くようにスロットを形成した。つまり、従来のSZスロットの軌跡において短周期のスロット形状における一つ飛ばしの反転箇所を、更に緩やかな長周期のSZ状曲線に載せたものである。これにより、各スロットがドラム巻に関して同等の関係に置かれるため、ドラム巻した際の歪み量や内部応力が平均化され、伝送損失のばらつき等を防止して、収容されている光ファイバの品質を維持することができる。
特開2004−021221号公報 特許2627976号公報
しかしながら、従来のSZスロットでの反転角、捻回ピッチの検出は前述した特許文献1に開示されている測定方法により行われているが、この方法では、SZonSZスロットの短周期および長周期の反転角、捻回ピッチを連続測定することができず、製造されたSZonSZスロットの全長に亘る品質保証を行うことができないという不都合があった。
本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、SZonSZスロットの反転角および捻回ピッチを連続測定することができるスロットロッドのスロット形状検出方法を提供することにある。
前述した目的を達成するために、本発明に係るスロットロッドのスロット形状検出方法は、少なくとも1本以上のスロットが短周期SZ撚りと長周期SZ撚りとを合成した軌跡として略円筒形状の長手方向に捻回して設けられたスロットロッドのスロット形状検出方法であって、連続する前記短周期SZ撚りの反転角度の平均を算出し、前記短周期SZ撚りの反転角度を検出すると共に、前記短周期SZ撚りの最大反転角度と最小反転角度を検出し、前記最大反転角度から前記最小反転角度を差し引き、さらに前記短周期SZ撚りの平均反転角度を差し引くことで前記長周期SZ撚りの反転角度を検出することを特徴としている。
本発明では短周期SZ撚りと長周期SZ撚りとを合成したスロットをSZonSZスロットと呼称し、一つ飛ばしの反転箇所、すなわち隣接する上側の反転箇所同士あるいは隣接する下側の反転箇所同士を結ぶ最短連結仮想線が、スロットロッドの表面において緩やかなSZ状曲線を描くようにスロットを形成したものである。
このように構成されたスロットロッドのスロット形状検出方法においては、連続する短周期SZ撚りの反転角度の平均を算出して短周期SZ撚りの反転角度を検出するので、従来より用いられている測定装置を用いて、短周期SZ撚りの反転角度を求めることができ、製造されたSZonSZスロットの全長に亘る品質保証を行うことができる。
また、短周期SZ撚りの最大反転角度と最小反転角度を検出し、最大反転角度から最小反転角度を差し引き、さらに短周期SZ撚りの平均反転角度を差し引くことで長周期SZ撚りの反転角度を検出するので、従来より用いられている測定装置を用いて、長周期SZ撚りの反転角度を求めることができる。
また、本発明に係るスロットロッドのスロット形状検出方法は、前記長周期SZ撚りの反転角の極大点もしくは極小点と前記短周期SZ撚りの反転角の極大点または極小点との位置を前記スロットロッドの長手方向に一致させることを特徴としている。
このように構成されたスロットロッドのスロット形状検出方法においては、長周期SZ撚りの反転角の極大点もしくは極小点と短周期SZ撚りの反転角の極大点または極小点との位置がスロットロッドの長手方向に一致することにより、長周期SZ撚りの反転角度の検出が良好になる。
また、本発明に係るスロットロッドのスロット形状検出方法は、前記短周期SZ撚りの最大反転角度から最小反転角度を検出するまでに製造したスロットロッドの長さを検出して2倍することにより、前記長周期SZ撚りの捻回ピッチを検出することを特徴としている。
このように構成されたスロットロッドのスロット形状検出方法においては、短周期SZ撚りの最大反転角度から最小反転角度を検出するまでに製造したスロットロッドの長さを検出することにより、長周期SZ撚りの捻回ピッチの2分の1を検出するのでこれを2倍することにより、従来より用いられている測定装置を用いて、長周期SZ撚りの捻回ピッチを求めることができる。
また、本発明に係るスロットロッドのスロット形状検出方法は、反転角度の極値点から次の極値点まで進む間に製造したスロットロッドの長さを検出して2倍することにより、前記短周期SZ撚りの捻回ピッチを検出することを特徴としている。
このように構成されたスロットロッドのスロット形状検出方法においては、反転角度の極値点から次の極値点まで進む間に製造したスロットロッドの長さを検出して、短周期SZ撚りの捻回ピッチの2分の1を検出するのでこれを2倍することにより、従来より用いられている測定装置を用いて、短周期SZ撚りの捻回ピッチを求めることができる。
本発明によれば、従来より用いられている測定装置を用いて、SZonSZスロットの反転角および捻回ピッチをオンラインで測定することができ、よって、製造されたSZonSZスロットの全長に亘る品質保証を行うことができる。
以下、本発明に係る好適な実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図1は本発明に係るスロットロッドのスロット形状検出方法の対象となるSZonSZスロットの形状を示すグラフ、図2はSZonSZスロットにおける短周期SZ撚りの反転角および捻回ピッチを示すグラフ、図3は短周期SZ撚りの反転角における本検出方法の精度を示す表、図4はSZonSZスロットにおける長周期SZ撚りの反転角および捻回ピッチを示すグラフ、図5は本発明に係るスロットロッドのスロット形状検出方法に用いられる検出装置の構成図、図6は図5の装置のスロット形状検出部における環状回転部を説明する斜視図、図7は図5に示した検出装置を用いた検出動作の原理を示すグラフである。
本発明に係るスロットロッドのスロット形状検出方法は、前述した特許文献1で開示されている測定装置を用いて実施される。従って、まず、測定装置の概略について説明する。
図5に示すように、この測定装置10では、略円筒形状のスロットロッド12を押出し成形するクロスヘッド11の下流側にキャプスタンローラ13a、13bが設けられ、押出し成形されたスロットロッド12を引き出して下流側に送り出している。キャプスタンローラ13a、13bの下流側には、一対のアキュムレーティングローラ14a、14bが設けられており、送られてくるスロットロッド12を必要により蓄線ないし放線することができる。
アキュムレーティングローラ14a、14bから送り出されるスロットロッド12は、ターンホイール15を介して一対のピンチローラ16a、16bに送られ、ピンチローラ16a、16bは所定の速度でスロットロッド12を測長ホイール17に供給する。なお、ピンチローラ16aはエアシリンダ16cによってピンチローラ16bに押し付けられ、モータ16dにより回転駆動されるピンチローラ16bに従動して回転する。
また、測長ホイール17は、ロータリエンコーダ18により回転数が計測されて、コントローラ19に入力され、スロットロッド12を測長する。
さらに、スロットロッド12は、スロット形状検出部20に送られる。
スロット形状検出部20は、図6に示すように、複数本のピン20bを保持するとともに、二分割可能な環状回転部20aを備えており、環状回転部20aは、ピン20bをスロットロッド12のスロット12aに挿入して、スロット12aの捻回に従って回転するようになっている。図5に戻って、ロータリエンコーダ21は環状回転部20aの回転を計測してコントローラ19に送る。
このようにして、スロットロッド12におけるスロット12aの反転角度および捻回ピッチが計測される。なお、計測されたスロットロッド12は、ターンホイール22を介して巻取機23に巻き取られる。
図7には、前述した測定装置10により得られたデータから反転角度および捻回ピッチを得る方法が示されている。
すなわち、図7に示すように、測長ホイール17に接続されているロータリエンコーダ18により測長ホイール17の回転数をコントローラ19に送り、このデータからスロットロッド12の長さを測長する。また、スロット形状検出部20のロータリエンコーダ21により反転角を測定してコントローラ19(図5参照)にデータを送り、コントローラ19は反転部A1〜A5を判別する。
コントローラ19は、反転部A1〜A5における長さB1〜B5を記憶し、反転角をA1−A2あるいはA3−A4から演算して求める。また、捻回ピッチをB4−B2あるいはB5−B3から演算して求める。
次に、本発明に係るスロットロッドのスロット形状検出方法について説明する。
図1にはSZonSZスロットにおけるスロットの形状が示されている。
SZonSZスロットAは、短周期SZ撚りのスロットBの反転箇所を一つ飛ばしで結ぶ最短連結仮想線が、スロットロッド12の表面において緩やかなSZ状曲線を描くようにスロット12a(図6参照)が形成されている。すなわち、SZonSZスロットAは、従来のSZスロットの軌跡において短周期のスロットBにおける一つ飛ばしの反転箇所を、さらに緩やかな長周期のSZ軌跡Cの上に載せたものである。
本発明のスロットロッドのスロット形状検出方法では、短周期SZ撚りの反転角度の検出は、少なくとも1本以上のスロット12aが短周期SZ撚りと長周期SZ撚りとを合成した軌跡として略円筒形状の長手方向に捻回して設けられたスロットロッド12において、連続する短周期SZ撚りの反転角度の平均を算出することにより行われている。
図1に示すように、従来より用いられているSZスロットの短周期SZ撚り(図1中B)における極大点をPUB1、PUB2、…、極小点をPLB1、PLB2、…とし、これに対応するSZonSZスロットAの極大点をPUA1、PUA2、…、極小点をPLA1、PLA2、…とすると、SZonSZスロットAにおいては重ね合わされている長周期SZ撚りの影響で、「PUA−PLA」と「PUAn+1−PLA」の反転角(隣接反転角)の大きさに差が生じてしまう。例えば、「PUA1−PLA1」の反転角は小さく、「PUA2−PLA1」の反転角は大きく測定される。
隣接反転角の差は、各設定値により異なるが、反転角(短周期、長周期)が大きい程、また、長周期SZ撚りの捻回ピッチ設定が短い程、大きくなる傾向にある。そのため、反転角度を検出する方法として、SZonSZスロットAに含まれる短周期SZ撚りの反転角度は、短周期SZ撚りの反転角度の平均を算出することにより検出することとした。
短周期SZ撚りの反転角度の平均を求める方法としては、隣接反転角を平均する方法(以下、隣接反転角平均法と呼ぶ)がある。すなわち、{(PUA1−PLA1)+(PUA2−PLA1)}/2、{(PUA2−PLA1)+(PUA2−PLA2)}/2、…で得られるが、この方法では、理論値との間に誤差が生じる。隣接する極値点間での反転角は次式で与えられる。
Gn={(α/2)・sinX+(β/2)・sin(X/N)}−{(α/2)・sinXn+1+(β/2)・sin(Xn+1/N)}
ここで、Gn;反転角、α;短周期SZ反転角、β;長周期SZ反転角、N;長周期SZ捻回ピッチ設定倍数、X;極値点位置(π/2、3π/2、5π/2、…)である。
すると、隣接反転角平均法で得られる反転角Hは、H=(G+Gn+1)/2であり、理論誤差EV(Error Value)は真値αとHの差としてEV=α−Hで表される。試作品に対して求めた結果を図3の表に示したが、設定した短周期SZ反転角295度に対して隣接反転角平均法での誤差は3度以下と見込まれ、実用上は問題がないと言える。
短周期SZ撚りの反転角度の平均を求める別の方法として、長周期SZ捻回ピッチ内に含まれる全ての反転角を平均する方法がある。全ての反転角を平均することで、長周期SZ撚りの影響がキャンセルされるので、理論値との誤差はゼロになる。但し、局所的な異常点が検出できないと言う問題もあるため、必要に応じて用いるのが良い。
次に、SZonSZスロットAに含まれる長周期SZ撚りの反転角度の検出方法について説明する。
この検出方法では、短周期SZ撚りの最大反転角度と最小反転角度を検出し、最大反転角度から最小反転角度を差し引き、さらに短周期SZ撚りの平均反転角度を差し引くことにより長周期SZ撚りの反転角度検出する。
すなわち、図4に示すように、SZonSZスロットAにおける極大値の中で最も大きい値を記憶する。図4においては、例えばPUA3の位置である。同様に、SZonSZスロットAにおける極小値の中で最も小さい値を記憶する。ここでは、例えばPLA7の位置である。これらの値を用いて、長周期SZ撚りの反転角度=「PUA3の反転角」−「PLA7の反転角」−「短周期SZ撚りの反転角」で得られる。ここで、「短周期SZ撚りの反転角」は、前述した方法で得られた値を用いる。
この検出方法では、長周期SZ撚りの反転角の極大点(極小点)と短周期SZ撚りの反転角の極大点(極小点)との位置がスロットロッド12の長手方向に一致することが好ましいが、短周期に対して長周期が十分に長ければ、前記極値点が互いにずれていても、この検出法は有効に用いられる。
次に、長周期SZ撚りの捻回ピッチの検出方法について説明する。
図4に示すように、長周期SZ撚りの捻回ピッチは、SZonSZスロットAに含まれる短周期SZ撚りの最大反転角度から最小反転角度を検出するまでに製造したスロットロッド12の長さを測長ホイール17およびロータリエンコーダ18により検出すると長周期SZ撚りの捻回ピッチの2分の1が得られるので、これを2倍することにより求めることができる。
これにより、従来より用いられている測定装置を用いて、SZonSZスロットAに含まれる長周期SZ撚りの捻回ピッチを求めることができる。
次に、SZonSZスロットAに含まれる短周期SZ撚りの捻回ピッチの検出方法について説明する。
図2に示すように、短周期SZ撚りの捻回ピッチは、反転角度の極値点から次の極値点まで進む間に製造したスロットロッド12の長さを測長ホイール17およびロータリエンコーダ18により検出すると短周期SZ撚りの捻回ピッチの2分の1が得られるので、これを2倍することにより求めることができる。
このように構成されたスロットロッドのスロット形状検出方法においては、反転角度の一つの極値点から次の極値点まで進む間に製造したスロットロッドの長さを検出すると短周期SZ撚りの捻回ピッチの2分の1が得られるので、これを2倍して短周期SZ撚りの捻回ピッチを求めることができる。
これにより、従来より用いられている測定装置を用いて、SZonSZスロットAに含まれる短周期SZ撚りの捻回ピッチを求めることができる。
以上、前述したスロットロッドのスロット形状検出方法によれば、従来より用いられている測定装置を用いて、SZonSZスロットにおける短周期SZ撚りの反転角度、長周期SZ撚りの反転角度、短周期SZ撚りの捻回ピッチ、長周期SZ撚りの捻回ピッチを検出することができるので、SZonSZスロットのスロット形状をオンラインで検出(モニター)して確認することができる。これにより、製造されたSZonSZスロットの全長に亘る品質保証を行うことができる。
なお、本発明のスロットロッドのスロット形状検出方法は、前述した実施の形態に限定されるものでなく、適宜な変形,改良等が可能である。
以上のように、本発明に係るスロットロッドのスロット形状検出方法は、従来より用いられている測定装置を用いて、SZonSZスロットにおける反転角および捻回ピッチを測定することができ、製造されたSZonSZスロットの全長に亘る品質保証を行うことができるという効果を有し、SZonSZスロットの反転角度および捻回ピッチ等を測定することができるスロットロッドのスロット形状検出方法等として有用である。
本発明に係るスロットロッドのスロット形状検出方法の対象となるSZonSZスロットの形状を示すグラフである。 SZonSZスロットにおける短周期SZ撚りの反転角および捻回ピッチを示すグラフである。 短周期SZ撚りの反転角における本検出方法の誤差を示す表である。 SZonSZスロットにおける長周期SZ撚りの反転角および捻回ピッチを示すグラフである。 本発明に係るスロットロッドのスロット形状検出方法に用いられる検出装置の構成図である。 図5の装置のスロット形状検出部における環状回転部を示す斜視図である。 図5に示した検出装置を用いた検出動作の原理を示すグラフである。
符号の説明
12a スロット
12 スロットロッド
A SZonSZスロット
B 短周期SZ撚り
C 長周期SZ撚り

Claims (4)

  1. 少なくとも1本以上のスロットが短周期SZ撚りと長周期SZ撚りとを合成した軌跡として略円筒形状の長手方向に捻回して設けられたスロットロッドのスロット形状検出方法であって、
    連続する前記短周期SZ撚りの反転角度の平均を算出し、前記短周期SZ撚りの反転角度を検出すると共に、前記短周期SZ撚りの最大反転角度と最小反転角度を検出し、前記最大反転角度から前記最小反転角度を差し引き、さらに前記短周期SZ撚りの平均反転角度を差し引くことで前記長周期SZ撚りの反転角度を検出することを特徴とするスロットロッドのスロット形状検出方法。
  2. 前記長周期SZ撚りの反転角の極大点もしくは極小点と前記短周期SZ撚りの反転角の極大点または極小点との位置を前記スロットロッドの長手方向に一致させることを特徴とする請求項1に記載のスロットロッドのスロット形状検出方法。
  3. 前記短周期SZ撚りの最大反転角度から最小反転角度を検出するまでに製造したスロットロッドの長さを検出して2倍することにより、前記長周期SZ撚りの捻回ピッチを検出することを特徴とする請求項1または2に記載のスロットロッドのスロット形状検出方法。
  4. 反転角度の極値点から次の極値点まで進む間に製造したスロットロッドの長さを検出して2倍することにより、前記短周期SZ撚りの捻回ピッチを検出することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のスロットロッドのスロット形状検出方法。
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