JP4996001B2 - 自己支持型光ファイバケーブルの製造装置及び方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自己支持型（自立形）の光ファイバケーブルを製造する装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバケーブルは、例えばケーブルテレビジョン、コンピュータ及び電話システムで情報を伝送する光ファイバを含む。自己支持型光ファイバケーブルは、架空自己支持型用途の合わせて設計され、代表的にはメッセンジャーワイヤ及び導体を中に含むコア部分を有し、導体は、光ファイバ又は光ファイバと電線の組合せである。「８の字」形の自己支持型光ファイバケーブルは特徴によって、大まかに２つの種類、即ち、メッセンジャーワイヤに対して余剰長さをもたないコア部分を備えた自己支持型ケーブルと、メッセンジャーワイヤに対して、代表的には約０．２％の余剰長さを有するコア部分を備えた自己支持型ケーブルとに分けられる。コア部分が余剰長さを有しない公知の自己支持型ケーブルの例が、米国特許第４，４４９，０１２号明細書、第４，７６３，９８３号明細書、第５，０９５，１７６号明細書及び第５，３７１，８２３号明細書に開示されており、これら米国特許明細書のそれぞれの開示内容を本明細書の一部を形成するものとして援用する。コア部分が余剰長さを有する公知の自己支持型ケーブルの例が、米国特許第４，６６２，７１２号明細書及び第４，８８３，６７１号明細書に開示されており、これら米国特許明細書のそれぞれの開示内容を本明細書の一部を形成するものとして援用する。
【０００３】
自己支持型ケーブルは、自己支持型用途に設置又は布設されると、高い張力を受ける場合がある。メッセンジャーワイヤは、張力の大部分を受け、それによりコア部分を支持すると共にコア部分内の光ファイバを高い引張力から保護する。しかしながら、張力がメッセンジャーワイヤに作用すると、このメッセンジャーワイヤは伸びる傾向があり、その結果、コア部分が伸びることになる。余剰コア部分を有していない自己支持型光ファイバケーブルのコア部分が伸びると、コア部分内の光ファイバで減衰損が生じる場合がある。他方、余剰コア部分を有する自己支持型ケーブルのコア部分が伸びると、伸びは、コア部分の既存の余剰長さ分まで、コア部分の余剰長さ分によって吸収され、それによりコア部分は、光ファイバの減衰を引き起こす恐れなく伸びることができる。
【０００４】
コア部分が余剰長さを有する自己支持型光ファイバケーブルを製造する数種類の方法、例えばサグ（たるみ）形成法や熱／引張り法が開発されてきている。サグ形成法では、例えば、特開平８−１３６７７８号公報及び特開平８−２１１２６０号公報に開示されているように、コア部分にたるみ部分の形態の余剰長さを与え、次にメッセンジャー部分とコア部分とを間隔をおいた位置でワイヤにより結合している。ワイヤに代わる手段として、例えば特開昭６１−２９８１１号公報、米国特許第４，８８３，６７１号明細書及び第４，６６２７１２号明細書に開示されているように、プラスチック製クランプをメッセンジャー部分及びコア部分の周りに押し出してもよい。ワイヤ又はクランプに代えて、例えば特開平９−４３４６７号公報に開示されているように、外被をメッセンジャーワイヤとコア部分に同時に押し出してウェブをメッセンジャーワイヤとコア部分との間に形成してもよい。外被をメッセンジャー部分及びコア部分の周りに押し出す場合、特開昭４６−３８７４８号公報及び特開平８−７５９６９号公報に開示されているように、押出し機は、窓をウェブに形成するためのプランジャを有している場合がある。
【０００５】
熱／引張り法の一例が特開平９−５４２３２号公報に開示されている。コア部分の余剰長さは、キャプスタンとブレーキとの間に設けられた加熱器により得られる。加熱器はメッセンジャーワイヤを加熱してこれが熱の作用で伸びるようにし、その間、キャプスタンとブレーキはメッセンジャーワイヤに張力を同時に及ぼしてワイヤを機械的に伸長させる。したがって、メッセンジャーワイヤに生じた伸びは、熱により得られる漸次的な伸びと、メッセンジャーワイヤの機械的な伸びの合計である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
熱引張り法を使用する際には、幾つかの欠点が本来存在している。第１に、メッセンジャーワイヤを加熱することは、費用がかかり、しかも製造ラインの生産速度を制限する。メッセンジャーワイヤの冷却が、外被の押出し前に、メッセンジャーワイヤを巻き付けているリレー又は中継ドラムのところで起こり、メッセンジャーワイヤの冷却は、冷却用トラフ内でも起こる。メッセンジャーワイヤが冷えるとその長さが縮むのでコア長さが過剰となり、その結果、メッセンジャーワイヤに対するコア部分の望ましくないくっつきが生じることになる場合がある。さらに、キャプスタンはメッセンジャーワイヤとコア部分の両方に摩擦係合するので、その結果として、メッセンジャーワイヤとコア部分をつないでいるウェブを横切ってこれに損傷を及ぼすほどの大きさの張力が加わる場合がある。さらに、ケーブルは、コア部分の或る範囲の直径に関してはこれがキャプスタンに使えないような仕方でキャプスタンに嵌まる。
【０００７】
別の欠点は、コア部分とキャプスタンとの間に隙間が無いことである。自己支持型ケーブルはキャプスタンを通って進むと、ケーブルの張力が無くなってコア部分がうねりを生じる。ケーブルを受け入れるキャプスタンの輪郭形状は、外被付きのメッセンジャーワイヤ及びコア部分が共にキャプスタンに結合されるように寸法決めされているので、コア部分にうねり部を生じさせるようにする隙間が存在しない。したがって、うねり部は、コア部分をキャプスタンの外部に巻き付けることにより作られる。隙間が無いとケーブルとキャプスタンとの間に摩擦が生じ、その結果、ケーブルが変形すると共に、或いはウェブが引き裂かれる場合があり、従って最終製品は顧客の設計仕様に合わなくなる場合がある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記のことを考慮して、本発明の目的は、メッセンジャーワイヤ及びコアを有する光ファイバケーブルの製造方法であって、メッセンジャーワイヤ及びコアをケーブル製造ライン中へ引き出す工程と、外被をメッセンジャーワイヤ及びコアの周りに押し出してケーブルを構成する工程と、ケーブルを、そのコア部分を受け入れる遊び部分を備えた引張装置を通す工程と、ケーブルが引張装置を通って進んでいるときにケーブルの張力を除く工程と、ケーブルが引張装置を通って進んでいるときに、コア部分と引張装置の遊び部分を非結合関係に維持してコア部分にうねり部を生じさせる工程とを備えていることを特徴とする方法を提供することにある。この方法は、引張装置がメッセンジャー部分とコア部分との間に窓を切断形成する工程を有するのが良い。
【０００９】
本発明の別の目的は、メッセンジャーワイヤ及びコアを有する光ファイバケーブルの製造方法であって、張力を光ファイバケーブルに及ぼしてメッセンジャーワイヤ及びコアをコア製造ライン中へ引き出す工程と、光ファイバケーブルを、引張装置を通過させる工程と、ケーブルが引張装置を通って進んでいる間だけメッセンジャーワイヤの張力を除く工程とから成ることを特徴とする方法を提供することにある。
【００１０】
本発明の別の目的は、メッセンジャー部分及びコア部分を有する自己支持型光ファイバケーブルの製造に用いられるケーブル引張装置であって、引張り凹部及び遊び凹部から成る輪郭形状のメッセンジャーテンショナを有し、引張り凹部は、メッセンジャー部分を把持し、それにより張力をこれに及ぼすよう働き、遊び凹部は、本質的に摩擦を生じさせないでコア部分にうねり部を形成させるよう働くことを特徴とするケーブル引張装置を提供することにある。ケーブル引張装置は、ケーブルに窓を形成する少なくとも１つのナイフを有するのが良い。
【００１１】
本発明の別の目的は、光ファイバケーブルの製造に用いられる装置であって、ケーブルコア引張装置と、メッセンジャーワイヤ引張装置と、ケーブル引張装置とを有し、ケーブル引張装置は、引張り凹部及び遊び凹部から成る輪郭形状のメッセンジャーテンショナを有し、引張り凹部は、メッセンジャー部分を把持し、それにより張力をこれに及ぼすよう働き、遊び凹部は、本質的に摩擦を生じさせないでコア部分にうねり部を形成させるよう働くことを特徴とする装置を提供することにある。
【００１２】
本発明の目的は、メッセンジャー部分及びコア部分を有する自己支持型光ファイバケーブルの製造に用いられるケーブル引張装置であって、引張り凹部及び遊び凹部を備えている輪郭形状のメッセンジャーテンショナを有し、引張り凹部は、メッセンジャー部分を掴み、それにより張力をこれに及ぼすよう働き、遊び凹部は、本質的に摩擦を生じさせないでコア部分にうねり部を形成させるよう働き、それにより、うねり部は、コア部分の中心に対して任意の半径方向に自由に形成できることを特徴とするケーブル引張装置を提供することにある。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１及び図２を参照して、本発明の装置及び方法で製造できる例示の自己支持型ケーブル１０について説明する。自己支持型ケーブル１０は、鋼線１３を有するメッセンジャー部分１２と、光ファイバリボン１６が収められたスロットロッドタイプのケーブルコア１５及びケーブルコア１５に巻き付けられた吸水テープ１９を有するケーブルコア部分１４とを備えている。押出し加工により形成された外被１７が、メッセンジャー部分１２及びケーブルコア部分１４を包み、外被のウェブ１８が、メッセンジャー部分とケーブルコア部分をつなぎ合わせている。ケーブルコア部分１４は、メッセンジャー部分１２に対して約０．２％の余剰長さを有し、それによりケーブルコア部分１４は、ウェブ１８の間に少なくとも１つのうねり部を有している（図２）。
【００１４】
本発明は、自己支持型のケーブル、例えば自己支持型ケーブル１０を製造する方法及び装置に関する。本発明の方法及び装置は、例示の製造ライン２０（図３）に具体化できる。製造ライン２０は、コア巻出装置２１、ダンサー２２、転向用溝車２３、長さカウンタ２４、転向用溝車２５、メッセンジャーワイヤ巻出装置２６、押出し機２７、冷却用トラフ２８、ケーブル乾燥装置２９、長さカウンタ３１、直径ゲージ３５、及びケーブル巻取装置３６を有する。本発明の特徴によれば、製造ライン２０は、ケーブルコア引張装置３０、メッセンジャーワイヤ引張装置４０、及びケーブル引張装置６０を有する。
【００１５】
ケーブル引張装置６０は好ましくは、モータ（図示せず）により駆動される多巻キャプスタン（図５）の形態をした２つのメッセンジャーテンショナ６１，７１（図４）を有する。ケーブル１０が巻取装置３６に至るようにするための隙間を提供するために、メッセンジャーテンショナ７１の回転面は、メッセンジャーテンショナ６１の回転面から少なくとも１本分のケーブル幅、角度的にずれており、メッセンジャーテンショナ７１の回転中心は、メッセンジャーテンショナ６１の回転中心からずれている（図５）。メッセンジャーテンショナ６１は好ましくは、自己支持型ケーブル１０を受け入れる一連の受入れステーション又は部分６３を有する（図６）。ケーブル引張装置６０は、メッセンジャーテンショナ７１に隣接して着脱自在に設けられた案内溝車７２を有するのが良い（図５）。各受入れステーション６３は、引張り凹部６２、遊び凹部６４及び中間部分６８（図７）を有する輪郭形状を備えている。引張り凹部６２は、メッセンジャー部分１２の周りの外被１７を掴むように寸法決めされた丸み付けされた表面又はＶ字形の溝の形態であるのが良い。遊び凹部６４は好ましくは、円弧の形、例えば長円の形をしているのが良い。
【００１６】
製造ライン２０は、メッセンジャーワイヤ１３及びコア１５をケーブル製造ライン２０中へ引き出す工程と、外被１７をメッセンジャーワイヤ１３及びコア１５の周りに押し出してケーブル１０を構成する工程と、ケーブル１０を、そのコア部分１４を受け入れる遊び部分６４を備えた引張装置６０の向うに通す工程と、ケーブルが引張装置６０を通って進んでいるときにケーブルの張力を除く工程と、ケーブルが引張装置６０を通って進んでいるときに、コア部分１４と引張装置６０の遊び部分６４を非結合関係に維持してコア部分１４にうねり部を生じさせる工程とを備えている自己支持型ケーブル１０の製造方法を実施する。
【００１７】
より具体的に説明すると、ケーブルコア１５を巻出装置２１から従来型ダンサー２２に送り出し、転向用溝車２３の周りに通してケーブルコア引張装置３０内へ送り込み、そして転向用溝車２５に差し向ける。ケーブルコア引張装置３０は好ましくは、単巻張力キャプスタンである。メッセンジャーワイヤ１３をメッセンジャーワイヤ巻出装置２６からメッセンジャーワイヤ引張装置４０及び転向用溝車２５に送り出し、そしてこの転向用溝車のところでメッセンジャーワイヤ１３を押出し機２７に向かって方向転換させる。メッセンジャーワイヤ引張装置４０は、コア部分１４の十分な伸びが得られるようにするためにコア引張装置３０よりも約０．２％遅い速度で走行する多巻張力キャプスタンであるのが好しい。この時点において、メッセンジャーワイヤ１３及びケーブルコア１５を押出し機２７に送り込み、ここで例えば外被１７を形成するポリエチレン材料をメッセンジャーワイヤ１３及びケーブルコア１５上に押出し被覆すると共に従来型プランジャ（図示せず）を用いてウェブ１８間に窓を形成する。次に、外被１７を冷却用トラフ２６で冷却し、外被１７の外径を直径ゲージ３５で測定する。メッセンジャー部分１２の張力を維持すると、その結果として冷却用トラフ２８内では本質的にコアのうねり部は生じない。これについては、以下に詳細に説明する。ケーブルは、ケーブル引張装置６０に入り、メッセンジャーテンショナ６１，７１に巻き付けられる。次に、自己支持型ケーブル１０を巻取りリール３６により集める。
【００１８】
引張装置６０は、メッセンジャーワイヤ１３及びケーブルコア１５をメッセンジャーワイヤ１３に加わっている高い張力を維持して押出し工程から引き寄せる。本発明によれば、押出し機２７のクロスヘッド内では、本質的にはメッセンジャーワイヤ１３とケーブルコア１５との間に相対的な速度差はない。装置４０は装置６０に対して遅い速度で駆動されるので、引張装置６０とメッセンジャーワイヤ引張装置４０との間でメッセンジャーワイヤ１３には張力が生じる。図７に最も良く示すように、引張り凹部６２は、メッセンジャー部分１２を把持するが、遊び部分６４はコア部分１４に対して十分な非結合関係にあり、それにより引張装置６０は、コア部分１４に対して張力を直接及ぼさない。引張装置６０はメッセンジャーワイヤ引張装置４０と協働して好ましくはメッセンジャー部分１２だけに直接張力を生じさせる。すると、メッセンジャー部分１２中に生じた約８，０００〜１４，０００Ｎの張力のうち幾分か、がウェブ１８を横切ってコア部分１４に伝わり、それによりコア部分１４はメッセンジャー部分１２の張力と比較して実質的に小さな張力を受け、即ち、コア部分１４の張力は約１００〜３００Ｎである。ウェブ１８が引き裂かれないようにするために、ウェブ１８及びコア部分１４に作用する剪断力は、コア部分１４を製造ライン２０中へ引き入れるのに必要な最小値に保たれる。
【００１９】
さらに、本発明は、エラストマー又はプラスチック製の無端コンベヤを備えているメッセンジャーテンショナ８１を有する引張装置８０の形態で実施できる（図９）。各無端コンベヤは、引張り凹部８２及び遊び凹部８４を有している。無端コンベヤを従来のキャタピラ型装置に取り付けるのが良く、それによりコンベヤは、張力をメッセンジャー部分１２に直線的に及ぼすよう駆動される。遊び凹部６４は、ケーブル部分１３にうねり部を生じさせることができる。
【００２０】
本発明は、幾つかの利点を奏する。たとえば、遊び凹部６４，８４は、張力がコア部分１４に直接及ばないようにし、ケーブル１０が引張装置６０，８０を通って進んでいるときにコア部分１４への張力を緩めることを容易にするので有利である。さらに、遊び凹部６４，８４は、コア部分について或る範囲の直径に対応できる。さらに、遊び凹部６４，８４を用いることにより、コア１５に本質的に摩擦のないうねり部を形成でき、それによりウェブ１８の損傷及びケーブルの過度の変形が回避される。うねり部をコア部分１４の中心に対して任意の半径方向に形成するのが良い。うねり部の形成は、ケーブル１０が引張装置６０へのケーブル１０の導入箇所（即ち、張力がメッセンジャー部分１２において最も高い箇所）から引張装置６０の出口（この箇所では、ケーブル１０の張力は実質的に無くなる）に向かって進むにつれて起こる。引張装置６０，８０前後において張力を除くと、有利には、コア部分１４はメッセンジャー部分１２に対して長さが大きくなる、例えば約０．２％の値まで長くなる。しかしながら、コア部分１４と遊び凹部６４，８４が偶発的に幾分か接触する場合があり、これによりコア部分１３には摩擦がそれほど生じない。かかる偶発的接触により引き起こされる摩擦の作用を緩和するため、例えは、遊び凹部６４は１又は２以上の本質的に摩擦のない支承型支持スペーサ７４を有するのが良い（図１０）。
【００２１】
本発明は、ウェブ１８間に窓を形成する少なくとも１つのナイフ９０を有する引張装置６０′の形態で実施できる（図１１〜図１４）。一連のナイフを中間部分６８′に隣接してキャプスタン６１′の単巻部上に形成するのが良い（図１４）。ナイフ９０は、窓を切断形成する鋭利な刃先９２を有する（図１１及び図１３）のが好しい。引張装置６０′は、ナイフ９０と整列した状態の押さえ輪９８を有するのが良く、従って除去されるべき外被１７の一部が押さえ輪９８とナイフ９０との間でサンドイッチされて窓がケーブル１０に形成されるようになる。
【００２２】
本発明を上記の実施形態を参照して説明したが、これら実施形態は、本発明の技術的思想の例示であって、本発明を限定するものではない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲から逸脱せずに上記実施形態の改造及び設計変更を想到できよう。たとえば、本発明の遊び凹部は、張力を除いたときにケーブルに過度の摩擦を生じさせないでうねり部を形成するのに十分なスペースが得られることになるような形状であれば、任意の形状のものであって良い。本発明の装置及び方法は、上述の２つの大まかな種類、即ち、メッセンジャーワイヤに対して余剰長さをもたないコア部分を備えた自己支持型ケーブルと、メッセンジャーワイヤに対して代表的には約０．２％の余剰部分を有するコア部分を備えた自己支持型ケーブルとに分類される「８の字」形の自己支持型光ファイバケーブルの製造に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による例示の光ファイバケーブルの横断面図である。
【図２】図１の光ファイバケーブルの等角図である。
【図３】本発明によるケーブル製造工程の略図である。
【図４】本発明による引張装置の平面図である。
【図５】図４の引張装置の概略側面図である。
【図６】図４及び図５の引張装置の図５の６−６線に沿った部分的な横断面図である。
【図７】図６の引張装置の一部分を拡大した横断面図である。
【図８】図４の引張装置内に配置された自己支持型ケーブルの等角図である。
【図９】本発明の別の引張装置の一部分の横断面図である。
【図１０】図４の引張装置の変形実施形態の一部分の横断面図である。
【図１１】ケーブルの一部を切るナイフを有する本発明の別の引張装置の一部分を拡大した横断面図である。
【図１２】図１１の別の引張装置内に配置された自己支持型ケーブルの等角図である。
【図１３】図１１の別の引張装置の拡大等角図である。
【図１４】図１１の別の引張装置の概略側面図である。
【符号の説明】
１０ 自己支持型ケーブル
１２ メッセンジャー部分
１４ コア部分
１５ ケーブルコア
１７ 外被
１８ ウェブ
２０ 製造ライン
３０ ケーブルコア引張装置
４０ メッセンジャーワイヤ引張装置
６０ ケーブル引張装置
６２ 引張り凹部
６４ 遊び凹部

Claims (9)

1. メッセンジャーワイヤ及びコアを有する光ファイバケーブルの製造方法であって、
   前記メッセンジャーワイヤ及びコアをケーブル製造ライン中へ引き出す工程と、
   外被を前記メッセンジャーワイヤ及びコアの周りに押し出して、前記メッセンジャーワイヤが前記外被のウエブを介して前記コアに接続された組立体を構成する工程と、
   前記組立体を、そのコア部分を受け入れる遊び部分を備えた引張装置に、前記組立体のメッセンジャーワイヤに引張力が作用するように通す工程と、
   前記組立体が前記引張装置を通って進んでいるときに該組立体のメッセンジャーワイヤの張力を除く工程と、
   前記組立体が前記引張装置を通って進んでいるときに、前記コア部分と前記引張装置の遊び部分を非結合関係に維持してコア部分にうねり部を生じさせる工程と、
   を備えている、
   ことを特徴とする方法。
2. 前記引張装置は、メッセンジャー部分とコア部分との間に窓を形成する、
   請求項１に記載の方法。
3. メッセンジャー部分及びコア部分を有する自己支持型光ファイバケーブルの製造に用いられるケーブル引張装置であって、
   引張り凹部及び遊び凹部を備えた輪郭のメッセンジャーテンショナを有し、
   前記引張り凹部は、メッセンジャー部分を把持し、それにより張力をこれに及ぼすよう働き、
   前記遊び凹部は、本質的に摩擦を生じさせないでコア部分にうねり部を形成させるよう働く、
   ことを特徴とするケーブル引張装置。
4. 前記メッセンジャーテンショナは、キャプスタンから成る、
   請求項３に記載のケーブル引張装置。
5. 前記遊び凹部は、全体として長円形の形を有している、
   請求項３に記載のケーブル引張装置。
6. 前記遊び凹部は、全体として矩形の形を有している、
   請求項３に記載のケーブル引張装置。
7. 前記引張り凹部は、円弧の形をしている、
   請求項３に記載のケーブル引張装置。
8. 前記引張り凹部は、全体としてＶ字形の切欠きから成る、
   請求項３に記載のケーブル引張装置。
9. 前記引張装置は、メッセンジャー部分とコア部分とが外被のウエブにより接続されてなる組立体に窓を形成する少なくとも１つのナイフを有する、
   請求項３に記載のケーブル引張装置。

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