JP5402452B2 - Optical fiber winding method - Google Patents
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Description
本発明は、光ファイバを巻取りボビンに積層状態に整列させて巻き取る光ファイバの巻取り方法に関する。 The present invention relates to an optical fiber winding method for winding an optical fiber on a winding bobbin in a stacked state.
光ファイバは、光ファイバ母材を線引した後に、プラスチック製、或いは金属製のボビンに所定の巻取り張力で巻き取る。巻き取る際に、ボビンの鍔際の巻き状態を良好にする技術は既に知られている(例えば、特許文献1参照)。また、所定の巻取り張力で巻き取られた光ファイバは、ボビンに巻いた状態でOTDR装置による伝送損失試験が行なわれ、キンク(折れ曲がり)などに起因して生じるOTDR異常部の有無が測定される。この際異常部が検出されると、巻き替えや異常部除去を行う必要が出てくる。OTDR異常の内、巻き状態に起因するものを巻き段差異常と言うが、一般的に巻き段差異常は、光ファイバをボビンに巻き取る際の張力を上げることにより発生率を下げることが可能となる。 The optical fiber is wound around a plastic or metal bobbin with a predetermined winding tension after drawing the optical fiber preform. A technique for improving the winding state of the bobbin when winding is already known (for example, see Patent Document 1). In addition, an optical fiber wound with a predetermined winding tension is subjected to a transmission loss test with an OTDR device while being wound around a bobbin, and the presence or absence of an OTDR abnormal portion caused by a kink (bending) is measured. The At this time, if an abnormal part is detected, it becomes necessary to perform rewinding or removal of the abnormal part. Of the OTDR abnormalities, those caused by the winding state are called winding step abnormalities. Generally, the winding step abnormality can be reduced by increasing the tension at the time of winding the optical fiber around the bobbin. .
しかしながら、高張力(例えば80g程度)で光ファイバを巻き取ると、巻き段差異常の発生は減少するが、図4(a)に示すように巻き始め初期においてボビン501に積層状態に整列して巻取られる光ファイバ503が、図4(b)に示すように巻取り後半において巻かれた光ファイバ503の圧力Fによりボビン501の鍔505が外側に押されて倒れることで隙間を生じ、そのままのトラバースターン位置では光ファイバ503が鍔際で落ち込むことになり、盛り下がりなどの巻き不良の原因となる。これに対し、特許文献1に開示される線材の巻取り方法では、鍔際の巻き状態を均一にするために、巻取り機及びガイドプーリーの前段に置かれたダンサーの変位をモニタし、トラバース反転位置の決定にフィードバックさせる制御を行うが、隙間が生じてからそれを検出して外側に寄せることになり、巻き不良発生を抑止するには十分ではなかった。
However, when the optical fiber is wound with high tension (for example, about 80 g), the occurrence of a winding step abnormality is reduced. However, as shown in FIG. 4A, the
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、その目的は、ボビンの鍔周辺の盛り下がりがなくなり、これに起因した巻き段差異常・巻き不良の発生を低減させることができる光ファイバの巻取り方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is to take up an optical fiber that can eliminate the rise of the bobbin's periphery and reduce the occurrence of winding step abnormality and winding failure due to this. It is to provide a method.
本発明に係る上記目的は、下記構成により達成される。
(1) 円筒形状の胴部と前記胴部の両端に設けた二つの円盤状の鍔部とを有するボビンの前記胴部に光ファイバを巻き取る光ファイバの巻取り方法であって、
前記鍔部におけるトラバース反転位置を巻取り層数の増大に応じて前記胴部と反対側に移動させることを特徴とする光ファイバの巻取り方法。
The above object of the present invention is achieved by the following configuration.
(1) An optical fiber winding method for winding an optical fiber around the body of a bobbin having a cylindrical body and two disc-shaped flanges provided at both ends of the body,
A method of winding an optical fiber, wherein the traverse reversal position in the collar portion is moved to the opposite side of the body portion in accordance with an increase in the number of winding layers.
この光ファイバの巻取り方法によれば、トラバースのターン位置が、巻かれた光ファイバの圧力・ターン回数に応じて外側に広げられ、巻き取るにしたがって鍔が倒れていても、鍔と胴部に巻かれた光ファイバとの間に隙間が生じず、平らに巻くことが可能となり、鍔周辺の盛り下がりがなくなる。鍔周辺での巻きの状態を検知してから制御するのではなく、盛り下がりが生じる前に制御するので、巻き不良の発生を防ぐことができる。 According to this optical fiber winding method, the traverse turn position is expanded outward according to the pressure and the number of turns of the wound optical fiber. There is no gap between the optical fiber wound on the wire and it becomes possible to wind it flat, and the rise around the heel is eliminated. Since the control is not performed after detecting the winding state in the vicinity of the heel but before the rise occurs, the occurrence of winding failure can be prevented.
(2) (1)の光ファイバの巻取り方法であって、
前記トラバース反転位置の移動量が前記巻取り層数と比例関係となるようにすることを特徴とする光ファイバの巻取り方法。
(2) The optical fiber winding method of (1),
A method of winding an optical fiber, wherein the amount of movement of the traverse reversal position is proportional to the number of winding layers.
この光ファイバの巻取り方法によれば、巻取り層数と、トラバース反転位置の移動量とを比例関係とすることにより鍔の倒れ量に応じて反転位置の移動量を増加させることができるので、ボビン鍔位置周辺を常に平らに巻き取ることができる。 According to this optical fiber winding method, since the number of winding layers and the amount of movement of the traverse inversion position are in a proportional relationship, the amount of movement of the inversion position can be increased in accordance with the amount of wrinkle collapse. The bobbin scissors can always be wound evenly around the position.
本発明に係る光ファイバの巻取り方法によれば、ボビン鍔におけるトラバース反転位置を巻取り層数の増大に応じてボビン胴部と反対側の、ボビン鍔の外側方向に移動させるので、巻かれた光ファイバの圧力によりボビン鍔が外側へ倒れたときの鍔周辺の光ファイバの盛り下がりがなくなり、これに起因した巻き段差異常・巻き不良の発生を低減させることができる。とりわけ、鍔周辺での巻きの状態を検知してから制御するのではなく、盛り下がりが生じる前に制御するので、ボビン鍔位置周辺に盛り下がりを生じさせること無く、巻き不良の発生を防ぐことができる。また、巻取張力を上げることができるので、キンク(折れ曲がり)などが生じ難くなる。 According to the optical fiber winding method of the present invention, the traverse reversal position of the bobbin rod is moved in the outward direction of the bobbin rod on the side opposite to the bobbin body according to the increase in the number of winding layers. The rise of the optical fiber around the collar when the bobbin collar falls to the outside due to the pressure of the optical fiber is eliminated, and the occurrence of winding step abnormality and winding failure due to this can be reduced. In particular, it does not control after detecting the winding condition around the heel, but controls it before the rise occurs, thus preventing the occurrence of winding failure without causing a rise around the bobbin heel position. Can do. Further, since the winding tension can be increased, kinks (bending) are less likely to occur.
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図1は本発明に使用される巻取り装置のブロック図である。
巻取り装置100は、例えば不図示の光ファイバ供給用ボビンなどから引き出された光ファイバ11をガイドローラ13にてガイドし、回転自在に支持されたボビン17に巻取る。
ボビン17は、例えばプラスチック製で光ファイバ11を巻き取る円筒形状の胴部40と胴部40の両端に設けた二つの円盤状の鍔部41とを有し、例えば25km〜50km程度の光ファイバを巻き取る。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram of a winding device used in the present invention.
The
The
また、ボビン17は、巻取りモータ19によって駆動される。ボビン17の回転数は、巻取りモータ19の回転軸に結合された検出器23によって検出される。ボビン17はトラバース用モータ27によって所定のトラバース速度で光ファイバ11のパスラインに対し直交するボビン17の軸方向である左右にトラバースされる。トラバース位置は、トラバース用モータ27に付属したロータリーエンコーダ29によって検出される。
The
制御部33は、鍔41の内面の位置をトラバース反転位置の初期位置に設定し、鍔41の内面の位置でトラバース反転を行って光ファイバ11を積層状に整列巻きする。
また、制御部33は、トラバース反転回数をカウントし、このカウントされるトラバース反転回数に基づいて、ボビン17の胴部40に光ファイバ11の何層目が巻き取られているのかを認識する。
The control unit 33 sets the position of the inner surface of the
Further, the control unit 33 counts the number of traverse inversions, and recognizes how many layers of the
光ファイバ11は、第1ダンサーローラ35、第2ダンサーローラ37、ローラ39を順に経て、ガイドローラ13に至る。第1ダンサーローラ35及び第2ダンサーローラ37は、これに載せるウェイトの調整が可能であり、或いは、回転トルクの調整が可能である。これにより、第1ダンサーローラ35及び第2ダンサーローラ37に付与される荷重Gが調整され、ボビン17に光ファイバ11を巻くときの巻き張力が調整される。
The
上述したように、巻き取り時に光ファイバ11に掛けられる張力が弱過ぎると、キンク(折れ曲がり)が生じやすく、ボビン17に巻いた状態で行なわれる伝送損失試験において巻き段差異常が発生しやすくなる。この巻き段差異常は、光ファイバ11をボビン17に巻き取る際の張力を上げることにより発生率を下げることが可能となる。本発明に使用される巻取り装置100では、一般的な張力(60g程度)に対し、3割ほど高い張力(80g程度)で巻き取ることにより巻き段差異常の発生を減少させている。
As described above, if the tension applied to the
図2は光ファイバの巻取層数とターン位置の外側広げ量との相関図である。
ボビン17は、光ファイバ11が高張力で巻き取られると、既述したように巻取り後半において胴部40に巻かれた光ファイバ11の圧力を受けて鍔41がより外側に押されて倒れやすくなるため、鍔際に隙間をより生じやすくなる。この隙間に光ファイバが落ち込むため、巻き不良の原因となる。そこで、巻取り装置100の制御部33は、初期位置に設定したトラバース反転位置を、図2に示すように、光ファイバ11の巻取り層数nに応じて鍔41の外側方向に移動させる。トラバース反転回数により巻取り層数がカウントされ、カウントされた巻取り層数に応じて、制御部33はトラバース反転位置を胴部40と反対側の鍔41の外側方向に移動させ、鍔41の倒れにより生じた隙間に、反転位置を外側に移動させることにより余剰となった光ファイバ11を充填して行く。
FIG. 2 is a correlation diagram between the number of winding layers of the optical fiber and the amount of outward expansion of the turn position.
When the
制御部33によるトラバース反転位置は、巻取り層数と比例関係となるように移動制御することができる。巻取り層数と、トラバース反転位置の移動量とを比例関係とすることにより鍔41の倒れ量に応じて反転位置の移動量を増加させることができるので、ボビン鍔位置周辺を常に平らに巻き取ることができる。
The traverse reversing position by the control unit 33 can be controlled to be proportional to the number of winding layers. By making the number of winding layers proportional to the amount of movement of the traverse reversal position, the amount of movement of the reversal position can be increased in accordance with the amount of fall of the
このように、巻取り装置100による光ファイバの巻取り方法では、トラバースのターン位置が巻取張力・ターン回数に応じて外側に広げられ、巻き取るにしたがって鍔41が倒れていても、鍔41と胴部40に巻かれた光ファイバ11との間に隙間が生じず、平らに巻くことが可能となり、鍔41周辺の盛り下がりがなくなる。
Thus, in the optical fiber winding method by the
以下に、より具体的に説明する。
使用する光ファイバ用ボビンは、例えば50km巻取り用の場合、鍔径が264.5mm、胴径が170mm、胴幅(内幅)が149.6mmである。また、例えば25km巻取り用の場合、鍔径が235mm、胴径が152.4mm、胴幅(内幅)が95mmである。上記光ファイバ用ボビンに、巻取張力80gにて250μmの光ファイバ11を巻取る場合、巻取り層数nは例えば20層で、外側広げ量aは例えば0.1mmとすることができる。そして、巻取り層数が2nとなる40層となるまでは、外側広げ量aを0.1mmとして光ファイバ11をボビン17に巻取る。巻取り層数が2nとなる40層を超えてからは、外側広げ量を、2aの0.2mmとして光ファイバ11をボビン17に巻き取る。同様に、巻取り層数が3nとなる60層となるまでは、外側広げ量を、2aの0.2mmのまま光ファイバ11をボビン17に巻取り、巻取り層数が3nとなる60層を超えてからは、外側広げ量を、3aの0.3mmとして光ファイバ11をボビン17に巻き取る。
More specific description will be given below.
The optical fiber bobbin to be used has, for example, a diameter of 264.5 mm, a trunk diameter of 170 mm, and a trunk width (inner width) of 149.6 mm when winding 50 km. For example, in the case of 25 km winding, the heel diameter is 235 mm, the trunk diameter is 152.4 mm, and the trunk width (inner width) is 95 mm. When the
次に、盛り下がりを是正する本発明に係る構成の概念を模式図を用いて説明する。
図3(a)は光ファイバが積層状に整列巻きされたボビンの鍔際部を断面視した模式図、(b)は鍔が倒れて盛り下がりの生じたボビンに充填用光ファイバが巻かれたボビンの鍔際部を断面視した模式図である。
なお、図3の説明においては、説明の都合上、ターン位置の外側広げ量aを、光ファイバ11の径dとするが、外側広げ量aはこれに限定されるものでない。
Next, the concept of the configuration according to the present invention that corrects the rise will be described with reference to schematic diagrams.
Fig. 3 (a) is a schematic diagram showing a cross-sectional view of the edge of a bobbin in which optical fibers are aligned and wound in a laminated form. It is the schematic diagram which looked at the edge part of the other bobbin in cross section.
In the description of FIG. 3, for the convenience of description, the outside spread amount a of the turn position is the diameter d of the
図3(a)に示すように、鍔41に倒れが生じていない場合、光ファイバ11は、1層目・・・n層目、n+1層目、n+2層目、n+3層目と順次積層状に整列巻きされる。図3において、hは光ファイバ11を1層巻取るときの高さで光ファイバ11の径をdとすると、h=k・dとなる。但し、kは或る定数であり、上層のファイバが下層のファイバの間の隙間に入り込むため、k≦1となる。
図3(b)に示すように、鍔41は、光ファイバ11の圧力により外側に押されて倒れる。例えば上記具体例で示したボビン17を用い、上記した張力(80g程度)で光ファイバ11を巻取る場合にも倒れは生じる。
As shown in FIG. 3A, when the
As shown in FIG. 3B, the
図3(b)において、θは巻取り後半において巻かれた光ファイバ11の圧力により外側に押されて倒れたボビン鍔41の倒れ角である。ボビン17は、鍔41が外側に倒れることで、層数が増えるに従って倒れの生じていない正規の鍔位置(破線で示す)43と倒れた鍔41との離間距離が広がる。この離間距離が光ファイバ11の径dとほぼ等しくなったとき、何も制御しなければ、本来正規の巻取り位置(正規の鍔位置43より内側)に巻かれていた光ファイバ11aがその外側に落ち込んで巻かれる。なお、現実には離間距離が径dに至らないときであっても鍔際における広がった隙間に光ファイバ11がはみ出すことで、層数の増大に伴って小さな落ち込みが発生すると思われるが、説明を容易とするためここでは考慮しない。
In FIG. 3B, θ is a tilt angle of the
本発明では、正規の鍔位置43と鍔41との隙間が光ファイバ11の径dとほぼ等しくなるときの層数Nを求めることで、この層数Nの増大ごとに、トラバース反転位置の外側広げ量aを径d分だけ移動させる。ここで、正規の鍔位置43と鍔41との間隙が径dとほぼ等しくなるときの層数Nは、tanθ=d/N・h=d/N・k・d=1/N・kと表せる。したがって、層数N=1/k・tanθとなる。鍔41の倒れ角θが、ボビン17の強度、巻取張力から予め分かるときは、それによって求められる層数Nごとにトラバース反転位置を径d分だけ正規の鍔位置43の外側方向に移動させる。
In the present invention, the number N of layers when the gap between the
図3(b)の模式図による例では、トラバース反転位置を外側方向に移動させることにより、n+1層目で初めて光ファイバ11が正規の鍔位置43の外側へ越える。つまり、このn+1層目からトラバース反転位置を径d分だけ外側方向に移動させる(すなわち、外側広げ量a=dとする)。すると、n+1層目、n+2層目、n+3層目において増やされた盛り下がり充填用の光ファイバ11a,11b,11cが、盛り下がりの隙間へ充填され、鍔際に盛り下がりが生じない。
In the example shown in the schematic diagram of FIG. 3B, the
この移動制御は、制御部33が計数するトラバース反転の回数と、予め記憶させた層数Nを比較し、トラバース反転の回数が層数Nと一致したときに、径d分だけ正規の鍔位置43の外側方向に順次移動させるよう制御部33がモータ27を反転制御することにより行うことができる。
This movement control is performed by comparing the number of traverse inversions counted by the control unit 33 with the number N of layers stored in advance, and when the number of traverse inversions coincides with the number of layers N, the normal saddle position is equal to the diameter d. The control unit 33 can reversely control the
したがって、上記実施の形態による光ファイバの巻取り方法によれば、ボビン鍔41におけるトラバース反転位置を巻取り層数nの増大に応じてボビン鍔41の外側方向に移動させるので、光ファイバ11の巻取張力によりボビン鍔41が外側へ倒れたときの鍔周辺の盛り下がりがなくなり、これに起因した巻き段差異常・巻き不良の発生を低減させることができる。とりわけ、鍔周辺での巻きの状態を検知してから制御するのではなく、盛り下がりが生じる前に制御するので、巻き不良の発生を確実に防ぐことができる。また、80g以上の高張力で巻取ることが可能となり、巻き段差異常の発生をさらに減少させる効果がある。
Therefore, according to the winding method of the optical fiber according to the above embodiment, the traverse inversion position in the
上記実施形態による光ファイバの巻取り方法と、従来の巻取り方法とで、巻き不良が発生する程度を比較した。光ファイバには径250μmのものを使用し、ボビンには25km巻取り用ボビンを使用し、80gの巻取り張力とした。上記実施形態による巻取り方法では、20ターン毎にトラバース反転位置を外側に0.1mm広げ、従来方法ではトラバース反転位置を初期設定位置のままとした。その結果、従来の巻取り方法では、巻き不良発生率が5%であったのに対し、上記実施形態による光ファイバの巻取り方法では、巻き不良発生率が0%であった。 The degree of winding failure was compared between the optical fiber winding method according to the above embodiment and the conventional winding method. An optical fiber having a diameter of 250 μm was used, and a bobbin for 25 km winding was used for the bobbin, and the winding tension was 80 g. In the winding method according to the above embodiment, the traverse inversion position is expanded 0.1 mm outward every 20 turns, and in the conventional method, the traverse inversion position is left at the initial setting position. As a result, in the conventional winding method, the winding failure occurrence rate was 5%, whereas in the optical fiber winding method according to the embodiment, the winding failure occurrence rate was 0%.
11 光ファイバ
17 ボビン
33 制御部(制御手段)
40 胴部
41 鍔
100 光ファイバの巻取り装置
n 巻取り層数
11
40
Claims (2)
前記鍔部におけるトラバース反転位置を巻取り層数の増大に応じて前記胴部と反対側に移動させることを特徴とする光ファイバの巻取り方法。 An optical fiber winding method for winding an optical fiber around the body of a bobbin having a cylindrical body and two disc-shaped flanges provided at both ends of the body,
A method of winding an optical fiber, wherein the traverse reversal position in the collar portion is moved to the opposite side of the body portion in accordance with an increase in the number of winding layers.
前記トラバース反転位置の移動量が前記巻取り層数と比例関係となるようにすることを特徴とする光ファイバの巻取り方法。 An optical fiber winding method according to claim 1,
A method of winding an optical fiber, wherein the amount of movement of the traverse reversal position is proportional to the number of winding layers.
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