JP5799041B2 - 光ファイバのスクリーニング試験方法および装置 - Google Patents

光ファイバのスクリーニング試験方法および装置 Download PDF

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Description

本発明は、光ファイバにおける低強度部位を検出するためのスクリーニング試験方法および装置に関するものである。
周知のように光ファイバの製造過程では、製品として出荷する光ファイバの強度を保証するため、最終段階で光ファイバを連続的に走行させながら、光ファイバに張力を付与して連続的に引張試験を行なって低強度部位を断線させ、その断線した光ファイバ、もしくはその断線部分付近を除去することが行なわれており、この種の連続引張試験を、スクリーニング試験と称している。
スクリーニング試験装置の代表的なものとしては、例えば図1に示す装置が知られている。
図1に示されるスクリーニング試験装置Sにおいて、スクリーニング試験方法に供される光ファイバ1は、送り出し側ボビン3から連続的に繰り出され、ダンサ装置5を経て、送り出し側ベルトラップ型キャプスタン7、複数のターンプーリ9a〜9e、引き取り側ベルトラップ型キャプスタン11にその順に巻き掛けられて連続走行し、さらに引き取り側の第1のプーリ21および第2のプーリ22に順次巻き掛けられて、巻き取りボビン23によって巻き取られる。そして送り出し側ベルトラップ型キャプスタン7と引き取り側ベルトラップ型キャプスタン11との間の複数のターンプーリ9a〜9eのうちのいずれかのターンプーリ、例えばターンプーリ9dに、張力付与手段として例えば重錘13を設けておき、送り出し側ベルトラップ型キャプスタン7と引き取り側ベルトラップ型キャプスタン11との間において光ファイバ1に強制的に所定の張力を付加することが行なわれる。したがって図1の例の場合、送り出し側ベルトラップ型キャプスタン7から引き取り側ベルトラップ型キャプスタン11に至る部分が、張力印加部15に相当する。
ここで、スクリーニング試験に供される光ファイバ1に低強度の箇所があれば、送り出し側ベルトラップ型キャプスタン7と引き取り側ベルトラップ型キャプスタン11との間の張力印加部15において与えられた張力によって、その低強度の箇所で光ファイバ1が断線することになる。したがって最終的に巻き取りボビン23によって巻き取られた光ファイバは、その強度が保証されたものとなる。
ところで光ファイバのスクリーニング試験においては、光ファイバが断線した際に、光ファイバの断線した端末部分(破断端側の部分)が、巻き取りボビン23に既に巻き取られている正常な光ファイバ(巻き取りボビン外周上の光ファイバ)を叩いてしまう現象、すなわち線叩きと称される現象が発生することがある。このような線叩きが生じれば、巻き取りボビン23に既に巻き取られている光ファイバが損傷したり、性能が劣化したりしてしまって、不良製品が生じてしまうおそれがある。
線叩きの発生現象については、一般には次のように考えられている。
すなわち、スクリーニング試験において、光ファイバがその中途で断線した際の破断端は、外力によって拘束されていないフリーな状態であるため、その破断端側の端末部分が巻き取りボビンに達するまでの間に、巻き取りボビンの回転が停止されていなければ、光ファイバの破断端側の端末部分が、巻き取りボビンの回転とともに、巻き取りボビンに既に巻き取られている光ファイバの外周上で暴れながら廻ってしまう現象(この現象を、以下「連れ廻り」と称する)が生じ、その暴れながらの連れ廻り光ファイバの破断端側の端末部分が巻き取りボビン23に既に巻き取られている光ファイバを叩いてしまう。
このような光ファイバのスクリーニング試験における線叩きの発生を防止するため、光ファイバがその中途で断線した際には、それを何らかの断線検出手段によって検出して、巻き取りボビン23の駆動系の減速機の減速率を大きくしたり、巻き取りボビン23に機械的もしくは電気的な制動(ブレーキ)を加えたりして、巻き取りボビンの回転を停止させることが従来から行なわれている。しかしながら実際上は、光ファイバの断線が生じてその断線が検出されてから、さらに巻き取りボビン23の回転が減速されて、実際に巻き取りボビンの回転が停止するまでの間には、ある程度の時間を要する。そのため巻き取りボビンの回転が実際に停止しないうちに、光ファイバの破断端が巻き取りボビンに達してしまい、線叩きが生じてしまうことがあったのである。
特に最近では、光ファイバ製造の高速化に伴って、スクリーニング試験における光ファイバの走行速度も高速化が図られ、数十m/秒以上の高速で光ファイバを連続走行させながらスクリーニング試験を行なうようになっている。そのため前述のような線叩きの衝撃も大きく、線叩きが発生すれば、巻き取りボビン上の光ファイバが傷ついてしまうおそれが極めて高い。しかもこのように数十m/秒以上の高速で光ファイバを連続走行させながらスクリーニング試験を行なった場合、断線が生じてから実際に巻き取りボビンの回転が停止するまでの光ファイバ破断端の走行距離も著しく大きくなってしまうため、破断端が巻き取りボビンに達するまでに巻き取りボビンの回転を停止させ得なくなることが多く、そのため線叩きの発生頻度も大きくなってしまっていたのが実状である。
光ファイバのスクリーニング試験における断線発生時の線叩きの発生を防止するための従来の技術としては、既に特許文献1に示す技術が提案されている。
特許文献1の技術では、基本的には、光ファイバの低強度部位を断線させる箇所(スクリーニングホイール)から巻き取りボビンまでの光ファイバの走行経路(パスライン)の長さを延長して(パスライン延長手段)、断線箇所から巻き取りボビンまでの光ファイバの走行経路の長さを、光ファイバが断線してから光ファイバが巻き取りボビンに巻き取られるまでの光ファイバ巻き取り長さよりも大きくなるように制御することとしている。そしてそのような制御を実現するために、巻き取りボビンの巻き量を検出するための巻き量検出手段を設け、それに応じて断線時における巻き取りボビンの制動を制御する手段などについて開示している。
しかしながら特許文献1において提案されている方法を適用して、光ファイバの破断端が巻き取りボビンに達する以前に巻き取りボビンの回転を停止させることができたとしても、実際上は、線叩きの発生を確実に防止することは困難であった。すなわち、光ファイバの破断端が巻き取りボビンに達する以前に巻き取りボビンの回転を停止させた場合、巻き取りボビンの回転が停止した時点で未だ巻き取りボビンに巻き取られずに残っている光ファイバの破断端末側の部分が、巻き取りボビンが停止した瞬間に、それまでの光ファイバの走行方向に沿う直線状の慣性力によって、巻き取りボビンに向かって直線状に飛んで行き、そのため線叩きが発生してしまうおそれがあることが判明している。
また特許文献1の提案の方法を実際に適用しようとした場合、いたずらにパスラインの長大化を招き、設備が大型化するとともに設備コストも大きくなってしまう問題もあり、さらにはパスラインを延長する都合上、既設のスクリーニング試験装置には適用することが困難であるという問題もあった。
一方、特許文献2には、前記と同様に光ファイバの破断端が巻き取りボビンに達する以前に巻き取りボビンの回転を停止させるように制御する技術が開示されており、さらにこの特許文献2の提案では、巻き取りボビンの直前に、光ファイバが接することなく通過できる隙間を有するファイバたたき防止カバーを設けておき、さらにそのカバーを光ファイバの破断端が通過する前に巻き取りボビンの回転を停止させることが提案されている。
この特許文献2の提案の技術によれば、巻き取りボビンの回転に伴う連れ廻りによる線叩きを防止できるばかりでなく、上記の直線的な慣性力による線叩きも、ある程度は防止可能と思われる。
しかしながら特許文献2の提案の技術によっても、線叩きを確実かつ安定して防止することは困難であった。すなわち、光ファイバの破断端が巻き取りボビンに達する以前に巻き取りボビンの回転を停止させた場合に生じる線叩きの原因は、上記のような巻き取りボビンの回転停止における光ファイバの直線的な慣性力ばかりでなく、巻き取りボビンの回転方向への慣性力によって、既に停止している巻き取りボビンの外周上に暴れながら巻き付いてしまい、その際に、光ファイバのフリーな破断側端末部分が既巻き取りファイバを叩いてしまう現象も、線叩きの原因となっていることが本発明者等の実験、検討によって明らかとなっている。特に光ファイバの走行速度(線速)が大きい場合には、このような現象が生じやすいが、回転方向への慣性力に起因する線叩きについては、特許文献2の技術では防止できなかったのである。
また特許文献2の提案の技術を、既設のスクリーニング試験装置に適用しようとした場合、ファイバたたき防止カバーを組み込むことが困難であることが多く、この点も問題であった。
特開平10−114537号公報 特開2004−59243号公報
本発明は以上の事情を背景としてなされたもので、光ファイバについてスクリーニング試験を行なうにあたり、光ファイバの低強度部分の断線が生じた際における、巻き取りボビンの回転停止に伴う線叩きを、確実かつ安定して防止することができ、しかもパスラインをいたずらに長大化させたり、設備コストが増大したり、既設のスクリーニング試験装置に適用することが困難となったりすることなく、線叩きを防止し得る方法、およびその方法を実施するための装置を提供することを課題としている。
本発明者等が、光ファイバのスクリーニング試験において、光ファイバの断線発生時に、既に巻き取りボビンに巻き取られている光ファイバに断線箇所の端末部分が衝突してしまう現象、すなわち線叩きが発生する原因について詳細に解析、検討を重ねた結果、大別して次の三つの事象が線叩き発生の原因となっていることが判明した。
すなわち先ず第1の事象は、既に述べたように、光ファイバの破断端が巻き取りボビンに到達するまでに巻き取りボビンの回転が停止しておらず、そのため断線したフリー状態の端末部分が、巻き取りボビンの回転に伴って巻き取りボビンの外周上で暴れながら連れ廻り、その連れ廻りによって光ファイバの端末部分が既巻き取りファイバを叩いてしまう現象である。
また第2の事象は、光ファイバの破断端が巻き取りボビンに到達するまでに巻き取りボビンの回転が停止した場合であっても、巻き取りボビンの回転停止時までに巻き取りボビンに巻き取られずに残っている光ファイバの破断側の端末部分が、巻き取りボビンの回転停止時に、それまでの巻き取りボビンに向けての走行による直線的な慣性力によって、急激に巻き取りボビンに向けて直線的に飛んで行き、巻き取りボビンの既巻き取り光ファイバに衝突してしまう現象である。
さらに第3の事象は、前記同様に光ファイバの破断端が巻き取りボビンに到達するまでに巻き取りボビンの回転が停止した場合であっても、巻き取りボビンの回転停止時までに巻き取りボビンに巻き取られずに残っている光ファイバの破断端側の端末部分が、それまでの巻き取りボビンの回転に伴う巻き取りボビン回転方向への慣性力によって、既に停止している巻き取りボビンの外周上に暴れながら巻き付いてしまい、その巻き付きの際に、光ファイバのフリーな破断端側の端末部分が既巻き取りファイバを叩いてしまう現象であって、線速が大きい場合にはこの現象が顕著となる。
これらの三つの事象のうち、第1の事象による線叩きは、既に述べた特許文献1、特許文献2に示されるように、光ファイバの破断端が巻き取りボビンに到達するまでに巻き取りボビンの回転を停止させておくことによって、解消することが可能である。
一方、第2の事象による線叩き、第3の事象による線叩きは、いずれも光ファイバの破断端が巻き取りボビンに到達するまでに巻き取りボビンの回転が停止した場合であっても生じるおそれがある現象であり、したがって特許文献1に示される技術では、その発生を防止することは困難である。また特許文献2に示される技術では、巻き取りボビンの手前にファイバたたき防止カバーを配設しておくことによって、第2の事象による線叩き、すなわち巻き取りボビンの回転停止時の光ファイバの直線的な慣性力による線叩きは、ある程度防止することは可能であるが、必ずしも確実ではなく、さらに、第3の事象による線叩き、すなわち巻き取りボビンの回転停止時の光ファイバの巻き取りボビン回転方向への慣性力による線叩きは、防止することができない。
したがって、上記の3事象の発生を同時に回避することができれば、線叩きを確実かつ安定して防止可能となると考えられる。そして本発明者等が鋭意実験、検討を重ねた結果、巻き取りボビンとその手前側の二つのプーリの配置関係およびそれらの間の距離、したがって巻き取りボビンに至る光ファイバの走行経路を適切に調整することによって、前述の3事象の発生を回避し、線叩きを確実かつ安定して防止し得ることを見い出し、本発明をなすに至った。
すなわち本発明の基本的な態様(第1の態様)による光ファイバのスクリーニング試験方法は、
光ファイバを連続的に走行させながら張力印加部を通過させ、続いて巻き取りボビンによって連続的に光ファイバを巻き取る光ファイバのスクリーニング試験方法において、
前記張力印加部の下流側に、第1のプーリ、第2のプーリ、および前記巻き取りボビンをその順に配列して、張力印加後の光ファイバが、第1のプーリおよび第2のプーリにその順に巻き掛けられてから巻き取りボビンに巻き取られるようにし、しかも張力印加により光ファイバが断線した際に、巻き取りボビンの回転を停止させるようにし、
かつ、光ファイバが断線して巻き取りボビンの回転を停止させた時点で、第1のプーリから第2のプーリに至る直線状の光ファイバ走行経路の延長線上に、巻き取りボビンにおける光ファイバが既に巻き取られている既巻き取り外周面が位置しないように調整し、
しかも、さらに各部位の長さL0,L1、L2、L3を、
L0:光ファイバが断線して巻き取りボビンの回転を停止させた時点で、光ファイバ走行経路における光ファイバの断線部位から巻き取りボビンに至るまでの間に残る光ファイバの長さ、
L1:光ファイバが断線して巻き取りボビンの回転を停止させた時点での、巻き取りボビンにおける既巻き取り外周面の周長、
L2:第1のプーリの巻き掛け面から第2のプーリの巻き掛け面に至るまでの直線状走行経路の長さ、
L3:光ファイバが断線して巻き取りボビンの回転を停止させた時点での、第2のプーリの巻き掛け面から巻き取りボビンの既巻き取り外周面に至るまでの直線状走行経路の長さ、
と定義し、光ファイバが断線して巻き取りボビンの回転を停止させた時点での各部位の長さL0、L1、L2、L3が、次の(1)式〜(3)式を満たすように調整することを特徴とするものである。
L0>L1 ・・・(1)
L3<L1×1/2 ・・・(2)
L3<L2 ・・・(3)
また本発明の第2の態様による光ファイバのスクリーニング試験方法は、前記第1の態様の光ファイバのスクリーニング試験方法において、
前記第1のプーリと第2のプーリとのうち少なくとも一方のプーリを、その回転中心位置が可変となるように構成しておき、巻き取りボビンによる巻き取り期間中もしくは前記張力印加部での光ファイバの断線検出時に、前記少なくとも一方のプーリを移動させることにより、光ファイバが断線して巻き取りボビンの回転を停止させた時点で、前記延長線上に巻き取りボビンにおける前記既巻き取り外周面が位置しないように、かつ各部位の長さL0、L1、L2、L3が、前記(1)式〜(3)式が満たされるように調整することを特徴とするものである。
さらに本発明の第3の態様による光ファイバのスクリーニング試験方法は、前記第1、第2のいずれかの態様の光ファイバのスクリーニング試験方法において、
前記巻き取りボビンの回転中心を中心点、巻き取りボビンにおける巻き胴の外周を基礎円、巻き胴における光ファイバの巻き始め開始点をインボリュート展開軌跡の始点とし、第2のプーリから巻き取りボビンに向かう光ファイバの走行経路が、第2のプーリの外周面がなす円と巻き取りボビンにおける既巻き取り外周面がなす円との共通内接線である場合には巻き取りボビンの巻き取り方向と同じ方向に展開されるインボリュート曲線を、また第2のプーリから巻き取りボビンに向かう光ファイバの走行経路が、第2のプーリの外周面がなす円と巻き取りボビンにおける既巻き取り外周面がなす円との共通外接線である場合には巻き取りボビンの巻き取り方向に対し反対方向に展開されるインボリュート曲線を定義し、そのインボリュート曲線上における、前記始点から、展開角360°の位置とインボリュート曲線が前記第1のプーリから第2のプーリに至る直線状の光ファイバ走行経路の延長線と最初に交差する位置とのうちの前記始点に近い位置までの線分と、巻き胴の外周面との間の領域に、緩衝部材を配置しておくことを特徴とするものである。
また本発明の第4の態様によるスクリーニング試験装置は、前記第1〜第3のいずれかの態様のスクリーニング試験方法を実施するための光ファイバのスクリーニング試験装置であって、光ファイバが断線して巻き取りボビンの回転を停止させた時点で、前記延長線上に巻き取りボビンにおける前記既巻き取り外周面が位置しないように、かつ各部位の長さL0、L1、L2、L3が、前記(1)式〜(3)式が満たされるように構成したことを特徴とするものである。
本発明のスクリーニング試験方法、装置によれば、光ファイバについてスクリーニング試験を行なうにあたり、光ファイバの低強度部分の断線が生じた際における、巻き取りボビンの回転停止に伴って、光ファイバの破断端側の端末部分が巻き取りボビン上の既巻き取り光ファイバに衝突し、その既巻き取り光ファイバを損傷させたり、劣化させたりする現象、すなわちいわゆる線叩きの発生を、確実かつ安定して防止することができ、しかもパスラインをいたずらに長大化させたり、設備コストを増大させたり、既設のスクリーニング試験装置に適用することが困難となったりすることなく、線叩きを防止することができる。
本発明のスクリーニング試験方法が適用されるスクリーニング試験装置の全体構成の一例を示す略解図である。 本発明のスクリーニング試験方法の第1の実施形態を実施している状況の一例(第1の実施状況)を示す略解図である。 本発明のスクリーニング試験方法の第1の実施形態を実施している状況の他の例(第2の実施状況)を示す略解図である。 本発明のスクリーニング試験方法の第2の実施形態を実施している状況の一例を示す略解図である。 本発明のスクリーニング試験方法の第3の実施形態を実施している状況の一例を示す略解図である。 本発明のスクリーニング試験方法の第4の実施形態を実施している状況の一例を示す略解図である。 本発明のスクリーニング試験方法の第5の実施形態を実施している状況の一例を示す略解図である。 本発明のスクリーニング試験方法の第6の実施形態を実施している状況の一例を示す略解図である。 本発明のスクリーニング試験方法の第7の実施形態を実施している状況の一例を示す略解図である。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図2には、本発明の光ファイバのスクリーニング試験方法の第1の実施形態の第1の実施状況、特に光ファイバが断線した後、巻き取りボビン23の回転が停止した時点の状況を示す。
なお図2には、図1に示したスクリーニング試験装置Sのうち、第1のプーリ21、
第2のプーリ22、および巻き取りボビン23の部分のみを示す。スクリーニング試験装置Sの全体的な構成は、例えば図1に示したものと同様な構成とされていれば良い。但し、スクリーニング試験装置の全体的な構成は図1に示した構成に限られず、要は光ファイバ1の連続走行中にスクリーニング試験のために光ファイバ1に張力を加える張力印加部15を有していて、その張力印加部15の下流側に前記第1のプーリ21、第2のプーリ22、および巻き取りボビン23がその順に配置されていれば良い。
ここで、第1のプーリ21は、その位置が固定されたものであっても、また張力印加部15の下流側において光ファイバ1の張力を調整もしくは安定化させるためのダンサーロールを兼ねた可動式のものであってもよい。また第2のプーリ22は、通常はその位置を固定したものとするが、場合によっては可動式のものであっても良い。さらに巻き取りボビン23は、図示しない回転駆動手段によって光ファイバ巻き取り方向に回転するものであり、減速機や、機械的もしくは電気的制動手段(ブレーキ)によって、適宜その回転を停止させて、光ファイバ1の巻き取りを中止し得るように構成されている。なお巻き取りボビン23は、巻き取り期間中においてその回転軸線と平行な方向に往復移動させて、光ファイバ1の巻き取り位置を回転軸線方向と平行な方向(幅方向)に移動させる、いわゆるトラバース方式の可動タイプであっても良い。また一方、巻き取りボビン23をトラバース方式の可動タイプとしない場合には、その巻き取りボビン23の上流側の第2のプーリ22を、中心軸線と平行な方向に往復移動させて、光ファイバ1の巻き掛け位置を移動させるトラバース方式のものとしても良い
図2において、光ファイバ1は、張力印加部15(図1参照)からその下流側に向かって連続走行し、先ず第1のプーリ21に巻き掛けられてその走行方向が転換され、続いて第2のプーリ22に巻き掛けられて再びその走行方向が転換され、最終的に巻き取りボビン23に巻き取られる。ここで、光ファイバ1が第1のプーリ21の巻き掛け面に接する位置(巻き掛け開始点)をP11とし、光ファイバ1が第1のプーリ21の巻き掛け面から離れる位置(巻き掛け終了点=巻き離れ点)をP12とする。また光ファイバ1が第2のプーリ22の巻き掛け面に接する位置(巻き掛け開始点)をP21とし、光ファイバ1が第2のプーリ22の巻き掛け面から離れる位置(巻き掛け終了点=巻き離れ点)をP22とする。さらに光ファイバ1が巻き取りボビン23に巻き込まれる位置(巻き込み開始点)をP3とする。
なお図2において巻き取りボビン23は、一般的な巻き取りボビンが有している鍔部を省略した状態で示している。すなわち一般にこの種の巻き取りボビンは、円筒状の巻き胴の軸線方向両端に鍔部を設けて、鍔部の間において巻き胴の外周面に光ファイバを巻き取るのが通常である。そして巻き取り開始後、巻き取られた光ファイバの外周径(巻き取り径)は次第に大きくなり、また巻き取りの中途(巻き胴が満杯になる以前)においては、巻き胴の外周面に既に巻き取られている光ファイバの外周面の径は、鍔部の径よりも小さいのが通常である。したがって巻き取り開始後の光ファイバ1が巻き取りボビン23に巻き込まれる位置(巻き込み開始点)P3は、巻き胴の外径より外側でかつ鍔部の外周縁の位置よりも内側となる。しかるに本発明のスクリーニング試験方法において重要であるのは、巻き取りボビン23の巻き胴の外径や鍔部の外径ではなく、巻き取り期間中の光ファイバ1の断線発生に伴って巻き取りボビン23の回転を停止させた時点において、既に巻き取られている光ファイバ1の巻き取り外周面(以下これを「既巻き取り外周面」と称する)23Aの位置およびその既巻き取り外周面23Aの周長であり、そこで図2においては、巻き取りボビン23について、巻き胴、鍔部は省略した状態で示している。この点は、後に説明する図3〜図7においても同様である。
図2には、前述のように光ファイバ1が断線して、その後、巻き取りボビン23の回転を停止させた時点での状況を示している。この図2において、断線した部分の端末(破断端)を符号1Aで示しており、図示しない張力印加部から第1のプーリ21および第2のプーリ22を経て巻き取りボビン23に至る光ファイバ走行経路のうち、光ファイバが断線して巻き取りボビンの回転を停止させた時点で巻き取りボビン23に未だ巻き取られずに残っている光ファイバ1の部分を太い実線で示し、またその時点で既に光ファイバ1の破断端1Aが通過してしまった部分を太い破線で示している。
本発明のスクリーニング試験方法においては、図2に示しているように、光ファイバが断線して巻き取りボビン23の回転を停止させた時点で、第1のプーリ21から第2のプーリ22に至る直線状の光ファイバ走行経路の延長線Q1上に、巻き取りボビン23における既巻き取り外周面23Aが位置しないように調整する。ここで上記の第1のプーリ21から第2のプーリ22に至る直線状の光ファイバ走行経路の延長線Q1とは、第1のプーリ21の巻き離れ点P12と第2のプーリ22の巻き掛け開始点P21とを結ぶ線分(従って図2の第1の実施形態の場合は第1のプーリ21の巻き掛け面と第2のプーリ22の巻き掛け面との共通内接線)の延長線と言い換えることができる。
このように巻き取りボビン23の回転停止時に上記の延長線Q1上に巻き取りボビン23の既巻き取り外周面23Aが位置しないようにするためには、後に改めて説明するように、第1のプーリ21および第2のプーリ22の位置が固定されている場合は、例えば、巻き取りボビン23の想定される満巻き状態での巻き取り外周面が延長線Q1に架からないように第1のプーリ21、第2のプーリ22および巻き取りボビン23の設置位置を定めておくか、あるいは鍔部を含めて巻き取りボビン23の全体が延長線Q1に架からないように第1のプーリ21、第2のプーリ22および巻き取りボビン23の設置位置を定めておけばよい。また、第1のプーリ21および第2のプーリ22のいずれか一方または双方が可動(位置調整可能)とされている場合には、巻き取りの進行に伴って(したがって巻き太りに伴って)第1のプーリ21および第2のプーリ22のいずれか一方または双方を連続的もしくは段階的に移動させて、巻き取り期間中は常に巻き取りボビン23の既巻き取り外周面23Aが延長線Q1に架からないように制御するか、あるいは光ファイバ1の断線が検出された時点から実際に巻き取りボビン23の回転が停止するまでの間に第1のプーリ21および第2のプーリ22のいずれか一方または双方を瞬間的に移動させることにより、巻き取りボビン23の回転停止時に巻き取りボビン23の既巻き取り外周面23Aが延長線Q1に架からないように制御してもよい。
さらに本発明においては、光ファイバ1が断線して巻き取りボビン23の回転を停止させた時点での各部位の長さ(もしくは距離)L0、L1、L2、L3を定義して、それらの関係を定めている。そこで、図2に示す実施形態に即して、先ず各部位の長さL0、L1、L2、L3を説明する。
L0:光ファイバ1が断線して巻き取りボビン23の回転を停止させた時点で、光ファイバ走行経路における光ファイバ1の破断端1Aから巻き取りボビン23に至るまでの間に残る光ファイバの長さ。すなわち、図2において、光ファイバ1の破断端1Aから巻き取りボビン23における巻き取り開始点P3までの光ファイバ1の実長。
L1:光ファイバ1が断線して巻き取りボビン23の回転を停止させた時点での、巻き取りボビン23における既巻き取り外周面23Aの周長。すなわち、光ファイバ1が断線して巻き取りボビン23の回転を停止させた時点までに巻き取りボビン23に巻き取られている光ファイバ1の巻き取られた部分の外周面の半径をrとすれば、L1=2πrで表される長さ。
L2:第1のプーリ21の巻き掛け面から第2のプーリ22の巻き掛け面に至るまでの直線状走行経路の長さ。すなわち、第1のプーリ21における巻き掛け終了点P12から第2のプーリ22の巻き掛け開始点P21までの直線距離。これは、図2の実施形態の場合、第1のプーリ21における光ファイバ1の巻き掛け面と、第2のプーリ22における光ファイバ1の巻き掛け面との共通内接線の長さに相当する。
L3:光ファイバ1が断線して巻き取りボビン23の回転を停止させた時点での、第2のプーリ22の巻き掛け面から巻き取りボビン23の光ファイバ巻き取り外周面23Aに至るまでの直線状走行経路の長さ。すなわち、光ファイバ1が断線して巻き取りボビン23の回転を停止させた時点での、第2のプーリ22の巻き掛け終了点P22から巻き取りボビン23の巻き取り開始点P3までの直線距離。これは、図2の実施形態の場合、第2のプーリ22における光ファイバ1の巻き掛け面と、巻き取りボビン23における光ファイバ1の巻き取り外周面23Aとの共通内接線の長さに相当する。
このようにL0、L1、L2、L3を定義したとき、光ファイバ1が断線して巻き取りボビンの回転を停止させた時点でのL0、L1、L2、L3の値が、次の(1)式〜(3)式を満たすように調整する。
L0>L1 ・・・(1)
L3<L1×1/2 ・・・(2)
L3<L2 ・・・(3)
ここで、(1)式の条件は、光ファイバ1が断線して巻き取りボビン23の回転を停止させた時点で、巻き取りボビン23に未だ巻き取られていない光ファイバの破断端側の部分の長さL0が、巻き取りボビン23における既巻き取り外周面23Aの周長L1より長いことを意味する。したがって、巻き取りボビン23に既に巻き取られている光ファイバの外周長L1以上の長さを残して、巻き取りボビン23の回転を停止させれば、(1)式の条件が満たされることになる。
また(2)式の条件は、光ファイバ1が断線して巻き取りボビン23の回転を停止させた時点で、第2のプーリ22の巻き掛け面から巻き取りボビン23の光ファイバ巻き取り外周面23Aに至るまでの直線状走行経路の長さ(P22〜P3間の直線距離)L3が、巻き取りボビン23に既に巻き取られている光ファイバの外周長さL1の半分より短いことを意味する。
また(3)式の条件は、光ファイバ1が断線して巻き取りボビン23の回転を停止させた時点での第2のプーリ22の巻き掛け面から巻き取りボビン23の光ファイバ巻き取り外周面23Aに至るまでの直線状走行経路の長さ(P22〜P3間の直線距離)L3が、第1のプーリ21の巻き掛け面から第2のプーリ22の巻き掛け面に至るまでの直線状走行経路の長さ(P12〜P21間の直線距離)L2よりも短いことを意味する。
上述のような各条件をすべて満足させることによって、前記第1〜第3の事象に起因する線叩きの発生をすべて回避することが可能となる。そこでこれらの各条件による作用効果について、第1〜第3の事象と関連させて以下に説明する。
先ず第1の事象に関しては、(1)式の条件を満たした場合、断線した光ファイバ1の破断端1Aの側の部分を巻き取りボビン23に巻き取り切らないうちに巻き取りボビン23の回転を停止させることになり、そのため、連れ廻りに起因する線叩きの発生を防止することができる。
次に第2の事象に関しては、(1)式の条件を満たさせて、巻き取りボビンの回転停止時に巻き取りボビンの既巻き取り外周面の周長L1より長い長さL0を残すと同時に、(2)式の条件を満たさせて、第2のプーリ22の巻き掛け面から巻き取りボビン23の光ファイバ巻き取り外周面23Aに至るまでの直線状走行経路の長さ(P22〜P3間の直線距離)L3を、巻き取りボビンの既巻き取り外周面の周長L1の1/2より短かくすれば、巻き取りボビン23の回転停止時に、第2のプーリ22の上流側に光ファイバ1の破断端1Aが位置するタイミングで巻き取りボビン23の回転が停止することになる。正確には、光ファイバ1の破断端1Aが、第2のプーリ22の巻き離れ点P22に対してその上流側でかつ巻き取りボビン23の既巻き取り外周面23Aの周長L1の1/2より遠い位置に位置するタイミングで、巻き取りボビン23の回転が停止することになるが、実際のスクリーニング試験装置では、第2のプーリ22の外径は巻き取りボビン23の既巻き取り外周面23Aの周長L1より短いのが通常である。また第2のプーリ22の外周面に巻き掛けられている長さ(巻き掛け開始点P21〜巻き離れ点P22の周方向長さ)も、巻き取りボビン23の既巻き取り外周面23Aの周長L1の1/2より格段に短いのが通常である。したがって通常は、第2のプーリ22の上流側に光ファイバ1の破断端1Aが位置するタイミングで巻き取りボビン23の回転が停止することになる。
上述のように第2のプーリ22の上流側に光ファイバ1の破断端1Aが位置するタイミングで巻き取りボビン23の回転を停止させた場合、巻き取りボビン23の回転停止時における光ファイバ破断端側の慣性力は、第1のプーリ21から第2のプーリ22に向かう直線方向の慣性力が支配的となり、そのため回転停止時における慣性力によって光ファイバ破断端側の部分が飛んで行く方向は、第1のプーリ21から第2のプーリ22に向かう直線(P12〜P21)の延長線Q1の方向の成分が支配的となる。
しかも、(3)式を満足させて、第1のプーリ21の巻き掛け面から第2のプーリ22の巻き掛け面に至るまでの直線状走行経路の長さ(P12〜P21間の直線距離)L2を、第2のプーリ22の巻き掛け面から巻き取りボビン23の光ファイバ巻き取り外周面23Aに至るまでの直線状走行経路の長さ(P22〜P3間の直線距離)L3よりも長くすることによって、慣性力による運動の方向には、直線距離として相対的に短いP22〜P3間の直線距離L3よりも、相対的に長いP12〜P21間の直線距離L2の影響が大きくなり、このことからも、回転停止時における慣性力によって光ファイバ破断端側の部分が飛んで行く方向は、第1のプーリ21から第2のプーリ22に向かう直線(P12〜P21)の延長線Q1の方向の成分が支配的となるのである。
しかるに本発明では、第1のプーリ21から第2のプーリ22に向かう直線の延長線Q1上に巻き取りボビン23の既巻き取り外周面23Aが位置しないように調整されるため、その延長線Q1の方向に飛んだ光ファイバ破断端側の部分が、巻き取りボビン23の既巻き取り外周面23Aに衝突することを回避することができる。すなわち、巻き取りボビンの回転停止時の直線的な慣性力に起因する線叩きの発生を防止することができる。
但し、(1)式、(2)式が満足される場合であっても、例外的なケースとして、第2のプーリ22に光ファイバ1の破断端1Aが接しているタイミング(すなわち破断端1AがP21〜P22間に位置しているタイミング)で巻き取りボビン23の回転が停止する可能性も否定できないが、その場合については、後に段落〔0065〕において説明する。
さらに前記第3の事象に関して述べる。
(1)式の条件を満たさせて、巻き取りボビン23の回転停止時に既巻き取り外周面23Aの周長L1よりも長い長さL0を残すことによって、回転停止時の巻き取りボビン回転方向への慣性力により端末部分が巻き取りボビン23の外周上に廻り込む際のエネルギが減衰され、その結果、回転方向への慣性力による線叩きのエネルギ(衝突エネルギ)も小さくなって、回転方向慣性力に起因する線叩きが軽減される。すなわち、光ファイバのような細径の線材の場合、空気抵抗の作用や、運動方向の周回変化によって、慣性により与えられたエネルギが大きく減衰されるからである。
ここで、前述の(1)式から(3)式の各条件を満たさない場合の現象について説明する。
先ず、(1)式を満たさないケースのうちでも、特に巻き取りボビン23の回転停止時に光ファイバ1の破断端1Aの側の端末がまったく残らない場合には、第1の事象の連れ廻りによる線叩きが生じてしまう。また、巻き取りボビン23の回転停止時に光ファイバ1の破断端1Aの側の端末がたとえ残っていても、その長さL0が、巻き取りボビン23の既巻き取り外周面23Aの周長L1以下であれば、端末部分の回りこみによりエネルギが充分に減衰されないうちに端末が巻き取りボビン23に達してしまって、線叩きが生じやすくなってしまう。
一方、(1)式を満たして、巻き取りボビン23の回転停止時に残る光ファイバ1の破断端1Aの側の端末部分の長さL0が、巻き取りボビン23の既巻き取り外周面23Aの周長L1より長い場合において、(2)式を満たさずに第2のプーリ22の巻き掛け面から巻き取りボビン23の光ファイバ巻き取り外周面23Aに至るまでの直線状走行経路の長さ(P22〜P3間の直線距離)L3が巻き取りボビンの既巻き取り外周面23Aの周長の1/2以上である場合には、特に巻き始めのタイミングでは、巻き取りボビン23の回転停止時までに巻き取られずに残る光ファイバ1の破断端側の長さのうち、第2のプーリ22と巻き取りボビン23との間に残る光ファイバの長さが、第1のプーリ21と第2のプーリ22との間に残る光ファイバ1の長さよりもよりも長くなってしまい、巻き取りボビン23の回転停止時に巻き取りボビン23に向かう慣性運動の作用が強くなってしまって、逆に線叩きが生じやすくなってしまうおそれがある。すなわち、巻き取りボビン23の回転停止時に、第1のプーリ21から第2のプーリ22に至る直線状の光ファイバ走行経路の延長線Q1上に、巻き取りボビン23における光ファイバ1の既巻き取り外周面23Aが位置しないように調整する効果が充分に発揮されなくなる。
また一方、(2)式を満たさずに第2のプーリ22の巻き掛け面から巻き取りボビン23の光ファイバ巻き取り外周面23Aに至るまでの直線状走行経路の長さ(P22〜P3間の直線距離)L3が巻き取りボビン23の既巻き取り外周面23Aの周長の1/2以上のままで線叩きを防止しようとすれば、巻き取りボビン23の回転停止時に巻き取られずに残る光ファイバ1の破断端1Aの側の長さを著しく長く調整しなければならず、その場合、パスラインが著しく長大化して、設備の大型化や設備コストの増大を招くとともに、既設のスクリーニング試験装置に適用することが困難となり、さらには、光ファイバ1の断線検知のタイミングから瞬時に巻き取りボビン23の回転を停止させる必要が生じて、巻き取りボビン23の回転停止時の減速度を大きくせざるを得ず、その結果、回転停止時に巻き取りボビン23に巻き崩れが生じてしまうおそれがある。
さらに、(3)式を満たさず、第2のプーリ22の巻き掛け面から巻き取りボビン23の光ファイバ巻き取り外周面23Aに至るまでの直線状走行経路の長さ(P22〜P3間の直線距離)L3が、第1のプーリ21の巻き掛け面から第2のプーリ22の巻き掛け面に至るまでの直線状走行経路の長さ(P12〜P21間の直線距離)L2以上となった場合にも、巻き取りボビン23の回転停止時に巻き取りボビン23に向かう慣性運動の作用が強くなってしまって、この場合も線叩きが生じやすくなってしまうおそれがある。すなわち、巻き取りボビン23の回転停止時において、第1のプーリ21から第2のプーリ22に至る直線状の光ファイバ走行経路の延長線Q1上に、巻き取りボビン23における光ファイバ1の既巻き取り外周面23Aが位置しないように調整する効果が充分に発揮されなくなる。
以上のように、(1)式〜(3)式を満足させるとともに、巻き取りボビン23の回転停止時において、第1のプーリ21から第2のプーリ22に至る直線状の光ファイバ走行経路の延長線Q1上に、巻き取りボビン23における光ファイバ1の既巻き取り外周面23Aが位置しないように調整することによって、線叩きを確実に防止することが可能となるのである。
またここで、本発明で規定する上記各条件を満たせば、巻き取りボビン23の回転停止時に、巻き取りボビン23の上流側に残す光ファイバ1の破断端1Aの側の部分を、必要以上に長くすることなく、線叩きを確実に防止できる。したがってパスラインをいたずらに長くする必要がなく、設備の大型化や設備コストの増加を招くことなく、既設のスクリーニング試験装置にも容易に適用することができる。
但し、巻き取りボビン23の回転停止時に巻き取りボビン23の上流側に残る光ファイバ1の破断端側の部分の長さが長い場合であっても、確実に線叩きを防止できることはもちろんである。
なお、以上の説明では、(2)式、(3)式のファクタとして、L2の直線状走行経路の長さ、L3の直線状走行経路の長さを用いており、光ファイバ1が第2のプーリ22に接している部分の長さ(P21〜P22の円周方向長さ)は無視しているが、一般のスクリーニング試験装置では、回転抵抗による張力の無用な増大を抑えるため、中途のプーリの径は小さく抑えるのが通常であり、従って上記の第2のプーリ22に接している部分の長さも小さいから、線叩きに及ぼす影響も少なく、そこで(2)式、(3)式では、第2のプーリ22に接している部分の長さは無視することとした。
なお、第2のプーリ22の径が大きい場合には、第2のプーリ22に光ファイバ1が接している部分の長さが線叩きに影響を及ぼす懸念も考えられないではないが、次のような理由によって、上記の長さ(P21〜P22間の円周方向長さ)は無視しても支障ない。すなわち、第2のプーリ22に対する光ファイバ1の接触角が大きくなれば、第2のプーリ22に接している部分の長さは大きくなるが、その場合、第1のプーリ21から第2のプーリ22に至る直線状の光ファイバ走行経路の延長線Q1は、第2のプーリ22の巻き掛け面から巻き取りボビン23の巻き込み点P3に至るまでの直線状走行経路から大きく遠ざかることになり、そのため線叩きは発生しにくくなるから、接触部分の長さは無視することができる。一方、第2のプーリ22に対する光ファイバ1の接触角が小さくなれば、前記延長線Q1は、第2のプーリ22の巻き掛け面から巻き取りボビン23の巻き込み点P3に至るまでの直線状走行経路に近づくことになるが、接触角が小さいことは、第2のプーリ22に接している長さが短いことを意味し、したがってこの場合も上記の長さは無視して差し支えない。
なお、巻き取り開始後の比較的初期の段階(すなわち巻き取りボビン23における既巻き取り外周面23Aの径が未だ小さい段階)、あるいは第2のプーリ22の外径が大きい場合には、(1)式、(2)式が満足される場合であっても、例外的なケースとして、第2のプーリ22に光ファイバの破断端1Aが接しているタイミング(すなわち破断端1AがP21〜P22間に位置しているタイミング)で巻き取りボビン23の回転が停止する可能性も否定できない。しかしながらこの場合、回転停止直前に破断端1Aが第2のプーリ22の外周面に沿って運動しているため、遠心力と光ファイバ自体の剛性によって、光ファイバ1の破断端1Aを巻き取りボビン23から遠ざかる方向に運動させる力が作用し、そのため線叩きはむしろ発生しにくくなる。したがって、本発明では、既に述べた各条件を満足させれば、線叩きの問題を回避できるのである。
なおまた、図2に示した第1の実施形態では、光ファイバ1が断線して巻き取りボビン23の回転を停止させた時点で、光ファイバ走行経路における光ファイバ1の破断端1Aが、既に第1のプーリ21を乗り越えて、第1のプーリ21と第2のプーリ22との間に位置している状況を示しているが、場合によっては図3に第2の実施状況として示すように、巻き取りボビン23の回転停止時に、光ファイバ1の破断端1Aが未だ第1のプーリ21に至っておらず、第1のプーリ21の上流側に位置していることもある。このような場合でも、前述の各条件を満たすことによって、線叩きを確実に防止することができる。
ここで、図3に示すように、巻き取りボビン23の回転停止時に、光ファイバ1の破断端1Aが未だ第1のプーリ21に至っておらず、第1のプーリ21の上流側に位置している場合には、線速が大きくて巻き取りボビンの回転を急速に停止させれば、慣性力によって、光ファイバ1の破断端1Aが第1のプーリ21を廻り込み(乗り越え)、その破断端1Aの側の端末部分が巻き取りボビン23に向かうこともある。その間において、光ファイバ1の端末部分が、周囲の装置構成部材の一部と接触して光ファイバ1に再び張力が作用するような場合には、第1のプーリ21もしくは第2のプーリ22との摩擦力が増加して、これらのプーリの慣性回転によって光ファイバ1に推進力が与えられ、破断端側の端末部分が高速で移動しやすくなる。しかるに本発明では、第1のプーリ21の巻き掛け面から第2のプーリ22の巻き掛け面に至るまでの直線状走行経路の長さL2を、(3)式で規定するように大きく調整しているため、そのような場合でも、慣性運動の方向が第1のプーリ21と第2のプーリ22の間でコントロールされる。すなわちその場合の光ファイバの破断端側の慣性運動について、第1のプーリ21から第2のプーリ22に向かう直線の延長線Q1の方向を支配的とすることができ、その結果線叩きを有効に防止することができるのである。
ここで、本発明の実施に当たっては、第1のプーリ21、第2のプーリ22、および巻き取りボビン23の配置関係、言い換えればこれらのプーリ、ボビンの巻き掛け、巻き取り方向の関係は、第1の実施形態として図2、図3に示した関係に限定されない。すなわち、図4〜図6に第2〜第4の実施形態として示すような関係でも構わない。これらの各実施形態における配置関係について、第1の実施形態の場合も含め、以下に説明する。
〔第1の実施形態(図2、図3)〕
第1のプーリ21の回転中心と第2のプーリ22の回転中心とが、光ファイバ1の走行経路に対して反対側に位置し、かつ第2のプーリ22の回転中心と巻き取りボビン23の回転中心とが、光ファイバ1の走行経路に対して反対側に位置しているケース。
この場合、第1のプーリ21の光ファイバの巻き掛け面から第2のプーリ22の光ファイバの巻き掛け面に至るまでの直線状走行経路(長さL2)とは、第1のプーリ21の巻き掛け面と第2のプーリ22の共通内接線に相当する。
また第2のプーリ22の巻き掛け面から巻き取りボビン23の既巻き取り外周面23Aに至るまでの直線状走行経路(長さL3)とは、第2のプーリ22の巻き掛け面と巻き取りボビン23の既巻き取り外周面23Aの共通内接線に相当する。
〔第2の実施形態(図4)〕
第1のプーリ21の回転中心と第2のプーリ22の回転中心とが、光ファイバ1の走行経路に対して同じ側に位置し、かつ第2のプーリ22の回転中心と巻き取りボビン23の回転中心とが、光ファイバ1の走行経路に対して反対側に位置しているケース。
この場合、第1のプーリ21の光ファイバの巻き掛け面から第2のプーリ22の光ファイバの巻き掛け面に至るまでの直線状走行経路(長さL2)とは、第1のプーリ21の巻き掛け面と第2のプーリ22の共通外接線に相当する。
また第2のプーリ22の巻き掛け面から巻き取りボビン23の既巻き取り外周面23Aに至るまでの直線状走行経路(長さL3)とは、第2のプーリ22の巻き掛け面と巻き取りボビン23の既巻き取り外周面23Aの共通内接線に相当する。
〔第3の実施形態(図5)〕
第1のプーリ21の回転中心と第2のプーリ22の回転中心とが、光ファイバ1の走行経路に対して同じ側に位置し、かつ第2のプーリ22の回転中心と巻き取りボビン23の回転中心とが、光ファイバ1の走行経路に対して同じ側に位置しているケース。
この場合、第1のプーリ21の光ファイバの巻き掛け面から第2のプーリ22の光ファイバの巻き掛け面に至るまでの直線状走行経路(長さL2)とは、第1のプーリ21の巻き掛け面と第2のプーリ22の共通外接線に相当する。
また第2のプーリ22の巻き掛け面から巻き取りボビン23の既巻き取り外周面23Aに至るまでの直線状走行経路(長さL3)とは、第2のプーリ22の巻き掛け面と巻き取りボビン23の既巻き取り外周面23Aの共通外接線に相当する。
〔第4の実施形態(図6)〕
第1のプーリ21の回転中心と第2のプーリ22の回転中心とが、光ファイバ1の走行経路に対して反対側に位置し、かつ第2のプーリ22の回転中心と巻き取りボビン23の回転中心とが、光ファイバ1の走行経路に対して同じ側に位置しているケース。
この場合、第1のプーリ21の光ファイバの巻き掛け面から第2のプーリ22の光ファイバの巻き掛け面に至るまでの直線状走行経路(長さL2)とは、第1のプーリ21の巻き掛け面と第2のプーリ22の共通内接線に相当する。
また第2のプーリ22の巻き掛け面から巻き取りボビン23の既巻き取り外周面23Aに至るまでの直線状走行経路(長さL3)とは、第2のプーリ22の巻き掛け面と巻き取りボビン23の既巻き取り外周面23Aの共通外接線に相当する。
これらのいずれの実施形態の場合も、既に述べたような各条件を満たすことによって、線叩きを確実かつ安定して防止することができる。
なお第2〜第4の実施形態についての図4〜図6では、第1の実施形態の第1の実施状況を示す図2と同様に、光ファイバ1が断線して巻き取りボビン23の回転を停止させた時点で、光ファイバ走行経路における光ファイバ1の破断端1Aが、既に第1のプーリ21を乗り越えて、第1のプーリ21と第2のプーリ22との間に位置している状況を示しているが、第2〜第4の実施形態でも、場合によっては、第1の実施形態の第2の実施状況として示した図3と同様に、巻き取りボビン23の回転停止時に、光ファイバ1の破断端1Aが未だ第1のプーリ21に至っておらず、第1のプーリ21の上流側に位置していることがある。そしてこのような場合でも、既に第1の実施形態に関して説明したように、前述の各条件を満たすことによって、線叩きを確実に防止することができる。
次に本発明で規定する各条件を満たすように調整するための具体的方法の好ましい例について、説明する。
本発明のスクリーニング試験方法を実施するに当たっては、スクリーニング試験対象の光ファイバ1を、張力印加部15(図1参照)内に連続的に走行させて、さらにその張力印加部15を通過した光ファイバ1を、第1のプーリ21、第2のプーリ22を経て、巻き取りボビン23に連続的に巻き取る。そして張力印加部15内において光ファイバ1の断線が生じれば、それが断線検出手段によって検出され、その検出信号によって巻き取りボビン23の図示しない回転制御手段が動作して、巻き取りボビン23の回転が停止させられる。断線検出手段の具体的構成は特に限定されるものではなく、従来のスクリーニング試験装置と同様であれば良く、例えば、印加張力の変動をダンサーロールやローラー型張力計などによって検出したり、ダンサーロールの位置変動から検出したり、さらにはパスライン中における光ファイバの有無を検知するレーザ透過式の光学センサなどを用いればよい。また巻き取りボビン23の回転制御手段とは、減速機や、機械的もしくは電気的制動手段を含むものである。
巻き取りボビン23の回転停止時には、図2〜図6に示す第1〜第4の実施形態の場合、第1のプーリ21から第2のプーリ22に至る直線状の光ファイバ走行経路(P12〜P21)の延長線Q1上に巻き取りボビン23における光ファイバ1の既巻き取り外周面23Aが位置しないように、第1のプーリ21、第2のプーリ22および巻き取りボビン23の位置関係が調整されている必要がある。
このように巻き取りボビン23の回転停止時の位置関係を調整するためには、第1のプーリ21および第2のプーリ22の位置(回転中心位置)が固定されている場合は、巻き始め開始から終了(満巻き)まで上記の条件が満たされるように、第1のプーリ21、第2のプーリ22および巻き取りボビン23の設置位置を予め調整しておけば良い。例えば、巻き取りボビン23の想定される満巻き状態での巻き取り外周面が延長線Q1に架からないように、第1のプーリ21、第2のプーリ22および巻き取りボビン23の設置位置を予め設定しておけば良い。あるいは、鍔部を含めて巻き取りボビン23の全体が延長線Q1に架からないように、第1のプーリ21、第2のプーリ22および巻き取りボビン23の設置位置を予め設定しておいても良い。
一方、第1のプーリ21および第2のプーリ22のいずれか一方もしくは双方が可動式とされている場合には、巻き取り期間中、もしくは光ファイバの断線検出時に、第1のプーリ21または/および第2のプーリ22を移動させて、巻き取りボビン23の回転停止時において巻き取りボビン23の既巻き取り外周面23Aが前記延長線Q1に架からないように調整すればよい。すなわち前記延長線Q1は、第1のプーリ21および第2のプーリ22の位置によって決定されるから、第1のプーリ21または/および第2のプーリ22を移動させることによって前記延長線Q1の位置を変えて、巻き取りボビン23の回転停止のタイミングにおいて延長線Q1が巻き取りボビン23の既巻き取り外周面23Aに架からないように調整することができる。
具体的には、例えば第1のプーリ21または/および第2のプーリ22を、巻き取り期間中において連続的もしくは段階的(断続的)に移動させて、断線発生の如何を問わず、巻き取り開始から終了まで、常に前記延長線Q1が巻き取りボビン23の既巻き取り外周面23Aに架からないように調整すれば良い。
あるいは、光ファイバ1の断線を検出した時点で、その検出信号によって第1のプーリ21または/および第2のプーリ22の移動を開始させ、巻き取りボビン23の回転が実際に停止されるまでの間に、前記延長線Q1が巻き取りボビン23の既巻き取り外周面23Aに架からない状態となるように制御しても良い。この場合、第1のプーリ21または/および第2のプーリ22の移動は、瞬間的に急速に行なう必要があるが、巻き取りボビン23の回転停止後も第1のプーリ21または/および第2のプーリ22の移動が継続されても特に支障はない。
次に前述の(2)式および(3)式の条件を満たさせるための具体的手法、すなわち巻き取りボビン23の回転停止時において、第2のプーリ22の巻き掛け面から巻き取りボビン23の光ファイバ巻き取り外周面23Aに至るまでの直線状走行経路の長さ(P22〜P3)L3が、巻き取りボビン23の既巻き取り外周面23Aの周長L1の1/2より短く、かつ第1のプーリ21の巻き掛け面から第2のプーリ22の巻き掛け面に至るまでの直線状走行経路の長さ(P12〜P21間の直線距離)L2よりも短くなるように調整するための具体的手法としては、基本的には、既に段落〔0077〕〜〔0081〕において説明したような、巻き取りボビン23の回転停止時に前記延長線Q1に巻き取りボビン23の既巻き取り外周面23Aが架からないように調整するための手法に準じて行なえば良い。
すなわち、第1のプーリ21および第2のプーリ22の位置(回転中心位置)が固定されている場合は、巻き始め開始から終了(満巻き)まで(2)式および(3)式の条件が満たされるように、第1のプーリ21、第2のプーリ22および巻き取りボビン23の設置位置を予め調整しておけば良い。ここで、巻き取りの進行に伴って巻き取りボビン23には巻き太りが生じて、巻き取りボビン23の既巻き取り外周面23Aの周長L1が次第に大きくなり、また第2のプーリ22の巻き掛け面から巻き取りボビン23の光ファイバ巻き取り外周面23Aに至るまでの直線状走行経路の長さ(P22〜P3)L3も変化する(第2のプーリ22と巻き取りボビン23との位置関係によってL3が次第に大きくなる場合と、逆にL3が次第に小さくなる場合とがある)から、巻き取りボビン23に対する巻き始めから巻き終わり(満巻き状態)まで、上記の(2)式および(3)式の条件が満たされるように、第1のプーリ21、第2のプーリ22および巻き取りボビン23の設置位置を予め調整しておけば良い。
一方、第1のプーリ21および第2のプーリ22のいずれか一方もしくは双方が可動式とされている場合には、巻き取り期間中、もしくは光ファイバの断線検出時に、第1のプーリ21または/および第2のプーリ22を移動させて、巻き取りボビン23の回転停止時において、上記の(2)式および(3)式の条件が満たされるように制御すれば良い。すなわちL2の値は、第1のプーリ21、第2のプーリ22の関係で定まるが、巻き取りボビン23の既巻き取り外周面23Aの周長L1は、巻き取りの進行に伴って変化し、また、第2のプーリ22の巻き掛け面から巻き取りボビン23の光ファイバ巻き取り外周面23Aに至るまでの直線状走行経路の長さL3も、巻き取りの進行に伴って変化するから、巻き取りの進行に伴って第1のプーリ21または/および第2のプーリ22を移動させることにより、巻き取りボビン23の回転停止のタイミングにおいて(2)式および(3)式の条件が満たされるように制御することができる。
具体的には、例えば第1のプーリ21または/および第2のプーリ22を、巻き取り期間中において連続的もしくは段階的(断続的)に移動させて、断線発生の如何を問わず、巻き取り開始から終了まで、常に前記(2)式および(3)式の条件が満たされるように制御すれば良い。
あるいは、光ファイバ1の断線を検出した時点で、その検出信号によって第1のプーリ21または/および第2のプーリ22の移動を開始させ、巻き取りボビン23の回転が実際に停止されるまでの間に、前記(2)式および(3)式の条件が満たされるように制御しても良い。この場合、第1のプーリ21または/および第2のプーリ22の移動は、瞬間的に急速に行なう必要があるが、巻き取りボビン23の回転停止後も第1のプーリ21または/および第2のプーリ22の移動が継続されても特に支障はない。
なお、第1のプーリ21または/および第2のプーリ22を可動式として、巻き取りボビン23の回転停止時に(2)式および(3)式の条件が満たされるように第1のプーリ21または/および第2のプーリ22を移動調整する場合、その移動調整は、既に段落〔0079〕〜〔0081〕において説明した、「巻き取りボビン23の回転停止時に前記延長線Q1に巻き取りボビン23の既巻き取り外周面23Aが架からないように調整するための移動調整」と兼ねて行なうことが望ましい。すなわち、第1のプーリ21または/および第2のプーリ22の移動調整は、「巻き取りボビン23の回転停止時に前記延長線Q1に巻き取りボビン23の既巻き取り外周面23Aが架からない」条件と、(2)式および(3)式の条件とが同時に満足されるように行なうことが適切である。
さらに、前述の(1)式の条件を満たさせるための具体的手法、すなわち巻き取りボビン23の回転停止時において巻き取りボビン23に未だ巻き取られていない光ファイバ1の破断端1Aの側の部分の長さL0が、巻き取りボビン23における既巻き取り外周面23Aの周長L1より長くなるように調整するための具体的手法について説明する。
なお、巻き取りボビン23の回転停止時において巻き取りボビン23に未だ巻き取られていない光ファイバ1の破断端側の部分の長さL0とは、光ファイバ1の断線が検出された瞬間において、未だ巻き取りボビン23に巻き取られずに残っている光ファイバの長さから、巻き取りボビン23の回転が実際に停止するまでの間に巻き取りボビン23に巻き取られる光ファイバ1の長さを差し引いた長さを意味し、慣性運動などによって巻き取りボビン23に巻きつく光ファイバ1の長さは含まない。
光ファイバ1の断線が検出されたタイミングから巻き取りボビン23の回転停止のタイミングまでに巻き取られる光ファイバ1の長さは、断線検出タイミングにおける巻き取りボビン23の光ファイバ巻き周長と、断線検出タイミングから巻き取りボビン23の回転停止タイミングまでの巻き取りボビン23の回転数から演算することができる。
前者の断線検出タイミングにおける巻き取りボビン23の光ファイバ巻き周長は、装置の条長カウンタなどから得られる巻き取り長から推定計算により求めても、あるいは巻き量センサによる巻き量値から求めても良い。
一方、後者の断線検出タイミングから巻き取りボビン23の回転停止タイミングまでの巻き取りボビン23の回転数は、巻き取りボビン23の回転部分に取り付けられたエンコーダや、センサ(巻き取りカウンタ)のカウント値からの情報から計算することができる。
なお、このような手法によらず、巻き取りボビン23もしくはその近辺に巻き取り条長カウンタを設置しておき、光ファイバ1の断線が検出されたタイミングから巻き取りボビン23の回転停止のタイミングまでに巻き取られる光ファイバ1の長さを、直接測定しても良いことはもちろんである。
光ファイバ1の断線が検出されたタイミングから巻き取りボビン23の回転停止のタイミングまでに巻き取られる光ファイバ1の長さの調整は、光ファイバ1の断線が検出されたタイミングにおいて巻き取りボビン23に巻き取られている光ファイバ1の巻き周長に応じ、巻き取りボビン23が回転停止に至るまでの時間(停止時間)の調整によって行なうことができる。ここで、巻き取りボビン23の停止時間の調整は、巻き取りボビン23の制動手段(機械的もしくは電気的)の制動力の調整、または巻き取りボビン回転駆動機構内の減速機の減速率の調整、あるいはこれらの組み合わせによって行なうことができる。例えば、巻き取りボビン23の制動手段によって調整する場合は、予め実験によってデータを採取しておくことによって、巻き取られる光ファイバ1の長さを求めることができ、また減速機の減速率を調整する場合は、その減速率から巻き取られる光ファイバ1の長さを演算することができる。
ここで、スクリーニング試験における光ファイバ1の断線は、張力印加部において生じるが、その張力印加部の最も下流側の位置(張力印加部の出線位置)で断線した場合に、断線発生時において巻き取りボビン23に巻き取られずに残っている光ファイバ1の破断端1Aの側の部分の長さが最も短くなり、線叩きの発生の可能性も最も大きくなる。このことから、実際の調整においては、線叩き防止の効果を確実に発揮させるため、張力印加部の最も下流側の位置での断線(張力印加部の出線位置での断線)を想定して行なうことが望ましい。したがって、光ファイバ1の断線が検出された時には、例えば巻き取りカウンタなどから得られる巻き取りボビン23の巻き取り長さの情報に応じて、〔張力印加部の出線位置から巻き取りボビン23の巻き取り開始位置P3までのパスライン長(走行経路長)〕から、〔断線検知から巻き取りボビン23の回転停止までに巻き取りボビン23に巻き取られる長さ〕を差し引いた長さが、同じく巻き取りボビン23の巻き取り長さの情報などから算出した既巻き取り外周面23Aの周長L1より長い長さとなるように、巻き取りボビン23の制動手段の制動力や減速機の減速率をコントロールすることが好ましい。
なお場合によっては、巻き取りボビン23に対する制動力や減速率を変化させず、一定としておきたいこともある。その場合には、巻き始めから巻き終わりまでに生じる断線による巻き取りボビン23の回転停止のうち、回転停止時に残る光ファイバ1の長さが最も短くなるケースを想定し、その場合でも前記(1)式の条件が満たされるように、予め線速や、巻き取りボビン23に対する制動力もしくは減速率を設定しておけばよい。このようにした場合には、巻き取り期間中、あるいは断線検出時において、煩わしい線速の調整や制動力もしくは減速率の調整が不要となり、その結果、本発明の方法の実施が容易となる。
上述のように、第1のプーリ21および第2のプーリ22のいずれか一方もしくは双方が可動式とされている場合において、巻き取り期間中、もしくは光ファイバ1の断線検出時に、第1のプーリ21または/および第2のプーリ22を移動させて、巻き取りボビン23の回転停止時において巻き取りボビン23の既巻き取り外周面23Aが前記延長線Q1に架からず、かつ(1)〜(3)を満たすように調整する態様によれば、巻き取りボビンの回転停止時における線叩きを防止し得るのみならず、各プーリ21、22や巻き取りボビン23の配置の自由度が増す効果も得られる。
一方、既に述べたように、第1のプーリ21および第2のプーリ22の位置(回転中心位置)が固定されている場合において、巻き始め開始から終了(満巻き)まで本発明で規定する条件が満たされるように、第1のプーリ21、第2のプーリ22および巻き取りボビン23の設置位置を予め調整しておくケース、例えば、巻き取りボビン23の想定される満巻き状態での巻き取り外周面が延長線Q1に架からずかつ(1)〜(3)を満たすように第1のプーリ21、第2のプーリ22および巻き取りボビン23の設置位置を予め設定しておくケースでは、巻き取り期間中や光ファイバ1の断線検出時に各プーリ21、22の移動制御やそのための各種の検出を行なわなくて済むため、スクリーニング試験装置の制御系、検出系が簡素化され、容易に実施可能となるとともに、全体的な設備コストも低減されるという効果が奏される。
またここで、第1のプーリ21および第2のプーリ22の位置が固定されている場合と、第1のプーリ21および第2のプーリ22のいずれか一方または双方が可動式となっている場合との、いずれのケースにおいても、巻き取りボビン23の回転停止時に巻き取りボビン23に巻き取られずに残っている光ファイバの破断端側の長さL0に関しては、巻き取りボビン23に想定される満巻き状態での光ファイバ巻き取り外周の周長以上の長さが残るように、巻き取りボビン23の回転を停止させるように制御しても良い。その場合、巻き取り開始から満巻きまでの間のいずれのタイミングで断線が発生しても、必ず(1)式の条件が満たされることになる。そしてこのように制御する場合は、巻き取り期間中や断線検出時の制御が簡素化され、その管理も容易となる。すなわち、この場合は、巻き取りボビン23の巻き胴径や巻き取り目標長さを決めれば、回転停止時に残すべき長さも確定するから、巻き取り期間中や断線検出時に残すべき長さを調整する作業が不要となる。
但しこのようにした場合は、巻き始めほど、光ファイバの破断端側の部分を必要以上に長く残して巻き取りボビン23の回転を停止させることになるが、必要以上に残す長さは、最大でも、満巻き状態での周長と巻き胴の周長との差に抑えることができ、その差は実質的に大きくはないから、大きな損失とはならない。
一方、第1のプーリ21および第2のプーリ22のいずれか一方または双方が可動式となっていて、巻き取り期間中や光ファイバの断線検出時にプーリの移動を制御し、巻き取りボビン23の回転停止時までに巻き取られずに残っている光ファイバ1の破断端1Aの側の端末部分の長さL0が、その時点での巻き取りボビン23の既巻き取り外周面の周長L1に極力近い長さとなるように制御すれば(すなわち、L0が(1)式を満足する最小値付近となるように制御すれば)、パスライン長を短くすることが可能となり、いたずらにパスラインを長大化することによる不都合、例えば設備の大型化や設備コストの増大、既設のスクリーニング試験装置への適用困難などの不都合の発生を、より確実に抑制することが可能となる。
図7には、本発明の第5の実施形態のスクリーニング試験方法を実施している状況の一例を、図2に示した各プーリ21、22、巻き取りボビン23の配置関係に倣って示す。
第5の実施形態は、より一層線叩きの発生を確実に抑制するために好ましい実施形態であり、既に述べた(1)〜(3)式の条件を満たすことを前提とし、かつ光ファイバ1が断線して巻き取りボビン23の回転を停止させた時点で、第1のプーリ21から第2のプーリ22に至る直線状の光ファイバ走行経路(P12〜P21)の延長線Q1上に巻き取りボビン23の既巻き取り外周面23Aが位置しないように調整するばかりでなく、さらに図7中の線分Q4上に巻き取りボビン23の既巻き取り外周面23Aが位置しないように調整するものである。
より具体的に第5の実施形態を説明すれば、図7において、第1のプーリ21から第2のプーリ22に向けての直線状走行経路(P12〜P21)の延長線Q1と、第2のプーリ22から巻き取りボビン23に向けての直線状走行経路(P22〜P3)の延長線Q2との交点をP4とする。一方、巻き取りボビン23の巻き取り開始点P3を通り、前記延長線Q1と平行な線分をQ3とし、その線分Q3上での巻き取り開始点P3からの距離が、第1のプーリ21の巻き離れ点P12から前記交点P4までの距離L4と等しい距離の位置をP5とする。そして、前記交点P4とP5の位置とを結ぶ線分をQ4として、この線分Q4上に巻き取りボビン23の既巻き取り外周面23Aが位置しないように調整する。
このような第5の実施形態は、第2のプーリ22に巻き掛けられた光ファイバの巻き掛け角度(第2のプーリ22に対する光ファイバの接触角)θが小さい場合や、光ファイバの線密度が大きい場合に特に有効である。すなわち、第2のプーリ22における光ファイバの巻き掛け角度θが小さい場合や、光ファイバの線密度が大きい場合には、第2のプーリ22から巻き取りボビン23に向かう方向の慣性力も全く無視することはできず、その方向への慣性力の影響で、線叩きが発生してしまう可能性を排除することはできない。すなわち、これらの場合は、巻き取りボビン23の回転停止時に、光ファイバ1の破断端側の部分が、前記延長線Q1よりも巻き取りボビン23に近い側に飛んで行き、そのため、巻き取りボビン23の既巻き取り外周面23Aが前記延長線Q1にかからないようにしておいても、線叩きが発生してしまう可能性がある。
しかるに、前記線分Q4上に巻き取りボビン23の既巻き取り外周面23Aが位置しないように調整しておけば、第2のプーリ22における光ファイバ1の接触角θが小さい場合や、光ファイバ1の線密度が大きい場合であっても、第2のプーリ22から巻き取りボビン23に向かう方向の慣性力の影響で線叩きが発生してしまうことを有効に防止することができる。
もちろん、これらの場合以外の通常のケースにおいても、前記線分Q4上に巻き取りボビン23の既巻き取り外周面23Aが位置しないように調整しておくことによって、より確実かつ安定して線叩きを防止し得る効果を奏することができる。
なお図7においては、図2と同様に、光ファイバ1が断線して巻き取りボビン23の回転を停止させた時点で、光ファイバ走行経路における光ファイバ1の破断端1Aが、既に第1のプーリ21を乗り越えて、第1のプーリ21と第2のプーリ22との間に位置している状況を示しているが、場合によっては図3に示したケースと同様に、巻き取りボビン23の回転停止時に、光ファイバ1の破断端1Aが未だ第1のプーリ21に至っておらず、第1のプーリ21の上流側に位置している場合にも、第5の実施形態を適用できることはもちろんである。
さらに図7においては、第1のプーリ21、第2のプーリ22および巻き取りボビン23の配置関係について図2、図3に示した第1の実施形態と同様な位置関係で示しているが、第5の実施形態は、図4〜図6に示した第2〜第4の各実施形態と同様な位置関係の場合にも適用し得ることはもちろんである。
また図7に示す第5の実施形態を具体的に実施するための手法としては、図2〜図5に示した第1〜第4の実施形態の場合と実質的に同様な手法を適用することができる。但し、図2〜図5に示した第1〜第4の実施形態では、前記延長線Q1が巻き取りボビン23の既巻き取り外周面23Aに架からないように調整すれば良いとしているのに対して、図7に示す第5の実施形態では、延長線Q1よりも巻き取りボビン23の回転中心に近い線分Q4に巻き取りボビン23の既巻き取り外周面23Aが架からないように調整することとしている。したがって図2〜図5に示した第1〜第4の実施形態の具体的調整手法における延長線Q1を、線分Q4に置き換えれば良い。なお線分Q4については、P12〜P21間の距離と、第2のプーリ22の径と、第2のプーリ22と巻き取りボビン23との位置関係によって決まる第2のプーリ22における接触角θと、巻き取りボビン23の既巻き取り外周面の径とによって、計算によって求めることができる。
さらに図8には、本発明の第6の実施形態を実施している状況の一例を示す。
第6の実施形態においては、巻き取りボビン23の巻き胴23Bの外周円を基礎円とするインボリュート曲線Q6を想定し、そのインボリュート曲線Q6上の線分Q60によって区分される内側領域に、緩衝部材25を配置することとしている。この緩衝部材25は、光ファイバ1の断線に伴う巻き取りボビン23の回転停止時において光ファイバ1の破断端1Aの側の端末部分が、慣性力によって巻き取りボビン23の外周上に廻り込んだ場合に、その廻り込んだ端末部分が巻き取りボビン23の既巻き取り外周面23Aに直接衝突してしまうことを防止する障害物の機能を果たすとともに、廻り込んだ端末部分の運動エネルギを減衰させる機能を果たすものである。なお図8に示す第6の実施形態は、第1のプーリ22、第2のプーリ23および巻き取りボビン23の配置が、図2若しくは図3に示す場合と同様である場合について示している。
ここで、図8におけるインボリュート曲線Q6について説明する。
巻き取りボビン23の回転中心を中心点O、巻き取りボビン23における巻き胴23Bの外周(半径r0の円)を基礎円、巻き胴23Bにおける光ファイバ1の巻き始め開始点をインボリュート展開軌跡の始点P30とするインボリュート曲線Q6を想定する。P30を始点とするインボリュート曲線Q6の展開方向は、第2のプーリ22と巻き取りボビン23の配置関係によって異なるが、図8に示す第6の実施形態の場合、第2のプーリ22から巻き取りボビン23に向かう光ファイバの直線状の走行経路が、第2のプーリ22の外周面がなす円と巻き取りボビン23における既巻き取り外周面がなす円との共通内接線となっており、この場合は、インボリュート曲線Q6の展開方向を、巻き取りボビン23の巻き取り方向(巻き取り時の回転方向)と同じ方向とする。
なお、図4に示す第2の実施形態の配置構成の場合も、インボリュート曲線Q6を想定して緩衝部材25を配置することができ、その場合も、第2のプーリ22から巻き取りボビン23に向かう光ファイバの直線状の走行経路が、第2のプーリ22の外周面がなす円と巻き取りボビン23における既巻き取り外周面がなす円との共通内接線となるから、P30を始点とするインボリュート曲線Q6の展開方向は、図8の場合と同様に巻き取りボビンの巻き取り方向と同じ方向とする。
さらに、インボリュート曲線Q6における、インボリュート曲線Q6が第1のプーリ21から第2のプーリ22に至る直線状の光ファイバ走行経路の延長線Q1と最初に交差する位置P6と、インボリュート展開の展開角が360°の位置P7とを想定する。そしてインボリュート曲線Q6上において、その始点30から、上記の二つの位置P6、P7のうち、インボリュート曲線Q6上で始点P30に近い方の位置までの線分をQ60とする。ここで、図8の第6の実施形態では、延長線Q1との最初の交差位置P6と展開角360°の位置P7とでは、延長線Q1との最初の交差位置P6の方が始点P30に近いから、始点P30から延長線Q1との最初の交差位置P6までのインボリュート曲線Q6上の線分が、上記の線分Q60となる。そして、インボリュート曲線Q6における前述の線分Q60と巻き取りボビン23の巻き胴23Bの外周面23Cとの間の領域Zに、緩衝部材25が配置される。図8においては、上記のインボリュート曲線Q6における線分Q60を太い鎖線で示し、領域Zに鎖線ハッチングを付している。
このような領域Zに緩衝部材25を配置しておけば、光ファイバ1の断線に伴う巻き取りボビン23の回転停止時において光ファイバ1の破断端1Aの側の端末部分が、慣性力によって巻き取りボビン23の外周上に廻り込んだ場合であっても、その廻り込んだ端末部分は、先ず緩衝部材25に当接するため、巻き取りボビン23の既巻き取り外周面23Aに直接衝突してしまうことが回避される。すなわち、光ファイバの断線に伴う巻き取りボビン23の回転停止時において光ファイバ1の破断端側の端末部分が、慣性力によって巻き取りボビン23の外周上に廻り込む場合、その端末部分は上記のインボリュート曲線Q6の外側から内側に向かって廻り込むことになるから、インボリュート曲線Q6の内側の領域Zに緩衝部材25を配置しておけば、通常は、端末部分が緩衝部材25に外側から当接し、その結果、廻り込みによる巻き取りボビン23の既巻き取り外周面23Aへの直接の線叩きを防止することが可能となる。また同時に、巻き取りボビン23の回転停止時に残る光ファイバ端末部分の長さが長い場合、その廻り込み時における緩衝部材25よりも先端側の部分が既巻き取り外周面23Aに衝突することもあるが、その場合でも、緩衝部材25によって運動エネルギが既に減衰されているため、既巻き取り外周面23A上の光ファイバ1を損傷させるおそれが少なくなる。さらに、巻き取りボビンの回転停止時に光ファイバ1の破断端側の端末部分の連れ廻りが生じた場合、その端末部分が緩衝部材25によって弾かれて暴れ、既巻き取り外周面23Aの光ファイバ1を叩く可能性も考えられるが、そもそも本発明では、既に述べたように連れ廻りの現象は生じにくく、また仮に連れ廻りが生じたとしても、緩衝部材25による運動エネルギ減衰効果によって連れ廻った端末部分の運動エネルギは小さくなり、そのため連れ回りによる線叩きの問題は回避される。
なおここで、巻き取りボビン23の回転停止時の残す光ファイバ1の破断端1Aの側の部分の長さL0は、(1)式で規定しているように、巻き取りボビン23の巻き取り外周面の周長L1よりも長くなるように調整することとしており、一方、緩衝部材25を配置する領域Zは、インボリュート曲線Q6における始点P30から、インボリュート曲線が前記第1のプーリから第2のプーリに至る直線状の光ファイバ走行経路の延長線と最初に交差する位置P6と、展開角が360°の位置P7とのうちの始点P30に近い方の位置(図8の例ではP6)までの線分Q60の内側の領域(すなわち線分Q60と巻き取りボビン23の巻き胴23Bの外周面23Cとの間の領域)としており、その場合、巻き始めの初期から満巻きに至るまでの期間中に光ファイバ1の破断端側の端末部分の廻り込みが生じれば、ほぼ確実にその端末部分を緩衝部材25に当接させて、前述の効果を発揮させることができる。
緩衝部材25は、基本的には、巻き取りボビンの回転停止時に光ファイバ1の破断端側の端末部分が廻り込んで直接的に巻き取りボビン23の既巻き取り外周面上の光ファイバを叩いてしまうことに対する障害物としての機能を果たせば良いものであり、したがって緩衝部材25の材質は特に限定されず、金属などの剛性体であっても良いが、光ファイバ端末部分が緩衝部材25に当接した際に、光ファイバ端末部分の運動エネルギを吸収、減衰させるとともに、光ファイバ1を傷つけない程度のクッション性(弾性)を有していることが望ましく、その観点からは、例えばゴムや合成樹脂などによって作られていれば良い。また緩衝部材25の形状も特に限定されず、例えば巻き取りボビン23の回転中心軸線と平行な軸状もしくは棒状としたり、あるいは巻き取りボビン23の外周方向もしくはその接線方向に沿った板状などとすれば良い。
また緩衝部材25は、光ファイバ1の破断端側の端末部分の廻り込みが生じた際に、その端末部分が確実に当接するように、その幅(巻き取りボビン23の回転中心軸線と平行な方向の幅)が、巻き取りボビン23の幅以上であることが望ましい。
ここで、巻き取りボビン23が、その回転中心軸線と平行な方向に往復移動しながら光ファイバ1を巻き取るトラバース方式の場合、緩衝部材25の幅を巻き取りボビン23の幅以上とするとともに、緩衝部材25が巻き取りボビン23とともにトラバースする構成とすることが望ましい。また同じく巻き取りボビン23がトラバース方式の場合、緩衝部材25の幅を、巻き取りボビン23のトラバース範囲をカバーし得る幅としても良い。さらに、巻き取りボビン23をトラバースさせずに第2のプーリ22をトラバースさせる方式の場合は、緩衝部材25の幅を巻き取りボビン23の幅以上としておけば良い。
なお、光ファイバ1の断線による巻き取りボビン23の回転停止時において、光ファイバ1の破断端1Aの位置が、図3に示すように第1のプーリ21の上流側である場合にも、前記同様にインボリュート曲線を想定して緩衝部材25を設けておけば、同様の効果を得ることができる。
なおまた、図5に示す第3の実施形態、あるいは図6に示す第4の実施形態のように、第2のプーリ22から巻き取りボビン23に向かう光ファイバの直線状の走行経路が、第2のプーリ22の外周面がなす円と巻き取りボビン23における既巻き取り外周面がなす円との共通外接線である場合には、巻き取りボビン23の回転停止時に、巻き取りボビン23上に既に巻き取られている光ファイバを巻き解く方向に光ファイバの廻り込みが生じる可能性がある。このように巻き取りボビン23の既巻き取り光ファイバを巻き解く方向に光ファイバの廻り込みが生じる場合は、巻き取りボビン23の既巻き取り外周面に対する線叩きは発生しにくい。
しかしながら、上記のように巻き取りボビン23上に既に巻き取られている光ファイバを巻き解く方向に光ファイバの廻り込みが生じる可能性がある場合でも、実際には、巻き解きがスムーズに進行せず、巻き取りボビンの外周側において光ファイバの絡み合いなどにより巻き始め開始点P30付近を始点として、巻き取り方向に廻り込みが生じることも考えられる。そこで、第2のプーリ22から巻き取りボビン23に向かう光ファイバの直線状の走行経路が、第2のプーリ22の外周面がなす円と巻き取りボビン23における既巻き取り外周面がなす円との共通外接線である場合においても、例えば図9に第7の実施形態として示すように、巻き取りボビン23の巻き胴23Bの外周円を基礎円とするインボリュート曲線Q6を想定して、そのインボリュート曲線Q6によって区分される内側領域Z内に、緩衝部材25を配置しても良い。
図9に示す第7の実施形態におけるインボリュート曲線Q6について説明する。
巻き取りボビン23の回転中心を中心点O、巻き取りボビン23における巻き胴23Bの外周(半径r0の円)を基礎円、巻き胴23Bにおける光ファイバ1の巻き始め開始点をインボリュート展開軌跡の始点P30とするインボリュート曲線Q6を想定する点は、図8に示した第6の実施形態と同様である。但し図9に示す第7の実施形態では、P30を始点とするインボリュート曲線Q6の展開方向が、図8に示した第6の実施形態と異なる。すなわち図9に示す第7の実施形態の場合、第2のプーリ22から巻き取りボビン23に向かう光ファイバの直線状の走行経路が、第2のプーリ22の外周面がなす円と巻き取りボビン23における既巻き取り外周面がなす円との共通外接線となっており、この場合は、インボリュート曲線Q6の展開方向を、巻き取りボビン23の巻き取り方向(巻き取り時の回転方向)に対し反対の方向とする。
ここで、図9の第7の実施形態の場合、インボリュート曲線Q6が第1のプーリ21から第2のプーリ22に至る直線状の光ファイバ走行経路の延長線Q1と最初に交差する位置P6と、インボリュート展開の展開角が360°の位置P7とでは、展開角が360°の位置P7の方が始点P30に近いから、この場合の緩衝部材設置領域Zを規定するインボリュート曲線Q6上の線分Q60は、始点P30から展開角360°の位置P7までの線分となる。そしてインボリュート曲線Q6における始点P30からP7までの線分Q60と巻き取りボビン23の巻き胴23Bの外周面23Cとの間の領域Zに、緩衝部材25が配置される。
なお、図6に示す第4の実施形態の場合も、インボリュート曲線Q6を想定して緩衝部材25を配置することができ、その場合も、第2のプーリ22から巻き取りボビン23に向かう光ファイバの直線状の走行経路が、第2のプーリ22の外周面がなす円と巻き取りボビン23における既巻き取り外周面がなす円との共通外接線となるから、P30を始点とするインボリュート曲線Q6の展開方向は、図9の場合と同様に巻き取りボビンの巻き取り方向に対し反対方向とする。
ここで緩衝部材25は、要は廻り込んだ光ファイバの端末部分が当接し得る形状、寸法であれば良いから、必ずしも大きなものとする必要はなく、またその設置位置も領域Zの範囲内であれば良いから、特許文献2に示されるファイバたたき防止カバーとは異なり、形状・寸法の選択の自由度および設置位置選択の自由度が大きい。したがって周辺の部材・装置の邪魔になったり、スクリーニング試験装置の大型化を招いたりすることもなく、また既設のスクリーニング試験装置に組み込むことも容易である。なおこの緩衝部材25は、既設のスクリーニング試験装置における巻き取りボビン周辺に設置されている何らかの部材を利用することもできる。
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されないことはもちろんである。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。
1・・・光ファイバ、1A・・・光ファイバの破断端、15・・・張力印加部、21・・・第1のプーリ、22・・・第2のプーリ、23・・・巻き取りボビン、23A・・・巻き取りボビンの光ファイバ巻き取り外周面、25・・・緩衝部材、S・・・スクリーニング試験装置、Q1・・・延長線、Q4・・・線分、Q6・・・インボリュート曲線、Z・・・領域。

Claims (4)

  1. 光ファイバを連続的に走行させながら張力印加部を通過させ、続いて巻き取りボビンによって連続的に光ファイバを巻き取る光ファイバのスクリーニング試験方法において、
    前記張力印加部の下流側に、第1のプーリ、第2のプーリ、および前記巻き取りボビンをその順に配列して、張力印加後の光ファイバが、第1のプーリおよび第2のプーリにその順に巻き掛けられてから巻き取りボビンに巻き取られるようにし、しかも張力印加により光ファイバが断線した際に、巻き取りボビンの回転を停止させるようにし、
    かつ、光ファイバが断線して巻き取りボビンの回転を停止させた時点で、第1のプーリから第2のプーリに至る直線状の光ファイバ走行経路の延長線上に、巻き取りボビンにおける光ファイバが既に巻き取られている既巻き取り外周面が位置しないように調整し、
    しかも、各部位の長さL0,L1、L2、L3を、
    L0:光ファイバが断線して巻き取りボビンの回転を停止させた時点で、光ファイバ走行経路における光ファイバの断線部位から巻き取りボビンに至るまでの間に残る光ファイバの長さ、
    L1:光ファイバが断線して巻き取りボビンの回転を停止させた時点での、巻き取りボビンにおける既巻き取り外周面の周長、
    L2:第1のプーリの巻き掛け面から第2のプーリの巻き掛け面に至るまでの直線状走行経路の長さ、
    L3:光ファイバが断線して巻き取りボビンの回転を停止させた時点での、第2のプーリの巻き掛け面から巻き取りボビンの既巻き取り外周面に至るまでの直線状走行経路の長さ、
    と定義し、光ファイバが断線して巻き取りボビンの回転を停止させた時点での各部位の長さL0、L1、L2、L3が、次の(1)式〜(3)式を満たすように調整することを特徴とする光ファイバのスクリーニング試験方法。
    L0>L1 ・・・(1)
    L3<L1×1/2 ・・・(2)
    L3<L2 ・・・(3)
  2. 請求項1に記載の光ファイバのスクリーニング試験方法において、
    前記第1のプーリと第2のプーリとのうち少なくとも一方のプーリを、その回転中心位置が可変となるように構成しておき、巻き取りボビンによる巻き取り期間中もしくは前記張力印加部での光ファイバの断線検出時に、前記少なくとも一方のプーリを移動させることにより、光ファイバが断線して巻き取りボビンの回転を停止させた時点で、前記延長線上に巻き取りボビンにおける前記既巻き取り外周面が位置しないように、かつ各部位の長さL0、L1、L2、L3が、前記(1)式〜(3)式が満たされるように調整することを特徴とする光ファイバのスクリーニング試験方法。
  3. 請求項1、請求項2のうちのいずれかの請求項に記載の光ファイバのスクリーニング試験方法において、
    前記巻き取りボビンの回転中心を中心点、巻き取りボビンにおける巻き胴の外周を基礎円、巻き胴における光ファイバの巻き始め開始点をインボリュート展開軌跡の始点とし、第2のプーリから巻き取りボビンに向かう光ファイバの走行経路が、第2のプーリの外周面がなす円と巻き取りボビンにおける既巻き取り外周面がなす円との共通内接線である場合には巻き取りボビンの巻き取り方向と同じ方向に展開されるインボリュート曲線を、また第2のプーリから巻き取りボビンに向かう光ファイバの走行経路が、第2のプーリの外周面がなす円と巻き取りボビンにおける既巻き取り外周面がなす円との共通外接線である場合には巻き取りボビンの巻き取り方向に対し反対方向に展開されるインボリュート曲線を定義し、そのインボリュート曲線上における、前記始点から、展開角360°の位置とインボリュート曲線が前記第1のプーリから第2のプーリに至る直線状の光ファイバ走行経路の延長線と最初に交差する位置とのうちの前記始点に近い位置までの線分と、巻き胴の外周面との間の領域に、緩衝部材を配置しておくことを特徴とする光ファイバのスクリーニング試験方法。
  4. 請求項1〜請求項3のうちのいずれかの請求項に記載の光ファイバのスクリーニング試験方法を実施するための装置であって、光ファイバが断線して巻き取りボビンの回転を停止させた時点で、前記延長線上に巻き取りボビンにおける前記既巻き取り外周面が位置しないように、かつ各部位の長さL0、L1、L2、L3が、前記(1)式〜(3)式が満たされるように構成したことを特徴とする光ファイバのスクリーニング試験装置。
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