JP6372260B2 - 光ファイバの巻き取り方法 - Google Patents

Description

本発明は、光ファイバの巻き取り方法に関する。

光ファイバの巻き取りボビンとして、ボビンの胴部表面に巻くクッション材の発泡倍率を規定したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。また、クッション材の表面に接着剤を塗布したもの、クッション材の表面に樹脂層を形成したものが知られている（例えば、特許文献２参照）。また、線引きされた光ファイバの不良部と良好部とで層を変えて巻き取り、巻き取りピッチは設定した一定のピッチで巻き取るものが知られている（例えば、特許文献３参照）。

特開２００２−３１６８３０号公報 特開２００６−５２０４２号公報 特開２０１１−５１８４３号公報

光ファイバの巻き取りボビンには、例えば、特許文献１、２のように、ボビン胴面近くの光ファイバに局所的な側圧がかからないように、胴部にクッション材を巻いている。
しかしながら、クッション材を巻いた状態で一定以上の張力で光ファイバを巻き取ると、光ファイバがクッション材に食い込んでしまう。そして、光ファイバの食い込みにより押し出されたクッション材の一部が片寄りを起こすなどして、ボビン端部の鍔際の巻き状態が凸となる場合がある。この状態のまま巻き取りを継続すると、さらにクッション材が押し込まれて巻取られた光ファイバが浮いてしまい、線跳ね、線飛びと呼ばれる巻き不良が発生する虞がある。このような巻き不良部では、浮いた光ファイバの上に光ファイバが巻かれることにより曲げ半径の小さな箇所が生じることになり、伝送損失が局所的に高くなるため、それに起因するＯＴＤＲ（Optical Time Domain Reflectometer）の巻段差（伝送損失異常）が発生してしまう。また、巻き状態が凸となっていると、見た目で異常と判断されたり、巻き崩れが発生して同様の巻き不良が発生する場合がある。一方、巻き取り張力を低くしすぎると、巻き緩みによる巻き不良が発生してしまう。
また、従来の光ファイバの巻き取り方法におけるボビンへの巻き取りは、例えば、特許文献３のように、巻き取りピッチを設定した一定のピッチで巻き取っている。

そこで、本発明の目的は、巻き不良の発生を防ぐことができる光ファイバの巻き取り方法を提供することにある。

本発明の一態様に係る光ファイバの巻き取り方法は、クッション材を胴部表面に巻いた巻き取りボビンに、光ファイバを巻き取る光ファイバの巻き取り方法であって、
光ファイバ径をＤ［ｍｍ］、巻き取り開始時の平均巻き取りピッチをＰ［ｍｍ］としたとき、
Ｐ／Ｄ以下の巻き層における平均巻き取りピッチを、Ｐ／Ｄ超の巻き層における平均巻き取りピッチに比べて大きくする。

本発明によれば、光ファイバを巻き取りボビンに巻き取る際に、巻き不良の発生を防ぐことができる。

本発明の実施形態に係る光ファイバの巻き取り方法において使用する巻き取りボビンの一例を示す図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）はＡ−Ａ線の断面図である。 光ファイバの巻き不良の発生の原因についての説明図である。 本発明の実施形態に係る光ファイバの巻き取り方法における巻き取り開始時の状態を説明する図である。

［本発明の実施形態の説明］
最初に本発明の実施形態を列記して説明する。
本発明の実施形態に係る光ファイバの巻き取り方法は、
（１） クッション材を胴部表面に巻いた巻き取りボビンに、光ファイバを巻き取る光ファイバの巻き取り方法であって、
光ファイバ径をＤ［ｍｍ］、巻き取り開始時の平均巻き取りピッチをＰ［ｍｍ］としたとき、
Ｐ／Ｄ以下の巻き層における平均巻き取りピッチを、Ｐ／Ｄ超の巻き層における平均巻き取りピッチに比べて大きくする、光ファイバの巻き取り方法。
巻き取り開始時からＰ／Ｄ以下の巻き層における平均巻き取りピッチを、Ｐ／Ｄ超の巻き層における平均巻き取りピッチよりも広げることにより、クッション材のクッションの押し出された部分の片寄りが起き難くなるので、クッション材のたるみの発生を防ぐことができる。

（２） 前記（１）の光ファイバの巻き取り方法において、前記巻き取り開始時の平均巻き取りピッチＰを、光ファイバ径Ｄの２倍より大きく、２．０ｍｍ未満とする。
巻き取り開始時の平均巻き取りピッチＰを光ファイバ径Ｄの２倍より大きくすることで、巻き不良の発生を防ぐことができる。また、巻き取り開始時の平均巻き取りピッチを２．０ｍｍ以上とするとピッチ間の隙間が空きすぎて、その部分が浮き上がって巻き不良が生じる虞があるので、巻き不良を防ぐには２．０ｍｍ未満とすることが好ましい。

［本発明の実施形態の詳細］
本発明の実施形態に係る光ファイバの巻き取り方法の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。
なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

図１は、本発明の実施形態に係る光ファイバの巻き取り方法において使用する巻き取りボビンの一例を示す図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）はＡ−Ａ線の断面図である。本実施形態では、図１に示す巻き取りボビン１を使用して、光ファイバをボビンの外周に巻き取る。

図１に示す巻き取りボビン１は、光ファイバが巻かれる胴部２を備え、胴部２の両端には、鍔部４が設けられている。胴部２は、例えば金属またはプラスチックからなる円筒形状のもので、外径が例えば２８０ｍｍである。
そして、胴部２の外周面上には、シート状の発泡樹脂を基材とするクッション材３が、胴部２側の面に接着剤を塗布するなどして、胴部２に巻かれている。クッション材３の基材としての発泡樹脂は、例えば発泡ポリエチレンシートを用いる。

次に、図２を参照して、クッション材３を巻いた巻き取りボビン１に、巻き緩みや巻崩れが生じないように、所定の張力以上の張力で光ファイバ５を巻き取る際に、巻き不良が発生する原因について説明する。

まず、図２の（ａ）に示すように、巻き取りボビン１の左端部Ｌから光ファイバ５を巻き取り始める。そして、光ファイバ５の巻き取りが進むに従い、図２の（ｂ）に示すように、所定の張力以上の巻き張力によりクッション材３が締め付けられるので、巻き取り方向Ｂに押し出されて押出部３ａが発生する。

さらに巻き取りが進むのに従い、図２の（ｃ）に示すように、クッション材３の押出部３ａが大きくなり、やがて巻き取りボビン１の右端部Ｕの鍔部４にぶつかり、大きく膨らむ。そして、図２の（ｄ）に示すように、巻き取りボビン１の右端部Ｕ近傍では、クッション材３の押出部３ａの上にも光ファイバ５が巻かれる。

さらに、図２の（ｅ）に示すように、光ファイバ５が巻かれた層が増えてくると、上の層から押される力Ｃが増えるため、膨らんだクッション材３の押出部３ａが縮むが、光ファイバ５は縮まないので浮いて緩んでしまい、線跳ねや線飛びと呼ばれる巻き不良が発生する虞がある。

そして、光ファイバ５が緩んだ状態の上層にさらに光ファイバ５が巻かれると、光ファイバ５に微小な曲げがある状態が固定されることになり、局所的に伝送損失が高くなる。すなわち、ＯＴＤＲの巻段差が発生してしまう。

なお、光ファイバ５の巻き状態が凸や凹となっている箇所は、見た目だけで巻き不良と判断される場合もある。しかも巻き状態が凸や凹となっている箇所は崩れやすく、巻き崩れが発生すれば上記の線跳ねや線飛び同様の巻き不良が発生する場合もある。

巻き取りボビン１への光ファイバ５の巻き取りピッチが小さいほど、巻き取られた光ファイバ５がより密接し、巻き取り方向Ｂへクッション材３を押し出す圧力が大きくなるので、上記図２で示したクッション材３の押出部３ａは発生しやすくなる。これを防ぐためには、上記巻き取りピッチを十分に大きくすればよいと考えられるが、巻き取りピッチを大きくすると、同じボビンに巻き取ることができる光ファイバ５の量が少なくなってしまう（巻き取りピッチが小さい方が、光ファイバを詰めて巻き取ることができるので、多くの量を巻き取ることができる）。

そこで、本発明者らは、巻き取り開始時にクッション材３に直接光ファイバ５を巻くときと、その上に巻くときとで、光ファイバ５の平均巻き取りピッチを変化させることで、クッション材３の押出部３ａの発生を防ぐことを考えた。

そして、本実施形態では、光ファイバ５の径をＤ［ｍｍ］、巻き取り開始時の平均巻き取りピッチをＰ［ｍｍ］としたとき、Ｐ／Ｄ以下の巻き層（例えば、Ｄ＝０．２５ｍｍ、Ｐ＝１．５ｍｍである場合は、６層目以下の巻き層）における平均巻き取りピッチを、Ｐ／Ｄ超の巻き層（上記例においては７層目以降の巻き層）における平均巻き取りピッチに比べて大きくすることとした。これにより、クッション材３の押出部３ａの発生を防ぐことができる。

なお、巻き取り開始時の平均巻き取りピッチを２．０ｍｍ以上とするとピッチ間の隙間が空きすぎて、その部分のクッション材３が浮き上がって巻き不良が生じる虞があるので、２．０ｍｍ未満とすることが好ましい。一方下限側は、巻き取りピッチを拡げた効果が出るよう、光ファイバ径Ｄの２倍より大きくすることが好ましい。

次に、本発明の実施形態に係る光ファイバの巻き取り方法の一例について、図３を参照して説明する。図３は、本発明の実施形態に係る光ファイバの巻き取り方法における巻き取り開始時の状態を説明する図である。

図３に示すように、巻き取りボビン１の胴部２の軸方向に対する光ファイバの巻き取り間隔が巻き取り開始時の平均巻き取りピッチＰとなるが、このＰは、光ファイバをより斜めに巻くことにより、大きくすることができる。

そして、本実施形態に係る光ファイバの巻き取り方法では、巻き取り開始時からＰ／Ｄ以下の巻き層を、通常の平均巻き取りピッチ（例えば、０．５ｍｍ）より斜めに巻くことにより、Ｐ／Ｄ以下の巻き層における平均巻き取りピッチを通常よりも大きくする。

そして、Ｐ／Ｄ超の巻き層では、巻き取りボビン１の胴部２の径方向に、より平行に近い方向に巻くことにより、Ｐ／Ｄ以下の巻き層における平均巻き取りピッチよりも小さい平均巻き取りピッチ（例えば、０．５ｍｍ）で巻く。
このように、Ｐ／Ｄ超の巻き層の平均巻き取りピッチは、Ｐ／Ｄ以下の巻き層における平均巻き取りピッチよりも小さくしているので、大きい巻き取りピッチのまま巻き取るよりも、その巻き取り量を多くすることができる。

［実施例］
最下層（巻き取り開始時の巻き層）の平均巻き取りピッチＰ、最下層以外の巻き層の平均巻き取りピッチを、以下の表１のように変えて、図１の巻き取りボビン１に対して、光ファイバ径Ｄ＝０．２５ｍｍ、長さ２０〜３０ｋｍ程度で光ファイバ５の巻き取りを行い、各条件での巻き不良の発生の有無を調べた。

例１は、Ｐ／Ｄ以下の巻き層における平均巻き取りピッチが、Ｐ／Ｄ超の巻き層（２層目以降）の平均巻き取りピッチよりも小さい場合であり、この場合では巻き不良が発生した。
例２は、Ｐ／Ｄ以下の巻き層における平均巻き取りピッチが、Ｐ／Ｄ超の巻き層（３層目以降）の平均巻き取りピッチと同じ場合であり、この場合でも巻き不良が発生した。
例３、例４、例５は、Ｐ／Ｄ以下の巻き層における平均巻き取りピッチを、Ｐ／Ｄ超の巻き層（例３では３層目以降、例４では５層目以降、例５では７層目以降）における平均巻き取りピッチに比べて大きくした場合であり、巻き不良は発生しなかった。
例６は、Ｐ／Ｄ以下の巻き層における平均巻き取りピッチを２．０ｍｍとした場合であり、巻き不良が発生した。

以上のように、Ｐ／Ｄ以下の巻き層における平均巻き取りピッチを、光ファイバ径Ｄの２倍（０．５ｍｍ）より大きく、２．０ｍｍ未満とし、Ｐ／Ｄ以下の巻き層における平均巻き取りピッチを、Ｐ／Ｄ超の巻き層における平均巻き取りピッチに比べて大きくすることにより巻き不良の発生を防ぐことができた。

１ 巻き取りボビン
２ 胴部
３ クッション材
３ａ 押出部
４ 鍔部
５ 光ファイバ
Ｐ 巻き取り開始時の平均巻き取りピッチ
Ｄ 光ファイバ径

Claims (1)

1. クッション材を胴部表面に巻いた巻き取りボビンに、光ファイバを巻き取る光ファイバの巻き取り方法であって、
   光ファイバ径をＤ［ｍｍ］、巻き取り開始時の平均巻き取りピッチをＰ［ｍｍ］としたとき、
   Ｐ／Ｄ以下の巻き層における平均巻き取りピッチを、Ｐ／Ｄ超の巻き層における平均巻き取りピッチに比べて大きくし、
   前記巻き取り開始時の平均巻き取りピッチを、光ファイバ径Ｄの２倍より大きく、２．０ｍｍ未満とする、光ファイバの巻き取り方法。

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