JP6464249B2 - 光ファイバ巻取り用リール及びリール巻き光ファイバ - Google Patents
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Description
このような巻き崩れが生じれば、巻き取られた光ファイバ素線を円滑に引き出せなくなる事態が生じやすくなり、また光ファイバ素線に対して側圧が作用して、リール巻き光ファイバ内の光ファイバ素線に伝送ロスが生じ、巻取状態での光ファイバ素線性能を正確に把握できなくなってしまうおそれもある。
しかしながら、スリット近傍での反り返りを確実に防止しようとすれば、鍔板の厚みを著しく厚くせざるを得ないが、その場合、リールの重量が大きくなってしまって、リールのハンドリング性を悪化させ、またリールの材料コストを増大させてしまう問題が生じる。したがって鍔板の厚みを増加させることなく、上記のようなリール把持時における鍔板の反り返りに起因する隙間内への光ファイバ素線の落ち込みが生じないようにすることが望まれる。
その結果、鍔板の反り返りが広範囲にわたって生じて、隙間発生領域がリールの周方向に大きな角度で広がった場合に、光ファイバ素線が落ち込みやすくなることに着目した。
そして実際に実験を重ねた結果、鍔板におけるスリット付近の狭い範囲の領域のみを、鍔板の他の部分よりも低剛性としておくことによって、前述のようなリール片持ち把持時における鍔板の反り返り領域の範囲を狭く限定することができ、またそれに伴って光ファイバ素線の外径以上、例えば0.25mm以上の大きな隙間が発生する領域の範囲を狭くすることが可能となり、隙間内への素線落ち込み防止に有効となることを見い出し、本発明をなすに至った。
円筒状をなす主巻胴部の軸線方向両端にそれぞれ主鍔部が設けられ、かつ少なくとも一方の主鍔部の外側に補助巻胴部が設けられ、前記補助巻胴部を設けた側の主鍔部の周方向の一部に、リールの中心軸線に向かって延びるスリットが形成されている光ファイバ巻取り用リールにおいて、
前記主鍔部におけるスリットが形成された位置の両側部分は、それ以外の部分よりも主鍔部の板面に直交する方向の剛性が局部的に低い低剛性領域とされていることを特徴とするものである。
しかしながら、低剛性領域の範囲を狭い範囲内の局部的なものとすることによって、このような低剛性領域をスリット付近に形成しない場合と比較して、光ファイバの外径よりも大きい幅の隙間が発生する領域を狭くすることができる。その場合、主巻胴部に巻き取られている光ファイバ層の光ファイバが隙間内に落ち込みにくくなる。そのため、隙間内への光ファイバの落ち込みによる巻き崩れの発生を防止することが可能となり、また光ファイバ層内での光ファイバに対する側圧による伝送ロスの増大も防止することが可能となる。
前記主鍔部における低剛性領域が、主巻胴部の外周面の位置に達しないように形成されていることを特徴とするものである。
前記低剛性領域における、主鍔部の円周方向への幅が、主鍔部の外周縁側から主巻胴部の外周面の側に向かって小さくなるように設定されていることを特徴とするものである。
主鍔部の外周位置での前記低剛性領域における主鍔部の円周方向への範囲が、リールの中心軸線を基準とする角度範囲として、スリットの両側に、スリット間の中心線を基準として片側ずつそれぞれ30度以下の角度の範囲内とされていることを特徴とするものである。
なお好ましくは、上記の低剛性領域の範囲は、リールの中心軸線を基準とする角度範囲として、スリットの両側に、片側ずつそれぞれ22.5度以下の角度の範囲内とする。この場合には、反り返りにより光ファイバの外径よりも大きな幅となる隙間の発生領域を、片側それぞれ15度程度以下と、より狭い範囲内とすることができ、隙間内に光ファイバが落ち込むことを、より一層確実に防止することができる。
前記低剛性領域が、スリットの両側部分における主鍔部の厚みを、それ以外の部分よりも局部的に薄くすることによって形成されていることを特徴とするものである。
このように、スリットの両側部分における主鍔部の厚みを局部的に薄くすることによりその部位を局部的な低剛性領域とする場合、容易に低剛性領域を有するリールを製造することができる。例えばリールを樹脂成型する場合、最初から主鍔部のスリット付近の厚みが薄くなるように金型設計するだけで、スリット付近に局部的に低剛性領域を有するリールを容易に製造することができる。また既存のスリット付きリールについても、その一部(スリットの両側部分)を機械加工などによって削るだけで、スリットの両側に局部的に低剛性領域を有するリールを容易に得ることができる。したがって本発明を実際に適用する場合における、光ファイバ巻取り用リールの製造コスト上昇を最小限に抑えることができる。
前記低剛性領域における主鍔部の厚みが、主巻胴部に近い側から主鍔部の外周縁の位置に向って小さくなるように設定されていることを特徴とするものである。
前記低剛性領域における主鍔部の厚みが、主鍔部の外周方向にスリットから離れた位置から、スリットの位置に向って小さくなるように設定されていることを特徴とするものである。
前記低剛性領域における主鍔部の厚みが、均一な厚みとされていることを特徴とするものである。
主鍔部における前記スリットが形成された部分を、主鍔部の板面の一方の側からリールの回転中心と平行な方向に見通した場合に、スリットにおける主鍔部の円周方向の両側の端縁部分のうち、一方の側の端縁部分と他方の側の端縁部分とが重なり合わないようにスリットが形成されていることを特徴とするものである。
図1〜図3には本発明の第1の実施形態の光ファイバ巻取り用リール10の全体構成を示し、図4〜図9には、第1の実施形態の光ファイバ巻取り用リール10の要部、特に主鍔部14Aのスリット17の近傍を拡大して示す。なお本発明のリールは、主として、いわゆる素線状態の光ファイバ(光ファイバ素線)、すなわちコアおよびクラッドからなる光ファイバ裸線を、保護被覆層によって被覆したものを巻取るために使用されるものであり、そこで以下の説明では、巻取り対象については、光ファイバ素線と記載する。
さらに主鍔部14A、14Bの外側には、補助巻胴部16A、16Bが形成されており、各補助巻胴部16A、16Bの外側には、主鍔部14A、14Bの外径よりも小さい径の補助鍔部18A、18Bが設けられている。またリール10は、その全体が例えばABS樹脂などの比較的硬質な樹脂あるいはアルミなどの金属によって作られている。またリール10には、巻取り機もしくは繰出し機の回転軸を挿通させるための軸孔11が、回転中心軸線Oに沿って貫通形成されている。なお、一般的な光ファイバ素線巻取り用のリールにおいては、その軸線方向両端側の側面における軸孔11の外方の位置に、リールに回転動力を加えるためのピン(ケレピン)を挿入するためのケレ穴を形成しておくことが多い。また、主巻胴部12の外周面上に、光ファイバ巻取り層における下巻き層を圧迫することを防止するためにスポンジなどのクッション層を設けることが多い。そこで本発明のリールにおいても、図示はしないが、ケレ穴を形成したり、またクッション層を設けたりしてもよいことはもちろんである。
さらに、低剛性領域23A、23Bにおける主巻胴部12側の先端位置は、主鍔部14Aの半径方向内側に向って、主巻胴部12の外周面の位置にまで達しないように定められている。但し、本実施形態では、主巻胴部12の外周面位置の直近の位置までとされている。
薄肉の低剛性部23A、23Bは、本実施形態では、均一な厚みではなく、主鍔部14Aのスリット17の両側の部分について、その鍔板面を傾斜面25A、25Bとすることによって、厚みが変化する面とされている。すなわちスリット17の両側の部分(但し、主鍔部14Aの半径方向内側に向って、主巻胴部12の外周面位置まで至らない直近の位置までについて、主鍔部14Aの外面14Aaを、本来の厚みT0の部分(図5、図8参照)から鍔板面を傾斜状に削ぎ落とした傾斜面25A、25Bとすることによって形成されている。
すなわち、本発明では、主鍔部14Aにおけるスリット17の両側の狭い領域のみを、主鍔部14Aにおけるスリット17から離れた部分よりも局部的に剛性が低い領域(低剛性領域23A、23B)としており、その領域では、リール把持時に手指が掛けられた時に、スリット17から離れた部分(高剛性領域)よりも容易に反り返ることになるが、低剛性領域の範囲を狭い範囲内の局部的なものとすることによって、隙間の発生領域を狭くすることを主眼としている。このように隙間の発生領域を狭くすることによって、光ファイバ素線の外径よりも大きい幅の隙間が生じても、隙間内への光ファイバ素線の落ち込みが生じにくくなる。すなわち、低剛性領域23A、23Bの範囲が広すぎれば、逆に反り返りの領域が広くなって光ファイバ素線の外径以上の隙間の領域が広がってしまい、むしろ光ファイバ素線の隙間内への落ち込みを助長してしまう。そこで、低剛性領域23A、23Bは、リールの中心軸線Oを基準として、ある限定された比較的小さい角度θの範囲内とすることが好ましい。
スリットの両側に薄肉化した低剛性領域を形成しなかった従来のリール(概略的には図19に示す構成のもの)について検証した。リールの各部の寸法、材質は次の通りである。
主鍔部14Aの外径:265mm
主巻胴部12の外径:175mm
主鍔部14Aの高さ〔={(主鍔部14Aの外径)―(主巻胴部12の外径)}/2〕:45mm
主鍔部14Aの厚み(鍔厚):4mm 軸孔11の内径:25mm
主鍔部14Aの外周縁から外側へのフランジ部21:あり(厚み;2mm、張り出し長さ;10mm
主鍔部14Aの外面のリブ:あり(断面矩形状、リブ高さ;4mm、リブ幅;2mm、リブ本数;放射状に35本)
スリット17:対向面がリール中心軸線Oに対して直行する面に対し直角で、リール半径方向にほぼ平行であり、スリット幅は約5mmで、主巻胴面の位置まで達している。
リール材質:ABS
また巻き取った光ファイバ素線は、外径0.25mmで、表面は、紫外線硬化樹脂によって被覆されたものであり、巻取り張力70gにて巻取り、満杯状態まで巻取って、全重量が4.0kgとなったものである。
スリット17の両側に薄肉化した低剛性領域24A、24Bを形成した第1の実施形態のリールを用いて、比較実験例と同様に、リール中心軸線Oが水平となるように片手で把持する実験を行った。
使用したリールは、スリット17の両側に薄肉化した低剛性領域23A、23Bを形成したものである点以外は、比較実験例で使用したものと同じである。また巻き取った光ファイバ素線も、比較実験例と同じである。
そして片持ち把持の際に、主巻胴部12に巻き取られている光ファイバ層40の側面40aと主鍔部14Aの内面14Aaとの間に生じた隙間Sの大きさを測定した。ここで、上記の隙間Sの大きさと、スリットの中心を基準とする主鍔部円周方向への角度(片側分θ/2)との関係を調べた結果を、図12に示す。
したがって、比較実験例の場合(図11)と比べて、光ファイバ素線径の0.25mm以上の隙間が発生する領域が、1/2以下に抑制されたことが明らかである。
ここで、上記の本発明実験例における光ファイバ素線径の0.25mm以上の隙間が発生する領域が、片側15度までという狭い領域となっている場合には、光ファイバ素線が隙間内に落ち込むおそれがほとんどないことが確認されている。
ここで、上述のように低剛性領域23A、23Bにおける主巻胴部12側の先端位置を、主巻胴部12の外周面の位置にまで達しないようにすることによって、既に述べたように、スリット17付近でも、主鍔部14Aの付け根部分(主巻胴部12に連続する部分)の剛性、強度の低下を回避できるため、主鍔部14Aの付け根部分の強度不足によってその箇所からの亀裂や折損が発生してしまうことを有効に防止できる。但し、その効果を得るためには、必ずしも低剛性領域23A、23Bにおける主巻胴部12側の先端位置を、主巻胴部12の外周面位置の直近の位置とする必要はなく、例えば図15に示すように、低剛性領域23A、23Bにおける主巻胴部12側の先端位置23a、23bを、主巻胴部12の外周面12aの位置から若干離れた位置(例えば鍔板高さの1/4程度の位置)となるようにしてもよいことはもちろんである。
この第2の実施形態の光ファイバ巻取り用リールでは、薄肉化した低剛性領域23A、23Bが、第1の実施形態の場合とは異なり、均一な厚みとされている。すなわち、低剛性領域23A、23Bは、主鍔部14Aの本来の厚み(低剛性領域23A、23B以外の領域の厚み)よりも一律に薄くされた平坦面によって形成されている。すなわち、低剛性領域23A、23Bは、主鍔部14Aの本来の厚み(低剛性領域23A、23B以外の領域の厚み)T0よりも全体的に薄い厚みTで平坦に形成されている。
この第3の実施形態の光ファイバ巻取り用リールでは、薄肉化した低剛性領域23A、23Bは、第1の実施形態の場合と第2の実施形態の場合との中間的(折衷的)な構成としている。
但し、第1〜第3の実施形態で示したような、主鍔部の厚み(鍔板厚)を局部的に薄くすることによる低剛性化の手法は、上記のような材料を異ならしめる手法と比較して、簡単かつ容易に低剛性領域を形成することが可能な点で有利である。
さらに、スリットの両側部分に、それぞれ主鍔部の半径方向(もしくはそれに近い方向)に沿う、断面U状もしくはV状の溝(切り込み)を形成することによって、低剛性領域を形成することもできる。
Claims (9)
- 円筒状をなす主巻胴部の軸線方向両端にそれぞれ主鍔部が設けられ、かつ少なくとも一方の主鍔部の外側に補助巻胴部が設けられ、前記補助巻胴部を設けた側の主鍔部の周方向の一部に、リールの中心軸線に向かって延びるスリットが形成されている光ファイバ巻取り用リールにおいて、
前記主鍔部は、前記主巻胴部に対して連続して形成され、
前記主鍔部におけるスリットが形成された位置の両側部分は、それ以外の部分よりも主鍔部の板面に直交する方向の剛性が局部的に低い低剛性領域とされ、
前記低剛性領域が、前記主鍔部の付け根部分に達しないように形成され、
前記付け根部分は、前記主鍔部が前記主巻胴部に連続する部分であることを特徴とする光ファイバ巻取り用リール。 - 前記低剛性領域は、前記主巻胴部の外周面の位置に達しないように形成されていることを特徴とする請求項1に記載の光ファイバ巻取り用リール。
- 主鍔部の外周位置での前記低剛性領域における主鍔部の円周方向への範囲が、リールの中心軸線を基準とする角度範囲として、スリットの両側に、片側ずつそれぞれ30度の角度の範囲内とされていることを特徴とする請求項1、請求項2のいずれか一の請求項に記載の光ファイバ巻取り用リール。
- 前記低剛性領域は、スリットが形成された位置の両側部分における主鍔部の厚みを、それ以外の部分よりも局部的に薄くすることによって形成されていることを特徴とする請求項1〜請求項3のうちのいずれか一の請求項に記載の光ファイバ巻取り用リール。
- 前記低剛性領域における主鍔部の厚みが、主巻胴部に近い側から主鍔部の外周縁の位置に向って小さくなるように設定されていることを特徴とする請求項4に記載の光ファイバ巻取り用リール。
- 前記低剛性領域における主鍔部の厚みが、主鍔部の外周方向にスリットから離れた位置から、スリットの位置に向って小さくなるように設定されていることを特徴とする請求項4に記載の光ファイバ巻取り用リール。
- 前記低剛性領域は、前記主巻胴部に向かって円周方向の寸法が小さくなるように形成されていることを特徴とする請求項4に記載の光ファイバ巻取り用リール。
- 主鍔部における前記スリットが形成された部分を、主鍔部の板面の一方の側からリールの回転中心と平行な方向に見通した場合に、スリットにおける主鍔部の円周方向の両側の端縁部分のうち、一方の側の端縁部分と他方の側の端縁部分とが重なり合わないようにスリットが形成されていることを特徴とする請求項1〜請求項7のうちのいずれか一の請求項に記載の光ファイバ巻取り用リール。
- 請求項1〜請求項8のうちのいずれか一の請求項に記載の光ファイバ巻取り用リールにおける主巻胴部に光ファイバが巻き取られてなるリール巻き光ファイバ。
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