JP6625826B2 - 光ファイバを処理するための装置 - Google Patents

Description

[0001]
本発明は、光ファイバを処理するための装置に関する。

[0002]
従来、いくつかのファイバをプラスチックで被覆してファイバの周りに被覆チューブを形成することによって光ファイバ要素を製造する被覆処理が知られている。

[0003]
被覆チューブのプラスチックが制御された仕方で確実に冷却されるように、光ファイバ要素は、水で満たされた冷却通路に導入される。濡れた光ファイバ要素は、次いで光ファイバ要素の外面に接触する１対のプーリによって引張られ、最終的に光ファイバ要素はリールに巻き取られる。

[0004]
上述のような解決策に伴う問題は、濡れた光ファイバ要素が滑りやすいことである。さらに、プーリが光ファイバ要素の外面に力をかけすぎないように注意を払う必要がある。なぜなら、力をかけすぎると、被覆、場合によっては光ファイバを損傷することによって、光ファイバ要素を変形させることがあるからである。

[0005]
市場は、際限なく速いライン速度を要求しがちである。そのため、光ファイバ要素の取扱いは困難を伴うものになりつつある。そのリスクは、光ファイバ要素がプーリ間の空間から滑り落ち、その結果、製造が停止し、また原材料が無駄になることである。

[0006]
本発明の目的は、光ファイバを効率的かつ確実に処理することが可能な装置を得ることである。この目的は、独立請求項１に記載の装置によって実現される。

[0007]
第１のプーリが第１の光ファイバ要素を収容する第１の周状溝を有し、第１の光ファイバ要素の断面積の２分の１未満が第１の溝から突出し、第２のプーリが有する接触面が第１の光ファイバ要素の突出している部分の表面に接触するような１対のプーリを使用することによって、第１の光ファイバ要素をかなりのライン速度で確実に処理することが可能な装置が得られる。

[0008]
本発明の好ましい実施形態は、従属請求項に開示される。

[0009]
以下、本発明について、例として添付の図面を参照しながらより詳細に説明する。

[0010]装置の第１の実施形態を示す図である。 装置の第１の実施形態を示す図である。 [0011]装置の第２の実施形態を示す図である。 [0012]装置の第３の実施形態を示す図である。 [0013]装置の第４の実施形態を示す図である。

[0014]
図１および図２は、光ファイバを処理するための第１の装置を示す。図１は、冷却通路に配置された１対のプーリを示し、図２は、これらのプーリの形状をより詳細に示す。

[0015]
図１において、第１のプーリ１および第２のプーリ２を含む１対のプーリは、冷却通路３から第１の光ファイバ要素４を受け取るように構成される。これらのプーリは、例えば鋼またはアルミニウムなどの適当な金属材料から製作することができる。光ファイバ要素は、適当なプラスチック材料の被覆内に収容された１または複数の光ファイバを含みうる。冷却通路３は、例えば水で満たされていてもよく、この水は光ファイバ要素、特に光ファイバ要素を冷却通路３内へ送り出す直前に押出成形されたものでありうる被覆の温度を制御するために利用される。

[0016]
プーリ１，２を回転させ、第１の光ファイバ要素４の外面とプーリの外周接触面との間の接触によって第１の光ファイバ要素４を引張るために、例えば電気モータを含みうる駆動機構が用いられる。

[0017]
第１のプーリ１は、その外周接触面６に第１の周状溝５を備える。第１の光ファイバ要素４は、第１の溝５によって受容される。この目的のために、第１の溝５は第１の光ファイバ要素４を収容するような形状であり、第１の光ファイバ要素４の断面積の２分の１未満が第１の溝５から突出する。図２に示された例では、第１の光ファイバ要素４は第１の溝５に完全に収容され、したがって第１の光ファイバ要素４は第１の溝５からまったく突出していない。第２のプーリ２の外周接触面７は、第１の光ファイバ要素４の表面に接触する。外周接触面７は、第１のプーリ１および第２のプーリ２によって区画された空間に第１の光ファイバ要素４を囲い込むように、第１のプーリ１の第１の溝５内へ突出する周状部分８を有する。簡単のため、第１の光ファイバ要素４の断面は、１または複数の光ファイバおよび被覆を別個に示してはいない。

[0018]
２つ以上の寸法の光ファイバ要素が存在する場合、図２に示す１対のプーリ１，２は、第１の周状溝５に加えて第２の周状溝１４を備える。図示された例において、第２の溝１４は、例として第２のプーリ２に形成されているが、代替方法として、第１のプーリ１に形成されてもよい。第２の溝１４は、第１の光ファイバ要素４とは異なる断面寸法を有する第２の光ファイバ要素を収容できるように、第１の溝５とは異なる寸法を有する。

[0019]
第２の溝１４は、第２の光ファイバ要素を受容するように寸法設定され、第２の光ファイバ要素の断面積の２分の１未満が第２の溝から突出する。第１のプーリ１の外周接触面６は、第２の溝１４に受容された第２の光ファイバ要素の表面に接触する。図２に示されているように、第２のプーリ２は周状突出部分を有し、この周状突出部分に第２の溝１４が形成される。この突出部分は、第１のプーリ１の周状凹部１０内へ突出する。周状凹部１０は、第２のプーリ２の突出部分を受容するのに十分な幅を有する。

[0020]
第１の溝５および第２の溝１４の両方を有するプーリ対を使用することは、異なる断面直径を有する光ファイバ要素を同じプーリ対で引張ることができるため、有利である。ただし、多くの実施形態において、一度に使用されるのはこれらの溝のうち１つだけである。換言すれば、２つの溝が存在しても、１つだけの光ファイバ要素が引張られる。そのような実施形態の利点は、異なる寸法を有する光ファイバ要素を処理するように処理ラインを変更するときに、プーリ対を交換する必要がなく、代わりに新しい寸法を有する光ファイバ要素を正しい寸法を有する他方の溝の中へ導入してこの光ファイバ要素を引張れることである。

[0021]
第１および第２のプーリ１，２の接触面６，７は、有利には、粗面化された高摩擦接触面を提供する被覆によって少なくとも部分的に被覆される。被覆は、例えば図３に示すように形成されてもよい。１つの代替方法は、例えばプラズマ蒸着によって炭化タングステン層を塗布することである。そのような層は、耐摩耗性が非常に強い。目的は摩擦を増大させることであるため、蒸着後のこの層の機械加工は最小限でよく、またはいくつかの実施形態では完全に省略することができる。

[0022]
図３は、装置の第２の実施形態を示す。図３の装置は、図１および図２に関連して説明した装置によく類似している。したがって、図３の実施形態については、主に、これらの実施形態の間の違いを指摘することによって説明する。

[0023]
図３において、第１のプーリ１’および第２のプーリ２’を含む１対のプーリは、１つの溝５のみを備える。したがって、この１対のプーリは、１つの寸法の光ファイバ要素４のみに対して最適化される。図３はまた、図１および図２の実施形態に関連して説明したように、この１対のプーリのために粗面化された高摩擦接触面６，７を提供する被覆９を示す。このような被覆は、後に説明する他の実施形態でも利用することができる。

[0024]
図３の実施形態において、第２のプーリ２’は、図２のように第１のプーリ１’の溝または凹部の中に突出するのではない。代わりに、第１のプーリ１’の回転軸１１に対して平行に延びる間隙１２が、プーリ１’および２’を互いから分離している。図示された例において、第２のプーリ２’は第１の光ファイバ要素４の表面に接触する概して平坦な接触面７を有するが、平坦ではなくわずかに凹面の、例えば図２の凹部１０と同様の形状を有する接触面７を、第１の光ファイバ要素が溝５の中央部に留まるのを助けるために利用してもよい。

[0025]
図３はまた、第１の光ファイバ要素４の断面領域の中心点１３を示す。中心点１３のレベル（換言すれば、位置）で、第１のプーリ１’の回転軸１１の方向において、第１の溝５の幅Ｗ１は、第１の光ファイバ要素４の幅Ｗ２に実質的に対応する。ここで、「実質的に対応する」とは、第１の光ファイバ要素４の表面と接触面６，７との間に良好なグリップを確保するのに十分な力で、第１のプーリ１’および第２のプーリ２’がそれらの間に第１の光ファイバ要素４をプレスしたときに、第１の光ファイバ要素４が円形から楕円形へと変形しすぎないように溝５の壁が第１の光ファイバ要素４に十分な支持を与えられる程度に、溝５の幅Ｗ１が第１の光ファイバ要素４の幅Ｗ２に近接している寸法設定を指す。実際には、この寸法設定は、溝５の幅Ｗ１が第１の光ファイバ要素４の幅Ｗ２を最大で２０％、好ましくは２．５〜１０％超過するものとして実現することができる。そのような寸法設定は、少なくとも、典型的には１〜４ｍｍの直径を有する光ファイバ要素について最適である。同様の寸法設定は、有利には、図１〜２および図４〜５の実施形態でも利用される。

[0026]
また、図３では、第１の光ファイバ要素４の断面領域の中心点１３が、第１の光ファイバ要素４の断面積の２分の１未満が第１の溝５から突出するように、第１の溝５内の深さＹのところに位置する。これにより、第１の光ファイバ要素が濡れて滑りやすい上にライン速度が速い実装形態であっても、第１の光ファイバ要素４がプーリ１’，２’間の空間から滑り落ちることが効果的に防止されることが確実になる。

[0027]
図４は、装置の第３の実施形態を示す。図４の実施形態は、図３に関連して説明した実施形態によく類似している。したがって、図４の実施形態については、主に、これらの実施形態の間の違いを指摘することによって説明する。

[0028]
図４において、第１の溝５は、第１のプーリ１”の周状突出部分に形成される。第２のプーリ２”には、周状凹部１０”が形成される。凹部１０”は、第１のプーリ１”の突出部分が凹部１０”内へ円滑に突出するのに十分な幅を有する。したがって、第１のプーリ１”は第２のプーリ２”内へ突出し、第１の光ファイバ要素４は、第１および第２のプーリ１”，２”によって区画された空間に囲い込まれる。

[0029]
図５は、装置の第４の実施形態を示す。図５の実施形態は、図１および図２に関連して説明した実施形態によく類似している。したがって、図５の実施形態については、主に、これらの実施形態の間の違いを指摘することによって説明する。

[0030]
図５において、電気モータを含む駆動機構１９によって回転させられる第１のプーリ１および第２のプーリ２を含む１対のプーリは、図１に関連して説明したように、冷却通路３に関連して配置される。なお、図５の実施形態では、図１および図２に示すプーリ１，２を使用する代わりに、プーリ１’，２’またはプーリ１”，２”を使用することも可能である。

[0031]
冷却通路３の前には、１または複数の光ファイバ１５を受け取る押出機２０が配置される。図示された例において、押出機２０は、第１の光ファイバ要素４を製造するために、ペイオフリール１６から２つの光ファイバ１５を受け取り、光ファイバ１５を取り巻くようにプラスチック被覆を製造する。製造された第１の光ファイバ要素４は、押出機２０から、冷却通路３内にある冷却液、好ましくは水に導入される。

[0032]
一代替方法は、押出機２０によって製造された被覆がチューブを形成し、このチューブ内に光ファイバ１５を緩く配置することである。換言すれば、光ファイバ１５は、チューブのプラスチック材料に付着したり埋め込まれたりしないように配置される。ただし、チューブは、チューブ内の光ファイバを取り囲む適切なゼリーで充填されうる。

[0033]
さらに、図５の装置は、プーリ１，２に加えて第１の光ファイバ要素４を引張る主キャプスタン１７を備える。後収縮の悪影響を回避するために、１対のプーリ１，２は、キャプスタンよりも高速で第１の光ファイバ要素４を引張るように構成される。チューブを形成するプラスチック材料は、冷却されると元の寸法から収縮する傾向がある。そこで、１対のプーリ１，２は、より高速で動作し、チューブに応力をかけて、プーリ１，２の位置ではファイバよりわずかに長いチューブを得る。ファイバ１５はチューブ内で緩んでいるため、プーリ１，２によって第１の光ファイバ要素４へもたらされる引張りによる応力を受けない。したがって、超過ファイバ長（ＥＦＬ）と呼ばれる長さの差が得られる。

[0034]
続いて、主キャプスタン１７が、ファイバ１５およびチューブに等しく応力をかけることによって、第１の光ファイバ要素４を引張る。これは、例えばチューブの内側とチューブ内の光ファイバとの間の摩擦がチューブを一時的に光ファイバに固定するように、主キャプスタン１７のホイールの周りに第１の光ファイバ要素４を１周よりも多く巻き付けることによって実現されうる。最後に、処理済みの第１の光ファイバ要素４が、リール１８に巻き取られる。

[0035]
上記の説明および添付図面は、本発明について説明することだけを目的とすることを理解されたい。本発明は、本発明の範囲から逸脱することなく変形および修正されうることが、当業者には明らかであろう。

１，１’，１” 第１のプーリ
２，２’，２” 第２のプーリ
３ 冷却通路
４ 第１の光ファイバ要素
５ 第１の周状溝
６，７ 外周接触面
８ 周状突出部分
９ 被覆
１０，１０” 周状凹部
１１ 回転軸
１３ 中心点
１４ 第２の周状溝
１５ 第２の光ファイバ
１７ 主キャプスタン
１９ 駆動機構
２０ 押出機

Claims (10)

1. 被覆内に収容された１または複数の光ファイバ（１５）を含む第１の光ファイバ要素（４）をそれらの間の空間に受容するように構成された１対のプーリ（１，２；１’，２’；１”，２”）と、
   前記１対のプーリ（１，２；１’，２’；１”，２”）を回転させ、前記第１の光ファイバ要素（４）の外面と前記１対のプーリ（１，２；１’，２’；１”，２”）との間の接触によって前記第１の光ファイバ要素（４）を引張る駆動機構（１９）と
   を含む、光ファイバを処理するための装置において、
   前記１対のプーリのうちの第１のプーリ（１，１’，１”）が、外周接触面（６）に前記第１の光ファイバ要素（４）を受容するための第１の周状溝（５）を備え、
   前記１対のプーリのうちの第２のプーリ（２，２’，２”）が、前記第１の光ファイバ要素（４）の表面に接触する外周接触面（７）を備え、 前記１対のプーリの間の前記空間において、前記第１の周状溝（５）が、前記第１の光ファイバ要素（４）の断面積の２分の１未満が前記第１の周状溝（５）から突出するように前記第１の光ファイバ要素（４）を収容するような形状であり、
   前記第１の光ファイバ要素（４）の断面領域の中心点（１３）のレベルで、前記第１の周状溝（５）が、前記第１のプーリ（１，１’，１”）の回転軸（１１）の方向に、前記第１の光ファイバ要素（４）の幅（Ｗ２）を最大２０％超過する幅（Ｗ１）を有する、
   ことを特徴とする装置。
2. 前記第１の光ファイバ要素（４）の断面領域の中心点（１３）のレベルで、前記第１の周状溝（５）が、前記第１のプーリ（１，１’，１”）の回転軸（１１）の方向に、前記第１の光ファイバ要素（４）の幅（Ｗ２）に実質的に対応する幅（Ｗ１）を有する、請求項１に記載の装置。
3. 前記第１の光ファイバ要素（４）の断面領域の中心点（１３）のレベルで、前記第１の周状溝（５）が、前記第１のプーリ（１，１’，１”）の回転軸（１１）の方向に、前記第１の光ファイバ要素（４）の幅（Ｗ２）を２．５〜１０％超過する幅（Ｗ１）を有する、請求項１に記載の装置。
4. 前記第２のプーリ（２）の前記外周接触面（７）が、前記第１および第２のプーリによって区画された空間に前記第１の光ファイバ要素（４）を囲い込むように前記第１のプーリ（１）の前記第１の周状溝（５）内へ突出する周状部分（８）を有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の装置。
5. 前記第２のプーリ（２”）の前記外周接触面（７）が周状凹部（１０”）を有し、前記第１のプーリ（１”）が、前記第１および第２のプーリによって区画された空間に前記第１の光ファイバ要素を囲い込むように前記第２のプーリ（２”）の前記周状凹部（１０”）内へ突出する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の装置。
6. 前記第１および第２のプーリ（１，２）のうちの一方が、前記外周接触面（６，７）に前記第１の光ファイバ要素とは異なる断面寸法を有する第２の光ファイバ要素を受容するための第２の周状溝（１４）を備え、
   前記第２の周状溝（１４）が、前記第２の光ファイバ要素の断面積の２分の１未満が前記第２の周状溝（１４）から突出するように前記第２の光ファイバ要素を収容するために、前記第１の周状溝（５）とは異なる寸法を有し、
   前記第１および第２のプーリ（１，２）のうちの他方の前記外周接触面（６，７）が、前記第２の光ファイバ要素の表面に接触する、
   請求項１〜５のいずれか１項に記載の装置。
7. 前記第１および第２のプーリ（１，２；１’，２’；１”，２”）のうちの少なくとも一方の前記外周接触面（６，７）が、粗面化された高摩擦接触面（６，７）を提供する被覆（９）で少なくとも部分的に被覆される、請求項１〜６のいずれか１項に記載の装置。
8. 液体のための冷却通路（３）を備え、前記第１の光ファイバ要素（４）は前記冷却通路（３）を通って前記１対のプーリ（１，２；１’，２’；１”，２”）に導入される、請求項１〜７のいずれか１項に記載の装置。
9. １または複数の光ファイバ（１５）を受け取り、前記１または複数の光ファイバを取り巻くようにプラスチック被覆を設けて前記第１の光ファイバ要素（４）を製造する押出機（２０）を備える、請求項１〜８のいずれか１項に記載の装置。
10. 前記第１の光ファイバ要素（４）の前記被覆がチューブであり、前記１または複数の光ファイバ（１５）が前記チューブ内に緩く配置され、
    前記装置が、前記第１の光ファイバ要素（４）を引張るように前記１対のプーリ（１，２；１’，２’；１”，２”）の後に配置された主キャプスタン（１７）を備え、
    前記１対のプーリ（１，２；１’，２’；１”，２”）が、後収縮の影響を除去するために、前記主キャプスタン（１７）よりも高速で前記第１の光ファイバ要素（４）を引張るように構成される、
    請求項１〜９のいずれか１項に記載の装置。

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