JPH02193512A - 管内への線状体挿通方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は管内への線状体挿通方法、特に振動を利用し
て線状体を管内釘挿通する方法に関する。

この発明は光ファイバ、金属線その他の線状体が保護管
あるいはシース内に挿通された光フアイバケーブル、電
線、複合構造管その他の製造に用いられる。

［従来の技術］ 長尺の管などに線状体を挿通する必要がある場合がある
。たとえば、近年広く用いられるようになった光通信ケ
ーブルは、光ファイバが強度的に弱いことから、金属被
覆をした構造のものが要求されるようになって来ている
。このために、光フアイバ心線あるいはコードをたとえ
ば直径数ｍｍ以下、長さ数百ｍ以上の鋼管に挿通する必
要がある。あるいは、光フアイバ心線の挿通に先立って
、鋼線などの金属線をメツセンジャーワイヤとして管に
挿通することもある。

従来、金属管等の管に線状体を挿通した線状体線を製造
する方法として、特開昭５８−１８６１１０および特開
昭６２−４４０１０が知られている。これらの方法では
、線状体を挿通するキャリヤ部材あるいは管を振動させ
、振動コンベアの原理で綿状体に搬送力を与え、キャリ
ア部材あるいは管に線状体を挿入する。

ところで、管に挿通ずる線条体は長さが十ｍ以上にもな
ると、長く延ばしたままでは取扱いが困難となる。した
がって、従来では線条体を一旦リールに巻き取り、管に
挿通するときにリールから線条体を巻き戻しながら管に
供給するようにしている。特開昭５８−１８６１１０の
第２図および第３図あるいは特開昭６２−４４０１０の
第１図は、リールから線条体を巻き戻しながら管に供給
している状態を示している。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の上記線状体挿通方法には次のような問題があった
。

管に挿通する線条体の長さが数十ｍ以上になると、線条
体は幾重にもリールに巻かれており、線条体を巻き戻す
際にリールを回転しなければならない。しかし、振動に
よる搬送力は大きくなく、たとえば光ファイバを管に挿
通する場合、たかだか数十ｇ程度である。したがって、
振動搬送力により線条体を引っ張り、リールおよびこれ
に巻かれた線条体の慣性モーメントに打ち勝ってリール
を回転させ、リールから線条体を縁り出すことは不可能
である。このために、リールをモータなどにより回転駆
動しなければならない。

リールを上記のように回転駆動すると、線条体の挿通速
度とリールからの繰出し速度とをバランスさせなければ
ならない。たとえば、繰出し速度が挿通速度よりも低く
ずぎると、線条体は後方に引っ張られて挿通不能となり
、あるいは張力により断線することもある。また逆に、
繰出し速度が挿通速度よりも高すぎると、管入口の手簡
で線条体がたるみ、あるいは溜って絡み合うことがある
。このために、繰出し速度と挿通速度との差を検出し、
リールの回転速度を制御する必要がある。両速度差は、
たとえば管入口の手前における線条体のたるみ量として
検出することができる。

しかし、リールの回転速度を制御するようにすると、挿
通作業か煩雑となり、また線条体挿通設備か高額となる
。

そこで、この発明は管に挿通ずる線条体が数百ｍ以トの
長さであっても、リールしたがってリール回転駆動装置
、回転制御装置をも必要とすることなく線状体を挿通す
ることができる管内への線状体挿通方法を提供しようと
するものである。

［課題を解決するための手段］ この発明の管内への線状体挿通方法は、まず管をコイル
状に巻いて管コイルを形成する。一方、線条体をコイル
に形成する。ついで、管の任意の点がら旋状の経路に沿
って往復動するように管コイルを振動させる。そして、
振動による搬送力によ・り線条体コイルの軸線方向に沿
って線条体を引き出しながら管に供給し、挿通する。

管コイルを形成するには、ボビン、スプールなどの円筒
体に管を巻き付ける。管コイルの直径は、挿通性および
線状体に過大な曲げ応力を与えない点から　１５０ｍｍ
以上であることが望ましい。

線条体コイルを形成する多数のループは、それぞれが必
ずしも同心でなくてもよい。線条体のループを下から順
次コイル状に緩く積層して行き、線条体をコイルからほ
ぐすときは逆にコイルの上から下に向って順次解きほぐ
すようにすると、絡みやもつれはなく、線条体はほぐれ
易くなる。線条体のループがいわゆる花模様形状となる
ように、線条体コイルを形成してもよい。花模様形状と
するには、線条体コイルに同心の一つの円周に沿って線
条体の各ループの中心が少しずつ移動するように、各ル
ープを偏心させる　（実開昭５７−１２６４７２号公報
参照）。また、線条体をコイルから引き出すときに生じ
る線条体軸線周りに生じる捩りを解消するように、線条
体コイル形成時に上記捩りとは逆向きの捩りを与えるよ
うにしてもよい。逆向きの捩りを与えるには、公知の種
々の方法　（たとえば、特開昭５５−７０４７８号公報
の「溶接用ワイヤ巻取り方法」）のうちの適当なものを
用いる。さらに、線条体がほぐれ易くするために、線条
体にグラファイト、二硫化モリブデンなどの憫滑剤を塗
布してもよい。

管コイルを振動させるには、上記円筒体を振動モータ、
電磁パイブレークなどの公知の手段により駆動すればよ
い。振動条件は、たとえば振動角（すなわち、ら旋のリ
ード角）が５〜３０度、振動【数か１０〜３０Ｈｚ、全
振幅か垂直成分で０．２〜２．０　ｍＬｍ程度である。

管の人口端は管コイルとともに振動するが、入口端を床
や静止した周辺機器に固定するようにしてもよい。また
、管の人口端が管径方向には静止し、管長手方向には可
動なように管の人口端部な保持するようにしてもよい。

このような状態で、管入口端部な保持するには、たとえ
ば円筒状ガイド、ローラーなどが用いられる。

なお、挿通開始時に線条体コイルから管入口まで線条体
を搬送する力がない場合、線条体コイルから線条体を管
に引き入れるに十分な振動搬送力が生じる長さたけ線条
体を予め管に挿入しておけばよい。

［作用］ 管の任意の点から旋状の経路に沿って往復動するように
管コイルを振動させると、コイル状となった管の内部の
線状体は管内壁面より斜め上前力に向う力を受ける。こ
の力により、線状体は管内で斜め上前力に向って飛び跳
ね、あるいは管内壁面を滑動する。このようにして、管
内の線状体は管内壁よりコイル円周方向の搬送力が間欠
的に与えられて管内を前進する。

振動搬送力により線条体コイルの軸線方向に沿って線条
体は引っ張られ、線条体コイルから解きほぐされて管に
引き込まれ、挿通される。

管の人口端がら旋状に振動すると、遠心力により線条体
は入口端からはね出され、管内への進入が妨げられる。

管の人目端を静止するように固定するか、または管径方
向の動きを拘束すると、上記はね出しは防がれる。

線条体をコイル形成する時に前記捩りとは逆向きの捩り
を与えると、線条体をコイルから引き出すときに捩りは
生ぜず、線条体は絡みまたはもつれることなく線条体コ
イルからほぐれる。また、捩れによって線条体が管内で
回転することはなく、線条体の挿通が容易になる。

［実施例］ 光ファイバを細径かつ長尺の鋼管に挿通ずる場合を実施
例として説明する。

まず、この発明の挿通方法を実施する装置例について説
明する。第１図はこの発明を実施する装置の全体図、お
よび第２図は上記装置の一部である振動テーブルの平面
図である。

架台１１が振動しないように床面９に強固に固定されて
いる。架台１１上面の四隅には振動テーブル支持用のコ
イルばねｌＢが取り付けられている。

架台１１上には、支持ばね１８を介して正方形の盤状の
振動デープル１４が載置されている。振動テーブル１４
の下面から支持フレーム１５が下方に延びている。

振動テーブル１４の支持フレーム１５には、一対の振動
モータ２１，２２が取り付けられている。振動モータ２
２は、振動モータ２１を振動テーブル１４の中心軸線・
６周りに１８０度回転した位置および姿勢にある。また
、振動モータ２１，２２は、これらの回転軸が上記中心
軸線Ｃを含む垂直面にそれぞれ平行であり、かつ振動テ
ーブル面に対して互いに逆方向に７５度傾斜する姿勢と
なっている。振動モータ２１．２２は回転軸の両端に不
平衡重錘２４が固着されており、不平衡重錘２４の回転
による遠心力により振動テーブル１４にこれの面に対し
斜め方向の加振力を与える。この一対の振動モータ２１
，２２は、振動数および振幅が互いに一致し、加振方向
が互いに　１８０度ずれるよ−うに駆動される。したか
りて、この一対の振動モータ２１，２２による振動を合
成すると、中心軸が振動テーブル１４の中心軸線Ｃと一
致するら旋に沿うようにして振動テーブル１４は振動す
る。振動テーブル１４は上記のように支持ばね１８を介
して架台１１に取り付けられているので、振動テーブル
１４の振動は架台１１に伝わらない。

なお、加振装置として上記振動モータ２１，２２の代わ
りに、たとえばクランク、カムあるいは電磁石を利用し
た加振装置でもよく、また振動モータ２１．２２の振動
テーブル１４への取り付は方も図示のものに限定されな
い。

ボビン軸が振動テーブル１４の中心軸線Ｃに一致するよ
うにして、ボビン２７が振動テーブル１４上に固定され
ている。ボビン２７には光ファイバ７が挿通される管１
がコイル状に巻き付けられ、この管コイル５の上端から
光ファイバ７が管内に供給される。光ファイバ７に過大
な曲げ応力を与えないために管コイル５の直径は　１５
０ｍｍ以上であることが望ましい。この実施例では、光
ファイバ７は光フアイバ素線に樹脂をプレコートしたの
ものであり、管１は鋼管である。ボビン２７は振動モー
タ２１．２２の振動を確実に受けるようにこれの下部フ
ランジ２９の外周縁がそれぞれ振動テーブル１４に固定
治具３１で固定されている。ボビン２７は円周方向にボ
ビン軸心方向に凹凸が連続するように溝　（図示しない
）を設けてあり、溝に管１が密接するようになっている
。

ボビン２７の側方に光フアイバ収納容器３５が配置され
ている。光フアイバ収納容器３５は円筒状の容器本体３
６を有し、頂部が開口している。後述のように、別に設
けたターンテーブル　（図示しない）−トに容器本体３
６を載置して回転させながらこれに光ファイバ７を供給
し、収納する。

光フアイバ収納容器３５に隣接して光フアイバガイド装
置３９が配置されている。光フアイバガイド装置３９は
スタンド４５に支持されたガイド管４１を備えている。

ガイド管４１の人口側は下方に向かって湾曲し、上記光
フアイバ収納容器３５のほぼ中心線上で光フアイバ収納
容器３５に向かって開口している。

光フアイバガイド装置３９の出側に隣接して管保持装置
４４が配置されている。管保持装置４４はスタンド４５
に支持されたケーシング４６を有しており、ケーシング
４６内にはガイドロール４７が回転可能に支持されてい
る。ガイドロール４７は管１を挟持するように対をなし
ており、対ごとに交互に垂直姿勢および水平姿勢になっ
ている。したがって、管保持装置４４に保持された管の
先端部２は、管径方向に動くことはできないが、管長手
方向には動くことができる。

つぎに、上記のように構成された装置により管１に光フ
ァイバ７を挿通する方法について説明する。

予め、ボビン２７に管１をコイル状に巻き付けてコイル
５を形成する。管ｌはボビン２７に対し１層巻きに限ら
ず、複数層巻きする場合が多い。この場合は１層目はボ
ビン２７の溝に密接するが、２層目以降は前層の管１の
間に入り込むことになる。

そして最終層を接着テープ８１で固定する。ついで、コ
イル軸と振動テーブル１４の中心軸線Ｃが一致するよう
にして、管１を巻き付けたボビン２７を振動テーブル１
４上に締付は金具３１により固定する。

このようにコイル５に形成した管１の人口部分２をコイ
ル１＠き分はど巻き戻し、適当な長さに切断する。そし
て、管１の入口部分２をコイル５から管保持装置４４ま
で引き延ばす。ついで、人口端３を管保持装置４４に通
し、漏斗状に広げる。また、管入口部分２の基部４はボ
ビン２７のフランジ２９に締付は金具４９で静止固定す
る。

一方、光フアイバ収納容器３５内に光ファイバ７を入れ
ておく。光フアイバ収納容器３５内にループ状にして積
層収納された光ファイバ７が光フアイバ収納容器３５か
ら取り出されるときは、ループ状積層体の上部のものか
ら順に光フアイバ収納容器３５上方へと引き出される。

このとき光ファイバ７は１ループについて最大３６０°
の捩りを受ける。

この捩りは管１内で挿通中に元に戻ろうとして反り返る
から搬送抵抗となり、挿通の妨げとなる。

そこで、光ファイバ７が光フアイバ収納容器３５から取
り出されるときに受ける捩りを相殺するように、予め逆
の捩りを光ファイバ７に与えて光フアイバ収納容器３５
に収納しておくことが好ましい。

また、このようにして収納された光ファイバ７には、ス
プールなどに巻き取られた光ファイバのような曲りぐせ
はない。

第３図は光ファイバ７に逆捩りを与える方法の一例を示
している。光ファイバ７はガイド管５１、キャタピラフ
ィーダ５２および回転ガイド管５３を経て上記光フアイ
バ収納容器３５の本体３６に供給される。回転ガイド管
５３は容器本体３６に対しδだけ偏心しており、歯車伝
動機構５４により回転駆動される。そして、容器本体３
６および回転ガイド管５３はそれぞれ中心軸Ｘ、Ｙ周り
に同方向に回転駆動される。回転ガイド管５３から容器
本体３６内に供給された光ファイバ７は、円周方向に沿
い幅２δの巻き幅で順次偏心しながら容器本体３６の底
から積み重ねられ、コイルを形成する。容器本体３６の
回転速度をｖＰ、回転ガイド管５３の回転速度をＶ。と
すると、逆捩れの角度θ＝３６０°（１−Ｖｐ／Ｖａ）
とナル。

容器本体３６の回転速度ｖＰを回転ガイド管５３の回転
速度ｖＧに比べて十分に小さくすることにより、逆捩れ
の角度θはほぼ３６０°になる。したがって、光ファイ
バ７をコイル８から解きほぐす際に、光ファイバ７に捩
れは生じない。

つぎに、光フアイバ収納容器３５から適当な長さ光ファ
イバ７を解きほぐし、光フアイバガイド装置３９および
管の人口端３を経て所要の長さだけ管１に挿入する。光
ファイバ７の先端部分だけを管１に挿入しておくと、振
動する管１から光ファイバ７に与えられる搬送力は先端
部分２に限られる。したがって、搬送力の大きさが小さ
く、先端部分に続く光ファイバ７をコイル８から解きほ
ぐし、管入口端３まで持ってくることはできない。

この予備挿入の長さは、管１、光ファイバ７の寸法およ
び表面状態ならびに光ファイバ７のコイル８の状態によ
って異なるが、大体数〜十数ｍ程度である。また、上記
予備挿入により光ファイバ７に加わる引込み力は数十ｇ
Ｐｊ、度である。直接手作業によりあるいはピンチロー
ルにより光ファイバを管に挿入して、予備挿入を行う。

このとき以下に述べる振動を併用すると光ファイバが管
内壁面から受けるＲ擦抵抗を軽減でき、挿入が容易にな
る。

以上のようにして挿通準備ができたならば、振動モータ
２１，２２を駆動する。振動モータ２１，２２は前述の
ような位置および姿勢で振動テーブル１４に取り付けら
れているので、振動テーブル１４は中心軸線Ｃの周りの
トルクおよび中心軸線方向の力を受ける。この結果、撮
動テーブルの任意の点は、第１図に示すら旋Ｈに沿うよ
うな振動をする。この振動Ｖは、振動テーブル１４から
更に締付は金具３１およびボビン２７を順次弁して管１
のコイル５および人口部分２に伝達される。

管ｌ内の光ファイバ７は、管内壁から受ける力のコイル
円周方向成分によって推進される。コイル軸と振動テー
ブル１４の中心軸線Ｃが一致しているので、管内の光フ
ァイバ７は中心軸線Ｃを中心として円運動（第２図の例
では時計方向Ｐの円運動）を行う。上記ら旋状振動によ
る物品搬送力によって、光ファイバ７は光フアイバ収納
容器３５内のコイル８から解きほぐされ、管入口端３か
ら連続的に管１内に進入して行く。そして、所定時間後
にコイル５全体に挿通される。

第４図はこの発明の他の実施例を示している。

第４図において、第１図に示す装置、部材には同一の参
照符号を付け、これらの詳細な説明は省略する。

この実施例では、管の人口端３が固定されており、また
光ファイバ７のコイル８から解きほぐされた光ファイバ
７は、自重により管の人口部分２に落下するようにして
いる。光ファーｒバフには逆捩りを与えていない。

振動テーブルＨの斜め上方において、フレーム５７が床
９に固定されている。フレーム５７には光ファイバ７を
巻き取ったボビン５９が片方のフランジを取り外した状
態で取り付けられる。

フレーム５７に隣接して光フアイバガイド装置６１が配
置されている。光フアイバガイド装置６１はブラケット
６２に支持されたガイド管６３を備えている。ガイド管
６３は垂直部６４と、斜め下方に向かって湾曲した湾曲
部６５とからなっている。ガイド管６３の湾曲部６５の
先端は斜め下方に向かって開口している。光ファイバの
コイル軸がガイド管６３の湾曲部６５の開口に向かうよ
うに、上記フレーム５７のボビン固定面は傾斜している
。

光フアイバガイド装置６１の出側に隣接して管保持装置
６８が配置されている。管保持装置６８は貫通穴６９を
有している。貫通穴６９に挿通された管１の人口端３は
押し広げられるので、管１の人口部分２は貫通穴６９の
周囲からしっかりと保持されるようになっている。した
がって、管保持装置に保持された管１の入口部分２は、
管径方向および管長手方向に動くことができない。

つぎに、上記のように構成された装置により管１に光フ
ァイバ７を挿通する方法について説明する。

管１の入口部分２を適当な長さコイルから解きほぐし、
湾曲させて上方に向って延ばす。管１の人口端３は管保
持装置６８に固定する。光ファイバ７のコイル８は、フ
ァイバ製造所で巻き取られたままのものを使用する。光
ファイバ７をボビン５９から解きほぐし、解きほぐされ
た光ファイバ７の先端部はガイド管６３を経て管入口端
３に挿入する。以下の操作は、第１の実施例と同じであ
る。

管１の入口部分２およびガイド管６３の垂直部分６４に
おいて、光ファイバ７は自重により落下する。したがっ
て、この実施例では光ファイバ７をコイル８からの解き
ほぐす際の荷重負担を軽減することができ、また初期の
挿入長さも少なくてすむ。

第５図は管保持装置の更に他の例を示している。

図面に示すように、管保持装置７１は外筒７２、中筒７
３および内筒７４よりなっている。外筒７２はスタンド
７６により床　（図示しない）に固定されている。中筒
７３には、多数のボール７７が回転可能に取り付けられ
ている。ボール７７は中筒７３の内外面から突出し、外
筒７２の内周面および内筒７４の外周面にそれぞれ接し
ている。したがって、内筒７４は回転および筒袖方向の
動きは可能であるが、直径方向に動くことはできない。

なお、“内筒７４が外筒７２から抜は出ないように、内
筒７４の両端寄りにはそれぞれストップリング７８が取
り付けられている。

上記のように構成された管保持装置７１は、上記第１お
よび第２の実施例に用いられた管保持装置４４．６８の
代りとして用いることができる。管１の入口部分２は内
筒７４に挿入され、止めねじにより内筒７４に固定され
る。内筒７４に固定された管１の入口部分２は、回転お
よび管軸方向の動きは可能であるか、管径方向に動くこ
とはできない。したがって、管１の人口端３がら旋状に
振動することはなく、遠心力により光ファイバ７が管１
の人口端３からはね出されることはない。

（具体例） この発明の効果を確認するために、第１図に示す装置に
より次の条件で光ファイバを鋼管に挿通した。

（１）供試材 鋼管コイル：外径（内径）が０．８〜２．０ｍｍφ（０
，５〜１．６ｍｍ　）　、長さｌＯにｍの鋼管の７種類
を巻胴径１２００ｍｍの鋼製ボビンに整列巻（１０〜２
０層巻）した ７種類の鋼管コイル。

光ファイバ：次のものを用いた。

石英ガラス光ファイバ（径１２５μｍ）にシリコーン樹
脂コーティングし た径０．４ｍｍの光ファイバ。

（２）振動条件二本実施例で用いる鋼管コイルは巻層が
１０層〜２０層であるので、管の どの部分もほぼ同一の振動条件と なる。

コイルの水平面に対する振動角度 １５度 振動数　２０日２ 全振幅の垂直成分　１．２５〜１．５５ｍｍ上記条件に
より光ファイバを鋼管に挿通した結果、光ファイバはト
ラブルなく極めて円滑に鋼管内に挿通された。挿通速度
は２〜４ｍ／ｍｉｎであり、所定時間内に鋼管全長に挿
通されることが確認された。光ファイバを２１１１ｍ以
下の細径管に挿通する場合でも、ｌ　ＯＫｍ程度の長尺
管に挿通する場合でも十分可能であり、もちろん挿通さ
れる光ファイバが変質しないことが分かった。

上記実施例では線状体が光ファイバであったが、この発
明は光フアイバ以外の線状体、たとえば銅線、鋼線など
の金属ワイヤあるいはプラスチックスなどの非金属ワイ
ヤの挿通にも応用される。管内への線状体の供給は、１
本のみに限らず管内径と線状体の径との関連で複数本で
も可能である。線状体を挿通する管として上記鋼管以外
にアルミ管、合成樹脂管に挿通する等色々な具体例が考
えられる。また、線状体を金属管に挿通後に減面加工す
る等の後工程を付加する場合もあり、適宜実施者が状況
に応じて行なえばよい。さらに、管コイル中心軸はら旋
の中心軸とは必ずしも一致する必要はないが、両軸が一
致していることが望ましく、また管コイル中心軸は必ず
しも垂直でなくてもよいが垂直であることが望ましい。

［発明の効果］ この発明によれば、管が細径（たとえば、管外径が２ｍ
ｍ以下）、長尺（たとえば、管長さが１　ｋｍ以上）で
あっても１面倒な繰出し速度の制御を行うことなく、ま
た簡単な設備で線状体を管に挿通することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の方法により光フアイバ挿通するため
の装置の一例を示す側面図、第２図はその装置の振動テ
ーブルの平面図、第３図は光ファイバのコイルを作成す
る方法を説明する斜視図、第４図はこの発明の方法によ
り光フアイバ挿通するための装置の他の例を示す側面図
、および第５図は管保持装置の他の例を示す縦断面図で
ある。 １・・・管、２・・・管の入口部分、３・・・管の入口
端、５・・・管コイル、７・・・光ファイバ、８・・・
光ファイバのコイル、１１−・・架台、１４・・・振動
デープル、２１．２２・・・振動モータ、２７・・・ボ
ビン、３５・・・光フアイバ収納容器、３６・・・容器
本体、３９・・・光フアイバガイド装置、４１・・・ガ
イド管、４４・・・管保持装置、４６−・・ケーシング
、４７・・・ガイドロール、５３・・・光フアイバ回転
ガイド、５７・・・フレーム、５９−・・ボビン、６１
・・・光フアイバガイド装置、６３・・・ガイド管、６
８・・・管保持装置、７１・・・管保持装置、７２・・
・外筒、７３・・・中筒、７４・・・内筒、７７・・・
ボール。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、管をコイル状に巻いて管コイルを形成し、管の一端
   から線状体を供給しながら管の任意の点がら旋状の経路
   に沿って往復動するように管コイルを振動させて線状体
   を管内に挿通する方法において、線条体をコイルに形成
   し、前記振動による搬送力により線条体を線条体コイル
   の軸線方向に沿って引き出しながら管に供給し、挿通す
   ることを特徴とする管内への線状体挿通方法。 ２、管の入口端部を静止するように固定した請求項１記
   載の管内への線状体挿通方法。 ３、管の入口端が管径方向には静止し、管長手方向には
   可動なように管の入口端部を保持した請求項１記載の管
   内への線状体挿通方法。 ４、線条体をコイルから引き出すときに線条体軸線周り
   に生じる捩りを解消するように、線条体コイルを形成す
   る時に前記捩りとは逆向きの捩りを与える請求項１記載
   の管内への線状体挿通方法。