JPH08105828A

JPH08105828A - 光ファイバの引張り試験装置

Info

Publication number: JPH08105828A
Application number: JP26456594A
Authority: JP
Inventors: Shunichiro Hirafune; 俊一郎平船; Katsuo Sato; 勝雄佐藤; Keiichi Tokunaga; 敬一徳永; Koichi Harada; 光一原田
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 1994-10-04
Filing date: 1994-10-04
Publication date: 1996-04-23

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、光ファイバの特性、例えば破断強
度、歪み、ヤング率などを調べるための引張り試験装置
を提供せんとするものである。【構成】本発明に係る引張り試験装置は、第１のマン
ドレル１０から第２のマンドレル２０間に光ファイバｆ
を送り出し、各マンドレル１０，２０間の光ファイバｆ
に張力を掛けて、光ファイバｆの引張り試験を行う装置
において、各マンドレル１０，２０のいずれか一方に
は、張力付与手段１３を設けると共に、第２のマンドレ
ル２０側には、トラバース機構を設け、また、各マンド
レル１０，２０間の近傍には、各マンドレル１０，２０
間で移動自在とした線通し用チャック４０を設置すると
共に、第１のマンドレル１０部分で線通し用チャック４
０のさらに外方には、光ファイバを切断するカッタ５０
を設ける一方、第２のマンドレル２０部分の外方には、
光ファイバｆの先端側を第２のマンドレル２０に押し付
ける線押さえ用チャック６０を設けたものであり、これ
によって、光ファイバｆの引張り試験を大幅に自動化す
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバの特性、例
えば破断強度、歪み、ヤング率などを調べるための引張
り試験装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光ファイバの主材料は、ガラスであるた
め、曲げや側圧に弱く、低応力でも折れなどが発生し易
い。このため、光ファイバにおいて、破断強度のような
特性を試験する際、光ファイバを強く挟み込んだりする
構成の引張り治具などを用いて把持したのでは、光ファ
イバが直ぐ折れてしまい、うまくいかない。このため、
光ファイバの引張り試験にあたっては、一般に、光ファ
イバの折れを防止するため、当該光ファイバを、適宜離
間距離（スパン）をおいて配置されたコロ状部材などか
らなるマンドレル間に巻き付け、この間の光ファイバに
張力を与えて、引張り試験を行っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記引張り
試験において、例えば光ファイバの破断確率分布を調べ
る場合には、引張りのスパンは、通常１０〜２０ｍ程度
もあり、しかも、その試験回数は、数十回から数百回に
わたる。従来は、この作業を人手に頼っていたが、当該
作業は、結構大変であった。例えば、引張りスパンが１
０ｍで、１００回の試験を行う場合、作業者は、一方の
マンドレルに光ファイバを巻き込んだ後、他方のマンド
レルに巻き込むというように、マンドレル間を往復する
必要があり、しかも、１回（本）に付き、２０ｍ前後も
歩かなければならない。したがって、１００回では、そ
の歩行距離が２Ｋｍにも達する。また、作業者は、両マ
ンドレルに光ファイバを手際よく、巻き込む必要があ
り、熟練者でも、１５０秒程度の時間が掛かり、１日２
００回程度の回数が限度であった。

【０００４】また、この試験では、光ファイバを断線さ
せるため、ファイバ屑などが飛散する恐れがあり、作業
者の目などに入る危険もあった。また、ファイバ屑など
がマンドレル表面に付くと、この屑による凹凸によっ
て、光ファイバが本来の強度以下で断線してしまうこと
が多く、試験毎にマンドレルを綺麗に掃除する必要があ
り、結構面倒であった。

【０００５】さらに、この試験の際、人手によって、光
ファイバを両方のマンドレルに巻き付ける場合、同一の
作業者にあっても、巻き付け時の張力や巻き付けピッチ
などを常に一定にすることは難しく、試験毎にバラツキ
が生じ易かった。このため、正確な測定が得難いという
問題があった。もちろん、これらのバラツキは、作業者
が替われば、もっと大きく現れるようになる。また、こ
の巻き付け時、作業者が重ね巻きした場合にも、その重
なり部分において、側圧や曲げなどの応力が集中し易
く、その箇所が破断し易くなるという問題もあった。

【０００６】本発明は、このような従来の実情に鑑みて
なされたもので、光ファイバには無理な力が加わること
なく、試験工程のかなりの部分を自動化して、作業者の
負担を大幅に軽減するようにした光ファイバの引張り試
験装置を提供せんとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る引張り試験
装置は、第１のマンドレルから第２のマンドレル間に光
ファイバを送り出し、当該各マンドレル間の光ファイバ
に張力を掛けて、当該光ファイバの引張り試験を行う装
置において、前記各マンドレルの少なくともいずれか一
方には、当該各マンドレル間の離間距離を調整して光フ
ァイバに張力を掛ける張力付与手段を設けると共に、前
記第２のマンドレル側には、当該第２のマンドレルに光
ファイバをトラバースさせながら巻き取るトラバース機
構を設け、また、前記各マンドレル間の近傍には、当該
各マンドレル間で移動自在とした線通し用チャックを設
置すると共に、前記第１のマンドレル部分で前記線通し
用チャックのさらに外方には、当該第１のマンドレルに
外接して線通し用チャックに通された光ファイバを切断
するカッタを設ける一方、前記第２のマンドレル部分の
外方には、当該第２のマンドレル側に移動してきた前記
線通し用チャックによって運ばれてきた光ファイバの先
端側を当該第２のマンドレルに押し付ける線押さえ用チ
ャックを設けたものである。

【０００８】

【作用】このような構成の本発明によると、試験の開始
時に光ファイバを所定の部分にセットしてやれば、光フ
ァイバはカッタによって一定の長さに正確に切断され、
この切断された光ファイバは、線通し用チャックによっ
て第２のマンドレル側に運ばれ、当該第２のマンドレル
にトラバース機構によってトラバースされながら巻き付
けられる。この状態で、張力付与手段を働かせれば、光
ファイバに所定の張力が加えられ、引張り試験が行え
る。

【０００９】

【実施例】図１〜２図は、本発明に係る引張り試験装置
の一実施例を示したものである。図中、１０，２０はコ
ロ状やプーリ状などの回転体からなり、試験用の光ファ
イバｆが巻き付けられる、スパン（離間距離）が１０〜
２０ｍ程度である第１のマンドレル及び第２のマンドレ
ル、３０は第１のマンドレル１０の外周に軽く接触する
当接ローラ、４０は光ファイバｆを保持固定するたの線
通し用チャック、５０は光ファイバｆを切断するための
カッタ、６０は光ファイバｆの先端側を第２のマンドレ
ル２０に押し付けるための線押さえ用チャックである。

【００１０】上記第１のマンドレル１０は、電動モータ
などの駆動源１１の回転軸に取り付けられ、この駆動源
１１を介して、設置台１２に設置されている。この設置
台１２には、また、当該設置台１２を移動させることに
より、上記第２のマンドレル２０とのスパンが調整さ
れ、これによって、光ファイバｆに張力が加えられる張
力付与手段１３が組み付けてある。

【００１１】この張力付与手段１３の構成は、特に限定
されないが、例えば図示のように、設置台１２の底面に
設けた保持部材１４に摺動自在に貫通させたガイド部材
１５と、上記設置台１２の底面に固着された突設部材１
６の雌穴（図示省略）に嵌合されたネジシャフト部材１
７と、当該ネジシャフト部材１７を回転させる電動モー
タなどの駆動源１８からなる。したがって、この駆動源
１８を正逆方向に回転させれば、ネジシャフト部材１７
の螺進退によって、第１のマンドレル１０は自在に移動
するようになっている。

【００１２】一方、上記第２のマンドレル２０は、当該
マンドレル２０に光ファイバｆをトラバースさせながら
巻き付けるラバース機構２１を介して、設置台２２上に
設置されている。この設置台２２上には、また、当該第
２のマンドレル２０をトラバースさせながら回転させる
電動モータなどの駆動源２３も設置されている。

【００１３】このトラバース機構２１の構成も、特に限
定されないが、例えば図示のように、上記設置台２２上
に立設させた保持部材２４の雌穴（図示省略）にネジシ
ャフト部材２５を嵌合させ、このネジシャフト部材２５
の一方に上記第２のマンドレル２０を着脱自在（交換可
能）に取り付ける一方、当該ネジシャフト部材２５の他
方には、駆動源２３が連係させてある。したがって、こ
の駆動源２３を回転させれば、第２のマンドレル２０は
自在に回転すると共に、一定方向にトラバースするよう
になっている。また、第２のマンドレル２０の取り付け
を着脱自在とした場合、試験終了後の光ファイバｆの巻
き付いた第２のマンドレル２０は、新しいものと交換し
て、次の試験に迅速に対応することができる。

【００１４】上記第２のマンドレル２０の設置台２２に
は、また、回転コロ２６を介して、ベース設置台２７上
に移動可能に載ると共に、当該ベース設置台２７と上記
設置台２２との間には、ロードセルなどの検出素子２８
が取り付けてある。したがって、上記第１のマンドレル
１０側の張力付与手段１３を駆動させて、両マンドレル
１０，２０間の張力、すなわち光ファイバｆに加えられ
る張力を調整すると、その張力は、この検出素子２８か
ら読み取れるようになっている。

【００１５】上記第１のマンドレル１０の外周に軽く接
触する当接ローラ３０は、試験用の光ファイバｆを保持
するもので、断線時、当該光ファイバｆがマンドレルの
外周から外れるのを防止するようになっている。

【００１６】上記線通し用チャック４０は、光ファイバ
ｆを軽く保持固定するチャック構造であれば、特に限定
されないが、例えば図３に示したように、複数の可動チ
ャック片４１ａ〜ｃを備えた構造などとするとよい。こ
の際、光ファイバｆに対する負荷をなるべく小さくする
ため、好ましくは、各可動チャック片４１ａ〜ｃの先端
部には適当な弾性部材４２ａ〜ｃを設けておくとよい。
この線通し用チャック４０は、また、図示しない移動手
段によって、第１のマンドレル１０の下端部分から上記
第２のマンドレル２０の下端部分に掛けて、往復動する
もので、これよって、第１のマンドレル１０側にある光
ファイバｆの先端側を第２のマンドレル２０側に運ぶこ
とができる。

【００１７】上記光ファイバｆのカッタ５０は、例えば
図４に示したように、互いに対峙した一対の固定カッタ
片５１ａと可動カッタ片５１ｂからなり、試験の開始
時、第１のマンドレル１０の回転によって、繰り出され
た光ファイバｆの先端側を正確な余長を持って切断する
ものである。

【００１８】上記光ファイバｆの線押さえ用チャック６
０は、図示しない進退手段によって、第２のマンドレル
２０の外周に押圧されるチャック片６１からなり、上記
線通し用チャック４０によって運ばれてきた光ファイバ
ｆの先端側をマンドレル外周に押し付けるものである。
したがって、この押し付けたままで、第２のマンドレル
２０を回転させれば、光ファイバｆは当該第２のマンド
レル２０に巻き付けられる。このとき、第２のマンドレ
ル２０は、そのトラバース機構２１によってトラバース
するため、巻き付けられた光ファイバｆ同士が重なるこ
とはない。

【００１９】次に、このような構造からなる本発明の引
張り試験装置によって、光ファイバｆの引張り試験を行
うには、以下のようにすればよい。

【００２０】先ず、図５に示したように、試験用の光フ
ァイバｆの先端側を引き伸ばして、第１のマンドレル１
０と当接ローラ３０の間にセットすると共に、線通し用
チャック４０に通す。このとき、線通し用チャック４０
部分では、非保持状態としておく。次に、この状態で、
駆動源１１を駆動させて、第１のマンドレル１０を回転
させ、所望の長さだけ光ファイバｆを繰り出し、垂下さ
せる。この垂下した光ファイバｆの先端側は、カッタ５
０によって、上記線通し用チャック４０から正確な余長
を持って切断する。この切断後、線通し用チャック４０
によって、光ファイバｆの先端側を保持固定する。

【００２１】この後は、図６〜図７に示したように、線
通し用チャック４０を第２のマンドレル２０側に移動さ
せ、当該第２のマンドレル２０側の所定の部分に達した
ら、当該線通し用チャック４０の移動を止め、丁度第２
のマンドレル２０側の下面外周に達した光ファイバｆの
先端側の一部を線押さえ用チャック６０で押さえ付け
る。そして、引き続き、この状態で、線通し用チャック
４０による光ファイバｆの保持固定を解除すると同時
に、駆動源２３を駆動させて、第２のマンドレル２０を
回転させつつトラバースさせて、光ファイバｆの所定の
長さを第２のマンドレル２０に巻き付ける。これによっ
て、光ファイバｆは、ほぼ自動的に第１のマンドレル１
０と第２のマンドレル２０間に張設される。

【００２２】このとき、線通し用チャック４０の移動速
度を第１のマンドレル１０の回転速度に合わせて等速度
で行う。このため、光ファイバｆに無理な負荷が加わる
こともない。また、第２のマンドレル２０への巻き付け
も、人手によることなく、機械的に行われるため、常に
同一の張力で、バラツキなく行うことができる。もちろ
ん、その巻きピッチなども、常に一定に保持することが
できる。これによって、光ファイバｆに不要な弛みが生
じたり、その伸び量の変動などがなくなるため、最も適
正な状態での引張り試験が可能となる。また、この際、
第２のマンドレル２０に巻き付けられた光ファイバｆ
は、そのトラバース機構２１によって、重なることもな
い。このため、光ファイバｆの一部に過度の側圧や応力
が集中することもなく、この点からも、適正な状態での
引張り試験が可能となる。

【００２３】このような適正状態において、駆動源１８
を駆動させて、張力付与手段１３を働かさせれば、第１
のマンドレル１０側は、例えば図１中左側に移動する。
そうすると、当然上記第１のマンドレル１０と上記第２
のマンドレル２０間のスパンは少々広がるため、光ファ
イバｆにはより大きな張力が加えられる。そして、この
張力がある値に達すれば、逐には、光ファイバｆは断線
する。この際の張力のデータは、検出素子２８から読み
取ることができる。

【００２４】このようにして、１回分の引張り試験が終
了したら、上記線通し用チャック４０を第１のマンドレ
ル１０側に戻すと共に、上記断線して垂下した光ファイ
バｆを再び、この線通し用チャック４０に通し、非保持
状態とする一方、この垂下した光ファイバｆの先端側
を、カッタ５０によって、切断すれば、引き続き、上記
と同様にして、次回の引張り試験を行うことができる。
つまり、本発明の引張り試験装置によると、最初と最後
だけ、人手が加わるのみで、その途中は、ほぼ自動化さ
れるため、大幅な労力の軽減と時間の節約が可能とな
る。

【００２５】また、上記断線後の引張り試験において、
線通し用チャック４０の可動チャック片４１ａ〜ｃ部分
を２分割できる構造などとして、断線して垂下した光フ
ァイバｆを自動的に補足するようにすれば、２回目以降
の引張り試験では、最初の人手によるセット作業も省略
することが可能となる。

【００２６】なお、上記引張り試験装置における各部の
制御は、当該装置中にコンピュータなどの制御部を組み
込み、この制御部によって、自動制御するようにする。

【００２７】

【発明の効果】以上説明した本発明の場合、次のような
優れた効果が得られる。（１）先ず、本発明に係る光ファイバの引張り試験装置
では、最初と最後だけ、人手が加わるのみで、試験作業
の大半が自動化されているため、大幅な労力の軽減と時
間の節約が可能となる。したがって、１日に数百回にも
及ぶ試験回数にも十分対応することが可能となる。

【００２８】（２）また、上記試験作業の大半な自動化
によって、作業者は、格別の熟練者である必要がなくな
る。さらに、この自動化による作業中には、作業者は、
本装置から離れることができるため、光ファイバの断線
時、ファイバ屑などが飛散しても、目に入るなどの危険
は全くない。したがって、また、この引張り試験の環境
を自在に設定することも可能である。例えば作業者に
は、辛い又は立ち会い不可能な低温や高温、高湿などの
環境下であっても、何ら問題なく、引張り試験を行うこ
とができる。

【００２９】（３）また、上記試験作業の自動化によっ
て、マンドレルに巻き付けられる光ファイバの巻き付け
張力や巻き付けピッチなどが常に一定に保持されるた
め、最適状態での引張り試験が可能となる。もちろん、
光ファイバに不要な弛みが生じたり、その伸び量に変動
などが生じることも殆どなくなるため、最適の試験結果
が得られる。これらのことは、人手による場合、試験毎
にバラツキの発生するのが避け難かったのと比較して、
大きな利点と言える。

【００３０】（４）また、本発明に係る光ファイバの引
張り試験装置では、第２のマンドレルへの光ファイバの
巻き付けが、トラバース機構によってトラバースされな
がら行われるため、光ファイバが不用意に重なることも
ない。このため、光ファイバが本来の強度以下で断線し
たりすることもなく、この点でも、最適の試験結果が得
られる。

【００３１】（５）また、本発明に係る光ファイバの引
張り試験装置において、線通し用チャックを第２のマン
ドレル側に移動させる際、この線通し用チャックの移動
速度を第１のマンドレルの回転速度を等速度とした場
合、光ファイバに無理な負荷が加わることがないため、
光ファイバは最適な状態で運ばれる。

【００３２】（６）また、本発明に係る光ファイバの引
張り試験装置において、第２のマンドレルを着脱自在に
取り付けるようにすれば、このマンドレルに光ファイバ
屑などが付着するようなことがあっても、次回の試験時
に当該マンドレルを交換すればよい。したがって、次回
の試験に迅速に対応することができると同時に、マンド
レルを取り付けたままで掃除することが不要となり、後
で纏めて掃除すればよく、これらの面からも、良好な作
業性の確立が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光ファイバの引張り試験装置の一
実施例を示した概略側面図である。

【図２】本発明に係る光ファイバの引張り試験装置の一
実施例を示した概略平面図である。

【図３】本発明に係る光ファイバの引張り試験装置にお
ける線通し用チャックの内部構造の一例を示した概略斜
視図である。

【図４】本発明に係る光ファイバの引張り試験装置にお
けるカッタの一例を示した概略斜視図である。

【図５】本発明に係る光ファイバの引張り試験装置にお
いて、光ファイバの切断工程までを示した概略説明図で
ある。

【図６】本発明に係る光ファイバの引張り試験装置にお
いて、線通し用チャックの移動工程を示した概略説明図
である。

【図７】本発明に係る光ファイバの引張り試験装置にお
いて、線通し用チャックの移動工程と光ファイバの押付
け工程を示した概略説明図である。

【符号の説明】

１０第１のマンドレル１１駆動源１２設置台１３張力付与手段１５ガイド部材１７ネジシュフト部材１８駆動源２０第２のマンドレル２１トラバース機構２２設置台２３駆動源２５ネジシュフト部材２６回転コロ２７ベース設置台２８検出素子３０当接ローラ４０線通し用チャック４１ａ〜ｃ可動チャック片５０カッタ６０線押さえ用チャックｆ光ファイバ

フロントページの続き (72)発明者原田光一千葉県佐倉市六崎1440番地株式会社フジクラ佐倉工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１のマンドレルから第２のマンドレル
間に光ファイバを送り出し、当該各マンドレル間の光フ
ァイバに張力を掛けて、当該光ファイバの引張り試験を
行う装置において、前記各マンドレルの少なくともいずれか一方には、当該
各マンドレル間の離間距離を調整して光ファイバに張力
を掛ける張力付与手段を設けると共に、前記第２のマンドレル側には、当該第２のマンドレルに
光ファイバをトラバースさせながら巻き取るトラバース
機構を設け、また、前記各マンドレル間の近傍には、当該各マンドレ
ル間で移動自在とした線通し用チャックを設置すると共
に、前記第１のマンドレル部分で前記線通し用チャックのさ
らに外方には、当該第１のマンドレルに外接して線通し
用チャックに通された光ファイバを切断するカッタを設
ける一方、前記第２のマンドレル部分の外方には、当該第２のマン
ドレル側に移動してきた前記線通し用チャックによって
運ばれてきた光ファイバの先端側を当該第２のマンドレ
ルに押し付ける線押さえ用チャックを設けたことを特徴
とする光ファイバの引張り試験装置。
【請求項２】前記第１のマンドレルの外周に当接ロー
ラを接触させて、光ファイバの外れを防止するようにし
たことを特徴とする請求項１記載の光ファイバの引張り
試験装置。
【請求項３】前記線通し用チャックを第２のマンドレ
ル側に移動させる際、当該線通し用チャックの移動速度
と前記第１のマンドレルの回転速度を等速度とすること
を特徴とする請求項１又は２記載の光ファイバの引張り
試験装置。