JPH0812312B2

JPH0812312B2 - 管への光ファイバ挿通方法

Info

Publication number: JPH0812312B2
Application number: JP62031516A
Authority: JP
Inventors: 信男荒木; 洋一矢葺; 和文田畑; 忠美足立; 敏也壬生
Original assignee: 日鐵溶接工業株式会社
Priority date: 1987-02-16
Filing date: 1987-02-16
Publication date: 1996-02-07
Anticipated expiration: 2011-02-07
Also published as: JPS63199307A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は管への光ファイバ挿通方法、特に流体の流
動を利用して光ファイバを管に挿通する方法に関する。

この発明における光ファイバとは、コアとクラッド層
からなる裸光ファイバ、この裸光ファイバに合成樹脂、
金属、セラミックなどでコーティングした光ファイバ素
線および心線など、ならびにこれらの単心のもの、多心
のもの、およびより線をいう。また、管とは鋼、アルミ
ニウムその他の金属管、およびプラスチック管その他の
非金属管をいう。

（従来の技術）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く、また耐環境性に劣ることか
ら、金属管などで覆われたものが要求されるようになっ
て来ている。管で覆われた光ファイバのうち、光ファイ
バが隙間をもって管に挿入されたもの（以下、光ファイ
バコードという）がある。

このような光ファイバコードの製造方法、すなわち管
への光ファイバ挿通方法の一つとして、流体の流動を利
用する方法がある。たとえば、特開昭57−29014で開示
された「パイプの中に光ファイバを引込む方法」があ
る。この方法は、牽引用線条の先端を取り付けた移動体
を、管の一端から他端に流体圧を利用して通す。つい
で、この牽引用線条に連結した光ファイバを牽引して管
内に光ファイバを引き込む。

（発明が解決しようとする問題点）しかし、上記従来の管への光ファイバ挿通方法は、最
初に牽引用線条を管に通したのちに、牽引用線条を光フ
ァイバと引き替える。したがって、挿通作業が煩雑であ
り、作業能率が低かった。また、光ファイバと管内壁面
との摩擦力が生じ（摩擦力は挿通長さに比例して増大す
る）、引替え中に光ファイバが断線する危険があるため
に、光ファイバの強度以上の引替え力を光ファイバに加
えることができない。このようなことから、たとえば外
径が2mm以下で、長さが30mを超えるような細径、長尺の
光ファイバコードを得ることはできなかった。

そこで、この発明は細径、長尺の光ファイバコードで
あっても、簡単な操作で光ファイバを管に挿通すること
ができる方法を提供しようとするものである。

（問題点を解決するための手段）この発明の管への光ファイバ挿通方法は、ループ状ま
たはコイル状に巻いた管の一端から管内に加圧流体を流
入させながら光ファイバを供給し、流送により、すなわ
ち光ファイバに加わる流体の摩擦力と差圧により光ファ
イバを管に挿通する。

管に供給する流体は、空気、窒素ガスなどの加圧気流
が用いられる。管への加圧流体の供給量が小さい場合、
あるいは密閉容器の容量が大きい場合には、予め密閉容
器に満たした加圧流体を管に供給する。また、逆に管へ
の加圧流体の供給量が大きい場合、あるいは密閉容器の
容量が小さい場合には、加圧流体供給源から密閉容器を
介して供給する。加圧流体供給源として、加圧ガスボン
ベ、ポンプなどが用いられる。

第１の発明の管への光ファイバ挿通方法では、光ファ
イバを収容した密閉容器の管の一端を接続し、管の一端
側に光ファイバの先端部を位置させ、前記密閉容器から
管への加圧流体を急激に供給開始して加圧流体の流動に
より光ファイバの先端部を管内に導入し、引き続き管内
に加圧流体を流入させながら光ファイバを供給し、光フ
ァイバを流送により管に挿通する。

管への加圧流体の供給は急激に開始するには、加圧流
体供給源と密閉容器との間、あるいは密閉容器の出側に
配置された電磁式などの止め弁を急速に開いて行う。

第２の発明の管への光ファイバ挿通方法では、光ファ
イバが管内壁面から離れるように、管に進入している光
ファイバに対して少なくとも鉛直方向の成分をもった振
幅で管のコイルを振動させながら光ファイバを流送によ
り管に挿通する。

管の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。また、管のコイルを振動させ
るには、上記円筒体を振動モータなどの公知の手段によ
り駆動する。

管内への光ファイバを挿通し易くする点から、上記振
動の振動数は5Hz以上、好ましくは10〜30Hz、全振幅は
0.1mm以上、好ましくは0.5〜2.0mmである。振動は少な
くとも管に進入している光ファイバに対して鉛直方向の
成分をもたねばならない。なお、光ファイバの進行方向
にも管のコイルを振動させると、光ファイバには加圧流
体による搬送力に加えて振動による搬送力が加わる。

なお、管への加圧流体の供給開始を急激に行なわない
場合、すなわち徐々に加圧流体の供給量を増してゆく場
合、流送による搬送力が不足して光ファイバが管内に進
入して行かないことがある。このような場合には、予め
光ファイバを管中に直接手により、あるいはピンチロー
ルなどの機械的手段により挿入する。この初期挿入によ
り、管内の光ファイバに流体の流動による十分な搬送力
が生じる。初期挿入の長さは、管、光ファイバの寸法、
表面状態、加圧流体の圧力、種類などによって異なる
が、大体数〜十数ｍ程度である。

（作用）第１の発明において、管の一端から供給された加圧流
体は管の他端に向かって流れ、管内の光ファイバが有る
部分では管内壁面と光ファイバ外周面との隙間を通って
流れる。そして、管内を流れる加圧流体と光ファイバ外
周面との管の摩擦力および蛇行する光ファイバのうねる
の前後に生じる流体の差圧により、光ファイバに搬送力
が与えられる。

第１の発明では、電磁式止め弁を急速に開くなどして
管への加圧流体の供給を急激に開始する。この結果、加
圧流体は高速で管内に流入し、光ファイバの先端部はこ
の高速流体に伴われて管内に入る。（以下、この現象を
「流動」と称す。）また、第２の発明では、管に加えられる振動により、
光ファイバは管内壁面から飛び跳ね、両者の管の接触が
妨げられるので、管内壁面から光ファイバに作用する摩
擦力は小さくなる。また、この振動により、光ファイバ
はうねりが生じ、うねりの前後に流体の差圧が生じる。
うねりは光ファイバの搬送力を増す。

（実施例）以下、金属管への光ファイバ挿通装置、およびその装
置による挿通方法について説明する。

第１図は第１の発明を実施するための装置の一例を示
すものである。

図面に示すように、密閉容器32は出口側にノズル33を
備えており、ノズル33には電磁式止め弁34が取り付けら
れている。密閉容器32の入口側には電磁式止め弁39およ
び圧力調節弁41を介して窒素ガスボンベ37が接続されて
いる。窒素ガスボンベ37に圧旅150kgf/cm²の窒素ガスが
充填されている。圧力調節弁41は窒素ガスの圧力を150k
gf/cm²から100kgf/cm²に減圧する。

上記装置により管１に光ファイバ７を挿通するには、
まずコイル状に緩く巻かれた光ファイバ７を密閉容器32
に収容する。また、電磁式止め弁34に接続金具35を介し
て管１の入口端２を接続し、電磁式止め弁34は閉じてお
く。光ファイバ７は管内奥深く挿入せずに、先端部をノ
ズル33内に位置させる。ついで、窒素ガスボンベ側の電
磁式止め弁39を開き、窒素ガスボンベ37から窒素ガスを
密閉容器32内に満たし、密閉容器32内を所要の圧力とす
る。

この様な状態でノズル側の電磁式止め弁34を開くと、
窒素ガスは密閉容器32から高速で管内に流入する。光フ
ァイバ７の先端部はこの高速の窒素ガスに伴われて管内
に入る。光ファイバ７は密閉容器32から繰り出され、光
ファイバ７に作用する摩擦力および差圧によって管内に
進む。

第２図は第２の発明、すなわち管に振動を与えながら
光ファイバを流送する方法を実施するための光ファイバ
挿通装置の全体図、および第３図はこの装置の振動テー
ブルの平面図である。

架台11は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
ルばぬ18が取り付けられている。

架台11には、支持ばね18を介して正方形の盤状の振動
テーブル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22は、振
動モータ21を振動テーブル14の中心軸線Ｃ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、これらの回転軸が水平とな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（図示し
ない）が固着されており、不平衡重錘の回転による遠心
力により振動テーブル14に鉛直方向の加振力を与える。
すなわち、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、回転方向が互いに逆向きに駆動
される。したがって、この一対の振動モータ21、22によ
る振動を合成すると、振動テーブル14は上下に振動す
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。

ボビン軸が振動テーブル14の中心軸線Ｃにほぼ一致す
るようにして、ボビン25が振動テーブル14上に固定され
ている。ボビン25には光ファイバ７が挿通されてい管１
がコイル状に巻き付けられ、この管のコイル５の下端か
ら光ファイバ７が管内に供給される。光ファイバに過大
な曲げ応力を与えないために管のコイル５の直径は150m
m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は光ファイバ素線に樹脂をプレコートしたもので
あり、管１は鋼管である。ボビン25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27の外
周縁がそれぞれ振動テーブル14に固定治具30で固定され
ている。第４図に示すように、ボビン25は胴部26の円周
方向にボビン軸心方向に凹凸が連続するように溝28をシ
ェーパ加工により設けており、溝28に管１が密接するよ
うになっている。管１をこのようにボビン25胴部の溝28
に密接すると、ボビン25の振動を精度良く管１に伝達で
き、光ファイバ７の挿通を円滑かつ効率良く行うことが
可能となる。

ボビン25の側方に、上記実施例のものと同じ密閉容器
32が配置されてる。また密閉容器32に接続された電磁式
止め弁39、圧力調節弁41および窒素ガスボンベ37につい
ても同様である。

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25に管１をコイル状に巻き付けてコイル
５を形成するとともに、密閉容器32にファイバ素線にプ
レコートされた光ファイバ７を入れておく。ついで、管
１を巻き付けたボビン25を振動テーブル14上に固定す
る。つぎに、管の入口端と密閉容器32の出口とを接続金
具35を介して接続する。このとき、密閉容器32から光フ
ァイバ７の先端部８を引き出し、管入口部に挿入する。
管入口端２は管のコイル５の最下端に位置しており、光
ファイバ７は管のコイル５のほぼ接線方向に沿って管１
内に挿入されるようになっている。

なお、光ファイバが管内に滑らかに入って行くために
は光ファイバ７と管１との間にある程度のクリアランス
が必要であり、0.1mm以上であることが望ましい。さら
に、同様の理由により、管のコイルの直径は150mm以
上、好ましくは300mm以上であることが望ましい。

つぎに、振動モータ21、22を駆動すると、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は上下に振
動する。

上記のようにして挿通準備が終ると、電磁式止め弁39
を開く。電磁式止め弁39は瞬間的に全開するので、窒素
ガスは高速で密閉容器32を経て管内に流入する。この結
果、光ファイバ７の先端部８はこの高速窒素ガスに伴わ
れて管内に入る。

管内を流れる窒素ガスと光ファイバ表面との間の摩擦
力および蛇行する光ファイバのうねりの前後に生じる流
体の差圧により、光ファイバは搬送力が与えられる。管
１に加えられる振動により、光ファイバ７が管内壁面か
ら飛び跳ね、両者の間の接触が妨げられるので、管内壁
面から光ファイバに作用する摩擦力は小さくなる。ま
た、この振動により、光ファイバ７はうねりが生じ、う
ねりの前後に流体の差圧が生じる。うねりの光ファイバ
の搬送力を増す。このようにして、光ファイバ７の先端
は管１の出口に達し、光ファイバは管に挿通される。

窒素ガスの管１へと流入による密閉容器32内の窒素ガ
ス量の減少は、窒素ガスボンベ37からの窒素ガスの補給
により補われ、密閉容器32内の圧力は常時100kgf/cm²に
保たれる。

（製品例）第２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1.0mmφ（0.8mmφ）、長さ
1000mの鋼管を巻胴径1200mmの鋼製ボビンに整列巻した
鋼管コイル。

光ファイバ：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）加圧流体：圧力100kgf/cm²の窒素ガス（３）振動条件：振動数 20Hz、全振幅 1.25mm （４）挿通結果：移動速度 20m/min、挿通時間 50min この発明は上記実施例に限られるものではない。

（実験例）ここで、本発明の流体による搬送力の付与と振動の付
与との組合わせによる相乗効果について実験例を挙げて
説明する。

第５図および第６図は、内径1.4mm、長さ1000mのステ
ンレス鋼管に、直径0.4mmの光ファイバを挿入した場合
の実験結果を示している。

第５図は、管長1000mのうち、10〜64mの間の測定結果
を示している。なお、上記10mは初期挿入長さである。
第５図から、次のことが明らかである。

流送だけでは、挿入長さが57mに達した点で挿通停止
が生じた挿通停止までの、流送による平均挿通速度は4.97m/mi
nである。振動（振動角度12.5゜、25Hz、水平振幅4.1m
m）による平均走速度は1.67m/min、流送＋振動による平
均挿通速度は7.17m/minである。したがって、流送によ
る平均挿通速度と振動による平均挿通速度とを単純に算
術的に加えた平均流通速度に対し、流送＋振動による平
均挿通速度は約６％大きくなっている。また、振動（振
動角度35゜、25Hz、水平振幅3.6mm）による平均挿通速
度は1.35m/min、流送＋振動による平均挿通速度は7.67m
/minである。したがって、流送による平均挿通速度と振
動による平均挿通速度とを単純に算術的に加えた平均流
通速度に対し、流送＋振動による平均挿通速度は約21％
大きくなっている。なお、更に実験を進めるために、挿
通が停止したのち、挿通長さが1000mに達するまで振動
を加えた。

第６図は、長さ65〜1000mの間の測定結果を示してい
る。第６図から、次のことが明らかである。振動だけで
は約500mごとに挿通停止が生じた。挿通停止が生じた場
合、振動方向を逆にして光ファイバを逆進させ、光ファイバの過大なうねりにより増大した管内壁
面との接触力を緩和した。接触力緩和のために約100m逆
進させたのち、挿通を再開した。なお、流送だけの場合
でも、上述のように挿通停止が生じた。

上記の結果から明らかなように、細径かつ長尺の管に
光ファイバを挿通する場合、流送または振動だけでは挿
通停止が生じ、光ファイバを細径かつ長尺の管に挿通す
ることは不可能である。

管内への光ファイバの供給は、１本のみに限らず管内
径と光ファイバ径との関連で複数本でも可能である。上
記の説明では光ファイバを裸光ファイバにプレコートし
たもの、光ファイバを挿通する管を鋼管として説明した
ものが、もちろんこの組合せに限らず光ファイバあるい
はそのケーブルをアルミ管、合成樹脂管に挿通する等色
々な具体例が考えられる。

管のコイルの振動方向は光ファイバの進行に対して鉛
直方向とする他、斜め方向とする等いろいろ考えられ
る。特にボビン軸と振動テーブルの中心軸線をほぼ一致
させて管の任意の点がら旋状の経路に沿って往復動する
ように管のコイルを振動させると光ファイバには加圧流
体による搬送力を加えて振動による搬送力が加わる。な
お上記例では管のコイルに確実に振動が伝わるように管
をボビン巻きにしたがもちろん他の手段を採用してもよ
い。

光ファイバは管のコイルの上部から供給するようにし
てもよい。コイル中心軸が水平となったコイル姿勢であ
ってもよい。管のコイルを電磁式バイブレータで加振す
ることもできる。また、加圧流体は窒素ガスに代えて、
空気であってもよい。

（発明の効果）この発明によれば、牽引用線条を光ファイバと引き替
えることなく、光ファイバを管に挿通することができ
る。したがって、挿通作業は簡単であり、作業能率の向
上を図ることができる。また、流体の流動により直接光
ファイバを挿通するので、光ファイバが断線することは
なく、たとえば外径が2mm以下であり、長さが30mを超え
るような細径、長尺の光ファイバコードを得ることがで
きる。

さらに、管をコイル状に巻き、この管のコイルを加振
するようにしているので、長尺の管であっても取扱いが
容易となり、しかも管全体を確実に振動させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は流送により光ファイバを管に挿通するための装
置の一例を示す側面図、第２図は流送および振動により
光ファイバを管に挿通するための装置の一例を示す側面
図、第３図は第２図に示す装置の振動テーブルの平面
図、第４図は上記振動テーブルに取り付けられるボビン
の一例を示す正面図、ならびに第５図および第６図は流
送搬送のみ、振動搬送のみ、および流送＋振動搬送の場
合の挿通時間と挿入長さとの関係を示すグラフである。１……管、５……管のコイル、７……光ファイバ、11…
…架台、14……振動テーブル、21、22……振動モータ、
25……ボビン、32……密閉容器、33……ノズル、37……
窒素ガスボンベ、39……電磁式止め弁、41……圧力調節
弁。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者田畑和文千葉県習志野市東習志野７丁目６番１号日鐵溶接工業株式会社習志野工場内 (72)発明者足立忠美東京都中央区築地３丁目５番４号日鐵溶接工業株式会社内 (72)発明者壬生敏也東京都中央区築地３丁目５番４号日鐵溶接工業株式会社内 (56)参考文献特開昭57−29014（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−186110（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ループ状またはコイル状に巻いた管の一端
を光ファイバを収容した密閉容器に接続し、管の一端側
に光ファイバの先端部を位置させ、前記密閉容器から管
へ加圧流体を急激に供給開始して加圧流体の流動により
光ファイバの先端部を管内に導入し、引き続き管内に加
圧流体を流入させながら光ファイバを供給し、光ファイ
バを流送により管に挿通することを特徴とする管への光
ファイバ挿通方法。
【請求項２】コイル状に巻いた管の一端から管内に加圧
流体を流入させながら光ファイバを供給し、光ファイバ
を流送により管に挿通する光ファイバ挿通方法におい
て、光ファイバが管内壁面から離れるように、管に進入
している光ファイバに対して少なくとも鉛直方向の成分
をもった振幅で管のコイルを振動させながら光ファイバ
を流送により管に挿通することを特徴とする管への光フ
ァイバ挿通方法。