JPH091226A - チタンを用いた光ファイバー保護管の製造方法と装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 原材料としてチタンを用いて長尺の細管を実
現することにより、該チタンの持つ耐食性、軽量性及び
強度を有効に利用した光ファイバー保護管の製造方法と
装置を提供することを目的とする。 【構成】 超硬材料で構成されたダイス２に開口された
貫通孔２ａの内方空間部に所定の隙間を介在してプラグ
３を配置して、チタンを原材料とする素管４の側壁部が
上記隙間を通過するように貫通孔２ａに挿入し、超音波
発振器１２の振動子１１から発する超音波振動をダイス
７，１を介して素管４に加えることにより、該素管４を
微振動させながら素管４の外方及び内方から潤滑油を注
入し、駆動源によって素管４を挿入方向に牽引すること
によって細管化を行うようにしたチタンを用いた光ファ
イバー保護管の製造方法と装置を提供する。

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ー通信回線用
として用いて有用であり、長期に亙って高耐食性を維持
することができるチタンを用いた光ファイバー保護管の
製造方法と装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近時の通信用回線には光ファイバーが多
用されているが、この光ファイバーを用いた回線には光
ファイバーの周囲を被覆する金属保護管が不可欠であ
り、特に光ファイバーとしての用途及びメンテナンスの
観点から該金属保護管のジョイント数を少なくして伝達
エネルギーの減衰率を最小限にすることが要求される。

【０００３】従来から上記光ファイバー用の保護管とし
てオーステナイト系のステンレスとか銅，プラスチック
を原材料とした長尺細管が多用されており、外径が１〜
２ｍｍφ，内径が０.７〜１.６ｍｍφで最大で２０００
ｍ前後の長尺管が一般に採用されている。

【０００４】上記の長尺細管の製造方法としては、一般
に冷間伸管法と呼称される手段が多用されている。この
冷間伸管法とは、図３に示したように円管状のダイスケ
ース１の一方側開口部近傍に配設した超硬材料で成るリ
ング状のダイス２の内方空間部にプラグ３を配置して、
図示の左側から挿入した素管４の外方と内方から潤滑油
５．６を注入もしくは塗布しながら図外のモータ等の駆
動源を稼働することによって素管４を矢印Ａ方向に牽引
する。

【０００５】すると素管４がダイス２とプラグ３間に形
成される隙間を通過する際に、外径，内径及び肉厚がと
もに縮小して細管化するので、ダイス２の貫通孔とプラ
グ３のサイズを適宜に選択することによって希望する内
外径長と肉厚を持つ長尺細管が得られる。

【０００６】通常は予め上記ダイス２とプラグ３のサイ
ズを順次小さくした部品を多数個用意しておき、一段階
の縮小工程毎に素管４に焼鈍操作を実施しながら段階的
に素管４の内外径長と肉厚を目的とするサイズに縮小さ
せながら伸管する方法が採用されている。一般に上記ダ
イス２としてタングステンカーバイド（ＷＣ）系の超硬
合金が用いられ、プラグ３としてセラミック系の材質が
用いられている。

【０００７】尚、上記のステンレスとか銅，プラスチッ
クよりも耐食性の良好な金属であるチタン（Ｔｉ）を原
材料として長尺細管を製造する試みも一部で行われてい
るが、このチタンは難加工金属であるため、上記した通
常の冷間伸管法では数ｍで細管が破断してしまい、実用
性に欠けるという問題点が存在する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
な従来のステンレスとか銅，プラスチックを原材料とし
た長尺細管を光ファイバー回線用の保護管として用いた
場合、耐食性とメンテナンスの両面で必ずしも満足する
結果が得られず、且つ２０００ｍ以上、具体的には５０
００ｍ〜１００００ｍという特別に長い細管を製造する
ことができないという課題があった。

【０００９】特に近時の通信網の新設は離島間とか海峡
地区である場合が多く、陸上の場合でも下水道管を利用
する手段が普通であるため、光ファイバー保護管として
高耐食性を有し、しかも前記したように伝達エネルギー
の減衰率を低減するために従来よりも格段に長尺化され
た保護管が求められている現状にある。

【００１０】他方で前記したチタンは耐食性に優れてお
り、比重が鉄の半分程度であるため、軽量化がはかれる
とともに熱膨張係数が小さいという特徴を有している反
面で、チタンは難加工金属であるため、前記したように
通常の冷間伸管法を用いて細管化しても数ｍで破断して
しまうために目的とする長尺の細管が得られず、実用化
されていないのが現状である。

【００１１】そこで本発明は上記の問題点に鑑みてなさ
れたものであり、原材料としてチタンを採用して長尺の
細管を実現することにより、該チタンの持つ耐食性、軽
量性及び熱膨張係数が小さいという特徴を有効に利用し
た光ファイバー保護管の製造方法と装置を提供すること
を目的とするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するために、先ず請求項１により、超硬材料で構成さ
れたダイスに開口された貫通孔の内方空間部に所定の隙
間を介在してプラグを配置して、チタンを原材料とする
素管の側壁部が上記隙間を通過するように貫通孔に挿入
し、超音波発振器の振動子から発する超音波振動をダイ
スを介して素管に加えることにより、該素管を微振動さ
せながら素管の外方及び内方から潤滑油を注入し、駆動
源によって素管を挿入方向に牽引することによって細管
化を行うようにしたチタンを用いた光ファイバー保護管
の製造方法を提供する。

【００１３】上記素管の伸管速度は３〜８（ｍ／分）と
する。又、振動子の振動周波数を１０〜３０（ＫＨｚ／
ｓｅｃ）とする。

【００１４】更に請求項４により、超硬材料で構成さ
れ、チタンを原材料とする素管が通過可能な貫通孔が開
口されたダイスと、該ダイスの内方空間部に予め設定さ
れた所定の隙間を介在して配置されたプラグと、上記ダ
イスを介して素管を微振動させる振動子を備えた超音波
発振器と、素管の外方及び内方から潤滑油を注入する手
段とを具備して成るチタンを用いた光ファイバー保護管
の製造装置を提供する。

【００１５】上記潤滑油の組成として、四フッ化エチレ
ン（Ｃ₂Ｈ₄Ｆ₄）中に銅（Ｃｕ）の粉末と窒化ホウ素
（ＢＮ）を微量添加し、更に塩素系の極圧剤を加えた油
を用いる。

【００１６】

【作用】かかる光ファイバー保護管の製造方法と装置に
よれば、チタンを原材料とする素管の側壁部をダイスと
プラグ間の隙間を通過するように挿入した後に該素管の
内外から潤滑油を注入しながら超音波発振器による超音
波振動を加え、駆動源によって素管を挿入方向に牽引す
ると、素管がダイスとプラグ間に形成される隙間を通過
する際に超音波振動によってダイスとプラグの間に形成
された隙間を通過している素管が微振動し、この微振動
に伴って素管の外面と内面に微小な空間部が形成されて
各潤滑油の浸入性が高められ、潤滑作用が大きく高めら
れることによって素管が中途で破断されることなく長尺
な素管の細管化が行われる。

【００１７】細管化された素管を適宜温度で焼鈍処理し
てからサイズを１ランク小さくしたダイスとプラグを用
いて同様な伸管操作を繰り返して行うことによって希望
する内外径長と肉厚を持つチタン製長尺細管が得られ
る。

【００１８】

【実施例】以下図面に基づいて本発明にかかる光ファイ
バー保護管の製造方法と装置の具体的な一実施例を、前
記従来の構成部分と同一の構成部分に同一の符号を付し
て詳述する。

【００１９】図１は本実施例で用いたチタン細管の製造
装置を概略的に示す原理図であり、図中の１はダイスケ
ース、２はダイスケース１の一方側開口部近傍に配設し
た超硬材料で成るリング状のダイスであり、このダイス
２の内方空間部には予め設定された所定の隙間を介在し
てプラグ３が配置されている。

【００２０】４はチタンを原材料とする素管であり、こ
の素管４の側壁部が上記ダイス２とプラグ３の間に形成
された隙間を通過するようにして図示の左側から挿入さ
れている。素管４は予めチタンを素材として適宜の外
径，内径及び肉厚を保持して製作されている。本実施例
では素管４として、ＴＩＧ溶接によって外径６ｍｍ，内
径５.４ｍｍ，肉厚０.３ｍｍに造管溶接したものを用い
た。

【００２１】又、上記プラグ３としてフローティングプ
ラグを用いているため、セット時には素管４の一端開口
部からプラグ３を入れてから該素管４をダイス２に開口
された貫通孔２ａ内に挿通する。尚、プラグ３としてフ
ローティングプラグ方式に代えて、図示しない支持体に
連結固定されたプラグを用いても良い。

【００２２】本実施例の特徴的方法として、ダイスケー
ス１には図外の超音波発振器から発せられる長手方向
（矢印Ｂ方向）の超音波振動が加えられており、この超
音波振動がダイスケース１からダイス２に伝達されるよ
うになっている。本実施例では超音波振動の振動周波数
を１０〜３０（ＫＨｚ／ｓｅｃ），振幅は３〜８（μ
ｍ）とした。

【００２３】本実施例の基本的な動作態様を以下に説明
する。図１に示したように素管４の側壁部がダイス１と
プラグ３間の隙間を通過するようにして挿入した後、素
管４の先端部にスエージ加工を施して図外の巻取ドラム
にスエージ部をセットする。尚、素管４に内方には予め
潤滑油６が圧入されている。

【００２４】次に図外の超音波発振器の電源を入れ、素
管４の外方から潤滑油５を注入もしくは塗布しながらモ
ータ等の駆動源によって巻取ドラムを回転させて素管４
を矢印Ａ方向に牽引する。

【００２５】すると素管４がダイス２とプラグ３間に形
成される隙間を通過する際に、超音波発振器の振動子か
ら発せられる超音波振動がダイスケース１を介して素管
４の長手方向の振動としてダイス２に加えられ、これに
よってダイス２とプラグ３の間に形成された隙間を通過
している素管４が微振動する。

【００２６】この微振動に伴って素管４の外面と内面に
微小な空間部が形成されるため、この空間部内に各潤滑
油５，６が浸入し、その結果として潤滑油５，６の潤滑
作用が大きく高められ、素管４が中途で破断されること
なく該素管４の細管化が滑らかに進行する。

【００２７】次に細管化された素管４を適宜温度で不活
性ガスを用いて無酸化加熱して焼鈍処理してからダイス
２の貫通孔２ａとプラグ３のサイズを１ランク小さくし
た次段の装置に移行して同様な伸管操作を繰り返して行
うことによって希望する内外径長と肉厚を持つ長尺細管
が得られる。伸管速度は約３〜８（ｍ／分）とし、焼鈍
操作としては、伸管の素管４を不活性ガスの存在下で６
００℃前後に加熱して自然冷却させることが適当であ
る。

【００２８】上記の動作説明において、一般に素管４と
してコイル材をＴＩＧ溶接手段によって造管溶接して得
ているが、造管時に素管４の内面には溶接ビードが形成
されるのが通例である。そして素管４の伸管後に内面に
溶接ビードが残存していると、これが光ファイバー挿通
時の障害となってしまい、光ファイバー保護管として使
用することができない。

【００２９】本実施例のようにダイス２の内方空間部に
は所定の隙間を介在してフローティング方式もしくは支
持体により連結固定されたプラグ３を配置したことによ
り、伸管時に該プラグ３と素管４の圧接作用に伴って溶
接ビードが消滅して光ファイバーの挿通に支障のない保
護管が得られる。

【００３０】上記素管４が通過するダイス２の孔径とプ
ラグ３の径長の各サイズ例としては、断面減少率が１０
〜２０％になるサイズのダイス２とプラグ３を多数個準
備しておき、外径６ｍｍ、肉厚が０.３ｍｍの素管４を
外径１.２ｍｍ、肉厚が０.２ｍｍになるまで上記ダイス
２とプラグ３を利用して繰り返し伸管することによって
細管化する。従って伸管操作は数段階の工程によって行
われる。

【００３１】図２（Ａ）（Ｂ）は図１に示した動作原理
を具体化した超音波発振器の一例を示しており、前記ダ
イスケース１を部分的に覆う位置に径方向振動ダイス７
が配置され、この径方向振動ダイス７の牽引方向Ａ側に
素管ガイド用のフランジ８が配置されている。

【００３２】この径方向振動ダイス７の径方向延長部に
はブースタ９とコーン１０を介在して振動子１１を備え
た超音波発振器１２が連結されている。この超音波発振
器１２のカバー１３にはファン１４が設置され、超音波
発振器１２からは振動子ケーブル１５が導出されている
とともにファン１４からはファンケーブル１６が導出さ
れている。尚、ダイスケース１に均等な超音波振動を伝
達するため、径方向振動ダイス７の径方向延長部には同
一の構成を持つ一対の超音波発振器１２が対称的に配設
されている。

【００３３】かかる超音波発振器によれば、振動子１１
から発する超音波振動がコーン１０からブースタ９を介
して径方向振動ダイス７に伝達されて該径方向振動ダイ
ス７矢印Ｃに示したように径方向に振動する。この径方
向の振動Ｃはダイスケース１の長手方向の振動Ｂに変換
されてからダイス２に加えられ、前記したように素管ダ
イス２とプラグ３の間に形成された隙間を通過している
素管に対して長手方向の微振動が加えられる。

【００３４】本実施例の場合には、上記の基本的動作で
説明した素管４の滑らかな伸管を行うために、潤滑油
５．６の組成が重要な因子の一つとなっている。この潤
滑油として、四フッ化エチレン（Ｃ₂Ｈ₄Ｆ₄）中に銅
（Ｃｕ）の粉末と窒化ホウ素（ＢＮ）を微量添加し、更
に塩素系の極圧剤を加えた油を用いる。ことによって好
結果を得た。

【００３５】本実施例で得られた最終的なチタン細管の
標準的なサイズは外径が１.２ｍｍ，内径が０.８ｍｍ，
肉厚が０.２ｍｍ，長さが最小限２０００ｍであり、こ
のチタン細管を保護管として用いた光ファイバーの用途
は、前記光通信用以外にも各種測定機器に使用可能であ
り、汎用性が高いという特徴を有している。

【００３６】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明にか
かるチタンを用いた光ファイバー保護管の製造方法と装
置によれば、チタンを原材料とする素管の内外から潤滑
油を注入しながら超音波発振器による超音波振動を加え
て冷間伸管法に基づいて素管を挿入方向に牽引すること
により、素管がダイスとプラグ間に形成される隙間を通
過する際に超音波振動によって微振動し、この微振動に
伴って素管の外面と内面に微小な空間部が形成されて各
潤滑油の潤滑作用が大きく高められて素管の破断を防止
することが可能となる。

【００３７】本発明では、ダイスの内方空間部に所定の
隙間を介在してフローティング方式もしくは固定方式の
プラグを配置したことにより、伸管溶接時の素管内面に
生じる溶接ビードが該プラグと素管の圧接作用により消
滅するので、光ファイバーの挿通に全く支障のない保護
管が得られる。

【００３８】そして細管化された素管を焼鈍処理してか
ら順次サイズを小さくしたダイスとプラグを用いて同様
な伸管操作を繰り返して行うことによって希望する内外
径長と肉厚を持ち、強度と金属組織が適正に確保され、
且つ内面ビード残がないチタン製の長尺保護管を得るこ
とができる。特に従来から難加工金属であることによっ
て実用化が遅れているチタン製の保護管を容易に製造す
ることが可能である。

【００３９】得られた保護管は、チタンの持つ特性が有
効に生かされているため、光ファイバー保護管として用
いた際に従来のステンレスとか銅，プラスチックを原材
料とした保護管に較べて耐食性、強度、軽量性及びメン
テナンスの面で大きな効果が得られ、下水道管を利用し
た光通信網に利用しても長期に亙って使用することが出
来る。

【００４０】更に従来の保護管よりも長尺化が可能であ
るため、長距離の通信回線用として採用した際にジョイ
ントを不要として伝達エネルギーの減衰率は最小限とな
り、将来益々拡大されることが予想される光ファイバー
通信施設に利用して大きな効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例で用いたチタン細管の製造装置の要部
を示す概略図。

【図２】図２（Ａ）は本実施例の具体化した装置の一例
を示す正面図。図２（Ｂ）は図１の部分的側面図。

【図３】通常の冷間伸管法の要部を示す概略図。

【符号の説明】

１…ダイスケース ２…ダイス ２ａ…貫通孔 ２…超硬材料 ３…プラグ ４…素管 ５．６…潤滑油 ７…径方式振動ダイス ８…フランジ ９…ブースタ １０…コーン １１…振動子 １２…超音波発振器 １３…カバー １４…ファン １５…振動子ケーブル １６…ファンケーブル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０２Ｂ 6/44 ３４１ Ｇ０２Ｂ 6/44 ３４１ ３９１ ３９１

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 超硬材料で構成されたダイスに開口され
   た貫通孔の内方空間部に所定の隙間を介在してプラグを
   配置して、チタンを原材料とする素管の側壁部が上記隙
   間を通過するように貫通孔に挿入し、超音波発振器の振
   動子から発する超音波振動をダイスを介して素管に加え
   ることにより、該素管を微振動させながら素管の外方及
   び内方から潤滑油を注入し、駆動源によって素管を挿入
   方向に牽引することによって細管化を行うことを特徴と
   するチタンを用いた光ファイバー保護管の製造方法。
2. 【請求項２】 製造時における素管の伸管速度を３〜８
   （ｍ／分）とした請求項１記載のチタンを用いた光ファ
   イバー保護管の製造方法。
3. 【請求項３】 振動子の振動周波数を１０〜３０（ＫＨ
   ｚ／ｓｅｃ）とした請求項１，２記載のチタンを用いた
   光ファイバー保護管の製造方法。
4. 【請求項４】 超硬材料で構成され、チタンを原材料と
   する素管が通過可能な貫通孔が開口されたダイスと、該
   ダイスの内方空間部に予め設定された所定の隙間を介在
   して配置されたプラグと、上記ダイスを介して素管を微
   振動させる振動子を備えた超音波発振器と、素管の外方
   及び内方から潤滑油を注入する手段とを具備して成るチ
   タンを用いた光ファイバー保護管の製造装置。
5. 【請求項５】 前記潤滑油の組成として、四フッ化エチ
   レン（Ｃ₂Ｈ₄Ｆ₄）中に銅（Ｃｕ）の粉末と窒化ホウ素
   （ＢＮ）を微量添加し、更に塩素系の極圧剤を加えた油
   を用いた請求項４記載の光ファイバー保護管の製造装
   置。