JPS63117924A - 光ファイバ保持スプール - Google Patents

光ファイバ保持スプール

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JPS63117924A
JPS63117924A JP62267652A JP26765287A JPS63117924A JP S63117924 A JPS63117924 A JP S63117924A JP 62267652 A JP62267652 A JP 62267652A JP 26765287 A JP26765287 A JP 26765287A JP S63117924 A JPS63117924 A JP S63117924A
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    • B65H2701/51—Cores or reels characterised by the material
    • B65H2701/514—Elastic elements

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】 （発明の背景） ［発明の属する技術分野］ 本発明は光ファイバの保持スプールと光ファイバのパッ
ケッジに関し、特に光ファイバの製造や処理に利用でき
、光ファイバの終端へのアクセスが可能で、その巻きパ
ターンは高容量で、高安定度を有し、かつファイバの巻
き層の間にもつれのないパターンで巻くことのできるス
プールに関する。
［従来技術の説明コ 光ファイバは光プリフォームより線引きされ、その後、
コート、硬化、測定等の処理をされて、そしてスプール
上に巻き取られる。
光ファイバを巻き取るスプールは巻き以外の別の用途を
持つ、スプールは光ファイバの格納、繰出および別の処
理、例えば線材化、ケーブル化や巻き直しのための巻き
取りに使われ、さらにまたファイバを処理するため他の
会社への光ファイバの輸送に利用される。
業界では円筒状ハブ（ｈｕｂ　：　こしき）の両端に連
結されるディスク状フランジを有する鋳造されたスプー
ルを使うのが一般的で、スプールは例えばＡＢＳやポリ
エチレン（ｐｏｌ　ｙｅｔｈｙｌ　ｅｎｅ）から鋳造さ
れる。典型的には、最も一般的に使われるスプールは長
さ１０．２ｃｍ、直径約１５．２ｃｍのハブおよび直径
約２０．３ｃｍのフランジからなる。一般には、胴体部
、即ちハブは発泡材に覆われ、それがクッションとして
機能し、光ファイバ巻きの固定材料として働く。
上述のスプールは光ファイバ製造の初期では充分満足で
きた、当時ではプリフォームのサイズで線引きできるフ
ァイバの長さが制限され、通常は２０００メートルを越
えない、さらに、この長さでは、巻くパターンが重要で
はなかった、一つのパターンではハブの中心では直径が
大きく、両フランジに向け、直径が徐々に小さくなる。
もう一つのパターンでは、ハブの太さが均一で、フラン
ジの一つが斜めの縁を持つ。
例えばアメリカ特許第４．５４５．５４２号を参照。
期待されたように、線引きできる光ファイバの長さを伸
ばすため、プリフォームのサイズを大きくする努力がな
された。これらの長いファイバに対応するため、いくつ
かの光ファイバ製造会社は長いハブを有するスプールを
使い始めた、それはハブの一つあるいは両方のフランジ
に向けて傾斜状に巻くことによって層の高さを最小にし
、安定性を改善した、しかし、層の高さを最小にし、傾
斜上に巻くことはこのスプールの容量を落とす。
他の方法は従来のものよりも直径の大きいフランジを有
するスプールを使い、そしてフランジからフランジまで
光ファイバを巻くことである。フランジがディスク状で
あるとき、フランジからフランジまで巻くことはしばし
ば一つの層の最後の巻きと隣のスプールフランジとの間
にギャップを形成させる。その結果、つぎの層の最後の
巻きがギャップに落ち、数層下がることがあり、繰出し
時にもつれを生じる。これを避けるため、オープン巻き
パターンがしばしば使われるが、この巻き方はスプール
の容量を落す。
次の処理や輸送のために、光ファイバの巻き取りに使わ
れるスプールは少なくとも、もう１つの特徴を持つ必要
がある。測定や特定等の処理のため、スプールに巻かれ
る光ファイバの両端にアクセスできなければならない、
スプールに巻かれる光ファイバの最後の部分は簡単に使
用できることはあきらかである。しかし、スプールに巻
かれる光ファイバの最初の部分も利用できなければなら
ない、また測定や特定の後の処理に対しても、両端が使
用できることが望ましい。
このように求められているスプールは従来の技術では入
手不可能である。必要でそしてまだ提供されていないの
は、比較的長い光ファイバを巻き取ることができ、光フ
ァイバの両端が使用できるスプールである。さらに求め
られているスプール、はそれに巻かれる光ファイバが安
定で光ファイバの繰出しをそこなう巻きのもつれを起こ
さないものでなければならない。
（発明の概要） 本発明のスプールによって前述の問題が解決できる。本
スプールは例えばプリフォームから線引きされた光ファ
イバの収納、光ファイバの格納や輸送など次の処理のた
めの光ファイバの繰出しに使われる。スプールは縦軸と
縦軸に垂直で一般には円である断面を有するハブを有す
る。第１と第２のフランジがハブの両端に連結されてい
る。それぞれのフランジは外に面する直径の大きい部分
とハブに連結される直径の小さい部分を持つ円錐台形で
ある。さらに、第１のフランジは放射線状に形成されて
いる溝を有する。またコレクタは第１のフランジに連結
され、数巻きの光ファイバが巻かれる円筒表面を含む。
光ファイバの一部が第１のフランジにある溝を通ってコ
レクタにある光ファイバをハブにある光ファイバに連結
する。第１のフランジにある溝は充分巾広く、そこを通
る光ファイバの微視的あるいは巨視的な曲げは実質上押
えられている。また、第１のフランジは厚さが均一でコ
レクタの溝にかかる直径の大きい部分を有する。コレク
タの溝は円筒表面、ディスク状フランジと第１のフラン
ジによって形成される。これはざらに微視あるいは巨視
的な曲げ損失を防ぐために、第１のフランジの溝を通る
光ファイバの曲げを最小にするのに有効である。さらに
、本発明のスプールはパッケージを構成する光ファイバ
巻きの安定性を増加し、繰出し時の問題を減らす。
（実施例の説明） 第１図ないし第３図を参照すれば、スプール２０の斜視
図、平面図、側面図が示されている。スプール２０はそ
こに巻かれる光ファイバ２３の巻きを保持するのに使わ
れファイバは数字２１−２１で表わされ、円として描か
れている。（第４図参照）従って、スプール２０は自動
巻き取り装置での巻き取りスプールとして利用でき、ま
た、ケーブル化ラインでの光ファイバの繰出し、光ファ
イバの格納および光ファイバの輸送にも利用できる。ス
プール２０はプリエチレンあるいはＡＢＳ材料あるいは
気泡スチレン（ｃｅｌｌｕｌａｒ　５ｔｙｒｅｎｅ）材
料で作ることができる。
第１図と第２図かられかるように、スプール２０は円筒
上のハブの両側に連結される２つのフランジ２４．２６
からなる。−例として、ノ１ブ２２は発泡材２７に巻か
れる光ファイバにクッションを与える。
発泡材はポリウレタン（ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ）あ
るいはポリエチレンで作られ、その厚さは約０．４８Ｃ
ｍである。フランジ２４と２６は円錐台形を有し、内径
はハブ２２の直径とほぼ同じで、外径は内径より太きい
。
第１図ないし第３図かられかるように、フランジ２６と
２４は直径に対向した溝２８−２８を持つ、　溝２ｇ−
２８は光ファイバ２３の一部を通過させるのに使われる
。さらに、一つのフランジの溝２Ｂ−２８はもう１つの
フランジの溝に一致している。−例として、発泡材２７
でできた溝２９はフランジの調節された溝に合わせられ
ている。このような配置はスプールに損傷を与えずにカ
ッター（図示せず）を使うことによって光ファイバ２３
の先端破片を除去できる。
スプール２０はコレクタ３０を有する、第１．２．４図
かられかるように、コレクタ３０は溝３２を含み、それ
はフランジ３４、円筒表面３Ｂ及びフランジ２４の外表
面３８から形成される。フランジ２４の溝２８−２８は
コレクタの溝３２とスプールのハブ２２との連結を容易
にする。第２図かられかるように、フランジ２４の外径
の縁４０はコレクタ３０の円筒表面３６の一部にかかる
。
一例として、フランジ２４．２６は２０．８ｃｍの外径
と約１．５．２ｃｍの内径を有する。　ハブの長さは約
１４．５ｃｍで、スプール２０の全長は１８．３ｃｍ、
フランジ２４の外側からフランジ２６の外側までの距離
は１７．５ｃｍである。コレクタ３０のフランジ３４の
直径は約１８．８ｃｍで、その厚さは０．２４ｃｍであ
る。
コレクタ３０はスプール２０に巻かれる光ファイバ２３
の一部２１−２１を収納するのに利用される。特に、ス
プールがファイバ線引き自動巻き取り装置に使用される
とき、コレクタ３０はスプール２０に巻かれるファイバ
の最初の数巻き２１−２１を収納するのに利用される。
巻き取りの時に、分配器（図示せず）が巻き終わったス
プールからクランプ装置（図示せず）に移され、クラン
プ装置は巻き終わった光ファイバが切断された後、光フ
ァイバ２３の自由端を保持し、次に分配器はフランジ３
４を横切り、コレクタ３０の溝３２で収納する光ファイ
バ２３の数巻き２１−２１を作る。
その後分配器はハブ２２とフランジ２４の内面との間の
接合部分４２（第２図参照）に一致する位置に移動され
る。こうすることにより、光ファイバは溝２８−２８の
一つを通って、ハブ２２の上に巻かれ始める。クランプ
装置は溝３２でゆるくなった光ファイバ２３の自由端を
保持する。ハブ２２で光ファイバ２３の巻き２１−２１
が一杯になった後、あるいは決まった巻き数になった後
、分配器は光ファイバを他のおいているスプールへ巻く
のに必要な場所に移動される。スプール２０は自動巻き
取り装置に使われる必要がないが、その代わり、光ファ
イバ２３の最初の部分は手動でコレクタの溝８２に巻く
ことができ、光ファイバはフランジ２４の溝２８−２８
の一つを通過してハブ２２に巻かれる。
光ファイバ２３の数巻き２１−２１の収納およびパッケ
ージの主な部分の巻き取りで重要なのは光ファイバの一
部４４が溝２８を通過することである。（第２図参照）
。第２図からよくわかるように、光ファイバの一部４４
が溝２８を通過するとき、光ファイバで生じる巨視的お
よび微指摘な曲げ損失を防ぐため、最小の曲げで、ゆる
やかな角度で曲るように溝２８の巾が決められている。
さらに、フランジ２４の厚さは一定で、第１のフランジ
の外表面３８と溝２８−２８の壁との交点は円弧である
。これらの配慮はコレクタ３０の溝にある光ファイバ２
１−２１から、ハブ２２上にあるファイバ２１−２１へ
通過する光ファイバ２３の一部４４に対して、ゆるい角
度を維持するのに有効である。もしフランジ２４がコレ
クタの溝３２の表面に対して垂直な外表面を有するなら
ば、フランジは立体円錐台形を有することになり、コレ
クタの溝に隣接するフランジの巾は厚すぎて、光ファイ
バの一部４４の曲率が増加し、局部的な高損失部を生じ
る可能性がある。
フランジ２６と３４は一つの中央開口４につの扇形開口
４３．４３およびいくつか他の中空部分４５．４５　（
第１、　３．４図参照）を有する。中央開口４１は装置
の巻き軸あるいは繰出し軸を受けるのに利用された。こ
れに対して開口４３．４３と中空部分４５−４５は巻き
取りや繰出し装置の駆動具あるいはスプールの配列や運
搬のときの作業者の指を差し込むのに利用される。中空
部分４５ａと４５ｂとの間のスペースは光ファイバの認
識ラベルやスプールの認識票を付けるのに使用される。
＝　１５− このように構成されたスプール２ｏは光ファイバの巻き
２１−２１のもつれを避けながら、　フランジ２４−２
６との間に保持できる光ファイバ２３の量を最大にでき
る。さらに本発明のスプール構成では従来技術の欠点と
して述べたギャップを避けることができる。これはハブ
２２がら外に向けてテーパ上になっている内面５０．５
２を有するフランジ２４．２Ｂを使うことによって実現
できる。その結果、後に巻かれた光ファイバ層は前に巻
いた層より数が多い、この配置のためフランジで各層の
最後のひと巻き２１はフランジにかみ合う。下の層がフ
ランジから離される場合にはフランジの内面に付ける前
に最も外側の巻きが一層分しが下らない。
この配置ではギャップでのもつれを起こさずにフランジ
からフランジまで、光ファイバ２３の巻き２１−２１を
実現することができる。従って、スプールの全容量が利
用でき、　前記のアメリカ特許第４．５４５．５４２号
に示されるような光ファイバの巻き方を必要としない。
また、本スプールは光ファイバ２３を普通の巻き方で巻
くことができる。これに対して従来はギャップ問題を避
けるため、あるファイバ製造者はバスケット織りパター
ンを用いていた。もつれがなく、容量を最大にでき、そ
の全容量が利用できるスプールは次の工程でファイバを
処理するあるいはユーザーにファイバを輸送しようとす
る光ファイバ製造者にとっては注目すべきものである。
テーパの付いたフランジスプール２０のすべての特徴を
実現するには、ハブの縦軸と各フランジのなす角度が重
要である。スプール２０では、この幾何学な関係は角度
αによって定義される。これはハブの縦軸と均一な厚さ
のフランジ２４と２６の内面との角度である。第５図か
られかるように、αが９０’であれば、従来のスプール
と同じように、各層がハブ５６の上に巻かれ、光ファイ
バの巻き２１−２１はフランジ５８に隣接して互いに合
わせられる。
最後の巻き２１がフランジ５８に付かなければ、最後の
巻き２１とフランジ５８の間にギャップが形成される。
そこで次層の最後の巻きがフランジまで巻かれた具合は
そのギャップに落ち、ギャップでの巻きのもつれや繰出
し時の光ファイバの破損を生じさせる。また、フランジ
の壁に付いているもの以外の各光ファイバの巻きは下の
層の隣りの巻きに入らない限り不安定である。
第６図および第７Ａ−７Ｃ図では、スプール２０のハブ
２２とフランジ２６との間の角度αは例えば鋭角である
。同様なことがもう一つのフランジ２４にも言えること
を理解されたい。また、９０°より小さい角度αを用い
ることは一つの層とギャップを生じ、そこではフランジ
に隣接する光ファイバの巻き２１はテーパ付きフランジ
の内表面に着く前に一層のみ落ちる。しかし、第６図に
示されるように３０°の角度では巻き２１−２１は必要
とされるほど安定ではなく、また、ハブ２２に接触して
いる層以外ではフランジの内面に隣接する巻きは水平に
並べられない。
第７Ａ、７Ｂと７Ｃ図はスプールの配置を示し、そこで
の角度αはそれぞれ７５°６０°４５°である。
第７Ａ図では各層の巻き２１−２１は水平に並べている
が、次の層の巻きは、その下にある巻きおよび両側に隣
接する巻きにのみ接触する。第７Ｃ図では、巻き２１−
２１は第５図のようになるが、ある層では、巻きは同じ
層の他のものと接触しない。さらに、巻き６４．６６．
６７．６９との間に形成されるスペース６２かられかる
ように巻き取りは最適ではない。
上述の各種の角度を持つ配置に対して、第７Ｂ図に示さ
れる配置は巻き取り密度を最適にし、従って最大のスプ
ール容量を生じる。さらに、各層のすべての巻き２１−
２１が接触する。安定性の観点から重要なのはハブ２２
に隣接する層の次の各層の各巻き２１は最後の巻きを除
けば、すべて前の層の二つの巻きの間に置かれているこ
とである。たとえば、２１ａで示された巻きは巻き２１
ｂ、　２Ｌｄに接触し、その間に置かれている。
第７Ｂと７Ｃ図をみると、６０″の角度を有するスプー
ル２０の配列が最も有利であることがわかる。
この角度で、スプールの縦軸を通るスプールの任意の縦
断面では、ハブ２２に並行な各光ファイバ巻きの直径と
光ファイバ表面との交点はその上あるいは下の巻きの中
心軸７２に一致する。
例えば、第７Ｂ図で巻き２１ａの表面にある直径点７４
は巻き２１ｂの中心軸７２ｂに一致し、反対側の直径点
７６は、巻き２Ｌｃの中心軸７２ｃ１そして巻き２１ｄ
に一致する。さらに、各層の巻きは他の巻さとフランジ
の間あるいは他の層のふたつの巻きの間にある。フラン
ジに接触する巻き以外の各巻きに対して、ハブに並行な
線でできる表面各点はその巻きが置かれる他の層の二つ
のファイバの中心軸に一致する。
第７Ｂ図の配置と違って、第７Ａ図での配置ではフラン
ジの外表面と水平面の間の角度は７５°である。図から
れかるように、隣接する層の巻きを通る垂直中心軸の間
の横ずれは光ファイバの半径の約半分にすぎない、これ
に対して第７Ｂ図では半径に等しい。この結果、第７Ａ
図の配置の各層で各巻きが他の層の二つの巻きの間に置
かれなく、一つの巻きに接触するだけである。すぐわか
るように、これは第７Ｂ図の配置での安定性が得られな
い。上述の観測により、ハブ２２の縦軸とフラン＝　２
０− ジ２４．２６の内表面との間には好ましい角度があると
言える。−例として、配置の密度の安定性の視点よりフ
ランジ２６とスプール２０のハブ２２との鋭角は６０°
である。その角度のパターンは第７Ｂ図に示されている
。さらに、スプールの巾およびフランジとハブの直径が
与えられたばあい、浅いものと反対に比較的大きい角度
のものが巻き取る能力を増加させる。
（発明の効果） 以上のべた様に、本発明のスプールは光ファイバの巻き
のもつれを避けながら、フランジの間に保持できる光フ
ァイバの量を最大にできる。さらに本発明のスプール構
成では従来技術の欠点として述べたギャップを避けるこ
とができる。
ここで理解されたいのは、上述の配置は本発明の単なる
実施例である。これらの技術によって他の配置を発明す
ることができ、それらは本発明の原理を含み、本発明の
精神や範囲に含まれる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明のスプールの斜視図； ＝　２１− 第２図は第１図に示したスプールの平面図；第３図は第
１図に示したスプールの側面図；第４図は線４−４にそ
って切断した第２図のスプールの断面図； 第５図はフランジがパブに垂直である従来のスプールの
一部分の縦断面図； 第６図はハブ、フランジの外表面はハブに対して鋭角を
成すスプールの一部分の縦断面図；第７図Ａ−Ｃはフラ
ンジに隣接するスプールの縦断面図で、そこでフランジ
の外表面はハブに対して９０°以外の角度をなす縦断面
図である。 ２０・・・スプール ２１−２１．２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ−・・巻
き２２・・・ハブ　　　　　　２３・・・光ファイバ２
４．２６・・・フランジ ２７　　・・・発泡材 ２８−２８．２９・・・溝 ３０・・・コレクタ ３２・・・溝 ３４・・・フランジ ３６・・・円筒表面 ３８・・・外表面 ４０・・・外径の縁 ４１・・・中央の開口部 ４２・・・接合部分 ４３−４３・・・扇形中空部分 ４４・・・光ファイバの一部 ４５−４５・・・中空部分 ５０．５２・・・内面 ５６・・・ハブ ５８・・・フランジ ６２・・・スペース ６４．６Ｂ、８７．６９・・・巻き ７２．７２ａ、７２ｂ、７２ｃ、７２ｄ−・・中心軸７
４．７６・・・直径点 出　願　人：アメリカン　テレフォン　アンド＝　２３
− ＦＭ（３） ＦＩｌｆ１３４ ＦＭＣ３

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）縦軸とこの縦軸に垂直な一般には円形断面を有す
    るハブと、 このハブの両側に連結される第１と第２のフランジと、
    および この第１のフランジに連結され、数巻きの光ファイバを
    収納し、光ファイバの一つの終端にアクセスを提供する
    コレクタとからなる光ファイバ保持スプールにおいて、 前記各フランジは円錐台形で、外に面する直径の大きい
    部分と前記ハブに連結される直径の小さい部分とを有し
    、 前記第１のフランジはこの第１のフランジを放射上に通
    るように形成される溝を有し、 前記コレクタはフランジと光ファイバが巻かれる周囲表
    面を含み、 前記第１のフランジの溝は充分な巾を有し、前記第１の
    フランジの厚さは十分薄く、光ファイバの曲げを最小に
    して、光ファイバはコレクタでの巻きから溝を通し、ハ
    ブ上の巻きに達するように構成されることを特徴とする
    光ファイバ保持スプール
  2. （２）コレクタのフランジ、周囲表面および第１のフラ
    ンジが溝を形成し、スプールの上に巻かれる光ファイバ
    の数本の巻きがその溝に収納されることを特徴とする特
    許請求の範囲第１項記載の光ファイバ保持スプール。
  3. （３）第１のフランジの周囲の縁部分がコレクタの周囲
    の表面上にかかることを特徴とする特許請求の範囲第１
    項記載の光ファイバ保持スプール。
  4. （４）コレクタ上の巻きをハブ上の巻きに連結する光フ
    ァイバの曲げを最小にするため、第１のフランジの厚さ
    はほぼ一定であることを特徴とする特許請求の範囲第３
    項記載の光ファイバ保持スプール。
  5. （５）第１および第２のフランジは中心点の反対側に溝
    を有し、第１のフランジの溝はコレクタ上の溝をハブに
    つなぎ、さらに第１のフランジの溝は第２のフランジの
    溝に一致することを特徴とする特許請求の範囲第１項記
    載の光ファイバ保持スプール。
  6. （６）ハブは弾性材料に覆われていることを特徴とする
    特許請求の範囲第５項記載の光ファイバ保持スプール。
  7. （７）弾性材料にはハブにそって溝が切られ、この溝は
    第１のフランジの一つの溝および、第２のフランジの反
    対側の溝に一致することを特徴とする特許請求の範囲第
    ６項記載の光ファイバ保持スプール。
  8. （８）第１のフランジの外表面と溝を形成する表面との
    交点は円弧であることを特徴とする特許請求の範囲第１
    項記載の光ファイバ保持スプール。
  9. （９）第１および第２のフランジの内表面とハブの縦軸
    との間の角度がある決まった値であることを特徴とする
    特許請求の範囲第１項記載の光ファイバ保持スプール。
  10. （１０）第１および第２のフランジの内表面とハブの縦
    軸との間のある決まった角度は約６０°であることを特
    徴とする特許請求の範囲第９項記載の光ファイバ保持ス
    プール。
  11. （１１）縦軸とこの縦軸に垂直な一般には円形断面を有
    するハブと、 このハブの両側に連結される第１と第２のフランジと、
    および この第１のフランジに連結され、数巻きの光ファイバを
    収納し、光ファイバの一つの終端にアクセスを提供する
    コレクタとからなり、 前記各フランジは円錐台形で、外に面する直径の大きい
    部分と前記ハブに連結される直径の小さい部分とを有し
    、 前記第１のフランジはこの第１のフランジを放射上に通
    るように形成される溝を有し、 前記コレクタはフランジと光ファイバが巻かれる周囲表
    面を含み、 前記第１のフランジの溝は充分な巾を有し、前記第１の
    フランジの厚さは十分薄く、光ファイバの曲げを最小に
    して、光ファイバはコレクタでの巻きから溝を通し、ハ
    ブ上の巻きに達するように構成される光ファイバ保持ス
    プールと、前記ハブ上に巻かれる光ファイバとからなる
    ことを特徴とする光ファイバパッケッジ。
  12. （１２）コレクタのフランジ、周囲表面および第１のフ
    ランジは溝を形成し、スプールの上に巻かれる光ファイ
    バの数本の巻きがその溝に収納され、少なくとも１巻き
    の光ファイバがコレクタ上に置かれ、少なくとも１巻き
    は第１のフランジの溝に達する光ファイバによってハブ
    の上に連結されていることを特徴とする特許請求の範囲
    第１２項記載の光ファイバパッケッジ。
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