JPS63205621A - 管への光フアイバ挿通装置 - 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） この発明は管への光ファイバ挿通装置、特に流体の流動
を利用して光ファイバを管に挿通装置に関する。

この発明における光ファイバとは、コアとクラッド層か
らなるファイバ素線、このファイバ素線に合成樹脂、金
属、セラミックなどでコーティングしたもの、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一１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、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
替え刃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２　ｍｔｎ以下で、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
できる装置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） 第１の発明の管への光ファイバ挿通装置は、密閉容器、
前記密閉容器内に配置された光ファイバ供給スプール、
前記密閉容器内に配置された光ファイバ送り装置、前記
密閉容器に接続された加圧流体供給源、および光ファイ
バが挿通される管の一端と前記密閉容器とを接続する金
具からなっている。

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。

密閉容器は、内部に光ファイバ供給スプール、光ファイ
バ送り装置およびその他の装置を出入れする開口部を有
している。開口部は蓋により塞がれる。密閉容器には空
気、窒素ガスなどの加圧気体、または水、油などの加圧
液体が満される。

光ファイバ供給スプールは、管に挿入される光ファイバ
が巻かれるものであって、回転可能に支持されている。

管内への光ファイバの進入を妨げないために、光ファイ
バ供給スプールの慣性モーメントおよび軸受抵抗はでき
るだけ小さくすることが望ましい。

光ファイバ送り装置は、管の入口に光ファイバを送り込
むもので、光ファイバを軽く挟圧するピンチロールおよ
びこれを回転駆動する装置、あるいは光ファイバ供給ス
プールを回転駆動する装置などから構成される。

加圧流体供給源は、密閉容器に加圧流体を供給するもの
で、加圧ガスボンベ、ポンプなどが用いられる。

管と密閉容器との接続金具は、フェルールなどの管継手
が用いられる。

第２の発明の管への光ファイバ挿通装置は、上記第１の
発明の装置に加えて更にコイル話に券かれた管を加振す
る装置を備えている。

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ｌＯ〜３０Ｈｚ、全振
幅は０．１　ｍｍ以上、好ましくは０．５〜２．０　Ｉ
ＩＩｍである。振動は少なくとも管に進入している光フ
ァイバに対して直角方向の成分をもつことが望ましい。

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、挿入の初期において、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
によって異るが、大体数〜十数ｍ程度である。

（作用） 光ファイバが巻かれた光ファイバ供給スプールを、開口
部を通して密閉容器内にセットする。ついで、光ファイ
バを光ファイバ供給スプールから繰り出して先端部を管
の入口に位置させるか、あるいは予め管内にある程度の
長さ挿入しておく。

密閉容器の開口部を蓋などで塞ぎ、加圧流体を密閉容器
に供給する。そして、密閉容器からに管の一端に加圧流
体を供給する。

管に供給された加圧流体は、管の一端から他端に向かっ
て流れ、管内に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、光ファイバに搬送力が与えられる。

また、第２の発明において、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、両者の間の接触
が妨げられ、あるいは滑動状態になるので、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、光ファイバ挿通装置４１は密閉容器
４２を備えており、一端は蓋４４で覆われた開口部４３
を有し、他端にはノズル４６が取り付けられている。密
閉容器４２内には、架台４８には光ファイバ供給スプー
ル５８、光ファイバ送り装置６１およびガイドを取り付
ける架台４８が固定されている。また、密閉容器４２に
は圧力計５４および逃がし弁５５が取り付けられている
。

光ファイバ供給スプール５８は、上記架台４８のブラケ
ット４９に球軸受　（図示しない）を介して支持されて
いる。また、光ファイバ供給スプール５８は、上記開口
部４３を通して交換できるように着脱可能にしてブラケ
ット４９に取り付けられている。

光ファイバ送り装置６１は、光ファイバ供給スプール５
８に続いて架台４８上に固定されている。光ファイバ送
り装置６１のフレーム５０には、光ファイバ７を軽く挟
圧する上下一対のピンチロール６２゜６３が取り付けら
れている。上ピンチロール６２は昇降可能であり、調整
ねじ６５により光ファイバ７の抑圧を調整する。下ピン
チロール６３はベルト伝動機構６７を介してモータ６８
により回転駆動される。

ピンチロール対６２．６３の人、出側にはそれぞれガイ
ド６４が設けられている。

上記フレーム５０にはファイバ検知棒７０が回転可能に
取っ付叶られている。ファイバ検知棒７０の上端部は折
れ曲がっており、ここに光ファイバ７が引っ掛けられる
。また、フレーム５０の下部に上限リミットスイッチ７
１および下限リミットスイッチ７２が取り付けられてお
り、これらリミットスイッチ７１．７２のいずれかにフ
ァイバ検知棒７０の下端部が接触するようになっている
。

ファイバ検知棒７０は光ファイバ７のたるみを検出し、
光ファイバ７の送り速度を制御する。すなわち、管１と
光ファイバ７との間の摩擦の変動および流体圧力の変化
により、光ファイバ７の進入速度は一定でない。光ファ
イバ７の進入速度が供給速度より早いと、光ファイバ７
は後方に引っ張られて切断し、あるいは進入が妨げられ
る。また、逆に遅いと、光ファイバ７が密閉容器４２内
でたるみ、もつれて進入の妨げとなる虞れがある。

したがって、挿入中の光ファイバ７には適度のたるみが
あることが必要である。そこで、たるみが小さすぎると
、ファイバ検知棒７０が時計方向に回転して上限リミッ
トスイッチ７１が作動する。この結果、速度制御装置　
（図示しない）によりモータ６８の回転速度は早められ
る。逆にたるみが大きすぎる場合は、モータ６８の回転
速度は落とされる。

光ファイバ送り装置６１に続いて円筒状のガイド７５が
スタンド５１により支持されている。ガイド７５の先端
部は前記ノズル４６の入口近くに位置し、先細りとなっ
ている。ガイド７５は光ファイバ７との間の摩擦を小さ
くするためにガラス製となっている。

密閉容器４２には電磁式止め弁７９および圧力調節弁８
０を介して窒素ガスボンベ７８が接続されている。窒素
ガスボンベ７８には圧力１５０　ｋｇｆ／ｃｍ２の窒素
ガスが充填されている。圧力調節弁８０は窒素ガスの圧
力を１５０　ｋｇｆ／ｃｍ２から　１００　ｋｇｆ／ｃ
ｍ２に減圧する。

上記ノズル４６の出側には、電磁式止め弁８３を介して
高圧ゴムホース８４が接続されており、高圧ゴムホース
８４の先端には止め金具８５を介してフェルール管継手
８７が取り付けられている。フェルール管継手８７はね
しプラグ８８、ガスケット８９右よびナツト９０からな
っており、光ファイバ７が挿通される管１がフェルール
管継手８７を介して高圧ゴムホース８４に接続される。

ナツト９０を締め、あるいは緩めることにより、管１を
自由に高圧ゴムホース８４に取り付け、管１から取り外
すことができる。

上記装置により管１に光ファイバ７を挿通するには、ま
ず光ファイバ７が巻かれた光ファイバ供給スプール５８
を開口部４３を通して密閉容器４２内のブラケット４９
に装着する。光ファイバ７を光ファイバ供給スプール５
８から繰り出してピンチロール６２．６３間、ガイド７
５およびノズル４６を通し、密閉容器４２の開口部４３
を蓋４４で塞ぐ。また、高圧ゴムホース８４にはフェル
ール管継手８７を介して管を接続する。数十ｍ以下の短
尺の管の場合は管は直線状に延ばした状態でもよいが、
長尺の場合は管の取扱いの点からループ状あるいはコイ
ル状に巻いた状態とする。ついで、挿入開始初期に光フ
ァイバ７に十分な搬送力を与えるために、光ファイバ７
を先端から数ｍ程度ピンチロール６２．６３により管内
に押し込んでおく。

上記のようにして挿通準備ができたならば、電磁式止め
弁７９を開いて挿通を開始する。電磁式止め弁７９を開
くと、窒素ガスが窒素ガスボンベ７８から密閉容器４２
を通って管１に流入する。密閉容器４２はある程度の容
積をもっているので、容器内圧は徐々に上昇する。光フ
ァイバ７は密閉容器４２からノズル４６を通って繰り出
されて管１に入り、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を進む。

第２図は第２の発明、すなわち管に振動を与えながら光
ファイバを流送により挿通する装置の全体図、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
イルばね１８が取り付けられている。

架台ｌｌ上には、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　、　Ｊ２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０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１
４に垂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。ポビン２５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
　１５０ｍｍ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
したのものであり、管１は鋼管である。ボビン２５は撮
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
てあり、溝２８に管１が密接するようになっている。管
１をこのようにポビン２５胴部の溝２８内に密接すると
、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光ファイ
バ挿通装置４１が配置されている。

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４２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４２の出口とを
フェルール管継手８７を介して接続する。このとき、密
閉容５４２から光ファイバ７の先端部を引き出し、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。つ
いで、電磁式止め弁８３を閉じるとともに、電磁式止め
弁７９を開いて密閉容器４２内に窒素ガを満たす。

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との間にはある程度のクリアランス
が必要であり、　０．１　ｍｍ以上であ□ることが望ま
しい。さらに、同様な理由により、管のコイルの直径は
　１５０　ｍｍ以上、好ましくは３００　ｍｍ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１
４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８３
を開く。電磁式止め弁８３は瞬間的に全開するので、窒
素ガスは高速で密閉容器４２から管内に流入する。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ＦｊＪ
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は管内壁面
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。うねりは光ファイバ
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！への流入による密閉容器４２内の窒素ガ
ス量の減少は、窒素ガスボンベ７８からの窒素ガスの補
給ににより補われ、密閉容器４２内の圧力は常時１００
　ｋｇｆ／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（０，８ｍｍ
φ）、長さ　１０００ｍの鋼管を巻胴径１２００ｍａ＋
の鋼製ボビンに整列巻した鋼管コ イル。

光ファイバ二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１００　ｋｇｆ／ｃｍ２の窒素ガ
ス（３）振動条件：振動数　２０　Ｈｚ 全振幅　１．２５０１ＱＩ （４）挿通結果：移送速度　２０　ｍ／ｍｉｎ挿通時間
　５０　ｍｉｎ この発明は上記実施例に限られるものではない。

管内への光ファイバの供給は、１木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素線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、光ファイバの進行方向に対し
て直角方向とする他、進行方向とする、あるいは両者を
合成した斜め方向とする等色々考えられる。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
送力に加えて撮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
てもよく、管のコイルの振動方向は水平方向であっても
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、
水あるいは油であってもよい。

（発明の効果） この発明の装置によれば、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。したがフて、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２
１１１０１以下であり、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契挿通するための装
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
、および第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である。 １・・・管、５・−管のコイル、７・−光ファイバ、１
１・・・架台、１４−・・振動テーブル、２１．２２−
・・振動モータ、２５・・・ボビン、４２−・・密閉容
器、４６−・・ノズル、５８・・・光ファイバ供給スプ
ール、６１−・・光ファイバ送り装置、７８−・・窒素
ガスボンベ、７９−・・電磁式止め弁、８０・・・圧力
調節弁、８７−・・管継手。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）流体の流動を利用して光ファイバを管に挿通する
   装置において、密閉容器、前記密閉容器内に配置された
   光ファイバ供給スプール、前記密閉容器内に配置された
   光ファイバ送り装置、前記密閉容器に接続された加圧流
   体供給源、および光ファイバが挿通される管の一端と前
   記密閉容器とを接続する金具とを備えたことを特徴とす
   る管への光ファイバ挿通装置。
2. （２）流体の流動を利用して光ファイバを管に挿通する
   装置において、密閉容器、前記密閉容器内に配置された
   光ファイバ供給スプール、前記密閉容器内に配置された
   光ファイバ送り装置、前記密閉容器に接続された加圧流
   体供給源、光ファイバが挿通される管の一端と前記密閉
   容器とを接続する金具、およびコイル状に巻かれた管を
   加振する装置とを備えたことを特徴とする管への光ファ
   イバ挿通装置。