KR900006507B1 - 관내로 광섬유를 통과시키는 방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

관내로 광섬유를 통과시키는 방법 및 그 창치

제1도는 본 발명에 따른 광섬유 통과장치의 한 바람직한 실시예를 도시하는 측면도.

제2도는 상기한 장치에 있는 진동테이블의 평면도.

제3도는 진동테이블위에 장치된 보빈(bobbin)의 한 구체예를 도시하는 정면도.

제4도에서 4(a) 및 4(b)도는 보빈에 있는 홈의 프로파일을 도시하는 단면도.

제5도는 상기한 장치에 설치된 진동방지가이드(antivibrating guide)에 관한 구체예의 단면도.

제6도는 상기한 장치에 설치된 보호가이드에 관한 한 구체예의 단면도.

제7도는 광섬유가 관내에서 전방으로 이송되는 원리를 도시하는 도표.

제8도에서 8(a) 및 8(b)도는 관의 코일의 진동상태를 도시하는 선도.

제9도에서 9(a) 및 9(b)도는 보빈의 다른 구체예에 관한 정면도.

제10도는 보빈에 관의 코일을 고정하는 수단의 한 구체예를 도시하는 사시도.

제11도는 고정수단으로서 사용된 탄성벨트의 구체예를 도시하는 사시도.

제12도는 관의 고일을 고정하는 수단의 또다른 구체예를 도시하는 사시도.

제13도는 제12도에서 도시된 고정수단과 함께 사용된 보빈의 사시도.

제14도는 제12도에서 도시된 고정수단과 함께 사용된 탄성벨트의 정면도.

제15도는 관의 코일을 고정하는 수단의 또다른 구체예를 도시하는 부분단면 정면도.

제16도는 진동방지 가이드의 또다른 구체예를 도시하는 단면도.

제17도는 관의 입구단부에 설치된 보호가이드의 또다른 구체예를 도시하는 단면도.

본 발명은 관체를 통해서 광섬유를 통과시키는 방법 및 장치에 관한 것으로 보다 상세히는 광섬유심선,광섬유코드 및/또는 보호관 또는 외장을 통해서 통과된 광섬유로 이루어진 광섬유케이블을 제조하기 위한방법 및 장치에 관한 것이다.

본 발명을 위해서, 광섬유는 코어 및 피복층으로 구성되는 엘레멘트섬유로서 정의되고, 이 엘레멘트섬유는 합성수지, 금속 및 세라믹으로 코팅되어 있으며, 그것들의 변용에는 단섬유, 복수섬유 및 꼬임섬유(stranded)가 있다. 관체는 강철 및 알루미늄과 같은 금속관과 플라스틱과 같은 비금속관이 있다.

최근에 광섬유케이블은 통신시설용으로 널리 사용되고 있다. 이들중 다수는 광섬유의 한정된 강도를 보충하기 위해서 금속으로 피복되어 있다.

금속판과 기타 다른관을 통해서 통과된 광섬유는 테이프성형 및 용접을 총합한 방법(1985년 일본특허공개공보 No. 46869에 개시되었음)과 관을 통해서 광섬유를 통과시키는 방법(1983년 일본특허공개공보 No. 25606에 개시되었음)에 의해서 제조되었다. 전자방법에 있어서, 금속테이프는 관형태로 형성되고 이 테이프의 양가장자리(both edges)가 함께 용접되는 동안에 광섬유는 금속관을 통해서 통과된다. 그러나 광섬유가용접점을 통과할 때 광섬유는 용접열의 영향하에서 품질이 떨어지기 쉽다는 결검이 있다. 또한 광섬유는 직경이 2㎜이하만큼 작은관을 통해서 통과하기 어렵다.

후자방법에 있어서, 알루미늄관은 강철와이어가 그것을 통해서 통과되면서 제조된다. 관이 직경축소공정을 거친후에, 관내부의 강철선은 광섬유로 대치된다. 이 방법은 복잡한 공정을 요한다. 게다가, 강철와이어를 대치시키기 위해서 잡아당기는 힘은 광섬유가 끊어지는 위험을 피하기 위해서 광섬유의 강도를 초과해서는 안된다. 따라서 길이가 200m 이상인 광섬유케이블을 제조하기는 어렵다.

본 발명의 광섬유 통과방법에 있어서 관을 코일형태로 하고 이 관의 코일을 진동시켜서 이 관의 주어진 위치는 나선형통로를 따라 왕복운동을 하게된다. 광섬유는 관의 코일이 진동되고 있는동안 이 관의 한단부로부터 관속으로 이송된다. 결국 관내의 광섬유는 관내벽에 의해 간헐적으로 발휘된 운반력 때문에 관의 코일의 원주를 따라 앞으로 이동한다.

통과를 쉽게 하기위해서, 관의 내경과 광섬유 직경간의 차이는 0.1㎜보다 작아서는 안되고, 관 코일의 직경은 150㎜보다 작아서는 안되며 300㎜ 이상인 것이 바람직하다.

진동문제에 있어서는, 진동각(즉 나선의 리이드각)은 1도보다 작아서는 안되고 5 내지 30도인 것이 바람직하며, 진동수는 5Hz보다 작아서는 안되고, 10 내지 30Hz인 것이 바람직하며, 진동의 총진폭은 수직성분에 의하면 0.l㎜보다 작아서는 안되고 0.5 내지 2.0㎜인 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 관을 통하여 광섬유를 통과시키는 장치는 광섬유가 통과될 관의 코일로 구성된 원통형부재, 관의 주어진 위치가 나선형통로를 따라서 왕복운동하도록 원통형부재를 진동시키는 장치, 광섬유를 진동하고 있는 관의 코일의 한 단부로부터 이 관의 코일내로 이송하는 장치로 구성되어 있다. 또한 이 통과장치는 광섬유의 이송속도 및 통과속도간의 차이를 검지하는 센서와 전술된 센서에 의해 검지된 속도차이에 기초하여 광섬유 이송장치의 이송속도를 제어하는 장치를 통합하였다.

본 발명의 방법 및 장치는 광섬유를 손상시키지 않고 또는 품질을 저하시키지 않으면서 작은 직경(외경이2mm 이하) 및 긴 길이(길이가 1km o1상)의 관을 통해서 광섬유를 통과시킬 수 있다. 이 간편성은 보호관으로 덮힌 광섬유의 생산가격을 낮추는데 이바지한다. 이 통과장치의 이송장치에 의해서 제어된 광섬유의 이송속도 때문에, 광섬유에 과도한 인장력을 가하지 않고 관내로 광섬유의 입장을 방해하는 어떠한 후방향력을 발생하지 않으면서 광섬유는 가장 적합한 상태에서 관내로 이송될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면과 관련하여 기술한다. 제1도는 본 발명에 따른 통과장치의 전체도이고 제2도는 진동테이블의 평면도이다.

기부(11)는 진동하지 않도록 바닥면(9)에 견고하게 고정되어 있다. 진동테이불을 지지하는 코일스프링(18)은 기부(11)에 있는 상부표면의 네 모서리에 장치되어 있다.

사각패널형 진동테이블(14)은 기부(11)위에 위치되어 있는데, 그것들 사이에는 지지스프링(18)이 있다. 지지프레임(15)은 진동테이블(14)의 저부표면으로부터 하향으로 연장되어 있다. 진동테이블(14)밑에 있는 지지프레임(15)은 한쌍의 진동모우터(21,22)를 구비하고 있다. 진동모우터(21)가 진동테이블(14)의 중심축(C) 주위로 180도로 회전될때 얻을 수 있는 것과 같은 위치 및 자세로 진동모우터(22)는 위치되어 있다. 진동모우터(21,22)의 회전축은 중심축(C)를 포함하는 수직면에 대해 각각 평행이고, 진동테이블의 표면에 대하여 75도로 대향적으로 경사져 있다.

불평형추(unbalanced weights)(24)는 진동모우더(21,22)의 회전축의 양단부에 고정되어 있다. 불평형추(24)의 회전으로부터 초래된 원심력은 진동테이블에 비스듬이 작용하는 진동력을 진동테이블(14)에 가한다. 한쌍의 진동모우터(21,22)는 이 모우터들이 유발한 진동이 동일한 진동수와 진폭을 갖고, 이 모우터들이 발생한 진동력은 서로 180도로 대치되는 방식으로 구동된다.

따라서 한쌍의 진동모우터(21,22)에 의해 발생된 진동이 총합될때, 진동테이블(14)은 중심축이 진동테이블(14)의 중심축(C)과 일치하는 나선형체(a helical)에 따라 이동뒤도록 진동한다. 진동테이블(14)의 진동은 지지스프링(18)이 그 사이에 설치되어 있기 때문에 기부(11)에 전달되지 않는다.

진동모우터(21,22)대신에 이와같은 진동수단으로서 크랭크, 캠 또는 전자석을 사용하는 것도 사용될 수있다. 또한 진동모우터(21,22)는 제1도에 도시된 방법과 다르게 진동테이블(14)에 고정될 수 있다.

보빈(27)은 보빈(27)의 축이 진동테이블(14)의 중심축(C)와 일치하는 방식으로 진동테이블(14)위에 고정되어 있다. 광섬유(7)가 통과될 관(1)은 관의 코일(5)을 형성하도록 보빈(27)주위에 감겨진다. 광섬유(7)는 관의 코일(5)의 하단부로부터 관(1)내로 이송된다.

광섬유에 과도한 벤딩응력이 발생하는 것을 피하기 위하여, 관 코일의 직경은 150㎜ 이상인 것이 바람직하다. 본 실시예에 사용된 광섬유(7)는 수지로 예비 고팅된 엘레멘트 광섬유로 구성되어 있다. 보빈(27)에 있는 하부플랜지(29)의 외주연은 고정지그(3)로 진동데이블(14)에 고정되어 있으므로 진동모우터(21,22)의 진동은 확실하게 접수된다.

제3도에 도시된 것처럼, 홈(30)은 세이퍼를 사용해서 보빈(27)에 있는 배럴(28)의 원주둘레에 컬팅되어 있어서 그결과 뾰족한 리지 및 러세스는 보빈의 축에 대해서 연속적으로 형성된다.

홈(30)은 관(1)과 밀접하게 접촉하도록 형성되어 있다. 단면의 프로파일에 있어서, 홈(30)은 제4(a)도에서 도시된 것처럼 삼각홈(3a) 또는 제4(b)도에서 도시된 것처럼 호형홈(30b)일 수 있다. 점선으로 도시된 관(1)이 보빈(27)상에 견고하게 유지될 수 있는한 어떤 다른 단면프로파일도 허용될 수 있다. 광섬유(7)는 보빈(27)이 진동되는 동안점진적으로 통과된다.

직접적으로 진동되는 보빈(27)과 보빈에 감긴 관(1)이 서로 밀접한 상태로 유지되지 않는다면, 관(1)에 정밀한 진동전달이 달성될 수 없으므로, 광섬유(7)의 원활한 통과가 이룩되지 않는다.

보빈(27)에 있는 배럴(28)둘레에 감긴 관(l)은 보빈(27)의 직경방향으로 배럴(28)에 대해 쉽게 밀착하지만, 보빈의 축방향으로는 밀착하지 않는다. 다음에, 수직적으로 관(1)전체를 균일하게 진동하는 것은 곤란해진다. 그렇지만 관(1)이 보빈(27)의 배럴둘레의 홈(30)에서 곽끼게 유지된다면, 보빈(27)의 진동은 관(1)에 정밀하게 전달되며, 이에 의하여 원활하고 효율적인 진동 및 광섬유(7)의 통과가 보장된다.

광섬유 이송기(33)을 구성하는 공급스풀(spoo1)(34)은 보빈(27)옆에 위치되어 있다. 이송스풀은 베어링스탠드(35)위에 회전가능하게 지지되어 있다. 이송스풀(34)은 그의 둘레에 감긴 광섬유(7)를 관(1)의 코일속으로 보낸다. 이송스풀(34)이 광섬유(7)를 보내는 지점은 광섬유(7)가 관(1)내로 이송되는 지점과 실질적으로 같은 레벨이다.

구동모우터(38)는 이송스풀(34) 다음에 위치되어 있다. 이송스풀(34) 및 구동모우터(38)는 벨트전동장치(40)에 의해 연동된다. 구동모우터(38)에 의해 회전되어서, 이송스풀(34)은 보빈(27)둘레에 감긴 관(1)속으로 광섬유(7)를 보낸다.

지지가이드(43)는 이송스풀(34)의 광섬유 이송점 부근에 설치되어 있다. 지지가이드(43)는 수평으로 가이드 프로퍼를 지지하는 스탠드(45)와 짧은 관상 가이드프로퍼(44)로 구성되어서, 지지가이드(43)는 이송스풀(34)로부터 공급된 광섬유(7)를 지지한다.

광섬유 이송상태센서(47)는 지지가이드(43)의 하류에 설치되어 있다. 이 광섬유 이송상태센서(47)는 지지칼럼(48) 및 거기에 부착된 광섬유레벨센서(49)로 구성되어 있다. 광섬유레벨센서(49)는 이미지센서 및 대향으로 배치된 광원으로 구성되어 있다. 광섬유의 통과라인에 설치되어, 광섬유레벨센서(49)는 그것의 처진(sagging)상태를 감지한다. CCD 라인센서는 이미지센서로서 사용된다.

광섬유 이송상태센서(47)로부터 송신된 신호에 기초하여 상기 구동모우터(38)에 공급되는 전압을 제어하는 회전속도 제어기(52)는 광섬유 이송상태셴서(47)에 연결되어있다. 즉 구동모우ㅓ(38)의 회전속도 바꿔말하면 광섬유의 공급속도는 광섬유(7)가 광섬유레벨센서(49)에 있는 광원으로부터 광의 이동에 간섭하는 레벨에 따라 제어된다.

광섬유(7)가 관(1)을 통해서 통과되는 속도는 항상 일정한 것이 아니라 공명이 일어날때 또는 관(1)의 내부표면 상태 및 광섬유(7)의 표면에 따라서 변화한다. 관(1)내에서 광섬유(7)의 이동속도에 있어서 변화는 외부에 있는 광섬유(7)의 이송상태에 영향을 받는다. 이 이송속도가 통과속도에 따르지 못한다면, 이 광섬유(7)는 과도하게 늘어지거나 또는 너무 팽팽하게 당겨져서 끊어진다.

이 두경우 모두 광섬유(7)의 원활한 이송이 방해될 것이다. 그러나 광섬유의 회전이 관(1)내에 있는 광섬유의 이동상태에 따라 변화되거나 정지되도록 이송스풀(34)가 회전된다면 광섬유(7)는 소정범위내의 이송속도로 항상 이송될 수 있다.

즉 광섬유(7)는 과도하게 늘어지거나 당겨지지 않으면서 최적상태 [광섬유(7)가 제1도에 도시된 것처럼 약간 늘어져 있다]로 유지된다. 결국 광섬유는 그것의에 부하가 걸리지 않고 그것의 통과를 방해하는 저항이 축적되지 않으므로 지장없이 관을 통하여 통과된다.

첨언하면, 이송기측에 직결된 2gf 또는 그보다 큰힘이 광섬유위에 작용한다면, 직경 0.4㎜의 광섬유는 내경이 0.5㎜인 강판에 진입하지 않을 것이다.

광섬유 이송상태센서(47)는 도시된 이미지센서로 한정되지않고 광섬유(7)의 늘어진 것에 대한 상한 및 하한을 검지하기 위해 수직으로 이격된 한쌍의 광전관으로 구성될 수도 있다. 이 경우에 있어서, 구동모우터(38)는 단속(斷續)제어된다. 광섬유(7)의 위치 및 형태를 감지하는것 대신에, 광섬유(7)의 이송속도가 감지되어 이 감지된 결과에 기초한 신호에 따라서 로우터속도가 제어될 수도 있다.

진동방지 가이드(54)는 광섬유 이송상태센서(47)와 관의 입구단부 사이에 설치되어 있다. 진동방지가이드(54)는 가이드프로퍼를 수평으로 지지하는 스탠드(58)와 원통형 가이드프로퍼(55)로 구성되어 있다. 제5도에 도시된 것처럼, 진동방지가이드(54)에 있는 가이드프로퍼(55)의 양단부는 데이퍼(깔대기모양이다)부(57)을 형헝하도록 외향으로 확장되어 있다. 각 테이퍼부(57)와 원통부(56)간의 경계는 미끄럽게 만곡된 표면으로 형성되는 것이 바람직하다.

진동방지장치(54)의 길이는 관의 입구단부(2)와 이송스풀(34)간의 간격에 따라 적절하게 선택된다. 이 길이가 길때, 진동방지 가이드(54)는 당연히 길어야 한다. 진동에 의한 광섬유의 이송이 방해받지 않도록 진동방지가이드(54)는 낮은 마찰계수를 갖고있는 유리 및 프라스틱과 같은 재료로 제조되어야 한다.

윤활제로 충만된 윤활제 공급기(59)는 진동방지 가이드(54)의 원통형부(56)에 부착되어 있다. 이 윤활제는 분말상의 탄소, 활석, 이산화몰리브덴으로 이루어진 고형 윤활제이다. 윤활제 공급기(59)로부터 원통형부(56)내로 떨어지는 윤활제(S)는 이들을 통과할 때 광섬유표면에 부착한다.

광섬유(7)가 이미 삽입된 관의 코일(5)이 진동할 때, 관(1)의 바로 앞부분에 있는 광섬유는 격렬하게 요동(swing)할 수 있다. 이 요동하는 광섬유(7)는 원활한 진동과 광섬유의 통과를 방해할 수도 있고, 동시에 관의 입구단부의 에지와 접촉하는 그것의 표면이 손상을 입을수도 있다.

이 요동이 매우 격렬할 때, 광섬유 내부에 균열까지도 발생할 수 있다. 그러나 진동방지가이드(54)가 관(1)의 단부 외부의 요동을 억제하며, 이에 의하여 광섬유(7)를 손상시키지 않고 그것의 진동 및 통과에 대한 저항이 없이 양호한 상태에서 광섬유(7)가 이송필 수 있도록 한다.

별도로 준비된 보호가이드(61)는 제6도에 도시된 것처럼 관(l)의 입구단부에 고정되어 있다. 보호가이드(61)는 낮은 마찰계수를 갖고있는 플라스틱과 같은 재료로 제조되며 외향으로 분기된 표면을 갖고 있는 테이퍼가이드(62)가 설치되어 있다.

광섬유(7)도 역시 진동하고 있으므로, 관(1)의 진동에 의해서 고일모양으로 감긴 관(1)을 통하여 통과된 광섬유(7)는 관(1)의 입구단부(2)에 대하여 충돌하면서 앞으로 이동할 수 있다.

다음에 관의 입구단부(2)의 에지는 광섬유의 균열 및 최종제품의 품질저하를 초래할 수 있는 광섬유(7)의 종방향 홈집을 발생할 수 있다. 그러나 상기 기술한 구조의 보호가이드(61)는 광섬유(7)를 관(1)내로 쉽게 삽입될 수 있게하고 삽입후에 어떠한 표면결함 또는 손상을 유발하지 않으면서 관내로 원활하게 전방으로이동될 수 있게한다.

이어서, 상기 기술된 장치를 사용해서 광섬유(7)를 관(1)를 통하여 통과시키는 방법을 기술한다.

미리 코일(5)은 보빈(27)둘레에 관(1)을 감아서 형성되어 있는 한편, 미리 코팅된 엘레멘트 섬유로 이루어진 광섬유(7)는 이송스풀(34)둘레에 감겨있다. 관(1)은 단일링의 보빈(27)둘레에 항상 감겨있을 필요는 없고, 종종 복수링에 감겨있다. 복수링의 코일에 있어서, 제1링은 보빈(27)의 배럴(28)둘레에 컬팅된 홈(30)에 밀접하게 끼워 맞춰있지만, 제2 및 후속되는 링은 이전의 링의 관(1)에 의해 형성된 리세스부에 끼워 맞춰질 것이다.

다음에 감긴 관(1)을 구비한 보빈(27)은 코일의 축이 진동테이블(14)의 중심축(C)과 일치하는 방식으로 진동테이블(14) 위에 고정된다.

이송스풀(34)로부터 견인된 광섬유(7)의 선단부는 지지가이드(43), 광섬유 이송상태센서(47) 및 진동방지가이드(54)를 통과한 후에 보호가이드(61)를 통하여 관의 입구단부내로 삽입된다.

코일(5)의 하부에 위치된 관의 입구단부(2)에서, 광섬유(7)는 관의 코일의 접선을 따라서 실질적으로 관(1)을 통하여 통과된다.

초기에는, 광섬유(7)를 길이 5 내지 150㎜만큼 관의 코일내로 수동으로 밀어넣는다.

이렇게 한 다음, 진동하는 관의 내면은 적당한 이송력을 발휘하여 광섬유가 꾸준히 관을 통하여 앞으로 이동하게 한다. 밀어넣어진 광섬유의 길이(즉 최초삽입된 길이)는 관의 내경, 광섬유의 외경, 즉 광섬유와 관의 내부벽면 사이에 마찰계수가 따른다. 이 삽입은 광섬유가 관이 진동하는 동안 삽입된다면 쉽게 달성된다.

관내로 광섬유의 원활한 진입을 보장하기 위하여, 광섬유와 관 사이에 어느정도의 틈새가 남아있어야 한다. 이 틈새는 반드시 0.l㎜보다 큰 것이 바람직하다.

진동모우터(21,22)가 전술한 것처럼 놓여있는 자세 및 위치 때문에 진동모우터(21,22)가 동작될때, 진동테이블(14)은 중심축(C) 둘레에의 비틀림작용(torque working)과 그것을 따라서 힘작용을 받게 된다.

결국 진동모우터(21,22)위의 주어진 지점은 제1도에 도시된 나선형체(H)에 따라 이동하는 방식으로 진동한다. 이 진동은 진동테이블(14)로부터 고정지그(31), 보빈(27) 및 관의 코일(5)을 통하여 광섬유(7)로 전달된다.

광섬유의 운동은 진동의 형, 광섬유의 성질, 관의 내경 및 다른 변수에 따라 변화한다.

광섬유는 하기하는 방식으로 관을 통하여 앞으로 이동하는 것으로 간주된다.

제7도에 도시된 것처럼, 관내벽의 저부표면은 O에 중심을 맞춘 진동(V)에 의해 운동하고 있다. 진동의 각도가 θ인 동안에, 최대가속은 n곱하기 (n sin θ는 1보다 크다)중력가속도(g)이다. 광섬유는 피치 L로 내벽의 저부표면과 접촉한다고 가정된다. 왜냐하면 광섬유가 그것과 전체에 걸쳐서 접촉하고 있다고 생각하기 어렵기 때문이다.

접촉점은 a로서 정의된다.

광섬유는 내벽의 저부표면의 수직하향 가속도가 g와 동일해질 때 이완되는데 즉 이완선(11)상의 이완점 P₁에서 이완된다.

이완된 광섬유는 속도(v₁) 및 돌출각(θ)로 점프하기 시작한다. 한편 광섬유가 견고한 물질이 아니기 때문에 비첩촉점(b)은 접촉점(a)으로부터 어럽게 이동한다.

이 진동(V)은 접촉점(a)에서 만큼 상승력을 발생하지 않는다. 그러므로 이완선(l₁)상에서 이완된 후에, 광섬유는 접촉점(a)의 운동으로부터 초래되는 억제력에 따르게 된다.

결국, 광섬유는 제1접촉점(a)과 상이한 또다른 접촉점(b₁)있는 접촉선(l₂)상으로 떨어진다.

내벽의 저부표면의 진동(V)이 이 상승방향에 있다면, 광섬유가 이완선(11)상으로 이완될때까지 광섬유는 상향으로 계속 이동할 것이다.

이 진동(V)이 하강방향에 있다면, 광섬유는 우선 최저점으로 떨어지며 그 다음에 광섬유가 이완선(11)위로 유사하게 이완될때까지 상향으로 이동한다.

이와같은 파동운동은 각 사이클 또는 진동의 몇몇 사이클로 반복되며, 이에 의하여 광섬유는 관을 통하여 전방으로 이동하게 된다.

접촉선(12)이 이완선(l1)과 일치할때 광섬유가 내벽의 하부표면을 터치하는 순간에 광섬유가 상향으로 점프하기 시작하는 것이 가장 효을적인 방법이다.

엄밀히 말하자면, 광섬유 및 관내벽의 저부표면 사이에서 일어나는 마찰, 반발 및 다른 현상은 고려되어야 한다.

점프하는 광섬유가 관내벽의 상부표면과 접촉하게 되면, 그것의 전진운동은 자연히 곤란해질 것이지만, 광섬유와 관내벽의 저부표면 사이의 마찰상태에 따라 앞으로 활주할 수도 있다.

상기한 것으로부터 명백해 진 것처럼, 광섬유(7)는 관코일의 원주방향으로 관(1)의 내벽에 의해 발휘된 힘의 성분에 의해서 관(1)을 통해서 앞으로 움직이게 된다. 관 코일의 축과 진동테이블(14)의 중심축은 일치되어 있기 때문에 관내에 있는 광섬유(7)은 중심축(C) 주위로 원운동을 한다.(제2도에 도시된 실시예에서 반시계방향 P에서의 원운동)

다시 제 1도를 참조한다.

나선형 진동이 진동테이블(14)을 통해서 관외 코일(5)로 전달될때, 관의 코일(5) 하부에서 관의 입구단부(2)로부터 이송된 광섬유(7)는 진동으로부터 초래되는 운반력의 영향하에서 관(1)을 통하여 앞으로 이동한다. 즉 관의 코일(5)이 진동하는 것은 지지가이드(43), 광섬유이송상태센서(47), 진동방지가이드(54), 보호가이드(61), 관의 입구단부(2), 관(1)로 형성된 코일 및 관의 출구단부를 통해서 이송스풀(34)로부터 공급된 광섬유(7)을 앞으로 이동시킨다.

그러므로, 광섬유(7)는 소정시간내에 관의 코일(5)의 전길이를 통해서 통과된다.

광섬유(7)의 통과속도에 있어서 어떤 변화도 광섬유레벨센서(49)에 의해 즉시 검지된 이송상태의 초래되는 변화에 의해서 광섬유레벨센서(49)에서 그것의 이송조건에 영향을 끼친다.

광섬유레벨센서(49)에 광섬유(7)가 과도하게 당겨졌다고 감지되었다면, 대응하는 신호는 이송스풀의 회전속도를 증대시키도록 구동모우터(38)에 전달될 것이며, 이에 의하여 광섬유(7)의 이송속도는 증대된다.

광섬유(7)가 과도하게 늘어져 있다면, 구동모우터(38)는 광섬유(7)의 이송속도를 늦추도록 적절히 제어될 것이다.

이와같은 방법으로, 광섬유가 전방으로 이동하는데서의 어떠한 비정상적인 상태라도 즉시 감지되어, 정상상태로 수정 및 복귀된다.

[구체예]

본 발명의 효과를 확인하기 위하여. 광섬유는 제1도에 도시된 장치를 사용하여 아래조건(표 1)하에서 강철관을 통하여 통과되었다.

통과결과는 표 1에 도시되어 있다.

(1) 시편

강철관 코일 : 7종류의 강철관 코일은 배럴의 직경이 1200㎜인 강철 보빈둘레에 길이 10km가 규칙적으로 (10 내지 20링으로)있고 외경이 0.8㎜에서 2.0㎜ 또한 내경이 0.5㎜에서 1.6㎜범위에 있는 상이한 7종류의 강철관을 감아서 준비되었다.

광섬유 : 실리카유리(직경이 125㎛)의 직경이 0.4㎜인 광섬유는 실리콘 수지로 코팅되었다.

(2) 진동조건 :

링의 수는 시험된 강철관 코일위에서 10(표 1에서 코일번호 1 내지 6) 및 20(코일번호 7)이기 때문에, 진동 조건은 관의 어느 지점에서도 사실상 동일하다.

코일 수평면에 대한 진동각 15

도진동수 : 20Hz

총진폭의 수직성분 : 1.25 내지 1.55㎜

얻은 결과는 표 1에 도시되어 있다.

[표 1]

제8도는 (a) 및 (b)도에 표 1에서 도시된 시편번호 4에 있어서 보빈의 진동을 도시한다.

(a)도에 있는 도표는 광섬유가 아직 관내에 삽입되지 않은 상태를 도시하는 한편, (b)도에 있는 또다른 도표는 1000m의 광섬유가 관내에 삽입된 상태를 도시한다.

이들 도표에 있어서, A_V밋 A_H는 각각 진폭의 수직 및 수평성분을 표시한다.

제8(b)도로부토 명백한 것처럼, 광섬유가 관내에 삽입되었을 때 고진동수 성분이 코일의 진동에 나타난다. 진폭은 보빈 플랜지에 부착된 가속도계로 측정되었다. 광섬유가 소정의 시간내에 강철관의 전체길이를 통해서 매우 원활하게 통과될 수 있다는 사실이 실험에 의해 증명되었다.

표1로부터 명백한 것처럼, 광섬유는 2㎜만큼 작은 직경의 관내로 또는 약 10km만큼 긴 길이하에도 만족스럽게 삽입될 수 있다.

이와같은 경우에서도, 통과된 광섬유는 품질이 저하되지 않으며 손상을 입지도 않는다.

방금 기술된 실시예의 구성부품의 다른 변형을 다음에 기술한다.

유사한 부품은 그것에 관한 설명을 생략한채 유사한 부재 번호로 표시된다.

본 발명에 있어서, 보빈(64)의 플랜지(66)에 평행한 다수의 원형홈(67)은 제9(a)도에 도시된 것처럼 마련된다.

이와같은 홈(67)은 배럴(65)의 전 원주에 걸쳐서 마련될 필요는 없다.

대신에 홈(67) 및 평활부(68)는 9(b)도에 도시된 것처럼 그것들의 상이한 부분에 설치된다.

관이 보빈과 밀접한 접촉을 유지하지 못한다면 진동의 정밀한 전달이 달성되지 못하기 때문에 관을 통한 광섬유의 원활한 통과는 실현될 수 없다.

관은 배럴축 방향이 아니라 배럴직경 방향으로 배럴에 밀착한다.

이것은 수직진동에 있어서 혼란을 수반할 것 같다. 제l0도에 있어서, 보빈(27)은 배럴둘레에 코일처럼 감긴 관(1)은 제(1l)도에서 도시된 넓은 탄성벨트(71)로 싸진다. 탄성벨트(71)는 그것의 양단부에 일체로 고정된 평탄고무벨트(72)와 플랜지(73)로 구성된다.

관의 코일(5)이 고무벨트(72)로 싸여진 후에 관(1)은 너트(76)을 구비하고 있으며 대향플랜지(73)에 마련된 볼트구멍(74)을 통하여 통과된 조임볼트에 의해 보빈 직경 방향으로 단단하게 압압된다.

이 벨트(72)를 단단하게 조이는 힘은 너트(76)를 돌려서 조정될 수 있다. 제12도는 보빈의 관 코일(5)를 고정하는 또다른 수단을 도시한다.

보빈(79)은 슬로트(81) 및 제12도에 도시된 것처럼 각 플랜지(80)에 마련된 다수의 스토퍼 홈(82)이 있다. 탄성벨트는 그것의 양단부에 고정된 스토퍼 로드(85,86)가 있는 고무벨트(84)로 구성되어 있다.

관(1)이 보빈(79)둘레에 감겨진 후에 벨트(84)위에 있는 한 스트퍼로드(85)의 상부 및 하부단부가 상부 및 하부 플랜지에 있는 슬로트(81)내로 삽입된다.

벨트(84)가 관(1)둘레에 예컨대 그것의 양단부가 서로 어느정도 겹치는 방식으로 시계방향으로 감겨진 후에, 벨트(84)는 적합한 스트퍼홈(82)내에 다른 스트퍼로드(86)의 상부 및 저부단부를 삽입하여서 고정된다.

그러므로 탄성벨트(84)는 적절한 위치에 스트퍼홈(82)을 선택하여 조정되는 그것의 단단하게 조이는 힘에 의해 보빈(27)의 배럴(83)과 관(1)의 밀접한 접촉을 유지한다.

제15도의 관의 코일을 보빈에 고정하는 또다른 수단을 도시한다.

관(1)이 보빈(27)의 배럴(단일 또는 그 이상의 링이 있는)둘레에 감긴 후에, 관(1)이 도시된 것처럼 그것의 둘레에 감겨진 접착테이프(88)에 의해 적소에 고정된다.

확실하게 고정하기 위하여 접착데이프(88)는 부분적으로 또는 완전히 겹치는 방식으로 싸진다.

접착테이프가 보빈(27)의 배럴둘레에 감긴 관(1)을 단단히 압압하기에 충분한 접착력이 있는 한 어떤 종류의 접착테이프도 이 목적을 만족시키며 확실한 기간동안 관(1)을 이와같이 단단하게 압압된 상태로 유지할 수 있다.

그러나 접착테이프(88)는 광섬유(7)가 통과된 후에 관(1)이 보빈(27)로부터 분리될 때 손으로 쉽게 빗겨질 수 있는 형이어야 하는 것이 바람직하다.

예컨대, 고무질 테이프가 이와같은 종류의 가장 적합한 접착테이프중 하나이다.

상기 기술한 어떤 고정수단도 보빈(27,29)의 배럴과 관(1)을 밀접한 접촉상태로 유지하며, 이에 의하여 관(1)의 자유롭고 격렬한 진동을 최소로 유지하면서 보빈(27,79)의 진동을 정밀하게 관(1)에 전달하는 것이 보장된다.

보빈축 및 반경방향에서 원하지 않는 관의 운동이 효율적으로 억제되므로, 광섬유는 관의 코일을 통하여 원활하고 효율적으로 통과한다.

둘 또는 그 이상의 부분으로 원형으로 분리되는 보빈 둘레에 관이 감긴 또다른 실시예가 있다.

그런데 보빈은 유압잭, 링크메카니즘 또는 그와 유사한 것을 사용해서 내부로부터 외향으로 팽창되며, 이에 의하여 관의 코일이 보빈과 밀접한 접촉을 하게 된다.

제16도는 진동방지 가이드의 또다른 실시예를 도시한다. 진동방지가이드(90)의 가이드실린더 프로퍼(91)는 보다 더 두꺼운 벽두께를 갖고 있다.

가이드단부(92)는 코너가 각지지 않도록 둥글게 처리(rounded off)되어 있다.

물론 진동방지기구는 도시된 실시예에 한정되지 않지만, 관의 입구단부(2)에서 광섬유에 손상을 유발하지 않는한 어떠한 형태 및 구조일 수 있다.

제17도는 보호가이드의 또다른 실시예를 도시한다. 분리보호가이드를 부착하는 대신에, 관의 입구단부(2)자체를 제17도에 도시된 것처럼 보다 큰 직경부(94)를 형성하도록 확장한다.

이 실시예는 또한 유사한 결과를 낳는다.

스폰지 또는 완충성 있는 재료 또는 완충성이 있는 재료의 조각으로 덮힌 한쌍의 로울러는 보호가이드로서 관의 입구단부의 부근에 광섬유의 원활한 이동을 방해하지 않는 방식으로 설치될 수 있다.

관을 통해서 통과될 광섬유의 수는 하나로 한정되지 않는다. 광섬유의 직경과 관의 내경 사이의 관계가 허용된다면 다수의 광섬유는 통과될 수 있다.

물론 본 발명은 이전에 기술된 실시예에서 사용된 강철관 및 미리 고팅된 텔레멘트 섬유로 구성되는 광섬유의 총합에 한정되지 않는다.

광섬유 또는 케이블이 알루미늄, 합성수지 또는 다른 재료로 될 수 있는 관을 통하여 통과될 수 있는 것과 같은 많은 다른 변용이 가능하다.

관을 통하여 통과된 광섬유는 그것의 만면적을 감소하는 처리에 다를 수 있다.

다른 적절한 수정이 요구된 것처럼 도입될 수 있다. 광섬유는 관의 코일상부로부터 이송될 수도 있다. 다음과 같은 축 일치가 절대적으로 필수적인 것은 아니지만, 관의 코일의 중심축은 나선형체의 중심축과 일치하는 것이 바람직하다.

관의 코일의 중심축은 수직인것이 바람직하지만, 항상 그럴 필요는 없다. 광섬유의 최초 삽입을 위해서, 핀치로울러 또는 다른 기계적인 수단이 손대신 사용될 수 있다.

Claims (16)

1. 관의 코일을 형성하는 단계, 판의 주어진 지점이 나선형 통로에 따라 왕복운동하는 방식으로 관의 코일을 진동시키는 단계, 및 광섬유를 진동되고 있는 관의 코일의 한 단부내로 이송하는 단계로 구성됨으로써, 관내로 이송된 광섬유가 관의 고일의 원주방향으로 관의 내벽에 의해 발생된 간헐적인 운반력의 영향하에서 앞으로 이동하는 것을 특징으로 하는 관을 통해서 광섬유를 통과시키는 방법.
2. 제1항에 있어서, 광섬유는 광섬유를 끌어들이기에 충분히 큰 운반력이 발생되는 길이만큼 관의 한단부로 부터 관내로 먼저 삽입되는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제1항에 있어서, 광섬유는 관의 입구에 있는 광섬유에 대한 상부로 향하는 작용력(upstream-oriented force working)이 상기 운반력보다 작도록 유지되는 방식으로 관내로 이송되는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제1항에 있어서, 윤활제는 관내로 통과될 광섬유의 표면에 코팅되는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 광섬유가 들어갈 관이 코일모양으로 둘레에 감긴 원통형체, 관의 주어진 점이 나선형통로를 따라서 왕복운동하는 방식으로 원통형체를 진동시키는 수단, 및 광섬유를 진동되고 있는 관의 코일의 한 단부로부터 이 관의 코일내로 이송하는 수단으로 구성되어, 그래서 관내로 이송된 광섬유가 관의 코일의 원주방향으로 관의 내벽에 의해 발생된 간헐적인 운반력의 영향하에서 앞으로 이동하는 것을 특징으로 하는 장치.
6. 제5항에 있어서, 관을 수용할 나선형홈은 원통형체의 원주에 컫팅되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
7. 제5항에 있어서, 관을 수용할 다수의 원형 및 평행홈은 원통형체의 원주에 컫팅되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
8. 제5항에 있어서, 탄성부재로 구성되는 벨트는 원통형체의 둘레에 코일처럼 감긴 관을 원통형체의 원주에 대하여 죄기 위하여 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
9. 제5항에 있어서, 접착관은 원통형체의 둘레에 코일처럼 감긴 관을 원통형체의 원주에 대하여 죄기 위하여 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
10. 제5항에 있어서, 관형태의 진동방지가이드는 광섬유가 이송되는 관의 입구단부 다음에 광섬유의 이송방향에 따라 설치되어 있고, 이 관형태의 진동방지가이드의 양단부는 테이퍼부를 형성하기 위해서 외향으로 팽창되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
11. 제5항에 있어서, 관형태의 진동방지가이드는 광섬유가 이송되는 관의 입구단부 다음에 광섬유의 이송방향에 따라 설치되어 있고, 이 관형태의 진동방지가이드의 양단부는 외향으로 팽창되고 둥글게 처리된 것을 특징으로 하는 장치.
12. 제5항에 있어서, 광섬유의 통과속도 및 이송속도간의 차이를 감지하는 수단과 상기 감지수단에 의해 감지된 속도차이에 기초하여 광섬유 이송수단의 이송속도를 제어하는 수단이 있는 것을 특징으로 하는 장치.
13. 제5항에 있어서, 광섬유를 받아들이는 관의 입구단부는 깔때기처럼 상류측을 향하여 벌어져 있는 것을 특징으로 하는 장치.
14. 기부 : 기부와 진동테이블사이에 넣은 스프링을 통해서 기부위에 장치된 진동테이블 : 진동테이블의 주어진 지점이 수직중심축이 있는 나선형체를 따라서 왕복운동하는 방식으로 진동테이블을 진동시키는데 적합하고, 진동테이블에 부착된 진동수단 ; 상기 나선형체의중심축과 보빈의 축이 일치하는 방식으로 진동테이블위에 고정되어 있고, 관이 그 둘레에 코일모양으로 감기는 보빈 : 스풀의 한 단부로부터 보빈둘레 코일 모양으로 감긴 관내로 광섬유를 이송하는데 적합하고, 보빈옆에 배치된 광섬유의 코일을 구비한 스풀 ; 스풀에 감긴 광섬유를 보빈둘레에 코일모양으로 감긴 관내로 이송하는 방식으로 스풀을 회전시키는 구동수단 ; 광섬유의 통과속도 및 이송속도간의 차이를 감지하는 센서 ; 및 센서에 의해 감지된 속도차이에 기초하여 스풀구동수단을 제어하는 수단으로 구성되어 있는 관을 통하여 광섬유를 통과시키기 위한 장치.
15. 제14항에 있어서, 진동수단은 회전축위에 편심추가 있는 모우터로 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
16. 제14항에 있어서, 센서는 광섬유의 상부 및 하부위치를 감지하기 위해서 스풀과 관의 입구단부 사이에 배치된 이미지 센서이고, 이에 의하여 광섬유의 늘어진 양을 측정하는 것을 특징으로 하는 장치.

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