JP2010262001A - 光ファイバ巻取り用ボビン - Google Patents

Abstract

【課題】ボビンの回転を停止することなく補助巻取胴部から主巻取胴部に、光ファイバを断線することなく棚越えさせることが可能な光ファイバ巻取り用ボビンを提供する。
【解決手段】光ファイバ巻取り用ボビン１０は、円筒状の主巻胴部１２ａと該主巻胴部に少なくとも一方の端部側に補助巻胴部１２ｂとを有し、主巻胴部と補助巻胴部とは巻胴部に達する径方向スリット１３を設けた仕切鍔１１ｃで仕切られている。径方向スリットの外周側の角部１３ｂに、半径１０ｍｍ以上３０ｍｍ以下の丸みがつけられている。また、径方向スリット１３の近傍は、補助巻胴部側でスリットのエッジ１３ａに向かって次第に薄肉とされている。
【選択図】図１

Description

本発明は、光ファイバを巻取り収納する光ファイバ巻取り用ボビンに関する。

光ファイバ心線（または光ファイバ素線）は、その品質を保証するために製造後において種々の検査が行われている。検査項目の主なものとしては、例えば、伝送損失の測定があるが、この測定は、所定のボビンに巻取られた状態で光ファイバの一方の端部から入射した光強度と、他方の端部から出射した光強度を測定することにより行われる。このため、ボビンに巻取られた光ファイバ心線の巻始端と巻終端の両端が、取出されるようにされている。

光ファイバ心線のボビンへの巻取り後の巻始端の取出し（口出し）を容易にするために、例えば、特許文献１には、ボビンの巻取り胴部に達するスリットを有する中間鍔により、本巻部の他にリード巻部を設けた構造のものが開示されている。このボビンは、光ファイバ心線の巻始め部分をリード部に数ｍ〜数十ｍを巻いた後、中間鍔のスリットを経て本巻部で光ファイバ心線を所定量巻取るようにしている。

また、特許文献２には、主巻胴の両側に設けた鍔の少なくとも一方の鍔の外側に補助巻胴を有するボビンで、前記の鍔に外周から内周に向かって幅の広がるスリットを設けることが開示されている。また、このスリットは、主巻胴側から補助巻胴側に向かって開いた面取り部で形成され、またスリットの角部は丸められた形状（丸める程度は不明）としている。そして、補助巻胴に１０ｍ程度の光ファイバを口出しのために巻き取った後、前記のスリットを経て、主巻胴で所定量の光ファイバを巻取るようにしている。

実用新案登録第２５５０９３４号公報 特開２００５−１７５８４号公報

連続的に送られてくる光ファイバ心線または光ファイバ素線（以下、光ファイバという）をボビンで巻取る場合に、所定量の巻取りを終えたボビンから新しく巻取りを開始する空のボビンに、光ファイバの走行を中断することなく切り替えることが行われている。
図４は、前記の光ファイバ巻取りの切り替え動作の概略を示す図で、光ファイバ１はトラバースローラ２により案内されてボビン３，３’に巻取られる。図では、右側のボビン３’の巻取りが所定量に達し、左側の空のボビン３に巻取りを切り替える状態を示している。なお、ボビン３，３’の巻始端側には、巻始端を係止する爪ホイール４が配される。

光ファイバ１の巻取りをボビン３’からボビン３に移行させる場合、ボビン３の回転が開始されるとともに、トラバースローラ２が左方向に移動して光ファイバをボビン３の胴部に接するように案内する。次いで、ファイバ移動アーム５で光ファイバ１を爪ホイール４側に引き寄せ、巻始端を係止させ、引き続くボビン３の回転で光ファイバ１がカッター６で切断される。この段階で、満巻された右側のボビン３’は、巻取り装置から外され空のボビンに置き替えられ、次の巻取りに備えられる。

図５は、切り替え操作終了後の光ファイバの巻取り状態を示している。ボビン３は、例えば、鍔７ａ，７ｂの間に、巻胴部に達するスリット８を有する仕切鍔７ｃを設けて、主巻胴部９ａと巻始端の口出しを行なう補助巻胴部９ｂを備えたもので示してある。
図５（Ａ）に示すように、光ファイバ１は、ボビン３の主巻胴部９ａへの巻取りに先立って、先ず、補助巻胴部９ｂに数ｍ〜数十ｍが巻かれる。

次いで、図５（Ｂ）に示すように、ボビン３を光ファイバ１に対して、補助巻胴部９ｂ側の方向にトラバースさせる。このトラバースで、光ファイバ１は、仕切鍔７ｃのスリット８を経て主巻胴部９ａに移行される。なお、この仕切鍔７ｃを横切って光ファイバが移行することを「棚越え」という。光ファイバ１が棚越えした後は、図５（Ｃ）に示すように、ボビン３を鍔７ａと仕切鍔７ｃ間の主巻胴部９ａで光ファイバ１が巻取られるようにトラバースさせる。

図５（Ｂ）に示す補助巻胴部９ｂから主巻胴部９ａへの光ファイバの棚越えは、光ファイバがスリットの角部に引っ掛かることにより断線して、失敗することがある。特にＨＰＣＦ（Hard Plastic Clad Fiber）のように、ガラスの外側の被覆層（ＨＰＣＦの場合クラッド部）が薄いような光ファイバの場合は、断線する確率が高くなる。光ファイバが断線すると、再度最初から線掛けをする必要があるため、設備稼働率が悪化し、製品歩留まりも低下することになる。光ファイバの線引ではなく、巻き替えなどの場合には、仕切鍔７ｃのスリット８をセンサー等で検出して、ボビン３の回転を一時的に停止ないし減速させることも可能であるが、ボビン３の回転を一時的にでも停止させると、その前後の減速を含めた巻取り制御が必要となる。また、図４の巻取りを切り替える場合に、光ファイバ１の走行を中断することなく連続的に巻取るということへの効果も半減することとなる。

本発明は、上述した実情に鑑みてなされたもので、ボビンの回転を停止することなく補助巻取胴部から主巻取胴部に、光ファイバを断線することなく棚越えさせることが可能な光ファイバ巻取り用ボビンの提供を目的とする。

本発明による光ファイバ巻取り用ボビンは、円筒状の主巻胴部と該主巻胴部に少なくとも一方の端部側に補助巻胴部とを有し、主巻胴部と補助巻胴部とは巻胴部に達する径方向スリットを設けた仕切鍔で仕切られている光ファイバの巻取り用ボビンであって、径方向スリットの外周側の角部に、半径１０ｍｍ以上３０ｍｍ以下の丸みがつけられていることを特徴とする。
また、径方向スリットの近傍は、補助巻胴部側でスリットのエッジに向かって次第に薄肉とされていることが好ましい。

本発明によれば、ボビンの仕切鍔のスリットでの光ファイバの引っ掛かりが無くなり、光ファイバの補助巻胴部から主巻胴部への棚越え時の断線発生頻度を低下させることができる。この結果、棚越え失敗による再線掛けを行うことも無くなるため、設備稼働率や製品歩留まりを悪化させること無く、光ファイバを連続的に巻取ることが可能になる。

本発明による光ファイバ巻取り用ボビンの実施形態を説明する図である。 本発明の他の実施形態を説明する図である。 本発明による光ファイバ巻取り用ボビンの試験結果を説明する図である。 光ファイバの切り替えの形態を説明する図である。 光ファイバの棚越えの形態を説明する図である。

図１，２により本発明の実施形態を説明する。なお、図中、１０，１０ａ，１０ｂは光ファイバ巻取り用ボビン、１１ａ，１１ｂは鍔、１１ｃは仕切鍔、１２ａは主巻胴部、１２ｂは補助巻胴部、１３は仕切鍔の径方向のスリット、１３ａはスリットのエッジ、１３ｂはスリットの角部、１３ｃは傾斜部を示す。

本発明による光ファイバ巻取り用ボビン１０は、図１（Ａ）に示すように、円筒状の主巻胴部１２ａと、該主巻胴部１２ａの少なくとも一方の端部に補助巻胴部１２ｂを有するように構成される。この主巻胴部１２ａと補助巻胴部１２ｂの端部側には、鍔１１ａと鍔１１ｂを設けて、巻胴部上に巻取られた光ファイバが崩れないように収納する。そして、鍔１１ａと鍔１１ｂの間に仕切鍔１１ｃを設けて、鍔間隔を大きくした一方の鍔１１ａとの間を主巻胴部１２ａとし、鍔間隔の小さい他方の鍔１１ｂとの間を補助巻胴部１２ｂとする。

鍔１１ａ，１１ｂおよび仕切鍔１１ｃは、主巻胴部１２ａ並びに補助巻胴部１２ｂに対して、取り外し可能に組付ける構成とすることができる。また、仕切鍔１１ｃは、両側の鍔１１ａと１１ｂの補助的な鍔として、図に示すように、鍔１１ａ，１１ｂより鍔径を多少小さく、また、厚みを薄くした形状とすることができる。
なお、主巻胴部１２ａの他方の端部側にも仕切鍔を設けて、主巻胴部１２ａの両側に補助巻胴部１２ｂを有する構成としてもよい。

仕切鍔１１ｃは、鍔の外周から巻胴部に達する径方向のスリット１３を有し、該スリット１３により主巻胴部１２ａと補助巻胴部１２ｂとが連通される。スリット１３は、図１（Ｂ）に示すように、スリット１３のエッジ１３ａに丸みを持たせ、このスリット１３を横切って棚越えする光ファイバに傷をつけないようにする。また、このスリット１３の近傍部分は、補助巻胴部１２ｂ側を傾斜部１３ｃとして、エッジ方向に向かって次第に薄肉となるようにし、光ファイバが補助巻胴部１２ｂ側から主巻胴部１２ａ側に移動しやすいようにする。

また、スリット１３を形成したとき、仕切鍔１１ｃの外周側に鎖線で示すような角部が生じる。本発明においては、特に、この角部に半径Ｒを有する丸みを持たせ、円弧状の角部１３ｂとしている。この角部に丸みを持たせることにより、光ファイバが補助巻胴部１２ｂ側から主巻胴部１２ａに棚越えする際に、光ファイバを引掛けたり、傷をつけて断線するのを回避させることが可能となる。しかし、丸みの半径Ｒによっては、後述するように所定の棚越え成功率を得ることが難しい。

図２は、本発明による光ファイバ巻取り用ボビンの他の形態を示す図で、図２（Ａ）に示すボビン１０ａは、仕切鍔１１ｃを両側の鍔１１ａと１１ｂと同じ鍔径と厚さで形成した例である。光ファイバを巻取り収納する主たる部分は、主巻胴部１２ａであることから、この主巻胴部１２ａを形成する仕切鍔１１ｃも、両側の鍔１１ａ，１１ｂと同等の鍔径と機械的強度を備えたものとすることができる。この場合も、図１（Ｂ），（Ｃ）で説明したスリット１３は、同様な形態で形成される。

図２（Ｂ）に示すボビン１０ｂは、補助巻胴部１２ｂの鍔１１ｂを鍔径および鍔厚さを小さくした例である。補助巻胴部１２ｂは、光ファイバの巻始端の口出し用で、十数ｍ程度の少ない巻量を意図したものであるので、補助巻胴部１２ｂを形成する端部の鍔１１ｂ側は、その巻胴幅や主巻胴部１２ａに比べて小さくすることができる。この場合、仕切鍔１１ｃは、光ファイバを巻取る主たる鍔としての機能を備える必要があり、図２（Ａ）で説明したように、主巻胴部１２ａ側の端部に設けられた鍔１１ａと同等の鍔径と機械的強度を備えたもので形成される。なお、この場合の仕切鍔１１ｃも、図１（Ｂ），（Ｃ）で説明したスリット１３が、同様な形態で形成される。また、図１，２では、スリットが鍔に一つある例を示したが、スリットは複数箇所あっても良い。スリットが複数あった方が、光ファイバが棚越えする際に、鍔の縁で擦られる時間が短くなるので、より光ファイバが傷つきにくい。

上述した光ファイバ巻取り用のボビン１０〜１０ｂは、先に、図４で説明した切り替え装置にセットされて、光ファイバ１の走行を中断することなく、ボビンを順次切り替えて巻取られる。なお、本発明によるボビン１０は、図４のボビン３，３’に相当するもので、光ファイバ１は、トラバースローラ２により案内されてボビン（１０、１０’）に巻取られる。右側のボビン（１０’）の巻取りが所定量に達したとき、左側の空のボビン（１０）に巻取りを切り替えられる。

光ファイバ１の巻取りをボビン（１０’）からボビン（１０）に移行させる場合、ボビン（１０）の回転が開始されるとともに、トラバースローラ２が左方向に移動して光ファイバをボビン（１０）の胴部に接するように案内する。次いで、ファイバ移動アーム５で光ファイバ１を爪ホイール４側に引き寄せて巻始端を係止させ、引き続くボビン（１０）の回転で光ファイバ１がカッター６で切断される。この段階で、満巻された右側のボビン（１０’）は、巻取り装置から外されて空のボビンに置き替えられ、次の巻取りに備えられる。

上記のボビンの切り替え操作終了後、ボビン（１０）は図５（Ａ）に示すように、光ファイバ１のボビン（１０）の主巻胴部９ａでの巻取りに先立って、巻始端の口出し用として、補助巻胴部９ｂに数ｍ〜数十ｍが巻かれる。次いで、ボビン（１０）の回転および光ファイバ１の走行を停止させることなく、図５（Ｂ）に示すように、ボビン（１０）を光ファイバ１に対して、補助巻胴部９ｂ側の方向にトラバースさせる。このトラバースで、光ファイバ１は、仕切鍔７ｃのスリット８を経て主巻胴部９ａ側に棚越えされる。光ファイバ１が棚越えした後は、図５（Ｃ）に示すように、ボビン（１０）を鍔７ａと仕切鍔７ｃ間で光ファイバ１が巻取られるようにトラバースさせる。

図３は、図１（Ｃ）に示したスリット１３の角部１３ｂの丸み半径Ｒと、上記の棚越えの成功率との関係を試験した結果を示す図である。この試験に用いたボビンは、主巻胴部のボビン胴径２８０ｍｍ、仕切鍔径３９５ｍｍ、仕切鍔厚さ６ｍｍ、巻胴幅２１８ｍｍで、光ファイバ径が０.２５ｍｍのものを巻ピッチ０.２５ｍｍで巻き取った。そして、仕切鍔のスリット幅Ｓを１０ｍｍ、傾斜部の幅ｈを１５ｍｍ、スリットエッジ厚さｄを２ｍｍ程度とし、角部の丸み半径Ｒを０ｍｍ〜４０ｍｍの範囲で変えて、その棚越え成功率を調べた。なお、光ファイバの線速は、８０ｍ／ｍｉｎで行なった。

試験の結果は、図３（Ａ）に示すように、丸み半径Ｒが「０ｍｍ〜５ｍｍ」の状態では、棚越え成功率は２０％前後である。このため、ほとんどの場合で断線し、再線掛けが必要となる。しかしながら、丸み半径Ｒが１０ｍｍで棚越え成功率は８０％、丸み半径Ｒが２０ｍｍで棚越え成功率は９８％、丸み半径Ｒが３０ｍｍで棚越え成功率は９９％という結果が得られた。

この結果、仕切鍔に設けるスリットの角部を、半径１０ｍｍ以上で丸みをつけることにより、光ファイバの走行およびボビンに回転を中断させることなく、８０％以上の確率で棚越えを成功させることができる。なお、スリットの角部の丸み半径Ｒを大きくすると、光ファイバの巻取り側部での露出面積が大きくなり、巻取りの収納状態が崩れたり、傷を受けやすくなるということから、あまり大きくすることはできない。図３（Ｂ）は、安全に巻取ることが可能な、光ファイバの最大巻量（ｋｍ）とスリット角部の丸み半径Ｒ（ｍｍ）の関係をシミュレーションした結果を示したものである。この光ファイバの通常の巻量は、８０ｋｍ以上であることから、この上限値の丸み半径Ｒ３０ｍｍ以下とされる。

１…光ファイバ、２…トラバースローラ、３，１０，１０ａ，１０ｂ…ボビン、４…爪ホイール、５…ファイバ移動アーム、６…カッター、７ａ，７ｂ，１１ａ，１１ｂ…鍔、７ｃ，１１ｃ…仕切鍔、９ａ，１２ａ…主巻胴部、９ｂ，１２ｂ…補助巻胴部、８，１３…径方向のスリット、１３ａ…スリットのエッジ、１３ｂ…スリットの角部，１３ｃ…傾斜部。

Claims (2)

1. 円筒状の主巻胴部と該主巻胴部の少なくとも一方の端部側に補助巻胴部とを有し、前記主巻胴部と補助巻胴部とは巻胴部に達する径方向スリットを設けた仕切鍔で仕切られている光ファイバ巻取り用ボビンであって、
   前記径方向スリットの外周側の角部に、半径１０ｍｍ以上３０ｍｍ以下の丸みをつけたことを特徴とする光ファイバ巻取り用ボビン。
2. 前記径方向スリットの近傍は、前記補助巻胴部側でスリットのエッジに向かって次第に薄肉とされていることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ巻取り用ボビン。

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