(57)【要約】【課題】光ファイバを一定の張力で巻き取ることができるボビン無しの光ファイバ巻き線とその製造方法並びに光ファイバの繰り出し方法を提供する。【解決手段】光ファイバ巻き線７は、ボビンを有さず、交差させて球状ないしは楕円球状に巻き取られた光ファイバからなり、巻き線の外側表面は包装フィルム８等で保護される。また、光ファイバを繰り出して使用するための光ファイバ巻き線の製造方法は、球状ないしは楕円球状のボビン２を用いて光ファイバを交差させながら球状ないしは楕円球状に巻き取った後、ボビン２を取り除く。この巻き取り用のボビン２としては、例えば、膨張収縮が可能な形状のものが用いられる。さらに、上記の如く形成された光ファイバ巻き線７から光ファイバを繰り出す方法は、クッション材等を収納した収納容器内で光ファイバ巻き線を転がしながら繰り出すようにする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバを繰り出して使用するための光ファイバ巻き線であって、ボビンを有さず、交差させて球状ないしは楕円球状に巻き取られた光ファイバからなることを特徴とする光ファイバ巻き線。
【請求項２】
巻き線の外側表面が包装フィルムで保護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き線。
【請求項３】
光ファイバを繰り出して使用するための光ファイバ巻き線の製造方法であって、球状ないしは楕円球状のボビンを用いて光ファイバを交差させながら球状ないしは楕円球状に巻き取った後、前記ボビンを取り除くことを特徴とする光ファイバ巻き線の製造方法。
【請求項４】
前記ボビンは、膨張収縮が可能であることを特徴とする請求項３に記載の光ファイバ巻き線の製造方法。
【請求項５】
請求項１に記載の光ファイバ巻き線から光ファイバを繰り出す方法であって、収納容器内に転動自在に置かれた光ファイバ巻き線から繰り出すことを特徴とする光ファイバ繰り出し方法。
【請求項６】
前記収納容器は、内部にクッション材を有することを特徴とする請求項５に記載の光ファイバ繰り出し方法。
【請求項７】
前記クッション材に、液体を用いることを特徴とする請求項６に記載の光ファイバ繰り出し方法。
【請求項８】
前記収納容器は、内部が低摩擦材料で形成されていることを特徴とする請求項５に記載の光ファイバ繰り出し方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバを順次繰り出して光ケーブル、光コネクタ付き光ファイバや光ファイバ部品を作製するための光ファイバ供給体となる光ファイバ巻き線とその製造方法並びに光ファイバ繰り出し方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ボビン等に巻き取られた光ファイバを、サプライ光ファイバとし、これを所定長さだけ順次繰り出し、光ケーブル、光コネクタや光結合器等の光部品を作製している。光ファイバは、通常は、プラスチック製のボビンに巻き取られて供給されるが、このボビンは使用後不要となるため、回収或いは廃棄するなどの後処理が必要となる。また、ボビンは容積をとるため、使用していない場合でも、その保管にスペースを要するなどの問題があった。
【０００３】
ボビンは、使用後は廃棄処分がしやすいように、例えば、特許文献１に示すように紙製のボビンを用いる方法がある。また、特許文献２には、巻き取りボビンを用いずに円筒容器内に光ファイバを花形模様に引き落として光ファイバパッケージとする方法が開示されている。さらに、特許文献３には、光ファイバをマンドレル上に交叉させながら円筒状に巻き取った後、マンドレルを除去してボビン無しの巻き線とし、円筒状の内側から光ファイバを繰り出す光ファイバ巻き線が開示されている。
【特許文献１】実開平７−２８１５４号公報
【特許文献２】特開平７−１０３７８号公報
【特許文献３】特公平６−７１９８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示の紙製のボビンを用いる方法は、単に廃棄しやすいようにするということから、資源有効活用の点から有効な方法であるとは言えず、本質的な解決にはなっていない。特許文献２に開示の円筒容器を用いる方法は、使用時の振動等で巻き線状態に乱れたりすると、光ファイバの繰り出しが難しくなる。このため、専用の円筒容器に引き落として巻き線を形成し、使用後は円筒容器を廃棄又は回収するということが必要となり、ボビンを使用する場合と実質的には同じことになる。
【０００５】
特許文献３に開示のボビン無しの光ファイバ巻き線は、光ファイバの高速繰り出しを目的としたもので、光ファイバの巻き取り時の芯となるマンドレルを引きぬいた後の開口部分から繰り出される。光ファイバの巻き取りは、１回の巻回で２回の交叉が生じるように巻回されるが、交叉領域以外において、下部層の巻き線の間に入り込むように巻き線が配される。そして、両端部は軸方向に直角な平坦面に仕上がるように形成され、マンドレルの取り除きは、内側の巻層を犠牲層として破壊することで実現している。
【０００６】
しかし、この光ファイバの巻き取り方法では、光ファイバのような極細線を巻き取るには非常に高精度な制御を必要とし、高速での巻き取りが困難となり、しかも、巻層の一部を犠牲にするという必要があり、コスト高なものとなる。また、光ファイバの線引き時の巻き取り工程においては、光ファイバに一定の張力を与えることが難しくなるため、光ファイバの特性を劣化させる。さらには、全ての巻回において微小な屈曲が生じることが不可避であるという欠点を持っている。
【０００７】
本発明は、上述した実情に鑑みてなされたもので、光ファイバを一定の張力で巻き取ることができ、微小な屈曲を与えることなく巻き取ることが可能なボビン無しの光ファイバ巻き線とその製造方法並びに光ファイバの繰り出し方法の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明による光ファイバを繰り出して使用するための光ファイバ巻き線は、ボビンを有さず、交差させて球状ないしは楕円球状に巻き取られた光ファイバからなり、巻き線の外側表面は包装フィルム等で保護される。また、光ファイバを繰り出して使用するための光ファイバ巻き線の製造方法は、球状ないしは楕円球状のボビンを用いて光ファイバを交差させながら球状ないしは楕円球状に巻き取った後、ボビンを取り除く。この巻き取り用のボビンとしては、例えば、膨張収縮が可能な形状のものが用いられる。さらに、上記の如く形成された光ファイバ巻き線から光ファイバを繰り出す方法は、収納容器内に光ファイバ巻き線を転動自在に置いて繰り出す。収納容器内には光ファイバ巻き線が転動し易いクッション材を入れるか、又は、収納容器の内部を低摩擦材で形成する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、光ファイバの巻き取り形状が球状ないしは楕円球状であるため、高精度の巻回制御を行なうことなく一定張力で巻回することが可能である。また。光ファイバを巻回ターン毎に交差させながら巻回することで巻崩れを抑えることができ、巻回終了後にボビンを抜き取っても巻回状態を保持することができると共に、微小な屈曲を与えることなく巻き取ることが可能である。この結果、ボビン無しの光ファイバ巻き線として、光ファイバを繰り出すことができ、廃棄処分とすべきボビンが残らず後処理不要とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図により本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の光ファイバ巻き線とその製造方法の概略を説明する図で、図２（Ａ）は球状に巻き取った例を示す図、図２（Ｂ）はボビン除去方法の一例を説明する図である。図中、１は光ファイバ、２は球状ボビン、２ａは縮小したボビン、３はボビン軸、４はボビン回動装置、５はフライヤ、６はフライヤ駆動装置、７は巻き線、７ａはターンコイル、８は包装フィルムを示す。
【００１１】
本発明による光ファイバ巻き線は、例えば、分散補償光ファイバコイルの製造、コネクタ付きの光ファイバの製造、その他光ファイバを用いた導波路等の光部品製造のために、適当な長さの光ファイバを供給するのに使用される光ファイバ巻き線である。そのための光ファイバとは、ガラスファイバ、プラスチックファイバの何れをも対象とすることができる。また、本発明における光ファイバとは、光ファイバのコア部、クラッド部を樹脂で被覆して保護した状態の光ファイバ素線或いは光ファイバ心線と言われているもの、さらにその外側に補強用の被覆等を施した光ファイバコード等のように、長尺のものを巻き取り収納する形態のもの全てを含めた意味で使用するものとする。
【００１２】
本発明による光ファイバ巻き線とは、例えば、図１及び図２に示すように光ファイバ１を球状に巻き取り、その巻き取り形状を保持して巻き取り時に用いた球状ボビン２及びボビン軸３を除去して、ボビン無しで繰り出し可能とした巻き線７を言うものとする。光ファイバ１を巻き取るためのボビンは、球状ボビン２に巻き取りの軸となるボビン軸３を貫通するように設け、例えば、ボビン軸３の一方の端部にステップモータ等の回転角度制御が可能なボビン回動装置４に連結し、他方の端部はフリーにしておく。また、球状ボビンは、表面に適度な摩擦係数を有するものとし、最初に巻き付けられる光ファイバが滑らないようにするのが望ましい。
【００１３】
本発明によるボビン無しの巻き線７を製造するには、ボビン軸３の回転中心Ｙに対して、角度θを持たせたコイル面軸Ｚを通るように球状ボビン２に光ファイバ１を巻き付け、ターンコイル７ａを形成する。ターンコイル７ａは、コイル面軸Ｚと直交する巻き付け軸Ｘを中心に回転するフライヤ５により、光ファイバ１を球状ボビン２に、例えば、反時計方向の回転Ｅで巻き付けて形成される。なお、フライヤ５は、フライヤ駆動装置６により連続的に回転され、フライヤ５の１回転でターンコイル７ａが１ターン形成される。フライヤ５が１回転するとボビン軸３が微小角度だけ回転され、ターンコイル７ａは重ならないようにずれて巻き付けられるようにする。なお、ボビン軸３の回転量を光ファイバの線径相当分に設定することにより、密着状態で巻き付けることもできる。
【００１４】
なお、フライヤ５を用いずに球状ボビン２を、巻き付け軸Ｘを軸として時計方向に回転させることによっても同様にターンコイル７ａを形成することは可能である。しかし、この場合、巻き付け軸Ｘは、球状ボビン２から露出していると３６０°連続回転ができず１８０°で回転方向を反転させる必要があり、また、ボビン軸３とボビン回動装置４も同時に回転させる必要があり、現実的ではない。したがって、図１に示すように光ファイバ１の巻き付けにはフライヤ５を用いるのが好ましい。
【００１５】
ターンコイル７ａは、１ターン巻く毎に球状ボビン２をボビン軸３で微小回転（例えば、反時計方向のＦ方向に順次回転）させ、且つコイル面軸Ｚを通るように巻き付けることにより、コイル径を最大にして所定のピッチで巻き付けることができる。この巻き付けにより、ｎ回目のターンコイル７ａに対して、ｎ＋１回目のターンコイル７ａは、２箇所の部分で交差部ＣとＣ’が生じる。この交差によりｎ回目のターンコイル７ａの巻き取りを、ｎ＋１回目のターンコイル７ａで抑え、巻崩れを抑えることが可能となる。
【００１６】
２つの交差部ＣとＣ’は互いに点対称の位置関係にあり、球状ボビン２はボビン軸３で微小回転角で順次回転されることから、交差部ＣとＣ’は環状の軌跡Ｄ及びＤ’上に沿って移動する。球状ボビン２がＦ方向に１回転することにより、球状ボビン２上に１層分の巻き取り層が形成され、軌跡Ｄ，Ｄ’上に光ファイバの交差による盛り上がりが環状に生じる。次の巻き取り層において、同じ位置で交差が行なわれると巻崩れが発生しやすくなるが、ボビン軸３の回転中心Ｙとコイル面軸Ｚの角度θを変えることにより、軌跡Ｄ，Ｄ’の半径を変えることができる。すなわち、ターンコイル７ａの巻き取り層毎に角度θを少しずつ変えて、交差部Ｃ，Ｃ’の軌跡Ｄ，Ｄ’の位置を球状ボビン２の表面上で順次ずらし、巻層数が多い場合は軌跡Ｄ，Ｄ’を往復移動させる。
【００１７】
以上のようにして、球状ボビン２に光ファイバ１を所定量巻き取り、図２（Ａ）に示すように球状の巻き線７とした後、ボビン軸３及び球状ボビン２を除去する。球状ボビン２は、再利用しないもの或いは再利用可能なものとするかによって、種々の形態が考えられる。再利用しない場合は、例えば、球状ボビン２を光ファイバ巻き取り後に溶剤等によって簡単に溶解できるような材料で形成しておき、巻き取り後に溶解除去するようにしてもよい。
【００１８】
また、再利用可能なものとする場合は、図２（Ｂ）に示すように、球状ボビン２を膨張収縮が可能な、例えば、ゴムボールのような伸縮可能な材料で形成したものを用いることができる。光ファイバの巻き取り時は、所定の外径となるようにエアー注入等により膨らませておき、巻き取り終了後は、内部のエアー等を抜いて縮小した球状ボビン２ａとし、巻き線７から引き抜けばよい。
【００１９】
なお、巻き線７は、その巻崩れを防止するために巻き取り終了後に包装フィルム８等を用いて保護するようにしておく。包装フィルム８は、例えば、熱収縮性のフィルムを用い、加熱収縮で巻き線７の球面に沿った形態で保護することができる。この包装フィルム８は、光ファイバを巻き線７の外側から繰り出して使用する場合は、使用時に除去すればよい。しかし、球状ボビン２を巻き線７から除去した後の内側空洞部から繰り出すようにして使用する場合は、包装フィルム８は、そのまま巻崩れ防止のため残しておくことができる。
【００２０】
図３は他の実施形態を示す図で、図３（Ａ）は光ファイバを楕円球状のボビンに巻き取る例を説明する図、図３（Ｂ）は巻き取った状態を示す図である。図中、９はボビン軸、１０は楕円球状ボビン、１１は巻き線、１１ａはターンコイルを示す。この実施形態は、光ファイバを巻き取るボビンの形状が、図１及び図２で説明した球状ボビン以外に、楕円球状であってもよいことを示すもので、本質的には図１で説明したのと同様に、ボビン無しの光ファイバ巻き線を形成することができる。
【００２１】
なお、楕円球とは、通常、ラグビーボール状のものを意味する用語として使用されることが多い。しかし、本発明おいては、それほど厳密の形状を意図するものではなく、卵形或いは円柱状の両端を滑らかな円錐面や円弧面となるようした形状でもよく、これらを含めたものとして「楕円球状」としている。図３（Ａ）に示すように、図１で説明したのと同様に、適度な表面摩擦係数を持つ楕円球状ボビン１０の長軸をボビン軸９として反時計方向のＦ方向に微小回転させるようにする。そして、ボビン軸９の回転中心Ｙに対して、角度θを持たせたコイル面軸Ｚを通り、巻き付け軸Ｘを軸として、楕円球状ボビン１０に反時計方向のＥ方向に光ファイバ１を巻き付け、ターンコイル１１ａを形成する。
【００２２】
ターンコイル１１ａが１ターン形成される毎にボビン軸９を微小角度だけ順次回転させ、ターンコイル１１ａが重ならないように巻き付ける。この巻き付けにより、図１の球状ボビンの場合と同様に、ｎ回目のターンコイル１１ａに対して、ｎ＋１回目のターンコイル１１ａは、２箇所の部分で交差部ＣとＣ’が生じる。この交差によりｎ回目のターンコイル１１ａの巻き取りを、ｎ＋１回目のターンコイル１１ａで抑え、巻崩れを抑えることが可能となる。
【００２３】
２つの交差部ＣとＣ’は互いに点対称の位置関係にあり、楕円球状ボビン１０はボビン軸９の周りを微小角で順次回転されることから、交差部ＣとＣ’は環状の軌跡Ｄ及びＤ’上に沿って移動する。楕円球状ボビン１０がＦ方向に１回転することにより、楕円球状ボビン１０上に１層分の巻き取り層が形成され、軌跡Ｄ，Ｄ’上に光ファイバの交差による盛り上がりが環状に生じる。次の巻き取り層において、同じ位置で交差が行なわれると巻崩れが発生しやすくなるが、ボビン軸９の回転中心Ｙとコイル面軸Ｚの角度θを変えることにより、交差部Ｃ，Ｃ’の軸方向位置を変えることができる。すなわち、ターンコイル１１ａの巻層毎に角度θを少しずつ変えて交差部Ｃ，Ｃ’の軌跡Ｄ，Ｄ’の位置をボビン軸３の軸方向に順次ずらし、巻層数が多い場合は軌跡Ｄ，Ｄ’を往復移動させる。
【００２４】
図３（Ｂ）は、楕円球状に巻き取られた巻き線１１の概念図を示し、外側の巻き取り層と内側の巻き取り層が互いに交差するようにして巻き取られる。両端は、上記の交差部により巻崩れを防止して形状保持し、鍔部のないボビンで巻き線１１を形成することができる。なお、巻き線１１の形成後、楕円球状ボビン１０及びボビン軸９を除去して、図２（Ｂ）の例と同様にボビン無しの光ファイバ巻き線を形成することができる。また、包装フィルム８等を用いて保護するようにしてもよい。
【００２５】
図４は、上述した光ファイバ巻き線から光ファイバ１を繰り出す一例を示す図である。図中、７は巻き線、１２は収納容器、１３はクッション材を示す。光ファイバ巻き線はボビン無しであることから、光ファイバ１を繰り出すための支持体が必要となる。繰り出される光ファイバ１は、折れ曲がりや表面に傷が付かないように注意深く扱う必要があり、糸玉或いは紙紐玉のように、作業台上に転がしたり、その重量で支持させるような扱いはできない。
【００２６】
本発明では、図４に示したように、光ファイバの球状の巻き線７が自由に動き得る容積を持ち、内部に軟質で弾力性のある、例えば、スポンジのようなクッション材１３、又は巻き線７を浮かすことが可能な比重の大きい液体をクッション材として入れた収納容器１２を用いる。巻き線７は、収納容器１２内でクッション材１３上を自由に転動して、巻き取り時の捻れを開放しながら巻き線７の外側或いは内側から巻ほぐされて、容器開口部１２ａから外部に繰り出される。なお、クッション材１３として液体を用いた場合は、巻き線７のファイバ表面との摩擦を実質的にゼロにすることができ、光ファイバに損傷を与えることは無い。また、収納容器の内部を低摩擦材料で形成することでも、実現することができる。
【００２７】
巻き線７は、球状ないしは楕円球状に形成されているので、繰り出し方向に特定されず比較的ランダムに転がり、光ファイバのスムーズな繰り出しを実現することが可能である。また、光ファイバは、クッション材１３によって浮いた状態に保たれているので、ファイバ表面を傷付けられることなく繰り出すことができる。巻き線７の繰り出しが終了すると、収納容器１２内には新たな巻き線７を入れるだけで、繰り出し終了後の空ボビンの廃棄処理を行なう必要がない。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明による光ファイバ巻き線とその製造方法の概略を説明する図である。
【図２】本発明による球状の光ファイバ巻き線の例を説明する図である。
【図３】本発明による楕円球状の光ファイバ巻き線の例を説明する図である。
【図４】本発明による光ファイバ巻き線の繰り出し方法を説明する図である。
【符号の説明】
【００２９】
１…光ファイバ、２…球状ボビン、２ａ…縮小した球状ボビン、３…ボビン軸、４…ボビン回動装置、５…フライヤ、６…フライヤ駆動装置、７…巻き線、７ａ…ターンコイル、８…包装フィルム、９…ボビン軸、１０…楕円球状ボビン、１１…巻き線、１１ａ…ターンコイル、１２…収納容器、１３…クッション材。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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