特許 6463811 引張試験のための装置及び方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6463811

(24)【登録日】2019年1月11日

(45)【発行日】2019年2月6日

(54)【発明の名称】引張試験のための装置及び方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 3/00 20060101AFI20190128BHJP

【ＦＩ】

   G01N3/00 H

【請求項の数】12

【外国語出願】

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2017-168358(P2017-168358)

(22)【出願日】2017年9月1日

(65)【公開番号】特開2018-40793(P2018-40793A)

(43)【公開日】2018年3月15日

【審査請求日】2017年10月23日

(31)【優先権主張番号】20165657

(32)【優先日】2016年9月5日

(33)【優先権主張国】FI

(73)【特許権者】

【識別番号】513297047

【氏名又は名称】ローゼンダール・ネクストロム・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング

【氏名又は名称原語表記】ＲＯＳＥＮＤＡＨＬ ＮＥＸＴＲＯＭ ＧＭＢＨ

(74)【代理人】

【識別番号】100140109

【弁理士】

【氏名又は名称】小野 新次郎

(74)【代理人】

【識別番号】100118902

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 修

(74)【代理人】

【識別番号】100106208

【弁理士】

【氏名又は名称】宮前 徹

(74)【代理人】

【識別番号】100120112

【弁理士】

【氏名又は名称】中西 基晴

(74)【代理人】

【識別番号】100117640

【弁理士】

【氏名又は名称】小野 達己

(74)【代理人】

【識別番号】100172041

【弁理士】

【氏名又は名称】小畑 統照

(72)【発明者】

【氏名】ユッカ・メンクケネン

(72)【発明者】

【氏名】トミ・ダール

【審査官】 西岡 貴央

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／０２５５３９７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開平０２−２２９７３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６０−１８９８３２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開昭５９−１３１１４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０４６０１２０８（ＵＳ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００３／００１１７５９（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ３／００−３／６２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光ファイバー（１１）の引張試験のための装置（１、３１、４１、５１）であって、
第１直径（Ｄ１）を有する第１円周面（７）及び前記第１直径（Ｄ１）より大きい第２直径（Ｄ２）を有する第２円周面（８）を備えるデュアルプーリー（６、６’）と、
前記デュアルプーリー（６、６’）の前記第１円周面（７）に接触する第１駆動ベルト部分（２、３２、５２）及び前記デュアルプーリーの前記第２円周面（８）に接触する第２駆動ベルト部分（３、３３、５３）と、
前記第１円周面（７）と当該第１円周面（７）に接触する前記第１駆動ベルト部分（２、３２、５２）とによって境界を定められるファイバー入口（１０）と、
前記第２円周面（８）と当該第２円周面（８）に接触する前記第２駆動ベルト部分（３、３３、５３）とによって境界を定められるファイバー出口（１３）と、
前記光ファイバー（１１）を前記ファイバー入口（１０）から前記ファイバー出口（１３）へ送り渡すガイド（１２、１２’）と、
前記第１駆動ベルト部分（２、５２）及び前記第２駆動ベルト部分（３、５３）を回転させる１つの単一駆動ユニット（２４、５４）と、
を備えていることを特徴とする装置。

【請求項2】

前記第１駆動ベルト部分（３２）と前記第２駆動ベルト部分（３３）は、１つの単一駆動ベルト（３４）の駆動ベルト部分である、請求項１に記載の装置。

【請求項3】

前記第１駆動ベルト部分（２、５２）と前記第２駆動ベルト部分（３、５３）は、２つの別々の駆動ベルトの駆動ベルト部分である、請求項１に記載の装置。

【請求項4】

前記デュアルプーリー（６）は、前記第１円周面（７）及び前記第２円周面（８）を備える１つの単一プーリーとして提供されている、請求項１に記載の装置。

【請求項5】

前記デュアルプーリー（６’）は、一体に回転するように配列されている２つの別々の同軸に配列されたプーリー（１６’、１７’）として提供されている、請求項１に記載の装置。

【請求項6】

前記第１駆動ベルト部分（２、３２）及び前記第２駆動ベルト部分（３、３３）は、前記デュアルプーリー（６、６’）を回転させる１つの単一駆動ユニット（２４）によって駆動される、請求項１に記載の装置。

【請求項7】

前記第１駆動ベルト部分（５２）及び前記第２駆動ベルト部分（５３）は、前記光ファイバー（１１）を前記ファイバー出口（１３）から引き取る１つの単一駆動ユニット（５４）によって駆動される、請求項１に記載の装置。

【請求項8】

前記ガイド（１２）は、前記光ファイバー（１１）を前記ファイバー入口（１０）から前記ファイバー出口（１３）へ送り渡すための自由に回転するプーリーを備えている、請求項１に記載の装置。

【請求項9】

前記自由に回転するプーリー（１２）には、前記光ファイバー（１１）内の張力を測定するための張力測定デバイス（１５）が配列されている、請求項８に記載の装置。

【請求項10】

前記装置は、プリフォーム（１５）から光ファイバー（１１）を線引きするデバイス（２０）から当該光ファイバーを受け入れ、受け入れられ引張試験を経た前記光ファイバーを巻取デバイス（２１）へ送り渡す、インライン引張試験装置である、請求項１に記載の装置。

【請求項11】

前記装置は、第１巻取デバイス（２２）から光ファイバー（１１）を受け入れ、受け入れられ引張試験を経た前記光ファイバー（１１）を第２巻取デバイス（２３）へ送り渡す、オフライン引張試験装置である、請求項１に記載の装置。

【請求項12】

光ファイバーの引張試験のための方法であって、
デュアルプーリー（６、６’）の第１円周面（７）と当該第１円周面（７）に接触する第１駆動ベルト部分（２、３２、５２）とによって境界を定められるファイバー入口（１０）の中へ光ファイバー（１１）を受け入れる工程と、
前記ファイバー入口（１０）からの前記光ファイバーをガイド（１２、１２’）経由でファイバー出口（１３）へ送り渡す工程と、
前記デュアルプーリー（６、６’）の前記第１円周面（７）の直径（Ｄ１）より大きい直径（Ｄ２）を有する第２円周面（８）と当該第２円周面（８）に接触する第２駆動ベルト部分（３、３３、５３）とによって境界を定められる前記ファイバー出口（１３）の中へ前記光ファイバーを受け入れる工程と、
前記第１駆動ベルト部分（２、５２）及び前記第２駆動ベルト部分（３、５３）を１つの単一駆動ユニット（２４、５４）で回転させる工程と、
試験を経た前記光ファイバーを前記ファイバー出口から送り渡す工程と、
を備えていることを特徴とする方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

[0001]本発明は、光ファイバーの引張試験に関する。その様な引張試験は、製造された光ファイバーの強度が所定の要件を満たすことを保証するために決まって実施されるものである。

【背景技術】

【0002】

[0002]光ファイバーの引張試験のための解決策は、光ファイバーを引取デバイスで引いて使用されている試験装置のファイバー経路を通してゆくものがこれまでに知られている。この試験装置では、光ファイバーの先導端と追従端の間に速度差が発生する。その速度差のせいで光ファイバーには内部応力又張力が発生する。万一、光ファイバーが要件を満たしていなければ、光ファイバーは試験中に破断する。

【0003】

[0003]これまでに知られている解決策に付きまとう問題は、引張試験を実施するために必要である試験装置が比較的複雑であり、そのため引張試験によって生じる費用が不必要に高くつく、ということである。

【0004】

[0004]加えて、光ファイバーが試験中に破断すれば、光ファイバーの残りの未試験部分にファイバー経路を縫うように通過させてゆくことが必要であり、そうした末にようやく引張試験を再開できるようになる。その様な、縫うように通過させてゆくことは、比較的緩慢で煩わしい手作業による工程である。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

[0005]本発明の目的は、上述の欠点を解消し、光ファイバーの引張試験のための解決策として、試験手順を簡素化するとともに迅速化して関連費用を最小限に抑えることのできる効率的な解決策を提供することである。これを、独立請求項１による引張試験のための装置及び独立請求項１２による引張試験のための方法を用いて実現する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

[0006]異なる直径を有する第１円周面及び第２円周面を、当該第１円周面及び当該第２円周面にそれぞれ接触する第１駆動ベルト部分及び第２駆動ベルト部分と組み合わせて備えるデュアルプーリーの使用が、簡素な試験手順を得ることを可能にして光ファイバーの効率的な試験を円滑化すると同時に試験中に起こり得る光ファイバーの破断に容易に対処できるようにする。

【0007】

[0007]以下に本発明を一例として添付図面を参照しながらより詳細に説明してゆく。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】[0008]図１は、引張試験の第１の実施形態を描いている。

【図2】[0008]図２は、引張試験の第１の実施形態を描いている。

【図3】[0008]図３は、引張試験の第１の実施形態を描いている。

【図4】[0009]図４は、或る代わりのデュアルプーリーを描いている。

【図5】[0010]図５は、インライン引張試験を描いている。

【図6】[0011]図６は、オフライン引張試験を描いている。

【図7】[0012]図７は、引張試験の第２の実施形態を描いている。

【図8】[0013]図８は、図７のベルトの断面を描いている。

【図9】[0014]図９は、引張試験の第３の実施形態を描いている。

【図10】[0015]図１０は、引張試験の第４の実施形態を描いている。

【発明を実施するための形態】

【0009】

[0016]図１から図３は、光ファイバーの引張試験のための引張試験装置１及び方法の第１の実施形態を描いている。図１は試験装置１を上から見て描いており、図２は試験装置１の上面図であり、図３は図１及び図２のデュアルプーリー６をより詳細に描いている。

【0010】

[0017]実際に無端の光ファイバーの連続試験に適している試験装置１は、ベルトプーリー４の周りを並んで動く第１駆動ベルト部分２及び第２駆動ベルト部分３を備えている。図１から図３の実施形態では、一例として、第１駆動ベルト部分２と第２駆動ベルト部分３が２つの異なる駆動ベルトの駆動ベルト部分であるものと仮定している。プーリー４の数は実施形に依存して変えることもできる。描かれている実施例では、一例として、各駆動ベルト部分２及び３は２つのプーリー４の周りを回転するものと仮定している。加えて、各駆動ベルト部分２及び３は、単数又は複数の駆動ベルトの張りを調節するためにプーリー４に対して（図１では垂直方向に）動かすことのできる調節プーリー５に接触する。

【0011】

[0018]装置１は、更に、デュアルプーリー６を備えている。この実施形態では、デュアルプーリー６は、第１直径Ｄ１を有する第１円周面７と第２直径Ｄ２を有する第２円周面８を備える１つの単一プーリーとして実装されている。第２直径Ｄ２は第１直径Ｄ１より大きい。例えば電気モーターを備える単一の駆動ユニット２４がデュアルプーリー６を回転させる。

【0012】

[0019]第１駆動ベルト部分２はデュアルプーリー６の第１円周面７と整列され、第１駆動ベルト部分２はそれがデュアルプーリー６と共に回転するように第１円周面７に接触する。第１駆動ベルト部分２と第１円周面７は一体でファイバー入口１０の境界を定め、光ファイバー１１は引張試験に向けて当該入口１０の中へ受け入れられる。

【0013】

[0020]デュアルプーリー６から或る距離にガイド１２が配列されている。この距離は、ガイド１２とデュアルプーリー６の間の相互運動を防止することによって一定に保たれている。図１から図３の実施形態では、ガイド１２は自由に回転するプーリーを備えており、当該プーリーの周りに光ファイバー１１が渡される。ガイド１２の自由に回転するプーリーは、光ファイバー１１をファイバー入口１０から受け入れるためにデュアルプーリー６の第１円周面７と整列され、光ファイバー１１をファイバー出口１３へ送り渡すために第２円周面８と整列される。

【0014】

[0021]第２駆動ベルト部分３はデュアルプーリー６の第２円周面８と整列され、第２駆動ベルト部分３はそれがデュアルプーリー６と共に回転するように第２円周面８に接触する。第２駆動ベルト部分３と第２円周面８は一体でファイバー出口１３の境界を定め、光ファイバー１１は引張試験後に当該出口１３から送り渡される。

【0015】

[0022]図及び以上の解説から明らかな様に、デュアルプーリー６の第１円周面７の直径Ｄ１と第２円周面８の第２直径Ｄ２には差がある（Ｄ１＜Ｄ２）。デュアルプーリー６が回転しているとき、光ファイバーが第１駆動ベルト部分２及び第２駆動ベルト部分３という手段によって強制的にこれらの円周面の両方と接触させられてゆくことでファイバー入口１０とファイバー出口１３の間に速度差が起こる。この速度差は光ファイバーに張力又は内部応力を発生させ、光ファイバー１１に十分な強度がないなら、やがては光ファイバーを破断させることになる。得られる張力の量は、第１円周面７と第２円周面８の間の直径差に依存しており、従って試験される光ファイバー向けに適した寸法のデュアルプーリーを選択することによって調節することができる。

【0016】

[0023]試験中に光ファイバーが破断することがあれば、その様な破断は典型的には光ファイバー１１のその瞬間にガイド１２のラインプーリー上に又はラインプーリーとデュアルプーリー６の間に位置している部分１４で起こり、というのも試験中は光ファイバーの張力がこの部分１４で最も高くなっているからである。その場合、破断後に光ファイバー１１の新たな先導端がファイバー入口１０に捕えられたままになっていて、第１駆動ベルト部分２と第１円周面７との接触に依りその場に引き留められている。これは、保守職員が新たな先導端を掴み、それをガイド１２のラインプーリーを経由して第２駆動ベルト部分３と第２円周面８の間のファイバー出口１３へ案内することを極めて簡単に素早く行えるようにし、その後、装置１による張力試験を再び続けることができる。

【0017】

[0024]描かれている実施例では、第１駆動ベルト部分２及び第２駆動ベルト部分３は、デュアルプーリー６に回転するように仕向ける１つの単一駆動ユニット２４によって駆動される。その様な解決策は、駆動ユニットがたった１つしかないせいで費用が最小限に抑えられ、しかも、例えば数個の別々の駆動ユニットの回転速度を同期させる必要を回避できるということで、極めて簡素でしかも費用効果の高い引張試験装置を得ることを可能にする。

【0018】

[0025]描かれ以上に解説されている試験の解決策を使用することによって得られる利点は、ファイバー１１が装置１内で動き始めるや実際にすぐさま有効な引張試験が始まる、ということである。これは、引張試験が何らの特定のライン速度も要件とせず代わりにファイバーが装置内でなおも加速している間に既に有効な引張試験が起こることで実現される。

【0019】

[0026]一部の実装では、試験中の光ファイバーの張力を指し示す測定結果を得るために、張力測定デバイス１５がガイド１２の自由に回転するラインプーリーと接続して配列されていてもよい。但し張力測定デバイス１５は全ての実施形態で必須であるとは限らず、というのも、第１円周面及び第２円周面にとって適した直径Ｄ１及びＤ２を選択することによって、光ファイバーの張力を、光ファイバーが破断しなければ光ファイバーは試験に合格したと保証できるに足る高いレベルまで引き上げることができるからである。

【0020】

[0027]図４は、図１及び図２の装置でデュアルプーリー６の代わりに利用することのできる代わりのデュアルプーリー６’を描いている。
[0028]先の実施形態と同様に、デュアルプーリー６’は、第１直径Ｄ１を有する第１円周面７及び第２直径Ｄ２を有する第２円周面８を備えており、第２直径Ｄ２は第１直径Ｄ１より大きい。

【0021】

[0029]図４の実施形態では、デュアルプーリーは、２つの別々の同軸に配列されたプーリー１６’及び１７’として実装されていて、それらプーリーは同じ回転速度で一体に回転するよう互いへ取り付けられている。１つの代替形は、プーリー１６’と１７’が図４に描かれている様にボルト１８’によって互いへ取り付けられている、というものである。代わりに、プーリー１６’と１７’は、例えばそれらがどちらもシャフトと同じ速度で回転するように、１つの共通シャフトへ取り付けられていてもよい。

【0022】

[0030]図５は、図１及び図２に描かれている装置１を図３又は図４によるデュアルプーリーと共に利用することによるインライン引張試験を描いている。
[0031]インライン試験とは、この関連では、光ファイバー１１が線引きデバイス２０によりガラスプリフォーム１９から線引きされ、線引きされた光ファイバー１１が中間貯蔵無しに引張試験装置１へ送り渡される、という解決策を指す。光ファイバー１１の貯蔵は光ファイバーが引張試験装置１を通過した後に起こり、当該引張試験装置１が光ファイバーを巻取デバイス２１へ送り渡すというわけである。

【0023】

[0032]図５は、インライン試験装置の極めて簡略化されたバージョンしか描かれていない。応用上は、他の描かれていないデバイスが、線引きデバイス２０での光ファーバー１１の処理のために、又は線引きデバイス２０と引張試験装置１の間の位置又は引張試験装置１と巻取デバイス２１の間の位置での光ファイバー１１の処理のために、利用されていることもある。

【0024】

[0033]図６は、図１及び図２に描かれている装置１を図３又は図４によるデュアルプーリーと共に利用することによるオフライン引張試験を描いている。
[0034]オフライン試験とは、この関連では、事前に製造された光ファイバー１１が第１の巻取デバイス２２上に貯蔵されている、という解決策を指す。試験時、光ファイバーは第１巻取デバイス２２から巻き出され引張試験装置１へ送り渡される。試験される光ファイバー１１は、続いて、引張試験装置１から貯蔵用の第２巻取デバイス２３へ送り渡される。

【0025】

[0035]図７及び図８は引張試験の第２の実施形態を描いている。図７及び図８に描かれている実施形態は、図１から図３に関連して解説されている実施形態に極めて似ている。従って、主にこれらの実施形態の間の相違を指摘することによって図７及び図８の実施形態を解説してゆく。

【0026】

[0036]図７に描かれている装置３１では、第１駆動ベルト部分３２と第２駆動ベルト部分３３は１つの単一駆動ベルト３４のベルト部分である。その様な解決策を実装できるようになる１つの代替形は、図８に描かれている駆動ベルト３４を利用するというものである。

【0027】

[0037]図８は無端駆動ベルト３４の断面を描いている。ここでは、デュアルプーリー６（或いは、図４に描かれているデュアルプーリーが利用されている場合は６’）の第１円周面７と接触することになる第１駆動ベルト部分３２が、デュアルプーリー６（或いは６’）の第２円周面８と接触することになる第２駆動ベルト部分３３より厚肉であることが見てとれる。加えて、第１駆動ベルト部分３２は、第１駆動ベルト部分と第２駆動ベルト部分３３の間の一時的な相互変位を許容する可撓性の中間部３５を介して、第２駆動ベルト部分３３と接続されていてもよい。これは、第１駆動ベルト部分３２と第２駆動ベルト部分３３が異なる直径Ｄ１及びＤ２を有する第１円周面７及び第２円周面８に沿って走行している間のそれらベルト駆動部分間の速度差を補償することを可能にする。

【0028】

[0038]図９は引張試験の第３の実施形態を描いている。図９に描かれている実施形態は、図１から図３に関連して及び図７と図８に関連して解説されている実施形態に極めて似ている。従って、主にこれらの実施形態の間の相違を指摘することによって図９の実施形態を解説してゆく。

【0029】

[0039]図９の実施形態では、引張試験装置４１で光ファイバーの部分１４をファイバー入口１０からファイバー出口１３へ案内するのに使用されているガイド１２’は、先の実施形態での様にプーリーを有していない。代わりに、ガイドは、光ファイバーがファイバー入口１０からファイバー出口１３へ案内されるようなやり方で光ファイバーに接触する、適所に穴を有する板の様な、非回転部として実装されている。

【0030】

[0040]図１０は引張試験の第４の実施形態を描いている。図１０に描かれている実施形態は、図１から図３に関連して及び図７と図８に関連して解説されている実施形態に極めて似ている。従って、主にこれらの実施形態の間の相違を指摘することによって図１０の実施形態を解説してゆく。

【0031】

[0041]図１０の実施形態では、引張試験装置５１の第１駆動ベルト部分５２と第２駆動ベルト部分５３は、異なる駆動ベルトの駆動ベルト部分であり、これらの駆動ベルトは、デュアルプーリー６（或いは、図４に描かれているデュアルプーリーが利用されている場合は６’）の互いに反対側に配列されている。

【0032】

[0042]加えて、この実施例では、デュアルプーリー６（又は６’）は自由に回転しており、言い方を変えればデュアルプーリー６を駆動する駆動ユニットは存在しないということである。代わりに、光ファイバー１１をファイバー出口１３から引き取るために単一駆動ユニット５４が１つ提供されている。駆動ユニットは、光ファイバーを一回巻き取る追加のプーリーとして、及び、例えばこの追加のプーリーを回転させるように配列される電気モーターとして、実装されていてもよい。

【0033】

[0043]以上の説明及び添付図は本発明を例示することのみを意図したものであると理解されたい。本発明は特許請求の範囲による範囲から逸脱することなく変更及び修正され得ることが当業者には自明であろう。

【符号の説明】

【0034】

１ 引張試験装置
２ 第１駆動ベルト部分
３ 第２駆動ベルト部分
４ ベルトプーリー
５ 調節プーリー
６、６’ デュアルプーリー
７ 第１円周面
８ 第２円周面
１０ ファイバー入口
１１ 光ファイバー
１２、１２’ ガイド
１３ ファイバー出口
１４ 光ファイバーの部分
１５ 張力測定デバイス
１６’、１７’ プーリー
１８’ ボルト
１９ ガラスプリフォーム
２０ 線引きデバイス
２１ 巻取デバイス
２２ 第１巻取デバイス
２３ 第２巻取デバイス
２４ 駆動ユニット
３１ 引張試験装置
３２ 第１駆動ベルト部分
３３ 第２駆動ベルト部分
３４ 単一の駆動ベルト
３５ 可撓性の中間部
４１ 引張試験装置
５１ 引張試験装置
５２ 第１駆動ベルト部分
５３ 第２駆動ベルト部分
５４ 駆動ユニット
Ｄ１、Ｄ２ 直径

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】