特開 2024-10846 光ファイバの巻取り装置およびトルク制御ローラ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024010846

(43)【公開日】2024-01-25

(54)【発明の名称】光ファイバの巻取り装置およびトルク制御ローラ

(51)【国際特許分類】

   B65H 59/10 20060101AFI20240118BHJP

   B65H 57/14 20060101ALI20240118BHJP

【ＦＩ】

B65H59/10 Z

B65H57/14

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022112391

(22)【出願日】2022-07-13

(71)【出願人】

【識別番号】000002130

【氏名又は名称】住友電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001416

【氏名又は名称】弁理士法人信栄事務所

(72)【発明者】

【氏名】尾崎 茂樹

【テーマコード（参考）】

3F110

3F111

【Ｆターム（参考）】

3F110AA01

3F110BA04

3F110CA04

3F110DA09

3F110DB01

3F110DB11

3F111AA01

3F111AB09

3F111DA03

3F111DA04

(57)【要約】

【課題】所定のトルクで回転駆動されるローラの表面における光ファイバの滑りの発生を抑制し、光ファイバの断線を抑制する。
【解決手段】光ファイバの巻取り装置は、光ファイバを巻き取る巻取りボビンと、所定のトルクで回転駆動されて、巻取りボビンへ搬送される光ファイバをガイドするローラと、を備えており、ローラは、本体部と、光ファイバが接する接触部とを有しており、接触部は、ゴムにより形成されており、本体部に着脱可能に取り付けられている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

光ファイバを巻き取る巻取りボビンと、
所定のトルクで回転駆動されて、前記巻取りボビンへ搬送される光ファイバをガイドするローラと、
を備えており、
前記ローラは、本体部と、前記光ファイバが接する接触部とを有しており、
前記接触部は、ゴムにより形成されており、前記本体部に着脱可能に取り付けられている、光ファイバの巻取り装置。

【請求項2】

前記ゴムが水素化ニトリルゴムである、請求項１に記載の光ファイバの巻取り装置。

【請求項3】

前記ゴムがエチレンプロピレンジエンゴムである、請求項１に記載の光ファイバの巻取り装置。

【請求項4】

前記光ファイバに張力を付与するためのスクリーニングローラを備えており、
前記ローラは、前記スクリーニングローラと前記巻取りボビンとの間に配置され、前記スクリーニングローラにより付与された張力を緩和するためのテンションヘルパーローラである、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の光ファイバの巻取り装置。

【請求項5】

サプライ部から巻取り部まで搬送される光ファイバをガイドする、所定のトルクで回転駆動されるトルク制御ローラであって、
本体部と、前記光ファイバが接する接触部とを有しており、
前記接触部は、ゴムにより形成されており、前記本体部に着脱可能に取り付けられている、トルク制御ローラ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、光ファイバの巻取り装置およびトルク制御ローラに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、キャプスタンホイールと巻取機との間で搬送される光ファイバの引張強度を確認するためのスクリーニング装置を開示している。スクリーニングホイールとテンションヘルプホイールとの間で搬送される光ファイバにかかる張力を調整することにより、スクリーニングホイールおよびテンションヘルプホイールの表面において光ファイバの滑りが発生することを抑制している。

【0003】

特許文献２は、サプライボビンから繰り出される光ファイバを巻取りボビンで巻き取る光ファイバの巻き替えを開示している。サプライボビンと巻取りボビンとの間で搬送される光ファイバに高張力付加手段により高張力が付与された後、テンションヘルパーローラにより付与された高張力が緩和される。

【0004】

特許文献３は、キャプスタンホイールと巻取機との間で搬送される光ファイバの引張強度を確認するためのスクリーニング装置を開示している。スクリーニングホイールの光ファイバが接触する表面には、ゴムから成る被覆が施されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平９－３１８４８５号公報

【特許文献2】国際公開第２０１０／０４７２９４号明細書

【特許文献3】特開平９－１４２７３５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

スクリーニングローラやテンションヘルパーローラの表面において光ファイバの滑りが発生すると、光ファイバの走行が不安定になり、光ファイバが断線する場合がある。

【0007】

本開示の目的は、所定のトルクで回転駆動されるローラの表面における光ファイバの滑りの発生を抑制し、光ファイバの断線を抑制することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本開示の光ファイバの巻取り装置は、
光ファイバを巻き取る巻取りボビンと、
所定のトルクで回転駆動されて、前記巻取りボビンへ搬送される光ファイバをガイドするローラと、
を備えており、
前記ローラは、本体部と、前記光ファイバが接する接触部とを有しており、
前記接触部は、ゴムにより形成されており、前記本体部に着脱可能に取り付けられている。

【0009】

本開示のトルク制御ローラは、
サプライ部から巻取り部まで搬送される光ファイバをガイドする、所定のトルクで回転駆動されるトルク制御ローラであって、
本体部と、前記光ファイバが接する接触部とを有しており、
前記接触部は、ゴムにより形成されており、前記本体部に着脱可能に取り付けられている。

【発明の効果】

【0010】

本開示によれば、所定のトルクで回転駆動されるローラの表面における光ファイバの滑りの発生が抑制され、光ファイバの断線を抑制される。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１は、本実施形態に係る光ファイバの巻取り装置の構成例を示す図である。

【図2】図２は、テンションヘルパーローラの構成例を示す断面図である。

【図3】図３は、テンションヘルパーローラの構成例を示す分解図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

［本開示の実施形態の説明］
最初に本開示の実施形態の内容を列記して説明する。
本開示の光ファイバの巻取り装置は、
（１）光ファイバを巻き取る巻取りボビンと、
所定のトルクで回転駆動されて、前記巻取りボビンへ搬送される光ファイバをガイドするローラと、
を備えており、
前記ローラは、本体部と、前記光ファイバが接する接触部とを有しており、
前記接触部は、ゴムにより形成されており、前記本体部に着脱可能に取り付けられている。

【0013】

上記構成によれば、所定のトルクで回転駆動されるローラの接触部はゴムにより形成されているので、ローラの表面と光ファイバとの摩擦力が向上し、ローラの表面において光ファイバの滑りが発生することを抑制できる。これにより、ローラと巻取りボビンとの間において、光ファイバの滑りの影響により光ファイバの走行が不安定になり光ファイバが断線することを抑制できる。また、接触部は本体部から取り外し可能であるため、接触部が摩耗した場合に容易に取り替えることができる。

【0014】

（２）前記ゴムが水素化ニトリルゴムでもよい。このような構成によれば、ローラの表面と光ファイバとの摩擦力がさらに向上し、ローラの表面における光ファイバの滑りの発生をさらに抑制できる。

【0015】

（３）前記ゴムがエチレンプロピレンジエンゴムでもよい。このような構成によれば、ローラの表面と光ファイバとの摩擦力がさらに向上し、ローラの表面における光ファイバの滑りの発生をさらに抑制できる。

【0016】

（４）前記光ファイバに張力を付与するためのスクリーニングローラを備えており、
前記ローラは、前記スクリーニングローラと前記巻取りボビンとの間に配置され、前記スクリーニングローラにより付与された張力を緩和するためのテンションヘルパーローラでもよい。

【0017】

上記構成によれば、テンションヘルパーローラの接触部がゴムから形成されているので、テンションヘルパーローラの表面における光ファイバの滑りの発生を抑制できる。これにより、例えばテンションヘルパーローラと巻取りボビンとの間に配置されるダンサローラにおいて、ハンチングが発生することを抑制できる。

【0018】

本開示のトルク制御ローラは、
（５）サプライ部から巻取り部まで搬送される光ファイバをガイドする、所定のトルクで回転駆動されるトルク制御ローラであって、
本体部と、前記光ファイバが接する接触部とを有しており、
前記接触部は、ゴムにより形成されており、前記本体部に着脱可能に取り付けられている。

【0019】

上記構成によれば、トルク制御ローラの接触部はゴムにより形成されているので、ローラの表面と光ファイバとの摩擦力が向上し、ローラの表面における光ファイバの滑りの発生を抑制できる。これにより、トルク制御ローラから巻取り部へ搬送される途中で光ファイバの走行が不安定になり光ファイバが断線することを抑制できる。また、接触部は本体部から取り外し可能であるため、接触部が摩耗した場合に容易に取り替えることができる。

【0020】

［本開示の実施形態の詳細］
本開示の実施形態に係る光ファイバの巻取り装置およびトルク制御ローラの具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【0021】

図１は、本開示に係る光ファイバの巻取り装置を光ファイバの巻き替え工程に適用した例を示している。具体的には、図１に例示されるように、光ファイバの巻き替え装置１０は、サプライボビン１１と、巻き取りボビン２１を有する巻取り装置２０と、を備えている。巻き替え装置１０は、サプライボビン１１に巻かれている光ファイバ３０を巻取りボビン２１へ巻き取らせる装置である。光ファイバ３０の例としては、線引き装置において線引きされたガラスファイバの周囲に樹脂が被覆され、さらに必要に応じて２次被覆や着色層が付与された光ファイバなどが挙げられる。サプライボビン１１は、サプライ部の一例である。巻き取りボビン２１は、巻取り部の一例である。

【0022】

巻き替え装置１０は、サプライボビン１１に加えて、複数のガイドローラ１２ａ，１２ｂとダンサローラ１３を備えている。サプライボビン１１から繰り出された光ファイバ３０は、ガイドローラ１２ａによりダンサローラ１３へ送られる。ダンサローラ１３では、光ファイバ３０の搬送速度や張力の変動が吸収される。そして光ファイバ３０は、ガイドローラ１２ｂにより巻取り装置２０へ搬送される。

【0023】

巻取り装置２０は、巻き取りボビン２１に加えて、キャプスタンローラ２２、キャプスタンベルト２３、スクリーニングローラ２４、テンションヘルパーローラ２５、ダンサローラ２６、および複数のガイドローラ２７ａ～２７ｊを備えている。

【0024】

キャプスタンローラ２２は、モータなどを含む周知の駆動機構（図示せず）により回転可能に駆動される。キャプスタンローラ２２は、ガイドローラ１２ｂにより搬送されてきた光ファイバ３０をキャプスタンベルト２３との間で挟持した状態で回転し、光ファイバ３０を搬送経路の下流側へ搬送する。キャプスタンローラ２２にかかるトルクは、キャプスタンローラ２２が所定のトルクで回転するように、駆動機構により制御される。

【0025】

なお、以下の説明において「搬送経路」とは、図１において、サプライボビン１１から巻取りボビン２１までの光ファイバ３０が搬送される経路の全部または一部を示す。また、「搬送経路の下流側」とは、「搬送経路の巻取りボビン２１側」を示す。

【0026】

光ファイバ３０は、ガイドローラ２７ａ，２７ｂによりキャプスタンローラ２２からスクリーニングローラ２４へ搬送される。スクリーニングローラ２４は、光ファイバ３０の引張り強度を保証するために光ファイバ３０に一定の張力を与えて破断しないことをテストするスクリーニングに用いられる。具体的には、スクリーニングローラ２４は、キャプスタンローラ２２から搬送されてきた光ファイバ３０にスクリーニングに必要な張力を付与する。
スクリーニングローラ２４は、モータなどを含む周知の駆動機構（図示せず）により所定のトルクで回転可能に駆動される。なお、所定のトルクとは、一定のトルクに限られず、可変されるトルクも含みうる。すなわち、スクリーニングローラ２４にかかるトルクは、駆動機構により、一定または可変になるように制御されうる。スクリーニングローラ２４にかかるトルクに応じて、キャプスタンローラ２２とスクリーニングローラ２４との間で搬送される光ファイバ３０に所定の張力が付与される。なお、キャプスタンローラ２２とスクリーニングローラ２４との間には光ファイバ３０の張力を検出する張力検出器が設置されてもよい。

【0027】

続いて、光ファイバ３０は、ガイドローラ２７ｃ，２７ｄによりスクリーニングローラ２４からテンションヘルパーローラ２５へ搬送される。テンションヘルパーローラ２５は、スクリーニングローラ２４から搬送されてきた光ファイバ３０の張力を緩和させる。

【0028】

テンションヘルパーローラ２５は、モータなどを含む周知の駆動機構（図示せず）により所定のトルクで回転可能に駆動される。なお、所定のトルクとは、一定のトルクに限られず、可変されるトルクも含みうる。すなわち、テンションヘルパーローラ２５にかかるトルクは、駆動機構により、一定または可変になるように制御されうる。テンションヘルパーローラ２５にかかるトルクに応じて、スクリーニングローラ２４とテンションヘルパーローラ２５との間で搬送される光ファイバ３０に所定の張力が付与される。

【0029】

本例においては、二つのテンションヘルパーローラ２５ａ，２５ｂが配置されている。テンションヘルパーローラ２５ａとテンションヘルパーローラ２５ｂとの間には、ガイドローラ２７ｅ，２７ｆが配置されている。テンションヘルパーローラ２５ａにより張力が緩和された光ファイバ３０は、ガイドローラ２７ｅ，２７ｆによりテンションヘルパーローラ２５ｂへ搬送される。そして、テンションヘルパーローラ２５ｂによりさらに張力が緩和された光ファイバ３０は、ガイドローラ２７ｇ，２７ｈによりダンサローラ２６に搬送される。

【0030】

図２と図３は、テンションヘルパーローラ２５の一構成を例示している。図２に例示されるように、テンションヘルパーローラ２５は、本体部２５１と接触部２５２を有している。本体部２５１は、駆動機構により回転可能に構成される。本体部２５１は、例えば、金属から形成される。

【0031】

本体部２５１は、例えば、回転軸２５１１と環状部材２５１２を有している。回転軸２５１１は、駆動機構に直接または間接的に接続されており、駆動機構により回転される。環状部材２５１２は、回転軸２５１１に接続されており、回転軸２５１１と一体的に回転する。

【0032】

本例においては、環状部材２５１２は、第一大径部２５１２Ａ、小径部２５１２Ｂ、および第二大径部２５１２Ｃを有している。小径部２５１２Ｂは、第一大径部２５１２Ａと第二大径部２５１２Ｃとの間に位置している。第一大径部２５１２Ａと第二大径部２５１２Ｃは、略同一の径を有しており、小径部２５１２Ｂは、第一大径部２５１２Ａと第二大径部２５１２Ｃの径よりも小さい径を有している。

【0033】

接触部２５２は、テンションヘルパーローラ２５において光ファイバ３０が巻き掛けられる部分であり、光ファイバ３０と接する部分である。接触部２５２は、例えば、外周面に環状溝２５２１を有する環状部材である。光ファイバ３０は、環状溝２５２１内に配置され、接触部２５２との摩擦により引っ張られる。接触部２５２は、本体部２５１に取り付けられて、本体部２５１と一体的に回転する。本例においては、接触部２５２は、本体部２５１の小径部２５１２Ｂの外周面に取り付けられている。

【0034】

接触部２５２は、ゴムにより形成される。例えば、接触部２５２は、水素化ニトリルゴム（Ｈ―ＮＢＲ）またはエチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）により形成される。

【0035】

また、図３に例示されるように、接触部２５２は、本体部２５１に着脱可能に設けられている。本例においては、第二大径部２５１２Ｃは、第一大径部２５１２Ａおよび小径部２５１２Ｂとは別体で構成されている。第二大径部２５１２Ｃを第一大径部２５１２Ａと小径部２５１２Ｂから取り外すことにより、接触部２５２を本体部２５１から取り外すことができる。

【0036】

すなわち、第一大径部２５１２Ａと小径部２５１２Ｂ、接触部２５２、および第二大径部２５１２Ｃは、回転軸２５１１に、第一大径部２５１２Ａと小径部２５１２Ｂ、接触部２５２、および第二大径部２５１２Ｃの順に取り付けられる。また、第一大径部２５１２Ａと小径部２５１２Ｂ、接触部２５２、および第二大径部２５１２Ｃは、回転軸２５１１から、第二大径部２５１２Ｃ、接触部２５２、および第一大径部２５１２Ａと小径部２５１２Ｂの順に取り外されうる。

【0037】

なお、テンションヘルパーローラ２５の構成は図２と図３に示される構成に限られない。接触部２５２が光ファイバ３０と接触する位置に配置されており且つ本体部２５１に対して着脱可能に構成される限り、他の形状および構成が採用されうる。

【0038】

図１に戻り、テンションヘルパーローラ２５ｂから搬送される光ファイバ３０は、ガイドローラ２７ｇ，２７ｈにより、ダンサローラ２６へ送られる。ダンサローラ２６では、光ファイバ３０の搬送速度や張力の変動が吸収される。そして光ファイバ３０は、複数のガイドローラ２７ｉ，２７ｊにより巻取りボビン２１へ搬送され、巻き取りボビン２１に巻き取られる。

【0039】

このような光ファイバ３０の巻取り装置２０では、特にテンションヘルパーローラ２５の表面において光ファイバ３０滑りが発生しやすい。テンションヘルパーローラ２５の表面において光ファイバ３０の滑りが発生すると、光ファイバ３０の走行が不安定になり、例えば、搬送経路の下流側に配置されたダンサローラ２６においてハンチングが発生する。これにより、光ファイバ３０の断線が生じる場合がある。しかしながら、本実施形態に係るテンションヘルパーローラ２５では、接触部２５２がゴムにより形成されているので、テンションヘルパーローラ２５の表面における光ファイバ３０の滑りの発生を抑制できる。これにより、ダンサローラのハンチングなどによる光ファイバ３０の断線を抑制できる。

【0040】

また、接触部２５２は本体部２５１から着脱可能であるため、光ファイバ３０との摩擦により接触部２５２が摩耗した場合には、接触部２５２を本体部２５１から取り外して新しい接触部２５２に交換できる。

【0041】

また、接触部２５２が水素化ニトリルゴムまたはエチレンプロピレンジエンゴムにより形成される場合は、テンションヘルパーローラ２５の表面と光ファイバ３０との摩擦力がさらに向上し、テンションヘルパーローラ２５の表面における光ファイバ３０の滑りの発生をさらに抑制できる。

【0042】

（実施例）
以下、実施例を示して本開示を更に具体的に説明するが、本開示は以下の実施例によって何ら限定されるものではない。

【0043】

所定のトルクで駆動回転されるローラに対する光ファイバの滑りにくさを評価した。具体的には、直径が２４０ｍｍであり且つ接触部がウレタン、水素化ニトリルゴム（Ｈ－ＮＢＲ）、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）またはフッ素ゴム（例えば、バイトン（登録商標））により形成されたローラのＶ溝に光ファイバを巻き掛けて、各ローラと光ファイバとの間に発生する摩擦力を測定した。なお、摩擦力は、ローラのＶ溝に掛けた光ファイバの一端に５０ｇの重りを付け、光ファイバの他端にバネ計りを取り付け、バネ計りを引張り光ファイバが動いたときにバネ計りに表示された値から重りの重さを引いた値により算出した。また、滑りにくさは、摩擦力が４０ｇ以上である場合を優秀（Ａ）とし、摩擦力が４０未満の場合を良好（Ｂ）と判定した。結果を表１に示す。

【0044】

【表1】

【0045】

表１に示されるように、ウレタンやフッ素ゴムにより形成された接触部よりも、Ｈ－ＮＢＲまたはＥＰＤＭから形成された接触部の方が、摩擦力が大きく滑りにくいことが分かった。

【0046】

以上、本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。また、上記説明した構成部材の数、位置、形状等は上記実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等に変更することができる。

【0047】

光ファイバ３０の巻き替え装置１０や巻取り装置２０は、図１に例示される構成に限定されない。例えば、巻き替え装置１０や巻取り装置２０において配置されるガイドローラの数や配置あるいはダンサローラの数や配置も適宜変更可能である。また、巻取り装置２０において配置されるテンションヘルパーローラ２５の数も二つに限定されない。

【0048】

上記の実施形態では、トルク制御ローラであるテンションヘルパーローラ２５が、本体部２５１から着脱可能であり且つゴムから形成される接触部２５２を有している。しかしながら、テンションヘルパーローラ２５に加えてまたは代えて、トルク制御ローラであるスクリーニングローラ２４やキャプスタンローラ２２が、図２と図３に例示されるように本体部から着脱可能であり且つゴムから形成される接触部を有するように構成されてもよい。

【0049】

上記の実施形態では、光ファイバ３０の巻取り装置２０は、光ファイバ３０の巻き替え工程に適用されている。しかしながら、巻取り装置２０は、光ファイバ３０の着色工程や光ファイバ３０の線引き工程に適用されうる。例えば、巻取り装置２０が光ファイバ３０の着色装置に組み込まれる場合は、サプライボビンから繰り出された光ファイバ３０の外周に着色層が形成され、着色層が形成された光ファイバ３０が巻取り装置２０により巻き取られる。あるいは、巻取り装置２０が光ファイバの線引き装置に組み込まれる場合は、線引き炉から樹脂硬化装置までの装置によりガラスファイバの外周に被覆樹脂が形成された光ファイバ３０が形成され、当該光ファイバ３０が巻取り装置２０により巻き取られる。

【符号の説明】

【0050】

１０：巻き替え装置
１１：サプライボビン
１２ａ，１２ｂ：ガイドローラ
１３：ダンサローラ
２０：巻取り装置
２１：ボビン
２２：キャプスタンローラ
２３：キャプスタンベルト
２４：スクリーニングローラ
２５，２５ａ，２５ｂ：テンションヘルパーローラ
２６：ダンサローラ
２７ａ～２７ｊ：ガイドローラ
３０：光ファイバ
２５１：本体部
２５１１：回転軸
２５１２：環状部材
２５１２Ａ：第一大径部
２５１２Ｂ：小径部
２５１２Ｃ：第二大径部
２５２：接触部
２５２１：環状溝

【図1】

【図2】

【図3】