JP5455066B2 - 光ファイバ収納スペーサの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、光ファイバ収納スペーサの製造方法に関する。詳しくは、外周面に光ファイバを収納するための螺旋状に一定方向に回転する溝又はＳＺ状に交互に反転する溝が設けられた光ファイバ収納スペーサの製造方法に関する。

光ファイバケーブルに使用される光ファイバ収納スペーサは、その外周面に、断面が角状又はＵ字状で、長さ方向に延びる複数の溝（スロット）が形成されている。図１２（ａ）はＳＺ状の溝を備える光ケーブル収納スペーサを示す斜視図であり、図１２（ｂ）はその断面図である。例えば、図１２（ａ）及び（ｂ）に示す光ファイバ収納スペーサ１００は、鋼線、ガラス繊維強化プラスチック又はアラミド繊維強化プラスチックなどからなる抗張力体（テンションメンバ）１０１の周囲に、ポリエチレン等の熱可塑性樹脂からなるスペーサ本体１０２が設けられた構造となっている。

また、スペーサ本体１０２の表面には、ＳＺ状の溝１０３が形成されており、この溝１０３内に、例えば複数の光ファイバ心線を並列に配置したテープ心線などが収納される。このようなＳＺ状又は螺旋状の溝を備えるスペーサは、光ファイバ心線を高密度に収納することができる。そして、光ファイバ心線収納後のスペーサは、ポリエチレン樹脂などによって被覆されて、光ファイバケーブルとなる。

一方、図１２に示すような光ファイバ収納スペーサを製造する方法としては、例えば、抗張力体１０１の外周を熱可塑性樹脂で被覆して中芯を形成した後、この中芯の周囲に、ダイスを回転させながら熱可塑性樹脂を押出して、螺旋状又はＳＺ状の溝１０３を形成する方法がある。また、従来、光ファイバ収納スペーサの中芯となる合成樹脂製棒状物を、精度良く製造する方法も提案されている（例えば、特許文献１，２参照。）。

例えば、特許文献２に記載の製造方法では、断面円形状の樹脂製棒状物を製造する際に、製造物の外径を計測し、その値が設定値の範囲に一度も入っていない場合は、押出機のスクリュー回転数を調整して、樹脂の吐出量をフィードバック制御している。このようなフィードバック制御は、金属加工などの樹脂成形以外の分野でも行われている（例えば、特許文献３参照。）。

例えば、特許文献３に記載の外径測定装置では、レーザ光を利用して、断面が実質的に円形である丸鋼棒の外径を測定し、その結果に基づいて、測定部の直前に設置された矯正ロールの運転条件を制御している。また、この特許文献３には、外径測定の時間ピッチＴｓと、丸棒が１回転するのに要する時間Ｔｒの比（Ｔｒ／Ｔｓ）を１０〜１００にすることや、外径の測定頻度を４００〜３０００回／秒にすることなどが開示されている。

特開平５−４２７２号公報 特開２００２−２８３４４０号公報 特開２００５−０６２１１７号公報

しかしながら、従来の光ファイバ収納スペーサは、光ファイバ心線を収納してケーブルにした際、長手方向における伝送性能にばらつきが生じやすいという問題点がある。一方、光ファイバケーブルの伝送性能には、光ファイバ収納スペーサの溝内面の平滑性、及び負荷がかかった際に変形が生じにくい所謂「形状保持性」などが影響することが知られている。このため、溝内面の平滑性に優れ、高精度の形状保持性を有する光ファイバ収納スペーサが求められている。

なお、前述した特許文献２に記載の方法で製造した合成樹脂性棒状物を中芯に用いることにより、溝内面の平滑性に優れた光ファイバ収納スペーサを得ることができるが、その場合でも、長手方向における伝送性能の安定性が十分ではない。

そこで、本発明は、光ファイバケーブルとしたときに、安定した伝送性能が得られる光ファイバ収納スペーサの製造方法を提供することを主目的とする。

本発明者は、前述した課題を解決するために、鋭意実験検討を行った結果、光ファイバケーブルの伝送性能は、溝内面の形状だけでなく、スペーサの外径の変動によっても影響を受けることを見出した。具体的には、スペーサの外径が長手方向に変動していると、外径が大きい箇所では、ケーブルにする際に被覆外皮などの外部圧力によってスペーサのリブ部（凸部）が圧迫され、そのリブ部に隣接する溝の幅や形状が変化する。その結果、溝内部に収納されている光ファイバ心線が圧迫され、伝送損失が増大することとなる。

一方、スペーサの外径が小さい部分では、被覆外皮などの外部圧力によって直接光ファイバ心線が圧迫され、伝送損失が増大することとなる。また、光ファイバ収納スペーサのように、溝形成により表面に凹凸があり、断面が円形状でない成形体においては、前述した特許文献２，３に記載されたフィードバック方法を適用することは困難である。また、特許文献１に記載の製造方法のように、樹脂の押出し量をギヤポンプの回転速度にフィードバックさせると、ギヤポンプの使用により長時間の連続運転において、樹脂の劣化物や炭化物などがスペーサ本体部に吐出し、溝内面の平滑性を低下させる虞がある。

そこで、本発明者は、ギヤポンプを使用しない製造方法について更に検討を行い、被覆部形成後のスペーサ本体について、その断面を擬似的に円形とみなして特定間隔で外径を測定し、その結果に応じて、押出機による熱可塑性樹脂の押出量を調節することにより、得られるスペーサの外径変動を抑制できることを見出し、本発明に至った。

即ち、本発明に係る光ファイバ収納スペーサの製造方法は、外周面に光ファイバを収納するための螺旋状に一定方向に回転する溝又はＳＺ状に交互に回転する溝が設けられた光ファイバ収納スペーサを製造する方法であって、回転ダイスを使用した押出成形により、中芯の周囲に、熱可塑性樹脂からなり、１又は複数の螺旋状に一定方向に回転する溝若しくはＳＺ状に交互に回転する溝を備える被覆部を形成する工程と、被覆部形成後のスペーサ本体について、その断面を擬似的に円形とみなして外径を測定し、その値に応じて前記熱可塑性樹脂の押出量を調節する工程と、を有し、該押出量を調節する工程では、前記溝の１／２ピッチ以上の区間で前記外径を連続的に測定し、その最大値が設定範囲内に入らないときに、設定範囲内に入る方向に押出量を調節する。
ここで、各溝の１ピッチは、螺旋状に一定方向に回転する溝においては、溝が一回転する長さであり、ＳＺ状に交互に回転する溝においては、溝が反転して元の位置に戻ってくるまでの長さである。従って、溝の１／２ピッチとは、前述した１ピッチの半分の長さであり、製造目的とするスペーサによって適宜設定される特定の長さである。
本発明においては、溝の１／２ピッチ以上の区間で、被覆部形成後のスペーサ本体の外径を連続的に測定し、その最大値が設定範囲内に入らないときに熱可塑性樹脂の押出量を調節しているため、溝の数、幅及び位置などの影響を受けずに、精度よく外径測定を行うことができる。
この製造方法では、目標とするスペーサの外径をｄ（ｍｍ）、外径精度の最小管理値をａ（ｍｍ）としたとき、前記外径の測定を、溝の１／２ピッチあたり下記数式（１）で求められる回数以上行ってもよい。なお、下記数式（１）における最小管理値ａは、０．１≧ａ≧０．００１の範囲から選択される任意の定数である。また、下記数式（１）におけるπは円周率である。

また、前記溝の１／２ピッチ以上の長さを１区間とし、１〜４区間分にわたって前記外径を連続的に測定し、各区間の最大値が一度も設定範囲内に入らないときにのみ押出量を調節することもできる。
更に、前記押出量の調節は、押出機のスクリュー回転数を変更することにより行ってもよい。
更にまた、レーザ外径測定器により、スペーサ本体の外径を測定することもできる。

本発明によれば、螺旋状に一定方向に回転する溝又はＳＺ状に交互に回転する溝の１／２ピッチ以上の区間で、被覆部形成後のスペーサ本体の外径を連続的に測定し、その最大値が設定範囲内に入らないときに熱可塑性樹脂の押出量を調節しているため、長手方向における外径の変動が少なく、光ファイバケーブルとしたときに安定した伝送性能が得られる光ファイバ収納スペーサを製造することができる。

本発明の実施形態により得られるスペーサの一例を示す断面図である。 本発明の実施形態に係るファイバ収納スペーサの製造方法を示すフローチャート図である。 本発明の実施形態に係るファイバ収納スペーサの製造方法において使用する装置の構成例を示す図である。 本発明の実施形態の変形例で得られるスペーサの一例を示す断面図である。 本発明の実施形態の変形例に係るファイバ収納スペーサの製造方法において使用する装置の構成例を示す図である。 横軸に時間、縦軸にスペーサの外径をとって、実施例１のスペーサの連続製造時間内における外径の最大値の変動を示す図である。 横軸に時間、縦軸にスペーサの外径をとって、実施例２のスペーサの連続製造時間内における外径の最大値の変動を示す図である。 横軸に時間、縦軸にスペーサの外径をとって、比較例１のスペーサの連続製造時間内における外径の最大値の変動を示す図である。 横軸に時間、縦軸にスペーサの外径をとって、比較例２のスペーサの連続製造時間内における外径の最大値の変動を示す図である。 横軸に時間、縦軸にスペーサの外径をとって、実施例３のスペーサの連続製造時間内における外径の最大値の変動を示す図である。 横軸に時間、縦軸にスペーサの外径をとって、比較例３のスペーサの連続製造時間内における外径の最大値の変動を示す図である。 （ａ）はＳＺ溝を備える光ケーブル収納スペーサを示す斜視図であり、（ｂ）はその断面図である。

以下、本発明を実施するための形態について、添付の図面を参照して、詳細に説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施形態に限定されるものではない。

先ず、本発明の実施形態に係る製造方法によって得られる光ファイバ収納スペーサ（以下、単に「スペーサ」ともいう。）について説明する。図１は本実施形態により得られるスペーサの一例を示す断面図である。図１に示すように、本実施形態により製造されるスペーサ１０は、抗張力線１を熱可塑性樹脂２で被覆した樹脂被覆抗張力体３の周囲に、螺旋状に一定方向に回転又はＳＺ状に交互に回転する溝５を備える被覆部４を設けたものである。

このスペーサ１０で使用する抗張力線１としては、例えば、鋼線、又はガラス繊維強化プラスチック、アラミド繊維強化プラスチック及びポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維強化プラスチックなどの高強度繊維を使用したものなどが挙げられる。また、熱可塑性樹脂２としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレンテレフタレート及びポリエチレンテレフタレートなどを使用することができる。更に、被覆部４も、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレンテレフタレート及びポリエチレンテレフタレートなどの熱可塑性樹脂により形成することができる。

このとき、被覆部４を形成する熱可塑性樹脂を、樹脂被覆抗張力体３の熱可塑性樹脂２と同じにしてもよいが、例えば樹脂被覆抗張力体３の熱可塑性樹脂２を低密度ポリエチレンとし、被覆部４を高密度ポリエチレンで形成することもできる。

次に、前述したスペーサ１０の製造方法、即ち、本実施形態に係る光ファイバ収納スペーサの製造方法について説明する。図２は本実施形態の製造方法において使用する装置（以下、「製造装置」ともいう。）の構成例を示す図である。図２に示すように、本実施形態のスペーサ１０の製造方法においては、先ず、樹脂被覆抗張力体３を形成する（ステップＳ１）。

具体的には、送線機（クリール）２０に巻回されている抗張力線１を引き出し、円形の孔形状ダイスを備えた押出成型機２１に導入する。そして、押出成型機２１内において、抗張力線１の周囲に熱可塑性樹脂２を押出し、抗張力線１の周囲を熱可塑性樹脂２で被覆した樹脂被覆抗張力体３とする。

次に、樹脂被覆抗張力体３の外周に、１又は複数の溝５を備える被覆部４を被覆成形する（ステップＳ２）。具体的には、ステップＳ１で得られた樹脂被覆抗張力体３を、所定形状の回転ダイスを備えた押出成型機２２内に導入し、樹脂被覆抗張力体３の挿入方向に対してＺ方向にダイスを回転させながら、又はＳＺ状にダイスの回転方向を一定間隔で反転させながら、熱可塑性樹脂を押し出す。これにより、樹脂被覆抗張力体３の周囲に、Ｚ螺旋状又はＳＺ状の溝５を備えた被覆部４が形成される。

このとき、後述する外径測定の結果に基づき、熱可塑性樹脂の押出量を調節する。この押出量の調節は、例えば、押出成型機２２のスクリュー回転数を変更することにより行うことができる。これにより、長手方向における外径精度を向上させることができる。

引き続き、冷却部２３において、被覆部４を構成する樹脂を完全に固化させて、光ファイバ収納スペーサ１０を得る（ステップＳ３）。その際の冷却方法は、特に限定されるものではなく、水冷方式、空冷方式及び加熱冷却管による冷却などの方法を適宜選択して適用することができ、これらを併用することもできる。

その後、得られたスペーサ１０の外径を測定し、その結果をステップＳ２の被覆部４の形成工程にフィードバックする（ステップＳ４）。具体的には、先ず、外径測定器２５により、被覆部４に形成された螺旋状又はＳＺ状の溝５の１／２ピッチ以上の区間（長さ）において、冷却後のスペーサ本体（スペーサ１０）の外径を連続的に複数回測定する。そして、その最大値が設定範囲内に入らないときに、制御装置２４により、ステップＳ２における熱可塑性樹脂の押出量を、外径の最大値が設定範囲内に入る方向に調節する。

ここで使用する外径測定器２５としては、例えばレーザ外径測定器を使用することができる。その場合、スペーサ１０によりレーザ光が遮られた長さを、外径と見なして測定すればよい。

一方、スペーサ１０は外面に、Ｚ螺旋状又はＳＺ状の溝５が形成されており、この溝５の部分でレーザ光が遮られた長さを測定し、これを外径と判断してしまうと、実際のスペーサ外径よりも小さな値となってしまう。特に、ＳＺ溝が形成されたスペーサ１０を、レーザ外径測定器を使用して測定する場合では、溝５の延びる方向が反転する部分は、溝５が一方向に回転形成されている部分よりも、レーザ光が遮られる長さが更に短くなる。そこで、本実施形態のスペーサの製造方法においては、測定値の信頼性を高めるために、一定区間について連続して外径測定を行い、その最大値をその区間における「外径」と規定する。

ここでいう「一定区間」は、具体的には、螺旋状又はＳＺ状の溝５の１／２ピッチ以上の区間（長さ）とする。スペーサ１０が、外径測定器２５を通過する際には、その相対的関係において、その外面に形成されている溝５は回転していることとなる。一方、スペーサ１０の外径は、その断面の直径を計測すればよいため、少なくとも溝５の１／２回転に相当する位置となるまでの長さ、即ち、溝５の１／２ピッチの長さにおいて、レーザ光を遮る長さの測定を行えばよい。

例えばレーザ外径測定器を使用して測定した場合、その測定区間（長さ）が溝５の１／２ピッチ未満ではレーザ光を遮る長さの最大値が外径に相関するとは断定できず、外径変動が大きくなる。その際、外径の測定回数は、溝の１／２ピッチあたり下記数式（２）で求められる回数以上とすることが望ましい。なお、下記数式（２）におけるｄは目標とするスペーサの外径（ｍｍ）、ａは外径精度の最小管理値（ｍｍ）、πは円周率である。

溝の１／２ピッチあたり上記数式（２）で求められる回数以上測定することにより、スペーサの実測外径変動率をより小さくすることができるため、伝送損失低下抑制効果が向上する。その結果、別途行う品質管理上の外径測定を簡略化することも可能となるため、工程数削減にもつながる。

ここで、外径精度の最小管理値ａ（ｍｍ）とは、スペーサとしての外径要求品質に対応するため、外径を確定する長さの最小単位であり、本実施形態のスペーサの製造方法においては、０．１≧ａ≧０．００１の範囲とする。例えば、最小管理値ａを０．０１ｍｍとした場合、外径測定器２５の精度は、それよりも１桁小さい値とする必要がある。具体的には、外径測定器２５の測定領域内でφ２０ｍｍの標準丸棒を移動させて測定した場合の誤差は、±０．００３ｍｍの範囲内（誤差幅０．００６ｍｍ以下）であることが望ましい。

また、上記数式（２）により求められる値は、スペーサ１０の断面半周長を、検出すべき直径における誤差幅（外径精度の最小管理値ａ）に相当する円周上での誤差幅で除した（デバイドした）値である。例えばレーザ外径測定器を使用して測定した場合、スペーサ１０の直径は、レーザ光を遮る長さの計測により決定する。このため、溝５が形成されたスペーサ１０が、進行に伴って、その位置が固定されている外径測定器との相対的な位置関係において１／２回転する間にレーザ光を遮る長さを、上記数式（２）で求められる回数以上計測すれば、全円周に亘って、検出すべき誤差幅以上の精度で直径を計測したこととなる。

前述した方法により測定した外径値は、速やかに押出成型機２２の熱可塑性樹脂の押出量にフィードバックすることが好ましい。一方、押出成形後のスペーサ１０は、充分に冷却され、内部構造が固定化した後でなければ、安定して外径測定を行うことが難しい。このため、本実施形態のスペーサの製造方法においては、押出成型機２２と外径測定器２５との間に冷却部２３を設けており、これにより、被覆部４の形成後、外径の測定までの間に一定の距離を要している。

このような理由から、フィードバックすべき押出成型機２２と外径測定器２５との距離は、できるだけ短くし、両者を接近させて配置することが望ましい。しかしながら、前述した冷却部２３において、スペーサ１０の形状が安定する程度に十分冷却を行う必要があるため、実際は、５〜２０ｍ程度の距離をおいて配置せざるを得ない状況となっている。更に、外径測定器２５での測定結果と、実際の設定範囲とのズレを解消するべく、測定結果を即時フィードバックした場合、その際の搬送速度などにもよるが、かえって変動を大きくする（ハンチングする）場合がある。

このような事態を防止するためには、螺旋状又はＳＺ状の溝５の１／２ピッチ以上の判定区間で最大値を決定し、これを更に複数回繰り返し、連続的に経過判定することが望ましい。即ち、溝５の１／２ピッチ以上の長さを１区間とし、１〜４区間にわたって冷却後のスペーサ本体（スペーサ１０）の外径を連続的に測定し、各区間の最大値が一度も設定範囲内に入らないときにのみ、制御装置２４でステップＳ２における熱可塑性樹脂の押出量を、外径の最大値が設定範囲内に入る方向に調節することが望ましい。なお、一度でも設定範囲内に入っていた場合は、フィードバックせず、以降の経過で判定すればよい。

この経過判定の連続回数（連続的に測定する区間）は、押出成型機２２と外径測定器２５との距離、及びスペーサ１０の搬送速度に関係しているため、この距離を速度で除した整数以下の範囲内で設定することができる。具体的には、経過判定の連続測定区間は、１〜４区間とすることが望ましい。なお１区間の測定で判断すると、ハンチングを生じることがあるため、連続測定の好ましい区間数は２〜４区間である。

また、５区間以上連続測定してもよいが、その場合、フィードバックの効果が低下し、外径の変動幅が、フィードバック制御しない場合と同程度の方向に増大することがある。即ち、効果が低下する方向となる。このため、連続測定する区間数は、製造時において、一旦、外径値のバラツキを確認した上で、２〜４区間の範囲で適宜設定することが望ましい。これにより、長手方向における外径の安定性を向上させることができる。

ステップＳ４において外径測定されたスペーサ１０は、その後、巻取機２６により巻き取られる（ステップＳ５）。

以上詳述したように、本実施形態のスペーサの製造方法では、螺旋溝又はＳＺ溝の１／２ピッチ以上の区間で、被覆部形成後のスペーサ本体の外径を連続的に測定し、その最大値が設定範囲内に入らないときに熱可塑性樹脂の押出量を調節しているため、長手方向における外径の変動が少ないスペーサを製造することができる。そして、この光ファイバ収納スペーサを使用することにより、長手方向において伝送性能が安定した光ファイバケーブルが得られる。

本発明の光ファイバ収納スペーサの製造方法は、図１に示す構造のもの、即ち、１本の抗張力線１を１層の熱可塑性樹脂２で被覆した樹脂被覆抗張力体３を使用するものに限定されるものではない。図４は本発明の実施形態の変形例で得られるスペーサの一例を示す断面図である。具体的には、図４に示すような複数の鋼線を撚り合わせた撚り鋼線を抗張力線６とし、その周囲に、相互に異なる２種類の熱可塑性樹脂７ａ，７ｂを順次被覆した構成の樹脂被覆抗張力体８を使用して、スペーサ１１を製造することもできる。

図５は本発明の実施形態の変形例に係るファイバ収納スペーサの製造方法において使用する装置の構成例を示す図である。その場合は、例えば、図５に示すように、押出成型機２１と押出成型機２２との間に、円形の孔形状ダイスを備えた押出成型機２７を設置すればよい。そして、押出成型機２１で抗張力線６の周囲を熱可塑性樹脂７ａで被覆した後、更に、その周囲に、押出成型機２７で熱可塑性樹脂７ｂを押出して、樹脂被覆抗張力体８を形成する。

なお、本変形例における上記以外の構成及び効果は、前述した実施形態と同様である。また、前述した実施形態及びその変形例においては、抗張力体及びスペーサを連続して製造しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、別の工程で製造された抗張力体を使用して、スペーサを製造することもできる。更に、本実施形態及びその変形例のスペーサの製造方法は、螺旋状及びＳＺ状のいずれの溝形状のスペーサにも適用可能であり、また溝の断面形状も特に限定されるものではない。

以下、本発明の実施例及び比較例を挙げて、本発明の効果について具体的に説明する。本実施例においては、以下に示す方法で、螺旋溝を有する実施例及び比較例の光ファイバ収納スペーサを製造し、その外径の変動の程度を評価した。

＜実施例１＞
図３に示す装置を使用して、図１に示す構造の光ファイバ収納スペーサ（Ｚ螺旋溝、目標外径１５．０ｍｍ、ピッチ５００ｍｍ）を製造した。具体的には、抗張力線１には、直径２．３ｍｍの単鋼線を使用し、これを円形の孔形状ダイスを有する押出成型機２１の成型ヘッドに挿入して、その外周に接着性ポリエチレンと直鎖型低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）を共押出して、外径φ５．７ｍｍの樹脂被覆抗張力体（１次樹脂被覆抗張力線）３を得た。

次に、樹脂被覆抗張力体３を、５条の内側突起を有する異形孔形状のダイスを備えた押出成型機２２の成型ヘッドに挿入した。そして、このダイスを挿入方向に対してＺ方向に１０回転／分の速度で回転（以下、回転ダイス成型という。）させながら、高密度ポリエチレン樹脂を被覆し、引取速度５ｍ／分の速度で成型して被覆部４を形成した。引き続き、水冷式の冷却部２３に導いて冷却し、ダイス回転によって螺旋溝５が形状されたスペーサ１０を得た。この実施例１のスペーサにおけるピッチ（溝が１回転する長さ）は、５００ｍｍであった。

引き続き、グリーン発光ダイオード（ＬＥＤ： Light Emitting Diode）投光部とＣＣＤ（Charge Coupled Device Image Sensor）受光部からなる外径測定器２５（キーエンス社製）を通過させ、得られたスペーサ１０の外径を測定しながら、この測定結果を、制御装置２４により、回転ダイスを備えた押出成型機２２の樹脂押出量にフィードバックした。

その際、フィードバック条件は下記のように設定した。
（１）外径設定値
中心値：１４．９７ｍｍ、最大値：１４．９８ｍｍ、最小値：１４．９６ｍｍ
（２）外径測定器２５による測定速度：２４００回／秒
（３）外径測定器の測定精度：±３μｍ（誤差幅：６μｍ）
（４）外径測定器による最大値を求める連続測定長さ（１区間）：２５０ｍｍ（溝５のピッチの１／２に相当）
（５）フィードバックの要否を判定するための測定区間数：４区間
（６）フィードバック判定条件：連続して４区間測定したときの最大値が一度でも設定範囲の最大値〜最小値の間にあればフィードバックしない。一方、連続して４区間全てが設定範囲外であったときは、制御装置２４により、外径の最大値が設定範囲内に入るように、押出成型機２２における樹脂の押出量を増減させる。

前述した方法及び条件で、連続して５時間製造を行った。なお、上記数式（２）により求めた溝１／２ピッチあたりの必要測定回数は７５０回以上であるのに対して、実際に測定した回数は、溝５の１／２ピッチあたり７２００回であった。

図６は横軸に時間、縦軸にスペーサの外径をとって、実施例１のスペーサの連続製造時間内における外径の最大値の変動を示す図である。この実施例１のスペーサは、外径の平均値が１４．９８ｍｍ、変動率が０．４０％であり、図６に示すように、長手方向における外径の変化が少ないものであった。なお、変動率は、下記数式（３）により求めた。

＜実施例２＞
赤色光半導体レーザ投光部とＣＣＤ受光部からなる外径測定器２５（キーエンス社製）を使用し、外径測定速度を４００回／秒にした以外は、前述した実施例１と同様の方法及び条件で、連続して５時間製造を行った。この実施例２のスペーサでは、上記数式（２）により求めた溝１／２ピッチあたりの必要測定回数が７５０回以上であるのに対して、実際に測定した回数は、溝５の１／２ピッチあたり１２００回であった。

図７は横軸に時間、縦軸にスペーサの外径をとって、実施例２のスペーサの連続製造時間内における外径の最大値の変動を示す図である。この実施例２のスペーサは、外径の平均値が１４．９４ｍｍ、変動率が０．４７％であり、図７に示すように、長手方向における外径の変化が少ないものであった。

＜比較例１＞
外径測定器２５による最大値を求める連続測定長さ（１区間）を１２５ｍｍ（溝５の１／４ピッチに相当）にした以外は、前述した実施例２と同様の方法及び条件で、連続して５時間製造を行った。なお、この比較例１のスペーサでは、上記数式（２）により求めた溝１／２ピッチあたりの必要測定回数が７５０回以上であるのに対して、実際に測定した回数は、溝５の１／２ピッチあたり６００回であり、請求項２で規定している測定回数に達していなかった。

図８は横軸に時間、縦軸にスペーサの外径をとって、比較例１のスペーサの連続製造時間内における外径の最大値の変動を示す図である。この比較例１のスペーサは、平均値は１４．９２ｍｍであったが、連続測定長さ（１区間）が溝５の１／２ピッチ未満であったため、変動率が０．６０％と高く、図８に示すように、長手方向における外径の変化が大きいものであった。

＜比較例２＞
外径の測定結果に基づいた樹脂押出量のフィードバック制御を行わなかった以外は、前述した実施例１と同様の方法及び条件で、連続して５時間製造を行った。図９は横軸に時間、縦軸にスペーサの外径をとって、比較例２のスペーサの連続製造時間内における外径の最大値の変動を示す図である。この比較例２のスペーサは、平均値は１４．９６ｍｍであったが、樹脂押出量をフィードバック制御していないため、変動率が０．６０％と高く、図９に示すように、長手方向における外径の変化が大きいものであった。

＜実施例３＞
図５に示す装置を使用して、図４に示す構造の光ファイバ収納スペーサ（Ｚ螺旋溝、目標外径２３．３ｍｍ、ピッチ５００ｍｍ）を製造した。具体的には、抗張力線６には、直径１．２ｍｍの鋼線を7本撚り合わせた撚り鋼線を使用し、これを円形の孔形状ダイスを有する押出成型機２１の成型ヘッドに挿入して、その外周に接着性ポリエチレンを押出して、一次樹脂被覆抗張力線とした。引き続き、一次樹脂被覆抗張力線を、円形の孔形状ダイスを有する押出成型機２７の成型ヘッドに挿入して、その外周に直鎖型低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）を押出して、二次樹脂被覆抗張力線（樹脂被覆抗張力体８）とした。

次に、この樹脂被覆抗張力体８を、１３条の内側突起を有する異形孔形状のダイスを備えた押出成型機２２の成型ヘッドに挿入した。そして、このダイスを挿入方向に対してＺ方向に５回転／分の速度で回転（以下、回転ダイス成型という。）させながら、高密度ポリエチレン樹脂を被覆し、引取速度２．５ｍ／分の速度で成型して被覆部４を形成した。引き続き、水冷式の冷却部２３に導いて冷却し、ダイス回転によって螺旋溝５が形状されたスペーサ１０を得た。この実施例３のスペーサにおけるピッチ（溝が１回転する長さ）は、５００ｍｍであった。

その後、グリーン発光ＬＥＤ投光部とＣＣＤ受光部からなる外径測定器２５（キーエンス社製）を通過させ、得られたスペーサ１０の外径を測定しながら、この測定結果を、制御装置２４により、回転ダイスを備えた押出成型機２２の樹脂押出量にフィードバックした。

その際、フィードバック条件は下記のように設定した。
（１）外径設定値
中心値：２３．３４ｍｍ、最大値：２３．３５ｍｍ、最小値：２３．３３ｍｍ
（２）外径測定器２５による測定速度：２４００回／秒
（３）外径測定器の測定精度：±３μｍ（誤差幅：６μｍ）
（４）外径測定器による最大値を求める連続測定長さ（１区間）：２５０ｍｍ（溝５のピッチの１／２に相当）
（５）フィードバックの要否を判定するための測定区間数：４区間
（６）フィードバック判定条件：連続して４区間測定したときの最大値が一度でも設定範囲の最大値〜最小値の間にあればフィードバックしない。一方、連続して４区間全てが設定範囲外であったときは、制御装置２４により、外径の最大値が設定範囲内に入るように、押出成型機２２における樹脂の押出量を増減させる。

前述した方法及び条件で、連続して２４時間製造を行った。なお、上記数式（２）により求めた溝１／２ピッチあたりの必要測定回数は１１６５回以上であるのに対して、実際に測定した回数は、溝５の１／２ピッチあたり１４４００回であった。

図１０は横軸に時間、縦軸にスペーサの外径をとって、実施例３のスペーサの連続製造時間内における外径の最大値の変動を示す図である。この実施例３のスペーサは、外径の平均値が２３．３６ｍｍ、変動率が０．１７％であり、図１０に示すように、長手方向における外径の変化が非常に少ないものであった。

＜比較例３＞
外径の測定結果に基づいた樹脂押出量のフィードバック制御を行わなかった以外は、前述した実施例３と同様の方法及び条件で、連続して２４時間製造を行った。図１１は横軸に時間、縦軸にスペーサの外径をとって、比較例３のスペーサの連続製造時間内における外径の最大値の変動を示す図である。この比較例３のスペーサは、平均値は２３．３７ｍｍであったが、樹脂押出量をフィードバック制御していないため、変動率が０．３０％と前述した実施例３のスペーサよりも高く、図１０に示すように、長手方向における外径の変化が大きかった。

このように、図１の構造のスペーサを製造する場合については、本発明の製造方法で製造した実施例１，２のスペーサは、フィードバック条件が本発明の範囲から外れていた比較例１及びフィードバック制御を行わなかった比較例２のスペーサに比べて、外径（測定最大値）の変動率が小さかった。また、図６〜９の変動図を比較しても、実施例１，２は比較例１，２に比べて、より安定した推移を示した。

図４に示す構造のスペーサを製造する場合も同様に、本発明の製造方法で製造した実施例３のスペーサは、フィードバック制御を行わなかった比較例３のスペーサに比べて、外径（測定最大値）の変動率が小さかった。また、図１０．１１の変動図を比較しても、実施例３は比較例３に比べて、より安定した推移を示した。なお、比較例３のスペーサの変動率は、前述した実施例１，２のスペーサの変動率よりも低くなっているが、これは製造条件などが異なるためであり、構造などが異なるスペーサ同士の場合は、変動率の絶対値では比較することはできない。

以上の結果から、本発明のスペーサの製造方法は、長手方向における外径の変動を抑制することができ、製造制御方法として優れていることが確認された。そして、本発明によれば、長手方向における外径の変動が少なく、光ファイバケーブルとしたときに安定した伝送性能が得られる光ファイバ収納スペーサを製造できることが実証された。

１、６ 抗張力線
２、７ａ、７ｂ 熱可塑性樹脂
３、８、１０１ 抗張力体
４ 被覆部
５、１０３ 溝
１０、１１、１００ 光ファイバ収納スペーサ
２０ 送線機
２１、２２、２７ 押出成型機
２３ 冷却部
２４ 制御装置
２５ 外径測定器
２６ 巻取機
１０２ スペーサ本体

Claims (5)

1. 外周面に光ファイバを収納するための螺旋状に一定方向に回転する溝又はＳＺ状に交互に回転する溝が設けられた光ファイバ収納スペーサを製造する方法であって、
   回転ダイスを使用した押出成形により、中芯の周囲に、熱可塑性樹脂からなり、１又は複数の螺旋状に一定方向に回転する溝若しくはＳＺ状に交互に回転する溝を備える被覆部を形成する工程と、
   被覆部形成後のスペーサ本体について、その断面を擬似的に円形とみなして外径を測定し、その値に応じて前記熱可塑性樹脂の押出量を調節する工程と、を有し、
   該押出量を調節する工程では、前記溝の１／２ピッチ以上の区間で前記外径を連続的に測定し、その最大値が設定範囲内に入らないときに押出量を調節する光ファイバ収納スペーサの製造方法。
2. 目標とするスペーサの外径をｄ（ｍｍ）、外径精度の最小管理値をａ（ｍｍ）としたとき、前記外径の測定を、溝の１／２ピッチあたり下記数式（Ａ）で求められる回数以上行うことを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ収納スペーサの製造方法。
   

   
3. 前記溝の１／２ピッチ以上の長さを１区間とし、１〜４区間にわたって前記外径を連続的に測定し、各区間の最大値が一度も設定範囲内に入らないときにのみ押出量を調節することを特徴とする請求項１又は２に記載の光ファイバ収納スペーサの製造方法。
4. 前記押出量の調節は、押出機のスクリュー回転数を変更することにより行うことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光ファイバ収納スペーサの製造方法。
5. レーザ外径測定器により、スペーサ本体の外径を測定することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光ファイバ収納スペーサの製造方法。

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