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WO1991008500A1 - Apparatus for and method of manufacturing optical fiber cable covered with metal pipe - Google Patents

Apparatus for and method of manufacturing optical fiber cable covered with metal pipe Download PDF

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Publication number
WO1991008500A1
WO1991008500A1 PCT/JP1990/001578 JP9001578W WO9108500A1 WO 1991008500 A1 WO1991008500 A1 WO 1991008500A1 JP 9001578 W JP9001578 W JP 9001578W WO 9108500 A1 WO9108500 A1 WO 9108500A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
optical fiber
metal tube
metal
tube
fiber cable
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP1990/001578
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Yasunori Yoshie
Takashi Tsukui
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NKK Corp, Nippon Kokan Ltd filed Critical NKK Corp
Priority to KR1019910700832A priority Critical patent/KR940008678B1/ko
Publication of WO1991008500A1 publication Critical patent/WO1991008500A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/44—Mechanical structures for providing tensile strength and external protection for fibres, e.g. optical transmission cables
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C59/00—Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor
    • B29C59/02—Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor by mechanical means, e.g. pressing
    • B29C59/04—Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor by mechanical means, e.g. pressing using rollers or endless belts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/20—Bonding
    • B23K26/21—Bonding by welding
    • B23K26/24—Seam welding
    • B23K26/26—Seam welding of rectilinear seams
    • B23K26/262—Seam welding of rectilinear seams of longitudinal seams of tubes
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    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/44—Mechanical structures for providing tensile strength and external protection for fibres, e.g. optical transmission cables
    • G02B6/4479—Manufacturing methods of optical cables
    • G02B6/4484—Manufacturing methods of optical cables with desired surplus length between fibres and protection features
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    • G02—OPTICS
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    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/44—Mechanical structures for providing tensile strength and external protection for fibres, e.g. optical transmission cables
    • G02B6/4479—Manufacturing methods of optical cables
    • G02B6/4486—Protective covering
    • G02B6/4488—Protective covering using metallic tubes

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus and a method for manufacturing a metal tube-coated optical fiber cable.
  • the breaking strength of an optical fiber is about 6 (kg) with a diameter of 126 (rn), which is quite large.However, the elongation when this tension is applied is 3 to 6%. It is significantly smaller than. For this reason, it is necessary to secure a strength by arranging a tensile strength member in the optical fiber cable. In addition, the strength of an optical fiber may deteriorate when immersed in water. Therefore, when laying an optical fiber cable on the seabed or underwater, it is necessary to use an optical fiber cable with a jacket structure in which the optical fiber cable is covered with a thin metal tube in order to secure the laying tension and water resistance. is there. Conventionally, when covering such a small-diameter optical fiber cable with a metal tube, a method of inserting an optical fiber cable into a gold decay tube with a gap in the vertical direction and joining this gap by soldering is known. Had been used.
  • the heat at the time of joining the gaps between the metal tubes is applied to the optical fiber for a relatively long time, which may cause thermal damage.
  • the butted part of the metal tube is welded with a laser beam with a reduced diameter to continuously manufacture an optical fiber cable coated with a metal tube.
  • An apparatus and method for this purpose are disclosed, for example, in JP-A-64-35514.
  • This apparatus for manufacturing a metal-coated optical fiber cable forms a continuously fed flat metal strip into a metal tube having a vertical gap at the top.
  • An introduction tube is inserted into the metal tube through the gap between the metal tubes, and the optical fiber is introduced into the metal tube by the introduction tube. After closing the gap between the metal tubes into which the optical fibers have been introduced, the metal tubes are sent to a laser welding device.
  • the laser welding device welds the butt joint by irradiating a laser beam having a focal point at a position outside of the butt joint surface while positioning the butt portion of the sent metal tube with a guide roller ( By defocusing the outside of the butted portion in this way, welding of the butted portion is realized without protecting the optical fiber with a heat shielding material.
  • the metal tube containing the optical fiber cable After reducing the outer diameter of the metal tube containing the optical fiber cable to a predetermined size, it is wound around a capstan and drawn continuously.
  • the optical fiber cable When the metal tube is pulled, an inert gas is flowed into the introduction tube, the optical fiber cable is carried by viscous resistance of the gas, and the optical fiber is applied to the inside and outside of the metal tube while the metal tube is engaged with the capstan.
  • the length of the optical fiber cable By blowing the fiber cable, the length of the optical fiber cable is made longer than the metal tube when the metal tube is extended, and the fiber optic cable is slackened in the metal tube, and the fiber optic cable is distorted due to the installation tension etc.
  • Gel is injected into the metal tube to prevent water from entering and deteriorating the optical fiber cable. That is, at the capstan, the optical fiber cable is sprayed to the outside of the inner surface of the metal tube with an inert gas, and then the gel is injected through a gel introducing tube different from the introducing tube for introducing the optical fiber cable.
  • the laser beam is focused above the metal tube, avoiding the laser beam from focusing within the thickness of the abutting portion of the metal tube.
  • the focal point is focused above the metal tube, the cross-sectional shape of the melted portion becomes a bulge at the bottom, and shrinkage holes and cracks are easily generated inside, and the amount of spatter increases. .
  • optical fiber cables are various, and they are used under various temperature conditions.
  • the coefficient of thermal expansion of the outer metal tube is much larger than that of the optical fiber cable.
  • the difference in the degree of elongation between the metal tube and the optical fiber cable causes the difference in the optical fiber.
  • Tension acts on the cable, causing damage to the optical fiber cable.
  • a similar phenomenon occurs when cables are placed under high tension, e.g. on the sea floor. It happens in some cases.
  • the optical fiber cable comes into contact with the inner wall of the metal tube that has a large amount of shrinkage due to the difference in the degree of shrinkage between the metal tube and the optical fiber cable.
  • the side pressure is applied directly, or short-period irregular bends are added, resulting in so-called microbend loss, which attenuates the strength of the signal passing through the optical fiber cable.
  • the optical fiber cable is blown to the inside and outside of the metal tube with an inert gas, so that the optical fiber cable has no excess. Because of its length, when injecting gel into a metal tube, it was necessary to inject the gel with the optical fiber cable sprayed on the inside and outside of the metal tube. In other words, even if the gel is injected first and then the inert gas is sent, the gel becomes a resistance and it becomes impossible to add extra length to the optical fiber cable. According to Therefore, when injecting gel, a gel introduction tube is required in addition to the optical fiber cable and the introduction tube for sending inert gas.
  • the present invention has been made to solve such a disadvantage, and it is assumed that the fiber optic cable can be continuously operated for a long time without damaging the optical fiber cable at the time of welding the butt portion of the metal pipe.
  • An apparatus for manufacturing a metal tube-coated optical fiber cable comprises: an assembly comprising a plurality of pairs of rollers for forming a metal strip and projecting both side ends to form a metal tube; An optical fiber introducing means for introducing an optical fiber or a bundle of optical fibers into the metal tube; a laser welding means for irradiating a laser beam to the abutting portion of the metal tube so as to join to form a sealed metal tube; A metal tube-coated optical fiber cable having a metal strip, a molded metal tube, and an indexing device through which a sealed metal tube containing an optical fiber or a fiber bundle is continuously drawn through a fiber introduction means and laser welding means.
  • an assembly comprising a plurality of pairs of rollers for forming a metal strip and projecting both side ends to form a metal tube;
  • An optical fiber introducing means for introducing an optical fiber or a bundle of optical fibers into the metal tube;
  • a laser welding means for irradiating a laser beam to the abut
  • the optical fiber introduction means is inserted into the metal tube being formed, and is elastically pressed against the inner wall of the metal tube at the irradiation position of the laser beam on the side opposite to the irradiation surface of the metal tube to form an optical fiber or fiber.
  • the indexing means has tension varying means for reducing the tension of the metal tube-coated optical fiber cable.
  • the laser welding means is arranged such that the laser irradiation means focuses the laser beam inside the protruding portion of the metal tube.
  • defocus amount of this laser beam (defocus amount) within a certain range determined according to the power of the laser beam to be irradiated and the welding speed at which no unwelded portion occurs.
  • the tension varying means is a capstan formed by winding a plurality of sealed metal tubes.
  • the laser welding means is provided so as to face the pass line of the metal tube, has a groove for engaging with the metal tube on one side, and positions the protrusion of the metal tube at the irradiation position of the laser beam. It is preferable to have a guide shoe for adjusting the position of the guide and a position adjusting means for finely adjusting the position of the guide.
  • an inert gas supply tube or a gel introduction tube between the optical fiber introduction port of the introduction tube and the metal tube insertion portion. Furthermore, it is desirable to provide a tension adjusting means for adjusting the tension of the metal pipe downstream of the tension varying means.
  • a method of manufacturing a metal tube-coated optical fiber cable includes a forming step of forming a metal strip to be indexed into a metal tube, and welding a butt portion of the metal tube with a laser beam.
  • the tension of the metal tube is adjusted by varying the tension of the metal strip on the side of the assembling step, and the optical fiber on the side of the optical fiber introduction step is introduced.
  • an introduction tube is passed through the introduction tube so as to be pressed against the inner wall opposite to the abutting portion of the metal tube by elastic force, and an optical fiber or It is characterized by introducing an optical fiber bundle.
  • the guide portion of the metal tube is positioned at a fixed position with respect to the focal position of the laser beam by a guideshow having a groove which is disposed opposite to the pass line and is engaged with the metal tube. Desirable.
  • an inert gas or a gel into the metal tube into which the optical fiber cable has been introduced, through the introduction tube.
  • the optical fiber cable is guided into a metal tube to be covered and guided by an introduction tube also serving as a heat shield.
  • an introduction tube also serving as a heat shield.
  • the heat effect on the optical fiber is reduced by elastically pressing the introduction tube against the inner wall of the metal tube opposite to the metal tube.
  • the optical fiber cable is cooled by an inert gas blown into the introduction tube.
  • the introduction tube is arranged on the side opposite to the projection of the metal tube at the laser weld, a gap is provided between the projection and the introduction tube, and spatter generated during welding is deposited. You can secure space.
  • the butted portion of the metal tube when laser welding the butted portion of the metal tube, positioning is performed while holding the metal tube in the engagement groove of the guide, thereby guiding the metal tube while suppressing meandering. Furthermore, by finely adjusting the position of the guide in accordance with the focal position of the laser beam, the butting portion ′′ of the metal tube is accurately and stably positioned with respect to the laser beam. In addition, when the introduction tube is disposed on the side opposite to the abutting portion of the metal tube at the laser weld, the arrangement can be more elastically strengthened.
  • the melting width is made almost constant while preventing the irradiation power density of the laser light from becoming too high. , And make the back bead width as narrow as possible.
  • the back bead width is made uniform
  • the effect of spatter can be suppressed.
  • the optical fiber cable on the exit side of the tension varying means can be used.
  • the length relative to the metal tube can be adjusted arbitrarily.
  • the tension varying means By using a capstan with a sealed metal tube wound multiple times as the tension varying means, and changing the number of turns of the sealed metal tube wound around the capstan, the sealed metal tube on the exit side of the capstan and the inside of the metal tube are changed.
  • the difference in the tension of the optical fiber cable can be adjusted to an arbitrary value.
  • FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an embodiment of the present invention
  • FIG. 2A is a cross-sectional view showing a metal tube in a forming process
  • FIG. 2A is a sectional view showing FIG. 3A
  • FIG. The figures are side views each showing a pair of molding rollers of the second assembly
  • FIG. 4 is a configuration diagram showing optical fiber introduction means
  • FIG. 5 is a configuration diagram showing laser welding means
  • FIG. Fig. 7A and Fig. 7B show the tension varying means and tension adjusting means', respectively.
  • Fig. 7A is the top view
  • Fig. 7B is the front view
  • Fig. 8 is the protrusion of the metal pipe.
  • 9 is a characteristic diagram showing the relationship between the tube outer diameter and the back bead width
  • FIG. 9 is a characteristic diagram showing the relationship between the tube outer diameter and the back bead width
  • FIG. 10 is a characteristic diagram showing the relationship between the tube wall thickness and the back bead width
  • FIG. Fig. 1 is a characteristic diagram showing the relationship between laser power and welding speed
  • Fig. 12 is a characteristic diagram showing the relationship between welding speed and defocusing amount.
  • Figs. 13 and 14, Figs. 6 Figures are extra lengths
  • FIG. 17 is a partial configuration diagram showing another arrangement of the optical fiber introducing means
  • FIG. 18 is a partial configuration diagram showing another embodiment
  • Fig. 20 is an explanatory drawing showing the state where the metal tube is raised upward
  • Fig. 21A is an explanatory drawing showing the curved state of the introducing tube
  • Fig. 21 B is an introducing tube.
  • FIG. 22 is an explanatory view showing a positioning mechanism of the present invention.
  • FIG. 22 is an explanatory view showing a positioning state of the metal pipe at a welding position.
  • FIG. 1 is an overall configuration diagram showing one embodiment of the present invention.
  • the apparatus for manufacturing a metal tube-coated optical fiber cable forms a metal strip 1 and protrudes both ends to form a metal tube.
  • An optical fiber cable 5 is introduced into a molded metal tube, which is provided between an assembly 2 comprising a first assembly 3 and a second assembly 4 and a first assembly 3 and a second assembly 4.
  • Optical fiber introducing means 6 and laser welding means 7 provided at the rear stage of the assembly 2.
  • the measuring side 8 and the drawing means 9 are connected to the laser welding means 7 at the subsequent stage.
  • a pulling means comprising tension changing means 11 and tension adjusting means 13 for the metal tube-coated optical fiber cable 12.
  • the tension varying means 1 1 ′, the tension adjusting means 13, the tension adjusting means 14 of the metal strip 1 provided before the assembly 2, and the tension adjusting means 1 of the optical fiber cable 5 5 constitutes extra length control means for adjusting the relative length of the optical fiber cable to the metal tube, that is, the extra length.
  • the first assembly 3 constituting the assembly 2 includes a plurality of, for example, five sets of forming roller pairs 31a to 31e, which are continuously arranged in a line. Each forming roller pair 31a to 31e has a different forming surface in order, and the metal strip 1 which is continuously fed, as shown in the sectional view of FIG. Into a substantially U-shaped metal tube 1a having a gap 16 between the two.
  • the second assembly 2 also includes a plurality of, for example, five sets of forming roller pairs 41a to 41b arranged in a row in a row, as shown in FIGS. 3A, 3B and 3C.
  • the upper roller of the former forming roller pair 41a to 41d has a fin 17 whose width is gradually reduced. 'Then, engage the gap 16 of the metal tube 1a with the fin 17 and position it so that the gap 16 comes to the top of the metal tube 1a. While making the decision, reduce the gap of the gap 16, make the gap 16 with the molding roller pair 41 e at the final stage, and almost completely at the abutment 18 as shown in Fig. 2B. Form a closed metal tube 1b. As shown in the partial cross-sectional view of FIG.
  • the optical fiber introduction means 6 includes an introduction tube 61 for guiding the optical fiber cable 5 and introducing it into the metal tube 1b, and a tube connector to the introduction tube 61. And an inert gas supply tube connector 63 connected by an inert gas supply tube connector 62.
  • the introduction tube 6 ⁇ ⁇ is made of a metal having good heat conductivity, such as ⁇ or copper alloy, and has an outer diameter smaller than the inner diameter of the metal tube 1 b.
  • the introduction tube 61 is inserted between the first assembly 3 and the second assembly 4 from the gap 16 in the metal tube 1, and the tip thereof passes through the laser welding means 7 and the vortex of the meter side 8. It is located in front of the flaw detector 81 1. Inserting the tip of the introduction tube 61 into the eddy current flaw detector 81 is to prevent the passing of the introduction tube 161 to the eddy current flaw detector 81, because this may adversely affect the flaw detection accuracy. It is.
  • the introduction tube 61 is passed through the eddy current flaw detector 81, for example, the diameter of the metal tube is large, and the introduction tube 61 is opposed to the side of the flaw detection position. If it is in contact with the inner wall of the metal pipe on the side, it may be passed to a position beyond this position, for example, just before the squeezing means 9.
  • the elastic pressure of the introduction tube 61 with the inner wall of the metal tube 1b is, for example, as shown in Fig. 21, due to the elasticity of the introduction tube 61 itself, which resists the inherently stretchable property. Then, the introduction tube 61 is bent from the state I to the state ⁇ (FIG. (A)), and is brought into contact with the inner wall of the metal tube 1b in the state ((FIG. (B)). It can be easily realized by maintaining the curved state by fixing the introduction means 6 at an appropriate position. In the second case, it is preferable to add a positioning mechanism 612 by a spring mechanism or the like to the optical fiber introducing means 6 as necessary.
  • a positioning portion 71 described later is finely adjusted.
  • the support roll stand 82 described later is finely adjusted.
  • the laser welding means 7 is combined with a positioning portion 71 for positioning the metal tube 1b and a laser welding portion 72.
  • the positioning part 71 is composed of two sets of guides 7 3, 7 4 And a micrometer 76 for finely adjusting the positions of the CCD system monitor 75 and the guides 73, 74 provided between the guides 73, 74 in the vertical and horizontal directions.
  • the guide showers 73, 74 consist of an upper shower 73a (74a) and a lower shower 73b (74b).
  • 3a (74a) has a flat surface in contact with the metal tube 1b
  • the lower case 73b (74b) has a groove, for example, in a V-shape that engages with the metal tube 1b. It is urged upward by a spring.
  • the laser welded part 72 is composed of a laser irradiation means 77 and a metal tube; Gas sealing means 78 for sealing the welding position of b with an inert gas, for example, argon gas.
  • the laser irradiating means 77 is connected to, for example, a carbon dioxide gas laser apparatus, guides and condenses the laser light through an optical system, and irradiates the surface of the metal tube lb at an angle of about 90 degrees.
  • the focal point of the laser beam is adjusted so as to connect to the lower part of the protruding part 18 of the metal 1b, that is, to the inside of the metal tube 1'b.
  • the meter side 8 provided at the subsequent stage of the laser welding means 7 includes a sabot roll stand 82, a speedometer 83 and an eddy current flaw detector 81, and checks a welding state and the like.
  • the tension varying means 11 provided on the exit side of the squeezing means 9 includes, for example, a pair of rolls 11 a, Consists of a capstan with 1 1b.
  • the surface of one roll 11a is formed smooth, and the other roll 11b has a plurality of grooves formed on the surface, and the metal tube 1d is wound a plurality of times without overlapping.
  • the tension adjusting means 13 also comprises a dancer roll stand having a pair of rolls 13a and 13b, and the position of one roll 13b is moved in the direction of the arrow to roll 13a1 3b.
  • the tension of the metal tube-coated optical fiber cable 12 at the outlet side of the capstan 11 is adjusted by changing the distance between them.
  • Reference numeral 15 changes the tension by moving the weights on the pulleys 14a and 15a that engage with the metal strip 1 and the optical fiber cable 5.
  • the metal strip 1 is continuously supplied to the assembly 2 while adjusting the metal strip 1 to a predetermined tension with the dancer stand 14.
  • the first assembly 3 of the assembly 2 forms the fed metal strip 1 into a metal tube 1a having a longitudinal gap 16 at the top.
  • This metal tube 1 a is sent to the second assembly 4, and a gap 16 is formed in the second assembly 4.
  • the gap of the gap 16 is reduced while sequentially engaging with the forming roller pair 41 of the three-dimensional 4 and the fin 17 of 41, and the gap 16 is abutted with the forming roller pair 41e of the final stage.
  • a minute gap 18a is formed at the abutting portion 18 after passing through the final forming roller 41e. After that, it was confirmed by a separately provided CCD monitor (not shown) that there was no fluctuation until immediately before the laser beam irradiation position.
  • the optical fiber cable 5 adjusted to a predetermined tension by the dancer stand 15 is inserted from the gap 16 of the metal tube 1 a between the first assembly 3 and the second assembly 4. It is supplied continuously through the installed introduction tube 61. At the same time, argon gas is supplied from the inert gas supply tube 63 connected to the introduction tube 61, and flows into the introduction tube 61.
  • the metal tube 1 b inserted into the introduction tube 6 1 is sent to the laser welding means 7. Since the gold IS tube 1b sent to the laser welding means 7 is positioned by the fins 17 of the forming roller pairs 41a and 41b, the butting portion 18 is completely irradiated by the laser irradiation means. 7 It is possible to adjust the position of the laser beam emitted from 7.
  • the metal pipe 1b sent to the positioning portion 71 of the laser welding means 7 is guided by engaging with the grooves of the guides 73 and 74. Therefore, it is possible to prevent sideways displacement, rotation and meandering of the metal tube 1b. Wear. Observation of the position change of the projecting portion 18 using the CCD monitor 75 showed that when the guide roller was used, the projecting portion 18 moved ⁇ 100 m due to torsion. If it did, it turned out to only move ⁇ 15 m.
  • the CCD seam monitor 75 detects the position of the butting portion 18 of the metal tube 1b, and operates the micrometer 76 automatically or manually according to the detected result, thereby guiding the guide 1 73, Move 74 to make fine adjustments so that the butting portion 18 is at a predetermined position with respect to the focal point of the laser beam.
  • the guides 73 and 74 of the positioning portion 71 prevent the rotation and meandering of the metal tube lb, and the laser is provided by the rollers 41 a to 41 d with fins.
  • the abutting portion 18 precisely positioned with respect to the irradiation position is guided to the laser irradiation position without meandering the metal tube 1b.
  • the positioning of the metal tube 1b by a certain distance before the laser beam irradiation position can be achieved by adjusting the positioning portion 71.
  • strong elastic contact of the introduction tube 61 with the inner wall surface of the metal tube 1b becomes possible, so that the adverse effect of laser welding can be minimized as described later, and for a long time. Contributing to continuous manufacturing operations ⁇
  • the positioning portion 71 functions as a means for adjusting the tension of the metal pipes (especially 1c, Id), similarly to the metal strip tension adjusting means 14 described later. ing. This suppresses the vibration of the metal tube .1b at the laser welding position (marked by X in the figure).
  • the positioning portion 71 was adjusted so that the position became (A) rather than (B) in the figure. Is preferred.
  • the metal tube with the position of the pedestal 18 adjusted in this way 1 b is sent to the laser weld 72.
  • the laser welded portion 72 is irradiated with laser light from the laser irradiation means 77 to weld the butted portion 18 while supplying argon gas to the butted portion 18 of the metal tube 1b with the gas sealing means 78. .
  • the inner surface of this welded portion is flown into the introduction tube 61, and is sealed by argon gas blown back from the tip and flowing backward.
  • the introduction tube 61 guiding the optical fiber cable 5 is arranged so as to elastically contact the inner wall of the metal tube 1b opposite to the laser beam irradiation position S.
  • a gap is provided between the inner surface of the abutting portion 18 and the introduction tube 61, so that heat is shielded by this gap and the introduction tube 61 to reduce the effect of heat on the optical fiber cable 5. Can be done. Further, the temperature rise of the optical fiber cable 5 is suppressed as much as possible by cooling the optical fiber cable 5 with the argon gas flowing in the introduction tube 61 and the argon gas flowing backward therefrom.
  • the temperature near the optical fiber cable 5 that has reached 60 ° C or more
  • the temperature was about 115 ° C. to 135 ° C. by providing, and it could be lowered to about 100 ° C. by flowing argon gas.
  • the adverse effect on the welding caused by grasshoppers deposited on the introduction tube 61 can be delayed in time, and welding can be stably performed for a long time.
  • the laser light emitted from this laser irradiation means 77 Is adjusted so as to connect the inside of the metal tube 1b, so that the laser beam irradiating the abutting portion 18 can be prevented from becoming too dense and stable. Welding can be performed.
  • the focal point to the inside of the metal tube 1b, once the cavity is formed, the laser light reflected on the cavity wall is collected toward the bottom of the cavity. As a result, a deep cavity is formed, and the melting width can be made substantially constant, and the back bead width can be reduced.
  • the minimum value of the back bead width b mi ⁇ is determined by the fact that there is no unwelded part at the abutting portion 18, and the maximum value of the back bead width b max is affected by the effects of the spatter even after a long operation. There are no limits.
  • the metal tube 1 b is held down by the guides 73 and 74 ⁇
  • the metal tube 1 b is As shown in Fig. 8, a small gap 18a is formed in the abutment portion 18.
  • the spring bag that generates the minute gap 18a is affected by the rigidity of the metal tube 1b, that is, the outer diameter d of the formed metal tube lb.
  • the minimum width b m , n of the back bead is 10 d ⁇ 5 (m) .
  • the minimum width b m of the back bead , n becomes 20 mm).
  • n 10 d ⁇ 5 of the back bead
  • a metal tube 1 b made of Fe-based stainless steel with a longitudinal modulus of 1800 (kg ⁇ 2 ).
  • the back bead width was set to the minimum width b m even when the base using Fe base stainless steel and Ni base metal with a longitudinal modulus of more than 1800 (kgZ state 2 ).
  • n it is possible to perform good welding without generating unwelded portions.
  • the straight line B shows the limit where there is no influence of the spatter even after a long operation, and this straight line is b-100 (t / 2). Therefore, when the pipe thickness t is ⁇ .1 (thigh), the allowable maximum width b m , n of the back bead width is 50 ( ⁇ m).
  • the minimum value b min of the back bead width is determined by the output density of the laser beam applied to the metal tube 1 b because the condition that no unwelded portion remains in the butt 18. This power density is related to the welding speed V. Therefore, the laser beam power P and welding speed V are changed to satisfy the condition that the minimum value b m; n is larger than or equal to approximately 10 d ⁇ 5 (rn).
  • Fig. 11 shows the results of the investigation for the case where there is no laser power, with the laser power P (W) on the horizontal axis and the welding speed V (m / min) on the vertical fist. In Fig. 11, a circle indicates that the above condition is satisfied, and a cross indicates a platform that does not satisfy the above condition. The limit is represented by a straight line C.
  • FIG. 12 shows the welding speed V Cm / min) on the horizontal axis and the defocus amount F (mm) on the vertical axis.
  • a circle indicates a case where the above condition is satisfied
  • a cross indicates a case where the above condition is not satisfied
  • the limit is represented by a straight line D.
  • the example field table using a laser beam of the laser power P is 4 0 0 (W), the maximum welding speed V max to be welded from the first 1 Figure does not cause unwelded portion becomes 4 Cm / min) .
  • the minimum value of the defocus amount F which is not affected by the spatter at this welding speed is 2 (state) from Fig. 12. Therefore, when the laser beam P is 400 (W), the welding speed V is 4 Cm / min), and the defocus amount F is 2 m), the back bead width b is kept small and the flash Welding can be performed for a long time without being affected by the evening.
  • the size of the minute gap 18a of the metal tube lb pedestal 18 slightly fluctuates depending on the extra length control conditions and the setting of the positioning part 71 (Fig. 22A, B). Should do it. For example, as shown in Fig. 22A, the size of the minute interval 18a increases, and as shown in Fig. 22B, the size tends to decrease.
  • Defocusing (blurring out of focus) is performed as described above, and the butted portion 18 is welded and the sealed metal tube 1c is sent to the measuring portion 8.
  • the passing speed that is, the welding speed V
  • the speedometer 83 the speedometer 83
  • the metal tube 1 c that has passed through the eddy current flaw detector 81 is reduced in diameter to a predetermined diameter corresponding to the outer diameter of the built-in optical fiber cable 5 by the drawing means 9, and becomes a metal tube-coated optical fiber cable 12.
  • the diameter of the metal tube 1c is reduced by the squeezing means 9, only one introduction tube 61 is inserted into the metal tube 1c until immediately before the eddy current detector 81.
  • the metal tube 1c can be made thinner, and the diameter can be easily reduced.
  • the metal tube-coated optical fiber bundle 12 reduced in diameter by the drawing means 9 passes through the tension variable means 11 and the tension adjusting means 13 and is taken up by a cable winder 10.
  • the sealed and reduced diameter metal tube 1 d and the optical fiber cable 5 need to be engaged. Therefore, prior to continuous operation, the welded and sealed metal pipe 1d is manually wound around the capstan 11a, lib of the tension varying means 11 a predetermined number of times, and then towed, and the tip is tensioned by the tension adjusting means 1. Cable winding machine through 3 1 Mount to ⁇ . In this state, the tip of the optical fiber cable 5 is passed to a position just before the capstan 11a, and the metal tube Id is crushed at this position, so that the optical fiber cable 5 is engaged inside the metal tube 1d. Thereafter, by winding the metal tube 1 d while driving the capstan 11, the optical fiber cable 5 is pulled out from the introduction tube 6 1 together with the metal tube 1 d, and the metal tube-covered optical fiber cable 1 is covered. It becomes 2 and is wound up.
  • a stainless steel strip 1 with a width of 4 mm and a thickness of 0.1 ram is used to form a metal pipe with an outer diameter of 1.3 (ram)
  • the tension adjusting means 14 is such that the tension of the metal tube 1 c at the entry side of the capstan 11 a is about 20 (kgf).
  • the tension of the metal strip 1 is adjusted by the above, the tension causes the metal pipe Id to elongate by + 30.30%.
  • the tension of the optical fiber cable 5 is almost zero after the number of windings is one and a half, the elongation after that does not change and the length does not change. Therefore, when the optical fiber cable 5 is wound six times, the optical fiber cable 5 becomes 0.19% longer than the metal tube 1d.
  • the tension at the entrance side of the capstan 11a of the metal tube 1d is made the same as that of the above-mentioned 13th base, and the tension of the optical fiber cable 5 is changed by the tension adjusting means 15.
  • An example of a change characteristic of the elongation of the optical fiber cable 5 in the case where the tension on the entrance side of the capstan 11a is increased is shown by a curve F1 in FIG. In this case, the tension is almost zero when the optical fiber cable 5 is wound three and a half times around the 5 capstans 11 a and 11.
  • the elongation of the metal tube 1 d is 0.093 ⁇ 4 when wound three and a half times.
  • the elongation of the metal tube 1 d of 0.09% and the elongation of the optical fiber cable 5 due to the difference in winding diameter of 0.09% are offset, the elongation of the metal tube: Id and the expansion of the optical fiber cable 5 are the same. And the difference between the two lengths, that is, the surplus length is ⁇ %.
  • Curve E 1 in FIG. 15 shows the change characteristic of the elongation of the metal tube 1 d when the tension at the inlet side of the metal tube 1 d of the metal tube 1 d is increased.
  • the optical fiber cabling is achieved.
  • the length of 5 can be made longer than the length of 1 d of metal tube by a desired amount. For example, when the metal tube 1 d is wound around the capstans 11 a and 11 b once and a half times on the stage shown by curve E 3, the elongation of the metal tube 1 d is +0. Even though the expansion due to the winding diameter of the optical fiber cable 5 is offset by 0.09%, the optical fiber cable 5 at the exit side of the capstan is 0.1% better than the metal tube 1d. 7% longer;
  • the tension at the entrance side of the optical fiber cable 5 is made higher than that in the case shown in FIG. 14 and the change characteristic of the elongation of the optical fiber cable 5 is shown in FIG. 16
  • the length of the optical fiber cable 5 can be made shorter than the length of the metal tube 1d.
  • the elongation of the optical fiber cable 5 becomes zero when the elongation is five turns, and the elongation of the metal tube]? Is + 0.04% at this time.
  • This elongation + 0.04% is the difference in winding of the optical fiber cable 5 between 0.9 and 9.
  • the optical fiber cable 5 can be shortened by ⁇ .05% from the metal tube 1 d.
  • the capstans 11 a and 11 in which the metal tube-coated optical fiber cable 12 is wound a plurality of times, the tension adjusting means 14 of the metal strip 1, and the optical fiber cable 5 By adjusting the tension adjusting means 15 and, if necessary, the tension adjusting means 13 on the outlet side of the capstans 11a and 11b in total, the light to the metal tube 1d is adjusted.
  • the length of the fiber cable 5 can be arbitrarily adjusted.
  • the tension of the metal tubes 1c and 1d is adjusted in the same manner as the tension adjusting means 14 of the metal strip 1, so that the extra length control is further enhanced. It can be adjusted to precision.
  • the function of the extra length control of the positioning part 71 of this stage base is the same as the extra length control function of the metal strip 1 by the tension adjusting means 14 and will not be described.
  • the metal-coated optical fiber cable 12 is manufactured by repeating the gun while controlling the extra length to the predetermined length.
  • the inert gas supply tube 63 of the optical fiber cable introducing means 6 was used to introduce the gel.
  • the gel can be introduced into the metal tube 1d using one introduction tube 61.
  • the optical fiber cable introduction means 6 is provided between the first assembly 3 and the second assembly 4 of the assembly 2 has been described.
  • FIG. 17 it is also possible to provide the introduction tube 61 in front of the first assembly 3 and insert the introduction tube 61 in front of the first-stage forming roller pair 31a.
  • the traction means comprising the capstan 11a, lib of the variable tension means 11 and the tension adjusting means 13 force is provided immediately after the drawing means 9, and While pulling the cable 1 2, the tension of the metal tubes 1 d on the entrance and exit sides of the capstans 11 a and 11 b and the tension of the optical fiber cable 5 on the entrance side of the capstan are 1 a, lib and tension adjusting means
  • the metal tube d is required in the forming schedule Can be pulled with tension. Then, by adjusting the feed speed of the endless track type capstan, the feed to the capstan 11a is performed. It is possible to arbitrarily control the tension of the metal tube 1d.
  • the tension of the metal tube 1 d on the input side of the capstan 11 a is reduced due to the molding schedule in the example of FIG. Since the input tension on the optical fiber cable 5 cannot be reduced, it is not preferable to increase the tension of the optical fiber cable too much.
  • the same effect as increasing the tension of the optical fiber cable 5 can be achieved, and the length of the optical fiber cable 5 can be shortened without applying excessive force to the optical fiber cable 5. be able to.
  • the second invention introduces the optical fiber cable into the metal tube to be covered and guided by the introduction tube also serving as a heat shield.
  • the optical fiber cable is blown into the introduction tube by making contact with the inner wall of the metal tube on the opposite side of the butt. Since cooling is performed by the inert gas, the temperature rise of the optical fiber cable at the laser welded portion of the metal tube can be suppressed low, and thermal damage to the optical fiber cable can be prevented. Therefore, a high-quality metal tube-coated fiber optic cable can be manufactured.
  • the introduction tube on the side opposite to the butt portion of the metal pipe at the laser welded portion, a gap is provided between the butt portion and the introduction tube, and the space where the spatter generated during welding accumulates As a result, the metal pipe can be stably welded continuously for a long time.
  • the protruding part of the metal tube is laser-welded, positioning is performed while holding the metal tube in the engagement groove of the guide, thereby guiding the metal tube while suppressing the meandering of the metal tube.
  • the abutment of the metal tube can be accurately positioned, so that the joint of the metal tube is welded with high accuracy be able to.
  • the back bead width can be set within a predetermined range, and the occurrence of spatter can be suppressed. It can be operated stably for a long time.
  • the tension of the first stage and the second stage of the capstan which are the tension changing means, are adjusted by the tension of the metal strip processed into the metal tube, the tension of the optical fiber introduced into the metal tube, and the By adjusting the tension of the wound metal tube-coated optical fiber cable and the tension of the sealed metal tube wound around the cable and the optical fiber cable in the metal tube, the difference between the optical fiber cable inside the metal tube and the optical fiber cable
  • the relative length can be arbitrarily adjusted according to the use conditions, and the fiber-coated optical fiber cable can be stably laid and used.
  • the gel when introducing gel into a metal tube, the gel can be introduced through an optical fiber cable through the introduction tube, so only one insertion tube needs to be inserted into the metal tube. Since a metal tube can be used, the diameter of the metal tube can be easily reduced to a diameter corresponding to the diameter of the optical fiber gable.

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Description

明 細 書
金属管被覆光ファィバケーブルの製造装置及び製造方法 [技術分野]
この発明は、 金属管被覆光ファイバケーブルの製造装置及 び製造方法に関するものである。
[背景の技術]
光ファイバの破断強度は直径 1 2 6 ( rn ) で約 6 ( kg ) であり、 かなり大きいが、 この張力を加えたときの伸び率は 3〜 6 %であり、 従来のケーブルの鋦ゃアルミ に比べて著し く小さい。 このため光ファイバケ一ブルに抗張力体を配して 強度を確保する必要がある。 また、 光ファイバは水に浸され ると強度が劣化することがある。 したがって、 光ファイバケ 一ブルを海底や水底に敷設する場合には、 敷設張力や耐水性 を確保するために、 光ファイバケーブルを細い金属管で被覆 した外被構造の光フアイバケーブルを使用する必要がある。 従来は、 このように細い径の光ファイバゲ一ブルを金属管 で被覆する場合、 縦方向に隙間のある金腐管に光フ ァ イバ ケーブルを挿入し、 この隙間を半田付により接合する方法が 使用されていた。
しかしながら、 この方法によると、 金属管の隙間を接合す るときの熱が光ファィバゲ一ブルに比較的長い時間加えられ 熱損傷が生じる恐れがあつた。
この光ファイバケーブルに熱損傷が生じることを防止する ため、 径を絞ったレーザ光により金属管の突合部を溶接し、 金属管被覆をした光ファイバケーブルを連続的にで製造する ための装置及び方法が、 例えば特開昭 6 4— 3 5 5 1 4号公 報に開示されている。
この金属被覆光ファイバケーブルの製造装置は、 連続して 送られる平らな金属ス ト リ ップを頂部に縦方向の隙間を有す る金属管に成形する。 この金属管の隙間を通して金属管内に 導入チューブを揷入しておき、 導入チューブにより光フアイ バを金属管内に導入する。 この光ファイバを導入した金属管 の隙間を閉じた後、 金属管をレーザ溶接装置に送る。
レーザ溶接装置は送られた金属管の項部突台せ部をガイ ド ローラで位置決めしながら、 突合せ部表面より外側に離れた 位置に焦点を有するレーザ光を照射して突合せ部を溶接する ( このように突き合わせ部の外側に焦点はずしをすることによ り、 光フアイバを熱遮蔽材により保護することなしで突き合 わせ部の溶接を実現している。
この光ファイバケーブル入りの金属管の外径を所定大きさ に絞った後、 キヤプスタンに巻き回して連続的に引出してい る
この金属管を引く ときに、 導入チューブに不活性ガスを流 し、 ガスの粘性抵抗で光ファイバケーブルを運び、 金属管が キヤプスタ ンに係合している間、 金属管の内面外側に光ファ ィバケーブルを吹き付けることにより、 金属管を伸ばしたと きに光ファイバケーブルの長さが金属管より長く なるように して、 光ファイバケーブルを金属管内でたるませて布設張力 等により光ファイバケーブルに歪が生じることを防いでいる さ らに、 金属管が損傷して穴が開いた場合に、 その穴から 水が侵入して、 光フアイパ'.ケーブルを劣化させるこ とを防ぐ ために、 金属管内にゲルを注入している。 すなわち、 キヤプ スタ ンのところで不活性ガスにより光ファイバケーブルを金 厲管の内面外側に吹き付けた後、 光ファイバケーブルを導入 する導入チューブとは別のゲル導入チューブによりゲルを注 入している。
しかしながら、 上記従来の金属管被覆光ファイバケーブル を製造する装置においては、 金属管の突合部を溶接するとき に、 光ファイバを保護する熱遮蔽板を使用せず、 しかも光フ アイバケーブルを導入している導入チューブの位置が不定で あるため、 導入チューブが金属管の突合部に近接して配置さ れる場合がある。 このためレーザ溶接の熱が光ファイバケ一 ブルに加えられ、 光ファイバケ一ブルを熱損傷する恐れがあ る。 例えば、 このよ う に光ファイバケ一ブルが突合部に近接 しているときのレーザ溶接時の温度を測定すると、 光フアイ . パ'ケーブル付近の温度が少なく と も 6 0 0 °C程度にまで上昇 している。 このため、 光ファイバ中に微結晶核が形成され、 それが成長することにより散乱損を増加させる現象である失 透が生じるという短所があった。
また、 溶接時にはスパッ 夕が発生するが、 導入チューブの が突合部に近接していると、 導入チューブに堆積したスパッ 夕が溶着部の裏ビー ドに接触し易く 、 スパッ夕が溶着部裏面 に接触すると溶着部の熱バラ ンスが崩れ、 接铳不良が生じる。 このスパッタによる溶接不良を回避するために、 スパッ夕の 発生源たる裏ビー ド部分の生成を抑えすぎると未溶接部分が 生じてしま う。 また、 導入チューブが突台部に接触している ときにも、 スパッ夕による溶接不良と同様な現象が生じる。 このため、 長時間連続製造操業 （長尺物製造操業） を行なう ことは実際には不可能であるという短所があつた。'
'さらに、 レーザ溶接するときに、 レーザ光の照射パワー密 度が高すぎると、 金属管の沸点以上に加熱され、 その一部が 蒸発あるいは飛散して照射面に穴が開いてしま う。 これを防 止するため、 従来は金属管の突合部の肉厚内にレーザ光が焦 点を結ぶことを避け、 レーザ光の焦点を金属管の上方に結ば せている。 しかしながら、 金属管の上方に焦点を結ばせると 溶融部の断面形状が下部膨らみの形になり、 内部に収縮孔ゃ 割れが発生し易いと共に、 スパッ夕の量も多く なるという短 所力 あつた。
また、 金属管の突台部をレーザ溶接するときに、 金属管を ガイ ドロ一ラで案内して突合部をレーザ光の焦点に対して位 置決めしているが、 金属管をガイ ドローラで案内していると きに蛇行が生じ易く 、 突台部の位置決め精度が悪いという短 所もあった。
さらに、 光ファイバケーブルの使用条件は多様であり、 種 々の温度条件のもとで使用される。 そして、 熱膨張係数は光 ファイバケーブルに比べて外装の金属管の方が遥かに大きい, このため、 高温下で使用する場合には、 金属管と光ファイバ ケーブルとの伸長度の相違により光ファイバケーブルに張力 が作用して光ファィバケーブルに損傷を生ずる。 同様な現象 は、 例えば海底敷設等でケーブルが高張力下に置かれている 場合にも起こ る。
逆に低温下で使用する場台には、 金属管と光フ ァイバケー ブルの収縮度の相違によ り、 収縮量の多い金属管の内壁に光 フ ァイバケーブルが接触し、 金属管内壁からの側圧を直接受 けたり、 周期の短い不規則な曲がりが加わり、 いわゆるマイ ク ロベン ド損が生じて、 光フ ァイバケ一ブルを通る信号の強 度が減衰してしま う。
これら損傷等を防止するため、 従来は、 金属管がキヤ ブス タ ンに係台している間、 金属管の内面外側に光フ ァイバケー ブルを吹き付ける こ とにより、 金属管を伸ばしたと きに光フ ア イバゲ一ブルの長さが金属管よ り長く なるよう に している £ しかしながら、 この場^光フ ァ イバケーブルと金属管の長 さの差 （以下、 余長とい う） はキヤ ブスタ ンの外径及び金属 管の内径と光ファイバケーブルの外径との差とによ り決ま つ てしまい、 余長を任意に制御する こ とはできず、 使用条件に よっては、 やはり光フ ァ イバケーブルに損傷を生じる危険性 があった。
また、 上記のよ うに金属管がキヤプスタ ンに係合している 間、 光フ ァイバケーブルを不活性ガスによ り金属管の内面外 側に吹き付ける こ とによ り、 光フ ァイバケーブルに余長を与 えているため、 金属管内にゲルを注入する場合には、 光フ ァ ィバケーブルを金属管の内面外側に吹き付けた状態でゲルを 注入する必要があった。 すなわち、 先にゲルを注入してから 不活性ガスを送っても、 ゲルが抵抗になり光フ ァイバケープ ルに余長を与える こ とができな く なるからである。 したがつ て、 ゲルを注入する場^には、 光ファイバケーブルと不活性 ガスを送る導入チューブのほかにゲル導入チューブが必要に なる。 このため、 2本の導入チューブを金属管内に通さなけ ればならず、 金属管の内径が太く なつてしまう。 したがって 金属管を細く 引き抜く ときの絞り量が多く なり、 場合によつ ては金属管を光ファイバケーブルの径に応じて細くすること ができなく なるという短所もあった。
[発明の開示]
この発明はかかる短所を解決するためになされたものであ り、 金属'管の突台部の溶接時に光ファィバケーブルに損傷を 与えず、 長時間連続して操業することができるとと もに、 余 長を任意に制御することができる金属管被覆光ファイバケー ブルの製造装置とその製造方法を提供することを目的とする ものである。
この発明の金属管被覆光ファィバケーブルの製造装置は、 金属ス ト リ ップを成形し両側端を突台せて金属管に形成する 複数のローラ対からなる組立体と、 成形された金属管内に光 ファイバ又は光ファイバ '束を導入する光ファイバ導入手段と、 上記金属管の突合部にレーザ光を照射して接合し、 密封金属 管にするレーザ溶接手段と、 上記組立体、 光ファイバ導入手 段及びレーザ溶接手段を通して金属ス ト リ ップ、 成形された 金厲管及び光ファイバ又はファイバ束を内蔵した密封金属管 が連铳的に引く索引手段とを有する金属管被覆光ファイバケ 一ブルの製造装置において、
上記組立体の前段には、 組立体人側の金属ス ト リ ップの張 力を可変し、 金属管の張力を調整する張力調整手段を有し、 上記光ファイバ導入手段の光ファイバ導入口前段には、 光 フ ァ イ バケーブルの張力を可変する張力調整手段を有し、 . 上記光ファイバ導入手段は、 成形中の金 管内に揷入され レーザ光の照射位置では金属管の照射面とは反対側の内壁に 対して弾性的に圧接されて、 光ファイバ又は光フアイバ束を 金属管内に案内する導入チューブを有し、
上記索引手段は、 金属管被覆光フマィバケーブルの張力を 減少される張力可変手段を有することを特徴とする。
また、 上記レーザ溶接手段は、 レーザ照射手段がレーザ光 の焦点を金属管の突台部の内側に結ぶように配置することが 好ま しい。
このレーザ光の焦点はずし量 （焦点ぼかし量） を、 照射す る レーザ光のパワーと、 未溶接部が発生しない溶接速度に応 じて定まる一定範囲に設定することが望ま しい。
また、 上記張力可変手段を、 密封金属管を複数巻き回した キヤプスタ ンで構成すると良い。
また、 上記レーザ溶接手段は、 金属管のパスラ イ ンに対向 して配設され、 一方に金属管.と係合する溝を有し、 金属管の 突台部をレーザ光の照射位置に位置決めするガイ ト シユーと、 ガイ ドジュ一の位置を微調整する位置調節手段とを有するこ とが好ま しい。
また、 上記導入チューブの光ファイバ導入口と金属管挿入 部との間に、 不活性ガス供給チュ一ブ又はゲル導入チュ一ブ を連結することが好ま しい。 さ らに、 上記張力可変手段の下流側に金属管の張力を調節 する張力調整手段を設けることが望ま しい。
また、 この発明に係る金属管被覆光ファイバケーブルの製 造方法は、 索引される金属ス ト リ ツプを金属管に成形する成 形工程と、 上記金属管の突合せ部をレーザ光により溶接し密 封金属管に加工するレーザ溶接工程と、 金属管内に光フアイ バ又は光フマィバ束を導人する光ファィパ'導入工程と、.形成 された金属管被覆光ファイバゲ一ブルを巻き取る索引工程と を有する金属管被覆光ファイバゲ一ブルの製造方法において、 上記組立工程入側の金属ス ト リ ップの張力を可変して金属 管の張力を調整し、 上記光ファイバ導入工程入側の光フアイ バゲ一ブルの張力を可変して、 金属管内に導入された光ファ ィバケーブルの張力を調整し、 上記索引工程では金属管と光 ファイバケーブルの張力を減少させて金属管被覆光ファイバ ケーブルを牽引し、
上記光ファィバ導入工程では、 上記レーザ光の照射位置で. 金属管の突合部とは反対側の内壁に弾性力で圧接するように 導入チューブを通し、 該導入チューブ内を通して金属管内に 光ファイバ又は光フアイバ束を導入することを特徴とする。
上記レーザ溶接工程では、 パスライ ンに対向して配置され —方に金属管と係合する溝を有するガイ ドシユーにより金属 管の突台部をレーザ光の焦点位置に対し一定位置に位置決め することが望ま しい。
このレーザ光の焦点位置を金属管の突合部の内側に結ばせ て溶接することが好ま しい。 そして、 レーザ光の焦点はずし量を、 照射する レーザ先の パワーと、 未溶接部が発生しない溶接速度に応じて定まる一 定範囲に設定することにより長時間安定して溶接を行なう こ とができる。
さ らに、 光ファイバケーブルを導入した金属管内に、 導入 チューブを通して不活性ガス又はゲルを導入すると良い。
この発明においては、 光ファイバケーブルを熱遮蔽を兼ね た導入チューブで案内して被覆する金属管内に導入する。 こ の導入チューブをレーザ光を照射する位置では、 金属管の突 台部とは反対側の金属管内壁に弾性的に圧接させることによ り、 光フアイバゲ一ブルに対する熱影響を小さ く し、 かつ光 ファイバケーブルを導入チューブ内に吹き込まれる不活性ガ スにより冷却する。
また、 導入チューブをレーザ溶接部で金属管の突会部とは 反対側に配設することにより、 突.合部と導入チューブとの間 に空隙を設け、 溶接時に発生するスパッ タの堆積する空間を 確保す'るこ とができる。
また、 金厲管の突合部をレーザ溶接するときに、 金属管を ガイ ドシユーの係合溝で押さえながら位置決めを行なう こと により、 金属管の蛇行を抑制しながら案内する。 更にガイ ド シュ一の位置をレーザ光の焦点位置に対応させて微調整する こ とによ り 、 金厲管の突合部''をレ―ザ光に対して正確にかつ 安定に位置決めする。 また、 導入チューブをレーザ溶接部で 金属管の突合部とは反対側に配設するに当たり、 その配設を より弾性的に強めること も可能にする。 この金属管の突合部を溶接するレーザ光の焦点位置を突合 部からはずし、 金属管の内側にすることにより、 レーザ光の 照射パワー密度が高く なりすぎることを防ぎながら、 溶融幅 をほぼ一定にし、 かつ裏ビー ド幅を極力狭くする。
'このレーザ光の焦点はずし量を、 照射するレ一ザ光のパヮ 一と、 未溶接部が発生しない限界で定まる溶接速度に応じて 定まる所定範囲にすることにより、 裏ビー ド幅を均一化する 二とができ、 スパッ タの影響を抑えることができる。
また、 張力可変手段人側の金厲管の張力と、 金属管内に導 入されている光ファイバケーブルの張力の差による伸び fiの 差を利用することにより、 張力可変手段出側における光ファ ィバケーブルの金属管に対する相対長さを任意に調節するこ とができる。
張力可変手段として密封金厲管を複数回巻き回したキヤプ スタ ンを使用し、 キヤプスタ ンに巻き回した密封金属管の巻 き数を変えることにより、 キヤプスタ ン出側の密封金属管と 金属管内の光ファイバ'ケーブルの張力の差を任意の値に調整 することができる。
さ らに、 金属管内に不活性ガスやゲルを導入する場合にも. 光ファイバケーブルを導入する導入チューブを介して、 それ らを導入することができるから、 金属管内に 1本の導入チュ ーブを挿入するだけですみ、 細い金属管を使用することがで- き、 金属管を光ファイバケーブルの径に応じた径に容易に縮 径することができる。 t 1
[図面の簡単な説明]
第 1図はこの発明の実施例を示す全体構成図、 第 2図 A図 第 2図 B図は各々成形工程における金属管を示す断面図、 第 3 A図、 第 3 B図及び第 3 C図は各々第 2組立体の成形ロー ラ対を示す側面図、 第 4図は光フアイバ導入手段を示す構成 図、 第 5図はレーザ溶接手段を示す構成図、 第 6図はガイ ド シュウーを示す側面図、 笫 7 A図、 第 7 B図は各々張力可変 手段と張力調整手段'を示し、 第 7 A図は上面図、 第 7 B図は 正面図、 第 8図は金属管の突台せ部を示す説明図、 第 9図は 管外径と裏ビー ド幅の関係を示す特性図、 第 1 0図は管肉厚 と裏ビ一 ド幅の関係を示す特性図、 第 1 1 図はレーザパワー と溶接速度の関係を示す特性図、 第 1 2図は溶接速度と焦点 はずし量の関係を示す特性図、 第 1 3図， 第 1 4図. 第 1 5 図及び第 1 6図は各々余長制御の動作を示す説明図、 第 1 7 図は光フ ァ イバ導入手段の他の配置を示す部分構成図、 第 1 8図は他の実施例を示す部分構成図、 第 1 9図は板ばね機 構の説明図、 第 2 0図は金属管を上方に上げた状態を示す説 明図、 第 2 1 A図は導入チューブの湾曲状態を示す説明図、 第 2 1 B図は導入チューブの位置決め機構を示す説明図、 第 2 2図は溶接位置での金属管の位置決め状態を示す説明図で ある。
[発明を実施するための最良の形態]
第 1図はこの発明の一実施例を示す全体構成図である。 図 に示すように、 金属管被覆光ファイバケーブルの製造装置は、 金属ス ト リ ップ 1 を成形し両側端を突台せて金属管に形成す る第 1組立体 3と第 2組立体 4とからなる組立体 2と、 第 1 組立体 3と第 2組立体 4 との間に設けられ、 成形された金属 管内に光ファイバケーブル 5を導入する光ファイバ導入手段 6と、 組立体 2の後ろ段に設けられたレーザ溶接手段 7を有 する。
レーザ溶接手段 7 の後段には計側部 8と絞り手段 9が連設 されている。 この絞り手段 9とケーブル巻取機 1 0との間に - 張力可変手段 1 1 と金属管被覆光ファイバケーブル 1 2の張 力調整手段 1 3とからなる牽引手段を有する。 この張力可変 手段 1 1 'と、 張力調整手段 1 3と、 組立体 2 の前段に設けら れた金属ス ト リ ップ 1 の張力調整手段 1 4及び光ファイバケ —ブル 5の張力調整手段 1 5とにより、 光ファイバケーブル の金属管に対する相対長さ、 すなわち余長を調節する余長制 御手段を構成している。 組立体 2を構成する第 1組立体 3は、 連続して一列に並べられた複数、 例えば 5組の成形ローラ対 3 1 a 〜 3 1 e力、らなる。 各成形ローラ対 3 1 a 〜 3 1 e は 順次異なる成形面を有し、 連続して送られる金属ス ト リ ッブ 1を、 第 2 A図の断面図に示すように、 頂部に縱方向の隙間 1 6を有する略 U字型の金属管 1 aに加工する。
第 2組立体 2 も連続して一列に並べられた複数、 例えば 5組の成形ローラ対 4 1 a 〜 4 1 bからなり、 第 3 A図， 第 3 B図及び第 3 C図に示すように、 前段の成形ローラ対 4 1 a 〜 4 1 dの上側ローラには順次幅が小さ く なるフィ ン 1 7を有する。 'そしてフィ ン 1 7に金属管 1 aの隙間 1 6を 係合させて、 隙間 1 6が金属管 1 aの頂点にく るように位置 決めしながら、 隙間 1 6の間隔を小さ く し、 最終段の成形口 ーラ対 4 1 eで隙間 1 6を突^わせ、 第 2 B図に示すように 突合部 1 8でほぼ完全に閉じられた金属管 1 bを形成する。 光ファイバ導入手段 6は、 第 4図の部分断面図に示すよう に、 光ファイバケーブル 5を案内して金厲管 1 bに導入する する導入チューブ 6 1 と、 この導入チューブ 6 1 にチューブ コネクタ 6 2で連結された不活性ガス供給チューブコネクタ 6 2で連結された不活性ガス供給チューブ 6 3とを有する。 導入チューブ 6 〗 は、 熱伝導の良い金属例えば鋦又は銅合 金からなり、 金厲管 1 bの内径より小さな外径に形成されて いる。 この導入チューブ 6 1 は第 1組立体 3と第 2組立体 4 との間で金属管 1 の隙間 1 6から挿入され、 その先端はレ一 ザ溶接手段 7を通り、 計側部 8の渦流探傷機 8 1 の手前に位 置している。 導入チューブ 6 1 の先端を渦流探傷機 8 1 の手 前まで挿入するのは、 導入チューブ 6 1を渦流探傷機 8 1 ま で通すと探傷精度に悪影響を与える恐れがあるから、 それを 防ぐためである。
但し、 渦流探傷機 8 1 を通過する位置まで導入チューブ 6 1 を通しても探傷結果に悪影響を与えない場合、 例えば金 属管の径が大き く 、 導入チューブ 6 1が探傷位置の側とは反 対側の金属管内面壁に接触しているような場合には、 この位 置を越える所まで、 例えば絞り手段 9の手前まで通しても良 い。
二の導入チューブ 6 1 は、 レーザ溶接手段 7のレーザ光照 射位置前及び/又は、 後において、 上向きにつけられかつ金 属管 1 bの内壁面と弾性的に接触する板ばね機構 6 1 1 (第 1 9図） が付 ίナられたり、 あるいはレーザ光照射位置前及び Ζ又は後で金属管 1 bを第 2 0図に示すように、 一定距離だ け上方位置に配置したり、 あるいは、 導入チューブ 6 1 自体 に下側に向かう弾性力を与えることにより、 レ一ザ光の照射 位置とは反対側の金属管 1 bの内壁に接触するように配設さ - れている。
なお、 導入チューブ 6 1 の金属管 1 bの内壁との弾性的圧 接は、 例えば第 2 1 図に示すように、 導入チューブ 6 1 自体 の弾性により、 本来伸 il [しょう とする性質に抗して、 導入チ ュ一ブ 6 1を状態 Iから状態 Πに湾曲させ （同図 （ A ) ) 、 状態 Πで金属管 1 b内面壁に接触させ （同図 （ B ) ) 、 かつ 光ファイバ導入手段 6を適当位置に固定するこ とにより湾曲 状態を維持することにより、 簡単に実現することができる。 二の時、 必要に応じて光ファイバ導入手段 6にばね機構等に よる位置決め機構 6 1 2を付加すると良い。
また、 レーザ光照射位置前で金属管 1 bを一定距離だけ上 方位置に配置する場台には、 後述の位置決め部 7 1を微調整 する。 一方、 レーザ光照射位置後で金属管 1 bを一定距離だ け上方に配置する場合には、 後述のサポー トロールスタ ン ド 8 2を微調整する。
レーザ溶接手段 7は、 第 5図の構成図に示すよ う に、 金属 管 1 bを位置決めする位置決め部 7 1 とレーザ溶接部 7 2と 力、り る。
位置決め部 7 1 は、 例えば 2組のガイ ドシュ一 7 3 , 7 4 と、 ガイ ドシユー 7 3 , 74間に設けられた C C Dシ一ムモ ニタ 7 5及びガイ ドシュ— 7 3 , 74の位置を垂直方向と水 平方向に微調整するマイ ク ロメータ 7 6を有する。
ガイ ドシユ ー 7 3， 74は、 第 6図の側面図に示すように、 上側シユ ー 7 3 a ( 74 a ) と下側シユ ー 7 3 b ( 74 b ) とからなり、 上側シュ一 7 3 a ( 74 a ) は金属管 1 b と接 触する平面を有し、 下側シユ ー 7 3 b ( 74 b ) は金属管 1 b と係合する例えば V字状態の溝を有して、 上向きにバネ で付勢されている。
レーザ溶接部 7 2はレーザ照射手段 7 7と、 金属管；！ bの 溶接'位置を不活性ガス、 例えばアルゴンガスでシールするガ スシール手段 78とを有する。
レーザ照射手段 7 7は、 例えば炭酸ガスレーザ装置に接続 され、 レーザ光を光学系を通して案内 * 集光し、 金属管 l b の表面に対して約 9 0度の角度で照射する。 この照射される. レーザ光の焦点は金属 1 bの突台部 1 8の下方、 すなわち金 属管 1 'bの内側に結ぶように調節されている。
レーザ溶接手段 7の後段に設けられた計側部 8は、 サボ一 ト ロールスタ ン ド 8 2と、 速度計 8 3及び渦流探傷機 8 1 と を有し、 溶接状態等を調べる。
絞り手段 9はローラダイスからなり、 溶接されて密封され た金属管 1 cの外径を所定の'径に絞り、 光ファイバケーブル 5の外径に対応した細い金属管 1 dにする。
絞り手段 9の出側に設けられた張力可変手段 1 1 は、 第 7 A図， 第 7 'B図に示すように、 例えば一対のロール 1 1 a , 1 1 bを有するキヤプスタンからなる。 一方のロール 1 1 a の表面は平滑に形成され、 他方のロール 1 1 bの表面には複 数の溝が形成され、 金属管 1 dが重なる ことなしに複数回 巻き回されている。 また張力調整手段 1 3 も一対のロール 1 3 a , 1 3 bを有するダンサロールスタ ン ドからなり、 一 方のロール 1 3 bの位置を矢印方向に移動してロール 1 3 a 1 3 b間の距離を変えることにより、 キヤプスタン 1 1の出 側における金属管被覆光ファイバケーブル 1 2の張力を調整 する。
また、 組立体 2に送られる金属ス ト リ ップ 1 の張力と、 導 入チューブ 6 1 の光ファイバ導入口に送られる光ファイバケ —ブル 5の張力を調整する張力調整手段 1 4 , 1 5はそれぞ れダンサースタ ン ドからなる。 このダンサ一スタ ン ド 1 4 ,
1 5は金属ス ト リ ップ 1 と光ファイバケーブル 5に係合する プーリ 1 4 a , 1 5 a にかかる錘を動かすことにより張力を 可変する。
次に、 上記のように構成された製造装置により金属管被覆 光ファイバケーブル 1 2を製造するときの動作を製造工程に したがって説明する。
( 1 ) 成形工程
金属ス ト リ ップ 1 をダンサースタン ド 1 4で所定張力に調 整しながら、 組立体 2に金属ス 卜 リ ップ 1を連続して供給す る。 組立体 2の第 1組立体 3は送られた金属ス ト リ ップ 1を 頂部に長さ方向の隙間 1 6を有する金属管 1 aに成形する。 この金属管 1 aが第 2組立体 4 に送られ、. 隙間 1 6が第 2組 立体 4 の成形ローラ対 4 1 a , 4 1 のフ ィ ン 1 7 に順次係 合しながら隙間 1 6の間隔を狭め、 最終段の成形ローラ対 4 1 eで隙間 1 6を突合わせ、 突合部 1 8で完全に閉じられ た金属管 1 bを成形する。 最終成形ローラ 4 1 eを通過後の 突合部 1 8には、 実際問題、 後述のように微小間隙 1 8 aカ《 生じているが、 この間隙 1 8 aの間隔は成形口一ラ 4 1 e以 降レーザ光照射位置直前に至るまで変動がないことを、 別に 設けた C C Dモニタ （図示せず） により確認した。
( 2 ) 光ファイバケーブル挿入工程
—方、 ダ.ンサースタ ン ド 1 5で所定張力に調整された光フ アイバケーブル 5は、 第 1組立体 3と第 2組立体 4 との間で 金属管 1 aの隙間 1 6から揷入されている導入チユ ーブ 6 1 を通して連続供給される。 同時に導入チューブ 6 1 に連結さ れた不活性ガス供給チューブ 6 3からアルゴンガスを供給し 導入チューブ 6 1 内に流す。
( 3 ) レーザ溶接工程
この導入チュ一ブ 6 1 に揷入されている金属管 1 bはレ一 ザ溶接手段 7に送られる。 このレーザ溶接手段 7に送られた 金 IS管 1 bは成形ローラ対 4 1 a , 4 1 bのフィ ン 1 7によ り位置決めされているから、 突合せ部 1 8を完全にレーザ照 射手段 7 7から照射される レーザ光の位置に合わせること力く できる。
レーザ溶接手段 7の位置決め部 7 1 に送られた金属管 1 b はガイ ドシユ ー 7 3 , 7 4の溝に係合して案内される。 従つ て金属管 1 bの横ずれ、 回転更には蛇行を防止することがで きる。 C C Dモニタ 7 5により突含部 1 8の位置変動を観察 したところ、 ガイ ドローラを用いた場合には、 突合部 1 8は、 ねじれにより ± 1 0 0 mも移動したが、 ガイ ドシユ ーを用 いた場合には、 ± 1 5 mしか移動しないことが判明した。 引き続き C C D シームモニタ 7 5が金厲管 1 bの突台せ部 1 8の位置を検出し、 検出した結果によりマイ ク ロメ ータ 7 6を自動または手動により操作してガイ ドシュ一 7 3 , 7 4を移動し、 突台せ部 1 8がレーザ光の焦点に対して所定 の位置になるように微調整する。
こ こで、 位置決め部 7 1 の役割について特に説明する。 ま ず既に述べたように、 位置決め部 7 1 の有するガイ ドシユ ー 7 3 ， 7 4は、 金属管 l bの回転や蛇行を防止し、 フィ ン付 ローラ 4 1 a 〜 4 1 dでレ一ザ照射位置に対して正確に位置 決めされた突合部 1 8を、 金属管 1 bを蛇行させることなく レーザ照射位置へと導く。 また、 既に述べたように、 レーザ 光照射位置前で金属管 1 bを一定距離だけ上方に配置させる 二とが、 位置決め部 7 1 の調節により可能となる。 この結果 導入チューブ 6 1 の金属管 1 bの内壁面への強固な弾性的接 触が可能となるので、 後述のようにレーザ溶接の悪影響を極 力小さ く する ことができ、. かつ長時間連続製造操業に資す る ο
更には、 第 2 2図に示すように、 サポー トロールスタ ン ド 8 2のサポー ト ロール 8 2 a , 8 2 b及び、 最終成形ロール 4 1 eを両支点とし、 位置決め部 7 1をバスライ ンに対して —定距離以上 （ただし、 弾性限界の範囲内に限る） 上方又は 下方に金属管 l bを配置させ、 金属管 l bが略 3角形の 2辺 を構成するようにする。
こ の時、 サポー ト ロ ールス タ ン ド 8 2 と最終成形ロール 4 1 e の間にある金属管 1 b には、 軽度の張力が付される ことになる。 このことは、 位置決め部 7 1が後述の金属ス ト リ ッ プの張力調整手段 1 4同様、 金属管 （特に 1 c , I d ) の張力を調節する手段と して機能することを意味している。 これによ り、 レーザ溶接位置 （図中 X印） における金属管 . 1 bの振動が抑制される。
実際、 レ一ザ照射する位置において別の C C Dモニタ （図 示せず） を、 C C Dシ一ムモニタ 7 5とパスラ イ ンを中心と して 9 0 ° 傾いた位置に設置し、 金属管 1' 6の上下振動を観 察した。 その結果、 位置決め部 7 】 のガイ ドシュ一 7 3 , 74開放した場合には、 ± 1 0 0〜 ± 1 5 0 m程、 金属管 1 bが振動 したが、 ガイ ドシュ一 7 3， 74 によ り金属管 l bを固定した場合には、 ± 2 0〜土 3 0 m程振動し、 図 中 A ) 又は （ B ) のよ う に位置決め部 7 1 を調整した時に は、 ± 5 m程の振動になること確認した。
なお、 導入チューブ 6 1 の.金厲管 1 bの内壁面への弾性接 • 触を考慮した場合には、 図中 （ B ) より も （A) とするよう に位置決め部 7 1 を調整した方が好ま しい。
以上の'ような調整により、 高度な溶接制御が可能になると と もに溶接の悪影響を更に減少させ、 長時間操業に資するの である。
このよ う に して突台せ部 1 8の位置が調整された金属管 1 bがレーザ溶接部 7 2に送られる。 レーザ溶接部 7 2は金 厲管 1 bの突合せ部 1 8にガスシール手段 7 8でアルゴンガ スを供給しながら、 レーザ照射手段 7 7からレーザ光を照射 して突合わせ部 1 8を溶接する。 この溶接部の内面は、 導入 チューブ 6 1内に流され、 その先端から吹き出して逆流した アルゴンガスにより シールされている。
このレーザ光の照射位置前後においては、 光ファイバケー ブル 5を案内している導入チューブ 6 1 がレーザ光の照射位 Sと反対側の金属管 1 bの内壁に弾性的に接触するように配 設され、 突合部 1 8の内面と導入チューブ 6 1 との間に空隙 が設けられているから、 この空隙と導入チューブ 6 1 により 熱遮蔽して、 光ファイバ 'ケーブル 5に対する熱の影響を小さ くすることができる。 さ らに導入チューブ 6 1 内に流れてい るアルゴンガス及びそこから逆流したアルゴンガスで光フ ァ イバゲ一ブル 5を冷却することにより、 光ファイバケーブル 5の温度上昇を極力抑える。
例えば、 導入チューブ 6 1 がレ一ザ照射位置で突台せ部 1 8に接触しているときに、 6 0 ◦ °C以上の温度になった光 ファィバケーブル 5付近の温度は上記空隙を設けることによ り 1 1 5〜 1 3 5 °C程度になり、 アルゴンガスを流すことに より 1 0 0 °C程度まで低下させることができた。
また、 上記空隙を設けることにより、 導入チューブ 6 1上 に堆積するバッ タが溶接に及ぼす悪影響を時間的に遅らせる ことができ、 長時間安定して溶接を行う ことができる。
この レーザ照射手段 7 7から照射される レーザ光は、 焦点 の位置を金属管 1 bの内側に結ぶよう に調節されているから、 突合部 1 8に照射する レ一ザ光のパヮ一密度が高く なりすぎ る こ とを防ぐこ とができ、 安定した溶接を行う こ とができる。 また、 焦点の位置金属管 1 bの内側に結ばせる こ とによ り、 一度キヤ ビティ が形成されるとキヤ ビティ 壁で反射された レ 一ザ光がキヤ ビティ の底部に向かつて集光されるため深いキ ャ ビティ が形成され、 溶融幅をほぼ一定にするとと もに、 裏 ビ一 ド幅を狭く する こ とができる。
また、 レーザ光の焦点はずし量を一定値にする ことによ り、 裏ビ一 ド幅を小さ く してスパッ 夕の影響を抑える こ とができ る。 ―
裏ビー ド幅の最小値 b m i„ は突合部 1 8に未溶接部が残ら ないこ とにより定ま り、 裏ビー ド幅の最大値 b m a x は長時間 の操業によってもスパッ 夕の影響がない限界で定ま る。
レーザ溶接手段 7の位置で金属管 1 b はガイ ドシュ— 7 3 , 7 4で押さえられている力^ レーザ溶接部 7 2の位置ではス プリ ン 'グバッ グによ り、 金属管 1 bの突台部 1 8には、 第 8 図に示すよ う に微小間隙 1 8 a が生 じ る。 こ の微小間隙 1 8 aを生じるスプリ ングバッ グは金属管 1 bの剛性、 すな わち成形された金属管 l bの外径 d に影響される。 例えば、 縦弾性率が 1 8 0 0 0 ( kg / ram 2 ) の F e基ステン レスから な る金属管 1 b を完全に固定した状態で、 パワーが 4 0 ϋ ( W ) のレーザを微小間隙 1 8 a に照射して溶接を行なつた ときの外径 d ( ram ) と裏ビ一 ド幅 b ( / m ) の関係を調べた 結果を、 管外径 dを横軸にと り、 裏ビー ド幅 bを縦幅にと つ て第 9図に示す。 第 9図において、 丸印は未溶接部が発生し ない場合、 ばつ印は未溶接部が発生した場^を示す。 したが つて、 直線 Aが未溶接部が発生しない限界を示し、 直線 Aは b = 1 〇 d となる。 .
また、 実際の装置においては、 C C Dシームモニタ 7 5の 観察によると、 装置の微小振動等により レーザ光と微小間隙 1 8 a との間に ± 5 ( m) 程度の相対振れが生じることが 判明した。
このため裏ビー ドの鋟小幅 b m,n は 1 0 d ± 5 ( m) と らり、 例えば金属管 1 bの外径が 1 ( ram ) の場台、 裏ビー ド の最小幅 b m,n は 2 0 m m ) になる。
なお、 上記裏ビー ドの S小幅 b m,n = 1 0 d ± 5は縦弾性 率が 1 80 0 0 (kgノ删 2 ) の F e基ステ ン レスからなる金 属管 1 b を使用した場合について説明したが、 縦弾性率が 1 80 0 0 (kgZ態2 ) 以上の F e基ステ ン レス， N i基台 金を使用した場台にも裏ビー ド幅を最小幅 b m,n より大き く するこ とによ り 、 未溶接部が発生しない良好な溶接を行う こ とができる。
また、 長時間の操業によってもスパッ夕の影響がない限界 は溶融部の形状によりで定まる。 そこでパワーが 4 0 0 (w) のレーザを微小間隙 1 8 aに照射して溶接を行なつたときの 管肉厚 t (mm) と裏ビ一 ド幅 b ( m) の関係を調べた結果 - を、 管肉厚 t を横幅にとり、 裏ビー ド幅 bを縱$由にとつて第 1 0図に示す。 第 1 0図において、 丸印はスパッ タの影響が なく 、 長時間例えば 1· 0時間連続して溶接を行なう ことがで きた場合、 ばつ印はスパッ夕が発生し、 長時間の溶接を行な う ことができなかった場合を示す。 なお、 上記 1 0時間は実 操業のメ ンテナンス夕イ ミ ングに相当する時間であって、 特 にスパッタの影響がない限界の時間を限定する ものではない。
したがって、 直線 Bが長時間の操業によってもスパッ タの 影響がない限界を示し、 この直線は b - 1 0 0 0 ( t / 2 ) となる。 そこで、 管肉厚 tが◦ . 1 (腿） の場合には、 裏ビ ー ド幅の許容最大幅 b m, n は 5 0 ( ^ m ) になる。
このよ う に、 例えばバヮ一が 4 ◦ 0 ( W) の レーザ光を使 用し、 金厲管 l bの肉厚が 0. 1 (ram) , 外径が 1 (_ram) の 場合、 裏ビ一 ドの幅 bを 2 0 〜 5 0 ( /u rn ) に制御して溶接 することにより、 長時間操業してもスパッ 夕の影響を抑えて 溶接不良の無い溶接を連続して行なう こ とができ る。
また、 上記裏ビー ド幅の最小値 b m i n は突合せ部 1 8に未 溶接部が残らないことが条件であるから、 金属管 1 bに照射 する レーザ光の出力密度により定まる。 この出力密度は溶接 速度 Vと関係する。 そこで、 レ一ザ光のパヮ一 P と溶接速度 Vを変えて、 上記最小値 b m ; n がほぼ 1 0 d ± 5 { rn ) よ り大きいか等しい条件を満たす場合と、 この条件を満たさな い場合について調べた結果を、 横軸にレーザパワー P (W) をとり、 縦拳由に溶接速度 V ( m / m i n ) をとつて第 1 1 図 に示す。 第 1 1図において、 丸印は上記条件を満たす場合、 ばつ印は上記条件を満たさない場台を示し、 その限界は直線 Cで表わされる。
また、 長時間の操業によってもスパッ タの影響がない限界 は溶込み深さ、 すなわちレーザ光の焦点はずし量 （焦点ぼか し fi) と関係する。 そこで、 溶接速度 Vと焦点はずし量 Fを 変えて、 上記裏ビ— ド幅の最大値 b max ≤ 1 0 0 0 ( t / 2 ) の条件を満たす場合と、 満たさない場台について調べた結果 を、 横軸に溶接速度 V Cm/m i n ) 、 縦軸に焦点はずし量 F (mm) をとつて第 1 2図に示す。 第 1 2図において、 丸印 は上記条件を満たす場合、 ばつ印は上記条件を満たさない場 ^を示し、 その限界は直線 Dで表わされる。
例えばレーザパワー Pが 4 0 0 (W) のレーザ光を使用し た場台には、 第 1 1 図より未溶接部を生じない溶接できる最 大溶接速度 Vmax は 4 Cm/m i n ) になる。 また、 この溶 接速度でスパッ夕の影響を受けない焦点はずし量 Fの最小値 は、 第 1 2図より 2 (態） になる。 したがって、 レーザパヮ 一 Pが 4 0 0 (W) の場台、 溶接速度 Vを 4 Cm/m i n ) . 焦点はずし量 Fを 2 m) とすることにより、 裏ビー ド幅 b を小さ く抑えながらスバッ夕の影響を受けずに長時間溶接を 行なう ことができる。
なお、 別記の余長制御条件や、 位置決め部 7 1 の設定の仕 方 （第 2 2 A, B図） により金属管 l bの突台部 1 8の微小 間隔 1 8 aの大きさが若干変動するはずである。 たとえば第 2 2 A図のようにすると、 微小間隔 1 8 aの大きさが増加し、 第 2 2 B図のようにすると、 その大きさが減少する傾向を生 し る o
しかしながら、 現実には、 本願における測定メ ッ シュの範 囲内では、 上記のような微小間隔 1 8 aの変動の影響は、 溶 接結果に殆ど影響しないことが分った。
( 4 ) 計測, 絞り工程
このように焦点はずし （焦点ぼかし） を行なって突合せ部 1 8が溶接され密封された金属管 1 cが計測部 8に送られ る。 計側部 8において、 金属管 l c はサポー トロールスタ ン ド 8 2で支持されながら速度計 8 3で通過速度、 すなわち溶 接速度 Vが計測され、 渦流探傷機 8 1 で溶接状態が検査され 0
渦流探傷機 8 1 を通過した金属管 1 c は絞り手段 9で、 内 蔵する光ファイバケーブル 5の外径に対応する所定の径に縮 径され、 金属管被覆光ファイバケーブル 1 2になる。 この絞 り手段 9で金属管 1 cを縮径するときに、 '金属管 1 c には渦 流探傷機 8 1の直前まで導入チューブ 6 1 が 1本だけ挿入さ れているだけであるから、 金厲管 1 cを細くすることができ、 簡単に縮径することができる。
( 5 ) 牽引 · 巻取り工程
絞り手段 9で縮径された金厲管被覆光フ ァ イバケ一プル 1 2は張力可変手段 1 1 と張力調整手段 1 3を通り、 ケープ ル巻取機 1 0に巻き取られる。
この金属管被覆光ファイバケーブル 1 2を卷き取るときに、 密封 · 縮径された金属管 1 d と光ファイバケーブル 5を係合 させておく必要がある。 そこで連続運転に先立って、 溶接さ れて密封された金属管 1 dを手動により張力可変手段 1 1 の キヤプスタ ン 1 1 a , l i bに所定回数巻き付けてから牽引 し、 その先端を張力調整手段 1 3を通してケーブル巻取機 1 ϋに取付ける。 この状態で光フアイバケ一ブル 5の先端を キヤプスタ ン 1 1 aの手前まで通し、 この位置で金属管 I d を潰すことにより、 金属管 1 dの内側に光ファイバケーブル 5を係合させる。 その後、 キヤプスタン 1 1を駆動しながら 金属管 1 dを巻取るこ とによ り、 金属管 1 dと共に光フアイ バケーブル 5が導入チューブ 6 1から引き出され、 金属管被 · 覆光ファイバケーブル 1 2になって巻取られる。
( 6 ) 余長制御工程
この金属管被覆光フ ァ ィバゲ一ブル 1 2をキヤプスタ ン 1 1 a , 1 1 bに巻き付けて引張ると、 金属管被覆光フアイ バケーブル 1 2の金属管 1 d とキヤ プスタ ン 1 1 a , 1 1 b との間の摩擦力により張力が働く。 この摩擦力は巻き始めで 大き く 、 その後次第に小さ く なるため、 張力も巻き始めで大 きく 、 巻き数に応じて次第に小さ く なる。 そして金属管 1 d の巻き付け部には、 この張力に対応した伸びが生じる。
例えば通常運転時に、 幅 4顧、 厚さ 0. 1 ram) のステン レ ス鋼ス ト リ ッ プ 1 を使用 し、 外径 1 . 3 (ram) の金属管 】 c に加工した後、 外径 1. 0 (nm) の金属管 I dに絞った 場合、 キヤプスタ ン 1 1 aの入側における金属管 1 cの張力 が約 2 0 (kg f ) になるように、 張力調整手段 1 4で金属ス 卜 リ ップ 1の張力を調整すると、 この張力により金属管 I d には +◦ . 3 0 %の伸びが生じる。 このとき、 例えば外径が 1 2 5 ( m) の光ファイバケーブル 5の張力を張力調整手 段 1 5で調整し、 キヤプスタ ン 1 1 aの入側で約 2 5 ( g f ) の張力が作用するようにすると、 + 0. 0 3 %の伸びが生じ る o
二の金属管 1 dのキヤプスタ ン 1 1 a， 1 1 bにおける巻 付回数に対して、 金属管 1 d と光ファイバケーブル 5 の伸び を調べた結果を、 横軸にキヤプス タ ン 1 1 a , 1 1 bに対す る巻付回数をとり、 縦軸には金属管 1 d の伸び率 （％) とつ て第 1 3図に示す。 第 1 3図において、 曲線 Eは金属管 1 d の伸び率の変化特性、 曲線 Fは光ファイバケーブル 5の伸び 率の変化特性を示す。 曲線 Eで示すよ う に、 金属管 1 dを キヤプス タ ン 1 1 a , 1 】 b に 6回巻き回すと、 金属管ュ d が張力調整手段 1 3に送られるときの伸びは最終的に非常に 小さ-く なる。 また、 曲線 Fで示すように、 光ファイバケープ ル 5は 1回半巻き回した状態で伸びは殆ど零になってしま う c こ のよ う に 1回半巻き付けて光ファイバ 'ケーブル 5の伸び が零になったと き に、 金 管 1 dには + 0 . 1 9 %の伸びが ある。 そして、 金厲管 1 dがキヤプス タ ン 1 1 a , 1 l bに 6回巻き付いた直後には、 金属管 1 d の張力が殆ど^になる ので、 '金属管 1 dの伸びもほぼ零になる。 すなわち、 6回 巻き付いた後には 1 回半巻き付けたときより金属管 1 d は 0 . 1 9 %縮むことになる。 一方、 光ファイバケーブル 5の 張力は巻付回数が 1 回半の後にほとんど零であるから、 その 後の伸びに変化がなく長さ も変わらない。 こ のため、 6回巻 き付けた.ときには、 光ファイバゲ一ブル 5が金属管 1 dより 0 . 1 9 %長く なる。
—方、 キ ヤ プス タ ン 1 1 a , l i b に巻き付ける金属管 1 d と、 金属管 1 dの内壁に係合する光ファイバケーブル 5 との間には巻付径に差がある。 このため、 例えばキヤブス夕 ン 1 1 a , 1 1 b の径が約 5 0 0脑のと きには、 光ファイノく ケーブル 5は金属管 1 dに対して + 0 . 0 9 %相当の伸び量 を有する。 この伸び量◦ . . ◦ 9 %が、 上記の 0 . 1 9 %と相 殺され、 結果と して光フ ァイバケーブル 5は金属管 1 dより ひ. 1 0 %長く なる。
次に、 金属管 1 dのキヤ プスタ ン 1 1 a の入側における張 力は上記第 1 3 の場台と同じ状態と し、 張力調整手段 1 5 で光フ ァイバケーブル 5の張力を変えてキヤプスタ ン 1 1 a の入側における張力を高めた場台の、 光フ ァイバケーブル 5 の伸びの変化特性の一例を第 1 4図の曲線 F 1 に示す。 こ の 場合、 光フ ァイノく'ケーブル 5キヤプスタ ン 1 1 a , 1 1 に 3回半巻き付けたときに、 張力がほぼ零になっている。 一方、 金属管 1 dの伸びは 3回半巻き付けたときに 0 . 0 9 ¾>であ る。 この金属管 1 d の伸び 0 . 0 9 %と、 巻き付径差による 光フ ァイバケーブル 5の伸び 0 . 0 9 %を相殺すると、 金属 管： I d と光フ ァイバケーブル 5の伸びは同じになり、 両者の 長さの差、 すなわち余長は◦ %になる。
第 1 4図の場合とは逆に、 光フ ァイバケーブル 5のキヤプ スタ ン 1 1 a の入側における張力を変えずに、 張力調整手段 1 4で金属ス ト リ ップ 1 の張力を加えて、 金属管 1 dのキヤ ブスタ ン 1 1 aの入側における張力を高めた場合の、 金属管 · 1 dの伸びの変化特性を第 1 5図の曲線 E 1 に示す。
また、 金属管 1 dのキヤプスタ ン 1 1 aの入側における張 力は第 1 3図のの場合'と全く 同じにして、 -張力調整手段 1 3 でキヤプスタ ン 1 1 a， 1 1 bの出側の金属管 1 dの張力を 高めたときの、 金属管 1 dの伸びの変化特性を、 第 1 5図の 曲線 E 2 に示す。 そ して金属管 1 d のキヤ プスタ ン 1 1 a， 1 1 b入側と出側の張力を高めた場合を第 1 5図の曲線 E 3 に示す。 '
このよ う に金属管 1 d のキヤプスタ ン 1 1 a , 1 1 b入側 と出側の張力のいずれか一方、 あるいは双方を所定の値も高 める こ とにより、 光フ ァ イバケ一ブル 5の長さを金属管 1 d の長さ よ り 所望量だけ長く する こ とができ る。 例えば、 曲 線 E 3に示した場台には金属管 1 dをキヤ プス タ ン 1 1 a , 1 1 b に 1 回半巻 き付けた と き に、 金属管 1 d の伸びは + 0 . 2 6 %となり、 光フ ァ イバケーブル 5の巻付径による 伸びの 0 . 0 9 %を相殺しても、 キヤプスタ ン出側で光フ ァ ィバケーブル 5は金属管 1 d よ り 0 . 1 7 %長く する こ と力;' できる。
次に、 第 1 4図に示す場合よ り光フ ァ イバケーブル 5のキ ャ ブス夕 ン入側における張力をさ らに高く して、 光フ ァ イ バ ケーブル 5の伸びの変化特性を第 1 6図の曲線 F 2に示すよ うにすると、 光フ ァイバケーブル 5の長さを金属管 1 dの長 さ よ り短く する こ とができ る。 この場合には、 光フ ァ イ バ ケー ブル 5 の伸びが 5回巻き回したと き に零にな り 、 こ の と き の金属管 】 ? の伸びは + 0 . 0 4 %となる。 この伸び + 0 . 0 4 %が光フ ァ イ バケーブル 5の巻付差分 0 . 〇 9 。 で相殺され、 結果と して光フ ァ イ バケーブル 5を金属管 1 d より ◦ . 0 5 %短く する こ とがで'きる。 このように、 複数回金属管被覆光ファ イバケーブル 1 2を 巻き付けたキヤプスタ ン 1 1 a , 1 1 と、 金属ス ト リ ップ 1 の張力調整手段 1 4 と、 光フ ァ イバケーブル 5の張力調 整手段 1 5 と、 場合によっては更にキヤ プスタ ン 1 1 a , 1 1 bの出側のの張力調整手段 1 3 とを総^的に調整するこ とにより、 金属管 1 dに対する光フ ァイバケーブル 5に長さ を任意に調整する ことができる。 なお、 位置決め部 7 1 を調 整する こ とにより、 金属ス ト リ ップ 1 の張力調整手段 1 4 と 同様に、 金属管 1 c， 1 dの張力を調整すると、 余長制御を 更に高精'度に調整でき る。 この場台の位置決め部 7 1 の余長 制御上の機能は金属ス ト リ ップ 1 の張力調整手段 1 4による 余長制御機能と同一であり、 あえて言及しない。
このよ う に所定の長さに余長を制御しながら連銃して金属 被覆光フ ァイバケーブル 1 2を製造する。
なお、 上記実施例においては不活性ガスと してアルゴンガ スを使用 した場合について説明したが、 窒素ガスを使用 して の同様な作用を奏する こ とができる。
また、 上記実施例は被覆する金属管にゲルを導入しない場 台について説明したが、 ゲルを導入する場^には、 光フ ア イ バケーブル導入手段 6の不活性ガス供給チューブ 6 3からゲ ルを供給する 二とによ り、 1 本の導入チューブ 6 1 を利用 し て金厲管 1 d内にゲルを導入する こ とができる。
この場台、 不活性ガスやゲルの流れにより光フ ァイバケ一 ブル 5が引張力を受けない程度の圧力で不活性ガスやゲルを 流せば足り る。 なぜな ら、 実際、 不活性ガスやゲルを光フ ァ イバゲ一ブル導入手段 6を通して流さずに光フアイバゲ一ブ ル 5の導入や余長制御を s標通り達成する ことができるから である。
また、 上記実施例においては、 光ファイバケーブル導入手 段 6を組立体 2の第 1組立体 3と第 2組立体 4の間に設けた 場合について説明したが、 光ファイバケーブル導入手段 6を、 第 1 7図に示すように、 第 1組立体 3の前段に設け、 導入チ ュ一ブ 6 1 を初段の成形ローラ対 3 1 aの前から揷入しても 良い。
さ らに、 上記実施例は絞り手段 9の後段に直接張力可変手 段 1 1 のキヤプスタ ン 1 1 a， l i b と張力調整手段 1 3力、 らなる牽引手段を設け、 金属管被覆光フマイバゲ一ブル 1 2 を牽引しながら、 キヤプス タ ン 1 1 a , 1 1 bの入側と出側 の金属管 1 dの張力とキヤプス タ ン入側の光ファイバケープ ル 5の張力を、 キヤプスタ ン 1 1 a , l i b と張力調整手段
1 4 , 1 5 , 1 3で調節して余長を制御する場合について説 明したが、 牽引手段に、 第 1 8図に示すように、 キヤブス夕 ン 1 1 a , l i bの前段に金属管 I dを引張る手段 1 9を設 け、 キヤプス タ ン人側の金属管 1 dの張力を任意に可変でき るように しても良い。
二の引張る手段 1 9 と して、 例えば無限軌道型のキヤ ブス タ ンを使用し、 金属管】 dを挟持した状態で引っ張るこ と に より、 金属管】 dを成形スケ ジュールで必要とする張力で引 つ張る こ とができ る。 そ して、 無限軌道型のキヤ プス タ ンの 送り速度を調整することにより、 キヤプスタ ン 1 1 a に送ら れる金属管 1 dの張力を任意に制御することがてきる。
例えば光フアイバケーブル 5の長さを金属管 1 dの長さよ り短くする場合、 第 1 6図の例では成形スケジュールの関係 からキヤプスタ ン 1 1 aの入力側における金属管 1 dの張力 をあま り小さ くすることができないために、 光ファイバケー ブル 5に入力側張力を高めている力《、 光フアイバゲ一ブルの 張力をあま り高めることは好ま しく ないので、 金属管 I dの 入側張力を下げることにより、 相対的に光ファイバケーブル 5の張力を高めたと同じ作用をさせることができ、 光フアイ バケーブル 5に無理な力'を加えずに光ファイバケーブル 5の 長さを短くすることができる。
なお、 光ファイバケーブル 5を製造した後、 さ らに後工程 で 2次加工する場台に、 目的と した余長値とずれてく るおそ れが有り、 この場合にも余長制御の必要性が生じる。 このよ うなときに、 あらかじめ余長値のずれを考慮して上記余長制 御を行なう ことにより、 2次加工後に適性な余長を有する光 ファィバゲ一ブルを得ることができる。
また、 上記各実施例は 1本の光ファイバケーブルを金属管 内に導入する場合について説明したが、 複数本の光ファィバ からなる光ファイバ束も同様にして導入することができる。
二の発明は以上説明したように、 光フアイバケーブルを熱 遮蔽を兼ねた導入チューブで案内して被覆する金属管内に導 入し、 この導入チューブをレーザ光を照射する位置では、 金 属管の突合せ部とは反対側の金属管内壁に接触させることに より、 かつ光ファイバケーブルを導入チューブ内に吹き込ま れる不活性ガスにより冷却するから、 金属管の レーザ溶接部 で光フ ァイバケ一ブルの温度上昇を低く 抑える こ とができ、 光フ ア イパ 'ケーブルの熱損傷を防止する こ とができ る。 した がって、 良質な金属管被覆光フ ァ イバケーブルを製造する こ とができ る。
また、 導入チューブをレーザ溶接部で金属管の突合せ部と は反対側に設置する こ とによ り、 突合せ部と導入チューブと の間に空隙を設け、 溶接時に発生するスパッ 夕の堆積する空 間を確保する こ とができ るから、 金属管を安定して長時間連 続溶接する ことができ る。
また、 金属管の突台部をレーザ溶接するときに、 金厲管を ガイ ドシユーの係合溝で押えながら位置決めを行なう こ とに よ り、 金属管の蛇行抑制しながら案内し、 更にガイ ドシユ ー の位置をレーザ光の焦点位置に対応させて微調整する こ とに より、 金属管の突台部を正確に位置決めする こ とができるか ら、 金属管の突合部を精度よ く 溶接する こ とができ る。
この金属管の突台部を溶接する レーザ光の焦点位置を突合 せ部からはずし、 金属管の内側にする こ とによ り、 レーザ光 の照射パワー密度が高く なりすぎる こ とを防ぎながら、 溶融 幅をほぼ一定にする こ とができ るから、 金属管の突合せ部に 欠陥のない溶接を行なう こ とができる。
こ のレーザ光の焦点はずし量を、 照射する レ一ザ光のパヮ 一と、 未溶接部が発生しない限界で定ま る溶接速度に応じて 定ま る一定値にする こ とによ り、 裏ビー ド幅を所定範囲内に する こ とができると共に、 スパッ 夕の発生を抑制する こ とが できるから長時間安定して操業することてができる。
また、 張力可変手段であるキヤプスタ ン前段の張力と後段 の張力を、 金属管に加工される金属ス ト リ ッ プの張力と、 金 厲管内に導入される光フ.アイバゲ一ブルの張力及び巻き取ら れる金属管被覆光ファイバケーブルの張力で調整しながら、 キヤブスタ ンに巻き回した密封金属管と金属管内の光フアイ バケーブルの張力に差をもたせることにより、 光フアイバゲ 一ブルの金属管に対する相対長さを、 使用条件に応じて任意 に調節することができ、 金厲管被覆光フマィバケーブルを安 定して布設 ·使用することができる。
さらに、 金属管内にゲルを導入する場合にも、 光ファイバ' ケーブルを導入チューブを介してゲルを導入することができ るから、 金属管内には 1本の導入チューブを挿入するだけで すみ、 細い金属管を使用することができるから、 金属管を光 ファイバゲ一ブルの径に応じた径に容易に縮径することがで . さる。

Claims

請求の範囲
1 . 金属ス ト リ ッ プを成形し両側端を突合せて金属管に形 成する複数のローラ対からなる組立体と、 上記金属管の突合 部にレーザ光を照射して接合し、 密封金属管にするレーザ溶 接手段と、 成形された金属管内に光ファイバ又は光ファイバ 束を導入する光ファイバ導入手段と、 上記組立体， 光フアイ バ導入手段及びレーザ溶接手段を通して金属ス ト リ ッ プ， 成 形された金属管及び ファィバ又は光フアイバ束を内蔵した 密封金属管を連続的に引く牽引手段とを有する金属管被^光 ファイバケーブルの製造装置において、
上記組立体の前段には、 組立体入側の金属ス ト リ ップの張 力を可変し、 金属管の張力を調整する張力調整手段を有し、 上記光ファイバ導入手段の光ファイバ導入口前段には、 光 フ ァ イ バ 'ケーブルの張力を可変する張力調整手段を有し、 上記光ファイバ導入手段は、 成形中の金属管内に挿入され、 レーザ光の照射位置では金属管の照射面とは反対側の内壁に 対して弾性的に圧接されて、 光ファィバ又は束を金属管内に 案内する導入チューブを有し、
上記牽引手段は、 金属管被笾光フアバケーブルの張力を'减 少させる張力可変手段を有する、
ことを特徴とする金属管被湲光ファイバケーブルの製造装置。
2 . 上記レーザ溶接手段は、 レーザ照射手段がレーザ光の 焦点を金属管の突台部の内側に結ぶように配置された請求項 1記載の金属管被覆光ファイバケー ブルの製造装置。
3 . 上記レーザ光の焦点はずし量を、 照射する レーザ光の パワーと、 未溶接部が発生しない溶接速度に応じて定まる一 定範囲に設定した請求項 2記載の金属管被覆光フアイバケー ブルの製造装置。
4 . 上記張力可変手段が、 密封金属管を複数巻き回したキ ャ プスタ ンからなる請求項 1 , 2又は 3記載の金属管被覆光 フ ア イバケーブルの製造装置。
5 . 上記レーザ溶接手段は、 金属管のパスライ ンに対向し て配設され、 一方に金属管と係台する溝を有し、 金属管の突 合部をレーザ光の照射位置に位置決めするガイ ドシュ一と、 該ガイ ド¾ジユーの位置を微調整する位置調節手段とを有する 請求項 1 , 2， 3又は 4記載の金属管被覆光ファイバケープ ルの製造装置。
6 . 上記光ファィバ導入手段の導入チュ一ブの光ファイバ 導入口と金属管揷入部との間に連結された不活性ガス供給チ ユーブ又はゲル導入チューブを有する請求項 1 , 2 , 3， 4 又は 5記載の金属管被覆光ファィバケーブルの製造装置。
7 . 上記張力可変手段の下流側に金属管の張力を調節する 張力調整手段を有する請求項 1 , 2 , 3 , 4 , 5又は 6記載 の金属管被覆光フアイバケーブルの製造装置。
8 . 牽引される金属管ス ト リ ッ プを金属管に成形する成形 工程と、 上記金属管の突台せ部をレーザ光により溶接し密封 金厲管に加工するレーザ溶接工程と、 金属管内に光ファィバ - 又は光ファイバ束を導入する光ファイバ導入工程と、 形成さ れた金属管被覆光ファィバケーブルを巻き取る牽引工程とを 有する金属管被覆光ファイバケーブルの製造方法において、 上記組立工程入側の金厲ス 卜 リ ッ プの張力.を可変して金厲 管の張力を調整し、 上記光ファイバ導入工程入側の光フアイ バケーブルの張力を可変して、 金属管内に導入された光ファ イバゲ一ブルの張力を調整し、
上記牽引工程では金厲管と光ファィパ'ケーブルの張力を'減 少させて金属管被覆光ファイバケーブルを牽引 し、
上記光ファィバ導入工程では、 上記レーザ光の照射位置で. 金属管の突合部とは反対側の内壁に弾性力で圧接するように 導入チューブを通し、 導入チューブ内を通して金属管内に 光ファイバ又は光ファイバ束を導入する、
ことを特徴とする金属 ^被笾光ファイバケーブルの製造方法 c
9 . 上記レーザ溶接工程では、 バスライ ンに対向して配置 され、 一方に金属管と係台する溝を有するガイ ト シユーによ り金属管の突合部をレへザ光の焦点位置に対し--定位置に位 置決めする請求項 8項記載の金属管被覆光フマ イ バゲ—ブル の製造方法。
1 0 . 上記レーザ溶接工程では、 レーザ光の焦点を金厲管 の突合部の内側に結ばせて溶接する請求項 8又は 9項記載の 金属管被覆光ファイバケーブルの製造方法。
1 1 . レーザ光の焦点はずし量を、 照射する レーザ光のパ ヮ一と、 未溶接部が発生しない溶接速度に応じて定まる一定 範囲に設定した請求項 8 , 9又は 1 0記載の金属管被覆光フ ア イ バゲ一ブルの製造方法。
1 2 . 光ファイバケーブルを導入した金属管内に、 上記導 入チューブを通して不活性ガス又はゲルを導入する請求項 8 , 9 , 1 0又は 1 1項記載の金属管被覆光フ ァィバケーブルの 製造方法。
3S
補正された請求の範囲
[1991年 4月 29日（91.04.91)国際事務局受理；出願当初の請求の範囲 1-12は取り下げられ た;新しい請求の範囲 13-37が加わった;他の請求の範囲は変更なし。 （6頁)]
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13. (追加） 牽引されながら溶接手段により密封される金属 管の中に光ファイバ一導入手段により光ファイバ一を導入す る金属管被覆光ファイバ一ケーブルの製造装置において、 前記'光フアイバー導入手段は、 前記金属管内に挿入され、 溶接面とは反対側の内壁に対して弾性的に圧接されて、 光フ アイバー又は光ファイバ一束を金属管内に案内する導入チュ —ブを有することを特徴とする金属管被覆光フアイバーケー ブルの製造装置。
14. (追加） 前記導入チューブは、 光ファイバ一の導入口と 金属管揷入部との間に連結された、 不活性ガス又は充塡剤の 導入チューブを有することを特徴とする請求項 13記載の金属 管被覆光フ ァ 'ィ バーケー ブルの製造装置。
15. (追加） 前記溶接手段は、 レーザ溶接手段であるこ とを 特徴とする請求項 1 3又は 14記載の金属管被覆光フアイバーケ 一ブルの製造装置。
1 6. (追加） 前記溶接手段は、 レーザ光の焦点を前記金属管 の矣合部の内側に結ぶように配置されたことを特徴とする請 求項 1 5記載の金属管被覆光フアイバーケーブルの製造装置。
1 7. (追加） 前記レーザ光の焦点のはずし量を、 照射する レ 一ザ光のパワーと未溶接部が発生しない溶接速度とに応じて 定まる一定範囲に設定することを特徴とする請求項 1 5又は 1 6 記載の金属管被覆光ファイバ一ケーブルの製造装置。
1 8. (追加） 牽引される金属ス ト リ ツプの両端を突き合わせ て金属管に形成する成形手段と、 前記金属管に光フアイバー 又は光ファイバ一束を導入する光ファイバ一導入手段と、 前 記金属管の突合部をレーザ溶解して密封する溶接手段と、 光 フアイバーの金属管に対する余長を制御する余長調整手段と を有する金属管被覆光ファィバーケーブルの製造装置におい て、
前記光ファィバー導入手段は、 前記金属管内に挿入され、 レーザ光の照射面とは反対側の内壁に対して弾性的に圧接さ れて、 光ファイバ一又は光ファイバ一束を金厲管内に案内す る導入チューブを有し、
前記余長調整手段は、 前記金属管及び光ファイバ一又は光 ファイバ一束の張力を巻回し、 それらの張力を徐々に減少さ せる回転ドラムと、 前記光フアイバー導入手段の前段に配置 され、 前記光フアイバー又は光ファィバー束の張力を調整す るフ ァ イバー張力調整手段とを含むことを特徴とする金属管 被笾光フ ァィバーケーブルの製造装置。
19. (追加） 前記導入チューブは、 光ファイバ一の導入口と 金厲管揷入部との間に連結された、 不活性ガス又は充塡剤の 導入チューブを有することを特徴とする請求項 18記載の金属 管被覆光フ ァィバーケーブルの製造装置。
20. (追加） 前記溶接手段は、 レーザ光の焦点を前記金属管 の突合部の内側に結ぶように配置されたことを特徴とする請 求項 18又は 19記載の金属管被覆光フアイバーケーブルの製造
21. (追加） 前記レーザ光の焦点のはずし量を、 照射する レ —ザ光のパワーと、 .未溶接部が発生しない溶接速度とに応じ て定まる一定範囲に設定したことを特徴とする請求項 18、 19 又は 20記載の金属管被^光フアイバ一ケーブルの製造装置。
22. (追加） 前記溶接手段は、 金属管の突合部をレーザ光の 照射位置及び 又は金属管のパスライ ンに対して一定位置に 位置決めする位置調節手段を有することを特徴とする請求項 18、 19、 20又は 21記載の金属管被覆光ファイバ—ケーブルの 製造装置。
23. (追加） 前記回転 ドラ ムは、 前記金属管及び光ファイバ —又は光ファイバ一束を牽引するキヤプスタ ンを有すること を特徴とする請求項 18、 19、 20、 21、 又は 22に記載の金属管 被覆光フ ァ イバ一ケーブルの製造装置。
24. (追加） 前記回転 ドラムの上流側に、 無限軌道型キヤプ スタ ンを有することを特徴とする請求項 1 19、 20、 21、 22 又は 23に記載の金属管被覆光ファィバーケーブルの製造装置。
25. (追加） 前記張力可変手段の下流側に前記金属管の張力 を調整する手段を有することを特徴とする請求項 1 8、 19、 20、 21、 22、 23又は 24に記載の金属管被覆光ファイバ一ケーブル の製造装置。
26. (追加） 前記成形手段の上流側に、 金厲ス ト リ ップの張 力を調節する手段を有することを特徴とする請求項 18、 19、 20、 21、 22、 23、 24又は 25に記載の金属管被覆光ファイバ一 ケーブルの製造装置。
27. (追加） 牽引される長手方向に間隙をゆうする金属管と、 該金属管の間隙を密封するレーザ溶接手段と、 一方に前記金 属管と係合する溝を有するガイ ドシュ一と、 該ガイ ドシユー の位置をレーザ光の焦点位置及び/又は金属管のパスライ ン に対して一定位置に位置決めする位置決め手段とを有するこ とを特徴とする金属管のレーザ溶接装置。
28. (追加） 前記位置決め手段は、 該位置決め手段の上流側 及び下流側において前記金属管を支持する固定口一ルの間に 配置され、 前記ガイ ドシユーの位置を金属管のパスライ ンに 対してわずかに上方又は下方に固定することを特徴とする請 求項 27記載の金属管のレーザ溶接装置。
29. (追加） 前記位置決め手段は、 前記金属管の隙間の位置 を水平方向に微調整するァクチユエ一夕と、 前記金属管の隙 間の位置を垂直方向に微調整するァクチユエ一夕とを有する ことを特徴とする請求項 27又は 28記載の金属管のレーザ溶接 装置。
30. (追加） 前記ガイ ドシユ ーは複数あり、 それらの間の位 置に前記金属管の間隙を観察するモニターを有することを特 徴とする請求項 27、 28又は 29記載の金属管のレーザ溶接装置 <
31. (追加） 牽引される金属ス ト リ ップを金属管に成形する 成形工程とを前記金属管を密封する溶接工程と、 金属管内に 光ファイバ一を導入する光ファイバ一導入工程とを有する金 属管被覆光ファィバ一ケーブルの製造方法において、
前記光ファイバ一導入工程では、 金属管内に挿入され、 溶 摈面とは反対側の内壁に対して弾性的に圧接されて、 光ファ ィバ一又は光ファイバ一束を金属管内に案内する導入チュー ブを通じて光ファイバ一を前記金属管内に導入することを特 徴とする金属管被覆光ファイバ一ケーブルめ製造方法。
32. (追加） 牽引される金属ス ト リ ップの両端を突き合わせ て金属管に形成する成形工程と、 前記金属管に光ファイバ一 又は光ファイバ一束を導入する光ファイバ一導入工程と、 前 記金属管の突合部を密封する溶接工程と、 光ファイバ一の金 属管に対する余長を制御する余長調整工程とを有する金属管 被覆光ファイバ一ケーブルの製造方法において、
前記光ファイバ一導入工程は、 前記金属管内に挿入され、 レーザ光の照射面とは反対側の内壁に対して弾性的に圧接さ れる導入チューブを通じて、 光ファイバ一又は光ファイバ一 束を金属管内に導入し、
前記余長調整工程は、 回転ドラムにより、 前記金属管及び 光ファイバ一又は光ファイバ一束の張力を巻回し且つそれら の張力を徐々に減少させる工程と、 前記光ファイバ一又は光 ファィバ一束の張力を調整する工程とを含むことを特徴とす る金属管被覆光ファイバ一ケーブルの製造方法。
33. (追加） 前記溶接工程では、 レーザ溶接手段により金属 管を密封することを特徴とする請求項 S 1又は 32記載の金属管 被覆光ファィバーケーブルの製造方法。
34. (追加） 前記溶接工程では、 レーザ光の焦点を前記金属 ' 管の突合部の内側に結ぶように配置することを特徴とする請
- 求項 33記載の金属管被覆光フアイバーケーブルの製造方法。
35. (追加） 前記レーザ光の焦点のはずし量を、 照射する レ 一ザ光にパワーと未溶接部が発生しない溶接速度とに応じて 定まる一定範囲に設定したことを特徴とする請求項 33又は 34 記載の金属管被覆光ファィバーケーブルの製造方法。
36. (追加） 前記溶接工程では、 金属管の突合部をレーザ光 の焦点位置及び/又は金属管のパスライ ンに対して一定位置 に位置決めする請求項 33、 34又は 35記載の金属管被覆光ファ ィバーケーブルの製造方法。
37. (追加） 前記光ファイバ一導入工程では、 光ファイバ一 と充塡剤又は不活性ガスを同一の導入チューブを通じて、 同 時に金属管内に導入することを特徵とする請求項 31、 32、 33、 34、 35又は 36記載の金属管被覆光ファイバ一ケーブルの製造 方法。
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