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    公开号:WO1991008501A1
    申请号:PCT/JP1990/001580
    申请日:1990-12-05
    公开日:1991-06-13
    发明作者:Yasunori Yoshie；Takashi Tsukui
    申请人:Nkk Corporation；
    IPC主号:B29C59-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 書
    [0002] 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]
    [0003] 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。
    [0004] [背景の技術]
    [0005] 光フアイバの破断強度は直径 1 2 6 ( β τη ) 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、 従来のケーブルの銅やアルミ に比べて著し く小さい。 このため光ファイバケー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、 光ファィバケーブルを細い金属管で被覆 した外被構造の光ファィバケーブルを使用する必要がある。
    [0006] このよ う に金属管被覆をした光フ ァイバケーブルを連続 的に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。
    [0007] 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 導入チューブを挿入しておき、 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。
    [0008] レーザ溶接装置は送られた金属管の頂部突合せ部をガイ 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 c このように突合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合せ部の 溶接を実現している。
    [0009] 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、 キヤブス夕ンに卷き回して連続的に引出してい o
    [0010] 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 きに光ファィバケーブルの長さが金属管より長く なるように し、 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。
    [0011] 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、 光ファイバ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 属管の内面外側に吹き付けた後、 光ファィバケーブルを導入 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 d
    [0012] しかしながら、 光ファィ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プ ルに張力が作用して光ファイバケ一ブルに損傷を生じる。 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。
    [0013] 逆に低温下で使用する場合には、 金属管と光ファイバケー ブルの収縮度の相違により、 収縮量の多い金厲管の内壁に光 ファィ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、 光ファイバケーブルを通る信号の強 . 度が減衰してしま う。
    [0014] 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 ンに係合している間、 金属管の内面外側に光ファイバケ一 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 アイバケーブルの長さが金属管より長く なるようにしている。
    [0015] しかしながら、 この場合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一ブルに損傷を生じる危険性 がめっ た。
    [0016] 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、 光フアイバゲ一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 イバゲ一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 不活性ガスを送つても、 ゲルが抵抗になり先フアイバゲ一ブ 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、 ゲルを注入する場合には、 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 金属管を钿く 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。
    [0017] [発明の開示]
    [0018] 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、 金属管の突合部の溶接時に光フアイ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アイバゲ一 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。
    [0019] この発明に係る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、 上記金厲管の突合部 にレーザ光を照射して接台し、 密封金属管にするレーザ溶接 手段と、 金属管内に光ファィバ又は光ファィバ束を導入する 光フアイバ導入手段とを有する金属管被覆光フアイバケープ ルの製造装置において、 上記組立体の前段に配置され、 組立体入側の金厲ス 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と、 上記光ファィバ導入手段の光ファィバ導入口前段に配置さ れ、 光ファイバケーブルの張力を可変する張力調整手段と、 金属管被覆光フアイバケーブルの張力を減少させて送り出 す張力可変手段を有する牽引手段と、
    [0020] からなる余長制御手段を備えたことを特徴とする。
    [0021] 上記牽引手段は、 上記組立体， 光ファイバ導入手段， レー ザ溶接手段及び絞り手段を通して金属ス ト リ ップ， 成形され た金属管及び光ファイバ又は光フアイバ束を内蔵した密封金 厲管を連続的に引きながら金属被覆光ファイバケ一ブルの張 力を減少させると良い。
    [0022] また、 上記張力可変手段は、 金属管被覆光ファイバケープ ルを複数回卷き回したキヤブス夕ンで構成することが好ま し い。
    [0023] また、 張力可変手段出側の金属管被覆光ファイバケーブル の張力可変手段の下流側に設けた張力調整手段で調整するこ とが好ま しい。
    [0024] さらに、 張力可変手段入側の金属管被覆光ファイバケープ ルのの張力を、 張力可変手段の上流側に設けられた引張手段 で調整すると良い。
    [0025] 余長の制御は、 光ファイバゲ—ブルの張力を一定値に調整 し、 金属ス ト リ ップの張力を可変したり、 金属ス ト リ ップの 張力を一定値に調整し、 光ファイバケーブルの張力を可変す ることにより、 任意の余長を得ることができる。 β
    [0026] また、 この発明に係る金属管被覆光ファィバケーブルの製 造方法は、 牽引される金厲ス ト リ ップを、 成形ローラを通し て金属管に成形する成形工程と、 成形された金属管の突合せ 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、 金属管内に光ファイバ又は光ファイバ束を導入する 光ファィバ導入工程とを有する金属管被覆光ファイバゲーブ ルの製造方法において、
    [0027] 上記組立工程入側の金属ス ト リ ップの張力を可変して、 絞 り工程出側の金属管の張力を調整し、 上記光ファイバ導人工 程入側の光ファ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ケーブルの張力を調整し、
    [0028] 牽引工程では金属管と光ファィバケーブルの張力を減少さ せることにより、 金属管被覆光ファィバケーブルの余長を制 御することを特徴とする。
    [0029] また、 金属管被覆光ファイバケーブルを複数回巻き回した キヤプスタ ンで金厲管光ファイバケーブルを牽引しながら張 力を減少させることが好ま しい。
    [0030] また、 金属管被覆光ファイバケーブルの張力の減少を金属 被覆光ファイバゲ一ブルに引張力を加えた後に行なっても良 い ο
    [0031] この発明においては、 金属管被覆光フアイバケーブルを製 造するときに、 張力可変手段前段の金属管被覆光ファイバケ 一ブルの張力を、 金属管に加工される金属スリ ップの張力と 金属管内に導入される光ファイバケーブルに張力で調整して、 密封金属管と金属管内の光ファィバケーブルの張力に差を持 たせ、 この張力の差を張力可変手段で小さ くするこ とにより、 張力可変手段入側の密封金属管と金属管内の光ファイバケー ブルの伸び量に差を与え、 この伸び量の差により光ファイバ ケーブルの金属管に対する相対長さを任意に調節する。
    [0032] また、 張力可変手段と して金属管被覆光ファイバケーブル を複数回巻き回したキヤプスタ ンを使用するこ とにより、 金 厲管被覆光ファイバケーブルを牽引しながら張力を簡単に減 少させるこ とができる。
    [0033] さ らに、 張力可変手段入側の金属管の張力、 あるいは出側 の張力を可変するこ とにより、 余長の制御範囲を拡大するこ とができる。
    [0034] [図面の簡単な説明]
    [0035] 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、 第 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図は金属管の突合せ部を示す説明図、 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 と裏ビー ド幅の関係を示す特性図、 第 1 1図， 第 1 2図及び 第 1 3図は各々焦点はずし量と溶接速度の関係を示す特性図、 第 1 4図， 第 1 5図， 第 1 6図及び第 1 7図は各々余長制御 の動作を示す説明図、 第 1 8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 9図は他の実施例を示す部分構 成図、 第 2 ◦図は板ばね機構の説明図、 第 2 1図は金属管を 上方に上げた状態を示す説明図、 第 2 2 A図は導入チューブ の湾曲状態を示す説明図、 第 2 2 B図は導入チューブの位置 決め機構を示す説明図、 第 2 3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。
    [0036] [発明を実施するための最良の形態]
    [0037] 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、 金属管被覆光ファィ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合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を導入する光ファィバ導入手段 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。
    [0038] 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。
    [0039] 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 び光ファイバゲ一ブル 5の張力調整手段 1 5とにより、 光フ ァィ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。
    [0040] 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から なる。 各成形口一ラ対： 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 ップ 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。
    [0041] 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 e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 —ラ対 4 1 eで隙間 1 6を突合わせ、 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を案内して金属管 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夕 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 1 は、 熱伝導の良い金厲例えば銅又は鋦合 金からなり、 金属管 l 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、 その先端はレー 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。
    [0042] 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
    [0043] この導入チューブ 6 1 は、 レーザ溶接手段 7のレーザ光照 射位置前及び Z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 2 0図） が付けられたり、 あるいはレーザ光照射位置前及び Z又は後で金属管 1 bを第 2 1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、 レーザ光の照射 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。
    [0044] なお、 導入チューブ 6 1の金属管 l bの内壁との弾性的圧 接は、 例えば第 2 2図に示すように、 導入チューブ 6 1 自体 の弾性により、 本来伸直しよ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 光フアイバ導入手段 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。 この時、 必要に応じて光フアイバ導入手段 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。
    [0045] 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合には、 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 82を微調整する。
    [0046] 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、りなる o
    [0047] 位置決め部 7 1 は、 例えば 2組のガイ ドシュ一 7 3 , 74 と、 ガイ ドシユー 7 3 , 74間に設けられた C C Dシームモ ニタ 7 5及びガイ ドシュ一 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。
    [0048] ガイ ドシユー 7 3 , 74は、 第 6図の側面図に示すように、 上側シュ一 7 3 a ( 74 a ) と下側シュ一 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、 下側シュ一 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、 上向きにパネ で付勢されている。
    [0049] レーザ溶接部 7 2はレーザ照射手段 7 7と、 金属管 1 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。
    [0050] 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の突合部 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。
    [0051] レ一ザ溶接手段 7の後段に設けられた計側部 8は、 サポー 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。
    [0052] 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。
    [0053] 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 , l i bを有するキヤプス夕ンからなる。 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 I 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アイバケーブル 1 2の張力を調整 する。
    [0054] 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の光フアイバ導入口に送られる光フアイバゲ 一ブル 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。 このダンサースタン 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。
    [0055] 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。
    [0056] ( 1 ) 成形工程
    [0057] 金厲ス 卜 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 ト 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が 生じているが、 この間隙 1 8 aの間隔は成形ローラ 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。
    [0058] ( 2 ) 光ファイバケーブル挿入工程
    [0059] —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から挿入されている導入チューブ 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 U
    [0060] 導入チューブ 6 1内に送る。
    [0061] ( 3 ) レーザ溶接工程
    [0062] この導入チューブ 6 1 に揷入されている金属管 1 bはレー 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 金属管 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が できる。
    [0063] 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, 74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により突合部 1 8の位置変動を観察 したところ、 ガイ ドロ一ラを用いた場合には、 突台部 1 8は、 ねじれにより ± 1 0 0 πι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 シ一ムモニタ 7 5が金属管 1 bの突合せ 部 1 8の位置を検出し、 検出した結果によりマイ ク ロメ一 タ 7 6を自動または手動により操作してガイ ドシユ ー 7 3， 74を移動し、 突合せ部 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。
    [0064] 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 , 74は、 金属管 1 bの回転や蛇行を防止し、 フィ ン付 ローラ 4 1 a〜 4 1 dでレー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 l 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 ことが、 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。 更には、 第 23図に示すように、 サポー トロールスタ ン ド 82のサポー トロール 82 a , 82 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。
    [0065] この時、 サポー トロールスタ ン ド 82と最終成形ロール 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が後述の金厲ス ト リ ップの張力調整手段 14同様、 金属管 （特に l 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。 二 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。
    [0066] 実際、 レー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シームモニタ 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 l bの上下振動を 観察した。 その結果、 位置決め部 7 1のガイ ドシユー 7 3, 74開放した場合には、 ± 1 00〜土 1 50 m程、 金厲管 1 bが振動したが、 ガイ ドシユー 7 3 , 74によ り金厲管 ! 6 l bを固定した場合には、 ± 2 0〜土 3 0 ^ 111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。
    [0067] なお、 導入チューブ 6 1 の金属管 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。
    [0068] 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。
    [0069] このよ う に して突合せ部 1 8の位置が調整された金属管 1 b力 レーザ溶接部 7 2に送られる。 レーザ溶接部 7 2は金 属管 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。
    [0070] 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 置と反対側の金属管 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。
    [0071] なお、 導入チューブ 6 1をレーザ溶接部で金属管の突出部 とは反対側に配置するに当たり、 位置決め部 7 1を調節して 金属管 1 bをパスライ ンより も上方位置に設置するようにす ると、 導入チューブ 6 1 の上記配置をより弾性的に実現する ことができる。
    [0072] 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ケーブル 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。
    [0073] 例えば、 導入チューブ 6 1がレーザ照射位置で突合せ部 1 8に接触しているときに、 6 0 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。
    [0074] また、 上記空隙を設けることにより、 導入チューブ 6 1上 に堆積するバッ夕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。
    [0075] 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に照射するレーザ光のパワー密度が高く 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、 —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 の底部に向かっ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 ビー ド幅を狭くすることができる。
    [0076] また、 一定パワーで照射される レーザ光の焦点はずし量 (焦点ぼかし量） を一定範囲にして照射パワー密度をコン 卜 ロールし、 かつ焦点はずし量すなわち照射パヮ一密度に応じ て溶接速度を決めることにより、 裏ビー ド幅を小さ く してス パッタの影響を抑えることができる。
    [0077] 裏ビー ド幅の最小値 b mi n 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 max は長時間 の操業によってもスパッ タの影響がない限界で定まる。
    [0078] レーザ溶接手段 7の位置で金属管 1 bはガイ ドシユ ー 7 3 , 74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の突合部 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 1 bの外径 dに影響される。 例えば、 縦弾性率が 1 80 0 0 (kg/mm2 ) 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 (W) のレーザを微小間隙 1 8 aに照射して溶接を行なった ときの外径 d (ma) と裏ビー 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を縱幅にとつ 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合を示す。 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 0 dとなる。
    [0079] 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 ( <u m) 程度の相対振れが生じることが 判明した。
    [0080] このため裏ビ一 ドの最小幅 b m i n は 1 0 d ± 5 ( m ) と らり、 例えば金属管 1 bの外径が 1 (mm) の場合、 裏ビ一 ド の最小幅 b m i n は 2 0 ( m ) になる。
    [0081] なお、 上記裏ビー ドの最小幅 b m, n = 1 0 d ± 5は縦弾性 率が 1 8 0 0 0 ( kg / ra 2 ) の F e基ステン レスからなる金 厲管 1 b を使用 した場合について説明したが、 縱弾性率が 1 8 0 0 0 ( kgノ ram 2 ) 以上の F e基ステン レス， N i 基合 金を使用した場合にも裏ビー ド幅を最小幅 b m i 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。
    [0082] 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 (ram) と裏ビー 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を縦軸にとつて第 1 0図に示す。 第 1 0図において、 丸印はスパッ夕の影響が 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 ンテナンスタイ ミ ングに相当する時間であって、 特 にスパッ夕の影響がない限界の時間を限定するものではない。
    [0083] したがって、 直線 Bが長時間の操業によってもスパッ夕の 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 0. 1 (ram) の場合には、 裏ビ — ド幅の許容最大幅 b rai n は 5 0 ( m m になる。
    [0084] このように、 例えばパヮ一が 4 0 0 (W) のレーザ光を使 用し、 金属管 1 bの肉厚が◦ . 1 ( mm ) , 外径が 1 ( ram ) の 場合、 裏ビー ドの幅 bを 2 0〜 5 ◦ ( m) 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。
    [0085] このように裏ビー ド幅 bを一定範囲にするためには、 金属 管 1 bの寸法に応じて突合せ部 1 8に照射される レーザ光の 焦点はずし （焦点ぼかし） を行なって照射パワー密度をコン トロールする必要がある。
    [0086] また、 溶接速度はレーザ光の集光径すなわち焦点はずし量 とオーバラ ップ比により定まる。
    [0087] そ こで金属管 l bの寸法を変えて、 上記最小値 b m i n ≥ l 〇 d ± 5 (^ m) の条件と、 裏ビー ド幅の最大値 b mi„ ≤ 1 0 0 0 C t / 2 ) の条件を满たす場台と、 これらの条件を 满たさない場合について調べた結果を、 横軸に溶接速度 V (m/m i n ) をとり、 縦軸に焦点はずし量 F (mm) をとつ て第 1 1図， 多大 1 2図及び第 1 3図に示す。 第 1 1図は金 厲管 1 bの外径 d力《 3. 5 (mm) 、 管肉厚 t力《 0. 2 (ran) の場合、 第 1 2図は金属管 1 bの外径 dが 2. 0 (mm) 、 管 肉厚 tが 0. 1 5 (ma) の場合、 第 1 2図は金属管 l bの外 径 dが 1. 0 ( mm ) 、 管肉厚 tが 0. 1 (腿） の場合を示 す。 各図において、 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合を示し、 その限界は曲線 A、 B で表される。 そして、 曲線 Aかず適正裏ビー ド幅の最小値 b mi n = 1 0 d ± 5 ( ^ m) を表わし、 曲線 Bが適正裏ビー ド幅最大値 b m i n - 1 0 0 0 ( t Z 2 ) を表わす。
    [0088] 第 1 1 図に示すよ う に、 金属管 l b の外径 dが 3. 5 (ram) 、 管肉厚 tが 0. 2 (ram) の場合には、 焦点はずし量 Fの適正範囲は 8 5 (ram) 力、ら F l . 4 5 (ma) の範囲が最も許容量が大きい。 そこでこの範囲に焦点はずし 量をっていし、 溶接速度 Vを 4 (m/m i n ) と設定して溶 接することにより、 裏ビー ド幅 bを 4 0〜 ： I 0 0 ( ^ m) と 所定の範囲に抑えながら、 スパ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。
    [0089] 同様に、 金属管 1 bの外径 dが 2. 0 dm) 、 管肉厚 tカ 0. 1 5 ( raa ) の場合には、 焦点はずし量 Fを 0. 8力、ら 1. 3 (mm) の範囲に設定し、 溶接速度 Vを 6 ( m / m i n ) に設定して溶接を行ない、 金属管 1 bの外径 d 1. 0 (mm) 、 管肉厚 tが 0 , 1 (mm) の場合には焦点はずし量 Fを 0. 7 〜： I . 1 (咖） と し、 溶接速度 Vを 1 0 (m/m i n ) に設 定して溶接を行なう ことにより良好な溶接を連続して行なう 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 3 A, B図） により金厲管 l bの突 合部 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 3 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 3 B図のようにすると、 その大きさ力 減少する傾向を生じる。
    [0090] し力、しな力《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つた。
    [0091] ( 4 ) 計測， 絞り工程
    [0092] 二のようにして突合せ部 1 8の溶接が行われ密封された金 厲管 1 c は計測部 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る。
    [0093] 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 蔵する光ファィバケーブル 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を钿くすることができ、 簡単に縮径することができる。
    [0094] ( 5 ) 牽引 ·巻取り工程
    [0095] 絞り手段 9で縮径された金属管被覆光ファイバケーブル 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。
    [0096] この金属管被覆光フアイバケーブル 1 2を巻き取るときに, 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 0に取付ける。 この状態で光ファイバケーブル 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 湲光ファイバケーブル 1 2になって巻取られる。
    [0097] ( 6 ) 余長制御工程
    [0098] この金属管被覆光フ ァ イバケーブル 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 バゲ一ブル 1 2の金属管 I d とキヤプスタ ン 1 1 a , l i 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。
    [0099] 例えば通常運転時に、 幅 4 ram、 厚さ◦ . 1 (mni) 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 l c に加工した後、 外径 1. 0 (ram) 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 ト 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 + 0, 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。 この金属管 I dのキヤプスタン 1 1 a , l i bにおける巻 付回数に対する、 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 , l i 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 14図に示す。 第 14図において、 曲線 Eは金属管 I d の伸び率の変化特性、 曲線 Fは光ファィバゲ一ブル 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 ャプスタン 1 1 a, l i bに 6回巻き回すと、 金属管 I 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、 光ファイバケーブル 5は 1回半巻き回した状態で伸びは殆ど零になつてしまう。 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、 金属管 1 dには +◦ . 1 9 %の伸びが ある。 そして、 金属管 1 dがキヤプスタン 1 1 a , l i bに 6回巻き付いた直後には、 金属管 1 dの張力が殆ど零になる 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、 光ファイバケーブル 5が金属管 1 dより 0. 1 9 %長く なる。
    [0100] —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 , l i bの径が約 5 0 0 ram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 + ϋ . 0 9 %相当の伸び量 を有する。 この伸び量 0. 0 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 0. 1 0 %長く なる。
    [0101] 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 4図の場合と同じ状態と 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合の、 光ファイバケーブル 5 の伸びの変化特性の一例を第 1 5図の曲線 F 1 に示す。 この 場合、 光ファイバケーブル 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 %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 1 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 0 %になる。
    [0102] 第 1 5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 I dのキヤ プスタ 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 6図の曲線£ 1 に示す。
    [0103] 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 4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 6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台を笫 1 6図の曲線 E 3 に示す。
    [0104] このように金属管 I dのキヤプスタ ン 1 1 a , l i 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、 光ファイバケーブル 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に示した場合には金属管 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. 26%となり、 光ファイバケーブル 5の卷付径による 伸びの 0. 09%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 I dより 0. 1 7 %長くすることが できる。
    [0105] 次に、 第 1 5図に示す場合より光ファイバケーブル 5のキ ャプスタ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 7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、 光フアイ 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 I dの伸びは + 0. 04 %となる。 この伸び + 0. 04 %が光ファイバケーブル 5の巻付差分 0. 09 % 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. 05 %短くすることができる。
    [0106] このように、 複数回金厲管被覆光フアイバゲ一ブル 1 2を 巻き付けたキヤプスタ ン 1 1 a , 1 l b 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， l i bの出側のの張力調整手段 1 3とを総合的に調整するこ 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。 この場合の位置決め部 7 1の余長 制御上の機能は金属ス 卜 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。
    [0107] 上記例は金属管 1 dが外径 1. 0 8 (mm) 、 厚さ 0. 1 (mm) 、 光ファイバケーブル 5が外径◦ . 1 2 5 ( m) の ときの余長制御について説明したが、 金属管 1 dの外径と厚 さ及び光ファイバケーブル 5の外径を変えて余長が 0 %にな ると きのキヤプスタ ン 1 1入側における金属管 1 dの伸び (%) と光ファイバケ一ブルの伸び （％) を第 1表に示す。
    [0108] 1
    [0109] 金属管 ファイバ径 金属管 フ ァイバ
    [0110] 外径 Z厚さ 、 mm ) 伸び 伸び (%)
    [0111] 2.4/0.2 1.6 0.24 0.10 0.07
    [0112] 1.7/0.15 0.25 0.26 0.07 0.15
    [0113] 0.7/0.1 0.25 0.85 0.20 0.05 第 1表に示すように、 任意の大きさの金属管 I d と光ファ イバゲ一ブル 5を使用しても所定の余長率で余長制御を行な う ことができる。
    [0114] 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。
    [0115] 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 合について説明したが、 ゲルを導入する場合には、 光フアイ バケーブル導入手段 6の不活性ガス供給チュ一ブ 6 3からゲ ルを供給することにより、 1本の導入チューブ 6 1を利用し て金属管 1 d内にゲルを導入することができる。
    [0116] この場合、 不活性ガスやゲルの流れにより光ファイバケー 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 ィバケーブル導入手段 6を通して流さずに光フアイバケープ ル 5の導入や余長制御を目標通り達成することができるから である。
    [0117] 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、 光ファィバケーブル導入手段 6を. 第 1 8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の前から挿入しても 良い。
    [0118] 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か らなる牽引手段を設け、 金属管被覆光フアイバケーブル 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 9図に示すように、 キヤ ブス夕 ン 1 1 a , 1 1 b の前段に金属管 1 dを引張る手段 1 9を設 け、 キヤプスタン入側の金属管 1 dの張力を任意に可変でき るようにしても良い。
    [0119] この引張手段 1 9 と して、 例えば無限軌道型のキヤ プス タ ンを使用し、 金属管 1 dを挟持した状態で引つ張ることによ り、 金属管 1 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。
    [0120] 例えば光ファイバケ一ブル 5の長さを金属管 I dの長さよ り短くする場合、 第 1 7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、 光ファイバケ一 ブル 5に入力側張力を高めている力《、 光ファイバケーブルの 張力をあま り高めることは好ま しく ない。 そこで、 引張手段 1 9で金属管 1 d のキヤプスタ ン 1 1 a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、 光ファイバケーブル 5に無理 な力を加えずに余長を制御するこ とができ る。
    [0121] 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 ファイバケーブルを得ることができる。
    [0122] また、 上記各実施例は 1本の先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。
    [0123] この発明は以上説明したように、 金属管被覆光フアイバゲ 一ブルを製造するときに、 張力可変手段前段の金属被覆光フ アイバケーブルの張力を、 金属管に加工される金属ス ト リ ッ プの張力と金属管内に導入される光ファィバケーブルの張力 で調整して、 密封金属管と金属管内の光ファイバケーブルの 張力に差を持たせ、 この張力の差を張力可変手段で小さ くす ることにより、 張力可変手段入側の密封金属管と金属管内の 光ファイバケーブルの伸び量にさを与え、 この伸び量の差に より光ファィバケー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、 金属管被覆光ファィ バケーブルを安定して布設し使用することができる。
    [0124] また、 張力可変手段として、 金属管被覆光ファイバケープ ルを複数回巻き回したキヤプスタ ンを使用することにより、 金属管被覆光ファィバケーブルを牽引しながら、 密封金属管 と金厲管内の光ファィバケーブルの張力を任意に減少させる こ とができ、 金属管被覆光ファィバケーブルの余長を制度よ く制御することができる。
    [0125] さらに、 張力可変手段入側の金属管の張力を引張手段で任 意に可変することにより、 余長制御を安定して行なう ことが できるとともに、 余長の制御範囲を拡大することができる。
    权利要求:
    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アイパ'又は光フアイバ 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厲ス ト リ ップ， 成 形された金属管及び光ファィバ又は光ファィバ束を内蔵した 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覆光 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と、
    上記光ファィバ導入手段の光フアイバ導入口前段配置され、 光フアイバケーブルの張力を可変する張力調整手段と、
    金属管被覆光ファイバケーブルの張力を減少させて送り出 す張力可変手段を有する牽引手段と、
    からなる余長制御手段を備えたことを特徴とする金属管被覆 光ファイバケーブルの製造装置。
    2 . 上記牽引手段が上記組立体， 光ファイバ導入手段， レ 一ザ溶接手段及び絞り手段を通して金属スリ ップ， 成形され た金属管及び光フアイバ又は光ファィバ束を内蔵した密封金 厲管を連続的に引く請求項 1記載の金属管被覆光フアイバゲ 一ブルの製造装置。
    3 . 上記張力可変手段が、 金属管被覆光ファイバケーブル を複数回巻き回したキヤブスタンからなる請求項 1又は 2記 載の金属管被覆光ファィバケーブルの製造装置。
    4 . 張力可変手段出側の金属管被覆光ファイバケーブルの 張力を、 張力可変手段の下流側に設けられた張力調整手段で 調整する請求項 1 , 2又は 3記載の金属管被覆光ファイバケ 一ブルの製造装置。
    5 . 張力可変手段入側の金属管被覆光ファイバケーブルの 張力を、 張力可変手段の上流側に設けられた引張手段で調整 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 一ブルの製造装置。
    6 . 光ファイバケーブルの張力を一定値に調整し、 金属ス ト リ ッ プの張力を可変して、 余長を制御する請求項 1 , 2， 3 , 4又は 5記載の金属管被覆光フアイバケーブルの製造装
    7 . 金属ス ト リ ツプの張力を一定値に調整し、 光ファイバ ケーブルの張力を可変して、 余長を制御する請求項 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
    S. o
    8 . 牽引される金属管ス ト リ ッ プを、 成形ローラを通して 金属管に成形する成形工程と、 成形された金属管の突合せ部 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、 金属管内に光ファイバ又は光フアイバ束を導入する光 ファィバ導入工程とを有する金属管被覆光ファィバケーブル の製造方法において、
    上記成形工程入側の金厲ス ト リ ップの張力を可変して、 絞 り工程出側の金属管の張力を調整し、 上記光フアイバ導入工程入側の光ファィバケーブルの張力 を可変して、 金属管内に導入された光ファイバケーブルの張 力を調整し、
    牽引される金属管被覆光ファイバケーブルの張力を減少さ せることにより、
    金属管被覆光フアイバケーブルの余長を制御することを特徴 とする金属管被覆光ファィバケーブルの製造方法。
    9 . 金属管被覆光ファイバケーブルを複数回巻き回したキ ャプス夕ンで金属管被覆光ファィバゲ一ブルの張力を減少さ せる請求項 8項記載の金属管被覆光ファィバケーブルの製造 方法。
    1 0 . 金属管被覆光ファイバケーブルの張力の減少を、 金 厲管被覆光ファィバケーブルに引張力を加えた後に行なう請 求項 8又は 9項記載の金属管被覆光ファィバケーブルの製造 方 0
    1 1 . 光ファイバケーブルの張力を一定値に調整し、 金属 ス ト リ ップの張力を可変して、 余長を制御する請求項 8， 9 又は 1 0記載の金属管被覆光ファイバゲ—ブルの製造方法。
    1 2 . 金属ス ト リ ップの張力を一定値に調整し、 光フアイ バケーブルの張力を可変して、 余長を制御する請求項 8， 9 1 〇又は 1 1項記載の金属管被覆光ファィバケーブルの製造 方'/ £。 '
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    JPH07239430A|1995-09-12|伝送線路部材の推進力制御方法および伝送線路部材送り出し方法
    US5814787A|1998-09-29|Apparatus for welding steel bars in a continuous hot rolling process
    EP2207908A2|2010-07-21|A device and a method for stabilization and visual monitoring of an elongated meallic strip
    JP5375527B2|2013-12-25|レーザ溶接鋼管の製造方法
    AU706312B2|1999-06-17|Laser welding of tubes
    同族专利:
    公开号 | 公开日
    US5440095A|1995-08-08|
    EP0456836A4|1992-06-03|
    US5380977A|1995-01-10|
    CA2046319A1|1991-06-06|
    EP0456836A1|1991-11-21|
    JP2505334B2|1996-06-05|
    US5426277A|1995-06-20|
    WO1991008500A1|1991-06-13|
    KR920701850A|1992-08-12|
    KR960003727B1|1996-03-21|
    EP0465656A4|1992-06-03|
    US5210391A|1993-05-11|
    JP2505335B2|1996-06-05|
    KR920700838A|1992-08-10|
    CA2046622A1|1991-06-06|
    EP0457915A4|1992-10-07|
    EP0457915A1|1991-11-27|
    KR940008678B1|1994-09-24|
    KR920701851A|1992-08-12|
    EP0465656A1|1992-01-15|
    JPH04503333A|1992-06-18|
    CA2046623A1|1991-06-06|
    US5241153A|1993-08-31|
    WO1991008079A1|1991-06-13|
    KR940008679B1|1994-09-24|
    US5231260A|1993-07-27|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    JPS60111211A|1983-11-21|1985-06-17|Fujikura Ltd|Manufacture of metallic tube for optical fiber cable|
    JPS6122315A|1984-02-16|1986-01-30|Standard Telephones Cables Ltd|Optical fiber cable and manufacture thereof|
    JPS60208011A|1984-04-02|1985-10-19|Showa Electric Wire & Cable Co|Method of producing aluminum pipe for optical fiber composite aerial ground wire|JP2005292838A|2004-04-02|2005-10-20|Nexans|光ケーブルユニット|CA633623A||1961-12-26|Electrarc|Method and apparatus for making shielded wire|
    FR2322710B1|1973-01-12|1978-02-24|Ethyl Corp||
    IT1115656B|1977-05-04|1986-02-03|Pirelli|Metodo di produzione di elementi componenti cavi di telecomunicazione e impianto atto a realizzarlo|
    JPS542142A|1977-06-07|1979-01-09|Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt>|Optical fiber cable and production of the same|
    JPH0262845B2|1980-10-09|1990-12-26|Fujikura Densen Kk||
    FR2509275B1|1981-07-07|1983-10-21|Cables Electro Telecommunicati||
    US4477147A|1981-11-23|1984-10-16|Olin Corporation|Method and apparatus for assembling an optical fiber communication cable|
    US4611748A|1981-11-23|1986-09-16|Olin Corporation|Process and apparatus for fabricating optical fiber cables|
    EP0127437A3|1983-05-24|1987-06-16|Olin Corporation|Process and apparatus for fabricating optical fiber cables|
    SE8206650L|1982-09-01|1984-03-02|Olin Corp|Sett och apparat for sammansettning av en kommunikationskabel med optiska fibrer|
    US4651917A|1982-08-17|1987-03-24|Chevron Research Company|Hermetically sealed optical fiber|
    US4504112A|1982-08-17|1985-03-12|Chevron Research Company|Hermetically sealed optical fiber|
    US4711388A|1983-05-24|1987-12-08|Olin Corporation|Process and apparatus for fabricating optical fiber cables|
    US4878733A|1983-05-24|1989-11-07|Olin Corporation|Optical fiber communication cable having a high strength, drawn copper alloy tube|
    GB8328951D0|1983-10-29|1983-11-30|Plessey Co Plc|Frequency and phase synchronising arrangements|
    GB2154334B|1984-02-16|1987-12-31|Standard Telephones Cables Ltd|Submarine optical fibre cable having welded metallic layer|
    US4573253A|1984-06-29|1986-03-04|Olin Corporation|Optical fiber cable fabrication technique|
    IT1179064B|1984-08-20|1987-09-16|Fiat Auto Spa|Procedimento di saldatura di lamiere|
    JPS61118216A|1984-11-14|1986-06-05|Raito Shokai:Kk|Molding device of sheet made of polyethylene having ground pattern|
    JPS6253816A|1985-09-03|1987-03-09|Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd|Embossing roll device|
    US4896997A|1985-09-27|1990-01-30|Gaylin Wayne L|Cable sheathing and burying method|
    US4759487A|1987-03-09|1988-07-26|K-Tube Corporation|Apparatus for continuous manufacture of armored optical fiber cable|
    US5096518A|1989-02-22|1992-03-17|Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho|Method for encapsulating material to be processed by hot or warm isostatic pressing|
    FR2650081B1|1989-07-24|1991-10-04|Foptica|Procede et appareil de fabrication de modules optiques|
    KR940008679B1|1989-12-05|1994-09-24|야마시로 아끼나리|금속관 피복 광 파이버 케이블의 제조장치 및 제조방법|
    US5121872A|1991-08-30|1992-06-16|Hydrolex, Inc.|Method and apparatus for installing electrical logging cable inside coiled tubing|KR940008679B1|1989-12-05|1994-09-24|야마시로 아끼나리|금속관 피복 광 파이버 케이블의 제조장치 및 제조방법|
    US5418877A|1992-10-07|1995-05-23|Siemens Aktiengesellschaft|Method and apparatus for introducing a light waveguide into a tubular envelope|
    US5318215A|1993-02-23|1994-06-07|Hitachi Cable Ltd.|Method of forming cladded cable having fiber with excess length enclosed therein|
    FR2722717B1|1994-07-22|1996-09-20|Alcatel Cable|Procede et ligne de reparation d'un defaut de fermeture d'un tube metallique contenant au moins une fibre optiue de transmission|
    DE4434133A1|1994-09-24|1996-03-28|Kabelmetal Electro Gmbh|Verfahren zur Herstellung eines optischen Kabels aus einem Metallrohr|
    DE4434134A1|1994-09-24|1996-03-28|Kabelmetal Electro Gmbh|Verfahren zur Herstellung eines längsnahtgeschweißten Metallrohres|
    FR2725530B1|1994-10-07|1996-11-22|Alcatel Submarcom|Ensemble de protection contre l'echauffement interne d'un tube metallique contenant au moins une fibre optique et procede de mise en oeuvre|
    JP2950180B2|1995-02-14|1999-09-20|日本鋼管株式会社|金属管被覆光ファイバケーブルの製造方法及び製造装置|
    JP2970456B2|1995-02-14|1999-11-02|日本鋼管株式会社|金属管被覆光ファイバケーブルの製造方法及び製造装置|
    JP3233542B2|1995-02-14|2001-11-26|株式会社オーシーシー|金属管被覆光ファイバケーブルの製造方法及び製造装置|
    FI117066B|1995-07-06|2006-05-31|Nokia Kaapeli Oy|Menetelmä ja sovitelma optisten kuitujen tension tasaamiseksi|
    DE19642542B4|1995-11-16|2010-07-29|Norddeutsche Seekabelwerke Gmbh & Co. Kg|Vorrichtung sowie Verfahren zur Erzeugung von Überlängen eines Lichtwellenleiters gegenüber einem metallischen Röhrchen|
    US5971629A|1996-07-12|1999-10-26|Bloom; Cary|Apparatus and method bonding optical fiber and/or device to external element using compliant material interface|
    FR2752066B1|1996-08-01|1998-09-04|Alcatel Submarcom|Procede d'obtention de surlongueur de fibres optiques dans un tube metallique de protection et ligne de mise en oeuvre|
    JP3500037B2|1997-05-09|2004-02-23|株式会社オーシーシー|熱敏感物質の導入装置|
    JPH10328867A|1997-06-05|1998-12-15|Mitsubishi Electric Corp|レーザビーム加工装置およびレーザビーム加工装置用の焦点位置決め治具およびレーザビーム集光直径測定治具|
    GB2331160A|1997-10-21|1999-05-12|Bicc Plc|Manufacture of optical fibres and gel in welded metal tube|
    EP0934796B1|1998-02-06|2000-06-14|Swisscab S.A.|Procédé de fabrication d'une enveloppe tubulaire métallique dans lequel on contrôle qu'une soudure a été exécutée sans défaut et dispositif pour la mise en oeuvre du procédé|
    DE19816998A1|1998-04-17|1999-10-21|Alcatel Sa|Verfahren zur Herstellung eines optischen Kabels|
    US6148925A|1999-02-12|2000-11-21|Moore; Boyd B.|Method of making a conductive downhole wire line system|
    WO2001009658A1|1999-07-28|2001-02-08|Pirelli Cavi E Sistemi S.P.A.|Submarine optical cable resistant to longitudinal water propagation|
    US6557249B1|2000-04-22|2003-05-06|Halliburton Energy Services, Inc.|Optical fiber deployment system and cable|
    FR2833195B1|2001-12-07|2004-01-30|Giat Ind Sa|Procede de mise en place d'un revetement de protection sur la paroi interne d'un tube, tube et notamment tube d'arme realise suivant ce procede|
    JP4149716B2|2002-03-01|2008-09-17|株式会社フジクラ|光ファイバコードの製造方法及びその装置|
    US20060127020A1|2004-12-10|2006-06-15|Samsung Electronics Co.; Ltd|Apparatus for fabricating optical fiber cable|
    US8326103B2|2008-04-04|2012-12-04|Baker Hughes Incorporated|Cable and method|
    US10052721B2|2014-09-17|2018-08-21|Magna International Inc.|Method of laser welding coated steel sheets with addition of alloying elements|
    GB2543319A|2015-10-14|2017-04-19|Heraeus Electro-Nite Int N V|Cored wire, method and device for the production|
    法律状态:
    1991-06-13| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): CA JP KR US |
    1991-06-13| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AT CH DE DK ES FR GB GR IT NL SE |
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    申请号 | 申请日 | 专利标题
    JP31429589||1989-12-05||
    JP1/314295||1989-12-05||
    JP19071490||1990-07-20||
    JP2/190714||1990-07-20||KR91700833A| KR940008679B1|1989-12-05|1990-12-05|금속관 피복 광 파이버 케이블의 제조장치 및 제조방법|
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