JPH07168068A - 光ファイバユニット及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 多心の光ファイバを安価にケーブル化するこ
とができ、且つ、光海底ケーブルとしての使用に適した
良好な伝送特性を得ることができる光ファイバユニット
及びその製造方法を提供する。 【構成】 中心部に設けられるキングワイヤ２と、この
キングワイヤ２の周囲に被覆される熱可塑性樹脂層３
と、この熱可塑性樹脂層３上に撚り合わされる多心の被
覆光ファイバ４と、これら被覆光ファイバ４間に充填さ
れる紫外線硬化型樹脂層５と、この紫外線硬化型樹脂層
５上に外層として被覆される熱可塑性樹脂層６とから成
るものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光ファイバユニット及び
その製造方法に係り、特に光海底ケーブルとしての使用
に適するように構造を改良した光ファイバユニット及び
その製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】現在、実用化されている光海底ケーブル
としては、特公平５−４６９２４号公報や日海技報１１
号（平成３年１１月）に開示されているように、キング
ワイヤの周りに多心の光ファイバを撚り合わせた構造の
ものが知られている。これらの光海底ケーブルは、海底
光中継器を使用する中継用で最大６心の光ファイバを撚
り合わせたものであり、無中継用でも概ね最大１２心の
光ファイバの使用を想定したものである。

【０００３】しかし、長距離中継用として光海底ケーブ
ルを用いるには、その倍の２４心程度の光ファイバが必
要になる場合がある。この場合の光海底ケーブルの構造
としては、電子情報通信学会論文誌Ｖｏｌ．Ｊ７４−Ｂ
−Ｉ，Ｎｏ．６，ｐｐ．４９５−５０３（１９９１年６
月）に開示されているように、多心の光ユニットを紫外
線硬化型樹脂で一体化したユニット集合体構造の採用が
考えられる。しかし、このユニット集合体構造は、製造
工程が増加し、製造コストが増大するなどの点で好まし
くない。従って、できる限り、単体ユニットとして光フ
ァイバを撚り合わせる構造にすることが好ましい。

【０００４】そこで、上述した特公平５−４６９２４号
公報及び日海技報１１号に開示されている光海底ケーブ
ルの構造の良否を確認すべく、以下のような試作品を作
成した。尚、光ファイバには、ＣＣＩＴＴ Ｇ．６５２
を満たすＳＭファイバを採用した。

【０００５】先ず、特公平５−４６９２４号公報に準じ
た構造で、紫外線硬化型樹脂を被覆したφ０．２５ｍｍ
の光ファイバ２４心を用いて、これら光ファイバ心線を
キングワイヤの周上に押出被覆される熱可塑性樹脂の中
に埋設させて光ファイバユニットを試作した（以下、こ
れを「試作品１」という。）。この試作品１について
は、光ファイバユニット完成時に、１．５５μｍで０．
１〜０．５ｄＢ／ｋｍの伝送損失の増加が生じた。そこ
で、この試作品１を解体したところ、光ファイバ間に充
填された熱可塑性樹脂の流れ込みが不均一となってい
た。これにより光ファイバに曲げを生じせしめ、その結
果、伝送損失の増加を生じさせていたものと推測され
る。

【０００６】一方、日海技報１１号に記載の光ファイバ
ユニットと類似のキングワイヤの周上に押出被覆される
紫外線硬化型樹脂の中に光ファイバ心線を埋設させた構
造で、光ファイバユニットを試作した（以下、これを
「試作品２」という。）。この試作品２については、伝
送損失の増加は測定誤差程度であり、良好であった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、試作品１の
光ファイバユニットにあっては、安価な熱可塑性樹脂を
使用しているが、その樹脂の押出し時の流れ特性が悪
く、上述の通り良好な伝送特性を得ることができないと
いう問題があった。

【０００８】一方、試作品２の光ファイバユニットにあ
っては、紫外線硬化型樹脂を使用しているので、その硬
化前後の特性をかなり自由に調整でき、良好な伝送特性
を得ることができた。しかし、この紫外線硬化型樹脂
は、デュポン社からハイトレルの商標名で市販されてい
る熱可塑性樹脂等と比べると、価格が数十倍程度高いの
で、経済上好ましくないという問題があった。

【０００９】本発明の目的は、上記課題に鑑み、多心の
光ファイバを安価にケーブル化することができ、且つ、
光海底ケーブルとしての使用に適した良好な伝送特性を
得ることができる光ファイバユニット及びその製造方法
を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく、
本発明に係る光ファイバユニットは、中心部に設けられ
るキングワイヤと、このキングワイヤの周囲に被覆され
る熱可塑性樹脂層と、この熱可塑性樹脂層上に撚り合わ
される多心の被覆光ファイバと、これら被覆光ファイバ
間に充填される紫外線硬化型樹脂層と、この紫外線硬化
型樹脂層上に被覆される熱可塑性樹脂層とから成るもの
である。

【００１１】一方、本発明に係る光ファイバユニットの
製造方法は、中心部に設けられるキングワイヤの周囲に
熱可塑性樹脂を押し出して被覆する押出し工程と、この
熱可塑性樹脂層上に多心の被覆光ファイバを撚り合わせ
る撚合せ工程と、これら被覆光ファイバ間に紫外線硬化
型樹脂を充填するバインド工程と、この紫外線硬化型樹
脂上に熱可塑性樹脂を被覆する外層形成工程とから成る
ものである。

【００１２】

【作用】上記光ファイバユニットの構成によれば、光フ
ァイバのバインド材として用いる材料を、下層から熱可
塑性樹脂層，紫外線硬化型樹脂層，熱可塑性樹脂層の三
層構造に形成している。即ち、伝送特性に影響を与える
多心の被覆光ファイバ間には、硬化前後の特性をかなり
自由に調整できる紫外線硬化型樹脂が充填され、伝送損
失の増加が測定誤差程度に抑えられるものである。この
紫外線硬化型樹脂は被覆光ファイバ同士をバインドする
ためにのみ使用され、その他の大部分には熱可塑性樹脂
が使用されるので、高価な紫外線硬化型樹脂の使用が最
小限に抑えられ、良好な伝送特性を有する光ファイバユ
ニットが安価に製造されるものである。

【００１３】一方、上記光ファイバユニットの製造方法
の構成によれば、先ず、中心部に設けられるキングワイ
ヤの周囲に、押出し工程により、熱可塑性樹脂を押し出
して被覆する。次に、この熱可塑性樹脂層上に、撚合せ
工程により、多心の被覆光ファイバを撚り合わせる。そ
の後、これら被覆光ファイバ間に、バインド工程によ
り、紫外線硬化型樹脂を充填する。そして、この紫外線
硬化型樹脂上に、外層形成工程により、熱可塑性エラス
トマを被覆している。

【００１４】従って、従来より使用されている海底ケー
ブルの生産ラインに、バインド工程を行うための紫外線
硬化型樹脂の塗布装置及び紫外線ランプを付加するだけ
で、良好な伝送特性を有する光ファイバユニットが安価
に製造されるものである。

【００１５】

【実施例】以下、本発明に係る光ファイバユニット及び
その製造方法の好適実施例を添付図面に基づいて詳述す
る。

【００１６】図１は、本発明に係る光ファイバユニット
の一実施例を示す横断面図である。本実施例の光ファイ
バユニット１の中心部には、強化部材としてのキングワ
イヤ２が設けられている。このキングワイヤ２は、心線
及びケーブル製造中に光ファイバユニット１に強度を与
えるものであり、通常、高強度の銅被覆鋼線が使用され
る。これは光ファイバユニット１を製造する際、或いは
その後の加工工程の際の主要強化部材となるものであ
る。

【００１７】また、このキングワイヤ２の周囲には、ハ
イトレル（デュポン社の商標名）等の熱可塑性樹脂層３
が被覆されている。この熱可塑性樹脂層３は、後述する
押出し装置により熱可塑性樹脂を押し出して被覆する。
さらに、この熱可塑性樹脂層３上には、多心の被覆光フ
ァイバ４が撚り合わされている。即ち、上記熱可塑性樹
脂層３は、これら被覆光ファイバ４を撚り合わせる土台
となるものであり、押出し後、水等によって冷却され、
充分な硬さにならなければならない。

【００１８】また、熱可塑性樹脂層３を被覆した状態の
キングワイヤ２の外径（エラストマ直径）は、撚り合わ
せる被覆光ファイバ４の直径及び心線数によって決ま
り、熱可塑性樹脂層３の周囲直上に設定心線数の被覆光
ファイバ４が密に並ぶ寸法より大きい外径でなければな
らない。熱可塑性樹脂層３上に紫外線硬化型樹脂を被覆
したφ０．２５ｍｍの被覆光ファイバ４が２４心密に並
ぶエラストマ直径は、次のように求めることができる。
図２から次式を導き出すことができる。

【００１９】

【数１】

【００２０】ただし、Ｒ＝エラストマ半径、θ＝２π／
（２４×２）、ｒ＝０．２５／２ｍｍ（被覆光ファイバ
の半径）とする。

【００２１】Ｒについて解くと、Ｒ≒０．８３２６で、
計算上のエラストマ直径は、１．６７ｍｍとなる。実際
には被覆光ファイバ４は、熱可塑性樹脂層３上に撚られ
るので、キングワイヤ２に垂直な面で切った横断面は楕
円状となる。従って、エラストマ直径を若干大きくしな
いと、被覆光ファイバ４同士が互いに接触し、伝送損失
の増加を招く原因となる。そこで、エラストマ直径を５
±３％程度を大きくした方が良い。本実施例にあって
は、このエラストマ直径を１．７５ｍｍに設定した。

【００２２】このようにエラストマ直径を設定した熱可
塑性樹脂層３上には、被覆光ファイバ２４心が撚合わさ
れている。また、これら被覆光ファイバ４間には、紫外
線硬化型樹脂を塗布・充填され、紫外線ランプにより紫
外線（ＵＶ）を照射して外径約２．３ｍｍの紫外線硬化
型樹脂層５が形成されている。

【００２３】また、この紫外線硬化型樹脂層５上には、
厚さ０．５ｍｍのハイトレル等の熱可塑性樹脂層６が押
し出し被覆されている。さらに、この熱可塑性樹脂層６
上には、外皮として厚さ０．１ｍｍのナイロン等のポリ
マ層７が押し出し被覆され、外径３．５ｍｍの光ファイ
バユニット１が完成されている。

【００２４】次に、上記実施例における作用を、本実施
例の光ファイバユニットの製造方法を説明しながら述べ
る。本実施例の光ファイバユニットの製造方法には、図
３に示すような生産ライン１０を使用する。図示されて
いるように、リール１１からキングワイヤ２を張力及び
速度を制御しながら巻き戻す。このキングワイヤ２の張
力は、ダンサ１２によって一定に保持されている。

【００２５】このキングワイヤ２を洗浄浴１３に通過さ
せて洗浄し、ヒータ１４にて加熱する。そして、この加
熱したキングワイヤ２の周囲に、押出し装置１５より塑
性状態に加熱した熱可塑性樹脂を押し出して被覆する押
出し工程を行う。また、ゲージ１６は、熱可塑性樹脂の
厚さ（エラストマ厚）を決定し、ワイヤ速度を調整し
て、エラストマ厚を所定限度に保持する。

【００２６】その後、このようにして形成した熱可塑性
樹脂層３上に、撚り装置１７により多心の被覆光ファイ
バ４を螺旋状に撚り合わせる撚合せ工程を行う。

【００２７】次に、これら被覆光ファイバ４間に、塗布
装置１８により紫外線硬化型樹脂を塗布・充填するバイ
ンド工程を行う。さらに、２．３ｍｍのダイス（図示せ
ず）に通過させて、余分の紫外線硬化型樹脂を除去し、
整形を行う。そして、紫外線ランプ１９により紫外線
（ＵＶ）を照射し、紫外線硬化型樹脂を硬化させて外径
約２．３ｍｍの紫外線硬化型樹脂層５を形成する。この
ように、伝送特性に影響を与える多心の被覆光ファイバ
４間に、硬化前後の特性をかなり自由に調整できる紫外
線硬化型樹脂を充填するので、伝送損失の増加を測定誤
差程度に抑えることができるものである。

【００２８】そして、この紫外線硬化型樹脂層５上に、
押出し装置２０より塑性状態に加熱した熱可塑性樹脂を
押し出して被覆する外層形成工程を行う。さらに、この
熱可塑性樹脂層６上に、外皮として厚さ０．１ｍｍのナ
イロン等のポリマ層７を押し出し被覆し、外径３．５ｍ
ｍの光ファイバユニット１とする。即ち、上記紫外線硬
化型樹脂は被覆光ファイバ４同士をバインドするために
のみ使用され、その他の大部分には熱可塑性樹脂が使用
されるので、高価な紫外線硬化型樹脂の使用を最小限に
抑え、良好な伝送特性を有する光ファイバユニット１を
安価に製造することができるものである。

【００２９】その後、これを水槽２１に入れて冷却し、
冷却後、ガイド２２及びダンサ２３を通過させて巻取リ
ール２４に巻き取る。

【００３０】以上の工程は、連続した一つの工程として
行われる。光海底ケーブル完成までの光ファイバの伝送
損失の増加は、０．００５ｄＢ／ｋｍ（波長１．５５μ
ｍ）以下であり、非常に良好な結果が得られた。

【００３１】このように本実施例によれば、従来の光海
底ケーブルよりも多心の光ファイバを撚り合わせて伝送
特性上極めて良好な光ファイバユニット１を得ることが
できる。また、紫外線硬化型樹脂を硬化させるにはＵＶ
ランプを用いるが、従来は硬化させるべき紫外線硬化型
樹脂の量が多かったので、大容量のＵＶランプが必要で
あった。従って、作業速度が遅く，ＵＶランプの寿命が
短いなどの点で好ましくなかった。しかし、本実施例に
あっては、使用する紫外線硬化型樹脂の量を最小限に抑
えたので、これらの弊害を除去することができる。

【００３２】

【発明の効果】以上述べたように、本発明に係る光ファ
イバユニット及びその製造方法によれば、多心の光ファ
イバを安価にケーブル化することができ、且つ、光海底
ケーブルとしての使用に適した良好な伝送特性を得るこ
とができるという優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光ファイバユニットの一実施例を
示す横断面図である。

【図２】本実施例におけて、エラストマ直径の算出に使
用する説明図である。

【図３】本発明に係る光ファイバユニットの製造方法に
使用する生産ラインの一例を示す概略図である。

【符号の説明】

１ 光ファイバユニット ２ キングワイヤ ３，６ 熱可塑性樹脂層 ４ 被覆光ファイバ ５ 紫外線硬化型樹脂層

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中心部に設けられるキングワイヤと、該
   キングワイヤの周囲に被覆される熱可塑性樹脂層と、該
   熱可塑性樹脂層上に撚り合わされる多心の被覆光ファイ
   バと、これら被覆光ファイバ間に充填される紫外線硬化
   型樹脂層と、該紫外線硬化型樹脂層上に被覆される熱可
   塑性樹脂層とから成ることを特徴とする光ファイバユニ
   ット。
2. 【請求項２】 中心部に設けられるキングワイヤの周囲
   に熱可塑性樹脂を押し出して被覆する押出し工程と、こ
   の熱可塑性樹脂層上に多心の被覆光ファイバを撚り合わ
   せる撚合せ工程と、これら被覆光ファイバ間に紫外線硬
   化型樹脂を充填するバインド工程と、この紫外線硬化型
   樹脂上に熱可塑性樹脂を被覆する外層形成工程とから成
   ることを特徴とする光ファイバユニットの製造方法。