JPS6041011A - 光ケ−ブル素子、光ケ−ブルおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は耐引華（分力）ファイバーに取囲まれた少なく
とも１つの先導波路（ＯＷＧ　）を収容したマントルを
有し、前記ファイバーは前記光導波路に実質的に平行に
延在している如き光ケーブル素子に関するものである。

本発明は更に前記ケーブル素子をもった光ケーブルおよ
び前記ケーブル素子とケーブルを夫々製造する方法にも
関する。

０１Ｊ記種類の光ケーブル素子は米国特許明細書簡４．
０８２，４２８号から既知である。この米国特許明細書
の第３図によれば、先導波路は例えば合成ｍｌ脂の共通
の第一マントルによって取囲まれており、前記マントル
上には強力ファイバーが配置され１この強力ファイバー
は次いで別の共通のマントル又は波釘によって取囲まれ
ている。前記ケーブル素子の引張強さは合成樹脂の第一
マントル上に具えた強力ファイバーに存在する一方、収
縮の結果化じる光導波路の座屈は最初は合成樹脂の第一
マントル自身によって防止される。しかしながら、この
ことによってケーブル素子の可撓１１：は、その太さが
比較的大きいことに起因して、減少せしめられる。

更に、前記米国特許明細書から、一般に光ケーブル素子
は内部に強力ファイバーを含み得ることが知られる。し
かしながら、光導波路とり４７カフアイバーのみからな
るケーブル構造はそれから得ることはできない。

本発明の目的は、先導波路の光伝送性に顕著な　・影響
を与えることなしに引張力と収縮力の両方を引受けるこ
とができ、しかも構造が簡単でありその上非常に可撓性
のある光ケーブル米子を提供することにある。

本発明によれば、この目的は、光導波路およびこれを埋
込んでいる強力ファイバーのみがマントル内のスペース
を５０乃至９ｏ％充てんし、ファイバー内の先導波路お
よびマントル内部のファイバーの埋込みは、先導波路が
ファイバーおよびマントル内のファイバー内で比較的自
由に動けるようにゆるく行なうことによって達成される
。

それ故、光ケーブル素子は、光導波路、強力ファイバー
および共通マントル又は包囲物のみからなっているため
、その製造に有利な簡単な構造をもっている。合成樹脂
の厚い中間層をもたないため、ケーブル素子は大きな可
撓性をもつ。ケーブル素子に加わる引張力は強力ファイ
バーによって弾性的に受取られる。ケーブル素子の全横
断面積はケーブル素子中のすべての先導波路の全横断面
積より実質的に大きい。更に〜引張力は光導波路からＲ
１すれて保持することができる。というのは、強力ファ
イバーは、ケーブルの最終状態で光導波路がファイバー
に対して成る過大長さ全もつように機械的張力を与えた
状態でケーブル内に具えるようになされるからである。

ケーブル表子に影響する収縮力又は曲げ力は実質的に光
導波路の光伝送性に実質的に影響することはできない。

というのはそれが埋込まれている耐引張（強力）ファイ
バ、−間に機械的応力が生じた場合光導波路は半径方向
に動くことができ、それ故ファイ／＜−内で自由に動く
ことができるからである。

お互に平行に延在する幾つかの光導波路がマントル内部
に強力ファイバーによって埋込士れると、かかるケーブ
ル素子の伝送能力はそれに応じて増大する。更に個々の
光導波路は例えば合成樹脂の、それに堅固に結合された
薄い二次保護被８：素を具えることができ、その結果前
記光導波路は、ケーブル素子の可撓性を減らすことなし
に特に隣接したファイバー又は他の光導波路によって機
械的応力によく耐えることが可能になる。

本発明の有利な実施例は、光導波路はｌＪｉカフアイバ
ーと一緒に共通マントルによって含まれる内部スペース
（横断面）を６０％乃至７０％までのみ充てんすること
にある。

この構成の結果として、および強力ファイバーの直径は
、対応するファイバーの自由有効長さが使用されるすべ
ての光導波路の自由有効長さの５０％より小さくなるよ
うに定められるので、収縮が大きい場合、先導波路は同
様にそれるファイバーによって横にそらされ、このこと
によっているいげ力のみを生じ、それ故マントルの内壁
に比較的小さな接触圧のみを生じる。更に、この種のそ
れにおいては、光導波路は破損を生じることなしに例え
ば包囲物を一比−較的大きく短縮することに抵抗するこ
とができる。

上記の如く自由有効長さが小さいことは、軸線方向の押
縮め力が加わればファイバー束のファイバーは光導波路
よりも早くそわることを意味する。

それ故ファイバー束は早めにはね上がる。

強力ファイバーは好適には耐引張材料、例えば１４　Ａ
ＩＤガラス、アラミド（ａｒａｍｉｄｅ　＞　、カーボ
ン又は金属からなり、その弾性係数は光導波路のそれに
匹敵するものとする。

マントルは熱可塑性材料又は交差結合型合成材料からな
り、前記材料は夫々無機物質を充てんするか又はそれを
混合することができる。前記材料はかかる目的で他の方
法で使用されるフルオロポリマーに比して比較的安価で
ある。

ケーブル素子の機械的保護性を改善するために、マント
ルをお互に同心的に設けたいろいろな層か゛ら作るのが
有利である。例えば、合成材料の内部の比較的硬い被覆
層を内部被覆の弾性係数の５０％より小さい弾性係数を
もった材料で包囲することができる。この目的で、固体
の低収ｋ）性合或イ９料〜例えばポリプロピレン、ポリ
アミド、又はポリビニリデンフッ化物が使われる一方、
取扱い性を改善するためおよびケーブルの弾性率（５ｐ
ｒｉ、ｎｇｒａｔｅ　）　を減らすために、夫々前記内
部被覆層は好適には軟質材料、例えば軟質Ｐｖｃの厚壁
の第二の披口層で取囲まれる。

それ故、例えば金属導電性材料、例えば１つ又はそれ以
上の閉鎖した金属円筒からなる外部包囲物を前記ケーブ
ル素子に追加して設けるのが有利である。前記外部包囲
物はなかんずく機械的保ｉ！’ＩＩとじやへいの両方の
目的に役立つことができる。

本発明の有利な変更例によれば、ケーブル素子用の外部
包囲物はストランド又はワイヤの形の金属導体からなり
、前記ワイヤは裸とするか、又はお互に絶縁され、そし
て編組物の形の被覆を取囲む。

光ケーブル素子がケーブルおよび更に複合化されたケー
ブルの一部として使用されるとき、それは光学的機能に
加えて電気的機能をも奏することおよび電気導体を設け
ることが要求される。かかる場合、個々のケーブル素子
のマントル内に導体を含むのは有効ではない。ケーブル
素子のマントルのまわりに同心的に導電素子を具えるの
が更に有利である。このようにすれば、光ケーブル素子
の収縮は、もし起これば、追加的に有効にじゃまされる
。

外部包囲物番ままた非金属のワイヤ又はファイバーの編
組物からなり得る。

ケーブルにおいては、外部包囲物は好適には２つの同心
の層からなり、そのうちの内部層は非金属材料からなり
、その弾性係数はマントルおよび外部包囲層の弾性係数
より極めて大きいものとする。例えば、内部層の材料は
ガラスファイバー−合成樹脂複合物（ＧＦＳ）、カーボ
ン−合成樹脂複合物（ＣＦＳ　）又はアラミド（ケヴラ
ー）ファイバー樹脂複合物からなることができ、内部層
は閉鎖された管として構成されるか又は幾つかの円柱状
の棒から構成、される。

特別の応用例では、高い横断面圧力又はせん断抵抗につ
いての要件がケーブルに課される。これらの要件を満た
すために、本発明によれば、光ケーブル素子を使用する
ことにより唯１つの作業で作ることのできる３つの同心
の被覆（マントル、内部および外部包囲層）を含むケー
ブル構造が提案される。高い横断面圧力およびせん断抵
抗は強力ファイバーと結合剤、例えばポリエステル樹脂
の結合構造を用いることによって達成される。この場合
前記強力ファイバーはマ）　ＩＪラックス内部包囲層）
の形で具えられる。

唯１つの作業で前記ケーブル構造を作るためには、光導
波路、強力ファイバーおよびマントルからなる光ケーブ
ル素子は、第一の押出装置γＣを出た後でかつ第二の押
出装置に入る直前に、平行に延在する強力ファイバーで
同心状に取囲まれ、６１１記フアイバーは反応性樹脂を
含浸さゼられておりかつケーブル素子の共通のマントル
の内部にあるファイバーと同様のものである。こうして
得られた内部包囲層は次いで、内部包囲層のために必要
とされる反応熱の一部を早くも供給する外部包囲層を同
心状に設けられる。内部包囲層の完全な反応（加硫）は
好適には、既知の連続加硫法と同様にして、後続の圧力
管内で行なわれる。その後の処理工程で要求される（残
りの）反応熱の供給は可能である。

幾つかの層間の相対的な動きは、非金属ファイバー又は
ワイヤの編組物が包囲物の層間に又は包囲物とマントル
間に設けられているために阻止することができる。

以下、本発明を図示の実施例に基づき詳述する。

光ケーブル素子は光導波路（’ＯＷＧ　）　１からなり
、この光導波路は例えば合成樹脂の被覆の１−次被器１
１′によって囲まれてその中心に延在している。

この被覆は光導波路の製造の際に既にその上に形成され
る。ＯＷＧはここでは、可視放射の範囲を越える光放射
伝送用のファイバー素子を意味するも・のと理解すべき
である。

ｏｗＧｉは自由スペース８が間にある耐引張（強力）フ
ァイバー２によって取囲まれている。ファイバー２は光
ケーブル素子の外部マント７しとして働く共通のマント
ル４に取囲まれる０ 強カフアイバー２は、例えば繊維ガラス、アラミド、カ
ーボン、金属又は他の適当な材料、例えばＯＷＧの機械
的性質に似た機械的性質をもった利料からなっており、
この強力ファイバーは光ケーブル素子に作用する引張力
が光導波路に伝達されないようにその引張力を受取る働
きをする。ＯＶ／Ｇとファイバーが同じ機械的性質をも
っているとき、すべてのファイバー２の横断面積は上記
１］的のためには、光導波路ｌの横断面積より実質的に
大きくなるように選択すべきである。ファイノく−２は
両方ともお互にかつＯＷＧ　ｌに対して平行でありそし
て抗張ファイバー２はケーブル素子の製造中に僅かに大
きなプレストレスを与えられ、ケーブル素子−の仕上が
り状態でのＯＷＧ　Ｉ　Ｇまファイノく−２に対して成
る過大長さをもっているため、ケーブル素子が引張応力
を受けた状態の下でＯＷＧ　１が実質的に引張応力を受
けないことが確実にされる。

ＯＷＧ　ｌは円筒状マントル４内に形成されたスペース
を５０乃至９０％までのみ充てんする強力ファイバー２
によってのみ取囲まれる。例えばマントル４の収縮又は
曲げの結果生じる押縮め又は曲げ力が強力ファイバー２
と光導波路ｌに作用したとき、光導波路ｌはこれを埋込
んでいる引張ファイバー２の束を突き通し、その結果そ
れが螺旋状に曲がることになる。強力ファイバー２はそ
のため、それらが非常に小さな押縮めおよび曲げ力の結
果として早くもそれるように、数と個々のファイバーの
横断面に応じて釣合いがとれるようになされいる。

共通のマントル４内における強力ファイバー２と光導波
路ｌの充てんファクターに応じて、強力ファイバー２は
、押縮め又は曲げ力が生じたとき、ＯＶ／Ｇｌに対して
横に作用する力を及ぼし、これがＯＷＧ　１に螺旋状の
それを生ぜしめる。この結果、微小な曲げをもたらす締
付効果を増す制動作用は生じない。

第２，８図は第１図に示す光ケーブル素子によって構成
した光ケーブル素子の横断面図である。

これらの光ケーブル素子は内部に幾つかの光導波路１．
ａ、Ｉｂを含んでいる。これらの光導波路はお互に対し
て平行に（撚られずに）かつファイバー２と平行に延在
しそしてまた′−次被Ｎ　’ｌ’を具えている。第２図
では、０ＷＧｌはケーブル素子の中心にあり、密接して
位置しているが、第８図ではそれら・はマントル４内の
横断面上に分散している。この場合にもＯＷＧ　１はフ
ァイバー２に埋込まれていて、実質的にファイバー結合
物内で′浮遊′するようになっている。ファイバー２　
ト０ＷＧｌもまたマントル４の内部横断面を部分的にの
み充てんする。

ＯＷＧ　１を相互にかつファイバー２に対して更に保護
するために、それらはいわゆる′二次被覆′を、即ち合
成樹脂の被覆を具えることができる。

第４図は光ケーブル５を示し、この光ケーブルの基本素
子は第１１ｆｆｌの光ケーブル素子である。こ　。

のケーブル素子は内部層６と外部層７からなる別の外部
包囲物に取囲まれている。内部層６はファイバー−樹脂
複合物からなり、この結果高い押縮め抵抗とせん断抵抗
を夫々もちかつ横断面抵抗をもつケーブルが得られる。

外部層７は例えばもう１つの適当な軟質の合成樹脂から
なることができる。

ケー゛プル５はまた第２，８図に従って構成したケーブ
ル素子をもっこともできる。また第１〜８図に従った幾
つかのケーブル素子が共通の外部マントルに取囲まれて
いる如き光ケーブルを作ることもできる。

光ケーブル素子および光ケーブルを夫々唯１つの工程で
作る方法を第５図を参照して以下詳述する。

供給ユニット８にはＯＷＧ　１を有する蓄積コンテナを
収容しており、このＯＷＧ　Ｉ　Ｇｔ系統的に分類され
ていて、供給ユニット９に入りその間お互に平行に延在
して卦り１この供給ユニット９内には強力ファイバーが
蓄えられている。強力ファイバーはＯＷＧ　ｌのための
全側面埋込み構造を形成し、光導波路と平行に引張られ
かつ第一の押出’Ａ　置１０内で撚られないように延在
する。前記ｆｉ）−押出装置内で前記強力ファイバーは
マントル４　ヲ取（：ＪＵられ、このマントル４はその
中のスペースがファイバー２とｏｗＧｉによって部分的
にのみ充”Ｃんされる程度にゆるく設けられる。

冷却ユニット１１を出た後、ケーブル素子］、　１は供
給ユニット１２に入る。このユニットからは適当な結合
剤を含浸させられた別のり１１カフアイバー１８又はワ
イヤが出て、これらが内部包囲層６としてマントル４を
埋込む。この包Ｕ１１層は次いで別の押出装置１４のノ
ズルによって外部包ｖＩＪ層７によって取囲まれる。外
部層７の拐料の熱Ｃま反応装置１５内で発生した熱と一
緒に結合剤を硬化させる。もし必要ならば１圧縮力を反
応装置ｆｆ１ｉ　ｌ　５１’（で加えて、ファイバー１
８と結合剤を１ビ縮することができる。

こうして作った光ケーブル５は次いで六Ｎ二の冷却ユニ
ット１６を通過する。この冷却ユニット内で光ケーブル
はドラム１７上に巻取ることができるように冷却される
。

【図面の簡単な説明】

第１図は唯１つの光導波路をもった光ケーブル素子の横
断面図； 第２図は幾つかの先導波路をもった光ケーブル素子の横
断面図； 第３図は幾つかの光導波路をもった別の光ケーブルの横
断面図； 第４・図は第１図に示す光ケーブル素子をもった光ケー
ブルの横断面図； 第５図は光ケーブル素子と光ケーブルを夫々作る装置を
示す図である。 １・・・光導波路（ＯＷＧ＞ ２・・・強力ファイバー　３・・・自由スペース４・・
・マントル　５・・・光ケーブル６・・・内部層　７・
・・外部層 ８・・・供給ユニット　９・・・供給ユニットｌＯ・・
・第一押出装置ｌｌ・・・冷却ユニット１２・・・供給
ユニット　１８・・・強力ファイバー■４・・・押出袋
ｆｉｔ　１５・・・反応装置。 特許出願人　エヌ・ベー・フィリップス・フルーイラン
ペンファブリケン Ｆｉｇ、５

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｌ　強力ファイバーに取囲まれた少なくとも１つの光導
   波路（ＯＷＧ　）を収容したマントルを有し、前記ファ
   イバーは前記光導波路に実□質的に平行に延在している
   如き光ケーブル素子において、ＯＷＧおよびこれを埋込
   んでいる強力ファイバーのみがマントル内のスペースを
   ５０乃至９０％充てんしており、ファイバー内のＯＷＧ
   およびマントル内のファイバーの埋込みは、ＯＷＧがフ
   ァイバーおよびマントル内のファイバー内で比較的自由
   に動けるようにゆるく行なっていることを特徴とする光
   ケーブル素子。 λ　特許請求の範囲ｌ記載の光ケーブル素子において、
   個々の先導波路（ｌｅｔａ、ｉｂ）は各々追加的に薄い
   二次保Ｍ被覆（５）を竪固に結合されていることを特徴
   とする光ケーブル素子。 ＆　特許請求の範囲ｌ又は２記載の光ケーブル素子にお
   いて、強力ファイバー（２）の直径は、対応するファイ
   バー束の自由有効長さが使用する全光導波路（ｔｉｔａ
   、ｉｂ）のそれの５０％より小さくなるようになしてい
   ることを特徴とする光ケーブル素子。 表　特許請求の範囲ｌ乃至８の何れか１つに記載の光ケ
   ーブル素子において、強力ファイバー（２）は繊維ガラ
   ス、アラミド、カーボン又は金属からなることを特徴と
   する光ケーブル素子。 ６　特許請求の範［１乃至４の何れか１つに記載の光ケ
   ーブル素子において、マントル（４）はお互に同心的に
   具えた幾つかの層からなることを特徴とする光ケーブル
   素子。 ａ　特許請求の範囲６記載の光ケーブル素子において、
   合成材料の内部包囲層が、内部包囲層の弾性係数の５０
   ％より小さい弾性係数をもつ材料に取囲まれていること
   を特徴とする光ケーブル素子。 ７．　特、ｉ′Ｆ請求の範囲ｌ乃至６の何れか１つに記
   載の１つ又はそれ以上のケーブル素子を含む光ケーブル
   において、ケーブル素子が金属溝１１Ｌ材料の外部カバ
   ーを具えていることを特徴とする光ケーブル。 ＆　特許請求の範囲ｌ乃至６の何れか１つに記載の１つ
   又は幾つかのケーブル素子を含む光ケーブルにおいて、
   ケーブル素子が非金属ワイヤ又はファイバーの編組物の
   外部カバーを具えていることを特徴とする光ケーブル。 ９　特許請求の範囲７又は８記載の光ケーブルにおいて
   、外部カバーは２つの同心の包囲層からなり、そのうぢ
   の内部の包囲層（６）は非金属材料からなり、その弾性
   係数をまマントル（４）および外部包囲層（７）の弾性
   係数より極めて大きいことを特徴とする光ケーブル０ １０、特許請求の範囲９記載の光ケーブルにおいて、内
   部包囲層（６）の材料はガラスファイバー−合成樹脂複
   合物（ＧＦＳ　）又（まカーボン−合成樹脂複合物（Ｃ
   ＦＳ　）又はアラミドファイバー樹脂複合物ンウ・らな
   り、内部包囲層（６）は閉鎖された管又は幾つかの円柱
   状什から）７＋７成されることを特徴とする光ケーブル
   。 ＩＬ　特許請求の範囲９記載の光ケーブル１．−、、　
   Ｊｒいて、非金属ワイヤ又はファイバーの編組物は包囲
   層（６，７）の開動よびこれらの層とマントル（４）の
   間に夫々具えていることをり゛、テ徴とする光ケーブル
   。 １ｍ　特許請求の範囲１乃至６の何れか１つに記載の光
   ケーブル素子の製造方法において、１つ又は幾つかの光
   導波路（１；ｌａ、Ｌｈ）は押出装置（１０）へ撚られ
   ずに平行に幾つかの撚られない平行に延在するｉｉｒ、
   Ｂカフアイバー（２）の束と一緒に供給され、前記押出
   装置が前記素子をゆるく取囲むマントル（４・）を作る
   ことを特徴とする製造方法。 ｌａ　特許請求の範囲１２記載の方法において、強力フ
   ァイバー（２）はプレストレスを加えた状態で処理され
   ることを特徴とする方法。