JPS6366516A - 光ファイバケ−ブル及びその製造方法 - 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】 産業上の利用分野 本発明は光ファイバケーブルに係り、限定はされないが
特に遠距離海底通信に適した光ファイバケーブルに関す
る。

従来の技術及びその問題点 本出願人は現在英国特許出願第８２２９５６２号に記載
のものと同様な光ファイバケーブルを製造している。こ
の場合、光ファイバ包装体は複数の２次被覆光ファイバ
、すなわち１次被覆のスライガード（登録商標）層の上
をさらにナイロン１２（登録商標）で被覆された複数の
光ファイバよりなり、補強線の周囲にらせん状に巻回さ
れ、ホイツピングにより包装体の形に保持される。この
構成は満足できるものであるが、その後アクリル樹脂被
覆ファイバすなわち今日既に開度されている光ファイバ
素線上で−又は複数のアクリル樹脂被覆を施した光ファ
イバが出現したことに関連してこれらの光ファイバによ
り従来のナイロン被覆光ファイバを詔換する試みがなさ
れた。しかし、この試みは伝送損失が許容できない程大
きくなって失敗した。これはアクリル樹脂被覆ファイバ
と包装体の他の部分との間に緩ＷＢＥｔを欠いていたた
めである。

本出願人が出願中の英国特許出願第８５１８２９０号中
で提案したケーブル要素の構成では、アクリル樹脂被覆
ファイバが中心補強線及び熱可塑性ポリマーといっしょ
に成形ダイ中にて線引きされる。

特に商品名ハイトレルとして市販の熱可塑性ポリマーが
光ファイバの周囲及び光ファイバと補強線との間に１回
の作業で付着及び充填される。これにより光ファイバと
補強線とが１工程で直線状に撚られることなく形成・封
止され、以後の押出し工程は不要なる。このようにして
成形された要素は例えばバーフリー２０中に記載された
長い海底ケーブル中に形成された空洞中においてこのバ
ーフリー２０中に同じく記載されている従来の光ファイ
バ包装体のかわりにそのまま使用することができる。

しかし、上記の技術は最終的に得られた要素中で光ファ
イバの元来有する低損失特性が保証されるようにｉｒ制
御するのが困難で、またファイバが押出しヘッド中を通
される際ファイバに応力が加わってしまう問題点を有す
る。このファイバに加わる応力は１１１Ｊ１３Ｕが困難
である。

上記技術により得られる光ファイバケーブルは５ＫＩＩ
程の比較的短距離の通信では適当であるのが立証された
がその損失及び歩留りは従来の包装体のものに比べて良
くない。

出願人による別の英国特許第２１１３９０３８号は光フ
ァイバ及び被覆された線を各ファイバに対応する孔を有
する精密治具中を通すことによる光ファイバケーブルの
製造方法を記載している。この場合、光ファイバは加熱
・軟化された低密度ポリエチレン被覆を有する補強線の
周囲に埋設され、さらに部分的に埋設された光ファイバ
上に絶縁被覆がかぶせられる。この絶縁被覆は例えば高
密度ポリエチレンなどが使われる。

しかし、これらのいずれの提案によっても例えば５０ｆ
＋ａ以上の長いケーブルを連、続工程で製造づることは
できない。例えば上記方法を実施した例では治具に塵埃
が蓄積したため５　ｒａの長さでファイバが切断してし
まった。また、ファイバをスプライスして使うと被覆中
にこぶができてしまい、例えば英国特許第２１１３９０
３８号に記載の如き精密冶具中を通すことができない。

さらに他の提案が英国特許第２１３６３５０Ａ号に記載
されており、この提案では中心抗張力部材が加熱され第
１の熱可塑性エラストマーがこの加熱された中心抗張力
部材上に押出される。さらにこの第１の層上に光ファイ
バがらせん状に巻回される。

さらに熱可塑性エラストマーよりなる第２の層が光ファ
イバ上に押出され第１の層と融合する。最後にエラスト
マーの周囲にナイロン保護外被が押出される。海底用途
では中心抗張力体は中心導体又は同軸ケーブルであり、
監視、保守及び制御のための低周波数情報シグナリング
に使用される。

しかし、このための製造装置は複雑で回転ダイ。

回転ボビン及びレイプレート（第３図及び第４図）をフ
ァイバがボビンからダイへ送られる部分で完全に密封環
境に保持する必要がある。さらに、各々のファイバは４
つの別々の案内路を通って供給ボビンから閉止ダイへ送
られる。

本発明の目的は上記の問題点を簡単で有効な方法で解決
しアクリル樹脂又はそれの等何物で被覆された光ファイ
バを使った海底ケーブルに適した例えば５０−以上の非
常に長いケーブル要素を提供することにある。

問題点を解決するための手段 本発明は長手方向に延在する室が画成された管状抗張力
部材を含む光ファイバケーブルであって：光ファイバ素
線上に比較的薄い第１の保護被覆層を施してなるｉ数の
光ファイバと、該光ファイバを相互に離間させてかつ撚
りの角度がゼロになるように埋設状態で保持する１１衝
被覆層を有する中心補強線と、該埋設された光ファイバ
を包囲する第２の１１７被覆層とよりなる光ファイバケ
ーブル要素を含み、該光ファイバケーブル要素と該長手
方向に延在する室との間の隙間に防水材料を充填するこ
とを特徴とする光ファイバケーブルを提供する。

本発明はまた、例えば５０＆の長い光ファイバ要素を製
造する方法であって、！ＩＷ７Ｊ被覆を設けられた補強
線部材を形成し、保護被覆が施された複数の光ファイバ
を形成し、補強線と光ファイバとを固定された撚り板及
び先細り形状の開口部を有し前記撚り板から離して設け
られるダイを通す段階よりなり、撚り板により各光ファ
イバはダイ中へ通される際相互に離間して保持され、該
光ファイバは！！衝被被覆層中少なくとも部分的に埋設
され、さらに該中心補強線部材と該埋設された光ファイ
バとの上に緩衝外被層を押出し成形して光ファイバを該
Ｍｆｒ外被と該緩衝被覆との中に封止することを特徴と
する方法を提供する。

本発明の別の目的は特許請求の範囲第１項ないし第５項
に記載の光ファイバケーブル要素を形成する段階を含む
光ファイバケーブルのｙＪＹａｎ法であって、ざらに該
光ファイバケーブル要素を細長く延在する金属部材中の
開いた渦中に挿入し、該金属部材をわずかな隙間を残し
て該光ファイバケーブル要素の周囲で閉じ、該隙間を防
水材料で塞ぎ、該閉じだ金属部材の周囲に抗張力部材を
設け、さらにこのようにして形成された光ファイバケー
ブル上にプラスチックジャケットをかぶせる段階を含む
方法を提供するにある。

実施例 以下、本発明を図面を参照しながら説明する。

第１図を参照するに、第２図に示すケーブル要素を製造
する装置は鋼鉄、ナイロン（登録商標）又はケブラー（
登録商標）あるいはその他の高張力材料よりなり光ファ
イバ５上に施されるアクリル樹脂被覆４と比較すると軟
らかい熱可塑性エラストマーよりなる緩衝被覆層３によ
り被覆された補強線２を担持するボビン１を有する。熱
可塑性エラストマーとして商品名ハイトレルとして市販
のエラストマーを使うのが好ましい。アクリル樹脂被覆
された光ファイバ５はボビン６上に担持される。

被覆された補強線１及び被覆された光ファイバ５はダイ
アを通され光ファイバ５が緩衝被覆層３の周囲８に部分
的に埋込まれる。被覆された補強線２はまた補強線上の
被覆を約１６０℃±１０℃の温度に加熱して光ファイバ
がダイ中で被覆層３中に部分的に埋込まれるようにする
加熱管９中を通される。

ダイは第１Ａ図に示す形状を為し、その内径は面７ｂの
わずかに手前の最もせまい部分Ａ′で被覆された補強線
２の径Ａよりも３００μ■大きくなるように設定される
。第１Ａ図はダイアの断面図であり、光ファイバ５が被
覆された補強線２の周囲に部分的に埋設されているのが
わかる。

光ファイバ５はダイア中に固定された撚り板１０を通っ
て案内される。すなわち、撚り板１０には各々数ミリメ
ートルの幅の符号１１で示した案内溝（溝のかわりに孔
でもよい）が多数（今の場合は１２）設けられており、
この案内溝１１を通って光ファイバ５が所定の角度離間
されてゆるやかに案内されながらダイア中に入り、補強
線２の周囲に導かれる。その際、光ファイバと固定撚り
板との間の緊張により前記所定の相対角が維持される。

この際の張力の大きさは１０〜１００グラムの程度であ
り、補強線中の通張力と加熱器９の温度とを注意深く制
御して光ファイバに加わる正味の長手方向の圧縮又は引
張りひずみが真直な最終製品で最小になり０．０５％で
超えないようにする必要がある。

面７ａの曲率及び満又は孔１１の壁の曲率は、ファイバ
に課せられる曲率によりファイバ外面上のひずみがその
ファイバの保証ひずみ値よりもはるかに小さくさるよう
に設定される。本実施例では約１０ａｍの曲率半径によ
り最小半径として６．２Ｍが必要な１．００％の保証ひ
ずみを有する九ファイバに対して寸分な余裕を得ること
ができる。

ダイアの後ろには全〈従来のものと同じ設計のクロスヘ
ッド押出礪１４が設けられ部分的に埋設された光ファイ
バ５の上に軟質熱可塑性ポリマーよりなる第２の緩衝液
１Ｈ１２を押出す。このポリマーは第１の緩衝被覆層３
に使われたのと同一の材料すなわち商品名ハイトレルと
して市販の材料であるのが好ましい。

この筐筒被覆のショアＡ硬度は室温において７０〜９０
の範囲にあるのが好ましい。

好ましい実施例では光ファイバ５は２８０〜３００μ−
の径を有するのが好ましく、また被覆補強線の径Ａは１
，４〜Ｌｅａｓであるのが好ましく、第２の緩衝被覆層
の径Ｃは３．１〜３．４ａｓ＋であるのが好ましく、ま
た補強線の径Ｂは０．６〜１．０ｍｍであるのが好まし
い。このため、被覆層３及び１２の厚さは被覆された光
ファイバの径よりも何倍も大きくなる。

第３図は第２図の光ファイバケーブル要素をｈする深海
用光ファイバケーブルの断面図を示す。

光ファイバケーブル要素は符号２０で示され概略的に図
示されている。要Ｍ２０は管状の金属部材２２中に画成
され長手方向に延在する空間２１中に収容され、わずか
な隙間２３はケーブルに沿って連続的にあるいは所々例
えば商品名ＨＹＶＩＳ２０００として市販の粘性防水材
料２３Ａにより防水される。金属部材２２は銅又はアル
ミニウムよりなるＣ字形断面を有する押出し部材を閉じ
ることにより形成される。空間２１の径は要素２０の径
よりも約０．２〜０．６ｍ大きく好ましくは０．３履大
きい。

部材２２の周囲には２Ｈの抗張カワイヤ層２４゜２５が
形成され、内側の層２４は少数の太いワイヤよりなり外
側の層２５は内側の層のワイヤの数の２倍以上の比較的
細いワイヤよりなる。

抗張力部材ワイヤの周囲にはさらにボリエヂレンなどの
誘電体材料２６が押出されてかぶせられ金属部材２２を
防水する。この結果、金属部材２２はシステムの端から
端へまたシステムの電力再生装置へ約７０００ボルトの
電圧を送ることが可能になる。

第３図のケーブルの製造には第４図に示す製造装置が使
われる。要素２０はリール２ＯＡから防水加工位置２９
を通って供給され、この防水加工位置２９は要素２０の
表面に例えば厚さが０．２〜０．４訓の防水材料層２３
Ａを塗布する。防水材料を塗布された要素２０は次いで
位置３０でＣ字形断面を有する金属部材２２の開いた病
中に案内される。さらに位置３１でＣ字形部材２２が閉
じられ、全体が成形ダイ３１Ａを通されて開じた金属部
材２２の径が所望の径まで縮径され、これにより防水材
料２３ＡＩｆｉ隙間２３を完全に充填するようになる。

次いでケーブルはリール２４Ａから抗張り部材ワイヤ２
４を供給して第１の層を形成する第１の位置３２とリー
ル２５Ａから抗張力部材ワイヤ２５を供給して第２の層
を形成する第２の位置３３とを有する撚合せ曙を通され
る。位置３２Ａと３３Ａの間でシリコーンゴムが第１及
び第２のワイヤ層の上に塗布されてこれらを防水する。

ケーブルは次いで押出器３４中を通されてその外側にジ
ャケット３６を押出形成される。

上記の過程により製造された海底ケーブルは低損失を有
することが見出された。すなわち、波長１３１０ａｍの
光について温度が４℃〜２０°Ｃの間での損失は１キロ
メートル当り０．４（ｆ３以下であった。

上記構成では最低曲率半径が０．６メートルに限られ、
これにより第２図の光ファイバ包装体が有する非常に低
い損失をケーブルの最終製品でも維持することが可能と
なる。

また本出願人は簡単な被覆除去及びスプライス方法を発
見した。すなわち、ハイトレルのような材料では要素２
０の端を加熱することが可能であり、これにより緩衝被
覆材料は被覆ファイバの端から後退して収縮する。その
結果、光ファイバの端が露出され通常の方法によるスプ
ライスが可能になる。特に要素２０の端部なホットプレ
ートで約２００℃に加熱してやることで緩衝被覆材料は
簡単に除去できスプライスが可能になる。

要約すると、本発明はアクリル樹脂で被覆された光ファ
イバ″（５）を固定された撚り板（１（１）により案内
して固定されたトランペット形状のダイ（７）により比
較的軟らかい熱可塑性ポリマー被覆（３）（例えば登録
商標ハイトレル）中に撚り角ゼロで埋設する方法を提供
する。被覆（３−）は補強線（２）上に形成され加熱に
より軟化される。部分的に埋設された光ファイバは従来
の押出し過程により第２のポリマー被覆で包囲される。

このようにして形成された光ファイバケーブルの要素は
さらに防水材料で被覆されて銅又はアルミニウムよりな
る導電性管よりなる管状の抗張力部材中に収められその
外側をされた２層の高張カワイヤ（２４，２５）で囲ま
れる。この外側ワイヤの上にさらに例えばポリウレタン
などの誘電体外被が形成される。かかるケーブル製造に
より光ファイバの曲率が例えば０．６ｍ以上に制限され
、非常に低い損失が実現する。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第１Ａ図は本発明の一実施例によるケーブル
製造方法を実施するための装置、第２図は第１図装置に
より製造された海底遠距離通信用光ファイバケーブル要
素の断面図、第３図は本発明実施例による第２図海底ケ
ーブル要素を使用した海底ケーブルの断面図、第４図は
第３図にケーブルを製造する過程を示す図である。 １．６・・・ボビン、２・・・補強線、３・・・緩衝被
覆、４・・・アクリル樹脂被覆、５・・・光ファイバ、
７・・・ダイ、８・・・Ｗ面被覆層外周部、９・・・加
熱装置、１０・・・撚り板、１１・・・案内溝、１２・
・・第２の緩衝被覆、１４．３４・・・押出機、２０・
・・光ファイバケーブル要素、２０Ａ、２４Ａ、２５Ａ
・・・リール、２１・・・空間、２２・・・管状金Ｂ部
材、２３・・・隙間、２３Ａ・・・防水材料層、２４．
２５・・・抗張カワイヤ層、２９・・・防水加工位置、
３０．３１．３２Ａ、３３゜３３Ａ・・・位置、３６・
・・ジャケット。 特許出願人　エステイ−シー　ビーエルシー図面の浄：
（内容に変更なし〕 手続ネ田正書（方式） 昭和６２年　９月２１日 特許庁長官　　小　川　邦　夫　殿 １、事件の表示 昭和６２年　特許願　第１５００４１号２、発明の名称 光ファイバケーブル及びその製造方法 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住　所　イギリス国　ロンドン　ダブリューシー２７−
ル３エイチエー　マルトラバーズ　ストリート　１０番
地名　称　　ニスディーシー　ビーエルシー代表者　シ
トニー　ロス　キャブシイ ４、代理人 住　所　〒１０２　　東京都千代田区麹町５丁目７番地
電話０３　（２６３）　３２７１番（代表）６、補正の
対象 図面。 ７、補正の内容 図面の浄書（内容に変更なし）を別紙のとおり補充する
。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）長手方向に延在する室が画成された管状抗張力部
   材を含む光ファイバケーブルであって：光ファイバ素線
   上に比較的薄い第１の保護被覆層を施してなる複数の光
   ファイバと、該光ファイバを相互に離間させてかつ撚り
   の角度がゼロになるように埋設状態で保持する緩衝被覆
   層を有する中心補強線と、該埋設された光ファイバを包
   囲する第２の緩衝被覆層とよりなる光ファイバケーブル
   要素を含み、該光ファイバケーブル要素と該長手方向に
   延在する室との間の隙間に防水材料を充填することを特
   徴とする光ファイバケーブル。
2. （２）５０Ｋｍ程度の長い光ファイバ要素を製造する方
   法であって、緩衝被覆層を設けられた補強線部材を形成
   し、保護被覆が施された複数の光ファイバを形成し、該
   補強線と光ファイバとを固定された撚り板及び先細り形
   状の開口部を有し前記撚り板から離して設けられるダイ
   を通す段階よりなり、該撚り板により各光ファイバはダ
   イ中へ通される際相互に離間して保持され、該光ファイ
   バは緩衝被覆層中に少なくとも部分的に埋設され、さら
   に該中心の補強線部材と該埋設された光ファイバとの上
   に緩衝外被層を押出し成形して光ファイバを該緩衝外被
   層と該緩衝被覆層との間に封止することを特徴とする方
   法。
3. （３）該保護被覆はアクリル樹脂材料よりなることを特
   徴とする特許請求の範囲第２項記載の方法。
4. （４）保護被覆は比較的軟らかい内側層と、比較的硬い
   外側層とよりなることを特徴とする特許請求の範囲第２
   項記載の方法。
5. （５）緩衝被覆は熱可塑性エラストマーよりなり、さら
   に該エラストマーを加熱して軟化させ光ファイバの埋設
   を促進する段階を含むことを特徴とする特許請求の範囲
   第２項記載の方法。