CN107076954A - 光缆、光缆的制造方法以及制造装置 - Google Patents

Abstract

一种光缆，具备：通过集合多个单元而构成的芯部，上述单元通过集合多根光纤而构成；隔着芯部对置配置的一对抗张力体；以及将芯部与一对抗张力体一并包覆的外覆层，单元以形成多个层的方式绞合，多个层包括：具有SZ扭绞状的单元的第一层；以及具有SZ扭绞状的单元的第二层，对于第一层与第二层，在线缆长度方向上的至少一部分，单元的扭绞方向相反。

Description

光缆、光缆的制造方法以及制造装置

技术领域

本发明涉及光缆、光缆的制造方法以及制造装置。

本申请基于2015年9月18日提出申请的特愿2015－185293号主张优先权，并在此援引其全部内容。

背景技术

近年来，伴随着通信需求的增加，寻求以高密度安装有光纤的细径的光缆。作为这样的光缆，存在不使用骨架槽(slot)的构造，例如存在具有集合光纤芯线(或捆扎光纤芯线而成的单元)而成的芯部的光缆(例如参照专利文献1)。

对于光缆来说，在施加弯曲时，位于远离弯曲中线的位置的光纤的应变特性很重要。因此，为了减少应变量，一般将光纤芯线(或者单元)向一个方向或SZ方向扭绞。特别是由于容易使光纤芯线分支，因此对SZ扭绞光缆的需求较多。

在采用SZ扭绞的光缆中，作为保持光纤芯线(或单元)的扭绞状态的构造，存在：(i)缠绕纤维状的填充绳(filler)；(ii)利用线缆的外覆层进行约束等。

在采用缠绕填充绳的方法的情况下，由于使用填充绳，因此成本增加。另外，在取出光纤芯线时需要切断填充绳，因此作业时间增加。另外，存在将光纤芯线误切断的可能性。

作为采用利用外覆层保持单元的扭绞状态的构造的光缆，例如存在图8以及图9所示的光缆110。

如图8的(A)所示，光缆110具备芯部13、一对抗张力体4、一对撕裂绳5以及外覆层6。

芯部13是集合多个具有多根光纤1的单元32而构成的。单元32以形成两层(内层21以及外层22)的方式呈双层地绞合设置。

如图9的(A)以及图9的(B)所示，构成内层21以及外层22的单元32均呈SZ扭绞状。

如图8的(A)所示，一对抗张力体4隔着芯部13对置配置。

外覆层6将芯部13、撕裂绳5以及抗张力体4一并包覆。外覆层6保持单元32的扭绞状态。

如图8的(A)所示，在单元32中，会因刚性(或张力)而产生欲消除扭绞的力(用空心箭头表示的退扭方向的力)。

外覆层6在刚刚形成之后尚处于软化状态，因此容易受到退扭方向的力的影响而变形。因此，退扭方向的力(空心箭头)比外覆层6的保持力(黑箭头)大，如图8的(B)所示，存在光缆110的截面形状变形而成为非圆形的情况。

若光缆110的截面形状成为非圆形，则存在接续盒(closure)等中的水的密封、向管路的穿线等产生不良的可能性。

专利文献1：日本特许第5568071号公报

发明内容

本发明是鉴于上述课题而完成的，提供一种在具有SZ扭绞状的光纤的光缆中能够防止截面形状的变形的光缆、光缆的制造方法以及制造装置。

本发明的第一方式涉及一种光缆，其特征在于，具备：通过集合多个单元而构成的芯部，上述单元通过集合多根光纤而构成；隔着上述芯部对置配置的一对抗张力体；以及将上述芯部与上述一对抗张力体一并包覆的外覆层，上述单元以形成多个层的方式绞合，上述多个层包括：具有SZ扭绞状的上述单元的第一层；以及具有SZ扭绞状的上述单元的第二层，对于上述第一层与上述第二层，在线缆长度方向上的至少一部分，上述单元的扭绞方向相反。

本发明的第二方式的特征在于，在上述第一方式所涉及的光缆中，优选形成为：上述第一层的单元的扭绞角度与上述第二层的单元的扭绞角度满足如下的式(1)：

上述第二层的单元的扭绞角度－上述第一层的单元的扭绞角度≤120° (1)。

本发明的第三方式的特征在于，在上述第二方式所涉及的光缆中，优选形成为：上述第一层的单元的扭绞角度大于上述第二层的单元的扭绞角度。

本发明的第四方式的特征在于，在上述第一～第三方式中的任一方式所涉及的光缆中，优选形成为：上述第一层以及第二层的单元的扭绞角度为180°以上。

本发明的第五方式涉及一种光缆的制造方法，使用具有多个分线部的分线盘来制造上述第一～第四方式中的任一方式所涉及的光缆，上述光缆的制造方法的特征在于，上述多个分线部具备：具有供上述第一层的单元插通的第一单元插通部的第一分线部；以及具有供上述第二层的单元插通的第二单元插通部的第二分线部，将上述第一层的单元插通于上述第一单元插通部，并且将上述第二层的单元插通于上述第二单元插通部，边拉拔上述第一层的单元以及上述第二层的单元，边使上述第一分线部以及上述第二分线部彼此独立地沿绕线缆轴的方向转动，对上述第一层的单元以及上述第二层的单元进行绞合，在上述转动时，使上述第一分线部以及上述第二分线部以使得上述第一层的单元与上述第二层的单元的扭绞方向彼此相反的方式转动，从而形成上述芯部，以将上述芯部以及上述一对抗张力体一并包覆的方式形成上述外覆层。

本发明的第六方式涉及一种光缆的制造装置，用于制造上述第一～第四方式中的任一方式所述的光缆，上述光缆的制造装置的特征在于，具备：具有多个分线部的分线盘；对上述第一层的单元以及上述第二层的单元进行绞合并集合的集合机构；以及形成上述外覆层的外覆层形成装置，上述多个分线部具备：具有供上述第一层的单元插通的第一单元插通部的第一分线部；以及具有供上述第二层的单元插通的第二单元插通部的第二分线部，上述第一分线部以及上述第二分线部能够彼此独立地沿绕线缆轴的方向转动。

根据上述的本发明的方式，第一层与第二层的单元的扭绞方向相反，因此，第一层中单元欲消除扭绞的力的方向与第二层中单元欲消除扭绞的力的方向相反。因此，上述力的至少一部分相互抵消，作为整体，退扭方向的力变小。

因而，能够防止因退扭方向的力而导致的光缆的非圆化变形。

附图说明

图1是示出本发明的实施方式所涉及的光缆的一个例子的剖视图。

图2是示出图1所示的光缆中使用的单元的一个例子的立体图。

图3的(A)是示出图1所示的光缆的外层单元的侧视图，图3的(B)是示出图3的(A)所示的光缆的内层单元的侧视图。

图4A是示出能够在图1所示的光缆的制造中使用的制造装置的分线盘的示意图。

图4B是对使用了图4A所示的制造装置的制造方法进行说明的图。

图5是示出试验结果的图。

图6是示出试验结果的图。

图7是示出本发明的实施方式所涉及的光缆的变形例的剖视图。

图8的(A)是示出光缆的一个例子的剖视图，图8的(B)是示出图8的(A)所示的光缆变形后的状态的剖视图。

图9的(A)是示出图8所示的光缆的外层单元的侧视图，图9的(B)是示出图9的(A)所示的光缆的内层单元的侧视图。

具体实施方式

以下，根据优选实施方式，参照附图对本发明进行说明。

[光缆]

图1是示出本发明的实施方式所涉及的光缆10的剖视图。图1是与光缆10的长边方向垂直的剖视图。图2是示出在光缆10中使用的单元2的一个例子的立体图。图3的(A)是示出外层单元2B的侧视图。图3的(B)是示出内层单元2A的侧视图。

此外，将光缆10的长度方向称为“线缆长度方向”。在图1中，线缆长度方向是与纸面垂直的方向，在图3中，线缆长度方向是左右方向。

如图1所示，光缆10具备芯部3、一对抗张力体4、一对撕裂绳5以及外覆层6。

芯部3是集合多个单元2而构成的，单元2是集合多根光纤1而构成的。如图2所示，构成单元2的多根光纤1例如被捆扎，能够具有在其周围缠绕着捆扎件7(识别线)的构造。

芯部3的截面形状优选为圆形。此外，芯部3的截面形状并非必须是正圆形，例如也可以为椭圆。

光纤1优选为光纤芯线，但也可以是光纤裸线、光纤带芯线等。

如图1、图3的(A)以及图3的(B)所示，单元2以形成两层(内层11以及外层12)的方式呈双层地绞合设置。

将构成内层11的单元2称为内层单元2A(第一层)，将构成外层12的单元2称为外层单元2B(第二层)。内层11与外层12在层的重叠方向(芯部3的径向)上相邻。内层11与外层12可以相互接触，也可以在局部被保护带等隔开。

如图3的(A)以及图3的(B)所示，构成内层11以及外层12的单元2(2A、2B)均形成为SZ扭绞状、即以交替地重复S扭绞与Z扭绞的方式形成。

将单元2从S扭绞向Z扭绞(或从Z扭绞向S扭绞)退扭的部分称为反转部R。将相邻的反转部R、R之间的、在线缆长度方向上的距离称为绞距p。

如图3的(A)所示，将外层12的单元2的反转部R称为反转部R2，将外层12的单元2的绞距p称为绞距p2。

如图3的(B)所示，将内层11的单元2的反转部R称为反转部R1，将内层11的单元2的绞距p称为绞距p1。

优选外层12的单元2的绞距p2与内层11的单元2的绞距p1彼此相等。

若绞距p1、p2彼此相等，则能够在线缆长度方向上的较大的范围内使内层11与外层12的单元2的扭绞方向相反，因此容易使内层11与外层12的单元2的退扭方向的力相抵。

此外，退扭方向的力指因单元2的刚性(或施加于单元2的张力)而产生的力、是欲消除扭绞的力(例如，图1中的右旋箭头的方向的力)。退扭方向的力沿着与由左旋箭头表示的单元2的扭绞方向相反的方向。

如图3的(A)以及图3的(B)所示，优选外层12的反转部R2与内层11的反转部R1的在线缆长度方向上的位置一致。

若反转部R1、R2的在线缆长度方向上的位置一致，则能够在线缆长度方向上的较大的范围内使内层11与外层12的单元2的扭绞方向相反，因此容易使内层11与外层12的单元2的退扭方向的力相抵。

在光缆10中，内层11与外层12的单元2的扭绞方向相反。以下详细地进行说明。

如图3的(A)所示，将外层12的反转部R2中的第一反转部R21与同第一反转部R21相邻的第二反转部R22之间设为第一区间S21。将第二反转R22与同第二反转R22相邻的第三反转部R23之间设为第二区间S22。

在第一区间S21中，单元2的扭绞方向为随着趋向第一方向D1(图3的右方)而左旋。在第二区间S22中，单元2的扭绞方向为随着趋向第一方向D1而右旋。

此外，第一方向D1为线缆长度方向上的一个方向。

如图3的(B)所示，将内层11的反转部R1中的第一反转部R11与同其相邻的第二反转部R12之间设为第一区间S11。将第二反转R12与同其相邻的第三反转部R13之间设为第二区间S12。

在第一区间S11中，单元2的扭绞方向为随着趋向第一方向D1而右旋。在第二区间S12中，单元2的扭绞方向为随着趋向第一方向D1而左旋。

在上述光缆10中，外层12的反转部R2与内层11的反转部R1的在线缆长度方向上的位置一致，因此，外层12的第一区间S21与内层11的第一区间S11的在线缆长度方向上的位置一致。

同样，外层12的第二区间S22与内层11的第二区间S12的在线缆长度方向上的位置一致。

在第一区间S11、S21中，外层12的单元2的扭绞方向为左旋，内层11的单元2的扭绞方向为右旋。在第二区间S12、S22中，外层12的单元2的扭绞方向为右旋，内层11的单元2的扭绞方向为左旋。

这样，在任一区间中，内层11与外层12的单元2的扭绞方向相反。

内层11以及外层12的单元2的扭绞角度例如能够为180°以上。

扭绞角度是指从一个反转部R1、R2(例如第一反转部R11、R21)至与其相邻的反转部R1、R2(例如第二反转部R12、R22)为止的绕光缆10的轴的方向的角度。

若内层11以及外层12的单元2的扭绞角度过小，则当对光缆10施加有弯曲时，存在弯曲应变未被缓和而导致传输损耗增加、光纤1的断裂寿命降低等的情况。然而，通过将单元2的扭绞角度设为上述范围，能够消除传输损耗的增加、光纤断裂寿命的降低等。

内层11以及外层12的单元2的扭绞角度优选为360°以下。

优选内层11的单元2的扭绞角度(内层扭绞角度)与外层12的单元2的扭绞角度(外层扭绞角度)满足如下所示的式(1)。

外层扭绞角度－内层扭绞角度≤120° (1)

通过使外层扭绞角度以及内层扭绞角度满足式(1)，难以产生光缆10的截面形状的非圆化。

优选内层扭绞角度大于外层扭绞角度。

与周向的尺寸比较大的外层12中的退扭方向的力相比，内层11中的退扭方向的力容易变小。然而，通过使内层扭绞角度大于外层扭绞角度，能够缩小内层11中的退扭方向的力与外层12中的退扭方向的力之差。因此，作为整体能够缩小退扭方向的力。

一对抗张力体4(抗拉件，tension member)隔着芯部3对置配置。抗张力体4例如由钢丝等金属丝、抗张力纤维等构成。

一对撕裂绳5(剥离绳，rip cord)隔着芯部3对置配置。作为撕裂绳5，能够使用由聚酯纤维、芳香族聚酰胺纤维、玻璃纤维等构成的纤维绳。

外覆层6(护套，sheath)将芯部3的外周、抗张力体4以及撕裂绳5一并包覆。作为外覆层6的材料，能够使用聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)等树脂。

在对光缆10进行中间后分支作业时，利用撕裂绳5撕裂外覆层6并将其剥掉。接下来，使芯部3的单元2露出，将光纤1的一部分切断，将该光纤1与作为分支对象的光纤连接。

[光缆的制造方法]

在制造光缆10时，能够使用图4B所示的制造装置60。

如图4A以及图4B所示，制造装置60具备分线盘40、集合机构43以及挤出机44(外覆层形成装置)。

分线盘40具有内层分线部41(第一分线部)与直径比内层分线部41大的外层分线部42(第二分线部)。

内层分线部41具有供构成内层11的单元2(内层单元2A)插通的多个内层单元插通部41a(第一单元插通部)。外层分线部42具有供构成外层12的单元2(外层单元2B)插通的多个外层单元插通部42a(第二单元插通部)。

如图4A所示，内层单元插通部41a在平面图中沿圆排列。外层单元插通部42a沿与内层单元插通部41a所形成的圆同心、且直径大于内层单元插通部41a的圆的圆排列。

(芯部3的形成)

如图4B所示，在制造光缆10时，将内层单元2A插通于内层单元插通部41a，并且将外层单元2B插通于外层单元插通部42a，并拉拔内层单元2A以及外层单元2B。

此时，使内层分线部41以及外层分线部42相互独立地沿周向(绕线缆轴的方向)转动，对内层单元2A以及外层单元2B进行绞合。

内层分线部41以及外层分线部42以使得单元2(2A、2B)的扭绞方向彼此相反的方式转动。

通过利用集合机构43使内层单元2A以及外层单元2B集合来获得芯部3。

此外，这里，绕线缆轴的方向是指绕光缆10的轴的方向。

(外覆层6的形成)

在芯部3的外周配置抗张力体4以及撕裂绳5，使用挤出机44(外覆层形成装置)，利用树脂材料等将芯部3、抗张力体4以及撕裂绳5一并包覆而形成外覆层6。外覆层6保持内层单元2A以及外层单元2B的扭绞状态。

通过以上的工序，获得图1等所示的光缆10。

在光缆10中，内层11与外层12的单元2的扭绞方向相反，因此，内层11中单元2欲消除扭绞的力的方向与外层12中单元2欲消除扭绞的力的方向相反。因此，上述力的至少一部分抵消，作为整体的退扭方向的力变小。

因此，能够防止因退扭方向的力而导致的光缆10的非圆化变形。

本发明并不限定于上述实施方式，能够在不脱离发明的主旨的范围适当变更。

例如，在图1等所示的光缆10中，在线缆长度方向上的全部范围内，内层11与外层12的单元2的扭绞方向相反，但可以并非在线缆长度方向上的全部而是仅在局部使内层11与外层12的单元2的扭绞方向相反。例如，在内层11与外层12的绞距彼此不同的情况下或内层11与外层12的反转部R的位置彼此不同的情况下，在线缆长度方向上的局部，内层11与外层12的单元2的扭绞方向相反。优选内层11与外层12的单元2的扭绞方向相反的线缆长度方向的范围超过全长的50％。

另外，在图1等所示的光缆10中，层的数量为2，但层的数量并不限于此，也可以是3以上的任意数量。即便层的数量为3以上，只要其中至少两层的单元的扭绞方向相反，就能获得上述效果。

优选形成为：在层的数量为3以上的情况下，制造装置的分线盘的数量也为3以上。若分线盘的数量与层的数量相同，则能够提高防止光缆10的变形的效果。另外，分线盘的数量可以少于层的数量。在该情况下，能够简化装置结构。

此外，若层的数量为n(n为2以上的整数)，则上述实施方式的内层11相当于第n－1层，外层12相当于第n层。

单元的扭绞方向相反的两层的在重叠方向上的位置并无特殊限定。在图1等所示的光缆10中，扭绞方向相反的两个层11、12在重叠方向上相邻，但并不限于此，也可以位于在重叠方向上分离的位置。

另外，即便扭绞方向相反的两个层的位置与图1所示的光缆10的层11、12不同，只要至少两个层的单元的扭绞方向相反，就能够获得上述的效果。

单元的绞距以及扭绞角度并不限定于上述的优选范围，能够根据设计而适当变更。

构成第一层以及第二层的单元的数量以及构成单元的光纤的数量并无特殊限定。

抗张力体的种类、外径以及根数并无特殊限定，可在本领域技术人员一般能够想到的范围内应用。例如，抗张力体并不限于一对，也可以是多对。图7是具有多对抗张力体的光缆的例子，此处所示的光缆50具有隔着芯部3对置的两对抗张力体4。抗张力体的数量也可以为三对以上。

外覆层的种类、外径、内径并无特殊限定，可在本领域技术人员一般能够想到的范围内应用任意结构。

在图1等所示的光缆10中，单元2为光纤1的集合体，但单元也可以由单独的光纤(光纤芯线等)构成。

此外，在图4B所示的集合机构43中，例如也可以通过在芯部3缠绕带、绳等作法等来辅助内层单元2A以及外层单元2B的扭绞状态的保持。

实施例1

制作了图1～图3所示的光缆10。

构成内层11以及外层12的单元2(2A、2B)均呈SZ扭绞状。

光缆10的标准外径为17.0mm。构成内层11的单元2(内层单元2A)的数量为3。构成外层12的单元2(外层单元2B)的数量为9。构成一个单元2的光纤1的数量为72。绞距p为800mm。

如图3的(A)、(B)所示，内层11与外层12的单元2的扭绞方向相反。内层11的单元2的扭绞角度与外层12的单元2的扭绞角度彼此相同。

在制作光缆10时，使用图4B所示的制造装置60将内层11的单元2与外层12的单元2以彼此独立的方式绞合。

测定了光缆10的最大外径与最小外径。结果如表1以及图5所示。

如表1以及图5所示，最大外径与最小外径之差小，因此，可以认为未发生截面形状的非圆化。

对于外径17mm的光缆所要求的外径公差，从相对于接续盒等的适配性等考虑一般为1mm左右，在本实施例中能够获得满足要求的结果。

[表1]

比较例1

如图8的(A)以及图9所示，制作了内层21与外层22的单元32的扭绞方向为相同方向的光缆110。

在本比较例中，在使用分线盘对内层21以及外层22的单元32进行绞合时，将内层21的单元32与外层22的单元32一并绞合。

其他结构依照实施例1。

对光缆110的最大外径与最小外径进行测定的结果如表1以及图5所示。

如表1以及图5所示，在扭绞角度大的范围内，最大外径与最小外径之差大于实施例1，因此可以说发生了非圆化。

比较例2

如图8的(A)以及图9所示，制作了内层21与外层22的单元32的扭绞方向为相同方向的光缆110。

在本比较例中，在使用分线盘对内层21以及外层22的单元32进行绞合时，将内层21的单元32与外层22的单元32相独立地绞合。

其他结构依照实施例1。

对光缆110的最大外径与最小外径进行测定的结果如表1以及图5所示。

如表1以及图5所示，在扭绞角度大的范围内，最大外径与最小外径之差大于实施例1，因此可以说发生了非圆化。

根据实施例1以及比较例1、2的结果可知：在实施例1中，通过使内层11与外层12的单元2的扭绞方向相反，能够防止截面形状的非圆化。

另外，根据比较例1、2的结果可知：对于截面形状的非圆化，即便将内层以及外层的单元彼此独立地绞合，只要扭绞方向为相同方向，则与一并绞合的情况并无大的差别。

实施例2

制作了图1～图3所示的光缆10。

与实施例1同样，光缆10的标准外径为17.0mm。绞距p为800mm。其他结构依照实施例1。

内层11的单元2的扭绞角度与外层12的单元2的扭绞角度如表2所示。

测定了光缆10的最大外径与最小外径。结果如表2以及图6所示。

[表2]

根据表2以及图6，可以说：在内层11的单元2的扭绞角度(内层扭绞角度)与外层12的单元2的扭绞角度(外层扭绞角度)满足如下所示的式(1)的情况下，难以发生截面形状的非圆化。

外层扭绞角度－内层扭绞角度≤120° (1)

附图标记说明：

1：光纤；2：单元；3：芯部；4：抗张力体；6：外覆层；10：光缆；11：内层(第一层)；12：外层(第二层)；40：分线盘；41：内层分线部(第一分线部)；41a：内层单元插通部(第一单元插通部)；42：外层分线部(第二分线部)；42a：外层单元插通部(第二单元插通部)；43：集合机构；44：挤出机(外覆层形成装置)；R、R1、R2：反转部；R11、R21：第一反转部；R12、R22：第二反转部。

Claims (6)

1.一种光缆，其特征在于，具备：

通过集合多个单元而构成的芯部，所述单元通过集合多根光纤而构成；

隔着所述芯部对置配置的一对抗张力体；以及

将所述芯部与所述一对抗张力体一并包覆的外覆层，

所述单元以形成多个层的方式绞合，

所述多个层包括：具有SZ扭绞状的所述单元的第一层；以及具有SZ扭绞状的所述单元的第二层，

对于所述第一层与所述第二层，在线缆长度方向上的至少一部分，所述单元的扭绞方向相反。

2.根据权利要求1所述的光缆，其特征在于，

所述第一层的单元的扭绞角度与所述第二层的单元的扭绞角度满足如下的式(1)：

所述第二层的单元的扭绞角度－所述第一层的单元的扭绞角度

≤120° (1)。

3.根据权利要求2所述的光缆，其特征在于，

所述第一层的单元的扭绞角度大于所述第二层的单元的扭绞角度。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的光缆，其特征在于，

所述第一层以及第二层的单元的扭绞角度为180°以上。

5.一种光缆的制造方法，使用具有多个分线部的分线盘来制造权利要求1～4中任一项所述的光缆，

所述光缆的制造方法的特征在于，

所述多个分线部具备：具有供所述第一层的单元插通的第一单元插通部的第一分线部；以及具有供所述第二层的单元插通的第二单元插通部的第二分线部，

将所述第一层的单元插通于所述第一单元插通部，并且将所述第二层的单元插通于所述第二单元插通部，

边拉拔所述第一层的单元以及所述第二层的单元，边使所述第一分线部以及所述第二分线部彼此独立地沿绕线缆轴的方向转动，对所述第一层的单元以及所述第二层的单元进行绞合，

在所述转动时，使所述第一分线部以及所述第二分线部以使得所述第一层的单元与所述第二层的单元的扭绞方向彼此相反的方式转动，从而形成所述芯部，

以将所述芯部以及所述一对抗张力体一并包覆的方式形成所述外覆层。

6.一种光缆的制造装置，用于制造权利要求1～4中任一项所述的光缆，

所述光缆的制造装置的特征在于，具备：

具有多个分线部的分线盘；对所述第一层的单元以及所述第二层的单元进行绞合并集合的集合机构；以及形成所述外覆层的外覆层形成装置，

所述多个分线部具备：具有供所述第一层的单元插通的第一单元插通部的第一分线部；以及具有供所述第二层的单元插通的第二单元插通部的第二分线部，

所述第一分线部以及所述第二分线部能够彼此独立地沿绕线缆轴的方向转动。