CN114641717A - 光缆以及光缆的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及光缆以及光缆的制造方法，其中，光缆(1)具备：芯体(10)，其具有多个光纤；夹层(20)，其通过将纤维以SZ状围着芯体(10)卷绕而形成；金属制的加强层(31)，其覆盖夹层(20)；以及外皮(40)，其覆盖加强层(31)。
Description
相关申请的交叉引用
技术领域
本发明涉及光缆以及光缆的制造方法。
本申请基于在2020年2月7日在日本申请的日本特愿2020－019604号主张优先权，并在此援引其内容。
背景技术
光缆通常具有：芯体，其具有多个光纤；和外皮，其收纳芯体。因光缆的设置环境不同，有时外皮被老鼠或松鼠等啃咬而令内部的光纤损伤。因此，为了保护光纤，有在芯体与外皮之间设置金属制的加强层的情况。
例如在专利文献1中公开了具备光纤、夹层(填充材料)、金属制的加强层(波纹管构造)、由芳纶等构成的加强层、以及外皮的光缆。在专利文献1中，虽为了保护光纤、使之避开湿气的进入而设置有夹层，但并未具体公开以何种方式配置该夹层。
专利文献1：日本特许第4105792号公报
在具备金属制的加强层的光缆中，除了要求提高制造的容易性之外，还要求提高取出内部的光纤时的作业的容易性。
发明内容
本发明是考虑这种情况而形成的，其目的在于提供提高了制造的容易性和取出光纤时的作业的容易性的光缆。
为了解决上述课题，本发明的第一方式的光缆具备：芯体，其具有多个光纤；夹层，其通过将纤维以SZ状围着上述芯体卷绕而形成；金属制的加强层，其覆盖上述夹层；以及外皮，其覆盖上述加强层。
另外，本发明的第二方式的光缆的制造方法具有：准备具有多个光纤的芯体的工序；通过一边对被树脂固定的纤维进行加热一边围着上述芯体对上述纤维进行SZ加捻而形成夹层的工序；利用金属制的加强层覆盖上述夹层的工序；以及利用外皮覆盖上述加强层的工序。
根据本发明的上述方式，能够提供提高了制造的容易性和取出光纤时的作业的容易性的光缆。
附图说明
图1是本实施方式的光缆的横剖视图。
图2是表示本实施方式的光缆的制造装置的结构例的图。
具体实施方式
以下，基于附图对本实施方式的光缆及其制造方法进行说明。
如图1所示，光缆1具备芯体10、夹层20、加强单元30、外皮40、两根抗拉力体50以及两根剥离索(Ripcord)60。
(方向定义)
在本实施方式中，将芯体10的中心轴线称为中心轴线O。另外，将光缆1的长度方向(芯体10的长度方向)简称为长度方向。将与长度方向正交的截面称为横截面。在横剖视(图1)中，将与中心轴线O交叉的方向称为径向，将绕中心轴线O环绕的方向称为周向。
芯体10具有多个光纤单元11和包住这些光纤单元11的压卷部12。光纤单元11分别具有多个光纤11a和捆扎这些光纤11a的捆扎材料11b。压卷部12也可以具有吸水性。
本实施方式的光纤单元11是所谓间断粘合型带芯线，若将多个光纤11a沿与长度方向正交的方向拉动，则将该多个光纤11a以网眼状(蛛网状)扩张地相互粘合。详细而言，在长度方向上不同的位置处，使某一个光纤11a同与其两邻的光纤11a彼此粘合，并且，邻接的光纤11a彼此在长度方向上隔开既定的间隔而相互粘合。此外，光纤单元11的方式并不限定于间断粘合型带芯线，也可以适当变更。例如，光纤单元11可以简单利用捆扎材料11b捆扎多个光纤11a而成，也可以捆扎多个光纤带芯线而成。
夹层20围着芯体10配置，并与芯体10(压卷部12)接触。通过包含纤维的多个纱线以SZ状卷绕于芯体10而形成夹层20。各纱线例如通过将纤维彼此合股加捻或编织而成为一根绳状或者一个片状。也可以通过将多个绳状的纱线或多个片状的纱线配置为包围芯体10的筒状而形成夹层20。
作为构成夹层20的纤维，优选低温化不易收缩的玻璃纤维。但是，构成夹层20的纤维的具体材质也可以适当变更。
另外，纤维(纱线)也可以被基质固定。作为基质，能够采用热硬化树脂、光硬化树脂、热塑性树脂、橡胶、弹性体等。通过利用基质固定纤维，能够提高夹层20的强度、抑制纤维移动而偏斜、使SZ的状态不易崩溃。
另外，在例如将纱线以SZ状卷绕于芯体10之后，通过加热等使基质软化之后再次硬化，由此还能够抑制在纱线彼此之间产生间隙。此外，即便是纤维被基质固定，也能够沿纤维取向的方向撕裂夹层20，因此能够容易取出芯体10。形成夹层20的纱线也可以为纤维增强塑料(FRP：Fiber Reinforced Plastics)。
加强单元30沿长度方向延伸，并形成为包围夹层20的筒状。加强单元30遍及整周上包围夹层20并且在周向的局部处重叠。在本说明书中，将加强单元30中的重叠的部分称为重叠部30a。重叠部30a在周向上配置于与剥离索60和抗拉力体50不同的位置。另外，加强单元30具有波纹形状。即，加强单元30具有向径向外侧凸出的多个山部和向径向内侧凸出的多个谷部，山部和谷部沿长度方向交替形成。
加强单元30具有金属制的加强层31、第一粘接薄膜32以及第二粘接薄膜33。作为加强层31的材质，能够使用铁、不锈钢、铜、铜合金等金属。此外，加强层31的材质能够适当变更。加强层31例如形成为片状，并优选设置为使长度方向迎合芯体10的长度方向。
第一粘接薄膜32粘合于加强层31中的朝向外皮40的面。第二粘接薄膜33粘合于加强层31中的朝向夹层20的面。作为第一粘接薄膜32和第二粘接薄膜33所使用的粘接剂，例如能够使用热硬化型粘接剂或热熔型粘接剂。在要求阻燃特性或低发烟特性的情况下，也可以在粘接剂中添加阻燃材料或低发烟性材料作为添加物。此外，粘接剂的材质也可以适当变更。
第一粘接薄膜32具有将外皮40固定于加强层31的作用。第二粘接薄膜33具有将剥离索60和夹层20固定于加强层31的作用。第一粘接薄膜32和第二粘接薄膜33中的在重叠部30a处位于加强层31彼此之间的部分具有在重叠部30a处将加强层31彼此固定的作用。
两根抗拉力体50以在径向上将芯体10夹在中间的方式埋设于外皮40。此外，抗拉力体50的数量能够适当变更，也可以为一根或者三根以上。作为抗拉力体50的材质，例如能够使用金属丝(钢丝等)、抗张力纤维(芳纶纤维等)以及FRP(纤维增强塑料：FiberReinforced Plastics)等。
两根剥离索60在径向上位于加强层31(加强单元30)的内侧，且位于芯体10的外侧处。两根剥离索60配置为在径向上将芯体10夹在中间。此外，剥离索60的数量能够适当变更，也可以为一根或者三根以上。另外，也可以不具有剥离索60。作为剥离索60的材质，除了能够使用由聚酯、芳纶等合成纤维构成的绳之外，还能够使用PP或尼龙制圆柱状棒等。
在本实施方式中，剥离索60从径向外侧埋没于夹层20，并与加强单元30的内表面(第二粘接薄膜33)接触。通过剥离索60与第二粘接薄膜33接触，从而剥离索60被固定于加强单元30和外皮40，由此能够使剥离索60的位置稳定。
外皮40形成为沿长度方向延伸的筒状，并包围加强单元30。作为外皮40的材质，能够使用聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)等树脂。在外皮40上形成有两个标记部41。标记部41是从外皮40的外周面向径向外侧突出的突起。标记部41在周向上的位置与剥离索60对齐，标记部41表示剥离索60的位置。此外，标记部41也可以不为突起，例如也可以为着色部或凹部等。另外，也可以不具有标记部41。标记部41的数量能够与剥离索60的数量相对应地适当变更。
接下来，使用图2对如以上那样构成的光缆1的制造方法的一个例子进行说明。此外，在图2中，X轴方向是生产线的流向，+X侧为下游侧，－X侧为上游侧。X轴方向与光缆1的长度方向一致。
制造装置100具备夹层形成部101、加强层形成部102、外皮形成部103以及冷却部104。夹层形成部101、加强层形成部102、外皮形成部103以及冷却部104从上游侧朝向下游侧依次配置。
向夹层形成部101供给芯体10和成为夹层20的多个纱线Y。在夹层形成部101的上游侧处预先利用压卷部12卷绕多个光纤单元11而形成芯体10。纱线Y是加捻成为夹层20的纤维而形成的绳。在夹层形成部101处，将多个纱线Y以SZ状围着芯体10卷绕，由此形成夹层20。纱线Y也可以预先被树脂固定。在纱线Y被树脂固定的情况下，也可以在夹层形成部101处加热纱线Y，由此使该树脂软化或熔融。通过加热树脂，能够使纱线Y的刚性降低而容易以SZ状加捻、抑制在纱线Y彼此之间产生间隙。
向加强层形成部102供给由夹层20包住的芯体10和成为加强层31的金属片(未图示)。也可以在金属片上预先粘合第一粘接薄膜32和第二粘接薄膜33。加强层形成部102是通过如下操作而成的，即：对金属片进行波纹加工并且使金属片变形为圆筒状，将该圆筒状的金属片围着夹层20卷绕，并加热重叠部30a。通过加热，从而在重叠部30a处第一粘接薄膜32和第二粘接薄膜33将金属片(加强层31)的端部彼此粘合固定。此外，在重叠部30a处将加强层31的端部彼此固定并非是必须的，因此也可以省略加强层形成部102处的加热。
此外，在光缆1具备剥离索60的情况下，在夹层形成部101与加强层形成部102之间，剥离索60被纵向添加于夹层20。因此，在该情况下，向加强层形成部102供给由夹层20包住并且剥离索60被纵向添加于夹层20的外侧处的状态下的芯体10。
外皮形成部103将外皮40围着加强单元30(加强层31)挤压成型。此时，标记部41也形成于外皮40的外周面，抗拉力体50(未图示)埋设于外皮40。
在冷却部104处，冷却外皮40而使该外皮40硬化，由此制造光缆1。
在从光缆1中取出光纤11a时，使刀刃等工具触碰标记部41，将外皮40和加强单元30局部切开，由此将剥离索60的局部向外皮40的外侧拉出。而且，通过将剥离索60沿长度方向向径向外侧拉动，而撕裂加强单元30和外皮40。由此，能够使夹层20暴露。
构成夹层20的纤维(纱线Y)以SZ状卷绕于芯体10，因此例如通过用手指捏住SZ形状的翻转部，能够从芯体10上剥离该纤维。这样，在本实施方式中，无需利用工具切开夹层20或将用于撕裂夹层20的剥离索配置于夹层20的内侧处。
在从芯体10上剥离纤维(夹层20)之后，通过破坏压卷部12等，能够容易地使光纤单元11暴露。
另外，假设在纱线Y未以SZ状卷绕，而以直线状延伸的情况下，在弯曲光缆1时，在位于弯曲的内侧处的纱线Y与位于弯曲的外侧处的纱线Y之间产生线长差。存在若产生这种线长差，则纱线Y偏斜，从而芯体10暴露这种情况。除此之外，在纱线Y偏斜时，有因将纱线Y按压于芯体10上而使光纤的光学特性变差的可能性。与此相对，纱线Y以SZ状卷绕，从而即便光缆1弯曲也不易产生纱线Y彼此的线长差，由此能够抑制芯体10暴露并且良好地保持光学特性。
如以上说明那样，本实施方式的光缆1具备：具有多个光纤11a的芯体10、通过纤维以SZ状围着芯体10卷绕而形成的夹层20、覆盖夹层20的金属制的加强层31、以及覆盖加强层31的外皮40。根据该结构，即便外皮40被老鼠等咬坏，也能够利用金属制的加强层31保护光纤11a。另外，能够利用夹层20抑制金属制的加强层31的毛刺等触碰光纤11a而损伤光纤11a。
另外，在成为夹层20的纤维(纱线Y)假设以螺旋状围着芯体10卷绕的情况下，产生了使向夹层形成部101供给纤维的供给部相对于芯体10绕中心轴线O旋转的需要。若这样使供给部旋转，则制造装置100的构造变得复杂。与此相对，在本实施方式中，通过将纤维以SZ状卷绕于芯体10的周围而形成夹层20。因此，无需使向夹层形成部101供给纤维的供给部相对于芯体10旋转，从而能够简化制造装置100的构造。因此，能够提高制造光缆1的容易性。
另外，假设在纤维以螺旋状卷绕于芯体10的情况下，在从光缆1中取出光纤11a时，产生将纤维局部切除的需要，此时还有误切断光线的可能性。与此相对，在本实施方式中，纤维以SZ状卷绕于芯体10，因此通过在比沿长度方向以SZ状加捻纤维的间距(SZ加捻的周期)长的区间内去除外皮40或加强单元30，能够容易地解开纤维，从而能够使芯体10暴露。另外，若解开绕芯体10以SZ状卷绕的纤维，则能够容易地形成对纱线Y相对于芯体10施加了松弛的状态，因此还在切断纤维时降低了误切断光线的危险性。因此，取出光纤11a时的作业性也能够变得良好。
另外，在构成夹层20的纤维被树脂固定的情况下，能够进一步提高夹层20的强度。因此，能够更可靠地保护光纤11a。
另外，在构成夹层20的纤维为玻璃纤维的情况下，能够减小夹层20在低温环境化的收缩。因此，能够减小因夹层20收缩而在光纤11a上产生的应力。
另外，作为光缆的制造方法，能够采用准备具有多个光纤11a的芯体10的工序、通过一边对被树脂固定的纤维(纱线Y)进行加热一边围着芯体10对纤维进行SZ加捻而形成夹层20的工序、利用金属制的加强层31覆盖夹层20的工序、以及利用外皮覆盖加强层31的工序。这样，在形成夹层20时，对被树脂固定的纤维进行加热，由此能够获得纱线Y的刚性降低而容易以SZ状加捻、抑制在纱线Y彼此之间产生间隙的效果。
此外，本发明的技术范围并不限定于上述实施方式，能够在不脱离本发明的主旨的范围内施加各种变更。
例如，在上述实施方式中，对所谓WTC(Wrapping Tube Cable)(注册商标)构造的光缆1进行了说明，但光缆1的种类能够适当变更。具体而言，光缆1也可以是带槽电缆或松套管电缆。
另外，在上述实施方式中，加强单元30具有重叠部30a，但也可以不具有重叠部30a。例如，使加强单元30在周向上的端部彼此抵接，并通过焊接或粘接等固定抵接面，由此即便不具有重叠部30a，也能够将加强单元30形成为筒状。
另外，在上述实施方式中，光缆1具有加强单元30，但也可以不配置加强单元30。在这种情况下，也能够通过以SZ状加捻而得到夹层20，从而能够获得保护芯体10、良好的光学特性、芯体取出作业性、制造容易性等的上述效果。
此外，在不脱离本发明的主旨的范围内，能够将上述实施方式中的结构元件适当地替换为公知的结构元件，另外，也可以适当地组合上述实施方式或变形例。
附图标记说明
1…光缆；10…芯体；11a…光纤；20…夹层；31…加强层；40…外皮。
Claims (4)
1.一种光缆，其中，具备：
芯体，其具有多个光纤；
夹层，其通过将纤维以SZ状围着所述芯体卷绕而形成；
金属制的加强层，其覆盖所述夹层；以及
外皮，其覆盖所述加强层。
2.根据权利要求1所述的光缆，其中，
所述纤维被树脂固定。
3.根据权利要求1或2所述的光缆，其中，
所述纤维为玻璃纤维。
4.一种光缆的制造方法，其中，具有：
准备具有多个光纤的芯体的工序；
通过一边对被树脂固定的纤维进行加热一边围着所述芯体对所述纤维进行SZ加捻而形成夹层的工序；
利用金属制的加强层覆盖所述夹层的工序；以及
利用外皮覆盖所述加强层的工序。
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