JP2004518166A - 光ファイバ保持構造およびその作製方法 - Google Patents

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Abstract

多数のファイバを拘束するため、またはケーブル・ジョイント内でスプライス保護を提供するために光ファイバ保護構造が使用される。熱収縮チューブのような外側のグリッピングチューブ内に配置される柔軟性のスプリントメンバと半剛性のスプリントメンバとの間にファイバの層が挿入される。場合によっては、ファイバの層の間に内部支持体が配置されることがある。その組み立て体が加熱されて熱収縮チューブがスプリントメンバおよびそれらの間に支持されたファイバに対する把握力を加える。ファイバの2層よりも多い層が拘束される場合、内部支持体はファイバ層の各々の間に配置され得る。内部支持体の一タイプは柔軟性の材料でコーティングされた剛性のビームを含む。

Description

【0001】
(関連出願の相互参照)
本出願は1999年9月21日に出願されたFIBER RETAINING SYSTEMという名称の米国特許出願番号第09/399,752号一部継続出願である。
【0002】
(技術分野)
本発明は、密でない光ファイバの保持に関し、より詳細には、多層の密でないファイバを拘束し、またはファイバ・スプライスをケーブル・ジョイント内で保護する光ファイバ保持構造に関する。
【0003】
(背景情報)
光ファイバは、通信ネットワークを確立するために何マイルもの海洋および他の広大な水域を横断して敷設される。海底環境で保護するために、光ファイバは保護ケーブル内に容れられることがある。図1の先行技術の光ファイバ・ケーブル2の一タイプによると、光ファイバFは保護層8で取り囲まれた密でないチューブ6内に容れられる。保護層8は、通常、外側の絶縁性のプラスチック被覆、外側被覆の内側の銅シース、および銅シースの内側にあるスチール・ワイヤのような高強度の部材を含む。このタイプのケーブル2は高強度の応用分野に有用であり、ファイバFが保護層8に対して動くのを可能にする。
【0004】
これらの光ファイバ・ケーブルは無限の長さに作製し、敷設することができないので、ケーブルの部分を互いに取り付けて長大な距離にわたって延ばさなければならない。光ファイバを取り付けるために、通常はスプライス工程が使用される。スプライスを環境から保護するために、スプライスされた部分は普通はしばしばジョイント・ボックスと称される防水性のハウジングに容れられる。ジョイント・ボックスはまた、現場でスプライスを作製するとき、例えばケーブルを修理しなければならないときにも使用することができる。
【0005】
ケーブル・ジョイントは、例えば船舶によるケーブルの海中敷設中に、ケーブルに加わるかなりの張力をしばしば受ける。ジョイント・ボックスは、加わる張力がファイバ・スプライスによって吸収されるのを防止するように意図されている。光ファイバはケーブルの中で動くことができるので、ジョイント・ボックスはまた、スプライスした部分がケーブルへと引っ張られるのを防止するように意図されている。一先行技術のジョイント・ボックス設計では、参照によって本明細書に組み込むSTRANDED CABLE TERMINATION ARRANGEMENTという名称の米国特許第4,507,008号に開示されているように、高強度のスチール・ワイヤがソケット本体とプラグとスリーブ配列との間でジョイント・ボックスの第1の端部に固締される。ファイバは中空のプラグとスリーブを通して拘束されずにジョイント・ボックスの中央区画またはシェルフへと延び、ファイバの端部がスプライスされる。連結されたファイバは中央区画に多量の弛みをもたせてコイルに巻かれ(例えば3フィート)、ファイバ・スプライスは中央区画内に固定される。この多量の弛みはスプライスされた光ファイバを引っ張ってもファイバ・スプライスに応力がかからなくなることを可能にし、ファイバ・スプライスがケーブルの1つに引き込まれなくなる。
【0006】
しかしながら、このジョイント・ボックス設計はいくつかの欠点を有する。例えば、多量の過剰な弛みは組み立ての立場からすると望ましくない可能性がある。さらに、過剰な弛みがハウジング内に収まるように曲げられるときにファイバが損傷を受けることがあり得る。過剰の弛みを除去した場合、応力および歪みがハウジング内に固着されたスプライスに加わることになる。
【0007】
したがって、ケーブル・ジョイント内で密でないファイバを拘束し、ジョイント・ボックス内で多量の過剰な弛みファイバを使用する必要性を阻止する光ファイバ保持構造が必要とされる。既存のスプライス保護装置はファイバ保持構造として使用可能であるかもしれないが、そのような装置はファイバへの損傷(例えばマイクロベンド)を引き起こさずに多数のファイバを収容することができない。したがって、多数のファイバを拘束するかまたは多数のファイバにスプライス保護を提供する光ファイバ保持構造もまた必要とされる。
【0008】
(発明の概要)
本発明の一態様は光ファイバの少なくとも第1と第2の層を保持するための光ファイバ保持構造である。この光ファイバ保持構造は外側のグリッピングチューブ、外側のグリッピングチューブ内部に配置された半剛性のスプリントメンバ、および外側のグリッピングチューブ内部に配置された柔軟なスプリントメンバを含む。光ファイバの第1と第2の層は半剛性のスプリントメンバと柔軟性のスプリントメンバとの間を通ることが好ましい。外側のグリッピングチューブは、半剛性のスプリントメンバと柔軟性のスプリントメンバとの間で、ファイバの第1と第2の層を把握させる。この光ファイバ保持構造は、光ファイバが保持構造を連続的に通過するファイバ拘束器として、または光ファイバが保持構造内でスプライスされるスプライス保護装置として使用することができる。
【0009】
1つの好ましい実施形態によると、外側のグリッピングチューブは熱収縮チューブであり、ファイバの各々の層はリボン化され、接着剤で囲まれる。半剛性のスプリントメンバと柔軟性のスプリントメンバは概ね半円筒形状を有することが好ましい。半剛性のスプリントメンバはガラスで作製されることが好ましく、柔軟性のスプリントメンバはプラスチックで作製されることが好ましい。
【0010】
一実施形態によると、光ファイバの第1と第2の層の間に内部支持体が配置される。内部支持体の一実施形態は柔軟性の材料で作製される。内部支持体の別の実施形態には柔軟性材料でコーティングされたI型通路、H型通路、または長方形通路のような剛性のビームが含まれる。
【0011】
別の実施形態によると、光ファイバの第3の層がスプリントメンバ間で外側のグリッピングチューブを通って延びる。柔軟性の内部支持体が光ファイバの第1と第3の層の間に配置され、半剛性の内部支持体が光ファイバの第2と第3の層の間に配置される。さらなる実施形態によると、ファイバの第1と第2の層はいかなる内部支持体もなしに保持される。
【0012】
本発明のさらなる態様によると、光ファイバ保持構造は、外側のグリッピングチューブ、スプリントメンバ、および少なくとも1つの内部支持体が組み立てられて含まれ、光ファイバの層を保持する組み立て体として提供される。
【0013】
本発明の別の態様は光ファイバを保持する方法である。この方法は、熱収縮チューブ内に柔軟性のスプリントメンバと半剛性のスプリントメンバを挿入するステップと、光ファイバの第1と第2の層を熱収縮チューブ内、および柔軟性のスプリントメンバと半剛性のスプリントメンバとの間に挿入するステップと、柔軟性のスプリントメンバと半剛性のスプリントメンバと光ファイバを含んだ熱収縮チューブを加熱して光ファイバ保持構造を形成するステップを含む。この方法はまた、ファイバの第1と第2の層を高温溶融グルーのチューブに挿入するステップを含むことが好ましい。
【0014】
一方法はさらに、光ファイバの各々の層の中で光ファイバをリボン状にするステップを含む。別の方法は光ファイバの各々の層の中で光ファイバを一緒にスプライスするステップをさらに含む。
【0015】
本発明のこれらおよびその他の特徴と利点は図面と共に以下の詳細な説明を読むことによってさらによく理解されるであろう。
【0016】
(好ましい実施形態の詳細な説明)
本発明による、図2に示した光ファイバ保持構造10は光ファイバFを拘束するか、またはスプライスされた光ファイバを保護するために使用することができる。例示的な実施形態では、ファイバ保持構造10はケーブル・ジョイント12に連結された光ファイバ・ケーブル2から延びる密でないチューブの光ファイバFを拘束するのに使用される。ケーブル・ジョイント12はケーブル終端24を使用してケーブル2の開放端部に接続されたハウジングまたはジョイント・ボックス20を含む。光ファイバFの開放端部はケーブル終端24を通過し、ジョイント・ボックス20の中に収納および固定されたファイバ・スプライス22によって連結される。
【0017】
光ファイバ保持構造10は拘束器維持組み立て体26の中に維持される。例示的な実施形態によると、図3の維持組み立て体26は棚状維持子30と拘束器維持子32を含む。拘束器維持子32は光ファイバ保持構造10を受けて維持する縦方向のトラフ34を有する。トラフ34の中で光ファイバ保持構造10を固定するために上蓋36が拘束器維持子32に固定される。この例示的なジョイント・ボックス20の背景で光ファイバ保持構造10を説明するけれども、光ファイバ保持構造10は他のタイプのジョイントまたは接続器または光ファイバが拘束されるべき他の何らかの装置内でファイバを拘束するのに使用されることもやはりあり得る。光ファイバ保持構造10はまた、他のタイプの維持組み立て体と使用されることもあり得る。光ファイバ保持構造10はさらに、ファイバ・スプライス22内でスプライス保護装置として使用されることがあり得る。
【0018】
一実施形態によると、図4の光ファイバ保持構造10は熱収縮チューブ40、半剛性のスプリントメンバ42、柔軟性のスプリントメンバ44、および内部支持体46を含む。第1のスプリントメンバ42と内部支持体46との間をファイバの第1の層Fが通り、第2のスプリントメンバ44と内部支持体46との間をファイバの第2の層Fが通る。ファイバの各々の層F、Fはリボン状にされて第1のファイバ・リボン45aおよび第2のファイバ・リボン45bを形成することが好ましい。光ファイバ保持構造10はまた、ファイバの各々の層F、Fを取り巻く高温溶融グルーのチューブ47a、47bを含むこともあり得る。加熱されると、高温溶融グルーのチューブ47a、47bがファイバのそれぞれの層F、F周囲で溶融し、内部支持体46とそれぞれのスプリントメンバ42、44との間でファイバの層F、Fが把握されるように熱収縮チューブ40がスプリントメンバ42、44に把握力を加える。
【0019】
スプリントメンバ42、44は丸い部分と平坦な部分とを備えた概して半円筒形状を有することが好ましい。スプリントメンバ42、44の丸い部分は熱収縮チューブ40の内側表面に概して順応する。スプリントメンバ42、44の平坦な部分はファイバのそれぞれの層F、Fを支える。スプリントメンバおよび熱収縮チューブについて特定の形状を示して述べるが、他の形状も本発明の範囲内である。また、把握部材の他のタイプもスプリントメンバの周囲で熱収縮チューブに加えて、またはその代わりに使用されることがある。
【0020】
半剛性のスプリントメンバ42はガラスや金属のような半剛性の材料で作製されることが好ましい。柔軟性のスプリントメンバ44は、例えば、プラスチック材料の単一片あるいは柔軟性材料の少なくとも1層または被覆を含めた柔軟性材料で作製されることが好ましい。半剛性のスプリントメンバ42はファイバ保持構造10内に把握されたときにファイバFを直線に保つために強度と剛性を提供する。柔軟性のスプリントメンバ44は、最小の内部応力下で光ファイバ保持構造10が概して応力不在構造を有し、ファイバFの被覆に対する損傷を防止することを可能にする。一実施形態によると、内部支持体46もやはり柔軟性の材料で作製されることがある。
【0021】
したがって、光ファイバ保持構造10は、ファイバFがファイバ保持構造10の内外に移動しないようにし、一方、ファイバFに損傷を引き起こさないように充分な把握力を提供する。光ファイバFに引っ張り力が発生すると、その力は光ファイバ保持構造10全体にわたって分配される。張力伝達の効果はファイバFと保持構造10との間の接触長さの関数であるので、ファイバ保持構造10の長さは予期される張力負荷に基づいて設計することができる。一実施例によると、保持構造10の長さは約1インチから2インチの範囲内であり、ファイバ保持構造10の直径は約1/4インチである。例えばファイバの数および予期される張力負荷に応じて決まる様々な他のサイズが予測される。
【0022】
別の実施形態によると、図5の光ファイバ保持構造10’は高温溶融グルーのチューブ47c内に入ったファイバの第3の層Fまたはファイバ・リボン45cを含む。内部支持体46、48はファイバ・リボン45aから45cの各々の間に配置される。この実施形態では、一方の内部支持体46はプラスチックのような柔軟性材料で作製してもよく、他方の内部支持体48はガラスのような半剛性材料で作製してもよい。スプリントメンバ42、44および内部支持体46、48はこうして半剛性および柔軟性材料の間で切り換わる。
【0023】
ファイバの多層F、F、Fまたはファイバ・リボン45aから45cを各々の層またはファイバ・リボン間の内部支持体46、48で積層することは、ケーブル・ジョイントまたは他のそのような構造の中で多数のファイバを拘束またはスプライスするのを可能にする。範例の実施形態は8本のファイバまたは12本のファイバを備えた層を示しているけれども、これらの層またはファイバ・リボンは必要によってもっと多くのまたは少ないファイバを収容することがある。例えば、図5に示す光ファイバ保持構造10’は12本ファイバを3層挿入することによって36本までのファイバを拘束またはスプライスするのに使用することができる。さらにファイバ数を増やすために追加のファイバ層またはファイバ・リボンと内部支持体を加えることもやはり可能である。
【0024】
図6の光ファイバ保持構造10”のさらなる実施形態はいかなる内部支持体もなしに2つのファイバ層F、Fまたはファイバ・リボン45a、45bを含む。しかしながら、内部支持体なしに2層よりも多くのファイバ層を拘束またはスプライスする場合、ファイバは、互いに絞られるときマイクロベンドを受ける可能性があろう。
【0025】
図7の内部支持体46’の好ましい一実施形態は柔軟性の材料52でコーティングされた剛性のビーム50を有する。剛性のビーム50は金属、ガラスまたはカーボンのような剛性の繊維部材で作製してもよい。柔軟性の材料52は残留歪みを持たないことが好ましく、ポリエチレン(PE)やポリテトラフルオロエチレン(PTFE)のような安定なプラスチックから作製してもよい。剛性のビーム50はビームの長さに沿って曲がるのを防止するような形状にされることが好ましく、(図7に示した)一実施形態ではI型通路またはH型通路を有する。場合によってはある図8の内部支持体46”の実施形態は長方形の通路の形状にされた剛性のビーム54を含む。屈曲を防止する他の形状を有する剛性のビームもやはり本発明の範囲内である。
【0026】
光ファイバ保持構造10を組み立ておよび形成する1つの方法は図9から図11に総合的に示されている。ファイバFは、例えば12本ファイバまたは8本ファイバの層のリボン状にされ、その結果2つまたはそれよりも多いファイバ・リボン45a、45bとなる。ファイバFのリボン化は、ファイバFを一ラインに編成して付着させるステップを含む。ファイバFは少なくともファイバFの長さに沿ってリボン状にされて光ファイバ保持構造10内で把握されることが好ましい。リボン化工程の一実施例は、同一所有していてここでは参考資料で取り入れている「Fiber Retaining System」という名称の米国特許出願番号09/399,752号にさらに詳細に説明されている。
【0027】
ファイバ・リボン45a、45bは高温溶融グルーのチューブ47a、47b内に挿入され、スプリントメンバ42、44は熱収縮チューブ40内に挿入される(図10)。その後、スプリントメンバ42、44および熱収縮チューブ40は高温溶融グルーのチューブ47a、47bに入っているリボン状のファイバの上に滑り込まされる。使用される場合、それから内部支持体46がファイバ・リボン45a、45bを含む高温溶融グルーのチューブ47a、47bの間に挿入される(図11)。追加のファイバ・リボンおよび内部支持体は同じ方式で挿入することができる。
【0028】
組み立てられた後で、例えばヒート・ガン、オーブン、または何らかの他の加熱装置を使用して組み立て体に熱が加えられ、高温溶融グルーのチューブ47a、47bを溶融させ、熱収縮チューブ40をスプリントメンバ42、44の周囲で収縮させる。これが、スプリントメンバ42、44と内部支持体46との間にファイバFが把握される単一添え木を形成する。その後、この光ファイバ保持構造10は上述したように維持組み立て体26の中に配置され得る(図3参照)。ファイバFはこうしてケーブル2へと移動するのを防止され、ファイバFへの力は維持組み立て体26を介してジョイント・ボックス20に伝達される。
【0029】
上述の方法でファイバ保持構造をファイバ拘束器として示し、説明しているけれども、上記に開示したいずれの実施形態によるファイバ保持構造もやはりスプライス保護装置として使用することができる。この方法によると、ファイバの層F、F、Fは一緒になってスプライスされたファイバを有する。ファイバFのスプライス部分はスプリントメンバ42、44と内部支持体46との間に把握される。
【0030】
したがって、本発明の光ファイバ保持構造は多数ファイバについてファイバ拘束またはスプライス保護を提供する一方でファイバへの損傷を最小限にすることができる。
【0031】
当業者による修正形態および代替は、添付の特許請求項による以外制限されない本発明の範囲内であるとみなす。
【図面の簡単な説明】
【図1】
先行技術の光ファイバ・ケーブルの透視図である。
【図2】
本発明による光ファイバ保持構造を含むジョイント・ボックスの概略的な断面図である。
【図3】
図2に示したジョイント・ボックスの中で使用することのできる拘束器を維持する組み立て体の分解組み立て透視図である。
【図4】
本発明の様々な実施形態の1つによる、光ファイバ保持構造の透視図である。
【図5】
本発明の様々な実施形態の1つによる、光ファイバ保持構造の透視図である。
【図6】
本発明の様々な実施形態の1つによる、光ファイバ保持構造の透視図である。
【図7】
本発明の別の実施形態による、内部支持体を有する光ファイバ保持構造の断面図である。
【図8】
本発明のさらなる実施形態による、内部支持体の断面図である。
【図9】
本発明の一実施形態による、光ファイバ保持構造の組み立て体の分解組み立て透視図である。
【図10】
部分的に組み立てられた図9に示した光ファイバ保持構造組み立て体の側面図である。
【図11】
部分的に組み立てられた図9に示した光ファイバ保持構造組み立て体の側面図である。

Claims (30)

  1. 外側のグリッピングチューブと、
    前記外側のグリッピングチューブ内部に配置された半剛性のスプリントメンバと、
    前記外側のグリッピングチューブ内部に配置された柔軟性のスプリントメンバと、
    前記半剛性のスプリントメンバと前記柔軟性のスプリントメンバとの間を通る光ファイバの少なくとも第1と第2の層とを含み、前記外側のグリッピングチューブが、光ファイバの前記第1と第2の層を前記半剛性のスプリントメンバと前記柔軟性のスプリントメンバとの間で固定する、光ファイバ保持構造。
  2. 前記外側のグリッピングチューブが熱収縮チューブである、請求項1に記載の光ファイバ保持構造。
  3. ファイバの前記第1と第2の層の各々がリボン状にされる、請求項1に記載の光ファイバ保持構造。
  4. ファイバの前記第1と第2の層の周囲に接着剤をさらに含む、請求項3に記載の光ファイバ保持構造。
  5. 前記光ファイバが前記半剛性のスプリントメンバと前記柔軟性のスプリントメンバとの間を連続的に通り、それによって前記光ファイバ保持構造がファイバ拘束器として作用する、請求項1に記載の光ファイバ保持構造。
  6. 前記光ファイバが前記半剛性のスプリントメンバと前記柔軟性のスプリントメンバとの間で一緒にスプライスされ、それによって前記光ファイバ保持構造がスプライス保護装置として作用する、請求項1に記載の光ファイバ保持構造。
  7. 前記半剛性のスプリントメンバがガラスで作製される、請求項1に記載の光ファイバ保持構造。
  8. 前記柔軟性のスプリントメンバがプラスチックで作製される、請求項1に記載の光ファイバ保持構造。
  9. 前記半剛性のスプリントメンバがガラスで作製され、前記柔軟性のスプリントメンバがプラスチックで作製される、請求項1に記載の光ファイバ保持構造。
  10. 光ファイバの前記第1と第2の層の間に配置された内部支持体をさらに含む、請求項1に記載の光ファイバ保持構造。
  11. 前記内部支持体が柔軟性の材料で作製される、請求項10に記載の光ファイバ保持構造。
  12. 前記内部支持体が柔軟性の材料でコーティングされた剛性のビームを含む、請求項10に記載の光ファイバ保持構造。
  13. 剛性のビームがI型通路またはH型通路の形状にされる、請求項12に記載の光ファイバ保持構造。
  14. 剛性のビームが長方形通路の形状にされる、請求項12に記載の光ファイバ保持構造。
  15. 前記半剛性のスプリントメンバと前記柔軟性のスプリントメンバとの間を通る光ファイバの第3の層と、
    光ファイバの前記第1と第3の層の間の柔軟性の内部支持体と、
    光ファイバの前記第2と第3の層の間の半剛性の内部支持体とをさらに含む、請求項1に記載の光ファイバ保持構造。
  16. 前記柔軟性の内部支持体がプラスチックで作製され、前記半剛性の内部支持体がガラスで作製される、請求項15に記載の光ファイバ保持構造。
  17. 前記半剛性のスプリントメンバおよび前記柔軟性のスプリントメンバが半円筒形状を有する、請求項1に記載の光ファイバ保持構造。
  18. 外側のグリッピングチューブと、
    前記外側のグリッピングチューブ内部に配置されるように構成された半剛性のスプリントメンバと、
    前記外側のグリッピングチューブ内部に配置されるように構成された柔軟性のスプリントメンバと、
    前記半剛性のスプリントメンバと前記柔軟性のスプリントメンバとの間に配置されるように構成された少なくとも1つの内部支持体を含み、それにより前記内部支持体と前記スプリントメンバの各々との間でのファイバの配置が可能になる、光ファイバ保持構造組み立て体。
  19. 前記ファイバを受けるように構成された少なくとも第1と第2の高温溶融グルーのチューブをさらに含む、請求項18に記載の光ファイバ保持構造組み立て体。
  20. 前記内部支持体が柔軟性の材料でコーティングされた剛性のビームを含む、請求項18に記載の光ファイバ保持構造組み立て体。
  21. 剛性のビームがI型通路またはH型通路の形状にされる、請求項20に記載の光ファイバ保持構造組み立て体。
  22. 前記剛性のビームが長方形通路の形状にされる、請求項20に記載の光ファイバ保持構造組み立て体。
  23. 柔軟性のスプリントメンバおよび半剛性のスプリントメンバを熱収縮チューブに挿入するステップと、
    光ファイバの少なくとも第1と第2の層を前記熱収縮チューブ内でかつ前記柔軟性のスプリントメンバと前記半剛性のスプリントメンバとの間に挿入するステップと、
    前記柔軟性のスプリントメンバと前記半剛性のスプリントメンバおよび前記光ファイバを含む前記熱収縮チューブを加熱して光ファイバ保持構造を形成するステップとを含み、前記柔軟性のスプリントメンバと前記半剛性のスプリントメンバが光ファイバの前記第1と第2の層とを固定する、光ファイバ保持の方法。
  24. 内部支持体を光ファイバの前記第1と第2の層の間に挿入するステップをさらに含む、請求項23に記載の方法。
  25. 前記内部支持体が柔軟性の材料で作製される、請求項24に記載の方法。
  26. ファイバの前記第1と第2の層を高温溶融グルーのチューブに挿入するステップをさらに含む、請求項23に記載の方法。
  27. ファイバの第3の層を前記熱収縮チューブに挿入するステップと、
    内部支持体をファイバの前記第1と第3の層の間およびファイバの前記第2と第3の層の間に挿入するステップをさらに含む、請求項23に記載の方法。
  28. ファイバの前記層の各々をリボン状にするステップをさらに含む、請求項23に記載の方法。
  29. ファイバの前記層の各々にファイバを一緒にしてスプライスするステップをさらに含む、請求項23に記載の方法。
  30. 請求項23に記載の方法に従って作製される光ファイバ保持構造。
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