JP2009244893A - ファイバ歪み解放機構、および光ファイバを保護する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】組立、設置、又は修繕時において外部細管の端と端の接続を容易にする。
【解決手段】光ファイバ送信ケーブル用ファイバ保護は、内部細管37内に少なくとも一本の光ファイバ32,33を通す外部細管34を備えた二本の光ファイバケーブルの端と端（ends）を覆うように（over）配置された接続管を備える。上記光ファイバ保護は上記光ファイバ32,33の端と端（ends）の近辺に二つペアになった光ファイバ歪み（strain）解放機構を備えている。上記歪み（strain）解放機構は外部細管34の各端に差し込まれる放熱器管内に捕らえられている（captured）。上記接続管は外部細管34に溶接される。溶接時に発生する熱は上記放熱器60,62により放熱され溶接時に発生するガスは外部細管34の穴から光ファイバ継目領域に排気される。
【選択図】図３

Description

本発明は光ファイバケーブルに関し、特に光ファイバ送信ケーブルの光ファイバを保護する方法及び装置に関する。

長年の間、光ファイバケーブルは様々な分野において普及し使用されてきた。そのような分野の一つにオイル・ガス開発があり、そこでは光ファイバシステムが地下の、温度、圧、加速度、振動(vibration)等の状態を測定する為に使用されている。光ファイバケーブルは地上の機器からウェルヘッド（Wellhead）を通って延長され、地下領域に配置された測定器に接続されて地下領域の状態を示すデータを地上に送信する。

ガス及び／またはオイルの開発における環境はウェルの流体、極度の温度と圧に特徴付けられる厳しいものであり、その他の多数のケーブルや装置がウェルを通して地下領域まで下方に延長されている。光ファイバは典型的に脆いものであり、ウェル中の厳しい環境から守れていなければならない。ウェル中の環境から光ファイバを効果的に保護するために、ファイバは保護金属管内に置かれ、その中で環境的に（environmentally）密閉されるようになっている。

しかし、組立、設置、及び／又は修繕時において保護管、または外部細管のセクションを接続又は終端処理（terminated）しなければならない場合、問題が生ずる。長さのある光ファイバについて連続した保護カバーを形成するため、組立設置時において管のセクションは密閉接続（joined and sealed ）されなければならない。同様に、光ファイバを終端処理し修理又は接続しなければならない場合、金属保護管を切断し光ファイバへ接近できるようにするが、その後光ファイバケーブルを接続し、切断端に対し接続か効果的な終端処理（terminated）を施さなければならない。

光ファイバを切断した後、金属管が出ている光ファイバの「ファイバに優しい」終端（termination）の特徴は、硬い金属管と脆いファイバとの間の歪み解放移行を介して（strain relief transition）向上された機械的信頼性の為に重要になる。高温や振動を適用する等環境状態が厳しい場合に、金属管とファイバとの間の膨張差の結果であるファイバに掛かるひずみを終端により隔離（isolation）しなければならない。これにより、流体の流出防止の為に密閉し、流出する（flooding）他の部品および金属管からファイバが出ている箇所においてファイバを保護するための擦れ防止特性部（anti-chaffing feature）からグリースを遮断する。従来、光ファイバの終端は金属管からファイバが出ている箇所に対するゴムブーツの取り付け（bonding）又は成型（molding）により提供されている。この分野で用いるには取り付け又は成型の作業は複雑すぎるか時間が掛かりすぎる。また、歪みが０．２％とそれ程酷くはない状態で隔離を行うためファイバを固定しなければならない方法（例えば、高温設置法）においては、取付けは直接ファイバに対して行う必要があり、その為ファイバを保護している緩衝コーティングを剥がす必要が生ずる場合もある。この場合繊細なガラスファイバに傷がつく可能性がある。ガラスファイバの傷は、傷が付いたと同時に問題を生じるか、システムの設置が済んだ後のある時点で問題を生じる恐れがあり、品質上問題である。緩衝剤を除去する必要がなく、歪み解放（strain relief）を提供し、金属管からファイバが出ている末端でファイバを確実に固定し密閉する光ファイバの終端の技術が必要とされている。

外部細管の端と端（ends）の継目を環境的に密閉しウェルからの汚染物が光ファイバを侵すことがないようにしなければならない。光ファイバを環境的に密閉する方法の一つとしてトレイやキャビネットを使用してファイバを囲むものが知られている。空間的な制限があるため、常にトレイやキャビネットを使って光ファイバを保護出来るとは限らない。金属外部細管を溶接する方法も、組立、設置及び/又は修繕時における外部細管の端と端を接続する方法の一つであり、外界からの密閉が最も保証されるため最も実用的な方法である。しかし、溶接によって発生する熱やＵＶ光が外部細管内に配置された光ファイバを損傷してしまう可能性がある。溶接作業中に光ファイバを保護する方法が欧州特許出願EP０６８９７９９A２号に開示されている。欧州特許出願EP０６８９７９９A２号は光ファイバの隣に金属管を挿入することを説明している。この方法によりＵＶ光から光ファイバは保護されるかもしれないが、しかしかなりの熱が光ファイバに伝導されることが考えられる。

それ故、組立、設置、又は修繕時において外部細管の端と端を接続することを容易にする方法及び装置が必要とされている。

本発明の目的は、ケーブルの終端の近傍において光ファイバ送信ケーブルの光ファイバに対し歪み解放を提供することである。本発明によれば、被覆材を備えた少なくとも一本の光ファイバを囲む外部細管を備えている光ファイバ送信ケーブルの組立、設置、及び/又は修繕時に使用されるファイバ歪み解放機構は外部細管に装着したキャリア管内に捕まえられた（captured）適合管（compliant tube）を備えている。上記キャリア管は外部細管とともに圧着され、上記被覆された光ファイバを適合管内に捕らえる（capturing）。ある特定の実施の形態においては、上記適合管はエラストマー材によって構成されている。

本発明の更なる目的は、光ファイバ送信ケーブルが少なくとも一本の被覆された光ファイバを囲む内部細管を外部細管内に備えている場合において、１対の上記光ファイバ送信ケーブルの端と端を接続するために使用される継目保護アセンブリを提供することである。本発明によれば、継目保護アセンブリは各ケーブルの端において外部細管内で圧着されている放熱管を備えている。各放熱器内には光学歪み解放（optical strain relief）機構が圧着され、被覆された光ファイバをその中に捕まえている。これにより１対のファイバを接続する継目に対して歪み解放を行う。さらに、密閉アセンブリが備わっており外部細管内の内部細管上に配置され両者の間を密閉している。ある特定の実施の形態では、上記密閉アセンブリは密閉ワッシャと端プラグの間にＯリングを備え、上記密閉ワッシャと端プラグは放熱器と協働して外部細管に対しＯリングを偏向する（bias）。接続管はファイバの継目を覆うように配置されて外部細管に溶接される。本発明の別の実施の形態は、１対の溶接連結器（couplings）を備え、上記１対の溶接連結器は接続管の両端に配置され、両方とも接続管と光ファイバ送信ケーブルに溶接されている。本発明はさらに非剛性継目スリーブを備え、上記スリーブは光ファイバの継目領域を覆う両方の放熱器を覆うように配置されている。上記スリーブは接続管の設置時にファイバの継目が傷つかないように保護する。上記放熱管は、接続管と溶接連結器の溶接時に光ファイバを保護する。

現場での設置と修繕作業及び製造時における組立作業を簡略化できることは本発明の利点の一つである。本発明のその他の利点はファイバの継目領域内にある被覆されたファイバに対して歪み解放を行える点である。本発明の更なる他の利点は継目領域を密閉保護できることである。

本発明の上記及びその他の利点は、添付図面に図示する下記の本発明の典型的な実施の形態を詳細に説明することにより明らかになるであろう。

図１はウェルを通して地下領域まで延長されている光ファイバケーブルの概略図である。 図２は図１の上記光ファイバケーブルの断面斜視図である。 図３は本発明の一実施の形態における、図２の光ファイバケーブルの組立、設置、及び/又は修繕時に使用される継目保護アセンブリの概略断面図である。 図３Ａは本発明の一実施の形態における、図２の光ファイバケーブルの組立、設置、及び/又は修繕時に使用される光ファイバケーブルの終端の概略断面図である。 図４は図２の光ファイバケーブルの二つのセクションを接いでいる図３の上記継目アセンブリの平面図である。 図５は本発明の一実施の形態における図３の継目アセンブリの溶接連結器の斜視図である。 図６はセクションの一部の斜視図であり、本発明による上記継目アセンブリの放熱器とエラストマークリンプセクションを示す。 図７は本発明の上記継目アセンブリの密閉端ワッシャの斜視図である。 図８は本発明による上記継目アセンブリの末端キャップの斜視図である。 図９は本発明の継目アセンブリの密閉に使用されるＯリングの平面図である。 図１０は継目保護アセンブリの密閉構成における他の実施の形態の概略断面図である。 図１１は継目保護アセンブリの放熱器と密閉構成の他の実施の形態の概略断面図である。

（関連出願の相互参照）
本願は所有者が同じである同時係属出願中の米国特許出願０９/ ３８４, ０７９号の一部継続出願である。「Transmission Splice Protector and Method（送信用継目保護及び方法）」と題され１９９９年８月２６日に出願された上記米国特許出願０９／３８４，０７９号は、１９９８年８月２６日に出願され「A Heat Sink for Fiber Optic Cable（光ファイバケーブル用放熱器）」と題された所有者が同じである米国特許出願０９／１４０，９１６号の一部継続出願である。

（発明の詳細な説明）
図１を参照して、地下領域１２における種々の条件を検出し、地表１４にそれらの条件のデータが指示する状態を送信するシステム１０は、表面端２０と地下端２２とを有する光ファイバケーブル１６を備える。典型的には、表面端２０は、ウェルを通ってウェルヘッド２１から出ており、光ファイバ１６の表面端２０は、表面１４に配置された計測箱２４に接続する。一方、地下端２２は、ウェルを通って地下領域１２に延長され、１つまたはそれ以上の測定機器２８を支持する。公知であるように、１つまたはそれ以上のオプティックファイバの継目は、ウェルヘッド２１および計測箱２４内のケーブル終点で行われている。

図２を参照して、光ファイバケーブル１６は、最後に保護チューブ、すなわち外部細管３４によりシールドされた１対の光ファイバ３２、３３を備える。典型的には、光ファイバ３２、３３は、柔軟な被覆３４の薄い層に包まれている。光ファイバケーブルの例としては、１９９８年７月２３日に出願され、「Optical Fiber Cable For Use In Harsh Environment（過酷な環境において使用する光ファイバ）」と題される、所有者が同じである同時係属中の米国特許出願第０９／１２１，４６７号に記載され、これは本明細書において参考として援用される。本発明の範囲から逸脱しない限り、単一の光ファイバーが使用されても、複数の光ファイバが使用されてもよい。光ファイバ３２、３３は、例えばグリースのような柔軟な材料３６を用いて内部細管３７に貼り付けられてもよい。阻止ポリマー（blocking polymer）３８は、内部細管３７と外部細管３８との間に配置される。図２の配置は、光ファイバ３２、３３が、環境から保護され、そしてさらに光ファイバ１６に加わるいかなる負荷からも保護されることが確実にする。単一の層として示しているが、遮断ポリマー３８は、本発明の範囲から逸脱することなく複数の層から構成されていてもよい。

継目保護アセンブリ４０は、図３を参照して最良に示す。ここで、上記と同様に、送信ケーブルセグメント４２、４４の２つの光ファイバ３２、３３は、いかなる公知の技術とも永久に結合される。継目アセンブリは、継目連結器４６、４８および外部管５０を介して、送信ケーブルセグメント４２、４４に機械的に結合される。継目連結器４６、４８は、継目外周に位置されるケーブル界面溶接部５２、５４にて光ファイバ４２、４４にそれぞれ溶接され、ついで、外周突き合わせ溶接部５６、５８にてそれぞれ外部管５０に溶接される。溶接部５２、５４、５６、５８と共に金属継目連結器４６、４８および外部管５０は、送信ケーブルセグメント４２、４４の間に適切な負荷の経路を提供し、そしてさらに環境から光ファイバ３２、３３を保護するために耐久シールを形成する。溶接のように示したが、連結器および外部管は、適切な物理的および環境的保護を十分に提供するいかなる公知の方法で結合してもよい。さらに、本発明の替わりの実施形態においては、継目管を備え、ここに１つまたはそれ以上の溶接連結器が一体的に形成されている。さらにまた、本発明は、継目管５０が送信ケーブルセグメント４２、４４に直接溶接されている実施形態を含む。

また、図３を参照して、本発明の継目アセンブリ４０は、光ファイバケーブル４２、４４の端部内に配置された放熱管６０、６２を備える。放熱管６０、６２は、例えば１対のスエージ加工されたクリンプ（swaged crimp）６４、６６によってそれぞれ光ファイバケーブル４２、４４に取り付けられる。取り付けの他の方法も可能である。放熱管６０、６２は、例えば熱および赤外放射のような、溶接部５２、５４、５６、５８を形成する溶接操作の有害な影響からそこを通過する光ファイバ３２、３３を保護する。放熱管は、銅、銀、またはアルミニウムのような高い熱移動係数を有する金属からなり、例えば、エアギャップ５５、５７、５９、６１と共に、細管３７および光ファイバ３２、３３から、以下により完全に例示するように、熱を遮断し、移送する。上記のように、継目保護アセンブリ４０は、曝される環境から光ファイバを保護する。本発明によれば、Ｏリング６８、７０は、溶接部５２、５４、５６、５８と協働して環境からファイバをシールする。Ｏリング６８、７０は、外部細管３４と内部細管３７との間にそれらの間にシールを提供するために押し付けられる。このシールは、一体的な外部細管３４が継目４０の外側のセグメント４２、４４のいずれかに破れた場合にも、ファイバ継目領域にいかなる流体（示さず）を溢れさせるのを防止するように備えられている。

さらに、継目アセンブリ４０は、光ファイバ３２、３３が通過する開口７６、７８を有する適合管（compliant tube）７２、７４を備える放熱管６０、６２の各々内に配置される。これに関して、放熱管６０、６２は、適合管７２、７４を支持する延長管として機能する。適合管７２、７４は、以下により完全に説明するように、１対のスエージ加工されたクリンプ８０、８２によって放熱管の内側に捕らえられているように示される。しかしながら、取り付けの他の方法も可能である。特定の実施形態において、適合管７２、７４は、光ファイバとケーブル４２、４４との間での熱膨張における差に抵抗して、そこに光ファイバ３２、３３を保持するエラストマー材料から構成され、内部緩衝材料（または他の材料）がケーブルを飛び出すのを阻止する。上記のように、放熱管６０、６２は、クリンプ６４、６６にて外部細管３４に圧着され、その結果、光ファイバ３２、３３におけるいかなる潜在的な応力も、第１の１対のクリンプ８０、８２および放熱管６０、６２に移動され、そして第２の１対のクリンプ６４、６６を介して外部細管３４に移動される。この配置は、操作および送信ケーブルセクション４２、４４の使用中のファイバ３２、３３に誘発される応力を顕著に減らす。クリンプはまた、操作および使用中のそれぞれのケーブルセグメント４２、４４の外部細管３４に関して継目領域１４４（図３）における光ファイバ３２、３３の動作を制限する。実施形態において記載したエラストマー管７２、７４は、好ましくは、低いデュロメータ硬さ（durometer）および高い摩擦係数を備え、このエラストマー管は、ファイバがファイバ被覆または緩衝３５に軟らかいエラストマーを機械的に圧着することにより０．２％の歪みまで捕らえられることを可能にする。ファイバ緩衝３５は、無傷で残り、ファイバ３２、３３の光学特性に不利な影響を及ぼさない。以下に詳細に説明するように、機械的な圧着プロセスは、従来技術よりもあまり複雑にならない。さらに、適合管７２、７４の低いデュロメータ硬さエラストマー材料が、ファイバの周りを流れ（flow）、ファイバ３２、３３に対する開口７６、７８をつぶす（collapsing）ことにより、放熱管６０、６２内の光ファイバを密閉する。

ここで、図３Ａを参照して、本発明の終端４１の実施形態を示す。以下に記載するように、終端４１はウェルヘッド２１のような領域、計測箱２４、輸送、取り扱かいまたは他の過酷な環境あるいは使用において使用されることを可能である。本質的には、終端４１は、光ファイバ送信ケーブル４４が継目保護センブリ４０（図３）を溶接する必要なく終端処理するのに適している。単一の端部終端４１は、外部細管３４内の外周のクリンプ４３を備え、そこで内部細管３７を捕らえる。クリンプ４３は、ケーブル４４内の裂け（breach）または上記のような外部源（external source）（示さず）からケーブルへの裂けの両方から、あるレベルの流出保護を提供する。歪み解放は、適合管７４内に光ファイバ３２、３３を捕らえることにより単一の末端終端４１に提供される。継目保護アセンブリ４０（図３）とは異なって、適合管７４は外部細管３４に代えて内部細管３８に最終的に直接固定されている。この特定の実施形態において、適合管７４は、キャリア管４７にてクリンプ４５を介して光ファイバ転送ケーブル４４に接続されており、言いかえれば、六角クリンプ（hex crimp）４９によって内部細管３７に直接固定されている。キャリア管４７は銅のような延性のある金属から構成されることが好ましいが、歪み解放をファイバ３２、３３に提供するために、内部細管３７と結合し、そこに適合管７４を捕らえることができるいかなる材料から構成されていてもよい。光ファイバケーブル終端４１は、実質的溶接手順が放熱器（図３）を必要とし、上記のような溶接の熱をファイバ３２、３３から離れるように方向付けることが必要であるとい事実のために、継目保護４０（図３）よりも単純な解放特性の取り付けを可能にする。光ファイバケーブル終端４１は、送信ケーブル緩衝剤３８の除去が必要なく、ケーブルを終端処理するのにより短い全体の長さが必要であるので、さらに単純化される。クリンプ４３、４５、４９として示し記載したが、本発明は種々の特性の取り付けにおけるいかなる公知の方法を包含する。

継目アセンブリ４０は、さらにＯリング６８、７０とポリマーの阻止材料３８末端部分８８、９０との間に配置される外部細管３４内の細管３７に配置される密閉ワッシャ８４、８６を備える。さらに、ショルダ部分９６、９８を有する末端キャップ９２、９４は、放熱管と細管３７の間に捕らえられたショルダ部分とともに外部細管３４および放熱管６０、６２内部に設置される。末端キャップ９２、９４は、スエージ加工されたクリンプ６４、６６の圧着操作中に内部細管３７の周囲に放熱管６０、６２を配置し中央に位置させるように作用し、さらに、上記のようにＯリングの密閉動作を確実にするＯリングへの圧縮力を表供する密閉ワッシャ８６と協働する。分離要素として示しているが、末端キャップ９２、９４は放熱管６０、６２と一体的に形成されていてもよい。

また、図３に示すように、本発明はさらに、継目領域１４４における放熱管６０、６２間に配置された継目保護スリーブ９１を備える。継目保護スリーブ９１は、エラストマー管７２、７４の末端間で保護橋渡しファイバ継目１４８、１５０を提供し、継目領域１４４を覆う継目管５０の設置を容易にする。操作中および下記により詳細に記載するように、継目管５０は、溶接５２、５４、５６、５８を行う前に継目領域１４４を覆ってスライドされる。継目管５０の配置中にファイバ継目が損傷される可能性があることが観測された。継目スリーブ９１は典型的には非剛性管から構成され、継目管５０がファイバ継目１４８、１５０と接触するのを防止しており、上記のように構造的負荷がファイバ継目を回避することを可能にする。特定の実施形態において、保護継目スリーブ９１は、熱収縮性のテフロン（登録商標）管からなり、放熱管６０、６２を覆って設置され、上記橋を形成する外部熱源（示さず）によってそこで収縮される。示したように、保護継目スリーブ９１は放熱管６０、６２間のスリーブのより確実な位置においてクリンプ８０、８２に収縮される。

図４を参照して、継目アセンブリ４０は結合する光ファイバケーブルセクション４２、４４を示し、矢印１００によって示される半径で曲げられた連続した光ファイバケーブル１６を形成している。これは、輸送、貯蔵、および設置に対して、並びに他の種々の理由に対して曲げられるケーブルについての分野に共通である。本発明は、上記のように継目アセンブリ４０によってなされた丈夫な物理的および環境的保護のために、光ファイバ３２、３３（図２）に損傷を与えることなく送信ケーブル１６の繰り返しの変形を可能とする。さらに、本発明の末端キャップ９２、９４は外部細管３４、放熱管６０、６２、およびエラストマー管７２、７４と協働し、光ファイバ３２、３３を送信ケーブルの中立軸の付近に維持し、さらに、ケーブルを曲げている間、ファイバに伝達される応力を減らす。

図５を参照して、本発明の溶接連結器４６（および同様に溶接連結器４８）を示し、この溶接連結器は、送信ケーブルセクション４２の外部細管３４の外側直径１０４（図４）の周りで密接にはまる大きさにされた内部直径１０２を有する。外部細管３４に対する溶接連結器４６の狭い許容範囲は、前部末端１０６にてシーム溶接部５２（図３）のための要素間の小さなギャップを提供し、それにより光ファイバの損傷しない溶接および環境的保護を確実にする。さらに狭い許容範囲が光ファイバケーブル４２と継目外部管５０との間の有用な構造的負荷共有を提供する。特定の実施形態において、溶接連結器４６は、円錐台状（frustoconical）セクション１０８を備え、さらに外部細管３４から継目管５０への負荷の伝達を容易にし、そしてケーブルの取り扱い特性を向上させるために継ぎ合わせた後、送信ケーブル１６における尖らす工程をなくす。溶接連結器３４は、さらに継目管５０の内部直径１１４（図３）と噛み合う大きさにされた外側直径１１２を有するショルダーセクション１１０を備える。ショルダーセクション１１０は、溶接結合部４６と継目管５０との間に設けられ、溶接５５６が貫くことができない光ファイバの環境的保護を提供することが確実にする。本発明の特定の実施形態において、溶接結合部４６の内部直径１０２は、約０．２５６インチであり、外部細管３４の外側直径１０４は、約０．２５インチであり、約０．００５インチの名目上のゆとりが設けられる。この最小のゆとりについて、溶接連結器４６の長さ１１６は、以下により詳細に説明するように、連結器が組立操作中に光ファイバケーブル１６における僅かな曲げを覆ってスライドできるように選択される。外部継目管５０は焼く０．２７７インチの内側直径１１４（図３）を有し、溶接連結器４６のショルダ１１０を覆ってスライド可能にフィットし、さらに、０．３７５インチの名目上の外側直径を有する。溶接連結器４６の他の実施形態は、溶接連結器４６と継目管５０との間の外周整列を必要とするショルダ１１０を備えておらず、溶接５６が貫くことができない光ファイバの環境的保護を備えることを確実にする。溶接連結器４６、４８および継目管は、インコネル８２５、インコネル６２５、および種々のステンレス鋼のような適合性の金属材料からなる。

図６を参照して、溶接５２、５６により生じる熱を放出するための放熱管６０（および同様に図３の６２）を示す。本発明の特定の実施形態において、放熱管６０は、名目上の０．１５６インチの外側直径１２０および０．０１４インチの名目上の壁厚を有する銅合金材料からなり、約６．０インチの長さを有する。放熱管６０は、スエージ加工されたクリンプ対（swaged crimp pair）８０を備え、そこで適合管７２および光ファイバ３２、３３を捕らえ、中央に位置させる。適合エラストマー管７２は０．１２５インチの名目上の外側直径１２４、１．０インチの長さ１２６、および０．０６５インチの開口７６直径を有する。本実施形態に示すように、クリンプ８０は、約０．１００インチの深さを有し、０．２５インチの間隔離されており、適合エラストマー管７２を捕まえ、光ファイバ３２、３３において開口７６をつぶし、これにより、ファイバの周りの媒体の密閉を設け、上記のように光ファイバに歪み解放を提供する。１対のクリンプを示したが、単一のクリンプまたは他の適切な取り付けが本発明により考慮されることが理解されるべきである。

本発明の密閉および圧着特性を図３、７、８および９を参照して最も良好に説明する。密閉ワッシャ８４（および同様に８６）は、内部細管３７に配置され、ポリマー阻止材料３８の末端部分８８と隣接している。外面１３０は、外部細管３４の内側直径と面しており、同様の様式で、末端キャップ９２（および同様に９４）は内部細管３７に配置され、外面１３２は外部細管３４と面している。末端キャップ９２、９４は、放熱管６０、６２内にスライド可能に取り付けられても、蝋付け、はんだ付け、あるいは他の永久的取り付け、または放熱管と一体的に形成されてもよい。特定の実施形態において、密閉ワッシャ８４および末端キャップ９２の両方は、銅材料からなり、約０．１８７インチの名目上の外側直径、０．１００インチの内側直径を有する。他の材料の取り付け方法は、密閉ワッシャ８４および末端キャップ９２の両方について可能である。放熱管６０（および同様に６２）は、末端キャップ９２のショルダ１３４を覆ってスライド可能に配置され、外部細管３４内の放熱管および同時に光ファイバ３２、３３を半径の中心になるように面１３６と隣接する。Ｏリング６８は、内部細管３７と外部細管３４との間の締りばめ（interference fit）で配置される。特定の実施形態では、Ｏリング６８は、バイトン（登録商標）のような柔軟な材料からなり、阻止材料３８または外部細管３４と内部細管３７との間の領域を効果的に密閉する。さらに、Ｏリング６８は、密閉ワッシャ８４と末端キャップ９２との間に配置され、放熱管６０が下記に詳細に説明するようにＯリングに対して末端キャップ９２を偏向する（bias）ので、その間の側方方向の圧縮で保持される。

図６を参照して、外部細管３４を示す。この外部細管３４は、係属特許出願を参照して記載されるように光ファイバケーブルの外部被覆を構成する。本発明の特定の実施形態において、外部細管３４は、０．２５インチの名目上の外側直径１０４および０．０２８インチの名目上の壁厚を有し、典型的には、システム１０（図１）においての使用のための１００００フィートまでまたはそれ以上連続した長さにて生産される。外部細管３４は、放熱管６０を固定して捕らえ、放熱管のための構造的支持および光ファイバ３２、３３の終端を提供するスエージ加工されたクリンプ対６４を備える。放熱管６０、６２は、単一のクリンプまたは他の適切な取り付け方法により、外部細管３４内に選択的に捕らえられる。示された実施形態において、クリンプ６４は、約０．１５０インチの深さ１２９を有し、放熱管６０を捕らえるために約０．２５インチの間隔離される。外部細管３８は放熱管６０およびエラストマー管７２を捕らえ、中央に配置することにより、送信ケーブルセクション４２、４４の中立軸の周りにファイバ３２、３３が中心に配置される。

操作において、送信ケーブル１６は、図３に最良に示すように、まず光ファイバケーブル４２、４４の２つのセクションを設けることにより、継ぎ合わされるかまたは結合される。ケーブルのセクション４２、４４は、目立つ曲がりや起伏を除去するために公知の方法を用いてまっすぐにされ、溶接連結器４６、４８が各セクションにスライドされる。継目管５０のセクションは、最終的な長さ１３８またはそれを超過する所定の長さに切断され、ケーブルセクション４２または４４の１つでスライドされる。外部細管３４の所定の長さおよびポリマー阻止材料３８と柔軟な材料３６との等しい長さは、被覆された光ファイバ３２、３３を露出するための知られているような種々の技術および手順を用いて、各ケーブルセクション４２、４４から除去（remove）される。ポリマー阻止材料１３８の長さ１４０は、コアリング（coring）技術を用いてケーブルセクション４２、４４のおのおのの外部細管３４内から除去されるが、いかなる公知の方法も末端部分８８、９０を形成するために可能である。特定の実施形態において、長さ１４０は、約２．７５インチである。密閉ワッシャ８４、８６は、内部細管３７上に設置され、各ケーブルセクション４２、４４におけるポリマー阻止材料３８の末端部分８８、９０に対向して配置される。Ｏリング６８、７０は、内部細管３７上に収縮され、外部も管３４（示さず）内を圧縮し、各ケーブルセクション４２、４４において密閉ワッシャ８４、８６に対向して配置される。内部細管３７は、擦れ（chaffing）損傷からファイバ３２、３３を保護するために、延長可能にデバリング（deburr）される。光ファイバのさらなる保護を提供するための機器は、「光ファイバケーブルの継目結合にて使用するための光ファイバスリーブアセンブリ（Fiber Optic Sleeve Assembly for use at a Splice Junction of a Fiber Optic Cable）」と題される、同じ出願された、同出願人の係属出願中の米国特許出願司法長官事件整理番号ＣＣ−０２５１において開示され、この内容は本明細書において参考として援用される。

本発明によれば、図３および６に示されるように、２つの光ファイバ送信ケーブルセクション４２、４４の結合を容易にするために、各外部細管３４は、放熱器６０、６２を取り付けられている。図６に示されるように、放熱器６０は、外部細管３４中に挿入され、かつ、細管６０を通っている光ファイバを有する末端キャップ９２のショルダ部分１３４を覆って挿入されており、それによって、光ファイバ３２、３３を放熱管６０および外部細管３４の壁に関して中央に位置される。末端キャップ９２、９４は、好ましくは、放熱管６０、６２のそれぞれに蝋付けされており、放熱管およびファイバ３２、３３の組立および中央配置を容易にする。以下により詳細に説明されるように、１つまたはそれ以上の排気口１４２は、外部細管３４にドリルで孔をあけて、溶接５２、５４の溶接プロセス中に加熱されるガスを矢印１４６によって示される排気通路を設けてもよい。放熱器６０を外部細管３４に関して固定するために、放熱管６０は、図６に最良に示されるように、クリンプ６４にて外部細管３４に圧着するかまたはスエージ加工される。このことは、放熱器６０が実質的に外部細管３４内でスライドすることおよび潜在的に光ファイバ３２、３３を損傷することを防止するばかりでなく、外部細管から放熱器への伝導熱通路を提供する。そして、適合エラストマー管７２は、図６に最良に示すように、光ファイバ３２、３３が孔７６を通過する放熱器６０内に挿入され、長さ１２６のある部分が放熱器から突き出す。そして、光ファイバ３２、３３およびエラストマー管７２は、放熱器６０および外部細管３４内にクリンプ位置８０にて放熱器を圧着またはスエージ加工によって固定される。クリンプ８０の領域での放熱器材料の置き換えは、上記のように、光ファイバ上のエラストマー管の孔７２をつぶす（collapse）。

いったん光ケーブルセクション４２、４４における外部細管３４の両方の孔が放熱器６０、６２およびエラストマー管７２に取り付けられると、光ファイバは、公知の方法によって継ぎ合わされ１４８、１５０、光ケーブルセクションは固定器（示さず）により保持され、継目アセンブリ４０の完成時に、ファイバに損傷を与えるのが防止される。特定の実施形態において、継目管５０の最終長さ１３８は、いったん光ファイバ継目が形成され、与えられた情況のおのおのについて変化してよく、決定される。継目管は長さ１３８に切断され、超過した部分（示さず）は、半分にスライスされ、光ケーブルセクション４２、４４の周りから取外すことにより除去される。図３に示すように、継目管５０は、継目領域１４４を覆ってほぼ等距離で配置され、放熱器６０、６２の中間距離で終結される。光ファイバケーブルセクション４２、４４から継目管５０への負荷の移動を容易にするために、図３および５に示すように、本発明の溶接連結器４６、４８は、スエージ加工されたクリンプ６４、６６の領域の周りに配置され、継目管の内部直径１１４内に配置された溶接連結器のショルダ部分１１０とともに光ケーブルセグメント４２、４４に溶接される。図３に示され、記載されるように配置された継目管および溶接連結器を用いて、溶接５２、５４は形成される。溶接プロセス時、容積１５２、１５４内のガスは、外部細管３４の排気口１４７を通って抜け出し、継目領域１４４の比較的大きな容積へ向かってガス通路１４６を通過する。ガス通路１４６は、膨張したガスが抜けるのを可能して、溶接プロセス時の溶接５２、５４を損傷し得る容積１５２、１５４の過加圧を防止する。溶接５６、５８は、２つのケーブルセクション４２、４４を結合し、継目領域１４４を環境的に密閉して継目アセンブリ４０を完成するように行われる。

図１０を参照して、本発明の密閉処理の異なる実施形態を示す。第２および重複する組の密閉ワッシャ８５およびＯリング６９を、内部細管３７の周りに連続的に配置している。このような実施形態では、末端キャップ９２は、上記で説明したようにＯリング６８と密閉ワッシャ８４と協働し、さらにＯリング６９と密閉ワッシャ８５とも協働しており、本発明の密閉性能をさらに確実にして、継目領域１４４の流出を防止している。

図１１を参照して、継目保護４０の異なる実施形態を示す。放熱器１６０は、継目領域１４４から離れて溶接５２、５４からの直接の熱に配置される。放熱器１６０は、末端キャップ１６２に取り付けられ、例えばクリンプまたはスエージ１６４によって外部細管３４に取り付けられる。放熱器１６０は、矢印１６６によって表される長さに作られ、溶接５２、５６からの熱を放出し、膨張したガス（示さず）の圧力を比較的低レベルに維持するように、十分な容積１６８を設ける。Ｏリング６８は内部細管３７と外部細管３４との間で締りばめで配置される。Ｏリング６８はバイトン（登録商標）のような柔軟な材料からなり、外部細管３４の阻止材料３８と内部細管３７との間の領域を効果的に密閉する。Ｏリング６８はさらに末端キャップ１６２と末端キャップとの間に配置され、末端キャップ１７０がクリンプ１７２によって外部細管３４に圧着される場合、それらの間の側面方向の圧縮を保持する。ファイバ歪み解放および継目領域１４４への終端は、上記で説明したように、エラストマー管７２の開口７６を通ってファイバ３２、３３が通過することによって示される実施形態で達成される。例えば蝋付けにより末端キャップ１７０に取り付けられた圧着された対１７６は、キャリア管１７４内でエラストマー管７２を捕らえる。

図３Ａを参照して、光ファイバケーブル終端４１は、外部細管３４および緩衝材３８の適切な長さに剥ぎ取ることにより、内部細管３７を曝すことを容易にされる。内部細管３７は、外部細管の末端から約２５インチにローラークリンプ４３を設けることにより、外部細管３４に固定される。内部細管３７の長さは、エッジ５１で終端処理され、上記の記載されるようにファイバ３２、３３の周りから剥ぎ取られ、予期される実質的な操作を行い、ファイバの適切な長さを曝す。内部細管３７のエッジ５１は、擦れ損傷からファイバを可能な限りの保護にデバリングされる（deburred）。上記参照した特許出願の光ファイバスリーブアセンブリは、光ファイバの保護をさらに向上するために使用され得る。キャリア管４７は、内部細管３７を覆って位置され、例えば六角クリンプ４９によってそこに圧着される。キャリア管４７はケーブル４４に対抗しては位置されてよく、またはギャップ５３がケーブルと所望の実施形態に依存するキャリア管との間に残されてもよい。適合管７４は、ファイバ３２、３３を覆ってキャリア管４７内に配置され、上記したのと同様にクリンプ４５によってそこに保持される。

本発明の他の目的は、組立、設置、又は修繕時において送信ケーブル内の光ファイバを保護し、さらに二本の光ファイバ送信ケーブルの端と端を接続することを容易にする方法及び装置の提供である。

本発明によれば、光ファイバ送信ケーブルの組立、設置、及び/又は修繕時に使用される放熱器は放熱管を備え、上記放熱管は送信ケーブルの外部細管内に配置されており、内部細管に包まれた光ファイバが上記放熱管内を通っている。上記放熱管は外部細管に圧着され（crimped）、熱伝導性の高い材料で構成されている。本発明により、継目保護の組立時には、継目管（splice tube）は外部細管に溶接され上記放熱管により溶接による熱を放熱する。これにより、光ファイバを熱による損傷から保護する。

本発明のさらに他の目的は、光ファイバ送信ケーブルが少なくとも一本の被覆された光ファイバを包み込んだ内部細管を外部細管内に備えている場合において、１対の上記光ファイバ送信ケーブルの端と端の間の継目を保護する方法の提供である。

本発明によれば、上記方法は、光ファイバを放熱管とファイバ歪み解放管に通す際に、上記外部細管内での上記放熱管の圧着を含む。放熱管内でファイバ歪み解放管を圧着することにより、光ファイバを捕まえる。上記方法はさらに、上記光ファイバ送信ケーブルの内の一本の上で接続管を滑らせて上記接続管を設置する工程を含む。光ファイバが接続され、上記接続管が上記光ファイバの継目を覆うように配置される。接続管を光ファイバ送信ケーブルに溶接することにより継目領域を保護することができる。本発明においては、密閉機構を外部細管内の内部細管上に設置することにより、継目領域の密閉を行う。本発明のある特定の実施の形態においては、溶接時に過熱されたガスの排気は、外部細管上で接続管の内である場所にある通気口から上記ガスを排気することで行われる。

本発明は、特定の実施形態に関して例示し、そして記載してきたが、本発明に関する種々の変形が本発明の精神と範囲から逸脱することなくなされ得ることが、当業者により理解されるべきである。

Claims (12)

1. 光ファイバ送信ケーブルの組立、設置および／または修繕時に用いるファイバ歪み解放機構であって、
   上記光ファイバ送信ケーブルは、光ファイバ上に被覆材料を有する少なくとも１つの光ファイバが内部細管の中にあり、該内部細管を囲む外部細管を備え、
   上記ファイバ歪み解放機構は、上記内部細管上に配置されたキャリア管およびキャリア管内に配置された適合管を備え、上記ファイバ歪み解放機構内に上記被覆された光ファイバが保持されていることを特徴とするファイバ歪み解放機構。
2. 上記適合管は、上記キャリア管内で該キャリア管に圧着され、上記適合管内で上記被覆された光ファイバを捕らえることを特徴とする請求項１に記載のファイバ歪み解放機構。
3. 上記適合管は、エラストマー材料からなることを特徴とする請求項１に記載のファイバ歪み解放機構。
4. １対の光ファイバ送信ケーブルを接続するのに用いる光ファイバ保護アセンブリであって、
   上記光ファイバ送信ケーブルは被覆材料を有する少なくとも１つの光ファイバを囲む内部細管を備え、上記内部細管は外部細管内に配置され、
   上記光ファイバ保護アセンブリは、
   上記光ファイバ送信ケーブルそれぞれの末端にて上記内部細管と上記外部細管との間に配置された放熱管と、
   上記外部細管それぞれの末端に近接する上記各外部細管内に配置された排気口と、
   上記各放熱管内に配置されたファイバ歪み解放機構であって、上記ファイバ歪み解放機構内に上記被覆された光ファイバが保持されているファイバ歪み解放機構と、
   上記外部細管の両末端を覆って配置されている継目管とを備えていることを特徴とする光ファイバ保護アセンブリ。
5. さらに、上記外部細管内の上記内部細管上に配置され、それらの間を密閉する密閉アセンブリを備えることを特徴とする請求項４に記載の光ファイバ保護アセンブリ。
6. 上記密閉アセンブリは、適合環状部材からなることを特徴とする請求項５に記載の光ファイバ保護アセンブリ。
7. 上記密閉アセンブリは、
   上記外部細管内の上記内部細管上に配置された密閉ワッシャと、
   上記外部細管内の上記内部細管上に配置された末端キャップとを備え、
   上記適合環状部材が上記密閉ワッシャと上記末端キャップとの間に配置されていることを特徴とする請求項６に記載の光ファイバ保護アセンブリ。
8. さらに、上記継目管の末端に配置されている１対の溶接結合器を備え、上記溶接結合器が上記継目管および上記光ファイバ送信ケーブルに溶接されていることを特徴とする請求項５に記載の光ファイバ保護アセンブリ。
9. 上記キャリア管は、さらに、放熱器を備えることを特徴とする請求項５に記載の光ファイバ保護アセンブリ。
10. さらに、上記光ファイバを覆う両方の上記キャリア管に配置されている非剛性の継目スリーブを備えていることを特徴とする請求項５に記載の光ファイバ保護アセンブリ。
11. 上記継目スリーブは、放熱可能材料からなることを特徴とする請求項１０に記載の光ファイバ保護アセンブリ。
12. 光ファイバ送信ケーブルの終止端にて光ファイバを保護する方法であって、
    上記光ファイバ送信ケーブルは、少なくとも１つの光ファイバを囲む内部細管を備え、上記内部細管は外部細管内に配置されており、上記方法は、
    上記内部細管上にキャリア管を配置する工程と、
    上記キャリア管およびファイバ歪み解放機構を介して上記光ファイバを送り込む工程と、
    上記キャリア管内で上記ファイバ歪み解放機構を適合管に圧着する工程とを備えることを特徴とする光ファイバを保護する方法。

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