JP2015516599A - ポリエチレン・バインダを用いた光ファイバ・ケーブル - Google Patents

Abstract

光ファイバ・ケーブルは、ポリエチレン・バインダによって保持された複数のルース・チューブのバンドルを含む。ポリエチレン・バインダは、ホット・ケーブル・シースがケーブル製造プロセス中に施されるときに軟化または溶融する。これにより、ポリエチレン・バインダがルース・チューブに食い込んで圧痕を引き起こすことが防止される。それゆえに、結果として生じる光ファイバ・ケーブルは、圧痕が実質的にない。

Description

関連出願の相互参照
本出願は、全体が参照により本明細書に組み込まれる、「Ｓｔｒａｎｄｅｄ Ｌｏｓｅ Ｔｕｂｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｆｉｂｅｒ Ｃａｂｌｅｓ ｗｉｔｈ Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｔａｐｅｓ ｏｒ Ｙａｒｎｓ」という名称を有する２０１２年５月１７日に出願された米国仮特許出願第６１／６４８，１８２号の利益を主張する。

本発明は、一般に、光ファイバ・ケーブルに関し、より詳細には、ルース・チューブ光ファイバ・ケーブルに関する。

光ファイバ・ケーブルは様々な構成要素を使用してケーブルの内部の光ファイバを保護する。例えば、ルース・チューブ光ファイバ・ケーブルは、光ファイバを半硬質チューブの内部に配置することによって過大な張力から光ファイバを保護する。そのような構成により、ケーブルは、内部の光ファイバを伸ばすことなく伸びることができる。ルース・チューブ・ケーブルの１つの制限は、バインダがルース・チューブに圧痕を生み出す傾向である。ポリエステル・バインダは、複数のルース・チューブを一緒にグリップする一般的なバインダである。しかし、ポリエステル・バインダは、ホット・ケーブル・シースがケーブル製造プロセス中に施されるときに収縮する。同時に、ホット・ケーブル・シースは、チューブの軟化をもたらすガラス転移温度より高く少なくとも部分的にルース・チューブの温度を上昇させる。したがって、ポリエステル・バインダがルース・チューブをきつくグリップしすぎる場合、収縮したポリエステル・バインダがルース・チューブに食い込んで圧痕を引き起こす。この問題を考えれば、圧痕のないルース・チューブ光ファイバ・ケーブルを製造する必要性が産業界に存在する。

それゆえに、本発明の目的は、圧痕が実質的にない光ファイバ・ケーブルを提供することである。

本発明の１つの態様は、光ファイバ・ケーブルに関する。ケーブルは、複数の光ファイバを有するケーブル・コアと、バンドルを形成するためにケーブル・コアをグリップするポリエチレン・バインダと、バンドルを囲むケーブル・シースとを含む。本発明の別の態様は、光ファイバ・ケーブルを製作する方法に関する。この方法は、複数の光ファイバを一緒にグループ化して、ケーブル・コアを形成するステップと、ポリエチレン・バインダでケーブル・コアを束ねて、バンドルを形成するステップと、バンドル上にケーブル・シースを施すステップとを含む。

本開示の多くの態様は、以下の図面を参照して一層よく理解することができる。図面の構成要素は必ずしも原寸に比例しておらず、その代わりに、本開示の原理を明確に例証することに重点が置かれている。さらに、図面では、同様の参照番号がいくつかの図の全体にわたって対応する部分を指定する。

本発明の１つの実施形態による例示的なルース・チューブ光ファイバ・ケーブルの斜視図である。 図１の例示的なケーブルの断面図である。 本発明の１つの実施形態によるルース・チューブの例示的なバンドルの斜視図である。 本発明の別の実施形態による例示的な光ファイバ・ケーブルの斜視図である。 本発明のさらなる別の実施形態による例示的な光ファイバ・ケーブルの斜視図である。 本発明の１つの態様に従って光ファイバ・ケーブルを製作する方法の流れ図である。

次に、図面に示す実施形態の説明を詳細に参照する。いくつかの実施形態をこれらの図面に関連して説明するが、本明細書で開示する１つまたは複数の実施形態に本開示を限定する意図はない。それどころか、代替、変更、および均等物をすべて範囲に含むことを意図する。

ルース・チューブ光ファイバ・ケーブルは、ファイバを半硬質チューブの内部に配置することによって過大な張力から光ファイバを保護する。しかし、製造プロセス中に、束ねられたルース・チューブにホット・ケーブル・シースが施されるとき、半硬質ルース・チューブを保持するバインダは収縮する。ルース・チューブは軟化していくが、同じ条件下でサイズを目立つほどに変化させないので、バインダはルース・チューブに食い込み、ルース・チューブに圧痕を引き起こす。

圧痕は、ルース・チューブおよびチューブ内の光ファイバを締めつけることによって、結果として生じるケーブルの減衰を増加させることがあり、締めつけることにより、直ぐではないとしてもケーブルの寿命にわたる機械的応力に起因してファイバ破損がもたらされることがある。製造時に測定できるほどの減衰の増加がない場合でさえ、危険は依然として存在する。例えば、圧痕によってなされるルース・チューブへの損傷は、ケーブル敷設中にまたはケーブルの長期使用中にケーブルの減衰の予期しない増加として現実化することがある。圧痕がひどい場合、ミッドスパン・アクセスまたはスプライシングのためのケーブル端準備中にケーブルを取り扱っている間にチューブがよじれることがある。そのようなよじれのため、チューブの内部のファイバは損傷または破損することがある。

しかし、そのような圧痕は、ホット・ケーブル・シースが施されるときにバインダがルース・チューブに食い込まなければ首尾よく排除することができる。バインダがルース・チューブに食い込まないようにする１つの方法は、ホット・ケーブル・シースが施されるときに軟化または溶融するバインダを使用することである。

本開示は、図面とともに、圧痕が実質的にないケーブルの詳細な説明を、ケーブルを製作する方法とともに提供する。

図１および２は、本発明の１つの実施形態によるルース・チューブ光ファイバ・ケーブル１０の斜視図および断面図を示す。図１および２の実施形態において、ルース・チューブ光ファイバ・ケーブル１０は、ケーブル・コア３と、バンドル５を形成するためにケーブル・コア３をグリップするポリエチレン・バインダ４と、バンドル５を囲むケーブル・シース６とを含む。

ケーブル・コア３は、各ルース・チューブ２の内部に１２個の光ファイバ１を有する３つのルース・チューブ２を含む。光ファイバ１は半硬質ルース・チューブ２の内部で配置されるので、ルース・チューブ光ファイバ・ケーブル１０は、内部のファイバ１を伸ばすことなくケーブル１０が伸びることを可能にする。そのような構成は、敷設の間およびその後の過大な張力から光ファイバ１を保護する。各ルース・チューブ２中の光ファイバ１には、各光ファイバ１の識別を支援するために着色してもよい。

ケーブル・コアの構成はケーブルの用途によって決まり、産業界でよく知られているので、本明細書ではケーブル・コアの限定した説明のみが行われる。しかし、ケーブル・コアは、異なるファイバ・タイプ、ルース・チューブ当たりの異なる数のファイバ、異なる数のルース・チューブ、およびリップコードなどのケーブルの他の構成要素を含むことができることを当業者は十分理解すべきである。例えば、光ファイバは単一モード光ファイバまたは多モード光ファイバとすることができる。各ルース・チューブは、２つ、４つ、５つ、６つ、８つ、１２個、または２４個、またはそれを超えるファイバを包含することができ、各ルース・チューブは１つまたは複数のフィラーを包含することができる。好ましくは、各ルース・チューブは５つ以上のファイバとフィラーとを一緒に包含する。最も好ましくは、各ルース・チューブは６つ以上のファイバとフィラーとを一緒に包含する。

図１および２に戻って参照すると、バインダ４は複数のルース・チューブ２をグリップしてバンドル５を形成する。ホット・ケーブル・シースが施されるときにバインダ４が軟化し（収縮せず）、好ましくは、バインダ４が１００℃から１４０℃の範囲の温度で軟化するように、バインダ４はポリエチレンで製作される。図１に示すバインダ４は、複数のルース・チューブ２に巻き付くテープであるが、しかし、バインダ４はテープ形に限定されない。他の実施形態では、バインダ４は異なる形状または形態とすることができる。例えば、バインダ４は、糸、ヤーン、薄いフィルム、またはテープとすることができる。

ポリエチレン・バインダ４は、圧痕を減少または排除する際に従来のポリエステル・バインダと比べて利点がある。従来のポリエステル・バインダに比較して、ポリエチレン・バインダ４は３つの利点がある。第１に、ポリエチレン・バインダ４は、バインダ４がルース・チューブ２に食い込む前に伸びる。ポリエチレン・バインダ４は従来の標準ヤーンよりもはるかに弾性に富んでいる。バインダ４のそのように改善された弾性により、撚線プロセス中に機械不具合によって引き起こされる圧痕は減少する。機械不具合が撚線プロセス中に生じた場合、ルース・チューブのいくつかの部分は、意図していたよりも高い結束力でバインダによって一緒に保持されることがある。過大な結束力はルース・チューブを締めつけて圧痕を引き起こす傾向があるが、ポリエチレン・バインダ４は従来の標準ヤーンよりもはるかに弾性に富んでいるので、バインダ４は、バインダ４がルース・チューブ２に食い込んで圧痕を引き起こす前に伸びる。それゆえに、ポリエチレン・バインダ４を使用する撚線プロセスは、プロセス変動にそれほど敏感でない。

第２に、ポリエチレン・バインダ４は、ホット・ケーブル・シースがケーブル製造プロセス中に施されるときに軟化または溶融する。ポリエチレンの融点はポリエステルの融点よりも低い。束ねられたルース・チューブに施されるホット・ケーブル・シースの温度はポリエチレンの融点の近くまたは上にあるので、ホット・ケーブル・シースがバンドル５に施されるとき、ポリエチレン・バインダ４は溶融または少なくとも軟化することができる。これにより、束ねられたルース・チューブ２は、収縮する従来のポリエステル・バインダによって締めつけられる代わりに緩められうる。溶融または軟化したポリエチレン・バインダ４はルース・チューブ２に食い込まないので、結果として生じるケーブル１０は圧痕がない。

第３に、敷設者はケーブル敷設中に従来のアラミドまたはポリエステル・ヤーンよりも容易にポリエチレン・バインダ４を除去することができる。敷設者がアラミドまたはポリエステル・ヤーンを有する従来の光ファイバ・ケーブルを開けるとき、ケーブル・コアを囲むケーブル・シースおよびアラミドまたはポリエステル・ヤーンを除去する必要がある。しかし、これらのヤーンは頑丈な材料であるので、敷設者はアラミドまたはポリエステルをナイフで切断しなければならない。そのようなプロセスはケーブル敷設効率を低下させ、敷設者に不必要な負担をかけ、コストを付加する。しかし、敷設者は、ポリエチレン・バインダ４を有する本発明のケーブル１０を開け、いかなる器具もなしに手のみでケーブル・コア３からバインダ４を除去することができる。ケーブル・コア３に到達しやすくするために、ケーブル・コア３とバインダ４との間にリップコードを追加して、バインダ４およびケーブル・シース６をより容易に除去することができる。

撚線プロセスの前またはその間に、ルース・チューブ２をらせん状に撚り合わせ、その後、バインダ４を巻き付けて、図３に示すようなバンドル５を形成することができる。ルース・チューブ２が撚り合わされるとき、例えば、Ｓ−Ｚ撚線法または他の好適な撚線法を使用することができる。

バインダ４がルース・チューブ２を一緒にグリップしてバンドル５を形成した後、ケーブル・シース６をバンドル５に施して、ルース・チューブ光ファイバ・ケーブル１０を形成する。ケーブル・シース６は様々な材料から製作することができるが、一般にＰＶＣなどのプラスチックから製作される。ＰＶＣの代替として、ケーブル・シース６は、繊維強化ポリエチレン、ＰＶＤＦなどのフッ素プラスチック、フッ素化合物、または他の好適なポリマ・ブレンドを含む他のプラスチックから製作することができる。好ましくは、オプションのリップコードの有無にかかわらず、ケーブル・シース６およびバインダ４の材料は、敷設者が光ファイバ・ケーブル１０を開け、敷設者の手でバインダ４を除去することができるように選択される。最も好ましくは、ケーブル・シース６はポリエチレンで製作される。ケーブル・シース６は、さらに、光ファイバ・ケーブル１０がライザ、プレナム、および／または低煙ゼロ・ハロゲンとして評価されうるように難燃性を向上させるように設計することができる。加えて、ケーブル・シース６は、さらに所望であればＵＶ光に耐えるように設計することができる。

本発明は、様々なサイズの光ファイバ・ケーブルで十分に効果がある。例えば、本発明によるルース・チューブ光ファイバ・ケーブルは、各ルース・チューブに１２個の光ファイバを有する６つのルース・チューブ（すなわち、６×１２ルース・チューブ光ファイバ・ケーブル）を含むことができ、ケーブル直径は１０ｍｍ未満とすることができる。さらに、比較的小さいルース・チューブをもつケーブルは圧痕をより受けやすいので、本発明は、約１．８ｍｍ未満のルース・チューブ直径を有するルース・チューブ光ファイバ・ケーブルで格別に効果がある。加えて、光ファイバ・ケーブルは、ケーブル・コアを囲む遮水性材料を有する屋外設備光ファイバ・ケーブルとすることができる。

さらに、当業者は、本発明の他の実施形態を想像することができる。例えば、図４に示すように、複数のルース・チューブ２を中央の強度要素４１のまわりにらせん状に撚り合わせて、ケーブル４００を形成することができる。さらに、ケーブルは、ケーブルの内部に多数のバンドルを有することができ、第２のバインダがそれらの多数のバンドルをグリップすることができる。それらのバンドルは、第２のバインダが巻き付けられる前にらせん状に撚り合わされるように配列することができる。

加えて、ポリエチレン・バインダの適用は、他のタイプのケーブル構造に対して同等に十分に効果がある。例えば、ポリエチレン・バインダ４は、図５に示すバッファ付き光ファイバ・ケーブル５００で使用することができる。ポリエチレン・バインダ４は複数のバッファ付き光ファイバ１１に食い込まないので、バッファ付き光ファイバ１１への圧痕は実質的に排除することができる。

次に、図６を参照すると、本発明の１つの態様に従って光ファイバ・ケーブルを製作する方法の流れ図が示される。この方法は、
複数の光ファイバを一緒に配置して、ケーブル・コアを形成するステップ（Ｓ６０１）と、
ポリエチレン・バインダでケーブル・コアをグリップして、バンドルを形成するステップ（Ｓ６０２）と、
バンドル上にケーブル・シースを施すステップ（Ｓ６０３）と
を含む。

ステップＳ６０１において、ケーブル・コアを形成する光ファイバはバッファ付き光ファイバとすることができ、または光ファイバは複数のルース・チューブに包含されてもよい。複数のルース・チューブが光ファイバを包含する場合、標準プロセスを使用して、各ルース・チューブの内部に光ファイバを配置する。ケーブルの用途に応じて、各ルース・チューブの光ファイバの数および／または光ファイバのタイプは異なっていてもよい。さらに、光ファイバは、各ルース・チューブ中の光ファイバの識別を支援するために着色することができ、撚り合わせることができる。さらに、ルース・チューブは１つまたは複数のフィラーを包含することができる。

ステップＳ６０２において、ケーブル・コアはポリエチレン・バインダでグリップされて、バンドルが形成される。ルース・チューブの場合には、複数のルース・チューブは、ポリエチレン・バインダが巻き付けられる前にらせん状に撚り合わされるように配列することができる。ルース・チューブが撚り合わされるとき、例えば、Ｓ−Ｚ撚線法または他の好適な撚線法を使用することができる。ポリエチレン・バインダは、糸、ヤーン、薄いフィルム、またはテープとすることができる。撚線プロセスの間、バインダの意図的でない破損を防止するために、バンドルを生成するバインダの結束力は１０００ｃＮ未満とする。好ましくは、バインダの結束力は８００ｃＮ未満である。

ステップＳ６０３において、ケーブル・シースがバンドル上に施される。ケーブル・シースがバンドル上に施されるとき、ケーブル・シースは、ケーブル・シース材料の溶融温度でバンドルのまわりに押出し加工される。ケーブル・シース材料の典型的な溶融温度は１００℃を超える。例えば、あるＰＶＣ材料は、１９０℃の溶融温度を有することがある。バインダを形成するポリエチレンの溶融温度は、ケーブル・シース材料の溶融温度未満またはその近くであるので、ホット・ケーブル・シース材料がバンドルに施されるとき、ポリエチレン・バインダは溶融するかまたは少なくとも軟化することができる。それによりバンドルは緩められるので、ポリエチレン・バインダは、ルース・チューブまたはバッファ付き光ファイバに食い込んで圧痕を引き起こすことがない。それゆえに、この方法からの結果として生じるケーブルは、実質的に圧痕がない。

最も実際的な様々な実施形態であると現在見なされるものに関連して、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、本発明は開示した実施形態に限定されるべきでなく、それどころか、添付の特許請求の範囲の範囲内に含まれる様々な変更および均等な構成を含むものであることを理解されたい。特定の用語が本明細書において用いられているが、特定の用語は限定のためではなく、一般的で記述的な意味でのみで使用される。

本明細書は、最良の形態を含む本発明のいくつかの実施形態を開示するために、さらに、任意のデバイスまたはシステムを製作および使用することならびに任意の組み込まれた方法を実行することを含む本発明のいくつかの実施形態を当業者が実施できるようにするために例を使用する。本発明のいくつかの実施形態の特許を受けられる範囲は特許請求の範囲に定義されており、当業者が思いつく他の例を含むことができる。そのような他の例は、それらが特許請求の範囲の文字どおりの意味と異ならない構造要素を有する場合、またはそれらが特許請求の範囲の文字どおりの意味と実質的に差がない均等な構造要素を含む場合、特許請求の範囲内にあるものとする。

Claims (10)

1. 複数の光ファイバを有するケーブル・コアと、
   バンドルを形成するために前記ケーブル・コアをグリップするポリエチレン・バインダと、
   前記バンドルを囲むケーブル・シースとを備え、
   圧痕が実質的にない
   光ファイバ・ケーブル。
2. 前記光ファイバがバッファ付き光ファイバである、請求項１に記載の光ファイバ・ケーブル。
3. 前記複数の光ファイバが、前記ケーブル・コアを形成するために複数のルース・チューブに収容される、請求項１に記載の光ファイバ・ケーブル。
4. 前記ケーブル・コアがフィラーをさらに含む、請求項３に記載の光ファイバ・ケーブル。
5. 前記ポリエチレン・バインダが、糸、ヤーン、薄いフィルム、またはテープである、請求項１に記載の光ファイバ・ケーブル。
6. 前記ケーブル・シースがポリエチレンで製作される、請求項１に記載の光ファイバ・ケーブル。
7. 前記光ファイバ・ケーブルが屋外設備光ファイバ・ケーブルであり、前記ケーブル・コアが遮水性材料で囲まれる、請求項１に記載の光ファイバ・ケーブル。
8. 光ファイバ・ケーブルを製作する方法であって、
   複数の光ファイバを一緒にグループ化して、ケーブル・コアを形成するステップと、
   ポリエチレン・バインダで前記ケーブル・コアをグリップして、バンドルを形成するステップと、
   前記バンドル上にケーブル・シースを施すステップとを含み、
   前記光ファイバ・ケーブルには圧痕が実質的にない、方法。
9. 前記光ファイバがバッファ付き光ファイバである、請求項８に記載の光ファイバ・ケーブルを製作する方法。
10. 複数の光ファイバを一緒にグループ化して、ケーブル・コアを形成する前記ステップが、１つまたは複数のフィラーを前記ケーブル・コアに挿入するステップをさらに含む、請求項８に記載の光ファイバ・ケーブルを製作する方法。

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