JP3977267B2 - 光ユニット、前記光ユニットを用いた光ファイバ複合架空地線および前記光ユニットの製造方法 - Google Patents

光ユニット、前記光ユニットを用いた光ファイバ複合架空地線および前記光ユニットの製造方法 Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバを収容する鉄系金属管に犠牲陽極となるZnを層状に溶射した光ユニット、前記光ユニットを用いた耐食性に優れる光ファイバ複合架空地線(以下OPGWと記す。)および前記光ユニットの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
光ユニットは光ファイバを金属管に収容したもので、通常、Al被覆鋼撚線などの架空地線に複合してOPGWとして布設される。
【0003】
近年の情報伝送量の増加に伴い光ファイバが多芯化され、それに対してOPGWは、光ファイバの細径化(0.4mm径→0.25mm径)および金属管の内容積増加により対処してきた。前記金属管の内容積増加は、金属管のサイズ(外径)を大きくしたのでは従来の付属品や布設工具が使用できなくなるため、金属管には従来のAl合金管に代えて、高強度で薄肉化に有利なステンレス管を使用することが提案された(特許文献1)。
【0004】
しかし、ステンレス管はOPGWのAl被覆鋼線に電食を生じさせるという問題があり、その防止方法として、ステンレス管に、(1)グリースを塗布する、(2)プラスチックやグラスウールを被覆する(特許文献2)、(3)Alを真空蒸着する(特許文献3)などの方法が提案された。
【0005】
【特許文献1】
「特開平09−026534号公報」
【特許文献2】
「特開昭57−161708号公報」
【特許文献3】
「特開平57−154202号公報」
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかし前記(1)の方法はグリースが雨水によりゲル化して流出してしまう、(2)の方法は被覆層が厚いため光ユニットのサイズが大きくなる、(3)の方法はAl蒸着層が数μmと薄くしかもポーラスなため架線工事中に剥離したり、架線後の微風振動で磨滅したりして耐久性に劣る、などの問題があった。
本発明は、Zn層を有する光ユニット、前記光ユニットを用いた耐食性に優れるOPGWおよび前記光ユニットの製造方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の発明は、鉄系金属管に光ファイバを収容した光ユニットにおいて、前記鉄系金属管の表面にZnが層状に溶射されたZn溶射層を有し、かつ前記Sn溶射層には接着剤が含浸され硬化されていることを特徴とする光ユニットである。
【0008】
請求項2記載の発明は、前記請求項1記載の光ユニットが架空地線に複合されていることを特徴とする光ファイバ複合架空地線である。
【0009】
請求項3記載の発明は、鉄系金属テープを筒状に成形しつつ、前記筒状成形体に光ファイバを連続的に挿入する工程、前記筒状成形体の端部を接合して鉄系金属管とする工程、前記鉄系金属管の表面にZnを層状に溶射する工程、前記溶射Zn層に接着剤を含浸させ硬化させる工程を具備することを特徴とする光ユニットの製造方法である。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明について図を参照して具体的に説明する。
本発明の光ユニット1は、図1に示すように、光ファイバ2を収容した鉄系金属管3の表面にZnを層状に溶射被覆したものである。
【0011】
本発明において、光ユニットの鉄系金属管には、ステンレス鋼、炭素鋼などの任意の鉄系金属材料が使用できる。特に加工性、可撓性(曲げ性)、溶接性、耐振動疲労特性などに優れるものが望ましい。
【0012】
本発明において、鉄系金属管は高強度なため薄肉化による内容積増大が可能であり、また前記溶射Zn層は0.4mm程度以下の厚みでその犠牲陽極効果が発現される。そのためZn層を溶射被覆しても光ユニットはサイズ(外径)が殆ど大きくならず、従って本発明の光ユニットを用いたOPGWは従来の付属品や工具を用いて布設することができて経済的である。
【0013】
図2は、前記光ユニット1にAl被覆鋼線5を撚り合わせたOPGW6の実施形態を示す横断面図であり、Zn層4の犠牲陽極効果によりAl被覆鋼線5の電食が防止される。図2で5aは鋼線、5bはAl被覆層である。
本発明の光ユニットは、架空地線に限らず、Al架空送電線(Al合金撚線など)と複合しても同様の効果が得られる。
【0014】
図3(イ)は、参考例の光ユニットの製造方法の実施形態を示す工程説明図である。
この方法では、テープサプライ装置10から供給される鉄系金属テープ11を筒状に成形しつつ、その中に光ファイバ2を連続的に挿入し、続けてジェリー12を注入し、次いで鉄系金属テープ11の筒状体を造管装置13により円筒状に成形し、その端部を溶接機14により溶接して鉄系金属管3とし(電縫加工)、鉄系金属管3の溶接熱を冷却装置16aにより冷却し、ドライヤー(図示せず)により乾燥後、鉄系金属管3の断面形状をロール装置17により整形し、整形後の鉄系金属管3をダイス装置18に通して減面加工するとともに余長付与装置19により鉄系金属管3内部の光ファイバ2に余長を付与する。余長は溶接時に付与することもできる。
【0015】
次に、鉄系金属管3を脱脂・粗面化装置20に通して、鉄系金属管3の表面を脱脂・粗面化したのち、鉄系金属管3表面に溶射ガン21によりZnを溶射する。次いで溶射熱を溶射熱冷却装置16bにより水冷し、その後ドライヤー(図示せず)により乾燥し、次いでダイス装置24により軽く減面加工したのち、引出装置22により引出して巻取装置23に巻取る。図3(イ)において、2aは光ファイバサプライ装置、12aはジェリー注入機である。
【0016】
前記ジェリ−12は鉄系金属管3内を水密構造として光ファイバ2を防食するために注入するが、前記整形加工或いは減面加工により鉄系金属管3内部のジェリー12の充填密度が高くなり、その防食効果が向上する。
【0017】
溶射法には、アーク溶射法、プラズマ溶射法、ガス・フレーム溶射法、低温溶射法などが使用できる。低温溶射法は、鉄系金属管の温度があまり上がらないため冷却工程を省略することができる。
前記溶射Znには、純Znの他、Zn−Al系などのZn合金が使用できる。
【0018】
耐熱性の低いUV光ファイバを用いた場合は、前記溶接後或いはZn溶射後の冷却は3秒以内に80℃以下になる条件で行うのが望ましい。
【0019】
鉄系金属管内の光ファイバには、OPGWが着雪、風圧、落雷、短絡事故、ギャロッピングなどで伸長したとき、鉄系金属管内の光ファイバに張力が掛からないように余長を付与しておく。前記余長は通常0.6%程度付与する。
【0020】
Zn溶射前の鉄系金属管に脱脂処理および粗面化処理を施す理由は、溶射Znの鉄系金属管への密着性を高めるためである。前記処理はいずれか一方でも効果がある。前記脱脂処理は溶剤または洗浄剤を用いて行う。
粗面化処理はショットブラストやサンドブラストなどにより行う。
前記粗面化処理で用いる鋼球あるいは砂などのショット材に代えて、エポキシ樹脂粒子、セラミック粒子(アルミナ微粒子など)或いはこれらの混合粒子を用いると粗面化効果が向上する。
【0021】
溶射Zn層はポーラス(多孔質)なため、溶射Zn層に雨水が浸透し鉄系金属管と溶射Zn層との間に電食が生じて溶射Zn層が剥離し易くなる場合がある。
前記ダイス装置24により減面加工することにより溶射Zn層の密度が増し、雨水の浸透が防止される。また溶射Zn層が鉄系金属管と良好に密着し、溶射Zn層の犠牲陽極効果が安定して発現される。この減面加工は必要に応じて行う。前記減面率(鉄系金属管肉部の減面率)は、大きすぎると溶射Zn層が剥離することがあるので10%以下が望ましい。
【0022】
前記溶射Zn層への雨水の浸透は、溶射Zn層に接着剤を含浸させて溶射Zn層の孔部を封止することによっても防止できる。溶射Zn層に含浸した接着剤は溶射Zn層と鉄系金属管との結合力を高める作用も果たす。
【0023】
接着剤は、粘性の低いものが溶射Zn層へ容易に含浸するため望ましい。また1液性のものが2液性のものに比べて秤量および混合の工程が不要なため望ましい。さらに紫外線照射或いは電子線照射により硬化するものは作業性が良く推奨される。
接着剤はスプレー法、浸漬法、スピンコート法、ロールコーター法など常法により含浸させることができる。
【0024】
溶射Zn層に接着剤を含浸させ硬化させる工程を図3(ロ)に示した。
鉄系金属管3上にZn層を溶射し、溶射熱を冷却装置16bにより冷却したのち、前記Zn層に液状接着剤(図示せず)をスプレー装置31により含浸させ、次いで前記接着剤を紫外線照射装置32により硬化させる。接着剤の含浸と紫外線照射は必要に応じて繰り返し行う。
【0025】
このように接着剤を含浸させた溶射Zn層は雨水が侵入しないため鉄系金属管との間で電食が起きず、また溶射Zn層と鉄系金属管3との接合力が増大する。
従って溶射Zn層4aによる電食防止効果が長期にわたり安定して得られる。
前記減面加工と接着剤含浸の両方を施すことにより溶射Zn層4aの犠牲陽極効果が一層安定して発揮される。
【0026】
【実施例】
以下に、本発明を実施例により詳細に説明する。
(参考例1)
図3(イ)に示した方法により光ユニットを製造し、これにAl被覆鋼線を撚り合わせてOPGWを製造した。
前記光ユニットの鉄系金属管には、外径2.8mm、厚み0.2mmのステンレス(SUS304)管を用い、Zn層の厚みは、溶射量100〜3000g/m2 の範囲で種々に変化させた。前記鉄系金属管には0.25mm径の光ファイバーを24本収容した。得られたOPGWについて塩水噴霧試験をJIS Z 2371に準じて1000時間行って耐食性を評価した。
前記塩水噴霧試験後に、Al被覆鋼線に孔食が全く生じなかったものは耐食性が極めて良好(◎)、孔食が生じたが少数で実用上支障がないものは良好(○)、多数生じたものは不良(×)と評価した。
【0027】
(参考例2)
参考例1で製造した光ユニットに減面率10%のダイス引抜加工を施した他は、参考例1と同じ方法によりOPGWを製造し、参考例1と同じ方法により耐食性を評価した。
【0028】
(参考例3)
光ユニットの鉄系金属管に低炭素鋼管を用いた他は、参考例1と同じ方法によりOPGWを製造し、参考例1と同じ方法により耐食性を評価した。
【0029】
(比較例1)
参考例1において、Znが溶射被覆されていない光ユニットを用いた他は、参考例1と同じ方法によりOPGWを製造し、参考例1と同じ方法により耐食性を評価した。参考例1〜3及び比較例1の評価結果を表1に示した。
【0030】
【表1】
Figure 0003977267
(註)Zn溶射量:g/m
【0031】
表1から明らかなように、参考例(No.1〜8)のOPGWはいずれも耐食性に優れた。これは鉄系金属管表面のZn層の犠牲陽極効果によるものである。中でもZn層が厚いもの(No.5、6)、軽圧延によりZn層を緻密化したもの(No.7)はいずれも耐食性が特に優れた。
Znが溶射被覆されていない比較例1(No.9)は耐食性が劣った。
【0032】
(実施例1)
参考例1で用いた光ユニットのSUS管表面のZn層に、図3(ロ)に示した方法により1液性の接着剤を吹きつけて含浸させ、これに紫外線を照射して硬化させた。その他は、参考例1と同じ方法によりOPGWを製造し、参考例1と同じ方法により耐食性を評価した。結果を表2に示す。
【0033】
【表2】
Figure 0003977267
(註)Zn溶射量:g/m
【0034】
表1のNo.1〜3と、表2のNo.11〜13とを比較すると、鉄系金属管のZn層に接着剤を含浸させ硬化させることによりOPGW(Al被覆鋼線)の耐食性が向上することが分かる。
【0035】
【発明の効果】
以上に述べたように、本発明の光ユニットは、光ファイバを収容する鉄系金属管の表面にZnを層状に溶射したZn溶射層を有し、かつ前記Sn溶射層には接着剤が含浸され硬化されたもので、この光ユニットをAl線と撚り合わせたOPGWは、前記Zn層の犠牲陽極効果によりAl線の腐食が防止される。前記光ユニットは電縫加工法を利用して容易に製造できる。またZn溶射被覆後の鉄系金属管を軽圧延することにより、或いは光ユニットのZn層に接着剤を含浸させることにより溶射Zn層による犠牲陽極効果が安定して発現される。
依って、工業上顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明光ユニットの実施形態を示す横断面図である。
【図2】 本発明光ユニットを用いたOPGWの実施形態を示す横断面図である。
【図3】 (イ)は参考例の光ユニット製造方法を示す工程説明図、(ロ)は本発明の光ユニット製造方法の実施形態を示す工程説明図である。
【符号の説明】
1 光ユニット
2 光ファイバ
2a 光ファイバサプライ装置
3 鉄系金属管
4 Zn層
5 Al被覆鋼線
5a 鋼線
5b Al被覆層
6 OPGW
10 テープサプライ装置
11 鉄系金属テープ
12 ジェリ−
12a ジェリー注入機
13 造管装置
14 溶接機
16a 溶接熱冷却装置
16b 溶射熱冷却装置
17 ロール装置
18 ダイス装置
19 余長付与装置
20 脱脂・粗面化装置
21 溶射ガン
22 引出装置
23 巻取装置
24 ダイス装置
31 接着剤スプレー装置
32 紫外線照射装置

Claims (3)

  1. 鉄系金属管に光ファイバを収容した光ユニットにおいて、前記鉄系金属管の表面にZnが層状に溶射されたZn溶射層を有し、かつ前記Sn溶射層には接着剤が含浸され硬化されていることを特徴とする光ユニット。
  2. 前記請求項1記載の光ユニットが架空地線に複合されていることを特徴とする光ファイバ複合架空地線。
  3. 鉄系金属テープを筒状に成形しつつ、前記筒状成形体に光ファイバを連続的に挿入する工程、前記筒状成形体の端部を接合して鉄系金属管とする工程、前記鉄系金属管の表面にZnを層状に溶射してZn溶射層とする工程、前記溶射Zn層に接着剤を含浸させ硬化させる工程を具備することを特徴とする光ユニットの製造方法。
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