JP4017990B2 - 光ファイバ用分岐装置 - Google Patents

Description

本発明は、多芯テープまたは多芯ケーブル用の分岐装置に関する。より詳細に言うと、本発明は、アラミド繊維のような強力部材を用いて長手方向の強度を補強した高耐久化ファンアウトまたは分岐アセンブリと共に使用する分岐装置に関する。

本明細書では、本発明の説明を光ファイバのマルチファイバテープまたはケーブルに関連して行うが、本発明は、光ファイバ以外の導体にも等しく適用でき、有用であると考えられる。例えば、ここに記載する分岐装置は、多芯ケーブルの一部としての微小同軸導体のような電気導体と共に使用することができる。したがって、本明細書で光ファイバおよび光ファイバケーブルと言う場合は、電気導体とそれに関連するケーブルも含むことを意図している。

通信網、ケーブルテレビ網、データ通信網などの用途に光ファイバケーブルを使用することは周知となっている。光ファイバ系統を使用する利点には、信号伝送の帯域が広いことと、電磁干渉に対する固有の不感受性がある。このような利点をもつことから、光ファイバケーブルはますます普及してきている。そのため、光ファイバケーブルと共に使用する使用法および製造法が簡単な部品に対する需要が大きくなりつつある。

光ファイバケーブルの外観は電気ケーブルのそれと類似している。光ファイバケーブルは一般に光ファイバとその他のケーブル素子からなり、これらは外被により外部環境から保護されている。一般に、ケーブルの長手方向の強度をさらに強化するために、アラミド繊維のような強力部材が外被の中に配置されている。また、ケーブル心線の管またはダクトの中に緩く束ねた光ファイバを容れた形式のケーブルとしても良い。この場合もアラミド繊維のような強力素子を含ませることができる。

個々の光ファイバに接続を行うためには、コネクタ接続用に個々の光ファイバを分離しなければならない。一般に、個別に露出しているファイバは、それぞれが当該技術分野で分岐管またはファンアウト管として知られているものによって保護されている。一般的な分岐管は、光ファイバを受容する内管から成る。内管は、アラミド繊維のような強力部材と外部環境から保護するための外被とで取り囲まれている。マルチファイバケーブルから個別の分岐管へと遷移する際には、光ファイバの各々を保護することが必要であり、また望ましい。そのため、光ファイバの敷設を確実かつ効率的に行うために、分岐ユニットを用いて個々の光ファイバの取扱い、コネクタの接続、スプライスを容易にすることが必要である。分岐ユニットはマルチファイバケーブルから分岐管へと遷移する領域でファイバを保護する必要がある。

分岐キットは分岐部の各種部材を適正に保護または固定できなかったり、組立てが非常に困難である場合がある。また、分岐キットの中には工具やキャプセル剤の使用を要するものがあり、取扱いを複雑なものにしている。特別な工具やキャプセル剤を必要としない分岐方法と装置があれば、光ファイバケーブルの組立て時に大きな利点となる。さらに、光ファイバケーブルを狭い空間領域で使用することが多くなっているため、小型（断面、長さ共に）の分岐ユニットがあればなお有利である。また、個々の光ファイバを折り曲げると光ファイバの性能に悪影響を及ぼすことがあるため、できるだけ光ファイバを折り曲げない分岐ユニットが望ましい。

ここに記載する本発明の分岐装置は、複数の導体を有する光ファイバケーブルや電気ケーブルのような多芯ケーブルの個々の導体を分離・保護するための、使用および組立てが簡単な装置を提供するものである。本発明の分岐装置はキャプセル剤や特殊な工具の使用を必要としない。また、ここに記載する分岐装置は、断面・長さ共に小型であり、それによって狭い空間領域での分岐装置の使用を可能にしている。

好ましい実施形態では、本発明の分岐装置は、第１端部と第２端部とを有する分岐スペーサを備え、第１端部から第２端部まで分岐スペーサの内部を貫通して複数の通路が延びている。各通路は、補強繊維を備える形式の個別分岐管を受容するように構成されている。複数の通路の各々が、分岐スペーサの外表面に該通路に対応するチャネルを備える。チャネルは分岐管の補強繊維を受容するだけの大きさとなっている。指標リングが分岐スペーサの外周を囲んで配置され、分岐スペーサの各チャネルの一部を被覆する。指標リングはチャネルと平行に指標リングを通って延在する空隙を備えており、分岐管補強繊維が配置されるように構成されている。指標リングを回転することにより、補強リングが定位置に固定される。指標リングの空隙は、複数のチャネルの何れかと選択的に整列させることができる。締付リングが分岐スペーサの第２端部と係合するように構成され、保護部材は分岐スペーサの第１端部と係合するように構成される。保護部材はまた、補強繊維を備える形式の多芯光ファイバケーブルを受容するように構成される。圧着リングを設けて、多芯光ファイバケーブルの補強繊維を保護部材に対して緊密に圧着させる。

本発明の分岐装置は、分岐管の補強繊維とケーブルの補強繊維に張力が加えられた時に、分岐スペーサには圧縮応力が印加されるように構成される。すなわち、分岐管の補強繊維とケーブルの補強繊維における張力が分岐スペーサにおける圧縮へと変換されるのである。分岐スペーサは高分子材料で形成するのが好ましく、高分子材料は本質的に張力に対するより圧縮に対して強い材料であるため、分岐スペーサを圧縮状態におくことで、使用時に圧縮スペーサが破断する危険性が低減される。これによって分岐装置の機械的信頼性が大きく向上する。

図１Ａは、多芯ケーブル（多芯光ファイバケーブルや複数導体ケーブルなど）および個別の分岐管と共に使用する分岐装置１０を示す分解図である。図１Ｂは導体や分岐管を付けずに組み立てた分岐装置１０を示している。分岐装置１０は分岐スペーサ１２と、指標リング１４と、締付リング１６と、遷移領域保護部材１８と、圧着リング２０とを備える。

明確さを期すため、以下の分岐装置１０の説明は、多芯光ファイバケーブルに関してのみ行うが、導体が光学導体ではなく電気導体である多芯ケーブルにも等しく適用できるものである。

以下により詳細に説明するように、分岐スペーサ１２は分岐管を装着し、分岐管と多芯光ファイバケーブルの両方から出る補強用の強化部材（一般にはケブラー（Ｋｅｖｌａｒ（商標））等のアラミドフィラメントまたは繊維）を案内・固定する働きをする。分岐スペーサ１２は好ましくは円筒形状であり、第１端部３０と第２端部３２とを有する。第１端部３０から第２端部３２まで分岐スペーサ１２内部を貫通して複数の通路３４が延在している。各通路３４が個々の分岐管を受容するように構成されている。分岐スペーサ１２の外表面３８に、前記複数のチャネル３４のそれぞれに対応するように複数のチャネル３６が形成されている。チャネル３６は分岐管の補強用アラミド繊維を受容する大きさとされている。

指標リング１４は、分岐管の補強用アラミドフィラメントを分岐スペーサ１２のチャネル３６上に整理して固定するために使用されるものである。指標リング１４（保持リング）は分岐スペーサ１２を囲み、分岐スペーサ１２の外表面３８の周りで回転する。好ましくは、分岐スペーサ１２の外周にバンド３９を形成し、指標リング１４を分岐スペーサ１２上の定位置に保持するようにすると良い。指標リング１４は各チャネル３６の少なくとも一部を被い、空隙または開口部４０を備えており、この空隙または開口部４０を複数のチャネル３６のいずれかと選択的に整列させることにより、所望のチャネル３６の１つの中に補強フィラメントを容易に案内させることができる。指標リング１４の開口部４０がチャネル３６と整列されないと、チャネル３６内の補強フィラメントが指標リング１４によって分岐スペーサ１２に対して固着される。

光ファイバを曲げて分岐スペーサおよび分岐管に入れる遷移領域において光ファイバを保護するために保護部材１８が使用される。保護部材１８は、光ファイバのミクロ的およびマクロ的な曲げが無制御または偶発的に生じて光ファイバの性能に悪影響を及ぼすのを防止する。好ましい実施形態では、保護部材１８および分岐スペーサ１２の相対回転を防止するように相互に係合される。例えば保護部材１８にキー部材を設けて分岐スペーサ１２と噛合い係合させることにより、保護部材１８と分岐スペーサ１２との相対回転を防止することができる。

圧着リングを用いて多芯光ファイバケーブルからのアラミド繊維を圧着すると共に、光ケーブル外被を保護部材１８内部に圧着する。

当業者には周知のように、ここに記載する分岐装置は、使用するケーブルおよびファイバに合わせて任意の大きさとすることができる。分岐装置の寸法が所期の用途により大幅に変わることを見越して、ここに挙げる数字は説明的な意味しかもたないものである。但し、より一般的に使用される光ケーブルと共に使用する好ましい実施形態においては、分岐スペーサ１２の大きさは長さ約０．７〜１．０インチの範囲、直径約０．３〜０．５インチの範囲である。チャネル３６は幅約０．０３〜０．０５インチの範囲、深さ約０．１０〜０．１５インチの範囲である。指標リング１４は、分岐スペーサ１２の直径とほぼ一致する大きさとし、指標リング１４の幅は約０．２〜０．５インチの範囲とする。

分岐装置１０の使用法および組立て方法を図２〜１５に示すと共に、次に詳細に説明する。使用時、分岐管５０は分岐スペーサ１２の第２端部３２に挿入され、分岐管５０が切断されて分岐管５０内部の補強フィラメント５２が露出される。図２に示すように、分岐管５０が挿入されている通路３４に対応するチャネル３６と指標リング１４の空隙４０が整列され、補強フィラメント５２が分岐スペーサ１２の縁部５４の上に引き出されて、この上に曲げられる。図３に示すように、補強フィラメント５２が分岐スペーサ１２の縁部５４を巡ってさらに曲げられるのに伴い、補強フィラメント５２は指標リング１４の空隙４０を通って案内され、分岐スペーサ１２のチャネル３６に入る。次に、図４に示すように指標リング１４を回転させることにより、チャネル３６内の補強フィラメント５２を分岐スペーサ１２上に固定することができる。このようにして補強フィラメント５２を分岐スペーサ１２の第１端部３０に隣接して固定することで、補強フィラメント５２に張力を加える結果、第１端部３０に対して第２端部３２の方向の力が加わる。補強フィラメント５２は比較的滑り易い材料で形成されることが多いため、好ましくは図５および図６に示すように、補強フィラメント５２をさらに指標リング１４の上に曲げ返すことにより、補強フィラメント５２が指標リング１４と分岐スペーサ１２との間で滑る可能性を小さくする。さらなる固定措置として、補強フィラメントを圧着リング２０で固定するようにしても良い。

上述の分岐管５０の設置プロセスを、個々の分岐管５０とそれに関連する補強フィラメント５２ごとに繰り返し行い、図７に示すように分岐管５０と補強フィラメント５２とが指標リング１４により分岐スペーサ１２内に固定されるようにする。

分岐管５０を分岐スペーサ１２に固定した後、多芯光ファイバケーブル６２から出る個々の光ファイバ６０を図８に示すように適正な分岐管５０の中に送入する必要がある。

必ずしも必要ではないが、分岐スペーサ１２内の通路３４は、個々の光ファイバ６０を多芯光ファイバケーブルから分岐装置１０内に導き入れる際に、これらの光ファイバが曲がったり交差したりするのをできるだけ避けるような配置とするのが好ましい。１２芯光ファイバテープケーブルと共に使用する通路３４の好ましい配置を図９Ａおよび図９Ｂに示す。図９Ａにおいて通路３４に番号を付した順番で、個々の光ファイバ６０を通路３４に送入するのが好ましい。こうすることで、図９Ｂに示すように、個別光ファイバ６０の交差を回避することができる。また、分岐スペーサ１２の断面が円形であることにより、装置の「フットプリント」が最小化されるため、光ファイバ６０がケーブルから分岐スペーサ１２へ移行する際に必要な光ファイバ６０の曲げの程度も小さくすることができる。勿論、当業者には容易に理解できるように、通路３４の配置方法として複数の方法を用いることができる。また、やはり当業者には理解できるように、一般に使用されている４本、８本、および１２本の光ファイバを有するケーブルを含め、任意の数の光ファイバ６０に関して通路配置および光ファイバ６０の送入順序を同じにすることができる。

個々の光ファイバ６０をそれぞれの分岐管５０内に入れた後、光ファイバケーブル６２から出る補強フィラメント６４を遷移領域保護部材１８の両側に設けられた開口スロット６６を介して引き出す。次に図１０および図１１に示すように、ケーブル補強フィラメント６４を締付リング１６に通した後曲げ戻す。

次に、光ファイバケーブル６２の補強フィラメント６４を締付リング１６の上で締付けることにより、締付リング１６を分岐スペーサ１２に緊密に引き寄せると共に、補強フィラメント６４を分岐スペーサ１２の第２端部３２に固定する。締付リング１６と分岐スペーサ１２とを楔着係合させることが好ましい。光ファイバケーブル６２の補強フィラメント６４が締付けられるに従って、光ファイバケーブル６２は保護部材１８内の適正な位置に着座するようになる。ここで分かるように、ケーブル補強フィラメント６４に張力が加えられることで、結果的に第２端部３２に対して第１端部３０の方向の力が加えられることになるのである。

図１２に示すように、光ファイバケーブル６２の補強フィラメント６４を圧着リング２０の下を通して引張るのが好ましい。圧着リング２０は圧着されて補強フィラメント６４を定位置（図１３）に保持すると共に、補強フィラメントが滑るのを防止する。必要であれば上述のように、補強フィラメント５２も圧着リング２０の下に圧着するようにしても良い。好ましくは、図１４と図１５に示すように、フィラメント６４（と必要であればフィラメント５２）を指標リング１４の方へ再び曲げ返し、保護部材７０を分岐装置１０の上に配設する。保護部材７０は、例えば図１５に示すような熱収縮性または低温収縮性の管、あるいは図１６に示すような成型シェルとすることができる。保護部材７０を熱収縮性または低温収縮性の管とした場合は、分岐装置を円筒形状とするのが好ましい。これは、円筒形状とすることで、組立てを完了した時に熱収縮性または低温収縮性の管を分岐・遷移領域の上により均等に付着させることができるためである。

分岐装置１０の各部材は適宜任意の材料で形成することができるが、圧着リング２０を除く部材については、例えばポリカーボネート（ＰＣ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、またはポリエーテルイミド（ＰＥＩ）など多様な標準的エンジニアリングポリマーで形成するのが好ましい。このような高分子材料を使用することで、コストが低い、製造が容易、軽量である、など多くの利点が得られる一方、それに伴う欠点もある。主な欠点として、高分子材料は本質的に圧縮より張力に弱いということがある。分岐装置１０の機能の一つは、多芯ケーブル６２の補強フィラメント６４を分岐管５０の補強フィラメント５２に効果的に連結またはスプライスして、光ファイバ６０の周りの引張り強度の補強を維持することにある。上述のように、補強フィラメント５２、６４は、補強フィラメント５２に加わる張力によって、結果的に第２端部３２の方向の力が第１端部３０に加えられ、補強フィラメント６４に加わる張力によって、結果的に第１端部３０の方向の力が第２端部３２に加えられるように、分岐スペーサ１２に固定される。そのため、補強フィラメント５２、６４が同時に緊張することによって、分岐スペーサ１２内部に圧縮力が生まれ、それによって分岐スペーサ１２が破断する確率を大きく低減することができる。

上述の分岐装置１０は多くの利点を有する。分岐装置１０は補強フィラメント５２、６４をチャネル３６内に整理するのを助ける働きをする。また、分岐装置１０は、光ファイバ６０の性能を低下させる恐れのあるミクロ的、マクロ的な曲げから個々の光ファイバを保護する働きをする。分岐装置１０は、さらに、分岐スペーサ１２内部に圧縮応力を生み出すことにより、破断の可能性を低減する。このように、本発明は、美観的に優れる上、機械的信頼性も高く、小型で嵩張らない分岐装置を提供するものである。

本発明の分岐装置を示す分解斜視図である。 図１の分岐装置を組み立てた状態を示す斜視図である。 分岐装置へ分岐管を取り付ける方法を示す。 分岐装置へ分岐管を取り付ける方法を示す。 分岐装置へ分岐管を取り付ける方法を示す。 分岐装置へ分岐管を取り付ける方法を示す。 分岐装置へ分岐管を取り付ける方法を示す。 分岐装置へ分岐管を取り付ける方法を示す。 個別光ファイバを分岐管の中へ挿入する状態を示す。 １２芯ケーブル用分岐装置内に分岐管を配置する好ましい形態を示す。 １２芯ケーブル用分岐装置内に分岐管を配置する好ましい形態を示す。 多芯光ファイバケーブルを分岐装置に取り付ける方法を示す。 多芯光ファイバケーブルを分岐装置に取り付ける方法を示す。 多芯光ファイバケーブルを分岐装置に取り付ける方法を示す。 多芯光ファイバケーブルを分岐装置に取り付ける方法を示す。 多芯光ファイバケーブルを分岐装置に取り付ける方法を示す。 分岐ユニット、分岐管および多芯光ファイバケーブルを組み立てて保護部材内に収容した状態を示す斜視図である。 保護部材の別の実施形態を示す部分断面図である。

Claims (3)

1. 光ファイバ用分岐装置（１０）であって、
   第１端部（３０）と第２端部（３２）とを有する分岐スペーサ（１２）であって、前記第１端部（３０）から前記第２端部（３２）まで該分岐スペーサ（１２）の内部を貫通して延びる複数の通路（３４）を備え、前記複数の通路（３４）の各々が分岐スペーサ（１２）の外表面（３８）上に別個に対応するチャネル（３６）を有しており、各通路（３４）が補強繊維（５２）を有する分岐管（５０）を受容するように構成されており、かつ各チャネル（３６）が前記分岐管（５０）の強化繊維（５２）を受容するように構成されて成る分岐スペーサ（１２）と、
   前記分岐スペーサ（１２）を囲み、前記分岐スペーサ（１２）の前記各チャネル（３６）の一部を被覆しており、分岐管補強繊維（５２）を前記複数のチャネル（３６）の１つの中を通過させるように、前記チャネル（３６）と平行に整列して延びる空隙（４０）を有しており、前記分岐スペーサ（１２）の周りを回転する指標リング（１４）と、
   前記分岐スペーサ（１２）の第２端部（３２）と係合し、かつ多芯光ケーブル（６２）の補強繊維（６４）を前記分岐スペーサ（１２）に対して圧締めするように構成されている締付リング（１６）と、
   前記多芯光ファイバケーブル（６２）を受容する第１端部と、前記分岐スペーサ（１２）の第１端部（３０）と嵌合する第２端部とを有する保護部材（１８）と、
   前記保護部材（１８）の第１端部上に分岐管補強繊維およびケーブル補強繊維（６４）を固定する圧着リング（２０）と、を含んで成る分岐装置（１０）。
2. 複数の導体と長手方向の強度を補強する補強繊維とを備える形式のケーブル用の分岐装置（１０）であって、
   第１端部（３０）と第２端部（３２）とを有する分岐スペーサ（１２）と、
   前記第１端部（３０）から前記第２端部（３２）まで前記分岐スペーサ（１２）内部を貫通して延びる複数の通路（３４）とを備え、各通路（３４）が補強繊維（５２）を有する分岐管（５０）を受容できるだけの大きさであり、各分岐管（５０）が前記ケーブルの前記複数の導体の１つを受容できるだけの大きさであり、
   前記分岐スペーサ（１２）が、前記第２端部（３２）から延びる分岐管補強繊維（５２）を前記第１端部（３０）において固定し、前記第１端部（３０）から延びる前記ケーブル補強繊維（６４）を前記第２端部（３２）において固定することにより、前記分岐管補強繊維（５２）とケーブル補強繊維（６４）が前記分岐スペーサ（１２）に圧縮応力を加えるように構成されている、分岐装置（１０）。
3. 長手方向の強度を補強する補強繊維を有する形式の多芯ケーブルの個々の導体を分岐させる方法であって、
   第１端部（３０）と第２端部（３２）とを有し、前記第１端部（３０）から前記第２端部（３２）まで前記分岐スペーサ（１２）内部を貫通して延在する複数の通路（３４）を備え、各通路（３４）が補強繊維（５２）を有する分岐管（５０）を受容できるだけの大きさである分岐スペーサ（１２）を設け、かつ各分岐管（５０）を前記ケーブルの前記複数の導体の１つを受容できるだけの大きさとするステップと、
   前記分岐管補強繊維（５２）を前記分岐スペーサ（１２）の第２端部（３２）から前記通路（３４）を介して前記分岐スペーサ（１２）の第１端部（３０）まで案内するステップと、
   前記分岐管補強繊維（５２）を前記分岐スペーサ（１２）の第１端部（３０）に隣接して固定するステップと、
   前記ケーブル補強繊維（６４）を前記分岐スペーサ（１２）の第１端部（３０）から前記分岐スペーサ（１２）の第２端部（３２）まで案内するステップと、
   前記ケーブル補強繊維（６４）を前記分岐スペーサ（１２）の第２端部（３２）に隣接して固定するステップとを含んで成り、
   前記分岐管補強繊維（５２）および前記ケーブル補強繊維（６４）を引張ることにより前記分岐スペーサ（１２）を圧縮する方法。

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