JP4191134B2 - 光ファイバケーブルの接続部 - Google Patents

Description

本発明は、中心に配されたテンションメンバーに、外表面にらせん状の溝、またはらせんの方向が適宜間隔で反転する反転らせん状の溝が穿たれた樹脂被覆が設けられ、この溝内に光ファイバが収納された、いわゆるスロット型光ファイバケーブルの接続部の改良に関するものである。

従来、例えば海底用電力ケーブルと光ファイバケーブルとを複合した電力光複合海底ケーブルの如きケーブルにおいては、光ファイバケーブルは電力ケーブルの隙間に収納されることが多い。
この種の光ファイバケーブルは、大きな水圧や電力ケーブルからの側圧を受け易いので、より側圧に強い構造のものが求められている。この要求に対応する典型的な構造のものとして、通称スロット型光ファイバケーブル（以下単に光ファイバケーブルという）と呼ばれている構造の光ファイバケーブルがある。

この光ファイバケーブルは、中心に配された鋼線の如きテンションメンバーに略断面円形の樹脂被覆を押出被覆したもので、この樹脂被覆の外表面には、その中に光ファイバを遊嵌状態で、すなわち余長を持たせた状態で収納するらせん状の溝、あるいはこの溝が所定のピッチでその方向を反転させる反転らせん状（通常ＳＺ型という）の溝が設けられ、光ファイバがその溝内に収納されている。
このように光ファイバが樹脂被覆表面に設けられた溝内に余長を持って収納されていることから、光ファイバがケーブル外部からの側圧や張力を直接受け難く、それ故外力に強い、という特徴を有している。

ところでこのような構造を有する光ファイバケーブル同士を接続した場合、接続した複数本の光ファイバは接続部を含むその近傍においては、樹脂被覆に設けられている溝内に収納できない長さが必ず生じてしまう。
その理由は、光ファイバケーブル同士を接続する場合、接続端部においてテンションメンバーや光ファイバを接続するためには、接続端から所定長さ樹脂被覆を除去してテンションメンバーを露出したり、接続に要する光ファイバの長さを所定長さ確保しなければならないからである。

この樹脂被覆を除去した所定長さ分については、接続後の光ファイバを収納する溝が存在しないため、光ファイバは遊動状態にある。
それ故、接続後の光ファイバをそのままの状態にしておくと、隣接する光ファイバ同士が絡んだり、あるいは接続部が自重で垂れ下がったりしてマイクロベンドを起こし、光ファイバの伝送損失が増加してしまうといった問題があった。

この問題に対処する一つの方法として、その使用目的は異なるものの特許文献１に記載されているようなスペーサをこの接続部に適用する方法がある。
これは図６及び図７が示すように、光ファイバケーブル１０、１０のテンションメンバー１の樹脂被覆１１を除去した部分に、ちょうど除去した樹脂被覆１１の長さに見合う２つ割りされた円柱状スペーサ３を用意し、これをこの円柱状スペーサ３の半割り面に設けられている凸部４と凹部５とを嵌め併せてテンションメンバー１に装着して使用するものである。

この円柱状スペーサ３の外表面には接続後の光ファイバ２を収納する溝６が設けられ、また中心部にはテンションメンバー１とその接続部７を収容する溝８がそれぞれ設けられている。
因みに、円柱状スペーサ３の外表面に設けられている溝６は、図７が示すように、光ファイバケーブル１０、１０の樹脂被覆１１の外表面に設けられている溝９とおおよそ連続するように形成されている。またこの円柱状スペーサ３の外径もテンションメンバー１に被覆されている樹脂被覆１１の外径とほぼ同径または少し小径に仕上げられて、接続部全体に保護スリーブ２０を被せた場合、光ファイバケーブル１０の外径とこの接続部の外径とが概略等しくなるようになっている。
ここで、図７における符号１２は、光ファイバケーブル１０に設けられているシースである。

特開平６−２１４１３１号公報

ところで、前述した図６、図７に示す円柱状スペーサ３を光ファイバケーブル１０の接続部に用いた場合、この接続部が常時光ファイバケーブル１０の直線部に存在している場合にはなんら問題はないが、この接続部が例えばケーブル布設路の曲げ部に来た場合には、円柱状スペーサ３が曲げを阻止する力として作用するため布設が極めて困難になる、という問題がある。
またこの接続部をケーブル製造の早い段階で形成した場合、この接続部付きの光ファイバケーブル１０を、例えば電力ケーブルと集合するときには、ドラムに巻いて後工程の集合工程まで運ぶ必要があるが、接続部に前述した円柱状スペーサ３が使用されていると接続部が曲り難くドラム巻きが容易でない、という問題がある。あえてドラムに巻こうとすれば、予想外の大きなドラムが必要になり、その結果後工程の設備の能力も変更が必要になる等、後工程の製造が極めて難しくなる、という問題もある。

そこで本発明の目的は、接続部内の光ファイバがマイクロベンドを起こして伝送損失の増加を起こさないように外力から保護でき、しかも従来のものより曲げ易く、その結果、ドラム巻きも容易で、後工程の製造に問題をきたすことのない光ファイバケーブルの接続部を提供することにある。

前記目的を達成すべく請求項１記載の光ファイバケーブルの接続部は、中心にテンションメンバーが配置され、このテンションメンバーの外側に被覆された樹脂被覆の表面にらせん状または反転らせん状の溝が設けられ、該溝内に光ファイバが収納されている光ファイバケーブル同士が接続された光ファイバケーブルの接続部が可撓性保護管で覆われてなり、前記テンションメンバーは各々接続端部で前記樹脂被覆が所定長除去されて露出された状態で接続されていて、かつ露出されたテンションメンバーの長さ方向には、前記可撓性保護管の内径以下の外径とその周方向に設けられた前記光ファイバが通過する溝または孔とを有する円板状のスペーサが間欠的に複数個装着されていて、前記光ファイバが前記スペーサにより余長を有する状態で保持されている光ファイバケーブルの接続部であって、（１）前記複数個のスペーサのうち前記テンションメンバー及び光ファイバの各接続部のすぐ両側に装着されるスペーサは、前記テンションメンバーに対して回転不能な固定スペーサであり、（２）前記テンションメンバーの露出開始端部にもっとも近い位置に装着されるスペーサは、前記テンションメンバーに対して回転自在な回転自在スペーサであって、（３）それ以外の範囲では固定スペーサと回転自在スペーサとが交互に装着されていることを特徴とするものである。

このような本発明の光ファイバケーブルの接続部によれば、接続部内におけるテンションメンバー同士及び光ファイバ同士の各接続部のすぐ両側には固定スペーサを配してテンションメンバーの接続部や光ファイバの接続部が振動等で振られて接続部に損傷が生じないように保護し、テンションメンバーの接続部からもっとも遠い位置に装着されるスペーサは回転自在スペーサとし、かつそれ以外の範囲では固定スペーサと回転自在スペーサとを交互に装着することで、光ファイバの余長を容易に調整できる。
また光ファイバの動きに対して、適度に回転自在スペーサの動きを添わせることができるので、スペーサの溝あるいは貫通孔内に収納されている光ファイバに加わる曲げや引っ張りを緩和することもでき、もって光ファイバの伝送損失の増加を抑えることができる。

以下に本発明の光ファイバケーブルの接続部の実施例を図１〜図５により詳細に説明する。

図１及び図２は本発明の一実施例を示すもので、図１は本発明の光ファイバケーブルの接続部の縦断面図、図２は図１に示すスペーサの実施例を示す平面図である。
図１が示すように、まず接続すべきスロット型の光ファイバケーブル１０、１０の接続端部のシース１２を、テンションメンバー１に被覆されている樹脂被覆１１の外表面に設けられている溝９内に収納されている光ファイバ２に傷をつけないように注意しながら所定長さ、ここでは約１０００ｍｍずつ剥ぎ取った。尚、この剥ぎ取り長さはケーブル全体の外径等にもよって変わるが、通常４００ｍｍ〜１０００ｍｍの範囲が一般的である。
次にテンションメンバー１に被覆されている樹脂被覆１１も、光ファイバ２に傷をつけないように配慮しながら約９５０ｍｍずつ剥ぎ取り、テンションメンバー１を両ケーブル１０、１０の接続端末で合計約１９００ｍｍ露出せしめた。すなわちシース１２の端部が樹脂被覆１１の端部より少し後退した位置になるようにした。

このようにシース１２と樹脂被覆１１とを必要長さ剥ぎ取ったら、最終的に光ファイバケーブルの接続部全体を覆う可撓性保護管、例えば金属製のインターロック管２１を予め一方の光ファイバケーブル１０に貫通せしめておく。
次に対向しているテンションメンバー１、１の端部を、光ファイバ２の接続に必要な長さ及び必要な余長を生み出すべく、例えば各々１００ｍｍずつ切り落とした。もちろんこの切り落とし長さは、この接続部に余長をどのくらい入れるか等を考慮してその都度調整される。

続いて露出状態の各テンションメンバー１、１に、図２が示す樹脂製の複数個の円板状のスペーサ１３を、その両側に図３が示すスペーサ固定部材１８がくるように、スペーサ固定部材１８と共に、スペーサ１３及びスペーサ固定部材１８のテンションメンバー貫通孔１６、１９にテンションメンバー１を、光ファイバ貫通孔１７に光ファイバ２をそれぞれ通した。ここでスペーサ１３は最終的にその装着間隔が１００ｍｍ〜２００ｍｍになることを想定して、必要な個数を両テンションメンバー１に通しておく。

しかる後テンションメンバー１、１の先端を金属スリーブ等に向き合わせて挿入し、この金属スリーブを加締めてテンションメンバー１、１の接続部７を形成した。
各光ファイバ２については、例えば汎用の融着接続器で融着接続し、この融着接続部に補強スリーブ等を装着して光ファイバ接続部１５を形成した。因みに、図１では光ファイバ２は１本しか描かれていないが、これは図を煩雑にしないために他の光ファイバを省略したもので、実際には複数本あるのが一般的である。

テンションメンバー１及び光ファイバ２の接続が完了したら、予め両テンションメンバー１、１に通してあるスペーサ１３をスペーサ固定部材１８や接着剤を用いて図１が示すようにテンションメンバー１に装着する。
ここでスペーサ１３の装着に際しては、テンションメンバー１に対して回転不能に装着する固定スペーサ１３ａと、テンションメンバー１に対して回転可能な回転自在スペーサ１３ｂとを所定のルールに従って装着し分けた。
ここで、例えばテンションメンバー１に対して回転可能とは、テンションメンバー１の軸周りに回転できることを意味している。

前述した所定のルールとは以下のようなものである。
テンションメンバー１の接続部７及び光ファイバ２の各接続部１５のすぐ両側に装着されるスペーサ１３はテンションメンバー１に対して回転不能な固定スペーサ１３ａとし、テンションメンバー１の露出開始端部にもっとも近い位置、すなわち図１において露出しているテンションメンバー１の左右端部にもっとも近い位置に装着されるスペーサ１３は、テンションメンバー１に対して回転自在な回転自在スペーサ１３ｂとし、それ以外の範囲では固定スペーサ１３ａと回転自在スペーサ１３ｂとを交互に装着する、というものである。
図１ではハッチングの入っている固定スペーサ１３ａとハッチングの入っていない回転自在スペーサ１３ｂとがこのルールに従ってテンションメンバー１にお互いの間隔が１００ｍｍ〜２００ｍｍの範囲で、ほぼ等間隔で装着されている。

固定スペーサ１３ａは接着剤等でテンションメンバー１に対して回転不能に固定されている。
一方、回転自在スペーサ１３ｂは、装着後テンションメンバー１の長さ方向に移動しないように前述した図３が示すスペーサ固定部材１８により左右から挟持されている。
また、回転自在スペーサ１３ｂは、スペーサ１３自体がそのテンションメンバー貫通孔１６とテンションメンバー１との間に適切なクリアランスを有しているので、スペーサ１３をテンションメンバー１に装着したままの状態で回転自在スペーサ１３ｂとして使用する。そしてこの回転自在スペーサ１３ｂは、その光ファイバ貫通孔１７を通されている光ファイバ２に張力が加わったりすると、その張力を緩和する方向にテンションメンバー１の軸周りを回転するような状態でテンションメンバー１に装着されている。

また固定スペーサ１３ａや回転自在スペーサ１３ｂは、金属製あるいは樹脂製からなる円板状のもので、その外径は可撓性保護管２１の内径より若干小さめの外径を有していて、可撓性保護管２１を被せた接続部全体の外径があまり大きくならないように、かつこの接続部に曲げが加わった際、可撓性保護管２１の内側で曲げに対応して動けるように設計されている。
さらにまた固定スペーサ１３ａ及び回転自在スペーサ１３ｂの装着間隔を１００ｍｍ〜２００ｍｍにしているが、この間隔は光ファイバケーブル１０、１０の樹脂被覆１１の外表面に形成されている溝９のピッチとは無関係である。
因みに、スペーサ１３の間隔が１００ｍｍ以下では、スペーサ１３が多過ぎて接続部が曲げ難くなり、２００ｍｍ以上になると、光ファイバ２の接続部１５が自重で垂れ下がってマイクロベンドを起こしたり、垂れ下がった接続部１５近傍の光ファイバ２が、可撓性保護管２１の内面と接触して擦れ、傷付く恐れが高くなる。

ところで光ファイバ２をスペーサ１３の光ファイバ貫通孔１７に通す場合には、もし樹脂被覆１１の溝９内に１本の光ファイバ２しか収納されていない場合には、１個の光ファイバ貫通孔１７に１本の光ファイバ２を貫通させ、２本以上の光ファイバ２が収納されている場合には、それらを１組にして１個の光ファイバ貫通孔１７に、また異なる溝９内に収納されている光ファイバ２の組と交差しないように貫通させる。

使用するスペーサ１３としては、光ファイバケーブル１０の樹脂被覆１１の外表面に設けられている溝９の本数に等しい数あるいはそれ以上の数の光ファイバ貫通孔１７を、その周方向に有するものを使用する。基本的には、樹脂被覆１１の外表面に穿たれている溝９の数と等しい光ファイバ貫通孔１７がその周方向に設けられているスペーサ１３を使用するものとする。
すなわち、樹脂被覆１１の外表面に穿たれている溝９が２本の場合には、原則的には図２の（ａ）が示すスペーサ１３を、溝９が３本なら図２（ｂ）が示すものを、そして溝９が４本なら図２（ｃ）が示すスペーサ１３を使用する。

ところでこの接続部において光ファイバ２に必要な余長を付与しなければならない。具体的には少なくともケーブル製造のための後工程及びケーブル布設に伴って光ファイバ２が受ける引っ張り力や曲げに対応できる余長を付与しなければならない。そのため図１が模式的に示すように、隣接する回転自在スペーサ１３ｂと固定スペーサ１３ａとを、例えば任意の１本の光ファイバ２が貫通する両固定スペーサ１３ａ、回転自在スペーサ１３ｂの光ファイバ貫通孔１７の位置がテンションメンバー１の中心軸を回転軸としてみた場合、９０°〜２７０°の範囲内でずれるように回転自在スペーサ１３ｂ側を固定スペーサ１３ａに対して回転し位置決めする。
好適には図１が示すように、ある任意の１本の光ファイバ２が回転自在スペーサ１３ｂの光ファイバ貫通孔１７を貫通後、隣接する固定スペーサ１３ａに設けられた前記回転自在スペーサ１３ｂの光ファイバ貫通孔１７と１８０°ずれた位置に設けられている光ファイバ貫通孔１７を通るように、回転自在スペーサ１３ｂ側をテンションメンバー１の軸周りに回転して調整する。

もちろんこのように固定スペーサ１３ａと回転自在スペーサ１３ｂとを位置取りできるように、予め接続前の光ファイバ２の長さを余長を含めて確保しておく必要があることはいうまでもない。
因みに、固定スペーサ１３ａと回転自在スペーサ１３ｂの各光ファイバ貫通孔１７のずれ角度が９０°以下では光ファイバ２に十分な余長を持たせることができないし、逆に２７０°以上になると、光ファイバ２がテンションメンバー１に絡み付いてマイクロベンドを起こし、伝送損失の増加を招いたり、回転自在スペーサ１３ｂが光ファイバ２に負荷された外力を緩和すべく回転しようとした際、この回転がテンションメンバー１に絡みついた光ファイバ２で阻害されてしまう恐れがあるからである。

ところで前述した図１の説明では、予め光ファイバ２の接続を行った上で各スペーサ１３の位置決め等必要な作業をしていたが、予めテンションメンバー１に各スペーサ１３をきちんと位置決めした後、各光ファイバ２を必要な個所、すなわち少なくとも固定スペーサ１３ａ間で接続部１５を形成する、前述した説明とは逆の手順で、この光ファイバケーブル１０の接続部を形成する方法もある。本発明の光ファイバケーブル１０の接続部においては、いずれの手順で形成するかを問うものではない。
尚、複数本の光ファイバ２にあっては、光ファイバ接続部１５の位置が１組の固定スペーサ１３ａ間に集まらないようにテンションメンバー１の長さ方向に適宜位置をずらして接続した。

図１が示す光ファイバケーブルの接続部によれば、テンションメンバー１の接続部７及び光ファイバ２の接続部１５のすぐ両側には固定スペーサ１３ａが装着されているので、特に光ファイバ２にあっては、振動等で接続部１５が振られて接続部１５が捩られたりして損傷するのを防止できる。
また回転自在スペーサ１３ｂも混在していることから、光ファイバケーブルの接続部において必要な光ファイバ２の余長を、この回転自在スペーサ１３ｂと隣接する固定スペーサ１３ａの角度を調整することで調節でき便利である。
加えて、この接続部に外力が加わって、光ファイバ２に張力が負荷しても、その際、回転自在スペーサ１３ｂが張力を緩和する方向に回転するため、光ファイバ２に外力が直接加わらないようにもなっている。

ところで使用するスペーサ１３としては、図２が示すスペーサ１３以外に、例えば図４（ａ）〜（ｃ）及び図５（ａ）〜（ｃ）が示す各スペーサ１３も用いることができる。
図４が示すスペーサ１３は点線の部分で２つに分割できるタイプのものを示している。図４が示す各スペーサ１３においては、最初に外側のリング部分を点線で示す部分で中心部と分離しておき、各光ファイバ貫通孔１７に所定の光ファイバ２を配置せしめたら外側のリング部分を中心部のものに装着し、必要なら接着剤で互いを接着し、光ファイバ２が光ファイバ貫通孔１７から抜け出さないようにしている。

また図５が示すように、スペーサ１３を点線が示す部分でさらに細かく、しかもテンションメンバー１の貫通孔１６を切り分けるように分割してもよい。
このようにテンションメンバー１の貫通孔１６を切り分けるように分割すると、テンションメンバー１や光ファイバ２を接続した後で、スペーサ１３をテンションメンバー１に装着できる利点がある。尚、装着に際しては接着剤等を利用して分離部分を接着し、一体化する。
因みに、図４、図５が示す分割タイプのスペーサ１３にあっては、最終的に一体化する場合、前述したように接着剤で一体化してもよいが、互いの合わせ面に予めお互いに嵌合する凹凸を設けておく方法等で一体化する方法も採用できる。

前述した図２、図４及び図５が示す各スペーサ１３の場合には、光ファイバ２はスペーサ１３の光ファイバ貫通孔１７内に収納されるため、スペーサ１３から外部に飛び出さないから、光ファイバケーブルの接続部の形成作業がやり易くなる利点がある。もちろんスペーサ１３としては光ファイバ貫通孔１７を設けたもの以外に、スペーサ１３の表面の周方向に溝を設けたものであってもよいことはいうまでもない。但し、このようなスペーサ１３を使用する場合には、スペーサ１３の各溝に光ファイバ２を収納したら、その外側を抑え巻き等で覆い、光ファイバ２がスペーサ１３の溝から飛び出さないようにする。

また前記実施例では可撓性保護管２１として金属製のインターロック管の例を示しているが、他にも金属製の波付き管やプラスチック製の波付き管等も使用できる。
またこの光ファイバケーブルを電力光複合海底ケーブルとすべく、電力ケーブルと複合して使用する場合には、可撓性保護管２１は金属製の管であるインターロック管や金属製の波付き管を用いる。

また、前述した実施例では光ファイバケーブルが海底布設用の電力ケーブルの隙間に収納されるような構造のものに適用される前提で説明したが、本発明の光ファイバケーブルの接続部は、このような電力ケーブルとの複合ケーブルにのみ適用が限定されるものではなく、光ファイバケーブルが単にスロット型の光ファイバケーブルであれば、いずれのものにも適用できる。

以上述べたように本発明の光ファイバケーブルの接続部によれば、接続部内の光ファイバがマイクロベンドを起こして伝送損失の増加を起こさないように外力から保護でき、しかも従来のものより曲げ易く、その結果、ドラム巻きも容易で、後工程の製造に問題をきたすことのない光ファイバケーブルの接続部を提供することができる。

本発明の光ファイバケーブルの接続部の一実施例を示す縦断面模式図である。 本発明に用いるスペーサの一例であって、光ファイバ貫通孔が２個〜４個設けられているものを示す平面図である。 テンションメンバーにスペーサを固定するためのスペーサ固定部材の一例を示す平面図である。 本発明に用いるスペーサの別の例を示すものであって、それぞれ光ファイバの貫通孔が２個〜４個設けられているものを示す平面図である。 本発明に用いるスペーサのさらに別の例を示すものであって、それぞれ光ファイバの貫通孔が２個〜４個設けられているものを示す平面図である。 従来の円柱状スペーサの一部断面斜視図である。 図６が示す従来の円柱状スペーサを光ファイバケーブルの接続部に適用した例を示す縦断面模式図である。

符号の説明

１ テンションメンバー
２ 光ファイバ
３ 円柱状スペーサ
６ 溝
７ テンションメンバーの接続部
９ 溝
１０ スロット型光ファイバケーブル
１１ 樹脂被覆
１２ シース
１３ スペーサ
１６ テンションメンバー貫通孔
１７ 光ファイバ貫通孔
１８ スペーサ固定部材
２０ 保護スリーブ
２１ 可撓性保護管

Claims (1)

1. 中心にテンションメンバーが配置され、このテンションメンバーの外側に被覆された樹脂被覆の表面にらせん状または反転らせん状の溝が設けられ、該溝内に光ファイバが収納されている光ファイバケーブル同士が接続された光ファイバケーブルの接続部が可撓性保護管で覆われてなり、前記テンションメンバーは各々接続端部で前記樹脂被覆が所定長除去されて露出された状態で接続されていて、かつ露出されたテンションメンバーの長さ方向には、前記可撓性保護管の内径以下の外径とその周方向に設けられた前記光ファイバが通過する溝または孔とを有する円板状のスペーサが間欠的に複数個装着されていて、前記光ファイバが前記スペーサにより余長を有する状態で保持されている光ファイバケーブルの接続部であって、
   前記複数個のスペーサのうち前記テンションメンバー及び光ファイバの各接続部のすぐ両側に装着されるスペーサは、前記テンションメンバーに対して回転不能な固定スペーサであり、
   前記テンションメンバーの露出開始端部にもっとも近い位置に装着されるスペーサは、前記テンションメンバーに対して回転自在な回転自在スペーサであって、
   それ以外の範囲では固定スペーサと回転自在スペーサとが交互に装着されていることを特徴とする光ファイバケーブルの接続部。

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