JP5855208B2 - 補強スリーブおよび光ファイバ心線の接続部の補強方法 - Google Patents

Description

本発明は、補強スリーブおよび光ファイバ心線の接続部の補強方法に関するものである。

従来、光ファイバコード同士や光ファイバケーブル同士の接続部の補強構造として、（１）光ファイバ心線同士の融着接続し、接続部に補強部材を配設し、内側チューブを被せて収縮させた後、さらに外側チューブを被せて収縮させるものがあった（例えば、特許文献１参照）。

図８は、従来の補強スリーブ１０７を加熱補強する際の温度を示す図である。光ファイバコード同士や光ファイバケーブル同士の接続部の補強構造としては、他に、図８に示すように、（２）内部チューブ１０１に光ファイバ心線１２３ａと光ファイバ心線１２３ｂとの接続部１２５を収納し、内部チューブ１０１の外壁に沿って抗張力体１０３を配置し、内部チューブ１０１および抗張力体１０３を外部チューブ１０５で覆った状態で加熱し、内部チューブ１０１を溶融させつつ外部チューブ１０５を収縮させるものがあった（例えば、特許文献２参照）。

特開２０１０−２１１０６７号公報 特開２００８−３３２６６号公報

しかしながら、（１）の方法では、光ファイバ心線同士の融着後に、補強部材、内部チューブ、外部チューブを順次設置するため、工程が複雑であり、補強構造の形成に時間を要した。（２）の方法は、光ファイバ心線同士の接続部１２５を配置した補強スリーブ１０７を一体で加熱することにより、補強構造の形成を高速化するものであるが、光ファイバ心線同士の融着接続動作は２０秒以下に高速化されているのに対し、補強スリーブ１０７による加熱補強を確実に行なうには一般に３０〜４０秒程度を要した。（２）の方法において、さらなる高速化を図るためには、補強スリーブ１０７による加熱補強に要する時間を短縮する必要があった。

（２）の方法において、補強スリーブ１０７による加熱補強に要する時間を短縮するための対策として、加熱収縮に使用する発熱体の構造を工夫して加熱温度の上昇を図るものがあった。

図９は、（２）の方法において、高速で補強構造を形成する過程を示す図である。図９の（ａ）図は、光ファイバ心線１２３ａと光ファイバ心線１２３ｂとの接続部１２５を補強スリーブ１０７の内部チューブ１０１に収納した状態を示す。（２）の方法では、図９の（ａ）図に示す状態で、補強スリーブ１０７を発熱体に設置する。発熱体は、図８の破線１０９に示すように、補強スリーブ１０７の設置前には、中央部の温度が高く、端部の温度が低くなるように温度勾配が設けられている。この温度設定は、補強スリーブ１０７の中央部から端部に向かって収縮を進めるためものである。

図９の（ｂ）図および図９の（ｃ）図は、外部チューブ１０５および内部チューブ１０１が変形する過程を示す。発熱体に補強スリーブ１０７を設置すると、図８の実線１１１に示すように、補強スリーブ１０７を設置した部分の温度が下がり、補強スリーブ１０７の端部の外側の温度が相対的に高くなる。そのため、発熱体に設置した補強スリーブ１０７では、まず、図９の（ｂ）図に示すように、外部チューブ１０５の中央部１１５および端部１１３からの収縮、内部チューブ１０１の中央部１１７からの溶融が進む。次に、図９の（ｃ）図に示すように、外部チューブ１０５の端部１１３よりも発熱体の中央側に配置されている内部チューブ１０１の端部１１９からの溶融が始まる。

図９の（ｄ）図は、補強構造１２７が形成された状態を示す。加熱終了後は、図９の（ｄ）図に示すように、外部チューブ１０５が十分に収縮し、内部チューブ１０１が溶融して光ファイバ心線１２３の接続部１２５の周囲に固着する。しかし、補強構造１２７では、内部に空気層１２１が残る場合がある。

空気層１２１は、外部チューブ１０５の端部１１３が内部チューブ１０１の端部１１９よりも先に収縮して開口部を閉ざしてしまい、内部チューブ１０１の内部から補強スリーブ７の外部への空気の押し出しが阻害されることにより、補強構造１２７内に残留する。補強構造１２７の内部に残留する空気層１２１や気泡は、光ファイバ接続部の長期信頼性を損なう可能性がある。

本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたもので、その目的とすることは、内部に空気層や気泡を残すことなく、高速で光ファイバ心線の接続部を補強できる補強スリーブおよび光ファイバ心線の接続部の補強構造を提供することである。

前述した目的を達成するために、第１の発明は、光ファイバ心線の接続部を補強する補強スリーブであって、熱収縮性チューブと、前記熱収縮性チューブの内部に配置された筒状の熱溶融性部材と、前記熱溶融性部材に沿って、前記熱収縮性チューブの内部に配置された抗張力材と、を具備し、前記熱収縮性チューブの断面は円形であって、前記熱溶融性部材は、内部に光ファイバ心線の接続部が配置可能であって、前記熱溶融性部材の断面は、円形に凹みを設けて扁平された形状であって、前記熱収縮性チューブの内壁に沿った円形部と、前記抗張力材の外周に沿った凹みを有し、前記熱溶融性部材は、前記熱収縮性チューブの内壁に沿って配置され、前記抗張力材は、前記熱溶融性部材の凹みの外壁に沿って配置されて、前記熱溶融性部材と前記抗張力材とが、位置ずれしないように固定されていることを特徴とする補強スリーブである。

第１の発明の補強スリーブを用いれば、抗張力材を、熱溶融性部材の凹みの外壁に沿って配置することにより、抗張力材と熱溶融性部材との位置ずれが防止される。

第２の発明は、熱収縮性チューブと、前記熱収縮性チューブの内部に配置された筒状の熱溶融性部材と、前記熱溶融性部材に沿って、前記熱収縮性チューブの内部に配置された抗張力材と、を具備する補強スリーブを用い、前記熱収縮性チューブを円形の断面とし、前記熱溶融性部材を、円形に凹みを設けて扁平された形状の断面とし、前記熱収縮性チューブの内壁に沿った円形部と、前記抗張力材の外周に沿った凹みを有し、前記熱溶融性部材を、前記熱収縮性チューブの内壁に沿って配置し、前記抗張力材を、前記熱溶融性部材の凹みの外壁に沿って配置するとともに、前記補強スリーブの前記熱溶融性部材に光ファイバ心線を挿通した状態で、前記光ファイバ心線の先端を他の光ファイバ心線の先端と融着接続して接続部を形成し、前記補強スリーブを前記光ファイバ心線の前記接続部の位置に移動し、前記補強スリーブを加熱し、前記熱収縮性チューブを収縮させ、前記熱溶融性部材を溶融させることにより、前記抗張力材と前記光ファイバ心線の接続部とを一体化することを特徴とする光ファイバ心線の接続部の補強方法である。

第２の発明によれば、抗張力材を、熱溶融性部材の凹みの外壁に沿って配置することにより、抗張力材と熱溶融性部材との位置ずれが防止される。

本発明によれば、内部に空気層や気泡を残すことなく、高速で光ファイバ心線の接続部を補強できる補強スリーブおよび光ファイバ心線の接続部の補強構造を提供できる。

補強スリーブ７の構成部材を示す図 補強スリーブ７の斜視図 補強スリーブ７の概要を示す図 補強スリーブ７を加熱補強する際の温度を示す図 高速で補強構造３３を形成する過程を示す図 補強スリーブ７ａの概要を示す図 補強スリーブ７ａを用いた補強構造３３ａの斜視図 従来の補強スリーブ１０７を加熱補強する際の温度を示す図 高速で補強構造を形成する過程を示す図

以下、図面に基づいて、本発明の第１の実施の形態について詳細に説明する。図１は、補強スリーブ７の構成部材を示す図である。図１の（ａ）図は熱溶融性部材１の斜視図、図１の（ｂ）図は抗張力材３の斜視図、図１の（ｃ）図は熱収縮性チューブ５の斜視図である。

図１に示すように、補強スリーブ７は、熱溶融性部材１、抗張力材３、熱収縮性チューブ５からなる。図１の（ａ）図に示すように、熱溶融性部材１は、筒状の部材である。熱溶融性部材１は、断面が扁平な円形とするのが望ましい。熱溶融性部材１は、例えばエチレン酢酸ビニル（以下ＥＶＡとする）系の樹脂製である。熱溶融性部材１は、９０℃以上で良好に溶融することが望ましい。

図１の（ｂ）図に示すように、抗張力材３は、棒状の部材である。抗張力材３は、断面を船形とするのが望ましい。抗張力材３は、ガラス製等とする。図１の（ｃ）図に示すように、熱収縮性チューブ５は、筒状の部材である。熱収縮性チューブ５は、断面を円形とするのが望ましい。熱収縮性チューブ５は、ポリエチレン（以下ＰＥとする）系の樹脂製である。熱収縮性チューブ５は、１２０℃〜２３０℃程度で良好に収縮することが望ましい。

図２は、補強スリーブ７の斜視図、図３は、補強スリーブ７の概要を示す図である。図３の（ａ）図は、補強スリーブ７の軸方向の断面図を、図３の（ｂ）図は、補強スリーブ７の周方向の立面図を、図３の（ｃ）図は、補強スリーブ７の周方向の断面図を示す。なお、図３の（ａ）図は、図３の（ｂ）図に示す矢印Ｃ−Ｃによる断面図、図３の（ｂ）図は、図３の（ａ）図に示す矢印Ａの方向から見た立面図、図３の（ｃ）図は、図３の（ａ）図に示す矢印Ｂ−Ｂによる断面図である。

図２、図３に示すように、補強スリーブ７では、熱収縮性チューブ５の内部１１に、熱溶融性部材１および抗張力材３が配置される。抗張力材３は、熱溶融性部材１の外壁に沿って配置される。図３の（ａ）図に示すように、熱溶融性部材１の長さ２１は熱収縮性チューブ５の長さ１９よりも長い。熱溶融性部材１は、端部１７が、熱収縮性チューブ５の端部１５から突出するように配置される。熱溶融性部材１の端部１７の、熱収縮性チューブ５の端部１５からの突出長さ２３は、０．１ｍｍ以上、０．５ｍｍ未満とするのが望ましい。抗張力材３は、光ファイバ２５（図５）の補強に必要な長さとし、熱収縮性チューブ５の端部１５から突出しないように配置される。

図２、図３の（ａ）図、図３の（ｃ）図に示すように、補強スリーブ７は、長さ方向の中央付近に、熱収縮性チューブ５と抗張力材３とを固定するかしめ固定部９を有する。かしめ固定部９では、熱により熱収縮性チューブ５と抗張力材３とが融着される。また、図３の（ｃ）図に示すように、補強スリーブ７は、熱溶融性部材１と抗張力材３との融着部分１０を有する。融着部分１０では、熱により熱溶融性部材１と抗張力材３とが融着される。

次に、補強スリーブ７を用いて、光ファイバ心線の接続部を補強する方法について説明する。図４は、補強スリーブ７を加熱補強する際の温度を示す図である。実線３７は、第１の実施の形態における加熱補強時の発熱体温度を示す。破線３５は、従来の方法による加熱補強時の発熱体温度を示す。実線３７に示すように、第１の実施の形態では、発熱体温度が、破線３５に示す従来の発熱体温度と比較して、発熱体の中央、端部ともに高温に設定される。但し、温度の上昇幅は発熱体の中央よりも端部の方が大きい。これは、加熱時間を短縮するためには、全体としての熱量を増す必要があるが、中央部の温度を上げ過ぎると、熱収縮チューブ等の焼きつき等の恐れがある。これに対し、従来は空気溜まり対策として端部温度を下げていたが、本発明では、この部分の温度を上昇させて熱量を増加させるとともに、端部の空気だまりを防止するものである。したがって、第１の実施の形態では、発熱体温度は略フラットに設定される。発熱体温度は、熱収縮性チューブ５の収縮温度や熱溶融性部材１の溶融温度に応じて適切に設定される。

図５は、高速で補強構造３３を形成する過程を示す図である。図５の（ａ）図は、光ファイバ心線２７ａと光ファイバ心線２７ｂとの接続部２８を補強スリーブ７の熱溶融性部材１内に収納した状態を示す。補強構造３３を形成するには、まず、補強スリーブ７の熱溶融性部材１に光ファイバコードや光ファイバケーブルなどの光ファイバ２５を挿通し
た状態で、光ファイバ心線２７ａの先端を他の光ファイバ心線２７ｂの先端と融着接続する。次に、補強スリーブ７を光ファイバ心線２７の接続部２８の位置に移動し、図５の（ａ）図に示す状態とする。そして、図５の（ａ）図に示す状態で、補強スリーブ７を発熱体に設置する。発熱体の温度は、図４の実線３７に示すように設定されている。

図５の（ｂ）図から図５の（ｄ）図は、熱収縮性チューブ５および熱溶融性部材１が変形する過程を示す。発熱体に設置した補強スリーブ７では、まず、図５の（ｂ）図に示すように、熱収縮性チューブ５の中央部２９からの収縮および熱溶融性部材１の中央部３１からの溶融が、矢印Ｄに示す方向に進む。また、熱収縮性チューブ５の端部１５からの収縮が、矢印Ｅに示す方向に進む。

補強スリーブ７では、図５の（ｃ）図に示すように、矢印Ｆに示す熱収縮性チューブ５の中央部２９からの収縮および熱溶融性部材１の中央部３１からの溶融の方が、矢印Ｇに示す熱収縮性チューブ５の端部１５からの収縮よりも高速で進む。これは、補強スリーブ７では、熱溶融性部材１の端部１７が熱収縮性チューブ５の端部１５から突出しており、熱溶融性部材１の端部１７が熱を吸収するとともに、外周に熱収縮チューブの無い領域が形成されるため、当該領域の熱溶融性部材１の変形（外周から潰される方向の変形）が抑制されることにより、熱収縮性チューブ５の端部１５が収縮しにくくなるためである。

補強スリーブ７では、図５の（ｄ）図に示すように、熱収縮性チューブ５の端部１５からの収縮がある程度進んで熱溶融性部材１に追従する状態となった後、熱収縮性チューブ５の収縮および熱溶融性部材１の溶融が、矢印Ｈに示すように中央部から端部の方向に進む。

図５の（ｅ）図は、補強構造３３が形成された状態を示す。加熱終了後は、図５の（ｅ）図に示すように、熱収縮性チューブ５が十分に収縮し、熱溶融性部材１が溶融して光ファイバ心線２７の接続部２８の周囲に固着する。第１の実施の形態では、図５の（ｂ）図から図５の（ｅ）図に示すように、熱収縮性チューブ５の端部１５や熱溶融性部材１の端部１７の開口部が、収縮や溶融により部材の内部から押し出された空気が外部に排出されるまで確保される。そのため、補強構造３３では、内部に空気層や気泡が残留しない。

このように、第１の実施の形態では、熱溶融性部材１と熱収縮性チューブ５、熱溶融性部材１と抗張力材３をあらかじめ固定しておくことにより、補強スリーブ７の構成部材が位置ずれしないよう一体化される。このため、補強構造３３を形成するための各工程において、補強スリーブ７の扱いが容易となる。

第１の実施の形態では、熱溶融性部材１の端部１７が熱収縮性チューブ５の端部１５から突出した補強スリーブ７を用いるため、熱収縮性チューブ５と熱溶融性部材１とを高速で同時に加熱する際、熱溶融性部材１の端部１７が熱を吸収し、また、変形が抑制されることにより、熱収縮性チューブ５の端部１５が収縮しにくくなる。そのため、補強スリーブ７の内部から押し出される空気が外部に完全に排出されるまで、熱溶融性部材１の端部１７や熱収縮性チューブ５の端部１５の開口部が確保され、補強構造３３の内部に空気層や気泡が残留することがない。なお、通常は、接続部の外周に複数層の保護層を形成する場合には、それぞれの層に対して別々に加熱を行う必要がある。また、外部チューブに内部チューブをあらかじめ挿通した補強スリーブを用いる場合でも、通常は、外部チューブに内部チューブを挿通した後に所定長さに切断されるため、少なくとも内外チューブの長さが一致する。したがって、一体の補強スリーブを用いる場合には、内部チューブが外部チューブの両端から突出することはない。

また、熱溶融性部材１の端部１７の、熱収縮性チューブ５の端部１５からの突出長さ２３を０．１ｍｍ以上、０．５ｍｍ未満とすることにより、補強構造３３の外観不良や位置による強度のばらつきの発生等を防止できる。

次に、第２の実施の形態について説明する。図６は、補強スリーブ７ａの概要を示す図である。図６の（ａ）図は補強スリーブ７ａの斜視図、図６の（ｂ）図は補強スリーブ７ａの軸方向の断面図、図６の（ｃ）図は補強スリーブ７ａの周方向の立面図である。図６の（ｂ）図は、図６の（ｃ）図に示す矢印Ｊ−Ｊによる断面図、図６の（ｃ）図は、図６の（ｂ）図に示す矢印Ｉの方向から見た立面図である。

図６に示すように、補強スリーブ７ａは、熱溶融性部材１ａ、抗張力材３ａ、熱収縮性チューブ５ａからなる。熱溶融性部材１ａは、筒状の部材である。熱溶融性部材１ａの断面は、凹みを有する扁平な円形とするのが望ましい。熱溶融性部材１ａは、例えばＥＶＡ系の樹脂製である。抗張力材３ａは、棒状の部材である。抗張力材３ａは、断面を円形とするのが望ましい。抗張力材３ａは、金属製等とする。熱収縮性チューブ５ａは、筒状の部材である。熱収縮性チューブ５ａは、断面を円形とするのが望ましい。熱収縮性チューブ５ａは、ＰＥ系の樹脂製である。

補強スリーブ７ａでは、熱収縮性チューブ５ａの内部１１ａに、熱溶融性部材１ａおよび抗張力材３ａが配置される。上述した熱溶融性部材１ａの凹みは、抗張力材３ａの外周に沿った形状とする。補強スリーブ７ａでは、抗張力材３ａを、熱溶融性部材１ａの凹みの外壁に沿って配置することにより、抗張力材３ａと熱溶融性部材１ａとの位置ずれが防止される。

図６の（ｂ）図に示すように、熱溶融性部材１ａの長さ２１ａは熱収縮性チューブ５ａの長さ１９ａよりも長い。熱溶融性部材１ａは、端部１７ａが、熱収縮性チューブ５ａの端部１５ａから突出するように配置される。熱溶融性部材１ａの端部１７ａの、熱収縮性チューブ５ａの端部１５ａからの突出長さ２３ａは、０．１ｍｍ以上、０．５ｍｍ未満とするのが望ましい。抗張力材３ａは、熱収縮性チューブ５ａの端部１５ａから突出しないように配置される。

図７は、補強スリーブ７ａを用いた補強構造３３ａの斜視図である。補強構造３３ａの形成方法は、第１の実施の形態の補強構造３３の形成方法と同様である。すなわち、補強スリーブ７ａの熱溶融性部材１ａに光ファイバ２５を挿通した状態で、光ファイバ心線の先端を他の光ファイバ心線の先端と融着接続した後、補強スリーブ７ａを光ファイバ心線の接続部の位置に移動し、補強スリーブ７ａを発熱体に設置して加熱する。発熱体の温度は、図４の実線３７に示すように設定されている。

発熱体を用いた加熱により、補強スリーブ７ａでは、熱収縮性チューブ５ａが収縮し、熱溶融性部材１ａが溶融して光ファイバ心線の接続部の周囲に固着して、補強構造３３ａが形成される。熱収縮性チューブ５ａの収縮および熱溶融性部材１ａの溶融の過程は、第１の実施の形態における熱収縮性チューブ５の収縮および熱溶融性部材１の溶融の過程と同様である。補強構造３３ａにおいても、熱収縮性チューブ５ａの端部１５ａや熱溶融性部材１ａの端部１７ａの開口部が、収縮や溶融により部材の内部から押し出された空気が外部に排出されるまで確保されるため、内部に空気層や気泡が残留しない。

このように、第２の実施の形態においても、熱溶融性部材１ａの端部１７ａが熱収縮性チューブ５ａの端部１５ａから突出した補強スリーブ７ａを用いる。そのため、熱収縮性チューブ５ａと熱溶融性部材１ａとを高速で同時に加熱する際、補強スリーブ７ａの内部から押し出される空気が外部に完全に排出されるまで熱溶融性部材１ａの端部１７ａや熱収縮性チューブ５ａの端部１５ａの開口部が確保され、補強構造３３ａの内部に空気層や気泡が残留することがない。

また、熱溶融性部材１ａの端部１７ａの、熱収縮性チューブ５ａの端部１５ａからの突出長さ２３ａを０．１ｍｍ以上、０．５ｍｍ未満とすることにより、補強構造３３ａの外観不良や位置による強度のばらつきの発生等を防止できる。

以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１、１ａ………熱溶融性部材 ３、３ａ………抗張力材 ５、５ａ………熱収縮性チューブ ７、７ａ………補強スリーブ ９………かしめ固定部 １０………融着部分 １１、１１ａ、１３、１３ａ………内部 １５、１５ａ、１７、１７ａ………端部 ２７、２７ａ、２７ｂ………光ファイバ心線 ２８………接続部 ３３、３３ａ………補強構造

Claims (2)

1. 光ファイバ心線の接続部を補強する補強スリーブであって、
   熱収縮性チューブと、
   前記熱収縮性チューブの内部に配置された筒状の熱溶融性部材と、
   前記熱溶融性部材に沿って、前記熱収縮性チューブの内部に配置された抗張力材と、を具備し、
   前記熱収縮性チューブの断面は円形であって、
   前記熱溶融性部材は、内部に光ファイバ心線の接続部が配置可能であって、
   前記熱溶融性部材の断面は、円形に凹みを設けて扁平された形状であって、前記熱収縮性チューブの内壁に沿った円形部と、前記抗張力材の外周に沿った凹みを有し、
   前記熱溶融性部材は、前記熱収縮性チューブの内壁に沿って配置され、
   前記抗張力材は、前記熱溶融性部材の凹みの外壁に沿って配置されて、
   前記熱溶融性部材と前記抗張力材との位置ずれが防止されていることを特徴とする補強スリーブ。
2. 熱収縮性チューブと、
   前記熱収縮性チューブの内部に配置された筒状の熱溶融性部材と、
   前記熱溶融性部材に沿って、前記熱収縮性チューブの内部に配置された抗張力材と、
   を具備する補強スリーブを用い、
   前記熱収縮性チューブを円形の断面とし、
   前記熱溶融性部材を、円形に凹みを設けて扁平された形状の断面とし、前記熱収縮性チューブの内壁に沿った円形部と、前記抗張力材の外周に沿った凹みを有し、
   前記熱溶融性部材を、前記熱収縮性チューブの内壁に沿って配置し、
   前記抗張力材を、前記熱溶融性部材の凹みの外壁に沿って配置するとともに、
   
   前記補強スリーブの前記熱溶融性部材に光ファイバ心線を挿通した状態で、前記光ファイバ心線の先端を他の光ファイバ心線の先端と融着接続して接続部を形成し、
   前記補強スリーブを前記光ファイバ心線の前記接続部の位置に移動し、
   前記補強スリーブを加熱し、前記熱収縮性チューブを収縮させ、前記熱溶融性部材を溶融させることにより、前記抗張力材と前記光ファイバ心線の前記接続部とを一体化することを特徴とする光ファイバ心線の接続部の補強方法。
   

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