JP6720254B2 - 光ファイバ引留め装置 - Google Patents
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Description
光ファイバ引留め装置は、後述するジョイントボックスのような端末接続装置の内部に設けられ、いずれもケーブルを機械的、電気的、及び光学的に接続する。即ち、光ファイバと給電路の接続、各抗張力体等の引留めとケーブル間の張力の伝達を行う。
なお厳密には、光ファイバにおけるガラス質のコアとクラッドのみを光ファイバ素線と、当該光ファイバ素線の上に被覆を施したものを光ファイバ心線と呼ぶ場合があるが、以下、特に素線・心線を区別せずに共に光ファイバと呼ぶ。
また光ファイバは、予め数本の光ファイバを並列にテープ状に拘束している光ファイバテープ心線の形で供給することもできる。
光ファイバユニット1の外周面と抗張力線3aが光ファイバユニット1と対向する側の曲面との間に防水コンパウンド8を充填することで、耐圧殻(実質的には抗張力線3aの内面を直径とする殻)がルースチューブ1dを拘束する。
なお、金属チューブ層4とその外部の絶縁層5、6は図1と同様の構成とされている。
引留め部30は中空のほぼ円形の断面を持つ熱収縮チューブ33の中空部に、ほぼ楕円状の断面を持ったチューブ状のホットメルト型接着剤31、及び、細長い棒状の支持体32が挿通されている。ホットメルト型接着剤31としては熱可塑性樹脂を基材とし、例えばEVA(Ethylene-vinyl acetate copolymer)等が用いられる。なお、図3A及び図3Bで右方向が光ケーブル側、左方向が端末接続装置での接続側となる。
なお、後に詳細を説明する図4Bに示すように、光ケーブル(ここでは一例として光ケーブル50xを用いて説明する。)の外周部分を構成する絶縁層(シース)5、6が取り除かれ、耐圧層2や抗張力層3の構成部材は別途端末接続装置に引留められる。これにより光ケーブル本体が引き留められることとなる。
加熱を停止し温度が下がると、ホットメルト型接着剤31は凝固して光ファイバ1aや支持体32を接着し、熱収縮チューブ33とも一体化して引留め部30を形成する。
ジョイントボックス20では、左右から挿入された光ケーブル50a、50bがブーツ25の中心の挿入孔23aを挿通して、中央部のジョイントボックス本体20aに導かれる。中央部の円柱状のカバー21の内部のジョイントボックス本体20aで光ケーブル50a、50bの機械的、電気的、及び光学的な接続が行われる。ここでは一例として、光ケーブル50a、50bとして光ケーブル50xを用いて説明する。
引留め部30は、テーパーピン13、フランジ14、クランプナット15の中心に設けられた孔13a、14a、15aを挿通する。支持体32の先端部は耐圧シリンダ28内部に到達している。これにより、光ファイバ1aに形成された引留め部30は、アンカーディスク11によって支承される。
支持体32にカシメスリーブ34を固着するには、例えばカシメにより固着することができる。カシメ工程を分割個片2aや、鋼線(抗張力線)3aを引き留めた後に行うことで、光ファイバを最適な張力で引き留めることができる。即ち、支持体32を図で左方に引き、適度の張力を光ファイバに力をかけた状態でカシメスリーブ34を固着すればよい。
カシメスリーブ34は種々の引き留め方法(支承方法)が可能であるが、一例として、図4Cに示す板金製の支持金具17をアンカーディスク11にビス17bで止め、先端の溝17aに支持体32を挿通し、カシメスリーブ34の右端を支持金具17で支承して引き留めている。
前記支持体の、前記光ファイバ引留め部から延出した部分を、着脱可能に固定する支持体固定部と、を備えたものである。
第1部品と第2部品が取り外し可能であるため、支持体の位置調整を適宜行うことができる。
これにより、光ファイバ保護管及び光ケーブルの連結部分から内部に設けられた光ファイバが表出することを防止する。従って、光ファイバ心線が端末接続装置の部材に接触して損傷することを防止することができる。
これにより、ホットメルト型接着剤が溶融された際に、支持体と抗張力体とに挟まれた光ファイバは、光ファイバ引留め部における軸線方向の略中央部に配置される。
よって、ルースチューブ1dは欠くが、ルースチューブ1dの内周面に相当する空間を持ち、そこに光ファイバ1aを挿通し、ジェリー状の充填材1cが充填されることで、光ケーブル50における光ファイバ1aの保持方法は、ルースチューブ型ユニットと同一の機能とされている。
また光ケーブル50は、絶縁層9により海水との絶縁及び機械的保護を実現する一層構造となっている。
光ファイバ保護管30bは、例えばテフロン(登録商標)等のフッ素樹脂により形成されている。
その後、図6Bに示すようにホットメルト型接着剤31が凝固して光ファイバ1aや支持体32を接着し、熱収縮チューブ33とも一体化して光ファイバ引留め部30aを形成する。
従って、熱収縮チューブ33を加熱すると、図6Bで示すところの光ファイバ引留め部30aの軸の上部に支持体32が接着され、下部に光ファイバ1aが接着されることとなる。つまり、光ファイバ1aが軸の中心から外れた部分に光ファイバ1aが位置することとなる。
このとき、熱収縮チューブ33と光ファイバ保護管30bとの連結部分で光ファイバ1aに微小な曲がりが生じ、マイクロベンドが発生するおそれがある。
また、光ファイバ引留め部30aの軸からみて、図で示すところの上部に支持体32が接着され、下部に抗張力体90が接着されることとなる。これにより、ホットメルト型接着剤が溶融された際に、支持体32と抗張力体90とに挟まれた光ファイバ1aは、光ファイバ引留め部30aにおける軸方向の略中央部に配置される。光ファイバ1aを軸の略中心部に配置することで、熱収縮チューブ33と光ファイバ保護管30bの連結部分で微小な曲がりが生じなくなり、これによりマイクロベンド損失の発生の防止を図ることができる。
例えば、図7Cに示すように、光ファイバ引留め部30aの軸からみて、図で示すところの下部に、左右方向に延びる抗張力体90が接着されることも考えられる。これにより、光ファイバ1aが軸の下部に接着されることを防止することができる。
また、図7Dに示すように、光ファイバ引留め部30aの軸からみて、図で示すところの左右及び下部に、抗張力体90が接着されることも考えられる。これにより、光ファイバ1aが、光ファイバ引留め部30aにおける軸線方向から見て略中央部に配置される。
さらに、図7Eに示すように、光ファイバ引留め部30aの軸からみて、図で示すところの下部に、ホットメルト型接着剤31の周囲を覆うように延びる抗張力体90が接着されることも考えられる。これにより、光ファイバ1aが軸の下部に接着されることを防止し、光ファイバ1aが、光ファイバ引留め部30aにおける軸線方向から見て略中央部に配置される。
本実施の形態の端末接続装置の詳細について図8を参照して説明する。ここで端末接続装置とは、ケーブル同士を結合、分岐、中継する際に用いるもので、結線作業の後、被覆のなくなったケーブルを保護するものをいう。
本実施の形態では、ジョイントボックス200を端末接続装置の一例として説明する。 図8Aでは端末接続装置(ジョイントボックス200)の外形を投影図で示し、左右から挿入された光ケーブル50a、50bはブーツ25の中心の孔を挿通して、中央部の端末接続装置本体(ジョイントボックス本体200a)に導かれる。また、実施の形態における光ケーブル50a、50bには、一例として光ケーブル50が用いられる。
光ケーブル50aと光ケーブル50bの接続方法と引き留め方法はほぼ同一であり、構造もほぼ同様であるのでケーブル50bに対応する部分のみを図示する。ケーブル50aに対する構造は、ほぼ図8Bの鏡像関係になると考えてよい。
図8Bでは、絶縁層9を除去した光ケーブル50b(光ケーブル50)をブーツインサート26の中央に形成された挿入孔23aに挿通して引き留めた後、絶縁層9と同様の樹脂を溶融して充填し、冷却することで、光ケーブル50bと一体化したモールド23が形成されている。
光ケーブル50bは耐圧層2や抗張力層3の構成部材(分割個片2aや鋼線(抗張力線)3a等)が別途端末接続装置に引留められることで、光ケーブル本体が引き留められる。
耐圧シリンダ28は、その内部に収納される光ファイバ1aの接続部を水圧や屈曲等の外力から保護すると共に、接続する光ケーブル50a、50b相互の張力の伝達や給電路の電気的な接続を行っている。このため、耐圧シリンダ28は高強度の金属により形成され、その周囲が絶縁体22、モールド23で覆われ海水から絶縁している。更に金属製で円筒状のカバー21で覆い、カバー21の両端に螺合等でブーツインサート26が結合されている。
余長収納体は箱状に形成され、底面が板状部材24にネジ止め等で固定されている。板状部材24は、端末接続装置の軸線方向に延びる板状に形成され、両端がそれぞれの端部側に形成されるアンカーディスク11にネジ止め等により固定されている。
また板状部材24には、後述する支持体固定部70が載置され、支持体固定部70の本体部71が板状部材24に対してネジ止め等で固定される。
テーパーピン13はフランジ14を介して左から押し込まれ、強固に分割個片2aや、抗張力線3aを引き留める。更にその位置が動かないようにクランプナット15で固定される。クランプナット15は、例えばクランプナット15の外周面に切られた雄ねじをアンカーディスク14の左端部に形成された雌ねじに螺合する等の手段で固定される。これにより、光ケーブル本体が端末接続装置に引き留められる。
光ファイバ引留め部30aはテーパーピン13、フランジ14、クランプナット15の中心に設けられた孔13a、14a、15aを挿通する。支持体32の先端部は耐圧シリンダ28内部に到達している。
また光ファイバ保護管30bの熱収縮チューブ33と連結されていない側の端部30cが、光ケーブル50の中空部の内部にまで挿入されている。
これにより、光ファイバ保護管30bと光ケーブル50の連結部分から光ファイバ1aが表出しなくなるため、内部に設けられた光ファイバ1aの損傷を防止することができる。
実施の形態では、支持体固定部70により支持体32を固定することで、適切な張力を保ったまま光ファイバ1aを端末接続装置に引き留めることができる。
本体部71は例えば円柱状に形成され、上面部に支持体32を嵌めるための固定溝74と固定ネジ73を螺合するための複数の螺合穴75とを有する。また上述の通り、本体部71は、板状部材24に対して例えばネジ止め等で固定されている。
本体部71は、上面が図8Bに示すクランプナット15の中心に設けられた孔15aと高さが略並行になるように設けられている。これにより、支持体32を略水平に固定することが可能となる。
図10Cに示すように、頭部81の形状を六角ボルトのように六角形等の多角形による形状とすることも考えられる。
ここで、海底光ケーブルを接続する端末接続装置には、設置時に外界からの様々な衝撃が想定される。よって、本体部71と蓋部72により支持体32を強固に固定する必要がある。そのため、本体部71と蓋部72を固定するための固定ネジ73の頭部81及び軸部82の径は、できる限り大きくすることが望ましい。
しかしながら、六角ボルトのように、頭部81の外周をスパナやレンチ等の器具で挟持することにより固定ネジ73を締めることとすると、器具の動作スペースを確保する必要が生じ、頭部81の径を大きくすることの妨げとなる場合があった。
また、頭部81は角のない略円形状に形成される。これにより、さらに頭部81の径を大きくするための領域を確保することができる。
また、組み手やジョイント金具により固定することも考えられる。
凸部78は先端に向かうにつれて径が小さく変位するように形成されている。
締め付け部材72aの内部には、挿通孔77bの方向に向かうにつれ径が小さく変位する凹部85が形成されている。凹部85の内周面にはねじ溝75bが形成されている。
また図12Bに示すように、締め付け部材72aの端部86の外周面は六角形状とされている。これにより、スパナ等の工具により挟持部材71aのねじ山75aと締め付け部材72aのねじ溝75bとを確実に螺合することができる。
締め付け部材72aと接合する際の挟持部材71aの締め付けにより分割片78a、78bに圧力が加えられ、スリットSLの幅が縮小することで、挿通した支持体32を分割片78a、78bにより確実に挟持することができる。支持体固定部70aにより支持体32を固定することで、適切な張力を保ったまま光ファイバ1aを端末接続装置に引き留めることができる。
また、ねじ山75aとねじ溝75bを緩めて圧力を除去すると、締め付け部材72aによる挟持部材71aの締め付けが解除され、容易に支持体32を支持体固定部70aから取り外すことが可能である。
また、挟持部材71aの材質は樹脂製又は金属に限るものでなく、弾性体であれば、発明の趣旨を逸脱しない範囲で他の部材を採用できる。またゴム状の部材、その他の弾性体であればスリットSLは必ずしも必要ではない。
図13、図14A、図14Bで示すように、支持体固定部100は挟持部材101と締め付け部材102とで構成されている。ここで、挟持部材101は本願請求項における第1部品の一例であり、締め付け部材102は第2部品の一例である。
円筒状に形成された固定部材103の端部110に形成されたフランジ110aが、図13で示すようにアンカーディスク11とネジ留め等により固定され、端部110の外周面に光ファイバ1aを案内するための切り欠き79が形成されている。
また固定部材103の他方の端部111の外周面にはねじ山103aが形成されている。
環状部材112の内周面にはねじ溝104aが形成され、環状部材113の外周面にはねじ山104bが形成されている。ねじ溝104aとねじ山103aとを螺合することで、中継部材104と固定部材103とが接合される。
また接合板114の略中央部には、支持体32を挿通するための挿通孔104cが形成されている。
なお、挟持片105の材質は樹脂製や金属に限るものでなく、弾性体であれば、例えばゴム状の部材でもよく、他にも発明の趣旨を逸脱しない範囲で様々な部材を採用できる。
締め付け部材102の端部116の内周面にはねじ溝102aが形成され、他端部117の外周面は六角形状とされている。締め付け部材102のねじ溝102aと中継部材104のねじ山104bとが螺合される。当該他端部の外周面を六角形状とすることで、ねじ溝102aとねじ山104bとを確実に螺合することができる。
また、ねじ溝102aとねじ山104bとを緩めて圧力を除去すると、締め付け部材102による挟持片105の締め付けが解除され、容易に支持体32を支持体固定部100から取り外すことが可能である。
支持体固定部70(70a、100)により、支持体32が着脱可能に固定されることで、支持体32の位置調整を適宜行うことができる。つまり、後発的に光ファイバ1aのスラックを調節することが必要になった場合であっても、支持体32の位置の調節を簡易な操作により行うことが可能となり、容易に当該スラックを調節することができる。
また容易に当該スラックを調節することができるため、作業時間の短縮が実現される。
また光ファイバ引留め部30aのうち、延出する支持体32を支持体固定部70(70a、100)で固定することで、光ファイバ1aに直接支持体固定部70(70a、100)からの応力が掛けられることを避けることができる。これにより、光ファイバ1aを引き留める際における光ファイバ1aの損傷を回避することができる。
第1部品(本体部71、挟持部材71a、101)に第2部品(蓋部72、締め付け部材72a、102)を着脱するのみで支持体32を挟持し固定することができるため、支持体32の位置調整をより簡単に行うことができる。またこれにより、光ファイバ1aも容易に固定することが可能となる。
これにより、光ファイバ保護管30b及び光ケーブル50の連結部分から内部に設けられた光ファイバ1aが表出しないようにすることで、光ファイバ1aの損傷を防止することができる。
これにより、ホットメルト型接着剤31が溶融された際に、支持体32と抗張力体90とに挟まれた光ファイバ1aは、光ファイバ引留め部30aにおける軸線方向の略中央部に配置される。従って、光ファイバ引留め部30aの外周面から不均一な圧力がかかることにより発生するマイクロベンドが生じることを防止することができる。
これにより、接着剤を用いることなしに本体部71と蓋部72を固定することができる。従って、支持体32の位置調節をする際に、本体部71と蓋部72を容易に取り外すことができ、当該位置調節が終了したらネジ止めすることで簡単に支持体32を固定することができる。つまり、光ファイバを引き留める際の作業効率を向上させることができる。
また光ファイバ引留め装置は、固定ネジ73の頭部の外周が略円形状に形成されていることが考えられる(図9、図10D)。これにより、固定ネジ73を緩める際に用いるために必要な蓋部72における用具の作業スペースを減らすことができる。従って、支持体固定部70における固定する固定ネジ73の大きさを十分に確保することができる。よって、支持体32を支持体固定部70により、一層強固に固定することができる。
Claims (4)
- 単数または複数本の光ファイバをジェリー状充填剤とともに金属製または樹脂製の円筒状のチューブに挿通したルースチューブ型ユニットを有する光ケーブルを接続する端末接続装置の内部に設置され、前記光ケーブルに挿通された前記光ファイバを前記端末接続装置に引留める光ファイバ引留め装置であって、
中空部を有する熱収縮チューブと、前記光ケーブルとは別体に形成され中空部を有し前記熱収縮チューブと同等の熱収縮が生じない光ファイバ保護管とが軸線方向に連結され、中空部を有するホットメルト型接着剤が前記熱収縮チューブの中空部に挿入され、前記光ファイバが前記光ファイバ保護管の中空部及び前記ホットメルト型接着剤の中空部に挿入され、支持体の一端が前記熱収縮チューブの中空部に挿入された状態において、前記ホットメルト型接着剤が溶融され、かつ前記熱収縮チューブが収縮されることで、前記支持体の一端部及び前記光ファイバが共に一体構造として形成された光ファイバ引留め部と、
前記支持体の、前記光ファイバ引留め部から延出した部分を、着脱可能に固定する支持体固定部と、を備える
光ファイバ引留め装置。 - 前記支持体固定部は、前記端末接続装置の内部に設けられた第1部品と、前記第1部品に対して着脱可能とされた第2部品と、を有し、
前記第2部品を前記第1部品に装着することで、前記支持体を挟持して固定する構成とされている
請求項1に記載の光ファイバ引留め装置。 - 前記光ファイバ保護管の前記熱収縮チューブと連結されていない側の端部が、前記光ケーブルの中空部の内部にまで挿入されている
請求項1又は請求項2に記載の光ファイバ引留め装置。 - 前記光ファイバ引留め部は抗張力体をさらに有し、
前記ホットメルト型接着剤が前記熱収縮チューブの中空部に挿入され、前記支持体と前記抗張力体とが前記ホットメルト型接着剤を挟んで互いに対向するように挿入された状態において、前記ホットメルト型接着剤が溶融され、かつ前記熱収縮チューブが収縮されることで、前記支持体の一端部、前記抗張力体、及び前記光ファイバが共に一体構造として形成されている
請求項1乃至請求項3の何れかに記載の光ファイバ引留め装置。
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