JP6754814B2 - 異なるコア間隔を有する光ファイバリボンケーブルをともにスプライシングするためのシステム及び技術 - Google Patents

Description

本発明は、概略として、ファイバオプティクスの分野、特に、異なるコア間隔を有する光ファイバリボンケーブルをともにスプライシングするための向上したシステム及び技術に関する。

新たに設計された光ファイバリボンケーブルは、リボン内の個々の光ファイバが２００μｍのコア間隔を有し、２５０μｍのコア間隔を有する従来のリボン設計と比較して導入されている。新たな設計は、データセンタ及びウェブ２．０タイプのネットワークの急成長中の構築需要を満たすように、ケーブル密度を増加させてケーブル性能を向上させる。

一般的なアプリケーションでは、２００μｍ間隔の１２本のファイバリボンが、本分野における職人によって大量に融着スプライシングされる。２００μｍリボンが２５０μｍリボンにスプライシングされなくてはならない場合がある。２００μｍリボンと２５０μｍリボンの間のスプライシングを作製可能な大量融着スプライサは、現在のところ存在しない。

これら及び他の問題が本発明の態様によって対処され、それらの態様は、初期のコア間隔を有する既存のマルチファイバリボンケーブルの端部において、拡大されたコア間隔を有するマルチファイバリボンケーブルセグメントを形成するためのシステムを対象とする。成形型がシャーシの上部に搭載される。貯蔵容器及びポンピングシステムは、流動可能な光硬化性材料を保持し、光硬化性材料を成形型に注入するために成形型の上部に搭載される。硬化光源は、シャーシ内の筐体に搭載される。成形型は、硬化光に対して透過性を有する材料から形成され、成形型に注入された光硬化性材料が硬化光源による光に対して露光されるように位置決めされる。成形型は、閉鎖構成の場合には、形成されるマルチファイバリボンケーブルセグメントに対応する内部キャビティを画定し、既存のマルチファイバリボンケーブルの個々のファイバに対応し拡大されたコア間隔と同等の間隔を有する複数の個々のファイバチャネルをさらに画定するベース及び蓋を備える。各個々のファイバチャネルは、内部キャビティを通過し、成形型の第１の端部のそれぞれの入口と成形型の第２の端部のそれぞれの出口との間に延在する。組み立てられた成形型は、光硬化性流動材料を貯蔵容器及びポンピングシステムから受け取り、それを内部キャビティに供給するための注入システム、並びに光硬化性流動材料が内部キャビティに供給されるにつれて空気が内部キャビティから抜け出ることを可能とするための少なくとも１つのベントをさらに含む。

発明のさらなる態様を、以下に説明する。

従来技術による例示的な２００μｍ光ファイバリボンの上面図を示す。 平面１Ｂ−１Ｂによるファイバリボンの断面を示す。 従来技術による例示的な２５０μｍ光ファイバリボンの上面図を示す。 平面２Ｂ−２Ｂによるファイバリボンの断面を示す。 例示的な２００μｍファイバリボンの上面図を示し、ファイバ間の間隔が本発明の態様により変形されている。 平面４−４による変形されたファイバリボンの断面を示す。 発明の態様による成形型の分解された下部及び上部の等角図を示す。 その組み立てられた構成において図５に示す成形型のワイヤフレーム等角図を示す。 図５及び６に示す成形型を用いて新たに形成されたリボンセグメントの等角図を示す。 図５及び６に示すタイプの成形型を利用するリボン形成システムの概略図を示す。 発明のさらなる態様によるリボン形成システムの等角図を示す。 開放構成において図９のシステムの成形部分組立体の等角図を示す。 分解構成において図９のシステムの成形型の等角図を示す。 組立構成において図１１の成形型のワイヤフレーム等角図を示す。 ともにスプライシングされる例示的な第１及び第２のファイバの上面図を示し、第１のファイバは図９のシステムを用いて変形されている。 図９のシステムに用いられる紫外光ユニットの等角図を示す。 発明の態様による方法のフローチャートを示す。

本発明の態様は、２００μｍ間隔ファイバリボンを２５０μｍ間隔ファイバリボンにスプライシングするためのシステム及び技術を対象とする。発明の態様は、例えば、異なる本数のファイバ、異なる構成及び異なるコア間隔を有するリボンを含む他の背景に用いられるように適合され得ることが以下の記載から明らかとなる。

図１Ａは従来技術による例示的な２００μｍファイバリボン２０の上面図を示し、図１Ｂは平面１Ｂ−１Ｂによる２００μｍファイバリボン２０の断面を示す。図２Ａは従来技術による例示的な２５０μｍファイバリボン３０の上面図を示し、図２Ｂは平面２Ｂ−２Ｂによる２５０μｍファイバリボン３０の断面を示す。

上記のように、２００μｍファイバリボンの２５０μｍファイバリボンへのスプライシングには、各リボンにパッケージされた個々のファイバのそれぞれのコア間隔の間の不整合による問題がある。

図１Ａ−１Ｂ及び図２Ａ−２Ｂに示すように、各ファイバリボン２０、３０は個々の光ファイバ２１、３１の１×１２アレイを備え、その各々はそれぞれコーティング２２、３２を有する。図１Ａ−１Ｂに示すリボン２０では、個々の光ファイバは２００μｍのコア間隔２４を有する。図２Ａ−２Ｂに示すリボン３０では、個々の光ファイバは２５０μｍのコア間隔３４を有する。コーティングされたファイバの各アレイは、外部ジャケット２３、３３の内側にパッケージングされているように（すなわち、カプセル化されたリボン設計において）示される。なお、発明は、例えば、エッジ接合設計を利用するファイバリボンとのスプライシングを含む他の背景において実施されてもよい。

上記のように、間隔の不整合は、従来技術による大量融着スプライサが２本のリボンをともにスプライシングするのに使用不可能であることを意味する。本発明の態様は、第１のリボンにおけるファイバのコア間隔を変形して、第２のリボンにおけるファイバのコア間隔に整合させるための構造体及び技術を対象とする。

図３は、２００μｍファイバリボン４０を２５０μｍのコア間隔を有する第２のファイバリボンにスプライシングするための、本発明による技術の例示的な実施例に従って変形された２００μｍファイバリボン４０の上面図を示す。図４は、平面４−４による変形されたファイバリボン４０の断面を示す。

以下詳細に説明するように、本分野において又は他の背景において用いるための、２００μｍリボンの端部で個々のストリップファイバ４１の周囲に少なくとも１つの成形ストリップ４６を形成して２５０μｍのコア間隔４７を有する新たなリボンセグメント４５を形成し、それによって、標準的な大量融着スプライサが用いられることを可能とするシステムが提供される。

図５は、発明の態様による例示的な５本ファイバ成形型６０の等角図を示す。成形型６０は、石英などのＵＶ透過性材料から製造される下部６１及び上部６２を備える。図６は組み立てられた成形型７０のワイヤフレーム等角図を示し、下部６１及び上部６２がスプリット線７１においてともに適合される。

成形型の下部及び上部６１、６２には各々、半円状の溝６１１、６２１及び矩形状の中央キャビティ６１２、６２２のそれぞれのセットが設けられる。成形型の下部及び上部がともに適合される場合には、それぞれの５対の半円状の溝６１１、６２１は、組み立てられた成形型の近端部７３から遠端部７４に延在する５個の円形チャネル７２を形成する。溝６１１及び６２１は、ワイヤ切断技術を用いて形成される。

なお、発明の代替的実施例は図５に示す半円形状とは異なる形状を有する溝６１１、６２１を用いてもよく、それによって個々のファイバチャネル７２が非円形状を有する組み立てられた成形型となる。例えば、Ｖ形状又は矩形状の溝が採用可能であり、それにより、個々のリボンファイバの各々を保持するのに適した四角形などの形状のチャネルとなる。

図５では、円形チャネル７２は、１２５μｍの外径を有する裸光ファイバの対応するセットの周囲に近接して適合するように寸法決めされている。下部及び上部の矩形状のキャビティ６１２、６２２は、リボン形成されるファイバのマトリクスよりもわずかに大きい幅及び高さ並びに約０．２５インチの長さを有する中央の矩形状のチャンバ７５を形成する。円形チャネル及び中央チャンバは、円形チャネルに通されたファイバがその壁に接触することなく中央チャンバを通過するように相互に対して位置決めされる。

発明の例示的な実施例では、成形型の下部及び上部がともに組み立てられた後に、５本のファイバの２００μｍリボンの端部は分離及びストリップされて５本の個々の裸ファイバを生成する。裸ファイバは、それぞれの成形チャネル７２に通される。ＵＶ硬化性樹脂（すなわち、エポキシ）がチャンバに注入され、そして、樹脂はＵＶ透過性成形材料を通過するＵＶ光によって硬化される。エポキシが硬化された後に、成形型が開放され、リボン形成されたファイバが取り除かれる。

図７は新たに形成されたリボンセグメント８０の等角図を示し、ストリップが個々のファイバ８１のマトリクス周囲に成形されることにより、２５０μｍのコア間隔となった。

図８は、図５〜７に示すタイプの成形型９１を組み込むシステム９０の概略図を示す。成形行程中に、成形型の下部及び上部９１１、９１２は、上部窓９２１を含む適切なホルダ構造体９２によってともに保持される。

システム９０は、貯蔵容器９３１から中央チャンバにＵＶ硬化性樹脂（例えば、エポキシ）又は他の適切な流動材料９３２を注入するためのプッシャ９３３をさらに含む。成形型９１は、樹脂９３２が中央チャンバ９１５に注入されるにつれて空気がチャンバから抜け出ることを可能とするように側部ベント９３４をさらに含む。上記のように、成形型９１は、硬化光に対して透過性を有する材料から製造される。成形型９１は、成形型９１１、９１２の下部及び上部が分離されて完成したリボンを解放可能とするように構成されたスプリット線９１３をさらに含む。

図９は、発明のさらなる態様によるリボン形成システム１００を示す。システム１００の構造フレームワークは、筐体１１１を有するシャーシ１１０を備える。成形部分組立体１２０は、シャーシの上部に搭載される。紫外光ユニット１４０は、シャーシの筐体１１１に搭載されスイッチ１４１によって操作される。

成形部分組立体は、ベース１２１、及びベース１２１の上部にヒンジ式で取り付けられた蓋１２２を備える。蓋１２２は、図９に示す閉鎖位置と図１０に示す開放位置との間で揺動するように構成される。図１０に示すように、エポキシの貯蔵容器１３０及びポンプ１３１は、蓋１２２の上面に搭載される。

成形部分組立体１２０は、成形部分組立体のベース１２１に搭載された下部１５１及び成形部分組立体の蓋１２２に搭載された上部１５２を有する２片の成形型をさらに備える。

図１１は、開放分解構成における成形型の下部及び上部１５１、１５２の等角図を示す。図１２は、閉鎖構成における成形型の下部及び上部１５１、１５２のワイヤフレーム等角図を示す。

図１１及び１２に示すように、成形型の下部及び上部１５１、１５２は、ともに適合する半円状の溝１５１１、１５２１及び３つの矩形状のキャビティのそれぞれのセット１５１２、１５２２を含み、対応する複数の光ファイバを収納するための複数の円形チャネル１６２及び円形チャネルに含まれた光ファイバの周囲に３つのリボンストリップを形成するための３つの矩形状のチャンバ１６３を形成する。なお、矩形状のキャビティの個数は、図１１及び１２に示す３つのキャビティより多くても少なくてもよい。

成形型の上部には、貯蔵容器１３０（図９）からエポキシ樹脂を受けるための入力ポート１５２３、及びそれぞれのチャンバ１６３にエポキシを供給するための３つの入力チャネル１５２４が設けられる。成形型の上部は、注入されるエポキシで充填されるにつれてチャンバから空気が抜け出ることを可能とするための空気ベント１５２５をさらに含む。

図１３は、２００μｍリボンが例示的な２５０μｍリボンにスプライシングされ得るように、図９に示すシステム１００を用いてリボン形成された例示的な２００μｍリボンを示す。発明の図示する実施例では、３つのストリップが個々の裸ファイバの周囲に成形されて、リボン形成されたセグメント１７４を形成する。

図１４は、シャーシの筐体１１１に搭載された紫外光ユニット１４０の等角図を示す。紫外光ユニット１４０は、ハウジング１４２、ＵＶ照明要素１４３、コンデンサ１４４及びタイマ回路１４５を備える。

図１５は、発明のさらなる態様による方法２００のフローチャートを示す。方法は、以下のステップを備える。
２０１：２００μｍリボンケーブルのファイバをホットストリッパで約１．５インチすなわち３．７５ｃｍの長さを有する裸ガラスにストリップし、リボンセパレータを用いて約６インチすなわち１６ｃｍの長さを有する個々のファイバ（すなわち、本実施例では１２本の個々のファイバ）にケーブルの端部を脱リボン形成するステップ。
２０２：個々のファイバを洗浄し、閉鎖された成形型においてそれぞれのチャネルに個々のファイバストランドを通すステップ。
２０３：設けられたベントを通じてチャンバから空気が低速で抜け出ることが可能となるように、ＵＶ硬化性エポキシ樹脂を成形チャンバに注入するステップ。
２０４：新たな２５０μｍ中心間マトリクスを形成するように、樹脂を硬化するのにＵＶランプを用いるステップ。
２０５：成形型を開放し、ファイバ及び新たなリボン形成されたセグメントを取り除くステップ。（リボンの除去を容易にするように離型剤が利用されてもよい。）

結び
上記の説明は当業者が本発明を実施可能となる詳細事項を含むが、説明は本質上図示的なものであり、その多数の変形例及び変更例はこれらの教示の利益を受ける当業者には明らかであることが分かるはずである。したがって、ここでの発明は添付の特許請求の範囲によってのみ規定され、特許請求の範囲は従来技術によって許容される範囲で広義に解釈されるものとする。

Claims (7)

1. 初期のコア間隔を有する第１のマルチファイバリボンケーブルの端部において、第２のマルチファイバリボンケーブルに対応する拡大されたコア間隔を有するマルチファイバリボンケーブルセグメントを形成するためのシステムであって、
   シャーシ、
   前記シャーシの上部に搭載された成形型、
   流動可能な光硬化性材料を保持し、前記光硬化性材料を前記成形型に注入するために前記成形型の上部に搭載された貯蔵容器及びポンピングシステム、及び
   前記シャーシ内の筐体に搭載された硬化光源
   を備え、
   前記成形型が、硬化光に対して透過性を有する材料から形成され、
   前記成形型に注入された光硬化性材料が前記硬化光源による光に対して露光されるように位置決めされ、
   前記成形型が、閉鎖構成の場合には、ベース及び蓋を備え、
   前記ベース及び前記蓋が、
   個々のファイバチャネルの第１の組と、
   個々のファイバチャネルの第２の組と、
   前記第１の組と前記第２の組の間に設置された、内部キャビティと、
   を備え、
   前記第１の組の各ファイバチャネルが前記第１のマルチファイバリボンケーブルの個々のファイバに対応し、
   前記個々のファイバチャネルの第１の組が前記初期のコア間隔に等しい間隔を有し、
   前記第１の組の各ファイバチャネルが前記第１のマルチファイバリボンケーブルの対応する裸光ファイバの周囲に近接して適合するように寸法決めされており、
   前記第２の組の各ファイバチャネルが前記第１のマルチファイバリボンケーブルの個々のファイバに対応し、
   前記個々のファイバチャネルの第２の組が前記拡大されたコア間隔に等しい間隔を有し、
   前記第２の組の各ファイバチャネルが前記第１のマルチファイバリボンケーブルの対応する裸光ファイバの周囲に近接して適合するように寸法決めされており、
   前記内部キャビティが、前記第２のマルチファイバリボンケーブルのマトリクスよりも大きな幅及び高さを有し、
   組み立てられた前記成形型が、光硬化性流動材料を前記貯蔵容器及びポンピングシステムから受け取り、それを前記内部キャビティに供給するための注入システム、並びに
   前記光硬化性流動材料が前記内部キャビティに供給されるにつれて空気が前記内部キャビティから抜け出ることが可能となるための少なくとも１つのベント
   をさらに含む、
   システム。
2. 前記流動可能な光硬化性材料が紫外光に対する露光によって硬化されるエポキシ樹脂を備え、
   前記硬化光がコンデンサ及びタイマを有する紫外光ユニットを備える、
   請求項１に記載のシステム。
3. 前記成形型のベース及び蓋が石英から作製される、請求項２に記載のシステム。
4. 前記蓋が、前記ベースにヒンジで搭載され、閉鎖構成と開放位置との間で可動であり、
   前記閉鎖構成が、前記個々のファイバの挿入、前記キャビティへの前記流動材料の注入、及び前記流動材料の硬化、並びに前記完成したリボンセグメントの除去のために用いられる、
   請求項１に記載のシステム。
5. 前記成形型が複数の内部キャビティを備えることにより、対応する新たな複数のファイバリボンセグメントが形成される、請求項１に記載のシステム。
6. 前記初期のコア間隔が２００μｍであり、
   前記拡大されたコア間隔が２５０μｍである、
   請求項１に記載のシステム。
7. 初期のコア間隔を有する既存のマルチファイバリボンケーブルの端部において拡大されたコア間隔を有するマルチファイバリボンケーブルセグメントを形成するための方法であって、
   （ａ）請求項１に記載のシステムを設け、前記成形型を閉鎖構成に載置するステップ、
   （ｂ）既存のマルチファイバリボンケーブルの端部を裸ガラスにストリップし、前記既存のマルチファイバリボンケーブルの端部を個々のファイバに分離し、それらを洗浄するステップ、
   （ｃ）前記成形型において前記個々のファイバをそれぞれのチャネルに通すステップ、
   （ｄ）前記硬化性材料をチャンバに注入するステップ、
   （ｅ）前記硬化光を用いて前記流動材料を硬化するステップ、及び
   （ｆ）前記成形型を開放し、前記リボン形成されたファイバを取り除くステップ
   を備える方法。