JPH0493904A - 金属管被覆光ファイバの接続部及びその接続方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、金属管内に光ファイバ素線、光ファイバ心線
、光ファイバコードあるいは光ファイバケーブル等を収
容してなる金属管被覆光ファイバの新規な接続部及びそ
の接続方法に関するものである。

［従来の技術］ 光ファイバは、応力下での水分による強度劣化や水素の
吸収による伝送損失劣化が起こりうるため、使用する環
境状態によっては特性上問題が生じる場合がある。

そのような事態への対応と併せ、光ファイバの強度、伝
送特性の長期信頼性を維持しかつ機械的強度の向上を図
るために、光ファイバ素線、光ファイバ心線、光ファイ
バコード、あるいは光ファイバケーブルなとを金属管内
に収容して使用することがある。

以下に、もっとも一般化されている光ファイバ心線を金
属パイプ内に収容してなる金属管入光ファイバ心線（以
下金属パイプ心線という）を代表例として挙げ説明する
。

例えば金属パイプ心線を海底ケーブルと複合させ、海底
ケーブルを担体として当該金属パイプ心線を布設する光
ファイバ複合海底ケーブルが実用化されている。

この場合、海峡横断海底ケーブルのように長距離布設と
なる場合には、単位長さ数すに製造されたープルを順次
同径接続してその上に鎧装鉄線を保護被覆として巻付け
、これを布設船の船倉内にコイル状に巻いて収納し、布
設船より引き出して海底布設するのが通常である。

この場合、複合されている金属パイプ心線の接続部もケ
ーブル同様にほぼ同径となるように接続する必要がある
。

上記の光ファイバ複合海底ケーブル以外にも、水中探査
用などに長尺の光ファイバコードを金属パイプ内に収容
した金属パイプ人光ファイバコードなとも実用化されて
いるが、この場合も、その細径、軽量という特徴を生か
すため、ジヨイントボックス等は用いず直線同径接続を
行なうことか望ましい。

従来、金属パイプ心線を同径接続するには、第７〜１１
図に示す説明縦断面の如き方法が用いられるのが一般的
であった。

すなわち、第７図に示すように金属パイプ心線の金属管
２を段剥ぎ除去し、第８図に示すように一方の金属管２
側にスリーブ管３を挿通しておいて、光ファイバ心線１
．１の端面相互を接続部ＩＡにおいて例えば融着接続し
たら、前記スリーブ管３を引き戻してきて接続する金属
パイプ心線の両方の金属管２，２の端部に橋絡させ、第
９および１０図に示すように、例えばレーザービーム溶
接機１０によりそれぞれスリーブ管３の両端を金属管２
，２に溶接部４，４（これは半田等のろう接でもよい）
によって溶接固定し、第１１図に示すような接続構造を
得るものである。

このような−船釣構造以外にも、第１２図に示すように
スリーブ管３と金属管２，２の外径が等しくなるように
し、接続部の外周に第１１図のような段差が生じないよ
うにしたもの、さらに第１３図のようにスリーブ管３を
金属管２，２の内側に挿入するようにしたものなども提
案されている。

［発明が解決しようとする課題］ 上記した従来構造においては、いずれも金属管２．２と
スリーブ管３とのそれぞれの内径が異なるため、金属管
２，２の端部とスリーブ管３の内面との間に必然的に段
差が生じ内面に不連続部が形成される。

このような不連続部が存在すると、温度変化による被覆
金属管の伸縮や金属パイプ心線を集合したり、撚り込ん
だ光ケーブルを布設したりしたときの曲げ、ねじり、引
張あるいは振動などによって外力が金属管に付加され、
それによって内部の光ファイバ心線が長手方向に動いた
りした場合に、上記不連続部において伸び出た光ファイ
バ心線の動きが止められ、この段差不連続部の近傍にお
いて光ファイバに小袖りが発生し、伝送特性が劣化する
おそれがある。

そこで、そのような不具合を解消するために、第１４図
に示すように、金属管２，２の内径とスリーブ管３の内
径を等しくし、これを溶接部４゜４において突合わせ接
続した構造のものが提案されている。（特開平１−９２
７０４） しかし、この方法では、光ファイバ接続後にスリーブ管
のスリット部をシール溶接しなければならず、手間がか
かるほか、溶接時の光ファイバ被覆材の熱劣化が生じや
すいことやシール溶接部の気密性確保が難しいこと、ま
た、突合わせ溶接部の強度（特に曲げ）を高くとること
ができないなどの問題がある。

本発明の目的は、上記したような従来技術の問題点を解
消し、接続部における光ファイバの伝送特性の劣化のお
それがなく、しかも高い機械的強度を確保することがで
きる新規な金属管被覆光ファイバの接続部及びその接続
方法を提供しようとするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、接続部の金属管端部の間を橋絡するスリーブ
管を設け、当該スリーブ管の両端を金属管に溶接してな
る接続部において、前記スリーブ管が金属管端部と重な
り合いとなる部分を残し、スリーブ管の内径が金属管の
内径とほぼ等しくなるように構成したものであり、その
ような接続部を形成する方法として、金属管の外径にほ
ぼ適合する内径を有するスリーブ管の一方の端部におけ
る前記金属管に重ね合わされる部分の近傍の一部を予め
その内径か金属管とほぼ等しくなるように縮径加工し、
スリーブ管の残存している未縮径側を他方の金属管周上
に挿通しておいて露出させた光ファイバ相互を接続し、
ついで挿通しておいたスリーブ管を戻してきて前記縮径
加工した側の残存重ね合わせ部を反対側の金属管に重ね
合わせ挿通させてその端部を金属管に溶接し、然る後前
記縮径加工した部分の縮径を他方の金属管の端部に至る
まで延長縮径加工して被接続金属管の両端部間のスリー
ブ管の内径が金属管の内径とほぼ等しくなるようにした
後あるいはその前に他方の金属管の周上に重なり合いと
なっているスリーブ管の端部を金属管に溶接するもので
ある。

［作用］ スリーブ管が金属管端部と重なり合いとなる部分を残し
、スリーブ管の内径が金属管の内径とほぼ等しくなるよ
うに構成されていれば、前記型なり合い部分となった端
部を溶接することで、従来−膜化された接続部と同じ機
械的強度を確保しつつ、従来接続部内面に形成された段
差不連続部が解消され、内部の光ファイバに小回りの発
生するおそれが解消される。

そのような接続部を形成するに当り、金属管の外径にほ
ぼ適合する内径を有するスリーブ管の一方の端部におけ
る前記金属管に重ね合わされる部分の近傍の一部を予め
その内径が金属管とほぼ等しくなるように縮径加工し、
スリーブ管の重なり合い端部の溶接と前記縮径加工部の
延長縮径加工とを行なえば、容易に上記接続部を形成す
ることができる。

［実施例］ 以下に、本発明についで実施例を参照し具体的に説明す
る。

実施例１ 第１〜６図は、本発明に係る接続部を形成するための本
発明に係る接続方法を示す具体的説明図である。

紫外線硬化型樹脂（以下ＵＶ樹脂という）で被覆された
外径０．４−のシングルモード光ファイバ１，１を外径
０．９ｍｍ、内径０．７ｍｍのステンレス（ＳＵＳ３０
４）管よりなる長さそれぞれ２ｋｍの金属管２．２内に
収容し、金属パイプ心線を得た。

一方、外径１．２ｍｍ、内径１．０ｍｍ、長さ９００ｒ
ｒｍ（Ｄスｆンレス（ＳＵＳ３０４）管よりなるスリー
ブ管の片端から２５ｍｍの位置から５０ｍｍの位置まで
を外径０．９ｍｍ、内径０．７ｍｍに縮径加工し、縮径
部３Ａを有する本発明に係るスリーブ管３とした。

まず、金属パイプ心線の金属管２．２の端末がら６５０
画までを切断除去し、第１図に示すように光ファイバ１
．１を露出する一方、スリーブ管３の縮径部３Ａを有さ
ない側を一方の金属管２の端部外周に挿通させた。光フ
ァイバ１，１を５００画以上露出させたのは、ブルーフ
テストを行なう上で必要な長さを得るためである。

ついで、第２図に示すように、光ファイバ１゜１の端末
を融着接続し、光ファイバ接続部ＩＡを上記ＵＶ樹脂で
リコートした後、接続強度を保証するため２ｋｇｆのブ
ルーフテストを行なった。

つぎに、スリーブ管３を、第２図の状態から第３図に示
すように引き戻し、未縮径端部３Ｂを他方の金属管２に
前記縮径部３Ａが突き当たるまで挿通し、その挿通端部
と金属管２とをレーサービーム（ＹＡＧレーザ−）溶接
機１０により溶接部４をもって溶接固定した。溶接条件
は、金属パイプ心線回転数　ｌ　ｒｐｒｎ　、　　レー
ザーパワー：０．４Ｊ、パルス間隔２秒、レーサーデフ
ォーカス４ｍｍ。

であった。この条件では溶接部４の被覆金属管２の内部
温度は最大１２０℃であり、光ファイバ被覆材の劣化は
みられなかった。

上記溶接をした後、第４図に示すように半割ダイス１１
を縮径部３Ａに嵌合させ、ホルダ（図示してない）を用
いて図中右方向に半割ダイス１１を移動させ第５図に示
すようにスリーブ管３の他端の一部を残し縮径させた。

半割ダイス径は、φ１．１５→φ１．１→φ１．０５→
φ１．０→φ０．９５→φ０．９の６段階で順次縮径し
ていった。このときダイスの移動に必要な力は最大８ｋ
ｇで溶接部や被覆金属管の伸びはなかった。

上記のスリーブ管３の縮径部の長さは、縮径させずに残
存させたスリーブ管３の端部を最初挿通しておいた金属
管２の端部に第５図に示すように重ね合わせ挿通させた
ときに内部の光ファイバ１にたるみが生じない長さとし
た。

半割ダイス１１による縮径時のスリーブ管３の伸びは事
前に実験で確認できるため、（今回は４０％）、必要な
縮径加工長を有するようにスリーブ管３の長さを決める
ことは容易であった。

上記のように縮径加工し、金属管２，２の端末管におけ
るスリーブ管３の内径が金属管２の内径とほぼ等しくな
るように成形したら、残存未縮径スリーブ管の端部と金
属管２との重ね合わせ端部を前記と同じ条件により第６
図に示すようにレーサービーム溶接して溶接部４により
相互を固定した。

以上によって、金属管２の内径とスリーブ管３の内径が
ほぼ等しくなり、段差不連続部を有しない上、機械的強
度は従来の一般化された例と変わらない本発明に係る接
続部を形成することができた。

実施例２ 実施例１に用いたものと同じ金属パイプ心線を用い、長
さ１２５０−のスリーブ管の両端を被覆金属管に溶接後
、半割ダイスの代りにスウエージングマシンを用いてス
リーブ管を縮径加工した。

本実施例による金属管溶接部の引張強度は２３ｋｇｆ以
上（被覆金属管破断）で金属パイプ心線６心を撚合せた
ケーブルを試作し各種試験（弓張、ねじり、曲げ等）を
実施したが接続部での伝送特性の劣化はなかった。

なお、本発明において使用する被覆金属管の材質はステ
ンレスが主であるか、銅、アルミニウム、チタン等でも
よく、また、スリーブ管は被覆金属管と同材質であるこ
とが望ましい。

被覆金属管とスリーブ管の溶接は融接（レーザー溶接、
光ビーム溶接、ティグアーク溶接、電子ビーム溶接など
）やろう接（ハンダ、銀ろう付など）が利用できるが、
内部の光ファイバ被覆材の劣化を防ぐためには内部温度
を２５０℃以下にする必要がある。

［発明の効果］ 以上の通り、本発明によれば、つぎのような優れた効果
を発揮することができる。

（１）　　接続部の金属管内径が一定であるため、金属
管内部で光ファイバが動いても光ファイバの局部的な小
開りによる伝送損失増加は発生しない。

（２）　　被覆金属管と同サイズのスリーブ管を突合わ
せ溶接する方法と比較して、曲げや引張りに対する強度
が高く、また、溶接個所における気密性確保が容易であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１から６図は本発明に係る接続方法の実施例を示す説
明縦断面図、第７から１１図は従来一般化されている接
続方法を示す説明縦断面図、第１２から１４図は、既提
案の３様の接続部を示す説明縦断面図である。 １゛光ファイバ、 ＩＡ：光ファイバ接続部、 ２：被覆金属管、 ３ニスリーブ管、 ３Ａ：縮径部、 ４二溶接部、 １０：レーザービーム溶接機、 １１：半割ダイス。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属管内に光ファイバを収容してなる金属管被覆
   光ファイバの接続端末の金属管を段剥ぎ除去して光ファ
   イバの端部相互を接続し、該接続部の金属管端部の間を
   橋絡するスリーブ管を設け、当該スリーブ管の両端を金
   属管に溶接してなる接続部において、前記スリーブ管が
   金属管端部と重なり合いとなる部分を残し、スリーブ管
   の内径が金属管の内径とほぼ等しくなるように構成して
   なる金属管被覆光ファイバの接続部。
2. （２）接続すべき金属管被覆光ファイバの金属管を段剥
   ぎ除去して光ファイバを所要長露出させ、金属管の外径
   にほぼ適合する内径を有するスリーブ管の一方の端部に
   おける前記金属管に重ね合わされる部分の近傍の一部を
   予めその内径が金属管とほぼ等しくなるように縮径加工
   し、スリーブ管の残存している未縮径側を他方の金属管
   周上に挿通しておいて前記露出させた光ファイバ相互を
   接続し、ついで挿通しておいたスリーブ管を戻してきて
   前記縮径加工した側の残存重ね合わせ部を反対側の金属
   管に重ね合わせ挿通させてその端部を金属管に溶接し、
   然る後前記縮径加工した部分の縮径を他方の金属管の端
   部に至るまで延長縮径加工して被接続金属管の両端部間
   のスリーブ管の内径が金属管の内径とほぼ等しくなるよ
   うにした後あるいはその前に他方の金属管の周上に重な
   り合いとなっているスリーブ管の端部を金属管に溶接す
   る金属管被覆光ファイバの接続方法。