JPS5829481B2 - 伝送ケ−ブル用の光学繊維から成る単位素子の製造方法 - Google Patents

伝送ケ−ブル用の光学繊維から成る単位素子の製造方法

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JPS5829481B2
JPS5829481B2 JP50092990A JP9299075A JPS5829481B2 JP S5829481 B2 JPS5829481 B2 JP S5829481B2 JP 50092990 A JP50092990 A JP 50092990A JP 9299075 A JP9299075 A JP 9299075A JP S5829481 B2 JPS5829481 B2 JP S5829481B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、伝送ケーブルを形成するために同種の単位（
ｕｎｉｔａｒｙ ）素子と一緒に又は電気的な基本回路
と一緒に特に使用するための、光学繊維により得られた
単位素子及び該単位素子を製造する方法に関する。
本明細書において、「単位素子」という用語は、適当な
材料のシースにより被覆された単一の光学繊維に、よっ
て又は適当な材料のシースにより全体を被覆された複数
個の光学繊維によって構成された、信号伝達用の素子を
意味するものとする。
シース内に挿入される繊維は裸の状態でもよいし又は好
適には繊維の直径に比べて無視しうる厚さのプラスチッ
ク材料製の保護層で被覆してもよい０ 既知のように、光学繊維は、１ミリメートルの数十分の
−から数十分の−までの極めて小さな直径のガラス又は
合成材料の細長い素子である。
このような細長い素子は不定長のものであって、それ自
身が屈折率を有する円柱状芯体と、該芯体よりも小さな
屈折率を有するカバーとから成る。
芯体を形成する材料の屈折率とカバーを形成する材料の
屈折率とが違うため、光学繊維の軸線に関して充分小さ
な入射角で光学繊維の一端から入った光線は光学繊維内
部で全反射し、従って光学繊維の軸線が曲線状の場合で
さえも、光線は光学繊維の軸線に沿って光学繊維の一端
から他端へ伝達される。
種々の形式のガラス又は低減衰特性を有する合成材料を
用いることにより、光学繊維へ入った信号が無視しうる
程度の減衰しか伴なわずに光学繊維から出られるような
方法が提案された。
しかし、この種の繊維を使用すると、繊維の引張り強さ
が小さいため及び繊維の極限伸びが小さいため、機械的
な強さが乏しいという欠点が生じる。
機械的に弱いということは、光学繊維を伝送ケーブルに
使用するに当って、単位素子並にケーブルの製造期間中
及びケーブルの敷設並に使用期間中の相方に生じる、光
学繊維に直接力を加える恐れのある全体の応力及び変形
を制限せねばならぬという問題を解決する必要がある。
本出願人は特願昭４９−５７３９６号明細書において、
この問題の一解決策を提示した。
それによれば、複数個の光学繊維が、単一の複合バンド
を形成すべく一緒に結合された熱可塑性材料の２枚のフ
ィルム間に配列される。
これらの繊維は互に平行に位置し、各繊維は該繊維を埋
設したフィルムの長さの約１０％以上の長さの波状径路
を追従する。
このようにして、複合バンドがフィルムの弾性限界値内
の引張り力を受けた時、光学繊維は殆んど応力を受けな
い。
本出願人はまた特願昭４９−６２４６１号明細書におい
て、押出しシースの長手軸に沿って配列した状態で該シ
ース中に繊維を埋設する技術を提示した。
光学繊維の熱膨張係数と同じ度合の熱膨張係数を有する
２つの金属ワイヤが光学繊維から同じ距離だけ離れて該
押出しシース中に埋設される。
その目的は、例えば押出し材料の冷却により生ずる及び
ケーブル形成操作又はケーブル敷設操作中に生ずる応力
をこれらのワイヤに負担させることである。
これら２つの解決策は、例えば単位素子をコイル上に巻
くことにより又はケーブルを形成すべく単位素子を中央
の支持芯体上にらせん状に巻くことにより生起される単
位素子の曲げが大きな曲げ半径に沿って生じる場合に関
しては、極めて良好な結果を与える。
これを数値で示せば、前記大きな曲げ半径は約１００ｍ
ｍ以上である。
しかし、１００ｍｍ以下の小さな曲げ半径に沿って、単
位素子及び該素子にて形成されたケーブルが曲げを受け
た時に、繊維が破壊する危険性がある。
事実、現在当業界においては、特にシースの直径が繊維
の直径よりかなり大きい時に、シースに関する繊維の完
全なるセンタリング（復心）を行なえるような単位素子
の製造方法は知られていない。
この場合、当業者に知られているように、単位素子が曲
げを受けた時に繊維に加わる引張り力又は圧縮力は、単
位素子の中立軸からの繊維の距離に比例し、単位素子の
曲げ半径に反比例する。
更に、仮に、例えば、上述のように単位素子を支持芯体
上に巻くことによって形成されたケーブルが小さな半径
のマンドレル上で小さな曲げ半径にて曲げられた場合、
単位素子は、マンドレルに対面する内側部分において圧
縮され、一方外側部分において伸長される。
その理由は、単位素子を巻きつけた支持芯体に関して芯
体と単位素子との間に強力な摩擦力が存在するので、単
位素子は支持芯体上で完全に滑動できず、その結果単位
素子中に含まれた光学繊維は圧縮応力又は引張り応力を
受けるからである。
それ故、本発明のねらいは、単位素子自体の曲げ期間中
光学繊維がより小さな圧縮及び引張り応力しか受けない
ような及びそれと同時にシースが受ける変動の結果の影
響を受けないように光学繊維をシースから充分に独立さ
せるような改良された単位素子を提供することである。
更に、本発明のねらいは上述の型式の光学繊維を備えた
単位素子を製造する方法を掟供することである。
詳細には、本発明の目的は、裸のままか又は保護層１゛
・こて被覆されそして全体をシースで包囲された単一の
光学繊維から成る、或は裸のままか又は保護層にて被覆
されそして全体をシースで包囲された複数個の光学繊維
から成る無限長の単位素子を提供することであり、この
単位素子の特徴は、該シースが管状を呈し、その内表面
が光学繊維に接着しておらず、該シースの内径が光学繊
維の外径又はこれらの光学繊維に外接する仮想の円筒体
の外径よりも大きいことである。
本発明の好適な実施例に従えば、シースの内径と鉄車−
の光学繊維の外径又は複数個の光学繊維に外接する儂想
円筒体の外径との比は３より小さくなく、好適には５〜
１０である。
本発明の別の実施例の特徴は、光学繊維の長さが該管状
シースの長さより長いことである。
本発明の他の実施例は、該管状シースが熱可塑性樹脂で
作られているような単位素子から伐る。
更に別の実施例は、管状シースがエラストマー材料でで
きてハるような巣立素子を提供する。
好適な実施例においては、該熱可塑性樹脂はポリエチレ
ンであり、別の実施例においては該熱可塑性樹脂はポリ
プロピレンである。
本発明の別の目的は、上述の単位素子を製造する方法を
提供することであり、この方法は、光学繊維上ヘシース
を押出し、シースを冷却し、出来上った素子を回収する
諸操作から成り、特徴としては、該方法が該管状シース
を押出す前に光学繊維を適当な接着防止剤で潤滑するス
テップを含むことであり、該シースが、常温で、光学繊
維の外径よりも大きいままの内径を有するように押出さ
れることである。
上述の方法を具体化した好適な実施例は、製造ラインの
成る区域を単位素子が通過している期間中管状シースを
弾性的に引伸ばすステップを含み、この際シースと光学
繊維との間の自由な相対的な滑動が生じ、該実施例は更
に製造ラインの別の成る区域を単位素子が通過している
期間中前記弾性的な伸びを排除する（元へ戻す）ステッ
プをも含み、その際前記のような相対滑動を許さない。
第１図に部分的に示す単位素子１０は無限長を有し、か
つ保護層で被覆され管状シース１２により包囲された光
学繊維１１を含み、シース１２の内表面は光学繊維１１
に接着していない。
管状シース１２の内径Φｌは約１１ｎ７ＩＬで、光学繊
維の直径Φｅ （＝０．１５ｍｍ）より大きく、比Φｌ
／Φｅは６．６６である。
管状シース１２は、単一の光学繊維の代りに、複数個の
光学繊維を包囲することもできる。
この場合、管状シース１２の内径はこれら複数個の光学
繊維（図示せず）の組立体に外接する仮想の円筒体の外
径より大きい。
いずれの場合も、シースの内径と単一の光学繊維の外径
又は複数個の光学繊維の組立体に外接する仮想の円筒体
の外径との比は３より小さくなく、好適には５〜１０で
ある。
更に、管状シース１２内に収容された単−又は複数個の
光学繊維１１は、管状シースの長さと同じ長さまたはそ
れ以上の長さを有する。
この管状シース１２は適当な材料により構成されうる。
好適な材料は熱可塑性樹脂、特にポリエチレン及びポリ
プロピレンである。
又、シース１２はエラストマー材料でも構成されうる。
第１図の単位素子１０のような単位素子が伝送ケーブル
を形成するに当って使用されるということについては先
に述べた通りである。
第２図はこのような伝達ケーブルの１部を示し、この伝
送ケーブルは、実践的には管状シース１２に包囲された
単一の光学繊維１１により構成された複数個の単位素子
である、互に同種の複数個の単位素子１０から成る。
単位素子１０は、好適には細胞質状の合成材料でできた
充軟な層１７によす被覆されたスチールロープ１６から
戒る支持芯体１５上にらせん状に巻かれている。
もちろん、当業者に知られているように、ケーブル１４
は単位素子１０へ重ねられた他の層を施すことにより完
成される。
これらの層は図には示さないが、例えば適当なテープ、
保護シース、外装等でよい。
伝送ケーブル１４の形成期間中又はその敷設操作期間中
、プーリーへの巻付や曲げのために、ケーブルは各単位
素子１０へ伝達されるような応力を受ける。
単位素子１０が管状シース１２と同じ長さを有する繊維
１１を備えている場合、この繊維１１は管状シース１２
と同軸な位置をとる傾向をもつ。
このため、単位素子に加えられる各引張り応力がシース
１２のみの伸びを生じさせ、繊維１１には応力を加えな
い。
この繊維は、シース１２に加えられた最大引張り応力の
ために、応力を加えられずに、シース１２の内表面１３
に接触するまで、このシースの内表面の方へのみ変位す
る。
仮に、光学繊維１１が管状シース１２より長い場合、単
位素子１０に加えられる引張り又は圧縮応力は、該光学
繊維１１に応力を加えずに、シース１２と同じ長さを有
する繊維１１から成る単位素子１０に加えられるであろ
う応力よりも大きい。
単位素子１０は第３図に例示した製造ラインにより製造
される。
製造ラインは、少なくとも、繊維を送り出すための素子
１８、押出し器又は押出しプレス１９、冷却タンク２０
、引出しキャプスタン２１、ブレーキ２２、緩衝器２３
及び収集ドラム２４から戒る。
本発明に係る方法は、押出される前即ち押出し器の上流
側好適にはその近傍において、送り出し素子１８から来
る裸のままの又は保護層で被覆された１つの光学繊維（
又は２以上の光学繊維）１１を、適当な接着防止剤（例
えばシリコン油）で潤滑し、もって光学繊維が管状シー
ス１２の内表面と接する地点において該シースの内表面
に接着しないようにする。
一方、シース１２はその内径がΦｌとなって該潤滑され
た繊維１１上に押出され、この内径は、常温では、冷却
タンク２０を通過した後も光学繊維（単数又は複数）１
１の外径Φｅより太きい。
それ故、既に繊維１１と管状シース１２とから成ってい
る単位素子１０が押出し器１９から出てくる。
この単位素子１０は、押出し器１９のすぐ下流側におい
て、冷却タンク２０へ入り、このタンクを通ったときに
シースが安定（５ｅｔｔｌｅ ）する。
第１の実施例に従えば、単位素子は冷却タンク２０から
出てくるときには既に収集ドラム上に巻かれている。
このドラムは次いで適当な処理ライン（図示せず）上に
配列され、この処理ラインにおいては単位素子は普通の
方法で支持芯体１５上にらせん状に巻かれる。
本発明の別の好適な実施例に従えば、押出し操作とドラ
ム上への収集操作との間で次の諸ステップが行なわれる
。
即ち、シースと繊維との間の自由な相対滑動を許容しつ
つ製造ライン（例えば第３図に示す製造ライン）の成る
区域を単位素子１０が通っている期間中に管状シース１
２を弾性的に伸長させるステップ及び上記の相対滑動を
許さずに、該製造ラインの別の成る区域を単位素子が通
っている期間中に（例えば引出しキャプスタン２１から
収集ドラム２４へ単位素子１０が移動している期間中に
）上述のようにしてできた伸長（伸び）を元へ戻すステ
ップが行なわれる。
この方法によって、繊維１１がシース１２より長い直線
的な展開を有するような単位素子１０が得られる。
上記の弾性的な伸びは、繊維１１がシース１２に関して
自由に潤動するような製造ラインの区域においてシース
１２に張力を加えることにより得ることができる。
例えば、第３図において、冷却タンク２０から出てくる
単位素子１０は引出しキャプスタン２１により保持され
、このキャプスタン２１が管状シース１２と繊維１１と
の間に成る摩擦力を生じさせ、この摩擦力は、実質上、
引出しキャプスタン２１の直径が管状シース１２の直径
より大きな場合に、繊維１１とシース１２とを同じ量だ
け前進させる。
引出しキャプスタン２１の上流側に位置するブレーキ２
２は、管状シース１２に、引出しキャプスタン２１によ
り加えられた引張り力に対抗する引張り力を与える。
ブレーキ２２と引出しキャプスタン２１との間の製造ラ
イン区域を通過中に、シース１２が弾性的な伸びを生ず
る。
単位素子１０が緩衝装置２３上に巻かれるべく引出しキ
ャプスタン２１を去った時、管状シースがブレーキ２２
と引出しキャプスタン２１との間の区域で受けたよりも
小さな引張り力を受けるので、管状シース１２の短縮化
が生じ、そのため繊維１１の直線状展開が管状シース１
２の直線状展開よりも大きな状態で、単位素子１０が収
集ドラム２４上に巻かれるであろう。
単位素子１０の製造において作るのに望ましいのは管状
シース１２より長い繊維にすることであるが、これは、
上述の方法に加えて、熱処理により、即ち特にシースが
熱可塑性樹脂で構成されている場合にシースを熱膨張係
数の大きい材料で作ることにより得られうる。
例えば、仮にタンク２０の温度が常温（室温）に関して
充分高い温度に維持されている場合、タンク２０から出
現しかつ引出しキャプスタン２１の方へ向かう管状シー
ス１２は依然として高温のままであり、その結果、管状
シースは、収集ステーションの前の製造ラインの区域に
おいての冷却により、短縮化され、この短縮は、繊維の
熱膨張係数よりシースの熱膨張係数の方が大きいため、
繊維の短縮度より大きく、もって管状シース１２よりも
長い繊維１１が得られるのである。
換言すれば、後者の方法において、シースの弾性伸びは
シースを常温より高い温度にするタンク２０内で行なわ
れ、一方シースの短縮化はタンク２０の下流側の区域で
シースを常温に冷却することに得られる。
別の方法としては、シースの引伸ばし及びシースの伸び
取除き（伸びを元へ戻すこと）の両方に対して、引張り
作用の熱処理との組合せ操作を施すことである。
また、この場合、ドラム２４に収集された単位素子１０
は、例えば第３図に示すように、伝送ケーブルを形成す
べ〈従来の方法で支持芯体１５上に巻かれうる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明に係る単位素子の部分図。 第２図は、第１図に示す単位素子で形成した伝送ケーブ
ルの部分図。 第３図は、本発明に係る単位素子製造ラインを示す図で
ある。 １０：単位素子、１１：光学繊維、１２：管状シース、
１３：シース内表面、１４：伝送ケーブル、１５：支持
芯体、１９：押出し器、 却タンク、２１：引出しキャプスタン、 レーキ、２３：緩衝器。 ２０：冷 ２２：ブ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 裸のままか又は保護層にて被覆された単一の又は複
    数個の光学繊維と、該光学繊維を包囲する管状シースと
    から成る単位素子を製造する方法であって、前記光学繊
    維のまわりへ前記管状シースを押出す工程と該シースを
    冷却する工程とから成る単位素子製造法において、 前記管状シースを押出す工程の前に前記光学繊維を適当
    な接着防止剤で潤滑する工程と、管状シースを押出して
    いる間に該シースに張力を加えて該シースを弾性的に引
    伸ばす工程と、該押出しの後に前記張力を解除して前記
    シースを元の長さに弾性的に戻す工程とから成ることを
    特徴とする単位素子の製造方法。
JP50092990A 1974-07-30 1975-07-30 伝送ケ−ブル用の光学繊維から成る単位素子の製造方法 Expired JPS5829481B2 (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
IT2570274A IT1017702B (it) 1974-07-30 1974-07-30 Elementi unitari perfezionati rea lizzati con fibre ottiche adatti per cavi di telecomunicazione e relativo metodo di produzione
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JPS5137662A JPS5137662A (ja) 1976-03-30
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JP (1) JPS5829481B2 (ja)
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AU (1) AU497523B2 (ja)
BR (1) BR7504531A (ja)
CA (1) CA1049821A (ja)
DE (1) DE2528991C2 (ja)
FR (1) FR2280911A1 (ja)
GB (1) GB1487464A (ja)
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