JPS59164509A - ケ−ブルコアの製造方法 - 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】 本発明は、光ファイバを含むケーブルコアの製造方法に
関する。

光フアイバケーブルは、電気通信システムでは製造、布
設されてきたが、長距離海底通信システム用としては製
造されていない。海底に布設された通信ケーブルは、低
温、高圧及び腐食水等の環境上の要因に影響され易い。

また海底ケーブルはケーブル布線及び改修時に遭遇する
大きい引張応力及び曲げ応力に酬える必要がある。

光ファイバを含む海底ケーブルは、米国特許第４．１５
６．１０４号に記載されている。この種のケーブルは、
ファイバが埋設されているコアによって、中心フィラメ
ントから離間された撚り鋼線を含んでいる。

光ファイバを含むケーブルは、海底通信システムに使用
する際に、問題が生じる。ケーブルに含まれる光ファイ
バの実測された損失はケーブルに生じるひずみに左右さ
れる。ケーブルシステムの製造、布設及び作動時にケー
ブルにひずみが生じると、光学的損失が大きくばらつく
ため、海底通信システムの始動、調整及び作動工程が複
雑になる。

発明の要旨 上記の問題は、光ファイバを含むケーブル心線の新規製
造方法によって解決される。この方法では、中央の強化
部材を加熱し、第１の熱可塑性再ラストマ一層を、加熱
された強化部材に押出す。次に装置の遊星運動で、第１
のエラストマ一層に光ファイバを、敷設してから、ファ
イバ上に第２の熱可塑性エラストマ一層を押出し、ｇｌ
のエラストマ一層と合体させる。

次に添付図面を参照して、本発明の詳細な説明する。

第１図は、光信号を伝送する様に配設された光ファイバ
を含む海底通信ケーブルコア１２の横断面図である。ケ
ーブル心線１２は、細長い中心強化部材すなわちキング
ワイヤ１Ｂ、熱可塑性エラストマー２２に埋設された元
ファイバ２０、及びエラストマーを包囲するポリマー外
被２３で構成されている。

中央の細長い強化部材又はキングワイヤ１８は、心線及
びケーブル製造中にコア１２に強度を与える、円形断面
の中心線であり、通常高強度の銅被覆鋼が使用される。

強化部材の周囲は、銅被覆を表すため太線で示されてい
る。中心線の通常直径は、０．８ミリである。キングワ
イヤ１日の最低断面寸法は、ケーブルの製造に要する引
張強度及び曲げ強度によって決定される。ケーブルコア
製造の２段階の作業において、物質を段階的に添加する
際に、種々の装置を通して、完成しつつある心線を、引
抜く場合の主要強化部材としてキングワイヤを使用する
。

コアの製造完了後、これをケーブルに挿入し、海底に敷
設するが中心線１８は、監視、整備及び制御情報の低周
波信号伝送に使用される、同軸ケーブル構成の中心導線
の役目をする。同軸中心導線としての機能上、キングワ
イヤは、電気銅製の同一寸法ワイヤの導電率の少なくと
も４０パーセントの導電率を有する様に選択されている
。

信号法を使用せずに、海水温度よりはるかに大幅に変化
する周囲温度で作動する地上通信システム用ケーブルの
代替構成では、ポリマーに埋設した強化ガラス繊維束等
のＳガラス（ｈｉｇｌｉ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ｇｌａｓ
ｓ　）から強化部材を製造できる。

エラストマー２２は、デュポン社（Ｅ、　Ｉ。

ｄｕＰｏｎｔ　ｄｅ　Ｎｅｍｏｕｒｓ　ａｎｄ　ｃｏｍ
ｐａｎｙ　）からハイトレル（ｆ（ＹＴＲＥＬ　）の商
標名で市販されると共に第１心線製造工程中にキングワ
イヤ１８に塗布される、押出等級熱可塑性ポリエステル
等の、光フアイバ包封体である。ハイトシルポリエステ
ル群の詳細については、ゴム時代（Ｒｕｂｂｅｒ　Ａｇ
ｅ　）　１０４．３３５−’４２ページ（１９７２年）
、国際ワイヤ及びケーブルシンポジウム議事録（ｐｒｏ
ｃｅｅｄｉｎｇｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　１ｎｔｅｒｎａｔｉ
−ｏｎａｌ　Ｗｉｒｅ　ａｎｄ　ｃａｂｌｅ　Ｓｙｍｐ
ｏｓｉｕｍ　）、２９２−２９９ページ（１９７５年）
、及びポリマー工学及び科学（ｐｏｌｙｍｅｒ　Ｂｎｇ
ｉｎｅｅｒｉｎｇ　ａｎｄ　５ｃｉｅｎｃｅ）Ｖｏｌ、
１４、ＮＯ，］、２．８４８−８５２ページ（１−９７
４年１２月）に記載されている。熱可塑性エラストマー
は、数本の別々の元ファイバを完全に包封して、ファイ
バを保護すると共に、ケーブルの中心付近に位置決めす
る。この構成では、ファイバはケーブルの曲げ中立軸付
近に設置されている。エラストマーはコア内の各ファイ
バを完全に包囲するため、各ファイバを海底圧力がかけ
る残留局部負荷から単離するバッファを形成する。その
結果ファイバのマイクロベンディング及びそれに伴なう
光損は、海底圧の作用に対して最少限におさえられる。

第２図は、第１の一連の加工工程を通してケーブルコア
を製造する一連の機械装置を示している。心線製造工程
において、キングワイヤ１８を、制御可能な張力及び速
度でり−ル３０から巻き戻す。張力は、ダンサ３１によ
り一定保持されている。キングワイヤを真直にし、トリ
クロロエタン浴３２で洗浄し、ヒータ３３で加熱する。

塑性状態に加熱される第１の熱可塑性エラストマ一層を
押出し機３５によって、加熱キングワイヤ１８の周りに
直かに押出す。ゲ゛−ジ３６は、エラストマーの厚さを
決定し、ワイヤ速度を調整して、エラストマー厚を所定
限度内に保持する。遊星形ストランダ（撚り装置）４０
は、遊星運動により、第１のエラストマ一層に亘って、
通常６乃至１２本の光ファイバを螺旋状に等間敷設する
。

第３図及び第４図に示す様に、ストランダ４０は、ねじ
り運動なしにキングワイヤをストランダ中心に通しつつ
、遊星運動で被覆されたキングワイヤ４１の周りに１本
以上の光ファイバを巻付ける様に構成されている。また
ホイール６０は、夫々一定長さの光ファイバを連続的に
供給する１個以上のボビン６２を担持しつつ、キングワ
イヤの周りを回転する様に構成されている。軸管７３は
、ホイール６０の回転車軸及びストランダ４ｏの支柱を
形成している。被覆されたキングワイヤは、軸管７３を
第４図の左から右に通過する。入口ガイド７４及び出口
ガイド７５は、キングワイヤを管７３の心細に保持する
。各ボビン６２は、例えばストランダ４ｏの床又は土台
と平行する様に固定された車軸６３を有しておシ、夫々
繰出されて、キングワイヤを被覆する第１のエラストマ
一層の周りに螺旋状に巻かれる一定長さの光ファイバ２
０を収納している。

さらに各ボビン６２は、ガイド及び綱車に向ってファイ
バを真直ぐに繰り出すことにより、ボビン６２とホイー
ル６０とがキンクワイヤの周りを回転する際に、ボビン
と閉止タイ８０との間のファイバ長変化を最少限にする
様に装着されると共に、ホイール６０及びボビンと共に
キングワイヤの周りを回転するハウジング６４によって
別々に包囲されている。ハウシング６４はホイール６０
と共に回転する際に、車軸６９の周りを自由に旋回する
。各ハウジング６４の車軸６９ば、相互にかつキングワ
イヤ４１と平行している。永久磁石ヒステリシスブレー
キは、ファイバの張力を制御する一定トルクを力える。

さらにハウジング６４は、キングワイヤを中心として円
の周囲を回転する際に、光ファイバを車軸６９の中心線
に保持する中央孔を有するガイド６５を保持する。

カイドロ５を離れると、ファイバ２０は綱車６７とガイ
ド６８とを通過して管７０に至る。綱車６７は、軸管７
３に固定された輻７１に装着されているため、被覆キン
グワイヤ４１を包囲する軸管７３に定置固定された車軸
７２を中心として回転する。

容管７０は、ボビン外被ハウシング７７の出口から閉止
タイハウジング７８の入口に至る丑で光ファイバを包囲
する。、ボビン外被ハウジング７７ば、綱車６７とカイ
ドロ８を包囲することにより、基本的にカイドロ５から
管７０に至る寸でファイバを包囲するっ光ファイバは、
管７０を離れて閉止ダイハラジンク７８に入る際に、閉
止タイ綱車７９を経て回転している閉止タイ８０に入る
。１個以上の閉止ダイ綱車７９が設けられているが、こ
れらは夫々軸管７３に固定された輻に装着されている。

各綱車７９の車軸８１が軸管７３及び関連する綱車６７
の車軸７２に対して定置固定されているため、綱車６７
と関連する綱車７９とは、軸管７３を中心として共に回
転し、ボビン６２とダイ８０との間を走行する光’７フ
イバの方向を変える。ファイバの長さは、ガイド６５と
ダイ８ｏとの間で一定保持されている。ホイール６ｏの
回転中に１フアイバの長さはボビンと関連するガイド６
５との間でわずかだけ変化するが、ボビン６゜とダイ８
０との間のファイバ長さ変化は、綱車７９及びダイ８０
に対して定置固定されたガイド６５及び綱車６７を介し
て繰り出す様に、各ボビンを位置決めすることにより、
最小限に保たれている。

各群のハウジング６４．７７．７８及び管７０は、ボビ
ン６２からダイ８ｏに至る寸で、各ファイバを連続的に
包囲することにより、ファイバのからげ（ｗｈｉｐｐｉ
ｎｇ　）　ｋ防止する。

回転閉止ダイ８０は光ファイバを被覆キングワイヤ４１
の周りに密接させる様に構晟され、かつ光ファイバを第
１エラストマ一層に密着保持する様に寸法法めされてお
り、ホイール６０、軸管７３及び綱車７９と共に回転す
ることによシ、横力を加えずに光ファイバを第１のエラ
ストマ一層に押し当てる。

被覆されたキングワイヤ４１が軸管７３を直進し、ファ
イバは、その周りに巻かれるため、第１図の第１エラス
トマ一層２２上に螺旋状に敷設される。ボビン６２の車
軸６３が、床に固定できる様な向きに保たれているため
、ファイバは装置の遊星運動で螺旋状に敷設される。こ
のためファイバのねじれはごくわずかになる。

完成途上のケーブルコアは、回転閉止ダイ８０通過後、
数本の光ファイバを所定公差内で位置決めする、固定閉
止ダイ８２を通過する。

第２図に示す様に、第２の熱可塑性エラストマ一層は、
押出機４２によって可塑状態で押出され、第１のエラス
トマ一層及ヒ光ファイバヲ覆い、光フアイバ間で第１の
エラストマ一層と合体することにより、各ファイバを完
全包囲する。

半完成コアを、水槽４３に入れて冷却すれば、心線製造
の第１段階が完了する。冷却後、ガイド４５及びタンサ
４６に通してから巻取リール５０に巻く。上記工程は全
て、第２図に示す一連の機械装置に、１度連続通しする
ことにより完了する。

第２段階では、第１図エラストマー２２の外面を保護ポ
リマー外被２３で被覆する。この種のポリマーとしては
、デュポン社（Ｅ、Ｉ。

ｄｕｐｏｎｔ　ｄｅ　Ｎｅ１ｎＯｕｒＳ　ａｎｄ　（：
’０１ｎｐａｎｙ　）製の、ナイロン６／１２であるジ
チル（Ｚｙｔｅｌ　）　１５３Ｉ。

ＮＣｌ０が使用されている。この外被の融点は２１３℃
であり、ポリマーは、所望の高融点の他に、高曲げ率、
高耐摩耗性及び高強度を有する様に選択されている。外
被けかなり靭性に富み、はとんど水分を吸収しない。こ
の第２製造段階では、半完成コアを、リールから巻き戻
し、ポリマー外被２３をエラストマー２２上に押出すが
、押出す前にポリマーを可塑状態に加熱しておく。この
外被の押出しでコア１２が完成するが、巻取リールに巻
く前に、水槽に入れて冷却する。

エラストマー２２がファイバ２０を完全に包囲し、かつ
ポリマー外被２３がエラストマーを包囲しているため、
ファイバはエラストマー及び外被を走行する。

上記のコア１２を完全なケーブル状にするには、さらに
２段階の作業を必要とする。その詳細については、米国
特許第２４２２２号に記載されている。

上記の通り、光ファイバを含むケーブルコアの製造方法
を説明したが、その他の類似方法も本発明の適用範囲に
入るものとする。

【図面の簡単な説明】

第１図は、光ファイバを含む、通信ケーブル心線の実施
例の横断面図： 第２図は、ケーブルコアを製造するべく、整列された機
械装置の側面図； 第３図は、光ファイバを敷設する遊星形ストランダの正
面図；及び 第４図は、第３図の４−４線に沿ったストランダの一部
除去側面図である。 〈主要部分の符号の説明〉 １８・・・強化部材、　　２０・・・光ファイバ、２２
・・・熱可塑性エラストマ一層、 ３５・・・押出機、　　４０・・・遊星形ストランダ、
４２・・・押出機、　　６２・・・ボビン、６４．７０
．７７．７８・・・包囲体（ハウジング及び管）、　　
８０・・・回転閉止ダイ。 ＦＩＧ、　ｊ ＦＩｏ、４ −ルド 、　　アメリカ合衆国０３８６２ニユーハンプシヤー・
ロッキンガム・ノ ース・ハンプトン・ポースト・ ロード７１ ＠ｌ！　　間者　　ノーマン・ニドワード・マツクナー
ニ− アメリカ合衆国０３８４２ニユーハ ンプシヤー・ロッキンガム・ハ ンプトン・モーニングサイド・ ドライヴ１４ Ｍ　　明　者　ダニエル・アレン・ミーデアメリカ合衆
国０３８２４ニューハ ンプシャー・ストラフオード・ ダーハム・マスト・ロード・ア ールエフデー１ ０発　明　者　アルフレッド・ジョージ・リチャードソ
ン アメリカ合衆国０７７４７ニユージ ヤーシイ・モンマウス・アバ− ゾーン・ランダール・ウェイ６１ ＠発明者　　ニコラス・セミドロス アメリカ合衆国０３８７８ニユーハ ンプシヤー・ストラフオード・ サマースワース・リンカーン・ ストリート２０ ０発　明　者　マーチン・フィン・ゾーントンアメリカ
合衆国０３８８４ニューハ ンプシャー・ストラフオード・ ストラフオード・ピー・オー・ ボックス２０５（番地なし）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ■　中心の強化部材及び複数本の光ファイバを含む、ケ
   ーブルコアの製造方法において、強化部材を加熱する工
   程、 第１の熱可塑性物質層を加熱した前記部材に押出す工程
   、 遊星運動で、複数本の光ファイバを前記層に螺旋状に敷
   設する工程、及び 前記光フアイバ上に第２熱可塑性物質層を押出すことに
   より、前記第１の層に係合させる工程を含むことを特徴
   とするケーブルコアの製造方法。 ２、特許請求の範囲第１項に記載の方法において、前記
   強化部材が加エライン？：１回の通過する間に、前記第
   １及び第２層を前後して押出すことを特徴とする方法。 ３　特許請求の範囲第１項に記載の方法において 遊星形ストランダで、前記第１層に光ファイバを敷設し
   、 前記ストランダ内の複数蘭のボビンから光ファイバを繰
   り出し、 前記ボビンから包囲体全通って回転閉止ダイに光ファイ
   バを送り、かつ 光ファイバに横力を加えずに、前記第１層で被薇される
   と共に光ファイバが巻かれた前記強化部材を、前記ダイ
   に通すことを特徴とする方法。