JPS59801B2 - 伝送ケ−ブル内で信号を伝達するための素子 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、伝送ケーブル内で信号を伝達するための複合
素子に関し、特に光学繊維から成る複合素子に関する。

既知のように、光学繊維は０．１〜０．０１ｍｍ程度の
極めて小さな直径を有するガラス製又は合成プラスチッ
ク材料製の繊維であり、管状の芯体とスリーブとで構成
されている。

スリーブの屈折率は芯体の屈折率より小さく、例えば屈
折率はスリーブが１．５０〜１．５２で芯体が１．５６
〜１．６４である。芯体及びスリーブを構成するそれぞ
れの材料間のこのような屈折率の違いのため、繊維の一
端から進入する光は繊維自体中で全反射され、繊維が曲
状のものである場合でさえ、この光は繊維の軸に沿つて
伝達されて繊維の他端へ至る。

特殊な型式の透明度の高いガラスを採用することにより
、繊維の一端から入つた初期のパルスが繊維の他端（出
口端）において実質上殆んど減衰されないことが判つた
。この種の光学繊維は、伝送ケーブル内で信号を伝達す
るための素子として使用すると妙味がある。

しかし、このような応用に際しては、繊維自体の典型的
な物理的及び機械的特性に主として由来する問題点を生
じる。事実、極めて薄い該光学繊維が引張り応力に充分
に耐えるが、その極限伸びが小さく従つて脆いというこ
とを考りよする必要がある。

そのため、このような繊維を伝送ケーブルに使用するに
当つて、これらの繊維は信号伝送用の素子を形成するよ
うに１つのユニットとして一緒により合わされねばなら
ないので、繊維を適正に配列する問題及び繊維自体に作
用する変形や応力を減少させる問題を全て解決する必要
がある。光学繊維は、種々の方法に従つて、例えばより
合わされた或は重ねられた巻回体として、ケーブル上に
適当な支持体と一緒に施す必要があることは明らかであ
る。

この方法の期間中、繊維は、異なる平面に沿つて、容易
に想像し得ない応力を受ける。更に、ケーブルを製造し
た後にさえ、殆んど予想不可能な平面上に作用する別の
応力がケーブル自体を敷設又は輸送する間に生じる。

それ故、光学繊維の使用に当つては、異なる平面に溢つ
て作用する種々の応力に対し光学繊維を保護する問題を
解決する必要があることを理解できるであろう。

本発明のねらいは、伝送ケーブル内で信号を伝達するた
めの、光学繊維から成りかつ上述の諸問題を解決するよ
うな構成を有する複合素子を提供することである。

従つて、本発明の目的は、伝送ケーブル内で信号を伝達
するための複合素子を提供することであり、この素子の
特徴は、この複合素子が、合成熱可塑性材料内に、光学
繊維と少なくとも３個の金属フイラメントと埋設して成
り、該各フイラメントが、該繊維の実質上中心軸を含み
かつ該各フイラメントをも含む対応する平面内において
該繊維から等距離離れて存在しており、これらの平面が
互に実質上同じ角度間隔で位置していることであり、フ
イラメントが光学繊維の熱膨脹係数と同じ熱膨脹係数を
もつ材料で構成されていることである。

好適な実施例において、複合素子はグラスフアイバ一か
ら等間隔の位置においてこのグラスフアイバ一のまわり
に配置された金属性フイラメントにより構成され、これ
らのフイラメントは互に１２００の角度間隔で位置する
繊維を含む平面内に３個存在するか又は互に直角に位置
する２つの平面内に４個存在する。

この配列は光学繊維の保全にとつて特に有利である。

事実、繊維は、その全長及びその全周囲に対して、熱可
塑性の合成材料内に収容されたフイラメントにより構成
された外装により保護される。

この保護の効果は、例えば全ての可能な平面上に作用す
る応力を吸収できる連続ジヤケツトを繊維のまわりに設
けることにより得られる保護の効果と対比される。事実
、実際においては、互に１２０の角度間隔で位置した平
面における３個のフイラメントの対称的な配列又は直交
する平面における４個のフイラメントの対称的な配列番
丸任意の応力を加えられた平面において、少なくとも１
つのフイラメントを張力に抵抗させそして２つのフイラ
メントを圧縮力に抵抗させるか、又は２つのフイラメン
トを張力に抵抗させそして１つのフイラメントを圧縮力
に抵抗させ、もつて適切な方法において応力及びその結
果生じる光学繊維の変形を封じ込めることのできる物理
特性を与える。そのため、上述の構成を有する複合素子
は伝送ケーブル内において信号を伝達するための素子と
して使用するのに特に適している。

従つて本発明の別の目的は、少なくとも１つの上述のよ
うな複合素子から成る伝送ケーブルを提供することであ
る。

図を用いて説明すると、第１，２図に示された複合素子
は本発明に係る伝送ケーブル内で信号を伝達することの
できる部分を構成する。

この素子は光学繊維の使用に実質上基礎を置き、実際に
おいては熱可塑性合成材料により構成された支持体１か
ら成り、この支持体１は、その内部に、中央に配置され
たグラスフアイバ一２と、このグラスフアイバ一を保護
するためにグラスフアイバ一のまわりに配置された少な
くとも３個の金属フイラメントとを収容している。

これらのフイラメントは、繊維（グラスフアイバ一）が
実質上無視しうる値の応力しか受けないように、応力の
大部分を収容するために、繊維の物理特性よりも大きな
物理特性を有する。更に、これらのフイラメントは、こ
れらのフイラメントの熱膨脹が繊維を許容限界以上に変
形させるのを阻止するため、繊維の熱膨脹係数に等しい
熱膨脹係数を有する。

周知のように、一般に、シリカ又は適当なガラスから成
る光学繊維は０．４×１０−６／℃ないし１０×１０−
６／℃の熱膨脹係数を有し、従つて、フイラメントは光
学繊維の熱膨脹係数と実質上等しい熱膨脹係数を有する
適当な材料でつくることができる。例えば、１．０×１
０−６／℃の熱膨脹係数を有する光学繊維を使用した場
合には、これとほぼ同じ熱膨脹係数を有する、約３５％
のニツケルを含んだスチール合金をフイラメント材料と
して使用する。支持体１内でのフイラメントの配列及び
数は、少なくとも３個以上であり各フイラメントが繊維
２を含みかつ各自フイラメントを含む平面内で繊維２か
ら互に等距離にありこれら平面間の角度が実質上互に等
しいという前提で、変えることができる。

この配列により、金属フイラメントは繊維を取巻く管状
形の理想表面上に実質上分布し、その際のこれらフイラ
メントの相互距離は、これらのフイラメントが各平面上
の応力に対して有効に耐えることのできるようなもので
ある。

特に、好適な実施例においては、これらのフイラメント
は、数が３個（第１図にそれぞれ３，４，５にて示す）
であり、互に１２０その角度間隔で位置した平面内に配
置されているか、或は数が４個（第２図にそれぞれ６，
７，８，９にて示す）であり、互に直交する２つの平面
内に配置されている。

複合素子の部分を詳細に考察すると、使用される光学繊
維２の直径は０．０１ｍｍないし０．１ｍｍの範囲の値
であり、フイラメントの直径は光学繊維の直径の大きさ
とおおよそ同じである。

特に、金属フイラメントの材料としては、ニツケルを４
２％含むスチール合金又はスチールがよい。

支持体１については、例えばポリエステル又はポリアミ
ド又はポリオレフインの如き熱可塑性合性材料が適当で
あることが判明した。

この支持体は最大横寸法が１．５龍の、平坦形状又は円
形状の如き種々の形をとりうる。

明らかに、信号を伝達するための電位手段として、多数
の複合素子を限られたスペース内へ集合させるには、い
つそう小さい寸法の支持体を有効に使用できる。

この場合において、光学繊維のための各支持体は、光学
繊維内部での光の伝達が隣接する繊維からくる光の影響
を受けないように、好適にはカーボンブラツクを添加さ
れた、熱可塑性材料で作られる。

これらの複合素子は、種々の方法、例えばより合わせる
方法により、一緒に関連でき、そしてポリエチレン製又
は他の熱可塑性材料製の単一シース１０（第３図）内に
収容されうる。

上述のように、当該複合素子は伝送ケーブル内で信号を
伝達するための素子として使用される。

該素子は、繊維を保護するための金属フイラメントによ
り構成された特殊な構造のため、伝送ケーブルに採用さ
れて実質上無視しうる応力しか受けないより合わされた
繊維の束を形成するように一）緒に結合されうる。

特に、第４図は、伝送ケーブルの芯体１３のまわりにら
せん状に巻付けた、熱可塑性材料の円形支持体１２を有
する複合素子１１を示す。

この場合、ケーブルのまわりへ巻付けた複合素子の配置
は有益である。その理由は、例えば１００ｍｍ以上のピ
ッチを有するこのらせん状の巻付けが、ほんの少量だけ
ケーブル長さを越える展開で１以上の繊維の使用を許容
するからである。本発明は上述の実施例に限定されず上
述の発明概念から導出される任意の別の実施例をも含む
ことを諒解すべきである。

特に、フイラメントζ使用する材料及びフイラメントの
配列が複合素子の曲げ抵抗を増大させるようなものであ
るという条件で、金属性フイラメントを非金属性フイラ
メントにかえてもよい。

更に、光学繊維のための保護は互に僅かに異なつた角度
間隔で位置した平面上に配置されたフイラメントを使用
することにより、上述のものと実質上等価な方法で得ら
れ、このような条件においても圧縮抵抗用フイラメント
及び引張り抵抗用フイラメントを配置させることが可能
であることを諒解すべきである。また、第１，２図の実
施例に示されたものと等価の繊維の保護は異なる直径の
フイラメントを採用することによつても達成できる。

この場合、光学繊維は中央に及び各フイラメントから等
距離の位置に配置されず、一層小さな曲げ応力を受ける
位置に即ちフイラメントにより決定される抵抗の断面中
立軸に溢つて配置される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例としての複合素子の断面図
。 第２図は、本発明の別の実施例としての複合素子の断面
図。第３図は、一緒に結合された状態で示す複数個の複
合素子の断面図。第４図は、複合素子を合体した伝送ケ
ーブルの斜視図である。１：支持体、２：光学繊維、３
〜９：フイラメント、１０：シース、１１：複合素子、
１２：支持体、１３：ケーブル芯体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 伝送ケーブル内で信号を伝達するための複合素子に
   おいて、該複合素子が合成熱可塑性材料内に光学繊維と
   少なくとも３個の金属フィラメントとを埋設して成り、
   該各フィラメントが、該光学繊維の実質上中心軸を含み
   かつ該各自フィラメントをも含む平面内において、該光
   学繊維から等距離離れて存在しており、これらの平面が
   互に実質上同じ角度間隔で位置しており、前記フィラメ
   ントが前記光学繊維の熱膨脹係数と同じ熱膨脹係数をも
   つ材料で構成されていることを特徴とする前記複合素子
   。