KR101968453B1 - 광섬유 유닛 및 광섬유 케이블 - Google Patents

Abstract

(과제) 단면에서 두께에 대한 폭이 큰 번들재를 광섬유 묶음의 주위에 SZ 형상으로 감은 경우에, 감김 방향의 반전부분에서 번들재에 뒤틀림이 발생하여 번들재끼리가 광섬유 묶음에 대하여 기립한 형상으로 접합된다.
(해결수단) 본 발명은, 복수의 광섬유 심선을 묶은 광섬유 묶음과, 복수의 번들재를 구비하는 광섬유 유닛이다. 상기 복수의 번들재 중 하나의 번들재는, 상기 광섬유 묶음의 외주 상에서, 감김 방향을 교대로 반전시키면서, 상기 광섬유 묶음의 길이방향을 따라 감기며, 감김 방향의 반전부분에서, 다른 번들재와 접합되고, 상기 번들재의 단면에서 두께에 대한 폭이 20배 미만이다.

Description

광섬유 유닛 및 광섬유 케이블

본 발명은 광섬유 유닛 및 광섬유 케이블에 관한 것이다.

복수개의 광섬유 심선을 묶은 광섬유의 집합체를 광섬유 유닛으로서 광섬유 케이블을 구성하는 기술이 알려져 있다. 이 때, 광섬유 심선의 묶음에 조권사(粗卷絲, 번들재)를 감음으로써, 광섬유 심선의 묶음이 흩어지는 것을 억제하면서, 번들재의 색에 의해 광섬유 유닛을 식별하는 방법이 일반적이다.

이러한 번들재에 관하여, 특허문헌 1의 특히 도 7에는, 복수개의 광섬유 심선의 묶음의 주위를 2개의 번들재로 묶을 때, 2개의 번들재를 SZ형상으로 감고, 감는 방향의 반전 부분에서 2개의 번들재를 접착고정하는 기술이 개시된다. 또한, 특허문헌 2에는 복수개의 광섬유 심선을 묶는 3개 이상의 번들재를 구비하고, 제1번들재는 제2번들재와 접촉하는 접촉점에서 제2번들재와 접함됨과 함께, 제3번들재와 접촉하는 접촉점에서 제3번들재와 접합되며, 제2번들재의 접촉점 및 제3번들재의 접촉점에서 광섬유 심선의 묶음에 대한 감김 방향이 반전하는 기술이 개시된다.

특허문헌 1: 일본공개특허공보 제2012-88454호 특허문헌 2: 국제공개특허공보 제2015/053146호

특허문헌 1 및 특허문헌 2에 기재된 광섬유 유닛은, 광섬유 심선을 취출할 때의 작업성이 향상된다는 이점이 있다. 그러나, 번들재의 단면에서 두께에 대한 폭이 큰 번들재를 SZ형상으로 감는 경우, 감기 방향의 반전 부분에서 번들재의 뒤틀림이 발생하여, 번들재끼리 광섬유 묶음에 대하여 기립하는 형상으로 접합되어 버릴 수 있다. 이와 같이 기립한 번들재의 접합부가 다른 광섬유 묶음에 감겨 들어감으로써 광섬유 심선의 단선을 발생시킬 우려가 있다.

본 발명은, 번들재의 감김 방향의 반전 부분에서 뒤틀림을 억제하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 주된 발명은, 복수의 광섬유 심선을 묶은 광섬유 묶음과, 복수의 번들재를 구비하며, 상기 복수의 번들재 중 하나의 번들재는, 상기 광섬유 묶음의 외주 상에서, 감김 방향을 교대로 반전시키면서, 상기 광섬유 묶음의 길이방향을 따라 감김과 동시에, 감김 방향의 반전부분에서, 다른 번들재와 접합되고, 상기 번들재의 단면에서 두께에 대한 폭이 20배 미만인 것을 특징으로 하는 광섬유 유닛이다.

본 발명의 다른 특징에 대하여는, 후술하는 명세서 및 도면의 기재에 의하여 보다 명확히 한다.

본 발명에 의하면, 번들재의 감김 방향의 반전 부분에서 뒤틀림을 억제할 수 있다.

도 1A는 광섬유 유닛(2)을 갖는 광섬유 케이블(1)의 단면도이다. 도 1B는 참고예의 광섬유 유닛(2)의 사시도이다.
도 2는 간헐고정형의 광섬유 테이프(7)의 설명도이다.
도 3은 열융착에 의한 접합을 행하는 경우의 번들재(10)의 단면구조에 대하여 설명하는 도면이다.
도 4A 내지 도 4C는 번들재(10)의 단면형상을 설명하기 위한 번들재(10)의 단면도이다.
도 5는 번들재(10)의 감는 방식을 설명하기 위한 설명도이다.
도 6은 비교예에서 번들재(10)의 접합점(15) 부근을 확대한 사시도이다.
도 7은 번들재(10)의 감김 방향의 반전부분에서 기립하여 접합된 번들재(10)의 접합부의 사시도이다.
도 8은 광섬유 심선(8)의 튀어나옴이 발생한 광섬유 유닛(2)을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 제2실시형태의 광섬유 유닛(2)을 설명하기 위한 도면이다.
도 10A는 광섬유 심선의 노출면적을 설명하기 위한 번들재(10)의 전개도이다. 도 10B는 광섬유 심선의 노출면적을 설명하기 위한 다른 번들재(10)의 전개도이다.

후술하는 명세서 및 도면의 기재로부터, 적어도 이하의 사항이 명확해진다.

복수의 광섬유 심선을 묶은 광섬유 묶음과, 복수의 번들재를 구비하며, 상기 복수의 번들재 중 하나의 번들재는 상기 광섬유 묶음의 외주 상에서 감김 방향을 교대로 반전시키면서 상기 광섬유 묶음의 길이방향을 따라 감김과 동시에, 감김 방향의 반전부분에서, 다른 번들재와 접합되고, 상기 번들재의 단면에서 두께에 대한 폭이 20배 미만인 것을 특징으로 하는 광섬유 유닛이 명확해진다. 이와 같은 광섬유 유닛에 의하면 번들재의 감김 방향의 반전부분에서 뒤틀림을 억제할 수 있다.

상기 번들재의 단면에서 두께에 대한 폭이 18배 이하인 것이 바람직하다. 이로써, 번들재의 감김 방향의 반전부분에서 뒤틀림을 보다 억제할 수 있다.

상기 번들재끼리는 접착제에 의해 접합되는 것이 바람직하다, 이와 같은 경우에 특히 유리하다.

상기 광섬유 심선의 심수를 A, 상기 번들재의 갯수를 N으로 할 때, 상기 광섬유 묶음의 외주 상에서 상기 광섬유 심선이 상기 번들재로부터 노출되는 면적이 150A/N 평방mm 이하인 것이 바람직하다. 이로써, 광섬유 유닛의 구부러진 부분에서 번들재끼리로 둘러싸인 간극으로부터 광섬유 심선의 튀어나옴을 억제할 수 있다.

상기 광섬유 묶음의 외주 상에서 상기 광섬유 심선이 상기 번들재로부터 노출되는 면적이 10평방mm 이상인 것이 바람직하다, 이로써, 번들재의 지수특성이 저하되는 것을 억제할 수 있다.

복수의 광섬유 유닛과, 복수의 상기 광섬유 유닛을 피복하는 외피를 구비하는 광섬유 케이블로서, 상기 광섬유 유닛은, 복수의 광섬유 심선을 묶은 광섬유 묶음과, 복수의 번들재를 구비하며, 상기 복수의 번들재 중 하나의 번들재는 상기 광섬유 묶음의 외주상에서 감김 방향을 교대로 반전시키면서 상기 광섬유 묶음의 길이방향을 따라 감김과 동시에, 감김 방향의 반전부분에서, 다른 번들재와 접합되며, 상기 번들재의 단면에서 두께에 대한 상기 단면에서의 폭이 20배 미만인 것이 바람직하다. 이로써, 번들재의 감김방향의 반전부분에서 뒤틀림을 억제할 수 있다.

=== 참고예===

<광섬유 유닛(2) 등의 구성>

도 1A는, 광섬유 유닛(2)을 갖는 광섬유 케이블(1)의 단면도이다. 광섬유 케이블(1)은 복수의 광섬유 유닛(2)과, 외피(3)를 갖는다. 광섬유 유닛(2)은 복수의 광섬유 심선(8)을 번들재(10)로 묶은 구조이다. 광섬유 유닛(2)의 상세한 구조에 대하여는 후술한다. 여기서는, 광섬유 케이블(1)은 3개의 광섬유 유닛(2)을 갖는다. 3개의 광섬유 유닛(2)은 압권 테이프(5)에 의해 덮이고, 그 외측이 외피(3)로 피복된다, 외피(3)에는 텐션멤버(4A)나 립코드(4B)가 매설된다.

도 1B는 참고예의 광섬유 유닛(2)의 사시도이다. 광섬유 유닛(2)은 복수의 광섬유 심선(8)의 묶음을 번들재(10)로 묶은 구조이다. 이하, 복수의 광섬유 심선(8)의 묶음을 광섬유 묶음(6)이라 칭한다. 번들재(10)는 광섬유 묶음(6)의 외주 상에 감기며, 이로써, 복수의 광섬유 심선(8)이 묶여 흩어지지 않도록 되어있다. 여기서는, 광섬유 묶음(6)은 복수매의 간헐고정형 광섬유 테이프(7)를 묶어 구성된다.

도 2는, 간헐고정형의 광섬유 테이프(7)의 설명도이다. 간헐고정형 광섬유 테이프(7)는 복수(여기서는 12개)의 광섬유 심선(8)을 나열시켜 간헐적으로 연결한 광섬유 테이프(7)이다. 인접하는 2심의 광섬유 심선(8)은 연결부(9A)에 의해 연결된다. 인접하는 2심의 광섬유 심선(8) 사이에는 복수의 연결부(9A)가 길이방향으로 간헐적으로 배치된다. 또한, 간헐고정형 광섬유 테이프(7)의 복수의 연결부(9A)는 길이방향 및 테이프 폭방향으로 2차원적으로 간헐적으로 배치된다. 인접하는 2심의 광섬유 심선(8) 사이의 연결부(9A) 이외의 영역은 비연결부(9B)가 된다, 비연결부(9B)에서는 인접하는 2심의 광섬유 심선(8)끼리는 구속되지 않는다. 이로써, 간헐고정형 광섬유 테이프(7)를 둥글게 하여 통 형상(묶음 형상)으로 하거나 접을 수 있게 되어, 다수의 광섬유 심선(8)을 고밀도로 묶을 수 있다.

또한, 광섬유 묶음(6)을 구성하는 간헐고정형 광섬유 테이프(7)는 도시된 것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 연결부(9A)의 배치를 변경할 수 있다. 또한, 간헐고정형 광섬유 테이프(7)를 구성하는 광섬유 심선(8)의 수를 변경할 수도 있다. 또한, 광섬유 묶음(6)은 간헐고정형의 광섬유 테이프(7)로 구성되지 않을 수 있으며, 예를 들면 복수의 단심 광섬유 심선(8)를 묶어서 구성될 수도 있다.

번들재(10)는 복수의 광섬유 심선(8)을 묶는 부재이다. 번들재(10)는 복수의 광섬유 심선(8)을 결속가능한 실 형상, 끈 형상 또는 테이프 형상의 부재이다. 번들재(10)는 광섬유 묶음(6)의 외주 상에 감겨진다. 도 1B 중의 광섬유 유닛(2)은 4개의 번들재(10)에 의해 광섬유 묶음(6)을 묶으나, 광섬유 유닛(2)의 번들재(10)는 4개 이상일 수도 있다. 이하의 설명에서는 번들재(10)에 첨자(A~D)를 붙이고 각각의 번들재(10)를 구별하여 설명할 수 있다.

번들재(10)는 소정의 색으로 착색되어 식별부재로서도 기능한다. 각 광섬유 유닛(2)의 번들재(10)는 각각 다른 색으로 착색되어 식별가능하다. 도 1B와 같이 각 광섬유 유닛(2)이 4개의 번들재(10)를 갖는 경우, 번들재(10)의 색의 조합에 의해 각 광섬유 유닛(2)을 식별할 수 있다. 또한, 번들재(10)를 착색하는 대신에, 번들재(10)의 표면에 식별 마크를 인쇄할 수도 있다.

번들재(10)끼리의 접합, 예를 들면 번들재(10)(A)와 번들재(10)(D)의 접합에 있어서는, 접착제를 사용하여 행한다. 번들재(10)끼리의 접합을 행할 때에 사용되는 접착제로는 예를 들면, 자외선 경화수지나 용제를 사용한 변성 올레핀계 등의 접착제, 에폭시계 접착제 등의 반응형 접착제를 사용할 수 있다. 또한, 번들재(10)끼리의 접합은 접착제를 사용하지 않고 열융착에 의한 것일 수도 있다.

도 3은, 열융착에 의한 접합을 행하는 경우의 번들재(10)의 단면구조에 대하여 설명하는 도면이다. 번들재(10)는, 코어부(11)와, 피복부(12)를 갖는다. 코어부(11)는 광섬유 유닛(2)의 길이방향으로 연장되는 부재로서, 번들재(10)는 복수개의 코어부(11)를 갖는다. 피복부(12)는 코어부(11)의 외주를 피복하고 코어부(11)의 융점보다 낮은 융점을 갖는 부재이다. 광섬유 유닛(2)을 묶는 2개의 번들재(10)는 피복부(12)가 융점 이상으로 가열됨으로써 발현되는 접착성에 의해 양쪽의 교점에서 열융착된다. 코어부(11)의 융점과 피복부(12)의 융점의 차이는 20℃ 이상인 것이 바람직하다. 코어부(11)의 융점은 200~230℃인 것이 바람직하며, 피복부(12)의 융점은 150~180℃ 인 것이 바람직하다. 또한, 피복부(12)에는 가열하여 녹아도 광섬유 심선(8)와 접착되지 않거나 혹은 접착되어도 그 접착력이 낮고, 게다가 광섬유 심선(8)의 피복층을 열화시키지 않는 것이 바람직하다.

도 4A 내지 도 4C는, 번들재(10)의 단면형상을 설명하기 위한 번들재(10)의 단면도이다. 번들재(10)의 단면형상은 다양한 형상으로 할 수 있다. 도 4A는 번들재(10)의 단면형상이 대략 사각형인 경우를 나타내고, 도 4B는 번들재(10)의 단면형상이 도 4A에 나타낸 대략 사각형상의 각 부분이 둥글게 된 형상인 경우를 나타낸다. 또한, 도 4C는 번들재(10)의 단면형상이 대략 원 형상(타원 형상을 포함)인 경우를 나타낸다.

다음, 각각의 형상에서 어느 부분이 두께와 폭에 해당하는지, 본 명세서 내에서 정의한다. 도 4A 내지 도 4C 중 어느 단면형상에 있어서도, 단면에서 가장 짧은 부분의 길이를 두께 T로 하고, 두께 방향과 직교하는 방향에서 가장 긴 부분의 길이를 폭 W로 한다. 또한, 도 4A 내지 도 4C는 번들재(10)가 기립하지 않고 광섬유 묶음(6)에 감긴 경우를 나타내나, 후술하는 바와 같이 번들재(10)가 기립하는 경우에도 상술한 정의는 변하지 않는다.

도 5는, 번들재(10)의 감김 방향을 설명하기 위한 설명도이다. 이하, 도 1B도 참조하면서, 광섬유 묶음(6)의 대한 번들재(10)의 감기는 방식에 대하여 설명한다.

번들재(10)는 광섬유 묶음(6)의 외주 상에 감기도록 하여, 광섬유 유닛(2)의 길이방향을 따라 반바퀴 분(180도 분)의 원호를 그리듯이 배치된다. 그리고, 번들재(10)는 접합점(15)에서 다른 번들재(10)와 접합된다. 또한, 번들재(10)는 다른 번들재(10)과의 접합점(15)에서 광섬유 묶음(6)에 대한 감김 방향이 반전된다. 이로써, 번들재(10)는 광섬유 묶음(6)에 대하여 SZ 형상으로 감긴다. 또한, 이하의 설명에서는 번들재(10A)와 번들재(10D)의 접합점(15)에는 첨자 AD를 붙이고, 번들재(10B)와 번들재(10C)의 접합점(15)에는 첨자(BC)를 붙임으로써 각각의 접합점(15)를 구별하여 설명할 수 있다.

번들재(10)는 광섬유 묶음(6)의 외주 상에서 감김 방향을 교대로 반전시키면서, 광섬유 묶음(6)의 길이방향을 따라 감기며, 감김 방향의 반전부분에서 다른 번들재(10)와 접합된다. 이로써, 반전부분에서 접합점을 분리하면, 광섬유 묶음(6)의 외주를 망 형태로 덮는 번들재(10)를 벌릴 수 있어, 광섬유 유닛(2)로부터 광섬유 심선(8)을 취출할 수 있다.

접합점(15)의 접합강도는 접합점(15)이 갑자기는 파괴되지 않는 한편, 작업자의 손으로는 용이하게 분리할 수 있는 정도인 것이 바람직하다. 번들재(10)의 접합점(15)의 분리에 필요한 힘은 번들재(10)의 절단에 요구되는 힘보다 작은 것이 바람직하기 때문에, 번들재(10)의 접합강도는 번들재(10)의 파단강도 이하인 것이 바람직하다. 또한, 2개의 번들재(10)는 중간 분지 작업으로 광섬유 심선(8)를 취출한 후에, 접착제를 도포하거나, 히터로 가열하거나 함으로써 다시 접합할 수 있는 것이 바람직하다.

도 5에 나타낸 바와 같이 광섬유 유닛(2)을 길이방향의 일방측으로부터 볼 때, 광섬유 묶음(6)을 사이에 끼우듯이 접합점(15)이 배치된다. 여기서는 설명을 위하여, 일방의 접합점(15)의 위치를 기준위치(0도)로 하고, 타방의 접합점의 위치를 180도로 한다. 참고예에서는 기준위치에도 180도의 위치에도 접합점(15AD) 및 접합점(15BC)가 존재한다.

먼저, 4개의 번들재(10) 중 번들재(10A) 및 번들재(10D)의 감기는 방식을 설명한다. 번들재(10A)는 광섬유 묶음(6)의 외주 상에 시계방향으로 감기고(도 5 상측도 참조), 접합점(15AD)에서 번들재(10D)와 접합되며(도 5 상측도 참조), 감기는 방향이 반전하여 광섬유 묶음(6)의 외주 상에 반시계방향으로 감기며(도 5 중앙도 참조), 접합점(15AD)에서 번들재(10D)와 접합되고(도 5 중앙도 참조), 다시 광섬유 묶음(6)의 외주 상에 시계방향으로 감기고(도 5 하측도(또는 도 5의 상측도) 참조), 이를 반복한다. 또한, 번들재(10D)는 광섬유 묶음(6)의 외주 상에 반시계방향으로 감기고(도 5 상측도 참조), 접합점(15AD)에서 번들재(10A)와 접합되며(도 5 상측도 참조), 감기는 방향이 반전하여 광섬유 묶음(6)의 외주 상에 시계방향으로 감기며(도 5 중앙도 참조), 접합점(15AD)에서 번들재(10A)와 접합되고(도 5 중앙도 참조), 다시 광섬유 묶음(6)의 외주 상에 반시계방향으로 감기고(도 5 하측도(또는 도 5의 상측도) 참조), 이를 반복한다. 이렇게 하여, 도 1B에 나타낸 바와 같이 번들재(10A) 및 번들재(10D)가 광섬유 묶음(6)에 대하여 SZ 형상으로 감긴다. 또한, 도 5에 나타낸 바와 같이 광섬유 유닛(2)을 길이방향의 일방측으로부터 볼 때, 광섬유 묶음(6)을 사이에 끼우듯이 2개의 접합점(15AD)이 배치된다(접합점(15AD)이 0도 및 180도의 위치에 배치된다).

번들재(10B) 및 번들재(10C)도 마찬가지로, 도 1B에 나타낸 바와 같이, 광섬유 묶음(6)에 대하여 SZ 형상으로 감긴다. 또한, 도 5에 나타낸 바와 같이 광섬유 유닛(2)을 길이방향의 일방측으로부터 볼 때, 광섬유 묶음(6)을 사이에 끼우듯이 2개의 접합점(15BC)가 배치된다(접합점(15BC)이 0도 및 180도의 위치에 배치된다).

<반전부분에서 번들재(10)의 뒤틀림에 대하여>

도 6은, 비교예에서의 번들재(10)의 접합점(15) 부근을 확대한 사시도이다. 또한, 도 6에서는 설명을 용이하게 하기 위하여 번들재(10) 만을 도시하고, 광섬유 묶음(6)은 도시되지 않는다. 도 6에 나타낸 바와 같이, SZ 형상으로 감긴 번들재(10)는 다른 번들재(10)와의 접합점(15)에서 감김 방향이 반전된다. 번들재(10)의 감김 방향을 반전시킬때, 번들재(10)에는 구부림 응력 M이 발생한다. 구부림 응력 M은 도 6의 파선으로 나타내는 번들재(10)의 중심선을 기준으로 하여 구부러짐의 내측에서의 압축응력, 구부러짐의 외측에서의 인장응력의 2개 응력의 총칭이다.

그런데, 일반적으로 부재에 발생하는 구부림 응력은 단면형상에 따라 다르다는 것이 알려져 있다. 즉, 부재가 구부러지기 쉬운 정도는 단면형상에 의존한다. 또한, 단면형상이 장방형 등과 같이 두께와 폭이 서로 다른 부재에 있어서는 두께에 대한 폭의 비율에 따라, 구부러지기 쉬운 정도가 다르다는 것도 일반적으로 알려져 있다. 도 6에 나타낸 번들재(10)를 폭방향으로 구부리려고 할 때, 두께 T에 대하여 폭 W가 커지면 커질수록 구부리기 어렵게 된다. 두께 T에 대하여 폭 W가 어느 정도 이상인 경우의 번들재(10)를 폭방향으로 구부리려 하면, 부재의 구부림 변형만으로 응력을 부담할 수 없게 되는 경우가 있다. 이 때, 압축응력과 인장응력이 뒤틀림 방향으로 작용하여, 그 결과 번들재(10)가 뒤틀려 변형되어 버리는 경우가 있다.

도 7은, 번들재(10)의 감김 방향의 반전부분에서 기립하여 접합된 번들재(10)의 접합부의 사시도이다. 압축응력이 광섬유 묶음(6)에 대하여 일어서는 방향으로 작용하고, 인장응력이 광섬유 묶음(6)의 길이방향으로 작용함으로써, 번들재(10)가 뒤틀리고, 그 결과 번들재(10)의 반전부분이 기립하여 접합되어 버린다. 이와 같이 기립한 번들재(10)끼리의 접합부가 다른 광섬유 묶음(6)의 광섬유 심선을 말려들게 함으로써, 광섬유 심선이 국소적으로 크게 구부러져, 전송 손실의 증가를 야기할 우려가 있다. 또한, 말려든 광섬유 심선의 단선을 발생시킬 우려가 있다.

===제1실시형태===

(번들재 접합부에 의한 말려듬 특성의 평가)

번들재(10)끼리의 접합부에 의한 광섬유 심선의 말려듬은, 번들재의 두께 T에 대하여 폭 W가 일정 이상인 경우에 번들재끼리의 접합부가 기립함에서 기인한다. 그래서, 번들재의 단면 치수에 대하여 시험제작 광섬유 유닛을 복수 작성하여, 번들재(10)끼리의 접합부에 의한 말려듬 특성의 평가를 실시하였다.

먼저, 복수의 시험제작 광섬유 유닛은 모두 80심의 광섬유 심선을 집합시켜 번들재를 SZ 형상으로 감았다. 번들재의 감는 방식은, 도 1B 및 도 5에 나타낸 것과 같다. 폭과 두께를 변경하여 시험제작 광섬유 유닛을 복수 제작하고, 각각 회전시켜 다른 광섬유 유닛을 접촉시킨 경우, 다른 광섬유 유닛에서 광섬유 묶음 사이에 시험제작 광섬유 유닛의 번들재의 접합부가 말려드는지 여부를 평가하였다. 평가결과는 다음의 표 1과 같다.

표 1에서는, 각각의 평가결과란의 상단을 번들재의 두께에 대한 번들재의 폭의 비율을 나타낸다. 이하, 이 비율을 폭두께비라 칭한다. 또한, 평가결과란의 하단을 다른 광섬유 유닛을 접촉시킨 경우에 회전에 말려들지 않는 것을 "○", 회전에 말려드는 것을 "×" 나타낸다. 결과가 "○"라면 번들재끼리의 접합에 의한 광섬유 심선의 말려듬이 발생하지 않을 정도로 기립이 억제되는 양호한 광섬유 유닛으로 평가할 수 있다.

표 1에 나타낸 평가로부터 명확하듯이, 폭두께비가 20.0 미만의 시험제작 광섬유 유닛에 대하여는 "○"로 평가된다. 또한, "○"로 평가된 시험제작 광섬유 유닛 중 폭두께비가 최대인 것은 폭이 1.80mm, 두께가 0.10mm의 시험제작 광섬유 유닛으로서 폭두께비는 18.0이다. 따라서, 상기 결과에 따라, 폭두께비가 20.0 미만, 바람직하게는 18.0 이하의 광섬유 유닛이 번들재끼리의 접합부에 의한 광섬유 심선의 말려듬이 발생하지 않는 정도로 기립이 억제되는 양호한 광섬유 유닛이다.

(번들재의 접합방법의 차이에 따른 뒤틀리기 쉬운 정도의 차이)

번들재(10)끼리의 접합은 접착제를 사용하여 행하는 경우와, 열융착에 의해 행해지는 경우가 있다고 전술하였다. 이 중, 열융착에 의한 경우와 비교하여 접착제를 사용하여 접착된 경우가, 감김 방향의 반전부분에서 번들재에 뒤틀림이 발생하기 쉽다. 이는, 열융착의 경우는 번들재(10)의 피복부(12)(도 3 참조)가 녹아서 다소 변형되기 쉽기 때문에, 보다 구부러지기 쉬워 진다고 생각된다. 따라서 전술한 수치범위에서의 광섬유 유닛은 접착제를 사용하여 접합되는 경우 특히 유리하다.

===제2실시형태===

<광섬유 심선이 튀어나오는 것에 대하여>

상술한 참고예에 있어서, 광섬유 유닛에 구부림이 가해질 때, 번들재끼리로 둘러싸인 간극으로부터 광섬유 심선이 튀어나올 수 있다. 이 광섬유 심선의 튀어나온 부분이 다른 광섬유 유닛이나 번들재에 말려 듬으로써, 국소적으로 구부러져 전송손실의 증가나 광섬유 심선의 파단을 야기한다.

도 8은, 광섬유 심선(8)의 튀어나옴이 발생한 광섬유 유닛(2)를 설명하기 위한 도면이다. 또한, 도 8에서는 설명을 용이하게 하기 위하여, 복수의 번들재(10) 중 하나만을 도시하고, 이와 접합하는 다른 번들재(10)에 대하여는 도시하지 않았다. 이하의 설명에서는, 광섬유 심선(8)에 첨자(A, B)를 붙여 설명할 수 있다. 도 8에 나타낸 바와 같이 광섬유 유닛(2)에 구부림이 가해지면, S 부터 E 지점까지의 광섬유 심선(8) 각각의 궤적에 선 길이차가 생긴다. 예를 들면, 구부림의 내측을 지나는 광섬유 심선(8)(A)는 구부림의 외측을 지나는 광섬유 심선(8)(B)에 대하여 궤적의 길이가 짧아진다.

그런데, 광섬유 심선(8)(A)은 번들재(10)가 감겨 구속되어 있기 때문에, 실제로는 광섬유 심선(8)(B)와의 선 길이차를 해소하도록 궤적을 지난다. 즉, 광섬유 심선(8)(A)은 사행(蛇行)함으로써 선 길이차를 축적하여, 광섬유 심선(8)(B)와의 선 길이차를 해소하려고 한다. 그러나, 광섬유 묶음을 드럼에 감는 등, 연속적으로 구부림이 가해지는 경우, 사행만으로는 선 길이차를 해소할 수 없게 되고, 선 길이차의 축적이 한번에 출현하는 결과, 마침내는 번들재(10)끼리로 둘러싸인 간극으로부터 튀어나와 버리는 경우가 있다.

<광섬유 심선의 노출면적에 대하여>

도 9는, 제2실시형태의 광섬유 유닛(2)을 설명하기 위한 도면이다. 도 9에 나타낸 바와 같이, 번들재의 갯수의 증가나, 감기는 피치를 짧게 함으로써, 광섬유 심선의 튀어나옴을 억제할 수 있다. 이는 번들재(10)가 감기지 않은 부분, 즉 광섬유 심선의 노출된 면적이 작아지고, 그 결과 광섬유 심선의 튀어나옴이 억제되기 때문이라 생각된다.

도 10A는, 광섬유 심선의 노출면적을 설명하기 위한 번들재(10)의 전개도이다. 도 10A는, 광섬유 묶음(6)의 외주면을 가상적인 원주면으로 하여 광섬유 묶음(6)의 외주 상에 감기는 번들재(10)를 전개한 모습을 나타낸다. 번들재(10)는 광섬유 묶음(6)의 외주 상에서 감김 방향을 교대로 반전시키면서, 광섬유 묶음의 길이방향을 따라 감기고, 감김 방향의 반전부분에서 다른 번들재(10)와 접합된다. 이 예에서 노출면적이란 도 10A의 사선부에 나타낸 바와 같이 번들끼리로 둘러싸인 영역의 면적이다.

도 10B는, 광섬유 심선의 노출면적을 설명하기 위한 다른 번들재(10)의 전개도이다. 도 10B는, 4개의 번들재(10)가 배치되고, 감김 방향의 반전부분만이 아니라 다른 번들재(10)와 교차하는 교점에서도 그 번들재(10)와 접합된다. 이 예에서 노출면적이란 도 10B의 사선부에 나타낸 바와 같이 번들끼리로 둘러싸인 영역의 면적으로 한다.

<광섬유 심선의 튀어나옴 특성의 평가>

광섬유 심선의 튀어나옴은 노출면적이 어느 일정 이상인 경우에 일어난다. 그래서, 노출면적에 대하여 시험제작 광섬유 유닛을 작성하고, 광섬유 심선의 튀어나옴 특성의 평가를 실시하였다.

먼저, 8심 간헐고정형 테이프 심선을 80심분 사용한 광섬유 묶음과, 두께 0.08mm, 폭 1.4mm의 번들재를 준비하였다. 2개에서 8개까지 갯수를 변경한 번들재에 대하여, 번들재의 감김 피치를 변경함으로써 노출면적을 변경한 시험제작 광섬유 유닛을 복수 작성하였다. 각각의 시험제작 광섬유 유닛을 구부려, 광섬유 심선의 튀어나옴이 발생하는지 여부를 평가하였다. 평가결과는 다음의 표 2와 같다.

표 2에서는, 각강의 평가결과란을 광섬유 심선의 튀어나옴이 발생하지 않은 것을 "○", 광섬유 심선의 튀어나옴이 발생한 것을 "×"로 나타낸다. 결과가 "○" 라면, 광섬유 유닛을 구부린 경우에도 광섬유 심선의 튀어나옴이 발생하지 않는 양호한 광섬유 유닛으로 평가할 수 있다.

표 2의 결과로부터 노출면적을 S(평방mm), 번들재의 갯수를 N(개)로서, 하기 식 1이 나타내어진다.

[수학식 1]

S ≤ 1200/N (식 1)

또한, 1심의 광섬유 단심선을 사용한 때의 튀어나옴이 발생하는지 여부에 대하여도 평가하였다. 평가결과는 다음의 표 3에 나타낸 바와 같다.

표 2 및 표 3의 결과로부터, 광섬유 심선 1개당에 대한 노출면적 S의 조건을 구할 수 있다. 노출면적을 S(평방mm), 번들재의 갯수를 N(개), 광섬유 심선(테이프 심선을 포함) 1개당의 심수를 A로 하여, 하기 식 2가 나타내어진다.

[수학식 2]

S ≤ 150A/N (식 2)

<지수특성의 평가>

광섬유 케이블은 적용환경에 따라서는 광섬유 케이블 내에 물이 침입하는 경우가 있다. 침입한 물은 광섬유 케이블 내를 따라 클로저 등의 접속상자에 도달하여, 그 접속상자를 통하여 다른 광섬유 케이블로 영향을 줄 가능성이 있다. 이 때문에, 광섬유 케이블은 양호한 방수특성이 요구된다. 일반적으로, 도 1A에 나타낸 압권 테이프(5)의 광섬유 유닛(2) 측의 면에 지수재료를 도포하는 등에 의해, 광섬유 유닛 내의 방수성능을 높일 수 있다. 이 때, 번들재끼리로 둘러싸인 영역의 면적, 즉, 노출면적이 어느 일정의 값보다 작으면, 지수재료가 번들재에 막혀 광섬유 유닛 내로 넘어갈 수 없게 될 수 있다. 그 결과, 지수성능이 저하되는 경우가 있다.

그래서, 상기에서 평가한 시험제작 광섬유 케이블의 지수특성에 대하여 평가하였다. 시험제작 광섬유 케이블의 길이는 40m로서, 광섬유 케이블 단면으로부터 수두길이 1m의 주수를 행하고, 시험시간 240시간으로 평가를 실시하였다. 평가용 물로서는 물 1리터당 염화나트륨 24.5g 및 염화마그네슘 육수화물 11.1g을 용해시킨 인공해수를 사용하였다. 평가결과는 다음의 표 4에 나타낸 바와 같다.

표 4의 결과로부터, 지수능력은 번들재의 갯수에는 의존하지 않고, 노출면적을 10평방mm 이상 확보함으로써 충분한 효과를 얻었다.

표 2 내지 표 4의 결과로부터, 광섬유 심선 1개당에 대한 노출면적 S의 상한 및 하한을 구할 수 있다. 노출면적을 S(평방mm), 번들재의 개수를 N(개), 광섬유 심선(테이프 심선을 포함) 1개당의 심수를 A로 하여, 하기 식 3이 나타내어진다.

[수학식 3]

10 ≤ S ≤ 150A/N (식 3)

===그 외의 실시형태===

상술한 실시형태는 본 발명의 이해를 용이하게 하기 위한 것으로, 본 발명을 한정하여 해석하기 위한 것이 아니다. 본 발명은 그 취지를 일탈하지 않고, 변경ㆍ개량될 수 있으며, 본 발명에는 그 등가물이 포함되는 것은 물론이다.

<번들재(10)의 수에 대하여>

상술한 실시형태에서는 광섬유 묶음(6)에 감기는 번들재(10)의 수가 4개인 예에 대하여 설명되었다. 그러나, 하나의 광섬유 유닛(2)에 설치되는 번들재(10)의 수는 이에 한정되지 않는다. 예를 들면 6개 이상이거나, 홀수개일 수 있다.

1: 광섬유 케이블
2: 광섬유 유닛
3: 외피
4A: 텐션멤버
4B: 립코드
5: 압권 테이프
6: 광섬유 묶음
7: 간헐고정형 광섬유 테이프
8: 광섬유 심선
9A: 연결부
9B: 비연결부
10: 번들재
15: 접합부

Claims (6)

1. 복수의 광섬유 심선을 묶은 광섬유 묶음과, 복수의 번들재를 구비하며,
   상기 복수의 번들재 중 하나의 번들재는,
   상기 광섬유 묶음의 외주 상에서, 감김 방향을 교대로 반전시키면서, 상기 광섬유 묶음의 길이방향을 따라 감김과 동시에,
   감김 방향의 반전부분에서, 다른 번들재와 접합되고,
   상기 번들재의 단면에서 두께에 대한 폭이 20배 미만인 것을 특징으로 하는,
   광섬유 유닛.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 번들재의 단면에서 두께에 대한 폭이 18배 이하인 것을 특징으로 하는,
   광섬유 유닛.
   
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 번들재끼리는 접착제에 의해 접합된 것을 특징으로 하는,
   광섬유 유닛.
   
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 광섬유 심선의 심수를 A, 상기 번들재의 갯수를 N으로 할 때,
   상기 광섬유 묶음의 외주 상에서 상기 광섬유 심선이 상기 번들재로부터 노출되는 면적이 150A/N 평방mm 이하인 것을 특징으로 하는,
   광섬유 유닛.
   
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 광섬유 묶음의 외주 상에서 상기 광섬유 심선이 상기 번들재로부터 노출되는 면적이 10 평방mm 이상인 것을 특징으로 하는,
   광섬유 유닛.
   
6. 복수의 광섬유 유닛과, 복수의 상기 광섬유 유닛을 피복하는 외피를 구비하는 광섬유 케이블로서,
   상기 광섬유 유닛은, 복수의 광섬유 심선을 묶은 광섬유 묶음과, 복수의 번들재를 구비하며,
   상기 복수의 번들재 중 하나의 번들재는,
   상기 광섬유 묶음의 외주 상에서, 감김 방향을 교대로 반전시키면서, 상기 광섬유 묶음의 길이방향을 따라 감김과 동시에,
   감김 방향의 반전부분에서, 다른 번들재와 접합되고,
   상기 번들재의 단면에서 두께에 대한 폭이 20배 미만인 것을 특징으로 하는,
   광섬유 케이블.
   

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