JP2007017995A - 光ファイバ引留め装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ルースチューブ型ユニット光ケーブルの光ファイバの端末接続装置に内蔵された引留め装置を提供する。
【解決手段】ルースチューブ型ユニット光ケーブルの光ファイバ引留め装置３０であって、チューブ状のホットメルト型接着剤３１と、チューブ状の熱収縮チューブ３３と、棒状の支持体３２とを備え、ホットメルト型接着剤を熱収縮チューブの中空部に挿入し、棒状の支持体の一方の端部をホットメルト型接着剤の中空部、若しくは中実部、外周部に配置し、光ファイバをホットメルト型接着剤の中空部に挿通して加熱によりホットメルト型接着剤を溶融し、且つ熱収縮チューブを収縮させて、棒状の支持体の一端部および光ファイバと共に一体構造として光ケーブルの軸線の延長上に光ファイバ引留め部３０ａを形成する。
【選択図】図２

Description

本発明はファイバユニットとしてルースチューブ型ユニットを使用し、または、それに準ずる構成を持つ光ファイバケーブルの光ファイバ心線端末の引留め装置に関し、特に外部より大きな張力の印加される海底ケーブルに使用して好適なものである。

海底光ケーブルの中心部に内装される光ファイバユニットとして、従来使用されてきたタイト型の光ファイバユニットに代わって、通信回線の増加要求に応えるためにより多くの光ファイバ心線を挿通させる目的で開発されたルースチューブ型ユニットが使用される傾向にある。

図６を参照してタイト型ユニットとルースチューブ型ユニットの違いを説明する。
図６（ａ）に模式的な断面を示すように、タイト型の光ファイバユニット８０は光ファイバユニットの中心部に鋼線等の中心抗張力体８０ｂが設けられ、その周辺部に数本の光ファイバ心線１ａをウレタンアクリレート系の樹脂８０ｃを介して充填して保持し、外周をある程度硬いウレタンアクリレート系の樹脂等の被覆層としたものである。
なお、厳密には光ファイバはガラス質のコアとクラッドの表面に一次被覆を施した光ファイバ素線と、一次被覆の上に、更に二次被覆を施した光ファイバ心線に区別されるが、以降、特に素線・心線を区別せずに共に光ファイバと呼ぶ。

同図（ｂ）に示す、ルースチューブ型ユニット１は、複数本の光ファイバ１ａをジェリー状の充填材（コンパウンド）１ｃを介して、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）や、ポリプロピレン（ＰＰ）等のプラスチックで成形したルースチューブ１ｄ内に挿通したものである。
なお、同図（ｃ）の拡大図Ｅに示すように、光ファイバ１ａは予め数本の光ファイバをテープ状に拘束している光ファイバテープ心線１ｅの形で供給することもできる。

次に、ルースチューブ型ユニットを使用した海底光ケーブルの構造例を図７の斜視図、図８のケーブルの軸心に直角に切断した断面図により説明する。これらの図において１はルースチューブ型光ファイバユニットであり、２はこのルースチューブ型ユニット１を水圧から保護するための耐圧層で、本図では、断面が扇形の鉄等の金属製の分割個片２ａを３個縦沿えして組み合わせて使用している。 ルースチューブ１ｄと耐圧層２の内側面の間に粘着性や接着性を持ったコンパウンド７を充填して、このコンパウンド７を介して、ルースチューブ１ｄを拘束するようにしている。
耐圧層２の外周に、ケーブルに加わる引張力に十分対応できるように、複数本の鋼線３ａを撚り合わせて構成した抗張力体層３があり、本例では１層とされている。耐圧層２の外周面、金属チューブ層４の内周面及び抗張力線３ａの外周面で区画された空間にコンパウンド８が長手方向に間欠的に充填されている。

図７では１層とされている抗張力層３は、ケーブルに加わる引張力に十分対応できるように、主として鋼線を撚り合わせて構成されている。
この抗張力体層３は１層または複数層構造とされ、ケーブルの布設時の負荷に十分耐える抗張力を付加し、かつ、障害に対してケーブルを保護する。
４は前記抗張力体層３の結束と気密を保ち、中継器への給電路となる金属チューブ層で、通常、銅またはアルミ等からなる金属テープを縦添え溶接して縮径し、チューブ状に形成したものである。
また、５及び６は海水との絶縁、及び、機械的保護を目的とするポリエチレン等で形成する絶縁層（シース）である。

抗張力体層には上記と異なった構成のケーブルも使用される。図９の斜視図、図１０の断面図で示す例は耐圧層の構成が変化している。即ち、耐圧層が内層の抗張力線３ａと外層の抗張力線３ｂからなる２層に撚り合わされている抗張力線の競り合いによってルースチューブ型ユニット１の外周に耐圧殻が実現するように構築されている。
ルースチューブ型ユニット１の外周面と抗張力線３ａがルースチューブ型ユニット１と対向する側の曲面との間に粘着性や接着性を持ったコンパウンド７を充填して、このコンパウンド７を介して、耐圧殻（実質的には抗張力線３ａの内面を直径とする殻）がルースチューブ１ｄを拘束する。
金属チューブ層４、その外部の絶縁層５、６は図７、８と同様の構成とされている。

このような海底光ケーブルは、通常大陸と大陸間、または大陸と島の間に布設されるため、伝送された信号を中継する中継器を介して長尺のケーブルが海底に布設される。複数個所でケーブルと中継器との接続や長尺のケーブル同士の接続を行う必要があるが、この種の海底光ケーブルは、深海での布設・回収に十分耐えるように、光ファイバ１ａや金属チューブ層４相互の接続、上記の耐圧層２を構成する分割個片や抗張力体層３を構成する抗張力線３ａ、３ｂ等のいわゆる抗張力体を強固に固定して、ケーブルを光学的、電気的、かつ機械的に接続する（いわゆる引留める）必要がある。

ルースチューブ型の光ファイバの引留め装置として、光ファイバの引留め位置を接着剤でテープ状に形成し、このテープ状の光ファイバを収縮チューブの貫通孔内に挿入し、加熱して一体化し、収縮チューブを固定材内に収納し、該固定材を固定して光ファイバを引留めるものがある。（例えば、特許文献１参照。）。
特許文献１に記載されているものは、収縮チューブの側圧、及び接着剤の摩擦力で光ファイバを引留めるものであった。

海底光ケーブルの接続は端末接続装置を介して行われる。端末接続装置では、海底の高圧下で機能するよう、光ファイバ心線の接続部分は耐圧シリンダ内に収納される。耐圧シリンダは、海水の高圧力に耐えるだけでなく、両側のケーブルの張力にも耐える強度を有するので、海底光ケーブルの張力は端末接続装置内の耐圧シリンダを介して、相互に伝達される。
従って、機械的にこれらの端末接続装置に海底光ケーブルを接続するには、分割個片２ａや抗張力線３ａ等の端末を耐圧シリンダ、またはそれに固着された部材に固定することにより引留められる。

海底ケーブルではケーブルに掛かる最大張力は各ケーブルの構成部材の破断荷重と同程度の場合が想定され、全ての構成部材を引留めることが望ましい。また、各構成部材が張力によりケーブル内部に引き込まれるケースも生じ易く、光ファイバ自体も端末接続装置の固定部分に強固に引留める必要がある。
本出願人が先に出願した特願２００２−６３１７２号において、図１１（ａ）に示すドラム状の引留めディスクにルースチューブを捲回して、ルースチューブを介して、内部のジェリー状の充填材及び光ファイバ心線を同時に引留める方法や、同図（ｂ）の接着剤を使用してルースチューブ内の光ファイバ心線を単独で引留める方法が提案されている。

図１１（ａ）は、端末接続装置の一種であるジョイントボックス（ＪＢ）２０の一部を、海底光ケーブルの軸線を含む平面で切断した断面図である。
ＪＢ２０の本体である耐圧シリンダ２８の表面は絶縁体２７で覆われている。 耐圧シリンダ２８は高強度の金属製の円筒状で、その両端に形成された鏡板中央の孔にアンカーディスク１１が挿入され、その鍔部で耐圧シリンダ２８によって支承されている。
右側から海底光ケーブル５０が絶縁体２７中央部の孔に挿入される。海底光ケーブル５０は、例えば、図７に示すルースチューブ型ユニットを持ったタイプとする。
ケーブル５０の金属テープ層４、絶縁層５、６が取り除かれ、耐圧層２を構成する分割個片２ａや抗張力体層３を構成する抗張力線３ａはアンカーディスク１１中心のテーパ孔に広げて載置され、テーパーピン１３を圧入して挟持する。テーパーピン１３は位置決めのため、フランジ１４を介してクランプナット１５で押さえられる。
ケーブル５０に掛かる張力は、分割個片２ａと抗張力線３ａからアンカーディスク１１とテーパーピン１３を介して、耐圧シリンダ２８に伝達され、左端に接続されたケーブル（図示せず）に伝達される。

図１１（ａ）の６０は、ルースチューブと光ファイバを同時に引留める光ファイバ引留め装置を示す。ケーブル５０のルースチューブ型ユニット１がテーパーピン１３、フランジ１４、クランプナット１５の貫通孔を挿通し、巻き付けガイド１６に案内されて耐圧シリンダ２８内に達する。耐圧シリンダ内で耐圧シリンダ２８に固着されたベース板６２に、ほぼ円柱形の引留めディスク６１が固定されており、ルースチューブ型ユニット１は引留めディスク６１の外周の円柱面に複数回捲回された後、その末端は端末固定具６３でベース板６２に固着される。
端末固定具６３からルースチューブ型ユニット１に作用する力は引留めディスク外周に捲回されたルースチューブ型ユニット１の捲回部との摩擦力で拡大されて、ルースチューブ型ユニット１を引留め、内部の光ファイバ心線１ａも充填されたジェリー状充填剤１ｃとの摩擦力を介して引留められる。

一方、図１１（ｂ）に示す光ファイバ引留め装置７０は、接着剤を使用した引留め装置であり、ほぼ、図１１（ａ）の光ファイバ引留め装置６０と同位置に配置されている。ケーブル５０の分割個片２ａと抗張力線３ａの引留め方法等は図１１（ａ）と同様に処理され、ルースチューブ型ユニット１は直線状に耐圧シリンダ２８内部に導かれる。
ルースチューブ型ユニット１のルースチューブ１ｄはルースチューブ接着具７２に接着等で引留められる。
次に、ルースチューブ型ユニット１からルースチューブ１ｄを除去して光ファイバ１ａを取り出し、ジェリー状の充填剤１ｃを拭き取って光ファイバ接着具７３の溝に整列し、接着剤で溝に接着する。接着剤にはエポキシ樹脂や、ＵＶ硬化型樹脂が使用される。

ところで、海底光ケーブルの構成部材を減らす目的で、耐圧殻の内周面でルースチューブの機能を代替しようとする提案も行われている。
例えば、図１２はルースチューブを持たないが、性能的にはルースチューブ型ユニットと同等な光ファイバの収容構造を持った海底光ケーブル２種の構成を斜視図として示している。
図１２に示すように、第１の構造は扇形状の断面をした分割個片２ａを組み合わせて円筒状の耐圧層２を構成し、分割個片２ａの隙間に密にコンパウンド７を塗布してその内部空間に光ファイバ心線を挿通し、その隙間に密にジェリー状の充填材１ｃを充填している。ルースチューブ型ユニットを構成するルースチューブは耐圧層２とコンパウンド７で代用され、ルースチューブそのものは存在しない。

図１２に示す例は、ルースチューブは欠くが、ルースチューブ内周面に相当する空間を持ち、そこに光ファイバ１ａを挿通し、ジェリー状の充填材１ｃが充填されており、光ファイバ１ａの保持方法はルースチューブ型ユニットと同一の機能とされている。

特開２００１−１０８８４０号公報

海底ケーブルの接続に使用される端末接続装置は機械特性、ハンドリング等を考慮した小型とする必要があるのでケーブル抗張力体の引留め装置も小型であることが要求される。光ケーブルでは接続した光ファイバ心線に機械的な無理な張力が掛からないよう取り扱う必要があり、耐圧シリンダ内には光ファイバ心線の余長を収容する余長収納体等が配置されるので、ケーブルの引留め装置も小型であることが要求される。

従来例で使用される引留めディスクの直径は、光ファイバ心線の伝送特性を損なわない許容曲率半径により制約される。また、接着剤により直線状に光ファイバ心線を接着する場合も確実に引留めるには接着部のかなりの長さを必要とする。また、引留めディスクや光ファイバ心線接着具は構成上耐圧シリンダ内に収容されるので、勢い耐圧シリンダの大型化となる問題を抱えている。

更に、接着の場合は通常の接着剤では完全な接着を期待すると８時間以上の硬化時間を要する。
従来方法のいずれであっても、作業期間の増大、設備の高額化、材料の原価高等、全てコスト高の要因となる問題がある。

また、ルースチューブを使用しないでルースチューブ型ユニットの効果を出す構成の海底光ケーブルではルースチューブで間接的に光ファイバ心線を引留める図１１（ａ）に類似の方式は使用できないのは明白である。
また．光ファイバの引留め位置を接着剤でテープ状に形成し、このテープ状の光ファイバを収縮チューブの貫通孔内に挿入し、加熱して一体化し、収縮チューブを固定材内に収納して光ファイバを引留める場合、光ファイバを挿入した収縮チューブの収縮時に固定材への取付を想定した位置で収縮させるため、取り付け位置はファイバの過度の弛みや張りを避ける必要があり、収縮チュープの取り付け位置決めが難しい、光ファイバを接着材でテープ状に形成するため接着剤の硬化に時問を要する、収縮チューブを固定材に収納する際に固定材で挟み込む等の機械的な方法で固定すると側圧により光ファイバの伝送特性が劣化する等の問題がある。

本発明は上記の光ファイバ引留め装置の小型化と作業時間の短縮を目的とし、更にルースチューブを持たない簡易構造の光ケーブルにも適用できる光ファイバの引留め装置を提供する。

本発明は上記のような問題点を解決するために、単心または複数本の光ファイバをジェリー状充填剤とともに金属製または樹脂製の円筒状のチューブに挿通したルースチューブ型ユニットを有する光ケーブルを接続する端末接続装置の内部に設置され、前記光ケーブルに挿通された単数または複数本の光ファイバを引留める光ファイバ引留め装置であって、中空部を有するチューブ状のホットメルト型接着剤と、中空部を有するチューブ状の熱収縮チューブと、棒状の支持体とを備え、前記ホットメルト型接着剤を前記熱収縮チューブの前記中空部に挿入し、前記棒状の支持体の一方の端部を前記ホットメルト型接着剤の前記中空部、若しくは中実部、外周部に配置し、少なくとも１本の前記光ファイバを前記ホットメルト型接着剤の前記中空部に挿通して加熱して、前記ホットメルト型接着剤を溶融し、且つ前記熱収縮チューブを収縮させて、前記棒状の支持体の一端部および前記光ファイバと共に一体構造として前記光ケーブルの軸線の延長上に光ファイバ引留め部を形成するとともに、前記棒状の支持体の他方の端部を前記光ケーブルの軸線の延長上に設けられている前記端末接続装置の固定部分に前記棒状支持体の位置の調整をした後に支承するための棒状の支持体引留め部を形成するようにした光ファイバ引留め装置を提供する。

以上、説明したように、本発明によれば、円筒状の引留めディスクや直線的な接着溝を必要としない。従来の装置は、光ファイバ心線の許容曲げ半径から引留めディスク径の下限が定まってしまい、また、直線的な接着は長さの短縮が難しいく、端末接続装置が大型となるが、本発明の引留め装置はテーパーピン内に収まり端末接続装置を小型に抑えることができる効果を持つ。
また、常温付近で乾燥させる接着剤による引留めでは長い硬化時間を要し、紫外線硬化樹脂の採用は特殊設備を必要とするが、ホットメルト型接着剤は特殊設備不要で短時間に処理できる点で作業時間を短縮できる効果がある。

更に、最終工程のカシメスリーブと支持体の結合工程で調節可能なので、当初引留め部形成の長手方向の位置精度は多少低くても問題が無く、作業性が高い点もコスト低減に役立っている。

本発明の実施の形態である光ファイバ引留め装置を図１、及び図２に示す。図１は光ファイバ引留め装置３０の主要部分の引留め部３０ａを示す斜視図であり、（ａ）は加熱前、（ｂ）は加熱終了後の引留め部３０ａとして形成された状態を示す。図２は光ファイバの軸線を含む平面及び軸線に直角な面で切断した断面図であり、（ａ）（ｃ）が加熱前、（ｂ）（ｄ）が加熱後を示す。

引留め部３０ａは中空のほぼ円形の断面を持つ熱収縮チューブ３３の中空部に、ほぼ楕円状の断面を持ったチューブ状のホットメルト型接着剤３１、及び、細長い棒状の支持体３２が挿通されている。
熱収縮チューブ３３とホットメルト型接着剤３１は、加熱後図２（ａ）に示す引留め部長さＬとなる長さとされている。
なお、図で右方向が光ケーブル側、左方向が端末接続器の接続側となる。

支持体３２は、例えばステンレス鋼線等の金属線で形成される。加熱後にホットメルト型接着剤３１、及び熱収縮チューブ３３から支持体３２の軸方向に作用する拘束力を高めるため、図２（ａ）に示すように、予め支持体３２の表面に雄ねじ３２ａを切って、凹凸形状を形成しても良い。加熱後に支持体３２は、そのねじ山がねじ溝に充填されたホットメルト型接着剤３１等から拘束され、軸方向の移動の防止がなされる。支持体３２の軸方向に及ぼされる拘束力が増大する形状であれば、この凹凸形状はねじ以外にも、たとえば、多数のリング状、または不規則な溝状等でも良い。
支持体３２の一端（図で右側）は熱収縮チューブ３３の端末とほぼ一致し、他端（図で左側）は後述する支持体引留め用の支持スリーブであるカシメスリーブ３４を取り付けるための所定長が延長されている。

光ケーブルから取り出された複数本の光ファイバ１ａの端末部を、ホットメルト型接着剤３１の孔に挿通する。光ファイバ１ａが、例えば図７、図８に示すルースチューブ型ユニット内の光ファイバであれば、ルースチューブ１ｄを切除し、ジェリー状のコンパウンド１ｃを拭き取って挿通する。図１２に示すルースチューブを欠く場合は耐圧層または耐圧殻から引き出してジェリー状のコンパウンド１ｃを拭き取って挿通すれば良い。
光ファイバ心線の接続側となる先端部は、接続加工が十分可能な長さとされている。
なお、後に詳細説明する図４、または図１１（ａ）に示すように、海底光ケーブルの外周部分を構成する絶縁層（シース）５、６は取り除かれ、耐圧層２や抗張力層３の構成部材は別途引留められる。

図１（ａ）、図２（ａ）に示す加熱前の状態は、その断面を示す図２（ｃ）のように、ホットメルト型接着剤３１の孔に複数本の光ファイバ心線１ａが無理なく挿通し、更に、ホットメルト型接着剤３１と支持体３２が無理なく熱収縮チューブ３３の孔に挿通されている。この段階では各構成部材は互いに結合されておらず、外力が作用すれば個々に動ける状態である。

ヒータ（図示なし）を使用して、熱収縮チューブ３３を加熱すると、ホットメルト型接着剤３１は軟化溶融して光ファイバ心線１ａや支持体３２の隙間に流れ込み、また、熱収縮チューブ３３は加熱によって各部の長さが縮み、特にチューブの直径が小となる。
図１、図２の（ｂ）及び図２（ｄ）に示すように、光ファイバ心線１ａや支持体３２の周囲を隙間なく充たしたホットメルト型接着剤３１は縮径された熱収縮チューブ３３の孔部に充填される。
加熱を停止し温度が下がると、ホットメルト型接着剤３１は凝固して光ファイバ１ａや支持体３２を接着し、熱収縮チューブ３３とも一体化して引留め部３０ａを形成する。

ホットメルト型接着剤３１の温度による体積変化は無視して良いので、予め、収縮後の熱収縮チューブ３３の孔の内容積とホットメルト型接着剤３１の体積を調整しておくと、収縮後に周囲の圧力で光ファイバ心線の伝送特性に異常を起こさずに、且つ、十分な接着力を得ることができる。

前述のように、外力からの保護や機械的強度を上げることを主目的として、光ファイバ１ａのコアとクラッドを構成するガラス質の表面に一次、二次の樹脂コーティングがなされている。
一次被覆は熱硬化型のシリコン樹脂、紫外線（ＵＶ）硬化型のアクリルやエポキシ樹脂等が使用され、二次被覆はＵＶ硬化樹脂やナイロン等が用いられるが、近年は一次二次被覆とも紫外線（ＵＶ）硬化型樹脂が多用される傾向がある。

ホットメルト型接着剤３１としては熱可塑性樹脂を基材とし、ＥＶＡ（エチレン酢酸ビニル共重合体）系その他が実用に供されている。ヒータによって加熱して、ホットメルト型接着剤を溶融する。溶融した樹脂はある程度粘度も低下するので前述のように光ファイバ心線１ａや支持体３２の隙間に容易に充填する。ヒータによる加熱を終了し、温度が下がれば充填したまま固化し、接着される。
上述のように、ホットメルト型接着剤３１に使用される樹脂は、熱可塑性樹脂を基材としており、光ファイバの被覆として使用される熱硬化型樹脂の系列の紫外線（ＵＶ）硬化型樹脂等とは全く異なっている。

熱収縮チューブ３３の材質としては熱収縮性シリコーンゴム等が著名である。
シリコンゴムは最も耐熱性に優れ、耐寒性もあり−７０〜２００°Ｃの広範囲で大きな特性の低下無しで使用が可能である。特殊のシリコンゴムとして自己融着性あるいは熱収縮性シリコーンゴムが耐熱性絶縁テープ、熱収縮チューブなどとして用いられている。
熱収縮チューブは電子機器の盤間配線用の電線束の結束などにも用いられ、外部からヒータなどで温風を当て収縮させて使用する。また、光ファイバの接続部の被覆にも使用されている。

加熱によって熱収縮チューブ３３を収縮させ、ホットメルト型接着剤３１の溶融により光ファイバ１ａと支持体３２を接着し、これらが一体となって引留め部３０ａを形成する。
通常は、図２（ｂ）の左端に示すように、支持体３２の先端近くに（一点鎖線で示す）カシメスリーブ３４を固着し、このカシメスリーブ３４を介して支持体３２を端末接続器の耐圧シリンダまたは相当部材に引留めるのが便利である。
なお、カシメスリーブ３４を使用した引留め方法の詳細は後述する。

加熱前の引留め部３０ａは各構成部材の結合力は殆ど無く、加熱作業中に部材同士の位置ずれ懸念がある。図３は主にホットメルト型接着剤３１の断面形を変化させ作業性の向上を図ったものである。
図３（ａ１）、（ｂ１）、（ｃ１）は加熱前、図３（ａ２）、（ｂ２）、（ｃ２）は加熱後に一体化して形成された引留め部３０ａの光ファイバ心線１ａの軸線に直角な断面図である。
なお、図３（ａ２）、（ｂ２）、（ｃ２）は図２（ｄ）と同一の状態を示している。

図３（ａ１）はホットメルト型接着剤３１ａを加熱前の熱収縮チューブ３３に挿入して軽く接着したもので、ホットメルト型接着剤３１ａと熱収縮チューブ３３は一体とされている。光ファイバ心線１ａと支持体３２をホットメルト型接着剤３１ａの孔部に挿入する。加熱溶融後にホットメルト型接着剤３１ａが固化すると光ファイバ心線１ａと支持体３２の間に充填し図３（ａ２）となる。

図３（ｂ１）は、支持体３２表面に形成した凹凸形状と光ファイバ心線１ａの直接接触を確実に避けるために、予め、支持体３２の表面をホットメルト型接着剤３１ｂで覆っている。円筒形断面のホットメルト型接着剤３１ａと支持体表面のホットメルト型接着剤３１ｂの断面積の和がホットメルト型接着剤の所定量となる。ホットメルト型接着剤３１ａは図３（ａ１）と同じく加熱前の熱収縮チューブ３３に挿入して軽く接着されている。

図３（ｃ１）は最も作業性が良い実施例であり、予めホットメルト型接着剤３１ｄの中実部に支持体３２を埋め込んで固着し、ホットメルト型接着剤３１ｄを加熱前の熱収縮チューブ３３に挿入して軽く接着している。
この場合は光ファイバ心線１ａをホットメルト型接着剤３１ｄの孔に挿入して位置決めすれば、その他の部材との位置関係を自動的に定めることができる。

次に、海底光ケーブルの接続に用いられる端末接続装置の詳細を図４を参照して説明する。端末接続装置にはＪＢ、ＣＰＬ、ＥＢ等の種類があるが、いずれもケーブルを機械的、電気的、及び光学的に接続する。即ち、光ファイバと給電路の接続、各抗張力体等の引留めとケーブル間の張力の伝達を行う。ここでは２本の海底光ケーブルを接続するジョイントボックス（ＪＢ）を説明する。
図４（ａ）はＪＢの外形を投影図で示し、左右から挿入された海底光ケーブル５０ａ、５０ｂはブーツ２５の中心の孔を挿通して、中央部のＪＢ本体２０ａに導かれる。

中央部の円柱状のカバー２１の内部のＪＢ本体２０ａで海底光ケーブル５０ａ、５０ｂの機械的、電気的、及び光学的の接続が行われる。ＪＢ本体２０ａの内部構造はほぼ左右対称と考えて良く、右半分に相当する円Ａの内部を光ケーブルの軸線を含む平面で切断した断面図として図４（ｂ）に示す。
海底光ケーブル５０ａ、５０ｂの接続方法と引留め方法はほぼ同一であり、構造もほぼ類似しているのでケーブル５０ｂに対応する引留め装置部分のみを図示する。ケーブル５０ａに対する構造は、ほぼ同図（ｂ）の鏡像関係になると考えて良い。

海底光ケーブル５０ａ、５０ｂは１例として図７に示すルースチューブ型ユニットを持ったケーブルとして説明するが、図１２に示すルースチューブ機能を耐圧層や耐圧殻で兼用したケーブルにも適応する。
ゴム等で形成されたブーツ２５と内部のブーツインサート２６は光ケーブル５０ａ、５０ｂを外力から保護し、接続された光ケーブルと同時にリールに巻き取ることも可能とされている。
図４（ｂ）ではケーブル５０ｂは絶縁層５、６を除去されてモールド２３中央の孔に挿通されている。

ＪＢ本体２０ａの構造を説明する。
金属製で円筒状の耐圧シリンダ２８の両端に形成された端板中央の孔にアンカーディスク１１が挿入されている。
耐圧シリンダ２８は、その内部に収納される光ファイバ心線の接続部を水圧や屈曲等の外力から保護すると共に、接続する光ケーブル５０ａ、５０ｂ相互の張力の伝達や給電路の電気的な接続を行っている。このため、耐圧シリンダ２８は高強度の金属により形成され、その周囲が絶縁体２２、モールド２３で覆われ海水から絶縁している。
更に金属製で円筒状のカバー２１で覆い、カバー２１の両端に螺合等でブーツインサート２６が結合されている。

２本の光ケーブル５０ａ、５０ｂの光ファイバ１ａの接続部は耐圧シリンダ２８の内部に収容されるが、接続作業等のためにかなりの余裕長さ、即ち余長が必要となる。光ファイバに伝送特性等の劣化の起こらないように収納するために、耐圧シリンダ２８の内周面には接続された光ファイバ心線１ａを収納する余長収納体２４が設けられている。

分割個片２ａや、鋼線（抗張力線）３ａ、３ｂ等は重ならないようにアンカーディスク１１のテーパ状の内周面に載置され、ほぼ同角度のテーパを有するテーパーピン１３の外周面で挟持されて引留められる。
テーパーピン１３はフランジ１４を介して左から押し込まれ、強固に分割個片２ａや、鋼線（抗張力線）３ａ、３ｂを引留める。更にその位置が動かないようにクランプナット１５で固定される。クランプナット１５は、例えばクランプナット１５の外周面に切られた雄ねじをアンカーディスク１４の左端部に形成された雌ねじに螺合する等の手段で固定される。
なお、ルースチューブ１ｄは分割個片２ａとの間のコンパウンド７の接着力で引留められているが、その端末に対して、ルースチューブ１ｄと、例えばアンカーディスク１１等の耐圧シリンダ２８と連結された部材と接着する等の引留め方法を講じれば、更に好ましい。

光ファイバ１ａは、既に、ホットメルト型接着剤３１と熱収縮チューブ３３で支持体３２と共に固着され、引留め部３０ａを形成している。
引留め部３０ａはテーパーピン１３、フランジ１４、クランプナット１５の中心に設けられた孔１３ａ、１４ａ、１５ａを挿通する。支持体３２の先端部は耐圧シリンダ２８内部に到達している。

光ファイバ１ａに形成された引留め部３０ａをアンカーディスク１１によって支承することによって光ファイバ心線１ａは引留められる。勿論、アンカーディスク１１で直接支承しなくてもアンカーディスク１１に固着する等して一体と認められる構造物で支承すればよい。
１例としては、支持体３２の左方先端部にカシメスリーブ３４を固着して、光ファイバ心線１ａを引留めることができる。

支持体３２にカシメスリーブ３４を固着するには、例えばカシメにより固着することができるが、カシメ工程を分割個片２ａや、鋼線（抗張力線）３ａ、３ｂを引留めた後に行えば、光ファイバ心線を最適な張力で引留めることができる。即ち、支持体３２を図で左方に引き、適度の張力を光ファイバに力をかけた状態でカシメスリーブ３４を固着すればよい。
カシメスリーブ３４はほぼ円筒形の部材で中心の孔に支持体を層通し、例えば、外部から力を加えてカシメスリーブ３４を変形させて支持体３２に圧着して固定する構造となっている。

カシメスリーブ３４は種々の引留め方法（支承方法）が可能であるが、一例として、図４（ｂ）では図４（ｃ）に示す板金製の支持金具１７をアンカーディスク１１にビス１７ｂで止め、先端の溝１７ａに支持体３２を挿通し、カシメスリーブ３４の右端を支持金具１７で支承して引留めている。
実際の作業手順としては、アンカーディスク１１に固着された支持金具１７の溝１７ａに支持体３２を挿通し、支持体３２の先端を引いて引留め部３０ａを介して光ファイバ心線１ａに適当な張力を掛けたまま、カシメスリーブ３４が支持金具１７に接触する位置でかしめて支持体３２と圧着固定する。以後はカシメスリーブ３４は支持金具１７に支承されて光ファイバ心線１ａを引留め続ける。

端末接続器の構造によっては、カシメスリーブ３４を使用せずに、図２（ｂ）右側に示すように、引留め部３０ａの右端を一点鎖線で記入した端末接続器の耐圧シリンダまたは相当部材で支承することもできる。
この場合、力学的には支持体３２は無くても良い。但し、引留め部３０ａの剛性を確保する意味で引留め部３０ａの長さＬと同じ程度の長さの支持体３２を挿入することが好ましい。

次に本発明の引留め装置の引留め性能を図５のグラフを参照して説明する。図５は、図２（ａ）で引留め部３０ａの長さＬを変化させたときの引留め力を示している。引留め力は光ファイバを１％引き延ばす張力を１００％として換算している。
引留め部３０ａの長さがほぼ３０ｍｍで１３０％、６０ｍｍ超なら３００％が確保できる。一般に、海底ケーブルに使用される光ファイバは浅海でも１％、５０００ｍの深海で２．２％の伸びに相当する張力によるスクリーニング試験が必要とされ、引留め部３０ａの長さが３０ｍｍでも浅海用、６０ｍｍあれば深海用として十分の強度を有している。
なお、光ファイバの信頼性確保のため、光ファイバの全数（全長）に対して所定の伸びに相当する荷重を掛けたスクリーニング試験を行い、合格した光ファイバのみがケーブルに使用される。

また、本発明の引留め部３０ａに１％伸び分（１００％）の負荷を掛けた時に光ファイバの伝送特性の変化が無いことも確認されている。
元来、本発明で使用したホットメルト系の接着剤及び熱収縮チューブは、光ファイバ心線を途中で接続するファイバ接続用保護スリーブとして既に長期の使用実績がある。通常、光ファイバ心線の接続は接続部のファイバ素線の一次被覆まで剥離し、心線接続器でファイバ相互のコア位置を確認して溶接し、接合部周辺をホットメルト型接着剤と熱収縮チューブで覆って加熱し、接合部周辺を保護する工法が使用される。この時、接合部に鋼線を沿わせて曲げの外力に対応することもある。
また、引留め部が光ファイバに側圧を与えることによる伝送特性の変化がないことも確認されている。
従って、ホットメルト型接着剤、熱収縮チューブの耐久性も、海底に布設され長期間の放置後回収された光ファイバ接続部の耐久性から保証されていると考えて良い。
このように、実験結果と海底ケーブルに使用されたファイバ接続用保護スリーブの使用結果から、初期性能並びに長期間の安定性も保証され、本発明による光ファイバ心線引留め装置を安心して採用することができる。

以上、本発明の光ファイバ心線の引留め装置は海底光ケーブルに適用した例を説明したが、本発明の光ファイバ心線の引留め装置は海底ケーブルのみでなく、陸上で使用される光ケーブルにも広く応用可能である。

本発明の光ファイバ引留装置の実施の形態の１例を、加熱前と加熱後の形態を示した斜視図である。 図１の斜視図に示す本発明の実施の形態を断面図として示した投影図である。 本発明の別の実施の形態である光ファイバ引留装置を光ファイバ心線の軸線に直角の断面図である。 本発明の光ファイバ引留装置を搭載した端末接続装置（ＪＢ）と支持体の引留め方法の１例を示す断面図である。 本発明の光ファイバ引留装置の引留め能力を示すグラフである。 海底光ケーブルの中心部に内装される光ファイバユニットの形式を説明する模式図である。 海底光ケーブルの内部構造を示す斜視図である。 図７に示す海底光ケーブルの長手方向に直角な断面図である。 図７と別の構成の海底光ケーブルの内部構造を示す斜視図である。 図９に示す海底光ケーブルの長手方向に直角な断面図である。 ルースチューブ内の光ケーブルの引留め方法の従来例である。 ルースチューブを持たずに耐圧殻でルースチューブの機能を兼用した、２種類の海底光ケーブルの斜視図である。

符号の説明

１ ルースチューブ型ユニット、１ａ 光ファイバ（心線）、１ｃ ジェリー状充填剤、１ｄ ルースチューブ、
２ 耐圧層、２ａ 分割個片、３ 抗張力層、３ａ、３ｂ 鋼線（抗張力線）、４ 金属チューブ層、５、６絶縁層（シース）、
７、 コンパウンド（粘着性または接着性）、８ コンパウンド（間欠充填）、
５０、５０ａ、５０ｂ 海底光ケーブル、２０ 端末接続装置、２０ａ ＪＢ本体、２４ 余長収納体、２５ ブーツ、２７ 絶縁体、２８ 耐圧シリンダ、
３０ 光ファイバ引留め装置、３０ａ 引留め部、３１ ホットメルト型接着剤、３２ 支持体（鋼線）、３２ａ ネジ部（凹凸形状）、３３ 熱収縮チューブ、３４ カシメスリーブ

Claims (1)

1. 単心または複数本の光ファイバをジェリー状充填剤とともに金属製または樹脂製の円筒状のチューブに挿通したルースチューブ型ユニットを有する光ケーブルを接続する端末接続装置の内部に設置され、前記光ケーブルに挿通された単数または複数本の光ファイバを引留める光ファイバ引留め装置であって、
   中空部を有するチューブ状のホットメルト型接着剤と、
   中空部を有するチューブ状の熱収縮チューブと、
   棒状の支持体とを備え、
   前記ホットメルト型接着剤を前記熱収縮チューブの前記中空部に挿入し、前記棒状の支持体の一方の端部を前記ホットメルト型接着剤の前記中空部、若しくは中実部、外周部に配置し、少なくとも１本の前記光ファイバを前記ホットメルト型接着剤の前記中空部に挿通して加熱して、前記ホットメルト型接着剤を溶融し、且つ前記熱収縮チューブを収縮させて、前記棒状の支持体の一端部および前記光ファイバと共に一体構造として前記光ケーブルの軸線の延長上に光ファイバ引留め部を形成するとともに、前記棒状の支持体の他方の端部を前記光ケーブルの軸線の延長上に設けられている前記端末接続装置の固定部分に前記棒状支持体の位置の調整をした後に支承するための棒状の支持体引留め部を形成するようにしたこと
   を特徴とする光ファイバ引留め装置。
   

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