光纤线缆的制作方法

本发明涉及光纤线缆。

要求于2017年12月19日提交的日本专利申请第2017-243186号的优先权，其内容通过引用并入本文。

背景技术：

在相关技术中，已知专利文献1中所公开的光电缆。光纤线缆包括第一线缆芯、第二线缆芯和容纳线缆芯的鞘。第一线缆芯通过对多根光纤进行sz绞制来形成。第二线缆芯通过将多根光纤绕第一线缆芯螺旋地绞制在一起来形成。

引用列表

专利文献

[专利文献1]日本未审查专利申请，首次公开第2014-106380号

技术实现要素：

技术问题

在该类型的光纤线缆中，需要抑制多个光纤单元的解绞和包括在光纤单元中的多根光纤的解绞。

本发明是考虑到这样的情况而做出的，本发明的一个目的是提供限制多个光纤单元的解绞和包括在这些光纤单元中的多根光纤的解绞的光纤线缆。

技术方案

为了解决上述问题，根据本发明的一个方面的光纤线缆包括第一聚集层，所述第一聚集层包括以第一方向无退捻(withoutstrand-back)地螺旋地绞制在一起的多个第一光纤单元，多个第一光纤单元中的每一者具有以第二方向绞制在一起的多根光纤，第一方向和第二方向彼此不同。

有益效果

根据本发明的上述方面，可以提供限制多个光纤单元的解绞和包括在这些光纤单元中的多根光纤的解绞的光纤线缆。

附图描述

图1是示出根据第一实施方案的光纤线缆的结构的横截面视图。

图2是在从图1的截面ii-ii观察包括在第一聚集层中的一个第一光纤单元时的说明性视图。

图3具有为沿图2中的线a-a截取的截面视图的部分(a)、为沿图2中的线b-b截取的截面视图的部分(b)、为沿图2中的线c-c截取的截面视图的部分(c)、和为沿图2中的线d-d截取的截面视图的部分(d)。

图4是示出根据第二实施方案的光纤线缆的结构的横截面视图。

图5是示出根据第三实施方案的光纤线缆的结构的横截面视图。

具体实施方式

(第一实施方案)

下面将参照图1描述根据第一实施方案的光纤线缆的配置。此外，本发明不限于以下实施方案。

如图1所示，光纤线缆1a包括其中组装(assemble)有多根光纤21的芯2、在其中容纳芯2的鞘4、以及埋置在鞘4中的成对的剥离绳6和成对的张力构件7。

(方向限定)

在此，在本实施方案中，鞘4形成为具有中心轴o的圆柱形形状，光纤21沿中心轴o延伸。

在本实施方案中，沿中心轴o的方向被称为纵向方向。垂直于中心轴o的截面被称为横截面。此外，在横截面视图中，与中心轴o相交的方向被称为径向方向，绕中心轴o绕转的方向被称为圆周方向。

作为鞘4的材料，可以使用聚烯烃(po)树脂例如聚乙烯(pe)、聚丙烯(pp)；乙烯丙烯酸乙酯共聚物(eea)；乙烯乙酸乙烯酯共聚物(eva)和乙烯丙烯共聚物(ep)；聚氯乙烯(pvc)等。

在横截面视图中，鞘4的内周表面和外周表面形成为以中心轴o作为中心的同心形状。因此，鞘4的在径向方向上的厚度在圆周方向上基本均匀。

成对的剥离绳6在径向方向上夹住芯2，并且在平行于芯2的纵向方向上延伸。埋置在鞘4中的剥离绳6的数目可以为一个或三个或更多个。

作为剥离绳6的材料，例如，可以使用由pp、尼龙等制成的圆柱形棒。此外，剥离绳6可以由诸如pp或聚酯的纤维绞制的纱形成，这使得剥离绳6具有吸水性。

成对的张力构件7在径向方向上夹住芯2，并且在平行于芯2的纵向方向上延伸。埋置在鞘4中的张力构件7的数目可以适当地改变。

作为张力构件7的材料，例如，可以使用金属线(例如钢线)、张力纤维(例如聚芳酰胺纤维)、frp等。

(芯)

芯2具有在径向方向上位于中心的第一聚集层l1、在径向方向上位于第一聚集层l1的外部的第二聚集层l2、和在径向方向上位于第二聚集层l2的外部的第三聚集层l3。即，芯2具有多个聚集层l1至l3。在本实施方案中，第三聚集层l3是多个聚集层l1至l3中的位于径向最外侧的最外侧聚集层。

多个聚集层l1至l3各自包括多个光纤单元20。在下文中，包括在聚集层l1至l3中的光纤单元20可以分别被称为第一光纤单元20a、第二光纤单元20b和第三光纤单元20c。

芯2具有包裹第三聚集层l3的包裹管24。例如，包裹管24可以由具有吸水性的材料例如吸水带制成。

本实施方案中的芯2和每个光纤单元20的截面形状为圆形，但不限于此，其可以为非圆形形状例如椭圆形形状。此外，芯2可以不设置有包裹管24。

(光纤单元)

如图1和图2所示，包括在芯2中的每个光纤单元20包括多根光纤21和捆扎多根光纤21的束22。在本实施方案中，第一光纤单元20a、第二光纤单元20b和第三光纤单元20c的配置彼此相同。然而，光纤单元20a至20c的配置可以彼此不同。

作为光纤21，可以使用光纤芯线、光纤股(strand)等。在本实施方案中，作为多根光纤21，使用断续固定的光纤带(opticalfiberribbon)。断续固定的光纤带具有其中多根光纤21通过多个连接部断续连接的结构。在断续固定的光纤带中，当光纤21在与其延伸方向正交的方向上被牵拉时，光纤21彼此固定使得以网形式(蜘蛛网形状)展开。

包括在光纤单元20中的光纤21的模式不限于断续固定的光纤带，并且可以适当地改变。此外，包括在光纤单元20中的光纤21的数目可以适当地改变。

(第一聚集层)

第一聚集层l1通过将三个第一光纤单元20a以第一方向s1“无退捻”(稍后描述)地螺旋地绞制在一起来形成。在图1的实例中，第一方向s1为顺时针旋转。包括在第一光纤单元20a中的多根光纤21以第二方向s2绞制在一起。在图1的实例中，第二方向s2为逆时针旋转。

如上所述，在本实施方案中，第一方向s1和第二方向s2彼此不同。

接下来，将使用图2和图3的部分(a)至(d)描述所谓的“无退捻”的绞制的状态。

图2是在从图1的截面ii-ii观察一个第一光纤单元20a时的说明性视图。图3中的部分(a)至(d)分别是光纤单元20的截面视图，并且在纵向方向上的对应位置彼此相差1/4绞距(twistpitch)p。在图2中，省略了除一个第一光纤单元20a之外的部件的图解。在图3的部分(a)至(d)中，省略了每个聚集层l中的除一个光纤单元20之外的部件的图解。

如图2所示，包括在第一光纤单元20a中的多根光纤21螺旋地绞制在一起。第一光纤单元20a在沿纵向方向改变在圆周方向上的位置(参见图3的部分(a)至(d))的同时绕中心轴o螺旋地延伸。当第一光纤单元20a在圆周方向上的位置改变360°时，在纵向方向上的距离为第一光纤单元20a的绞距p。图2中所示的在纵向方向上的尺寸p表示第一光纤单元20a的绞距p。绞距p为例如约700mm。

在图3中，首先，将着重于一个第一光纤单元20a给出描述。在图3中的部分(a)至(d)中，基于第一光纤单元20a被绞制在一起之前的状态，第一光纤单元20a的径向外部由黑色圆表示，第一光纤单元20a的径向内部由白色圆表示。

比较图3中的部分(a)与部分(b)，第一光纤单元20a的位置在圆周方向上相差90°。然而，黑色圆位于径向外部，并且黑色圆的位置在径向方向上未改变，白色圆位于径向内部，并且白色圆的位置在径向方向上未改变。同样地，即使在图3的部分(c)和(d)中，虽然第一光纤单元20a在圆周方向上的位置不同，但是黑色圆和白色圆在径向方向上的位置未改变。换言之，在一个绞距p周期中向第一光纤单元20a施加360°扭转(360°螺旋绞制)。这是因为当第一光纤单元20a被绞制在一起时，第一光纤单元20a绕中心轴o绕转的螺距(绕转周期)和第一光纤单元20a自身绕其中心轴旋转(扭转)的螺距(旋转周期)彼此基本上一致，并且绕转和旋转的绞制方向彼此一致。此外，在图3的部分(a)至(d)中，与第一光纤单元20a相似，在第二光纤单元20b和第三光纤单元20c中，绕转周期和旋转周期彼此基本上一致，并且绕转和旋转的绞制方向彼此一致。

如上所述，在螺旋地绞制的多个光纤单元20中，其中绕转周期和旋转周期彼此基本上一致并且绕转和旋转的绞制方向彼此一致的绞制状态被称为“无退捻”。相反，其中绕转周期和旋转周期彼此不一致的绞制状态被称为“有退捻(withstrand-back)”。

(第二聚集层)

如图1所示，第二聚集层l2通过九个第二光纤单元20b以第一方向s1螺旋地绞制以围绕第一聚集层l1而形成。第二光纤单元20b无退捻地绞制在一起。

包括在第二聚集层l2中的第二光纤单元20b的数目可以适当地改变。包括在第二光纤单元20b中的多根光纤21以第二方向s2绞制在一起。

(第三聚集层)

如图1所示，第三聚集层l3由十二个第三光纤单元20c以第一方向s1螺旋地绞制以围绕第二聚集层l2而形成。

第三光纤单元20c无退捻地绞制在一起。

包括在第三聚集层l3中的第三光纤单元20c的数目可以适当地改变。包括在第三光纤单元20c中的多根光纤21以第二方向s2绞制在一起。

如上所述，本实施方案的光纤线缆1a具有以第一方向s1(顺时针旋转)无退捻地螺旋地绞制在一起的多个第一光纤单元20a。因此，第一光纤单元20a趋向于逆时针解绞。另一方面，在第一光纤单元20a中，多根光纤21以第二方向s2(逆时针旋转)螺旋地绞制在一起。因此，在第一光纤单元20a中，光纤21趋向于顺时针解绞。

如上所述，在本实施方案中，光纤21在第一光纤单元20a中趋向于解绞的方向与第一光纤单元20a趋向于解绞的方向相反。因此，在第一聚集层l1中，光纤21趋向于解绞的力与第一光纤单元20a趋向于解绞的力相互抵消。因此，可以抑制第一光纤单元20a的解绞和第一光纤单元20a中的光纤21的解绞。

同样地，即使在第二聚集层l2和第三聚集层l3中，光纤单元20的绞制方向和光纤21的绞制方向彼此相反，因此解绞可以被抑制。

由于包括在第二聚集层l2中的第二光纤单元20b的解绞被抑制，因此可以保持第二聚集层l2覆盖第一聚集层l1的状态。这抑制了传输损耗的增加。因为，例如，防止第一光纤单元20a暴露于第二聚集层l2的在径向方向上的外部，以及在形成鞘4时或其后，防止包括在第一光纤单元20a中的光纤21局部弯曲。

此外，光纤单元20中的光纤21趋向于解绞的力充当用于使光纤单元20的绞制变紧的力。因此，全部聚集层l1至l3具有其中使光纤单元20的绞制变紧的结构。因此，可以将光纤21以高密度容纳在鞘4中，并且可以减小光纤线缆1a的直径。

此外，由于不太可能发生光纤单元20的解绞，因此在制造光纤线缆1a时，在未严格控制包裹管24的卷绕状态的情况下可以良好地保持绞制状态。因此，可以改善光纤线缆1a的制造效率。

(第二实施方案)

接下来，将描述根据本发明的第二实施方案，但是基本配置与第一实施方案的基本配置相同。因此，相同的附图标记被给予相似的配置，将省略其说明，并且将仅描述与其的差异。

如图4所示，在本实施方案的光纤线缆1b中，芯2具有两个聚集层l1、l2。第二聚集层l2被包裹管24包裹。

包括在第一聚集层l1和第二聚集层l2中的光纤单元20的绞制方向为第一方向s1。包括在每个光纤单元20中的光纤21的绞制方向为第二方向s2。在本实施方案中，第二聚集层l2是位于径向最外侧的最外侧聚集层。

在本实施方案的光纤线缆1b中，也可以获得与第一实施方案的那些相同的效果。

(第三实施方案)

接下来，将描述根据本发明的第三实施方案，但是基本配置与第一实施方案的基本配置相同。因此，相同的附图标记被给予相似的配置，将省略其说明，并且将仅描述与其的差异。

如图5所示，在本实施方案的光纤线缆1c中，芯2具有一个聚集层l1。第一聚集层l1被包裹管24包裹。

即使在本实施方案中，多个第一光纤单元20a的绞制方向(第二方向s2)与第一光纤单元20a中的光纤21的绞制方向(第一方向s1)也彼此不同，因此可以抑制解绞。

[实施例]

接下来，将描述光纤单元20的绞制状态对光的传输损耗的影响的检测结果。在本实施例中，准备了下表1所示的样品a至k的光纤线缆。此外，以下描述的实施例仅是上述实施方案的具体实例，并且本发明不限于以下实施例。

[表1]

表1的“绞制方向”字段示出了聚集层l1至l3中的每一者中的光纤单元20的绞制方向。例如，在样品a的情况下，第一聚集层l1的光纤单元以第二方向s2绞制在一起，第二聚集层l2的光纤单元也以第二方向s2绞制在一起。

在包括在表1中的聚集层l1至l3中的每一者中的全部光纤单元20中，光纤21以第二方向s2绞制在一起。

表1的“退捻”字段示出了在聚集层l1至l3中的每一者中存在或不存在上述退捻。“n”表示“无退捻”，“y”表示“有退捻”。

表1的“绞距”字段示出了聚集层l1至l3中的每一者中的光纤单元20的绞距p的比率。例如，在样品d中，聚集层l1至l3中的绞距p彼此相同。另一方面，在样品h中，第一聚集层l1和第二聚集层l2的绞距p相同，但是第三聚集层l3的绞距p是第一聚集层l1的绞距p的一半(0.5倍)。

表1中的“光纤暴露”字段表示当形成聚集层l1至l3中的每一者时，内部聚集层的光纤单元是否暴露于最外侧聚集层的外部。在内部聚集层未暴露的情况下，作为良好的结果描述为“ok”，而在内部聚集层暴露的情况下，作为不良的结果描述为“ng”。在样品a至c的情况下，第二聚集层l2为最外侧聚集层，确定第一聚集层l1是否暴露于第二聚集层l2的外部。在样品d至k的情况下，第三聚集层l3为最外侧聚集层，确定第二聚集层l2是否暴露于第三聚集层l3的外部。

表1中的“传输损耗”字段表示在通过用鞘4覆盖样品a至k中的每一者的芯2而产生光纤线缆之后光的传输损耗的测量结果。在本实施例中，通过光时域反射仪(opticaltimedomainreflectometer，otdr)测量1550nm的波长下的传输损耗，在传输损耗的最大值为0.25db/km或更小的情况下，作为良好的结果描述为“ok”，在最大值超过0.25db/km的情况下，作为不良的结果描述为“ng”。光纤线缆的光的传输损耗的最大值(1550nm下0.25db/km或更小)是根据telcordiatechnologiesgenericrequirementsgr-20-core标准设定的。

<样品a至c>

样品a至c的芯2具有两个聚集层l1和l2，如图4所示。第一聚集层l1包括三个光纤单元20，第二聚集层l2包括九个光纤单元20。每个光纤单元20具有十二个各自具有十二根光纤21的断续固定的光纤带。换言之，每个光纤单元20具有144根光纤21。此外，由于样品a至c中的每一者具有十二个光纤单元20，因此提供了总计1728根光纤21。

如表1所示，对于样品a，“光纤暴露”和“传输损耗”的结果不良。这被认为是因为发生解绞，原因是聚集层l1和l2中的每一者中的光纤单元20的绞制方向(第二方向s2)和包括在光纤单元20中的光纤21的绞制方向(第二方向s2)彼此一致。即，由于第二聚集层l2中的解绞在第二光纤单元20b之间产生大的间隙。然后，由于在第一聚集层l1中发生解绞，因此松散的第一光纤单元20a通过第二光纤单元20b之间的间隙而暴露。此时，第一光纤单元20a的形状变得部分地不自然地弯曲。当用鞘4覆盖处于该状态下的芯2时，包括在第一光纤单元20a中的光纤21弯曲，因此光的传输损耗增加。

另一方面，在样品b中，光纤单元20的绞制方向(第一方向s1)和包括在光纤单元20中的光纤21的绞制方向(第二方向s2)彼此不同。因此，用于使光纤单元20解绞的力和用于使光纤21解绞的力抵消，因此可以抑制解绞的发生。因此，由于在样品a中描述的现象可以被抑制，因此认为在“光纤暴露”和“传输损耗”两者中均可以获得良好的结果。

对于样品c，在第一聚集层l1中，光纤单元20的绞制方向(第二方向s2)和光纤21的绞制方向(第二方向s2)彼此一致。因此，认为抑制解绞发生的效果不足，并且关于“光纤暴露”和“传输损耗”未获得良好的结果。

<样品d至k>

样品d至k的芯2具有三个聚集层l1至l3，如图1所示。

第一聚集层l1包括三个光纤单元20，第二聚集层l2包括九个光纤单元20，第三聚集层l3包括十二个光纤单元20。每个光纤单元20具有与样品a至c的光纤单元相同的配置，并且每个光纤单元20具有144根光纤21。此外，由于样品d至k中的每一者具有24个光纤单元20，因此提供了总计3456根光纤21。

对于样品d，“光纤暴露”和“传输损耗”的结果不良。这被认为是因为在全部的聚集层l1至l3中，光纤单元20的绞制方向和光纤21的绞制方向彼此一致，如同在样品a的情况下。

另一方面，样品e的“光纤暴露”和“传输损耗”的结果良好。这被认为是因为解绞的发生被抑制，原因是在全部的聚集层l1至l3中光纤单元20的绞制方向和光纤21的绞制方向彼此不同，如同在样品b的情况下。

对于样品f和g，在一些聚集层中光纤单元20的绞制方向和光纤21的绞制方向彼此一致。因此，如同在样品c中，抑制解绞的效果不足，并且认为“光纤暴露”和“传输损耗”的结果不良。

对于样品h，光纤单元20的绞制方向和光纤21的绞制方向在全部的聚集层l1至l3中彼此不同，并且“光纤暴露”的结果良好。然而，“传输损耗”的结果不良。这被认为是因为第三聚集层l3的绞距p是其他聚集层l1和l2的绞距p的一半并且过小。换言之，由于第三光纤单元20c以小的绞距p绞制在一起，因此认为第三光纤单元20c给予内部光纤单元20b、20a的侧压力变大，这增大了光的传输损耗。

对于样品i，在全部的聚集层l1至l3中光纤单元20的绞制方向和光纤21的绞制方向彼此不同，并且“光纤暴露”和“传输损耗”的结果不良。这被认为是因为第三聚集层l3的绞距p是其他聚集层l1和l2的绞距p的两倍并且过大。

换言之，由于第三光纤单元20c以大的绞距p绞制在一起，因此认为第三光纤单元20c保持第二光纤单元20b的形状的效果变小并且使第二光纤单元20b暴露。作为在第二光纤单元20b暴露的状态下形成鞘4的结果，认为包括在第二光纤单元20b中的光纤21不自然地弯曲，这增大了光的传输损耗。

对于样品j和k，在全部的聚集层l1至l3中光纤单元20有退捻地绞制。在光纤单元20有退捻地绞制的情况下，施加至包括在每个光纤单元20中的光纤21的侧压力增加，这增大了光的传输损耗。结果，认为“传输损耗”的结果不良。

总结上述结果。

根据样品a至g的结果，优选的是，在包括在芯2中的全部的聚集层l1至l3中光纤单元20的绞制方向和光纤21的绞制方向彼此不同。

根据样品h和i的结果，优选的是，包括在聚集层l1至l3中的每一者中的光纤单元20的绞距p彼此相等。

根据样品j和k的结果，优选的是，将光纤单元20无退捻地绞制在一起。

在芯2中包括四个或更多个聚集层的情况下，以上述结果被认为是相同的。

接下来，将描述包括在各个聚集层l1至l3中的光纤单元20的截面面积的比率对光纤暴露的影响的检测结果。在本实施例中，如下面表2所示，产生具有不同数目的包括在聚集层l1至l3中的每一者中的光纤单元20的样品l至p。

[表2]

表2中所示的“截面面积比率r”通过r＝ao÷ai来计算。ao为包含在最外侧聚集层中的光纤单元20的截面面积之和。ai为包括在除最外侧聚集层之外的聚集层中的光纤单元20的截面面积之和。在此，包括在聚集层l1至l3中的每一者中的光纤单元20具有彼此相同的配置并具有相同的截面面积。因此，上述“截面面积比率r”可以通过每个聚集层中的光纤单元20的数目来计算。

例如，在样品l中，包括在最外侧聚集层(聚集层l3)中的光纤单元20的数目为11，包括在除最外侧聚集层之外的聚集层(聚集层l1和l2)中的多个光纤单元20的数目为13。因此，截面面积比率r可以计算为

同样地，样品m的截面面积比率r为12÷(3+9)＝1.0，样品o的截面面积比率r为14÷(3+7)＝1.4。

由于表2所示的“光纤暴露”与表1中的“光纤暴露”相同，因此省略说明。

如表2所示，对于截面面积比率r为0.8的样品l，“光纤暴露”不良。这是因为构成最外侧聚集层l3的光纤单元20的截面面积小，并且不可能充分地覆盖内部的聚集层l1、l2。

对于截面面积比率r为1.7的样品p，“光纤暴露”不良。这是因为最外侧聚集层l3的体积(截面面积)对于位于最外侧聚集层l3内部的聚集层l1和l2过大，并且芯2的状态不平衡。更具体地，在构成最外侧聚集层l3的光纤单元20c的数目过大的情况下，最外侧聚集层l3的内径变得过大，并且在内部聚集层l1与l2之间形成间隙(腔)。结果，难以通过最外侧聚集层l3保持聚集层l1和l2的绞制，因此聚集层l1和l2解绞，并且包括在聚集层l1和l2中的光纤单元20a和20b可能通过光纤单元20c之间的间隙暴露。

另一方面，对于截面面积比率r为1.0至1.4的样品m至o，“光纤暴露”的结果良好。这是因为构成最外侧聚集层l3的光纤单元20的截面面积足以覆盖内部聚集层l1和l2。

根据上述结果，优选的是，截面面积比率r(ao÷ai的值)为1.0或更大且1.4或更小。

应当注意，本发明的技术范围不限于上述实施方案，并且可以在不脱离本发明的精神的情况下进行各种修改。

例如，在第一至第三实施方案中，在横截面视图中，第一方向s1为顺时针旋转，第二方向s2为逆时针旋转。然而，这种关系可以颠倒。换言之，即使在第二方向s1为逆时针旋转且第二方向s2为顺时针旋转的情况下，也可以实现相同的效果。

此外，可以适当地改变包括在聚集层l1至l3中的光纤单元20的数目。

此外，在第一实施方案中，芯2具有三个聚集层l1至l3，但是芯2可以具有四个或更多个聚集层。

此外，在不脱离本发明的精神的情况下，可以用公知的部件适当地替换上述实施方案中的部件，并且可以适当地对上述实施方案和修改进行组合。

附图标记列表

1a、1b、1c：光纤线缆

2：芯

20a：第一光纤单元

20b：第二光纤单元

20c：第三光纤单元

21：光纤

l1：第一聚集层

l2：第二聚集层

l3：第三聚集层

4：鞘

s1：第一方向

s2：第二方向

p：绞距