JPH0656724B2 - 複合サービス及び分配通信媒体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は複合サービス及び分配通信媒体に関する。

発明の背景 家庭への電話サービスは空中又は地中のサービスス線に
より与えられている。一般的にこれらの各々は被覆内に
収容された銅線のような１対の金属導体を有している。
自己支持のために、空中線は又少なくとも１つの強度部
材を有している。

現在の電話会社は光ファイバ及び金属導体を含むケーブ
ルを設置したいという意向を示している。光ファイバを
空中設置又は地中設置で顧客の構内へ最初に設置する際
の方針により金属動作システムから光ファイバ動作シス
テムへ後で変更することが容易になる。明らかに、光フ
ァイバを顧客の構内まで設置する最初の費用はこのよう
な試みにより極めて小さくされる。このようなケーブル
の場合、光ファイバは、光ファイバネットワークの到着
及び関連するハードウェア及び電子装置の開発を待つ顧
客の構内に提供することができる。

この複合ケーブルは全て銅よりなるケーブルの場合に使
用されるのと同じ方法及び装置により配置される。従っ
て、その光ファイバ部分は充分に頑丈にして掘削、溝掘
り又はホスト構造物の架線配置に耐え、そして、光ファ
イバの貯蔵点又は端末点まで別個の経路でホスト構造物
の外側で機能し続けることができるようにしなければな
ならない。

この望ましいケーブルは所望の特性を持たなければなら
ない。例えば、このケーブルは軸方向の比較的高い引っ
張り圧縮荷重能力、比較的低い最小曲げ半径、ねじれた
隣りの対のねじれ及びひねりに光ファイバユニットが従
わず曲げ損失を最小にするようにできるだけ真っすぐに
留まるようにするための曲げ損失に対する剛性、約−４
０℃〜＋７１℃の動作温度範囲、単一モード能力を持
ち、低価格でなければならない。このケーブルは設置期
間中に道路を横断するように方向決めされた構造物に対
する車両の繰り返し衝撃に耐えるように適当な緩衝性を
与えられるべきである。又、このケーブルはケーブル充
填コンパウンドにより悪影響を受けてはならない。ケー
ブルは、水で導入される裂け目の伝ぱん又は凍結に原因
する損傷を防止するために、耐水性をもたなければなら
ない。情況によってはケーブルは顧客の構内へ接続され
なければならないので、難燃性にできるものでなければ
ならない。

見た限りでは、従来技術には所望の特性と共に金属及び
光ファイバ導体の両方を提供するようなケーブルは存在
しない。光ファイバと、この光ファイバとプラスチック
被覆との間に配置された強度部材の紡績糸を持つ単一の
光ファイバケーブルは市販されている。しかしながら、
このようなケーブルは圧縮の場合に円柱強度を与えず、
そして、特に比較的低温度では外部設備には適していな
い。家庭までのサービスが拡張されるような市場の必要
性を満たすケーブルが望まれている。

発明の概要 前述の問題は本発明のケーブルによって解決された。本
発明のケーブルは少なくとも１つの補強光ファイバユニ
ットを有し、この光ファイバユニットは少なくとも１本
の光ファイバを有するが、この光ファイバを包囲するプ
ラスチック材料の緩衝層は含んでもいいし含まなくても
いい。補強光ファイバユニットは光導補強ユニットと呼
んでもよい。又、このユニットは含浸ファイバガラスよ
りなる複数の強度部材をも有しており、この各々はほぼ
平行な２つの辺を持つ断面を有し、この２つのほぼ平行
な辺は端部において円弧部分により連結されている。強
度部材はこれらの強度部材内で光ファイバが浮動するこ
とができると共に圧縮力に抗する円柱強度を提供する仕
方で光ファイバを包囲する。プラスチック材料よりなる
被覆は強度部材のアレイを包囲している。被覆と強度部
材との間及び強度部材と光ファイバとの間の空間には防
水材料が配置されている。１つの実施例では、ケーブル
も又少なくとも１本の絶縁金属導体を有している。シー
スシステムは光ファイバユニットとどの金属導体をも包
囲している。他の好適な実施例では、ケーブルは少なく
とも１対の絶縁金属導体を有している。シースシステム
はプラスチック性の外側被覆と、ある場合には、外側被
覆とコアとの間に配置された金属シールドを有する。あ
る用途では、難燃性防水材料がシースシステム内で補強
光ファイバユニットとどの金属導体の周りにも配置され
ている。

図面の簡単な説明 第１図は本発明の複合光ファイバ金属導体ケーブルの斜
視図、 第２図は第１図の複合光ファイバ金属導体ケーブルの断
面端図、 第３図は補強光ファイバユニットの斜視図、 第４図は第３図の補強光ファイバユニットの一部の斜視
図、 第５図は第３図の補強光ファイバユニットの断面端図、 第６図は第３図の補強光ファイバユニットの防水材料の
場合のようの印加応力対歪の例示的な曲線、 第７図は本発明のケーブルの他の実施例の斜視図、 第８図は第７図のケーブルの断面端図、 第９図は空中自己支持システムに適した本発明のケーブ
ルの断面図、第１０図は本発明の補強光ファイバユニッ
トを使用する全絶縁空中サービス光導ケーブルの断面端
図、及び 第１１図と第１２図は本発明のケーブルの更に他の実施
例の断面端図である。

詳細な説明 次に第１図と第２図には、数字２０により全体を示さ
れ、そして、コア２１を有するケーブルが示してある。
このケーブルは１つ以上の補強光ファイバユニットを有
し、この各ユニットは数字２２により全体を示してあ
る。ケーブル２０は複合ケーブルであって顧客の機内へ
の分配サービスをするのに適しており、そして、その少
なくとも１つの補強光ファイバユニット並びに１本以上
の導体を有している。別の実施例では、ケーブル２０は
少なくとも１個の補強光ファイバユニットと少なくとも
１対以上の絶縁金属導体２４−２４を有するものであっ
てもよい。

次に第３図〜第５図には、補強光ファイバユニット２２
−２２の１つが詳細に示してある。この補強光ファイバ
ユニット２２は、全体を数字３０により示されてコーテ
ィングを備えた光ファイバを有している。好適な実施例
では、光ファイバ３０は緩衝コーティング３４を有して
いる。この緩衝コーテンィグ３４は、一般的には、コー
ティングされた光ファイバの上に押出されたポリエステ
ルエラストマ又は塩化ポリビニル（ＰＶＣ）プラスチッ
クを有している。一般的には、数字３６で示された緩衝
光ファイバは約０．０８９ｃｍの外径を有している。

緩衝さられた光ファイバ３６はファイバガラスよりなる
複数の強度部材で包囲され、この各強度部材は数字４０
により示してある。第３図で分るように、各強度部材４
０はその長手軸を横断する細長い断面を有し、この断面
は平行な辺４２−４２及び円弧状の端部４４−４４によ
り画定されている。

強度部材４０−４０は引っ張り荷重により破壊を防止す
るに適当な強度特性を持たなければならない。引っ張り
荷重による破壊はフィラメントの摩耗、割れ目及び引っ
張り荷重の不平衡により生じる。フィラメントは使用環
境内における隣接フィラメントにより、そして、その
後、押出された被覆内における粒子により摩耗され、あ
る条件下では非常に厳しくなる。割れ目の発生する確率
はフィラメントの長さと共に増大し、そして、ケーブル
の長さにほぼ反比例する時間長で割れ目により引っ張り
荷重に原因する破壊が生じる。引っ張り荷重の非一様な
分担が生じるのはフィラメントが引っ張り荷重を一様に
分担するように接続されないときである。あるフィラメ
ントを破損すると、他のフィラメントは強度部材の全断
面が破損するまで荷重を受け入れる。

一般的にこれらの問題に対する解答としては、含浸の粗
紡糸又は紡績糸が強度部材として使用される。含浸材料
は濃縮又は添加重合化反応により形成してもよく、例え
ば、ウレタン、アクリル酸又はアクリレートを基剤とす
る材料、エポキシ、ポリエステル、及び塩化ポリビニル
又は他のビニルを基剤とする材料を有するものであって
もよい。ファイバガラスのような強度部材材料には、含
浸材料をフィラメントに結合するために、シランのよう
な結合剤又はのり剤を使用しなければならない。ＫＥＶ
ＬＡＲ ファイバのような材料の場合は、結合剤は使わ
なくてもよい。

好適な実施例では、含浸ファイバガラスの粗紡糸又は紡
績糸が強度部材として使用される。割れ目を埋め、引っ
張り荷重の平衡を確立するために、含浸材料は、各フィ
ラメントを摩耗しないよう保護すると共に、隣りのフィ
ラメントに各フィラメントをこの結合する層を各フィラ
メント塗布している。

ファイバガラスの含浸は従来はファイバガラス供給機に
より達成される。ガラスフィラメントはファーニスブッ
シングから引き伸ばされ、そして、水のスプレーによっ
て冷却され、続いてシランの水分散が行なわれる。乾燥
により余分の水とアルコールは除去され、これによりシ
ランボンとしてガラスが形成され、シラン塗布のフィラ
メントが残り、有機官能基は含浸材料と結合されるよう
に位置決めされる。各強度部材は浴で含浸され、大きさ
のあるファイバは含浸度を高めるために互いに離され
る。一束のフィラメントに含浸する方法の例としては、
Ｎ．Ｌｅｖｙ及びＰ．Ｄ．Ｐａｔｅｌの名前で１９８４
年１０月３０日に発行され、そして、本明細書に言及に
より組み込まれた米国特許第４，４７９，９８４号を参
照。

含浸の粗紡糸又は強度部材用の無地の粗紡糸又は紡績糸
の欠点を克服する。無地の紡績糸又は紡績糸とは異なっ
て、どのフィラメントのどの割れ目もこの含浸材料によ
り埋められる。この含浸材料は又摩耗をも防ぐ。含浸に
より未含浸粗紡糸の可撓寿命に比較して完成された構造
物の可撓寿命は増大さる。含浸材料は又補強強光ファイ
バユニット用の防水システムの一部としても役立つ。

強度部材は平坦形としてあるが、これは補強部材を製造
する方法のためである。粗紡糸又は紡績糸はバーの上に
広げられて粗紡糸が後で平たく現われるようにする。こ
の設計は緩衝光ファイバ３６の保護度を高めるという点
で好都合である。更に第４図で見ることができるよう
に、強度部材４０−４０は、補強光ファイバユニット２
２の長さにそって撚りを持つような仕方で光ファイバに
組み付けられている。好適な実施例では、この撚りの長
さは約１０ｃｍである。

尚、強度部材は緩衝された光ファイバ３８の周りに特定
の仕方で配列されている。これらはほぼ三角形状を持つ
ように配列され、その各々の平行な辺の１つは３つの強
度部材により包囲された緩衝光ファイバに隣接してい
る。光ファイバに対し強度部材が軽く触れることは許容
できるが、それ以上のことになると光ファイバに荷重が
かかり、マイクロベンディング損失が生じる可能性があ
る。他の構成も本発明の範囲内にある。正方形の断面を
形成する４つの強度部材を配置することができるよう
に、例えば、２つ以上の円弧状の強度部材を光ファイバ
の周りに配置することもできる。

重要なことは、強度部材は組み立てられて軸方向に加え
られる圧縮力に抗する複合円柱強度部材を提供するとい
うである。好都合にも、強度部材は、また横断方向の圧
縮強さも与える。この横断圧縮強さにより、光ファイバ
ユニットが押出し機を通って移動され又は曲げをを経験
するときに光ファイバユニットの崩壊が防止される。
又、強度部材のアレーは押出し中に熱障壁としても機能
する。強度部材は光ファイバへの力の伝達を防止するた
めにこの光ファイバユニットから充分に相互作用を断た
れなければならない。この相互作用の遮断が重要なの
は、光ファイバが、例えば、曲げ又は熱サイクルの期間
中に応力を受けた後、低応力状態に戻るに要する応答時
間に対するシース要素と光ファイバとの間の密着度合の
関係のためである。

補強光ファイバユニット２２は又数字８０により全体を
示した被覆を有している。被覆８０は火炎の広がり及び
煙の発生に対し適当な抵抗を持つＰＶＣのような材料か
ら作ってもよい。一般的には、被覆８０は、例えば、頑
丈さ及び摩耗、衝撃及び圧縮に対する抵抗を被覆に与え
るためにナイロン材料よりなる。

補強光ファイバユニット２２はケーブルの銅よりなる分
配対にほぼ同じ大きさの置換物となるような大きさを有
する。被覆５０の外径は約０．３３０ｃｍである。補強
光ファイバユニット２２は１本の緩衝された光ファイバ
を有するように示してある。しかしながら、この光ファ
イバユニット２２は依然としてその同一外径を有しても
よく、そして、緩衝された光ファイバは２本以上の未緩
の光ファイバと置換されてもよい。又は一般的に０．０
８９ｃｍの外径を有する緩衝体３４は、各々がより薄い
緩衝層により包囲された１本以上の光ファイバで置き換
えてもよい。

被覆５０と補強光ファイバユニット２２の強度部材４０
−４０との間及び強度部材と緩衝光ファイバ３６との間
には充填組成物５２が挿入されている。この充填組成物
は補強光ファイバユニット２２に対して適当な防水特性
を与える。この充填組成物５２の材料は特定の特性を有
しなければならない。光ファイバケーブルでは充填組成
物も比較的低応力状態に光ファイバを維持するように機
能しなければならない。このような材料は米国特許第
４，７０１，０１６号に開示されたコロイド粒子充填の
グリース組成物である。防水材料としての充填組成物５
２の組成はコア内への水の侵入を効果的に阻止しながら
ケーブルに加わる損失を最小にして優れた光性能を与え
るようにされている。

グリースは一般的には固体又は半固体の物質で液体の担
持体内の濃化剤又はゲル化剤よりなる。しばしばグリー
ス中に使用されるゲル化剤は脂肪酸石鹸であるが、粘
度、シリカ、有機染料、芳香族アミド及び尿素誘導体の
ような高融点材料も使用してよい。

低応力がグリースに加えられると、このグリース材料は
ほぼ固体状材料として振る舞う。応力が臨界値よりも大
きい場合、粘度は急速に減少し、そのグリース材料は流
動する。粘度の減少は大いに逆転可能であるが、これ
は、一般的に、充填粒子間の網構造結合の崩壊によって
生じ、そして、これらの結合は臨界値を越える応力の除
去に続いて改善することができる。

ケーブル充填物即ち防水材料、特に、光ファイバケーブ
ル充填コンパウンドは種々の要件を満たさなければなら
ない。これらの充填物の間では、例えば、約−４０℃か
ら約７１℃までの、かなり広い温度範囲にわたってケー
ブルの物理特性が許容限界内に留まるべきであるという
要件が存在する。又、この充填材料は上記の温度範囲に
わたって比較的離液のないことが望ましい。離液とは加
えられた応力の下でゲルからの油の分離である。光ファ
イバケーブルで使用される充填材料は又比較的低いせん
断弾性係数を持たなければならない。従来技術によれ
ば、せん断弾性係数は、マイクロベンディング損失の量
に正比例すると考えられるので、光ファイバケーブル充
填材料の臨界的な材料パラメータである。マイクロベン
ディング損失の説明については、Ｓ．Ｅ．Ｍｉｌｌｅｒ
等によるＯｐｔｉｃａｌ Ｆｉｂｅｒ Ｔｅｌｅｃｏｍ
ｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ、ニューヨーク州Ａｃａｄｅｍｉ
ｃ Ｐｒｅｓｓ社（１９７９）、ｐｐ１５８〜１６１を
参照。一般的にはマイクロベンディング損失は短波長の
場合よりも長波長の場合において制御が難しい。従っ
て、重要なことは、例えば、１．５５μｍのような長波
長の場合においてかなりのケーブル伝送誘導損失を持た
ない光ファイバケーブルを製造できるということであ
る。好適な防水材料は２つの主要な成分、即ち、油とコ
ロイド粒子のようなゲル化剤、及び、任意選択成分とし
てのにじみ防止剤よりなる組成物である。なるべくな
ら、防水組成物は熱酸化安定剤を含むことが望ましい。
防水材料で使用される油には、約０．８３の最小比重と
ＡＳＴＭ Ｄ９７による１８℃より低い最大流動点をも
つＡＳＴＭ型１０３、１０４Ａ、１０４Ｂのポリブテン
油又は、約０．８６の最小比重と約−４℃より低いＡＳ
ＴＭ Ｄ９７による最大流動点をもつナフテン油又はパ
ラフィン油のＡＳＴＭ Ｄ−２２６によるこれらの混合
物がある。本発明のケーブルで使用される油の特定例は
ポリブテン油である。このポリブテン油は−３５℃のＡ
ＳＴＭ Ｄ９７による流動点、９９℃における１０５の
ＳＵＳ粘度、０．８５０９の比重、及び、４６０の平均
分子量を持つ合成炭化水素油である。これは商標名Ｌ−
１００でテキサス州テキサス市のＡｍｏｃｏ Ｃｈｅｍ
ｉｃａｌＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能である。
他の油の例はＡＳＴＭ Ｄ９７による−２５℃の流動
点、９９℃で５３．７のＳＵＳ粘度、０．８８４の平均
比重、及び１重量％の最大芳香油を有するホワイト鉱油
である。この後者は商標名Ｄｒａｋｅｏｌ ３５でペン
シルベニア州のＰｅｎｒｅｃｏから入手可能である。他
の油にはひまし油のようなトリグリセリドを基例とする
植物油及びポリプロピレン油のような他の合成炭化水素
油がある。難燃性を必要とする用途の場合、約３０〜７
０重量％の塩素含有量及び２５℃で１００と１０，００
０ｃｐｓとの間の粘度を持つ塩化パラフィン油が有用で
ある。この油の例はＰａｒｏｉｌ １５２であり、これ
はオハイオ州ドーバーのＤｏｖｅｒ Ｃｈｅｍｉｃａｌ
Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能である。

本発明のグリースの油保持は組成物に１つ以上のにじみ
防止剤を添加することにより改良してもよい。にじみ防
止剤はゴムブロック共重合体、比較的高粘度の半液状、
時には、半固体と呼ばれる、ゴム又は他の適切なゴムと
することもできる。ブロック共重合体及び半液状ゴムは
まとめてゴム共重合体と呼ぶことにする。ゴム共重合体
をグリース組成物に組成物に組入れることにより、ゲル
の離液を防止するために混合物に加えられなければなら
ないコロイド粒子の量が減少できる。この減少により価
格を安くすることができる。更に、比較的低臨界降伏応
力を持つ非にじみ組成物の形成が可能となる。

本発明のケーブル用の防水組成物で使用することができ
るゴムブロック共重合体には、約０．１と０．８との間
のスチレン／ゴム比、及び、２０重量％のゴム溶液内の
約１００ｃｐｓから１５重量％のゴム溶液の約２，００
０ｃｐｓまでの２５℃におけるトルエンの粘度により示
される分子量を持つスチレン−ゴム及びスチレン−ゴム
−スチレンブロック共重合体がある。例示的なブロック
ゴムはa)約０．５９のスチレン／ゴム比、約０．９３の
比重、２０７ Ｎ／ｃｍ^２のＡＳＴＭ Ｄ−４１２によ
る破壊強度を持ち、そして、商標名Ｋｒａｔｏｎ Ｇ１
７０１でテキサス州ヒューストンのＳｈｅｌｌ Ｃｈｅ
ｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能な未可塑化の
スチレン−エチレン−プロピレンブロック共重合体（Ｓ
ＥＰ）；b)約０．４１のスチレン／ゴム比を持ち、そし
て、商標名ＴＲＷ−７−１５１１でＳｈｅｌｌ Ｃｈｅ
ｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能なスチレン−
エチレン−ブチレンブロック共重合体（ＳＥＢ）；c)約
０．４１のスチレン／ゴム比、約０．９１の比重、４８
３ Ｎ／ｃｍ^２当りのＡＳＴＭ Ｄ−４１２による５０
０％の伸び、３００％のモジュラスを有し、そして、商
標名Ｋｒａｔｏｎ Ｇ１６５２でＳｈｅｌｌ Ｃｈｅｍ
ｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能な未可塑化のス
チレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロック共重合
体（ＳＥＢＳ）である。他のスチレン−ゴム又はスチレ
ン−ゴム−スチレンブロック共重合体はスチレン−イソ
プレンゴム（ＳＩ）及びスチレン−イソプレン−スチレ
ン（ＳＩＳ）ゴム、スチレン−ブタジエン（ＳＢ）及び
スチレン−ブタジエン−スチレン（ＳＢＳ）ゴムであ
る。ＳＩＳの例はＫｒａｔｏｎ Ｄ１１０７であり、Ｓ
ＢＳの例はＫｒａｔｏｎ Ｄ１１０２であり、この両者
共Ｓｈｅｌｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから
入手可能である。

有用と分った半液状ゴムの中には約２０，０００と７
０，０００との間のフローリー分子量を持つ高粘度ポリ
イソブチレンがある。この例は約１２，６００ １６，
１００のフローリ分子量、約０．９１の比重、約２６，
０００〜３５，０００ｃｐｓの３５０゜Ｆ（約１７７
℃）におけるブルックフィールド粘度を持ち、商標名Ｖ
ｉｓｔａｎｅｘ ＬＭ−ＭＳでテキサス州ヒューストン
のＥｘｘｏｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから
入手可能なポリイソブチレンである。有用と考えられる
他のゴムはブチルゴム、エチレン−ポリピレンゴム（Ｅ
ＰＲ）、エチレン−ポリピレン二量体ゴム（ＥＭＤＭ）
及び約２０と９０との間のＡＳＴＭ Ｄ−１６４６によ
る１００℃におけるマニー粘度ＭＬ １＋８を持つ塩化
ブチルゴムである。上記の例はそれぞれＢｕｔｙｌ ０
７７、Ｖｉｓｔａｌｏｎ ４０４、Ｖｉｓｔａｌｏｎ
３７０８及びＣｈｌｏｒｏｂｕｔｙｌ １０８８であ
り、これら全てはＥｘｘｏｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ
ｍｐａｎｙから入手可能である。又３８℃で約４０，０
００と４００，０００ｃｐｓの間の粘度を持つ解重合ゴ
ムも有用である。その例はニュージャージー州ベリビレ
のＨａｒｄｍａｎ，Ｉｎｃ．から入手可能なＤＰＲ ７
５である。

油の中のコロイド充填粒子は網構造を形成するために表
面水酸基を接着することによって油をゲル化する。この
ゲルは臨界応力値より小さい荷重を支持することができ
る。臨界応力値レベル以上では、網構造は破壊され、材
料は液状特性を示し、そして、応力の下で流動化する。
これらの挙動はしばしばチキソトロピックと呼ばれる。

本発明のケーブルで有用なコロイド充填剤には親水性又
は疎水性のいずれかのコロイドシリカ、なるべくなら、
約５０と約４００ｍ^２／ｇｍの間のＢＥＴ表面積を持つ
疎水性の発煙シリカを含むことガ好ましい。疎水性の発
煙シリカの例は約８０〜１２０ｍ^２／ｇｍのＢＥＴ表面
積を持ち、約５重量％の炭素を含み、そして、商標名Ｃ
ａｂ−Ｏ−Ｓｉｌ Ｎ７０−ＴＳでイリノイ州タスコラ
のＣａｂｏｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能な
ポリジメチルシロサンをコーテンィグした発煙シリカで
ある。例示的な親水性コロイド材料は約１７５〜２２５
ｃｍ^２／ｇｍのＢＥＴ表面積を持ち、０．０１２μｍ
の公称粒子サイズ、２．２の比重を持ち商標名Ｃａｂ−
Ｏ−Ｓｉｌ Ｍ−５でＣａｂｏｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉ
ｏｎから入手可能な発煙シリカである。本発明の実施に
有用な他のコロイド充填剤は表面処理の有無に関わらず
ベントナイトのような粘土及び沈殿シリカである。

第６図は防水材料５２として使用されるようなチキソト
リピック材料の場合の一定ひずみ速度での一般化された
応力歪曲線を示し、そして、いくつかの重要なパラメー
タを示す。応力−歪曲線５３の部分５５では、材料はほ
ぼ弾性固体として振る舞う。部分５５は零応力から臨界
降伏応力σ_Ｑまで伸びている。σ_ｃに対応する歪は臨界
せん断歪γ_ｃとして識別される。定義により、座標は降
伏の開始を示し、そして、量σ_ｃ／γ_ｃ（又はσ＜σ_ｃ
の場合ｄσ／ｄγは材料のせん断弾性係数（Ｇ_ｅ）とし
て知られている。

従来技術は光ファイバケーブル用の充填材料がＧ_ｃの低
い値を持つ必要があるということを教示している。しか
しながら、少なくともある用途では、充填材料のＧ_ｅの
低い値は低ケーブル伝送損失を保証するには充分でな
く、そして、別のパラメータ、即ち、臨界降伏応力σ_ｃ
も制御される必要があるということが決められている。
一般的には、本発明による材料の臨界降伏応力は２０℃
で測定された約７０ Ｐａよりも大きくはなく、せん断
弾性係数は２０℃において約１３ ｋＰａより小さい。

第６図の応力−歪曲線の部分５８は応力の増加の場合の
増分歪の増加値を表わす。応力σ_ｙは一定の歪速度にお
いて材料により維持することができる最大応力値であ
り、γ_ｙは対応する歪である。γ_ｙを越える歪の場合、
歪は最初の部分５８により示されるように減少し、部分
５９により示されるように更に大きい歪値の場合に歪と
はほぼ無関係になる。防水材料は従ってγ＞γ_ｙの場合
液状の挙動を示す。

ユニット２２用の場合の好適な充填組成物５２は一般的
には約９１．４〜９４．０重量％の油、好ましくは、約
９２．８〜９３重量％のＤｒａｋｅｏｌ ３５油、及び
約６〜８．５重量％のコロイド充填剤、なるべくなら、
約６．９〜７．１重量％のＮ７０−ＴＳの疎水性発煙シ
リカを含むことが好ましい。この好適な組成物も又約
０．１重量％の酸化安定剤を含んでいる。例示的な安定
剤は商標名Ｉｒｇａｎｏｘ １０１０でＣＩＢＡ−ＧＥ
ＩＧＹから入手可能なテトラキスメタンである。光ファ
イバユニット２２を充填するに適当といってもよい別の
組成物はＤｒａｋｅｏｌ ３５のような約９２．５〜９
３．５重量％のエクステンダー油、約６．５〜７．５重
量％のＫｒａｔｏｎ Ｇ １６５２のようなゴム、及び
Ｉｒｇａｎｏｘ １０１０又は１０３５材料のような
０．２重量％の酸化防止剤である。好適な組成物の場
合、次の試験結果が得られた：(ａ)σ_ｃ（Ｐａ）＝１
０、Ｇ_ｅ（ｋＰａ）＝１．８；(ｂ)σ_ｃ（Ｐａ）＝１
０、及びＧｅ（ｋＰａ）＝１．８、時間（時）＝１６。
一般に上記の成分を含むこれらの組成物は、まず周囲温
度及び圧力で、次に（一般的には約３００ Ｔｏｒｒよ
り低い）真空分圧の下でかつ周囲温度で公知の方法によ
り作られた。結果として得られた組成物はコーン−アン
ド−プレート（ｃｏｎｅ−ａｎｄ−ｐｌａｔｅ）流動測
定によりその組成物のいくつかのσ_ｃＧ_ｅの決定を含み
評価された。この特性の例示的な要約も上に示されであ
り、σ_ｃ及びＧ_ｅの全ての測定は２０℃で行なわれた。
(ａ)として示された応力値は老化なしに測定され、(ｂ)
として示されたものは図示の時間の間老化された。

好都合にも、本発明の補強光ファイバユニット２２のコ
アを充填するために使用された防水材料５２は、補強光
ファイバユニット２２が荷重を与えられ又は曲げれたと
きに補強光ファイバユニット２２の中で光ファイバ３０
が移動することができるように充分低い応力で降伏す
る。降伏する充填材料５２によりユニット２２内を光フ
ァイバが移動することができるので、内部の応力は減少
され、マイクロベンディングは最小にされ、光ファイバ
の寿命は長くなる。

補強光ファイバユニット２２用の充填材料５２は又また
難燃性であってもよい。これは、前述の組成物の中に塩
化パラフィン及び（又は）Ａｌ_２Ｏ_３・３Ｈ_２Ｏのよう
な難燃性成分を含むことによって達成することができ
る。

前に示したように、分配ケーブル２０は１つ以上の補強
光ファイバユニット２２−２２と１本以上の金属導体及
び（又は）１本以上のねじれ対の絶縁金属導体２４−２
４（第１図及び第２図参照）を有している。第１図と第
２図を又見ると、絶縁導体２４−２４の各々は金属部分
６２とこの金属部分の上に押出された絶縁物６４を有し
ていることが分る。一般的には、金属導体部分６２−６
２の各々は２２ＡＷＧ線であり、例えば、ポリエチレン
プラスチック材料で絶縁されている。各絶縁導体２４の
絶縁物にわたる直径ＤＯＤ（ｄｉａｍｅｔｅｒ−ｏｖｅ
ｒ−ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ）はポリエチレンで絶縁され
た１対の導体の相互容量が５１．５Ｎｆ／ｋｍとなるよ
うなものである。結果として、金属対の回路長は約１１
ｋｍとすることができ、これは光ファイバの長さを不当
に制限するものではない。又好都合にも、０．３３０ｃ
ｍの外径を持つ各補強光ファイバユニット２２は、各々
が０．１４５ｃｍの外径を持つ導体対に取って代ること
ができる。

本発明の分配ケーブルは使用環境の要件に依存していく
つかのシースシステムのどれをも含むことができる。例
えば、第２図には７０として示された耐ホリネズミシー
スシステムにより包囲された補強光ファイバユニットと
よじれ金属導体対を有する分配ケーブルが示されてい
る。この耐ホリネズミシースシステムは螺線包装積層体
７２を有し、この螺線包装積層体７２は銅及びステンレ
ススチールよりなる。銅−ステンレススチールよりなる
螺線包装積層体７２は高密度のポリエチレンで作ること
もできる内側被覆７５の上に存在している。銅−ステン
レススチール螺線包装積層体７２の外側を外部被覆７６
が覆っており、この外部被覆７６は好適な実施例では難
燃性塩化ポリビニル（ＰＶＣ）プラスチック材料で作ら
れている。ケーブル２０の外径は約０．８９０ｃｍであ
る。

数字８０により全体を示した別の実施例（第７図及び第
８図参照）では、補強光ファイバユニット２２−２２と
ねじれ金属導体対２４−２４を有するコアはコアを包む
ために使用される内側ポリエステルプラスチック包装体
８２を有している。ポリエステルプラスチック包装体８
２の上には金属シールド８４が示され、この金属シール
ド８４は好適な実施例では長手シームを持つ波付き青銅
よりる。最後に、波付き青銅の金属シールド８４は難燃
性ＰＶＣプラスチック材料よりなる外側被覆８５で包囲
されている。

全ての埋設用途の場合、コアは防水組成物８９（第２図
及び第８図参照）で充填されている。このような材料は
米国特許第４，１７６，２４０号に開示され請求されて
いるＦｌｅｘｇｅｌ を含むものであってもよい。前記
米国特許第４，１７６，２４０号で見ることができるよ
うに、Ｆｌｅｘｇｅｌの充填コンパウンドは鉱油、スチ
レンブロック共重合体ゴム及びポリエチレンよりなる。
埋設ケーブルが顧客の構内に隣接するように方向決めさ
れる場合、この組成物は又約７０重量％の塩素を含む塩
化パラフィン材料を含むべきである。

本発明の分配ケーブルは又空中設置方式で使用してもよ
い。自己支持型のものとすることができる空中ケーブル
は公知である。本発明による空中ケーブル９０（第９図
参照）は少なくとも１個の補強光ファイバユニット２２
と少なくとも１対のねじれ絶縁金属銅導体２４−２４よ
りなるコアを有している。コアは自己支持構造で包囲さ
れ、この自己支持構造はプラスチック被覆９１を有し、
このプラスチック被覆９１はコアを包囲する大直径部分
９２とウェップ９５により接続されたより小直径部分９
４を有している。小直径部分９４は電柱間に吊架させら
れる鋼鉄の強度部材９６を包囲している。一般的には、
時々「数字８」の形状と呼ばれる被覆のプラスチックは
難燃性ＰＶＣプラスチック材料から作られている。この
実施例では、コアは防水材料で充填される必要はない。

空中サービスの光導ケーブルの他の実施例は第１０図に
示してあり、そして、数字１００により全体を示してあ
る。この中で、コアは被覆１０２で包囲された補強光フ
ァイバユニットを有するものであってもよい。

空中サービスの光導ケーブル１００は又長手方向に伸び
る１対の強度部材又は支持撚線１０６−１０６も有して
いる。第１０図の好適な実施例における強度部材１０６
−１０６の各々は繊維撚り材料よりなり、この繊維撚り
材料はプラスチック材料で含浸され、そして、形状を除
き強度部材４０−４０の各々とほぼ同じである。各強度
部材１０６は一緒にされた複数のフィラメントよりな
る。このフィラメントはファイバガラスのような材料又
はＫＥＶＬＡＲ アラミドファイバのような有機材料あ
ってもよい。更に、このフィラメントは強度部材の長手
軸にほぼ平行に伸びるように互いに組み付けられてもよ
い。その場合には、それらは粗紡糸よりなるが、紡績糸
を形成するように互いにねじられてもよい。好適実施例
では、空中サービスの光導ケーブル１００に強度を与え
る部材１０６−１０６各々は複数のＥガラスファイバよ
りなる。Ｅガラスファイバはホウケイ酸塩組成物よりな
り、このＥ−ガラスファイバは１３０ Ｘ １０^２Ｎ／
ｓｑ．ｃｍの最小引っ張り強さを持つ。好適な実施例で
は、各強度部材は約８００本のファイバからなる。

第１０図で分るように、この補強光ファイバユニットと
強度部材１０６−１０６は被覆１０２の中に包囲されて
おり、この被覆１０２は、好適な実施例では難燃性塩化
ポリビニル（ＰＶＣ）であるプラスチック材料からな
る。被覆１０２は一般的には矩形断面を有し、そして、
第１０図において水平方向に伸びる第１の軸心又は中立
軸心１１２とこれに直交する第２の軸心１１４を有して
いる。被覆断面は第１の軸心１１２に平行な方向に測定
された幅と第２の軸心１１４に平行な方向に測定された
高さを有している。更に、被覆１０２は軸心１１２の両
端に拡大端部１１６−１１６を有している。拡大端部１
１６−１１６は線の長手方向に伸びるトラフ１１８−１
１８を形成している。又被覆の隅は面取部１１９−１１
９を備えている。

被覆１０２の中の補強光ファイバユニット２２と強度部
材１０６−１０６の中に配列は重要である。第１０図で
分るように、補強光ファイバユニット２２は一般的には
被覆の長手軸１２０に隣接配置され、この長手軸１２０
は第１の軸１１２も通過する各被覆断面の幾何学的中心
を通る。

又重要なのは被覆１０２の中の補強光ファイバユニット
２２と強度部材１０６−１０６の配置である。図示のよ
うに、それらは軸心１１２に沿い、補強光ファイバユニ
ット２２の外側に配置されている。各強度部材１０６は
軸心１１２に沿って補強光ファイバユニット２２と被覆
の外面との間に配置されている。強度部材１０６と長手
軸１２０は各被覆断面図の軸心１１２に交差するので、
強度部材とこれら強度部材間に挿入された長手軸は整列
されている。更に、各強度部材１０６は支持円柱と呼ぶ
ことにする拡大端部１１６−１１６の１つの中に配置さ
れている。結果として、支持クランプにより与えられる
圧縮力は支持円柱１１６−１１６及びこの中の強度部材
１０６−１０６と整列される。補強光ファイバユニット
２２は更にトラフ１１８−１１８により支持クランプの
圧縮荷重から保護される。

空中サービスの光導ケーブル１００は２つの楔状の支持
クランプ（図示せず）の間でほぼ懸垂線を形成する。こ
の懸垂線におけるこの光導ケーブルの長さの重量に基く
荷重により支持クランプと空中サービスの光導ケーブル
の端部との間には力が作用する。各支持クランプは被覆
１０２の外面に係合している。尚、被覆１０２と強度部
材１０６−１０６との間において不充分な接着がある
と、ケーブル重量及び任意の氷と風の荷重の組み合せ効
果による空中サービスケーブルへの支持クランプの反応
により被覆材料はそこから引っ張られて光ファイバユニ
ットを未保護のまま残し、恐らく光ファイバケーブルは
落下させられることになる。これにより、当然、被覆組
成は強度部材１０６−１０６に対し少なくとも充分な最
小付着力を持たなければならないことになる。強度部材
１０６−１０６は被覆１０２に適当に付着されなければ
ならないのみならず、それらは補強光ファイバユニット
２２用の強度部材に関して前に述べた静荷重破壊を防止
するために適当な強度特性を持たなければならない。

これらの問題に対する解決策として、含浸の粗紡糸又は
紡績糸が強度部材として使用される。強度部材に含浸す
るために使用される材料は、室温で２４時間の間に支持
クランプを介して空中サービス伝送媒体に１２９０ Ｎ
の引っ張り荷重が加えられた後に強度部材が破壊も滑り
も存在しないように被覆に充分に結合されるようなもの
でなければならない。又強度部材に含浸するために使用
される材料は被覆１０２に結合される材料でなければな
らない。又それは被覆１０２の材料に対して比較的高い
静摩擦係数を示さなければならない。更に、それは加水
分解が安定でなければならない。含浸材料は光ファイバ
ユニット２２に含浸するために使用されたものと同じで
あってもよい。

強度部材１０６−１０６用の含浸される粗紡糸又は紡績
糸の場合には、無地の粗紡糸又は紡績糸とは異なって、
どのフィラメントにおけるどの割れ目も摩耗を防ぐ含浸
材料により埋められる。被覆１０２の強度部材１０６−
１０６への付着力は充分で支持クランプから強度部材へ
の力の適当な伝達が可能となる。さらに、含浸強度部材
を有する空中サービスの光導ケーブルの可撓寿命は期待
された最大表面温度において、未含浸強度部材を含むも
のの約１０倍である。

空中サービスの光導ケーブル１００は他の利点も与え
る。それは難燃性被覆である。補強光ファイバユニット
は衝撃及び摩耗から保護されるように位置決めされてい
る。他の利点は取り扱い基準である。成端用のケーブル
を作る通信工の未保護の手は被覆が光ファイバユニット
を得るために除かれるときにフィラメントには露出され
ない。

単一のプラスチック材料が銅クラッド鋼導体及び被覆に
絶縁を与えるために単一のプラスチック材料を使用する
従来技術の空中サービス線の問題はナイロン被覆の補強
光ファイバユニットの使用により避けられる。このプラ
スチック材料は頑丈でなければならず、適当な低温可撓
性、許容可能な圧縮抵抗、紫外線抵抗、許容可能な濡れ
性、顧客の構内の隣りに設置するための適当な難燃性、
そして、導体を絶縁するための高絶縁抵抗を持たなけれ
ばなない。各機能、即ち、絶縁及び被覆は特定の特性を
提供することを要求されていたので、単一材料の場合の
両機能を適合させる妥協がなされた。空中サービスの光
導ケーブル１００においてはナイロン材料が補強光ファ
イバユニット用の被覆であり、そして、塩化ポリビニル
が優れた被覆材料である。更に、ナイロンは塩化ポリビ
ニルには接着せず、それによって補強光ファイバユニッ
トと被覆との間で滑りが可能となる。

尚、第１０図に示した空中サービス光導ケーブルの別の
利点は補強光ファイバユニットにはいくつかの方法の１
つにより到達するようにしてもよいということである。
例えば、それは常温における分割方法又は−１７．８〜
２８．０℃の範囲内におけるような比較的低い温度での
切断−ねじれ方法により到達してもよい。分割方法で
は、通信工は斜めやっとこで支持円柱の間の被覆内へ切
り込みを入れる。後で通信工は各々の手で支持円柱をつ
かみ、そして、力を加えて一方の支持円柱から他方の支
持円柱を分離する。これは補強光ファイバユニットを確
認するに有効である。切断−ねじれ方法では、通信工は
斜めやっとこを使って被覆をその各側部から、光ファイ
バユニット２２の上に中心付けられたトラフ内へ切り込
む。次に、通信工は線をねじって被覆の中心部へのどの
接続をも切断し、分離された被覆部分を引っ張りだして
補強光ファイバユニットを残す。

上記の実施例は分配又はサービスケーブルに配置された
補強光ファイバユニット２２を示すが、それは外部電話
設備、又は、ビルディング内におけるスタンドのみのユ
ニットとして使用されてもよく、１つ以上のこれらユニ
ットを外部電話設備交換ケーブル又は多対ビルディング
ケーブルに使用してもよい。ビルディング内の使用の場
合、光ファイバユニット２２は防水材料を充填される必
要はないが、難燃性でなければならない。これは難燃性
緩衝コーィング及び難燃性被覆５０及び、必要ならば、
火炎の広がり及び煙の発生を遅らせるいくつかの内部テ
ープの内のいずれかで達成することができる。一方、外
部設備の場合、光ファイバユニット２２はなるべくなら
防水材料で充填されることが好ましく、そして、もしも
ビルディングに隣接配置される場合は、難燃性でなけれ
ばならない。補強光ファイバユニットは又顧客の構内に
おける内部配線として使用してもよい。更に、その大き
さ及び頑丈さのために、補強光ファイバユニット２２は
現在使用されている銅又は光ファイバ交換ケーブルの中
に組み込んでもよい。

第１１図と第１２図は本発明のケーブルの他の実施例を
示す。第１１図には、ケーブル１３０が示してあり、こ
のケーブルは第８図に示したシースシステムのようなシ
ースシステム内に封入された複数の補強光ファイバユニ
ット２２−２２を有している。ケーブル１３０は又防水
材料８９とすることができる防水材料も有している。第
１２図において、ケーブル１４０は防水材料なしに光フ
ァイバユニットどうしの間のコア内に第８図におけるケ
ーブルシステムのようなシースシステムで包囲された複
数の補強光ファイバユニット２２−２２を有している。

尚、上記の構成は単に本発明の例示であり、本発明の原
理を具体化し、そして、本発明の意図及び範囲に入る他
の構成は当業者が想到することができよう。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭59−7408（ＪＰ，Ｕ) 国際公開86104691（ＷＯ，Ａ)

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光ファイバ（３０）を収納する光ファイバ
   ユニット（２２）と、 金属導体（６２）とそれを包囲するプラスチック製外側
   被覆（６４）とからなる絶縁導体（２４）と、 前記光ファイバユニット（２２）と絶縁導体（２４）と
   を包囲収納するシースシステム（７０）と からなり、前記光ファイバユニット（２２）は、 前記光ファイバ（３０）と、 この光ファイバを包囲し、引っ張り強さと圧縮抵抗力を
   与える円柱強さを提供するように、前記光ファイバから
   離間して配置された複数の個別の含浸繊維製の強度部材
   （４０）と、 前記強度部材（４０）を包囲収納するプラスチック製被
   覆（５０）と を具備する複合光ファイバ金属導体ケーブルにおいて、 前記強度部材（４０）は、３個の含浸ファイバガラス強
   度部材を有し、 前記含浸ファイバガラス強度部材（４０）は、板状部材
   で、 前記各含浸ファイバガラス強度部材は、それらが３辺と
   なる三角形状に配列され、その内部に光ファイバ（３
   ０）を収納し、 前記被覆（５０）は、この三角形配列のほぼ頂点に接触
   して、それらを包囲している ことを特徴とする複合光ファイバ金属導体ケーブル（図
   ２）。
2. 【請求項２】前記被覆（５０）と強度部材（４０）との
   間及び強度部材（４０）と光ファイバ（３）との間の空
   間内に充填されている防水材料（５２） を更に有することを特徴とする請求の範囲第１項記載の
   ケーブル。
3. 【請求項３】請求項１のケーブルと、 強度部材（９６）と 前記ケーブルのシースシステム（９２）と強度部材（９
   ６）とを機械的に連結するウェッブ（９５）と からなることを特徴とする複合光ファイバ金属導体ケー
   ブル（図９）。
4. 【請求項４】光ファイバ（３０）を収納する光ファイバ
   ユニット（２２）と、 前記光ファイバユニット（２２）挟んで配置される一対
   の強度部材（１０６）と 前記光ファイバユニット（２２）と一対の強度部材（１
   ０６）とを包囲収納する外側被覆（１０２）と からなり、前記光ファイバユニット（２２）は、 前記光ファイバ（３０）と、 この光ファイバを包囲し、引っ張り強さと圧縮抵抗力を
   与える円柱強さを提供するように、前記光ファイバから
   離間して配置された複数の個別の含浸繊維製の強度部材
   （４０）と、 前記強度部材（４０）を包囲収納するプラスチック製被
   覆（５０）とを具備する複合光ファイバ金属導体ケーブ
   ルにおいて、 前記強度部材（４０）は、３個の含浸ファイバガラス強
   度部材を有し、 前記含浸ファイバガラス強度部材（４０）は、板状部材
   で、 前記各含浸ファイバガラス強度部材は、それらが３辺と
   なる三角形を形成して、その内部に光ファイバ（３０）
   を収納し、 前記被覆（５０）は、この三角形配列のほぼ頂点に接触
   して、それらを包囲している ことを特徴とする複合光ファイバ金属導体ケーブル（図
   １０）。
5. 【請求項５】光ファイバ（３０）を収納する光ファイバ
   ユニット（２２）と、 前記光ファイバユニット（２２）を包囲収納するシース
   システム（８５）と からなり、前記光ファイバユニット（２２）は、 前記光ファイバ（３０）と、 この光ファイバを包囲し、引っ張り強さと圧縮抵抗力を
   与える円柱強さを提供するように、前記光ファイバから
   離間して配置された複数の個別の含浸繊維製の強度部材
   （４０）と、 前記強度部材（４０）を包囲収納するプラスチック製被
   覆（５０）とを具備する光ファイバケーブルにおいて、 前記強度部材（４０）は、３個の含浸ファイバガラス強
   度部材を有し、 前記含浸ファイバガラス強度部材（４０）は、板状部材
   で、 前記各含浸ファイバガラス強度部材は、それらが３辺と
   なる三角形を形成して、その内部に光ファイバ（３０）
   を収納し、 前記被覆（５０）は、この三角形配列のほぼ頂点に接触
   して、それらを包囲している ことを特徴とする光ファイバケーブル（図１１、１
   ２）。
6. 【請求項６】前記被覆（５０）と強度部材（４０）との
   間、及び強度部材（４０）と光ファイバ（３）との間の
   空間内に充填された防水材料（５２） を更に有することを特徴とする請求の範囲第５項記載の
   ケーブル。