JPH08118064A - 少なくとも１つの光ファイバを含む金属管の内部過熱保護ユニットとその製作方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な方法で、光ファイバ及び金属管の充填
用ゲルの熱的保護を実現する。 【解決手段】 少なくとも１つの光ファイバを含む金属
管の内部過熱保護ユニットにより、補助管と充填用ゲル
によってレーザ溶接による金属管の密閉部位に挿入され
た光ファイバの加熱が制限される。同ユニットは、光フ
ァイバ（１１）挿入用補助管（１０）と金属管（６）上
に規定された密閉部位との間に置かれた熱拡散装置（１
５）を含むことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、少なくとも１つの
光ファイバを含む防水金属管の連続製造に関する。より
詳細には本発明は内部が過熱しないように、長手方向で
の密閉時に加えられた熱が管の内部に伝播するのを制限
するために用いる、金属管の内部過熱保護ユニットと同
ユニットの実施方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】特に海底光ケーブルに用いる伝送用光フ
ァイバは通常、ケーブル構造内の各光ファイバまたは光
ファイバ全体の周囲に機械的保護および防水性をもたら
す、たとえば鋼性の金属管に収納される。

【０００３】金属管への単数または複数の光ファイバの
収納作業は既知である。同作業はとくに欧州特許ＥＰ−
Ａ−０２９９１２３号に記載されている。

【０００４】同作業は、平坦な帯状金属を変形して開口
管の形状にし、開口管の中に光ファイバを通し、開口部
の端部をレーザ溶接することによりファイバを囲む管を
長手方向に密閉することから成る。金属管内のファイバ
の案内は、開口金属管の中に入り同管中をレーザによる
密閉部位を越えるところまで延在する補助管によって行
われる。

【０００５】フランス特許ＦＲ−Ａ−２５１７０７３号
によれば、光ファイバ案内管は、密閉金属管の中で、そ
の中にファイバが埋め込まれるたとえば充填用ゲルなど
の緩衝材を金属管の中に挿入するのにも使用することが
できる。同案内管は、２つの同心隔壁をもち中央路にフ
ァイバを挿入し周囲の環状路に充填材を入れるような金
属管に、ファイバと充填材とを同時に入れるのは簡単で
ある。案内管は、金属管の密閉時の高温に耐えるような
材質でできている。

【０００６】案内管の材質は複合材とすることができ、
熱伝導性の低い外部材と熱伝導率の高い内部材とを含む
ことができるので、密閉点が受け発散する熱エネルギ
は、内部の単数または複数の光ファイバおよび／または
緩衝材にはほとんど伝播されない。

【０００７】このような案内管は高価で製作が難しい。
金属管内の温度上昇を適切に制限するにあたってはとく
にレーザ溶接によって密閉が行われる際に、常に金属管
の内部を充分に保護できるとは限らない。同案内管で
は、とくに充填用ゲルの中の水素の発生を確実に防止す
ることはできず、そのため光ファイバの伝送特性に異常
をもたらしたり、伝送される光信号の減衰率が増加す
る。

【０００８】米国特許ＵＳ−Ａ４８１１８８８号によれ
ば、金属管の加熱をできる限り抑えるため、同金属管は
長手方向に溶接後直ちに冷却される。同冷却は有効であ
るが不充分である。

【０００９】管の溶接を原因とする充填材の過熱による
有害な影響を保護するための別の既知の方法として、発
生した水素分子を吸収する化学成分を充填材内に入れ込
むという方法がある。同方法は効果的だがきわめて高価
である。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、簡単な方法
で光ファイバおよび場合によっては金属管の充填用ゲル
の熱的保護を実現して、前記の既知の方法の欠点を解消
することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、固定型レーザ
溶接装置に対向して駆動される金属管上に密閉部位を規
定する固定型レーザ溶接装置と、各光ファイバを金属管
内に案内、挿入し、密閉部位を越えるところまで延在す
る第１補助管とに結合された、少なくとも１つの光ファ
イバを含む金属管の内部過熱保護ユニットであって、金
属管上に取り付けられた第１補助管と、レーザ溶接装置
に対し垂直な金属管上に規定された密閉部位との間に置
かれた熱拡散装置を含むことを特徴とするユニットを対
象とする。

【００１２】同ユニットはさらに、前記ユニットが、充
填材を金属管内に注入し密閉部位を越えるところまで延
在させるための少なくとも１つの第２補助管に結合さ
れ、熱拡散装置が各第２補助管に支承され密閉部位に直
接対向するよう配置されることを特徴とすること、熱拡
散装置が、横並びに伸長し第１補助管と熱拡散装置とを
分離する２つの第２補助管上に固定されていること、お
よびユニットがさらに、レーザ溶接装置の下流側に直接
取り付けられた、金属管の外部冷却装置を含むこと、と
いう付加的特徴のうちの少なくとも１つを有することが
好ましい。

【００１３】本発明はまた、金属管が元の平坦な帯状金
属を変形して成形される、ユニットの製作方法であっ
て、レーザ溶接装置に対向して移動される金属管に、ほ
ぼ円形であってそこに密閉部位が心合わせされる上側の
第１半分と、ほぼＶ字形であって、底部が第１半分の半
径よりも小さく、底部に収納される第１補助管の半径と
ほぼ等しい半径をもった下側の第２半分とを有する、所
望の最終断面積の値よりも大きい値をもち半円形である
ような卵形の形状の断面を与えることと、卵形断面を小
さくし金属管内の各補助管の端部を超えたところで円形
にすることとから成ることを特徴とする方法にも関す
る。

【００１４】本発明の特徴および長所は、添付の図面を
参照しつつ以下の説明を読むことにより明らかになろ
う。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１について説明する。ステンレ
ス製の平坦帯鋼１は、管を成形するため同帯鋼を徐々に
変形するローラアセンブリ３上を矢印の方向に連続的に
移動し、次に金属管の長手方向の密閉を行うレーザ溶接
トーチ４と対向して移動し、さらに密閉管の最終成形ダ
イス５上を移動する。

【００１６】平坦帯鋼は、図示していない貯蔵用ローラ
から取り出され、当然のことながら管成形前に適切な方
法で油分が取り除かれる。帯鋼は、変形用ローラアセン
ブリ３の上流側に位置する手段と、最終成形ダイス５の
下流側に位置するか同ダイスから成る手段とによって、
矢印の方向に移動される。ダイス５から出された管は、
受け取り用リールに貯蔵される。

【００１７】理解を容易にするため、レーザトーチ４に
よって密閉される管を参照番号６で示し、ダイス５の出
口で得られる最終管を参照番号７で示す。

【００１８】毛細管型の第１補助管１０が、金属管６へ
の光ファイバ１１の挿入と同管内での案内に使用され
る。

【００１９】同補助管は、ローラアセンブリ３の中間位
置において、まだ大きく開口している管の中に挿入され
る。補助管は、密閉管６の内側で、レーザトーチ４によ
る密閉部位を越えるところまで延在する。

【００２０】毛細管型の第２補助管１２、または好まし
くは図２に例示されているような同一の２つの２つめの
補助管１２および１３も同様に、まだ大きく開口してい
る管の中に挿入され、横に並んだ状態で、密閉管６の内
側でレーザトーチによる密閉部位を越えるところまで延
在する。これら補助管は充填用ゲル１４を管６内に注入
するのに使用され、最終管７のゲル内に光ファイバが完
全に埋め込まれる。

【００２１】これら管１０、１２、１３はステンレス製
であることが好ましい。

【００２２】次に図２について説明する。レーザトーチ
のところに位置する金属管の内部過熱保護ユニット６が
含む主な装置は、金属管の内部にあって、補助管１０お
よび１２と金属管６の密閉部位との間に位置する熱拡散
装置１５である。同熱拡散装置は密閉部位の両側で長さ
方向にも幅方向にも展開している。熱拡散装置は、とく
に銅など熱伝導性のよい材質のプレートで構成されるこ
とが好ましい。熱拡散装置は、ゲル注入用の２つの第２
毛細管１２、１３上に、密閉部位に対向するように、し
たがって光ファイバ案内および挿入用毛細管１０とは反
対側に、たとえば溶接により固定される。光ファイバ案
内および挿入用毛細管は、金属管６内の補助管１２およ
び１３の下側に位置する。

【００２３】同拡散装置は、衝撃点と呼ばれる部位にお
けるレーザトーチからもたらされるエネルギを受け、そ
れを全表面および全厚みに分散する。これは、同じエネ
ルギのレーザトーチを有するがそのような拡散装置をも
たない密閉システムに比べ、衝撃部位の最高温度を低く
する効果がある。したがって、同最高温度は、充填用ゲ
ル内での水素の発生現象が開始するしきい温度以下に保
たれる。

【００２４】同保護ユニットはさらに、図１に例示する
ように、レーザ溶接トーチ４のすぐ下流側に位置する、
金属管６の外部冷却装置１６を含むことが好ましい。同
装置は、金属管６の周囲に取り付けられ金属管の外周−
少なくとも密閉線と同密閉線の両側の外周部分−の強制
液体冷却または強制送風用マニホールド１６Ａを具備し
た環状の容器から成る。また変形例においては同装置
は、金属管を貫通させた容器から成ることも可能であ
り、同容器内に冷却液の循環路を設けおよび／または単
数または複数の冷却用マニホールドを設ける。

【００２５】レーザトーチに垂直な内部拡散装置と、同
レーザトーチの下流側の外部冷却装置とを有する同保護
ユニットにより、水素吸収用の化学物質が添加されてい
ない標準の充填用ゲルを使用することができる。同ユニ
ットによりゲル内での水素分子の発生が阻止されるので
充分な保護効果が得られる。同ユニットにより、２つの
補助管１２、１３と熱拡散装置との下側に維持されした
がって金属管の密閉部位からは非常に離れた位置にある
補助管の中の光ファイバは、すぐれた状態での保護が実
現される。同ユニットによりファイバの劣化を防ぐこと
ができ、その結果、後に伝送される信号の光学的減衰の
増加を保護することができる。このように同保護ユニッ
トにより、充填用ゲル内に埋め込まれた光ファイバを含
む非常に長い金属管を連続的かつ高速で製造することが
できるので、長距離接続用海底光ファイバケーブル内で
同ケーブルを使用することができる。

【００２６】さらに、図２に例示するように、保護ユニ
ットを、あるいはより限定的には熱拡散装置１５をきわ
めて効果的に利用するために、元の平坦な帯鋼から変形
されレーザトーチによって密閉される管６に、最終管７
について所望の断面よりも大きい断面であって、図１の
ダイス５の出口で得られる最終管７について所望の円形
ではなく卵形の断面を与える。同最終管は、金属管内の
各補助管１０、１２、１３の端部を越えたところに位置
するダイスの中でより小さく円形の断面にされる。

【００２７】管６は断面において、ほぼＶ字形であっ
て、底部が円形で補助管１０の半径より若干大きい半径
をもち、同Ｖ字形のほぼ底部に支承される同補助管１０
が収納される下側の半分６Ａと、管の密閉線６Ｆが心合
わせされ、ほぼ円形であるが、下側部分の半径よりもは
るかに大きい半径の上側の半分６Ｂとを有する。補助管
１２および１３は、金属管６のほぼ中心位置に収納さ
れ、補助管１０の外周上に置かれる。

【００２８】熱拡散装置１５は補助管１２および１３上
に固定されているため、レーザトーチによって実行され
る密閉線からは比較的離れており、結果として、補助管
１２および１３と補助管１０とを密閉部位から遠ざける
ことになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】密閉にともなう金属管の内部加熱を制限するた
めの本発明による保護ユニットを具備した、金属管内へ
光ファイバを挿入する設備の部分略図である。

【図２】金属管の密閉部位に垂直な、金属管の断面図で
ある。

【符号の説明】

３ ローラアセンブリ ４ レーザ溶接トーチ ５ 最終成形ダイス ６ 金属管 １０ 第１補助管 １１ 光ファイバ １２ 第２補助管 １４ 充填用ゲル １５ 熱拡散装置 １６ 外部冷却装置

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定型レーザ溶接装置に対向して移動さ
   れる金属管上に密閉部位を規定する前記固定型レーザ溶
   接装置と、各光ファイバを金属管内に案内、挿入し、密
   閉部位を越えるところまで延在する第１補助管とに組み
   合わされた、少なくとも１つの光ファイバを含む金属管
   の内部過熱保護ユニットであって、前記金属管（６）内
   に取り付けられ、前記第１補助管（１０）と、前記レー
   ザ溶接装置（４）に対し垂直な前記金属管（６）上に規
   定された前記密閉部位との間に置かれた熱拡散装置（１
   ５）を含むことを特徴とするユニット。
2. 【請求項２】 さらに、充填材を前記金属管内に注入し
   密閉部位を越えるところまで延在させるための少なくと
   も１つの第２補助管に結合され、前記熱拡散装置（１
   ５）が各第２補助管（１２、１３）に支承され前記密閉
   部位に直接対向するよう配置されることを特徴とするこ
   とを特徴とする請求項１に記載のユニット。
3. 【請求項３】 前記熱拡散装置（１５）が、横並びに伸
   長し前記第１補助管（１０）と前記熱拡散装置（１５）
   とを分離する２つの第２補助管上（１２、１３）に固定
   されていることを特徴とする請求項２に記載のユニッ
   ト。
4. 【請求項４】 前記熱拡散装置（１５）が熱伝導性のよ
   い材質のプレートで構成されることを特徴とする請求項
   １から３のいずれか一項に記載のユニット。
5. 【請求項５】 さらに、前記レーザ溶接装置（４）の下
   流側に直接取り付けられた、前記金属管（６）の外部冷
   却装置（１６）を含むことを特徴とする請求項１から４
   のいずれか一項に記載のユニット。
6. 【請求項６】 前記金属管が元の平坦な帯状金属を変形
   して成形される、前記ユニットの製作方法であって、前
   記レーザ溶接装置に対向して移動される金属管（６）
   に、ほぼ円形であってそこに前記密閉部位（６Ｆ）が心
   合わせされる上側の第１半分（６Ｂ）と、ほぼＶ字形で
   あって、底部が前記第１半分の半径よりも小さく、底部
   に収納される前記第１補助管（１０）の半径とほぼ等し
   い半径をもった下側の第２半分（６Ａ）とを有する、所
   望の最終断面積の値よりも大きい値をもち半円形である
   ような卵形の形状の断面を与えること、ならびに卵形断
   面を小さくし前記金属管（６）内の各補助管（１０、１
   ２、１３）の端部を超えたところで円形にすることとか
   ら成ることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項
   に記載の方法。