專利名稱：光纜及光纜用襯套的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種敷設(shè)于地下、地上、空中或海底的光纜和將光纖裝入光纜時(shí)使用的襯套。
以前，作為該領(lǐng)域的技術(shù)，已知的有日本專利特開昭55-45087號(hào)公報(bào)中揭示的技術(shù)。該公報(bào)中記載的光纜具有塑料制成的襯套和作為芯部件而起作用的抗張力構(gòu)件，其中，該襯套具有收容光纖芯線、管狀芯線、帶狀芯線等(以下將這些總稱為“光纖”)的收容部。收容光纖的各襯套以使其底面和芯部件接觸的狀態(tài)被集合在芯部件的周圍。各襯套具有底壁和自底壁的兩端直立的一對(duì)側(cè)壁。即，襯套具有大致呈U形的截面形狀。另外，襯套被擠壓成一根筆直的長形構(gòu)件。襯套的底壁及側(cè)壁的壁厚優(yōu)選0．5mm以上。
另外，日本專利特開平4-182611號(hào)中記載了使收容光纖的截面大致呈U形的襯套沿著芯部件的外周面彎曲、并使其呈SZ扭轉(zhuǎn)地集合在芯部件周圍的光纜。這種情況下，如

圖18所示，為了形成光纖收容部102朝外的狀態(tài)，襯套100以其底面與芯部件110相接的狀態(tài)被集合在芯部件110的周圍。因此，在襯套100形成的SZ軌跡上，在自S扭轉(zhuǎn)向Z扭轉(zhuǎn)、或自Z扭轉(zhuǎn)向S扭轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)的位置Re(以下稱作“SZ反轉(zhuǎn)部”，參照?qǐng)D19)處，如圖20所示地需要使襯套100沿光纖收容部102的寬度方向x彎曲。另一方面，在相鄰的SZ反轉(zhuǎn)部之間的中間位置(以下稱“SZ平動(dòng)部”)，如圖21所示地需要使襯套100沿光纖收容部102的深度方向y彎曲。
但是，目前的光纜及襯套存在如下問題。即，當(dāng)使用光纖收容部的寬度大于其深度的襯套、并將這種寬幅的襯套呈SZ扭轉(zhuǎn)地集合到芯部件周圍的時(shí)候，在SZ反轉(zhuǎn)部Re應(yīng)該沿寬度方向x彎曲的襯套(參照?qǐng)D20)有時(shí)會(huì)沿深度方向y(參照?qǐng)D21或圖22)彎曲。此時(shí)，襯套就會(huì)扭曲，如圖23及圖24所示，襯套的側(cè)面與芯部件相接，所以，光纖收容部就不能正確地朝向外側(cè)(以下將這種狀態(tài)稱作“躺倒”)。
另一方面，當(dāng)使用光纖收容部的深度大于其寬度的襯套、并將這種縱長的襯套呈SZ扭轉(zhuǎn)地集合到芯部件周圍的時(shí)候，應(yīng)該在SZ平動(dòng)部Tr沿深度方向y彎曲的襯套(參照?qǐng)D21或圖22)有時(shí)會(huì)沿寬度方向x(參照?qǐng)D20)彎曲。此時(shí)，襯套發(fā)生扭曲，如圖23及圖24所示，襯套的側(cè)面與芯部件相接，所以，光纖收容部就不能正確地朝向外側(cè)。
無論如何，在襯套躺倒的狀態(tài)下，由于成為襯套的側(cè)面與芯部件相接的狀態(tài)，所以光纖收容部不會(huì)正確地朝向外側(cè)。并且，被收容在襯套的光纖收容部內(nèi)的光纖也同襯套一起扭曲。其結(jié)果，光纖有時(shí)會(huì)發(fā)生所謂微彎曲，加大傳輸損失。另外，在襯套躺倒的情況下，敷設(shè)光纜后，當(dāng)從光纜中取出光纖進(jìn)行分岔、即進(jìn)行所謂中間后分岔時(shí)，難以取出光纖，就會(huì)使操作困難。
本發(fā)明是為解決上述問題而提出的，其目的在于提供一種光纜及適用于這種光纜中的光纜用襯套，在SZ反轉(zhuǎn)部和SZ平動(dòng)部，襯套都不易躺倒，并且，傳輸特性優(yōu)良且易取出光纖。
本發(fā)明涉及的光纜，包括具有收容光纖的光纖收容部的襯套和絞附所述襯套的芯部件，并具有把收容所述光纖的所述襯套呈SZ扭轉(zhuǎn)地集合在所述芯部件周圍的SZ扭轉(zhuǎn)區(qū)域，此外，所述襯套具有所述光纖收容部深度方向的彎曲剛度比所述光纖收容部寬度方向的彎曲剛度小的特性，并且，在所述SZ扭轉(zhuǎn)區(qū)域內(nèi)的SZ反轉(zhuǎn)部處的所述襯套的應(yīng)變能中，設(shè)所述襯套的底面與所述芯部件相接時(shí)的應(yīng)變能為U1、而所述襯套的側(cè)面與所述芯部件相接時(shí)的應(yīng)變能為U2的時(shí)候，滿足△U=U1-U2≤0．2(mJ／mm)。
在構(gòu)成具有將多個(gè)襯套呈SZ扭轉(zhuǎn)集合在芯部件周圍的區(qū)域的光纜時(shí)，在襯套形成的整個(gè)SZ軌跡上，必須使襯套的底面確實(shí)與芯部件接觸，并維持光纖收容部正確地朝向外側(cè)的狀態(tài)。為此，在襯套形成的SZ軌跡的SZ平動(dòng)部，要使襯套沿芯部件的外周面向深度方向彎曲。例如，對(duì)于光纖收容部的深度大于其寬度的襯套來說，同其向深度方向彎曲的狀態(tài)相比，其向?qū)挾确较驈澢臓顟B(tài)更穩(wěn)定。因此，為了使襯套容易地向?qū)挾确较驈澢?，必須使襯套的光纖收容部深度方向的彎曲剛度小于寬度方向的彎曲剛度。
與此相對(duì)應(yīng)，在襯套形成的SZ軌跡的SZ反轉(zhuǎn)部，必須使襯套向?qū)挾确较驈澢?。例如，?duì)于光纖收容部的寬度大于其深度的襯套來說，同其向?qū)挾确较驈澢臓顟B(tài)相比，其向深度方向彎曲的狀態(tài)更穩(wěn)定。因此，為了使襯套容易地向深度方向彎曲，必須使深度方向的彎曲剛度小于寬度方向的彎曲剛度。也就是說，為了使襯套在SZ反轉(zhuǎn)部和SZ平動(dòng)部都不躺倒，僅考慮襯套的彎曲剛度是不夠的。
基于這些事項(xiàng)，為了防止在SZ反轉(zhuǎn)部及SZ平動(dòng)部發(fā)生襯套的躺倒，本發(fā)明的發(fā)明者們進(jìn)行了專門研究。而且，本發(fā)明的發(fā)明者們?cè)谘芯康倪^程中，著眼于SZ反轉(zhuǎn)部處的襯套的應(yīng)變能(使襯套向某方向彎曲時(shí)，被積蓄于襯套中的能量)。即，著眼于如下問題，把襯套的底面與芯部件相接觸而使光纖收容部正確地朝向外側(cè)時(shí)的應(yīng)變能設(shè)定為U1、把襯套的側(cè)面與芯部件相接觸而使光纖收容部躺倒時(shí)的應(yīng)變能設(shè)定為U2時(shí)的U1與U2兩者的關(guān)系。而且，反復(fù)進(jìn)行了用于分析應(yīng)變能之差△U=U1-U2與襯套的躺倒發(fā)生率之間關(guān)系的實(shí)驗(yàn)。其結(jié)果，本發(fā)明的發(fā)明者們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)光纖收容部深度方向的襯套的彎曲剛度小于光纖收容部寬度方向的彎曲剛度、且應(yīng)變能之差△U為0．2mJ／mm以下時(shí)，襯套躺倒的發(fā)生率就會(huì)降低，實(shí)用上可以得到極其良好的結(jié)果。
這樣，通過使襯套的深度方向的彎曲剛度小于寬度方向的彎曲剛度，在SZ軌跡的SZ平動(dòng)部就可以使襯套容易向深度方向彎曲。因此，該光纜在SZ軌跡的SZ平動(dòng)部可以確實(shí)地維持襯套的光纖收容部朝向外側(cè)的狀態(tài)。另一方面，通過使應(yīng)變能之差△U處于0．2mj／mm以下，即使在襯套被彎向?qū)挾确较虻腟Z軌跡的SZ反轉(zhuǎn)部，也能夠確實(shí)地維持光纖收容部朝向外側(cè)的狀態(tài)。
此時(shí)，最好是用PBT樹脂和HDPE樹脂的混合樹脂來形成襯套。也可以用PC／PBT樹脂和HDPE樹脂的混合樹脂來形成襯套。
本發(fā)明的發(fā)明者們?yōu)榱朔乐乖赟Z反轉(zhuǎn)部和SZ平動(dòng)部發(fā)生襯套的躺倒，對(duì)用于光纜中的襯套的材料也進(jìn)行了專門研究。另外，在選擇形成用于光纜中的襯套的材料時(shí)，需要考慮耐沖擊性、剛性、強(qiáng)度等物理性質(zhì)和低溫脆化性能、耐應(yīng)力應(yīng)變性能等耐環(huán)境性能?；谶@些事項(xiàng)，本發(fā)明的發(fā)明者們?yōu)榱苏业接糜谛纬晒饫|中使用的襯套的最適宜材料，對(duì)各種材料反復(fù)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。并且發(fā)現(xiàn)，作為形成襯套的材料，如果使用PBT樹脂與HDPE樹脂的混合樹脂，或者PC／PBT樹脂(將PBT樹脂和聚碳酸酯混合的物質(zhì))與HDPE樹脂的混合樹脂，實(shí)用上可得到極良好的結(jié)果。
即，在由PBT樹脂或PC／PBT樹脂形成襯套時(shí)，襯套自身的剛性會(huì)超過必要值。當(dāng)使這樣的襯套在SZ反轉(zhuǎn)部向?qū)挾确较驈澢鷷r(shí)，襯套的側(cè)面與芯部件接觸而使光纖收容部不朝向外側(cè)。另外，在將光纜敷設(shè)在周圍溫度變化較大的環(huán)境中時(shí)，在由HDPE樹脂形成的襯套的內(nèi)部，有時(shí)會(huì)發(fā)生HDPE樹脂的再結(jié)晶。這種情況下，襯套就會(huì)向其長度方向收縮，SZ反轉(zhuǎn)角及SZ扭轉(zhuǎn)節(jié)距就會(huì)發(fā)生改變。
與此對(duì)應(yīng)，若使用混合PBT樹脂或PC樹脂／PBT樹脂和HDPE樹脂而成的樹脂來形成襯套，就可以保證襯套的剛性，并使襯套具有適當(dāng)?shù)娜嵝?。此外，即使因周圍溫度的變化而使HDPE樹脂發(fā)生再結(jié)晶，由于PBT樹脂或PC／PBT樹脂具有足夠的剛性，所以，襯套的收縮也可被抑制在最小限度內(nèi)。
而且，混合樹脂中HDPE樹脂所占的體積比例最好為20～80％。這樣，可以保持襯套的剛性，極有效地抑制由周圍溫度變化引起的襯套的收縮。
另一方面，襯套最好具有底壁和自底壁的兩端直立的一對(duì)側(cè)壁，光纖收容部最好由底壁和側(cè)壁形成。這樣，襯套由于具有大致為U形的截面形狀，所以可以將光纖芯線、管狀芯線、帶狀芯線等各種光纖收容到光纖收容部中。
另外，襯套最好還具有設(shè)在底壁的寬度方向中央的抗張力構(gòu)件。這樣，可以使襯套寬度方向的彎曲剛度不會(huì)過大，并賦予襯套抗張力性。因此，在將襯套集合到芯部件上時(shí)，即使向襯套施加張力也不會(huì)使光纖產(chǎn)生應(yīng)變。其結(jié)果，可以一邊維持光纖的可靠性一邊制造光纜。
再者，最好是以使抗張力構(gòu)件的中心軸接近底面的狀態(tài)配置所述抗張力構(gòu)件。即如下地配置抗張力構(gòu)件，使其中心軸比底壁內(nèi)表面與底壁外表面(襯套的底面)之間的中心線更靠近底面一側(cè)。一般地說，在將抗張力構(gòu)件設(shè)于用于光纜中的襯套的底壁中時(shí)，要預(yù)先向模具的內(nèi)部導(dǎo)入抗張力構(gòu)件，然后從管頭將熔融樹脂和抗張力構(gòu)件一起壓出。被壓出的樹脂固化時(shí)，形成襯套底壁的樹脂的深度方向收縮量，在存在抗張力構(gòu)件的部位和其它部位中是不同的。即，存在抗張力構(gòu)件的部位的樹脂的收縮量，小于其它部位的樹脂的收縮量。其結(jié)果，在光纖收容部的底面、即底壁的內(nèi)表面上產(chǎn)生凹凸部。
在此，當(dāng)向光纜施加彎曲張力或拉力時(shí)，朝向光纜中心軸的力就會(huì)作用在被收容于襯套的光纖收容部內(nèi)的光纖上。然后光纖就會(huì)被壓向光纖收容部的底面。此時(shí)，如果光纖收容部的底面上有凹凸部，光纖就會(huì)沿著凹凸彎曲，發(fā)生所謂的微彎曲。其結(jié)果，會(huì)降低光纜的傳輸特性。另外，襯套底壁的壁厚非常薄(0．4～1．5mm左右)。抗張力構(gòu)件也具有一定程度的粗細(xì)。因此，不能忽視存在于光纖收容部底面上的凹凸部對(duì)光纜的傳輸特性所產(chǎn)生的影響。尤其是對(duì)于安裝多根光纖且較細(xì)的光纜來說，這就成為重要的問題。
與此相對(duì)應(yīng)，如果在使其中心軸接近襯套底面的狀態(tài)下，相對(duì)于襯套配置抗張力構(gòu)件，就可以緩和由存在于抗張力構(gòu)件的部位中的樹脂收縮量與其它部位的樹脂收縮量之差所引起的上述凹凸部的產(chǎn)生。這樣，就不需要對(duì)產(chǎn)生的凹凸部，例如用切削工具切削，或用加熱的板或輥壓平。因此可以不增加制造工序，很經(jīng)濟(jì)地生產(chǎn)光纜所用的襯套。而且，在由熱塑性樹脂形成襯套時(shí)，不需要在熱塑性樹脂中添加成為損壞光纖收容部平滑性的主要原因的無機(jī)物等。
另外，抗張力構(gòu)件最好配置成接近底面的狀態(tài)。也就是說，如下地配置抗張力構(gòu)件，使其整體比底壁內(nèi)表面與底壁外表面(襯套的底面)之間的中心線更靠近襯套的底面一側(cè)。這樣，由于抗張力構(gòu)件更遠(yuǎn)離光纖收容部的底面(底壁的內(nèi)表面)，所以可極有效地抑制凹凸部的產(chǎn)生。此時(shí)，抗張力構(gòu)件的一部分從襯套底面(底壁的外表面)露出。
本發(fā)明涉及的光纜用襯套，具有收容光纖的光纖收容部，且能夠絞附在光纜的芯部件周圍，此外，所述光纜用襯套具有所述光纖收容部深度方向的彎曲剛度比所述光纖收容部寬度方向的彎曲剛度小的特性，并且，在呈SZ扭轉(zhuǎn)地集合在所述芯部件周圍的SZ扭轉(zhuǎn)區(qū)域內(nèi)的SZ反轉(zhuǎn)部的應(yīng)變能中，設(shè)底面與所述芯部件相接時(shí)的應(yīng)變能為U1、而側(cè)面與所述芯部件相接時(shí)的應(yīng)變能為U2的時(shí)候，滿足△U=U1-U2≤0．2(mJ／mm)。
通過采用這樣的結(jié)構(gòu)，在將該襯套呈SZ扭轉(zhuǎn)地集合在芯部件周圍時(shí)，在該襯套被彎曲向?qū)挾确较虻腟Z軌跡的SZ反轉(zhuǎn)部中，可維持光纖收容部向外的狀態(tài)。另外，在SZ軌跡的SZ平動(dòng)部，襯套向深度方向彎曲，此時(shí)，也能夠維持光纖收容部向外的狀態(tài)。
另外，最好由PBT樹脂和HDPE樹脂的混合樹脂一體地形成襯套的底壁和側(cè)壁，也可以由PC／PBT樹脂和HDPE樹脂的混合樹脂一體地形成襯套的底壁和側(cè)壁。并且，最好將混合樹脂中HDPE樹脂所占的體積比例定為20～80％。
另一方面，襯套最好是具有底壁和自該底壁的兩端直立的一對(duì)側(cè)壁，光纖收容部最好由底壁和側(cè)壁形成。另外，最好具有設(shè)在襯套底壁的寬度方向中央的抗張力構(gòu)件。而且，最好是以使抗張力構(gòu)件所中心軸接近底面的狀態(tài)配置所述抗張力構(gòu)件，并且，最好是以使抗張力構(gòu)件接近底面的狀態(tài)配置所述抗張力構(gòu)件。
附圖的簡(jiǎn)要說明如下圖1是表示本發(fā)明的光纜的第一實(shí)施例的剖面圖；圖2是表示圖1所示光纜的軸測(cè)圖3是表示適用于圖1所示光纜中的襯套的剖面圖；圖4是光纜用襯套的剖面圖；圖5是光纜用襯套的剖面圖；圖6是光纜用襯套的剖面圖；圖7是光纜用襯套的剖面圖；圖8是表示本發(fā)明的光纜的第二實(shí)施例的剖面圖；圖9是用于說明芯部半徑和SZ反轉(zhuǎn)角的剖面圖；圖10是光纜用襯套的剖面圖；圖11是光纜用襯套的剖面圖；圖12是圖11所示的光纜用襯套的局部放大剖面圖；圖13是光纜用襯套的剖面圖；圖14是光纜用襯套的剖面圖；圖15是圖14所示的光纜用襯套的局部放大剖面圖；圖16是光纜用襯套的剖面圖；圖17是圖16所示的光纜用襯套的局部放大剖面圖；圖18是表示呈SZ扭轉(zhuǎn)地集合在芯部件周圍的光纜用襯套的軸測(cè)圖；圖19是表示把襯套呈SZ扭轉(zhuǎn)地集合在芯部件周圍的光纜的側(cè)視圖；圖20是表示向?qū)挾确较驈澢囊r套的軸測(cè)圖；圖21是表示向深度方向彎曲的襯套的軸測(cè)圖；圖22是表示向深度方向彎曲的襯套的軸測(cè)圖；圖23是表示襯套躺倒?fàn)顟B(tài)的剖面圖；圖24是表示襯套躺倒?fàn)顟B(tài)的剖面圖。
下面，參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的光纜及光纜用襯套的優(yōu)選實(shí)施例。
圖1是表示根據(jù)本發(fā)明的光纜的剖面圖。圖2是表示根據(jù)本發(fā)明的光纜的軸測(cè)圖。如圖1所示，在光纜1的中央，配置著作為光纜1的芯部件而起作用的長尺寸的圓柱部件(中心抗張力構(gòu)件)2。該圓柱部件2由合成樹脂構(gòu)成，其直徑為25mm。在圓柱部件2的中心埋設(shè)著一根鋼絞線3。由七根直徑為2．0mm的鋼線絞合在一起形成一根鋼絞線3。具有光纖收容部10a的襯套10呈SZ扭轉(zhuǎn)地集合在圓柱部件2的外周面上(參照?qǐng)D2)。在該光纜1中，使15根襯套10以600mm的SZ扭轉(zhuǎn)節(jié)距P(相鄰的SZ反轉(zhuǎn)部Re1和Re2之間距離的二倍)和275°的SZ反轉(zhuǎn)角
進(jìn)行集合。
在組裝光纜時(shí)，各襯套10沿著圓柱部件2的外周面彎曲。襯套10的底面與圓柱部件2的外周面相接，并且，光纖收容部10a朝向外側(cè)。在光纖收容部10a內(nèi)，疊放著多根(例如10根)帶狀芯線(光纖)5。而且，非織造物等的卷壓帶6無間隙地卷繞在呈SZ扭轉(zhuǎn)地集合的襯套10的周圍。在卷壓帶6的周圍還設(shè)有低密度聚乙烯制成的外皮7，這樣可保護(hù)光纜1的內(nèi)部。
襯套10被制作成一根筆直的長形部件。另外，如圖3所示，襯套10具有底壁12和自該底壁12的兩端直立的一對(duì)側(cè)壁11。光纖收容部10a由底壁12和側(cè)壁11形成。這樣，襯套10具有大致呈U形的截面形狀?？梢栽诠饫w收容部10a內(nèi)收容光纖芯線、管狀芯線、帶狀芯線等各種光纖。
在襯套10的底壁12中的、光纖收容部10a的寬度方向x的中央部，埋設(shè)有一根抗張力構(gòu)件8。由此，不必使襯套10寬度方向x上的彎曲剛度過大，就可以賦予襯套10抗張力性。因此，在將襯套10集合到圓柱部件2時(shí)，即使在襯套10上作用有張力，也不會(huì)使帶狀芯線5產(chǎn)生應(yīng)變。其結(jié)果，可以一邊保持光纖可靠性一邊制造光纜1。作為抗張力構(gòu)件8的材質(zhì)，最好使用芳香族聚酰胺纖維(杜邦公司制，商品名白堅(jiān)木(ケブラ))、FRP、玻璃纖維等。
該襯套10的各尺寸為Bu=6．6mm、bu=4．6mm、Bl=5．0mm、bl=3．5mm、D=5．0mm、d=4．5mm、T=1．0mm、t=0．5mm。在決定這些尺寸時(shí)，考慮著下述問題而進(jìn)行了設(shè)計(jì)。首先，在把襯套10呈SZ扭轉(zhuǎn)地集合于光纜1的圓柱部件2周圍的時(shí)候，在襯套10形成的SZ軌跡的SZ平動(dòng)部Tr(參照?qǐng)D2，相鄰的SZ反轉(zhuǎn)部Re1、Re2之間的中間位置)處，使襯套10以具有最小曲率半徑的狀態(tài)彎曲。即使在這種狀態(tài)下，也必須使襯套10的襯套底面12a可靠地與圓柱部件2接觸，且必須保持光纖收容部10a朝向外側(cè)的狀態(tài)。所以，襯套10的深度方向y的彎曲剛度小于寬度方向x的彎曲剛度。
即，在襯套10中，光纖收容部10a深度方向y的彎曲剛度EI1為9．11×104(N．mm2)。與此對(duì)應(yīng)，光纖收容部10a寬度方向x的彎曲剛度EI2為1．06×105(N．mm2)。也就是說，深度方向y的彎曲剛度EI1小于寬度方向x的彎曲剛度EI2。因此，在把該襯套10呈SZ扭轉(zhuǎn)地集合于圓柱部件2周圍的光纜1中，在襯套10以曲率半徑最小的狀態(tài)向深度方向y彎曲的SZ平動(dòng)部Tr，可以維持光纖收容部10a向外的狀態(tài)。
另外，在襯套10形成的SZ軌跡的SZ反轉(zhuǎn)部Re(參照?qǐng)D2)，必須使襯套10向?qū)挾确较騲彎曲。在此，在深度方向y的彎曲剛度小于寬度方向x的彎曲剛度的襯套10，向深度方向y彎曲的狀態(tài)比向?qū)挾确较騲彎曲的狀態(tài)更穩(wěn)定。因此，只要不采取任何措施，在SZ反轉(zhuǎn)部Re應(yīng)該向?qū)挾确较騲彎曲的襯套10就會(huì)向深度方向y彎曲，襯套10就會(huì)躺倒。為了解決這一問題，本發(fā)明的發(fā)明者們專心進(jìn)行了研究，而且，本發(fā)明的發(fā)明者們?cè)谘芯康倪^程中，著眼于在使襯套10呈SZ扭轉(zhuǎn)地集合的區(qū)域中、襯套10形成的SZ軌跡的SZ反轉(zhuǎn)部中的襯套10的應(yīng)變能(把襯套10向某方向發(fā)生了彎曲時(shí)，被蓄積于襯套中的能量)。
即，著眼于以下兩者的關(guān)系，即襯套10的襯套底面12a與圓柱部件2相接(外接)而使光纖收容部10a正確地向外時(shí)的應(yīng)變能U1、和襯套側(cè)面11a與圓柱部件2相接(外接)而使襯套10躺倒時(shí)的應(yīng)變能U2之間的關(guān)系。而且，反復(fù)進(jìn)行了分析應(yīng)變能之差△U=U1-U2、即襯套10躺倒前后的應(yīng)變能之差和襯套10的躺倒發(fā)生率之間關(guān)系的實(shí)驗(yàn)。在該實(shí)驗(yàn)中，試制了多個(gè)結(jié)構(gòu)不同的襯套，使各襯套以不同的節(jié)距呈SZ扭轉(zhuǎn)地集合在圓柱部件上。而且，通過目測(cè)確認(rèn)在SZ反轉(zhuǎn)部Re處的襯套的躺倒情況，分析了各種情況下的應(yīng)變能之差△U和襯套躺倒發(fā)生率之間的關(guān)系。
該實(shí)驗(yàn)使用了圖3所示的襯套10、圖4所示的襯套20、圖5所示的襯套30、圖6所示的襯套40、及圖7所示的襯套50。在此，在圖4所示襯套20的底壁22的寬度方向x的中央埋設(shè)著一根抗張力構(gòu)件8。襯套20的各尺寸為B=6．6mm、b=4．6mm、D=5．0mm、T=1．0mm、t=0．5mm?？箯埩?gòu)件8使用了1140登尼爾的芳香族聚酰胺纖維。
另外，在圖5所示襯套30的底壁32中沒有埋設(shè)抗張力構(gòu)件。取而代之的是，在襯套30的兩側(cè)壁31中，在深度方向y的中央各埋設(shè)一根抗張力構(gòu)件8。襯套30的各尺寸與圖4所示的襯套20相同，為B=6．6mm、b=4．6mm、D=5．0mm、T=1．0mm、t=0．5mm。抗張力構(gòu)件8使用了1140登尼爾的芳香族聚酰胺纖維。另一方面，在圖6所示襯套40的側(cè)壁41和底壁42中都沒有埋設(shè)抗張力構(gòu)件。襯套40的各尺寸為B=5．6mm、b=4．6mm、D=5．0mm、T=0．5mm、t=0．5mm。
在圖7所示襯套的底壁52中的、寬度方向x的中央部埋設(shè)有一根抗張力構(gòu)件8?？箯埩?gòu)件8使用了195登尼爾的芳香族聚酰胺纖維。襯套50的各尺寸為Bu=6．2mm、bu=4．7mm、Bl=4．7mm、D=5．5mm、d=4．6mm、T=0．8mm、t=0．5mm。另外，光纖收容部50a的底面曲率半徑R為1．8mm。上述的襯套20、30、40、50都具有光纖收容部的深度方向y的彎曲剛度小于光纖收容部的寬度方向x的彎曲剛度的特性(省略計(jì)算結(jié)果)。
在進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)時(shí)，襯套20、30、40的芯部件使用了直徑為25mm的長尺寸的圓柱部件。把12根襯套呈SZ扭轉(zhuǎn)地集合在圓柱部件的周圍。此時(shí)，把圖3所示襯套10及圖4所示襯套20的SZ扭轉(zhuǎn)節(jié)距P設(shè)定為400mm、500mm、600mm、700mm及800mm。圖5所示襯套30的SZ扭轉(zhuǎn)節(jié)距P設(shè)定為800mm、900mm、1000mm及1200mm。圖6所示襯套40的SZ扭轉(zhuǎn)節(jié)距P設(shè)定為500mm、600mm、700mm及800mm。另外，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)的各襯套的SZ扭轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)角
都設(shè)定為275°。
另一方面，對(duì)于圖7所示的襯套50，試制了如圖8所示的光纜60(外徑39mm)，并分析了該光纜60的應(yīng)變能之差△U和襯套躺倒發(fā)生率的關(guān)系。在該光纜60的中央配置有作為芯部件而起作用的長的螺旋槽61。該螺旋槽61由HDPE樹脂等的合成樹脂形成，具有20mm的直徑。螺旋槽61的中心埋設(shè)有一根鋼絞線62。該鋼絞線62由7根直徑2mm的鋼絲絞合擰成。
另外，在螺旋槽61的外周沿螺旋槽61的長度方向形成有10個(gè)呈S-Z狀延伸的槽61a。10根帶狀芯線(光纖)5被疊放于各槽61a中。在收容帶狀芯線的螺旋槽61的外周面上無間隙地卷繞有非織造物等卷壓帶63。卷繞了卷壓帶63的螺旋槽61的外徑為23．7mm。然后，15根襯套50呈SZ扭轉(zhuǎn)地被集合到卷壓帶63的周圍。在襯套50的光纖收容部50a內(nèi)，疊放有10根帶狀芯線5。在呈SZ扭轉(zhuǎn)地被集合的襯套50的周圍，無間隙地卷繞著卷壓帶64。在卷壓帶64的周圍還設(shè)有由低密度聚乙烯構(gòu)成的厚度為1．5mm的外皮65。該外皮65中埋設(shè)有一根扯裂線66。實(shí)驗(yàn)時(shí)，設(shè)定反轉(zhuǎn)角為275°之后，試制了SZ反轉(zhuǎn)節(jié)距P為650mm的光纜60和SZ扭轉(zhuǎn)節(jié)距P為800mm的光纜60。
在這些條件下，計(jì)算了各襯套的SZ反轉(zhuǎn)部的應(yīng)變能U1、U2及△U，其結(jié)果示于表1。在此，設(shè)芯部半徑為a、反轉(zhuǎn)角為
、SZ扭轉(zhuǎn)節(jié)距為P，并由數(shù)學(xué)式ρ=(P／π)2／[2·a·(π·
求得SZ反轉(zhuǎn)部的曲率半徑ρ。然后，設(shè)彈性模量為E、慣性矩為I、SZ反轉(zhuǎn)部的曲率半徑為ρ、并由數(shù)學(xué)式U=1／2·∑(EiIi)／ρ2(其中i為表示襯套材質(zhì)的下標(biāo))求出SZ反轉(zhuǎn)部的單位長度上的應(yīng)變能U1、U2。
另外，按照J(rèn)ISK7127中規(guī)定的方法測(cè)定彈性模量E，采用由伸長2．5％時(shí)的負(fù)荷求出的“2．5％模數(shù)(modulus)值”。另外，如圖9所示，芯部半徑a表示從芯部件2(61)的截面中心至聚集在芯部件2(61)周圍的襯套20(30、40、50)的底壁22(32、42、52)中心點(diǎn)C之間的長度。在此，底壁的中心點(diǎn)C是底壁的內(nèi)表面與外表面之間的中心線和襯套的寬度方向上對(duì)稱軸的交點(diǎn)。另外，如圖9所示，反轉(zhuǎn)角 φ是，連結(jié)反轉(zhuǎn)部Re1處的襯套截面的中心點(diǎn)C1與光纖的截面中心O的直線、和連結(jié)跟反轉(zhuǎn)部Re1相鄰的反轉(zhuǎn)部Re2處的襯套截面的中心點(diǎn)C2與光纖的截面中心O的直線所形成的角度。
表1 [各襯套的反轉(zhuǎn)部的應(yīng)變能]
下面，參照表1說明上述實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。首先，無論對(duì)任何SZ扭轉(zhuǎn)節(jié)距P，圖3所示襯套10的△U都在0．2mJ／mm以下，完全沒發(fā)生襯套的躺倒現(xiàn)象。關(guān)于圖4的襯套20，得到了如下結(jié)果。當(dāng)SZ扭轉(zhuǎn)節(jié)距P為400mm時(shí)，△U為0．59mJ／mm，在SZ反轉(zhuǎn)部30％以上的襯套躺倒了。另外，當(dāng)SZ扭轉(zhuǎn)節(jié)距P為500mm時(shí)，△U為0．24mJ／mm，在SZ反轉(zhuǎn)部躺倒的襯套不足全部的30％。此外，當(dāng)SZ扭轉(zhuǎn)節(jié)距P為600mm、700mm、以及800mm時(shí)，△U都在0．2mJ／mm以下，完全沒發(fā)生襯套的躺倒現(xiàn)象。
關(guān)于圖5所示的襯套30，得到了如下的結(jié)果。當(dāng)SZ扭轉(zhuǎn)節(jié)距P為800mm時(shí)，△U為0．37mJ／mm，在SZ反轉(zhuǎn)部30％以上的襯套躺倒了。另外，當(dāng)SZ扭轉(zhuǎn)節(jié)距P為900mm時(shí)，△U為0．23mJ／mm，在SZ反轉(zhuǎn)部躺倒的襯套不足全部的30％。當(dāng)SZ扭轉(zhuǎn)節(jié)距為P為1000mm時(shí)，△U為0．15mJ／mm，在SZ反轉(zhuǎn)部躺倒的襯套不足全部的30％。此外，當(dāng)SZ扭轉(zhuǎn)節(jié)距為P為1200mm時(shí)，△U為0．07mJ／mm，完全沒發(fā)生襯套的躺倒現(xiàn)象。
關(guān)于圖6所示的襯套40，得到了如下的結(jié)果。當(dāng)SZ扭轉(zhuǎn)節(jié)距P為500mm時(shí)，△U為0．50mJ／mm，在SZ反轉(zhuǎn)部30％以上的襯套躺倒了。另外，當(dāng)SZ扭轉(zhuǎn)節(jié)距P為600mm時(shí)，△U為0．24mJ／mm，在SZ反轉(zhuǎn)部躺倒的襯套不足全部的30％。此外，當(dāng)SZ扭轉(zhuǎn)節(jié)距P為700mm和800mm時(shí)，△U都在0 2mJ／mm以下，完全沒發(fā)生襯套的躺倒現(xiàn)象。對(duì)于圖7所示的襯套50，無論SZ扭轉(zhuǎn)節(jié)距P為何值，△U都在0．2mJ／mm以下，完全沒發(fā)生襯套的躺倒現(xiàn)象。
由該實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，當(dāng)應(yīng)變能之差△U滿足△U≤0．2mJ／mm時(shí)，在SZ反轉(zhuǎn)部或者完全不發(fā)生襯套躺倒的現(xiàn)象，或者即使發(fā)生其發(fā)生率也是可以修整的程度，屬于實(shí)用上可允許的范圍。即，如果以滿足關(guān)系式△U=U1-U2≤0．2mJ／mm…(1)的結(jié)構(gòu)來構(gòu)成光纜及襯套，則，即使襯套的深度方向的彎曲剛度小于寬度方向的彎曲剛度，也可以降低在SZ反轉(zhuǎn)部Re的襯套躺倒發(fā)生率。另外，如果按照△U=U1-U2≤0．1mJ／mm的關(guān)系式來構(gòu)成光纜及襯套，則實(shí)驗(yàn)結(jié)果當(dāng)然會(huì)更好。
對(duì)圖1及圖2所示的光纜1進(jìn)行驗(yàn)證，在襯套10形成的SZ軌跡的SZ反轉(zhuǎn)部Re處的襯套10的應(yīng)變能中，襯套10的襯套底面12a與圓柱部件2相接時(shí)的應(yīng)變能U1為U1=0．83mJ／mm，與此相對(duì)應(yīng)，襯套10的側(cè)面11a與圓柱部件2相接時(shí)的應(yīng)變能U2為U2=0．71mJ／mm。即△U=U1-U2=0．12mJ／mm，所以滿足上述關(guān)系式(1)規(guī)定的條件。因此，該光纜1可以說是在SZ反轉(zhuǎn)部Re及SZ平動(dòng)部Tr處難以發(fā)生襯套的躺倒的、傳輸特性優(yōu)良且易取出光纖的光纜。
另外，對(duì)圖8所示的光纜60進(jìn)行驗(yàn)證，無論反轉(zhuǎn)節(jié)距P為650mm還是反轉(zhuǎn)節(jié)距P為800mm時(shí)，均為△U=U1-U2=0．00mJ／mm，所以滿足上述關(guān)系式(1)規(guī)定的條件。因此，該光纜60也可以說是在SZ反轉(zhuǎn)部Re及SZ平動(dòng)部Tr處難以發(fā)生襯套的躺倒的、傳輸特性優(yōu)良且易取出光纖的光纜。
另一方面，以前，把PBT樹脂、PC／PBT樹脂、HDPE樹脂等用作構(gòu)成用于光纜中的襯套的材料。當(dāng)使用PBT樹脂、PC／PBT樹脂時(shí)，襯套自身的剛性就會(huì)過大。如果把這樣的襯套在反轉(zhuǎn)部Re向?qū)挾确较騲彎曲，襯套的側(cè)面就會(huì)與芯部件相接，光纖收容部就不會(huì)正確地朝向外側(cè)。另外，當(dāng)在周圍溫度變化大的環(huán)境下敷設(shè)光纜時(shí)，在由HDPE樹脂構(gòu)成的襯套內(nèi)部，有時(shí)HDPE樹脂會(huì)再結(jié)晶。此時(shí)，襯套會(huì)沿其長度方向收縮，SZ反轉(zhuǎn)角
及扭轉(zhuǎn)節(jié)距P就會(huì)改變。
于是，本發(fā)明的發(fā)明者們?yōu)榱朔乐乖赟Z反轉(zhuǎn)部Re及SZ平動(dòng)部Tr處發(fā)生襯套的躺倒，對(duì)用于光纜中的襯套的材料也專門進(jìn)行了研究。在選擇構(gòu)成用于光纜中的襯套的材料時(shí)，需要考慮耐沖擊性、剛性、強(qiáng)度等物理性質(zhì)和低溫脆化性能、耐應(yīng)力應(yīng)變性能等耐環(huán)境性能。本發(fā)明的發(fā)明者們基于這些事項(xiàng)，為了找到構(gòu)成用于光纜中的襯套的最佳材料，進(jìn)行了下述實(shí)驗(yàn)。
在該實(shí)驗(yàn)中使用的襯套的剖面圖如圖10所示。該圖所示的襯套70被制作成一根筆直的長形部件。襯套70包括底壁72和自該底壁72的兩端直立的一對(duì)側(cè)壁71，具有大致呈U形的截面形狀。光纖收容部70a由底壁72和側(cè)壁71形成。在襯套70的底壁72中，在光纖收容部70a的寬度方向x的中央部埋設(shè)著一根抗張力構(gòu)件73。另外，襯套70的尺寸為bu=4．6mm、bl=3．8mm、d=4．7mm、T=t=約1mm。而且，利用改變了混合比的PBT樹脂與HDPE樹脂的混合樹脂、以及改變了混合比的PC／PBT樹脂與HDPE樹脂試制了多個(gè)具有這種形狀的襯套。用于實(shí)驗(yàn)的襯套為以下七種。
第一實(shí)施例的襯套由PBT樹脂和HDPE樹脂的混合樹脂形成?；旌蠘渲械腍DPE樹脂的體積比為70％。
第二實(shí)施例的襯套由PBT樹脂和HDPE樹脂的混合樹脂形成?；旌蠘渲械腍DPE樹脂的體積比為50％。
第三實(shí)施例的襯套由PBT樹脂和HDPE樹脂的混合樹脂形成。混合樹脂中的HDPE樹脂的體積比為30％。
第一比較例的襯套由PBT樹脂和HDPE樹脂的混合樹脂形成。混合樹脂中的HDPE樹脂的體積比為85％。
第二比較例的襯套由PBT樹脂和HDPE樹脂的混合樹脂形成?；旌蠘渲械腍DPE樹脂的體積比為15％。
第三比較例的襯套僅由HDPE樹脂形成。
第四比較例的襯套僅由PBT樹脂形成。
在此，對(duì)該襯套70的制造方法進(jìn)行簡(jiǎn)單說明。在制作襯套70時(shí)，向安裝有U形拔絲模板的滑塊模具送出抗張力構(gòu)件73的同時(shí)，向滑塊模具擠壓PBT樹脂與HDPE樹脂的混合樹脂、或PC／PBT樹脂與HDPE樹脂的混合樹脂。PBT樹脂或PC／PBT樹脂與HDPE樹脂由混合機(jī)干式混合后提供給滑塊模具。這種情況下，如果在攪拌PBT樹脂、或PC／PBT樹脂與HDPE樹脂時(shí)，如果適量添加具有相容性的石蠟等添加劑，就可以在使兩種樹脂分散均勻的狀態(tài)下混合。
測(cè)量上述三種實(shí)施例和四種比較例的襯套70的熱收縮率、彎曲剛度、以及彎壓曲徑，得到了下面的表2所示結(jié)果。其中，熱收縮率是將1m長的襯套在100℃環(huán)境中放置1小時(shí)時(shí)的收縮率，彎曲剛度是光纖收容部70a的寬度方向x的彎曲剛度，彎壓曲徑是使襯套70向?qū)挾确较騲彎曲時(shí)光纖收容部70a的寬度開始變化的直徑。
如表2所示，同第一、第三比較例的襯套相比，第一至第三實(shí)施例的襯套的收縮率較小。另外，同第四比較例的襯套相比，第一至第三實(shí)施例的襯套的彎曲剛度較小。此外，對(duì)于彎壓曲徑來說，當(dāng)使第四比較例的襯套向?qū)挾确较騲彎曲的時(shí)候，光纖收容部71a的寬度開始變化時(shí)的直徑為800mm。與此相比，第一至第三實(shí)施例的襯套的彎壓曲徑較小，為600～700mm。
然后，使用第一至第三實(shí)施例、及第一至第四比較例的襯套來試制光纜，并測(cè)定了光纜中的光纖的傳輸性能。用于該實(shí)驗(yàn)的光纜具有與圖8所示的光纜同樣的結(jié)構(gòu)。在該光纜的中央配置有作為芯部件而起作用的螺旋槽。該螺旋槽由HDPE樹脂等合成樹脂形成，其直徑為24．5mm。在螺旋槽的外周沿其長度方向形成有10個(gè)呈S-Z狀延伸的槽。各槽中疊置著10根帶狀芯線(光纖)。在收容帶狀芯線的螺旋槽的外周面上，無間隙地卷繞著非織物等的卷壓帶。
表2
將15根收容有10根8芯光纖帶(厚0．3mm，寬2．1mm)的實(shí)施例及比較例所示的襯套呈SZ扭轉(zhuǎn)地集合在卷壓帶的周圍。然后，在各襯套的周圍無間隙地卷繞卷壓帶。在卷壓帶的周圍還設(shè)有由低密度聚乙烯等構(gòu)成的外皮65。該光纜的外徑為45mm。實(shí)驗(yàn)時(shí)，設(shè)定SZ反轉(zhuǎn)角
為300°，試制了SZ扭轉(zhuǎn)節(jié)距P為900mm的光纜和SZ扭轉(zhuǎn)節(jié)距P為700mm的光纜。
然后，測(cè)定了各光纜中的收容在各襯套內(nèi)的光纖的傳輸性能。另外，測(cè)定了波長為1．5μm的光在SZ扭轉(zhuǎn)節(jié)距P為700mm的光纜中的傳輸損失后，進(jìn)行了5次熱循環(huán)(heat cycle)實(shí)驗(yàn)(-30℃～70℃)，然后再次測(cè)定傳輸特性，并將該實(shí)驗(yàn)的測(cè)定結(jié)果示于下列表3。由表3所示的結(jié)果可知，同使用了第一至第四比較例所示襯套的光纜相比，使用了第一至第三實(shí)施例所示襯套的光纜的傳輸損失較少。尤其是，使用了第一至第四比較例所示襯套的光纜，其熱循環(huán)實(shí)驗(yàn)后的傳輸損失非常大。與此相比，使用了第一至第三實(shí)施例所示襯套的光纜，其傳輸損失幾乎不變。
如上所述，由該實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，如果把PBT樹脂和HDPE樹脂的混合樹脂，作為形成用于光纜中的襯套的材料而使用，實(shí)用上可得到很好的結(jié)果。即，如果使用混合PBT樹脂和HDPE樹脂而得到的樹脂，就可以保證襯套的剛性，并使襯套具有適當(dāng)?shù)娜嵝浴Ｍ瑫r(shí)，即使由于環(huán)境溫度的變化而使HDPE樹脂發(fā)生再結(jié)晶，由于PBT樹脂具有足夠的剛性，所以襯套的收縮也被抑制在最小限度內(nèi)。
表3
而且，由該實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，在PBT樹脂和HDPE樹脂的混合樹脂中，HDPE樹脂所占的體積比例最好為20～80％。這樣，可保證襯套的剛性，且極有效地抑制由環(huán)境溫度變化引起的襯套的收縮。另外，還可以確認(rèn)，代替PBT樹脂和HDPE樹脂的混合樹脂，而把PC／PBT樹脂(將PBT樹脂和聚碳酸酯樹脂混合的樹脂)和HDPE樹脂的混合樹脂用作形成光纜中使用的襯套的材料，實(shí)用上也可以得到極其良好的結(jié)果。此時(shí)，在PC／PBT樹脂和HDPE樹脂的混合樹脂中，HDPE樹脂所占的體積比例最好為20～80％。
另外，在上述實(shí)驗(yàn)中，使用了將各襯套呈SZ扭轉(zhuǎn)地集合在螺旋襯套外圍的光纜。與此相對(duì)應(yīng)，可以確認(rèn)，在使用如圖1所示光纜那樣的、將襯套集合在長形圓柱部件周圍的光纜時(shí)，也可以得到與上述結(jié)果同樣的良好結(jié)果。
但是，為了防止在SZ反轉(zhuǎn)部Re及SZ平動(dòng)部Tr發(fā)生襯套的躺倒，最好在襯套的底壁中設(shè)置抗張力構(gòu)件。一般地說，在將抗張力構(gòu)件設(shè)置在用于光纜的襯套的底壁中的時(shí)候，要預(yù)先在模具內(nèi)部導(dǎo)入抗張力構(gòu)件，并從管頭把熔融樹脂和抗張力構(gòu)件一起壓出。被壓出的樹脂固化的時(shí)候，形成襯套底壁的樹脂的深度方向收縮量，在存在抗張力構(gòu)件的部位和其他部位中是不相同的。也就是說，存在抗張力構(gòu)件的部位的樹脂的收縮量比其他部位的樹脂的收縮量小。其結(jié)果，會(huì)在光纖收容部的底面、即底壁的內(nèi)表面上產(chǎn)生凹凸部。
在使用了這種狀態(tài)的襯套的光纜中，當(dāng)向光纜施加彎曲張力或拉力時(shí)，在被收容于襯套的光纖收容部中的光纖上會(huì)作用朝向光纜中心軸的力。然后光纖被壓向光纖收容部的底面。此時(shí)，如果在光纖收容部的底面上有凹凸部，光纖就會(huì)沿著凹凸部彎曲而發(fā)生所謂的微彎曲。其結(jié)果，降低了光纜的傳輸特性。另外，襯套的底壁的壁厚非常薄(0．4～1．5mm左右)?？箯埩?gòu)件也具有一定程度的粗細(xì)。因此，不能忽視存在于光纖收容部底面的凹凸部對(duì)光纜的傳輸特性所產(chǎn)生的影響。尤其對(duì)于安裝多根光纖且較細(xì)的光纜來說，這成為重要的問題。
因此，本發(fā)明的發(fā)明者們把較好地保持光纜的傳輸特性作為主要出發(fā)點(diǎn)，對(duì)抗張力構(gòu)件相對(duì)于襯套的配置也專心進(jìn)行了研究，試制各種襯套，而對(duì)使用這些襯套的光纜進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。
第四實(shí)施例所示襯套80A的剖面圖如圖11所示。該圖所示的襯套80A被制作成一根筆直的長形部件。襯套80A包括底壁82A和自該底壁82A的兩端直立的一對(duì)側(cè)壁81A，具有大致呈U字形的截面形狀。光纖收容部84A由底壁82A和側(cè)壁81A形成。襯套80A的尺寸為Bu=7．0mm、Bl=5．3mm、D=5．2mm、bu=4．6mm、bl=3．8mm、d=4．7mm。
另外，在襯套80A的底壁82A中，在光纖收容部80A的寬度方向x的中央部埋設(shè)有抗張力構(gòu)件83A?？箯埩?gòu)件83A使用了一根1140登尼爾的芳香族聚酰胺纖維。如圖11所示地配置抗張力構(gòu)件83A，即，使抗張力構(gòu)件83A的中心軸距底壁82的外表面(襯套80A的底面)僅0．15mm。即，抗張力構(gòu)件83A被配置成其中心軸接近襯套80A底面的狀態(tài)。更具體地說，如下所述地配置抗張力構(gòu)件83A，即，使其中心軸比底壁82A的內(nèi)表面與底壁82A的外表面(襯套80A的底面)之間的中心線L更靠近襯套80A的底面。
襯套80A是這樣形成的，即，以15m／min的速度拉出被導(dǎo)入到熔融擠壓機(jī)的滑塊模具內(nèi)的抗張力構(gòu)件83A的同時(shí)，將260℃的PBT樹脂提供給抗張力構(gòu)件83A的周圍而擠壓成形。制成的襯套80A的底壁82的剖面圖示于圖12。如該圖所示，在底壁82A的內(nèi)表面上產(chǎn)生的凹凸部的高低差為0．05mm。另外，凹凸部的曲率半徑為0．4mm。
然后，使用該襯套80A試制了具有與圖8所示光纜60大致相同結(jié)構(gòu)的光纜。該光纜的芯部件是外徑為24．5mm的HDPE樹脂制的螺旋襯套。在該螺旋襯套的外周形成有10個(gè)寬4．6mm深4．6mm的槽(SZ反轉(zhuǎn)角
為300°，SZ扭轉(zhuǎn)節(jié)距P為720mm)。在該螺旋襯套的中心埋設(shè)有7根外徑2mm的鋼絲絞合而成的張力部件。每個(gè)槽中分別疊放著10根厚0．3mm寬2．1mm的8芯帶狀芯線。在螺旋槽的周圍無間隙地卷繞著卷壓帶。
而且，在卷壓帶的周圍，呈SZ扭轉(zhuǎn)地集合著(SZ反轉(zhuǎn)角
為300°，SZ扭轉(zhuǎn)節(jié)距P為720mm)15根襯套80A。在每個(gè)襯套80A中收容有10根8芯帶狀芯線。在襯套80A的周圍無間隙地卷繞著卷壓帶。在該卷壓帶的外周設(shè)有聚乙烯制成的外皮。該光纜的長度為200m，其外徑為45mm。測(cè)定波長為1．55μm的光在收容于該光纜的各襯套80A內(nèi)的光纖中的傳輸損失。其結(jié)果，關(guān)于所有15根襯套80A，其傳輸損失限制在0．21～0．25dB／km的范圍內(nèi)，沒有發(fā)現(xiàn)傳輸損失的增加。
第五實(shí)施例所示襯套80B的剖面圖如圖13所示。在該襯套80B中，抗張力構(gòu)件83B使用了一根1420登尼爾的芳香族聚酰胺纖維。如圖13所示，抗張力構(gòu)件83B被配置成接近襯套80B底面的狀態(tài)。更具體地說，如下所述地配置抗張力構(gòu)件83B，即，使其整體比底壁82B的內(nèi)表面與底壁82B的外表面(襯套80B的底面)之間的中心線L更靠近襯套80B的底面。襯套80B的尺寸(Bu、Bl、D、bu、bl、d)與圖11所示的襯套80A相同。另外，如圖13所示，在該襯套80B中，抗張力構(gòu)件83B的一部分自襯套80B的底面(底壁82B的外表面)露出。
切斷制成的襯套80B并觀察其截面，發(fā)現(xiàn)在底壁82B的內(nèi)表面上產(chǎn)生的凹凸部的高低差為0．05mm。另外，凹凸部的曲率半徑為0．5mm以上。此外，在與第四實(shí)施例相同的條件下，使用該襯套80B制作了200m的光纜。然后，對(duì)收容在該光纜的各襯套80B內(nèi)的光纖，測(cè)定了波長為1．55μm光的傳輸損失。其結(jié)果，所有15根襯套80B，都沒有發(fā)現(xiàn)傳輸損失的增加。
第五比較例所示襯套80C的剖面圖如圖14所示。在該圖所示的襯套80C中，抗張力構(gòu)件83C使用了一根1140登尼爾的芳香族聚酰胺纖維。如圖14所示，抗張力構(gòu)件83C被配置成其抗張力構(gòu)件83C的中心軸距底壁82C的內(nèi)表面(光纖收容部84C的底面)僅0．20mm。其它條件(尺寸等)與第四實(shí)施例的襯套80A相同。切斷制成的襯套80C并觀察其截面，發(fā)現(xiàn)在底壁82B的內(nèi)表面上產(chǎn)生的凹凸部的高低差為0．10mm，如圖15所示。另外，凹凸部的曲率半徑為0．10mm。此外，在與第四實(shí)施例同樣的條件下，使用該襯套80C制作了200m的光纜。然后，對(duì)收容在該光纜的各襯套80C內(nèi)的光纖，測(cè)定了波長為1．55μm的光的傳輸損失。其結(jié)果表明，與光纖收容部84C的底面接觸的兩根光纖的傳輸損失為0．70、0．85dB／km，不適合使用。
第六比較例所示襯套80D的剖面圖如圖16所示。在該圖所示的襯套80D中，抗張力構(gòu)件83D使用了一根1420登尼爾的芳香族聚酰胺纖維。如圖16所示地配置抗張力構(gòu)件83D，即，使其整體比底壁82D的內(nèi)表面與底壁82D的外表面(襯套80D的底面)之間的中心線L更靠近光纖收容部84一側(cè)。其它條件(尺寸等)與第五實(shí)施例的襯套80B相同。切斷制成的襯套80D并觀察其截面，發(fā)現(xiàn)在底壁82D的內(nèi)表面上產(chǎn)生的凹凸部的高低差為0．13mm。另外，凹凸部的曲率半徑為0．20mm。此外，在與第四實(shí)施例相同的條件下，使用該襯套80D制作了200m的光纜。然后，對(duì)收容于該光纜的各襯套80D內(nèi)的光纖，測(cè)定了波長為1．55μm的光的傳輸損失。其結(jié)果表明，在位于光纖收容部84D的底面附近的光纖中，有數(shù)根光纖的傳輸損失超過了0．5dB／km，不適合使用。
根據(jù)該實(shí)驗(yàn)結(jié)果，如果像襯套80A及80B那樣地、把抗張力構(gòu)件83A、83B以其中心軸靠近襯套底面的狀態(tài)配置在襯套80A及80B中，就可以緩和由存在抗張力構(gòu)件83A及83B的部位的樹脂收縮量與其它部位的樹脂收縮量之差所引起的所述凹凸部的產(chǎn)生。所以，不需要用切削工具切削所產(chǎn)生的凹凸部、或壓上加熱的板或輥使其平滑。因此，不需要增加制造工序就可以經(jīng)濟(jì)地生產(chǎn)用于光纜中的襯套。而且，當(dāng)用熱塑性樹脂形成襯套的時(shí)候，不需要在熱塑性樹脂中添加作為損害光纖收容部平滑性的主要原因的無機(jī)物等。
另外，像襯套80B那樣地使抗張力構(gòu)件83B靠近底面的狀態(tài)配置襯套，也可以得到實(shí)用性良好的結(jié)果。此時(shí)，由于抗張力構(gòu)件83B更加遠(yuǎn)離光纖收容部84B的底面(底壁的內(nèi)表面)，所以能夠極有效地抑制凹凸部的產(chǎn)生。另外，在上述實(shí)驗(yàn)中，使用了將各襯套呈SZ扭轉(zhuǎn)地集合在螺旋襯套外周上的光纜。與此對(duì)應(yīng)，使用圖1所示光纜那樣的將襯套集合在長形圓柱部件周圍的光纜，可以確認(rèn)，也能夠得到與上述結(jié)果相同的結(jié)果。
利用本發(fā)明，可獲得在SZ反轉(zhuǎn)部和SZ平動(dòng)部都不易發(fā)生襯套的躺倒現(xiàn)象、傳輸特性優(yōu)良且易取出光纖的光纜，以及用于該光纜的光纜用襯套。
權(quán)利要求
1．一種光纜，包括具有收容光纖的光纖收容部的襯套和絞附所述襯套的芯部件，并具有把收容有所述光纖的所述襯套呈SZ扭轉(zhuǎn)地集合在所述芯部件周圍的SZ扭轉(zhuǎn)區(qū)域，其特征在于，所述襯套具有所述光纖收容部深度方向的彎曲剛度比所述光纖收容部寬度方向的彎曲剛度小的特性，并且，對(duì)于所述SZ扭轉(zhuǎn)區(qū)域內(nèi)的SZ反轉(zhuǎn)部處的所述襯套的應(yīng)變能，設(shè)所述襯套的底面與所述芯部件相接時(shí)的應(yīng)變能為U1、而所述襯套的側(cè)面與所述芯部件相接時(shí)的應(yīng)變能為U2的時(shí)候，滿足△U=U1-U2≤0．2(mJ／mm)。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纜，其特征在于，所述襯套由PBT樹脂和HDPE樹脂的混合樹脂形成。
3．根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纜，其特征在于，所述襯套由PC／PBT樹脂和HDPE樹脂的混合樹脂形成。
4．根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的光纜，其特征在于，在所述混合樹脂中，所述HDPE樹脂所占的體積比例為20～80％。
5．根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的光纜，其特征在于，所述襯套具有底壁和自所述底壁的兩端直立的一對(duì)側(cè)壁，所述光纖收容部由所述底壁和所述側(cè)壁形成。
6．根據(jù)權(quán)利要求5所述的光纜，其特征在于，所述襯套還包括設(shè)在所述底壁的所述寬度方向中央的抗張力構(gòu)件。
7．根據(jù)權(quán)利要求6所述的光纜，其特征在于，以使所述抗張力構(gòu)件的中心軸接近所述底面的狀態(tài)，配置所述抗張力構(gòu)件。
8．根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的光纜，其特征在于，以使所述抗張力構(gòu)件接近所述底面的狀態(tài)，配置所述抗張力構(gòu)件。
9．一種光纜用襯套，具有收容光纖的光纖收容部，可絞附在光纜的芯部件周圍，其特征在于，所述光纜用襯套具有所述光纖收容部深度方向的彎曲剛度比所述光纖收容部寬度方向的彎曲剛度小的特性，并且，對(duì)于呈SZ扭轉(zhuǎn)地集合在所述芯部件周圍的SZ扭轉(zhuǎn)區(qū)域內(nèi)的SZ反轉(zhuǎn)部的應(yīng)變能，設(shè)底面與所述芯部件相接時(shí)的應(yīng)變能為U1、而側(cè)面與所述芯部件相接時(shí)的應(yīng)變能為U2的時(shí)候，滿足△U=U1-U2≤0．2(mJ／mm)。
10．根據(jù)權(quán)利要求9所述的光纜用襯套，其特征在于，所述底壁和所述側(cè)壁由PBT樹脂與HDPE樹脂的混合樹脂一體成形。
11．根據(jù)權(quán)利要求9所述的光纜用襯套，其特征在于，所述底壁和所述側(cè)壁由PC／PBT樹脂與HDPE樹脂的混合樹脂一體成形。
12．根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的光纜用襯套，其特征在于，在所述混合樹脂中，所述HDPE樹脂所占的體積比例為20～80％。
13．根據(jù)權(quán)利要求9至12中任一項(xiàng)所述的光纜用襯套，其特征在于，所述光纜用襯套具有底壁和自所述底壁的兩端直立的一對(duì)側(cè)壁，所述光纖收容部由所述底壁和所述側(cè)壁形成。
14．根據(jù)權(quán)利要求13所述的光纜用襯套，其特征在于，所述光纜用襯套還包括設(shè)在所述底壁的所述寬度方向中央的抗張力構(gòu)件。
15．根據(jù)權(quán)利要求14所述的光纜用襯套，其特征在于，以使所述抗張力構(gòu)件的中心軸接近所述底面的狀態(tài)，配置所述抗張力構(gòu)件。
16．根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的光纜用襯套，其特征在于，以使所述抗張力構(gòu)件接近所述底面的狀態(tài)，配置所述抗張力構(gòu)件。
全文摘要
一種在SZ反轉(zhuǎn)部和SZ平動(dòng)部都不易發(fā)生襯套躺倒、傳輸特性優(yōu)良且易取出光纖的光纜及光纜用襯套。光纜包括具有光纖收容部的襯套和絞附該襯套的圓柱部件;以使襯套的底面與圓柱部件相接的狀態(tài)呈SZ扭轉(zhuǎn)地集合襯套;襯套的深度方向的彎曲剛度比寬度方向的彎曲剛度小;如果設(shè)襯套的底面與圓柱部件相接時(shí)的、SZ反轉(zhuǎn)部的應(yīng)變能為U
文檔編號(hào)G02B6/44GK1205443SQ9811610
公開日1999年1月20日 申請(qǐng)日期1998年7月14日 優(yōu)先權(quán)日1997年7月15日
發(fā)明者石川弘樹, 末次義行, 巖田秀行, 渡邊和憲, 西川量蔵, 石井德 申請(qǐng)人:住友電氣工業(yè)株式會(huì)社, 日本電信電話株式會(huì)社, 宇部日東化成株式會(huì)社