WO2023106398A1 - 光ファイバケーブル及び光ファイバケーブルの製造方法 - Google Patents

Abstract

光ファイバケーブル（１）は、複数のリブ（４０）－（４３）と、複数のリブによって規定された複数の溝（Ｓ１）－（Ｓ４）とを有するスペーサ（４）と、複数の溝（Ｓ１）－（Ｓ４）の各々に収容された複数の光ファイバユニット（３）と、スペーサ（４）と複数の光ファイバユニット（３）とを覆うケーブル外被（５）と、を備える。スペーサ（４）とケーブル外被（５）は一体に形成されている。

Description

光ファイバケーブル及び光ファイバケーブルの製造方法

　本開示は、光ファイバケーブル及び光ファイバケーブルの製造方法に関する。
　本出願は、２０２１年１２月１０日出願の日本出願第２０２１－２０１０２８号に基づく優先権を主張し、前記日本出願に記載された全ての記載内容を援用するものである。

　特許文献１は、複数の光ファイバ心線が実装された光ファイバケーブルを開示している。当該光ファイバケーブルでは、８本のリブを有するスペーサが設けられている。また、隣接するリブによって溝が規定され、複数の溝の各々に複数本の光ファイバ心線が実装されている。

日本国特開２０２０－０９１３９７号公報

　本開示は、光ファイバ心線の伝送損失の増大を防止可能な光ファイバケーブル及びその製造方法を提供することを目的とする。

　本開示の一態様に係る光ファイバケーブルは、
　複数のリブと、前記複数のリブによって規定された複数の溝とを有するスペーサと、
　前記複数の溝の各々に収容された複数の光ファイバ心線と、
　前記スペーサと前記複数の光ファイバ心線とを覆うケーブル外被と、
を備える。
　前記スペーサと前記ケーブル外被は一体に形成されている。

　本開示の一態様に係る光ファイバケーブルの製造方法は、押出機により前記ケーブル外被と前記スペーサを同時に一体に形成する工程を含む。

図１は、本開示の実施形態に係る光ファイバケーブルを示す断面図である。 図２は、光ファイバユニットを示す断面図である。

［発明が解決しようとする課題］
　ところで、特許文献１に開示された光ファイバケーブルでは、光ファイバケーブルの製造工程（特に、スペーサの製造工程）を通じてスペーサのリブが倒れてしまう場合がある。かかる場合では、スペーサの各溝において光ファイバ心線の実装可能面積（以下、ファイバ実装可能面積）にバラツキが生してしまう。特に、リブが倒れている状況では、リブが倒れていない状況と比較して幾つかの溝のファイバ実装可能面積が減少してしまう。この結果、ファイバ実装可能面積が減少した溝内では、光ファイバ心線の実装密度が過度に高くなってしまい、隣接する光ファイバ心線同士が押し合うことで光ファイバ心線の伝送損失が増大してしまう。このように、リブ倒れによって生じる光ファイバ心線の伝送損失の増大を防止可能な新たな光ファイバケーブルの構造について検討の余地がある。

　最初に本開示の実施形態の内容を列記して説明する。
　（１）複数のリブと、前記複数のリブによって規定された複数の溝とを有するスペーサと、
　前記複数の溝の各々に収容された複数の光ファイバ心線と、
　前記スペーサと前記複数の光ファイバ心線とを覆うケーブル外被と、
を備えた光ファイバケーブルであって、
　前記スペーサと前記ケーブル外被は一体に形成されている、
光ファイバケーブル。

　上記構成によれば、スペーサとケーブル外被が一体に形成されているため、光ファイバケーブルの製造工程を通じてスペーサのリブが倒れてしまうことが好適に防止されうる。このため、ファイバ実装可能面積にバラツキが生してしまう状況が好適に防止され、光ファイバ心線の伝送損失の増大を防止可能な光ファイバケーブルを提供することができる。

　（２）前記スペーサと前記ケーブル外被は同一材料により形成されている、
項目（１）に記載の光ファイバケーブル。

　上記構成によれば、スペーサとケーブル外被が同一材料により形成されているため、押出機の金型によってスペーサとケーブル外被を一体的に形成することができ、光ファイバケーブルの製造工程の工数を減らすことができる。

　（３）前記スペーサと前記ケーブル外被は難燃ポリエチレンにより形成されている、
項目（２）に記載の光ファイバケーブル。

　上記構成によれば、スペーサとケーブル外被の両方が難燃ポリエチレンにより形成されているため、光ファイバケーブル全体の難燃性を向上させることが可能となる。

　（４）複数の光ファイバテープ心線が前記複数の溝の各々に収容され、
　前記複数の光ファイバテープ心線の各々は、並列に配置された前記複数の光ファイバ心線により構成され、
　前記複数の光ファイバ心線のうち隣接する光ファイバ心線の少なくとも幾つかは、前記複数の光ファイバ心線の軸方向に沿って間欠的に接着されている、項目（１）から項目（３）のうちいずれか一項に記載の光ファイバケーブル。

　各溝に収容された光ファイバテープ心線では、隣接する光ファイバ心線の少なくとも幾つかが軸方向に沿って間欠的に接着されている。このため、光ファイバケーブルから各光ファイバ心線を取り出す際に光ファイバ心線の取り扱いが容易となる。また、各溝に光ファイバ心線を高密度に収納できる。

　（５）前記複数のリブの本数は、４本以下である、
項目（１）から項目（４）のうちいずれか一項に記載の光ファイバケーブル。

　上記構成によれば、光ファイバケーブルにおけるファイバ実装可能面積が増加するため、光ファイバケーブル内により多くの光ファイバ心線を実装することが可能となる。さらに、スペーサの溝も４つ以下となるため、スペーサの各溝に複数の光ファイバ心線を収容させやすくなる。

　（６）項目（１）から項目（５）のうちいずれか一項に記載の光ファイバケーブルの製造方法であって、押出機により前記ケーブル外被と前記スペーサを同時に一体に形成する工程を含む、光ファイバケーブルの製造方法。

　上記方法によれば、押出機によりケーブル外被とスペーサが同一工程で形成されるため、光ファイバケーブルの製造工程の工数を減らすことができる。さらに、上記方法によって製造された光ファイバケーブルでは、スペーサのリブ倒れが好適に防止されるので、光ファイバケーブルに実装された光ファイバ心線の伝送損失の増大を防止することができる。

［本開示の効果］
　本開示によれば、光ファイバ心線の伝送損失の増大を防止可能な光ファイバケーブル及びその製造方法を提供することができる。

［本開示の実施形態の説明］
　以下、本開示の実施形態（以下、本実施形態という。）に係る光ファイバケーブル１について図１を参照しながら説明する。各図面に示された各部材の寸法は、説明の便宜上、実際の各部材の寸法とは異なる場合がある。また、本実施形態では、図１に示す光ファイバケーブル１に対して設定されたＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向について適宜言及する。Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の各々は、残りの２つの方向に対して垂直となる。例えば、Ｘ軸方向は、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に対して垂直となる。Ｚ軸方向は、光ファイバケーブル１の長手方向（軸方向）に相当する。

　図１は、本実施形態に係る光ファイバケーブル１を示す断面図である。図１に示す光ファイバケーブル１の断面は、光ファイバケーブル１のＺ軸方向に垂直な断面となる。図１に示すように、光ファイバケーブル１は、テンション部材２と、スペーサ４と、複数の光ファイバユニット３と、吸水テープ６と、ケーブル外被５とを備える。

　テンション部材２は、引張や圧縮に対する耐力を有する抗張力材料により形成されている。具体的には、テンション部材２は、アラミドＦＲＰ、ガラスＦＲＰ、カーボンＦＲＰ等の繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）や銅線等の金属材料により形成されてもよい。テンション部材２は、スペーサ４内に埋め込まれていると共に、スペーサ４の中心に位置している。

　スペーサ４は、４本のリブ４０～４３と、リブ４０～４３によって規定された４つの溝Ｓ１～Ｓ４とを有する。スペーサ４は、図１に示す断面において、十字状に形成されている。互いに隣接するリブ４０，４３によって溝Ｓ１が規定される。互いに隣接するリブ４０，４１によって溝Ｓ２が規定される。互いに隣接するリブ４１，４２によって溝Ｓ３が規定される。互いに隣接するリブ４２，４３によって溝Ｓ４が規定される。リブ４０～４３の各々は、ケーブル外被５と一体に形成されていると共に、リブ４０～４３がケーブル外被５に支えられることから、光ファイバケーブル１の径方向においてテンション部材２からケーブル外被５に向けてストレートに延びている。即ち、リブ４０～４３の各々は倒れていない。より具体的には、ケーブル外被５に対向するリブ４０～４３の先端の各々は、光ファイバケーブル１の周方向Ｄ１に向かって倒れていない。

　リブ４０～４３は、周方向Ｄ１に沿って９０°の間隔で配置されている。リブ４０，４２は、互いに対向すると共に、同一直線上に配置されている。リブ４１，４３は、互いに対向すると共に、同一直線上に配置されている。リブ４０，４２は、リブ４１，４３と直交している。スペーサ４は、難燃性の樹脂材料（例えば、難燃ポリエチレン）により形成されている。

　各溝Ｓ１～Ｓ４は、スペーサ４のＺ軸方向に沿って螺旋状に撚られている。各溝Ｓ１～Ｓ４の撚りの種類としては、Ｓ撚り、Ｚ撚りまたはＳ撚りとＺ撚りを交互に行うＳＺ撚りが採用されてもよい。各溝Ｓ１～Ｓ４がスペーサ４のＺ軸方向に沿って螺旋状に撚られているため、各溝Ｓ１～Ｓ４内に収容された光ファイバユニット３もＺ軸方向に沿って螺旋状に撚られている。このように、光ファイバユニット３がＺ軸方向に沿って螺旋状に撚られているため、光ファイバケーブル１を曲げた場合において光ファイバユニット３に含まれる光ファイバ心線の曲げ損失を十分に低減することが可能となっている。

　本実施形態では、各リブ４０～４３が倒れていないため、各溝Ｓ１～Ｓ４の断面積は略同一となっている。このため、各溝Ｓ１～Ｓ４において光ファイバ心線の実装可能面積（以下、ファイバ実装可能面積）にバラツキが生じていない。

　複数の光ファイバユニット３は、各溝Ｓ１～Ｓ４内に収容されている。図２に示すように、各光ファイバユニット３は、複数（例えば、１２本）の光ファイバテープ心線３５を有する。各光ファイバテープ心線３５は、並列に配置された複数の光ファイバ心線３１を有する。光ファイバ心線３１は、ガラスファイバと、ガラスファイバを覆う樹脂被覆とを有する。ガラスファイバは、信号光が伝搬する少なくとも一つのコアと、コアを覆うクラッドとを有する。コアの屈折率はクラッドの屈折率よりも大きい。なお、図１及び図２では、光ファイバユニット３を示す実線は、複数の光ファイバテープ心線３５がまとまったものを示している。光ファイバユニット３は、互いに撚り合わされた複数の光ファイバテープ心線３５のみによって構成されてもよい。また、光ファイバユニット３は、複数の光ファイバテープ心線３５および複数の光ファイバテープ心線３５を覆うチューブ又はテープによって構成されてもよい。

　光ファイバテープ心線３５は、例えば、並列に配置された複数の光ファイバ心線３１のうち隣接する光ファイバ心線の少なくとも幾つかが軸方向（Ｚ軸方向）に沿って間欠的に接着された間欠接着型の光ファイバテープ心線であってもよい。換言すれば、間欠接着型の光ファイバテープ心線では、全ての隣接する光ファイバ心線３１が間欠的に接着されていてもよいし、全ての隣接する光ファイバ心線３１のうちの一部が間欠的に接着されていてもよい。各光ファイバユニット３では、複数の光ファイバテープ心線３５が軸方向に沿って螺旋状に撚れていてもよい。なお、間欠接着型の光ファイバテープ心線は、軸方向に沿って隣接する光ファイバ心線３１が間欠的に接着されていればよく、その製法は問わない。

　各光ファイバユニット３に複数の間欠接着型の光ファイバテープ心線が含まれている場合、光ファイバケーブル１から各光ファイバ心線３１を取り出す際に光ファイバ心線３１の取り扱いが容易となる。さらに、各溝Ｓ１～Ｓ４に光ファイバ心線３１を高密度に収納することができる。尚、本例では、複数の光ファイバテープ心線３５が各光ファイバユニット３に含まれているが、複数の光ファイバテープ心線３５に代わって複数の単芯の光ファイバ心線３１が各光ファイバユニット３に含まれていてもよい。

　また、図１に示すように、各溝Ｓ１～Ｓ４の各々には複数（本例では２つ）の吸水ヤーン８及び吸水テープ６が設けられている。吸水テープ６は、複数の光ファイバユニット３と吸水ヤーン８を覆うように各溝Ｓ１～Ｓ４内に設けられている。吸水テープ６は、複数の光ファイバユニット３の束の周囲に、例えば、縦添えで巻回されている。吸水テープ６は、例えば、ポリエステル等からなる基布に吸水性のパウダーを付着させることによって吸水加工を施したものである。

　ケーブル外被５は、スペーサ４と、複数の光ファイバユニット３とを覆うように形成されている。ケーブル外被５は、光ファイバケーブル１に対して耐候性、耐熱性、耐水性を付与する保護層として機能する。ケーブル外被５は、スペーサ４と一体に形成されている。この点において、ケーブル外被５とスペーサ４は、押出機を用いた押出成形により同時に一体に形成される。ケーブル外被５は、スペーサ４と同一の材料（例えば、難燃ポリエチレン等の難燃性樹脂）により形成されている。

　光ファイバケーブル１の製造工程では、例えば、各々が複数の光ファイバユニット３と、吸水ヤーン８と、吸水テープ６とから構成される４つのケーブルコアが最初に用意される。次に、４つのケーブルコアとテンション部材２とが押出機内に挿入される。その後、押出機の金型（ダイス）を用いてケーブル外被５とスペーサ４が押出成形により同時に形成される。ここで、押出機に設置される金型の中空部の断面形状は、スペーサ４の断面形状とケーブル外被５の断面形状との組合せに一致する。

　本実施形態によれば、スペーサ４とケーブル外被５が一体に形成されているため、光ファイバケーブル１の製造工程を通じてスペーサ４のリブ４０～４３が倒れてしまうことが好適に防止されうる。このため、各溝Ｓ１～Ｓ４の断面積は略一定となるため、各溝Ｓ１～Ｓ４においてファイバ実装可能面積にバラツキが生じてしまうことが好適に防止される。

　この点において、リブ４０～４３が倒れている状況では、リブ４０～４３が倒れていない状況と比較して幾つかの溝のファイバ実装可能面積が減少してしまう。例えば、周方向Ｄ１において反時計回りにリブ４２が倒れている場合では、溝Ｓ３のファイバ実装可能面積は、溝Ｓ４のファイバ実装可能面積よりも小さくなってしまう。このため、ファイバ実装可能面積が減少した溝内に収容された光ファイバ心線３１の実装密度が過度に高くなってしまう結果、当該溝内に収容された光ファイバ心線３１の伝送損失が増大してしまう。その一方で、本実施形態に係る光ファイバケーブル１ではかかる状況が好適に防止されうる。このように、光ファイバ心線３１の伝送損失の増大を防止可能な光ファイバケーブル１を提供することができる。

　また、本実施形態では、スペーサ４とケーブル外被５が押出機によって同時に形成されるため、スペーサ４とケーブル外被５は同一材料により形成されている。特に、スペーサ４とケーブル外被５が難燃ポリエチレンにより形成されている場合、光ファイバケーブル１の全体の難燃性を向上させることができる。

　図１に示す光ファイバケーブル１の一例では、スペーサ４に設けられているリブの本数は４本であるが、リブの本数は特に限定されるものではない。この点において、スペーサ４に設けられるリブの本数は、４本以下であることが好ましい。リブの本数が４本以下である場合、光ファイバケーブル１におけるファイバ実装可能面積が大きいため、光ファイバケーブル１内により多くの光ファイバユニット３（若しくは光ファイバ心線３１）を実装することが可能となる。また、スペーサ４の各溝に複数の光ファイバユニット３を収容させやすくなる。

　また、光ファイバケーブル１の製造工程では、押出機によりスペーサ４とケーブル外被５が同一工程で形成されるため、光ファイバケーブル１の製造工程の工数を減らすことが可能となる。さらに、押出機によってスペーサ４とケーブル外被５が一体に形成されるため、スペーサ４のリブ倒れが好適に防止される。この結果、光ファイバケーブル１に実装される光ファイバ心線３１の伝送損失の増大を防止することができる。

　以上、本実施形態について説明をしたが、本発明の技術的範囲が実施形態の説明によって限定的に解釈されるべきではないのは言うまでもない。本実施形態はあくまでも一例であって、請求の範囲に記載された発明の範囲内において、様々な実施形態の変更が可能であることが当業者によって理解される。このように、本発明の技術的範囲は請求の範囲に記載された発明の範囲及びその均等の範囲に基づいて定められるべきである。

１：光ファイバケーブル
２：テンション部材
３：光ファイバユニット
４：スペーサ
５：ケーブル外被
６：吸水テープ
８：吸水ヤーン
３１：光ファイバ心線
３５：光ファイバテープ心線
４０～４３：リブ
Ｓ１～Ｓ４：溝
Ｄ１：周方向

Claims (6)

1. 　複数のリブと、前記複数のリブによって規定された複数の溝とを有するスペーサと、
   　前記複数の溝の各々に収容された複数の光ファイバ心線と、
   　前記スペーサと前記複数の光ファイバ心線とを覆うケーブル外被と、
   を備えた光ファイバケーブルであって、
   　前記スペーサと前記ケーブル外被は一体に形成されている、
   光ファイバケーブル。
2. 　前記スペーサと前記ケーブル外被は同一材料により形成されている、
   請求項１に記載の光ファイバケーブル。
3. 　前記スペーサと前記ケーブル外被は難燃ポリエチレンにより形成されている、
   請求項２に記載の光ファイバケーブル。
4. 　複数の光ファイバテープ心線が前記複数の溝の各々に収容され、
   　前記複数の光ファイバテープ心線の各々は、並列に配置された前記複数の光ファイバ心線により構成され、
   　前記複数の光ファイバ心線のうち隣接する光ファイバ心線の少なくとも幾つかは、前記複数の光ファイバ心線の軸方向に沿って間欠的に接着されている、請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の光ファイバケーブル。
5. 　前記複数のリブの本数は、４本以下である、
   請求項１から請求項４のうちいずれか一項に記載の光ファイバケーブル。
6. 　請求項１から請求項５のうちいずれか一項に記載の光ファイバケーブルの製造方法であって、押出機により前記ケーブル外被と前記スペーサを同時に一体に形成する工程を含む、光ファイバケーブルの製造方法。

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