CN110268297B - 光纤缆线 - Google Patents
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Abstract
一种光纤缆线，其具备：芯部，其是利用加压卷绕部将分别具有多条光纤的多个光纤单元与沿着上述光纤单元所延伸的长边方向延伸的纤维状的夹设物包起而构成的；护套，其将上述芯部收纳于内部；以及一对抗拉体，它们以隔着上述芯部的方式埋设于上述护套，在横剖视时，将多条上述光纤的截面积的合计值设为Sf，将上述夹设物的截面积的合计值设为Sb，将上述护套的内部空间的截面积设为Sc，将上述加压卷绕部的截面积设为Sw时，满足：0.16≤Sb/Sf≤0.25且0.10≤Sb/(Sc‑Sw)≤0.15。
Description
技术领域
本发明涉及光纤缆线。
本申请主张于2017年2月20日在日本申请的日本特愿2017-029056号的优选权，并在此引用其内容。
背景技术
以往，已知有专利文献1所示那样的光纤缆线。该光纤缆线具备：配置于中心部的缓冲材料；配置在缓冲材料的周围的多条光纤；以及将上述缓冲材料及多条光纤收纳于内部的护套。而且，公开了通过该结构，利用缓冲材料对施加至光纤缆线的外力进行吸收，由此防止光纤受到外力的影响。
专利文献1：日本特开2005-10651号公报
但是，在这种光纤缆线中，存在将多条光纤捆扎起来作为光纤单元，并以使多个光纤单元捻合的状态将多个光纤单元收纳在护套内的情况。该情况下，由于光纤单元的刚度，而使解除被捻合的状态的方向的力(解捻力)作用于光纤单元本身。而且，若通过该解捻力而使光纤单元在护套内移动，则光纤单元变得不能保持被捻合的状态。另外，若将多个光纤单元以呈SZ状捻合的状态收纳于护套内，则解捻力也变大，更易产生上述那样的光纤单元的移动。
发明内容
本发明是考虑这样的情况所做出的，目的在于抑制光纤单元在光纤缆线内的移动。
为了解决上述课题，本发明的一个方式所涉及的光纤缆线具备：芯部，其是利用加压卷绕部将分别具有多条光纤的多个光纤单元与沿着上述光纤单元所延伸的长边方向延伸的纤维状的夹设物包起而构成的；护套，其将上述芯部收纳于内部；以及一对抗拉体，它们以隔着上述芯部的方式埋设于上述护套，在横剖视时，将多条上述光纤的截面积的合计值设为Sf，将上述夹设物的截面积的合计值设为Sb，将上述护套的内部空间的截面积设为Sc，将上述加压卷绕部的截面积设为Sw时，满足：0.16≤Sb/Sf≤0.25且0.10≤Sb/(Sc-Sw)≤0.15。
根据本发明的上述方式，能够抑制光纤单元在光纤缆线内的移动。
附图说明
图1是本实施方式所涉及的光纤缆线的横剖视图。
图2是变形例所涉及的光纤缆线的横剖视图。
具体实施方式
以下，参照图1对本实施方式所涉及的光纤缆线的结构进行说明。
此外，在图1中，为了能够识别各构成部件的形状，根据实际的产品而适当变更比例尺。
如图1所示，光纤缆线100具备：具有多个光纤单元10的芯部20；将芯部20收纳于内部的护套55；以及埋设于护套55的一对抗拉体56(张力构件)及一对线条体57。
＜方向定义＞
这里，在本实施方式中，光纤单元10沿着中心轴线O延伸。将该沿着中心轴线O的方向称为长边方向。将光纤缆线100的与中心轴线O正交的截面称为横截面。
另外，在横剖视(图1)时，将与中心轴线O交叉的方向称为径向，将绕中心轴线O环绕的方向称为周向。
护套55形成为以中心轴线O为中心的圆筒状。作为护套55的材质，能够使用聚乙烯(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)、乙烯-丙烯共聚物(EP)等聚烯烃(PO)树脂、聚氯乙烯(PVC)等。
作为线条体57的材质，能够使用PP、尼龙制的圆柱状条等。另外，也可以通过使PP、聚酯等的纤维捻合而成的线(yarn：线)形成线条体57，使线条体57不具有吸水性。
一对线条体57以在径向上隔着芯部20的方式配设。此外，埋设于护套55的线条体57的数量也可以是一个或者三个以上。
作为抗拉体56的材质，例如能够使用金属线(钢线等)、抗拉纤维(芳族聚酰胺纤维等)、以及FRP等。
一对抗拉体56以在径向上隔着芯部20的方式配设。另外，一对抗拉体56以在径向上与芯部20隔开等间隔的方式配设。此外，埋设于护套55的抗拉体56的数量也可以是一个或者三个以上。
在护套55的外周面形成有沿着长边方向延伸的一对突起58。
突起58与线条体57在周向上配设于同等的位置。此外，突起58成为为了取出线条体57而切开护套55时的标记。
芯部20是利用加压卷绕部(包装管)54将多个光纤单元10与纤维状的夹设物3a包起而构成的。光纤单元10分别具有多条光纤芯线或者光纤素线(以下，简称为光纤1)。光纤单元10是利用捆扎件2将多条光纤1捆扎起来而构成的。纤维状的夹设物3a沿着长边方向延伸。
如图1所示，多个光纤单元10以被分成径向内侧的层与径向外侧的层这两层的方式配置。在横剖视时，位于径向内侧的光纤单元10形成为扇形，位于径向外侧的光纤单元10形成为四边形。此外，并不限于图示的例子，也可以使用截面为圆形、椭圆形、或者多边形的光纤单元10。
此外，捆扎件2通过富有挠性的树脂等而形成为薄且细长的绳状。因此，光纤1即使为由捆扎件2捆扎起来的状态，也一边使该捆扎件2变形一边在护套55内的空置的空间适当移动。因此，实际的产品中的光纤单元10的截面形状存在像图1那样不整齐的情况。
另外，夹设物3a的截面形状并不限于图示的椭圆形。夹设物3a一边使截面形状变化一边在多个光纤单元10之间的空置的空间适当移动。因此，夹设物3a的截面形状如图1所示不整齐，例如也会有接近的夹设物3a彼此成为一体的情况。
加压卷绕部54例如可以由吸水带等具有吸水性的材质形成。
光纤单元10是所谓的断续粘合型带芯线。断续粘合型带芯线具有多条光纤1。上述多条光纤1以在被向与长边方向正交的方向牵拉时，呈网眼状(蜘蛛网状)扩展的方式相互粘合。详细而言，某个光纤1相对于在一侧相邻的光纤1和在另一侧相邻的另一光纤1，在长边方向不同的位置分别进行粘合。进一步，邻接的光纤1彼此在长边方向上隔开一定的间隔而相互粘合。
此外，光纤单元10的方式并不限于断续粘合型带芯线，也可以适当变更。例如，光纤单元10也可以是利用捆扎件2将多条光纤1简单地捆扎起来的光纤单元。
夹设物3a通过由聚酯纤维、芳族聚酰胺纤维、玻璃纤维等构成的纤维状的材质形成。多个光纤单元10及夹设物3a以被呈SZ状捻合的状态被加压卷绕部54包起。此外，并不限于SZ状，例如光纤单元10及夹设物3a也可以被呈螺旋状捻合。
另外，夹设物3a也可以是具有吸水性的线等。该情况下，能够提高光纤缆线100的内部的防水性能。
如图1所示，在横剖视时，夹设物3a在周向上被两个光纤单元10夹住。由此，夹设物3a与多个光纤单元10接触。另外，捆扎件2为细长的绳状，例如呈螺旋状卷绕于光纤1的捆束。因此，光纤1中的、未被绳状的捆扎件2覆盖的部分局部与夹设物3a接触。
光纤1通常为在由玻璃形成的光纤裸线的周围涂敷了树脂等的包覆材料的构造。因此，光纤1的表面平滑，光纤1彼此接触时的摩擦系数比较小。相对于此，夹设物3a由纤维状的材质形成，其表面与光纤1相比较，平滑性较低。因此，夹设物3a与光纤1接触时的摩擦系数大于光纤1彼此接触时的摩擦系数。
根据以上内容，通过夹设物3a配置成被多个光纤单元10夹住，从而能够增大上述光纤单元10彼此相对移动时的摩擦阻力。由此，能够抑制光纤缆线100内的光纤单元10的移动。进一步，通过以被夹在光纤单元10彼此之间的方式配置夹设物3a，从而在对光纤缆线100作用外力时，使夹设物3a作为缓冲材料发挥功能，能够抑制对光纤1作用局部侧压。
然而，存在对这样的结构的光纤缆线100例如施加振动、或者产生温度变化的情况。此时，要求在光纤缆线100中，光纤单元10不易在护套55内移动，从而使光纤1的传送损失不易增大。特别是，即使作用由于光纤单元10及夹设物3a呈SZ状或者螺旋状捻合而产生的解捻力，也要求光纤单元10的移动量为规定的范围内。这里，本申请发明人发现了通过调整夹设物3a相对于护套55内的空间的填充量、相对于光纤1的填充量而具有的夹设物3a填充量，能够得到满足上述要求的优异的光纤缆线100。以下，示出具体的实施例，并详细地进行说明。
(实施例)
在以下所示的实施例中，利用捆扎件2将断续粘合型带芯线捆扎而成的单元用作光纤单元10。对该多个光纤单元10沿纵向附加(co-winding)具有吸水性的线作为夹设物3a，它们以被呈SZ捻绕的状态通过加压卷绕部54包围而制作了芯部20。而且，通过将该芯部20收纳在护套55内，而制作了图1所示那样的光纤缆线100。此外，作为夹设物3a的线的弹性模量为1000N/mm2。
在本实施例中，制作了使芯部20所包含的夹设物3a的量及光纤1的数量变化了的多个光纤单元10。具体地，在光纤缆线100的横剖视(参照图1)时，将多条光纤1的截面积的合计值设为Sf，将多个夹设物3a的截面积的合计值设为Sb，将护套55的内部空间的截面积设为Sc，将加压卷绕部54的截面积设为Sw。而且，以使Sb/Sf的数值及Sb/(Sc-Sw)的数值变化的方式变更光纤缆线100所包含的光纤1的数量及夹设物3a的量。以下，将Sb/Sf的数值称为“对纤维填充率ρ”，将Sb/(Sc-Sw)的数值称为“对空间填充率d”。
此外，对纤维填充率ρ表示芯部20内的、与光纤1进行了比较的夹设物3a的填充率。另外，对空间填充率d表示夹设物3a相对于除加压卷绕部54以外的护套55的内部空间的填充率。
在本实施例中，制作了使对纤维填充率ρ在0.12～0.30的范围内变化，使对空间填充率d在0.08～0.17的范围内变化的光纤缆线100(条件1～7)。对于条件1～7的光纤缆线100，将实施了芯线移动试验及温度特性试验的结果表示在以下的表1中。
[表1]
| 条件 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| Ρ | 0.12 | 0.16 | 0.16 | 0.17 | 0.21 | 0.25 | 0.30 |
| D | 0.08 | 0.10 | 0.12 | 0.13 | 0.14 | 0.15 | 0.17 |
| 芯线移动 | NG | OK | OK | OK | OK | OK | OK |
| 温度特性 | OK | OK | OK | OK | OK | OK | NG |
(芯线移动试验)
在表1的“芯线移动”一栏中，示出了对条件1～7的光纤缆线100进行的芯线移动试验的结果。具体地，将各光纤缆线100铺设30m，以振动数1.3Hz、振幅430mm使其振动10000次。将光纤单元10在护套55内的移动量超过了20mm的情况作为评价结果不充分并设为NG(不良)，将光纤单元10的移动量在20mm以内的情况作为评价结果良好并设为OK(良好)。
如表1所示那样，关于对纤维填充率ρ为0.12、且对空间填充率d为0.08的条件1，芯线移动试验的结果为NG(不良)。这考虑是因为夹设物3a相对于光纤1的填充量以及夹设物相对于护套55内的空间的填充量过少，从而夹设物3a抑制光纤单元10移动的作用不充分。另外，像这样在夹设物3a的填充量不足的情况下，例如在对光纤缆线100施加了外力时，基于夹设物3a的缓冲作用也变得不充分，也存在对光纤1作用局部侧压而导致传送损失增大的可能性。
另一方面，关于对纤维填充率ρ为0.16～0.30的范围、且对空间填充率d为0.10～0.17的范围的条件2～7，芯线移动试验的结果为OK(良好)。这示出对纤维填充率ρ及对空间填充率d的上述范围为能够通过夹设物3a抑制光纤单元10的移动的优选的范围。
(温度特性试验)
在表1的“温度特性”一栏中，示出了对各光纤缆线100进行的温度特性试验的结果。具体地，按照“Telcordia Technologies GenericRequirementsGR-20-CORE”中的“Temperature cycling”的规定，使条件1～7的光纤缆线100在-40℃～+70℃的范围内进行两个周期的温度变化。此时，将最大损失变动量超过了0.15dB/km的情况作为评价结果不充分并设为NG(不良)，将最大损失变动量为0.15dB/km以内的情况作为评价结果良好并设为OK(良好)。
如表1所示那样，关于对纤维填充率ρ为0.12～0.25、且对空间填充率d为0.08～0.15的条件1～6的光纤缆线100，温度特性试验的结果为OK(良好)。向光纤缆线100内填充了适当量的夹设物3a的结果为，光纤1能够以某种程度移动。由此，即使光纤缆线100的构成部件反复热膨胀或者热收缩，也抑制了光纤1曲折或者对光纤1作用局部侧压的情况。
另一方面，关于对纤维填充率ρ为0.30、且对空间填充率d为0.17的条件7，温度特性试验结果为NG(不良)。是因为向光纤缆线100内过度填充了夹设物3a的结果为，过度抑制了光纤1的移动。由此，在光纤缆线100的构成部件反复热膨胀及热收缩时，光纤1曲折、或者对光纤1作用局部侧压，从而使传送损失增大。
另外，若向光纤缆线100内过度填充夹设物3a，则也考虑由于夹设物3a对光纤1施加的侧压而使光纤1的传送损失增大。
根据以上的内容，通过将对纤维填充率ρ设为0.16～0.25的范围内，将对空间填充率d设为0.10～0.15的范围内，从而即使光纤缆线100振动、或者温度变化，也能够抑制光纤单元10的移动的同时，抑制光纤1的传送损失增大。
(夹设物的弹性模量)
接下来，对研究了夹设物3a的优选的弹性模量的范围而得到的结果进行说明。
在本实施例中，在上述的条件4中，使夹设物3a的弹性模量在300～3000N/mm2的范围变化，进行了上述温度特性试验。将该试验的结果表示在表2中。
[表2]
[N/mm2]
| 弹性模量 | 300 | 500 | 1000 | 1500 | 2000 | 2500 | 3000 |
| 温度特性 | NG | OK | OK | OK | OK | NG | NG |
如表2所示，在夹设物3a的弹性模量为300N/mm2的情况下，温度特性试验的结果为NG(不良)。这是因为夹设物3a过于柔软而得不到充分的缓冲作用，而使光纤1的传送损失增大。另外，在夹设物3a的弹性模量为2500N/mm2以上的情况下。温度特性试验的结果也为NG(不良)。这是因为夹设物3a过硬，从而该夹设物3a对光纤1施加了侧压的结果为，光纤1的传送损失增大。
另一方面，在夹设物3a的弹性模量为500～2000N/mm2的范围内，温度特性试验的结果为OK(良好)。这是因为夹设物3a具有能够发挥充分的缓冲功能的程度的弹性模量。由此，当光纤缆线100的构成部件反复热膨胀及热收缩时，能够抑制光纤1曲折或者对光纤1作用局部侧压。因此，优选夹设物3a的弹性模量为500N/mm2以上且2000N/mm2以下。
(夹设物的热收缩率)
在光纤缆线100的制造工序中，存在通过在芯部20的径向外侧挤压作为护套55的被加热的材料，从而由护套55包覆芯部20的情况。该情况下，芯部20内的构成部件也被加热，之后被冷却。此时，若夹设物3a的热收缩率过大，则存在当变得高温的夹设物3a在之后被冷却而大幅度热收缩时，将邻接的光纤1卷入，从而使该光纤1曲折的情况。
另外，若夹设物3a的热收缩率过大，则存在常温时夹设物3a的余长率小于光纤1的余长率，当使光纤单元10捻合时，夹设物3a压迫光纤1的情况。
为了防止这样的现象，希望夹设物3a的热收缩率例如为5％以下。
如以上说明的那样，通过以满足0.16≤Sb/Sf以及0.10≤Sb/(Sc-Sw)的方式调整夹设物3a的填充量，从而即使在光纤缆线100振动的情况下，也能够通过夹设物3a抑制光纤单元10的移动。另外，通过以满足Sb/Sf≤0.25以及Sb/(Sc-Sw)≤0.15的方式调整夹设物3a的填充量，从而能够抑制出现通过向护套55内过度填充夹设物3a而对光纤1作用侧压，从而使传送损失增大的情况。
进一步，通过将夹设物3a的填充量设为上述的范围内，从而即使由于温度变化而使光纤缆线100的构成部件热膨胀或者热收缩，也能够抑制光纤1曲折或者对光纤1作用侧压。
另外。通过将夹设物3a的弹性模量设为2000N/mm2以下，从而抑制了由于夹设物3a过硬而使对光纤1作用的侧压增大。进一步，通过将夹设物3a的弹性模量设为500N/mm2以上，从而能够防止由于夹设物3a过软而使基于夹设物3a的缓冲作用变得不充分。
另外，若夹设物3a的热收缩率过大，则存在例如在光纤缆线100的制造过程中变得高温的夹设物3a在之后被冷却且大幅度热收缩时，将邻接的光纤1卷入，从而使该光纤1曲折的情况。通过将夹设物3a的热收缩率设为5％以下，能够减小夹设物3a的热收缩量。由此，能够抑制出现在光纤缆线100制造时夹设物3a大幅度热收缩，而使光纤1曲折、或者夹设物3a压迫光纤1的情况。另外，能够抑制由于光纤1曲折或者对光纤1作用侧压而引起的传送损失的增加。
另外，在横剖视时，通过纤维状的夹设物3a被多个光纤单元10夹住，从而例如与光纤单元10未夹住夹设物3a而彼此接触的情况相比较，能够增大上述光纤单元10彼此相对移动时的摩擦阻力。由此，能够更加可靠地抑制光纤单元10在护套55内移动。
进一步，通过在光纤单元10彼此之间配置夹设物3a，能够使夹设物3a作为缓冲材料更加可靠地发挥功能。由此，例如在对光纤缆线100施加了外力的情况下，能够抑制出现光纤单元10彼此被压接而对光纤1作用局部侧压的情况。
此外，本发明的技术范围并不限于上述实施方式，能够在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种变更。
例如，护套55内的光纤单元10及夹设物3a的配置并不限于图示的例子，也可以适当进行变更。例如，也可以在光纤缆线100的中心部(径向的中央部)配置多个夹设物3a。该情况下，在对光纤缆线100施加了外力时，能够更加可靠地吸收该外力。进一步，在夹设物3a具有吸水性的情况下，能够提高中心部的防水性能。
另外，例如图2所示，光纤缆线100也可以具备配置在光纤单元10内的夹设物3b。这样的光纤单元10能够通过利用捆扎件2将夹设物3b与光纤1一起捆扎而形成。夹设物3b也可以在横剖视时位于光纤单元10的中心部。
该情况下，例如在对光纤单元10作用了压缩那样的外力的情况下，能够通过配置在光纤单元10内的夹设物3b吸收该外力。此外，夹设物3b也可以不位于光纤单元10的中心部。
配置在光纤单元10内的夹设物3b可以是与位于光纤单元10彼此之间的夹设物3a相同的材质，也可以是不同的材质。此外，当在光纤单元10内配置有夹设物3b的情况下，通过夹设物3a的截面积与夹设物3b的截面积之和来定义Sb。在图2的光纤缆线100中，通过将包含该Sb的值的对纤维填充率ρ与对空间填充率d设为上述实施方式所示的范围内，也能够得到与上述实施方式同样的作用效果。
另外，光纤缆线100所具备的多个光纤单元10中的至少一部分也可以具有夹设物3b及捆扎件2。
另外，光纤缆线100也可以不具有位于光纤单元10彼此之间的夹设物3a，而具有位于光纤单元10内的夹设物3b。
根据本实施方式的光纤缆线100，光纤单元10具备将夹设物3b及多条光纤1捆扎起来的捆扎件2。
通过该结构，例如在利用加压卷绕部54将多个光纤单元10包起时，由于夹设物3b与光纤1一起被捆扎件2捆扎，因此能够防止夹设物3b绞缠于其他光纤单元10、制造装置等，从而能够更稳定地制造光纤缆线100。
进一步，由于夹设物3b位于各个光纤单元10内，因此能够防止夹设物3b在护套55内偏移配置，从而能够使基于夹设物3b产生的护套55内的防水效果更加可靠地奏效。由此，通过减少收纳在护套55内的夹设物3b的个数、或者作为夹设物3b使用吸水性的等级低的材质，也能够实现成本降低。
此外，在不脱离本发明的主旨的范围内，能够适当将上述的实施方式中的构成要素置换为周知的构成要素，另外，也可以适当组合上述的实施方式、变形例。
附图标记说明
1…光纤；2…捆扎件；3a、3b…夹设物；10…光纤单元；20…芯部；54…加压卷绕部；55…护套；56…抗拉体；57…线条体；100…光纤缆线。
Claims (9)
1.一种光纤缆线，其中，具备：
芯部，其是利用加压卷绕部将分别具有多条光纤的多个光纤单元与沿着所述光纤单元所延伸的长边方向延伸的纤维状的夹设物包起而构成的；
护套，其将所述芯部收纳于内部；以及
一对抗拉体，它们以隔着所述芯部的方式埋设于所述护套，
在横剖视时，将所述多条光纤的截面积的合计值设为Sf，将所述夹设物的截面积的合计值设为Sb，将所述护套的内部空间的截面积设为Sc，将所述加压卷绕部的截面积设为Sw时，满足：
0.16≤Sb/Sf≤0.25且0.10≤Sb/(Sc-Sw)≤0.15。
2.根据权利要求1所述的光纤缆线，其中，
所述夹设物的弹性模量为500N/mm2以上且2000N/mm2以下。
3.根据权利要求1所述的光纤缆线，其中，
所述夹设物的热收缩率为5％以下。
4.根据权利要求2所述的光纤缆线，其中，
所述夹设物的热收缩率为5％以下。
5.根据权利要求1～4中的任一项所述的光纤缆线，其中，
在横剖视时，所述夹设物被所述多个光纤单元夹住。
6.根据权利要求1～4中的任一项所述的光纤缆线，其中，
所述多个光纤单元中的至少一部分具备捆扎件，所述捆扎件将所述夹设物和所述多条光纤捆扎起来。
7.一种光纤缆线，其中，具备：
芯部，其是利用加压卷绕部将分别具有多条光纤的多个光纤单元与沿着所述光纤单元所延伸的长边方向延伸的纤维状的夹设物包起而构成的；
护套，其将所述芯部收纳于内部；以及
一对抗拉体，它们以隔着所述芯部的方式埋设于所述护套，
在横剖视时，将所述多条光纤的截面积的合计值设为Sf，将所述夹设物的截面积的合计值设为Sb，将所述护套的内部空间的截面积设为Sc，将所述加压卷绕部的截面积设为Sw时，满足：
0.16≤Sb/Sf≤0.25且0.10≤Sb/(Sc-Sw)≤0.15，
在横剖视时，所述夹设物被所述多个光纤单元夹住，
所述多个光纤单元中的至少一部分具备捆扎件，所述捆扎件将所述夹设物和所述多条光纤捆扎起来。
8.根据权利要求7所述的光纤缆线，其中，
所述夹设物的弹性模量为500N/mm2以上且2000N/mm2以下。
9.根据权利要求7或8所述的光纤缆线，其中，
所述夹设物的热收缩率为5％以下。
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