CN115933090A - 光纤电缆 - Google Patents

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Abstract

光纤电缆具备：护套；以及芯，其容纳在所述护套内并具有间断粘接型带芯线，该间断粘接型带芯线包含多个光纤以及将多个光纤在长边方向上间断地粘接的多个粘接部。在所述护套的外周面上形成有沿周向交替配置的凹部和凸部，所述凹部具有与相邻的两个所述凸部的径向内端分别连接的两个连接部和位于两个所述连接部之间的底面。

Description

光纤电缆
本申请是申请日为2019年10月9日，申请号为201980047433.3，发明名称为光纤电缆的分案申请。要求日本在先申请JP2018-192706的优先权，优先权日为2018年10月11日。
技术领域
本发明涉及光纤电缆。
本申请基于2018年10月11日在日本提出的专利申请2018-192706号而主张其优先权，并将该内容引用至本申请。
背景技术
以往，已知专利文献1所示的光纤电缆。该光纤电缆具备护套和容纳在护套内的多个光纤。在护套的外周面上形成有沿周向交替配置的凹部和凸部。专利文献1中的多个光纤以相互扭绞的状态容纳在管内。或者，多个光纤被UV硬化型树脂一并包覆而成为带芯线。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：美国专利第6963686号说明书
发明内容
(一)要解决的技术问题
在专利文献1的光纤电缆中，凹部为V字状的槽。因此，例如在对凸部施加周向的力时，应力容易集中于槽的内端部，在护套上容易产生龟裂。
此外，在将多个光纤仅绞合并容纳在管内的结构中，光纤电缆的刚性不足，认定在压送特性方面存在弊端。另一方面，在用树脂将多个光纤一并包覆的结构中，能够获得光纤电缆的刚性。但是，若用树脂将光纤一并包覆，则芯会变大，在电缆的细径化方面存在弊端，并且作用于光纤的应变也会变大，在传输损耗方面也存在弊端。
本发明是考虑到这样的情况而完成的，其目的在于提供一种提高护套的强度，并且在压送特性、细径化以及传输损耗方面有利的光纤电缆。
(二)技术方案
为了解决上述课题，本发明的第一方式涉及的光纤电缆具备：护套；以及芯，其容纳在上述护套内并具有间断粘接型带芯线，该间断粘接型带芯线包含多个光纤以及将上述多个光纤在长边方向上间断地粘接的多个粘接部，在上述护套的外周面上形成有沿周向交替配置的凹部和凸部，上述凹部具有与相邻的两个上述凸部的径向内端分别连接的两个连接部和位于两个上述连接部之间的底面。
(三)发明效果
根据本发明的上述方式，能够提供一种提高护套的强度，并且在压送特性、细径化以及传输损耗方面有利的光纤电缆。
附图说明
图1A是本实施方式的光纤电缆的横剖视图。
图1B是图1A的I部的放大图。
图2是间断粘接型带芯线的概要图。
图3是表示空气压送的方法的概要图。
图4是用于空气压送试验的轨道的概要图。
图5是进行了变形的光纤电缆的横剖视图。
图6是凹部截面积的说明图。
图7A是说明凸部和抗张力体呈直线状延伸的情况的图。
图7B是说明凸部和抗张力体呈螺旋状扭转的情况的图。
图8是说明凸部和抗张力体的螺旋状的扭转对光纤电缆的弯曲刚性的影响的图表。
图9是说明作为图8的横轴的测量角度X的图。
图10是在一个凸部的内侧配置有多个抗张力体的光纤电缆的横剖视图。
图11是说明凸部和抗张力体的SZ状的扭转对光纤电缆的弯曲刚性的影响的图表。
图12A是在凸部的顶部配置有低摩擦材料的光纤电缆的横剖视图。
图12B是在护套的整个表面上配置有低摩擦材料的层的光纤电缆的横剖视图。
图12C是由低摩擦材料形成凸部的光纤电缆的横剖视图。
图13A是在一部分凸部的内侧配置撕裂绳，并且在其他凸部的内侧配置抗张力体的光纤电缆的横剖视图。
图13B是使在内侧埋设有撕裂绳的凸部比其他凸部更大地突出的光纤电缆的横剖视图。
图13C是使在内侧埋设有撕裂绳的凸部的宽度比其他凸部更小的光纤电缆的横剖视图。
图13D是等间隔地配置抗张力体，并且在周向上在抗张力体彼此之间配置有撕裂绳的光纤电缆的横剖视图。
图14A是本实施方式的变形例的光纤电缆的横剖视图。
图14B是本实施方式的其他变形例的光纤电缆的横剖视图。
具体实施方式
以下，基于附图对本实施方式的光纤电缆进行说明。
如图1A所示，光纤电缆1具备护套10、容纳在护套10内的芯20、以及埋设于护套10的多个抗张力体30。
芯20具有多个光纤单元21和包裹这些光纤单元21的压套22。光纤单元21分别具有多个光纤21a和捆扎这些光纤21a的捆扎件21b。
(方向定义)
在本实施方式中，将光纤电缆1的中心轴线称为中心轴线O。此外，将光纤电缆1的长边方向(光纤21a的长边方向)简称为长边方向。将与长边方向正交的截面称为横截面。在以横截面观察(图1A)下，将与中心轴线O交叉的方向称为径向，将绕中心轴线O旋转的方向称为周向。
另外，在以横截面观察下，当光纤电缆1是非圆形时，中心轴线O位于光纤电缆1的重心。
如图2所示，本实施方式的光纤单元21是所谓的间断粘接型带芯线。即，光纤单元21具有多个光纤21a和将相邻的光纤21a彼此粘接的多个粘接部21c。在间断粘接型带芯线中，若将多个光纤21a沿与长边方向正交的方向拉伸，则呈网眼状(蜘蛛网状)扩展。详细地说，某一个光纤21a通过粘接部21c在长边方向上不同的位置处分别粘接于其两侧相邻的光纤21a上。并且，相邻的光纤21a彼此在长边方向上隔开一定的间隔，通过粘接部21c相互粘接。
作为粘接部21c，能够使用热硬化型树脂或UV硬化型树脂等。
多个光纤单元21以中心轴线O为中心相互绞合。绞合的方式可以是螺旋状，也可以是SZ状。
压套22包裹多个光纤单元21，且形成为圆筒状。压套22的周向的两端部(第一端部及第二端部)相互重叠，形成重叠部(日语：ラップ部)22a。在压套22中，将除重叠部22a以外的部分称为非重叠部22b。非重叠部22b位于形成重叠部22a的第一端部和第二端部之间。
作为压套22的材质，能够使用无纺布或塑料制的带部件等。在由塑料形成压套22的情况下，作为材质，能够使用聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酯等。此外，作为压套22，也可以使用对上述的无纺布或带部件赋予了吸水性的吸水带。在这种情况下，能够提高光纤电缆1的防水性能。在使用塑料制的带部件作为压套22的情况下，也可以通过在该带部件的表面涂布吸水粉末而赋予吸水性。
多个抗张力体30沿周向隔开等间隔而埋设在护套10内。另外，埋设多个抗张力体30的间隔也可以不是等间隔。抗张力体30的数量能够适当变更。作为抗张力体30的材质，能够使用例如金属线(钢丝等)、抗张力纤维(芳族聚酰胺纤维等)以及FRP(Fiber ReinforcedPlastics，纤维增强塑料)等。作为FRP的具体例子，能够利用使用了凯拉纤维的KFRP、使用了PBO(聚对苯撑苯并二噁唑：poly-paraphenylenebenzobisoxazole)的PBO-FRP。
另外，除了抗张力体30之外，例如也可以将撕裂绳等埋设在护套10内。
护套10形成为以中心轴线O为中心的圆筒状。作为护套10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-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、乙烯-丙烯共聚物(EP)等聚烯烃(PO)树脂、聚氯乙烯(PVC)等。
在护套10的外周面形成有多个凹部12和凸部11。凹部12和凸部11沿周向交替配置。这样，在护套10的外周面形成有凹凸形状。凹部12和凸部11沿长边方向延伸。
凸部11在周向上配置在与抗张力体30相同的位置。换言之，在以横截面观察下，凸部11位于从中心轴线O朝向抗张力体30的中心延伸的直线上。凹部12在周向上配置在与抗张力体30不同的位置。换言之，在以横截面观察下，凹部12不位于从中心轴线O朝向抗张力体30的中心延伸的直线上。
凹部12具有两个连接部12a和底面12b。连接部12a与在周向上相邻的凸部11的径向内端连接。底面12b位于两个连接部12a彼此之间。如图1B所示，连接部12a形成为朝向径向内侧凸出的曲面状。
底面12b是以中心轴线O为中心的曲面，在以横截面观察下，是以中心轴线O为中心的圆弧状。但是，底面12b的形状不限于以中心轴线O为中心的曲面。例如底面12b也可以是将两个连接部12a以直线状连结的形状。
如上所述，凹部12具有两个连接部12a和位于这些连接部12a之间的底面12b，由此，即使周向上的力作用于凸部11，应力也难以集中于凹部12。因此，抑制了在凹部12产生龟裂等，提高了护套10的强度。
此外，本实施方式的芯20具有间断粘接型带芯线(光纤单元21)，该间断粘接型带芯线包含多个光纤21a以及将多个光纤21a在长边方向上间断地粘接的多个粘接部21c。由此，与将未粘接的多个光纤仅绞合的情况相比，可确保光纤电缆1的刚性，为有利于耐屈曲性、压送特性的结构。进一步地，与用树脂将多个光纤一并包覆的情况相比，还能够实现光纤电缆1的细径化，也能够抑制传输损耗的增加。
进一步地，连接部12a形成为朝向径向内侧凸出的曲面状。由此，能够更可靠地抑制应力集中于连接部12a，并能够进一步提高护套10的强度。
此外，由于压套22具有重叠部22a，因此能够抑制压套22内侧的结构部件与护套10接触。由此，能够抑制在对护套10进行挤出成型时，光纤21a进入软化后的护套10内而使光纤21a的余长率变得不稳定。此外，还能够抑制光纤21a被夹在压套22与护套10之间而使传输损耗增大。
另外，凸部11的外周面的曲率半径也可以小于护套10的半径(光纤电缆1的半径)。根据该结构，凸部11与微型管道(详细后述)的接触面积变得更小。因此，能够提高使光纤电缆1插通于微型管道内时的作业性。另外，在本实施方式中，“护套10的半径”是指凸部11的外周面和中心轴线O之间的距离的最大值。在上述最大值根据每个凸部11而不同的情况下，将各最大值的平均值设为“护套10的半径”。
接着，对本实施方式的光纤电缆1的具体的实施例进行说明。另外，本发明不限于以下的实施例。
(最大压缩应力)
在本实施例中，如图3所示，对通过空气压送将光纤电缆插通于微型管道D内时的作业性进行了研究。所谓的微型管道D是指预先设置在地下等的管。在空气压送中，在微型管道D的端部安装密封件S，将光纤电缆穿过密封件S的开口部而导入微型管道D内。此外，在密封件S连接泵P，使空气从密封件S流入微型管道D内。由此，能够在光纤电缆和微型管道D之间形成空气层，从而降低摩擦。
在此，在铺设光纤电缆时，有时将光纤电缆向微型管道D内插通例如2000m以上的长距离。在以这样的长距离将光纤电缆插通到微型管道D内时，需要从光纤电缆的长边方向的上游侧(-X侧)向下游侧(+X侧)高效地传递力。
本申请发明人进行了深入研究，结果发现，为了使力从光纤电缆的上游侧向下游侧适当地传递，优选使光纤电缆的压缩强度(最大压缩应力)在规定的范围内。
以下，准备压缩强度不同的多个光纤电缆(试验例1-1～1-7)，使用表1对确认空气压送的作业性的结果进行说明。另外，试验例1-8是松套管类型的光纤电缆。试验例1-8的详细情况将在下文叙述。
表1
Figure BDA0004058884600000071
Figure BDA0004058884600000081
在表1所示的“空气压送试验”栏中示出了各光纤电缆的空气压送试验的结果。更详细而言，在微型管道D内空气压送各光纤电缆，在能够压送2000m的情况下设为结果良好(OK)，在不能压送2000m的情况下设为结果不充分(NG)。
另外，在空气压送试验中使用的微型管道D为图4所示的8字形状。弯曲部的内侧的宽度为18.33m，图4所示的8字形状的1周的长度为125m。虽然省略图示，但是通过使该8字形状连续16次，构成了总长2000m的轨道(省略图示)。泵P(参照图3)配置在8字形状的大致直线的部分，在图4的箭头F所示的方向上，向微型管道D内空气压送光纤电缆。
表1的“压缩强度”是指，对于各试验例，用压缩试验机压缩表1的“样品长度L’(mm)”的长度的样品并测量最大压缩负荷(N)，用该最大压缩负荷除以“截面积a(mm2)”而得出的值。另外，压缩强度的计算按照JIS K7118：2011进行。
更详细而言，作为压缩试验机，使用了通用的万能材料试验机。将各样品的两端嵌入金属制的筒中，并将其安装在压缩试验机上。也就是说，作为压缩试验时的边界条件，固定支承样品的两端。使各样品在长边方向上以1mm/min的速度压缩。然后，将各样品即将屈曲的压缩负荷作为“最大压缩负荷”而测量。
另外，各样本的样本长度L’设定为使d/L’的值恒定(0.8)。
如表1所示，在压缩强度为11.6N/mm2以下的试验例(1-1、1-2)中，压送试验结果为不充分。这是因为，光纤电缆的压缩强度不充分，在微型管道D内行进的途中产生了光纤电缆的屈曲。若光纤电缆在微型管道D内屈曲，则从光纤电缆的上游侧向下游侧传递的力在屈曲的部分转换成光纤电缆被压向微型管道D的内面的力。其结果，力难以向光纤电缆的下游侧的端部传递，光纤电缆的行进停止。其结果，认为不能进行2000m的压送。
与此相对，对于压缩强度为12.8N/mm2以上的试验例(1-3～1-7)，能够得到良好的压送试验结果。这是因为，压缩强度、即相对于沿着光纤电缆的中心轴线O的方向(长边方向)上的力的变形的难易度为规定量以上，因此抑制了微型管道D内的光纤电缆的屈曲。因此，通过抑制光纤电缆的屈曲，力可靠地传递到光纤电缆的下游侧的端部，认为能够进行2000m压送。
根据以上结果，光纤电缆的压缩强度优选为12.8N/mm2以上。根据该结构，能够抑制微型管道D内的光纤电缆的屈曲，提高光纤电缆的设置作业性。
此外，如表1的试验例1-8所示，即使对于压缩强度为32.4N/mm2的光纤电缆，压送试验结果也为良好。因此，可认为通过将压缩强度设为32.4N/mm2以下，能够得到良好的压送试验结果。
根据以上内容，光纤电缆的压缩强度优选为12.8N/mm2以上且32.4N/mm2以下。
(重叠率)
如图1A所示，在本实施方式的压套22形成有重叠部22a。本申请发明人进行了研究，得知若重叠部22a的周长相对于压套22的全周长度的比例大，则如图5所示，光纤电缆容易变形为大致椭圆形。更详细而言，容易成为重叠部22a延伸的方向为长轴那样的椭圆形状。若产生这样的变形，则存在以下情况：密封部S的开口部(参照图3)的密封性降低。此外，也存在以下情况：位于椭圆形状的长轴上的凸部11被强力地按压在微型管道D的内周面上，从而摩擦增大。
也就是说，可知，压套22的全周长度中的重叠部22a的比例对空气压送光纤电缆时的作业性产生影响。
因此，以下说明对优选的重叠部22a的比例进行研究得出的结果。
如图1A所示，将以横截面观察下的重叠部22a的周长设为W1。此外，非重叠部22b的周长为W2(未图示)。此时，重叠率R由以下公式(1)定义。
R＝W1÷(W1+W2)×100…(1)
重叠率R表示重叠部22a的周长相对于压套22的全周长度的比例。
在本实施例中，如表2所示，准备重叠率R不同的多个光纤电缆(试验例2-1～2-6)。
在表2的“传输损耗”一栏中，示出了各光纤电缆的传输损耗的测量结果。更详细而言，在波长1550nm下，在传输损耗为0.30dB/km以下的情况下设为结果良好(OK)，在传输损耗大于0.30dB/km的情况下设为结果不充分(NG)。
表2的“空气压送试验”栏的意义与表1相同。
表2
试验例 2-1 2-2 2-3 2-4 2-5 2-6
重叠率R 27％ 20％ 13％ 9％ 5％ 3％
传输损耗 OK OK OK OK OK NG
空气压送试验 NG OK OK OK OK OK
如表2所示，对于重叠率R为5％以上的试验例(2-1～2-5)，传输损耗的结果为良好。与此相对，对于重叠率R为3％的试验例(2-6)，传输损耗的结果为不充分。其原因认为是，在重叠率R过小的情况下，光纤从重叠部22a向压套22的外侧露出，对光纤施加了局部的弯曲，传输损耗增大。
此外，对于重叠率R为20％以下的试验例(2-2～2-6)，空气压送试验的结果为良好。与此相对，对于重叠率R为27％的试验例(2-1)，空气压送试验的结果为不充分。其原因在于，由于重叠率R过大，如前所述地，光纤电缆变形为椭圆形状，从而进行空气压送时的作业性降低。
根据以上的结果，重叠率R优选为5％以上且20％以下。通过该结构，能够抑制因对光纤施加局部的弯曲而导致的传输损耗的增大，并且能够提高空气压送的作业性。
(凹部的截面积)
在通过空气压送将光纤电缆插通到微型管道D内时，空气的至少一部分以凹部12为流路而流动。并且，在凹部12中流动的空气的一部分流入凸部11和微型管道D之间，在两者之间形成空气层，从而能够降低摩擦。在此，根据本申请发明人研究的结果可知，为了适当地形成上述空气层，优选将作为空气的流路的凹部12的截面积设定在规定的范围内。以下说明研究的结果。
在本实施例中，准备了图6所示的凹部截面积A不同的多个光纤电缆(试验例3-1～3-6)。凹部截面积A是在以横截面观察下，在画出与各凸部11的径向外端相切的闭曲线L时，由闭曲线L和全部的凹部12所限定的空间的截面积。换言之，凹部截面积A是本实施例的光纤电缆的截面积相对于以闭曲线L为外周面的假想的光纤电缆的截面积的差。
另外，闭曲线L通常是以中心轴线O为中心的圆形。但是，由于光纤电缆的变形，闭曲线L也有成为椭圆形状的情况。
表3
试验例 3-1 3-2 3-3 3-4 3-5 3-6
凹部截面积A(mm2) 5.2 4.8 3.4 2.8 1.3 0.0
空气压送试验 NG OK OK OK OK NG
如表3所示，对于凹部截面积A为5.2mm2的试验例(3-1)，空气压送试验的结果为不充分。其原因在于，凹部截面积A过大，密封件S与光纤电缆之间的密封性降低，并且容易产生来自微型管道D内的空气的逆流。若从微型管道D内逆流的空气的量大，则介于微型管道D的内面和光纤电缆之间的空气变少，摩擦增大。认为由于该摩擦，力难以从光纤电缆的上游侧向下游侧传递，并且光纤电缆的行进停止。
与此相对，对于凹部截面积A为1.3mm2以上且4.8mm2以下的试验例(3-2～3-5)，空气压送试验的结果为良好。这是因为，凹部截面积A足够小，密封件S与光纤电缆之间的密封性良好，来自微型管道D内的空气的逆流得到抑制。即，认为通过在微型管道D的内面和光纤电缆之间存在足够的空气，从而摩擦降低，能够从光纤电缆的上游侧向下游侧传递力。
此外，对于试验例3-6，由于在护套10上没有形成凹凸形状，因此微型管道D的内面与光纤电缆的摩擦较大，导致光纤电缆的行进停止。
根据以上的结果，凹部截面积A优选在1.3mm2以上且4.8mm2以下的范围内。通过该结构，能够确保密封件S与光纤电缆的密封性，提高空气压送的作业性。
(护套的扭转形状)
凹部12为空气压送光纤电缆时的空气的流路。在此，例如在凹部12沿长边方向呈直线状延伸的情况(参照图7A)和沿长边方向呈螺旋状扭转的情况(参照图7B)下，空气的流动状态发生变化。并且，认为空气的流动状态的不同会影响空气压送光纤电缆时的作业性。
因此，使用表4对研究护套10的扭转形状与空气压送的作业性的关系的结果进行说明。在此，准备了扭转角度θ不同的多个光纤电缆(试验例4-1～4-5)。所谓的扭转角度θ，是指长边方向每1m的护套10(凸部11)绕中心轴线O的扭转量。例如在θ＝90(°/m)的情况下，若比较沿长边方向相隔1m的部分彼此，则意味着凸部11的位置绕中心轴线O相差90°。另外，在试验例4-2～4-5中，抗张力体30以与凸部11相同的扭转角度θ绕中心轴线O扭转。因此，试验例4-2～4-5的光纤电缆在长边方向的任意位置处其横截面的形状都大致相同。
表4
试验例 4-1 4-2 4-3 4-4 4-5
扭转角度(°/m) 0 5 10 120 180
空气压送试验 NG NG OK OK OK
如表4所示，对于扭转角度为10≤θ(°/m)≤180的试验例(4-3～4-5)，空气压送试验的结果为良好。认为这是由于能够将在凹部12内流动的空气的压力有效地转换为使光纤电缆向下游侧推进的推力。即，在凹部12内流动的空气对凸部11的侧面施加垂直方向的压力。因此，θ的值越大，凸部11的侧面相对于长边方向越倾斜，空气的压力越被转换为长边方向的力。
与此相对，在扭转角度θ为5°/m以下的试验例(4-1、4-2)中，空气压送试验的结果为不充分。认为这是由于不能将在凹部12内流动的空气的压力有效地用于光纤电缆的推力。
根据以上情况，护套10的扭转角度优选为10≤θ(°/m)≤180。通过该结构，能够将在凹部12内流动的空气的压力有效地转换为使光纤电缆向下游侧推进的力，能够提高空气压送的作业性。
另外，在成型护套10时，也可以积极地在护套10上设置扭转形状，以使10≤θ(°/m)≤180。或者，也可以利用被绞合成螺旋状的光纤单元21想要退扭的力对护套10施加扭转。
接着，对研究护套10以及抗张力体30的扭转形状对于光纤电缆的弯曲刚性的影响的结果进行说明。在本实施例中，准备了试验例5-1、5-2(参照图8)的两个光纤电缆。试验例5-1的光纤电缆是与试验例4-1相同的光纤电缆，如图7A所示，护套10和抗张力体30无扭转。试验例5-2的光纤电缆如图7B所示，护套10和抗张力体30呈螺旋状扭转，长边方向上的螺距为700mm。试验例5-1、5-2都采用了将多个光纤单元21绞合成SZ状的芯20。在试验例5-1、5-2中，凸部11和抗张力体30的数量均为12个。
图8是对于试验例5-1、5-2的光纤电缆，表示每个测量角度X的弯曲刚性值的图表。如图9所示，测量角度X是指在测量弯曲刚性时施加力的角度。在本实施例中，对12个凸部11和12个凹部12的各中心部施加力，因此测量角度X为每15°(＝360°÷24)。
如图8所示，试验例5-1的光纤电缆的每个测量角度X的弯曲刚性值的偏差大。另一方面，试验例5-2的光纤电缆的每个测量角度X的弯曲刚性值的偏差比试验例5-1小。该差异取决于抗张力体30是否呈螺旋状扭转配置。可以认为，试验例5-2中，抗张力体30配置成螺旋状，因此弯曲刚性在周向上被均匀化。
如以上说明那样，在护套10的凸部11的内侧埋设抗张力体30，并且将凸部11和抗张力体30设为扭转成以中心轴线O为中心的螺旋状的形状，从而能够使光纤电缆的弯曲刚性在周向上均匀化。由此，能够提供更容易处理、且更容易在微型管道内铺设的光纤电缆。
(抗张力体的材质)
接着，使用表5、表6对研究抗张力体30的材质的结果进行说明。表5所示的试验例6-1～6-3是具有288根光纤的光纤电缆。表6所示的试验例7-1、7-2是具有144根光纤的光纤电缆。
表5
Figure BDA0004058884600000141
表6
Figure BDA0004058884600000142
Figure BDA0004058884600000151
在表5、表6中，“TM材质”、“拉伸弹性系数”、“TM直径”、“TM截面积”分别表示抗张力体30的材质、拉伸弹性系数、直径、截面积。“TM根数”表示该试验例具有的抗张力体30的数量。另外，在各试验例的护套10的表面设置与抗张力体30相同数量的凸部11，在各凸部11的内侧配置了抗张力体30。
表5所示的“耐张力指数”是通过以试验例6-1为基准的比率表示对试验例6-1～6-3的光纤电缆施加长边方向的拉伸力而达到规定的伸长率α(％)时的拉伸力。例如试验例6-2的耐张力指数为1.25，因此需要相对于试验例6-1为1.25倍的拉伸力使伸长率达到α。除了以试验例7-1的拉伸力为基准之外，表6所示的耐张力指数与表5的耐张力指数相同。
另外，伸长率α在光纤电缆与拉伸力成比例地伸长的范围内设定。因此，试验例6-2、6-3、7-2的耐张力指数不受伸长率α的值左右。
表5所示的“外径比”表示试验例6-2、6-3的光纤电缆的外径相对于试验例6-1的光纤电缆的外径的大小。例如，试验例6-2的光纤电缆的外径是试验例6-1的光纤电缆的外径的0.94倍。表6的“外径比”也同样，表示试验例7-2的光纤电缆的外径相对于试验例7-1的光纤电缆的外径的大小。另外，各试验例的护套10被设计成最小的厚度相同，因此抗张力体30的直径越小，外径比就越小。
如表5所示，试验例6-2、6-3的耐张力指数分别为1.25、1.20，与试验例6-1相比，难以沿长边方向延伸，能够有效地保护光纤不受张力影响。进一步地，试验例6-2、6-3的TM直径分别为0.25mm、0.30mm，比试验例6-1小很多。由此，试验例6-2、6-3的光纤电缆的外径比试验例6-1小。
如表6所示，对于具有144根光纤的试验例7-1、7-2，也得到了与表5同样的结果。
如上所述，通过使用拉伸弹性系数大的PBO-FRP作为抗张力体30的材质，能够提供相对于长边方向的张力难以延伸且外径小的光纤电缆。
(相对于凸部的抗张力体的数量)
配置在凸部11的内侧的抗张力体30的数量能够适当变更。例如也可以采用具有图10所示的横截面形状的光纤电缆。在以横截面观察下，图10所示的光纤电缆在一个凸部11的内侧埋设有两个抗张力体30。这样，也可以将两个以上的抗张力体30配置在一个凸部11的内侧。
(设定扭绞角度)
接着，使用表7对将多个光纤单元21绞合成SZ状获得的效果进行说明。
表7
Figure BDA0004058884600000161
试验例9-1～9-4的光纤电缆具有如图1A所示的横截面形状。凸部11和抗张力体30的数量为12。作为光纤单元21，使用了间断粘接型带芯线。表7的“设定角度”表示将多个光纤单元21以SZ状绞合时的设定上的角度。例如在设定角度为±350°的情况下，在将芯20容纳在护套10内时，反复进行使光纤单元21的束沿CW方向旋转350°后沿CCW方向旋转350°的动作。由此，光纤单元21的束以绞合成SZ状的状态容纳在护套10内。
当将光纤单元21的束绞合成SZ状时，光纤单元21的束想要退扭成绞合前的形状。在退扭发生之前，利用压套22和护套10包裹光纤单元21的束，从而在光纤电缆的内部保持光纤单元21的束绞合成SZ状的状态。
在此，在光纤电缆的内部，护套10经由压套22受到光纤单元21想要退扭的力。护套10由于该力而变形，因此在护套10的表面也出现SZ状的扭转。在这种情况下，埋设在护套10中的抗张力体30也以SZ状扭转。将由此出现在护套10的表面的SZ状的扭转的角度表示为表7的“护套的扭转角度”。对于试验例9-1的光纤电缆，由于未将光纤单元21以SZ状绞合，因此在护套10的表面未出现SZ状的扭转。另一方面，对于试验例9-2～9-4的光纤电缆，由于将光纤单元21绞合成SZ状，因此在护套10的表面也出现了SZ状的扭转。
设定角度越大，光纤单元21想要退扭的力也越大。因此，如表7所示，设定角度越大，“护套的扭转角度”也越大。
在表7所示的“空气压送试验”的栏中，表示对于试验例9-1～9-4的光纤电缆所进行的空气压送试验的结果。空气压送试验的详情与表1中的内容相同。例如在试验例9-1中，在空气压送试验中能够压送1500m，但是难以进一步压送。与此相对，在试验例9-2～9-4中，在空气压送试验中能够进行2000m以上的空气压送。此外，表7的“传输损耗”的详情与表2中的内容相同。
如表7所示，试验例9-2～9-4的光纤单元在空气压送试验中得到了比试验例9-1更良好的结果。这是因为，通过凸部11和凹部12以SZ状扭转，能够将在凹部12内流动的空气的压力有效地转换为使光纤电缆向下游侧推进的推力。即，在凹部12内流动的空气对凸部11的侧面施加垂直方向的压力。因此，认为与护套10未扭转的试验例9-1相比，空气的压力被转换为长边方向的力，空气压送试验的结果变得良好。而且，在试验例9-2～9-4中，通过对护套10施加SZ状的扭转，从而埋设在护套10中的抗张力体30也以SZ状扭转，光纤电缆的弯曲刚性在周向上均匀化。这一点也认为是使空气压送试验的结果变得良好的主要原因。
试验例9-1、9-2的光纤电缆的每个测量角度X的弯曲刚性值如图11所示。另外，弯曲刚性值的测量方法与试验例5-1、5-2相同。根据图11可知，与试验例9-1的光纤电缆相比，试验例9-2的光纤电缆的每个测量角度X的弯曲刚性值的偏差较小。
根据以上内容，通过将多个光纤单元21以SZ状绞合，利用想要退扭的力对护套10施加SZ状的扭转，从而能够提供使弯曲刚性在周向上均匀化，更适于空气压送的光纤电缆。另外，在本实施例中，将光纤单元21绞合成SZ状。但是，在将多个光纤21a不单元化而绞合成SZ状的情况下，也能够得到同样的结果。也就是说，只要通过将多个光纤21a以SZ状绞合而对护套10施加SZ状的扭转，就能够得到上述的作用效果。
此外，如表7所示，对于试验例9-2、9-3、9-4，可知除了空气压送试验，传送损耗也良好。因此，通过以使护套10的扭转角度成为±30°～±70°的方式设定光纤单元21的SZ扭绞的角度，能够提供传输损耗特性也良好的光纤电缆。
(低摩擦材料)
在对光纤电缆进行空气压送时，护套10与微型管道D(参照图3)接触，因此护套10优选由摩擦系数低的材质(以下称为低摩擦材料)形成。另一方面，若用低摩擦材料形成整个护套10，则认为不能确保护套10的强度，或导致成本的增大。因此，研究了用低摩擦材料形成护套10中的与微型管道接触的部分。以下，使用表8进行说明。
表8
Figure BDA0004058884600000181
Figure BDA0004058884600000191
如表8所示，准备了试验例10-1～10-8的光纤电缆。在试验例10-1、10-2的光纤电缆中，由单一的基材B(平均动摩擦系数为0.27)形成护套10。如图12A所示，在试验例10-3、10-4的光纤电缆中，由低摩擦材料M(平均动摩擦系数为0.20)形成凸部11的顶部，由上述的基材B形成护套10的剩余部分。也就是说，低摩擦材料M是摩擦系数比基材B小的材质。另外，平均动摩擦系数是依据JISK7125而测量的。
如图12B所示，在试验例10-5、10-6的光纤电缆中，在由基材B形成的护套10的整个表面上设置了低摩擦材料M的层。如图12C所示，在试验例10-7、10-8的光纤电缆中，在圆筒状的基材B的外周面用低摩擦材料M形成有凸部11和凹部12。
试验例10-3～10-8的光纤电缆的共同点在于，护套10由基材B和低摩擦材料M形成，低摩擦材料M至少配置在凸部11的顶部。另外，在本说明书中，凸部11的“顶部”是指以朝向径向外侧凸出的方式弯曲的部分。
对试验例10-1～10-8的光纤电缆进行了空气压送试验。压送光纤电缆的速度(压送速度)在试验开始时刻约为60m/min。对于试验例10-1～10-8的任一个，压送速度均随着压送距离的推进而降低。对于试验例10-1，在压送距离为2000m的时刻，压送速度几乎为零。另一方面，在试验例10-2～10-8中，在压送距离为2000m的时刻，压送速度为30m/min以上，确认了能够充分地进行2000m以上的压送。因此，试验例10-2～10-8的光纤电缆得到了比试验例10-1更良好的结果。在试验例10-2和试验例10-1中，虽然横截面形状相同，但是试验例10-1的外径大，与微型管道的接触面积大，因此认为摩擦变大，与试验例10-2相比，空气压送性降低。与此相对，在试验例10-3、10-5、10-7中，通过用低摩擦材料M形成与微型管道接触的部分来降低摩擦，即使是外径为12mm以上的光纤电缆也能够使空气压送性良好。
如以上说明地，通过将低摩擦材料M至少配置在凸部11的顶部，能够提供空气压送性良好的光纤电缆。此外，通过由基材B和低摩擦材料M形成护套10，与整体由低摩擦材料M形成的情况相比，能够实现护套10的强度的提高、成本的抑制。
但是，鉴于光纤电缆1所要求的空气压送性和成本，也可以由低摩擦材料M形成整个护套10。
(撕裂绳)
在光纤电缆的连接作业或解体作业中，需要从护套10的内侧取出芯20。作为用于使取出芯20的作业变得容易的撕裂绳的配置，提出图13A～图13C的构造。
在图13A所示的光纤电缆1中，与图1A相比，一部分抗张力体30置换为撕裂绳40。更详细而言，两根撕裂绳40埋设在护套10的凸部11的内侧，并且以将芯20夹在中间的方式配置。
作为撕裂绳40，能够使用将PP(聚丙烯)或聚酯等纤维绞合而成的线(纱线)。抗张力体30具有保护光纤21a不受张力影响的作用，而撕裂绳40具有撕开护套10的作用。因此，撕裂绳40和抗张力体30的材质不同。具体而言，抗张力体30的拉伸弹性系数大于撕裂绳40大。此外，撕裂绳40比抗张力体30更富有挠性。
如图13A所示，通过在护套10的凸部11的内侧埋设撕裂绳40，能够既防止护套10的壁厚变薄，又配置撕裂绳40。在从护套10的内侧取出芯20的情况下，切开凸部11的一部分，取出撕裂绳40，在光纤电缆的长边方向上拉伸撕裂绳40。由此，护套10被撕开，从而能够取出芯20。
如图13A所示，制作以将芯20夹在中间的方式配置有一对撕裂绳40的光纤电缆后，能够良好地进行取出芯20的作业。另外，光纤电缆具备的撕裂绳40的数量可以是一根，也可以是三根以上。
如以上说明的那样，在以横截面观察下，使撕裂绳40位于多个凸部11中的一部分凸部11的内侧，使抗张力体30位于其他凸部11的内侧，从而能够既保护光纤21a不受张力影响，又更容易地进行从光纤电缆取出芯20的作业。
另外，为了识别埋设有撕裂绳40的位置，也可以在埋设有撕裂绳40的凸部11上设置标记部(着色等)。或者，如图13B、13C、13D所示，也可以使内侧埋设有撕裂绳40的凸部11的形状与其他凸部11的形状不同。在图13B的例子中，内侧埋设有撕裂绳40的凸部11比其他的凸部11向径向外侧大幅突出。在图13C的例子中，内侧埋设有撕裂绳40的凸部11的周向的宽度比其他的凸部11小。
在图13D的例子中，撕裂绳40配置成与芯20接触。此外，抗张力体30在周向上等间隔地配置，撕裂绳40在周向上位于相邻的抗张力体30彼此之间。并且，将撕裂绳40夹在中间的两个抗张力体30位于一个凸部11的内侧。
通过采用图13B、图13C、图13D这样的方式，能够从光纤电缆的外部容易地掌握撕裂绳40的位置。
另外，本发明的技术范围不限于上述实施方式，在不脱离本发明主旨的范围内能够添加各种变更。
例如，如图14A所示，凹部12的内面也可以是朝向径向内侧凸出的曲面。
此外，如图14B所示，凸部11和抗张力体30的数量也可以不一致。此外，如图14B所示，抗张力体30也可以配置在与护套10的外周面相比更靠近内周面的位置。
此外，在不脱离本发明的主旨的范围内，能够适当地将上述实施方式中的结构要素置换成公知的构成要素，此外，也可以适当地组合上述实施方式或变形例。
附图标记说明
1-光纤电缆；10-护套；11-凸部；12-凹部；12a-连接部；12b-底面；20-芯；21-光纤单元(间断粘接型带芯线)；21a-光纤；21c-粘接部；22-压套；22a-重叠部；22b-非重叠部；30-抗张力体；40-撕裂绳；B-基材；M-低摩擦材料。

Claims (15)

1.一种光纤电缆，具备：
护套；
芯，其容纳在所述护套内并具有多个光纤；以及
埋设于所述护套的抗张力体和撕裂绳，
在所述护套的外周面上形成有沿周向交替配置的凹部和凸部，
所述凹部具有与相邻的两个所述凸部的径向内端分别连接的两个连接部和位于两个所述连接部之间的底面，
在以横截面观察下，所述撕裂绳位于多个所述凸部中的一部分所述凸部的内侧，所述抗张力体位于其他的所述凸部的内侧。
2.根据权利要求1所述的光纤电缆，其特征在于，
所述连接部形成为朝向径向内侧凸出的曲面状。
3.根据权利要求1或2所述的光纤电缆，其特征在于，
压缩强度为12.8N/mm2以上且32.4N/mm2以下。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的光纤电缆，其特征在于，
所述芯具有包裹所述多个光纤的压套。
5.根据权利要求4所述的光纤电缆，其特征在于，
所述压套具有相互重合而形成重叠部的第一端部和第二端部、以及位于所述第一端部和所述第二端部之间的非重叠部。
6.根据权利要求5所述的光纤电缆，其特征在于，
在将所述重叠部的周向的长度设为W1、将对于所述非重叠部的周向的长度设为W2时，由R＝W1÷(W1+W2)×100求出的重叠率R在5％以上且20％以下的范围内。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的光纤电缆，其特征在于，
在以横截面观察下，由与多个所述凸部的径向外端相切的闭曲线和全部的所述凹部所限定的空间的截面积即凹部截面积A在1.3mm2以上且4.8mm2以下的范围内。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的光纤电缆，其特征在于，
在沿着所述光纤电缆的长边方向，将每1m的所述护套的扭转角度设为θ(°/m)时，10≤θ≤180。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的光纤电缆，其特征在于，
所述凸部的外周面的曲率半径小于所述护套的半径。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的光纤电缆，其特征在于，
所述凸部和所述抗张力体为扭转成以所述光纤电缆的中心轴线为中心的螺旋状的形状。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的光纤电缆，其特征在于，
所述抗张力体由PBO-FRP形成。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的光纤电缆，其特征在于，
在以横截面观察下，两个以上的所述抗张力体位于所述护套的一个所述凸部的内侧。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的光纤电缆，其特征在于，
通过将所述多个光纤以SZ状绞合，对所述护套施加SZ状的扭转。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的光纤电缆，其特征在于，
所述护套由基材和摩擦系数比所述基材小的低摩擦材料形成，
所述低摩擦材料至少配置在所述凸部的顶部。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的光纤电缆，其特征在于，
所述多个光纤包含于间断粘接型带芯线，在所述间断粘接型带芯线中，所述多个光纤彼此通过多个粘接部在长边方向上间断地粘接。
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