JP2000131571A

JP2000131571A - 光ファイバケーブル

Info

Publication number: JP2000131571A
Application number: JP10306517A
Authority: JP
Inventors: Tomoyuki Yokogawa; 知行横川; Yoshiyuki Suetsugu; 義行末次; Hideyuki Iwata; 秀行岩田
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp; Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp; Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1998-10-28
Filing date: 1998-10-28
Publication date: 2000-05-12
Anticipated expiration: 2018-10-28
Also published as: US6411761B1; JP3462770B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】張力が加わったとき光ファイバ心線の端末が
ケーブル本体外被に引込まれることを防止し、接続点付
近での光ファイバ心線の移動による伝送損失の増加や光
ファイバの破断を防止する。【解決手段】光ファイバ心線１１を集合してなるコア
１２の周囲に紐１３を撚り合せ、この周囲に抗張力体１
６と一体に成形したケーブル本体外被１４を施して光フ
ァイバケーブル１０を形成する。紐１３はケーブル本体
外被１４とその一部が接着しているため光ファイバケー
ブル１０に張力が働き伸びると撚りが締まる力が働く。
この結果紐１３はコア１２を締め付け、光ファイバ心線
１１のケーブル本体外被１４内への引込みが抑止され
る。またその引込み量を光ファイバケーブル１０の伸び
が０．２％となる条件で３０ｍｍ以下とすることで、接
続点付近で光ファイバ心線１１が移動することによる伝
送損失の増加や光ファイバ心線１１の破断を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は架空配線等に用いら
れる支持線を備えた光ファイバケーブルに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の光ファイバケーブルとして支持線
部とケーブル本体部を連続的に結合した構造が知られて
いる。このような光ファイバケーブルとしては特開平１
０−１１５７５５号公報に記載されているものがある。
図４（ａ）はこの従来の光ファイバケーブルの一例の断
面図である。図中４０は光ファイバケーブル、４１は光
ファイバ心線、４２は前記光ファイバテープ心線を集合
一体化する硬質樹脂被覆、４３は４１、４２からなる光
ユニット、４４は前記光ユニット４３に密着して被覆さ
れたケーブル本体外被、４５はケーブル本体部、４６は
抗張力体、４７は抗張力体外被、４８は抗張力体４６と
抗張力体外被４７からなる支持線部、４９はケーブル本
体部４５と支持線部４８を結合する首部である。図４
（ｂ）は同光ファイバケーブルの側面図である。光ケー
ブル本体部４５は支持線部４８に対してたるみを有する
ように蛇行した状態で結合されており、布設時や強風時
に働く張力により光ファイバケーブル４０が伸ばされた
場合に光ファイバ心線４１に張力が加わりにくい様に構
成されている。この構造は、光ケーブル本体部４５のた
るみ量が支持線部４８に対して０．０５％程度までの光
ファイバケーブルの設計に適用されていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この構造により大きな
伸びが加わる環境に適用する光ファイバケーブルを構成
するためには支持線部に対してケーブル本体部により大
きなたるみを与えねばならず、ケーブル本体部が支持線
部と首部でつながりながらその表面を短ピッチで蛇行す
る構造が必要となるが、これは光伝送特性、製造性、美
観の面から好ましくない上、風を受ける面積が増加して
風圧による伸びが更に大きくなるといった問題を生じる
ため実用的には光ケーブル本体のたるみ量が支持線に対
して０．０５％程度までの光ファイバケーブルの設計に
制限されていた。

【０００４】一方、光ファイバケーブルの架空布設では
電柱の建設頻度を減らし、電柱への光ファイバケーブル
の引留め作業を軽減するため、光ファイバケーブルを引
留める電柱間隔をより広げることが望まれ、この際に負
荷されるより大きな張力に耐える光ファイバケーブルが
求められてきた。また、近年の光通信網の拡大と共に架
空に布設される光ファイバケーブルの量が増大するに連
れ、他のケーブルの配線作業時に梯子が掛けられたり、
布設環境が悪いため大きな張力を掛けて布設されたりす
る場合が増え、より大きな張力が加わった場合にも使用
できる光ファイバケーブルが必要とされてきた。

【０００５】従来の光ファイバケーブルは光ファイバ心
線に局所的な応力が加わることが無い様に光ファイバ心
線が硬質樹脂被覆内に接着しないように構成されてい
た。このため布設した光ファイバケーブルが伸ばされる
と、光ケーブル内に長手方向に自由に動ける状態で収容
された光ファイバ心線がケーブル本体外被に対して長手
方向に動いて、光ファイバ心線の端末がケーブル本体部
内に引込まれるという問題が生じていた。この場合には
光ファイバケーブルの接続を行う箇所において、接続の
ために必要な光ファイバ心線余長が引込まれてしまい接
続作業が困難になったり、接続された光ファイバ心線が
引き切られたり、また光ファイバ心線が小径に曲げられ
て損失が増加するといった問題があった。また、梯子が
けや布設作業の場合など短期的な張力が負荷された場合
には引込まれた光ファイバ心線が、張力解放後に戻ろう
とするが、移動した光ファイバ心線とその周囲の摩擦の
状態によって光ファイバ心線が局所的に固定され、戻れ
ずに座屈するといった問題があった。あるいは、このよ
うな張力変動により光ファイバ心線が光ファイバケーブ
ル内で長手方向に動いて行き、片側で引込み、他方で突
き出しが生じるといった問題があった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、光ファイバ心
線を集合してなるコアの周囲に紐を撚り合わせて中空状
のケーブル本体外被内に直線状に収容して、支持線部と
長手方向に連続的に結合されてなるケーブル本体部を含
む光ファイバケーブルであって、光ファイバ心線の周り
に撚られた紐が光ファイバケーブルに張力が働いた場合
に締まりコアの引抜き力が増加するように収容され、さ
らに紐の外側に外被が直接設けられて少なくとも一部の
紐と外被が接着していることを特徴とする光ファイバケ
ーブルである。

【０００７】また、８０ｍ長の前記光ファイバケーブル
が伸び率０．２％となるような張力が働いたときの光フ
ァイバ心線の引込み量が３０ｍｍ以下となることが望ま
しい。さらに、１０ｍ長の前記光ファイバケーブルが伸
び率０．２％となるような張力が働いた場合のコア引抜
き力が２０Ｎ以上となるようにすると良い。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の形態を説明
するための光ファイバケーブルの断面図である。図中１
０は光ファイバケーブル、１１は光ファイバ心線、１２
は光ファイバ心線１１を積層したコア、１３はコアの外
周に撚り合わされた紐、１４は紐１３の外周に被覆され
たケーブル本体外被、１５はケーブル本体部、１６は抗
張力体、１７は抗張力体外被、１８は抗張力体１６と抗
張力体外被１７からなる支持線部、１９はケーブル本体
部１５と支持線部１８を結合する首部である。また２０
は細径の鋼線である。紐１３はコア１２に巻付けられた
状態でその直上層に本体外被１４が押し出し成形される
ためその一部が部分的に溶融状態のケーブル本体外被と
接触して接着し、ケーブル本体外被１４に対して長手方
向に動かない。

【０００９】この紐１３は光ファイバケーブル１０に張
力のかからない状態では緩衝層として光ファイバ心線１
１が直接ケーブル本体外被１４と接触するのを防ぐ働き
をする。また、光ファイバケーブル１０に張力が加わら
ない状態では光ファイバ心線１１は紐１３の中で径方
向、長手方向に摺動可能に保持されており、光ファイバ
ケーブル１０が曲げられた場合には光ファイバ心線は径
方向にその位置を変えて、光ファイバ心線１１に小径の
曲下が生じるのを防ぐ。一方、光ファイバケーブル１０
に大きな張力が働く条件では紐１３はケーブル本体外被
１４に固定されているため、光ファイバケーブル１０と
一緒に伸ばされ、撚りが締まって中のコア１２を押え
る。このためコア１２と紐１３の間に働く摩擦力は大き
くなり、コア１２の本体外被１４に対する動きが制限さ
れるのである。

【００１０】光ファイバケーブル１０が伸ばされたとき
コア１２を本体外被１４から引抜くときに必要なコアの
引抜き力はコア１２がどの程度ケーブル本体部１５内で
動きやすいかで決まり、紐１３の材質とケーブル本体部
１５の内部空間への充填量、および撚りピッチにより決
まる。ここで使用できる紐１３としては、ポリプロピレ
ンヤーン、ポリエチレンヤーンなどが価格と長期間の使
用中の化学的、機械的性質の安定性の点から有用であ
る。これらのヤーンはケーブル本体外被の材料であるポ
リエチレンやポリプロピレンと類似の化学的性質を備
え、かつほぼ同等の溶融温度を有するため、ケーブル本
体外被との接着が容易である。また大きな締め付け力が
必要な場合は断面積当りのケブラーなどのポリアミド繊
維やナイロンなどを単独、あるいは前述のポリプロピレ
ンヤーンなどと混合して利用することができる。紐１３
を螺旋状にコア１２の周囲に撚り合わせたとしたときに
これらの関係を検討し、以下のように数式で表した。

【００１１】

【数１】

【００１２】上記の式においてＦは光ファイバケーブル
１０が伸ばされた状態での単位長当りのコア１２の引抜
き力、Ｆ０は単位長当りの光ファイバケーブル１０の張
力を加える前の引抜き力、μはコア１２と紐１３の摩擦
係数、ａは紐１３の層心径、ｐは緩衝性１３の紐の撚り
ピッチ、ｄは紐１３のデニール数で示した充填量、εを
光ファイバケーブル１０の伸び率である。またＫは紐１
３の材質に依存する定数である。この式から、最低２種
の試作品を製作して評価することで、未知の定数Ｋを求
めることができ、コアの引抜き力を所定の値にするため
の紐の量と撚り合わせピッチを知ることができる。

【００１３】図１により本発明の光ファイバケーブルの
具体的な構造の一例を説明する。この光ファイバケーブ
ル１０では、直径１．４ｍｍの鋼線7本を撚り合わせて
抗張力体１６とし、光ケーブル本体部１５は首部１９、
抗張力体外被１７と一体に黒色ポリエチレンにより成形
した。このとき本体外被１４は内径５ｍｍ、外径８ｍｍ
の円筒形とし、本体外被１４の支持線部１８の中心とケ
ーブル本体部１５の中心を結ぶケーブル軸上に直径０．
７２ｍｍの細径鋼線２０を2本埋め込んだ。これらの細
径鋼線２０は光ファイバケーブルを押し出し成形したと
きに、本体外被が収縮するのを防ぐ働きをする。ケーブ
ル本体部１５には幅１．１ｍｍ、厚み３．３ｍｍの光フ
ァイバ4心をテープ状に集合一体化した光ファイバ心線
１１を６枚積層したコア１２を中心にポリプロピレン製
のヤーンからなる紐１４をピッチ２５０ｍｍで撚り合わ
せ収容した。

【００１４】発明者らは、実用上発生する最大張力の検
討を行った。この種の光ファイバケーブルの張力に対す
る強度は支持線が負担し、支持線としては強度と経済性
の観点から高強度鋼線を抗張力体とするものが用いられ
る。このような高強度鋼線は０．２％以上伸ばされると
非回復性の塑性変形を生じるため、最大伸びが０．２％
以下となることが光ファイバケーブル設計上の条件であ
る。このような大きな伸びが加わる条件としては、甲種
風圧条件と呼ばれる光ファイバケーブルの着氷が生じた
状態で強風条件に置かれたときとケーブルの保守等のた
めに梯子掛けが成された場合が想定される。さらに電柱
間の距離が離れている場合に高速で光ファイバケーブル
を架渉しようとする場合にもこのような大きな張力が加
わる。このため、光ファイバケーブルの伸び率として最
大０．２％まで適合できれば十分な性能を備えるといえ
る。

【００１５】ここで、以下の検討における種々の測定方
法について説明する。まず、光ファイバ心線の引抜き力
は１０ｍ長の光ファイバケーブルを直線状に水平に置
き、光ファイバケーブルに外圧を掛けない状態で光ファ
イバ心線を積層したコアにバネバカリを繋ぎこれを介し
て全光ファイバ心線を同時に引抜く作業を行い、全長の
引抜き時に生じる最大張力として測定した。

【００１６】また光ファイバ心線１１の引込み量は両端
からそれぞれ数１０ｃｍのコアが露出した状態とした所
定長の光ファイバケーブルを水平に直線状に置き、この
状態を初期状態として、この光ファイバケーブルの支持
線に張力を加えて０．２％伸ばしたときに両端の光ファ
イバ心線の引込み量を測定し、大きな方の値を引込み量
とした。光ファイバ心線の移動はケーブル本体外被と
紐、紐と光ファイバ心線の間に摩擦が働くことから、ケ
ーブル本体部から光ファイバ心線が取り出される光ファ
イバケーブルの被覆除去部付近で大きく、中間部に近づ
くほど小さくなる。長さの異なる光ファイバケーブルに
ついて全長を０．２％伸ばし端末の光ファイバ心線の引
込み量を測定した結果、光ファイバケーブルの長さが５
０ｍまでは引込み長が徐々に増加するが、５０ｍを超え
ると引込み長はほぼ一定となることが明らかとなった。
そこで、引込み長の評価を行うには上記５０ｍより十分
大きい８０ｍの光ファイバケーブルを使用することにし
た。

【００１７】一方、実際の通信網においてどの程度まで
の光ファイバ心線の引込み量が許容されるのかは従来知
られていなかった。光ファイバケーブルの接続点にはク
ロージャと呼ばれる接続函が置かれ、この内部には光フ
ァイバ心線の接続点とこの接続作業に用いた光ファイバ
心線の余長部が収容される。この接続函は特に架空設置
の場合は風圧により接続函を指示するメッセンジャーワ
イヤに大きな力がかかるのを避けるため、最小限の大き
さに設計するのが常である。そこで接続函は収容する光
ファイバケーブルから光ファイバ心線御接続に必要な最
小限の光ファイバ心線余長を取り出すことのできる長さ
として５０ｃｍ長程度に作られる。また、余長収容部も
できるだけ小さく構成され、光ファイバ心線に伝送損失
増加と機械強度劣化が生じない最小径である直径３０ｍ
ｍのドラムに光ファイバ心線を巻き取る構造となってい
る。

【００１８】このような構造の接続函の一つとして知ら
れているＡＯクロージャを用いて、光ファイバ心線の引
込みが生じた時の１．５５μｍ帯の伝送損失の増加の状
態を調べた。図３（ａ）はこの評価方法を示す図で、通
常の接続作業手順に従って、接続函３０に光ファイバケ
ーブル１０を固定し、この光ファイバケーブル１０の接
続函３０に導入した端から取り出される光ファイバ心線
３３を接続函３０の中央の余長収容部３１内のドラム３
２に３周巻付けたうえで、端Ａにおいて光ファイバ心線
３３中の1心の光ファイバ３９を波長１．５５μｍの光
源３４に繋いだ。図中右側の光ファイバケーブル１０の
接続函３０に固定していない端から前記光ファイバ心線
３３を取り出し、同光ファイバ心線３３中の前記Ａで光
源に接続した光ファイバ３９の他端をＢにおいて受光器
３５に接続した。この光ファイバ心線３３を光ファイバ
ケーブル１０の受光器３５側で他の積層された光ファイ
バ心線と一緒に所定長だけ引き出し、接続函３０内の光
ファイバ心線３３に引込みが生じた状態を模擬した。

【００１９】この時の引込み量と伝送損失増加の測定結
果を図３（ｂ）に示す。引込み量が３０ｍｍを超えると
余長収容部周囲の光ファイバ心線のたるみが失われて光
ファイバ心線がドラム等に押し付けられて伝送損失の増
加が生じ始め、引込み長が４０ｍｍを超えると損失増加
が０．０５ｄＢを超え顕著な損失増加を示した。この結
果から光ファイバ心線の引込み量が４０ｍｍ以下である
ことが好ましく、さらに好ましくは引込み量が３０ｍｍ
以下であるのが良いことがわかった。

【００２０】逆に、光ファイバケーブル３９内にＢ端側
の光ファイバ心線３３を押込み、損失増加の発生を調べ
たところ、光ファイバ心線３３の押込み量が３０ｍｍ以
下では接続函３０内で光ファイバ心線３３がたるむこと
で押込まれた長さが吸収され、問題が生じないことがわ
かった。

【００２１】図１の実施例でポリプロピレン製ヤーンか
らなる紐１４の充填量を８０００デニールから２８００
０デニールまで変えて、コアの引抜き力の異なる光ファ
イバケーブルを４種試作した。これらの光ファイバケー
ブルに０．２％の伸びを与えた際のコアの引抜き力を前
述の方法により測定した。結果は式１の予測と良く一致
し、コアの引抜き力は紐の充填量に対し正比例の関係が
あるため、引抜き力の範囲を紐の充填量で制御すること
が可能である。

【００２２】これらの光ファイバケーブルをそれぞれ８
０ｍ用いて、前述の方法で光ファイバケーブルの伸びを
０．２％とするように張力を負荷したときの光ファイバ
心線の引込み量を測定した。図２は紐の充填量と光ファ
イバケーブルの伸びが０．２％のときのコアの引抜き力
と光ファイバケーブルの伸びが０．２％のときの光ファ
イバ心線の引込み量の関係を示す図である。この結果か
らコアの引抜き力と光ファイバ心線の引込み量は正比例
と見なしてよい関係にあることがわかった。また、この
図から心線の光ファイバケーブルが０．２％伸ばされた
時の引込み長が３０ｍｍ以下となるためには１０ｍ長の
光ファイバケーブルが０．２％伸ばされた状態でのコア
引抜き力が２０Ｎ以上であることが必要であることがわ
かった。

【００２３】光ファイバケーブル１０は支持線部１８に
対しケーブル本体部１５がたるみなく結合した構造につ
いて説明したが、例えば図４に示した従来技術のごとく
支持線部１８に対しケーブル本体部１５がたるみをもっ
て結合した構造とすると光ファイバケーブルの伸び、す
なわち支持線の伸びに対するケーブル本体部の伸びが小
さくなるため、光ファイバケーブルに０．２％の伸びが
加わるときの光ファイバ心線の引込み量を３０ｍｍ以下
とするために必要な紐の充填量は少なくて済み、製造性
に優れ経済的となる。このような構造も本願の実施の一
形態である。

【００２４】

【発明の効果】以上の結果から明らかなように、本発明
の光ファイバケーブルによると、０．２％といった大き
な伸びが加わるような条件においても光ファイバ心線が
引込まれることによる接続部の断線や伝送損失の増加が
起きず、高い信頼性を確保できるという効果がある。こ
のため光ファイバケーブルの長距離電柱間の架渉や大き
な張力の働く高速牽引による布設が可能となる利点があ
る。また従来技術のように硬質樹脂被覆で光ファイバ心
線を被覆した場合と比較して、本体被覆を除去したとき
に容易に光ファイバ心線を取り出すことができ、接続や
端末処理作業に優れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を説明するための光ファイ
バケーブルの断面図である。

【図２】本発明の光ファイバケーブルの特性を示す図で
ある。

【図３】本発明の実施の形態の光ファイバ心線の引込み
量と伝送特性の関係を評価する方法を説明する図であ
り、図３（ａ）は評価設備の構成を示し、図３（ｂ）は
これを用いた評価結果を示す。

【図４】従来の光ファイバケーブルの構造を示す図であ
る。

【符号の説明】

１０光ファイバケーブル１１光ファイバ心線１２コア１３紐１４ケーブル本体外被１５ケーブル本体部１６抗張力体１７抗張力体外被１８支持線部１９首部２０鋼線３０接続函３１余長収容部３２ドラム３３光ファイバ心線３４光源３５受光器３６光ファイバ固定部３９光ファイバ４０光ファイバケーブル４１光ファイバ心線４２硬質樹脂被覆４３光ユニット４４ケーブル本体外被４５ケーブル本体部４６抗張力体４７抗張力体外被４８支持線部４９首部

【数１】F＝F０＋K・（４・π²・ａ²／（４・π²・ａ²
＋ｐ²））・ε・ｄ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者末次義行神奈川県横浜市栄区田谷町１番地住友電気工業株式会社横浜製作所内 (72)発明者岩田秀行東京都新宿区西新宿三丁目19番２号日本電信電話株式会社内Ｆターム(参考） 2H001 BB16 DD06 DD10 DD11 DD15 HH02 KK06 KK07 KK17 PP01 5G313 AA08 AB01 AB02 AB06 AC04 AD01 AD07 AE02 AE05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光ファイバ心線を集合してなるコアの周
囲に紐を撚り合わせて中空状のケーブル本体外被内に直
線状に収容してなるケーブル本体部を含む光ファイバケ
ーブルであって、前記ケーブル本体部は抗張力体を含む
支持線部と長手方向に連続的に結合され、前記紐は前記
光ファイバケーブルに張力が働いた場合に撚りが締まり
コアの引抜き力が増加するように撚り合わせて収容さ
れ、紐の外側に外被が直接設けられ、少なくとも一部の
紐と外被が接着していることを特徴とする光ファイバケ
ーブル
【請求項２】８０ｍ長の前記光ファイバケーブルが伸
び率０．２％となるような張力が働いたときの光ファイ
バ心線の引込み量が３０ｍｍ以下となることを特徴とす
る請求項１に記載の光ファイバケーブル
【請求項３】１０ｍ長の前記光ファイバケーブルが伸
び率０．２％となるような張力が働いた場合のコア引抜
き力が２０Ｎ以上となることを特徴とする請求項１に記
載の光ファイバケーブル