JP2002341201A - 光ファイバケーブル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 積層される光ファイバテープ心線の積層構成
を最適にし、ケーブルコアの断面を囲う円ｃが最小径の
円になるようにして、光ファイバ心数に対する光ファイ
バケーブルの外径を小さくする。 【解決手段】 複数の光ファイバテープ心線１を積層し
て積層体２とし、積層体２の両側面に積層体２と同じ光
ファイバテープ心線１を添わせてケーブルコア４を形成
し、ケーブルコア４の外周に被覆層を設けた光ファイバ
ケーブルで、光ファイバテープ心線のテープ厚さをａ、
テープ幅をｂ、使用する光ファイバテープ心線の総枚数
をＮ、積層体の積層数をｎとし、側面に添わす光ファイ
バテープ心線の枚数が両側面で異なる場合は、 ｜（２ｎ−Ｎ）×ａ−ｂ｜＜ａ 側面に添わす光ファイバテープ心線の枚数を両側面で同
数とする場合は、 ｜（２ｎ−Ｎ）×ａ−ｂ｜＜２ａ を満たすものとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数枚の光ファイ
バテープ心線を積層して収容する光ファイバケーブルに
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】多心の光ファイバケーブルとして、周囲
に複数の螺旋状の溝を有するスペーサのそれぞれの溝に
複数枚の光ファイバテープ心線を積層収納したテープス
ロット型のものが知られている。また、比較的に光ファ
イバ心数が少ない多心の光ファイバケーブルでは、光フ
ァイバテープ心線を積層したものをケーブルコアとし、
その外周を被覆層で覆った構造のものが知られている。
これらの光ファイバケーブルに用いられる光ファイバテ
ープ心線は、通常、平行に並べられた複数本の光ファイ
バ素線を一括被覆で被覆して、テープ状にしたものが使
用される。

【０００３】図４は、後者の比較的に光ファイバ心数が
少ない光ファイバケーブルを示す図で、図４（Ａ）は斜
視図、図４（Ｂ）は横断面図である（特開２０００−１
７１６７２参照）。図中、２１はケーブルコア、２２は
光ファイバテープ心線、２３ａ、２３ｂは介在テープ、
２４は押さえ巻き、２５はアルミパイプ、２６はポリエ
チレンシースである。この図４に示す構造の光ファイバ
ケーブルは、複数枚の光ファイバテープ心線２２を積層
し、その両側面に介在テープ２３ａおよび２３ｂを添わ
せて、その上に押さえ巻き２４を巻きつけ、また、長手
方向に捻回してケーブルコア２１とし、その外側をアル
ミパイプ２５とポリエチレンシース２６とからなる被覆
層で覆ったものである。

【０００４】積層された光ファイバテープ心線２２の両
側面に添わせる介在テープ２３ａ、２３ｂは、光ファイ
バテープ心線２２の積層状態を維持するとともに両側面
に側圧が加わらないように保護するものである。介在テ
ープ２３ａ、２３ｂの材料としては、ポリアミド樹脂ま
たはフッ素樹脂等からなる厚さ０．３ｍｍ程度のテープ
が使用されている。一方、ケーブルコア２１を構成する
光ファイバテープ心線２２の積層数は、光ファイバケー
ブルの光ファイバ心数に応じて変わるので、光ファイバ
テープ心線２２の積重ねの高さもそれに応じて種々の寸
法となる。また、介在テープ２３ａ、２３ｂの幅は、光
ファイバテープ心線２２の積重ね高さに合わせて設計さ
れるので、介在テープ２３ａ、２３ｂも種々の幅のもの
を用意する必要がある。

【０００５】また、図４の光ファイバケーブルは、低コ
スト化の要求に応じて提案されているものであるが、介
在テープ２３ａ、２３ｂを添わしているため、その分材
料費が高くなるだけでなく、光ファイバ心数の割には、
介在テープに相当する分だけケーブルコアの横断面積は
大きくなり、それに伴って被覆層のサイズが大きくな
る。この結果、光ファイバケーブルの外径が太くなり、
低コスト化も必ずしも十分ではない。

【０００６】図５は、図４の光ファイバテープ心線の積
層形態を異ならせた例である（１９９７年欧州ケーブル
会議予稿集「Proceeding of the Euro Cable Conferen
ce1997」：Communications Cabling ，ＥＣ’９７，ｐ
１５８−１５９参照）。図中、３１はケーブルコア、３
２は光ファイバテープ心線、３３は抗張力体、３４はチ
ューブ、３５はシースである。この図５では、４心の光
ファイバテープ心線３２を４枚積層し、その両側面を同
じ４心の光ファイバテープ心線を１枚づつ添わせて、合
計６枚の光ファイバテープ心線３２を用い、ケーブルコ
ア３１としたものである。ケーブルコア３１の外側をチ
ューブ３４とシース３５で覆うことは、図４の場合と同
じである。なお、シース３５には、抗張力体３３が埋め
込まれている。

【０００７】この図５では両側面にも光ファイバテープ
心線を積層するので、図４の構成と比べて、介在テープ
が不要であり、光ファイバケーブルの心数を増やすこと
ができる。しかし、光ファイバテープ心線の積層数と両
側面に添わす光ファイバテープ心線の枚数、および光フ
ァイバテープ心線のテープ厚さ、テープ幅によっては、
ケーブルコア３１の矩形状の断面を囲う円が大きくなっ
てしまう。ケーブルコア３１を囲う円が大きくなると、
図４の場合と同様に、これを覆う被覆層のサイズが大き
くなり光ファイバケーブルの外径が太くなってしまう。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した事
情に鑑みてなされたもので、積層される光ファイバテー
プ心線の積層構成を最適にし、ケーブルコアの断面を囲
う円が最小径の円になるようにして、光ファイバ心数に
対する光ファイバケーブルの外径を小さくすることを課
題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の光ファイバケー
ブルは、複数枚の光ファイバテープ心線を積層して積層
体とし、積層体の両側面に積層体と同じ光ファイバテー
プ心線を添わせてケーブルコアを形成し、ケーブルコア
の外周に被覆層を設けた光ケーブルであって、前記光フ
ァイバテープ心線のテープ厚さをａ、テープ幅をｂ、使
用する光ファイバテープ心線の総枚数をＮ、積層体の積
層数をｎとし、側面に添わす前記光ファイバテープ心線
の枚数が両側面で異なる場合は、 ｜（２ｎ−Ｎ）×ａ−ｂ｜＜ａ 側面に添わす光ファイバテープ心線の枚数を両側面で同
数とする場合は、 ｜（２ｎ−Ｎ）×ａ−ｂ｜＜２ａ を満たすことを特徴とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】図により本発明の実施の形態を説
明する。図１は、本発明のケーブルコアの最適化を説明
するための図で、図１（Ａ）は光ファイバテープ心線の
断面図、図１（Ｂ）は光ファイバテープ心線の積層形態
を示す図、図１（Ｃ）は積層形態の最適条件を説明する
グラフを示す。図中、１はファイバテープ心線、１ａは
光ファイバ素線、１ｂはガラス光ファイバ、１ｃは素線
被覆、１ｄは一括被覆、２は積層体、３は添え体、ａは
テープ厚さ、ｂはテープ幅を示す。

【００１１】図１（Ａ）に示すように、光ファイバテー
プ心線１は、複数本の光ファイバ素線１ａを平行に並
べ、一括被覆１ｄによりテープ化して形成される。光フ
ァイバテープ心線１の光ファイバ素線１ａの心数は、２
心、４心、８心、１２心、１６心等、種々のものがあ
る。光ファイバ素線１ａは、公称外径１２５μｍガラス
光ファイバ１ｂに一次または二次の素線被覆１ｃを施
し、被覆外径が０．２５ｍｍ位のものが使用される。光
ファイバテープ心線１は、通常、光ファイバ素線１ａを
素線外径に等しいピッチで密に配列したものが用いられ
るが、素線外径より大きいピッチで形成したものを用い
ることもできる。

【００１２】図１（Ｂ）のケーブルコア４は、複数枚の
光ファイバテープ心線１を積層体２として面方向に積層
し、積層体２の両側面に同様な光ファイバテープ心線１
をテープ面が直行するように添え体３として１枚以上添
わせて構成される。添え体３は、両側で同じ枚数の光フ
ァイバテープ心線１を添わせるか、または異なる枚数
（但し、枚数は１枚異なるだけ）で添わせることができ
る。しかし、バランスの問題から添え体３の光ファイバ
テープ心線１の枚数は、両側で同じ枚数であることが望
ましい。

【００１３】ケーブルコア４は、光ファイバテープ心線
１の総枚数を、積層体２と側面の添え体３とに最適な形
態で振り分けて配列することにより、最小径の円ｃに収
めることができる。そして、このケーブルコア４に被覆
層を施してケーブルとした場合に、ケーブル外径を最小
にすることができる。ここで、光ファイバテープ心線１
のテープ厚さをａ、テープ幅をｂ、テープ総数をＮ、積
層体２の積層数をｎ、積層体２の対角線距離をＤ₁ 、積
層体の両側に跨る添え体３の対角線距離をＤ₂とする。

【００１４】ケーブルコア４が最小径の円ｃに収まるよ
うにするには、Ｄ₁ とＤ₂ の差が最も小さくなるように
する。

【数１】 最適値はＤ₁ ＝Ｄ₂ であるので、このとき、ｎ＝（ｂ＋
ａ・Ｎ）／２ａとなる。しかしながら、ｎは自然数であ
るので最適の値が選べることはまれで、最適に近い自然
数を選ぶこととなる。

【００１５】式（１）は、｜Ｄ₁ ²−Ｄ₂ ²｜に対して、ｎ
が一次の関数でその変化率は、２ａ（ｂ＋ａ・Ｎ）であ
る。これをグラフ化すると、例えば、図１（Ｃ）に示す
ようになる。このグラフで、｜Ｄ₁ ²−Ｄ₂ ²｜がゼロにな
るのは、ｎ＝７．４であるが、ｎは自然数しかとれない
ので、７か８のうちより有利な方を選択することとな
る。より有利とは、Ｄ₁ とＤ₂ の差が小さいこと、すな
わち｜Ｄ₁ ²−Ｄ₂ ²｜が小さいことになる。図１（Ｃ）の
例では、ｎが７と８の中間値７．５より大きいか小さい
かで、ｎが７になるか８になるかを選定する。なお、｜
Ｄ₁ ²−Ｄ₂ ²｜がゼロになるのが、ｎ＝７．５の場合は、
７も８も最適値で、いずれも選定することができる。

【００１６】これを選定するには、Ｄ₁ ²−Ｄ₂ ²の絶対値
が、２ａ（ｂ＋ａ・Ｎ）の１／２よりも小さくなるよう
に設定することで、最適なｎを選定することができる。
したがって、以下の条件式を設定することができる。 ｜２ａ（ｂ＋ａ・Ｎ）・ｎ−（ｂ＋ａ・Ｎ）² ｜＜ａ（ｂ＋ａ・Ｎ） ｜（２ｎ−Ｎ）・ａ−ｂ｜＜ａ ・・・・（２） この式（２）は、結果的に｜（２ｎ−Ｎ）・ａ−ｂ｜
は、ケーブルコアの高さ（ａ・Ｎ）と幅（ｂ＋ａ・Ｎ−
ａ・ｎ）の差と同じで、この差がテープ厚さａ以下であ
ると言い換えることもできる。なお、添え体３の枚数を
両側で同じとするには、Ｎ−ｎを必ず偶数とする必要が
あり、上記式（２）は、以下の式（３）となる。 ｜（２ｎ−Ｎ）・ａ−ｂ｜＜２ａ ・・・（３）

【００１７】本発明において、テープ厚さａ＝０．３１
ｍｍを一定とし、テープ幅ｂ＝１．１ｍｍ（４心），
２．１ｍｍ（８心），３．６ｍｍ（１２心）の３種類に
ついて、テープ総数Ｎに対する積層体の積層数ｎの最適
範囲を求めると、以下の表の如くになる（○：条件式の
範囲内、×：条件式の範囲外）。

【表１】

【００１８】添え体３の光ファイバテープ心線１を両側
で同じ枚数の対称構造とすると、ケーブルコア４を捻回
させる場合、捻回剛体の中心がケーブルコア４の中心に
一致する。このため、添え体３を両側で異なる非対称構
造の場合と比べて、テープの撚り長さが安定し、光ファ
イバの伝送損失が安定化する。また、非対称構造の場合
は、光ファイバテープ心線１の枚数が多い側が、ケーブ
ルコア４の中心に向かう力が大きいため、積層体２の光
ファイバテープ心線１を幅方向に曲げる形となる。これ
は、伝送損失増の一因となる可能性がある。

【００１９】また、光ファイバテープ心線１が４心未満
のもの、テープ総数Ｎが６枚以下の場合は、光ファイバ
心数や積層数ｎが少なくあまり有効でなく、４心以上の
光ファイバテープ心線１を７枚以上で、ケーブルコア４
を構成するのが望ましい。

【００２０】図２は、本発明をだるま型の架空光ファイ
バケーブルに適用した実施の形態を示す図である。図
中、４はケーブルコア、５は支持線、６は抗張力体、７
は被覆層、８は支持線部、９は首部、１０はケーブル本
体部、１１は隙間である。ケーブルコア４は、従来例の
図４および図５に示したのと同様に、周囲に薄いテープ
を巻きつけて押さえたり、粗巻きを施して押さえたりし
てもよい。また、ケーブルコア４の可撓性の増加および
曲げ損失の抑制のために、２００ｍｍ〜７００ｍｍ程度
のピッチでケーブルコア４を長手方向に捻回させること
が望ましい。

【００２１】ケーブルコア４と支持線５は、互いに平行
になるようにだるま型の被服層７で被覆される。支持線
５は、被覆層７で覆って支持線部８され、ケーブルコア
４は、被覆層７で覆ってケーブル本体部１０とされ、支
持線部８とケーブル本体部１０とは首部９で連結し、だ
るま型の横断面を有する光ファイバケーブルとする。支
持線５としては、鋼撚り線、ＦＲＰ等を使用することが
できる。被覆層７の材料としてはポリエチレン等の熱可
塑性樹脂を用い、押出しによって被覆層７を形成する。

【００２２】また、ケーブル本体部１０の被覆層７の樹
脂中には、２本の鋼線等からなる抗張力体６を長手方向
に埋め込む。この抗張力体６は、熱可塑性樹脂の押出し
時の歪みが緩和することによってケーブル本体部１０の
被覆層７が長手方向に収縮しようとするのを阻止する。
なお、抗張力体６の埋め込み位置は、支持線５に最も近
い位置と最も遠い位置の２箇所とすることが望ましい。
そうすることにより、支持線５と２本の抗張力体６がほ
ぼ一平面に並ぶため、光ファイバケーブルをその平面と
垂直な方向には曲げ易くなり、光ファイバケーブルをド
ラムに巻きつけ易くなる。

【００２３】光ファイバケーブルは、架線時の張力等が
加わって光ファイバケーブルがわずかに長手方向に伸び
ることがある。その伸びが発生しても光ファイバに直接
張力等が加わることがないように、架線時の張力を負担
する支持線部８に対してケーブル本体部１０の長さをわ
ずかに長くする。したがって、支持線部８を直線状にし
て置いたとき、ケーブル本体部１０は、それに沿ってわ
ずかに蛇行しながら首部９によって支持線部８に連結さ
れた状態となる。

【００２４】光ファイバケーブルの蛇行の程度を大きく
する必要のある時は、首部９の長手方向にスリットを形
成して、非連結部分を間欠的に設けてもよい。また、ケ
ーブル本体部１０の被覆層７をチューブ状とし、ケーブ
ルコア４と被覆層７の内壁との間に隙間１１を設け、チ
ューブの中でケーブルコア４を蛇行させる。これによ
り、ケーブル本体部１０の長さよりもケーブルコア４の
長さをさらに長くでき、光ファイバケーブルに加わった
張力がケーブルコア４に及ばないようにすることができ
る。

【００２５】図２に示す光ファイバケーブルを製造する
に当たっては、図１で説明したように、複数枚の光ファ
イバテープ心線１を幅広の面同士が接触する積層体２を
形成すべく供給し、さらにその両側面に同じ光ファイバ
テープ心線１を沿わせてケーブルコア４を形成する。ケ
ーブルコア４の形成と平行して、１本の支持線５および
２本の抗張力体６を供給し、押出し機にてポリエチレン
を押出し、だるま型の被覆層７を成形すれば、ケーブル
コア４と被覆層７の形成を一連の工程で行うことができ
る。なお、ケーブルコア４を長手方向に捻回させる場合
は、ケーブルコアの形成工程を進行軸周りに回転する回
転型とすればよい。

【００２６】図３は、本発明を他の光ファイバケーブル
に適用した例を示す図である。図３（Ａ）は押さえ巻き
１２を施した円形光ファイバケーブル、図３（Ｂ）は鋼
線等の抗張力体１３を縦添えした楕円形光ファイバケー
ブルを示す。ケーブルコア４は、いずれも図１で説明し
たように、最小径の円ｃに収まるように光ファイバテー
プ心線を積層体と添え体との組合せで形成する。被覆層
１４は、ポリエチレン等の熱可塑性樹脂による被覆層の
ほか、アルミニウムテープを縦添えした層とポリエチレ
ン層との組合せによるラミネート被覆層とすることもで
きる。

【００２７】図２および図３に示した、いずれの光ファ
イバケーブルも、ケーブルコア４の外径を光ファイバ心
数の割には小さくできるので、被覆層７，１４の外径を
小さくすることができる。また、従来のように介在テー
プも不要となるので低コスト化を図ることができる。そ
して、積層体の光ファイバテープ心線の幅方向に受ける
側圧は、両側面に配される添え体の光ファイバテープ心
線により保護され、側圧による光ファイバの伝送特性の
低下を抑制することができる。

【００２８】本発明の図２の具体例として、４心の光フ
ァイバテープ心線１０枚（Ｎ＝１０）を用いて、４０心
の光ファイバケーブルを作成した。光ファイバテープ心
線は、テープ厚さ（ａ＝０．３１ｍｍ）、テープ幅（ｂ
＝１．１ｍｍ）のものを使用した。ケーブルコア４は、
１０枚の光ファイバテープ心線のうち、６枚を積層体２
（ｎ＝６）として積層し、その両側面に添え体３として
２枚づつ配列した。このときの、「（２ｎ−Ｎ）・ａ−
ｂ」値は、０．４８ｍｍで、２ａ＝２×０．３１より以
下となるので、式（３）を満足するものである。

【００２９】また、支持線５としては１．４ｍｍ×７本
撚りの鋼撚り線を使用し、抗張力体６としては外径０．
７ｍｍの鋼線を使用した。被覆層７はポリエチレンを押
出しによって加工し、そのケーブル本体部１０は、外径
を１０ｍｍ、内径を５．５ｍｍのチューブ状とした。こ
の光ファイバケーブルを架空支持させて使用したが、機
械的強度および光ファイバの伝送特性に全く問題はなか
った。

【００３０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、積層体として積層される光ファイバテープ心
線の側面に介在テープを添わす必要がなく、光ファイバ
心数の割にはケーブルコアの外径を小さくすることがで
き、その結果、被覆層を含めた光ファイバケーブルの全
体外径を小さくすることができるので、低コストで光フ
ァイバケーブルを構成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を説明するための概略図である。

【図２】本発明の実施の形態を示す光ファイバケーブル
の断面図である。

【図３】本発明の他の実施の形態を示す光ファイバケー
ブルの断面図である。

【図４】従来の光ファイバケーブルの断面図である。

【図５】従来の他の光ファイバケーブルの断面図であ
る。

【符号の説明】

１…ファイバテープ心線、１ａ…光ファイバ素線、１ｂ
…ガラス光ファイバ、１ｃ…素線被覆、１ｄ…一括被
覆、２…積層体、３…添え体、４…ケーブルコア、５…
支持線、６…抗張力体、７…被覆層、８…支持線部、９
…首部、１０…ケーブル本体部、１１…隙間。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 000005186 株式会社フジクラ 東京都江東区木場１丁目５番１号 (71)出願人 000005120 日立電線株式会社 東京都千代田区大手町一丁目６番１号 (72)発明者 石川 弘樹 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 横川 知行 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 赤坂 伸宏 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 保苅 和男 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 安冨 徹也 東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 古 河電気工業株式会社内 (72)発明者 岡田 直樹 千葉県佐倉市六崎1440番地 株式会社フジ クラ佐倉事業所内 (72)発明者 佐藤 高宏 茨城県日立市日高町５丁目１番１号 日立 電線株式会社日高工場内 Ｆターム(参考） 2H001 BB16 BB19 DD06 DD09 DD11 DD21 HH02 KK02 KK06 KK17 KK22

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数枚の光ファイバテープ心線を積層し
   て積層体とし、前記積層体の両側面に前記積層体と同じ
   光ファイバテープ心線を添わせてケーブルコアを形成
   し、前記ケーブルコアの外周に被覆層を設けた光ファイ
   バケーブルであって、 前記光ファイバテープ心線のテープ厚さをａ、テープ幅
   をｂ、使用する光ファイバテープ心線の総枚数をＮ、前
   記積層体の積層数をｎとし、側面に添わす前記光ファイ
   バテープ心線の枚数が両側面で異なる場合は、 ｜（２ｎ−Ｎ）×ａ−ｂ｜＜ａ を満たすことを特徴とする光ファイバケーブル。
2. 【請求項２】 複数枚の光ファイバテープ心線を積層し
   て積層体とし、前記積層体の両側面に前記積層体と同じ
   光ファイバテープ心線を添わせてケーブルコアを形成
   し、前記ケーブルコアの外周に被覆層を設けた光ファイ
   バケーブルであって、 前記光ファイバテープ心線のテープ厚さをａ、テープ幅
   をｂ、使用する光ファイバテープ心線の総枚数をＮ、前
   記積層体の積層数をｎとし、側面に添わす前記光ファイ
   バテープ心線の枚数を両側面で同数とする場合は、 ｜（２ｎ−Ｎ）×ａ−ｂ｜＜２ａ を満たすことを特徴とする光ファイバケーブル。
3. 【請求項３】 前記ケーブルコアと平行に複数本の抗張
   力体と１本の支持線を配し、一括してだるま型の被覆層
   で覆ったことを特徴とする請求項１または請求項２に記
   載の光ファイバケーブル。