JP2003043324A

JP2003043324A - パイプ挿通用光ファイバユニットおよびその挿通方法

Info

Publication number: JP2003043324A
Application number: JP2001234026A
Authority: JP
Inventors: Masakazu Takami; 正和高見; Hiroshi Nagai; 博永井; Itaru Sakabe; 至坂部
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2001-08-01
Filing date: 2001-08-01
Publication date: 2003-02-13

Abstract

(57)【要約】【課題】パイプを用いた光フイバユニットの配線で、
パイプ内への挿通性がよく、しかも伝送損失の増加が生
じない光ファイバユニットとその挿通方法を提供する。【解決手段】パイプ６内に押込みにより挿通させる光
ファイバユニット１であって、パイプ６の内径をＤｄと
したとき、光ファイバユニット１の被覆材４の外径Ｄｃ
はパイプ内径Ｄｄの０．４〜０．６倍であり、光ファイ
バユニット１の被覆材４のヤング率を４００ＭＰａ〜９
３０ＭＰａとする。また、光ファイバユニット１の表面
に滑材を付与または表面形状を変えて挿通性を改善す
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、パイプ内に挿通し
て布設されるパイプ挿通用光ファイバユニットとその挿
通方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ファイバケーブルを加入者宅等の屋内
外に布設するのに、ドロップケーブルやルースチューブ
を用いる他に、パイプ内に光ファイバユニットを手で挿
通させて布設する方法がある。パイプを用いた布設方法
は、パイプを単独または電力用ケーブルと一体化して、
予め屋内外の配線経路に設置しておき、後の適当な時期
に、パイプ内に１本または複数本の光ファイバユニット
を挿通することにより、光ファイバの配線を行なうこと
ができるようにするものである。この布設方法は、光フ
ァイバユニットが、パイプにより外部衝撃や風雨から保
護されることにもなるので、光ファイバユニットの機械
的耐性を軽減させることができる等のメリットもある。

【０００３】このための光ファイバユニットとしては、
数十ｍのパイプ内に容易に挿通できる（押込みやすい）
ことと、伝送特性の低下（伝送損失の増加）が生じない
ことが要求される。パイプ内への挿通性をよくするに
は、例えば、光ファイバユニットの被覆材のヤング率を
大きくし剛性を高めればよい。しかし、被覆材のヤング
率が大きいということは、被覆材が熱収縮や経時的収縮
を生じたときに、内部の光ファイバに及ぼす影響が大き
くなって、マイクロベンドによる損失増加が生じやすく
なる。

【０００４】また、パイプ内に光ファイバユニットを挿
通するとき、初めのうちは真っ直ぐにパイプ内に押込ま
れていくが、挿通する距離が長くなるにしたがって、徐
々に光ファイバユニットが蛇行し始める。光ファイバユ
ニットに蛇行があると、光ファイバユニットの一部に大
きな力が加わり挫屈しやすくなる。この挫屈を重ねる
と、ますます光ファイバユニットの挿通が困難となり、
所定距離までの挿通を行なうことが不可能となる。

【０００５】挿通する距離が長くなるにしたがって光フ
ァイバユニットに蛇行が生じたり、挿通がスムーズにい
かなくなるのは、光ファイバユニットとパイプとの接触
面が増大して摩擦抵抗が大きくなり、更に光ファイバユ
ニット自重の増加も加わることも原因している。したが
って、パイプを用いた光ファイバの配線には、光ファイ
バユニットのサイズ、外面の形状や表面の潤滑性等も含
めて、挿通性および伝送特性を満足させるものが要望さ
れている。しかしながら、既存の光ファイバユニットで
は、これらの要望に十分答えることができない。

【０００６】

【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、パイプを用いた光フイバユ
ニットの配線で、パイプ内への挿通性がよく、しかも伝
送損失の増加が生じない光ファイバユニットとその挿通
方法の提供を課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明のパイプ挿通用光
ファイバユニットは、パイプ内に押込みにより挿通させ
る光ファイバユニットであって、パイプ内径をＤｄとし
たとき、光ファイバユニットの被覆材の外径Ｄｃはパイ
プ内径Ｄｄの０．４〜０．６倍であり、光ファイバユニ
ットの被覆材のヤング率が４００ＭＰａ〜９３０ＭＰａ
であることを特徴とする。

【０００８】また、本発明の光ファイバユニットの挿通
方法は、パイプ内に押込みにより挿通させる光ファイバ
ユニットの挿通方法であって、光ファイバユニットの被
覆材のヤング率が４００ＭＰａ〜９３０ＭＰａで形成さ
れ、光ファイバユニットの被覆材の外径Ｄｃであると
き、パイプ内径Ｄｄが被覆材外径Ｄｃの１．７〜２．５
倍のパイプ内に挿通させることを特徴とする。

【０００９】

【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は光ファイバユニットをパイプ内に挿通し
た断面を示す図である。図中、１は光ファイバユニッ
ト、２は光ファイバ素線、３は光ファイバ心線、４は被
覆材、５は切欠溝、６はパイプを示す。光ファイバ素線
２は、ガラス光ファイバをＵＶ樹脂等で外径０．２５ｍ
ｍ程度に被覆したもので、光ファイバ心線３は、１本ま
たは複数本（図示の例では２本）の光ファイバ素線２を
共通被覆でテープ状に一体化したものである。

【００１０】光ファイバユニット１は、光ファイバ心線
３を更に被覆材４で覆って外被とし、被覆材４には、接
続形成時に内部の光ファイバ心線を取出しやすいように
長手方向に切欠溝５を設けて構成される。パイプ６は、
予め光ファイバの配線路に布設するもので、中空の管体
としてポリエチレン等のプラスチック材で形成される。
このパイプ６内に、光ファイバユニット１を押込んで挿
通し、光ファイバユニット１の布設を行なう。被覆材４
は、外形をほぼ円形としたものが用いられるが、楕円状
のものであってもよい。外形が楕円状の場合、以下で説
明する光ファイバユニット外径とは、長径側の径とす
る。

【００１１】光ファイバユニット１をパイプ６に、手で
押込んで挿通することができる挿通限界長距離（以下、
挿通長という）は、従来技術の項でも説明したように、
光ファイバユニット１の剛性、パイプ内径Ｄｄと光ファ
イバユニット外径Ｄｃの関係、摩擦係数等が関係してく
る。挿通が可能な挿通長Ｌとしては、以下のような理論
式が提案されている。

【数１】 μ：摩擦係数，ｍｇ：光ファイバユニット重量（単
位長），Ｅ：ヤング率，Ｉ：断面係数，

【００１２】上記の式から、摩擦係数μが小さいほど、
挿通長Ｌを増大できることは明白である。また、βを小
さくすることにより、挿通長Ｌを増大することができ
る。βを小さくするには、パイプ６の内径Ｄｄと光ファ
イバユニット外径Ｄｃの差（Ｄｄ−Ｄｃ）を小さくし、
パイプ６と光ファイバユニット１との間のクリアランス
を少なくすることにより挫屈をしにくくすることができ
る。しかし、（Ｄｄ−Ｄｃ）をあまり小さくなると、光
ファイバユニット重量ｍｇと接触面積とが増大して摩擦
抵抗が大きくなり、逆に挿入しにくくなって挿通長Ｌは
小さくなる。

【００１３】また、曲げに対する剛性（ＥＩ）を高める
ことによってもβを小さくすることができる。光ファイ
バユニット１の剛性は、被覆材４のヤング率に比例する
ことから、被覆材４のヤング率を調整することにより、
挿通長を増大することができる。しかし、剛性（ＥＩ）
を高めるために被覆材４のヤング率をあまり大きくする
と、被覆材４が熱収縮や経時的収縮を生じたときに、内
部の光ファイバに及ぼす影響も大きくなって光ファイバ
の伝送損失が増加する。

【００１４】図２は、光ファイバユニットの被覆材４の
ヤング率を変数として、挿通長および伝送損失の関係を
グラフで示したものである。なお、このグラフデータ
は、光ファイバユニットの形状として図１に示したもの
を用い、パイプ内径Ｄｄを４．５ｍｍ、光ファイバユニ
ット外径Ｄｃを２．５ｍｍとし、Ｄｃ／Ｄｄを０．５５
に設定して測定したものである。光ファイバユニット１
の被覆材４には、難燃性ポリエチレン（ＴＲＰＥ）、直
鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、高密度ポリエ
チレン（ＨＤＰＥ）等、ヤング率の異なる種々の樹脂を
単独または混合して、ヤング率を調整した。例えば、ヤ
ング率が３９２ＭＰａのＬＬＤＰＥとヤング率が９８０
ＭＰａのＨＤＰＥの配合量を変えることで、これらの中
間の任意のヤング率を有する被覆材４を得ることができ
る。

【００１５】図２から明らかなように、挿通長Ｌは、光
ファイバユニット１の被覆材４のヤング率を大きくする
ことにより増大させることができる。図２のＤｃ／Ｄｄ
を０．５５とした場合、挿通長を４０ｍ以上とするに
は、光ファイバユニット１の被覆材４のヤング率は４０
０ＭＰａ以上、挿通長を５０ｍ以上とするには、光ファ
イバユニットのヤング率は４８０ＭＰａ以上とする必要
がある。

【００１６】伝送損失は、損失の逆数で単位損失あたり
の光ファイバ長で示してある。図から明らかなように、
被覆材４のヤング率を大きくすることで、単位損失あた
りの光ファイバ長は短くなっている。すなわち、被覆材
４のヤング率を大きくすることで、伝送損失が増加す
る。伝送損失を０．３ｄＢ／ｋｍ以下に抑えるとすれ
ば、伝送損失の逆数は３．３３（ｋｍ／ｄＢ）で、ヤン
グ率は９３０ＭＰａ以下にする必要がある。したがっ
て、挿通長を５０ｍ以上、損失を０．３ｄＢ／ｋｍ以下
の光ファイバユニットを得るには、被覆材のヤング率は
４８０ＭＰａ〜９３０ＭＰａの範囲で選定する必要があ
る。

【００１７】図３は、光ファイバユニット外径Ｄｃとパ
イプ内径Ｄｄの比Ｄｃ／Ｄｄを変数として、挿通長およ
び伝送損失の関係をグラフで示したものである。なお、
このグラフデータは、光ファイバユニットの形状として
図１に示したものを用い、パイプ内径Ｄｄを４．５ｍ
ｍ、光ファイバユニット１の被覆材４のヤング率を６８
６ＭＰａに設定して測定したものである。すなわち、パ
イプ内径と被覆材料を固定して、光ファイバユニット外
径を変化させている。

【００１８】図３から明らかなように、Ｄｃ／Ｄｄを大
きくし、パイプ６と光ファイバユニット１との間のクリ
アランスを少なくすることにより、光ファイバユニット
１の挿通性がよくなり、挿通長Ｌを増大させることがで
きる。しかし、Ｄｃ／Ｄｄが所定値以上になると、光フ
ァイバユニット１とパイプ６との接触面が増大し摩擦抵
抗が大きくなり、逆に挿通長は減少してくる。設定条件
のヤング率では、Ｄｃ／Ｄｄが０．５５付近で挿通長が
最大になり、これ以上になると挿通長は逆に減少する。
挿通長を４０ｍ以上とするには、Ｄｃ／Ｄｄを０．４以
上、挿通長を５０ｍ以上とするには、Ｄｃ／Ｄｄを０．
４６以上とする必要がある。

【００１９】伝送損失は、図２の場合と同様に、損失の
逆数で単位損失あたりの光ファイバ長で示してある。Ｄ
ｃ／Ｄｄが０．５以上になると伝送損失が急激に増加す
る傾向を示している。ヤング率によって挿通長の最大値
は、多少ずれてくる可能性はあるが、伝送損失を０．３
ｄＢ／ｋｍ以下に抑えるとすれば、伝送損失の逆数は
３．３３（ｋｍ／ｄＢ）で、Ｄｃ／Ｄｄは０．６以下に
なるように設定する必要がある。したがって、挿通長を
４０ｍ以上、損失を０．３ｄＢ／ｋｍ以下の光ファイバ
ユニットを得るには、光ファイバユニット外径Ｄｃとパ
イプ内径Ｄｄの比Ｄｃ／Ｄｄを０．４〜０．６の範囲で
選定する。すなわち、光ファイバユニットの外径Ｄｃ
は、パイプ内径Ｄｄの０．４〜０．６倍で形成されてい
ることが必要である。

【００２０】また、パイプ内に押込みにより光ファイバ
ユニットを挿通させる挿通方法という観点から見ると、
光ファイバユニットには、被覆材のヤング率が４００Ｍ
Ｐａ〜９３０ＭＰａで形成したものを用いる。そして、
光ファイバユニットの被覆材の外径Ｄｃであるとき、パ
イプ内径Ｄｄが被覆材外径Ｄｃの１．７〜２．５倍のパ
イプを用いる必要がある。

【００２１】図４〜図７は、光ファイバユニット１の形
状により、パイプ６内への挿通長を増大させる実施の形
態を示す。図中、図１と同じ機能を有する構成部分に同
一の符号を付して詳細説明を省略する。図４は、光ファ
イバユニット１とパイプ６との接触面積を少なくするこ
とにより、摩擦抵抗を減じ挿通長を増大させるようにし
たものである。具体例としては、光ファイバユニット１
の被覆材４の外面に、長手方向に沿って複数の突条４ａ
を一体成形により設けた形状とする。図３で、Ｄｃ／Ｄ
ｄが所定値以上になった場合に、図４の形状を組合わせ
ることにより、挿通長を増大させることができる。

【００２２】図５は、光ファイバユニット１の表面の摩
擦係数を減じて、パイプ内への挿通長を増大させる例を
示す。図５（Ａ）は被覆材が円形のもの、図５（Ｂ）は
切欠溝を有するもの、図５（Ｃ）は被覆材が楕円で切欠
溝を有するものを示す。摩擦係数μが小さいほど、挿通
長Ｌを増大できることは、前述したとおりである。図５
に示す形態のいずれも、その摩擦係数μを減じる例であ
る。具体的には、光ファイバユニット１の表面に、タル
ク、シリコンオイル等の滑材７を塗布する。この構成を
用いることにより、パイプ内への挿通をスムーズにし、
また、図３でＤｃ／Ｄｄが所定値以上になった場合に、
図５の構成を組合わせることにより、挿通長を増大させ
ることができる。

【００２３】図６は、光ファイバユニットの剛性を改善
する形態を示す。光ファイバユニット１に、光ファイバ
心線３を取出しやすいように、被覆材４の長手方向に切
欠溝５を設けている場合、この切欠溝５を設けた方向の
曲げ剛性が弱められる。剛性の弱い部分が長距離にわた
ると、挫屈が生じやすく挿通長が減少する。そこで、切
欠溝５をＳＺ状または螺旋状に変位させて、特定方向に
剛性の弱い部分が生じないようにする。この構成によ
り、挿通長が減少するのを抑制することができる。

【００２４】図７は、光ファイバユニットの剛性を高め
る形態を示す。光ファイバユニット１の剛性を高めるに
は、被覆材４のヤング率を大きくすればよいが、あまり
大きくすると伝送損失が増加することで制約があること
は前述したとおりである。そこで、被覆材４内に、被覆
材４よりヤング率の大きい鋼線等のワイヤ８を光ファイ
バ心線３と平行に埋設する。このワイヤ８は、被覆材４
のヤング率を大きくすることとは無関係に設けることが
でき、光ファイバの伝送損失を増加させることもない。
この構成を用いることにより、図２のヤング率−伝送損
失特性から、被覆材４のヤング率を小さく抑えて損失増
加を小さくし、光ファイバユニット全体としての剛性を
大きくして、挿通長を増加させることができる。

【００２５】

【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、光ファイバユニットを所定距離のパイプ内で
挫屈を起こさず、また、伝送特性を低下させることな
く、スムーズに挿通させることができる。更に、光ファ
イバユニットに本発明の構成を付加することにより、更
に挿通限界長距離を増大させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を説明する光ファイバユニ
ットの概略を示す図である。

【図２】光ファイバユニットの被覆材ヤング率と挿通限
界長距離および伝送損失の関係を示すグラフである。

【図３】光ファイバユニット外径／パイプ内径比と挿通
限界長距離および伝送損失の関係を示すグラフである。

【図４】本発明による光ファイバユニットの外面に突条
を設ける例を示す図である。

【図５】本発明による光ファイバユニットの外面に滑材
を付与する例を示す図である。

【図６】本発明による光ファイバユニットの切欠溝をＳ
Ｚ状にする例を示す図である。

【図７】本発明による光ファイバユニットにワイヤを埋
設する例を示す図である。

【符号の説明】１…光ファイバユニット、２…光ファイバ素線、３…光
ファイバ心線、４…被覆材、５…切欠溝、６…パイプ、
７…滑材、８…ワイヤ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者坂部至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Ｆターム(参考） 2H001 BB04 DD06 DD09 DD22 KK17 PP01 2H038 AA21 CA32

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】パイプ内に押込みにより挿通させる光フ
ァイバユニットであって、前記パイプの内径をＤｄとし
たとき、前記光ファイバユニットの被覆材の外径Ｄｃは
パイプ内径Ｄｄの０．４〜０．６倍であり、前記光ファ
イバユニットの被覆材のヤング率が４００ＭＰａ〜９３
０ＭＰａであることを特徴とするパイプ挿通用光ファイ
バユニット。
【請求項２】前記被覆材が直鎖状低密度ポリエチレン
と高密度ポリエチレンを混合して形成されていることを
特徴とする請求項１に記載のパイプ挿通用光ファイバユ
ニット。
【請求項３】前記光ファイバユニットの被覆材の外面
長手方向に、複数の突条を設けたことを特徴とする請求
項１または２に記載のパイプ挿通用光ファイバユニッ
ト。
【請求項４】前記光ファイバユニットの被覆材の表面
に、滑材が付与されていることを特徴とする請求項１ま
たは２に記載のパイプ挿通用光ファイバユニット。
【請求項５】前記光ファイバユニットの被覆材の外面
に切欠溝を有し、前記切欠溝がＳＺ状または螺旋状に形
成されていることを特徴とする請求項１または２に記載
のパイプ挿通用光ファイバユニット。
【請求項６】前記光ファイバユニットの被覆材の長手
方向に沿わせて、前記被覆材よりヤング率の大きいワイ
ヤを埋設したことを特徴とする請求項１または２に記載
のパイプ挿通用光ファイバユニット。
【請求項７】パイプ内に押込みにより挿通させる光フ
ァイバユニットの挿通方法であって、前記光ファイバユ
ニットの被覆材のヤング率が４００ＭＰａ〜９３０ＭＰ
ａで形成され、前記光ファイバユニットの被覆材の外径
Ｄｃであるとき、パイプ内径Ｄｄが前記被覆材外径Ｄｃ
の１．７〜２．５倍の前記パイプ内に挿通させることを
特徴とする光ファイバユニットの挿通方法。