JP2004133005A - Optical fiber cable and method for manufacturing same - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、単心の光ファイバ心線の外周に保護被覆としての外皮を施した光ファイバケーブル及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
車両内や装置内の光配線やドロップケーブル或いはインドアケーブルとして、単心の光ファイバケーブルが用いられる。この光ファイバケーブルは、単心の光ファイバ心線の外周に直接又は抗張力繊維を介在させて熱可塑性樹脂による外皮を形成して構成される。光ファイバは、屈曲によって伝送損失が増加するため、過度に屈曲されるのを防止する必要がある。
【0003】
従来、屈曲による伝送損失の増加を防止することを目的とした光ファイバケーブルとして、外皮に環状の凹凸を設けた構成のものが知られている(例えば、特許文献1参照)。図10は、同特許文献1に開示されている屈曲防止被覆を備えた光ファイバケーブルを示す図で、図中、1は光ファイバ、2はシース、3は屈曲防止被覆を示す。
【0004】
図10に示す光ファイバ1は、アクリル系樹脂又はポリカーボネート系の樹脂で形成されたコア部の周りをコア部より屈折率がやや低い同様の樹脂で囲った光ファイバ(通常、プラスチックファイバと称されている)で形成されている。この光ファイバ1は、外周を伸縮性のあるポリエチレン樹脂又は塩化ビニル樹脂等のシース2で覆われ、その外側をシース2と同等な樹脂で形成された屈曲防止被覆3で覆われている。屈曲防止被覆3は、表面の円周に沿って多数の環状のスリットを入れることにより凹凸を施した形状となっている。この構成による光ファイバケーブルは、屈曲された際に屈曲防止被覆3の隣接する凸部と凸部が接触し、ある角度以上に屈曲することを防止することができる。
【0005】
【特許文献1】
特開平11−223752号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の屈曲防止被覆3は、伸縮性のあるポリエチレン樹脂や塩化ビニル樹脂等の同一樹脂で形成された被覆部に凹凸を設ける構造であるため、隣接する凸部同士が接触する前後で曲げに要する力の差が少ない。このため、光ファイバケーブルを曲げたとき、慣性等で所定の曲げ径以上に曲げられてしまう危険性がある。また、隣接する凸部同士が接触すると被覆が変形してしまい、十分な屈曲防止効果を得ることができない。
【0007】
本発明は、上述した実情に鑑みてなされたもので、所定の曲げ径までは小さな力で容易に曲げることができるが、それ以上曲げるには大きな力を必要とし、曲げにくくなるようにして十分な屈曲防止効果を奏する光ファイバケーブルとその製造方法の提供を課題とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明による光ファイバケーブルは、光ファイバ心線を外皮により保護した光ファイバケーブルであって、外皮は軟質の熱可塑性樹脂から成る内層被覆と内層被覆より硬質の外熱可塑性樹脂から成る外層被覆とで形成され、外層被覆は周方向に内層被覆が露出する複数の環状溝を有し、光ファイバケーブルを曲げる際に環状溝を挟んで隣接する両側の外層被覆のエッジ部が互いに接触して、所定の曲げ半径以上に曲げられるのを阻止するように形成されていることを特徴とする。
【0009】
また、本発明による光ファイバケーブルの製造方法は、光ファイバ心線の外面を外皮により保護する光ファイバケーブルの製造方法であって、光ファイバ心線の外周に軟質の熱可塑性樹脂から成る内層被覆を形成した後、内層被覆より硬質の熱可塑性樹脂から成る外層被覆を形成し、この後、突起を有する回転治具、溝加工ローラ、成形ローラ、回転ダイスのいずれかを用いて外層被覆に螺旋状の環状溝を成形することを特徴とする。
【0010】
さらに、他の本発明による光ファイバケーブルの製造方法は、光ファイバ心線の外面を外皮により保護する光ファイバケーブルの製造方法であって、光ファイバ心線の外周に軟質の熱可塑性樹脂から成る内層被覆を形成した後、内層被覆より硬質の熱可塑性樹脂テープを所定の溝が生じるように横巻きで巻き付け接着一体化することを特徴とする。
【0011】
【発明の実施の形態】
図1、図2により本発明の概略を説明する。図1は本発明を説明する概略図、図2は本発明の作用を説明する図である。図中、10は光ファイバケーブル、11は光ファイバ心線、12は抗張力繊維、13は外皮、13aは内層被覆、13bは外層被覆、14は環状溝、15は接触部を示す。
【0012】
本発明の光ファイバケーブル10は、例えば、光ファイバ心線11の外周に直接又は抗張力繊維12を介在させて、外皮13を施して構成される。外皮13は、詳細については後述するが、比較的軟質の熱可塑性樹脂からなる内層被覆13aと、内層被覆より硬質の熱可塑性樹脂からなる外層被覆13bとで形成される。外層被覆13bには、周方向に内層被覆13aに達する環状溝14が長手方向に連続的に複数設けられる。
【0013】
図1に示すように光ファイバケーブル10を曲げていくと、湾曲の内側では環状溝14が閉じられ、外側では環状溝14が開かれる。曲げが進行して曲げ半径が小さくなると、湾曲の内側で環状溝14を挟んで隣接する外層被覆13bのエッジ部分が互いに接触し、この後はエッジ部分の接触により生じた接触部15を起点に曲げが進行される。接触部15を起点としてさらに曲げる場合、ケーブル中心に位置する光ファイバ心線11を伸ばす必要があるが、光ファイバ心線11の抗張力により伸びが抑制される。抗張力繊維12が存在していると抗張力はさらに増強されるため、光ファイバ心線11の伸びは一層に抑制され、曲げにくくなる。
【0014】
外層被覆13bのエッジ部分での接触が生じた後に、無理に曲げようとすると、外層被覆13bの接触部15に圧縮歪を与える。しかし、外層被覆13b自体が、比較的硬質の熱可塑性樹脂で形成されているため、圧縮変形がしにくく、曲げにくくなる。
【0015】
図2は、上記の作用を説明する図で、光ファイバケーブル10の曲げ径と曲げに要する力の関係を示している。図において、領域Aは、曲げ径が比較的大きく外層被覆13bのエッジ部分が非接触の状態にあり、領域Bは、曲げ径が小さく外層被覆13bのエッジ部分が接触している状態にある。内層被覆13aは、環状溝14の底部で露出されていて弾性率が小さい比較的軟質の樹脂材料で形成されているため、領域Aにおいては、内層被覆13aと光ファイバ心線11あるいは抗張力繊維12を含めた曲げ剛性の範囲内で、比較的小さい力で曲げることができる。領域Bにおいては、光ファイバ心線11あるいは抗張力繊維12に対して引っ張り力が加わるため、曲げに要する力が急激に増大する。
【0016】
従来の特許文献1に開示された技術においても、図10に示したように、屈曲防止被覆が表面の円周に沿って多数の環状のスリットが入れられ、凹凸を施した形状となっているため、領域Aと領域Bが存在し、領域Bでは多少曲げに要する力は大きくなる。しかしながら、凹部(本発明の環状溝に相当)は、単一の樹脂で形成された伸縮性のある屈曲防止被覆の途中部分までしか形成されていない。このため、凸部同士の接触が生じても、接触が生じる前と後で曲げに必要とする力の差が小さく、領域Aから領域Bへの状態変化が顕著でなく、領域Bに入る曲げ径まで曲げてしまう。
【0017】
これに対し、本発明の場合は、環状溝14が外層被覆13bを完全に突き抜け、内層被覆13aに達するように形成されている。このため、領域Aと領域Bでの曲げに要する力の差が大きく、曲げ径を小さくしていく段階で、領域Bの状態になった時点を容易に感知することができる。この結果、所定の曲げ径以下に曲げられるのを確実に防止することができる。
【0018】
図3〜図5は本発明の実施の形態を説明する図である。図3(A)は光ファイバ心線に直接外皮が密着する例を示す図、図3(B)は光ファイバ心線と外皮の間に間隙を有する例を示す図、図4(A)は抗張力繊維を介在させて外皮を形成した例を示す図、図4(B)は外皮の内層被覆に抗張力繊維を混入させた例を示す図である。また、図5は外皮の外側を保護層で覆った例を示す図である。図中の符号は、図1に用いたのと同じ符号を用いることで説明を省略する。
【0019】
光ファイバ心線11は、コア部とクラッド部からなるガラスファイバを紫外線硬化樹脂で1層又は2層で被覆して形成される。なお、光ファイバ心線11は、着色されていない場合、光ファイバ素線と称されることもあり、本発明では光ファイバ心線11とは、光ファイバ素線も含めた意味で用いるものとする。例えば、光ファイバ心線11には、公称外径0.125mmのガラスファイバに外径0.24mm〜0.26mm程度の紫外線硬化型樹脂の被覆を施したものが用いられる。
【0020】
光ファイバケーブル10は、光ファイバ心線11の外周に保護のための外皮13を形成して光ファイバケーブル10として、車両内や装置内の光配線、その他ドロップケーブル或いはインドアケーブルとして使用される。外皮12は、少なくとも内層被覆13aと外層被覆13bの2層構造で形成し、内層被覆13aには比較的軟質の熱可塑性樹脂(例えば、ポリ塩化ビニル)を用い、外層被覆13bには内層被覆13aよりは硬質の熱可塑性樹脂(例えば、ポリ塩化ビニル)を用いる。なお、特に本発明を限定するものではないが、内層被覆13aを弾性率が50MPa〜1000MPaの熱可塑性樹脂、外層被覆13bを弾性率が2500MPa〜10000MPaの熱可塑性樹脂とするのが望ましい。
【0021】
図3(A)は、光ファイバ心線11の外周に内層被覆13aが密着するように形成する例で、また、環状溝14を螺旋状として光ファイバケーブル10の長手方向に連続形成した例を示している。環状溝14を螺旋状とすることにより、後述するように環状溝14の形成が比較的容易で高速製造を可能とし、生産性を向上させることができる。また、硬質の外層被覆13bを螺旋溝に沿って引き剥がすと、軟質の内層被覆13aも外層被覆13bと共に引き剥がされ、中の光ファイバ心線11を容易に取り出すことができる。
【0022】
また、図3(B)に示すように、光ファイバ心線11と内層被覆13aとの間に間隙Pが存在する場合においても、光ファイバ心線11の曲げを規制することができる。特に、光ファイバ心線11は、外皮13に対してルーズで自由に動きうるので、曲げによる引っ張り力の影響が小さく、曲げによる損失増加は、更に少なく抑えることができる。
【0023】
図4(A)に示すように、光ファイバ心線11と内層被覆13aとの間に抗張力繊維14を介在させた形状の光ファイバケーブルの場合も、曲げを規制するのに効果的である。抗張力繊維14には、例えば、6000デニールのアラミド繊維が用いられる。抗張力繊維14を介在させることにより、光ファイバ心線11の破断強度を高めることができる。また、図4(A)では、螺旋状の環状溝14を複数条で形成する例を示している。環状溝14を複数条で形成することにより、溝の成形加工を高速化することができる。また、図4(B)に示すように、内層被覆13aに抗張力繊維を埋設した形状の光ファイバケーブルにおいても同様である。
【0024】
図5は外皮13の外周を保護層13cで覆った光ファイバケーブルで、保護層13cは、外層被覆13bよりも軟質で伸縮性のある樹脂製の被覆で形成される。この保護層13cは、外皮13の環状溝14を覆い、衝撃緩和のクッション機能を持たせると共に、環状溝14内に異物が入り込むのを防止する。また、ケーブル外観の見栄えをよくし、配線が室内に露出するような場合にも、見苦しさを軽減させることができる。保護層13cは軟質で伸縮性のある被覆で形成されているので、図5(B)に示すように、曲げ部分において、曲がりの外径側では容易に伸び、内径側では弛みを生じて図2で説明した曲げ特性を阻害しない。
【0025】
図6は環状溝の形状例を示す図で、図6(A)は螺旋状の環状溝を示す図、図6(B)は輪切り状の環状溝を示す図である。図6(B)は図6(A)に示すように環状溝14を螺旋状に形成する以外に、断続的な輪切り状にしてもよいことを示すものである。環状溝14を輪切り状とすることにより、環状溝14が長手方向に連続しないため、環状溝14を挟んで隣接する外層被覆13bのエッジ部分が互いに接触するまで、光ファイバケーブル10を曲げやすくすることができる。なお、輪切り状の環状溝14は、例えば、2つ割りの成形型を製造ライン上に設け、間欠的に作動させることにより形成することができる。
【0026】
図6(A)及び図6(B)に示すように、環状溝14は、外皮13の周方向に所定のピッチPで形成され、環状溝14の底部で内層被覆13aが露出するように形成するのが好ましい。環状溝14の断面形状は、図6(A)に示すように、方形溝、V溝、台形溝、U溝等の各種の形状で形成することができる。
【0027】
また、環状溝14の深さtは、内層被覆13aを環状溝14から確実の露出させるためには、溝の底部が内層被覆13a内に多少に食い込むように形成することが望ましい。これにより、光ファイバケーブル10を曲げる際に、硬質の外層被覆13bの影響を少なくし、図2で説明した領域Aでの曲げに要する力を小さくすることができる。さらに、領域Aと領域Bでの曲げに要する力の差が2倍以上とするには、環状溝14の深さtは、外層被覆13bの外径D2の8%以上30%以下で形成するのが好ましい。
【0028】
また、光ファイバケーブル10を曲げたときに、内層被覆13aが損傷を受けないようにするには、内層被覆13aの破断伸びが100%以上であるのが好ましい。また、光ファイバケーブル10は、所定の曲げ径になるまではスムーズに曲げられることが望ましい。このため、環状溝14のピッチをP、外層被覆の外径D2としたとき、「0.2≦P/D2≦2」であることが好ましい。なお、下限値は製造上の問題から規定される。
【0029】
また、光ファイバケーブル10を曲げたとき、外層被覆13bのエッジ部分が接触して潰れやすい状態となる。このエッジ部分での潰れを防止するには、外層被覆13aは、ロックウエル硬さが標準試験方法(ASTM−D0785)において、ショアD70以上の硬さを有していることが好ましい。
【0030】
具体例としては、図6(B)の形状で、光ファイバ心線11を外径0.125mmのガラスファイバ上に外径0.255mmの紫外線硬化樹脂で被覆したものを用いた。抗張力繊維12は用いず、内層被覆13aを23℃における弾性率が98MPaのポリ塩化ビニルで、被覆外径D1が2.0mmとなるように形成した。外層被覆13bは、23℃における弾性率が2940MPaのポリ塩化ビニルで、外層被覆13bの外径D2が3.0mmとなるように形成した。また、環状溝14の深さtを0.5mm、環状溝14の幅W1を0.2mm、外層被覆13bの凸条幅W2を3.0mmとした。この結果、曲げ半径15mm未満では急激に曲げにくくなった。また、外層被覆の凸条幅W2を倍の6.0mmとしたところ、曲げ半径30mm未満では急激に曲げにくくなった。
【0031】
光ファイバ心線11又は抗張力繊維を介在させて外皮13を形成する際に、外皮13の熱可塑性樹脂が光ファイバ心線11上に付与され、硬化するときに長手方向に収縮する。この収縮により、光ファイバ心線11は軸方向の圧縮歪を受ける。光ファイバ心線11が軸方向に圧縮歪を受けると伝送損失が増加する。そこで、本発明においては、弾性率(E)と径方向断面積(S)との積をES積としたとき、光ファイバ心線11のES積、又は、光ファイバ心線11と抗張力繊維12とを合算したES積が、内層被覆13aのES積より大きくなるように内層被覆13aの外径D1及び弾性率を設定するのが望ましい。
【0032】
図7は、図6(B)に示した構成における内層被覆13aのES積と光ファイバ心線11のガラスファイバとのES積の比に対する伝送損失の関係を示したものである。なお、ガラスファイバは外径0.125mmの石英ファイバであり、内層被覆13aは、内径0.255mm、外径2.00mmで形成し、被覆材料にポリ塩化ビニルを用い、その弾性率を(1)49MPa、(2)147MPa、(3)490MPa、(4)784MPa、として測定した。
【0033】
この結果、ES積の比が1.5以下の(1)〜(3)の例の場合は、1.55μmの波長における伝送損失の増加を、許容範囲の0.05dB/km以下に抑えることができた。しかし、(4)のES積の比が2.0を超える例では0.3dB/kmと大きく増加した。したがって、伝送損失を0.05dB/km以下とするには、ガラスファイバに心線被覆のES積を加えた光ファイバ心線11のES積は、内層被覆13aのES積より大きくする必要がある。
【0034】
図6(A)のように、環状溝14が螺旋状に形成されている場合、外層被覆13bによる光ファイバ心線11に対する圧縮歪も考慮する必要がある。圧縮歪を軽減するには、外層被覆13bにガラス繊維、タルク、ウイスカ等のフィラーを添加しておくのが好ましい。これにより、硬質の外層被覆は線膨張係数が小さくなり、低温時に光ファイバに加わる圧縮歪は低減される。しかし、軟質の内層被覆13aにフィラーを入れると硬質になってしまうため、光ファイバへの圧縮歪を考慮すると、硬質の外層被覆13bのES積が軟質の内層被覆13aのES積より大きくするのが好ましい。さらに、使用環境温度を23℃から−30℃に低減したときに、光ファイバケーブルの収縮率が0.5%以下とするのが好ましい。
【0035】
本発明の光ファイバケーブルには、通常のシングルモード光ファイバから、その他の各種の光ファイバを用いて形成することができる。しかし、光ファイバケーブルを小さい曲げ半径で曲げても、曲げ個所において1.0dB以上のシステム上有害な損失が生じない光ファイバケーブルが望まれている。
【0036】
このような要求に応じる光ファイバ心線として、例えば、波長1.55μmにおけるペーターマン−I(Petermann−I)の定義によるモードフィールド径が8μm以下で、波長1.3μm及び波長1.55μmにおける波長分散の絶対値が共に12ps/nm/km以下で、かつケーブルカットオフ波長が1.26μm以下で、波長1.3μmにおけるペーターマン−Iの定義によるモードフィールド径が6μm以上である光ファイバ心線が最近開発された。この光ファイバ心線を用いた光ファイバケーブルは、曲げ半径15mm位で曲げても1.0dB以上の損失増加が生じないため、配線作業を安心してかつ容易に行なうことができる。
【0037】
また、光ファイバケーブルは、曲げによる損失増加が生じないことが求められる他に、引っ張りにより破断されないことが望まれる。光ファイバケーブルとしては、50N以上の引張強度を有していることが望ましい。このため、光ファイバ心線の引張強度試験のプルーフレベルが1.2%(光ファイバ心線に1.2%の伸びを1秒間かける)以上をクリアしたものを用いるのが好ましい。
【0038】
図8及び図9は、本発明による光ファイバケーブルの製造方法を説明する図である。図8(A)は外皮を形成する概略図、図8(B)は円筒状の回転治具を用いて環状溝を成形する例を示す図、図8(C)は溝加工ローラを用いて環状溝を成形する例を示す図、図8(D)は成形ローラを用いて環状溝を成形する例を示す図、図8(E)は回転ダイスを用いて環状溝を形成する例を示す図である。また、図9は外層被覆をテープの巻き付けで形成する例を示す図である。図中、10は溝加工後の光ファイバケーブル、10aは被覆直後の光ファイバケーブル、11は光ファイバ心線、16は供給リール、17はクロスヘッド、18は樹脂タンク、19は環状溝加工部、20はキャプスタン、21は巻き取りリール、22は回転治具、23は溝加工ローラ、23’は押えローラ、24は成形ローラ、25は回転ダイス、26は樹脂テープ、27は間隙、28はヒータを示す。
【0039】
図8(A)において、光ファイバ心線11は供給リール16から繰り出され、クロスヘッド17により内層被覆及び外層被覆が形成される。クロスヘッド17には、樹脂タンク18から内層被覆用の比較的軟質の熱可塑性樹脂及び外層被覆用の内層被覆用と比べて硬質の熱可塑性樹脂がそれぞれ供給される。なお、図8(A)では、内層被覆と外層被覆を1つのクロスヘッド17で形成する例を示したが、内層被覆と外層被覆を別々のクロスヘッドで形成するようにしてもよい。
【0040】
クロスヘッド17で内層被覆と外層被覆を形成した後、環状溝が形成されていない被覆直後の光ファイバケーブル10aに対して、環状溝加工部19により環状溝が成形される。環状溝が成形された後の光ファイバケーブル10は、キャプスタン20により引き取られ、巻き取りリール21で巻き取られる。
【0041】
図8(B)は、図8(A)の製造装置における環状溝加工部19の第1の実施形態を示し、内側に突起22aを有する円筒形の回転治具22を用いたものである。回転治具22は、外層被覆樹脂が付与された直後のケーブルに回転可能に配置され、外層被覆樹脂に螺旋状の環状溝を成形する。環状溝は、突起22aが半硬化状態にある外層被覆樹脂を外周から押しつけるようにして成形されるか、又は、突起22aが樹脂の一部を削りとるようにして成形される。
【0042】
図8(C)は、図8(A)の製造装置における環状溝加工部19の第2の実施形態を示し、外周に環状突起23aを有する溝加工ローラ23を用いたものである。また、溝加工ローラ23に隣接させて1対の押えローラ23’を配し、溝加工ローラ23の回転に追従させ、溝加工中の光ファイバケーブル10aを反対側から押える。溝加工ローラ23及び押えローラ23’は、回転軸をケーブル製造ラインに対して傾斜させて配置される。各ローラは、それぞれが矢印S方向に回転するともに、ケーブルの外周を矢印T方向に周回するようになっている。
【0043】
上記の構成において、溝加工ローラ23は、外層被覆樹脂が付与された直後の光ファイバケーブル10aの外周に周回して、環状突起23aにより外層被覆樹脂に螺旋状の環状溝を成形することができる。なお、環状溝は、環状突起23aが半硬化状態にある外層被覆樹脂を外周から押しつけるようにして成形される。
【0044】
図8(D)は、図8(A)の製造装置における環状溝加工部19の第3の実施形態を示し、外周に環状突起24aを有する1対の成形ローラ24を用いたものである。1対の成形ローラ24は、光ファイバケーブル10の外径に等しい半円弧の凹面24bで形成され、この凹面にローラ軸方向に対して傾斜する環状突起24aを設けてある。また、1対の成形ローラ24は、ローラ端部に互いに噛み合う歯部24d等を設けて、互いの回転を同期させるようにしておくことが好ましい。
【0045】
上記の構成において、2つの成形ローラ24間に形成される円形の間隙部24cに、外層被覆樹脂が付与された直後の光ファイバケーブル10aが通され、2つの成形ローラ24が互いに反対方向に回転することにより、環状突起24aにより環状溝を成形することができる。環状突起24aを2つの成形ローラ24に半周ずつ設け、互いの突起終端を一致整合させることにより、光ファイバケーブル10aに螺旋状の環状溝を連続的に成形することができる。なお、環状突起24aを2つの成形ローラ24にそれぞれ1周するように設けることにより、光ファイバケーブル10の両側面からSZ形状の溝を連続成形することもできる。
【0046】
図8(E)は、図8(A)の製造装置における第4の実施形態を示し、外皮を形成するクロスヘッド17の出口端に突起25aを有する回転ダイス25を用いて螺旋状の環状溝を形成するようにしたものである。なお、この場合、内層被覆を形成するクロスヘッドと外層被覆を形成するクロスヘッドを別々に配し、外層被覆を形成する側のクロスヘッドに回転ダイスを用いるようにしてもよい。この回転ダイス25を用いることにより、図8(B)〜図8(D)に示したような環状溝加工部を用いる必要がなくなり、このため、製造速度を高め生産性を向上させることができる。
【0047】
また、図8(B)〜図8(E)の何れの例においても、環状溝を成形する突起22a,23a,24a,25aを複数設けることにより、溝の成形速度をさらに高めることができ、生産性を向上させることができる。
【0048】
図9は、図8とは異なる他の製造方法を示す例で、光ファイバ心線上にテープを巻き付けて外層被覆を形成する方法である。この製造方法は、光ファイバ心線11を供給リール16から繰り出した後、クロスヘッド17により内層被覆のみを形成する。クロスヘッド17には、樹脂タンク18から内層被覆用の比較的軟質の熱可塑性樹脂が供給される。内層被覆が形成された後、内層被覆より硬質の熱可塑性樹脂で形成された樹脂テープ26を、間隙27を開けて内層被覆上に螺旋状に巻き付け、外層被覆とする。
【0049】
内層被覆は形成直後であるため加熱状態にあり、また、樹脂テープ26を巻き付け時にヒータ28により加熱することにより、溶着により樹脂テープ26と内層被覆とを接着一体化することができる。なお、樹脂テープ26を、溶剤又は接着剤を用いて内層被覆上に接着一体化するようにしてもよい。外層被覆用の樹脂テープ26が巻き付けられ、光ファイバケーブル10とされた後、キャプスタン19で引き取り、巻き取りリール20で巻き取られる。この方法で形成される光ファイバケーブルは、間隙27が環状溝となり、内層被覆の一部を完全に露出させることができ、製造も容易である。
【0050】
【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、環状溝を挟んで隣接する外層被覆のエッジ部分が互いに接触する前と後で、曲げに要する力の差を2倍以上にすることができる。このため、所定の曲げ径までは小さな力で容易に曲げることができるが、それ以上に曲げるには大きな力を必要として曲げにくくすることができ、十分な屈曲防止効果を持たせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を説明する概略図である。
【図2】本発明の作用を説明する図である。
【図3】本発明の実施形態の例を説明する図である。
【図4】本発明の実施形態の他の例を説明する図である。
【図5】本発明の実施形態の他の例を説明する図である。
【図6】本発明による環状溝の形状例を説明する図である。
【図7】ES積と伝送損失の関係を示す図である。
【図8】本発明による光ファイバケーブルの製造方法を説明する図である。
【図9】本発明による他の光ファイバケーブルの製造方法を説明する図である。
【図10】従来の技術を説明する図である。
【符号の説明】
10…光ファイバケーブル、11…光ファイバ心線、12…抗張力繊維、13…外皮、13a…内層被覆、13b…外層被覆、13c…保護層、14…環状溝、15…接触部、16…供給リール、17…クロスヘッド、18…樹脂タンク、19…環状溝加工部、20…キャプスタン、21…巻き取りリール、22…回転治具、23は溝加工ローラ、23’…押えローラ、24…成形ローラ、25…回転ダイス、26…樹脂テープ、27…間隙、28…ヒータ。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical fiber cable in which an outer sheath as a protective coating is provided on the outer periphery of a single-core optical fiber cable, and a method for manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
A single-core optical fiber cable is used as an optical wiring, a drop cable, or an indoor cable in a vehicle or an apparatus. This optical fiber cable is formed by forming a sheath made of a thermoplastic resin directly or with a tensile fiber interposed on the outer periphery of a single optical fiber core. Since the transmission loss increases due to the bending of the optical fiber, it is necessary to prevent the optical fiber from being bent excessively.
[0003]
2. Description of the Related Art Conventionally, as an optical fiber cable for preventing an increase in transmission loss due to bending, there is known an optical fiber cable having a configuration in which an outer skin is provided with annular irregularities (for example, see Patent Document 1). FIG. 10 is a diagram showing an optical fiber cable provided with an anti-bending coating disclosed in
[0004]
The
[0005]
[Patent Document 1]
JP 11-223752 A
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the above-described
[0007]
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and can be easily bent with a small force up to a predetermined bending diameter, but requires a large force to bend more, and is sufficiently difficult to bend. An object of the present invention is to provide an optical fiber cable exhibiting an excellent bending prevention effect and a method for manufacturing the same.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
An optical fiber cable according to the present invention is an optical fiber cable in which an optical fiber core wire is protected by an outer sheath, wherein the outer sheath includes an inner coating made of a soft thermoplastic resin and an outer coating made of an outer thermoplastic resin harder than the inner coating. The outer layer coating has a plurality of annular grooves in which the inner layer coating is exposed in the circumferential direction, and when bending the optical fiber cable, the edges of the outer layer coating on both sides adjacent to each other across the annular groove are in contact with each other, It is characterized in that it is formed so as to be prevented from being bent beyond a predetermined bending radius.
[0009]
Further, the method for manufacturing an optical fiber cable according to the present invention is a method for manufacturing an optical fiber cable for protecting the outer surface of an optical fiber core wire with an outer cover, wherein the outer layer of the optical fiber core wire is coated with an inner layer made of a soft thermoplastic resin. Is formed, an outer layer coating made of a thermoplastic resin harder than the inner layer coating is formed, and thereafter, the outer layer coating is spirally formed by using one of a rotating jig having projections, a groove processing roller, a forming roller, and a rotating die. It is characterized by forming an annular groove.
[0010]
Further, another method for manufacturing an optical fiber cable according to the present invention is a method for manufacturing an optical fiber cable for protecting an outer surface of an optical fiber core with an outer sheath, wherein the outer periphery of the optical fiber core is made of a soft thermoplastic resin. After the inner layer coating is formed, a thermoplastic resin tape harder than the inner layer coating is wound sideways so as to form a predetermined groove and bonded and integrated.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The outline of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic diagram illustrating the present invention, and FIG. 2 is a diagram illustrating the operation of the present invention. In the figure,
[0012]
The
[0013]
When the
[0014]
If the user tries to forcibly bend after the contact at the edge of the
[0015]
FIG. 2 is a diagram for explaining the above operation, and shows the relationship between the bending diameter of the
[0016]
Also in the technology disclosed in the
[0017]
On the other hand, in the case of the present invention, the
[0018]
3 to 5 are diagrams for explaining an embodiment of the present invention. FIG. 3A is a diagram showing an example in which the outer skin is directly adhered to the optical fiber core, FIG. 3B is a diagram showing an example having a gap between the optical fiber core and the outer sheath, and FIG. FIG. 4B is a diagram illustrating an example in which an outer skin is formed with a tensile strength fiber interposed therebetween, and FIG. 4B is a diagram illustrating an example in which a tensile strength fiber is mixed into an inner layer coating of the outer skin. FIG. 5 is a diagram showing an example in which the outer skin is covered with a protective layer. The reference numerals in the figure are the same as those used in FIG.
[0019]
The
[0020]
The
[0021]
FIG. 3A shows an example in which the
[0022]
Further, as shown in FIG. 3B, even when the gap P exists between the
[0023]
As shown in FIG. 4A, an optical fiber cable having a shape in which a
[0024]
FIG. 5 shows an optical fiber cable in which the outer periphery of the
[0025]
6A and 6B are diagrams illustrating examples of the shape of the annular groove, FIG. 6A is a diagram illustrating a spiral annular groove, and FIG. 6B is a diagram illustrating a ring-shaped annular groove. FIG. 6B shows that, other than forming the
[0026]
As shown in FIGS. 6A and 6B, the
[0027]
The depth t of the
[0028]
In order to prevent the
[0029]
Further, when the
[0030]
As a specific example, a shape obtained by coating the optical
[0031]
When the
[0032]
FIG. 7 shows the relationship between the transmission loss and the ratio of the ES product of the inner-
[0033]
As a result, in the case of (1) to (3) in which the ratio of the ES product is 1.5 or less, the increase in the transmission loss at the wavelength of 1.55 μm is suppressed to the allowable range of 0.05 dB / km or less. Was completed. However, in the example in which the ratio of the ES product in (4) exceeds 2.0, the ratio greatly increased to 0.3 dB / km. Therefore, in order to reduce the transmission loss to 0.05 dB / km or less, the ES product of the
[0034]
As shown in FIG. 6A, when the
[0035]
The optical fiber cable of the present invention can be formed from a normal single mode optical fiber to other various optical fibers. However, there is a demand for an optical fiber cable which does not cause harmful loss of 1.0 dB or more at the bending point even when the optical fiber cable is bent with a small bending radius.
[0036]
As an optical fiber core wire meeting such a requirement, for example, a mode field diameter defined by Petermann-I at a wavelength of 1.55 μm is 8 μm or less, and a wavelength at a wavelength of 1.3 μm and a wavelength of 1.55 μm. An optical fiber core having an absolute value of dispersion of 12 ps / nm / km or less, a cable cutoff wavelength of 1.26 μm or less, and a mode field diameter of 6 μm or more as defined by Peterman-I at a wavelength of 1.3 μm. Was recently developed. An optical fiber cable using this optical fiber core wire does not cause a loss increase of 1.0 dB or more even when bent at a bending radius of about 15 mm, so that the wiring operation can be performed with ease and ease.
[0037]
In addition to the requirement that the optical fiber cable not cause an increase in loss due to bending, it is also desirable that the optical fiber cable not be broken by pulling. It is desirable that the optical fiber cable has a tensile strength of 50 N or more. For this reason, it is preferable to use one that has cleared the proof level in the tensile strength test of the optical fiber core of 1.2% or more (1.2% elongation is applied to the optical fiber core for 1 second) or more.
[0038]
8 and 9 are views for explaining a method of manufacturing an optical fiber cable according to the present invention. 8A is a schematic view of forming an outer skin, FIG. 8B is a view showing an example of forming an annular groove using a cylindrical rotating jig, and FIG. FIG. 8D shows an example of forming an annular groove using a forming roller, and FIG. 8E shows an example of forming an annular groove using a rotating die. FIG. FIG. 9 is a diagram showing an example in which the outer layer coating is formed by winding a tape. In the figure, 10 is an optical fiber cable after groove processing, 10a is an optical fiber cable immediately after coating, 11 is an optical fiber core, 16 is a supply reel, 17 is a crosshead, 18 is a resin tank, and 19 is an annular groove processing part. , 20 is a capstan, 21 is a take-up reel, 22 is a rotary jig, 23 is a groove processing roller, 23 'is a pressing roller, 24 is a forming roller, 25 is a rotating die, 26 is a resin tape, 27 is a gap, 28 Indicates a heater.
[0039]
In FIG. 8A, the
[0040]
After forming the inner layer coating and the outer layer coating with the
[0041]
FIG. 8B shows a first embodiment of the annular
[0042]
FIG. 8C shows a second embodiment of the annular
[0043]
In the above configuration, the
[0044]
FIG. 8D shows a third embodiment of the annular
[0045]
In the above-described configuration, the
[0046]
FIG. 8 (E) shows a fourth embodiment of the manufacturing apparatus of FIG. 8 (A), in which a helical annular groove is formed by using a rotary die 25 having a
[0047]
Further, in any of the examples of FIGS. 8B to 8E, the provision of the plurality of
[0048]
FIG. 9 is an example showing another manufacturing method different from FIG. 8, in which a tape is wound around an optical fiber to form an outer layer coating. In this manufacturing method, after the
[0049]
The inner layer coating is in a heated state immediately after formation, and is heated by the
[0050]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the present invention, the difference in the force required for bending before and after the edge portions of the outer layer coating adjacent to each other with the annular groove interposed therebetween can be doubled or more. it can. For this reason, it is possible to bend easily with a small force up to a predetermined bending diameter, but to bend more, a large force is required and it is difficult to bend, and a sufficient bending prevention effect can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating the operation of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram illustrating another example of the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram illustrating another example of the embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of the shape of an annular groove according to the present invention.
FIG. 7 is a diagram illustrating a relationship between an ES product and a transmission loss.
FIG. 8 is a diagram illustrating a method for manufacturing an optical fiber cable according to the present invention.
FIG. 9 is a diagram illustrating a method of manufacturing another optical fiber cable according to the present invention.
FIG. 10 is a diagram illustrating a conventional technique.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
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---|---|---|---|---|
JP2008514450A (en) * | 2004-09-29 | 2008-05-08 | ミニフレックス リミテッド | Anti-bending tube for optical fiber |
JP2008134445A (en) * | 2006-11-28 | 2008-06-12 | Fujitsu Access Ltd | Optical fiber cable |
JP2012239348A (en) * | 2011-05-13 | 2012-12-06 | Yazaki Corp | Protection member of wiring harness and manufacturing method of the same |
DE102022208578A1 (en) | 2022-08-18 | 2024-02-29 | Zf Friedrichshafen Ag | Method for adapting at least one optical line element to at least one laying path |
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2002
- 2002-10-08 JP JP2002294438A patent/JP2004133005A/en active Pending
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