JP2004184542A - 光ケーブル - Google Patents

Abstract

【課題】ケーブルに曲げや衝撃が生じた場合でも伝送損失を低減する一方、後分岐特性を向上させることができる光ケーブルを提供することにある。
【解決手段】シース１９には、伸長方向の張力を吸収する抗張力体２１ａ，２１ｂと、２本のパイプ片１５ａ，１５ｂのそれぞれの端部間の中央位置に設けられシース１９の引き裂きに用いるリップコード２３ａ，２３ｂとが収納される。この場合、２本のリップコード２３ａ，２３ｂの間隔をＬｒ、ケーブル許容曲げ半径をＲとした場合、リップコード２３ａ，２３ｂに生じる伸び歪みがＬｒ／（２Ｒ）であって、リップコード２３ａ，２３ｂの材料を、当該伸び歪みＬｒ／（２Ｒ）を境界としてそれ以下の領域では低ヤング率の材料とする一方、それを超える領域では高ヤング率の材料としている。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、後分岐性を有する光ケーブルに関し、特に、伝送損失を低減するとともに光ファイバの断線を防止することができる光ケーブルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、後分岐性を有する光ケーブルとしては、図６に示すような構造の光ケーブル１０１が特許文献１により提案されている。
【０００３】
図６において、光ファイバ１０３は複数の光ファイバ素線を示しており、１対の略半円弧状のフォーミングパイプ１０５，１０５内の内部空隙１０７にルースに収容されている。このフォーミングパイプ１０５は、ポリエチレン，可塑化ポリ塩化ビニルなどからなるシース１０９で被覆されている。このシース１０９を形成するには通常の押出被覆法によって行われる。さらに、シース１０９内には、鋼線，黄銅線などの金属線あるいは繊維強化プラスチックなどからなる２本の抗張力体１１１，１１１と、プラスチック紐などからなる２本のリップコード１１３，１１３とが埋設されている。
【０００４】
２本の抗張力体１１１，１１１は、光ファイバ１０３を挟んで対称の位置に配置され、２本のリップコード１１３，１１３は２本の抗張力体１１１，１１１を結ぶ線（図中ｙ軸）に対して直交する線上（図中ｘ軸）に光ファイバ１０３を挟んで対称の位置に配置されている。
【０００５】
さらに、フォーミングパイプ１０５内には、複数の光ファイバ１０３を支持してパイプ１０５の内部空隙１０７にルースに収容するための柔軟なホットメルト接着剤などからなる間欠充填材（図示略）が光ケーブルの長手方向に間欠的に充填されている。
【０００６】
このような構造の光ケーブル１０１にあっては、これを後分岐する際、両方のリップコード１１３を光ケーブル１０１の径方向外側に引っ張ってシース１０９を切り裂くことで、光ケーブル１０１が径方向に二分割される。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−１２２７６３
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような構造の光ケーブル１０１にあっては、シース１１３内に縦添えされた抗張力体１１１とリップコード１１３によって生じる弾性と剛性に起因して、曲げ易い方向と曲げ難い方向とが決定される。
【０００９】
すなわち、ｙ軸方向は抗張力体１１１，１１１がその中心線（図中ｘ軸）からずれるため曲げ難い方向となる。一方、ｘ軸方向は抗張力体１１１，１１１がその中心線（図中ｙ軸）からずれないため曲げ易い方向となる。
【００１０】
ここで、光ケーブル１０１をｘ軸方向に曲げた場合、リップコード１１３，１１３には曲げ内側と曲げ外側の線長差により歪みが生じ、曲げ外側に配置されているリップコード１１３がケーブル内部の内部空隙１０７に落ち込むことが考えられる。この時、内部空隙１０７に落ち込んだリップコード１１３は、光ファイバ１０３に絡む可能性があり、伝送損失が増加することが考えられる。また、リップコード１１３が光ファイバ１０３に絡んでいる状態において、リップコード１１３を光ケーブル１０１の径方向外側に無理に引っ張ってシース１０９を切り裂こうとすると、光ファイバ１０３が断線することが考えられる。
【００１１】
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的としては、ケーブルに曲げが生じた場合でも伝送損失を低減する一方、後分岐特性を向上させることができる光ケーブルを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明において、ケーブルの許容曲げ半径Ｒで曲げたときにリップコードに生じる伸び歪みは、２本のリップコードの間隔Ｌｒに依存する。ケーブル曲げ外側に位置するリップコードに生じる伸び歪みは、ケーブル中心とケーブル曲げ外側の線長差からＬｒ／（２Ｒ）となる。
【００１３】
したがって、ケーブル曲げ外側に位置するリップコードに対して加わる曲げ内側方向への力を小さくし、リップコードがケーブル内部の内部空隙に落ち込むのを防止させるためには、ヤング率の低い材料からなるリップコードを使用することが望ましい。
【００１４】
しかしながら、ケーブル後分岐作業時においてリップコードを引き裂き易くする観点からは、リップコードの材料としてヤング率が高く、かつ破断強度の高い材料を使用することが望ましい。
【００１５】
よって、本発明は、ケーブル曲げ特性及び後分岐特性の双方を考慮してリップコードを、その伸び歪みＬｒ／（２Ｒ）を境界としてそれ以下の領域では低ヤング率の材料とする一方、それを超える領域では高ヤング率の材料としたものである。
【００１６】
ここで、上記低ヤング率の材料とは、直鎖型低密度ポリエチレンのヤング率に相当する材料であって、上記高ヤング率の材料とは、アラミド繊維のヤング率に相当する材料である。
【００１７】
したがって、請求項１記載の発明は、上記課題を解決するため、複数の素線からなる光ファイバと、略半円弧状のパイプ片を１対有し、各パイプ片の端部同士が所定間隔を隔てて対面してなす円形状の内部空隙に前記光ファイバを収容配置するフォーミングパイプと、前記光ファイバを内包した前記フォーミングパイプを収納するシースと、前記シースに収納され伸長方向の張力を吸収する抗張力体と、前記シースに収納された略半円弧状の各パイプ片の端部の中央部位に設けられ前記シースの引き裂きに用いる少なくとも２本のリップコードとを備え、前記リップコードは低ヤング率と高ヤング率の材料を組み合わせた複合構造であることを要旨とする。
【００１８】
また、請求項２記載の発明は、上記課題を解決するため、前記２本のリップコードの間隔をＬｒ、ケーブル許容曲げ半径をＲとした場合に、低ヤング率の材料に対して高ヤング率の材料はＬｒ／（２Ｒ）の余長を持つことを要旨とする。
【００１９】
また、請求項３記載の発明は、上記課題を解決するため、前記リップコードは、抗張力体に低ヤング率の材料を被覆した構造であることを要旨とする。
【００２０】
さらに、請求項４記載の発明は、上記課題を解決するため、前記低ヤング率は、直鎖型低密度ポリエチレンのヤング率に相当することを要旨とする。
【００２１】
そして、請求項５記載の発明は、上記課題を解決するため、前記高ヤング率は、アラミド繊維のヤング率に相当することを要旨とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００２３】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る光ケーブル１１の構成を示す径方向断面図である。
【００２４】
図１に示す光ケーブル１１は、複数の光ファイバ素線からなる光ファイバ１３、１対の略半円弧状のパイプ片１５ａ，１５ｂを有するフォーミングパイプ１５、光ファイバ１３を収容する内部空隙１７、当該ケーブルを構成する様々な部材を収容するシース１９、伸長方向の張力を吸収する抗張力体２１ａ，２１ｂ、シース１９の引き裂きに用いるリップコード２３ａ，２３ｂから構成されている。
【００２５】
光ファイバ１３は、１本が２５０μｍの光ファイバ素線を例えば２０本有し、１対の略半円弧状のパイプ片１５ａ，１５ｂがなす内部空隙１７にルースに収容されており、１対のパイプ片１５ａ，１５ｂが所定間隔を隔てて対面している。
【００２６】
１対のパイプ片１５ａ，１５ｂからなるフォーミングパイプ１５は、直鎖型低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）からなり例えば外径が９．５ｍｍのシース１９で被覆されている。このシース１９を形成するには通常の押出被覆法によって行われる。
【００２７】
フォーミングパイプ１５は、ラミネートフィルム上にポリエチレンテレフタレートからなる基材を貼り合わせ、さらに、この基材上に吸水パウダーが付着された不織布からなる緩衝層を貼り合わせて積層されている。この緩衝層は、繊維を毛羽立たせたので柔らかく緩衝効果が向上されており、吸水性を有している。
【００２８】
このフォーミングパイプ１５は、図１に示すように、緩衝層が内部空隙１７側に対面するように略半円弧状に曲げられ、光ファイバ１３を衝撃から保護するとともに、ケーブル内に浸水があった場合でも、過度の浸水に対して防水効果を有している。
【００２９】
なお、フォーミングパイプ１５として、ポリアクリル酸塩系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリアクリルアミド系樹脂、ポリオキシエチレン系樹脂、等の吸水性樹脂粉末を付着した若干細幅で高剛性のテープを複数枚用いて、略半円弧状になるように連続的に成形したものを用いてもよい。
【００３０】
さらに、シース１９内には、鋼線，黄銅線などの金属線あるいは繊維強化プラスチックなどからなる２本の抗張力体２１ａ，２１ｂと、２本のリップコード２３ａ，２３ｂとが埋設されている。
【００３１】
抗張力体２１ａ，２１ｂは、光ファイバ１３を挟んで対称の位置に配置され、２本のリップコード２３ａ，２３ｂは２本の抗張力体２１ａ，２１ｂを結ぶ線（図中ｙ軸）に対して直交する線上（図中ｘ軸）に光ファイバ１３を挟んで対称の位置に配置されている。
【００３２】
本実施の形態では、フォーミングパイプ１５の各パイプ片１５ａ，１５ｂの端部同士が所定間隔を隔てて対面してなす円形状の内部空隙１７に光ファイバ１３を収容配置し、次いで、この光ファイバ１３をシース１９に収納し、シース１９に収納され伸長方向の張力を吸収する抗張力体２１ａ，２１ｂを設け、シース１９に収納された略半円弧状のパイプ片１５ａ，１５ｂの端部の中央部位にシース１９の引き裂きに用いるリップコード２３ａ，２３ｂを設け、リップコード２３ａ，２３ｂは低ヤング率と高ヤング率の材料を組み合わせた複合構造である。
【００３３】
また、２本のリップコード２３ａ，２３ｂの間隔をＬｒ、ケーブル許容曲げ半径をＲとした場合に、低ヤング率の材料に対して高ヤング率の材料はＬｒ／（２Ｒ）の余長を持つ。
【００３４】
次に、図３を参照して、リップコード２３の構造について説明する。
【００３５】
リップコード２３は、図３に示すようにアラミド繊維などの抗張力体３７の外周に被覆材３９が被覆され、この被覆材３９には、シース１９で使用される直鎖型低密度ポリエチレンなどのヤング率の低い樹脂が用いられる。
【００３６】
ここで、低ヤング率は、被覆材３９に使用される直鎖型低密度ポリエチレンのヤング率に相当する一方、高ヤング率は、抗張力体３７に使用されるアラミド繊維のヤング率に相当する。
【００３７】
また、本実施の形態では、被覆材３９を被覆する際、抗張力体３７にＬｒ／（２Ｒ）の余長を持たせるようにしている。これにより、リップコード２３は伸び歪みがＬｒ／（２Ｒ）以下の領域では被覆材３９に依存した低ヤング率を有し、伸び歪みがＬｒ／（２Ｒ）を超える領域では抗張力体３７に依存した高ヤング率を有する。そして、抗張力体３７にＬｒ／（２Ｒ）の余長を持たせるには、高張力の送出し張力や、被覆材３９の厚さを調整することにより制御可能である。
【００３８】
次に、図１を参照して、光ケーブル１１の作用効果について説明する。
【００３９】
まず、図１に示すように、光ファイバ１３を複数本（例えば２０本）準備しておく。
【００４０】
次いで、略半円弧状に形成された２本のパイプ片１５ａ，１５ｂを、所定間隔を隔てて対面するようにして内部に形成される円形状の内部空隙１７に、光ファイバ１３を収容配置する。この時、２本のパイプ片１５ａ，１５ｂのそれぞれの端部間の間隔は、０．５〜１．５ｍｍ程度が好ましい。
【００４１】
そして、光ファイバ１３を内包する２本のパイプ片１５ａ，１５ｂをシース１９内に収容配置する。
【００４２】
このシース１９には、図１に示すように、略半円弧状の２本のパイプ片１５ａ，１５ｂのそれぞれの端部間の中央位置（ｘ軸方向）に設けられシース１９の引き裂きに用いるリップコード２３ａ，２３ｂが収納されている。
【００４３】
このリップコード２３ａ，２３ｂは、被覆材３９により被覆された抗張力体３７で伸長方向の張力を吸収するようにしてあり、抗張力体３７の方が被覆材３９よりも伸び歪み値だけ長い余長を有している。
【００４４】
ここで、光ケーブル１１をｘ軸方向に曲げた場合、リップコード２３ａ，２３ｂには曲げ内側と曲げ外側の線長差により伸び歪みＬｒ／（２Ｒ）が生じる。しかしながら、リップコード２３ａ，２３ｂは、伸び歪みがＬｒ／（２Ｒ）以下の領域では被覆材３９に依存した低ヤング率を有しているのと高ヤング率材料は余長を有していることにより、曲げに対して容易に伸びるため、曲げ外側に配置されているリップコード２３ａ又は２３ｂがケーブル内部の内部空隙１７に落ち込むことがない。
【００４５】
この結果、従来の技術のように、内部空隙にリップコード２３ａ又は２３ｂが落ち込むことがなく、光ファイバ１３に絡む可能性がなく、伝送損失が増加することがない。すなわち、ケーブルに曲げが生じた場合でも、伝送損失を低減するとともに光ファイバ１３の断線を防止することができる。
【００４６】
また、本実施の形態によれば、伸び歪みがＬｒ／（２Ｒ）を超える領域では、抗張力体３７に依存した高ヤング率の材料が張力を分担することにより高張力に耐えられるので、ケーブル後分岐作業時においてリップコード２３ａ，２３ｂを引き裂き易くすることができる。
【００４７】
（実験例）
図４は曲げ半径１０Ｄでのリップコード２３ａ，２３ｂの伸び歪みを示す。
【００４８】
図４の計算結果に示すように、試料１の光ケーブルは、２本のリップコード２３ａ，２３ｂの間隔Ｌｒが４．５（ｍｍ）、リップコード２３ａ，２３ｂの許容曲げ半径Ｒが９５．０（ｍｍ）の場合、伸び歪みＬｒ／（２Ｒ）の値が２．３７％であり、高ヤング率材料にはこの伸び歪み分の余長を持たせた。
【００４９】
また、試料２の光ケーブルは、２本のリップコード２３ａ，２３ｂの間隔Ｌｒが６．０（ｍｍ）、リップコード２３ａ，２３ｂの許容曲げ半径Ｒが１０５．０（ｍｍ）の場合、伸び歪みＬｒ／（２Ｒ）の値が２．８６％であり、高ヤング率材料にはこの歪み分の余長を持たせた。
【００５０】
そして、上記試料１の光ケーブルを用いてリップコード２３ａ，２３ｂのヤング率を図５に示す。図５に示すようにリップコード２３ａ，２３ｂの伸び歪みの値が０〜２．３７％の範囲では、低ヤング率（２００〜３００Ｎ／ｍｍ^２）に基づいた伸び挙動を示した。２．３７％を超えた場合には、高ヤング率（１００〜１５０ｋＮ／ｍｍ^２）に基づいた伸び挙動を示した。
【００５１】
よって、リップコード２３ａ，２３ｂを、その伸び歪みＬｒ／（２Ｒ）を境界としてそれ以下の領域では低ヤング率の材料のヤング率に基づいて伸びる一方、それを超える領域では高ヤング率の材料のヤング率に基づいて伸びることで、リップコード２３ａ又は２３ｂの何れか一方が内部空隙１９に落ち込むことを防止することができるとともに、ケーブル後分岐作業時においてリップコード２３ａ，２３ｂを引き裂き易くすることができる。
【００５２】
【発明の効果】
請求項１記載の本発明によれば、フォーミングパイプの各パイプ片の端部同士が所定間隔を隔てて対面してなす円形状の内部空隙に光ファイバを収容配置し、次いで、この光ファイバをシースに収納し、シースに収納され伸長方向の張力を吸収する抗張力体を設け、シースに収納された略半円弧状のパイプ片の端部の中央部位にシースの引き裂きに用いるリップコードを設け、リップコードは低ヤング率と高ヤング率の材料を組み合わせた複合構造であるので、リップコードが内部空隙に落ち込むことを防止することができ、ケーブルに曲げが生じた場合でも、伝送損失を低減するとともに、光ファイバの断線を防止することができる。そして、ケーブル後分岐作業時のリップコードの取出し性を向上させることができる。
【００５３】
また、請求項２記載の本発明によれば、２本のリップコードの間隔をＬｒ、ケーブル許容曲げ半径をＲとした場合に、低ヤング率の材料に対して高ヤング率の材料はＬｒ／（２Ｒ）の余長を持つことで、リップコードが内部空隙に落ち込むことを防止することができる。
【００５４】
また、請求項３記載の本発明によれば、リップコードは、抗張力体にヤング率の低い材料を被覆した構造であるので、リップコードが内部空隙に落ち込むことを防止することができるとともに、ケーブル後分岐作業時のリップコードの取出し性を向上させることができる。
【００５５】
さらに、請求項４記載の本発明によれば、低ヤング率は、直鎖型低密度ポリエチレンのヤング率に相当するので、リップコードが内部空隙に落ち込むことを防止することができる。
【００５６】
そして、請求項５記載の本発明によれば、高ヤング率は、アラミド繊維のヤング率に相当するので、ケーブル後分岐作業時のリップコードの取出し性を向上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に係る光ケーブル１１の構成を示す径方向断面図である。
【図２】リップコード２３をｘ軸の−方向に曲げた様子を示す概略図である。
【図３】リップコード２３の構造を示す断面図である。
【図４】曲げ半径１０Ｄでのリップコード２３の伸び歪みを示す説明図である。
【図５】リップコード２３のヤング率を示す説明図である。
【図６】従来の光ケーブル１０１の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１１ 光ケーブル
１３ 光ファイバ
１５ フォーミングパイプ
１５ａ，１５ｂ パイプ片
１７ 内部空隙
１９ シース
２１ａ，２１ｂ 抗張力体
２３ａ，２３ｂ リップコード
３７ 抗張力体
３９ 被覆材

Claims (5)

1. 複数の素線からなる光ファイバと、
   略半円弧状のパイプ片を１対有し、各パイプ片の端部同士が所定間隔を隔てて対面してなす円形状の内部空隙に前記光ファイバを収容配置するフォーミングパイプと、
   前記光ファイバを内包した前記フォーミングパイプを収納するシースと、
   前記シースに収納され伸長方向の張力を吸収する抗張力体と、
   前記シースに収納された略半円弧状の各パイプ片の端部に掛かるように設けられ前記シースの引き裂きに用いる少なくとも２本のリップコードとを備え、
   前記リップコードは低ヤング率と高ヤング率の材料を組み合わせた複合構造であることを特徴とする光ケーブル。
2. 前記２本のリップコードの間隔をＬｒ、ケーブル許容曲げ半径をＲとした場合に、低ヤング率の材料に対して高ヤング率の材料はＬｒ／（２Ｒ）の余長を持つことを特徴とする請求項１記載の光ケーブル。
3. 前記リップコードは、
   抗張力体に低ヤング率の材料を被覆した構造であることを特徴とする請求項１記載の光ケーブル。
4. 前記低ヤング率は、
   直鎖型低密度ポリエチレンのヤング率に相当することを特徴とする請求項１又は２記載の光ケーブル。
5. 前記高ヤング率は、
   アラミド繊維のヤング率に相当することを特徴とする請求項１記載の光ケーブル。

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