JP2005010651A - 光ファイバケーブル - Google Patents
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Abstract
【課題】外力を受けたときの光ファイバの断線や伝送損失増加を軽減して通信品質を向上させる。
【解決手段】光ファイバケーブル１は、中心部に設けた長尺状の中心緩衝材３と、この中心緩衝材３の周囲に配設して長尺方向に延伸した光ファイバ心線５とからなる集合体７と、この集合体７の円周に配設するよう長尺方向に延伸した抗張力繊維９と、この抗張力繊維９の外周に被覆したシース材１１と、から構成される。中心部の中心緩衝材３は光ファイバケーブル１にかかる外力を吸収し、光ファイバ心線５同士の交差を防ぐので、外力によって光ファイバ心線５に対して与える断線や変形などのダメージや伝送損失の増大が効果的に防止される。
【選択図】 図１
【解決手段】光ファイバケーブル１は、中心部に設けた長尺状の中心緩衝材３と、この中心緩衝材３の周囲に配設して長尺方向に延伸した光ファイバ心線５とからなる集合体７と、この集合体７の円周に配設するよう長尺方向に延伸した抗張力繊維９と、この抗張力繊維９の外周に被覆したシース材１１と、から構成される。中心部の中心緩衝材３は光ファイバケーブル１にかかる外力を吸収し、光ファイバ心線５同士の交差を防ぐので、外力によって光ファイバ心線５に対して与える断線や変形などのダメージや伝送損失の増大が効果的に防止される。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光ファイバケーブルに関し、特に構内配線用の光ファイバケーブルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、大きい張力に耐えうる構内配線用」の光ファイバケーブルとしては、層型光ケーブルとディストリビューションケーブルが知られている。
【０００３】
層型光ケーブル１０１は、図７に示されているように、中心にテンションメンバ１０３（抗張力体）があり、その周りを複数の光ファイバ心線１０５が１方向又はＳＺ撚りで撚られ、この複数の光ファイバ心線１０５の外周に押さえ巻き１０７が施され、この押さえ巻き１０７の上からシース１０９が被せられている。なお、上記のテンションメンバ１０３は、鋼線もしくはＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃ：繊維強化プラスチック）である。
【０００４】
ディストリビューションケーブル１１１の構造は、図８に示されているように束状になった光ファイバ心線１０５の周りに抗張力繊維１１３が横巻きされた後に、抗張力繊維１１３の周囲に被覆樹脂のシース１１５が被せられた構造である。このディストリビューションケーブル１１１は、ケーブルの中心部に固いテンションメンバがないために、前述した層型光ケーブル１０１と比べて布設時に曲げやすいことが利点である。また、層型光ケーブル１０１のように鋼線やＦＲＰなどの比重の大きい部材が使用されていないので、光ケーブルを軽量化できる利点がある（例えば、特許文献１及び文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−１８３７６４号公報
【０００６】
【特許文献２】
特開２００３−５００２号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の層型光ケーブル１０１においては、テンションメンバ１０３としての鋼線もしくはＦＲＰは、剛性が高く、光ケーブル自体が曲げにくいという問題点があった。また、この層型光ケーブル１０１が側圧を受けたときは、光ファイバ心線１０５がテンションメンバ１０３に押しつけられて局所的な曲がりを生じるために光ファイバの損失増加が見られるという問題点があった。
【０００８】
ディストリビューションケーブル１１１は、上記の層型光ケーブル１０１の欠点を改良したものであるが、この構造の光ケーブル１１１は、光ファイバ心線１０５同士が交差するために、ケーブルに外力がかかったときに、その交差点で局所曲げが生じて、損失増加を生じやすいという問題点があった。
【０００９】
この発明は上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、ディストリビューションケーブルの中心部に長尺状の中心緩衝材を設けることにより、光ケーブルが外力を受けたときの光ファイバの断線や伝送損失増加を軽減して、通信品質を向上させる光ファイバケーブルを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１によるこの発明の光ファイバケーブルは、中心部に設けた長尺状の中心緩衝材と、この中心緩衝材の周囲に配設して長尺方向に延伸した光ファイバ心線又は光ファイバ素線とからなる集合体と、この集合体の円周に配設するよう長尺方向に延伸した抗張力繊維と、この抗張力繊維の外周に被覆したシース材と、から構成してなることを特徴とするものである。
【００１１】
したがって、中心部の中心緩衝材は、光ケーブルにかかる外力を吸収すると共に光ファイバ心線同士の交差を防ぐので、外力によって光ファイバ心線に対して与える断線や変形などのダメージや伝送損失の増大が効果的に防止され、通信品質が向上する。
【００１２】
請求項２によるこの発明の光ファイバケーブルは、請求項１記載の光ファイバケーブルにおいて、前記中心緩衝材は、シース内部断面積に対する断面積比が１０％以上、８０％未満であることを特徴とするものである。
【００１３】
したがって、シース内部断面積に対して占める中心緩衝材の断面積比が１０％以上、８０％未満であることにより、側圧における損失増加と曲げ損失が効果的に抑えられる。
【００１４】
請求項３によるこの発明の光ファイバケーブルは、請求項１又は２記載の光ファイバケーブルにおいて、前記中心緩衝材が、光ファイバ心線又は光ファイバ素線よりも硬度が小さいことを特徴とするものである。
【００１５】
したがって、中心緩衝材が光ファイバ心線又は光ファイバ素線よりも硬度が小さいので、光ファイバケーブルにかかる外力が中心緩衝材により吸収される。
【００１６】
請求項４によるこの発明の光ファイバケーブルは、請求項１，２又は３記載の光ファイバケーブルにおいて、前記中心緩衝材が、抗張力繊維であることを特徴とするものである。
【００１７】
したがって、中心緩衝材が抗張力繊維であるので、光ファイバケーブルにかかる外力を吸収するだけでなく抗張力体の役割を果たすことになる。その結果、中心部の抗張力繊維と外側の抗張力繊維の双方が抗張力体として機能するので、ケーブル強さが向上する。
【００１８】
請求項５によるこの発明の光ファイバケーブルは、中心部に設けた長尺状の抗張力繊維と、この抗張力繊維の周囲に配設して長尺方向に延伸した光ファイバ心線又は光ファイバ素線とからなる集合体と、この集合体の円周に押さえ巻きを施した押え巻部と、押え巻部の周囲に一括シースして構成してなることを特徴とするものである。
【００１９】
したがって、中心部の抗張力繊維は、光ケーブルにかかる外力を吸収すると共に光ファイバ心線同士の交差を防ぐので、外力によって光ファイバ心線に対して与える断線や変形などのダメージや伝送損失の増大が効果的に防止され、通信品質が向上する。しかも、中心部の抗張力繊維は抗張力体としても機能する。
【００２０】
請求項６によるこの発明の光ファイバケーブルは、請求項４記載の光ファイバケーブルにおいて、前記抗張力繊維は、シース内部断面積に対する断面積比が１０％以上、８０％未満であることを特徴とするものである。
【００２１】
したがって、シース内部断面積に対して占める抗張力繊維の断面積比が１０％以上、８０％未満であることにより、側圧における損失増加と曲げ損失が効果的に抑えられる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２３】
図１を参照するに、この第１の実施の形態に係る光ファイバケーブル１（以下、「光ケーブル」という）は、中心部に長尺状の中心緩衝材３が設けられており、この中心緩衝材３の周囲に複数の光ファイバ心線５（又は光ファイバ素線）が長尺方向に延伸するように配設されて集合体７を構成している。この集合体７の円周には長尺方向に延伸した抗張力繊維９が配設され、これらの抗張力繊維９の周囲は押出成形により樹脂のシース材１１で一括シースされている。
【００２４】
例えば、上記の中心緩衝材３は、２５０００デニールのポリプロピレンヤーンであり、この中心緩衝材３の周りには１２本の０．９φの光ファイバ心線５（ＳＭ）が中心緩衝材３の円周上に並ぶように３０００ｍｍのピッチでＳＺ撚りされており、この光ファイバ心線５の上から、この第１の実施の形態では押え巻用の線条体１３として例えば１０００デニールのナイロンヤーンで押さえ巻きされて集合体７が作製される。なお、上記の光ファイバ心線５はＳＺ撚りに限定されず、一方向撚りであっても構わない。
【００２５】
この集合体７の上から、抗張力繊維９としての例えば４００００デニール分のアラミド繊維が３００ｍｍのピッチで横巻きされた後に、押出成形によりポリ塩化ビニール樹脂がシース材１１として０．６ｍｍの厚さで被覆され、外径が６ｍｍの光ケーブル１が作製される。
【００２６】
この場合、抗張力体の役割を示すのは、横巻きに使用した抗張力繊維９としてのアラミド繊維であり、中心緩衝材３は抗張力作用が小さいものでも構わない。
【００２７】
また、中心緩衝材３は、当該中心緩衝材３の上に光ファイバ心線５が撚られるために長尺状でなければならないが、光ファイバ心線５に比べて硬度が小さい材質であれば、いかなる材料でも利用可能であり、繊維状のものや、樹脂を押出したものなどが好適に利用される。また、不織布や紙などのテープ体を円形に整形したものなども利用可能である。
【００２８】
なお、この第１の実施の形態では、主にナイロン心線が光ファイバ心線５として使用されているが、光ファイバ素線（０．２５φ）でも同様の効果が得られる。
【００２９】
図２を参照するに、光ケーブル１を製造する方法について説明する。
【００３０】
この第１の実施の形態で用いられる光ケーブル製造装置１５としては、複数の光ファイバ心線５を集合するための集合機１７が備えられており、この集合機１７には、中心緩衝材３を送り出すための１個の緩衝材用送出ボビン１９と、光ファイバ心線５が巻き取られている１２個の心線用送出ボビン２１と、１２個の光ファイバ心線５を中心緩衝材３の周囲にＳＺ撚りに撚り合わせるための撚り合せ制御板２３と、ＳＺ撚りに撚られた複数の光ファイバ心線５の周囲にボビン２５から送出される押え巻用の線条体１３で押さえ巻きを行うための押さえ巻き装置２７が備えられている。
【００３１】
また、上記の撚り合せ制御板２３には、図示していないが中央に中心緩衝材３を通過可能な１個の中心挿通孔が設けられ、この中心挿通孔の周囲に光ファイバ心線５を通過可能な１２個の心線用挿通孔が設けられている。この撚り合せ制御板２３は光ファイバ心線５をＳＺ撚りするために、正逆方向に、つまり光ファイバ心線５の送り出し方向において時計、反時計回り方向に交互に繰り返し回転するように構成されている。
【００３２】
したがって、緩衝材用送出ボビン１９が回転されて中心緩衝材３としての例えば２５０００デニールのポリプロピレンヤーンが送り出される。これと同時に、１２個の心線用送出ボビン２１が回転されて光ファイバ心線５としての例えば０．９φの光ファイバ心線５（ＳＭ）が撚り合せ制御板２３に送り出される。撚り合せ制御板２３では１２本の光ファイバ心線５が中心緩衝材３の周囲に３０００ｍｍのピッチでＳＺ撚りとされるように正逆方向に交互に回転される。
【００３３】
さらに、上記のＳＺ撚りに撚られた１２個の光ファイバ心線５の周囲は、押さえ巻き装置２７により、押え巻用の線条体１３としての例えば１０００デニールのナイロンヤーンで押さえ巻きされて集合体７が作製される。
【００３４】
また、光ケーブル製造装置１５には、上記の集合機１７で集合された集合体７の周囲にボビン２９から送出される抗張力繊維９を横巻きするための横巻き装置３１と、この横巻き装置３１で横巻きされた抗張力繊維９の周囲にシース材１１の樹脂を被覆して光ケーブル１を押出成形するための光ケーブル用押出機３３が設けられている。
【００３５】
したがって、上記の集合体７の周囲には横巻き装置３１により抗張力繊維９としての例えば４００００デニール分のアラミド繊維が３００ｍｍのピッチで横巻きされる、この横巻きされたアラミド繊維の周囲には光ケーブル用押出機３３に備えられた押出ヘッド３５のダイス３７によりシース材１１としての例えば０．６ｍｍの厚さのポリ塩化ビニール樹脂で被覆されて光ケーブル１が押出成形される。
【００３６】
上記構成により、光ケーブル１の中心緩衝材３は、光ファイバ心線５（例えばナイロン心線）と比してはるかに柔軟であり、同一硬度計で比較するのが難しいほどである。上記の中心緩衝材３は、光ケーブル１にかかる外力を吸収すると共に光ファイバ心線５同士の交差を防ぐので、外力によって光ファイバ心線５へ例えば断線や変形などのダメージや伝送損失の増大を効果的に防止することとなる。
【００３７】
また、上記の中心緩衝材３は、シース内部断面積に対して占める断面積比が１０％以上、８０％未満であることが、下記に示されているように側圧試験における損失増加と曲げ損失を制御する効果を図るという点で望ましい。
【００３８】
上記の第１の実施の形態の光ケーブル１を用いて、中心緩衝材３に使用したポリプロピレンヤーンの量を変化させて側圧試験を行ったところ、中心緩衝材３の充填密度と、側圧試験における最大損失増加量（ｄＢ）との関係が、図３に示されているグラフの結果となった。
【００３９】
なお、図３のグラフにおいては、ポリプロピレンヤーンの量が充填密度（％）で表現されている。この場合の充填密度は、光ケーブル内径（シース内径）の断面積に対する中心緩衝材３の占める正味（空気層を含まない）の断面積の比率として定義されている。
【００４０】
また、側圧試験は、構内用光ケーブル規格であるＴｅｌｃｏｒｄｉａ ＧＲ−４０９ ＣＯＲＥに準拠して評価したものである。概略すると、１００ｍｍ巾の側圧板を使用して、１０分間、１０００Ｎの一定荷重を印加している。また、光ケーブルの損失測定の波長は、１．５５μｍで行われている。同一ケーブルにおいては、１０回の試験（損失データは１２心×１０回＝１２０点）が行われ、その試験データのうちの最大損失増加量を記したものが図３に示されているグラフとなる。
【００４１】
図３によると、充填密度が１０％以上において、急に側圧試験の最大損失増加量（ｄＢ）が小さくなっている。したがって、側圧試験において損失抑制効果が見られるのは、中心緩衝材３の充填密度が１０％以上のときであることが分かる。
【００４２】
次に、上記の第１の実施の形態の光ケーブル１を用いて、中心緩衝材３に使用したポリプロピレンヤーンの量を変化させて曲げ損失を測定したところ、中心緩衝材３の充填密度と、直径４０φのマンドレルに巻き付けたときの最大損失増加量、換言すれば最大曲げ損失（ｄＢ）との関係が、図４に示されているグラフの結果となった。
【００４３】
なお、光ケーブルの損失測定は、１．５５μｍの波長において行われており、光ケーブルが直径４０φのマンドレルに１周巻き付けられたときの損失が測定された。図３の場合と同様に、ポリプロピレンヤーンの量が充填密度（％）で表現されており、充填密度は図３の場合と同様に定義される。また、図４のグラフでは、１２心のうち、最も大きい曲げ損失を記録した光ファイバのデータがプロットされている。
【００４４】
図４によると、中心緩衝材３の充填密度が８０％以上のときに、急激に曲げ損失が大きくなることが分かった。この理由としては、一定のケーブル外径を保ちつつ、充填密度を大きくするためには、例えば前述した押え巻用の線条体１３により押さえ巻きで固く押さえなければ光ケーブル１を作製できない。しかし、押さえ巻きで固く押さえつけると中心緩衝材３自体が固くなり、中心緩衝材３の曲げこわさにより、光ケーブル１がなめらかに曲がりにくくなる。それに伴って、光ファイバ心線５の曲率が局所的に大きくなり、曲げ損失が大きくなることが考えられる。したがって、上記のことから、中心緩衝材３の充填密度は８０％未満であることが必要とされる。
【００４５】
次に、この発明の第２の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００４６】
図５を参照するに、この第２の実施の形態に係る光ケーブル３９は、前述した第１の実施の形態の光ケーブル１の応用例であり、中心部に抗張力繊維４１としての例えば４００００デニール分のアラミド繊維が抗張力体を兼ねた中心緩衝材として配置されている。この抗張力繊維４１の周りには１２本の０．９φの光ファイバ心線５（ＳＭ）が抗張力繊維４１の円周上に並ぶように３０００ｍｍのピッチでＳＺ撚りされており、この光ファイバ心線５の上から、押え巻用の線条体１３として例えば１０００デニールのナイロンヤーンで押さえ巻きされて集合体４３が作製される。この集合体４３の上から、抗張力繊維４５としての例えば２００００デニール分のアラミド繊維が３００ｍｍのピッチで横巻きされた後に、押出成形によりポリ塩化ビニール樹脂がシース材４７として０．６ｍｍの厚さで被覆され、外径が６ｍｍの光ケーブル３９が作製される。
【００４７】
なお、上記の中心緩衝材としての抗張力繊維４１は、光ファイバ心線５（例えばナイロン心線）と比して硬度が小さい材質ではるかに柔軟である。
【００４８】
上記構成により、上記の中心緩衝材としての抗張力繊維４１は、光ケーブル３９にかかる外力を吸収すると共に光ファイバ心線５同士の交差を防ぐので、外力によって光ファイバ心線５へ例えば断線や変形などのダメージや伝送損失の増大を効果的に防止することとなる。
【００４９】
さらに、この第２の実施の形態の光ケーブル３９では、抗張力体の役割を示すのは、横巻きの抗張力繊維４５と中心緩衝材としての抗張力繊維４１の双方であるので、ケーブル強さが向上する。
【００５０】
なお、上記の中心部の抗張力繊維４１は、第１の実施の形態の光ケーブル１の中心緩衝材３と同様に、シース内部断面積に対して占める断面積比が１０％以上、８０％未満であることが、側圧における損失増加と曲げ損失を制御する効果を図るという点で望ましい。
【００５１】
次に、この発明の第３の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００５２】
図６を参照するに、この第３の実施の形態に係る光ケーブル４９は、長尺状の抗張力繊維５１が中心部に設けられており、この抗張力繊維５１の周囲に光ファイバ心線５（又は光ファイバ素線）が長尺方向に延伸するように配設されて集合体５３を構成している。この集合体５３の円周は押え巻部５５により押さえ巻きが施され、押え巻部５５の周囲は押出成形により樹脂のシース材５７で被覆されている。
【００５３】
例えば、上記の中心部の抗張力繊維５１は４００００デニール分のアラミド繊維であり、光ケーブルの緩衝体かつ抗張力体として配置されている。この抗張力繊維５１の周りには１２本の０．９φの光ファイバ心線５（ＳＭ）が抗張力繊維５１の円周上に並ぶように３０００ｍｍのピッチでＳＺ撚りされており、この光ファイバ心線５の上から、２０ｍｍ巾の不織布が押え巻部５５として横巻きされた後に、押出成形によりポリ塩化ビニール樹脂がシース材５７として０．６ｍｍの厚さで被覆され、外径が６ｍｍの光ケーブル４９が作製される。
【００５４】
この場合、抗張力体の役割を示すのは、中心部の抗張力繊維５１であり、押え巻部５５としての例えば不織布は、光ファイバ心線５を口出しする時にシース材５７が例えばカッタ刃により除去される場合に、カッタ刃が光ファイバ心線５に直接に触れないように防護するために巻かれている。なお、押え巻部５５としては、上記の不織布に限定されず、プラスチックや紙をテープ状に加工したものや繊維状のものであっても構わない。
【００５５】
なお、上記の中心部の抗張力繊維５１は、第１の実施の形態の光ケーブル１の中心緩衝材３と同様に、シース内部断面積に対して占める断面積比が１０％以上、８０％未満であることが、側圧における損失増加と曲げ損失を制御する効果を図るという点で望ましい。
【００５６】
以上のように、第１〜第３の実施の形態のいずれの光ケーブル１，３９，４９においても、光ケーブルに外力がかかった場合、中心部の中心緩衝材３あるいは抗張力繊維４１，５１により、光ファイバ心線５の曲がりを緩やかにすることができ、損失増大を軽減することができた。また、中心部の中心緩衝材３あるいは抗張力繊維４１，５１が外力を吸収し、光ファイバ心線５にかかる力が軽減されたために、光ファイバの破断および変形を少なくすることができた。
【００５７】
なお、この発明は前述した実施の形態に限定されることなく、適宜な変更を行うことによりその他の態様で実施し得るものである。
【００５８】
【発明の効果】
以上のごとき発明の実施の形態の説明から理解されるように、請求項１の発明によれば、中心部の中心緩衝材により、光ケーブルにかかる外力を吸収でき、また光ファイバ心線同士の交差を防ぐことができるので、外力によって光ファイバ心線に対して与える断線や変形などのダメージや伝送損失の増大を効果的に防止でき、通信品質を向上できる。
【００５９】
請求項２の発明によれば、シース内部断面積に対して占める中心緩衝材の断面積比を１０％以上、８０％未満とすることにより、側圧における損失増加と曲げ損失を効果的に抑えることができる。
【００６０】
請求項３の発明によれば、中心緩衝材は光ファイバ心線又は光ファイバ素線よりも硬度を小さくすることにより、光ファイバケーブルにかかる外力を容易に吸収できる。
【００６１】
請求項４の発明によれば、中心緩衝材を抗張力繊維とすることにより、光ファイバケーブルにかかる外力を吸収するだけでなく抗張力体の役割を果たすことができる。その結果、中心部の抗張力繊維と外側の抗張力繊維の双方が抗張力体として機能するので、ケーブル強さを向上させることができる。
【００６２】
請求項５の発明によれば、中心部の中心緩衝材により、光ケーブルにかかる外力を吸収でき、また光ファイバ心線同士の交差を防ぐことができるので、外力によって光ファイバ心線に対して与える断線や変形などのダメージや伝送損失の増大を効果的に防止でき、通信品質を向上できる。しかも、中心部の抗張力繊維は抗張力体としても機能できる。
【００６３】
請求項６の発明によれば、シース内部断面積に対して占める抗張力繊維の断面積比を１０％以上、８０％未満とすることにより、側圧における損失増加と曲げ損失を効果的に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施の形態の光ファイバケーブルの断面図である。
【図２】この発明の第１の実施の形態の光ファイバケーブルの製造装置の概略説明図である。
【図３】第１の実施の形態の光ファイバケーブルの中心緩衝材の充填密度と側圧試験における最大損失増加の関係を示すグラフである。
【図４】第１の実施の形態の光ファイバケーブルの中心緩衝材の充填密度と最大曲げ損失（φ４０）の関係を示すグラフである。
【図５】この発明の第２の実施の形態の光ファイバケーブルの断面図である。
【図６】この発明の第３の実施の形態の光ファイバケーブルの断面図である。
【図７】従来の光ファイバケーブルの断面図である。
【図８】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 光ファイバケーブル（第１の実施の形態の）
３ 中心緩衝材
５ 光ファイバ心線
７ 集合体
９ 抗張力繊維
１１ シース材
３９ 光ファイバケーブル（第２の実施の形態の）
４１ 抗張力繊維
４３ 集合体
４５ 抗張力繊維
４７ シース材
４９ 光ファイバケーブル（第３の実施の形態の）
５１ 抗張力繊維
５３ 集合体
５５ 押え巻部
５７ シース材
【発明の属する技術分野】
この発明は、光ファイバケーブルに関し、特に構内配線用の光ファイバケーブルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、大きい張力に耐えうる構内配線用」の光ファイバケーブルとしては、層型光ケーブルとディストリビューションケーブルが知られている。
【０００３】
層型光ケーブル１０１は、図７に示されているように、中心にテンションメンバ１０３（抗張力体）があり、その周りを複数の光ファイバ心線１０５が１方向又はＳＺ撚りで撚られ、この複数の光ファイバ心線１０５の外周に押さえ巻き１０７が施され、この押さえ巻き１０７の上からシース１０９が被せられている。なお、上記のテンションメンバ１０３は、鋼線もしくはＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃ：繊維強化プラスチック）である。
【０００４】
ディストリビューションケーブル１１１の構造は、図８に示されているように束状になった光ファイバ心線１０５の周りに抗張力繊維１１３が横巻きされた後に、抗張力繊維１１３の周囲に被覆樹脂のシース１１５が被せられた構造である。このディストリビューションケーブル１１１は、ケーブルの中心部に固いテンションメンバがないために、前述した層型光ケーブル１０１と比べて布設時に曲げやすいことが利点である。また、層型光ケーブル１０１のように鋼線やＦＲＰなどの比重の大きい部材が使用されていないので、光ケーブルを軽量化できる利点がある（例えば、特許文献１及び文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−１８３７６４号公報
【０００６】
【特許文献２】
特開２００３−５００２号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の層型光ケーブル１０１においては、テンションメンバ１０３としての鋼線もしくはＦＲＰは、剛性が高く、光ケーブル自体が曲げにくいという問題点があった。また、この層型光ケーブル１０１が側圧を受けたときは、光ファイバ心線１０５がテンションメンバ１０３に押しつけられて局所的な曲がりを生じるために光ファイバの損失増加が見られるという問題点があった。
【０００８】
ディストリビューションケーブル１１１は、上記の層型光ケーブル１０１の欠点を改良したものであるが、この構造の光ケーブル１１１は、光ファイバ心線１０５同士が交差するために、ケーブルに外力がかかったときに、その交差点で局所曲げが生じて、損失増加を生じやすいという問題点があった。
【０００９】
この発明は上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、ディストリビューションケーブルの中心部に長尺状の中心緩衝材を設けることにより、光ケーブルが外力を受けたときの光ファイバの断線や伝送損失増加を軽減して、通信品質を向上させる光ファイバケーブルを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１によるこの発明の光ファイバケーブルは、中心部に設けた長尺状の中心緩衝材と、この中心緩衝材の周囲に配設して長尺方向に延伸した光ファイバ心線又は光ファイバ素線とからなる集合体と、この集合体の円周に配設するよう長尺方向に延伸した抗張力繊維と、この抗張力繊維の外周に被覆したシース材と、から構成してなることを特徴とするものである。
【００１１】
したがって、中心部の中心緩衝材は、光ケーブルにかかる外力を吸収すると共に光ファイバ心線同士の交差を防ぐので、外力によって光ファイバ心線に対して与える断線や変形などのダメージや伝送損失の増大が効果的に防止され、通信品質が向上する。
【００１２】
請求項２によるこの発明の光ファイバケーブルは、請求項１記載の光ファイバケーブルにおいて、前記中心緩衝材は、シース内部断面積に対する断面積比が１０％以上、８０％未満であることを特徴とするものである。
【００１３】
したがって、シース内部断面積に対して占める中心緩衝材の断面積比が１０％以上、８０％未満であることにより、側圧における損失増加と曲げ損失が効果的に抑えられる。
【００１４】
請求項３によるこの発明の光ファイバケーブルは、請求項１又は２記載の光ファイバケーブルにおいて、前記中心緩衝材が、光ファイバ心線又は光ファイバ素線よりも硬度が小さいことを特徴とするものである。
【００１５】
したがって、中心緩衝材が光ファイバ心線又は光ファイバ素線よりも硬度が小さいので、光ファイバケーブルにかかる外力が中心緩衝材により吸収される。
【００１６】
請求項４によるこの発明の光ファイバケーブルは、請求項１，２又は３記載の光ファイバケーブルにおいて、前記中心緩衝材が、抗張力繊維であることを特徴とするものである。
【００１７】
したがって、中心緩衝材が抗張力繊維であるので、光ファイバケーブルにかかる外力を吸収するだけでなく抗張力体の役割を果たすことになる。その結果、中心部の抗張力繊維と外側の抗張力繊維の双方が抗張力体として機能するので、ケーブル強さが向上する。
【００１８】
請求項５によるこの発明の光ファイバケーブルは、中心部に設けた長尺状の抗張力繊維と、この抗張力繊維の周囲に配設して長尺方向に延伸した光ファイバ心線又は光ファイバ素線とからなる集合体と、この集合体の円周に押さえ巻きを施した押え巻部と、押え巻部の周囲に一括シースして構成してなることを特徴とするものである。
【００１９】
したがって、中心部の抗張力繊維は、光ケーブルにかかる外力を吸収すると共に光ファイバ心線同士の交差を防ぐので、外力によって光ファイバ心線に対して与える断線や変形などのダメージや伝送損失の増大が効果的に防止され、通信品質が向上する。しかも、中心部の抗張力繊維は抗張力体としても機能する。
【００２０】
請求項６によるこの発明の光ファイバケーブルは、請求項４記載の光ファイバケーブルにおいて、前記抗張力繊維は、シース内部断面積に対する断面積比が１０％以上、８０％未満であることを特徴とするものである。
【００２１】
したがって、シース内部断面積に対して占める抗張力繊維の断面積比が１０％以上、８０％未満であることにより、側圧における損失増加と曲げ損失が効果的に抑えられる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２３】
図１を参照するに、この第１の実施の形態に係る光ファイバケーブル１（以下、「光ケーブル」という）は、中心部に長尺状の中心緩衝材３が設けられており、この中心緩衝材３の周囲に複数の光ファイバ心線５（又は光ファイバ素線）が長尺方向に延伸するように配設されて集合体７を構成している。この集合体７の円周には長尺方向に延伸した抗張力繊維９が配設され、これらの抗張力繊維９の周囲は押出成形により樹脂のシース材１１で一括シースされている。
【００２４】
例えば、上記の中心緩衝材３は、２５０００デニールのポリプロピレンヤーンであり、この中心緩衝材３の周りには１２本の０．９φの光ファイバ心線５（ＳＭ）が中心緩衝材３の円周上に並ぶように３０００ｍｍのピッチでＳＺ撚りされており、この光ファイバ心線５の上から、この第１の実施の形態では押え巻用の線条体１３として例えば１０００デニールのナイロンヤーンで押さえ巻きされて集合体７が作製される。なお、上記の光ファイバ心線５はＳＺ撚りに限定されず、一方向撚りであっても構わない。
【００２５】
この集合体７の上から、抗張力繊維９としての例えば４００００デニール分のアラミド繊維が３００ｍｍのピッチで横巻きされた後に、押出成形によりポリ塩化ビニール樹脂がシース材１１として０．６ｍｍの厚さで被覆され、外径が６ｍｍの光ケーブル１が作製される。
【００２６】
この場合、抗張力体の役割を示すのは、横巻きに使用した抗張力繊維９としてのアラミド繊維であり、中心緩衝材３は抗張力作用が小さいものでも構わない。
【００２７】
また、中心緩衝材３は、当該中心緩衝材３の上に光ファイバ心線５が撚られるために長尺状でなければならないが、光ファイバ心線５に比べて硬度が小さい材質であれば、いかなる材料でも利用可能であり、繊維状のものや、樹脂を押出したものなどが好適に利用される。また、不織布や紙などのテープ体を円形に整形したものなども利用可能である。
【００２８】
なお、この第１の実施の形態では、主にナイロン心線が光ファイバ心線５として使用されているが、光ファイバ素線（０．２５φ）でも同様の効果が得られる。
【００２９】
図２を参照するに、光ケーブル１を製造する方法について説明する。
【００３０】
この第１の実施の形態で用いられる光ケーブル製造装置１５としては、複数の光ファイバ心線５を集合するための集合機１７が備えられており、この集合機１７には、中心緩衝材３を送り出すための１個の緩衝材用送出ボビン１９と、光ファイバ心線５が巻き取られている１２個の心線用送出ボビン２１と、１２個の光ファイバ心線５を中心緩衝材３の周囲にＳＺ撚りに撚り合わせるための撚り合せ制御板２３と、ＳＺ撚りに撚られた複数の光ファイバ心線５の周囲にボビン２５から送出される押え巻用の線条体１３で押さえ巻きを行うための押さえ巻き装置２７が備えられている。
【００３１】
また、上記の撚り合せ制御板２３には、図示していないが中央に中心緩衝材３を通過可能な１個の中心挿通孔が設けられ、この中心挿通孔の周囲に光ファイバ心線５を通過可能な１２個の心線用挿通孔が設けられている。この撚り合せ制御板２３は光ファイバ心線５をＳＺ撚りするために、正逆方向に、つまり光ファイバ心線５の送り出し方向において時計、反時計回り方向に交互に繰り返し回転するように構成されている。
【００３２】
したがって、緩衝材用送出ボビン１９が回転されて中心緩衝材３としての例えば２５０００デニールのポリプロピレンヤーンが送り出される。これと同時に、１２個の心線用送出ボビン２１が回転されて光ファイバ心線５としての例えば０．９φの光ファイバ心線５（ＳＭ）が撚り合せ制御板２３に送り出される。撚り合せ制御板２３では１２本の光ファイバ心線５が中心緩衝材３の周囲に３０００ｍｍのピッチでＳＺ撚りとされるように正逆方向に交互に回転される。
【００３３】
さらに、上記のＳＺ撚りに撚られた１２個の光ファイバ心線５の周囲は、押さえ巻き装置２７により、押え巻用の線条体１３としての例えば１０００デニールのナイロンヤーンで押さえ巻きされて集合体７が作製される。
【００３４】
また、光ケーブル製造装置１５には、上記の集合機１７で集合された集合体７の周囲にボビン２９から送出される抗張力繊維９を横巻きするための横巻き装置３１と、この横巻き装置３１で横巻きされた抗張力繊維９の周囲にシース材１１の樹脂を被覆して光ケーブル１を押出成形するための光ケーブル用押出機３３が設けられている。
【００３５】
したがって、上記の集合体７の周囲には横巻き装置３１により抗張力繊維９としての例えば４００００デニール分のアラミド繊維が３００ｍｍのピッチで横巻きされる、この横巻きされたアラミド繊維の周囲には光ケーブル用押出機３３に備えられた押出ヘッド３５のダイス３７によりシース材１１としての例えば０．６ｍｍの厚さのポリ塩化ビニール樹脂で被覆されて光ケーブル１が押出成形される。
【００３６】
上記構成により、光ケーブル１の中心緩衝材３は、光ファイバ心線５（例えばナイロン心線）と比してはるかに柔軟であり、同一硬度計で比較するのが難しいほどである。上記の中心緩衝材３は、光ケーブル１にかかる外力を吸収すると共に光ファイバ心線５同士の交差を防ぐので、外力によって光ファイバ心線５へ例えば断線や変形などのダメージや伝送損失の増大を効果的に防止することとなる。
【００３７】
また、上記の中心緩衝材３は、シース内部断面積に対して占める断面積比が１０％以上、８０％未満であることが、下記に示されているように側圧試験における損失増加と曲げ損失を制御する効果を図るという点で望ましい。
【００３８】
上記の第１の実施の形態の光ケーブル１を用いて、中心緩衝材３に使用したポリプロピレンヤーンの量を変化させて側圧試験を行ったところ、中心緩衝材３の充填密度と、側圧試験における最大損失増加量（ｄＢ）との関係が、図３に示されているグラフの結果となった。
【００３９】
なお、図３のグラフにおいては、ポリプロピレンヤーンの量が充填密度（％）で表現されている。この場合の充填密度は、光ケーブル内径（シース内径）の断面積に対する中心緩衝材３の占める正味（空気層を含まない）の断面積の比率として定義されている。
【００４０】
また、側圧試験は、構内用光ケーブル規格であるＴｅｌｃｏｒｄｉａ ＧＲ−４０９ ＣＯＲＥに準拠して評価したものである。概略すると、１００ｍｍ巾の側圧板を使用して、１０分間、１０００Ｎの一定荷重を印加している。また、光ケーブルの損失測定の波長は、１．５５μｍで行われている。同一ケーブルにおいては、１０回の試験（損失データは１２心×１０回＝１２０点）が行われ、その試験データのうちの最大損失増加量を記したものが図３に示されているグラフとなる。
【００４１】
図３によると、充填密度が１０％以上において、急に側圧試験の最大損失増加量（ｄＢ）が小さくなっている。したがって、側圧試験において損失抑制効果が見られるのは、中心緩衝材３の充填密度が１０％以上のときであることが分かる。
【００４２】
次に、上記の第１の実施の形態の光ケーブル１を用いて、中心緩衝材３に使用したポリプロピレンヤーンの量を変化させて曲げ損失を測定したところ、中心緩衝材３の充填密度と、直径４０φのマンドレルに巻き付けたときの最大損失増加量、換言すれば最大曲げ損失（ｄＢ）との関係が、図４に示されているグラフの結果となった。
【００４３】
なお、光ケーブルの損失測定は、１．５５μｍの波長において行われており、光ケーブルが直径４０φのマンドレルに１周巻き付けられたときの損失が測定された。図３の場合と同様に、ポリプロピレンヤーンの量が充填密度（％）で表現されており、充填密度は図３の場合と同様に定義される。また、図４のグラフでは、１２心のうち、最も大きい曲げ損失を記録した光ファイバのデータがプロットされている。
【００４４】
図４によると、中心緩衝材３の充填密度が８０％以上のときに、急激に曲げ損失が大きくなることが分かった。この理由としては、一定のケーブル外径を保ちつつ、充填密度を大きくするためには、例えば前述した押え巻用の線条体１３により押さえ巻きで固く押さえなければ光ケーブル１を作製できない。しかし、押さえ巻きで固く押さえつけると中心緩衝材３自体が固くなり、中心緩衝材３の曲げこわさにより、光ケーブル１がなめらかに曲がりにくくなる。それに伴って、光ファイバ心線５の曲率が局所的に大きくなり、曲げ損失が大きくなることが考えられる。したがって、上記のことから、中心緩衝材３の充填密度は８０％未満であることが必要とされる。
【００４５】
次に、この発明の第２の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００４６】
図５を参照するに、この第２の実施の形態に係る光ケーブル３９は、前述した第１の実施の形態の光ケーブル１の応用例であり、中心部に抗張力繊維４１としての例えば４００００デニール分のアラミド繊維が抗張力体を兼ねた中心緩衝材として配置されている。この抗張力繊維４１の周りには１２本の０．９φの光ファイバ心線５（ＳＭ）が抗張力繊維４１の円周上に並ぶように３０００ｍｍのピッチでＳＺ撚りされており、この光ファイバ心線５の上から、押え巻用の線条体１３として例えば１０００デニールのナイロンヤーンで押さえ巻きされて集合体４３が作製される。この集合体４３の上から、抗張力繊維４５としての例えば２００００デニール分のアラミド繊維が３００ｍｍのピッチで横巻きされた後に、押出成形によりポリ塩化ビニール樹脂がシース材４７として０．６ｍｍの厚さで被覆され、外径が６ｍｍの光ケーブル３９が作製される。
【００４７】
なお、上記の中心緩衝材としての抗張力繊維４１は、光ファイバ心線５（例えばナイロン心線）と比して硬度が小さい材質ではるかに柔軟である。
【００４８】
上記構成により、上記の中心緩衝材としての抗張力繊維４１は、光ケーブル３９にかかる外力を吸収すると共に光ファイバ心線５同士の交差を防ぐので、外力によって光ファイバ心線５へ例えば断線や変形などのダメージや伝送損失の増大を効果的に防止することとなる。
【００４９】
さらに、この第２の実施の形態の光ケーブル３９では、抗張力体の役割を示すのは、横巻きの抗張力繊維４５と中心緩衝材としての抗張力繊維４１の双方であるので、ケーブル強さが向上する。
【００５０】
なお、上記の中心部の抗張力繊維４１は、第１の実施の形態の光ケーブル１の中心緩衝材３と同様に、シース内部断面積に対して占める断面積比が１０％以上、８０％未満であることが、側圧における損失増加と曲げ損失を制御する効果を図るという点で望ましい。
【００５１】
次に、この発明の第３の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００５２】
図６を参照するに、この第３の実施の形態に係る光ケーブル４９は、長尺状の抗張力繊維５１が中心部に設けられており、この抗張力繊維５１の周囲に光ファイバ心線５（又は光ファイバ素線）が長尺方向に延伸するように配設されて集合体５３を構成している。この集合体５３の円周は押え巻部５５により押さえ巻きが施され、押え巻部５５の周囲は押出成形により樹脂のシース材５７で被覆されている。
【００５３】
例えば、上記の中心部の抗張力繊維５１は４００００デニール分のアラミド繊維であり、光ケーブルの緩衝体かつ抗張力体として配置されている。この抗張力繊維５１の周りには１２本の０．９φの光ファイバ心線５（ＳＭ）が抗張力繊維５１の円周上に並ぶように３０００ｍｍのピッチでＳＺ撚りされており、この光ファイバ心線５の上から、２０ｍｍ巾の不織布が押え巻部５５として横巻きされた後に、押出成形によりポリ塩化ビニール樹脂がシース材５７として０．６ｍｍの厚さで被覆され、外径が６ｍｍの光ケーブル４９が作製される。
【００５４】
この場合、抗張力体の役割を示すのは、中心部の抗張力繊維５１であり、押え巻部５５としての例えば不織布は、光ファイバ心線５を口出しする時にシース材５７が例えばカッタ刃により除去される場合に、カッタ刃が光ファイバ心線５に直接に触れないように防護するために巻かれている。なお、押え巻部５５としては、上記の不織布に限定されず、プラスチックや紙をテープ状に加工したものや繊維状のものであっても構わない。
【００５５】
なお、上記の中心部の抗張力繊維５１は、第１の実施の形態の光ケーブル１の中心緩衝材３と同様に、シース内部断面積に対して占める断面積比が１０％以上、８０％未満であることが、側圧における損失増加と曲げ損失を制御する効果を図るという点で望ましい。
【００５６】
以上のように、第１〜第３の実施の形態のいずれの光ケーブル１，３９，４９においても、光ケーブルに外力がかかった場合、中心部の中心緩衝材３あるいは抗張力繊維４１，５１により、光ファイバ心線５の曲がりを緩やかにすることができ、損失増大を軽減することができた。また、中心部の中心緩衝材３あるいは抗張力繊維４１，５１が外力を吸収し、光ファイバ心線５にかかる力が軽減されたために、光ファイバの破断および変形を少なくすることができた。
【００５７】
なお、この発明は前述した実施の形態に限定されることなく、適宜な変更を行うことによりその他の態様で実施し得るものである。
【００５８】
【発明の効果】
以上のごとき発明の実施の形態の説明から理解されるように、請求項１の発明によれば、中心部の中心緩衝材により、光ケーブルにかかる外力を吸収でき、また光ファイバ心線同士の交差を防ぐことができるので、外力によって光ファイバ心線に対して与える断線や変形などのダメージや伝送損失の増大を効果的に防止でき、通信品質を向上できる。
【００５９】
請求項２の発明によれば、シース内部断面積に対して占める中心緩衝材の断面積比を１０％以上、８０％未満とすることにより、側圧における損失増加と曲げ損失を効果的に抑えることができる。
【００６０】
請求項３の発明によれば、中心緩衝材は光ファイバ心線又は光ファイバ素線よりも硬度を小さくすることにより、光ファイバケーブルにかかる外力を容易に吸収できる。
【００６１】
請求項４の発明によれば、中心緩衝材を抗張力繊維とすることにより、光ファイバケーブルにかかる外力を吸収するだけでなく抗張力体の役割を果たすことができる。その結果、中心部の抗張力繊維と外側の抗張力繊維の双方が抗張力体として機能するので、ケーブル強さを向上させることができる。
【００６２】
請求項５の発明によれば、中心部の中心緩衝材により、光ケーブルにかかる外力を吸収でき、また光ファイバ心線同士の交差を防ぐことができるので、外力によって光ファイバ心線に対して与える断線や変形などのダメージや伝送損失の増大を効果的に防止でき、通信品質を向上できる。しかも、中心部の抗張力繊維は抗張力体としても機能できる。
【００６３】
請求項６の発明によれば、シース内部断面積に対して占める抗張力繊維の断面積比を１０％以上、８０％未満とすることにより、側圧における損失増加と曲げ損失を効果的に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施の形態の光ファイバケーブルの断面図である。
【図２】この発明の第１の実施の形態の光ファイバケーブルの製造装置の概略説明図である。
【図３】第１の実施の形態の光ファイバケーブルの中心緩衝材の充填密度と側圧試験における最大損失増加の関係を示すグラフである。
【図４】第１の実施の形態の光ファイバケーブルの中心緩衝材の充填密度と最大曲げ損失（φ４０）の関係を示すグラフである。
【図５】この発明の第２の実施の形態の光ファイバケーブルの断面図である。
【図６】この発明の第３の実施の形態の光ファイバケーブルの断面図である。
【図７】従来の光ファイバケーブルの断面図である。
【図８】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 光ファイバケーブル（第１の実施の形態の）
３ 中心緩衝材
５ 光ファイバ心線
７ 集合体
９ 抗張力繊維
１１ シース材
３９ 光ファイバケーブル（第２の実施の形態の）
４１ 抗張力繊維
４３ 集合体
４５ 抗張力繊維
４７ シース材
４９ 光ファイバケーブル（第３の実施の形態の）
５１ 抗張力繊維
５３ 集合体
５５ 押え巻部
５７ シース材
Claims (6)
- 中心部に設けた長尺状の中心緩衝材と、この中心緩衝材の周囲に配設して長尺方向に延伸した光ファイバ心線又は光ファイバ素線とからなる集合体と、この集合体の円周に配設するよう長尺方向に延伸した抗張力繊維と、この抗張力繊維の外周に被覆したシース材と、から構成してなることを特徴とする光ファイバケーブル。
- 前記中心緩衝材は、シース内部断面積に対する断面積比が１０％以上、８０％未満であることを特徴とする請求項１記載の光ファイバケーブル。
- 前記中心緩衝材が、光ファイバ心線又は光ファイバ素線よりも硬度が小さいことを特徴とする請求項１又は２記載の光ファイバケーブル。
- 前記中心緩衝材が、抗張力繊維であることを特徴とする請求項１，２又は３記載の光ファイバケーブル。
- 中心部に設けた長尺状の抗張力繊維と、この抗張力繊維の周囲に配設して長尺方向に延伸した光ファイバ心線又は光ファイバ素線とからなる集合体と、この集合体の円周に押さえ巻きを施した押え巻部と、押え巻部の周囲に一括シースして構成してなることを特徴とする光ファイバケーブル。
- 前記抗張力繊維は、シース内部断面積に対する断面積比が１０％以上、８０％未満であることを特徴とする請求項５記載の光ファイバケーブル。
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