JP2005301159A - 光ファイバケーブル及び光ファイバケーブルの製造方法 - Google Patents

光ファイバケーブル及び光ファイバケーブルの製造方法 Download PDF

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亮 西川
Kazuo Imamura
一雄 今村
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Abstract

【課題】長い時間に亘って、光ファイバテープ心線に施したSZ撚りを維持することができる光ファイバケーブル及び光ファイバケーブルの製造方法を提供する。
【解決手段】光ファイバケーブル10は、横断面において、光ファイバテープ心線12と、光ファイバテープ心線12,12,…を覆う介在体部13と、介在体部13を覆う被覆部14と、被覆部14内であって介在体部13を挟んで対に設けられているテンションメンバ15,15とを備えている。そして、光ファイバテープ心線12,12,…は、長手方向に対してSZ撚りが施されてなり、介在体部13の表面には、介在体部13の長手方向に螺旋状に2本のSZ撚り保持用紐材16,16が設けられ、1本のSZ撚り保持用紐材16の螺旋方向と他の1本のSZ撚り保持用紐材16の螺旋方向とは逆である。
【選択図】図1

Description

本発明は、光ファイバケーブル及びその製造方法に関し、特に架空配線などに使用する軽量な光ファイバケーブル及びその製造方法に関するものである。
一般に、光ファイバケーブルは、地中に埋設されて配線される場合(地中配線)と、電柱などに配線される場合(架空配線)とがある。そして、架空配線に用いられる光ファイバケーブルは、例えば、2本の電柱の間に設けられるため、軽量であり且つ小型であることが要求される。
特許文献1には、このような架空配線に適していると考えられる光ファイバケーブル、すなわち複数本の光ファイバテープ心線の外周を緩衝体で覆ってなるケーブルコアと抗張力体とを外被で被覆してなる光ファイバケーブルが開示されている。そして、光ファイバテープ心線及び緩衝体はSZ撚りに捻回されている、と記載されている。
ここで、SZ撚りとは、光ファイバテープ心線の長手方向に対して、一方向に撚ったのちにその方向とは逆の方向に撚り、さらにその後に一方向に撚り、またその後にその方向とは逆の方向に撚る撚り方、すなわち、撚る方向を反転させながら撚る撚り方である。そして、光ファイバテープ心線にSZ撚りを施すことにより、光ファイバテープ心線にSZ撚りを施さない場合に比べて、光ファイバテープ心線の曲げに対する耐久性を向上させることができる。
特開2003−66292号公報
しかしながら、特許文献1に記載されている光ファイバケーブルでは、光ファイバテープ心線及び緩衝体にSZ撚りが施されているにすぎないため、光ファイバケーブルの製造中及び使用中などにおいて、光ファイバテープ心線の材質及び緩衝体の材質が有するねじり剛性によりSZ撚りが緩んでしまう虞がある。また、配線するさいなどに、外力を加えて光ファイバケーブルを曲げたりしごいたりすると、光ファイバテープ心線に施されたSZ撚りがほどけてしまう虞がある。そして、SZ撚りがほどけた部分では、光ファイバケーブルの曲がりに対して光ファイバテープ心線相互間に周長差が生じ、光ファイバにかかる歪みを緩和できない。その結果、光伝送損失の増加または長期信頼性の低下を招来する虞がある。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、長時間に亘って、光ファイバテープ心線に施したSZ撚りを維持することができる光ファイバケーブル及び光ファイバケーブルの製造方法を提供することにある。
本発明の光ファイバケーブルは、複数本の光ファイバが並設されてなる光ファイバテープ心線と、前記光ファイバテープ心線を覆い、且つ該光ファイバテープ心線の長手方向に対して略平行に延びて設けられてなる介在体部と、前記介在体部を覆い、且つ該介在体部の長手方向に対して略平行に延びて設けられてなる被覆部と、前記被覆部内であって、該被覆部の長手方向に対して略平行に延びて設けられ、且つ前記介在体部を挟んで対に設けられてなるテンションメンバとを備えてなる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は、長手方向にSZ撚りが施されてなり、前記介在体部の表面には、該介在体部の長手方向に螺旋状に複数本のSZ撚り保持用紐材が設けられ、少なくとも一本の前記SZ撚り保持用紐材の螺旋方向と他の前記SZ撚り保持用紐材の螺旋方向とは互いに逆である。
また、本発明の光ファイバケーブルでは、前記介在体部は繊維である介在体を備えており、前記介在体部における前記介在体の密度は、1000D/mm2以上であることが好ましい。
また、本発明の光ファイバケーブルでは、前記各SZ撚り保持用紐材の螺旋の周期は、それぞれ10mm以上50mm以下であることが好ましく、10mm以上20mm以下であれば更に好ましい。
また、本発明の光ファイバケーブルでは、前記各SZ撚り保持用紐材は、それぞれ0.98N/本以上のバックテンションをかけながら前記介在部の表面に巻き付けられることが好ましい。
本発明の光ファイバケーブルの製造方法は、光ファイバテープ心線の長手方向にSZ撚りを施すとともに、該光ファイバテープ心線の周りに該光ファイバテープ心線と略平行に繊維からなる介在体を沿わせることにより、該光ファイバテープ心線を覆って長手方向に対して平行に延びてなる介在体部を形成する集合工程と、前記介在体部の表面に該介在体部の長手方向に複数本のSZ撚り保持用紐材を螺旋状に巻き付け、且つ少なくとも一本のSZ撚り保持用紐材を他のSZ撚り保持用紐材とは逆の螺旋方向に巻き付ける巻き付け工程と、前記SZ撚り保持用紐材が巻き付けられた前記介在体部を巻き取る巻き取り工程と、前記巻き取り工程の後に、前記SZ撚り保持用紐材が巻き付けられた前記介在体部の表面を覆い且つ該介在体部の長手方向に対して略平行に延びる被覆部を形成する被覆部形成工程とを含む。
本発明の光ファイバケーブル及び本発明の光ファイバケーブルの製造方法により製造された光ファイバケーブルは、長時間に亘って、光ファイバテープ心線に施したSZ撚りを維持することができる。そのため、例えば、配線するさいなどに外力を加えて光ファイバケーブルを曲げても、光伝送損失や性能の低下が生じることはない。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は以下に示す実施の形態に限定されない。
《発明の実施の形態》
実施の形態では、図1、2、3、4を用いて、光ファイバケーブル10の構造及び製造方法を説明する。
まず、図1、2を用いて、光ファイバケーブル10の構造を説明する。ここで、図1(a)は光ファイバケーブル10の端面図、図1(b)は図1(a)に示す被覆部14の右半分のみを剥離し、右側から光ファイバケーブル10の長手方向を観察した図、図2は光ファイバテープ心線12の構造を示す図である。
光ファイバケーブル10は、図1(a)に示すように、4本の光ファイバ11,11,…が並設されてなる光ファイバテープ心線12を6本と、6本の光ファイバテープ心線12,12,…を覆い且つ6本の光ファイバテープ心線12,12,…の長手方向に対して略平行に延びて設けられてなる介在体部13と、介在体部13を覆い且つ介在体部13の長手方向に対して平行に延びて設けられてなる被覆部14と、被覆部14内であって被覆部14の長手方向に対して平行に延びて設けられ、且つ介在体部13を挟んで対に設けられてなるテンションメンバ15,15と、介在体部13の表面に設けられた2本のSZ撚り保持用紐材16,16とを備えてなる。
各光ファイバテープ心線12は、横断面において、隣り合う光ファイバ11,11の輪郭が接して並設されてなる。具体的には、各光ファイバテープ心線12において、両端の光ファイバ11,11はそれぞれ内側の光ファイバ11,11と一点において接しており、各内側の光ファイバ11は端の光ファイバ11と他方の内側の光ファイバ11とに接している。そのため、横断面における各光ファイバテープ心線12の輪郭は、両端の光ファイバの円弧であって内側の光ファイバと接していない両端の光ファイバの円弧に沿ってなる2つの曲部と、一方の曲部の一端と他方の曲部の一端とを結んでなる2つの略直線部とからなり、曲部と略直線部とが互いに交互に表れてなる。そして、光ファイバケーブル10の横断面において、隣り合う光ファイバテープ心線12,12の略直線部は、互いに接している。
また、図2に示すように、光ファイバテープ心線12は、長手方向において、6本が積み重ねられた状態で、ある一方向に撚られた部分12aとその方向とは逆の方向に撚られた部分12bとが交互に表れるSZ撚りが施されてなる。なお、光ファイバテープ心線12の長手方向において、ある一方向に撚られた部分12aが施されている長さ及び逆の方向に撚られた部分12bが施されている長さはそれぞれ250mm以上750mm以下であることが好ましい。さらに好ましくは、400mm以上600mm以下であることが好ましい。
介在体部13は、光ファイバテープ心線12の長手方向に対して略平行に延びて設けられているプラスチックヤーンなどの繊維からなる介在体13aを複数本備えてなる。そして、介在体部13における介在体13aの密度が高ければ高いほど、光ファイバテープ心線12,12,…は介在体部13に締めつけられるため、光ファイバテープ心線12に施されたSZ撚りを維持することができる。具体的には、介在体部13における介在体13aの密度は1000D/mm2以上であることが好ましい。ここで、D(デニール)は、繊維の太さの単位である。
被覆部14はポリエチレンよりなる。また、被覆部14内に設けられているテンションメンバ15は鋼線であり、テンションメンバ15を設けることにより、光ファイバケーブル10の引張強度を大きくすることができるとともに、温度変化などによる光ファイバケーブル10の伸縮を抑制することができる。
本実施の形態の特徴であるSZ撚り保持用紐材16,16は、樹脂よりなり、図1(b)に示すように、介在体部13の表面であって、介在体部13の長手方向に螺旋状に設けられている。そして、一本のSZ撚り保持用紐材16の螺旋方向と、残りの一本のSZ撚り保持用紐材16の螺旋方向とは互いに逆であり、介在体部13の表面において、2本のSZ撚り保持用紐材16,16は複数回に亘って互いに交わっている。このように、介在体部13の表面において2本のSZ撚り保持用紐材16,16が互いに逆向きの螺旋方向に設けられているために、介在体部13を介して、光ファイバテープ心線12は介在体部13を介してSZ撚りが戻る方向に回転してしまわないように固定され、よって、光ファイバテープ心線12に施されたSZ撚りがはずれてしまうことはない。そのため、例えば、外力を加えて光ファイバケーブル10を曲げても、光伝送損失や性能の低下が生じてしまうことはない。
また、各SZ撚り保持用紐材16の螺旋の周期がそれぞれ50mm程度であれば、各SZ撚り保持用紐材16は介在体部13に強く固定されることとなるため、介在体部13を介して、光ファイバテープ心線12は、SZ撚りが戻る方向に回転してしまわないように更に強く固定されることとなる。すなわち、各SZ撚り保持用紐材16の螺旋の周期がそれぞれ50mm程度であれば、光ファイバテープ心線12に施されたSZ撚りの戻りを更に防止することができるため、好ましい。更に好ましくは20mm程度であることであり、もっと好ましくは10mm程度であることである。
次に、図3、4を用いて、光ファイバケーブル10の製造方法を説明するが、製造方法を説明する前に、第1、2光ファイバケーブル製造装置20,30を説明する。ここで、図3、4は第1、2光ファイバケーブル製造装置20、30の構造を模式的に示す図である。
第1光ファイバケーブル製造装置20は、図3に示すように、左から順に、6つの光ファイバテープ心線供給リール21,21,…と、3つのSZ撚り回転目板22,22,22と、2つの介在体供給リール23,23と、1つの固定目板24と、集合抑え口25と、2つのSZ撚り保持用紐材供給リール26,26と、回転ヘッド27と、引き取り装置28と、巻き取りリール29とを備えてなる。各SZ撚り回転目板22、固定目板24、集合抑え口25及び回転ヘッド27は、各々の中心が同軸上に存在して設けられており(以下、この軸を「目板などの中心を通る軸」という。)、光ファイバテープ心線供給リール21,21,…、介在体供給リール23,23及びSZ撚り保持用紐材供給リール26,26は、目板などの中心を通る軸に対して対称に且つ対になって設けられており、2つのリールからなる引き取り装置28の一方のリールは中心が目板などの中心を通る軸からずれて設けられており且つ他方のリールは全体が目板などの中心を通る軸からずれて設けられている。また、巻き取りリール29は巻き取り用のリールであるため、光ファイバテープ心線供給リール21などの他のリールよりも大きい。
各光ファイバテープ心線供給リール21は、目板などの中心を通る軸に対して同じ側に存在する他の光ファイバテープ心線供給リール21,21,21とは互いに同じ方向に回転するが、目板などの中心を通る軸に対して反対側に存在する光ファイバテープ心線供給リール21,21,21とは逆向きに回転する。このリールの配置とリールの回転方向との関係は、介在体供給リール23,23についても同様であり、介在体供給リール23,23は互いに逆向きに回転する。また、2つのSZ撚り保持用紐材供給リール26と回転ヘッド27とは、各SZ撚り保持用紐材供給リール26の中心と回転ヘッド27とがそれぞれ固定されてなり、同じ軸を中心として回転する。更に、引き取り装置28の2つのリール同士間にはベルトが設けられており、それにより、2つのリールは同一方向に回転する。そして、各光ファイバテープ心線供給リール21にはそれぞれ光ファイバテープ心線12が巻き付けられており、各介在体供給リール23にはそれぞれ介在体13aとなるプラスチックヤーンからなる繊維113a,113aが巻き付けられており、各SZ撚り保持用紐材供給リール26にはそれぞれSZ撚り保持用紐材16が巻き付けられている。
第2光ファイバケーブル製造装置30は、図4に示すように、左から順に、送り出しリール31と、押し出しクロスヘッド32と、光ファイバケーブル巻き取りリール33とを備えてなる。そして、押し出しクロスヘッド32には被覆部14となるポリエチレンからなる部材及び2本の鋼線が充填されている。
光ファイバケーブル10を製造するためには、まず、光ファイバテープ心線12を製造する。光ファイバテープ心線12を製造するためには、光ファイバ11を4本用意し、光ファイバ横断面において、隣り合う光ファイバの輪郭を互いに接しさせて並設する。そして、並設した4本の光ファイバ11,11,11,11の長手方向に対して、一括被覆を施し、光ファイバテープ心線12を製造する。そののちは、図3、4に示す第1及び第2光ファイバケーブル製造装置20,30を用いて光ファイバケーブル10を製造する。
最初の製造工程は、各SZ撚り回転目板22の回転方向をそれぞれ一定時間毎に逆転させて各SZ撚り回転目板22を回転させ、且つ各SZ撚り回転目板22をそれぞれ互いに異なる角度に回転させて、光ファイバテープ心線供給リール21,21,…から繰り出された光ファイバテープ心線12,12,…の長手方向にSZ撚りを施す。ここで、各SZ撚り回転目板22をそれぞれ互いに異なる角度に回転させるとは、例えば、第1のSZ撚り回転目板22を360°回転させ、第2のSZ撚り回転目板22を180°だけ回転させ、第3のSZ撚り回転目板22を回転させないようにすることである。このように各SZ撚り回転目板22をそれぞれ互いに異なる角度に回転させることにより、6本の光ファイバテープ心線12,12,…が互いに絡み合うことなく6本の光ファイバテープ心線12,12,…の長手方向にSZ撚りを施すことができる。その後、集合抑え口25において、SZ撚りが施された6本の光ファイバテープ心線12,12,…の周りに、光ファイバテープ心線12,12…と略平行に複数本のプラスチックヤーンからなる繊維113a,113a,…を沿わせて設ける。これにより、SZ撚りが施された光ファイバテープ心線12,12,…と光ファイバテープ心線12,12,…を覆って長手方向に対して平行に延びてなる介在体部13とが形成される。以上の工程が集合工程である。
次に、巻き付け工程に移る。すなわち、2つのSZ撚り保持用紐材供給リール26,26及び回転ヘッド27を軸回りに回転させ、引き取り装置28を用いて0.98N/本以上のバックテンションをかけながら、介在体部13の表面であって且つ介在体部13の長手方向に、2本のSZ撚り保持用紐材16,16を螺旋状に巻き付ける。このように、0.98N/本以上のバックテンションをかけながら2本のSZ撚り保持用紐材16,16を巻き付けることにより、各SZ撚り保持用紐材16を介在体部13に強く巻き付けることができ、その結果、SZ撚りを維持することができる。
続いて、巻き取り工程へと移る。すなわち、集合工程及び巻き付け工程において形成された部材を巻き取りリール29に巻き取る。これにより、図3に示す第1光ファイバケーブル製造装置20を用いて光ファイバケーブルを製造する工程は終了し、巻き取りリール29を送り出しリール31として図4に示す第2光ファイバケーブル製造装置30にセットし、第2光ファイバケーブル製造装置30を用いて被覆部形成工程へと移る。
被覆部形成工程では、送り出しリール31から押し出された部材の表面、すなわち2本のSZ撚り保持用紐材16,16が互いに逆向きに螺旋状に巻き付けられている介在体部13の表面に、押し出しクロスヘッド32から押し出されたポリエチレンからなる部材を被覆する。それとともに、押し出しクロスヘッド32から押し出された2本の鋼線を、介在体部13を挟んで設ける。これにより、被覆部14が形成され、且つ形成された被覆部14には介在体部13を挟んでテンションメンバ15,15が設けられる。以上の工程を経て、光ファイバケーブル10を製造することができる。
以上より、本実施の形態における光ファイバケーブル10では、介在体部13の表面に、介在体部13の長手方向に螺旋状に2本のSZ撚り保持用紐材16,16が設けられているため、光ファイバテープ心線12に施されたSZ撚りの戻りを防止することができる。そのため、例えば、外力を加えて光ファイバケーブル10を曲げても、光伝送損失や性能の低下が生じてしまうことはない。
また、本実施の形態における製造方法では、光ファイバテープ心線12,12,…の長手方向にSZ撚りを施した後に、介在体部13の表面であって介在体部13の長手方向にSZ撚り保持用紐材16,16を互いに逆向きの螺旋状に巻き付けるため、製造中にSZ撚りがほどけてしまうこともない。
また、特許文献1に記載されている光ファイバケーブルは、SZ撚り保持用紐部材を備えていないため、集合工程を経てから巻き取り工程へ移ることなくシース形成工程(被覆部形成工程)へと進行することにより製造される。ケーブルコアの表面にSZ撚り保持用紐部材が設けられていないため、集合工程とシース形成工程との間に巻き取り工程を設けて製造すると、光ファイバテープ心線の長手方向に施されたSZ撚りがほどけてしまうためである。一方、本実施の形態における光ファイバケーブル10では、介在体部13の表面にSZ撚り保持用紐材16が設けられているため、集合工程後、巻き取り工程を経てから、被覆部形成工程へと移ることにより製造しても、光ファイバテープ心線12,12,…の長手方向に施されたSZ撚りがほどけてしまうことはない。そして、本実施の形態における光ファイバケーブル10は、架空配線用であるが、この製造方法は、地中配線される光ファイバケーブルの製造方法と略同一である。よって、地中配線に用いる光ファイバケーブルの製造装置を用いて本実施の形態における光ファイバケーブル10を製造することができるため、新たに製造装置を製作する必要はなく、低コストで製造することができる。なお、地中配線に用いられる光ファイバケーブルとは、例えば、横断面において、テンションメンバと、テンションメンバを覆うポリエチレン製のスロットロッドと、スロットロッド内であって、且つテンションメンバを挟んで設けられている複数本の光ファイバテープ心線と、スロットロッドを覆うポリエチレン製の被覆部とを備えてなるものである。
《その他の実施の形態》
各光ファイバテープ心線12における光ファイバ11の本数は4本に限定されることはなく、光ファイバケーブル10における光ファイバテープ心線12の本数は6本に限定されることはない。また、SZ撚り保持用紐材16の本数は2本に限定されることはない。
また、介在体13aの密度は、1500D/mm2以上であることがより好ましく、介在体13aの長手方向にSZ撚りが施されてなってもよい。このように、介在体部13における介在体13aを高密度とすること、または、介在体13aの長手方向にSZ撚りを施すことにより、上記実施の形態に比べ、更に、光ファイバテープ心線12,12,…の長手方向に施されたSZ撚りを維持することができる。そして、介在体13aの長手方向にSZ撚りを施すためには、光ファイバケーブル10の製造工程のうちの集合工程において、固定目板24を回転させればよい。
また、第1光ファイバケーブル製造装置20は、介在体供給リール23を2つ備えているが、介在体供給リール23の個数は2個に限定されない。通常、介在体供給リール23の個数は8個から10個である。個数が多ければ多いほど介在体13aの本数が多くなり、介在体部13における介在体13aの密度が高ければ高いほど光ファイバテープ心線12を強く締め付けることができる。よって、光ファイバテープ心線12の長手方向に施されたSZ撚りを維持することができるため、介在体供給リール23の個数は多い方が好ましい。
また、介在体13aは、ポリエチレン、ポリプロピレンなどからなっていてもよい。また、被覆部14は、PVC、ポリウレタンなどからなっていてもよい。
さらに、架空配線する場合には、横断面における光ファイバケーブル10の径は5mm以上12mm以下が好ましい。また、介在体部13の径は、3mm以上10mm以下が好ましく、5mm程度であることが更に好ましい。
以上説明したように、本発明は、光ファイバケーブル及びその製造方法に有用であり、特に架空配線などに使用する軽量な光ファイバケーブル及びその製造方法に有用である。
光ファイバケーブル10の構造を示す図である。 光ファイバテープ心線12の構造を示す図である。 第1光ファイバケーブル製造装置20の構造を示す図である。 第2光ファイバケーブル製造装置30の構造を示す図である。
符号の説明
10 光ファイバケーブル
11 光ファイバ
12 光ファイバテープ心線
13 介在体部
13a 介在体
14 被覆部
15 テンションメンバ
16 SZ撚り保持用紐材
113a 繊維

Claims (5)

  1. 複数本の光ファイバが並設されてなる光ファイバテープ心線と、
    前記光ファイバテープ心線を覆い、且つ該光ファイバテープ心線の長手方向に対して略平行に延びて設けられてなる介在体部と、
    前記介在体部を覆い、且つ該介在体部の長手方向に対して略平行に延びて設けられてなる被覆部と、
    前記被覆部内であって、該被覆部の長手方向に対して略平行に延びて設けられ、且つ前記介在体部を挟んで対に設けられてなるテンションメンバと
    を備えてなる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は、長手方向にSZ撚りが施されてなり、
    前記介在体部の表面には、該介在体部の長手方向に螺旋状に複数本のSZ撚り保持用紐材が設けられ、
    少なくとも一本の前記SZ撚り保持用紐材の螺旋方向と他の前記SZ撚り保持用紐材の螺旋方向とは互いに逆である、光ファイバケーブル。
  2. 請求項1に記載の光ファイバケーブルであって、
    前記介在体部は繊維である介在体を備えており、
    前記介在体部における前記介在体の密度は、1000D/mm2以上である、光ファイバケーブル。
  3. 請求項1に記載の光ファイバケーブルであって、
    前記各SZ撚り保持用紐材の螺旋の周期は、それぞれ10mm以上50mm以下である、光ファイバケーブル。
  4. 請求項1に記載の光ファイバケーブルであって、
    前記各SZ撚り保持用紐材は、それぞれ0.98N/本以上のバックテンションをかけながら前記介在部の表面に巻き付けられる、光ファイバケーブル。
  5. 光ファイバテープ心線の長手方向にSZ撚りを施すとともに、該光ファイバテープ心線の周りに該光ファイバテープ心線と略平行に繊維からなる介在体を沿わせることにより、該光ファイバテープ心線を覆って長手方向に対して平行に延びてなる介在体部を形成する集合工程と、
    前記介在体部の表面に該介在体部の長手方向に複数本のSZ撚り保持用紐材を螺旋状に巻き付け、且つ少なくとも一本のSZ撚り保持用紐材を他のSZ撚り保持用紐材とは逆の螺旋方向に巻き付ける巻き付け工程と、
    前記SZ撚り保持用紐材が巻き付けられた前記介在体部を巻き取る巻き取り工程と、
    前記巻き取り工程の後に、前記SZ撚り保持用紐材が巻き付けられた前記介在体部の表面を覆い且つ該介在体部の長手方向に対して略平行に延びる被覆部を形成する被覆部形成工程と
    を含む、光ファイバケーブルの製造方法。
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CN107076954A (zh) * 2015-09-18 2017-08-18 株式会社藤仓 光缆、光缆的制造方法以及制造装置

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