JP2005345622A - 光ファイバケーブル - Google Patents

Abstract

【課題】複数心の光ファイバをケーブル外被で直接被覆して光ファイバのケーブル内での移動を抑制すると共に、ケーブル外被の引裂きで光ファイバを容易に取り出すことができる光ファイバケーブルを提供する。
【解決手段】４心以上の光ファイバ１を撚らずにケーブル外被４により直接被覆し、ケーブル外被４に光ファイバ取り出し用の切裂きノッチ６を設けた光ファイバケーブルである。ケーブル外被４は、光ファイバ１の外周に連続して接触する角度が２７０°以下となるように光ファイバ１が配列される。また、引裂き方向の両端に位置する光ファイバは、少なくとも２心あるようにし、さらに、光ファイバの配列内に介在物を配して、上記の光ファイバの外周に連続して接触する角度を小さくする。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数心の光ファイバを被覆樹脂内に収納し、切裂きノッチを引裂いて光ファイバを取り出す形態の光ファイバケーブルに関する。

光ファイバを屋内等に引き落とすのに用いるようなドロップ光ファイバケーブル、或いは、屋内の光配線に用いるインナー光ファイバケーブルは、ケーブル内の光ファイバを単心の状態にして接続することが殆どである。このため、このような使用形態での光ファイバケーブルは、単心の光ファイバを１心〜複数心収容したものが多い。また、１個所の引き落とし点で使用される光ファイバの心数はあまり多くはなく、ドロップ光ファイバケーブルに収容される光ファイバの心数は１心〜１０数心である。

ドロップ光ファイバケーブルの中で、３心以上の単心線を収納する例として、例えば、光ファイバの取り出し性を考慮して繊維状の介在物を介して複数心の光ファイバを収納した多心の光ファイバケーブルが知られている（例えば、非特許文献１参照）。図４は、前記の非特許文献１に開示されているような自己支持型の光ファイバケーブルの一例を説明する図である。図中、１は光ファイバ、２は介在物、３は抗張力線、４はケーブル外被、５は空隙部、６は切裂きノッチ、７は支持線被覆、８は首部、９は支持線、１０は光ファイバケーブルを示す。

光ファイバケーブル１０は、ケーブル外被４の中央部に円形の空隙部５を有し、この空隙部５内に繊維状の介在物２を介して複数心の光ファイバ１を収納した形状となっている。光ファイバ１の周囲を覆う繊維状の介在物２は、ケーブル外被４に加わる側圧で光ファイバ１同士が互いに押合って微小な曲がりを生じ、伝送損失増加（マイクロベンドロス）が発生するのを抑制している。空隙部５の両側には抗張力線３が一体に埋設され、また、光ファイバ１を取り出すためのＶ字状の切裂きノッチ６が形成されている。この切裂きノッチ６に切込みを入れ、引裂くことによりケーブル内の光ファイバ１を取り出すことができる。

図４に示すように、自己支持型の光ファイバケーブルとする場合、支持線９を備えている。この支持線９は、例えば、１.２ｍｍφの鋼線からなり、支持線被覆７を首部８を介してケーブル外被４と一体に成形している。通常、支持線部分は、ケーブル外被４内の抗張力線３−３間を結んだ軸線の延長上に設けられる。なお、この支持線部分の有る無しに関わらず、屋内用又はドロップ用の光ファイバケーブルとして使用される。

一般に、光ファイバケーブル１０を曲げた際に、光ファイバ１に加わる歪が最小になるように、光ファイバ１はケーブル断面内の曲げの中心乃至は曲げの中心付近に配置される。図４のように、ケーブル断面が異方性を有していて、抗張力線３が光ファイバ１を挟むようにして２本ある場合、２本の抗張力線３を結んだ線を中心に曲げるのが最も曲げやすい。このような最も曲げやすい曲げの軸線を曲げの中立線Ｘという。また、この曲げの中立線Ｘ上に光ファイバ１を配列することにより、光ファイバケーブル１０を曲げた際に、光ファイバ１には伸び歪も圧縮歪も生じない。

光ファイバが２心の場合は、通常、図５（Ａ）に示すように曲げの中立線Ｘ上に光ファイバ１を２心並べ、ケーブル外被４で直接被覆される。すなわち、光ファイバ１が２心の場合は、光ファイバ１の周りに緩衝性の介在物がなくケーブル外被４で直接被覆しても、抗張力線３が側圧を支えるのでマイクロベンドの発生は抑制される。また、切裂きノッチ６で２心を互いに分離する形で、光ファイバ１の取り出しも比較的容易である。しかし、図５（Ｂ）に示すように、３心以上の光ファイバ１を中立線Ｘ上に一列に並べると、ケーブル外被４に設けた切裂きノッチ６で引裂いて光ファイバ１を取り出す際に、奥まった位置の光ファイバ１ａはケーブル外被４内に埋まったまま取り出すことができなくなることがある。

このため、従来は、３心以上の光ファイバを収納する光ファイバケーブルでは、光ファイバをケーブル外被で直接被覆する構成は用いていない。そして、通常は、図４に示したように、３心以上の光ファイバを収納する光ファイバケーブルでは、光ファイバの周囲を緩衝性の介在物２で覆う構成が用いられている。
２００２年電子情報通信学会通信ソサイエティ大会、２００２年９月１０日、Ｂ−１０−１１

しかしながら、３心以上の光ファイバを収納する光ファイバケーブルで、光ファイバを緩衝性の介在物で覆う理由は上述した通りであるが、介在物で覆うことによる問題点もあった。例えば、光ファイバは、介在物に対して比較的ルースな状態にあり、ケーブル内で移動可能な状態となっている。このため、振動等によりケーブル内で光ファイバが移動するという現象が生じ、この現象でケーブル接続部に光ファイバが突き出ることがある。この光ファイバの突き出しがあると、光ファイバに急峻な曲がりを与えて伝送損失が増加したり、光ファイバが破断したりすることとなる。

ケーブル内での光ファイバの移動を抑制するには、緩衝性の介在物を一定密度以上に詰め込んで光ファイバに側圧を与え、それらの間の摩擦力で光ファイバの移動を抑制することは可能である。そうすると、今度は介在物そのものによる側圧増加でマイクロベンドロスを発生させてしまうという問題がある。また、緩衝性の介在物に、ケブラー（Ｒ）のような細い繊維の束を用いることで光ファイバに対する側圧を分散させて、マイクロベンドロスをある程度低減することは可能である。それでも、光ファイバの移動とマイクロベンドロスの排除とはトレードオフの関係にあり、完全な両立は困難である。さらに、繊維束のような介在物で光ファイバを覆っていると、ケーブル内から光ファイバを取り出す際に、光ファイバと繊維を分離するのに意外と時間がかかり、作業性の悪さから光ファイバにダメージを与えてしまうという問題もあった。

そこで、図５に示したように、複数心の光ファイバ１をケーブル外被４で直接被覆する構成が再考されている。しかし、図５（Ｂ）のように光ファイバを一列に並べると、どうしても端の光ファイバ１ａは、ケーブル外被４内に埋まったまま取り出すことが困難になる。これは、端の光ファイバ１ａの外周に対して、ケーブル外被４が連続して直接接触している角度が大きいことによる。すなわち、一列に光ファイバを並べると、一番端の奥まった位置の光ファイバ１ａは、ケーブル外被４と３６０°近くの角度で連続して直接接触する状態となり剥がれにくくなる。

そこで、図６（Ａ）に示すように、複数心の光ファイバを一列に並べずに二列としたり、或いは束にしてケーブル外被４により直接被覆する構成が想定される。この場合、図６（Ｂ）又は図６（Ｃ）に示すように、一番端に位置する光ファイバ１ａがケーブル外被と連続的に直接接触する角度θを３００°にすることができる。しかし、収納される光ファイバ１の心数が多くなると、横列に並ぶ光ファイバの数も多くなり、列の端に位置する光ファイバ１ａが取り出しにくいことに変わりはない。また、複数心の光ファイバ１を自然体で二列にしたり、束ねたりすると、３心の光ファイバが幾何学的に安定な三角形となるように互いに集合される。この場合、一番端に位置する光ファイバ１ａがケーブル外被４と連続的に直接接触する角度θは３００°となって、光ファイバ１の取り出しは多少よくはなるものの依然として容易ではなかった。

本発明は、上述した実情に鑑みてなされたもので、複数心の光ファイバをケーブル外被で直接被覆して光ファイバのケーブル内での移動を抑制すると共に、ケーブル外被の引裂きで光ファイバを容易に取り出すことができる光ファイバケーブルの提供を課題とする。

本発明による光ファイバケーブルは、４心以上の光ファイバを撚らずにケーブル外被により直接被覆し、ケーブル外被に光ファイバ取り出し用の切裂きノッチを設けた光ファイバケーブルである。ケーブル外被は、光ファイバの外周に連続して接触する角度が２７０°以下となるように光ファイバが配列される。また、引裂き方向の両端に位置する光ファイバは、少なくとも２心あるようにし、さらに、光ファイバの配列内に介在物を配して、上記の光ファイバの外周に連続して接触する角度を小さくする。

本発明によれば、複数心の光ファイバはケーブル外被により直接被覆されるため、ケーブル外被と密着してケーブル内の移動が阻止され、ケーブル外被から突き出しが抑制される。また、光ファイバの外周に連続して接触する角度を所定値以下となるように配列されるため、光ファイバの取り出しが容易となり、作業性がよくなって光ファイバへのダメージを与える事態を少なくできる。

図により本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の概略を説明する図、図２（Ａ）〜図２（Ｄ）は本発明による光ファイバケーブル内の光ファイバの配列例を示す図である。図中、１ａ，１ｂ，１ｃは配列位置が異なる光ファイバ、１１は介在物、その他の符号は、図４〜図６の説明で用いたのと同じ符号を用いることにより説明を省略する。

図１は、本発明を自己支持型の光ファイバケーブルに適用した例を示し、図６で説明したのと同様な形状で、光ファイバケーブル１０は、ケーブル外被４の中心部に複数心の光ファイバ１を撚らずにケーブル外被４で直接被覆して構成される。本発明において、光ファイバ１とは、例えば、標準外径が１２５μｍのガラスファイバを、外径が２５０μｍ程度の樹脂被覆で保護された光ファイバ素線、或いは、前記の光ファイバ素線上に着色材を塗布したり、補強被覆を追加的に施した光ファイバ心線と称されるような単心の光ファイバを意味するものとする。

本発明において、「光ファイバをケーブル外被で直接被覆する」とは、光ファイバ１の外周にケーブル外被４を形成するための樹脂を、ダイス又は成形装置でタイト構造乃至はルース構造で直接に付与して、光ファイバを被覆する状態を言う。言いかえると、光ファイバ１の表面にケーブル外被４が直接接触する状態で被覆されていることを言うものとする。また、「光ファイバの外周に連続して接触する」とは、隣接する光ファイバとの接触によってケーブル外被と直接接触する角度範囲が分断されていないことを言う。

光ファイバケーブル１０を自己支持型とする場合、図４，６で示したのと同様な支持線９を備えた構成とすることができる。この支持線９は、例えば、１.２ｍｍφの鋼線からなり、支持線被覆７を首部８を介してケーブル外被４と一体に成形する。また、この支持線部分は、ケーブル外被４内に配設した抗張力線３−３間を結んだ軸線の延長上に設ける。なお、この支持線部分の有る無しに関わらず、屋内用又はドロップ用の光ファイバケーブルとして使用することができる。

本発明では、光ファイバケーブルを構成する光ファイバ１の心数は、少なくとも４心以上を撚らずに、二列以上の束になるように配列してケーブル外被４で一括して被覆する。そして、ケーブル外被４の両端縁側には抗張力線３を平行に埋設し、光ファイバ１の束の中心が、この抗張力線３−３を結ぶ中立線Ｘ上を通るようにする。これにより、光ファイバケーブル１０を曲げた際に、複数心の各光ファイバ１に加わる歪が最小になるようにすることができる。また、ケーブル外被４の両側面には、従来と同様に光ファイバ１を取り出すためのＶ字状の切裂きノッチ６が形成されていて、この切裂きノッチ６に切込みを入れ、引裂くことによりケーブル内の光ファイバ１が取り出せるように構成される。

図２は、本発明による８心の光ファイバ１の配列例を示す図である。図２（Ａ）は、４心の光ファイバを互いに正方形状に配列したものを２組用意し、正方形状に配列した対角線上の光ファイバが、中立線Ｘ上に並ぶようにした例である。この場合、配列の両端に位置する光ファイバ１ａは、内側に位置する光ファイバ１ｂの２心に９０°の角度で接していることから、外側のケーブル外被と連続して直接接触する角度θは、２７０°（２π×３／４ラジアン）となる。内側に位置する光ファイバ１ｂは、隣り合う光ファイバ同士が互いに接触状態を保って配列されている限り、両端の光ファイバ１ａの角度θより小さい角度で、ケーブル外被と連続して接触する状態となる。

図２（Ｂ）は、８心の光ファイバを、中立線Ｘを挟んで横方向の配列位置を同じにして上下２段で４列に配した例である。この場合、両端に位置する光ファイバ１ａは、２心×２となる。図２（Ａ）の配列例と同様に、上下で隣り合う光ファイバ１ａと内側に位置する光ファイバ１ｂとの２心の光ファイバに９０°の角度で接していることから、ケーブル外被と連続して直接接触する角度θは、２７０°となる。また、この配列の場合も、内側に位置する光ファイバ１ｂは、隣り合う光ファイバ同士が接触して配列されている限り、両端の光ファイバ１ａの角度θより小さい角度で、ケーブル外被と連続して接触する状態となる。

図２（Ｃ）は、８心の光ファイバを縦横３列の正方形状に配列し、縦３列の中心が中立線Ｘ上を通り、中心の空間に配列維持のための介在物１１を配した例である。この場合、両端に位置する光ファイバ１ａは、３心×２となる。上下端側の４心の光ファイバ１ａは、図２（Ｂ）の配列例と同様で、上下で隣り合う光ファイバ１ａと内側の光ファイバ１ｂとの２つの光ファイバに９０°の角度で接していることから、ケーブル外被と連続して直接接触する角度θは、２７０°となる。中心に配列された光ファイバ１ｃは、上下端の光ファイバ１ａで挟まれた状態となり、ケーブル外被と連続して直接接触する角度θは、１８０°となる。また、この配列の場合も、内側に位置する光ファイバ１ｂは、隣り合う光ファイバ同士が接触して配列されている限り、両端の光ファイバ１ａの角度θより小さい角度で、ケーブル外被と連続して接触する状態となる。

図２（Ｄ）は、図２（Ｂ）の８心の光ファイバを、中立線Ｘを挟んで横方向の配列位置を同じにして上下２段で４列に配すると共に、光ファイバの配列内に介在物１１を配した例である。この場合、両端に位置する光ファイバ１ａは、図２（Ｂ）と同様に、２心×２となる。介在物１１が入ることにより、図から明らかなように、ケーブル外被と連続して直接接触する角度θを２７０°未満とすることができる。また、内側に位置する光ファイバ１ｂは、隣り合う光ファイバ同士が接触して配列されている限り、両端の光ファイバ１ａの角度θより小さい角度で、ケーブル外被と連続して接触する状態となる。

図３は、図２（Ａ）〜図２（Ｄ）に示した光ファイバの配列で、図１の構成で作製された光ファイバケーブルからの光ファイバの取り出しについての試験結果を示したものである。サンプルＡは図２（Ａ）に示す光ファイバ配列、サンプルＢは図２（Ｂ）に示す光ファイバ配列、サンプルＣは図２（Ｃ）に示す光ファイバ配列、サンプルＣ’は図２（Ｃ）の中心ファイバ１ｃに対する光ファイバ配列、サンプルＤは図２（Ｄ）に示す光ファイバ配列を用いた場合である。サンプルＥとＦは、本発明の比較例であって、サンプルＥは図６（Ｂ）に示す光ファイバ配列、サンプルＦは図６（Ｃ）に示す光ファイバ配列である。

光ファイバの取り出し試験は、各サンプルを切裂きノッチに切込みを入れて左右に引裂いたとき、一番端に位置する奥側の光ファイバを手で取り出すことができた割合を、ケーブル外被と連続して直接接触する角度θで算定して行なった。この結果、図３に示すように、一番端に位置する光ファイバの接触角度θが３００°のサンプルＥは、７０％が容易に取り出せた。しかし、３０％は容易に取り出せず、工具等を用いて無理に取り出すことは可能であるが損傷させる恐れがあった。同じく接触角度θが３００°のサンプルＦは５０％が容易に取り出せたが５０％は容易に取り出せなかった。

サンプルＡ〜Ｃは、一番端に位置する光ファイバの接触角度θが何れも２７０°であるが、すべて容易に取り出すことができた。また、サンプルＤは接触角度θが２６０°で、これも容易に取り出すことができた。さらに、サンプルＣ’は接触角度θが１８０°で、これも容易に取り出すことができた。この試験結果から、一番端の光ファイバがケーブル外被と連続して直接接触する角度θを２７０°以下となるように配列することにより、光ファイバの取り出しは容易に行なうことができる。また、一番端の光ファイバがケーブル外被と連続して直接接触する角度θを２７０°以下となるように配列するには、図２（Ａ）〜図２（Ｄ）に例示したような種々の配列で実施することができる。また、８心の光ファイバで説明したが、４心以上であれば、心数に関係なく実施することができる。

本発明の概略を説明する図である。 本発明による光ファイバケーブル内の光ファイバの配列例を示す図である。 本発明の試験結果を示す図である。 従来技術の一例を説明する図である。 従来技術の問題点を説明する図である。 発明が解決しようとする課題を説明する図である。

符号の説明

１，１ａ，１ｂ，１ｃ…光ファイバ、２…介在物、３…抗張力線、４…ケーブル外被、５…空隙部、６…切裂きノッチ、７…支持線被覆、８…首部、９…支持線、１０…光ファイバケーブル、１１…介在物。

Claims (3)

1. ４心以上の光ファイバを撚らずにケーブル外被により直接被覆し、前記ケーブル外被に光ファイバ取り出し用の切裂きノッチを設けた光ファイバケーブルであって、
   前記ケーブル外被が前記光ファイバの外周に連続して接触する角度が２７０°以下となるように、前記光ファイバが配列されていることを特徴とする光ファイバケーブル。
2. 引裂き方向の両端に配列される前記光ファイバが、少なくとも２心あることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバケーブル。
3. 前記光ファイバの配列内に介在物を配したことを特徴とする請求項１又は２に記載の光ファイバケーブル。

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