JP2007011019A - 光ファイバケーブル - Google Patents

Abstract

【課題】外層シースの引抜き力の調整を可能にして除去容易性を確保すると共に、内層シースの突き出しを抑制することができる光ファイバケーブルを提供する。
【解決手段】光ファイバ心線を内層シース３と外層４シースからなる外被で被覆した光ファイバケーブルであって、内層シース３と外層シース４との間に２枚以上の巻テープ５を配し、外層シース３と接する最上層の巻テープ５ｂとの摩擦係数が、内層シース３と接する最下層の巻テープ５ａ、並びに巻テープ５同士間の摩擦係数より大きくなるようにする。また、外層シース４の内面に蛇腹状に加工された金属保護層を有し、巻テープ５には、プラスチックフィルムとプラスチック繊維の不織布を貼り合わせたような異なる材質のものを貼り合わせたものを用いることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、光ファイバ心線を内層シースと外層シースの少なくとも２層のシースからなる外被で被覆した光ファイバケーブルに関する。

光ファイバケーブルは、１本以上の光ファイバ心線を外被により保護する構成とされるが、外被は種々の目的で内層シースと外層シースの２層のシースとする場合がある。例えば、空気圧送用の光ファイバケーブルとして、内層シースを発泡層とし、外層シースを潤滑剤添加の充実層とし、軽量化と管路内での牽引時の摩擦軽減化を図ったものがある（例えば、特許文献１参照）。また、防鼠用の光ファイバケーブルとして、内層シースをカブサイシンのような防鼠剤を含有した防鼠層とし、外層シースを防鼠剤を含有しない外傷保護層とし、充分な防鼠効果を維持すると共に、ケーブル敷設時に防鼠剤の刺激により作業性が低下するのを防止したものもある（例えば、特許文献２参照）。
特開２０００−２４１６８９号公報 特開平１０−２２３０８５号公報

２層シースからなる光ファイバケーブルで、ケーブル端末を形成するに際して、外層シースのみを剥ぎ取る場合がある。また、内部の光ファイバ心線を剥き出しにする場合も、外層シースを除去してから内層シースを切裂くほうが、光ファイバ心線を傷つけないようにすることができ、作業的にも容易である。外層シースの剥ぎ取りには、外層シースを輪切りにして筒状の形で引抜くことにより、比較的短時間で実施することができる。しかし、内層シースと外層シースの密着力が強いと、人の手では引抜くことが難しくなり、外層シースを刃物で軸方向に切裂く必要がある。この切裂きによる外層シースの剥ぎ取り作業は、時間を要するうえに内層シースを傷つけやすいという問題がある。

従来の２層シースを有する光ファイバケーブルは、外層シースのみを除去して使用することを想定していないため、一般的には内層シースと外層シースとの密着性がよく、外層シースの引抜き力は大きい。しかし、内層シースと外層シースとの密着性を弱くして外層シースの除去性をよくしようとすると、外層シースの押出し成型時の残留歪みの解放による経時的な収縮や低温時の収縮により、内層シースが突き出すというような問題が生じる。内層シースがクロージャ等の端末装置内で突き出すと、ケーブルの曲がりによるロス増やファイバ断線の原因となる場合がある。

光ファイバケーブルの外層シースは、通常、製造性の観点から内層シースの外周に押出し成型により形成される。この押出し成型で、内層シースと外層シースは、ほぼ円形断面であるため、両者の接触は円周全体でタイトに接触するか、或いはルースに接触する状態となる。内層シースと外層シースとの間の摩擦力を所定の値に設定するには、外層シースの締付け力を調整することになる。具体的には、外層シースの押出し成型の際に、樹脂材料の引き落とし率や樹脂圧力を調整する方法がとられる。しかし、ケーブル長手方向の全長に亘って均一な摩擦力とするには高度な調整が要求され、生産性が低下する等の問題がある。このため、外層シースの除去性向上と内層シースの突き出し抑制を両立させるのが難しかった。

本発明は、上述した実情に鑑みてなされたもので、外層シースの引抜き力の調整を可能にして除去容易性を確保すると共に、内層シースの突き出しを抑制する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、光ファイバ心線を内層シースと外層シースからなる外被で被覆した光ファイバケーブルであって、内層シースと外層シースとの間に２枚以上の巻テープを配し、外層シースと接する最上層の巻テープとの摩擦係数が、内層シースと接する最下層の巻テープ、並びに巻テープ同士間の摩擦係数より大きくなるようにする。また、外層シースの内面に蛇腹状に加工された金属保護層を有し、巻テープには、プラスチックフィルムとプラスチック繊維の不織布を貼り合わせたような異なる材質のものを貼り合わせた巻テープを用いることができる。なお、外層シースを輪切りにして引抜くときの引抜き力が５０Ｎ／５０ｍｍ〜２００Ｎ／５０ｍｍであることが望ましい。

本発明によれば、外層シースを輪切り状にして引抜く際に、外層シースと大きい摩擦力で接触している巻テープが、摩擦力が小さい巻テープ同士の間で滑って、外層シースと一緒に引抜き方向に動いて、外層シースを容易に引抜くことができる。また、外層シースが収縮しようとすると、外層シースと接触していない巻テープにシワを生じさせ、外層シースと大きい摩擦力で接触している巻テープとの間の摩擦力が増大するよう作用して、内層シースの突き出しを抑制することができる。

図１は、本発明の実施形態を説明する図で、図１（Ａ）は丸型の光ファイバケーブル、図１（Ｂ）は自己支持型の光ファイバケーブルを示す図である。図中、１ａ，１ｂは光ファイバケーブル、２はケーブルコア、３は内層シース、４は外層シース、５は巻テープ、５ａは最下層の巻テープ、５ｂは最上層の巻テープ、５ｃは中間層の巻テープ、６は支持線部、７は首部を示す。

図１（Ａ）に示す丸型の光ファイバケーブル１ａは、外形が丸型でケーブルコア２の外周を内層シース３と外層シース４の２層のシースで被覆し、内層シース３と外層シース４との間に２枚以上の巻テープ５を配して構成される。ケーブルコア２は、例えば、複数本の光ファイバ心線或いは光ファイバテープ心線を、緩衝材と共に内層シース３で被覆する形態であってもよく、溝付きスペーサの溝内に光ファイバ心線或いは光ファイバテープ心線を収納した形態であってもよい。

内層シース３及び外層シース４の樹脂材料としては、ポリエチレン、難燃ポリエチレン、ポリ塩化ビニルなどの熱可塑性樹脂が用いられるが、本発明においては他の種々のシース材料を使用することができる。巻テープ５は、内層シース３に接する最下層の巻テープ５ａと、外層シース４と接する最上層の巻テープ５ｂの少なくとも２枚の巻テープが配され、さらに、これらの間に中間層の巻テープ５ｃを配することができる。なお、「巻テープ」とは、横巻または縦添えで最外層の内層シース上に巻き付けられた状態をいう。この場合、外層シース４と最上層の巻テープ５ｂとの接触面における摩擦力は、最上層の巻テープ５ｂと最下層の巻テープ５ａ又は中間層の巻テープ５ｃとの間の摩擦力、並びに、内層シース３と最下層の巻テープ５ａとの接触面における摩擦力より大きくなるように設定される。

また、図１（Ｂ）に示す支持線部６を有する自己支持型の光ファイバケーブル１ｂも、ケーブル本体部は図１（Ａ）と同様に構成される。支持線部６は、高抗張力を有する撚鋼線６ａを、首部７を介して外層シース４と一体に被覆してなり、端部分で首部７を引裂いてケーブル本体部と分離される。支持線部６から分離されたケーブル本体部は、図１（Ａ）と同じ構成となり、クロージャ等に導入されて光ファイバ心線の分岐接続や引き落としが行なわれる。なお、支持線部６は、構造物等の把持具を用いて引止め固定される。

図２は、他の実施形態を説明する図で、鳥獣害対策や耐火用として、外層シースの内側に金属保護層を有する光ファイバケーブルの例を示すものである。図２（Ａ）は丸型の光ファイバケーブルを示し、図２（Ｂ）は自己支持型の光ファイバケーブルを示し、図２（Ｃ）は光ファイバケーブルを部分的に破断した状態を示す図である。図中、８は金属保護層、９は抗張力体を示し、その他の符号は、図１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２（Ａ）の丸型の光ファイバケーブル１ａは、ケーブルコア２の外周を内層シース３と、内面に金属保護層８を有する外層シース４の２層のシースで被覆し、内層シース３と金属保護層８との間に２枚以上の巻テープ５を配して構成される。なお、外層シース４と金属保護層８とは、機械的強度向上の点で互いに密着して接着一体化されているのが望ましい。ケーブルコア２は、図１の例と同様に、複数本の光ファイバ心線或いはテープ心線の形状で緩衝材と一体にした形態であってもよく、溝付きスペーサの溝内に光ファイバ心線或いはテープ心線の形状で収納した形態であってもよい。

内層シース３及び外層シース４の樹脂材料としては、ポリエチレン、難燃ポリエチレン、ポリ塩化ビニルなどを用いることができる。巻テープ５は、内層シース３に接する最下層の巻テープ５ａと、金属保護層８と接する最上層の巻テープ５ｂの少なくとも２枚以上の巻テープが配される。この場合、金属保護層８と最上層の巻テープ５ｂとの接触面における摩擦力は、最上層の巻テープ５ｂと最下層の巻テープ５ａとの間の摩擦力、並びに内層シース３と最下層の巻テープ５ａとの接触面における摩擦力より大きくなるように設定される。なお、巻テープ５が３枚以上配される場合は、上記の最上層の巻テープ５ｂと最下層の巻テープ５ａ間の摩擦力は、最上層の巻テープ５ｂと中間層の巻テープ間の摩擦力とされる。

また、図２（Ｂ）に示す支持線部６を有する自己支持型の光ファイバケーブル１ｂも、ケーブル本体部は図２（Ａ）と同様に構成される。支持線部６は、高抗張力を有する撚鋼線６ａを首部７を介して外層シース４と一体に被覆してなり、ケーブル端部分で首部７を引裂いてケーブル本体部と分離される。なお、図２（Ｂ）では、内層シース３に抗張力体９を埋設した例で示したが、図１及び図２（Ａ）の構成においても同様に適用することができる。

図２（Ｃ）は、図２（Ａ）又は図２（Ｂ）の光ファイバケーブルの一部を破断して示すもので、金属保護層８を長手方向に波付けして蛇腹状にした例で示してある。この蛇腹状の金属保護層８は、ステンレス（ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ４３０等）又は鉄のテープ材（両面に接着性樹脂を塗布）をパイプ状に成型しながら蛇腹状に加工して巻テープ５の外周を覆うようにして設けられる。このとき、蛇腹状の金属保護層８の内面側の頂部は、最上層の巻テープ５ｂに接着して大きな摩擦力が得られるようにする。蛇腹状の金属保護層８の外面には、外層シース４が押出し成型により形成され、接着一体化される。金属保護層８を蛇腹状とすることにより、光ファイバケーブルに可撓性をもたせることができ、敷設作業を容易にする。

図１及び図２の構成において、巻テープ５には、プラスチック材料からなる不織布やフィルム等を用いることができ、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリアミド（ナイロン）、ポリプロピレン（ＰＰ）などが使用できる。これらの材質を最上層の巻テープ５ｂと最下層の巻テープ５ａで異ならせることにより、外層シース４と最上層の巻テープ５ｂとの摩擦係数が、内層シース３と最下層の巻テープ５ａ、並びに巻テープ５同士の摩擦係数より大きくすることができる。

また、巻テープ５を、異なる材質のものを貼り合せて、巻テープ両面での表面状態を異ならせることにより、それぞれの摩擦係数の調整をしやすくすることができる。例えば、ＰＥＴフィルムとＰＥＴ繊維の不織布を貼り合わせると、両面での表面状態が異なり、摩擦係数を変えることができる。なお、最上層の巻テープ５ｂと外層シース４又は金属保護層８との摩擦係数が１.０以上であり、最下層の巻テープ５ａと内層シース３との摩擦係数並びに巻テープ５同士の摩擦係数が０.０５〜０.３０の範囲にあると好適である。なお、巻テープ５の厚さについては、特に制限はないが、ケーブルの細径化や経済性の観点から０.５ｍｍ以下（１枚当たり）とするのが好ましい。

図３は、本発明による外層シースの引抜き時の動作状態を説明する図で、図３（Ａ）は外層シースを輪切りにした状態を示す図、図３（Ｂ）は外層シースを引抜いた状態を示す図である。図中の符号は図１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３（Ａ）に示すように、外層シース４を光ファイバケーブルから引抜く場合、ケーブル端から所定の長さ位置（例えば、５０ｍｍ程度）の所に、カッタ等で切込みを入れ輪切り状にする。カッタ刃による切込みは、外層シース４が完全に輪切り状態となるように最上層の巻テープ５ｂに達するまで入れる。次いで、図３（Ｂ）に示すように、外層シース４を矢印方向に引抜くと、外層シース４との摩擦力の大きい最上層の巻テープ５ｂは、摩擦力の小さい最下層の巻テープ５ａに対して滑るように外層シース４と一体になって引抜かれる。

図４は、本発明による内層シースの突き出し抑制の動作状態を説明する図である。外層シース４が、押出し成型時の残留歪みの解放による経時的な収縮や低温時の収縮により、ケーブル端部から後退するように矢印方向に縮小しようとする。外層シース４と接し摩擦力が大きい最上層の巻テープ５ｂは、外層シース４と一体になって縮小後退しようとする。これに対し、最上層の巻テープ５ｂと接する最下層の巻テープ５ａにも、最上層の巻テープ５ｂと共に縮小後退しようとする力は働くものの、その接触面の摩擦力が小さいため、完全には後退せずにシワが生じ、摩擦抵抗が上昇するようになる。

すなわち、このときに生じるシワによって、最下層の巻テープ５ａと最上層の巻テープ５ｂとの間の摩擦力、並びに、最下層の巻テープ５ａと内層シース３との間の摩擦力が上昇する。この結果、外層シース４の後退（＝内層シース３の突き出し）が抑制される。また、この状態から、図３で説明したように外層シース４を輪切り状にして引抜くと、上記のシワが引伸ばされるため、最上層の巻テープ５ｂは、摩擦力の小さい最下層の巻テープ５ａに対して滑りを生じ、外層シース４と一体になって引抜くことができる。

上述した構成で、外層シース４の引抜き力は、５０Ｎ／５０ｍｍ〜２００Ｎ／５０ｍｍとなるように、それぞれの摩擦係数等が設定されているのが望ましい。金属保護層８を有する場合は、外層シース４と金属保護層８が一体となった状態での引抜き力である。引抜き力が５０Ｎ／５０ｍｍ未満では、上述した巻テープ５同士の摩擦力が小さく、内層シース３の突き出し抑制が難しく、また、引抜き力が２００Ｎ／５０ｍｍを越えると、引抜きが難しくなり作業性が低下する。

次に本発明による光ファイバケーブルの評価結果について説明する。図５は、本発明の評価のために作製した自己支持型の光ファイバケーブルの概略を示す図、図６は巻テープの構成条件を変えて評価した結果を示す図である。図中、１２はケーブルコア、１３は内層シース、１４は外層シース、１５は巻テープ、１６は支持線部、１７は首部、１８は金属保護層、１９は抗張力体を示す。

評価用の光ファイバケーブルの共通の構成は、以下の通りとした。
（１）内外層のシース材料：直鎖状低密度ポリエチレン
（２）外層シース１４ ：直径＝１５ｍｍ
（３）金属保護層１８ ：外径＝１１ｍｍ，ステンレステープ（両面に接着樹脂を塗布）をパイプ状に成型して蛇腹状に加工
（４）巻テープ１５ ：金属保護層との間に１〜３枚を巻回
（５）内層シース１３ ：外径＝９ｍｍ 内径＝５ｍｍ
（６）抗張力体１９ ：内層シース内の対向位置に１ｍｍφの鋼線を埋設
（７）支持線部１６ ：１.４ｍｍφの鋼線７本を撚って埋設
（８）ケーブルコア１２ ：ＳＭの光ファイバ心線２４心を緩衝材と共に実装

上述の構成を共通として、図６（Ａ）に示すように、巻テープ１５の組合せを条件１〜条件６の如く異ならせた光ファイバケーブルを作製した。なお、巻テープ１５は、内側の下層から外側の上層に向かって順に、１枚目、２枚目、３枚目とする。「ＰＥＴ（＝ポリエチレンテレフタレート）テープ」は厚さ０.０５ｍｍのテープ、「ＰＰ（＝ポリプロピレン）テープ」は厚さ０.１ｍｍのテープ、「不織布」はＰＥＴ繊維による厚さ０.２ｍｍのテープである。「ＰＥＴフィルム＋不織布」は、貼り合わせ型の厚さ０.１５ｍｍのテープで、先に記した素材面を内側にして巻くものとする。

図６（Ｂ）は、図６（Ａ）の条件１〜条件６で巻テープ１５を組合せたときの摩擦係数を測定した結果である。内層シース１３と接する１枚目の巻テープが、ＰＥＴ（条件１，２）又はＰＥＴ＋不織布（条件４，５，６）である場合は、内層シース１３とＰＥＴとが接することとなり、その接触面おける摩擦係数が０.２であり、不織布（条件３）である場合は、摩擦係数が０.２８であった。１枚目の巻テープと２枚目の巻テープの異なる組合せで、巻テープ間での摩擦係数は、ＰＥＴ同士（条件２）では０.１５であり、不織布とＰＰ（条件３）では０.０７であり、不織布同士（条件４，５，６）では０.１３であった。また、２枚目の巻テープと３枚目の巻テープの組合せにおける巻テープ間の摩擦係数は、不織布同士（条件５，６）で、前記の不織布同士の場合と同様に０.１３であった。

そして、ステンレスの金属保護層１８と接する最上層の巻テープとの組合せで、最上層となる巻テープがＰＥＴ（条件１，２，４，５）の場合は、金属保護層１８とＰＥＴとが接することとなり、その接触面における摩擦係数は１.６であり、金属保護層１８とＰＰ（条件３）の場合は、接触面おける摩擦係数は１.２であった。なお、条件６は条件５と同じ組合せであるが、最上層の３枚目の巻テープ上面に、摩擦力を下げるためにタルクを塗布したものである。このため、金属保護層１８とＰＥＴとの接触面おける摩擦係数は０.０４の低い数値となった。

上記の組合せで作製した光ファイバケーブルの外層シース（金属保護層を含む）の引抜き力と除去性について評価した結果を、図６（Ｃ）に示す。この結果、１枚だけの巻テープ（ＰＥＴテープ）を配した条件１で作製された光ファイバケーブルでは、外層シースの引抜き力は、２８０Ｎ／５０ｍｍで、大きな引抜き力を要し、人手による引抜きは困難であった。また、シースの輪切り時に巻テープは切断された。２枚〜３枚の巻テープを配した条件２〜条件５で作製された光ファイバケーブルでは、外層シースの引抜き力は、７０Ｎ／５０ｍｍ〜１１０Ｎ／５０ｍｍで、巻テープ同士の間で滑りが生じ、容易に除去することができた。なお、最上層の巻テープ上面にタルクを塗布した条件６で作製された光ファイバケーブルは、引抜き力が４０Ｎ／５０ｍｍで容易に除去することができたが、金属保護層と巻テープとの間で滑りが生じていた。

図６（Ｄ）は、温度特性について評価した結果を示す図で、損失変動と内層シースの突き出しについて試験した。内層シースの突き出しは、ケーブル長１０００ｍで、−３０℃〜＋７０℃のヒートサイクルを３サイクルかけ、ケーブル両端での突き出し量を合計した。この結果、条件１〜条件５で作製された光ファイバケーブルは、損失変動が０.０５ｄＢ／ｋｍ以下であり、内層シースの突き出し量も０.５ｍｍ以下で満足する特性を得ることができた。しかし、条件６で作製されたケーブルは、損失変動が０.１ｄＢ／ｋｍ以上であり、内層シースの突き出し量も１.０ｍｍ以上で所望の特性を得ることができなかった。

本発明の実施形態を説明する図である。 本発明の他の実施形態を説明する図である。 本発明による外層シースの引抜き時の動作を説明する図である。 本発明による内層シースの突き出し抑制の動作を説明する図である。 本発明の評価のために試作した自己支持型の光ファイバケーブルの概略を示す図である。 ケーブルの巻テープの構成を変えて試験した評価結果を示す図である。

符号の説明

１ａ，１ｂ…光ファイバケーブル、２，１２…ケーブルコア、３，１３…内層シース、４，１４…外層シース、５，１５…巻テープ、５ａ…最下層の巻テープ、５ｂ…最上層の巻テープ、５ｃ…中間層の巻テープ、６，１６…支持線部、６ａ…撚鋼線、７，１７…首部、８，１８…金属保護層、９，１９…抗張力体。

Claims (6)

1. 光ファイバ心線を内層シースと外層シースからなる外被で被覆した光ファイバケーブルであって、
   前記内層シースと前記外層シースとの間に２枚以上の巻テープが配され、前記外層シースと接する最上層の巻テープとの摩擦係数が、前記内層シースと接する最下層の巻テープ、並びに、前記巻テープ同士間の摩擦係数より大きいことを特徴とする光ファイバケーブル。
2. 前記外層シースの内面に密着する金属保護層を有す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. 前記金属保護層は、蛇腹状に加工されていることを特徴とする請求項２に記載の光ファイバケーブル。
4. 前記巻テープに、異なる材質のものを貼り合わせた巻テープが用いられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光ファイバケーブル。
5. 前記異なる材質のものを貼り合わせた巻テープは、プラスチックフィルムとプラスチック繊維の不織布を貼り合わせたものであることを特徴とする請求項４に記載の光ファイバケーブル。
6. 前記外層シースを輪切りにして引抜くときの引抜き力が５０Ｎ／５０ｍｍ〜２００Ｎ／５０ｍｍであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の光ファイバケーブル。

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