JP2007011020A - 光ファイバケーブル - Google Patents

Abstract

【課題】外層シースの引抜き力を長手方向に小さいバラツキで精度よく調整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】光ファイバ心線を少なくとも内層シース３と外層シース４の２層からなる外被で被覆した光ファイバケーブルであって、外層シース４と接する内層シース３の外面に長手方向に連続する１本以上の突条３ａを有するようにしたものである。また、内層シース３と外層シース４との間に巻テープ５を配することができる。外層シース４は、内面に蛇腹状に加工された金属保護層が密着して配されたもので形成することができ、この場合、内層シース３の突条３ａに前記の蛇腹状の金属保護層が嵌合する断続する凹部を形成するようにしてもよい。
【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、外層シースの内面と内層シースの外面との接触は、円周全体に亘っているため、例えば、外層シースの締め付け力を変えるにしても、摩擦力の変化の度合が大きく、外層シースの引抜き力を長手方向でバラツキなく設定するのが難しかった。特に両者が接触するかしないかの境界では、極めて急激な摩擦力の変化が起こり、微妙な調整が要求されるため製造性が低下する。このため、上述した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を長手方向に小さいバラツキで精度よく調整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、光ファイバ心線を少なくとも内層シースと外層シースの２層からなる外被で被覆した光ファイバケーブルであって、外層シースと接する内層シースの外面に長手方向に連続する１本以上の突条を有するようにしたものである。また、内層シースと外層シースとの間に巻テープを配することができる。外層シースは、内面に蛇腹状に加工された金属保護層が密着して配されたもので形成することができ、この場合、内層シースの突条に前記の蛇腹状の金属保護層が嵌合する断続する凹部を形成するようにしてもよい。

また、本発明による光ファイバケーブルで、内層シースの突条は、少なくとも相対向するように２本設け、内層シースの内面側で、突条のある位置に引裂き紐を埋設しておく。さらに、内層シースの突条は、高さが０.３ｍｍ〜１.３ｍｍで、幅が０.５ｍｍ以上で内層シース直径の３／５以下とする。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、内層シースの表面の突条により、内層シースと外層シースの接触する面積を小さくすることができる。このため、外層シースの締め付け力を変えた場合でも、摩擦力の変化を緩やかにすることができ、これにより引抜き力の設定が容易となる。この結果、ケーブル長手方向での外層シースの引抜き力のバラツキを小さくでき、安定した所望の引抜き力を得ることが可能となる。また、上記の突条の数によっても摩擦力を調整して引抜き力を変えることができ、さらに、内層シースと外層シースとの間に巻テープを介在させることでも引抜き力を調整することができる。この結果、外層シースの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。

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、３ａは突条、４は外層シース、５は巻テープ、６は支持線部、７は首部、８は引裂き紐、９は抗張力体を示す。

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との間に巻テープ５を配して構成される。そして、外層シース４と接する内層シース３の外面には、長手方向に連続する１本以上の突条３ａを一体に設けてある。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と外層シース４との間に配され、内層シース３と外層シース４との間の摩擦力を調整することができる。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。

内層シース３には、鋼線等の抗張力体９を対向する位置に埋設し、ケーブルの張力を補強することができる。また、内層シース３の内径寄りに引裂き紐８を埋設して、人手により内層シース３を引裂き可能とすることができる。これら、抗張力体９及び引裂き紐８は、内層シース３の押出し成型時に一体に埋設して設けられる。

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４の内側に金属保護層１０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、１０は金属保護層を示し、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１０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１０との間に巻テープ５を配して構成される。また、図１の例と同様に、外層シース４と接する内層シース３の外面には、長手方向に連続する１本以上の突条３ａが一体に設けられる。なお、外層シース４と金属保護層１０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と外層シース４との間に配され、内層シース３と外層シース４との間の摩擦力を調整することができる。なお、内層シース３には、図１の例と同様に、鋼線等の抗張力体９を対向する位置に埋設し、また、内層シース３の内径寄りに引裂き紐８を埋設した構造とすることができる。。

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。

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１０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１０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１０の内面側の頂部は、最上層の巻テープ５ｂに接着されて所定の摩擦力が得られるようにする。蛇腹状の金属保護層１０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１０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３は、外層シース４の内面に、上記の蛇腹状の金属保護層１０を用いたときの、他の実施形態を説明する図である。蛇腹状の金属保護層１０が用いられるとき、内層シース３の外面に設けた突条３ａに、蛇腹の波ピッチに一致させた間欠的な凹凸を設けるようにしてもよい。凹部の深さは、蛇腹の波の高さ（又は深さ）による他、巻テープ５の厚さ、使用枚数によっても異なる。なお、後述する試験品を用いて、突条３ａの凹部の深さを０.１ｍｍ〜０.３ｍｍとして蛇腹状の金属保護層１０と嵌合させたところ、突条３ａに凹凸を設けない場合と比べて外層シース４（蛇腹状の金属保護層１０を含む）の引抜き力が３０％〜６０％増大した。すなわち、外層シース４の締付け力が低い場合でも、図３のような嵌合構造を用いることにより、外層シース４の引抜き力が大きくなるように調節することができる。

図１〜図３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）、又はこれらの繊維による不織布などを用いることができる。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。

また、内層シース３と一体に設けられる突条３ａは、少なくとも互いに対向するように２本設けることが望ましい。対向する位置に突条３ａを設けることにより、内層シース３と外層シース４との接触の程度をバランスさせることができ、摩擦力の調整をしやすくすることができる。

また、引裂き紐８は、内層シース３と一体に設けられる突条３ａの位置の真下乃至はその近傍に埋設するのが好ましい。引裂き紐８は、内層シース３の内側に埋設されるので、その埋設位置が解りにくくなるが、突条３ａを目印とし、その部分に切込みを入れることにより、容易に取り出すことができる。また、図２の自己支持型の光ファイバケーブル１ｂにおいては、互いに対向する位置にある突条３ａ又は引裂き紐８を結ぶ直線が、支持線部とケーブル本体部中心を結ぶ直線にほぼ直交するように形成されているのが好ましい。これにより、引裂き紐８を支持線部の首部に邪魔されずに取り出すこともできる。

図４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４（Ａ）は外層シースを輪切りにした状態を示す図、図４（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４（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。次いで、図４（Ｂ）に示すように、外層シース４を矢印方向に引抜くと、内層シース３の突条３ａによって摩擦力が調整されている接触面を、外層シース４の内面又は巻テープ５が滑って引抜かれる。

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１０を有する場合は、外層シース４と金属保護層１０が一体となった状態での引抜き力である。外層シース４は、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（内層シース３は突き出る）するが、引抜き力が５０Ｎ／５０ｍｍ未満では摩擦力が小さく、内層シース３の突き出し抑制が難しくなる。また、引抜き力が２００Ｎ／５０ｍｍを越えると、人手による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。評価用に作製した試験品として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 ：直径＝１５ｍｍ
（３）金属保護層 ：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 ：金属保護層と内層シースとの間に、不織布とＰＥＴフィルムを貼り合せた厚さ０.１５ｍｍのテープ２枚を巻回，試験品ｅは無し（不織布は０.１ｍｍ厚さのポリエチレンテレフタレート繊維による不織布、ＰＥＴフィルムは０.０５ｍｍ厚さのポリエチレンテレフタレートフィルム）
（５）内層シース ：外径＝９ｍｍ 内径＝５ｍｍ
（６）抗張力体 ：内層シース内の対向位置に１ｍｍφの鋼線を埋設
（７）支持線部 ：１.４ｍｍφの鋼線７本を撚って埋設
（８）ケーブルコア ：ＳＭ光ファイバ心線の４心テープ心線（幅１.１ｍｍ、厚さ０.３ｍｍ）を６枚重ねて緩衝材と共に実装

上述の構成を共通として、図５に示すように、内層シース３の突条３ａの大きさとケーブル長手方向の引抜き力のバラツキの関係を調べた。図５（Ａ）に示す突条３ａの突条高さをＨ、突条幅をＤとして、外層シースの引抜き力が１００Ｎ／５０ｍｍとなるように蛇腹状金属保護層の締付け力を調整設定した。突条３ａの突条高さＨ、突条幅Ｄを、図５（Ｂ）に示すような値の試験品（イ）〜（ホ）の光ファイバケーブルを作製し、この評価をケーブル長手方向の複数点における外層シースの引抜き力を測定し、その最大値と最小値の差でバラツキを評価した。

この結果、試験品（イ）はＨ＝０，Ｄ＝０、すなわち突条無しの場合の引抜き力のバラツキは、３０Ｎ／５０ｍｍで大きかった。試験品（ロ）〜（ニ）は、引抜き力のバラツキは、３Ｎ／５０ｍｍ〜８Ｎ／５０ｍｍの一桁の範囲で小さかった。また、試験品（ホ）は、引抜き力のバラツキは、２２Ｎ／５０ｍｍで大きかった。この結果から、突条がない場合はバラツキが大きく、突条を設けることによりバラツキを小さくすることができる。

しかし、試験品（ホ）のように、突条の幅Ｄが内層シースの外径の３／５を越えると突条表面と金属保護層との接触範囲が広がるため、突条としての効果が小さくなるためと考えられる。また、突条の高さＨについては、金属保護層が円形状に締付けるため、突条の高さＨがある程度以上に高くなると、扁平率が大きくなり過ぎて十分な締付けができなくなる。このため、金属保護層内面と内層シース表面との接触が不安定となり、外層シースの引抜き力にバラツキが生じやすくなるものと考えられる。

図６は内層シースの突条の数と引抜き力の変化の状態、並びに外層シースの引抜き力と除去性及び内層シース突き出し（又は、コア突き出し）の評価結果を示す図である。図６（Ａ）は、突条の数及び巻テープを試験品（ａ）〜（ｅ）のように選択し、それぞれについて外層シースの締付け力の設定値を変えたときの、外層シースの引抜き力の変化を示したものである。また、図６（Ｂ）は、図６（Ａ）をグラフ化した図である。ここで、締付け力の設定とは、設備上の設定（樹脂温度、樹脂圧力）等を変えるもので、同一試験品内での相対的な大小関係を表しているに過ぎない。なお、本評価においては、ステンレスのテープを円筒状に成型（金属保護層とする）する際の径で調節した。

図６（Ａ）及び図６（Ｂ）の結果から、試験品ａは内層シースに突条を有しない例（比較例）で、締付け力の設定に対して引抜き力の変化が大きく、引抜き力を安定した設定値に調整するのが難しい。これに対し、試験品ｂ〜ｄは、締付け力の設定による引抜き力の変化が比較的緩やかであるため、引抜き力を適切な範囲に調整しやすい。また、試験品ｂ〜ｄに示すように、突条の数が多いほど引抜き力は大きくなる傾向を示している。試験品ｅは、巻テープを有しない例で、このため金属保護層（両面に接着樹脂が塗布）が内層シースに直接接着して全体的に引抜き力が大きくなっているが、試験品ａよりは引抜き力の変化は緩やかで、試験品ｂ〜ｄと同等の効果を得ることができる。しかし、試験品ｂ〜ｄは、試験品ｅよりも傾斜が緩やかで、より有効な例であるといえる。

図６（Ｃ）は上記の試験品ｂについて、人手による外層シースの除去性と内層シースの突き出しの評価結果を示した図である。除去性については、人手による外層シースの引抜きが容易であるかどうかで判定した。また、内層シース突き出しは、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、ケーブル両端での内層シースの突き出し量を合計した。

この結果からは、外層シースの締付け力の設定レベルが比較的弱い（１），（２）の引抜き力が５Ｎ／５０ｍｍ，１５Ｎ／５０ｍｍの場合は、外層シースの除去性は良好であるが、内層シース突き出しが１.０ｍｍ以上となるため、判定結果としては不合格であった。また、外層シースの締付け力の設定レベルが比較的強い（６）の引抜き力が３００Ｎ／５０ｍｍでは、内層シース突き出しは、０.１ｍｍ以下で良好であるが引抜きが困難で、判定結果としては不合格であった。これに対し、外層シースの締付け力の設定レベルが（３）〜（５）の引抜き力が５０Ｎ／５０ｍｍ〜２００Ｎ／５０ｍｍの場合は、人手による引抜きを容易に行なうことができ、内層シース突き出しも０.５ｍｍ以下で問題ないことが確認できた。

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。 本発明による蛇腹状の金属保護層の嵌合例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条の形状による引抜き力のバラツキの関係を説明する図である。 本発明による評価結果を説明する図である。

符号の説明

１ａ，１ｂ…光ファイバケーブル、２…ケーブルコア、３…内層シース、４…外層シース、５…巻テープ、６…支持線部、６ａ…撚鋼線、７…首部、８…引裂き紐、９…抗張力体、１０…金属保護層。

Claims (8)

1. 光ファイバ心線を少なくとも内層シースと外層シースの２層からなる外被で被覆した光ファイバケーブルであって、前記外層シースと接する前記内層シースの外面に長手方向に連続する１本以上の突条を有していることを特徴とする光ファイバケーブル。
2. 前記内層シースと前記外層シースとの間に巻テープが配されてい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. 前記外層シースの内面に、蛇腹状に加工された金属保護層が密着して配されている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。
4. 前記内層シースの突条に断続する凹部が形成され、前記蛇腹状の金属保護層が嵌合していることを特徴とする請求項３に記載の光ファイバケーブル。
5. 前記内層シースの突条は、少なくとも相対向するように２本設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の光ファイバケーブル。
6. 前記内層シースの内面側で、前記突条のある位置に引裂き紐が埋設されてい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。
7. 前記内層シースの突条は、高さが０.３ｍｍ〜１.３ｍｍで、幅が０.５ｍｍ以上で前記内層シース直径の３／５以下であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の光ファイバケーブル。
8. 前記外層シースを輪切り状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１〜７のいずれか１項に記載の光ファイバケーブル。

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