JP2008241769A - 光ファイバケーブル - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明の目的は、クマゼミの産卵行動に伴って発生する光ファイバの断線の可能性をより低減させることのできる光ファイバケーブルを提供することにある。
【解決手段】 本発明の光ファイバケーブルは、光ファイバ心線４と、光ファイバ心線４の両側に光ファイバ心線４と並行に設けられている一対のテンションメンバー６、６と、これら光ファイバ心線４と一対のテンションメンバー６、６を一体的に被覆するシース８とを有する光ファイバケーブル１０において、光ファイバ心線４はガラス光ファイバに一次被覆層及び該一次被覆層上に二次被覆層が施された光ファイバ素線１と光ファイバ素線１の外方に施されたクマゼミ防御用の補強層２とを有することを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、特に架空用に用いられる光ファイバケーブルに関するものである。

光ファイバ素線は一般的にガラス光ファイバの外周に紫外線硬化性樹脂あるいは熱硬化性樹脂等からなる軟質層と硬質層の２層構造からなる被覆が施されている。石英ガラスと接触する内層には比較的ヤング率の低い軟質の樹脂を用いることでバッファ層とし（以下、一次被覆層という）、外層には比較的ヤング率の高い硬質の樹脂を用いることで保護層としている（以下、二次被覆層という）。一般的には、一次被覆層はヤング率３ＭＰａ以下、二次被覆層はヤング率５００ＭＰａ以上の樹脂が用いられている。
この光ファイバ素線と、一対のテンションメンバーと、さらに支持線とを所定位置に位置決めしながら、これらを一体的に被覆するようにシースを施した光ファイバケーブルが種々製造され、使用されている。

ところで、これらの光ファイバケーブルが架空布設された場合、経時的に原因不明の特性劣化が発生することがあった。近年になって漸くこの原因が夏季に発生するセミ、特にクマゼミの光ファイバケーブルへの産卵行動に起因することがわかってきた。
具体的には、クマゼミが架空に布設された光ファイバケーブルを木の幹や枝と誤って、シースに産卵管を突き刺し、内部に産卵する行動が原因である、というものである。
このようにシースに産卵管が刺し込まれると、内部の光ファイバにこれが刺さって光ファイバが傷つき、断線することがある。

そこで、例えば、特許文献１に記載されているように、シースにより被覆された光ファイバ素線の少なくとも一部を覆うように、シースの内部または外表面に防護テープを配置せしめた光ファイバケーブルが提案されている。
このような光ファイバケーブルを用いれば、仮にクマゼミがシースに産卵管を突き刺しても、産卵管の先が防護テープにより遮られ、内部の光ファイバまでは届かず、前述した危険、すなわち、光ファイバが断線する危険性を低下せしめることができる。

特開２００６−３１３３１４号公報

しかしながら、この種の光ファイバケーブルを使用していても、クマゼミが防護テープとテンションメンバーとの間から産卵管を斜めに差し込んで、光ファイバを傷付け断線に至らしめることがあった。
このように防護テープを用いていても、クマゼミの産卵行動に伴う光ファイバの被害を防ぐことは出来なかった。

上記問題に鑑み、本発明の目的は、クマゼミの産卵行動に伴って発生する光ファイバの断線の可能性をより低減させることのできる光ファイバケーブルを提供することにある。

前記目的を達成すべく本発明の請求項１記載の光ファイバケーブルは、光ファイバ心線と、該光ファイバ心線の両側に光ファイバ心線と並行に設けられている一対のテンションメンバーと、これら光ファイバ心線と一対のテンションメンバーを一体的に被覆するシースとを有する光ファイバケーブルにおいて、前記光ファイバ心線はガラス光ファイバに一次被覆層及び該一次被覆層上に二次被覆層が施された光ファイバ素線と該光ファイバ素線の外方に施されたクマゼミ防御用の補強層とを有することを特徴とするものである。

また請求項２記載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、前記光ファイバ心線は前記光ファイバ素線上に前記補強層を含む１層または複数層の被覆層を有することを特徴としている。
さらに請求項３記載の光ファイバケーブルは、請求項１または請求項２いずれかに記載の光ファイバケーブルにおいて、前記光ファイバ心線は前記光ファイバ素線と前記補強層との間にヤング率が１０〜２００ＭＰａである中間被覆層を有することを特徴とするものである。

さらにまた請求項４記載の光ファイバケーブルは、請求項１乃至請求項３いずれかに記載の光ファイバケーブルにおいて、前記補強層はＪＩＳ Ｋ７１１３に準じて測定したヤング率が１５００ＭＰａ以上であることを特徴としている。
加えて請求項５記載の光ファイバケーブルは、請求項１乃至請求項４いずれかに記載の光ファイバケーブルにおいて、前記補強層はＪＩＳ Ｋ７２１５（プラスチックのデュロメータ硬さ試験方法）に準じて測定したショアＤ硬度が８０以上であることを特徴としている。

このようにしてなる本発明の光ファイバケーブルによれば、光ファイバ素線にクマゼミ防御用の補強層を施した光ファイバ心線をケーブル中心に配していることから、仮にクマゼミがシースを刺し貫いて産卵管を刺し込んでも、このクマゼミ防御用の補強層がそれ以上内部への産卵管の侵入を阻止しようと作用するため、クマゼミの産卵行動による光ファイバの断線の可能性をより低減できる。

以上のように本発明によれば、クマゼミの産卵行動に伴って発生する光ファイバの断線の可能性をより低減させることのできる光ファイバケーブルを提供することができる。

以下に図を用いて本発明の光ファイバケーブルを詳細に説明する。
図１は、本発明の光ファイバケーブル１０の一実施例を示す横断面図である。図１に示すように、本発明の光ファイバケーブル１０は、例えば、ガラス光ファイバの外周に、紫外線硬化性樹脂あるいは熱硬化性樹脂等からなる一次被覆層及びこの一次被覆層上に施した二次被覆層、必要ならこれに識別用の極めて薄い着色層を持つ、一般的には外径２５０μｍの光ファイバ素線１、及びこの光ファイバ素線１の外側に、図２に示すようにクマゼミ防御用の補強層２（以下単に補強層２という）を有する光ファイバ心線４を１本、その内部に有している。
ここで補強層２を有する図２の光ファイバ心線４は、その外径が５００μｍになっている。

光ファイバ心線４の両側には、例えば、アラミド繊維束あるいは強化繊維としてアラミド繊維を用いた繊維強化プラスチック（以下単にＦＲＰという）からなる一対のテンションメンバー６、６が配置され、さらには光ファイバ心線４及びこの一対のテンションメンバー６、６とその中心がほぼ同一平面状に位置するように支持線７が配置され、これら光ファイバ心線４、テンションメンバー６、６及び支持線７に対して一体的に、例えば、ＥＶＡ（エチレン酢酸ビニルコポリマー）やＥＥＡ（エチレン・アクリル酸エチル共重合体）等の樹脂からなり、この例ではこれら樹脂に難燃剤が添加されたシース８が被覆されている。
ところで、テンションメンバー６、６及び支持線７とも、ケーブル長手方向全長に亘って光ファイバ心線４と並行に配置されている。

前記支持線７は、例えば、ＦＲＰ線や亜鉛メッキ鋼線等からなるもので、このように支持線７を有する光ファイバケーブル１０は、いわゆる自己支持型光ファイバケーブルと呼ばれているものである。因みに、極めて短い距離間に布設されるようなケーブルにあっては、支持線７のない光ファイバケーブルとすることもできる。

尚、図２に示す光ファイバ心線４の場合には、一次被覆層及び二次被覆層の２層の被覆を有する光ファイバ素線１、あるいは必要ならこの二次被覆層に厚さ数μｍの着色層を施した光ファイバ素線１に補強層２のみを被覆しているが、例えば、図３に示すように内側に補強層２よりもヤング率や硬度の小さな、いわゆるより柔らかい被覆を被せて中間被覆層３を形成し、この中間被覆層３上、すなわち最外層に補強層２を被覆せしめてもよい。もちろん、補強層２と中間被覆層３の順番を替えて、内側に補強層２を、この補強層２の上に中間被覆層３を形成して、その外径を５００μｍ（０．５ｍｍ）にしてもよい。
因みに、本発明で光ファイバ素線１という場合には、外径１２５μｍのガラス光ファイバに、例えば、バッファ層としての一次被覆層、これを保護する二次被覆層を有するものをいい、場合によってはこれに数μｍの厚さで識別用に着色層を施す場合もある。代表的な光ファイバ素線１の外径は２５０μｍである。

ところで後述するように、補強層２のヤング率が高くなると、補強層２の被覆除去性が悪化し、５００μｍの光ファイバ心線４の被覆を除去し、２５０μｍの光ファイバ素線１とすることが困難な場合がある。そこで光ファイバ素線１に補強層２のみではなく、補強層２よりも柔らかな中間被覆層３を組合せて被覆して、被覆除去性を改善することもできる。
このように光ファイバ素線１の外方に補強層２を形成したことによる効果を示すために、補強層２を持たない、いわゆる光ファイバ素線１を用いた従来の光ファイバケーブルと、補強層２を有する光ファイバ心線４を用いた本発明の光ファイバケーブルとを比較した。その結果を表１に示す。

尚、通常この種の光ファイバケーブルでは、ケーブル接続時等において、シース８を切り裂き、内部の光ファイバ心線４あるいは光ファイバ素線１を取出し易いように、光ファイバ素線１を挟むようにシース８の両側に一対の切欠を設けている。
しかしながら、調査によればクマゼミはこの切欠をガイドにしてシース８内に産卵管を刺し入れる、という結果も得られている。そこで、本実験では全てのサンプルにおいてクマゼミが産卵管を刺し込み難いようにシース８に切欠を設けていない。また全てのサンプルにおいて、光ファイバケーブルの外形寸法は同じである。

表１において、サンプルＮo.１として「補強層なし」と記載されているのは、図１に示す構造の光ファイバケーブルにおいて、光ファイバ心線４が補強層２を持たないもの、換言すると、一次被覆層及び二次被覆層のみを有する外径２５０μｍの光ファイバ素線１をそのままケーブル中心に配したものである。

また表１でサンプルＮo.２とＮo.３の光ファイバ心線４は、図２に示す構造のもので、しかも共に補強層２の材質が可塑性樹脂であるＰＭＭＡ、すなわち、ポリメタクリル酸メチルにアクリル系熱可塑性エラストマーを添加したものである。そしてＰＭＭＡ２０％、ＰＭＭＡ２５％とは、ＰＭＭＡにアクリル系熱可塑性エラストマーを２０％、２５％それぞれ添加した材料である、という意味である。

またサンプルＮo.４〜Ｎo.６は、光ファイバ心線４が図３に示す構造になっているもので、Ｕ０．４７とは外径０．２５ｍｍ（２５０μｍ）の光ファイバ素線１に外径が０．４７ｍｍ（４７０μｍ）まではヤング率が１０〜２００ＭＰａの範囲にある比較的柔らかな紫外線硬化性樹脂を被覆して中間被覆層３を形成し、その外側に外径が０．５ｍｍになるように紫外線硬化性樹脂からなる補強層２を形成したものである。同様に、Ｕ０．２７とは外径０．２５ｍｍ（２５０μｍ）の光ファイバ素線１に外径が０．２７ｍｍ（２７０μｍ）まではヤング率が１０〜２００ＭＰａの範囲にある比較的柔らかな紫外線硬化性樹脂を被覆して中間被覆層３を形成し、その外側に外径が０．５ｍｍになるように紫外線硬化性樹脂からなる補強層２を形成したもの、そしてＵ０．３６とは外径０．２５ｍｍ（２５０μｍ）の光ファイバ素線１に外径が０．３６ｍｍ（３６０μｍ）まではヤング率が１０〜２００ＭＰａである紫外線硬化性樹脂を被覆して中間被覆層３を形成し、その外側に外径が０．５ｍｍになるように紫外線硬化性樹脂からなる補強層２を形成したものであることを意味している。

それ故、Ｕ０．４７よりもＵ０．２７の方が、補強層２の厚さが厚くなっていることを意味している。
また、表１の中で「産卵傷総数」とは、所定の容積を有する容器内にクマゼミを一定数入れ、一定期間経過後、長さ１３ｃｍの光ファイバケーブル１０のシース８の表面にできたクマゼミの産卵管による傷の総数を示し、「内部への貫通数」とは、シース８を裂いて外径０．５ｍｍの光ファイバ心線４（Ｎo.１においては、光ファイバ素線１）を露出させたとき、光ファイバ心線４が収納されていた円形の空洞部内表面に見える産卵管の刺し傷の総数である。すなわち、シース８を貫通して出来た傷の総数である。尚、この場合にも、長さ１３ｃｍの光ファイバケーブル１０の全長に亘って調査され、発見された傷の総数である。

同じく表１において、「０．５ｍｍ最外層の傷数」とは、シース８を貫通し、外径０．５ｍｍの光ファイバ心線４の表面、すなわち、補強層２上に出来ている産卵管による傷の総数であり、「０．２５ｍｍ最外層の傷数」とは、補強層２、あるいは補強層２と中間被覆層３とを貫通し、外径０．２５ｍｍの光ファイバ素線１の最外層表面にもたらされた傷の総数を示している。

さらにまた、「０．５ｍｍ最外層の傷数／内部への貫通数」とは、シース８を貫通し光ファイバ心線４の最外層にまで達していた傷の比率を意味しており、また最下段の「０．２５ｍｍ最外層の傷数／内部への貫通数」とは、シース８を貫通し、その傷が光ファイバ素線１の最外層（二次被覆層）表面まで達していた比率を％表示したものである。この値が小さい程補強層２の効果が大きいことを意味している。
また、Ｎo.１において、桝目に×マークが入っている部分は、Ｎo.１の光ファイバケーブルでは補強層２が存在していないためデータがないことを示している。
表１において、各サンプルのサンプル数ｎ＝２０である。

表１が示すように、光ファイバ心線４に補強層２そのものが存在しない、いわゆる光ファイバ心線４の替わりに光ファイバ素線１が配置されているＮo.１の光ファイバケーブルでは、光ファイバの断線が見られるのに、補強層２を有する光ファイバ心線４を有するＮo.２〜Ｎo.６の光ファイバケーブル１０では、断線が見られない。
しかも表１の最下段の値が示すように、産卵管による刺し傷のうち光ファイバ素線１の表面まで達している比率は、補強層２を有していないＮo.１に比して、補強層２を有する光ファイバ心線４をその内部に有しているＮo.２〜Ｎo.６の光ファイバケーブル１０では、大幅にその比率が減少していることがわかる。
このことから補強層２を有しているとクマゼミの産卵行動に対する有効な防御効果が得られることがわかる。

尚、図２及び図３に示す光ファイバ心線４における補強層２は、表１が示すようにショアＤ硬度は８０以上、ヤング率は１５００ＭＰａ以上といずれも硬い層になっている。但し、今回の実験前に行った予備実験で、補強層２にアクリル系の熱可塑性エラストマー、すなわち熱可塑性樹脂だけで補強層２を形成したものでは、補強層２の厚さが厚くなるほど光ファイバ心線４から光ファイバ素線１を取出す被覆除去性が悪かった。そこでＮo.４〜Ｎo.６では光ファイバ素線１上にまず紫外線硬化性樹脂からなるヤング率１０〜２００ＭＰａ程度の比較的柔らかい中間被覆層３を設け、この上に紫外線硬化性樹脂からなる補強層２を被せた。その結果、Ｎo.４〜Ｎo.６の被覆除去性も改善され、特に紫外線硬化性樹脂による補強層２の厚さが最も薄いＮo.４の光ファイバケーブル１０の被覆除去性はＮo.５及びＮo.６よりも良好であった。

尚、補強層２のヤング率は、ＪＩＳ Ｋ７１１３に準じて測定した値であり、ショアＤ硬度の値は、ＪＩＳ Ｋ７２１５（プラスチックのデュロメータ硬さ試験方法）に準じて測定して得た。
また、被覆除去性は、外径０．５ｍｍの光ファイバ心線４の表面の被覆をマイクロストリップ等で除去し、外径０．２５ｍｍの光ファイバ素線１とし、光ファイバ素線１の表面を１００倍のマイクロスコープで観察したとき、観察される傷の数で評価した結果である。当然のことながら傷の数が少ないものほど被覆除去性がよい、と判定する。

ところで、本発明の光ファイバケーブル１０が有する図２、図３に示す光ファイバ心線４では、最外層に補強層２が存在しているが、補強層２は光ファイバ素線１の外方であればどの位置（何層目）にあってもよい。

以上に述べたように本発明によれば、クマゼミの産卵行動に伴って発生する光ファイバの断線の可能性をより低減させることのできる光ファイバケーブルを得ることができる。
尚、本発明の光ファイバケーブルにおいて、光ファイバ心線の少なくとも一部を覆うように、シースの内部または外表面に防護テープを配置すれば、クマゼミの産卵行動に伴う光ファイバの被害をより確実に防ぐことができる。

本発明の光ファイバケーブルの一実施例を示す横断面図である。 図１に示す光ファイバケーブルに用いられている光ファイバ心線の一例を示す横断面図である。 図１に示す光ファイバケーブルに用いられている光ファイバ心線の別の例を示す横断面図である。

符号の説明

１ 光ファイバ素線
２ 補強層
３ 中間被覆層
４ 光ファイバ心線
６ テンションメンバー
７ 支持線
８ シース
１０ 光ファイバケーブル

Claims (5)

1. 光ファイバ心線と、該光ファイバ心線の両側に光ファイバ心線と並行に設けられている一対のテンションメンバーと、これら光ファイバ心線と一対のテンションメンバーを一体的に被覆するシースとを有する光ファイバケーブルにおいて、前記光ファイバ心線はガラス光ファイバに一次被覆層及び該一次被覆層上に二次被覆層が施された光ファイバ素線と該光ファイバ素線の外方に施されたクマゼミ防御用の補強層とを有することを特徴とする光ファイバケーブル。
2. 前記光ファイバ心線は前記光ファイバ素線上に前記補強層を含む１層または複数層の被覆層を有す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。
3. 前記光ファイバ心線は前記光ファイバ素線と前記補強層との間にヤング率が１０〜２００ＭＰａである中間被覆層を有することを特徴とする請求項１または請求項２いずれかに記載の光ファイバケーブル。
4. 前記補強層はＪＩＳ Ｋ７１１３に準じて測定したヤング率が１５００ＭＰａ以上であることを特徴とする請求項１乃至請求項３いずれかに記載の光ファイバケーブル。
5. 前記補強層はＪＩＳ Ｋ７２１５（プラスチックのデュロメータ硬さ試験方法）に準じて測定したショアＤ硬度が８０以上であることを特徴とする請求項１乃至請求項４いずれかに記載の光ファイバケーブル。

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