JP2008309855A - 光ファイバケーブル - Google Patents

Abstract

【課題】防水機能が必要とされるケーブルの細径化を可能とする。
【解決手段】光ファイバケーブル１は、１個以上のＵ溝７を有するスロットコア３の前記Ｕ溝７内に１枚以上の光ファイバテープ心線９を収容している。しかも、前記Ｕ溝７内に収容された最下層の前記光ファイバテープ心線９と前記Ｕ溝７の溝底が形成する断面円孤状のスペース２９に、吸水材２５を収容していることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

この発明は、光ファイバケーブルに関し、特に光ファイバテープ心線を収容するスロットコア型光ファイバケーブルにおいて、防水機能が必要とされるケーブルの細径化を可能とする光ファイバケーブルに関する。

近年の光通信の需要の増加により、敷設スペースの逼迫から、特に光ファイバテープ心線を収容するスロットコア型光ファイバケーブルの細径化が強く望まれている。前記スロットコア型光ファイバケーブルの場合、細径化の手法として、溝（スロット）のスペースの削減やスロットリブの厚さの削減が挙げられる。しかしながら、光ファイバケーブルの伝送特性や機械特性等を十分なレベルに保つためには、これらの削減にも限度がある。

そこで、例えば、特許文献１では、溝をＵ字型にすることによって、スロットリブの必要な厚さ、すなわち、スロットコアの製造、あるいはスロットコア型光ファイバケーブルの機械特性を確保するために必要な量の厚さを確保しながら、スロットコアを細径化させている。

また、特許文献２〜特許文献５では、光ファイバケーブル内に吸水材を配置して防水機能を持たせる方法について述べられている。

例えば、特許文献２では、Ｕ溝の底にWater-Blocking Componentを配設している。

特許文献３では、矩形溝の底に吸水テープを配設している。

特許文献４では、矩形溝内の底に矩形溝幅より狭い幅の吸水性繊維紐を配設している。

特許文献５では、矩形溝の溝底および側部に幅の狭い複数小溝を配設し、その複数小溝内に吸水材を充填している。
特開２０００−２４１６８６号公報 ＵＳ６７４８１４７号公報 特開昭６３−３０９９０７号公報 特開平４−４６２５０号公報 特公平７−１０９４５１号公報

ところで、従来の特許文献１においては、特に光ファイバテープ心線が多心化された場合に、光ファイバケーブルの防水特性が低下するという懸念が考えられる。すなわち、Ｕ溝の溝底の弧と光ファイバテープ心線がつくる空間が大きくなり、光ファイバケーブルが浸水する時、一般的にはスロットコア上に巻かれている吸水テープから脱落する吸水パウダが前記空間（スペース）を埋めにくくなるためである。

換言すれば、吸水パウダを溝の溝底に落とし込めないスペースができやすいために、防水特性を向上させることが難しいという問題点があった。

特許文献２においては、スロットコアの細径化には不適であるという問題点があった。

特許文献３および特許文献４においては、溝のスペースの利用効率を低下させてしまい、スロットコアの細径化には不利であるという問題点があった。

特許文献５においては、コストアップ、スロットコアの成形性やスロットコアの細径化という点で不利であるという問題点があった。

上記発明が解決しようとする課題を達成するために、この発明の光ファイバケーブルは、１個以上のＵ溝を有するスロットコアの前記Ｕ溝内に１枚以上の光ファイバテープ心線を収容してなる光ファイバケーブルにおいて、
前記Ｕ溝内に収容された最下層の前記光ファイバテープ心線と前記Ｕ溝の溝底が形成する断面円孤状のスペースに、吸水材を収容してなることを特徴とするものである。

また、この発明の光ファイバケーブルは、前記光ファイバケーブルにおいて、前記吸水材が、吸水前の状態で前記断面円孤状のスペースより小さく且つ前記スペースからはみ出すことなく収容できる体積を有していることが好ましい。

以上のごとき課題を解決するための手段から理解されるように、この発明によれば、スロットコアのＵ溝内に収容された最下層のテープ心線と前記Ｕ溝の溝底が形成する断面円孤状のスペースに、吸水材を収容したので、防水特性の向上と光ファイバケーブルの細径化を同時に達成することができる。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

図３を参照するに、第１の実施の形態に係る光ファイバケーブル１には、スロットコア３（スロットロッド）の中心に備えた抗張力体５が設けられ、前記スロットコア３の周囲に配置された複数の溝７内に光ファイバテープ心線９（以下、単に「テープ心線」という）が複数層、積層されるように収納して集合され、前記スロットコア３の外周に押え巻テープとしての例えばテープ巻線１１（吸水テープ）が縦添えして巻かれ、このテープ巻線１１の外周にシース樹脂などの外被１３でシースされて構成されている。

なお、上記の抗張力体５としては、複数（図１では７本）の抗張力線１５が撚り合わされている。抗張力線１５としては、鋼線、鋼撚線、ＦＲＰ等の抗張力材が用いられる。この光ファイバケーブル１は、所謂、「スロット型光ファイバケーブル」と称する。

また、上記の各溝７は断面がＵ字状に形成されており、この実施の形態では８つの溝７がスロットコア３の周囲に一方向の螺旋状に配置されている。なお、互いに隣接する溝７の間の部分がリブ１９と称し、このリブ１９の厚さＡは溝７の数や溝７の深さによって異なってくる。つまり、溝７の深さが同じで溝７の数が多くなれば、リブ１９の厚さＡが小さくなり、溝７の数が同じで溝７の深さが深くなれば、リブ１９の厚さＡが小さくなる。

なお、前記複数の溝７はスロットコア３の周囲にＳＺ型に設けられてもよい。この場合は、所謂、「ＳＺスロット型光ファイバケーブル」と称する。

また、上記のテープ心線９は、図１に示されているように、複数本（図では８本）の光ファイバ素線２１が横一列に並べられ、この複数本の光ファイバ素線２１の外周をＵＶ硬化樹脂（紫外線硬化性樹脂）などの一括樹脂２３で一括被覆して構成されている。

なお、前記各光ファイバ素線２１は、一般にガラス（石英）からなる図示しない裸光ファイバの外周が一又は複数層からなるＵＶ硬化樹脂などの被覆樹脂で被覆されて構成されている。この８心の光ファイバテープ心線９は、所謂、「８心テープ心線」と称する。

この発明の第１の実施の形態の主要部を構成する防水機能について図面を参照して説明すると、この光ファイバケーブル１の特徴は、十分な防水機能を持たせながら細径化することにある。すなわち、スロットコア３の溝７の溝底形状がＵ型であることで、機械特性やスロットコア３の製造性に必要なリブ１９の最小厚さＡを確保しながら、テープ心線９が自由に動けるスペースを確保する。なお、上記のリブ１９の最小厚さＡは、前述したように溝７の数と溝７の深さによって異なるものである。

さらに、図１に示されているように、Ｕ溝７の溝底に吸水材２５を配置することで防水機能の向上を実現するものである。上記の吸水材２５としては、この第１の実施の形態では細幅の吸水テープ２７Ａが用いられており、各吸水テープ２７Ａは最下層のテープ心線９とＵ溝７の溝底の間で形成される断面円弧状のスペース２９の間に収められる。

なお、上記の吸水テープ２７Ａの幅Ｗとしては、以下の（１）式に相当するものである。これにより、スロットコア３の細径化と防水機能が実現する。

ただし、Ｗは吸水テープ２７Ａの幅で、ｄは吸水テープ２７Ａの厚さで、ＲはＵ溝７の溝底の半径で、Ｔｗはテープ心線９の幅である。

次に、上記の細幅の吸水テープ２７Ａを使用した光ファイバケーブル１の効果性を確認するための試験を行った。

すなわち、試験用の光ファイバケーブル３１（以下、単に「試験ケーブル」という）としては、図４に示されているように、スロットコア３の外径寸法が例えば約２０ｍｍで、１３個のＵ字型溝７を備えている。しかも、各溝７にテープ心線９を最充填すると、１０００心の光ファイバを実装できるもので、この試験ケーブル３１では１２個の各溝７には１０枚の８心テープ心線が積層され、１個の溝７には５枚の８心テープ心線が積層されている。

さらに、上記の試験ケーブル３１のＵ溝７の溝底には、吸水テープ２７Ａを実装しない場合の試験ａと、上記の式（１）を満たす吸水テープ２７Ａを実装する場合の試験ｂ（第１の実施の形態に該当）と、上記の式（１）を満たさない吸水テープ２７Ｂを実装する場合の試験ｃの３種類の構成を用意した。この試験ケーブル３１を用いて損失温度特性評価および防水特性評価を行った。

なお、損失温度特性としては、以下に示すヒートサイクル印加条件の下で評価を行った。すなわち、ヒートサイクル印加条件は、＋２０℃、−３０℃、＋７０℃、−３０℃、＋７０℃、−３０℃、＋７０℃、＋２０℃の順であり、常温における損失を初期値としてヒートサイクルにおける損失変動を調査した。その結果は、表１に示されている通りである。

また、防水特性評価条件としては、媒体として常温の人工海水を用いて、水頭高さを１ｍ（メートル）とし、試験ケーブル３１のサンプル長を４０ｍ（メートル）とし、２４０時間の浸漬をして防水特性評価を行った。

詳しく説明すると、防水試験方法は、４０ｍの試験ケーブル３１をほぼ水平に延長させた状態で、試験ケーブル３１の一端側の外被１３とテープ巻線１１を除去し、この除去した部分のスロットコア３の側面から水圧を印加できるように水頭管を連結した。水頭管は試験ケーブル３１の一端側から垂直方向に立てられた筒体であり、この水頭管内には水頭高さが１ｍとなるように常温の人工海水が投入される。この人工海水を投入してから２４０時間後の試験ケーブル３１の各試験ａ，ｂ，ｃにおける水走りの長さを測定するものである。その結果は、表１に示されている通りである。

表１から分かるように、試験ａ（吸水テープ２７Ａを実装しない場合）では、損失温度特性は１．５５μｍ帯損失値が０．１ｄＢ／ｋｍ以下となり、良好であるが、全長に亘って走水してしまうので、防水特性が悪い状態である。

試験ｂ〔式（１）を満たす吸水テープ２７Ａを実装した場合〕では、損失温度特性は１．５５μｍ帯損失値が０．１ｄＢ／ｋｍ以下となり、良好であり、しかも、防水特性は走水長が１７ｍ以下であるので、テープ心線９を収容するスロット型光ファイバケーブル１を細径化させながら、防水特性を満足させることができる。

試験ｃ〔式（１）を満たさない吸水テープ２７Ｂを実装した場合〕では、防水特性は走水長が１５ｍ以下で満足させるが、損失温度特性は１．５５μｍ帯損失値が０．３５ｄＢ／ｋｍ以上となり、変動が大きくなってしまい、損失温度特性の要求を満たさない。したがって、この場合はスロットコア３の径を大きくして溝内のスペース２９を増す必要が出てくる。

以上のことから、スロットコア３のＵ溝７内に収容された最下層のテープ心線９と前記Ｕ溝７の溝底が形成する断面円孤状のスペース２９に、吸水材２５としての例えば吸水テープ２７Ａを収容し、しかも、吸水テープ２７Ａが、吸水前の状態で、前記断面円孤状のスペース２９より小さく且つはみ出すことなく収容できる体積を有していることで、防水特性の向上と光ファイバケーブル１の細径化を同時に達成することができる。

次に、この発明の第２の実施の形態の光ファイバケーブル３３について図面を参照して説明する。なお、前述した第１の実施の形態の光ファイバケーブル１とほぼ同様であるので、特に異なる点を説明し、同じ部材は同符号を付して詳しい説明は省略する。

第２の実施の形態の光ファイバケーブル３３の基本的な構成は、図３に示されているものと同様であり、前述した第１の実施の形態を示す図１と異なる点は、Ｕ溝７の溝底に配置する吸水材２５としては、図２に示されているように吸水ヤーン３５、あるいは吸水パウダ付きの線条体３７が用いられることである。吸水ヤーン３５および吸水パウダ付きの線条体３７のいずれも、最下層のテープ心線９とＵ溝７の溝底の間で形成される断面円弧状のスペース２９の間に、はみ出すことなく収められる。その他は、前述した第１の実施の形態の光ファイバケーブル１と同様である。

次に、上記の吸水ヤーン３５、あるいは吸水パウダ付きの線条体３７を使用した光ファイバケーブル３３の効果性を確認するための試験を行った。

すなわち、試験用の光ファイバケーブル３９（以下、単に「試験ケーブル」という）としては、図４に示されている試験ケーブル３１とほぼ同じものである。図４には図示していないが、Ｕ溝７の溝底の断面円孤状のスペース２９には、吸水ヤーン３５を実装する場合の試験ｄ（第２の実施の形態に該当）と、吸水パウダ付きの線条体３７を実装する場合の試験ｅ（第２の実施の形態に該当）の２種類の構成を用意した。この試験ケーブル３９を用いて、前述した試験ケーブル３１と同様の損失温度特性評価および防水特性評価を行った。その結果は、表２に示されている通りである。

表２から分かるように、試験ｄと試験ｅのいずれも良好な結果を示した。すなわち、試験ｄ（吸水ヤーン３５を実装する場合）では、損失温度特性は１．５５μｍ帯損失値が０．１ｄＢ／ｋｍ以下となり、良好であり、しかも、防水特性は走水長が１７ｍ以下であるので、スロット型光ファイバケーブル３３を細径化させながら、防水特性を満足させることができる。また、試験ｅ（吸水パウダ付きの線条体３７を実装する場合）では、損失温度特性は１．５５μｍ帯損失値が０．１ｄＢ／ｋｍ以下となり、良好であり、しかも、防水特性は走水長が１６ｍ以下であるので、スロット型光ファイバケーブル３３を細径化させながら、防水特性を満足させることができる。

以上のことから、スロットコア３のＵ溝７内に収容された最下層のテープ心線９と前記Ｕ溝７の溝底が形成する断面円孤状のスペース２９に、吸水材２５としての例えば吸水ヤーン３５、あるいは吸水パウダ付きの線条体３７を収容し、しかも、吸水ヤーン３５、あるいは吸水パウダ付きの線条体３７が、吸水前の状態で、前記断面円孤状のスペース２９からはみ出すことなく収容されるので、防水特性の向上と光ファイバケーブル３３の細径化を同時に達成することができる。

この発明の第１の実施の形態の光ファイバケーブルにおけるスロットコアの溝内に吸水テープを収容した状態の要部断面図である。 この発明の第２の実施の形態の光ファイバケーブルにおけるスロットコアの溝内に吸水ヤーンあるいは吸水パウダ付きの線条体を収容した状態の要部断面図である。 この発明の第１、第２の実施の形態の光ファイバケーブルで、吸水材を収容した状態の断面図である。 試験ケーブル３１で、特に試験ａ、試験ｂ、試験ｃの状態を示した断面図である。

符号の説明

１ 光ファイバケーブル（第１の実施の形態の）
３ スロットコア（スロットロッド）
５ 抗張力体
７ 溝
９ 光ファイバテープ心線（テープ心線）
１１ テープ巻線（押え巻テープ）
１３ 外被
１５ 抗張力線
１７ 抗張力線被覆
１９ リブ
２１ 光ファイバ素線
２３ 一括樹脂
２５ 吸水材
２７Ａ，２７Ｂ 吸水テープ
２９ スペース
３１ 試験ケーブル（第１の実施の形態の）
３３ 光ファイバケーブル（第２の実施の形態の）
３５ 吸水ヤーン
３７ 吸水パウダ付きの線条体
３９ 試験ケーブル（第２の実施の形態の）
Ａ 厚さ（リブ１９の）

Claims (2)

1. １個以上のＵ溝を有するスロットコアの前記Ｕ溝内に１枚以上の光ファイバテープ心線を収容してなる光ファイバケーブルにおいて、
   前記Ｕ溝内に収容された最下層の前記光ファイバテープ心線と前記Ｕ溝の溝底が形成する断面円孤状のスペースに、吸水材を収容してなることを特徴とする光ファイバケーブル。
2. 前記吸水材が、吸水前の状態で前記断面円孤状のスペースより小さく且つ前記スペースからはみ出すことなく収容できる体積を有していることを特微とする請求項１の光ファイバケーブル。

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