JP2009276606A

JP2009276606A - 光ファイバケーブル

Info

Publication number: JP2009276606A
Application number: JP2008128350A
Authority: JP
Inventors: Kazunari Fujimoto; 一成藤本
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2008-05-15
Filing date: 2008-05-15
Publication date: 2009-11-26

Abstract

【課題】防護体を用いることなく蝉の産卵管により突き刺しによる損傷を防止し、また、難燃特性も備えた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１３（１３’）とテンションメンバ１４を平行に配置し、外被１５により一体に被覆した光ファイバケーブルで、外被１５の破断強度をα（ＭＰａ）、引張弾性率をβ（ＭＰａ）、破断伸びをγ（％）としたとき、「α×β×γ＞５.０×１０^６」を満たす樹脂材料で形成されていることを特徴とする。また、外被１５は、酸素指数が２９（％）以上であり、ポリエチレン樹脂等の難燃性樹脂で形成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、光ファイバ心線とテンションメンバを平行に配し、外被により一体に被覆した光ファイバケーブルに関する。

インターネット等の情報通信等の普及により通信の高速化、情報量の増大に加え、双方向通信と大容量通信に対応するために光ネットワークの構築が進展している。この光ネットワークでは、通信事業者と各家庭を直接光ファイバで結び、高速通信サービスを提供するＦＴＴＨ（Fiber To The Home）サービスが開始されている。これにより、光ケーブルの宅内への引き込みに用いられるドロップ光ケーブルや、これを複数本集合した集合光ケーブルの需要が増えている。これらの光ファイバケーブルは、一般的には、光ファイバ心線と平行に抗張力体をケーブル外被内に埋設して、ケーブルの引張り強度を高めた構造のものが用いられている。

近年、この種の光ファイバケーブルに対して、蝉がケーブル外被に産卵管を突き刺し、内部の光ファイバ心線を損傷、あるいは外被内に卵を産み付けるという問題が多発している。これは、ドロップ光ケーブルを蝉が産卵しやすい対象物と認識したものと推定されているが、この蝉による対策としては、例えば、特許文献１，２に開示のように、外被内の光ファイバ心線の周りを金属のような硬い防護体で包囲する蝉対策用の光ファイバケーブルが知られている。

従来の蝉対策用の光ファイバケーブルとしては、例えば、図４（Ａ）〜図４（Ｃ）に示すような本体部８と支持線部９を細幅の首部で連結した自己支持形光ファイバケーブルが知られている。図４（Ａ）に示す光ファイバケーブル１ａの本体部８は、光ファイバ心線２の両側に抗張力体３（テンションメンバともいう）を配し、抗張力体３が配されていない両側に光ファイバ心線２を挟んで蝉対策用の防護体４を配し、外被６により一括被覆して構成する例である。また、防護体４が配される外被６の表面には、外被切裂き用のノッチ７が形成される。

図４（Ｂ）に示す光ファイバケーブル１ｂの本体部８は、光ファイバテープ心線２’の両側に抗張力体３を配し、抗張力体３が配されていない両側に、光ファイバテープ心線２’を挟んで蝉対策用の防護体４を配し、外被６により一括被覆して構成する例である。また、外被切裂き用のノッチ７を形成しない例で示してあるが、ノッチ７を形成したものであってもよい。

図４（Ｃ）に示す光ファイバケーブル１ｃの本体部８は、光ファイバ心線２の両側に抗張力体３を配し、蝉の産卵管が突き刺さらないような硬質の樹脂からなる外被６’により一括被覆して構成する例である。また、外被切裂き用のノッチ７は、前記と同様にあってもなくてもよい。
なお、図４（Ａ）〜図４（Ｃ）のいずれの例においても、本体部８は支持線部９から切り離して使用することができ、また、初めから支持線部９を有しない構成のものであってもよい。
特開２００６−１１１６６号公報特開２００６−１９５１０９号公報

図４（Ａ），図４（Ｂ）のように、光ファイバ心線２，２’を防護体４で保護する構造の光ファイバケーブルは、ケーブル端末に光コネクタを取り付ける際には、防護体４を切断した上でおこなう必要があり作業性がよくない。
また、光ファイバケーブルの適用環境の拡大に伴い、ノンハロゲンの難燃性が付与された光ケーブルが要求されている。しかし、図４（Ｃ）に示すケーブルのように、外被に硬質の樹脂材料を用いると、多量の難燃剤を添加することが難しくなり、十分な難燃特性を実現することができないという問題がある。さらに、硬質の外被６’は、支持線部９と分離した際に巻き癖の影響が出て作業性がよくないという問題もある。

本発明は、上述した実情に鑑みてなされたもので、防護体を用いることなく蝉の産卵管により突き刺しによる損傷を防止し、また、難燃特性も備えた光ファイバケーブルの提供を目的とする。

本発明による光ファイバケーブルは、光ファイバ心線とテンションメンバを平行に配置し、外被により一体に被覆した光ファイバケーブルで、外被の破断強度をα（ＭＰａ）、引張弾性率をβ（ＭＰａ）、破断伸びをγ（％）としたとき、「α×β×γ＞５.０×１０^６」を満たす樹脂材料で形成されていることを特徴とする。また、前記の外被は、酸素指数が２９（％）以上であり、ポリエチレン樹脂で形成されていることが望ましい。

本発明によれば、光ファイバケーブル内に防護体を配しない場合に、外被を硬質のものに限ることなく、軟質のものであっても蝉の産卵管により突き刺しによる損傷を防止するという耐セミ性をもたせることが可能となる。また、難燃特性を向上させ、巻き癖を軽減することもできる。

図１により本発明の実施の形態を説明する。図１（Ａ）は本発明による光ファイバケーブルの基本形態を示し、図１（Ｂ）はノッチを有する例を示し、図１（Ｃ）は支持線なしの例を示し、図１（Ｄ）は支持線なしでノッチを有する例を示す図である。図中、１０ａ〜１０ｄは光ファイバケーブル、１１は本体部、１２は支持線部、１３は光ファイバ心線、１３’はテープ心線、１４はテンションメンバ、１５は外被、１６はノッチ、１７は鋼線、１８は首部を示す。

図１（Ａ）に示す光ファイバケーブル１０ａは、本体部１１と支持線部１２を細幅の首部１８を介して一体に形成されている。本体部１１は、例えば、光ファイバ心線１３の両側にテンションメンバ（抗張力体ともいう）１４を配し、外被１５で一体に被覆してなる。支持線部１２は、単心線又は撚り線からなる鋼線１７（外径１.２ｍｍ程度）が用いられ、本体部１１の外被１５の成形時に、外被１５と同じ樹脂材で一括被覆して形成される。この形態のケーブルは、ドロップケーブルとして使用されることが多い。

光ファイバ心線１３は、標準外径が１２５μｍのガラスファイバを被覆外径が２５０μｍ前後で被覆した光ファイバ素線と称されているもの、また、その外側にさらに被覆を施し、或いは着色被覆を施したもの全てを含むものとする。なお、光ファイバ心線１３は、１本〜数本程度が用いられる。
テンションメンバ１４には、引張り及び圧縮に対する耐力を有する線材を用いることができる。例えば、外径０.４ｍｍ〜０.７ｍｍの鋼線あるいはガラス繊維強化プラスチック（Ｇ−ＦＲＰ）、アラミド繊維強化プラスチック（Ｋ−ＦＲＰ）などを用い、高温から低温の使用温度環境下で長期の使用に耐えるようにすることができる。

外被１５は、後述する蝉の産卵管が突き刺しにくい樹脂材料を押出し成形して形成される。また、この外被材料には、耐セミ性に加えて難燃材が添加された難燃特性を有するものを用いることが望ましく、例えば、難燃ポリエチレン樹脂が用いられる。
上記の光ファイバケーブル１０ａは、例えば、本体部１１が長辺側を３.１±０.２ｍｍ、短辺側が２.０±０.２ｍｍ、支持線部１２が被覆外径２.８±０.２ｍｍの外形寸法で形成される。

図１（Ｂ）に示す光ファイバケーブル１０ｂは、図１（Ａ）の例と同様に本体部１１と支持線部１２を細幅の首部１８を介して一体に形成され、光ファイバ心線として、複数本の光ファイバ心線を並列に並べて一括被覆によりテープ状にした光ファイバテープ心線１３’（以下、テープ心線という）を用いた例である。このテープ心線１３’には、例えば、４心で、幅が１.１ｍｍ、厚さが０.３ｍｍ程度のものが用いられる。

また、図１（Ｂ）では、ケーブル端末の形成等で光ファイバ心線の取り出しを容易にするためのノッチ１６を設ける例で示してあり、ノッチ１６は、テンションメンバ１４が配されていない側の外被１５の両側面に、テープ心線１３’と一致する位置に形成されている。なお、テープ心線１３’は、１枚〜数枚を重ねて用いることができ、光ファイバケーブル１０ｂの例では、本体部１１が長辺側を３.７±０.２ｍｍ、短辺側が２.０±０.２ｍｍ、支持線部１２が被覆外径２.８±０.２ｍｍの外形寸法で形成される。

図１（Ｃ）に示す光ファイバケーブル１０ｃは、支持線部を有しない又は除去した形態のケーブルである。この形態のケーブルは、複数本を集合させて支線用として布設される集合ケーブル、あるいは屋内の配線に用いられるインドアケーブルとして使用されることが多い。この光ファイバケーブル１０ｃは、光ファイバ心線１３の両側にテンションメンバ１４を配することでは、図１（Ａ）の本体部１１と同じである。

図１（Ｄ）に示す光ファイバケーブル１０ｄは、支持線部を有しない又は除去した形態のケーブルで、ノッチを設けた例である。この形態のケーブルは、図１（Ｃ）の場合と同様に、複数本を集合させて支線用として布設される集合ケーブル、あるいは屋内の配線に用いられるインドアケーブルとして使用される。この光ファイバケーブル１０ｄは、光ファイバ心線１３の両側にテンションメンバ１４を配することは、図１（Ａ）の本体部１１と同じで、２心の光ファイバ心線１３を収納した例で示してある。

図２は、図１で説明した光ファイバケーブル１０ａ〜１０ｄの外被１５の材料について検証した結果を示す図である。外被材料Ａ〜Ｇは、難燃ポリエチレンの材料密度を変えて物性値を異ならせて試料としたもので、外被材料Ｈは、通常のポリエチレンを試料としたものである。材料の密度（ｇ／ｃｍ^３）は、ＪＩＳＫ６２６８に基づいて測定した。破断強度（ＭＰａ），破断伸び（％），引張弾性率（ＭＰａ）は、ＪＩＳＫ７１１３に基づき３号ダンベル（１ｍｍ厚試験片）を用いて測定した。

外被の硬度は、ＪＩＳＫ７２１５に規定されるデュロメータ（タイプＤ）により計測した。また、蝉の産卵管による刺し込みを検証するために、外被材料Ａ〜Ｈについて、シート厚３ｍｍの試験片を作り、蝉の産卵管を擬似した擬似針（Ｒ０．０２ｍｍ〜０．０４ｍｍ）を使用して、その押込力（Ｎ）を測定した。さらに、実際のフィールド試験でのクマゼミ産卵管による光ファイバ断線有無の調査結果をもとに、耐セミ性不適を「×」、耐セミ性適を「○」とした。
この結果、材料Ａ，Ｂ，Ｄについては「×」、材料Ｃ，Ｅ〜Ｈについては「○」であった。この結果によれば、外被の硬度が大きくても、必ずしも押込力が大きいとは限らず、反対に硬度が小さくても押込力が大きい場合があることが判明した。

また、擬似針の押込力と他の物性との関係を調べてみると、破断強度をα（ＭＰａ）、引張弾性率をβ（ＭＰａ）、破断伸びをγ（％）としたとき、これらの積「α×β×γ」と針の押込力との間に、相関関係があることが判明した。例えば、外被材料Ｆについて見ると、破断強度αが２０.０ＭＰａ、引張弾性率βが８６３ＭＰａ、破断伸びγが７５０％であるので、「α×β×γ」は、１２.９×１０^６となる。

図３は、この相関関係を示すもので、縦軸に針の押込力（Ｎ）を目盛り、横軸に「α×β×γ」×１０^６を目盛った。この図３から、押込力が１.６（Ｎ）以下で耐セミ性が不「適」の材料Ａ，Ｂ，Ｄは、「α×β×γ」が５.０×１０^６未満であり、耐セミ性が「適」の材料Ｃ，Ｅ〜Ｈは、「α×β×γ」が５.０×１０^６を超える値であることが判明した。したがって、外被材料として、ほぼ「α×β×γ」が、５.０×１０^６を境に耐セミ性に対する適、不適を判別するパラメータとすることができ、この値を超える樹脂材料を用いることにより、蝉の産卵管による突き刺しによる損傷を防止することが可能となる。

また、図２に戻って、難燃性については、ＪＩＳＣ３５２１に基づいて試験した結果について検証した。この試験結果からは、やはり樹脂材料の硬度が大きいと、難燃剤を外被樹脂材に混ぜることが難しく難燃性を高めることが困難であった。本検証試験においても、硬度の大きい材料Ｆ，Ｇについては難燃試験をクリヤすることができなかった。難燃性については、酸素指数（％）を材料Ｈの２９％以上を基準とした。この結果、材料Ｃ（２４.０）、材料Ｆ（２０.０）、材料Ｇ（１８.０）は、難燃性については「不適」、その他の材料については「適」との結果であった。

また、外被の評価に、押出し成形性のよい難燃ポリエチレンを用いたが、外被は、特に難燃ポリエチレン樹脂でなくてもよく、通常のポリエチレン樹脂でもよいことが判明した。また、難燃ポリエチレン樹脂に限らず、上述した物性（破断強度、破断伸び、引張弾性率）、酸素指数等を備えていれば、他の樹脂材料を用いてもよい。

上述したように、本発明では、外被は使用材料の硬さ以外の物性値を満たすことにより、蝉の産卵管に対する損傷から防護することが可能となった。このため、外被の硬さが、例えば、デュロメータ（タイプＤ）で６０以下であっても、所定の物性値「α×β×γ」を満足すれば、耐セミ性を備えることができる。このため、樹脂材料の硬さを小さくすることが可能となり、難燃剤の添加が容易となって難燃性を向上させることができる。また、外被の硬さを小さくすることにより、巻き癖の発生を軽減することができ、作業性を高めることも可能となる。

本発明の実施形態を説明する図である。本発明による外被の適、不適を検証した結果を示す図である。擬似針の押込力と物性値の相関関係を示す図である。従来技術を説明する図である。

符号の説明

１０ａ〜１０ｄ…光ファイバケーブル、１１…本体部、１２…支持線部、１３（１３’）…光ファイバ心線（テープ心線）、１４…テンションメンバ、１５…外被、１６…ノッチ、１７…鋼線、１８…首部。

Claims

光ファイバ心線とテンションメンバを平行に配置し、外被により一体に被覆した光ファイバケーブルであって、
前記外被の破断強度をα（ＭＰａ）、引張弾性率をβ（ＭＰａ）、破断伸びをγ（％）としたとき、
「α×β×γ＞５.０×１０^６」
を満たす樹脂材料で形成されていることを特徴とする光ファイバケーブル。
前記外被は、酸素指数が２９（％）以上で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。
前記外被は、ポリエチレン樹脂で形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の光ファイバケーブル。