JP2014089372A - 自己支持型光ケーブル及び光ケーブルの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光ケーブル敷設時にダンシング現象を防止するための捻回処理を必要としない、自己支持型光ケーブル及びその製造方法を提供する。
【解決手段】自己支持型の光ケーブル１は、長手方向に支持線部３の周囲にケーブル本体部２が螺旋状に撚られ、その断面の向きの角度が０〜２πまで光ケーブル１の長手方向に徐々に変化していく。自己捻回の挙動は、螺旋状に捻回した支持線９に対して、光ファイバ心線５やテンションメンバ６を外被７で被覆して一体に成型した後、支持線９に対する捻回を開放することで得られる。ケーブル本体部２の撚りは、螺旋状ではなく反転撚りとしてもよい。これにより光ケーブル１が風圧を受けたときに、揚力が生じる向きが光ケーブル１の長手方向で相殺され、ダンシング現象の発生を抑えることができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、支持線、光ファイバ、テンションメンバが平行に並べられて外被により一体成型された自己支持型光ケーブル及びその製造方法に関する。

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。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）サービスが提供されている。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。これらの光ケーブルは、一般的には光ファイバ心線とテンションメンバ、及び支持線とを外被により一体成型した自己支持型光ケーブルとされる。

図７は、自己支持型光ケーブルの構成例と、その光ケーブルが受ける風圧による揚力の様子とを説明するための図である。光ケーブル１００は、光ファイバ心線１０１と平行にテンションメンバ１０２と支持線１０３を並べ、これらをケーブル外被１０４内に一体埋設して一体成型される。これにより、引っ張り強度を高めて、吊り支持できる架空用自己支持型の構造の光ケーブル１００とされる。ケーブル外被１０４内には、少なくとも１本の光ファイバ心線１０１が含まれている。

この光ケーブル１００は、宅内へ引き込む際、首部１０６が引き裂かれ、支持線部１０７からケーブル本体部１０８が分離されて宅内へ引き込まれる。この構造の光ケーブル１００は、通常、ケーブル外被１０４を手で引き裂いて内部の光ファイバ心線１０１を取り出し易くするためのＶ字状のノッチ１１０が設けられている。

架空配線された自己支持型の光ケーブル１００が風圧荷重Ｗを受けると、図７に示す状態では、垂直上方向の揚力Ｌが発生し、これにより光ケーブル１００が上下方向に大きく震動するダンシング現象が発生することが知られている。このダンシング現象が発生すると、電柱等のケーブル支持部に応力の過負荷が掛かり、光ケーブル１００は、その支持線部１０７にて支持線１０３が破断する危険性が高まる。また、ダンシング現象が発生した光ケーブル１００が他の電線等に接触することによる損傷も懸念される為、ダンシング現象は回避する必要がある。

ダンシング現象を回避する為に、自己支持型の光ケーブル１００の配線時には、光ケーブル１００に１回／１０ｍ程度の捻回を加えた状態で電柱部に固定する捻回固定工法が一般的に取られる。光ケーブル１００に捻回を加えて固定することにより、揚力が生じる向きが光ケーブル１００の長手方向で相殺され、ダンシング現象の発生を抑えることができる。

上記のごとくの問題に対して、例えば、特許文献１には、支持線部とケーブル部と首部の寸法を最適化することで、敷設後に光ケーブルの上下振動が起こらないようにした光ファイバドロップケーブルが開示されている。この光ファイバドロップケーブルは、断面長方形のケーブル部と支持線部と首部とを有する。ケーブル部の短辺の寸法ａは２.０±０.２ｍｍ、ケーブル部の長辺の寸法は３.１±０.２ｍｍであり、ケーブル部から支持線部までのケーブルの全高をｘ、首部の高さをｙとした場合、ｙ≦０.７５２４ｘ−３.９８２９２の条件式を満たし、支持線部の外径が３.０ｍｍ以下、首部の高さが１.０ｍｍ以下とする。この条件を満たすことにより、Ｄｅｎ−Ｈａｒｔｏｇ判定式のＤ値が負になり、上記のような上下振動は起きないとされている。

特開２０１２−４７９５７号公報

上述したように、自己支持型の光ケーブルを架空配線するときに、ダンシング現象の発生を抑えるために、一般に光ケーブルに捻回を加えて電柱部に固定する捻回固定工法が取られる。しかしながら、このような捻回固定工法を行う場合、光ケーブルを電柱部等に敷設したあとに光ケーブルに捻回を加える必要があり、敷設工事に手間を要する。
例えば、電柱の一般的な間隔は３０〜６０ｍであるが、各電柱間で３〜６回の捻回を加えた上で光ケーブルを電柱に固定する必要があり、作業時間を要していた。また、特に支持線部が太い光ケーブルにおいては捻回剛性が高まり、人力で捻回を加えることが困難な場合があった。特に足場の不安定な架空電柱上の作業では、著しく作業が困難なこともあった。

本発明は、従来の光ケーブルにおける上記課題に鑑みてなされたものであり、光ケーブル敷設時にダンシング現象を防止するための捻回処理を必要としない、自己支持型光ケーブル及びその製造方法の提供を目的とする。

本発明による自己支持型光ケーブルの製造方法は、支持線部と、光ファイバ及びテンションメンバが収納されたケーブル本体部とを首部を介して外被で一体成型した自己支持型光ケーブルの製造方法であって、支持線部の支持線に螺旋状の捻回を加え、捻回を加えた支持線に、光ファイバ、及びテンションメンバを平行に並べた状態で外被を被覆して一体成型し、支持線の捻回により生じている歪を開放することにより、支持線部の周囲にケーブル本体部を撚り合わすことを特徴とする。

また、本発明による自己支持型光ケーブルの製造方法は、支持線部と、光ファイバ及びテンションメンバが収納されたケーブル本体部とを首部を介して外被で一体成型した自己支持型光ケーブルの製造方法であって、支持線部の支持線に軸方向に周期的に撚りが反転する反転撚り形状の捻回を加え、捻回を加えた支持線に、光ファイバ、及びテンションメンバを平行に並べた状態で外被を被覆して一体成型し、支持線の捻回により生じている歪を開放することにより、支持線部の周囲にケーブル本体部を撚り合わすものであってもよい。

本発明による自己支持型光ケーブルは、支持線部と、光ファイバ及びテンションメンバが収納されたケーブル本体部とが首部を介して外被によって一体成型され、支持線部の周囲にケーブル本体部が螺旋状に撚られていることを特徴とする。

また、本発明による自己支持型光ケーブルは、支持線部と、光ファイバ及びテンションメンバが収納されたケーブル本体部とが首部を介して外被によって一体成型され、支持線部の周囲にケーブル本体部が、支持線部の支持線の軸方向に周期的に撚りが反転する反転撚り形状に撚られているものであってもよい。

本発明によれば、光ケーブル敷設時にダンシング現象を防止するための捻回処理を必要としない、自己支持型光ケーブル及びその製造方法が得られる。

本発明の光ケーブルの構成例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る光ケーブルの捻回状態を説明するための図である。 本発明の他の実施形態に係る光ケーブルの捻回状態を説明するための図である。 支持線に螺旋状または反転撚り形状に捻回を与える構成例を概略的に示す図である。 押出し成型ラインのインラインで支持線に捻回を与える構成例を概略的に示す図である 押出し成型ラインのインラインで支持線に捻回を与える他の構成例を概略的に示す図である。 自己支持型の光ケーブルの構成例と、その光ケーブルが受ける風圧による揚力の様子とを説明するための図である。

図１は、本発明の光ケーブルの構成例を示す図である。図中、１は光ケーブル（自己支持型光ケーブル）、２はケーブル本体部、３は支持線部、４は首部、５は光ファイバ心線、６はテンションメンバ、７は外被、８はノッチ、９は支持線を示す。

自己支持型光ケーブル（以下単に光ケーブルとする）１は、断面が長方形状のケーブル本体部２と、断面が円形状の支持線部３を切断容易な細幅の首部４で連結した自己支持型の構造で形成される。ケーブル本体部２は、中心に単心の光ファイバ心線５を１本配し、その両側にテンションメンバ（抗張力体ともいう）６を配し、外被７（シースともいう）を被覆して一体成型される。また、ケーブル本体部２の両側面には、光ファイバ心線５にＶ字状の底部が接近するようにノッチ８が設けられる。なお、光ファイバ心線の心数は、これらに限らず、２心、４心など任意の心数とすることができる。また、光ファイバ心線を光ファイバテープ心線として構成してもよい。

支持線９としては、単心線または撚り線からなる鋼線（外径１.２ｍｍ程度）が用いられ、光ファイバ心線５とテンションメンバ６の中心を結ぶラインの延長線上またはその付近に設けられる。支持線部３の支持線９は、切断容易な首部４を介してケーブル本体部２と連結され、ケーブル本体部２の外被７の成型時に同じ樹脂材で押出し成型により一括して被覆される。

光ファイバ心線５は、例えば、標準外径が１２５μｍのガラスファイバで、被覆外径が２５０μｍ前後で１層または２層で被覆されたもので、光ファイバ素線と称されるものや被覆表面に着色が施されたものを含む。この光ファイバ心線５は、１本〜数本程度を外被７で直接被覆して収納される。
光ファイバ心線５に平行に配されるテンションメンバ６には、外径０.４ｍｍ程度の鋼線あるいはガラス繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）、アラミド繊維強化プラスチック（ＫＦＲＰ）などを用いることができる。

上述した構成の光ケーブル１は、例えば、光ファイバ心線５が１心である場合、ケーブル本体部２の長辺側の縦幅が３ｍｍ、短辺側の横幅が２ｍｍ、支持線部３の直径が２ｍｍ、ケーブル本体部２と支持線部３を合わせた全体の長辺側の縦幅が５.５ｍｍの標準的な外形寸法で形成することができる。

図２は、本発明の一実施形態に係る光ケーブルの捻回状態を説明するための図である。ここでは、左から右に向かって光ケーブル１の長手方向に徐々に変化する捻回状態を示している。本発明による光ケーブルの一実施形態では、光ケーブル１は、支持線部３の周囲にケーブル本体部２が螺旋状に撚られていることを特徴としている。

図２に示すように、本実施形態の光ケーブル１は、長手方向に支持線部３の周囲にケーブル本体部２が螺旋状に撚られ、その断面の向きの角度が０〜２πまで光ケーブル１の長手方向に徐々に変化していく。これにより自己捻回型の光ケーブル１が形成されている。
この自己捻回の挙動は、螺旋状に捻回した支持線９に対して、光ファイバ心線５やテンションメンバ６を外被７で被覆して一体に成型した後、支持線９に対する捻回を開放することで得られる。つまり、光ケーブル１に対してテンションを付加せずにフリーにした状態では、捻回した支持線９の歪が元に戻り、念回した状態のまま一体成型したケーブル本体部２が支持線部３の周囲に螺旋状に撚られる。光ケーブル１の螺旋状の捻回の程度は、支持線９に与える捻回により適宜適正量となるように調整することができるが、例えば光ケーブル１の長手方向に１０ｍの間に１回（１周）螺旋状に捻回させるようにすることができる。

図３は、本発明の他の実施形態に係る光ケーブルの捻回状態を説明するための図である。ここでは、左から右に向かって光ケーブル１の長手方向に徐々に変化する捻回状態を示している。本実施形態では、光ケーブル１は、支持線部３の周囲にケーブル本体部２が反転撚り形状に撚られている。反転撚りは、支持線９の軸方向に周期的に撚りが反転する形状である。

図３に示すように、本実施形態の光ケーブルは、長手方向に支持線部３の周囲に反転撚り形状にケーブル本体部２が撚られる。この撚りは周期性を有し、例えば、半周期分進行するまでは反時計回りに回転し、半周期進行した時点で撚りが反転し、半周期以降１周期分進行するまでは時計回りに回転する。これにより自己捻回型の光ケーブル１が形成されている。この自己捻回の挙動は、反転撚り形状に捻回した支持線９に対して、光ファイバ心線５やテンションメンバ６を外被７で被覆して一体に成型した後、支持線９に対する捻回を開放することで得られる。つまり、光ケーブル１に対してテンションを付加せずにフリーにした状態では、捻回した支持線９が元に戻り、念回した状態のまま一体成型したケーブル本体部２が支持線部３の周囲に反転撚り形状に撚られる。光ケーブル１の反転撚りの程度は、支持線９に与える捻回により適宜適正量となるように調整することができるが、例えば光ケーブル１の長手方向に１０ｍの間に１周期で反転撚りが形成される量とすることができる。

図２、図３に示すような自己捻回性を有する光ケーブル１は、長手方向に螺旋状もしくは反転撚り形状に捻回した状態でそのまま架空配線を行うことができる。光ケーブル１が捻回されることにより、光ケーブル１が風圧を受けたときに、揚力が生じる向きが光ケーブル１の長手方向で相殺され、ダンシング現象の発生を抑えることができる。そして、自己捻回性を有する光ケーブル１とすることで、敷設工事を容易に行うことができるようになる。

支持線部３の周りに螺旋状にケーブル本体部２が撚られた光ケーブル１の製造方法は、支持線９に螺旋状の捻回を加え、捻回を加えた支持線９に、光ファイバ心線５、及びテンションメンバ６を平行に並べた状態で外被７を被覆して一体成型し、支持線９の捻回により生じている歪を開放することにより、支持線部３の周囲にケーブル本体部２が撚り合わされた光ケーブル１とするものである。
また、支持線部３の周りに反転撚り形状にケーブル本体部２が撚られた光ケーブル１の製造方法は、支持線９の軸方向に周期的に撚りが反転する反転撚り形状の捻回をその支持線９に加え、捻回を加えた支持線９に、光ファイバ心線５、及びテンションメンバ６を平行に並べた状態で外被７を被覆して一体成型し、支持線９の捻回により生じている歪を開放することにより、支持線部３の周囲にケーブル本体部２が撚り合わされた光ケーブル１とするものである。

支持線９に螺旋状または反転撚り形状に捻回を与える構成としては、例えば図４に概略的に示すように、支持線９を巻出機１１から繰り出して巻取機１２によって巻き換える。このときに、巻取機１２自体を支持線９の走行路を軸心として回転させる機構とする。巻取機１２を回転させることにより、巻出機１１と巻取機１２との間で捻回された支持線９が、その捻回状態が保持されて巻取機１２で巻き取られる。これにより、予め捻回された支持線９が巻き取られたリールが得られる。

この状態のリールを押出成形ラインに使用し、捻回された状態の支持線９を繰り出しながら、支持線９に対して光ファイバ心線５、テンションメンバ６が平行に配列するように集合させ、押出機のダイスにより外被７を被覆して冷却することで一体成型する。この工程で得られた光ケーブル１は、支持線９が捻回された状態で外被７が被覆成型されているため、支持線の捻回を開放することで、支持線９の周りに光ファイバ心線５が撚られた形状とすることができる。
巻取機１２の回転速度や回転方向、反転周期、支持線９に与える張力等を適宜調整することで、螺旋状の捻回を与えた支持線９、あるいは反転撚り形状を与えた支持線９を巻きとって保持することができる。

図５は、押出し成型ラインのインラインで支持線９に捻回を与える構成例を概略的に示す図である。支持線９を巻出機１１から繰り出して、支持線９に対して光ファイバ心線５、テンションメンバ６が平行に配列するように集合させ、押出機のダイス１３により外被７を被覆して冷却することで一体成型し、巻取機１２によって巻き取る。このときに、巻取機１２自体を支持線９の走行路を軸心として回転させる機構とする。巻取機１２を回転させることにより、巻出機１１と巻取機１２との間で捻回された支持線９に対して、光ファイバ心線５とテンションメンバ６とともに外被７が被覆成型されるため、支持線９の捻回を開放することで、支持線部３の周りにケーブル本体部２が撚られた形状とすることができる。
巻取機１２の回転速度や回転方向、反転周期、支持線９に与える張力等を適宜調整することで、螺旋状の捻回を与えた支持線９、あるいは反転撚り形状を与えた支持線９に対して光ファイバ心線５、及びテンションメンバ６を一体成型することができる。

図６は、押出し成型ラインのインラインで支持線９に捻回を与える他の構成例を概略的に示す図である。本例においても、支持線９を巻出機１１から繰り出して、支持線９に対して光ファイバ心線５、テンションメンバ６が平行に配列するように集合させ、押出機のダイス１３により外被７を被覆して冷却することで一体成型し、巻取機１２によって巻き取る。
そして、ダイス１３の直前に、支持線９を把持し、その支持線９の走行路を中心として回転する把持装置１４を設ける。把持装置１４は、ローラ間やベルト間に支持線９を把持しながら支持線９を走行させる構成とすることができる。

把持装置１４を回転させることにより、把持装置１４により捻回が与えられた支持線９に対して、光ファイバ心線５とテンションメンバ６とともに外被７を被覆成型することができる。そして、成型後に支持線９の捻回を開放することで、支持線部３の周りにケーブル本体部２が撚られた形状とすることができる。
把持装置１４の回転速度や回転方向、反転周期、支持線９に与える張力等を適宜調整することで、螺旋状の捻回を与えた支持線９、あるいは反転撚り形状を与えた支持線９に対して光ファイバ心線５、及びテンションメンバ６を一体成型することができる。

また、支持線９に螺旋状の捻回を与える他の方法として、ロール状に巻き取られている支持線９を、その内周側の端部から、もしくは外周側の端部から、巻き取り時の巻き取り軸方向に繰り出して、これを巻き取るようにする。これにより、予め螺旋状に捻回された支持線９を得ることができる。これを押出し成型ラインで繰り出して、外被７を一体成型することで、自己捻回型の光ケーブルを得ることができる。

１…光ケーブル、２…ケーブル本体部、３…支持線部、４…首部、５…光ファイバ心線、６…テンションメンバ、７…外被、８…ノッチ、９…支持線、１１…巻出機、１２…巻取機、１３…ダイス、１４…把持装置、１００…光ケーブル、１０１…光ファイバ心線、１０２…テンションメンバ、１０３…支持線、１０４…ケーブル外被、１０６…首部、１０７…支持線部、１０８…ケーブル本体部、１１０…ノッチ。

Claims (4)

1. 支持線部と、光ファイバ及びテンションメンバが収納されたケーブル本体部とを首部を介して外被で一体成型した自己支持型光ケーブルの製造方法であって、
   前記支持線部の支持線に螺旋状の捻回を加え、前記捻回を加えた支持線に、前記光ファイバ、及び前記テンションメンバを平行に並べた状態で外被を被覆して一体成型し、前記支持線の捻回により生じている歪を開放することにより、前記支持線部の周囲に前記ケーブル本体部を撚り合わすことを特徴とする自己支持型光ケーブルの製造方法。
2. 支持線部と、光ファイバ及びテンションメンバが収納されたケーブル本体部とを首部を介して外被で一体成型した自己支持型光ケーブルの製造方法であって、
   前記支持線部の支持線に軸方向に周期的に撚りが反転する反転撚り形状の捻回を加え、前記捻回を加えた支持線に、前記光ファイバ、及び前記テンションメンバを平行に並べた状態で外被を被覆して一体成型し、前記支持線の捻回により生じている歪を開放することにより、前記支持線部の周囲に前記ケーブル本体部を撚り合わすことを特徴とする自己支持型光ケーブルの製造方法。
3. 支持線部と、光ファイバ及びテンションメンバが収納されたケーブル本体部とが首部を介して外被によって一体成型され、前記支持線部の周囲に前記ケーブル本体部が螺旋状に撚られていることを特徴とする自己支持型光ケーブル。
4. 支持線部と、光ファイバ及びテンションメンバが収納されたケーブル本体部とが首部を介して外被によって一体成型され、前記支持線部の周囲に前記ケーブル本体部が、前記支持線部の支持線の軸方向に周期的に撚りが反転する反転撚り形状に撚られていることを特徴とする自己支持型光ケーブル。

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