JP2015129837A - 光ケーブル及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】非金属による生物被害対策を施すに際し、低コスト化、軽量化、並びに可撓性の向上を図った光ケーブルを提供する。【解決手段】本発明に係る光ケーブル１は、複数の光ファイバ心線を有するケーブルコア１１と、ケーブルコア１１を被覆する外被１３と、を備えると共に、ケーブルコア１１の外周にパラ系アラミド繊維層１２を備える。パラ系アラミド繊維層１２は、外被１３の内面に溶着されている。【選択図】図１Ａ

Description

本発明は、複数の光ファイバ心線を有する光ケーブル、及びその製造方法に関する。

近年の映像配信、ＩＰ（Internet Protocol）電話、データ通信等のブロードバンドサービスの拡大により、光ファイバケーブル（光ケーブル）を介した家庭向けのデータ通信サービス（ＦＴＴＨ：Fiber To The Home）の加入者が増加している。

このような光ケーブルは、市街地だけでなく山間部にも敷設されている。特に山間部に敷設された光ケーブルは、鳥やリス等に囓られたり突かれたりすることで、穴が開き、内部の光ファイバ心線が断線してしまうことがある。

このような生物被害の対策としては、ケーブルコアに強度な金属外装を施し、生物から内部の光ファイバ心線を守る方法が一般的である。例えばＨＳ（High Strength Sheath）ケーブルのように外被（シースとも言う）の内面にステンレステープを溶着させたり、ＬＡＰ（Laminated Aluminum Polyethylene）ケーブルのように外被の内面にアルミテープを溶着させたりすることにより、金属外装が施される。特許文献１には、外被となるプラスチック層の内面にステンレス、銅、アルミ等の金属層を設けた通信ケーブルが開示されている。

特開昭６２−１４３３０９号公報

ところで、近年では、光ケーブルの敷設時間やコストを削減するために、光ケーブルには細さ、軽さ、及び可撓性が求められている。
しかしながら、従来のＨＳケーブルやＬＡＰケーブルは、金属テープを使用しているため、重量と可撓性を犠牲にせざるを得ない。さらに、このような従来の生物被害対策を施した光ケーブルは、ノンメタリックケーブルではないため、強電磁界の条件下で使用できない。

また、従来のノンメタリックの光ケーブルには、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）ロッドやＦＲＰ線をケーブルコアの外周に層撚りしたような外装を採用したものも存在する。しかしながら、このような光ケーブルは、材料コストを含めた製造コストが比較的嵩むため、一部での使用に限られ、主流とはなっていない。

本発明は、上述のような実状に鑑みてなされたものであり、その目的は、非金属による生物被害対策を施すに際し、低コスト化、軽量化、並びに可撓性の向上を図った光ケーブルを提供することにある。

本発明に係る光ケーブルは、複数の光ファイバ心線を有するケーブルコアと、上記ケーブルコアを被覆する外被と、を備えた光ケーブルであって、上記ケーブルコアの外周にパラ系アラミド繊維層を備え、上記パラ系アラミド繊維層は、上記外被の内面に溶着されている。

本発明に係る光ケーブルの製造方法は、複数の光ファイバ心線を有するケーブルコアが外被で被覆された光ケーブルを製造する製造方法であって、上記ケーブルコアの外周にパラ系アラミド繊維層を配する工程と、上記パラ系アラミド繊維層の外周に上記外被を溶着させる工程と、を有する。

本発明によれば、低コスト化、軽量化、並びに可撓性の向上を図った上で光ケーブルに非金属による生物被害対策を施すことができる。

本発明の一実施形態に係る光ケーブルの一構成例を示す図である。 図１Ａの光ケーブルの長手方向に垂直な面の断面図である。 図１Ｂの光ケーブルにおけるケーブルコアの一例を示す図である。 図１Ｂの光ケーブルにおけるケーブルコアの他の例を示す図である。 図１Ｂの光ケーブルにおけるケーブルコアの他の例を示す図である。 図１Ｂの光ケーブルにおけるケーブルコアの他の例を示す図である。 本発明の他の実施形態に係る光ケーブルの一構成例を示す図である。 本発明の他の実施形態に係る光ケーブルの一構成例を示す図である。 本発明の他の実施形態に係る光ケーブルの一構成例を示す図である。 本発明の他の実施形態に係る光ケーブルの一構成例を示す図である。

［本発明の実施形態の説明］
まず、本発明の実施形態を列記して説明する。
（１）本発明の実施形態に係る光ケーブルは、複数の光ファイバ心線を有するケーブルコアと、上記ケーブルコアを被覆する外被と、を備えた光ケーブルであって、上記ケーブルコアの外周にパラ系アラミド繊維層を備え、上記パラ系アラミド繊維層は上記外被の内面に溶着されている。これにより、低コスト化、軽量化、並びに可撓性の向上を図った上で光ケーブルに非金属による生物被害対策を施すことができる、といった効果を奏する。

（２）本発明の他の実施形態に係る光ケーブルは、上記（１）の光ケーブルにおいて、上記パラ系アラミド繊維層は、上記ケーブルコアの外周にパラ系アラミド繊維のテープ状織物を横巻き又は縦添えした層である。これにより、上記効果を奏する光ケーブルを、汎用のテープを用いて容易に製造することができる。

（３）本発明の他の実施形態に係る光ケーブルは、上記（１）の光ケーブルにおいて、上記パラ系アラミド繊維層は、上記ケーブルコアの外周に、パラ系アラミド繊維をＺ撚りの方向で横巻きした層とパラ系アラミド繊維をＳ撚りの方向で横巻きした層とを、交互に配した層である。これにより、上記効果を奏する光ケーブルを、容易に製造することができる。

（４）本発明の他の実施形態に係る光ケーブルは、上記（１）の光ケーブルにおいて、上記パラ系アラミド繊維層は、上記ケーブルコアの外周にパラ系アラミド繊維を編組した層である。これにより、上記効果を奏する光ケーブルを、容易に製造することができる。

（５）本発明の他の実施形態に係る光ケーブルは、上記（１）〜（４）のいずれか１の光ケーブルにおいて、上記外被の材料はポリエチレンである。これにより、パラ系アラミド繊維層との溶着を容易にし、もって上記効果を奏する光ケーブルを容易に製造することができる。

（６）本発明の実施形態に係る光ケーブルの製造方法は、複数の光ファイバ心線を有するケーブルコアが外被で被覆された光ケーブルを製造する製造方法であって、上記ケーブルコアの外周にパラ系アラミド繊維層を配する工程と、上記パラ系アラミド繊維層の外周に上記外被を溶着させる工程と、を有する。これにより、非金属による生物被害対策を光ケーブルに施すに際し、低コスト化、軽量化、並びに可撓性の向上を図ることができる。

［本発明の実施形態の詳細］
以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る光ケーブル及びその製造方法の具体例について説明する。

まず、図１Ａ，図１Ｂを参照しながら、本発明の一実施形態に係る光ケーブル（光ファイバケーブルとも言う）の構成例について説明する。図１Ａは本発明の一実施形態に係る光ケーブルの一構成例を示す図で、図１Ｂは図１Ａの光ケーブルの長手方向に垂直な面の断面図である。

図１Ａ，図１Ｂで例示するように、本実施形態に係る光ケーブル１は、複数の光ファイバ心線を有するケーブルコア１１と、ケーブルコア１１を被覆する外被（ケーブルシース）１３と、を備える。なお、ケーブルコア１１の構造については具体例を挙げて後述するが、複数の光ファイバ心線が収容されたものであれば、どのようなものであってもよい。

さらに、光ケーブル１は、ケーブルコア１１の外周にパラ系アラミド繊維層１２を備える。なお、パラ系アラミド繊維層１２は、パラ系アラミド繊維で構成された繊維層であり、その具体的な構造の例は後述する。パラ系アラミド繊維としては、例えばケブラー（登録商標）やトワロン（登録商標）などが挙げられる。

そして、パラ系アラミド繊維層１２は、外被１３の内面に溶着されているものとする。結果的に溶着部分は両者が混在することになるが、外被１３はパラ系アラミド繊維層１２の直上に配するように施される。パラ系アラミド繊維は強靱であるため、外被１３とパラ系アラミド繊維層１２を溶着させて一体化させることで、ケーブル外装として生物被害対策の効果を持たせることができる。

また、外被１３の材料はポリエチレンであることが好ましい。これにより、パラ系アラミド繊維層１２との溶着を容易にし、もって上記効果を奏する光ケーブルを容易に製造することができる。無論、外被１３の材料としては、例えばＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）など他の材料を採用してもよい。

このように、本実施形態に係る光ケーブル１は、生物被害対策のために金属材料ではないパラ系アラミド繊維層１２を用いているため、金属テープを用いる場合に比べ、強電磁界の条件下でも使用できるだけでなく、軽量化及び可撓性の向上も図れるようになる。そして、光ケーブル１は、金属テープを用いた同じ細さの光ケーブルと比較した場合、軽量化及び可撓性の向上によって敷設にかかる時間やコストを削減でき、優れた敷設作業性を有することになる。

また、パラ系アラミド繊維層１２は、ＦＲＰロッド（線）を層撚りした場合に比べ、引張強度を比重で割った比強度が強い。従って、光ケーブル１は、ＦＲＰを層撚りした生物被害対策を施した従来のノンメタリック光ケーブルと同じ細さで比べた場合、軽量化及び可撓性の向上が図れる。そして、光ケーブル１は、同じ細さの上記従来のノンメタリック光ケーブルと比較した場合、軽量化及び可撓性の向上によって敷設にかかる時間やコストを削減でき、優れた敷設作業性を有することになる。さらに、光ケーブル１は、上記従来のノンメタリック光ケーブルに比べ、材料コストも含めた製造コストが低減できる。

以上のように、本実施形態に係る光ケーブル１では、低コスト化、軽量化、並びに可撓性の向上を図った上で非金属による生物被害対策を施すことができ、軽量化及び可撓性の向上により敷設作業性にも優れるようになる。また、光ケーブル１は、パラ系アラミド繊維層１２により生物被害対策を施しているため、ノンメタリックの生物被害対策光ケーブルを構成することができる。

但し、光ケーブル１は、ケーブルコア１１及び／又は外被１３に、金属製のテンションメンバを設けた構成を採用することもできる。無論、このテンションメンバはＦＲＰロッド等の非金属材料で構成することもできる。

次に、光ケーブル１におけるケーブルコア（ケーブル内部のコア部分）１１の構造の様々な例について説明する。光ケーブル１におけるケーブルコア１１としては、テープスロット型、スロットレス型など、一般的な幹線用の光ケーブルで用いられる構造の全てが適用できる。但し、本実施形態に係る光ケーブル１の用途は幹線用に限ったものではない。

まず、図２Ａを参照しながら、スロット型の光ケーブルに収容されるケーブルコアの一例について説明する。図２Ａで例示するケーブルコア２１は、中心にＦＲＰや鋼線等のテンションメンバ（抗張力体とも言う）２１ａを埋設一体化し、外周に複数の溝２１ｃを設けたプラスチック材からなるスロットロッド（スペーサロッドとも言う）２１ｂを有する。各溝２１ｃは螺旋状又はＳＺ状に形成され、各溝２１ｃには複数枚の光ファイバテープ心線（以下、テープ心線）２１ｄが収容される。

そして、収納後のスロットロッド２１ｂの外周には、テープ心線２１ｄの脱落防止のために粗巻き紐（図示せず）が巻き付けられ、さらにその上から長手方向に縦添え又は横巻きで押え巻きテープ（上巻テープとも言う）２１ｅが巻き付けられている。なお、溝２１ｃが螺旋状の場合は、上記粗巻き紐を省略することもある。また、押え巻きテープ２１ｅが縦添えの場合、その上からさらに粗巻き紐（図示せず）を巻き付けてもよい。

押え巻きテープ２１ｅは、溝２１ｃに収容されたテープ心線２１ｄが外に飛び出さないように（ばらけないように）保持すると共に、外被１３を樹脂の押出成形で形成する際に樹脂がパラ系アラミド繊維層１２を通過してテープ心線２１ｄの面上に落ち込んで接触するのを抑制する接触抑制層や、外被１３の押出成形時の熱絶縁層として機能させることができる。押え巻きテープ２１ｅとしては、例えば、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン等の繊維からなる不織布などが用いられる。また、押え巻きテープ２１ｅは、吸水剤を付与しておくことで、光ケーブル１内への止水のための吸水層として機能させることもできる。

なお、複数枚のテープ心線２１ｄの代わりに、溝２１ｃに単心の光ファイバ心線を複数本収納してもよい。また、張力がかかった状態で単心又はテープ状の光ファイバ心線を引き出す必要がある場所に光ケーブル１を設置する場合、溝２１ｃはＳＺ状に形成されていることが好ましい。

次に、図２Ｂ〜図２Ｄを参照しながら、スロットレス型の光ケーブルに収容されるケーブルコアの例について説明する。
図２Ｂで例示するケーブルコア２２は、複数枚のテープ心線２２ａを積層して収納し、その外周にヤーンなどを束ねた緩衝材２２ｂを配し、さらにその外周に押え巻きテープ２１ｅと同様の押え巻きテープ２２ｃが縦添え又は横巻きで巻き付けられてなる。

図２Ｃで例示するケーブルコア２３は、複数の光ファイバ心線２３ａをテープ等でバンドル状に束ねて光ファイバ線束２３ｂとし、この光ファイバ線束２３ｂを複数本集合させ、ヤーンなどを束ねた緩衝材２３ｃと共に撚り合わせて外形が円形になるようにしたものである。緩衝材２３ｃの外周には、押え巻きテープ２１ｅと同様の押え巻きテープ２３ｄが縦添え又は横巻きで巻き付けられている。なお、図２Ｃでは、緩衝材２３ｃは４本の光ファイバ線束２３ｂを束ねた外側のみに設けてあるが、中央の空間にも設けてもよい。

図２Ｄで例示するケーブルコア２４は、複数の光ファイバ心線２４ａを収納し、その外周に押え巻きテープ２１ｅと同様の押え巻きテープ２４ｂが縦添え又は横巻きで巻き付けられてなる。なお、図示しないが、複数の光ファイバ心線２４ａの隙間にはヤーンなどの緩衝材を配し、それらを束ねて収納しておけばよい。但し、このような緩衝材を配さず、複数の光ファイバ心線２４ａのみを束ねて収納してもよい。
なお、押え巻きテープ２２ｃ，２３ｄ，２４ｂが縦添えの場合、その上からさらに粗巻き紐（図示せず）を巻き付けてもよい。

また、図２Ａ〜図２Ｄを参照しながらケーブルコア１１の構造について例示したが、ケーブルコア１１の構造はこれらの構造に限ったものではない。例えば、ケーブルコア１１に、インドアケーブルと呼ばれる２心型のケーブルを多数収納したものであってもよい。また、ケーブルコア１１は、吸水テープ等の押え巻きテープで保護された状態のもの以外にも、さらにその外周に一旦、内部被覆を施したものであってもよい。

次に、本実施形態に係る光ケーブル１の製造方法について説明する。この製造方法は、ケーブルコア１１の外周にパラ系アラミド繊維層１２を配する工程（以下、配設工程）と、パラ系アラミド繊維層１２の外周に外被１３を溶着させる工程（以下、溶着工程）と、を有する。

ここで、上記配設工程では、パラ系アラミド繊維層１２の形態によっても異なるが、ケーブルコア１１を形成した後にその外周にパラ系アラミド繊維層１２を配すればよい。上記溶着工程では、形成したケーブルコア１１の外周に、押出成形装置により外被１３の材料となる樹脂を押出成形し、冷却装置で冷却硬化させればよい。その後、光ケーブル１をケーブルキャプスタンにより引き取り、巻き取りボビンに巻き取ればよい。
このような製造方法を採用することで、低コスト化、軽量化、並びに可撓性の向上を実現した非金属による生物被害対策を施した光ケーブル１を製造することができる。

次に、図３を参照しながら、本発明の他の実施形態に係る光ケーブルの一構成例を説明する。図３で例示する光ケーブル３では、図１のパラ系アラミド繊維層１２として、ケーブルコア１１の外周にパラ系アラミド繊維のテープ状織物３０を横巻きした層を有する。テープ状織物３０は、パラ系アラミド繊維で編まれた織物であり、どのような編み方であってもよい。

本実施形態における上記配設工程では、押え巻きテープを横巻きで巻き付ける従来の方法と同様の方法で、テープ状織物３０を供給ボビンから繰り出してケーブルコア１１の外周に横巻き（螺旋巻き）に巻き付けていけばよい。そして、上記溶着工程では、その外周に外被１３を押出成形で施せばよい。
本実施形態では、低コスト化、軽量化、並びに可撓性の向上を実現した非金属による生物被害対策を施した光ケーブルを、汎用のテープを用いて容易に製造することができる。

次に、図４を参照しながら、本発明の他の実施形態に係る光ケーブルの一構成例を説明する。図４で例示する光ケーブル４では、図１のパラ系アラミド繊維層１２として、ケーブルコア１１の外周にパラ系アラミド繊維のテープ状織物４０を縦添えした層を有する。テープ状織物４０は、パラ系アラミド繊維で編まれた織物であり、どのような編み方であってもよい。また、テープ状織物４０の外周には粗巻き紐４１が施されている。

本実施形態における上記配設工程では、押え巻きテープを縦添えで巻き付ける従来の方法と同様の方法で、テープ状織物４０を供給ボビンから繰り出してケーブルコア１１の外周に縦添えし、縦添えの上から押え巻き用の粗巻き紐４１を施していけばよい。

そして、上記溶着工程では、その外周に外被１３を押出成形で施せばよい。
本実施形態では、低コスト化、軽量化、並びに可撓性の向上を実現した非金属による生物被害対策を施した光ケーブルを、汎用のテープを用いて容易に製造することができる。

次に、図５を参照しながら、本発明の他の実施形態に係る光ケーブルの一構成例を説明する。図５で例示する光ケーブル５では、図１のパラ系アラミド繊維層１２として、ケーブルコア１１の外周に、パラ系アラミド繊維をＺ撚りの方向で横巻きした層とパラ系アラミド繊維を逆向きのＳ撚りの方向で横巻きした層とを、交互に配した層を有する。つまり、本実施形態では、ケーブルコア１１の外周に、Ｚ撚りとＳ撚りの反対方向に交互に撚られた複数層が横巻きされ、その直上に外被１３が被覆されている。

図５の例では、ケーブルコア１１の外周にＳ撚りで横巻きした第１層５１を施し、その外周にＺ撚りで横巻きした第２層５２を施し、さらにその外周にＳ撚りで横巻きした第３層５３を施した後、その外周に外被１３が施されている。但し、第１，３層をＺ撚り、第２層をＳ撚りとしてもよい。また、横巻きした層は、合計３層に限ったものではなく、少なくとも合計で２層以上あればよい。

本実施形態における上記配設工程では、糸を横巻きで巻き付ける従来の方法と同様の方法で、パラ系アラミド繊維を供給ボビンから繰り出してケーブルコア１１の外周にＳ撚りで横巻きして第１層５１を形成し、その上から同じく別の供給ボビンから供給したパラ系アラミド繊維をＺ撚りで横巻きして第２層５２を形成し、さらにその上から同じく別の供給ボビンから供給したパラ系アラミド繊維をＳ撚りで横巻きして第３層５３を形成すればよい。なお、層数が異なる場合や最初にＺ撚りで横巻きする場合にも、同様に順番に層を形成していけばよい。

そして、上記溶着工程では、その外周に外被１３を押出成形で施せばよい。
本実施形態では、低コスト化、軽量化、並びに可撓性の向上を実現した非金属による生物被害対策を施した光ケーブルを、容易に製造することができる。

次に、図６を参照しながら、本発明の他の実施形態に係る光ケーブルの一構成例を説明する。図６で例示する光ケーブル６では、図１のパラ系アラミド繊維層１２として、上記ケーブルコアの外周にパラ系アラミド繊維を編組した層６０を有する。編組した層６０における編祖構造の網目の形状（角度）や大きさは、特に問わないが、生物被害対策であるため、生物による歯が入りにくい狭さにしておく必要がある。

本実施形態における上記配設工程では、同軸ケーブルで使用されるような編組シールドを編む従来の方法と同様の方法で、編組装置により複数本のパラ系アラミド繊維と複数本のパラ系アラミド繊維とを互いに斜めに交差させながら、ケーブルコア１１の外周上で編み込んでいけばよい。

そして、上記溶着工程では、そのように形成した編組構造の外周に外被１３を押出成形で施せばよい。
本実施形態では、低コスト化、軽量化、並びに可撓性の向上を実現した非金属による生物被害対策を施した光ケーブルを、容易に製造することができる。

以上、光ケーブル３〜６を例に挙げて説明したが、パラ系アラミド繊維層の構造はこれらに限ったものではない。
さらに、上述した各実施形態に係る光ケーブルにおけるパラ系アラミド繊維層及び外被は、電線ケーブルでも利用することができる。また、このような電線ケーブルの製造方法として上述したような製造方法を援用することができる。

以上、今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は、上述した例に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図されている。

１，３，４，５，６…光ケーブル、１１，２１，２２，２３，２４…ケーブルコア、１２…パラ系アラミド繊維層、１３…外被、２１ａ…テンションメンバ、２１ｂ…スロットロッド、２１ｃ…溝、２１ｄ，２２ａ…テープ心線、２１ｅ，２２ｃ，２３ｄ，２４ｂ…押え巻きテープ、２２ｂ，２３ｃ…緩衝材、２３ａ，２４ａ…光ファイバ心線、２３ｂ…光ファイバ線束、３０，４０…テープ状織物、４１…粗巻き紐、５１…第１層、５２…第２層、５３…第３層、６０…編組した層。

Claims (6)

1. 複数の光ファイバ心線を有するケーブルコアと、該ケーブルコアを被覆する外被と、を備えた光ケーブルであって、
   前記ケーブルコアの外周にパラ系アラミド繊維層を備え、
   該パラ系アラミド繊維層は前記外被の内面に溶着されている、光ケーブル。
2. 前記パラ系アラミド繊維層は、前記ケーブルコアの外周にパラ系アラミド繊維のテープ状織物を横巻き又は縦添えした層である、請求項１に記載の光ケーブル。
3. 前記パラ系アラミド繊維層は、前記ケーブルコアの外周に、パラ系アラミド繊維をＺ撚りの方向で横巻きした層とパラ系アラミド繊維をＳ撚りの方向で横巻きした層とを、交互に配した層である、請求項１に記載の光ケーブル。
4. 前記パラ系アラミド繊維層は、前記ケーブルコアの外周にパラ系アラミド繊維を編組した層である、請求項１に記載の光ケーブル。
5. 前記外被の材料はポリエチレンである、請求項１〜４のいずれか１項に記載の光ケーブル。
6. 複数の光ファイバ心線を有するケーブルコアが外被で被覆された光ケーブルを製造する製造方法であって、
   前記ケーブルコアの外周にパラ系アラミド繊維層を配する工程と、
   該パラ系アラミド繊維層の外周に前記外被を溶着させる工程と、
   を有する、光ケーブルの製造方法。

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