JP2018180329A - 光ファイバケーブルの製造方法および光ファイバケーブルの製造装置 - Google Patents
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Abstract
Description
このように、SZ状に撚り合わされた光ファイバ束をシースで被覆して光ファイバケーブルを製造することで、例えば光ファイバケーブルがドラムに巻き付けられた場合に、光ファイバに作用する張力や側圧を低減し、光ファイバの伝送損失を改善することができる。
また、上記作用効果は押圧部により得られるため、例えば撚り戻りを防止するための保持部材を光ファイバ束に巻き付ける場合と比較して、製造装置をより簡易な構成とすることができる。
まず、本実施形態に係る製造装置によって製造される光ファイバケーブルの構成例を説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため縮尺を適宜変更している。
また、複数の光ファイバ3が、結束材4によって束ねられておらず、そのまま押さえ巻き6に包まれていてもよい。この場合、コア2は光ファイバユニット5を有さず、複数の光ファイバを有していてもよい。
一対の線条体8は、コア2を径方向で挟んで配設されている。なお、シース101に埋設される線条体8の数は、1または3以上であってもよい。
抗張力体7の材質としては、例えば金属線(鋼線など)、抗張力繊維(アラミド繊維など)、およびFRPなどを用いることができる。
図2に示すように、製造装置10Aは、結束装置11と、SZ撚り装置12と、フォーミング装置20と、押出成形装置14と、を備えている。また、製造装置10Aは、線条体8および抗張力体7を、コア2に縦添えしてシース101内に埋設するための不図示の繰り出し装置を備えている。これらの繰り出し装置は、フォーミング装置20と押出成形装置14との間に配置される場合がある。この場合、繰り出し装置を配置するスペースを確保するため、フォーミング装置20と押出成形装置14との間、若しくはSZ撚り装置12と押出成形装置14との間の距離は、ある程度大きくする必要がある。
フォーミング装置20は、SZ撚り装置12の下流側に配置されており、SZ状に撚り合わされた光ファイバ束Bの周囲に押さえ巻き6を縦添えして巻き付けることで、コア2を形成する。
押出成形装置14は、フォーミング装置20の下流側に配置されており、コア2の周囲に、シース101を円筒状に押出成形することで、コア2を被覆し、光ファイバケーブル100を形成する。押出成形装置14を通過した後では、シース101の内周面が光ファイバ束Bの外周に接することで、光ファイバ束Bに含まれる光ファイバ3同士の相対移動が規制される。
なお、押圧部13として、コロ以外の回転体(ベルトなど)や、回転体ではない構造物(棒状体など)を用いてもよい。
次に、複数の光ファイバユニット5を、SZ撚り装置12を用いてSZ撚りして光ファイバ束Bを形成する(SZ撚り工程)。
次に、光ファイバ束Bを押圧部13によって押圧しながら、フォーミング装置20によって押さえ巻き6で光ファイバ束Bを包んでコア2を形成し(ラッピング工程)、押出成形装置14によってコア2をシース101で被覆する(被覆工程)。これにより、光ファイバケーブル100が得られる。
次に、本発明に係る第2実施形態について説明するが、第1実施形態と基本的な構成は同様である。このため、同様の構成には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
本実施形態の製造装置10Bでは、図3に示すように、押圧部13とフォーミング装置とが一体となっている点が、第1実施形態と異なる。
図4では、光ファイバ束Bおよび押さえ巻き6の図示を省略している。
ガイド筒23の上流側の端部には、光ファイバユニット5の進入口23aが設けられている。ガイド筒23の下流側の端部には、光ファイバユニット5の出口23bが設けられている。ガイド部21の下流側の端部は、ガイド筒23の出口23bを包むように湾曲している。このため、ガイド部21に沿って下流側に移動する押さえ巻き6は、ガイド筒23の出口23bを出た光ファイバ束Bを包むように丸められる。
まず、下記表1に示す比較例1〜2および実施例1〜3の製造条件によって、144心の光ファイバケーブルを製造した結果について説明する。ここでは、12本の光ファイバを有する12の間欠接着型テープ心線を備えた光ファイバケーブルを製造した。なお、表1に示す設定角度とは、SZ撚り装置12を用いて複数の間欠接着型テープ心線をSZ撚りする際に、このSZ撚り装置12を揺動させる角度の範囲を意味している。例えば設定角度が±350°の場合は、SZ撚り装置12が、CW方向に350°揺動した後、CCW方向に350°揺動する動作を繰り返すことで、間欠接着型テープ心線をSZ撚りする。また、表1に示す導入角度とは、SZ撚りされた間欠接着型テープ心線がシース内に収容された状態において、間欠接着型テープ心線に実際に与えられたSZ撚りの角度を示している。導入角度は、ケーブル化後に、光ファイバケーブルを長手方向に所定の間隔を空けて切断し、特定の光ファイバまたは光ファイバユニットの各切断面における位置を確認することで測定した。設定角度と導入角度との差が大きいほど、間欠接着型テープ心線が大きく撚り戻りしていることを意味する。
表1に示すうねり角度は、光ファイバケーブルに生じたうねりの大きさを示している。うねり角度は、光ファイバケーブルの突起101aが、光ファイバケーブルの中心軸回りに振れる角度の幅によって測定した。例えばうねり角度が±30°である場合は、突起101aが光ファイバケーブルの中心軸回りに±30°、すなわち60°の幅の範囲内で振れていることを意味する。
次に、下記表2に示す比較例3〜4および実施例4〜6の製造条件によって、432心の光ファイバケーブルを製造した結果について説明する。ここでは、12本の光ファイバを有する6の間欠接着型テープ心線を結束材で結束させたものを1つのユニットとし、このユニットを6つ備えた光ファイバケーブルを製造した。他の条件は、表1に関する説明において記載したものと同様である。
また、実施例5は、押圧部13として2つのコロを設け、設定角度を±350°とした。この結果、導入角度は±150°となり、伝送損失の判定結果は良好であり、うねり角度は±1°であり、ドラム巻長は比較例3に対して160%となった。
また、実施例6は、押圧部13として3つのコロを設け、設定角度を±300°とした。この結果、導入角度は±150°となり、伝送損失の判定結果は良好であり、うねり角度は±1°であり、ドラム巻長は比較例3に対して160%となった。
このように、実施例4〜6の光ファイバケーブルでは、実施例1〜3よりも心数の多い光ファイバケーブルであるにも関わらず、実施例1〜3の光ファイバケーブルと同等の性能を得ることができた。これは、押圧部13としてのコロが、光ファイバ束Bの撚り戻りを抑えたためであると考えられる。
次に、下記表3に示す比較例5〜6および実施例7〜9の製造条件によって、1728心の光ファイバケーブルを製造した結果について説明する。ここでは、12本の光ファイバを有する12の間欠接着型テープ心線を結束材で結束させたものを1つのユニットとし、このユニットを12個備えた光ファイバケーブルを製造した。その他の条件は、表1に関する説明において記載したものと同様である。
また、比較例6は、押圧部13としてのコロを設けず、設定角度を±600°とした。この結果、導入角度は±30°となり、伝送損失の判定結果は不充分であり、うねり角度は±1°であり、ドラム巻長は比較例5に対して180%となった。
このように、比較例5〜6では1728本の光ファイバを有する高密度の光ファイバケーブルを、押圧部13を有さない製造装置によって製造しており、光ファイバ束Bが大きく撚り戻りすることによって、光ファイバケーブルにうねりが生じたり、所望の導入角度が得られなかったりしている。
また、実施例8は、押圧部13として2つのコロを設け、設定角度を±350°とした。この結果、導入角度は±150°となり、伝送損失の判定結果は良好であり、うねり角度は±1°であり、ドラム巻長は比較例に対して180%となった。
また、実施例9は、押圧部13として3つのコロを設け、設定角度を±300°とした。この結果、導入角度は±150°となり、伝送損失の判定結果は良好であり、うねり角度は±1°であり、ドラム巻長は比較例5に対して180%となった。
以上のように、1728心の高密度型光ファイバケーブルについても、押圧部13を備えた製造装置によって製造することで、光ファイバ束Bの撚り戻りを抑え、所望の性能を与えることができた。
表4に示すように、実施例10は、押圧部13として、フォーミング装置20と一体の1つのコロを設け、設定角度を±400°とした。この結果、導入角度は±150°となり、伝送損失の判定結果は良好であり、うねり角度は±5°であり、ドラム巻長は比較例7(比較例5)に対して150%となった。
また、実施例11は、押圧部13として、フォーミング装置20と一体の2つのコロを設け、設定角度を±300°とした。この結果、導入角度は±150°となり、伝送損失の判定結果は良好であり、うねり角度は±1°であり、ドラム巻長は比較例7に対して180%となった。
また、実施例12は、押圧部13として、フォーミング装置20と一体の3つのコロを設け、設定角度を±200°とした。この結果、導入角度は±150°となり、伝送損失の判定結果は良好であり、うねり角度は±1°であり、ドラム巻長は比較例7に対して180%となった。
押圧部13では、光ファイバ束Bを押圧することで、SZ状に撚られた光ファイバ同士の相対移動が規制されるが、この規制力は光ファイバ束Bが押圧部13から離れるほど弱まる。従って、押圧部13から離れた位置では、光ファイバ束Bの撚り戻りが生じやすい。一方、押出成形装置14では、光ファイバ束Bの外周にシース101を被覆することで、シース101内における光ファイバ同士の相対移動を、より強く規制することができる。これらのことから、押圧部13と押出成形装置14との間の距離を小さくすることで、押圧部13と押出成形装置14との間で光ファイバ束Bが撚り戻りしてしまうのを、効果的に防止することができると考えられる。そして、実施例10〜12では、フォーミング装置20と押圧部13とが一体に設けられているため、これらが一体に設けられていない場合(実施例7〜9)と比較して、押圧部13と押出成形装置14との間の距離が小さくなっている。
なお、先述した抗張力体7若しくは線条体8の繰り出し装置を、フォーミング装置20と押出成形装置14との間に設ける場合には、フォーミング装置20と押出成形装置14との間の距離をある程度確保する必要がある。このため、押圧部13をフォーミング装置20と一体に設けることで、押圧部13と押出成形装置14との間の距離をなるべく小さくする構成が望ましい。
次に、先述したコロ間距離dおよび束直径Dの好ましい条件について説明する。ここでは、432心の光ファイバケーブルを、下記表5に示すように、コロ間距離dおよび束直径Dの関係を変えた条件1〜6によって製造した。これら432心の光ファイバケーブルは、12本の光ファイバを有する6の間欠接着型テープ心線を結束材で結束させたものを1つのユニットとし、このユニットを6つ備えている。
なお、表5に示す押え込み率Rは、以下の数式(1)によって算出される。
R[%]=100−d/D×100 …(1)
条件1では、コロ間距離dを8.4mm、押え込み率Rを0%とした結果、導入角度は±50°となり、伝送損失の評価結果は不充分であり、テープ分離の評価結果は良好であった。このように伝送損失の結果が不充分となったのは、導入角度が小さいためであると考えられる。
条件6では、コロ間距離dを1.5mmとし、押え込み率Rを82%とした結果、導入角度は±150°となり、伝送損失の評価結果は良好であり、テープ分離の評価結果は不充分となった。このようにテープ分離の評価結果が不充分となったのは、束直径Dに対してコロ間距離dを小さくし過ぎた結果、光ファイバ束Bが過剰に圧縮され、間欠接着型テープ心線の接着部に大きな力が作用してこの接着部が剥離してしまったためであると考えられる。以上のことから、押え込み率Rは7%〜71%の範囲内とすることが望ましい。
Claims (6)
- 複数の光ファイバ若しくは複数の光ファイバユニットを、SZ撚り装置を用いてSZ撚りして光ファイバ束を形成するSZ撚り工程と、
前記光ファイバ束を押出成形装置を用いてシースで被覆する被覆工程と、を有し、
前記被覆工程では、前記SZ撚り装置と前記押出成形装置との間に配置された押圧部によって、前記光ファイバ束を押圧しながら、前記光ファイバ束を前記シースで被覆する、光ファイバケーブルの製造方法。 - フォーミング装置を用いて、前記光ファイバ束を押さえ巻きで包むラッピング工程を有し、
前記押圧部は、前記フォーミング装置と一体に設けられている、請求項1に記載の光ファイバケーブルの製造方法。 - 前記押圧部は、前記光ファイバ束を挟むように配置された一対の回転体を有し、
前記一対の回転体同士の間を通過前の前記光ファイバ束の直径をDとし、前記一対の回転体同士の間を通過中の前記光ファイバ束の短径をdとするとき、
7≦100−d/D×100≦71
を満足する、
請求項1または2に記載の光ファイバケーブルの製造方法。 - 複数の光ファイバ若しくは複数の光ファイバユニットをSZ撚りして光ファイバ束を形成するSZ撚り装置と、
前記SZ撚り装置の下流側に配置され、前記光ファイバ束を押圧する押圧部と、
前記押圧部の下流側に配置され、前記光ファイバ束をシースで被覆する押出成形装置と、
を備えた光ファイバケーブルの製造装置。 - 前記押圧部は、少なくとも1つの回転体を有する、請求項4に記載の光ファイバケーブルの製造装置。
- 前記光ファイバ束を押さえ巻きで包むフォーミング装置を備え、
前記押圧部は、前記フォーミング装置と一体に設けられている、請求項4または5に記載の光ファイバケーブルの製造装置。
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