JP2020060610A - 光ファイバケーブル用のスロットロッドおよび光ファイバケーブル - Google Patents

Abstract

【課題】リブ倒れを防止できる光ファイバケーブル用のスロットロッドおよび光ファイバケーブルを提供する。【解決手段】テンションメンバ２１と、テンションメンバから放射状に延びて複数条の溝（スロット溝２２で例示）を形成するリブ（スロットリブ２３で例示）と、を備えた光ファイバケーブル用のスロットロッド２０である。隣り合う各溝の溝底２２ａの中心Ｍ同士を結んだ線とリブの外周面に位置するリブ上端との直線距離をリブ高さＨ（ｍｍ）とし、溝の溝底の中心からテンションメンバの表面までの直線距離を溝底厚Ｔ（ｍｍ）としたとき、Ｈが１８．７×ｅｘｐ（−Ｔ）以下である。【選択図】図４

Description

本発明は、光ファイバケーブル用のスロットロッドおよび光ファイバケーブルに関し、詳細には、テンションメンバと、テンションメンバから放射状に延びて複数条の溝を形成するリブと、を備えた光ファイバケーブル用のスロットロッドおよび光ファイバケーブルに関する。

光ファイバケーブルには、複数条の溝が形成されたスロットロッド（スペーサともいう）を備えたタイプのものがある。各溝には、複数本の光ファイバ心線を並列に配置した光ファイバテープ心線（以下、テープ心線と称する）や単心の光ファイバ心線などが収納される。スロットロッドの外側は、例えば押さえ巻きテープで巻かれ、さらにケーブル外被（シースともいう）で覆われる。

高速通信サービスを提供するＦＴＴＨ（Ｆｉｂｅｒ Ｔｏ Ｔｈｅ Ｈｏｍｅ）の配線網を効率よく構築するためには、テープ心線や単心の光ファイバ心線などをスロットロッドの溝に高密度で収納することが好ましい。しかし、この溝を構成するリブを細くし、高くすることで、溝の断面積を増そうとすると、リブの強度が足りずに、リブが倒れる場合がある（リブ倒れともいう）。このため、例えば、特許文献１，２にはリブ倒れを防止する技術が開示されている。

特開２００２−１７４７５８号公報 特開２００４−２０５８８２号公報

しかしながら、特許文献１の技術ではリブ厚みとリブの傾斜角度を規定しているが、ケーブル重量の大きい場合には、スロットロッドのリブの厚みをさらに大きくしなければ、ケーブルの強度が足りなくなることがある。また、特許文献２の技術では溝底部厚みを規定しているが、スロットロッドのリブの高さが大きくなると、リブが倒れることがある。
これに対し、本願の発明者は、スロットロッドのリブの高さとスロットロッドの溝底の厚さとの関係を適正化すれば、リブ倒れを防止できることを見出した。

本発明は、上述のような実情に鑑みてなされたもので、リブ倒れを防止できる光ファイバケーブル用のスロットロッドおよび光ファイバケーブルを提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る光ファイバケーブル用のスロットロッドは、テンションメンバと、前記テンションメンバから放射状に延びて複数条の溝を形成するリブと、を備えた光ファイバケーブル用のスロットロッドであって、隣り合う各前記溝の溝底の中心同士を結んだ線と前記リブの外周面に位置するリブ上端との直線距離をリブ高さＨ（ｍｍ）とし、前記溝の溝底の中心から前記テンションメンバの表面までの直線距離を溝底厚Ｔ（ｍｍ）としたとき、Ｈが１８．７×ｅｘｐ（−Ｔ）以下である。

スロットロッドの押出成形工程を説明するための図である。 本発明の光ファイバケーブルの一例を示す図である。 テープ心線、間欠テープ心線の構造の一例を示す図である。 図２のスロットロッドを説明するための図である。 リブ倒れ結果を説明する図である。

［本発明の実施形態の説明］
最初に本発明の実施形態の内容を列記して説明する。
本発明の一態様に係る光ファイバケーブル用のスロットロッドは、（１）テンションメンバと、前記テンションメンバから放射状に延びて複数条の溝を形成するリブと、を備えた光ファイバケーブル用のスロットロッドであって、隣り合う各前記溝の溝底の中心同士を結んだ線と前記リブの外周面に位置するリブ上端との直線距離をリブ高さＨ（ｍｍ）とし、前記溝の溝底の中心から前記テンションメンバの表面までの直線距離を溝底厚Ｔ（ｍｍ）としたとき、Ｈが１８．７×ｅｘｐ（−Ｔ）以下である。リブ高さＨ、溝底厚Ｔとした場合に、Ｈ≦１８．７×ｅｘｐ（−Ｔ）を満たすことで、スロットロッドが水平方向への押し出し成形された後、適当な条件で冷却された際、重力等により生じるリブ倒れ角度（リブが放射状に直立した状態からの倒れ角）を１０°以下にすることができる。リブ倒れ角度を１０°以下にすることで、十分な大きさのスロットロッド溝を確保することができる。

（２）本発明の光ファイバケーブル用のスロットロッドの一態様では、前記Ｈが１７．９×ｅｘｐ（−１．１Ｔ）以下である。リブ高さＨ、溝底厚Ｔとした場合に、Ｈ≦１７．９×ｅｘｐ（−１．１Ｔ）を満たすことで、重力等により生じるリブ倒れの発生を、より確実に抑えることができる。
（３）本発明の光ファイバケーブル用のスロットロッドの一態様では、前記スロットロッドは、密度が０．９４２（ｇ／ｃｍ³）以上の樹脂材料で構成されるとともに、前記リブ上端の幅であるリブ上幅が１．０（ｍｍ）以上であり、隣り合う各前記溝の溝底の中心同士を結んだ線の長さであるリブ下幅が、８．０（ｍｍ）以下であって、前記リブ下幅が前記リブ上幅よりも長い。これにより、重力等により生じるリブ倒れの発生を、より一層抑えることができる。
（４）本発明の一態様に係る光ファイバケーブルは、上記いずれかのスロットロッドと、該スロットロッドの周囲に巻かれた押さえ巻きテープと、該押さえ巻きテープの周囲に設けたケーブル外被とを備えている。重力等により生じるリブ倒れの発生を抑えることができ、テープ心線や単心の光ファイバ心線などをスロットロッドの溝に高密度で収納した光ファイバケーブルを提供できる。

［本発明の実施形態の詳細］
以下、添付図面を参照しながら、本発明による光ファイバケーブル用のスロットロッドおよび光ファイバケーブルの好適な実施の形態について説明する。図１は、スロットロッドの押出成形工程を説明するための図である。

鋼線等のテンションメンバ２１は、繰り出し装置４０から繰り出され、予熱装置４１で所定温度に予熱された後、押出機４２に導入される。押出機４２のクロスヘッド４３では、樹脂を例えば水平方向に押し出して、テンションメンバ２１の周囲に、スロットロッド２０を形成するための樹脂を被覆する。このときクロスヘッド４３のダイによって、樹脂にはＳＺ状または螺旋状の溝が形成される。

押出機４２から出たスロットロッド２０は、冷却装置４４に導入される。冷却装置４４は、スロットロッド２０を自然冷却よりは速い冷却速度で冷却可能に構成されている。冷却装置４４で強制冷却されたスロットロッド２０は、引取キャプスタン４５で引き取られた後、巻取機４６で巻き取られる。
なお、図１では、１回で１層のスロットロッドを形成する工程の例で説明しているが、テンションメンバ２１の周囲に下押層や中間層などの複数層を設けるために、樹脂を複数回（例えば２〜４回）に分けて被覆してもよい。一例を挙げると、テンションメンバ２１の周囲に、例えば低密度ポリエチレン（以下、ＬＤＰＥと称する）の下押層を形成し、この下押層の周囲に、高密度ポリエチレン（以下、ＨＤＰＥと称する）の中間層を形成し、その上にＨＤＰＥの表面層を形成しておくことがある。ＨＤＰＥは、材料の密度が０．９４２（ｇ／ｃｍ³）以上のものが該当するとされ、ＬＤＰＥは、材料の密度が０．９４２（ｇ／ｃｍ³）未満であるものが該当するとされる。

図２は、本発明の光ファイバケーブルの一例を示す図である。
図２に示した光ファイバケーブル１は、図１の工程を経て形成されたスロットロッド２０と、スロットロッド２０の周囲に縦添えまたは横巻きで巻かれた押さえ巻きテープ３０と、押さえ巻きテープ３０の周囲に施されたケーブル外被３１とを備えている。

スロットロッド２０の中心部分には、テンションメンバ２１が埋設されている。テンションメンバ２１は、引張り及び圧縮に対する耐力を有する線材、例えば、鋼線やＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）などが用いられている。
スロットロッド２０の外周面には、ケーブル長手方向に沿って螺旋状またはＳＺ状のスロット溝２２が複数条（例えば６つ）形成されている。なお、スロット溝２２が本発明の溝に相当する。

図２で説明した各スロット溝２２には、例えば光ユニット１７が４束ずつ収納されている。光ユニット１７は、例えば１２心のテープ心線１０を複数枚積層している。図３（Ａ）に示すように、各光ファイバ心線１１の周囲には、紫外線硬化樹脂等によるテープ被覆１４が設けられている。このテープ心線１０に収容される光ファイバ心線は、標準外径１２５μｍのガラスファイバに被覆外径２５０μｍ前後の被覆を施した光ファイバ素線と称されるものの外側に、さらに着色被覆を施したものであり、光ファイバ心線の収容数は任意である。

図２に示すように、スロットロッド２０は、光ユニット１７が飛び出さないように押さえ巻きテープ３０で巻かれ、例えば丸型にまとめられている。
押さえ巻きテープ３０は、例えば、不織布をテープ状に形成したものや、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の基材と不織布とを貼り合わせたもの等が用いられる。なお、押さえ巻きテープに吸水剤（例えば吸水パウダ）を付与してもよい。押さえ巻きテープを吸水層として機能させれば、テープ心線などへの止水が可能になる。

押さえ巻きテープ３０の外側は、例えばＰＥ（ポリエチレン）、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）等で構成されたケーブル外被３１で覆われ、例えば丸型に形成されている。

なお、テープ心線は、間欠構造であってもよい。図２で説明した光ユニット１７は、例えば１２心の間欠テープ心線１０’を複数枚積層し、さらに螺旋状に撚って識別用のバンドル材（図示省略）で束ねられていてもよい。
間欠テープ心線とは、複数本の光ファイバ心線が平行一列に配列され、隣り合う光ファイバ心線同士を連結部と非連結部により間欠的に連結してなるものである。具体的には、図３（Ｂ）は間欠テープ心線を配列方向に開いた状態を、図３（Ｃ）は図３（Ｂ）のＣ−Ｃ線矢視断面図をそれぞれ示しており、図示の間欠テープ心線１０’は、１２心のテープ心線が２心毎に間欠的に接続されて構成されている。

図３（Ｃ）に示すように、各光ファイバ心線１１の周囲には、紫外線硬化樹脂等によるテープ被覆１４が設けられ、例えば２心を一体化した心線同士が連結部１２と非連結部１３により間欠的に連結されている。連結部１２では、隣り合うテープ被覆１４が連なり、非連結部１３では、隣り合うテープ被覆１４が連結されずに分離されている。
この間欠テープ心線に収容される光ファイバ心線も、上記と同様、標準外径１２５μｍのガラスファイバに被覆外径２５０μｍ前後の被覆を施した光ファイバ素線と称されるものの外側に、さらに着色被覆を施したものであり、光ファイバ心線の収容数は任意である。なお、間欠テープ心線は、２心毎に連結部と非連結部を設けなくてもよく、例えば１心毎に連結部と非連結部で間欠的に連結してもよい。

図４は、図２のスロットロッドを説明するための図である。
スロットロッド２０は、テンションメンバ２１の周囲から放射状に延びた例えば６つのスロットリブ２３を有しており、スロットリブ２３がスロット溝２２を形成し、他のスロット溝２２と区分している。スロットリブ２３は、隣り合うスロット溝２２の溝底２２ａの間の中心から放射状に延びており、スロットリブ２３の外周面には上端が曲面状のリブ頭頂部２４が形成されている。なお、スロットリブ２３が本発明のリブに、リブ頭頂部２４が本発明のリブの外周面に、リブ頭頂部２４の上端が本発明のリブ上端に、リブ頭頂部２４の上端の厚みが本発明のリブ上幅にそれぞれ相当する。

スロットリブ２３を挟んで隣り合う各スロット溝２２の溝底２２ａの中心（溝底２２ａの最深部）Ｍ同士を結んだ線を溝底部ｇと定義すると、溝底部ｇの長さが本発明のリブ下幅に相当する。図４（Ｂ）に示すように、リブ下幅Ｂはリブ上幅Ａよりも長く形成されている。詳しくは、リブ上幅Ａが１．０（ｍｍ）以上であり、リブ下幅Ｂは８．０（ｍｍ）以下であり、リブ下幅Ｂはリブ上幅Ａよりも長く形成されている。

ここで、図４（Ｂ）に示すように、溝底部ｇからリブ頭頂部２４までの直線距離（テンションメンバ２１の中心Ｃを通り、溝底部ｇの中心とリブ頭頂部２４の中心とを結んだ最短距離）をリブ高さＨとし、溝底２２ａの中心Ｍからテンションメンバ２１の表面までの直線距離（テンションメンバ２１の中心Ｃを通り、溝底２２ａの中心Ｍとテンションメンバ２１の表面とを結んだ最短距離）を溝底厚Ｔとした。そして、リブ高さＨと溝底厚Ｔを適正化すれば、スロットロッド２０を形成するための樹脂を水平方向に押し出した後、適当な条件で冷却しても、スロットリブ２３の傾き角度θを１０°以下に抑えられることが分かった。

図５は、リブ倒れ結果を説明する図である。
スロットリブ２３は、リブ上幅Ａを例えば１．０（ｍｍ）以上としている。また、リブ下幅Ｂは、リブ上幅Ａよりも長く、例えば８．０（ｍｍ）以下で形成しており、この条件を満たすリブ頭頂部２４と溝底部ｇを有したスロットロッドを複数作製した。また、図１で説明した冷却装置４４では、所定の冷却条件（例えばＨＤＰＥの凝固点温度以下の雰囲気中に５秒間以上曝すなど）で、高温で押し出されたスロットロッド２０を冷却した。

そして、リブ高さＨを縦軸、溝底厚Ｔを横軸としたとき、図５に×印で示すように、Ｈが１８．７×ｅｘｐ（−Ｔ）（式１：図５に破線で示す）を超えるスロットロッド２０の場合には、スロットリブ２３の傾き角度θを１０°以下に抑えられなかった。これに対し、図５に○印で示すように、Ｈが１８．７×ｅｘｐ（−Ｔ）以下、つまり、Ｈ≦１８．７×ｅｘｐ（−Ｔ）を満たしていれば、スロットリブ２３が傾く前に、スロットロッド２０を構成するＨＤＰＥが凝固点以下になり、スロットリブ２３の傾き角度θを１０°以下に抑えることができた。

また、Ｈが１７．９×ｅｘｐ（−１．１Ｔ）以下（式２：図５に実線で示す）、つまり、Ｈ≦１７．９×ｅｘｐ（−１．１Ｔ）を満たせば、スロットリブ２３の傾き角度θをより確実に抑えることができた。
このようなスロットロッド２０を用いれば、重力によるリブ倒れを小さくし、テープ心線や単心の光ファイバ心線などを溝に高密度で収納した光ファイバケーブル１を提供できる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、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および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１…光ファイバケーブル、１０…テープ心線、１０’…間欠テープ心線、１１…光ファイバ心線、１２…連結部、１３…非連結部、１４…テープ被覆、１７…光ユニット、２０…スロットロッド、２１…テンションメンバ、２２…スロット溝、２２ａ…溝底、２３…スロットリブ、２４…リブ頭頂部、３０…押さえ巻きテープ、３１…ケーブル外被、４０…繰り出し装置、４１…予熱装置、４２…押出機、４３…クロスヘッド、４４…冷却装置、４５…引取キャプスタン、４６…巻取機。

Claims (4)

1. テンションメンバと、前記テンションメンバから放射状に延びて複数条の溝を形成するリブと、を備えた光ファイバケーブル用のスロットロッドであって、
   隣り合う各前記溝の溝底の中心同士を結んだ線と前記リブの外周面に位置するリブ上端との直線距離をリブ高さＨ（ｍｍ）とし、前記溝の溝底の中心から前記テンションメンバの表面までの直線距離を溝底厚Ｔ（ｍｍ）としたとき、Ｈが１８．７×ｅｘｐ（−Ｔ）以下である、光ファイバケーブル用のスロットロッド。
2. 前記Ｈが１７．９×ｅｘｐ（−１．１Ｔ）以下である、請求項１に記載の光ファイバケーブル用のスロットロッド。
3. 前記スロットロッドは、密度が０．９４２（ｇ／ｃｍ³）以上の樹脂材料で構成されるとともに、前記リブ上端の幅であるリブ上幅が１．０（ｍｍ）以上であり、隣り合う各前記溝の溝底の中心同士を結んだ線の長さであるリブ下幅が、８．０（ｍｍ）以下であって、前記リブ下幅が前記リブ上幅よりも長い、請求項１または２に記載の光ファイバケーブル用のスロットロッド。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載のスロットロッドと、該スロットロッドの周囲に巻かれた押さえ巻きテープと、該押さえ巻きテープの周囲に設けたケーブル外被とを備えた光ファイバケーブル。