JP2023041427A - スロット型光ファイバケーブル - Google Patents

Abstract

【課題】曲げの異方性を抑制しつつ、光ファイバを高密度に実装可能なスロット型光ファイバケーブルを提供する。【解決手段】複数のスロット溝を形成するための複数のリブを有するスロットロッドと、スロット溝に収容された複数の光ファイバ心線と、を備え、スロット溝の数は３または４である、スロット型光ファイバケーブル。【選択図】図１

Description

本開示は、スロット型光ファイバケーブルに関する。

特許文献１は、６条のスロット溝を有するスロット型光ファイバケーブルを開示している。

特開２０２０－２０４６８７号公報

特許文献１に係るスロット型光ファイバケーブルは、６条のスロット溝が形成されたスロットロッド（スペーサともいう）を備えており、当該スロット溝はリブで区分されている。リブは通常、断面視において周方向に均一に配置されているため、曲げの異方性（曲げやすい方向の有無）が生じにくい。しかしながら、リブが存在する分だけ、光ファイバの実装密度を高めることが難しかった。

本開示は、曲げの異方性を抑制しつつ、光ファイバを高密度に実装可能なスロット型光ファイバケーブルを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための一態様に係るスロット型光ファイバケーブルは、
複数のスロット溝を形成するための複数のリブを有するスロットロッドと、
前記スロット溝に収容された複数の光ファイバ心線と、を備え、
前記スロット溝の数は３または４である。

本開示によれば、曲げの異方性を抑制しつつ、光ファイバを高密度に実装可能なスロット型光ファイバケーブルを提供することができる。

図１は、本実施形態に係るスロット型光ファイバケーブルの断面図である。

（本開示の実施形態の説明）
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。
本開示の一態様に係るスロット型光ファイバケーブルは、
（１）複数のスロット溝を形成するための複数のリブを有するスロットロッドと、
前記スロット溝に収容された複数の光ファイバ心線と、を備え、
前記スロット溝の数は３または４である。
この構成によれば、スロット型光ファイバケーブルは、複数の光ファイバ心線が収容されたスロット溝を形成する複数のリブを有するスロットロッドを備えており、当該スロット溝の数は３または４である。このように、上記構成に係るスロット型光ファイバケーブルが有するスロット溝の数は比較的少ないので、スロットロッドが有するリブの数も比較的少ない。このため、上記構成に係るスロット型光ファイバケーブルにおいて光ファイバ心線を収容できる空間は比較的広くなり、より多くの光ファイバ心線をスロットロッドに収容することができる。その一方で、スロット溝の数は３または４であり、リブの数もまた３または４であり、２よりも多いため、曲げの異方性が小さい。したがって、上記構成に係るスロット型光ファイバケーブルによれば、曲げの異方性を抑制しつつ、光ファイバを高密度に実装することができる。

また、本開示の一態様に係るスロット型光ファイバケーブルは、
（２）前記スロット溝のそれぞれには、８００心以上の前記光ファイバ心線が収容されていてもよい。
この構成によれば、光ファイバ心線を高密度に実装することができる。

また、本開示の一態様に係るスロット型光ファイバケーブルにおいて、
（３）前記スロットロッドを形成する材質のヤング率は、０．６ＧＰａ以上１．８ＧＰａ以下であってもよい。
この構成によれば、リブの数は３または４と比較的少ないが、スロットロッドを形成する材質のヤング率は、０．６ＧＰａ以上１．８ＧＰａ以下であるため、光ファイバケーブルとして適切な剛性を得ることができる。

また、本開示の一態様に係るスロット型光ファイバケーブルにおいて、
（４）前記スロットロッドの中心に配置される抗張力体と、
前記スロットロッドの周囲に巻かれた押さえ巻きテープと、をさらに備え、
前記リブの厚さ方向の長さをａ、前記リブのうち前記押さえ巻きテープに接する部分から前記リブの根元までの長さをｂとしたとき、ａ／ｂの値は０．１以上であり、０．２５より小さくてもよい。
この構成によれば、適切な機械強度を有しつつもリブの厚さは薄いので、強度を保持しつつ、光ファイバを高密度に実装することができる。

また、本開示の一態様に係るスロット型光ファイバケーブルは、
（５）断面視において、複数の前記リブのうち隣接するリブ同士の頂点部を結ぶことで形成される線と前記リブとで囲まれた中心部領域と、前記線と前記押さえ巻きテープの間に位置する外縁部領域と、に前記光ファイバ心線が配置されていてもよい。
この構成によれば、外縁部領域にも光ファイバ心線が配置されているので、上記構成に係るスロット型光ファイバケーブルによれば、光ファイバを高密度に実装することができる。

（本開示の実施形態の詳細）
本開示の実施形態に係るスロット型光ファイバケーブルの具体例を、以下に図面を参照して説明する。なお、本開示はこれらの例示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。

図１を参照しつつ、本実施形態に係るスロット型光ファイバケーブル１について説明する。図１は、スロット型光ファイバケーブル１の断面図である。

図１に例示するように、スロット型光ファイバケーブル１は、スロットロッド２と、押さえ巻きテープ３と、ケーブル外被４と、を備える。スロット型光ファイバケーブル１の外径は、例えば２４．５ｍｍである。スロット型光ファイバケーブル１は、中央に抗張力体２３を有するスロットロッド２に、放射状に複数のスロット溝２１が設けられた構造となっている。なお、複数のスロット溝２１は、スロット型光ファイバケーブル１の長手方向に螺旋状またはＳＺ状等に撚られた形状で設けられていてもよい。

抗張力体２３は、例えば繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）から形成されている。繊維強化プラスチックとしては、例えば、アラミドＦＲＰ、ガラスＦＲＰ、カーボンＦＲＰ等である。なお、抗張力体２３は、液晶ポリマーで形成されていてもよい。抗張力体２３は、無誘導性であると好ましい。抗張力体２３は、断面視で円形状である。

各スロット溝２１には、並列状態から丸められて密集状態にされた光ファイバテープ心線１０がそれぞれ複数収容されている。スロットロッド２の周囲には押さえ巻きテープ３が巻かれている。押さえ巻きテープ３の周囲にはケーブル外被４が形成されている。

スロットロッド２は、例えば、常温でのヤング率が０．６ＧＰａ以上１．８ＧＰａ以下の樹脂で形成されている。このような樹脂は、例えば、汎用ポリエチレンおよび硬質ポリエチレンを含む。スロットロッド２は、複数のスロット溝２１を形成するための複数のリブ２２を有する。本実施形態において、スロットロッド２は４つのリブ２２（第一リブ２２１、第二リブ２２２、第三リブ２２３および第四リブ２２４）を有しており、当該４つのリブ２２は、例えば、抗張力体２３を中心として９０度間隔で規則的に配置されている。したがって、スロット型光ファイバケーブル１は、４条のスロット溝２１を有する４溝型のスロット型光ファイバケーブルである。各スロット溝２１には、例えば１４４枚の光ファイバテープ心線１０が収容されている。

光ファイバテープ心線１０は、例えば１２心の光ファイバ心線を含む。当該光ファイバ心線の外径は、例えば１７０μｍ以上２００μｍ以下であり、比較的細い。１２心の光ファイバ心線は、その長手方向に直交する方向に並列に配列されている。光ファイバテープ心線１０の少なくとも一部の隣接する光ファイバ心線間には、当該隣接する光ファイバ心線間が連結された状態の連結部と、当該隣接する光ファイバ心線間が連結されていない状態の非連結部とが、光ファイバ心線の長手方向に間欠的に設けられている。本実施形態においては、２心毎に連結部と非連結部とが光ファイバ心線の長手方向に間欠的に設けられている。非連結部は、例えば、連結部を形成するための連結樹脂の一部を回転刃等で切断することにより形成される。

本実施形態において、各スロット溝２１には１７２８心の光ファイバ心線が収容されている。したがって、スロット型光ファイバケーブル１は、６９１２心の光ファイバ心線を有する。

第一リブ２２１は頂点部２２０Ａ，２２０Ｂを、第二リブ２２２は頂点部２２０Ｃ，２２０Ｄを、第三リブ２２３は頂点部２２０Ｅ，２２０Ｆを、第四リブ２２４は頂点部２２０Ｇ，２２０Ｈを、それぞれ有している。頂点部２２０Ａ～２２０Ｈは、各リブ２２の角部であり、リブ２２が押さえ巻きテープ３に接する点に対応する。ここで、複数のリブ２２のうち周方向において隣接する各リブ２２の頂点部（頂点部２２０Ｂと頂点部２２０Ｃ、頂点部２２０Ｄと頂点部２２０Ｅ、頂点部２２０Ｆと頂点部Ｇ、頂点部２２０Ａと頂点部２２０Ｈ）を結ぶことで形成される線Ｌ１～Ｌ４とリブ２２とで囲まれる領域を中心部領域ＣＲとする。また線Ｌ１～Ｌ４と押さえ巻きテープ３との間に位置する領域を外縁部領域ＯＲとする。中心部領域ＣＲと外縁部領域ＯＲの両領域には、光ファイバテープ心線１０が配置されている。つまり、中心部領域ＣＲと外縁部領域ＯＲの両領域には、光ファイバ心線が配置されている。

押さえ巻きテープ３は、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）をテープ状に形成したものや、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うる。なお、押さえ巻きテープ３の内側には、吸水剤（例えば吸水パウダ）が付与されていてもよい。

ケーブル外被４は、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）等の、熱可塑性の樹脂で形成されている。ケーブル外被４には、例えば、シリコン系の滑剤が含まれている。ケーブル外被４は、押さえ巻きテープ３が巻回されたスロットロッド２および複数の光ファイバテープ心線１０の周囲に樹脂を押出成形することにより形成される。ケーブル外被４の厚さは、例えば１．２ｍｍ～１．８ｍｍである。

次に、本実施形態の実施例について説明する。なお、本開示は以下の実施例に限定されない。

リブ２２の形状（リブ２２の厚さおよび高さ）を異ならせて、スロット型光ファイバケーブル１に関する温度特性と、スロット型光ファイバケーブル１に備わるリブ２２が、スロットロッド製造中、若しくは下記する機械試験時に変形（リブ倒れともいう）してしまうかどうかと、を比較した。

表１は、リブ２２の厚さａおよびリブ２２の高さｂと、温度特性に関する評価と、リブ倒れの有無と、を示している。なお、図１に例示するように、リブ２２の厚さａは、リブ２２の根元の位置Ｐ１におけるリブ２２の厚さ方向の長さである。位置Ｐ１は、リブ２２におけるスロット溝２１の底部２１０と、リブの直線部分２１１との境界であって、底部２１０から径方向外側に直線的にまたは直線に近似するように伸びる部分（リブの直線部分）２１１の根元の位置である。リブ２２の高さｂは、リブ２２の先端位置Ｐ２（リブ２２の長さが最も長くなる位置）から位置Ｐ１までの長さである。また、温度特性の評価については、ドラム状態もしくは敷設を模擬した状態で、－４０℃～＋７０℃の温度サイクルをかけた時のロスを測定し、Δα（試験中の損失変動）が０．３ｄＢ／ｋｍ以下の場合は「良」（Ａ評価）と評価し、それ以外の場合は「不良」（Ｂ評価）と評価した。リブ倒れの評価については、スロットロッド製造中、若しくは機械試験（曲げ実験、側圧実験および衝撃実験）の全実験において、リブ倒れが生じたか否かを評価した。なお、リブ倒れが生じたか否かは、リブ倒れ角度が１０度以下である場合に「良」、１０度よりも大きい場合には「不良」とした。リブ倒れ角度は、本来の姿勢のスロットリブの中心線と、倒れた姿勢のスロットリブの中心線とのなす角度である。曲げ実験では、スロット型光ファイバケーブル１をΦ６００ｍｍのマンドレルの周囲に、巻き付け方向を反転させながら巻き付け、サンプルの巻き付けと解放のサイクルを１０回繰り返したときの伝送損失の増加が０．１５ｄＢ以下であるか否かを測定した。側圧実験では、スロット型光ファイバケーブル１に２２００Ｎ／１００ｍｍの圧力をかけて、１１分保持したときの伝送損失の増加が０．１５ｄＢ以下であるか否かを測定した。衝撃実験では、１．５ｋｇの重さを有する略直方体状の錘を６０ｃｍの高さからスロット型光ファイバケーブル１に向けて落下させたときの伝送損失の増加が０．１５ｄＢ以下であるか否かを測定した。

まず初めに、実験例１～実験例５について説明する。実験例１～実験例５において、リブ２２の高さｂはいずれも１０ｍｍであるが、リブ２２の厚さａは各々異なっているため、ａ／ｂの値も各々異なっている。実験例１～実験例４に係るスロット型光ファイバケーブル１は、温度特性の実験において、伝送損失の増加が０．３ｄＢ／ｋｍ以下であったため、Ａ評価とした。一方で、実験例５に係るスロット型光ファイバケーブル１は、温度特性の実験において、伝送損失の増加が０．３ｄＢ／ｋｍよりも大きかったため、Ｂ評価とした。また、実験例２～実験例５に係るスロット型光ファイバケーブル１においては、スロットロッド製造中、機械試験時にリブ倒れが発生しなかったが、実験例１に係るスロット型光ファイバケーブル１においてはリブ倒れが発生した。

次に、実験例６および実験例７について説明する。実験例６および実験例７において、リブ２２の高さｂはいずれも７ｍｍであるが、リブ２２の厚さａは各々異なっているため、ａ／ｂの値も各々異なっている。実験例６および実験例７に係るスロット型光ファイバケーブル１は、温度特性の実験において、伝送損失の増加が０．３ｄＢ／ｋｍ以下であったため、Ａ評価とした。さらに、実験例６および実験例７に係るスロット型光ファイバケーブルにおいては、スロットロッド製造中、機械試験時にリブ倒れが発生しなかった。

これらの結果から、ａ／ｂの値が０．２５以上の場合、光ファイバの密度が高くなり、温度特性が悪化することが確認できた。また、ａ／ｂの値が０．１より小さい場合、スロット型光ファイバケーブル１の機械強度が低くなり、リブ倒れが発生してしまうことも確認できた。したがって、ａ／ｂの値が０．１以上であり、０．２５より小さくなるように設計されたスロット型光ファイバケーブル１は、リブ倒れが発生しない程度の機械強度を有し、かつ高密度に光ファイバを実装することができることが確認できた。

以上のようなスロット型光ファイバケーブル１によれば、スロット型光ファイバケーブル１が有するスロット溝２１の数は４であり比較的少ないので、スロットロッド２が有するリブ２２の数もまた４であり比較的少ない。このため、スロット型光ファイバケーブル１において光ファイバ心線を収容できる空間は比較的広い。したがって、スロット型光ファイバケーブル１は、より多くの光ファイバ心線をスロットロッド２に収容することができる。その一方で、スロット溝２１の数は４であり、リブの数もまた４であり、２より多いため、曲げの異方性が小さい。スロット型光ファイバケーブル１によれば、強度を保持しつつ、光ファイバを高密度に実装することができる。

また、スロット型光ファイバケーブル１によれば、スロット溝２１のそれぞれに、１７２８心と、８００心以上の比較的多くの光ファイバ心線を収容することができる。

また、スロット型光ファイバケーブル１によれば、リブ２２の数は４と比較的少ないが、スロットロッド２は、常温でのヤング率が０．６ＧＰａ以上１．８ＧＰａ以下の樹脂で形成されているため、光ファイバケーブルとして適切な剛性を得ることができる。

また、スロット型光ファイバケーブル１によれば、適切な機械強度を有しつつもリブ２２の厚さｂは薄いので、曲げの異方性を抑制しつつ、光ファイバを高密度に実装することができる。

また、スロット型光ファイバケーブル１によれば、外縁部領域ＯＲにも光ファイバ心線が配置されているので、光ファイバを高密度に実装することができる。

以上、本開示を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本開示の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。また、上記説明した構成部材の数、位置、形状等は上記実施の形態に限定されず、本開示を実施する上で好適な数、位置、形状等に変更することができる。

上記の実施形態において、スロット型光ファイバケーブル１は、４条のスロット溝２１を有しているが、３条のスロット溝２１を有していてもよい。

上記の実施形態において、各スロット溝２１には１７２８心の光ファイバ心線が収容されているが、スロット溝２１に収容されている光ファイバ心線の心数は８００心以上であればよく、１７２８心に限られない。

上記の実施形態において、リブ２２は、その一部が湾曲しているが、リブ２２の全体が湾曲していてもよい。なお、リブ２２の全体が湾曲していても、リブの部分を直線近似するなどして、リブの高さと厚みを求めることができる。

１：スロット型光ファイバケーブル
２：スロットロッド
３：押さえ巻きテープ
４：ケーブル外被
１０：光ファイバテープ心線
２１：スロット溝
２２：リブ
２３：抗張力体
２１０：底部
２１１：リブの直線部分
２２０Ａ，２２０Ｂ，２２０Ｃ，２２０Ｄ，２２０Ｅ，２２０Ｆ，２２０Ｇ，２２０Ｈ：頂点部
２２１：第一リブ
２２２：第二リブ
２２３：第三リブ
２２４：第四リブ
ａ：リブの厚さ
ｂ：リブの高さ
ＣＲ：中心部領域
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４：線
ＯＲ：外縁部領域
Ｐ１：根元の位置
Ｐ２：先端位置

Claims (5)

1. 複数のスロット溝を形成するための複数のリブを有するスロットロッドと、
   前記スロット溝に収容された複数の光ファイバ心線と、を備え、
   前記スロット溝の数は３または４である、スロット型光ファイバケーブル。
2. 前記スロット溝のそれぞれには、８００心以上の前記光ファイバ心線が収容されている、請求項１に記載のスロット型光ファイバケーブル。
3. 前記スロットロッドを形成する材質のヤング率は、０．６ＧＰａ以上１．８ＧＰａ以下である、請求項１または請求項２に記載のスロット型光ファイバケーブル。
4. 前記スロットロッドの中心に配置される抗張力体と、
   前記スロットロッドの周囲に巻かれた押さえ巻きテープと、をさらに備え、
   前記リブの厚さ方向の長さをａ、前記リブのうち前記押さえ巻きテープに接する部分から前記リブの根元までの長さをｂとしたとき、ａ／ｂの値は０．１以上であり、０．２５より小さい、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のスロット型光ファイバケーブル。
5. 断面視において、複数の前記リブのうち隣接するリブ同士の頂点部を結ぶことで形成される線と前記リブとで囲まれた中心部領域と、前記線と前記押さえ巻きテープの間に位置する外縁部領域と、に前記光ファイバ心線が配置されている、請求項４に記載のスロット型光ファイバケーブル。

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