JP2835303B2 - 光ファイバケーブル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、外周にらせん方向
が周期的に反転するＳＺ型の溝を有する溝付きスペーサ
の溝に、テープ状光ファイバ心線を収納してなる光ファ
イバケーブルに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】外周にＳＺ型の溝を形成した溝付きスペ
ーサを使用し、その溝内に光ファイバ心線を収納した光
ファイバケーブルは、接続や端末処理などの際、溝から
光ファイバ心線を取り出すことが容易であるという利点
がある。このタイプのケーブルで、光ファイバ心線とし
てテープ状光ファイバ心線を使用したものとしては従
来、複数枚のテープ状光ファイバ心線を、溝の深さ方向
に積層して溝内に収納したもの（特開平２−８３５０７
号公報、特開平５−２０３８４９号公報）と、溝の幅方
向に積層して溝内に収納したもの（特開平４−５５８０
３号公報）とが公知である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】テープ状光ファイバ心
線は、複数本の光ファイバを同一平面に平行に並べ、共
通被覆を施してテープ状にしたものである。このためテ
ープ面を湾曲させる方向の曲げに対しては各光ファイバ
が一様に曲がり、伝送ロス増がほとんど発生しないが、
テープ面内でテープ側縁を湾曲させる方向の曲げ（エッ
ジワイズ曲げ）が加わると、曲げの内側になる方の光フ
ァイバには圧縮方向の歪が生じ、曲げの外側になる方の
光ファイバには引張方向の歪が生じることになり、大き
な伝送ロス増が発生する。

【０００４】従来の光ファイバケーブルは、溝付きスペ
ーサのＳＺ型の溝に、複数枚のテープ状光ファイバ心線
が、溝の向きに対して一定の方向に積層された状態で収
納されているため、各テープ状光ファイバ心線に必ずテ
ープ側縁を湾曲させる方向の曲げが加わる部分が生じ
る。例えば複数枚のテープ状光ファイバ心線が溝の深さ
方向に積層されているケーブルでは、各テープ状光ファ
イバ心線は溝の反転部（らせん方向が反転する部分）で
主としてテープ側縁を湾曲させる方向の曲げを受ける。
また複数枚のテープ状光ファイバ心線が溝の幅方向に積
層されているケーブルでは、溝の反転部間（１つの反転
部から次の反転部までの間）の中間部で主としてテープ
側縁を湾曲させる方向の曲げを受ける。

【０００５】このように、ＳＺ型の溝を有する溝付きス
ペーサを使用し、その溝にテープ状光ファイバ心線を収
納するタイプの光ファイバケーブルは、どうしてもテー
プ状光ファイバ心線に無理な曲げ応力が加わるため、光
ファイバの伝送ロス増が大きくなるだけでなく、長期信
頼性の点でも問題があり、実用化が難しいとされてい
た。

【０００６】本発明の目的は、以上のような問題点に鑑
み、溝付きスペーサのＳＺ溝にテープ状光ファイバ心線
を収納するタイプの光ファイバケーブルにおける、テー
プ状光ファイバ心線の無理な曲げ歪みと、それに伴う光
ファイバの伝送ロス増、長期信頼性の問題を解決するケ
ーブル構造を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明はこの目的を達成
するため、外周にらせん方向が周期的に反転するＳＺ型
の溝を有する溝付きスペーサと、その溝付きスペーサの
溝の中に収納された１枚あるいは積層された複数枚のテ
ープ状光ファイバ心線とを備えた光ファイバケーブルに
おいて、溝付きスペーサの溝の反転角（溝の１つの反転
部から次の反転部までの溝付きスペーサ周方向における
回転角）θが１８０°より大きく、テープ状光ファイバ
心線が、溝の反転部間中央部（溝の１つの反転部から次
の反転部までの間の中央部）ではテープ面を溝底に向け
た状態で、溝の反転部ではテープ面を溝底に向けたまま
溝に収納したと仮定したときに反転部の溝の曲がりの内
側に位置する方のテープ側縁を溝底に向けた状態で、溝
に収納されており、テープ状光ファイバ心線の幅をＷ、
厚さをＴ、積層枚数をＮとしたとき、溝付きスペーサの
溝の内接円の直径Ｅおよび溝の深さＤがそれぞれ数７式
を満足し、かつ、テープ状光ファイバ心線の余長率をβ
（βは数９式で定義される）としたとき、前記溝の深さ
Ｄが数８式を満足する、ことを特徴とするものである
（請求項１）。なお、ここでいう内接円とは、溝付きス
ペーサの断面において、溝開口部を閉じるように引かれ
た直線と溝内面線とで形成される図形内に、その図形を
構成するいかなる辺とも交差することなく描ける最大径
の円をいう。

【０００８】

【数７】Ｅ、Ｄ≧｛Ｗ² ＋（ＮＴ）² ｝^1/2

【０００９】

【数８】Ｄ≧｛（β＋0.1 ）² ／0.08｝＋ＮＴ （mm）

【００１０】

【数９】β＝｛（Ｌ−Ｌ₀ ）／Ｌ₀ ｝×100 ％ ただし、Ｌ₀ ：溝付きスペーサの溝の長さ Ｌ ：溝に収納されたテープ状光ファイバ心線の長さ

【００１１】なお、溝付きスペーサの溝の断面形状が矩
形である場合は、溝の幅Ｂおよび深さＤがそれぞれ数１
０式を満足し、かつ数１１式を満足すればよい（請求項
２）。

【００１２】

【数１０】Ｂ、Ｄ≧｛Ｗ² ＋（ＮＴ）² ｝^1/2

【００１３】

【数１１】 Ｄ≧｛（β＋0.1 ）² ／0.08｝＋ＮＴ （mm）

【００１４】また、さらに望ましくは数１２式を満足す
るように溝寸法を設定するとよい（請求項３）。

【数１２】 Ｅ≧｛（β＋0.1 ）² ／0.08｝＋ＮＴ （mm）

【００１５】また本発明の光ファイバケーブルを架空ケ
ーブルとして使用する場合には、溝付きスペーサを、そ
の外部にテンションメンバーとして設けた支持線に支持
させる構成とすることが好ましい（請求項４）。

【００１６】溝付きスペーサの溝の向き（開口の向き）
は溝付きスペーサの長手方向で常に変化している。本発
明のケーブルにおいては、溝の中で、溝の向きに対する
テープ状光ファイバ心線の向きが変化する。すなわちテ
ープ状光ファイバ心線は、溝の反転部間中央部ではテー
プ面が溝底に向いているが、溝の反転部ではテープ面を
溝底に向けたまま溝に収納したと仮定したときに反転部
の溝の曲がりの内側に位置する方のテープ側縁が溝底を
向く（溝内でテープが立つ）ように、溝内での向きが変
わる。

【００１７】このように溝内での向きが変わると、テー
プ状光ファイバ心線は、溝の反転部間中央部でも、また
溝の反転部でも、主としてテープ面を湾曲させる方向に
曲げられることになり、テープ面内でテープ側縁を湾曲
させる方向の曲げはほとんど加わらなくなる。このため
テープ状光ファイバ心線内の光ファイバの伝送ロス増が
きわめて小さくなる。

【００１８】テープ状光ファイバ心線が溝の中で向きを
変えられるようにするためには、テープ状光ファイバ心
線の寸法と溝の寸法との関係が重要である。溝の内接円
直径Ｅと深さＤを数７式のように設定すると、テープ状
光ファイバ心線の積層体（１枚の場合を含む）の対角線
の長さより溝の内接円直径および深さが大きくなり、テ
ープ状光ファイバ心線の積層体が溝の中で無理なく向き
を変えられる。またこれによりテープ状光ファイバ心線
が屈曲や捻じりを受けた状態で発生する内部応力が分散
されやすくなる。また溝付きスペーサの溝の断面形状が
矩形である場合は、溝の幅Ｂと深さＤを数１０式のよう
に設定することにより、同様の作用が得られる。

【００１９】また光ファイバケーブルでは、ケーブルの
伸び歪みに対して光ファイバが無歪み状態となることが
理想的である。理想的とはいかないまでも光ファイバの
歪みはケーブルの伸び歪みより小さくなることが望まし
い。そのためには溝に収納されたテープ状光ファイバ心
線に余長をもたせることが有効である。しかしテープ状
光ファイバ心線に余長をもたせると、溝内でテープ状光
ファイバ心線のうねりが生じ、マクロベンドの問題が生
じる。溝の深さＤを数８式のように設定すると、溝内に
テープ状光ファイバ心線を必要な余長率βを持たせて収
納した状態で、光ファイバのマクロベンドによる曲げ歪
みを、長期信頼性を考慮した0.1 ％未満に押さえること
が可能となる。また溝付きスペーサの溝の断面形状が矩
形である場合は、溝の深さＤを数１１式のように設定す
ることにより、同様の作用が得られる。

【００２０】このようなことから溝の寸法を、数７式と
数８式を共に満足するように、あるいは数１０式と数１
１式を共に満足するように設定すれば、伝送ロス増の少
ない、長期信頼性に優れた光ファイバケーブルを構成で
きる。

【００２１】なお溝の反転角を１８０°より大きくする
のは、テープ状光ファイバ心線が、溝の反転部間中央部
でテープ面が溝底に向いている状態から、溝の反転部で
テープ側縁が溝底に向くまで、無理なく向きを変化させ
るためには、少なくとも９０°の回転角が必要であり、
そのためには溝の反転角が１８０°より大きい必要があ
るからである。

【００２２】溝の反転角が３６０°以上になると、溝か
らのテープ状光ファイバ心線の取り出し易さが損なわれ
る。溝からのテープ状光ファイバ心線の取り出し易さを
考慮すれば、溝の反転角は３６０°以下である。したが
って溝の反転角θは通常１８０°＜θ≦３６０°の範囲
内で選定される。溝の反転角の好ましい範囲は２１０°
〜３３０°、さらに好ましい範囲は２７０°〜３００°
である。

【００２３】またテープ状光ファイバ心線は光ファイバ
の心数が多くなるほど、幅が大きくなり、テープ側縁を
湾曲させる方向の曲げによる悪影響が大きくなるので、
本発明は幅が比較的大きい４心以上のテープ状光ファイ
バ心線を使用する場合に特に効果的である。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照して詳細に説明する。図１および図２は本発明に係
る光ファイバケーブルの基本的な構成を示す説明図であ
る。図１（Ａ）は溝付きスペーサ11の断面を、（Ｂ）は
溝付きスペーサ11の側面を模式的に示している。13′は
溝付きスペーサ11の外周に形成されたＳＺ型の溝の軌跡
である。図２（ａ）〜（ｋ）はそれぞれ図１（Ｂ）のａ
−ａ線〜ｋ−ｋ線における断面図である。

【００２５】符号11は溝付きスペーサ、13はその外周に
形成されたＳＺ型の溝、15は溝13の中に収納されたテー
プ状光ファイバ心線である。この例では溝13に３枚のテ
ープ状光ファイバ心線15が積層状態で収納されている。
３枚のテープ状光ファイバ心線15の１枚１枚と、その向
きを識別するため、外側２枚のテープ状光ファイバ心線
15の片側に○印と×印をつけてある。

【００２６】溝13は図１（Ｂ）に示すように溝付きスペ
ーサ11の外周にらせん方向が周期的に反転するように形
成されている。符号17は溝のらせん方向の反転部、19は
溝の反転部間中央部（溝の１つの反転部17から次の反転
部17までの間の中央部）、Ｐは溝の反転ピッチ（１つの
反転部17から次の反転部17までの溝付きスペーサの中心
軸線距離）である。また図１（Ａ）において、θは溝の
反転角（溝の１つの反転部17から次の反転部17までの溝
付きスペーサ周方向における回転角）である。この例で
はθ＝ 300°としてある。図２では（ａ）から（ｋ）ま
での１反転ピッチだけが示されているが、これに続く次
の１反転ピッチでは逆に（ｋ）から（ａ）までの状態と
なり、以下これが繰り返されることになる。

【００２７】溝13の反転部間中央部19では、図２（ｆ）
に示すようにテープ状光ファイバ心線15がテープ面を溝
底に向けた状態で溝13に収納されており、溝13の反転部
17では、図２（ａ）（ｋ）に示すようにテープ状光ファ
イバ心線15がテープ側縁を溝底に向けた状態で（テープ
が溝の中で立つような状態で）溝13に収納されている。
ただし図２（ａ）と（ｋ）では溝13の向きに対するテー
プ状光ファイバ心線15の向きが反対である。すなわち図
２（ａ）ではテープ状光ファイバ心線15の○印・×印と
反対側の側縁が溝底に向いているが、（ｋ）ではテープ
状光ファイバ心線15の○印・×印側の側縁が溝底に向い
ている。この状態は、いずれの反転部でもテープ状光フ
ァイバ心線15が、テープ面を溝底に向けたまま溝に収納
したと仮定したときに「反転部の溝の曲がりの内側」に
位置する方のテープ側縁が溝底を向くように、配置され
ているということである。

【００２８】なお「反転部の溝の曲がりの内側」とは図
３の17ａの部分である。図３は１本のＳＺらせん溝13を
有する溝付きスペーサ11の側面を示している。17は溝13
の反転部、17ａは反転部17の溝の曲がりの内側、17ｂは
反転部17の溝の曲がりの外側、19は反転部間中央部であ
る。

【００２９】溝13内に前記のように収納されたテープ状
光ファイバ心線15は、反転部17でも、反転部間中央部19
でも、主としてテープ面を湾曲させる方向に曲げられる
ことになる。したがってこの状態がテープ状光ファイバ
心線15の、テープ側縁を湾曲させる方向の曲げが最も少
ない状態である。

【００３０】さらにこのような収納の仕方では、テープ
状光ファイバ心線15に加わる捻じりも少なくなる。図２
（ａ）〜（ｋ）を一見すると、溝13の中でテープ状光フ
ァイバ心線15の積層体が回転して捻じられているように
見えるが、実際には（ａ）から（ｄ）の区間と（ｈ）か
ら（ｋ）の区間では、溝13の向きが変化するだけで、テ
ープ状光ファイバ心線15の向きはほとんど変化しない。

【００３１】ということは上記の区間ではテープ状光フ
ァイバ心線15に捻じりが加わらないことを意味する。テ
ープ状光ファイバ心線15に捻じりが加わるのは（ｄ）か
ら（ｈ）の区間だけ（反転角 300°のうち 120°だけ）
である。従来のケーブルでは１つの反転部から次の反転
部までの間のどの位置でもテープ状光ファイバ心線に捻
じりが加わっていたが、これに比べると本発明のケーブ
ルは、テープ状光ファイバ心線に加わる捻じりが大幅に
少ない（１反転ピッチで 180°少ない）ことになる。

【００３２】次に溝付きスペーサの溝の反転角θについ
て説明する。テープ状光ファイバ心線15が、側縁を溝底
に向けている図２（ａ）の状態から、テープ面を溝底に
向ける（ｄ）の状態になるまでには、溝13の向きが90°
回転する必要がある。同様に（ｈ）の状態から（ｋ）の
状態になるまでにも、溝13の向きが90°回転する必要が
ある。換言すれば、テープ状光ファイバ心線15が、溝の
反転部でテープ側縁を溝底に向け、溝の反転部間中央部
でテープ面を溝底に向ける状態を得るためには、反転部
の両側でそれぞれ溝の向きが溝付きスペーサ周方向に少
なくとも90°回転する必要がある。

【００３３】したがって溝付きスペーサ11の溝13の反転
角θは 180°より大きくする必要がある。ちなみにθ＝
180°はテープ状光ファイバ心線に捻じりが殆ど加わら
ない状態である。溝13の反転角θの上限は前述したよう
に 360°以下にすることが望ましい。したがって溝の反
転角θは通常、 180°〜 360°の範囲内の適当な値に設
定される。

【００３４】図２（ａ）〜（ｋ）に示した、溝13の向き
とテープ状光ファイバ心線15の向きとの関係は理想的な
状態である。実際にはテープ状光ファイバ心線15は溝13
内でフリーであるため、自身の弾性、剛性あるいは反転
部での曲げの力などにより、溝13内で最も安定な状態に
向きを変える。図４（ａ）〜（ｋ）にその具体例を示
す。図４（ａ）〜（ｋ）はそれぞれ図１（Ｂ）のａ−ａ
線〜ｋ−ｋ線における断面図である。

【００３５】溝13の反転部間中央部19では（ｆ）に示す
ようにテープ状光ファイバ心線15がテープ面を溝底に向
けた状態で溝13に収納されている。この点は図２の場合
と同じである。図４の例では、（ｆ）から溝13の向きが
90°回転したところ、すなわち（ｃ）（ｉ）でテープ状
光ファイバ心線15が溝13内でほぼ直立した状態となり、
さらに溝13の反転部17では（ａ）（ｋ）に示すようにテ
ープ状光ファイバ心線15が直立状態より反転部17の溝の
曲がりの内側の方へ倒れた状態となる。本発明において
「テープ状光ファイバ心線が溝の反転部でテープ側縁を
溝底に向けた状態で溝に収納されている」とは図４
（ａ）（ｋ）のような状態も含むものである。

【００３６】なお、図２および図４では溝13の反転部に
おいてテープ状光ファイバ心線15の積層体の側縁の全体
あるいは一部が溝底に接しているが、テープ状光ファイ
バ心線にかかる張力あるいはＳＺらせん溝の反転角の大
きさによっては、テープ状光ファイバ心線の積層体の側
縁は溝底に接することなく溝底から浮いた状態になる場
合もある。図５（Ａ）および（Ｂ）にその具体例を示
す。図５（Ａ）は図２（ａ）におけるテープ状光ファイ
バ心線15の積層体の側縁が溝底から浮いた状態を示す図
である。また図５（Ｂ）は図４（ａ）におけるテープ状
光ファイバ心線15の積層体の側縁が溝底から浮いた状態
を示す図である。なお17ａは前述のように反転部曲がり
の内側、17ｂは反転部曲がりの外側を示している。本発
明において「テープ状光ファイバ心線が溝の反転部でテ
ープ側縁を溝底に向けた状態で溝に収納されている」と
は図５（Ａ）および（Ｂ）のようなテープ状光ファイバ
心線15が溝底から浮いた状態も含むものである。

【００３７】また、ＳＺらせん溝に収納されたテープ状
光ファイバ心線の積層体は、テープ状光ファイバ心線相
互が拘束されていないので、完全な積層状態（各テープ
状光ファイバ心線の側縁が相互にずれていない状態）か
ら多少ずれた状態（各テープ状光ファイバ心線の側縁が
相互にずれている状態）になる場合もある。図６（Ａ）
および（Ｂ）にその具体例を示す。図６（Ａ）はテープ
状光ファイバ心線15の積層体が溝底に接している場合に
ついて、テープ状光ファイバ心線15の積層体の積層状態
が多少ずれた状態を示し、図６（Ｂ）はテープ状光ファ
イバ心線15の積層体が溝底から浮いている場合につい
て、テープ状光ファイバ心線15の積層体の積層状態が多
少ずれた状態を示している。本発明において「テープ状
光ファイバ心線が溝の反転部でテープ側縁を溝底に向け
た状態で溝に収納されている」とは図６（Ａ）および
（Ｂ）のようなテープ状光ファイバ心線15の積層体の積
層状態が多少ずれている状態も含むものである。

【００３８】次に、溝付きスペーサの溝の寸法について
説明する。テープ状光ファイバ心線が溝付きスペーサの
溝の中で、テープ面を溝底に向けた状態と、テープ側縁
を溝底に向けた状態を得るためには、テープ状光ファイ
バ心線の積層体が溝の中で、積層状態を崩すことなく、
相対的に向きを変えられるようにすることが好ましい。
一方、溝の寸法を長手方向で変化させることは溝付きス
ペーサの製造上きわめて困難である。したがって溝の寸
法を全長にわたって一定とすると、溝付きスペーサの溝
の寸法は、次のように定めればよい。すなわち図７に示
すように、テープ状光ファイバ心線15の幅をＷ、厚さを
Ｔ、積層枚数をＮとしたとき、溝付きスペーサ11の溝13
の内接円直径Ｅおよび深さＤはそれぞれ次式（数７式と
同じ）を満足するように設定する。

【００３９】

【数１３】Ｅ、Ｄ≧｛Ｗ² ＋（ＮＴ）² ｝^1/2

【００４０】このようにすると、テープ状光ファイバ心
線15の積層体の対角線の長さＬより溝13の内接円直径Ｅ
および深さＤが大きくなるから、溝13の中でテープ状光
ファイバ心線15の積層体が積層状態を崩すことなく、か
つ無理な応力を発生させることなく、相対的に向きを変
えることが可能である。

【００４１】なお、溝付きスペーサを押出成形で製造す
ると、溝の反転部およびその近傍で溝の両側壁が、反転
部の曲がりの内側の方へ傾くことがあるが、溝の反転部
およびその近傍で溝の傾きが発生する場合は、溝の反転
部およびその近傍以外のところで溝の内接円直径Ｅと深
さＤが数７式を満足するように設定すればよい。図７は
矩形溝の場合であるが、台形溝の場合も同じことがいえ
る。なお矩形溝の場合には、図８に示すように、テープ
状光ファイバ心線15の幅をＷ、厚さをＴ、積層枚数をＮ
としたとき、溝付きスペーサ11の溝13の幅Ｂおよび深さ
Ｄはそれぞれ次式（数１０式と同じ）を満足するように
設定することもできる。このようにしても図７の場合と
同じ結果が得られる。

【００４２】

【数１４】Ｂ、Ｄ≧｛Ｗ² ＋（ＮＴ）² ｝^1/2

【００４３】一方、光ファイバケーブルには張力がかか
るので、その影響を光ファイバに及ぼさないようにする
ためには、溝内のテープ状光ファイバ心線に余長をもた
せることが有効である。テープ状光ファイバ心線に余長
をもたせると、溝内でテープ状光ファイバ心線のうねり
が生じる。溝内でのテープ状光ファイバ心線のうねりが
ケーブル長手方向に均一に生じるものとすると、図６に
示すように、テープ状光ファイバ心線15は溝13内で近似
的にsin カーブを描く。そこでsin カーブのピッチを
Ｐ、振幅をａとして、溝中心軸線方向にＸ軸を設定した
場合に、うねりは近似的に関数ｆ（Ｘ）＝ａＸ sin（２
πＸ／Ｐ）と表せる。この場合、余長率βと、うねりの
ピッチＰおよび振幅ａとの関係は数１５式で近似でき
る。

【００４４】

【数１５】

【００４５】また、うねり曲がり（以下マクロベンドと
いう）の最小曲率半径ρは次式により近似できる。

【００４６】

【数１６】ρ＝（Ｐ／２π）² ／ａ

【００４７】また、曲率半径ρの曲がりにより生じる光
ファイバの歪みεは、光ファイバの直径をｄとすると、
次式により近似できる。

【００４８】

【数１７】ε＝ｄ／（２ρ）

【００４９】光ファイバのマクロベンドによる曲げ歪み
εは、長期信頼性を考慮した場合、0.1 ％未満におさえ
ることが重要である。そのためには、必要な余長に合わ
せて溝寸法を決めることにすればよい。数１５、１６、
１７式から、余長率βのマクロベンドによる曲げ歪みを
0.1 ％未満におさえた場合、振幅ａの最大値は近似的に
次式で表すことができる。

【００５０】

【数１８】ａ＝（β＋0.1 ）² ／0.16

【００５１】また、テープ状光ファイバ心線の積層体
（厚さＮ×Ｔ）が溝内で、振幅ａでうねるのを許容する
ためには、溝の深さＤを次式のように設定する必要があ
る（図９参照）。

【００５２】

【数１９】Ｄ≧２ａ＋ＮＴ

【００５３】また反転部においてはテープ面が溝側壁面
を向いていることを考慮すると、次式のように溝寸法を
設定するのがより望ましい。

【００５４】

【数２０】Ｅ≧２ａ＋ＮＴ

【００５５】したがって、余長率βのとき、マクロベン
ドによる曲げ歪みを0.1 ％未満におさえるためには、溝
寸法を前記数１０式のように設定すればよいことにな
る。例えば、４心のテープ状光ファイバ心線（幅Ｗ＝1.
1 mm、厚さＴ＝0.4 mm）を１〜５枚積層して、１つの溝
に収納する場合、余長率βに対する溝の幅Ｂと深さＤの
最小必要寸法は、数１０式、数１１式より、表１に示す
ような値となる（単位はmm）。表１において、△印は数
１１式により定まった値、無印は数１０式で定まった値
である。

【００５６】

【表１】

【００５７】光ファイバケーブルを布設するときの最大
荷重は一般に0.2 ％伸び歪み相当の荷重とされるため、
余長率βは0.2 ％以上とすることが望ましい。また架空
ケーブルの場合は、高温、有風時におけるケーブルの伸
びに対して、光ファイバの伸び歪みが0.1 ％以下である
ことが要求される。そこで約0.2 ％のケーブル伸び（高
温、有風時）に対し、テープ状光ファイバ心線の歪みを
0.1 ％以下にするためには、余長率βは0.1 ％以上であ
ることが望ましい。さらに望ましくは、高温、有風時の
ケーブル伸び0.2 ％に対して光ファイバの伸び歪みを0.
05％以下にすることである。そのためにはテープ状光フ
ァイバ心線の余長率βは0.15％以上であることが望まし
い。さらに望ましくは余長率βを0.2 ％以上にするとよ
い。余長率βを0.2 ％以上にすれば、最悪の条件下にお
いても、光ファイバがほぼ無歪みに近い状態となり、良
好な特性を維持できる。

【００５８】図１０（Ａ）（Ｂ）は本発明に係る光ファ
イバケーブルの一実施形態を示す。（Ａ）は溝13の反転
部間中央部における断面図（図１のｆ−ｆ線断面に相
当）、（Ｂ）は溝13の反転部における断面図（図１のａ
−ａ線またはｋ−ｋ線断面に相当）である。溝付きスペ
ーサ11はポリエチレンの押出成形体からなり、中心に鋼
撚線のテンションメンバー21を有し、外周に８本のＳＺ
型の溝13を有している。

【００５９】図１０の例は、８本の溝13のうち溝番号１
の溝に１枚のテープ状光ファイバ心線15を、溝番号４の
溝に２枚のテープ状光ファイバ心線15の積層体を収納し
た場合であるが、各溝に収納するテープ状光ファイバ心
線の積層枚数は任意である。テープ状光ファイバ心線15
は、溝13の反転部間中央部では図１０（Ａ）のようにテ
ープ面が溝底を向くように、反転部では図１０（Ｂ）の
ようにテープ側縁が溝底を向くように（正確には、テー
プ面を溝底に向けたまま溝に収納したと仮定したときに
反転部の溝の曲がりの内側に位置する方のテープ側縁が
溝底を向くように）、溝13内に収納されている。なお23
は押さえ巻き、25はシースである。図１０のようなケー
ブル構造で、表２に示す３種類の光ファイバケーブルを
試作した。

【００６０】

【表２】

【００６１】なお表２において、溝幅Ｂの左側の数値は
「溝底幅」を、右側の数値は「溝上端幅」を示す。いず
れのケーブルも溝付きスペーサの溝13の反転角θは約 3
00°、反転ピッチＰは約240 mmである。使用したテープ
状光ファイバ心線15は図１１（Ａ）に示すように４心の
光ファイバ27に共通被覆29を施したもので、その断面寸
法は幅1.1 mm、厚さ0.4 mmである。２枚のテープ状光フ
ァイバ心線15の積層体の断面寸法は図１１（Ｂ）のとお
りである。

【００６２】以上のような３種類の光ファイバケーブル
を試作し、各々について、テープ状光ファイバ心線を溝
付きスペーサの溝に収納して押さえ巻き23を巻いた段階
と、シース25を施した段階で、各テープ状光ファイバ心
線15の伝送ロスを測定した。測定波長λは1.55μm であ
る。その結果を表３〜表５に示す。

【００６３】

【表３】

【００６４】

【表４】

【００６５】

【表５】

【００６６】伝送ロスの目標値は平均0.25dB／km以下で
あるので、これらのケーブルは十分な性能を有すること
が確認された。

【００６７】また、製造条件によっては、図１２（Ａ）
（Ｂ）に示すように、溝13の反転部においてテープ状光
ファイバ心線15の積層体が溝底から浮いた状態になる場
合もあるが、この場合も伝送ロスは0.25dB／km以下とな
り、十分な性能を有することが確認された。なお図１２
（Ａ）は溝13の反転部間中央部における断面図（図１の
ｆ−ｆ線断面に相当）、（Ｂ）は溝13の反転部における
断面図（図１のａ−ａ線またはｋ−ｋ線断面に相当）で
ある。

【００６８】図１３（Ａ）〜（Ｃ）は本発明に係る光フ
ァイバケーブルの他の実施形態を示す。（Ａ）は溝13の
一方の反転部における断面図（図１のａ−ａ線断面に相
当）、（Ｂ）は溝13の反転部間中央部における断面図
（図１のｆ−ｆ線断面に相当）、（Ｃ）は溝13の他方の
反転部における断面図（図１のｋ−ｋ線断面に相当）で
ある。溝付きスペーサ11はポリエチレンの押出成形体か
らなり、中心に単鋼線のテンションメンバー21を有し、
外周に５本のＳＺ型の溝13を有している。

【００６９】図１３の例は、５本の溝13のうち溝番号１
の溝に３枚のテープ状光ファイバ心線15の積層体を、溝
番号２の溝に２枚のテープ状光ファイバ心線15の積層体
を、溝番号３の溝に１枚のテープ状光ファイバ心線15
を、溝番号４の溝に２枚のテープ状光ファイバ心線15の
積層体を、溝番号５の溝に１枚のテープ状光ファイバ心
線15を、それぞれ収納した場合であるが、各溝に収納す
るテープ状光ファイバ心線の積層枚数は任意である。

【００７０】テープ状光ファイバ心線15は、溝13の反転
部間中央部では図１３（Ｂ）のようにテープ面が溝底を
向くように、反転部では図１３（Ａ）（Ｃ）のように傾
いた状態でテープ側縁が溝底を向くように、溝13内に収
納されている。なお23は押さえ巻き、25はシースであ
る。図１３のようなケーブル構造で、表６に示す５種類
の光ファイバケーブルを試作した。

【００７１】

【表６】

【００７２】いずれのケーブルも溝付きスペーサの溝13
の反転角θは約 290°、反転ピッチＰは約250 mmであ
る。使用したテープ状光ファイバ心線15は図１１（Ａ）
に示すように４心の光ファイバ27に共通被覆29を施した
もので、その断面寸法は幅1.1 mm、厚さ0.4 mmである。
２枚のテープ状光ファイバ心線15の積層体の断面寸法は
図１１（Ｂ）、３枚のテープ状光ファイバ心線15の積層
体の断面寸法は図１１（Ｃ）のとおりである。

【００７３】以上のような５種類の光ファイバケーブル
を試作し、各々について、テープ状光ファイバ心線を溝
付きスペーサの溝に収納して押さえ巻き23を巻いた段階
と、シース25を施した段階で、各テープ状光ファイバ心
線15の伝送ロスを測定した。測定波長λは1.55μm であ
る。その結果を表７〜表１１に示す。

【００７４】

【表７】

【００７５】

【表８】

【００７６】

【表９】

【００７７】

【表１０】

【００７８】

【表１１】

【００７９】伝送ロスの目標値は平均0.25dB／km以下で
あるので、これらのケーブルは十分な性能を有すること
が確認された。

【００８０】次に図１３のようなケーブル構造で、表１
２に示す２種類の光ファイバケーブルを試作した。

【００８１】

【表１２】

【００８２】いずれのケーブルも溝付きスペーサの溝13
の反転角θは約 290°、反転ピッチＰは約250 mmであ
る。使用したテープ状光ファイバ心線15は図１１（Ａ）
（Ｂ）のとおりである。前記実施形態より溝幅Ｂが大き
くなっているのは、溝付きスペーサのＳＺ溝へのテープ
状光ファイバ心線の落とし込み速度を上げるため、ＳＺ
溝へテープ状光ファイバ心線を落とし込むガイドを用い
た関係である。

【００８３】以上のような２種類の光ファイバケーブル
を試作し、各々について、テープ状光ファイバ心線を溝
付きスペーサの溝に収納して押さえ巻き23を巻いた段階
と、シース25を施した段階で、各テープ状光ファイバ心
線15の伝送ロスを測定した。測定波長λは1.55μm であ
る。その結果を表１３、表１４に示す。

【００８４】

【表１３】

【００８５】

【表１４】

【００８６】伝送ロスの目標値は平均0.25dB／km以下で
あるので、これらのケーブルは十分な性能を有すること
が確認された。

【００８７】また、製造条件によっては、図１４（Ａ）
（Ｂ）に示すように、溝13の反転部においてテープ状光
ファイバ心線15の積層体が溝底から浮いた状態になる場
合もあるが、この場合も伝送ロスは0.25dB／km以下とな
り、十分な性能を有することが確認された。なお図１４
（Ａ）は溝13の反転部間中央部における断面図（図１の
ｆ−ｆ線断面に相当）、（Ｂ）は溝13の反転部における
断面図（図１のａ−ａ線またはｋ−ｋ線断面に相当）で
ある。

【００８８】図１５（Ａ）（Ｂ）は本発明のさらに他の
実施形態を示す。（Ａ）は溝13の反転部間中央部におけ
る断面図（図１のｆ−ｆ線断面に相当）、（Ｂ）は溝13
の反転部における断面図（図１のａ−ａ線またはｋ−ｋ
線断面に相当）である。この実施形態は、複数枚のテー
プ状光ファイバ心線15の積層体を、そのテープ側縁が並
ぶ面に発泡プラスチック等からなるクッション性の保護
テープ31を沿わせた状態で、溝付きスペーサ11の溝13内
に収納したものである。このようにするとテープ状光フ
ァイバ心線15の側縁が直接、溝底や溝壁に押し付けられ
ることがなくなり、伝送ロス増の抑制に有効である。

【００８９】図１６は本発明のさらに他の実施形態を示
す。この実施形態は、溝付きスペーサ11として、個々に
溝13を有する複数本のセグメント形溝部材33をテンショ
ンメンバー21のまわりにＳＺ撚りで撚り合わせたものを
使用した例である。それ以外の構成は図１３の実施形態
と同様であるので同一部分には同一符号を付して説明を
省略する。

【００９０】図１７ないし図２０はそれぞれ本発明の光
ファイバケーブルを、架空布設用の自己支持型ケーブル
として構成した場合の実施形態を示す。図１７の実施形
態は、図１３の光ファイバケーブルの押さえ巻き23を施
した状態のものに支持線35を沿わせ、断面ほぼ８字形の
共通被覆37を施して、自己支持型ケーブルとしたもので
ある。図１８の実施形態は、図１６の光ファイバケーブ
ルの押さえ巻き23を施した状態のものに支持線35を沿わ
せ、断面ほぼ８字形の共通被覆37を施して、自己支持型
ケーブルとしたものである。図１９の実施形態は、図１
３または図１６の光ファイバケーブル39に、支持線35を
沿わせ、ラッシングワイヤー41を巻き付けて、自己支持
型ケーブルとしたものである。

【００９１】図２０の実施形態は、図１３または図１６
の光ファイバケーブル39に、支持線35を沿わせ、両者を
モールド成形体43により間欠的に一体化して、自己支持
型ケーブルとしたものである。図２１の実施形態は、図
１３の光ファイバケーブルの押さえ巻き23を施した状態
のものを支持線35に波形に沿わせ、断面ほぼ８字形の共
通被覆37を施して、自己支持型ケーブルとしたものであ
る。このケーブルは、共通被覆37の溝付きスペーサ側37
ａと支持線側37ｂの間にスリット45が形成されている。
なお図２１（Ａ）は断面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は
底面図である。

【００９２】なお以上の実施形態では、溝付きスペーサ
として複数本の溝を有するものを使用したが、本発明に
使用する溝付きスペーサは、溝の本数を制限されるもの
ではなく、例えば図２および図４に示すように１本の溝
しか有しないものであってもよい。また溝付きスペーサ
の溝に収納されたテープ状光ファイバ心線の積層体は、
テープ状光ファイバ心線が相互に拘束されていないの
で、積層状態が多少崩れる場合もある。

【００９３】また以上の実施形態では厚さ0.4 mmのテー
プ状光ファイバ心線を使用した場合を説明したが、本発
明ではこれ以外の厚さのテープ状光ファイバ心線を使用
することもできる。例えば、４心で、厚さ0.25〜0.27m
m、幅1.1 mmのテープ状光ファイバ心線（これは、光フ
ァイバ素線の外径が0.25mmであるから、その外径とほぼ
同じ厚さのテープ状光ファイバ心線ということになる）
を使用すると、１溝に５枚のテープ状光ファイバ心線の
積層体を収納することとして、溝幅を1.7 mm、溝深さを
1.7 mm、５本の溝を有する溝付きスペーサの外径を約７
mmとすることができる。これによりテープ状光ファイバ
心線の収納密度を高めることができると共に、ケーブル
切り口端末での外力によるテープ状光ファイバ心線の配
列乱れが防止できる効果のあることも分かった。またこ
の寸法のケーブルでテープ状光ファイバ心線の伝送ロス
は、「押さえ巻きを巻いた段階」で平均0.21dB／km、最
小0.19dB／km、最大0.25dB／km、「シースを施した段
階」で平均0.20dB／km、最小0.19dB／km、最大0.24dB／
kmであった。

【００９４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、外
周にらせん方向が周期的に反転するＳＺ型の溝を有する
溝付きスペーサの溝内にテープ状光ファイバ心線を収納
するタイプの光ファイバケーブルにおいて、テープ状光
ファイバ心線に加わる、捻じりと、テープ面内でテープ
側縁を湾曲させる方向の曲げとを小さくできると共に、
テープ状光ファイバ心線に余長を持たせることができる
ため、テープ状光ファイバ心線の伝送ロスを十分小さく
抑えることができる。このため本発明は、このタイプの
光ファイバケーブルの実用化に大きく貢献するものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る光ファイバケーブルを説明する
ための（Ａ）は断面を、（Ｂ）は側面を示す模式図。

【図２】 （ａ）〜（ｋ）はそれぞれ、溝の向きとテー
プ状光ファイバ心線の向きとの関係の一例を示す、図１
のａ−ａ線〜ｋ−ｋ線における断面図。

【図３】 本発明に用いる溝付きスペーサの一例を示す
側面図。

【図４】 （ａ）〜（ｋ）はそれぞれ、溝の向きとテー
プ状光ファイバ心線の向きとの関係の他の例を示す、図
１のａ−ａ線〜ｋ−ｋ線における断面図。

【図５】 （Ａ）（Ｂ）はそれぞれ溝の反転部でテープ
状光ファイバ心線の積層体が溝底から浮いている状態を
示す断面図。

【図６】 （Ａ）（Ｂ）はそれぞれ溝の中でテープ状光
ファイバ心線の積層状態が多少ずれた状態を示す断面
図。

【図７】 本発明に係る光ファイバケーブルの、テープ
状光ファイバ心線の寸法と溝付きスペーサの溝の深さ、
内接円との関係を示す断面図。

【図８】 本発明に係る光ファイバケーブルの、テープ
状光ファイバ心線の寸法と溝付きスペーサの溝の深さ、
幅との関係を示す断面図。

【図９】 溝付きスペーサの溝内でのテープ状光ファイ
バ心線のうねりの状態を示す説明図。

【図１０】 本発明に係る光ファイバケーブルの一実施
形態を示す、（Ａ）は溝の反転部間中央部における断面
図、（Ｂ）は溝の反転部における断面図。

【図１１】 （Ａ）〜（Ｄ）はそれぞれテープ状光ファ
イバ心線の積層状態を示す断面図。

【図１２】 本発明の他の実施形態を示す、（Ａ）は溝
の反転部間中央部における断面図、（Ｂ）は溝の反転部
における断面図。

【図１３】 本発明のさらに他の実施形態を示す、
（Ａ）（Ｃ）は溝の反転部における断面図、（Ｂ）は溝
の反転部間中央部における断面図。

【図１４】 本発明のさらに他の実施形態を示す、
（Ａ）（Ｃ）は溝の反転部における断面図、（Ｂ）は溝
の反転部間中央部における断面図。

【図１５】 本発明のさらに他の実施形態を示す、
（Ａ）は溝の反転部間中央部における要部断面図、
（Ｂ）は溝の反転部における要部断面図。

【図１６】 本発明のさらに他の実施形態を示す、溝の
反転部間中央部における断面図。

【図１７】 本発明の光ファイバケーブルを自己支持型
にした場合の一実施形態を示す断面図。

【図１８】 本発明の光ファイバケーブルを自己支持型
にした場合の他の実施形態を示す断面図。

【図１９】 本発明の光ファイバケーブルを自己支持型
にした場合のさらに他の実施形態を示す斜視図。

【図２０】 本発明の光ファイバケーブルを自己支持型
にした場合のさらに他の実施形態を示す斜視図。

【図２１】 本発明の光ファイバケーブルを自己支持型
にした場合のさらに他の実施形態を示す、（Ａ）は断面
図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は底面図。

【符号の説明】

11：溝付きスペーサ 13：ＳＺ型の溝 13′：溝13の軌跡 15：テープ状光ファイバ心線 17：溝13の反転部 19：溝13の反転部間中央部 27：光ファイバ 29：共通被覆 35：支持線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 冨田 茂 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 速水 茂和 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 岡田 勝 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日 本電信電話株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G02B 6/44 366

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】外周にらせん方向が周期的に反転するＳＺ
   型の溝を有する溝付きスペーサと、その溝付きスペーサ
   の溝の中に収納された１枚あるいは積層された複数枚の
   テープ状光ファイバ心線とを備えた光ファイバケーブル
   において、 溝付きスペーサの溝の反転角（溝の１つの反転部から次
   の反転部までの溝付きスペーサ周方向における回転角）
   θが１８０°より大きく、 テープ状光ファイバ心線が、溝の反転部間中央部（溝の
   １つの反転部から次の反転部までの間の中央部）ではテ
   ープ面を溝底に向けた状態で、溝の反転部ではテープ面
   を溝底に向けたまま溝に収納したと仮定したときに反転
   部の溝の曲がりの内側に位置する方のテープ側縁を溝底
   に向けた状態で、溝に収納されており、 テープ状光ファイバ心線の幅をＷ、厚さをＴ、積層枚数
   をＮとしたとき、溝付きスペーサの溝の内接円直径Ｅお
   よび溝の深さＤがそれぞれ数１式を満足し、 かつ、テープ状光ファイバ心線の余長率をβ（βは数３
   式で定義される）としたとき、前記溝の深さＤが数２式
   を満足する、 ことを特徴とする光ファイバケーブル。 【数１】Ｅ、Ｄ≧｛Ｗ² ＋（ＮＴ）² ｝^1/2 【数２】Ｄ≧｛（β＋0.1 ）² ／0.08｝＋ＮＴ （mm） 【数３】β＝｛（Ｌ−Ｌ₀ ）／Ｌ₀ ｝×100 ％ ただし、Ｌ₀ ：溝付きスペーサの溝の長さ Ｌ ：溝に収納されたテープ状光ファイバ心線の長さ
2. 【請求項２】溝付きスペーサの溝の断面形状が矩形で、
   溝の幅Ｂおよび深さＤがそれぞれ数４式を満足し、かつ
   数５式を満足することを特徴とする請求項１記載の光フ
   ァイバケーブル。 【数４】Ｂ、Ｄ≧｛Ｗ² ＋（ＮＴ）² ｝^1/2 【数５】Ｄ≧｛（β＋0.1 ）² ／0.08｝＋ＮＴ （mm）
3. 【請求項３】溝付きスペーサの溝の断面形状が数６式を
   満足することを特徴とする請求項１または２記載の光フ
   ァイバケーブル。 【数６】Ｅ≧｛（β＋0.1 ）² ／0.08｝＋ＮＴ （mm）
4. 【請求項４】溝付きスペーサが、それに沿って設けられ
   た支持線に支持されていることを特徴とする請求項１、
   ２または３記載の光ファイバケーブル。
5. 【請求項５】余長率βが０．１％以上であることを特徴
   とする請求項１、２、３または４記載の光ファイバケー
   ブル。