JP3320937B2

JP3320937B2 - 光ケーブル

Info

Publication number: JP3320937B2
Application number: JP04532295A
Authority: JP
Inventors: 佳延北山; 渉桂島; 秀行岩田
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp; Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp; Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1995-03-06
Filing date: 1995-03-06
Publication date: 2002-09-03
Anticipated expiration: 2017-09-03
Also published as: JPH08240752A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ケーブル、特に、高
密度に光ファイバ心線を収容した光ケーブルに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】テープ状光ファイバ心線を収容した一溝
型スロット部材を用い、この一溝型スロット部材の複数
本を撚り合わせた光ケーブルが知られている。高密度の
光ケーブルを実現するには優れた構造である。

【０００３】図５，図６は、特開平４−１４３７１０号
公報に記載された光ケーブルの断面図であり、図５は一
溝型スロット部材を１層撚り合わせたもの、図６は２層
撚り合わせたものである。図中、１１はテープ状光ファ
イバ心線、１２は中心抗張力体、１３は一溝型スロット
部材、１４はスロット、１５は下撚り吸水テープ、１６
は上撚り吸水テープ、１７は外被である。この光ケーブ
ルでは、中心抗張力体１２の周囲に、１層、あるいは、
２層以上の一溝型スロット部材１３を撚り合わせてい
る。一溝型スロット部材１３のスロット１４には、複数
のテープ状光ファイバ心線１１が収容されており、その
周囲に下撚り吸水テープ１５が巻かれている。図５の光
ケーブルでは、中心抗張力体の周囲に６本の一溝型スロ
ット部材１１を撚り合わせ、その上に、上撚り吸水テー
プ１６を巻かれ、ポリエチレンの外被１７が施されてい
る。中心抗張力体１２は、撚り合わせた鋼線の上に、プ
ラスチックの被覆を施したものを用いている。

【０００４】図６は、一溝型スロット部材１１が中心抗
張力体１２を中心として２層に撚り合わされている。一
溝型スロット部材１１は１層目に６本、２層目に１２本
である。この例では、一溝型スロット部材１１が２層に
設けられている点を除いては、図５と同じであるから、
それ以上の説明は省略する。

【０００５】これらの光ケーブルでは、中心抗張力体１
２の外径は、一溝型スロット部材１１の外径に等しい。
したがって、上述したように、１層目は６本の一溝型ス
ロット部材１１が撚り合わされ、２層目がある場合は、
さらに、１２本の一溝型スロット部材が撚り合わされ
る。３層目以上も同様にして撚り合わせるようにして、
一溝型スロット部材を多層撚りにすることができる。

【０００６】このような従来の光ケーブルでは、多層撚
りにした場合には、配列によっては中心抗張力体の外径
が、光ケーブル全体の外径に比べて相対的に細くなって
しまう。図６では、一溝型スロット部材１１が１８本で
あるのに対して、中心抗張力体１２は１本であり、一溝
型スロット部材１１の外径と中心抗張力体１２の外径が
等しいから、中心抗張力体１２の断面積は、一溝型スロ
ット部材１１の全断面積の１／１８である。上述したよ
うに、中心抗張力体１２には、鋼線あるいは鋼撚線の上
にプラスチックシースで被覆したものが用いられるが、
中心抗張力体の径が小さくなると、鋼線のサイズが限定
され、充分な強度を確保できなくなるといった問題があ
った。

【０００７】図７は、上述した問題点を考慮して中心抗
張力体の外径を大きくした光ケーブルの断面図である。
図中、図５と同様な部分には同じ符号を付して説明を省
略する。１２ａは鋼撚線、１２ｂは樹脂被覆である。樹
脂被覆１２ｂの外径、すなわち、中心抗張力体１２の外
径を一溝型スロット部材１１の外径に対して大きくする
ことにより、鋼撚線１２ａの外径を大きくでき、充分な
強度の中心抗張力体１２を用いることができる。

【０００８】しかし、中心抗張力体の外径を大きくする
と、光ケーブルの断面積に対して収容できる光ファイバ
心線の数が減少し、高密度化の観点からは好ましいとは
いえない。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した事
情に鑑みてなされたもので、光ケーブルにおいて、より
一層の高密度化、細径化を図り、しかも機械的外力に安
定な伝送特性を確保することを目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、光ケーブルにおいて、中心に抗張力線を有し、外周
に複数の螺旋溝を有するスペーサ部材の溝内にテープ状
光ファイバ心線を収容し、その上に押さえ巻きを施した
集合コアを中心に配し、単一の螺旋溝を有する円柱状部
材であって、前記単一の螺旋溝が前記円柱状部材の中心
軸を含むように形成されているとともに、前記単一の螺
旋溝の溝内にテープ状光ファイバ心線が積層して収容さ
れた一溝型スロット部材が、前記集合コアの外周に撚り
合わされており、中心に配された前記スペーサ部材を形
成するプラスチック部材のヤング率が外周に撚り合わさ
れる前記一溝型スロット部材を形成するプラスチック部
材のヤング率より小さいことを特徴とするものである。

【００１１】請求項２に記載の発明は、光ケーブルにお
いて、中心に抗張力線を有し、外周に複数の螺旋溝を有
するスペーサ部材の溝内にテープ状光ファイバ心線を収
容し、その上に押さえ巻きを施した集合コアを中心に配
し、単一の螺旋溝を有する円柱状部材であって、前記単
一の螺旋溝が前記円柱状部材の中心軸を含むように形成
されているとともに、前記単一の螺旋溝の溝内にテープ
状光ファイバ心線が積層して収容された一溝型スロット
部材が、前記集合コアの外周に撚り合わされており、中
心に配された前記スペーサ部材の螺旋溝の螺旋方向と、
該スペーサ部材に隣接した外周に撚り合わされる前記一
溝型スロット部材の撚り合わせ方向とが逆であり、か
つ、前記一溝型スロット部材の撚り合わせ方向と、前記
一溝型スロット部材の前記単一の螺旋溝の螺旋方向とが
逆であることを特徴とするものである。

【００１２】

【００１３】

【作用】請求項１に記載の発明によれば、撚り合わせた
一溝型スロット部材の内側に位置されるスペーサ部材の
直径を大きくできることにより、中心に配置する抗張力
線の外径を大きくでき、しかも、高密度にテープ状光フ
ァイバ心線を収容できる。さらに、中心に配された前記
スペーサ部材を形成するプラスチック部材のヤング率が
外周に撚り合わされる前記一溝型スロット部材を形成す
るプラスチック部材のヤング率より小さいことにより、
一溝型スロット部材に応力が集中することを避けること
ができる。

【００１４】請求項２に記載の発明によれば、撚り合わ
せた一溝型スロット部材の内側に位置されるスペーサ部
材の直径を大きくできることにより、中心に配置する抗
張力線の外径を大きくでき、しかも、高密度にテープ状
光ファイバ心線を収容できる。さらに、中心に配された
前記スペーサ部材の螺旋溝の螺旋方向と、該スペーサ部
材に隣接した外周に撚り合わされる前記一溝型スロット
部材の撚り合わせ方向とが逆であり、かつ、前記一溝型
スロット部材の撚り合わせ方向と、前記一溝型スロット
部材の螺旋溝の螺旋方向とが逆であることにより、一溝
型スロット部材の撚り合わせが容易となる。

【００１５】

【００１６】

【実施例】図１は、本発明の光ケーブルの一実施例の断
面図、図２は、図１における一溝型スロット部材を拡大
した斜視図である。図中、１ａ，１ｂはテープ状光ファ
イバ心線、２はスペーサ部材、３は抗張力線、４は螺旋
溝、５は押さえ巻、６は集合コア、７は一溝型スロット
部材、８は螺旋溝、９はシース、１０は抗張力体であ
る。集合コア６を中心として、その上に１層の一溝型ス
ロット部材７が撚り合わされシース９が施されている。

【００１７】中心に配置された集合コア６は、中心に抗
張力線３が配置され、周囲に複数の螺旋溝４が設けられ
たスペーサ部材２を有している。抗張力線３は、この実
施例では、７本の鋼線を撚り合わせたものを用いている
が、金属線に限らず、ＦＲＰやＣＦＲＰなど適宜の材料
を選択できる。螺旋溝４のそれぞれには、１枚以上のテ
ープ状光ファイバ心線１ａが収容されている。螺旋溝４
にテープ状光ファイバ心線１ａを収容した上から、押さ
え巻５が施されている。押さえ巻の下に、あるいは、押
さえ巻の代わりに吸水テープを巻いてもよい。

【００１８】押さえ巻５の上に、一溝型スロット部材７
が撚り合わされている。この実施例における一溝型スロ
ット部材７は、図２に示すように、プラスチック材料か
らなる円柱状のロッド７に、単一の螺旋溝８を形成した
ものである。螺旋溝８は、一溝型スロット部材７の中心
を含むように形成されている。螺旋溝８の側壁を挟んだ
位置に抗張力体１０を１本ずつ配置したが、抗張力体１
０は用途に応じて必ずしも設ける必要はない。

【００１９】螺旋溝８には、１枚以上のテープ状光ファ
イバ心線１ｂが収容されている。もちろん、実際の光ケ
ーブルにおいて、全ての螺旋溝４，８にテープ状光ファ
イバ心線が、収容されていなければならないものではな
い。使用する心線数等の考慮のもとに、一部の螺旋溝に
はテープ状光ファイバ心線を収容しなくてもよい。ま
た、一部の螺旋溝に銅線の通信線や光ファイバユニット
等を収容してもよい。それぞれの一溝型スロット部材７
に押さえ巻を施してもよく、吸水テープを施してもよ
い。

【００２０】具体例について、従来例と対比して説明す
る。テープ状光ファイバ心線を収容する溝の数を１８と
し、各溝内に８心のテープ状光ファイバ心線を１０枚積
層して収容すると、収容心数は１４４０心である。

【００２１】これを図１の実施例で実現すると、外径１
７ｍｍのスペーサ部材に７つの螺旋溝を形成できる。こ
のスペーサ部材の周囲に、外径６ｍｍの一溝型スロット
部材１１本を撚り合わせ、溝数は１８となる。この場
合、光ケーブルの外径は外被を施して３４ｍｍであっ
た。

【００２２】一方、図７で説明した従来構造では一層撚
りの場合、上記のケーブルと同一の外径３４ｍｍとする
ためには、中心抗張力体の周囲に最大１２本の一溝型ス
ロット部材までしか配置できず、実装できる心線数は、
９６０心である。

【００２３】また、１４４０心を実装するために、１８
本の一溝型スロット部材を図７で説明したように１層に
配置すると、光ケーブルの外径は、４６ｍｍと太くな
る。

【００２４】２層撚りの場合は、図６で説明したよう
に、一溝型スロット部材と同じ外径の中心抗張力体の周
囲に６本の一溝型スロット部材を配置し、その周囲に１
２本の一溝型スロット部材を配置する１−６−１２配列
のときが、幾何学的には最もケーブル外径が小さい。こ
の場合の光ケーブルの外径は３６ｍｍとなる。しかし、
中心抗張力体の被覆の外径が６ｍｍであるから、中心抗
張力体に用いられる７本撚りの鋼線の１本の外径は１．
６ｍｍ以下となり、鋼線のサイズの制約を受ける。

【００２５】そこで、８００ｋｇの布設張力に対して、
ケーブルの伸びを０．２％以下とする条件を満足するた
めに、通常用いられる外径２．０ｍｍの鋼線の７本撚り
を用いると、被覆した中心抗張力体の外径は、７ｍｍ以
上にする必要があり、光ケーブルの外径は、最小でも３
７ｍｍとなる。

【００２６】したがって、本発明の構造を採用すること
により、従来の光ケーブルに比べて、一層の高密度化が
可能となる。

【００２７】また、図６で説明した従来例の一溝型スロ
ット部材の２層撚りの光ケーブルの構造と比べて、製造
工程の簡単化を図ることができる。特に、１層目の製造
に関して、従来例の光ケーブルでは、下撚り工程で、一
溝型スロット部材の集合を行ない、上撚り工程で１層目
の集合を行なうという、２工程が必要であるのに対し
て、本発明では、上記１層目に相当する分が、中心スペ
ーサ部材の集合で済み、１工程となって、工程数の減少
ができる。

【００２８】さらに、細径化の考慮について述べる。光
ケーブルを限界まで細径化するためには、中心スペーサ
部材および一溝型スロット部材に、高ヤング率の材質を
用いて、機械強度を保持しつつ、一溝型スロット部材や
スペーサ部材の材料の薄肉化を行なうことが必要とな
る。

【００２９】しかし、一方では、光ケーブルの後分岐作
業（中間後分岐でシースを剥ぎ、ケーブルを曲げたり、
捻ったりしてテープ心線を取り出す作業）を考えると、
スペーサ部材やスロットの材質は柔らかく曲げやすいこ
とが望ましい。

【００３０】特に、本発明の場合、従来構造と異なり、
中心に複数の螺旋溝を有する太径のスペーサ部材を用い
ているため、材料の問題が顕著となる。すなわち、従来
の一溝型スロット部材２層撚り光ケーブルは、細径の一
溝型スロット部材単位でケーブルが構成されているた
め、ケーブルを逆方向に捻ることにより、後分岐作業が
できるのに対して、本発明の場合は、太径の中心スペー
サ部材が配置されているから、スペーサ部材自身を曲げ
たり捻ったりする必要がある。

【００３１】また、中心スペーサ部材を構成するプラス
チック部材のヤング率を、一溝型スロット部材を構成す
るプラスチック部材のヤング率より小さくすることが好
ましい。構造上、一溝型スロット部材は、中心スペーサ
部材より側圧に対して変形しやすい。図３（Ａ）に一溝
型スロット部材の断面を示すが、特に、Ｆ方向の荷重に
対して弱い。そのため、中心スペーサ部材のヤング率に
対して一溝型スロット部材のヤング率を大きくすること
によって、ケーブルに側圧が加わったときに、一溝型ス
ロット部材に応力が集中しないように、中心スペーサ部
材と一溝型スロット部材とが変形量を分担するようにす
ることが可能となる。

【００３２】図１に示す構造で、中心スペーサ部材のプ
ラスチック材質に、ヤング率が１００ｋｇ／ｍｍ²の高
密度ポリエチレンを用い、一溝型スロット部材のプラス
チック材質として、同じヤング率の高密度ポリエチレン
を用いたものと、ヤング率が２３０ｋｇ／ｍｍ²のＰＢ
Ｔ樹脂（ポリエチレンテレフタレート樹脂）を用いたも
のの２種類の光ケーブルを試作した。細径化の限界を狙
って、中心スペーサ部材のリブ部の厚み（図３（Ｂ）の
Ｔ）を１ｍｍ、一溝型スロット部材のリブ部の厚み（図
３（Ｃ）のｔ）を０．８ｍｍとした。この程度の値の場
合には、安定して製造することができる。

【００３３】中心スペーサ部材のリブ部の厚みと一溝型
スロット部材のリブ部の厚みを上述した値で試作したケ
ーブルの側圧試験を行なった。５０ｍｍの平板を用いて
荷重を与えて、側圧を加えた。波長１．５５μｍの信号
光におけるロス変化をモニタした結果、一溝型スロット
部材に高密度ポリエチレンを用いた光ケーブルでは、１
５０ｋｇ／５０ｍｍの荷重でロス増が見られたのに対
し、ＰＢＴ樹脂を用いた光ケーブルでは、５００ｋｇ／
５０ｍｍの荷重でもロス増は生じなかった。また、ＰＢ
Ｔ樹脂を用いたものでは、後分岐性も問題なかった。こ
れらの試験の結果、高密度ポリエチレンでも、十分の実
用性があるが、ＰＢＴ樹脂はさらに本発明に好適な材料
といえることが分かった。

【００３４】さらに、中心スペーサ部材の螺旋溝の螺旋
方向と、一溝型スロット部材の螺旋溝の螺旋方向と、一
溝型スロット部材の中心スペーサ部材への上撚りの撚り
合わせ方向を変えて、これらの方向と伝送特性との関係
を調査するために、図８に示す光ケーブルを試作して、
ケーブル化による初期ロスと直径４００ｍｍに曲げた曲
げ試験におけるロス増とを評価した。なお、いずれも、
中心スペーサ部材の螺旋溝のピッチは５００ｍｍ、一溝
型スロット部材の螺旋溝のピッチは５００ｍｍ、一溝型
スロット部材の上撚りの撚りピッチは８００ｍｍであ
る。

【００３５】中心スペーサ部材の螺旋溝の螺旋方向と一
溝型スロット部材の上撚の撚り合わせ方向が同じであ
る、試作ケーブル１，試作ケーブル２では、曲げ試験時
に、一溝型スロット部材のリブ部が中心スペーサ部材の
溝に噛み込み、ロス増が発生した。したがって、中心ス
ペーサ部材の螺旋溝の螺旋方向と一溝型スロット部材の
上撚の撚り合わせ方向とは、逆方向であるのがよい。

【００３６】また、一溝型スロット部材の螺旋溝の螺旋
方向と上撚の撚り合わせ方向が同方向である試作ケーブ
ル１，試作ケーブル４ではケーブル化による初期ロス増
が発生し、一溝型スロット部材の螺旋溝の螺旋方向と上
撚の撚り合わせ方向が逆方向である試作ケーブル３が最
も優れた特性を示した。

【００３７】図４は、本発明の光ケーブルの他の実施例
の断面図である。図中、図１と同様な部分には同じ符号
を付して説明を省略する。７Ａは一溝型スロット部材で
ある。この実施例では、一溝型スロット部材７，７Ａを
スペーサ部材２の周囲に２層に撚り合わせた。中心に配
されたスペーサ部材２の螺旋溝の螺旋方向に対して、ス
ペーサ部材２に隣接した外周に撚り合わされる一溝型ス
ロット部材７、すなわち、１層目の一溝型スロット部材
７の撚り合わせ方向を逆にする。また、一溝型スロット
部材７の撚り合わせ方向と螺旋溝の螺旋方向とを逆にす
るのがよい。第２層目の一溝型スロット部材７Ａは、そ
の撚り合わせ方向と螺旋溝の螺旋方向を、１層目の一溝
型スロット部材７の撚り合わせ方向と螺旋溝の螺旋方向
に対して逆にするのがよい。

【００３８】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、高密度で機械的強度も充分な光ケーブルを得
ることができ、ロス増も低減することができるという効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光ケーブルの一実施例の断面図であ
る。

【図２】図１における一溝型スロット部材を拡大した斜
視図である。

【図３】一溝型スロット部材とスペーサ部材の説明図で
ある。

【図４】本発明の光ケーブルの他の実施例の断面図であ
る。

【図５】従来の光ケーブルの断面図であるる。

【図６】従来の光ケーブルの他の例の断面図であるる。

【図７】中心抗張力体の外径を大きくした光ケーブルの
断面図である。

【図８】試作して光ケーブルの構造と特性との関係を示
す実験結果の説明図である。

【符号の説明】

１ａ，１ｂ…テープ状光ファイバ心線、２…スペーサ部
材、３…抗張力線、４…螺旋溝、５…押さえ巻、６…集
合コア、７，７Ａ…一溝型スロット部材、８…螺旋溝、
９…シース、１０…抗張力体。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者岩田秀行東京都千代田区内幸町一丁目１番６号日本電信電話株式会社内審査官吉田英一 (56)参考文献特開平７−13053（ＪＰ，Ａ) 特開平４−355418（ＪＰ，Ａ) 特開平４−143710（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 6/44

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】中心に抗張力線を有し、外周に複数の螺
旋溝を有するスペーサ部材の溝内にテープ状光ファイバ
心線を収容し、その上に押さえ巻きを施した集合コアを
中心に配し、単一の螺旋溝を有する円柱状部材であっ
て、前記単一の螺旋溝が前記円柱状部材の中心軸を含む
ように形成されているとともに、前記単一の螺旋溝の溝
内にテープ状光ファイバ心線が積層して収容された一溝
型スロット部材が、前記集合コアの外周に撚り合わされ
ており、中心に配された前記スペーサ部材を形成するプ
ラスチック部材のヤング率が外周に撚り合わされる前記
一溝型スロット部材を形成するプラスチック部材のヤン
グ率より小さいことを特徴とする光ケーブル。
【請求項２】中心に抗張力線を有し、外周に複数の螺
旋溝を有するスペーサ部材の溝内にテープ状光ファイバ
心線を収容し、その上に押さえ巻きを施した集合コアを
中心に配し、単一の螺旋溝を有する円柱状部材であっ
て、前記単一の螺旋溝が前記円柱状部材の中心軸を含む
ように形成されているとともに、前記単一の螺旋溝の溝
内にテープ状光ファイバ心線が積層して収容された一溝
型スロット部材が、前記集合コアの外周に撚り合わされ
ており、中心に配された前記スペーサ部材の螺旋溝の螺
旋方向と、該スペーサ部材に隣接した外周に撚り合わさ
れる前記一溝型スロット部材の撚り合わせ方向とが逆で
あり、かつ、前記一溝型スロット部材の撚り合わせ方向
と、前記一溝型スロット部材の前記単一の螺旋溝の螺旋
方向とが逆であることを特徴とする光ケーブル。