JP3392381B2 - 光ケーブル - 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、テープ状光ファイ
バ心線を積層させた状態で収容するためのＳＺ型の螺旋
溝をもった光ケーブルに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、このような分野の技術として、特
開平８−２１１２６４号公報がある。この公報には、ス
ペーサに設けられたＳＺ型の螺旋溝の幅及び深さを、複
数のテープ状光ファイバ心線（以下テープ心線という）
からなる積層体の対角線より大きくする技術が開示され
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前述した従来の光ケー
ブルには、次のような課題が存在していた。すなわち、
長期信頼性を確保する観点から、ＳＺ型の螺旋溝内にテ
ープ心線を収容させることが好ましいが、ケーブル化に
よる伝送損失の増加を防止する観点からは、溝内でテー
プ心線の崩れを防止する必要がある。特に、螺旋溝の反
転部の近傍において、テープ心線の積層体は、一般的に
テープ心線の曲率を減じようとして、溝の開口側に移動
しようとする傾向あることが知られている。そこで、前
述した従来の光ケーブルでは、溝幅が必要以上に広い場
合には、溝内で積層体の回転が起こり、これをきっかけ
として、積層体の形が崩れる虞れがあり、これが伝送損
失の増加の原因をもたらす。

【０００４】本発明は、上述の課題を解決するためにな
されたもので、特に、スペーサの螺旋溝に収容させた光
ファイバ心線の積層体の全長に亙って、積層体の崩れを
確実に阻止するようにした光ケーブルを提供することを
目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明に係る光ケーブルは、中心に配置させた抗張
力体と、外周上での撚り方向が周期的に反転する少なく
とも１本のＳＺ型螺旋溝を有する長尺状スペーサと、ス
ペーサの螺旋溝内に積層状態で配置させた複数枚のテー
プ状光ファイバ心線とを備えた光ケーブルであって、螺
旋溝における一つの反転部から次位の反転部に至るまで
の反転角は１８０度以上であり、テープ状光ファイバ心
線の幅、厚さ及び積層枚数をそれぞれＷ、Ｔ及びｎと
し、螺旋溝の幅及び深さをそれぞれａ及びｂとしたと
き、螺旋溝において、少なくとも反転部での断面形状
は、 （式１）：ｎＴ＜ａ≦（Ｗ²＋（ｎＴ）²）^1/2 （式２）：Ｗ＜ｂ を満足し、螺旋溝の残りの部分の断面形状は、 （式３）：（Ｗ²＋（ｎＴ）²）^1/2＜ｍｉｎ（ａ，ｂ） を満足し、隣り合う反転部間の中間部においては、テー
プ状光ファイバ心線の積層体の片方のテープ平面を溝開
口部に向けて収容し、反転部近傍においては、該平面を
螺旋溝の曲がりの内側の側壁に面的に接触させて収納し
ていることを特徴とする。

【０００６】この光ケーブルにおいて、螺旋溝の反転部
では、積層体自体の捩れがピークに達するために積層体
の形が最も崩れ易くなっている。そこで、少なくとも反
転部において、螺旋溝の幅を積層体の対角線の長さより
小さくし、螺旋溝の間借りの内側の側壁に面的に接触さ
せて収納することで、積層体が、螺旋溝の溝底から溝開
口側に移動して積層体が崩れるのを確実に防止してい
る。その一方で、積層体の崩れが起きにくい部分では、
螺旋溝の幅及び深さを、積層体の対角線の長さより大き
くさせ、余裕をもたせた状態で積層体を螺旋溝内に収容
する。つまり、この部分においては、積層体に対する螺
旋溝の相対的な回転をスムーズにさせている。さらに、
反転部間の中央部では、積層体のテープ平面を溝開口部
に向けて収容することで、溝内に安定して保持してい
る。従って、螺旋溝の全長に亙って積層体を安定した状
態で収容することができ、積層体の崩れによる伝達損失
の増加を適切に阻止する。

【０００７】あるいは、本発明の光ケーブルは、中心に
配置させた抗張力体と、外周上での撚り方向が周期的に
反転する少なくとも１本のＳＺ型螺旋溝を有する長尺状
スペーサと、スペーサの螺旋溝内に積層状態で配置させ
た複数枚のテープ状光ファイバ心線とを備えた光ケーブ
ルであって、螺旋溝における一つの反転部から次位の反
転部に至るまでの反転角は１８０度以上であり、テープ
状光ファイバ心線の幅、厚さ及び積層枚数をそれぞれ
Ｗ、Ｔ及びｎとし、螺旋溝の幅及び深さをそれぞれａ及
びｂとしたとき、隣接する反転部の中間に位置する移行
中央部を基準にした回転角度が９０度以上となる範囲
で、螺旋溝の断面形状は、上記（式１）と（式２）を満
足し、螺旋溝の残りの部分の断面形状は、上記（式３）
を満足し、隣り合う反転部間の中間部においては、前記
テープ状光ファイバ心線の積層体の片方のテープ平面を
溝開口部に向けて収容し、反転部近傍においては、該平
面を前記螺旋溝の曲がりの内側の側壁に面的に接触させ
て収納していることを特徴とする。

【０００８】この光ケーブルにおいて、螺旋溝の反転部
では、積層体自体の捩れがピークに達するために積層体
の形が最も崩れ易くなっている。そこで、螺旋溝の移行
中央部を基準にした回転角度が９０度以上となる範囲、
すなわち積層体が螺旋溝内で崩れ易い範囲において、螺
旋溝の幅を積層体の対角線の長さより小さくし、螺旋溝
の間借りの内側の側壁に面的に接触させて収納すること
で、積層体が、螺旋溝の溝底から溝開口側に移動して積
層体が崩れのを確実に防止している。その一方で、積層
体の崩れが起きにくい部分では、螺旋溝の幅及び深さ
を、積層体の対角線の長さより大きくさせ、余裕をもた
せた状態で積層体を螺旋溝内に収容させる。つまり、こ
の部分において、積層体に対する螺旋溝の相対的な回転
をスムーズにさせている。さらに、反転部間の中央部で
は、積層体のテープ平面を溝開口部に向けて収容するこ
とで、溝内に安定して保持している。従って、螺旋溝の
全長に亙って積層体を安定した状態で収容することがで
き、積層体の崩れによる伝達損失の増加を適切に阻止す
る。

【０００９】ここで、スペーサの螺旋溝の断面形状は、
底部が略円弧状であることが好ましい。このようにする
と、螺旋溝内における積層体が最も捻じれの少ない状態
へ移行しやすくなる。

【００１０】この螺旋溝の底部の円弧の半径をｒとする
と、 （式４）：（Ｗ²＋（ｎＴ）²）^1/2／２≦ｒ を満足することが好ましい。

【００１１】

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面と共に本発明による光
ケーブルの好適な実施形態について詳細に説明する。

【００１３】図１は、本発明に係る光ケーブルを示す断
面図である。同図に示す光ケーブル１は、全長に亙って
延びる円柱形状の長尺状スペーサ２を有し、このスペー
サ２の中心には、鋼線、ＦＲＰ、ケブラ等からなる抗張
力体３が埋設されている。更に、スペーサ２の周面に
は、長手方向に延在する５本のＳＺ型の螺旋溝４が形成
され、この螺旋溝４は断面矩形状を呈している。また、
各螺旋溝４内には、５枚のテープ状光ファイバ心線６を
積み上げるようにして構成させた積層体７が収容されて
いる。そして、この光ケーブル１では、螺旋溝４内に積
層体７を収容させた状態でナイロン糸及び不織布テープ
からなる押さえ巻８が施され、押さえ巻８を包み込むよ
うにしてポリエチレン製のシース９が施されている。

【００１４】図２及び図３に示すように、ＳＺ型の螺旋
溝４は、一定の周期をもってスペーサ２に形成されるも
のであり、反転部Ｓ１と反転部Ｓ２との間で移行領域を
形成し、その中間に移行中央部Ｓ０を有するように形成
されている。これを模式的に示したのが図３である。な
お、符号φは、螺旋溝４が反転部Ｓ１から次位の反転部
Ｓ２に至るまでの反転角を示すものであり、この図にお
ける反転角φは２８０度である。

【００１５】図２〜図４に示すように、移行中央部Ｓ０
において、積層体７は、螺旋溝４内で、積層体７のテー
プ平面７ａを螺旋溝４の底面４ａに向けた状態で収容さ
れている。一方、図５に示すように、反転部Ｓ１及びＳ
２において、積層体７は、螺旋溝４内で、テープ側面７
ｂを螺旋溝４の底面４ａに向けた状態で収容されてい
る。そして、このような収容状態を光ケーブル１の全長
に亙って維持させることが必要である。

【００１６】このことについて詳述すると、図３及び図
６に示すように、螺旋溝４において、移行中央部Ｓ０に
対応する位置（ａ）から９０度回転した所定の位置
（ｄ）までの間では、積層体７は捩られない状態で螺旋
溝４内に収容される。すなわち、この間では、螺旋溝４
内で、積層体７の崩れが起きにくく、積層体７に対して
螺旋溝４が相対的に回転することになる。これに対し、
移行中央部Ｓ０を基準にした回転角度が９０度を越えて
反転部Ｓ２に至るまでの間、すなわち、螺旋溝４におけ
る所定の位置（ｄ）〜（ｇ）の間では、積層体７が螺旋
溝４内で崩れ易いと同時に、強制的な曲げによって各光
ファイバ心線６に歪応力が発生し易い。

【００１７】そこで、このような不具合に対処させるた
めに、図６の（ｅ）に示すように、積層体７のテープ平
面７ａを、螺旋溝４の上側に位置する側壁面４ｂに当て
るような状態を保ち、図６の（ｇ）に示すように、積層
体７自体を螺旋溝４の開口４ｃの方向に向けて移動させ
ると好適である。

【００１８】このことを実現させるために、移行中央部
Ｓ０に対応する位置（ａ）から９０度回転した所定の位
置（ｄ）までの間では、積層体７が螺旋溝４に対して相
対的に回転するため、螺旋溝４のサイズは、螺旋溝４に
対する積層体７のスムーズな回転を許容するサイズであ
ることが必要である。そこで、図４に示すように、テー
プ状光ファイバ心線６の幅、厚さ及び積層枚数をそれぞ
れＷ、Ｔ及びｎとし、螺旋溝４の幅及び深さをそれぞれ
ａ及びｂとした場合に、この部分における螺旋溝４は、
幅ａ、深さｂ共に、積層体７を矩形とみなした場合の対
角線Ｌの長さ（Ｗ²＋（ｎＴ）²）^1/2より大きくなって
いる必要がある。なお、図８に示すように、符号Ｐは、
積層体７を便宜上矩形（一点鎖線で示す）とみなした場
合の各頂点を通る積層体７の外接円であり、符号Ｌは対
角線である。

【００１９】これに対して、図６の位置（ｄ）から反転
部Ｓ２に対応する位置（ｇ）にかけて、積層体７は、螺
旋溝４に対して相対的に回転させる必要が殆どない。そ
のため、螺旋溝４の幅ａは、積層体７の高さｎＴ以上で
あればよく、螺旋溝４の深さｂは、光ファイバ心線６の
幅Ｗ以上であればよい。なお、螺旋溝４の幅ａ、深さｂ
に対して、スペーサ２及び光ファイバ心線６の製造上の
公差を考慮に入れたクリアランスをもたせるようにする
ことは好ましいことである。

【００２０】更に、図６の位置（ｄ）〜位置（ｇ）にか
けて、積層体７は、螺旋溝４の開口４ｃ側ずらすように
収容される。このとき、螺旋溝４の幅ａが、前述した対
角線Ｌ以上の長さをもっていると、図７の（ｆ），
（ｇ）で示すように、積層体７が螺旋溝４に対して過度
に回転してしまい、積層体７の崩れを引き起こす原因に
なる。この原因は、光ケーブルを製造する過程におい
て、個々の光ファイバ心線６は、螺旋溝４内で最短経路
を通ろうとするためである。特に、螺旋溝４の底面４ａ
に近い側の光ファイバ心線６は、螺旋溝４が相対回転し
ているにも拘わらず、この回転に追従することなく、光
ファイバ心線６が現状の位置を保とうとするからであ
る。

【００２１】このような現象による積層体７の崩れを適
切に防止するために、移行中央部Ｓ０を基準にした回転
角度が９０度以上となる範囲、すなわち図６の位置
（ｄ）〜位置（ｇ）にかけては、螺旋溝４の幅ａを積層
体７の対角線Ｌの長さより小さくする。すなわち、図５
に示すように、外接円Ｐが側壁面４ｂからはみ出すよう
な溝形状にすることで、積層体７の過度の回転を防止し
ようとするものである。

【００２２】このように、積層体７の崩れを防止するに
あたって、移行中央部Ｓ０を基準にした回転角度が９０
度以上となる範囲の全てを、前述したように設定させる
必要はなく、少なくとも反転部Ｓ１，Ｓ２で前述した条
件を満足するものであれば、所期の目的を達成すること
ができる。

【００２３】ここで、前述した実施形態における種々の
特性を検証する試験を行った。この場合の光ケーブル１
は、図１に示すように、５本の螺旋溝４を有すると共
に、各螺旋溝４内に４心の光ファイバ心線６を５枚収容
したものである。なお、回転角度が９０度から反転部Ｓ
２にかけては、螺旋溝４の幅ａは、スペーサ２の長さに
比例させる形で減少させた。

【００２４】そして、光ケーブル１は、表１で示すよう
な条件下で、伝送損失の試験をＯＴＤＲ（波長１．５５
μｍ）によって１００心全てについて行った。その結果
を、表２で示す。

【００２５】

【表１】

【００２６】

【表２】 この表２で示すように、光ファイバ心線６自体の伝達損
失と、スペーサ２内に光ファイバ心線６を収容した場合
の伝達損失との差は、最大０．０１ｄＢ／ｋｍであり、
平均でも０．０１ｄＢ／ｋｍである。このことから、製
造過程において、螺旋溝４内で積層体７の崩れが適切に
防止されて、伝達損失の増加が適切に阻止されたことが
判明した。

【００２７】ここで、前述した実施形態の効果を裏付け
るものとして、図９及び図１０に示すような比較例を挙
げて、その特性を検証する。そして、この比較例は、螺
旋溝１００の全長に亙って、幅ａ及び深さｂを均一にし
たものである。なお、図９は、螺旋溝１００の移行中央
部を示す断面図である。

【００２８】比較例の構造をもつ光ケーブルは、表３で
示すような条件下で、伝送損失の試験をＯＴＤＲ（波長
１．５５μｍ）によって１００心全てについて行った。
その結果を、表４で示す。

【００２９】

【表３】

【００３０】

【表４】 この表４で示すように、光ファイバ心線６自体の伝達損
失と、スペーサ２内に光ファイバ心線６を収容した場合
の伝達損失との差は、最大０．０４〜０．０５ｄＢ／ｋ
ｍであり、平均で０．０２ｄＢ／ｋｍである。このこと
から、光ファイバ心線６の一部で大きな伝達損失が発生
していることが認められ、図７及び図１０に示すよう
に、製造過程において、反転部Ｓ１，Ｓ２で積層体７の
崩れが発生していることが認められる。

【００３１】また、溝の形状は、角溝に限られるもので
はなく、図１１及び図１２に示されるようなＵ字溝１４
であってもよい。図１１及び図１２は、それぞれ上述し
た角溝４の場合の図４及び図５に対応している。

【００３２】図３における移行中央部Ｓ０に対応する位
置（ａ）から９０度回転した所定の位置（ｄ）までの間
では、積層体７がＵ字状の螺旋溝１４に対して相対的に
回転する必要がある。そのためには、図１１に示される
ように、積層体７を矩形とみなした場合の対角線Ｌを直
径とする円が螺旋溝１４の断面内に完全に収容される形
状である必要がある。つまり、図４に示される角溝状の
螺旋溝４と同様に、幅ａ、深さｂ共に、対角線Ｌの長さ
（Ｗ²＋（ｎＴ）²）^1/2より大きくなっていなければな
らない。そして、底面１４の円弧の径をｒとすると、ｒ
≧Ｌ／２であれば、積層体７を螺旋溝１４内でスムース
に回転させることができる。

【００３３】一方、図３の位置（ｄ）から反転部Ｓ２に
対応する位置（ｇ）にかけては、積層体７は、螺旋溝１
４に対して相対的に回転させる必要が殆どない。そのた
めには、図５に示される角溝状の螺旋溝４と同様に螺旋
溝１４の幅ａは、積層体７の高さｎＴ以上であればよ
く、螺旋溝１４の深さｂは、光ファイバ心線６の幅Ｗ以
上であればよい。なお、螺旋溝１４の幅ａ、深さｂに対
して、スペーサ２及び光ファイバ心線６の製造上の公差
を考慮に入れたクリアランスをもたせるようにすること
は好ましいことである。

【００３４】本発明は、上述した実施形態に限定される
ものではなく、例えば、ＬＡＰシース、ＨＳシース、吸
水テープ巻を施したものであってもよく、自己支持型ケ
ーブルであってもよいことは言うまでもない。また、ス
ペーサは、円筒形状からなる本体の周面に沿って長手方
向に這わせるような線状のものであってもよい。

【００３５】

【発明の効果】本発明による光ケーブルは、以上のよう
に構成されているため、次のような効果を得る。すなわ
ち、中心に配置させた抗張力体と、外周上での撚り方向
が周期的に反転する少なくとも１本のＳＺ型螺旋溝を有
する長尺状スペーサと、スペーサの螺旋溝内に積層状態
で配置させた複数枚のテープ状光ファイバ心線とを備え
た光ケーブルであって、螺旋溝における一つの反転部か
ら次位の反転部に至るまでの反転角は１８０度以上であ
り、テープ状光ファイバ心線の幅、厚さ及び積層枚数を
それぞれＷ、Ｔ及びｎとし、螺旋溝の幅及び深さをそれ
ぞれａ及びｂとしたとき、螺旋溝において、少なくとも
反転部での断面形状は、（式１）：ｎＴ＜ａ≦（Ｗ²＋
（ｎＴ）²）^1/2，（式２）：Ｗ＜ｂを満足し、螺旋溝に
おける残の部分では、（式３）：（Ｗ²＋（ｎＴ）²）
^1/2＜ａ，ｂを満足することにより、スペーサの螺旋溝
に収容させた光ファイバ心線の積層体の全長に亙って、
積層体の崩れを確実に阻止することができる。

【００３６】同様に、隣接する反転部の中間に位置する
移行中央部を基準にした回転角度が９０度以上となる範
囲で、螺旋溝の断面形状は、（式１）：ｎＴ＜ａ≦（Ｗ
²＋（ｎＴ）²）^1/2，（式２）：Ｗ＜ｂを満足し、螺旋
溝における残の部分では、（式３）：（Ｗ²＋（ｎ
Ｔ）²）^1/2＜ａ，ｂを満足することにより、スペーサの
螺旋溝に収容させた光ファイバ心線の積層体の全長に亙
って、積層体の崩れを確実に阻止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光ケーブルの一実施形態を示す断
面図である。

【図２】図１の光ケーブルに適用するスペーサを示す斜
視図である。

【図３】図１の光ケーブルに適用する螺旋溝を示す概略
図である。

【図４】本発明の光ケーブルに適用する螺旋溝の移行中
央部における断面図である。

【図５】本発明の光ケーブルに適用する螺旋溝の反転部
における断面図である。

【図６】本発明の光ケーブルに適用する螺旋溝内での積
層体の収容状態を示す概略図である。

【図７】従来の光ケーブルに適用する螺旋溝内での積層
体の収容状態を示す概略図である。

【図８】積層体における対角線及びその外周図を示す概
略図である。

【図９】従来の光ケーブルに適用する螺旋溝の移行中央
部における断面図である。

【図１０】従来の光ケーブルに適用する螺旋溝の反転部
における断面図である。

【図１１】本発明の別の光ケーブルに適用する螺旋溝の
移行中央部における断面図である。

【図１２】本発明の別の光ケーブルに適用する螺旋溝の
反転部における断面図である。

【符号の説明】 １…光ケーブル、２…スペーサ、３…抗張力体、４、１
４…螺旋溝、４ａ、１４ａ…螺旋溝の底面、６…光ファ
イバ心線、７…積層体、７ａ…テープ平面、７ｂ…テー
プ側面、Ｓ０…移行中央部、Ｓ１，Ｓ２…反転部、Ｌ…
対角線、φ…反転角。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森川 元 神奈川県横浜市栄区田谷町１番地 住友 電気工業株式会社 横浜製作所内 (72)発明者 岩田 秀行 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 (56)参考文献 特開 平９−43462（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−152545（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 6/44

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中心に配置させた抗張力体と、外周上で
   の撚り方向が周期的に反転する少なくとも１本のＳＺ型
   螺旋溝を有する長尺状スペーサと、前記スペーサの前記
   螺旋溝内に積層状態で配置させた複数枚のテープ状光フ
   ァイバ心線とを備えた光ケーブルであって、 前記螺旋溝における一つの反転部から次位の反転部に至
   るまでの反転角は１８０度以上であり、 前記テープ状光ファイバ心線の幅、厚さ及び積層枚数を
   それぞれＷ、Ｔ及びｎとし、前記螺旋溝の幅及び深さを
   それぞれａ及びｂとしたとき、 前記螺旋溝において、少なくとも前記反転部での断面形
   状は、 （式１）：ｎＴ＜ａ≦（Ｗ²＋（ｎＴ）²）^1/2 （式２）：Ｗ＜ｂ を満足し、 前記螺旋溝の残りの部分の断面形状は、 （式３）：（Ｗ²＋（ｎＴ）²）^1/2＜ｍｉｎ（ａ，ｂ） を満足し、 隣り合う反転部間の中間部においては、前記テープ状光
   ファイバ心線の積層体の片方のテープ平面を溝開口部に
   向けて収容し、反転部近傍においては、該平面を前記螺
   旋溝の曲がりの内側の側壁に面的に接触させて収納して
   いることを特徴とする光ケーブル。
2. 【請求項２】 中心に配置させた抗張力体と、外周上で
   の撚り方向が周期的に反転する少なくとも１本のＳＺ型
   螺旋溝を有する長尺状スペーサと、前記スペーサの前記
   螺旋溝内に積層状態で配置させた複数枚のテープ状光フ
   ァイバ心線とを備えた光ケーブルであって、 前記螺旋溝における一つの反転部から次位の反転部に至
   るまでの反転角は１８０度以上であり、 前記テープ状光ファイバ心線の幅、厚さ及び積層枚数を
   それぞれＷ、Ｔ及びｎとし、前記螺旋溝の幅及び深さを
   それぞれａ及びｂとしたとき、 隣接する前記反転部の中間に位置する移行中央部を基準
   にした回転角度が９０度以上となる範囲における前記螺
   旋溝の断面形状は、 （式１）：ｎＴ＜ａ≦（Ｗ²＋（ｎＴ）²）^1/2 （式２）：Ｗ＜ｂ を満足し、 前記螺旋溝の残りの部分の断面形状は、 （式３）：（Ｗ²＋（ｎＴ）²）^1/2＜ｍｉｎ（ａ，ｂ） を満足し、 隣り合う反転部間の中間部においては、前記テープ状光
   ファイバ心線の積層体の片方のテープ平面を溝開口部に
   向けて収容し、反転部近傍においては、該平面を前記螺
   旋溝の曲がりの内側の側壁に面的に接触させて収納して
   いることを特徴とする光ケーブル。
3. 【請求項３】 前記スペーサの前記螺旋溝の断面形状
   は、底部が略円弧状であることを特徴とする請求項１ま
   たは２のいずれかに記載の光ケーブル。
4. 【請求項４】 前記螺旋溝の底部の円弧の半径をｒとす
   ると、 （式４）：（Ｗ²＋（ｎＴ）²）^1/2／２≦ｒ を満足することを特徴とする請求項３記載の光ケーブ
   ル。