JP3989394B2

JP3989394B2 - 光ケーブル用押出被覆装置

Info

Publication number: JP3989394B2
Application number: JP2003080910A
Authority: JP
Inventors: 敏訓關
Original assignee: SWCC Showa Cable Systems Co Ltd
Current assignee: SWCC Showa Cable Systems Co Ltd
Priority date: 2003-03-24
Filing date: 2003-03-24
Publication date: 2007-10-10
Anticipated expiration: 2023-03-24
Also published as: JP2004287222A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバ心線に平行にテンションメンバを配列し、その外周に樹脂を一括被覆した光ケーブルを製造する際に使用される光ケーブル用押出被覆装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
架空または地下に布設されている配線ケーブルから一般加入者宅内へ引き込み配線するために使用される光ケーブル、いわゆるドロップケーブルとして、図３や図４に示すような構造のものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
すなわち、図３に示す光ファイバケーブルは、光ファイバ心線１を挟んでその上下に2本の鋼線あるいはＦＲＰ（ガラス繊維強化プラスチック）からなるテンションメンバ２を配置し、これらの外周にポリエチレンなどの樹脂からなる外被３を設けてケーブル本体４とし、これを、外周に外被３と一体に押出被覆された被覆層５を設けた支持線６で支持した構造を有する。
【０００４】
また、図４に示す光ファイバケーブルは、上記光ファイバケーブルおいて、１本のテンションメンバ２を光ファイバ心線１の下方にのみ配置した構造を有する。
【０００５】
さらに、図示を省略したが、支持線６を設けず上記ケーブル本体４のみで構成したケーブルも知られている。図３や図４に示す光ケーブルが架空ドロップケーブルとして使用されるものであるのに対し、これらは地下用ドロップケーブルとして使用される。
【０００６】
従来、このような光ケーブルは、図５に示すような、ダイス７内にニップル８を備えた被覆装置を用いて、光ファイバ心線１およびテンションメンバ２を平行に配列させた状態でその外周に外被３を一括被覆することにより製造されている。すなわち、ダイス７には、光ケーブルの外面形状とほぼ同様の内面形状を有するダイス孔７ａが設けられている。また、ニップル８には、光ファイバ心線１およびテンションメンバ２を平行に配列させた状態でダイス孔７ａに導くための光ファイバ心線挿通孔８ａやテンションメンバ挿通孔８ｂが設けられている。そして、ダイス７とニップル８の間には溶融された樹脂９が供給されており、この樹脂９中をニップル８の光ファイバ心線挿通孔８ａやテンションメンバ挿通孔８ｂに挿通されて平行に配列された状態の光ファイバ心線１およびテンションメンバ２が通過し、ダイス孔７ａから引き出されることにより、その外周に外被３が一括被覆される。なお、この被覆装置は、支持線６を持たない光ケーブル用の被覆装置の一例である。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１０−１４８７３７号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したような従来の被覆装置では、テンションメンバ挿通孔８ｂとこれに挿通されるテンションメンバ２のクリアランスや、テンションメンバ挿通孔８ｂと光ファイバ心線挿通孔８ａの間隔（離間距離）について、これまでに十分な考察がなされておらず、これらの寸法が適切な範囲にない場合に、次のような問題点があることが確認された。
【０００９】
▲１▼ テンションメンバ挿通孔８ｂとこれに挿通されるテンションメンバ２のクリアランスが小さすぎると、テンションメンバ２の外径の変動によりテンションメンバ挿通孔８ｂを通過する際に引っ掛かりが生ずることがあり、その結果、テンションメンバ２の張力にバラツキが生じ、光ファイバの伝送損失が増加するおそれがある。
【００１０】
▲２▼ 一方、テンションメンバ挿通孔８ｂとこれに挿通されるテンションメンバ２のクリアランスが小さすぎると、テンションメンバ２の挿通する位置が不安定となり、その結果、テンションメンバ２本来の機能が十分に発揮されず、使用時やケーブル製造時の温度変化により光ファイバ心線１に歪みが生じ、伝送損失が増加するおそれがある。すなわち、上記光ケーブルにおけるテンションメンバ２の役割は、主として、温度変化による光ファイバの伝送損失の増加を防ぐためであるが、本発明者の実験結果によれば、テンションメンバ２の埋設位置が変動すると、その機能が低下し、温度変化によって光ファイバの伝送損失が増加する場合があった。
【００１１】
▲３▼ また、テンションメンバ挿通孔８ｂと光ファイバ心線挿通孔８ａの間隔が狭すぎると、テンションメンバ２や光ファイバ心線１が樹脂９内に進入する際に、これらの間の樹脂圧力が上昇して樹脂流れが不安定となり、これにより、光ファイバ心線１と樹脂９との界面において表面荒れ（メルトフラクチャー）が発生し、押出成形後、光ファイバ心線１に不均一な応力が加わる結果、光ファイバの伝送損失が増加するおそれがある。
【００１２】
▲４▼ 一方、テンションメンバ挿通孔８ｂと光ファイバ心線挿通孔８ａの間隔が広すぎると、ダイス孔７ａの内面にテンションメンバ２が接触し、テンションメンバ２がＦＲＰからなる場合に、その表面が削られる結果、強度が低下して、使用時に折れが発生するおそれがある。
【００１３】
本発明はこのような実状に鑑みてなされたもので、テンションメンバ挿通孔とこれに挿通されるテンションメンバのクリアランスや、テンションメンバ挿通孔と光ファイバ心線挿通孔の間隔を最適化することによって、光ファイバの伝送損失の増加やテンションメンバの折れなどの発生を防止することができる光ケーブル用押出被覆装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載された発明は、光ファイバ心線が挿通される光ファイバ心線挿通孔と、前記光ファイバ心線に平行にテンションメンバが挿通されるテンションメンバ挿通孔を有し、これらの各挿通孔に光ファイバ心線およびテンションメンバをそれぞれ挿通させつつそれらの外周に樹脂を一括押出被覆して光ケーブルを成形する光ケーブル用押出被覆装置において、前記テンションメンバ挿通孔とこれに挿通されるテンションメンバとのクリアランスが、０．０５ｍｍ〜０．１５ｍｍであり、かつ、前記光ファイバ心線挿通孔の出口端と前記テンションメンバ挿通孔の出口端のケーブル断面方向における離間距離が、０．０２５ｍｍ〜０．１５ｍｍであることを特徴とする光ケーブル用押出被覆装置である。
【００１９】
上記構成の光ケーブル用押出被覆装置においては、テンションメンバ挿通孔とこれに挿通されるテンションメンバとのクリアランスを、0.05mm〜0.15mmとし、かつ、光ファイバ心線挿通孔の出口端とテンションメンバ挿通孔の出口端のケーブル断面方向における離間距離を、0.025mm〜0.15mmとしたことにより、テンションメンバの張力や挿通位置のバラツキの発生を防止することができ、それらに起因する光ファイバの伝送損失の増加を防止することができる。また、光ファイバ心線と樹脂との界面における表面荒れの発生を防止することができ、光ファイバの伝送損失の増加を防止することができるとともに、使用時のテンションメンバの折れも防止することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
【００２１】
図１は、本発明の光ケーブル用押出被覆装置の一実施形態の要部構成を示す縦断面図、図２はさらにその要部構成を示す横断面図である。
【００２２】
図１に示すように、本実施形態の光ケーブル用押出被覆装置は、ダイス１１内にニップル１２を備えた構造を有する。ダイス１１の中心には、成形すべき光ケーブルの外面形状とほぼ同様の内面形状を有するダイス孔１１ａが設けられている。また、ニップル１２には、2本の単心光ファイバ心線１３と2本の鋼線あるいはＦＲＰからなるテンションメンバ１４を平行に配列させた状態でダイス孔１１ａに導くための1本の光ファイバ心線挿通孔１２ａと2本のテンションメンバ挿通孔１２ｂが設けられている。テンションメンバ挿通孔１２ｂは、2本の単心光ファイバ心線１３を挟んでその両側にそれぞれ1本のテンションメンバ１４が平行に配列されるように、光ファイバ心線挿通孔１２ａを中心にその両側にそれぞれ1本ずつ設けられている。また、光ファイバ心線挿通孔１２ａと2本のテンションメンバ挿通孔１２ｂの各出口端は、同一平面に位置している。さらに、ダイス１１とニップル１２の間には、図示を省略した樹脂供給装置から溶融されたポリエチレンや塩化ビニル樹脂などの被覆用樹脂１５が供給されるようになっている。2本の単心光ファイバ心線１３と2本のテンションメンバ１４は、光ファイバ心線挿通孔１２ａおよびテンションメンバ挿通孔１２ｂに挿通され、上記のように平行に配列した状態で被覆用樹脂１５を通り、ダイス１１の中心に設けられたダイス孔１１ａから外部へと導出され、その間に、外周に被覆用樹脂１５が被覆される。
【００２３】
そして、本実施形態においては、ニップル１２先端面をダイス孔１１ａ側から視た図である図２に示すように、テンションメンバ挿通孔１２ｂとこれに挿通されるテンションメンバ１４とのクリアランスＡが、0.05mm〜0.15mmとされており、また、テンションメンバ挿通孔１２ｂと光ファイバ心線挿通孔１２ａの離間距離Ｂが、0.025mm〜0.15mmとされている。
【００２４】
このように構成される光ケーブル用押出被覆装置においては、2本の単心光ファイバ心線１３と2本のテンションメンバ１４は、ニップル１２の光ファイバ心線挿通孔１２ａおよびテンションメンバ挿通孔１２ｂ挿通され、さらにダイス孔１１ａを経て外部へと導出される間に、平行に配列されるとともに、その外周に樹脂供給装置から供給された被覆用樹脂１５が被覆される。
【００２５】
本実施形態においては、テンションメンバ挿通孔１２ｂとこれに挿通されるテンションメンバ１４とのクリアランスＡが、0.05mm〜0.15mmとされているため、テンションメンバ１４の外径が変動しても、テンションメンバ挿通孔１２ｂを通過する際に引っ掛かりが生ずることはなく、テンションメンバ１４の張力にバラツキが生ずるのを防止することができ、これにより、光ファイバの伝送損失の増加を防止することができる。また、テンションメンバ４の挿通位置が安定化するため、テンションメンバ本来の機能を十分に発揮させることができ、使用時やケーブル製造時の温度変化にともなう光ファイバの伝送損失の増加を防止することができる。
【００２６】
また、テンションメンバ挿通孔１２ｂと光ファイバ心線挿通孔１２ａの離間距離Ｂが、0.025mm〜0.15mmとされているため、テンションメンバ１４や光ファイバ心線１３が樹脂１５内に進入する際に、これらの間の樹脂圧力が上昇して樹脂流れが不安定となることがなくなり、光ファイバ心線１と樹脂９との界面における表面荒れ（メルトフラクチャー）の発生を防止することができ、これにより、光ファイバの伝送損失の増加を防止することができる。また、ダイス孔１１ａの内面とテンションメンバ１３が接触するようなことがなくなり、テンションメンバ１３がＦＲＰからなる場合でも、その表面が削られることはなく、使用時のテンションメンバの折れの発生を防止することができる。
【００２７】
なお、以上説明した実施形態は、2本の単心光ファイバ心線を挟んでその両側にテンションメンバを配置し、これらの外周に樹脂を一括被覆して構成される光ケーブルの製造に用いられる押出被覆装置の例であるが、本発明はこのような例に限定されるものではなく、テンションメンバが１本の光ケーブル、単心光ファイバ心線およびテンションメンバがそれぞれ１本の光ケーブル、単心光ファイバ心線に代えて複数本の光ファイバ素線を並列させ、その外周に一括被覆を施した光ファイバテープ心線を使用した光ケーブル、このような光ファイバテープ心線を厚さ方向に積層した光ケーブルなどの押出被覆装置にも適用することができる。また、図３や図４に示したような支持線を持つ自己支持型光ケーブルの押出被覆装置にも適用可能である。なお、この場合、上記ニップル１２には、光ファイバ心線挿通孔１２ａとテンションメンバ挿通孔１２ｂに加え、さらに支持線を平行に案内するための支持線挿通孔が設けられる。
【００２８】
ここで、本発明の効果を確認するため、上記実施形態の光ケーブル用押出被覆装置と、テンションメンバ挿通孔１２ｂとこれに挿通されるテンションメンバ１４とのクリアランスＡおよびテンションメンバ挿通孔１２ｂと光ファイバ心線挿通孔１２ａの離間距離Ｂのいずれかが上記範囲を外れて設計されている以外は上記実施形態と同一構成の光ケーブル用押出被覆装置を用いて光ケーブルを製造し、その特性評価を行った実験例について記載する。
【００２９】
実験例No.1〜No.4
ＡおよびＢが表１に示すような条件の図１に示す光ケーブル用押出被覆装置を用いて、幅が2mm、高さ3mmの光ケーブルを製造した。単心光ファイバ心線１３には、外径250μｍの単心光ファイバ心線を用い、テンションメンバ１４には、外径0.4mmのＦＲＰからなる線材を用いた。また、被覆用樹脂１５として、ノンハロゲン難燃ポリエチレン（日本ユニカー社製商品名ＮＵＣ９７３９）を用いた。
比較例No.5〜No.8
ＡおよびＢを表１に示すように変えた以外は図１に示すものと同一構成の光ケーブル用押出被覆装置を用いて、幅が2mm、高さ3mmの光ケーブルを製造した。単心光ファイバ心線１３、テンションメンバ１４および被覆用樹脂１５には、実験例No.1〜No.4と同様のものを用いた。
【００３０】
得られた光ケーブルについて、光ファイバ心線１３と被覆した樹脂１５との界面における表面荒れ、テンションメンバ１４の削れおよび折れの発生の有無を調べる（テンションメンバ１４を損傷させないように十分に注意しながら取り出し、目視により確認）とともに、ＯＴＤＲ（Optical Time Domain Reflectometer）を用いて、初期伝送特性および温度変化（-30℃〜+70℃）に伴う伝送損失の増加量を測定した。これらの結果を、テンションメンバ挿通孔１２ｂ挿通時におけるテンションメンバ１４の詰まり（引っ掛かり）の発生の有無と併せ、表１に示す。
【００３１】
【表１】

【００３２】
表1から明らかなように、Ａが0.05mm〜0.15mmで、かつ、Ｂが0.025mm〜0.15mmとされた図1に示す押出被覆装置を用いたNo.1〜No.4では、いずれの評価項目についても良好な結果が得られたのに対し、Ａが0.05ｍｍに満たないNo.5では、テンションメンバ１４の詰まりが発生し、伝送特性の結果も不良であった。また、Ｂが0.025ｍｍに満たないNo.6では、光ファイバ心線１３と被覆した樹脂１５との界面における表面荒れが観察され、伝送特性の結果も不良であった。さらに、Ａが0.15ｍｍを越えるNo.7では、初期伝送特性および温度特性がいずれも不良で、Ｂが0.15ｍｍを越えるNo.8では、伝送特性は良好であったものの、テンションメンバ１４の削れや折れが観察された。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光ケーブル用押出被覆装置によれば、テンションメンバ挿通孔とこれに挿通されるテンションメンバのクリアランスおよびテンションメンバ挿通孔と光ファイバ心線挿通孔の間隔を特定したので、光ファイバの伝送損失の増加を防止し、光ケーブルの信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光ケーブル用押出被覆装置の一実施形態の要部構成を示す縦断面図。
【図２】図１に示す光ケーブル用押出被覆装置のさらにその要部構成を示す横断面図。
【図３】光ドロップケーブルの一例を示す横断面図。
【図４】光ドロップケーブルの他の例を示す横断面図。
【図５】従来の光ケーブル用押出被覆装置の要部構成例を示す縦断面図。
【符号の説明】
１１………ダイス
１１ａ………ダイス孔
１２………ニップル
１２ａ………光ファイバ心線挿通孔
１２ｂ………テンションメンバ挿通孔
１３………光ファイバ心線
１４………テンションメンバ
１５………被覆用樹脂

Claims

光ファイバ心線が挿通される光ファイバ心線挿通孔と、前記光ファイバ心線に平行にテンションメンバが挿通されるテンションメンバ挿通孔を有し、これらの各挿通孔に光ファイバ心線およびテンションメンバをそれぞれ挿通させつつそれらの外周に樹脂を一括押出被覆して光ケーブルを成形する光ケーブル用押出被覆装置において、
前記テンションメンバ挿通孔とこれに挿通されるテンションメンバとのクリアランスが、０．０５ｍｍ〜０．１５ｍｍであり、かつ、前記光ファイバ心線挿通孔の出口端と前記テンションメンバ挿通孔の出口端のケーブル断面方向における離間距離が、０．０２５ｍｍ〜０．１５ｍｍであることを特徴とする光ケーブル用押出被覆装置。