JP3993162B2

JP3993162B2 - 光ファイバケーブル

Info

Publication number: JP3993162B2
Application number: JP2003409938A
Authority: JP
Inventors: 敏訓關
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone East Corp; SWCC Showa Cable Systems Co Ltd
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone East Corp; SWCC Corp
Priority date: 2003-12-09
Filing date: 2003-12-09
Publication date: 2007-10-17
Anticipated expiration: 2023-12-09
Also published as: JP2005172978A

Description

本発明は、架空または地下に布設されている配線系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ファイバケーブルに関する。

架空または地下に布設された配線系ケーブルから一般加入者宅内へ引き込み配線するための、いわゆる光ドロップケーブルとして、単心光ファイバ心線の両側または片側に鋼線あるいはＦＲＰ（ガラス繊維強化プラスチック）などからなる抗張力体を配置し、これらをポリエチレンなどの樹脂で一括被覆したもの（地下光ドロップケーブル）、あるいは、かかるケーブルにさらに支持線を沿わせ一体化したもの（架空光ドロップケーブル）が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

図６に、架空光ドロップケーブルの一例を示す。同図に示すように、この光ドロップケーブルは、単心光ファイバ心線１を挟んでその上下に抗張力体２、２を配置し、さらにその上に支持線３を配置し、これらの外周にポリエチレンなどの樹脂を一括押出被覆して外被４を設けた構造を有する。このケーブルの支持線３と抗張力体２の間には、ケーブルを支持線部５とケーブル部６に分割する首部（連結部）７が設けられており、また、ケーブル部６の外被４の両側部、単心光ファイバ心線１が位置する部分には、引き裂き用のノッチ８、８が設けられている。

このような光ドロップケーブルにおいては、支持線３が設けられているため、架空布設が可能であり、また、光ファイバ心線１を挟んで抗張力体２が配置されているため、温度変化による光ファイバの伝送損失の増加を防ぐことができる。また、首部７が設けられているため、ケーブルを加入者宅内へ引き込んだ後、ケーブル部８を支持線部５から容易に分離させて屋内配線することができる。支持線部５は、通常、住宅壁面に固定される。さらに、引き裂き用のノッチ８が設けられているため、ケーブル端末処理などの際に外被４をケーブルの幅方向に引き裂いて内部の光ファイバ心線１を容易に取り出すことができる。

ところで、このような従来の光ファイバケーブルにおいては、上記の如く心線の取り出し性に優れるとはいえ、単心光ファイバ心線１の外径が非常に細い（通常、250μm）ため、光ファイバ心線１を取り出す際に不用意に曲げなどを加えると簡単に折れてしまうという問題があった。このため、作業者は細心の注意を払って心線を取り出す必要があり、大きな負担となっていた。

そこで、この問題に対処して、図７に示すような、光ファイバ心線１の周囲に抗張力繊維層９を設け、その外側に樹脂被覆層１０を設けた外径1mm〜2mm程度の光ファイバコード１１を、光ファイバ心線１に代えて使用することが検討されている。

光ファイバコード１１は機械的強度も大きく、外被４から取り出す際に不用意な曲げを加えても簡単に折れることはなくなる。しかも、この取り出した光ファイバコード１１を架設された配線系ケーブルや屋内の光接続機器などと接続する際には、光ファイバ心線１とその周囲に設けられた抗張力繊維層９および樹脂被覆層１０とが密着していないため、光ファイバあるいは光ファイバ心線１を容易に露出させることができ（光ファイバを露出させる場合には、まず抗張力繊維層９および樹脂被覆層１０を除去した後、ハンドストリッパのような被覆除去工具を用いて、光ファイバ心線１の被覆を除去すればよい。）、従来からの接続方法、すなわち、コネクタや融着による方法、メカニカル接続法と称する方法などを容易に適用することができる。

なお、ハンドストリッパは上下に2枚の刃を備えた被覆除去工具で、2枚の刃の刃先には半円状の凹みが設けられており、光ファイバを傷付けずに被覆にのみ食い込ませることができるようになっている。図８は、このハンドストリッパ１２を用いた光ファイバ心線１の被覆１ａの除去作業を模式的に示したもので、ハンドストリッパ１２の2枚の刃を光ファイバ心線１の被覆１ａに上下両方向より食い込ませ、この状態で、2枚の刃を光ファイバ心線１の長さ方向（図面、矢印方向）に移動させることにより、被覆１ａを切断除去することができる。図８中、１ｂは光ファイバを示している。

このように、光ファイバコード１１を用いた光ファイバケーブルは優れた特徴を有している。しかしながら、光ファイバコード１１は、構造上、環状に巻いた状態を長期間保持すると、曲がりグセがつきやすいという難点があった。曲がりグセがつくと、ケーブルの製造やクロージャ内での光ファイバの再接続作業などに支障をきたすようになる。
特開２００１−３３７２５５号公報

本発明は上記従来技術の課題に対処してなされたもので、光ファイバ心線を取り出す際に不用意な曲げなどを加えても光ファイバ心線が折れたりすることがなく、また、光ファイバの接続に際して従来からの接続方法を容易に適用することができ、さらに、従来の光ファイバコードを用いた場合のような曲がりグセの問題が生ずることもない光ファイバケーブルを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本願の請求項１に記載の発明の光ファイバケーブルは、外径がほぼ0.25mm以下の単心光ファイバ心線と、この光ファイバ心線に並行に配置された抗張力体と、これらの外周に一括して押出被覆された外被とを備えた光ファイバケーブルであって、前記単心光ファイバ心線上に、滑剤としてエルカ酸アミドおよび／またはオレイン酸アミドを0.5重量％〜3重量％含有する曲げ弾性率（ASTM D 790）が80MPa〜450MPaのポリエーテル・ポリブチレンテレフタレート系熱可塑性エラストマからなる厚さ50μｍ〜400μｍの被覆が設けられていることを特徴とするものである。

本発明の光ファイバケーブルによれば、光ファイバ心線は特定の高分子材料からなる被覆で被覆された状態で外被から取り出されるため、光ファイバ心線を取り出す際の折れを防止することができる。また、特定の高分子材料からなる被覆は光ファイバ心線上に適度な密着力をもって設けられているため、ハンドストリッパなどの被覆除去工具を用いて容易に除去することができる。したがって、光ファイバの接続に際して従来からの接続方法を容易に適用することができる。そのうえ、特定の高分子材料からなる被覆が設けられた光ファイバ心線は、環状に巻いた状態を長期間保持しても曲がりグセがつくようなことがないため、ケーブルの製造やクロージャ内での光ファイバの再接続作業などにおける作業性の低下も防止される。

以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。

図１は本発明の光ファイバケーブルの第１の実施形態を示す断面図である。
図１に示すように、本実施形態の光ファイバケーブル２０１は、支持線部２１とケーブル部２２とこれらを連結する連結部２３を有する。支持線部２１は、鋼線などからなる支持線２４と、その外周に設けられた外被２５とから構成されている。また、ケーブル部２２は、１本の単心光ファイバ心線２６と、その上に設けられた脂肪酸アミド系滑剤を0.5％〜3重量％含有する曲げ弾性率（ASTM D 790）が80MPa〜450MPaの高分子材料からなる被覆２７と、この被覆された光ファイバ心線２６の上下に間隔をおいて並行に配置された鋼線、ＦＲＰ（ガラス繊維強化プラスチック）、高抗張力繊維（ケブラー（商標）などのアラミド繊維、ポリエステル繊維など）などからなる抗張力体２８と、これらの外側に設けられた外被２９とから構成されている。

そして、支持線部２１の外被２５、ケーブル部２２の外被２９および連結部２３は、ポリエチレンやポリ塩化ビニルなどの熱可塑性樹脂の一括押出により形成されている。また、ケーブル部２２の外被２９の両側部のほぼ中央、単心光ファイバ心線２６が位置する部分には、引き裂き用のノッチ２９ａが設けられており、ケーブル接続作業の際に、これらの引き裂き用ノッチ２９ａを起点に外被２９を引き裂くことにより、被覆された単心光ファイバ心線２６を容易に取り出すことができるようになっている。

上記単心光ファイバ心線２６は、特に限定されるものではなく、光ファイバの外周にシリコーン樹脂や紫外線硬化型樹脂などを被覆したもの、その外周にさらにナイロン樹脂を被覆したもの（通常、ナイロン心線と称する）などが挙げられる。

また、このような単心光ファイバ心線２６上に設けられる被覆２７を構成する高分子材料としては、脂肪族ポリアミド（ナイロン）、ポリオレフィン（例えば、ポリエチレン、エチレン・エチルアクリレート共重合体、エチレン・酢酸ビニル共重合体）、ポリ塩化ビニルなどの熱可塑性樹脂や、ポリブチレンナフタレート系熱可塑性エラストマ、ポリブチレンテレフタレート系熱可塑性エラストマなどのポリエステル系熱可塑性エラストマなどが挙げられるが、なかでも、押出成型の容易性や、布設後の熱履歴による曲げグセなどの観点から、ポリエステル系熱可塑性エラストマが好適である。

また、脂肪族アミド系滑剤としては、エルカ酸アミド、オレイン酸アミド、ステアリルオレイルアミドおよびビスオレイン酸アミドなどが挙げられ、なかでも、エルカ酸アミド、オレイン酸アミドが好ましく、特に、オレイン酸アミドが好ましい。これらの滑剤は1種を単独で使用してもよく、2種以上を混合して使用してもよい。

被覆２７の厚さは、あまり薄くすると、光ファイバ心線２６に対する保護効果が不十分となり、逆に、あまり厚くすると、ケーブル部２２全体の外径が大きくなってしまう（外被２９の厚さを薄くすれば、ケーブル部２２全体の外径を小さくすることができるが、外被２９の強度が低下する。）。このような観点から、被覆２７の厚さは、これを構成する材料の種類や光ファイバ心線２６の種類などにもよるが、一般には、50μｍ〜400μｍの範囲で設けられ、75μｍ〜375μｍの範囲であるとより好ましく、125μｍ〜330μｍの範囲であるとよりいっそう好ましい。なお、被覆２７には、単心光ファイバ心線２６を相互に識別するために着色剤を配合してもよい。

このように構成される光ファイバケーブル２０１においては、単心光ファイバ心線２６上に、脂肪酸アミド系滑剤を0.5％〜3重量％含有する曲げ弾性率（ASTM D 790）が80MPa〜450MPaの高分子材料からなる被覆２７を設けたことにより、単心光ファイバ心線２６を被覆２７とともに外被２９から取り出すことができるため、単心光ファイバ心線２６を取り出す際に不用意な曲げなどを加えても単心光ファイバ心線２６が折れたりするようなことがなくなる。これにより、作業者も負担も軽減される。また、このように取り出した後に光ファイバを架設された配線系ケーブルや屋内の光接続機器などと接続する際には、ハンドストリッパのような被覆除去工具を用いて被覆２７のみ、あるいは被覆２７と光ファイバ心線２６の被覆とを、適宜選択的に除去することができる。このため、従来からの接続方法、すなわち、コネクタや融着による方法、メカニカル接続法と称する方法などを容易に適用して接続することができる。さらに、被覆２７を備えた単心光ファイバ心線２６は、従来の光ファイバコードのように、環状に巻いた状態を長期間保持しても曲がりグセがつくことがない。このため、ケーブルの製造やクロージャ内での光ファイバの再接続作業などに支障をきたすこともない。

本発明において、被覆２７を構成する高分子材料の曲げ弾性率（ASTM D 790）が80MPa未満では、外被２９に対する密着力が大きくなり、単心光ファイバ心線２６の取り出し性が低下する。また、被覆２７を除去した際に、その端面にバリが発生する。逆に、曲げ弾性率が450MPaを超えると、被覆２７と単心光ファイバ心線２６との密着性が低下して、温度伸縮により単心光ファイバ心線２６の突き出しが発生し、伝送損失が増大する。曲げ弾性率（ASTM D 790）の好ましい範囲は150MPa〜400MPaである。

また、脂肪族アミド系滑剤の含有量が0.5重量％未満では、被覆２７と単心光ファイバ心線２６の被覆との密着力が過大となり、被覆２７のみを選択的に除去することが困難になり、メカニカル接続法の適用が困難になる。なお、メカニカル接続法は、光ファイバ心線２６同士を突き合わせ、機械的に接続するもので、融着やコネクタ接続に比べ、安価でかつ簡便な接続法として知られている。一方、脂肪族アミド系滑剤の含有量が3重量％を超えると、被覆２７と単心光ファイバ心線２６の被覆との密着力が小さくなりすぎて、被覆２７からの単心光ファイバ心線２６の突き出しが発生し、伝送損失が増大するおそれがある。また、被覆２７を押出被覆する際に、押出しスクリュー内でスリップが発生し、樹脂の吐出が不安定となって、外径変動が発生するおそれがある。脂肪族アミド系滑剤の含有量の好ましい範囲は1.5重量％〜2重量％である。

図２は、本実施形態の光ファイバケーブル２０１の配線例を模式的に示したものである。図２において、架設された配線系ケーブル３１にクロージャ３２内で接続された光ファイバケーブル２０１は、加入者宅３３の軒下まで屋外配線され、そこで支持線部２１が分離されて、ケーブル部２２のみが加入者宅３３内に引き込まれ光接続機器３４などに接続される。支持線部２１は、加入者宅３３の住宅の壁面に固定される。配線系ケーブル３１や光接続機器３４などとの接続に際しては、ケーブル部２２内部の光ファイバ心線２６が被覆２７を備えた状態で取り出され、被覆２７あるいは被覆２７と光ファイバ心線２６の被覆が適宜除去され、接続が行われる。光ファイバ心線２６は被覆２７を備えた状態で取り出されるため、不用意な曲げを加えても折れたりするようなことがなく、また、被覆の除去も選択的にかつ容易に行うことができるため、従来からの接続法を用いて容易に接続することができる。

次に本発明の他の実施の形態について説明する。

図３は、本発明の第２の実施形態に係る断面図であり、図１に共通する部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

本実施形態に係る光ファイバケーブル２０２は、一般に地下に配線されるいわゆる地下ドロップケーブルとして使用されるものであり、支持線部２１および連結部２３を持たない点を除いて、図１に示す第１の実施形態と同様に構成されている。

すなわち、１本の単心光ファイバ心線２６と、その上に設けられた脂肪酸アミド系滑剤を0.5％〜3重量％含有する曲げ弾性率（ASTM D 790）が80MPa〜450MPaの高分子材料からなる被覆２７と、この被覆された光ファイバ心線２６の上下に間隔をおいて並行に配置された鋼線、ＦＲＰ、高抗張力繊維などからなる抗張力体２８と、これらの外側に設けられたポリエチレンやポリ塩化ビニルなどの熱可塑性樹脂からなる外被２９から構成されている。そして、外被２９の両側部のほぼ中央、単心光ファイバ心線２６が位置する部分には、引き裂き用のノッチ２９ａが設けられている。

このように構成される光ファイバケーブル２０２においても、第１の実施形態の場合と同様、単心光ファイバ心線２６を被覆２７とともに外被２９から取り出すことができるため、単心光ファイバ心線２６を取り出す際に不用意な曲げなどを加えても単心光ファイバ心線２６が折れたりするようなことがなくなり、作業者の負担が軽減される。また、このように取り出した後に光ファイバを架設された配線系ケーブルや屋内の光接続機器などと接続する際には、ハンドストリッパのような被覆除去工具を用いて被覆２７のみ、あるいは被覆２７と光ファイバ心線２６の被覆とを、適宜選択的に除去することができるため、従来からの接続方法、すなわち、コネクタや融着による方法、メカニカル接続法と称する方法などを容易に適用して接続することができる。さらに、被覆２７を備えた単心光ファイバ心線２６は、従来の光ファイバコードのように、環状に巻いた状態を長期間保持しても曲がりグセがつくことがないため、ケーブルの製造やクロージャ内での光ファイバの再接続作業などに支障をきたすこともない。

なお、本発明においては、例えば図４、図５に示すように、単心光ファイバ心線２６の数が2本あるいはそれ以上であってもよい。図４に示す光ファイバケーブル２０３は、第１の実施形態において、単心光ファイバ心線２６を2本配置し、それぞれに被覆２７を施したものであり、また、図５に示す光ファイバケーブル２０４は、第２の実施形態において、単心光ファイバ心線２６を2本配置し、それぞれに被覆２７を施したものである。

また、以上説明した例では、いずれも抗張力体２８を2本、単心光ファイバ心線２６を挟んでその上下に間隔をおいて並行に配置しているが、単心光ファイバ心線２６の上下のいずれか一方にのみ配置するようにしてもよい。

本発明は、単心光ファイバ心線２６が、外径がほぼ0.25mm以下のものである場合に、特に顕著な効果が得られる。

次に、本発明の実施例を記載するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。

実施例１〜６
図1に示す構造の光ファイバケーブルを製造した。単心光ファイバ心線２６には、外径250μｍの単心紫外線硬化型樹脂被覆光ファイバ心線を用い、ケーブル部２２の抗張力体２８には、外径0.4mmのＦＲＰロッドを用い、支持線２４には、外径1.2mmの単鋼線を用いた。

まず、単心光ファイバ心線２６の外周に、第1の押出し機により、滑剤としてオレイン酸アミドまたはエルカ酸アミドを表1に示す割合で添加したハイトレル４７６７−Ｒ０７またはハイトレル６３４７Ｌ−０１（以上、いずれもポリエーテル・ポリブチレンテレフタレートブロック共重合体の商品名、東レ・デュポン社製）を押出被覆し、外径0.9mmの被覆２７を形成した。次いで、この被覆２７を形成した単心光ファイバ心線２６と、2本の抗張力体２８と、支持線２４とを、図１に示すように平行に並べた状態で第２の押出し機に導入し、その外周に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）を一括押出被覆して、全体の幅が約2mm、同高さが約5mmの光ファイバケーブルを製造した。

比較例１〜７
被覆２７の形成材料を表1に示すように変えた以外は上記実施例と同様にして光ファイバケーブルを製造した。被覆２７の材料には、実施例で用いたものに加え、ハイトレル４０４７およびハイトレル７２４７Ｌ−０１（以上、いずれもポリエーテル・ポリブチレンテレフタレートブロック共重合体の商品名、東レ・デュポン社製）を使用した。

上記各実施例および各比較例で得られた光ファイバケーブルについて、ヒートサイクル試験（-40℃〜+85℃、10サイクル）を行い、最大伝送損失増加量を調べた。また、実際に被覆された単心光ファイバ心線２６の外被２９からの取り出しを試み、その取り出し性を評価した。さらに、この取り出した被覆２７を備えた単心光ファイバ心線２６について、曲がりグセ、被覆２７からの単心光ファイバ心線２６の突き出し量、被覆２７の除去性を調べた。これらの結果を被覆２７を構成する材料の曲げ弾性率（ASTM D 790）とともに表１に併せ示す。

なお、曲がりグセの傾向は、被覆２７を備えた単心光ファイバ心線２６を直径60mmの環状に巻き付けた状態で-30℃に6時間、次いで70℃に6時間保持した後、20℃に戻し、曲がりグセのつき具合を調べて評価した。また、単心光ファイバ心線２６の突き出し量は、
被覆２７を備えた単心光ファイバ心線２６を-30℃〜70℃の温度範囲にて10サイクル保持し、次いで120℃で24時間のエージングを行った後に、マイクロスコープにより測定した。さらに、被覆除去性はｅｌａｕｓｓ社製のハンドストリッパＮＯ−ＮＩＫ（φ0.254ｍｍ）（商品名）を用い、除去長40mm、引張速度500mm/minの条件で被覆２７の除去を試み、評価した。

上記の結果から明らかなように、本発明に係る光ファイバケーブルは、伝送特性が良好で、被覆光ファイバ心線２６の取り出し性も良好であった。また、被覆光ファイバ心線２６について調べた曲がりグセ、光ファイバ心線の突き出し量、被覆除去性についても良好な結果が得られた。

本発明の光ファイバケーブルの第１の実施形態を示す断面図。第１の実施形態の光ファイバケーブルの配線例を模式的に示す図。本発明の光ファイバケーブルの第２の実施形態を示す断面図。本発明の光ファイバケーブルの他の実施形態を示す断面図。本発明の光ファイバケーブルの他の実施形態を示す断面図。従来の光ファイバケーブルの一例を示す断面図。光ファイバコードの構成を示す断面図。光ファイバの被覆の除去作業を説明する図。

符号の説明

２１…支持線部、２２…ケーブル部、２３…連結部、２４…支持線、２５、２９…外被、２６…単心光ファイバ心線、２７…被覆、２８…抗張力体、２０１〜２０４…光ファイバケーブル

Claims

外径がほぼ0.25mm以下の単心光ファイバ心線と、この光ファイバ心線に並行に配置された抗張力体と、これらの外周に一括して押出被覆された外被とを備えた光ファイバケーブルであって、
前記単心光ファイバ心線上に、滑剤としてエルカ酸アミドおよび／またはオレイン酸アミドを0.5重量％〜3重量％含有する曲げ弾性率（ASTM D 790）が80MPa〜450MPaのポリエーテル・ポリブチレンテレフタレート系熱可塑性エラストマからなる厚さ50μｍ〜400μｍの被覆が設けられていることを特徴とする光ファイバケーブル。