JP4013045B2

JP4013045B2 - 光ファイバケーブル

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Publication number: JP4013045B2
Application number: JP2002178857A
Authority: JP
Inventors: 至坂部; 伸宏赤坂; 俊昭柿井
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2002-06-19
Filing date: 2002-06-19
Publication date: 2007-11-28
Anticipated expiration: 2022-06-19
Also published as: JP2004021110A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバケーブルに関し、さらに詳しくは、光ファイバ心線またはテープ型光ファイバ心線の外周が、熱可塑性樹脂により被覆されている光ファイバケーブルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、地下の配線ケーブルから引き落とすドロップケーブルとして用いられている光ファイバケーブルを図９に示す。
図９に示すように、従来の光ファイバケーブル１００は、光ファイバ心線１０１の両側に、所望の間隔が設けられた状態で２本の抗張力体１０２が配置され、これらの周囲に熱可塑性樹脂１０３が被覆された状態で一体に構成されている。光ファイバ心線１０１は、コアとクラッドを有するガラス体の光ファイバの外周に、紫外線硬化樹脂及び着色層が被覆されてなっている。抗張力体１０２は、鋼線や繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）等が用いられる。この光ファイバ心線１０１と抗張力体１０２が一括に被覆されていることにより、光ファイバケーブル１００に付加される張力等の外力を抗張力体１０２が受けて、光ファイバ心線１０１を外力から保護している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ドロップケーブルやインドアケーブルは、曲率半径３０ｍｍ程度に、小さく曲げて使用できることが要求されている。上記の光ファイバケーブル１００は、２本の抗張力体１０２の間に光ファイバ心線１０１が配置されていることから、光ファイバケーブル１００の外形が大きくなってしまう。また、抗張力体１０２が設けられていることにより、光ファイバケーブル１００の曲げ剛性や捩り剛性が大きくなる。
【０００４】
このように、抗張力体を備えたドロップ用あるいはインドア用の光ファイバケーブルは、外形が大きく、曲げ剛性や捩り剛性が大きい。そのため、例えば光接続箱等に光ファイバケーブルを固定する場合に、小径に曲げることが困難であるため、取り扱いにくいという状況にあった。
また、光ファイバケーブルをボビンに巻き取る際や、電柱引留め部あるいは宅内などに敷設する際には、曲げ剛性や捩り剛性の大きな方向に光ファイバケーブルを捩り曲げることがある。その際、光ファイバケーブルを取り扱いにくく、良好な作業性が得にくいという状況にあった。
また、配管内に従来の光ファイバケーブルを敷設する際には、光ファイバケーブルの外形寸法が大きいことにより、敷設本数が制限されていた。
【０００５】
したがって、抗張力体を備えた従来の光ファイバケーブルは、外形寸法や曲げ剛性等により、良好な作業性や施工性が得られないことがあるという問題があった。
【０００６】
本発明の目的は、良好な作業性及び施工性を得ることができる光ファイバケーブルを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係る光ファイバケーブルは、コア部とクラッド部とを有するガラス体が紫外線硬化樹脂により被覆された光ファイバ心線の外周が、熱可塑性樹脂により被覆されている光ファイバケーブルであって、当該光ファイバケーブルに含まれる前記光ファイバ心線は１本であり、当該光ファイバケーブルの断面外形が略円形であり、前記ガラス体は、前記熱可塑性樹脂の外径に対して７％以下の直径を有し、かつ、前記光ファイバケーブルを構成する各部材のうち、最も大きいヤング率を有し、前記ガラス体のヤング率Ｅと断面積Ｓとの積で表されるＥＳ積は、前記熱可塑性樹脂のＥＳ積以上であることを特徴とする。
また、上記目的を達成するための本発明に係る光ファイバケーブルは、コア部とクラッド部とを有するガラス体が紫外線硬化樹脂により被覆された光ファイバ心線を複数本備え、前記複数本の光ファイバ心線が紫外線硬化樹脂により一体に被覆されたテープ型光ファイバ心線の外周が、熱可塑性樹脂により被覆されている光ファイバケーブルであって、当該光ファイバケーブルの断面外形が扁平形状であり、前記扁平形状の長軸上に前記テープ型光ファイバ心線の各前記光ファイバ心線が配置されており、前記ガラス体は、前記扁平形状の長軸方向と直交する方向であって前記テープ型光ファイバ心線の厚さ方向における前記熱可塑性樹脂の最大外径に対して７％以下の直径を有し、かつ、前記光ファイバケーブルを構成する各部材のうち、最も大きいヤング率を有し、前記テープ型光ファイバ心線中の複数本の前記ガラス体のヤング率Ｅと断面積Ｓとの積で表されるＥＳ積の総和は、前記熱可塑性樹脂のＥＳ積以上であることを特徴とする。
【０００８】
このような構成の光ファイバケーブルによれば、鋼線やＦＲＰ等の抗張力体を設けない構成にして、さらにガラス体の直径と光ファイバケーブルの外径との関係を規定している。これにより、光ファイバケーブルの可撓性が向上して小径に曲げやすくなり、さらに、小径に曲げたときでもガラス体に対して即座に断線するほどの曲げ歪みが付加されることを防止できる。
したがって、光ファイバケーブルの取り扱い性が向上して、良好な作業性及び施工性を得ることができる。
【００１０】
また、光ファイバ心線の曲げ剛性は、光ファイバケーブルの曲げ剛性の中で１０％以上の寄与率を有していることが望ましい。
また、前記テープ型光ファイバ心線をその厚さ方向に曲げた場合の曲げ剛性は、前記光ファイバケーブルを前記扁平形状の長軸を曲げ中心として曲げた場合であって前記テープ型光ファイバ心線の厚さ方向に曲げた場合の曲げ剛性の中で１０％以上の寄与率を有していることが望ましい。
【００１１】
また、光ファイバ心線またはテープ型光ファイバ心線と、熱可塑性樹脂との間が、非接着の状態であることが望ましい。
【００１２】
また、熱可塑性樹脂は充実押出しにより形成されていることが望ましい。
【００１３】
また、熱可塑性樹脂は、曲げ剛性が最小となる曲げの径方向にノッチが形成されていることが望ましい。
【００１４】
また、上記目的を達成するための本発明に係る光ファイバケーブルは、コア部とクラッド部とを有するガラス体が紫外線硬化樹脂により被覆された光ファイバ心線、または、複数本の光ファイバ心線が紫外線硬化樹脂により一体に被覆されたテープ型光ファイバ心線の外周が、熱可塑性樹脂により被覆されている光ファイバケーブルであって、ガラス体のヤング率をＥ_ｇ（Ｐａ）、ガラス体の断面積をＳ_ｇ（ｍ^２）、光ファイバ心線が経た引張強度試験のプルーフレベルをａとしたとき、
ａ×ΣＥ_ｇＳ_ｇ×０．７≧９．８Ｎ
の関係式を満たすことを特徴とする。
なお、Σは光ファイバケーブルが有する光ファイバ心線、すなわちガラス体の本数を表す。
【００１５】
このような構成の光ファイバケーブルによれば、従来に比べて光ファイバ心線のプルーフレベルが上がるため、光ファイバ心線の抗張力性が向上する。よって、上記構成の光ファイバケーブルは、鋼線やＦＲＰ等の抗張力体を設けずとも、敷設時等に実際に付加される引張力に対して耐え得る機械的強度を備えている。すなわち、抗張力体を設ける必要がない。
抗張力体を設けない構成とすることにより、光ファイバケーブルの可撓性が向上して小径に曲げやすくなる。
したがって、光ファイバケーブルの取り扱い性が向上して、良好な作業性及び施工性を得ることができる。
【００１６】
また、上記目的を達成するための本発明に係る光ファイバケーブルは、コア部とクラッド部とを有するガラス体が紫外線硬化樹脂により被覆された光ファイバ心線、または、複数本の光ファイバ心線が紫外線硬化樹脂により一体に被覆されたテープ型光ファイバ心線の外周が、熱可塑性樹脂により被覆されている光ファイバケーブルであって、ガラス体は、光ファイバケーブルを構成する各部材のうち、最も大きいヤング率を有しており、かつ、光ファイバケーブルに、熱可塑性樹脂の外径の半分の曲率半径を有する曲げを１分間付加した場合に、ガラス体が破損しないように構成されていることを特徴とする。
【００１７】
このような構成の光ファイバケーブルによれば、鋼線やＦＲＰ等の抗張力体を設けず、さらに光ファイバケーブルが小径で曲げられた場合でも、ガラス体が破損しない。したがって、小径に曲げやすく、かつ小径曲げに強い光ファイバケーブルとすることができる。
したがって、光ファイバケーブルの取り扱い性が向上して、良好な作業性及び施工性を得ることができる。
【００１８】
また、光ファイバ心線は、波長１．５５μｍにおけるピーターマン−Ｉ（Petermann−Ｉ）の定義によるモードフィールド径が８μｍ以下であり、波長１．３μｍにおける波長分散の絶対値が１２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であり、波長１．５５μｍにおける波長分散の絶対値が１２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であり、ケーブルカットオフ波長が１．２６μｍ以下であり、プルーフレベルが１．５％以上の引張強度試験を経た光ファイバ心線であることが望ましい。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る光ファイバケーブルの実施の形態を図１〜図８に基づいて説明する。
図１は、第１実施形態の光ファイバケーブルを示す断面図である。図２は、光ファイバコードを示す図であり、（ａ）は断面図を示し、（ｂ）は小径曲げの状態を示す長手方向の断面図である。図３は、光ファイバ心線を示す図であり、（ａ）は断面図を示し、（ｂ）は小径曲げの状態を示す長手方向の断面図である。図４は、図１に示す光ファイバケーブルの被覆除去性を示す概略図である。図５は、充実押出しの様子を示す断面図である。図６は、図１に示す光ファイバ心線の断面図及び屈折率分布を示す図であり、図７は、図１に示す光ファイバ心線の波長分散特性を示すグラフである。図８は、第２実施形態の光ファイバケーブルを示す断面図である。
【００２０】
（第１実施形態）
まず、本発明に係る光ファイバケーブルの第１実施形態について説明する。
図１に示すように、第１実施形態の光ファイバケーブル１は、１本の光ファイバ心線２の外周に、熱可塑性樹脂９が被覆されて形成されている。
光ファイバ心線２は、コア部とクラッド部とを有する直径１２５μｍのガラス体５の光ファイバの周囲に、紫外線硬化樹脂７が被覆されている。この紫外線硬化樹脂７の外径は、２５５μｍである。
熱可塑性樹脂９は、ポリエチレン（ＰＥ）やポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）が好適に用いられる。本実施形態の熱可塑性樹脂９は、外形がほぼ円形になるように形成されており、その外径は３ｍｍである。
【００２１】
この光ファイバケーブル１は、従来の光ファイバケーブルと異なり、ガラス体５よりもヤング率の高い鋼線やＦＲＰ等の抗張力体がない。すなわち、光ファイバケーブル１を構成するガラス体５、紫外線硬化樹脂７、熱可塑性樹脂９のうち、ガラス体５が最も高いヤング率を有している。
したがって、光ファイバケーブル１の曲げ剛性が従来に比べて小さくなり、可撓性が向上している。すなわち、光ファイバケーブル１は小径に曲げることが容易であり、作業性が良い。
【００２２】
ここで、従来の光ファイバコードや光ファイバ心線（ナイロン心線）を小径に曲げた場合について説明する。
例えば、図２（ａ）に示すように、光ファイバコード５０は、中心に直径０．９ｍｍのナイロン心線６０を備え、その周囲に多数本の抗張力繊維（アラミドヤーン）５１が設けられている。さらにその外周には、外径３ｍｍのＰＶＣ５２が被覆されている。ナイロン心線６０は、直径１２５μｍのガラス体６１の光ファイバの周囲に、外径２５５μｍの紫外線硬化樹脂６２が被覆されて光ファイバ心線６３となし、さらにその外周に外径０．９ｍｍのナイロン樹脂６４が被覆されているものである。
この光ファイバコード５０は、光ファイバ心線６３の外周に被覆されたＰＶＣ５２（熱可塑性樹脂）の外径に対して、ガラス体６１の直径が１３．９％である。
図２（ｂ）に示すように、この光ファイバコード５０は小径に曲げることが容易であるが、例えば側圧板７０によって２つに折れ曲がるほど小径に曲げたときには、ガラス体６１に付加される曲げ歪みが大きくなり、ガラス体６１の断線箇所６１ａが発生してしまう。特に、ナイロン心線６０は、抗張力繊維５１に保護されているものの、ＰＶＣ５２内でルース状に配置されているため、屈曲しやすい。
【００２３】
また、図３に示すように、上述したナイロン心線６０を単体で使用した場合においても、小径に曲げることが容易であるが、側圧板７０によって２つに折れ曲がるほど小径に曲げたときには、上記の光ファイバコード５０と同様にガラス体６１に付加される曲げ歪みが大きくなり、ガラス体６１の断線箇所６１ａが発生してしまう。
このように、従来の光ファイバコードや光ファイバ心線（ナイロン心線）は、小径に曲げたときにガラス体が破損しやすかった。
【００２４】
これに対し、図１に示すように本実施形態の光ファイバケーブル１の場合、ガラス体５の直径は１２５μｍであり、光ファイバ心線２の外周に被覆された熱可塑性樹脂９の外径は３ｍｍである。したがって、ガラス体５の直径は、熱可塑性樹脂９の外径に対して約４％となっている。このように、熱可塑性樹脂９に対してガラス体５の直径が７％以下になるように構成することによって、光ファイバケーブル１を２つに折れ曲がるほど小径の曲率半径で曲げたときでも、ガラス体５に対しては即座に破断するほどの小径の曲げ歪みが付加されない。
また、光ファイバケーブル１に、熱可塑性樹脂９の外径の半分の曲率半径を有する曲げを１分間付加した場合でも、ガラス体５は破損することがない。
このように、本実施形態の光ファイバケーブル１は、施工時等の通常の取り扱い条件ではガラス体５を破損させてしまうおそれがなく、作業者が光ファイバケーブル１を扱いやすい。
【００２５】
次に、光ファイバケーブル１の伸び剛性について述べる。伸び剛性は、ヤング率Ｅと断面積Ｓとの積ＥＳ（単位：Ｎ）で表される値である。なお、本発明において、ヤング率Ｅは２３℃のときの値を用いる。
ガラス体５は、直径が１２５μｍであり、ヤング率Ｅ_ｇが６８．６ＧＰａである。したがって、伸び剛性Ｅ_ｇＳ_ｇは、８３３Ｎである。
熱可塑性樹脂９は、直径が３ｍｍであり、ヤング率Ｅ_ｒが４９ＭＰａである。したがって、伸び剛性Ｅ_ｒＳ_ｒは、３４３Ｎである。
このように、光ファイバケーブル１は、ガラス体５の伸び剛性Ｅ_ｇＳ_ｇが熱可塑性樹脂９の伸び剛性Ｅ_ｒＳ_ｒに比べて同等以上である。ガラス体５の伸び剛性が熱可塑性樹脂９の伸び剛性以上になるように設定することにより、熱可塑性樹脂９の経時収縮や熱収縮によってガラス体５が受ける圧縮歪みを小さくすることができる。ガラス体５が受ける圧縮歪みを小さくすることで、伝送損失の増加やガラス体５の破損を防止することができる。
【００２６】
次に、光ファイバケーブル１の曲げ剛性について述べる。曲げ剛性は、ヤング率Ｅと断面２次モーメントＩとの積ＥＩ（単位：Ｎｍ^２）で表される値である。
光ファイバ心線２の曲げ剛性は、光ファイバケーブル１の全体の曲げ剛性のうち、１０％以上の割合を占めるように構成されている。つまり、光ファイバケーブル１を曲げるときに発生する曲げ抵抗力のうち、光ファイバ心線２の曲げ剛性が寄与する割合（寄与率）を大きくしている。光ファイバケーブルを小径に曲げた場合は、熱可塑性樹脂に曲げ皺等の曲げ癖がつくことがあるが、本実施形態の光ファイバケーブル１は、光ファイバ心線２の曲げ剛性の値を上記のように設定しているため、光ファイバ心線２によって光ファイバケーブル１を直線状に戻す力が作用して、曲げ癖を低減することができる。
【００２７】
また、光ファイバケーブル１は、光ファイバ心線２と熱可塑性樹脂９との間が、非接着の状態である。好適には、光ファイバ心線２と熱可塑性樹脂９との間に、シリコーン系の滑剤が塗布されている。このような構成により、熱可塑性樹脂９と光ファイバ心線２との間の摩擦抵抗を少なくして、光ファイバ心線２から熱可塑性樹脂９を除去する際の被覆除去性が向上する。
光ファイバ心線２と熱可塑性樹脂９との間が接着された状態である場合、光ファイバケーブル１の端部でガラス体５を露出させた際には、図４（ａ）に示すように熱可塑性樹脂９と紫外線硬化樹脂７（図１参照）が一体に除去される。熱可塑性樹脂９の端面からガラス体５が直接露出していると、ガラス体５に曲げが付加されたときに、被覆の除去開始部分５ａに応力が集中してしまうため、ガラス体５が折れやすい。
これに対して、本実施形態の光ファイバケーブル１の場合、図４（ｂ）に示すように熱可塑性樹脂９と紫外線硬化樹脂７とを２段階で除去できる。この場合は、ガラス体５を露出させても、熱可塑性樹脂９の端面においてガラス体５は紫外線硬化樹脂７によって保護されている。そのため、ガラス体５に曲げが付加されても、ガラス体５は露出した紫外線硬化樹脂７とともに撓んで、応力の集中が起こりにくいため、破断しにくい。
したがって、光ファイバケーブル１を融着接続するときなどに、ガラス体５の破損を防ぐことができる。
【００２８】
また、光ファイバケーブル１の熱可塑性樹脂９は、充実押出しによって形成されている。充実押出しとは、図５に示すように、押出し機のダイス１５の内側で、押出す樹脂を圧縮するように、樹脂に対して加圧しつつ押出しを行う方法である。樹脂はダイス１５の内部で圧縮された状態にあるので、ダイスから大気圧環境下に押出されると、徐々に膨張して外形が大きくなる。
この充実押出しを行うことにより、光ファイバ心線２の外周に被覆された熱可塑性樹脂９は、光ファイバ心線２に対して高い密着性を持つことができる。熱可塑性樹脂９が光ファイバ心線２に対して密着していることで、熱可塑性樹脂９が収縮を起こしたときに光ファイバ心線２を熱可塑性樹脂９の内側で蛇行させてしまうことがない。
本実施形態の光ファイバケーブル１は、熱可塑性樹脂９と光ファイバ心線２との間で、密着性と非接着性を双方満足させている。
【００２９】
なお、光ファイバケーブル１は、熱可塑性樹脂９の外周にノッチが設けられていても良い。光ファイバ心線２を取り出す際には、そのノッチから熱可塑性樹脂９を切り裂くことができる。
【００３０】
次に、光ファイバケーブル１に用いられる光ファイバ心線２について、図６及び図７を用いて説明する。
図６（ａ）は、光軸に垂直な面で光ファイバ心線２を切断したときの断面図を示し、図６（ｂ）は、光ファイバ心線２の屈折率プロファイルを示す。この光ファイバ心線２は、光軸中心を含む外径ｄ_３のコア部分３と、このコア部分３を取り囲む外径ｄ_４のクラッド部分４と、このクラッド部分４を取り囲むカーボン層６と、このカーボン層６を取り囲む外径ｄ_７の紫外線硬化樹脂７とを備えて構成されている。また、紫外線硬化樹脂７の外周には５μｍ程度の着色層が被覆されていても良い。
【００３１】
コア部分３及びクラッド部分４は、石英ガラス（ＳｉＯ_２）をホスト材料とするガラス体５である。コア部分３及びクラッド部分４の双方または何れか一方には、屈折率調節用の添加物が含有されている。そして、コア部分３の屈折率ｎ_１は、クラッド部分４の屈折率ｎ_２より高くなっている。好適には、コア部分３は実質的に単峰状の屈折率分布を有して、クラッド部分４は実質的に一定屈折率である。この場合には、屈折率プロファイルが簡易であるので光ファイバ心線２の製造が容易である。
【００３２】
なお、「実質的に単峰状」のコア部分３の屈折率分布とは、図６（ｂ）に示されるような理想的なステップ形状を含む他、コア中央部に向けて屈折率が高くなる形状、略ステップ形状であるが周辺近傍で屈折率が僅かに高くなっている形状、略ステップ形状であるが周辺近傍で屈折率が漸減している形状、等を含む。
【００３３】
好適には、例えば、コア部分３は二酸化ゲルマニウム（ＧｅＯ_２）が添加された石英ガラスであり、クラッド部分４はフッ素（Ｆ）が添加された石英ガラスである。あるいは、コア部分３はＧｅＯ_２が添加された石英ガラスであり、クラッド部分４は実質的に純石英ガラスである。コア部分３には他の屈折率上昇剤が含有されていても良いし、クラッド部分４には他の屈折率降下剤が含有されていても良い。このような屈折率調節用の添加物が含有されていることにより、光ファイバ心線２は所望の屈折率プロファイルを得ることができる。
【００３４】
カーボン層６は、クラッド部分４の周囲にコーティングされたアモルファスカーボンの被覆膜であり、その厚さは０．０４μｍ程度である。このコーティング方法としては、線引きされたガラス体５の光ファイバ表面に原料ガスを化学反応させて、アモルファスカーボンを析出させるＣＶＤ法が、成膜速度及び膜質の点で有利であることが知られている。
このようにしてガラス体の周囲にカーボン層がコーティングされた光ファイバは、カーボンコートファイバ（ＣＣＦ）と呼ばれ、疲労係数ｎが１００以上、場合によっては２００以上となる。そのため、曲げなどの応力付加に対して破断寿命の低下を防止することができる。
【００３５】
一般には、光ファイバ心線２のクラッド部分４の外径ｄ_４は１２５μｍであり、紫外線硬化樹脂７の外径ｄ_７は２５０μｍである。しかし、好適には、クラッド部分４の外径ｄ_４は６０〜１００μｍである。この場合には、この光ファイバ心線２は、小径に曲げられたときに、曲げ歪みによる破断の確率が小さくなり、長期信頼性が向上する。
【００３６】
また、紫外線硬化樹脂７は、内層７ａと外層７ｂとからなる２層に形成されていても良い。その場合、内層７ａのヤング率に比べて、外層７ｂのヤング率が高くなるように構成することが望ましい。このような構成により、内層７ａが側圧に対する緩衝層となって光ファイバ心線２はマイクロベンドが発生しにくくなるため、高い光伝送特性を保つことができる。
【００３７】
また、この光ファイバ心線２は、波長１．５５μｍにおけるPetermann−Iの定義によるモードフィールド径（ＭＦＤ：Mode Field Diameter）が８μｍ以下である。ここで、Petermann−Iの定義によるモードフィールド径は、
【数１】

なる式で定義される。この式(１)中にある変数ｒは、光ファイバ心線２の光軸からの径方向の距離である。φ（ｒ）は、径方向の光の電界分布であり、光の波長により異なる。
モードフィールド径を小さくすると、マイクロベンド損失や曲げ損失（マクロベンド損失）を小さくすることができる。したがって、例えば光ファイバケーブル１に側圧が付加されて、ガラス体５に歪が発生しやすい状態となった場合や、光ファイバケーブル１を小さい曲げ直径で曲げて、ガラス体５に小径曲げが付加された場合にも、光ファイバ心線１２の伝送損失の増加を抑えることができる。
【００３８】
また、この光ファイバ心線２のケーブルカットオフ波長は１．２６μｍ以下である。ケーブルカットオフ波長は、２２ｍ長でのＬＰ_１１モードのカットオフ波長であり、２ｍカットオフ波長より小さい値である。
【００３９】
図７に、光ファイバ心線２の波長分散特性を示す。光ファイバ心線２は、波長１．３μｍと波長１．５５μｍとの間に零分散波長を有しており、波長１．３μｍにおける波長分散の絶対値が１２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であり、波長１．５５μｍにおける波長分散の絶対値が１２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下である。
【００４０】
光ファイバ心線２は、波長１．５５μｍにおけるモードフィールド径、ケーブルカットオフ波長、波長１．３μｍにおける波長分散の絶対値、及び波長１．５５μｍにおける波長分散の絶対値のそれぞれが上記の範囲の値である。このことにより、光ファイバ心線２は、波長１．３μｍ帯及び波長１．５５μｍ帯の双方の波長帯域の信号光を高ビットレートで伝送することが可能である。
【００４１】
また、光ファイバ心線２は、波長１．３μｍにおけるPetermann−Ｉの定義によるモードフィールド径が６μｍ以上であるのが好適である。この場合は、光ファイバ心線２は、波長１．３μｍ帯に零分散波長を有する標準的なシングルモード光ファイバと融着接続したときに、接続損失が小さい。また、このような光ファイバ心線２同士を融着接続したときにも、軸ずれによる接続損失が小さい。
【００４２】
また、光ファイバ心線２は、ワイヤメッシュボビン法により測定した波長１．５５μｍにおけるマイクロベンド損失が０．１ｄＢ／ｋｍ以下である。ワイヤメッシュボビン法は、例えば、胴径約４００ｍｍのボビンの胴面全体に、外径５０μｍの針金をピッチ１５０μｍで格子状に編んだ金網を貼り付け、その外周に、光ファイバ心線を張力約０．８Ｎで１層だけ巻きつけたときの伝送損失の増加量を測定するものである。
これにより、光ファイバケーブル１の敷設環境により光ファイバ心線２にマイクロベンドが発生しやすい状態であっても、伝送損失の増加を抑えることができる。
【００４３】
また、光ファイバ心線２として、プルーフレベルが１．５％以上の引張強度試験を経た光ファイバ心線を用いることが好ましい。ここでいうプルーフとは、製品化する光ファイバ心線の強度の保証であり、線引きした光ファイバをボビン等に巻き取る手前で、その走行ラインに張力印加区間を設けることで引張強度試験を行うものである。すなわち、張力印加区間に印加する張力を任意の値に設定することにより、光ファイバの伸び率（％）をプルーフレベルとして設定することができる。これにより、所望のプルーフレベルに満たない低強度の光ファイバを破断させて、破断しない部分のみをボビン等に巻き取って製品とすることができる。
【００４４】
また、光ファイバ心線の破断強度は、破断強度（Ｎ）と累積破断確率（％）を変数とするワイブル分布（図示せず）によって表すことが可能である。１．５％のプルーフレベルを満たす光ファイバ心線は、５０Ｎの張力が付加された場合でも累積破断確率が極めて低い。光ファイバケーブル１の通常の敷設環境において、光ファイバ心線２に付加される張力は５０Ｎ以下であることが推定されるので、１．５％以上のプルーフレベルを規定した引張強度試験を行うことによって、敷設環境による光ファイバ心線２の機械的強度の低下を防止することができる。
【００４５】
本実施形態の光ファイバケーブル１は、ガラス体５のヤング率をＥ_ｇ（Ｐａ）、ガラス体５の断面積をＳ_ｇ（ｍ^２）、光ファイバ心線２が経た引張強度試験のプルーフレベルをａとしたとき、
ａ×ΣＥ_ｇＳ_ｇ×０．７≧９．８Ｎ・・・(２)
の関係式を満たすプルーフレベルを経た光ファイバ心線２が用いられている。ここで、Σは光ファイバケーブルが有するガラス体の本数を表す。この式(２)により求められるプルーフレベルａを採用することで、引張強度試験の引張荷重を９．８Ｎとした場合、これに対して７０％以下の張力で瞬間的に光ファイバケーブルを引張ったときでも、ガラス体が破損しない強度を保証することができる。
光ファイバケーブル１において、ガラス体５のヤング率Ｅ_ｇは６８．６ＧＰａであり、ガラス体５の直径は１２５μｍであることから、プルーフレベルａの最小値は１．６％となる。本実施形態の光ファイバ心線２は、プルーフレベルを２％に設定した。これにより、光ファイバケーブル１は、鋼線やＦＲＰ等の抗張力体を設けずに、敷設時等に実際に付加される引張力に対して絶え得る機械的強度が得られている。
【００４６】
上述したように、本実施形態の光ファイバケーブル１に用いられる光ファイバ心線２は、側圧や曲げ、引っ張り等が付加された場合においても良好な光伝送特性を発揮することができる。例えば、光ファイバケーブル１が、ステップルを壁等に打ち付けることによって直接固定された場合にも、伝送損失の増加量が極めて少ない。そのため、光ファイバケーブル１は、全体構造上の特徴によって作業性及び施工性の向上を図るだけでなく、光ファイバ心線２の特性によって信頼性の高い高品質の光伝送路を効果的に得ることができる。
なお、光ファイバケーブル１は、光ファイバ心線２の代わりにテープ型光ファイバ心線を配置した構成としても良い。
【００４７】
（第２実施形態）
次に、本発明に係る光ファイバケーブルの第２実施形態について説明する。
図８に示すように、第２実施形態の光ファイバケーブル２０は、テープ型光ファイバ心線２１の外周が熱可塑性樹脂２３によって被覆された構成である。
テープ型光ファイバ心線２１は、４本の光ファイバ心線２を平行に接触させて配置し、その全体を紫外線硬化樹脂２２にて被覆してテープ状に形成したものである。
光ファイバ心線２は、上述した第１実施形態の光ファイバ心線２と同一の構成である。
この光ファイバケーブル２０は、上述した第１実施形態の光ファイバケーブル１と同様に、ガラス体５よりもヤング率の高い鋼線やＦＲＰ等の抗張力体がない。
【００４８】
また、熱可塑性樹脂２３は、ＰＥもしくはＰＶＣが好適に用いられ、扁平状の外形となるように形成されている。この扁平形状の長軸は、光ファイバ心線２を通るように設定されている。外形を扁平状に形成することにより、光ファイバケーブル２０の曲げ剛性は、断面方向に異なる値となり、すなわち異方性を示す。
本実施形態の光ファイバケーブル２０の場合、曲げ中心軸Ｘを扁平形状の長軸と一致させたときに、最小の曲げ剛性を示す。また、曲げ剛性が最小となる曲げを付加したときの曲げの半径方向は、曲げ中心軸Ｘとほぼ直交する方向である。光ファイバケーブル２０の外周には、この曲げ剛性が最小となる曲げの径方向に、ノッチ２４が形成されている。光ファイバケーブル２０からテープ型光ファイバ心線２１を取り出す際には、ノッチ２４から熱可塑性樹脂２３に裂け目を入れて、その裂け目から熱可塑性樹脂２３を引き裂き、テープ型光ファイバ心線２１を取り出すことができる。
また、光ファイバケーブル２０は、熱可塑性樹脂２３の楕円形状とノッチ２４によって、曲げ中心軸Ｘを中心として最小曲げ剛性を示す方向に曲がりやすくなっている。さらに、光ファイバ心線２の中心は曲げ中心軸Ｘ上に存在するため、光ファイバ心線２に付加される曲げ歪みを最小に抑えることができる。
【００４９】
また、光ファイバケーブル２０は、第１実施形態の光ファイバケーブル１と同様に、熱可塑性樹脂２３の外径に対してガラス体５の直径が７％以下になるように構成されている。
また、光ファイバケーブル２０に、熱可塑性樹脂２３の外径の半分の曲率半径を有する曲げを１分間付加した場合でも、ガラス体５は破損することがない。ここで、付加する曲げの方向は、最小曲げ剛性を示す方向、すなわち曲げ中心軸Ｘを中心として曲げた場合とする。したがって、付加する曲げの曲率半径を決める熱可塑性樹脂２３の外径は、曲げ中心軸Ｘに対して直交する方向の最大幅とする。
【００５０】
さらに、光ファイバケーブル２０は、ガラス体５の伸び剛性Ｅ_ｇＳ_ｇが熱可塑性樹脂２３の伸び剛性Ｅ_ｒＳ_ｒに比べて同等以上となるように構成されている。
また、光ファイバケーブル２０の全体の曲げ剛性のうち、テープ型光ファイバ心線２１の曲げ剛性が１０％以上の寄与率を有するように構成されている。
【００５１】
また、光ファイバケーブル２０は、テープ型光ファイバ心線２１と熱可塑性樹脂２３との間が、非接着の状態である。
さらに、熱可塑性樹脂２３は、充実押出しによって形成されている。
【００５２】
上述したように、光ファイバ心線２は、マクロベンドやマイクロベンドに対して優れた伝送特性を発揮することができ、さらに引張りや曲げ歪みに対しても強い機械的強度を有している。したがって、光ファイバケーブル２０は、第１実施形態の光ファイバケーブル１と同様に、従来に比べて作業性や施工性が向上すると同時に、良好な伝送特性を得ることができる。
なお、光ファイバケーブル２０は、テープ型光ファイバ心線２１の代わりに光ファイバ心線２を配置した構成としても良い。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光ファイバケーブルによれば、抗張力体を設けず、良好な作業性及び施工性を得ることができる。
【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の第１実施形態を示す断面図である。
【図２】光ファイバコードを示す図であり、（ａ）は断面図を示し、（ｂ）は小径曲げの状態を示す長手方向の断面図である。
【図３】光ファイバ心線を示す図であり、（ａ）は断面図を示し、（ｂ）は小径曲げの状態を示す長手方向の断面図である。
【図４】図１に示す光ファイバケーブルの被覆除去性を示す概略図である。
【図５】熱可塑性樹脂の押出しの様子を示す断面図である。
【図６】図１に示す光ファイバ心線の断面図及び屈折率分布を示す図である。
【図７】図１に示す光ファイバ心線の波長分散特性を示すグラフである。
【図８】本発明に係る光ファイバケーブルの第２実施形態を示す断面図である。
【図９】従来の光ファイバケーブルの一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１光ファイバケーブル（第１実施形態）
２光ファイバ心線
３コア部分
４クラッド部分
５ガラス体
６カーボン層
７紫外線硬化樹脂
９熱可塑性樹脂
２０光ファイバケーブル（第２実施形態）
２１テープ型光ファイバ心線
２２紫外線硬化樹脂
２３熱可塑性樹脂
２４ノッチ

Claims

コア部とクラッド部とを有するガラス体が紫外線硬化樹脂により被覆された光ファイバ心線の外周が、熱可塑性樹脂により被覆されている光ファイバケーブルであって、
当該光ファイバケーブルに含まれる前記光ファイバ心線は１本であり、
当該光ファイバケーブルの断面外形が略円形であり、
前記ガラス体は、前記熱可塑性樹脂の外径に対して７％以下の直径を有し、かつ、
前記光ファイバケーブルを構成する各部材のうち、最も大きいヤング率を有し、
前記ガラス体のヤング率Ｅと断面積Ｓとの積で表されるＥＳ積は、前記熱可塑性樹脂のＥＳ積以上であることを特徴とする光ファイバケーブル。
請求項１に記載の光ファイバケーブルにおいて、前記光ファイバ心線の曲げ剛性は、前記光ファイバケーブルの曲げ剛性の中で１０％以上の寄与率を有していることを特徴とする光ファイバケーブル。
コア部とクラッド部とを有するガラス体が紫外線硬化樹脂により被覆された光ファイバ心線を複数本備え、前記複数本の光ファイバ心線が紫外線硬化樹脂により一体に被覆されたテープ型光ファイバ心線の外周が、熱可塑性樹脂により被覆されている光ファイバケーブルであって、
当該光ファイバケーブルの断面外形が扁平形状であり、前記扁平形状の長軸上に前記テープ型光ファイバ心線の各前記光ファイバ心線が配置されており、
前記ガラス体は、前記扁平形状の長軸方向と直交する方向であって前記テープ型光ファイバ心線の厚さ方向における前記熱可塑性樹脂の最大外径に対して７％以下の直径を有し、かつ、
前記光ファイバケーブルを構成する各部材のうち、最も大きいヤング率を有し、
前記テープ型光ファイバ心線中の複数本の前記ガラス体のヤング率Ｅと断面積Ｓとの積で表されるＥＳ積の総和は、前記熱可塑性樹脂のＥＳ積以上であることを特徴とする光ファイバケーブル。
請求項３に記載の光ファイバケーブルにおいて、前記テープ型光ファイバ心線をその厚さ方向に曲げた場合の曲げ剛性は、前記光ファイバケーブルを前記扁平形状の長軸を曲げ中心として曲げた場合であって前記テープ型光ファイバ心線の厚さ方向に曲げた場合の曲げ剛性の中で１０％以上の寄与率を有していることを特徴とする光ファイバケーブル。