JP4128922B2 - 光ファイバケーブル - Google Patents

Description

本発明は、光ファイバケーブルに関するものである。特に、光ファイバの宅内への取り込みに使用するドロップ光ファイバケーブルや宅内、構内での取り回しに使用されるインドア光ファイバケーブルに関するものである。

従来、幹線光ファイバケーブルから各家庭などの宅内に引き込むための引き込み用光ファイバケーブルとして図１に示すようなドロップ光ファイバケーブルが使用されている。また、各家庭などの宅内や構内でのとり回しには図２に示すようなインドア光ファイバケーブルが使用されている。図１、図２において符号７は光ファイバケーブル本体部、５は光ファイバ心線、４は例えば抗張力体としての剛性部材、３は被覆材、図１において６は支持線である。これらの光ファイバケーブルは被覆材３の内部に断面上の２箇所に剛性部材４が配置され、２箇所の剛性部材４を結ぶ直線上に光ファイバ心線５が配置されている（例えば特許文献１および特許文献２参照）。剛性部材４は光ファイバケーブルの軽量化、低コスト化の観点から光ファイバ心線５を挟むように２箇所設置されるのが一般的である。剛性部材４と被覆材３は接着剤や摩擦力によりその密着力が剛性部材の長さ１ｃｍあたり５Ｎ以上となるよう保持されている。このため、これらの光ファイバケーブルは剛性部材の並び方向と垂直な方向にのみ曲がるようになっている。

なお、支持線６は、光ファイバケーブル本体７を保持するためのものであり、被覆材３により光ファイバケーブル７と連結されている。また、一般的にこれらの光ファイバケーブルは、長手方向に沿ってノッチ８や切り込みが形成され、布設時などに特殊な工具を使用することなく、光ファイバケーブル１、２´をノッチ８から人の手で切り裂くことができ、光ファイバケーブル本体部７内部の光ファイバ心線５を取り出す際の便宜を図っている。

しかしながら、前述のように従来のドロップ光ファイバケーブルやインドア光ファイバケーブルは２箇所の剛性部材と光ファイバ心線が断面上で同一直線上に配置されている。このため光ファイバケーブルは光ファイバの許容曲率半径（通常は３０ｍｍ程度）以下に容易に曲がってしまうものであり、光ファイバの破断などの事故を防ぐことができなかった。

一方、今後はＦＴＴＨ（Ｆｉｂｅｒ Ｔｏ Ｔｈｅ Ｈｏｍｅ）の急速な進展が見込まれ、一般住宅などへのドロップ光ファイバケーブルやインドア光ファイバケーブルの布設の需要増加が予想される。そこで、布設しやすく、光ファイバの破断などの事故が発生しにくい宅内への引き込みや配線に適した光ファイバケーブルが必要となる。

特開２００３−０９０９４３号公報 特開２００３−１４００１１号公報

本発明の目的は、布設しやすく、過度な曲げによる光ファイバ破断などの発生頻度を有効に減少させることができる宅内への引き込みや配線に適した光ファイバケーブルを提供することである。

上記課題を解決するため、請求項１記載の発明に係る光ファイバケーブルは、少なくとも光ファイバ心線と剛性部材を一体とした光ファイバケーブルであって、前記光ファイバケーブル断面上の４箇所に前記剛性部材を配し、前記各剛性部材に外接する多角形のうち面積が最小となる多角形は略矩形状であり、前記矩形状の領域内に前記光ファイバ心線を配し、いずれの曲げ方向に対しても前記光ファイバ心線中心の曲率半径を３０（ｍｍ）で曲げる際の力が５０（ｋｇｆ）以上であって、少なくとも一つの曲げ方向に対して前記光ファイバ心線の中心の曲率半径を５０（ｍｍ）で曲げる際の力が５０（ｋｇｆ）未満であり、
前記光ファイバ心線が破断する前記光ファイバ心線中心の曲率半径をＲ（ｍｍ）、
前記光ファイバ心線の内側の剛性部材の中心の曲率半径Ｒ１（ｍｍ）と前記光ファイバ心線中心の曲率半径Ｒ（ｍｍ）の差Ｒ−Ｒ１をΔＲ１（ｍｍ）、
前記光ファイバ心線の内側の剛性部材の圧縮弾性係数をＥ１（ｋｇｆ／ｍｍ ^２ ）、
前記光ファイバ心線の内側の剛性部材の断面積をＳ１（ｍｍ ^２ ）、
前記光ファイバ心線の外側の剛性部材の中心の曲率半径Ｒ２（ｍｍ）と前記光ファイバ心線中心の曲率半径Ｒ（ｍｍ）の差Ｒ２−ＲをΔＲ２（ｍｍ）、
前記光ファイバ心線の外側の剛性部材の引張弾性係数をＥ２（ｋｇｆ／ｍｍ ^２ ）、
前記光ファイバ心線の外側の剛性部材の断面積をＳ２（ｍｍ ^２ ）、
とし、
前記略矩形状の領域のいずれの一辺と平行な面内で前記光ファイバケーブルを曲げる場合であっても、Ｒ＝３０（ｍｍ）のときに
｛Ｅ１×Ｓ１×（ΔＲ１／Ｒ）｝＋｛Ｅ２×Ｓ２×（ΔＲ２／Ｒ）｝≧５０（ｋｇｆ）であり、かつ
前記略矩形状の領域の少なくとも一辺と平行な面内で前記光ファイバケーブルを曲げる場合に、Ｒ＝５０（ｍｍ）のときに
｛Ｅ１×Ｓ１×（ΔＲ１／Ｒ）｝＋｛Ｅ２×Ｓ２×（ΔＲ２／Ｒ）｝＜５０（ｋｇｆ）
であることを特徴とする。

請求項２記載の発明に係る光ファイバケーブルは、請求項１に記載の光ファイバケーブルにおいて、少なくとも一つの曲げ方向に対して前記光ファイバ心線の中心の曲率半径を５０（ｍｍ）で曲げる際の力が３５（ｋｇｆ）未満であり、
前記光ファイバ心線が破断する前記光ファイバ心線中心の曲率半径をＲ（ｍｍ）、
前記光ファイバ心線の内側の剛性部材の中心の曲率半径Ｒ１（ｍｍ）と前記光ファイバ心線中心の曲率半径Ｒ（ｍｍ）の差Ｒ−Ｒ１をΔＲ１（ｍｍ）、
前記光ファイバ心線の内側の剛性部材の圧縮弾性係数をＥ１（ｋｇｆ／ｍｍ ^２ ）、
前記光ファイバ心線の内側の剛性部材の断面積をＳ１（ｍｍ ^２ ）、
前記光ファイバ心線の外側の剛性部材の中心の曲率半径Ｒ２（ｍｍ）と前記光ファイバ心線中心の曲率半径Ｒ（ｍｍ）の差Ｒ２−ＲをΔＲ２（ｍｍ）、
前記光ファイバ心線の外側の剛性部材の引張弾性係数をＥ２（ｋｇｆ／ｍｍ ^２ ）、
前記光ファイバ心線の外側の剛性部材の断面積をＳ２（ｍｍ ^２ ）、
とし、
前記略矩形状の領域のいずれの一辺と平行な面内で前記光ファイバケーブルを曲げる場合であっても、Ｒ＝３０（ｍｍ）のときに
｛Ｅ１×Ｓ１×（ΔＲ１／Ｒ）｝＋｛Ｅ２×Ｓ２×（ΔＲ２／Ｒ）｝≧５０（ｋｇｆ）であり、かつ
前記略矩形状の領域の少なくとも一辺と平行な面内で前記光ファイバケーブルを曲げる場合に、Ｒ＝５０（ｍｍ）のときに
｛Ｅ１×Ｓ１×（ΔＲ１／Ｒ）｝＋｛Ｅ２×Ｓ２×（ΔＲ２／Ｒ）｝＜３５（ｋｇｆ）
であることを特徴とする。

請求項１、２に記載の発明は、上記構成により、いずれの曲げ方向に対しても容易に光ファイバ心線が破断する曲率半径以下に曲がってしまうことがなく過度な曲げによる光ファイバ破断などの事故発生頻度を有効に減少させることができる。

また、剛性部材を４箇所に略矩形状に配したので曲がり方向が安定し、光ファイバケーブルとして好適である。特に、光ファイバケーブル本体部の外形が略矩形状のドロップ光ファイバケーブルやインドア光ファイバケーブルとして好適である。

加えて、光ファイバ心線を光ファイバ心線が破断する曲率半径以上で曲げる場合には、ある程度の力で曲げることが可能であり、布設のしやすい光ファイバケーブルを提供することができる。特に請求項２に記載の発明は、所定方向に曲率５０（ｍｍ）で曲げる際の力を３５（ｋｇｆ）未満としたのでより作業性を向上させることができる。

さらに、一般的な光ファイバ心線が破断のする光ファイバ心線中心の曲率半径である曲率半径３０（ｍｍ）に曲げる際の力を規定したので一般的な光ファイバ心線を使用した光ファイバケーブルに好適である。

また、通常は被覆材の剛性は無視しうるし、矩形状の領域の一辺と平行な方向以外に曲げる場合は平行な方向に曲げる場合より大きな力を必要とするので、剛性部材の弾性係数および剛性部材、光ファイバ心線の配置を所定の曲げ方向に対し所定の関係にすることで適度な曲げ特性を実現できる。従って、好適な光ファイバケーブルを容易に設計することができる。特に請求項２に記載の発明は、光ファイバケーブルを所定方向に曲率５０（ｍｍ）で曲げる際の力を３５（ｋｇｆ）近辺となるよう剛性部材の弾性係数などを設定するのでより作業性を向上させることができる。

さらに、一般的な光ファイバ心線が破断のする光ファイバ心線中心の曲率半径を３０（ｍｍ）に曲げる際の力を規定したので一般的な光ファイバ心線を使用した光ファイバケーブルに好適である。

本発明を実施するために発明者が認識している最良の形態を以下に説明する。図３は本形態に係る光ファイバケーブル本体部７の断面を示している。本形態において光ファイバケーブル本体部７即ち被覆材３は点対称な形状である長辺３（ｍｍ）、短辺２（ｍｍ）の略長方形に形成されている。被覆材３は材質および強度を含む諸特性が略均一である。光ファイバ心線５および4箇所の剛性部材４は被覆材３により一体とされている。なお、剛性部材４は抗張力体としての機能を兼ねてもよい。光ファイバ心線５は被覆材３の図心に位置し、４箇所の剛性部材４は外接する長方形９が被覆材３とそれぞれの短辺同士、長辺同士が平行となるよう、かつ図心が共通するように配置されている。また本形態において光ファイバ心線５は一般的なものであり光ファイバ心線５が破断する光ファイバ心線中心の曲率半径は３０（ｍｍ）である。剛性部材４は圧縮弾性係数Ｅ１および引張弾性係数Ｅ２が２１０００（ｋｇｆ／ｍｍ ^２ ）であり直径が０．２５（ｍｍ）の鋼線である。また外接する長方形９の短辺が１．０５（ｍｍ）、長辺が２．４（ｍｍ）である。また、切り裂きを容易にするためノッチ８が設けられている。

この光ファイバケーブル２はいずれの曲げ方向に対しても光ファイバ心線５の内側及び外側に剛性部材４が位置するため過度に曲げられることを防止することができる。

この光ファイバケーブル２が最も曲がりやすい方向は長辺に垂直な矢印Ａの方向である。そして、この光ファイバケーブル２の本体部７は、
光ファイバ心線５が破断する中心の曲率半径をＲ＝３０（ｍｍ）、
光ファイバ心線５の内側の剛性部材４の中心の曲率半径Ｒ１（ｍｍ）とし、前記光ファイバ心線中心の曲率半径Ｒ（ｍｍ）の差Ｒ−Ｒ１をΔＲ１＝（１．０５−０．２５）／２＝０．４（ｍｍ）、
光ファイバ心線５の内側の剛性部材の圧縮弾性係数をＥ１＝２１０００（ｋｇｆ／ｍｍ ^２ ）、光ファイバ心線５の内側の剛性部材の断面積をＳ１＝２本×０．２５ ^２ ×π／４＝０．０９８（ｍｍ ^２ ）、
光ファイバ心線５の外側の剛性部材４の中心の曲率半径Ｒ２（ｍｍ）と前記光ファイバ心線中心の曲率半径Ｒ（ｍｍ）の差Ｒ２−ＲをΔＲ２＝（１．０５−０．２５）／２＝０．４（ｍｍ）、
光ファイバ心線５の外側の剛性部材４の引張弾性係数をＥ２＝２１０００（ｋｇｆ／ｍｍ ^２ ）、
光ファイバ心線５の外側の剛性部材４の断面積をＳ２＝２本×０．２５ ^２ ×π／４＝０．０９８（ｍｍ ^２ ）
であるので、
矢印Ａの方向および矢印Ａと垂直な方向に曲げる場合、
｛Ｅ１×Ｓ１×（ΔＲ１／Ｒ）｝＋｛Ｅ２×Ｓ２×（ΔＲ２／Ｒ）｝
＝｛２１０００×０．０９８×（０．４／３０）｝＋｛２１０００×０．０９８×（０．４／３０）｝＝５４．８８（ｋｇｆ）であり、かつ
矢印Ａの方向に曲げる場合に、Ｒ＝５０（ｍｍ）のときに
｛Ｅ１×Ｓ１×（ΔＲ１／Ｒ）｝＋｛Ｅ２×Ｓ２×（ΔＲ２／Ｒ）｝
＝｛２１０００×０．０９８×（０．４／５０）｝＋｛２１０００×０．０９８×（０．４／５０）｝＝３２．９３（ｋｇｆ）である。

そしてこの光ファイバケーブル２は光ファイバケーブル本体部７全体として、矢印Ａの方向に光ファイバ心線５の中心の曲率半径を５０（ｍｍ）に曲げるのに要する力が３５（ｋｇｆ）未満、いずれの曲げ方向に対しても光ファイバ心線５の中心の曲率半径を３０（ｍｍ）に曲げるのに要する力が５０（ｋｇｆ）以上となっている。従って、曲率半径５０（ｍｍ）までは、人の手で容易に曲げることができ、通常の布設作業に必要な柔軟性を有している。また、曲率半径３０（ｍｍ）までは人の手で容易には曲げることができず、通常の布設作業において光ファイバ心線５を破断する曲率半径以下に曲げてしまう事故の発生頻度を有効に減少させることができる。

さらにこの光ファイバケーブル２は断面上、強度分布が点対称となっており、図心に光ファイバ心線５が位置しているので、いずれの曲げ方向に対しても光ファイバケーブル２の本体部７の曲げ中心と光ファイバ心線５の曲げ中心が一致する。従って、いずれの曲げ方向に対しても曲げによる圧縮および引張の応力が光ファイバ心線５の位置で最小となるため光ファイバ心線５の保護の観点から好適である。

また、本実施例の光ファイバケーブル２は、最も曲がりやすい方向（矢印Ａ方向）は長方形の長辺側に垂直な方向である。すなわち、矢印Ａに垂直な方向に扁平な形状なので、例えば光ファイバケーブル２を矢印Ａの方向に光ファイバ心線５が破断する曲率半径以上に曲げて巻きつける場合にも、扁平な面が重なって巻かれるため、収まり良く巻くことができ、収容、運搬に便利であるため作業性の向上に資することができる。

本発明の他の実施例を以下に説明する。図４の光ファイバケーブル２は例えばＢ方向に曲げる場合には光ファイバ心線５の内側に剛性部材４１、４２が配置されることになり、光ファイバ心線５の外側に剛性部材４３、４４が配置されることになる。同様にＣ方向に曲げる場合には、光ファイバ心線５の内側に剛性部材４２、４４が、光ファイバ心線５の外側に剛性部材４１、４３が配置されることになる。さらに、Ｄ方向に曲げる場合には光ファイバ心線５の内側に剛性部材４１、４２が、光ファイバ心線２の外側に剛性部材４３、４４が配置されることになる。このように、光ファイバケーブル２はいずれの曲げ方向に対しても前記光ファイバ心線の内側及び外側に剛性部材を配したこととなり、光ファイバ心線５が過度に曲げられることを防止することができる。

本発明の他の実施例を以下に説明する。図５は光ファイバケーブル２の断面を示す図である。図５において、光ファイバケーブル２の断面上の４箇所に前記剛性部材４を配し、前記各剛性部材４に外接する多角形のうち面積が最小となる多角形９は略矩形状であり、前記矩形状の領域内に光ファイバ心線５が配されている。従って、いずれの曲げ方向に対しても光ファイバ心線５が過度に曲げられることを防止することができる。

なお、いずれの実施例においても、光ファイバケーブルの断面形状、剛性部材の配置、断面形状は図示したものに限られず、切り裂き用ノッチの有無、支持線の有無は必要に応じて適宜選択することができる。また剛性部材としては、鋼線などの金属のほか、ガラス繊維入り強化プラスチック、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、アラミド繊維強化プラスチック、銅線などが適用可能である。

従来のドロップ光ファイバケーブルの断面を示す図。 従来のインドア光ファイバケーブルの断面を示す図。 本発明に係る光ファイバケーブルの一例の断面を示す図。 本発明に係る光ファイバケーブルの一例を示す図。 本発明に係る光ファイバケーブルの一例の断面を示す図。

符号の説明

１ ドロップ光ファイバケーブル
２ 光ファイバケーブル
２´ インドア光ファイバケーブル
３ 被覆材
４ 剛性部材
５ 光ファイバ心線
６ 支持線
７ 光ファイバケーブル本体部
８ ノッチ
９ 剛性部材に外接する多角形

Claims (2)

1. 少なくとも光ファイバ心線と剛性部材を一体とした光ファイバケーブルであって、前記光ファイバケーブル断面上の４箇所に前記剛性部材を配し、前記各剛性部材に外接する多角形のうち面積が最小となる多角形は略矩形状であり、前記矩形状の領域内に前記光ファイバ心線を配し、いずれの曲げ方向に対しても前記光ファイバ心線中心の曲率半径を３０（ｍｍ）で曲げる際の力が５０（ｋｇｆ）以上であって、少なくとも一つの曲げ方向に対して前記光ファイバ心線の中心の曲率半径を５０（ｍｍ）で曲げる際の力が５０（ｋｇｆ）未満であり、
   前記光ファイバ心線が破断する前記光ファイバ心線中心の曲率半径をＲ（ｍｍ）、
   前記光ファイバ心線の内側の剛性部材の中心の曲率半径Ｒ１（ｍｍ）と前記光ファイバ心線中心の曲率半径Ｒ（ｍｍ）の差Ｒ−Ｒ１をΔＲ１（ｍｍ）、
   前記光ファイバ心線の内側の剛性部材の圧縮弾性係数をＥ１（ｋｇｆ／ｍｍ ^２ ）、
   前記光ファイバ心線の内側の剛性部材の断面積をＳ１（ｍｍ ^２ ）、
   前記光ファイバ心線の外側の剛性部材の中心の曲率半径Ｒ２（ｍｍ）と前記光ファイバ心線中心の曲率半径Ｒ（ｍｍ）の差Ｒ２−ＲをΔＲ２（ｍｍ）、
   前記光ファイバ心線の外側の剛性部材の引張弾性係数をＥ２（ｋｇｆ／ｍｍ ^２ ）、
   前記光ファイバ心線の外側の剛性部材の断面積をＳ２（ｍｍ ^２ ）、
   とし、
   前記略矩形状の領域のいずれの一辺と平行な面内で前記光ファイバケーブルを曲げる場合であっても、Ｒ＝３０（ｍｍ）のときに
   ｛Ｅ１×Ｓ１×（ΔＲ１／Ｒ）｝＋｛Ｅ２×Ｓ２×（ΔＲ２／Ｒ）｝≧５０（ｋｇｆ）であり、かつ
   前記略矩形状の領域の少なくとも一辺と平行な面内で前記光ファイバケーブルを曲げる場合に、Ｒ＝５０（ｍｍ）のときに
   ｛Ｅ１×Ｓ１×（ΔＲ１／Ｒ）｝＋｛Ｅ２×Ｓ２×（ΔＲ２／Ｒ）｝＜５０（ｋｇｆ）
   であることを特徴とする光ファイバケーブル。
2. 少なくとも一つの曲げ方向に対して前記光ファイバ心線の中心の曲率半径を５０（ｍｍ）で曲げる際の力が３５（ｋｇｆ）未満であり、
   前記光ファイバ心線が破断する前記光ファイバ心線中心の曲率半径をＲ（ｍｍ）、
   前記光ファイバ心線の内側の剛性部材の中心の曲率半径Ｒ１（ｍｍ）と前記光ファイバ心線中心の曲率半径Ｒ（ｍｍ）の差Ｒ−Ｒ１をΔＲ１（ｍｍ）、
   前記光ファイバ心線の内側の剛性部材の圧縮弾性係数をＥ１（ｋｇｆ／ｍｍ ^２ ）、
   前記光ファイバ心線の内側の剛性部材の断面積をＳ１（ｍｍ ^２ ）、
   前記光ファイバ心線の外側の剛性部材の中心の曲率半径Ｒ２（ｍｍ）と前記光ファイバ心線中心の曲率半径Ｒ（ｍｍ）の差Ｒ２−ＲをΔＲ２（ｍｍ）、
   前記光ファイバ心線の外側の剛性部材の引張弾性係数をＥ２（ｋｇｆ／ｍｍ ^２ ）、
   前記光ファイバ心線の外側の剛性部材の断面積をＳ２（ｍｍ ^２ ）、
   とし、
   前記略矩形状の領域のいずれの一辺と平行な面内で前記光ファイバケーブルを曲げる場合であっても、Ｒ＝３０（ｍｍ）のときに
   ｛Ｅ１×Ｓ１×（ΔＲ１／Ｒ）｝＋｛Ｅ２×Ｓ２×（ΔＲ２／Ｒ）｝≧５０（ｋｇｆ）であり、かつ
   前記略矩形状の領域の少なくとも一辺と平行な面内で前記光ファイバケーブルを曲げる場合に、Ｒ＝５０（ｍｍ）のときに
   ｛Ｅ１×Ｓ１×（ΔＲ１／Ｒ）｝＋｛Ｅ２×Ｓ２×（ΔＲ２／Ｒ）｝＜３５（ｋｇｆ）
   であることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバケーブル。

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