JP4284549B2

JP4284549B2 - 光ファイバケーブルおよびその製造方法

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Publication number: JP4284549B2
Application number: JP2005506547A
Authority: JP
Inventors: 祥孝松山; 光司小金澤; 智則新井
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 2003-05-27
Filing date: 2004-05-27
Publication date: 2009-06-24
Anticipated expiration: 2024-05-27
Also published as: WO2004107004A1; JPWO2004107004A1

Description

本発明は、プラスチック光ファイバと繊維抗張力体とを外被チューブ内に収容した光ファイバケーブルおよびその製造方法に関する。

大容量の通信媒体として用いられている光ファイバは、石英ガラス光ファイバ（ＳｉｌｉｃａＧｌａｓｓＦｉｂｅｒ）とプラスチック光ファイバ（ＰｌａｓｔｉｃＯｐｔｉ
ｃａｌＦｉｂｅｒ）（以下、場合により「ＰＯＦ」と略称する）に大別される。このうち、プラスチック光ファイバは、石英ガラス光ファイバに比較してコア径が大きく、端末処理等の作業性に優れていることから各種用途が拡大している。特に、断面方向における屈折率に分布を持たせたグレーデッドインデックス（ＧｒａｄｅｄＩｎｄｅｘ）型（屈折
率分布型）プラスチック光ファイバ（以下、場合により「ＧＩ−ＰＯＦ」と略称する）は、高速大容量の伝送能力を備えるため、次世代通信における光ファイバとして期待されている。

光ファイバは裸のままでは実用的ではなく、光ファイバの保護、多芯化、コネクタ付け等の必要性から、光ファイバに被覆を施したり、アラミド繊維等の繊維抗張力体や、鋼線等と複合化され、ケーブル化されて使用される。

プラスチック光ファイバと繊維抗張力体とを有する通信用のプラスチック光ファイバケーブルまたはコードの例としては、特開平１０−９６８４０号公報に記載のものが挙げられる。ここには、コアおよびクラッドがプラスチックであるプラスチック光ファイバ母材を延伸成形してなるプラスチック光ファイバ芯線の外周に、抗張力体を配してなる抗張力体層を有し、該抗張力体層の外周に熱可塑性樹脂層が押出し被覆されてなるプラスチック光ファイバコードが開示されており、抗張力体としてアラミド繊維を用いることが記載されている。

また、例えば特開平９−２４３８８６号公報には、光ファイバ心線の周囲にアラミド繊維が配され、該アラミド繊維の周上にシースが設けられており、かつ該シース（外被チューブ）内に無機繊維強化プラスチックからなる抗張力体が挿通されていることを特徴とするノンメタリック光ファイバケーブルが開示されている。
上記のような光ファイバケーブルまたはコードは、光ファイバと繊維抗張力体との外周に、熱可塑性樹脂を押出し成形して外被チューブを形成している。

しかしながら、特にＧＩ−ＰＯＦは、上記外被チューブを被覆形成する際の熱によって、その内部の低分子化合物が熱拡散を起こし、屈折率分布が変化して伝送損失が増加するという問題があった。

このため、特開平１１−２１１９５４号公報には、溶融する被覆樹脂材の熱によってＧＩ−ＰＯＦの伝送損失が増加しないように、ポリエチレン等の比較的低温度で溶融押し出しが可能な樹脂を用い、あらかじめＧＩ−ＰＯＦの表面に押し出し被覆層を引き落としにて成形して、ＧＩ−ＰＯＦを１次被覆し、いわゆるジャケットファイバとする。その後、テンションメンバ等の構成素材とともに熱可塑性樹脂等で押し出して２次被覆成形することによってＧＩ−ＰＯＦの光ファイバケーブルを製造することが開示されている。

しかしながら、特開平１１−２１１９５４号公報で述べられている製造方法では、例え
ば直径（線径）が１ｍｍ未満のＧＩ−ＰＯＦにポリエチレン等によって１次被覆したジャケットが、高温条件下にさらされると熱収縮するため、ＧＩ−ＰＯＦの表面にマイクロベントが発生する。その結果、光の伝送損失が増加するといった熱的耐久性の問題があった。

また、上記の特開平１０−９６８４０号公報や特開平９−２４３８８６号公報のプラスチック光ファイバコードにおいては、芯線となるＰＯＦの外周に接するように、アラミド繊維等の繊維抗張力体が直接配置されているため、繊維抗張力体に含有されている繊維集束剤と、ＰＯＦとが化学反応して物性劣化が生じる場合がある。これによって、プラスチック光ファイバコードを長距離で使用する場合に伝送損失が増大するという問題があった。

例えば、ＰＯＦとして、フッ素樹脂からなる中心部とその外周を被覆するアクリル系樹脂とからなる屈折率分布型のプラスチック光ファイバ（以下フッ素樹脂ＰＯＦという）を、繊維抗張力体としてアラミド繊維を用い、フッ素樹脂ＰＯＦの外周とアラミド繊維とが直接接触している構成においては、高温、高湿条件に長時間放置するとアクリル系樹脂が劣化し、これによって伝送損失が増大する。この原因は、アラミド繊維に含有されている集束剤（収束剤）の主成分である低分子量のポリエーテルによって、アクリル樹脂が化学的に劣化して脆化が生じることによる。

上記の伝送特性の劣化の問題は、従来の数十ｍといった比較的短距離での適用においては影響が小さい。しかし、数百ｍ以上で使用される低損失ＰＯＦでは、わずかな化学的劣化でも伝送特性の劣化が大きくなり、実システムへの影響が大きくなるといった問題点がある。

また、抗張力体として鋼線を使用した場合には、米国などの規格においては、電線と同様な取り扱いとなり、アースが必要となるという問題があった。更に、鋼線を使用すると、ケーブル自体が太くなり、細いケーブルを製造しにくくなるという問題があった。一方、鋼線を使用しないと、ヒートサイクルにおける収縮が起こり、それによってマイクロベンドが発生して、光伝送損失が増大するという問題があった。

したがって、本発明の目的は、鋼線を抗張力体として用いなくても、温度変化に基づく熱収縮に由来するマイクロベンドを防止でき、細径にすることが可能であって、伝送特性の劣化が少ないプラスチック光ファイバケーブルおよびその製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の光ファイバケーブルは、プラスチック製の光ファイバと、軸方向に形成されたスリットにより開裂され、前記光ファイバの外周を、空隙を介して囲む樹脂製の開裂チューブと、この開裂チューブ外周に配置された繊維抗張力体と、この繊維抗張力体のさらに外周を囲む樹脂製の外被チューブとを有することを特徴とする。
本発明の光ファイバケーブルによれば、ＰＯＦの外周を開裂チューブによって囲み、この開裂チューブの外周に繊維抗張力体を配して、樹脂製の外被チューブで覆うようにしたので、外被チューブを被覆形成する際の熱が開裂チューブによってＰＯＦに伝達されにくくなるので、ＰＯＦの伝送損失の増大を防ぐことができる。

また、高温条件下にさらされて開裂チューブが熱収縮したとしても、ＰＯＦは開裂チュ
ーブの内部に空隙を介して収容されているので、ＰＯＦにマイクロベントが発生することが防止され、マイクロベントによる伝送損失の増加も防ぐことができる。
さらに、ＰＯＦは開裂チューブで囲まれていて、繊維抗張力体と直接接しないので、繊維抗張力体に含有されている繊維集束剤と、ＰＯＦとが化学反応して物性劣化が生じることも防止される。

さらにまた、開裂チューブによって光ファイバケーブルの引張り強度や曲げ強度が向上するため、繊維抗張力体として、金属線を用いる必要がなくなり、例えばアラミド繊維のような樹脂繊維や、ガラス繊維のような無機繊維だけで構成することが可能となる。

本発明の光ファイバケーブルにおいては、前記開裂チューブは、アニール処理によって内部の残留応力を除去され、熱による寸法変化を低減されたチューブであることが好ましい。これによれば、高温条件下にさらされても開裂チューブが熱収縮しにくくなるので、ＰＯＦの表面にマイクロベントが発生することがより確実に防止される。
また、前記外被チューブは、アニール処理によって内部の残留応力が除去され、熱による寸法変化が低減されたチューブであることが好ましい。これによれば、外被チューブが熱収縮しにくくなるので、ＰＯＦのマイクロベントによる伝送損失の増大をより確実に防止することができる。

一方、本発明の光ファイバケーブルの製造方法は、樹脂製のチューブに軸方向にスリットを形成して開裂させ、この開裂部分からプラスチック製の光ファイバを挿入する。こうして得られた光ファイバ入りの開裂チューブの外周に繊維抗張力体を配置しつつ、前記光ファイバ、前記開裂チューブおよび前記繊維抗張力体を押出しダイに挿入して、それらのさらに外周を覆うように外被チューブを押出し成形することを特徴とする。

本発明の光ファイバケーブルの製造方法によれば、樹脂製のチューブに軸方向にスリットを形成して開裂させ、この開裂チューブにＰＯＦを挿入し、この開裂チューブの外周に繊維抗張力体を配して、樹脂製の外被チューブを押出し成形する。このため、外被チューブを被覆形成する際の熱が開裂チューブによってＰＯＦに伝達されにくくなり、ＰＯＦの伝送損失の増大を防ぐことができる。
また、こうして得られた光ファイバケーブルは、ＰＯＦが開裂チューブの内部に収容され、繊維抗張力体と直接接しないので、繊維抗張力体に含有されている繊維集束剤とＰＯＦとの化学反応による物性劣化を防止することができる。また、ＰＯＦは開裂チューブの内部に空隙を介して収容されているので、マイクロベントによる伝送損失の増加を防ぐことができる。

本発明の光ファイバケーブルの製造方法においては、前記開裂させるチューブとして、アニール処理によって内部の残留応力を除去され、熱による寸法変化が低減されたチューブを用いることが好ましい。また、前記外被チューブを被せて形成した光ファイバケーブルをリールに巻取り、その状態でアニール処理を行なうことが好ましい。これによれば、前述したように、開裂チューブや外被チューブの熱収縮が少なくなるので、これらの熱収縮によるＰＯＦのマイクロベントの発生を防止し、伝送損失の増大を防ぐことができる。

さらに、前記光ファイバを内包する前記開裂チューブを押出しダイに挿入する直前に、前記光ファイバおよび前記開裂チューブを冷却することが好ましい。これによれば、押出しダイにて外被チューブを押出し成形する際に、光ファイバおよび開裂チューブを予め冷却しておくことにより、それらの温度上昇が抑制されるため、ＰＯＦの伝送損失の増大をより効果的に防ぐことができる。

さらにまた、前記押出しダイによって前記外被チューブを押出し成形した後、そのケー
ブルを直ちに冷却液槽に浸漬することが好ましい。これによれば、押出し成形された外被チューブを直ちに冷却するので、温度上昇によるＰＯＦの伝送損失の増大をさらに効果的に防ぐことができる。

図１には、本発明による光ファイバケーブルの一実施形態が示されている。
このプラスチック光ファイバケーブル１０は、ＰＯＦ２０と、このＰＯＦ２０の外周を、空隙を介して囲む樹脂製の開裂チューブ３０と、この開裂チューブ３０の外周に配置された繊維抗張力体４０と、この繊維抗張力体４０のさらに外周を囲む樹脂製の外被チューブ５０とで構成されている。

ここで開裂チューブ３０がＰＯＦ２０の外周を空隙４０を介して囲むとは、開裂チューブ３０の内表面とＰＯＦ２０の外周とが、光ファイバケーブルの長手方向に垂直な断面（図１で示す断面）において少なくとも一部または全部が非接触であることを意味する。また、開裂チューブ３０の内表面とＰＯＦ２０の外周とが「（全部が非接触ではなく）少なくとも一部で非接触ある」とはＰＯＦ２０の外周の１点ないし複数点において開裂チューブ３０の内表面に接触していることを意味する。すなわち、ＰＯＦ２０と開裂チューブ３０との間の少なくとも一部には、空隙４０が介在している。ここでＰＯＦ２０は開裂チューブ３０の内部で自在に可動する状態で１本ずつ分配配置されている。

ＰＯＦ２０の材質としては、特に限定されず、フッ素樹脂、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）樹脂等が使用できるが、なかでもフッ素樹脂を用いることが、伝送損失が低く、使用できる光の波長領域が広いことから好ましい。フッ素樹脂製ＰＯＦとしては、例えば特開平８−５８４８号公報等に記載されたものが好ましく使用される。また、ＰＯＦ２０の外径は４００〜１０００μｍであることが好ましい。

開裂チューブ３０は、軸方向に沿ったスリット３１により開裂されており、上記ＰＯＦ２０は、このスリット３１を通して挿入されている。なお、スリット３１は、開裂チューブ３０の軸方向に沿って直線状に形成されたものに限定されるわけではなく、例えば螺旋状等に形成されたものであってもよい。

開裂チューブ３０の外径は１．１〜１．５ｍｍが好ましく、チューブの厚さは０．１〜０．２ｍｍが好ましく、内径は０．９〜１．２ｍｍが好ましい。チューブの内径は、ＰＯＦの外径より大きく設定されＰＯＦはチューブの内側である程度自由に動けるように配置されることが好ましい。すなわちチューブの内径をＰＯＦの外径で除した値は、１．１〜３が好ましく、１．５〜２．５がより好ましい。例えばＰＯＦの外径が０．５ｍｍでありチューブの内径が１ｍｍであった場合には、上記値は２となる。

開裂チューブ３０の材質は、特に限定されないが、例えばポリエチレン、ポリ塩化ビニル、フッ素樹脂、シリコンゴム、ポリウレタン等が好ましく使用される。これらの樹脂は難燃剤を添加される等で難燃性を有するものであることがより好ましい。

また、前記開裂チューブは、あらかじめアニール処理によって内部の残留応力が除去され、熱による寸法変化が減されたチューブであることが好ましい。このアニールは、好ましくはスリットを形成する前のチューブを、例えばリール等に巻き取って長さ方向に拘束しておき、好ましくは６０〜９０℃で１０〜４８時間熱処理をすることによって行なうことができる。

また、繊維抗張力体４０の繊維材質としては、例えばアラミド繊維、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、炭素繊維、ガラス繊維等が使用できる。なかでも、アラミド繊維
を用いることが、剛性、柔軟性、繰り返し曲げによる繊維の破断を防止する点から好ましい。
これらの繊維抗張力体４０は、一般に集束剤を含んでいる。本発明では、ＰＯＦ２０が上記開裂チューブ３０に囲まれて、上記繊維抗張力体４０に直接接触することが防止されるので、集束剤によるＰＯＦ２０の劣化を防止できる。

外被チューブ５０としては、例えば、ポリ塩化ビニルや難燃性ポリエチレン等が使用可能であり特に限定されない。外被チューブ５０の厚さは０．２〜１．０ｍｍであることが好ましい。
外被チューブ５０もアニール処理によって内部の残留応力が除去され、熱による寸法変化が低減されていることが好ましい。このアニール処理は、後述する製造工程の後、光ファイバケーブル１０をリールに巻き取っておき、その状態で好ましくは６０〜７０℃で１０〜４８時間熱処理をすることによって行なうことができる。光ファイバケーブル１０をリールに巻き取ることにより、外被チューブ５０はその長さを拘束された状態となる。

図２〜９には、上記光ファイバケーブル１０の製造装置が示されている。図２は製造装置全体を示す概略構成図、図３は開裂チューブにＰＯＦを挿入するＰＯＦのチューブ挿入装置の斜視図、図４は同チューブ挿入装置の要部拡大図、図５は同チューブ挿入装置のカッタおよび挿入ローラ部を示す部分平面図、図６は図４におけるＡ−Ａ矢示線に沿った断面図、図７は冷却装置の斜視図、図８は図７のＢ−Ｂ矢示線に沿った断面図、図９は押出し成形装置のノズル近傍を示す部分斜視図である。

図２において、４１は繊維抗張力体４０の繰り出しリールであり、このリール４１から繰り出された繊維抗張力体の繊維束４２が、ガイドローラ１１１、１１２、１１３、１１４にガイドされて製造ライン上に引き出されている。
また、３２は開裂チューブ３０のスリット形成前の樹脂チューブの繰り出しリールであり、このリール３２から繰り出された樹脂チューブ３３が、ガイドリール１２１，１２２、１２３を介してチューブ挿入装置２００に導入されている。なお、樹脂チューブ３３は、前述したような条件であらかじめアニール処理されていることが好ましい。
さらに、２１はＰＯＦの巻取りリールであり、このリール２１から繰り出されたＰＯＦ２０が、ガイドローラ１３１、１３２、１３３を介してチューブ挿入装置２００に導入されている。

チューブ挿入装置２００は、図３に示すように、基台２１０と、この基台２１０に立設された支持板２１１と、この支持板２１１の前方端部にブラケット２１２を介して取付けられたＰＯＦ２０の導入ガイド板２１３とを有している。さらに、ＰＯＦ２０は、支持板２１１に取付けられたガイドローラ２１４を経て、押し込みローラ２１５に斜め上方から導入されている。
一方、前記樹脂チューブ３３は、支持板２１１に取付けられたガイドローラ２１６に導かれ、その上部後方に配置されたカッタ２１７でスリットを形成されるようになっている。

図４、５を併せて参照すると、カッタ２１７は、樹脂チューブ３３の周壁の一箇所を軸方向に沿って直線状にカットしてスリットを形成し、こうして開裂されたチューブ内には、カッタ２１７の後方に隣接して配置されたスリッタ２１８が入り込んで、樹脂チューブ３３を開いた状態に維持する。
支持板２１１の押し込みローラ２１５の下方には、押し込みローラ２１５と対向して支持ローラ２１９が取付けられ、押し込みローラ２１５と支持ローラ２１９との間に、上記樹脂チューブ３３およびＰＯＦ２０が導入されるようになっている。

この場合、図６に示すように、ＰＯＦ２０は、押し込みローラ２１５のフランジ２１５ａ、２１５ａの間に形成された溝２１５ｂに導入される。また、押し込みローラ２１５は、その下端部がスリッタ２１８によって開かれた樹脂チューブ３３内に入り込んでいる。また、支持ローラ２１９は、樹脂チューブ３３を受ける凹状の受け面２１９ａを外周に有している。
したがって、ＰＯＦ２０は、押し込みローラ２１５の溝２１５ｂに案内されて開裂された樹脂チューブ３３、すなわち前記開裂チューブ３０内に挿入され、この押し込みローラ２１５と支持ローラ２１９の間を通過すると、開裂チューブ３０で包まれた状態となる。

支持板２１１の押し込みローラ２１５および支持ローラ２１９のさらに先方には、一対の送りローラ２２１、２２２が取付けられている。この送りローラ２２１、２２２は、その外周に合成ゴムからなるＯリングを２本平行にそれぞれ装着されており、ＰＯＦ２０を内包する開裂チューブ３０を、上記Ｏリングの間の環状凹部に支持しながら、上下の送りローラ２２１、２２２で挟んで、ラインの先方に送り出す働きをなす。
なお、送りローラ２２２、支持ローラ２１９、ガイドローラ２１６は、図示しない駆動装置により、タイミングベルトを介して、送り方向に同期回転するようになっている。また、前記繊維抗張力体の繊維束４２は、チューブ挿入装置２００を通ることなく、後述する冷却装置３００に直接導入される。

チューブ挿入装置２００の先方（ＰＯＦ２０等の進行方向）には、冷却装置３００が設置されている。なお、図示していないが、冷却装置３００の前後には、ガイド穴を有するプレートが配置され、ＰＯＦ２０を内包する開裂チューブ３０が所定の経路を通過するようにガイドされる。

冷却装置３００は、図７，８に示すように、箱体３１０と、蓋体３１１と、この箱体３１０を貫通するパイプ３１２とを有している。箱体３１０の内部であって、パイプ３１２の外周には、ドライアイス３２０が充填されている。箱体３１２の内壁には、断熱材３１３が貼り付けられている。
そして、ＰＯＦ２０を内包する開裂チューブ３０は、上記パイプ３１２内に挿通されている。この場合、開裂チューブ３０を適度に張設することにより、開裂チューブ３０がパイプ３１２の内壁に接触しないようにされている。
なお、箱体３１０の材質としてはステンレス鋼、アルミニウム等の金属、ポリエチレン、ポリプロピレン等の樹脂が好ましく使用される。パイプ３１２の材質としては銅、真鍮、ステンレス鋼等が好ましく使用される。断熱材としてはウレタンフォーム、スチレンフォーム等が好ましく使用される。

冷却装置３００は、そこから導出されるＰＯＦ２０の表面温度が好ましくは５℃以下、より好ましくは−１０℃以下となるように調節される。冷却装置３００の冷却手段は、上記ドライアイスに限らず、パイプ３１２を囲む冷却管に冷媒を流して冷却する構造や、ペルチェ素子等で冷却された一対の冷却板の間を通過させる構造などを採用することもできる。また冷却ローラ等の接触式の冷却手段も採用できる。ただしＰＯＦの表面温度は、熱電対をＰＯＦの表面に接触させて測定できる。その際、熱電対の測温部とＰＯＦとを、断熱材で一緒に被覆することが好ましい。
なお、前記繊維抗張力体の繊維束４２は、この冷却装置３００を通す必要はないが、外被チューブ５０を被覆する次の工程において、開裂チューブ３０の外周に配置させる必要があるため、図７，８では省略したが、開裂チューブ３０の外周を囲むように配置された状態で、冷却装置３００内を通過してもよい。

冷却装置３００の導出部には、外被チューブ５０を押出し成形する押出し成形装置４００が設置されている。冷却装置３００と押出し成形装置４００とは、可能な限り接近して
配置されることが好ましい。これは冷却装置３００を通過させることにより冷却されたＰＯＦ２０が、温まることを抑制するためである。具体的には、押出し成形装置４００のノズル４１０のＰＯＦ導入部におけるＰＯＦ２０の冷却温度が、好ましくは５℃以下、より好ましくは−１０℃以下となるように調節される。このために冷却装置３００の導出部からノズル４１０のＰＯＦ導入部までの、ＰＯＦ２０の通過時間（冷却装置３００の導出部からノズル４１０のＰＯＦ導入部までの距離をＰＯＦ２０の送り速度で除した値）は２秒以下が好ましく、１秒以下が特に好ましい。この押出し成形装置４００のノズル４１０は、図９に示すように、中心筒４２０と、この中心筒４２０の外周に所定の間隙４２１を設けて配置された外筒４３０とを有している。

中心筒４２０内には、ＰＯＦ２０を内包した開裂チューブ３０と、繊維抗張力体の繊維束４２を挿通させる。繊維抗張力体の４本の繊維束４２は、上記開裂チューブ３０を取り囲むように４方向に配置されて挿通され、中心筒４２０内で各繊維束のフィラメントがばらけて、ノズル４１０から出るときには、上記開裂チューブ３０の外周を環状に取り囲んで、図１の繊維抗張力体４０となる。

中心筒４２０と外筒４４０との間隙４２１からは、外被チューブ５０を形成する熱可塑性樹脂が溶融状態で押出され、繊維抗張力体４０の外周に被覆されて外被チューブ５０となる。
このとき、溶融した熱可塑性樹脂の熱が繊維抗張力体４０に伝達されるが、ＰＯＦ２０は、開裂チューブ３０内に配置されているので、上記熱がＰＯＦ２０に伝わりにくくなる。また、ＰＯＦ２０は、あらかじめ冷却装置３００で冷却されているので、多少の熱が伝わっても、過度の温度上昇を防ぎ、伝送損失の増大を防ぐことができる。

押出し成形装置４００のさらに先方には、冷却槽５００が配置されている。外被チューブ５０を被覆されて形成された光ファイバケーブル１０は、この冷却槽５００の冷却媒体を通り、成形されたばかりの外被チューブ５０を急冷して、内部のＰＯＦ２０に熱が伝達されるのを防ぎ、伝送損失の増大を防止する。なお、冷却媒体としては、例えば水、水とエチレングリコールの混合液等からなる不凍液等が好ましく使用される。

冷却槽５００の更に先方には、引き取り機６００が配置されている。引き取り機６００は、一対のプーリ６１１，６１２に張設されて回転する上方ベルト６１０と、同じく一対のプーリ６２１，６２２に張設されて回転する下方ベルト６２０とを有し、上記ベルト６１０、６２０の間に、光ファイバケーブル１０を挟んで送り出す構造をなしている。
なお、光ファイバケーブル１０を形成する際には、後述する引き取り機６００の引き取り速度、チューブ挿入装置２００の送り速度、ＰＯＦ２０及び開裂チューブ３０の繰り出しロール２１，３２の繰り出し速度がそれぞれ同じ速度となるように、各装置を電気的に連動制御することが望ましい。
こうして形成された光ファイバケーブル１０は、図示しない巻取りリールに巻き取られて保存される。なお、巻取りリールに巻き取った後、前述したような条件でアニール処理を行なうことにより、外被チューブ５０の内部の残留応力を除去し、熱による寸法変化を低減することが好ましい。

図１０には本発明による光ファイバケーブルの他の実施形態が示されている。
この光ファイバケーブル１１は、ＰＯＦ２０を内包する開裂チューブ３０を２本平行に配列し、それらの外周を繊維抗張力体４０で囲み、この繊維抗張力体４０のさらに外周を外被チューブ５０で被覆した構造をなしている。このように、ＰＯＦ２０を内包する開裂チューブ３０を複数本配置することにより、複数本のＰＯＦ２０を有するケーブルとすることができる。

図１１には本発明による光ファイバケーブルの更に他の実施形態が示されている。
この光ファイバケーブル１２は、ＰＯＦ２０を内包する開裂チューブ３０を４本設けて、これらの外周を押えテープ６０で結束させている。押えテープ６０としては、例えばＰＥＴテープ、ポリエステル製不織布、紙、フッ素樹脂テープ等を用いることができる。そして、結束された開裂チューブ３０の外周を繊維抗張力体４０で囲み、この繊維抗張力体４０のさらに外周を外被チューブ５０で被覆した構造をなしている。

以下、本発明を実施例および比較例により具体的に説明する。

図１に示す構造の光ファイバケーブルを、図２〜９に示した装置によって製造した。
ＰＯＦ１０としては、前記特開平８−５８４８号公報に記載された方法で製造されたフッ素樹脂製ＰＯＦ（商品名「ルキナ」、旭硝子社製）であって外径０．５ｍｍのものを用いた。開裂チューブ３０としては、難燃性ポリオレフィン樹脂（商品名：ＡＮＡ−９９５２Ｎ、リケンテクノス社製）からなり、外径１．２ｍｍ、内径０．９ｍｍのものを用いた。繊維抗張力体４０としては、アラミド繊維（１５８０デニール、４本使用）からなるものを用いた。外被チューブ５０は、同じく難燃性ポリオレフィン樹脂（商品名：ＡＮＡ−９９５２Ｎ、リケンテクノス社製）を用い（成形温度は１８５℃）、厚さ０．５ｍｍ、外径２．６ｍｍとなるように成形した。光ファイバケーブルの製造速度は１５ｍ／分とした。冷却装置３００は、パイプ３１２として内径８ｍｍ、長さ３０ｃｍの銅パイプを用い、ＰＯＦ１０の線速は１５ｍ／分、滞留時間１．２秒の条件で冷却し、冷却装置３００から導出されるＰＯＦ２０の表面温度が−１０℃となるように調節した。

開裂チューブ３０は、スリットを形成する前に、繰り出しリール４１に巻き取った状態で、８０℃で２４時間アニール処理を行なった。また、外被チューブ５０は、光ファイバケーブル１０をリールに巻き取った状態で、６０℃で２４時間アニール処理を行なった。
そして、得られた光ファイバケーブル１０について、冷熱サイクル試験を実施した。すなわち、高温側保持温度６０℃、低温側保持温度−５℃とし、各温度での保持時間及び昇降温時間を２時間とし、これを１０サイクル繰り返し、それぞれの温度での伝送損失と、１０サイクルの冷熱サイクル後での伝送損失とを、８５０ｎｍＬＥＤ光源を用いてパワーメーターで連続的に測定した。この結果を表１に示す。

実施例１において、外被チューブ５０のアニール処理を、光ファイバケーブルを自由状態（長さ方向に拘束しない状態）にして行なった。こうして得られた光ファイバケーブルについて、実施例１と同様にして、冷熱サイクルの繰り返しによる伝送損失の測定を行なった。この結果を表１に示す。

実施例１において、外被チューブ５０のアニール処理を行なわずに、光ファイバケーブルを得た。こうして得られた光ファイバケーブルについて、実施例１と同様にして、冷熱サイクルの繰り返しによる伝送損失の測定を行なった。この結果を表１に示す。

比較例１
実施例１において、開裂チューブ３０を用いずに、ＰＯＦ１０の外周に繊維抗張力体４０を直接配置して、光ファイバケーブルを製造した。また、外被チューブ５０のアニール処理も行なわなかった。こうして得られた光ファイバケーブルについて、実施例１と同様にして、冷熱サイクルの繰り返しによる伝送損失の測定を行なった。この結果を表１に示す。

表１の結果から、開裂チューブ３０を用いた実施例１，２，３は、開裂チューブ３０を用いない比較例１に比べて、冷熱サイクルによる伝送損失の増大が低く抑えられた。
また、外被チューブを長さ方向に拘束してアニール処理を行なった実施例１は、外被チューブをフリーな状態でアニール処理を行なった実施例２、および外被チューブのアニール処理を行なわない実施例３に比べて、冷熱サイクルによる伝送損失の増大がさらに低く抑えられた。

次に、実施例１で得た光ファイバケーブルと、比較例１で得た光ファイバケーブルとに、それぞれ１４００Ｎ／１０ｃｍの圧力を３分間印加し、その状態での伝送損失を測定した。その結果を表２に示す。表２に示されるように、開裂チューブ３０でＰＯＦ２０を内包した実施例１の光ファイバケーブルは、加圧状態においても伝送損失が低く抑えられた。

産業上の利用の可能性

以上説明したように、本発明によれば、ＰＯＦの外周を開裂チューブによって囲み、この開裂チューブの外周に繊維抗張力体を配して、樹脂製の外被チューブで覆うようにしたので、外被チューブを被覆形成する際の熱が開裂チューブによってＰＯＦに伝達されにくくなるので、ＰＯＦの伝送損失の増大を防ぐことができる。
また、高温条件下にさらされて開裂チューブが熱収縮したとしても、ＰＯＦは開裂チューブの内部に空隙を介して収容されているので、ＰＯＦの表面にマイクロベントが発生す
ることが防止され、マイクロベントによる伝送損失の増加も防ぐことができる。
さらに、ＰＯＦは開裂チューブで囲まれていて、繊維抗張力体と直接接しないので、繊維抗張力体に含有されている繊維集束剤と、ＰＯＦとが化学反応して物性劣化が生じることも防止される。
さらにまた、開裂チューブによって光ファイバケーブルの引張り強度や曲げ強度が向上するため、繊維抗張力体として、金属線を用いる必要がなくなり、例えばアラミド繊維のような樹脂繊維や、ガラス繊維のような無機繊維だけで構成することが可能となる。

図１は、本発明による光ファイバケーブルの一実施形態を示す断面図である。図２は、本発明による光ファイバケーブルの製造装置全体を示す概略構成図である。図３は、開裂チューブにＰＯＦを挿入するＰＯＦのチューブ挿入装置の斜視図である。図４は、同チューブ挿入装置の要部拡大図である。図５は、同チューブ挿入装置のカッタおよび挿入ローラ部を示す部分平面図である。図６は、図４におけるＡ−Ａ矢示線に沿った断面図である。図７は、冷却装置の斜視図である。図８は、図７のＢ−Ｂ矢示線に沿った断面図である。図９は、押出し成形装置のノズル近傍を示す部分斜視図である。図１０は、本発明による光ファイバケーブルの他の実施形態を示す断面図である。図１１は、本発明による光ファイバケーブルのさらに他の実施形態を示す断面図である。

１０、１１、１２：光ファイバケーブル、
２０：ＰＯＦ（プラスチック光ファイバ）、
３０：開裂チューブ、３１：スリット、３３：樹脂チューブ、
４０：繊維抗張力体、５０：外被チューブ、
２００：チューブ挿入装置、２１５：押し込みローラ、
２１７：カッタ、２１８：スリッタ、３００：冷却装置、
４００：押出し成形装置、５００：冷却槽、６００：引き取り機

Claims

プラスチック製の光ファイバと、軸方向に形成されたスリットにより開裂され、前記光ファイバの外周を、空隙を介して囲む樹脂製の開裂チューブと、この開裂チューブ外周に配置された繊維抗張力体と、この繊維抗張力体のさらに外周を囲む樹脂製の外被チューブとを有し、該開裂チューブが予めアニール処理を施されたものであることを特徴とする光ファイバケーブル。
前記外被チューブがアニール処理を施したものである請求項１に記載の光ファイバケーブル。
樹脂製のチューブに軸方向にスリットを形成して開裂させ、この開裂部分からプラスチック製の光ファイバを挿入し、こうして得られた光ファイバ入りの開裂チューブの外周に繊維抗張力体を配置しつつ、前記光ファイバ、前記開裂チューブおよび前記繊維抗張力体を押出しダイに挿入して、それらのさらに外周を覆うように外被チューブを押出し成形し、前記開裂チューブとして、アニール処理を施したチューブを用いることを特徴とする光ファイバケーブルの製造方法。
前記外被チューブを被せて形成した光ファイバケーブルをリールに巻取り、その状態でアニール処理を行なう請求項３に記載の光ファイバケーブルの製造方法。
前記光ファイバを内包する前記開裂チューブを押出しダイに挿入する前に、前記光ファイバおよび前記開裂チューブを冷却する請求項３又は４に記載の光ファイバケーブルの製造方法。
前記押出しダイによって前記外被チューブを押出し成形した後、そのケーブルを直ちに冷却液槽に浸漬する請求項３〜５のいずれか１つに記載の光ファイバケーブルの製造方法。