JP4835679B2 - 光ケーブル - Google Patents

Description

本発明は溝付きスロットの溝内に複数本の光ファイバ心線を収納し、スロットの外周に粗巻き紐、上巻テープ、ケーブル外被を順次施してなる光ケーブルに関する。

近年の映像配信、ＩＰ電話、データ通信等のブロードバンドサービスの拡大により、光ファイバによる家庭向けのデータ通信サービス（ＦＴＴＨ：Fiber To The Home）の加入者が増加している。このＦＴＴＨでは、架空の幹線光ケーブルからドロップ光ケーブルを用いて加入者宅等に引き落されている。加入者宅への光ファイバの引き落しは、例えば、市街の電柱等に布設された幹線光ケーブルを、通常、クロージャと称されている接続函で分岐し、分岐された光ファイバ心線にドロップ光ケーブルを融着接続又は光コネクタを用いて接続している。

幹線光ケーブルは、例えば、図１に示すように、ＳＺ状に形成された複数条の溝２ａを有し、中心にテンションメンバ３を埋設した樹脂製のロッドからなるスロット２（スペーサとも言う）が用いられる。スロット２の溝２ａには、複数本の単心光ファイバ心線あるいは多心の光ファイバテープ心線４を収納し、ケーブル製造中にこれらがスロットの溝２ａから脱落するのを防止するのに、粗巻き紐５を巻いている。そして、この粗巻き紐５の上から、上巻テープ６（押え巻とも言う）を巻き付けて、光ファイバテープ心線４を覆っている。そして、上巻テープ６の外側を、押出し成形によるケーブル外被７（シースとも言う）で被覆した形状のものが一般的である。

上述のような幹線光ケーブル１の途中部分から、光ファイバを加入者宅等に引き落すには、ケーブルに収納されている複数本の光ファイバ心線の内から、１本〜数本の光ファイバ心線を引出す分岐作業が行われる。この分岐（中間後分岐とも言われている）作業は、分岐部分のケーブル外被７を一定の長さ（５０ｃｍ程度）除去する。このケーブル外被７が除去された部分では、上巻テープ６が露出されるが、この上巻テープ６をニッパ等より切裂き開始端を形成してから切断する。次いで、上巻テープ６を巻ほぐして剥ぎ取り、次いで、粗巻き紐５を切断し、内部の光ファイバテープ心線４を取り出している。

この場合、粗巻き紐５に撚られていない繊維束が用いられていると、光ケーブルを解体、あるいは、中間分岐する際に、切断された繊維がバラけて互いに絡みあい、スロットの周りに纏わりつき、除去し難くなるという問題があった。これを改善する方法として、例えば、特許文献１には、粗巻き紐５として、撚られた繊維束を用いることが開示され、また、特許文献２には、粗巻き紐５として、伸縮可能な撚った繊維束を用い、切断された際に収縮により分離除去しやすい状態とする技術が開示されている。
特開２００７−２１２５２３号公報 特開２００７−２２６０７３号公報

しかしながら、粗巻き紐として撚られた繊維束を巻付けたとしても、繊維束の撚り方向やスロットへの巻付け方向に等によっては、切断した際の粗巻き紐がスロット上に巻付いて残り、必ずしも作業性がよくはならないことがあった。また、粗巻き紐には、合成樹脂繊維が用いられるが、その材質によっては熱収縮率が大きく、ケーブル外被の成型時の熱で収縮を起こし、スロット外面に食い込んで固着するなどで、分離が難しくなる場合がある。

また、上記の光ケーブルの中間分岐作業は、電柱上やバケット車上というような作業環境の悪い状況で行うことが多く、できるだけ簡単で短時間に行えることが要望されている。
本発明は、上述した実情に鑑みてなされたもので、スロットの溝から光ファイバ心線が脱落するのを防止する粗巻き紐を、光ファイバの取出し等のために除去する際には、スロット上から簡単に分離除去することが可能な光ケーブルの提供を目的とする。

本発明による光ケーブルは、溝付きスロットの溝内に光ファイバ心線を収納し、スロットの外周に粗巻き紐、上巻テープ、ケーブル外被が順次施された光ケーブルで、粗巻き紐は、合成樹脂繊維の単糸の複数本を片撚りした撚糸からなり、スロット上への巻付け方向が撚糸の撚り方向と同方向とされる。
また、粗巻き紐は、片撚りした撚糸の複数本を撚り方向と反対方向に撚り合わせた諸撚り撚糸であってもよい。また、粗巻き紐の巻付けピッチは、６０ｍｍ以下とするのが好ましく、さらに、粗巻き紐の合成樹脂繊維の合計が８４０ｄｎ以上であることが望ましい。また、粗巻き紐の合成樹脂繊維は、ポリエステル樹脂であることが好ましい。

本発明によれば、光ケーブルの解体等で、光ケーブルのスロット上に巻付けている粗巻き紐の端部を切断することにより、自然に巻付け状態が解される。このため、スロット上に巻付けられた粗巻き紐の分離除去を極めて簡単に短時間で行なうことができ、光ケーブルの中間分岐作業等を効率よく実施することが可能となる。

図により本発明の実施の形態を説明する。図１（Ａ）は本発明で対象とする光ケーブルの断面を示す図、図１（Ｂ）は光ファイバの中間分岐の作業形態を説明する図、図２（Ａ）〜図２（Ｃ）は粗巻き紐の例を説明する図である。図中、１は光ケーブル、２はスロット、２ａはスロットの溝、３はテンションメンバ、４は光ファイバ心線（テープ心線）、５は粗巻き紐、５ａは合糸、５ｂ、５ｂ’は片撚り撚糸、５ｃは諸撚り撚糸、６は上巻テープ、７はケーブル外被、８は単糸を示す。

本発明による光ケーブル１は、図１（Ａ）に示すように、中心にテンションメンバ（抗張力体ともいう）３を埋設一体化し、外面に複数条の溝２ａを設けたプラスチック材からなるスロット（スペーサともいう）２により構成される。スロット２の溝２ａは、ＳＺ状に形成され、溝２ａ内には複数本の光ファイバ心線又はテープ状の光ファイバ心線４（以下、テープ心線いう）が収納される。光ケーブル１の製造過程で、テープ心線４が溝２ａ内に収納された後、溝２ａから脱落するのを防止するために、粗巻き紐５がスロット２の外周に巻き付けられる。

粗巻き紐５が施されたスロット２の外周には、ケーブル内への止水のため、または、ケーブル外被の成形時に、成形材の熱が光ファイバ心線に悪影響を与えないように熱絶縁のための上巻テープ６が施される。この上巻テープ６は、螺旋巻きあるいは縦添えで施され、その外側をケーブル外被７で被覆して光ケーブル１とされる。なお、螺旋スロットの場合は、粗巻き紐５を用いずに上巻テープ６でテープ心線４の脱落を防止することも可能であるが、ＳＺスロットの場合はテープ心線４を集線して溝２ａに収納した後、直ちに粗巻き紐５を施す必要がある。

上述のように構成された光ケーブル１の途中部分から、光ファイバを加入者宅等に引き落すには、光ケーブル１のスロット２の溝２ａに収納されている複数本の光ファイバ心線４の内から、１本〜数本の光ファイバ心線を引出す分岐作業が行われる。この分岐作業は、例えば、光ケーブル１の分岐部分のケーブル外被７を一定の長さ（通常、５０ｃｍ程度）除去する。このケーブル外被７が除去された部分では、上巻テープ６が露出されるが、この上巻テープ６をニッパ等より切裂き開始端を形成し、この開始端を始点にして切り裂く。次いで、この上巻テープ６を巻き解して剥ぎ取る。

上巻テープ６を剥ぎ取ると、粗巻き紐５が露出されるが、露出された粗巻き紐５の端部を刃物等で切断し、その巻付けが緩んだ状態でスロット２から巻き解して除去する。粗巻き紐５を除去すると、ＳＺ状に形成された溝２ａ内のテープ心線４が、溝２ａから脱落して下方に垂れ下がる。この垂れ下がった部分のテープ心線４を外部に取り出し、クロージャ等の接続箱を介して、ドロップ光ケーブル等に接続する作業が行なわれる。

図２は、上述した粗巻き紐５の例を示す図で、図２（Ａ）は合成樹脂繊維の単糸８の複数本を単に並べたもの（以下、合糸５ａという）、図２（Ｂ）は合成樹脂繊維の単糸８の複数本を一方向に撚ったもの（１次加工したもので、以下、片撚り撚糸５ｂという）、図３（Ｃ）は１次加工した片撚り撚糸５ｂ’の複数本を集めて片撚り方向と反対の方向に、片撚り回数より少ないより回数で撚ったもの（２次加工したもので、以下、諸撚り撚糸５ｃという）の例を示す。

粗巻き紐５として、図２（Ａ）の合糸５ａを用いた場合は、スロットに巻付けられた状態で切断すると、スロット上で単糸８の繊維がバラけて互いに絡み合うため、スロットから分離除去に手間を要し、作業性が極めて悪い。粗巻き紐５として、図２（Ｂ）の片撚り撚糸５ｂを用いた場合は、合糸５ａと比べてスロットに巻付けられた状態で切断しても、単糸８の繊維のバラけが少なく、スロット上で絡み合うことは軽減される。

しかし、片撚り撚糸５ｂの撚り方向と反対の方向でスロット上に巻付けると、巻付けに対して巻き戻そうとする反発力が生じない。すなわち、巻付け状態が馴染むため除去分離のため切断しても、スロット上に巻付いた状態が維持される。したがって、粗巻き紐５の露出された端部を切断した後、巻付け状態を巻き解すようにして、スロットに沿って取り除くこととなる。

図２（Ｃ）の諸撚り撚糸５ｃを用いた場合は、片撚り撚糸５ｂ’の撚り方向と反対の方向（片撚り撚糸５ｂ’の複数本を撚る方向と同じ方向）でスロット上に巻付けると、やはり、上記と同様に粗巻き紐を除去分離のため切断しても、スロット上に巻付いた状態を維持される。このため、上記と同様に、粗巻き紐５の露出された端部を切断した後、巻付け状態を巻き解すようにして、スロットに沿って取り除くこととなる。

本発明においては、上述の点を考慮して、粗巻き紐として、合成樹脂繊維の単糸の複数本を片撚りした撚糸を用い、且つ、スロット上には片撚り撚糸の撚り方向と同じ方向で巻付ける。また、諸撚り撚糸を用いる場合も、スロット上には１次加工の片撚り撚糸の撚り方向と同じで巻付ける。この、粗巻き紐のスロット上への巻付け形態を採用することにより、解体性に優れた光ケーブルとすることができる。

図３は、本発明による上記の光ケーブルの解体性を評価した結果を示す図で、図３（Ａ）は、本発明で粗巻き紐として用いる撚糸の形状を示し、図３（Ｂ）は粗巻き紐の解体性の評価結果を示している。
なお、解体性の評価は、光ケーブルのケーブル外被と上巻テープの５００ｍｍ長を除去して、スロット上に巻付けてある粗巻き紐を露出させ、露出した粗巻き紐の５００ｍｍ長の両端部をニッパ等の刃物で切断し、スロット上からの分離性を評価したものである。

評価用の粗巻き紐としては、合成樹脂繊維２４本分に相当する２５０ｄｎ（デニール）の単糸を６本使用した片撚り撚糸で、図３（Ａ−イ）に示すＳ撚り撚糸（Ｎｏ.１）と、図３（Ａ−ロ）に示すＺ撚り撚糸（Ｎｏ.２）との２種類を用意した。また、図３（Ａ−ハ）に示すような、上記と同じ単糸の２本をＺ撚りした撚糸の３本をＳ撚りした諸撚り撚糸（Ｎｏ.３）と、単糸の２本をＳ撚りした撚糸の３本をＺ撚りした諸撚り撚糸（Ｎｏ.４）との２種類を用意した。

そして、片撚り撚糸の２種類については、撚りピッチ８０回／ｍで撚り（１次加工）、諸撚り撚糸の２種類については、片撚りの撚りピッチ１６０回／ｍで撚った後（１次加工）、諸撚りを撚りピッチピッチ８０回／ｍで撚った（２次加工）。スロットは外径の異なる3種（スロット径６.０，９.０，１２.０ｍｍ）を対象に、スロット直上には、４種の巻付けピッチ(２０，４０，６０，８０ｍｍ)で、各種類で撚糸の片撚り方向と同じ方向と反対の方向に巻付けて評価した。

評価結果は、図３（Ｂ）に示すように、撚糸を用いることで、いずれの場合も樹脂繊維がバラけることはなかった。しかし、Ｎｏ.１およびＮｏ.２の片撚り撚糸の例で示すように、片撚りの撚り方向がＳ撚りの場合は、スロット上への巻付け方向は同じＳ方向に巻付けた方が、片撚りの撚り方向がＺ撚りの場合は、スロット上への巻付け方向は同じＺ方向に巻付けた方が、解体性はベター（◎）であった。Ｎｏ.３およびＮｏ.４の諸撚り撚糸の例においても、１次加工の片撚り撚糸の撚り方向と同じ方向でスロット上に巻付けた方が、解体性はベター（◎）であった。

なお、解体性がベターとは、粗巻き紐の両端を切断したとき、巻付けから解放された撚糸が、巻付けがＳ方向であったものがＺ方向の巻き癖になるように変形して大幅に緩み、極めて分離しやすくなる状態をいう。これに対し、片撚り撚糸の撚り方向と反対の方向で巻付けた場合は、粗巻き紐の両端を切断したときに、多少の緩みは生じるものの、巻付け状態を維持していて、手で巻き解してやる必要がある状態である。

これは、撚糸とすることで、撚り方向と反対の方向に撚りを戻そうとする反発力が残存していることによるものと想定される。例えば、Ｓ撚りで片撚りされている撚糸は、Ｚ方向に撚りが戻ろうとする反発力が発生している。そこで、Ｓ撚りの撚糸をスロットにＳ方向で巻付けると、Ｓ撚りによる反発力が残存すると共に増強される形態となるため、巻付けを解放すると、その反発力が働いて自然と巻付けが解かれる。

一方、Ｓ撚りの撚糸をスロットにＺ方向で巻付けると、反発力を解消する形態となるため、スロットへの巻付けが馴染んで、巻付けを解放しても、自然と巻付けが解かれることはなく、スロットに巻付いた状態のままとなる。なお、諸撚り撚糸の場合は、１次加工の撚りが２次加工によるものより大きいため、１次加工の撚り方向で左右される。

なお、撚糸の撚りピッチについては、上述の反発力を高める上では高ピッチとするのが好ましい。しかし、ケーブル外被の肉厚や、粗巻き紐の繊度によっては、ケーブル外被に螺旋状の筋が浮き出ることもあり、図３（Ｂ）で示したような程度のピッチとするのが望ましい。

また、粗巻き紐のスロット上への巻付けピッチについては、ピッチが長くなるほど反発力は弱くなる。巻付けピッチが６０ｍｍを超えると反発力は、実質的はなくなり、上記のように自然にスロットへの巻付けが解かれるというような解体性は期待することができない。したがって、粗巻き紐の巻付けピッチは６０ｍｍ未満とするのが望ましい。

撚糸のサイズについては、粗巻き紐として機能、ケーブル外被の外観を考慮すると、小さい方が好ましい。しかし、このサイズをあまり小さくすると、上述した反発力が低下し、粗巻き紐の解体性の向上は難しくなる。したがって、撚糸のサイズとしては、粗巻き紐全体として、８４０ｄｎ（デニール）以上とするのが望ましい。なお、図３では、２５０ｄｎ×６で評価したものを示したが、２５０ｄｎ×５（片撚り）の場合も同様な好ましい結果であった。

また、上記の粗巻き紐には、通常、ナイロン繊維を用いることが多いが、ケーブル外被の肉厚が１.５ｍｍ以上の場合は、スロット表面に固着されることがある。これは、ケーブル外被の肉厚が厚ければ厚いほど、その成型時のケーブル外被の温度は、高温になりやすい。このため、例えば、ケーブル外被厚２.０ｍｍの成型時の温度が２００℃前後とすると、この温度は上巻テープを経て粗巻き紐まで伝わり、粗巻き紐の温度は１４０℃程度となる。

粗巻き紐の温度がこの程度の高温になると、粗巻き紐は巻付け径の中心側に向かって収縮し、さらには軟化することで、その樹脂繊維がスロット表面に食い込んで固着することがある。粗巻き紐がスロットに固着すると、その解体性は著しく低下する。そこで、粗巻き紐としての要求特性としては、強度、伸度は従来程度に確保して、軟化温度が高く、収縮率の小さい樹脂繊維材料が望まれる。

図４は、ナイロン樹脂製の紐とポリエステル樹脂製の紐の性能を比較した図である。これによれば、ポリエステル樹脂製の紐は、強度、伸度では大きな差はないが、１８０℃における収縮率で、ナイロン樹脂製の紐の１１％と比べて、４％と小さい。また、ナイロン樹脂製の紐は、融点２１５℃、軟化点１８０℃に対して、ポリエステル樹脂製の紐は、融点２６０℃、軟化点２４０℃である。したがって、ケーブル外被の肉厚が１.５ｍｍ以上の厚さを要する場合は、粗巻き紐はポリエステル樹脂製とするのが好ましい。

本発明による光ケーブルの概略を説明する図である。 光ケーブルで用いられる粗巻き紐の形状を説明する図である。 本発明による粗巻き紐の解体性の評価結果を示す図である。 粗巻き紐の状態を示す図である。

符号の説明

１…光ケーブル、２…スロット、２ａ…スロットの溝、３…テンションメンバ、４…光ファイバ心線（テープ心線）、５…粗巻き紐、５ａ…合糸、５ｂ，５ｂ’…片撚り撚糸、５ｃ…諸撚り撚糸、６…上巻テープ、７…ケーブル外被、８…単糸。

Claims (5)

1. 溝付きスロットの溝内に光ファイバ心線を収納し、前記スロットの外周に粗巻き紐、上巻きテープ、ケーブル外被が順次施された光ケーブルであって、
   前記粗巻き紐は、合成樹脂繊維の単糸の複数本を片撚りした撚糸からなり、前記スロット上への巻付け方向が前記撚糸の撚り方向と同方向であることを特徴とする光ケーブル。
2. 前記粗巻き紐が、片撚りした撚糸の複数本を撚り方向と反対方向に撚り合わせた諸撚り撚糸であることを特徴とする請求項１に記載の光ケーブル。
3. 前記粗巻き紐の巻付けピッチが、６０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の光ケーブル。
4. 前記粗巻き紐の合成樹脂繊維の合計が、８４０ｄｎ以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか1項に記載の光ケーブル。
5. 前記粗巻き紐の合成樹脂繊維は、ポリエステル樹脂で形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の光ケーブル。

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