JP5038227B2 - 光ファイバケーブル - Google Patents

Description

本発明は、複数のテープ心線をスロット内に収容した光ファイバケーブルに関する。

従来の光ファイバケーブルの一例として、図５に示すように、スロット１０１の溝１０２内に、テープ心線１０３が収容されている光ファイバケーブル１００が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平４−８１７０６号公報

ところが、上記特許文献１に開示された光ファイバケーブル１００では、スロット１０１の溝１０２内の表面粗さを改善しているが、線速上昇によってメルトフラクチャが発生し、表面粗さが十分改善できない場合が予想された。また、溝１０２に収容されるテープ心線１０３の端心が溝底面と接触する虞があるとともに、曲げ応力等によりテープ心線１０３が溝１０２内で斜めに傾いた場合に、テープ心線１０３の端心側に側圧が集中して、端心ファイバの伝送特性が低下する場合が予想された。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、溝底面との側圧を軽減させて伝送特性を安定的に確保す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。

前記課題を解決することのできる本発明に係る光ファイバケーブルは、複数のテープ心線と、前記複数のテープ心線を収納するテープ心線収容溝を有するスロットと、前記スロットの外側に被覆される外被と、を備えた光ファイバケーブルであって、前記スロットにおける前記テープ心線収容溝の溝底面に、前記テープ心線の横断面における両側若しくは片側が長手方向に渡って該溝底面に接触しないように、外周方向に突出した膨らみ部を設けることを特徴としている。

このように構成された光ファイバケーブルによれば、テープ心線は、スロットのテープ心線収容溝の溝底面に設けられている膨らみ部によって、横断面における両側若しくは片側が長手方向に渡って溝底面に接触しないように保持される。これにより、溝底面の表面粗さが高いレベルにあったとしても、テープ心線の端心側に側圧が集中することがなくなり、溝底面との側圧を軽減させて伝送特性を安定的に確保することができる。

また、本発明に係る光ファイバケーブルにおいては、前記膨らみ部は、前記スロットの周方向における幅が、溝底面の幅に対して、３０〜８０％に設定されることが好ましい。

このように構成された光ファイバケーブルによれば、膨らみ部は、溝底面から突起状に突出すると、そこに側圧が集中することになるため、スロットの周方向における幅を溝底面の幅に対して、予め定められた３０〜８０％に設定されることで、側圧の集中を生じることがないようにすることができる。

また、本発明に係る光ファイバケーブルにおいては、前記テープ心線収容溝は、前記テープ心線を収容した際のクリアランス寸法が１．４ｍｍ以下に設定されることが好ましい。

このように構成された光ファイバケーブルによれば、テープ心線を収容した際のテープ心線収容溝のクリアランス寸法が１．４ｍｍ程度の高密度になったとしても、膨らみ部によって溝底面との側圧を軽減させて伝送特性を安定的に確保することができる。

また、本発明に係る光ファイバケーブルにおいては、前記膨らみ部が、前記テープ心線収容溝の前記溝底面の両端を起点として、外周方向に突出した円弧状に形成されていることが好ましい。

このように構成された光ファイバケーブルによれば、テープ心線収容溝の溝底面の両端を起点として、外周方向に向けて凸の円弧形状に形成される膨らみ部によって、テープ心線の端心側に側圧が集中することがなくなり、溝底面との側圧を軽減させて伝送特性を安定的に確保することができる。

本発明に係る光ファイバケーブルによれば、溝底面との側圧を軽減させて伝送特性を安定的に確保することができる光ファイバケーブルを提供できる。

以下、図を参照して本発明の複数の好適な実施形態を説明する。

(第１実施形態)
図１および図２は本発明に係る光ファイバケーブルの第１実施形態を示すもので、図１は本発明の第１実施形態に係る光ファイバケーブルの断面図、図２は図１の光ファイバケーブルに適用されるテープ心線の一部破断外観斜視図である。

図１及び図２に示すように、本発明の第１実施形態である光ファイバケーブル１０は、スロット１１と、テープ心線１３と、外被１４と、を備えている。

スロット１１は、ＳＺ撚り型スロットであって、ポリエチレン等の高分子材料を用いて全体として円筒形状に形成されており、中央部に抗張力体であるテンションメンバ１２を有し、外周部に５個のＳＺ撚り状をなすテープ心線収容溝１５を有する。なお、テープ心線収容溝１５は、ＳＺ撚り状に代えて螺旋状であっても良い。

テープ心線収容溝１５は、スロット１１の円周方向に等間隔にして、軸方向に波形状に撚れて形成されており、テープ心線１３を５段で積層して収容することで、スロット１１の軸方向にテープ心線１３を保持している。

テープ心線１３は、一次被覆１６および二次被覆１７が被覆された８本の光ファイバ１８にシース１９が被覆されており、テープ心線収容溝１５内に５段で積層されることで、テープ心線集合体２０を形成している。

外被１４は、ポリエチレンやポリ塩化ビニル等の樹脂材からなり、テープ心線集合体２０をテープ心線収容溝１５に収納したスロット１１に対して押出し成形されることで、テープ心線収容溝１５に収容されたテープ心線集合体２０がテープ心線収容溝１５から突出しないように保持している。

そして、テープ心線収容溝１５の溝底面２１には、外周方向に突出した膨らみ部２２が一体成形されている。膨らみ部２２は、溝底面２１の中央部に、溝底面２１から僅かな高さ寸法で、両端部が円弧状に形成された略台形形状である。この膨らみ部２２の幅Ｌ１は、溝底面２１の幅Ｌ２に対して、３０〜８０％に設定されている。

また、テープ心線収容溝１５の上端縁と、テープ心線収容溝１５に収容されているテープ心線集合体２０上端のテープ心線１３上面とのクリアランスＬ３が、１．４ｍｍ以下に設定されている。

また、テープ心線収容溝１５の溝底面２１の表面粗さ(Ｒａ)が、１．６μｍ以下に設定されている。

通常、溝底面２１の表面粗さは、ＪＩＳ Ｂ０６０１に規定されており、以下の数式１、数式２によって平均表面粗さＲａ（Ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ ａｖｅｒａｇｅ）が定義されている。

ここで、ｘ：サンプルの長さ方向距離、Ｆ（ｘ）：サンプル表面の凹凸の状態を記述する関数、Ｌ：表面粗さを測定する時の被測定長、ｒ１：被測定長の区間内でｆ（ｘ）の平均を取った値とする。Ｒａは、中心線平均粗さとも言われ、その物理的意味は、中心線、すなわちｒ１からの平均距離である。したがって、スロット１１のテープ心線収容溝１５の表面の平均表面粗さＲａは、数式２で示される。

このような表面粗さＲａに関しては、線速の高速化に伴って悪化する傾向が見られる。また、テープ心線収容溝１５内のテープ心線１３の残留歪が張り側に増加すると、側圧も上昇する傾向がある。更に、光ファイバケーブル１０が曲げられると、テープ心線１３はテープ心線収容溝１５内で左右に傾く傾向にある。このとき、テープ心線１３の側圧は、溝底面２１に接する端心側に集中するため、表面粗さが低レベルであっても伝送特性が悪化することがあり得る。

以上説明したように、本発明の第１実施形態に係る光ファイバケーブル１０によれば、テープ心線１３は、スロット１１のテープ心線収容溝１５の溝底面２１に設けられている膨らみ部２２によって、両側若しくは片側が長手方向に渡って溝底面２１に接触しないように保持される。これにより、溝底面２１の表面粗さが高いレベルにあったとしても、テープ心線１３の端心側に側圧が集中することがなくなり、溝底面２１との側圧を軽減させて伝送特性を安定的に確保することができる。

また、膨らみ部２２は、溝底面２１から突起状に突出すると、そこに側圧が集中することになるため、スロット１１の周方向の幅Ｌ１を、溝底面２２の幅Ｌ２に対して、３０〜８０％に設定されることで、側圧の集中を生じることがないようにすることができる。

また、溝底面２１の表面粗さが１．６μｍの比較的高いレベルにあっても、膨らみ部２２によって、テープ心線１３の端心側に側圧が集中することがなくなり、溝底面２１との側圧を軽減させて良好な伝送特性を確保することができる。

また、テープ心線１３を収容した際のテープ心線収容溝１５とのクリアランスＬ３が１．４ｍｍ程度の高密度になったとしても、膨らみ部２２によって、溝底面２１との側圧を軽減させて伝送特性を安定的に確保することができる。

（第２実施形態）
次に、図３を参照して、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３は本発明の第２実施形態に係る光ファイバケーブルの断面図である。なお、以下の第２実施形態において、上述した第１実施形態と重複する構成要素や機能的に同様な構成要素については、図中に同一符号あるいは相当符号を付することによって説明を簡略化あるいは省略する。

図３に示すように、本発明の第２実施形態である光ファイバケーブル３０は、テープ心線収容溝１５の溝底面２１に外周方向に円弧状に突出した膨らみ部３１を有している。この膨らみ部３１は、テープ心線収容溝１５の溝底面２１の両端を起点として、外周方向に向けて円弧状に一体形成されている。溝底面２１の溝下幅をＸ、膨らみ部３１の高さをＹとすると、Ｙ／Ｘは０．０１５以上０．１５以下が好ましい。０．０１５より小さいとテープ心線１３の端心が溝底面２１に接触する虞があり、０．１５より大きいとテープ心線１３に側圧が集中し易い。

第２実施形態に係る光ファイバケーブル３０によれば、テープ心線収容溝１５の溝底面２１の両端を起点として、外周方向に向けて円弧状に形成されている膨らみ部３１によって、テープ心線１３の端心側に側圧が集中することがなくなり、溝底面２１との側圧を軽減させて伝送特性を安定的に確保することができる。

次に、本発明に係る光ファイバケーブルの作用効果を確認するために行った実施例について説明する。

[伝送特性測定試験]
比較例１として、テープ心線収容溝の溝底面に膨らみ部が形成されていないスロットを有する光ファイバケーブルを用意した。また、比較例２として、テープ心線収容溝の溝底面に小突起を設けたスロットを有する光ファイバケーブルを用意した。

これに対して、実施例１は、第１実施形態に示した膨らみ部２２を設けたスロット１１を有する光ファイバケーブル１０である。また、実施例２は、第２実施形態に示した膨らみ部３１を設けたスロット１１を有する光ファイバケーブル３０である。なお、膨らみ部２２は、全てのテープ心線収容溝に設けても良いし、特定の収容溝のみに設けても良い。また、測定試験に使用したテープ心線は、通常レベルのファイバ歪みを有しているものである。これらを用いて、伝送特性を測定し、測定結果を図４に示す。

図４により明らかなように、膨らみ部を有していない比較例１は、表面粗さＲａが１．２μｍを超えると、伝送損失の最大値が大きくなり伝送特性が著しく悪化した。また、テープ心線収容溝の溝底面に小突起を設けた比較例２は、小突起に接触するテープ心線の中央部に側圧が集中し、伝送特性が悪化した。

これに対して、実施例１、実施例２は、表面粗さＲａが、１．６μｍと高いレベルにあっても、波長１．５５μｍにおける伝送損失が０．３ｄＢ／ｋｍ以下となり良好な伝送特性を保つことが判る。なお、クリアランスは、０．５ｍｍ程度としたが、１．４ｍｍ以下でも同様の伝送特性が得られた。これは、昨今、多条布設用途で細径化の開発が進められているのに対してクリアランスを小さくする傾向にあるが、そのような傾向に対しても十分に対応が可能であることが判る。

尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が自在である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数値、形態、数、配置場所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。
例えば、光ファイバケーブルに収容される光ファイバは８本に限らず、４本であっても、それ以外の複数本であっても良い。

本発明の第１実施形態に係る光ファイバケーブルの断面図である。 図１の光ファイバケーブルに適用されるテープ心線の一部破断外観斜視図である。 本発明の第２実施形態に係る光ファイバケーブルの断面図である。 溝底表面粗さと伝送特性の関係を示すグラフである。 従来の光ファイバケーブルの断面図である。

符号の説明

１０，３０ 光ファイバケーブル
１１ スロット
１３ テープ心線
１４ 外被
１５ テープ心線収容溝
２２，３１ 膨らみ部

Claims (2)

1. 複数のテープ心線と、前記複数のテープ心線を収納するテープ心線収容溝を有するスロットと、前記スロットの外側に被覆される外被と、を備えた光ファイバケーブルであって、
   前記テープ心線収容溝の溝底面の中央部に、前記テープ心線の横断面における両側若しくは片側が長手方向に渡って該溝底面に接触しないように、外周方向に突出した略台形形状の膨らみ部を設け、
   前記膨らみ部は、前記スロットの周方向における幅が、前記溝底面の幅に対して、３０〜８０％に設定され、両端部が円弧状に形成されていることを特徴とする光ファイバケーブル。
2. 前記テープ心線が前記テープ心線収容溝に収容された際、前記テープ心線収容溝の上端縁と前記テープ心線の上面との間のクリアランス寸法が１．４ｍｍ以下に設定され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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