JP5089467B2

JP5089467B2 - 光ファイバケーブル

Info

Publication number: JP5089467B2
Application number: JP2008100333A
Authority: JP
Inventors: 徹也安冨; 昌義塚本; 昇岡田
Original assignee: THE FURUKAW ELECTRIC CO., LTD.
Current assignee: THE FURUKAW ELECTRIC CO., LTD.
Priority date: 2008-04-08
Filing date: 2008-04-08
Publication date: 2012-12-05
Anticipated expiration: 2028-04-08
Also published as: JP2009251358A

Description

この発明は、シース内部に光ファイバ心線とテンションメンバとを有した光ファイバケーブルに関するものである。

従来から、例えば、ガラス光ファイバの外周に紫外線硬化性樹脂あるいは熱硬化性樹脂等からなる被覆を有する、いわゆる光ファイバ心線を用意し、この光ファイバ心線と一対のテンションメンバと、さらに支持線とを所定位置に位置決めしながら、一括被覆を施してシースを形成した光ファイバケーブルが種々製造され、使用されている。

ところで、これらの光ファイバケーブルが架空布設された場合、経時的に原因不明の特性劣化が発生することがあった。近年になって漸くこの原因が夏季に発生するセミ、特にクマゼミの光ファイバケーブルへの産卵行動に起因することがわかってきた。具体的には、クマゼミが架空に布設された光ファイバケーブルを木の幹や枝と誤って、シースに産卵管を突き刺し、内部に産卵する行動が原因である、というものである。このシースに産卵管が差し込まれると、産卵管で光ファイバが損傷してしまうことがある。

そこで、シースによって被覆された光ファイバ心線の少なくとも一部を覆うように、シースの内部または外表面に防護テープを配置せしめた光ファイバケーブルが提案されている（特許文献１参照）。このような光ファイバケーブルを用いれば、仮にクマゼミがシースに産卵管を突き刺しても、産卵管の先が防護テープにより遮られ、内部の光ファイバ心線までは届かず、前述した危険、すなわち、光ファイバ心線の損傷の危険性を低下せしめることができる。

特開２００６−３１３３１４号公報

しかしながら、上述した光ファイバケーブルであっても、防護テープを避けて産卵管が斜めに突き刺されることがあり、この場合、光ファイバ心線を損傷し、結果的に光ファイバの伝送損失を増加させてしまう場合があるという問題点があった。

そこで、この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、クマゼミの産卵行動に起因する光ファイバ心線の損傷による伝送損失増加を確実に防止することができる光ファイバケーブルを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明にかかる光ファイバケーブルは、光ファイバ心線と、前記光ファイバ心線の片側もしくは両側に該光ファイバ心線と並行に配置された少なくとも１本のテンションメンバと、前記光ファイバ心線と前記テンションメンバとを一体的に被覆するシースと、を有する光ファイバケーブルにおいて、前記シースは、１以上の内層と最外層とを有した多層構造であり、該最外層は、ショアＤ硬度が５５以上であり、厚さが０．３ｍｍ以上であることを特徴とする。

また、この発明にかかる光ファイバケーブルは、上記の発明において、前記１以上の内層および前記最外層の少なくとも１層は、前記光ファイバ心線近傍にノッチが形成され、該ノッチをきっかけに前記シースを分割する場合、該分割に要する力が、前記１以上の内層および前記最外層の各層間の密着力に比して低いことを特徴とする。

この発明によれば、光ファイバ心線と、前記光ファイバ心線の片側もしくは両側に該光ファイバ心線と並行に配置された少なくとも１本のテンションメンバと、前記光ファイバ心線と前記テンションメンバとを一体的に被覆するシースと、を有する光ファイバケーブルにおいて、前記シースは、１以上の内層と最外層とを有した多層構造であり、該最外層は、ショアＤ硬度が５５以上であり、厚さが０．３ｍｍ以上としているので、厚さが０．３ｍｍとすることによってクマゼミの産卵行動に起因する光ファイバの伝送損失増加を防止することができる。

以下、図面を参照して、この発明にかかる光ファイバケーブルの好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。

図１は、この発明の実施の形態にかかる光ファイバケーブルの横断面図である。図１に示すように、この光ファイバケーブル１０は、ケーブル部１０ｂに支持線部１０ａが設けられたドロップ型の光ファイバケーブルである。ケーブル部１０ｂは、１本のガラス光ファイバの外周に、紫外線硬化性樹脂あるいは熱硬化性樹脂などからなる樹脂被覆がなされた外径０．２５ｍｍの光ファイバ心線１を有し、この光ファイバ心線１の周囲に、ノンハロゲン難燃性ポリオレフィン、具体的にはノンハロゲン難燃性ポリエチレンなどからなるシース２が覆われている。

シース２は、外層の高硬度シース１２と内層の低硬度シース２２とからなる２層構造を形成している。高硬度シース１２は、ＪＩＳＫ７２１５（プラスチックのデュロメータ硬さ試験方法）に準じて測定したショアＤ硬度が５５以上で、ケーブル部１０ｂの全周にわたって最小厚みＤを０．３ｍｍ以上とし、クマゼミの産卵管がシース２に突き刺しにくくして光ファイバ心線１の伝送損失増大を防止している。また、低硬度シース２２は、光ファイバ心線１とテンションメンバ３とを一体的に被覆し、ショアＤ硬度が４１であり、高硬度シース１２よりも低い値であり、光ファイバケーブル１０の曲げ剛性を低く抑え、布設作業をし易くしている。

なお、高硬度シース１２の光ファイバ心線１とテンションメンバ３とによって形成される平面に略直角する方向の最大厚さを０．７ｍｍ以下とすることで、ケーブル部１０ｂの曲げ剛性をより低く抑え、より布設作業をし易くできる。

また、低硬度シース２２のショアＤ硬度は、押出製造性の観点から３５以上が好ましい。また、外層の高硬度シース１２のショアＤ硬度は、ケーブルの曲げ剛性が必要以上に強くならないようにするという観点から６６以下が好ましい。これらのショアＤ硬度は、たとえば、ベースポリエチレンに配合するポリプロピレンの配合比を変えることで変化させることができる。

このシース２内には、光ファイバ心線１の両側（図１上、上下方向）に、光ファイバ心線１から所定間隔を有し、その中心が光ファイバ心線１の中心と略同一平面上に位置するように配置され、アラミド繊維束あるいは強化繊維としてアラミド繊維を用いたＦＲＰからなる外径０．５ｍｍの一対のテンションメンバ３が配置される。

光ファイバ心線１とテンションメンバ３とによって形成される平面に略直角する方向で光ファイバ心線１の近傍の高硬度シース１２の外表面両面には、必要に応じて設けられた切欠であるノッチ６が形成されている。このノッチ６を設けておくことによって、光ファイバケーブルの布設の際に、シース２を容易に切り裂くことができ、シース２内部の光ファイバ心線１を簡単に取り出すことができる。なお、ノッチ６の深さは、０．３ｍｍである。さらに、低硬度シース２２のノッチ６に対応する部分にも、高硬度シース１２の最小厚みＤを所定値以上に維持し、かつシース２の切り裂きをさらに容易にするため、ノッチが形成されている。なお、ケーブル部１０ｂ横断面の長辺方向長さは、３．１ｍｍであり、短辺方向長さは、２．０ｍｍである。高硬度シース１２の外表面両面のノッチ６と低硬度シース２２の外表面両面のノッチとは後述するコモン押出法により一括成形することができる。

支持線部１０ａは、ＦＲＰや亜鉛メッキ銅線などからなる外径１．２ｍｍの支持線４を有し、この支持線４の中心は、光ファイバ心線１、テンションメンバ３の各中心と略同一平面状に並行配置される。支持線４の周囲は、シース２で覆われ、その外径は、２．０ｍｍである。なお、極めて短い距離間に布設する光ファイバケーブルである場合には、支持線部１０ａのないものとしてもよい。なお、支持線部１０ａのシース２は、２層構造になっているが、これはこの光ファイバケーブル１０を後述するコモン押出法で形成した関係上、支持線部１０ａにも低硬度シース２２ａが被覆されたためで、支持線部１０ａには低硬度シース２２ａを被覆しなくても製品上は何の問題もない。そのため、低硬度シース２２ａと高硬度シース１２を別工程で製造するならば、支持線部１０ａへの低硬度シース２２ａの被覆は不要である。さらに、支持線部１０ａにおいては、外層の厚みは、０．３ｍｍ以上とする必要はない。

なお、このような光ファイバケーブル１０を製造する際、内層の低硬度シース２２、２２ａを被覆するための押出機と、外層の高硬度シース１２を被覆するための押出機とを共通のクロスヘッドに接続し、一工程で二層同時押出を行う、いわゆるコモン押出法を採用することができる。コモン押出法を用いれば、内層の低硬度シース２２、２２ａと外層の高硬度シース１２とが溶融状態で積層されるため、両者の蜜着力が大きい光ファイバケーブル１０を製造することができる。

また、一工程で、内層の低硬度シース２２、２２ａと外層の高硬度シース１２を別のクロスヘッドを介して被覆する方法を用いれば、両クロスヘッドの間隔やケーブル製造速度を調整することで、外層を被覆する直前の内層の表面温度を調節し、内層と外層の密着力を所望する値に調整することも可能である。

また、内層と外層とを全く別の工程で製造する方法を採用すれば、内層が完全に冷えたものに外層を被覆することで両者の密着力が小さな光ファイバケーブル１０を得ることもできるし、内層がまだ余熱を有している状態で外層を被覆すれば、内層と外層の密着力を調整することもできる。

もちろん、前記いずれの押出方法においても、例えば、内層表面に接着剤を塗布することで、内層とシース６の密着力を調整することもできる。

ここで、ケーブル部１０ｂにおける外層の最小厚みＤを変化させた光ファイバケーブルのサンプル＃１〜＃３および比較サンプル＃１〜＃４を作成し、クマゼミの産卵行動による光ファイバ心線１の損傷の有無、分割に要する力、ケーブル部１０ｂの曲げ剛性およびシース裂き時の光ファイバ心線取り出し成功数、を調べた。図２は、このサンプルと比較サンプルとの条件および結果を示す図である。なお、内層の低硬度シース２２のショアＤ硬度は４１、外層の高硬度シース１２のショアＤ硬度は５５とした。

サンプル＃１〜＃３の最小厚みＤは、それぞれ０．３ｍｍ、０．３４ｍｍ、０．３９ｍｍであり、比較サンプル＃１〜＃４の最小厚みＤは、それぞれ０．２５ｍｍ、０．８７ｍｍ、０．３ｍｍ、０．３ｍｍである。なお、比較サンプル＃２は、２層構造ではなく、高硬度シース１２のみの１層によってシース２を形成している。

このとき、各サンプル＃１〜＃３および比較サンプル＃１〜＃４それぞれ５本に対して、分割に要する力（Ｎ）と、外層／内層の各層間の密着力（Ｎ）とを測定した。図２にはその平均値を示す。分割に要する力ｆ１は、図３に示すように、ノッチ６をきっかけに切り裂いた２つのケーブル片１３をもってシース２を引き裂く際に必要な力である。また、各層間の密着力ｆ２とは、図４に示すように、外層の高硬度シース１２を内層の低高度シース２２から引き剥がすのに要する力である。サンプル＃１〜＃３、比較サンプル＃１の分割に要する力は、それぞれ１１Ｎ、１２Ｎ、１３Ｎ、１０Ｎであり、各層間の密着力は、それぞれ１５Ｎ以上であり、分割に要する力に比して各層間の密着力が低く設定されている。一方、比較サンプル＃２は、１層構造であるため、分割に要する力のみが測定され、１５Ｎであった。また、比較サンプル＃３、＃４は、分割に要する力がそれぞれ１２Ｎであり、各層間の密着力がそれぞれ８Ｎ、１１Ｎであり、分割に要する力に比して各層間の密着力が高く設定されている。

さらに、各サンプル＃１〜＃３および比較サンプル＃１〜＃４に対して、それぞれ３０ｃｍ長に切断した２本の光ファイバケーブルを１組として、総数２０組４０本をクマゼミとともに、２００ｍｍ×２００ｍｍ×３００ｍｍの容器内に放置し、各組毎に１日ずつ経過後、光ファイバケーブルに残されたクマゼミの産卵行動に伴う傷（産卵傷）の数である総産卵数と、産卵傷深さの最大値と、産卵傷深さの平均値と、光ファイバ心線の損傷の有無を測定した。この結果、各サンプル＃１〜＃３および比較サンプル＃１〜＃４は、それぞれ、総産卵数が、５２、４８、５１、５４、４６、５０、４９であり、それぞれ、産卵傷深さの最大値が、０．２９ｍｍ、０．２７ｍｍ、０．３０ｍｍ、０．９５ｍｍ、０．３１ｍｍ、０．２５ｍｍ、０．２２ｍｍであり、それぞれ、産卵傷深さの平均値が、０．１１ｍｍ、０．１２ｍｍ、０．１１ｍｍ、０．２３ｍｍ、０，１０ｍｍ、０．１１ｍｍ、０．１１ｍｍであり、光ファイバ心線の損傷の有無は、比較サンプル＃１のみに損傷が生じた。これは、比較サンプル＃１の最小厚みＤが０．２５ｍｍであったため、クマゼミの産卵管が光ファイバ心線１に到達したためと考えられる。

また、各サンプル＃１〜＃３および比較サンプル＃１〜＃４それぞれ５本に対して、支持線部１０ａを取り除き、ケーブル部１０ｂの曲げ剛性を測定した。図２にはその平均値を示す。曲げ剛性は、ＪＩＣＣ６８５１Ｅ１７Ｃに準拠し、挟み間隔３０ｍｍ（ケーブル曲げ半径Ｒ＝１５ｍｍ）で３回の平均値を測定した。この結果、各サンプル＃１〜＃３および比較サンプル＃１〜＃４の曲げ剛性（Ｎ）は、１．１１Ｎ、１．１９Ｎ、１．２９Ｎ、１．０６Ｎ、１．７５Ｎ、１．１２Ｎ、１．１１Ｎであり、比較サンプル＃１が高い曲げ剛性を示し、光ファイバケーブル布設時における作業性を低下させる結果となった。これは、比較サンプル＃２が高いショアＤ硬度５５の１層のみによってシースを形成しているからである。

さらに、各サンプル＃１〜＃３および比較サンプル＃１〜＃４それぞれ５０本に対して、シース裂き時の光ファイバ心線取り出し成功数を測定した。その結果、比較サンプル＃３が１つも成功しておらず、比較サンプル＃４が２１回不成功となっている。その他のサンプルおよび比較サンプルは、すべて成功している。この比較サンプル＃３，＃４に不成功の数があるのは、分割に要する力が各層間の密着力に比して大きいからである。
なお、ここで外層と内層が分離せずに一体化して分割し心線が取り出せた場合を光ファイバ心線取り出しが成功したとし、それ以外は不成功とした。

この結果、シース２は、２層構造とし、外層の高硬度シース１２をショアＤ硬度５５以上とし、高硬度シース１２の最小厚みＤを０．３ｍｍ以上とすることによって、光ファイバ心線１の伝送損失増大を防止でき、光ファイバケーブルの布設作業を容易にする曲げ剛性を得ることができる。さらに、分割に要する力を各層の密着力に比して小さい値とすることによって、確実に光ファイバ心線１を取り出すことができる。

なお、上述した実施の形態では、高硬度シース１２と低硬度シース２２との２層構造としたが、これに限らず、多層構造としてもよい。この場合、高硬度シース１２に対応する層構造の厚さは、最小厚さＤ＝０．３ｍｍ以上とし、ショアＤ硬度も５５以上となるようにする。

さらに、上述した実施の形態では、ノッチ６が高硬度シース１２と低硬度シース２２の双方に設け、高硬度シース１２の最小厚さＤを最小に維持するようにしていたが、これに限らず、いずれかの層にノッチが形成されていればよい。なお、ノッチ６は、形成されていることが好ましいが、形成されていなくてもよい。

また、高硬度シース１２は、ケーブル部１０ｂの全周に対して最小厚さＤが０．３ｍｍ以上となっていたが、これに限らず、クマゼミの産卵管が光ファイバ心線１に到達しえないような部分の最小厚さＤは、０．３ｍｍ未満に設定してもよい。たとえば、図５に示すように、光ファイバ心線１の中心からテンションメンバ３を臨んだ場合にテンションメンバ３に隠れる部分、すなわち光ファイバ心線１から外側に臨む角度θ１，θ２の領域にある高硬度シース１２の厚さを０．３未満としてもよい。これによって、光ファイバケーブルの軽量化が図られ、一層、光ファイバケーブル布設時の作業性を向上させることができる。

この発明の実施の形態にかかる光ファイバケーブルの横断面図である。分割に要する力を説明する説明図である。各層間の密着力を説明する説明図である。光ファイバケーブルのサンプルの条件と測定結果を示す図である。この発明の実施の形態の変形例にかかる光ファイバケーブルの横断面図である。

符号の説明

１光ファイバ心線
２シース
３テンションメンバ
４支持線
６ノッチ
１０光ファイバケーブル
１０ａ支持線部
１０ｂケーブル部
１２高硬度シース
２２，２２ａ低硬度シース
Ｄ最小厚み

Claims

光ファイバ心線と、前記光ファイバ心線の片側もしくは両側に該光ファイバ心線と並行に配置された少なくとも１本のテンションメンバと、前記光ファイバ心線と前記テンションメンバとを一体的に被覆するシースと、を有する光ファイバケーブルにおいて、
前記シースは、１以上の内層と最外層とを有した多層構造であり、該最外層は、ショアＤ硬度が５５以上であり、厚さが０．３ｍｍ以上、かつ最大厚さが０．７ｍｍ以下であることを特徴とする光ファイバケーブル。
前記１以上の内層および前記最外層の少なくとも１層は、前記光ファイバ心線近傍にノッチが形成され、該ノッチをきっかけに前記シースを分割する場合、該分割に要する力が、前記１以上の内層および前記最外層の各層間の密着力に比して低い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。