JP5170896B2 - 光ファイバケーブルの製造方法 - Google Patents
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本発明は、光ファイバケーブルの製造方法に関し、特に、スロットロッドに複数枚の光ファイバテープ心線を収容してなるスロット型光ファイバケーブルの製造方法に関する。
従来、スロットロッドの外周面に軸方向に沿って螺旋状に形成された収納溝に、複数枚の光ファイバテープ心線が積層状態で収容されたスロット型光ファイバケーブルが知られている（例えば、特許文献１）。光ファイバテープ心線は、複数本の光ファイバを並列に配列し、これを被覆材で一括被覆して構成されている。
スロット型光ファイバケーブルにおいては、積層した光ファイバテープ心線（以下、テープ心線積層体と称する）の厚さに比べて溝の深さを大きく設計し、クリアランスを設けることで、ケーブルが曲げられたときなどに伝送損失が増加するのを防止できるようにしている。すなわち、光ファイバケーブルに曲げが加えられる等によって収納溝の長さが短くなった場合、クリアランスがあることで光ファイバテープ心線は溝内部で緩やかに撓むことができ、これにより、光ファイバの曲げに伴う伝送損失の増加を小さくできる。
一方、収納溝の長さが長くなった場合にも、光ファイバの伝送損失の増加や光ファイバの破断を防止するために、通常、光ファイバテープ心線には余長が付与されている（溝の軌跡長よりも光ファイバテープ心線の長さが長くなっている）。すなわち、光ファイバテープ心線は、予め溝内に多少撓んだ状態で収容される。
しかし、光ファイバテープ心線に付与される余長が大きすぎると、溝内で小径で曲がった状態で収納される箇所が生じることとなり、伝送損失を増加させる要因となる。そのため、光ファイバテープ心線には設計通りの適切な余長が付与されることが重要となる。この余長は製造時残留歪特性として評価され、例えば、製造時残留歪が０．０５％以下であれば適切な余長が付与されていると判断できる。
なお、光ファイバケーブルの製造時にスロットロッドに付加される張力と、光ファイバテープ心線に付加される張力を制御することにより、光ファイバテープ心線に所望の余長を付与することができる。
しかし、光ファイバテープ心線に付与される余長が大きすぎると、溝内で小径で曲がった状態で収納される箇所が生じることとなり、伝送損失を増加させる要因となる。そのため、光ファイバテープ心線には設計通りの適切な余長が付与されることが重要となる。この余長は製造時残留歪特性として評価され、例えば、製造時残留歪が０．０５％以下であれば適切な余長が付与されていると判断できる。
なお、光ファイバケーブルの製造時にスロットロッドに付加される張力と、光ファイバテープ心線に付加される張力を制御することにより、光ファイバテープ心線に所望の余長を付与することができる。
図４は、光ファイバケーブルの製造装置の一例を示す概略構成図である。
図４に示す光ファイバケーブル製造装置１００は、スロットロッド供給部１１０、張力付加部１２０、テープ心線供給部１３０、テープ心線落とし込み部１４０、押え巻き部１５０、ケーブル引取部（キャプスタン式）１６０、ケーブル巻取部１７０を備えて構成される。
図４に示す光ファイバケーブル製造装置１００は、スロットロッド供給部１１０、張力付加部１２０、テープ心線供給部１３０、テープ心線落とし込み部１４０、押え巻き部１５０、ケーブル引取部（キャプスタン式）１６０、ケーブル巻取部１７０を備えて構成される。
スロットロッド供給部１１０の送出ボビンから送出されたスロットロッド１０は、張力付加部１２０の２つのローラに跨って巻回される。その後、テープ心線落とし込み部１４０でスロットロッド１０の溝に光ファイバテープ心線２０を収納し、押え巻き部１５０で押え巻きテープ３０を巻回する。押え巻きテープ３０が巻回されたスロットロッド１０は、ケーブル引取部１６０のキャプスタンに引き取られ、ケーブル巻取部１７０で巻き取られる。
このとき、スロットロッド１０には、張力付加部１２０とケーブル引取部１６０との間で所定の張力が付加される。この張力によりスロットロッド１０は０．１％程度伸長される。
スロットロッド１０に付加された張力は、スロットロッド１０がケーブル引取部１６０に到達してキャプスタンで方向転換された時点で解放され、これに伴いスロットロッド１０の長さは元に戻る。
このとき、スロットロッド１０には、張力付加部１２０とケーブル引取部１６０との間で所定の張力が付加される。この張力によりスロットロッド１０は０．１％程度伸長される。
スロットロッド１０に付加された張力は、スロットロッド１０がケーブル引取部１６０に到達してキャプスタンで方向転換された時点で解放され、これに伴いスロットロッド１０の長さは元に戻る。
テープ心線供給部１３０の送出ボビンから送出された光ファイバテープ心線２０は、テープ心線落とし込み部１４０においてスロットロッド１０の溝に収納される。このとき、光ファイバテープ心線２０がスロットロッド１０に対して弛まないように、光ファイバテープ心線２０に対して張力（バックテンション）が付加されている。
このとき、テープ心線落とし込み部１４０からケーブル引取部１６０のキャプスタンで方向転換されるまでの落とし込み区間Ｌでの巻きつけ効果により、光ファイバテープ心線２０とスロットロッド１０との間に所定の摩擦力が発生し、これにより光ファイバテープ心線２０に一定張力が付加されても光ファイバテープ心線２０が長手方向（テープ心線供給部側）に移動しないようになっている。
このとき、テープ心線落とし込み部１４０からケーブル引取部１６０のキャプスタンで方向転換されるまでの落とし込み区間Ｌでの巻きつけ効果により、光ファイバテープ心線２０とスロットロッド１０との間に所定の摩擦力が発生し、これにより光ファイバテープ心線２０に一定張力が付加されても光ファイバテープ心線２０が長手方向（テープ心線供給部側）に移動しないようになっている。
ケーブル巻取部１７０において張力が解放されたとき、スロットロッド１０の長さが元に戻るのに対して、光ファイバテープ心線２０の長さはほぼ維持されるため、光ファイバテープ心線２０に所定の余長が付与される。
一方で、光ファイバテープ心線２０とスロットロッド１０との間に十分な摩擦力が生じなければ、スロットロッド１０がケーブル引取部１６０のキャプスタンで方向転換されたとき、光ファイバテープ心線２０にかかる張力（バックテンション）により光ファイバテープ心線２０が引き戻されてしまう。この場合、光ファイバテープ心線には、期待する余長が付与されない。
一方で、光ファイバテープ心線２０とスロットロッド１０との間に十分な摩擦力が生じなければ、スロットロッド１０がケーブル引取部１６０のキャプスタンで方向転換されたとき、光ファイバテープ心線２０にかかる張力（バックテンション）により光ファイバテープ心線２０が引き戻されてしまう。この場合、光ファイバテープ心線には、期待する余長が付与されない。
上述したように、光ファイバテープ心線２０に所定の余長を付与するため、すなわち製造工程において光ファイバテープ心線２０にかかる張力（バックテンション）により光ファイバテープ心線２０が引き戻されないようにするためには、光ファイバテープ心線２０とスロットロッド１０との間で所定の摩擦力が発生することが必要となる。従来は、製造ラインにおける落とし込み長Ｌを十分に長く確保することで所定の摩擦力を実現している。つまり、製造ラインにおける落とし込み長Ｌを短くすると、光ファイバテープ心線２０にかかる張力（バックテンション）により光ファイバテープ心線２０が引き戻され、光ファイバテープ心線２０に所定の余長が付与されないこととなり、光ファイバケーブルの特性低下につながるため、製造ラインの設備長を縮小することは困難となっている。
また、製造終了時に落とし込み長Ｌに相当する分のスロットロッド及び光ファイバ心線は無駄となるため、落とし込み長Ｌが長ければそれだけ無駄となる量が増加することとなり、コスト低減の妨げとなる。
また、製造終了時に落とし込み長Ｌに相当する分のスロットロッド及び光ファイバ心線は無駄となるため、落とし込み長Ｌが長ければそれだけ無駄となる量が増加することとなり、コスト低減の妨げとなる。
短い落とし込み長Ｌで所定の摩擦力を実現するためには、テープ心線積層体とスロッドロッドの溝の深さのクリアランスを小さくする方法が考えられる。しかしながら、クリアランスが小さくなると、ケーブルが曲げられたとき等に、光ファイバテープ心線２０の余長を吸収するためのスペースが小さくなるため、光ファイバテープ心線２０は溝内部で緩やかに撓むことができず、小さな曲率で曲がることになる。したがって、光ファイバの曲げに伴う伝送損失の増加が大きくなり、捻回特性が低下するという問題を生じる。
本発明は、スロットロッドに複数枚の光ファイバテープ心線を収容してなるスロット型光ファイバケーブルであって、製造時残留歪特性及び捻回特性を損なうことなく製造ラインの設備長を縮小できる光ファイバケーブルの製造方法を提供することを目的とする。
本発明は、上記目的を達成するためになされたもので、スロットロッドの外周面に軸方向に沿って螺旋状に形成された溝に、複数の光ファイバ心線を並行に並べ一括被覆した厚さ０．３ｍｍの光ファイバテープ心線を１０枚積層状態で収容したスロット型光ファイバケーブルの製造方法であって、
光ファイバテープ心線の積層の高さ：δs（ｍｍ）
溝の高さ：ｈ（ｍｍ）
溝の撚りピッチ：ｐ（ｍｍ）
最外層に位置する光ファイバテープ心線の中心点の層心半径：Ｒ（ｍｍ）
最も上及び最も下に積層される光ファイバテープ心線に用いられる光ファイバ心線をφ３０ｍｍのマンドレルに１００ターン巻きつけたときの損失：Ａ（ｄＢ）
溝の深さ方向クリアランス：Ｃ＝ｈ−δs（ｍｍ）
損失係数：Ｄt＝Ｃ・ｐ／（Ａ・Ｒ２）
前記光ファイバ心線を前記スロットロッドの溝に収容する際の落とし込み長：Ｌ（ｍ）
としたとき、
０＜Ｃ≦０．６
Ｄt≧２．０
Ａ≦１
４００≦ｐ≦７００
２０≦Ｌ＜４０
を満足するように、溝の深さ方向クリアランスＣ、溝の撚りピッチｐ、光ファイバ心線をφ３０ｍｍのマンドレルに１００ターン巻きつけたときの損失Ａ、最外層に位置する光ファイバテープ心線の中心点の層心半径Ｒのうち少なくとも１つを調整することを特徴とする。
光ファイバテープ心線の積層の高さ：δs（ｍｍ）
溝の高さ：ｈ（ｍｍ）
溝の撚りピッチ：ｐ（ｍｍ）
最外層に位置する光ファイバテープ心線の中心点の層心半径：Ｒ（ｍｍ）
最も上及び最も下に積層される光ファイバテープ心線に用いられる光ファイバ心線をφ３０ｍｍのマンドレルに１００ターン巻きつけたときの損失：Ａ（ｄＢ）
溝の深さ方向クリアランス：Ｃ＝ｈ−δs（ｍｍ）
損失係数：Ｄt＝Ｃ・ｐ／（Ａ・Ｒ２）
前記光ファイバ心線を前記スロットロッドの溝に収容する際の落とし込み長：Ｌ（ｍ）
としたとき、
０＜Ｃ≦０．６
Ｄt≧２．０
Ａ≦１
４００≦ｐ≦７００
２０≦Ｌ＜４０
を満足するように、溝の深さ方向クリアランスＣ、溝の撚りピッチｐ、光ファイバ心線をφ３０ｍｍのマンドレルに１００ターン巻きつけたときの損失Ａ、最外層に位置する光ファイバテープ心線の中心点の層心半径Ｒのうち少なくとも１つを調整することを特徴とする。
本発明によれば、優れた製造時残留歪特性及び捻回特性を有する光ファイバケーブルを、短い製造ラインによって製造することが可能となる。したがって、製造ラインの設置に必要な敷地面積を縮小することができるとともに、製造時に無駄となるスロットロッド及び光ファイバテープ心線の量を低減することができる。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、スロット型光ファイバケーブルの一例を示す断面図である。
図１に示すように、スロット型光ファイバケーブル１は、スロットロッド１０、光ファイバテープ心線２０、押え巻きテープ３０、シース４０と、を備えて構成される。
図１は、スロット型光ファイバケーブルの一例を示す断面図である。
図１に示すように、スロット型光ファイバケーブル１は、スロットロッド１０、光ファイバテープ心線２０、押え巻きテープ３０、シース４０と、を備えて構成される。
スロットロッド１０は、例えば、硬質ポリエチレン等の樹脂からなる。
スロットロッド１０の中心部には、張力を負担するテンションメンバ１１が軸方向に設けられている。テンションメンバ１１は、７本の鋼線を撚り合わせた鋼撚り線で構成されている。
スロットロッド１０の外周面には、軸方向に沿って１３本の溝１２が一方向の螺旋状に形成されている。それぞれの溝１２には、１０枚の光ファイバテープ心線２０が収納される。
スロットロッド１０の中心部には、張力を負担するテンションメンバ１１が軸方向に設けられている。テンションメンバ１１は、７本の鋼線を撚り合わせた鋼撚り線で構成されている。
スロットロッド１０の外周面には、軸方向に沿って１３本の溝１２が一方向の螺旋状に形成されている。それぞれの溝１２には、１０枚の光ファイバテープ心線２０が収納される。
光ファイバテープ心線２０は、φ２５０μｍの光ファイバ心線２１を８本並列に配列し、これを被覆材２２で一括被覆して構成されている（図２参照）。被覆材２２として、例えば、ＵＶ硬化樹脂等を用いることができる。
それぞれの溝１２に光ファイバテープ心線２０が積層して収容された状態で、スロットロッド１０の外周部に押え巻きテープ３０が巻回され、その周囲にシース４０が押出成形により形成されている。
このように、図１に示すスロット型光ファイバケーブル１は、スロットロッド１０の外周面に軸方向に沿って螺旋状に形成された溝１２に、複数枚の光ファイバテープ心線２０が積層状態で収容されて構成されている。
図２は、光ファイバテープ心線の溝における収容状態を示す拡大断面図である。図２を参照して、本発明で定義している各種パラメータについて説明する。
図２に示すように、スロットロッドの外径をｄs、溝の高さをｈ、積層されたすべてのテープ心線の厚さの和であるテープ積層の高さをδs、最外層に位置する光ファイバテープ心線の中心点の層心半径をＲとする。溝１２の深さ方向クリアランスＣはＣ＝ｈ−δsで表される。
図２に示すように、スロットロッドの外径をｄs、溝の高さをｈ、積層されたすべてのテープ心線の厚さの和であるテープ積層の高さをδs、最外層に位置する光ファイバテープ心線の中心点の層心半径をＲとする。溝１２の深さ方向クリアランスＣはＣ＝ｈ−δsで表される。
また、最も上及び最も下に積層される光ファイバテープ心線に用いられる光ファイバテープ心線２０には、φ３０ｍｍのマンドレルに１００ターン巻きつけたときの損失（ファイバ曲げ損失）がＡである光ファイバ心線２１が使用されている。
このスロット型光ファイバケーブル１は図４に示す製造装置１００によって製造される。ただし、シース４０の形成には別の押出成形装置が使用される。この製造装置１００を用いた製造方法については、従来技術と同様であるので説明を省略する。
従来は、製造ラインにおける落とし込み長Ｌを十分に長く確保することで（例えば、４０ｍ）、光ファイバテープ心線２０とスロットロッド１０との間に所定の摩擦力を発生させる。この摩擦力により光ファイバテープ心線２０は溝１２の長手方向に移動しないので、光ファイバテープ心線２０に所定の余長を付与することができる。
従来は、製造ラインにおける落とし込み長Ｌを十分に長く確保することで（例えば、４０ｍ）、光ファイバテープ心線２０とスロットロッド１０との間に所定の摩擦力を発生させる。この摩擦力により光ファイバテープ心線２０は溝１２の長手方向に移動しないので、光ファイバテープ心線２０に所定の余長を付与することができる。
ここで、落とし込み長Ｌを短くすると（例えば、２０ｍ）、光ファイバテープ心線２０とスロットロッド１０との間の摩擦力が低下するが、クリアランスＣを小さくすることで損なわれる摩擦力を補うことができると考えられる。
しかし、前述したようにクリアランスＣが小さくなると、溝１２の軌跡長が短くなったときに、光ファイバテープ心線２０の余長を吸収するためのスペースが小さくなるため、光ファイバテープ心線２０は溝１２内部で緩やかに撓むことができず、小さな曲率で曲がることになる。したがって、光ファイバの曲げに伴う伝送損失の増加が大きくなる（捻回特性の低下）。なお、捻回特性については後述する。
しかし、前述したようにクリアランスＣが小さくなると、溝１２の軌跡長が短くなったときに、光ファイバテープ心線２０の余長を吸収するためのスペースが小さくなるため、光ファイバテープ心線２０は溝１２内部で緩やかに撓むことができず、小さな曲率で曲がることになる。したがって、光ファイバの曲げに伴う伝送損失の増加が大きくなる（捻回特性の低下）。なお、捻回特性については後述する。
そこで、クリアランスＣを小さくした場合に、他のパラメータにより捻回特性を改善できれば、落とし込み長Ｌを短くすることができることになる。
本発明では、上記知見に基づいて、クリアランスＣを小さくしても、捻回特性が損なわれず、残留歪特性及び捻回特性がともに良好な光ファイバケーブルを提供する。
本発明では、上記知見に基づいて、クリアランスＣを小さくしても、捻回特性が損なわれず、残留歪特性及び捻回特性がともに良好な光ファイバケーブルを提供する。
すなわち、本実施形態の光ファイバケーブル１では、テープ積層の高さをδs（ｍｍ）、溝の高さをｈ（ｍｍ）、溝の撚りピッチをｐ（ｍｍ）、最外層に位置する光ファイバテープ心線の中心点の層心半径をＲ（ｍｍ）、最も上及び最も下に積層される光ファイバテープ心線に用いられる光ファイバ心線をφ３０ｍｍのマンドレルに１００ターン巻きつけたときの損失をＡ（ｄＢ）、溝の深さ方向クリアランスをＣ＝ｈ−δs（ｍｍ）、損失係数：Ｄt＝Ｃ・ｐ／（Ａ・Ｒ２ ）としたとき、０＜Ｃ≦０．６、Ｄt≧２．０、Ａ≦１、４００≦ｐ≦７００を満足する。
これにより、製造ラインの落とし込み長Ｌを２０ｍとした場合でも、製造時残留歪を０．０５％以下とすることができる。
つまり、クリアランスＣを０．６ｍｍ以下とすることで、光ファイバテープ心線２０とスロットロッド１０との間に、光ファイバテープ心線が張力により長手方向に移動しない程度の摩擦力を生じさせることができる。
これにより、製造ラインの落とし込み長Ｌを２０ｍとした場合でも、製造時残留歪を０．０５％以下とすることができる。
つまり、クリアランスＣを０．６ｍｍ以下とすることで、光ファイバテープ心線２０とスロットロッド１０との間に、光ファイバテープ心線が張力により長手方向に移動しない程度の摩擦力を生じさせることができる。
ここで、製造時残留歪とは、光ファイバケーブル１を製造後、ケーブル内に実装された光ファイバテープ心線に加わる伸び歪のことであり、一般的にはＢＯＴＤＲ方式により測定される。ＢＯＴＤＲ方式の光ファイバ歪計測装置として、例えば、横河電機社製の光ファイバ歪アナライザ（型番：ＡＱ８６０３）がある。製造時残留歪が０．０５％以下であれば、製造時残留歪特性は良好と判断される。
また、本実施形態の光ファイバケーブル１では、損失係数Ｄt＝Ｃ・ｐ／（Ａ・Ｒ２ ）としたとき、Ｄt≧２．０を満足するように、各種寸法の設計及び使用する光ファイバの選定がなされている。これにより、クリアランスＣを小さくしても、捻回特性を確保することが可能となる。
なお、損失係数Ｄtは、本発明者が光ファイバケーブルの各種パラメータと捻回特性との関係から見出した係数であり、Ｄt≧２．０を満足する場合に捻回特性が良好となることが実験的に明らかとなっている。
なお、損失係数Ｄtは、本発明者が光ファイバケーブルの各種パラメータと捻回特性との関係から見出した係数であり、Ｄt≧２．０を満足する場合に捻回特性が良好となることが実験的に明らかとなっている。
ここで、捻回特性とは、ＩＥＣ６０７９４−１Ｔｏｒｓｉｏｎに準じた試験であり、±９０°の捻回試験を行ったときの光損失増加量で表される。光損失増加量が０．０５ｄＢ以下であれば、捻回特性は良好と判断される。
以下、従来例を基準として、実施例及び比較例を挙げて、本発明の有効性について詳細に説明する。
図３は、実施例、比較例、従来例における各種パラメータ及び評価結果（捻回特性、製造時残留歪）を示す説明図である。なお、図３における製造時残留歪は、テープ心線積層体の最外層、最内層のテープ心線の歪のうち最大値である。また、図３における捻回試験時の損失は最外層のテープ心線の両端の光ファイバ心線の測定結果である。なお、捻回試験において、最も損失増加が起こりやすいのは最外層のテープ心線の両端の光ファイバ心線であるため、これらの光ファイバ心線を測定の対象としている。
図３は、実施例、比較例、従来例における各種パラメータ及び評価結果（捻回特性、製造時残留歪）を示す説明図である。なお、図３における製造時残留歪は、テープ心線積層体の最外層、最内層のテープ心線の歪のうち最大値である。また、図３における捻回試験時の損失は最外層のテープ心線の両端の光ファイバ心線の測定結果である。なお、捻回試験において、最も損失増加が起こりやすいのは最外層のテープ心線の両端の光ファイバ心線であるため、これらの光ファイバ心線を測定の対象としている。
(従来例)
従来例では、落とし込み長Ｌ＝４０ｍ、クリアランスＣ＝１．１０ｍｍ、溝の撚りピッチ（以下、溝ピッチという。）ｐ＝５００ｍｍ、最外層テープ層心径Ｒ＝１０．６ｍｍ、光ファイバの曲げ損失Ａ＝１．０ｄＢとしている。
従来例に係る光ファイバケーブルでは、製造時残留歪ε＝０．００％、捻回試験時の損失増加Ｂ＝０．０００ｄＢである。
従来例では、クリアランスＣ＝１．１０ｍｍであり、本発明で規定する０＜Ｃ≦０．６を満たしていないが、落とし込み長Ｌを長く確保しているので、製造時残留歪が管理値０．０５％以下を満足している。
また、損失係数Ｄt＝４．９であり、本発明で規定するＤt≧２．０を満たしているので捻回試験時の損失増加は管理値０．０５ｄＢ以下を満足している。
従来例では、落とし込み長Ｌ＝４０ｍ、クリアランスＣ＝１．１０ｍｍ、溝の撚りピッチ（以下、溝ピッチという。）ｐ＝５００ｍｍ、最外層テープ層心径Ｒ＝１０．６ｍｍ、光ファイバの曲げ損失Ａ＝１．０ｄＢとしている。
従来例に係る光ファイバケーブルでは、製造時残留歪ε＝０．００％、捻回試験時の損失増加Ｂ＝０．０００ｄＢである。
従来例では、クリアランスＣ＝１．１０ｍｍであり、本発明で規定する０＜Ｃ≦０．６を満たしていないが、落とし込み長Ｌを長く確保しているので、製造時残留歪が管理値０．０５％以下を満足している。
また、損失係数Ｄt＝４．９であり、本発明で規定するＤt≧２．０を満たしているので捻回試験時の損失増加は管理値０．０５ｄＢ以下を満足している。
(比較例１)
比較例１では、落とし込み長Ｌ＝２０ｍ、クリアランスＣ＝１．１０ｍｍ、溝ピッチｐ＝５００ｍｍ、最外層テープ層心径Ｒ＝１０．６ｍｍ、光ファイバの曲げ損失Ａ＝１．０ｄＢとしている。すなわち、比較例１の落とし込み長Ｌは、従来例の１／２となっている。
比較例１に係る光ファイバケーブルでは、製造時残留歪ε＝０．０６％、捻回試験時の損失増加Ｂ＝０．０００ｄＢである。
比較例１では、クリアランスＣ＝１．１０ｍｍであり、本発明で規定する０＜Ｃ≦０．６を満たしておらず、落とし込み長Ｌも長く確保されていないので、製造時残留歪が管理値０．０５％以下を満足しない。なお、図３では省略しているが、クリアランスＣ＝０．６ｍｍを超える場合には、製造時残留歪が管理値を満足しないという結果が得られている。
一方、損失係数Ｄt＝４．９であり、本発明で規定するＤt≧２．０を満たしているので捻回試験時の損失増加は管理値０．０５ｄＢ以下を満足している。
比較例１では、落とし込み長Ｌ＝２０ｍ、クリアランスＣ＝１．１０ｍｍ、溝ピッチｐ＝５００ｍｍ、最外層テープ層心径Ｒ＝１０．６ｍｍ、光ファイバの曲げ損失Ａ＝１．０ｄＢとしている。すなわち、比較例１の落とし込み長Ｌは、従来例の１／２となっている。
比較例１に係る光ファイバケーブルでは、製造時残留歪ε＝０．０６％、捻回試験時の損失増加Ｂ＝０．０００ｄＢである。
比較例１では、クリアランスＣ＝１．１０ｍｍであり、本発明で規定する０＜Ｃ≦０．６を満たしておらず、落とし込み長Ｌも長く確保されていないので、製造時残留歪が管理値０．０５％以下を満足しない。なお、図３では省略しているが、クリアランスＣ＝０．６ｍｍを超える場合には、製造時残留歪が管理値を満足しないという結果が得られている。
一方、損失係数Ｄt＝４．９であり、本発明で規定するＤt≧２．０を満たしているので捻回試験時の損失増加は管理値０．０５ｄＢ以下を満足している。
(実施例１)
実施例１では、落とし込み長Ｌ＝２０ｍ、クリアランスＣ＝０．６０ｍｍ、溝ピッチｐ＝４００ｍｍ、最外層テープ層心径Ｒ＝９．９ｍｍ、光ファイバの曲げ損失Ａ＝１．０ｄＢとしている。すなわち、実施例１のクリアランスＣは、比較例１のクリアランスＣ＝１．１０ｍｍよりも小さくなっている。
実施例１に係る光ファイバケーブルでは、製造時残留歪ε＝０．０３％、捻回試験時の損失増加Ｂ＝０．００２ｄＢである。
実施例１では、クリアランスＣ＝０．６０ｍｍであり、本発明で規定する０＜Ｃ≦０．６を満たしているので、製造時残留歪が管理値０．０５％以下を満足している。
一方、損失係数Ｄt＝２．４であり、本発明で規定するＤt≧２．０を満たしているので捻回試験時の損失増加は管理値０．０５ｄＢ以下を満足している。
実施例１では、落とし込み長Ｌ＝２０ｍ、クリアランスＣ＝０．６０ｍｍ、溝ピッチｐ＝４００ｍｍ、最外層テープ層心径Ｒ＝９．９ｍｍ、光ファイバの曲げ損失Ａ＝１．０ｄＢとしている。すなわち、実施例１のクリアランスＣは、比較例１のクリアランスＣ＝１．１０ｍｍよりも小さくなっている。
実施例１に係る光ファイバケーブルでは、製造時残留歪ε＝０．０３％、捻回試験時の損失増加Ｂ＝０．００２ｄＢである。
実施例１では、クリアランスＣ＝０．６０ｍｍであり、本発明で規定する０＜Ｃ≦０．６を満たしているので、製造時残留歪が管理値０．０５％以下を満足している。
一方、損失係数Ｄt＝２．４であり、本発明で規定するＤt≧２．０を満たしているので捻回試験時の損失増加は管理値０．０５ｄＢ以下を満足している。
実施例１及び比較例１の結果から、落とし込み長Ｌを短くする場合にはクリアランスＣを小さくする、特にＬ＝２０ｍとしたい場合にはＣ≦０．６以下とすることで、製造時残留歪特性を確保できるということになる。
(比較例２)
比較例２では、落とし込み長Ｌ＝２０ｍ、クリアランスＣ＝０．４０ｍｍ、溝ピッチｐ＝４００ｍｍ、最外層テープ層心径Ｒ＝９．４ｍｍ、光ファイバの曲げ損失Ａ＝１．０ｄＢとしている。すなわち、比較例２のクリアランスＣは、実施例１のクリアランスＣ＝０．６０ｍｍよりもさらに小さくなっている。
比較例２に係る光ファイバケーブルでは、製造時残留歪ε＝０．００％、捻回試験時の損失増加Ｂ＝０．１０２ｄＢである。
比較例２では、クリアランスＣ＝０．４０ｍｍであり、本発明で規定する０＜Ｃ≦０．６を満たしているので、製造時残留歪が管理値０．０５％以下を満足している。
一方、損失係数Ｄt＝１．８であり、本発明で規定するＤt≧２．０を満たしていないので、捻回試験時の損失増加が管理値０．０５ｄＢ以下を満足していない。
比較例２では、落とし込み長Ｌ＝２０ｍ、クリアランスＣ＝０．４０ｍｍ、溝ピッチｐ＝４００ｍｍ、最外層テープ層心径Ｒ＝９．４ｍｍ、光ファイバの曲げ損失Ａ＝１．０ｄＢとしている。すなわち、比較例２のクリアランスＣは、実施例１のクリアランスＣ＝０．６０ｍｍよりもさらに小さくなっている。
比較例２に係る光ファイバケーブルでは、製造時残留歪ε＝０．００％、捻回試験時の損失増加Ｂ＝０．１０２ｄＢである。
比較例２では、クリアランスＣ＝０．４０ｍｍであり、本発明で規定する０＜Ｃ≦０．６を満たしているので、製造時残留歪が管理値０．０５％以下を満足している。
一方、損失係数Ｄt＝１．８であり、本発明で規定するＤt≧２．０を満たしていないので、捻回試験時の損失増加が管理値０．０５ｄＢ以下を満足していない。
(実施例２)
実施例２では、落とし込み長Ｌ＝２０ｍ、クリアランスＣ＝０．４０ｍｍ、溝ピッチｐ＝７００ｍｍ、最外層テープ層心径Ｒ＝９．４ｍｍ、光ファイバの曲げ損失Ａ＝１．０ｄＢとしている。すなわち、実施例２の溝ピッチｐは、比較例２の溝ピッチｐ＝４００ｍｍよりも大きくなっている。
実施例２に係る光ファイバケーブルでは、製造時残留歪ε＝０．０１％、捻回試験時の損失増加Ｂ＝０．００１ｄＢである。
実施例２では、クリアランスＣ＝０．４０ｍｍであり、本発明で規定する０＜Ｃ≦０．６を満たしているので、製造時残留歪が管理値０．０５％以下を満足している。
一方、損失係数Ｄt＝３．２であり、本発明で規定するＤt≧２．０を満たしているので捻回試験時の損失増加は管理値０．０５ｄＢ以下を満足している。
実施例２では、落とし込み長Ｌ＝２０ｍ、クリアランスＣ＝０．４０ｍｍ、溝ピッチｐ＝７００ｍｍ、最外層テープ層心径Ｒ＝９．４ｍｍ、光ファイバの曲げ損失Ａ＝１．０ｄＢとしている。すなわち、実施例２の溝ピッチｐは、比較例２の溝ピッチｐ＝４００ｍｍよりも大きくなっている。
実施例２に係る光ファイバケーブルでは、製造時残留歪ε＝０．０１％、捻回試験時の損失増加Ｂ＝０．００１ｄＢである。
実施例２では、クリアランスＣ＝０．４０ｍｍであり、本発明で規定する０＜Ｃ≦０．６を満たしているので、製造時残留歪が管理値０．０５％以下を満足している。
一方、損失係数Ｄt＝３．２であり、本発明で規定するＤt≧２．０を満たしているので捻回試験時の損失増加は管理値０．０５ｄＢ以下を満足している。
(実施例３)
実施例３では、落とし込み長Ｌ＝２０ｍ、クリアランスＣ＝０．４０ｍｍ、溝ピッチｐ＝４００ｍｍ、最外層テープ層心径Ｒ＝９．４ｍｍ、光ファイバの曲げ損失Ａ＝０．６ｄＢとしている。すなわち、実施例３のファイバ曲げ損失Ａは、比較例２のファイバ曲げ損失Ａ＝１．０ｄＢよりも小さくなっている。
実施例３に係る光ファイバケーブルでは、製造時残留歪ε＝０．０１％、捻回試験時の損失増加Ｂ＝０．００２ｄＢである。
実施例３では、クリアランスＣ＝０．４０ｍｍであり、本発明で規定する０＜Ｃ≦０．６を満たしているので、製造時残留歪が管理値０．０５％以下を満足している。
一方、損失係数Ｄt＝３．２であり、本発明で規定するＤt≧２．０を満たしているので捻回試験時の損失増加は管理値０．０５ｄＢ以下を満足している。
実施例３では、落とし込み長Ｌ＝２０ｍ、クリアランスＣ＝０．４０ｍｍ、溝ピッチｐ＝４００ｍｍ、最外層テープ層心径Ｒ＝９．４ｍｍ、光ファイバの曲げ損失Ａ＝０．６ｄＢとしている。すなわち、実施例３のファイバ曲げ損失Ａは、比較例２のファイバ曲げ損失Ａ＝１．０ｄＢよりも小さくなっている。
実施例３に係る光ファイバケーブルでは、製造時残留歪ε＝０．０１％、捻回試験時の損失増加Ｂ＝０．００２ｄＢである。
実施例３では、クリアランスＣ＝０．４０ｍｍであり、本発明で規定する０＜Ｃ≦０．６を満たしているので、製造時残留歪が管理値０．０５％以下を満足している。
一方、損失係数Ｄt＝３．２であり、本発明で規定するＤt≧２．０を満たしているので捻回試験時の損失増加は管理値０．０５ｄＢ以下を満足している。
実施例２、３及び比較例２の結果から、クリアランスＣ≦０．４とする場合には、溝ピッチｐを大きくすること又は／及びファイバ曲げ損失Ａを小さくすることにより、Ｄt≧２．０が満たされるようにすれば、捻回特性を確保できるということになる。
(比較例３)
比較例３では、落とし込み長Ｌ＝２０ｍ、クリアランスＣ＝０．２０ｍｍ、溝ピッチｐ＝４００ｍｍ、最外層テープ層心径Ｒ＝９．４ｍｍ、光ファイバの曲げ損失Ａ＝０．６ｄＢとしている。すなわち、比較例３のクリアランスＣは、実施例３のクリアランスＣ＝０．４０ｍｍよりもさらに小さくなっている。
比較例３に係る光ファイバケーブルでは、製造時残留歪ε＝０．００％、捻回試験時の損失増加Ｂ＝０．４１０ｄＢである。
比較例３では、クリアランスＣ＝０．２０ｍｍであり、本発明で規定する０＜Ｃ≦０．６を満たしているので、製造時残留歪が管理値０．０５％以下を満足している。
一方、損失係数Ｄt＝１．６であり、本発明で規定するＤt≧２．０を満たしていないので、捻回試験時の損失増加が管理値０．０５ｄＢ以下を満足していない。
比較例３では、落とし込み長Ｌ＝２０ｍ、クリアランスＣ＝０．２０ｍｍ、溝ピッチｐ＝４００ｍｍ、最外層テープ層心径Ｒ＝９．４ｍｍ、光ファイバの曲げ損失Ａ＝０．６ｄＢとしている。すなわち、比較例３のクリアランスＣは、実施例３のクリアランスＣ＝０．４０ｍｍよりもさらに小さくなっている。
比較例３に係る光ファイバケーブルでは、製造時残留歪ε＝０．００％、捻回試験時の損失増加Ｂ＝０．４１０ｄＢである。
比較例３では、クリアランスＣ＝０．２０ｍｍであり、本発明で規定する０＜Ｃ≦０．６を満たしているので、製造時残留歪が管理値０．０５％以下を満足している。
一方、損失係数Ｄt＝１．６であり、本発明で規定するＤt≧２．０を満たしていないので、捻回試験時の損失増加が管理値０．０５ｄＢ以下を満足していない。
(実施例４)
実施例４では、落とし込み長Ｌ＝２０ｍ、クリアランスＣ＝０．２０ｍｍ、溝ピッチｐ＝４００ｍｍ、最外層テープ層心径Ｒ＝９．２ｍｍ、光ファイバの曲げ損失Ａ＝０．２ｄＢとしている。すなわち、実施例４のファイバ曲げ損失Ａは、比較例３のファイバ曲げ損失Ａ＝０．６ｄＢよりも小さくなっている。
実施例４に係る光ファイバケーブルでは、製造時残留歪ε＝０．００％、捻回試験時の損失増加Ｂ＝０．０００ｄＢである。
実施例４では、クリアランスＣ＝０．２０ｍｍであり、本発明で規定する０＜Ｃ≦０．６を満たしているので、製造時残留歪が管理値０．０５％以下を満足している。
一方、損失係数Ｄt＝４．８であり、本発明で規定するＤt≧２．０を満たしているので捻回試験時の損失増加は管理値０．０５ｄＢ以下を満足している。
実施例４では、落とし込み長Ｌ＝２０ｍ、クリアランスＣ＝０．２０ｍｍ、溝ピッチｐ＝４００ｍｍ、最外層テープ層心径Ｒ＝９．２ｍｍ、光ファイバの曲げ損失Ａ＝０．２ｄＢとしている。すなわち、実施例４のファイバ曲げ損失Ａは、比較例３のファイバ曲げ損失Ａ＝０．６ｄＢよりも小さくなっている。
実施例４に係る光ファイバケーブルでは、製造時残留歪ε＝０．００％、捻回試験時の損失増加Ｂ＝０．０００ｄＢである。
実施例４では、クリアランスＣ＝０．２０ｍｍであり、本発明で規定する０＜Ｃ≦０．６を満たしているので、製造時残留歪が管理値０．０５％以下を満足している。
一方、損失係数Ｄt＝４．８であり、本発明で規定するＤt≧２．０を満たしているので捻回試験時の損失増加は管理値０．０５ｄＢ以下を満足している。
実施例４及び比較例３の結果から、クリアランスＣ＝０．２ｍｍとする場合には、さらにファイバ曲げ損失Ａを小さくする(例えば、Ａ＝０．２ｄＢ)ことによりＤt≧２．０が満たされるようにすれば、捻回特性を確保できるということになる。なお、図３では省略しているが、溝ピッチｐを大きくする（例えばｐ＝７００ｍｍ）ことで、捻回特性を確保できるという結果も得られている。
(実施例５)
実施例５では、落とし込み長Ｌ＝２０ｍ、クリアランスＣ＝０．１０ｍｍ、溝ピッチｐ＝４００ｍｍ、最外層テープ層心径Ｒ＝９．２ｍｍ、光ファイバの曲げ損失Ａ＝０．２ｄＢとしている。すなわち、実施例５のクリアランスＣは、実施例４のクリアランスＣ＝０．２０ｍｍよりもさらに小さくなっている。
実施例５に係る光ファイバケーブルでは、製造時残留歪ε＝０．００％、捻回試験時の損失増加Ｂ＝０．００１ｄＢである。
実施例５では、クリアランスＣ＝０．１０ｍｍであり、本発明で規定する０＜Ｃ≦０．６を満たしているので、製造時残留歪が管理値０．０５％以下を満足している。
一方、損失係数Ｄt＝２．４であり、本発明で規定するＤt≧２．０を満たしているので捻回試験時の損失増加は管理値０．０５ｄＢ以下を満足している。
実施例５の結果から、クリアランスＣ＝０．１ｍｍとする場合には、さらにファイバ曲げ損失Ａを小さくすることが考えられるが、ファイバ曲げ損失Ａを小さくしなくてもＤt≧２．０が満たされているので、捻回特性を確保できるということになる。
実施例５では、落とし込み長Ｌ＝２０ｍ、クリアランスＣ＝０．１０ｍｍ、溝ピッチｐ＝４００ｍｍ、最外層テープ層心径Ｒ＝９．２ｍｍ、光ファイバの曲げ損失Ａ＝０．２ｄＢとしている。すなわち、実施例５のクリアランスＣは、実施例４のクリアランスＣ＝０．２０ｍｍよりもさらに小さくなっている。
実施例５に係る光ファイバケーブルでは、製造時残留歪ε＝０．００％、捻回試験時の損失増加Ｂ＝０．００１ｄＢである。
実施例５では、クリアランスＣ＝０．１０ｍｍであり、本発明で規定する０＜Ｃ≦０．６を満たしているので、製造時残留歪が管理値０．０５％以下を満足している。
一方、損失係数Ｄt＝２．４であり、本発明で規定するＤt≧２．０を満たしているので捻回試験時の損失増加は管理値０．０５ｄＢ以下を満足している。
実施例５の結果から、クリアランスＣ＝０．１ｍｍとする場合には、さらにファイバ曲げ損失Ａを小さくすることが考えられるが、ファイバ曲げ損失Ａを小さくしなくてもＤt≧２．０が満たされているので、捻回特性を確保できるということになる。
上述した実施例及び比較例により、本発明で規定するクリアランスＣ及び損失係数Ｄtの有効性が明確に認識される。
本発明によれば、優れた製造時残留歪特性及び捻回特性を有する光ファイバケーブルを、短い製造ラインによって実現することが可能となる。したがって、製造ラインの設置に必要な敷地面積を縮小することができるとともに、製造時に無駄となるスロットロッド及び光ファイバ心線の量を低減することができる。
本発明によれば、優れた製造時残留歪特性及び捻回特性を有する光ファイバケーブルを、短い製造ラインによって実現することが可能となる。したがって、製造ラインの設置に必要な敷地面積を縮小することができるとともに、製造時に無駄となるスロットロッド及び光ファイバ心線の量を低減することができる。
すなわち、光ファイバ心線２０とスロットロッド１０とのクリアランスＣが小さいので、落とし込み長Ｌを短くしても製造時に所望の摩擦力が得られることとなり、所望の製造時残留歪特性εを満足することができる。また、規定された損失係数Ｄtの範囲を満たすように溝ピッチｐ及び／又は使用する光ファイバの曲げ特性Ａが選定されているので、捻回特性が損なわれることもない。
言い換えると、落とし込み長Ｌを短くする場合には、所望の摩擦が得られるようにクリアランスＣを小さくすることで、所望の製造時残留歪特性を満足することができる。また、損失係数Ｄt≧２．０に従うことにより、クリアランスＣを変更することに伴い、溝ピッチｐ及び／又は使用する光ファイバの曲げ特性Ａを、捻回特性が確保されるように容易に調整することができる。
言い換えると、落とし込み長Ｌを短くする場合には、所望の摩擦が得られるようにクリアランスＣを小さくすることで、所望の製造時残留歪特性を満足することができる。また、損失係数Ｄt≧２．０に従うことにより、クリアランスＣを変更することに伴い、溝ピッチｐ及び／又は使用する光ファイバの曲げ特性Ａを、捻回特性が確保されるように容易に調整することができる。
以上、本発明者によってなされた発明を実施形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
例えば、上記実施形態では、光ファイバテープ心線２０の積層枚数を１０枚としているが、本発明はこれに限定されず、積層枚数を任意とすることができる。なお、積層枚数が多くなり（例えば、５枚以上）、各種パラメータの設計が複雑になる場合に、本発明は特に有効である。
例えば、上記実施形態では、光ファイバテープ心線２０の積層枚数を１０枚としているが、本発明はこれに限定されず、積層枚数を任意とすることができる。なお、積層枚数が多くなり（例えば、５枚以上）、各種パラメータの設計が複雑になる場合に、本発明は特に有効である。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
１ 光ファイバケーブル
１０ スロットロッド
１１ テンションメンバ（鋼撚り線）
１２ 溝
２０ 光ファイバテープ心線
３０ 押え巻きテープ
４０ シース（外被）
１０ スロットロッド
１１ テンションメンバ（鋼撚り線）
１２ 溝
２０ 光ファイバテープ心線
３０ 押え巻きテープ
４０ シース（外被）
Claims (1)
- スロットロッドの外周面に軸方向に沿って螺旋状に形成された溝に、複数の光ファイバ心線を並行に並べ一括被覆した厚さ０．３ｍｍの光ファイバテープ心線を１０枚積層状態で収容したスロット型光ファイバケーブルの製造方法であって、
光ファイバテープ心線の積層の高さ：δs（ｍｍ）
溝の高さ：ｈ（ｍｍ）
溝の撚りピッチ：ｐ（ｍｍ）
最外層に位置する光ファイバテープ心線の中心点の層心半径：Ｒ（ｍｍ）
最も上及び最も下に積層される光ファイバテープ心線に用いられる光ファイバ心線をφ３０ｍｍのマンドレルに１００ターン巻きつけたときの損失：Ａ（ｄＢ）
溝の深さ方向クリアランス：Ｃ＝ｈ−δs（ｍｍ）
損失係数：Ｄt＝Ｃ・ｐ／（Ａ・Ｒ２）
前記光ファイバ心線を前記スロットロッドの溝に収容する際の落とし込み長：Ｌ（ｍ）
としたとき、
０＜Ｃ≦０．６
Ｄt≧２．０
Ａ≦１
４００≦ｐ≦７００
２０≦Ｌ＜４０
を満足するように、溝の深さ方向クリアランスＣ、溝の撚りピッチｐ、光ファイバ心線をφ３０ｍｍのマンドレルに１００ターン巻きつけたときの損失Ａ、最外層に位置する光ファイバテープ心線の中心点の層心半径Ｒのうち少なくとも１つを調整することを特徴とする光ファイバケーブルの製造方法。
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