JP5468916B2 - 光ファイバケーブルおよび光ファイバケーブル用スペーサ - Google Patents

Description

発明は、効率良く複数の光ファイバ心線が収容可能な光ファイバケーブル等に関するものである。

従来、使用される光ファイバケーブルには、多くの情報を伝達するために、高密度で光ファイバ心線が配置される。光ファイバケーブルは、複数の光ファイバ心線と、張力に対抗するためのテンションメンバ等とが配置され、外周が被覆されることで形成される。

このような光ファイバケーブルとしては、例えば、複数本の光ファイバ心線の外周を基材上に吸水ポリマー層を設けた吸水テープで押さえ巻きした光ファイバケーブルであって、中心にＦｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ（以下「ＦＲＰ」と称する）製のテンションメンバを設けたものがある（特許文献１）。

また、長尺のスロットの外周にスロット溝が設けられ、スロット溝に光ファイバ心線が収められ、中心にテンションメンバが設けられた光ファイバケーブルがある（特許文献２）。また、断面が扁平樽型のまたは長円形のスロットの長径に沿った偏心位置に鋼線等のテンションメンバが設けられる光ファイバケーブルがある（特許文献３）。

図３は、中央にテンションメンバを配置した光ファイバケーブル２０を示す図である。光ファイバケーブル２０は、中央にテンションメンバ３１を有するスペーサ２１の外周に、光ファイバ心線２５が収納される溝２３が形成され、スペーサ２１および光ファイバ心線２５を覆うように押さえ巻き２７が形成され、さらにその外周に外被２９が形成される。

テンションメンバ３１は、通常、鋼製であり、光ファイバケーブル２０の中心にテンションメンバ３１を配置することで、光ファイバケーブル２０の曲げに対して方向性がなく、テンションメンバ３１によって、光ファイバケーブル２０の張力に対抗することができる。

特開平３−２８２４０６号公報 特開平７−２７０６５６号公報 実開平６−５０００７号公報

特許文献１、２、３いずれにおいても、テンションメンバが用いられるが、屋外から建物内部への引き込み部分では、鋼製のテンションメンバを用いると、落雷等の誘導の恐れがある。したがって、鋼製のテンションメンバにかわる繊維強化プラスチック製のテンションメンバを用いる必要がある。しかし、テンションメンバのみを繊維強化プラスチック製に置き換えてノンメタリック型の光ファイバケーブルとしたのでは、十分な強度を得るために、鋼製のものよりも太いテンションメンバが必要となり、このため、溝深さを深くできず、光ファイバ心線の収容効率が低くなり、逆に溝深さを維持しようとするとケーブルが太くなるという問題がある。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、光ファイバ心線を効率良く収納可能な光ファイバケーブル等を提供することを目的とする。

前述した目的を達するために第１の発明は、樹脂製のスペーサと、前記スペーサの外周に形成され、前記スペーサの断面の半径よりも深い複数の溝と、前記溝に収容された光ファイバ心線と、前記光ファイバ心線を収容した前記スペーサの外周に設けられた押さえ巻きと、前記押さえ巻きの外周に設けられた外被と、を具備し、前記スペーサは、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートのいずれか、またはこれらの複合材料により構成され、単一構造で構成されることを特徴とする光ファイバケーブルである。

ここで、単一構造とは、断面において他の構造を有しておらず、断面全体において均質な構造であることを意味する。すなわち、断面において、テンションメンバ等の他の構成が埋め込まれていることがない。

第１の発明によれば、スペーサがテンションメンバを有さない単一構造で構成されるため、効率良く光ファイバ心線を収容することができる。

特に、テンションメンバがないため、スペーサに設けられる溝の深さをスペーサの半径よりも大きくすることができ、さらに、溝を複数形成することで、光ファイバ心線の識別性に優れ、光ファイバ心線の高密度化を図ることができる。

このようなスペーサとしては、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートのいずれか、またはこれらの複合材料が使用でき、スペーサの断面積にもよるが、例えばヤング率で７０００ＭＰａ以上であれば、従来の繊維補強プラスチック製のテンションメンバを用いなくても、同等以上の強度を得ることができ、効率のよい光ファイバケーブルを得ることができる。

第２の発明は、光ファイバケーブルに用いられるスペーサであって、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートのいずれかまたはこれらの複合材料により形成され、外周に前記スペーサの断面の半径よりも深い複数の溝を有する単一構造であり、ヤング率が７０００ＭＰａ以上であることを特徴とする光ファイバケーブル用スペーサである。

第２の発明によれば、高い光ファイバ心線の収容効率と高い許容張力を有する光ファイバ用スペーサを得ることができる。

本発明によれば、光ファイバ心線を効率良く収納可能な光ファイバケーブル等を提供することができる。

（ａ）は光ファイバケーブル１の断面図、（ｂ）スペーサ３の断面図。 （ａ）はスペーサ３ａの断面図、（ｂ）はスペーサ３ｂの断面図。 従来の光ファイバケーブル２０を示す断面図。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。図１（ａ）は、光ファイバケーブル１を示す断面図であり、図１（ｂ）は光ファイバケーブル１に用いられるスペーサ３を示す断面図である。光ファイバケーブル１は、主に、スペーサ３、光ファイバ心線７、押え巻き９および外被１１等から構成される。

スペーサ３は略円形の断面形状であり、外周に複数の溝５が形成される。溝５は、スペーサ３の外周から中心方向に向かって形成される。溝５には、光ファイバ心線７が収容される。光ファイバ心線７は、図に示すようなテープ心線でも良いが、スペース効率の観点から、単心ファイバや、単心ファイバをバンドルしたユニット等であってもよい。なお、同一の溝５内に配置される光ファイバ心線７は、互いに識別可能な色分けやマーク等が施される。また、複数の溝５は、それぞれの溝同士を識別可能なように、溝毎に色分けやマーク等が施されてもよい。したがって、いずれの溝のどの光ファイバ心線を取り扱うのか容易に識別することができる。

スペーサ３は、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートのいずれか、またはこの複合材料であることが望ましい。スペーサ３にはテンションメンバが設けられず、このため、スペーサ３は単一構造である。スペーサ３は、溝形状を設けて押し出した後、延伸加工が施される。このため、通常の材料よりもヤング率を高めることができる。

このようにして形成されたスペーサ３は、ポリエチレンテレフタレートであればヤング率が７０００ＭＰａ以上であり、ポリエチレンナフタレートであればヤング率がおおよそ１４０００ＭＰａ程度である。ヤング率が７０００ＭＰａ以上であれば、スペーサ３の断面積にもよるが、０．３％許容伸びに対する光ファイバケーブルの許容張力を１１０Ｎ以上とすることができ、この際に十分な光ファイバ心線の収容空間を確保することができる。なお、光ファイバケーブルの許容張力としては、さらに望ましくは２００Ｎ以上である。また、スペーサのヤング率は２００００ＭＰａ以下であることが望ましい。ヤング率が高すぎると、光ファイバケーブルが硬く曲げにくくなるためである。

スペーサ３の溝５に光ファイバ心線７が収容された状態で、スペーサ３および光ファイバ心線７を覆うように押え巻き９が形成される。押さえ巻き９としては、不織布等が使用される。

押さえ巻き９の外周には、外被１１が形成される。外被１１は、例えばポリエチレンが使用でき、押え巻き９の外周に押出し被覆される。

なお、溝５の大きさや個数、形状は、図１の例に限られず、溝５を１つとしてもよく、４つ以上の溝を形成してもよい。溝５の大きさおよび個数は、収容される光ファイバ心線の本数およびサイズに応じて適宜決定され、さらに、スペーサ３のヤング率および光ファイバケーブルの許容張力に応じて、スペーサ３の断面積を決定すれば良い。

第１の実施の形態によれば、テンションメンバを用いず、スペーサ３を単一構造とし、スペーサ３全体によって光ファイバケーブルの抗張力を受け持つため、溝５の設計自由度が高く、テンションメンバと溝とが干渉することがないため、光ファイバ心線７を効率よく収容することができる。

次に、他の実施の形態について説明する。図２（ａ）は、他の実施の形態に係るスペーサ３ａを示す図である。なお、以下の実施形態において、図１と同様の機能を奏する構成については、重複した説明を省略する。スペーサ３ａもスペーサ３と同様に使用される。

スペーサ３ａには、溝５ａが一つ形成される。溝５ａの深さＤは、スペーサ３の断面の半径Ｒよりも大きい。したがって、溝５ａはスペーサ３ａの外周よりスペーサ３の中心方向に向かって形成され、スペーサ３の中心位置は溝５ａ内部に位置する。なお、溝の深さとは、スペーサの断面において、溝の両側面が外周と交差してできる２つの交点のそれぞれから測った溝の底面までの深さのうち、大きい方を指す。

スペーサ３ａによれば、溝５ａの深さをスペーサ３ａの半径よりも大きくすることができるので、高い光ファイバ心線の収容密度を得ることができる。

図２（ｂ）は、さらに異なる実施形態を示す図で、スペーサ３ｂの断面を示す図である。スペーサ３ｂの外周には、溝５ｂが複数形成される。溝５ｂの深さＤは、それぞれ、スペーサ３ｂの半径Ｒよりも大きい。すなわち、溝５ｂはスペーサ３ｂの互いに対向する外周側から、互いに平行に形成される。

なお、溝５ｂの数は、図の例に限られず、溝５ｂを３つ以上としてもよい。また、溝５ｂを一方の側から互いに平行に並列するように形成してもよい。また、溝の深さをすべて同じにする必要もない。

スペーサ３ｂによれば、溝５ｂの深さをスペーサ３ｂの半径よりも大きくすることができるので、高い光ファイバ心線の収容密度を得ることができる。また、溝５ｂは複数形成されるため、光ファイバ心線の識別が容易であり、より高い収容効率を得ることができる。

本発明にかかる光ファイバケーブルと従来のテンションメンバを有する光ファイバケーブルとで光ファイバケーブルの許容張力等を算出した。従来の光ファイバケーブルとしては、スペーサに高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）を使用し、内部に繊維補強プラスチックからなるテンションメンバを設けたものについて評価した。結果を表１に示す。

本発明１、本発明２は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製のスペーサを用いたものであり、本発明３は、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）製のスペーサを用いたものである。溝断面積は、光ファイバ心線を収容可能なスペースとなる。なお、本発明１〜３は、図１に示した断面構造を有する光ファイバケーブルである。すなわち、３つの溝が、スペーサの周方向に一定間隔で形成されたものである。

比較例１は、従来の高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）製のスペーサを用い、スペーサ内部にガラス繊維‐繊維補強プラスチック（Ｇ−ＦＲＰ）が設けられたものである。同様に、比較例２は、従来の高密度ポリエチレン（ＨＤＰE）製のスペーサを用い、スペーサ内部にケプラ繊維‐繊維補強プラスチック（Ｋ−ＦＲＰ）が設けられたものである。なお、比較例１〜２は、図３に示した断面構造を有する光ファイバケーブルである。すなわち、３つの溝が、スペーサの周方向に一定間隔で形成されたものであり、図１に対しテンションメンバが設けられた構造である。また、ＰＥＴのヤング率は約７０００ＭＰａ、ＰＥＮのヤング率は約１４０００ＭＰａ、ＨＤＰＥのヤング率は約１３００ＭＰａ、Ｇ−ＦＲＰのヤング率は約４５０００ＭＰａ、Ｋ−ＦＲＰのヤング率は約７００００ＭＰａである。

許容伸びは、光ファイバケーブルに要求される伸びの許容量であり、光ファイバ心線の性能を確保するための最大伸び量である。総許容張力とは、スペーサの許容張力とテンションメンバの許容張力との和であり、光ファイバケーブルが０．３％弾性伸びをした際に付与される張力である。

本発明１と比較例１、比較例２とを比較すると、比較例１、２ともには、総許容張力が本発明１よりも低い。すなわち、本発明１によれば、同一の張力が付与された場合でも光ファイバケーブルの伸びを少なくすることができる。

本発明２は、比較例２と略同様な総許容張力、溝断面積とした場合の例である。すなわち、本発明２は、比較例２と同等以上の強度および光ファイバ心線の収容効率を有しながら、全体外径を比較例２に対して１０％程度小さくすることができる。

本発明３は、本発明２と同様の構成でありながら、より高強度なＰＥＮを用いたものであり、極めて高い許容張力を得ることができる。この場合、さらに溝断面積を大きくして、光ファイバ心線の収容効率を高くすることもできる。

以上説明したように、本発明によれば、スペーサ自体に高強度な樹脂を用いることで、テンションメンバを排除することができ、このため、十分な強度と高い光ファイバ心線の収容効率を得ることができる。このため、光ファイバケーブルの細径化を図ることができる。また、構造が簡易であるため製造性が良く、溝の設計の自由度も高い。

なお、繊維補強プラスチックは、一度折曲げた部位が座屈して折れ曲がり、破断する恐れがあるが、ＰＥＴ、ＰＥＮは、限界まで折曲げても、完全に折れることはない。

以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１………光ファイバケーブル
３、３ａ、３ｂ………スペーサ
５、５ａ、５ｂ………溝
７………光ファイバ心線
９………押さえ巻き
１１………外被
２０………光ファイバケーブル
２１………スペーサ
２３………溝
２５………光ファイバ心線
２７………押さえ巻き
２９………外被
３１………テンションメンバ

Claims (2)

1. 樹脂製のスペーサと、
   前記スペーサの外周に形成され、前記スペーサの断面の半径よりも深い複数の溝と、
   前記溝に収容された光ファイバ心線と、
   前記光ファイバ心線を収容した前記スペーサの外周に設けられた押さえ巻きと、
   前記押さえ巻きの外周に設けられた外被と、
   を具備し、
   前記スペーサは、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートのいずれか、またはこれらの複合材料により構成され、
   前記スペーサは単一構造で構成されることを特徴とする光ファイバケーブル。
2. 光ファイバケーブルに用いられるスペーサであって、
   ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートのいずれかまたはこれらの複合材料により形成され、
   外周に前記スペーサの断面の半径よりも深い複数の溝を有する単一構造であり、
   ヤング率が７０００ＭＰａ以上であることを特徴とする光ファイバケーブル用スペーサ。
   

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