JP5479687B2 - 光ファイバ心線及び光ファイバケーブル - Google Patents
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Description
以降、本明細書においては、この石英ガラスの外周にプライマリ層、セカンダリ層を施した光ファイバを光ファイバ素線と呼び、このプライマリ層とセカンダリ層を併せて一次被覆層と呼ぶ。
このような状況も手伝い、湿熱環境に曝されても伝送ロスの増加が生じにくい光ファイバケーブルの検討がなされてきている。
しかしながら、現状提案されている多くのものは、ケーブル構造を変えることで光ファイバ心線に水分が到達するのを避けたり、水分の到達量を減少させる構成とするものであり、このような場合、他の弊害が生じたり、製造性が悪化したりする問題が生じる。たとえば前述した特許文献2のように光ファイバ心線の周囲に金属フィルムや防水混和物を使用した場合は、光ファイバ心線を光ファイバケーブルから取り出すときに前述の金属フィルムや防水混和物が取り出し作業の邪魔になる問題や光ファイバケーブルの製造性が悪くなる問題があった。
また、上述の光ファイバケーブルに用いられる光ファイバ心線を提供することができる。
図1は、本発明の一実施形態に係る光ファイバ心線10の横断面を示したものである。本発明の一実施形態に係る光ファイバ心線10は、図1に示すようにガラス光ファイバ11の外周に一次被覆層12を設けてなる光ファイバ素線14の外周に二次被覆層13を設けてなる。
このとき、一次被覆層12の厚さは20〜190μmが好ましく、二次被覆層13の厚さは125〜400μmが好ましい。また、製造性の観点から二次被覆層13の各層の厚さは50μm以上が好ましい。
図2は、本発明の一実施形態に係る光ファイバケーブル20の横断面を示したものである。図2に示すように、本発明の一実施形態に係る光ファイバケーブル20は、その中心部に本発明の一実施形態に係る光ファイバ心線10を1本有している。
光ファイバ心線10の両側には、おおよそ光ファイバ心線10の中心とその中心が同一平面上に位置するように一対のテンションメンバ21、21が配置されている。このテンションメンバ21の材質は、例えば、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繊維強化プラスチック(以下単にFRPという)、単鋼線等からなっている。
この光ファイバケーブルは断面が略矩形であり、短辺側の外表面には光ファイバ心線10を取り出す際、この外皮22を容易に裂くことができるように、光ファイバ心線10にその先端が向くように切欠23が形成されている。この切欠23はケーブル長手方向に沿って連続して形成されている。
なお、図2では光ファイバ心線10が1本のみの例を示したが、光ファイバ心線を複数有する構成としてもよい。また、テンションメンバ21は片側を省略し1本としてもよく、切欠23を省略することもできる。
さらに、図2では光ファイバ心線10が2層の二次被覆層13を有する例を示したが、二次被覆層13の層数は2層以上であればよく、たとえば3層でもよい。
さらに本発明の光ファイバケーブルは、光ファイバ心線と外皮間の引き抜き力が20N/10mmである。
このようにすることで、湿熱環境下に曝された際の伝送ロス増を抑制できる。
さらに、また、心線突き出し特性や温度特性の観点からは一次被覆層12と二次被覆層13の層間、および二次被覆層同士の層間における引き抜き力は2N/20mm以上であることが好ましい。
また、ケーブル端末からの心線突き出し特性やケーブル温度特性を良好に保つために、光ファイバ心線と外皮間の引き抜き力は1N/10mm以上が好ましい。
また、光ファイバ心線と外皮間の引き抜き力は、たとえば、光ファイバケーブルを製造するときに溶融した外皮材料が心線に対して低圧力で被覆する様に、外皮を押し出すときの口金を調整する、いわゆるパイプ押出方式を用いることでも小さくすることができる。
[実施例1〜8、比較例1〜5]
上述のような構成において、各層間の引き抜き力が異なる実施例1〜8、比較例1〜5の光ファイバケーブル20を作製し、ヤング率、一括被覆除去力、湿熱環境下での伝送損失増加を調べた。なお、各層間の引き抜き力は各層の滑材の量を調整することにより行った。得られた結果を表1に示す。
なお、一次被覆層の樹脂材料としては、ウレタンアクリレート系紫外線硬化型樹脂を用いた。
この光ファイバケーブル20は断面が略矩形であり、短辺側の外表面には切欠23がケーブル長手方向に沿って連続して形成されている。
この光ファイバケーブルの外径は、長辺×短辺が約4.5mm×約2.5mmである。
(ヤング率)
0.2mm厚シートを作成し、幅6mmの短冊片を作製し、チャック間距離25mmのテンシロン型引っ張り試験で測定した。試験温度は23℃、引っ張り速度は1mm/分の条件で引張り試験を行い、チャートの開始点は接線を引いて補正し、2.5%伸びの実測値を読み取って算出した。
なお、紫外線硬化樹脂の場合は、紫外線照度200mW/cm2、UV照射量1000mJ/cm2の条件で硬化させて0.2mm厚シートを作成し、熱可塑性樹脂の場合は、JIS K 7113に規定した2mm厚の2号形試験片を作成して試験サンプルとした。
一次被覆と二次被覆、および二次被覆の層間の引き抜き力は、光ファイバ心線の状態で図3に示す引抜き力の測定方法を用いて求めた。サンプルの光ファイバ心線31の先端に、サンドペーパー32を接着し、これが上になるように引抜き力の測定装置33の吊りフレーム34の下方水平ベース部35に設けた穴36に上側から通す。サンドペーパー32の底面側の光ファイバ心線31の外周に、測定する層間まで切り込み31aを入れ、サンドペーパー32を下方水平ベース部35にひっかかるようにして、下方へ5.0mm/分の引っ張り速度で引っ張る。そして、任意の長さだけ引き抜き、そのときの最大応力を、吊りフレーム34の上方水平ベース部37に設けたセンサ(ロードセル)38により測定した。
光ファイバ心線と外皮間の引き抜き力は、光ファイバケーブケーブルの状態で図4に示す引抜き力の測定方法により求めた。サンプルの光ファイバケーブル41の先端部分において、光ファイバ心線31のみが残る様に外皮、テンションメンバを取り除き、これを引抜き力の測定装置33の吊りフレーム34の下方水平ベース部35に設けた穴36に下側から通す。すなわち下方水平ベース部35の上部には光ファイバ心線31のみの部分、下方水平ベース部35の下部には外皮を有する光ファイバケーブル41がくるように配置する。次に、外皮、テンションメンバを取り除いた光ファイバ心線31の上部をエアチャック42で把持し、この状態で、下方へ10.0mm/分の引っ張り速度で外皮を引っ張る。そして、任意の長さだけ引き抜き、そのときの最大応力を、吊りフレーム34の上方水平ベース部37に設けたセンサ(ロードセル)38により測定した。
被覆除去具(Micro-Strip、Micro Electronics,Inc製)を用いて、光ファイバ心線の端末20mm部分の被覆を除去する際の最大荷重を引張試験機にて測定した。引張速度は100mm/分とした。
なお、コネクタ付け作業の際には光ファイバ心線の被覆を除去し、ガラス光ファイバを露出させる必要があるが、一括被覆除去力が20N/20mm以下であれば汎用の被覆除去工具を用いて容易に被覆除去が可能であり、また、一括被覆除去力が5N/20mm未満の場合は心線突き出し量、ケーブル温度特性に影響が出てしまうことがある。
したがって、一括被覆除去力は5N/20mm以上、20N/20mm以下が好ましい。
得られた光ファイバケーブルにJIS C 60068に規定される温湿度サイクルを施した。なお、JIS C 60068に規定される温湿度サイクルは、図5に示す温度サイクルであり、20℃を下回る温度では湿度設定をしていないが、それ以外では常に湿度を93%に設定した。この温湿度サイクルは水分の呼吸作用による影響を評価する試験であり、通常行われる試験よりも露悪条件での試験を行うことにより、湿度に対する光ファイバケーブルの耐性を評価することを目的とした。この温湿度サイクルを10サイクル施し、試験中の波長1550nmにおける伝送損失の変動を横河電機(株)製 LED光源と光パワーメータを用いて測定した。
なお、伝送損失の変動が0.2dB/kmより大きい場合は、情報の伝送エラーを発生させるおそれがあることから、表1において試験中の伝送損失の変動が0.2dB/km以下を○とした。
光ファイバ心線の一次被覆層と二次被覆層の層間または二次被覆層の層間のうち、いずれかの層間における引き抜き力、及び光ファイバ心線と外皮間の引き抜き力を低く保つことで、光ファイバケーブルが厳しい湿度環境下に曝され、ケーブル内部に湿度が侵入してきた場合に、水分を意図的にこの被覆層間、及び光ファイバ心線と外皮間に溜めることができる。水分が溜まった場合にも、各層間の密着力が低いことにより不均一応力自体も低く抑えられるため、光ファイバのマイクロベンドによる損失増加を抑制することができる。
本発明の光ファイバケーブルは特殊なフィルムなどを用いないため、製造性もよく、光ファイバ心線取り出し性も良好である。
11 ガラス光ファイバ
12 一次被覆層
13 二次被覆層
13a 内層二次被覆層
13b 外層二次被覆層
14 光ファイバ素線
20、41 光ファイバケーブル
21 テンションメンバ
22 外皮
23 切欠
33 引抜き力の測定装置
Claims (3)
- ガラス光ファイバの外周に一次被覆層を設けてなる光ファイバ素線と、
前記光ファイバ素線の外周に2層以上の二次被覆層を設けてなる光ファイバ心線と、
前記光ファイバ心線の外周に設けられた外皮と、
を備え、
前記一次被覆層と前記二次被覆層との間の引き抜き力が2N/20mm以上かつ15N/20mm以下であり、
前記2層以上の二次被覆層の層間のうち、少なくとも1つの層間における引き抜き力が2N/20mm以上かつ15N/20mm以下であり、
前記光ファイバ心線と前記外皮との間の引き抜き力が1N/10mm以上かつ20N/10mm以下である
ことを特徴とする光ファイバケーブル。 - 前記光ファイバ心線の片側または両側に前記光ファイバ心線と並行に配置された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外皮と、を有す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。
- 前記二次被覆層は、前記光ファイバ素線の外周に設けられた内層二次被覆層と、前記プライマリ層の外周に設けられた外層二次被覆層とを有し、
前記内層二次被覆層と前記外層二次被覆層との間の引き抜き力が15N/20mm以下である
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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