JP5829978B2 - 光ユニット及び光ファイバケーブル - Google Patents

Description

本発明は、成形したフィルム内に光ファイバを収納して被覆した光ユニット及び光ファイバケーブルに関する。

例えば、特許文献１及び２には、プラスチックフィルムを円筒形状に成形してその内部に光ファイバを収納した光ユニットが提案されている。

特開平８−２７１７７３号公報 特開２００９−２３７３４１号公報

光ユニットを得るためには、プラスチックフィルムを円筒形状に成形する必要があるが、成形後に口が開いてしまいきれいな円筒形状にすることは困難である。このようにフィルムの口が開いてしまうと、内部の光ファイバが外に飛び出してしまうことになる。

そこで、本発明は、口開きしないようにフィルムを所定形状に成形したフィルムで光ファイバをその内部に収納することのできる光ユニット及びその光ユニットを外被で被覆してなる光ファイバケーブルを提供することを目的とする。

第１の発明は、帯状のフィルムを所定形状に成形したフィルム内に光ファイバを収納した光ユニットであって、前記フィルムは、フィルム幅方向で異なる収縮率とした２層からなり、所定形状とされた内側層の収縮率が外側層の収縮率よりも大であることを特徴としている。

第２の発明は、第１の発明において、前記内側層がプラスチックフィルムであり、前記外側層が接着剤又は塗料を前記プラスチックフィルム上に塗布してなる被膜であることを特徴としている。

第３の発明は、第１又は第２の発明であって、前記フィルムの幅方向端部を重ねて接着したことを特徴としている。

第４の発明は、第１から第３の何れかの光ユニットを、外被でその内部に収容して被覆したことを特徴とする光ファイバケーブル。

第５の発明は、第４の発明であって、前記光ユニットを複数本束ねたことを特徴とする光ファイバケーブル。

本発明によれば、２層としたフィルムのうち内側層の収縮率が外側層の収縮率よりも大であるので、その収縮応力により所定の形状を容易に得ることができるようになり、フィルムの口開きを防止して光ファイバの脱落を防止することができる。

図１は本実施形態の光ファイバケーブルの横断面図である。 図２は本実施形態の光ユニットの断面図である。 図３は図２の光ユニットを構成するフィルムの拡大断面図である。 図４は図３のフィルムを円筒形状に成形する成形工程図である。 図５は単一層フィルムを円筒形状に成形した比較例のフィルムを示す断面図である。 図６はフィルムを円筒形状に成形した場合に変形の中立線より内側が圧縮、外側が延びとなることを示す図である。 図７はＰＥＴフィルムを円筒形状に成形する前に円筒内側となる面を加熱した金属体に接触させて成形する例を示す成形工程図である。 図８はフィルムを四角形に成形する成形工程図である。

以下、本発明を適用した具体的な実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

［光ファイバケーブル及び光ユニットの構造説明］
図１には、本発明に係る光ユニットを複数本束ねて外被でその内部に収納して被覆した光ファイバケーブルの横断面図を示す。光ファイバケーブル１は、複数本の光ユニット２をケーブル長手方向で一定周期に右左と捻って撚り合わせ（ＳＺ撚り）、それらを押え巻きテープ３で巻いた後に外被（シース）４で被覆した構造とされている。もちろん、これら複数本の光ユニット２は、ＳＺ撚りではなく撚りのないストレート構造であってもよい。

光ファイバケーブル１の中心には、ケーブル内の水分を吸収するための吸水ヤーン５がケーブル長手方向に設けられている。また、この光ファイバケーブル１では、ケーブルに曲げ方向性を持たせるために、ケーブルの中心を通る同一線上に２本の抗張力体６，６を外被４に埋め込んでいる。また、光ファイバケーブル１には、中間後分岐時に外被４を引き裂き易くするための引き裂き紐７，７が設けられている。引き裂き紐７，７は、外被４を引き裂いて内部の光ユニット２を取り出し易くするために、押え巻きテープ３に接して或いはその近傍部に設けられている。

図２には、光ユニットを示す。光ユニット２は、複数本の光ファイバ８と、これら光ファイバ８の束を内部に収納する帯状のフィルム９を円筒形状に成形して構成されている。

光ファイバ８は、中心に設けられる石英ガラスファイバの周囲に紫外線硬化型樹脂及び着色層を被覆して形成される着色光ファイバ素線からなる。また、着色光ファイバ素線を複数本並べて紫外線硬化型樹脂で一括被覆した光ファイバテープ心線や、互いに隣接する着色光ファイバ素線間を間欠的に固定した光ファイバテープ心線も、本発明の光ファイバ８に含むとする。

フィルム９は、帯状のプラスチックフィルムの幅方向両端であるフィルム両端縁９ａ，９ｂを円周方向で一部重なる合わせ部位１０が形成されるように円筒形状に成形することで形成されている。この合わせ部位１０では、フィルム両端縁９ａ，９ｂが接着剤にて接合されており、開かないようになっている。なお、フィルム両端縁９ａ，９ｂを接着剤で接合しなくても合わせ部１０が形成されていれば、内部の光ファイバ８の飛び出しを防止することができる。

本実施形態のフィルム９は、図３に示すように、フィルム幅方向で異なる収縮率とした２層からなり、所定形状とされた内側層９Ａの収縮率が外側層９Ｂの収縮率よりも大となっている。具体的には、延伸度の異なる２つのＰＥＴフィルムを貼り合わせて一体化することで一枚のフィルム９としている。

前記フィルム９は、例えば複数本の光ユニット２同士を識別するために、何れか一方のフィルム（内側層９Ａ又は外側層９Ｂ）を着色してある。着色は、片方のフィルムでも両方のフィルムでも良い。

以下の条件の下にフィルム９を円筒形状に成形し、その成形性について評価した。外側層９Ｂには、幅方向に１％延伸されたＰＥＴフィルムを使用した。内側層９Ａには、幅方向に３％延伸されたＰＲＴフィルムを使用した。内側層９Ａ及び外側層９ＢのＰＥＴフィルムは、何れも長さ方向に３％延伸され、その延伸時の温度は共に９０℃とされている。また、これら２枚のＰＥＴフィルムは、粘着剤で貼り合わされ、その厚みを０．０２５〜０．０２７ｍｍとしている。比較例として、幅方向に１％延伸された厚み０．０２５ｍｍのフィルムを用意し、図４に示すように円筒形状をなすガイド１０の中を通しながら加熱してフィルムを丸める。

また、フィルム幅は何れも１０ｍｍのものを用い、円筒状の加熱部を兼ねたステンレス製のガイド１０の内径を３．０ｍｍとした。ガイド１０の加熱温度は、１２０℃であり、同加熱区間を５秒かけて通過させた。このような条件で作成した円筒形状の断面は、貼り合わせたフィルムを使用したものではほぼ円筒状になり、その径は３．３ｍｍとなった。一方、単一の材料で作成したフィルムを使用したものでは、円筒がきれいに作成されず、図５に示すように口が開いたような形状になった。

通常、フィルムを円筒状に成形すると、図６に示すように変形の中立線１１より外側では伸び、内側では圧縮の応力分布となる。このような状態を成形、保持することは容易ではないことは明らかである。そこで、予めフィルム幅方向で異なる収縮率とした２層のフィルムを貼り合わせて一体化し、それを成形時に収縮させることで変形の中立線より内側をより大きく収縮させることで成形性、形状保持性が良好となる。このとき、内側層の収縮率を外側層の収縮率よりも大とする。

なお、内側層９Ａと外側層９Ｂを構成するフィルムのヤング率に応じて厚み比率、収縮比率を変えることで、例えば円筒の場合はその仕上がり径を変化させることが可能となる。また、２層の収縮率が異なる部分は、フィルム全幅とする他に、曲げを加えたい箇所のみとすることも可能である。例えば、フィルム９を円筒状ではなく四角形状にしたい場合は、四隅のコーナーを構成する部位のみ異なる収縮率の異なる２層とする。この他、接着剤又は塗料を内側層９Ａであるプラスティックフィルム上に塗布して形成した被膜を外側層９Ｂとしてもよい。また、熱による収縮が最も簡便な方法であるが、紫外線硬化樹脂をプラスチックフィルム上に塗布した後、紫外線を照射して樹脂を硬化、収縮させてもよい。

以上のように、本実施形態の光ユニットによれば、２層としたフィルムのうち内側層９Ａの収縮率が外側層９Ｂの収縮率よりも大であるので、その収縮応力により所定の形状を容易に得ることができるようになり、フィルム９の口開きを防止して光ファイバ８の脱落を防止することができる。

また、本実施形態の光ユニットによれば、フィルム両端縁９ａ，９ｂを重ねて接着したので、フィルム９の口開きが無く光ファイバ８の脱落を確実に防止可能となる。

また、本実施形態の光ファイバケーブルによれば、本発明に係る光ユニット２を外被４でその内部に収容して被覆した構造であるので、中間後分岐時に外被４を引き裂いたときに光ファイバ８がフィルム９によって脱落無くその内部に収納された状態にあるので、所望の光ファイバ８を取り出し易くなる。特に、光ユニット２が複数本束ねられていると、どの光ユニット２の光ファイバ８であるのかが不明となり易くなるが、本発明ではそのようなことが起こらない。

「その他の例」
ここでは、１枚のフィルム９の内面側を加熱してから円筒形状に加熱成形することでフィルム９を円筒形状にする例である。図７に示すように、フィルム９を円筒形状に成形する前に、例えば１２０℃に加熱したステンレス製の金属体１２にフィルム９の一面を接触させながらフィルム長手方向に通過させる。その後、金属体１２に接触した一面を内側にして円筒形状をなすガイド１０の中を通しながら加熱してフィルムを丸める。フィルム９は、幅１５ｍｍ、厚み０．０２５ｍｍのＰＥＴフィルムを外径３ｍｍの円筒形状に成形した。次に、円筒形状に成形したフィルム９を一旦開き、そのフィルム内部に１００本の光ファイバ８を収納させた。

フィルム９の片面を加熱した場合には、フィルム長手方向に亘りきれいな円筒を形成することが可能であった。これに対して、加熱を行わない場合は、円筒を形成する時点で、シワや折れ等が発生し長手方向に亘りきれいな円筒形状を形成することが出来なかった。このようなシワや折れ等は、光ファイバ８に不慮の挟み込みや固定等を与え、損失増加や局部歪の要因となり良好なケーブル特性を得ることが困難となる。

実際に、図７に示す工程で作成した光ユニットに直径０．７ｍｍ×２本の鋼線による抗張力体と共にポリエチレンの外被を施して直径９．０ｍｍとした光ファイバケーブルを製造した。この光ファイバケーブルでは、最大の光損失が波長１．５５μｍにおいて０．１９６ｄＢ／ｋｍと良好な特性を示した。しかし、円筒形状に成形する前にフィルムの片面を加熱しなかった光ファイバケーブルでは、最大の光損失が波長１．５５μｍにおいて０．４２１ｄＢ／ｋｍと損失の劣化が認められた。

また、これらの光ファイバケーブルをケーブル外径の１０倍の曲げ半径、すなわち直径１８０ｍｍで±１８０度の曲げを加えた場合、前者の光ファイバケーブルでは損失変動量は０．００ｄＢであったのに対し、後者の光ファイバケーブルでは１０箇所の曲げを加えた中で４箇所で０．２ｄＢを越える損失増加が認められた。損失増加が発生した箇所を解体し、調査すると何れの箇所でもフィルムにシワがあり、光ファイバを挟み込み拘束していた。光ファイバが拘束されることにより、曲げを加えた箇所で光ファイバの自由度が失われ、局部的に損失増加していたのである。

図８はフィルムを四角形に成形する例である。フィルム９を四角形にするには、四隅に対応する位置に円弧突起１３を有した加熱してなる金属体１４にフィルム９を接触させて通過させるようにしてもよい。このようにすれば、フィルム９を四角形に成形し易くなり、その四角形状も保持される。

本発明は、成形したフィルム内に光ファイバを収納して被覆した光ユニットに利用することができる。

１ 光ファイバケーブル
２ 光ユニット
３ 押え巻きテープ
４ 外被
８ 光ファイバ
９ フィルム
９Ａ 内側層
９Ｂ 外側層

Claims (4)

1. 帯状のフィルムを所定形状に成形したフィルム内に光ファイバを収納し、ＳＺ撚りが施された光ユニットであって、
   前記フィルムは、フィルム幅方向で異なる収縮率とした２層からなり、所定形状とされた内側層の収縮率が外側層の収縮率よりも大であり、
   前記フィルムの幅方向端部を重ねて接着した
   ことを特徴とする光ユニット。
2. 請求項１記載の光ユニットであって、
   前記内側層がプラスチックフィルムであり、前記外側層が接着剤又は塗料を前記プラスチックフィルム上に塗布してなる被膜である
   ことを特徴とする光ユニット。
3. 請求項１または２に記載の光ユニットを外被でその内部に収容して被覆したことを特徴とする光ファイバケーブル。
4. 請求項３に記載の光ファイバケーブルであって、
   前記光ユニットを複数本束ねたことを特徴とする光ファイバケーブル。

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