JP5947782B2 - 光ファイバケーブル - Google Patents

Description

本発明は、防水型の光ファイバケーブルに関する。

近年、光ファイバケーブルにおいては高密度化・細径化の要望が高くなってきている。これに伴って、従来のテープスロット型の光ファイバケーブル（スロットケーブル）よりも高密度化・細径化が可能な細径高密度ケーブルが普及してきている。

スロットケーブルは、長手方向の断面中心部に抗張力体を有し、外周側端部に溝状の複数の凹部を設けたスロットの凹部内に光ファイバテープ心線を配置して、最外周を外被で被覆した構造を有する。一方、細径高密度ケーブルは、例えば特許文献１に記載のように、長手方向の断面中心部に複数の光ファイバ心線よりなるケーブルコアを有するセンターコア型の光ファイバケーブルである。細径高密度ケーブルは、ケーブルコアを挟むように抗張力体を配置して、ケーブルコア及び抗張力体の全体を外被で被覆した構造を有する。

光ファイバケーブルを地下配管等で使用するために、光ファイバケーブルには防水処理を施す必要がある。防水処理を施した防水型の光ファイバケーブルとしては、例えば特許文献２に記載されているように、従来から吸水テープが広く用いられている。細径高密度ケーブルにおいては、ケーブルコアの外周を吸水テープで巻くことにより防水型の光ファイバケーブルとしている。

特許第４９０２５８０号公報 特開昭６３−３０８０９号公報

ところが、センターコア型の光ファイバケーブルにおいては、ケーブルコアのケーブル心数が多くなると、水が浸入する空隙が大きくなる。よって、一般的に採用されているケーブルコアの外周を吸水テープで巻く構成では、十分な防水特性を得ることができない。

そこで、センターコア型の光ファイバケーブルに用いて好適であり、ケーブルコアのケーブル心数が多くても十分な防水特性を得ることができる光ファイバケーブルの構造が求められている。

本発明はこのような要望に対応するため、ケーブルコアのケーブル心数が多くても十分な防水特性を得ることができるセンターコア型の光ファイバケーブルを提供することを目的とする。

本発明は、上述した従来の技術の課題を解決するため、複数の光ファイバ心線よりなるケーブルコアと、前記ケーブルコアを被覆する外被とを備え、前記ケーブルコアにおける中心側に位置する光ファイバ心線の部分を内周側コア部、外周側に位置する光ファイバ心線の部分を外周側コア部としたとき、前記外周側コア部は第１の吸水テープで巻かれており、前記内周側コア部は少なくとも周方向の部分的に、前記第１の吸水テープと同体または別体の第２の吸水テープで巻かれていることを特徴とする光ファイバケーブルを提供する。

上記の構成において、第１の吸水テープと第２の吸水テープとは、周方向の重なり率が３３％以上であることが好ましい。

上記の構成において、前記第１の吸水テープと前記第２の吸水テープとは別体の２枚の吸水テープよりなり、前記第１の吸水テープは前記外周側コア部の全周に巻かれており、前記第２の吸水テープは前記内周側コア部の全周に巻かれていることが好ましい。

上記の構成において、前記第１の吸水テープと前記第２の吸水テープとは同体の１枚の吸水テープよりなり、前記１枚の吸水テープの一方の端部は前記ケーブルコアの内部に位置し、他方の端部は前記ケーブルコアの外周に位置して、前記一方の端部から前記他方の端部まで螺旋状を描いた状態で前記外被の内部に配置されている構成を採用することができる。

以上の各構成において、前記外被の内部に、前記ケーブルコアを挟むように配置された抗張力体をさらに備えることが好ましい。

本発明の光ファイバケーブルによれば、ケーブルコアのケーブル心数が多くても十分な防水特性を得ることができる。

第１実施形態の光ファイバケーブルを示す断面図である。 第２実施形態の光ファイバケーブルを示す断面図である。 第３実施形態の光ファイバケーブルを示す断面図である。

後述する明細書及び図面の記載から、少なくとも以下の事項が明らかとなる。複数の光ファイバ心線よりなるケーブルコアと、前記ケーブルコアを被覆する外被とを備え、前記ケーブルコアにおける中心側に位置する光ファイバ心線の部分を内周側コア部、外周側に位置する光ファイバ心線の部分を外周側コア部としたとき、前記外周側コア部は第１の吸水テープで巻かれており、前記内周側コア部は少なくとも周方向の部分的に、前記第１の吸水テープと同体または別体の第２の吸水テープで巻かれていることを特徴とする光ファイバケーブルが明らかとなる。

このような光ファイバケーブルであれば、ケーブルコアのケーブル心数が多くても十分な防水特性を得ることができる。

上記の光ファイバケーブルにおいて、第１の吸水テープと第２の吸水テープとは、周方向の重なり率が３３％以上であることが好ましい。これにより、ケーブル心数を1000心としても十分な防水特性を得ることができる。このことは、周方向の重なり率は１００％未満であってもよいことを意味する。重なり率を１００％未満とすることにより、防水特性を実質的に損なわず、使用する吸水テープの量を減らすことができる。

上記の光ファイバケーブルにおいて、前記第１の吸水テープと前記第２の吸水テープとは別体の２枚の吸水テープよりなり、前記第１の吸水テープは前記外周側コア部の全周に巻かれており、前記第２の吸水テープは前記内周側コア部の全周に巻かれていることが好ましい。これにより、ケーブル心数が多くてもさらに十分な防水特性を得ることが可能となる。

上記の光ファイバケーブルにおいて、前記第１の吸水テープと前記第２の吸水テープとは同体の１枚の吸水テープよりなり、前記１枚の吸水テープの一方の端部は前記ケーブルコアの内部に位置し、他方の端部は前記ケーブルコアの外周に位置して、前記一方の端部から前記他方の端部まで螺旋状を描いた状態で前記外被の内部に配置されている構成としてもよい。

このような光ファイバケーブルであれば、十分な防水特性を得ることができる効果に加えて、次のような効果を奏する。ケーブル口出し時に、吸水テープをめくると光ファイバ心線が徐々に露出することになるため、光ファイバ心線が取り出しやすいという利点を有する。

以上の光ファイバケーブルにおいて、前記外被の内部に、前記ケーブルコアを挟むように配置された抗張力体をさらに備えることが好ましい。これにより、光ファイバ心線の長手方向にかかる張力に抗して、光ファイバ心線が必要以上に伸ばされないようにすることができる。

以下、各実施形態の光ファイバケーブルについて、添付図面を参照して説明する。各実施形態において、実質的に同一部分には同一符号を付し、共通する部分の説明を適宜省略する。

＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態の光ファイバケーブル１０１を長手方向と直交する方向に切断した断面図である。光ファイバケーブル１０１はセンター型の細径高密度ケーブルである。

図１に示すように、光ファイバケーブル１０１は、断面中心部に複数の光ファイバ心線１１よりなるケーブルコア１０を有する。ケーブルコア１０は断面円形である。光ファイバ心線１１は、光ファイバ素線であってもよく、テープ心線であってもよい。テープ心線は、複数の光ファイバ心線を、長手方向及び幅方向に間欠的に固着したテープ心線であってもよい。

一対の抗張力体２０は、ケーブルコア１０を挟むように配置されている。抗張力体２０は２本に限定されない。光ファイバケーブル１０１が抗張力体２０を有することによって、光ファイバ心線１１の長手方向にかかる張力に抗して、光ファイバ心線１１が必要以上に伸ばされないようにすることができる。

一対の抗張力体２０を結ぶ方向と直交する方向には、一対の引き裂き紐３０がケーブルコア１０を挟むように配置されている。ケーブルコア１０の外周は、吸水テープ４１で巻かれている。また、ケーブルコア１０の内部にも、吸水テープ４２が配置されている。

吸水テープ４１を第１の吸水テープ、吸水テープ４２を第２の吸水テープとすると、第１の吸水テープと第２の吸水テープとは別体の２枚の吸水テープである。

ケーブルコア１０、抗張力体２０、引き裂き紐３０、吸水テープ４１，４２の全体は、熱可塑性樹脂よりなる外被５０で断面が円形となるように被覆されている。引き裂き紐３０は、光ファイバ心線１１を外部に取り出す際に、外被５０を引き裂くために設けられている。外被５０の引き裂き紐３０が配置されている位置に対応して、引き裂き紐３０が配置されている位置であることを示す凸部５１が形成されている。

外被５０を形成する熱可塑性樹脂としては、例えばポリエチレンが用いられる。熱可塑性樹脂として直鎖状低密度ポリエチレン（LLDPE）や高密度ポリエチレン（HDPE）を用いることが好ましい。

ここで、吸水テープ４１，４２について詳細に説明する。吸水テープ４１，４２の一面には、吸水材（吸水パウダー）が塗布されている。吸水テープ４１，４２は、吸水材が塗布された面が内面側となるように、ケーブルコア１０の外周及び内部に配置されている。

吸水テープ４１，４２が図示のようにケーブルコア１０の外周及び内部に配置されることによって、ケーブルコア１０は、吸水テープ４２で巻かれた内周側コア部１０ａと、吸水テープ４１，４２間に位置する外周側コア部１０ｂとに分けられる。

光ファイバケーブル１０１の断面または破れた外被５０より光ファイバケーブル１０１の内部へと水が浸入すると、吸水テープ４１，４２に塗布された吸水材が水を吸収して膨張する。吸水材が膨張すると、ケーブルコア１０内の光ファイバ心線１１の隙間を埋め、水の浸入を防ぐ防壁が作られる。これによって、光ファイバケーブル１０１は防水構造を実現している。

吸水テープ４１は、ケーブルコア１０の外周を、３６０度以上の範囲で巻くことが好ましい。即ち、ケーブルコア１０の外周に吸水テープ４１で覆われていない部分が存在しないよう、吸水テープ４１の端部を重ね合わせるようにケーブルコア１０の外周に巻き付けることが好ましい。

第１実施形態の光ファイバケーブル１０１においては、吸水テープ４２は内周側コア部１０ａの周囲をほぼ３６０度の範囲で巻いている。吸水テープ４１と同様、内周側コア部１０ａの周囲を３６０度以上の範囲で巻いてもよい。

以上のような構成を有する第１実施形態の光ファイバケーブル１０１によれば、内周側コア部１０ａを巻く吸水テープ４２が存在することにより、水が浸入したときに水が走る隙間の量に対する吸水材の割合を多くすることができる。また、吸水材と隙間との距離を吸水テープ４２がない場合を比較して短くすることができる。

よって、第１実施形態の光ファイバケーブル１０１においては、ケーブルコア１０の光ファイバ心線１１のケーブル心数が多くても十分な防水特性を得ることが可能となる。光ファイバケーブル１０１は、十分な防水特性を有するセンターコア型の光ファイバケーブルを実現している。

表１を用いて、第１実施形態の光ファイバケーブル１０１による効果を説明する。図１に示す光ファイバケーブル１０１の吸水テープ４２を省いた構成に相当する吸水テープをケーブルコア１０の外周のみに巻いた従来構造の光ファイバケーブルと、図１に示す構造の光ファイバケーブル１０１とを比較した。表１に示すように、ケーブル心数を複数異ならせた従来構造の光ファイバケーブルと第１実施形態の光ファイバケーブル１０１とを試作して、防水特性評価試験を行った。

この防水特性評価試験には、浸水試験の規格IEC60794-1-2 water penetrationを用いた。ケーブル片端末に水頭長１ｍとなるように水道水を注水し、２４０時間後の水走り長を測定した。表１において、従来構造のケーブル心数が１００心の場合の水走り長を相対的に１とし、従来構造の光ファイバケーブルと第１実施形態の光ファイバケーブル１０１のそれぞれのケーブル心数における水走り長を相対値で示している。

判定結果として合格を“○”で、不合格を“×”で示している。水走り長が５以下を合格とする。この水走り長の判定において、合格と不合格の基準は本出願人が採用している基準である。

表１に示すように、吸水テープをケーブルコア１０の外周のみに巻いた従来構造の光ファイバケーブルでは、ケーブル心数が２００心以下しか防水特性が基準を満たさない。一方、第１実施形態の光ファイバケーブル１０１では、ケーブル心数が1000心でも防水特性が基準を満たし、十分な防水特性を有することが分かる。なお、表１において、従来構造の光ファイバケーブルのケーブル心数が３００心以上で、水走り長を２５以上としているのは、水走り長２５までしか測定できなかったためである。

比較例として、吸水テープをケーブルコア１０の外周のみに二重に巻いた光ファイバケーブルを試作して、上記と同様に防水特性評価試験を行った。比較例の二重構造の光ファイバケーブルでは、２つの吸水テープの間に光ファイバ心線１１が存在しない構成である。表２に、二重構造の光ファイバケーブルと第１実施形態の光ファイバケーブル１０１の試験結果を示す。

表２に示すように、二重構造の光ファイバケーブルでも同様に、ケーブル心数が２００心以下しか防水特性が基準を満たさない。このことは、吸水テープの巻き量（吸水材の量）が同じでも、吸水テープの配置の仕方によって十分な防水特性を得ることができないことを意味する。

吸水材の量が同じでも、吸水材と光ファイバ心線１１の隙間との距離を短くするほど、防水特性を向上させることができる。内周側コア部１０ａと外周側コア部１０ｂとを吸水テープ４１，４２で個別に巻いた第１実施形態の光ファイバケーブル１０１の構成は、防水特性を向上させるために効果的な構成であることが分かる。

＜第２実施形態＞
図２に示す第２実施形態の光ファイバケーブル１０２は、第１実施形態の光ファイバケーブル１０１における吸水テープ４２が内周側コア部１０ａをほぼ３６０度の範囲で巻いているのに対し、内周側コア部１０ａにおける周方向の部分的な角度範囲のみ吸水テープを巻いた構成である。

図２の（ａ）に示す光ファイバケーブル１０２は、内周側コア部１０ａにおける１８０度の角度範囲を吸水テープ４２１で巻いている。吸水テープ４２１は、ケーブルコア１０の内部に半円弧の状態で配置されている。外周側コア部１０ｂの全周を巻く吸水テープ４１と吸水テープ４２１とが重なっている重なり率は５０％である。

ここで、外周側の吸水テープ４１の周方向の角度範囲を第１の角度範囲とし、内周側の吸水テープの周方向の角度範囲を第２の角度範囲とすると、第１の角度範囲内における第２の角度範囲の割合（または比）が重なり率となる。第２実施形態の光ファイバケーブル１０２においては、内周側の吸水テープの周方向の角度範囲を３６０度で割った値と等価となる。

図２の（ｂ）に示す光ファイバケーブル１０２は、内周側コア部１０ａにおける３１５度の角度範囲を吸水テープ４２２で巻いている。吸水テープ４１と吸水テープ４２２との重なり率は８８％である。図２の（ｃ）に示す光ファイバケーブル１０２は、内周側コア部１０ａにおける９０度の角度範囲を吸水テープ４２３で巻いている。吸水テープ４１と吸水テープ４２３との重なり率は２５％である。

図２に示すように、内周側コア部１０ａを巻く吸水テープの角度範囲を異ならせて、十分な防水特性を得るために、外周側の吸水テープ４１と内周側の吸水テープとの重なり率がどの程度必要であるかを実験により確かめた。

ケーブル心数を1000心とし、重なり率Ｄ（％）を２５％〜１００％で複数異ならせた複数の第２実施形態の光ファイバケーブル１０２を試作した。表３は、上記と同様に防水特性評価試験を行った結果を示している。

表３において、重なり率Ｄが１００％の光ファイバケーブルは、図１に示す第１実施形態の光ファイバケーブル１０１と実質的に同じである。但し、表１のケーブル心数が1000心の光ファイバケーブル１０１と表３の重なり率Ｄが１００％の光ファイバケーブルとは試作品が異なるため、水走り長に若干の違いが生じている。表３においても、水走り長は、表１の従来構造のケーブル心数が１００心の場合の水走り長を１としたときの相対値である。

表３より、ケーブル心数を1000心としても十分な防水特性を得るためには、外周側の吸水テープ４１と内周側の吸水テープ（４２１，４２２）との重なり率Ｄを３３％以上とすることが好ましい。表３では重なり率Ｄを最高８８％としているがそれ以上としてもよい。

なお、ケーブル心数を４００心とした場合には、重なり率Ｄの下限は３３％より小さな値となる。第２実施形態の光ファイバケーブル１０２は、重なり率Ｄが１００％でなくてもよいことを示す。重なり率Ｄ３３％以上が必須であることを示すものではない。

重なり率Ｄを１００％未満とすることにより、防水特性を実質的に損なわず、使用する吸水テープの量を減らすことができる。なお、重なり率Ｄを１００％とした第１実施形態の光ファイバケーブル１０１と重なり率Ｄを１００％未満とした第２実施形態の光ファイバケーブル１０２とでは、防水特性を良好にするという点では、第１実施形態の光ファイバケーブル１０１の方が好ましいことは勿論である。

＜第３実施形態＞
図３に示す第３実施形態の光ファイバケーブル１０３は、第１実施形態の光ファイバケーブル１０１及び第２実施形態の光ファイバケーブル１０２とは異なり、１枚の吸水テープで、光ファイバケーブル１０１，１０２と同様の効果を奏するように構成したものである。

図３において、吸水テープ４３の一方の端部４３１はケーブルコア１０の内部に位置している。吸水テープ４３は、図示のように螺旋を描いた状態で外被５０の内側に配置されている。吸水テープ４３は、端部４３１から中間部４３２までの範囲がケーブルコア１０の内部に位置し、中間部４３２から他方の端部４３３までの範囲がケーブルコア１０の外周を巻いている。

端部４３３から中間部４３２までの部分を第１の吸水テープ、中間部４３２から端部４３１までの部分を第２の吸水テープとすると、第３実施形態の光ファイバケーブル１０３においては、第１の吸水テープと第２の吸水テープとは同体の１枚の吸水テープである。

第３実施形態の光ファイバケーブル１０３においても、吸水テープ４３の端部４３１から中間部４３２までの範囲で巻かれた光ファイバ心線１１は内周側コア部１０ａである。内周側コア部１０ａより外側の部分の光ファイバ心線１１は外周側コア部１０ｂである。

表４は、吸水テープ４３を螺旋状とした第３実施形態の光ファイバケーブル１０３の防水特性評価試験の結果を示している。表１と同様、ケーブル心数を１００心から1000心としている。表４に示すように、第３実施形態の光ファイバケーブル１０３は第１実施形態の光ファイバケーブル１０１と同様に十分な防水特性を得ることができる。

図３では、ケーブルコア１０の外周に吸水テープ４３で覆われていない部分が存在するが、吸水テープ４３で覆われていない部分が存在しないよう外周の全周を巻くことが好ましい。

ところで、第１実施形態の光ファイバケーブル１０１と第３実施形態の光ファイバケーブル１０３とは防水特性という点ではほとんど差がない。第３実施形態の光ファイバケーブル１０３においては、ケーブル口出し時に、吸水テープ４３をめくると光ファイバ心線１１が徐々に露出することになるため、光ファイバ心線１１が取り出しやすいという利点を有する。

光ファイバケーブルの製造のしやすさという点では、第１実施形態の光ファイバケーブル１０１の方が容易である。光ファイバケーブルの製造のしやすさを考慮すると、第１実施形態の光ファイバケーブル１０１の方が好ましい。

本発明は以上説明した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。

１０ ケーブルコア
１１ 光ファイバ心線
２０ 抗張力体
３０ 引き裂き紐
４１〜４３，４２１〜４２３ 吸水テープ
５０ 外被
１０１〜１０３ 光ファイバケーブル

Claims (2)

1. 複数の光ファイバ心線よりなるケーブルコアと、
   前記ケーブルコアを被覆する外被と、
   を備え、
   前記ケーブルコアにおける中心側に位置する光ファイバ心線の部分を内周側コア部、外周側に位置する光ファイバ心線の部分を外周側コア部としたとき、前記外周側コア部は第１の吸水テープで巻かれており、前記内周側コア部は少なくとも周方向の部分的に、前記第１の吸水テープと同体または別体の第２の吸水テープで巻かれており、
   前記第１の吸水テープと前記第２の吸水テープとは同体の１枚の吸水テープよりなり、
   前記１枚の吸水テープの一方の端部は前記ケーブルコアの内部に位置し、他方の端部は前記ケーブルコアの外周に位置して、前記一方の端部から前記他方の端部まで螺旋状を描いた状態で前記外被の内部に配置されている
   ことを特徴とする光ファイバケーブル。
2. 前記外被の内部に、前記ケーブルコアを挟むように配置された抗張力体をさらに備える
   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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