JP5956961B2 - 光ファイバケーブル - Google Patents

Description

本発明は、１本以上の光ファイバユニットを撚り、この上に押さえ巻きを縦添えした光ファイバケーブルに関する。

近年、細径化されたセンターコア型の光ファイバケーブル構造が導入され始めている。センターコア型の光ファイバケーブルでは、熱可塑性テープ等の押さえ巻きを筒状に成形した中に光ファイバ心線が収納され外被と直接接触しない構造となっている（特許文献１、特許文献２）。

特開２０１１−１２３４７２号公報 特開平８−２７１７７３号公報

しかしながら、特許文献１、特許文献２に記載された光ファイバケーブルにあっては、ケーブル製造時に押さえ巻きが押出時の熱により収縮し、押出時の樹脂の抵抗により押さえ巻きが伸ばされた状態でケーブル内に実装される。このケーブルを図４（ａ）、図５（ａ）に示すように、中間部で分岐した際に、伸ばされていた押さえ巻き１２の歪みが解放されて収縮する。

すると、図４（ｂ）、図５（ｂ）に示すように、収納されていた光ファイバ１３が蛇行して蛇行した光ファイバ１３が外側に逃げようとする。さらに、図４（ｃ）、図５（ｃ）に示すように、押さえ巻き１２から内部の光ファイバ１３が飛び出してしまうことがある。このため、作業中に飛び出した光ファイバを誤って引っ掛けて断線させてしまうおそれがある。

本発明の課題は、ケーブル中間分岐時に押さえ巻きの収縮による光ファイバ心線の飛び出しを抑制できる光ファイバケーブルを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の光ファイバケーブルは、複数の光ファイバ心線をＳＺ撚りした光ファイバユニットと、前記光ファイバユニットの外周に縦添えされた押さえ巻きと、前記押さえ巻きの外周に施されたシースとを有する光ファイバケーブルであって、前記押さえ巻きの前記光ファイバユニットに対するラップ率が前記光ファイバユニットの直径から算出される円周長に対して１．５周以上２．０周以下であり、ケーブル長に対する光ファイバ余長率をＢとし、前記ケーブル長に対する押さえ巻き余長率をＡとした場合に、０≦（Ｂ−Ａ）≦０．６０の関係を有する。

また、本発明の光ファイバケーブルは、複数の光ファイバ心線を一方向撚りした光ファイバユニットと、前記光ファイバユニットの外周に縦添えされた押さえ巻きと、前記押さえ巻きの外周に施されたシースとを有する光ファイバケーブルであって、前記押さえ巻きの前記光ファイバユニットに対するラップ率が前記光ファイバユニットの直径から算出される円周長に対して１．５周以上２．０周以下であり、ケーブル長に対する光ファイバ余長率をＢとし、前記ケーブル長に対する押さえ巻き余長率をＡとした場合に、０．２５≦（Ｂ−Ａ）≦０．７０の関係を有する。

本発明によれば、ケーブル中間分岐時に押さえ巻きの収縮による光ファイバ心線の飛び出しを抑制できる。

本発明に係る実施例１の光ファイバケーブルの構成を示す断面図である。 光ファイバ余長率、押さえ巻き余長率及びラップ率に対する一方向撚り及びＳＺ撚りしたケーブルの中間分岐時の光ファイバの押さえ巻きからの飛び出しの有無及び製造性を示す図である。 本発明に係る実施例２の光ファイバケーブルの構成を示す断面図である。 従来の光ファイバケーブルの中間分岐時の押さえ巻きからの光ファイバの飛び出しを説明する側面図である。 従来の光ファイバケーブルの中間分岐時の押さえ巻きからの光ファイバの飛び出しを説明する断面図である。

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をＳＺ撚りした光ファイバユニットと、この光ファイバユニットの外周に縦添えされた押さえ巻きと、この押さえ巻きの外周に施されたシースと有する光ファイバケーブルであって、前記押さえ巻きの前記光ファイバユニットに対するラップ率が前記光ファイバユニットの直径に対して１．５周以上２．０周以下であり、ケーブル長に対する光ファイバ余長率をＢとし、ケーブル長に対する押さえ巻き余長率をＡとした場合に、０≦（Ｂ−Ａ）≦０．６０の関係を有す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、ケーブル中間分岐時に押さえ巻きの収縮による光ファイバ心線の飛び出しを抑制できる。

また、複数の光ファイバ心線を一方向撚りした光ファイバユニットと、この光ファイバユニットの外周に縦添えされた押さえ巻きと、この押さえ巻きの外周に施されたシースと有する光ファイバケーブルであって、前記押さえ巻きの前記光ファイバユニットに対するラップ率が前記光ファイバユニットの直径に対して１．５周以上２．０周以下であり、ケーブル長に対する光ファイバ余長率をＢとし、ケーブル長に対する押さえ巻き余長率をＡとした場合に、０≦（Ｂ−Ａ）≦０．７０の関係を有す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、ケーブル中間分岐時に押さえ巻きの収縮による光ファイバ心線の飛び出しを抑制できる。

また、前記ケーブル長に対する光ファイバ余長率Ｂが０．０５％以上であり、前記ケーブル長に対する押さえ巻き余長率Ａが−０．２％以下であることが望ましい。これにより、安価且つ高信頼性のケーブルとなる。

また、押さえ巻きは、熱可塑性樹脂からなることが望ましい。これにより、ケーブル分岐時においても特に粗巻き等のバインドが無くても光ファイバユニットを覆うことができる。

以下、本発明に係る実施例の光ファイバケーブルを図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明に係る実施例１の光ファイバケーブルの構成を示す断面図である。図１に示す実施例１の光ファイバケーブルは、自己支持型光ファイバケーブルであり、ケーブル本体部１と、支持線９が内部に収納された支持線部２と、ケーブル本体部１及び支持線部２を繋ぐ首部３とで構成されている。

ケーブル本体部１の中央には、ＳＺ撚りされた複数の光ファイバ心線４からなる光ファイバユニットが設けられている。ＳＺ撚りとは、複数本の線条を一方向に捻回し、長さ方向にある距離を隔ててから捻回の方向を逆転し、さらに長さ方向に同じある距離を隔ててから捻回の方向を元に戻し、これを繰り返すという状態を言う。

なお、ＳＺ撚りされた複数の第１光ファイバ心線４からなる光ファイバユニットを用いる代わりに、一方向撚りされた複数の光ファイバ心線４からなる光ファイバユニットを用いても良い。ＳＺ撚り又は一方向撚りのピッチは、例えば８００ｍｍである。

さらに、複数の光ファイバ心線４の外周には押さえ巻き５が縦添えして施されている。押さえ巻き５としては、例えば、不織布などからなる押さえ巻きテープが巻かれている。押さえ巻き５は、例えば、熱可塑性樹脂からなる。押さえ巻き５の外周にはシース８が施されている。シース８は、例えば、ＰＥ（ポリエチレン）などからなる。

シース８の中には２つの抗張力体（テンションメンバ）６が互いに略１８０度の位置に配置されている。また、シース６の中には２つの抗張力体（テンションメンバ）６と略直交する方向に引き裂き紐７が設けられている。

（実施例１の光ファイバケーブルの特徴的な構成）
次に、実施例１の光ファイバケーブルの特徴的な構成について説明する。まず、ケーブルに対する光ファイバ余長率、ケーブル解体時のケーブル長に対する押さえ巻き余長率との差分、即ち押さえ巻き５に対する光ファイバ心線４の相対余長が大きいほど、中間分岐時に光ファイバ心線４が飛び出し易くなる。つまり、ケーブルを解体すると、光ファイバ心線４の外被と押さえ巻き５間の密着が開放され、押さえ巻き５の歪みが解放されて縮み、光ファイバ心線４の相対余長率が増加して飛び出す力が生じる。

ここで、押さえ巻き５のコア（光ファイバユニット）に対するラップ率が高ければ、飛び出そうとして膨らんだコアを保持するための周長が確保されて飛び出しの発生を防ぐことができる。しかし、ラップ率が低ければ、コアが飛び出してしまう。なお、このコアの膨らみは光ファイバ心線４の撚り方に影響され、ＳＺ撚りの場合、Ｓ撚りとＺ撚りの反転部が解放されることから、一方向撚りよりもコアの膨らみが大きくなり、コアが飛び出し易くなる。即ち、押さえ巻き５からの光ファイバユニットの飛び出しは、光ファイバユニット上に縦添えした押さえ巻き５のラップ率にも依存する。

そこで、本出願人の発明者らは、ケーブル解体時のケーブル長に対する光ファイバ余長率をＢとし、ケーブル解体時のケーブル長に対する押さえ巻き余長率をＡとし、押さえ巻き５の光ファイバユニットに対するラップ率をＲとし、光ファイバ余長率Ｂ、押さえ巻き余長率Ａ、ラップ率Ｒを変化させたときの、一方向撚りしたケーブルの中間分岐時の光ファイバ心線４の押さえ巻き５からの飛び出しの有無、ＳＺ撚りしたケーブルの中間分岐時の光ファイバ心線４の押さえ巻き５からの飛び出しの有無、及び製造性について、確認した。この確認結果を図２に示す。

なお、光ファイバ余長率Ｂは、（光ファイバ長さ平均値−ケーブル長さ）／ケーブル長さ×１００〔％〕である。押さえ巻き余長率Ａは、（押さえ巻き長さ−ケーブル長さ）／ケーブル長さ×１００〔％〕である。ラップ率Ｒは、押さえ巻き幅／（光ファイバユニット直径×π）〔周〕である。

また、この例では、厚さ２５μｍ、ヤング率４ＧＰａのポリエステルフィルムを押さえ巻き５とし、撚り合わせた光ファイバユニット上に縦添えしながらシース８を被覆し、２００心ケーブル、及び６０心ケーブルを試作した。また、光ファイバ心線４には間欠的接着型４心テープ心線を用い、２００心ケーブルについては、２０心毎にバンチングを施し、合計で１０個の光ファイバユニットとし、６０心構造は３個の光ファイバユニットとしてそれぞれＳＺ撚り、一方向撚りした。

ケーブル外径は、２００心構造でケーブル本体部外径をφ１０．５ｍｍ、６０心構造でケーブル本体部外径をφ８．５ｍｍとした。集合ユニット径は２００心構造で５．５ｍｍ、６０心構造で３．０ｍｍとした。

また、光ファイバ余長は、製造時の光ファイバ心線４のバックテンションをコントロールし、押さえ巻き余長は、製造時の押さえ巻き５のバックテンションをコントロールし、ラップ率は、押さえ巻き幅を変えて行った。

ケーブルの中間分岐時の光ファイバ４の押さえ巻き５からの飛び出しの有無の確認については、ケーブルに１％のたるみを持たせた状態でケーブルを架台に取り付け、ケーブルの中間部７００ｍｍの外被（シース）を剥ぎ取り（中間分岐）、１０分後に押さえ巻き５からの光ファイバ心線４の飛び出しの有無を確認した。光ファイバ心線４の飛び出しがあった場合には「有」、光ファイバ心線４の飛び出しがなかった場合には「無」とした。

図２に示す確認結果に基づき、ラップ率が１．５周〜２．１周において、ＳＺ撚りでは、Ｂ−Ａが０．２５〜０．６０であり、一方向撚りでは、Ｂ−Ａが０．２５〜０．７０であるときに、ケーブル中間分岐時に押さえ巻き５の収縮による光ファイバ心線４の飛び出しの発生はなかった。

また、押さえ巻き５のラップ率が高くなると、ラップした押さえ巻き５の内側と外側にかかる張力に差が生じ易く、長い条長での試作時に押さえ巻きが折れたり、反転したりする。この場合、６０００ｍ長の試作を行い、押さえ巻き５の折れや反転が生じ、特性異常が生じた場合に×とした。製造性については、ラップ率が２．１周では、製造時に押さえ巻き５の折れが発生し、伝送特性の劣化が確認された。

以上のことから、ＳＺ撚りでは、０．２５≦（Ｂ−Ａ）≦０．６０、一方向撚りでは、０．２５≦（Ｂ−Ａ）≦０．７０、ＳＺ撚り及び一方向撚りでは、１．５≦Ｒ≦２．０である必要がある。また、図２に示すように、ケーブル解体時のケーブル長に対する光ファイバ余長率Ａが０．０５％以上であり、ケーブル解体時のケーブル長に対する押さえ巻き余長率Ｂが−０．２％以下である必要がある。

また、押さえ巻き５を熱可塑性樹脂で構成することにより、ケーブル製造時の外被被覆時の熱でその形状を保持し、ケーブル分岐時においても特に粗巻き等のバインドが無くても光ファイバユニットを覆うことができる。

このように実施例１に係る光ファイバケーブルによれば、複数の光ファイバ心線４をＳＺ撚りした光ファイバユニットを用いた場合に、押さえ巻き５の光ファイバユニットに対するラップ率が光ファイバユニットの直径に対して１．５周以上２．０周以下であり、ケーブル解体時のケーブル長に対する光ファイバ余長率をＢとし、ケーブル解体時のケーブル長に対する押さえ巻き余長率をＡとした場合に、０．２５≦（Ｂ−Ａ）≦０．６０の関係を有するので、ケーブル中間分岐時に押さえ巻き５の収縮による光ファイバ心線４の飛び出しを抑制できる。

また、複数の光ファイバ心線４を一方向撚りした光ファイバユニットを用いた場合に、光ファイバユニットに対するラップ率が光ファイバユニットの直径に対して１．５周以上２．０周以下であり、ケーブル解体時のケーブル長に対する光ファイバ余長率をＢとし、ケーブル解体時のケーブル長に対する押さえ巻き余長率をＡとした場合に、０．２５≦（Ｂ−Ａ）≦０．７０の関係を有するので、ケーブル中間分岐時に押さえ巻き５の収縮による光ファイバ心線４の飛び出しを抑制できる。

ここで、ＳＺ撚り及び一方向撚りの場合の（Ｂ−Ａ）の下限を０．２５とした理由を説明する。長期間ドラム等にケーブルを巻いた状態にすると、光ファイバ単体に伸び歪みが加わり、断線が発生する可能性がある。このため、この状態を想定した光ファイバ余長率Ｂの下限は、０．０５％となる。また、ポリエステルフィルムを用いた押さえ巻きは、それ単体が延伸により成形されているため、押し出し成型時の熱により少なくともＡ＝−０．２０％の収縮が発生する。このため、安価且つ高信頼性のケーブルを製造するためには、Ｂ−Ａの下限は０．２５となる。言い換えれば、安価且つ高信頼性のケーブルを製造するためには、ケーブル解体時のケーブル長に対する光ファイバ余長率Ｂが０．０５％以上であり、ケーブル解体時のケーブル長に対する押さえ巻き余長率Ａが−０．２％以下であることが望ましい。

なお、（Ｂ−Ａ）の下限は、０（ゼロ）であっても良い。コストの高い光ファイバや押さえ巻きを用いれば、Ａ及びＢの値をそれぞれ０％にすることが可能であるため、（Ｂ−Ａ）の下限を０にすることが理論的に可能である。

図３は、本発明に係る実施例２の光ファイバケーブルの構成を示す断面図である。図３に示す実施例２の光ファイバケーブルは、図１に示す実施例１の光ファイバケーブルの支持線部２及び首部３を削除し、ケーブル本体部１のみとしたものである。

このような実施例２の光ファイバケーブルにおいても、実施例１の光ファイバケーブルの効果と同様な効果が得られる。

本発明は、光ファイバを複数本纏めた光ファイバユニットを実装した光ファイバケーブルに適用される。

１ ケーブル本体部
２ 支持線部
３ 首部
４ 光ファイバ心線
５ 押さえ巻き
６ 抗張力体（テンションメンバ）
７ 引き裂き紐
８ シース
９ 支持線

Claims (4)

1. 複数の光ファイバ心線をＳＺ撚りした光ファイバユニットと、前記光ファイバユニットの外周に縦添えされた押さえ巻きと、前記押さえ巻きの外周に施されたシースとを有する光ファイバケーブルであって、
   前記押さえ巻きは、非接着で開閉可能に巻かれており、
   ケーブル解体時における前記押さえ巻きからの前記光ファイバ心線の飛び出しを抑えると共に、前記押さえ巻きの折れまたは反転を抑えるために、前記押さえ巻きの前記光ファイバユニットに対するラップ率が前記光ファイバユニットの直径から算出される円周長に対して１．５周以上２．０周以下であり、前記ケーブル解体時の、ケーブル長に対する％表示での光ファイバ余長率をＢとし、前記ケーブル解体時の、前記ケーブル長に対する％表示での押さえ巻き余長率をＡとした場合に、０≦（Ｂ−Ａ）≦０．６０の関係を有する光ファイバケーブル。
2. 複数の光ファイバ心線を一方向撚りした光ファイバユニットと、前記光ファイバユニットの外周に縦添えされた押さえ巻きと、前記押さえ巻きの外周に施されたシースとを有する光ファイバケーブルであって、
   前記押さえ巻きは、非接着で開閉可能に巻かれており、
   ケーブル解体時における前記押さえ巻きからの前記光ファイバ心線の飛び出しを抑えると共に、前記押さえ巻きの折れまたは反転を抑えるために、前記押さえ巻きの前記光ファイバユニットに対するラップ率が前記光ファイバユニットの直径から算出される円周長に対して１．５周以上２．０周以下であり、前記ケーブル解体時の、ケーブル長に対する％表示での光ファイバ余長率をＢとし、前記ケーブル解体時の、前記ケーブル長に対する％表示での押さえ巻き余長率をＡとした場合に、０≦（Ｂ−Ａ）≦０．７０の関係を有する光ファイバケーブル。
3. 前記ケーブル解体時の、前記ケーブル長に対する％表示での前記光ファイバ余長率Ｂが０．０５％以上であり、前記ケーブル解体時の、前記ケーブル長に対する％表示での前記押さえ巻き余長率Ａが−０．２％以下である請求項１又は請求項２記載の光ファイバケーブル。
4. 前記押さえ巻きは、熱可塑性樹脂からなる請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の光ファイバケーブル。

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