JP6782112B2

JP6782112B2 - 光ファイバケーブルの製造方法

Info

Publication number: JP6782112B2
Application number: JP2016147136A
Authority: JP
Inventors: 昌義塚本; 貴博三浦; 星野　豊; 豊星野
Original assignee: THE FURUKAW ELECTRIC CO., LTD.
Current assignee: THE FURUKAW ELECTRIC CO., LTD.
Priority date: 2016-07-27
Filing date: 2016-07-27
Publication date: 2020-11-11
Anticipated expiration: 2036-07-27
Also published as: JP2018017851A

Description

本発明は、自己支持型の光ファイバケーブルの製造方法に関するものである。

従来、集合住宅等に対して光ファイバケーブル等を敷設するためには、屋外に設けられる電柱等から、各部屋等に対して光ファイバケーブルが引き落とされて敷設される。

このような自己支持型の光ファイバケーブルは、敷設後に風の影響によって振動が生じる場合がある。このような振動が生じると、内部の光ファイバの断線等のおそれがある。このため、光ファイバケーブルを敷設する際には、例えば１０ｍごとに１回の頻度で捻りを入れて敷設される。このように、光ファイバケーブルを捻じることで、前述した振動を抑制することができる。

このような、振動を防止するための光ファイバケーブルとしては、製造時にあらかじめ捻りを付与したものが提案されている。例えば、光ファイバケーブルを製造する際に、支持線に外被を施した後、正逆反転させながら繰り返し光ファイバケーブルにＳＺ捻りを加える方法がある（特許文献１）。

また、支持線に往復捻りを加えながら外被等を被覆することで、製造時の張力等を解放した際に、ＳＺ捻りが付与された自己支持型光ファイバケーブルを得る方法がある（特許文献２）。

特開２０１４−１６４２３５号公報特開２０１６−５７３６６号公報

しかし、特許文献１のように、外被を押出被覆した後、外被が固化する前に捻りを加える方法では、ケーブルを捻じる際に、支持線部とケーブル部とをつなぐ連結部が破断、または変形するなどの問題がある。

また、特許文献２のように、支持線部を捻じる方法を採用しても、外被の押し出し被覆部へ捻りの影響が及ぶため、特許文献１と同様に、支持線部とケーブル部とをつなぐ連結部が破断するなどの問題がある。

また、例えば特許文献２のように、支持線等を正逆往復して捻じり、ケーブルを製造しても、ケーブルの捻り量は、支持線の捻りが戻ろうとする力と、外被等による反力とが釣り合った捻り角度となる。このため、支持線の捻り角度と、製品に付与された捻り角度とが一致しない。

さらに、支持線捻り位置における支持線の捻り量は、外被の押出被覆位置における支持線の捻り量とは一致せず、支持線捻り位置と外被押し出し位置までの長さに応じて捻りが緩和される。特に、捻り方向の反転時には、それまでの捻りが一気に戻ろうとするため、長手方向に捻り角度を一定の変化量とすることが困難である。このように、捻り角度を精度よく制御することが困難であり、得られるケーブルの捻り角度が、長手方向に対してばらつく要因となる。

また、特許文献１、２ともに、光ファイバケーブルの製造装置に捻回装置を付加する必要があるため、従来の製造装置を改造する必要がある。さらに、製造装置内で、支持線を捻じるための捻り装置が動作するため、線速を上げることができず、従来の光ファイバケーブルと比較して、製造効率が低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、製造性に優れ、精度よく捻りが付与された自己支持型の光ファイバケーブルの製造方法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本発明は、光ファイバと、テンションメンバと、前記光ファイバと前記テンションメンバとを一括で被覆する外被とを具備するケーブル部と、支持線と、前記支持線を被覆する外被とを具備する支持線部と、前記ケーブル部と前記支持線部とを連結する連結部とを具備する光ファイバケーブルの製造方法であって、前記支持線に一方向に捻りを加えながら巻き取る工程ａと、捻じられた状態の前記支持線と、前記光ファイバと、前記テンションメンバと、を供給して、前記支持線部と前記ケーブル部とが連結部を介して一体となるように前記外被を押出被覆する工程ｂと、前記外被を固化させる工程ｃと、前記光ファイバケーブルを巻き取る工程ｄと、を具備し、前記工程ｄは、引取部により、前記光ファイバケーブルの所定の張力を維持するように、前記光ファイバケーブルをボビンへ送り出した後、前記ボビンにより前記光ファイバケーブルを巻き取る工程であり、前記工程ａにおいて、前記工程ｂから前記工程ｄの製造ラインの長さに対応する巻き取り終了前の所定長さに対しては、前記支持線に捻りを加えずに巻き取ることを特徴とする光ファイバケーブルの製造方法である。

前記光ファイバケーブルの長手方向に対する、前記支持線の捻りピッチＰ１と、前記支持線部を中心として螺旋状に配置された前記ケーブル部の螺旋ピッチＰ２との比Ｐ１／Ｐ２が、０．８〜１．０であることが望ましい。

本発明によれば、支持線を一方向に捻じって巻き取る工程と、光ファイバケーブルを製造する工程とが別であるため、光ファイバケーブルを製造する装置は従来のものを使用することができる。また、光ファイバケーブル製造時には、支持線は従来と同様に供給されるため、従来と同様の線速で製造を行うことができる。

また、支持線は、一方向に捻じられるため、捻りピッチの制御が容易である。また、支持線を捻じる装置自体は、従来の回転式の巻き取り機を利用することができ、極めて高速に捻りを付与することができるため、製造性にも優れる。

また、支持線の捻りピッチＰ１に対して、支持線部を中心としたケーブル部の螺旋ピッチＰ２との比Ｐ１／Ｐ２が、０．８〜１．０であれば、外被等に対して捻れによる過剰な応力が付与されることがない。

また、支持線の巻き取り終了前の所定長さに対して、支持線に捻りを加えずに巻き取ることで、光ファイバケーブル製造ライン置への通線が容易である。

また、捻じられた支持線を所定の長さだけ巻き戻して、捻りを除去した後、支持線を製造ラインに通線しても、光ファイバケーブル製造ラインへの通線が容易である。

本発明によれば、製造性に優れ、精度よく捻りが付与された自己支持型の光ファイバケーブルの製造方法を提供することができる。

光ファイバケーブル１を示す断面図。（ａ）は、光ファイバケーブル１の捻り状態を示す図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図、（ｄ）は（ａ）のＣ−Ｃ線断面図、（ｅ）は（ａ）のＤ−Ｄ線断面図、（ｆ）は（ａ）のＥ−Ｅ線断面図。支持線捻り装置２０を示す図。光ファイバケーブル製造装置３０を示す図。

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は、自己支持型の光ファイバケーブル１の長手方向に垂直な断面図である。光ファイバケーブル１は、主に、ケーブル部１７及び支持線部１５が連結部１１で連結されて構成される。

ケーブル部１７は、光ファイバ３及びテンションメンバ５が外被９によって一括して被覆されて構成される。

光ファイバ３は、ケーブル部１７の略中心部に設けられる。光ファイバ３の両側には、テンションメンバ５が設けられる。光ファイバ３の中心とテンションメンバ５のそれぞれの中心は、略同一直線上に位置する。

なお、光ファイバ３の上下に位置する外被９の外周には、必要に応じてＶ字状のノッチ１３が形成される。ノッチ１３は、外被９を引裂き、内部の光ファイバ３を容易に取り出すためのものである。

テンションメンバ５の材質としては、例えば、アラミド繊維やガラス繊維を用いた繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）を適用することができる。外被９の材質としては、例えば、難燃ポリオレフィンを適用することができる。また、難燃ポリオレフィンにさらに耐候性用にカーボンブラック等を添加することもできる。

なお、ケーブル部１７の断面の外径は、例えば、長径（図中左右方向）×短径（図中上下方向）が約１．６ｍｍ×２ｍｍ程度とすればよい。

ケーブル部１７の一方の側方には、支持線部１５が設けられる。支持線部１５は、支持線７が外被９によって被覆されて構成される。支持線部１５は、ケーブル部１７と連結部１１で連結される。すなわち、支持線部１５の外被９とケーブル部１７の外被９とが連結部１１を介して一体で形成される。なお、支持線７は、例えば、１．２ｍｍφ程度の径の亜鉛メッキ鋼線や樹脂等、弾性変形可能な材質からなる。

光ファイバケーブル１の長手方向に垂直な断面において、支持線部１５の支持線７は、光ファイバ３とテンションメンバ５の中心とを結ぶケーブル部１７の中心線（の延長線）上に配置される。

なお、ケーブル部１７及び支持線部１５の形態は、図示した例には限られない。例えば、光ファイバ３は、シングルコアやマルチコアの光ファイバ心線のみならず、例えば間欠テープ心線のような複数の光ファイバ心線から構成される光ファイバであってもよい。

図２（ａ）は、光ファイバケーブル１の側方概念図である。光ファイバケーブル１の長手方向に対して、ケーブル部１７は、支持線部１５を中心として一方向に螺旋状に配置される。すなわち、支持線部１５をまっすぐに直線状に配置した際に、ケーブル部１７は、所定のピッチ（図中Ｐ２）で、支持線部１５の外周に螺旋状に配置される。

例えば、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。この部位では、支持線部１５の下方にケーブル部１７が配置される。図２（ｃ）は、図２（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。この部位では、ケーブル部１７は、図２（ｂ）に対して時計回りに約９０°回転した位置に配置される。図２（ｄ）は、図２（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。この部位では、ケーブル部１７は、図２（ｃ）に対してさらに時計回りに約９０°回転して、支持線部１５の上方にケーブル部１７が位置に配置される。図２（ｅ）は、図２（ａ）のＤ−Ｄ線断面図である。この部位では、ケーブル部１７は、図２（ｄ）に対してさらに時計回りに約９０°回転した位置に配置される。図２（ｆ）は、図２（ａ）のＥ−Ｅ線断面図である。この部位では、ケーブル部１７は、図２（ｅ）に対してさらに時計回りに約９０°回転し、図２（ｂ）と同位置に配置される。

以上のように、光ファイバケーブル１は、略全長にわたって、略一定のピッチで、ケーブル部１７が支持線部１５の外周に一方向に螺旋状に配置される。

次に、光ファイバケーブル１の製造方法について説明する。図３は、支持線捻り装置２０を示す概念図である。素材となる支持線７は、あらかじめボビン２１に巻き取られている。この状態では、支持線７には捻りは付与されていない。

巻き取り用のボビン２３は、ボビン２３を巻き取り回転させる回転軸を具備するとともに、この回転軸と直交する方向にも回転（以下、この回転を「捻り回転」と称する）することが可能である。

ボビン２１から繰り出された支持線７は、ボビン２３へ送られ（図中矢印Ｆ）、ボビン２３で巻き取られる。この際、ボビン２３は、ボビン２３の巻き取り方向への回転とともに、この巻き取り回転と直交する方向にも捻り回転する（図中矢印Ｇ）。すなわち、ボビン２３によって、支持線７に一方向に捻りを加えながら巻き取ることができる。なお、支持線７の送り速度と、捻り回転速度を制御することで、任意の捻りピッチ（Ｐ１）で支持線７を捻じることができる。

なお、支持線７に捻りを加える方法は、図示した方法には限られない。例えば、供給側のボビン２１を捻り回転させながら支持線７を繰り出して、巻き取り側のボビン２３では、巻き取り回転のみとしてもよい。また、他のガイドローラなどを用いれば、ボビンの捻り回転の回転軸方向は、必ずしも支持線７の繰り出し方向に平行な向きでなくてもよい。

支持線７が巻き取られると、支持線７の端部はボビン２３へテープ等によって固定され、支持線７の捻れが解放されないように保持される。

次に、ボビン２３を光ファイバケーブル製造装置へ配置する。図４は、光ファイバケーブル製造装置３０を示す概念図である。光ファイバケーブル製造装置３０は、外被被覆部２５、冷却部２７、引取部２９等から構成される。

まず、ボビン２３から、支持線７を繰り出し、光ファイバケーブル製造装置３０の製造ラインに通線する。例えば、支持線７を、外被被覆部２５、冷却部２７、引取部２９を通して、ボビン３１まで通線する。支持線７の先端を巻き取り用のボビン３１に固定することで、支持線７の通線作業が終了する。

なお、支持線７に捻りが付与されているため、支持線７を光ファイバケーブル製造装置３０に通線する際に、支持線７の捻りが元に戻ろうとする。このため、支持線７の取り扱いが困難となるおそれがある。

このため、支持線７を光ファイバケーブル製造装置３０に通線する際には、例えば、光ファイバケーブル製造装置３０の製造ライン長（図中Ｌ）に対応した長さだけ、一旦、捻じられた支持線７をボビン２３から巻き出す。その後、巻き出した支持線７の捻りを除去する。その後、必要に応じて、捻りが除去された支持線７をボビン２３に巻き戻す。その後、ボビン２３を光ファイバケーブル製造装置３０に設置して、捻りが除去された支持線７を製造ラインに通線する。このようにすることで、支持線７の通線作業が容易である。

また、前述した、支持線７への捻り付与工程において、支持線７の巻き取り終了前の所定長さ（光ファイバケーブル製造装置３０の製造ライン長に対応する長さ）に対しては、支持線７に捻りを加えずに巻き取ってもよい。このようにすることで、ボビン２３から支持線７を繰り出す際、最初の所定長さの支持線７には捻りが付与されていないため、捻りを除去せずに容易に通線作業を行うことができる。

同様に、図示を省略した、光ファイバ供給部、テンションメンバ供給部等から、光ファイバ３及びテンションメンバ５を外被被覆部２５に集線し、同様に製造ラインへの通線を行う。

次に、捻じられた状態の支持線７、光ファイバ３、テンションメンバ５を外被被覆部２５に供給しつつ（図中矢印Ｈ）、支持線部１５とケーブル部１７とが連結部１１を介して一体となるように、外被９を押出被覆する。外被被覆部２５によって、支持線７、光ファイバ３、テンションメンバ５が一括して被覆され、光ファイバケーブル１の外形が形成される。

外被被覆部２５で押出被覆された光ファイバケーブル１は冷却部２７で冷却される。冷却部２７によって、外被９を固化することができる。

引取部２９は、前工程に対して光ファイバケーブル１に所定の張力を維持するように、光ファイバケーブル１をボビン３１方向へ送り出す（図中矢印Ｉ）。すなわち、引取部２９より前の工程においては、支持線７に対しても張力が付与される。したがって、ボビン２３から引取部２９までは、支持線７は、張力によって捻りが維持される。

その後、光ファイバケーブル１は、ボビン３１に巻き取られる。なお、支持線７の捻りが維持された状態で、光ファイバケーブル１をボビン３１に巻き取ることで、ボビン３１においては、光ファイバケーブル１を一定の向きで整列させて巻き取ることができる。

このようにして巻き取られた光ファイバケーブル１は、敷設する際に張力が解放されると、支持線７の捻りが元の状態に戻ろうとする。このため、光ファイバケーブル１を敷設する際に、自己の捻りの解放によって所定ピッチで捻りが付与された状態で、光ファイバケーブル１を敷設することができる。したがって、所定長さごとに光ファイバケーブル１を捻じる必要がなく、敷設作業が容易である。

なお、支持線７に付与した捻りピッチＰ１に対して、光ファイバケーブル１におけるケーブル部１７の螺旋ピッチＰ２は必ずしも一致しない。これは、支持線７の捻りが戻ろうとする力と、外被９を含む他の構成が捻じられることによる反力とが釣り合った位置で、ケーブル部１７の螺旋ピッチが定まるためである。

本発明では、支持線捻り装置２０で捻じられた支持線７の捻りピッチＰ１と、光ファイバケーブル１の長手方向に対する、支持線部１５を中心としたケーブル部１７の螺旋ピッチＰ２との比（Ｐ１／Ｐ２）が、０．８〜１．０であることが望ましい。一般的に、支持線７の捻りピッチＰ１が短くなるほど、外被９等の捻りピッチが小さくなるため、捻りに対する反力が大きくなる。したがって、比（Ｐ１／Ｐ２）が小さくなる。

Ｐ１／Ｐ２が小さくなりすぎると、支持線７に対して捻りによる応力が残った状態となるとともに、外被９等の捻れによる応力が大きくなる。このため、Ｐ１／Ｐ２は０．８以上であることが望ましい。なお、捻じられた支持線７の捻りピッチＰ１と、光ファイバケーブル１の長手方向に対する、支持線部１５を中心としたケーブル部１７の螺旋ピッチＰ２が、完全に一致する場合には、Ｐ１／Ｐ２が１．０となる。

以上、本実施の形態によれば、支持線７にあらかじめ捻りを付与し、捻じられた支持線７を供給するため、光ファイバケーブル１の製造装置は、従来の装置を使用することができ、また、従来と同程度の線速で製造を行うことができる。このため、製造性が良好である。なお、支持線７の捻り工程が別途行われるため、光ファイバケーブル１の製造と並行して行うことができる。また、支持線７に捻りを付与するのみであるため、高い線速で捻り工程を行うことができる。

また、光ファイバケーブル１に捻りが付与されるのは、外被９が固化した後であるため、連結部１１の破断等を抑制することができる。

また、捻り方向が一方向であるため、従来のＳＺ捻りのように、捻り角度のばらつきが生じにくく、支持線部１５を中心としたケーブル部１７の螺旋ピッチＰ２を、光ファイバケーブル１の全長にわたって略一定にすることができる。

また、捻りを加えた支持線７に対して、所定の長さを巻き出して、捻りを除去した後に支持線７を製造ラインに通線することで、支持線７の通線作業が容易である。

また、支持線７への捻り付与工程において、巻き取り終了前の所定長さに対して捻りを付与しないことで、製造ラインに対しての通線作業が容易である。

捻じられた支持線７を用いて光ファイバケーブル１を製造し、Ｐ１／Ｐ２を測定した。支持線７は、１．２ｍｍφの亜鉛メッキ鋼線とし、０．２５ｍｍφのＵＶ被覆光ファイバと、アラミド繊維ＦＲＰのテンションメンバを、難燃ポリオレフィンで被覆した光ファイバケーブルを製造した。

支持線７の捻りピッチＰ１と、得られた光ファイバケーブル１のケーブル部１７の螺旋ピッチＰ２を測定し、Ｐ１／Ｐ２を算出した。結果を表１に示す。

表１に示す様に、支持線７の捻りピッチＰ１が小さいほど、Ｐ１／Ｐ２が小さくなる。すなわち、Ｐ１とＰ２の差が大きくなる。前述したように、Ｐ１／Ｐ２の比が小さくなると、光ファイバケーブルにおける支持線７と外被９等の両方に大きな残留応力が残る。このため、支持線７のピッチＰ１と、光ファイバケーブル製造後のケーブル部１７の螺旋ピッチＰ２との比が、所定値以上となるように、支持線７のピッチをあらかじめ設定すればよい。

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又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。

例えば、支持線７の捻り装置を、光ファイバケーブル製造装置３０の上工程に配置し、支持線７を捻りながら外被被覆部２５へ供給してもよい。

１………光ファイバケーブル
３………光ファイバ
５………テンションメンバ
７………支持線
９………外被
１１………連結部
１３………ノッチ
１５………支持線部
１７………ケーブル部
２０………支持線捻り装置
２１、２３、３１………ボビン
２５………外被被覆部
２７………冷却部
２９………引取部
３０………光ファイバケーブル製造装置

Claims

光ファイバと、テンションメンバと、前記光ファイバと前記テンションメンバとを一括で被覆する外被と、を具備するケーブル部と、
支持線と、前記支持線を被覆する外被と、を具備する支持線部と、
前記ケーブル部と前記支持線部とを連結する連結部とを具備する光ファイバケーブルの製造方法であって、
前記支持線に一方向に捻りを加えながら巻き取る工程ａと、
捻じられた状態の前記支持線と、前記光ファイバと、前記テンションメンバと、を供給して、前記支持線部と前記ケーブル部とが連結部を介して一体となるように前記外被を押出被覆する工程ｂと、
前記外被を固化させる工程ｃと、
前記光ファイバケーブルを巻き取る工程ｄと、
を具備し、
前記工程ｄは、引取部により、前記光ファイバケーブルの所定の張力を維持するように、前記光ファイバケーブルをボビンへ送り出した後、前記ボビンにより前記光ファイバケーブルを巻き取る工程であり、
前記工程ａにおいて、前記工程ｂから前記工程ｄの製造ラインの長さに対応する巻き取り終了前の所定長さに対しては、前記支持線に捻りを加えずに巻き取ることを特徴とする光ファイバケーブルの製造方法。
前記光ファイバケーブルの長手方向に対する、前記支持線の捻りピッチＰ１と、前記支持線部を中心とした前記ケーブル部の螺旋ピッチＰ２との比Ｐ１／Ｐ２が、０．８〜１．０であることを特徴とする請求項１記載の光ファイバケーブルの製造方法。