JPH09138331A - 気送用光ファイバ心線およびその選別方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧送特性、伝送特性に優れた気送用光ファイ
バ心線を提供する。 【解決手段】 ７本の光ファイバ素線１のうち、１本が
中心に、この周囲の円周上に６本が配列されて１層が形
成され、発泡ポリエチレンの被覆２により直接に被覆さ
れた６心用の気送用光ファイバ心線である。発泡ポリエ
チレンの被覆２は、内壁面が、隣接する光ファイバ素線
１の外周の間に生じた空隙に適度に食い込むように製造
されている。全ての光ファイバ素線１を一括して１７ｃ
ｍにわたり被覆２から引き抜く際に生じる引き抜き力の
最大値は、外層の６本の光ファイバ素線の１本当たり、
５０〜１６０ｇである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、チューブ内を送通
布設される気送用光ファイバ心線の構造および気送用光
ファイバ心線の選別方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光ファイバ心線の布設方法として、あら
かじめ布設されたチューブ内に光ファイバ心線を気流に
より送通布設する圧送工法が知られている。図９は、従
来の気送用光ファイバ心線の断面図である。図中、１は
光ファイバ素線、３は介在紐、１１は一次被覆、１２は
二次被覆である。この従来技術は、例えば特開平２−２
８９０５号公報に記載されているような気送用光ファイ
バ心線であって、４本の光ファイバ素線１と３本の介在
紐３を集束し、一次被覆１１を施した外周に、さらに二
次被覆１２を施した構造の光ファイバ心線である。１本
の介在紐３の周囲に４本の光ファイバ素線１と２本の介
在紐３が１層となって配置されている。光ファイバ素線
１と介在紐３が同径である場合には、両者の配置および
本数が任意に変更できる。

【０００３】光ファイバ素線１は、外径０．１２５ｍｍ
φのガラスファイバに紫外線硬化型樹脂が塗布された外
径０．２５ｍｍφのものであり、介在紐３は、外径０．
２５ｍｍφのポリエステル紐である。一次被覆１１とし
てナイロン、二次被覆１２として発泡ポリエチレンを用
いた、外径が２ｍｍφの気送用光ファイバ心線である。

【０００４】図９に示した従来技術では、一次被覆１１
の物性を適切なものとして伝送特性を良好にしている。
しかし、２層の被覆が必要であるため、製造設備の複雑
化、あるいは製造工程の多工程化が必須であり、製造性
が低く、製造コストが高くなる。

【０００５】また、伝送特性を高めるために利用した一
次被覆１１は弾性率が高い密な構造体のため、光ファイ
バ心線端末等で内部の光ファイバ素線１を取り出す際
に、高弾性の１次被覆１１がはがれにくく、分離がむず
かしいという問題があり、介在紐３の少なくとも１本に
引き裂き紐の機能を持たせる必要があった。

【０００６】この一次被覆１１を除去することも考えら
れるが、不用意に一次被覆１１をなくした場合には、二
次被覆１２である発泡ポリエチレンの収縮応力等が光フ
ァイバ素線１に直接的に作用するため、安定した伝送性
能が確保できなかった。また、圧送性能も不安定とな
る。例えば、１０００ｍ長を５気圧の空気を用いて圧送
した際に、所要圧送時間が長くなったり、全長の圧送が
できなくなる現象が見られた。このような理由で、一次
被覆１１のない気送用光ファイバ心線は、従来顧みられ
ることがなかった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した事
情に鑑みてなされたもので、あらかじめ布設されたチュ
ーブ内を気流により送通される光ファイバ心線であっ
て、特に簡素な構造で圧送特性，伝送特性ともに優れる
気送用光ファイバ心線を提供すること、および、このよ
うな気送用光ファイバ心線を容易に選別できる気送用光
ファイバ心線の選別方法を提供することを目的とするも
のである。本発明は、一次被覆をなくした上述の気送用
光ファイバ心線の特性を安定させるための検討を行なっ
た結果なされたものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に
おいては、気送用光ファイバ心線において、少なくとも
１本の光ファイバ素線を含む複数本の心材が円周上に配
列されてなる層を少なくとも１層有し、発泡ポリエチレ
ンの被覆が前記層の最外層の上に直接に被覆され、前記
心材を一括して１７ｃｍにわたり前記被覆から引き抜く
際に生じる引き抜き力の最大値が、前記最外層にある前
記心材の１本当たり、５０〜１６０ｇであることを特徴
とするものである。

【０００９】請求項２に記載の発明においては、気送用
光ファイバ心線において、少なくとも１本の光ファイバ
素線を含む複数本の心材が円周上に配列されてなる層を
少なくとも１層有し、発泡ポリエチレンの被覆が前記層
の最外層の上に直接に被覆され、前記心材を一括して１
７ｃｍにわたり前記被覆から引き抜く際に生じる引き抜
き力の最大値が、前記最外層にある前記心材の１本当た
り、５０〜１２０ｇであることを特徴とするものであ
る。

【００１０】請求項３に記載の発明においては、少なく
とも１本の光ファイバ素線を含む複数本の心材が円周上
に配列されてなる層を少なくとも１層有し、発泡ポリエ
チレンの被覆が前記層の最外層の上に直接に被覆された
気送用光ファイバ心線の選別方法であって、前記心材を
一括して前記被覆から引き抜く際に生じる引き抜き力の
最大値を測定することを特徴とするものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の気送用光ファイ
バ心線の第１の実施の形態の断面図である。図中、図９
と同様な部分には同じ符号を用いて説明を省略する。２
は被覆であり、図９の二次被覆１２と同様のものであ
る。この実施の形態は、７本の光ファイバ素線１を有
し、そのうちの１本が中心に、この周囲の円周上に６本
が配列されて１層が形成され、発泡ポリエチレンの被覆
２により直接に被覆された６心の気送用光ファイバ心線
である。なお、中心の光ファイバ素線など１本の光ファ
イバ素線を使用しないことで６心となるが、全ての光フ
ァイバ素線を使用してもよい。光ファイバ素線１は、シ
ングルモード型，グレーデッド・インデックス等のマル
チモード型など、いずれでもよく種別を問わない。

【００１２】発泡ポリエチレンの被覆２は、直接に光フ
ァイバ素線１の上に被覆されるが、被覆２の層は、ほぼ
円筒形状であって、断面外周は円形であるが、内壁面が
部分的に光ファイバ素線１の外周の間に食い込み、光フ
ァイバ素線１との接触面積が適度に増加するように製造
されている。具体的に説明すると、光ファイバ素線１の
配列構造上、６本の光ファイバ素線１の外周に接する外
接円と光ファイバ素線１の外周との間に空隙が生じる。
この空隙に被覆２の発泡ポリエチレン層が適度に食い込
むように製造されている。

【００１３】発泡ポリエチレン層は熱可塑性樹脂や硬化
型樹脂などとは異なり、成型時の収縮が少なく、成型時
には光ファイバ素線１を締めつける力が少ない。このた
め、被覆２と光ファイバ素線１が密に付着している場合
には、発泡ポリエチレン層の周囲温度変化による収縮や
膨張により、光ファイバ素線１に歪みが加わるため、伝
送損失が増加する。一方、圧送時に締め付け力が小さい
場合には、光ファイバ素線１が発泡ポリエチレン層の被
覆２と離れて動くため、曲がったチューブ中を送通され
る途中で、簡単に曲がり癖がついてしまい、圧送性能が
低下する。したがって、空隙に被覆２の発泡ポリエチレ
ン層が適度に食い込むように製造条件が定められる。

【００１４】図２は、本発明の気送用光ファイバ心線の
第２の実施の形態の断面図である。図中、図９，図１と
同様な部分には同じ符号を用いて説明を省略する。この
実施の形態は、中心に配置された介在紐３の周囲の円周
上に８本の光ファイバ素線１が配列されて１層が形成さ
れ、発泡ポリエチレンの被覆２により直接に被覆された
８心の気送用光ファイバ心線である。図１を参照して説
明した第１の実施の形態と同様に、隣接する光ファイバ
素線１の外周の間の間隙に被覆２の発泡ポリエチレン層
が適度に食い込むように製造される。

【００１５】図３は、本発明の気送用光ファイバ心線の
第３の実施の形態の断面図である。図中、図９，図１と
同様な部分には同じ符号を用いて説明を省略する。この
実施の形態は、４本の光ファイバ素線１が中心点の周囲
の仮想の円周上に配列されて１層が形成され、発泡ポリ
エチレンの被覆２により直接に被覆された４心の気送用
光ファイバ心線である。図１，図９を参照して説明した
第１，第２の実施の形態と同様に、隣接する光ファイバ
素線１の外周の間の間隙に被覆２の発泡ポリエチレン層
が適度に食い込むように製造される。

【００１６】また、上述した各実施の形態においては、
図２の介在紐３を除き、全ての心材を複数本の光ファイ
バ素線１としたが、従来技術と同様に、これらの光ファ
イバ素線１の一部を介在紐３に置き換えてもよい。光フ
ァイバ素線１と介在紐３とは、心材として同様に扱うこ
とができる。

【００１７】気送用光ファイバ心線の伝送損失増加およ
び圧送性能を測定することにより、異なる製造条件で製
造された良好な気送用光ファイバ心線を選別して、最適
な製造条件を見いだしたり、同一条件で製造された複数
の気送用光ファイバ心線から良好な気送用光ファイバ心
線を選別して使用することができる。

【００１８】あるいは、光ファイバ素線１の動き易さが
伝送損失増加および圧送性能に関係すると考えられるた
めに、この動き易さで気送用光ファイバ心線を選別する
ことができる。光ファイバ素線１の動き易さを直接的に
評価する方法として、光ファイバの引き抜き力を定義す
ることができる。複数本の光ファイバ素線１をまとめて
一体とし、これを被覆２から引き抜くとき、外側の層を
構成する光ファイバ素線１の１本当たりに生じる最大の
力の大きを引き抜き力と定義する。なお、図１に示した
第１の実施の形態では、外側の層を構成する光ファイバ
素線１の数は６本である。具体的には、後述する実施例
で説明する。

【００１９】この光ファイバの引き抜き力を測定するこ
とにより、伝送損失増加および圧送性能を測定すること
なく、気送用光ファイバ心線を容易に選別することがで
きる。なお、図１ないし図３に示した各実施の形態で
は、光ファイバ素線１の層数は１層であったが、２層以
上でもよく、この場合、最外層の光ファイバ素線１の層
と発泡ポリエチレンの被覆２との間の引き抜き力が光フ
ァイバ素線１の動き易さに関与するため、最外層の光フ
ァイバ素線１の１本当たりの引き抜き力をパラメータと
すればよい。

【００２０】

【実施例】図１ないし図３を参照して説明した、第１な
いし第３の実施の形態の気送用光ファイバ心線を、押出
ダイスの径、クロスヘッド（ニップル）の温度、樹脂圧
力等を変えて試作した。光ファイバ素線１は、ガラス径
０．１２５ｍｍφのシングルモード光ファイバが紫外線
硬化型樹脂で被覆されたもので外径が０．２５ｍｍφで
ある。図１の構造において、発泡ポリエチレンの被覆２
の外径は１．５ｍｍである。図２の構造において、介在
紐３は、外径０．４０ｍｍφのポリエチレンテレフタレ
ート（ＰＥＴ）であり、発泡ポリエチレンの被覆２の外
径は１．８ｍｍである。図３の構造において、発泡ポリ
エチレンの被覆２の外径は１．３ｍｍである。

【００２１】図４は、シングルモード光ファイバを用い
て試作した気送用光ファイバ心線について、製造条件、
引き抜き力、伝送特性、圧送特性の測定結果を表わす説
明図である。内径６ｍｍで全長１０００ｍのチューブに
７気圧で試作品を圧送した測定結果を示し、心数、ダイ
ス径（ｍｍ）、ダイス温度（゜Ｃ）、樹脂圧力（ＢＡ
Ｒ）、最外層の光ファイバ素線の１心当たりの引き抜き
力（ｇ）、伝送損失増加（ｄＢ／ｋｍ）、圧送距離
（ｍ）が示されている。

【００２２】引き抜き力の測定方法について説明する。
全長２００ｍｍの気送用光ファイバ心線の端末から、発
泡ポリエチレンの被覆２を、３０ｍｍにわたり除去し
て、複数本の光ファイバ素線１等の心材部分をまとめて
一体として歪みゲージに固定する。残りの１７０ｍｍの
部分を粘着テープにより移動台に貼り付ける。この移動
台を５ｃｍ／分の速度で移動させたときに発生する最大
発生応力を測定する。この最大発生応力を、最外層の光
ファイバ素線１本当たりに換算した値として引き抜き力
を定義した。

【００２３】伝送損失増加とは、室温から−２０゜Ｃま
で温度を下げた際の光ファイバ素線１の伝送損失の増加
量であるが、特に、複数本の光ファイバ素線１のそれぞ
れの伝送損失の増加量の中で、最大となる値を用いた。
測定波長は１．５５μｍである。

【００２４】圧送距離は、気送用光ファイバ心線が圧送
された距離を表わすが、この値が１０００ｍのときは、
チューブを通り抜けたことを意味する。１０００ｍ未満
であるときは、チューブの途中で引っかかり、それぞれ
の伝送距離の位置で停止したことを意味する。

【００２５】図５は、図４の測定結果に基づいて、引き
抜き力に対する圧送特性および伝送特性の関係を表わす
線図である。図中、横軸は最外層の光ファイバ素線の１
心当たりの引き抜き力（ｇ）、縦軸左側は圧送距離
（ｍ）、縦軸右側は伝送損失増加（ｄＢ／Ｋｍ）を表わ
す。この図４，図５から明らかなように、伝送特性およ
び圧送特性は、気送用光ファイバ心線の最外層の心数に
よらず、ほぼ同一線上に並ぶことがわかった。これは、
最外層の光ファイバ素線１が発泡ポリエチレンの被覆２
と接して直接影響を受けるためと考えられる。

【００２６】１０００ｍの圧送性能が確保できるのは、
引き抜き力が５０ｇ／心以上の範囲であった。また、伝
送損失増加が、測定限界に近い十分小さな０．０３ｄＢ
／ｋｍ以下となるのは、引き抜き力が１２０ｇ／心以下
であった。室温から−２０゜Ｃまで温度を下げた際の伝
送損失増加が０．１０ｄＢ／ｋｍ以下となるのは、引き
抜き力が１６０ｇ／心以下であった。伝送損失増加が
０．０３ｄＢ／ｋｍ以下である場合には、高品位な伝送
特性が得られるが、０．１０ｄＢ／ｋｍ以下であれば実
用上十分な伝送特性が得られる。

【００２７】図６は、６心の気送用光ファイバ心線の試
作品の概略断面図であり、図６（Ａ）は引き抜き力の小
さいもの、図６（Ｂ）は、引き抜き力の大きいものの概
略断面図である。図中、図９，図１と同様な部分には同
じ符号を用いて説明を省略する。図６（Ａ）は試作番号
４、図６（Ｂ）は試作番号８の概略断面図である。な
お、上述した図１の断面図は試作番号６の概略断面図で
ある。引き抜き力の増加に対応して、発泡ポリエチレン
層の被覆２が光ファイバ素線１の空隙に食い込み、光フ
ァイバ素線１との接触面が増加している。それととも
に、圧送距離は長くなるが伝送損失が増加する。

【００２８】図７は、８心の気送用光ファイバ心線の試
作品の概略断面図であり、図７（Ａ）は引き抜き力の小
さいもの、図７（Ｂ）は、引き抜き力の大きいものの概
略断面図である。図中、図９，図１と同様な部分には同
じ符号を用いて説明を省略する。図７（Ａ）は試作番号
９、図７（Ｂ）は試作番号１４の概略断面図である。な
お、上述した図２の断面図は試作番号１１の概略断面図
である。引き抜き力の増加に対応して、図６と同様の傾
向を有する。

【００２９】図８は、マルチモード光ファイバを用いて
試作した気送用光ファイバ心線について、引き抜き力に
対する伝送特性の関係を表わす線図である。光ファイバ
素線１は、コア径６２．５μｍ、ガラス径１２５μｍ、
紫外線硬化型樹脂の被覆径２５０μｍのグレーデッドイ
ンデックス型マルチモード光ファイバである。図１，図
２の構造において、光ファイバ素線１の外径、発泡ポリ
エチレンの被覆２の外径、ポリエチレンテレフタレート
（ＰＥＴ）の介在紐３の外径は、図４，図５を参照して
説明したシングルモード光ファイバを使用した実施例と
同様である。測定波長は１．３μｍである。

【００３０】なお、構造上はシングルモード光ファイバ
と同じであるため、圧送特性については、図４，図５と
同様の特性になり、１０００ｍの圧送性能が確保できる
のは、引き抜き力が５０ｇ／心以上の範囲であった。

【００３１】図８から明らかなように、マルチモード光
ファイバの伝送特性も、気送用光ファイバ心線の最外層
の心数によらず、ほぼ同一線上に並んだ。室温から−２
０゜Ｃまで温度を下げた際の伝送損失増加が、単心の光
ファイバ素線並であって外被による損失変動のない領域
となるのは、引き抜き力が１２０ｇ／心以下であった。
伝送損失増加が０．２ｄＢ／ｋｍ以下を確保できる領域
は、引き抜き力が１６０ｇ／心以下であった。シングル
モード光ファイバを使用した場合に比べ、伝送損失増加
が大きくなることは避けられない。しかし、マルチモー
ド光ファイバを使用するという前提、あるいは、低温環
境では使用しないという前提に立てば、０．２ｄＢ／ｋ
ｍ以下のときには、実用上十分な伝送特性が得られる。

【００３２】光ファイバ素線１がシングルモード光ファ
イバ、マルチモード光ファイバ、いずれであっても、心
材を一括して１７ｃｍにわたり前記被覆から引き抜く際
に生じる引き抜き力の最大値が、最外層にある心材の１
本当たり、５０〜１６０ｇであること、あるいは、さら
に５０〜１２０ｇであることを条件として、低温環境で
の伝送損失増加が少なく圧送性能が良好な気送用光ファ
イバ心線を選別することができる。

【００３３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１に記載の発明によれば、少なくとも１本の光ファイバ
素線を含む複数本の心材が円周上に配列されてなる層を
少なくとも１層有し、発泡ポリエチレンの被覆が層の最
外層の上に直接に被覆され、心材を一括して１７ｃｍに
わたり被覆から引き抜く際に生じる引き抜き力の最大値
が、最外層にある心材の１本当たり、５０〜１６０ｇで
あることから、簡素な構造で圧送特性、伝送特性に優れ
るという効果がある。

【００３４】具体的には、例えば、シングルモード光フ
ァイバを使用した場合、室温から−２０゜Ｃまで温度を
下げた際の光ファイバ素線１の伝送損失の増加量の最大
値は、０．１０ｄＢ／ｋｍ以下となり、実用上十分な伝
送特性が得られる。一方、内径６ｍｍのチューブにおい
て７気圧で１０００ｍの圧送性能が確保できる。心線数
が４心，６心，８心に関わらず同等の特性が得られる。

【００３５】一回の被覆工程により気送光ファイバ心線
を製造できるため、製造コストの低減、材料費の削減が
でき、１次被覆がない分だけ気送光ファイバ心線自体の
外径を小さくすることができるという効果がある。さら
に、多孔質で容易に除くことのできる発泡ポリエチレン
の被覆は除去性に優れ、心線の端末処理作業が容易にな
るという効果がある。

【００３６】請求項２に記載の発明によれば、少なくと
も１本の光ファイバ素線を含む複数本の心材が円周上に
配列されてなる層を少なくとも１層有し、発泡ポリエチ
レンの被覆が層の最外層の上に直接に被覆され、心材を
一括して１７ｃｍにわたり被覆から引き抜く際に生じる
引き抜き力の最大値が、最外層にある心材の１本当た
り、５０〜１２０ｇであることから、簡素な構造で圧送
特性、伝送特性に優れるという効果がある。

【００３７】具体的には、例えば、シングルモード光フ
ァイバを使用した場合、室温から−２０゜Ｃまで温度を
下げた際の光ファイバ素線１の伝送損失の増加量の最大
値は、０．０３ｄＢ／ｋｍ以下となり、高品位な伝送特
性が得られる。一方、内径６ｍｍのチューブにおいて７
気圧で１０００ｍの圧送性能が確保できる。心線数が４
心，６心，８心に関わらず同等の特性が得られる。

【００３８】請求項１に記載の発明と同等の圧送性能が
確保でき、また、請求項１に記載の発明と同様に、製造
コストの低減、材料費の削減、心線自体の外径を小さく
することができ、心線の端末処理作業が容易になるとい
う効果がある。

【００３９】請求項３に記載の発明によれば、少なくと
も１本の光ファイバ素線を含む複数本の心材が円周上に
配列されてなる層を少なくとも１層有し、発泡ポリエチ
レンの被覆が層の最外層の上に直接に被覆された気送用
光ファイバ心線の選別方法であって、心材を一括して前
記被覆から引き抜く際に生じる引き抜き力の最大値を測
定することから、低温環境での伝送損失増加が少なく圧
送性能が良好な気送用光ファイバ心線を容易に選別する
ことができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の気送用光ファイバ心線の第１の実施の
形態の断面図である。

【図２】本発明の気送用光ファイバ心線の第２の実施の
形態の断面図である。

【図３】本発明の気送用光ファイバ心線の第３の実施の
形態の断面図である。

【図４】シングルモード光ファイバを用いて試作した気
送用光ファイバ心線について、製造条件、引き抜き力、
伝送特性、圧送特性の測定結果を表わす説明図である。

【図５】図４の測定結果に基づいて、引き抜き力に対す
る圧送特性および伝送特性の関係を表わす線図である。

【図６】６心の気送用光ファイバ心線の試作品の概略断
面図であり、図６（Ａ）は引き抜き力の小さいもの、図
６（Ｂ）は、引き抜き力の大きいものの概略断面図であ
る。

【図７】８心の気送用光ファイバ心線の試作品の概略断
面図であり、図７（Ａ）は引き抜き力が小さいもの、図
７（Ｂ）は、引き抜き力の大きいものの概略断面図であ
る。

【図８】マルチモード光ファイバを用いて試作した気送
用光ファイバ心線について、引き抜き力に対する伝送特
性の関係を表わす線図である。

【図９】従来の気送用光ファイバ心線の断面図である。

【符号の説明】

１…光ファイバ素線、２…被覆、３…介在紐、１１…一
次被覆、１２…二次被覆。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも１本の光ファイバ素線を含む
   複数本の心材が円周上に配列されてなる層を少なくとも
   １層有し、発泡ポリエチレンの被覆が前記層の最外層の
   上に直接に被覆され、前記心材を一括して１７ｃｍにわ
   たり前記被覆から引き抜く際に生じる引き抜き力の最大
   値が、最外層にある前記心材の１本当たり、５０〜１６
   ０ｇであることを特徴とする気送用光ファイバ心線。
2. 【請求項２】 少なくとも１本の光ファイバ素線を含む
   複数本の心材が円周上に配列されてなる層を少なくとも
   １層有し、発泡ポリエチレンの被覆が前記層の最外層の
   上に直接に被覆され、前記心材を一括して１７ｃｍにわ
   たり前記被覆から引き抜く際に生じる引き抜き力の最大
   値が、最外層にある前記心材の１本当たり、５０〜１２
   ０ｇであることを特徴とする気送用光ファイバ心線。
3. 【請求項３】 少なくとも１本の光ファイバ素線を含む
   複数本の心材が円周上に配列されてなる層を少なくとも
   １層有し、発泡ポリエチレンの被覆が前記層の最外層の
   上に直接に被覆された気送用光ファイバ心線の選別方法
   であって、前記心材を一括して前記被覆から引き抜く際
   に生じる引き抜き力の最大値を測定することを特徴とす
   る気送用光ファイバ心線の選別方法。