JPH1123924A - 光ファイバ心線及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光ファイバケーブルに加工した時にガラスフ
ァイバに発生する伸び歪みを小さくする。 【解決手段】 ガラスファイバ上に被覆を施した光ファ
イバ素線１を１本又は複数本配置して外部被覆装置３に
供給し一括して外部被覆を施した光ファイバ心線４を製
造するに当たって、光ファイバ素線１の外部被覆装置３
への供給速度を、光ファイバ心線４の巻取りリール５へ
の巻取り速度よりも大きくして、光ファイバ心線４のガ
ラスファイバに長手方向の圧縮歪みを与えることを特徴
とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバケーブ
ルに使用される光ファイバ心線に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ファイバケーブルに使用される光ファ
イバ心線としては、光ファイバ素線の上に外部被覆を施
した単心の光ファイバ心線と、光ファイバ素線を平行に
配置して一括して外部被覆を施したテープ状の光ファイ
バ心線が一般的に使用されている。

【０００３】そのうち後者のテープ状の光ファイバ心線
は、図２（Ａ）（Ｂ）のような断面構造を有するもの
で、図２（Ａ）は４心の、図２（Ｂ）は８心の光ファイ
バ心線を示す。図２（Ａ）に示すように、光ファイバ素
線１２は石英を主成分とするガラスファイバ１１ａの上
に紫外線硬化樹脂からなる被覆１１ｂを施したものから
なり、４心の光ファイバ素線１２を平行に配列した上に
紫外線硬化樹脂からなる外部被覆１３を施したものが、
４心の光ファイバ心線１５である。また、図２（Ｂ）に
示すように、光ファイバ素線１２を４本平行にして外部
被覆１３を施したものを２本平行に配置した上に紫外線
硬化樹脂からなる外部被覆１４を施して、８心の光ファ
イバ心線１６が得られる。

【０００４】またこれらの光ファイバ心線は主として次
のような構造の光ファイバケーブルに使われる。図３は
多心の光ファイバケーブルとして既に多用されているも
ので、鋼線、鋼撚り線、ＦＲＰ等からなる抗張心線１７
の周囲にらせん状の溝１８ａを有するポリエチレン等の
プラスチックからなる光ファイバ収容体１８を押出成形
で形成し、その溝１８ａ内に４心の光ファイバ心線１５
を積層して収容し、外側に上巻き１９とプラスチック外
被２０を設けたものである。なお、溝は必要な数が設け
られるので、図３のように５個とは限らない。また、光
ファイバ収容体１８に設けられるらせん状の溝１８ａ
は、らせんの方向が一方向のものと、長さ方向において
らせんの方向が反転するものとがある。

【０００５】また、図４の光ファイバケーブルは主とし
て加入者需要が比較的少ないところで使用される少心ケ
ーブルで、プラスチックからなるパイプ２１の中に８心
の光ファイバテ心線１６が長手方向に大きいピッチでら
せん状に捻られて収容され、その外側に鋼線の抗張心線
２２が埋設されたプラスチック被覆２３が設けられたケ
ーブルである。なお、パイプ２１の中２４には水蜜性を
確保するため、ジェリー混和物が充填されることもあ
る。

【０００６】一般に、１本又は複数本光ファイバ素線を
使って光ファイバ心線を作り、更にその光ファイバ心線
を使って光ファイバケーブルを製造する場合には光ファ
イバケーブルに張力が加えられ、更に光ファイバケーブ
ルを管路内等に布設する場合にも光ファイバケーブルに
張力が加えられるが、光ファイバケーブルの構造によっ
ては、光ファイバケーブルに加えられた張力は光ファイ
バ素線にも伝達される。そして、その張力によって光フ
ァイバケーブル、光ファイバ心線及びガラスファイバに
は伸び歪みが発生する。

【０００７】布設時の張力は布設が終われば解除される
が、光ファイバケーブルには管路等との摩擦で伸び歪み
の一部は残ったままとなる。また、ガラスファイバの伸
び歪みは布設時の光ファイバケーブルの伸び歪みと光フ
ァイバ心線及び光ファイバケーブル製造時にガラスファ
イバに生じた伸び歪みの和であるため、布設時の張力が
解除されてもガラスファイバの伸び歪みの相当量は解除
されず、光ファイバケーブルの長期間にわたる使用中も
ガラスファイバ中に残留する。

【０００８】例えば、図３の光ファイバケーブルの場合
は、通常光ファイバ心線１５をらせん状の溝１８ａ内に
積層して収容するに当たっては、個々の光ファイバ心線
１５がたるまないように溝１８ａ内に整列させる必要が
あり張力を加えながら収容するので、光ファイバ心線１
５中の各ガラスファイバには０．０３％程度の伸び歪み
が残る。

【０００９】また、図４の光ファイバケーブルでは、ケ
ーブルの曲げに耐えるため光ファイバ心線は例えば２５
０ｍｍ程度のピッチでらせん状に捻ってパイプ中に収容
しており、このためテープの端近くに位置する光ファイ
バ素線はテープの中央に位置する光ファイバ素線に比べ
て捻りによって０．０３％程度の伸び歪みが生じガラス
ファイバにも同程度の伸び歪みが生じる。

【００１０】これらの製造中、布設時に付与される張力
及び伸び歪みに耐えるようにするため光ファイバ素線の
製造においては、光ファイバ素線に一定の張力を加えて
その張力に耐えない部分は除去する、というスクリーニ
ング工程を付加して製造している。そのため、このスク
リーニング設定張力を大きくすると製造歩留まりが小さ
くなり、スクリーニング設定張力を小さくすると製造歩
留まりは大きくなるという関係にあり、スクリーニング
の設定張力は製造コストに影響をもたらす。

【００１１】一方、長期間にわたってガラスファイバに
伸び歪みを与えた状態にしておくと、ガラスファイバの
破断寿命が短くなるということ、また残留伸び歪みとガ
ラスファイバの寿命との間には相関関係があることが知
られている。また、ガラスファイバの寿命は、光ファイ
バ素線製造時のスクリーニング設定張力とも相関関係が
あり、スクリーニング設定張力を大きくすればガラスフ
ァイバの寿命が伸びることが知られている。

【００１２】これらのことから、光ファイバケーブルの
寿命に一定の目標を与えた場合、布設後ガラスファイバ
に残留する伸び歪みが大きいほど、スクリーニング設定
張力を大きくしなければならない。従って、もしガラス
ファイバに残留する伸び歪みを小さくすることが出来れ
ば、スクリーニング設定張力は小さくすることが可能
で、その分光ファイバ素線の製造歩留まりが上がり、ひ
いては製造コストの低減につながる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】従来技術においては、
光ファイバケーブルに収容した光ファイバ心線を構成す
る光ファイバ素線のガラスファイバには布設後において
も０．０３％程度の残留伸び歪みが存在し、そのため光
ファイバ素線製造時のスクリーニング設定張力を一定値
以下に下げることは困難であった。本発明は、上記の従
来技術の問題点を解消し、スクリーニング設定張力を小
さくすることが可能な光ファイバ心線を提供するもので
ある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の光ファイバ心線
は、ガラスファイバ上に被覆を施した光ファイバ素線を
１本又は複数本配置してその外周に外部被覆を施したも
のであって、ガラスファイバは長手方向に圧縮される圧
縮歪みを有することを特徴とするものである。

【００１５】また、本発明の光ファイバ心線の製造方法
は、光ファイバ素線の外部被覆装置への供給速度を光フ
ァイバ心線の巻き取り速度より大きくすることによっ
て、ガラスファイバに長手方向に圧縮される圧縮歪みを
与えることを特徴とするものである。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明に係る光ファイバ心線の断
面形状は、図２（Ａ）（Ｂ）に示す従来技術による光フ
ァイバ心線と何等変わるところはない。しかし、光ファ
イバ心線のガラスファイバを歪み測定装置、例えばＢｒ
ｉｌｌｏｕｉｎ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｆｉｂｅｒ Ｔｉｍ
ｅ Ｄｏｍａｉｎ Ａｎａｌｙｓｉｓ（以下ＢＯＴＤＡ
と略称する）にて測定すれば、本発明の光ファイバ心線
は長手方向の圧縮歪みを有していることが分かる。

【００１７】このＢＯＴＤＡによる測定方法は、ガラス
ファイバに歪みが加わると媒体固有のブリルアン周波数
シフトが起きることを利用した測定方法で、歪み測定精
度は０．００５％である。なお、このガラスファイバの
長手方向の圧縮歪みは光ファイバ心線における値と、光
ファイバ心線に加工される前の光ファイバ素線あるいは
光ファイバ心線を解体して取り出した光ファイバ素線に
おける値との差で求められるものである。また分解能が
約５ｍなので、約５ｍ部分の平均値が測定値として求め
られる。

【００１８】本発明では、光ファイバ心線に張力を加え
たまま光ファイバケーブルに収容される光ファイバ心線
は、残留伸び歪みを出来るだけ少なくするため、ガラス
ファイバは光ファイバ心線の状態で室温で０．０３％以
上、好ましくは０．０３％以上かつ０．１％未満の長手
方向の圧縮歪みを備えている。また、張力を加えないで
長手方向に捻って光ファイバケーブルに収容する光ファ
イバ心線は、捻りに対応するために、テープの中央部か
ら外側に行くに従ってガラスファイバの長手方向の圧縮
歪みは大きくなっている。

【００１９】また、このような長手方向の圧縮歪みを有
する光ファイバ心線は次のようにして製造される。図１
は製造工程を説明する図であって、複数の被覆した光フ
ァイバ素線１は、供給リール１ａから繰り出されて平行
に整列して、外部被覆装置３に供給される。外部被覆装
置３は樹脂塗布装置３ａと紫外線硬化装置３ｂからな
り、樹脂塗布装置３ａには樹脂供給装置２ａから紫外線
硬化樹脂が供給される。また、外部被覆装置３の前方に
は光ファイバ素線１の外径よりもわずかに大きい内径を
有するガイドパイプ２ｂを配置することによって、光フ
ァイバ素線１を蛇行させずにスムーズに外部被覆装置３
に導くことが出来る。

【００２０】樹脂塗布装置３ａにて複数の光ファイバ素
線１上に紫外線硬化樹脂が塗布され、紫外線硬化装置３
ｂにて紫外線硬化樹脂に紫外線が照射されて硬化し、光
ファイバ素線１上に外部被覆が形成されて光ファイバ心
線４となり、巻取りリール５に巻きとられる。ここで、
光ファイバ素線１の供給速度を光ファイバ心線４の巻取
り速度よりも少し（０．０４％程度）早くすることによ
って、光ファイバ素線１のガラスファイバには圧縮歪み
が加わった状態で、紫外線硬化樹脂からなる外部被覆が
硬化するので、ガラスファイバには圧縮歪みが残留した
状態で固定される。

【００２１】また、光ファイバ心線の中の光ファイバ素
線の位置によってガラスファイバの圧縮歪みを変化させ
るには、光ファイバ素線１の供給速度を位置によって変
えれば良い。即ち、テープの中央部から端部に向かって
光ファイバ素線１の外部被覆装置３への供給速度をより
早い速度に設定する。

【００２２】なお、以上説明した実施形態では、光ファ
イバ素線の外側に紫外線硬化樹脂を塗布して硬化させる
外部被覆の例を示したが、外部被覆は熱可塑性樹脂を押
出し被覆することによっても形成は可能である。

【００２３】

【実施例】直径１２５μｍの石英系ガラスファイバに紫
外線硬化樹脂を被覆して直径２５０μｍの光ファイバ素
線としたものを準備し、４心平行にしてそれぞれ２０
０．０８ｍ／分の速度で供給しながら紫外線硬化樹脂か
らなる外部被覆を施し、巻き取り速度２００ｍ／分で巻
き取り光ファイバ心線を得た。

【００２４】その光ファイバ心線についてＢＯＴＤＡに
て歪み測定を行ったところ、長手方向の圧縮歪みは０．
０３５〜０．０４３％であった。また、この光ファイバ
心線をらせん溝に収容した図３の型の光ファイバケーブ
ルを製造し、再びＢＯＴＤＡで心線の圧縮歪みを測定し
たところ、ほぼ０％であることが確認された。

【００２５】また同様の光ファイバ素線を使用し、４心
平行にして端からそれぞれ供給速度を２００．０２、２
００．０４、２００．０６、２００．０８ｍ／分として
供給しながら紫外線硬化樹脂からなる外部被覆を施し、
巻き取り速度２００ｍ／分で巻き取り４心の光ファイバ
心線を得た。また、供給速度の順序を逆にした４心の光
ファイバ心線を作った。

【００２６】次いで、その２本の４心の光ファイバ心線
を供給速度の大きい方を外側として平行に並べてその上
に紫外線硬化樹脂からなる外層の外部被覆を施し、８心
の光ファイバ心線を得た。なお、この外層の外部被覆工
程では、４心の光ファイバ心線の供給速度と８心の光フ
ァイバ心線の巻き取り速度は一致させた。

【００２７】このようにして製造した８心の光ファイバ
心線について長手方向の圧縮歪みをＢＯＴＤＡによって
測定したところ、光ファイバ心線の中央に近い光ファイ
バ素線から外側の光ファイバ素線に向かって、０．０１
０〜０．０１２、０．０１８〜０．０２３、０．０３０
〜０．０３２、０．０４０〜０．０４５％と外側の光フ
ァイバ素線の方がガラスファイバの圧縮歪みが大きくな
っていることが確認された。

【００２８】また、この８心の光ファイバ心線を使っ
て、ピッチ２５０ｍｍで捻って図４の型の光ファイバケ
ーブルを製造し、再びＢＯＴＤＡにて圧縮歪みを測定し
たところ、０．００〜０．０１５％に入っており光ファ
イバ素線のガラスファイバの圧縮歪みはほぼ平均化され
ていることが確認された。

【００２９】更にまた、直径２５０μｍの光ファイバ素
線を準備し、表１に示す４種の条件でそれぞれ４心の光
ファイバ心線を製造した。そして、ＢＯＴＤＡにてガラ
スファイバの圧縮歪みを測定したところ、表１に示す結
果が得られた。その後、これらの光ファイバ心線の外観
を目視すると共に、それぞれ光ファイバ心線１０００ｍ
について，Ｏｐｔｉｃａｌ Ｔｉｍｅ Ｄｏｍａｉｎ
Ｒｅｆｌｅｃｔｍｅｔｅｒ（以下、ＯＴＤＲと略する）
にて伝送損失を測定したところ、表２の結果が得られ
た。なお外観が異常というのは、並列に配置された光フ
ァイバ素線に蛇行等の配列が乱れている部分が見られる
ものである。

【００３０】表２の結果から、Ｎｏ．４の条件で製造し
た光ファイバ心線は、伝送損失も他の条件のものに比べ
て大きいので、表１と表２からガラスファイバの圧縮歪
みは、好ましくは０．０３％以上、０．１％未満にする
のが良いことが分かる。

【表１】

【表２】

【００３１】

【発明の効果】本発明の光ファイバ心線においては、ガ
ラスファイバに０．０３％以上、好ましくは０．０３％
以上かつ０．１％未満の長手方向の圧縮歪みを与えてい
るので、光ファイバ心線に張力を与えて光ファイバケー
ブルに収容しても、光ファイバケーブル内のガラスファ
イバの伸び歪みは大きくならないため、光ファイバ素線
製造時のスクリーニング設定張力を小さくしても従来と
同程度の寿命の光ファイバケーブルが製造可能となる。
従って、光ファイバ素線の歩留まりを向上させることが
出来、製造コストの低減につながる。

【００３２】また、光ファイバ心線の中の光ファイバ素
線の位置によって長手方向の圧縮歪みの大きさを変えて
中央の心線より外側の心線のガラスファイバの圧縮歪み
を大きくしたものは、光ファイバ心線をらせん状に捻っ
てパイプ内に収容する型の光ファイバケーブルに使用し
ても、捻り時のガラスファイバに加わる伸び歪みによっ
て各心線の歪みが均一化されるので、光ファイバケーブ
ルの寿命を伸ばすことが出来る。また、この場合もスク
リーニング設定張力を小さくすることが出来、製造コス
トが低減が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光ファイバ心線の製造工程を説明する
図である。

【図２】光ファイバ心線の断面図であって、（Ａ）は４
心のものを、（Ｂ）は８心のものを示す。

【図３】光ファイバケーブルの一例の断面図である。

【図４】光ファイバケーブルの他の例の断面図である。

【符号の説明】

１：光ファイバ素線 １ａ：供給リール ２ａ：樹脂供給装置 ２ｂ：ガイドパイプ ３：外部被覆装置 ３ａ：樹脂塗布装置 ３ｂ：紫外線硬化装置 ４：光ファイバ心線 ５：巻取りリール

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガラスファイバ上に被覆を施した光ファ
   イバ素線を１本又は複数本配置してその周囲に外部被覆
   を施した光ファイバ心線において、ガラスファイバは室
   温において０．０３％以上の長手方向の圧縮歪みを有す
   ることを特徴とする光ファイバ心線。
2. 【請求項２】 ガラスファイバの室温における長手方向
   の圧縮歪みは０．０３％以上、０．１０％未満であるこ
   とを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ心線。
3. 【請求項３】 複数の光ファイバ素線が平行に配置され
   その周囲に一括して外部被覆が設けられたテープ状の光
   ファイバ心線であることを特徴とする請求項１又は請求
   項２に記載の光ファイバ心線。
4. 【請求項４】 ガラスファイバ上に被覆を施した光ファ
   イバ素線を複数本平行に配置して外部被覆を施したテー
   プ状の光ファイバ心線において、光ファイバ心線を構成
   する光ファイバ素線の配列中央から外側へ行くほどガラ
   スファイバの長手方向の圧縮歪みが大きくなっているこ
   とを特徴とする光ファイバ心線。
5. 【請求項５】 ガラスファイバ上に被覆を施した光ファ
   イバ素線を１本又は複数本を平行に供給しながら外部被
   覆を施す光ファイバ心線の製造方法において、光ファイ
   バ素線の外部被覆装置への供給速度を光ファイバ心線の
   巻き取り速度より大きくすることによって、ガラスファ
   イバに長手方向の圧縮歪みを与えることを特徴とする光
   ファイバ心線の製造方法。
6. 【請求項６】 外部被覆装置の直前に光ファイバ素線の
   外径よりもわずかに大きい内径を有するガイドパイプを
   設置し、光ファイバ素線をそれぞれガイドパイプを通し
   て外部被覆装置に導くことを特徴とする請求項５に記載
   の光ファイバ心線の製造方法。