JPS63228114A - 光フアイバケ−ブル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光ファイバケーブルに関するものであり、特
にプラスチック線状体に設けた溝に光ファイバユニット
または光ファイバ心線が収容されている種類の光ファイ
バケーブルに関するものである。

（従来の技術） この種従来の光ファイバケーブルの代表的な構造例を第
９図〜第１１図に示す。

第９図はケーブルの中心の高ヤング率材料による抗張力
体４の周囲に、複数の光ファイバ心線を中心材のまわり
に束ねて配置した光ファイバユニット２（または光ファ
イバ心線３）を配置し、更にその外周にケーブル外被１
２を施してケーブルを構成した例である。このような構
造では、ケーブルのドラム巻きや屈曲時にケーブル断面
内での光ファイバの位置によって曲率半径に差が生じ、
曲げの内側では圧縮歪、外側では伸び歪が発生する。こ
れらの歪は、損失増や光ファイバの破断を生じさせる危
険性があるため、曲げによる光ファイバの歪を緩和する
構造にする必要がある。

このため、光ファイバユニット２は光ファイバを中心抗
張力体の周囲に撚り合わせて形成し、更にこの光ファイ
バユニット２を抗張力体４の周囲に撚り合わせて曲げに
よる歪を平均化していた。

しかし、ケーブル製造時に撚り合わせ工程を必要とする
ので、製造装置が大型化、複雑化するだけでなく、製造
速度も遅くなるという問題を有していた。

第１０図の例はケーブルの中心に抗張力体４を有し、周
囲に溝７を形成したプラスチック線状体６の各溝７に光
ファイバユニット２（または光ファイバ心線３）を収容
し、更にその外周にケーブル外被１２を施してケーブル
を構成したものである。

このような構造では、光ファイバユニット２（または光
ファイバ心線３）のプラスチック線状体６への集合とケ
ーブル外被１２の被覆を同時に（同一工程で）行なえる
という利点を有している。

しかし、第９図と同様に、ケーブル屈曲時の光ファイバ
の歪の緩和は不可欠であるため、プラスチック線状体６
に予め溝７がらせん状に形成されている必要がある。従
って、このような構造の場合にも、製造装置の大型化、
複雑化や、製造速度の低下を招くという問題を有してい
た。

第１１図の従来例では、光ファイバユニット２をケーブ
ル外被１２により形成されたバイブ状空洞部１３内にル
ースに収容し、抗張力体４はケーブル外被１２の内部に
均等に撚られぞ埋め込まれている。

このような構造のケーブルは、製造時に光ファイバの位
置をケーブル中心に固定できないので、断面形状が点対
称とならず、ドラム巻きや屈曲時に光ファイバの曲率半
径とケーブル中心の曲率半径とに差を生じ、ケーブル延
線時や屈曲時にケーブルの長さと光ファイバの長さとが
一致せず、ケーブル端末で光ファイバの引き込みや突出
し、あるいは光ファイバに歪が生ずるという欠点があっ
た。また、抗張力体４は、ケーブルの可撓性を確保する
ために撚られて埋め込まれており、製造の簡略化、高速
化が困難であるとともに、ケーブル外被の除去が困難で
あった。

これらを解決するために、第１２図に示すように、ケー
ブル外被１２に、ケーブル中心から偏心してパイプ状空
洞部１３を形成すると共に、同じく偏心して抗張力体４
および４′を配置し、光ファイバユニット２（または光
ファイバ心線３）をパイプ状空洞部１３内にシースに収
容した光ファイバケーブルが検討されている（文献１：
Ｍ、にａｗａｓｅ、　ｅｔａｌ、、　　″　Ａ　　ｎｅ
ｗ　　ｏｐｔｉｃａｌ　　ｆｉｂｅｒ　　ｃａｂｌｅ　
　ｄｅｓｉｇｎ　　”　　。

Ｆｉｒｓｔ　０ｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　Ｃｏｎ
ｆｅｒｅｎｃｅ（ＯＥ［：’８６）Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ
　Ｄｉｇｅｓｔ、　ｐｐ、１０２−１０３．１９８６）
。

このケーブルでは、パイプ状空洞部１３および抗張力体
４および４′のいずれもケーブルの中心に対して撚りを
加えずに形成するのマ、撚り合わせ工程を含まない。し
たがって、製造装置および製造工程が簡易になるととも
に、製造速度の向上が図れるものである。このケーブル
では、パイプ状空洞部１３、抗張力体４および４′の位
置によりケーブルの曲げの中立点を任意に設定できるこ
とを利用し、製造の際のドラム巻き取り時にパイプ状空
洞部１３に適当な伸びを付与することによって光ファイ
バの余長の制御が可能である。従って、ケーブル延線時
や屈曲時に光ファイバの引き込みや突出し、歪等の発生
を抑制することができる。

しかし、このような構造では、一般にケーブル断面内で
パイプ状空洞部１３と抗張力体４および４′　とが偏心
して配置されているため、ケーブル外被１２の除去の際
に従来のケーブル外被（ラミネートシース）に使用して
いた外被除去工具の通用が困難であり、ケーブル中間部
からの光ファイバの取り出しも困難であった。

しかもまた、ケーブルを接続して長距離の伝送線路を建
設する際に必要な打ち合わせ用回線、ケーブル内のガス
圧を測定してケーブル外被の亀裂個所等を検知するガス
圧検知用回線、ケーブル接続部の浸水等を検知する浸水
検知用回線などに使用する金属線（銅線）を収容する場
合、これら回線をパイプ状空洞部１３内に光ファイバと
共に収容すると、剛性の大きい銅線が光ファイバに不要
な力を加え、光損失の増加を招いたり、光ファイバを破
断させる危険性が生じる。

更に加えて、ケーブル内への浸水を防止するためにパイ
プ状空洞部１３内にシェリー状の防水剤を充填する場合
、防水剤をケーブル外被の形成と同時に加圧しながら充
填しなければならないため、防水剤の圧力によりパイプ
やケーブル形状そのものが変形したり、防水剤が充分に
充填されないという欠点があった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

そこで、本発明の目的は、製造工程の簡略化および製造
速度の向上が図れるとともに、収容された光ファイバの
余長を適切に制御することができ、それにより、ケーブ
ルの延線時や屈曲時における光ファイバへの張力の負荷
やケーブル端末での光ファイバの引き込み等のずれの抑
止が可能であり、かつケーブル外被を除去しやすく、し
かも打ち合わせ等に使用する金属線の収容、防水剤の充
填等を容易にした光ファイバケーブルを提供することに
ある。

〔問題点を解決するための手段〕

このような目的を達成するために、本発明の光ファイバ
ケーブルは、光ファイバを収容した溝および抗張力体を
長手方向に有するプラスチック線状体の外周にプラスチ
ック等の外被を被覆し、かつケーブルの曲げ剛性が一方
向にのみ小さいことを主要な特徴とする。従来の光ファ
イバケーブルのように、光ファイバを抗張力体の周囲に
撚り合わせたり、ケーブル外被に抗張力体を埋め込むこ
とを必要としない点で異なる。

（実施例〕 以下、図面を参照して本発明実施例を詳細に説明する。

夫族■エニュ 第１図は本発明の光ファイバケーブルの第１の実施例、
を示す。ここで１は本発明の光ファイバケーブル全体を
示し、２は複数の光ファイバ心線を中心材のまわりに束
ねて構成した光ファイバユニット、３は光ファイバ心線
、４Ａおよび４Ｂは高ヤング率材料より成る抗張力体、
５はプラスチツク外被である。６は外被５内に配置され
た、例えばポリエチレンによるプラスチック線状体、７
はプラスチック線状体６に設けられ、光ファイバユニッ
ト２（または光ファイバ心線３）が収容されている溝で
ある。プラスチック線状体６の断面形状はほぼ円を基本
として形成され、その一部に中心に向かってＵ字状の溝
７を設けている。プラスチック線状体６の内部には、ケ
ーブル中心に対して偏心し、かつ互いにほぼ平行に配置
された２木の抗張力体４および４′が埋め込まれている
。

光ファイバユニット２（または光ファイバ心線３）は溝
７の底部にほぼ接した状態でこの溝７内に収容されてい
る。プラスチック線状体６の外周には同心円状にプラス
チック外被５が被覆されている。

第１図において、０は光ファイバケーブル１の中心点、
Ｏ′は溝７の図心（溝７のいわゆる重心となる中央の点
）、Ｒはケーブル１の半径、ｔはプラスチック外被５の
肉厚、ｈは溝７の深さ、ｄｌはケーブル中心点Ｏと溝７
の図心０′　との距離、ｄ２はケーブル中心点Ｏと抗張
力体４Ａおよび４Ｂの中心を結ぶ直線ｍ−ｎとの距離、
ｄ３はケーブル中心点０と光ファイバユニット２（また
は光ファイバ心線３）の中心との距離、ｄｓＭは抗張力
体４Ａと４Ｂとの中心間距離である。

抗張力体４Ａおよび４Ｂの配置面の位置、すなわち直線
ｍ−ｎの位置はケーブル中心点０より偏心させており、
このためケーブルの曲げ剛性が特定の曲げ方向（中心点
Ｏに対して抗張力体を偏心させた側を内側として曲げる
方向）に対して最小となフている。

このような構造の光ファイバケーブルを曲げたときの曲
げモーメントＥｌは次式で表せる。

ＥＩ＝ΣＥｎ（Ｉｎ＋３’ｎ’Ａｎ）　　　　　（＋）
ここで、■は断面２次モーメント、ｙは各ケーブル構成
要素の重心と曲げ中立面との距離、Ｅはヤング率、添字
ｎはケーブルの各ケーブル構成要素を示す。

このケーブルの曲げ方向に対する曲げモーメントＥＩの
変化の計算例を第２図に示す。第２図における横軸のθ
は第１図に示すように、ケーブルの曲げ平面ｐ−ｑと直
線ｍ−ｎとのなす角度である。第２図から明らかなよう
に、第１図の光ファイバケーブルでは、θ＝０の場合、
すなわちケーブル中心点に対する抗張力体の偏心側を内
側として曲げる場合、曲げモーメント、すなわち曲げ剛
性が最小になる構造を実現できる。この場合、ケーブル
はθ＝０の面で安定して曲げることができる。このよう
なケーブルをθ＝０面で曲げた場合、ケーブル中心点０
から中立面までの距！ＩＣは次式で求めることができる
。

ここで、Ａは各ケーブル構成要素の断面積、添字ｐｉ、
　ｐｏ％ＳＭおよびａはそれぞれプラスチック線状体６
、プラスチック外被５、抗張力体４Ａと４Ｂおよび溝７
を示す。

半径Ｒｄのドラムにこのケーブルを巻きつけたときの光
ファイバユニット２（または光ファイバ心線３）の伸び
歪εは次式で与えられる。

以上により、抗張力体４Ａおよび４Ｂの位置ｄ２や溝７
の深さｈなどを設計することにより、ケーブルの延線時
や屈曲時に光ファイバに歪が生じない、すなわち式（３
）においてεを零とする構造を実現することができる。

具体的数値例として、 Ｒ＝７．５１１１１１１ ｈ＝４＋ｎｍ ｒ　５ｖ＝０．７ｍｍ ｔ＝２．５ｍｍ ｄ、＝３ｍｍ ｄ、＝１．６ｍｎ＋ ｄ、＝１．５ｍｍ ｄ　ｓＭ鴛８＋ａｍ Ｅ　ｐｌ：　Ｅ　ｐｏ＝　２０ｋｇ／ＩＩＩｍ’Ｅ　ｓ
、４−２１０００ｋｇ／ｍｍ２ とすることにより、式（１）においてＥＩはθ＝０で最
小となり、式（３）においてε＝０となる。

木実層側のケーブルは、その曲げ方向が一定しているた
め、ケーブル屈曲時に光ファイバに張力が加わらない。

従って、製造するにあたっては、光ファイバユニット２
やプラスチック線状体６に撚りを加えなくても、ケーブ
ル内に光ファイバを安定に保って収容したケーブルを実
現でき、撚り工程の省略が可能である。その結果、抗張
力体の周囲に光ファイバユニットを撚り合わせて形成し
ていた従来の光ファイバケーブルに較べ、製造工程を簡
略化し、かつ撚り合わせ速度によって制限されていた製
造速度を向上させることができる。

なお、以上では、高ヤング率抗張力体として、２木の線
材４Ａおよび４Ｂを使用する実施例について述べたが、
第３図に示すように、更に多数の線材４Ａ、４Ｂ、４Ｃ
，−・・を直線ｍ−ｎに沿りて配置したり、あるいは、
第４図に示すように、テープ状の抗張力体１４を直線ｍ
−ｎに沿って配置することも可能である。抗張力体４Ａ
、４Ｂ、４Ｃおよび１４の材料としては、鋼線の他に、
ＦＲＰなとの高ヤング率で剛性の高いものが好適である
。

実施例４および５ 第５図は本発明の光ファイバケーブルの第４の実施例の
断面図である。本例では、第１図〜第３図に示したよう
な構造のプラスチック線状体６の外周にアルミニウムや
スチールなどの金属テープの層８または紙、ゴムあるい
はポリエステルなどの樹脂のような絶縁体によるテープ
の層９を、巻きつけたり、ケーブルの長平方向に縦添え
する。

この層８または９の外周にプラスチック外被を設ける。

この構造によれば、ケーブル外被としての強度を増せる
。これに加えて、第７図に示す実施例について説明する
ように、ケーブル内に一般通信用、打ち合わせ用等の金
属線を収容した場合に、外部の電磁界の影響を遮断する
ことができる。

ここで、従来のケーブルに一般に使用されているアルミ
ニウムのテープをポリエチレンに融着して複合体とした
ＬＡＰ外被（ラミネートシース）を。

用いて金属層８を形成すれば、外部からの湿気の侵入を
防止する効果が著しく高くなる。

更に、金属層８や、金属の代わりに絶縁体テープの層９
を設けた場合、製造時にプラスチック線状体６の周囲に
プラスチック外被５を押し出し被覆しても、プラスチッ
ク線状体６とプラスチック外被５のプラスチック相互の
融着が防止されるので、ケーブル外被を容易に除去する
ことができる。

さらにまた、第６図に示す実施例５では、プラスチック
線状体６の外周に絶縁体テープ層９を密着して巻きつけ
たり、あるいは縦添えし、その層９の外周に金属層８を
配置し、さらに金属層８の外周にプラスチ外被５を配置
する。これにより、ケーブル外被除去時における光ファ
イバユニット２（または光ファイバ心線３）の外被除去
工具の刃からの保護を充分なものとすることができる。

このような構造に対して、一方向にケーブルの曲げ剛性
を最小にしたり、光ファイバの歪を零とするには、式（
１）および（２）に金属層８や絶縁体テープ層９の寄与
分を考慮して設計すればよい。

火五■至 第７図は本発明の光ファイバケーブルの第６の実施例の
断面図である。この実施例では、第１図の実施例におい
て、光ファイバユニット２（または光ファイバ心線３）
が収容されている溝７とは別の溝１７を設け、その溝！
７に金属線１０を収容する。このような構造なので、一
般に剛性の大きい銅線などの金属線１０が光ファイバユ
ニット２（または光ファイバ心線３）に直接力を加える
ことがないため、光損失増や光ファイバの破断を生じさ
せる危険性がない。また、光ファイバユニット２（また
は光ファイバ心線３）の収容された溝７以外の溝１７は
プラスチック線状体６の形成と同時に形成されるため、
製造工程が複雑になることはない。

このように金属線を収容することについては第５図およ
び第６図の実施例にも同様に適用できる。

車重０辻ヱ 第８図は本発明の光ファイバケーブルの第７の実施例の
断面図である。本例では、第１図の実施例における溝７
内に防水剤１１を充填する。防水材１１としては、シェ
リー状、オイル状などのもの、または吸水してダムを形
成する効果を持つ維持状、粉末状などの吸水材がある。

本実施例の光ファイバケーブルを製造するには、プラス
チック外被５をプラスチック線状体６に被覆するのに先
立って、主にこのプラスチック線状体６の溝７に防水剤
１１を充填すればよい。特に、現在、防水形ケーブルに
一般に使用されているシェリー状の防水剤を用いる場合
、ケーブル内の空間に　１００％近く充填する必要があ
り、充填にあたって防水剤に加圧する必要がある。しか
し、既に形成された溝７に防水剤を加圧することは容易
であり、第１２図に示した従来の構造に比し、大きな利
点を有している。

なお、防水剤の充填については、第５図〜第７図に示し
た本発明の実施例にも同様に通用できる。

以上説明してきた実施例では、溝４Ａ、４Ｂ。

４Ｃおよび１７の形状をＵ字形のものに限ったが、これ
ら溝の形状はＵ字形に限られず、例えば７字形状、０字
形状（この場合一部は開口）にしても良い。また、溝内
を仕切等によって分割することも可能である。

（発明の効果） 以上から明らかなように、本発明は次のような種々の効
果を有する。

（１）光ファイバユニットまたは光ファイバ心線が収容
されているプラスチック線状体の内部に、高ヤング率の
抗張力部材を偏心して埋設して、上記光ファイバユニッ
トまたは光ファイバ心線が配置されている位置に、ケー
ブル断面においてケーブル中心点に対する抗張力体の偏
心側を内側として曲げるときにその曲げによる長手方向
の伸縮が生じない位置、すなわちケーブル曲げの中立面
を設定することができるので、光ファイバユニットまた
は光ファイバ心線の長さが常にケーブルの長さと等しく
成るように設定できる。従って、ケーブルの延線時や屈
曲時にケーブル端末における光ファイバユニットまたは
光ファイバ心線の引き込みや突出がなく、しかも光ファ
イバに歪が生じることがなく、加えて光ファイバに不要
な力が加わらないため、安定した伝送特性を確保できる
。

（２）本発明ケーブルは撚り工程を含まないで製造でき
るため、製造工程が簡単であり、かつ製造速度を向上さ
せることができる。

（３）ケーブル外被（たとえば、プラスチック外被５、
またはプラスチック外被５と金属層８および／または絶
縁体テープ層９とを組み合わせたもの）の肉厚が均一で
あり、かつ外被内に抗張力体を含まないため、外被の除
去が簡便であり、ケーブルの中間部分における外被除去
も容易にできる。

（４）プラスチック線状体に複数の溝を設けることがで
き、その場合には、金属線等と光ファイバユニットまた
は光ファイバ心線とを別個の溝に収容することができ、
光ファイバユニットまたは光ファイバ心線に不要な力を
加えることがなく、伝送特性、機械特性等が安定してい
る。

（５）　プラスチック線状体に設けた溝には防水剤を充
填することが容易であり、優れた防水形光ファイバケー
ブルを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第３図および第４図は本発明光ファイバケーブ
ルの第１〜第３の実施例を示す断面図、 第２図は本発明の光ファイバケーブルの曲げそ−メント
の計算例を示す特性図、 第５図、第６図、第７図および第８図は本発明の光ファ
イバケーブルの第４〜第７の実施例を示す断面図、 第９図、第１０図、第１１図および第１２図は従来の技
術による光ファイバケーブルの４例を示す断面図である
。 １・・・光ファイバケーブル、 ２・・・光ファイバユニット、 ３・・・光ファイバ心線、 ４．４’　　、４Ａ、４Ｂ、４Ｃ，１４・・・抗張力体
、 ５・・・プラスチック外被、 ６・・・プラスチック線状体、 ７．１７・・・溝、 ８・・・金属層、 ９・・・絶縁体テープ層、 ＩＯ・・・金属線、 １１・・・防水剤、 １２・・・ケーブル外被、 １３・・・バイブ状空洞部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）光ファイバユニットまたは光ファイバ心線と、 該光ファイバユニットまたは光ファイバ心線を収容する
   溝が長手方向に断面内で位置変動することなく直線的に
   設けられたプラスチック線状体と、 該プラスチック線状体に、その長手方向に断面内で位置
   変動することなく、ケーブル中心に対して偏心して直線
   的に埋設された高ヤング率材料よりなる抗張力体と、 前記プラスチック線状体の外周を被覆するように配置さ
   れたプラスチック外被と を具え、前記プラスチック線状体の前記溝の内面に接し
   た状態で収容された光ファイバユニットまたは光ファイ
   バ心線の位置が、当該光ファイバケーブルの断面内にお
   いて当該光ファイバケーブルの中心点に対する前記抗張
   力体の偏心側を内側として曲げるときに、その曲げによ
   る長手方向の伸縮が生じない、曲げの中立面に一致する
   ように構成したことを特徴とする光ファイバケーブル。 ２）前記抗張力体は少なくとも２つ以上あることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項に記載の光ファイバケーブ
   ル。 ３）前記抗張力体がテープ状であることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項または第２項に記載の光ファイバケ
   ーブル。 ４）前記プラスチック外被が、金属の層を含む複合体で
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第３
   項のいずれかの項に記載の光ファイバケーブル。 ５）前記プラスチック外被が、絶縁体の層を含む複合体
   であることを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第
   ３項のいずれかの項に記載の光ファイバケーブル。 ６）前記プラスチック線状体の外周に絶縁体層を配設し
   たことを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第４項
   のいずれかの項に記載の光ファイバケーブル。 ７）前記プラスチック線状体に第２の溝を形成し、該第
   ２の溝内に金属線を配置したことを特徴とする第１項な
   いし第６項のいずれかの項に記載の光ファイバケーブル
   。 ８）前記溝内に防水剤が充填されていることを特徴とす
   る第１項ないし第７項のいずれかの項に記載の光ファイ
   バケーブル。