JPS63267905A - 光フアイバケ−ブルの製造方法 - 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、余長を付与して光ファイバ素線もしくは心線
を収容した光ファイバケーブルの製造方法に関するもの
で、ケーブル製造工程において、ケーブル巻取り装置の
前に設置した中間巻付は装置において、光ファイバ素線
もしくは心線にあらかじめ所要の余長を付与した後に、
ケーブル巻取り装置にてケーブルを巻き取る製造方法に
関する。

（従来の技術） 第５図は従来の代表的な光ファイバケーブルの製造方法
の説明図であって、１は光ファイバ素線もしくは心線（
または光ファイバ素線もしくは心線を集合した光ファイ
バユニット２）、３は光ファイバ素線もしくは心線（ま
たは光ファイバ素線もしくは心線を集合した光ファイバ
ユニット２）の繰出し装置、４は抗張力体、５は抗張力
体繰出し装置、６は集合ダイス、７はケーブル心、８は
プラスチックの押出し機、９は押出し機８のクロスヘッ
ド、１０は光ファイバケーブル、１１は冷却装置、１２
は牽引装置、１３．１３’は牽引用キャタピラ、１４は
巻取り装置、１５は巻取りドラムである。

第５図において、光ファイバ素線もしくは心線１（また
は光ファイバ素線もしくは心線を集合した光ファイバユ
ニット２）は繰出し装置３から、抗張力体４は抗張力体
繰出し装置５から繰り出され、集合ダイス６で集合され
る。集合されて形成されたケーブル心７は、押出し機８
を通過し、押出し機８のクロスヘッド９においてケーブ
ル心７の外周にプラスチックを押し出すことによって被
覆され、光ファイバケーブル１０が形成される。

光ファイバケーブル１０は水槽などの冷却装置１１を通
過し、このときにケーブル心７に押し出し被覆されたプ
ラスチックを冷却固化させる。光ファイバケーブル１０
は牽引装置１２の牽引用キャタピラ１３．１３’の間に
挟まれた状態で牽引され、巻取り装置１４に送られて巻
取りドラム１５に巻き取られる。この場合、光ファイバ
素線もしくは心線１（または光ファイバ素線もしくは心
線を集合した光ファイバユニット２）、抗張力体４等の
繰出し部はケーブル心７の中心軸のまわりに回転し、ケ
ーブル心７に撚りを加えることもある。

第１図は本発明の光ファイバケーブルの製造方法で製造
する光ファイバケーブルの断面図であって、１６はケー
ブル外被、１７はパイプ状空間部である。このケーブル
は、光ファイバ素線もしくは心線１　（または光ファイ
バ素線もしくは心線を集合した光ファイバユニット２）
を、ケーブル中心から偏心して配置した抗張力体４．４
′を含むケーブル外被１６より形成されたパイプ状空間
部１７内にルースに収容したものである。パイプ状空間
部１７も抗張力体４．４′もケーブルの中心に対して撚
りを加えずに形成するもので、撚り合わせ工程を含まな
いため、製造装置、製造工程が簡易になるとともに、製
造速度の向上を図ることができる。またパイプ状空間部
１７と抗張力体４゜４′の位置により、ケーブルの曲げ
の中立面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間部１７に適当な伸びを
付与することができる。

従って、このように伸びた状態のパイプ状空間部１７に
光ファイバ素線もしくは心線１等を収容することにより
、ケーブル延線時には、パイプ状空間部１７がもとの伸
びを生じていない状態に戻るので、ケーブル内の光ファ
イバは余長を有することになる。この余長はケーブル構
造と巻取り用のドラム径により決定できる、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き出し、歪等の発生
を抑制することができる。

このような構造の光ファイバケーブルを製造するため、
従来、第５図に示したような製造方法が用いられていた
。

しかしながら、光ファイバケーブル内の光ファイバ素線
もしくは心線１等に付与される余長は、ケーブルの巻取
りドラムの径に依存し、使用するドラムの種類を自由に
選択することができなかった。また数十メートル以上の
ケーブルではケーブルはドラムに何層にも巻き付けられ
るので、ケーブルの曲げ径がその層ごとに変化し、所要
の余長を精度良く付与することができなかった。さらに
従来の製造方法では、光ファイバ素線もしくは心線１　
（または光ファイバ素線もしくは心線を集合した光ファ
イバユニット２）とパイプ状空間部１７の内壁との間の
摩擦係数が小さいので、光ファイバ素線もしくは心線１
（または光ファイバ素線もしくは心線を集合した光ファ
イバユニット２）の繰出し時に光ファイバ素線もしくは
心線１　（または光ファイバ素線もしくは心線を集合し
た光ファイバユニット２）に加えられるパックテンショ
ン（光ファイバ素線もしくは心線１等に繰出し装置３の
方向に加えられる張力）は巻取りドラム１５にまで達す
る。従って光ファイバケーブル１０が巻取りドラム１５
に巻き取られる時には、バックテンションにより光ファ
イバに生じた伸び歪を有した状態で光ファイバ素線もし
くは心線１　（または光ファイバ素線もしくは心線を集
合した光ファイバユニット２）がパイプ状空間部１７に
収容される。このバックテンションにより光ファイバに
生じた伸び歪を残留歪という。光ファイバ１心ごとにプ
ラスチック被覆を施して形成した単心線をケーブル内に
収容する場合、残留歪は０．０４％〜０．１％程度であ
る。この値の残留歪は脆性体である光ファイバの破断寿
命に大きな影響を与える可能性があり、光ファイバケー
ブルの実使用時間を短縮させたり、障害を続出させる恐
れが出てくる。

また残留歪に伴い光ファイバ１８（第２図）には引張り
応力が生じているので、この引張り応力σと光ファイバ
１８の曲がり（光ファイバケーブル１０が巻取りドラム
１５に巻き取られているため）により、光ファイバ１８
とパイプ状空間部１７の内壁との間に第２図に示すよう
な巻取りドラム１５の軸方向に向かう力（側圧）Ｆ＝σ
Ａ／Ｒ（Ａ：光ファイバの断面積、Ｒ：光ファイバ曲げ
半径）が発生する。この側圧Ｆは、光ファイバ１８にマ
イクロベンド（微小な曲がり）を発生させ、光損失の増
加を招くという欠点があった。さらに光ファイバ素線も
しくは心線１等に余長率〔（（ケーブル内に収容された
光ファイバ素線もしくは心線１等の長さ）−（ケーブル
長）｝÷（ケーブル長）］β１を与えるためにケーブル
構造（抗張力体４，４′の位置等）を設計しても、実際
には製造時に残留歪εｒが存在する。この残留歪εｒを
有する光ファイバ素線もしくは心線１等は、ケーブル延
線後に光ファイバが残留歪ε。

分だけ収縮して、もとの長さに戻るので、余長β１は残
留歪εｒの分だけ小さな値となり、実用上充分な特性が
確保できないという欠点があった。

このように、ケーブル構造によりケーブル内に収容する
光ファイバに余長を与える場合、従来の製造方法を用い
て光ファイバケーブルを製造すると、ケーブル内に収容
された光ファイバに所要の余長を精度良く付与すること
が困難であり、また光ファイバに残留歪が生じることか
ら、所要の特性を有する光ファイバケーブルが実現でき
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） 本発明は、ケーブル構造により、収容される光ファイバ
に余長を与える光ファイバケーブルの製造において、ケ
ーブル巻取り時に光ファイバに生ずる残留歪を取り除く
ことにより、光ファイバの破断寿命の短縮や光損失の増
加を抑制し、ケーブル内の光ファイバに所要の余長が精
度よく与えられた光ファイバケーブルの製造方法を提供
することにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明の光ファイバケーブルの製造方法は、光ファイバ
ケーブルの製造工程において、光ファイバケーブルの巻
取り装置の前に、巻取りドラムの外径（ドラムの胴径）
より小さな外径を有するケーブル巻付は用のドラムを配
置し、そのドラムに−たんケーブルを巻き付けた後、巻
取り装置で巻き取る。

従来の光ファイバケーブルの製造方法では、光ファイバ
ケーブルの巻取り装置の前で、ドラムにケーブルを巻き
付けることはしなかった。

（実施例） 第３図は本発明の光ファイバケーブルの製造方法の一実
施例図であって、１９は中間巻付は装置、２０は巻付は
ドラムである。以下に第１図に示した構造のケーブルを
製造する場合について製造方法を説明する。

繰出し装置３および抗張力体繰出し装置５から、それぞ
れバンクテンションを加えられながら繰り出された光フ
ァイバ素線もしくは心線１（または光ファイバ素線もし
くは心線１を集合した光ファイバユニット２）および抗
張力体４は、集合ダイス６を通過し、ケーブル構造に対
応して配置される。このように集合ダイス６を通過して
形成された集合体は、次にポリエチレン、ポリ塩化ビニ
ル等のプラスチックを押し出す押出し機８を通過する。

このとき押出し機クロスヘッド９に取り付けられたニッ
プル、ダイスにより第１図に示したパイプ状空間部１７
を有するケーブル外被１６が押し出されて形成される。

このようにして形成された光ファイバケーブル１０は、
高温で軟化しているケーブル外被１６を固化させるため
に、冷却装置１１を通過して冷却される。一般に、冷却
装置１１には水槽が使用される。冷却装置１１を通過し
た光ファイバケーブル１０は牽引装置１２の牽引用キャ
タピラ１３．１３’の間に挟まれ、牽引用キャタピラ１
３．１３’の回転によって巻取り装置１４の方向に牽引
される。ここまでは従来の製造方法であり、製造装置も
従来のものが適用できる。

本発明は、牽引装置１２の次に、光ファイバケーブル１
０を巻き付ける巻付はドラム２０を有する中間巻付は装
置１９を配置することに特徴がある。しかもこの巻付は
ドラム２０の外径は、最後に光ファイバケーブル１０を
巻き取る巻取り装置１４に設置される巻取りドラム１５
の外径（巻取りドラムの胴径）よりも小さくする必要が
ある。

この巻付はドラム２０の径の決定について以下に説明す
る。

第１図に示した光ファイバケーブル１０はパイプ状空間
部１７と抗張力体４．４′の寸法および断面内の位置に
より、ケーブルの曲げ剛性を特定の曲げ方向（図中矢印
ａの方向）において最小にすることができ、かつその特
定の曲げ方向において曲げ中立面ｍ−ｎ（ケーブルを曲
げたときにケーブル長手方向に伸びや圧縮の歪が生じな
い面）を光ファイバ素線もしくは心線１等よりケーブル
の曲げの内側に設定することができる（文献１：Ｍ、　
Ｋａｗａｓｅ、　ｅｔ　ａｌ、、“Ａｎｅｗ　ｏｐｔｉ
ｃａｌ　ｆｉｂｅｒ　ｃａｂｌｅｄｅｓｉｇｎ”、　Ｆ
ｉｒｓｔ　０ｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　Ｃｏｎｆ
ｅｒｅｎｃｅ（ＯＥＣ’８６）　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　
Ｄｉｇｅｓｔ、　ｐｐ、１０２−１０３．１９８６）　
＊従って、このような構造のケーブルを矢印ａの方向に
曲げると、パイプ状空間部１７は伸ばされ、その伸びは
曲げ径にほぼ反比例する。第５図に示した従来の製造方
法において、光ファイバケーブル１０が巻取りドラム１
５に巻き取られる際、パイプ状空間部１７は伸ばされる
。このとき、光ファイバ素線もしくは心線１等が伸び歪
を生じない状態でパイプ内に送り込まれ、かつ曲げ径が
一定であれば、この光ファイバケーブル１０を延線した
ときにケーブル内にはパイプ状空間部１７の伸びに相当
する余長を有する光ファイバ素線もしくは心線１等が収
容されていることになる。

すなわち光ファイバケーブル１０の曲げの内側の面から
曲げ中立面ｍ−ｎまでの距離をｄｏ、曲げ中立面ｍ−ｎ
から光ファイバ素線もしくは心線１等が配置された位置
までの距離をＣ１曲げ径を２ｒとすると、光ファイバ素
綿もしくは心線１等に付与される余長率βは次式で与え
られる。

β＝Ｃ／　（ｒ＋ｄｃ）　　　　　　　　（１）しかし
ながら、実際の製造工程においては、数十メートル以上
のケーブルをドラムに巻き取る場合、ケーブルはドラム
に何層にも巻かれるので、ケーブルの曲げ径は、ドラム
の胴径を最小とし、それより順次大きくなっていき、一
定にならない。

従ってケーブル内の余長はケーブル長手方向に変化する
。また余長はケーブル構造とドラムの同径により決定さ
れるので、自由にドラムの同径を変えることは不可能で
ある。さらに、光ファイバ素線もしくは心線１等にたる
みが発生しないように、光ファイバ素線もしくは心線１
等の繰り出し時に、バックテンションを加えながら繰り
出す必要があり、このために光ファイバ素線もしくは心
線１等にはバックテンションによる伸び歪εｒが生じて
いる。従って第５図に示した従来の製造方法では、巻取
りドラム１５に巻き取られた光ファイバケーブル１０の
光ファイバ素線もしくは心線１等には伸び歪εｒが生じ
ているので、このケーブルを延線した場合の実際の光フ
ァイバ素線もしくは心線１等の余長率β１は次式となる
。

βカ＝β−εｒ（２） 第３図に示した本発明の製造方法を用いて光ファイバケ
ーブル１０を製造する場合について説明する。中間巻付
は装置１９の巻付はドラム２０の径を２ｒとすると、光
ファイバケーブル１０が巻付はドラム２０に巻き付けら
れたときに、光ファイバ素綿もしくは心線１等が配置さ
れた位置でのパイプ状空間部１７に生ずる伸びは、式（
１）に相当する。βはドラム外径２ｒによって任意に変
えることができ、光ファイバケーブル１０内にβなる余
長率を有する光ファイバ素線もくしは心線１を繰出し装
置３側から引き込むことができる。中間巻付は装置１９
の巻付はドラム２０に光ファイバケーブル１０を巻き付
ける際、−１１巻きにすればｒは一定となり、式（１）
から一定の余長率βを確保することができる。すなわち
巻取りドラム１５に巻かれるときには、光ファイバケー
ブル１０内には余長率βを有する光ファイバ素線もしく
は心線１等が収容され、巻取りドラム１５においてケー
ブルが何層にも巻かれても、常に一定の余長を付与する
ことができる。また光ファイバケーブル１０が巻取りド
ラム１５に巻き取られる際に光ファイバに残留歪εｒを
生じさせないためには、中間巻付は装置Ｅ１９で、あら
かじめ光ファイバケーブル１０内に残留歪ε１分だけ余
計に光ファイバ素線もしくは心線１等を引き込んでおけ
ばよい。すなわち式（３）を満足するように中間巻付は
装置１９の巻付はドラム２０の径２ｒを決定すればよい
。

β＝β１＋εｒ（３） 式（３）に式（１）を代入すると、巻付はドラム２０の
径２ｒは次式で与えられる。

２ｒ＝２Ｃ／（β、＋εｒ）−ａｃ　（４）巻取りドラ
ム１５に巻き取られた光ファイバケーブル１０に収容さ
れた光ファイバに伸び歪を発生させないためには、巻取
りドラム１５の径２Ｒは式（１）から次式を満足する必
要がある。

β１≧Ｃ／（Ｒ＋ａ、）　　　　　　　（５）従って式
（１）、式（４）、式（５）あ・らｒとＲの関係は次の
ようになる。

Ｒ≧（β・ｒ＋εｒ−ｄ。）／（β−εｒ）（６）すな
わち巻取りドラム１５の径２Ｒは式（６）を満足する範
囲で任意に選定することができる。式（６）より設計し
た巻付はドラム２０と巻取りドラム１５を用いることに
より、光ファイバケーブル１０内に収容する光ファイバ
素線もしくは心線１等に余長を精度良く付与することが
できる。

第４図は本発明の光ファイバケーブル製造方法の他の実
施例図であって、第３図に示した実施例において、牽引
装置１２を取り除いたもので、中間巻付は装置１９に牽
引力を持たせ牽引装置を兼ねさせたものである。

（発明の効果） 本発明の光ファイバケーブルの製造方法によれば、以下
の効果が得られる。

光ファイバをパイプ状の空間にルースに収容し、かつケ
ーブル構造によりケーブル曲げ時のケーブル構成部材の
伸び歪を利用して、収容された光ファイバの余長を制御
できる光ファイバケーブルの製造において、光ファイバ
の余長を精度良く付与することができる。

これにより、ケーブル実使用時の光ファイバの破断寿命
などの信頼性を確保することが可能となる。またケーブ
ルを製造した直後のドラム巻き状態での残留歪を抑制す
ることができ、光ファイバの破断や光損失の増加を防止
できる。さらにケーブル巻取リドラムの外径を、ある範
囲で自由に選ぶことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光ファイバケーブルの製造方法で製造
する光ファイバケーブルの断面図、第２図は第１図の光
ファイバケーブルが曲げられた状態でケーブル内の光フ
ァイバが残留歪を有したときに光ファイバに加わる側圧
の説明図、第３図は本発明の光ファイバケーブルの製造
方法の一実施例図、 第４図は本発明の光ファイバケーブルの製造方法の他の
実施例図、 第５図は従来の光ファイバケーブルの製造方法の説明図
である。 １・・・光ファイバ素線もしくは心線 ２・・・光ファイバユニット ３・・・繰出し装置　　　４．４′・・・抗張力体５・
・・抗張力体繰出し装置 ６・・・集合ダイス　　　７・・・ケーブル心８・・・
押出し機　　　　９・・・押出し機クロスヘッド１０・
・・光ファイバケーブル １１・・・冷却装置　　　１２・・・牽引装置１３．１
３’・・・牽引用キャタピラ １４・・・巻取り装置　　１５・・・巻取りドラム１６
・・・ケーブル外被　１７・・・パイプ状空間部１８・
・・光ファイバ　　１９・・・中間巻付は装置２０・・
・巻付はドラム

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光ファイバ素線もしくは心線および抗張力体を、押
   出し機クロスヘッドに供給し、該光ファイバ素線もしく
   は心線の外周にその外径より大きな内寸法を有するパイ
   プ状の空間を形成し、かつ該抗張力体が該パイプ状の空
   間の外側に偏心して配置されるように、プラスチックを
   押出し被覆した後、冷却装置により冷却し、その後、巻
   取り装置に設置した巻取りドラムに巻き取ることにより
   、ケーブルの曲げの中立面を、該パイプ状の空間内に収
   容した該光ファイバ素線もしくは心線の収容位置よりケ
   ーブル曲げの内側に設定して、該光ファイバ素線もしく
   は心線に余長を付与した光ファイバケーブルを形成する
   製造工程において、冷却装置と巻取り装置との間に、巻
   取りドラムより小さな径のドラムを有する中間巻付け装
   置を配置し、該中間巻付け装置の巻付けドラムに光ファ
   イバケーブルを巻き付けながら、該中間巻付け装置を通
   過させた後、巻取り装置の巻取りドラムに巻き取って、
   光ファイバケーブルを製造することを特徴とした光ファ
   イバケーブルの製造方法。 ２、押出し機クロスヘッドに供給される光ファイバ素線
   もしくは心線に加わる張力によって光ファイバに発生す
   る伸び歪、すなわち ｛（張力による光ファイバの伸び長）÷（張力無しの状
   態での光ファイバ長）｝をε＿ｒとし、該光ファイバケ
   ーブルの曲げの内側の面から曲げ中立面までの距離をｄ
   ＿ｃ、中間巻付け装置の巻付けドラムの径を２ｒ、巻取
   りドラムの径を２Ｒ、巻付けドラムに該光ファイバケー
   ブルが巻き付けられたときに、ケーブルの曲げの中立面
   の設定のみによってケーブル内の光ファイバ素線もしく
   は心線に付与される余長率、すなわち〔｛（ケーブル内
   に収容された光ファイバ素線もしくは心線の長さ）−（
   ケーブル長）｝÷（ケーブル長）〕をβとし、Ｒ≧（β
   ・ｒ＋ε＿ｒ−ｄ＿ｃ）÷（β−ε＿ｒ）なる関係を満
   足することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光
   ファイバケーブルの製造方法。