TW202022420A - 光纖電纜 - Google Patents

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Abstract

本發明之光纖電纜具備有：外被；以及纖芯，容置前述外被內且具有間歇接著型帶芯線，前述間歇接著型帶芯線包含有複數條光纖及將前述複數條光纖在長邊方向上間歇地接著的複數個接著部。在前述外被的外周面形成有在圓周方向上交互配置的凹部及凸部，前述凹部具有：分別與鄰接的2個前述凸部之徑向內端連接的2個連接部、以及位於2個前述連接部之間的底面。

Description

光纖電纜
發明領域 本發明係有關於一種光纖電纜。 本發明根據在2018年10月11日於日本提出申請的日本專利申請案特願2018－192706號而主張優先權，並於此援用其內容。
發明背景 至今，已知一種如專利文獻1所示的光纖電纜。此光纖電纜具備有：外被(sheath)、以及容置於外被內的複數條光纖。在外被的外周面形成有在圓周方向上交互配置的凹部及凸部。專利文獻1中之複數條光纖，以彼此撚轉的狀態容置於管內。或者，複數條光纖是被UV硬化型樹脂一齊被覆，成為帶芯線。 先行技術文獻 專利文獻
專利文獻1：美國專利第6963686號說明書
發明概要 發明欲解決之課題 在專利文獻1的光纖電纜中，凹部呈V字狀的溝槽。因此，例如在對凸部施加圓周方向之力時，應力容易集中於溝槽的內端部，外被容易產生龜裂。 又，已知：僅撚合複數條光纖而容置於管內的構造，光纖電纜的剛性較為不足，在壓送特性之點上不利。另一方面，將複數條光纖以樹脂一齊被覆的構造，可得到光纖電纜的剛性。然而，若將光纖以樹脂一齊被覆，則纖芯(core)會變大而不利於電纜細徑化，施加於光纖的應變也會增加，在傳輸損失之點上亦不利。
本發明考慮了如上之實情，目的在於提供一種可提高外被的強度，且在壓送特性、細徑化、及傳輸損失之點上皆有利的光纖電纜。 用以解決課題之手段
為了解決上述課題，本發明第1態樣之光纖電纜，具備有：外被；以及纖芯，容置於前述外被內且具有間歇接著型帶芯線，前述間歇接著型帶芯線包含有複數條光纖及將前述複數條光纖在長邊方向上間歇地接著的複數個接著部，又，在前述外被的外周面形成有在圓周方向上交互配置的凹部及凸部，前述凹部具有：分別與鄰接的2個前述凸部之徑向內端連接的2個連接部、以及位於2個前述連接部之間的底面。 發明效果
根據本發明之上述態樣，可提供一種可提高外被的強度，且在壓送特性、細徑化、及傳輸損失之點上皆有利的光纖電纜。
用以實施發明之形態 以下，根據圖示說明本實施形態之光纖電纜。 如圖1A所示，光纖電纜1具備有：外被10、容置於外被10內的纖芯20、以及埋設於外被10的複數個抗張力體30。 纖芯20具有：複數條光纖單元21、以及包住該等光纖單元21的壓捲件22。光纖單元21分別具有：複數條光纖21a、以及使該等光纖21a成束的捆束材21b。
(方向定義) 在本實施形態中，將光纖電纜1之中心軸線稱為中心軸線O。又，光纖電纜1之長邊方向(光纖21a之長邊方向)僅稱為長邊方向。與長邊方向直交的截面稱為橫截面。在橫截面視角(圖1A)中，與中心軸線O交叉的方向稱為徑向，繞著中心軸線O環繞的方向稱為圓周方向。 另外，在橫截面視角下，當光纖電纜1為非圓形時，中心軸線O位於光纖電纜1的形心。
如圖2所示，本實施形態的光纖單元21，是所謂的間歇接著型帶芯線。亦即，光纖單元21具有：複數條光纖21a、以及將相鄰的光纖21a互相接著的複數個接著部21c。在間歇接著型帶芯線中，若將複數條光纖21a往直交於長邊方向的方向拉，會呈網目狀(蜘蛛網狀)擴展。詳細而言，某一個光纖21a相對於其相鄰之兩光纖21a，在長邊方向上不同的位置分別藉由接著部21c進行接著。並且，鄰接的光纖21a會在長邊方向上隔著一定的間隔，藉由接著部21c而彼此接著。
接著部21c可使用熱硬化型樹脂或UV硬化型樹脂等。 複數條光纖單元21是以中心軸線O為中心而彼此撚合。撚合的態樣可為螺旋狀，也可為SZ狀。
壓捲件22包住複數條光纖單元21，形成為圓筒狀。壓捲件22之圓周方向上的兩端部(第1端部及第2端部)彼此重疊，形成重疊部22a。壓捲件22之中，重疊部22a之外的部分稱為非重疊部22b。非重疊部22b位於形成重疊部22a的第1端部與第2端部之間。
壓捲件22的材質可使用不織布或塑膠製的帶狀構件等。以塑膠形成壓捲件22時，材質可使用聚對苯二甲酸乙二酯、聚酯等。又，壓捲件22也可使用上述之不織布或帶狀構件具有吸水性的吸水帶。此情況下，可提高光纖電纜1的防水性能。使用塑膠製之帶狀構件作為壓捲件22時，也可藉由在此帶狀構件的表面塗布吸水粉，來賦予吸水性。
複數個抗張力體30是在圓周方向上隔著等間隔地埋設於外被10內。另外，埋設複數個抗張力體30的間隔也可不為等間隔。抗張力體30之數可適宜變更。抗張力體30的材質可使用例如金屬線(鋼線等)、抗張力纖維(芳綸纖維等)、及FRP(Fiber Reinforced Plastics：纖維強化塑膠)等。FRP之具體例可使用：使用了克維拉纖維的KFRP、或使用了PBO(聚苯并㗁唑：poly-paraphenylenebenzobisoxazole)的PBO-FRP。 另外，除了抗張力體30外，也可將例如剝離繩等埋設於外被10內。
外被10是形成為以中心軸線O為中心的圓筒狀。外被10的材質可使用：聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物(EEA)、乙烯-醋酸乙烯共聚合物(EVA)、乙烯-丙烯共聚物(EP)等之聚烯烴(PO)樹脂、聚氯乙烯(PVC)等。
在外被10的外周面，形成有複數個凹部12及凸部11。凹部12及凸部11在圓周方向上交互地配置。如此，在外被10的外周面形成凹凸形狀。凹部12及凸部11沿著長邊方向延伸。
凸部11在圓周方向上，配置在與抗張力體30相同的位置。換言之，凸部11在橫截面視角下，是位於從中心軸線O朝向抗張力體30之中心延伸的直線上。凹部12在圓周方向上，配置在與抗張力體30不同的位置。換言之，凹部12在橫截面視角下，不位於從中心軸線O朝向抗張力體30之中心延伸的直線上。
凹部12具有2個連接部12a、及底面12b。連接部12a與在圓周方向上鄰接的凸部11之徑向內端連接。底面12b位於2個連接部12a之間。如圖1B所示，連接部12a是朝向徑向內側形成凸的曲面狀。
底面12b呈以中心軸線O為中心的曲面，在橫截面視角下是呈以中心軸線O為中心的圓弧狀。不過，底面12b的形狀並不限定於以中心軸線O為中心的曲面。例如底面12b也可呈直線狀連結2個連接部12a的形狀。
如以上，藉著凹部12具有2個連接部12a、以及位於該等連接部12a之間的底面12b，即使圓周方向之力作用於凸部11，應力也不易集中於凹部12。因此，可抑制凹部12產生龜裂等，可提高外被10的強度。 又，本實施形態之纖芯20具有如下之間歇接著型帶芯線(光纖單元21)：包含複數條光纖21a及將複數條光纖21a在長邊方向上間歇地接著的複數個接著部21c。藉此，比起僅撚合未進行接著之複數條光纖的情況，較可確保光纖電纜1的剛性，成為有利於耐屈曲性、壓送特性的構造。此外，比起以樹脂將複數條光纖一齊被覆的情況，也較可實現光纖電纜1的細徑化，亦可抑制傳輸損失的增加。
此外，連接部12a是朝向徑向內側而形成凸的曲面狀。藉此，可更確實地抑制應力集中於連接部12a，可更提高外被10的強度。
又，由於壓捲件22具有重疊部22a，所以可抑制壓捲件22內側的構造構件與外被10接觸。藉此，可抑制：在將外被10押出成形時，光纖21a被包進軟化的外被10內而使得光纖21a的餘長係數變得不安定。又，也可抑制光纖21a被夾在壓捲件22與外被10之間而增加傳輸損失。
另外，凸部11之外周面的曲率半徑，也可比外被10的半徑(光纖電纜1的半徑)小。根據此構造，凸部11與微管束(詳細後述)的接觸面積會變得更小。因此，可提升將光纖電纜1插通於微管束內時的作業性。另外，在本實施形態中，「外被10的半徑」指的是凸部11之外周面與中心軸線O間之距離的最大值。當前述最大值依每個凸部11而不同時，以各最大值的平均值作為「外被10的半徑」。
接著，說明本實施形態之光纖電纜1的具體實施例。另外，本發明並不限定於以下之實施例。
(最大壓縮應力) 在本實施例中，如圖3所示，研究了藉由空氣壓送而將光纖電纜插通於微管束D內時的作業性。微管束D是事先設置於地面下等的管子。空氣壓送是在微管束D的端部安裝封口S，並通過封口S的開口部將光纖電纜導入至微管束D內。又，將泵P連接於封口S，使空氣從封口S流入至微管束D內。藉此，在光纖電纜與微管束D之間形成空氣層，可減少摩擦。
在此，於鋪設光纖電纜時，有時會涵蓋例如2000m以上的長距離而將光纖電纜插通於微管束D內。將光纖電纜以如此之長距離插通於微管束D內之時，需要有效率地使力從光纖電纜之長邊方向的上游側(－X側)傳至下游側(＋X側)。
經過本發明人努力的研究，結果發現：要使力適切地從光纖電纜之上游側傳達至下游側，宜使光纖電纜的抗壓強度(最大壓縮應力)在預定的範圍內。 以下，使用表1來說明：準備了抗壓強度不同的複數條光纖電纜(實驗例1－1～1－7)，確認空氣壓送之作業性的結果。另外，實驗例1－8為鬆管式的光纖電纜。關於實驗例1－8的詳細，容後再述。
[表1]
Figure 02_image001
在表1所示之「空氣壓送實驗」的欄位中，顯示了各光纖電纜之空氣壓送實驗結果。更詳細而言，是將各光纖電纜空氣壓送於微管束D內，且令可壓送2000m時的結果為良好(OK)，無法壓送2000m時的結果為不完全(NG)。
另外，空氣壓送實驗所使用的微管束D，為如圖4所示之8字形狀。彎曲部內側的寬度為18.33m，圖4所示之8字形狀的1周的長度為125m。雖省略了圖示，但藉著使此8字形狀連續16次，構成了總長2000m的路徑。泵P(參照圖3)是配置在8字形狀的大致呈直線的部分，在圖4之箭號F所示的方向上，將光纖電纜空氣壓送於微管束D內。
表1之「抗壓強度」指的是：對於各實驗例，以壓縮實驗機將表1之「樣本長L’(mm)」之長度的樣本進行壓縮而測定最大壓縮負荷(N)，並將該最大壓縮負荷除以「截面積a(mm2 )」的值。另外，抗壓強度的算出，是依據JIS K7181：2011而進行算出。 更詳細而言，壓縮實驗機是使用通用的萬能材料實驗機。將各樣本的兩端嵌入金屬製的筒子，並將其安裝於壓縮實驗機。也就是說，固定支持住樣本的兩端，作為壓縮實驗時之邊界條件。使各樣本朝長邊方向以1mm/min的速度進行壓縮。然後，測定各樣本屈曲之前的壓縮負荷來作為「最大壓縮負荷」。 另外，各樣本的樣本長L’是設定為可使d/L’之值為一定(0.8)。
如表1所示，抗壓強度為11.6N/mm2 以下的實驗例(1－1、1－2)，壓送實驗結果為不完全。這是由於光纖電纜的抗壓強度不夠，在微管束D內行進的途中，光纖電纜產生屈曲之故。若光纖電纜在微管束D內屈曲，光纖電纜的從上游側傳達至下游側之力，會在屈曲的部分變換成光纖電纜往微管束D的內面推抵的力。結果，力難以傳達至光纖電纜下游側的端部，光纖電纜的行進會停止。結果，造成無法進行2000m的壓送。
相對於此，抗壓強度為12.8N/mm2 以上的實驗例(1－3～1－7)，可得到良好的壓送實驗結果。這是由於：抗壓強度—亦即光纖電纜對於沿著中心軸線O之方向(長邊方向)之力的不易變形度—為預定量以上，所以可抑制微管束D內之光纖電纜屈曲。如此，藉著抑制光纖電纜屈曲，力可確實地傳達至光纖電纜之下游側的端部，而可進行2000m之壓送。
由以上的結果，光纖電纜的抗壓強度以12.8N/mm2 以上為佳。藉由此構造，可抑制微管束D內的光纖電纜屈曲，而可提升光纖電纜的設置作業性。 又，如表1之實驗例1－8所示，即使是抗壓強度為32.4N/mm2 的光纖電纜，壓送實驗結果也為良好。因此，使抗壓強度為32.4N/mm2 以下，應可得到良好的壓送實驗結果。 根據以上，光纖電纜的抗壓強度，宜為12.8N/mm2 以上且32.4N/mm2 以下。
(重疊率) 如圖1A所示，在本實施形態之壓捲件22形成有重疊部22a。經過本發明人研究之後，已知：若重疊部22a之周長相對於壓捲件22全周之長度的比率較大，會如圖5所示，光纖電纜容易變形成略呈橢圓形。更詳細而言，容易變成重疊部22a所延伸之方向為長軸的橢圓形狀。若產生如此之變形，則封口部S之開口部(參照圖3)上的封口性能有可能會變差。又，位於橢圓形狀之長軸上的凸部11，也可能會因為強力地推抵住微管束D的內周面而增加摩擦。 也就是說，已知：壓捲件22全周長度中之重疊部22a的比率，會影響空氣壓送光纖電纜時的作業性。
因此，於以下說明：對於較佳重疊部22a之比率進行了研究的結果。 如圖1A所示，令橫截面視角下的重疊部22a周長為W1。又，令非重疊部22b的周長為W2(不圖示)。此時，重疊率R用以下的數式(1)來進行定義。 R＝W1÷(W1＋W2)×100　…(1) 重疊率R表示：重疊部22a之周長相對於壓捲件22全周之長度的比率。
在本實施例中，如表2所示，準備了重疊率R不同的複數條光纖電纜(實驗例2－1～2－6)。 在表2的「傳輸損失」欄，顯示了各光纖電纜之傳輸損失的測定結果。更詳細而言，在波長1550nm下，傳輸損失為0.30dB/km以下時，結果為良好(OK)，傳輸損失大於0.30dB/km時，則結果為不完全(NG)。 表2之「空氣壓送實驗」欄的意義與表1相同。
[表2]
Figure 02_image003
如表2所示，重疊率R為5%以上的實驗例(2－1～2－5)，傳輸損失的結果為良好。相對於此，重疊率R為3%的實驗例(2－6)，傳輸損失的結果為不完全。此原因應為：當重疊率R太小時，光纖會從重疊部22a往壓捲件22的外側跑出去，光纖會產生局部的曲折，因而增加傳輸損失。
又，重疊率R為20%以下的實驗例(2－2～2－6)，空氣壓送實驗的結果為良好。相對於此，重疊率R為27%的實驗例(2－1)，空氣壓送實驗的結果則為不完全。此原因為：因為重疊率R太大，如先前所述，光纖電纜變形成橢圓形狀，而使空氣壓送時的作業性變差。
根據以上的結果，重疊率R宜為5%以上且20%以下。藉由此構造，可一面抑制因為光纖局部產生曲折而導致傳輸損失增加，並且可提升空氣壓送的作業性。
(凹部之截面積) 在藉由空氣壓送將光纖電纜插通於微管束D內時，至少會有一部分空氣將凹部12作為流路而流動。而且，流通於凹部12的空氣之一部分，會流入凸部11與微管束D之間，在兩者之間形成空氣層而可藉此減少摩擦。在此，本發明人進行研究的結果，已知：為了適切地形成上述之空氣層，宜使成為空氣流路的凹部12之截面積為預定的範圍內。以下，說明研究的結果。
在本實施例中，準備了圖6所示之凹部截面積A不同的複數條光纖電纜(實驗例3－1～3－6)。凹部截面積A指的是：在橫截面視角下，拉一條與各凸部11之徑向外端相接的閉曲線L時，以閉曲線L與所有的凹部12所規定出的空間之截面積。換言之，凹部截面積A是：本實施例之光纖電纜之截面積相對於以閉曲線L為外周面的假想之光纖電纜之截面積的差分。 另外，閉曲線L通常是以中心軸線O為中心的圓形狀。不過，有時也會因為光纖電纜的變形，閉曲線L呈橢圓形狀。
[表3]
Figure 02_image005
如表3所示，凹部截面積A為5.2mm2 的實驗例(3－1)，空氣壓送實驗的結果為不完全。此原因是由於：凹部截面積A過大，封口S與光纖電纜之間的封口性能變差，容易產生來自於微管束D內的空氣逆流。若從微管束D內逆流的空氣量太大，存在於微管束D內面與光纖電纜間的空氣會變少，則摩擦會增加。因為此摩擦，力會難以從光纖電纜之上游側傳達至下游側，因而光纖電纜的行進會停止。
相對於此，凹部截面積A為1.3mm2 以上且4.8mm2 以下的實驗例(3－2～3－5)，空氣壓送實驗的結果為良好。這是由於：凹部截面積A夠小，封口S與光纖電纜之間的封口性能良好，可抑制來自於微管束D內的空氣逆流。亦即，在微管束D內面與光纖電纜之間存在有充分的空氣而可減少摩擦，可使力從光纖電纜之上游側傳達至下游側。
又，關於實驗例3－6，由於外被10沒有形成凹凸形狀，所以微管束D內面與光纖電纜間的摩擦較大，導致光纖電纜的行進停止。
由以上的結果，凹部截面積A宜為1.3mm2 以上且4.8mm2 以下的範圍內。藉由此構造，可確保封口S與光纖電纜間的封口性能，並可提升空氣壓送的作業性。
(外被的扭轉形狀) 凹部12會成為空氣壓送光纖電纜時的空氣流路。在此，例如凹部12沿著長邊方向呈直線狀延伸時(參照圖7A)、以及沿著長邊方向呈螺旋狀扭轉時(參照圖7B)，空氣的流動狀態會產生變化。而且，空氣流動狀態的不同，也會影響空氣壓送光纖電纜時的作業性。
因此，使用表4來說明外被10之扭轉形狀與空氣壓送作業性的關係的研究結果。在此，準備了扭轉角度θ不同的複數條光纖電纜(實驗例4－1～4－5)。扭轉角度θ指的是長邊方向每1m之外被10(凸部11)繞著中心軸線O的扭轉量。例如θ＝90(°/m)，意思是：若比較沿著長邊方向距離1m的部分彼此，凸部11的位置繞著中心軸線O差了90°。另外，在實驗例4－2～4－5中，抗張力體30以與凸部11同樣的扭轉角度θ繞著中心軸線O扭轉。因此，實驗例4－2～4－5的光纖電纜，在長邊方向上任何位置的橫截面形狀都大致相同。
[表4]
Figure 02_image007
如表4所示，扭轉角度為10≦θ(°/m)≦180的實驗例(4－3～4－5)，空氣壓送實驗的結果為良好。此是由於：有效地將流通於凹部12內的空氣壓力，轉換成使光纖電纜朝下游側推進的推力。亦即，流通於凹部12內的空氣，會產生與凸部11側面垂直之方向的壓力。因此，θ的值越大，凸部11的側面越會相對於長邊方向而傾斜，空氣的壓力會轉換成長邊方向的力。
相對於此，扭轉角度θ為5°/m以下的實驗例(4－1、4－2)，空氣壓送實驗的結果為不完全。這是由於無法將流通於凹部12內的空氣壓力有效地利用為光纖電纜的推力之故。
從以上可知，外被10的扭轉角度宜為10≦θ(°/m)≦180。藉由此構造，可有效地將流通於凹部12內的空氣壓力轉換成使光纖電纜朝下游側推進的力，而可提升空氣壓送的作業性。
另外，也可在使外被10成形時，積極地在外被10設置扭轉形狀，使之為10≦θ(°/m)≦180。或者，也可利用撚合成螺旋狀的光纖單元21欲撚回之力，來對外被10施加扭轉。
接著，說明外被10及抗張力體30的扭轉形狀對光纖電纜的彎曲剛性所產生之影響的研究結果。在本實施例中，準備了實驗例5－1、5－2(參照圖8)的2個光纖電纜。實驗例5－1的光纖電纜是與實驗例4－1一樣的光纖電纜，如圖7A所示，在外被10及抗張力體30沒有扭轉。實驗例5－2的光纖電纜如圖7B所示，外被10及抗張力體30撚轉成螺旋狀，長邊方向上的節距為700mm。實驗例5－1、5－2都採用了複數條光纖單元21撚合成SZ狀的纖芯20。實驗例5－1、5－2之凸部11及抗張力體30的個數都為12個。
圖8是顯示實驗例5－1、5－2的光纖電纜，每測定角度X之彎曲剛性值的圖表。測定角度X如圖9所示，表示：在測定彎曲剛性時施力的角度。在本實施例中，對12個凸部11及12個凹部12之各中心部施力，故測定角度X為每15°(＝360°÷24)一個。
如圖8所示，實驗例5－1的光纖電纜之每測定角度X的彎曲剛性值較為參差不齊。另一方面，實驗例5－2的光纖電纜之每測定角度X的彎曲剛性值，比實驗例5－1較不會參差不齊。此差異是起因於抗張力體30是否呈螺旋狀扭轉配置。在實驗例5－2中，由於抗張力體30呈螺旋狀配置，所以彎曲剛性可在圓周方向上均一化。
如以上所說明，藉著在外被10中的凸部11內側埋設抗張力體30，使凸部11及抗張力體30呈以中心軸線O為中心之螺旋狀扭轉的形狀，可使光纖電纜的彎曲剛性在圓周方向上均一化。藉此，可提供更易於使用、容易鋪設在微管束內的光纖電纜。
(抗張力體的材質) 接著，使用表5、表6來說明抗張力體30材質的研究結果。表5所示之實驗例6－1～6－3是具有288根光纖的光纖電纜。表6所示之實驗例7－1、7－2是具有144根光纖的光纖電纜。
[表5]
Figure 02_image009
[表6]
Figure 02_image011
在表5、表6中，「TM材質」、「拉伸彈性係數」、「TM直徑」、「TM截面積」，分別表示抗張力體30的材質、拉伸彈性係數、直徑、截面積。「TM根數」表示該實驗例所具有的抗張力體30之數。另外，在各實驗例中的外被10之表面，設有與抗張力體30同數量的凸部11，在各凸部11的內側配置有抗張力體30。
表5所示之「抗張力指數」是以實驗例6－1為基準之比率來表示：對實驗例6－1～6－3的光纖電纜施加長邊方向的拉伸力而成為預定的伸展率α(%)時的拉伸力。例如實驗例6－2的抗張力指數為1.25，所以伸展率要達到α，需要相對於實驗例6－1為1.25倍的拉伸力。表6所示之抗張力指數，除了是以實驗例7－1的拉伸力作為基準此點外，也與表5的抗張力指數相同。 另外，伸展率α是設定在光纖電纜會依拉伸力成比例伸展的範圍。因此，實驗例6－2、6－3、7－2的抗張力指數不會被伸展率α之值所左右。
表5所示之「外徑比」表示：實驗例6－2、6－3的光纖電纜之外徑相對於實驗例6－1的光纖電纜之外徑的大小。例如實驗例6－2的光纖電纜之外徑，是實驗例6－1的光纖電纜之外徑的0.94倍。表6之「外徑比」也一樣，表示：實驗例7－2的光纖電纜之外徑相對於實驗例7－1的光纖電纜之外徑的大小。另外，由於各實驗例的外被10是設計成最小厚度相同，所以抗張力體30的直徑越小，外徑比會越小。
如表5所示，實驗例6－2、6－3的抗張力指數分別為1.25、1.20，比實驗例6－1更不易朝長邊方向延伸，可以有效地保護光纖不受張力影響。此外，實驗例6－2、6－3的TM直徑分別為0.25mm、0.30mm，比實驗例6－1小很多。藉此，實驗例6－2、6－3的光纖電纜之外徑會比實驗例6－1小。 如表6所示，具有144根光纖的實驗例7－1、7－2，也可得到與表5同樣的結果。
如以上所說明，藉著使用拉伸彈性係數較大的PBO-FRP來作為抗張力體30的材質，可提供對於長邊方向的張力較不易延伸、且外徑較小的光纖電纜。
(抗張力體相對於凸部之數) 配置在凸部11內側的抗張力體30之數可適宜變更。例如可採用具有如圖10所示之橫截面形狀的光纖電纜。圖10所示之光纖電纜，在橫截面視角下，於1個凸部11的內側埋設有2個抗張力體30。亦可如此將2個以上的抗張力體30配置於1個凸部11的內側。
(設定撚轉角度) 接著，使用表7來說明將複數條光纖單元21撚合成SZ狀所帶來的效果。
[表7]
Figure 02_image013
實驗例9－1～9－4的光纖電纜具有如圖1A所示之橫截面形狀。凸部11及抗張力體30之數為12。使用間歇接著型帶芯線，來作為光纖單元21。表7之「設定角度」表示：在將複數條光纖單元21成撚合SZ狀時之設定上的角度。例如設定角度為±350°的情況，是在將纖芯20容置於外被10內時，重覆進行如下之動作：使光纖單元21之束朝CW方向旋轉350°之後，朝CCW方向旋轉350°。藉此，光纖單元21之束在撚合成SZ狀的狀態下，容置於外被10內。
若光纖單元21之束撚合成SZ狀，光纖單元21之束會想要撚回成撚合前的形狀。藉由在產生撚回之前，用壓捲件22及外被10包住光纖單元21之束，可在光纖電纜的內部將光纖單元21之束保持為撚合成SZ狀的狀態。
在此，在光纖電纜的內部，外被10會透過壓捲件22而承受光纖單元21欲撚回之力。因為此力，外被10會變形，所以在外被10的表面也會出現SZ狀的扭轉。此時，埋設於外被10的抗張力體30也會呈SZ狀扭轉。如此地出現在外被10表面的SZ狀之扭轉角度，顯示於表7之「外被的扭轉角度」。實驗例9－1的光纖電纜，由於未將光纖單元21撚合成SZ狀，所以在外被10的表面沒有出現SZ狀的扭轉。另一方面，實驗例9－2～9－4的光纖電纜，因為有將光纖單元21撚合成SZ狀，所以在外被10的表面也有出現SZ狀的扭轉。
設定角度越大，光纖單元21欲撚回之力也會越大。因此，如表7所示，設定角度越大，「外被的扭轉角度」也會越大。
在表7所示之「空氣壓送實驗」欄，顯示對於實驗例9－1～9－4的光纖電纜進行了空氣壓送實驗的結果。空氣壓送實驗之詳細與表1之內容相同。例如在實驗例9－1，可以在空氣壓送實驗中進行1500m的壓送，但難以進行其以上的壓送。相對於此，在實驗例9－2～9－4，可以在空氣壓送實驗中進行2000m以上的空氣壓送。又，關於表7之「傳輸損失」的詳細，與表2的內容相同。
如表7所示，實驗例9－2～9－4的光纖單元在空氣壓送實驗中，可得到比實驗例9－1良好的結果。這是由於：藉著將凸部11及凹部12扭轉成SZ狀，可將流通於凹部12內的空氣壓力，有效地轉換成使光纖電纜朝下游側推進的推力。亦即，流通於凹部12內的空氣，會產生與凸部11側面垂直之方向的壓力。因此，比起外被10沒有扭轉的實驗例9－1，空氣的壓力會被轉換成往長邊方向之力，使得空氣壓送實驗的結果變得良好。此外，在實驗例9－2～9－4，藉由對外被10施予SZ狀的扭轉，埋設於外被10的抗張力體30也會扭轉成SZ狀，光纖電纜的彎曲剛性會在圓周方向上均一化。此點也是使空氣壓送實驗結果良好的要因。
實驗例9－1、9－2的光纖電纜之每測定角度X的彎曲剛性值，如圖11所示。另外，彎曲剛性值的測定方法與實驗例5－1、5－2相同。從圖11可知：實驗例9－2的光纖電纜比起實驗例9－1的光纖電纜，每測定角度X之彎曲剛性值的參差不齊度較小。 由以上，將複數條光纖單元21撚合成SZ狀，藉由欲撚回之力對於外被10施予SZ狀的扭轉，藉此，可提供一種使彎曲剛性在圓周方向上均一化，更適合進行空氣壓送的光纖電纜。另外，在本實施例中，是將光纖單元21撚合成SZ狀。然而，在不將複數條光纖21a單元化而撚合成SZ狀的情況下，也可得到同樣的結果。也就是說，藉著將複數條光纖21a撚合成SZ狀，只要可對於外被10施予SZ狀的扭轉，即可得到上述的作用效果。
又，如表7所示，已知：實驗例9－2、9－3、9－4除了空氣壓送實驗外，關於傳輸損失也為良好。因此，藉著設定光纖單元21之SZ撚轉角度以使外被10之扭轉角度為±30°～±70°，可提供一種傳輸損失特性亦為良好的光纖電纜。
(低摩擦材) 在將光纖電纜進行空氣壓送時，由於外被10會與微管束D(參照圖3)接觸，故外被10宜以摩擦係數較低的材質(以下，稱為低摩擦材)形成。另一方面，若以低摩擦材形成外被10全體，則可能會無法確保外被10的強度，或是造成成本的增加。因此，進行研發：以低摩擦材形成外被10之中與微管束接觸之部分。以下，使用表8進行說明。
[表8]
Figure 02_image015
如表8所示，準備了實驗例10－1～10－8的光纖電纜。實驗例10－1、10－2的光纖電纜，是由單一的基材B(平均動摩擦係數為0.27)形成外被10。實驗例10－3、10－4的光纖電纜如圖12A所示，是以低摩擦材M(平均動摩擦係數為0.20)形成凸部11的頂部，以上述之基材B形成外被10剩下的部分。也就是說，低摩擦材M是摩擦係數比基材B小的材質。另外，平均動摩擦係數是依據JIS K7125而進行測定。
實驗例10－5、10－6的光纖電纜如圖12B所示，是在以基材B形成之外被10表面全體設有低摩擦材M之層。實驗例10－7、10－8的光纖電纜如圖12C所示，是在圓筒狀之基材B的外周面，以低摩擦材M形成凸部11及凹部12。 實驗例10－3～10－8的光纖電纜，有如下之共通點：由基材B與低摩擦材M形成外被10，低摩擦材M至少是配置在凸部11的頂部。另外，在本說明書中，凸部11的「頂部」指的是：朝向徑向外側呈凸狀彎曲的部分。
對於實驗例10－1～10－8的光纖電纜進行空氣壓送實驗。將光纖電纜進行壓送的速度(壓送速度)，在實驗開始時點為約60m/min。關於實驗例10－1～10－8，壓送速度皆隨著壓送距離前進而變慢。實驗例10－1在壓送距離為2000m的時點，壓送速度大致為零。另一方面，實驗例10－2～10－8在壓送距離為2000m的時點，壓送速度為30m/min以上，可確認可足以進行2000m以上之壓送。如此，實驗例10－2～10－8的光纖電纜可得到比實驗例10－1良好的結果。實驗例10－2與實驗例10－1的橫截面形狀雖然相同，但由於實驗例10－1的外徑較大、與微管束的接觸面積較大，所以摩擦會變大，比起實驗例10－2，空氣壓送性較差。相對於此，實驗例10－3、10－5、10－7，是藉由以低摩擦材M形成與微管束接觸的部分來減少摩擦，在外徑為12mm以上的光纖電纜中也可使空氣壓送性良好。
如以上所說明，藉著至少在凸部11的頂部配置低摩擦材M，可提供一種空氣壓送性良好的光纖電纜。又，藉著以基材B與低摩擦材M形成外被10，比起以低摩擦材M形成全體的情況，可達成提升外被10之強度或是抑制成本。 不過，也可考慮光纖電纜1所需的空氣壓送性與成本，而由低摩擦材M來形成外被10全體。
(剝離繩) 在光纖電纜之連接作業或解體作業中，必須從外被10的內側取出纖芯20。提出了圖13A～圖13C之構造，作為較易於進行纖芯20之取出作業的剝離繩配置。
在圖13A之所示光纖電纜1中，比起圖1A，一部分的抗張力體30被置換成剝離繩40。更詳細而言，2根剝離繩40是埋設於外被10之凸部11的內側，且配置成將纖芯20夾在中間。
可使用撚合了PP(聚丙烯)或聚酯等纖維的線(紗線)，來作為剝離繩40。抗張力體30具有保護光纖21a不受張力影響的功能，另一方面，剝離繩40具有將外被10撕裂的功能。因此，剝離繩40與抗張力體30的材質不同。具體而言，抗張力體30的拉伸彈性係數比剝離繩40大。又，剝離繩40比抗張力體30更富有可撓性。
如圖13A所示，藉著將剝離繩40埋設於外被10之凸部11的內側，可防止外被10的厚度變薄，並且可配置剝離繩40。在從外被10的內側取出纖芯20時，切開凸部11的一部分，取出剝離繩40，將剝離繩40朝光纖電纜的長邊方向拉。藉此，可撕裂外被10，而將纖芯20取出。
如圖13A所示，作出將一對剝離繩40配置成把纖芯20夾在其中如此之光纖電纜，可順暢地進行纖芯20的取出作業。另外，光纖電纜所具備的剝離繩40之數也可為1根，或者也可為3根以上。
如以上所說明，在橫截面視角下，在複數個凸部11之中，使剝離繩40位於一部分之凸部11的內側，使抗張力體30位於其他凸部11的內側，藉此，可保護光纖21a不受張力影響，並且可更易於進行從光纖電纜取出纖芯20的作業。
另外，為了識別出埋設剝離繩40的位置，也可在埋設有剝離繩40的凸部11設置記號部(著色等)。或者，也可如圖13B、圖13C、圖13D所示，使內側埋設有剝離繩40的凸部11之形狀，與其他凸部11的形狀不同。在圖13B之例中，內側埋設有剝離繩40的凸部11，比起其他的凸部11，朝徑向外側大幅地突出。在圖13C之例中，內側埋設有剝離繩40的凸部11之圓周方向上的寬度，比其他的凸部11小。
在圖13D之例中，剝離繩40是配置成與纖芯20相接。又，抗張力體30是於圓周方向上呈等間隔地配置，剝離繩40是位於圓周方向上相鄰的抗張力體30之間。而且，將剝離繩40夾在中間的2個抗張力體30，是位於1個凸部11的內側。 藉著採用如圖13B、圖13C、圖13D的形態，可從光纖電纜外部輕易地掌握剝離繩40的位置。
另外，本發明之技術範圍不限定於前述實施形態，可在不脫離本發明旨趣的範圍內施加各種變更。
例如也可如圖14A所示，凹部12的內面朝向徑向內側而呈凸的曲面。 又，也可如圖14B所示，凸部11及抗張力體30之數不一致。又，也可如圖14B所示，抗張力體30配置在比起外被10之外周面，較靠近內周面的位置。
又，可在不脫離本發明旨趣的範圍內，將上述實施形態中之構造要件適宜地置換成習知的構成要件，又，也可適宜組合上述實施形態或變形例。
1:光纖電纜 10:外被 11:凸部 12:凹部 12a:連接部 12b:底面 20:纖芯 21:光纖單元(間歇接著型帶芯線) 21a:光纖 21b:捆束材 21c:接著部 22:壓捲件 22a:重疊部 22b:非重疊部 30:抗張力體 40:剝離繩 A:凹部截面積 B:基材 D:微管束 F:箭號 I:部位 L:閉曲線 M:低摩擦材 O:中心軸線 P:泵 S:封口 W1、W2:周長
圖1A是本實施形態之光纖電纜的橫截面圖。 圖1B是圖1A之I部位的放大圖。 圖2是間歇接著型帶芯線的概略圖。 圖3是顯示空氣壓送方法的概略圖。 圖4是空氣壓送實驗所使用之路徑的概略圖。 圖5是變形之光纖電纜的橫截面圖。 圖6是凹部截面積的說明圖。 圖7A是說明凸部及抗張力體呈直線狀延伸之情況的圖。 圖7B是說明凸部及抗張力體呈螺旋狀扭轉之情況的圖。 圖8是說明凸部及抗張力體之螺旋狀扭轉對光纖電纜之彎曲剛性所帶來之影響的圖表。 圖9是說明圖8之橫軸，即測定角度X的圖。 圖10是在1個凸部的內側配置有複數個抗張力體之光纖電纜的橫截面圖。 圖11是說明凸部及抗張力體之SZ狀扭轉對光纖電纜之彎曲剛性所帶來之影響的圖表。 圖12A是在凸部的頂部配置有低摩擦材之光纖電纜的橫截面圖。 圖12B是在外被的表面全體配置有低摩擦材之層的光纖電纜的橫截面圖。 圖12C是由低摩擦材來形成凸部之光纖電纜的橫截面圖。 圖13A是在一部分凸部的內側配置有剝離繩(rip cord)，在其他凸部的內側配置有抗張力體之光纖電纜的橫截面圖。 圖13B是使內側埋設有剝離繩的凸部，較其他凸部大幅突出之光纖電纜的橫截面圖。 圖13C是使內側埋設有剝離繩的凸部之寬度，較其他的凸部小之光纖電纜的橫截面圖。 圖13D是等間隔地配置抗張力體，並將剝離繩配置於圓周方向上抗張力體之間的光纖電纜的橫截面圖。 圖14A是本實施形態變形例之光纖電纜的橫截面圖。 圖14B是本實施形態其他變形例之光纖電纜的橫截面圖。
1:光纖電纜
10:外被
11:凸部
12:凹部
12a:連接部
12b:底面
20:纖芯
21:光纖單元(間歇接著型帶芯線)
21a:光纖
21b:捆束材
22:壓捲件
22a:重疊部
22b:非重疊部
30:抗張力體
I:部位
O:中心軸線
W1:周長

Claims (15)

  1. 一種光纖電纜，具備有： 外被；以及 纖芯，容置於前述外被內且具有間歇接著型帶芯線，前述間歇接著型帶芯線包含有複數條光纖及將前述複數條光纖在長邊方向上間歇地接著的複數個接著部， 又，在前述外被的外周面形成有在圓周方向上交互配置的凹部及凸部， 前述凹部具有：分別與鄰接的2個前述凸部之徑向內端連接的2個連接部、以及位於2個前述連接部之間的底面。
  2. 如請求項1之光纖電纜，其中前述連接部朝向徑向內側形成為凸的曲面狀。
  3. 如請求項1或2之光纖電纜，其抗壓強度為12.8N/mm2 以上且32.4N/mm2 以下。
  4. 如請求項1至3中任一項之光纖電纜，其中前述纖芯具有包住前述間歇接著型帶芯線的壓捲件。
  5. 如請求項4之光纖電纜，其中前述壓捲件具有：彼此重合而形成重疊部的第1端部及第2端部、以及位於前述第1端部與前述第2端部之間的非重疊部。
  6. 如請求項5之光纖電纜，當前述重疊部在圓周方向上之長度為W1，相對於前述非重疊部的圓周方向之長度為W2時，藉由R＝W1÷(W1＋W2)×100所求得的重疊率R為5%以上且20%以下的範圍內。
  7. 如請求項1至6中任一項之光纖電纜，其中在橫截面視角下，由與複數個前述凸部之徑向外端相接的閉曲線及所有的前述凹部所規定出的空間之截面積，即凹部截面積A為1.3mm2 以上且4.8mm2 以下的範圍內。
  8. 如請求項1至7中任一項之光纖電纜，其中當沿著前述光纖電纜的長邊方向，讓每1m之前述外被的扭轉角度為θ(°/m)時，10≦θ≦180。
  9. 如請求項1至8中任一項之光纖電纜，其中前述凸部之外周面的曲率半徑小於前述外被的半徑。
  10. 如請求項1至9中任一項之光纖電纜，其更具備有埋設於前述外被之前述凸部之內側的抗張力體， 前述凸部及前述抗張力體呈扭轉成以前述光纖電纜之中心軸線為中心之螺旋狀的形狀。
  11. 如請求項1至10中任一項之光纖電纜，其更具備有埋設於前述外被之前述凸部之內側的抗張力體， 且前述抗張力體是由PBO-FRP所形成。
  12. 如請求項1至11中任一項之光纖電纜，其更具備有埋設於前述外被的複數個抗張力體， 在橫截面視角下，前述複數個抗張力體位於前述外被之1個前述凸部的內側。
  13. 如請求項1至12中任一項之光纖電纜，其具備有複數個前述間歇接著型帶芯線， 且藉由將複數個前述間歇接著型帶芯線撚合成SZ狀，來對前述外被施以SZ狀的扭轉。
  14. 如請求項1至13中任一項之光纖電纜，其中前述外被是由基材及摩擦係數小於前述基材的低摩擦材所形成， 前述低摩擦材至少配置在前述凸部的頂部。
  15. 如請求項1至14中任一項之光纖電纜，其更具備有埋設於前述外被的抗張力體及剝離繩， 在橫截面視角下，在複數個前述凸部之中，前述剝離繩位於一部分之前述凸部的內側，前述抗張力體位於其他前述凸部的內側。
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