WO2018168755A1 - 光ファイバケーブル及び光ファイバケーブルの製造方法 - Google Patents

Abstract

光ファイバケーブル１は、スロットを用いないスロットレス型光ファイバケーブルであり、複数の光ファイバ心線３、押さえ巻き部材５、線状体７、テンションメンバ９、引き裂き紐１１、外被１３等により構成される。複数本の光ファイバ心線３の外周には、押さえ巻き部材５が設けられる。押さえ巻き部材５の外周には、線状体７が巻き付けられてケーブルコア１５が形成される。ここで、押さえ巻き部材５の外側に巻き回した線状体７は、－４０℃～＋８５℃における熱収縮率が０．２％以下である。

Description

光ファイバケーブル及び光ファイバケーブルの製造方法

　本発明は、スロットレス型の光ファイバケーブル等に関するものである。

　近年の情報量の増加に伴い、１本の光ファイバケーブルにおける情報伝送量を増加すること、すなわち光ファイバケーブルに光ファイバを高密度に収納し、光ファイバの収納心数を増加させることが望まれている。このため、スロットロッドを用いないスロットレス型光ファイバケーブルが提案されている。

　スロットレス型光ファイバケーブルは、例えば、複数の光ファイバ心線が集合されて押さえ巻き部材が巻き付けられる。スロットレスケーブルにおいては、敷設後のフィールドにおける光ファイバの心線移動を抑制する必要がある。この心線移動の抑制力の判断基準としては、光ファイバケーブルから光ファイバ心線を引き抜くために要する力である心線引抜力を用いることが提案されている

　心線引抜力を確保するためには、押さえ巻き部材の外側に線状体を巻き回すことが知られている（例えば特許文献１）。

　また、押さえ巻き部材の外周に巻き付けられる線状体の巻き付けピッチや張力などが特定された光ファイバケーブルが提案されている（例えば、特許文献２、特許文献３）。

特開２００４－０２０６０６号公報 特開２００５－７０１２７号公報 特開２００７－１９９３９８号公報

　一方、光ファイバケーブルが温度変化を受けた際に、押さえ巻き部材の外周に巻き付けられた線状体が熱収縮する場合がある。このような線状体の収縮により、押さえ巻き部材の弾性範囲以上に締め付けられ、光ファイバ心線に歪みが生じ、伝送損失の増加が生じるおそれがある。

　このように、線状体が熱収縮すると、その後、線状体の長さが元の状態に戻ることはない。このため、光ファイバ心線に歪みを与え続け、伝送損失が増加する。また、光ファイバ心線に歪みを与え続けた場合、光ファイバ心線の断線に至ることも懸念される。

　本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、温度変化による伝送損失の増加を抑制することが可能な光ファイバケーブル等を提供することを目的とする。

　前述した目的を達するために第１の発明は、光ファイバケーブルであって、複数の光ファイバ心線と、前記光ファイバ心線の外周に設けられる押さえ巻き部材と、前記押さえ巻き部材の外周に巻きつけらえる線状体と、前記押さえ巻き部材及び前記線状体の外周に設けられる外被と、を具備し、前記線状体の－４０℃～＋８５℃における熱収縮率が、０．２％以下であることを特徴とする光ファイバケーブルである。

　前記押さえ巻き部材の外周に巻きつけられる前記線状体が、複数本であってもよい。

　前記光ファイバ心線が間欠テープ心線であってもよい。

　第１の発明によれば、線状体によって、押さえ巻き部材で巻き付けられた光ファイバ心線を保持することができる。また、温度変化の際の線状体の熱収縮が小さい。このため、線状体によって、内部の光ファイバ心線が過剰に締め付けられることがない。このため、光ファイバ心線の伝送損失の増加を抑制することができる。

　また、線状体を複数本巻き付けることで、線状同士の巻き付け間隔を維持したまま、１本当たりの巻き付けピッチを大きくすることができるため、製造性が良好である。また、巻き付けピッチを長くすることができるため、締付力を弱くすることができる。

　また、光ファイバ心線が間欠テープ心線であれば、光ファイバ同士がばらけることがなく、また、光ファイバ心線を曲げた際に、各光ファイバに過剰な応力が付与されることを抑制することができる。

　第２の発明は、光ファイバケーブルの製造方法であって、複数の光ファイバ心線を束ね、前記光ファイバ心線の外周に押さえ巻き部材を巻きつけて、事前に熱処理を施して、－４０℃～＋８５℃における熱収縮率が、０．２％以下とした線状体を巻きつけてケーブルコアを形成し、前記ケーブルコアの外周に外被を押し出し被覆することを特徴とする光ファイバケーブルの製造方法である。

　前記線状体を、前記押さえ巻き部材の外周に複数本巻きつけてもよい。

　第２の発明によれば、温度変化によって線状体の熱収縮を抑制することができる。

　また、線状体を複数本巻き付けることで、線状同士の巻き付け間隔を維持したまま、１本当たりの巻き付けピッチを大きくすることができるため、製造性が良好である。また、巻き付けピッチを長くすることができるため、締付力を弱くすることができる。

　本発明によれば、温度変化による伝送損失の増加を抑制することが可能な光ファイバケーブル等を提供することができる。

光ファイバケーブル１を示す断面図。 線状体７の巻き付け状態を示す図。

　以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。図１は、光ファイバケーブル１を示す図である。光ファイバケーブル１は、スロットを用いないスロットレス型光ファイバケーブルであり、複数の光ファイバ心線３、押さえ巻き部材５、線状体７、テンションメンバ９、引き裂き紐１１、外被１３等により構成される。

　光ファイバ心線３は、例えば複数の光ファイバが併設されたテープ心線であって、隣り合う光ファイバ同士が長手方向に間欠的に接着された間欠テープ心線である。なお、複数本の光ファイバ心線３はバンドル材などで集合されて光ファイバユニットを構成する場合もある。

　複数本の光ファイバ心線３の外周には、押さえ巻き部材５が設けられる。押さえ巻き部材５は、縦添え巻きによって複数の光ファイバユニットを一括して覆うように配置される。すなわち、押さえ巻き部材５の長手方向が光ファイバケーブル１の軸方向と略一致し、押さえ巻き部材５の幅方向が光ファイバケーブル１の周方向となるように光ファイバ心線３の外周に縦添え巻きされる。

　押さえ巻き部材５の材質は特に制限はなく、適宜選択することができる。例えば、ポリオレフィン類（例えば、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレンなど）、ポリアミド類（ＰＡ）（例えば、ナイロン－６、ナイロン－１２など）、ポリアセタール類（ＰＯＭ）、ポリエステル類（例えば、ＰＥＴ、ＰＥＮ、ＰＴＴ、ＰＢＴ、ＰＰＴ、ＰＨＴ、ＰＢＮ、ＰＥＳ、ＰＢＳなど）、シンジオタクチック・ポリスチレン（ＳＰＳ）、ポリフェニレンサルファイド類（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン類（ＰＥＥＫ）、液晶ポリマー類（ＬＣＰ）、フッ素樹脂、アイソタクティックポリプロピレン（ｉｓｏＰＰ）などを用いることができる。これらの中でも、耐久性、力学強度、コスト観点から、ポリオレフィン類、ポリエステル類、シンジオタクチック・ポリスチレン（ＳＰＳ）が好ましく、特にポリエステル類がより好ましい。

　押さえ巻き部材５は、例えば、一軸や二軸延伸されたフィルム（テープ）を使用することができる。好ましくは、ケーブル成形加工時の張力などを考慮すると二軸延伸されたフィルムが良い。他のテープとして、不織布テープを使用することができる。また、不織布テープとフィルムを貼り合わせたものを使用することもできる。また、後述する外被１３との剥離性を向上する目的で、例えば、油類や蝋、シリコーンなどの滑剤を表面にコーティングしたものや、例えば、表面に凸凹状の加工を施したしたものを使用することもできる。

　押さえ巻き部材５の外周には、線状体７が巻き付けられてケーブルコア１５が形成される。図２は、ケーブルコア１５の側面図である。押さえ巻き部材５の外周に、線状体７がらせん状に巻き付けられる。

　線状体７は、一本であってもよく、複数本であってもよい。例えば、３本の線状体７を巻くことで、１本の場合と比較して、巻き付けピッチを３倍にしても、線状体７による巻き付け間隔が変わらない。したがって、線状体７の巻き付け回数を減らすことができる。

　ここで、押さえ巻き部材５の外側に巻き回した線状体７は、－４０℃～＋８５℃における熱収縮率が０．２％以下である。熱収縮率０．２％以下の線状体７を押さえ巻き部材５の外側に巻き回すことにより、温度変化が生じても光ファイバ心線３に加わる歪みが小さく、伝送損失の増加量も抑制される。このような線状体７としては、例えば、ナイロンやポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレン等の糸状の他に、テープ状のものを適用することができる。なお、線状体７の－４０℃～＋８５℃における熱収縮率は、通常０％以上である。

　ケーブルコア１５の外周には、外被１３が設けられる。外被１３は、光ファイバケーブル１を被覆して保護するための層である。光ファイバケーブル１の長手方向に垂直な断面において、外被１３の内部には、ケーブルコア１５を挟んで対向する位置に一対のテンションメンバ９が設けられる。テンションメンバ９は、例えば鋼線である。

　また、テンションメンバ９の対向方向と略直交する方向に、押さえ巻き部材５を挟んで対向するように引き裂き紐１１が設けられる。テンションメンバ９及び引き裂き紐１１は、外被１３に埋設される。

　次に、光ファイバケーブル１の製造方法について説明する。まず、複数の光ファイバ心線３を束ねて、必要に応じて、光ファイバ心線３の外周に介在を配置する。次に、複数の光ファイバ心線３を一括して覆うように、光ファイバ心線３の外周に押さえ巻き部材５を縦添え巻する。

　次に、押さえ巻き部材５の外周に、線状体７を螺旋巻きし、押さえ巻き部材５の口開きを抑制する。前述したように、線状体７は、－４０℃～＋８５℃における熱収縮率が、０．２％以下のものを選択する。なお、線状体７の－４０℃～＋８５℃における熱収縮率は、通常０％以上である。

　なお、線状体７の熱収縮率は、巻き付ける前に、事前に熱処理を施すことにより、容易に調整することができる。すなわち、事前に熱処理を施して、－４０℃～＋８５℃における熱収縮率が、０．２％以下とした線状体７を準備し、これを押さえ巻き部材５の外周に巻きつけてケーブルコアを形成する。例えば、材質ポリエステル製の線状体７を、１００～１３０℃で熱処理することで、巻き付け後の線状体７の熱収縮率を０．２％以下とすることができる。

　その後、例えば、押さえ巻き部材５と線状体７の外周に外被１３を押し出し被覆する。以上により、光ファイバケーブル１が製造される。

　以上、本実施の形態の光ファイバケーブル１によれば、光ファイバケーブル１の使用条件範囲において、線状体７の熱収縮率を所定以下とするため、温度変化に伴う線状体７の熱収縮量を抑制することができる。このため、内部の光ファイバ心線３が過剰に締め付けられることがなく、伝送損失の増加を抑制することができる。

　また、本実施形態の光ファイバケーブル１の製造方法によれば、押さえ巻き部材５の外周に巻き付ける前に、あらかじめ線状体７を熱処理することで、線状体７を所望の熱収縮率に調整することができる。

　また、線状体７を複数本巻き付けることで、１本の線状体７を巻き付ける場合の線状体７の巻き付け間隔と同一の間隔で巻き付けても、それぞれの線状体７の巻き付けピッチを長くすることができる。このように、線状体７の巻き付けピッチを長くすることで、線状体７の収縮時における、内部の光ファイバ心線３の過剰な締め付けを抑制することができる。

　なお、本発明は、図１に示す断面形状の光ファイバケーブル１には限定されず、断面構造が異なってもよい。例えば、支持線部を有する自己支持型の光ファイバケーブルであってもよい。

　線状体の種類を変えて光ファイバケーブルを作成し、ヒートサイクル試験を行った。また、それぞれの光ファイバケーブルに対して、ヒートサイクル試験後の伝送損失を評価した。なお、光ファイバケーブルとしては、図１に示す構造のものを用いた。

　押さえ巻き部材の外周に巻き付けられる線状体として、５００デニールのポリエステル糸を使用した。また、そのポリエステル糸の収縮量を巻き付ける前のアニール時間により調整したものを使用した。尚、収縮率は、標点間１ｍの糸を－４０℃、及び＋８５℃内の恒温槽に放置し、１０時間後に取り出した糸の標点間の長さを測定し、初期値からの収縮量を測定して計算した。

　これらの線状体を使用して以下のようなケーブルを作成した。光ファイバを４本並列に並べ、その間を接着樹脂にて間欠的に連結させた間欠テープ心線を形成した。この間欠テープ心線を１０枚撚り合わせ、その周囲に押さえ巻き部材を縦添え巻きした。

　押さえ巻き部材としては、不織布テープを用いた。縦添え巻きした不織布テープの外周に、それぞれの線状体をピッチ３０ｍｍにて巻き回した。その後、φ０．７ｍｍの鋼線２本と引き裂き紐とともに外被を施して光ファイバケーブルを形成した。

　得られたそれぞれの光ファイバケーブルに対して、ヒートサイクル試験を実施した。まず、－４０℃～＋８５℃の恒温槽に光ファイバケーブルを入れた。その後、それぞれの光ファイバケーブルに対して、ヒートサイクル試験前後における、波長１．５５μｍの損失増加量を測定した。ヒートサイクル損失増加量が、０．１０ｄＢ以下のものを「Ｇｏｏｄ」とし、０．１０ｄＢを超えたものを「Ｂａｄ」とした。結果を表１に示す。

　結果より、－４０℃～＋８５℃の熱収縮率がともに０．２０％以下であるＮｏ．１～Ｎｏ．５は、ヒートサイクル試験後の損失増加量が０．１０ｄＢ以下であり、「Ｇｏｏｄ」となった。これに対し、－４０℃～＋８５℃の熱収縮率が０．２０％を超えるＮｏ．６及びＮｏ．７は、ヒートサイクル試験後の損失増加量が０．１０ｄＢを超えて、「Ｂａｄ」となった。

　以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１………光ファイバケーブル
３………光ファイバ心線
５………押さえ巻き部材
７………線状体
９………テンションメンバ
１１………引き裂き紐
１３………外被
１５………ケーブルコア
 
 

Claims (5)

1. 　複数の光ファイバ心線と、
   　前記複数の光ファイバ心線の外周に設けられる押さえ巻き部材と、
   　前記押さえ巻き部材の外周に巻きつけられる線状体と、
   　前記押さえ巻き部材及び前記線状体の外周に設けられる外被と、
   　を具備する光ファイバケーブルであって、
   　前記線状体の－４０℃～＋８５℃における熱収縮率が、０．２％以下であることを特徴とする光ファイバケーブル。
2. 　前記押さえ巻き部材の外周に巻きつけられる前記線状体が、複数本であることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバケーブル。
3. 　前記光ファイバ心線が間欠テープ心線であることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバケーブル。
4. 　複数の光ファイバ心線を束ね、
   前記複数の光ファイバ心線の外周に押さえ巻き部材を巻きつけ、
   熱処理を施すことによって－４０℃～＋８５℃における熱収縮率を０．２％以下とした線状体を、前記押さえ巻き部材の外周に巻きつけてケーブルコアを形成し、
   　前記ケーブルコアの外周に外被を押し出し被覆することを特徴とする光ファイバケーブルの製造方法。
5. 　前記線状体を、前記押さえ巻き部材の外周に複数本巻きつけることを特徴とする請求項４に記載の光ファイバケーブルの製造方法。
    

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