JP2018180361A - 光ファイバケーブル - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、上述のような実情に鑑みてなされたもので、スロットレス型の光ファイバケーブルにおいて、強度を保ちつつ、曲げやすく、管路に敷設しやすい光ファイバケーブルを提供する。【解決手段】複数の光ファイバ心線を収納するケーブルコア１０と、ケーブルコアの周囲を覆う第１のケーブル外被１１とを備えた光ファイバケーブル１である。ケーブルコア、及びケーブル外被内にテンションメンバが無い。好ましくは、第１のケーブル外被の引張弾性率が、３５０（ｋｇｆ／ｍｍ2）以上１５００（ｋｇｆ／ｍｍ2）以下である、あるいは、第１のケーブル外被の引張強さが、５（ｋｇｆ／ｍｍ2）以上１５（ｋｇｆ／ｍｍ2）以下である。【選択図】図１

Description

本発明は、複数本の光ファイバ心線をケーブル外被で被覆した、スロットレス型の光ファイバケーブルに関する。

多心用の光ファイバケーブルとして、例えばスロット型やスロットレス型のものが知られている。スロット型は、スロットロッド（スペーサともいう）内に光ファイバ心線を収納し、その外周を押さえ巻きテープで巻き、さらにケーブル外被（シースともいう）を設けている。このスロット型では、ケーブル外被とスロットロッドが光ファイバケーブルの側方からの圧力（以下、側圧と称する）に対抗して光ファイバ心線を保護する。また、中心にテンションメンバ（抗張力体ともいう）を設け、引張力または圧縮力に耐えるようにしている。スロット型は、中心にテンションメンバがあるため、曲げに対する方向性は生じないものの、ケーブルコア内にテンションメンバやスロットロッドがあるため、細径化や多心化が難しい。

一方、スロットレス型は、光ファイバ心線を例えば介在物で覆い、その外周にケーブル外被を設けている。スロットレス型では、ケーブル外被内にテンションメンバを埋設して引張力または圧縮力に耐えるようにしている。例えば、特許文献１には、２本のテンションメンバをケーブル外被に埋設した光ファイバケーブルの構造が開示されている。

特開２００４−３５４４４８号公報

スロットレス型は、スロット型に比べて多心化しやすいものの、上記特許文献１のように２本のテンションメンバをケーブル外被に配置した場合、光ファイバケーブルは、これらテンションメンバの中心を結んだ方向（ケーブルの縦方向ともいう）には曲がりにくいため、管路に敷設しにくいという問題がある。

本発明は、上述のような実情に鑑みてなされたもので、スロットレス型の光ファイバケーブルにおいて、強度を保ちつつ、曲げやすく、管路に敷設しやすい光ファイバケーブルを提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る光ファイバケーブルは、複数の光ファイバ心線を収納するケーブルコアと、該ケーブルコアの周囲を覆う第１のケーブル外被とを備えた光ファイバケーブルであって、ケーブルコア、及びケーブル外被内にテンションメンバが無い。

上記によれば、強度を保ちつつ、曲げやすく、管路に敷設しやすいスロットレス型の光ファイバケーブルを提供することができる。

本発明の一実施形態による光ファイバケーブルの一例を示す図である。 光ファイバケーブルの引張試験を説明するための図である。 光ファイバの伝送特性の評価結果を説明するための表である。

［本発明の実施形態の説明］
最初に本発明の実施形態の内容を列記して説明する。
本発明の一態様に係る光ファイバケーブルは、（１）複数の光ファイバ心線を収納するケーブルコアと、該ケーブルコアの周囲を覆う第１のケーブル外被とを備えた光ファイバケーブルであって、ケーブルコア、及びケーブル外被内にテンションメンバが無い。第１のケーブル外被の強度が強いので、テンションメンバが無くても、敷設などの際に光ファイバケーブルに掛かる負荷に耐えることができる。また、外被に入れるテンションメンバを省略できるため、曲げの方向性が無く、管路に敷設しやすい光ファイバケーブルを提供することができる。

（２）前記第１のケーブル外被の引張弾性率が、３５０（ｋｇｆ／ｍｍ²）以上１５００（ｋｇｆ／ｍｍ²）以下（３４３３．５×１０⁶（Ｐａ）以上１４７１５×１０⁶（Ｐａ）以下）である、あるいは、前記第１のケーブル外被の引張強さが、５（ｋｇｆ／ｍｍ²）以上１５（ｋｇｆ／ｍｍ²）以下（４９．５×１０⁶（Ｐａ）以上１４７．１５×１０⁶（Ｐａ）以下）である。引張弾性率が３５０（ｋｇｆ／ｍｍ²）未満の場合、あるいは、引張強さが５（ｋｇｆ／ｍｍ²）未満の場合には、外被の強度が足りず、光ファイバに側圧が加わるため、引張試験後に測定した伝送損失が引張試験前よりも増加する。一方、引張弾性率が１５００（ｋｇｆ／ｍｍ²）を超えた場合、あるいは、引張強さが１５（ｋｇｆ／ｍｍ²）を超えた場合には、ケーブルの剛性が高くなり、曲がりにくい。よって、引張弾性率を３５０（ｋｇｆ／ｍｍ²）から１５００（ｋｇｆ／ｍｍ²）の範囲、あるいは、引張強さを５（ｋｇｆ／ｍｍ²）から１５（ｋｇｆ／ｍｍ²）の範囲にすれば、伝送損失の増加を抑えつつ、曲がりやすい光ファイバケーブルを提供することができる。
（３）前記第１のケーブル外被の厚さが１．０（ｍｍ）から２．５（ｍｍ）の範囲である。厚さを１．０（ｍｍ）から２．５（ｍｍ）の範囲にすれば、第１のケーブル外被を適当な範囲の強度とすることができ、また、ケーブル径も従来のものに比べて大きくならないので、好ましい。

（４）前記第１のケーブル外被に、補強材が充填されている。補強材を第１のケーブル外被に充填すれば、さらに外被を薄くすることができ、ケーブルの細径化、多心化を図ることができる。
（５）前記第１のケーブル外被の周囲を覆い、耐候性を持つ第２のケーブル外被をさらに備える。第２のケーブル外被で覆えば、耐候性を持たせることもできるので、屋外向けの光ファイバケーブルとして提供することができる。

［本発明の実施形態の詳細］
以下、添付図面を参照しながら、本発明による光ファイバケーブルの好適な実施の形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態による光ファイバケーブルの一例を示す図である。光ファイバケーブル１は中心にケーブルコア１０を有し、ケーブルコア１０の外側が第１のケーブル外被１１で覆われ、さらに、第１のケーブル外被１１の外側が第２のケーブル外被１２で覆われている。

ケーブルコア１０には、例えば６枚のテープ心線１３が収納されている。詳しくは、例えば４枚のテープ心線１３を積層し、その側方にテープ心線１３を１枚ずつ配置しており、ケーブル長手方向に沿って例えば螺旋状に撚り集められている。
テープ心線１３は、例えば４本の光ファイバ心線を並列に配置し、全長に亘って共通被覆でテープ状に一体化したものである。

光ファイバ心線は、例えば、標準外径１２５μｍのガラスファイバに被覆外径が２５０μｍ前後の被覆を施した光ファイバ素線と称されるものの外側に、さらに着色被覆を施したものであるが、これに限られるものでは無く、被覆外径が１６５μｍ、２００μｍ程度の細径ファイバであってもよい。光ファイバ心線の心数は、２心、８心など任意の心数を選択できる。
また、上記のテープ心線１３に替えて、４本の単心線あるいは間欠テープ心線であってもよい。間欠テープ心線は、複数本の光ファイバ心線が平行一列に配列され、隣り合う光ファイバ心線同士を連結部と非連結部により間欠的に連結して形成されたでものである。なお、連結部と非連結部を１心毎に設ける必要はなく、例えば２心毎に設けてもよい。

テープ心線１３の束の周囲には、介在物１４が設けられている。介在物１４は、例えばポリプロピレン（ＰＰ）の繊維状の部材であり、例えば計６個の介在物１４をテープ心線１３の束の周囲に配置されている。なお、介在物１４は、ポリプロピレンに限られるものでは無く、ポリエチレン（ＰＥ）やポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの樹脂製のヤーンを用いてもよい。

押さえ巻きテープ１５は、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などを含む不織布が用いられ、介在物１４の外側から例えば螺旋状に巻きつけ、あるいはケーブル長手方向に縦添えして巻きつけられている。これにより、例えば直径１０ｍｍ程度のケーブルコア１０が形成される。なお、光ファイバケーブル１内への止水のために、押さえ巻きテープに吸水剤を付与してもよい。

第１のケーブル外被１１は、ケーブル長手方向の引張力または圧縮力に耐えるテンションメンバと同等の機能を有するために、適度な強度を持つ部材として、所定の引張弾性率、引張強さ、厚さの材料（例えばシクロオレフィンコポリマー（ＣＯＣ）、ＡＢＳ樹脂、ポリアセタール（ＰＯＭ）など）で形成され、押し出し成形によってケーブルコア１０の外側に設けられる。なお、第１のケーブル外被１１に、例えばガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維などの補強材を充填してもよい。

このように、第１のケーブル外被１１がテンションメンバと同等の強度を持つので、テンションメンバが無くても、敷設などの際に光ファイバケーブルに掛かる負荷に耐えることができる。また、外被に入れるテンションメンバを省略できるため、曲げの方向性が無く、管路に敷設しやすい光ファイバケーブルを提供することができる。
また、補強材を第１のケーブル外被１１に充填すれば、さらに外被を薄くすることができ、ケーブルの細径化、多心化を図ることができる。

なお、図１に示すように、第１のケーブル外被１１の外側には、第２のケーブル外被１２を設けてもよい。第２のケーブル外被１２は、耐候性を光ファイバケーブルに持たせるために設けるものであり、例えば１．５（ｍｍ）の厚さの低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）で形成され、押し出し成形によって第１のケーブル外被１１の外側に設けられている。なお、低密度ポリエチレンとは、０．９４２ｇ／ｃｍ³未満の密度のポリエチレンをいう。

このように、第２のケーブル外被で覆えば、耐候性を持たせることができるので、屋外向けの光ファイバケーブルとして提供することができる。
なお、第２のケーブル外被１２は耐候性を目的とするものであり、強度は強くないため、例えば上記低密度ポリエチレンを第２のケーブル外被１２として用いた場合の引張弾性率、引張強さは、第２のケーブル外被１２で被覆しない、第１のケーブル外被１１のみの場合とほぼ同じである。

図２は、光ファイバケーブルの引張試験を説明するための図であり、図３は、光ファイバの伝送特性の評価結果を説明する表である。
なお、図３の伝送特性では、上記構成の光ファイバケーブル１に図２の方法で引張力を加えた後、ＯＴＤＲ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｔｉｍｅ Ｄｏｍａｉｎ Ｒｅｆｌｅｃｔｍｅｔｅｒ）測定器で伝送損失を測定した。

引張試験は、図２に示すような試験治具５０を用いる。試験治具５０は、筒状金具６０、ケーブル把持部５１からなる。筒状金具６０は、内径７ｍｍ程度、外径９ｍｍ程度の金属製で、内側に光ファイバケーブル１のケーブルコア１０を嵌合させ、このケーブルコア１０を覆う第１のケーブル外被１１（その外側に第２のケーブル外被１２を有していてもよい）は、筒状金具６０の外側に被せられる。

ケーブル把持部５１は、例えば筒状のアルミニウム製で、ケーブル把持部５１の一端には、金具部５２が設置されている。ケーブル把持部５１を上記の筒状部材６０、第１のケーブル外被１１の上から被せ、かしめて光ファイバケーブル１を試験治具５０に固定する。金具部５２と筒状金具６０を引張試験機のチャックで把持し、ケーブル長手方向に所定の引張力（例えば９８１（Ｎ））を所定時間（例えば１分間）加える。

伝送特性は、引張力を解除した後、光ファイバケーブル１から試験治具５０を外し、ケーブルコア１０における光ファイバの端部とＯＴＤＲ測定器の測定用ダミーファイバの端部とを突き合わせ、ＯＴＤＲ測定器から測定光パルス（測定波長１３００（ｎｍ））をケーブルコア１０に出力して、伝送損失を測定した。そして、引張試験前後の光損失増加量が０．１（ｄＢ）以下になるか否かで良否（○×）を評価した。

４心光ファイバテープ心線を６本撚り合わせ、その上にＰＰヤーンの介在、押さえ巻きテープを施した直径１０ｍｍのケーブルコアに被せる、図１で説明した第１のケーブル外被１１を、引張弾性率が３５０（ｋｇｆ／ｍｍ²）（＝３４３３．５×１０⁶（Ｐａ）；１（ｋｇｆ／ｍｍ²）を９．８１×１０⁶（Ｐａ）で計算した。以下同じ）、引張強さが５（ｋｇｆ／ｍｍ²）（＝４９．５×１０⁶（Ｐａ））、厚さ２．０（ｍｍ）のシクロオレフィンコポリマー（ＣＯＣ）とした光ファイバケーブルの場合（「試料１」と称する）、図３に示すように、光損失増加量が０．０５（ｄＢ）となり、０．１（ｄＢ）以下であるため、良好と判定した。

次に、試料１と同じ構造のケーブルコアに被せる第１のケーブル外被１１を、引張弾性率が５５０（ｋｇｆ／ｍｍ²）（＝５３９５．５（Ｐａ））、引張強さが７．０（ｋｇｆ／ｍｍ²）（＝６８．６７（Ｐａ））、ガラス繊維を重量比２０％充填し、厚さ１．０（ｍｍ）のＡＢＳ樹脂とした光ファイバケーブルの場合（「試料２」と称する）、図３に示すように、光損失増加量が０．０５（ｄＢ）となり、良好と判定した。

続いて、試料１，２と同じ構造のケーブルコアに被せる第１のケーブル外被１１を、引張弾性率が１０００（ｋｇｆ／ｍｍ²）（＝９８１０（Ｐａ））、引張強さが１０．０（ｋｇｆ／ｍｍ²）（＝９８．１（Ｐａ））、ガラス繊維を重量比２５％充填し、厚さ１．０（ｍｍ）のポリアセタール（ＰＯＭ）とした光ファイバケーブルの場合（「試料３」と称する）、図３に示すように、光損失増加量が０（ｄＢ）となり、良好と判定した。

これに対し、試料１〜３と同じ構造のケーブルコアに被せる第１のケーブル外被を、引張弾性率が１０００（ｋｇｆ／ｍｍ²）（＝９８１０（Ｐａ））、引張強さが１．５（ｋｇｆ／ｍｍ²）（＝１４．７１５（Ｐａ））、厚さ２．０（ｍｍ）の高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）とした光ファイバケーブルの場合（「試料４」と称する）、引張試験でケーブルの破断が認められた。このため、図３に示すように、光損失増加量は測定されず、不良と判定した。

また、試料１〜３と同じ構造のケーブルコアに被せる第１のケーブル外被を、引張弾性率が３００（ｋｇｆ／ｍｍ²）（＝２９４３（Ｐａ））、引張強さが３．５（ｋｇｆ／ｍｍ²）（＝３４．３３５（Ｐａ））、厚さ１．０（ｍｍ）のＡＢＳ樹脂とした光ファイバケーブルの場合（「試料５」と称する）、図３に示すように、光損失増加量が５（ｄＢ）となり、不良と判定した。

なお、図示は省略するが、引張弾性率が１５００（ｋｇｆ／ｍｍ²）（＝１４７１５×１０⁶（Ｐａ））を超えた場合、もしくは、引張強さが１５（ｋｇｆ／ｍｍ²）（＝１４７．１５×１０⁶（Ｐａ））を超えた場合には、ケーブルの剛性が高くなって曲がりにくくなる。

このように、第１のケーブル外被の引張弾性率が３５０（ｋｇｆ／ｍｍ²）未満の場合、あるいは、引張強さが５（ｋｇｆ／ｍｍ²）未満の場合には、外被の強度が足りず、引張力によって光ファイバに伸び歪みが掛かり、伸びた際に他のファイバと接触して曲げが加わったりするため、引張試験後に測定した伝送損失が引張試験前よりも増加した。また、強度が足りずに、破断する場合もあった。一方、引張弾性率が１５００（ｋｇｆ／ｍｍ²）を超えた場合、あるいは、引張強さが１５（ｋｇｆ／ｍｍ²）を超えた場合には、ケーブルの剛性が高くなり、曲がりにくい。よって、引張弾性率を３５０（ｋｇｆ／ｍｍ²）から１５００（ｋｇｆ／ｍｍ²）の範囲、あるいは、引張強さを５（ｋｇｆ／ｍｍ²）から１５（ｋｇｆ／ｍｍ²）の範囲にすれば、伝送損失の増加を抑えつつ、曲がりやすい光ファイバケーブルを提供することができる。

なお、第１のケーブル外被の厚さは、１．０（ｍｍ）から２．５（ｍｍ）の範囲にすれば、適当な範囲の強度とすることができ、また、ケーブル径も従来のものに比べて大きくならないので、好ましい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１…光ファイバケーブル、１０…ケーブルコア、１１…第１のケーブル外被、１２…第２のケーブル外被、１３…テープ心線、１４…介在物、１５…押さえ巻きテープ、５０…試験治具、５１…ケーブル把持部、５２…金具部、６０…筒状金具。

Claims (5)

1. 複数の光ファイバ心線を収納するケーブルコアと、該ケーブルコアの周囲を覆う第１のケーブル外被とを備えた光ファイバケーブルであって、
   ケーブルコア、及びケーブル外被内にテンションメンバが無い、光ファイバケーブル。
2. 前記第１のケーブル外被の引張弾性率が、３５０（ｋｇｆ／ｍｍ²）以上１５００（ｋｇｆ／ｍｍ²）以下（３４３３．５×１０⁶（Ｐａ）以上１４７１５×１０⁶（Ｐａ）以下）である、あるいは、前記第１のケーブル外被の引張強さが、５（ｋｇｆ／ｍｍ²）以上１５（ｋｇｆ／ｍｍ²）以下（４９．５×１０⁶（Ｐａ）以上１４７．１５×１０⁶（Ｐａ）以下）である、請求項１に記載の光ファイバケーブル。
3. 前記第１のケーブル外被の厚さが１．０（ｍｍ）から２．５（ｍｍ）の範囲である、請求項１または２に記載の光ファイバケーブル。
4. 前記第１のケーブル外被に、補強材が充填されている、請求項１から３のいずれか一項に記載の光ファイバケーブル。
5. 前記第１のケーブル外被の周囲を覆い、耐候性を持つ第２のケーブル外被をさらに備える、請求項１から４のいずれか一項に記載の光ファイバケーブル。
   

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