JP5638745B2 - 光ファイバケーブル - Google Patents

Description

本発明は、管路内への布設作業に適した光ファイバケーブルに関するものである。

従来から、光ファイバケーブルでは、１本あるいは複数本の光ファイバケーブルが管路内に挿通されて布設される場合がある。特に、ＦＴＴＨ（Ｆｉｂｅｒ ｔｏ ｔｈｅ ｈｏｍｅ）に代表される光ファイバ網の拡張が進展する近年においては、既に所定本数の光ファイバケーブルが挿通された管路内に新たな光ファイバケーブルを追加的に挿通する必要が生じている。

ケーブルを管路内に挿通する方法としては、ケーブルを引き込むための通線ロッドを管路に挿入し、その端部にケーブルを取り付け、通線ロッドを引き込むことによりケーブルを挿通する工法が一般的に採用されている。しかしながら、本工法では通線ロッドを管路内に挿通し、その後、ケーブルを引き込むという流れになり、通線ロッド及びケーブルと２回の通線が必要となっている。
そこで、作業効率を上げるため、ケーブルを管路に押し込むことによって、ケーブルを挿通する工法が採用されることがある。この工法では、ケーブルを管路内に挿通する１回だけの通線となり、作業効率が良くなる。

ところで、この工法では、ケーブル表面の摩擦係数が高いと既設ケーブル及び多条布設した際のケーブル同士の滑り性が悪くなり、管路の長さが長いと摩擦によりケーブルを押し込んでもケーブル先端が送り込まれず、それ以上挿通できなくなることがあった。

これらを解決する方法として、オレフィン系樹脂に結晶径３〜１０μｍのタルクを添加し、当該タルクを添加したオレフィン系樹脂混合物を前記外被とすることで滑性および耐摩耗性を改善した光ファイバケーブルが特許文献１に開示されている。また、高密度ポリエチレン樹脂を外被材として用い、表面摩擦抵抗を小さくした光ファイバケーブルが特許文献２に開示されている。
特開２００７−２７２１９９号公報 特許第３９２９６２９号公報

しかしながら、特許文献１に記載の光ファイバケーブルは、低摩擦特性を実現できるものの、ケーブル外被の結晶部をきっかけに亀裂が入り、衝撃特性等の機械特性を悪化させることがあった。また、結晶を含んでいるため押出機のスクリューを摩耗させる等により、製造性が悪化することがあった。また、特許文献２に記載の光ファイバケーブルは、低摩擦特性を実現できるものの、高密度ポリエチレンを使用しており、材料が硬いためやはり衝撃特性等の機械特性を悪化させることがあった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ケーブルを管路に押し込むことによって、ケーブルを挿通する工法でのケーブル布設に好適であり、しかも製造性を悪化させることがない光ファイバケーブルを提供することにある。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る光ファイバケーブルは、
管路に押し込むことによって該管路に挿通され、少なくとも光ファイバ心線と該光ファイバ心線を覆う横断面略矩形状のシースとを有する光ファイバケーブルにおいて、
ベース板上に１５０ｍｍ長の前記光ファイバケーブルを２本隣接して並行に並べ、この上に摩擦係数の測定試料である３００ｍｍ長の前記光ファイバケーブルを１本俵積みし、さらにこの測定試料である前記光ファイバケーブル上に１５０ｍｍ長の前記光ファイバケーブルを２本俵積みし、前記ベース板上に垂直に立設させたスライドガイドによってガイドされて上下にスライドする抑え板を前記ベース板と平行に載せて、前記ベース板と前記抑え板で前記５本の光ファイバケーブルを挟み、前記抑え板上に荷重１９．６Ｎを加える錘を載せた状態で前記測定試料用の前記光ファイバケーブルを長手方向に１００ｍｍ／ｍｉｎの速度で引き抜く方法で測定した摩擦力Ｆ _Ｄ１ に基づき、摩擦係数μ _１ ＝Ｆ _Ｄ１ ／１９．６の式に従って求めた前記シース表面の前記光ファイバケーブル同士の動摩擦係数（μ _１ ）が０．１７以上０．３４以下であり、
ベース板上に長さ１５０ｍｍのポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）からなるシートを載せ、このシート上に摩擦係数の測定試料である３００ｍｍ長の前記光ファイバケーブルを１本載せ、さらにこの測定試料である前記光ファイバケーブル上に長さ１５０ｍｍのポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）からなるシートを載せ、前記ベース板上に垂直に立設させたスライドガイドによってガイドされて上下にスライドする抑え板を前記ベース板と平行に載せて、前記ベース板と前記抑え板で前記２枚のシートと前記光ファイバケーブルを挟み、前記抑え板上に荷重１９．６Ｎを加える錘を載せた状態で前記測定試料用の前記光ファイバケーブルを長手方向に１００ｍｍ／ｍｉｎの速度で引き抜く方法で測定した摩擦力Ｆ _Ｄ２ に基づき、摩擦係数μ _２ ＝Ｆ _Ｄ２ ／１９．６の式に従って求めたポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）からなるシートとの動摩擦係数（μ _２ ）が０．３０以上０．４０以下であることを特徴とする。

また、本発明に係る光ファイバケーブルは、前記シース材のベース樹脂には、シリコン樹脂が５質量％以上１５質量％以下含まれていることを特徴とする。

以上のようにしてなる本発明によれば、ケーブルを管路に押し込むことによって、ケーブルを挿通する工法でのケーブル布設に好適であり、しかも製造性および機械特性を悪化させることがない光ファイバケーブルを得ることができる。

以下に図を用いて本発明の光ファイバケーブルを詳細に説明する。
図１は、本発明の光ファイバケーブルの一実施例を示す横断面図である。図１に示すように、本発明の光ファイバケーブルは、例えば、ガラス光ファイバの外周に、紫外線硬化性樹脂あるいは熱硬化性樹脂等からなる樹脂被覆を有する、いわゆる光ファイバ心線１を１本配し、これに、例えば、ノンハロゲン難燃性ポリオレフィン等からなるシース３を施したものである。

尚、図１において、符号６、６は光ファイバ心線１の両側（図１にあっては左右方向）に、光ファイバ心線１と所定間隔を置いて、しかもその中心が光ファイバ心線１の中心と略同一平面上に位置するように位置決めされた、例えば、アラミド繊維束あるいは強化繊維としてアラミド繊維を用いたＦＲＰ、および鋼線等からなる外径０．５ｍｍ程度のテンションメンバである。このテンションメンバ６、６は機械的強度に劣る光ファイバが、その長手方向に外力を受けた場合、これを保護するために用いられている。図１では光ファイバ心線１の中心から各テンションメンバ６、６の各中心までの間隔はほぼ等しくなっている。

また、符号７、７はシース３の対向する外表面の両面に必要に応じて設けた切欠である。この切欠７を設けておくと、ケーブル布設等の際、シース３を容易に切り裂くことができ、内部の光ファイバ心線１を簡単に取り出せる。

このようにしてなる本発明の光ファイバケーブルは、シース３の表面の光ファイバケーブル同士の動摩擦係数を０．１７以上０．３４以下とし、ポリ塩化ビニル(polyvinyl chloride；以降、ＰＶＣと呼ぶ)からなるシートとの動摩擦係数を０．３０以上０．４０以下としている。
このような動摩擦係数を有する光ファイバケーブルとするためには、シース材のベース樹脂に、シリコン樹脂を５質量％以上１５質量％以下含ませる方法等がある。

本発明の光ファイバケーブルは、光ファイバケーブル同士の動摩擦係数が小さいので、多条布設する際にも容易に布設作業を行うことができる。
さらにＰＶＣからなるシートとの動摩擦係数が小さいので、既設ケーブルとの摩擦を低減でき、容易に布設作業を行うことができる。
なおここでシートの材質をＰＶＣとしたのは、ＰＶＣが既設ケーブルのシース材料として最も一般的に用いられているからである。
また、本発明の光ファイバケーブルは、製造性および機械特性を悪化させることがない。

以下に前述した動摩擦係数の限定根拠を、実施例を用いて説明する。
シース樹脂としてノンハロゲン難燃性ポリエチレンからなる樹脂を用い、ベース樹脂に含有するシリコン樹脂の配合量および結晶の種類と配合量を変化させることにより、シース表面の光ファイバケーブル同士の動摩擦係数、ＰＶＣからなるシートとの動摩擦係数を変化させた図１に示す光ファイバケーブルを製造し、管路への挿通性および製造性を評価した。なお、シース表面粗さＲａは０．５〜０．９であった。
また、テンションメンバ６、６としては亜鉛めっき鋼線を用いた。
光ファイバケーブルの寸法は、長辺の長さ（図１においては左右方向の長さ）が約２．０ｍｍ、短辺の長さ（図１における上下方向、すなわち幅）が約１．６ｍｍである。

以下に、各評価方法および評価基準を説明する。
［光ファイバケーブル同士の動摩擦係数］
まず図２により、シース３の表面の光ファイバケーブル同士の動摩擦係数を測定する方法を説明する。図２はシース３の表面の光ファイバケーブル同士の動摩擦係数を測定する方法を示す概略図である。
具体的には、ベース１０上に図１に示す１５０ｍｍ長の光ファイバケーブル１５を２本隣接して並行に並べ、この上に摩擦係数を測定する試料である３００ｍｍ長の光ファイバケーブル２０を俵積みする。この試料用（測定サンプル）光ファイバケーブル２０上に、前述した１５０ｍｍ長の光ファイバケーブル１５、１５を図２のようにさらに俵積みする。
その後、ベース１０上に垂直に立設させた複数本のスライドガイド１１によってガイドしながら上下にスライドする抑え板１２をベース１０と平行に載せる。このとき光ファイバケーブル１５、２０は本発明の光ファイバケーブルと同じものを使用する。

次に、抑え板１２上に錘１３を載せ、一定の荷重１９．６Ｎを矢印方向に加える。この状態でロードセルを用いて試料用の光ファイバケーブル２０を手前方向に１００ｍｍ／ｍｉｎの速度で引き抜く。
このとき、摩擦力（引抜力）Ｆ_Ｄとして、動き初めのピーク摩擦力を過ぎて最低点を示した点より６０ｍｍの位置での値を採用し、摩擦係数μ＝Ｆ_Ｄ／１９．６Ｎを求めた。試料数ｎはｎ＝３とした。
なお、試験環境は、温度２３±２℃、湿度５０±１０％とした。
ところで光ファイバケーブル１５、２０は、試験が１回（ｎ＝１）完了する毎に交換した。

［ＰＶＣからなるシートとの動摩擦係数］
図３はシース３の表面のＰＶＣからなるシートとの動摩擦係数を測定する方法を示す概略図である。
具体的には、図２に示すシース３の表面の光ファイバケーブル同士の動摩擦係数を測定する方法において、１５０ｍｍ長の光ファイバケーブル１５、１５を幅５ｍｍ、厚さ１ｍｍ、長さ１５０ｍｍのＰＶＣからなるシート３５に変えたものであり、それ以外の点は図２に示すシース３の表面の光ファイバケーブル同士の動摩擦係数を測定する方法と同じである。
なお、シート３５の表面粗さＲａは０．８であった。また、ＰＶＣからなる既設のケーブルの表面粗さＲａは一般的には０．７〜１．０である。

［管路への挿通性］
管路への挿通性は図４に示す管路４０を用いて評価した。
この管路４０は内径２２ｍｍ、全長が２０ｍの合成樹脂製であり、図４に示すように曲げ半径Ｒ＝６ｍｍ、９０度の曲げ部が５箇所形成されている。なお、曲げ部は、入線側から３ｍ、４ｍ、１４ｍ、１５ｍ、１６ｍの位置にそれぞれ設けられ、管路は、入線側から３ｍまで、および１５ｍ〜２０ｍまでは床面と平行な平面上に、３ｍ〜１５ｍまでは床面と垂直な平面上に配置されている。
さらに管路内には直径８．７ｍｍのシースがＰＶＣからなる断面が円形の光ファイバケーブルが既設されている。
この管路４０内に試料である光ファイバケーブル２０を押し込むことにより挿通し、挿通できた本数を数えた。なお、評価本数は３０本を挿通した。

［製造性］
製造性はシース押し出し時の押出機のモータ負荷変動により評価した。
このとき押出機のモータ負荷変動が５％以上のものを×とした。モータの負荷変動が生じると、外径変動が発生するためである。

［衝撃試験］
機械特性の評価として衝撃試験を行った。図５は衝撃試験方法を示す概略図である。
鉄板５１を水平に配置し、その上に光ファイバケーブル２０を長辺が水平方向になるように載せた状態で、鉛直方向から円筒直径２０ｍｍの３００ｇの鉄棒５２を高さ１ｍから落とした。
なお、鉄棒５２の落下の軌道が鉛直方向からずれないように、衝撃試験機５０には鉄棒５２の外径よりも内径がわずかに大きいガイド筒５３が設置されており、このガイド筒５３内で鉄棒５２が落下するようになっている。
また、鉄棒５２の光ファイバケーブル２０と衝突する端面と側面の間の角部にはＲ＝５ｍｍの面取りが施されている。
このときシースに亀裂が入り、テンションメンバが露出したものを×とした。このような光ファイバケーブルは、実際に敷設された場合にテンションメンバの腐食等の問題が発生することがある。

以上に述べた各評価により得られた結果を表１に示す。

表１に示すようにシース表面の光ファイバケーブル同士の動摩擦係数が０．３４以下、および、ＰＶＣからなるシートとの動摩擦係数が０．４０以下を満たすサンプル３〜７では、通線本数がいずれも３０本以上であり、管路への挿通を容易に行うことができた。
また、シース表面の光ファイバケーブル同士の動摩擦係数が０．１７以上、および、ＰＶＣからなるシートとの動摩擦係数が０．３０以上を満たすサンプル３〜５では、良好な製造性が得られた。
さらに全てのサンプルにおいて、良好な機械特性が得られた。

すなわち、シース表面の前記光ファイバケーブル同士の動摩擦係数が０．１７以上０．３４以下であり、ＰＶＣからなるシートとの動摩擦係数が０．３０以上０．４０以下であれば、ケーブルを管路に押し込むことによって、ケーブルを挿通する工法でのケーブル布設に好適であり、しかも製造性および機械特性を悪化させることがなかった。

ところで図１に示す光ファイバケーブルにあっては、光ファイバ心線１として単心の光ファイバ心線１を用いた例のみ示しているが、複数本の光ファイバを平面状に並行に並べ、これに一括被覆を施した、いわゆる光ファイバテープ心線を用いてもよい。
またその枚数も１枚に限らず複数本であってもよい。

本発明の光ファイバケーブルの一実施例を示す横断面図である。 光ファイバケーブル同士のシースの表面の動摩擦係数を測定する方法を示す概略図である。 ＰＶＣからなるシートとのシースの表面の動摩擦係数を測定する方法を示す概略図である。 光ファイバケーブルの管路への挿通性の評価方法を示す概略図である。 衝撃試験方法を示す概略図である。

符号の説明

１ 光ファイバ心線
３ シース
６ テンションメンバ
７ 切欠
１０ ベース
１１ スライドガイド
１２ 抑え板
１３ 錘
１５、２０ 光ファイバケーブル
３５ シート

Claims (2)

1. 管路に押し込むことによって該管路に挿通され、少なくとも光ファイバ心線と該光ファイバ心線を覆う横断面略矩形状のシースとを有する光ファイバケーブルにおいて、
   ベース板上に１５０ｍｍ長の前記光ファイバケーブルを２本隣接して並行に並べ、この上に摩擦係数の測定試料である３００ｍｍ長の前記光ファイバケーブルを１本俵積みし、さらにこの測定試料である前記光ファイバケーブル上に１５０ｍｍ長の前記光ファイバケーブルを２本俵積みし、前記ベース板上に垂直に立設させたスライドガイドによってガイドされて上下にスライドする抑え板を前記ベース板と平行に載せて、前記ベース板と前記抑え板で前記５本の光ファイバケーブルを挟み、前記抑え板上に荷重１９．６Ｎを加える錘を載せた状態で前記測定試料用の前記光ファイバケーブルを長手方向に１００ｍｍ／ｍｉｎの速度で引き抜く方法で測定した摩擦力Ｆ _Ｄ１ に基づき、摩擦係数μ _１ ＝Ｆ _Ｄ１ ／１９．６の式に従って求めた前記シース表面の前記光ファイバケーブル同士の動摩擦係数（μ _１ ）が０．１７以上０．３４以下であり、
   ベース板上に長さ１５０ｍｍのポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）からなるシートを載せ、このシート上に摩擦係数の測定試料である３００ｍｍ長の前記光ファイバケーブルを１本載せ、さらにこの測定試料である前記光ファイバケーブル上に長さ１５０ｍｍのポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）からなるシートを載せ、前記ベース板上に垂直に立設させたスライドガイドによってガイドされて上下にスライドする抑え板を前記ベース板と平行に載せて、前記ベース板と前記抑え板で前記２枚のシートと前記光ファイバケーブルを挟み、前記抑え板上に荷重１９．６Ｎを加える錘を載せた状態で前記測定試料用の前記光ファイバケーブルを長手方向に１００ｍｍ／ｍｉｎの速度で引き抜く方法で測定した摩擦力Ｆ _Ｄ２ に基づき、摩擦係数μ _２ ＝Ｆ _Ｄ２ ／１９．６の式に従って求めたポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）からなるシートとの動摩擦係数（μ _２ ）が０．３０以上０．４０以下であることを特徴とする光ファイバケーブル。
2. 前記シース材のベース樹脂には、シリコン樹脂が５質量％以上１５質量％以下含まれてい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。

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