JP6719175B2 - 光ファイバケーブル - Google Patents

Description

本発明は、複数の光ファイバ心線からなる光ファイバケーブルに関するものである。

近年、インターネットの普及に伴い、光ファイバを一般家庭に直接引き込んで高速通信サービスを実現するＦＴＴＨ（Ｆｉｂｅｒ Ｔｏ Ｔｈｅ Ｈｏｍｅ）が急速に拡大している。一般に、ＦＴＴＨに用いられる光ファイバケーブルには、大容量のデータ通信に対応すべく光ファイバの集合体が収容されている。

このような光ファイバケーブルとしては、スロットロッドを使用せず、２本のテンションメンバが備えられた外被で覆った光ファイバケーブルが提案されている。例えば、光ファイバテープ心線の外周に、緩衝材としてヤーン（ポリエステル繊維、アラミド繊維、ＰＰ繊維など）が集合され、その外周にシースが被覆されたものがある（特許文献１）。

また、光ファイバテープ心線の外周に、押さえ巻きテープを縦添えし、その外周にシースが被覆された光ファイバケーブルがある（特許文献２）。

特開２００６−３３７５８１号公報 特開２００１−３４３５７１号公報

このようなスロットロッドが用いられずに、２本のテンションメンバを有する光ファイバケーブルは、光ファイバケーブルの曲げ方向性がある。すなわち、２本のテンションメンバを結ぶ線を中立軸とする曲げ方向に対しては、光ファイバケーブルを容易に曲げることができる。一方、それと直交する側には光ファイバケーブルを曲げることができず、無理に光ファイバケーブルを曲げようとすると、テンションメンバが外被を突き破ってしまう場合もある。これは、テンションメンバの剛性が強く、極端な圧縮、伸びができないためである。

このように光ファイバケーブルの曲げ方向が決まっている場合、光ファイバケーブルを曲げたときの曲げの中立軸に近い位置にある光ファイバと中立軸から大きく外れた位置にある光ファイバとでは、光ファイバにかかる歪みが異なる。このため、光ファイバケーブルを曲げた際の伝送特性が異なる。

このように、光ファイバケーブルを曲げた際に、中立軸の中心に近い位置にある光ファイバは歪みが小さく損失増加も小さいが、中立軸から離れた位置にある光ファイバには、引張り歪みや圧縮歪が加わり、損失増加が発生する。この損失増加は、特に、中立軸から離れるほど顕著となる。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、曲げた際の損失増加を抑制することが可能な光ファイバケーブル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本発明は、２００心以上の複数の光ファイバ心線と、前記光ファイバ心線の長手方向に垂直な断面において、前記光ファイバ心線を挟んで対向する位置に設けられる一対のテンションメンバと、前記光ファイバ心線および前記テンションメンバを覆うように設けられる外被と、を具備し、複数の前記光ファイバ心線は、複数の光ファイバ心線が間欠的に接合された複数のテープ心線であり、前記光ファイバ心線の長手方向に垂直な任意の断面において、前記テンションメンバの対向方向に対する前記外被の内径は８ｍｍ以上であり、前記テンションメンバの対向方向に対する前記外被の内径よりも、前記テンションメンバの対向方向に直交する方向に対する前記外被の内径が小さく、前記光ファイバ心線の長手方向に垂直な任意の断面において、前記外被の外形は略真円であり、前記外被の内面形状であって、押さえ巻きで押さえられた複数の前記光ファイバ心線が保持される空間が偏平形状であり、前記一対のテンションメンバの対向方向と略直交する方向に、前記押さえ巻きを挟んで対向するように引き裂き紐が設けられることを特徴とする光ファイバケーブルである。

前記光ファイバ心線の長手方向に垂直な断面において、前記外被の外形は略真円であり、前記外被の内面形状であって、押さえ巻きで押さえられた光ファイバ心線が保持される空間が偏平形状であってもよい。

前記外被の内面形状が略矩形であってもよい。

前記外被の内面形状が略楕円であってもよい。

本発明によれば、光ファイバケーブルを、テンションメンバを結ぶ線を中立軸とする曲げ方向（以下、単に光ファイバケーブルの曲げ容易方向とする）に曲げた際に、曲げの中立軸から最も遠い光ファイバ心線までの距離が、これと垂直な方向に曲げた際の中立軸から最も遠い光ファイバ心線までの距離よりも短くなる。このため、光ファイバケーブルの曲げ容易方向の曲げに伴う引張り歪みや圧縮歪が加わった際に、光ファイバ心線に付与される応力を緩和することができる。また、光ファイバケーブルの曲げ容易方向と垂直な方向に対しては、外被の内径が十分に大きいため、光ファイバ心線の占積率の低下を最小限にすることができる。

また、外被の外形を略真円とすることで、製造性が良好である。この際、外被の内面形状が略矩形であれば、高い占積率を確保することができる。また、外被の内面形状が略楕円であれば、製造性が良好である。

本発明によれば、曲げた際の損失増加を抑制することが可能な光ファイバケーブル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。 光ファイバケーブル１ａを示す断面図。 光ファイバケーブル１ｂを示す断面図。 光ファイバケーブル１ｃを示す断面図。

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を示す断面図である。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７、テンションメンバ９、引き裂き紐１１、外被１３等から構成される。なお、以下の説明において、複数の光ファイバ心線３の集合体を、単に光ファイバユニット５と称する。

光ファイバユニット５の外周には、押さえ巻き７が設けられる。押さえ巻き７は、縦添え巻きによって複数の光ファイバユニット５を一括して覆うように配置される。すなわち、押さえ巻き７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７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ユニット５の外周に縦添え巻きされる。

押さえ巻き７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、押さえ巻き７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。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７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および引き裂き紐１１は、外被１３に埋設される。

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の内面形状は楕円形状でとなる。すなわち、押さえ巻き７で押さえられた光ファイバ心線３が保持される空間は、略楕円形状に形成される。外被１３の内面形状が略楕円形状であれば、製造性が良好である。

より具体的には、テンションメンバ９の対向方向（図中左右方向）に対する外被１３の内径（図中Ａ）よりも、テンションメンバ９の対向方向に直交する方向（図中上下方向）に対する外被１３の内径（図中Ｂ）が小さい。すなわち、外被１３の内面形状はテンションメンバ９方向に膨れた偏平形状となる。

また、外被１３の外形は、略真円形状（全体として略真円形状であって、凸部や凹部が形成されていてもよい）である。したがって、テンションメンバ９の対向方向（図中左右方向）に対する外被１３の厚みが、テンションメンバ９の対向方向に直交する方向（図中上下方向）に対する外被１３の厚みよりも厚くなる。

ここで、前述した様に、光ファイバケーブル１を曲げる場合には、テンションメンバ９同士を結ぶ線が中立軸となるように曲げられやすい。このため、光ファイバケーブル１を曲げ容易方向に曲げると、テンションメンバ９同士を結ぶ線から離れた位置にある光ファイバ心線ほど、大きな引張応力または圧縮応力を受けることとなる。

本発明では、テンションメンバ９同士を結ぶ線に垂直な方向に対しては、外被１３の内径が小さい。すなわち、本発明では、テンションメンバ９同士を結ぶ線に垂直な方向に対しては、テンションメンバ９同士を結ぶ線から光ファイバ心線３までの距離が相対的に短い。このため、光ファイバケーブル１を曲げ容易方向に曲げた際、テンションメンバ９同士を結ぶ線から最も離れた位置にある光ファイバ心線３であっても、大きな引張応力または圧縮応力が生じることを抑制することができる。このため、光ファイバケーブル１を曲げた際の損失の増加を抑制することができる。

一方、テンションメンバ９の対向方向に対しては、外被１３の内径が大きい。すなわち、引き裂き紐１１同士を結ぶ線をから光ファイバ心線３までの距離が相対的に長い。このため、光ファイバケーブル１を曲げ容易方向に垂直な方向に曲げた際、引き裂き紐１１同士を結ぶ線から最も離れた位置にある光ファイバ心線３には、大きな引張応力または圧縮応力が生じる恐れがあるが、テンションメンバ９の剛性によって、この方向への曲げはほとんど生じない。このため、引き裂き紐１１同士を結ぶ線から最も離れた位置にある光ファイバ心線３までの長さが長くなっても、光ファイバケーブル１を曲げた際の損失の増加を抑制することができる。

なお、光ファイバ心線３に付与される応力を低減するためには、光ファイバ心線３が、間欠的に接合されたテープ心線であることが望ましい。例えば、それぞれ隣り合う光ファイバ素線同士が、所定の間隔をあけて間欠的に接着部で接着されることが望ましい。また、隣り合う光ファイバ素線同士の接着部は、光ファイバ心線３の長手方向に対してずれて配置されることが望ましい。例えば、互いに隣り合う接着部が、光ファイバ心線３の長手方向に半ピッチずれて形成されることが望ましい。

このように、接着部を光ファイバ心線３の長手方向に対して間欠的に配置することで、非接着部においては、隣り合う光ファイバ素線同士を、容易に折り畳む（折り曲げる）ことができる。このため、光ファイバ心線３が容易に移動することができ、応力が緩和される。

なお、本発明では、図１に示した光ファイバケーブル１のように、外被１３の内面形状が楕円形状である例には限られない。例えば、図２に示す光ファイバケーブル１ａのように、外被１３の内面形状が略矩形であってもよい。

この場合であっても、テンションメンバ９の対向方向（図中左右方向）に対する外被１３の内径（図中Ａ）よりも、テンションメンバ９の対向方向に直交する方向（図中上下方向）に対する外被１３の内径（図中Ｂ）が小さい。すなわち、外被１３の内面形状はテンションメンバ９方向に膨れた偏平形状となる。

外被１３の内面形状を略矩形とすることで、光ファイバ心線３が配置される空間をより大きくすることができる。このため、より占積率を向上させることができる。

なお、本発明では、前述した様に、外被１３の内面形状が偏平形状とすることができれば、図３に示す光ファイバケーブル１ｂのように、ひし形であってもよく、また、他の形状であってもよい。

また、本発明では、図４に示す光ファイバケーブル１ｃのように、外被１３の外形を、内面形状に合わせて略楕円形状としてもよい。この場合には、外被１３の厚みは、略一定となる。このように、本発明は、テンションメンバ９の対向方向（図中左右方向）に対する外被１３の内径（図中Ａ）よりも、テンションメンバ９の対向方向に直交する方向（図中上下方向）に対する外被１３の内径（図中Ｂ）が小さくなればよい。

以上説明したように、本実施形態によれば、曲げ方向性を有する光ファイバケーブルに対し、曲げ容易方向へ光ファイバケーブルを曲げた際に、曲げの中立軸から最も遠い光ファイバ心線３（外被１３の内面）までの距離を、これと垂直な方向へ曲げた際における、曲げの中立軸から最も遠い光ファイバ心線３（外被１３の内面）までの距離よりも短くすることで、光ファイバケーブルが曲げられた時における、光ファイバ心線３へ付与される引張応力や圧縮応力を抑制することができる。このため、光ファイバケーブルを曲げた際の伝送損失の増加を抑制することができる。

この際、外被１３の外形を略真円とすれば、製造性が良好である。また、外被１３の内面形状を略楕円形状とすれば、製造性が良好である。また、外被１３の内面形状を略矩形とすれば、より多くの光ファイバ心線３を収容可能である。また、外被１３の外形を外被１３の内面形状と合わせて偏平形状とすることで、外被１３の厚みを略一定にすることができる。

実際に、光ファイバケーブルを作成し、曲げ時の損失増加について評価した。まず、４心の間欠光ファイバテープ心線５０枚を撚り合わせた２００心ユニットを不織布にて押さえ巻きし、ポリエステル撚糸を引き裂き紐とし、φ０．７ｍｍの鋼線をテンションメンバとして、光ファイバケーブルを２種類製造した。

この際、一方の光ファイバケーブルの外被の内面形状は、内径φ５．５ｍｍの円形とした。また、他方の光ファイバケーブルの外被の内面形状は、３．０ｍｍ×８．０ｍｍの楕円形状（図１のＡ＝８．０ｍｍ、図１のＢ＝３．０ｍｍ）とした。なお、外被材料はポリエチレンを用いた。また、光ファイバケーブルの外径は１２ｍｍであった。

また、同様に、８心間欠テープ１２５枚を撚り合わせた１０００心ユニットを不織布にて押さえ巻きし、ポリエステル撚糸を引き裂き紐とし、φ１．８ｍｍの鋼線をテンションメンバとして、光ファイバケーブルを２種類製造した。

この際、一方の光ファイバケーブルの外被の内面形状は、内径φ１２．０ｍｍの円形とした。また、他方の光ファイバケーブルの外被の内面形状は、８．０ｍｍ×１４．０ｍｍの楕円形状（図１のＡ＝１４．０ｍｍ、図１のＢ＝８．０ｍｍ）とした。なお、外被材料はポリエチレンを用いた。また、光ファイバケーブルの外径は１９ｍｍであった。

製造した光ファイバケーブルについて、ＪＩＳ Ｃ ６８５１に示される曲げ試験を実施した。なお、光ファイバケーブルの曲げ方向は、前述した曲げ容易方向とした。この際、損失増加が認められたものを「×」、損失増加が認められなかったものを「○」とした。結果を表１、表２に示す。

結果より、外被の内面形状を楕円形とした場合には、曲げた際の損失増加は見られなかった。一方、外被の内面形状が円形の場合には、曲げ直径が小さくなると、損失増加が確認された。

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また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、１ａ、１ｂ、１ｃ………光ファイバケーブル
３………光ファイバ心線
５………光ファイバユニット
７………押さえ巻き
９………テンションメンバ
１１………引き裂き紐
１３………外被

Claims (3)

1. ２００心以上の複数の光ファイバ心線と、 前記光ファイバ心線の長手方向に垂直な断面において、前記光ファイバ心線を挟んで対向する位置に設けられる一対のテンションメンバと、 前記光ファイバ心線および前記テンションメンバを覆うように設けられる外被と、 を具備し、 複数の前記光ファイバ心線は、複数の光ファイバ心線が間欠的に接合された複数のテープ心線であり、 前記光ファイバ心線の長手方向に垂直な任意の断面において、前記テンションメンバの対向方向に対する前記外被の内径は８ｍｍ以上であり、前記テンションメンバの対向方向に対する前記外被の内径よりも、前記テンションメンバの対向方向に直交する方向に対する前記外被の内径が小さく、 前記光ファイバ心線の長手方向に垂直な任意の断面において、 前記外被の外形は略真円であり、前記外被の内面形状であって、押さえ巻きで押さえられた複数の前記光ファイバ心線が保持される空間が偏平形状であり、 前記一対のテンションメンバの対向方向と略直交する方向に、前記押さえ巻きを挟んで対向するように引き裂き紐が設けられることを特徴とする光ファイバケーブル。
2. 前記外被の内面形状が略矩形であることを特徴とする請求項１記載の光ファイバケーブル。
3. 前記外被の内面形状が略楕円であることを特徴とする請求項１記載の光ファイバケーブル。

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