JP7640375B2 - 光ファイバケーブル - Google Patents

Description

本発明は、スロットレス型の光ファイバケーブルに関するものである。

近年、クラウドコンピューティング技術の進展が急速に進み、より大容量の情報処理を可能にするため、これらの情報を処理するデータセンター（ＤＣ）ではＤＣ間を結ぶ光ファイバケーブルをより高密度化することが強く求められている。

このような、光ファイバケーブルとしては、例えば、光ファイバの高密度化に有利な間欠テープ心線を撚り合わせて光ファイバユニットを構成し、その光ファイバユニットをさらに撚ってケーブルコアとして、このケーブルコアにテンションメンバを埋め込んだ外被を被せる光ファイバケーブルがある。

一方、このような光ファイバケーブルを敷設した場合、敷設後に光ファイバケーブルの外被の収縮により、ケーブルコアが突き出す恐れがある。このため、光ファイバケーブルをうまく敷設できないという課題があった。

これに対し、光ファイバ心線を内層シースと外層シースからなる外被で被覆し、内層シースと外層シースとの間に２枚以上の巻テープを配し、外層シースと接する最上層の巻テープとの摩擦係数を、内層シースと接する最下層の巻テープ、並びに巻テープ同士間の摩擦係数より大きくなるようにした光ファイバケーブルが提案されている（特許文献１）。

特開２００７－１１０１９号公報

特許文献１のような光ファイバケーブルは、外層シースが収縮しようとすると、外層シースと接触していない巻テープに皺を生じさせ、外層シースと大きい摩擦力で接触している巻テープとの間の摩擦力が増大するよう作用して、内層シースの突き出しを抑制することができる。

しかし、特許文献１の光ファイバケーブルは、シースを２重構造とする必要がある共に、摩擦係数の違う２種類の巻きテープが必要になり、部品点数が増え、さらに工程が複雑となるため、製造コストが増大するという問題点がある。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、光ファイバケーブルの外被からのケーブルコアの突き出し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、ケーブルコアと、前記ケーブルコアの長手方向に垂直な断面において、前記ケーブルコアの両側方に設けられるテンションメンバと、前記テンションメンバおよび前記ケーブルコアを覆うように設けられる外被と、を具備し、前記ケーブルコアは、複数の光ファイバ心線からなるコア部と、前記コア部の外周に巻き付けられる押さえ巻き部材と、前記押さえ巻き部材を外周から押さえる押さえ紐とを有し、前記外被の内面側に凹凸が形成され、前記凹凸は、前記押さえ紐の形状に沿って連続して形成される第１の凹凸形状を含み、所定長さの光ファイバケーブルにおいて、前記外被の内面積に対する前記第１の凹凸形状が形成された面積の割合が、０．５％以上２．０％以下であり、前記第１の凹凸形状の深さが、０．０１ｍｍ以上０．０９ｍｍ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。

前記凹凸は、前記押さえ巻き部材の外表面の凹凸形状が転写された第２の凹凸形状を含んでもよい。

所定長さの光ファイバケーブルにおいて、前記外被の内面積に対する前記第２の凹凸形状が形成された面積の割合が、９０％以上９９．５％以下であってもよい。

前記ケーブルコアの引き抜き力が２．５ｋｇｆ以上であることが望ましい。
前記第２の凹凸形状の深さが０．０１ｍｍ以上０．０５ｍｍ以下であることが望ましい。

本発明によれば、ケーブルコアを覆う外被の内面側に、凹凸形状が形成されるため、この凹凸形状が光ファイバケーブルの長手方向へのケーブルコアの移動の抵抗となり、外被からのケーブルコアの突き出しを抑制することができる。この際、外被を複数層にする必要がなく、また、複数種類の巻きテープも不要であるため、通常の光ファイバケーブルと比較して部品点数が増えることもない。

例えば、第１の凹凸形状が、押さえ紐の形状に沿って連続して形成されるものであれば、凹凸形状を容易に形成することができ、また、長手方向に螺旋状に凹凸形状を形成することができるため、ケーブルコアの突き出しを効率よく抑制することができる。

この際、外被の内面積に対する第１の凹凸形状が形成された面積の割合が、０．５％以上２．０％以下であれば、より確実に、ケーブルコアの突き出し抑制効果を得ることができる。

また、第２の凹凸形状が、押さえ巻き部材の外表面の凹凸形状が転写されることで形成されれば、凹凸形状を容易に形成することができ、また、広範囲に凹凸形状を形成することができるため、ケーブルコアの突き出しを効率よく抑制することができる。

この際、外被の内面積に対する第２の凹凸形状が形成された面積の割合が、９０％以上９９．５％以下であれば、より確実に、ケーブルコアの突き出し抑制効果を得ることができる。

また、凹凸形状の凹凸高さを０．０１ｍｍ以上とすることで、効率よくケーブルコアの突き出し抑制効果を得ることができる。

また、ケーブルコアの引き抜き力が２．５ｋｇｆ以上であれば、ケーブルコアの突き出しをより確実に抑制することができる。

本発明によれば、光ファイバケーブルの外被からの、ケーブルコアの突き出し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の断面図。 ケーブルコア１５の側面図。 外被１３の内面の展開図。 （ａ）は、図１のＡ部拡大図、（ｂ）は、外被１３の内面の展開図。

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の断面図である。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ケーブルであり、ケーブルコア１５、テンションメンバ９、外被１３等により構成される。

ケーブルコア１５は、外形が略円形であり、複数の光ファイバ心線３からなるコア部４と、コア部４の外周に巻き付けられる押さえ巻き部材７と、押さえ巻き部材７を外周から押さえる押さえ紐１９とを有する。なお、コア部４は、複数の光ファイバユニット５が撚り合わせられて形成される。また、光ファイバユニット５は、複数の光ファイバ心線３が撚り合わせられて形成される。光ファイバ心線３は、例えば、長手方向に対して間欠的に接着された、間欠接着型の光ファイバテープ心線が適用可能である。

コア部４の外周には、押さえ巻き部材７が巻き付けられる。押さえ巻き部材７は、テープ状の部材や不織布等であり、例えば縦添え巻きによってコア部４の外周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、押さえ巻き部材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複数の光ファイバユニット５の外周に縦添え巻きされる。

図２は、ケーブルコア１５の側面図である。前述したように、押さえ巻き部材７の外周には、押さえ紐１９が巻き付けられて、押さえ巻き部材７の重ね合わせ部の口開き等が抑制される。押さえ紐１９は、押さえ巻き部材７の外周に、長手方向に対して螺旋状に巻き付けられる。

ケーブルコア１５の長手方向に垂直な断面図において、ケーブルコア１５の両側方にはテンションメンバ９が設けられる。すなわち、一対のテンションメンバ９がケーブルコア１５を挟んで対向する位置に設けられる。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、ケーブルコア１５を挟んで対向するように引き裂き紐１１が設けられる。

ケーブルコア１５の外周には、外被１３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。すなわち、ケーブルコア１５及びテンションメンバ９等を覆うように外被１３が設けられる。外被１３の外形は略円形である。外被１３は、例えばポリオレフィン系の樹脂である。

図１に示すように、外被１３の内面には、押さえ紐１９の厚みに対応する凹部１７が形成される。すなわち、外被１３の内面は平滑ではなく、外被１３の内面側には凹凸が形成される。

図３は、外被１３を展開した図であり、外被１３の内面を示す図である。前述したように、外被１３の内面側には、第１の凹凸形状である凹部１７が形成される。凹部１７は、長手方向に対して斜めに所定の間隔で形成される。

ここで、所定長さの光ファイバケーブル１において、外被１３の内面積（光ファイバケーブル１の長さ×外被１３の内周長）に対する、第１の凹凸形状（凹部１７）が形成された面積の割合（以下、単に凹部１７の面積率とする）は、０．５％以上２．０％以下であることが望ましい。

凹部１７の面積率は、例えば、凹部１７の幅と角度（ピッチ）によって変化する。例えば、凹部１７の角度（長手方向に対して垂直な方向（図中上下方向であってケーブルコアの周方向）に対する角度）が小さくなると、凹部１７の長手方向に対するピッチが短くなり、これにより凹部１７の面積率が大きくなる。また、凹部１７の角度が大きくなると、凹部１７の長手方向に対するピッチが長くなり、これにより凹部１７の面積率が小さくなる

ここで、前述したように、凹部１７は、押さえ紐１９の巻き付け角度に対応した角度で形成される。このため、押さえ紐１９の巻き付けピッチを短くすれば、凹部１７の面積率を大きくすることができる。すなわち、凹部１７の面積率を適宜調整することができる。

この際、凹部１７の面積率が０．５％未満では、凹部１７による効果が小さい。一方、凹部１７の面積率が２．０％を超えると、前述したように、押さえ紐の巻きピッチが小さくなるため、製造性が悪化する。このため、凹部１７の面積率は、０．５％以上２．０％以下であることが望ましい。

また、凹部１７の深さは０．０１ｍｍ以上であることが望ましい。凹部１７の深さは０．０１ｍｍ以上であれば、より確実にケーブルコアの長手方向への移動抑制効果を得ることができる。

次に、外被１３の内面への凹凸形状（凹部１７）を形成する方法について説明する。従来の光ファイバケーブルは、押さえ紐１９を用いた場合でも、図３に示すような凹部１７は形成されない。例えば、外被１３が押出成形された直後は、内面も外面も平滑な略円形であるため、この直後に水冷されると、外被１３は、金型によって形成された形状を略維持した状態で硬化する。このため、外被１３の内面は、略平滑になる。

これに対し、例えば、外被１３の押出温度を高めに設定し、押し出してから水槽によって冷却するまでの時間を長くすると、金型によって形成された形態がケーブルコア１５の内面形状に徐々に変形してなじむ。このため、押さえ紐１９のわずかな凹凸形状が外被１３の内面に転写されて、外被１３の内面側に凹凸形状を形成することができる。

なお、凹凸形状の形成方法は、他の方法であってもよい。例えば、外被１３を押出する際の金型の内径を、予めケーブルコア１５の外径よりも小さく設計し、外被１３を押さえ紐１９に押し付けて凹凸形状を転写させてもよい。このように、凹凸形状の形成方法は上記方法には限られず、特に限定されない。

なお、上述したように、外被１３をケーブルコア１５（押さえ紐１９）に強く押し付けることで凹部１７をより確実に形成することができるが、外被１３をケーブルコア１５に強く押し付け過ぎると、内部の光ファイバ心線３への側圧の増加の恐れがある。すなわち、ケーブルコア１５を外被１３によって強く押し付けることで、外被１３の内面の凹部１７の深さを深くしすぎると、内部の光ファイバ心線３への側圧の増加の恐れがある。このため、凹部１７の深さは、例えば０．０９ｍｍ以下であることが望ましい。

また、押さえ紐１９が細く、断面が略円形となると、引き裂き紐１１と同様に、外被１３を押し出した際に、押さえ紐１９が外被１３の内部に埋設されてしまい、外被１３の内面の凹凸形状が形成されにくくなる。この結果、ケーブルコア１５と外被１３との摩擦力がほとんど増加しなくなる。このため、押さえ紐１９は、ある程度の幅（例えば２ｍｍ程度）を有するテープ状の部材であることが望ましい。

以上のように、外被１３の内面側に、第１の凹凸形状（螺旋状の凹部１７）を形成することで、ケーブルコア１５と外被１３との摩擦が大きくなり、ケーブルコア１５の突き出しを抑制することができる。

なお、外被１３の内面に形成される凹凸形状としては、凹部１７のみには限られない。図４（ａ）は、図１のＡ部における拡大概念図である。押さえ巻き部材７として、例えば不織布のように、表面が平滑ではなく凹凸を有する部材を用いる場合には、外被１３に押さえ巻き部材７の外表面の凹凸形状が転写されて、第２の凹凸形状である凹凸２１が形成される。

図４（ｂ）は、この場合における、外被１３を展開した内面を示す図である。前述したように、押さえ紐１９に対応する部位には、凹部１７が形成される。凹部１７以外の部位においては、ほぼ全面にわたって凹凸２１が形成される。

なお、所定長さの光ファイバケーブル１において、外被１３の内面積に対する第２の凹凸形状（凹凸２１）が形成された面積の割合（以下、単に凹凸２１の面積率とする）は、９０％以上９９．５％以下であることが望ましい。凹凸２１の面積率が小さすぎると、凹凸２１による効果が小さくなる。

なお、凹凸２１を形成する方法としては、押さえ巻き部材７として不織布などの表面に凹凸形状を有する部材を用いる。なお、表面に凹凸形状を形成した部材であれば、不織布以外であってもよい。まず、このような、表面に凹凸形状を有する押さえ巻き部材７を用いてケーブルコア１５を形成する。

次に、前述したように、外被１３を押し出す際に、例えば、押出温度を高めに設定するか、または、押出後、冷却するまでの時間を長くするなどにより、外被１３の内面に、押さえ巻き部材７の外面凹凸形状を転写させることができる。なお、通常の条件で押し出すと、外被１３の内面と押さえ巻き部材７とが密着して凹凸ができる前に、外被１３が固化してしまい、外被１３の内面が略平滑となり、凹凸２１がほとんど形成されなくなる。これに対し、外被１３を押し出してから硬化させるまでの時間をかけると、一度潰れた押さえ巻き部材７の表面が、弾力で元に戻りながら、外被１３の内面に凹凸２１を形成することができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、外被１３の内面に凹凸形状を形成することで、外被１３とケーブルコア１５の摩擦力が増大し、外被１３に対するケーブルコア１５の長手方向への移動を抑制することができる。

また、押さえ紐１９によって形成される凹部１７によれば、押さえ紐１９の巻き方（巻きピッチ等）によって、容易に凹部１７の面積率を調整することができる。また、押さえ巻き部材７によって形成される凹凸２１によれば、容易に高い面積率を確保することができる。

なお、図４に示す例では、凹部１７と凹凸２１の両方を形成した例を示すが、図３に示すように、凹部１７のみであってもよく、又は、凹部１７を形成せずに凹凸２１のみを形成してもよい。すなわち、外被１３の内面に形成される凹凸形状としては、押さえ紐１９の形状に沿って連続して形成される第１の凹凸形状を含んでもよく、押さえ巻き部材７の外表面の凹凸形状が転写された第２の凹凸形状を含んでもよい。

このように、ケーブルコア１５の長手方向への移動が抑制されるため、ケーブルコア１５の引き抜き力を２．５ｋｇｆ以上とすることができる。このようにすることで、ケーブルコア１５の突き出しを抑制することができる。このため、敷設作業が容易である。

光ファイバケーブルを作成し、ケーブルコアを外被から引き抜く際の引き抜き力を測定した。なお、光ファイバケーブルの断面形態は、図１と同様のスロットレス型ケーブルとした。

まず、６９１２心のコア部を形成した。コア部を撚り合わせた上で、押さえ巻き部材である不織布をフォーミング治具で丸めながら縦添え巻きし、押さえ巻き部材の外周に２ｍｍ幅のナイロン製の押え紐を巻付け、ケーブルコアを作成した。こうして作成したケーブルコアと、一対のテンションメンバと、外被を切裂く切裂き紐を外被材にて円筒状にシースし光ファイバケーブルを作成した。

得られた光ファイバケーブルを２ｍ切り取り出し、光ファイバケーブルの両端１０ｃｍの範囲の外被を除去して、ケーブルコアを露出させた。一端はそのままとし、他端については、ケーブルコアの押さえ巻き部材ごと紐で束ねて軸方向に引張り、引き抜き力をばねばかりで測定した。引き抜き力が２．５ｋｇｆ未満のものは、引き抜き力が小さすぎてコア部が押さえ巻き部材からずれやすいため不合格（×）とし、２．５ｋｇｆ以上を合格（〇）とした。結果を表１に示す。

引き抜き力の測定を終えた後、光ファイバケーブルの外被を全て除去し、外被の内面における凹凸の深さと面積率を測定した。なお、表中の凹部１７は、押さえ紐によって形成された凹部であり、凹凸２１は、押さえ巻き部材によって形成された凹凸形状を示す。なお、凹凸２１の面積率は、外被の内面に対して、白色干渉計を搭載したレーザ顕微鏡を用いて測定することができる。例えば、外被内面を５０ｍｍ×５０ｍｍのエリアに分割して、各エリアに対して一括で凹凸を測定し、０．０１ｍｍ以上の凹凸が存在した範囲を凹凸２１の面積とした。また、この際の最大凹凸高さを凹凸２１の深さとした。

表１に示すように、外被の内面に凹凸形状が形成されている実施例１～実施例４は、いずれもケーブルコアの引き抜き力が２．５ｋｇｆ以上であった。これに対し、外被の内面に凹凸形状が形成されていない比較例１は、引き抜き力が小さく不合格であった。

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………光ファイバケーブル
３………光ファイバ心線
４………コア部
５………光ファイバユニット
７………押さえ巻き部材
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
１７………凹部
１９………押さえ紐
２１………凹凸

Claims (5)

1. ケーブルコアと、
   前記ケーブルコアの長手方向に垂直な断面において、前記ケーブルコアの両側方に設けられるテンションメンバと、
   前記テンションメンバおよび前記ケーブルコアを覆うように設けられる外被と、
   を具備し、
   前記ケーブルコアは、複数の光ファイバ心線からなるコア部と、前記コア部の外周に巻き付けられる押さえ巻き部材と、前記押さえ巻き部材を外周から押さえる押さえ紐とを有し、
   前記外被の内面側に凹凸が形成され、
   前記凹凸は、前記押さえ紐の形状に沿って連続して形成される第１の凹凸形状を含み、
   所定長さの光ファイバケーブルにおいて、前記外被の内面積に対する前記第１の凹凸形状が形成された面積の割合が、０．５％以上２．０％以下であり、
   前記第１の凹凸形状の深さが、０．０１ｍｍ以上０．０９ｍｍ以下であることを特徴とする光ファイバケーブル。
2. 前記凹凸は、前記押さえ巻き部材の外表面の凹凸形状が転写された第２の凹凸形状を含む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. 所定長さの光ファイバケーブルにおいて、前記外被の内面積に対する前記第２の凹凸形状が形成された面積の割合が、９０％以上であることを特徴とする請求項２記載の光ファイバケーブル。
4. 前記ケーブルコアの引き抜き力が２．５ｋｇｆ以上であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の光ファイバケーブル。
5. 前記第２の凹凸形状の深さが０．０１ｍｍ以上０．０５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項２記載の光ファイバケーブル。

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