JP5568071B2 - 光ファイバケーブル - Google Patents

Description

本発明は、光ファイバケーブルに関する。

近年より細径化、多心化、更には中間分岐作業の容易性の要求が高まり、光ファイバケーブルの中心部に光ファイバを束ねたケーブルコアを実装し、その周辺部に一対のリップコード（引き裂き紐）を配置した構造が提案されている。

このような光ファイバケーブルにおいて、衝撃又は側圧が加わった際にリップコードが外被から剥離し、ケーブルコア内に脱落することがある。そして、リップコードと外被との隙間に光ファイバが挟み込まれ、光ファイバの断線や伝送損失の増加を起こす場合がある（例えば、特許文献１及び２参照。）。

このようなリップコードの脱落を防止するために、ケーブルコアの外周に、ケーブルコアの外周の周長よりも幅の狭い複数枚の保護テープを互いの端部を重ね合わせるように縦添えして押さえ巻きし、ケーブルコアを包み込む構造が提案されている（例えば、特許文献３参照。）。

特開２００２−３４１２１２号公報 特開２００８−２９２８４１号公報 特開２００９−２３７３４１号公報

しかしながら、特許文献３に記載された構造の場合、複数枚の保護テープを供給する装置が必要であったり、保護テープの端部を精密に重ね合わせることが困難であったり、ケーブルを曲げた際に、曲げの外側に配置された保護テープの位置が曲げの内側にずれて同部分で保護の役割を果たさなくなったりするという問題があった。

上記問題点を鑑み、本発明の目的は、側圧又は衝撃が加わった際にリップコードのケーブルコア内への脱落を防止することができ、これに起因する光ファイバの断線や伝送損失の増加を防止することができる光ファイバケーブルを提供することである。

本発明の一態様によれば、複数本の光ファイバを集合したケーブルコアと、ケーブルコアを挟んで対向して配置された一対のリップコードと、一対のリップコードを結ぶ直線と直交する方向にケーブルコアを挟んで対向して配置された一対の抗張力体と、ケーブルコアの外周の周長より広い幅を有し、ケーブルコアの外周を包み込むように配置され、一対のリップコードを結ぶ直線上とは異なる位置に外側の合わせ目を有する第１の保護テープと、第１の保護テープの外周、一対の抗張力体及び一対のリップコードを一括して被覆する外被とを備える光ファイバケーブルが提供される。

本発明の一態様において、第１の保護テープの合わせ目が、ケーブルコアの外周において一対のリップコードの双方から最も遠い位置に配置されていても良い。

本発明の一態様において、外被が第１の保護テープ上に直接に形成されていても良い。

本発明の一態様において、第１の保護テープに、第１の保護テープの長さ方向に対して直交する方向又は斜め方向にスリットが形成されていても良い。

本発明の一態様において、スリットが、第１の保護テープの長さ方向に対して３０°〜９０°で配置されていても良い。

本発明の一態様において、ケーブルコアの外周の周長より広い幅を有し、第１の保護テープとケーブルコアとの間にケーブルコアの外周を包み込むように配置された第２の保護テープを更に備えていても良い。

本発明によれば、側圧又は衝撃が加わった際にリップコードのケーブルコア内への脱落を防止することができ、これに起因する光ファイバの断線や伝送損失の増加を防止することができる光ファイバケーブルを提供することができる。

本発明の実施の形態に係る光ファイバケーブルの一例を示す断面図である。 本発明の実施の形態に係る光ファイバケーブルの試作品の概略図である。 本発明の実施の形態に係る側圧試験の試験結果を表す表である。 本発明の実施の形態に係る衝撃試験の試験結果を表す表である。 比較例に係る光ファイバケーブルの繰り返し曲げ試験前の断面図である。 本発明の実施の形態及び比較例に係る繰り返し曲げ試験後の側圧試験の試験結果を表す表である。 本発明の実施の形態及び比較例に係る繰り返し曲げ試験後の衝撃試験の試験結果を表す表である。 比較例に係る光ファイバケーブルの繰り返し曲げ試験後の断面図である。 本発明の実施の形態の第１の変形例に係る保護テープの一例を示す断面図である。 本発明の実施の形態の第１の変形例に係る光ファイバケーブルの衝撃試験の試験結果を表す表である。 本発明の実施の形態の第２の変形例に係る光ファイバケーブルの一例を示す断面図である。

次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。

また、以下に示す実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。この発明の技術的思想は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。

（光ファイバケーブルの構造）
本発明の実施の形態に係る光ファイバケーブルは、図１に示すように、複数本の光ファイバを集合したケーブルコア１と、ケーブルコア１を挟んで対向して配置された一対のリップコード（引き裂き紐）４ａ，４ｂと、一対のリップコード４ａ，４ｂを結ぶ直線Ｌ１と直交する方向にケーブルコア１を挟んで対向して配置された一対の抗張力体（テンションメンバ）３ａ，３ｂと、ケーブルコア１の外周の周長より広い幅を有し、ケーブルコア１の外周を包み込むように配置され、一対のリップコード４ａ，４ｂを結ぶ直線Ｌ１上とは異なる位置に外側の合わせ目５ａを有する第１の保護テープ５と、第１の保護テープ５の外周、一対の抗張力体３ａ，３ｂ及び一対のリップコード４ａ，４ｂを一括して被覆する外被（シース）２とを備える。

ケーブルコア１は、複数本の光ファイバを集合して構成しても良いし、複数本の光ファイバをそれぞれ集合してユニット化した複数の光ファイバユニットを集合して構成しても良い。光ファイバとしては、光ファイバ素線、光ファイバ心線又は光ファイバテープ心線等が使用可能である。ケーブルコア１の直径は例えば３ｍｍ程度である。

外被２は、保護テープ５上に粗巻き（素巻き）を施すことなく直接に形成されている。外被２の材料としては、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）等の樹脂が使用可能である。

抗張力体３ａ，３ｂは、直線Ｌ１と直交する直線Ｌ２上に配置され、ケーブルコア１の長手方向に延伸する。抗張力体３ａ，３ｂとしては鋼線等の金属線又は繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）等が使用可能である。

リップコード４ａ，４ｂは、ケーブルコア１の長手方向に延伸するように、外被２の内面側に部分的又は全体的に埋設されている。リップコード４ａ，４ｂとしては、ポリエステルからなる撚り糸や、アラミド繊維又はガラス繊維等の繊維紐等が使用可能である。

保護テープ５は例えば１２ｍｍ程度の幅を有し、０．０１２ｍｍ〜０．１００ｍｍ程度の厚さを有する。保護テープ５の材料としては、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエステル、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）若しくはナイロン等の熱可塑性樹脂、又はエポキシ等の熱硬化性樹脂が使用可能である。

保護テープ５は重なり部分を有し、円筒状に配置されている。保護テープ５の外側の合わせ目（端部）５ａは、ケーブルコア１の外周においてリップコード４ａ，４ｂの双方から最も遠い直線Ｌ２上に配置されている。なお、保護テープ５の内側の合わせ目（端部）５ｂの位置は特に限定されない。

保護テープ５の表面積に対する重なり部分の面積の割合（ラップ率）は特に限定されない。ラップ率は、例えば０％より大且つ２５％以下程度であり、好ましくは０％より大且つ１０％以下程度であり、より好ましくは０％より大且つ５％以下程度である。ラップ率が低いほど、材料コストを低減することができ、且つ中間後分岐作業における光ファイバの取り出し性も良くなる。

本発明の実施の形態に係る光ファイバケーブルによれば、１枚の保護テープ５でケーブルコア１を包み込んでいるので、側圧又は衝撃が印加された時にリップコード４ａ，４ｂが外被２から剥離した場合でも、保護テープ５の介在によりケーブルコア１内への脱落を防止することができる。更に、保護テープ５の外側の合わせ目５ａを一対のリップコード４ａ，４ｂを結ぶ直線Ｌ１上と異なる位置に配置することにより、脱落したリップコード４ａ，４ｂを合わせ目５ａから内側に入り込み難くすることができる。この結果、リップコード４ａ，４ｂの脱落に起因する光ファイバの断線及び伝送損失の増加を防止することができる。

更に、保護テープ５の外側の合わせ目５ａを、ケーブルコア１の外周においてリップコード４ａ，４ｂの双方から最も遠くに配置することにより、脱落したリップコード４ａ，４ｂが合わせ目５ａから内側に入り込むことをより一層防止することができる。

（光ファイバケーブルの製造方法）
次に、本発明の実施の形態に係る光ファイバケーブルの製造方法の一例を説明する。

まず、複数本の光ファイバ又は複数の光ファイバユニットを集合してケーブルコア１を形成する。そして、ケーブルコア１の外周より幅の広い保護テープ５を筒状に曲げて、ケーブルコア１の外周を包み込むように縦添えする。これと同時に、ケーブルコア１を包み込んだ保護テープ５の外周を覆う外被２を押し出し成形により形成する。このとき、リップコード４ａ，４ｂ及び抗張力体３ａ，３ｂも外被２の内部に埋設する。

ここで、ケーブルコア１に保護テープ５を縦添えして押さえ巻きした後、外被で被覆する場合には、押さえ巻きした形状を外被形成時まで保持するためにナイロン糸等での粗巻き（素巻き）が必要となる。これに対して、保護テープ５による押さえ巻きを外被２の形成と同時に実施すれば、保護テープ５の外周の粗巻きが不要となる。よって、粗巻きでケーブルコア１が締め上げられることによる伝送損失の増加を防止することができる。

＜側圧試験＞
本発明の実施の形態に係る光ファイバケーブルとして、保護テープ５の外側の合わせ目５ａの位置を変えたものを試作し、ＩＥＣ６０７９４−１に準拠した側圧試験を行った。ケーブルコア１は、直径２５０μｍの光ファイバ素線（ＩＴＵ−Ｔ Ｇ．６５７．Ａ相当）を１００本集合して構成し、その直径を３．４ｍｍとした。外被２の材料としては高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）を使用し、外被２の厚さを１．８ｍｍとした。リップコード４ａ，４ｂとしてはテトロン（登録商標）の糸を、保護テープ５に接するように外被２に内蔵した。抗張力体３ａ，３ｂとしては、直径０．７ｍｍの鋼線を使用した。保護テープ５として厚さ０．０５ｍｍ、幅１２ｍｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を使用した。保護テープ５による押さえ巻きは、外被２の形成時に同時に実施した。

図２に示すように、ケーブルコア１の中心Ｃとリップコード４ｂを結ぶ直線Ｌ１に対して、ケーブルコア１の中心Ｃと保護テープ５の外側の合わせ目５ａとを結ぶ直線Ｌ３がなす角度をθ１とし、ケーブルコア１の外周に沿って合わせ目５ａを移動して角度θ１を変化させた。ケーブルコア１の中心Ｃに対して反時計回りの方向を正の方向とし、時計周りの方向を負の方向とする。

図３に試験結果を示す。側圧試験では、角度θ１と側圧特性には有意差は認められなかった。

＜衝撃試験＞
本発明の実施の形態に係る光ファイバケーブルとして、側圧試験で使用した試作品と同じものを試作し、ＩＥＣ６０７９４−１に準拠した衝撃試験を実施した。

図４に試験結果を示す。角度θ１の絶対値が大きくなるほど、損失増加の発生頻度が低減しているのが分かる。これは、リップコード４ｂ近傍に合わせ目５ａがあるほど、衝撃を加えた際に瞬間的にリップコード４ｂが保護テープ５の合わせ目５ａから入り込みやすくなり、損失増加の発生頻度が増加するためである。

よって、損失増加の発生頻度を低減するために、合わせ目５ａをケーブルコア１の外周において一対のリップコード４ａ，４ｂの双方から遠い位置とすることが好ましい。図２の構造では、角度θ１が３０°〜９０°及び−３０°〜−９０°の範囲内であることが好ましく、角度θ１が４５°〜９０°及び−４５°〜−９０°の範囲内であることがより好ましく、角度θ１が±９０°の位置であることが最も好ましい。

＜繰り返し曲げ試験＞
本発明の実施の形態に係る光ファイバケーブルとして、側圧試験で使用した試作品と同じものを試作し、繰り返し曲げ試験を実施した後に、側圧試験及び衝撃試験をそれぞれ実施した。繰り返し曲げ試験においては、図２に示したケーブルコア１の中心Ｃを通り、直線Ｌ１と直交する直線Ｌ３をケーブル曲げ中立線とした曲げを、曲げ半径２４０ｍｍ、曲げ角度±９０°で１０回繰り返した。

また、比較例として、図５に示すように、ケーブルコア１０１の外周に４ｍｍの幅をそれぞれ有する４枚の保護テープ１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ，１０５ｄを用いて縦添えして押さえ巻きし、それ以外の構造は本発明の実施の形態に係る試作品と同様に試作した。保護テープ１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ，１０５ｄの外側には外被１０２が形成されている。外被１０２の内部には一対の抗張力体１０３ａ，１０３ｂ及び一対のリップコード１０４ａ，１０４ｂが配置されている。そして、一対の抗張力体１０３ａ，１０３ｂを結ぶ直線をケーブル曲げ中立線とした。なお、比較例については、繰り返し曲げ試験を実施したものと、しないものに対して側圧試験及び衝撃試験をそれぞれ実施した。

図６及び図７に、繰り返し曲げ試験後の側圧特性及び衝撃特性の試験結果をそれぞれ示す。本発明の実施の形態に係る光ファイバケーブルでは、図３及び図４に示した繰り返し曲げ試験を行わない場合の側圧特性及び衝撃特性と比較して、側圧特性及び衝撃特性ともに変化は認められなかった。なお、図７に示した損失増加の発生時には、いずれの場合も内部の光ファイバがリップコード４ｂに挟み込まれているのが観察された。

一方、比較例では、図７に示すように繰り返し曲げ試験後の衝撃特性が劣化した。光ファイバケーブル内部を確認したところ、図８に示すように、保護テープ１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ，１０５ｄが、リップコード１０４ａ，１０４ｂを結ぶ直線と直交するケーブル曲げ中立線Ｌ４の方向に移動し、リップコード１０４ａ，１０４ｂ直下に保護テープ１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ，１０５ｄが存在しない箇所が形成され、そのような箇所でリップコード１０４ａ，１０４ｂが光ファイバを挟み込んでいるのが観察された。

（第１の変形例）
本発明の実施の形態に係る光ファイバケーブルにおいて、ケーブルコア１の外周全体が１枚の保護テープ５で包まれているため、中間後分岐作業において保護テープ５の内側のケーブルコア１を構成する光ファイバを取り出すことが容易ではなく、取り出しの際に光ファイバを傷つけ、損失増加を生じる可能性がある。

そこで、本発明の実施の形態の第１の変形例に係る光ファイバケーブルは、図９に示すように、保護テープ５に長手方向に対して斜め方向にスリット（破線切り込み）７が設けられている。スリット７と保護テープ５の長さ方向となす角度θ２は長手方向に直交する方向又は斜め方向であれば良く、３０°〜９０°程度であることがより好ましい。スリット７は、保護テープ５に所定の間隔で繰り返し設けられている。スリット７は、保護テープ５の幅方向の両端に亘って設けていても良いし、幅方向の一部に設けていても良い。また、幅方向の両端において、長さ方向に細かいスリットを多数設けていても良い。

本発明の実施の形態の第１の変形例に係る光ファイバケーブルによれば、保護テープ５にスリット７を施すことにより、中間後分岐作業においてスリット７を起点に保護テープ５を容易に解体することができ、光ファイバを容易に取り出すことが可能となる。

本発明の実施の形態の第１の変形例に係る光ファイバケーブルとして、スリット７の保護テープ５の長さ方向となす角度θ２を変えたものを試作し、衝撃試験を実施した。図１０に試験結果を示す。衝撃特性では角度θ２に損失増加の発生頻度が依存し、角度θ２が小さい３０°以下の試料では損失増加が発生した。損失増加が発生した箇所では、リップコード４ａ，４ｂとスリット７が同一位置近傍にある場合であり、リップコード４ａ，４ｂによりスリット７の部分が破壊され、光ファイバがリップコード４ａ，４ｂに挟まれているのが確認された。

（第２の変形例）
本発明の実施の形態の第２の変形例に係る光ファイバケーブルは、図１１に示すように、ケーブルコア１の外周の周長より広い幅を有し、ケーブルコア１と保護テープ（第１の保護テープ）５との間にケーブルコア１を包み込むように設けられた円筒状の保護テープ（第２の保護テープ）６を更に備える点が、本発明の実施の形態に係る光ファイバケーブルと異なる。

第２の保護テープ６の材料としては、第１の保護テープ５と同様の材料が使用可能である。第２の保護テープ６の外側の合わせ目６ａ及び内側の合わせ目６ｂの位置は特に限定されない。

本発明の実施の形態の第２の変形例に係る光ファイバケーブルによれば、複数枚の保護テープ５，６でラップすることにより、遮熱性及び機械的強度を高めることができる。更に、複数枚の保護テープ５，６のそれぞれに色彩を施すことにより、光ファイバケーブルの識別性を向上させることができる。

なお、本発明の実施の形態の第２の変形例ではケーブルコア１と第１の保護テープ５との間に１枚の第２の保護テープ６を有する構造を説明したが、２枚以上の保護テープを有していても良い。

（その他の実施の形態）
上記のように、本発明は実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

例えば、図１１に示した光ファイバケーブルにおいて、第１の保護テープ５に長手方向に対して直交する方向又は斜め方向にスリットが形成されていても良い。更に、第２の保護テープ６に長手方向に対して直交する方向又は斜め方向にスリットが形成されていても良い。

このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。

１…ケーブルコア
２…外被
３ａ，３ｂ…抗張力体
４ａ，４ｂ…リップコード
５，６…保護テープ
５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂ…合わせ目
７…スリット

Claims (4)

1. 複数本の光ファイバを集合したケーブルコアと、
   前記ケーブルコアを挟んで対向して配置された一対のリップコードと、
   前記一対のリップコードを結ぶ直線と直交する方向に前記ケーブルコアを挟んで対向して配置された一対の抗張力体と、
   前記ケーブルコアの外周の周長より広い幅を有し、前記ケーブルコアの外周を包み込むように配置され、前記一対のリップコードを結ぶ直線上とは異なる位置に外側の合わせ目を有する第１の保護テープと、
   前記第１の保護テープの外周、前記一対の抗張力体及び前記一対のリップコードを一括して被覆する外被と、
   前記ケーブルコアの外周の周長より広い幅を有し、前記第１の保護テープと前記ケーブルコアとの間に前記ケーブルコアの外周を包み込むように配置された第２の保護テープ
   とを備え、
   前記第１の保護テープの両端部が重なり合うことにより前記合わせ目を形成するとともに、前記合わせ目が前記外被により直接被覆されていることを特徴とする光ファイバケーブル。
2. 前記第１の保護テープの合わせ目が、前記ケーブルコアの外周において前記一対のリップコードの双方から最も遠い位置に配置さ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。
3. 前記第１の保護テープに、前記第１の保護テープの長さ方向に対して直交する方向又は斜め方向にスリットが形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の光ファイバケーブル。
4. 前記スリットが、前記第１の保護テープの長さ方向に対して３０°〜９０°で配置されていることを特徴とする請求項３に記載の光ファイバケーブル。

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