JPH0722644Y2

JPH0722644Y2 - タイトチユ−ブ型光フアイバ心線

Info

Publication number: JPH0722644Y2
Application number: JP1985000297U
Authority: JP
Inventors: 文雄鈴木; 伸宏赤坂; 誠本庶
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1985-01-07
Filing date: 1985-01-07
Publication date: 1995-05-24
Anticipated expiration: 2000-01-07
Also published as: JPS61116312U

Description

【考案の詳細な説明】産業上の利用分野本考案は、タイトチューブ型光ファイバ心線に関する。
より詳細には、本考案は、高張力特性および高圧壊特性
を兼ね備え、且つ、適度の屈曲性をも備える新規なタイ
トチューブ型光ファイバ心線の構成に関する。

従来の技術光ファイバは、それ自体は脆く且つ曲がり難い素材なの
で、通常は１本ずつ保護被覆が施され、更に種々の外部
被覆を施されて光ファイバ心線として使用される。即
ち、被覆を設けて光ファイバ心線とすることにより、例
えば集合されて光ファイバケーブルとする場合に作用す
る力やケーブルとして布設されるときおよび布設状態に
あるときに作用する力に耐えられるようにしている。

第５図は、この種の光ファイバ心線の一種であるタイト
チューブ型光ファイバ心線の断面構造を示す図である。

同図に示すように、この光ファイバ心線は光ファイバ素
線１にチューブ状樹脂被覆２を密着させた充実被覆型光
ファイバ心線であり、被覆材料を光ファイバに塗布また
は押出し被覆するだけで製造できる。従って、簡素な製
造設備で廉価に製造でき、また、光ファイバ素線と樹脂
被覆とが密着しているので自身の径並びにこれを用いた
ケーブルの径を小さくすることができる等の利点があ
る。

このようなタイトチューブ型光ファイバ心線において、
樹脂被覆２は外力に対して光ファイバ素線を保護する抗
張力体および保護部材として機能する。従って、十分な
抗張力強度を備えると共に、熱膨脹係数が光ファイバ素
線のそれに近いことが好ましく、種々の構造が提案され
ている。

強度の点からは、樹脂被覆の金属被覆による代替あるい
は両者の併用が考えられる。しかしながら、抗張力体と
しての金属は強度の点では優れているが光ファイバ光線
が電撃などを受け易くなる、重くなる、あるいは、金属
の腐食への対策が必要になる等の種々の問題を生じ、光
ファイバの長所を活かすことができなくなる。

また、樹脂被覆として繊維強化プラスチックを用いるこ
とも提案されている。即ち、被覆を非金属材料のみで構
成すれば、金属材料を使用した場合の問題を解消して光
ファイバの長所を活かすことができる。抗張力体の仕様
としてはヤング率が1000Kg/cm²以上で熱膨張係数が10^-5
以下程度の非金属材料が好ましく、これに対して、代表
的なFRPのヤング率は、光ファイバの主成分であるガラ
スのヤング率7000g/cm²に比較して十分に高い。また、
熱膨張係数の違いは、ガラスの熱膨張係数約10^-7に対し
て２桁程度である。

しかしながら、細径で長尺の光ファイバをFRP材料で被
覆することは難しく、工業的に実施可能な方法は開発さ
れていない。また、FRP材料で被覆した光ファイバ心線
は屈曲性が著しく劣る。

尚、押出しによる被覆形成が容易な樹脂、例えばポリア
ミドやポリプロピレン等は被覆材料としてよく用いられ
ているが、この種の樹脂は一般にヤング率が低く（約10
0Kg/cm²以下）、抗張力体として用いるには強度が足り
ない。また、熱膨張係数が大きく（約10^-4）、前述した
光ファイバの熱膨張係数に比較すると著しく異なってい
る。

熱膨張係数の差が大きいと、光ファイバ素線と樹脂被覆
との伸縮差により光信号の伝送損失が著しく増加する。
例えば温度が低下した場合は光ファイバに比して樹脂被
覆がより大きく収縮するので、光ファイバ素線にはマイ
クロベンディングと呼ばれる細かな屈曲が生じ、伝送損
失を増加させる。また、外力あるいは温度の上昇により
被覆材料が伸長すると光ファイバ素線に引っ張り力が作
用する。このような応力の印加は光ファイバに応力歪を
生じさせ、伝播光の損失を増加させる。

このように、一般的な押出し被覆用の樹脂材料を用いた
タイトチューブ型光ファイバ心線は、温度変化や引張り
応力に対して伝送損失が増加するという問題を有してい
る。

更に、上記のような種々のタイトチューブ型光ファイバ
心線の課題を解決するために、分子配向性樹脂、例え
ば、超高分子量ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレ
ート、ポリオキシメチレン等を使用することが提案され
ている。

この種の配向性樹脂は、延伸方向のヤング率が未延伸で
のヤング率の２倍以上となる一方、配向方向の熱膨脹係
数即ち線膨脹係数が未延伸の膨張係数の半分以下にな
る。従って、光ファイバ心線の長手方向に分子配向させ
つつ樹脂被覆を形成することにより、FRPに匹敵するま
でには到らないが、光ファイバ心線として実用上十分な
抗張力を持たせることができる。また、光ファイバとの
熱膨脹係数の差を２桁以内にして、温度変化による伝送
損失の増加を抑制することができる。

考案が解決しようとする問題点ただし、延伸によって分子配向された前記のごとき樹脂
は、延伸方向と直角な方向については裂け易くなる。こ
のため、配向した樹脂による被覆を備えた光ファイバ心
線は側方から外力が作用したときに比較的容易に傷付
き、最終的に被覆が裂けてしまう。また、側圧が作用し
たときに容易に圧壊してしまう。更に、被覆が裂け易い
ので、屈曲させた場合の実質的な屈曲性も劣ることにな
る。従って、配向性樹脂単独の樹脂被覆の実用化は極め
て困難であるとされている。

また、樹脂を分子配向させる他の方法として、特開昭58
-202405号公報では、安息香酸の共重合体の如く溶融状
態で結晶性を呈する高分子材料を用いて高い剪断速度や
高い引落率で成形する方法等が提案されている。しかし
ながら、この方法は成形条件が難しく、最終的に得られ
る樹脂の物性には延伸による配向樹脂と類似の問題があ
る。

このような配向性樹脂を使用した場合の問題を解決する
ために、ルーズチューブ型構造の光ファイバ心線も提案
されている。特開昭59-105601号公報に記載されている
光ファイバ心線では、心線の長手方向に配向させた配向
性樹脂からなる樹脂被覆の更に外側に相当な厚さを有す
る通常の配向していない樹脂外被を設けて、配向性樹脂
の裂け易さと耐側圧性の問題に対処する必要がある。し
かし、このような外被を設ける構造では、ケーブルの径
が大きくなると共に重量も増大する。

以上のように、従来のタイトチューブ型光ファイバ心線
は、その樹脂被覆の機械的および物理的強度が不十分で
あった。

そこで、本考案は、上記従来技術の問題点を解決し、長
さ方向の十分な高張力特性と、光ファイバのそれに近い
線膨脹係数とを有し、更に、長さ方向の裂け難さ、十分
高い圧壊特性および適度の屈曲性を兼備した新規な光フ
ァイバ心線の構造を提供することを目的としている。ま
た、本願考案が提供せんとする光ファイバ心線は、軽量
化が可能であり、ケーブルの小径化にも適した非金属の
タイトチューブ型光ファイバ心線である。

問題点を解決するための手段即ち、本考案に従うと、チューブ状被覆材料と、該チュ
ーブ状被覆材料の内面に密着して該チューブ状被覆材料
内に収容されている光ファイバ素線とを具備し、該チュ
ーブ状被覆材料は全体に単一の配向性樹脂材料で構成さ
れ、且つ、該チューブ状覆材料の厚さ方向の中間部分は
長手方向に高配向度とされ、該チューブ状被覆材料の厚
さ方向の外表面部分は低配向度とされていることを特徴
とするタイトチューブ型光ファイバ心線が提供される。

作用本考案に係る光ファイバ心線は、単一の樹脂被覆を備え
たタイトチューブ型の光ファイバ心線でありながら、樹
脂被覆の表面付近と内部とで分子配向度に分布を有して
いる点に主要な特徴がある。

即ち、本考案に係るタイトチューブ型光ファイバ心線に
おいては、チューブ状である樹脂被覆の厚さ方向の中間
部分を構成している樹脂が高い配向度となっている。従
って、この部分は、光ファイバ心線の長手方向に十分な
引張り強度を付与する機能を果たす。また、樹脂被覆全
体の線膨張係数は、この配向度の高い部分に支配される
ので、樹脂被覆の線膨張率は光ファイバ素線の線膨張率
に近くなる。

一方、樹脂被覆の外表面近傍は、分子配向性が低くなっ
ている。この層は配向度の高い樹脂内部を保護し且つ周
方向に保持するので、側方から外力が作用しても裂ける
ことがなく、側圧が作用しても高配向樹脂の剛性を活か
して高い圧壊特性を発揮する。また、屈曲性も改善され
る。

更に、具体的に後述するように、上記配向度の高い内部
と配向度の低い表面近傍とは一体に構成されているので
改めて保護被覆を施す必要はない。従って、構造が簡単
で製造が容易であり、軽量化し易い。また、樹脂被覆が
素線に密着しているので光ファイバ心線の外径が大きく
なることもない。

以下、図面を参照して本考案をより具体的に説明する
が、以下の開示は本考案の一実施例に過ぎず、本考案の
技術的範囲を何ら限定するものではない。

実施例第１図は、本考案に係るタイトチューブ型光ファイバ心
線の基本構成を模式的に示す図である。

同図に示すように、この光ファイバ心線は、光ファイバ
素線１と、その外面に密着して装着された樹脂被覆２と
から基本的に構成されている。

ここで、樹脂被覆２は、その厚さ方向に、分子配向度の
高い中間層３を分子配向度の低い内表面部分４および外
表面部分５が挟んだ３層構造となっている。中間部分３
の厚さは樹脂被覆２の厚さの半分以上を占めており、内
表面部分４および外表面部分５の厚さは中間部分３に対
して十分薄いことが好ましい。

配向性樹脂としては、延伸によって分子配向度が高くな
る超高分子量ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレー
ト、ポリオキシメチレンを好ましく用いることができ
る。また、液晶状で配向性を有する安息香酸系共重合体
等の芳香族ポリエステルやポリアミド等も用いることが
できる。

尚、第１図に示した構成において、内表面部分４は分子
配向度の高い層に置き換えてもよい。即ち、内表面部分
４は光ファイバの外表面に密着しているので、この部分
に作用し得る応力は、外表面に作用した力が光ファイバ
素線まで伝わった際の反作用と、光ファイバ素線との伸
縮差によるずれ力程度である。従って、内側から作用す
る力によって配向度の高い層が破壊される恐れは少な
い。

第２図は、本考案に係る光ファイバ心線の具体的な構成
例を示す断面図である。

同図に示すように、この光ファイバ心線は、光ファイバ
素線１と、その表面に密着して装着された単一の高配向
性樹脂で形成された樹脂被覆２とから構成されている。

ここで、樹脂被覆２は、その厚さ方向に配向度に分布を
有している。即ち、中間部分６および内表面部分７では
配向度が高く、外表面部分８では配向度が低い。但し、
実際には、中間部分６と外表面部分８との境界は明瞭で
はなく、配向度の高い中間部分６から表面に向かって連
続的に配向度が低下していることがむしろ特徴となって
いる。

このような構成の樹脂被覆２の構造は、例えば、液晶高
分子樹脂を用いて形成することができる。即ち、樹脂被
覆を押出成形するときに、樹脂に温度勾配等の不均一な
状態を与える方法、気体、液体または高分子溶融体等で
高配向性樹脂の内外面の流動を促進あるいは阻害して高
配向性樹脂の流動状態を厚さ方向に不均一化する方法等
によって配向度の勾配を形成することができる。

第３図は、第２図に示した光ファイバ心線の作製に好ま
しく用いることができるダイの断面形状を模式的に示す
図である。

同図に示すように、このダイは、光ファイバ素線１を送
り出すための中心路10と、光ファイバ素線１の周囲に樹
脂被覆２を押し出すための同心円状の成形口12に連なる
環状路14とを備えている。

このダイを用いて第２図に示した光ファイバ心線を製造
する場合は、環状路14の外側面にのみ潤滑剤を提供して
樹脂被覆の外表面とダイとの間の摩擦力を低減させた状
態で樹脂被覆２となる材料を環状路14に供給しながら光
ファイバ素線を送りだす。従って、樹脂被覆の内表面と
ダイとの間には大きな剪断応力が作用して、樹脂被覆の
内表面側に大きな延伸力が働く一方、樹脂被覆の外表面
とダイとの間に剪断応力がほとんど作用せず、樹脂被覆
の外表面にはほとんど延伸力は働かない。

第４図は、上述のようなダイを用いた場合に樹脂被覆に
作用する剪断応力の分布を示す図である。尚、図中に
は、樹脂被覆の厚さ方向の分布を曲線16で示す。

同図に示すように、前述のような形状のダイを用いて光
ファイバ心線を作製することにより、樹脂被覆の厚さ方
向に外表面に近づくに従って配向度が低くなった一体の
樹脂被覆を形成することができる。

考案の効果以上詳細に説明したように、本考案に係るタイトチュー
ブ型ファイバ心線は、その樹脂被覆の厚さ方向に分子配
向度の分布を有しており、表面近傍では配向度が低く、
内部では配向度が高くなるように構成されている。この
ような特徴的な構成は、以下のような効果を奏する。

（１）配向していない樹脂に対して２倍以上の引張強
度を有する樹脂被覆の中間層により、全体として高い引
張強度を有する。

（２）分子配向度の高い中間層が樹脂被覆全体の線膨
張率を支配するので、樹脂被覆の線膨張係数が光ファイ
バ素線に近い。

（３）樹脂被覆の表面は分子配向度の低い層により保
護されるので、樹脂被覆が容易に裂けたり圧壊すること
がない。

（４）分子配向度の高い中間層が分子配向度の低い層
により周方向に保持されているので、座屈が生じ難く、
実用上の屈曲性が高い。

以上のような効果を奏する本考案に係る光ファイバ心線
は、例えば、集合してケーブル化する場合、あるいはそ
のケーブルを布設する場合に損傷を受け難く、外部の温
度変化に対して光伝送特性の変化が少なく、長期信頼性
に優れている。更に、樹脂被覆の外側にプラスチック外
被を更に施す必要がないので製造が簡単で外径も小さ
く、ケーブルの軽量化にも適している。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案に係る光ファイバ心線の基本構成を説
明するための図である。第２図は、本考案に従う光ファイバ心線の具体的な構成
例を示す断面図である。第３図は、第２図に示した光ファイバ心線を製造するた
めに好適に使用できるダイの形状を示す概略縦断面図で
ある。第４図は、第３図に示したダイを使用して被覆樹脂を押
し出す際に樹脂に印加される剪断応力の分布を示すグラ
フである。第５図は、タイトチューブ型光ファイバ心線の典型的な
構成を示す断面図である。〔主な参照番号〕１……光ファイバ素線、２……樹脂被覆、３、６……樹
脂被覆の中間部分、４、７……樹脂被覆の内表面部分、
５、８……樹脂被覆の外表面部分、10……ダイの中心
路、12……環状成形口、14……環状路

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】チューブ状被覆材料と、該チューブ状被覆
材料の内面に密着して該チューブ状被覆材料内に収容さ
れている光ファイバ素線とを具備し、該チューブ状被覆
材料は全体に単一の配向性樹脂材料で構成され、且つ、
該チューブ状被覆材料の厚さ方向の中間部分は長手方向
に高配向度とされ、該チューブ状被覆材料の厚さ方向の
外表面部分は低配向度とされていることを特徴とするタ
イトチューブ型光ファイバ心線。
【請求項２】前記チューブ状被覆材料の内表面部分も高
配向度とれていることを特徴とする実用新案登録請求の
範囲第（１）項記載のタイトチューブ型光ファイバ心
線。
【請求項３】前記チューブ状被覆材料の内表面部分は、
低配向度とされていることを特徴とする実用新案登録請
求の範囲第（１）項記載のタイトチューブ型光ファイバ
心線。