JPH08184732A - 光ファイバケーブル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 加入者系線路網を構成するための超高密度多
心光ファイバケーブルとして、Ｈグルーブ型が提案され
ている。このＨ型は、収納する光ファイバテープを２つ
の群に分割できる等優れた特性を有する。しかし、曲げ
剛性の方向性が大きいという問題も有する。これを改善
する。 【構成】 本体３２内部の中心軸の両側に、らせん状の
空間３６を長さ方向に連続して形成し、かつ全長にわた
って、空間３６の上面中央に開口部３８を設け、かつ庇
３２４を内側に張り出させた形状のチューブ状部材３０
を用いる。これにテープ１０を収納したユニットを、中
心テンションメンバの周りに集合してケーブルとする。
開口部３８は、これを押し開くことなく、光ファイバテ
ープ１０を斜めにして空間３６内に収納することができ
る最小限の幅にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、Ｈグルーブ型多心光
ファイバケーブルに関するもので、特にケーブルを構成
する光ファイバユニットに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光ファイバで加入者系線路網を構築する
ため、超高密度多心ケーブルの研究が進められている。
ここに用いる基幹ケーブルは、実装光ファイバ心数の多
心化とともに、分岐の多様性やユニットごとの取扱い性
も考慮する必要があると考えられる。このような背景の
もとに、新たに設計されたＨグルーブ（下記参照）を集
合した光ケーブルが提案されている（1994年電子情報通
信学会春季大会講演論文,B-952参照）。

【０００３】図５（ａ）はＨグルーブ１２の側面図であ
り、そのＢの拡大断面を（ｂ）に示した。Ｈグルーブ１
２は、細長い棒状の本体１４（一般に円形断面）に、２
つの背中合わせの溝１６，１６をらせん状に設けたもの
で、長手方向と直角の断面形状がほぼＨ型である。Ｈグ
ルーブ１２の溝１６内に光ファイバテープ１０を積層収
納して、ユニット１８とする（ｃ）。このユニット１８
を中心テンションメンバ２０の回りに大撚り集合して、
ケーブルを構成する（ｄ）。

【０００４】このＨグルーブ型ケーブルは、先に提案さ
れているＵグルーブ型ケーブル（1992年電子情報通信学
会春季大会講演論文,B-880参照）とほぼ同等の高密度化
を可能にする。しかも１つの溝１６に収納される光ファ
イバテープの数がＵ型の半分になるため、下層の心線の
受ける応力が小さくなり、伝送特性の劣化が防止され
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、Ｈグルーブ１
２に下記の弱点がある。 （１）曲げ易さに方向性がある。 すなわち、図６（ａ）の、ａ方向とｂ方向で、曲げ剛性
が大きく異なる。そのため溝１６がらせん状に形成され
ていても、Ｈグルーブ１２は一様には曲がらず、局部的
に曲率の大きい部分が発生して、伝送特性を悪くする。 （２）Ｈグルーブ１２のリブ１２０の先端１２２が、そ
の構造上、鋭角になる。そのため傷付き易い。 （３）このＨグルーブ１２を大撚り集合するときは、直
径に等しいａの長さに相当するスペースを必要とする
（同図（ｂ））。しかし溝１６中のクリアランス、特に
実質的な溝深さｂは、それよりも小さく、ｃだけが無駄
になる。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記のＨグルーブ１２の
場合と同様に、光ファイバテープ１０を２つの群に分け
て収納できるようにする。しかし、Ｈグルーブ１２に相
当するものとして、図１（ｃ）に例示するチューブ状部
材３０を用いる。なお、図１はチューブ状部材３０の断
面の説明図で、（ａ）は説明のために開口部３８を設け
る前の状態（実際には存在しない）を仮に示したもの、
（ｂ）は基本的な形状、（ｃ）は実際に使用する場合の
形状である。

【０００７】チューブ状部材３０は、次のようになって
いる。 （１）本体３２の内部の中心軸の両側に、それぞれ空間
３６が、長さ方向に連続してらせん状に形成されてい
る。 （２）空間３６の全長にわたって、その天井３２２（図
１（ａ）にドットで示した）に開口部３８が設けられ
る。 （３）天井３２２の開口部３８を設けられた後の残りの
部分が（同図（ｂ））、空間３６の上に張り出して、庇
（ひさし）３２４を形成している。 （４）またチューブ状部材３０の開口部３８の幅を規定
して、開口部３８を強制的に押し開かなくても、光ファ
イバテープを集合できるようにする。 そのために、次のようにする。

【０００８】図２（ａ）の太い実線は、チューブ状部材
３０の空間３６の内側を、模型的に示したものである。
これについて述べると、空間３６内部にｎ（同図の場合
はｎ＝5）枚の光ファイバテープ１０を重ねて収納する
場合において、仮に、ｎ−１枚のテープを重ねて収納し
た状態で、最後のｎ枚目のテープ１０を傾斜させて開口
部３８から空間３６内部に入れ、その片側の縁１０２を
空間３６の側壁３６２とｎ−１枚目のテープ１０に接触
させたと想定したとき、他側の縁１０４が、庇３２４の
端面３２６に接触することなく通過して、空間３６に入
り得る、最小限の大きさ以上とする。

【０００９】（５）上記(4)の関係はまた、開口部３８
の幅gowなどについて次式のような関係が成り立たなけ
ればならないと言うことにもなる（図２参照）。 tw・cosθ+(gbw-gow)／2＝gbw tw・sinθ+tt・cos・θ＝gygap+tt gbw ≧ tw＞gow なお、これらの式については、後で詳しく説明する。

【００１０】（６）さらに、開口部３８とほぼ直交する
位置において、本体外周面３２０に切欠き４０を設けて
も良い（図１）。

【００１１】

【作 用】

（１）チューブ状部材３０が、 本体３２内部の中心軸の両側に、それぞれ空間３６が、
長さ方向に連続してらせん状に形成され、各空間３６の
全長にわたって、空間３６の天井３２２に開口部３８が
設けられ、天井３２２の残りの部分が、空間３６の上に
張り出して庇（ひさし）３２４を形成しているようにな
っていると、 従来のＨグルーブ（図６）の持つ利点（１つの空間
に収納する光ファイバテープの数が半分になる）をその
まま有することができる。 従来のＨグルーブに比べてａ、ｂ両方向の曲げ剛性
の差が縮まり、曲げ特性が改善される。 図６のＨグルーブ２２のような、リブ２２０先端の
鋭角状の部分が無くなり、傷付くことも無くなる。 従来のＨグルーブ（図６）に比べて溝３６の深さが
有効に利用できる。

【００１２】（２）また、開口部３８の幅が、 空間３６内部にｎ（同図の場合はｎ＝5）枚の光ファイ
バテープ１０を重ねて収納する場合において、仮に、ｎ
−１枚のテープを重ねて収納した状態で、最後のｎ枚目
のテープ１０を傾斜させて開口部３８から空間３６内部
に入れ、その片側の縁１０２を空間３６の側壁３６２と
ｎ−１枚目のテープ１０に接触させたと想定したとき、
他側の縁１０４が、庇３２４の端面３２６に接触するこ
となく通過して、空間３６に入り得る、最小限の大きさ
以上にしてあると、光ファイバテープ１０を斜めにして
空間３６内に収納することができる。開口部３８を強制
的に押し開く必要がない。図３に集合状態を模型的に示
した。

【００１３】（３）さらに、開口部３８とほぼ直交する
位置において、本体外周面３２０に切欠き４０を設ける
と、ａ方向とｂ方向の曲げ剛性との差がより一層縮ま
り、曲げ特性が一段と改善される。

【００１４】

【課題解決手段のより詳しい説明】チューブ状部材３０
は、実際に使用されるときは、たとえば図１（ｃ）のよ
うになる。その本体３２の外周面３２０はほぼ円柱面を
なす。本体３２の材質は、ポリアミド系樹脂（ナイロ
ン）、ＨＤＰＥ（高密度ポリエチレン）、ＰＢＴ（ポリ
ブチレンテレフタレート）、ＰＣ（ポリカーボネート）
等である。本体３２の中心を通りかつ直交するａ軸とｂ
軸の交わる位置にテンションメンバ３４がある。そのｂ
軸方向の両側に空間３６を長さ方向に連続して、らせん
状に設ける。

【００１５】空間３６の断面形状は、たとえば ・両側壁がａ軸近くは真っ直ぐに立上り、 ・途中から円弧面をなして内側に入り込み（庇３２４が
形成される）、 ・外周面３２０近くで、また真っ直ぐに立上って（庇の
端面３２６が形成される）終るようになっている。 そして、庇３２４りの間に開口部３８が形成される。

【００１６】開口部３８は、ここを通して光ファイバテ
ープを空間３６中に収納・集合するためのものである
（図３参照）。３８の幅は、少なくともこれを強制的に
押し開くことなく所定枚数の光ファイバテープを集合で
きるものでなければならない。具体的には、次のように
決める。

【００１７】上記のように、図２（ａ）の太い実線は、
チューブ状部材３０の空間３６の内側を、模型的に示し
たものである。これについて述べると、空間３６の内部
にｎ（同図の場合はｎ＝5）枚の光ファイバテープ１０
を重ねて収納する場合において、仮に、ｎ−１枚のテー
プを重ねて収納した状態で、最後のｎ枚目のテープ１０
を傾斜させて開口部３８から空間３６内部に入れ、その
片側の縁１０２を空間３６の側壁３６２とｎ−１枚目の
テープ１０に接触させたと想定したとき、他側の縁１０
４が、開口部３８の内側の角３８２に接触することなく
通過して、空間３６に入り得る、最小限の大きさ以上と
する。

【００１８】ところで、上記段落［００１７］に記載
は、開口部３８の幅の下限を決めるためのものである。
しかし、下限値以上に、制限なく大きくてもよいのでは
ない。開口部３８の幅は、少なくとも庇３２４が形成さ
れる大きさに制限されなければならない。もし仮に、開
口部３８の幅が、空間３６の底辺の幅と等しければ、庇
３２４は形成されず、従来のＨグルーブ１２（図５）と
同じになってしまう。実際は、開口部３８の幅は、上記
の条件や製作上の条件が許す限り、狭いほど良い。狭い
ほど、それだけ庇３２４の部分が大きくなり、曲げ特性
改善に貢献するからである。このことは、以下の数式を
用いる限定の場合も同じである。

【００１９】上記の関係は、前にも述べたように、開口
部３８の幅gowなどが、次の〜式の関係を満たすも
のでなくてはならないと言うことにもなる（図２参
照）。 tw・cosθ+(gbw-gow)／2＝gbw tw・sinθ+tt・cos・θ＝gygap+tt gbw ≧ tw＞gow ここで、 gbw：空間３６の底３６４の幅 gow：開口部３８の幅 gygap：ｎ枚の光ファイバテープ１０を積層した後の空
間３６の上方クリアランス tw：光ファイバテープ１０の幅 tt：光ファイバテープ１０の厚み θ：光ファイバテープ１０の傾斜角度 である。

【００２０】図２（ａ）は、３６内に集合する最後の光
ファイバテープ１０の他側の縁１０４が、庇３２４の端
面３２６に丁度接触した（引っかかった）状態を示す。
このときの空間３６と開口部３８の大きさは、光ファイ
バテープ１０に対して上記〜式の関係になってい
る。したがって、開口部３８の幅gowは、上記〜式
を満たす値以下であってはならない。

【００２１】なお、開口部３８の幅gowが、式を満た
す値以下であると、図２（ｂ）のように、光ファイバテ
ープ１０は開口部３８に引っかかって、通り抜けること
はできない。

【００２２】また、式の条件を満たしても、式の右
辺が左辺より小さいと、やはり、図２（ｃ）のように、
光ファイバテープ１０は開口部３８に引っかかって、通
り抜けることはできない。また、式を満たしていない
と、最も下の光ファイバテープ１０（No.1）が底３６４
に密着しないとともに、収納された光ファイバテープ１
０がケーブルが曲げられた際に外に飛び出す恐れがあ
る。

【００２３】それから、本体３２の外周面に、ａ軸と交
わる位置を中心として、たとえば丸溝状の切欠き４０を
設ける。切欠き４０は、空間３６と等ピッチのらせん状
に設ける。ただし、この切欠き４０を形成しない場合も
ある。

【００２４】空間３６内にそれぞれ多数の光ファイバテ
ープ１０を収納して、ユニット４４とする（図４（ａ）
参照）。ユニット４４を、中心テンションメンバ４６の
回りに大撚り集合して、ケーブルとする（図４（ｃ）参
照）。

【００２５】

【実験例】図４の（ａ）は本発明のユニット４４であ
り、（ｂ）は上記図５のＨグルーブのユニット１８であ
る。両方とも、グルーブ直径ｄは7mm。また、幅3.0mm、
厚さ0.25mmの光ファイバテープ１０を、各空間（溝）内
に、それぞれ５枚ずつ収納した。これらを同図（ｃ）
（ｄ）のように、２層撚り合わせてケーブルＡ（本発明
品）、ケーブルＢ（従来品）とした。両ケーブルとも、
１層目の層心半径は ａ₁≒10mm、２層目の層心半径は
ａ₂≒20mm、１層目、２層目とも撚りピッチ ｐ＝500
mm、である。上記ケーブルＡとＢについての、ドラム巻
（胴径＝1200mm）における最大伝送損失は、同図（ｅ）
のようであった。本発明のケーブルＡは２層目でも良好
な伝送特性を有している。

【００２６】この理由は、次のように考えられる。すな
わち、ユニットの撚り状態での曲率半径 ρは、 ρ＝ａ＋（ｐ／２π）²／ａ で表わされる。この式に上記のケーブルのａ₁、ａ₂、ｐ
を入れて、曲率半径ρを計算すると、１層目のρ₁≒640
mm、２層目のρ₂≒340mm、と算出され、２層目、すなわ
ち、層心径が大きくなればなるほど、ユニットの曲率半
径は小さくなることが分かる。本発明のケーブルＡの場
合は、そのグルーブ形状により、 グルーブ中のクリアランスが大きいこと、 曲げの方向性が小さいこと、 の有利性があり、撚り合わせた際に、その曲率が大きく
なっても伝送特性劣化発生しにくいものと考えられる。

【００２７】

【発明の効果】

（１）チューブ状部材の、本体内部の中心軸の両側に、
それぞれ空間が、長さ方向に連続してらせん状に形成さ
れ、かつ前記各空間の全長にわたって、当該空間の天井
に開口部が設けられるとともに、前記天井の前記開口部
を設けられた後の残りの部分が前記空間の上に張り出し
て庇を形成しているので、 曲げ特性が改善される。 鋭角状の傷付く部分が無くなる。 空間の深さ方向のクリアランスが大きくとれ、特性
良好となる。 （２）また開口部の幅が、空間内部にｎ枚の光ファイバ
テープを重ねて収納する場合において、仮に、ｎ−１枚
のテープを重ねて収納した状態で、最後のｎ枚目のテー
プを傾斜させて前記切れ目から前記空間内部に入れ、そ
の片側の縁を当該空間の側壁とｎ−１枚目のテープに接
触させたと想定したとき、他側の縁が、前記庇の端面に
接触することなく通過して前記空間に入り得る、最小限
の大きさ以上となっているので、光ファイバテープを斜
めにすれば、開口部を通して空間内部に収納集合でき
る。したがって、開口部を強制的に押し開くための手段
は不要である。また、光ファイバテープを分岐接続する
際にもテープの取出しが容易となる。 （３）開口部が開口する位置と直交する位置において、
本体外周面に切欠きが設けられているチューブ状部材を
用いる場合は、曲げ方向性がさらに改善される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例におけるチューブ状部材３０の
断面の説明図で、（ａ）は説明のために開口部３８を設
ける前の状態（実際には存在しない）を仮に示したも
の、（ｂ）は基本的な形状、（ｃ）は実際に使用する場
合の形状である。

【図２】（ａ）は本発明における空間３６の深さと開口
部３８の幅を式で示すための模型的説明図。（ｂ）は開
口部３８の幅が狭すぎる場合の説明図、（ｃ）は空間の
深さが不足する場合の説明図。

【図３】本発明におけるチューブ状部材３０に光ファイ
バテープを収納・集合する状況の説明図。

【図４】本発明における実験例の説明図。

【図５】従来のＨグルーブ型ケーブルの説明図。

【図６】本発明の解決すべき課題の説明図。

【符号の説明】

１０ 光ファイバテープ １２ Ｈグルーブ １２０ リブ １２２ 先端 １４，３２ 本体 １６ 溝 １８，４４ ユニット ３０ チューブ状部材 ３２０ 外周面 ３２２ 天井 ３２４ 庇 ３２６ 庇の端面 ３４ テンションメンバ ３６ 空間 ３６２，３６３ 空間の側壁 ３６４ 空間の底面 ３８ 開口部 ４６ 中心テンションメンバ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮本 末広 千葉県佐倉市六崎1440番地 株式会社フジ クラ佐倉工場内 (72)発明者 岩田 秀行 東京都千代田区内幸町一丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下記チューブ状部材の空間内に、光ファ
   イバが収納されている光ファイバユニットを、構成材料
   とする、光ファイバケーブル。前記チューブ状部材は、
   （ア）本体内部の中心軸の両側に、それぞれ空間が、長
   さ方向に連続してらせん状に形成され、かつ前記各空間
   の全長にわたって、当該空間の天井に開口部が設けられ
   るとともに、前記天井の前記開口部を設けられた後の残
   りの部分が前記空間の上に張り出して庇を形成している
   ものであり、かつ（イ）前記開口部の幅は、前記空間内
   部にｎ枚の光ファイバテープを重ねて収納する場合にお
   いて、仮に、ｎ−１枚のテープを重ねて収納した状態
   で、最後のｎ枚目のテープを傾斜させて前記切れ目から
   前記空間内部に入れ、その片側の縁を当該空間の側壁と
   ｎ−１枚目のテープに接触させたと想定したとき、他側
   の縁が、前記庇の端面に接触することなく通過して前記
   空間に入り得る、最小限の大きさ以上となっている。
2. 【請求項２】 請求項１記載の光ファイバケーブルにお
   いて、チューブ状部材の開口部の位置とほぼ直交する位
   置において、本体外周面に切欠きが設けられているも
   の。