JPH11281857A - 光ファイバケーブルおよび光ファイバケーブルの巻き取り方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来よりも感度が高い歪検出センサを構成す
ることができる光ファイバケーブルを提供することを課
題とする。 【解決手段】 複数本の光ファイバ心線３を撚らずに集
合させた集合体の上にシース４が設けられ、このシース
４の外表面に、前記光ファイバ心線３を直線状に布設す
るためのマーカー５が設けられた光ファイバケーブル１
を構成し、これを歪み検出センサに用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光ファイバケーブル
とその製造時などに有用な光ファイバケーブルの巻き取
り方法に関し、特に地面や堤防などの測定対象物中に布
設し、光ファイバケーブルのひずみを検出することによ
って、前記測定対象物に生じた歪みを検出するセンサを
構成するのに好適な光ファイバケーブルと光ファイバケ
ーブルの巻き取り方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、地面や、堤防などの歪みを検出す
る歪み検出センサとしては、例えばこれらの測定対象物
中に光ファイバを布設し、外部応力による光ファイバの
切断を感知することによって、前記測定対象物に歪みが
生じているかどうかを検出するものなどが提案されてい
た。しかしながら、従来の歪み検出センサは感度が低
く、感度の向上が望まれていた。そこで、本発明者ら
は、光ファイバ心線を複数本集合させた光ファイバケー
ブルを測定対象物中に直線状に布設し、前記光ファイバ
心線のひずみ（歪み）を検出することによって、歪みの
検出感度を向上させることができることを見い出し、検
討を進めていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
通信用の光ファイバケーブルでは感度が十分ではなかっ
た。本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、従来よ
りも感度が高い歪検出センサを構成することができる光
ファイバケーブルを提供することを課題とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明においては、以下のような解決手段を提案す
るものである。本発明の第１の発明は、複数本の光ファ
イバ心線を撚らずに集合させた集合体の上にシースが設
けられ、このシースの外表面に、前記光ファイバ心線を
直線状に布設するためのマーカーが設けられていること
を特徴とする光ファイバケーブルである。第２の発明
は、光ファイバケーブルを所定周期で交互に捻回しなが
ら巻き取ることを特徴とする光ファイバケーブルの巻き
取り方法である。

【０００５】

【発明の実施の形態】図１、２は本発明の光ファイバケ
ーブルの一例を示したもので、図１は、軸心方向と直交
方向に切断した断面図、図２は斜視図である。この光フ
ァイバケーブル１においては、中心にテンションメンバ
２が配され、その周囲に４本の光ファイバ心線３が、直
線状に集合している。そして、このテンションメンバ２
と光ファイバ心線３の集合体の上にシース４が設けられ
ている。このシース４の外表面には、光ファイバ心線３
の長さ方向にそって、光ファイバ心線３と平行に、直線
状のマーカー５，５が設けられている。マーカー５，５
はＶ溝で、テンションメンバ２を中心に対称配置されて
いる。

【０００６】この例において、前記テンションメンバ２
は、外径０．２４ｍｍの鋼単心線を複数本撚り合わせて
なる外径１．２ｍｍのものである。前記光ファイバ心線
３は、裸光ファイバの上に紫外線硬化型樹脂などのプラ
スチック被覆が施された外径約０．２５ｍｍの光ファイ
バ素線３ａの上に、ナイロンなどのプラスチックからな
る第１の被覆層３ｂが設けられ、さらにこの上にポリ塩
化ビニルなどのプラスチックからなる第２の被覆層３ｃ
が設けられたものである。第１の被覆層３ｂの外径は約
０．９ｍｍ、光ファイバ心線３の外径は約１．７ｍｍと
されている。また、光ファイバケーブル１の外径は８ｍ
ｍとされている。前記マーカー５であるＶ溝の幅は約
０．５ｍｍ、深さは約１．０ｍｍとされている。

【０００７】前記テンションメンバ２は、光ファイバケ
ーブル１の引張強度を向上させるために設けられている
ものであるが、必須ではなく、光ファイバ心線３のみを
集合させることもできる。前記光ファイバ心線３に設け
られている第１の被覆層３ｂは、光ファイバ素線３ａを
保護する通常のものであり、この第１の被覆層３ｂの上
に設けられた第２の被覆層３ｃは、光ファイバ心線３の
テンションメンバ２との接触部を保護するために設けら
れているものである。光ファイバ心線３を保護すること
ができれば、第２の被覆層３ｃは必須ではない。例え
ば、テンションメンバ２の上に被覆層を設けた構成など
を採用することもできる。

【０００８】この光ファイバケーブル１においては、光
ファイバ心線３が撚らずに直線状に集合している点が第
１の特徴である。通常の通信用の光ファイバケーブルの
場合、複数本の光ファイバ心線は、一方向撚り、あるい
は一方向の撚りとこれとは反対方向の撚りを所定の周期
で繰り返すＳＺ撚りで集合している。このように撚りな
がら集合することによって、製造時および布設時に光フ
ァイバケーブルに曲げが加わっても光ファイバ心線にひ
ずみが発生しにくく、光学特性が劣化しにくくなってい
る。しかしながら歪み検出センサにおいては、歪みを敏
感に察知する必要があるため、通信用のものとは反対
に、できるだけ曲げが加わることによってひずみを発生
しやすい光ファイバケーブルが好適である。このため、
本発明においては、複数本の光ファイバ心線３を、撚ら
ずに直線状に集合することによって、あえて光ファイバ
心線３にひずみを生じ易い構成としたものである。

【０００９】また、通信用の光ファイバケーブルの場
合、光ファイバ心線が捻回しながら集合しているので、
ひずみが検出されても、それが、光ファイバケーブルに
かかる曲げによるものなのか、張力によるものなのかな
どを判別することができない。本発明においては、光フ
ァイバ心線３が直線状に集合しているので、そのひずみ
の状態から外部応力の種類を判別することができる。

【００１０】また、第２の特徴は、シース４の外表面に
光ファイバ心線３の長さ方向にそって、光ファイバ心線
３を直線状に布設するためのマーカー５が設けられてい
る点である。すなわち、マーカー５が直線状になるよう
に光ファイバケーブル１を布設すれば、マーカー５と平
行な光ファイバ心線３を直線状に布設することができ
る。このように、光ファイバ心線３を常に同じ状態で、
直線状に布設することができるため、測定対象物の歪み
を安定して検出できる歪み検出センサを構成することが
できる。

【００１１】また、この例において、マーカー５はＶ溝
とされているので、このＶ溝からシース４を引きはがし
やすくなっている。したがって、光ファイバケーブル１
の口出しの操作性を向上させることができる。光ファイ
バケーブル１の口出しの操作性を向上させるにはＶ溝が
好ましいが、Ｕ溝、角溝などの各種の断面形状の溝とす
ることもできる。また、特に口出し性を必要としない場
合には、溝に限らず、シース４の外表面の色と異なる色
で、直線などを記してマーカーとすることもできる。ま
た、マーカー５は光ファイバケーブル１の長さ方向に連
続している必要はなく、破線などの様に間欠的に設けら
れた目印の集合体などであってもよい。

【００１２】この光ファイバケーブル１は上述のよう
に、布設時には外部応力によってできるだけひずみを発
生しやすい構成とされている。一方、製造時には、この
様な構成の光ファイバケーブル１はドラムに巻きと取ら
れる際に、光ファイバ心線３が撚らずに集合されている
ため、巻き取られる光ファイバケーブル１の外側に位置
する光ファイバ心線３に歪みが蓄積されやすくなるとい
う問題がある。

【００１３】例えば図２において、図中下方向に巻き取
りドラムがあり、この巻き取りドラムに光ファイバケー
ブル１が巻き付けられるとする。すると、図中上方向に
位置している光ファイバ心線３Ａと巻き取りドラムとの
距離は、図中下方向に位置している光ファイバ心線３Ｂ
と巻き取りドラムとの距離よりも大きくなる。このため
光ファイバケーブル１の巻き取り時に、光ファイバ心線
３Ｂと比較して光ファイバ心線３Ａには、より大きな張
力がかかることになる。この結果、光ファイバケーブル
１の巻き取り後の光ファイバ心線３Ａには、光ファイバ
心線３Ｂと比較して、より大きな残留歪みが蓄積される
ことになる。また、光ファイバケーブル１をこの状態で
ドラムに巻き付け、放置すると、前記残留応力によっ
て、さらに特性の変化を生じることになる。

【００１４】本発明者らは、光ファイバケーブル１の製
造時に光ファイバケーブル１を所定の周期で交互に捻回
しながらドラムに巻き取ることによって、製造時の残留
応力による影響をほとんどゼロにすることができること
を見い出した。すなわち、光ファイバケーブル１を交互
に捻回することによって、全ての光ファイバ心線３は、
その長さ方向において、図２に示した光ファイバ心線３
Ａのような最も巻き取りドラムと遠い位置から、光ファ
イバ心線３Ｂのような最も近い位置への移動を繰り返し
ながら巻き取りドラムに巻き付けられる。これにより、
全ての光ファイバ心線３にかかる張力が均等化される。
光ファイバケーブル１の撚りは、ＳＺ撚りを採用する
と、効果が高く、好ましい。

【００１５】図３（ａ）は、本発明の光ファイバケーブ
ルの製造方法の一例を示したものである。まず、光ファ
イバ心線送り出し部１１とテンションメンバ送り出し部
１２から、それぞれ光ファイバ心線３とテンションメン
バ２を、テンションメンバ２の周囲に光ファイバ心線３
を直線状に集合しつつ押出ヘッド１３に供給する。そし
て、この押出ヘッド１３において、押出被覆によってシ
ースを形成し、冷却槽１４において冷却して光ファイバ
ケーブル１を得る。

【００１６】溝状のマーカーを設ける場合には、押出ヘ
ッド１３のダイの形状を選択することによって、押出被
覆時にシースとマーカーを同時に形成することができ
る。また、直線状の線とする場合においても、押出被覆
時にシースと異なる色の材料を同時に押し出すことによ
ってマーカーを形成することができる。あるいは、押出
被覆後にシースの外表面を削って溝状のマーカーを形成
したり、シースの外表面に印刷などを施して形成するこ
ともできる。

【００１７】ついでこの光ファイバケーブル１は、巻き
取りドラム１７の手前に設けられたピッチロール１６の
作用によって、捻回されながら巻き取りドラム１７に巻
き取られる。このとき光ファイバケーブル１の回転方向
を所定周期で反転させることによって、光ファイバケー
ブル１をＳＺ撚りした状態で巻き取ることができる。引
き取りキャプスタン１５は、光ファイバ心線送り出し部
１１，テンションメンバ送り出し部１２から巻き取りド
ラム１７の間の製品の流れを支持するものである。

【００１８】図３（ｂ）はピッチロール１６の動きを示
す説明図である。このピッチロール１６は、上下に設け
られた円筒形のロール本体１６ａ，１６ａを備え、これ
らの側面の間に光ファイバケーブル１が挟まれている。
そして、回転軸１６ｂ，１６ｂを中心に、これらのロー
ル本体１６ａ，１６ａが、互いに反対方向に回転するこ
とによって光ファイバケーブル１が送り出されるように
なっている。このとき、同時に、ピッチロール１６全体
は、光ファイバケーブル１の外周方向、すなわち矢印Ａ
で示した一方の方向に回転する。そして、所定角度分回
転した後、回転方向が反転する運動を繰り返す。この結
果、ピッチロール１６によって送り出される光ファイバ
ケーブル１をＳＺに捻回を加えながら巻き取りドラム１
７に巻き取ることができる。

【００１９】図４（ａ）は、光ファイバケーブル１の巻
き取り方法の他の例を示したものである。この例におい
ては、図３（ａ）に示したピッチロール１６が設けられ
ておらず、これにかわって、巻き取りドラム１７が、光
ファイバケーブル１を、その外周方向に回転させながら
巻き取るようになっている。すなわち、図４（ｂ）に示
したように、巻き取りドラム１７は、円筒形のドラム本
体１７ａが回転軸１７ｂを中心に回転しながら、光ファ
イバケーブル１を巻き取るとともに、巻き取りドラム１
７全体が図中矢印Ｃで示した一方の方向に回転する。そ
して、所定角度回転した後、回転方向が反転する運動を
繰り返す。この結果、光ファイバケーブル１をＳＺに捻
回を加えながら巻き取りドラム１７に巻き取ることがで
きる。

【００２０】光ファイバケーブル１をＳＺに捻回を加え
ながら巻き取る場合、Ｓ撚りからＺ撚り（あるいはＺ撚
りからＳ撚り）に反転する間隔（ピッチ）は、光ファイ
バケーブル１の巻き取り長さで５００〜１０００ｍｍと
される。ピッチロール１６の前記Ａ方向の回転速度、あ
るいは巻き取りドラム１７の前記Ｃ方向の回転速度など
は、撚りのピッチなどによって適宜変更することができ
る。ピッチロール１６の前記Ａ方向の回転角度、あるい
は巻き取りドラム１７の前記Ｃ方向の回転角度は、光フ
ァイバケーブル１の回転角度によって調整する。ＳＺに
捻回を加える場合、通常光ファイバケーブル１が１８０
度回転する毎に回転方向を反転させる。

【００２１】図１、図２に示したように、光ファイバケ
ーブル１の外表面にはマーカー５が設けられているの
で、巻き取りドラム１７に撚りながら巻き取られた光フ
ァイバケーブル１を、この撚りと反対方向に回転させて
撚りをほどきながら引き出し、マーカー５が直線状にな
るように布設すれば、光ファイバ心線３を直線状に布設
して、歪み検出センサを構成することができる。

【００２２】光ファイバケーブル１のひずみを検出する
装置としては、例えば安藤電気株式会社製のＢＯＴＤＲ
などを用いることができる。例えば本発明の光ファイバ
ケーブルとこのひずみ検出装置を用いて歪み検出センサ
を構成したとき、光ファイバケーブルの半径（層心半
径）が約２．３ｍｍで、この光ファイバケーブルに曲率
半径１０ｍの曲がりが加わると、最も曲がりが大きな外
側の光ファイバ心線には約０．０２３％のひずみが発生
し、このひずみを前記ひずみ検出装置で検出することが
できる。同時に、このひずみが曲げによるものなのか、
張力によるものなのかなどを検出することができる。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように本発明の光ファイバ
ケーブルにおいては、光ファイバ心線を撚らずに集合し
ているため、外部応力などによって光ファイバ心線にひ
ずみが発生しやすくなっている。このため、光ファイバ
ケーブルを測定対象物中に布設し、この測定対象物の歪
みを検出する歪み検出センサの感度を向上させることが
できる。また曲げによるものなのか、張力によるものな
のかなどの光ファイバ心線のひずみの状態をも検出する
ことができる。また、シースの外表面に光ファイバ心線
と平行にマーカーが設けられているので、このマーカー
が直線状になるように布設すれば、布設時に光ファイバ
心線に歪みが発生しない様に直線状に布設することがで
きる。また、その製造時には、この光ファイバケーブル
に所定の周期で交互に捻回を加えながら、撚りながらド
ラムに巻き取ることによって、光ファイバ心線にかかる
張力を均等化し、製造時の残留応力による影響をほとん
どゼロとすることができる。また、光ファイバケーブル
を、その撚りをほどきながらドラムから引き出し、マー
カーが直線状になるように布設することによって、光フ
ァイバ心線を直線状に布設することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の光ファイバケーブルの一例を示し
た、その軸心方向と直交方向に切断した断面図である。

【図２】 図１に示した光ファイバケーブルの斜視図で
ある。

【図３】 図３は、本発明の光ファイバケーブルの巻き
取り方法の一例を用いた光ファイバケーブルの製造方法
の一例を示したもので、図３（ａ）は製造装置の概略構
成図、図３（ｂ）はピッチロールの動きを説明した説明
図である。

【図４】 図４は、本発明の光ファイバケーブルの巻き
取り方法の他の例を用いた光ファイバケーブルの製造方
法の一例を示したもので、図４（ａ）は製造装置の概略
構成図、図４（ｂ）は巻き取りドラムの動きを説明した
説明図である。

【符号の説明】

１…光ファイバケーブル、２…テンションメンバ、３…
光ファイバ心線、４…シース、５…マーカー、１６…ピ
ッチロール（ケーブル捻回機構）、１７…巻き取りドラ
ム（ケーブル捻回機構）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 早川 敏行 東京都江東区木場１丁目５番１号 株式会 社フジクラ内 (72)発明者 青柳 守 東京都江東区木場１丁目５番１号 株式会 社フジクラ内 (72)発明者 西原 巧 東京都千代田区麹町１−３ 麹町平岡ビル 財団法人河川情報センター内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数本の光ファイバ心線を撚らずに集合
   させた集合体の上にシースが設けられ、このシースの外
   表面に、前記光ファイバ心線を直線状に布設するための
   マーカーが設けられていることを特徴とする光ファイバ
   ケーブル。
2. 【請求項２】 光ファイバケーブルを所定周期で交互に
   捻回しながら巻き取ることを特徴とする光ファイバケー
   ブルの巻き取り方法。