JP2006514324A - 直線集合構造のルースチューブ型光ケーブル - Google Patents

Abstract

本発明は、長手方向に延長されるがその中心軸が上記光ケーブルの中心から離脱された抗張力引張線と、上記抗張力引張線に対して意図的なねじりがなく長手方向に延長されたルースチューブ光繊維ユニットと、上記抗張力引張線と上記ルースチューブ光繊維ユニットを含み直線構造で集合された集合体の外周を包むケーブル外皮とを含むが、上記直線集合体の重心が上記抗張力引張線内に位置することを特徴とする直線集合構造のルースチューブ型光ケーブルに関するものである。抗張力引張線とルースチューブ光繊維ユニットの幾何学的パラメタを調節することによって、集合体の重心を抗張力引張線内に限定させ、光ケーブルの最大曲げ半径で光繊維の最大伸率を所定の範囲内で制限する。

Description

本発明は、ルースチューブ型光ケーブルに関するものであって、より詳しくは、光ケーブルの原形維持のための介在物がなく、ケーブルの抗張力引張線の外周にルースチューブの意図的なねじりのない、直線集合構造のルースチューブ型光ケーブルに関する。

通常、光ケーブルは光ケーブル芯の構造によって大きくルースチューブ型とリボンスロット型とに分けられる。このうち、ルースチューブ型光ケーブルは、プラスチックチューブ内に必要とする数量分の光繊維芯線をゼリーコンパウンドと共に実装させた複数の光繊維ユニット（以下、「ルースチューブ光繊維ユニット」と称す）をケーブル中心に位置した抗張力引張線の周りに長手方向に集合させた構造を有する。このとき、上記複数のルースチューブ光繊維ユニットは光ケーブルの鋪設やドラム巻き取りの際光ケーブルの屈曲により光繊維に引き起こるストレスを最小化するためにヘリカルねじりまたはＳＺねじりとして上記抗張力引張線の周りに集合される。

より具体的に図１を参照すると、従来のルースチューブ型光ケーブル１０は、光ケーブル１０のドラム巻き取りまたは屋内外に鋪設する際に光ケーブル１０に加えられる各種ストレスを最小化させる抗張力引張線２０と、上記抗張力引張線２０の周りにヘリカルねじりまたはＳＺねじりにより長手方向に集合された多数のルースチューブ光繊維ユニット３０と、これら抗張力引張線２０及び光繊維ユニット３０の集合体の周りを包みながらケーブル鋪設の際の外力（側圧、引張など）、鋪設後の外力（物の落下、物による圧縮破壊など）及び外部環境（水の侵入など）から光ケーブル１０内の光繊維４０を保護するケーブル外皮５０と、ケーブル外皮５０内のルースチューブ光繊維ユニット３０を除いた残った空間を充填する充填物６０とからなる。

ところが、図１のような構造を有するルースチューブ型光ケーブル１０において、必要とするルースチューブ光繊維ユニット３０の数が少ない場合、従来には光ケーブル１０を原形を保ちながらストレスを抗張力引張線２０に集中させ、抗張力引張線２０の周りでルースチューブ光繊維ユニット３０のヘリカルねじりまたはＳＺねじりを保ち光繊維のストレスを最小化するためケーブル外皮５０内の残った空間を介在物で代置する構造を採択していった。

例えば、図２に示したように一つの抗張力引張線２０の周りに６個のルースチューブ光繊維ユニット３０が集合される（１＋６）構造の光ケーブル１０において、必要な光繊維ユニット３０の数が２であり残りが不要であれば不要なルースチューブ光繊維ユニット４個は介在物７０に置換するようになる。

しかし、ルースチューブ型光ケーブル１０において必要とするルースチューブ光繊維ユニット３０の数が少ない場合、図２のように不要なルースチューブ光繊維ユニット３０を介在物７０に置換して光ケーブルを製造すると、ルースチューブ光繊維ユニット３０と介在物を抗張力引張線２０の周りにヘリカルまたはＳＺねじりで維持する工程が必要なだけでなく、光ケーブルの外径と重さが減少しないことから光ケーブルの製造、運搬、鋪設の費用が増加する問題点がある。

本発明は、上記のような問題を解決するために案出されたものであって、本発明が達成しようとする技術的課題は、不要な介在物の挿入を必要とせず、ルースチューブ光繊維ユニットを抗張力引張線の周りにヘリカルねじりまたはＳＺねじりをしなくても、引張ストレスが抗張力引張線の内部に集中され屈曲によって光繊維に引き起こるストレスを最小化できる直線集合構造のルースチューブ型光ケーブルを提供することにある。
上記技術的課題を達成するための本発明による直線集合構造のルースチューブ型光ケーブルは、長手方向に延長されるがその中心軸が上記光ケーブルの中心から離脱された抗張力引張線と、上記抗張力引張線に対して意図的なねじりがなく長手方向に延長されたルースチューブ光繊維ユニットと、上記抗張力引張線と上記ルースチューブ光繊維ユニットを含み直線構造で集合された集合体の外周を包むケーブル外皮とを含むが、上記直線集合体の重心が上記抗張力引張線内に位置することを特徴とする。

本発明において、上記重心の位置は上記抗張力引張線と上記ルースチューブ光繊維ユニットの幾何学的パラメタの条件と物性値の条件によって決められる。

本発明において、上記ルースチューブ光繊維ユニットが１個である（１＋１構造）の場合には、上記抗張力引張線と上記光繊維ユニットとは下記数式１による幾何学的パラメタの条件を有する。

ここで、ａは上記抗張力引張線の半径に対する上記ルースチューブ光繊維ユニットの半径の割合であり、上記ρ_１及びρ_２は各々ルースチューブ光繊維ユニット及び抗張力引張線の密度であり、γはルースチューブの半径に対するルースチューブの厚さの割合である。

本発明において、上記ルースチューブ光繊維ユニットが２個である（１＋２）構造である場合、上記抗張力引張線と上記光繊維ユニットとは下記数式２による幾何学的パラメタの条件を有する。

ここで、ａは上記抗張力引張線の半径に対する上記ルースチューブ光繊維ユニットの半径の割合であり、上記 ρ_１及びρ_２は各々ルースチューブ光繊維ユニット及び抗張力引張線の密度であり、γはルースチューブの半径に対するルースチューブの厚さの割合である。

本発明においては、上記抗張力引張線と上記ルースチューブ光繊維ユニットの幾何学的パラメタの条件を調節して、光ケーブルの鋪設の際光繊維の長期信頼性に影響を与えないようにすることが重要である。

一般に、光ケーブルの鋪設の際光ケーブルの最大曲げ半径を光ケーブル径の２０倍以上にする場合、光繊維の長期信頼性には影響がなく、光繊維の最大伸率は０．３％以下とする場合に光繊維の長期信頼性に影響がない。

従って、ルースチューブ光繊維ユニットを含む本発明において、光ケーブルの最大曲げ半径（光ケーブル径の２０倍）で光繊維の最大伸率を０．３％以下とする場合、ルースチューブ光繊維ユニットを抗張力引張線の周りにヘリカルねじりまたはＳＺねじりをしなくても光繊維の長期信頼性が保障され得る。

従って、本発明による（１＋２構造）または（１＋１構造）のルースチューブ型光ケーブルにおいては、上記抗張力引張線と上記ルースチューブ光繊維ユニットの幾何学的パラメタを下記数式３を満たすように選択することによって、光ケーブル径の２０倍を最大曲げ半径とする際光繊維の最大伸率を０．３％以下に制限する。

ここで、Ｒとrとは各々抗張力引張線及びルースチューブ光繊維ユニットの半径である。ｄはルースチューブ光繊維ユニットに挿入された光繊維の直径である。このとき、光繊維は一つまたは二つ以上であり得、光繊維が二つ以上の場合にｄは

のように計算され得る。ｔは、ルースチューブの厚さである。

本発明において、上記ルースチューブ光繊維ユニットに実装される光繊維芯線はチューブが変形されても光繊維に外圧が加えられないようにするため、０．０〜０．２％の余裕（Ｅｘｔｅｎｄｅｄ Ｆｉｂｅｒ Ｌｅｎｇｔｈ：ＥＦＬ）を有してプラスチックチューブ内に実装されるのが望ましい。

本発明によるルースチューブ型光ケーブルは、上記集合体を長手方向に結束するバインダーをさらに含むことができ、上記ケーブル外皮と上記集合体間に介在された水分浸透防止用充填物をさらに含むこともできる。

明細書内に統合されており明細書の一部を構成する添付図面は発明の現在の望ましい実施例を例示し、下記の望ましい実施例の詳細な説明と共に本発明の原理を説明する 。図面において、
図１は、従来の技術によるルースチューブ型光ケーブルの断面図である。

図２は、従来の技術による介在物が挿入されたルースチューブ型光ケーブルの断面図である。

図３は、本発明の実施例による（１＋２構造）のルースチューブ型光ケーブルの断面図である。

図４は、本発明の実施例による（１＋１構造）のルースチューブ型光ケーブルの断面図である。

図５は、Ｘ‐Ｙ直交座標系に示された本発明の実施例による直線構造で集合された（１＋２構造）の集合体に対する断面図である。

図６は、Ｘ‐Ｙ直交座標系に示された本発明の実施例による直線構造で集合された（１＋１構造）の集合体に対する断面図である。

図７ａは、本発明の実施例による（１＋１構造）のルースチューブ型光ケーブルにおいて、光繊維の伸率を所定範囲に限定するための幾何学的パラメタの条件を産出するための概念図である。

図７ｂは、本発明の実施例による（１＋１構造）のルースチューブ型光ケーブルにおいて、ルースチューブ内での光繊維の移動距離を産出するための概念図である。

図８は、本発明の実施例による（１＋２構造）のルースチューブ型光ケーブルにおいて、光繊維の伸率を所定範囲に限定するための幾何学的パラメタの条件を産出するための概念図である。

以下、添付された図面を参照しながら本発明の望ましい実施例を詳しく説明する。

図３及び図４は、各々（１＋２構造）及び（１＋１構造）を有する本発明の実施例によるルースチューブ型光ケーブルの断面図である。ここで、（１＋２構造）とは、一つの抗張力引張線と２個のルースチューブ光繊維ユニットが本発明によって集合された構造を、（１＋１構造）とは、一つの抗張力引張線と１個のルースチューブ光繊維ユニットが本発明によって集合された構造を称する。

図３及び図４を参照すると、本発明の実施例によるルースチューブ型光ケーブル（Ａ、Ｂ）は、長手方向（Ｚ方向）に延長されるがその中心軸が光ケーブル（Ａ、Ｂ）の中心から離脱した抗張力引張線８０と、上記抗張力引張線８０の外周で意図的なヘリカルねじりまたはＳＺねじりがなく長手方向（Ｚ方向）に延長された少なくとも一つ以上のルースチューブ光繊維ユニット９０と、上記抗張力引張線８０及び上記ルースチューブ光繊維ユニット９０を含むように集合された集合体１００ａ、１００ｂを直選集合構造で結束するバインダー１１０ａ、１１０ｂと、上記バインダー１１０ａ、１１０ｂで結束された直線集合構造の集合体１００ａ、１００ｂの外周を包むケーブル外皮１２０と、上記集合体１００ａ、１００ｂと上記ケーブル外皮１２０間に介在された充填物１３０とを備える。

本発明の実施例において、上記ルースチューブ光繊維ユニット９０は所定数の光繊維芯線１４０がプラスチックチューブ内に含まれた水分浸透防止用充填物１５０に収容された構造を有する。本発明の実施例において上記水分浸透防止用充填物１５０は、ゼリーコンパウンドまたはシリコンオイルであり得るが、本発明はこれに限定されない。上記水分浸透防止用充填物１５０は光繊維芯線１４０がプラスチックチューブ内で流動することを保障する。

上記ルースチューブ光繊維ユニット９０において、上記光繊維芯線１４０は０．０〜０．２％の余裕（Ｅｘｔｅｎｄｅｄ Ｆｉｂｅｒ Ｌｅｎｇｔｈ：ＥＦＬ）を有してプラスチックチューブ内に実装されるのが望ましい。このような場合、ルースチューブ光繊維ユニット９０はある程度変形されても光繊維芯線１４０には力が加えられないため外圧による損失増加が防止される。

本発明の実施例による光ケーブル（Ａ、Ｂ）は基本的に不要な介在物が挿入されていないため、抗張力引張線８０の中心軸とケーブルの重心が光ケーブル（Ａ、Ｂ）の中心軸と一致しない構造を有する。しかし、本発明による光ケーブル（Ａ、Ｂ）は抗張力引張線８０とルースチューブ光繊維ユニット９０の幾何学的パラメタが所定の条件（後述する）を満たすように選択されることによって、光ケーブル（Ａ、Ｂ）の重心が抗張力引張線８０内に限定される構造を有する。このとき、上記幾何学的パラメタの条件は抗張力引張線８０とルースチューブ光繊維ユニット９０の物性値によってより具体的に決められる（これに対しては後述する）。このように、幾何学的パラメタに条件を付与して光ケーブル（Ａ、Ｂ）の重心が抗張力引張線８０内に限定されると、光ケーブル（Ａ、Ｂ）の長手方向に加えられる力の作用点を抗張力引張線８０に集中させることができてルースチューブ光繊維ユニット９０に収容された光繊維に及ぶ影響を最小化させ得る。

また、本発明の実施例による光ケーブル（Ａ、Ｂ）は直線集合構造になっておりヘリカルねじりまたはＳＺねじりによるルースチューブ光繊維ユニット９０の集合構造を備えない。このような場合、光ケーブル（Ａ、Ｂ）の鋪設の際やドラム巻き取りの際にルースチューブ光繊維ユニット９０に収容された光繊維芯線１４０にストレスが引き起こって光繊維芯線１４０の特性が低下され得る。このような問題を解決するために、本発明の望ましい実施例においては、上記抗張力引張線８０とルースチューブ光繊維ユニット９０の幾何学的パラメタに所定の条件を付与することによって、光ケーブル（Ａ、Ｂ）に一般に要求される最大曲げ半径であるケーブル径の２０倍の半径で光ケーブル（Ａ、Ｂ）を曲げても、光繊維芯線１４０の最大伸率が光ケーブル（Ａ、Ｂ）の長期信頼性を保障するために一般に要求される数値範囲である０．３％以内になるように制限する。上記幾何学的パラメタの条件に対しては図７ａ、図７ｂ及び図８を参照しながら詳しく後述する。

本発明の実施例において、上記抗張力引張線８０はケブラーアラミドヤーン（Ｋｅｖｌ ａｒａｒａｍｉｄ ｙａｒｎ）、エポキシ繊維棒（Ｆｉｂｅｒ ｇｌａｓｓ ｅｐｏｘｙ ｒｏｄ）、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ）、高強度繊維、鋼鉄または鋼線であり得る。しかし、本発明がこれに限定されるのではない。

本発明の実施例において、上記ケーブル外皮１２０は、テーピング層１２０ａ、ラミネーティッドアルミニウムテープからなる防湿層１２０ｂ及びポリエチレンからなる外部シース層１２０ｃの３層構造を有することができ、上記充填物１３０としてはゼリーコンパウンドが採用され得る。しかし、上記ケーブル外皮１２０の構造と上記充填物１３０の種類は、光ケーブルの使用目的と鋪設環境などによって公知の技術的思想の範囲内で多様に変化可能であることは本発明の属する技術分野において通常の知識を有した者には当然である。場合によって、上記充填物１３０は光ケーブル（Ａ、Ｂ）に含まれないこともある。

図３及び図４に示したような本発明の実施例による光ケーブル（Ａ、Ｂ）において、ケーブルの重心が抗張力引張線８０内に限定されるための幾何学的パラメタの条件を（１＋２構造）及び（１＋１構造）のルースチューブ型光ケーブル（Ａ、Ｂ）の各々に対して以下で詳しく説明する。

（１＋２構造）のルースチューブ型光ケーブル
図５は質量がｍであり半径がｒである第１及び第２ルースチューブ光繊維ユニット１７０、１８０と、質量がＭであり半径がＲである抗張力引張線１９０が本発明の技術的思想によって直線構造で集合された集合体２００の断面図をＸ‐Ｙ直交座標系に示したものである。

図５に示したような（１＋２構造）のルースチューブ型光ケーブルにおいて抗張力引張線１９０の中心座標Ｃ１と第１及び第２ルースチューブ光繊維ユニット１７０、１８０の各中心座標Ｃ２及びＣ３は下記のように表すことができる。

上記集合体２００の重心の位置をＣ_ＣＭ（ｘ_ＣＭ、ｙ_ＣＭ）とすると、上記の中心座標Ｃ１、Ｃ２およびＣ３を用いて重心の座標を求めると下記のようである。

一方、上記第１及び第２ルースチューブ光繊維ユニット１７０、１８０のチューブの厚さをｔとし、これをチューブ半径ｒのγ倍と定義するとｔ は γｒと表すことができる（但し、０＜γ＜０．５）。このような場合、第１及び第２ルースチューブ光繊維ユニット１７０、１８０の密度がρ_１であり抗張力引張線１９０の密度がρ_２であるとき、質量ｍ及びＭはｒ、Ｒ、ρ_１、ρ_２で各々下記のように表すことができる。

上記質量ｍ及びＭに対する式（３）及び（４）を上記重心の座標式（１）及び（２）に代入しｒ＝ａ・Ｒに置換すると、重心の座標は下記のように纏めることができる。

上記集合体２００の重心の位置が抗張力引張線１９０内に限定されると、光ケーブルの重心の位置もまた抗張力引張線１９０内に限定される。このためには上記集合体２００の重心の座標が抗張力引張線１９０の境界内になければならないが、このような条件は重心の座標式（５）及び（６）が下記条件式（７）及び（８）を満たすことにより達成される。

上記式（７）及び（８）に重心の座標式（５）及び（６）を代入し、ｒ＝ａ・Ｒ に置換すると上記式（７）及び（８）は下記のように纏められて本発明による幾何学的パラメタの条件式が算出される。

、Ｒで割ると、

上記パラメタの条件式において、条件式（７）’はａ が０より大きいため常に満たされる。従って、抗張力引張線 １９０と第１及び第２ルースチューブ光繊維ユニット１７０、１８０の密度 ρ_１及びρ_２が与えられたとき、抗張力引張線１９０とルースチューブ光繊維ユニット１７０、１８０間の幾何学的パラメタである半径比ａとルースチューブ半径に対するルースチューブの厚さ比γを上記条件式（８）’を満たすように適切に選択すると、光ケーブルの重心が抗張力引張線１９０の内部に限定される本発明によるルースチューブ型光ケーブルを具現できるようになる。

例えば、抗張力引張線１９０がＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃ：ρ_２＝１．７ｋｇ/ｍ^３）であり、ルースチューブがＰＰ（Ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ：ρ_１＝０．８８ ｋｇ/ｍ^３）であり、γが０．０５である場合、幾何学的パラメタａが範囲０＜ａ＜２．６８を満たすと光ケーブルの重心の位置が抗張力引張線１９０内に限定される。また、γ値と抗張力引張線１９０の種類が上記と同一の条件である場合、ルースチューブがＰＢＴ（Ｐｏｌｙｂｕｔｙｌｅｎｅｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ：ρ_１＝１．３１ ｋｇ/ｍ^３）であれば、幾何学的パラメタａが範囲０＜ａ＜２．２３を満たすようになると光ケーブルの重心の位置が抗張力引張線１９０内に限定されるようになる。

（１＋１構造）のルースチューブ型光ケーブル
図６は質量がｍであり半径がｒであるルースチューブ光繊維ユニット２１０と、質量がＭであり半径がＲである抗張力引張線２２０が本発明によって直線構造で集合された集合体２３０の断面図をＸ‐Ｙ直交座標系に示したものである。

図６に示したような（１＋１構造）のルースチューブ型光ケーブルにおいて、ルースチューブ光繊維ユニット２１０の中心座標Ｃ１と抗張力引張線２２０の中心座標Ｃ２は下記のように表すことができる。

上記集合体２３０の重心の位置をＣ_ＣＭ（ｘ_ＣＭ、ｙ_ＣＭ）とすると、上記中心座標Ｃ１及びＣ２を用いて集合体２３０の重心の座標を求めると下記のようである。

一方、上記ルースチューブ光繊維ユニット２１０のチューブの厚さをｔとし、これをチューブ半径ｒのγ倍と定義するとｔはγrであると表すことができる（但し、０＜γ＜０．５）。このような場合、ルースチューブ光繊維ユニット２１０の密度がρ_１であり抗張力引張線２２０の密度がρ_２であるとき、質量ｍ及びＭはｒ、Ｒ、ρ_１、ρ_２で各々下記のように表すことができる。

上記質量ｍ及びＭに対する式（１１）及び（１２）を上記重心の座標式（９）及び（１０）に代入し、ｒ＝α・Ｒに置換すると、重心の座標は下記のように纏められる。

本発明による光ケーブルにおいて、上記集合体２３０の重心の位置が抗張力引張線２２０内に限定されると、光ケーブルの重心の位置もまた抗張力引張線２２０内に限定される。このためには、上記集合体２３０の重心の座標が抗張力引張線２２０の境界内になければならないが、このような条件は重心の座標式（１３）及び（１４）が下記条件式（１５）及び（１６）を満たすようになる場合達成される。

上記式（１５）及び（１６）に重心の座標式（１３）及び（１４）を代入しｒ＝ａ・Ｒに置換すると、上記式（１５）及び（１６）は下記のように纏められて本発明による幾何学的パラメタの条件式が算出される。

、Ｒで割ると、

上記パラメタの条件式において、条件式 （１５）'はａ が０より大きいため常に満たされる。従って、ルースチューブ光繊維ユニット２１０と抗張力引張線２２０の 密度ρ_１及びρ_２が与えられたとき、抗張力引張線２２０とルースチューブ光繊維ユニット２１０ 間の幾何学的パラメタである半径比ａとルースチューブ半径に対するルースチューブの厚さ比γを上記条件式（１６）'を満たすように適切に選択すると、光ケーブルの重心の位置が抗張力引張線２２０内部に限定される本発明によるルースチューブ型光ケーブルを具現できるようになる。

例えば、抗張力引張線がＦＲＰ（ρ_２＝１．７ｋｇ/ｍ^３）であり、ルースチューブがＰＰ（ρ_１＝０．８８ｋｇ/ｍ^３）であり、γが０．０５である場合、幾何学的パラメタａが範囲０＜ａ＜２．７１を満たすと光ケーブルの重心の位置が抗張力引張線２２０内に限定される。また、γ値と抗張力引張線２２０の種類が上記と同一の条件である場合、ルースチューブがＰＢＴ（ρ_１＝１．３１ｋｇ/ｍ^３）であれば、幾何学的パラメタａが範囲０＜ａ＜２．３７を満足する場合光ケーブルの重心の位置が抗張力引張線内に限定されるようになる。

上記では（１＋２構造）または（１＋１構造）のルースチューブ型光ケーブルにおいて本発明によって直線構造で集合された集合体の重心が抗張力引張線内に位置する実施例が説明された。しかし、本発明による技術的思想はこれに限定されず、（１＋３構造）、（１＋４構造）などを有するルースチューブ型光ケーブルにも適用され得ることは本発明の属する技術分野において通常の知識を有した者に当然である。

一方、本発明による光ケーブルは上述したように、抗張力引張線の外周にヘリカルねじりまたはＳＺねじりによるルースチューブ光繊維ユニットの集合構造を備えない。従って、光ケーブルのドラム巻き取りの際または鋪設の際に伴うケーブルの屈曲によってルースチューブ光繊維ユニットの光繊維芯線にストレスが印加されることによって光繊維の特性が低下され得る。このような問題を解決するために、本発明の望ましい実施例では、上記抗張力引張線とルースチューブ光繊維ユニットの幾何学的パラメタに所定の条件を付与することによって、光ケーブルに対して一般に要求される最大曲げ半径である光ケーブル径の２０倍の半径でケーブルが曲げられても、光繊維の最大伸率がケーブルの長期信頼性を保障するために一般に要求される数値範囲である０．３％以内になるようにする。

上記最大曲げ半径において光繊維の伸率条件を満足するために要求される幾何学的パラメタの条件を本発明によるルースチューブ型光ケーブルに対して産出すると次のようである。

図７ａを参照すると、本発明による（１＋１構造）のルースチューブ型光ケーブル２４０において、光ケーブル２４０の最大伸率が最大曲げ半径２０Ｄで０．３％以下になるためには、下記式（１７）が満たされなければならない。

ここで、Ｌ_曲げは上記した最大曲げ半径２０Ｄで光ケーブル２４０のルースチューブ内に実装された光繊維芯線２７０の長さを、Ｌ_初めは光ケーブル２４０そのものの長さを意味する。従って、Ｌ _曲げとＬ _初めは各々下記式（１８）及び（１９）のように表すことができる。

ところが、光繊維芯線２７０は前述したようにルースチューブ内で自由に移動できるように実装されるため、図７ｂに示したように（ｒ‐ｄ／２‐ｔ）くらいの空間をルースチューブ内で動くことができる。従って、上記式（１８）は下記式（１８）'に変更される。ここで、ｄは光繊維芯線の直径でありｔはルースチューブの厚さである。

上記式（１８）'と（１９）を式（１７）に代入して纏めると、光ケーブル２４０の最大曲げ半径２０Ｄで光繊維芯線２７０の最大伸率を０．３％以下に保つために必要な抗張力引張線２５０とルースチューブ光繊維ユニット２６０の幾何学的パラメタの条件が下記式２０のように算出される。

上記のような条件を満たすように抗張力引張線２５０とルースチューブ光繊維ユニット２６０の幾何学的パラメタを選択して本発明によるルースチューブ型光ケーブルを具現すれば、抗張力引張線２５０の周りにルースチューブをヘリカルまたはＳＺで捻じれなくても屈曲によって光繊維に引き起こるストレスを最小化させ得る。

図８を参照すると、本発明による（１＋２構造）のルースチューブ型光ケーブル（Ｏ_１-Ｏ_３-Ｏ_３）は最小曲げ半径２０Ｄで２πｒ_{（１＋２）}をＬ_曲げ値として有する。ルースチューブ光繊維ユニット２９０と抗張力引張線２８０の各々の半径が[１＋１構造（Ｏ_１-Ｏ_２）]と[１＋２構造（Ｏ_１-Ｏ_３-Ｏ_３）]で同一であれば、（１＋１構造）のルースチューブ型光ケーブルは２πｒ_{（１＋１）}をＬ_曲げ値として有する。ところが、図８に示したようにｒ_{（１＋２）}がr_{（１＋１）}より小さいため（１＋２構造）のルースチューブ型光ケーブルが（１＋１構造）のルースチューブ型光ケーブルよりＬ_曲げ値がさらに小さい。従って、（１＋２構造）のルースチューブ型光ケーブルの抗張力引張線２８０とルースチューブ光繊維ユニット２９０の幾何学的パラメタが前述した式（２０）を満たすようになると、（１＋２構造）のルースチューブ型光ケーブルにおいても自動的に最大曲げ半径２０Ｄで光繊維の最大伸率が０．３％以内に限定されるようになる。これは下記式（２１）によってより明確になる。

上記式（２１）において、Ｌ_{曲げ（１＋２）} Ｌ _{曲げ（１＋１）}、L_{初め（１＋２）} ＝ L _{初め（１＋１）} である。

前述したように本発明による（１＋２構造）のルースチューブ型光ケーブルで上記式（２０）を満たすように抗張力引張線２８０とルースチューブ光繊維ユニット２９０の幾何学的パラメタを選択すると、抗張力引張線２８０の周りにルースチューブをヘリカルまたはＳＺで捻れなくても屈曲によって光繊維に引き起こるストレスを最小化させ得る。

前述したように、本発明は光ケーブルの鋪設の際光繊維の長期信頼性を保障できるように抗張力引張線とルースチューブ光繊維ユニットの幾何学的パラメタに所定の条件を付与することによって所期の目的を達成し、さらに望ましくは、ルースチューブ光繊維ユニットに挿入される光繊維芯線を０．０〜０．２％のＥＦＬ（Ｅｘｔｅｎｄｅｄ Ｆｉｂｅｒ Ｌｅｎｇｔｈ）を有するように挿入することによって光繊維の長期信頼性をさらに向上させ得る。

本発明の一側面によると、抗張力引張線とルースチューブ光繊維ユニットの幾何学的パラメタを調節することによって、光ケーブルの重心を抗張力引張線内に限定させて光ケーブルに加えられるストレスを最小化させ得る。また、光ケーブルの最大曲げ半径で光繊維の最大伸率を所定の範囲内に制限することによって、ルースチューブをヘリカルまたはＳＺで捻れなくても光ケーブルに含まれた光繊維に印加されるストレスを最小化させ得る。

本発明のほかの側面によると、抗張力引張線の周りにルースチューブ光繊維ユニットをヘリカルまたはＳＺで捻れないためチューブ集合工程を省くことができ、ケーブルの原形維持のための介在物を除去することによって光ケーブル製造工程の単純化、ケーブルの小型化及び軽量化を成すことができる。

本明細書に記載された実施例と図面に示された構成は本発明の最も望ましい一実施例に過ぎず、本発明の技術的思想を全て代弁するものではないため、本出願時点においてこれらに代替できる多様な均等物と変更例があり得ることを理解すべきである。

図１は、従来の技術によるルースチューブ型光ケーブルの断面図である。 図２は、従来の技術による介在物が挿入されたルースチューブ型光ケーブルの断面図である。 図３は、本発明の実施例による（１＋２構造）のルースチューブ型光ケーブルの断面図である。 図４は、本発明の実施例による（１＋１構造）のルースチューブ型光ケーブルの断面図である。 図５は、Ｘ‐Ｙ直交座標系に示された本発明の実施例による直線構造で集合された（１＋２構造）の集合体に対する断面図である。 図６は、Ｘ‐Ｙ直交座標系に示された本発明の実施例による直線構造で集合された（１＋１構造）の集合体に対する断面図である。 図７ａは、本発明の実施例による（１＋１構造）のルースチューブ型光ケーブルにおいて、光繊維の伸率を所定範囲に限定するための幾何学的パラメタの条件を産出するための概念図である。 図７ｂは、本発明の実施例による（１＋１構造）のルースチューブ型光ケーブルにおいて、ルースチューブ内での光繊維の移動距離を産出するための概念図である。 図８は、本発明の実施例による（１＋２構造）のルースチューブ型光ケーブルにおいて、光繊維の伸率を所定範囲に限定するための幾何学的パラメタの条件を産出するための概念図である。

Claims (20)

1. ルースチューブ型光ケーブルにおいて、
   （a）長手方向に延長されるがその中心軸が上記光ケーブルの中心から離脱された抗張力引張線と、
   （b）上記抗張力引張線に対して意図的なねじりがなく長手方向に延長されたルースチューブ光繊維ユニットと、
   （c）上記抗張力引張線と上記ルースチューブ光繊維ユニットとを含み直線構造で集合された集合体の外周を包むケーブル外皮とを含むが、
   上記直線集合体の重心が上記抗張力引張線内に位置することを特徴とする直線集合構造のルースチューブ型光ケーブル。
2. 上記抗張力引張線と上記ルースチューブ光繊維ユニットの幾何学的パラメタの条件と物性値の条件により上記重心が上記抗張力引張線内に位置することを特徴とする請求項１に記載の直線集合構造のルースチューブ型光ケーブル。
3. 上記集合体は一つの抗張力引張線と一つのルースチューブ光繊維ユニットとが集合された構造であることを特徴とする請求項２に記載の直線集合構造のルースチューブ型光ケーブル。
4. 上記抗張力引張線と上記光繊維ユニットは下記数式１による幾何学的パラメタの条件を有することを特徴とする請求項３に記載の直線集合構造のルースチューブ型光ケーブル。
   

   

   ここで、ａは上記抗張力引張線の半径に対する上記ルースチューブ光繊維ユニットの半径の割合であり、上記ρ_１及びρ_２は各々ルースチューブ光繊維ユニット及び抗張力引張線の密度であり、γはルースチューブの半径に対するルースチューブの厚さの割合である。
5. 上記集合体は一つの抗張力引張線と二個のルースチューブ光繊維ユニットとが集合された構造であることを特徴とする請求項２に記載の直線集合構造のルースチューブ型光ケーブル。
6. 上記抗張力引張線と上記光繊維ユニットは下記数式２による幾何学的パラメタの条件を有することを特徴とする請求項５に記載の直線集合構造のルースチューブ型光ケーブル。
   

   

   ここで、ａは上記抗張力引張線の半径に対する上記ルースチューブ光繊維ユニットの半径の割合であり、上記ρ_１及びρ_２は各々ルースチューブ光繊維ユニット及び抗張力引張線の密度であり、γはルースチューブの半径に対するルースチューブの厚さの割合である。
7. 上記集合体を長手方向に結束するバインダーをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の直線集合構造のルースチューブ型光ケーブル。
8. 上記ケーブル外皮と上記集合体との間に水分浸透防止用の充填物が介在されたことを特徴とする請求項１に記載の直線集合構造のルースチューブ型光ケーブル。
9. 上記ルースチューブ光繊維ユニットは０．０〜０．２％のＥＦＬ（Ｅｘｔｅｎｄｅｄ Ｆｉｂｅｒ Ｌｅｎｇｔｈ）を有することを特徴とする請求項１に記載の直線集合構造のルースチューブ型光ケーブル。
10. ルースチューブ型光ケーブルにおいて、
    （a）長手方向に延長されるが、その中心軸が上記光ケーブルの中心から離脱された抗張力引張線と、
    （b）上記抗張力引張線に対して意図的なねじりがなく長手方向に延長されたルースチューブ光繊維ユニットと、
    （c）上記抗張力引張線と上記ルースチューブ光繊維ユニットとを含み直線構造で集合された集合体の外周を包むケーブル外皮とを含むが、
    上記直線集合体の重心が上記抗張力引張線内に限定され、上記抗張力引張線と上記ルースチューブ光繊維ユニットの幾何学的パラメタが光ケーブルの所定最大曲げ半径で光繊維の最大伸率が所定の数値以下になるようにする条件を満たすことを特徴とする直線集合構造のルースチューブ型光ケーブル。
11. 上記抗張力引張線と上記ルースチューブ光繊維ユニットの幾何学的パラメタの条件と物性値の条件により上記重心が上記抗張力引張線内に位置することを特徴とする請求項１０に記載の直線集合構造のルースチューブ型光ケーブル。
12. 上記集合体は一つの抗張力引張線と一つのルースチューブ光繊維ユニットとが集合された構造であることを特徴とする請求項１１に記載の直線集合構造のルースチューブ型光ケーブル。
13. 上記抗張力引張線と上記光繊維ユニットは下記数式３による幾何学的パラメタの条件を有することを特徴とする請求項１２に記載の直線集合構造のルースチューブ型光ケーブル。
    

    

    ここで、ａは上記抗張力引張線の半径に対する上記ルースチューブ光繊維ユニットの半径の割合であり、上記ρ_１及びρ_２は各々ルースチューブ光繊維ユニット及び抗張力引張線の密度であり、γはルースチューブの半径に対するルースチューブの厚さの割合である。
14. 上記集合体は一つの抗張力引張線と二個のルースチューブ光繊維ユニットとが集合された構造であることを特徴とする請求項１１に記載の直線集合構造のルースチューブ型光ケーブル。
15. 上記抗張力引張線と上記光繊維ユニットは下記数式４による幾何学的パラメタの条件を有することを特徴とする請求項１４に記載の直線集合構造のルースチューブ型光ケーブル。
    

    

    ここで、ａは上記抗張力引張線の半径に対する上記ルースチューブ光繊維ユニットの半径の割合であり、上記ρ_１及びρ_２は各々ルースチューブ光繊維ユニット及び抗張力引張線の密度であり、γはルースチューブの半径に対するルースチューブの厚さの割合である。
16. 上記最大曲げ半径は光ケーブル径の２０倍であり、
    上記最大伸率は０．３％以内に限定されることを特徴とする請求項１２または請求項１４に記載の直線集合構造のルースチューブ型光ケーブル。
17. 上記抗張力引張線と上記ルースチューブ光繊維ユニットの幾何学的パラメタは下記数式５を満たすことを特徴とする請求項１６に記載の直線集合構造のルースチューブ型光ケーブル。
    

    

    ここで、Ｒとｒは各々抗張力引張線及びルースチューブ光繊維ユニットの半径であり、ｔはルースチューブの厚さであり、ｄはルースチューブ光繊維ユニットに挿入された光繊維の直径であり、光繊維は一つまたは二つ以上であり得、光繊維が二つ以上の場合にｄは
    

    

    のように計算される。
18. 上記集合体を長手方向に結束するバインダーをさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の直線集合構造のルースチューブ型光ケーブル。
19. 上記ケーブル外皮と上記集合体間に水分浸透防止用充填物がさらに介在されたことを特徴とする請求項１０に記載の直線集合構造のルースチューブ型光ケーブル。
20. 上記ルースチューブ光繊維ユニットは０．０〜０．２％のＥＦＬ（Ｅｘｔｅｎｄｅｄ Ｆｉｂｅｒ Ｌｅｎｇｔｈ）を有することを特徴とする請求項１０に記載の直線集合構造のルースチューブ型光ケーブル。
    
    

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