JP2011232733A - 光ファイバテープ心線、光ファイバケーブル、及び光ファイバテープ心線の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】中間部での単心分離を容易にすると共に、光ファイバケーブルに乱雑に収容できるようにした光ファイバテープ心線を提供する。
【解決手段】光ファイバテープ心線１は、互いの間隔を離して平行に並べられた複数心の光ファイバ心線２が樹脂で一体的に被覆されたテープ心線部１ａと、複数心の光ファイバ心線２が一体化されていない単心部１ｂとが長手方向に交互に形成されている。テープ心線部１ａは、光ファイバ心線２及びその被覆層３からなる心線部４ａと、心線部４ａ間を連結する連結部４ｂとを有し、連結部４ｂの厚みを心線部４ａの厚みよりも小さくし、被覆層３を形成する樹脂のヤング率を０.５〜５０ＭＰａ、伸びを５０〜２５０％とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、互いに間隔を離して平行に並べられた複数心の光ファイバ心線を樹脂で被覆してなる光ファイバテープ心線、光ファイバケーブル、及び光ファイバテープ心線の製造方法に関する。

従来、光ファイバ心線、例えば、外径０.１２５ｍｍのガラスファイバに保護被覆を施して外径を０.２５ｍｍとした光ファイバ心線の複数心を平行に並べた状態で被覆樹脂により一括被覆を施してテープ状にした光ファイバテープ心線が知られている。被覆樹脂としては、通常、紫外線硬化型樹脂が用いられ、光ファイバ心線は互いに密着配列した状態で一括被覆されている。

このような光ファイバテープ心線の端部では光ファイバ心線毎に単心分離し、各光ファイバ心線の先端に光コネクタを接続して、この光コネクタを介して各光ファイバ心線に信号光を入力または出力するようにしている。また、光ファイバテープ心線の端部ではなく中間部で単心分離を行うことが必要となる場合もあるが、中間部で単心分離を行うためには特殊な治具が用いられていた。

上記の光ファイバテープ心線に含まれる複数心の光ファイバ心線のうちのいずれかが既に通信に使用されている場合がある。このような活線状態において中間部で単心分離を行うと、使用中の光ファイバ心線を指で触れたり、あるいは、使用中の光ファイバ心線を治具で小径に曲げたりすることから、使用中の光ファイバ心線の損失が一時的に増加することがある。このような損失の増加は、光ファイバ心線を用いた通信に悪影響を与えることがある。

これに対して、テープ心線部と単心部とを長手方向に交互に形成することにより、中間部で単心分離を行う際に損失の増加を抑制することができる光ファイバテープ心線が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。

図７は、特許文献１に記載された光ファイバテープ心線を示す図である。図中、１００は光ファイバテープ心線を示す。光ファイバテープ心線１００は、４心の光ファイバ心線１０１の長手方向に間欠的に樹脂（紫外線硬化型樹脂など）で被覆されている。すなわち、光ファイバテープ心線１００の長手方向に対して、４心の光ファイバ心線１０１の全周が被覆樹脂で一体化されたテープ心線部１０２と、４心の光ファイバ心線１０１が被覆樹脂で一体化されていない単心部１０３とが形成されている。これによれば、被覆樹脂で一体化されていない単心部１０３で容易に単心分離を行うことができる。

特許第４０４９１５４号公報

図７に示した光ファイバテープ心線１００は、テープ状であり、且つ、曲がらないため、スロット型光ファイバケーブルに収容する際には、スロットの溝内に各テープ心線を整列させる必要がある。このため、収容作業に手間がかかっていた。これに対して、各テープ心線を整列させることなく、ある程度乱雑に収容できるようにすれば、収容作業を簡単にできると考えられる。

しかし、曲げられない複数の光ファイバテープ心線１００を乱雑にスロットの溝に収容していくと、各テープ心線に曲げ応力が加わり、過剰な歪みと光損失を増加させてしまうという問題がある。このため、各テープ心線がスロットの溝内である程度自由に曲げられるように、テープ心線に湾曲性を持たせる必要がある。

例えば、光ファイバ心線間の間隔を大きくし、その連結部分の厚みを薄くすることで、ある程度の湾曲性を付与できると考えられるが、被覆樹脂自体が低いヤング率で高い伸びを持つものでないと、乱雑な収容に耐えられるだけの十分な湾曲性を得ることはできない。従来の被覆樹脂は、ヤング率が２００〜１０００ＭＰａ、伸びが２０〜５０％程度が一般的であるが、これでは十分な湾曲性を得ることは難しい。

本発明は、上述のような実情に鑑みてなされたもので、中間部での単心分離を容易にすると共に、光ファイバケーブルに乱雑に収容できるようにした光ファイバテープ心線、光ファイバテープ心線を複数収容した光ファイバケーブル、及び光ファイバテープ心線の製造方法を提供すること、を目的とする。

本発明による光ファイバテープ心線は、互いの間隔を離して平行に並べられた複数心の光ファイバ心線が樹脂で一体的に被覆されたテープ心線部と、前記複数心の光ファイバ心線が一体化されていない単心部とが長手方向に交互に形成された光ファイバテープ心線であって、前記テープ心線部は、前記光ファイバ心線及びその被覆層からなる心線部と、該心線部間を連結する連結部とを有し、前記連結部の厚みを前記心線部の厚みよりも小さくし、前記樹脂のヤング率を０.５〜５０ＭＰａ、伸びを５０〜２５０％としている。
また、連結部の長さを２０〜１５０μｍ、心線部の被覆層の厚みを２〜２５μｍ、連結部の厚みを４０〜２００μｍとするのが好ましい。

本発明による光ファイバケーブルは、上記の光ファイバテープ心線を複数含むものである。また、光ファイバケーブルに収容される複数の光ファイバテープ心線は、テープ心線部のピッチが互いに異なっているのが好ましい。また、光ファイバテープ心線を複数収容したスロットを備え、スロットに上巻きテープを巻き付け、その外側を外被で被覆したものが好ましい。

本発明による光ファイバテープ心線の製造方法は、互いの間隔を離して平行に並べられた複数心の光ファイバ心線の長手方向に沿って樹脂を間欠的に塗布することにより、複数心の光ファイバ心線が樹脂で一体的に被覆されたテープ心線部と、複数心の光ファイバ心線が一体化されていない単心部とを交互に形成する。

本発明によれば、複数心の光ファイバ心線を被覆樹脂で一体化した部分と、一体化していない部分とを長手方向に交互に形成することにより、中間部での単心分離を容易にすることができ、さらに、光ファイバ心線間の間隔を離し、その連結部分の厚みを薄くすると共に、曲げ易い樹脂で被覆することにより、光ファイバテープ心線を光ファイバケーブルに乱雑に収容することができるため、収容作業の手間を軽減することができる。

本発明による光ファイバテープ心線の一例を示す図である。 本発明による光ファイバテープ心線のその他の例を示す図である。 本発明による光ファイバテープ心線の製造方法の一例を説明するための図である。 単心分離装置の構成例を示す図である。 本発明による光ファイバテープ心線のその他の例を示す図である。 本発明による光ファイバテープ心線のケーブル実装例を示す図である。 特許文献１に記載された光ファイバテープ心線を示す図である。

以下、図１〜６を参照しながら、本発明の光ファイバテープ心線、光ファイバケーブル、及び光ファイバテープ心線の製造方法に係る好適な実施の形態について説明する。
図１は、本発明による光ファイバテープ心線の一例を示す図である。図１（Ａ）は光ファイバテープ心線を上面から見た図、図１（Ｂ）は光ファイバテープ心線のＸＸ′断面を示す図、図１（Ｃ）は光ファイバテープ心線のＹＹ′断面を示す図である。図中、１は光ファイバテープ心線（以下、テープ心線という）を示す。光ファイバ心線２としては、例えば、外径０.１２５ｍｍのガラスファイバに保護被覆を施して外径を０.２５ｍｍとしたものが用いられる。

本発明は、複数心の光ファイバ心線を被覆樹脂で一体化した部分と、一体化していない部分とを長手方向に交互に形成することにより、中間部での単心分離を容易にし、さらに、光ファイバ心線間の間隔を離し、その連結部分の厚みを薄くすると共に、曲げ易い樹脂で被覆することにより、光ファイバテープ心線を光ファイバケーブルに乱雑に収容できるようにし、収容作業の手間を軽減するものである。

このための構成として、図１に示すように、テープ心線１は、互いの間隔を離して平行に並べられた複数心の光ファイバ心線２が樹脂で一体的に被覆されたテープ心線部１ａと、複数心の光ファイバ心線２が一体化されていない単心部１ｂとが長手方向に交互に形成されている。すなわち、テープ心線部１ａは、複数心の光ファイバ心線２と、複数心の光ファイバ心線２を共通の樹脂で一体的に被覆した被覆層３とで構成され、単心部１ｂは、被覆層３がなく複数心の光ファイバ心線２のみで構成されている。この単心部１ｂの各光ファイバ心線２は、被覆樹脂で一体化されておらず、それぞれ独立した状態になっているため、単心分離を容易に行うことができる。

また、テープ心線部１ａは、光ファイバ心線２及びその被覆層３からなる心線部４ａと、心線部４ａ間を連結する連結部４ｂとを有し、連結部４ｂの厚みが心線部４ａの厚みよりも小さくなるように形成されている。そして、被覆層３を形成する樹脂は、例えば、紫外線硬化型樹脂であり、そのヤング率を０.５〜５０ＭＰａ、伸びを５０〜２５０％としている。従来の光ファイバテープ心線の被覆樹脂は、ヤング率が２００〜１０００ＭＰａ、伸びが２０〜５０％程度であるため、これに比べて柔軟で曲げ易いと言える。これにより、テープ心線１を厚み方向にある程度自由に曲げることができ、テープ心線１が湾曲した状態で光ファイバケーブルのスロットの溝内に収容させることができる。

図１（Ａ）において具体例を示すと、連結部４ｂの長さＬ１を２０〜１５０μｍ、光ファイバ心線２の外径Ｗ１を０.２５ｍｍ、心線部４ａの被覆層３の厚みＷ２を２〜２５μｍ、連結部４ｂの厚みＷ３を４０〜２００μｍとし、４心の光ファイバ心線２でテープ心線１を構成した。

また、光ファイバ心線２として、外径０．１２５ｍｍのガラスファイバに保護被覆を施して外径０．２０ｍｍとしたものを用い、４心を並べて図１のような構造としてもよい。例えば、心線部４ａの被覆層３の厚みＷ２を５μｍ（＝０．００５ｍｍ）、連結部４ｂの長さＬ１を４０μｍ（０．０４ｍｍ）とした場合、光ファイバ心線間のピッチ（中心間の距離）は、０．２０ｍｍ＋０．００５ｍｍ×２＋０．０４ｍｍ＝０．２５ｍｍとなり、従来用いられている０．２５ｍｍピッチのテープ心線と同一のピッチとなる。

このため、汎用の融着接続機に用いるホルダにテープ心線部１ａを位置決めして一括で融着接続することができる。ここで、ピッチが合っていない場合、連結部４ｂを弾性変形させて、ホルダに嵌め込むことになるが、このように、ピッチが合うことで無理なく、ホルダに挿入することができる。また、光ファイバ心線２の外径を小さくすることで、高密度に充填することが可能となる。

このように、複数心の光ファイバ心線２を被覆樹脂で一体化したテープ心線部１ａと、被覆樹脂で一体化していない単心部１ｂとを長手方向に交互に形成することにより、中間部での単心分離を容易にすることができる。そして、さらに、テープ心線部１ａにおいては光ファイバ心線２間の間隔を離し、その連結部分の厚みを薄くすると共に、曲げ易い樹脂で被覆することにより、テープ心線１を光ファイバケーブルに乱雑に収容できるため、収容作業の手間を軽減することが可能となる。

図２は、本発明による光ファイバテープ心線のその他の例を示す図である。図２（Ａ）は光ファイバテープ心線を上面から見た図、図２（Ｂ）は光ファイバテープ心線のＸＸ′断面を示す図、図２（Ｃ）は光ファイバテープ心線のＺＺ′断面を示す図である。本例のテープ心線１′は、図１に示したテープ心線１と比べ単心部の構成が異なっている。すなわち、テープ心線１′を構成するテープ心線部１ａ及び単心部１ｂ′共に、複数心の光ファイバ心線２と、複数心の光ファイバ心線２を共通の樹脂で一体的に被覆した被覆層３とで構成されているが、単心部１ｂ′は連結部４ｂが切断されており、各光ファイバ心線２がそれぞれ独立した状態になっている。このため、図１のテープ心線１と同様に、単心分離を容易に行うことができる。

図３は、本発明による光ファイバテープ心線の製造方法の一例を説明するための図である。まず、図１に示した４心のテープ心線１を製造する場合の第１の製造方法について説明する。図３に示すように、単心の光ファイバ心線２が巻かれた４つのボビン５それぞれから光ファイバ心線２を集線装置６に供給し、この集線装置６で４心の光ファイバ心線２を所定の間隔を保持した状態で集合させる。そして、集合させた４心の光ファイバ心線２を塗布装置７に供給し、この塗布装置７で未硬化の紫外線硬化型樹脂が間欠的に塗布される。

すなわち、塗布装置７では、互いの間隔を離して平行に並べられた４心の光ファイバ心線２の長手方向に沿って紫外線硬化型樹脂が間欠的に塗布される。これにより、紫外線硬化型樹脂で一体被覆する第１の部分と、一体被覆しない第２の部分とが交互に形成される。そして、第１の部分と第２の部分とが交互に形成された４心の光ファイバ心線２は、紫外線照射炉８に送られ、ここで紫外線が照射され、第１の部分に塗布された紫外線硬化型樹脂が硬化される。

これにより、光ファイバ心線２に被覆層３が形成され、第１の部分はテープ心線部１ａとされる。また、紫外線硬化型樹脂が塗布されていない第２の部分は、光ファイバ心線２に被覆層３が形成されず、このまま単心部１ｂとされる。このようにして、テープ心線部１ａと単心部１ｂとが長手方向に交互に形成されたテープ心線１はテープ心線巻取り装置１０に巻き取られる。なお、この第１の製造方法では単心分離装置９は不要である。

上記の第１の製造方法では、４心の光ファイバ心線２の長手方向に対して紫外線硬化型樹脂を間欠塗布した後、全長に渡って紫外線が照射される。これにより、紫外線硬化型樹脂が塗布された部分にのみ被覆層３を形成することができる。

また、別の製造方法（第２の製造方法）でテープ心線部１ａと単心部１ｂとを長手方向に交互に形成するようにしてもよい。この第２の製造方法では、４心の光ファイバ心線２の長手方向に対して紫外線硬化型樹脂を全長塗布した後、紫外線硬化型樹脂で一体被覆する第１の部分にのみ間欠的に紫外線を照射して硬化させる。これにより第１の部分にのみ被覆層３を形成することができる。つまり、一体被覆しない第２の部分には紫外線を照射しないため、この第２の部分に塗布された紫外線硬化樹脂は未硬化のままとなる。そして、この未硬化樹脂を除去することで、被覆層３のない単心部１ｂを形成することができる。このようにして、テープ心線部１ａと単心部１ｂとを長手方向に交互に形成してもよい。

さらに、第３の製造方法として、図２に示した４心のテープ心線１′を製造する場合について説明する。上記例と同様に、単心の光ファイバ心線２が巻かれた４つのボビン５それぞれから光ファイバ心線２を集線装置６に供給し、この集線装置６で４心の光ファイバ心線２を所定の間隔を保持した状態で集合させる。そして、集合させた４心の光ファイバ心線２を塗布装置７に供給し、この塗布装置７で未硬化の紫外線硬化型樹脂が塗布される。そして、紫外線硬化型樹脂が塗布された４心の光ファイバ心線２は紫外線照射炉８に送られ、ここで紫外線が照射され、硬化される。これにより４心の光ファイバ心線２の全長に渡って被覆層３が形成される。なお、この断面は図２（Ｂ）に示したようになる。

第３の製造方法の場合、紫外線照射炉８で被覆層３が形成されたテープ心線は、単心分離されていないため、後段に設けられた単心分離装置９を利用する。図４に示すように、単心分離装置９は、櫛刃付き押え蓋９ａと、テープホルダ６ｂとで構成される。まず、紫外線照射炉８を出たテープ心線は、テープホルダ９ｂに供給され（Ｓ１）、単心分離させる部分（単心部１ｂ′に相当）に対して櫛刃付き押え蓋９ａを上（図の矢印の方向）から押え付ける（Ｓ２）。この櫛刃付き押え蓋９ａの刃により、単心分離させる部分の連結部４ｂが分断されて、単心部１ｂ′が形成される。

そして、単心部１ｂ′を形成した後、櫛刃付き押え蓋９ｂを上方に退避させ、このまま単心分離させない部分（テープ心線部１ａに相当）だけテープ心線を送り（Ｓ３）、次に単心分離させる部分がきたら櫛刃付き押え蓋９ａを押え付けて、単心部１ｂ′を形成する。以後、櫛刃付き押え蓋９ｂの上下動を所定間隔で繰り返し実行して、テープ心線部１ａと単心部１ｂ′とを長手方向に交互に形成する。このようにして製造されたテープ心線１′はテープ心線巻取り装置１０に巻き取られる。なお、単心部１ｂ′で分断された各光ファイバ心線２には被覆層３が形成されているが、各光ファイバ心線２を使用する際に必要に応じて被覆層３を除去すればよい。

図２に示したテープ心線１′は、複数心の光ファイバ心線２が互いの間隔を離して平行に配置されているため、単心分離装置９による単心分離が可能となる。これにより、光ファイバ心線２に損傷を与えることがなく、また、安全且つ簡単に単心分離を行うことができる。

このように、塗布装置７で塗布される紫外線硬化型樹脂は、間欠的ではなく、連続で塗布し、後に単心分離装置９で間欠的に刃を入れて単心部１ｂ′を形成するようにしてもよい。なお、紫外線照射炉８で被覆層３が形成されたテープ心線に刃を入れる場合、図３のようにライン上で間欠的に刃を入れるようにしてもよいし、あるいは、オフラインで巻変えながら行ってもよい。オフラインでの巻変えによる方法では、紫外線照射炉８で被覆層３が形成されたテープ心線を一旦巻き取り、単心分離した後に、テープ心線巻取り装置１０に巻き取るようにする。

図５は、本発明による光ファイバテープ心線のその他の例を示す図である。前述の図１〜４では４心（光ファイバ心線２を４本）の場合を例示して説明したが、テープ心線の心数は４心に限定されるものではない。本例のテープ心線の場合、心数を８心としている。なお、心数以外の構成は図１又は図２で説明したテープ心線と同様である。このように、テープ心線の心数を増やした場合でも、容易に単心分離することができ、連結部で自在に折り曲げることができるため、光ファイバケーブルへの収容性をより高めることができる。

図６は、本発明による光ファイバテープ心線のケーブル実装例を示す図である。このスロット型光ファイバケーブル１１は、鋼線，鋼撚線等からなるテンションメンバ１２が中心部に埋設され、外面側にＳＺ状に形成された複数条の溝を有する樹脂製のロッドからなるＳＺスロット１３を用いて形成される。なお、複数枚のテープ心線１（又はテープ心線１′）を収容するスロットは、このＳＺスロットに限定されるものではなく、他の形状のスロットであっても同様に適用することができる。

ＳＺスロット１３の溝には、例えば、複数枚のテープ心線１を収容し、ＳＺスロット１３の外周に粗巻き紐１４、上巻きテープ１５を巻き付けてテープ心線１を覆っている。そして、上巻きテープ１５の外側は、押出し成形で形成されるケーブル外被１６で被覆されている。

ＳＺスロット１３には、５つの溝１３ａ〜１３ｅが形成されており、溝１３ａ〜１３ｅにそれぞれ３枚のテープ心線１が収容されている。溝１３ａには３枚のテープ心線１を従来のテープ心線と同様に整列させた状態で収容している。また、溝１３ｂ〜１３ｅには３枚のテープ心線１を折り曲げた状態で収容している。

ここで、図６のようなスロット型光ファイバケーブル１１においては光ファイバ心線の高密度化という要求がある。一般に、光ファイバ心線を高密度に収容するためにはテープ心線ではなく、単心線とすることが望ましいが、単心線の場合、テープ心線のように一括で融着接続できないため、接続作業に多大な時間を要してしまう。これに対して、本発明のテープ心線１のように、テープ心線部１ａと単心部１ｂとを交互に形成し、且つ、光ファイバ心線２間の間隔を離し、その連結４ｂの厚みを薄くすると共に、曲げ易い樹脂で被覆することで、テープ心線の一括融着接続というメリットを損なうことなく、高密度でランダム（乱雑）な収容を実現することができる。

また、より高密度な実装を実現するためには、スロット型光ファイバケーブル１１に収容される複数枚のテープ心線１のテープ心線部１ａのピッチが互いに異なるように構成することが望ましい。これは、テープ心線部１ａが重なって収容されてしまうと、高密度化の妨げとなるためである。テープ心線部１ａのピッチが互いに異なるようにしておけば、テープ心線部１ａが重ならずにＳＺスロット１３の溝内に収容できるため、光ファイバ心線２をケーブル内に高密度で実装することができる。

１…光ファイバテープ心線（テープ心線）、２…光ファイバ心線、３…被覆層、４ａ…心線部、４ｂ…連結部、５…ボビン、６…集線装置、７…塗布装置、８…紫外線照射炉、９…単心分離装置、１０…テープ心線巻取り装置、１１…光ファイバケーブル、１２…テンションメンバ、１３…ＳＺスロット、１３ａ〜１３ｂ…溝、１４…粗巻き紐、１５…上巻きテープ、１６…ケーブル外被。

Claims (6)

1. 互いの間隔を離して平行に並べられた複数心の光ファイバ心線が樹脂で一体的に被覆されたテープ心線部と、前記複数心の光ファイバ心線が一体化されていない単心部とが長手方向に交互に形成された光ファイバテープ心線であって、
   前記テープ心線部は、前記光ファイバ心線及びその被覆層からなる心線部と、該心線部間を連結する連結部とを有し、前記連結部の厚みを前記心線部の厚みよりも小さくし、前記樹脂のヤング率を０.５〜５０ＭＰａ、伸びを５０〜２５０％としたことを特徴とする光ファイバテープ心線。
2. 前記連結部の長さを２０〜１５０μｍ、前記心線部の被覆層の厚みを２〜２５μｍ、前記連結部の厚みを４０〜２００μｍとしたことを特徴とする請求項１に記載の光ファイバテープ心線。
3. 請求項１又は２に記載の光ファイバテープ心線を複数含むことを特徴とする光ファイバケーブル。
4. 前記光ファイバケーブルに収容される複数の光ファイバテープ心線は、前記テープ心線部のピッチが互いに異なっ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。
5. 前記光ファイバテープ心線を複数収容したスロットを備え、該スロットに上巻きテープを巻き付け、その外側を外被で被覆してなることを特徴とする請求項３又は４に記載の光ファイバケーブル。
6. 互いの間隔を離して平行に並べられた複数心の光ファイバ心線の長手方向に沿って樹脂を間欠的に塗布することにより、前記複数心の光ファイバ心線が前記樹脂で一体的に被覆されたテープ心線部と、前記複数心の光ファイバ心線が一体化されていない単心部とを交互に形成することを特徴とする光ファイバテープ心線の製造方法。

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