JP2012032572A - 光ファイバケーブル - Google Patents

Abstract

【課題】ケーブル内部に防護壁部材を設けることなく、クマゼミ等の産卵管による光ファイバ心線の刺傷被害を受けない構造の光ファイバケーブルを提供する。
【解決手段】光ファイバケーブルは、光ファイバ心線６と、その両側に間隔をおいて配置されたテンションメンバ１０と、これらを一括被覆するケーブル外被９を備える。ケーブル外被９は、ＪＩＳ Ｋ７１１３に従って測定した引張破壊強さが１５ＭＰａ以上であり、かつＪＩＳ Ｋ７２１５に従って測定したデュロメータ硬さがＨＤＤ５０以上であり、ケーブル軸方向に対して垂直な任意の断面において、前記光ファイバ心線または光ファイバテープ心線と前記外被の表面とを結ぶ線分の長さは０．４ｍｍ以上である。
【選択図】図４

Description

本発明は、光ファイバを加入者宅に引き込む光ファイバケーブルに関する。より詳細には、クマゼミ等の蝉の産卵時における産卵管の進入を途中で阻止できるようにして刺傷による光ファイバの損傷を防止したドロップ光ファイバケーブルの改良に関する。

ドロップ光ファイバケーブルは、光ファイバ心線とテンションメンバおよび支持線とを同一平面に含むように配置して外被で一括被覆して構成されている。ドロップ光ファイバケーブルを架空で使用する場合、クマゼミの産卵による刺傷でケーブル外被が損傷を受け、内部の光ファイバ心線が故障に至る事例が多発している（非特許文献１参照）。
故障の原因は、クマゼミが産卵のために産卵管をドロップ光ケーブルに突き刺し、内部の光ファイバ心線を傷つけることによる。詳細には、ドロップ光ファイバケーブルが産卵管の侵入を受けると、応力が侵入を受けた部分に集中し、光ファイバが破断に至り故障する。そこで、これらの対策として、産卵管の侵入を一定の深さにとどめるためにケーブル内部に防護壁部材を設けたドロップ光ファイバケーブルが考案され、使用されている（特許文献１参照）。

特開２００６−１９５１０９号公報

安藤公夫 他，Ｂ−１０−１７"セミ被害対策用ドロップ光ファイバケーブル技術の検討"，２００１年電子情報通信学会総合大会講演論文集通信２，２００１年３月７日，第４５０頁

しかしながら、従来の対策物品では、クマゼミの産卵管による刺傷被害には効果があるが、防護壁部材を内部に設けていることにより、ケーブル材料費の増加が問題となっていた。
また、従来の対策物品では、施工時に防護壁を切除する工程が増えるため施工費が増加し、更には施工が複雑化するという問題があった。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、ケーブル内部に防護壁部材を設けることなく、クマゼミ等の産卵管による光ファイバ心線の刺傷被害を受けない構造の光ファイバケーブルを提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明では、産卵管が侵入し、ケーブル外被に損傷を受けた場合であっても、内部の光ファイバ心線には刺傷の影響が及ばない、即ち許容される“刺傷深さ”を明らかにした上で、産卵管の侵入がその許容深さに至らないためにケーブル外被が具備すべき“硬度（デュロメータ硬さ）”と“粘り強さ（引張破壊強さ）”を実験により明確化し、そのケーブル構造を明らかにした。
これにより、本発明は、防護壁部材を設けることなく、クマゼミの産卵管の刺傷による光ファイバ心線の損傷を防止する能力を備え、低廉なコストで製造が可能で、施工時の作業性を向上させることができる。

すなわち、本発明は、１以上の光ファイバ心線または光ファイバテープ心線と、その両側に間隔をおいて配置されたテンションメンバと、これらを一括被覆する外被を備える光ファイバケーブルにおいて、前記外被が、ＪＩＳ Ｋ７１１３に従って測定した引張破壊強さが１５ＭＰａ以上であり、かつＪＩＳ Ｋ７２１５に従って測定したデュロメータ硬さがＨＤＤ５０以上であり、ケーブル軸方向に対して垂直な断面上で、前記光ファイバ心線または光ファイバテープ心線と前記外被の表面とを結ぶ線分の長さが０．４ｍｍ以上であることを特徴とする。

また、本発明は、１以上の光ファイバ心線または光ファイバテープ心線と、その両側に間隔をおいて配置されたテンションメンバと、これらを一括被覆する外被を備える光ファイバケーブルにおいて、前記外被が、前記光ファイバ心線または光ファイバテープ心線と前記テンションメンバとを被覆しケーブル中心部を構成する第１の外被と、前記第１の外被を被覆する第２の外被からなり、前記第１の外被が、ＪＩＳ Ｋ７１１３に従って測定した引張破壊強さが１５ＭＰａ以上であり、かつＪＩＳ Ｋ７２１５に従って測定したデュロメータ硬さがＨＤＤ５０以上であり、ケーブル軸方向に対して垂直な断面上で、前記光ファイバ心線または光ファイバテープ心線と前記第２の外被の表面とを結ぶ線分の長さが０．４ｍｍ以上であることを特徴とする。

また、本発明は、１以上の光ファイバ心線または光ファイバテープ心線と、その両側に間隔をおいて配置されたテンションメンバと、これらを一括被覆する外被を備える光ファイバケーブルにおいて、前記外被が、前記光ファイバ心線または光ファイバテープ心線を被覆する第１の外被と、前記第１の外被と前記テンションメンバの各々を被覆する第２の外被からなり、前記第１の外被が、ＪＩＳ Ｋ７１１３に従って測定した引張破壊強さが１５ＭＰａ以上であり、かつＪＩＳ Ｋ７２１５に従って測定したデュロメータ硬さがＨＤＤ５０以上であり、ケーブル軸方向に対して垂直な断面上で、前記光ファイバ心線または光ファイバテープ心線と前記第１の外被の表面とを結ぶ線分の長さが０．４ｍｍ以上であることを特徴とする。

前記外被は、外被表面に切り裂き用の溝が設けられていることが好ましい。また、前記外被は、外被外側にケーブル本体を支持する支持線を備えることが好ましい。

本発明は、クマゼミ等の産卵管による光ファイバ心線の断線故障を防止することができる。
また、本発明は、防護壁等の光ファイバ心線を保護するための部材が不要であるため、ケーブル材料費を低く抑えることができる。
また、本発明は、防護壁等が省略されたことにより、ケーブル構造が簡素になったため、施工時の心線取り出し作業、端末処理作業が容易となり、施工時間の短縮が可能となる。
さらに、本発明は、施工時の作業性が向上したことにより、故障の軽減も期待できる。

クマゼミ耐性試験の実施方法を示す図である。 刺傷深さの測定方法を示す図である。 引張破壊強さとデュロメータ硬さと刺傷深さとの関係をグラフ化した図である。 本発明の実施例１に係るドロップ光ファイバケーブルを示す図である。 本発明の実施例１に係るドロップ光ファイバケーブルを示す図である。 本発明の実施例１に係るドロップ光ファイバケーブルを示す図である。 本発明の実施例１に係るドロップ光ファイバケーブルを示す図である。 本発明の実施例２に係るドロップ光ファイバケーブルを示す図である。 本発明の実施例２に係るドロップ光ファイバケーブルを示す図である。

まず、クマゼミ耐性を有するケーブル外被の条件を検討する。
＜許容される刺傷深さ＞
クマゼミの産卵による刺傷を完全に防ぐ外被の実現は困難であるので、許容しうる刺傷深さを規定する。ドロップ光ファイバケーブルには、光ファイバ心線の取り出しを容易にするため、光ファイバ心線に平行に長手方向に延びる通常ノッチと呼ばれる切り裂き用の溝が設けられており、ノッチの深さは一般的に０．２ｍｍ程度必要である。

ドロップ光ファイバケーブルの心線数は一般的に１心、２心、４心光ファイバテープ１枚の４心、４心光ファイバテープ２枚の８心の心線系列があるが、光ファイバ心線と表面との距離が最も小さくなる場合は、４心光ファイバテープを２枚用いた場合である。

略矩形の断面形状を有するドロップ光ファイバケーブルの短辺方向の幅が１．８〜２．２ｍｍである場合、ケーブルの中心から表面までの距離は０．９〜１．１ｍｍとなる。光ファイバテープの厚さは一般的に０．３ｍｍ程度であるので、これらの厚さを勘案すると、０．６〜０．８ｍｍ程度の外被厚さとなる。さらに、前述のノッチの幅を差し引くと、ケーブル表面からテープまでの距離は最低で０．４ｍｍとなる。このことより、０．４ｍｍ以下の刺傷であれば光ファイバ心線の断線を防ぐことができると考えられるので、クマゼミ耐性外被に要求される許容刺傷深さを０．４ｍｍとする。

＜外被材料パラメータの検討＞
（デュロメータ硬さ）
一般的に、物質に外部から局部的な力を短時間加えたときの変形に対する抵抗の大小を表す量を硬さという。クマゼミの産卵管の挿入に抵抗するためには、局部的な力に対して高い抵抗力が必要であると考えられるため、硬さをパラメータの１つと考えた。硬さにはさまざまな種類があるが、針状の圧子を挿入した場合の抵抗力を測定するデュロメータ硬さ（ＪＩＳ Ｋ７２１５）がクマゼミの産卵管の挿入状態に近いと考え、デュロメータ硬さを検討パラメータの１つとして採用した。

（引張破壊強さ）
上述したように、産卵管の侵入に対する抵抗力を硬さで担保することとしたが、一方で、材料自体のもろさの問題も考慮する必要がある。もろい材料は、必要な硬さを持っていても長時間の応力に耐えることができず、外被の破壊につながる。つまり粘り強い材料であることが第２の条件となると考えた。そこで、材料の強さを表す引張破壊強さ（ＪＩＳ Ｋ７１１３）のパラメータをもって材料の強さを判定することとした。

以上の検討により選定した許容刺傷深さに対する、引張破壊強さ、デュロメータ硬さの関連性を確認するため、引張破壊強さとデュロメータ硬さがそれぞれ異なる１２種類のドロップ光ファイバケーブルの試作（以下、試料と呼ぶ）を準備し、クマゼミ耐性実験を実施した。

＜クマゼミ耐性の確認＞
図１は、クマゼミ耐性試験の実施方法を示す図である。実際にクマゼミを捕獲して被試験ケーブル（ドロップ光ファイバケーブル）２に産卵を試みさせることによって、クマゼミに対して有効である材料パラメータ領域の確認を行った。実験の時期はクマゼミの産卵期にあわせて（７〜８月）実施した。

被試験ケーブル２にクマゼミを乗せることによって、擬似的にクマゼミがケーブルに飛び乗った状態を作り出し、産卵を試みさせた。その際、それぞれのケーブルにクマゼミが接触する回数に偏りができないようにするため、それぞれのケーブルに対して等しくクマゼミを接触させるように評価者が接触回数を制御した。

図２は、刺傷深さの測定方法を示す図である。クマゼミの産卵試験を終えたケーブルは、それぞれの刺傷３を解体し、ケーブル外被５の表面から、刺傷３の最深部までの距離（刺傷深さ４）を測定した。刺傷深さ４のデータは、９９．７％の信頼区間を安全領域であると考え、平均値に標本標準偏差の３倍の値を加えた値（平均値＋３σ）をもって各試料の刺傷深さとした。

クマゼミ耐性試験の検証結果は表１の通りである。

試料１〜６は、刺傷深さの平均値＋３σの値が０．４ｍｍ（許容刺傷深さ）を超え、規定値を満たさなかった。試料７〜１５は、規定値を満たす結果となった。引張破壊強さとデュロメータ硬さと刺傷深さとの関係をグラフ化したものが図３である。

結果を考察すると、引張破壊強さが大きく、かつデュロメータ硬さが大きいほどクマゼミの産卵に対して耐性がある傾向を示している。許容刺傷深さを担保できる外被材料パラメータ領域は、引張破壊強さ１５ＭＰａ以上かつデュロメータ硬さＨＤＤ５０以上であることが確認された。

以上の試作の結果より最適なケーブルを検討した。以下に実施例を挙げる。
＜実施例１＞
実施例１に係るドロップ光ファイバケーブルを図４〜図７に示す。図４は、１心の光ファイバ心線を用いたドロップ光ファイバケーブルを示しており、図５は、２心の光ファイバ心線を用いたドロップ光ファイバケーブルを示しており、図６は、４心の光ファイバテープ心線を１枚を用いたドロップ光ファイバケーブルを示しており、図７は、４心の光ファイバテープ心線を２枚を用いたドロップ光ファイバケーブルを示している。

ドロップ光ファイバケーブルは、ケーブル部と支持線部からなり、ケーブル部は、略矩形の断面形状を有するケーブル外被９と、ケーブル外被９の中心部に設けられた光ファイバ心線６または光ファイバテープ心線７と、光ファイバ心線６または光ファイバテープ心線７に張力が加わることを防ぐために光ファイバ心線６または光ファイバテープ心線７の両側に配置されたテンションメンバ１０からなり、支持線部には支持線１１が設けられている。また、ケーブル外被９には、光ファイバ心線６または光ファイバテープ心線７に平行に長手方向に延びるノッチ８が設けられている。

実施例１に係るドロップ光ファイバケーブルは、ＪＩＳ Ｋ７１１３に従って測定した引張破壊強さが１５ＭＰａ以上であり、かつＪＩＳ Ｋ７２１５に従って測定したデュロメータ硬さがＨＤＤ５０以上である材料をケーブル外被９に適用しており、さらに、ケーブル軸方向に対して垂直な任意の断面において、光ファイバ心線６または光ファイバテープ心線７とケーブル外被９の表面とを結ぶ線分の長さが０．４ｍｍ以上であることを特徴とする。

＜実施例２＞
実施例２に係るドロップ光ファイバケーブルを図８および図９に示す。実施例２に係るドロップ光ファイバケーブルは、通常のケーブル外被１２の一部にクマゼミ耐性のあるケーブル外被９を適用したものである。図８に示すドロップ光ファイバケーブルは、ケーブルの外被が、クマゼミ耐性のあるケーブル外被９と、ケーブル外被９を被覆する通常のケーブル外被１２からなり、中心部を構成するケーブル外被９が、光ファイバ心線６とテンションメンバ１０を含む構成であり、図９に示すドロップ光ファイバケーブルは、ケーブルの外被が、クマゼミ耐性のあるケーブル外被９と、ケーブル外被９の外側に配置された通常のケーブル外被１２からなり、ケーブル外被９が光ファイバ心線６を含み、ケーブル外被１２がテンションメンバ１０を含む構成である。

実施例２に係るドロップ光ファイバケーブルは、ＪＩＳ Ｋ７１１３に従って測定した引張破壊強さが１５ＭＰａ以上であり、かつＪＩＳ Ｋ７２１５に従って測定したデュロメータ硬さがＨＤＤ５０以上である材料のケーブル外被９を一部に適用しており、また、ケーブル外被９とケーブル外被１２は、容易に分離しないようになっており、さらに、ケーブル軸方向に対して垂直な任意の断面において、光ファイバ心線または光ファイバテープとケーブル外被の表面とを結ぶ線分の長さが０．４ｍｍ以上であることを特徴とする。

実施例２においては、外被材料に、一般的なドロップ光ファイバケーブルの材料を用いることにより、ケーブルと直接接する周辺部材との整合性を良好に持たせながら、クマゼミ対策を施すことができる。

実施例２においても、光ファイバは１心、２心、４心光ファイバテープ１枚、４心光ファイバテープ２枚のいずれを使用してもよい。

また、上述した実施形態ではドロップ光ファイバケーブルついて説明したが、本発明はこれに限らず、支持線の無いインドア光ファイバケーブルにも適用可能である。

また、上述した実施形態では光ファイバケーブルに、光ファイバ心線の取り出し作業を容易にするため、ケーブル部中央付近にノッチ８と呼ばれる切り裂き用の溝を有するが、本発明は、切り裂き用の溝を有しない光ファイバケーブルにも適用可能である。

２ 被試験ケーブル
３ 刺傷
４ 刺傷深さ
５ ケーブル外被
６ 光ファイバ心線
７ ４心光ファイバテープ
８ ノッチ
９ クマゼミ耐性ケーブル外被
１０ テンションメンバ
１１ 支持線
１２ 通常のケーブル外被

Claims (5)

1. １以上の光ファイバ心線または光ファイバテープ心線と、その両側に間隔をおいて配置されたテンションメンバと、これらを一括被覆する外被を備える光ファイバケーブルにおいて、
   前記外被が、ＪＩＳ Ｋ７１１３に従って測定した引張破壊強さが１５ＭＰａ以上であり、かつＪＩＳ Ｋ７２１５に従って測定したデュロメータ硬さがＨＤＤ５０以上であり、ケーブル軸方向に対して垂直な断面上で、前記光ファイバ心線または光ファイバテープ心線と前記外被の表面とを結ぶ線分の長さが０．４ｍｍ以上であることを特徴とする光ファイバケーブル。
2. １以上の光ファイバ心線または光ファイバテープ心線と、その両側に間隔をおいて配置されたテンションメンバと、これらを一括被覆する外被を備える光ファイバケーブルにおいて、
   前記外被が、前記光ファイバ心線または光ファイバテープ心線と前記テンションメンバとを被覆しケーブル中心部を構成する第１の外被と、前記第１の外被を被覆する第２の外被からなり、前記第１の外被が、ＪＩＳ Ｋ７１１３に従って測定した引張破壊強さが１５ＭＰａ以上であり、かつＪＩＳ Ｋ７２１５に従って測定したデュロメータ硬さがＨＤＤ５０以上であり、ケーブル軸方向に対して垂直な断面上で、前記光ファイバ心線または光ファイバテープ心線と前記第２の外被の表面とを結ぶ線分の長さが０．４ｍｍ以上であることを特徴とする光ファイバケーブル。
3. １以上の光ファイバ心線または光ファイバテープ心線と、その両側に間隔をおいて配置されたテンションメンバと、これらを一括被覆する外被を備える光ファイバケーブルにおいて、
   前記外被が、前記光ファイバ心線または光ファイバテープ心線を被覆する第１の外被と、前記第１の外被と前記テンションメンバの各々を被覆する第２の外被からなり、前記第１の外被が、ＪＩＳ Ｋ７１１３に従って測定した引張破壊強さが１５ＭＰａ以上であり、かつＪＩＳ Ｋ７２１５に従って測定したデュロメータ硬さがＨＤＤ５０以上であり、ケーブル軸方向に対して垂直な断面上で、前記光ファイバ心線または光ファイバテープ心線と前記第１の外被の表面とを結ぶ線分の長さが０．４ｍｍ以上であることを特徴とする光ファイバケーブル。
4. 前記外被は、外被表面に切り裂き用の溝が設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光ファイバケーブル。
5. 前記外被は、外被外側にケーブル本体を支持する支持線を備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光ファイバケーブル。

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