JP2019109400A - 光ファイバケーブル - Google Patents
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Abstract
Description
以下、第1実施形態の光ファイバケーブルの構成を、図1を参照しながら説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。また、本発明は以下の実施形態に限定されない。
図1に示すように、光ファイバケーブル1Aは、複数本の光ファイバ21を集合したコア2と、コア2を内部に収容するシース4と、シース4に埋設された一対の引き裂き紐6および一対の抗張力体7(テンションメンバ)と、を備える。
ここで本実施形態では、シース4は、中心軸線Oを有する筒状に形成されており、この中心軸線Oに沿って光ファイバ21が延びている。
本実施形態では、中心軸線Oに沿う方向を長手方向という。また、中心軸線Oに直交する断面を横断面という。また、横断面視において、中心軸線Oに交差する方向を径方向といい、中心軸線O周りに周回する方向を周方向という。
横断面視において、シース4の内周面および外周面は、中心軸線Oを中心とした同心円状に形成されている。これにより、シース4の径方向における厚みは、周方向で略均一になっている。
引き裂き紐6の材質としては、例えばPPやナイロン製の円柱状ロッドなどを用いることができる。また、PPやポリエステルなどの繊維を撚り合わせた糸(ヤーン)により引き裂き紐6を形成し、引き裂き紐6に吸水性を持たせてもよい。
抗張力体7の材質としては、例えば金属線(鋼線など)、抗張力繊維(アラミド繊維など)、およびFRPなどを用いることができる。
コア2は、径方向の中央部に位置する第1集合層L1と、第1集合層L1の径方向外側に位置する第2集合層L2と、第2集合層L2の径方向外側に位置する第3集合層L3と、を有している。すなわち、コア2は、複数の集合層L1〜L3を有している。本実施形態では、第3集合層L3が、複数の集合層L1〜L3のうち、最も径方向外側に位置する最外集合層である。
複数の集合層L1〜L3にはそれぞれ、複数の光ファイバユニット20が含まれている。以下、集合層L1〜L3に含まれる光ファイバユニット20をそれぞれ、第1光ファイバユニット20A、第2光ファイバユニット20B、第3光ファイバユニット20Cという場合がある。
なお、本実施形態におけるコア2および各光ファイバユニット20の断面形状は円形であるが、これに限られず、楕円形などの非円形であってもよい。また、コア2は押さえ巻き24を備えていなくてもよい。
図1および図2に示すように、コア2に含まれる光ファイバユニット20はそれぞれ、複数の光ファイバ21と、複数の光ファイバ21を束ねる結束材22と、を有している。本実施形態では、第1光ファイバユニット20A、第2光ファイバユニット20B、および第3光ファイバユニット20Cの構成が互いに同様である。ただし、これら光ファイバユニット20A〜20Cの構成は互いに異なっていてもよい。
なお、光ファイバユニット20に含まれる光ファイバ21の態様は間欠固定テープ心線に限られず、適宜変更してもよい。また、光ファイバユニット20に含まれる光ファイバ21の本数は適宜変更可能である。
第1集合層L1は、3個の第1光ファイバユニット20Aを、後述する「撚り返し無し」で、第1方向S1で螺旋状に互いに撚り合わせることで構成されている。図1の例では、第1方向S1は時計回りである。第1光ファイバユニット20Aに含まれる複数の光ファイバ21は、第2方向S2で互いに撚り合わされている。図1の例では、第2方向S2は反時計回りである。
このように本実施形態では、第1方向S1と第2方向S2とが互いに異なっている。
図3(a)と図3(b)とを比較すると、第1光ファイバユニット20Aの位置が周方向で90°異なっているが、黒丸の位置は径方向外側で変わらず、白丸の位置は径方向内側で変わっていない。同様に、図3(c)、(d)においても、第1光ファイバユニット20Aの周方向における位置は異なっているが、黒丸および白丸の径方向の位置は変化していない。つまり、撚りピッチPの1周期の中で、第1光ファイバユニット20Aに360°捻じれが加わっている。これは、第1光ファイバユニット20A同士を撚り合わせる際に、第1光ファイバユニット20Aが中心軸線Oを中心として周回するピッチ(公転周期)と、第1光ファイバユニット20A自身がその中心軸線を中心として捻回されるピッチ(自転周期)と、が略一致しており、かつ公転と自転の回転方向が一致していることによる。また、図3(a)〜(d)において、第2光ファイバユニット20B、および第3光ファイバユニット20Cも、第1光ファイバユニット20Aと同様に、公転周期と自転周期とが略一致しており、かつ公転と自転の回転方向が一致している。
図1に示すように、第2集合層L2は、第1集合層L1を囲繞するように、第1方向S1で螺旋状に撚られた9個の第2光ファイバユニット20Bによって構成されている。第2光ファイバユニット20B同士は、撚り返し無しで撚られている。
なお、第2集合層L2に含まれる第2光ファイバユニット20Bの数は、適宜変更してもよい。第2光ファイバユニット20Bに含まれる複数の光ファイバ21は、第2方向S2で互いに撚り合わされている。
図1に示すように、第3集合層L3は、第2集合層L2を囲繞するように、第1方向S1で螺旋状に撚られた12個の第3光ファイバユニット20Cによって構成されている。第3光ファイバユニット20C同士は、撚り返し無しで撚られている。
なお、第3集合層L3に含まれる第3光ファイバユニット20Cの数は、適宜変更してもよい。第3光ファイバユニット20Cに含まれる複数の光ファイバ21は、第2方向S2で互いに撚り合わされている。
また、第2集合層L2に含まれる第2光ファイバユニット20Bの撚り戻りが抑止されることで、第2集合層L2が第1集合層L1を覆った状態を維持し易くなる。これにより、例えば第1光ファイバユニット20Aが第2集合層L2の径方向外側に露出してしまい、シース4を形成する際若しくはその後で、第1光ファイバユニット20Aに含まれる光ファイバ21が局所的に曲げられて伝送損失が増大することが抑えられる。
次に、本発明に係る第2実施形態について説明するが、第1実施形態と基本的な構成は同様である。このため、同様の構成には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
図4に示すように、本実施形態の光ファイバケーブル1Bでは、コア2が、2つの集合層L1、L2を有している。第2集合層L2は、押さえ巻き24によって包まれている。
第1、第2集合層L1、L2に含まれる光ファイバユニット20同士の撚り方向は、第1方向S1である。各光ファイバユニット20に含まれる光ファイバ21同士の撚り方向は第2方向S2である。本実施形態では、第2集合層L2が、最も径方向外側に位置する最外集合層である。
本実施形態の光ファイバケーブル1Bでも、第1実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
次に、本発明に係る第3実施形態について説明するが、第1実施形態と基本的な構成は同様である。このため、同様の構成には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
図5に示すように、本実施形態の光ファイバケーブル1Cでは、コア2が、1つの集合層L1を有している。第1集合層L1は、押さえ巻き24によって包まれている。
本実施形態でも、複数の第1光ファイバユニット20A同士の撚り方向(第2方向S2)と、第1光ファイバユニット20A内における光ファイバ21同士の撚り方向(第1方向S1)と、が異なることで、撚り戻りを抑止することができる。
表1における各集合層L1〜L3に含まれる光ファイバユニット20は全て、光ファイバ21同士が、第2方向S2で互いに撚り合わされている。
表1の「撚りピッチ」の欄には、各集合層L1〜L3における光ファイバユニット20同士の撚りピッチPの比率が示されている。例えばサンプルDでは、各集合層L1〜L3で撚りピッチPが同等である。一方、サンプルHでは、第1集合層L1および第2集合層L2の撚りピッチPが同等であるが、第3集合層L3の撚りピッチPが、第1集合層L1の撚りピッチPの半分(0.5倍)となっている。
サンプルA〜サンプルCのコア2は、図4に示すような2つの集合層L1、L2を有している。第1集合層L1には3個の光ファイバユニット20が含まれ、第2集合層L2には9個の光ファイバユニット20が含まれている。各光ファイバユニット20は、12本の光ファイバ21を有する間欠固定テープ心線を12個有している。つまり、各光ファイバユニット20は、144本の光ファイバ21を有している。また、各サンプルA〜Cは、12個の光ファイバユニット20を有しているため、合計で1728本の光ファイバ21を有している。
サンプルD〜Kのコア2は、図1に示すような3つの集合層L1〜L3を有している。第1集合層L1には3個の光ファイバユニット20が含まれ、第2集合層L2には9個の光ファイバユニット20が含まれ、第3集合層L3には12個の光ファイバユニット20が含まれている。各光ファイバユニット20は、サンプルA〜Cと同様の構成であり、それぞれ144本の光ファイバ21を有している。また、各サンプルD〜Kは24個の光ファイバユニット20を有しているため、合計で3456本の光ファイバ21を有している。
一方、サンプルEについては、「光ファイバの露出」および「伝送損失」の結果が良好となっている。これは、サンプルBと同様に、全ての集合層L1〜L3で光ファイバユニット20同士の撚り方向と光ファイバ21同士の撚り方向とが異なるため、撚り戻りの発生が抑えられたためであると考えられる。
サンプルA〜Gの結果から、コア2に含まれる全ての集合層L1〜L3において、光ファイバユニット20同士の撚り方向と光ファイバ21同士の撚り方向とが異なっていることが好ましい。
また、サンプルH、Iの結果から、各集合層L1〜L3に含まれる光ファイバユニット20同士の撚りピッチPは、互いに同等であることが好ましい。
また、サンプルJ、Kの結果から、光ファイバユニット20同士は、撚り返し無しで撚られていることが好ましい。
以上の結果は、コア2に4つ以上の集合層が含まれる場合も同様であると考えられる。
同様に、サンプルMの断面積比は12÷(3+9)=1.0であり、サンプルOの断面積比は14÷(3+7)=1.4となる。
断面積比が1.7であるサンプルPについては、「光ファイバの露出」が不良となった。これは、最外集合層L3の体積(断面積)が、その内側に位置する集合層L1、L2に対して大きすぎて、コア2の状態がアンバランスになったことによる。より詳しくは、最外集合層L3を構成する光ファイバユニット20Cの数が過剰に多い場合、最外集合層L3の内径が大きくなりすぎて、その内側の集合層L1、L2との間に隙間(空洞)が生じる。この結果、最外集合層L3によって集合層L1、L2の撚りを保持することが困難になるため、集合層L1、L2の撚りがほどけ、集合層L1、L2に含まれる光ファイバユニット20A、20Bが光ファイバユニット20C同士の隙間から露出しやすくなる。
一方で、断面積比が1.0〜1.4であるサンプルM〜Oについては、「光ファイバの露出」の結果が良好になっている。これは、最外集合層L3を構成する光ファイバユニット20の断面積が、その内側の集合層L1、L2を覆うために充分であったためである。
以上の結果から、断面積比は1.0以上1.4以下であることが好ましい。
また、集合層L1〜L3に含まれる光ファイバユニット20の数は適宜変更してもよい。
Claims (4)
- 第1方向で螺旋状に撚り返し無しで撚り合わされた複数の第1光ファイバユニットを備え、
前記複数の第1光ファイバユニットはそれぞれ、第2方向で撚り合わされた複数の光ファイバを有し、
前記第1方向と前記第2方向とが互いに異なる、光ファイバケーブル。 - 前記複数の第1光ファイバユニットを囲繞するように、前記第1方向で螺旋状に撚り返し無しで撚られた複数の第2光ファイバユニットを備え、
前記複数の第2光ファイバユニットはそれぞれ、前記第2方向で撚り合わされた複数の光ファイバを有している、請求項1に記載の光ファイバケーブル。 - 前記複数の第1光ファイバユニットを囲繞するように、前記第1方向で螺旋状に撚り返し無しで撚られた複数の第2光ファイバユニットを備え、
前記複数の第1光ファイバユニット同士の撚りピッチと、前記複数の第2光ファイバユニット同士の撚りピッチと、が互いに同等である、請求項1または2に記載の光ファイバケーブル。 - 複数の光ファイバユニットをそれぞれ含む複数の集合層を有し、
横断面視において、前記複数の集合層のうち最も径方向外側に位置する最外集合層に含まれる複数の光ファイバユニットの断面積の合計の、前記最外集合層以外の集合層に含まれる複数の光ファイバユニットの断面積の合計に対する比が、1.0以上1.4以下である、請求項1から3のいずれか1項に記載の光ファイバケーブル。
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