JP3571834B2 - 光ファイバケーブル - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、テープ状光ファイバ心線を収納した棒状ユニットを、中心棒状部材の外周にＳＺ撚りしてなる光ファイバケーブルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の光ファイバケーブルとしては従来、テープ状光ファイバ心線を収納した凹型部材を、中心棒状部材の外周に、テープ状光ファイバ心線のテープ面が常に中心棒状部材の外周面を向くように、ＳＺ撚りしたものが提案されている（特開平４−１８２６１１号公報）。
このタイプの光ファイバケーブルは、ケーブル布設後に所望のテープ状光ファイバ心線を分岐する必要が生じた場合などに、ケーブルの中間からそのテープ状光ファイバ心線を含む凹型部材を取り出して容易に分岐作業が行えるという利点がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、テープ状光ファイバ心線は、複数本の光ファイバを同一平面に平行に並べ、共通被覆を施してテープ状にしたものである。このためテープ面を湾曲させる方向の曲げに対しては各光ファイバが一様に曲がり、伝送ロス増がほとんど発生しないが、テープ面内でテープ側縁を湾曲させる方向の曲げ（エッジワイズ曲げ）が加わると、曲げの内側になる方の光ファイバには圧縮方向の歪が生じ、曲げの外側になる方の光ファイバには引張方向の歪が生じることになり、大きな伝送ロス増が発生する。
【０００４】
上述した従来の光ファイバケーブルは、テープ状光ファイバ心線を収納した凹型部材が、中心棒状部材の外周に、テープ状光ファイバ心線のテープ面が常に中心棒状部材の外周面を向くように、ＳＺ撚りされているため、各テープ状光ファイバ心線は棒状部材の撚り方向の反転部で主としてテープ側縁を湾曲させる方向の曲げを受ける。その結果、テープ状光ファイバ心線に無理な曲げ応力が加わり、光ファイバの伝送ロス増が大きくなるだけでなく、長期信頼性の点でも問題があった。
【０００５】
本発明の目的は、以上のような問題点に鑑み、テープ状光ファイバ心線を収納した棒状ユニットを、中心棒状部材の外周にＳＺ撚りするタイプの光ファイバケーブルにおける、テープ状光ファイバ心線の無理な曲げ歪みと、それに伴う光ファイバの伝送ロス増、長期信頼性の問題を解決するケーブル構造を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成する本発明の光ファイバケーブルは、
長手方向に１条の又は中心軸線に関して対称な２条の溝を有する溝付き丸棒状部材の前記溝内に、１枚以上のテープ状光ファイバ心線を、テープ面を溝底面に向けた状態で積層収納し、外周に押さえ巻きを施してなる棒状ユニットと、テンションメンバーを有する中心棒状部材とを備え、
前記棒状ユニットは中心棒状部材の外周に、撚り方向の反転部間中央部（撚り方向の１つの反転部から次の反転部までの間の中央部）では溝付き丸棒状部材の溝の深さ方向がほぼ中心棒状部材の径方向を向くように、撚り方向の反転部では、溝付き丸棒状部材を溝の深さ方向を中心棒状部材の径方向に向けたままＳＺ撚りしたと仮定したときに撚り方向の反転部で曲がりの内側に位置する方の溝側壁がその反対側の溝側壁と中心棒状部材の外周面との間に位置するように、ＳＺ撚りされており、
ＳＺ撚りされた棒状ユニットの外周に押さえ巻きが施され、その外周にシースが施されている、
ことを特徴とする。
【０００７】
このような構成にすると、テープ状光ファイバ心線は、棒状ユニットの撚り方向の反転部でも反転部間中央部でも、主としてテープ面を湾曲させる方向の曲げを受けるようになるので、テープ状光ファイバ心線に無理な曲げ応力が加わらなくなり、光ファイバの伝送ロス増を抑制できると共に、長期信頼性も向上する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。
【０００９】
〔実施形態１〕
図１ないし図３は本発明の第１の実施形態を示す。この光ファイバケーブルは基本的には、図１に示すように、中心棒状部材１１の外周に、テープ状光ファイバ心線１３を含む棒状ユニット１５をＳＺ撚りし、その外周に押さえ巻き１７を施し、その外周にシース１９を施した構造である。
【００１０】
中心棒状部材１１は中心に鋼撚線などからなるテンションメンバー２１を有しており、そのまわりにプラスチックを断面円形に押出被覆した構造である。
棒状ユニット１５は、長手方向に１条の溝２３を有する溝付き丸棒状部材２５を有し、その溝２３内に、複数枚のテープ状光ファイバ心線１３を、テープ面を溝底面に向けた状態で積層収納し、外周に押さえ巻き２７を施した構造である。
【００１１】
溝付き丸棒状部材２５はプラスチックの押出成形体からなるもので、この例では溝幅の中央を通る面に関して対称な位置に抗張力線２９が埋め込まれている。このように抗張力線２９を埋め込むと、溝付き丸棒状部材２５は抗張力線２９を含む面内では曲げ難いが、同面に垂直な面内では曲げやすくなる。その結果、溝付き丸棒状部材２５の曲げやすい方向と、テープ状光ファイバ心線１３の曲げやすい方向とが一致するので、棒状ユニット１５をＳＺ撚りするときに、テープ状光ファイバ心線１３の向きと溝付き丸棒状部材２５の溝２３の向きをほぼ同じに保つことが可能となる。
【００１２】
棒状ユニット１５のＳＺ撚りは図２および図３のような形態となっている。図２は、中心棒状部材１１と、その外周にＳＺ撚りされた多数本の棒状ユニット１５のうちの１本を示す側面図である。図３（ａ）〜（ｋ）はそれぞれ図２のａ−ａ線〜ｋ−ｋ線における断面図である。棒状ユニット１５は図２に示すように中心棒状部材１１の外周に撚り方向が周期的に反転するように撚られている（ＳＺ撚りされている）。符号３１は棒状ユニット１５の撚り方向の反転部、３３は棒状ユニット１５の撚り方向の反転部間中央部（撚り方向の１つの反転部３１から次の反転部３１までの間の中央部）、Ｐは撚り方向の反転ピッチ（１つの反転部３１から次の反転部３１までの中心軸線距離）である。
【００１３】
図３では（ａ）から（ｋ）までの１反転ピッチだけが示されているが、これに続く次の１反転ピッチでは逆に（ｋ）から（ａ）までの状態となり、以下これが繰り返されることになる。テープ状光ファイバ心線１３の向きを示すため、テープ状光ファイバ心線１３の片側に○印を、反対側に×印をつけてある
ＳＺ撚りの反転角（１つの反転部３１から次の反転部３１までの周方向における回転角）は１８０°より大きく、３６０°より小さいことが望ましく、この例では３００°としてある（図２参照）。
【００１４】
図３から明らかなように棒状ユニット１５は、撚り方向の反転部間中央部（ｆ）では、溝付き丸棒状部材２５の溝２３の深さ方向が中心棒状部材１１の径方向を向くように、撚り方向の反転部（ａ）（ｋ）では、溝付き丸棒状部材２５を溝２３の深さ方向を中心棒状部材１１の径方向に向けたままＳＺ撚りしたと仮定したときに撚り方向の反転部で曲がりの内側（図２でいえばＳが内側でＴが外側）に位置する方の溝側壁３５が、その反対側の溝側壁３７と中心棒状部材１１の外周面との間に位置するように、ＳＺ撚りされている。
【００１５】
棒状ユニット１５を上記のようにＳＺ撚りすると、テープ状光ファイバ心線１３はテープ面を溝底面に向けた状態で溝２３に収納されているため、ＳＺ撚りの反転部では、図３（ａ）（ｋ）に示すようにテープ状光ファイバ心線１３のテープ面がほぼ中心棒状部材１１の径方向に向く状態となる。ただし図３（ａ）と（ｋ）ではテープ状光ファイバ心線１３の向きが反対である。すなわち図３（ａ）ではテープ状光ファイバ心線１３の○印側の側縁が中心棒状部材１１側に位置しているが、（ｋ）ではテープ状光ファイバ心線１３の×印側の側縁が中心棒状部材１１側に位置している。この状態になれば、撚り方向の反転部でテープ状光ファイバ心線１３にテープ面を湾曲する方向の曲げが加わることになる。
【００１６】
したがって、テープ状光ファイバ心線１３は、反転部３１でも、反転部間中央部３３でも、主としてテープ面を湾曲させる方向に曲げられることになり、この状態がテープ状光ファイバ心線１３の、テープ側縁を湾曲させる方向の曲げが最も少ない状態である。
【００１７】
また上記のようにＳＺ撚りすると、テープ状光ファイバ心線１３に加わる捻じりも少なくなる。図３（ａ）〜（ｋ）から明らかなように中心棒状部材１１に対する棒状ユニット１５の周方向の位置が変化しても、テープ状光ファイバ心線１３のテープ面はほぼ同じ方向を向いている。これはテープ状光ファイバ心線１３に加わる捻じりが少ないことを意味する。
【００１８】
図１の（Ａ）は棒状ユニット１５の撚り方向の反転部間中央部における断面（図３のｆに相当）を示し、（Ｂ）は一方の反転部における断面（図３のａに相当）を、（Ｃ）は他方の反転部における断面（図３のｋに相当）を示している。
【００１９】
この実施形態の光ファイバケーブルを試作し、シース１９を施した後の伝送ロスを測定した。棒状ユニット１５内のテープ状光ファイバ心線１３の積層枚数は５枚、測定波長は１．５５μｍである。その結果、伝送ロスは平均０．２１ｄＢ／ｋｍ、最小０．２０ｄＢ／ｋｍ、最大０．２２ｄＢ／ｋｍであった。伝送ロスの目標値は平均０．２５ｄＢ／ｋｍ以下であるので、このケーブルは十分な性能を有することが確認された。
【００２０】
〔実施形態２〕
図４は本発明の第２の実施形態を示す。この光ファイバケーブルは、中心棒状部材１１の外周面に溝３９を形成し、その溝３９内に単心光ファイバ心線４１を収納し、その外周に押さえ巻き４３を施したものである。それ以外の構成は実施形態１と同じである。図４は棒状ユニット１５の撚り方向の反転部間中央部における断面を示している。このような構成にすると実施形態１より光ファイバの収納本数を多くすることができる。
【００２１】
〔実施形態３〕
図５は本発明の第３の実施形態を示す。この光ファイバケーブルは、中心棒状部材１１の外周面に溝４５を形成し、その溝４５内にテープ状光ファイバ心線４７を複数枚積層した状態で収納し、その外周に押さえ巻き４３を施したものである。それ以外の構成は実施形態１と同じである。図５は棒状ユニット１５の撚り方向の反転部間中央部における断面を示している。このような構成にすると実施形態２よりさらに光ファイバの収納本数を多くすることができる。
【００２２】
〔実施形態４〕
図６は本発明の第４の実施形態を示す。この光ファイバケーブルは棒状ユニット１５の構造が実施形態１と異なっている。すなわち、この棒状ユニット１５は、長手方向に中心軸線に関して対称な２条の溝２３を有する溝付き丸棒状部材２５を使用しており、その溝２３内に複数枚のテープ状光ファイバ心線１３を、テープ面を溝底面に向けた状態で積層収納し、その外周に押さえ巻き２７を施した構造である。また溝付き丸棒状部材２５には、溝幅の中央を通る面に関して対称な位置に抗張力線２９が埋め込まれている。
【００２３】
棒状ユニット１５以外の構成は実施形態１と同じである。図６（Ａ）〜（Ｃ）は図１（Ａ）〜（Ｃ）に対応している。このような構成にすると、実施形態１よりケーブル外径が若干大きくなるが、光ファイバの収納本数を大幅にアップできるという利点がある。
この実施形態の場合も、実施形態２または３のような中心棒状部材を使用すれば、光ファイバの収納本数をさらに多くすることができる。
【００２４】
〔実施形態５〕
図７〜図９は本発明の第５の実施形態を示す。この光ファイバケーブルは、中心棒状部材１１として外周にらせん方向が周期的に反転するＳＺらせん溝４９を形成したものを使用している。棒状ユニット１５はこのＳＺらせん溝４９に沿ってＳＺ撚りされている。それ以外の構成は実施形態１と同じである。図７（Ａ）〜（Ｃ）は図１（Ａ）〜（Ｃ）に対応し、図８は図２に対応し、図９（ａ）〜（ｋ）は図３（ａ）〜（ｋ）に対応している。ただし図８は中心棒状部材１１の外周面の１条のＳＺらせん溝４９と、その中に撚り込まれた棒状ユニット１５を示す展開図である。
このような構成にすると、棒状ユニット１５のＳＺ撚り状態を確実に保持することができるので、ＳＺ撚りを容易に行うことができる。
【００２５】
またこのような構成の光ファイバケーブルの場合は、ＳＺらせん溝４９を、その中で棒状ユニット１５が自由に向きを変えられる大きさにしておくことが望ましい。このようにすれば、ケーブルが屈曲や捻じりを受けたときに、棒状ユニット１５がテープ状光ファイバ心線１３と共に歪みが少なくなる方向に向きを変えられるため、テープ状光ファイバ心線に生じる内部応力が分散されやすくなり、伝送ロス増を抑制できる。
【００２６】
なお中心棒状部材１１のＳＺらせん溝４９の断面形状は、図７〜図９の実施形態では台形溝としたが、図１０のような溝底面が湾曲した溝としてもよいし、図１１のような矩形溝としてもよい。
またこの実施形態では棒状ユニット１５の溝付き丸棒状部材２５として、１溝の溝付き丸棒状部材を使用したが、実施形態４のような２溝の溝付き丸棒状部材を使用することもできる。
【００２７】
〔実施形態６〕
図１２は本発明の第６の実施形態を示す。この光ファイバケーブルは、中心棒状部材１１の外周面に溝３９を形成し、その溝３９内に単心光ファイバ心線４１を収納し、その外周に押さえ巻き４３を施し、さらにその外周にＳＺらせん溝４９を形成するための溝付きスペーサ５１を設けたものである。棒状ユニット１５は溝付きスペーサ５１のＳＺらせん溝４９に沿ってＳＺ撚りされている。それ以外の構成は実施形態５と同様である。
【００２８】
〔実施形態７〕
図１３は本発明の第７の実施形態を示す。この光ファイバケーブルは、中心棒状部材１１の外周面に溝４５を形成し、その溝４５内にテープ状光ファイバ心線４７を複数枚積層した状態で収納し、その外周に押さえ巻き４１を施し、さらにその外周にＳＺらせん溝４９を形成するための溝付きスペーサ５１を設けたものである。棒状ユニット１５は溝付きスペーサ５１のＳＺらせん溝４９に沿ってＳＺ撚りされている。それ以外の構成は実施形態５と同様である。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、テープ状光ファイバ心線を収納した棒状ユニットを、中心棒状部材の外周にＳＺ撚りするタイプの光ファイバケーブルににおいて、テープ状光ファイバ心線に加わる、捻じりと、テープ面内でテープ側縁を湾曲させる方向の曲げとを小さくできるため、テープ状光ファイバ心線の伝送ロスを十分小さく抑えることができる。このため本発明は、このタイプの光ファイバケーブルの実用化に大きく貢献するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光ファイバケーブルの第１の実施形態を示す、（Ａ）は撚り方向の反転部間中央部における断面図、（Ｂ）（Ｃ）は撚り方向の反転部における断面図。
【図２】図１のケーブルにおける棒状ユニットのＳＺ撚りの状態を示す側面図。
【図３】（ａ）〜（ｋ）はそれぞれ図２のａ−ａ線〜ｋ−ｋ線における断面図。
【図４】本発明の光ファイバケーブルの第２の実施形態を示す、撚り方向の反転部間中央部における断面図。
【図５】本発明の光ファイバケーブルの第３の実施形態を示す、撚り方向の反転部間中央部における断面図。
【図６】本発明の光ファイバケーブルの第４の実施形態を示す、（Ａ）は撚り方向の反転部間中央部における断面図、（Ｂ）（Ｃ）は撚り方向の反転部における断面図。
【図７】本発明の光ファイバケーブルの第５の実施形態を示す、（Ａ）は撚り方向の反転部間中央部における断面図、（Ｂ）（Ｃ）は撚り方向の反転部における断面図。
【図８】図７のケーブルにおける中心棒状部材の外周面の展開図。
【図９】（ａ）〜（ｋ）はそれぞれ図８のａ−ａ線〜ｋ−ｋ線における断面図。
【図１０】図７のケーブルにおける中心棒状部材のＳＺらせん溝の形の他の例を示す断面図。
【図１１】同じくさらに他の例を示す断面図。
【図１２】本発明の光ファイバケーブルの第６の実施形態を示す、撚り方向の反転部間中央部における断面図。
【図１３】本発明の光ファイバケーブルの第７の実施形態を示す、撚り方向の反転部間中央部における断面図。
【符号の説明】
１１：中心棒状部材
１３：テープ状光ファイバ心線
１５：棒状ユニット
１７：押さえ巻き
１９：シース
２１：テンションメンバー
２３：溝
２５：溝付き丸棒状部材
２７：押さえ巻き
２９：抗張力線
３１：撚り方向の反転部
３３：撚り方向の反転部間中央部
４９：ＳＺらせん溝

Claims (4)

1. 長手方向に１条の又は中心軸線に関して対称な２条の溝を有する溝付き丸棒状部材の前記溝内に、１枚以上のテープ状光ファイバ心線を、テープ面を溝底面に向けた状態で積層収納し、外周に押さえ巻きを施してなる棒状ユニットと、テンションメンバーを有する中心棒状部材とを備え、
   前記棒状ユニットは中心棒状部材の外周に、撚り方向の反転部間中央部（撚り方向の１つの反転部から次の反転部までの間の中央部）では溝付き丸棒状部材の溝の深さ方向がほぼ中心棒状部材の径方向を向くように、撚り方向の反転部では、溝付き丸棒状部材を溝の深さ方向を中心棒状部材の径方向に向けたままＳＺ撚りしたと仮定したときに撚り方向の反転部で曲がりの内側に位置する方の溝側壁がその反対側の溝側壁と中心棒状部材の外周面との間に位置するように、ＳＺ撚りされており、
   ＳＺ撚りされた棒状ユニットの外周に押さえ巻きが施され、その外周にシースが施されている、
   ことを特徴とする光ファイバケーブル。
2. 溝付き丸棒状部材は、溝幅の中央を通る面に関して対称な位置に抗張力線を有していることを特徴とする請求項１記載の光ファイバケーブル。
3. 中心棒状部材は外周にらせん方向が周期的に反転するＳＺらせん溝を有しており、棒状ユニットはこのＳＺらせん溝に沿ってＳＺ撚りされていることを特徴とする請求項１または２記載の光ファイバケーブル。
4. 棒状ユニットがＳＺらせん溝内で自由に回転できる状態にあることを特徴とする請求項３記載の光ファイバケーブル。

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