JP4907909B2 - 光ファイバケーブルの外被除去方法 - Google Patents

Description

本発明は、ケーブル外被内に抗張力体が埋め込まれた光ファイバケーブルの外被除去方法に関する。

近年、光通信ネットワークの発達に伴い、低損失で広帯域の光ファイバケーブルが布設環境に応じて様々提案されている。その一つに、複数本の光ファイバ素線を並列させその外周に一括被覆を施した光ファイバテープ心線を１枚若しくは複数枚積層し、その周囲に緩衝層を設け、さらに、その外側にポリエチレンなどのプラスチックの押出しにより外被を施したものがある。そして、このケーブルにおいては、外被内部に、鋼線などからなる抗張力体を、光ファイバテープ心線を挟んで対向する位置に埋め込み、これにより、温度変化による光ファイバの伝送損失の増加を防ぐとともに、ケーブル布設時に光ファイバに応力が加わらないようにしている（例えば、特許文献１参照）。

しかし、特許文献１に記載の光ファイバケーブルは、抗張力体と外被との密着強度の過不足によって、光ファイバの伝送損失が増加したり、或いは、端末などにおける接続作業の際に外被を容易に除去することができないという問題があった。

これに対し、外被に埋め込まれた抗張力体と外被との密着強度を最適化し、温度変化に伴う伝送損失増加が防止でき、優れた外被除去性をもつとした光ファイバケーブルが知られている（例えば、特許文献２参照）。特許文献２に記載の光ファイバケーブルは、ケーブル外被１４内に抗張力体１５が、例えば２本、ケーブル中心に対して互いに対称となる位置に縦添えして埋め込まれており、抗張力体１５の引抜力を１５０〜６００Ｎ／２０ｍｍとしたものである。
特許第３０６４２８４号公報 特開２００４−２８７２２１号公報

しかしながら、特許文献２に記載のごとく抗張力体の引抜力を１５０〜６００Ｎ／２０ｍｍとしても、外被除去性において問題が生じる場合がある。例えば、ここで規定した引抜力を満足していても、引抜力が数１００Ｎもあると特殊な工具が必要であり、限られた作業スペースにて人手で外被除去をするのは極めて困難である。一方、外被を長手方向へ引き抜くのではなく捻回すると、比較的小さい力でも外被が捻られるが、この場合には外被と一緒に抗張力体が捻回されて折れてしまう場合がある。

本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたものであり、特殊な工具を使わず、限られた作業スペースであっても、抗張力体を折ることなく、人手で外被除去作業を容易に行うことが可能な光ファイバケーブルの外被除去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ケーブルの外被除去方法は、外被内に抗張力体が縦添えして埋め込まれている光ファイバケーブルに対し、抗張力体の周りの外被を除去する外被除去方法であって、ケーブル端末から長さ２０ｍｍの位置で外被を切断し、切断した外被を、抗張力体の周りに捻回して抗張力体との接着を剥離させてから引き抜くようにしたものである。また、この光ファイバケーブルは、抗張力体が外被に接着され、その引抜力が１００Ｎ／２０ｍｍ以上であり、ケーブル端末から長さ２０ｍｍの位置で外被を切断して抗張力体の周りに捻回すると、７２０度以内の捻回角度で抗張力体との接着が完全に剥離するようにしたものである。ここで、この光ファイバケーブルは、端末から長さ２０ｍｍの位置で外被を切断して抗張力体の周りに捻回し、抗張力体との接着が完全に剥離した後の、外被の長手方向に引き抜ける力が、４０Ｎ／２０ｍｍ以下であることが好ましい。

本発明によれば、光ファイバケーブルの外被除去を行うに際し、特殊な工具を使わず、限られた作業スペースであっても、抗張力体を折ることなく、人手で容易に行うことが可能となる。

図１は、本発明に係る外被除去方法により外被を除去する光ファイバケーブルの一例を示す断面図で、図１（Ａ）は丸型の光ファイバケーブルの一例を、図１（Ｂ）は自己支持型の光ファイバケーブルの一例を示している。図中、１，２は光ファイバケーブル、１１，２１は光ファイバ素線、１２は光ファイバテープ心線、１３，２３は緩衝層、１４，２４は抗張力体、１５，２５は引裂き紐、１６，２６はケーブル外被、１７，２７は突条、２２は光ファイバ心線、３０は光ケーブル首部、３１は光ケーブル支持線、３２は光ケーブル支持線被覆部を示す。

図１（Ａ）に示すように、本発明に係る外被除去方法により外被を除去する光ファイバケーブル１は、光ファイバテープ心線１２を複数枚積層し、その周囲にポリプロピレン繊維などの緩衝層１３を設け、さらにその外側にポリエチレンやポリ塩化ビニルなどのプラスチックの押出し成型によりケーブル外被１６を施した構造を有する。

光ファイバテープ心線１２は、光ファイバ素線１１を複数本テープ状に並べてその外周に一括被覆を施してなる。図１（Ａ）の例では、４本の光ファイバ素線１１を並べてその外周を一括被覆した光ファイバテープ心線１２を６枚積層した例を示しているが、光ファイバテープ心線１２の芯数及び積層枚数はこれに限ったものではない。また、光ファイバ素線１１は被覆されたものであってもよい。また、光ファイバテープ心線１２の周囲に緩衝層１３を設けた例を示しているが、緩衝層１３に代えて、例えばチューブ内に光ファイバテープ心線１２を収容する構成としてもよい。

また、ケーブル外被１６には、図１（Ａ）で示すように、例えば光ファイバケーブル１の中心の対角線上に２本の引裂き紐１５が埋め込まれている。なお、その２本の引裂き紐１５が埋め込まれた部分の位置表示としてケーブル外被１６の外面には、小さな突条１７を形成しておくとよい。また、この突条は、マーキングで形成してもよい。

そして、光ファイバケーブル１は、ケーブル外被１６内に抗張力体１４が縦添えして埋め込まれている。図１（Ａ）においては、抗張力体１４がケーブルの中心に対し互いに対称の位置になるように縦添えして埋め込まれ、上述のごとくこれらの各抗張力体１４からそれぞれ周方向にほぼ９０°回転した位置に、それぞれ１本ずつ、合計２本の引裂き紐１５が縦添えして埋め込まれている。図１（Ａ）で示すように光ファイバケーブル１の中心の対角上に２本の抗張力体が埋め込まれた構造が一般的に多いが、本発明においては抗張力体の本数、並びにその配置に制約はない。但し、後述するように本発明ではケーブル外被１６を切断してこれを抗張力体１４の周りに捻回して除去するので、その際に隣り合う抗張力体間でのケーブル外被１６の縦割りが必要となる。

ケーブル端末や中間分岐部においては、所定の長さだけ外被が除去される。外被除去することによって、抗張力体１４を直接把持して強固な把持力を得ると同時に、抗張力体１４が金属で形成されている場合にはアースを取ることも可能となる。また、抗張力体１４としては、鋼線の他にＦＲＰ（ガラス繊維強化プラスチック）などによっても代替可能である。

次に、抗張力体１４とケーブル外被１６との接着方法について説明する。抗張力体１４は、ケーブル外被１６と接着しており、１００Ｎ／２０ｍｍ以上の引抜力を有する。具体的な接着方法としては、外被の接着性により直接接着するか、或いは接着性の熱可塑樹脂を抗張力体の表面に被覆してから、その外周にケーブル外被を被覆する。なお、抗張力体１４の引抜力は、抗張力体１４及びケーブル外被１６に使用する材料の種類、抗張力体１４の表面形状や性状（接着剤の塗布などの表面処理を含む）、ケーブル外被１６の押出条件などによって調整することができる。

図２は、図１（Ａ）の光ファイバケーブルの外被除去の作業方法を説明するための図で、図２（Ａ）は光ファイバケーブルの概略斜視図を、図２（Ｂ）は図２（Ａ）の光ファイバケーブルのＢ−Ｂ断面図を示している。図中、Ｃは抗張力体の周囲のケーブル外被を切断する位置、Ｌは切断箇所の部分的な剥離範囲を示し、その他、図１と同じ部分には同じ符号を付してその説明を省略する。また、後述する図１（Ｂ）の光ファイバケーブルでの外被除去も基本的に同様であり、その説明を省略する。

図２（Ａ）に示すように、本発明の外被除去方法では、光ファイバケーブル１に対し、外被の軸方向に沿って切り込みを入れ半円角状に縦割りした後、その端末から長さ２０ｍｍの位置Ｃでケーブル外被１６を切断し、これを抗張力体１４の周りに捻回したときに、捻回角度が７２０度以内で接着部分が完全に剥離する。また、３６０度以内の捻回角度で接着部分が剥離すれば、より好ましい。すなわち、本発明の外被除去方法により外被を除去する光ファイバケーブル１は、その端末から長さ２０ｍｍの位置でケーブル外被１６を切断して捻回すると、７２０度以内の捻回角度で抗張力体１４との接着部分が完全に剥離するように作製されている。

図２（Ｂ）に示すように、ケーブル外被１６を捻回しているとき、外被切断箇所（位置Ｃ）の際では部分的に接着が剥離し、この範囲Ｌで抗張力体１４が捻られている。もし接着強度が高くて剥離し難いと、前述の部分的に剥離する範囲が狭くなり（すなわち、抗張力体１４の捻回度が上がる）、接着強度が抗張力体１４の捻回トルクより強いため、抗張力体１４が捻回限度量を超えるまで捻られて折れることになる。実験の結果からも、ケーブル外被１６の捻回角度が７２０度以内で接着部が完全に剥離するような接着強度であれば、抗張力体１４が折れることなく外被除去できることが確認されている。

上述のごとく、本発明では、温度変化に伴う伝送損失の増加を抑制するために抗張力体の初期の引抜力を規定し、且つ、端末における外被除去作業を容易にするため、外被を捻回して抗張力体との接着部分を剥離させる作業における捻回角度を規定している。

本発明によれば、光ファイバケーブルの外被除去作業を行うに際し、特殊な工具を使わず、限られた作業スペースであっても、抗張力体を折ることなく、人手で行うことが可能となる。一方、特許文献２に記載のケーブルでは、温度変化に伴う伝送損失増加の抑制と、外被除去性を両立する目的で、抗張力体の引抜力を１５０〜６００Ｎ／２０ｍｍとしているが、実際にこれだけの引抜力があると人手で外被除去することが困難である。さらに、６００Ｎもの引抜力があると、ペンチ等の工具を用いても人力で引き抜くのは困難である。しかし、上述のごとく先にケーブル外被を捻回して接着部を剥離させれば、人手でも十分に可能なほどの力で容易に外被を除去することができ、本発明に係る光ファイバケーブルを用いれば、接着部分の剥離性が悪くて抗張力体が一緒に捻られて折れてしまうことなく、接着部分を剥離させることができ、その後も比較的小さい引抜力で容易に外被が除去できる。

また、接着部が剥離した後は摩擦力によって外被の引抜力が決まるが、この引抜力（剥離後の引抜力）を４０Ｎ／２０ｍｍ以下とすることで、外被除去作業がより容易になる。すなわち、本発明の外被除去方法により外被を除去する光ファイバケーブル１は、その端末から長さ２０ｍｍの位置でケーブル外被１６を切断して捻回し、抗張力体１４との接着部分が剥離した後に、ケーブル外被１６を長手方向に引き抜ける力が４０Ｎ／２０ｍｍ以下であるように作製することが好ましい。

実際、外被除去性の良し悪しは、ケーブル外被１６と抗張力体１４との接着力のみでなく、接着が剥がれてからの引抜力にも影響されている。特許文献２の技術では外被と抗張力体の接着強度としての引抜力のみを規定しているため、この条件を満足していても剥離後に抗張力体表面に接着材料が残留するなどして外被が引き抜きにくい場合があったが、本発明では接着部分が剥離した後の引抜力を規定することで良好な外被除去性が得られた。

さらに、上述の接着強度と除去性を持たせるために、接着性材料と非接着性材料をブレンドしたものを接着層に用いることが好ましく、その配合比は、用いる接着剤の種類に応じて、上記の接着状態となるように適宜決めることができる。

実際、特許文献２には市販の接着剤を用いて接着層の厚みを変化させることで接着力を調整することが記載されているが、量産を考慮した製造の安定性からは、接着層の厚さを薄く制御するよりも、所定の接着強度が得られる材料をある程度の厚さで被覆する方が容易である。本発明では、上述のごとく適度な接着力を得る具体的な手段として、入手し易い市販の接着剤と非接着性の材料とブレンドして希釈することで、適度な接着力となる材料を得、その材料による接着層を設けている。

また、ケーブル外被１６中に埋め込まれた抗張力体１４の外径は、φ１．２ｍｍ以下が望ましい。細径の抗張力体１４であるほど、本発明の効果が明確に現れるため、このように、抗張力体１４の最大外径を規定することが好ましい。

また、ケーブル種類は丸型でも自己支持型でも構わないが、図１（Ｂ）で示すような支持線を有する自己支持型の光ファイバケーブル２の方が本体の抗張力体２４は一般的に細径であるため、本発明の外被除去のし易さが明確になる。なお、図１（Ｂ）で示した光ファイバケーブル２は、図１（Ａ）で示した光ファイバケーブル１において、自己支持型とした以外に、光ファイバテープ心線１２の代わりに光ファイバ素線２１を複数本束ねて被覆してなる光ファイバ心線２２が収容されており、その他の緩衝層２３、抗張力体２４、引裂き紐２５、ケーブル外被２６、突条２７については、図１（Ａ）のそれらと基本的に同様であり、その説明を省略する。なお、光ファイバケーブル２に収納される光ファイバ心線２２は、どの形態でも構わず、例えば、図１（Ａ）で示したテープ心線型や単心型などであっても適用できる。

自己支持型の光ファイバケーブル２は、丸型の光ファイバケーブル１において、ケーブル外被２６に光ケーブル支持線３１を取り付けた構造を持つ。光ケーブル支持線３１の外周はケーブル外被１６と同材料などで被覆され、光ケーブル支持線被覆部３２を形成している。そして、ケーブル外被２６に光ケーブル支持線３１を取り付けるために、ケーブル外被２６の一部と光ケーブル支持線被覆部３２の一部とを、光ケーブル外被１６と同材料などでなる光ケーブル首部３０により結合している。

図１（Ｂ）で示した、支持線を有する自己支持型ケーブル２の場合、本体外被（ケーブル外被２６）に埋め込む抗張力体２４は一般的に細径であり、本発明での抗張力体２４が折れないという効果が明確に現われる。一方、特許文献２の技術における接着強度では、外被を捻回した時に細径の抗張力体はいっそう折れ易くなる。

また、図１（Ａ），（Ｂ）の双方に図示したように、複数の抗張力体が埋め込まれた構造の場合、外被を縦方向に分割して、一つの部分に１本の抗張力体が含まれるようにすると外被除去の作業がし易くなる。このため、外被縦割り用に引裂き紐を抗張力体と９０度ずらした位置に埋め込んだ構造は有利となる。

図３は、図１（Ａ）の光ファイバケーブルにおける抗張力体の埋め込み位置を示すマーキングの例を示す断面図である。図中、５はニッパ、１８ａは突起、１８ｂは突起１８ａとは異なる形状の突起、１８ｃは突起１８ｂを設けた場合の切断位置を示す。なお、マーキングの例を図１（Ａ）を元に説明するが、図１（Ｂ）のケーブルであっても、例えば一方が光ファイバ首部３０をマーキングに用い、他方を以下に説明するマーキング例を適用すればよい。

図３（Ａ），（Ｂ）に示すように、抗張力体１４が埋め込まれている位置が判るようなケーブル外被１６上の突起１８ａやライン（図示せず）によるマーキングがあると、例えばニッパ５等の工具によって外被を切断する際に、誤って抗張力体１４を外傷させる可能性が小さくできる。図３（Ｂ）で示すように所定の幅を持った突起１８ｂを設ければ、図３（Ｃ）で示すように、突起１８ｂの側面（位置１８ｃ）に合わせてニッパ５の刃を入れると抗張力体１４に刃が当たらないように工夫できる。

以上、本発明に係る外被除去方法により外被を除去する対象となる光ファイバケーブルの構造についてその外被除去作業に触れながら説明したが、次に、その外被除去作業の一例について縦割り作業から詳細に説明する。

図４は、図１（Ａ）の光ファイバケーブルの外被除去の作業方法を詳細に説明するための図である。図中、図１（Ａ）及び図２と同じ部分には同じ符号を付しており、その説明を省略する。

外被除去の作業は、まず図４（Ａ）に示すように、引裂き紐がある場合はこれを使ってケーブル外被１６を縦割りにする。ここで、引裂き紐が無い場合にはカッター等の引裂き用の工具で切断するとよい。次に、図４（Ｂ）に示すように、端末より長さ２０ｍｍの位置Ｃでケーブル外被１６に切り込みを入れ、抗張力体１４を中心にこの部分を捻回して抗張力体１４との接着部分を剥離させる。そして、接着部分が完全に剥離した後、図４（Ｃ）に示すように、ケーブル外被１６を引き抜く。以上の作業を、数回繰り返して、所定の長さのケーブル外被１６を除去する。例えば、端末から４０ｍｍの長さのケーブル外被１６を除去したい場合には、上述した作業を２回繰り返せばよい。また、光ファイバケーブル１内に、複数の抗張力体１４があれば、それぞれについて同様の作業を行う。

このように、先にケーブル外被を捻回して抗張力体との接着部分を剥離させてから引き抜くことにより、特殊な工具を用いなくても人手で容易に外被除去が可能となる。ケーブル外被の引抜力を１００〜５００Ｎ／２０ｍｍとして抗張力体の接着部分を剥離させるための外被捻回角度を７２０度以下としても、最初に外被を引き抜く従来の外被除去方法では作業が困難である。しかし、本発明では最初に抗張力体との接着部分を剥離させるために外被を捻回し、それから外被を引き抜くことによって、人手で容易に外被除去が可能となる。

図１（Ｂ）に示すような自己支持型ケーブルを試作し、光学特性と外被除去性を評価した。この自己支持型ケーブルは、光ファイバ心線としてＳＭファイバ心線を２４心実装し、ケーブル外被材料としてＬ−ＬＤＰＥ（直鎖状低密度ポリエチレン）を使用し、ケーブル外被寸法を外径１０．５ｍｍ、内径５．５ｍｍとし、本体埋込みの抗張力体として直径０．７２ｍｍの鋼線を使用し、さらにケーブル支持線として７／１．４鋼撚線を使用した。

そして、使用材料（接着剤，希釈用ポリエチレン）として、下表１で示す材料種類及び配合設定の材料Ａ〜Ｄを用いた。ここで、ＮＵＣ−ＡＣＥ ＧＡ００４は、日本ユニカー社製の接着性樹脂、アドマーＬＢ０３０は三井化学社製の接着性樹脂、スミカセンＧ２０１Ｆは住友化学社製の低密度ポリエチレンである。

さらに、試作条件として、下表２で示す条件１〜５を用いた。これら条件１〜５では、接着剤種類と接着層の厚さをパラメータとして振った。

（１）伝送特性と引抜力の評価
上述のごとき各条件において、初期伝送損失（１．５５μｍ波長のＯＴＤＲにて測定）と温度特性（−３０〜７０℃における伝送損失の変動）、及び抗張力体の初期の引抜力を試験した結果を、下表３に示す。

条件５のみ温度特性が悪くなっており、試験後にはケーブル端末での抗張力体の突出が発生していた。これより、抗張力体の引抜力が不足していると伝送特性に影響することが判る。

（２）外被除去性の評価
次に、抗張力体が１本含まれるように縦割りにしたケーブル外被について、図４の要領で端末から長さ２０ｍｍの位置で外被材料を切断し、そこを捻回してから引き抜くという作業を行った。この時に抗張力体と外被の接着部分が剥離するまでの捻回角度（剥離捻回角度）、及び接着が剥離した後の外被引抜力（剥離後引抜力）を測定した。この測定結果を下表４に示す。

表４に示すように、接着が剥離する捻回角度が７２０度を下回っていた条件３，４，５では抗張力体の折れが全く発生せず、外被除去性は良好であった。条件１は９０％の確率で抗張力体が折れてしまい、辛うじて折れなかった場合の捻回角度は７２０度を越えていた。条件２も７２０度を越えており、条件１よりは低いものの２０％の確率で抗張力体が折れた。

条件１〜５において長さ２０ｍｍの外被を捻回するためのトルクはいずれも≦２００Ｎ・ｍｍであり、これは工具を使用しなくても人手で容易に捻れるレベルであった。接着剤剥離後の引抜力については、４０Ｎ／２０ｍｍを下回った条件３，４，５は無理なく外被を引き抜くことができて作業性は良好であった。

この結果を表３の結果と比べてみると、必ずしも初期の引抜力が低いほど抗張力体が折れないというわけでなく、適切な材料選定によって捻回角度と接着部分の剥離後の引抜力を最適化すれば良好な外被除去性が確保できることが判る。

本発明に係る外被除去方法により外被を除去する光ファイバケーブルの一例を示す断面図で、図１（Ａ）は丸型の光ファイバケーブルの一例を、図１（Ｂ）は自己支持型の光ファイバケーブルの一例を示している。 図１（Ａ）の光ファイバケーブルの外被除去の作業方法を説明するための図である。 図１（Ａ）の光ファイバケーブルにおける抗張力体の埋め込み位置を示すマーキングの例を示す断面図である。 図１（Ａ）の光ファイバケーブルの外被除去の作業方法を詳細に説明するための図である。

符号の説明

１，２…光ファイバケーブル、５…ニッパ、１１，２１…光ファイバ素線、１２…光ファイバテープ心線、１３，２３…緩衝層、１４，２４…抗張力体、１５，２５…引裂き紐、１６，２６…ケーブル外被、１７，２７…突条、１８ａ，１８ｂ…突起、１８ｃ…切断位置、２２…光ファイバ心線、３０…光ケーブル首部、３１…光ケーブル支持線、３２…光ケーブル支持線被覆部。

Claims (2)

1. 外被内に抗張力体が縦添えして埋め込まれている光ファイバケーブルに対し、前記抗張力体の周りの外被を除去する外被除去方法であって、
   前記光ファイバケーブルは、前記抗張力体が前記外被に接着され、その引抜力が１００Ｎ／２０ｍｍ以上であり、前記光ファイバケーブルの端末から長さ２０ｍｍの位置で前記外被を切断して前記抗張力体の周りに捻回すると、７２０度以内の捻回角度で前記抗張力体との接着が完全に剥離される光ファイバケーブルであり、
   前記光ファイバケーブルの端末から長さ２０ｍｍの位置で前記外被を切断し、前記切断した外被を、前記抗張力体の周りに捻回して前記抗張力体との接着を剥離させてから引き抜くことを特徴とする外被除去方法。
2. 前記抗張力体との接着が完全に剥離した後の前記外被の長手方向に引き抜ける力が、４０Ｎ／２０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の外被除去方法。

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