JP5697011B2

JP5697011B2 - 光ファイバケーブル、及び光ファイバケーブルの形成方法

Info

Publication number: JP5697011B2
Application number: JP2010030973A
Authority: JP
Inventors: 小澤　俊明; 俊明小澤; 成且鉄谷
Original assignee: THE FURUKAW ELECTRIC CO., LTD.; Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: THE FURUKAW ELECTRIC CO., LTD.; Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2010-02-16
Filing date: 2010-02-16
Publication date: 2015-04-08
Anticipated expiration: 2030-02-16
Also published as: JP2011169938A

Description

本発明は、ユニット型光ファイバテープ心線を収容したケーブルコアの外周を外被で被覆してなる光ファイバケーブル、及び当該光ファイバケーブルの形成方法に関する。

近年、インターネットの普及に伴い、光ファイバを一般家庭に直接引き込んで高速通信サービスを実現するＦＴＴＨ（Fiber To The Home）が急速に拡大している。一般に、ＦＴＴＨに用いられる光ファイバケーブルには、複数本の光ファイバテープ心線（以下、テープ心線）が束ねられて収容されている。テープ心線を束ねて収容することで、光ファイバケーブルの細径化・高密度化、及び中間工分岐作業の効率化を図ることができる。
テープ心線を収容した光ファイバケーブルとしては、例えば、長手方向に沿って一定の撚りピッチで螺旋状に延在する収納溝を有するスロットロッドを備え、このスロットロッドの収納溝にテープ心線を添わせるように収容して、外周面を外被で被覆したテープスロット型光ファイバケーブルが知られている。また、テープ心線としては、少数心（例えば２心）の光ファイバ素線（光ファイバの周囲に必要最小限の保護被覆を施したもの、以下、光ファイバ）を並列に配置して一括被覆してテープ心線を構成し、このテープ心線を複数本並列に配置してさらに一括被覆したユニット型テープ心線が知られている（例えば、特許文献１）。

特開平１−２７１７１５号公報

ところで、上述したテープスロット型光ファイバケーブルの場合、ケーブルを曲げると収容されているテープ心線にも曲げ応力が加わる（図１１参照）。このとき、いずれのテープ心線においても収納溝の撚りピッチ（＝テープ心線の撚りピッチ）内で必ず縦曲げ状態となっている部分がある。
従来のテープ心線は複数の光ファイバが長手方向に一括被覆された構造となっており形状変化しにくいため、図１１に示すように、光ファイバケーブルを曲げ半径Ｒｃで曲げたときには、テープ心線の縦曲げ状態となっている部分は等価的に曲げ半径Ｒｔ（≒Ｒｃ）で曲げられていると考えることができる。つまり、テープ心線の縦曲げ状態となっている部分には、光ファイバケーブルを曲げたときの応力がそのまま加わり、大きな歪みが生じることとなる。

ここで、縦曲げ状態とは、図１１（ｂ）に示すように曲げ応力がテープ幅方向に加わっている状態をいう。つまり、光ファイバケーブルを曲げたときにケーブル側面に位置することとなるテープ心線の部分(図１１（ａ）の破線部分）が縦曲げ状態になる。テープ心線単位でみると、光ファイバケーブルを曲げたときに縦曲げ状態になる部分は１ピッチ内で２箇所あるが、テープ心線を構成する光ファイバ単位（例えば図１１（ｂ）の４番心線Ｎ４）でみると、一方の縦曲げ状態では圧縮歪みを受けるのに対して、他方の縦曲げ状態では引張歪みを受けることとなる。そこで、２つの縦曲げ状態を区別し、光ファイバケーブルを曲げたときにテープ心線は１ピッチ内で１箇所だけ縦曲げ状態になるものとして扱うこととする。

このような縦曲げ状態では、図１１（ｂ）に示すように、曲げ応力に対して最外側に位置する光ファイバＮ１が引張歪みを受け、最内側に位置する光ファイバＮ４が圧縮歪みを受ける。そして、圧縮歪みを受ける側の光ファイバＮ４において損失増加が増大しやすくなる。現状では、光ファイバケーブルを曲げたときの圧縮歪みを低減するために、テープ心線の幅を小さく（例えば心線数を少なく）したり、テープ心線が収容溝内で傾くようにしたりするという対策が採られている。

しかしながら、収容するテープ心線の心線数を少なくするという手法は、光ファイバケーブルの高密度化に逆行することとなるため好ましくない。また、光ファイバケーブルの細径化が要求されており、収容溝の大きさも縮小される傾向にあるため、収容溝内でテープ心線が傾くことができる余地は少ない。このように、従来の光ファイバケーブルでは、ケーブルを曲げたときにテープ心線に加わる歪みを効果的に低減できないため、取扱性の向上（ドラムサイズの縮小化）や損失増加の緩和を図ることが困難となっている。

本発明は、光ファイバテープ心線を収容した光ファイバケーブルにおいて、細径化・高密度化を妨げることなく、取扱性の向上や損失増加の緩和を図ることができる技術を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、上記目的を達成するために為されたもので、２心以上の光ファイバが並列に配置され長手方向に亘って一括被覆されてなる光ファイバテープ心線を２本以上並列に配置し、隣接する前記光ファイバテープ心線を長手方向に間隔Ｓで設けた長さＬの連結部によって間欠的に連結してなるユニット型光ファイバテープ心線を、長手方向に一定の撚りピッチで撚りを加えて収容し、外周面を外被で被覆してなる光ファイバケーブルであって、前記連結部の長さ及び連結ピッチ、前記ユニット型光ファイバテープ心線の層心径、並びに前記撚りピッチは、前記ユニット型光ファイバテープ心線における撚りピッチの１０ピッチ相当の任意区間で、ケーブルに曲げを加えたときに縦曲げ状態が最大になる位置と前記連結部とが連続して１０回以上重ならないようになっていることを特徴とする光ファイバケーブルである。
請求項２に記載の発明は、光ファイバケーブルの形成方法であって、２心以上の光ファイバが並列に配置され長手方向に亘って一括被覆されてなる光ファイバテープ心線を２本以上並列に配置する第１の工程と、隣接する前記光ファイバテープ心線を長手方向に間隔Ｓで設けた長さＬの連結部によって間欠的に連結してユニット型光ファイバテープ心線を形成する第２の工程と、前記ユニット型光ファイバテープ心線を長手方向に一定の撚りピッチで撚りを加えてスロットロッドに収容する第３の工程と、前記スロットロッドの外周面を外被で被覆する第４の工程と、を含み、前記連結部の長さ及び連結ピッチ、前記ユニット型光ファイバテープ心線の層心径、並びに前記撚りピッチは、前記ユニット型光ファイバテープ心線における撚りピッチの１０ピッチ相当の任意区間で、ケーブルに曲げを加えたときに縦曲げ状態が最大になる位置と前記連結部とが連続して１０回以上重ならないようにすることを特徴とする。

本発明によれば、光ファイバケーブルを曲げたときに縦曲げ状態になる位置において、ユニット型テープ心線に生じる歪みが小さくなるので、光ファイバケーブルの細径化・高密度化を妨げることなく、取扱性の向上や損失増加の緩和を図ることができる。

実施形態に係るスロット型光ファイバケーブルの概略構成を示す図である。ユニット型テープ心線（４心）の連結態様を示す図である。実施例１のユニット型テープ心線１１における縦曲げ状態になる位置と連結部の同期状態の一例を示す図である。ケーブルの任意箇所から１０ピッチの区間において連結部と縦曲げ状態になる位置とが同期する回数を示す図である。実施例２のユニット型テープ心線１１における縦曲げ状態になる位置と連結部の同期状態の一例を示す図である。比較例のユニット型テープ心線１１における縦曲げ状態になる位置と連結部の同期状態の一例を示す図である。ユニット型テープ心線（８心）の連結態様の一例を示す図である。ユニット型テープ心線（８心）の連結態様の一例を示す図である。ユニット型テープ心線（８心）の連結態様の一例を示す図である。ユニット型テープ心線（８心）の連結態様の一例を示す図である。テープ心線の縦曲げ状態となっている部分を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、実施形態に係るスロット型光ファイバケーブルの概略構成を示す図である。図１（ａ）には光ファイバケーブル１の断面を示し、図１（ｂ）にはスロットロッド１２の側面を示している。なお、図１（ｂ）には、スロットロッド１２の周面に形成された４条の収納溝１２ａのうち１条だけを示している。
図１に示すように、光ファイバケーブル１は、長手方向に沿って一定の撚りピッチＰ１で螺旋状に延在する４条の収納溝１２ａを有するスロットロッド１２を備えている。スロットロッド１２のそれぞれの収納溝１２ａには、ユニット型光ファイバテープ心線（以下、ユニット型テープ心線）１１が収納溝１２ａに添わせるようにして収容されている。したがって、ユニット型テープ心線１１の撚りピッチはＰ１となる。
スロットロッド１２の外周面には、ユニット型テープ心線１１の脱落を防止するために押え糸（図示略）が巻回され、さらに押え巻きテープ１３が縦添えで設けられている。そして、その外側がポリエチレンなどからなる外被(シース）１４で被覆されている。
なお、スロットロッド１２の中心には、例えば鋼線、鋼撚り線、又はガラス強化繊維などからなるテンションメンバ（抗張力体）１５が配設されている。

図２は、光ファイバケーブル１に収容されるユニット型テープ心線（４心）１１の連結態様を示す図である。
図２に示すように、ユニット型テープ心線１１は、テープ心線１１ａ，１１ｂを２本並列に配置し、これらが長手方向に間隔Ｓで設けられた長さＬの連結部１１ｃによって間欠的に連結されて構成されている。したがって、連結部１１ｃによる連結ピッチＰ２はＬ＋Ｓで表される。テープ心線１１ａ，１１ｂは、それぞれ２心の光ファイバ１１１，１１２又は１１３，１１４が並列に配置され、例えば紫外線硬化型樹脂により長手方向に亘って一括被覆されている。また、連結部１１ｃは、例えば紫外線硬化型樹脂などの公知の接着樹脂を所定のパターンで塗布し、硬化させることにより形成されている。

ここで、連結部１１ｃの長さＬ及び連結ピッチＰ２（＝Ｌ＋Ｓ）、ユニット型テープ心線１１の層心径Ｄ、並びに撚りピッチＰ１は、ユニット型テープ心線１１における１０ピッチ（撚りピッチＰ１×１０）相当の任意区間で、ケーブルに曲げを加えたときに縦曲げ状態になる位置と連結部１１ｃが重なる箇所（同期箇所）が９箇所以下となるように設計されている。
すなわち、ユニット型テープ心線１１において連結部１１ｃの設けられている部分が、光ファイバケーブル１を曲げたときにできるだけ縦曲げ状態とならないようにする、言い換えると縦曲げ状態になる位置はできるだけ非連結部となっているようにすることで、ユニット型テープ心線１１に生じる歪み（特に最内側の光ファイバが受ける圧縮歪み）が小さくなるようにしている。

４心の光ファイバを一括被覆した従来のテープ心線においては、縦曲げ状態となっている部分は必ず４心単位で連結されている（図１１参照）。これに対して、本実施形態に係るユニット型テープ心線１１では、１０ピッチ相当の区間で、縦曲げ状態となっている部分の少なくとも一箇所は非連結部となっている。この非連結部においては、ユニット型テープ心線１１は２心単位の連結となっており、曲げ応力が加わると形状変化するため、生じる歪みは分散される。

このように、ユニット型テープ心線１１によれば、光ファイバケーブルを曲げたときに縦曲げ状態となる部分に生じる歪みを効果的に小さくできる。そして、このユニット型テープ心線１１を収容した光ファイバケーブル１によれば、ケーブルを曲げたときにユニット型テープ心線１１に生じる歪みが小さくなるので、光ファイバケーブルの細径化・高密度化を妨げることなく、取扱性の向上（例えばドラムサイズの縮小化）や損失増加の緩和を図ることができる。
なお、ユニット型テープ心線１１は長手方向に間欠的に連結されており、一括被覆されたテープ心線とほぼ同様に取り扱うことができるので、光ファイバケーブル１の内部での収納性や識別性、一括融着接続時の作業性が損なわれることもない。

［実施例１］
実施例１に係る光ファイバケーブル１では、スロットロッド１２の撚りピッチ（＝ユニット型テープ心線１１の撚りピッチ）Ｐ１を５００ｍｍ、層心径Ｄを５ｍｍとした。また、ユニット型テープ心線１１の連結ピッチＰ２（＝Ｌ＋Ｓ）を４００ｍｍ、連結部１１ｃの長さＬを５０ｍｍとした。
最内層のユニット型テープ心線１１について考えると、図１からわかるように、１ピッチの軌跡長Ｚは、Ｚ＝（Ｐ１²＋（π・Ｄ）²）^1/2で表される。したがって、実施例１のユニット型テープ心線１１では、光ファイバケーブル１を曲げたときに縦曲げ状態となる位置が約５００．２５ｍｍ間隔で出現する。一方で、連結部１１ｃは、３５０ｍｍ間隔で出現する。

図３は、実施例１のユニット型テープ心線１１における縦曲げ状態になる位置と連結部１１ｃの同期状態の一例を示す図である。図３には、ユニット型テープ心線１１の縦曲げ状態になる位置と連結部１１ｃの左端が一致するところを始点Ａ０として示している。
図３において、区間Ａ０：Ａ１０の１０ピッチ相当についてみると、縦曲げ状態になる位置Ａ０，Ａ４，Ａ８の３箇所に連結部１１ｃが位置している。ここで、区間Ａ０：Ａ１０には終点Ａ１０は含まれないものとし、以下においても同様とする。また、区間Ａ１：Ａ１１の１０ピッチ相当についてみると、縦曲げ状態になる位置Ａ４，Ａ８の２箇所に連結部１１ｃが位置することとなる。

図４は、ケーブルの任意箇所から１０ピッチの区間において連結部１１ｃと縦曲げ状態になる位置とが同期する回数を示す図である。図４では、図３に示す区間Ａ０：Ａ１０における同期回数を０ピッチ目の同期回数とし、以降、区間Ａ１：Ａ１１における同期回数を１ピッチ目の同期回数、区間Ａ２：Ａ１２における同期回数を２ピッチ目の同期回数、・・として示している。
図４に示すように、実施例１については、区間Ａ０：Ａ１０における０ピッチ目の同期回数は３回、区間Ａ１：Ａ１１における１ピッチ目の同期回数は２回、その後２００ピッチ程度まで同期回数は２回又は３回となる。
このように、実施例１に係る光ファイバケーブル１では、１０ピッチ相当の任意区間において、ケーブルに曲げを加えたときに縦曲げ状態になる位置と連結部１１ｃは、ケーブル長手方向に渡って最悪でも３箇所しか重ならないこととなる。

［実施例２］
実施例２に係る光ファイバケーブル１では、実施例１と同様にスロットロッド１２の撚りピッチ（＝ユニット型テープ心線１１の撚りピッチ）Ｐ１を５００ｍｍ、層心径Ｄを５ｍｍとした。また、ユニット型テープ心線１１の連結ピッチＰ２（＝Ｌ＋Ｓ）を４９５ｍｍ、連結部１１ｃの長さＬを４５ｍｍとした。
実施例２のユニット型テープ心線１１では、光ファイバケーブル１を曲げたときに縦曲げ状態となる位置が約５００．２５ｍｍ間隔で出現する。一方で、連結部１１ｃは、４５０ｍｍ間隔で出現する。
図５は、実施例２のユニット型テープ心線１１における縦曲げ状態になる位置と連結部１１ｃの同期状態の一例を示す図である。図５において、区間Ａ０：Ａ１０の１０ピッチ相当についてみると、縦曲げ状態になる位置Ａ０〜Ａ８の９箇所に連結部１１ｃが位置する。また、位置Ａ９以降の縦曲げ状態になる位置Ａ９〜Ａ１５と連結部１１ｃは重ならない。したがって、図４に示すように、実施例２については、区間Ａ０：Ａ１０における０ピッチ目の同期回数は９回、区間Ａ１：Ａ１１における１ピッチ目の同期回数は８回というように同期回数は減少する。また、ケーブルの長手方向において同期回数は周期的に増加するが、ほとんどの区間で同期していない（同期回数：０回）。
このように、実施例２に係る光ファイバケーブル１では、１０ピッチ相当の任意区間において、ケーブルに曲げを加えたときに縦曲げ状態になる位置と連結部１１ｃは、ケーブル長手方向に渡って最悪で９箇所重なる場合があるが、ほとんどの部分で縦曲げ状態になる位置と連結部１１ｃは重ならないこととなる。

［実施例３］
実施例３に係る光ファイバケーブル１では、実施例１と同様にスロットロッド１２の撚りピッチ（＝ユニット型テープ心線１１の撚りピッチ）Ｐ１を５００ｍｍ、層心径Ｄを５ｍｍとした。また、ユニット型テープ心線１１の連結ピッチＰ２（＝Ｌ＋Ｓ）を５１０ｍｍ、連結部１１ｃの長さＬを５０ｍｍとした。
実施例３のユニット型テープ心線１１では、光ファイバケーブル１を曲げたときに縦曲げ状態となる位置が約５００．２５ｍｍ間隔で出現する。一方で、連結部１１ｃは、４６０ｍｍ間隔で出現する。
図４に示すように、実施例３については、ケーブルの任意箇所から１０ピッチの区間における同期回数は０〜６回となり、また、実施例２と同様にケーブルの長手方向において同期回数は周期的に増加するが、ほとんどの区間で同期しない（同期回数：０回）。
このように、実施例３に係る光ファイバケーブル１では、１０ピッチ相当の任意区間において、ケーブルに曲げを加えたときに縦曲げ状態になる位置と連結部１１ｃは、ケーブル長手方向に渡って最悪で６箇所重なる場合があるが、ほとんどの部分で縦曲げ状態になる位置と連結部１１ｃは重ならないこととなる。

［比較例］
比較例に係る光ファイバケーブル１では、実施例１〜３と同様にスロットロッド１２の撚りピッチ（＝ユニット型テープ心線１１の撚りピッチ）Ｐ１を５００ｍｍ、層心径Ｄを５ｍｍとした。またユニット型テープ心線１１の連結ピッチＰ２（＝Ｌ＋Ｓ）を５００ｍｍ、連結部１１ｃの長さＬを５０ｍｍとした。
比較例のユニット型テープ心線１１では、光ファイバケーブル１を曲げたときに縦曲げ状態となる位置は、実施例と同様に約５００．２５ｍｍ間隔で出現する。一方で、連結部１１ｃは、４５０ｍｍ間隔で出現する。

図６は、比較例のユニット型テープ心線１１における縦曲げ状態になる位置と連結部１１ｃの同期状態の一例を示す図である。図６において、縦曲げ状態になる位置Ａ０〜Ａ１５のすべてに連結部１１ｃが位置している。また、図４に示すように、この状態はケーブル長手方向に渡って２００ピッチ程度続く。
このように、比較例に係る光ファイバケーブル１では、１０ピッチ相当の任意区間において、ケーブルに曲げを加えたときに縦曲げ状態になる位置と連結部１１ｃは、最悪で１０箇所一致してしまい、この状態がケーブル長手方向に渡って２００ピッチ程度続くこととなる。

実施例１〜３に示すユニット型テープ心線で光ファイバケーブルを構成した場合、４心の光ファイバが一括被覆されたテープ心線で同様の光ファイバケーブルを構成した場合に比べて、縦曲げ状態を極力少なくし損失増加を緩和することができる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
上記実施形態では２心テープ心線を長手方向に間欠的に連結した４心のユニット型テープ心線について説明したが、ユニット型テープ心線の構成はこれに限定されない。
例えば、図７に示すように、４心テープ心線を２本並列に配置し、これらを長手方向に間欠的に連結して構成した８心のユニット型テープ心線に本発明を適用することができる。また、図８に示すように、２心テープ心線を４本並列に配置し、これらを長手方向に間欠的に連結して構成した８心のユニット形テープ心線に本発明を適用することができる。この場合、図８に示すようにテープ幅方向の同じ位置に連結部を配置するようにしてもよいし、図９，１０に示すように、テープ幅方向に段階的に位置を変えて連結部を配置するようにしてもよい。なお、図９，１０において、テープ幅方向の位置が異なる複数の連結部については、その長さＬ１，Ｌ２，Ｌ３と、連結ピッチＰ２１，Ｐ２２，Ｐ２３を同じとしてもよいし、異なるようにしてもよい。
図７〜１０に示す８心のユニット型テープ心線によれば、８心の光ファイバが一括被覆されたテープ心線に比べて、損失増加を緩和することができる。
また、本発明は、実施形態で示したスロット型光ファイバケーブルに限らず、スロットレス型光ファイバケーブルに適用することもできる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１光ファイバケーブル
１１ユニット型光ファイバテープ心線
１１ａ，１１ｂテープ心線
１１ｃ連結部
１２スロットロッド
１２ａ収納溝
１３押え巻きテープ
１４外被
１５テンションメンバ

Claims

２心以上の光ファイバが並列に配置され長手方向に亘って一括被覆されてなる光ファイバテープ心線を２本以上並列に配置し、隣接する前記光ファイバテープ心線を長手方向に間隔Ｓで設けた長さＬの連結部によって間欠的に連結してなるユニット型光ファイバテープ心線を、長手方向に一定の撚りピッチで撚りを加えて収容し、外周面を外被で被覆してなる光ファイバケーブルであって、
前記連結部の長さ及び連結ピッチ、前記ユニット型光ファイバテープ心線の層心径、並びに前記撚りピッチは、前記ユニット型光ファイバテープ心線における撚りピッチの１０ピッチ相当の任意区間で、ケーブルに曲げを加えたときに縦曲げ状態が最大になる位置と前記連結部とが連続して１０回以上重ならないようになっていることを特徴とする光ファイバケーブル。
光ファイバケーブルの形成方法であって、
２心以上の光ファイバが並列に配置され長手方向に亘って一括被覆されてなる光ファイバテープ心線を２本以上並列に配置する第１の工程と、
隣接する前記光ファイバテープ心線を長手方向に間隔Ｓで設けた長さＬの連結部によって間欠的に連結してユニット型光ファイバテープ心線を形成する第２の工程と、
前記ユニット型光ファイバテープ心線を長手方向に一定の撚りピッチで撚りを加えてスロットロッドに収容する第３の工程と、
前記スロットロッドの外周面を外被で被覆する第４の工程と、
を含み、
前記連結部の長さ及び連結ピッチ、前記ユニット型光ファイバテープ心線の層心径、並びに前記撚りピッチは、前記ユニット型光ファイバテープ心線における撚りピッチの１０ピッチ相当の任意区間で、ケーブルに曲げを加えたときに縦曲げ状態が最大になる位置と前記連結部とが連続して１０回以上重ならないようにすることを特徴とする光ファイバケーブルの形成方法。