JP5914208B2 - 光ファイバケーブル及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、光ファイバユニットを実装する光ファイバケーブル及びその製造方法に関する。

光ファイバケーブルの一つとして、複数本の光ファイバの周囲に結束部材（識別糸）を巻き回して光ファイバユニットとし、その光ファイバユニットを複数本実装した光ファイバケーブルが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

従来の結束部材を巻き回した光ファイバユニットでは、クロージャ内における切断時に、端末から結束部材がほつれながら脱落するため、口出しした光ファイバケーブルの根元まで光ファイバユニットを追わなければ目的の光ファイバユニットや光ファイバの識別が困難であった。

これに対して、複数本の光ファイバの周囲を複数の結束部材を巻き回し、複数の結束部材の交点を熱融着させることで保持性（包縛性）を向上させることが提案されている（例えば、特許文献２参照。）

特開２００３−３０２５６０号公報 特開２０１１−１６９９３９号公報

しかしながら、特許文献２の場合、口出し作業時に熱融着した交点を剥がし、２本の結束部材をそれぞれ切断する必要があるため、作業時間の増加につながる問題が生じる。

上記問題点を鑑み、本発明の目的は、結束部材による光ファイバユニットの保持性を維持しつつ、口出し作業を容易に行うことができる光ファイバケーブル及びその製造方法を提供することである。

本発明の一態様によれば、１本の結束部材により複数本の光ファイバの周囲を巻き回した光ファイバユニットと、光ファイバユニットを実装する外被とを備え、結束部材が互いに融点の異なる２種類の熱可塑性樹脂を含み、熱可塑性樹脂の一方がケーブル製造時における外被の押出時の樹脂温度よりも高い融点を有し、熱可塑性樹脂の他方が樹脂温度以下の融点を有し、ケーブル製造時において外被の押出時の熱により熱可塑性樹脂の他方を軟化させ、ケーブル冷却時に固化させることで結束部材をクセ付けすることにより、結束部材が巻き回した形状を保持する光ファイバケーブルが提供される。

本発明の一態様において、結束部材が、熱可塑性樹脂の一方からなり、長手方向に延伸するコア部と、熱可塑性樹脂の他方からなり、コア部を被覆する被覆部とを有しても良い。

本発明の一態様において、光ファイバユニットの周囲を覆うように配置され、２種類の熱可塑性樹脂のそれぞれの融点よりも高い融点を有する押え巻きテープを更に備えていても良い。

本発明の一態様において、複数本の光ファイバが、一方向又はＳＺに撚り合わされていても良い。

本発明の一態様において、結束部材が、螺旋形状、ＳＺ形状、又は螺旋形状とＳＺ形状が交互に入れ替わる複合形状を保持しても良い。

本発明の一態様において、結束部材の繊度が５００ｄｔｅｘ〜２０００ｄｔｅｘであっても良い。

本発明の他の態様によれば、互いに融点が異なる２種類の熱可塑性樹脂を含む１本の結束部材により複数本の光ファイバの周囲を巻き回し、光ファイバユニットとするステップと、熱可塑性樹脂の一方の融点より低く、且つ熱可塑性樹脂の他方の融点以上の温度で樹脂を押し出すとともに、熱可塑性樹脂の他方を軟化させるステップと、押し出し後に冷却することにより、光ファイバユニットを実装するように外被を形成するとともに、熱可塑性樹脂の他方を固化させることにより結束部材をクセ付けし、結束部材の巻き回した形状を保持させるステップとを含む光ファイバケーブルの製造方法が提供される。

本発明によれば、結束部材による光ファイバユニットの保持性を維持しつつ、口出し作業を容易に行うことができる光ファイバケーブル及びその製造方法を提供することができる。

本発明の実施の形態に係る光ファイバケーブルの一例を示す長手方向に垂直な断面図である。 本発明の実施の形態に係る光ファイバユニットの一例を示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係る結束部材の一例を示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係る結束部材の一例を示す長手方向に垂直な断面図である。 本発明の実施の形態に係る光ファイバケーブルの口出し時の概略図である。 第１の実施例に係る特性の評価結果を表す表である。 第２の実施例に係る振動試験を説明するための概略図である。 本発明のその他の実施の形態に係る光ファイバユニットの一例を示す斜視図（その１）である。 本発明のその他の実施の形態に係る光ファイバユニットの一例を示す斜視図（その２）である。 本発明のその他の実施の形態に係る結束部材の一例を示す長手方向に垂直な断面図である。

次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。

また、以下に示す実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。この発明の技術的思想は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。

本発明の実施の形態に係る光ファイバケーブルは、図１に示すように、１本の結束部材（識別糸）１２ａ，１２ｂ，１２ｃにより複数本の光ファイバ１１ａ，１１ｂ，１１ｃの周囲を巻き回した光ファイバユニット１０ａ，１０ｂ，１０ｃと、光ファイバユニット１０ａ，１０ｂ，１０ｃを実装する外被（シース）２とを備える。

光ファイバユニット１０ａは、図２に示すように、複数本の光ファイバ１１ａと、複数本の光ファイバ１１ａの周囲に螺旋状に巻き付けられた１本の結束部材１２ａを有する。なお、図１に示した光ファイバユニット１０ｂ，１０ｃも、光ファイバユニット１０ａと同様の構成である。

複数本の光ファイバ１１ａは、例えば直径０．２５ｍｍの光ファイバ心線を２０本集合させたものである。光ファイバ１１ａとしては、光ファイバ素線、光ファイバ心線、又は光ファイバテープ心線等を採用可能である。光ファイバテープ心線としては、例えば間欠固定型の光ファイバテープ心線等が使用可能である。本発明の実施の形態において、光ファイバ１１ａの本数、種類、サイズ等は特に限定されない。

結束部材１２ａは、複数本の光ファイバ１１ａの周囲を巻き回した螺旋形状（実装形状）を保持する。例えば複数本の光ファイバ１１ａを図３に示すように結束部材１２ａから分離した場合でも、結束部材１２ａの螺旋形状（実装形状）が保持されている。

結束部材１２ａは、互いに融点の異なる２種類の熱可塑性樹脂を含む。結束部材１２ａは、例えば図４に示すように、熱可塑性樹脂からなり長手方向に延伸するコア部２１の外周を、熱可塑性樹脂からなる被覆部２２で被覆した二重構造の単繊維を複数本平行に延伸させ互いに熱融着させていても良く、或いは単繊維を複数本撚り合わせた構造であっても良く、単繊維を複数本撚り合わせたうえで熱融着させていても良い。コア部２１及び被覆部２２の形状はそれぞれ特に限定されないが、結束部材１２ａの長手方向に垂直な断面においてコア部２１及び被覆部２２のいずれもが存在するように配置される。

コア部２１を構成する熱可塑性樹脂の融点は、ケーブル製造時における外被２となる樹脂の押出時の樹脂温度（例えば１６５℃程度）よりも高く、例えば１８０℃程度である。一方、被覆部２２を構成する熱可塑性樹脂の融点は、外被２となる樹脂の押出時の樹脂温度（１６５℃程度）以下であり、例えば１５０℃程度である。

本発明の実施の形態に係る光ファイバケーブルでは、光ファイバケーブル製造時に複数本の光ファイバ１１ａの周囲に結束部材１２ａを巻き回した状態で、外被２となる樹脂の押出時の熱により被覆部２２を軟化（半溶融）させて加熱変形し、その後のケーブル冷却時に被覆部２２が固化することにより、結束部材１２ａがクセ付けされ、結束部材１２ａの形状が保持されている。

仮に、コア部２１を構成する熱可塑性樹脂及び被覆部２２を構成する熱可塑性樹脂の双方の融点が、光ファイバケーブル製造時における外被２の押出時の樹脂温度（１６５℃程度）以下である場合、結束部材１２ａが溶融し、切断してしまう恐れがある。逆に、コア部２１を構成する熱可塑性樹脂及び被覆部２２を構成する熱可塑性樹脂の双方の融点が、光ファイバケーブル製造時における外被２の押出時の樹脂温度（１６５℃程度）より高い場合、結束部材１２ａを加熱変形させることができなくなる。

コア部２１を構成する熱可塑性樹脂及び被覆部２２を構成する熱可塑性樹脂のそれぞれには、例えばポリプロピレン（ＰＰ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の樹脂、またはポリプロピレン繊維、ポリアミド繊維（登録商標であるナイロン等）、ポリエステル繊維（ＰＥＴ繊維等）等の繊維、またはＰＥＴ、ＰＰ等のテープ或いはフィルムに対して加熱・冷却により軟化・固化を可逆的に繰り返すことが可能な熱可塑性樹脂、例えばポリエチレン（ＰＥ）、エチレン酢酸ビニルコポリマー（ＥＶＡ）、エチレンエチルアクリレートコポリマー（ＥＥＡ）、または熱可塑性樹脂やゴムをベースとし、加熱・冷却により軟化・固化を可逆的に繰り返すことが可能な、いわゆる加熱融解型（ホットメルト）の接着剤で覆ったもの等が使用できる。また、被覆部２２には、加熱して溶けても光ファイバ１１ａと接着しないか或いは接着してもその接着力が低く、しかも光ファイバ１１ａの被覆層を劣化させない材料が好ましい。

結束部材１２ａの繊度は５００ｄｔｅｘ〜２０００ｄｔｅｘ程度が好ましい。繊度が５００ｄｔｅｘ未満であると、結束部材１２ａが細くなるため、中間後分岐時の視認性が悪くなる。更に、熱可塑性樹脂の目付けが減ることから、加熱変形による包縛性が劣化してしまう。逆に、繊度が２０００ｄｔｅｘより大きいと、結束部材１２ａ自体の剛性が高くなるため、結束部材１２ａを繰り出す際にボビンの端から脱落したり、光ファイバ１１ａの周囲に巻き回したときに結束部材１２ａが弛み、製造時に巻き回したピッチが安定せず、作業性や伝送特性を悪化したりする要因となる。

結束部材１２ａにおけるコア部２１を構成する熱可塑性樹脂（高融点成分）及び被覆部２２を構成する熱可塑性樹脂（低融点成分）の割合としては、低融点成分の割合が２０質量％〜４０質量％、高融点成分の割合が６０質量％〜８０質量％であることが好ましい。低融点成分の割合が２０質量％未満であると（高融点成分の割合が８０％より大きいと）、結束部材１２ａをクセ付けさせるための材料比率が少なくなることからクセ付けが困難となる。一方、低融点成分の割合が４０質量％より大きいと（高融点成分の割合が６０質量％未満であると）、押出時の樹脂温度により結束部材１２ａが熱溶融してしまう恐れがある。

結束部材１２ａのピッチは、中間後分岐における識別性を向上するため４０ｍｍ未満で狭くなるほど、中間分岐作業時に光ファイバを取り出し難くなる。一方、ピッチが２００ｍｍを超え広くなるほど結束部材１２ａの視認性が悪くなったり、光ファイバの保持性が低下（劣化）する。

図１に示した光ファイバユニット１０ａ，１０ｂ，１０ｃと、外被２との間には、光ファイバユニット１０ａ，１０ｂ，１０ｃの周囲を覆うように、押え巻きテープ１が配置されている。押え巻きテープ１の材料としては、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）若しくはナイロン（登録商標）等の熱可塑性樹脂、又はポリイミド等の熱硬化性樹脂が使用可能である。押え巻きテープ１は、外被２の融点（１２５℃程度）、更には外被２となる樹脂の押出時の樹脂温度（１６５℃程度）よりも高い融点（例えば２１０℃程度）を有する。外被２となる樹脂の押出時の樹脂温度（１６５℃程度）以下の場合には、外被２となる樹脂の押出時に押え巻きテープ１が溶融し、溶融した結束部材１２ａと接着する恐れがある。

外被２の材料としては、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ナイロン（登録商標）、フッ化エチレン又はポリプロピレン（ＰＰ）等の樹脂が使用可能である。

外被２には、一対の引き裂き紐（リップコード）３ａ，３ｂが埋設されている。一対のリップコード３ａ，３ｂは、ポリエステルからなる撚り糸や、アラミド繊維又はガラス繊維等の繊維紐等からなる。

更に、外被２には、一対の抗張力体（テンションメンバ）４ａ，４ｂが埋設されている。一対の抗張力体４ａ，４ｂは、鋼線等の金属線又は繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）等からなる。抗張力体４ａ，４ｂとしては、線状体に限らず、帯状体であっても良い。帯状体とは、断面が偏平形状、楕円形状、あるいは長方形などの矩形状で、長尺の帯状のものをいう。

中間後分岐作業を行う際には、外被２の一部を傷つけ、一対のリップコード３ａ，３ｂを取り出し、一対のリップコード３ａ，３ｂを引っ張ることにより外被２を所定の長さで引き裂いて剥ぎ取る。そして、露出した光ファイバユニット１０ａ，１０ｂ，１０ｃ内の光ファイバ１１ａ，１１ｂ，１１ｃを切断して、分岐先の光ファイバと接続する。

本発明の実施の形態に係る光ファイバケーブルによれば、結束部材１２ａ，１２ｂ，１２ｃが巻き回した実装形状を保持しているので、口出し時に図５に示すように結束部材１２ａ，１２ｂ，１２ｃを切断した場合でも、結束部材１２ａ，１２ｂ，１２ｃにより光ファイバ１１ａ，１１ｂ，１１ｃが保持されており、以降の作業において任意の光ファイバ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ及び光ファイバユニット１０ａ，１０ｂ，１０ｃを容易に認識することができ、容易に作業を行うことができる。

次に、本発明の実施の形態に係る光ファイバケーブルの製造方法の一例を説明する。

（イ）複数本の光ファイバ１１ａを集合して進行させる。コア部２１及びコア部２１を被覆する被覆部２２を有する１本の結束部材１２ａを繰り出して、進行している複数本の光ファイバ１１ａの周囲に螺旋状に巻き回し、光ファイバユニット１０ａとする。なお、光ファイバユニット１０ａと同様に、光ファイバユニットを１０ｂ，１０ｃを別途作製する。

（ロ）光ファイバユニット１０ａ，１０ｂ，１０ｃを複数本集合し、その周囲を、押え巻きテープ１で押え、一対のリップコード３ａ，３ｂ及び一対の抗張力体４ａ，４ｂとともに図示を省略した押出機に導入する。

（ハ）そして、外被２となる樹脂を、結束部材１２ａ，１２ｂ，１２ｃを構成する被覆部２２の融点（１５０℃程度）以上、且つコア部２１の融点（１８０℃程度）よりも低い温度（１６５℃程度）で押し出す。この樹脂押出時の熱により、被覆部２２を軟化（半溶融）させて加熱変形させる。

（ニ）その後、水槽等で冷却することにより、押し出された樹脂が固化して外被２が形成される。これと同時に、結束部材１２ａ，１２ｂ，１２ｃも冷却されて固化してクセ付けされ、結束部材１２ａ，１２ｂ，１２ｃの光ファイバ１１ａ，１１ｂ，１１ｃの周囲を巻き回した螺旋状の形状が保持される。この結果、図１に示した光ファイバケーブルが完成する。

本発明の実施の形態に係る光ファイバケーブルの製造方法によれば、結束部材１２ａ，１２ｂ，１２ｃの保持性を維持しつつ、口出し作業を容易に行うことができる光ファイバケーブルを実現可能となる。

（第１の実施例）
第１の実施例として、コア部としてポリプロピレン（融点１８０℃）を使用し、被覆部としてポリプロピレンコポリマー（融点１５０℃）を使用した結束部材を用意した。結束部材の繊度は１６００ｄｔｅｘとし、被覆部とコア部の割合を３５：６５とした。この結束部材を光ファイバの周囲にピッチ１００ｍｍで巻き回して光ファイバユニットとした。この光ファイバユニットをＳＺに撚り合わせて、押え巻きテープとしてのポリエステルテープ（融点２１０℃）で押え、外被の押出を樹脂温度１６５℃で行い、その後冷却して光ファイバケーブルを作製した。

この光ファイバケーブルについての初期伝送特性、伝送損失温度特性及び中間分岐時の損失変動を試験した。試験結果を図６に示す。図６から、各特性について良好な結果が得られたことが分かる。

（第２の実施例）
第２の実施例として、図６に示すように、クロージャ３０内において、本発明の実施の形態に係る光ファイバケーブル３１の光ファイバ３３を、分岐先の光ファイバケーブル３２の光ファイバと接続した。そして、ケーブル分岐部において５０ｍｍ長、結束部材３４を光ファイバ３３の周囲に巻き付けた状態で振動を与える振動試験を実施した。振動条件は１０Ｈｚ、１００万回、振幅±５Ｈｚとした。

振動試験後、保持性の確認評価を行ったところ、螺旋形状を保持した結束部材３４で光ファイバ３３が保持されており、ユニット識別性が良好であることが確認された。

（その他の実施の形態）
上記のように、本発明は実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

例えば、外被２となる樹脂の押出を行う前の段階で、カンタル炉等の電気炉、電熱ヒータ又は温風加熱炉等の加熱装置を用いて加熱して結束部材１２ａ，１２ｂ，１２ｃを予め変形させたうえで、外被２となる樹脂の押出時の熱により１２ａ，１２ｂ，１２ｃを重ねて変形させても良い。このように、２段階で結束部材１２ａ，１２ｂ，１２ｃを変形させることにより、より確実に変形させることができる。

また、図２に示すように結束部材１２ａが一方向に螺旋形状を保持している場合を説明したが、特にこれに限定されない。例えば図８に示すように、結束部材１２ａが、巻き付け方向が周期的に変わるＳＺ形状を保持していても良い。また、図９に示すように、結束部材１２ａが、螺旋形状とＳＺ形状が交互且つ周期的に入れ替わる複合形状を保持していても良い。

また、図２では複数の光ファイバ１１ａが平行に延伸する場合を示したが、複数の光ファイバ１１ａが一方向に撚り合わされていても良く、ＳＺ形状に撚り合わされていても良い。更に、一方向撚りとＳＺ撚りが途中で入れ替わる複合形状を保持していても良い。

また、本発明の実施の形態において、図１に示すようにスロットレス型光ファイバケーブルを示したが、光ファイバユニットを有するものであれば光ファイバケーブルの種類は特に限定されない。例えば、ＳＺスロット型光ファイバケーブル又はテープスロット型光ファイバケーブル等のスロット型光ファイバケーブルにも適用可能である。

また、本発明の実施の形態において、図１に示すように３つの光ファイバユニット１０ａ，１０ｂ，１０ｃを有する構造を説明したが、光ファイバユニットの数は特に限定されるものではない。更に、各光ファイバユニットが有する光ファイバの本数や種類は互いに同じでも良く、異なっていても良い。

また、本発明の実施の形態において、結束部材として、図４に示すようにコア部２１の外周を被覆部２２で被覆した二重構造のものを複数本撚り合わせた構造を説明したが、これに特に限定されない。例えば、１本のコア部の外周を被覆部で被覆した二重構造であっても良い。また、コア部をテープ形状又はフィルム形状とし、このコア部を被覆部で被覆した構造であっても良い。また、図１０に示すように、ケーブル長手方向にそれぞれ延伸する複数本のコア部２１を被覆部２２で一括被覆した紐状の構造であっても良い。

このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。

１…押え巻きテープ
２…外被
３ａ，３ｂ…リップコード
４ａ，４ｂ…抗張力体
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ…光ファイバユニット
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，３３…光ファイバ
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，３４…結束部材
２１…コア部
２２…被覆部
３０…クロージャ
３１，３２…光ファイバケーブル

Claims (6)

1. １本の結束部材により複数本の光ファイバの周囲を巻き回した光ファイバユニットと、
   前記光ファイバユニットを実装する外被とを備え、
   前記結束部材が互いに融点の異なる２種類の熱可塑性樹脂を含み、前記熱可塑性樹脂の一方がケーブル製造時における前記外被の押出時の樹脂温度よりも高い融点を有し、前記熱可塑性樹脂の他方が前記樹脂温度以下の融点を有し、前記結束部材が前記巻き回した形状を保持し、
   前記巻き回した形状は、ＳＺ形状、又は螺旋形状とＳＺ形状が交互に入れ替わる複合形状であることを特徴とする光ファイバケーブル。
2. 前記結束部材が、
   前記熱可塑性樹脂の一方からなり、長手方向に延伸するコア部と、
   前記熱可塑性樹脂の他方からなり、前記コア部を被覆する被覆部
   とを有することを特徴とする請求項１に記載の光ファイバケーブル。
3. 前記光ファイバユニットの周囲を覆うように配置され、前記２種類の熱可塑性樹脂のそれぞれの融点よりも高い融点を有する押え巻きテープを更に備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の光ファイバケーブル。
4. 前記複数本の光ファイバが、一方向又はＳＺに撚り合わされていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光ファイバケーブル。
5. 前記結束部材の繊度が５００ｄｔｅｘ〜２０００ｄｔｅｘであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の光ファイバケーブル。
6. 互いに融点が異なる２種類の熱可塑性樹脂を含む１本の結束部材により複数本の光ファイバの周囲をＳＺ形状、又は螺旋形状とＳＺ形状が交互に入れ替わる複合形状に巻き回し、光ファイバユニットとするステップと、
   前記熱可塑性樹脂の一方の融点より低く、且つ前記熱可塑性樹脂の他方の融点以上の温度で樹脂を押し出すとともに、前記熱可塑性樹脂の他方を半溶融状態にして軟化させて加熱変形するステップと、
   前記押し出し後に冷却することにより、前記光ファイバユニットを実装するように外被を形成するとともに、前記熱可塑性樹脂の他方を固化させることにより前記結束部材をクセ付けし、前記結束部材の巻き回した形状を保持させるステップ
   とを含むことを特徴とする光ファイバケーブルの製造方法。

Images