JP7025099B2 - 光ファイバケーブルならびに光ファイバケーブルの製造装置および製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、光ファイバケーブルならびに光ファイバケーブルの製造装置および製造方法に関する。

近年、地下管路などの基盤設備のスペースを有効利用して多数の光ファイバを布設できる光ファイバケーブルとして、細径高密度光ファイバケーブルが研究されている（非特許文献１）。

光ファイバケーブルでは、光ファイバを効率的に一括接続するため、光ファイバを整列して接着した光ファイバテープ心線の構造を取っている。特に、細径高密度光ファイバケーブルでは、高密度に光ファイバを実装するため、光ファイバ心線は、接着部分を長手方向に間欠的に施した間欠接着型光ファイバテープ心線の形態をとっている。

一方で、光ファイバ通信システムでは、光ファイバ中で発生する非線形効果やファイバヒューズにより伝送容量が制限される。伝送容量の制限を緩和するため、マルチコア光ファイバ（以下、ＭＣＦ）を用いた並列伝送や、コア内に複数の伝搬モードが存在するマルチモードファイバ（以下、ＭＭＦ）を用いたモード多重伝送といった空間多重伝送技術が検討されている。

空間多重伝送技術では、空間多重伝送を高密度化すると、ＭＣＦのコア間やＭＭＦのモード間などの伝送路間で結合が発生し、伝送品質の劣化を招く。

この伝送品質の劣化は、ＭＩＭＯ（Multi-Input and Multi-Output）技術を用いることで受信端にて補償可能であり、空間多重伝送を高密度化しながら伝送品質を維持できる。しかしながら、ＭＩＭＯ技術を適用する場合、複数の信号光間の群遅延差（ＤＭＤ）が大きい場合、補償する信号処理の行列が遅延方向に大きくなるため、信号処理の複雑さを招く。

特にＭＣＦについては、コア間の距離とＤＭＤの関係が非特許文献２によって知られており、ＭＩＭＯ技術の適用を前提としても、ＤＭＤを増大させることなく実現できるコア間距離には下限がある。

ＤＭＤは、伝送路間の結合を積極的に発生させることで抑制可能であり。光ファイバ心線にねじれを加えることで、伝送路間の結合を促進することができる（特許文献１）。

特開２０１７－９６２９号公報

M. Kikuchi, et al. "Advanced optical characteristics of SZ-stranded high-density 1000-fiber cable with rollable 80-opitcal-fiber ribbons," Proc. of the 65th IWCS Conf., pp. 588-593, Nov. 2011 T. Sakamoto, T. Mori, M. Wada, T. Yamamoto, F. Yamamoto, "Coupled Multi core Fiber Design With Low Intercore Differential Mode Delay for High-Density Space Division Multiplexing", J. Lightw. Technol., vol.33, no.6, pp.1175, 1181, (2015)

ケーブル化時において、光ファイバ心線にねじれを加えるには以下の課題がある。

単心被覆光ファイバで構成されたケーブルの場合、ねじれを加える際、光ファイバ心線の光損失を抑制する必要から拘束力が不足し、単位長さあたりのねじれ角度（以下、ねじれ速度）を大きくすると光ファイバ心線のねじれが復元するという問題がある。

一方、単心被覆光ファイバを複数心並列して隣接心線を接着した光ファイバテープ心線の構造とする光ケーブルが存在する。光ファイバテープ心線の構造には大きく２種類ある。一つは光ファイバの長手方向の全長にわたって接着した構造、もう一つは並列した光ファイバの隣接する箇所を長手方向および幅方向にわたって複数箇所接着する間欠接着型光ファイバテープ心線の構造である。以下では、適宜、間欠接着型光ファイバテープ心線を単に間欠テープ心線と称する。

前者は、並列した単心被覆光ファイバが一体となっていることで、ケーブルコアに集合する際に応力が単心被覆光ファイバに加わるため、ケーブルコアにスロットロッドを設けて光ファイバテープ心線の変形を抑制する必要がある。そのため、伝送路を高密度化するという当初の目的を達成できないという問題がある。

後者は、接着部が部分的であるため、ケーブルコアに集合しても単心被覆光ファイバに加わる応力が抑制されるため、高密度集合可能である。

しかしながら、間欠テープ心線は以下の理由で、ねじれを加えることが難しい。ケーブルコアに集合する際に間欠テープ心線にねじれを加えると、間欠テープ心線は隣接光ファイバ心線を軸としたらせんを描きながら集合されるため、曲げが生じる。曲げは光ファイバの過剰な光損失増加を招くという問題がある。また、間欠テープ心線を製造する際に、個々の単心被覆光ファイバをねじりながら間欠テープ化すると、間欠テープ心線が光ファイバ断面において一列に並ばず、作業性を悪化するという問題が生じる。

以上から、間欠テープ心線にねじれを加えて集合した光ケーブルを実現するには問題がある。

本発明は、以上の問題を鑑みて考案されたものであり、単心被覆光ファイバにねじりを生じさせながらも、作業性を確保しつつ、間欠テープ心線を高密度に集合させた光ファイバケーブルならびに光ファイバケーブルの製造装置および製造方法を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様は、複数のコアを有するマルチコア光ファイバの外周に被覆を施した３心以上の単心被覆光ファイバの隣接する２心同士を接着する接着部を長手方向および幅方向の２次元的に複数箇所配置した間欠接着型光ファイバテープ心線をケーブルコアに集合して外被を施した光ファイバケーブルである。幅方向に連続して隣接する３心の単心被覆光ファイバの心線のうち、中央に位置するｋ心線と両側に位置するｌ心線およびｍ心線に関して、前記ｌ心線は、前記間欠接着型光ファイバテープ心線の幅方向の端に位置する心線である。前記間欠接着型光ファイバテープ心線は、前記ｌ心線に設けられた突起部を備えている。前記突起部は、光ファイバ長手方向に関して、前記ｌ心線と前記ｋ心線とを連結している接着部の位置と異なる位置に配置されている。光ファイバ断面において、前記ｌ心線の中心と前記ｋ心線の中心とを結ぶ直線に対する前記突起部の突出方向が、製造時と異なるように、前記間欠接着型光ファイバテープ心線が前記ケーブルコアに集合されている。光ファイバケーブルは、前記ｋ心線と前記ｌ心線とを連結している接着部における前記ｋ心線の心線ねじれ方向と、前記ｋ心線と前記ｍ心線とを連結している接着部における前記ｋ心線の心線ねじれ方向との差が、製造時と異なるように、前記間欠接着型光ファイバテープ心線が前記ケーブルコアに集合されている。

本発明の第２の態様は、第１の態様の光ファイバケーブルに係り、前記光ファイバケーブルの心線の実装密度が、８．４心／ｍｍ^２以上である。

本発明の第３の態様は、第１または第２の態様の光ファイバケーブルに係り、前記間欠接着型光ファイバテープ心線は、製造時の状態において、光ファイバ断面において、前記ｌ心線の中心と前記ｍ心線の中心とを結ぶ直線上に前記ｋ心線の中心が位置していない。

本発明の第１の態様によれば、光ファイバ断面において、前記ｌ心線の中心と前記ｋ心線の中心とを結ぶ直線に対する前記突起部の突出方向が、製造時と異なるように、前記間欠接着型光ファイバテープ心線が前記ケーブルコアに集合されている。このため、前記間欠接着型光ファイバテープ心線が前記ケーブルコアに集合される際、前記突起部が他の間欠接着型光ファイバテープ心線から外力を受けて押しのけられるように移動される。これにより、前記ｌ心線の心線ねじれ方向の差の変化が生じ、前記ｌ心線にねじれが生じる。また、前記ｋ心線と前記ｌ心線とを連結している接着部における前記ｋ心線の心線ねじれ方向と、前記ｋ心線と前記ｍ心線とを連結している接着部における前記ｋ心線の心線ねじれ方向との差が、製造時と異なるように、前記間欠接着型光ファイバテープ心線が前記ケーブルコアに集合されている。これにより、前記間欠接着型光ファイバテープ心線の前記ｋ心線の単心被覆光ファイバにねじれが生じている。また、前記間欠接着型光ファイバテープ心線は、接続のために前記ケーブルコアから取り出された際に製造時の状態に戻るため、前記単心被覆光ファイバのねじれは解消されるので、接続時の作業性は確保される。

本発明の第２の態様によれば、前記光ファイバケーブルの心線の実装密度が８．４心／ｍｍ^２以上である。これにより、前記間欠接着型光ファイバテープ心線の前記単心被覆光ファイバの２π／３のねじれ角度が得られる。

本発明の第３の態様によれば、前記間欠接着型光ファイバテープ心線は、製造時の状態において、光ファイバ断面において、前記ｌ心線の中心と前記ｍ心線の中心とを結ぶ直線上に前記ｋ心線の中心が位置していない。これにより、前記ｋ心線と前記ｌ心線とを連結している接着部における前記ｋ心線の心線ねじれ方向と、前記ｋ心線と前記ｍ心線とを連結している接着部における前記ｋ心線の心線ねじれ方向との差の変化が生じやすくなる。したがって、前記ｋ心線がねじれやすくなる。

第１実施形態に係る光ファイバケーブルの断面図である。 ケーブルコアに集合される前の状態における第１実施形態に係る間欠テープ心線の斜視図である。 図２の２Ａ－２Ａ’線に沿った間欠テープ心線の断面図である。 図２の２Ｂ－２Ｂ’線に沿った間欠テープ心線の断面図である。 ケーブルコアに集合された後の状態における第１実施形態に係る間欠テープ心線の斜視図である。 図３の３Ａ－３Ａ’線に沿った間欠テープ心線の断面図である。 図３の３Ｂ－３Ｂ’線に沿った間欠テープ心線の断面図である。 第２実施形態に係る心線の実装密度に対する間欠テープ心線の最大のねじれ角度を示したグラフである。 ケーブルコアに集合される前の状態における第３実施形態に係る間欠テープ心線の断面図である。 ケーブルコアに集合される前の状態における第３実施形態に係る間欠テープ心線の断面図である。 ケーブルコアに集合された後の状態における第３実施形態に係る間欠テープ心線の断面図である。 ケーブルコアに集合された後の状態における第３実施形態に係る間欠テープ心線の断面図である。 第３実施形態に係る４心の間欠テープ心線の断面図である。 第３実施形態に係る４心の間欠テープ心線の断面図である。 第４実施形態に係る間欠テープ心線の斜視図である。 図８の８Ａ－８Ａ’線に沿った間欠テープ心線の断面図である。 図８の８Ｂ－８Ｂ’線に沿った間欠テープ心線の断面図である。 第５実施形態に係る光ファイバケーブルの製造装置の構成図である。 第５実施形態に係る光ファイバケーブルの製造方法のフローチャートである。 第６実施形態に係るテープ心線の製造装置の構成図である。 第６実施形態に係るテープ心線の製造方法のフローチャートである。 第７実施形態に係るテープ心線の製造装置の構成図である。 第７実施形態に係るテープ心線の製造方法のフローチャートである。 図１３の心線整列部に代替可能な別の心線整列部の断面図である。 図１３の心線整列部に代替可能な別の心線整列部の断面図である。 図１３の心線整列部に代替可能な別の心線整列部の断面図である。

［第１実施形態］
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係る光ファイバケーブル１００の断面図である。

光ファイバケーブル１００は、複数のコアを有するマルチコア光ファイバを複数心含む間欠テープ心線１４０（間欠接着型光ファイバテープ心線）をケーブルコア１８０に集合して外被１９０を施して構成されている。間欠テープ心線１４０については後述する。ここで説明する光ファイバケーブル１００の構成は、本実施形態に限らず、後述する他の実施形態においても同様である。

別の言い方をすれば、光ファイバケーブル１００は、ケーブルコア１８０と外被１９０とから構成されている。外被１９０は円筒状の部材であり、ケーブルコア１８０は外被１９０の内側空間内を延びている。外被１９０は、ケーブルコア１８０の外周を覆っており、ケーブルコア１８０を保護する働きをする。

ケーブルコア１８０は、複数の心線ユニット１６０と、押え巻き部材１８２とから構成されている。複数の心線ユニット１６０は、それらの周囲に巻かれた押え巻き部材１８２によって、ケーブル断面においてほぼ円形となるように、ひとつに束ねられている。ここで、ケーブル断面とは、光ファイバケーブル１００の長手方向に実質的に垂直な断面を意味するものとする。

外被１９０には、２本の抗張力部材１９２と２本のリップコード１９４が埋め込まれている。抗張力部材１９２とリップコード１９４は共に、外被１９０の長手方向に延びている。２本の抗張力部材１９２と２本のリップコード１９４は、それぞれ、ケーブル断面において中心対称に配置されている。抗張力部材１９２とリップコード１９４は、９０度の角度間隔をおいて配置されている。抗張力部材１９２は、引っ張りによる外被１９０の伸縮や温度の変化を抑制する働きをする。リップコード１９４は、外被１９０の引き裂きを容易にするために設けられている。

各心線ユニット１６０は、複数の間欠テープ心線１４０と、押え巻き部材１６２とから構成されている。複数の間欠テープ心線１４０は、それらの周囲に巻かれた押え巻き部材１６２によって、ひとつに束ねられている。

次に、間欠テープ心線１４０について説明する。図２は、ケーブルコア１８０に集合される前の状態における間欠テープ心線１４０の斜視図である。図２Ａは、図２の２Ａ－２Ａ’線に沿った間欠テープ心線１４０の断面図である。図２Ｂは、図２の２Ｂ－２Ｂ’線に沿った間欠テープ心線１４０の断面図である。

間欠テープ心線１４０は、複数のコアを有するマルチコア光ファイバの外周に被覆を施した３心以上の単心被覆光ファイバ１３０の隣接する２心同士を接着する接着部１４２を長手方向および幅方向の２次元的に複数箇所配置して構成されている。言い換えれば、間欠テープ心線１４０は、３心以上の単心被覆光ファイバ１３０と、隣接する２心の単心被覆光ファイバ１３０を間欠的に連結している複数の接着部１４２とから構成されており、各単心被覆光ファイバ１３０は、複数のコアを有するマルチコア光ファイバで構成されている。

図２に示すように、ケーブルコア１８０に集合される前の状態における間欠テープ心線１４０は、製造時の状態であり、平らな状態である。ここで、平らな状態とは、間欠テープ心線１４０がまっすぐに延ばされた状態において、間欠テープ心線１４０に含まれるすべての単心被覆光ファイバ１３０の中心軸が１つの平面上に位置している状態を意味するものとする。

図２には、便宜上、幅方向に連続して隣接する３心の単心被覆光ファイバ１３０だけが描かれている。また、以下では、これら３心の単心被覆光ファイバ１３０に関して、中央に位置する単心被覆光ファイバ１３０をｋ心線と称し、ｋ心線の両側に位置する２心の単心被覆光ファイバ１３０をそれぞれｌ心線およびｍ心線と称する。また、便宜上、単心被覆光ファイバ１３０を単に心線とも称する。

ｋ心線とｌ心線を連結している接着部１４２と、ｋ心線とｍ心線とを連結している接着部１４２は、間欠テープ心線１４０の長手方向および幅方向の異なる位置に配置されている。例えば、ｋ心線とｌ心線を連結している接着部１４２は、間欠テープ心線１４０の長手方向に関して、ｋ心線とｍ心線とを連結している２つの接着部１４２の中間位置に配置されている。

ここで、接着部１４２におけるｋ心線の心線ねじれ方向を以下のように定義する。また、心線ねじれ方向を定義するため、接着部１４２の接着部方向を以下のように定義する。

ｋ心線とｍ心線とを連結している接着部１４２に関しては、図２Ａに示すように、光ファイバ断面において、ｋ心線の中心からｍ心線の中心へ向かう方向を接着部方向Ｄ１_ｋｍとする。また、その接着部方向Ｄ１_ｋｍを右へ９０°すなわち－９０°回転させた方向を、その接着部１４２におけるｋ心線の心線ねじれ方向Ｄ２_ｋｍとする。ここで、光ファイバ断面とは、心線（例えばｋ心線）の長手方向に実質的に垂直な断面を意味するものとする。心線の長手方向は厳密には一致していないこともあるが、その違いは無視できる程度であり、光ファイバ断面は、いずれかの心線の長手方向に垂直な断面と考えてよい。

ｋ心線とｌ心線とを連結している接着部１４２に関しては、図２Ｂに示すように、光ファイバ断面において、ｋ心線の中心からｌ心線の中心へ向かう方向を接着部方向Ｄ１_ｋｌとする。また、その接着部方向Ｄ１_ｋｌを左へ９０°すなわち＋９０°回転させた方向を、その接着部１４２におけるｋ心線の心線ねじれ方向Ｄ２_ｋｌとする。

ここでは、接着部方向Ｄ１_ｋｍ，Ｄ１_ｋｌに対して垂直な方向を心線ねじれ方向Ｄ２_ｋｍ，Ｄ２_ｋｌと定義したが、これに代えて、接着部方向Ｄ１_ｋｍ，Ｄ１_ｋｌに対して共通の特定の方向を心線ねじれ方向Ｄ２_ｋｍ，Ｄ２_ｋｌと定義してもよい。

図２Ａと図２Ｂからわかるように、間欠テープ心線１４０は、ケーブルコア１８０に集合される前の状態、言い換えれば、製造時の状態であり、平らな状態においては、ｋ心線とｍ心線とを連結している接着部１４２におけるｋ心線の心線ねじれ方向Ｄ２_ｋｍと、ｋ心線とｌ心線とを連結している接着部１４２におけるｋ心線の心線ねじれ方向Ｄ２_ｋｌは、一致している。すなわち、心線ねじれ方向Ｄ２_ｋｍと心線ねじれ方向Ｄ２_ｋｌとの差をθとすると、θ＝０である。

本実施形態に係る光ファイバケーブル１００においては、ｋ心線とｍ心線とを連結している接着部１４２におけるｋ心線の心線ねじれ方向Ｄ２_ｋｍと、ｋ心線とｌ心線とを連結している接着部１４２におけるｋ心線の心線ねじれ方向Ｄ２_ｋｌとの差が、ケーブルコア１８０に集合される前すなわち間欠テープ心線１４０の製造時と異なるように、間欠テープ心線１４０がケーブルコア１８０に集合されている。

図３は、ケーブルコア１８０に集合された後の状態における間欠テープ心線１４０の斜視図である。図３Ａは、図３の３Ａ－３Ａ’線に沿った間欠テープ心線１４０の断面図である。図３Ｂは、図３の３Ｂ－３Ｂ’線に沿った間欠テープ心線１４０の断面図である。

心線ねじれ方向Ｄ２_ｋｍと心線ねじれ方向Ｄ２_ｋｌとの差の変化は、間欠テープ心線１４０をケーブルコア１８０に集合する際、間欠テープ心線１４０が他の間欠テープ心線１４０から外力を受けることで発生する。

図３Ａと図３Ｂからわかるように、ケーブルコア１８０に集合された後の状態においては、ｋ心線とｍ心線とを連結している接着部１４２におけるｋ心線の心線ねじれ方向Ｄ２_ｋｍと、ｋ心線とｌ心線とを連結している接着部１４２におけるｋ心線の心線ねじれ方向Ｄ２_ｋｌは、異なっている。すなわち、心線ねじれ方向Ｄ２_ｋｍと心線ねじれ方向Ｄ２_ｋｌとの差θは、ケーブルコア１８０に集合される前すなわち間欠テープ心線１４０の製造時の値である０とは異なる値となっている。すなわち、θ≠０である。言い換えれば、差θの値が、ケーブルコア１８０に集合される前後で変化している。

ｋ心線は、ｌ心線およびｍ心線とのそれぞれの接着部１４２において拘束されている。間欠テープ心線１４０をケーブルコア１８０に集合されることにより、ｋ心線にねじれが生じ、間欠テープ心線１４０のｋ心線の心線ねじれ方向Ｄ２_ｋｍと心線ねじれ方向Ｄ２_ｋｌとの差が、ケーブルコア１８０に集合される前すなわち間欠テープ心線１４０の製造時と異なる。

このとき、ねじれ速度は、心線ねじれ方向Ｄ２_ｋｍと心線ねじれ方向Ｄ２_ｋｌとの差をθ、間欠テープ心線１４０の長手方向における接着部１４２の存在しない区間をｂとして、θ／ｂとして設計できる。間欠テープ心線１４０の信頼性の観点から、付与するねじれ速度の上限が存在する。ここで、隣接する心線の間に別の心線が存在することはないため、θの上限は２π／３である。ねじれ速度の上限をγ_ｍａｘとして、γ_ｍａｘ＝２π／３ｂの関係式にしたがってｂを設計することで、ねじれ速度の上限を設けることができる。

また、マルチコア光ファイバにおいて、伝送路間の結合を十分に発生させるコア間隔とねじれ速度の関係が明らかになっており、光ファイバのコアの設計に応じて適切なねじれを与えればよい（特許文献１）。このねじれ速度も、前式に基づいて設計することが可能であり、例えば、０．５πｒａｄ／ｍのねじれ速度を加えたい場合には、ｂ＝１．３３ｍとすればよい。

なお、間欠テープ心線１４０を接続する際は、ケーブルコア１８０から取り出すことで、間欠テープ心線１４０は製造時の配置状態へ復元する。したがって、ケーブルコア１８０に集合されたときにねじれを伴っていても、接続時はねじれが解消され、接続時の作業性は悪化しない。

［第２実施形態］
第２実施形態は、第１実施形態に係る光ファイバケーブル１００の心線の実装密度の設計に関する。心線の実装密度が小さい場合、間欠テープ心線１４０の単心被覆光ファイバ１３０のねじれを維持する力が不足することが懸念される。本実施形態は、間欠テープ心線１４０の単心被覆光ファイバ１３０のねじれを維持する適正な実装密度の設計を示す。

図４は、心線の実装密度に対する間欠テープ心線１４０の単心被覆光ファイバ１３０の最大のねじれ角度を示したグラフである。図４のグラフからわかるように、心線の実装密度が８．４心／ｍｍ^２以上であると、間欠テープ心線１４０の単心被覆光ファイバ１３０の最大のねじれ角度が２π／３になることがわかる。

すなわち、本実施形態系に係る光ファイバケーブル１００は、心線の実装密度が８．４心／ｍｍ^２以上である。これにより、間欠テープ心線１４０の単心被覆光ファイバ１３０の２π／３のねじれ角度が得られる。

［第３実施形態］
第１実施形態および第２実施形態に係る光ファイバケーブル１００において、間欠テープ心線１４０をケーブルコア１８０に集合する前後において、心線ねじれ方向Ｄ２_ｋｍと心線ねじれ方向Ｄ２_ｋｌとの差の変化が生じるには、間欠テープ心線１４０をケーブルコア１８０に集合する際に、間欠テープ心線１４０の幅方向すなわち心線の整列する方向と一致しない方向の外力を間欠テープ心線１４０が受ける必要がある。しかし、間欠テープ心線１４０は、心線の整列する方向に幅広の構造であるため、心線の整列する幅方向に一致する外力を受けやすい。このため、心線ねじれ方向Ｄ２_ｋｍと心線ねじれ方向Ｄ２_ｋｌとの差の変化が生じずに、ｋ心線にねじれが生じないことが懸念される。

本実施形態は、単心被覆光ファイバ１３０にねじが生じやすい間欠テープ心線１４０の構造に関する。本実施形態に係る間欠テープ心線１４０は、第１実施形態および第２実施形態に係る光ファイバケーブル１００の間欠テープ心線１４０と代替可能である。図５Ａと図５Ｂと図６Ａと図６Ｂは、本実施形態に係る間欠テープ心線１４０の断面図である。図５Ａと図５Ｂは、ケーブルコア１８０に集合される前の状態における間欠テープ心線１４０の断面図である。図６Ａと図６Ｂは、ケーブルコア１８０に集合された後の状態における間欠テープ心線１４０の断面図である。図５Ａと図６Ａは、ｋ心線とｍ心線を連結している接着部１４２を通る断面図である。図５Ｂと図６Ｂは、ｋ心線とｌ心線を連結している接着部１４２を通る断面図である。

本実施形態に係る間欠テープ心線１４０は、図５Ａと図５Ｂに示すように、ケーブルコア１８０に集合される前すなわち間欠テープ心線１４０の製造時の状態において、光ファイバ断面において、ｌ心線の中心とｍ心線の中心とを結ぶ直線上に、ｋ心線の中心が位置していない構造となっている。すなわち、隣接する３心の心線の中心が、光ファイバ断面において、１本の直線上に並んでいない構造となっている。

このような構造であるため、本実施形態に係る間欠テープ心線１４０は、ケーブルコア１８０に集合する際に他の間欠テープ心線１４０からの外力Ｆの方向が、図６Ａと図６Ｂに示すように、間欠テープ心線１４０の幅方向すなわちｌ心線とｍ心線の整列する方向からであっても、心線ねじれ方向Ｄ２_ｋｍと心線ねじれ方向Ｄ２_ｋｌとの差の変化が生じやすくなり、ｋ心線にねじれが生じやすくなる。

〈４心以上の間欠テープ心線１４０〉
間欠テープ心線１４０が４心以上の心線を有している場合、ある連続して隣接する３心の心線に注目し、ｋ心線の中心がｌ心線の中心とｍ心線の中心とを結ぶ直線のどちら側に位置するかを選択できる。

図７Ａは、本実施形態に係る４心の間欠テープ心線１４０Ａの断面図である。図７Ｂは、本実施形態に係る別の４心の間欠テープ心線１４０Ａの断面図である。図７Ａと図７Ｂはいずれも、ケーブルコア１８０に集合される前の状態における断面を示している。

間欠テープ心線１４０Ａは、４心の単心被覆光ファイバ１３０Ａ，１３０Ｂ，１３０Ｃ，１３０Ｄを有している。単心被覆光ファイバ１３０Ａ，１３０Ｂ，１３０Ｃ，１３０Ｄはいずれも、複数のコアを有するマルチコア光ファイバで構成されている。間欠テープ心線１４０Ａはまた、幅方向に連続して隣接する２組の３心の単心被覆光ファイバ１３０Ａ，１３０Ｂ，１３０Ｃ，１３０Ｄを含んでいる。すなわち、間欠テープ心線１４０Ａは、第１の組の３心の単心被覆光ファイバ１３０Ａ，１３０Ｂ，１３０Ｃと、第２の組の３心の単心被覆光ファイバ１３０Ｂ，１３０Ｃ，１３０Ｄを含んでいる。

第１の組の３心の単心被覆光ファイバ１３０Ａ，１３０Ｂ，１３０Ｃにおいては、単心被覆光ファイバ１３０Ａ，１３０Ｂ，１３０Ｃがそれぞれｍ心線、ｋ心線、ｌ心線に対応する。第２の組の３心の単心被覆光ファイバ１３０Ｂ，１３０Ｃ，１３０Ｄにおいては、単心被覆光ファイバ１３０Ｂ，１３０Ｃ，１３０Ｄがそれぞれｍ心線、ｋ心線、ｌ心線に対応する。これら２組の３心の心線のいずれにおいても、光ファイバ断面において、ｌ心線の中心とｍ心線の中心とを結ぶ直線上に、ｋ心線の中心が位置していない。

図７Ａに示す間欠テープ心線１４０Ａでは、光ファイバ断面において、単心被覆光ファイバ１３０Ｂの中心は、単心被覆光ファイバ１３０Ａ，１３０Ｃの中心を結ぶ直線に対して、上側に位置しており、単心被覆光ファイバ１３０Ｃの中心は、反対に、単心被覆光ファイバ１３０Ｂ，１３０Ｄの中心を結ぶ直線に対して、下側に位置している。このような間欠テープ心線１４０Ａは、単心被覆光ファイバ１３０Ａ，１３０Ｂ，１３０Ｃ，１３０Ｄが概ね直線上に並ぶため、接続を容易に行えるという利点がある。

図７Ｂに示の間欠テープ心線１４０Ａでは、光ファイバ断面において、単心被覆光ファイバ１３０Ｂの中心は、単心被覆光ファイバ１３０Ａ，１３０Ｃの中心を結ぶ直線に対して上側に位置しており、単心被覆光ファイバ１３０Ｃの中心も、同様に、単心被覆光ファイバ１３０Ｂ，１３０Ｄの中心を結ぶ直線に対して上側に位置している。このような間欠テープ心線１４０Ａは、単心被覆光ファイバ１３０Ａ，１３０Ｂ，１３０Ｃ，１３０Ｄの並びが反った形状となるため、単心被覆光ファイバ１３０Ａ，１３０Ｂ，１３０Ｃ，１３０Ｄのねじれがより生じやすくなるという利点がある。

更に多心の間欠テープ心線１４０において、ｌ心線の中心とｍ心線の中心とを結ぶ直線に対して、ｋ心線の中心が位置する側を組み合わせることは、想定される設計の範囲内である。すなわち、図７Ａの心線の配列と図７Ｂの心線の配列とが自由に組み合わせて５心以上の間欠テープ心線１４０を構成することは、本実施形態の開示に含まれる。

［第４実施形態］
第１実施形態ないし第３実施形態に係る光ファイバケーブル１００において、間欠テープ心線１４０の幅方向の端に位置する心線は、内側に位置する他の心線と比較して、間欠テープ心線１４０の長手方向において接着部１４２の存在しない区間が長いため、心線ねじれ方向の差の変化が生じにくい傾向がある。

本実施形態は、間欠テープ心線１４０の幅方向の端に位置する心線に、心線ねじれ方向の差の変化が生じやすくする構造に関する。本実施形態に係る間欠テープ心線１４０は、第１実施形態ないし第３実施形態に係る光ファイバケーブル１００の間欠テープ心線１４０と代替可能である。図８は、本実施形態に係る間欠テープ心線１４０の斜視図である。図８は、ケーブルコア１８０に集合された後の状態における間欠テープ心線１４０を示している。図８Ａは、図８の８Ａ－８Ａ’線に沿った間欠テープ心線の断面図である。図８Ｂは、図８の８Ｂ－８Ｂ’線に沿った間欠テープ心線の断面図である。

図８には、便宜上、間欠テープ心線１４０の幅方向の端に位置する２心の単心被覆光ファイバ１３０であるｋ心線とｌ心線だけが描かれている。ｌ心線は、間欠テープ心線１４０の幅方向の端に位置する心線である。間欠テープ心線１４０は、ｌ心線に設けられた突起部１４４を備えている。突起部１４４は、間欠テープ心線１４０の長手方向に関して、ｋ心線とｌ心線とを連結している接着部１４２の位置と異なる位置に配置されている。突起部１４４は、例えば、ほぼ三角柱形状をしている。突起部１４４は、例えば、間欠テープ心線１４０の幅方向に突出している。

図８には、１つの突起部１４４しか描かれていないが、ｌ心線には、ｌ心線の長手方向に離間して複数の突起部１４４が設けられている。例えば、各突起部１４４は、間欠テープ心線１４０の長手方向に関して、ｋ心線とｌ心線とを連結している接着部１４２の間に位置している。

ここで、図示しないが、ケーブルコア１８０に集合される前すなわち間欠テープ心線１４０の製造時の状態にある間欠テープ心線１４０において、突起部１４４の突出方向Ｄ３と突起部１４４におけるｌ心線の心線ねじれ方向Ｄ２_ｌｐを以下のように定義する。

光ファイバ断面において、ｌ心線の中心から突起部１４４を横切って延びる方向を突起部１４４の突出方向Ｄ３とする。例えば、突起部１４４が先端を有する場合、突起部１４４の突出方向Ｄ３は、ｌ心線の中心から突起部１４４の先端へ向かう方向であってよい。また、突起部１４４におけるｌ心線の心線ねじれ方向Ｄ２_ｌｐは、ｌ心線とｋ心線とを連結している接着部１４２におけるｌ心線の心線ねじれ方向Ｄ２_ｌｋに平行な方向とする。

例えば、突起部１４４の突出方向Ｄ３は、ｌ心線の中心とｋ心線の中心とを結ぶ直線上に位置している。この場合、突起部１４４におけるｌ心線の心線ねじれ方向Ｄ２_ｌｐは、突起部１４４の突出方向Ｄ３に対して垂直である。

本実施形態に係る光ファイバケーブル１００においては、ｌ心線の中心とｋ心線の中心とを結ぶ直線に対する突起部１４４の突出方向Ｄ３が、ケーブルコア１８０に集合される前すなわち間欠テープ心線１４０の製造時と異なるように、間欠テープ心線１４０がケーブルコア１８０に集合されている。

間欠テープ心線１４０は、ケーブルコア１８０に集合される際に、他の間欠テープ心線１４０等から外力を受ける。その際、図８Ｂに示すように、突起部１４４は、他の間欠テープ心線１４０のｎ心線から外力を受けて押しのけられるように移動される。これに伴い、突起部１４４の突出方向Ｄ３は、想像線の矢印で示される方向から、実線で示される方向に変化する。このような突起部１４４の移動は、ｌ心線を時計回りまたは反時計回りに回転させる。結果として、ｌ心線の心線ねじれ方向の差θの変化が生じる。したがって、ｌ心線にねじれが生じる。

図８Ａと図８Ｂとを比較してわかるように、ケーブルコア１８０に集合された後の状態においては、ｋ心線とｌ心線とを連結している接着部１４２におけるｌ心線の心線ねじれ方向Ｄ２_ｌｋと、突起部１４４におけるｌ心線の心線ねじれ方向Ｄ２_ｌｐは、異なっている。つまり、間欠テープ心線１４０をケーブルコア１８０に集合する前後において、心線ねじれ方向Ｄ２_ｌｋと心線ねじれ方向Ｄ２_ｌｐとの差θの変化が生じている。

なお、突起部１４４が押しのけられる際に、ｌ心線の心線ねじれ方向の変化が生じやすくなるように、突起部１４４を、鋭利な断面形状にしたり、隣接する他の間欠テープ心線１４０の単心被覆光ファイバ１３０と接触するようなフック状の断面形状にしたりすることは、設計の範囲内である。

［第５実施形態］
第５実施形態は、光ファイバケーブルの製造に関する。図９は、本実施形態に係る光ファイバケーブルの製造装置の構成図である。

製造装置２００Ａは、複数の間欠テープ心線１４０をそれぞれ送り出す複数の心線送出部２１０Ａと、間欠テープ心線１４０の整列方向をそれぞれ制御する複数の整列方向制御部２２０と、間欠テープ心線１４０をケーブルコアに集合させる心線集合部２３０Ａとを備えている。

図９には、３つの心線送出部２１０Ａと３つの整列方向制御部２２０が描かれているが、これは単なる例示であり、心線送出部２１０Ａと整列方向制御部２２０の個数は、これに限定されることなく、適宜変更されてよい。

各心線送出部２１０Ａは、例えば、光ファイバボビン等で構成される。各心線送出部２１０Ａは、間欠テープ心線１４０を製造時の状態すなわち平らな状態で整列方向制御部２２０へ送り出す。各間欠テープ心線１４０は、複数心の単心被覆光ファイバ１３０を含んでおり、各単心被覆光ファイバ１３０は、複数のコアを有するマルチコア光ファイバで構成されている。

各整列方向制御部２２０は、例えば、回転自在の車輪で構成される。各整列方向制御部２２０は、車輪の回転軸の傾きを変更することにより、各間欠テープ心線１４０の傾きを調整可能である。複数の整列方向制御部２２０は、複数の心線送出部２１０Ａから送り出された複数の間欠テープ心線１４０の心線の並ぶ向きがそれぞれ異なるように、それぞれの間欠テープ心線１４０の整列方向を調整する。図９では、間欠テープ心線１４０の心線の並ぶ向きが矢印で示されている。

心線集合部２３０Ａは、整列方向制御部２２０から送られて来る複数の間欠テープ心線１４０を、それらの心線の並ぶ向きを維持したまま、ケーブルコア１８０に集合させる。心線集合部２３０Ａはさらに、ケーブルコア１８０に外被１９０を施す。これにより、光ファイバケーブル１００が製造される。

このような構成の製造装置２００Ａにおいては、間欠テープ心線１４０の単心被覆光ファイバ１３０のねじれを生じさせやすくすることができる。これは以下の理由による。間欠テープ心線１４０は、幅広の断面形状をしていることから、周辺の他の間欠テープ心線１４０に対して断面の長辺方向の外力を加えやすい。したがって、長辺方向の外力は、他の間欠テープ心線１４０の長辺方向と一致しない向きに外力を加える。このため、例えば第１実施形態で述べた心線ねじれ方向Ｄ２_ｋｍと心線ねじれ方向Ｄ２_ｋｌとの差の変化が生じやすくなる。すなわち、間欠テープ心線１４０の単心被覆光ファイバ１３０のねじれを生じさせやすくすることができる。

次に、製造装置２００Ａによる光ファイバケーブル１００の製造について説明する。図１０は、本実施形態に係る光ファイバケーブル１００の製造方法のフローチャートである。

ステップＳ１１において、複数の心線送出部２１０Ａによって、複数の間欠テープ心線１４０を製造時の状態すなわち平らな状態でそれぞれ送り出す。

ステップＳ１２において、複数の心線送出部２１０Ａから送り出された複数の間欠テープ心線１４０の心線の並ぶ向きがそれぞれ異なるように、複数の整列方向制御部２２０によって、それぞれの間欠テープ心線１４０の整列方向を調整する。

ステップＳ１３において、心線集合部２３０Ａによって、整列方向制御部２２０から送られて来る複数の間欠テープ心線１４０を、それらの心線の並ぶ向きを維持したまま、ケーブルコア１８０に集合させる。さらに、ケーブルコア１８０に外被１９０を施して、光ファイバケーブル１００を完成させる。

このように、本実施形態によれば、第１実施形態ないし第４実施形態において説明された構造の光ファイバケーブル１００が容易に製造される。

［第６実施形態］
第６実施形態は、光ファイバケーブルの製造に関する。図１１は、本実施形態に係る光ファイバケーブルの製造装置の構成図である。

製造装置２００Ｂは、間欠テープ心線１４０を送り出す心線送出部２１０Ａと、送り出された間欠テープ心線１４０に変形を付与する変形付与部２４０と、間欠テープ心線１４０をケーブルコアに集合させる心線集合部２３０Ｂとを備えている。

心線送出部２１０Ａは、第５実施形態と同様、光ファイバボビン等で構成される。心線送出部２１０Ａは、間欠テープ心線１４０を製造時の状態すなわち平らな状態で送り出す。各間欠テープ心線１４０は、複数心の単心被覆光ファイバ１３０を含んでおり、各単心被覆光ファイバ１３０は、複数のコアを有するマルチコア光ファイバで構成されている。

変形付与部２４０は、ローラー状の形態をしており、軸２４２の周りに回転可能に支持されている。変形付与部２４０は、間欠テープ心線１４０を受ける溝２４４を外周部に有している。溝２４４は、径方向の断面形状が凹型をしている。溝２４４の底面の幅Ｗは、間欠テープ心線１４０の幅よりも狭い。例えば、溝２４４の底面の幅Ｗは、間欠テープ心線１４０の単心被覆光ファイバ１３０の心数をｎ、直径をｄとしたとき、（ｎ－１）ｄ以下である。

変形付与部２４０は、心線送出部２１０Ａから平らな状態で送り出された間欠テープ心線１４０を、外周部に設けられた溝２４４で受ける。溝２４４の底面の幅Ｗは間欠テープ心線１４０の幅よりも狭いため、溝２４４に受けられた間欠テープ心線１４０は凹状に変形される。

心線集合部２３０Ｂは、変形付与部２４０から送られて来る間欠テープ心線１４０を、その凹状の変形を維持したまま、ケーブルコア１８０に集合させる。心線集合部２３０Ｂはさらに、ケーブルコア１８０に外被１９０を施す。これにより、光ファイバケーブル１００が製造される。

次に、製造装置２００Ｂによる光ファイバケーブル１００の製造について説明する。図１２は、本実施形態に係る光ファイバケーブル１００の製造方法のフローチャートである。

ステップＳ２１において、心線送出部２１０Ａによって、間欠テープ心線１４０を製造時の状態すなわち平らな状態でそれぞれ送り出す。

ステップＳ２２において、送られて来る間欠テープ心線１４０を、断面形状が凹型である変形付与部２４０の溝２４４で受けることによって、間欠テープ心線１４０に凹状の変形を付与する。

ステップＳ２３において、心線集合部２３０Ｂによって、送られて来る間欠テープ心線１４０を、その凹状の変形を維持したまま、ケーブルコア１８０に集合させる。さらに、ケーブルコア１８０に外被１９０を施して、光ファイバケーブル１００を完成させる。

このように、本実施形態によれば、第１実施形態ないし第４実施形態において説明された構造の光ファイバケーブル１００が製造される。

［第７実施形態］
第７実施形態は、間欠テープ心線の製造に関する。図１３は、本実施形態に係る間欠テープ心線の製造装置の構成図である。

製造装置２００Ｃは、３心の単心被覆光ファイバ１３０をそれぞれ送り出す３つの単心被覆光ファイバ送出部２１０Ｃと、単心被覆光ファイバ１３０を整列させる心線整列部２５０と、整列された単心被覆光ファイバ１３０を接着する心線接着部２６０とを備えている。

各単心被覆光ファイバ送出部２１０Ｃは、例えば、光ファイバボビン等で構成される。各単心被覆光ファイバ送出部２１０Ｃが送り出す単心被覆光ファイバ１３０は、複数のコアを有するマルチコア光ファイバで構成されている。各単心被覆光ファイバ送出部２１０Ｃは、心線整列部２５０に接触する単心被覆光ファイバ１３０の位置を安定させるため、各単心被覆光ファイバ１３０が心線整列部２５０と接触する点の法線方向に側圧が加わる送り出し方向となるように、取り付け位置および角度が調整されていると望ましい。

心線整列部２５０は、ローラー状の形態をしており、軸２５２の周りに回転可能に支持されている。心線整列部２５０は、３つの単心被覆光ファイバ送出部２１０Ｃから送り出された３心の単心被覆光ファイバ１３０を受ける溝２５４を外周部に有している。溝２５４は、径方向の断面形状が凹型をしている。例えば、溝２５４の断面形状は、円弧状になっている。

３つの単心被覆光ファイバ送出部２１０Ｃは、心線整列部２５０に最初に到達する単心被覆光ファイバ１３０が溝２５４の中央に接触し、それに続く２心の単心被覆光ファイバ１３０が中央の単心被覆光ファイバ１３０の両脇において溝２５４に接触するように、取り付け位置が調整されているとよい。

心線整列部２５０は、単心被覆光ファイバ送出部２１０Ｃから送り出された３心の単心被覆光ファイバ１３０を、外周部に設けられた溝２５４で受ける。溝２５４の断面形状が凹型であるため、溝２５４に受けられた３心の単心被覆光ファイバ１３０は、光ファイバ断面において３心の単心被覆光ファイバ１３０の中心が１本の直線上に位置しない形態に整列される。例えば、３心の単心被覆光ファイバ１３０は全体として凹状の形態に整列される。

心線接着部２６０は、心線整列部２５０から送られて来る３心の単心被覆光ファイバ１３０を、それらの整列の形態を維持したまま、隣接する２心の単心被覆光ファイバ１３０を間欠的に接着する。これにより、間欠テープ心線１４０が製造される。

次に、製造装置２００Ｃによる間欠テープ心線１４０の製造について説明する。図１４は、本実施形態に係る間欠テープ心線１４０の製造方法のフローチャートである。

ステップＳ３１において、３つの単心被覆光ファイバ送出部２１０Ｃによって、３心の単心被覆光ファイバ１３０をそれぞれ送り出す。

ステップＳ３２において、送られて来る３心の単心被覆光ファイバ１３０を、断面形状が凹型である心線整列部２５０の溝２５４で受けることによって、３心の単心被覆光ファイバ１３０を凹状の形態に整列させる。

ステップＳ３３において、心線接着部２６０によって、送られて来る３心の単心被覆光ファイバ１３０を、それらの凹状の整列の形態を維持したまま、隣接する２心の単心被覆光ファイバ１３０を間欠的に接着して、間欠テープ心線１４０を完成させる。

このように、本実施形態によれば、第３実施形態において説明された構造の間欠テープ心線１４０が製造される。

心線整列部２５０は、本実施形態では、単心被覆光ファイバ１３０に加わる摩擦を低減するため、ローラー状の形態をしているが、スリット型の形態としてもよい。

図１５Ａ、図１５Ｂ、図１５Ｃは、それぞれ、図１３の心線整列部２５０に代替可能な別の心線整列部２５０Ａ、２５０Ｂ、２５０Ｃの断面図である。

図１５Ａに示された心線整列部２５０Ａは、溝２５４Ａの底面の断面形状が楕円状になっている。

図１５Ｂに示された心線整列部２５０Ｂは、隣接する３心の単心被覆光ファイバ１３０の心線整列部２５０Ｂの径方向のずれ量を安定させるため、溝２５４Ｂの底面の断面形状が階段型になっている。

図１５Ｃに示された心線整列部２５０Ｃは、隣接する３心の単心被覆光ファイバ１３０の心線整列部２５０Ｂの径方向のずれ量と、隣接する３心の単心被覆光ファイバ１３０の相互間の心線整列部２５０Ｂの幅方向の距離を安定させるため、溝２５４Ｃの底面の断面形状が、３つの凹部を有する形状となっている。

本実施形態では、間欠テープ心線１４０の製造装置２００Ｃは、３つの単心被覆光ファイバ送出部２１０Ｃを備えているとして説明したが、４つ以上の単心被覆光ファイバ送出部２１０Ｃを備えていてもよい。この場合、心線整列部２５０の溝２５４に受けられる４心以上の単心被覆光ファイバ１３０は、光ファイバ断面においてそれらの単心被覆光ファイバ１３０の中心が１本の直線上に位置しない形態に整列される。

これまで、図面を参照しながら本発明の実施形態を述べたが、本発明は、これらの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において様々な変形や変更が施されてもよい。ここにいう様々な変形や変更は、上述した実施形態を適当に組み合わせた実施も含む。

１００…光ファイバケーブル、１３０，１３０Ａ，１３０Ｂ，１３０Ｃ，１３０Ｄ…単心被覆光ファイバ、１４０，１４０Ａ…間欠テープ心線、１４２…接着部、１４４…突起部、１６０…心線ユニット、１６２…押え巻き部材、１８０…ケーブルコア、１８２…押え巻き部材、１９０…外被、１９２…抗張力部材、１９４…リップコード、２００Ａ，２００Ｂ，２００Ｃ…製造装置、２１０Ａ，２１０Ｃ…単心被覆光ファイバ送出部、２２０…整列方向制御部、２３０Ａ，２３０Ｂ…心線集合部、２４０…変形付与部、２４２…軸、２４４…溝、２５０，２５０Ａ，２５０Ｂ，２５０Ｃ…心線整列部、２５２…軸、２５４，２５４Ａ，２５４Ｂ，２５４Ｃ…溝、２６０…心線接着部、Ｄ１_ｋｌ，Ｄ１_ｋｍ…接着部方向、Ｄ２_ｋｌ…心線ねじれ方向、Ｄ２_ｋｍ，Ｄ２_ｌｋ，Ｄ２_ｌｐ…心線ねじれ方向、Ｄ３…突出方向、Ｆ…外力、Ｗ…幅、θ…心線ねじれ方向の差。

Claims (3)

1. 複数のコアを有するマルチコア光ファイバの外周に被覆を施した３心以上の単心被覆光ファイバの隣接する２心同士を接着する接着部を長手方向および幅方向の２次元的に複数箇所配置した間欠接着型光ファイバテープ心線をケーブルコアに集合して外被を施した光ファイバケーブルであって、
   幅方向に連続して隣接する３心の単心被覆光ファイバの心線のうち、中央に位置するｋ心線と両側に位置するｌ心線およびｍ心線に関して、
   前記ｌ心線は、前記間欠接着型光ファイバテープ心線の幅方向の端に位置する心線であり、
   前記間欠接着型光ファイバテープ心線は、前記ｌ心線に設けられた突起部を具備し、
   前記突起部は、光ファイバ長手方向に関して、前記ｌ心線と前記ｋ心線とを連結している接着部の位置と異なる位置に配置されており、
   光ファイバ断面において、前記ｌ心線の中心と前記ｋ心線の中心とを結ぶ直線に対する前記突起部の突出方向が、製造時と異なるように、前記間欠接着型光ファイバテープ心線が前記ケーブルコアに集合されており、
   かつ、前記ｋ心線と前記ｌ心線とを連結している接着部における前記ｋ心線の心線ねじれ方向と、前記ｋ心線と前記ｍ心線とを連結している接着部における前記ｋ心線の心線ねじれ方向との差が、製造時と異なるように、前記間欠接着型光ファイバテープ心線が前記ケーブルコアに集合されている光ファイバケーブル。
2. 前記光ファイバケーブルの心線の実装密度が、８．４心／ｍｍ^２以上である、請求項１に記載の光ファイバケーブル。
3. 前記間欠接着型光ファイバテープ心線は、製造時の状態において、光ファイバ断面において、前記ｌ心線の中心と前記ｍ心線の中心とを結ぶ直線上に前記ｋ心線の中心が位置していない、請求項１または２に記載の光ファイバケーブル。

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