JPS6198308A - タイト集合フアイバテ−プ形光ケ−ブル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、光ファイバ複数心をテープ状に被覆した光フ
ァイバテープをルーズ状に集合した光ケーブルの強度信
頼性を向上させるケーブル構造に関するものである。

（従来の技術） 従来のこの穂先ケーブルの一例の断面を第４図（ａ）に
示し、第４１１（ａ　）の光ファイバテープを拡大した
断面を第４図（ｂ）に示す。第４図において、１は光フ
ァイバで２は緩衝用シリコーン、３はナイロンなどのテ
ープ被覆で、全体で５心光ファイバテープ４を形成して
いる。このテープ４ヲチユーブ５の中に４枚挿入し、ユ
ニット６を形成している。第４図（ａ）に示したケーブ
ルではユニット６ｔ−１０本テンションメンバ７の周囲
により合わせ、押え巻き８とＬＡＰ外被９を施して合計
２００心の光ケーブルとしている。この構造で光ファイ
バテープ４はチューブ５内にルーズに挿入されている。

テープの挿入方法は光ファイバの伸びひずみの点からチ
ューブの中にストレートに入れる方が有利であることが
知られている（用瀬他、「加入者高密度光ケーブル設計
法の検討」、電子通信学会、通信方式研究会資料、Ｃ３
８１−１５１，１９８２年１月１９日）。

このため、この種ケーブルのユニット６ｔｔ製Ｍするに
は、光ファイバテープ４を重ねて集め、その上にチュー
ブ６を押出し成形し、これを一体として引き取り、ボビ
ンに巻き取る方法が採用される。しかしこの方法ではボ
ビンに巻かれたとき、外側のテープの方が長く余長をも
った状態となる。

このチューブ内の余長εｂの量は、ユニット６が第５図
に示すように半径Ｒに巻き取られたとき、次式で表わせ
る。

εｂ−ｎｔ　／　Ｒ（１） ここでｔはテープ４の厚さである。ｎはファイバテープ
の位置を示し、最も外側のファイバではｎ−２、一つ内
側のファイバではｎ−１である。

例えば巻取りボビン半径Ｒ−２５０闘、ｔ−Ｌｏ、４５
鶴、ｎ−２とすれば、εｂ−０，１３６％となる。

ユニット６を集合する際、巻き取ったユニットを繰り出
し、ユニットは真直にされる。このため外側のテープは
余長分だけチューブ内でうねりを生じる。さらにユニッ
ト６はより合わされるので、チューブ内でうねったテー
プがらせん状に曲げられ、複雑な形状となる。このよう
な状態となると、テープには曲げや、ねじりなどの複雑
なひずみが加わる。すなわち従来の光ケーブルでは複雑
なひずみのためファイバの強度が保証できないという重
大な欠点があった。

従来のケーブルのチューブ内でテープ４の複雑な形状と
その悪影Ｕを調査するため、第４図に示した光ケーブル
を製造した。このケーブル５０ｍを延線し、外被を除去
した後、チューブ５内のテープ状態を観察した。チュー
ブを５０ｃｍごとに切黄、緑、赤の４種類に色分けされ
、同時にそれぞれテープの一端に位置識別用として白色
のラインをつけである。

製造時には、チューブ内に上方から青、黄、緑、示して
おり、数字は青テープから何枚目にあるかを示し、符号
は白色ラインが青テープの白色ラインと同じ位置にある
場合を＋、青テープの白色う繁に入れ換わっており、ま
た符号の逆転がらテープのねじれも生じていることがわ
かる。テープ４の入し換わりピッチを測定するため、黄
テープについて、テープの相対位置を２０問おきに測定
した結果を第７図に示す。この結果では、入れ換わりの
ピッチｐｅは約５０順程度であることがわかる。テープ
入れ換わりによりファイバに生じるひずみは、第８図に
示すように、幅Ｗのテープがピッチｐｅで入れ換わると
モデル化すれば、テープ内ファイバを表わす曲線の式は
、両端固定の座屈モデルから、ｙ　−ｗ　（ｃｏｓ（２
πｘ／　ｐ６　）　−１）　　　　　　　（２）となる
。このときファイバの曲率半径ρは、となる。この曲げ
によりファイバに生じるひずみの最大値ε。は、 となる。ここで、ｄｆはファイバの外径である。

実験したケーブルの場合、Ｗ　−１，６ｍＮ　、　ｄｆ
−０，１２Ｆｌ門、ｐｏ−５０閲であり、式（４）から
εｅ−０，１５８％　　　　　　　　　　　（５）を得
る。またねじりについては、解体後のテープはねじれぐ
せが認められ、この回転角度を測定した結果を第９図に
示す。この結果がら、ねじれの１周期ｐｔ　ｚ３　Ｑ　
Ｑ　闘程度でねじれていることがわかる。テープは中央
のファイバを中心にしてピッチ既でらせん状にねじれて
いるとすれば、これによるひずみε、は次式で表わされ
る。

ｄ８はテープ内シリコーンつきファイバ素線径テする。

ｎ−２、ｄｓ−０，８闘、ｐｔ−３Ｑ　Ｑ　ｔｉｍ、　
　＆ｔｔＬ″ｆ・５１）ゝ６ ε、　−０，００８％　　　　　　　（７）となる。式
（５）、（７）の和をとることにより、チュ゛−プ内の
テープ状８によりファイバに最悪ひずみとして、 ε−０，１ｆｌ　６％　　　　　　　　（８）が作用す
ることがあり得ることがわかる。

光ファイバケーブルのひずみ設計については、ファイバ
製造時にスクリーニングによりひずみを作用させ、これ
を通過したファイバを使用することにより、強度を保証
している。この場合スクリーニングひずみをε８、ケー
ブル使用中に作用し得る許容ひずみをε。とすれば、フ
ァイバの破断が約２５年間ないようにするには、 εａ／ε８：；ｑ　　　　　　　　　　（９）とする必
要がある。（Ｙ、Ｍｉｔｓｕｎａｇａ　ｅｔ、ａ／　Ｅ
ｌｅｃｔｒｏｎ。

Ｌｅｔｔ、ＶＯｌ、１７　　、Ａ１６　　、ｐ、　　５
６７　、１９８１）。′通常εｓ−０，５％であり、こ
のとき、〒 とａ；　０．１６７％　　　　　　　（１０）となる。

ケーブルのひずみ設計には、布設時の張力５００〜８０
０　ｋｇを作用させた後の残留ひずみεｉ　−０，０３
％、温度変化によるひずみεＴ”−０，０５％（温度６
０°Ｃ）、ケーブル化時の残留ひずみε。−０，０５％
、等偏曲げひずみεＢ−０，０８％を見込んでおり、こ
の合計ひずみで０．１６％となる。

この値にさらに前記したテープ入れ換わりとねじれによ
るひずみε−０，１６６％〔式（８）〕が加わると、全
ひずみは０．３２６％となり、許容ひずみεニー０．１
６７％〔式（Ｎｏ）　）を大きく越えてしまう。すなわ
ち、このケーブルの寿命は２５年間ないことが推定でき
る。

（発明が解決しようとする問題点） 以上述べたように、従来のケーブルでは、チューブ５内
に光ファイバテープ４をストレートに挿入しているが、
製造後の巻取りおよび真直化の工程を経ることにより、
テープの余長が生じる。この影響によりテープの入れ換
わりや、ねじれが生じて過大なひずみがファイバに作用
するという重大な欠点がある。

（問題点を解決するための手段） 本発明はこれらの欠点を除去するため、光ファイバテー
プを緩衝用低ヤング率材料で一体に被覆し、これをタイ
トに集合する。

第１図は本発明の一実施例を示す光ユニット１０の断面
図であって、光ファイバテープ４を４枚積層し、これを
低ヤング率の緩衝材１１で一体に被覆し、さらに保護層
１２で被覆した構造である。光ファイバテープは前述し
たようにストレートにして、これを一体被覆する構造が
ファイバひずみの面で有利である。緩衝材１１は熱硬化
性のシリコーン相席や、紫外線硬化性樹脂（ＵＶ樹脂）
などが適用でき、そのヤング率は０．１〜１　ｋｇ／ｎ
’１１２程度が適当である。このヤング率の値は大きい
と、温度変化により緩衝材自体の収縮により、ファイバ
のマイクロペンドが生じ、損失増に結びつく。

保み層１２は外力、特に側圧をささえるため、比較的大
きなりレグ率の材料を使用する。おおむねヤング率がｌ
θ〜２００　ｋｇ７ｍｍ２のものが適している。適用可
能なプラスチックとしては、熱可塑性ナイロンや、ウレ
タンアクリレート系やエポキシ系のＵｖＭ脂である。

またこの光ファイバテープの接続に際しては、光ファイ
バテープ４を１枚ずつ取り出し、公知の５心一括融着接
続器を用いるのが有利であるので、被情除去時には緩衝
材１１と保護層１２を除去し、光ファイバテープ４枚が
テープ被覆８がついたまま別々に取り出せることが望ま
しい。このため、ファイバテープ４と緩衝材１１とはは
く離性の良好なものが適している０まだ緩衝材１１のヤ
ング率がテープ被Ｗ３のヤング率より小さい方がよい。

この目的をより明確にするため、製造時にファイバテー
プ積層後、テープ表面にシリコーンオイルなどの流動性
の液体を極めて薄く塗布し、その上に緩衝材１１を被覆
する構造とすると効果的である。

第２図には第１図に示した光ユニット１０を５本中心材
１３の周囲により合わせ、押え巻き１４鵡 １　　　を１した１０Ｇ心ユニツト１５を示す。中心材
１３は強度を向上させるためＷ４線などが使用できる。

押え巻き１４は耐側圧性を向上させるためポリプロピレ
ンヤーンなどのプラスチック緩衝ひもとテープとの組み
合わせが適している。この１００・心ユニットを用い、
６Ｊ）Ｏ心光ケーブルを構成した本発明の実施例の断面
を第９図に示す。

この実施例に示した構造の特性を検討した結果、光ユニ
ットのより合わせ集合後も、テープの位置孔れは認めら
れなかった。その結果、テープ位置孔れによるひずみ〔
式（８）〕は生ぜず、強度信頼性の設計の条件〔式（１
０）　）を満たすことがわかる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明のタイト集合ファイバテー
プ形光ケーブルは、光ファイバテープが低ヤング率の緩
衝材およびそれよりヤング率の大きい保護層により一体
化してタイトに被覆されているので、チューブ内に空隙
をもって挿入されているルーズ形ケーブルと異なって、
チューブ内でテープの配置の乱れが生じない利点がある
。

この結果、配置孔れによる７アイパひずみが誘　（起さ
れないので、ケーブルの強度信頼性が向上する大きな利
点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明により、光ファイバテープ４枚を構成し
た一例を示す断面図、 第２図は本発明により構成した光ユニツト５本を集合し
た１００心ユニツトの断面図、第３図は本発明により６
００心光ケーブルを構成した実施例を示す断面図、 第４図（ａ）は従来の光ケーブル断面図、第４図（ｂ）
は第４図（ａ）の光ファイバテープの拡大断面図、 第５図はケーブル製造時ドラム巻きによる７アイパの長
さの差を説明する図、 第６図（ａ）ｌ（ｂ）ｉｏ）は従来のケーブルを延線、
解体し、ファイバ位置の乱れを測定した結果を示す図、 第７図は従来のケーブルのテープ入れ換わりピッチｐｏ
を測定した結果を示す図、 第８図はテープ入れ換わりにより生じるファイバひずみ
を計算するモデルを示す図、 第９図は従来のケーブルのテープねじれのピッチｐｔを
測定した結果を示す図である。 １・・・光ファイバ　　　　２・・・緩衝層８・・・テ
ープ被覆　　　　４・・・光ファイバテープ５・・・チ
ューブ　　　　　６・・・チューブユニット７・・・テ
ンションメンバ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光ファイバ複数心を直線状に整列させ、これを一括
   被覆した光ファイバテープを集合してユニットを構成し
   て成る光ケーブルにおいて、該ユニットは光ファイバテ
   ープを複数枚積層し、これを真直状のまま該光ファイバ
   テープに接触するように被覆を施したことを特徴とする
   タイト集合ファイバテープ形光ケーブル。 ２、光ファイバ複数心を直線状に整列させ、これを一括
   被覆した光ファイバテープを集合してユニットを構成し
   て成る光ケーブルにおいて、該ユニットは光ファイバテ
   ープを複数枚積層し、これを真直状のまま該光ファイバ
   テープに接触するように２層の被覆を施し、該光ファイ
   バテープに接触している緩衝材のヤング率は、前記２層
   のうちの外側の保護層および該光ファイバテープ被覆材
   のいずれのヤング率よりも小さいことを特徴とするタイ
   ト集合ファイバテープ形光ケーブル。 ３、光ファイバテープと接する被覆と該光ファイバテー
   プとの間に、薄いオイル層を設けたことを特徴とする特
   許請求の範囲第１項または第２項記載のタイト集合ファ
   イバテープ形光ケーブル。