(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
光ファイバ心線と、前記光ファイバ心線と所定距離を隔てて配された少なくとも1つの抗張力体と、前記光ファイバ心線及び前記少なくとも1つの抗張力体を一体的に被覆するシースとを有するケーブル部と、
前記ケーブル部を支持する支持線と、前記支持線を被覆する被覆部とを有する支持線部と、
前記ケーブル部及び前記支持線部を連結する首部とを備える光ファイバケーブルであって、
前記首部は、前記光ファイバ心線及び前記少なくとも1つの抗張力体によって規定される面に並行な平面を有する中央部と、前記中央部の両側に位置し、前記支持線部及び前記ケーブル部に夫々接合された2つの固定端部とで構成され、
前記首部の厚さは、前記中央部から前記2つの固定端部に向かって漸増しており、
前記固定端部はR形状を有し、
前記首部の長さをyとしたとき、前記固定端部の曲率半径Rneckが、0.05mm≦Rneck<y/2mmを満たすことを特徴とする光ファイバケーブル。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
【0016】
図1は、本発明の実施の形態に係る光ファイバケーブルの構成を示す斜視図であり、
図2は、
図1の光ファイバケーブルの構成を示す断面図である。
【0017】
図1及び
図2において、光ファイバケーブル1は、支持線部10と、内部に一本の光ファイバ心線が配されたケーブル部20と、支持線部10及びケーブル部20を連結する首部30とを備えている(
図1)。
【0018】
支持線部10は、ケーブル部を支持するための支持線11と、支持線11の外周に形成され、該支持線を被覆する被覆部12とを有している。支持線11は、FRP又は亜鉛メッキ鋼線から成り、その外径は1.2mmである。被覆部12は、難燃性ポリオレフィン材料から成り、その外径は2.0mmである(
図2)。
【0019】
ケーブル部20は、光ファイバ心線21と、光ファイバ心線21の外周に形成され、該光ファイバ心線を覆うシース22と、シース22内に設けられ、光ファイバ心線21の両側に所定距離を隔てて配された一対の抗張力体23,23とを有している。シース22は、光ファイバ心線及び一対の抗張力体を一体的に被覆している。そして、光ファイバ心線21の中心及び一対の抗張力体23,23の中心は、略同一面上に位置するように配置されている。
【0020】
光ファイバ心線21は、紫外線硬化性樹脂又は熱硬化性樹脂等から成る樹脂にてガラス光ファイバを被覆してなるものであり、その外径は0.25mmである。
【0021】
シース22は、断面略長円形状又は楕円形状であり、その長辺方向の外法は3.1mm、短辺方向の外法は2.0mmである。シース22は、被覆部12と同様の難燃性ポリオレフィンから成る。
【0022】
また、シース22は、光ファイバ心線21の中心及び一対の抗張力体23,23の中心によって規定される平面に並行して形成された一対の平面22a,22aを有しており、各平面部の略中央には切欠き24が形成されている。切欠き24は、例えばV字型のノッチであり、その幅及び深さは夫々0.52mm、0.45mmである。光ファイバケーブル布設の際には、切欠き24,24にデタッチャ等の所定工具が嵌め込まれ、切欠き24から光ファイバ心線21に向かう亀裂がシース22に形成される。これによりシース22を容易に剥ぐことができ、シース22内部の光ファイバ心線21を容易に取り出すことができる。
【0023】
一対の抗張力体23は、強化繊維としてアラミド繊維あるいはガラス繊維を用いたFRPから成り、その外径が0.4〜0.5mmである。一対の抗張力体23,23は、シース22に加えられる長手方向の張力によってシース22内部で光ファイバ心線21が破断するのを防止する役割を果たしている。
【0024】
図3は、
図2における首部30の構成を示す側面図であり、
図4は、首部30の構成を示す拡大図である。
【0025】
図3において、首部30は、中央部31と、該中央部の両側に位置し、支持線部10及びケーブル部20に夫々接合された2つの固定端部32,33とで構成されている。この首部30は、支持線11の中心A及び抗張力体23の中心Bが略同一面上に位置するように支持線部10とケーブル部20を連結する。また、首部30の厚さは、中央部31から固定端部32に向かって漸増すると共に、中央部31から固定端部33に向かって漸増している。この首部30は、被覆部12と同様の難燃性ポリオレフィンから成る。
【0026】
中央部31は、断面略矩形であり、支持線11の中心A及び抗張力体23の中心Bで規定される平面Cに並行して形成された平面31a,31aを有している。本実施の形態では、中央部31の厚さは0.2〜0.53mmである。
【0027】
固定端部32と被覆部12の接合位置には、該接合位置を補強する補強部35,35が形成されている。そして、固定端部32には、被覆部12の外周面12aと中央部31の平面31aとを接続する外表面32aが形成されている。
【0028】
固定端部33とシース22の接合位置には、該接合位置を補強する補強部36,36が形成されている。また、固定端部33には、シース22の外周面22bと中央部31の平面31aとを接続する外表面33aが形成されている。
【0029】
本実施の形態では、外表面32a,33aは、その断面形状がR形状を有している(
図4)。また、外表面32aは、段差が形成されないように外周面12a及び平面31aと滑らかに接続されている。外周面33aも同様に、外周面22b及び平面31aと滑らかに接続されている。
【0030】
また、外表面32a,33aのR形状は次のように規定される。すなわち、外周面12aの仮想延長面と平面31aの仮想延長面とが交差する位置X1から、外周面22bの仮想延長面と平面31aの仮想延長面とが交差する位置X2までの距離をyとし、このyを近似的に首部30の長さと規定すると、外表面32a,33aの曲率半径R
neckは、以下の不等式で表される。
0.05mm≦R
neck<y/2mm ・・・(1)
曲率半径R
neckの下限値である0.05mm及び上限値を規定するy/2mmは、夫々以下の実施例に示す実験に基づいて決定される値である。
【0031】
本実施の形態によれば、首部30は、光ファイバ心線21及び一対の抗張力体23,23によって規定される面Cに並行な平面31aを有する中央部31と、該中央部の両側に位置し、支持線部10及びケーブル部20に夫々接合された2つの固定端部32,33とで構成され、首部30の厚さは、中央部31から各固定端部に向かって漸増している。これにより、捻回発生時には固定端部32,33に応力が集中することを防止することができ、作業時には中央部31に容易に亀裂を発生させることが可能となる。したがって、偶発的に支持線部10とケーブル部20とが分離するのを防止することができると共に、ケーブル部20を支持線部10から分離する作業を容易に行うことができる。
【0032】
また、外表面32a,33aはR形状であり、その曲率半径R
neckは上記(1)式の関係を満たす値に設定される。これにより、応力が固定端部32,33に集中するのを確実に防止することができる。さらに、外表面32aは外周面12a及び平面31aと滑らかに接続され、外表面33aは外周面22b及び平面31aと滑らかに接続される。これにより、応力が固定端部32,33に集中するのをより確実に防止することができる。
【0033】
図5は、
図4における首部30の変形例を示す図である。尚、
図5に示す首部は、その構成が
図4の首部30と基本的に同じであり、以下に異なる部分を説明する。
【0034】
図5において、首部50は、中央部51と、該中央部の両側に位置し、支持線部10及びケーブル部20に夫々接合された2つの固定端部52,53とで構成されている。中央部31は、断面略矩形であり、支持線11の中心A及び抗張力体23の中心Bで規定される平面Cに並行して形成された平面51a,51aを有している。
【0035】
固定端部52と被覆部12の接合位置には、該接合位置を補強する補強部55,55が形成されている。そして、固定端部52には、被覆部12の外周面12aと中央部51の平面51aとを接続する外表面52aが形成されている。また、固定端部53とシース22の接合位置には、該接合位置を補強する補強部56,56が形成されている。そして、固定端部53には、シース22の外周面22bと中央部51の平面51aとを接続する外表面53aが形成されている。
【0036】
外表面52aは一の平面(平面形状)からなり、その断面形状は直線である。この直線は、上記(1)式の関係を満たすR
neckで規定される円弧の始点及び終点を結ぶ直線である。
【0037】
図6は、
図4における首部の他の変形例を示す図であり、(a)は全体図、(b)は首部における固定端部の拡大図である。
【0038】
図6(a)において、首部60は、中央部61と、該中央部の両側に位置し、支持線部10及びケーブル部20に夫々接合された2つの固定端部62,63とで構成されている。中央部61は、断面略矩形であり、支持線11の中心A及び抗張力体23の中心Bで規定される平面Cに並行して形成された平面61a,61aを有している。
【0039】
固定端部62と被覆部12の接合位置には、該接合位置を補強する補強部65,65が形成されている。そして、固定端部62には、被覆部12の外周面12aと中央部61の平面61aとを接続する外表面62aが形成されている。また、固定端部63とシース22の接合位置には、該接合位置を補強する補強部66,66が形成されている。そして、固定端部63には、シース22の外周面22bと中央部61の平面61aとを接続する外表面63aが形成されている。
【0040】
外表面62a,63aは三つの平面71,72,73からなり、その断面形状は折れ線である(
図6(b))。この折れ線は、上記(1)式の関係を満たすR
neckで規定される円弧の始点、当該円弧の長さを三等分する2点、及び終点を順に結ぶことによって表される線である。
【0041】
図5及び
図6に示す変形例によれば、捻回発生時に固定端部52,53或いは固定端部62,63に応力が集中するのを防止することができ、作業時には中央部51或いは中央部61に容易に亀裂を発生させることが可能となる。したがって、偶発的に支持線部10とケーブル部20とが分離するのを防止することができると共に、ケーブル部20を支持線部10から分離する作業を容易に行うことができる。
【0042】
尚、本実施の形態では、ケーブル部20は1つの光ファイバ心線を有しているが、これに限るものではなく、複数の光ファイバ心線(2、4、8心等)を有していてもよい。
【0043】
また、本実施の形態では、ケーブル部20は、光ファイバ心線21の両側に所定距離を隔てて配された一対の抗張力体23,23を有するが、これに限るものではなく、光ファイバ心線21と所定距離を隔てて配された少なくとも1本の抗張力体を有していてもよい。
【0044】
また、本実施の形態では、被覆部12、シース22及び首部30は同一の難燃性ポリオレフィンから成るが、この難燃性ポリオレフィンとしては、例えばエチレン・α-オレフィン共重合体(エチレン・α-オレフィン共重合体としては、LLDPE(直鎖状低密度ポリエチレン)、LDPE(低密度ポリエチレン)、VLDPE(超低密度ポリエチレン)、EBR(エチレンーブタジエンゴム)、及びシングルサイト触媒存在下に合成されたエチレン・α-オレフィン共重合体等)や、ポリプロピレン樹脂(ホモポリプロピレン、エチレン・プロピレンランダム共重合体、エチレン・プロピレンブロック共重合体、プロピレンと他の少量のα−オレフィン(例えば、1−ブテン、1−ヘキセン、4−メチル−1−ペンテン等)との共重合体、プロピレンとエチレンプロピレンの共重合体(TPO)を混合することによって得られる樹脂等)をそれぞれ単独で、または混合することによって得られる材料が用いられる。
【実施例】
【0045】
以下、本発明の実施例を説明する。
【0046】
従来の光ファイバケーブルの局所的な捻回によって支持線部とケーブル部が分離する現象を鋭意調査した結果、支持線部と首部の連結部に形成される角隅部、又はケーブル部と首部の連結部に形成される角隅部に応力が集中し、この応力による亀裂が発生した結果、支持線部とケーブル部が分離することが分かった。一方、支持線部とケーブル部を分離する作業では、支持線部とケーブル部をせん断方向に破断させるため、分離作業性は、首部のR形状によらず、首部の最薄部の寸法によって決まることが分かった。
【0047】
そこで、支持線部とケーブル部の分離作業に要する力を増大させることなく、局所的な捻回による支持線部とケーブル部の分離を防止することを目的として、上記角隅部への応力集中を抑制するべく、R形状の補強部を有するドロップケーブルについて、以下のように実験を行った。
【0048】
〈実験1〉
先ず、低引張強度−高伸び(引張強度TS:14.8MPa、破断伸びEL:575%、JIS K 7113「プラスチックの引張試験方法」に準拠)の物性を示す難燃性ポリオレフィンにて、φ1.2mm亜鉛メッキ鋼線を被覆するφ2.0mmの支持線部を作製すると共に、φ0.25mm光ファイバ心線及び2本のφ0.5mmアラミド繊維FRP線を覆う外法寸法2.0mm×3.1mmのケーブル部を作製した。そして支持線部及びケーブル部を上記難燃性ポリオレフィンにて連結し、長さ、厚さ及びR形状が異なる首部を形成して、数種類のドロップケーブルを作製した。
【0049】
実施例1〜3では、首部のR
neckを0.05mm、首部の厚みを0.2〜0.53mmとし、実施例4〜6では、首部のR
neckを0.1mm、首部の厚みを0.2〜0.53mmとした。また、実施例7では、首部のR
neckを0.12mm、首部の厚みを0.53mmとした。
【0050】
一方、比較例1〜5では、首部のR
neckを0mm、首部の厚みを0.15〜0.65mmとし、比較例6〜8では、首部のR
neckを0.03mm、首部の厚みを0.2〜0.53mmとした。また、比較例9では首部のR
neckを0.13mm、首部の厚みを0.2mmとし、比較例10では首部のR
neckを0.12mm、首部の厚みを0.35mmとした。
【0051】
次に、作製した複数のドロップケーブルについて、以下の評価項目(1)〜(3)を設定した。
【0052】
(1)支持線部の分離作業性
15N以下の引張力にて分離可能な場合を「○」、15N以上の張力でも分離困難な場合を「×」として評価した。具体的には、ドロップケーブルの片端30cmの長さでケーブル部を支持線部から分離し、支持線部の端部及びケーブル部の端部を夫々引張試験機の2つのチャックに固定する。チャックの移動速度を500mm/minとして、約15cm程度引張った時の荷重を支持線分離力として評価した。支持線分離力が15N以下であれば実際の作業でも容易に支持線を分離することができるため、「○」とし、15N以上であれば、分離作業が困難となるため「×」として評価した。
【0053】
(2)しごき試験
長さ約5mのドロップケーブル両端に250Nの張力を作用させ、半径20mmの金車(2号金車)にて、2mに亘って光ファイバケーブルのしごきを4サイクル行った。尚、本試験で用いられる2号金車は、主に架空ケーブル線路においてドロップケーブル等の各種ケーブルを架渉する際に使用され、使用荷重1470N(1150kgf)、最大通過物径83mmである。そして、上記しごき試験後のドロップケーブルを目視にて観察し、首部が塑性変形しなかった場合を「○」、塑性変形した場合を「×」として、首部の変形の有無について評価した。尚、首部が塑性変形した場合とは、支持線の中心が、2本の抗張力体の中心及び光ファイバ心線の中心によって規定される面上に位置しなくなった場合をいう。
【0054】
(3)局所捻回試験
長さ40cmのケーブルにおいて、1点を固定しそこから14cm離れた位置を回転し光ファイバケーブルを捻回させた。光ファイバケーブルを捻回させながら、支持線部とケーブル部が分離したときの捻回角度を測定し、200°未満を「×」、200°以上を「○」として評価した。捻回角度200°未満で「×」としたのは、通常の作業時に支持線部とケーブル部が偶発的に捻回して分離する可能性があるためである。
【0055】
上記評価項目(1)〜(3)に基づいて各光ファイバケーブルを判定した結果を表1〜表4に示す。
【0056】
【表1】
【0057】
【表2】
【0058】
【表3】
【0059】
【表4】
【0060】
実施例1〜7のいずれも、首部のR
neckは0.05mm又は0.1mmであり、0.05mm≦R
neck<y/2mmを満たす値となっている。そして、(1)支持線分離力が15N以下であり、(2)しごき試験では首部が塑性変形しなかった。また、(3)局所捻回試験では、光ファイバケーブルを局所捻回させても首部の固定端部で破断が起こりにくく、首部全体で伸びるため、局所捻回によって分離する角度は全ての実施例で360°以上となり、通常の作業時に問題となる角度200°を超える値となった。
【0061】
比較例1〜5では、首部のR
neckが0mmであり、(3)局所捻回試験において、支持線部とケーブル部が分離したときの捻回角度は100°以下となり、評価基準となる角度200°を超えなかった。
【0062】
比較例6〜8では、首部のR
neckが0.03mmであり、(3)局所捻回試験において、支持線部とケーブル部が分離したときの捻回角度は約130°となり、比較例1〜5と同様、評価基準となる角度200°を超えなかった。
【0063】
また、比較例9,10では、首部のR
neckが夫々0.13mm,0.12mm(>y/2=0.11mm)であり、(3)局所捻回試験において、支持線部とケーブル部が分離したときの捻回角度は約100°となり、評価基準となる角度200°を超えなかった。これは、R
neckで規定される2つの曲線が首部の中央位置にて交わり、その結果首部表面に溝部が形成され、該溝部に応力が集中したためである。
【0064】
〈実験2〉
次に、他の難燃性ポリオレフィン(高引張強度−低伸び(TS:24.0MPa、EL:248%))を用いたこと以外は実験1と同様の構成を有する複数の光ファイバケーブルを作製し、各光ファイバケーブルについて判定を行った。その結果を表5〜表8に示す。
【0065】
【表5】
【0066】
【表6】
【0067】
【表7】
【0068】
【表8】
【0069】
実施例8〜13のいずれも、(1)支持線分離力が15N以下であり、(2)しごき試験では首部が塑性変形しなかった。また、(3)局所捻回試験では、局所捻回によって分離する角度は全ての実施例で360°以上となり、評価基準となる角度200°を超える値となった。すなわち、実験1と異なる難燃性ポリオレフィンを用いた場合でも、同様の結果が得られた。
【0070】
比較例11〜15では、首部のR
neckが0mmであり、(3)局所捻回試験において、支持線部とケーブル部が分離したときの捻回角度は100°以下となり、評価基準となる角度200°を超えなかった。
【0071】
比較例16〜18では、首部のR
neckが0.03mmであり、(3)局所捻回試験において、支持線部とケーブル部が分離したときの捻回角度は約100°となり、比較例1〜5と同様、評価基準となる角度200°を超えなかった。
【0072】
また、比較例19,20では、首部のR
neckが夫々0.13,0.12mm(>y/2)であり、(3)局所捻回試験において、支持線部とケーブル部が分離したときの捻回角度は約100°以下となり、評価基準となる角度200°を超えなかった。
【0073】
これらの結果より、首部の厚みを0.2〜0.53mmとし、首部のR
neckを上記(1)式の関係を満たす値とすれば、応力が首部の固定端部に集中するのを防止することができ、光ファイバケーブルが捻回されたときに偶発的に支持線部とケーブル部とが分離するのを防止することができることが分かった。また、光ファイバケーブルを布設する際には、中央部に容易に亀裂を発生させることが可能となり、支持線部をケーブル部から分離する作業を容易に行うことができることが分かった。