特許 6150422 光ファイバケーブル

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6150422

(24)【登録日】2017年6月2日

(45)【発行日】2017年6月21日

(54)【発明の名称】光ファイバケーブル

(51)【国際特許分類】

   G02B 6/44 20060101AFI20170612BHJP

【ＦＩ】

   G02B6/44 361

【請求項の数】4

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2013-8245(P2013-8245)

(22)【出願日】2013年1月21日

(65)【公開番号】特開2014-139609(P2014-139609A)

(43)【公開日】2014年7月31日

【審査請求日】2015年12月1日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005186

【氏名又は名称】株式会社フジクラ

(74)【代理人】

【識別番号】100117514

【弁理士】

【氏名又は名称】佐々木 敦朗

(72)【発明者】

【氏名】梶 智晃

(72)【発明者】

【氏名】竹田 大樹

(72)【発明者】

【氏名】松澤 隆志

(72)【発明者】

【氏名】山中 正義

(72)【発明者】

【氏名】岡田 直樹

【審査官】 里村 利光

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０８−１１０４５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−０６５６４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５３−０８２４２６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｂ ６／４４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

撚り合わせた複数本の光ファイバと、
前記複数本の光ファイバの周囲を覆う押え巻きテープと、
前記複数本の光ファイバと前記押え巻きテープとの間にケーブル長手方向に沿って直線状に設けられ、紫外線硬化樹脂がコーティングされた紐状体と、
前記押え巻きテープの周囲を覆う外被
とを備え、
前記外被に埋設された一対の抗張力体を更に備え、
前記紐状体が、前記一対の抗張力体を結ぶ直線上に配置されることを特徴とする光ファイバケーブル。

【請求項2】

前記紐状体にコーティングされた紫外線硬化樹脂の被覆厚が０．１ｍｍ〜０．５ｍｍであ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。

【請求項3】

前記紐状体にコーティングされた紫外線硬化樹脂の弾性率が０．８３ＭＰａ〜１．３０ＭＰａであ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。

【請求項4】

前記複数本の光ファイバがＳＺ方向に撚り合わされ、撚りピッチが３００ｍｍ〜１０００ｍｍで、且つ撚り角度が１８０°〜３６０°であ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。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、スロットレス型の光ファイバケーブルに関する。

【背景技術】

【0002】

光ファイバケーブルの細径化及び高密度化を実現するためのケーブル構造として、スロットレスで、複数の光ファイバ心線がバンドル材により束ねられて光ファイバユニットを形成し、光ファイバユニット同士の集合性を向上させるために外周に押え巻きを施し、その外側をケーブル外被で覆った構造が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

【0003】

しかしながら、光ファイバケーブルを布設した場合、布設時の条件や布設後の環境等の種々の要因により、光ファイバ心線が長手方向に移動してしまい、光ファイバ心線の端部がケーブル端部に対して突出したり、或いは飲み込み状態となる心線移動が起こり、ケーブル接続作業性に支障をきたす恐れがある。

【0004】

このような心線移動の防止策として、スロット型の光ファイバケーブルにおいて、樹脂硬化物をスロット溝に封入した構造が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。また、接着剤を含浸させたテープを施した構造が提案されている（例えば、特許文献３参照。）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００９−２３７３４１号公報

【特許文献2】特開平１０−２０６７０７号公報

【特許文献3】特開２００３−２４１０３７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献２に記載のスロット構造では硬化性樹脂を溝に封入することが可能であったが、スロットレス型では構造上溝がないため硬化性樹脂を封入することが困難であり、スロットレス型構造を用いたケーブルの細径化及び高密度化には適応することができない。

【0007】

また、特許文献３に記載の構造では、接着剤を含浸させたテープは流動性の異なる２種類のテープを施し、更に外被で覆うことにより形成されている。このため、ラインの複雑さ、接着テープの区別及びコスト面での課題が懸念される。

【0008】

上記問題点を鑑み、本発明の目的は、スロットレス型光ファイバケーブルにおいて、ケーブル長手方向における光ファイバの移動を抑制することができ、接続作業時の作業性の低下を抑制することができる光ファイバケーブルを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の一態様によれば、撚り合わせた複数本の光ファイバと、複数本の光ファイバの周囲を覆う押え巻きテープと、複数本の光ファイバと押え巻きテープとの間にケーブル長手方向に沿って直線状に設けられ、紫外線硬化樹脂がコーティングされた紐状体と、押え巻きテープの周囲を覆う外被とを備えることを特徴とする光ファイバケーブルが提供される。

【0010】

本発明の一態様において、外被に埋設された一対の抗張力体を更に備え、紐状体が、一対の抗張力体を結ぶ直線上に配置されていても良い。

【0011】

本発明の一態様において、紐状体にコーティングされた紫外線硬化樹脂の被覆厚が０．１ｍｍ〜０．５ｍｍであっても良い。

【0012】

本発明の一態様において、紐状体にコーティングされた紫外線硬化樹脂の弾性率が０．８３ＭＰａ〜１．３０ＭＰａであっても良い。

【0013】

本発明の一態様において、複数本の光ファイバがＳＺ方向に撚り合わされ、撚りピッチが３００ｍｍ〜１０００ｍｍで、且つ撚り角度が１８０°〜３６０°であっても良い。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、スロットレス型光ファイバケーブルにおいて、ケーブル長手方向における光ファイバの移動を抑制することができ、接続作業時の作業性の低下を抑制することができる光ファイバケーブルを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】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ケーブル長手方向に垂直な断面図である。

【図2】本発明の実施の形態に係る光ファイバ及び紐状体の一例を示す概略図である。

【図3】本発明の実施の形態に係る光ファイバ及び紐状体の他の一例を示す概略図である。

【図4】本発明の実施の形態に係る紐状体のケーブル長手方向に垂直な断面図である。

【図5】本発明の実施の形態に係る光ファイバケーブルの製造装置の一例を示す概略図である。

【図6】本発明の実施の形態に係る光ファイバケーブルの評価結果を表す表である。

【図7】本発明のその他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。

【発明を実施するための形態】

【0016】

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。

【0017】

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。

【0018】

（光ファイバケーブルの構造）
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、撚り合わせた複数本の光ファイバ１と、複数本の光ファイバ１の周囲を覆う押え巻きテープ３と、複数本の光ファイバ１と押え巻きテープ３との間にケーブル長手方向に沿って直線状に設けられ、紫外線硬化樹脂がコーティングされた紐状体（「紫外線硬化樹脂コーティング紐」ともいう。）２と、押え巻きテープ３の周囲を覆う外被４とを備える。ここで、複数本の光ファイバ１、紐状体２及び押え巻きテープ３が、１つの光ファイバユニット１０を構成するものとする。

【0019】

複数本の光ファイバ１は、例えば直径０．２５ｍｍの光ファイバ心線を２４本集合させたものである。光ファイバ１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。本発明の実施の形態において、光ファイバ１の本数、種類、サイズ等は特に限定されない。

【0020】

図２及び図３は、図１に示した押え巻きテープ３に包まれた状態の複数本の光ファイバ１及び紐状体２をそれぞれ示す。複数本の光ファイバ１は、図２に示すようにＳＺ形状に撚り合わされていても良く、図３に示すように一方向に撚り合わされていても良い。更には、複数本の光ファイバ１は、図示を省略するが、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。

【0021】

複数本の光ファイバ１の撚りピッチは３００ｍｍ〜１０００ｍｍが好ましく、図２に示すように複数本の光ファイバ１がＳＺ形状に撚り合わされている場合の撚り角度は１８０°〜３６０°が好ましい。撚りピッチが３００ｍｍ未満の場合、ケーブル製造時に線速を上げると、撚りを入れるための分線盤（集合撚り機）を多く回す必要があり、製造性が低下する。一方、撚りピッチが１０００ｍｍを超えるか、撚り角度が１８０°より小さい場合、複数本の光ファイバ１が略直線状に延伸することとなり、光ファイバケーブルを曲げた時に低温での伝送損失が増加する。また、撚り角度が３６０°より大きいと、所定のピッチで光ファイバケーブルを中間分岐したとき、光ファイバ１の取り出し性等に問題が生じる。

【0022】

図１に示した押え巻きテープ３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）等の熱可塑性樹脂が使用可能である。

【0023】

外被４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。

【0024】

外被４には、光ファイバユニット１０を挟んで対向する位置に一対の引き裂き紐（リップコード）５ａ，５ｂが埋設されている。一対の引き裂き紐５ａ，５ｂ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状体等からなる。

【0025】

更に、外被４には、一対の引き裂き紐５ａ，５ｂを結ぶ直線に直交する方向において、光ファイバユニット１０を挟んで対向する位置に、一対の抗張力体（テンションメンバ）６ａ，６ｂが埋設されている。一対の抗張力体６ａ，６ｂ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６ａ，６ｂ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。

【0026】

紐状体２の位置は、光ファイバケーブルを曲げた時に紐状体２が光ファイバ１に歪みを与え伝送損失が増加することを防止するために、一対の抗張力体６ａ，６ｂを結ぶ直線上であるのが最も好ましく、一対の抗張力体６ａ，６ｂを結ぶ直線に近いほど好ましい。

【0027】

紐状体２の直径は０．２７ｍｍ程度であり、光ファイバ１の直径に対して大きくても良い。紐状体２の断面形状は、円形、楕円形、矩形等であっても良く、特に限定されるものではない。紐状体２は、図４に示すように、例えばナイロン等からなる紐部２１と、紐部２１の表面にコーティングされた紫外線硬化樹脂からなる被覆層２２とを備える。被覆層２２の被覆厚Ｔは０．１ｍｍ〜０．５ｍｍ程度が好ましい。被覆層２２の被覆厚Ｔを０．１ｍｍより薄くすることは製造上厳しい。一方、被覆層２２の被覆厚Ｔを０．５ｍｍより厚くすると、硬化させる紫外線硬化樹脂の量が増加し、製造性が低下する。

【0028】

また、光ファイバ１のケーブル長手方向の移動を抑制するために、紐状体２の被覆層２２表面の摩擦抵抗が、光ファイバ１表面の被覆層の摩擦抵抗よりも大きいことが好ましい。紐状体２の被覆層２２は、光ファイバ１や押え巻きテープ３とは接着せずに、接触している。

【0029】

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、複数本の光ファイバ１に紐状体２を添えて押え巻きテープ３を施すことにより、複数本の光ファイバ１と紐状体２との間、紐状体２と押え巻きテープ３との間で摩擦抵抗が生じる。この結果、間接的に複数本の光ファイバ１と押え巻きテープ３との間の抵抗が大きくなり、心線移動を起こりにくくする。

【0030】

また、複数本の光ファイバ１を撚り合わせることにより、多くの光ファイバが間欠的に紐状体２と接触するため、心線移動がより抑制される。

【0031】

また、１本の紐状体２を押え巻きテープ３に沿わせているので、外被４に複数の光ファイバユニットが収容されている場合には他の光ファイバユニットを圧迫することなく、光ファイバケーブルの細径化及び高密度化を図ることが可能である。

【0032】

（光ファイバケーブルの製造装置）
本発明の実施の形態に係る光ファイバケーブルの製造装置は、図５に示すように、複数本の光ファイバ１を送出する光ファイバ送出部１０１、紐状体２を送出する紐状体送出装置１０２、押え巻きテープ３を送出する押え巻きテープ送出部１０３、複数本の光ファイバ１を集合させて撚り合せる集合撚り機１０４、複数本の光ファイバ１の周囲に紐状体２を添わせた状態で押え巻きテープ３を縦添えするガイド（ガイドコロ、ガイドプーリー）１０７、抗張力体６ａ，６ｂをそれぞれ送出する抗張力体送出部１０６ａ，１０６ｂ、引き裂き紐５ａ，５ｂを送出する引き裂き紐送出部１０５ａ，１０５ｂ、外被４となる樹脂を押出成形するための押出機（押出ヘッド）１０８を備える。

【0033】

ここで、ガイド１０７は、紐状体２表面のコーティングされた紫外線硬化樹脂からなる被覆層２２が剥がれない様に表面が滑らかなものを用いるのが好ましい。

【0034】

（光ファイバケーブルの製造方法）
次に、図５に示した光ファイバケーブルの製造装置を用いた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。

【0035】

（イ）図５に示した光ファイバ送出部１０１が、複数本の光ファイバ１を送出する。集合撚り機１０４が、複数本の光ファイバ１を集合させ、複数本の光ファイバ１を一方向又はＳＺ方向等に撚り合せる。押え巻きテープ送出部１０３が押え巻きテープ３を送出する。ガイド１０７が、複数本の光ファイバ１の周囲に紐状体２を添わせつつ、押え巻きテープ３を複数本の光ファイバ１の周囲に縦添えする。

【0036】

（ロ）抗張力体送出部１０６ａ，１０６ｂが抗張力体６ａ，６ｂを送出する。引き裂き紐送出部１０５ａ，１０５ｂが、引き裂き紐５ａ，５ｂを送出する。そして、押え巻きテープ３が縦添えされた光ファイバ１の束が、抗張力体６ａ，６ｂ及び引き裂き紐５ａ，５ｂとともに、押出機１０８に導入される。

【0037】

（ハ）押出機１０８が、樹脂を押出成形して、押え巻きテープ３の周囲に外被４を形成する。その後、図示を省略した水槽等により冷却されることで光ファイバケーブルが完成し、図示を省略した巻取機により巻き取られる。

【0038】

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、特許文献３に記載のように接着剤を含浸させたテープを用いる場合に比して、単純なラインで安価に光ファイバケーブルを製造可能となる。

【0039】

（実施例）
本発明の実施の形態に係る光ファイバケーブルを実施例として作製した。紐状体２として、９００ｄのナイロン糸に、弾性率０．８３ＭＰａ〜１．３０ＭＰａの紫外線硬化樹脂を被覆厚０．１ｍｍ〜０．５ｍｍでコーティングしたものを用意する。この紐状体２を、幅２０ｍｍ、厚さ３８μｍの押え巻きテープ３と同じ方向から送り出し、紐状体２を添えた光ファイバ１の周囲を押え巻きテープ３で包みこみ、外被４を被覆した。実装時や光ファイバ１を曲げた時に他の光ファイバ１を圧迫しない比較的弾性率が高い紫外線硬化樹脂を選択した。光ファイバ１の撚りピッチを３００ｍｍ〜１０００ｍｍとし、撚り角度を１８０°〜３６０°とした。一方、比較例として、紐状体２を備えない以外は実施例と同一条件の光ファイバケーブルを作製した。

【0040】

作製した実施例及び比較例に対して、光ファイバユニットの一括引き抜き試験を実施し、心線引き抜き力を測定するとともに、低温でのケーブル架線振動試験を実施し、光ファイバの突出量を測定した。これらの測定結果を図６に示す。図６から、一括引き抜き試験における心線引き抜き力に関しては、比較例に対して、実施例において心線引き抜き力が上がっていることが分かる。また、ケーブル架線振動試験における光ファイバ突出量に関しては、実施例において光ファイバ心線の突出量が減少し、心線移動が改善されたことが分かる。

【0041】

（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。

【0042】

例えば、図１では光ファイバユニット１０が１本の紐状体２を備える場合を説明したが、光ファイバ１の実装密度等に応じて、複数本（２本以上）の紐状体を備えていても良い。例えば図７に示すように、光ファイバユニット１０が、複数本（２本）の紐状体２ａ，２ｂを備えていても良い。２本の紐状体２ａ，２ｂは、一対の抗張力体６ａ，６ｂを結ぶ直線上において、光ファイバの束を挟んで対向する位置に配置されているのが好ましい。なお、ケーブル製造時の複雑さやコストの観点からは１本の紐状体を備えることが好ましい。

【0043】

また、図１では光ファイバケーブルが１つの光ファイバユニット１０を備える場合を示したが、光ファイバケーブルが複数の光ファイバユニットを備えていても良い。各光ファイバユニットは、図１に示した光ファイバユニット１０と同様の構成を有していても良い。

【0044】

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。

【符号の説明】

【0045】

１…光ファイバ
２，２ａ，２ｂ…紐状体
３…押え巻きテープ
４…外被
５ａ，５ｂ…引き裂き紐
６ａ，６ｂ…抗張力体
１０…光ファイバユニット
２１…紐部
２２…被覆層
１０１…光ファイバ送出部
１０２…紐状体送出装置
１０３…テープ送出部
１０４…集合撚り機
１０５ａ，１０５ｂ…紐送出部
１０６ａ，１０６ｂ…抗張力体送出部
１０７…ガイド
１０８…押出機

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】