特開 2023-156762 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】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023156762

(43)【公開日】2023-10-25

(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 20060101AFI20231018BHJP

【ＦＩ】

G02B6/44 366

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022066305

(22)【出願日】2022-04-13

(71)【出願人】

【識別番号】000005290

【氏名又は名称】古河電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100096091

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 誠一

(72)【発明者】

【氏名】安冨 徹也

【テーマコード（参考）】

2H201

【Ｆターム（参考）】

2H201AX20

2H201BB06

2H201BB07

2H201BB08

2H201BB31

2H201BB60

2H201BB67

2H201BB68

2H201BB76

2H201DD06

2H201DD13

2H201KK08

2H201KK34A

2H201KK67

2H201KK72

2H201MM02

(57)【要約】

【課題】 軽量であり、取り扱い性に優れた光ファイバケーブルを提供する。
【解決手段】 複数の光ファイバ心線３が撚り合わせられて光ファイバユニット６が形成され、複数の光ファイバユニット６がさらに撚り合わせられて、コア５が形成される。光ファイバケーブル１の長手方向に垂直な断面において、コア５の外周には、コア５を中心として互いに対向する部位には、テンションメンバ９が設けられる。コア５（複数の光ファイバ心線３）及びテンションメンバ９等を覆うように外被１３が設けられる。外被１３の外形は略円形である。ここで、外被１３は、１層の高密度ポリエチレン製の発泡樹脂からなる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の光ファイバ心線からなる光ファイバユニットが撚り合わせられて形成されたコアと、
光ファイバケーブルの長手方向に垂直な断面において、前記コアを中心に対向する部位に設けられるテンションメンバと、
前記コア及び前記テンションメンバを覆うように設けられる外被と、
を具備し、
前記外被が、１層の高密度ポリエチレン製の発泡樹脂からなることを特徴とする光ファイバケーブル。

【請求項2】

前記発泡樹脂の気泡の体積比率が２９％以上６１％以下であることを特徴とする請求項１記載の光ファイバケーブル。

【請求項3】

前記外被のヤング率が、８１０ＭＰａ以上１１７０ＭＰａ以下であることを特徴とする請求項１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、複数の光ファイバ心線からなる光ファイバケーブルに関するものである。

【背景技術】

【0002】

光ファイバケーブルとしては、多数の光ファイバ心線からなるコアと、コアの外周に配置されたテンションメンバとが、外被で被覆されたものが用いられている（例えば特許文献１）。このような光ファイバケーブルは、一対のテンションメンバがコアを中心として対向する位置に配置される。

【0003】

また、コアを挟んで対向する位置にテンションメンバを配置し、このテンションメンバを結ぶ線と垂直方向にも、同様のテンションメンバを配置した光ファイバケーブルが提案されている（特許文献２）。すなわち、互いに直交する方向に、コアを挟んでそれぞれテンションメンバを配置した光ファイバケーブルが提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２１－１５７０６２号公報

【特許文献2】特開２０２０－２０４７５２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

光ファイバケーブルは、テンションメンバが外被に埋め込まれている。このため、側圧や衝撃等の外圧に対するテンションメンバ部分の外被の強度を上げるために、必然的にテンションメンバ部分の外被厚を厚くする必要がある。例えば、少なくともテンションメンバの外径以上に外被の厚みを厚くせざるを得なかった。

【0006】

特に、スロットレス型の光ファイバケーブルは、内部の光ファイバ心線が、スロットロッドあるいはチューブと言った高強度部材に保護されていないため、コアが柔らかい。このため、光ファイバケーブルに側圧、衝撃等の外圧が付加されると外被が容易に変形し、光ファイバの損失増加につながる。このため、テンションメンバ部分以外についても、十分な外被の厚みが必要であった。このため、一般的には３～５ｍｍ程度の外被厚が施され、この結果、光ファイバケーブルの重量の大半を外被が占め、ケーブルが重くなるという課題があった。

【0007】

一方、外被が厚くなると引き裂き用の紐で外被を切裂く際、紐が破断して外被を切裂けなくなるおそれがある。このため、外被には直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）あるいは低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）といった柔らかい材料を使うことが一般的である。しかし、それでも低温（例えば－１０℃）で外被を切裂こうとすると、切り裂き時の荷重が大きくなり、作業性が悪いと言った課題があった。

【0008】

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、軽量であり、取り扱い性に優れた光ファイバケーブルを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

前述した目的を達するために本発明は、複数の光ファイバ心線からなる光ファイバユニットが撚り合わせられて形成されたコアと、光ファイバケーブルの長手方向に垂直な断面において、前記コアを中心に対向する部位に設けられるテンションメンバと、前記コア及び前記テンションメンバを覆うように設けられる外被と、を具備し、前記外被が、１層の高密度ポリエチレン製の発泡樹脂からなることを特徴とする光ファイバケーブルである。

【0010】

前記発泡樹脂の気泡の体積比率が２９％以上６１％以下であってもよい。

【0011】

前記外被のヤング率が、８１０ＭＰａ以上１１７０ＭＰａ以下であってもよい。

【0012】

本発明によれば、外被を発泡樹脂で構成するため、軽量である。また、外被を従来では切り裂き性や可撓性のため、あまり使用されることのない高密度ポリエチレン製とすることで、発泡樹脂とした際の強度低下をベース樹脂で補うことができる。また、外被が１層であるため（例えば異なる樹脂が積層された複数層ではないため）、製造性が良好であり、切り裂き性も良好である。

【0013】

例えば、従来の低密度ポリエチレン製の外被では、前述したように重量増の問題がある。しかし、低密度ポリエチレンを発泡させたのでは、側圧等に対して十分な強度を得ることができない。

【0014】

一方、高密度ポリエチレンは低密度ポリエチレンと比較して硬いため、切り裂き性や可撓性などの通常取り扱い性が劣化する。しかし、高密度ポリエチレンを発泡させることで、適度な強度と取り扱い性を確保しつつ軽量を達成することができる。

【0015】

特に、発泡樹脂の気泡の体積率が２９％以上６１％以下であれば、切り裂き性が良好であり、側圧に対する損失増加も効率よく抑制することができる。

【0016】

また、外被のヤング率が、８１０ＭＰａ以上１１７０ＭＰａ以下であれば、上述した効果をより確実に得ることができる。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、軽量であり、取り扱い性に優れた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】

【0018】

【図1】光ファイバケーブル１の断面図。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、図面を参照しながら、第１の実施形態について説明する。図１は、光ファイバケーブル１の断面図である。光ファイバケーブル１は、スロットを用いないスロットレス型ケーブルであり、コア５、テンションメンバ９、引き裂き紐１１、外被１３等により構成される。

【0020】

コア５は、複数の光ファイバ心線３からなる。より詳細には、複数の光ファイバ心線３が撚り合わせられて光ファイバユニット６が形成され、複数の光ファイバユニット６がさらに撚り合わせられて、コア５が形成される。なお、光ファイバ心線３は、例えば、長手方向に対して間欠的に接着された、間欠接着型の光ファイバテープ心線であってもよい。

【0021】

図１に示すように、コア５（複数の光ファイバ心線３）の外周には、押さえ巻き７が設けられる。押さえ巻き７は、テープ状の部材や不織布等であり、例えば縦添え巻きによってコア５の外周を一括して覆うように配置される。すなわち、押さえ巻き７の長手方向が光ファイバケーブル１の軸方向と略一致し、押さえ巻き７の幅方向が光ファイバケーブル１の周方向となるようにコア５の外周に縦添え巻きされる。なお、押さえ巻き７は必ずしも必須ではなく、また、押さえ巻き７を含めてコア５と呼ぶ場合がある。

【0022】

光ファイバケーブル１の長手方向に垂直な断面において、コア５の外周には、コア５を中心として互いに対向する部位には、テンションメンバ９が設けられる。テンションメンバ９は、光ファイバケーブル１の張力を負担する部材である。

【0023】

なお、図示した例では、コア５を中心として互いに対向するように、４対（計８本）のテンションメンバ９が配置される。このように、複数対のテンションメンバ９を一定の間隔で配置することで、必要な張力を多数のテンションメンバで分散して受け持つことができるため、１本当たりのテンションメンバ径を小さくすることができる。このため、テンションメンバ９は、複数対（３対以上）等間隔で配置することが望ましい。

【0024】

なお、テンションメンバ９の材質は特に限定されないが、例えば、アラミド繊維、ガラス繊維等による繊維補強プラスチック（ＦＲＰ）等が使用できる。

【0025】

また、テンションメンバ９とは異なる周方向位置であって、コア５を挟んで互いに対向する位置には引き裂き紐１１が設けられる。また、コア５の外周には、外被１３が設けられる。テンションメンバ９および引き裂き紐１１は、外被１３に埋設される。すなわち、コア５（複数の光ファイバ心線３）及びテンションメンバ９等を覆うように外被１３が設けられる。外被１３の外形は略円形である。

【0026】

ここで、外被１３は、１層の高密度ポリエチレン製の発泡樹脂からなる。なお、外被１３が１層であるとは、異なる種類（材質の違いや、発泡部と非発泡部の違い等）が存在せず、全体が略均一な構成であることをいう。すなわち、外被１３は略全体が発泡体で構成される。このため、いわゆる２層押出等が不要である。

【0027】

発泡樹脂の気泡の体積比率（発泡率）は、２９％以上６１％以下であることが望ましい。気泡の体積率が小さすぎると軽量化の効果が小さい。また、気泡の体積率が大きすぎると、側圧による損失増加が大きくなる。なお、外被１３の気泡の体積率は、外被１３のベース樹脂（高密度ポリエチレン）の比重と外被１３（発泡樹脂）の比重の比から算出可能である。

【0028】

ここで、前述したように、外被１３は１層で形成され、気泡は外被１３の全体に略均一に分布するが、部分的に気泡の少ない領域を形成してもよい。例えば、テンションメンバ９の界面部分や、コア５の界面部分においては、わずかに気泡の量を減らしてもよい。このようにすることで、コア５やテンションメンバ９と外被１３とをより確実に密着させることができる。

【0029】

例えば、コア５やテンションメンバ９の界面近傍での気泡体積率を、他の部位に対して５％程度低くしてもよい。なお、部分的な気泡量については、各部の断面観察において樹脂部分と気泡部分との面積率から算出することができる。

【0030】

このように、部分的に気泡量の少ない分布を形成するためには、外被を押し出した後に、水冷するまでの時間を調整すればよい。通常、冷却時間を十分に取ると略均一な気泡分布となる。しかし、樹脂押出から冷却までの時間をやや短めにすることで、樹脂を押し出した際のコア５及びテンションメンバ９の温度によって樹脂がわずかに冷却され、部分的に発泡を遅らせることができる。このため、気泡分布が均一になるよりも少し早めに冷却を開始することで、前述したような気泡分布を形成することができる。

【0031】

一方、樹脂押出から冷却までの時間が短すぎると、十分な発泡を起こすことができなくなる。このため、外被１３の全体として適量な気泡を発生させつつ、テンションメンバ９等の界面近傍での気泡の発生が遅れているタイミングで冷却することが望ましい。

【0032】

なお、外被のヤング率は、８１０ＭＰａ以上１１７０ＭＰａ以下であることが望ましい。ヤング率が低すぎると、側圧による損失が増加する。また、ヤング率が大きすぎると、引き裂き紐による切り裂き性が悪くなるとともに、可撓性が悪くなる。

【0033】

以上説明したように、本実施の形態によれば、外被１３を発泡樹脂で構成するため、軽量であり、引き裂き紐による切り裂き作業も容易である。また、外被１３が高密度ポリエチレン製であるため、発泡樹脂としても、側圧に対して損失増大を抑制することができる。

【0034】

特に、発泡率を適切に設定することで、引き裂き紐による切り裂き性を向上させることができるとともに、側圧に対する損失増大を抑制することができる。

【実施例0035】

外被の構成を変化させた種々の光ファイバケーブルについて評価した。まず、直径２００ｕｍのＩＴＵ－Ｔ Ｇ．６５７．Ａ１準拠の光ファイバ１２本を間欠的に接着し１２心の間欠テープを作成し、それを６本束ね、２ｍｍ幅のプラスチックテープを巻付けた７２心のユニットを構成した。

【0036】

次に、７２心のユニットを８本サプライし、撚り合わせた上で、吸水性不織布を縦添えし、フォーミング治具で丸めた上に、ナイロン製の押え糸を巻付け、５７６心のコアを作成した。こうして作成したコアと、φ１．０ｍｍのガラスＦＲＰを使用したテンションメンバ８本と、外被を切裂く切裂き紐の外周に外被材を円筒状に押出被覆し、シース後に水槽で約２０℃に冷却して光ファイバケーブルを作成した。

【0037】

外被材は直鎖状低密度ポリエチレンあるいは高密度ポリエチレンをベース材として重曹系発泡剤を混合し、混合比率と押出機の設定温度等を調整し発泡率を変化させた。外被厚は３．５ｍｍとした。切り裂き紐は、繊度８３０ｄｔｅｘ×３本撚りのポリエステル撚糸とした。

【0038】

外被のベース材と発泡率（樹脂に対する気泡の体積比率）を変化させて、各種の光ファイバケーブルを作成した。得られた光ファイバケーブルに対して、それぞれ、ケーブル重量と外被切り裂き性と側圧強度を比較した。

【0039】

外被切り裂き性は、ケーブルを－１０℃の恒温槽内に１時間以上放置した後、その恒温槽内で外被を切り裂き、評価した。この際、１ｍ裂いた際に途中で紐が切れてしまったものを×、引き裂き力が２０ｋｇ以上であり作業性が悪かったものの紐が切れずに外被を裂けたものを△、引き裂き力が１５ｋｇ以上２０ｋｇ未満であり作業性が悪かったものの紐が切れずに外被を裂けたものを〇、引き裂き力が１５ｋｇ未満で紐が切れずに容易に裂けたものを◎とした。

【0040】

側圧強度は２２００Ｎ／１００ｍｍの側圧を付与した際の光ファイバの損失増加値の最大値で判断した。損失増加値が０．１０ｄＢ以上のものを×、０．０５ｄＢ以上０．１０ｄＢ未満のものを△、０．０２ｄＢ以上０．０５ｄＢ未満のものを○、０．０２ｄＢ未満のものを◎とした。結果を表１～表３に示す。

【0041】

【表1】

【0042】

【表2】

【0043】

【表3】

【0044】

結果より、実施例１～実施例１０は、いずれもケーブル重量が１５０ｋｇ／ｋｍ以下であった。また、外被の切り裂き性が、△以上の評価であり、側圧時の損失増加も△以上となった。さらに、発泡率（気泡体積率）が２９％～６１％の実施例２～実施例４及び実施例７～実施例９は、外被の切り裂き性及び側圧時の損失増加がいずれも○以上と良好であった。

【0045】

一方、比較例１、３、４は、外被が発泡樹脂ではないため、重量が１６５ｋｇ／ｋｍ以上と重かった。また、比較例２は、外被のベース樹脂として従来の直鎖状低密度ポリエチレンを用いたため、側圧時の損失増大が×となった。

【0046】

また、比較例３は、外被に高密度ポリエチレンを用いたため、外被の切り裂き性が×となった。

【0047】

また、同様に、比較例４は、外被に高密度ポリエチレンを用いたため、外被の切り裂き性が×となった。

【0048】

以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

【符号の説明】

【0049】

１………光ファイバケーブル
３………光ファイバ心線
５………コア
７………押さえ巻き
９………テンションメンバ
１１………引き裂き紐
１３………外被

【図1】