特開 2024-86151 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】P2024086151

(43)【公開日】2024-06-27

(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 20060101AFI20240620BHJP

【ＦＩ】

G02B6/44 366

【審査請求】未請求

【請求項の数】2

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022201131

(22)【出願日】2022-12-16

(71)【出願人】

【識別番号】000002130

【氏名又は名称】住友電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001416

【氏名又は名称】弁理士法人信栄事務所

(72)【発明者】

【氏名】椿山 仁士

(72)【発明者】

【氏名】梁 國雄

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 文昭

(72)【発明者】

【氏名】加藤 浩

【テーマコード（参考）】

2H201

【Ｆターム（参考）】

2H201AX13

2H201AX22

2H201AX24

2H201BB06

2H201BB08

2H201BB22

2H201BB25

2H201BB60

2H201BB67

2H201BB75

2H201BB76

2H201BB98

2H201DD12

2H201DD14

2H201KK17

2H201KK22C

2H201KK28C

2H201KK34C

2H201KK36C

2H201KK71

2H201MM14

2H201MM15

(57)【要約】

【課題】光ファイバケーブルにおける光学特性と防水性をより適切に両立させることができる光ファイバケーブルを提供する。
【解決手段】複数の光ファイバをまとめた集合コアと、前記集合コアの周囲に設けられたケーブル外被と、を備え、前記集合コアの断面積に対する前記複数の光ファイバの断面積の割合である前記光ファイバの実装密度は５３％以下であり、前記ケーブル外被に対する前記集合コアの引き抜き力は３Ｎ／４０ｃｍ以上１５Ｎ／４０ｃｍ以下である、スロットレス型の光ファイバケーブル。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の光ファイバをまとめた集合コアと、
前記集合コアの周囲に設けられたケーブル外被と、を備え、
前記集合コアの断面積に対する前記複数の光ファイバの断面積の割合である前記光ファイバの実装密度は５３％以下であり、
前記ケーブル外被に対する前記集合コアの引き抜き力は３Ｎ／４０ｃｍ以上１５Ｎ／４０ｃｍ以下である、スロットレス型の光ファイバケーブル。

【請求項2】

前記引き抜き力は５Ｎ／４０ｃｍ以上１０Ｎ／４０ｃｍ以下である、請求項１に記載のスロットレス型の光ファイバケーブル。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、光ファイバケーブルに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、光ファイバ心線と、光ファイバ心線の周囲にヤーンを集合して形成された緩衝層と、緩衝層の外側に設けられた外被と、を備えた光ファイバケーブルを開示している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００６－３３７５８１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、光ファイバケーブルにおける光学特性と防水性は、トレードオフの関係にあり、両者を両立させる必要がある。光ファイバケーブルにおける光学特性と防水性は、光ファイバケーブルに備わる集合コアの断面積に対する集合コア内に実装される光ファイバの断面積の割合である実装密度を調整することで、両立を図ることが多い。しかし、当該実装密度の調整では、光ファイバケーブルにおける光学特性と防水性を適切に両立させることができないことがありうる。

【0005】

本開示は、光ファイバケーブルにおける光学特性と防水性をより適切に両立させることができる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】

【0006】

本開示の一態様に係るスロットレス型の光ファイバケーブルは、
複数の光ファイバをまとめた集合コアと、
前記集合コアの周囲に設けられたケーブル外被と、を備え、
前記集合コアの断面積に対する前記複数の光ファイバの断面積の割合である前記光ファイバの実装密度は５３％以下であり、
前記ケーブル外被に対する前記集合コアの引き抜き力は３Ｎ／４０ｃｍ以上１５Ｎ／４０ｃｍ以下である。

【発明の効果】

【0007】

本開示によれば、光ファイバケーブルにおける光学特性と防水性をより適切に両立させ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】

【0008】

【図1】図１は、本開示の実施形態に係る光ファイバケーブルの断面図である。

【図2】図２は、実装密度と伝送ロス値の関係を例示する図である。

【図3】図３は、引き抜き力と防水性の関係を例示する図である。

【図4】図４は、実装密度と引き抜き力の関係を例示する図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

［本開示の実施形態の説明］
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。
本開示の一態様に係るスロットレス型の光ファイバケーブルは、
（１）複数の光ファイバをまとめた集合コアと、
前記集合コアの周囲に設けられたケーブル外被と、を備え、
前記集合コアの断面積に対する前記複数の光ファイバの断面積の割合である前記光ファイバの実装密度は５３％以下であり、
前記ケーブル外被に対する前記集合コアの引き抜き力は３Ｎ／４０ｃｍ以上１５Ｎ／４０ｃｍ以下である。
この構成によれば、光ファイバの実装密度を５３％以下とすることで、伝送ロスを適切な範囲で抑制しつつ、ケーブル外被に対する集合コアの引き抜き力を３Ｎ／４０ｃｍ以上１５Ｎ／４０ｃｍ以下とすることで走水速度を適切な範囲で抑制することができる。したがって、上記構成に係る光ファイバケーブルにおける光学特性と防水性をより適切に両立させることができる。

【0010】

（２）上記（１）に記載のスロットレス型の光ファイバケーブルにおいて、前記引き抜き力は５Ｎ／４０ｃｍ以上１０Ｎ／４０ｃｍ以下であってもよい。
この構成によれば、走水速度に関係するパラメータであるケーブル外被に対する集合コアの引き抜き力を５Ｎ／４０ｃｍ以上１０Ｎ／４０ｃｍ以下とすることで、良好な光学特性を維持しつつも、より防水性を高めることができる。

【0011】

［本開示の実施形態の詳細］
本開示の実施形態に係る光ファイバケーブルの具体例を、以下に図面を参照して説明する。なお、本開示はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【0012】

図１に例示するように、光ファイバケーブル１はスロットレス型ケーブルである。ただし、本開示は、光ファイバ心線を収納可能なスロットロッド（スペーサともいう）を有したスロット型にも適用可能である。光ファイバケーブル１は、集合コア１１と、集合コアの周囲に設けられたケーブル外被１３と、を備える。

【0013】

集合コア１１は、例えば、丸型である。集合コア１１には、複数の光ファイバリボン１０が収容されている。光ファイバリボン１０は、１２心の光ファイバ心線が並列状態から丸められて密集状態にされている。光ファイバリボン１０は、並列された全ての光ファイバ心線間が連結されている非間欠型の光ファイバリボンであってもよく、光ファイバ心線の隣接する相互間を連結させた連結領域と光ファイバ心線の隣接する相互間を離隔させた非連結領域とで構成される間欠型の光ファイバリボンであってもよい。集合コア１１には、例えば、４０心以上１０００心以下の光ファイバ心線が収容されている。つまり、４０心以上１０００心以下の光ファイバ心線が、集合コア１１内でまとめられている。なお、本実施形態では、１０００心の光ファイバ心線が集合コア１１に収容されている。また、本実施形態では、１２心の間欠型の光ファイバリボンを使用し、２心毎に連結部と非連結部とが光ファイバ心線の長手方向に間欠的に設けられた、２心間欠型の光ファイバリボンを使用している。非連結部は、例えば、連結部を形成するための連結樹脂の一部を回転刃等で切断することにより形成される。

【0014】

集合コア１１は、図１に例示するように、例えば、複数の光ファイバリボン１０の束を、押さえ巻きテープ１２で縦添えまたは横巻きして丸型にまとめられている。間欠型の光ファイバリボン１０を用いれば、集合コア１１内で変形させても伝送ロスが増加しにくいため、細いケーブル外径を維持したまま、光ファイバ心線を高密度に集合させることができる。

【0015】

本実施形態において、集合コア１１の断面積に対する複数の光ファイバの断面積の割合である光ファイバの実装密度は４７％以上５３％以下である。なお、当該実装密度は、集合コア１１内に実装される光ファイバの断面積を、押さえ巻きテープ１２までの集合コア１１の断面積で除すことで求められる。

【0016】

押さえ巻きテープ１２の外側は、ケーブル外被１３で覆われている。ケーブル外被１３は、例えば、ポリエチレン樹脂、難燃性ポリエチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂等から形成されうる。ケーブル外被１３には、長手方向の強度を保持するための２本の抗張力体１４と、ケーブル外被１３をケーブル長手方向に引き裂くための２本の引き裂き紐１５とが、ケーブル外被１３の押出成形時に縦添えされて埋設されうる。

【0017】

本実施形態において、ケーブル外被１３に対する集合コア１１の引き抜き力、すなわち集合コア１１をケーブル外被１３から引き抜く際に必要な力は、３Ｎ／４０ｃｍ以上１５Ｎ／４０ｃｍ以下、好ましくは５Ｎ／４０ｃｍ以上１０Ｎ／４０ｃｍ以下である。引き抜き力が高いほど、ケーブル外被１３と集合コア１１との密着力が高いと言える。
なお、「引き抜き力３Ｎ／４０ｃｍ」とは、４０ｃｍの長さの光ファイバケーブル１において、集合コア１１をケーブル外被１３から引き抜く際の力の最大値が３Ｎであることを示す。

【0018】

抗張力体１４は、例えば、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）から形成されている。繊維強化プラスチックとしては、例えば、アラミドＦＲＰ、ガラスＦＲＰ、カーボンＦＲＰ等である。なお、抗張力体１４は、液晶ポリマーで形成されていてもよい。抗張力体１４は、無誘導性であると好ましい。抗張力体１４は、例えば、断面視で円形状である。

【0019】

引き裂き紐１５は、例えば、２本の抗張力体１４の中心を結ぶ線に対して直交する線上の位置に、集合コア１１を挟んで両側に１本ずつ設けられている。引き裂き紐１５は、例えば、ナイロンやポリエステル等の樹脂材が用いられた断面円形状の紐状部材である。なお、本実施形態では、引き裂き紐１５の埋設位置が外部から視認できるように、ケーブル外被１３には、２条の突起部１６が押出成形時に形成されている。ただし、ケーブル外被１３には、１条または３条以上の突起部１６が形成されていてもよいし、突起部１６が形成されていなくてもよい。

【0020】

突起部１６は、光ファイバケーブル１の長手方向に沿って設けられている。各突起部１６は、長手方向に沿って連続して設けられていてもよいし、断続的に設けられていてもよい。突起部１６の突出方向における表面１６ａは曲面である。

【0021】

［実装密度と伝送ロス値の関係］
集合コア１１の断面積に対する複数の光ファイバの断面積の割合である光ファイバの実装密度が高いほど、集合コア１１内に水が通りにくくなるため、防水性は良くなるが、側圧が高くなるため、伝送ロス値（光学特性を示す値の一例）が上昇してしまう。そこで発明者らは、当該実装密度を変化させつつ、ＯＴＤＲ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｔｉｍｅ Ｄｏｍａｉｎ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｅｒ）で伝送ロス値を測定することで、当該実装密度をできるだけ高めつつも良好な光学特性を維持することができる範囲を測定した。なお、本実施形態においては、波長１．５５μｍにおける各心全長の最大の伝送ロスが０．３０ｄＢ／ｋｍ未満のとき、光学特性は良好であるとした。

【0022】

図２は、実装密度と伝送ロス値の関係を例示する図である。図２に例１から例４として例示するように、光ファイバの実装密度を変化させた複数の光ファイバケーブル１について、伝送ロス値を測定した。なお、図２の縦軸の伝送ロスの値は、各ケーブルにおける伝送ロスの最大値であり、上記したように、０．３０ｄＢ／ｋｍ未満であれば良好である。例１から例４の光ファイバケーブル１のそれぞれにおいて、１０００心の光ファイバ心線が集合コア１１に収容されており、集合コア１１の断面積を変化させることで実装密度を変化させた。例１から例４のうち、図２のグラフにおいて丸で示した例１から例３は、ケーブル外被１３が難燃性ポリエチレン（ＦＲ）から構成された光ファイバケーブルであり、四角で示した例４は、ケーブル外被１３がポリエチレン（ＰＥ）から構成された光ファイバケーブルである。

【0023】

実装密度が５１％である例１の光ファイバケーブルにおいては、伝送ロスの最大値は良好値である０．３０ｄＢ／ｋｍ未満であり、集合コア１１に収容された１０００心の光ファイバ心線のうち異常心は０心であった。なお、異常心とは、当該ケーブル中で、部分的に伝送ロスが大きい部分（段差）がある、または伝送ロスが、全長、または部分的に０．３０ｄＢ／ｋｍ以上である光ファイバ心線を言い、異常心数の数は、異常心となった光ファイバ心線の数を示す。「異常心が０心であった」、ということは、異常心がなかった、という意味である。実装密度が５３．５％である例２の光ファイバケーブルにおいては、伝送ロスの最大値は良好値である０．３０ｄＢ／ｋｍ未満であったものの、１０００心の光ファイバ心線のうち２心の異常心が発生した。また、実装密度が５８％である例３の光ファイバケーブルにおいては、伝送ロスの最大値は不良値である０．３０ｄＢ／ｋｍ以上であり、また１０００心の光ファイバ心線のうち２心の異常心が発生した。実装密度が５５％である例４の光ファイバケーブルにおいては、伝送ロスの最大値は良好値である０．３０ｄＢ／ｋｍ未満であったものの、１０００心の光ファイバ心線のうち２４心の異常心が発生した。
以上より、集合コア１１の断面積に対する複数の光ファイバの断面積の割合である光ファイバの実装密度は５３％以下であれば、異常心は生じることが無く、好ましいことが確認できた。なお、実装密度が４０％よりも小さいと高密度化が図れないため、実装密度は４０％以上であることが好ましい。

【0024】

［引き抜き力と防水性の関係］
次に、発明者らは、引き抜き力が低いほど、集合コア１１内に水は通りやすくなり、走水速度が上がる点に着目し、走水速度を測定することで、光ファイバケーブル１の防水性を評価した。なお、本実施形態では、走水速度が０．１７ｍ／ｈ未満のときに、防水性は良好であるとした。
なお、走水速度とは、１ｍの高さから光ケーブル内に水を注入した際、光ケーブル内に浸透する水の走行速度を示す。

【0025】

図３は、引き抜き力と防水性の関係を例示する図である。図３では、図２に示す光ファイバの実装密度を変化させた例１から例４の光ファイバケーブル１について、引き抜き力と走水速度とを測定した結果をプロットしている。本例において、引き抜き力は、４０ｃｍの長さにわたりケーブル外被１３から集合コア１１を引き抜くときの力の最大値を測定した。
その結果、図３に示すように、ケーブル外被１３に対する集合コア１１の引き抜き力が７．７Ｎ／４０ｃｍである例１の光ファイバケーブルにおいては、走水速度が０．０６５ｍ／ｈであり防水性が良好であった。一方で、引き抜き力が２．８Ｎ／４０ｃｍである例２の光ファイバケーブルにおいては、走水速度が０．１７ｍ／ｈであり防水性が不良であった。また、引き抜き力が１５．２Ｎ／４０ｃｍである例３の光ファイバケーブルにおいては、走水速度が０．１２５ｍ／ｈであり、防水性が良好であった。引き抜き力が例３とほぼ同等の１４．８Ｎ／４０ｃｍである例４の光ファイバケーブルにおいては、走水速度が０．０９２ｍ／ｈであり、防水性が良好であった。このように、例１から例４の光ファイバケーブルのうち、引き抜き力が３Ｎ／４０ｃｍ未満である例２の光ファイバケーブルは、防水特性が不良であったが、引き抜き力が３Ｎ／４０ｃｍ以上である例１、例３、例４の光ファイバケーブルは、防水性が良好であることが確認できた。以上より、ケーブル外被１３に対する集合コア１１の引き抜き力は、３Ｎ／４０ｃｍ以上１５Ｎ／４０ｃｍ以下であることが好ましいことが確認できた。なお、引き抜き力は、より防水特性の良好性を確保するためには、５Ｎ／４０ｃｍ以上であることがさらに好ましい。

【0026】

図４は、実装密度と引き抜き力との関係を例示する図である。図４では、光ファイバの実装密度を変化させた複数の光ファイバケーブル１について、引き抜き力を測定した。図４に示すように、実装密度と引き抜き力には相関関係があり、図３に示したように、引き抜き力が所定の好ましい範囲（３Ｎ／４０ｃｍ以上１５Ｎ／４０ｃｍ以下、より好ましくは５Ｎ／４０ｃｍ以上１０Ｎ／４０ｃｍ以下）となるように光ファイバの実装密度を調整することで、防水性を満たすことができる。一方で、図２に示したように、実装密度が５３％以下であれば、異常心は生じることが無い。したがって、実装密度と引抜力を、図４の斜線部の範囲とすることで、光学特性と防水性との両立を満たす光ファイバケーブルを作製できることが確認できた。
なお、図４より、引き抜き力が３Ｎ／４０ｃｍのとき、実装密度は４７％となる。また、引き抜き力が５Ｎ／４０ｃｍのとき、実装密度は５０％となる。また、引き抜き力が１０Ｎ／４０ｃｍのとき、実装密度は５３％となる。したがって、実装密度は、４７％以上、より好ましくは５０％以上であることが好ましく、上記した伝送ロスの観点から、引き抜き力が１０Ｎ／４０ｃｍ（実装密度５３％）であることが好ましい。

【0027】

以上のような光ファイバケーブル１によれば、光ファイバの実装密度を５３％以下とすることで、伝送ロスを適切な範囲で抑制しつつ、ケーブル外被１３に対する集合コア１１の引き抜き力を３Ｎ／４０ｃｍ以上１５Ｎ／４０ｃｍ以下とすることで走水速度を適切な範囲で抑制することができる。したがって、光ファイバケーブル１によれば、光学特性と防水性をより適切に両立させることができる。

【0028】

また、光ファイバケーブル１によれば、走水速度に関係するパラメータであるケーブル外被１３に対する集合コア１１の引き抜き力が５Ｎ／４０ｃｍ以上１０Ｎ／４０ｃｍ以下であるとき、良好な光学特性を維持しつつも、より防水性を高めることができる。

【0029】

以上、本開示を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本開示の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。また、上記説明した構成部材の数、位置、形状等は上記実施の形態に限定されず、本開示を実施する上で好適な数、位置、形状等に変更することができる。

【符号の説明】

【0030】

１ 光ファイバケーブル
１０ 光ファイバリボン
１１ 集合コア
１２ テープ
１３ ケーブル外被
１４ 抗張力体
１５ 紐
１６ 突起部
１６ａ 表面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】