JP2016075814A - 光ファイバケーブル - Google Patents

Abstract

【課題】良好な防水性能を維持しつつ光ファイバを高密度に収容可能な光ファイバケーブルを提供する。
【解決手段】収容溝２１が軸方向にわたって形成されたスロット１１と、収容溝２１に収容された複数本の光ファイバ３３と、基布に吸水パウダーが付着されてなり、スロット１１の周囲に巻回された吸水テープ１３と、吸水テープ１３を介してスロット１１の周囲を覆う外被１４と、を有し、スロット１１の外周側における収容溝２１の溝幅をＷ、スロット１１の径方向に沿う収容溝２１の溝深さをＤ、スロット１１の軸方向に直交する収容溝２１の断面積をＳ１、収容溝２１に収容されている光ファイバ３３の総断面積をＳ２としたときに、Ｓ２／Ｓ１≦０．６及びＳ２／Ｓ１≦０．２（Ｗ／Ｄ）＋０．３を満たすように構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数本の光ファイバを収容した光ファイバケーブルに関する。

従来、ケーブルの断面内においてケーブル外被に向かって径方向に延び且つケーブルの全長に亘って延びる複数の隔壁部が形成された構造体を有する光ファイバケーブルがある。この光ファイバケーブルでは、互いに撚り合わせ又はストレートに集合した複数本の光ファイバ心線が隔壁部間に配置されてケーブルコアが形成されている（特許文献１参照）。

特開２０１３−１４２８５３号公報

光ファイバケーブルでは、例えば、高吸水性樹脂からなる吸水パウダーを基布に付着させた吸水テープをケーブルコアに巻き付けることで、浸水時に吸水パウダーを膨潤させて空隙を埋め、浸水の拡大を防ぐことが行われる。
しかし、隔壁部間に光ファイバ心線を高密度で詰め込んだ上記特許文献１の光ファイバケーブルでは、吸水テープの吸水パウダーが隔壁部間の底まで入り込みづらい。このため、この光ファイバケーブルでは、隔壁部間に入り込んだ水が内部に浸透してケーブルの軸方向へ伝ってしまう。

本発明は、良好な防水性能を維持しつつ光ファイバを高密度に収容可能な光ファイバケーブルを提供することを目的とする。

本発明にかかる光ファイバケーブルは、
収容溝が軸方向にわたって形成されたスロットと、
前記収容溝に収容された複数本の光ファイバと、
基布に吸水パウダーが付着され、前記スロットの周囲に巻回された吸水テープと、
前記吸水テープを介して前記スロットの周囲を覆う外被と、
を有し、
前記スロットの外周側における前記収容溝の溝幅をＷ、前記スロットの径方向に沿う前記収容溝の溝深さをＤ、前記スロットの軸方向に直交する前記収容溝の断面積をＳ１、前記収容溝に収容されている光ファイバの総断面積をＳ２としたときに、
Ｓ２／Ｓ１≦０．６及びＳ２／Ｓ１≦０．２（Ｗ／Ｄ）＋０．３
を満たすように構成されている。

本発明によれば、良好な防水性能を維持しつつ光ファイバを高密度に収容可能な光ファイバケーブルを提供することができる。

本実施形態に係る光ファイバケーブルの断面図である。 光ファイバケーブルの一つの収容溝における断面図である。 収容溝に収容された間欠連結型光テープ心線の断面図である。 防水試験を説明する試験箇所の概略側面図である。 防水試験結果を示すグラフである。 変形例の光ファイバケーブルの断面図である。 変形例の光ファイバケーブルにおける一つの収容溝の部分拡大断面図である。 サブユニットの断面図である。 （ａ）束状に寄せ集められた状態の間欠型光テープ心線の断面図であり、（ｂ）束状に寄せ集められる前の間欠型光テープ心線の平面図である。 （ａ）サブユニットの斜視図であり、（ｂ）光ファイバユニットの斜視図である。

〈本発明の実施形態の概要〉
最初に本発明の実施形態の概要を説明する。
本発明にかかる光ファイバケーブルの一実施形態は、
（１）収容溝が軸方向にわたって形成されたスロットと、
前記収容溝に収容された複数本の光ファイバと、
基布に吸水パウダーが付着されてなり、前記スロットの周囲に巻回された吸水テープと、
前記吸水テープを介して前記スロットの周囲を覆う外被と、
を有し、
前記スロットの外周側における前記収容溝の溝幅をＷ、前記スロットの径方向に沿う前記収容溝の溝深さをＤ、前記スロットの軸方向に直交する前記収容溝の断面積をＳ１、前記収容溝に収容されている光ファイバの総断面積をＳ２としたときに、
Ｓ２／Ｓ１≦０．６及びＳ２／Ｓ１≦０．２（Ｗ／Ｄ）＋０．３
を満たすように構成されている。
（１）の構成によれば、吸水テープに付着した吸水パウダーを収容溝内に満遍なく入り込ませ、収容溝の底部にまで行き渡らせることができる。これにより、収容溝内に水が浸入しても、吸水パウダーが膨潤し、膨潤した吸水パウダーによって収容溝内が確実に閉塞される。したがって、収容溝内に浸入した水が軸方向へ伝わることが防止され、浸水の拡大が防がれる。これにより、良好な防水性能を維持しつつ光ファイバが高密度に収容された光ファイバケーブルを提供できる。

（２）前記収容溝には、複数本の前記光ファイバが並列に配置されて、隣り合う前記光ファイバの幅方向同士が長手方向へ間欠的に連結された間欠型光テープ心線が収容されていてもよい。
（２）この構成によれば、収容溝へ間欠型光テープ心線を収容することで、光ファイバを容易に高密度に収容させることができる。これにより、良好な防水性能を有する高密度な光ファイバケーブルを容易に提供できる。

（３）前記収容溝には、複数本の前記光ファイバが並列に配置されて一体化された複数枚の光テープ心線が並列され、隣り合う前記光テープ心線の幅方向端部同士が長手方向へ間欠的に連結された間欠連結型光テープ心線が収容されていてもよい。
（３）の構成によれば、収容溝へ間欠連結型光テープ心線を収容することで、光ファイバを容易に高密度に収容させることができる。これにより、良好な防水性能を有する高密度な光ファイバケーブルを容易に提供できる。

（４）前記スロットは、曲げ剛性率が１０００ＭＰａ以上であってもよい。
（４）の構成によれば、スロットの強度が高められているので、スロットの断面積を小さくしても十分な強度を確保できる。これにより、重量を増やすことなく、しかも径を小さくしつつ収容溝を大きくして光ファイバの収容本数を多くし、さらに高密度にできる。

〈本発明の実施形態の詳細〉
以下、本発明に係る光ファイバケーブルの実施の形態の例を、図面を参照して説明する。なお、本発明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。

図１は、本実施形態に係る光ファイバケーブル１０の断面図である。
図１に示すように、本実施形態に係る光ファイバケーブル１０は、スロット１１と、間欠連結型光テープ心線１２と、吸水テープ１３と、外被１４とを有している。光ファイバケーブル１０は、その外径が例えば約２４ｍｍとされている。

スロット１１は、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）とポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）の合成樹脂または高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）などの硬質樹脂材料から形成されている。これにより、このスロット１１は、曲げ剛性率が１０００ＭＰａ以上とされている。スロット１１は、その外径が例えば約２０ｍｍとされている。スロット１１には、その中心部に、鋼線等のテンションメンバ２２が埋設されている。スロット１１には、螺旋状またはＳＺ状の複数（本例では５本）の収容溝２１が形成されている。

吸水テープ１３は、スロット１１の周囲に、例えば、縦添えまたは横巻きで巻回されている。吸水テープ１３は、例えば、ポリエステル等からなる基布に吸水性パウダーを付着させたものである。吸水性パウダーは、水を吸着して膨潤する高吸水性樹脂であり、この高吸水性樹脂としては、例えば、デンプン系，ポリアクリル酸系などがある。光ファイバケーブル１０では、高吸水性樹脂からなる吸水性パウダーを付着させた吸水テープ１３をスロット１１に巻回することで、吸水性パウダーが基布から脱落して収容溝２１内に入り込む。

外被１４は、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）等の樹脂からなるもので、吸水テープ１３を外周に巻回したスロット１１に対して樹脂を押出成形することで、吸水テープ１３を介してスロット１１の周囲を覆うように形成される。

図２は、光ファイバケーブル１０の一つの収容溝２１における断面図である。
図１及び図２に示すように、収容溝２１は、スロット１１の外周側が開放されており、スロット１１の周方向に等間隔に形成されている。

収容溝２１は、両側壁部２１ａが、スロット１１の外周側から中心部側へ向かって次第に近接されている。また、収容溝２１は、底部２１ｂが、スロット１１の中心部側へ向かって湾曲する湾曲面とされている。収容溝２１には、複数の（本例では５枚）間欠連結型光テープ心線１２が収容されている。

図３は、収容溝２１に収容された間欠連結型光テープ心線１２の断面図である。
間欠連結型光テープ心線１２は、光テープ心線３１を平面状に並べ、隣り合う光テープ心線３１同士を連結樹脂３２によって長手方向へ間欠的に連結させたものである。光テープ心線３１は、複数本の光ファイバ３３から構成されている。光ファイバ３３は、コアとクラッドとからなるガラスファイバの周囲を樹脂で被覆したものである。光テープ心線３１は、複数本の光ファイバ３３を並列に配置させて樹脂によって一体化したものである。なお、光テープ心線３１は長手方向へ間欠的に連結させたものであっても良い。間欠連結型光テープ心線１２は、連結樹脂３２による連結側を内側にして丸めた形態で収容溝２１内に収容されている。なお、間欠連結型光テープ心線１２は、連結樹脂３２による連結側を外側にして丸めた形態で収容溝２１内に収容してもよい。

本例では、間欠連結型光テープ心線１２は、１０枚の光テープ心線３１を連結して構成され、光テープ心線３１は、４本の光ファイバ３３から構成されている。つまり、スロット１１の５個の収容溝２１（図１参照）の各々には、４０本の光ファイバ３３を有する４０心の間欠連結型光テープ心線１２が５枚ずつ収容されている。したがって、本例の光ファイバケーブル１０は、合計１０００本の光ファイバ３３を備えた高密度多心の光ファイバケーブルとされている。

各収容溝２１に収容された間欠連結型光テープ心線１２は、連結樹脂３２の色が互いに異なっている。これにより、各収容溝２１から間欠連結型光テープ心線１２を取り出す際に、連結樹脂３２の色によって所望の間欠連結型光テープ心線１２を識別して取り出すことができる。

上述した本例の光ファイバケーブル１０では、吸水テープ１３の吸水パウダーが基布から脱落し、収容溝２１内の隙間に入り込む。さらに、吸水パウダーは、間欠連結型光テープ心線１２と収容溝２１の両側壁部２１ａとの間、間欠連結型光テープ心線１２と収容溝２１の底部２１ｂとの間及び間欠連結型光テープ心線１２同士の間に入り込む。この吸水パウダーは、収容溝２１の溝幅Ｗが大きく、収容溝２１の溝深さＤが小さい方が底部２１ｂまで行き渡り易い。

しかし、収容溝２１内に光ファイバ３３を高密度で収容した場合、基布から脱落した吸水テープ１３の吸水パウダーが収容溝２１の隙間へ入り込みづらくなる。特に、間欠連結型光テープ心線１２と収容溝２１の底部２１ｂとの間への吸水パウダーの入り込みが困難となる。このような状態で、例えば、収容溝２１内に水が浸入した場合、収容溝２１内の吸水パウダーが膨潤しても収容溝２１内の空隙が完全に埋まらず、浸入した水が光ファイバケーブル１０の軸方向へ伝わり、浸水が拡大するおそれがある。このため、収容溝２１の底部２１ｂにまで吸水パウダーを行き渡らせて良好な防水性能を確保するには、収容溝２１内への光ファイバ３３の収容密度をある程度以下に抑える必要がある。

そこで、本実施形態に係る光ファイバケーブル１０では、スロット１１の外周側における収容溝２１の溝幅をＷ、スロット１１の径方向に沿う収容溝２１の溝深さをＤ、スロット１１の軸方向に直交する収容溝２１の断面積をＳ１、収容溝２１に収容されている光ファイバ３３の総断面積をＳ２としたときに、次式（１），（２）の両方の条件を満たすように構成している。

Ｓ２／Ｓ１≦０．６…（１）
Ｓ２／Ｓ１≦０．２（Ｗ／Ｄ）＋０．３…（２）

これらの条件を満たすことで、吸水テープ１３に付着した吸水パウダーを収容溝２１内に満遍なく入り込ませ、収容溝２１の底部２１ｂにまで行き渡らせることができる。これにより、収容溝２１内に水が浸入しても、吸水パウダーが膨潤し、膨潤した吸水パウダーによって収容溝２１内が確実に閉塞される。したがって、収容溝２１内に浸入した水が軸方向へ伝わることが防止され、浸水の拡大が防がれる。つまり、良好な防水性能を維持しつつ光ファイバ３３が高密度に収容された光ファイバケーブル１０を提供できる。

しかも、本実施形態に係る光ファイバケーブル１０によれば、収容溝２１に、複数本の光ファイバ３３を一体化させた複数の光テープ心線３１を間欠的に連結させた間欠連結型光テープ心線１２を収容している。したがって、光ファイバ３３を容易に高密度に収容させることができる。これにより、良好な防水性能を有する高密度な光ファイバケーブル１０を容易に提供できる。

また、スロット１１は、曲げ剛性率が１０００ＭＰａ以上とされて強度が高められているので、スロット１１の断面積を小さくしても十分な強度を確保できる。これにより、重量を増やすことなく、しかも径を小さくしつつ収容溝２１を大きくして光ファイバ３３の収容本数を多くし、さらに高密度にできる。

光ファイバ３３を収容する収容溝２１において、収容溝２１の断面積Ｓ１と収容溝２１に収容された光ファイバ３３の総断面積Ｓ２との比（Ｓ２／Ｓ１）及び収容溝２１の溝幅Ｗと収容溝２１の溝深さＤとの比（Ｗ／Ｄ）が異なる種々の構造の光ファイバケーブル１０の防水試験を行った。本例では、Ｓ２／Ｓ１が０．３以上あり、光ファイバが高密度に収容された光ファイバケーブル１０を対象に防水試験を行った。

（試験方法）
図４は、防水試験を説明する試験箇所の概略側面図である。
図４に示すように、光ファイバケーブル１０に、吸水テープ１３及び外被１４を除去した非防水部Ａを形成した。非防水部Ａは、軸方向の長さを２．５ｃｍとし、露出した一端部Ｂからの距離を４０００ｃｍとした。

非防水部Ａを形成した光ファイバケーブル１０を、上方へ延在する管路４１を備えた水槽４２に通し、非防水部Ａを水槽４２内に配置させた。水槽４２の両端と光ファイバケーブル１０の外被１４とをシールした。水槽４２内に水Ｗｔを貯留させた。このとき、非防水部Ａから管路４１内の水面までの高さである初期水頭長を１００ｃｍとした。

水槽４２に水Ｗｔを貯留してから２４０時間経過後における光ファイバケーブル１０の端部Ｂからの水Ｗｔの流出の有無を調べた。光ファイバケーブル１０の端部Ｂから水Ｗｔが流出しない場合を防水試験合格（○）とし、光ファイバケーブル１０の端部Ｂから水Ｗｔが流出した場合を防水試験不合格（×）とした。なお、水Ｗｔとしては海水を用い、試験は常温で行った。

（試験結果）
図５は、防水試験結果を示すグラフである。
図５に示すように、Ｗ／Ｄが０．５のときＳ２／Ｓ１が０．５以上で光ファイバケーブル１０の端部Ｂから水Ｗｔが流出した。また、Ｗ／Ｄが１．０のときＳ２／Ｓ１が０．６以上で光ファイバケーブル１０の端部Ｂから水Ｗｔが流出した。さらに、Ｗ／Ｄが１．５以上のときＳ２／Ｓ１が０．７以上で光ファイバケーブル１０の端部Ｂから水Ｗｔが流出した。

このように、収容溝２１の溝幅Ｗを大きくして溝深さＤを小さくすれば、良好な防水性能が得られるが、収容溝２１内への光ファイバ３３の収容密度（Ｓ２／Ｓ１）が大きくなるにしたがって、防水性能が低下することがわかった。つまり、良好な防水性能を確保するには、収容溝２１への光ファイバ３３の収容密度を、所定値以下に抑える必要があることがわかった。

そして、この防水試験の結果から、Ｓ２／Ｓ１≦０．６及びＳ２／Ｓ１≦０．２（Ｗ／Ｄ）＋０．３の両条件を満たすことで、良好な防水性能を維持しつつ光ファイバ３３を収容溝２１へ高密度に収容した光ファイバケーブル１０が得られることがわかった。

次に、変形例の光ファイバケーブル１０Ａについて図６から図１０を参照して説明する。図６は、変形例の光ファイバケーブル１０Ａの断面を示し、図７は、変形例の光ファイバケーブル１０Ａにおける一つの収容溝２１の部分拡大断面を示している。図８は、１本のサブユニット３１の断面を示している。

各収容溝２１には、図６と図７に示すように、複数（本例では４本）のサブユニット６０が撚り合わされて形成された光ファイバユニット７０が収容されている。

１本のサブユニット３１は、図８に示すように、間欠型光テープ心線５０を束状にまとめたものを複数（本例では１０本）準備し、それらが撚り合わされて形成されている。

図９（ａ）は、束状に寄せ集められた状態の間欠型光テープ心線５０の断面図であり、図９（ｂ）は、束状に寄せ集められる前の間欠型光テープ心線５０の平面図である。
図９（ａ），（ｂ）に示すように、間欠型光テープ心線５０は、複数（本例では８本）の光ファイバ心線（光ファイバの一例）５１ａ〜５１ｈ（以下、総称する場合は光ファイバ心線５１と称する）によって構成されている。間欠型光テープ心線５０は、これらの光ファイバ心線５１ａ〜５１ｈを互いに寄せ集めて全体として断面円形の束状にすることで光ファイバ心線の集合体とされている。

間欠型光テープ心線５０は、並列されて一体化されていた８本の光ファイバ心線５１ａ〜５１ｈ同士の接合箇所を、長手方向へ間欠的に切断して形成されたものである。本例の間欠型光テープ心線５０は、互いに隣接する光ファイバ心線５１ａ〜５１ｈの幅方向同士が長手方向の交互に異なる位置Ｘで間欠的に連結されている。なお、間欠型光テープ心線５０としては、隣接する光ファイバ心線５１ａ〜５１ｈ同士を間欠的に接着したものでも良い。

図１０（ａ）は、サブユニット６０の斜視図を示している。図１０（ａ）に示すように、サブユニット６０の外周には、テープ状のバンドル材７３が巻き付けられている。バンドル材７３は、撚り合わされてサブユニット６０を形成している複数の間欠型光テープ心線５０を束ねるように螺旋状に巻き付けられている。

図１０（ｂ）は、光ファイバユニット７０の斜視図を示している。図１０（ｂ）に示すように、光ファイバユニット７０の外周には、テープ状のバンドル材７４が巻き付けられている。バンドル材７４は、撚り合わされて光ファイバユニット７０を形成している複数のサブユニット６０を束ねるように螺旋状に巻き付けられている。

バンドル材７３，７４の材料としては、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド等が用いられ、その厚さは０．０３ｍｍ〜０．１ｍｍ、幅は１．０ｍｍ〜１０ｍｍであることが好ましい。なお、上述したテープ状のバンドル材は、テープ状のものに限定されず、例えば糸状繊維からなるバンドル糸で構成するようにしても良い。

このように、本例では、間欠型光テープ心線５０は８本の光ファイバ心線５１ａ〜５１ｈによって構成されている。サブユニット６０は、１０枚の間欠型光テープ心線５０によって構成され、合計８０本の光ファイバ心線５１によって構成されている。また、光ファイバユニット７０は４本のサブユニット６０によって構成され、合計３２０本の光ファイバ心線５１によって構成されている。光ファイバユニット７０がスロット１１の５個の収容溝２１の各々に収容されている。つまり、本例の光ファイバケーブル１０Ａは、合計１６００本の光ファイバ心線５１を備えた高密度多心の光ファイバケーブルとされている。

この光ファイバケーブル１０Ａの構成であっても、光ファイバケーブル１０と同様に、Ｓ２／Ｓ１≦０．６及びＳ２／Ｓ１≦０．２（Ｗ／Ｄ）＋０．３の両条件を満たすことで、良好な防水性能を維持しつつ光ファイバを収容溝２１へ高密度に収容することができる。

なお、各収容溝２１に収容されたサブユニット６０を構成する１０枚の間欠型光テープ心線５０は、識別用の光ファイバ心線５１ａの色が互いに異なっている。これにより、各収容溝２１から間欠型光テープ心線５０を取り出す際に、光ファイバ心線５１ａの色によって所望の間欠型光テープ心線５０を識別して取り出すことができる。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が自在である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数値、形態、数、配置場所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。

例えば、上述した光テープ心線における光ファイバの本数、間欠連結型光テープ心線における光テープ心線の枚数、収容溝における間欠連結型光テープ心線の収容数、スロットにおける収容溝の形成数などは特に限定されるものではない。

１０：光ファイバケーブル
１１：スロット
１２：間欠連結型光テープ心線
１３：吸水テープ
１４：外被
２１：収容溝
３１：光テープ心線
３３，５１（５１ａ〜５１ｈ）：光ファイバ
５０：間欠型光テープ心線
６０：サブユニット
７０：光ファイバユニット

Claims (4)

1. 収容溝が軸方向にわたって形成されたスロットと、
   前記収容溝に収容された複数本の光ファイバと、
   基布に吸水パウダーが付着されてなり、前記スロットの周囲に巻回された吸水テープと、
   前記吸水テープを介して前記スロットの周囲を覆う外被と、
   を有し、
   前記スロットの外周側における前記収容溝の溝幅をＷ、前記スロットの径方向に沿う前記収容溝の溝深さをＤ、前記スロットの軸方向に直交する前記収容溝の断面積をＳ１、前記収容溝に収容されている光ファイバの総断面積をＳ２としたときに、
   Ｓ２／Ｓ１≦０．６及びＳ２／Ｓ１≦０．２（Ｗ／Ｄ）＋０．３
   を満たすように構成されている光ファイバケーブル。
2. 前記収容溝には、複数本の前記光ファイバが並列に配置されて、隣り合う前記光ファイバの幅方向同士が長手方向へ間欠的に連結された間欠型光テープ心線が収容されている請求項１に記載の光ファイバケーブル。
3. 前記収容溝には、複数本の前記光ファイバが並列に配置されて一体化された複数枚の光テープ心線が並列され、隣り合う前記光テープ心線の幅方向端部同士が長手方向へ間欠的に連結された間欠連結型光テープ心線が収容されている請求項１または請求項２に記載の光ファイバケーブル。
4. 前記スロットは、曲げ剛性率が１０００ＭＰａ以上である請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の光ファイバケーブル。
   

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