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JP2018049086A - 光ファイバユニットおよび光ファイバケーブル - Google Patents

光ファイバユニットおよび光ファイバケーブル Download PDF

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Abstract

【課題】複数の光ファイバにSZ状に巻き付けられた結束材の結束状態を安定させられる光ファイバユニットを提供する。【解決手段】光ファイバユニット10は、複数の光ファイバ1と、複数の光ファイバ1を結束する少なくとも2つの結束材2、3と、を備える。2つの結束材2、3はSZ状に複数の光ファイバ1に巻き付けられるとともに、それぞれの反転部において互いに接着される接着部Bを形成し、接着部Bが光ファイバユニット10の延びる長手方向に沿って延びている。前記接着部の長手方向における長さをLとし、前記結束材の結束ピッチをPとするとき、0.15≦L/(P/2)≦0.8を満足している。【選択図】図1

Description

本発明は、光ファイバユニットおよび光ファイバケーブルに関する。
従来から、下記特許文献1に示されるように、複数の光ファイバ心線若しくは光ファイバ素線(以降、単に光ファイバという)に結束材を巻き付けた光ファイバユニットが知られている。この光ファイバユニットでは、結束材を巻き付けることで光ファイバ心線の束がばらばらになるのを抑制しつつ、結束材の色によって光ファイバユニット間の識別性を向上させることができる。
また、下記特許文献2には、光ファイバの束に複数の結束材をSZ状に巻きつけて、巻きつけ方向の反転箇所で2本の結束材を接着した光ファイバユニットが提案されている。この構成によれば、2本の結束材が接着された部分を剥離すると、その剥離した部分の周辺の結束が解除されるとともに、他の部分における結束は維持される。これにより、光ファイバユニットの中間後分岐作業などの作業性を良好にすることができる。
特開2010−26196号公報 特開2012−88454号公報
ところで、上記特許文献2に記載された光ファイバユニットでは、結束材の反転箇所同士を接着するため、この接着部が不意に剥離することで結束状態が不安定になりやすい。
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、複数の光ファイバにSZ状に巻き付けられた結束材の結束状態を安定させられる光ファイバユニットおよび光ファイバケーブルを提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る光ファイバユニットは、複数の光ファイバと、複数の前記光ファイバを結束する少なくとも2つの結束材と、を備える光ファイバユニットであって、2つの前記結束材はSZ状に複数の前記光ファイバに巻き付けられるとともに、それぞれの反転部において互いに接着される接着部を形成し、前記接着部が前記光ファイバユニットの延びる長手方向に沿って延び、前記接着部の長手方向における長さをLとし、前記結束材の結束ピッチをPとするとき、0.15≦L/(P/2)≦0.8を満足している。
上記態様に係る光ファイバユニットによれば、少なくとも2つの結束材が複数の光ファイバにSZ状に巻きつけられ、結束材の反転部同士が互いに接着される接着部が長手方向に沿って延びている。ここで、L/(P/2)の値が0.15以上であることにより、結束材全体に占める接着部の面積を確保して、接着部が不意に剥離するのを防止することができる。さらに、L/(P/2)の値が0.8以下であることにより、光ファイバユニットを製造する際、接着部が形成されてから結束材を反転させるまでの長手方向の距離若しくは時間が短いことに起因する接着不良の発生を抑止することができる。
以上により、上記態様に係る光ファイバユニットによれば、結束状態を安定させることができる。
また、前記結束材の中心線が、長手方向に沿って延びる直線部を有し、前記直線部が前記接着部に含まれていてもよい。
この場合、結束材の中心線が長手方向に沿って延びる直線部を有しており、この直線部が接着部に含まれているため、例えば結束材の中心線が直線部を有さない場合と比較して接着部の面積が大きくなり、接着部をより確実に形成することができる。
また、上記態様に係る光ファイバユニットは、2つの前記結束材の中心線における直線部が、前記接着部において互いに重なっていてもよい。
この場合、接着部の面積が大きくなり、より確実に結束材同士を接着することができる。
また、上記態様に係る光ファイバユニットは、2つの前記結束材の中心線が反転部において互いに交差し、複数の交点を成していてもよい。
この場合、結束材の中心線が複数の交点を成していることにより、この交点の周囲に接着部が形成される。これにより、例えば結束材を反転させる位置や反転部の形状にばらつきが生じた場合であっても、接着部を確実に形成して、結束材の結束状態を安定させることができる。
また、上記態様に係る光ファイバユニットは、前記接着部の接着強度が12.5gf以上かつ91.0gf以下であってもよい。
この場合、接着部の接着強度を12.5gf以上とすることにより、接着部が不意に剥離するのを防止することができるとともに、接着強度を91.0gf以下とすることにより、接着部において結束材同士を剥離させる際の作業性を良好にすることができる。
また、本発明の一態様に係る光ファイバケーブルは、前記光ファイバユニットと、前記光ファイバユニットを被覆するシースと、を備えている。
上記態様に係る光ファイバケーブルによれば、結束材が複数の光ファイバにSZ状に巻きつけられており、さらに結束材の結束状態が安定しているため、光ファイバの束がばらばらになるのを抑制しつつ光ファイバユニットの識別性が確保され、光ファイバケーブルの中間後分岐作業などの作業性を良好にすることができる。
本発明の上記態様によれば、複数の光ファイバにSZ状に巻き付けられた結束材の結束状態を安定させられる光ファイバユニットおよび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ユニットの構成を説明する概略図である。 図1の光ファイバユニットを備えた光ファイバケーブルの構成を説明する断面図である。 光ファイバユニットの結束装置の構成を示す図であって、(a)は結束装置を長手方向に直交する方向から見た側面図であり、(b)は(a)のA方向矢視図である。 図1の光ファイバユニットの接着部の変形例を示す拡大図であり、(a)は結束材の中心線同士が周方向に離間した状態を示し、(b)は結束材の中心線同士が交差した状態を示す。 図1の光ファイバユニットの変形例を示す図であり、(a)は光ファイバユニットの構成を説明する概略図であり、(b)は結束材の展開図である。
本実施形態に係る光ファイバユニットの構成を、図1から図4を参照しながら以下に説明する。
なお、以下の説明に用いる図については、発明を理解し易くするために、各構成部品の図示の省略、縮尺の変更、形状の簡略化等をしている場合がある。
図1に示すように、光ファイバユニット10は、複数の光ファイバ1と、複数の光ファイバ1を結束する結束材2、3と、を備えている。
図1に示すように、複数の光ファイバ1は、全体として円柱状に束ねられている。本実施形態では、この円柱の中心軸を中心軸線Oという。また、光ファイバユニット10の延びる方向、すなわち中心軸線Oに沿う方向を長手方向という。また、長手方向から見た正面視において、中心軸線Oに直交する方向を径方向といい、中心軸線O周りに周回する方向を周方向という。
なお、複数の光ファイバ1は非円形(楕円形、角形等)の断面を有する柱状に束ねられていてもよく、長手方向にその断面形状が変化していてもよい。この場合、光ファイバユニット10の断面の図心を長手方向につないだ仮想線が、中心軸線Oとして定義される。
複数の光ファイバ1としては、例えば12心の間欠接着型光ファイバテープ心線を複数個束にしたものを用いることができる。
結束材2、3としては、例えばポリエチレンテレフタラート(PET)等の高融点材料およびポリプレピレン(PP)等の低融点材料からなる繊維を複数本組み合わせたものを用いることができる。なお、結束材2、3の構成や材質は上記に限定されず、適宜変更可能である。
結束材2、3は、SZ状に複数の光ファイバ1に巻き付けられ、それぞれの反転部において互いに接着されて接着部Bを形成している。結束材2、3は接着部Bにおいて、後述する結束装置20によって互いに熱融着されている。光ファイバユニット10は、光ファイバケーブル内に複数ユニット配設される場合がある。この光ファイバケーブル内における光ファイバユニット10間の識別のために、結束材2、3には着色がなされている。
光ファイバユニット10は、例えば図2に示すような光ファイバケーブル100内に収容して用いられる。
この光ファイバケーブル100は、複数の光ファイバユニット10と、ラッピングチューブ54と、シース55と、一対の抗張力体56と、一対の引き裂き紐57と、を備えている。
ラッピングチューブ54は、複数の光ファイバユニット10を覆っている。シース55は、光ファイバユニット10をラッピングチューブ54ごと被覆している。一対の抗張力体56は、シース55内に埋設されている。一対の引き裂き紐57は、シース55内の内周面に近接する位置に埋設されている。シース55の外周面のうち、一対の引き裂き紐57が配置された位置の外側にはそれぞれ、マーカ突起58が突設されている。マーカ突起58は、引き裂き紐57に沿って形成されており、引き裂き紐57の埋設位置を案内している。なお、光ファイバケーブル100は、ラッピングチューブ54、抗張力体56、引き裂き紐57、およびマーカ突起58を備えていなくてもよい。また、光ファイバケーブル100は、光ファイバユニット10を1つだけ備えていてもよい。
次に、図1に示す光ファイバユニット10の製造方法について説明する。
光ファイバユニット10は、図3(a)、(b)に示すような結束装置20を用いて、複数の光ファイバ1に結束材2、3を巻き付けることにより形成される。
図3(a)は、結束装置20を長手方向に直交する方向から見た側面図であり、図3(b)は図3(a)におけるA方向矢視図である。
図3(a)、(b)に示すように、結束装置20は複数の円筒状の部材により構成されている。結束装置20は、内側から順にガイド筒21、第1内側筒22、第1外側筒23、第2内側筒24、および第2外側筒25を備えている。これらの部材は、それぞれの中心軸が中心軸線O上に位置する状態で配設されている。ガイド筒21内には、複数の光ファイバ1が挿通される。
第1内側筒22は、第1外側筒23に対して中心軸線O周りに回動可能な状態で、第1外側筒23内に嵌合されている。第1内側筒22の外周面には、その長手方向の全長にわたって延びる溝部22aが形成されている。溝部22a内には、結束材2が挿通される。
第2内側筒24は、第2外側筒25に対して中心軸線O周りに回動可能な状態で、第2外側筒25内に嵌合されている。第2内側筒24の外周面には、その長手方向の全長にわたって延びる溝部24aが形成されている。溝部24a内には、結束材3が挿通される。
第1内側筒22および第2内側筒24は、共通する不図示の動力源に接続されており、動力の供給に伴って連動して中心軸線O周りに回動するように構成されている。光ファイバユニット10を形成する際は、複数の光ファイバ1がガイド筒21内を通過して下流側に繰り出されるのに伴い、溝部22a、24a内の結束材2、3が複数の光ファイバ1にSZ状に巻きつけられる。なお、結束材2、3は溝部22a、24a内でそれぞれ加熱されて部分的に溶融するため、SZ形状の反転部において互いに熱融着される。
なお、結束材2、3は溝部22a、24a内で加熱されず、結束装置20の下流に配設された加熱ダイス内で加熱されてもよい。この場合、結束材2、3は複数の光ファイバ1にSZ状に巻きつけられた状態で結束装置20を出た後、加熱ダイス内で熱融着される。
次に、本実施形態の光ファイバユニット10の具体的な実施例について説明する。
図1に示すように、結束材2、3の中心線C2、C3はそれぞれ、長手方向に延びる直線部と、直線部同士をつなぐ曲線部とを有している。中心線C2,C3の直線部は接着部Bに含まれており、これによって接着部Bは全体として長手方向に沿って延びている。本実施形態では、中心線C2,C3の各直線部が、接着部Bにおいて互いに重なっている。
以下、接着部Bの長手方向における長さを接着長Lという。また、図1に示すように、SZ状に巻きつけられた結束材2、3の結束状態が繰り返されるピッチを結束ピッチPという。
この接着長Lおよび結束ピッチPをパラメータとして複数の光ファイバユニット10を作成し、接着部の強度等を測定した結果を表1に示す。
Figure 2018049086
表1に示す比較例および実施例1〜8は、12心の間欠接着型光ファイバテープ心線6個を束にし、その周囲に2本の結束材2、3をSZ状に巻き付け、結束材2、3の反転部同士を熱融着させて接着部Bとしたものである。なお、比較例および実施例1〜8の結束材2、3として、PETおよびPPからなる繊維を複数本組み合わせて幅を1[mm]としたものを用いている。
表1に示す比較例は、各結束材2、3の中心線に直線部が無く、各結束材2、3の中心線C2、C3同士が1点で交わるように、結束材2、3同士を熱融着したものである。各結束材2、3の中心線C2、C3同士は1点で交わっているが、各結束材2、3には1[mm]の幅があるため、接着長Lは8[mm]となっている。これに対して、例えば実施例2では結束材2、3の中心線C2、C3が10[mm]の直線部を有しているため、接着長Lが比較例よりも10[mm]長い18[mm]となっている。
表1に示すL/Pは、接着長L[mm]を結束ピッチP[mm]で除したものである。例えば実施例2では、接着長L=18[mm]、結束ピッチP=150[mm]であるため、L/P=18/150=0.12となる。
表1に示すL/(P/2)は、長手方向における光ファイバユニット10の接着部Bの割合を示している。より詳しく説明すると、図1に示すように、結束材が2本の場合には結束ピッチPあたりに2つの接着部Bが含まれる。このため、接着長LをP/2で除して得られた数値が、長手方向において光ファイバユニット10全体に占める接着部Bの割合となる。例えば実施例2では、L/(P/2)=18/(150/2)=0.24となる。
表1に示す接着強度[gf]は、結束材2、3を接着部Bにおいて周方向に200[mm/分]の速度で引き離すように引っ張り、接着部Bを剥離させた際の、引っ張り力のピーク値である。
表1に示すケーブル化後ロス[dB/km]は、各実施例の光ファイバユニット10を用いて、図2に示すような光ファイバケーブル100を作成した際の、測定波長1.55[μm]における光ファイバ1の伝送損失の最大値を測定した結果である。
また、この光ファイバケーブル100から光ファイバユニット10を取り出した際に、3[m]あたりに接着部Bが破壊(剥離若しくは接着不良)された個数およびその確率[%]を表1に示している。例えば結束材が2本で結束ピッチPが150[mm]の場合には、75[mm]に1個の割合で接着部Bが含まれるため、3[m]の光ファイバユニットには、3000÷75=40個の接着部Bが含まれる。比較例については、この40個の接着部Bの全てについて破壊が確認されたため、3[m]あたりに接着部Bが破壊された確率が100[%]となっている。
実施例1は比較例に対して、3[m]あたりに接着部Bが破壊された個数が40個から15個へと大きく低減している。これは、比較例に対して実施例1の中心線C2、C3が3[mm]の直線部を有していることで、接着長Lが8[mm]から11[mm]に増加したことによる。より詳しくは、接着部Bの割合を示すL/(P/2)の値が0.11から0.15に増加したことで、接着強度が4.0[gf]から12.5[gf]に向上し、接着部Bが破壊されにくくなったためである。
以上により、L/(P/2)の値を0.15以上とし、接着強度を12.5[gf]以上とすることにより、接着部Bが破壊される確率を低減することが可能となる。
次に、L/(P/2)の最適な数値範囲について考察する。
実施例2〜8については、いずれも3[m]あたりに接着部Bが破壊された個数が0個となっている。L/(P/2)の値は大きいほど、結束材2、3に占める接着部Bの割合が大きくなるため、接着部Bが破壊されにくくなると考えられる。そして、実施例2〜8におけるL/(P/2)の最小値は実施例2の0.24である。この結果から、接着部Bの破壊を防止するために最適なL/(P/2)の値は、以下の数式(1)に示す範囲である。
0.24≦L/(P/2) …(1)
一方、L/(P/2)の値が大きい場合には、結束材2、3を複数の光ファイバ1にSZ状に巻き付ける際に、接着部Bが形成されてから結束材2、3を反転させるまでの長手方向の距離若しくは時間が短くなる。このため、結束材2、3の接着部Bにおける接着不良が発生しやすくなる。そこで、L/(P/2)として、ある程度小さい値を設定するのが望ましい。
例えば表1に示す例では、L/(P/2)の値が0.93である実施例6では、結束材2、3の接着不良が発生しやすい。また、実施例5の次にL/(P/2)の値が大きいのは実施例5の0.80であるが、実施例5については正常に接着部Bを形成することができる。従って、L/(P/2)の値は、以下の数式(2)に示す範囲とすることがより好ましい。
L/(P/2)≦0.8 …(2)
上記の考察および数式(1)、(2)から、L/(P/2)の値は、以下の数式(3)に示す範囲とすることが最適であるといえる。
0.24≦L/(P/2)≦0.8 …(3)
次に、接着強度の最適な数値範囲について考察する。
実施例2〜8については、いずれも3[m]あたりに接着部Bが破壊された個数が0個となっている。接着強度が大きいほど、接着部Bが破壊されにくくなる。そして、実施例2〜8における接着強度の最小値は、実施例7の24.5[gf]である。この結果から、接着部Bの破壊を防止するために最適な接着強度の値は、24.5[gf]以上である。
一方、接着強度の値が大きすぎる場合には、接着部Bにおいて結束材2、3を剥離しにくいため、中間後分岐作業時がしにくくなる。実施例1〜8の光ファイバケーブル100から光ファイバユニット10を取り出し、接着部Bにおいて結束材2、3を剥離させる際の作業性を確認したところ、接着強度が102.1[gf]で最も大きい実施例8については作業性が低下した。また、接着強度が実施例8の次に大きい91.0[gf]である実施例6については、接着部Bにおける結束材2、3の剥離が容易であり、作業性の低下がみられなかった。この結果から、接着部Bを剥離させる際の作業性を低下させないために最適な接着強度の値は、91.0gf以下である。
従って、接着部Bが不意に破壊されるのを防止しつつ、接着部Bにおける結束材2、3の剥離作業を容易にするために好ましい条件は、接着強度が12.5gf以上かつ91.0gf以下であることである。
なお、上記したL/(P/2)および接着強度の最適値は、本発明の好ましい実施形態の一例を示しているに過ぎず、本発明の技術的範囲をこの数値の範囲内に限定するものではない。
以上説明したように、本実施形態の光ファイバユニット10によれば、少なくとも2つの結束材2、3が複数の光ファイバ1にSZ状に巻きつけられ、結束材2、3の反転部同士が互いに接着される接着部Bが長手方向に沿って延びている。これにより、接着部Bの接着面積が確保されて接着強度が向上するとともに、光ファイバユニット10の製造時に、接着部Bを容易に形成することが可能となり、結束状態を安定させることができる。
また、結束材2、3の中心線C2、C3が長手方向に沿って延びる直線部を有しており、この直線部が接着部Bに含まれているため、例えば結束材2、3の中心線C2、C3が直線部を有さない場合と比較して、接着部Bをより確実に形成することができる。
また、結束材2、3の中心線C2、C3における各直線部が、接着部Bにおいて互いに重なっているため、接着部Bの面積が大きくなり、より確実に結束材2、3同士を接着することができる。
また、0.15≦L/(P/2)≦0.8を満足するように光ファイバユニット10を構成した場合には、結束材2、3全体に占める接着部Bの面積を確保して、接着部Bが不意に剥離するのを防止することができるとともに、製造時に結束材2、3の接着不良が発生するのを抑止することができる。
また、接着部Bの接着強度が12.5gf以上かつ91.0gf以下となるように光ファイバユニット10を構成した場合には、接着強度を確保して接着部Bが不意に剥離するのを防止することができるとともに、接着部Bにおいて結束材2、3を剥離させる際の作業性を良好にすることができる。
また、本実施形態の光ファイバケーブル100によれば、結束材2、3が複数の光ファイバ1にSZ状に巻きつけられており、さらに結束材2、3の結束状態が安定しているため、光ファイバ1の束がばらばらになるのを抑制しつつ光ファイバユニット10の識別性が確保され、光ファイバケーブル100の中間後分岐作業などの作業性を良好にすることができる。
なお、本発明の技術的範囲は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、前記実施形態では結束材2、3同士を熱融着させて接着部Bを形成していたが、本発明はこれに限られない。例えば、結束材2、3同士を接着剤により接着させて接着部Bを形成してもよい。
また、前記実施形態では結束材2、3の中心線C2、C3における直線部同士が、接着部Bにおいて重なっていたが、本発明はこれに限られない。例えば図4(a)に示すように、結束材2、3の中心線C2、C3が周方向に離間しており、中心線C2、C3の直線部同士が重なっていなくてもよい。
あるいは図4(b)に示すように、中心線C2,C3が交差していてもよい。図4(b)では、中心線C2、C3の直線部は周方向に互いに離間しており、これらの直線部の長手方向における両端部において、中心線C2、C3の曲線部が交差している。図4(b)のように中心線C2、C3を交差させた場合には、中心線C2、C3が交点A1、A2の2つの交点を成し、この2つの交点A1、A2の周囲に接着部Bを形成することができる。これにより、結束材2、3を反転させる位置や反転部の形状にばらつきが生じた場合であっても、接着部Bを確実に形成して、結束材2、3の結束状態を安定させることができる。
また、前記実施形態では、光ファイバユニット10は2つの結束材2、3を備えていたが、本発明はこれに限られず、3つ以上の結束材を備える光ファイバユニット10を採用してもよい。例えば、図5(a)は、4つの結束材4、5、6、7を複数の光ファイバ1にSZ状に巻き付けた場合を示している。図5(a)の結束材4、5、6、7を平面に展開すると、図5(b)のようになる。表1に示す実施例9は、図5(a)に示すように4つの結束材4、5、6、7を備えた光ファイバユニット10を作成したものである。
図5(a)に示すように、SZ状に巻き付ける結束材が2本より多い場合であっても、結束材が2本の場合と同様に接着長Lおよび結束ピッチPが定義される。従って、3つ以上の結束材をSZ状に巻き付ける場合であっても、0.15≦L/(P/2)≦0.8を満たすように光ファイバユニット10を構成することで、接着部Bが不意に剥離するのを防止することができるとともに、製造時に結束材2、3の接着不良が発生するのを抑止することができる。
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した実施形態や変形例を適宜組み合わせてもよい。
1…光ファイバ 10…光ファイバユニット 2、3…結束材 100…光ファイバケーブル C2、C3…中心線 L…接着長 O…中心軸線 P…結束ピッチ

Claims (6)

  1. 複数の光ファイバと、
    複数の前記光ファイバを結束する少なくとも2つの結束材と、を備える光ファイバユニットであって、
    2つの前記結束材はSZ状に複数の前記光ファイバに巻き付けられるとともに、それぞれの反転部において互いに接着される接着部を形成し、
    前記接着部が前記光ファイバユニットの延びる長手方向に沿って延び、
    前記接着部の長手方向における長さをLとし、前記結束材の結束ピッチをPとするとき、
    0.15≦L/(P/2)≦0.8を満足する、
    光ファイバユニット。
  2. 前記結束材の中心線は、長手方向に沿って延びる直線部を有し、
    前記直線部が前記接着部に含まれている、請求項1に記載の光ファイバユニット。
  3. 2つの前記結束材の中心線における直線部が、前記接着部において互いに重なっている、請求項2に記載の光ファイバユニット。
  4. 2つの前記結束材の中心線が反転部において互いに交差し、複数の交点を形成している、請求項1に記載の光ファイバユニット。
  5. 前記接着部の接着強度が12.5gf以上かつ91.0gf以下である、請求項1から4のいずれか1項に記載の光ファイバユニット。
  6. 請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の光ファイバユニットと、
    前記光ファイバユニットを被覆するシースと、
    を備える、光ファイバケーブル。
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