JP4848805B2 - 光ケーブルの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、光ファイバユニットと共にテンションメンバ及び引裂き紐をシース内に埋設した光ケーブルの製造方法に関する。

一般的な光ケーブルとして、複数の光ファイバ心線を束ねたバンドル又は複数のテープ状光ファイバ心線を収納した光ファイバユニット（光ケーブルコアとも言う）の両側に、テンションメンバを配すると共に、光ファイバユニットに裂き紐を沿わせてシース被覆で被覆一体化する構成のものが知られている。図１は、前述の光ケーブルの概略を示す図で、図１（Ａ）は光ケーブルを架空に張る場合の支持線を有する自己支持型の構成例、図１（Ｂ）は支持線を有しない構成例を示した図である。

図１（Ａ）の自己支持型の光ケーブル１は、ケーブル本体部２と支持線部８を首部９で一体に連結した構成で、図１（Ｂ）の光ケーブル１’は、支持線部８及び首部９を有しない断面円形状の図１（Ａ）のケーブル本体部２のみで構成される。ケーブル本体部２は、中央に光ファイバユニット３を配し、その両側に光ケーブルに引張り強度を持たせるためのテンションメンバ（抗張力体ともいう）４を平行に配し、また、光ファイバユニット３に接するようにシース被覆を切り裂くための引裂き紐５を沿わせ、これらを一括被覆している。

２本のテンションメンバ４は、光ファイバユニット３の中心を通る直線上に並べられ、シース被覆６に埋設されて一体性を高めた配置とされている。引裂き紐５は、テンションメンバ４と重ならない位置、例えば、２本のテンションメンバ４を通る直線と直交する線上に配置される。また、引裂き紐５は、光ファイバユニット３からシース被覆６を引き剥がすという目的から、光ファイバユニット３の表面に接するように沿わす必要がある。そして、シース被覆６の外面に引裂き紐５の埋設位置を示す突条７を設けて、引裂き紐５を取り出しやすいようにしている。

しかし、シース被覆６を成形する際に、引裂き紐５がダイス出口に到達するまでに捻れたり相対的位置が安定しないことから、光ファイバユニット３の表面から離れてしまったり、また、突条７の位置からずれてしまうことがある。そこで、例えば、特許文献１に開示のように、ニップルを用いた押出成形装置で、引裂き紐をガイドするガイド管を、ニップル出口の手前で光ファイバユニット（ケーブルコア）のガイド管に連結させ、光ファイバユニットに引裂き紐を沿わせた状態で一括被覆することが知られている。
特開２００２−１９２５９１号公報

上記特許文献１に開示のように、引裂き紐用のガイド管をニップルの途中から光ファイバユニットのガイド管に合流させることで、引裂き紐を光ファイバユニットに接するように沿わせて一括被覆することは可能である。しかしながら、光ファイバユニットがニップル内を捻れて移動するような場合には、引裂き紐も光ファイバユニットに沿って回転し、埋設位置を示す突条からずれてしまうことがある。また、光ファイバユニットと一体になった状態で被覆されるので、引裂き紐が光ファイバユニット側に埋没して、引裂き紐とシース被覆との密着性が低下する。このため、シース被覆を切り裂くときに引裂き紐の抜けが生じやすく、切り裂きができなくなるという問題があった。

本発明は、上述した実情に鑑みてなされたもので、光ファイバユニットの捻れにより引裂き紐の位置ずれを解消でき、引裂き紐とシース被覆との密着力を所定値以上に維持して、シース被覆の切り裂きを確実に行うことができる光ケーブルの製造方法の提供を目的とする。

本発明による光ケーブルの製造方法は、光ファイバユニットの両側に直線状に並ぶように２本のテンションメンバを平行に配すると共に、光ファイバユニットに引裂き紐を沿わせて一括被覆する。被覆材料の押出成形用のニップル部には、光ファイバユニット、テンションメンバ並びに引裂き紐をそれぞれ通すガイド管を備えていて、光ファイバユニット用のガイド管の先端をダイスの出口位置に配置し、引裂き紐用のガイド管の先端を光ファイバユニット用のガイド管の先端より４.０ｍｍ〜１１.０ｍｍだけ後に配置する。そして、（ケーブル被覆後外径Ｄ２／ダイスの出口孔内径Ｄ１）を被覆外側の縮減率Ｒａとし、（光ファイバユニット外径ｄ２／光ファイバユニット用のガイド管外径ｄ１）を被覆内側の縮減率Ｒｂとしたとき、縮減率比（Ｒａ／Ｒｂ）が０.９〜１.００となるようにケーブル被覆を押出成形する。

本発明によれば、光ファイバユニットと引裂き紐は、互いに独立してガイドされるので、光ファイバユニットの捻れにより引裂き紐の位置がずれるのを解消することができる。また、光ファイバユニット用と引裂き紐用のガイド管の先端間の距離差と、ダイス出口部分のシース被覆の縮減率の関係を制御することにより、引裂き紐とシース被覆との密着力を適正化し引き抜けを防止することができる。

図により本発明の実施の形態を説明する。図１は光ケーブルの概略を説明する図、図２は本発明で用いられる押出成形装置の概略を説明する図、図３は図２の部分断面を示す図、図４は本発明によるシース被覆の成形状態を説明する図、図５は本発明によるシース被覆の縮減状態を説明する図である。図中、１，１’は光ケーブル、２はケーブル本体部、３は光ファイバユニット、４はテンションメンバ、５は引裂き紐、６はシース被覆、６’は被覆材料、７は突条、８は支持線部、９は首部、１０は支持線、１１は押出成形装置、１２はダイス部、１２ａは出口孔、１２ｂは内室部、１３はニップル部、１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄはガイド管を示す。

本発明の製造方法により製造される自己支持型の光ケーブル１は、図１（Ａ）に示すように、ケーブル本体部２と支持線部８を首部９で一体に連結した構成である。また、図１（Ｂ）の光ケーブル１’は、支持線部８及び首部９を有しない断面円形状のケーブル本体部２のみからなる構成である。ケーブル本体部２は、中央に光ファイバユニット３を配し、その両側に光ケーブルに引張り強度を持たせるためのテンションメンバ４を平行に配し、また、光ファイバユニット３に接するようにシース被覆６を切り裂くための引裂き紐５を沿わせ、これらをシース被覆６で一括被覆して構成される。

光ファイバユニット３は、例えば、複数の光ファイバ心線を束ねたバンドルを複数本撚り合わせ、あるいは複数枚の光ファイバテープ心線を積層した外側に、ポリプロピレンヤーンなどの緩衝材を巻き付けた構造のものが用いられる。テンションメンバ４は鋼線等の高抗張力線からなり、光ファイバユニット３の中心を通る直線上で、光ファイバユニット３の両側に所定の間隔を開けて平行に並べ、シース被覆６に埋設させて密着一体化するように配置される。

引裂き紐５は、テンションメンバ４と重ならない位置、例えば、２本のテンションメンバ４を通る直線と直交する線上に配置される。また、光ファイバユニット３からシース被覆６を引き剥がすという目的から、光ファイバユニット３の表面に接するように沿わせるとともに、シース被覆６から引き抜けないように埋設する。そして、シース被覆６の外面に引裂き紐５の埋設位置を示す突条７を設けて、引裂き紐５を取り出しやすいようにしている。
また、支持線部８の支持線１０は、光ケーブルを架空するのに十分な強度を持つ鋼撚線等が用いられ、光ファイバユニット３及びテンションメンバ４の中心を通る直線の延長上に配置される。

上述した光ケーブルは、図２に示すような押出成形装置１１によりシース被覆６が施される。押出成形装置１１は、ダイス部１２とニップル部１３を備え、ニップル部１３は複数のガイド管１４ａ〜１４ｄを有している。図３（Ａ）は図２のＡ−Ａ断面を示し、ダイス部１２の出口孔１２ａは、光ケーブルの外形にほぼ等しい形状となっている。また、図３（Ｂ）は図２のＢ−Ｂ断面を示し、ダイス部１２の出口孔１２ａとニップル部１３の先端部との間のダイス部１２の内室部１２ｂで、例えば、断面円形の室で形成される。そして、光ファイバユニット３、テンションメンバ４、引裂き紐５並びに支持線１０が、図３（Ａ）に示すような所定の配列状態になるように、それぞれのガイド管１４ａ〜１４ｄがニップル部１３の先端側から突き出るように設けられる。

図２に示すように、押出成形装置１１のダイス部１２の内室部１２ｂとニップル部１３との間に形成される間隙部分に、被覆材料が押出される。この被覆材料は、内室部１２ｂから出口孔１２ａに押出され、ニップル部１３の後方から導入されガイド管１４ａ〜１４ｄの先端から引き出される光ファイバユニット３、テンションメンバ４、引裂き紐５並びに支持線１０の周囲を一括して被覆する。

ガイド管１４ａは、光ファイバユニット３をガイドするもので、このガイド管１４ａの先端は、ダイス部１２の出口孔１２ａの先端位置とほぼ一致するように配置される。ガイド管１４ｂは、テンションメンバ４をガイドするもので、このガイド管１４ｂの先端は、ダイス部１２の出口孔１２ａより内側に位置するように配置される。ガイド管１４ｃは、引裂き紐５をガイドするもので、このガイド管１４ｃの先端はダイス部１２の出口孔１２ａの近傍で光ファイバユニット３のガイド管１４ａより、所定の距離だけ内側に配置される。ガイド管１４ｄは、支持線１０をイドするもので、このガイド管１４ｄの先端は、テンションメンバ４のガイド管１４ｂと同様にダイス部１２の出口孔１２ａより内側に位置するように配置される。

テンションメンバ４のガイド管１４ｂと支持線１０のガイド管１４ｄは、その先端が短く（ダイス部の出口孔１２ａより後方にある）形成されるが、シース被覆内に完全に埋設させて密着一体性を高めるために、ダイス部１２内で周囲に被覆材料が十分充填（付着）されるようにする。引裂き紐５のガイド管１４ｃは、引裂き紐５の外周全体がシース被覆内に完全に埋設されず、一部が光ファイバユニット３の外面に接している状態で埋設されているのが望ましい。しかし、シース被覆との密着力が弱いとシース被覆の切り裂き時に引き抜けが生じるため、ある程度の密着一体性を有していることも必要である。このため、引裂き紐５のガイド管１４ｃは、光ファイバユニット３のガイド管１４ａより、後述するように所定距離だけ後方に位置させる。

上述した押出成形装置によるシース被覆の形成は、図３（Ａ）のＣ−Ｃ断面で示す図４の形態で実施される。ダイス部１２とニップル部１３の間の内室部１２ｂ内に押出された被覆材料６’は、所定の粘度の溶融状態で出口孔１２ａからチューブ状に押出される。このチューブ状に押出された被覆材料６’は、ダイス部１２の出口孔１２ａと出口端がほぼ同じ位置にあるガイド管１４ａから引き出される光ファイバユニット３の表面に、チューブ径を縮小するように縮減して付与され、シース被覆６とされる。

引裂き紐５も光ファイバユニット３と同時にガイド管１４ｃから引き出されるが、光ファイバユニット３のガイド管１４ａの先端と引裂き紐５のガイド管１４ｃの先端との長さの差（距離）Ｌが大きいと、加圧された被覆材料６’が光ファイバユニット３のガイド管１４ａと引裂き紐５との間にも流れ込み、引裂き紐５はシース被覆６内に埋まってしまう。この距離Ｌが小さいと、被覆材料６’が光ファイバユニット３のガイド管１４ａと引裂き紐５との間に十分流れ込まないうちに引裂き紐５は光ファイバユニット３に接して、チューブ状に押出された被覆材料６’の縮減により光ファイバユニット３の表面に沿った状態で一体に被覆される。しかし、引裂き紐５とシース被覆６との密着性は多少低下し、引裂き紐５の引き抜け力は小さくなる。

ここで、光ケーブルのケーブル本体部２を成形するダイス部１２の出口孔１２ａの内径をＤ１、ケーブル本体部２のシース被覆（突条７を含まず）６の外径をＤ２とし、この時のシース被覆６の外側の縮減率Ｒａを（Ｄ２／Ｄ１）とする。また、光ファイバユニット３のガイド管１４ａの外径をｄ１、ケーブル本体部２のシース被覆６の内径をｄ２とし、この時のシース被覆６の内側の縮減率Ｒｂを（ｄ２／ｄ１）とする。そして、シース被覆６の外側と内側の縮減率の比（Ｒａ／Ｒｂ）が、後述するように所定の範囲内になるように成形条件を設定する。

図５は、上記の縮減率比（Ｒａ／Ｒｂ）によるシース被覆６の作用状態を説明する図で、図５（Ａ）は外側の縮減率Ｒａが内側の縮減率Ｒｂに対して大きい場合で、縮減率の内外差を解消しようとしてシース被覆６の内側が、光ファイバユニット３を締め付けようとする。このため、引裂き紐５の引抜力は大きくなるが、シース被覆６内に埋め込まれてしまう。図５（Ｂ）は外側の縮減率Ｒａが内側の縮減率Ｒｂに対して小さい場合で、縮減率の内外差を解消しようとしてシース被覆６の内側が、光ファイバユニット３から離れて外側に脹らもうとする。このため、引裂き紐５の周囲に空洞ができて、引抜力が低下する。

図６及び図７は、上述した光ケーブルの試験品を作製し、引裂き紐のシース被覆への埋設状態を試験した評価結果を示す図である。なお、試験用の光ケーブルとして、図１（Ａ）に示した自己支持型の光ケーブル構造で、光ファイバユニット３には、８心の光ファイバ心線をバンドルしたもの３本を撚って、ポリプロピレンヤーンを巻いて外径５.１ｍｍとしたものを用いた。また、支持線１０には、外径１.４ｍｍの鋼線を７本撚りした鋼撚線を用い、テンションメンバ４には、外径が０.７２ｍｍの鋼線を用いた。引裂き紐５は、外径が０.９ｍｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）紐を用いた。そして、シース被覆６の材料としては、直鎖低密度ポリエチレン（Ｌ-ＬＤＰＥ）を用い、ケーブル本体部２の外径を１０.５ｍｍ、支持線部８を含めたケーブル高さが１８.０ｍｍとなるように押出成形した。

試験品の光ケーブルは、光ファイバユニット３のガイド管１４ａの先端と引裂き紐５のガイド管１４ｃの先端との長さの差（距離）Ｌが、０.０ｍｍ（ガイド管１４ａとガイド管１４ｃの先端位置が同じ）、５.０ｍｍ、１０.０ｍｍ、１５.００ｍｍで設定して、複数種を作製した。また、前記の長さの差Ｌを異ならせるとともに、それぞれについてシース被覆６の縮減率比（Ｒａ／Ｒｂ）が０.８０、０.９０、１.００、１.１０になるように成形条件（例えば、被覆材料の粘度、成形線速等）を設定して、複数種を作製した。

この結果、引裂き紐のガイド管１４ｃと光ファイバユニットのガイド管１４ａとの長さの差Ｌを０.０ｍｍとした場合は、引裂き紐５と光ファイバユニット３の間に被覆材料６’が入り込む余裕がなく、引裂き紐５はシース被覆６内に埋まることなく光ファイバユニット３に接した状態で被覆される。しかし、縮減率比（Ｒａ／Ｒｂ）が０.８０〜１.１０のいずれの場合も引裂き紐５の引抜力が小さく（１２.０Ｎ／１０ｍ以下）、判定結果はいずれも不良であった。なお、引裂き紐５の引抜力は、３０Ｎ／１０ｍ以上でないとシース被覆６を切り裂く際に抜けてしまうため、引抜力が３０Ｎ／１０ｍ未満の場合は不良とされる。

前記の長さの差Ｌを５.０ｍｍとした場合は、縮減率比（Ｒａ／Ｒｂ）が０.８０〜１.００では、引裂き紐５はシース被覆６内に埋まることなく光ファイバユニット３に接した状態で被覆され、良好であった。しかし、縮減率比（Ｒａ／Ｒｂ）を１.１０とすると、シース被覆６の内側が、光ファイバユニット３から離れて外側に脹らみ、引裂き紐５と光ファイバユニット３との間に被覆材料６’が回り込むため、引裂き紐５はシース被覆６内に埋まってしまい、不良となった。引裂き紐５の引抜力は、縮減率比（Ｒａ／Ｒｂ）が０.８０では、１６Ｎ／１０ｍで不足し、０.９０〜１.１０では３０Ｎ／１０ｍ以上が確保できた。結果として、長さの差Ｌを５.０ｍｍとした場合は、縮減率比（Ｒａ／Ｒｂ）を０.９０〜１.００とするのが良好であった。

前記の長さの差Ｌを１０.０ｍｍとした場合も、縮減率比（Ｒａ／Ｒｂ）が０.８０〜１.００では、引裂き紐５はシース被覆６内に埋まることなく光ファイバユニット３に接した状態で被覆され、良好であった。しかし、縮減率比（Ｒａ／Ｒｂ）を１.１０とすると、シース被覆６の内側が、光ファイバユニット３から離れて外側に脹らみ、引裂き紐５と光ファイバユニット３との間に被覆材料６’が回り込むため、引裂き紐５はシース被覆６内に埋まってしまい、不良となった。引裂き紐５の引抜力は、縮減率比（Ｒａ／Ｒｂ）が０.８０では、２２Ｎ／１０ｍで不足し、０.９０〜１.１０では４０Ｎ／１０ｍ以上が確保できた。結果として、長さの差Ｌを１０.０ｍｍとした場合は、縮減率比（Ｒａ／Ｒｂ）を０.９０〜１.００とするのが良好であった。

前記の長さの差Ｌを１５.０ｍｍとした場合は、縮減率比（Ｒａ／Ｒｂ）が０.８０〜１.１０のいずれの場合も、引裂き紐５はシース被覆６内に埋まってしまい、不良となった。これは、長さの差Ｌが大きいため、加圧された被覆材料６’が光ファイバユニット３のガイド管１４ａと引裂き紐５との間にも流れ込み、引裂き紐５はシース被覆６内に埋め込まれてしまうことによる。引裂き紐５の引抜力は、いずれの場合も３０Ｎ／１０ｍ以上が確保できるが、引裂き紐５がシース被覆６内に埋まってしまうことから、良好な切り裂きを行うことができないので総合的には不良となった。

以上の評価結果から、図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示すように、点線で囲った範囲で光ファイバユニット３のガイド管と引裂き紐５のガイド管との長さの差Ｌ（両ガイド管の先端間の距離）及び縮減率比（Ｒａ／Ｒｂ）でケーブル被覆を押出成形する必要がある。すなわち、ガイド管との長さの差Ｌは、５.０ｍｍ〜１０.０ｍｍの範囲が好ましく、多少の裕度を持たせて４.０ｍｍ〜１１.０ｍｍに収める。また、（ケーブル被覆後外径Ｄ２／ダイス内径Ｄ１）を被覆外側の縮減率Ｒａとし、（光ファイバユニット外径ｄ２／光ファイバユニット用のガイド管外径ｄ１）を被覆内側の縮減率Ｒｂとしたとき、縮減率比（Ｒａ／Ｒｂ）が０.９〜１.０となるように成形条件を設定する必要がある。

本発明で対象とする光ケーブルの概略を説明する図である。 本発明で用いられる押出成形装置の概略を説明する図である。 図２の部分断面を示す図である。 本発明によるシース被覆の成形状態を説明する図である。 本発明によるシース被覆の縮減状態を説明する図である。 本発明の評価結果を説明する図である。 図６の評価結果をグラフ化した図である。

符号の説明

１，１’…光ケーブル、２…ケーブル本体部、３…光ファイバユニット、４…テンションメンバ、５…引裂き紐、６…シース被覆、６’…被覆材料、７…突条、８…支持線部、９…首部、１０…支持線、１１…押出成形装置、１２…ダイス部、１２ａ…出口孔、１２ｂ…内室部、１３…ニップル部、１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ…ガイド管。

Claims (2)

1. 光ファイバユニットの両側に直線状に並ぶように２本のテンションメンバを平行に配すると共に、前記光ファイバユニットに引裂き紐を沿わせて一括被覆する光ケーブルの製造方法であって、
   被覆材料の押出成形用のニップル部には、前記光ファイバユニット、前記テンションメンバ並びに前記引裂き紐をそれぞれ通すガイド管を備えていて、
   前記光ファイバユニット用のガイド管の先端をダイスの出口位置に配置し、前記引裂き紐用のガイド管の先端を前記光ファイバユニット用のガイド管の先端より４.０ｍｍ〜１１.０ｍｍ内方に配置し、
   （シース被覆後外径Ｄ２／ダイスの出口孔内径Ｄ１）を被覆外側の縮減率Ｒａとし、（光ファイバユニット外径ｄ２／光ファイバユニット用のガイド管外径ｄ１）を被覆内側の縮減率Ｒｂとしたとき、縮減率比（Ｒａ／Ｒｂ）が０.９〜１.００となるようにシース被覆を押出成形することを特徴とする光ケーブルの製造方法。
2. 前記２本のテンションメンバの中心を通る直線の延長上に支持線を配して一括被覆することを特徴とする請求項１に記載の光ケーブルの製造方法。

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