プラスチック光ファイバケーブル
環境温度等の変化によって生じるマイクロベンドの発生を抑制し、かつ、細径のプラスチック光ファイバケーブルを提供する。このプラスチック光ファイバケーブルは、複数のＰＯＦと、抗張力体とで構成され、ＰＯＦおよび抗張力体とが、断面方向で互いに２ヶ所以上で接触するように集束された状態で一体化されて集合体を形成している。抗張力体は集合体の中央に配置されていることが好ましい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
本発明は、複数のプラスチック光ファイバで構成されている通信用プラスチック光ファイバケーブルに関する。
【背景技術】
大容量の通信媒体として用いられている光ファイバは、石英ガラス光ファイバ（Ｓｉｌｉｃａ Ｇｌａｓｓ Ｆｉｂｅｒ）と、プラスチック光ファイバ（以下ＰＯＦと記す）に大別される。このうちＰＯＦは、石英ガラス光ファイバに比較してコア径が大きく、端末処理等の作業性に優れていることから各種用途が拡大している。特に、屈折率分布型のフッ素樹脂からなるＰＯＦは、伝送損失が１０ｄＢ／ｋｍ以下で、数百ｍ以上での適用が可能である。具体的な用途としては、インテリジェントビル（Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ）等のＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）用通信媒体として実用化が進められている。
光ファイバは、裸のまま（以下光ファイバ素線（Ｂａｒｅ Ｆｉｂｅｒ）と記す）では実用的ではない。光ファイバの保護、多芯化、コネクタ付け等の必要性から、光ファイバ素線に被覆を施したり、抗張力材等と複合化、すなわちケーブル化されて使用される。
このケーブル化において留意しなければならない特性の１つに、環境温度等の変化によって光ファイバにマイクロベンドが発生し、その結果伝送損失が劣化する現象がある。特に、通常のプラスチック光ファイバケーブルでは、コア径が１００μｍ以上のＰＯＦが使用されている。光ファイバでは、コア径が大きくファイバ径が小さくなると、微小曲がりによる損失は急激に増加することが知られている（Ｒ．Ｏｌｓｈａｎｓｋｙ，ＡＰＰＬＩＥＤ ＯＰＴＩＣＳ Ｖｏｌ．１４，１９７５，ｐｐ２０−２１）。そのため、石英ガラス光ファイバに比べてＰＯＦではマイクロベンドの発生を抑制する対策が必要となっている。
光ファイバのマイクロベンド抑制に関しては、いくつかの提案がなされている。例えば、特開２０００−２２１３７３号公報には、光ファイバ素線に３層被覆された複数の光ファイバ心線を、抗張力体と一体化されたチューブ内にルースに収納し、防水用ジェリー状混和物を充填し、光ファイバ心線が他の固形物と接触することを避けた光ファイバユニットが開示されている。
また、特開２０００−２７５４８２号公報には、光ファイバに一次被覆層が形成された複数の光ファイバ心線を中心テンションメンバーの周りに撚り合わせ、これらの周囲に低ヤング率でガラス転移温度が低温の一体化材を一括被覆した光ファイバユニットが開示されている。
更に特開２００２−３２８２７９号公報には、耐熱性、屈曲による機械的特性に優れ、伝送損失が増加しない光ファイバケーブルとして、外被層で囲まれた空間内に、軸芯部と複数の仕切り板部を有し、かつその断面が該軸芯部から外被層の内周面に向けて複数の仕切り板部が放射状に形成された形状を有し、外被層の内周面と接する先端に形成された拡大部と、該拡大部と軸芯部を連絡する連絡部とを有する仕切り板部によって前記空間内が複数の仕切り条溝に区画され、２本以上の光ファイバが仕切り条溝内に分散配置されている構成が開示されている。
また、特開２００２−３５０６９６号公報には、可撓性を有して取扱いが容易な光ファイバケーブルとして、複数本のプラスチック光ファイバおよび抗張力性補強部材を有する芯層、該芯層を包囲するようにフッ素樹脂製テープを巻回してなる緩衝層、並びに、該緩衝層の外側に設けられかつフッ素樹脂の溶融押出し被覆で形成された保護層を有する構成が開示されている。
上記の従来技術のうち、特開２０００−２２１３７３号公報のケーブルは、光海底ケーブルに用いられるため石英ガラス光ファイバが使用される。この構成でＰＯＦを用いた場合、高温ではＰＯＦの伸びがチューブより大きいためマイクロベンドが発生しやすくなり、石英ガラス光ファイバよりはるかに大きな損失増加が生じてしまうという問題があった。また、チューブ内径を大きくする方式も考えられるが、チューブ内径を大きくすると、ケーブル外径が大きくなり細径の実現は不可能となる。また、チューブ内にジェリー状混和物を注入すると、ＰＯＦとジェリー状混和物の線膨張係数の違いにより、温度変化に対してさらに損失増加が生じてしまう。
また、特開２０００−２７５４８２号公報のケーブルも、光海底ケーブルに用いられるために石英ガラス光ファイバが使用される。よって、この構成にＰＯＦを用いた場合も、ＰＯＦと一体化材の線膨張係数の差から温度変化に対してマイクロベンドが生じやすくなる。また、高温では中心のテンションメンバーよりＰＯＦの伸びが大きく一体化材のヤング率が小さいため伸びが抑制されず、やはりＰＯＦにマイクロベンドが発生しやすくなる。なお、上記同様にＰＯＦの外径を大きくする方式や、被覆を施すことにより外径を大きくする方式も考えられるが、結果的にケーブル外径が大きくなり細径のケーブルの実現が不可能となる。
また、特開２００２−３２８２７９号公報のケーブル構成においては仕切りスペーサを用い、特開２００２−３５０６９６号公報のケーブル構成においては緩衝槽および保護層が必要であるため、共にケーブルの構成が複雑で結果的にケーブル外径が大きくなってしまうという問題があった。
【発明の開示】
本発明の目的は、ＰＯＦのマイクロベンド発生を抑制し、かつ、細径のプラスチック光ファイバケーブルを提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明のプラスチック光ファイバケーブルの１つは、複数のプラスチック光ファイバで構成されるプラスチック光ファイバケーブルにおいて、前記プラスチック光ファイバが、断面方向で互いに２ヶ所以上で接触するように集束された状態で一体化されて集合体を形成していることを特徴とする。
また、本発明のプラスチック光ファイバケーブルの他の１つは、複数のプラスチック光ファイバと、該プラスチック光ファイバと同様な線膨張係数を有するダミーファイバとで構成されるプラスチック光ファイバケーブルにおいて、前記プラスチック光ファイバおよび前記ダミーファイバとが、断面方向で互いに２ヶ所以上で接触するように集束された状態で一体化されて集合体を形成していることを特徴とする。
更に、本発明のプラスチック光ファイバケーブルの更に他の１つは、複数のプラスチック光ファイバと、抗張力体とで構成されるプラスチック光ファイバケーブルにおいて、前記プラスチック光ファイバおよび前記抗張力体とが、断面方向で互いに２ヶ所以上で接触するように集束された状態で一体化されて集合体を形成していることを特徴とする。
また、本発明のプラスチック光ファイバケーブルの更に他の１つは、複数のプラスチック光ファイバと、該プラスチック光ファイバと同様な線膨張係数を有するダミーファイバと、抗張力体とで構成されるプラスチック光ファイバケーブルにおいて、前記プラスチック光ファイバと前記ダミーファイバと前記抗張力体とが、断面方向で互いに２ヶ所以上で接触するように集束された状態で一体化されて集合体を形成していることを特徴とする。
この場合、前記抗張力体が前記集合体の中心部に配置されていることが好ましい。また、前記抗張力体が金属線または繊維強化プラスチックであることが好ましい。
更に、前記集合体が、テープ状物で巻き付けられて一体化されているか、糸状物で巻き付けられて一体化されているか、または、集束された状態で互いに接触する接触部近傍のみが接着されて一体化されていることが好ましい。
本発明のプラスチック光ファイバケーブルによれば、複数のＰＯＦ同士、ＰＯＦとダミーファイバまたは抗張力体とが、集束して一体化されて集合体を形成するようにしたので、ＰＯＦの実効断面積が増加して、外力に対する曲がり難さが大幅に向上する。その結果、環境温度変化等によるマイクロベンドが生じ難くなる。
また、ＰＯＦは、曲がりに対しては石英ガラス光ファイバに比較して損失増加が生じやすいが、直線的な引張り、圧縮、側圧に対しては、石英ガラス光ファイバと同様に損失増加は生じ難い。そのため、複数のＰＯＦ同士、ＰＯＦとダミーファイバまたは抗張力体とを一体化して集合体を形成しても損失増加が生じることはない。
また、ケーブルの構成が単純であるので細径のプラスチック光ファイバケーブルを提供することができる。
更に、集合体の断面方向の中心部に抗張力体を配置した構成では、温度変化等の環境変化に対して、ＰＯＦの伸び、縮みを抑制し、残留応力をＰＯＦの直線的応力に変換させることを目的にしている。
例えば、この集合体の温度が上昇した場合、ＰＯＦの伸びは、集合体と抗張力体の引張弾性率の差に応じて抑制され、ＰＯＦ内には長手方向での直線的な圧縮応力が残存する。逆に温度が低下した場合はＰＯＦ内に直線的な引張応力が残存する。ＰＯＦは前述のように長手方向での直線的な外力に対しては損失増加を生じにくいために、これらの残存応力によって損失増加が生じることはない。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明のプラスチック光ファイバケーブルの一実施形態を示す断面図である。
図２は、本発明のプラスチック光ファイバケーブルの他の実施形態を示す断面図である。
図３は、本発明のプラスチック光ファイバケーブルの更に他の実施形態を示す断面図である。
図４は、本発明のプラスチック光ファイバケーブルの更に他の実施形態を示す断面図である。
図５は、本発明のプラスチック光ファイバケーブルの更に他の実施形態を示す断面図である。
【符号の説明】
１：ＰＯＦ、 ２：ダミーファイバ、 ３：抗張力体、 ４：テープ、
８：繊維抗張力体、 ９：被覆部、
１０、２０、３０、４０、５０：プラスチック光ファイバケーブル、
１５、２５、３５、４５、５５：集合体。
【発明を実施するための最良の形態】
以下、本発明のプラスチック光ファイバケーブルについて、図面を用いて詳細に説明する。
図１に示すように、このプラスチック光ファイバケーブル１０は、中心部にほぼ正方形状に集束されている４本のＰＯＦ１を、テープ４で一体化して得られる集合体１５と、集合体１５の外周を囲むように配置される繊維抗張力体８と、更に繊維抗張力体８の外周に被覆される被覆部９とで構成される４心ケーブルとなっている。
集合体１５を構成するＰＯＦ１の材質としては特に限定されず、例えば、フッ素樹脂からなる中心部とその外周を被覆するアクリル系樹脂とからなる屈折率分布型のプラスチック光ファイバ（以下フッ素樹脂系ＰＯＦという）や、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）等が使用できる。なかでも上記のフッ素樹脂系ＰＯＦを用いることが、伝送損失が低く、使用できる光の波長領域が広いことから好ましい。また、ＰＯＦ１の外径としては４００〜１０００μｍであることが好ましい。
このＰＯＦ１は、４本が断面方向で互いに２ヶ所以上で接触するように集束された状態で、テープ４によって巻きつけられて一体化されて集合体１５を形成している。
このような集合体１５を形成することにより、４本のＰＯＦ１が一体化されてＰＯＦの実効断面積はおよそ４倍となるので、外力に対する曲がり難さが大幅に向上する。その結果、環境温度変化等によるマイクロベンドは生じ難くなる。
集合体１５を構成するＰＯＦ１の本数は、断面方向で互いに２ヶ所以上で接触するように集束されていればよく特に限定されないが、３〜６本であることが好ましく、４本であることがより好ましい。
テープ４は、集合体１５を一体化する手段として用いられる。テープ４の材質は特に限定されないが、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエステル不織布、紙等を用いることができる。テープ４の幅や厚さも適宜選択可能である。このうちテープの幅は２〜１０ｍｍが好ましく、２〜５ｍｍがより好ましい。またテープの厚さは、３〜１００μｍが好ましく、３〜１０μｍがより好ましい。テープの厚さは、長手方向で均一な厚さとなることが好ましい。厚さが上記範囲より厚くなったり、長手方向で厚さが不均一な場合、ＰＯＦ１とテープ４との線膨張係数の差により、環境温度等の変化でＰＯＦ１にマイクロベンドが発生し、結果的に伝送損失を増大させる可能性があるので好ましくない。
巻きつけピッチはテープ幅と同等かそれ以上が好ましく、テープ幅の４〜１２倍がより好ましく、５〜１０倍が特に好ましく、６〜９倍が最も好ましい。ここで巻きつけピッチとは、１本のテープを巻く場合に、集合体の軸線を含む断面において、互いに隣り合うテープの相対応する２点（例えば幅方向の中心）を軸線に平行に計った距離をいう。例えばテープ幅が４ｍｍの場合に、巻きつけピッチが８ｍｍであれば、巻きつけピッチはテープ幅の２倍である。巻きつけピッチをこのような範囲にすることにより、集合体の一体化によるマイクロベンドの発生を抑制しつつ、ケーブル製造時における損失の増加も抑制できる。また、テープ４の長手方向には若干の弾性を有することが好ましい。
なお、本発明においては、集合体１５を一体化する手段はテープ４のようなテープ状物以外に、糸状物を巻きつけてもよい。このような糸状物としては、綿糸、絹糸等の天然糸、アクリル、ポリエステル等の合成繊維糸、アラミド繊維糸等が挙げられる。
また、断面方向で互いに２ヶ所以上で接触する接触部近傍のみを接着によって一体化してもよい。このような接着は、例えば、エポキシ系接着剤、シリコンシーリング剤によって行なうことができる。この場合、接着は接触部近傍のみが好ましい。広い外周面積での接着を行なうと、ＰＯＦと樹脂剤等との線膨張係数の差により、温度変化に応じてマイクロベンドが生じ、結果的に損失が増大してしまうので好ましくない。
集合体１５における、ＰＯＦ同士、または、ＰＯＦと後述するダミーファイバまたは抗張力体との側面の密着強度は、ファイバ外径５００μｍで、集合体からのＰＯＦ１本の長さ３０ｍｍあたりの引き抜き張力として、３０〜１０００ｇが好ましく、１００〜６００ｇがより好ましく、１００〜３５０ｇが特に好ましく、２００〜３００ｇが最も好ましい。密着強度が３０ｇ未満であると実効断面積の増大効果がなく、また、１０００ｇを超えるとテープ４等によってＰＯＦ１の外周部に変形を生じさせて集合体１５の加工時（実際にはケーブルの製造時）に損失増加が生じるので好ましくない。すなわち本発明において、集合体が一体化しているとは、好適には集合体からのＰＯＦ１本の長さ３０ｍｍあたりの引き抜き張力が上記範囲であることを好ましく意味する。
なお、集合体１５の周囲に配置される繊維抗張力体８としては、アラミド繊維、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）繊維、炭素繊維、ガラス繊維等が使用できる。また、繊維抗張力体８の外周に被覆される被覆部９としては、例えば、ポリ塩化ビニルや難燃性ポリエチレン等が使用可能であり特に限定されない。
以上のように、このプラスチック光ファイバケーブル１０によれば、環境温度等の変化によって生じるマイクロベンドの発生を抑制し、かつ、細径のプラスチック光ファイバケーブルを提供できる。具体的には、上記の構成によれば、マイクロベンドの発生を抑制しつつ、２〜５ｍｍ、好適には２〜３．５ｍｍの外径の、細いプラスチック光ファイバケーブル１０を得ることができる。
図４には、本発明の別の態様の１つであるプラスチック光ファイバケーブルの断面構造が示されている。なお、以下の実施形態の説明においては、前記実施形態と同一部分には同符合を付して、その説明を省略することにする。
このプラスチック光ファイバケーブル４０においては、図１に示された態様に加えて、さらに４本のＰＯＦ１の間の空隙の位置に、後述する抗張力体３を配置したものである。このとき例えばＰＯＦ１のファイバ外径が５００μｍである場合に、外径が約２００μｍの抗張力体を配置することが好ましい。この場合に被覆部の外径を２．６ｍｍとすることができ、細く耐久性に優れたプラスチック光ファイバケーブルが得られる。この構成にするとマイクロベンドの発生をより抑制することが可能である。
図２には、本発明の別の態様の１つであるプラスチック光ファイバケーブルの断面構造が示されている。
このプラスチック光ファイバケーブル２０においては、２本のＰＯＦ１と２本のダミーファイバ２とが交互に配置されている点が、図１のプラスチック光ファイバケーブル１０と異なっている。すなわち２本のＰＯＦ１と２本のダミーファイバ２によって、集合体２５が構成されている。ＰＯＦ１とダミーファイバとの合計の本数は３〜６本であることが好ましい。
このように、本発明においては、ダミーファイバを用いて実効断面積を増大させてもよく、これによっても、温度変化等によるマイクロベンドの発生を抑制することができる。
この場合、ダミーファイバ２は、ＰＯＦ１と全く同じものを用いてもよく、異なる構成のものを用いてもよいが、ダミーファイバ２はＰＯＦ１と同様な線膨張係数を有することが好ましい。線膨張係数が異なると、温度変化に対してマイクロベンドが生じやすくなり、伝送損失の増加が生じるので好ましくない。
ＰＯＦと異なる構成のダミーファイバ２としては、具体的には、例えば、ＰＯＦとして上記のフッ素樹脂系ＰＯＦを用いる場合、これと同程度の外径を有するアクリルファイバ等を用いることができる。この場合、両者の線膨張係数は共に８×１０−５／℃程度である。
なお、本発明における、ＰＯＦおよびダミーファイバとが断面方向で互いに２ヶ所以上で接触するように集束された状態とは、図２のような接触状態を含む概念であり、接触箇所には、ＰＯＦ同士の接触箇所のみならず、ＰＯＦとダミーファイバとの接触箇所も含まれる。
図５には、本発明の別の態様の１つであるプラスチック光ファイバケーブルの断面構造が示されている。このプラスチック光ファイバケーブル５０においては、図２に示された態様に加えて、さらに集合体４５の中心の空隙の位置に、後述する抗張力体３を配置したものである。
図３には、本発明の更に別の態様の１つであるプラスチック光ファイバケーブルの断面構造が示されている。このプラスチック光ファイバケーブル３０においては、集合体３５が、中心部の抗張力体３の周囲に６本のＰＯＦ１が撚り合せられ、その外周がテープ４で巻きつけられて一体化され、集合体３５が形成されている６心ケーブルである。
抗張力体３としては、例えば、亜鉛メッキ硬鋼線、銅合金線、ステンレス線等の金属線や、アラミド繊維、ガラス繊維等を樹脂で固化した繊維強化プラスチック等が好ましく用いられる。抗張力体として金属線を用いると、材料が入手しやすい等の点で好ましい。また抗張力体として繊維強化プラスチックを用いると、抗張力体と繊維抗張力体との線膨張係数を合わせやすく、導電体を用いないプラスチック光ファイバケーブルが得られる点で好ましい。
本発明のプラスチック光ファイバケーブルにおいて、集合体の中心部に抗張力体を配置し、さらに集合体の外周を囲むように繊維抗張力体が配置される場合に、該抗張力体および該繊維抗張力体のそれぞれの線膨張係数がほぼ等しいことが好ましい。ここでほぼ等しいとは、一方の線膨張係数が他方の線膨張係数の５倍以内、好ましくは３倍以内であることを意味する。例えば抗張力体として金属線を用い、繊維抗張力体としてアラミド繊維を用いる場合に、金属線としては銅合金線を用いることが、抗張力体と繊維抗張力体とのそれぞれの線膨張係数が近い点から好ましい。
この集合体３５で温度変化が生じると、ＰＯＦ１の伸びまたは縮みは、中心部の抗張力体３によって制約を受け、伸縮方向は横弾性率の大きい抗張力体３に沿った方向となり、かつ伸び量も抑制される。その結果、ＰＯＦ１には温度変化に応じた圧縮または引張り応力が発生する。
例えば、常温に対して４５℃の温度低下が生じた時、集合体３５の縮みは０．４％となり、一本あたりのＰＯＦ１の引張応力は伸び率で０．３５％に相当する値となる。
ＰＯＦ１は、直線的な引張応力に対しては約３％の伸びまでは損失増加が生じることはないので、上記の０．３５％程度の引張応力では損失増加が生じることはない。一方、逆に高温側への温度変化があった場合は、ＰＯＦ１の伸びが抑制され、その結果ＰＯＦ１へは圧縮応力が発生する。引張応力と同様にＰＯＦ１は圧縮に対しても損失増加は生じない。したがって、この構成によれば、特に温度変化に対して優れた伝送特性を実現することができる。
【実施例】
以下、本発明を実施例および比較例により具体的に説明する。
【実施例１】
以下の構成材料によって、図１に示すような構成の４心のプラスチック光ファイバケーブル１０を製造した。
ＰＯＦ１としては、フッ素樹脂系ＰＯＦ（ファイバ外径５００μｍ、コア径１２０μｍ、クラッド径２５０μｍ、クラッドの外周をファイバ外径５００μｍとなるようにアクリル系樹脂で被覆、ＮＡが０．１８５、旭硝子株式会社製：商品名「ルキナ」）を用いた。線膨張係数は、８×１０−５／℃である。
これを図１のように４本集束して、テープ４を用いてテープ幅と同じ巻きつけピッチで隙間なく４本のＰＯＦ１を一体化して集合体１５を得た。テープ４としては、テープ厚５μｍ、テープ幅４ｍｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）テープを用いた。なお、集合体１５でのＰＯＦ１の引き抜き張力は４００ｇ／３０ｍｍであった。
繊維抗張力体８としてはアラミド繊維（１２７０デシテックス、４本使用）を用いた。被覆部９としては軟質塩化ビニル樹脂を用い、内径が２．０ｍｍ、外径が３．０ｍｍとなるように被覆した。
【実施例２】
図１の構成において、対角線上の２本のＰＯＦ１の代わりに２本のダミーファイバ２を用いた以外は実施例１と同様にして、図２のような構成の、集合体２５を有するプラスチック光ファイバケーブル２０を製造した。ダミーファイバ２としては、外径５００μｍのアクリルファイバ（線膨張係数：８×１０−５／℃）を用い、ＰＯＦ１、テープ４、繊維抗張力体８、被覆部９は実施例１と同様のものを用いた。なお、集合体２５でのＰＯＦ１の引き抜き張力は４００ｇ／３０ｍｍであった。
【実施例３】
図３に示すような構成の、中央の抗張力体３の周囲に６本のＰＯＦ１が配置された構成である集合体３５を作成し、６心のプラスチック光ファイバケーブル３０を製造した。抗張力体３としては、線径５００μｍの亜鉛メッキ硬鋼線を用い、ＰＯＦ１、テープ４、繊維抗張力体８は実施例１と同様のものを用い、被覆部９としては軟質塩化ビニル樹脂を用い、内径が２．２ｍｍ、外径が３．２ｍｍとなるように被覆した。なお、集合体３５でのＰＯＦ１の引き抜き張力は６００ｇ／３０ｍｍであった。
【実施例４】
図４に示すような構成の、中央の抗張力体３の周囲に４本のＰＯＦ１が配置された構成である集合体４５を作成し、４心のプラスチック光ファイバケーブル４０を製造した。抗張力体３としては、線径２００μｍの銅合金（銅／銀の比率は９０／１０）線を用いた。ＰＯＦ１、繊維抗張力体８は実施例１と同様のものを用いた。テープ４としては、厚さが４μｍ、テープ幅が２．５ｍｍのＰＥＴテープを用い、巻きつけピッチはテープ幅と同じ２．５ｍｍとして隙間なく巻きつけた。被覆部９としては軟質塩化ビニル樹脂を用い、内径が１．８ｍｍ、外径が２．６ｍｍとなるように被覆した。なお、集合体４５でのＰＯＦ１の引き抜き張力は６００ｇ／３０ｍｍであった。
【実施例５】
テープの巻きつけピッチを１０ｍｍ（テープ幅の４倍）とした以外は、実施例４と同様にしてプラスチック光ファイバケーブルを製造した。集合体でのＰＯＦの引き抜き張力は４００ｇ／３０ｍｍであった。
【実施例６】
テープの巻きつけピッチを２０ｍｍ（テープ幅の８倍）とした以外は、実施例４と同様にしてプラスチック光ファイバケーブルを製造した。集合体でのＰＯＦの引き抜き張力は３００ｇ／３０ｍｍであった。
【実施例７】
テープの巻きつけピッチを２５ｍｍ（テープ幅の１０倍）とした以外は、実施例４と同様にしてプラスチック光ファイバケーブルを製造した。集合体でのＰＯＦの引き抜き張力は１００ｇ／３０ｍｍであった。
比較例１
実施例１と同じ寸法を持つ軟質塩化ビニル樹脂の被覆チューブ内に４本のＰＯＦ１をルーズに収納し、更に被覆チューブ内に実施例１のアラミド繊維４本を配置した。
比較例２
テープの巻きつけピッチを４０ｍｍ（テープ幅の１６倍）とした以外は、実施例４と同様にしてプラスチック光ファイバケーブルを製造した。しかし集合体はところどころで一体化していない部分が見られた。集合体でのＰＯＦの引き抜き張力は２０ｇ／３０ｍｍであった。
試験例
実施例１〜７の集合体、比較例２の集合体、およびＰＯＦ１の単体について、微小曲がり損失を測定した。また、実施例１〜７、比較例１〜２のプラスチック光ファイバケーブルについて、ケーブル製造時の損失増加（ｄＢ／ｋｍ）、ケーブルの損失変化（ｄＢ／ｋｍ）の温度特性をＪＩＳ Ｃ−６８２３に規定されるカットバック法により測定した。
微小曲がり損失測定は、平板上に設置した外径０．４ｍｍの鋼線上に集合体または１本のＰＯＦを設置して１ｍｍ厚のゴム板を介して５５０ｇ／４０ｍｍの荷重をかけた時の損失増加を測定した。また、温度特性測定は、２５℃を基準として７０℃と−２０℃での損失変化を測定した。その結果を表１に示す。
表１の結果より、実施例における集合体の微小曲がり損失は、単体のプラスチック光ファイバに比較して小さく、ＰＯＦを一体化して集合体とすることによって微小曲がり損失が生じにくくなっている。また、温度特性も比較例１に比較して小さく、集合体とすることによりマイクロベンドの発生が抑制されている。さらに、中心部に抗張力体を配置した構成の実施例３〜７においては、抗張力体がない構成である実施例１、２に比較して温度特性がさらに改善されている。またテープの巻きつけピッチを広くし適切な範囲にした実施例５〜７においては、ケーブル製造時の損失増加も低く抑制できている。
【産業上の利用の可能性】
以上説明したように、本発明によれば、ＰＯＦ同士、ＰＯＦとダミーファイバまたは抗張力体とが、断面方向で互いに２ヶ所以上で接触するように集束された状態で一体化されて集合体を形成している。これにより、実質的なファイバ断面積が増大し、ＰＯＦ内の残留応力が直線的な引張または圧縮応力となっている。このため、環境温度等の変化に対するマイクロベンドが抑制され、安定な伝送特性を有するプラスチック光ファイバケーブルを提供することができる。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【技術分野】
本発明は、複数のプラスチック光ファイバで構成されている通信用プラスチック光ファイバケーブルに関する。
【背景技術】
大容量の通信媒体として用いられている光ファイバは、石英ガラス光ファイバ（Ｓｉｌｉｃａ Ｇｌａｓｓ Ｆｉｂｅｒ）と、プラスチック光ファイバ（以下ＰＯＦと記す）に大別される。このうちＰＯＦは、石英ガラス光ファイバに比較してコア径が大きく、端末処理等の作業性に優れていることから各種用途が拡大している。特に、屈折率分布型のフッ素樹脂からなるＰＯＦは、伝送損失が１０ｄＢ／ｋｍ以下で、数百ｍ以上での適用が可能である。具体的な用途としては、インテリジェントビル（Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ）等のＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）用通信媒体として実用化が進められている。
光ファイバは、裸のまま（以下光ファイバ素線（Ｂａｒｅ Ｆｉｂｅｒ）と記す）では実用的ではない。光ファイバの保護、多芯化、コネクタ付け等の必要性から、光ファイバ素線に被覆を施したり、抗張力材等と複合化、すなわちケーブル化されて使用される。
このケーブル化において留意しなければならない特性の１つに、環境温度等の変化によって光ファイバにマイクロベンドが発生し、その結果伝送損失が劣化する現象がある。特に、通常のプラスチック光ファイバケーブルでは、コア径が１００μｍ以上のＰＯＦが使用されている。光ファイバでは、コア径が大きくファイバ径が小さくなると、微小曲がりによる損失は急激に増加することが知られている（Ｒ．Ｏｌｓｈａｎｓｋｙ，ＡＰＰＬＩＥＤ ＯＰＴＩＣＳ Ｖｏｌ．１４，１９７５，ｐｐ２０−２１）。そのため、石英ガラス光ファイバに比べてＰＯＦではマイクロベンドの発生を抑制する対策が必要となっている。
光ファイバのマイクロベンド抑制に関しては、いくつかの提案がなされている。例えば、特開２０００−２２１３７３号公報には、光ファイバ素線に３層被覆された複数の光ファイバ心線を、抗張力体と一体化されたチューブ内にルースに収納し、防水用ジェリー状混和物を充填し、光ファイバ心線が他の固形物と接触することを避けた光ファイバユニットが開示されている。
また、特開２０００−２７５４８２号公報には、光ファイバに一次被覆層が形成された複数の光ファイバ心線を中心テンションメンバーの周りに撚り合わせ、これらの周囲に低ヤング率でガラス転移温度が低温の一体化材を一括被覆した光ファイバユニットが開示されている。
更に特開２００２−３２８２７９号公報には、耐熱性、屈曲による機械的特性に優れ、伝送損失が増加しない光ファイバケーブルとして、外被層で囲まれた空間内に、軸芯部と複数の仕切り板部を有し、かつその断面が該軸芯部から外被層の内周面に向けて複数の仕切り板部が放射状に形成された形状を有し、外被層の内周面と接する先端に形成された拡大部と、該拡大部と軸芯部を連絡する連絡部とを有する仕切り板部によって前記空間内が複数の仕切り条溝に区画され、２本以上の光ファイバが仕切り条溝内に分散配置されている構成が開示されている。
また、特開２００２−３５０６９６号公報には、可撓性を有して取扱いが容易な光ファイバケーブルとして、複数本のプラスチック光ファイバおよび抗張力性補強部材を有する芯層、該芯層を包囲するようにフッ素樹脂製テープを巻回してなる緩衝層、並びに、該緩衝層の外側に設けられかつフッ素樹脂の溶融押出し被覆で形成された保護層を有する構成が開示されている。
上記の従来技術のうち、特開２０００−２２１３７３号公報のケーブルは、光海底ケーブルに用いられるため石英ガラス光ファイバが使用される。この構成でＰＯＦを用いた場合、高温ではＰＯＦの伸びがチューブより大きいためマイクロベンドが発生しやすくなり、石英ガラス光ファイバよりはるかに大きな損失増加が生じてしまうという問題があった。また、チューブ内径を大きくする方式も考えられるが、チューブ内径を大きくすると、ケーブル外径が大きくなり細径の実現は不可能となる。また、チューブ内にジェリー状混和物を注入すると、ＰＯＦとジェリー状混和物の線膨張係数の違いにより、温度変化に対してさらに損失増加が生じてしまう。
また、特開２０００−２７５４８２号公報のケーブルも、光海底ケーブルに用いられるために石英ガラス光ファイバが使用される。よって、この構成にＰＯＦを用いた場合も、ＰＯＦと一体化材の線膨張係数の差から温度変化に対してマイクロベンドが生じやすくなる。また、高温では中心のテンションメンバーよりＰＯＦの伸びが大きく一体化材のヤング率が小さいため伸びが抑制されず、やはりＰＯＦにマイクロベンドが発生しやすくなる。なお、上記同様にＰＯＦの外径を大きくする方式や、被覆を施すことにより外径を大きくする方式も考えられるが、結果的にケーブル外径が大きくなり細径のケーブルの実現が不可能となる。
また、特開２００２−３２８２７９号公報のケーブル構成においては仕切りスペーサを用い、特開２００２−３５０６９６号公報のケーブル構成においては緩衝槽および保護層が必要であるため、共にケーブルの構成が複雑で結果的にケーブル外径が大きくなってしまうという問題があった。
【発明の開示】
本発明の目的は、ＰＯＦのマイクロベンド発生を抑制し、かつ、細径のプラスチック光ファイバケーブルを提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明のプラスチック光ファイバケーブルの１つは、複数のプラスチック光ファイバで構成されるプラスチック光ファイバケーブルにおいて、前記プラスチック光ファイバが、断面方向で互いに２ヶ所以上で接触するように集束された状態で一体化されて集合体を形成していることを特徴とする。
また、本発明のプラスチック光ファイバケーブルの他の１つは、複数のプラスチック光ファイバと、該プラスチック光ファイバと同様な線膨張係数を有するダミーファイバとで構成されるプラスチック光ファイバケーブルにおいて、前記プラスチック光ファイバおよび前記ダミーファイバとが、断面方向で互いに２ヶ所以上で接触するように集束された状態で一体化されて集合体を形成していることを特徴とする。
更に、本発明のプラスチック光ファイバケーブルの更に他の１つは、複数のプラスチック光ファイバと、抗張力体とで構成されるプラスチック光ファイバケーブルにおいて、前記プラスチック光ファイバおよび前記抗張力体とが、断面方向で互いに２ヶ所以上で接触するように集束された状態で一体化されて集合体を形成していることを特徴とする。
また、本発明のプラスチック光ファイバケーブルの更に他の１つは、複数のプラスチック光ファイバと、該プラスチック光ファイバと同様な線膨張係数を有するダミーファイバと、抗張力体とで構成されるプラスチック光ファイバケーブルにおいて、前記プラスチック光ファイバと前記ダミーファイバと前記抗張力体とが、断面方向で互いに２ヶ所以上で接触するように集束された状態で一体化されて集合体を形成していることを特徴とする。
この場合、前記抗張力体が前記集合体の中心部に配置されていることが好ましい。また、前記抗張力体が金属線または繊維強化プラスチックであることが好ましい。
更に、前記集合体が、テープ状物で巻き付けられて一体化されているか、糸状物で巻き付けられて一体化されているか、または、集束された状態で互いに接触する接触部近傍のみが接着されて一体化されていることが好ましい。
本発明のプラスチック光ファイバケーブルによれば、複数のＰＯＦ同士、ＰＯＦとダミーファイバまたは抗張力体とが、集束して一体化されて集合体を形成するようにしたので、ＰＯＦの実効断面積が増加して、外力に対する曲がり難さが大幅に向上する。その結果、環境温度変化等によるマイクロベンドが生じ難くなる。
また、ＰＯＦは、曲がりに対しては石英ガラス光ファイバに比較して損失増加が生じやすいが、直線的な引張り、圧縮、側圧に対しては、石英ガラス光ファイバと同様に損失増加は生じ難い。そのため、複数のＰＯＦ同士、ＰＯＦとダミーファイバまたは抗張力体とを一体化して集合体を形成しても損失増加が生じることはない。
また、ケーブルの構成が単純であるので細径のプラスチック光ファイバケーブルを提供することができる。
更に、集合体の断面方向の中心部に抗張力体を配置した構成では、温度変化等の環境変化に対して、ＰＯＦの伸び、縮みを抑制し、残留応力をＰＯＦの直線的応力に変換させることを目的にしている。
例えば、この集合体の温度が上昇した場合、ＰＯＦの伸びは、集合体と抗張力体の引張弾性率の差に応じて抑制され、ＰＯＦ内には長手方向での直線的な圧縮応力が残存する。逆に温度が低下した場合はＰＯＦ内に直線的な引張応力が残存する。ＰＯＦは前述のように長手方向での直線的な外力に対しては損失増加を生じにくいために、これらの残存応力によって損失増加が生じることはない。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明のプラスチック光ファイバケーブルの一実施形態を示す断面図である。
図２は、本発明のプラスチック光ファイバケーブルの他の実施形態を示す断面図である。
図３は、本発明のプラスチック光ファイバケーブルの更に他の実施形態を示す断面図である。
図４は、本発明のプラスチック光ファイバケーブルの更に他の実施形態を示す断面図である。
図５は、本発明のプラスチック光ファイバケーブルの更に他の実施形態を示す断面図である。
【符号の説明】
１：ＰＯＦ、 ２：ダミーファイバ、 ３：抗張力体、 ４：テープ、
８：繊維抗張力体、 ９：被覆部、
１０、２０、３０、４０、５０：プラスチック光ファイバケーブル、
１５、２５、３５、４５、５５：集合体。
【発明を実施するための最良の形態】
以下、本発明のプラスチック光ファイバケーブルについて、図面を用いて詳細に説明する。
図１に示すように、このプラスチック光ファイバケーブル１０は、中心部にほぼ正方形状に集束されている４本のＰＯＦ１を、テープ４で一体化して得られる集合体１５と、集合体１５の外周を囲むように配置される繊維抗張力体８と、更に繊維抗張力体８の外周に被覆される被覆部９とで構成される４心ケーブルとなっている。
集合体１５を構成するＰＯＦ１の材質としては特に限定されず、例えば、フッ素樹脂からなる中心部とその外周を被覆するアクリル系樹脂とからなる屈折率分布型のプラスチック光ファイバ（以下フッ素樹脂系ＰＯＦという）や、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）等が使用できる。なかでも上記のフッ素樹脂系ＰＯＦを用いることが、伝送損失が低く、使用できる光の波長領域が広いことから好ましい。また、ＰＯＦ１の外径としては４００〜１０００μｍであることが好ましい。
このＰＯＦ１は、４本が断面方向で互いに２ヶ所以上で接触するように集束された状態で、テープ４によって巻きつけられて一体化されて集合体１５を形成している。
このような集合体１５を形成することにより、４本のＰＯＦ１が一体化されてＰＯＦの実効断面積はおよそ４倍となるので、外力に対する曲がり難さが大幅に向上する。その結果、環境温度変化等によるマイクロベンドは生じ難くなる。
集合体１５を構成するＰＯＦ１の本数は、断面方向で互いに２ヶ所以上で接触するように集束されていればよく特に限定されないが、３〜６本であることが好ましく、４本であることがより好ましい。
テープ４は、集合体１５を一体化する手段として用いられる。テープ４の材質は特に限定されないが、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエステル不織布、紙等を用いることができる。テープ４の幅や厚さも適宜選択可能である。このうちテープの幅は２〜１０ｍｍが好ましく、２〜５ｍｍがより好ましい。またテープの厚さは、３〜１００μｍが好ましく、３〜１０μｍがより好ましい。テープの厚さは、長手方向で均一な厚さとなることが好ましい。厚さが上記範囲より厚くなったり、長手方向で厚さが不均一な場合、ＰＯＦ１とテープ４との線膨張係数の差により、環境温度等の変化でＰＯＦ１にマイクロベンドが発生し、結果的に伝送損失を増大させる可能性があるので好ましくない。
巻きつけピッチはテープ幅と同等かそれ以上が好ましく、テープ幅の４〜１２倍がより好ましく、５〜１０倍が特に好ましく、６〜９倍が最も好ましい。ここで巻きつけピッチとは、１本のテープを巻く場合に、集合体の軸線を含む断面において、互いに隣り合うテープの相対応する２点（例えば幅方向の中心）を軸線に平行に計った距離をいう。例えばテープ幅が４ｍｍの場合に、巻きつけピッチが８ｍｍであれば、巻きつけピッチはテープ幅の２倍である。巻きつけピッチをこのような範囲にすることにより、集合体の一体化によるマイクロベンドの発生を抑制しつつ、ケーブル製造時における損失の増加も抑制できる。また、テープ４の長手方向には若干の弾性を有することが好ましい。
なお、本発明においては、集合体１５を一体化する手段はテープ４のようなテープ状物以外に、糸状物を巻きつけてもよい。このような糸状物としては、綿糸、絹糸等の天然糸、アクリル、ポリエステル等の合成繊維糸、アラミド繊維糸等が挙げられる。
また、断面方向で互いに２ヶ所以上で接触する接触部近傍のみを接着によって一体化してもよい。このような接着は、例えば、エポキシ系接着剤、シリコンシーリング剤によって行なうことができる。この場合、接着は接触部近傍のみが好ましい。広い外周面積での接着を行なうと、ＰＯＦと樹脂剤等との線膨張係数の差により、温度変化に応じてマイクロベンドが生じ、結果的に損失が増大してしまうので好ましくない。
集合体１５における、ＰＯＦ同士、または、ＰＯＦと後述するダミーファイバまたは抗張力体との側面の密着強度は、ファイバ外径５００μｍで、集合体からのＰＯＦ１本の長さ３０ｍｍあたりの引き抜き張力として、３０〜１０００ｇが好ましく、１００〜６００ｇがより好ましく、１００〜３５０ｇが特に好ましく、２００〜３００ｇが最も好ましい。密着強度が３０ｇ未満であると実効断面積の増大効果がなく、また、１０００ｇを超えるとテープ４等によってＰＯＦ１の外周部に変形を生じさせて集合体１５の加工時（実際にはケーブルの製造時）に損失増加が生じるので好ましくない。すなわち本発明において、集合体が一体化しているとは、好適には集合体からのＰＯＦ１本の長さ３０ｍｍあたりの引き抜き張力が上記範囲であることを好ましく意味する。
なお、集合体１５の周囲に配置される繊維抗張力体８としては、アラミド繊維、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）繊維、炭素繊維、ガラス繊維等が使用できる。また、繊維抗張力体８の外周に被覆される被覆部９としては、例えば、ポリ塩化ビニルや難燃性ポリエチレン等が使用可能であり特に限定されない。
以上のように、このプラスチック光ファイバケーブル１０によれば、環境温度等の変化によって生じるマイクロベンドの発生を抑制し、かつ、細径のプラスチック光ファイバケーブルを提供できる。具体的には、上記の構成によれば、マイクロベンドの発生を抑制しつつ、２〜５ｍｍ、好適には２〜３．５ｍｍの外径の、細いプラスチック光ファイバケーブル１０を得ることができる。
図４には、本発明の別の態様の１つであるプラスチック光ファイバケーブルの断面構造が示されている。なお、以下の実施形態の説明においては、前記実施形態と同一部分には同符合を付して、その説明を省略することにする。
このプラスチック光ファイバケーブル４０においては、図１に示された態様に加えて、さらに４本のＰＯＦ１の間の空隙の位置に、後述する抗張力体３を配置したものである。このとき例えばＰＯＦ１のファイバ外径が５００μｍである場合に、外径が約２００μｍの抗張力体を配置することが好ましい。この場合に被覆部の外径を２．６ｍｍとすることができ、細く耐久性に優れたプラスチック光ファイバケーブルが得られる。この構成にするとマイクロベンドの発生をより抑制することが可能である。
図２には、本発明の別の態様の１つであるプラスチック光ファイバケーブルの断面構造が示されている。
このプラスチック光ファイバケーブル２０においては、２本のＰＯＦ１と２本のダミーファイバ２とが交互に配置されている点が、図１のプラスチック光ファイバケーブル１０と異なっている。すなわち２本のＰＯＦ１と２本のダミーファイバ２によって、集合体２５が構成されている。ＰＯＦ１とダミーファイバとの合計の本数は３〜６本であることが好ましい。
このように、本発明においては、ダミーファイバを用いて実効断面積を増大させてもよく、これによっても、温度変化等によるマイクロベンドの発生を抑制することができる。
この場合、ダミーファイバ２は、ＰＯＦ１と全く同じものを用いてもよく、異なる構成のものを用いてもよいが、ダミーファイバ２はＰＯＦ１と同様な線膨張係数を有することが好ましい。線膨張係数が異なると、温度変化に対してマイクロベンドが生じやすくなり、伝送損失の増加が生じるので好ましくない。
ＰＯＦと異なる構成のダミーファイバ２としては、具体的には、例えば、ＰＯＦとして上記のフッ素樹脂系ＰＯＦを用いる場合、これと同程度の外径を有するアクリルファイバ等を用いることができる。この場合、両者の線膨張係数は共に８×１０−５／℃程度である。
なお、本発明における、ＰＯＦおよびダミーファイバとが断面方向で互いに２ヶ所以上で接触するように集束された状態とは、図２のような接触状態を含む概念であり、接触箇所には、ＰＯＦ同士の接触箇所のみならず、ＰＯＦとダミーファイバとの接触箇所も含まれる。
図５には、本発明の別の態様の１つであるプラスチック光ファイバケーブルの断面構造が示されている。このプラスチック光ファイバケーブル５０においては、図２に示された態様に加えて、さらに集合体４５の中心の空隙の位置に、後述する抗張力体３を配置したものである。
図３には、本発明の更に別の態様の１つであるプラスチック光ファイバケーブルの断面構造が示されている。このプラスチック光ファイバケーブル３０においては、集合体３５が、中心部の抗張力体３の周囲に６本のＰＯＦ１が撚り合せられ、その外周がテープ４で巻きつけられて一体化され、集合体３５が形成されている６心ケーブルである。
抗張力体３としては、例えば、亜鉛メッキ硬鋼線、銅合金線、ステンレス線等の金属線や、アラミド繊維、ガラス繊維等を樹脂で固化した繊維強化プラスチック等が好ましく用いられる。抗張力体として金属線を用いると、材料が入手しやすい等の点で好ましい。また抗張力体として繊維強化プラスチックを用いると、抗張力体と繊維抗張力体との線膨張係数を合わせやすく、導電体を用いないプラスチック光ファイバケーブルが得られる点で好ましい。
本発明のプラスチック光ファイバケーブルにおいて、集合体の中心部に抗張力体を配置し、さらに集合体の外周を囲むように繊維抗張力体が配置される場合に、該抗張力体および該繊維抗張力体のそれぞれの線膨張係数がほぼ等しいことが好ましい。ここでほぼ等しいとは、一方の線膨張係数が他方の線膨張係数の５倍以内、好ましくは３倍以内であることを意味する。例えば抗張力体として金属線を用い、繊維抗張力体としてアラミド繊維を用いる場合に、金属線としては銅合金線を用いることが、抗張力体と繊維抗張力体とのそれぞれの線膨張係数が近い点から好ましい。
この集合体３５で温度変化が生じると、ＰＯＦ１の伸びまたは縮みは、中心部の抗張力体３によって制約を受け、伸縮方向は横弾性率の大きい抗張力体３に沿った方向となり、かつ伸び量も抑制される。その結果、ＰＯＦ１には温度変化に応じた圧縮または引張り応力が発生する。
例えば、常温に対して４５℃の温度低下が生じた時、集合体３５の縮みは０．４％となり、一本あたりのＰＯＦ１の引張応力は伸び率で０．３５％に相当する値となる。
ＰＯＦ１は、直線的な引張応力に対しては約３％の伸びまでは損失増加が生じることはないので、上記の０．３５％程度の引張応力では損失増加が生じることはない。一方、逆に高温側への温度変化があった場合は、ＰＯＦ１の伸びが抑制され、その結果ＰＯＦ１へは圧縮応力が発生する。引張応力と同様にＰＯＦ１は圧縮に対しても損失増加は生じない。したがって、この構成によれば、特に温度変化に対して優れた伝送特性を実現することができる。
【実施例】
以下、本発明を実施例および比較例により具体的に説明する。
【実施例１】
以下の構成材料によって、図１に示すような構成の４心のプラスチック光ファイバケーブル１０を製造した。
ＰＯＦ１としては、フッ素樹脂系ＰＯＦ（ファイバ外径５００μｍ、コア径１２０μｍ、クラッド径２５０μｍ、クラッドの外周をファイバ外径５００μｍとなるようにアクリル系樹脂で被覆、ＮＡが０．１８５、旭硝子株式会社製：商品名「ルキナ」）を用いた。線膨張係数は、８×１０−５／℃である。
これを図１のように４本集束して、テープ４を用いてテープ幅と同じ巻きつけピッチで隙間なく４本のＰＯＦ１を一体化して集合体１５を得た。テープ４としては、テープ厚５μｍ、テープ幅４ｍｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）テープを用いた。なお、集合体１５でのＰＯＦ１の引き抜き張力は４００ｇ／３０ｍｍであった。
繊維抗張力体８としてはアラミド繊維（１２７０デシテックス、４本使用）を用いた。被覆部９としては軟質塩化ビニル樹脂を用い、内径が２．０ｍｍ、外径が３．０ｍｍとなるように被覆した。
【実施例２】
図１の構成において、対角線上の２本のＰＯＦ１の代わりに２本のダミーファイバ２を用いた以外は実施例１と同様にして、図２のような構成の、集合体２５を有するプラスチック光ファイバケーブル２０を製造した。ダミーファイバ２としては、外径５００μｍのアクリルファイバ（線膨張係数：８×１０−５／℃）を用い、ＰＯＦ１、テープ４、繊維抗張力体８、被覆部９は実施例１と同様のものを用いた。なお、集合体２５でのＰＯＦ１の引き抜き張力は４００ｇ／３０ｍｍであった。
【実施例３】
図３に示すような構成の、中央の抗張力体３の周囲に６本のＰＯＦ１が配置された構成である集合体３５を作成し、６心のプラスチック光ファイバケーブル３０を製造した。抗張力体３としては、線径５００μｍの亜鉛メッキ硬鋼線を用い、ＰＯＦ１、テープ４、繊維抗張力体８は実施例１と同様のものを用い、被覆部９としては軟質塩化ビニル樹脂を用い、内径が２．２ｍｍ、外径が３．２ｍｍとなるように被覆した。なお、集合体３５でのＰＯＦ１の引き抜き張力は６００ｇ／３０ｍｍであった。
【実施例４】
図４に示すような構成の、中央の抗張力体３の周囲に４本のＰＯＦ１が配置された構成である集合体４５を作成し、４心のプラスチック光ファイバケーブル４０を製造した。抗張力体３としては、線径２００μｍの銅合金（銅／銀の比率は９０／１０）線を用いた。ＰＯＦ１、繊維抗張力体８は実施例１と同様のものを用いた。テープ４としては、厚さが４μｍ、テープ幅が２．５ｍｍのＰＥＴテープを用い、巻きつけピッチはテープ幅と同じ２．５ｍｍとして隙間なく巻きつけた。被覆部９としては軟質塩化ビニル樹脂を用い、内径が１．８ｍｍ、外径が２．６ｍｍとなるように被覆した。なお、集合体４５でのＰＯＦ１の引き抜き張力は６００ｇ／３０ｍｍであった。
【実施例５】
テープの巻きつけピッチを１０ｍｍ（テープ幅の４倍）とした以外は、実施例４と同様にしてプラスチック光ファイバケーブルを製造した。集合体でのＰＯＦの引き抜き張力は４００ｇ／３０ｍｍであった。
【実施例６】
テープの巻きつけピッチを２０ｍｍ（テープ幅の８倍）とした以外は、実施例４と同様にしてプラスチック光ファイバケーブルを製造した。集合体でのＰＯＦの引き抜き張力は３００ｇ／３０ｍｍであった。
【実施例７】
テープの巻きつけピッチを２５ｍｍ（テープ幅の１０倍）とした以外は、実施例４と同様にしてプラスチック光ファイバケーブルを製造した。集合体でのＰＯＦの引き抜き張力は１００ｇ／３０ｍｍであった。
比較例１
実施例１と同じ寸法を持つ軟質塩化ビニル樹脂の被覆チューブ内に４本のＰＯＦ１をルーズに収納し、更に被覆チューブ内に実施例１のアラミド繊維４本を配置した。
比較例２
テープの巻きつけピッチを４０ｍｍ（テープ幅の１６倍）とした以外は、実施例４と同様にしてプラスチック光ファイバケーブルを製造した。しかし集合体はところどころで一体化していない部分が見られた。集合体でのＰＯＦの引き抜き張力は２０ｇ／３０ｍｍであった。
試験例
実施例１〜７の集合体、比較例２の集合体、およびＰＯＦ１の単体について、微小曲がり損失を測定した。また、実施例１〜７、比較例１〜２のプラスチック光ファイバケーブルについて、ケーブル製造時の損失増加（ｄＢ／ｋｍ）、ケーブルの損失変化（ｄＢ／ｋｍ）の温度特性をＪＩＳ Ｃ−６８２３に規定されるカットバック法により測定した。
微小曲がり損失測定は、平板上に設置した外径０．４ｍｍの鋼線上に集合体または１本のＰＯＦを設置して１ｍｍ厚のゴム板を介して５５０ｇ／４０ｍｍの荷重をかけた時の損失増加を測定した。また、温度特性測定は、２５℃を基準として７０℃と−２０℃での損失変化を測定した。その結果を表１に示す。
表１の結果より、実施例における集合体の微小曲がり損失は、単体のプラスチック光ファイバに比較して小さく、ＰＯＦを一体化して集合体とすることによって微小曲がり損失が生じにくくなっている。また、温度特性も比較例１に比較して小さく、集合体とすることによりマイクロベンドの発生が抑制されている。さらに、中心部に抗張力体を配置した構成の実施例３〜７においては、抗張力体がない構成である実施例１、２に比較して温度特性がさらに改善されている。またテープの巻きつけピッチを広くし適切な範囲にした実施例５〜７においては、ケーブル製造時の損失増加も低く抑制できている。
【産業上の利用の可能性】
以上説明したように、本発明によれば、ＰＯＦ同士、ＰＯＦとダミーファイバまたは抗張力体とが、断面方向で互いに２ヶ所以上で接触するように集束された状態で一体化されて集合体を形成している。これにより、実質的なファイバ断面積が増大し、ＰＯＦ内の残留応力が直線的な引張または圧縮応力となっている。このため、環境温度等の変化に対するマイクロベンドが抑制され、安定な伝送特性を有するプラスチック光ファイバケーブルを提供することができる。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のプラスチック光ファイバで構成されるプラスチック光ファイバケーブルにおいて、前記プラスチック光ファイバが、断面方向で互いに２ヶ所以上で接触するように集束された状態で一体化されて集合体を形成していることを特徴とするプラスチック光ファイバケーブル。
【請求項２】
複数のプラスチック光ファイバと、該プラスチック光ファイバと同様な線膨張係数を有するダミーファイバとで構成されるプラスチック光ファイバケーブルにおいて、前記プラスチック光ファイバおよび前記ダミーファイバとが、断面方向で互いに２ヶ所以上で接触するように集束された状態で一体化されて集合体を形成していることを特徴とするプラスチック光ファイバケーブル。
【請求項３】
複数のプラスチック光ファイバと、抗張力体とで構成されるプラスチック光ファイバケーブルにおいて、前記プラスチック光ファイバおよび前記抗張力体とが、断面方向で互いに２ヶ所以上で接触するように集束された状態で一体化されて集合体を形成していることを特徴とするプラスチック光ファイバケーブル。
【請求項４】
複数のプラスチック光ファイバと、該プラスチック光ファイバと同様な線膨張係数を有するダミーファイバと、抗張力体とで構成されるプラスチック光ファイバケーブルにおいて、前記プラスチック光ファイバと前記ダミーファイバと前記抗張力体とが、断面方向で互いに２ヶ所以上で接触するように集束された状態で一体化されて集合体を形成していることを特徴とするプラスチック光ファイバケーブル。
【請求項５】
前記抗張力体が前記集合体の中心部に配置されている請求項３または４に記載のプラスチック光ファイバケーブル。
【請求項６】
前記抗張力体が金属線である請求項３〜５のいずれか１つに記載のプラスチック光ファイバケーブル。
【請求項７】
前記抗張力体が繊維強化プラスチックである請求項３〜５のいずれか１つに記載のプラスチック光ファイバケーブル。
【請求項８】
前記集合体がテープ状物で巻き付けられて一体化されている請求項１〜７に記載のプラスチック光ファイバケーブル。
【請求項９】
前記集合体が糸状物で巻き付けられて一体化されている請求項１〜７に記載のプラスチック光ファイバケーブル。
【請求項１０】
前記集合体が、前記集束された状態で互いに接触する接触部近傍のみが接着されて一体化されている請求項１〜７に記載のプラスチック光ファイバケーブル。
【請求項１】
複数のプラスチック光ファイバで構成されるプラスチック光ファイバケーブルにおいて、前記プラスチック光ファイバが、断面方向で互いに２ヶ所以上で接触するように集束された状態で一体化されて集合体を形成していることを特徴とするプラスチック光ファイバケーブル。
【請求項２】
複数のプラスチック光ファイバと、該プラスチック光ファイバと同様な線膨張係数を有するダミーファイバとで構成されるプラスチック光ファイバケーブルにおいて、前記プラスチック光ファイバおよび前記ダミーファイバとが、断面方向で互いに２ヶ所以上で接触するように集束された状態で一体化されて集合体を形成していることを特徴とするプラスチック光ファイバケーブル。
【請求項３】
複数のプラスチック光ファイバと、抗張力体とで構成されるプラスチック光ファイバケーブルにおいて、前記プラスチック光ファイバおよび前記抗張力体とが、断面方向で互いに２ヶ所以上で接触するように集束された状態で一体化されて集合体を形成していることを特徴とするプラスチック光ファイバケーブル。
【請求項４】
複数のプラスチック光ファイバと、該プラスチック光ファイバと同様な線膨張係数を有するダミーファイバと、抗張力体とで構成されるプラスチック光ファイバケーブルにおいて、前記プラスチック光ファイバと前記ダミーファイバと前記抗張力体とが、断面方向で互いに２ヶ所以上で接触するように集束された状態で一体化されて集合体を形成していることを特徴とするプラスチック光ファイバケーブル。
【請求項５】
前記抗張力体が前記集合体の中心部に配置されている請求項３または４に記載のプラスチック光ファイバケーブル。
【請求項６】
前記抗張力体が金属線である請求項３〜５のいずれか１つに記載のプラスチック光ファイバケーブル。
【請求項７】
前記抗張力体が繊維強化プラスチックである請求項３〜５のいずれか１つに記載のプラスチック光ファイバケーブル。
【請求項８】
前記集合体がテープ状物で巻き付けられて一体化されている請求項１〜７に記載のプラスチック光ファイバケーブル。
【請求項９】
前記集合体が糸状物で巻き付けられて一体化されている請求項１〜７に記載のプラスチック光ファイバケーブル。
【請求項１０】
前記集合体が、前記集束された状態で互いに接触する接触部近傍のみが接着されて一体化されている請求項１〜７に記載のプラスチック光ファイバケーブル。
【国際公開番号】ＷＯ２００４／１０２２４４
【国際公開日】平成１６年１１月２５日（２００４．１１．２５）
【発行日】平成１８年７月１３日（２００６．７．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−５０６２４４（Ｐ２００５−５０６２４４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００４／００６８０３
【国際出願日】平成１６年５月１３日（２００４．５．１３）
【出願人】（０００００００４４）旭硝子株式会社 (2,665)
【Ｆターム（参考）】
【国際公開日】平成１６年１１月２５日（２００４．１１．２５）
【発行日】平成１８年７月１３日（２００６．７．１３）
【国際特許分類】
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００４／００６８０３
【国際出願日】平成１６年５月１３日（２００４．５．１３）
【出願人】（０００００００４４）旭硝子株式会社 (2,665)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]