説明

光ファイバケーブル

【課題】 被覆用の樹脂材に硬い樹脂を用いることができ、また光ファイバの許容曲げ半径の範囲内で容易に曲げることができ、さらに光ファイバの許容曲げ半径より小さい曲げ半径に曲がることを阻止できる光ファイバケーブルを提供する。
【解決手段】 光ファイバケーブル10は、1対の光ファイバ心線11が隣接した状態で平行に配置され、1対の光ファイバ心線11の両側にそれぞれ抗張力繊維12が配置されている。光ファイバ心線11と抗張力繊維12とは、全長にわたって樹脂製のシース13で一括被覆し、シース上面13Aおよびシース下面13Bに、溝15が、長手方向にわたって形成されている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、光ファイバおよび抗張力体を一括被覆した光ファイバケーブルに関する。
【背景技術】
【0002】
車両や通信装置内あるいは屋内等で、各種の情報伝達・制御のために通信ケーブルが用いられる。この通信ケーブルには、光通信用の光ファイバケーブルが使用されることがある。
従来の光ファイバケーブルとしては、光ファイバを金属管内に収納したものが知られている(例えば、特許文献1参照。)。図7に示すように、特許文献1の光ファイバケーブル100は、断面形状が長方形の金属管102の中に、2心の光ファイバテープ心線101を収納したものであり、金属管102の内部空間の短径が、光ファイバテープ心線101の幅より小さくなっている。
【0003】
また、従来の光ファイバケーブルとしては、光ファイバを樹脂で被覆したものも知られている(例えば、特許文献2、3参照。)。図8に示すように、特許文献2の光ファイバケーブル105は、光ファイバ心線106の両側に抗張力体107を配置し、これらを熱可塑性樹脂からなる樹脂層108で一括被覆したものである。また、この光ファイバケーブル105には、樹脂層108の表面に一対のノッチ部104が設けられている。
【0004】
図9に示す特許文献3の光ファイバケーブル110は、複数の単心光ファイバ111を撚り合せた光ファイバユニット113の両側に、抗張力体114を配置して、これらを熱可塑性エラストマーからなる樹脂層112によって一括被覆したものである。この光ファイバケーブル110においても、樹脂層112の表面に一対のノッチ部115が設けられている。
【0005】
特許文献2,3の光ファイバケーブル105,110によれば、光ファイバの被覆に樹脂を用いることにより、加工および取扱いが容易になる。また、光ファイバ心線を抗張力体と一括被覆することにより、光ファイバケーブルに外力がかかった場合に、光ファイバケーブルにかかる張力を抗張力体に負担させて、光ファイバを保護することができる。また、表面にノッチ部を設けることにより、ノッチ部で樹脂層を引き裂いて、光ファイバ心線を取り出すことが容易となる。
このような光ファイバケーブル105,110は、幹線構内配線用、屋内配線用等として用いることが多い。
【特許文献1】実開平6−36009号公報
【特許文献2】特開2000−171673号公報
【特許文献3】特開2003−315642号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
上記従来例の光ファイバケーブルでは、側圧を受けると光伝送損失が増加することがあり、場合によっては光ファイバが断心してしまう。このような事態を防止するためには、光ファイバケーブルは側圧に対する高い強度を有することが必要である。特に、屋内配線に用いられる光ファイバケーブルでは、側圧を受ける機会が多いため、より高い強度を有することが望まれている。
【0007】
特許文献1の光ファイバケーブル100のように、光ファイバの被覆として金属管102を使用すると、側圧に対する保護効果は高くなるが、光ファイバケーブル100を屈曲させにくくなり、光ファイバケーブルの配線の際に取扱いにくくなる。
【0008】
また、特許文献2,3の光ファイバケーブル105,110のように、光ファイバの被覆として樹脂を用いた場合、側圧に対する強度を高めるためには、光ファイバの被覆用の樹脂としてできるだけ硬質の樹脂を使用することが望ましい。
しかしながら、光ファイバの被覆に硬質の樹脂を使用すると、光ファイバケーブル105,110を屈曲させにくくなり、光ファイバケーブルの配線の際に不便である。
【0009】
一方、光ファイバケーブルを屈曲させやすくするために、光ファイバの被覆に柔らかい樹脂を使用すると、光ファイバの保護効果を確保することが難しい上に、光ファイバケーブルが曲げ易くなり過ぎて、光ファイバの許容曲げ半径より小さい曲げ半径に曲がってしまうことがある。光ファイバが許容曲げ半径以下に曲がると、伝送損失が増加する虞がある。
【0010】
本発明の目的は、光ファイバの許容曲げ半径の範囲内で容易に屈曲させることができ、かつ、光ファイバの許容曲げ半径より小さい曲げ半径に曲がることを防止できる光ファイバケーブルを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0011】
前述した目的を達成するために、本発明に係る光ファイバケーブルは、光ファイバと、抗張力体と、前記光ファイバと前記抗張力体とを全長にわたって一括被覆した最外層と、を有する光ファイバケーブルであって、前記最外層表面に、前記光ファイバケーブルの長手方向に直交又は傾斜する溝が、前記長手方向にわたって形成されていることを特徴としている。
【0012】
本発明の光ファイバケーブルによれば、光ファイバケーブルの長手方向にわたって溝が形成されていることにより、最外層に硬質の樹脂を用いた場合も、光ファイバケーブルを屈曲させやすくなる。また、溝の形状を適宜設定することで、光ファイバケーブルが光ファイバの許容曲げ半径以下に屈曲することを防止できる。
【0013】
本発明に係る光ファイバケーブルは、前記溝が螺旋状であることが好ましい。
このように溝を螺旋状に形成することで、光ファイバケーブルをより一層曲がりやすくできる。また、溝を螺旋状に形成することで、光ファイバケーブルを連続的に送りながら溝を形成することができ、光ファイバケーブルを容易にかつ迅速に製造できる。
【0014】
本発明に係る光ファイバケーブルは、前記光ファイバケーブルの許容曲げ半径をr、溝深さをd、光ファイバケーブルの長手方向の溝幅をi、溝ピッチをPとしたとき、以下の関係式(1)を満たすことが好ましい。
【数2】

【0015】
上記関係式を満たすように、許容曲げ半径r、溝深さd、溝幅i、溝ピッチPを決めることで、光ファイバケーブルが光ファイバの許容曲げ半径rまで曲がると、溝の縁同士が干渉して、光ファイバの許容曲げ半径r以下に曲がることを防止できる。
【0016】
本発明に係る光ファイバケーブルは、前記溝深さdおよび前記光ファイバケーブルの長手方向の溝幅iについて、i<dであることが好ましい。
上記関係式を満たすことで、溝深さdと比較して溝幅iが小さくなり、光ファイバケーブルを滑らかな円弧状に湾曲させることができる。
【0017】
本発明に係る光ファイバケーブルは、前記最外層は、引張弾性率が60kgf/mm以上300kgf/mm以下の樹脂からなることが好ましい。
最外層にこのような硬質の樹脂を用いることで、側圧に対する強度を向上させることができる。
【発明の効果】
【0018】
本発明の光ファイバケーブルによれば、光ファイバケーブルを曲げ易くでき、かつ光ファイバの許容曲げ半径以下に曲がることを防止できる。また、本発明によれば、光ファイバケーブルの被覆に硬質の材料を用いた場合も、曲げやすさを確保し、光ファイバを良好に保護することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0019】
以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図1(A)は、第1実施形態に係る光ファイバケーブルの斜視図であり、図1(B)は、図1(A)の光ファイバケーブルをX方向から見た図を示している。図2(A),(B)は、第1実施形態に係る光ファイバケーブルの溝を示す断面図、図3は第1実施形態の許容曲げ半径rと溝の形状との関係を示すグラフを示している。図4(A)は、第1実施形態の製造方法を示す説明図、図4(B)〜(C)は第1実施形態の溝を形成する例を示す説明図である。
【0020】
図1(A),(B)に示す第1実施形態の光ファイバケーブル10は、断面がほぼ長方形のケーブルである。光ファイバケーブル10の中央部には、1対の光ファイバ心線11が隣接した状態で配置されており、この1対の光ファイバ心線11と、2つの抗張力繊維(抗張力体)12とが、全長にわたって樹脂からなるシース(最外層)13で一括被覆されている。光ファイバ心線11と2つの抗張力繊維12とは、同一平面上に整列され、光ファイバ心線11は、2つの抗張力繊維12の間に配置されている。
【0021】
光ファイバケーブル10の幅Wを、光ファイバケーブル10の断面における、光ファイバ心線11と抗張力繊維12とを結ぶ直線に平行な辺の長さと定義し、厚さDをこの直線に垂直な辺の長さと定義すると、厚さDは、幅Wより小さいことが好ましい。厚さDを幅Wより小さくすることで、光ファイバケーブル10を厚さ方向に屈曲させて使用することができる。
【0022】
シース上面13Aおよびシース下面13Bには、光ファイバケーブル10の長手方向と平行に、1対のノッチ14が形成されている。シース上面13Aおよびシース下面13Bにノッチ14を形成することで、シース13をノッチ14から引き裂いて、光ファイバ心線11を取り出すことが容易になる。
【0023】
シース13に用いる樹脂としては、引張弾性率が60kgf/mm以上300kgf/mm以下の硬質の樹脂を用いることが好ましい。引張弾性率が60kgf/mm以上300kgf/mm以下の樹脂としては、例えば、高密度ポリエチレンを挙げることができる。このようにシース13に硬質の樹脂を用いることで、側圧等が光ファイバケーブル10にかかった場合でも、光ファイバ心線11にかかる力を小さくすることができ、光ファイバ心線11の保護効果を向上させることができる。
【0024】
また、光ファイバケーブル10のシース上面13Aおよびシース下面13Bには、溝15が長手方向にわたって一定間隔で形成されている。
光ファイバケーブル10のシース上面13Aおよびシース下面13Bに溝15を形成することにより、光ファイバケーブル10を厚さ方向に屈曲させることが容易になり、シース13に硬質の樹脂を用いた場合でも光ファイバケーブル10が曲げ易くなる。
【0025】
ここで、図2(A)に示すように、溝15の深さ(溝深さ)をd、光ファイバ心線11(図1(A))の長手方向の溝15の幅(溝幅)をi、溝15のピッチ(溝ピッチ)をPとすると、光ファイバケーブル10を曲げた際の曲げ半径r1は、次式で表される。
【数3】

【0026】
本実施形態に係る光ファイバケーブル10においては、この半径r1を光ファイバ心線11の許容曲げ半径r以上になるようにすることが望ましい。r1≧rとすると、上記式は下記式(1)のようになる。すなわち、溝深さd、溝幅i、溝ピッチPは、下記式(1)を満足するように設定されることが望ましい。
【数4】

【0027】
式(1)を満足させた光ファイバケーブル10によれば、光ファイバケーブル10が光ファイバ心線11の許容曲げ半径rまで曲げられた際に、図2(B)に示すように、溝15の縁15A同士が干渉する。従って、この縁15A同士の干渉により、光ファイバ心線11が許容曲げ半径r以下に曲がることがないため、伝送損失の増加、断心等を防止できる。
【0028】
光ファイバ心線11の許容曲げ半径rとしては、屋内用の光ファイバケーブル10では、例えば、r=7.5mm、15mm、または30mm等の場合がある。
例えば、光ファイバケーブル10に、許容曲げ半径rが15mmの光ファイバ心線11を用い、さらに光ファイバケーブル10の溝幅iを0.5mm、溝深さdを1.5mmにする場合、上記式(1)より、溝ピッチPを5.5mm以上とすれば、許容曲げ半径r(15mm)より小さな半径で曲がるのを防止できることがわかる。
【0029】
また、光ファイバ心線11の許容曲げ半径rが15mmの場合を一例として、溝幅i、溝深さd、溝ピッチPの関係を図3のグラフに示す。
図3のグラフは、縦軸に溝ピッチP、横軸に溝幅iを示す。直線g1は溝深さdを1.5mmに設定したとき、直線g2は溝深さdを1mmに設定したとき、直線g3は溝深さdを0.5mmに設定したときの、溝ピッチPと溝幅iとの関係を示している。
【0030】
直線g1により、一例として溝幅iが0.4mmの場合、溝ピッチPを4.4mm以上に設定すれば、光ファイバケーブルが、許容曲げ半径r(15mm)より小さな半径で曲がらないようにできることがわかる。
直線g2により、一例として溝幅iが0.4mmの場合、溝ピッチPを6.4mm以上に設定すれば、光ファイバケーブルが、許容曲げ半径r(15mm)より小さな半径で曲がらないようにできることがわかる。
【0031】
また、直線g3により、一例として溝幅iが0.4mmの場合、溝ピッチPを12.4mm以上に設定すれば、光ファイバケーブルが、許容曲げ半径r(15mm)より小さな半径で曲がらないようにできることがわかる。
さらに、直線g1〜g3のグラフから、溝深さdが小さくなると、溝ピッチPを大きくする必要があり、溝幅iが大きくなると、溝ピッチPを大きくする必要があることがわかる。
【0032】
また、光ファイバケーブル10を曲げる場合、滑らかな円弧状に湾曲することが好ましい。光ファイバケーブル10を滑らかな円弧状に湾曲させるためには、式:r>(P−i)を満足させる必要がある。式:r>(P−i)と式(1)とから、下記式(2)が成立する。
【数5】

【0033】
式(2)より、(d/i)>1が成立し、(d/i)>1より、式:i<dが成立する。従って、溝幅iを溝深さdより小さくする(i<dとする)ことで、光ファイバケーブル10を滑らかな円弧状に湾曲するように形成できる。
【0034】
次に、光ファイバケーブルの製造方法を図4(A)〜(C)に基づいて説明する。
図4(A)に示すように、光ファイバケーブルの製造装置20は、光ファイバ心線11および抗張力繊維12を供給する供給リール21と、シース13(図1)を成形するクロスヘッド22と、溝15(図1)を形成する溝加工部25と、製造した光ファイバケーブル10を引き取るキャプスタン26と、巻取りリール27とを備えている。
【0035】
この製造装置20を用いて光ファイバケーブル10を製造するには、まず、供給リール21から光ファイバ心線11および抗張力繊維12を矢印の方向に繰り出す。この光ファイバ心線11および抗張力繊維12をクロスヘッド22まで搬送し、クロスヘッド22によりシース13(図1)を成形する。
具体的には、クロスヘッド22に、樹脂タンク23からシース13用の樹脂を溶融状態で供給する。クロスヘッド22から溶融状態の樹脂を押し出すことで、クロスヘッド22を通過する光ファイバ心線11および抗張力繊維12の周囲にシース13を押出成形する。
【0036】
次に、光ファイバ心線11および抗張力繊維12をシース13で覆ったもの(以下、「ケーブル素材24」という)を、溝加工部25まで搬送する。溝加工部25でシース上面13Aおよびシース下面13Bに溝15を形成して、光ファイバケーブル10を得る。最後に、この光ファイバケーブル10をキャプスタン26により引き取り、巻取りリール27に巻き取る。
【0037】
次に、溝加工部25でシース13(図1)の表面に溝15を形成する方法を図4(B),(C)に基づいて詳しく説明する。
図4(B)に示す溝加工部25は、シース上面13A側およびシース下面13B側に、一対の丸刃31が配置されている。一対の丸刃31は、ケーブル素材24の搬送方向(矢印A方向)に対して直交する方向、すなわち、ケーブル素材24の幅方向と平行な方向(矢印B−C方向)に移動自在に構成されている。
【0038】
この図4(B)に示す溝加工部25を用いて溝15を形成するには、ケーブル素材24を矢印A方向に搬送しながら、2つの丸刃31を矢印B方向に移動させる。このように丸刃31を用いることにより、ケーブル素材24の搬送を中断することなく、容易に溝15を形成できる。
なお、シース上面13Aおよびシース下面13Bに形成された溝15は、図1(B)に示すように、光ファイバケーブル10の幅方向に対して傾斜することになる。この光ファイバケーブル10の幅方向に対する傾斜角度θは、ケーブル素材24の搬送速度と丸刃31の移動速度によって自在に調整可能である。この場合、溝15の傾斜角度θは、2°〜20°の範囲であることが望ましい。
【0039】
図4(C)に、溝加工部25(図4(A))の変形例を示す。図4(C)に示す溝加工部25は、シース上面13Aの上方およびシース下面13Bの下方に、それぞれ直刃部32が配置されている。この直刃部32は、ケーブル素材24の幅方向に延びる複数の直刃33が、ケーブル素材24の長手方向に所定間隔をおいて設けられている。直刃部32は、一例として直刃33を4つ設けた形態を示している。
【0040】
この直刃部32は、ケーブル素材24の厚さ方向(矢印D−E方向)に移動自在に構成されている。ケーブル素材24を矢印A方向に搬送しながら、上下の直刃部32を矢印D方向に移動することにより、上下の直刃33で、シース上面13Aおよびシース下面13Bに溝15を長手方向にわたって形成することができる。このようにして形成された溝15は、光ファイバケーブル10の長手方向に対して直交しており、図1(B)に示す傾斜角度θが0°となっている。
【0041】
次に、第2,第3実施形態に係る光ファイバケーブルについて、図5(A),(B)に基づいて説明する。なお、第1実施形態に係る光ファイバケーブル10の構成部材と同一又は類似の部材については同一符号を付して説明を省略する。
図5(A)に示すように、第2実施形態に係る光ファイバケーブル40は、断面が丸型のケーブルであって、1対の光ファイバ心線11が隣接した状態で平行に配置され、1対の光ファイバ心線11の両側にそれぞれ抗張力繊維12が配置されている。光ファイバ心線11と抗張力繊維12とは、全長にわたって円筒状のシース41で一括被覆され、円筒状のシース表面41Aに、光ファイバケーブルの長手方向に直交する環状の溝42が、長手方向にわたって形成されている。
【0042】
第2実施形態に係る光ファイバケーブル40によれば、シース表面41Aに溝42が形成されていることにより、光ファイバケーブル40を曲げ易くするとともに、光ファイバ心線11の許容曲げ半径以上に曲がることを防止できる。
加えて、この光ファイバケーブル40によれば、シース表面41Aの全周に環状の溝42が形成されているので、曲げ方向の規制がないため、使い勝手をより一層高めることができる。
【0043】
また、図5(B)に示すように、第3実施形態に係る光ファイバケーブル50は、第2実施形態の光ファイバケーブル40と同様に、丸型のケーブルであって、円筒状のシース表面41Aに螺旋状の溝51が、長手方向にわたって形成されている。
第3実施形態に係る光ファイバケーブル50によれば、第2実施形態に係る光ファイバケーブル40と同様の効果を得ることができる。
加えて、光ファイバケーブル50によれば、シース表面41Aに螺旋状の溝51を形成することで、第2実施形態の光ファイバケーブル40と比較して曲げやすくできるとともに、溝51を容易に加工することができる。
【0044】
この第3実施形態に係る光ファイバケーブル50の製造方法を図6に基づいて説明する。光ファイバケーブル50は、図6に示す溝加工部55を用いて製造することができる。溝加工部55は、ケーブル素材が貫通する筒体56を備え、筒体56の内周に刃部57が設けられている。
ケーブル素材54を矢印Fの方向に搬送しながら、筒体56をケーブルの素材54の搬送方向Fに対して右回りの方向(矢印Gの方向)に回転させる。これにより、刃部57でシース表面41Aに螺旋状の溝51を形成することができる。
このように第3実施形態に係る光ファイバケーブル50によれば、ケーブル素材54を搬送しながら溝51を螺旋状に形成するため、シース表面41Aに溝51を容易に形成することができ、生産性を高めることができる。
【0045】
なお、前述した実施形態において例示した光ファイバ心線11,抗張力体繊維(抗張力体)12,シース(最外層)13,41,シース上面13A,シース下面13B,シース表面(最外層表面)41A,溝15,42,51等の材質,形状,寸法,形態,数,配置個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。
【図面の簡単な説明】
【0046】
【図1】(A)は本発明の第1実施形態に係る光ファイバケーブルの斜視図であり、(B)は本発明の第1実施形態に係る光ファイバケーブルの平面図である。
【図2】(A)は第1実施形態に係る光ファイバケーブルを直線状に延ばした状態の溝を示す断面図であり、(B)は曲げた状態の溝を示す平面図である。
【図3】第1実施形態に係る光ファイバケーブルの許容曲げ半径rと溝の形状との関係を示すグラフである。
【図4】(A)は第1実施形態に係る光ファイバケーブルの製造方法を示す説明図である。(B)は第1実施形態に係る光ファイバケーブルの溝を形成する例を示す説明図であり、(C)は溝を形成するもう一つの例を示す説明図である。
【図5】(A)は本発明の第2実施形態に係る光ファイバケーブルの斜視図であり、(B)は本発明の第3実施形態に係る光ファイバケーブルの斜視図である。
【図6】第3実施形態に係る光ファイバケーブルの溝を形成する例を示す説明図である。
【図7】従来の光ファイバケーブルを示す断面図である。
【図8】従来の光ファイバケーブルの他の例を示す断面図である。
【図9】従来の光ファイバケーブルのもう一つの他の例を示す断面図である。
【符号の説明】
【0047】
10,40,50 光ファイバケーブル
11 光ファイバ心線
12 抗張力体繊維(抗張力体)
13,41 シース(最外層)
13A シース上面(最外層表面)
13B シース下面(最外層表面)
41A シース表面(最外層表面)
15,42,51 溝
d 溝深さ
i 溝幅
P 溝ピッチ
r 光ファイバ心線の許容曲げ半径(光ファイバケーブルの許容曲げ半径)

【特許請求の範囲】
【請求項1】
光ファイバと、抗張力体と、前記光ファイバと前記抗張力体とを全長にわたって一括被覆した最外層と、を有する光ファイバケーブルであって、
前記最外層表面に、前記光ファイバケーブルの長手方向に直交又は傾斜する溝が、前記長手方向にわたって形成されていることを特徴とする光ファイバケーブル。
【請求項2】
前記溝が螺旋状であることを特徴とする請求項1に記載の光ファイバケーブル。
【請求項3】
前記光ファイバケーブルの許容曲げ半径をr、溝深さをd、光ファイバケーブルの長手方向の溝幅をi、溝ピッチをPとしたとき、以下の関係式(1)を満たすことを特徴とする請求項1又は2に記載の光ファイバケーブル。
【数1】

【請求項4】
前記溝深さdおよび前記光ファイバケーブルの長手方向の溝幅iについて、i<dであることを特徴とする請求項3に記載の光ファイバケーブル。
【請求項5】
前記最外層は、引張弾性率が60kgf/mm以上300kgf/mm以下の樹脂からなることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の光ファイバケーブル。

【図1】
image rotate

【図2】
image rotate

【図3】
image rotate

【図4】
image rotate

【図5】
image rotate

【図6】
image rotate

【図7】
image rotate

【図8】
image rotate

【図9】
image rotate