(57)【要約】【課題】  本発明は、複数の光ファイバテープが積層して収納された光ケーブルに係り、曲げ使用した際の曲げ歪みの改善を図ったものを提供する。【解決手段】  かゝる本発明は、グルーブ溝２１０内に複数の光ファイバテープ３００を積層させたグルーブ２００を中心テンションメンバ１１０に撚り合わせた光ケーブル１００Ａにおいて、光ファイバテープ３００の撚り返し角度を正弦的に変化させると共に、光ファイバテープ３００の撚り返しピッチを、グルーブ２００の撚り合わせピッチの１／２〜１／４倍とした光ケーブルにあり、上記撚り返し角度と撚り返しピッチにより、曲げ歪みの改善を図ることができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
グルーブ溝内に複数の光ファイバテープを積層させたグルーブを中心テンションメンバに撚り合わせた光ケーブルにおいて、前記光ファイバテープの撚り返し角度を正弦的に変化させると共に、前記光ファイバテープの撚り返しピッチを、前記グルーブの撚り合わせピッチの１／２〜１／４倍としたことを特徴とする光ケーブル。
【請求項２】
前記グルーブ溝の底面側を正弦的に変化させることにより、前記光ファイバテープの撚り返し角度を正弦的に変化させることを特徴とする請求項１記載の光ケーブル。
【請求項３】
前記グルーブ溝の底面側に、その表面を正弦的に変化させたダミーテープを収納させることにより、前記光ファイバテープの撚り返し角度を正弦的に変化させることを特徴とする請求項１記載の光ケーブル。
【請求項４】
前記グルーブ自体を正弦的に変化させることにより、前記光ファイバテープの撚り返し角度を正弦的に変化させることを特徴とする請求項１記載の光ケーブル。
【請求項５】
スロット溝内に複数の光ファイバテープを積層させたスロットを有する光ケーブルにおいて、前記光ファイバテープの撚り返し角度を正弦的に変化させると共に、前記光ファイバテープの撚り返しピッチを、前記グルーブの撚り合わせピッチの１／２〜１／４倍としたことを特徴とする光ケーブル。
【請求項６】
前記スロット溝の底面側を正弦的に変化させることにより、前記光ファイバテープの撚り返し角度を正弦的に変化させることを特徴とする請求項５記載の光ケーブル。
【請求項７】
前記スロット溝の底面側に、その表面を正弦的に変化させたダミーテープを収納させることにより、前記光ファイバテープの撚り返し角度を正弦的に変化させることを特徴とする請求項５記載の光ケーブル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の光ファイバテープが積層して収納された光ケーブルに係り、曲げ使用した際の曲げ歪みの改善を図ったものに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光ケーブルにあっては、多心の光ファイバテープを、光ファイバテープ収納体である、グルーブやスロットの溝に多数積層させる一方、この収納される光ファイバテープにあっても、増大する情報量（通信量）に対応するため、心線数を増やす傾向にあり（例えば８心〜２４心）、そのテープ幅も広くなってきている。
このため、光ケーブルの布設時、曲げ使用すると、溝内に収納された光ファイバテープにストレスが付加される。特に光ファイバテープの幅方向への曲げ（縦曲げ）時、テープの一方の端部（縁部）と他方の端部（縁部）間ににおいて、伸長や収縮などの歪みが生じると、内部の光ファイバ心線に負荷、所謂マイクロベンドロス増が起こって、伝送損失が生じる。
【０００３】
このため、従来から、このような伝送損失を最小限に抑え得るべく、種々の方法が提案されている。例えば、グルーブ型の光ケーブルでは、中心テンションメンバの回りに複数の光ファイバテープが積層収縮されたグルーブを撚り合わせると共に、このグルーブ自体に撚り返し（ＳＺの撚り）を付けて、曲げ使用時においても、光ファイバテープのマイクロベンドロス増が抑えられるようにした方法が提案されている（特許文献１）。
【特許文献１】特開平１１−２１８６５４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、特許文献１の光ケーブルでは、撚り返しの特性が３６０°／ピッチとしてあるものの、有用性の点について不明瞭な点があった。
【０００５】
そこで、本発明者等は、実際光ファイバテープのテープ幅が大きくなったとき、特定の曲げ径で曲げた場合、テープ両端部間における、伸長や収縮などの歪みが、具体的にどのような態様を取るのかを、模擬的なサンプルを想定して、演算したところ、光ファイバテープの撚り返し角度を正弦的に変化させると共に、光ファイバテープの撚り返しピッチを、グルーブやスロットの撚り合わせピッチの１／２〜１／４倍とすると、曲げ歪みが最小限に抑えられることを見い出した。
【０００６】
例えば、図８に示すように、光ケーブル１０を曲げ径（半径）ｒ（４００ｍｍ）で曲げ布設した場合を想定する。このとき、中心テンションメンバ１１の外周に撚り合わせたグルーブ２０の溝内に積層された複数の光ファイバテープ３０の一枚に着目し、その一枚のテープ両端部における伸長や収縮などの歪みを、光ファイバテープの撚り返し角度や撚り返しピッチを種々変えて求めて見た。なお、図８中、τは光ファイバテープの撚り返し角度、ａ（１０ｍｍ）は層心半径、θは光ファイバテープの垂線とｘ軸間の角度、αは曲げ方向（０°〜３６０°）、ｗ（３．７５ｍｍ）は光ファイバテープのテープ幅、グルーブの撚り合わせピッチ（集合ピッチ）ｐ＝５００ｍｍである。
【０００７】
この条件下で（上記各パラメータの数値を括弧内の数値として）、（１）光ファイバテープの撚り返し角度を一定にして、即ち撚り返し無しで、グルーブ２０を中心テンションメンバ１１の外周に撚り合わせた場合（フラット）、（２）光ファイバテープの撚り返し角度をを正弦的に変化させると共に、光ファイバテープの撚り返しピッチを、グルーブの撚り合わせピッチｐの１／２倍とした場合（１／２ｐ撚り返し）、（３）光ファイバテープの撚り返し角度をを正弦的に変化させると共に、光ファイバテープの撚り返しピッチを、グルーブの撚り合わせピッチｐの１／３倍とした場合（１／３ｐ撚り返し）、（４）光ファイバテープの撚り返し角度をを正弦的に変化させると共に、光ファイバテープの撚り返しピッチを、グルーブの撚り合わせピッチｐの１／４倍とした場合（１／４ｐ撚り返し）のそれぞれについて、歪みを求めた。
【０００８】
つまり、一枚の光ファイバテープ３０に着目すると、図９に示すように、テープの任意の両端部と中心部を表示すると、（ｘ1 ，ｙ1 ，ｚ1 ）、（ｘ0 ，ｙ0 ，ｚ0 ）、（ｘ2 ，ｙ2 ，ｚ2 ）と三次元的に表される。一方、この任意の両端部から適宜離間した長さの他の両端部と中心部は、（ｘ1a，ｙ1a，ｚ1a）、（ｘ0a，ｙ0a，ｚ0a）、（ｘ2a，ｙ2a，ｚ2a）と三次元的に表される。従って、上記撚り返し無しや撚り返し有りで、その周期（ピッチ）が異なる場合について、テープの一方の縁部の長さＬ１〔（ｘ1 ，ｙ1 ，ｚ1 ）−（ｘ1a，ｙ1a，ｚ1a）〕と他方の縁部の長さＬ２〔（ｘ2 ，ｙ2 ，ｚ2）−（ｘ2a，ｙ2a，ｚ2a）〕の差が、中心部の長さＬ０〔（ｘ0 ，ｙ0 ，ｚ0）−（ｘ0a，ｙ0a，ｚ0a）〕に対して、小さいほど歪みが少ないことになる。
【０００９】
そこで、本発明者等は、以下の数式（１）を提案し、この式１により上記それぞれのケースにおける歪差を求めた。
【００１０】
【数１】
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【００１１】
その結果は、表１の如くであり、また、表１により各ケースの歪差をグラフ化すると、図１０の如くであった。表１及び図１０から、撚り返し無しの場合（フラット）に比較して、撚り返し有りで、その周期がグルーブの撚り合わせピッチｐの１／２〜１／４倍のとき、最大及び最小の歪差が小さいことが分かる。即ち、撚り返し無しのフラット撚りでは、最大及び最小の歪差が、０．５６２５９６、−０．６１８５５であって、１／２〜１／４ｐ撚り返しの場合より大きいことが分かる。
【００１２】
【表１】
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【００１３】
なお、上記したテープ縁部の長さＬ１、Ｌ２、テープ中心部の長さＬ０及び表１の結果は、例えばｘ1 ，ｙ1 ，ｚ1 、ｘ0 ，ｙ0 ，ｚ0及びｘ2 ，ｙ2 ，ｚ2の各点が、図１１〜図１２に示した数式（２）〜（１４）に基づいた軌跡を取るため、これらの演算式をコンピュータ処理（プログラム処理）して求めた。
【００１４】
本発明は、以上のような着想と演算結果によりなされたものであり、基本的には、光ファイバテープの撚り返し角度を正弦的に変化させると共に、光ファイバテープの撚り返しピッチを、グルーブの撚り合わせピッチの１／２〜１／４倍としたことにより、曲げ歪みの改善を図った光ケーブルを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
請求項１記載の本発明は、グルーブ溝内に複数の光ファイバテープを積層させたグルーブを中心テンションメンバに撚り合わせた光ケーブルにおいて、前記光ファイバテープの撚り返し角度を正弦的に変化させると共に、前記光ファイバテープの撚り返しピッチを、前記グルーブの撚り合わせピッチの１／２〜１／４倍としたことを特徴とする光ケーブルにある。
【００１６】
請求項２記載の本発明は、前記グルーブ溝の底面側を正弦的に変化させることにより、前記光ファイバテープの撚り返し角度を正弦的に変化させることを特徴とする請求項１記載の光ケーブルにある。
【００１７】
請求項３記載の本発明は、前記グルーブ溝の底面側に、その表面を正弦的に変化させたダミーテープを収納させることにより、前記光ファイバテープの撚り返し角度を正弦的に変化させることを特徴とする請求項１記載の光ケーブルにある。
【００１８】
請求項４記載の本発明は、前記グルーブ自体を正弦的に変化させることにより、前記光ファイバテープの撚り返し角度を正弦的に変化させることを特徴とする請求項１記載の光ケーブルにある。
【００１９】
請求項５記載の本発明は、スロット溝内に複数の光ファイバテープを積層させたスロットを有する光ケーブルにおいて、前記光ファイバテープの撚り返し角度を正弦的に変化させると共に、前記光ファイバテープの撚り返しピッチを、前記グルーブの撚り合わせピッチの１／２〜１／４倍としたことを特徴とする光ケーブルにある。
【００２０】
請求項６記載の本発明は、前記スロット溝の底面側を正弦的に変化させることにより、前記光ファイバテープの撚り返し角度を正弦的に変化させることを特徴とする請求項５記載の光ケーブルにある。
【００２１】
請求項７記載の本発明は、前記スロット溝の底面側に、その表面を正弦的に変化させたダミーテープを収納させることにより、前記光ファイバテープの撚り返し角度を正弦的に変化させることを特徴とする請求項５記載の光ケーブルにある。
【発明の効果】
【００２２】
本発明は、光ファイバテープの撚り返し角度を正弦的に変化させると共に、光ファイバテープの撚り返しピッチを、グルーブやスロットの撚り合わせピッチの１／２〜１／４倍とすることにより、グルーブ型の光ケーブルにも、スロット型の光ケーブルにも適用することができ、共に曲げ使用時の曲げ歪みを改善することができる。
【００２３】
グルーブ型の光ケーブルにおいては、光ファイバテープの撚り返し角度を正弦的に変化させるには、グルーブ溝の底面側を正弦的に変化させたり、グルーブ溝の底面側に、その表面を正弦的に変化させたダミーテープを収納させたり、グルーブ自体を正弦的に変化させたりすることにより実現することができる。
【００２４】
また、スロット型の光ケーブルにおいて、光ファイバテープの撚り返し角度を正弦的に変化させるには、スロット溝の底面側を正弦的に変化させたり、スロット溝の底面側に、その表面を正弦的に変化させたダミーテープを収納させたりすることにより実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図１は、本発明に係るグルーブ型の光ケーブルの一態様を示したものである。この光ケーブル１００Ａにおいて、１１０は被覆付きの中心テンションメンバ、２００は長手方向にグルーブ溝２１０を有するグルーブ、２２０はグルーブ２００のテンションメンバ、３００はグルーブ溝２１０内に積層収納された光ファイバテープ、４００はグルーブ用の押え巻き層、５００はシースである。
【００２６】
この光ケーブル１００Ａの場合、グルーブ２００自体はその撚り合わせピッチ（集合ピッチ）ｐにより中心テンションメンバ１１０の外周に撚り合わせる一方、１本のグルーブ２００におけるグルーブ溝２１０の底面２１１側を、図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、１／２ｐ、１／３ｐ、１／４ｐで、かつ、光ファイバテープ３００の撚り返し角度τを０°〜−４５°、０°〜４５°の範囲で正弦的に変化させてある。これを拡大図で示すと、図３の如くである。なお、図２（ｄ）は撚り返し無しのフラット撚りの場合を示したものである。なお、撚り返し角度τは０°〜−４５°、０°〜４５°の範囲に限定されるものではない。上記した数式（１１）の範囲で変動させることができる。
【００２７】
このようにグルーブ溝２１０の底面２１１側を、特殊な形状に傾斜させておけば、当然これに収納される光ファイバテープ３００は、上記の条件で正弦的に変化させられることになる。つまり、この特殊な底面形状によると、光ファイバテープ３００の撚り返し角度τ及びその周期が小さくとも容易にその状態を保持することが可能となる。
【００２８】
このようなグルーブ溝２１０の形成にあたっては、理論的には、以下のようにして形成することができる。先ず、溝形成前の樹脂製グルーブ本体（例えば丸棒状体、長尺板状体なども可）を走行させながら、その先端が、撚り返し角度τに相当する角度で傾き、１／２〜１／４ｐの周期で撚り返しされる特殊なバイト（切削具）により形成することができる。また、溝付きグルーブ本体（例えば丸棒状体、長尺板状体なども可）を押出成形し、完全に硬化しないうちに、その先端が、上記と同様、撚り返し角度τに相当する角度で傾き、１／２〜１／４ｐの周期で撚り返しされる特殊な加熱鏝を溝底に押し当てることにより形成することができる。
【００２９】
さらに、図４に示すように、その表面を、上記グルーブ溝２１０の底面２１１側と同様、正弦的に変化させたダミーテープ６００を作り、これをグルーブ溝２１０の底面２１１側に収納させたものである。そすると、実質的に上記した特殊な形状の底面を有するグルーブ２００を形成することができる。
【００３０】
このダミーテープ６００の形成にあたっても、理論的には、以下のようにして形成することができる。先ず、樹脂製の単なる長尺板状体を走行させながら、上記と同様、その先端が、撚り返し角度τに相当する角度で傾き、１／２〜１／４ｐの周期で撚り返しされる特殊なバイト（切削具）で、その上面側を切削することにより形成することができる。或いは、樹脂製の単なる長尺板状体を押出成形し、完全に硬化しないうちに、その先端が、上記と同様、撚り返し角度τに相当する角度で傾き、１／２〜１／４ｐの周期で撚り返しされる特殊な加熱鏝で加熱することにより形成することができる。
【００３１】
以上は、グルーブ溝２１０の底面２１１側を、正弦的に変化させる場合であったが、図５に示すように、底面２１１がフラットをグルーブ２００自体を、１／２〜１／４ｐで、かつ、光ファイバテープ３００の撚り返し角度τを０°〜−４５°、０°〜４５°の範囲で正弦的に変化させることも可能である。この場合は、上記したように、光ファイバテープ３００の撚り返し角度τ及びその周期が小さいため、グルーブ２００自体の撚り合わせとこの撚り返し後、直ちに押え巻き層の押えテープにより固定する必要がある。
【００３２】
図６は、本発明に係るスロット型の光ケーブルの一態様を示したものである。この光ケーブル１００Ｂにおいて、１１０は中心テンションメンバ、７００は長手方向の外周に複数のスロット溝７１０を有するスロット、３００はスロット溝７１０内に積層収納された光ファイバテープ、４００はグルーブ用の押え巻き層、５００はシースである。
【００３３】
この光ケーブル１００Ｂの場合、スロット溝７１０自体は中心テンションメンバ１１０に対して、特定の撚り合わせピッチ（集合ピッチ）ｐで形成する一方、各スロット溝７１０の底面７１１側を、上記グルーブ溝２１０の底面２１１側と同様、１／２ｐ、１／３ｐ、１／４ｐで、かつ、光ファイバテープ３００の撚り返し角度τを０°〜−４５°、０°〜４５°の範囲で正弦的に変化させてある。従って、このスロット溝７１０に収納積層された光ファイバテープ３００は、その撚り返し角度τが正弦的に変化することになる。
【００３４】
図７は、本発明に係るスロット型の光ケーブルの他の態様を示したものである。この光ケーブル１００Ｃも、基本的には、上記光ケーブル１００Ｂと同様であるが、スロット溝７１０の底面７１１側を正弦的に変化させるのではなく、上記図４の場合と同様、その表面を、正弦的に変化させたダミーテープ６００を作り、これをスロット溝７１０の底面７１１側に収納させたものである。そすると、実質的に上記した特殊な形状の底面を有するスロット溝７１０を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に係る光ケーブルの一つの実施の形態になる縦断面図である。
【図２】図１の光ケーブルにおけるグルーブと光ファイバテープの撚り返し角度、及び撚り返しピッチの関係を示した説明図である。
【図３】図１の光ケーブルにおけるグルーブと光ファイバテープの撚り返し角度、及び撚り返しピッチの関係を示した拡大説明図である。
【図４】図１の光ケーブルにおけるグルーブと光ファイバテープの撚り返し角度、及び撚り返しピッチの関係を示した他の拡大説明図である。
【図５】図１の光ケーブルにおけるグルーブと光ファイバテープの撚り返し角度、及び撚り返しピッチの関係を示した別の拡大説明図である。
【図６】本発明に係る光ケーブルの他の実施の形態になる縦断面図である。
【図７】本発明に係る光ケーブルの別の実施の形態になる縦断面図である。
【図８】光ケーブルの曲げ布設時の状態を示した説明図である。
【図９】光ケーブルの曲げ布設時における光ファイバテープの両縁部の歪差を求めるための概略説明図である。
【図１０】光ファイバテープの両縁部における歪差を求めたグラフである。
【図１１】光ファイバテープの両縁部における歪差を求めたの数式図である。
【図１２】光ファイバテープの両縁部における歪差を求めたの数式図である。
【符号の説明】
【００３６】
１００Ａ〜１００Ｃ・・・光ケーブル、１１０・・・中心テンションメンバ、２００・・・グルーブ、２１０・・・グルーブ溝、２１１・・・グルーブ溝の底面、３００・・・光ファイバテープ、４００・・・押え巻き層、５００・・・シース、６００・・・ダミーテープ、７００・・・スロット、７１０・・・スロット溝、７１１・・・スロット溝の底面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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