(57)【要約】【課題】小さな径に曲げても座屈や折れが生じにくい光ファイバケーブルに用いられる抗張力体を提供する。【解決手段】光ファイバケーブルに用いられる抗張力体であって、前記抗張力体は有機系繊維強化プラスチックからなるものであり、その繊維のヤング率をＥ（ＭＰａ）としたとき、５４７００≦Ｅ≦９６６００であって、かつその繊維の破断時の伸度Ｌ（％）が３．３≦Ｌである抗張力体。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバケーブルに用いられる抗張力体であって、前記抗張力体は有機系繊維強化プラスチックからなるものであり、その繊維のヤング率をＥ（ＭＰａ）としたとき、
５４７００≦Ｅ≦９６６００
であって、かつその繊維の破断時の伸度Ｌ（％）が
３．３≦Ｌ
であることを特徴とする抗張力体。
【請求項２】
前記繊維のヤング率Ｅ（ＭＰａ）が、
５４７００≦Ｅ≦７０５００
であって、かつその繊維の破断時の伸度Ｌ（％）が
３．６≦Ｌ
であることを特徴とする請求項１記載の抗張力体。
【請求項３】
前記繊維がアラミド繊維であることを特徴とする請求項１又は２に記載の抗張力体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバケーブルに用いられる抗張力体に関するものである。特に、光ファイバの宅内への取り込みに使用するドロップ光ファイバケーブルにおいて、優れたハンドリング性を有する光ファイバケーブルに用いられる抗張力体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、光加入者線路網の構築が急速に進んでいる。従来、幹線光ファイバケーブルから各家庭などの宅内に引き込むための引き込み用光ファイバケーブルとして、図１に示すようなドロップ光ファイバケーブルが使用されている。光ファイバケーブル１１は、光ファイバケーブル部１２ａと支持線部１２ｂからなる。光ファイバケーブル部１２ａは、光ファイバ心線又は光ファイバテープ心線１３と２本の抗張力体１４とが直線状に並べられ、並び方向が長辺方向となり断面が扁平となるよう被覆材１５で被覆されている。支持線部１２ｂは支持線１６からなり、被覆材１５により光ファイバケーブル部１２ａと連結されている。支持線１６は、光ファイバケーブル部１２ａを保持するためのものである。また、一般的にこのような光ファイバケーブルは、長手方向に沿ってノッチ１７や切り込みが形成され、布設時などに特殊な工具を使用することなく、光ファイバケーブルをノッチ１７から人の手で容易に切り裂くことができ、光ファイバケーブル部１２ａ内部の光ファイバ心線又は光ファイバテープ心線１３を容易に取り出すことが可能である。被覆材１５としてはポリ塩化ビニルやポリエチレンなどが一般的に用いられている。このようなドロップ光ファイバケーブルとして例えば特許文献１や特許文献２に開示されたものがある。
【０００３】
こうした光ファイバケーブルは屋外から宅内に直接引き込まれるため、落雷が起きたときに光ファイバケーブル内に金属部材が使用されていると落雷によるサージ電流が宅内まで伝わり、光機器に損傷を与える恐れがある。したがって、宅内まで引き込まれる光ファイバケーブル部１２ａには非導電性部材を使用する構造が採用されるようになってきている。
【０００４】
この中で特に光ファイバケーブルが引っ張られたり、温度変化などで伸び縮みする際に光ファイバ心線又は光ファイバテープ心線１３にその張力が伝わらないように抗張力体１４が実装されているが、この部材についても非導電性の物質で構成されることが多くなってきている。
【０００５】
非導電性の抗張力体としてはガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）やアラミド繊維強化プラスチック（ＡＦＲＰ）等の繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）がよく使用されている。これらのＦＲＰは繊維が入っているためにヤング率が比較的大きく優れた抗張力機能を有する。また、ＦＲＰ以外の抗張力体としてはＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）などのヤング率が比較的大きいプラスチックが使用される。
【０００６】
しかしながら、ドロップ光ファイバケーブルは、支柱中や地中などで配管内に収納されて布設される場合があるが、布設時に配管内で小さな径に曲げられる場合がある。また、壁面に沿わせて布設する際には壁面のコーナーで小さな径に曲げられるなど小さな径に曲げられる機会が多い。そして、光ファイバケーブルの抗張力体をＦＲＰで構成した場合には、小さな径に曲げた際、折れが生じて問題となっていた。また、光ファイバケーブルの抗張力体をＰＥＴで構成した場合は小さな径に曲げても比較的折れは生じないものの、曲げ径が小さくて曲げ歪が弾性変形領域の歪量より大きくなると塑性変形が起き、ヤング率が低下して抗張力体としての機能が劣ってくるという問題があった。
【０００７】
抗張力体（ＦＲＰ）を小さな径に曲げた場合に座屈折れが生じる際のメカニズムについて、図２〜５を参照しながら説明する。
【０００８】
まず、ロッド２０を曲げると曲げの曲げ中心２３よりも外側の繊維部分２１には引っ張り歪が、内側の繊維部分２２には圧縮歪がかかる（図２（ａ）参照。）。特に、圧縮歪領域２２では繊維２４に座屈が生じ、繊維２４自体は波打った形状になろうとする（図２（ｂ）参照）。なお、図２中、Ｒは曲げ半径を、矢印は力の向きを表す。
【０００９】
曲げ径が大きいうちは座屈による繊維の波打ちの程度は小さく、ＦＲＰの含浸樹脂３０と繊維３１の剥離は生じない（図３（ａ）参照）。しかし、曲げ径が小さくなると繊維３１の座屈による波打ちの程度が著しくなり、繊維３１と含浸樹脂３０の剥離が生じ、空隙３２が生じる（図３（ｂ）参照）。なお、図３中、矢印は力の向きを表す。
【００１０】
ＦＲＰ４０における内側部分４１における繊維４３の剥離は、曲げの最も内側から曲げ径が小さくなるにつれて曲げ中心４２に向かって進行し（図４参照）、ついにはロッド自体の折れすなわち座屈折れが生じる（図５参照）。
【００１１】
一方、曲げ中心６３よりも外側の領域６１は引っ張り歪となり、曲げ径を小さくすると引っ張り歪が大きくなって繊維６４が破断し（図６（ａ）及び（ｂ）参照）、この破断もＦＲＰ６０自体の折れにつながる。なお、図６中、符号６２は曲げ中心６３よりも内側の領域を、Ｒ0は曲げ半径を、Ｒ1は繊維の破断伸びよりも引張歪みが大きくなる半径を、矢印は力の向きを表す。
ただし、アラミドのような有機系繊維の場合は、この引っ張り領域の破断による影響よりも圧縮領域の座屈の方の影響が大きく、有機系繊維のＦＲＰロッドの折れは座屈折れが主であるということができる。
【００１２】
【特許文献１】特開２００３−０９０９４３号公報
【特許文献２】特開２００３−１４００１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、小さな径に曲げても座屈や折れが生じにくい光ファイバケーブルに用いられる抗張力体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明者らは鋭意検討を重ねた結果、繊維のヤング率が５４７００〜９６６００ＭＰａであって、かつその繊維の破断時の伸度が３．３％以上であるアラミド繊維強化プラスチックロッドを抗張力体として用いることにより、小さな径に曲げても座屈や折れが生じにくい光ファイバケーブルを提供することができることを見い出した。本発明はこのような知見に基づきなされるに至ったものである。
【００１５】
すなわち、本発明は、
（１）光ファイバケーブルに用いられる抗張力体であって、前記抗張力体は有機系繊維強化プラスチックからなるものであり、その繊維のヤング率をＥ（ＭＰａ）としたとき、
５４７００≦Ｅ≦９６６００
であって、かつその繊維の破断時の伸度Ｌ（％）が
３．３≦Ｌ
であることを特徴とする抗張力体、
（２）前記繊維のヤング率Ｅ（ＭＰａ）が、
５４７００≦Ｅ≦７０５００
であって、かつその繊維の破断時の伸度Ｌ（％）が
３．６≦Ｌ
であることを特徴とする請求項１記載の抗張力体、および
（３）前記繊維がアラミド繊維であることを特徴とする請求項１又は２に記載の抗張力体
を提供するものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の抗張力体を用いた光ファイバケーブルは、有機系繊維を用いたＦＲＰにおいてケーブル実布設時に必要な曲げ径まで曲げても座屈や折れが生じにくい。
本発明の抗張力体を用いた光ファイバケーブルを用いることで容易なケーブル施工が可能となり、光ファイバネットワークの普及に大きく貢献するという優れた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明の抗張力体を用いた光ファイバケーブルの形状、構造は特に限定されず、例えば、図１に示したような形状のものであってもよい。
【００１８】
抗張力体として使用される繊維強化プラスチックロッドの内部に充填される繊維は有機系繊維からなる。例えばアラミド繊維である。
【００１９】
ＦＲＰを同じ径に曲げる場合、ヤング率の大きい繊維ほど曲げるのに要する力が大きい。これはいいかえると同じ曲げ径で比較した場合、ＦＲＰを構成している繊維のヤング率が大きいものほどより大きな圧縮力が曲げ中心より内側で働いているといえる。
一方、この圧縮力は繊維を座屈させようとする力であるため、繊維のヤング率が大きいほどより大きな力で座屈が生じ、含浸樹脂と繊維の剥離もより促進されるといえる。
【００２０】
上記２点を考え合わせると、ヤング率の大きな繊維ほど座屈による含浸樹脂と繊維の剥離が促進されるため、より大きな径でロッド自体の座屈折れが生じることとなる。したがって、ＦＲＰロッドが小さな径まで折れないようにするには、ヤング率をより小さく設定するのが好ましい。
【００２１】
本発明における繊維のヤング率の下限は、５４７００ＭＰａであり、より好ましくは６００００ＭＰａである。このようにヤング率を限定した理由は、ある程度以上のヤング率がないと、本来の抗張力体の機能が低下してケーブルは布設時に過度に伸び、心線の破断が生じてしまうからである。また、ケーブルサイズを小さくし、狭い管路内でも良好な通線性を維持するためには抗張力体の径は小さいほうが好ましいため、抗張力体を構成する繊維のヤング率もある程度以上の値が必要だからである。
【００２２】
一方、前記繊維のヤング率の上限は、９６６００ＭＰａであり、好ましくは７０５００ＭＰａ、より好ましくは６８０００ＭＰａである。
【００２３】
ヤング率を小さくして座屈折れの曲げ径を小さくしていくと、曲げ中心より外側の繊維の破断も無視し得ない状況となってくる。したがって、繊維自体のヤング率を小さくするとともに、繊維の破断伸びを大きくすることで曲げ中心より外側の繊維の破断も抑制でき、さらに小さな曲げ径までＦＲＰの折れを抑制することができるようになる。
【００２４】
本発明における繊維の破断時の伸度は、好ましくは３．３％以上、より好ましくは３．６％以上である。一方、前記繊維の破断時の伸度の上限は、好ましくは５．０％以下、より好ましくは４．６％以下である。
【００２５】
本発明では、上述した繊維を樹脂で固めて繊維強化プラスチック製のロッドを形成し、抗張力体として用いる。なお、繊維に含浸させる樹脂は特に限定されず、通常用いられているものを使用することができる。
【００２６】
従来の光ファイバケーブルにおける抗張力体には、高弾性を目的としてヤング率を大きくした有機繊維系ＦＲＰが用いられていた。したがって、わざわざヤング率を小さくした有機繊維系ＦＲＰを抗張力体に用いることはなかった。
本発明は、抗張力体を構成する繊維の座屈と破断伸度とに着目し、折れの生じる曲げ径を小さくするよう構成された有機繊維系ＦＲＰを抗張力体として用いた光ファイバケーブルである。本発明の光ファイバケーブルは、上記の構成により、小さな径に曲げても座屈や折れが生じにくいという優れた効果を奏し、このような光ファイバケーブルを用いることで容易なケーブル施工が可能となり、光ファイバネットワークの普及に大きく貢献することができる。
【実施例】
【００２７】
次に、本発明を実施例に基づきさらに詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
（実施例１）
繊維のヤング率及び破断伸度を下記表１に記載のとおりに変更させた抗張力体をそれぞれ作製した。繊維にはアラミド繊維を使用し、抗張力体の外径は０．５０ｍｍとした。
作製した抗張力体を徐々に曲げて曲げ直径を小さくしていき、座屈が生じたときの曲げ直径を測定した。
結果を表１に示す。
【００２８】
【表１】
2008033375.tif 000002
【００２９】
表１の結果から明らかなように、ヤング率の大きい比較例では曲げ直径が１０．２ｍｍの時点で座屈が生じた。これに対し、ヤング率を小さくし、かつ破断伸度を大きくした本発明例では、１０ｍｍよりも小さい曲げ直径としても座屈や折れの問題が生じなかった。さらに、ヤング率を小さくするほど、小さな曲げ直径としても座屈や折れの問題が生じないことがわかった。これらの結果、本発明の抗張力体を用いた光ファイバケーブルは、現行のケーブル布設の大半の場所でＦＲＰの折れの問題を克服することができ、さらに、繊維のヤング率を５４７００〜７０５００ＭＰａとすることにより５ｍｍ以下の座屈径が可能となり、布設環境を選ばず容易なケーブル施工が可能となる。
【００３０】
（実施例２）
実際の布設時において心線破断が生じるヤング率について検証した。
繊維のヤング率を下記表２に記載のとおりに変更させたドロップ光ファイバケーブルをそれぞれ作製した。ケーブル径は２×３ｍｍで、心数は１心とした。繊維にはアラミド繊維を使用し、抗張力体の外径は０．５０ｍｍとした。
作製した光ファイバケーブルを剛性樹脂可とう電線管（内径：１４Φ）内に布設し、心線破断の有無を調査した。良否は配管布設時の光損失変動の有無で決定した。なお、電線管内には、Φ８０ｍｍの曲げを３箇所設けた。
結果を表２に示す。
【００３１】
【表２】
2008033375.tif 000003
【００３２】
表２の結果から明らかなように、ヤング率が小さすぎる比較例では、ケーブルが布設時に過度に伸び、心線の破断が生じた。これに対し、ある程度大きなヤング率を有する本発明例では、心線破断の問題は生じなかった。さらに、繊維のヤング率を５４７００ＭＰａ以上とすることにより伸び歪みを抑えることができることがわかった。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】図１は、ドロップ光ファイバケーブルの断面図である。
【図２】図２は、抗張力体に曲げが入った場合の歪み分布を示す説明図である。図２（ａ）は抗張力体の全体を示す図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）の丸印部分の一部拡大断面図である。
【図３】図３は、曲げ中心より内側部分の繊維座屈を説明する断面図である。図３（ａ）は座屈の程度が少ない状態を示す図であり、図３（ｂ）は座屈が著しく含浸樹脂と繊維が剥離した状態を示す図である。
【図４】図４は、ＦＲＰの座屈折れの様子を示す説明図である。
【図５】図５は、ＦＲＰの座屈折れの様子を示す写真である。
【図６】図６は、抗張力体における曲げ中心より外側部分の繊維破断を示す説明図である。図６（ａ）は抗張力体の一部断面図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）の丸印部分の一部拡大図である。
【符号の説明】
【００３４】
１１  光ファイバケーブル
１２ａ  光ファイバケーブル部
１２ｂ  支持線部
１３  光ファイバ心線又は光ファイバテープ心線
１４  抗張力体
１５  被覆材
１６  支持線
１７  ノッチ
【図１】
2008033375.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
2008033375.tif 000007
【図６】
2008033375.tif 000008
【図５】
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