(57)【要約】【課題】低温、高温での収縮による損失増加を抑えることができ、かつ、許容曲げ径を小さくでき、しかも廉価なノンメタル光ファイバケーブルを提供する。【解決手段】光ファイバ心線又は光ファイバテープ心線（１１ａ、１１ｂ）と抗張力体とを一括被覆して形成した光ファイバケーブルであって、該抗張力体が金属以外の部材で構成されており、その抗張力体が繊維状部材（１３ａ、１３ｂ）と棒状部材（１２ａ、１２ｂ）とから構成されているノンメタル光ファイバケーブル（１ａ、１ｂ）。【選択図】　　　　図１
2004012611.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバ心線又は光ファイバテープ心線と抗張力体とを一括被覆して形成した光ファイバケーブルであって、該抗張力体が金属以外の部材で構成されており、その抗張力体が繊維状部材と棒状部材とから構成されていることを特徴とするノンメタル光ファイバケーブル。
【請求項２】
光ファイバ心線又は光ファイバテープ心線と抗張力体とが光ファイバケーブルの断面において、横一線に配設されていることを特徴とする請求項１記載のノンメタル光ファイバケーブル。
【請求項３】
前記抗張力体をなす棒状部材について、棒状部材の圧縮弾性率をＡ［Ｎ／ｍｍ２］、棒状部材の断面積をＳ［ｍｍ２］としたとき、
Ａ×Ｓ≧３３６０［Ｎ］
であることを特徴とする請求項１又は２記載のノンメタル光ファイバケーブル。
【請求項４】
抗張力体とケーブル被覆の密着力をＣ［Ｎ／ｍｍ］としたとき、
Ｃ≧１×１０−３［Ｎ／ｍｍ］
であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のノンメタル光ファイバケーブル。
【請求項５】
前記抗張力体をなす棒状部材について、棒状部材の直径をＤ［ｍｍ］としたとき、
１．５≧Ｄ
であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のノンメタル光ファイバケーブル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属部材を構成要素として含まないノンメタル光ファイバケーブルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、光加入者線路網の構築が急速に進んでいる。電柱から宅先へ光ファイバを配線する安価なケーブル構造として、図２に断面図で示すドロップ光ケーブルが考えられる。図２の光ケーブル２は、光ファイバ心線又は光ファイバテープ心線２１と抗張力線２２とを平行に並べ、ポリ塩化ビニルやポリエチレン等のケーブル被覆２４で全体を一括被覆した構造を有する。
【０００３】
光ファイバを宅内まで引き落とす方法として近年では電力引き込み線に図２の構造のドロップ光ケーブルを巻き付け、電力引き込み線と一緒に光ファイバを引き込もうという試みが行われている。この光ファイバー複合引込み線（ＯＰＤＶ）の構造を図３に断面図で示す。図３の光ユニット一体型ＯＰＤＶ３は、導体３８と電力引込み線被覆３９からなる複数本の電力引込み線３７に光ユニット３６を巻きつけた構造を有する。光ユニット３６は、光ファイバ心線又は光ファイバテープ心線３１と抗張力線３２とを平行に並べ、ポリ塩化ビニルやポリエチレン等のケーブル被覆３４で全体を一括被覆した構造を有する。
【０００４】
図２、３に示したケーブルはいずれも抗張力体を具備してなる。通常、抗張力体としては金属である鋼線が使用されるが、抗張力体に非金属のものを採用する場合もある。図２の構造では引き込み線として電柱から接続点なしで宅内まで直接ケーブルを引き込む場合も考えられるが、こうした引き込み方法の場合、落雷の際にサージ電流が宅内の光機器を損傷させる恐れがある。また図３の電力引き込み線の場合は電力線と複合されているため、電力線からの誘導電流が光ケーブルの鋼線部に流れる恐れがある。こうした観点から抗張力体として非金属のものを使うことが考えられている。
非金属抗張力体としてはアラミド繊維やガラス繊維といった繊維状のものが考えられる。これに加えて、これらアラミド繊維やガラス繊維を束ね、樹脂で固めて棒状にしたＦＲＰ（繊維強化プラスチック）といったものが考えられる。
【０００５】
繊維状の抗張力体をケーブルに使用する場合、ケーブルの引っ張り方向に対しては繊維量を調整することによって抗張力機能を持たせることができるが、ケーブルの圧縮方向の力に対しては繊維の場合突っ張り力がないために、抗張力機能を持たない。そのためケーブルが高温や低温にさらされる際に次のような点が問題となる。
【０００６】
すなわち、低温ではケーブル外被が収縮するが、その際抗張力体が繊維の場合、圧縮方向に突っ張り力がないために外被の収縮を抑えることができず、外被の収縮によって心線に曲がりが入り、損失増加を引き起こすこととなる。
高温にさらされた場合にも繊維状抗張力体では問題が生じる。ケーブル外被にはケーブル製造時に加工歪と呼ばれる歪が残る。この歪は外被が高温にさらされた時に開放され、外被を収縮させる。したがって繊維状抗張力体の場合にはケーブルが高温にさらされた場合にも外被が収縮して心線に曲がりが入る。
【０００７】
一方、繊維を束ねて樹脂で固めた棒状の抗張力体であるＦＲＰの場合には、引張り方向の抗張力機能はもちろん、ＦＲＰがロッド状で突っ張りを有しているために圧縮方向に対しても抗張力機能を持っている。したがって低温化又は高温化の外被収縮に対してＦＲＰロッドを使用することで損失増加を抑えることが可能となる。
しかし、ＦＲＰは繊維を束ねて固めるという製造工程があり、繊維と比べて高価になるという問題がある。また、ＦＲＰは棒状の抗張力体であり円形に曲げると所定の径で折れるが、この折れが起きるものの最小径（最小曲げ径）はＦＲＰの外径が大きいほど大きくなる。したがって抗張力体をＦＲＰで構成した場合、ケーブルの設計張力によってはＦＲＰが太径となってケーブルを大きな径でしか曲げられないといった状況も生じる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、低温、高温での収縮による損失増加を抑えることができ、かつ、許容曲げ径を小さくでき、しかも廉価なノンメタル光ファイバケーブルを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、抗張力体として繊維とＦＲＰとを併用することにより、繊維のみを抗張力体とした場合に問題となる低温、高温での収縮による損失増加を抑えることができ、かつ、ＦＲＰのみを抗張力体とした場合に問題となる許容曲げ径を小さくでき、しかもＦＲＰのみを抗張力体とした場合よりも安価となることを見い出し、この知見に基づき本発明を完成するに至った。
【００１０】
すなわち本発明は、
（１）光ファイバ心線又は光ファイバテープ心線と抗張力体とを一括被覆して形成した光ファイバケーブルであって、該抗張力体が金属以外の部材で構成されており、その抗張力体が繊維状部材と棒状部材とから構成されていることを特徴とするノンメタル光ファイバケーブル、
（２）光ファイバ心線又は光ファイバテープ心線と抗張力体とが光ファイバケーブルの断面において、横一線に配設されていることを特徴とする（１）項に記載のノンメタル光ファイバケーブル、
（３）前記抗張力体をなす棒状部材について、棒状部材の圧縮弾性率をＡ［Ｎ／ｍｍ２］、棒状部材の断面積をＳ［ｍｍ２］としたとき、
Ａ×Ｓ≧３３６０［Ｎ］
であることを特徴とする（１）又は（２）項に記載のノンメタル光ファイバケーブル、
（４）抗張力体とケーブル被覆の密着力をＣ［Ｎ／ｍｍ］としたとき、
Ｃ≧１×１０−３［Ｎ／ｍｍ］
であることを特徴とする（１）〜（３）項のいずれか１項に記載のノンメタル光ファイバケーブル、および
（５）前記抗張力体をなす棒状部材について、棒状部材の直径をＤ［ｍｍ］としたとき、
１．５≧Ｄ
であることを特徴とする（１）〜（４）項のいずれか１項に記載のノンメタル光ファイバケーブル
を提供するものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明のノンメタル光ファイバケーブルの好ましい実施態様を図１に従って説明する。
図１（ａ）及び（ｂ）は、ともに本発明のノンメタル光ファイバケーブルを示す断面図である。図１（ａ）の実施態様は、光ファイバケーブルが、光ファイバ心線又は光ファイバテープ心線１１ａと棒状抗張力体（ＦＲＰ）１２ａおよび繊維状抗張力体１３ａとを光ファイバケーブルの断面において横一線に配置し、ポリ塩化ビニルやポリエチレン等のケーブル被覆１４ａで全体を一括被覆した構造を有する。
図１（ｂ）の実施態様は、光ファイバケーブルが、光ファイバ心線又は光ファイバテープ心線１１ｂと棒状抗張力体（ＦＲＰ）１２ｂとを光ファイバケーブルの断面において横一線に配置し、該棒状抗張力体（ＦＲＰ）１２ｂの外周を覆うように繊維状抗張力体１３ｂを配設し、ポリ塩化ビニルやポリエチレン等のケーブル被覆１４ｂで全体を一括被覆した構造を有する。これらの構造は、繊維状抗張力体とＦＲＰの両方をケーブル内に内蔵していることを特徴とする。
本発明は、ガラス光ファイバ及びプラスチック光ファイバに適用される。
【００１２】
ここで、抗張力体は、繊維状部材としては、アラミド繊維、ガラス繊維などが用いられる。また、棒状部材としては、ＦＲＰ、プラスチック棒などが用いられる。繊維状部材と棒状部材とは別々に配置してもよいし、組み合わせた抗張力体として配置してもよい。抗張力体の本数に制限はない。図１（ｂ）に示した構造は繊維状部材と棒状部材とを組み合わせて配置したものであり、図１（ａ）に示した構造よりもケーブルの横幅を更に小さくすることが可能となる。
ケーブル被覆にはポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリオレフィンなどが用いられる。
【００１３】
本発明の光ファイバケーブルでは引張り方向の力に対しては繊維状抗張力体と棒状抗張力体（ＦＲＰ）の両方で受け持って保護し、外被の収縮による圧縮力に対しては棒状抗張力体（ＦＲＰ）で保護することによって光ファイバケーブルの損失変動を抑制する。ＦＲＰは高価であるが、繊維状抗張力体を一緒に実装することでＦＲＰのみを実装した場合に比べより細径のＦＲＰが使用でき、ＦＲＰのコストを抑えることが可能となる。よって、繊維状抗張力体とＦＲＰの両方を実装することで、ＦＲＰの外被圧縮力に対する抗張力機能をもつという利点を取り入れつつ、ケーブル全体のトータルコストを下げることが可能となる。
また、繊維状抗張力体を棒状抗張力体（ＦＲＰ）と併用することでケーブル設計張力が大きなものであっても繊維状抗張力体の量を増やすことで棒状抗張力体（ＦＲＰ）自体は太径にする必要がなく、棒状抗張力体（ＦＲＰ）の径を比較的細径に抑えられる。細径のＦＲＰが使用できるため、より小さな径までケーブルを曲げることが可能となる。
【００１４】
抗張力体である棒状部材（ＦＲＰ）の圧縮弾性率Ａ［Ｎ／ｍｍ２］と断面積Ｓ［ｍｍ２］の積（Ａ×Ｓ）を大きくすることによって、外被の収縮力に対して十分な突っ張りが得られる。この突っ張り力によって低温、高温時の外被の収縮を抑制することが可能となる。棒状抗張力体の圧縮弾性率Ａと断面積Ｓの積（Ａ×Ｓ）は、好ましくは３３６０［Ｎ］以上、より好ましくは４８００［Ｎ］以上である。
【００１５】
また、抗張力体の突っ張りが十分に機能するためには、ケーブル被覆と抗張力体がある程度密着している必要がある。密着不良の場合、抗張力体があっても被覆が滑ることで収縮可能となるため、抗張力体の突っ張りが意味を持たなくなる。そこで抗張力体とケーブル被覆との密着力Ｃ［Ｎ／ｍｍ］を好ましくは１×１０−３［Ｎ／ｍｍ］以上、より好ましくは５×１０−３［Ｎ／ｍｍ］以上とすることで被覆と抗張力体の摩擦を維持し、被覆の収縮を抑制することが可能となる。
【００１６】
また、棒状部材の直径を小さくすることによって、ケーブルを曲げたときのＦＲＰの折れを抑制することができる。ケーブルの実使用上は最小曲げ径として６０ｍｍ確保されていれば問題なく、棒状部材の直径を１．５ｍｍ以下とすることによって６０ｍｍの最小曲げ径を確保することができる。したがって、棒状抗張力体の直径は、好ましくは１．５ｍｍ以下、より好ましくは１．０ｍｍ以下である。ここで、最小曲げ径とはケーブルを円形に曲げたときにＦＲＰが折れる円の直径をいう。
【００１７】
【実施例】
以下、本発明を実施例に基づいて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。
【００１８】
試験１
本発明の光ファイバケーブルを低温又は高温下にさらした際の損失変動を調べた。本発明の光ファイバケーブルは図１（ａ）に示す構造のものを用いた。比較として繊維のみの抗張力体を有する光ファイバケーブルも低温又は高温下にさらし、損失変動を調べた。試験にあたっては波長は１．５５μｍとし、温度は−３０℃又は７０℃とした。試験に用いた光ファイバケーブルは断面形状で外径の長径４．４ｍｍ×短径１．６ｍｍであり、繊維状抗張力体にはアラミド繊維（ケブラー、商品名、東レデュポン社製）を用い、棒状抗張力体としてはガラスＦＲＰを使用した。繊維の量は１１４０ｄが２本、ガラスＦＲＰは０．４φのものを２本使用した。ケーブルの外被には難燃性を有するポリエチレンを用いた。結果を表１に示す。
【００１９】
【表１】
2004012611.tif 000003
【００２０】
表１に示すように抗張力体として繊維のみ使用した光ファイバケーブルにおいては、低温での外被収縮力に抗うことができずに損失増加した。一方、本発明の光ファイバケーブルにおいては繊維以外にＦＲＰを実装しており、このＦＲＰの突っ張り効果によって外被の収縮に抗うことが可能となった。
【００２１】
試験２
本発明の光ファイバケーブルのうち、棒状部材であるＦＲＰの圧縮弾性率と断面積の積（Ａ×Ｓ）を変えて低温又は高温下にさらした際の損失変動を調べた。その他の条件は試験１と同様とした。結果を表２に示す。
【００２２】
【表２】
2004012611.tif 000004
【００２３】
表２に示すように棒状部材の突っ張り力を示すＡ×Ｓが大きいほど伝送損失増加は抑制されることが分かった。損失変動値としては０．１ｄＢ／ｋｍ以下であれば実使用上問題なくなる。したがって表２の結果からはＡ×Ｓ≧３３６０［Ｎ］が好ましいことがわかった。
【００２４】
試験３
外被材料をＰＶＣに変更した以外は試験２と同様に試験を行った。結果を表３に示す。
【００２５】
【表３】
2004012611.tif 000005
【００２６】
表３に示すように、外被材料がＰＶＣに変わっても試験２の結果と同様、Ａ×Ｓ≧３３６０［Ｎ］が好ましいことがわかった。
【００２７】
試験４
ＦＲＰと外被との密着力を変えた場合の損失変動を調べた。その他の条件は試験１と同様とした。結果を表４に示す。
【００２８】
【表４】
2004012611.tif 000006
【００２９】
表４に示すように、ＦＲＰと外被との密着力が大きくなるほど損失変動を抑制する効果が高まることがわかった。したがって、ＦＲＰと外被との密着力が１×１０−３［Ｎ／ｍｍ］以上であることが好ましいことがわかった。
【００３０】
試験５
ＦＲＰの径を変えた場合の最小曲げ径を調べた。その他の条件は試験１と同様とした。結果を表５に示す。
【００３１】
【表５】
2004012611.tif 000007
【００３２】
表５に示すように、ＦＲＰの外径が小さくなるほど最小曲げ径が小さくなった。したがって、ＦＲＰの外径が１．５ｍｍ以下であることが好ましいことがわかった。
【００３３】
【発明の効果】
抗張力体として繊維状部材及び棒状部材を用いる本発明のノンメタル光ファイバケーブルによれば、繊維状抗張力体のみを実装したケーブルで問題となる低温、高温での収縮による損失増加を抑えることが可能となる。また、棒状抗張力体であるＦＲＰのみを実装したケーブルで問題となるケーブルの許容曲げ径を小さくすることも可能となる。特に、使用するＦＲＰの外径に所定の上限を設けることで、実際の使用環境において必要とされる許容曲げ径を確実に確保できる。さらに、ＦＲＰのみを用いたケーブルは高価であるが、繊維状抗張力体を一緒に実装することでＦＲＰのみを実装した場合に比べより細径のＦＲＰが使用でき、ＦＲＰのコストを抑えてケーブル自体を廉価に製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明のノンメタル光ファイバケーブルを示す断面図である。
【図２】図２は、従来のドロップ光ケーブルを示す断面図である。
【図３】図３は、従来のドロップ光ケーブルを電力引込み線に巻きつけた光ユニット一体型ＯＰＤＶを示す断面図である。
【符号の説明】
１ａ、１ｂ　ノンメタル光ファイバケーブル
２　ドロップ光ケーブル
３　光ユニット一体型ＯＰＤＶ
１１ａ、１１ｂ、２１、３１　光ファイバ心線または光ファイバテープ心線
１２ａ、１２ｂ　棒状抗張力体（ＦＲＰ）
２２、３２　抗張力体
１３ａ、１３ｂ　繊維状抗張力体
１４ａ、１４ｂ、２４、３４　ケーブル被覆
３６　巻きつけ光ユニット
３７　電力引込み線
３８　導体
３９　電力引込み線被覆
【図１】
2004012611.tif 000008
【図２】
2004012611.tif 000009
【図３】
2004012611.tif 000010