(57)【要約】【課題】  外被の形成に伴う低温収縮により伝送特性を悪化させることのない光ファイバケーブルを提供する。【解決手段】  線膨張係数が負であるモノフィラメント２０を光ファイバ１１と並列して配置してあるので、外被１２を一体形成する際に溶融した外被１２が冷却されて収縮するとモノフィラメント２０は膨張する。この膨張力により外被１２の収縮力を打ち消して、光ファイバ１１に作用する収縮力を小さくするので、収縮力による光ファイバ１１の伝送損失の増加を防止することができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
1本以上の光ファイバの両脇にモノフィラメントが配置され、前記光ファイバと前記モノフィラメントを一括して熱可塑性樹脂で被覆した光ファイバケーブルであって、前記モノフィラメントの破断伸びが５％以上であることを特徴とする光ファイバケーブル。
【請求項２】
請求項１に記載の光ファイバケーブルであって、
前記光ファイバの両脇に配置された前記モノフィラメントの弾性率が２０ＧＰａ以上であり、前記モノフィラメントの共通接線の間隔が前記光ファイバのガラス径の６倍以上であることを特徴とする光ファイバケーブル。
【請求項３】
請求項１または２に記載の光ファイバケーブルであって、
前記モノフィラメントの分子が配向され、負の線膨張係数を有し、前記モノフィラメントの融点が前記光ファイバと前記モノフィラメントを一括して被覆する前記熱可塑性樹脂の融点よりも高いことを特徴とする光ファイバケーブル。
【請求項４】
請求項１から３の何れか１項に記載の光ファイバケーブルであって、
前記モノフィラメントの断面の重心から周縁部への距離が異なり、前記光ファイバを挟む前記モノフィラメントの軸と垂直方向に前記モノフィラメントの長径が位置していることを特徴とする光ファイバケーブル。
【請求項５】
請求項４に記載の光ファイバケーブルであって、
前記モノフィラメントの断面形状が、矩形またはほぼ楕円状であることを特徴とする光ファイバケーブル。
【請求項６】
請求項４に記載の光ファイバケーブルであって、
前記モノフィラメントが長手方向に捻れていることを特徴とする光ファイバケーブル。
【請求項７】
請求項１から６の何れか１項に記載の光ファイバケーブルであって、
１００μｍ以下の厚さの接着剤が焼付塗布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８】
請求項１から７の何れか１項に記載の光ファイバケーブルであって、
波長１．３μｍにおけるモードフィールド径が９．０μｍ以下で、スクリーニングレベルが１．２％以上であることを特徴とする光ファイバケーブル。
【請求項９】
請求項１から８の何れか１項に記載の光ファイバケーブルであって、
前記モノフィラメントの弾性限界伸び率が、前記光ファイバのスクリーニングレベルの４０％以上であることを特徴とする光ファイバケーブル。
【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関し、さらに詳しくは、１本以上の光ファイバと、抗張力体とが、外被により被覆されて一体化されている光ファイバケーブルに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光通信システムの需要が増加するにつれ、光伝送路である光ファイバケーブルが多く使用されている。ＦＴＴＨ（Fiber To The Home）等の用途に用いられる光ファイバケーブルとして、電柱等の架空に敷設された多心型の光ファイバケーブルから、１本または複数本の光ファイバ毎に分配されて各加入者宅に引き落とされるドロップケーブル(例えば、特許文献１〜３参照)を挙げることができる。このドロップケーブルとして用いられている光ファイバケーブルの一例を図４に示す。
図４に示すように、従来の光ファイバケーブル１００は、本体部１０７とメッセンジャワイヤ部１０８とが首部１０５により接続された構成である。
【０００３】
本体部１０７は、ほぼ中央に配置された1心の光ファイバ１０１と、２本の抗張力体１０２とが、樹脂１０３により被覆されてなるものである。すなわち、樹脂１０３は本体部１０７の外被を構成するものである。２本の抗張力体１０２は、光ファイバ１０１と同一平面上に並列されており、光ファイバ１０１は、これら２本の抗張力体１０２の間に配置されている。
【０００４】
ここで用いられる光ファイバ１０１としては、コアとクラッドとからなる二重構造のガラス体の外周に紫外線硬化型樹脂が被覆された構成で、その外径寸法が０．２５ｍｍであるものを例示できる。このガラス体の光ファイバには、例えばシングルモード光ファイバやマルチモード光ファイバを適用することができる。また、紫外線硬化型樹脂のさらに外周に、着色層が設けられているものもある。
【０００５】
抗張力体１０２は、鋼やガラス強化プラスチック（Ｇ−ＦＲＰ）等が用いられ、断面の外形形状が円形状に形成されている。なお、Ｇ−ＦＲＰは、一般に、集合させたガラス繊維に対してマトリックス樹脂を含浸させた後、そのマトリックス樹脂を熱硬化させることにより形成されるものである。
これらの光ファイバ１０１と抗張力体１０２とが一括に被覆されていることにより、抗張力体１０２は光ファイバケーブル１００に付加される引張力等の外力を受けて、光ファイバ１０１を外力から保護する。
【０００６】
また、本体部１０７の外周には、光ファイバ１０１に向かつて切り欠かれた２つのノッチ１０４が設けられている。このノッチ１０４は、光ファイバ１０１の取り出しを容易にするためのものであり、取り出しは、２つのノッチ１０４を利用してノッチ１０４間の樹脂１０３に切り込みを入れて樹脂１０３を引き裂くことにより行われる。
【０００７】
メッセンジャワイヤ部１０８は、光ファイバケーブル１００を架空で支持するための強度を確保するためのもので、鋼の支持線１０６が樹脂１０３により被覆されている。
また、首部１０５は、本体部１０７及びメッセンジャワイヤ部１０８と同一の樹脂材料が用いられ、例えば熱可塑性樹脂により本体部１０７及びメッセンジャワイヤ部１０８が一体形成されている。
【０００８】
なお、ここでは１心の光ファイバ１０１を有する光ファイバケーブル１００を例示したが、従来のドロップケーブルは、光ファイバを複数本有するものや、複数本の光ファイバをテープ化した光ファイバテープ心線を有するものもある。
【０００９】
また、ドロップ型の光ファイバケーブルは、屋外から屋内へ引き込まれる状態で敷設される場合には、落雷等により発生する誘導電流が屋内へ伝わらないように、誘導性鋼線に代わり、無誘導性のＧ−ＦＲＰを抗張力体として用いたものが既に知られている。
例えば、特許文献１には、光ファイバケーブルの抗張力体として、Ｇ−ＦＲＰ、ポリアラミド繊維等を用いることが開示されている。
【００１０】
また、図４に示した光ファイバケーブル１００は、架空から建物内に引き込まれると、架空に支持するためのメッセンジワイヤ部１０８が不要となるため、首部１０５を引き裂いて本体部１０７とメッセンジワイヤ部１０８とが分割される。そして、図５に示すように、本体部１０７のみで構成された光ファイバケーブル１００ａが建物内に配線される。
【００１１】
【特許文献１】特開２００２−３６５４９９号公報
【特許文献２】特開２０００−１７１６７４号公報
【特許文献３】特開２００２−３２８２７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ところで、数心程度の光ファイバが入っている光ファイバケーブルの場合、ケーブル寸法がとても小さく、わずか数百ｇｆの力で容易にケーブルが折れ曲がってしまう。しかし、光ファイバケーブルに抗張力体として鋼線が入っている場合には、鋼線の剛性があるため光ファイバケーブルが折れ曲がってしまってもケーブルがキンクしにくく、光ファイバが断線するまでにはいたらない。しかし、無誘導の抗張力体の場合、例えばＧ−ＦＲＰ(ガラス強化プラスチック)では、光ファイバケーブルを折り曲げてしまうとＧ−ＦＲＰが破断してしまい、その瞬断時の衝撃により光ファイバが断線してしまう確率が高い。また、同じく無誘導の抗張力体のポリアラミド繊維では、繊維の寸法が高々数μｍ乃至数十μｍと細く曲げ剛性が非常に小さいため、容易に光ファイバケーブルが挫屈してしまい、その結果、光ファイバも断線しやすい。また、これらの問題点を解決するために光ファイバケーブルの寸法を大きくすると、風圧荷重や現行のクロージャへの把持方法などの観点で新たな問題を生じる可能性がある。
【００１３】
本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたものであり、光ファイバケーブルを折り曲げてしまったとしても、容易には光ファイバが断線しないことを目的とした寸法の小さい、かつ、適度な曲げ剛性を有する光ファイバケーブルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前述した目的を達成するために、本発明にかかる光ファイバケーブルは、1本以上の光ファイバの両脇にモノフィラメントが配置され、前記光ファイバと前記モノフィラメントを一括して熱可塑性樹脂で被覆した光ファイバケーブルであって、前記モノフィラメントの破断伸びが５％以上であることを特徴としている。
【００１５】
このように構成された光ファイバケーブルにおいては、モノフィラメントが破断伸び５％以上で、ケーブルを折り曲げてもモノフィラメントが破断せず、キンクもしにくくなるため、ケーブルを折り曲げてしまっても光ファイバが断線する虞が非常に小さくなる。
【００１６】
また、本発明にかかる光ファイバケーブルは、前記光ファイバの両脇に配置された前記モノフィラメントの弾性率が２０ＧＰａ以上であり、前記モノフィラメントの共通接線の間隔が前記光ファイバのガラス径の６倍以上であることが望ましい。また、前記共通接線の間隔は０．８ｍｍ以上であることが望ましい。
【００１７】
このように構成された光ファイバケーブルにおいては、光ファイバのガラス径に比べモノフィラメントの寸法が大きいため、光ファイバが断線するほど容易には光ファイバケーブルが折れ曲がることがない。
【００１８】
また、本発明にかかる光ファイバケーブルは、前記モノフィラメントの分子が配向され、負の線膨張係数を有し、前記モノフィラメントの融点が前記光ファイバと前記モノフィラメントを一括して被覆する前記熱可塑性樹脂の融点よりも高いことが望ましい。
【００１９】
このように構成された光ファイバケーブルにおいては、一括して被覆する熱可塑性樹脂の融点がモノフィラメントの融点よりも低いため、モノフィラメントの配向が乱れて弾性率が低減して線膨張係数が大きくなり、温度変化によって光ファイバに大きな歪が加わり伝送損失が増加する虞がなくなる。
【００２０】
また、本発明にかかる光ファイバケーブルは、前記モノフィラメントの断面の重心から周縁部への距離が異なり、前記光ファイバを挟む前記モノフィラメントの軸と垂直方向に前記モノフィラメントの長径が位置していることが望ましい。また、本発明にかかる光ファイバケーブルは前記モノフィラメントの断面形状が、矩形またはほぼ楕円状であることが望ましい。
【００２１】
このように構成された光ファイバケーブルにおいては、モノフィラメントと熱可塑性樹脂との表面積が円形の場合よりも大きくなるため、それらの間の密着力が大きくなり、ケーブルが捩れてもその密着力が低減しにくくなる。また、ケーブルの寸法が大きくなることを抑えることができ、ケーブルが曲がり易い光ファイバを挟むモノフィラメントの軸と垂直方向に適度な曲げ剛性を与えることができるため、ケーブルが折れ曲がって光ファイバが断線する虞が大きく低減する。
【００２２】
また、本発明にかかる光ファイバケーブルは、前記モノフィラメントが長手方向に捻れていることが望ましい。
【００２３】
このように構成された光ファイバケーブルにおいては、ケーブルの長手方向にモノフィラメントがずれにくくなり、ケーブルがしごかれたときの密着力が低減しにくい。
【００２４】
また、本発明にかかる光ファイバケーブルは、１００μｍ以下の厚さの接着剤が焼付塗布されていることが望ましい。
【００２５】
このように構成された光ファイバケーブルにおいては、ケーブルの折れ曲がりによる光ファイバの断線を防止するためのモノフィラメント寸法の増大を接着剤の薄肉化により抑えることができる。
【００２６】
また、本発明にかかる光ファイバケーブルは、波長１．３μｍにおけるモードフィールド径が９．０μｍ以下で、スクリーニングレベルが１．２％以上であることが望ましい。
【００２７】
このように構成された光ファイバケーブルにおいては、ケーブルを折り曲げるほど小さく曲げてもロス増しにくくなり、光ファイバが断線することも少なくなる。
【００２８】
また、本発明にかかる光ファイバケーブルは、前記モノフィラメントの弾性限界伸び率が、前記光ファイバのスクリーニングレベルの４０％以上であることが望ましい。
【００２９】
このように構成された光ファイバケーブルにおいては、光ファイバの許容伸び張力の限界までケーブルに張力を加えることができ、モノフィラメントの断面積を最小限度におさえ、ケーブルの寸法を適正なものにすることができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明にかかる光ファイバケーブルによれば、ケーブルを折り曲げてしまったとしても、容易には光ファイバが断線しないことを目的とした寸法が小さく、適度な曲げ剛性を有する光ファイバケーブルを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
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は本発明の光ファイバケーブルに係る第１実施形態を示す断面図、図２は光ファイバケーブルの変形例を示す断面図である。
【００３２】
図１に示すように、本発明の実施形態である光ファイバケーブル１０Ａは、中央に光ファイバ１１を有し、その外側が外被１２により被覆されている。外被１２には、例えば次表に示すように線膨張係数が負である延伸プラスチックからなるモノフィラメント２０が、光ファイバ１１と並列して配置され、外被１２に一体的に内蔵されている。なお、被覆１２にはノッチ１２ａが設けられており、外被１２ａを裂いて容易に光ファイバ１１を取り出すことができるようにしている。
【００３３】
【表１】
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【００３４】
光ファイバ１１は、コアとクラッドを有するガラス径１２５μｍのガラスファイバ１１ａを、保護被覆１１ｂにより覆った構成となっている。光ファイバ１１は、例えばシングルモードの光ファイバや、マルチモードの光ファイバを使用することができる。また、保護被覆１１ｂは複数層から構成されても良い。さらに、保護被覆１１ｂの外側に着色層が形成されていても良い。光ファイバ１１の被覆外径としては、０．２５ｍｍのものが例示できる。
【００３５】
また、光ファイバ１１は、少なくとも２本（ここでは２本）のモノフィラメント２０、２０の間に配置され、且つ２本のモノフィラメント２０、２０における、平行な２本の共通接線ＴＬ１、ＴＬ２間に配置される。これにより、光ファイバ１１を２本のモノフィラメント２０、２０によって保護することができるとともに、光ファイバ１１に作用する外被１２の収縮力に対して左右均等に抗することができる。
また、図１および図２に示すように、モノフィラメント２０は、断面における各中心Ｐ１、Ｐ２が光ファイバの中心Ｐ０と同一直線上に配置して、直線と直交する方向に扁平した形状とするのが望ましい。これにより、モノフィラメント２０の中心Ｐ１、Ｐ２を結んだ直線まわりの断面２次モーメントを大きくすることにより光ファイバケーブル１０に適度な曲げ剛性を与えることができ、光ファイバ１１が断線してしまうなど光ファイバケーブル１０が折れ曲がることが少なくなる。
【００３６】
外被１２とこの外被１２に一体化されたフィラメント２０を含む部材からなる外被複合体１３、すなわち光ファイバケーブル１０から光ファイバ１１を除いた部分は、−１０℃〜十４０℃に温度変化させたときに、２３℃のときの長さを基準として伸縮率が、±０．１％以内となるようにしている。
このようにして、外被複合体１３の温度変化に対する伸縮量を最小限に押えることにより、外被複合体１３から光ファイバ１１に与えられる温度変化による伸縮力を小さくして、伝送特性を安定化させることができるようにしている。
【００３７】
このために、モノフィラメント２０として、例えば延伸ポリエチレンテレフタラート（延伸ＰＥＴ）等の延伸プラスチックを用いることができる。延伸プラスチックは延伸の仕方によって線膨張係数を負にすることができ、例えば次表に示すようなものがある。モノフィラメント２０は１本の棒状であり、延伸プラスチックで構成されたものを用いている。
【００３８】
【表２】
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【００３９】
なお、表中サンプルＡは従来より用いられているＰＥＴであり、正の線膨張係数を有する場合である。サンプルＢ〜Ｇは本発明で使用可能な延伸プラスチックとしての延伸ＰＥＴであり、外径および破断伸びを変化させた場合についてサンプル折り曲げ試験をおこなった結果が示してある。サンプル折り曲げ試験方法は図３に示すように、光ファイバケーブル１０を折り曲げ、側板３０Ａ、３０Ｂを折り曲げられた光ファイバケーブル１０にあてて、それぞれの側板３０Ａ、３０Ｂに１ｋｇｆの荷重をかけて光ファイバケーブルの状態を試験するものである。ここで「白化」とは、曲げ部分の外側縁が白く変化する場合であるが、弾性率は元の８０％を維持しており、使用に耐える場合である。「光ファイバの断線」欄の数値は、分母が試験した光ファイバケーブルの本数であり、分子が断線した光ファイバの数を示している。この表から、破断伸びが５．０％以上であれば、割れを生じないので使用に適することがわかる。
また、モノフィラメントの２本の共通接線ＴＬ１、ＴＬ２の間の寸法Ｄを０．８ｍｍ以上にすることで、光ファイバケーブルを折り曲げてしまっても、光ファイバのガラスには破断伸び７％以上の歪が加わらないため、光ファイバが断線してしまうことがなくなる。なお、モノフィラメントの材質としては、ＰＰＳ(ポリフェニレンサルファイド樹脂)などを用いてもよい。
また、モノフィラメント２０の融点は、外被１２の融点より高いものを使用して、外被１２を被覆する際の熱によるモノフィラメント２０の配向の乱れを防止して、弾性率の低減を抑えるようにする。
【００４０】
モノフィラメント２０の断面形状としては、非円形状のものを採用する。例えば、図１に示すように矩形状のものや、図２に示すような楕円状のもの等が考えられる。これにより、接触面積を大きくして、密着力を大きくすることができる。
なお、モノフィラメント２０に撚りを加えると、更に外被との密着力を高めることができる。
【００４１】
モノフィラメント２０は、外被１２から引き抜く際の引き抜き力が、１０Ｎ／ｃｍ以上であるようにするのが望ましい。これにより、モノフィラメント２０が十分に外被１２と密着していると判断することができる。なお、モノフィラメント２０と外被１２との間に接着剤を塗布して、モノフィラメント２０と外被１２との密着性を高めることもできる。このときに用いる接着剤としては、ホットメルトタイプのもの、例えば「東洋紡バイロン」社のＧＭ−４００，ＧＭ−９００等の共重合ポリエステルや、変性ポリエステル等を使用することができる。さらに、ケーブル寸法を小さくするには、モノフィラメントの上に焼付塗布接着剤を使用するとよく、１００μｍ以下と薄く接着剤を被覆することができる。
【００４２】
このような光ファイバケーブル１０では、光ファイバ１１として、波長１．３μｍにおけるピーターマン−Ｉ(Petermann−Ｉ)の定義によるモードフィールド径が９．０μｍ以下であり、スクリーニングレベルが１．２％以上の引っ張り強度試験を経たものを用いるようにするのが望ましい。また、モノフィラメント２０の弾性限界の伸び率が、光ファイバ１１のスクリーニングレベルの４０％以上であることが望ましい。
【００４３】
このように、モードフィールド径を小さくすることにより、側圧によるマイクロベンド損失や曲げ損失を小さくすることができ、許容曲げ半径を小さくすることができる。また、引っ張り強度試験により所定の引っ張り強度を保障することができ、ケーブルが折れ曲がっても、光ファイバが断線することが非常に少なくなる。通常、光ファイバケーブル１０の許容伸びは、光ファイバのスクリーニングレベルの４０％値で規定されているが、モノフィラメント２０の弾性領域の伸びを光ファイバのスクリーニングレベルの４０％以上に高めておくことにより、光ファイバ１１の許容伸び張力の限界まで光ファイバケーブル１０に張力を加えることができる。
【００４４】
なお、本発明の光ファイバケーブルは、前述した各実施形態に限定されるものでなく、適宜な変形，改良等が可能である。
例えば、各実施形態においては、１本の光ファイバ１１を有する場合について説明したが、２本以上の光ファイバを有する場合でも同様に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明に係る実施形態を示す断面図である。
【図２】本発明に係る実施形態の変形例を示す断面図である。
【図３】サンプル曲げ試験の説明図である。
【図４】従来の光ファイバケーブルの一例を示す断面図である。
【図５】従来の光ファイバケーブルの別の例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１０  光ファイバケーブル
１１  光ファイバ
１２  外被
１３  外被複合体
２０  モノフィラメント
ＴＬ１、ＴＬ２  共通接線
Ｐ０  光ファイバの中心
Ｐ１、Ｐ２  線材の中心
【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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