(57)【要約】      （修正有）【課題】長期に亘ってシース端末部からの光ファイバ心線の突出量を少なくでき、コネクタ内やコネクタ収納箱内で曲げ半径の小さな局部的な曲げを起こす可能性も低減でき、もって曲げ損失の増加や断線の恐れの少ない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、光ファイバ心線４と光ファイバ心線４の中心とその中心がほぼ同一平面上にあってかつ光ファイバ心線４の両側に位置決めされたテンションメンバ６、６とに一括でシース８を施した光ファイバケーブルであって、テンションメンバ６、６はその圧縮弾性率と引張弾性率が異なり、かつシース８の引張弾性率が５５０ＭＰａ以上であることを特徴としている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバ心線と該光ファイバ心線の中心とその中心がほぼ同一平面上にあってかつ前記光ファイバ心線の両側に位置決めされたテンションメンバとに一括でシースを施した光ファイバケーブルであって、前記テンションメンバはその圧縮弾性率と引張弾性率が異なり、かつ前記シースの引張弾性率が５５０ＭＰａ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】
前記シースの引張弾性率が５９０ＭＰａ以上であることを特徴とする請求項１記載の光ファイバケーブル。
【請求項３】
前記シースの引張弾性率が７４０ＭＰａ以上であることを特徴とする請求項１記載の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、光ファイバドロップケーブルあるいは光ファイバインドアケーブル等の光ファイバケーブルの改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバ幹線路から各家庭等に分岐される支線用光ファイバケーブルとして光ファイバドロップケーブルが、また家庭内等の宅内や建物の屋内で引き回される光ファイバケーブルとして光ファイバインドアケーブルが知られている。以下これらのケーブルを総称して光ファイバケーブルという。
これら光ファイバケーブルとしては、ガラス光ファイバに軟質層（一次被覆層）、該軟質層上に施された硬質層（二次被覆層）及び必要に応じてこの硬質層上に施される着色層とを有する光ファイバ心線とこの光ファイバ心線を挟むように位置決めされた一対のテンションメンバとをＰＶＣやポリエチレン等からなるシースで一括して一体的に被覆したものが一般的である。
【０００３】
尚、光ファイバインドアケーブルとしては、光ファイバ心線と該光ファイバ心線の中心とほぼ同一平面上にその中心が位置するように、かつ光ファイバ心線の両側に位置決めされた一対のテンションメンバとにＰＶＣやポリエチレン等からなるシースを施したものが一般的である。一方、光ファイバドロップケーブルとしては、光ファイバ心線とテンションメンバに加え、前記テンションメンバ、光ファイバ心線の各中心とその中心がほぼ同一平面上に来るように支持線を配置し、これらにシースを一括して被覆したものが一般的である。
【０００４】
ところでこのように光ファイバ心線にテンションメンバを添えた光ファイバケーブルにおいては、特許文献１が示すように、その高い引張強度と小径曲げ時の折れ難さからアラミド繊維等をプラスチックに含浸させた、いわゆる繊維強化プラスチック製（以下ＦＲＰ製という）のテンションメンバが用いられることが多い。
ところでＦＲＰ製のテンションメンバにあっては、例えば、引張弾性率が約３０，０００Ｎ/ｍｍ２、圧縮弾性率が約１４，０００Ｎ/ｍｍ２というように、引張弾性率が圧縮弾性率よりも大きい。
【０００５】
このように引張弾性率が圧縮弾性率よりも大きい、ということは相対的に引っ張り難く圧縮し易いことを意味している。
このように引っ張り難く圧縮し易いＦＲＰ製のテンションメンバを有する光ファイバケーブルを曲げた場合、各テンションメンバ内における曲げの中心は、テンションメンバの中心よりも曲げの外側に移動する、という特徴がある。
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２５７７５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところがこのように曲げの中心がＦＲＰ製のテンションメンバの中心よりも曲げの外側に移動すると、これに引っ張られて、これら一対のＦＲＰ製テンションメンバの中間位置に位置する光ファイバ心線でも曲げ中心が曲げの外側に移動する。その結果、曲げの外側にあって光ファイバ心線に生ずる引張歪は小さくなるものの、曲げの内側に発生する圧縮歪は逆に大きくなってしまう。
したがって、光ファイバケーブルを曲げた場合、光ファイバ心線は内側に大きな圧縮歪を有する。そのため、光ファイバケーブルの端末にシース把持型のコネクタを装着し、長期間曲げを受けた状態で保持すると、光ファイバ心線に加えられている圧縮歪を緩和しようとシースから光ファイバ心線が突き出し、いわゆる余長を生じてしまう。この場合、余長を生じた光ファイバ心線は逃げ場を失ってコネクタ内、あるいはこの光ファイバ接続部を収納する収納箱内で局所的に曲げ半径の小さな曲げを起こして、曲げ損失を増加させたり、最悪の場合、破断する可能性も否定できない。
【０００８】
上記問題に鑑み本発明の目的は、長期に亘ってシース端末部からの光ファイバ心線の突出量を少なくでき、それ故、コネクタ内やコネクタ収納箱内で曲げ半径の小さな局部的な曲げを起こす可能性を少なくでき、もって曲げ損失の増加や断線の恐れの少ない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】
【０００９】
前記目的を達成すべく請求項１記載の光ファイバケーブルは、光ファイバ心線と該光ファイバ心線の中心とその中心がほぼ同一平面上にあってかつ前記光ファイバ心線の両側に位置決めされたテンションメンバとに一括でシースを施した光ファイバケーブルであって、前記テンションメンバはその圧縮弾性率と引張弾性率が異なり、かつ前記シースの引張弾性率が５５０ＭＰａ以上であることを特徴とするものである。
【００１０】
このようにしてなる請求項１記載の光ファイバケーブルによれば、シースの引張弾性率が５５０ＭＰａ以上であるため、仮にテンションメンバがＦＲＰ製のテンションメンバのように、引張弾性率が圧縮弾性率よりも大きかったとしても、従来のものよりも曲げ中心が光ファイバ心線の中心よりも外側に移動し難くなる。
その結果、光ファイバケーブルを曲げた際、より圧縮応力を受け難くなる。すなわち、圧縮歪をより小さくできる。
このように曲げの内側において発生する圧縮歪を小さくできるようになった分、光ファイバ心線はシース端末でシースから突き出し難くなり、余長ができ難くなる。その結果、ケーブル端末にシース把持型のコネクタが接続されていたり、光ファイバ心線接続部が接続部収納箱内に収納されていたとしても、コネクタや収納箱内でその突出分が逃げ場を失って局部的に小さな曲げ半径で曲がる可能性が少なくなる。よって曲げによる伝送損失の増加や最悪の事態である光ファイバの断線の可能性も大幅に減少させることができる。
【００１１】
また請求項２記載の光ファイバケーブルは、請求項１記載の光ファイバケーブルにおいて、前記シースの引張弾性率が５９０ＭＰａ以上であることを特徴とするものである。
このようにしてなる請求項２記載の光ファイバケーブルによれば、前記シースの引張弾性率を５９０ＭＰａ以上とより高くした分、ケーブル曲げにより光ファイバ心線にて生ずる圧縮歪をより一層小さくすることができる。その結果、ケーブル端末で光ファイバ心線がシースから突き出し、伝送損失の増加や光ファイバの断線を起こす可能性をより一層低減できる。
【００１２】
さらにまた請求項３記載の光ファイバケーブルは、前記シースの引張弾性率が７４０ＭＰａ以上であることを特徴とするものである。
このようにしてなる請求項３記載の光ファイバケーブルによれば、前記シースの引張弾性率を７４０ＭＰａ以上と、さらに一層高くした分、ケーブル曲げにより光ファイバ心線にて生ずる圧縮歪を、さらに一段と小さくすることができ、ケーブル端末で光ファイバ心線がシースから突き出し、伝送損失の増加や光ファイバの断線を招く可能性をより確実に低減できる。
【００１３】
前述したように、本発明の光ファイバケーブルによれば、シースの引張弾性率が５５０ＭＰａ以上、５９０ＭＰａ以上、あるいは７４０ＭＰａ以上と高いため、光ファイバケーブルが長期に亘って曲げを受け続けても、シース内にある光ファイバ心線は圧縮歪をより受け難くなって、シース端末から突出する長さが短くなる。よってシース把持型のコネクタ内等で局部的な曲げによる伝送損失増加や断線を起こし難くなる
【発明の効果】
【００１４】
以上のように本発明によれば、長期に亘ってシース端末部からの光ファイバ心線の突出量を少なくでき、それ故、コネクタ内やコネクタ収納箱内で曲げ半径の小さな局部的な曲げを起こす可能性を低減でき、もって曲げ損失の増加や断線の恐れの少ない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】
【００１５】
以下に図を用いて本発明の一実施例である光ファイバドロップケーブルを詳細に説明する。
図１は、本発明の光ファイバドロップケーブル１０（以下単にケーブル１０という）の一実施例を示す横断面図である。
図１に示すように本発明のケーブル１０は、その中心部に１本の光ファイバ心線４を有している。この光ファイバ心線４は、例えば、ガラス光ファイバの外周に、紫外線硬化性樹脂あるいは熱硬化性樹脂等からなる軟質層（一次被覆層）及びこの軟質層上に施した硬質層（二次被覆層）、必要ならこれに識別用の極めて薄い着色層を有している。そしてその外径は一般的には２５０μｍである。
【００１６】
光ファイバ心線４の両側には、光ファイバ心線４の中心とその中心が略同一平面上に位置するように一対のＦＲＰ製のテンションメンバ６、６が配置されている。このＦＲＰ製のテンションメンバ６の材質は、例えば、強化繊維としてアラミド繊維を用い、これにプラスチックを含浸させたもので、この例ではその外径は約０．５ｍｍになっている。因みに、このＦＲＰ製のテンションメンバ６においては、その圧縮弾性率と引張弾性率とが異なっている。
さらにこのケーブル１０にあっては、光ファイバ心線４やＦＲＰ製のテンションメンバ６、６とその中心がほぼ同一平面上に位置するように外径１．２ｍｍの支持線７も配置されていて、これら光ファイバ心線４、テンションメンバ６、６及び支持線７に対して一括して、一体的にシース８が被覆されている。このシース８は、例えば、ＥＶＡ（エチレン酢酸ビニルコポリマー）やＥＥＡ（エチレン・アクリル酸エチル共重合体）等の樹脂からなり、この例ではこれら樹脂にさらに難燃剤が添加されている。これ以外にもＰＶＣやポリエチレン等の樹脂も使用できる。
【００１７】
尚、支持線７は、例えば、亜鉛メッキ鋼線等の抗張力線からなる。このように支持線７を有するケーブル１０は自己支持型光ファイバケーブルと呼ばれている。
ところで、テンションメンバ６、６及び支持線７とも、ケーブル長手方向全長に亘って光ファイバ心線４と並行に配置されている。
【００１８】
図１に示すように光ファイバドロップケーブル１０にあっては、光ファイバ心線４を有するケーブル本体部と、支持線７を内蔵している支持線部とが連結部９を介してシース８により一体化されている。因みに、ケーブル本体部（図１における連結部９よりも下方部分）の外径は、図１において長径×短径が約３．１ｍｍ×約２.０ｍｍとなっている。
本発明のケーブルのサイズについては、一般的にはケーブル本体部の長径は３．０ｍｍ〜６．０ｍｍ程度、短径は１．５ｍｍ〜３．５ｍｍ、支持線部の外径は２．０ｍｍ〜５．０ｍｍ程度であり、上述の例は一例に過ぎない。
【００１９】
シース８としては、ベース材料としてポリエチレンを用い、これにポリプロピレンを配合し、その配合比で引張弾性率を調整した。その結果、シース８の引張弾性率が５５３ＭＰａ、５６０ＭＰａ、５９５ＭＰａ、７４３ＭＰａ、９６２ＭＰａ、２６０ＭＰａ、３１０ＭＰａ、そして４００ＭＰａのケーブル１０をそれぞれ得た。しかる後、図１に示す前記寸法の各ケーブル１０の本体部に曲げ直径３５ｍｍの曲げを加え、光ファイバ心線４の光ファイバに負荷される圧縮歪を測定した。
ここでシース８の引張弾性率は、シース材料によりＪＩＳＫ  ６２５１に則り３号ダンベルを作成し、ＪＩＳＫ  ７１１３に則って引っ張り試験機で１ｍｍ/ｍｉｎの速度で引っ張ったときの０．３％伸び時の応力と伸びの比から計算した。
【００２０】
この圧縮歪の測定は以下のように行った。まずケーブル１０を連結部９で切断し、支持線部を取り除いた本体部のみにし、その片端から光ファイバ内に１ＧＨｚの変調光を入射し、反対側の端末でこれを受光し、その位相差を、ケーブル１０の端末に曲げ直径３５ｍｍ×１０ターンの曲げを加える前及び加えた後で各々測定した。
ここで曲げ直径を３５ｍｍに設定した理由は、光ファイバドロップケーブルに光ファイバインドアケーブルを接続する際、接続箱付近で余ったケーブルを束ねる場合の最小曲げ直径が３５ｍｍであるからである。
尚、試験の信頼性確認のためにケーブル１０に曲げ直径６０ｍｍ×１０ターンの曲げを加える前及び加えた後でも同様にその位相差を測定した。
得られた位相差を光速度と光ファイバ中の屈折率から距離に換算し、これを曲げ直径３５ｍｍ×１０ターン、曲げ直径６０ｍｍ×１０ターンに相当する長さでそれぞれ割って圧縮歪を得た。
【００２１】
ところで、一対のＦＲＰ製のテンションメンバ６、６の中心を結ぶ線の中心、及び光ファイバ心線４の中心には元々０〜０．１ｍｍ程度の偏心が存在する。この元々存在する偏心の影響を排除するため、前述した位相差の測定はケーブル１０をその表裏でそれぞれ曲げて行った。このようにして得られたケーブル１０表裏の位相差の値からそれぞれ前述のような手順により圧縮歪を算出し、両算出値を平均してこれを理想状態の圧縮歪とした。
【００２２】
また、本体部のみにしたケーブル１０の端末から２０ｍｍの位置に曲げ直径３５ｍｍ×２ターンの曲げを作り、これを日本国内で想定される屋外環境の最高温度である７０℃の雰囲気に３０日間暴露した。期間経過後、ケーブル１０の端末における光ファイバ心線４のシース８からの突出量を測定した。サンプル数ｎ＝１０である。このサンプルを作成する際には、テンションメンバ６、６の中心を結ぶ直線に対して光ファイバ心線４の中心が偏心している方向を曲げの内側にし、光ファイバ心線４がシース８からより突き出し易い条件とした。尚、この突出量は、いずれのサンプルでも上記雰囲気に曝してから約１５日経過後飽和する傾向が見られた。
【００２３】
また同様に、ケーブル１０の端末にシース８を把持するタイプのコネクタ（成和技研（株）製のかんたんＳＣ）を装着し、このコネクタ付きケーブル１０の端末から２０ｍｍの位置に曲げ直径３５ｍｍ×２ターンの曲げを作り、これを７０℃の雰囲気に３０日間保持した。その後さらに日本国内で想定される温度環境である−３０〜７０℃の温度変化を１０サイクルかけるヒートサイクル試験を加えながら、この試験中、波長１．５５μｍにおける伝送損失の増加量を測定した。この際もケーブルは本体部のみで試験を行った。
尚、この場合にもテンションメンバ６、６の中心を結ぶ直線の中心位置（中間位置）に対して光ファイバ心線４の中心が偏心している方向を曲げの内側になるようにして、光ファイバ心線４がシース８からより突き出し易い条件とした。以上の測定結果を表１に示した。
【００２４】
【表１】
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【００２５】
表１で圧縮歪の値が負（−）になっているが、これは引張歪を正（＋）に、圧縮歪を負（−）で表しているからである。
表１に示すように、ケーブル１０の端末に曲げ直径３５ｍｍ×２ターンを設けた状態での測定結果において、実施例１が示すように、シース８の引張弾性率を５５０ＭＰａ以上にすると、圧縮歪は−０．２８％、コネクタを装着したケーブル端末での光ファイバ心線４の突出量（心線突出量）は０．３２ｍｍ以下に抑えることができる。またそのときの光ファイバの１．５５μｍにおける伝送損失増加量（損失増加量）は０．３１ｄＢ以下にでき、実質的に問題のないレベルに大きく低下した。因みに、光ファイバ心線４の曲げの内側に発生する圧縮歪の大きさは、ケーブル１０の端末部に曲げ直径６０ｍｍ×２ターンの輪を作成したものでも、シース８の引張弾性率が大きくなる程小さくなる傾向があり、曲げ直径３５ｍｍ×２ターンの上記結果が間違っていないことを裏付けている。
【００２６】
そして実施例２〜実施例５に示すように、シース８の引張弾性率を５６０ＭＰａ、５９５ＭＰａ、７４３ＭＰａ、さらに９６２ＭＰａに順次大きくすると、ケーブル１０の端末に曲げ直径３５ｍｍ×２ターンを設けた状態での圧縮歪を、それぞれ−０．２７％、−０．２５％、−０．２２％そして−０．１９％というように小さくでき、ケーブル端末での光ファイバ心線４の突出量も０．３０ｍｍ以下、０．２９ｍｍ以下、０．２１ｍｍ以下、０．１８ｍｍ以下とより一層小さくできた。
その結果、光ファイバの１．５５μｍにおける伝送損失増加量もそれぞれ０．３０ｄＢ以下、０．２８ｄＢ以下、０．１４ｄＢ以下、０．０８ｄＢ以下にでき、実質的に全く問題のないレベルに低下させることができた。
【００２７】
これに対してシース８の引張弾性率を２６０ＭＰａ、３１０ＭＰａ、４００ＭＰａとした比較例１、比較例２及び比較例３のものでは、光ファイバ心線４の曲げの内側における圧縮歪が曲げ直径３５ｍｍ×２ターンのもので、それぞれ−０．３１％、−０．３０％、−０．２９％であり、コネクタを装着したケーブル端末での光ファイバ心線４の突出量（心線突出量）が０．４５ｍｍ以下、０．４２ｍｍ以下、そして０．４０ｍｍ以下になり、またそのときの光ファイバの１．５５μｍにおける伝送損失増加量（損失増加量）も０．８４ｄＢ以下、０．７２ｄＢ以下、０．６１ｄＢ以下と大きな値になっていた。
このようにシース８の引張弾性率を５５０ＭＰａ以上、５９０ＭＰａ以上、特に引張弾性率が７４３ＭＰａの測定値から判断すると、最適には引張弾性率を７４０ＭＰａ以上にすれば、光ファイバ心線４の突出量（心線突出量）は０．２１ｍｍ以下に抑えることができ、またそのときの光ファイバの１．５５μｍにおける伝送損失増加量（損失増加量）も０．１４ｄＢ以下にでき、より確実にケーブル１０の端末における光ファイバ心線４の突出量をより一層少なくし、かつ１．５５μｍにおける光ファイバの伝送損失増加量を低減できる。
【００２８】
このようにシース８の材料として引張弾性率が５５０ＭＰａ以上のものを用いると、ケーブル１０を曲げたとき、曲げの中心を決める要素として、テンションメンバ６の引張弾性率よりもシース８の引張弾性率の方がより大きく寄与し、その結果、曲げ中心をよりケーブル中心に戻す結果になった、と推定される。
【００２９】
ところで前記実施例では、シース８内に支持線７を有する光ファイバドロップケーブルについてのみ説明してきたが、本発明は支持線７を用いていない光ファイバインドアケーブルにも同じように適用できる。
同様に前記実施例では、テンションメンバ６としてＦＲＰ製のテンションメンバを使用しているが、引張弾性率と圧縮弾性率に差がある他の材料からなるテンションメンバであれば、本発明の効果を得ることができる。それ故、テンションメンバ６はＦＲＰ製のものに限らない。尚、引張弾性率と圧縮弾性率に差が、例えば、２倍あるいはそれ以上あるとき、本発明の効果が顕著になる。
また、本実施例では圧縮弾性率より引張弾性率が大きい場合について説明したが、同様にして、引張弾性率よりも圧縮弾性率が大きいテンションメンバを用いても本発明の効果を得ることができる。
【００３０】
ところで図１に示す光ファイバドロップケーブル１０において、シース８の両側面に一対の切欠２０を設けているが、これはケーブル接続時等においてシース８を裂いて光ファイバ心線４を取り出し易くするために必要に応じて設けたものである。それ故、この切欠２０は本発明の光ファイバケーブルにあっては必須のものではない。
【００３１】
以上に述べたように本発明によれば、長期に亘ってシース端末部からの光ファイバ心線の突き出し量を少なくでき、それ故、コネクタ内やコネクタ収納箱内で曲げ半径の小さな局部的な曲げを起こす可能性を低減でき、もって曲げ損失の増加や断線の恐れの少ない光ファイバケーブルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の光ファイバケーブルの一実施例を示す横断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
４  光ファイバ心線
６  テンションメンバ
７  支持線
８  シース
９  連結部
１０  光ファイバケーブル
２０  切欠
【図１】
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