(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂被覆を有する外径０．３５〜０．５５mmの光ファイバ心線を中心に配置し、その外周に抗張力繊維層を設け、さらにその外周に熱可塑性樹脂シースを設けて、外径を１ｍｍ以下とした単心光ファイバコードにおいて、前記熱可塑性樹脂シースの厚さが０．１５ｍｍ以上で、１００％モジュラスが１５ＭＰａ以上であり、光ファイバ心線の外周面と熱可塑性樹脂シースの内周面との間における抗張力繊維層の断面積占有率が５０〜８０％であることを特徴とする単心光ファイバコード。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は外径が１ｍｍ以下の単心光ファイバコードに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバコードには、引張特性、曲げ剛性、耐摩耗性などの機械的特性、側圧特性、温度特性、曲げ特性などの伝送特性、並びに難燃性など、種々の特性が要求される。これらの種々の特性を満足するため、局内および構内で使用される従来の単心光ファイバコードは次のような構造となっている。
【０００３】
すなわち従来の単心光ファイバコードは、外径０．９ｍｍのナイロン被覆光ファイバ心線を中心に配置し、その外周に引張弾性率１１０〜１５０ＧＰａの抗張力繊維を縦添えで集合した抗張力繊維層を設け、さらにその外周にＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）シースを設けた構造である。抗張力繊維としてはアラミド繊維（商品名ケブラー、トワロン等）が使用されている。この構造でコードの外径（シース外径）は２ｍｍが一般的である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
近年の光通信事業の拡大にともない、光ファイバケーブル網の整備が進んでおり、これに伴い、ケーブルの高密度多心化が図られている。単心光ファイバコードは局内成端および局内光ファイバケーブルの接続を行う、いわゆる光配線モジュールに多数使用されているが、ケーブルの高密度多心化に伴い、単心光ファイバコードもそれに対応する必要に迫られている。
【０００５】
しかし、光配線モジュール内の光ファイバコードの収納スペースを考慮した場合、配線数が従来の４〜６倍になることを想定すると、外径２ｍｍの単心光ファイバコードでは対応が不可能となる。将来的な対応を考慮した場合、単心光ファイバコードの外径はどうしても１ｍｍ以下にする必要がある。従来の外径２ｍｍのコードをただ単に細径化しようとすると、外径０．９ｍｍのナイロン被覆光ファイバ心線の使用が不可能となり、かつ抗張力繊維量が減少して機械的特性が低下するなど問題が生じる。また細径化すること自体によって単心光ファイバコードの曲げ剛性が低下するという問題も生じる。
【０００６】
本発明の目的は、外径１ｍｍ以下で、使用上十分な引張特性、曲げ剛性および伝送特性をバランスよく有した単心光ファイバコードを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため本発明は、樹脂被覆を有する外径０．３５〜０．５５mmの光ファイバ心線を中心に配置し、その外周に抗張力繊維層を設け、さらにその外周に熱可塑性樹脂シースを設けて、外径を１ｍｍ以下とした単心光ファイバコードにおいて、前記熱可塑性樹脂シースの厚さが０．１５ｍｍ以上で、１００％モジュラスが１５ＭＰａ以上であり、光ファイバ心線の外周面と熱可塑性樹脂シースの内周面との間における抗張力繊維層の断面積占有率が５０〜８０％であることを特徴とするものである。
【０００８】
１００％モジュラスは、１００％伸び時の引張強さを示すもので、引張弾性率と同様の特性を示す指標である。これが大きいほど弾性率が大きいことを意味する。
【０００９】
単心光ファイバコードは、端末にコネクターが取り付けられ、これを人の手によって光配線モジュールに接続する。このため接続作業時には単心光ファイバコードに引張力がかかる。また配線の仕方によっては単心光ファイバコードが引っ張られたままの状態となることもあり得る。
単心光ファイバコードのコネクター取付け部付近はゴム材質の補強チューブで保護されているが、単心光ファイバコードは剛性が低いために、例えばコネクターに対し垂直方向に引っ張られた場合には、補強チューブの端末部付近で極端な曲げを受けることになる。この曲げのために伝送ロスが生じる。また場合によっては光ファイバの破断が生じることもあり得る。外径が１ｍｍ以下の単心光ファイバコードでは曲げ剛性が低いため特にこのような問題が顕著にあらわれる。
【００１０】
外径が１ｍｍ以下の単心光ファイバコードでは、熱可塑性樹脂シースの厚さが０．１５ｍｍより薄いと、ＰＶＣやポリエチレン等の一般的な被覆材を用いても上記の問題は解決しない。熱可塑性樹脂シースの厚さは０．１５ｍｍ以上必要である。
また熱可塑性樹脂シースの厚さが０．１５ｍｍ以上であっても、シース用熱可塑性樹脂の１００％モジュラスが１５ＭＰａより小さいとやはり上記の問題は解決しない。シース用熱可塑性樹脂は１００％モジュラスが１５ＭＰａ以上であることが必要である。シースに１５ＭＰａより小さい樹脂を使用して、単心光ファイバコードの曲げ剛性を上げようとすると、シースの厚さを厚くせざるを得ず、コード外径を１ｍｍ以下におさえることができない。従来の単心光ファイバコードは熱可塑性樹脂シースの１００％モジュラスが１５ＭＰａより小さかった。
【００１１】
熱可塑性樹脂シースの材料は、難燃性があり、上記特性を満たすものであればよい。そのような材料としては、ＰＶＣ、難燃性ポリエチレンなどがあるが、安価で汎用的であるという点ではＰＶＣを使用することが好ましい。
【００１２】
本発明に用いる光ファイバ心線は、最外層にヤング率の大きい樹脂の被覆を有するものであれば特に制限はない。例えばＵＶ樹脂（紫外線硬化性樹脂）被覆心線、ナイロン被覆心線などを使用することができる。また光ファイバ心線の構造についても、プライマリ材／セカンダリ材ともにＵＶ樹脂を用いた２層タイプや、一般的に用いられている２５０μｍ径光ファイバ心線にオーバーコートをかけて所要の外径とした３層タイプが使用可能である。３層タイプのオーバーコート材としてはナイロンやＵＶ樹脂が使用可能である。
【００１３】
光ファイバ心線の外径は０．３５〜０．５５ｍｍであり、好ましくは０．４〜０．５ｍｍである。０．３５ｍｍより小さいと側圧特性が確保できない。また０．５５ｍｍより大きいとコード断面積に占める心線の割合が大きくなりすぎ、必要とする抗張力繊維量の確保が難しくなるとか、シースが薄くなりすぎてシース切れが起こりやすくなる等の問題が生じる。
【００１４】
単心光ファイバコードには前述のように接続作業の際などに引張力がかかる。単心光ファイバコードに要求される引張特性の目安としては、光ファイバ歪みが０．５％の伸びに対してコードの抗張力が６９Ｎ以上であれば、従来と同等で問題はない。
【００１５】
従来の外径２ｍｍの単心光ファイバコードは、引張特性を確保するため、アラミド繊維が使用されていた。本発明における単心光ファイバコードにおいても、引張特性が確保できればアラミド繊維の使用は可能である。また本発明においては抗張力繊維として、ＰＢＯ（ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール）繊維を使用することが好ましい。ＰＢＯ繊維は引張弾性率が約２５０ＧＰａと、アラミド繊維の２倍以上の弾性率を有しており、このＰＢＯ繊維を用いることによって、抗張力繊維量を大幅に低減させることができ、設計の自由度が広がる利点がある。
【００１６】
必要とする抗張力繊維量は、繊維の弾性率と伸び歪みの関係から求めることができる。計算上ではアラミド繊維（商品名ケブラー４９）であれば約１６５０デニール（弾性率１１１００ｋｇ／ｍｍ2 ）以上、ＰＢＯ繊維であれば約７８０デニール（弾性率２５３００ｋｇ／ｍｍ2 ）以上あればよい。
しかし実際には単心光ファイバコードの引張特性は、抗張力繊維の抗張力だけでなく、光ファイバ心線の外周面と熱可塑性樹脂シースの内周面との間における抗張力繊維の断面積占有率も大きく関与していることが実験の結果からわかった。
【００１７】
計算上で求まる抗張力繊維量であっても、抗張力繊維の断面積占有率が小さければ、光ファイバ心線とシースの間で抗張力繊維にいわゆる遊びができてしまい、引っ張られたときの初期伸び時には抗張力繊維の抗張力が全く関与せずに、光ファイバそのものに張力がかかってしまうという問題が生じる。逆に抗張力繊維の断面積占有率が大きすぎると、コードに取り付けたコネクターを相手方と接続するときに、コネクタ内の光ファイバ心線が軸線方向に押されて余長を生じ、この余長がコード内に収納されないため光ファイバ心線が曲がって座屈をおこすおそれがある。
【００１８】
このようなことから本発明の単心光ファイバコードにおいては、光ファイバ心線の外周面と熱可塑性樹脂シースの内周面との間における抗張力繊維の断面積占有率を５０〜８０％にすることが好ましい。抗張力繊維の断面積占有率を５０％以上にしておけば、コード内に含まれる抗張力繊維の余長が少なく、コードに引張力が加わった初期の状態で、抗張力繊維の機能が発揮され、光ファイバ心線に加わる力が小さくてすむので、光ファイバの歪み量を小さく抑えることができる。また抗張力繊維の断面積占有率を８０％以下にしておけば、コードにコネクターを取り付けてコネクターを相互に接続するときに、光ファイバ心線が軸線方向に押されても座屈をおこすおそれが少なくなくなる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１は、光ファイバ心線１を中心に配置し、その外周に抗張力繊維層２を設け、さらにその外周に熱可塑性樹脂シース３を設けた単心光ファイバコードを示す。このような単心光ファイバコードで、表１（実施例１〜６）、表２（実施例７〜１２）および表３（比較例１〜６）に示す種々の構成の単心光ファイバコードを製造し、各種特性を測定し、評価した。
なお表１〜表３において、ＵＶはＵＶ樹脂を、Ｎｙはナイロンを表す。
【００２０】
【表１】
0003773591.tif 000002
【００２１】
【表２】
0003773591.tif 000003
【００２２】
【表３】
0003773591.tif 000004
【００２３】
各種特性の評価方法は次のとおりである。
「心線押し込み性」
単心光ファイバコードのシースを３ｃｍほど取り除いて光ファイバ心線を露出させ、コード部分を把持した状態で、露出した光ファイバ心線を１ｋｇｆの定荷重でコード軸線方向に押し込んだとき、光ファイバ心線が２ｍｍ以上コード内に押し込まれるものを合格（○）、２ｍｍ以下のものを不合格（×）とした。
【００２４】
「コード偏平率」
単心光ファイバコードの形状特性はコードの偏平率を測定して評価した。コードの偏平率は｛（最大外径−最小外径）／最小外径｝×１００（％）で計算し、この値が２０％以下のものを合格（○）、それより大きいものを不合格（×）とした。
【００２５】
「引張特性」
単心光ファイバコードの引張特性は光ファイバの歪み（％）を測定して評価した。引張特性の試験条件は標線間１０ｍ、引張速度５０ｍｍ／分で、周波数変調器を使用し、光ファイバに引張歪みが加わったときの位相変化から、光ファイバの歪み量を測定した。測定系を図２に示す。１１は周波数シンセサイザ、１２は電気／光変換器、１３は被測定光ファイバコード、１４は光／電気変換器、１５はベクトルボルトメーター、１６はレコーダー、１７は被測定単心光ファイバコード１３に張力をかけるテンシロンである。引張特性は光ファイバの伸び歪み０．５％時の張力が６９Ｎ以上のものを合格（○）、９８Ｎ以上のものを（◎）、６９Ｎより小さいものを不合格（×）とした。
【００２６】
「曲げ特性」
図３に示すように単心光ファイバコードの一端側を固定し、他端を自由端として片持ちばり状とし、そのコードの固定部材端面から２００ｍｍの位置に５ｇの荷重をかけ、コード固定位置から５０ｍｍ下で、固定部材端面からコードまでの距離Ｘを測定する。この距離Ｘが２０ｍｍ以上のものを合格（○）、３０ｍｍ以上のものを（◎）、２０ｍｍより小さいものを不合格（×）とした。
【００２７】
「側圧特性」
伝送特性のうち側圧特性については単心光ファイバコード１０ｃｍに４９０Ｎの荷重を加え、測定波長１．５５μｍでの伝送損失増加が０．１ｄＢ以下のものを合格（○）、それより大きいものを不合格（×）とした。
【００２８】
「温度特性」
耐環境特性としての温度特性は、光ファイバコードの束を恒温槽に入れ、−１０℃〜＋４０℃のヒートサイクルを３サイクルかけ、測定波長１．５５μｍでの伝送損失増加が０．１ｄＢ／ｋｍ以下のものを合格（○）、それより大きいものを不合格（×）とした。
【００２９】
表１ないし表３の結果から次のことが分かる。本発明の実施例１〜１２は各特性を満足するものとなる。これに対し比較例１は光ファイバ心線の外径が０．３５ｍｍより小さいものを使用した例であるが、この場合は伝送特性のうち側圧特性がわるくなる。また抗張力繊維の断面積占有率が５０％より小さいため、コード内での抗張力繊維の余長が大きくなり、光ファイバの伸び歪みが大きくなって、引張特性を満足しなくなる。またコードの偏平率も大きくなる。
【００３０】
比較例２は熱可塑性樹脂シースに、１００％モジュラスが１５ＭＰａより小さいＰＶＣを使用した例であるが、この場合はＰＶＣシース厚が０．１５ｍｍ以上でも曲げ特性がわるいものとなる。
比較例３はＰＶＣシース厚を厚くして、コードの偏平を抑え、抗張力繊維の断面積占有率を５０％以上にしたものであるが、抗張力繊維の断面積占有率が８０％を超え、大きすぎるため、光ファイバ心線のコード内への押し込み量が小さく、コネクター取付けに支障を生じる。
【００３１】
比較例４はＰＶＣシース厚を０．１５ｍｍより小さくした例であるが、この場合は、コードとしての曲げ剛性が弱くなり、コネクター取付け部での曲げ半径が小さくなりすぎる結果となる。
比較例５は抗張力繊維にＰＢＯ繊維を使用し、シース厚を厚くすることで曲げ特性を良くし、コード偏平を無くしたものの例であるが、この場合は、抗張力繊維の断面積占有率が５０％より小さいため、光ファイバの伸び歪みが大きくなってしまい、引張特性が満足できなくなってしまう。
比較例６も１００％モジュラスが１５ＭＰａより小さいＰＶＣシースを使用した例であるが、この場合はシース厚が０．１５ｍｍでも曲げに対して弱く、コードの偏平率も大きいものとなってしまう。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、心線押し込み性、コード偏平率、引張剥製が使用上問題のない水準にあり、しかも曲げ特性、側圧特性、温度特性といった伝送特性が単心光ファイバコードに要求される値を満足する、外径１ｍｍ以下の単心光ファイバコードを得ることができる。したがってこの単心光ファイバコードを使用すれば光ケーブルの多心化に顕著な効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の単心光ファイバコードの一実施形態を示す断面図。
【図２】  単心光ファイバコードの引張特性の試験方法を示す説明図。
【図３】  単心光ファイバコードの曲げ特性を評価する方法の説明図。
【符号の説明】
１：樹脂被覆を有する光ファイバ心線
２：抗張力繊維層
３：熱可塑性樹脂シース
【図１】
0003773591.tif 000005
【図２】
0003773591.tif 000006
【図３】
0003773591.tif 000007