(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバ心線の上に抗張力繊維を配し、更にその上に熱可塑性樹脂からなる外部被覆層を被覆した光ファイバコードにおいて、その外部被覆層のヤング率が−１０℃において０．３０ＧＰａ以下でかつ４０℃において２１．０ＭＰａ以上であることを特徴とする光ファイバコード。
【請求項２】
押付け結合機構付フェルールを備えたコネクタを取付けたことを特徴とする請求項１に記載の光ファイバコード。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、構内及び局内において、配線及びその変更作業を容易とするために、端部にコネクタを付して使用する光ファイバコードに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年光通信技術の利用拡大とともに光配線需要が増大し、構内や局内での配線変更の機会とともにその作業量が増大した。このため、端末にコネクタを取付けた光ファイバコードが採用され、配線及びその変更作業の容易化が図られている。この場合において、光結合を確実にするために後述する押付け結合機構付フェルールを有するコネクタがよく使用される。
【０００３】
この作業は、手作業によって行われるので、作業を容易とする観点から光ファイバコードには柔軟性が要求される。また、この光ファイバコードには、作業中に様々な引張り応力や曲げ応力等が負荷され光ファイバに側圧が及び、これに起因して伝送損失が増加するので、これを回避する程度の硬さが要求される。
【０００４】
このため光ファイバコードには、図１に例示するように、光ファイバ心線１の上に、引張り張力に対抗しかつ側圧を緩和するために、抗張力繊維層２を配して光ファイバ心線１を保護し、更にその上に一定の硬さを有する熱可塑性樹脂からなる外部被覆層３を被覆し、かつ光ファイバ心線１の外径に比して比較的太い１ｍｍ乃至３ｍｍ程度の外径を有するケーブル構造が採用されている。
【０００５】
例えば、特開平１０−１０３８０号公報において、従来の単心光ファイバコードとして、外径０．９ｍｍのナイロン被覆の光ファイバ心線１を中心に配し、その外周にアラミドからなる抗張力繊維（商品名  ケブラー、トワロン等）を縦添えして集合した抗張力繊維層２を設け、更にその外周にポリ塩化ビニルの外部被覆層３を形成した構造の記載がある。
また、特開平１０−１０３８０号公報は、光ケーブルの高密度多心化に対応するために、比較的細い外径を有する外径１ｍｍの光ファイバコードの構造を提案している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、光ファイバコードは、製造後ドラムに巻き取られて保管され、必要の都度、巻き解かれ所定の長さに切断され、コネクタを接続して使用に供されるが、この保管期間中に光ファイバコードはボビンの胴、又は上下層の光ファイバコードにより側圧が同方向に継続して加えられ、この結果横断面が偏平状にクリープ変形する場合がある。
【０００７】
光ファイバコードの横断面が偏平状に変形すると、商品価値が減少することは勿論、コネクタの取付けが困難になるという問題や、コネクタの取付け後もアダプタとの着脱の都度、即ち配線変更の都度光ファイバに曲げ応力が加えられ伝送損失が増加するという問題が生ずる。
【０００８】
図２は、押付け結合機構を有するコネクタを取付けた光ファイバコードとそのコネクタに接続するアダプタの一例を示す縦断面図で、同図（ａ）は押付け結合機構を有するコネクタを取付けた光ファイバコードを、同図（ｂ）はそのアダプタを、同図（ｃ）はこれらを結合した状態を示す。
【０００９】
具体的には、図２（ａ）に示す、光ファイバコード１０の端部に取付けた、押付け結合機構付フェルール２０ａを有するコネクタ２０を、同図（ｂ）のアダプタ３０と接続する場合、同図（ｃ）に例示するようにコネクタ２０の押付け結合機構付フェルール２０ａの先端部とアダプタ３０のフェルール３０ａの先端部とが当接されて、光ファイバ１同士が光学的に結合される。
【００１０】
この場合、押付け結合機構付フェルール２０ａは、コネクタ２０の先端部から突出している部分だけ２ｍｍ乃至３ｍｍ程度後退するが、それに伴い光ファイバ１も後退し一定の曲率で曲がることにより、後退により生じた余長を吸収する。
この曲率はできるだけ小さいものである必要があるが、光ファイバコードの横断面が偏平になると断面積も減少し、光ファイバコード内の抗張力繊維層２の部分での移動の自由度が制約されるので、この部分での余長の吸収が困難となる。この結果、フェルール２０ａの後退により生じた余長は専らコネクタ２０の内部の空間内で余長を吸収することになってその曲率が大きくなり伝送損失が増加する。
【００１１】
また、光ファイバコードの横断面が偏平になると、前記のように光ファイバコード中の光ファイバ心線の動きの自由度が制限されこれに起因して、特に低温下において熱収縮により横断面の面積が更に減少すると、温度変動に伴い伝送損失も変動するという問題が顕在化する。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を克服するために本発明は、光ファイバ心線の上に抗張力繊維を配し、更にその上に熱可塑性樹脂からなる外部被覆層を被覆した光ファイバコードにおいて、その外部被覆層のヤング率が−１０℃において０．３０ＧＰａ以下でかつ４０℃において２１．０ＭＰａ以上であることを特徴とする光ファイバコードである。
【００１３】
また、本発明は、フェルールの押付け結合機構を備えた単心コネクタを取付けたことを特徴とする光ファイバコードである。
【００１４】
本発明により、光ファイバコードをドラムに巻いて保管する際に生ずる光ファイバコードの偏平状の変形に起因して、光ファイバコードの配線時及びその後の使用中に問題となる伝送損失の増加や変動を回避する。
即ち、光ファイバコードが保管中に偏平状に変形すると、布設、配線時にコネクタの取付け作業が困難になることは勿論、後に詳述するように、このコネクタとアダプタとの結合時に伝送損失の増加（以下、スプリングバックロスという。）が無視できなくなるが本発明はこれを防止する。
【００１５】
また、この光ファイバコードの横断面が偏平状に変形すると、この変形に伴い光ファイバコードの横断面の面積も減少して光ファイバ心線の動きの自由度が制約され、特に低温時に温度変動に伴い伝送損失が変動するという問題が顕在化するが、本発明はこれを防止する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図１、図２及び表１、表２に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、同じ部位には同じ番号を付して重複する説明を省略する。
【００１７】
（スプリングバックロス及び伝送損失変動と外部被覆層の材料特性との関係）
光ファイバコードは、通常屋内において保管、使用され、その使用環境温度は−１０℃から４０℃の範囲とされている。
一方、熱可塑性樹脂を含むプラスチックの材料特性として、高温においてはヤング率が小さく硬度が低くなり、反対に低温においてこれら特性値は大きくなる。
【００１８】
従って、ドラムにおいて保管中の光ファイバコードの横断面の耐変形特性について、使用環境温度の上限である４０℃において外部被覆層に使用されるプラスチック材料のヤング率などが所定の値以上であって、同温度で光ファイバコードの変形を充分小さくすることができれば、それ以下の温度でドラムに巻いて保管した場合の光ファイバコードの変形は更に小さくなる。
【００１９】
従って、使用環境温度の上限４０℃において光ファイバコードの変形を抑制してスプリングバックロスを所定の値以下とする外部被覆層用のプラスチック材料のヤング率を見出すことは可能であり、これにより全使用環境温度範囲においてスプリングバックロスが要求基準を満たすようにする光ファイバコードを実現することができる。
【００２０】
具体的には、使用環境温度の上限４０℃において、ヤング率が異なる各種のプラスチック材料からなる外部被覆層の光ファイバコードをドラムに巻き、保管した後の偏平状に変形した光ファイバコードを対象とし、この各光ファイバコードとコネクタとを接続したときに生ずるスプリングバックロスと、その外部被覆層のヤング率とを対比することにより、スプリングバックロスがその要求基準を満たすようにするヤング率の値の範囲を見出すことができる。
【００２１】
低温下での温度変動に伴う伝送損失の変動の問題に対しては、低温下でヤング率の小さなプラスチック材料を光ファイバコードの外部被覆層に使用すれば、抗張力繊維層２の抵抗により温度低下に伴う光ファイバ心線の動きの自由度の減少が緩和され、伝送損失の変動を抑制することができる。
【００２２】
従って、使用環境温度の下限である−１０℃において、この伝送損失の変動を所定の要求基準を満たす程度に小さくできる光ファイバコードの外部被覆層のヤング率の範囲を見出すことができれば、それ以上の温度範囲では、温度の上昇とともに光ファイバコードの断面積が増加し光ファイバ心線の動きの自由度が増加するので、全使用環境温度範囲でこの要求基準を満たすようにすることができる。
【００２３】
具体的には、前記ドラムでの保管時の変形の影響も考慮するために、前記ヤング率が異なる各種のプラスチック材料からなる外部被覆層を有する偏平状に変形した光ファイバコードを対象とし、前記スプリングバックロスの場合に準じて、使用環境温度の下限である−１０℃を基準として、この伝送損失の変動を所定の要求基準を満たす程度に小さくできる光ファイバコードの外部被覆層のヤング率の範囲を見出すことにより、全環境温度範囲で、この要求基準を満たすことができる。
【００２４】
（外部被覆層用のプラスチック材料の温度特性）
光ファイバコードの外部被覆層用の熱可塑性樹脂材料の温度特性は、一般にはベース樹脂の種類や重合度と、可塑剤の種類、量を調整することにより変化させることができる。
【００２５】
外部被覆層に使用されるポリ塩化ビニルなどのプラスチック材料の機械的強度は、通常高温で小さくかつ低温で大きくなり、例えば使用環境温度の上限の４０℃のヤング率に対して下限の−１０℃のそれは２０倍乃至３０倍程度となる。
【００２６】
従って、本発明の光ファイバコードの外部被覆層に使用されるプラスチック材料としては、まずできるだけ機械的強度の温度依存性が低いベース樹脂材料を選択し、これに可塑剤などを加えて変性することにより所望のコンパウンドとすることができる。
ベース樹脂材料としては、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレンなどのポリオレフィン類、ナイロン、ポリエステル等の内から選択することができる。
【００２７】
また、高温でのヤング率を高める方法として、プラスチック材料を構成する高分子の架橋密度を高めることも有効である。
また、塑性変形を避けるために、ガラス転移点は使用環境温度の上限４０℃よりも高い温度とする必要があり、特に好ましくは４５℃以上である。
低温でのヤング率を小さくするためには、可塑剤として低温での流動性の高い配合物を配合することにより実現できる。
【００２８】
【実施例】
（光ファイバコードの製造）
本実施例の光ファイバコードの横断面の構造を図１に示す。
１０は、本実施例の光ファイバコードである。１は、光ファイバコード１０に使用する光ファイバ心線であり、外径０．１２５ｍｍのグレーデッド・インデックス型（以下、ＧＩ型という。）の石英ガラス光ファイバにシリコーン樹脂を被覆して外径０．４ｍｍとし、更にその上にナイロン樹脂を被覆して外径０．９ｍｍとしたものである。
【００２９】
２は、抗張力繊維層であり、光ファイバ心線１の周囲に１１４０デニールの太さのアラミドからなる繊維であるケブラーを縦添えし外径１．４ｍｍに形成した層である。
３は、外部被覆層であって、抗張力繊維層２の上に、押出し被覆装置を使用して可塑剤を含むポリ塩化ビニルコンパウンドを加熱溶融した状態で押出し被覆して外径２ｍｍ、肉厚０．３ｍｍに形成したものである。外部被覆層３の形成により光ファイバコード１０の製造が完了する。
【００３０】
本実施例では、外部被覆層３のプラスチック材料のベース樹脂材料として重合度の異なる各種のポリ塩化ビニルを用意する一方、試行錯誤により各種の可塑剤を配合した、ガラス転移点が４０℃以上のコンパウンドを調整した。
これら各種コンパウンドを使用して抗張力繊維層２の上に押出し被覆することにより、外部被覆層３の機械的強度特性及び温度特性が種々異なる前記構造の光ファイバコード１０を製造した。
【００３１】
（光ファイバコードの変形）
製造した、外部被覆層３のプラスチック材料が異なる各光ファイバコード毎に、４０℃で、胴径が２８０ｍｍ、幅２４０ｍｍのドラムに、巻取り張力２００ｇで１０００ｍの長さだけ巻き付け、４０℃に調整した恒温層に１カ月の期間だけ保管した。その後、２０℃で光ファイバコードを巻き解き、最下層に位置する光ファイバコードの偏平率を次式により算定した。
偏平率＝（長径−短径）／平均径×１００（％）
この偏平率は、単に光ファイバコード３の変形の程度を表すもので、その影響については、伝送損失、具体的にはスプリングバックロス及び低温時の伝送損失変動で評価する。
【００３２】
即ち、これら各種の偏平率を有する各光ファイバコード１０について、２０℃でのスプリングバックロス及び４０℃での外部被覆層３のプラスチック材料のヤング率を測定するとともに、−１０℃を基準とする伝送損失変動及び同温度での外部被覆層３のプラスチック材料のヤング率を測定した。
これらの内、４０℃でのスプリングバックロス及び−１０℃を基準とする伝送損失変動に関する要求基準を満たすケースを実施例１乃至４として、満たさなかったケースの内で代表的なものを比較例１乃至３として表１に示す。
表１において、×印は要求基準を満たさないと判定したケースを、○印は要求基準を満たすと判定したケースを表わす。
【００３３】
【表１】
0003815123.tif 000002
【００３４】
また、表１の各ケースに対応する光ファイバコード１０の外部被覆層３のプラスチック材料の組成を表２に示す。
【００３５】
【表２】
0003815123.tif 000003
【００３６】
（スプリングバックロス）
表１より、実施例１乃至実施例４の場合に、４０℃でのヤング率は、それぞれ２１．０ＭＰａ、１４．０ＭＰａ、２１．０ＭＰａ、２１．０ＭＰａとなり、これら範囲にある偏平率は１０％以下となり、スプリングバックロスを、要求基準である０．１ｄＢ以下の範囲にすることができることがわかる。
【００３７】
これに対し、比較例１、比較例２より、４０℃でのヤング率が１０ＭＰａ以下の、８．２ＭＰａ、９．５ＭＰａのときには、偏平率はそれぞれ４０％、３５％と大きくなり、スプリングバックロスの値が０．１ｄＢを超え、要求基準である０．１ｄＢ以下の範囲から外れる。
比較例３の場合には、スプリングバックロスが０．１ｄＢ以下の範囲となり要求基準を満たすが、後述のように伝送損失変動の点で要求基準を満たさない。
【００３８】
従って、スプリングバックロスに関して、実施例１乃至実施例４の内でヤング率が最大の２１．０ＭＰａ以上の範囲にあるプラスチック材料を使用すればすべてのケースについてスプリングバックロスがその要求基準を満たし０．１ｄＢ以下とすることができるといえる。
【００３９】
（低温域での伝送損失変動）
前記の横断面が偏平状に変形した各光ファイバコード１０について、伝送損失変動として−１０℃と４０℃の各温度で２時間保持しこれを３サイクル繰り返し、その間の伝送損失変動を測定しその変動幅の最大値を求めた。
また、各光ファイバコード１０の外部被覆層について−１０℃でのヤング率を測定した。
【００４０】
表１の実施例１乃至実施例４の場合、−１０℃でのヤング率は、０．３５ＧＰａ、０．３０ＧＰａ、０．３５ＧＰａ、０．３０ＧＰａとなり、同温度での伝送損失変動はいづれも０．１ｄＢ／ｋｍ以下でありその要求基準を満たす範囲にある。
これに対して、比較例１、比較例２の場合、−１０℃でのヤング率は、０．１９ＧＰａ、０．３０ＧＰａとなり要求基準である０．１ｄＢ／ｋｍ以下の範囲となるが、前述のようにスプリングバックロスの点でその要求基準を満たさない。
【００４１】
比較例３では、−１０℃でのヤング率は０．５７ＧＰａで、伝送損失は０．１２ｄＢ／ｋｍとなり要求基準である０．１ｄＢ／ｋｍ以下の範囲から外れている。
従って、伝送損失変動に関して、実施例１乃至実施例４の内でヤング率が最小の０．３０ＧＰａ以下の範囲にあるプラスチック材料を使用すればすべてのケースについて伝送損失変動の要求基準を満たし０．１ｄＢ／ｋｍ以下とすることができるといえる。
【００４２】
従って、以上により、使用環境温度の上限である４０℃から下限である−１０℃までの全使用環境温度範囲において前記スプリングバックロス及び伝送損失変動の両要求基準を満たすためには、実施例１乃至実施例４の各値より外部被覆層３に使用するプラスチック材料のヤング率が４０℃で２１．０ＭＰａ以上でかつ−１０℃で０．３０ＧＰａ以下であればよいといえる。
【００４３】
尚、光ファイバコードには、前記のように手作業による配線作業の都合上から適度な柔軟性が要求されるが、前記要求基準を満たすヤング率を有するプラスチック材料の内からできるだけ柔らかい材料を適切に選択することで、光ファイバ心線１を保護するに必要な適度な硬度と、配線作業上の観点から要求される柔軟さを併せ持つ光ファイバコード３が実現できる。
【００４４】
（スプリングバックロスの測定方法）
ドラムに巻いて４０℃で貯蔵、保管した後の前記偏平状に変形した各種の光ファイバコード１０の端部に、図２（ａ）に示す、押付け結合機構付フェルール２０ａを備えたコネクタ２０を接続し、２０℃において、図２（ｂ）に示すアダプタ３０と着脱する操作を１０回繰返し、着脱毎に生ずる光ファイバ１の曲がり等により生ずる伝送損失の増加であるスプリングバックロス（ｄＢ）を測定し、１回でも０．１ｄＢを超える値が生じた光ファイバコード１０は要求基準を満たさないものと判定し、１回も０．１ｄＢを超える値が生じない光ファイバコード１０を要求基準を満たすものと判定した。
【００４５】
表１において、要求基準を満たさないと判定したケースは＞０．１×と表し、要求基準を満たすとしたケースは≦０．１○と表わす。
【００４６】
（ヤング率の測定方法）
ヤング率は、ＪＩＳ７１１３に基づいて、−１０℃及び４０℃においてＪＩＳ２号ダンベルを使用し、引張り速度１ｍｍ／分で引張り試験を行ない、２．５％歪の割線式を使用して算出した。
【００４７】
（ガラス転移点の測定方法）
ガラス転移点は、測定器として（株）オリエンテック社  ＲＥＯＶＩＢＲＯＮＤＤＶ−ＩＩ−ＥＰを使用して、チャック間隔１．５ｃｍ、周波数１１ＨＺ、昇温速度３℃／ｍｉｎで、損失弾性率／貯蔵弾性率の最大値より算出した。
【００４８】
なお、前記実施例では、ＧＩ型の光ファイバ１を使用したが、これに限定されるものではなくシングルモード型の光ファイバ１を使用することもできる。
また、前記実施例では、光ファイバ心線を１本含む単心の光ファイバコード３を使用したが、これに限定されるものではなく単心コードを複数並列して、接触する部分を接着した多心コード、例えばメガネ型の２心コードについても本発明を実施することができる。
【００４９】
また、前記実施例では、コード外径が２ｍｍの光ファイバコード１０を対象としたが、外径が１．５ｍｍ及び２．８ｍｍの場合についても同様な結果が得られた。
また、前記実施例では、光ファイバ心線１の外径が０．９ｍｍのものを対象としたが、外径が０．２５ｍｍの場合についても同様な結果が得られた。
【００５０】
【発明の効果】
本発明により、光ファイバコードをドラムに巻いて保管する際に生ずる光ファイバコードの偏平状の変形に起因して、光ファイバコードの配線時及びその後の使用中に問題となる伝送損失の増加と変動を回避する。
即ち、光ファイバコードが保管中に偏平状に変形すると、布設、配線時のコネクタとアダプタとの着脱時においてスプリングバックロスが増加するが、本発明の、外部被覆層のヤング率が−１０℃において０．３０ＧＰａ以下でかつ４０℃において２１．０ＭＰａ以上の材料特性を備えた外部被覆層を有する光ファイバコードはこれを防止する。
【００５１】
また、この光ファイバコードの横断面が偏平状に変形すると、特に低温時に外部被覆層の熱収縮に伴い光ファイバコードの断面積が減少し、光ファイバ心線の動きの自由度が減少し、温度変動に伴い伝送損失が変動するという問題が顕在化するが、本発明の光ファイバコードはこれを防止する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光ファイバコードの構造を示す横断面図である。
【図２】本発明の光ファイバコードの端部に取付けたコネクタとそのアダプタの構造を示す縦断面図である。
図２（ａ）は光ファイバコードの端部に付した押付け結合機構付フェルールを備えたコネクタを、同図（ｂ）はアダプタを、同図（ｃ）はこれらを接続した状態をそれぞれ現す。
【符号の説明】
１：光ファイバ心線
２：抗張力繊維層
３：外部被覆層
１０：光ファイバコード
２０：コネクタ
２０ａ：押付け結合機構付フェルール
３０：アダプタ
３０ａ：アダプタ用フェルール
【図１】
0003815123.tif 000004
【図２】
0003815123.tif 000005