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大容量光社会を作る仕事の数々

第 14 回

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信号を伝える光ファイバーは、ガラスゆえ裸のままではとても脆弱なものである。一方で、その中を流れるデータの容量が大きくなればなるほど、ファイバーを封じ込めたケーブルの重要度が高まってくる。張力や熱変化に対抗する強さと、スムーズな施工・作業を実現する優しさ。これらを両立させるため、驚くほど多くの工夫が光ファイバーケーブルには盛り込まれていた。
取材・文 喜多充成（kita.mitsunari@nifty.com）

背より高いドラムに巻かれ、工場のヤード（置き場）で出荷を待つばかりの光ファイバーケーブル。ドラム表面には 行き先

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Photo:Nakamura Tohruが詳しく記されている。

光ファイバーケーブルの製造工程＜側面図＞
スロットスペーサー（ポリエチレン）

4心テープ心線

光ファイバーケーブル
テンションメンバー

スペーサー溝（光ファイバー心線を収納）

外被／シース（ポリエチレンなど）
テープファイバー：4心テープ（5枚/溝）＜断面図＞

スロットロッド

テンションメンバー
100心テープ
スロット型ケーブル（約14mmφ）

optical fiber

2 つに割ケーブル

心線の数に応じて5 〜 13 の溝が設けられた「スロットロッド」。テンションメンバー（鋼線）の周囲に加熱加圧した合成樹脂を周囲から押し付ける、言ってみれば「きりたんぽ」のような製造法。

街角で空を見上げれば必ず電線が見える。電柱の連なりとそれを結ぶ電線は、美醜はおいて比較的量の出回っている多心型の光ファイバーケーブルについて聞いてみた。

も日本の風景を構成する欠かせない要素だ。雨◆の日も風の日も、ときには雪が降り積もっても、ケーブルの構成要素は大きく4 つに分けられ電力や信号を伝えるのが電線の役目。その全長る。一番真ん中にあるのが「テンションメンバが10 キロメートルでも100 キロメートルでも、ー」と呼ばれる鋼線。名前の通り、ケーブル全体たった1 か所切れただけでルート全域がゼロににかかる張力を引き受ける背骨にあたる構造材が止まったり風にあおられたり、さらに雪が積もカウントされてしまう「つながってて当たり前」だ。その外側に「スロットロッド」という断面がって太くなったところで強風にあおられたりと、の常に100 パーセントが求められる因果な工業風車の形にも似た樹脂素材がある。羽根と羽その寿命の大半を張力との戦いに費やす。

製品だ。作る側にとってしんどいといえば、こ根の間の部分に角形の溝が刻まれ、そこに積みそのため、製造された直後のファイバーにれほどしんどいものはないだろう。

重ねられるように落とし込まれるのが「テープフ先々の寿命に響いてくるような細かな傷や欠陥そこで、黒い被覆に包まれている電線の、そァイバー」。4 本なり8 本なりの光ファイバーをがないかどうか、全数全長にわたって検査を行の中身に秘められた「いつも100 パーセント」

横に並べて接着したものだ。そしてそれらを覆う。といっても顕微鏡でいちいち見て検査するを実現する構造や工夫に迫ってみたい、と三菱

うのが「シース」と呼ばれる外層の被覆である。のでなく、一定の張力をかけてファイバーその電線工業の主力工場、兵庫県の伊丹製作所を多いもので1000 心。それが直径 3 センチほものを引き伸ばすのである。

どのケーブルの中に封じ込められている。

訪ねた。

「製造時、敷設時、敷設後にファイバーにか「ケーブルがどうなっているかなんて取材を受◆かるストレスを積算すると、約 0.2 パーセントけるのは初めてですよ」と対応してくれたのは、石英ガラスでできた光ファイバーは脆く折れや分の伸びに相当するストレスだと言われていまケーブル製造を担当する山口俊一郎さんと、村すい。一方、ケーブルは製造時に引っ張られ、敷す。この5 倍、つまり1 パーセント伸ばしてみて田博昭さん。

設するときにも引っ張られ……、とあらゆる局面

ファイバーが切れなければ、統計的に寿命 20 年で張力にさらされる存在だ。敷設されたあとも鳥はいけるということになっています」（村田さん）

まずカットモデルを見ながら、ポピュラーでかかる張力そのものは1 キログラム重程度というが、相手は125 ミクロンの糸のようなファイバー。ファイバーが直径 5 ミリのマドラーとすれば、これを1.6 トンもの力で引っ張るのと同じだけの張力を加えることになる。
「獅子は我が子を千尋の谷に」ではないが、こういう試練に耐えたファイバーだけが、ケーブル製造ラインの門をくぐることができるのだ。
そして、4 本または8 本並べて樹脂で固められた「テープファイバー」となって、「スロットロッド」に挿入される工程に進む――。
三菱電線工業（株）電線ケーブル事業本部
情報通信事業部 通信技術部技術課長の山口俊一郎さん

三菱電線工業（株）伊丹製作所 光通信製造課長の村田博昭さん

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大容量光社会を作る仕事の数々

A 光ファイバーの母材の径を整える「延伸工程」。すでにこの中心部には、屈折率の違うコアとクラッドの構造が作り込まれている。1 本の母材は、直径 125 ミクロンの光ファイバー約 1000 キロメートル分に相当。

◆いかに厳しいセレクションを経たファイバー多いFe）。さらに合成樹脂やステンレス、アルといえども、ケーブル全体にかかる張力をまとミニウムとさまざまな材料がケーブルを構成しそれだけ注意深く製造しても、いったん障害もに受け止めることはできない。代わってそれている。線膨張率を数字で言うと、常温付近が起これば真っ先に疑われるのが、ケーブルメを担い、ファイバーを守るのが、テンションメ

で温度 1 ℃当たり石英は0.57 × 10 、鋼線は-6-6ーカーのつらいところ。

ンバーの役割である。が、テンションメンバー

11.76 × 10 。つまり同じだけの温度変化で、「冬の2 月、北海道に呼ばれたことがありまはただ強ければいいというものでもない。敷設

鋼線と石英の伸び縮みの割合の差はなんと約20す。午後4 時くらいになるとマイナス20 ℃近く工事や風力など目で見てもイメージできる張力倍にもなる。

まで気温が下がり、ビニールテープがパリパリばかりが張力ではなく、長年にわたってジワジ

1 日のうちに、あるいは季節を通しての寒暖で、手もかじかんで巻けないような寒さ。全長

ワとケーブルを傷めつける「寒暖の差によるケの差が、張力となってファイバーにストレスを20 キロメートルの区間をOTDR（光の反射・ーブルそのものの伸縮」という敵がいる。

及ぼすのである。

漏れによって障害点を見つける装置）で絞って「送電線の一番てっぺんの架空地線と呼ばれ「間に挟み込む樹脂をどんなものにするか、何見つけ出した」（山口さん）

るアース線に使われるケーブルでは、夏場は直層にするかを調整して、ファイバーになるべく結局工事の際にカッターの刃が入りすぎてしま

射日光で90 ℃ぐらいまで温度が上がる。おまストレスが及ばないようにします。ちょうどひったことで起こった断線だったが、その箇所を特けに地上高も高いので風が強く、ケーブルの環と揃いだけの衣服の重ね着で暑さも寒さもしの定する立証責任まで課せられてしまうのが「100境としてはもっとも過酷ではないでしょうか」

ぐようなもので、これもケーブル設計の難しいパーセント」を求められるメーカーのつらさだ。

（山口さん）

ところ」（山口さん）はたまた、日本で一番日射の強い沖縄県の問題となるのは、ケーブルを構成する素材のファイバーは脆い。脆いから鋼線で支える。

宮古島。ケーブルの被覆が紫外線でどう劣化す線膨張率である。つまり1 ℃の温度変化でどれだがその鋼線がファイバーに悪影響を及ぼすこるかのテストも継続して行っているという。南だけ伸び縮みするかという材料そのものの持つともある。だから樹脂で緩衝する――。ケーブ

北に長く環境条件の差の激しい日本の土地で性質だ。光ファイバーは純粋な石英（SiO 2 ）ルはただファイバーをぐるぐる巻きにしただけの使われることで、光ファイバーケーブルは鍛えだし、テンションメンバーは鋼（含有炭素量のものではなかったのだ。

られているのである。

光ファイバーケーブルの製造工程

A 線引き加工

テープ化加工プリフォーム
電気炉

VAD
ガラス微粒子多孔質母材

コーティング

B

反応容器
排気口

D.E

シースF

ジャケット
押し出し

トーチ
H2O2
原料ガス

C集合

撚り合わせ

プリフォーム加工B ケーブル内部でのファイバーの「住所」は色の組み引き取りキャプスタン

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巻き取りボビン合わせで示す。1000 心にもなると、もはやクイズ !?

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D 左右にうねる「SZ 撚り」がよくわかる。これならば溝ごとテープの束を取り出しても、切ったりつないだりの作業ができる。

optical fiber

耐久性向上のための工夫はまだまだある。

「透明度」や「耐久性」では技術的にやるべ何のためかというと、このうねりがあるから、「架空か地下のとう道（専用トンネル）に敷設

きことは、だいたいやり尽くしたとも見える光

被覆を剥いたとき心線がケーブル本体からばらされていたケーブルも、最近では下水道や河床ファイバーケーブル。だが、さらに「施工性」、りと離れ、必要な分のテープファイバーをつまなどにも置かれるようになってきました。当然、つまり現場での工事のしやすさのためにあくなんで引き出すことができるようになる。そして、従来以上の耐久性がケーブルにも求められる」

き努力が続けられ、なるほどというような工夫

心線だけを切ったりつないだりする作業が可能（山口さん）が重ねられている。になるのだ。考えてみれば当たり前なのだが、テープファイバーの収まったスロットロッドをたとえばシースの樹脂部に縦に埋め込まれたケーブルの実物を目にしないとなかなかわからグルグル巻きにする不織布のテープには、内部「引き裂き紐」。多心ケーブルの場合、敷設後ない。このようなちょっとした工夫は、言ってに吸水性樹脂が練り込んである。万一被覆がに枝分かれする部分を作る工事が伴ってくるが、みれば現場で作業する人への思いやりや気配り破れて水が内部に入ったとしても、この樹脂が円周方向に工具で切れ目を入れ、この紐を引なのである。

水を吸って膨張し、栓をする形になってそれ以き抜くと、縦方向に被覆の切れ目ができるわけ◆

上の水の進入を防ぐしくみだ。

だ。もしそのためにカッターを入れられるとな光ファイバーケーブルとメタルケーブルの特徴的ると、刃先がファイバーに及ぶ恐れもあるが、な構造上の違いは張力を担う「テンションメン

これなら安全。

バー」の有無であることはすでに触れた。生物あるいはネズミ駆除の専門会社の研究所を訪ねての「対鼠性能試験」まで行っている。
「クマネズミ、ドブネズミなどは通信ケーブル

さらに、スロットロッドの溝の部分は、長手で言うと、単純な神経系しか持たない「無脊椎が好きで、放っておくとテンションメンバー以方向に見ると周期的に左右にうねるよう作られ動物」と、機能分化が進み環境への適応力が外はすべてかじり壊してしまう。ところが、テている。ケーブルを縦に見たとき、溝が「／」増した「脊椎動物」ほどの違いである。テンシストしてみるとステンレス網を1 層加えたケーブと流れてるのがS 撚り、「＼」となるのがZ 撚りョンメンバーという背骨を持った光ファイバールは、一度やってダメとわかるともう歯を立てと呼ばれるが、この「うねった」撚り方「SZ

ケーブルも、大量の情報流通を支える神経網、ない」（村田さん）

撚り」も意味があってのこと。これもまた施工

文字通りバックボーンとして社会の進化を下支性を良くするための工夫である。

えする重要な役割を担ってすでに久しい。

C テープファイバーがボビンから繰り出され、スロットE ファイバーを送るボビンは回転させず、ケーブルのF シースと呼ばれる最後の外部被覆を施されたケーブロッドに収斂していく。1000 心では125 のボビンが同期して回転し、テープファイバーを繰り出す壮観さ。

「送り」と「受け」のドラムを周期的に回転させ、SZ 撚りの溝にテープファイバーを落とし込む。

ル。加熱された樹脂の熱が内部に及ぶ前に水冷し、固化させる。

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