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1. (WO2019009238) OPTICAL FIBER CABLE
Document

明 細 書

発明の名称 光ファイバケーブル

技術分野

0001  

背景技術

0002  

先行技術文献

特許文献

0003  

発明の概要

発明が解決しようとする課題

0004   0005   0006   0007  

課題を解決するための手段

0008  

発明の効果

0009  

図面の簡単な説明

0010  

発明を実施するための形態

0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027  

実施例

0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047  

符号の説明

0048  

請求の範囲

1   2   3   4  

図面

1   2  

明 細 書

発明の名称 : 光ファイバケーブル

技術分野

[0001]
 本発明は、光ファイバケーブルに関する。

背景技術

[0002]
 高速通信サービスの開始に伴って、携帯電話の無線局である携帯基地として、マクロセルの他に、マクロセルよりも通信エリアが狭いスモールセルが設置されている。スモールセルは、利用者が多い場所(駅や商業施設などの繁華街)、および、電波が届きにくい場所(地下街など)において、通信品質の劣化を抑制するために設置されている。スモールセルは、ビル街、地下街、ビル内部などの場所に設置されるナノセルおよびピコセルを含むと共に、店舗、事務所、一般家庭などの場所に設置されるフェムトセルを含む。

先行技術文献

特許文献

[0003]
特許文献1 : 特開2008-015414号公報
特許文献2 : 特開2005-062744号公報

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0004]
 従来、マクロセルでは、コード集合型の光ファイバケーブルが使用されている。このコード集合型の光ファイバケーブルは、剛性が高いため、ハンドリング性が低い。このため、コード集合型の光ファイバケーブルを用いてスモールセルの配線作業を行うことは、容易でない。
[0005]
 たとえば、光ファイバケーブルは、光ファイバ心線と心線間介在体と中心緩衝材とで構成された集合体にアラミド繊維を横巻きすることで形成されている。ここでは、光ファイバケーブルは、外周側の方が内周側よりも密度が高い。このため、光ファイバケーブルが曲げられた場合、光ファイバケーブルにおいて損失(伝送損失)が増加する場合がある。また、光ファイバケーブルにねじれが生じた場合、光ファイバケーブルにおいて断線が生じるなど、破損が発生する場合がある。
[0006]
 特に、スモールセルの配線作業において光ファイバケーブルが曲げられた場合や光ファイバケーブルにねじれが生じた場合には、上記の問題が顕在化する場合がある。
[0007]
 したがって、本発明が解決しようとする課題は、配線作業において損失が増加することを抑制し、破損が発生しにくい光ファイバケーブルを提供することである。

課題を解決するための手段

[0008]
 本発明の光ファイバケーブルは、光ファイバ心線と中心テンションメンバと周辺テンションメンバと外被とを備える。中心テンションメンバは、繊維体で形成されており、光ファイバ心線に対して縦添えで設けられている。周辺テンションメンバは、繊維体で形成されており、光ファイバ心線および中心テンションメンバの周囲において光ファイバ心線に対して縦添えで設けられている。外被は、周辺テンションメンバの周囲に設けられている。ここでは、中心テンションメンバの繊度よりも周辺テンションメンバの繊度の方が小さい。

発明の効果

[0009]
 本発明によれば、配線作業において損失が増加することを抑制し、破損が発生しにく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

[0010]
[図1] 図1は、実施形態に係る光ファイバケーブルの要部を模式的に示す図である。
[図2] 図2は、実施形態の変形例に係る光ファイバケーブルの要部を模式的に示す図である。

発明を実施するための形態

[0011]
 発明の実施形態について図面を用いて説明する。なお、発明は、図面の内容に限定されない。また、図面は、概略を示すものであって、各部の寸法比などは、現実のものとは必ずしも一致しない。その他、同一の構成要素については、同一の符号を付し、重複する説明は適宜省略する。
[0012]
[A]構成
 図1は、実施形態に係る光ファイバケーブルの要部を模式的に示す図である。図1では、光ファイバケーブル1の軸方向(y方向)が直交する断面(xz面)を示している。
[0013]
 図1に示すように、光ファイバケーブル1は、断面が円形であって、光ファイバ心線10、テンションメンバ20、および、外被30を備える。光ファイバケーブル1を構成する各部について順次説明する。
[0014]
[A-1]光ファイバ心線10
 光ファイバ心線10は、断面が円形である。光ファイバ心線10は、たとえば、光ファイバ(図示省略)に1次被覆(図示省略)と2次被覆(図示省略)とを順次設けることで構成されている。光ファイバは、たとえば、コアおよびクラッドが石英ガラスで形成されている。1次被覆は、たとえば、紫外線硬化樹脂で形成されている。2次被覆は、たとえば、熱可塑性樹脂で形成されている。
[0015]
[A-2]テンションメンバ20
 テンションメンバ20は、線状の抗張力体であって、光ファイバ心線10を補強する補強線として設けられている。テンションメンバ20は、たとえば、側圧などの外力が光ファイバケーブル1に加えられたときに、光ファイバ心線10に加わる衝撃を緩和するクッションとして機能することで、光ファイバ心線10を保護する。
[0016]
 本実施形態では、テンションメンバ20は、中心テンションメンバ21と周辺テンションメンバ22とを含む。中心テンションメンバ21は、繊維体であって、外形が円形になるように複数の繊維(図示省略)が束ねられている。周辺テンションメンバ22は、中心テンションメンバ21と同様に、複数の繊維が束ねられた繊維体である。ここでは、周辺テンションメンバ22は、光ファイバ心線10および中心テンションメンバ21の周囲に設けられており、外形が円形になるように複数の繊維(図示省略)が束ねられている。
[0017]
 テンションメンバ20において、中心テンションメンバ21および周辺テンションメンバ22は、光ファイバ心線10に対して縦添えで設けられている。つまり、中心テンションメンバ21の軸方向および周辺テンションメンバ22の軸方向が、光ファイバ心線10の軸方向(y方向)に沿っている。
[0018]
 テンションメンバ20においては、中心テンションメンバ21の繊度よりも周辺テンションメンバ22の繊度の方が小さい。つまり、本実施形態の光ファイバケーブル1は、外周側の方が内周側よりも密度が低い。このため、たとえば、スモールセルの配線作業で光ファイバケーブル1が曲げられた場合であっても、光ファイバケーブル1において通信の損失が増加することを抑制することができる。また、たとえば、スモールセルの配線作業で光ファイバケーブル1にねじれが生じた場合であっても、光ファイバケーブル1において破損(断線など)が発生することを抑制することができる。その結果、光ファイバケーブル1の信頼性を向上させることが可能である。
[0019]
 ここでは、中心テンションメンバ21の繊度は、5000デニール以上、10000デニール以下であることが好ましい。また、周辺テンションメンバ22の繊度は、500デニール以上、3000デニール以下であることが好ましい。これにより、上記の効果を更に高めることが可能である。
[0020]
 また、テンションメンバ20において、中心テンションメンバ21および周辺テンションメンバ22は、たとえば、アラミド繊維で形成されていることが好ましい。これにより、光ファイバケーブル1が曲げやすくなるので、配線作業の効率を高めることができる。
[0021]
[A-3]外被30
 外被30は、シースであって、周辺テンションメンバ22の周囲に設けられている。外被30は、光ファイバ心線10を保護するために設けられている。
[0022]
 外被30は、難燃性(JIS C3521準拠の試験で燃焼しない)のポリエチレンを用いて形成されていることが好ましい。これにより、難燃性ポリエチレンに含有される水酸化マグネシウムや水酸化アルミニウムのような金属水酸化物の脱水吸熱反応の作用によって、自己消化性の効果を奏することができる。
[0023]
 また、外被30は、熱収縮率が2%以下であることが好ましい。外被30は、光ファイバケーブル1が設置された環境において温度差が繰り返し生じたときに縮む。これに伴って光ファイバ心線10に応力が加わることで光ファイバケーブル1の損失が増加する場合がある。しかし、外被30の熱収縮率が2%以下である場合には、温度差が繰り返し生じたときであっても外被30が縮みにくい。その結果、光ファイバケーブル1の損失が増加することを効果的に抑制することができる。具体的には、温度サイクル試験(JIS C 6851に準拠,温度条件:-20~+60℃,サイクル数:3回)を行ったときに、伝送損失の増加を0.2dB/km以下にすることができる。なお、上記の熱収縮率を測定する際には、まず、光ファイバケーブル1を1mに切断した試験片を準備した。そして、その試験片を恒温槽(100℃)にて1時間加熱した後に、常温(20℃)にて1時間放置することで、試験を行った。そして、その試験片について、試験前の長さに対する試験後の長さの割合を熱収縮率として算出した。
[0024]
[B]製造方法
 本実施形態の光ファイバケーブル1を製造する製造方法の概要に関して説明する。
[0025]
 上記の光ファイバケーブル1を製造する際には、たとえば、押出成形装置(図示省略)を用いる。具体的には、テンションメンバ20が周囲に添えられた光ファイバ心線10を押出成形装置のダイス(図示省略)に通す。本実施形態では、上記したように、テンションメンバ20として中心テンションメンバ21および周辺テンションメンバ22を光ファイバ心線10に対して縦添えで添えた状態にする。そして、テンションメンバ20が周囲に添えられた光ファイバ心線10をダイスから送り出した状態で、外被30を構成する樹脂をダイスから押し出す。これにより、周辺テンションメンバ22の周囲に外被30を形成することで、光ファイバケーブル1が製造される。
[0026]
[C]変形例
 図2は、実施形態の変形例に係る光ファイバケーブルの要部を模式的に示す図である。図2では、図1と同様に、光ファイバケーブル1の軸方向(y方向)が直交する断面(xz面)を示している。
[0027]
 上記の実施形態では、光ファイバケーブル1において、光ファイバ心線10が単数である場合について示したが(図1参照)、これに限らない。図2に示すように、光ファイバケーブル1において、光ファイバ心線10は、複数(たとえば、2本)であってもよい。
実施例
[0028]
 光ファイバケーブル1の実施例および比較例に関して表1から表3を用いて説明する。
[0029]
 表1は、光ファイバケーブル1の各例の関係を示している。表2では、光ファイバケーブル1の各例に関して、180°曲げ試験を行った結果を示しており、表3では、ねじり試験を行った結果を示している。表1から表3において、例A1~例E4,例F3,例F5は、実施例であって、例F1および例Xは、比較例である。なお、理解を容易にするため、各例の説明では、上記の実施形態と同様に、各部に符号を付している(図1を参照)。
[0030]
[表1]


[0031]
[表2]


[0032]
[表3]


[0033]
[サンプルの作製]
 各例のサンプルについては下記のように作製した。
[0034]
(例A1)
 例A1では、光ファイバ心線10として、コアおよびクラッドが石英ガラスで形成されており、一次被膜が紫外線硬化樹脂で形成され、2次被覆が熱可塑性樹脂で形成されたものを用いた(外径:約0.9mm)。そして、中心テンションメンバ21および周辺テンションメンバ22として、表1に示す繊度であって、アラミド繊維で形成された繊維体を用いた。また、難燃性のポリエチレンを用いて外被30を形成した。
[0035]
 具体的には、1本の中心テンションメンバ21を光ファイバ心線10を縦添えで配置した。そして、光ファイバ心線10と中心テンションメンバ21との周囲に複数本(たとえば、12本)の周辺テンションメンバ22を縦添えで配置した。その後、押出し成形によって、周辺テンションメンバ22の周囲に難燃性のポリエチレンで構成された外被30を形成した。ここでは、難燃性のポリエチレンとして、EEA(エチレン・エチルアクリレート共重合体)およびPE(ポリエチレン)のベース樹脂100質量部に対して、50から100質量部の水酸化マグネシウムを配合したものを用いた。水酸化マグネシウムを多量に配合することで、樹脂の流動性が低下し、押出成形の際に歪みが残りにくくなるため、加熱によって外被30が収縮する量を低減することができる。
[0036]
(例A3~例F5)
 例A3から例F5のそれぞれにおいては、中心テンションメンバ21および周辺テンションメンバ22として、表1に示す繊度の繊維体を用いた点を除き、例A1の場合と同様に、光ファイバケーブル1を作製した。
[0037]
(例X)
 例Xにおいては、中心テンションメンバ21を設けずに、周辺テンションメンバ22として、表1に示す繊度の繊維体を用いた。この点を除き、例A1の場合と同様に、光ファイバケーブル1を作製した。つまり、例Xにおいて、テンションメンバ20は、断面において繊度が均一に分布するように構成されている。
[0038]
[評価]
 各例のサンプルについては、表2および表3に示すように、180°曲げ試験とねじり試験とを行い、評価した。
[0039]
(180°曲げ試験)
 180°曲げ試験については、「JIS C 6851」に規定される方法で実施した。具体的には、各例のサンプルをマンドレル(直径100mm)の周囲において角度が180度になるようにU字曲げを行った。そして、そのサンプルについて、逆U字曲げを行った後に、直線状態に戻した。ここでは、U字曲げ、逆U字曲げ、および、直線状態に戻す動作を10サイクル繰り返し行った。そして、各例のサンプルについて、180°曲げ試験を実行している状態で損失増加量の測定を行い、最大の損失増加量を求めた。
[0040]
 表2においては、180°曲げ試験で求めた最大の損失増加量の結果について、下記に示す基準に基づいて示した。
 ◎・・・最大の損失増加量が0.07dB以下である場合
 ○・・・最大の損失増加量が0.07dBを超え0.08dB以下である場合
 △・・・最大の損失増加量が0.08dBを超え0.1dB以下である場合
 ×・・・最大の損失増加量が0.1dBを超える場合
[0041]
(ねじり試験)
 ねじり試験については、「JIS C 6851」に規定される方法で実施した。具体的には、ねじり装置において固定式のクランプと回転式のクランプとにサンプルを装着した。ここでは、サンプルのスパン長が250mmになるように、サンプルの装着を行った。そして、サンプルが直線状態を保持するようにサンプルに張力(40N)を負荷した。この状態で、ねじり装置において回転側のクランプを時計回りに180°度回転させた後に、初期位置に戻した。そして、回転側のクランプを反時計回りに180°度回転させた後に、初期位置に戻した。これらの動作を20サイクル繰り返し行った。
[0042]
 表3においては、ねじり試験の結果について、下記に示す基準に基づいて示した。
 ◎・・・光ファイバ心線10の断線なし、かつ、伝送損失が0.01dB/km以下である場合
 ○・・・光ファイバ心線10の断線なし、かつ、伝送損失が0.01dB/kmを超え0.05dB/km以下である場合
 △・・・光ファイバ心線10の断線なし、かつ、伝送損失が0.05dB/kmを超え0.1dB/km以下である場合
 ×・・・光ファイバ心線10が断線した場合
[0043]
[評価まとめ]
 表1に示すように、例A1から例F5は、例Xと異なり、テンションメンバ20は、中心テンションメンバ21と周辺テンションメンバ22とを含む。例A1から例F5のうち例F1を除いた各例(例A1~例E4,例F3,例F5)は、中心テンションメンバ21の繊度よりも周辺テンションメンバ22の繊度の方が小さい。このため、例A1から例F5のうち例F1を除いた各例(例A1~例E4,例F3,例F5)は、例F1および例Xに比べて、表2に示すように、配線作業において損失が増加することが抑制されると共に、表3に示すように、破損が発生しにくい。これに対して、例Xのように、テンションメンバ20の繊度が単一で均一に分布している場合、および、例F1のように、中心テンションメンバ21の繊度よりも周辺テンションメンバ22の繊度の方が大きい場合には、上記の効果を奏することができない。
[0044]
 表1に示すように、例B2、例B3、例B4、例C2、例C3、例C4、例D3、例E2、例E3、および、例E4は、中心テンションメンバ21の繊度が、5000デニール以上、10000デニール以下であり、周辺テンションメンバ22の繊度が、500デニール以上、3000デニール以下である。このため、表2に示すように、上記の各例は、配線作業において損失が増加することを更に効果的に抑制することができる。また、表3に示すように、上記の各例は、破損の発生を更に効果的に抑制することができる。
[0045]
 具体的には、各例のサンプルは、180°曲げ試験で曲げられた「曲げ部」において、円形状の断面が扁平状態になるので、光ファイバケーブル1において中央に位置する光ファイバ心線10には、応力が加わる。しかし、周辺テンションメンバ22の繊度が500デニール以上3000デニール以下の範囲である場合には、光ファイバ心線10において径方向に加わる側圧が小さくなるため、光ファイバ心線10に加わる応力が小さくなる。中心テンションメンバ21の繊度が5000デニール以上10000デニール以下である場合には、180°曲げ試験で曲げられたサンプルにおいて、光ファイバ心線10の曲率が所定の曲率よりも大きくならない。その結果、中心テンションメンバ21の繊度および周辺テンションメンバ22の繊度を上記で規定した範囲にすることで、光ファイバケーブル1の損失増加量を低減することができる。
[0046]
 さらに、各例のサンプルは、ねじり試験によって生じた「ねじれ変形」によって、周辺テンションメンバ22がねじり試験前よりも中心側に寄せられる。しかし、周辺テンションメンバ22の繊度が500デニール以上3000デニール以下の範囲である場合には、光ファイバ心線10において径方向に加わる側圧が小さくなるため、伝送損失を低減することができる。この他に、中心テンションメンバ21の繊度および周辺テンションメンバ22の繊度を上記で規定した範囲にすることによって、光ファイバケーブル1の剛性を下げることができるので、良好な可撓性を得ることができる。
[0047]
 なお、中心テンションメンバ21および周辺テンションメンバ22は、コストを低減するためには、繊度が高くない方が好ましい。また、中心テンションメンバ21の繊度と周辺テンションメンバ22の繊度との差が極めて大きい場合には、光ファイバケーブル1に大きな応力が加わったときに、光ファイバ心線10の偏心が生ずる場合がある。このため、中心テンションメンバ21の繊度および周辺テンションメンバ22の繊度は、上記した範囲であることが好ましい。

符号の説明

[0048]
1…光ファイバケーブル、10…光ファイバ心線、20…テンションメンバ、21…中心テンションメンバ、22…周辺テンションメンバ、30…外被。

請求の範囲

[請求項1]
 光ファイバ心線と、
 繊維体で形成されており、前記光ファイバ心線に対して縦添えで設けられている中心テンションメンバと、
 繊維体で形成されており、前記光ファイバ心線および前記中心テンションメンバの周囲において前記光ファイバ心線に対して縦添えで設けられている周辺テンションメンバと、
 前記周辺テンションメンバの周囲に設けられている外被と
 を備え、
 前記中心テンションメンバの繊度よりも前記周辺テンションメンバの繊度の方が小さいことを特徴とする
 光ファイバケーブル。
[請求項2]
 前記中心テンションメンバの繊度は、5000デニール以上、10000デニール以下であり、
 前記周辺テンションメンバの繊度は、500デニール以上、3000デニール以下である、
 請求項1記載の光ファイバケーブル。
[請求項3]
 前記中心テンションメンバおよび周辺テンションメンバは、アラミド繊維で形成されている、
 請求項1または2に記載の光ファイバケーブル。
[請求項4]
 前記外被は、難燃性のポリエチレンを用いて形成されており、熱収縮率が2%以下である、
 請求項1から3のいずれかに記載の光ファイバケーブル。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]