JP4853460B2 - 光ケーブル及び光ケーブルの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、溝付きスロットの溝内に多数本の光ファイバ心線を収納し、スロットの外周に粗巻き紐、押え巻きテープ、及びシースを順に施してなる光ケーブル及び光ケーブルの製造方法に関する。

情報通信の進展により光ケーブルを用いたネットワーク化が進むなかで、使用済み光ケーブルの廃棄量も増大しているが、地球環境保護と資源の有効利用の観点から、光ケーブルのリサイクルに対する対応が求められている。光ケーブルのリサイクルを実施するに当たって、リサイクルコストやリサイクル品の品質、また、リサイクルを考慮した光ケーブルに関して、今までにも種々の提案がなされている。

光ケーブルは、単心のものから１０００心を超えるものもある。代表的な光ケーブル１としては、図４（Ａ）に示すように、中心にテンションメンバ３を埋設一体化し、複数の溝２ａを外周に設けたプラスチック材からなるスロット２（スペーサとも言う）により構成される。スロット２の溝２ａは螺旋状又はＳＺ状に形成され、溝２ａ内には複数本の光ファイバ心線又はテープ状の光ファイバ心線４が集線され収納される。

光ケーブル１の製造過程で、光ファイバ心線４を溝２ａ内に収納した直後、溝２ａから光ファイバ心線４が脱落する（特に、ＳＺ状スロットの場合）のを防止するために、粗巻き紐５がスロット２の外周に直ちに螺旋状に、比較的粗いピッチで巻き付けられる。粗巻き紐５が施されたスロット２の外周には、ケーブル内への止水又はシース成形時の熱絶縁のための押え巻きテープ６（上巻テープとも言う）を螺旋巻きあるいは縦添えで施し、その外側をシース７（外被とも言う）で被覆して光ケーブル１とされる。水走り防止のためには、押え巻きテープ６は吸水性を持つ材料で構成される。

通常、この押え巻きテープ６としては、幅広のテープが用いられ、スロット２の外周面に、テープの一部が重なるように螺旋状に巻かれる。一般に、この巻き方を横巻きの重ね巻きと言う。そして、粗巻き紐５と押え巻きテープ６とは、図４（Ａ）に示すようにお互いクロスするように巻かれているか、お互い平行になるように巻かれている。

図４（Ａ）の光ケーブル１をリサイクルのために解体する場合、まず、シース７に切込みを入れて、これを剥ぎ取り回収手段により回収する。次いで、図４（Ｂ）に示すように、シース７が除去されて露出された押え巻きテープ６に、カッター８ａを当てて切込みを入れ、押え巻きテープ６を切断すると共に粗巻き紐５を切断する。切断された押え巻きテープ６及び粗巻き紐５の屑は、自然に落下するか、解体装置のダイス１０でスロット表面をしごくことによって、強制的に落下させることにより回収廃棄するようにしている。

しかしながら、押え巻きテープ６と粗巻き紐５に対して、カッター８ａにより切込みを入れたとき、押え巻きテープ６は幅広テープで且つ摩擦がある程度大きいので切断は容易であるが、図４（Ｂ）に示すように、粗巻き紐５が切断されずに残ってしまうことがある。この理由としては、カッター８ａがスロット２のリブ部にある粗巻き紐に当たる場合は、リブ部が壁となって粗巻き紐が逃げないため比較的切断し易いが、スロット２の溝部２ａに跨る粗巻き紐は、カッター８ａに対し逃げるため切断されないことがある。また、一端が切断された粗巻き紐は、張力が開放された状態となって弛むため、カッター８ａが当たっても切断されずにスロット２の長手方向に逃げてしまうことがある。

粗巻き紐５に切断できない部分が生じると、スロット２に巻き付いた紐自体が緩み易くなって、リブ部上の粗巻き紐５に対しての切断ができなくなることがある。そのため、切断が不十分となり、粗巻き紐５と押え巻きテープ６を自然に落下させて完全に除去することは困難となることがある。さらに、ダイス１０等を用いてスロット表面をしごいて除去する場合も、粗巻き紐５は、溜まり絡まって毛玉状に固まって、押え巻きテープ６の切断を妨げたり、ダイス１０の通し穴を塞いでスロット２の移動が停止されるなどの障害を発生し、効率のよいケーブル解体ができないという問題があった。

上記のような問題を改善する方法として、例えば、図４（Ｃ）に示すように、押え巻きテープ６が露出された後、光ケーブル１の長手方向に押え巻きテープ６の上から、間欠カッター８ｂで、間欠的な切込み９ｂを入れて、粗巻き紐５が短い長さとなるように切断しておく。この後、カッター８ａで押え巻きテープ６に切込み９ａ入れてターン毎の短片に切断し、この押え巻きテープ６の内側で、予め、間欠カッター８ｂによって短く切断されている粗巻き紐５を落下させる方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、粗巻き紐５が毛羽だったり、絡まって毛玉状に固まったりしないように、粗巻き紐５にモノフィラメント、撚られた繊維束、細幅で平坦な帯状等のものを用いることも提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００７−２１２５２２号公報 特開２００７−２１２５２３号公報

図４（Ｃ）の解体方法を用いる場合、間欠カッター８ｂを別途設置する必要があると共に、粗巻き紐５の巻きピッチに応じた切込みタイミングを設定する必要があり、事前に解体する光ケーブルの構成に関する情報を知っておく必要があるが、取得することができない場合もあり、作業準備に時間を要するという問題がある。さらに、光ファイバの中間分岐の被覆除去作業では利用することが難しい。また、特許文献２に開示のように粗巻き紐５に特殊のものを用いる場合は、毛羽立ちや絡み等の発生を少なくすることは期待できるとしても完全ではなく、また、特殊の紐を用いるためコスト高となる。

上記の点を改善する方法として、押え巻きテープは、その内側の粗巻き紐の一部が露出するように隙間を持たせた開き巻きで形成し、その上に施したシースが、隙間から露出している粗巻き紐の一部と融着している構造の光ケーブルが検討されている。この光ケーブルは、シースを剥ぎ取る際に、粗巻き紐を融着部分で切断し、シース除去と同時に粗巻き紐を短く切断するという効果があり、光ケーブルの解体だけでなく、光ファイバの引き落しの際の中間分岐作業にも有用とされている。

しかしながら、押え巻きテープを隙間をあけて巻き付けると、スロット上に横巻きされた押え巻きテープが、スペーサ上を滑ってずれる。通常、スロットの表面は、平滑で滑りやすいが、重ね巻きの場合は、重なり部分の摩擦係数が大きいことから滑ってずれることはない。開き巻きにより、押え巻きテープにずれが生じると、シースのパスラインを通過する際に、ガイドローラ等でしごかれて押え巻きテープにシワができ、このシワ部分がシース成形でシースコブとなる。

本発明は、上述した実情に鑑みてなされたもので、押え巻きテープを開き巻きで、解体性と分岐作業性を良好にすると共に、押え巻きテープの巻付けズレが生じないような光ケーブルとその製造方法の提供を目的とする。

本発明による光ケーブルは、光ファイバ心線を収納した溝付きスロットの外周に、粗巻き紐と押え巻きテープとシースとを順に施してなる光ケーブルで、押え巻きテープは、隙間のある開き巻きと隙間のない重ね巻きとが交互になるように、螺旋状に巻付けられている。押え巻きテープの開き巻きと重ね巻きからなる１周期内で、開き巻きと重ね巻きのそれぞれが複数ターン連続して巻付けられ、また、開き巻きと重ね巻きが連続して巻付けられる範囲は、それぞれ５００ｍｍ以下とするのが望ましい。

また,前記の押え巻きテープの重ね巻きの重なり幅は、テープ幅の１／８〜１／２とし、開き巻きの開き幅（隙間の幅）は、１.０〜１０.０ｍｍとする。さらに、押え巻きテープの重ね巻きが連続する重なり幅、並びに、押え巻きテープの開き巻きが連続する開き幅が、正弦波状、台形波状、矩形波状、三角波状に変動するパターンとなるようにしてもよい。

また、本発明による光ケーブルの製造方法は、光ファイバ心線を収納した溝付きスロットの外周に、粗巻き紐と押え巻きテープとシースとを順に施してなる光ケーブルの製造方法で、押え巻きテープは、隙間のある開き巻きと隙間のない重ね巻きとが交互になるように、螺旋状に巻付ける。押え巻きテープの巻付けピッチを変動させながらスロット上に巻付けるには、回転巻付け装置の回転速度を変動させる、スロットのライン速度を変動させる、スロットを円周方向の左右に交互に捻る、等の方法を用いることができる。

本発明の光ケーブルによれば、押え巻きテープの一部を開き巻きで形成し、内側の粗巻き紐をシースに融着させて粗巻き紐の除去性を高めると共に、重ね巻きの部分で押え巻きテープの巻付けのずれの発生を抑制して、シースコブができるのを防止することができる。また、中間分岐に際しても、粗巻き紐が飛散させることなく容易に除去することが可能となる。

図により本発明の実施の形態を説明する。図１（Ａ）は本発明による光ケーブルの一例を説明する図、図１（Ｂ）は他の例を示す図である。図中の符号は、図４で用いたのと同じ符号を用い、１は光ケーブル、２はスロット、２ａは溝、３はテンションメンバ、４は光ファイバ心線、５は粗巻き紐、５ａは溶着部、６は押え巻きテープ、６ａは重なり、６ｂは隙間、７はシースを示す。

本発明による光ケーブル１は、図１（Ａ）に示すように、例えば、中心にテンションメンバ３（抗張力体とも言う）を埋設一体化し、複数の溝２ａを設けたプラスチック材からなるスロット２（スペーサとも言う）により構成される。スロット２の溝２ａは、螺旋状又はＳＺ状に形成され、溝２ａ内には複数本の光ファイバ心線又はテープ状の光ファイバ心線４が収納される。光ケーブル１の製造過程で、光ファイバ心線４が、溝２ａ内に収納された後で押え巻きテープ６を巻付ける前に、溝２ａから脱落するのを（特に、ＳＺスロットの場合）防止するために、粗巻き紐５がスロット２の外周に、例えば、１０ｍｍ〜２０ｍｍ程度のピッチで巻付けられている。

粗巻き紐５は、例えば、熱可塑性樹脂のナイロン等のポリアミド系、ポリエステル系、アクリル系、ポリオレフィン系等の繊維を束ねて紐状としたものや、テープ形状のものが用いられる。また、スロット２の外径が９ｍｍ程度の場合、例えば、粗巻き紐５は、２０ｍｍ程度のピッチで２条の紐（１０ｍｍピッチとなる）で巻付けられる。

粗巻き紐５が施されたスロット２の外周には、ケーブル内への止水のため、又はシース成形時に加熱されたシース用の溶融樹脂材が光ファイバ心線に直接接触しないように熱絶縁用としての押え巻きテープ６が施される。押え巻きテープ６には、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン等の繊維からなる不織布等が用いられ、テープ幅としては、例えば、１０ｍｍ〜３０ｍｍ程度のものを用いることができる。

この押え巻きテープ６は、テープ巻付けのターン間に隙間が生じないように、重なり６ａを持たせて巻付けピッチを比較的小さくし巻きつける重ね巻きと、テープ巻付けのターン間に隙間６ｂが生じるように、巻付けピッチを比較的大きくして巻きつける開き巻きと、を交互にして形成される。図１（Ａ）の構成例は、１ターン毎に開き巻きと重ね巻きを交互に形成した例である。

図１（Ｂ）の構成例は、開き巻きと重ね巻きを交互に形成した１周期内で、開き巻きと重ね巻きのそれぞれを複数ターン連続させた例である。この図１（Ｂ）において、開き巻きあるいは重ね巻きが複数ターン連続する範囲は、５００ｍｍ以下となるようにするのが好ましい。これは、光ファイバの中間分岐で、シース７の除去範囲が５００ｍｍ程度であるので、これ以下の範囲で、開き巻きと重ね巻きが交互に形成されていれば、シース７を除去した際に、シース７の除去範囲内に少なくとも粗巻き紐５の溶着による１つの切断個所が得られる。この結果、シース７の除去と同時に切断され個所を起点に粗巻き紐５を容易に除去することができる。

重ね巻きの部分で形成される重なり６ａは、重なり幅ａを有し、隣り合う巻付けターン間を摩擦接触で連続して巻付けられ、スロット２の表面でのテープの巻付けが滑ってずれたりするのを抑制することができる。
開き巻きの部分で形成される隙間６ｂは、開き幅ｂを有し、隙間６ｂの部分から粗巻き紐５の溶着部５ａが露出される。シース７を成形する際に、隙間６ｂから露出している粗巻き紐５の溶着部５ａが、シース樹脂の熱で溶融し、シース７の内面に溶着される。そして、シース７をリサイクルのために除去したり、光ファイバの中間分岐のために除去すると、シース７の内面に溶着している粗巻き紐５の溶着部５ａがシース除去と同時に切断され、被覆除去の作業性を向上させることができる。

次に、本発明についての評価を行うため、押え巻テープを、重ね巻きの重なり幅ａ、開き巻きの開き幅ｂを変え、また、巻付け形態を図１（Ａ）の１ターン毎に交互に巻付けたサンプル（「交互」と表示）、図１（Ｂ）の複数ターンを所定範囲連続させて交互に巻付けたサンプル（連続する範囲「２５０ｍｍ、５００ｍｍ」で表示）を作製した。これに、厚さ２.０ｍｍのシースを施して光ケーブルとした後、粗巻き紐の切断性、押え巻きのズレの状態、光ファイバの伝送特性について評価した。

上記の結果、重ね巻きの重なり幅ａは、テープ幅の１／１０では押え巻テープのズレを抑制するには不十分であり、テープ幅ａの１／８以上が望ましいことが判明した。なお、重なり幅ａが、テープ幅の１／２以上となると、３枚重ねの部分が生じることになり、無駄でもあるので、テープ幅の１／２以下で巻付けるのが好ましい。

開き巻きの開き幅ｂは、０.５ｍｍでは、隙間が小さ過ぎて粗巻き紐がシース内面に溶着されず、シースの除去によって切断するには不十分であり、開き幅ｂは１.０ｍｍ以上が望ましいことが判明した。また、開き幅ｂが１３.０ｍｍでは、シース成形時の熱によって光ファイバの伝送特性が悪化するので、伝送特性が悪化しない１０.０ｍｍ以下とするのが好ましい。

図２は、図１（Ｂ）に示した、複数ターン連続する開き巻きと重ね巻きを交互に形成した例で、押え巻きテープの巻ピッチを変化させた各種の巻付けパターンを示す図である。
図２（Ａ）は、重ね巻きの重なり幅ａと開き巻きの開き幅ｂを正弦波状に変化させて、重ね巻きと開き巻きとを切り替えるパターンを示し、上述の評価結果から重なり幅ａはテープ幅の１/８〜１／２とされ、開き幅ｂは１.０ｍｍ〜１０.０ｍｍとされる。

図２（Ｂ）は、重ね巻きの重なり幅ａと開き巻きの開き幅ｂを台形波状に変化させるパターンを示し、重なり幅ａ及び開き幅ｂの範囲は図２（Ａ）の場合と同様である。
図２（Ｃ）は、重ね巻きの重なり幅ａと開き巻きの開き幅ｂを矩形波状に変化させるパターンを示し、重なり幅ａ及び開き幅ｂの範囲は図２（Ａ）の場合と同様である。
図２（Ｄ）は、重ね巻きの重なり幅ａと開き巻きの開き幅ｂを三角波状に変化させるパターンを示し、重なり幅ａ及び開き幅ｂの範囲は図２（Ａ）の場合と同様である。

図３は、図２に示した押え巻きテープの巻ピッチの変化を実現するのに用いられる巻付けの制御方法を示す図である。
多数本の光ファイバ心線４を収納した溝付きスロット２の外周に、粗巻き紐５を巻付けて光ファイバ心線の脱落を防止した後、押え巻きテープ６がスロット２のパスライン上に回転可能に配された回転巻付け装置（図示せず）によって巻付けられ、スロット２は所定のライン速度でパスライン方向（Ｐ）に移送される。テープパッド（図示せず）から供給される押え巻きテープ６は、回転巻付け装置内に配されたガイドローラにより所定の巻付け位置に案内され、スロット２の外周に螺旋状に連続して巻付けられる。

図２の各種のパターンで、重ね巻きの重なり幅ａおよび開き巻きの開き幅ｂを変化させるのに、スロット２のライン速度を一定とした場合、上記の回転巻付け装置の回転速度を変動させることにより実現することができる。例えば、重なり幅ａを大きく、または、開き幅ｂを小さくするには、上記の回転巻付け装置の巻付け方向（Ｗ）の回転速度を遅くする。そして、重なり幅ａを小さく、または、開き幅ｂを大きくするには、上記の回転巻付け装置の回転速度を速くする。

また、テープの回転巻付け装置の回転速度を一定とした場合、重ね巻きの重なり幅ａおよび開き巻きの開き幅ｂを変化させるのに、パスライン方向（Ｐ）のスロットのライン速度を変動させることにより実現することができる。例えば、重なり幅ａ大きく、または、開き幅ｂを小さくするには、上記のライン速度を遅くする。そして、重なり幅ａを小さく、または、開き幅ｂを大きくするには、上記のライン速度を速くする。

その他、重ね巻きの重なり幅ａおよび開き巻きの開き幅ｂを変化させるのに、テープの回転巻付け装置の回転速度、並びに、スロットのライン速度を一定とした場合、テープ巻付け位置のスロット２の部分を円周方向（Ｒ）に左または右方向に捻ることによっても実現することができる。例えば、重なり幅ａ大きく、または、開き幅ｂを小さくするには、上記の回転巻付け装置の回転方向（Ｗ）と同方向に捻る。これは、回転巻付け装置の回転速度を遅くしたのと同じ状態となる。反対に、重なり幅ａを小さく、または、開き幅ｂを大きくするには、上記の回転巻付け装置の回転方向（Ｗ）と反対方向に捻る。これは、上記の回転巻付け装置の回転速度を速くしたのと同じ状態となる。

押え巻きテープの巻ピッチを、上記のような各種の方法を用いて制御することにより、図２に示した各種のパターンで押え巻きテープをスロット上に巻付けることができる。
また、上述のようにして形成された光ケーブルは、押え巻きテープの開き巻きの部分で、内側の粗巻き紐をシースに溶着させて粗巻き紐の除去性を高めると共に、重ね巻きの部分で押え巻きテープの巻付けのずれの発生を抑制して、シースコブができるのを防止することができる。

本発明による光ケーブルの概略を説明する図である。 本発明による押え巻きテープの巻付けパターン例を示す図である。 本発明による押え巻きテープの巻付け制御の方法を説明する図である。 従来技術を説明する図である。

符号の説明

１…光ケーブル、２…スロット、２ａ…溝、３…テンションメンバ、４…光ファイバ心線、５…粗巻き紐、５ａ…溶着部、６…押え巻きテープ、６ａ重なり、６ｂ隙間、７…シース。

Claims (13)

1. 光ファイバ心線を収納した溝付きスロットの外周に、粗巻き紐と押え巻きテープとシースとを順に施してなる光ケーブルであって、
   前記押え巻きテープは、隙間のある開き巻きと隙間のない重ね巻きとが交互になるように、螺旋状に巻付けられていることを特徴とする光ケーブル。
2. 前記押え巻きテープの開き巻きと重ね巻きからなる１周期内で、前記開き巻きと重ね巻きのそれぞれが複数ターン連続して巻付けられていることを特徴する特徴とする請求項１に記載の光ケーブル。
3. 前記１周期内の開き巻きと重ね巻きの複数ターン連続して巻付けられる範囲は、それぞれ５００ｍｍ以下であることを特徴とする請求項２に記載の光ケーブル。
4. 前記押え巻きテープの重ね巻きの重なり幅は、テープ幅の１／８〜１／２であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光ケーブル。
5. 前記押え巻きテープの開き巻きの開き幅は、１.０ｍｍ〜１０.０ｍｍであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の光ケーブル。
6. 前記押え巻きテープの重ね巻きの重なり幅、並びに、前記押え巻きテープの開き巻きの開き幅が正弦波状に変動していることを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載の光ケーブル。
7. 前記押え巻きテープの重ね巻きの重なり幅、並びに、前記押え巻きテープの開き巻きの開き幅が台形波状に変動していることを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載の光ケーブル。
8. 前記押え巻きテープの重ね巻きの重なり幅、並びに、前記押え巻きテープの開き巻きの開き幅が矩形波状に変動していることを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載の光ケーブル。
9. 前記押え巻きテープの重ね巻きの重なり幅、並びに、前記押え巻きテープの開き巻きの開き幅が三角波状に変動していることを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載の光ケーブル。
10. 光ファイバ心線を収納した溝付きスロットの外周に、粗巻き紐と押え巻きテープとシースとを順に施してなる光ケーブルの製造方法であって、
    前記押え巻きテープを、隙間のある開き巻きと隙間のない重ね巻きとが交互になるように、螺旋状に巻付けることを特徴とする光ケーブルの製造方法。
11. 前記押え巻きテープの回転巻付け装置の回転速度を変動させることを特徴とする請求項１０に記載の光ケーブルの製造方法。
12. 前記スロットのライン速度を変動させることを特徴とする請求項１０に記載の光ケーブルの製造方法。
13. 前記スロットを円周方向の左右に交互に捻ることを特徴とする請求項１０に記載の光ケーブルの製造方法。

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