CN103366892A

CN103366892A - 光电复合线缆

Info

Publication number: CN103366892A
Application number: CN2013101171489A
Authority: CN
Inventors: 坂部至; 本间祐也; 关口知树; 荒生肇; 林下达则
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2012-04-06
Filing date: 2013-04-07
Publication date: 2013-10-23
Also published as: JP2013218839A; US20130266280A1

Abstract

本发明提供一种光电复合线缆，其能够避免线缆直径变大，抑制对光纤施加外力，维持光纤良好的传送特性，并且顺利地向狭小空间等布线。光电复合线缆（11）具有光纤（12）和大于或等于3根的多根电线（15），在从与光电复合线缆（11）的剖面垂直的方向观察该剖面的情况下，多根电线（15）以各自独立的状态配置在光纤（12）周围的圆周上。

Description

光电复合线缆

技术领域

本发明涉及一种具有电线及光纤的光电复合线缆。

背景技术

对于医疗设备、摄像机、个人计算机及其外围设备，与功能的进一步高度化相伴而要求高速通信。因此，使用将电线和光纤组合而成的光电复合线缆。

作为光电复合线缆，已知下述技术：在芯材的外周隔开间隔地配置有多根光纤，在其外侧设有对芯材和光纤进行包覆的分隔板，在该分隔板的外侧，在与光纤的间隔相当的位置配置有四芯绞合的电线，并在电线的外侧设有外皮（例如，参照专利文献1）。

专利文献1：日本实开昭60－109216号公报

但是，如果配置在光纤外周的电线为双绞线或四芯绞合的绞合线，则会导致线缆的直径变大，很难顺利地向狭小空间等布线。另外，将绞合线等电线以在周向上偏斜的方式配置的线缆，与将电线在周向上均匀配置的线缆相比，线缆的弯曲刚性变大，因此可能会出现线缆呈S型的情况。在该情况下，光纤传输的信号的传送损失增大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光电复合线缆，其能够避免线缆直径变大，抑制对光纤施加外力，维持光纤良好的传送特性，并且顺利地向狭小空间等布线。

为了实现上述目的，本发明的光电复合线缆具有：光纤；以及大于或等于3根的多根电源线，其中，在从与所述光电复合线缆的剖面垂直的方向观察所述剖面的情况下，所述多根电源线以各自独立的状态配置在所述光纤周围的圆周上。

另外，本发明的光电复合线缆优选具有保护套管，其将所述光纤收容在内部，在从与所述光电复合线缆的剖面垂直的方向观察所述剖面的情况下，所述多根电源线以沿着一个方向绞合或向不同的两个方向绞合的方式配置在所述保护套管的外周上。

另外，作为本发明的光电复合线缆来说，优选在从与所述光电复合线缆的剖面垂直的方向观察所述剖面的情况下，所述多根电源线各自等间隔地配置在所述保护套管的外周上。

另外，本发明的光电复合线缆优选具有连接器，其具有正电极和负电极，所述多根电源线与所述正电极和所述负电极中的至少一方连接。

另外，作为本发明的光电复合线缆来说，优选在所述多根电源线中，与所述正电极连接的电线彼此相邻配置，与所述负电极连接的电线彼此相邻配置。

另外，作为本发明的光电复合线缆来说，优选所述连接器具有将光信号变换为电信号的受光元件、或将电信号变换为光信号的发光元件中的至少一方。此外，在用于单向通信的线缆中，连接器位于线缆的两个末端，一侧的连接器上具有将光信号变换为电信号的受光元件，另一侧的连接器上具有将电信号变换为光信号的发光元件。在用于双向通信的线缆中，两个末端的连接器均具有将光信号变换为电信号的发光元件、和将电信号变换为光信号的发光元件。

发明的效果

根据本发明的光电复合线缆，将电源线至少分为大于或等于3根，使各电源线细径化。由于各电源线以各自独立的状态配置在光纤周围的圆周上，因此，与将电源线以双绞线或四芯绞合的绞合线的状态收容在光纤周围的情况相比，能够使线缆外径减小。由此，能够避免线缆直径变大，抑制对光纤施加外力，维持光纤良好的传送特性，并且顺利地向狭小空间等布线。

附图说明

图1是用于说明本发明所涉及的光电复合线缆的使用例的示意图。

图2是本发明所涉及的光电复合线缆的剖视图。

图3是实施例的光电复合线缆的剖视图。

图4是实施例的变形例的剖视图。

图5是对比例的光电复合线缆的剖视图。

具体实施方式

下面，参照附图，对本发明所涉及的光电复合线缆的实施方式的一个例子进行说明。

图1是作为使用光电复合线缆11的一个例子，用于对以下状态进行说明的示意图，即，通过光电复合线缆11将个人计算机100和供电型硬盘200电连接及光连接的状态。如图1所示，光电复合线缆11将个人计算机侧连接器100a（连接器的一个例子）与硬盘侧连接器200a（连接器的一个例子）连结，其中，个人计算机侧连接器100a与个人计算机100的线缆连接部连接，硬盘侧连接器200a与供电型硬盘200的线缆连接部连接。

个人计算机侧连接器100a具有：受光元件102，其通过透镜101接受经由光纤芯线12a而从供电型硬盘200发送来的光信号；发光元件103，其将个人计算机100侧的光信号通过透镜101发送至光纤芯线12b；正电极104，其与5根电线15a连接；以及负电极105，其与5根电线15b连接。另外，个人计算机100具有电源插座106。

硬盘侧连接器200a具有：受光元件202，其通过透镜201接受经由光纤芯线12b发送来的光信号；发光元件203，其将光信号通过透镜201发送至光纤芯线12a；正电极204，其与电线15a连接；以及负电极205，其与电线15b连接。

供电型硬盘200经由收容在光电复合线缆11内部的电线15（以下，有时也将电线15a、15b统称为电线15），由个人计算机100供给电力而进行动作。即，电线15为电源线。另外，供电型硬盘200经由光纤芯线12（以下，有时也将光纤芯线12a、12b统称为光纤芯线12）进行高速通信，与个人计算机100进行数据交换。

下面，参照图2，对光电复合线缆11的内部结构进行说明。

如图2所示，光电复合线缆11在作为最外层的外皮20的内侧具有2根光纤芯线（光纤的一个例子）12和10根电线15。光纤芯线12具有用于从供电型硬盘200向个人计算机100传送信号的1根光纤芯线12a、和用于从个人计算机100向供电型硬盘200传送信号的1根光纤芯线12b。这2根光纤芯线12以收容在保护套管13内的状态配置在光电复合线缆11的剖面中央处。

收容在保护套管13内的光纤芯线12，例如是在由纤芯和包层构成的玻璃光纤的周围形成由紫外线硬化型树脂构成的包覆层而构成的，纤芯直径为0.08mm，玻璃光纤的外径为0.125mm，包覆层的外径为0.25mm。另外，也可以进一步设置包覆层而形成外径为0.9mm的光纤芯线12，并且，也可以形成将光纤芯线12使用抗拉纤维及包覆层包覆而成的光纤线材（cord）。

作为光纤芯线12，也可以是硬塑料包层光纤（H－PCF）或塑料光纤，其中，作为该硬塑料包层光纤，其纤芯由玻璃形成，包层由高硬度塑料形成，耐弯折（弯曲）且不易断裂，作为该塑料光纤，其纤芯及包层由塑料构成。光纤芯线12可以是多模光纤，也可以是单模光纤。多模光纤特别优选GI（梯度折射率）纤芯型。在玻璃光纤的情况下，更加优选在GI纤芯周围具有折射率变小的W型构造（凹槽构造）。

对于光电复合线缆11，例如，在医疗用传感器线材即CCD线材这种使用时几乎不会以小直径弯折的情况下，作为光纤芯线12可以使用玻璃光纤，而在USB（Universal Serial Bus）线缆或HDMI（High－Definition Multimedia Interface）线缆这种有时会以小直径弯折的情况下，优选使用硬塑料包层光纤。

在保护套管13的内侧收容有2根光纤芯线12。可以在该保护套管13的内侧仅收容光纤芯线12，但也可以与光纤芯线12一起收容有抗拉纤维或填充物而提高强度。有时在保护套管13的内部收容大于或等于3根光纤芯线12，另外，也存在收容1根光纤芯线12的情况。在本实施方式中，例示了在保护套管13中收容有多根光纤芯线12的情况下，没有将光纤芯线12绞合而是将其纵向配置的结构，但也可以将光纤芯线12单向绞合或者SZ绞合而收容在保护套管13中。

作为保护套管13，优选具有作为缓冲材料的功能，以保护光纤芯线12不受外力损害，并且良好地吸收来自电线15等的侧压。由此，该保护套管13例如由弹性模量为50至1000MPa的树脂形成，厚度形成为大于或等于0.2mm。通过该结构，能够利用保护套管13进行保护，以将向光纤芯线12施加的侧压抑制得较小。

作为上述的保护套管13的材料，优选使用聚氯乙烯（PVC）或乙烯－四氟乙烯共聚物（ETFE）树脂，也可以使用聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）树脂。

该保护套管13以通过将树脂向排列好的光纤芯线12的周围挤出包覆而对光纤芯线12进行包覆的方式形成。

外皮20的内侧、保护套管13的外侧形成收容部14，在该收容部14中配置有10根电线15。

如图2所示，在从与光电复合线缆11的剖面垂直的方向观察该剖面的情况下，10根电线15等间隔地配置在光纤芯线12周围的圆周上。另外，10根电线15在各自独立的状态下以层绞的方式配置在保护套管13的外周上。

另外，如图2所示，在从与光电复合线缆11的剖面垂直的方向观察该剖面的情况下，10根电线15中的5根电线15a分别以等间隔相邻配置。另外，10根电线15中的5根电线15b分别以等间隔相邻配置。如上所述，通过将电线15等间隔配置，无论光电复合线缆11向哪个方向弯曲，光电复合线缆11的弯曲刚性也不会发生变化。即，由于光电复合线缆11不是其外周的局部弯曲刚性变大这样的结构，因此，收容有光纤芯线12的保护套管13不会变为S形。因此，光纤芯线12不会变为S形，可抑制由弯曲的影响而导致的传送损失。

如图1所示，5根电线15a各自的一端与搭载在个人计算机侧连接器100a上的正电极104连接，5根电线15a各自的另一端与搭载在硬盘侧连接器200a上的正电极204连接。另外，5根电线15b各自的一端与搭载在个人计算机侧连接器100a上的负电极105连接，5根电线15b各自的另一端与搭载在硬盘侧连接器200a上的负电极205连接。

作为电线15a、15b均可以使用由外皮包覆导体而成的绝缘线缆，例如，优选AWG（American Wire Gauge）标准下的AWG20至46左右的线缆，其中，该导体由多根裸线绞合而成，该裸线是由实施了镀锡的软铜线或者铜合金线构成的。作为绝缘线缆的外皮的材料，优选使用耐热性、耐化学药品性、非粘性、自润滑性等优良的四氟乙烯－全氟烷氧基乙烯基醚共聚物（PFA）树脂等氟类树脂。另外，作为绝缘线缆的外皮，也可以使用聚乙烯（PE）树脂或聚氯乙烯（PVC）树脂。

另外，在收容部14的周围依次设有按压卷绕层18、屏蔽层19及外皮20。

作为按压卷绕层18例如使用由耐热性、耐磨损性等优良的聚对苯二甲酸乙二酯（PET）树脂形成的树脂带。另外，作为该按压卷绕层18，也可以使用纸带、聚四氟乙烯（PTFE）树脂的树脂带。

屏蔽层19例如是将外径为几十μm（例如，外径为0.03mm或0.04mm左右）的镀锡铜线或铜合金线编织而成的，形成为大约0.1mm的厚度。此外，作为屏蔽层19，也可以是将铜线或铜合金线横向卷绕而成，另外，也可以是将金属树脂带卷绕而成，其中，该金属树脂带是在由聚对苯二甲酸乙二酯（PET）树脂形成的树脂带上形成铜箔或铝箔而成的。

外皮20例如由聚氯乙烯（PVC）或聚烯烃类树脂等形成。作为非卤素的聚烯烃类树脂，有乙烯－醋酸乙烯共聚物（EVA）、聚乙烯（PE）、苯乙烯－乙烯－丁烯－苯乙烯嵌段共聚物（SEBS）等弹性材料的混合物。另外，也可以是在聚乙烯（PE）中添加耐候剂、防氧化剂、防老化剂的材料。另外，作为使用该聚乙烯（PE）的外皮20，也可以是不含阻燃剂的非阻燃性材料。

根据如上所述构成的光电复合线缆11，5根正电极用的电线15a和5根负电极用的电线15b在光纤芯线12周围的圆周上等间隔配置。另外，10根电线15以各自独立的状态，以层绞方式配置在保护套管13的外周上。

收容在光电复合线缆11内部的电线15的导体剖面积，是对应于供给至光电复合线缆11的电量而确定的。例如，如果要由1根正电极用的电线和1根负电极用的电线确保与所要求的电量相对应的剖面积，则会使得单根电线的剖面积增大，使得单根电线的外径增大。如果单根电线的外径增大，则光电复合线缆的外径也增大。由此，在本实施方式的光复合线缆11中，由10根电线15确保与所要求的电量相对应的剖面积。即，如上所述，由5根电线构成与正电极连接的电线15a，由5根电线构成与负电极连接的电线15b。

通过由5根电线构成正电极用的电线15a（将1根分成5根而细径化），从而使每一根的剖面积变小，电线15a的外径也变小。同样地，通过由5根电线构成负电极用的电线15b（将1根分成5根而细径化），从而使每一根的剖面积变小，电线15b的外径也变小。由此，光电复合线缆11的外径也变小。

此外，在本实施方式中，对于将正电极用的电线分成5根而细径化、将负电极用的电线分成5根而细径化的例子进行了说明，但并不限于该例子。如果对应于所要求的电量和保护套管13的外周长而确定根数，从而分成多根而细径化，并配置在光纤芯线12周围的圆周上，则与正电极用的电线和负电极用的电线各由1根电线构成的情况相比，能够使光电复合线缆11的外径较小。

另外，根据本实施方式的光电复合线缆11的结构，与将STP（shielded twist pair cable）或UTP（unshielded twist pair cable）等双绞线或四芯绞合的绞合线收容在光纤芯线12周围的圆周上的情况相比，能够减小收容部位的厚度，从而实现细径化。由此，能够避免线缆直径变大，抑制对光纤芯线12施加外力，维持光纤芯线12良好的传送特性，并且顺利地向狭小空间等布线。另外，5根电线15a与正电极104连接，因此，即使5根电线中的1根断裂，也能够利用剩余的4根进行供电。

另外，由于是将10根电线15以大致等间隔的方式平衡性良好地配置而收容的构造，因此，不会由于在收容部14中设置不必要的填充物而导致直径变大，能够尽可能抑制线缆外周面上的凹凸，防止在线缆弯曲时对光纤芯线12施加局部侧压。

另外，在该光电复合线缆11中，由于将电线15a彼此相邻地配置，另外，将电线15b彼此相邻地配置，从而以平衡性良好的方式进行配置，因此，在光电复合线缆11的末端部分，将电线15a、15b向周向的一个位置捆束时，也能够尽可能抑制电线15a、15b的扭转而提高作业性。另外，通过使电线15a、15b平衡性良好地配置，从而即使在将外皮20挤出而制造光电复合线缆11时，也能够将由收容光纤芯线12的保护套管13及电线15构成的集合式芯线的扭转抑制为最小限度，能够提高生产率。

此外，在上述的本实施方式的光电复合线缆11中，对于将多根电线15等间隔地配置在保护套管13的外周上的例子进行了说明，但在将多根电线15等间隔地配置时，也可以在电线之间的间隙中设置填充物。另外，也可以使相邻的电线彼此接触，即，使其邻接。

另外，在本实施方式中，10根电线15作为电力供给用的电源线而使用，但也可以在收容部14内包含其它电线（例如，2根一组），将其作为差动传送用的信号线或其它用途的信号线使用。

下面，对于光电复合线缆11的实施例进行说明。

在实施例中，如图3所示，将外径为0.25mm的4根光纤芯线12收容在内径为1.0mm而外径为2.0mm的保护套管13的内部。在该保护套管13的外周上等间隔地配置有AWG（American WireGauge）标准下的6根AWG28电线15（正电极用的电线15a为3根，负电极用的电线15b为3根），6根电线15为各自独立的状态，且相对于保护套管13以层绞的方式配置。电线15的外径为0.5mm。各电线15的层绞间距为60mm。在电线15的外侧配置有作为抗拉体的一个例子的凯芙拉（kevlar）21。另外，各电线15作为电源线而使用。

按照上述方式构成，其结果，能够在内径为3.2mm而外径为4.2mm的外皮20（PVC管）的内部收容上述的光纤芯线12、保护套管13、电线15、及凯芙拉21。

此外，在本实施例中，如图3所示，将凯芙拉21配置在电线15的外侧，但并不限定于该例子。如图4所示，也可以在正电极用的电线15a和负电极用的电线15b之间配置凯芙拉21，在与长度方向垂直的剖面上观察光电复合线缆11时，凯芙拉21配置在相对于光电复合线缆11的中心为点对称的位置。在图4中，凯芙拉21配置有2个，且使各间隔相等。根据上述结构，能够使弯曲时的光电复合线缆11的突出得到分散。另外，也可以将凯芙拉21等抗拉体与光纤芯线12一起收容在保护套管13内。

另外，按照下述方式制成对比例。如图5所示，将外径为0.25mm的4根光纤芯线12收容在内径为1.0mm而外径为2.0mm的保护套管13的内部。在该保护套管13的外周上配置2根AWG（AmericanWire Gauge）标准下的AWG24电线15（1根正电极用的电线15a，1根负电极用的电线15b），这2根电线相对于保护套管13以层绞的方式配置。电线15的外径为0.76mm。另外，在正电极用的电线15a和负电极用的电线15b之间配置有填充物22（尼龙线）。各电线15的层绞间距为60mm。在电线15的外侧配置有凯芙拉21。另外，各电线15作为电源线使用。

按照上述方式构成对比例，其结果，能够在内径为3.8mm而外径为4.8mm的外皮20（PVC管）的内部收容上述的光纤芯线12、保护套管13、电线15、及凯芙拉纤维21。

如上述的实施例所示，通过将多根（6根）电线15细径化，并将其以层绞的方式等间隔地配置在保护套管13的外周上，从而与对比例相比，能够将外皮20的外径即光电复合线缆11的外径缩小大约0.6mm。在对比例的情况下，在保护套管13的周围使电线15及填充物22（尼龙线）形成层绞结构，其直径比实施例大，必须增大外皮20的内径。相对应地，外皮20的外径增大，光电复合线缆11也变粗。另外，在对比例的情况下，由于电线15只有2根，因此，存在电线15的某个部位突出而使光电复合线缆11变为S形的情况。如果光电复合线缆11变为S形，则导致保持在其内部的光纤芯线12的传送损失增加。与此相对，在实施例的情况下，由于将6根电线15等间隔地配置在保护套管13的周围，因此，能够防止由突出导致的光电复合线缆11的弯曲，能够防止对传送损失造成的影响。

标号的说明

11：光电复合线缆、12（12a、12b）：光纤芯线（光纤的一个例子）、13：保护套管、15（15a、15b）：电线、104、204：正电极、105、205：负电极、100a：个人计算机侧连接器（连接器的一个例子）、200a：硬盘侧连接器（连接器的一个例子）、102、202：受光元件、103、203：发光元件

Claims

1.一种光电复合线缆，其具有：

光纤；以及

大于或等于3根的多根电源线，

其中，

在从与所述光电复合线缆的剖面垂直的方向观察所述剖面的情况下，所述多根电源线以各自独立的状态配置在所述光纤周围的圆周上。

2.根据权利要求1所述的光电复合线缆，其中，

具有保护套管，其将所述光纤收容在内部，

在从与所述光电复合线缆的剖面垂直的方向观察所述剖面的情况下，所述多根电源线以沿着一个方向绞合或向不同的两个方向绞合的方式配置在所述保护套管的外周上。

3.根据权利要求1或2所述的光电复合线缆，其中，

在从与所述光电复合线缆的剖面垂直的方向观察所述剖面的情况下，所述多根电源线各自等间隔地配置在所述保护套管的外周上。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的光电复合线缆，其中，

具有连接器，其具有正电极和负电极，

所述多根电源线与所述正电极和所述负电极中的至少一方连接。

5.根据权利要求4所述的光电复合线缆，其中，

在所述多根电源线中，与所述正电极连接的电线彼此相邻配置，与所述负电极连接的电线彼此相邻配置。

6.根据权利要求4或5所述的光电复合线缆，其中，

所述连接器具有将光信号变换为电信号的受光元件、或将电信号变换为光信号的发光元件中的至少一方。