CN104704581A - 光电复合线缆 - Google Patents

Abstract

光电复合线缆(1A)具有：光纤带状芯线(10)，其包含多根光纤；套管(20)，其对光纤带状芯线(10)进行收容；外皮(50)，其覆盖套管(20)；以及多根电线(60)，其配置在套管(20)的外表面和外皮(50)的内表面之间。套管(20)的中心轴线和外皮(50)的中心轴线彼此分离。外皮(50)的中心轴线位于套管(20)的内侧。多根电线(60)以外皮(50)的中心轴线为基准而偏置在与套管(20)的中心轴线相反一侧。由此，能够提供可进一步小径化的光电复合线缆。

Description

光电复合线缆

技术领域

本发明涉及一种光电复合线缆。

背景技术

在专利文献1中记载有与光电复合线缆相关的技术。该光电复合线缆在外皮的内侧具有光纤和多根电线。多根电线配置在光纤的周围，光纤收容在套管的内侧。多根电线包含彼此配置在对角位置处的单独电线和以2根为一组的成对电线。在套管外侧的单独电线和成对电线的间隙中设置有填充物。

专利文献1：日本特开2012-043557号公报

发明内容

近年来，例如个人计算机与其外围设备等电子设备之间的数据传送容量增大，要求通信速度进一步高速化。因此，有时采用如下方式：电子设备间的信息传送利用光纤进行，从一个电子设备向另一个电子设备的电力供给利用电线进行。在该情况下，适于使用将电线和光纤彼此组合而成的光电复合线缆。

例如，在上述专利文献1所记载的光电复合线缆中，由于多根电线彼此配置在对角位置处，因此能够得到良好的机械特性。然而，由于例如设置在光电复合线缆两端的连接器的小型化等，而要求光电复合线缆进一步小径化。

本发明的目的在于，提供一种能够进一步小径化的光电复合线缆。

本发明的一个实施方式所涉及的光电复合线缆的特征在于，具有：一根或多根光纤；套管，其对一根或多根光纤进行收容；外皮，其覆盖套管；以及多根电线，其配置在套管的外表面和外皮的内表面之间，套管的中心轴线和外皮的中心轴线彼此分离，外皮的中心轴线位于套管的内侧，多根电线以外皮的中心轴线为基准而偏置在与套管的中心轴线相反一侧。

在该光电复合线缆中，套管的中心轴线与外皮的中心轴线彼此分离，多根电线以外皮的中心轴线为基准而偏置在与套管的中心轴线相反一侧。因此，与例如专利文献1记载所示，将电线分别配置在隔着外皮的中心轴线的对角位置处，或者绕外皮的中心轴线均等地配置多根电线的方式(即，使套管的中心轴线与外皮的中心轴线大致一致的方式)相比，能够使光电复合线缆的外径进一步缩小与至少一根电线的外径相对应的量。

另外，在该光电复合线缆中，外皮的中心轴线位于套管的内侧，因此，套管内的一根或多根光纤能够位于外皮的中心轴线上或该中心轴线的附近。由此，在光电复合线缆弯曲时，一根或多根光纤向外皮的中心轴线附近(即线缆的弯曲中心)位移，使侧压和拉伸应力降低。因此，根据上述光电复合线缆，能够实现良好的光传送特性以及断裂寿命。

另外，光电复合线缆的特征也可以在于，在将套管的外径设为D1，将套管的内径设为d1，将多根电线中最粗的电线的外径设为D2时，下述的算式成立。

【式1】

$D1+2d1-D2\≥\sqrt{{(D1+D2)}^2-{D2}^2}$

由此，能够适当地实现外皮的中心轴线位于套管内侧的结构。

另外，光电复合线缆也可以具有一根或多根填充绳，该一根或多根填充绳配置在套管的外表面和外皮的内表面之间。在该情况下，光电复合线缆的特征也可以在于，在将套管的外径设为D1，将套管的内径设为d1，将多根电线以及一根或多根填充绳中最粗的电线或填充绳的外径设为D2时，下面的算式成立。

【式2】

$D1+2d1-D2\≥\sqrt{{(D1+D2)}^2-{D2}^2}$

由此，能够适当地实现外皮的中心轴线位于套管内侧的结构。

另外，光电复合线缆的特征也可以在于，套管与多根电线中的全部或者至少一部分的电线一起绞合，至少将套管在退扭的同时进行绞合。在套管与电线一起绞合的情况下，如果套管没有进行退扭，则套管内的光纤在每一个绞距中扭转一圈。因此，在光纤中产生较大的扭转应变，为了释放该扭转，光纤贴附在套管的内表面而受到较大的侧压，有可能导致传送损耗增大。与此相对，如上所述，通过将套管与至少一部分电线一起一边退扭一边进行绞合，从而能够降低针对光纤的侧压，能够抑制传送损耗。

另外，在光电复合线缆中，也可以使套管与多根电线中的全部或至少一部分电线沿着外皮的中心轴线彼此平行地延伸并且集束。

发明的效果

根据本发明所涉及的光电复合线缆，能够进一步小径化。

附图说明

图1是表示第1实施方式所涉及的光电复合线缆的结构的剖面图。

图2是表示光纤带状芯线的剖面结构例的图。

图3是示意地表示第1实施方式所涉及的光电复合线缆的剖面的图。

图4是表示本发明的第2实施方式所涉及的光电复合线缆的结构的剖面图。

图5是表示本发明的第3实施方式所涉及的光电复合线缆的结构的剖面图。

图6是表示本发明的第4实施方式所涉及的光电复合线缆的结构的剖面图。

图7是表示本发明的第5实施方式所涉及的光电复合线缆的结构的剖面图。

图8是表示本发明的第6实施方式所涉及的光电复合线缆的结构的剖面图。

具体实施方式

下面，参照附图，详细地说明本发明所涉及的光电复合线缆的实施方式。另外，在附图的说明中，针对相同的要素标注相同的标号，省略重复的说明。

(第1实施方式)

图1是表示本发明的第1实施方式所涉及的光电复合线缆1A的结构的剖面图。该图示出了与光电复合线缆1A的中心轴方向垂直的剖面。如该图所示，本实施方式的光电复合线缆1A具有光纤带状芯线10、收容光纤带状芯线10的圆筒状的套管20、覆盖套管20的外皮50和多根电线60。

光纤带状芯线10是将多根(例如偶数根)光纤并列配置而一体化形成的。光纤带状芯线10配置在套管20的内部空间中，能够在其内部空间中活动。套管20例如由聚氯乙烯构成。在本实施方式中，在套管20的内部空间中配置有一个光纤带状芯线10。套管20的内径(内部空间的直径)比光纤带状芯线10的宽度(多根光纤的排列方向的宽度)长，例如为1.4mm。另外，套管20的外径例如为2.0mm。

另外，也可以在套管20的内表面和光纤带状芯线10的间隙中设置抗拉力体30。抗拉力体30优选为纤维状制品，例如由“ケブラー”(注册商标)等芳香族聚酰胺纤维构成。

外皮50是为了保护光电复合线缆1A的整体而设置的。外皮50呈现大致圆筒状，例如由聚氯乙烯、聚乙烯、或者乙烯-醋酸乙烯共聚树脂(Ethylene-Vinyl Acetate；EVA)等聚烯烃构成。外皮50除了套管20以外，还对多根电线60进行覆盖。外皮50的外径例如为4.5mm。另外，外皮50的厚度例如为0.35mm。

多根电线60配置在套管20的外表面20a、和外皮50的内表面50a之间。各电线60与外表面20a以及内表面50a双方接触，并且邻接的电线60之间彼此接触。在多根电线60中包含电力线61和同轴线62。在本实施方式中，电力线61以及同轴线62分别设置有2根。电力线61具有金属制的多根导线61a、和覆盖上述导线61a的绝缘性的包覆材料61b。电力线61的直径(即包覆材料61b的外径)例如为1.0mm。电力线61是用于从通过光电复合线缆1A而彼此连接的电子设备的一方向另一方输送电力而设置的。

另外，同轴线62具有金属制的多根内部导线62a、以及将上述内部导线62a包围的用于屏蔽的外部导体62c。另外，同轴线62具有配置在内部导线62a和外部导体62c之间的绝缘性的电介体62b、和对内部导线62a、电介体62b及外部导体62c进行收容的绝缘性的保护包覆部62d。同轴线62的直径(即保护包覆部62d的外径)例如为0.5mm。同轴线62是用于对在通过光电复合线缆1A而彼此连接的电子设备之间接收/发送的电信号进行传送而设置的。

在除了多根电线60及套管20以外的外皮50的内部空间中，配置有纤维状的抗拉力体90。抗拉力体90例如由聚丙烯等纱线构成，提高光电复合线缆1A的抗拉力，防止电线60等的断线。

图2是表示光纤带状芯线10的剖面结构例的图。该图中示出的光纤带状芯线10是并列配置4根光纤80并通过包覆部86一体化而成的。各光纤80具有纤芯81、和将该纤芯81包围的包层82。

纤芯81具有比包层82的折射率高的折射率，能够对光进行波导。纤芯81例如能够由玻璃构成。包层82能够由玻璃构成，或者也可以由塑料构成。另外，将纤芯81以及包层82双方由玻璃构成的光纤，称作AGF(All Glass Fiber)，将纤芯81由玻璃构成且包层82由塑料构成的光纤称作HPCF(Hard Plastic Clad Fiber)。其中，HPCF由于构成包层的塑料的杨氏模量较低，因此容易由于侧压而使光损耗增大。为了改善耐侧压性，优选形成并列配置有多根HPCF的光纤带状芯线。因此，光电复合线缆1A通过具有并列配置有多根HPCF的光纤带状芯线10，从而耐侧压性好，且耐断裂性优良。

图3是示意地表示光电复合线缆1A的剖面的图，示出了与光电复合线缆1A的中心轴线垂直的剖面。在该图中示出了套管20的外径D1及内径d1、以及多根电线60中最粗的电线(在本实施方式中为电力线61)的外径D2。另外，在该图中一并示出了套管20的中心轴线C1、外皮50的中心轴线C2。另外，为了便于理解，在该图中示出了与光电复合线缆1A的中心轴线分别正交、且彼此正交的X轴以及Y轴。

在本实施方式中，套管20的中心轴线C1和外皮50的中心轴线C2彼此分离。在图3中，外皮50的中心轴线C2位于X轴与Y轴的交点处，套管20的中心轴线C1位于从该交点(中心轴线C2)沿着Y轴正方向距离为H的位置处。

如上所述，由于套管20在外皮50内偏置地存在，因此，外皮50内的Y轴的正侧的空间变得狭窄，相反地，Y轴的负侧的空间变得宽阔。多根电线60配置在该宽阔的空间中。即，本实施方式的多根电线60不是均等地配置在外皮50的中心轴线C2的周围，而是以中心轴线C2以基准，偏置在与套管20的中心轴线C1相反一侧的区域中。更加具体地说，在套管20的外表面20a和外皮50的内表面50a之间的间隔最宽的区域(即，套管20和外皮50的间隙中的与包含中心轴线C1以及C2的平面相邻的区域)中，配置有外径较大的电力线61，在其周围配置有外径较小的同轴线62。并且，在本实施方式中，如图3所示，套管20的中心轴线C1存在于Y轴的正区域，与此相对，电力线61以及同轴线62的各中心轴线存在于Y轴的负区域。

另外，在本实施方式中，外皮50的中心轴线C2位于套管20的内侧。换言之，套管20在外皮50的内侧的空间中，偏向Y轴的正方向而配置，并且，在套管20的内侧的空间内包含有外皮50的中心轴线C2。上述的方式例如通过使下述的算式(1)成立而适当地实现。

【式3】

$D1+2d1-D2\≥\sqrt{{(D1+D2)}^2-{D2}^2}\·\·\·\left(1\right)$

针对通过具有上述结构的光电复合线缆1A而获得的效果进行说明。在该光电复合线缆1A中，套管20的中心轴线C1和外皮50的中心轴线C2彼此分离，多根电线60以外皮50的中心轴线C2为基准，偏置在与套管20的中心轴线C1相反一侧。因此，与例如专利文献1记载所示，在隔着外皮的中心轴线的对角位置处分别配置电线，或者绕外皮的中心轴线均等地配置多根电线的方式(即，使套管的中心轴线和外皮的中心轴线大致一致的方式)相比，能够使光电复合线缆1A的外径进一步缩小与至少一根电线60的外径相对应的量。

另外，在该光电复合线缆1A中，外皮50的中心轴线C2位于套管20的内侧，因此套管20内的光纤带状芯线10能够位于外皮50的中心轴线C2上或者该中心轴线C2的附近。由此，在光电复合线缆1A弯曲时，光纤带状芯线10位移至外皮50的中心轴线C2附近(即线缆1A的弯曲中心)，使侧压和拉伸应力降低。因此，根据本实施方式的光电复合线缆1A，能够实现良好的光传送特性以及断裂寿命。

另外，在本实施方式中，将多根光纤80一体地并列配置而构成光纤带状芯线10，但套管20内的多根光纤也可以并非如上所述一体化。另外，套管20内的光纤也可以不是多根而仅是一根，能够适当地实现上述本实施方式的效果。

另外，在本实施方式的光电复合线缆1A中，套管20也可以与多根电线60中的全部或至少一部分电线60一起绞合而集束。在该情况下，优选至少套管20例如一边以每一个绞距一次的节奏退扭，一边进行绞合。在套管20与电线60一起绞合的情况下，如果套管20没有退扭，则导致套管20内的光纤带状芯线10在每一个绞距中扭转一圈。因此，在光纤带状芯线10中产生较大的扭转应变，为了释放该扭转，光纤带状芯线10贴附在套管20的内表面，受到较大的侧压，可能导致传送损耗增大。与此相对，如上所述，通过将套管20与至少一部分的电线60一起一边退扭一边进行绞合，从而使针对光纤带状芯线10的各光纤80的侧压降低，能够抑制传送损耗。另外，如上所述如果套管20与其他的电线60一起绞合，则套管20内的光纤带状芯线10产生一定的蛇行弯曲。其成为光纤带状芯线10的余长，与光电复合线缆1A的弯曲相对应，对光纤带状芯线10伸长时的其伸长进行吸收而能够耐拉伸。

或者，在本实施方式的光电复合线缆1A中，套管20也可以并非与多根电线60中的全部或者至少一部分的电线60彼此绞合，而是沿着外皮50的中心轴线C2彼此平行地延伸。在该情况下，套管20以及电线60优选例如通过带状的纸或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等捆扎而彼此集束。

(第2实施方式)

图4是表示本发明的第2实施方式所涉及的光电复合线缆1B的结构的剖面图。该图示出了与光电复合线缆1B的中心轴方向垂直的剖面。如该图所示，本实施方式的光电复合线缆1B具有光纤带状芯线10、套管20、抗拉力体30、外皮50、多根电线60以及抗拉力体90。其中，由于除了多根电线60以外的其他结构与第1实施方式相同，因此省略详细的说明。

在本实施方式中，在多根电线60中不包含电力线61(参照图1)，作为电线60，仅将2根同轴线62配置在外皮50内。因此，外皮50的外径例如为4.2mm，比第1实施方式细。

另外，在本实施方式中，也与第1实施方式相同地，套管20的中心轴线与外皮50的中心轴线彼此分离。并且，2根同轴线62以外皮50的中心轴线为基准，偏置在与套管20的中心轴线相反一侧的区域中。更加具体地说，在套管20的外表面20a和外皮50的内表面50a之间的间隔最宽的区域(即，套管20和外皮50的间隙中的与包含它们的中心轴线的平面邻接的区域)中，配置有2根同轴线62。

另外，在本实施方式中，外皮50的中心轴线位于套管20的内侧。在上述的方式中，将套管20的外径设为D1，将套管20的内径设为d1，将多根电线60中最粗的电线60的外径(即同轴线62的外径)设为D2，例如通过使上述的算式(1)成立而适当地实现。

另外，本实施方式的光电复合线缆1B还具有电磁屏蔽层40。电磁屏蔽层40例如设置在抗拉力体90和外皮50之间。电磁屏蔽层40例如通过将带状的金属或金属线螺旋卷绕或者编织等而适当地构成。

根据本实施方式的光电复合线缆1B，使套管20的中心轴线和外皮50的中心轴线彼此分离，2根同轴线62以外皮50的中心轴线为基准，偏置在与套管20的中心轴线相反一侧，因此，能够使光电复合线缆1B的外径进一步变小。另外，在该光电复合线缆1B中，由于外皮50的中心轴线也位于套管20的内侧，因此，套管20内的光纤带状芯线10能够位于外皮50的中心轴线上或者该中心轴线的附近。因此，能够降低光电复合线缆1B弯曲时的侧压和拉伸应力，能够实现良好的光传送特性以及断裂寿命。

(第3实施方式)

图5是表示本发明的第3实施方式所涉及的光电复合线缆1C的结构的剖面图。该图示出了与光电复合线缆1C的中心轴方向垂直的剖面。如该图所示，本实施方式的光电复合线缆1C具有光纤带状芯线10、套管20、抗拉力体30、外皮50、多根电线60、填充绳(填料)70以及抗拉力体90。其中，除了多根电线60以及填充绳71以外的其他结构与第1实施方式相同。

在光电复合线缆1C中，代替第1实施方式中的2根同轴线62而具有2根填充绳71。填充绳71例如是由尼龙、聚丙烯、人造短纤维等材料构成的剖面圆形状的线状部件，例如具有与第1实施方式的同轴线62相同的外径。填充绳71是为了将套管20以及各电线60的相对位置固定而设置的。

如本实施方式所示，也可以代替第1实施方式的一根或多根电线60，或者在多根电线60的基础上，在外皮50和套管20之间配置填充绳71。在上述的方式中，也可以适当地实现上述第1实施方式的效果。即，电线60以及填充绳71以外皮50的中心轴线为基准，偏置在与套管20的中心轴线相反一侧，因此，能够使光电复合线缆1C的外径进一步变小。

(第4实施方式)

图6是表示本发明的第4实施方式所涉及的光电复合线缆1D的结构的剖面图。该图示出了与光电复合线缆1D的中心轴方向垂直的剖面。如该图所示，本实施方式的光电复合线缆1D具有光纤带状芯线10、套管20、抗拉力体30、外皮50、多根电线60、填充绳72以及抗拉力体90。其中，除了多根电线60以及填充绳72以外的其他结构，与第1实施方式相同。

在光电复合线缆1D中，代替第1实施方式中的2根电力线61而具有2根填充绳72。填充绳72是剖面圆形状的线状部件，且构成材料和设置目的与第3实施方式的填充绳71相同。但是，在本实施方式中，由于代替比同轴线62粗的电力线61而设置有填充绳72，因此该填充绳72的外径，对用于使外皮50的中心轴线C2位于套管20内侧的要件即上述算式(1)造成影响。即，在本实施方式中，在将填充绳72的外径设为D2时，只要上述算式(1)成立即可。

即，在上述的第3实施方式和本实施方式中，在将多根电线60以及一根或多根填充绳72(71)中最粗的电线60或者填充绳72(71)的外径设为D2时，通过使上述算式(1)成立，从而能够使外皮50的中心轴线适当地位于套管20的内侧。因此，在光电复合线缆1D(1C)弯曲时，光纤带状芯线10向外皮50的中心轴线附近(即线缆的弯曲中心)位移，使侧压和拉伸应力降低，因此，能够实现良好的光传送特性以及断裂寿命。

另外，在本实施方式中，也与第3实施方式相同地，电线60以及填充绳72以外皮50的中心轴线为基准，偏置在与套管20的中心轴线相反一侧，因此，能够使光电复合线缆1D的外径进一步变小。另外，在第3实施方式以及本实施方式中，填充绳71(72)的根数和粗细是任意的。

(第5实施方式)

图7是表示本发明的第5实施方式所涉及的光电复合线缆1E的结构的剖面图。该图示出了与光电复合线缆1E的中心轴方向垂直的剖面。如该图所示，本实施方式的光电复合线缆1E在第1实施方式的光电复合线缆1A的结构的基础上，还具有电磁屏蔽层40。另外，电磁屏蔽层40的结构以及作用与第2实施方式相同。

(第6实施方式)

图8是表示本发明的第6实施方式所涉及的光电复合线缆1F的结构的剖面图。该图示出了与光电复合线缆1F的中心轴方向垂直的剖面。如该图所示，在本实施方式的光电复合线缆1F中，代替第1实施方式的光纤带状芯线10而具有多根光纤芯线12。上述的光纤芯线12例如包含有图2所示的光纤80(纤芯81以及包层82)，沿着光电复合线缆1F的中心轴方向延伸。

收容在套管20内的多根光纤，除了如上述各实施方式所示一体化形成光纤带状芯线10以外，也可以如本实施方式所示彼此分散地配置。即使在上述情况下，也能够适当地实现上述的各实施方式的效果。

本发明所涉及的光电复合线缆不限于上述的实施方式，可以进行其他各种变形。例如，在上述各实施方式中，电线60设置有2根或者4根，但电线60的根数不限于此。另外，在上述各实施方式中，将多根光纤80一体化而成的光纤带状芯线10、或者多根光纤芯线12收容在套管20内，但也可以将单一的光纤收容在套管20内。

工业实用性

本发明能够作为可进一步小径化的光电复合线缆使用。

标号的说明

1A～1F…光电复合线缆、10…光纤带状芯线、12…光纤芯线、20…套管、30…抗拉力体、40…电磁屏蔽层、50…外皮、60…电线、61…电力线、62…同轴线、71、72…填充绳、80…光纤、81…纤芯、82…包层、86…包覆部、90…抗拉力体、C1、C2…中心轴线。

Claims (6)

1.一种光电复合线缆，其特征在于，具有：

一根或多根光纤；

套管，其对所述一根或多根光纤进行收容；

外皮，其覆盖所述套管；以及

多根电线，其配置在所述套管的外表面和所述外皮的内表面之间，

所述套管的中心轴线和所述外皮的中心轴线彼此分离，所述外皮的中心轴线位于所述套管的内侧，

所述多根电线以所述外皮的中心轴线为基准而偏置在与所述套管的中心轴线相反一侧。

2.根据权利要求1所述的光电复合线缆，其特征在于，

在将所述套管的外径设为D1，将所述套管的内径设为d1，将所述多根电线中最粗的所述电线的外径设为D2时，下述的算式成立

【式1】

$D1+2d1-D2\≥\sqrt{{(D1+D2)}^2-{D2}^2}.$

3.根据权利要求1所述的光电复合线缆，其特征在于，

还具有一根或多根填充绳，所述一根或多根填充绳配置在所述套管的外表面和所述外皮的内表面之间。

4.根据权利要求3所述的光电复合线缆，其特征在于，

在将所述套管的外径设为D1，将所述套管的内径设为d1，将所述多根电线以及所述一根或多根填充绳中最粗的所述电线或所述填充绳的外径设为D2时，下面的算式成立

【式2】

$D1+2d1-D2\≥\sqrt{{(D1+D2)}^2-{D2}^2}.$

5.根据权利要求1至4中任一项所述的光电复合线缆，其特征在于，

所述套管与所述多根电线中的全部或者至少一部分的所述电线一起绞合，

至少将所述套管在退扭的同时进行绞合。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的光电复合线缆，其特征在于，

所述套管与所述多根电线中的全部或者至少一部分的所述电线，沿着所述外皮的中心轴线彼此平行地延伸并且集束。