JP2010049908A - 細径かつ柔軟性を有する光・メタル複合ケーブルおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光ファイバケーブルは信号伝送ができるが、電源供給ができないため、この両方を同時におこなうには光・メタル複合ケーブルが必要となる。この光・メタル複合ケーブルを細径、柔軟でかつ高強度で端末加工性の良いケーブルを提供する。
【解決手段】光ファイバ心線の外周に複数本からなるメタル素線を同一円周上に隙間なく配置すると共に、前記メタル素線を回転させながら加圧して圧着（圧縮変形）することにより、パイプ状メタル外部導体を成形する細径かつ柔軟性を有する光・メタル複合ケーブル。
【選択図】図１

Description

本発明は、光ファイバ心線の外周に複数本からなるメタル素線を同一円周上に隙間なく配置すると共に、前記メタル素線を加圧、圧着（圧縮変形）させてパイプ状メタル外部導体を成形したケーブル構成とすることにより、光ファイバ保護と電源供給を兼ね備えかつ、細径、柔軟、高強度で端末加工が容易な光・メタル複合ケーブルおよびその製造方法に関する。

光ファイバは信号を高速で伝送し、ノイズに影響を受けないで伝送するという良好な信号伝送機能を有するが、同時に電源供給をおこなう場合は電源供給用のメタルワイヤが必要である。このため、通常は光ファイバ心線とメタル心線の両方を内蔵させた光とメタルの複合ケーブルを使用することになる。（例えば、特許文献１参照。）

特開２００６−１２６９８号公報

このように従来ケーブルでは光ファイバ心線とメタル心線をそれぞれ個別に形成することでケーブルは多心となって太くかつ硬くなり、しかも光ファイバはガラス等でできているため外部からの圧力で折れ易く、保護のため被覆材を施して更に太く、硬くなる。また、ケーブル端にコネクタを取り付ける場合は端部で光ファイバ心線とメタル心線を分離し個別にコネクタを取り付けることになる。
また、光ファイバを保護するだけの目的でスチール等の金属管に内蔵した金属管入り光ファイバは従来から製品化されているが、これは電源を供給する導体という目的ではなく、また、細いメタル素線を使用し、回転させながらパイプ状にしたものではないため柔軟性とはかけ離れた剛直なケーブルでしかない。
本発明は、これらの課題を解決するためになされたもので、細径で柔軟性があり、光ファイバ心線をメタル導体が保護することにより外部からの圧力に強く、端末加工も簡単にできる光メタル複合ケーブルを提供することを目的とする。

本発明は上述した技術的な課題を解決するため、光ファイバ心線の外周に銅線のような軟らかくて圧力をかけると容易に圧着するような金属で構成したメタル素線を隙間なく同一円周上に配置し、光ファイバ心線の外径より多少大きな内径を持つように、メタル素線を光ファイバ心線の周りに回転させながら巻きつけた後に、硬質金属で作成したダイスと呼ばれるリング状治具内を通過させること等により、外部に配置したメタル素線を加圧して圧着させパイプ状メタル外部導体を成形する。

本発明の細径かつ柔軟性を有する光・メタル複合ケーブルは、細径、柔軟、高強度で端末加工が容易であるという優れた効果があり、その工業的価値は大なるものがある。

以下、本発明の細径かつ柔軟性を有する光・メタル複合ケーブルおよびその製造方法を添付図面を参照して詳細に説明する。
本発明は、図１（Ａ）に示すように、中心の光ファイバ２の上に一次被覆層３を被覆して光ファイバ心線４を形成し、その外周にパイプ状メタル外部導体（外部銅素線パイプ状導体）５を設け、その上にジャケット層６を被覆して光・メタル複合ケーブルが形成される。このとき、光ファイバ心線の外径よりわずかにパイプ状メタル外部導体の内径が大きくなるように構成する。こうすることによりケーブルに曲げ応力が掛かった場合に光ファイバ心線が自由に動け、かつ細い素線を回転させ、巻きつけるように圧着してパイプ状にメタル外部導体を構成してあるため、ケーブルの曲げに対して極めて柔軟で内部の光ファイバ心線を外圧から保護することができる。また、光ファイバ心線とパイプ状メタル外部導体とが一本のケーブルとして構成されるため、個別に構成されるよりケーブル完成品として細径でコンパクトであり、端末部においてコネクタを取り付ける場合に断面構造が同軸ケーブル構造と同様に光ファイバ心線の位置とパイプ状メタル外部導体の位置が固定されるので、容易に専用コネクタを作ることが可能になることから、端末加工性においても優れ、細径かつ柔軟性を有する光・メタル複合ケーブルである。

次に、図１（Ｂ）は、前記の光・メタル複合ケーブルの２心メガネ型ケーブルの例であり、光ファイバ心線は、通常、送信用と受信用の２心で使用されることが多く、電源供給用メタル線も電源供給線とグラウンド線の２線で使用されるため、実際に使用されるケーブルの例として示したものである。これより多心のケーブルや図１（Ａ）で示したような単心コードとしても使用可能であり、また、実施例で使用した光ファイバは、ＰＣＦであるがプラスチックファイバや石英ファイバの適用が可能なことはいうまでもない。

次に、本発明の具体的実施例を以下に示す。

図１（Ａ）は、本発明の実施例１で、細径かつ柔軟性を有する光・メタル複合ケーブル（単心）１Ａの斜視図である。光ケーブルとしてはファクトリーオートメーション用ケーブルやロボットケーブルとして広く使用されているＰＣＦ（ポリマークラッド石英光ファイバ）でコア径２００μ、クラッド径２３０μの光ファイバ素線に１２ナイロンを一次被覆層３として９００μの外径に被覆した光ファイバ心線４を使用した。前記の光ファイバ心線４の外周に素線径２００μの軟銅線を２２本隙間なく並べ、回転ピッチ８ｍｍで回転させながら巻きつけた後、絞りダイスと呼ばれる治具の中に通過させ内径が１．０ｍｍとなるようにパイプ状メタル外部導体５を成形した。更に、その上からＰＶＣ被覆材で外径１．８ｍｍとなるようにジャケット層５を施した。この外径１．８ｍｍの単心光メタル複合ケーブルの構造表を以下の表１に示す。次に、この外径１．８ｍｍの中にＰＣＦ光ケーブルと約０．７ｍｍｓｑの断面積を持つ外部導体とを収容し、極めて柔軟で、１０万回の屈曲試験に耐えられ、５０ＫＧの圧力でも破断しない高強度な性能を有することが確認できた。本発明のメタル素線としては、軟銅線を使用したが、それ以外のアルミまたはそれらの合金素材でも使用可能である。

図１（Ｂ）は、本発明の実施例２で、細径かつ柔軟性を有する光・メタル複合ケーブル（２心メガネ型）１Ｂの構造断面図である。通常、光ケーブルで信号伝送をおこなう場合、送信側と受信側で伝送路を分けて使用する場合が多くこの場合、２心が最小単位で使用される。電源供給用メタルケーブルも１心を電源電圧供給ラインとし、もう１心をグランドラインとして使用する場合が多く、図（Ｂ）に示すような２心メガネ型複合ケーブルが汎用的に使用される。実施したケーブルは実施例１と同様に光ケーブルとしてはコア径２００μ、クラッド径２３０μの光ファイバ素線に１２ナイロンを一次被覆層３として９００μの外径に被覆した光ファイバ心線４を使用し、その外周に素線径２００μの軟銅線を２２本隙間なく並べ、回転ピッチ８ｍｍで回転させながら巻きつけた後、絞りダイスと呼ばれる治具の中に通過させ、内径が１．０ｍｍとなるようにパイプ状メタル外部導体５を圧着成形させた複合心線を２本並べてＰＶＣ被覆材で縦１．８ｍｍ、横幅３．６ｍｍのメガネ型複合ケーブルを作成した。このケーブルの性能も以下の表２に示すように、実施例１と同様にコンパクトで柔軟性があり、屈曲性に優れ高強度で、光伝送性能と電源供給能力とを１．８×３．６ｍｍという断面サイズの中で実現できた。

次に、図１（Ｃ）は、本発明の細径かつ柔軟性を有する光・メタル複合ケーブルの製造工程の説明図である。光ファイバ心線の外周に複数本からなるメタル素線を同一円周上に隙間なく配置する第１工程と、メタル素線を中心の光ファイバ心線の周りに回転させながら巻き付ける第２工程と、絞りダイスを通過させることにより、前記メタル素線を加圧して圧着（圧縮変形）させ、パイプ状メタル外部導体内径が、光ファイバ心線の外径より大きくなるように成形した第３工程からなる細径かつ柔軟性を有する光・メタル複合ケーブルの製造方法である。ここで、パイプ状メタル外部導体内径は、光ファイバ心線の外径より大きくし、約０．１ｍｍ程度が好ましい結果を示した。

上記表２から明らかなように、実施例２の光・メタル複合ケーブル（２心メガネ型）は、従来の４心光・メタル複合ケーブルに対して耐圧力による光損失変化量において、良好な結果を示していることがわかる。

本発明の細径かつ柔軟性を有する光・メタル複合ケーブルは、主として高速インターフェースケーブル等に使用されるが、ケーブル自体が細径で、柔軟性があってフレキシビリティーを有するので、幅広い用途に好適である。

本発明の実施例１と２は、１心と２心ケーブルの代表的な例であるが、これ以上の心数も同様な性能が得られるので、これに限定されるものではなく、各種の変形が含まれることはいうまでもない。

（Ａ）は、本発明の実施例１で、細径かつ柔軟性を有する光・メタル複合ケーブル（単心）１Ａの斜視図、（Ｂ）は、本発明の実施例２で、細径かつ柔軟性を有する光・メタル複合ケーブル（２心メガネ型）１Ｂの構造断面図で、（Ｃ）は、本発明の細径かつ柔軟性を有する光・メタル複合ケーブルの製造工程の説明図である。

符号の説明

１Ａ 本発明の実施例１の光・メタル複合ケーブル（単心）
１Ｂ 本発明の実施例２の光・メタル複合ケーブル（２心メガネ型）
２ａ コア
２ｂ クラッド
２ 光ファイバ
３ １次被覆層
４ 光ファイバ心線
５ パイプ状メタル外部導体（外部銅素線パイプ状導体）
６ ジャケット層

Claims (3)

1. 光ファイバ心線の外周に複数本からなるメタル素線を同一円周上に隙間なく配置すると共に、前記メタル素線を加圧、圧着させてパイプ状メタル外部導体を成形したことを特徴とする細径かつ柔軟性を有する光・メタル複合ケーブル。
2. 請求項１のメタル素線は銅やアルミまたはそれらの合金素材で構成され、内部の光ファイバを外圧から保護する機能と電源供給用導体して良好な導電性機能とを有することを特徴とする請求項１に記載の細径かつ柔軟性を有する光・メタル複合ケーブル。
3. 光ファイバ心線の外周に複数本からなるメタル素線を同一円周上に隙間なく配置する第１工程と、メタル素線を中心の光ファイバ心線の周りに回転させながら巻き付ける第２工程と、絞りダイスを通過させることにより、前記メタル素線を加圧して圧着させ、パイプ状メタル外部導体内径が、光ファイバ心線の外径より大きくなるように成形した第３工程からなることを特徴とする細径かつ柔軟性を有する光・メタル複合ケーブルの製造方法。

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