JP2011249022A - 光電気複合ケーブル - Google Patents

Abstract

【課題】電線のノイズ特性に優れた光電気複合ケーブルを提供することを目的とする。
【解決手段】ファイバ被覆層３に覆われた光ファイバ心線２と、光ファイバ心線２の長手方向に沿って延在し、電線被覆層６で覆われた複数の電線５と、光ファイバ心線２および電線５を覆う金属テープ８と金属テープ８の内側に設けられた内側吸収部材６と、金属テープ８の外側面を覆う外被９とを備え、ファイバ被覆層３、電線被覆層６、内側吸収部材６、外被９はそれぞれ磁性体粉末を含有する樹脂で形成されていることを特徴とする光電気複合ケーブル。
【選択図】図１

Description

本発明は、光ファイバ心線と電線とを有する光電気複合ケーブルに関する。

近年の通信ネットワークの大容量化・コンピュータの処理能力の向上に伴い、機器間に信号を伝送するケーブルについても伝送速度の向上が求められている。このような要求から、従来の電線を備えたケーブルに代えて光ファイバを備えたケーブルで機器間を接続することが行われている。このようなケーブルの一つとして、高い伝送速度が要求される信号を伝送する光ファイバと、機器間の制御信号のような高い伝送速度が要求されない信号を伝送する電線とを備えた光電気複合ケーブルが知られている。

このような光電気複合ケーブルにおいて、光ファイバ中を伝送される光信号は外部からの電磁波等によってノイズが混入することはないが、電線には外部からの電磁波の影響を受けてノイズが混入することがある。また、複数の電線を備える光電気複合ケーブルや、複数の光電気複合ケーブルが互いに並列に配列される場合、あるいは光電気複合ケーブルの近傍に電子機器が配置される場合には、電線自身が発生させるノイズが他の電線や他の光電気複合ケーブルの電線あるいは電子機器にノイズを混入させる虞があるので、光電気複合ケーブル中の電線のノイズ対策が必要となる。

特開平１０―６８８４９号公報

ところで、光ファイバケーブルのノイズ混入防止技術として、特許文献１に記載の技術が知られている。特許文献１に記載された光ファイバケーブルは、外部からの電磁波により光ファイバ補強用の補強線に発生するノイズを抑制することを目的とする。しかし、特許文献１に記載の光ファイバケーブルは、信号を伝送しない補強線にノイズが混入することを防止する技術であって、電気信号を伝送する電線自身がノイズを発生して他の電線等にノイズを混入させる問題は考慮していない。このため、電気信号を伝送する電線を有する光電気複合ケーブルにとってはノイズ対策が充分とは言えず、電線のノイズ特性に優れた光電気複合ケーブルを得ることは難しかった。

そこで、本発明はノイズ特性に優れた電線を有する光電気複合ケーブルを提供することを目的とする。

本発明によれば、上記目的を解決するために、以下が提供される。
（１） ファイバ被覆層に覆われた光ファイバ心線と、
前記光ファイバ心線の長手方向に沿って延在し、電線被覆層で覆われた複数の電線と、
前記光ファイバ心線および前記電線を覆う金属テープと、
前記金属テープの内側に設けられた内側吸収部材と、
前記金属テープの外側面を覆う外被とを備え、
前記ファイバ被覆層、前記電線被覆層、前記内側吸収部材、前記外被はそれぞれ磁性体粉末を含有する樹脂で形成されていることを特徴とする光電気複合ケーブル。
（２） 前記金属テープは、前記光ファイバ心線及び前記電線の長手方向に沿って螺旋状に巻き付けられていることを特徴とする（１）の光電気複合ケーブル。
（３） 前記内側吸収部材は、前記光ファイバ心線および前記電線とを収容する中空部を内部に有する円筒状であることを特徴とする（１）または（２）の光電気複合ケーブル。
（４） 前記内側吸収部材は、前記光ファイバ心線と前記電線との隙間に配置された電磁波吸収繊維であることを特徴とする（１）または（２）の光電気複合ケーブル。

本発明に係る光電気複合ケーブルによれば、電線が電磁波を吸収する磁性体粉末を含有する樹脂で形成される電線被覆層で覆われているので、電線自身から発せられた電磁波が外部に放射されることを低減することができる。また、電線被覆層を透過した電磁波が金属テープで光電気複合ケーブル内に反射されても、同じくファイバ被覆層、電線被覆層、内側吸収部材に含有された磁性体粉末が電磁波を吸収し、電線中を伝送される電気信号にノイズが混入することを更に抑制できる。

また、外部から伝搬してきた電磁波が外被に含有された磁性体粉末に吸収され、外被を透過した電磁波も金属テープで反射されるので、金属テープに覆われる電線中を伝送される電気信号にノイズが混入することを抑制できる。また、電磁波が金属テープを透過しても、ファイバ被覆層、電線被覆層、内側吸収部材に含有された磁性体粉末が電磁波を吸収するので、電線中を伝送される電気信号にノイズが混入することを更に抑制できる。

したがって、光電気複合ケーブル内部の電線から放射される電磁波、及び光電気複合ケーブル外部の電磁波のいずれに対しても、電線中を伝送される電気信号が影響を受けることを抑制できるので、ノイズ特性に優れた電線を有する光電気複合ケーブルを提供することができる。

本発明の実施形態に係る光電気複合ケーブルの断面図である。 本発明の変形例に係る光電気複合ケーブルの断面図である。

以下、本発明の実施形態に係る光電気複合ケーブルを図面を参照しつつ説明する。

図１は本発明の実施形態に係る光電気複合ケーブル１の断面図である。光電気複合ケーブル１は、少なくとも１本の光信号を伝送する光ファイバ心線２とその外周を覆うファイバ被覆層３とからなる光ファイバコード４と、それぞれ電気信号を伝送する複数本（図示の例では３本）の電線５とを備える。電線５の外周にも電線被覆層６が被覆されている。また、それぞれ光ファイバコード４及び電線被覆層６で被覆された電線５は、内部に収容空間が形成された円筒状の内側吸収チューブ（内側吸収部材）７によって覆われている。この内側吸収チューブ７の外周面には金属テープ８が設けられ、金属テープ８の外側には外被９が形成される。

光ファイバ心線２としては、クラッドが高硬度プラスチックから形成されて折れ曲がり（キンク）に強く破断しにくいプラスチッククラッドファイバ（ＰＣＦ）を用いることが好ましい。また、コア及びクラッドがプラスチックからなるものであってもよいし、コア及びクラッドがガラスからなるものであってもよい。本実施形態に係る光ファイバ心線２は、コアと、コアの外側に設けられるクラッドと、クラッドを覆う被覆層とを有し、その直径は０．５ｍｍである。また、ファイバ被覆層３を含む光ファイバコード４の直径は２ｍｍである。

電線５は、例えば錫メッキが施された軟銅線または銅合金線からなる素線を撚り合わせた金属線であり、ＡＷＧ（Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｗｉｒｅ Ｇａｕｇｅ）の規格によるＡＷＧ２６〜３０のものを用いることができる。また、電線５としては他に、同軸ケーブルやツイストペアケーブルあるいは絶縁ケーブルを用いることができる。電線５の直径は、電線被覆層６を被覆した状態で１〜２ｍｍである。

また、上述の寸法の光ファイバ心線２および電線５を用いた場合には、内側吸収チューブ７の肉厚は０．５〜１．０ｍｍ程度、金属テープ８の肉厚は０．０３〜０．０５ｍｍ程度、外被９の肉厚は１．０ｍｍ程度に設定すると、後述するノイズの低減に効果的であり、しかも細径で光電気複合ケーブル１の取り回しが容易であり、好ましい。

なお、光ファイバコード４及び電線５は互いに撚り合わせて直径４ｍｍの内部コアを形成し、この内部コアを内側吸収チューブ６の内側に配置してもよい。このように光ファイバコード４及び電線５は互いに撚り合わせると、光電気複合ケーブル１を屈曲させた時に、曲げの内側と外側の線路長の差が生じにくく、断線しにくいので好ましい。

ファイバ被覆層３、電線被覆層６、内側吸収チューブ７、外被９はいずれも電磁波を吸収できる部材であり、磁性体粉末を含有する樹脂で形成される。磁性体粉末は、高周波において高い透磁率を有する鉄、コバルト、鉄・ニッケル合金、ケイ素鋼、センダスト、フェライト等からなる粉末が好ましい。このうち、特に高い透磁率を示す鉄・ニッケル合金からなる粉末が好ましい。

磁性体粉末は、粉末寸法のばらつきが少なく、粒の内部歪みが小さく、かつ、粒が扁平なことが望ましい。磁性体粉末の粉末寸法にばらつきがある場合には周波数によって電磁波の吸収特性が変化したり、粒の内部歪みが大きいと磁性体粉末の透磁率を低下させてしまう虞があるからである。また、磁性体粉末の粒が扁平であれば、粒の形状異方性に基づき高周波域にて磁気共鳴が起こり、透磁率が大きくなるので好ましい。

このような磁性体粉末を塩素化ポリエチレン等の絶縁性の樹脂に含有させて、ファイバ被覆層３、電線被覆層６、内側吸収チューブ７、外被９を形成する。なお、電磁波の入射方向と磁性体粉末の扁平粉末の法線方向とが平行となるように磁性体粉末を含有させると、磁性体粉末が効果的に電磁波を吸収することができる。このため、磁性体粉末の扁平粉末の法線方向が電線５の長手方向と直交するようにファイバ被覆層３、電線被覆層６、内側吸収チューブ７、外被９を形成することが好ましい。

金属テープ８は、体積抵抗率が低く、透磁率が高い金属で形成されることが好ましい。好ましい金属として例えば、銅、銀、金、アルミニウム、マグネシウム、ニッケル等を挙げることができる。また、金属テープ８は電線５の長手方向に沿って内側吸収テープ７の外周面に螺旋状に巻回すると、光電気複合ケーブル１を容易に曲げることができるので好ましい。このとき、金属テープ８は、テープ幅の１／４〜１／３を重ねるように内側吸収チューブ７の外周面に螺旋状に巻くと可撓性に優れた光電気複合ケーブル１が得られる。

このような光電気複合ケーブル１によれば、光電気複合ケーブル１の外部に電磁波発生源があっても、外被９に含有される磁性体粉末が電磁波の大部分を吸収する。更に、外被９を透過してきた電磁波も金属テープ８で反射させることで、光電気複合ケーブル１の内部に電磁波が侵入することを抑制できる。その上、外部の電磁波が金属テープ８を透過しても、ファイバ被覆層３、電線被覆層６、内側吸収チューブ７に含有される磁性体粉末が電磁波を吸収するので、電線５中を伝送される電気信号に外部の電磁波が影響を及ぼすことを抑制できる。

また、電線５中を伝送される電気信号により生じ電線５から放射される電磁波は、電線被覆層６に含有された磁性体粉末によって大部分が吸収される。また、電線被覆層６中の磁性体粉末によって吸収されなかった電磁波が光電気複合ケーブル１の内部に放射されたり、一つの電線５から別の電線５へ電磁波が伝搬しようとしても、ファイバ被覆層３、電線被覆層６、内側吸収チューブ７に含有される磁性体粉末が電磁波を吸収する。したがって、電線５中を伝送される電気信号へのノイズ混入を抑制できる。

また、電線５から生じ、電線被覆層６やファイバ被覆層３、内側吸収チューブ７中の磁性体粉末によって吸収されなかった電磁波は、金属テープ８によって光電気複合ケーブル１の内側に反射されるので、光電気複合ケーブル１の外部に電磁波が漏出することを抑制できる。また、電線５から生じた電磁波が金属テープ８を透過しても、外被９に含有される磁性体粉末が電磁波を吸収する。したがって、別の電気信号線を光電気複合ケーブル１と並列に配置したり、電子機器が近傍に配置されていても、光電気複合ケーブル１の外部への電磁波の漏出が少ないので、別の電気信号線や電子機器にノイズを与えることが少ない。

以上のように本実施形態に係る光電気複合ケーブル１によれば、光電気複合ケーブル１の内部である電線５から放射される電磁波、及び光電気複合ケーブル１の外部から放射される電磁波のいずれに対しても電線５中を伝送される電気信号にノイズが混入することを抑制することができる。したがって、ノイズ特性に優れた電線５を備えた光電気複合ケーブル１を提供できる。

なお、上述の実施形態の例では内側吸収部材として円筒状の内側吸収チューブ７を例に挙げて説明したが、この形状に限られない。例えば、図２の変形例に係る光電気複合ケーブル１０のように、内側吸収部材は光ファイバコード４と電線５との間に配置された電磁波吸収繊維７ａで構成してもよい。

電磁波吸収繊維７ａは、上述の磁性体粉末を含有する樹脂製繊維である。樹脂としては、低熱収縮のポリプロピレンヤーンやアラミド繊維を挙げることができる。なお、内側吸収部材以外の部材については上述の実施形態と同様なので、同じ符号を付して変形例に係る光電気複合ケーブル１０の詳細な説明は省略する。

変形例に係る光電気複合ケーブル１０も、電磁波吸収繊維７ａが光ファイバコード４と電線５との間に配置されており、電磁波吸収繊維７ａに含有される磁性体粉末が光電気複合ケーブル１０内部で伝搬する電磁波を吸収することができる。したがって、上述の実施形態と同様に電線５中を伝送される電気信号へのノイズ混入を抑制できる。

なお、図１の内側吸収チューブ７と図２の電磁波吸収繊維７ａとを合わせて用いて、内側吸収チューブ７の内側に、電磁波吸収繊維７ａとともに光ファイバコード４及び電線５を撚り合わせても良い。

また、光ファイバ心線２及び電線５の本数は上述の実施形態に限定されない。更に必要に応じて抗張力線を金属テープの内側領域に配置して、光電気複合ケーブル１の強度を高めても良い。

１，１０ 光電気複合ケーブル、２ 光ファイバ心線、３ ファイバ被覆層、４ 光ファイバコード、５ 電線、６ 電線被覆層、７ 内側吸収チューブ（内側吸収部材）、７ａ 電磁波吸収繊維（内側吸収部材）、８ 金属テープ、９ 外被

Claims (4)

1. ファイバ被覆層に覆われた光ファイバ心線と、
   前記光ファイバ心線の長手方向に沿って延在し、電線被覆層で覆われた複数の電線と、
   前記光ファイバ心線および前記電線を覆う金属テープと、
   前記金属テープの内側に設けられた内側吸収部材と、
   前記金属テープの外側面を覆う外被とを備え、
   前記ファイバ被覆層、前記電線被覆層、前記内側吸収部材、前記外被はそれぞれ磁性体粉末を含有する樹脂で形成されていることを特徴とする光電気複合ケーブル。
2. 前記金属テープは、前記光ファイバ心線及び前記電線の長手方向に沿って螺旋状に巻き付けられていることを特徴とする請求項１に記載の光電気複合ケーブル。
3. 前記内側吸収部材は、前記光ファイバ心線および前記電線とを収容する中空部を内部に有する円筒状であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光電気複合ケーブル。
4. 前記内側吸収部材は、前記光ファイバ心線と前記電線との隙間に配置された電磁波吸収繊維であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光電気複合ケーブル。

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