JP2012053121A

JP2012053121A - 光ファイバ心線及びそれを備えた光電気複合ケーブル

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Publication number: JP2012053121A
Application number: JP2010193474A
Authority: JP
Inventors: Tomoyuki Hattori; 知之服部; Maki Ikechi; 麻紀池知; Itaru Sakabe; 至坂部; Kazuyuki Soma; 一之相馬; Kumiko Tachibana; 久美子橘; Tatsunori Rinka; 達則林下
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2010-08-31
Filing date: 2010-08-31
Publication date: 2012-03-15

Abstract

【課題】小径に曲げても伝送損失の増加量が少なく、また、マイクロベンドロスが抑制された光ファイバ心線及びそれを備えた光電気複合ケーブルを提供する。
【解決手段】石英ガラスからなるコアガラス２の外周にコアガラス２より屈折率の低い樹脂からなるクラッド層３を形成した光ファイバ素線４に、内側被覆層６と外側被覆層７の２層の樹脂被覆層５を被覆した光ファイバ心線１であって、コアガラス２のコア径が５０μｍ以上１００μｍ以下であり、コアガラス２とクラッド層３の比屈折率差が３．７％以上であり、内側被覆層６のヤング率Ｅｉが、０．２ＭＰａ以上０．６ＭＰａ以下であり、外側被覆層７のヤング率Ｅｏが、１０００ＭＰａ以上１８００ＭＰａ以下である。
【選択図】図１

Description

本発明は、光ファイバ素線の外周に樹脂被覆層を被覆した光ファイバ心線及びそれを備えた光電気複合ケーブルに関する。

光ファイバ心線の一種には、ハードポリマークラッドファイバ心線と呼ばれるものがある（例えば、特許文献１）。この光ファイバ心線は、石英系ガラスからなるコア径１９５μｍ〜２０５μｍのコアガラスの外周に、該ガラスよりも屈折率の低いフッ素系樹脂を厚さ１５μｍ程度のクラッド層として被覆して光ファイバ素線とし、その外周にフッ素系熱可塑性樹脂からなる樹脂被覆層を押出被覆して外径０．５ｍｍ又は０．９ｍｍとしたものである。

実開昭６２−１３５３０９号公報

コア径２００μｍ以上の上記の光ファイバ心線では、小径に曲げると伝送損失が増加する。また、曲げた状態で長期間置くとガラスが破断するため、許容曲げ半径が一般的に１５ｍｍ以上に制限される。このため、配線時に注意が必要であり、工場などで使用することはできても、一般の家庭内やオフィス等で、ＵＳＢケーブルやＨＤＭＩケーブルなどの機器間配線用ケーブルとして、安心して使用することが難しかった。

また、光ファイバ心線の伝送損失は、光ファイバ素線の周りに被覆される樹脂の物性や構造に大きく影響を受ける。被覆樹脂が硬化後の既に安定した状態にあっても、巻き替え等の工程時に光ファイバ心線に新たに付加される応力や歪みによって、被覆樹脂中に物理的な微小な残留応力や残留歪みが生じ、この残留応力／歪みの分布が光ファイバ心線中で不均一な場合は、マイクロベンドロスと呼ばれる過剰伝送損失が発生することがある。

本発明の目的は、小径（曲げ半径数ｍｍ程度）に曲げても伝送損失の増加量が少なく、また、マイクロベンドロスが抑制された光ファイバ心線及びそれを備えた光電気複合ケーブルを提供することにある。

上記課題を解決することのできる本発明の光ファイバ心線は、石英ガラスからなるコアガラスの外周に前記コアガラスより屈折率の低い樹脂からなるクラッド層が形成された光ファイバ素線の外周に、内側被覆層と外側被覆層の２層の樹脂被覆層が設けられた光ファイバ心線であって、
前記コアガラスのコア径が５０μｍ以上１００μｍ以下であり、
前記コアガラスと前記クラッド層の比屈折率差が３．７％以上であり、
前記内側被覆層のヤング率が、０．２ＭＰａ以上０．６ＭＰａ以下であり、
前記外側被覆層のヤング率が、１０００ＭＰａ以上１８００ＭＰａ以下であることを特徴とする。

本発明の光ファイバ心線において、前記内側被覆層を構成する樹脂が、両端に反応性基を有する反応性オリゴマー同士間の架橋及び前記反応性オリゴマーとモノマー間の架橋の少なくとも一方により重合され、かつ、非反応性オリゴマーを含有することが好ましい。

また、本発明の光電気複合ケーブルは、上記の何れかの光ファイバ心線の周りに複数本の電線が配置され、その外周が外被で被覆されていることを特徴とする。

本発明の光ファイバ心線によれば、曲げに伴う伝送損失が少なく、周囲の温度が変化しても伝送損失の増加が少なく、かつ接続損失が少ない。さらに、曲げ半径数ｍｍ程度に曲げてもコアが破断する心配がなく、破断確率を１０^−６以下とすることができ、機器間配線用ケーブルとして一般家庭やオフィス等で安心して使用することができる。また、１０Ｇｂｐｓの高速伝送でも使用することができる。

また、内側被覆層のヤング率を０．２ＭＰａ以上０．６ＭＰａ以下とすることにより、曲げることによる伝送損失を抑制するために必要な一定の強度を維持しつつ、マイクロベンドロスを抑制することができ、外側被覆層のヤング率を１０００ＭＰａ以上１８００ＭＰａ以下とすることにより、脆化を防止し、必要な伸びを維持しつつ、マイクロベンドロスを抑制することについて、より顕著な効果が得られ易くなる。

また、本発明の光電気複合ケーブルによれば、抗張力体などの補強部材やシースなどの保護部材を設けることなく、光ファイバ素線への電線等からの側圧の付与及び光ファイバ素線の曲げや捻じれによる伝送損失の増加を抑制し、良好な伝送特性を維持することができる。これにより、抗張力体などの補強部材やシースなどの保護部材を設ける場合と比較して、大径化を招くことなく、光ファイバ心線の良好な伝送特性を維持することができる。

本発明に係る光ファイバ心線の実施形態の例を示す概略断面図である。図１の光ファイバ心線の屈折率分布を示す図である。樹脂硬化時の紫外線照射量と硬化後のヤング率を示すグラフである。本発明に係る光電気複合ケーブルの実施形態の例を示す断面図である。

以下、本発明に係る光ファイバ心線及びそれを備えた光電気複合ケーブルの実施形態について、図面を参照して説明する。
図１に示すように、光ファイバ心線１は、プラスチッククラッド光ファイバ素線（以下、光ファイバ素線と呼ぶ）４と、その外周に設けられた樹脂被覆層５とを有する。光ファイバ素線４は、石英系ガラスからなるコアガラス２と、このコアガラス２の外周に設けられコアガラス２より屈折率の低い樹脂である紫外線硬化型フッ化アクリレート樹脂などの紫外線硬化型フッ素樹脂からなるクラッド層３とを備えている。樹脂被覆層５は、硬化型樹脂を硬化させてなる内側被覆層６と、更にその外周に硬化型樹脂を硬化させてなる外側被覆層７とから構成されている。

本実施形態に係る光ファイバ心線１の寸法を例示する。
コアガラス２のコア径ｄ１：５０μｍ〜１００μｍ
クラッド層３のクラッド径ｄ２：９０μｍ〜１７５μｍ
クラッド層３の厚さｔ：２０μｍ〜３７．５μｍ
クラッド径ｄ２／コア径ｄ１：１．４〜２．５
樹脂被覆層５の外径：２５０μｍ〜３００μｍ

なお、光ファイバ心線１の小径化のためには、クラッド径ｄ２を１５０μｍ以下とし、樹脂被覆層５の外径を２５０μｍ以下とすることが好ましい。

光ファイバ素線４のコアガラス２の屈折率は、シリカガラスにゲルマニウム（Ｇｅ）が添加されることにより純シリカより高くなっている。コアガラス２の屈折率分布は、図２に示すように、外周面から中心に向う程比屈折率差Δが大きくなり、コアガラス２の中心で比屈折率差Δが最大（Ａレベル）となるグレーデッドインデックス（ＧＩ）と、コアガラス２の屈折率がほぼ一定値であるステップインデックス（ＳＩ）とがある。例えば、コアガラス２の外周の比屈折率差Δは純シリカ対比でゼロ（Ｂレベル）である。クラッド層３の屈折率は、フッ素が添加されることにより純シリカより屈折率が低くなっている。クラッド層３に対するコアガラス比屈折率差は３．７％以上である。本発明の光ファイバ心線１の開口数は０．４０以上であることが好ましい。

クラッド層３の樹脂としては、コアガラス２に対して屈折率が低く、紫外線等の活性エネルギー線で硬化することが可能であり、さらにはこの樹脂組成物を硬化することによって機械的強度があり、可撓性を有し、かつ透明性に優れた硬化物が得られる樹脂であることが必要である。

このような樹脂には、（ａ）分子内にフッ素原子を含有する（メタ）アクリレート単量体または重合体、（ｂ）（メタ）アクリレート単量体または重合体、（ｃ）コア材と化学結合を形成するカップリング剤、および（ｄ）光重合開始剤から成る樹脂組成物を用いることが好ましい。
成分（ａ）の分子中のフッ素原子数または成分を変えることや樹脂組成物中の成分（ａ）の濃度を変えることにより、望ましい屈折率を得ることができる。分子内にフッ素原子を含有する（メタ）アクリレート単量体（ａ１）としては、下記化学式（Ａ）の物質や、２個以上の不飽和結合を有するものとして化学式（Ｂ１）乃至（Ｂ３）の物質が挙げられる。

化学式（Ａ）

化学式（Ｂ１）

化学式（Ｂ２）

化学式（Ｂ３）

フッ素原子を含有する（メタ）アクリレート重合体（ａ２）として、例えば数平均分子量が５万〜５００万（スチレン換算）の下記化学式（Ｃ）で示されるような、エステル側鎖不飽和結合を有する（メタ）アクリレート共重合体を挙げることができる。

化学式（Ｃ）

［式中、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ水素またはメチル基、Ｒｆはフルオロアルキル基、Ｒｘは不飽和結合を有する炭化水素基を表す。］
Ｒｘ基としては、ビニル基、アリル基、アクリル基、メタクリル基、内部オレフィン等を挙げることができる。
Ｒｆ基としては、−（ＣＨ_２）ａ−（ＣＦ_２）ｂ−ＣＦ_３
［式中、ａは１または２、ｂは２〜６である。］
を例示できる。

（メタ）アクリレート単量体（ｂ）としては、架橋性、即ち２個以上の不飽和結合を有するものとして、例えば次の化合物が挙げられる：
1,4−ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、グリセロールジメタクリレート、テトラエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、1,3−ブチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリグリセロールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート。

カップリング剤（ｃ）としては、例えば、次の化合物が挙げられる：
トリメトキシビニルシラン、メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、ジメチルエトキシビニルシラン等。
また、分子内に２個以上の不飽和結合を持つものとして、例えば、次の化合物が挙げられる：
ジエトキシジビニルシラン、ジメトキシジビニルシラン、ジメタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等。

光重合開始剤（ｄ）としては、紫外線照射により容易にラジカルを発生する化合物が望ましく、次の化合物が挙げられる：
ベンゾフェノン、アセトフェノン、ベンジル、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンジルジメチルケタール、α，α′−アゾビスイソブチロニトリル、ベンゾイルパーオキサイド、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2,2−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン。

上述の構成の樹脂組成物を樹脂液とし、この樹脂液をコアに塗布してさらに紫外線を照射してクラッド層３を製造する形態が好ましい。樹脂液の塗布方法は、ダイスコーティング方式とすることが好ましい。

樹脂被覆層５を構成する内側被覆層６は、光ファイバ素線４の外周上に形成された硬化樹脂の層であり、例えば、厚さを１０μｍ〜５０μｍとすることができる。
内側被覆層６を形成する硬化樹脂は、重合体とそれに含まれる非反応性オリゴマーから構成される。該重合体は、両端にビニル基などの反応性基を有する反応性オリゴマー同士間の架橋反応や、該反応性オリゴマーとモノマー間の架橋反応により重合された紫外線硬化型などの硬化性樹脂である。非反応性オリゴマーは、上記反応性オリゴマーの両端の反応性基を例えばＣＨ_３基で置換するなどして非反応性にすることにより得られる。非反応性オリゴマーは、例えば、反応性オリゴマーの内、反応性オリゴマーの１０重量％〜３０重量％程度を非反応性オリゴマーに置換することで含有される。

このように非反応性オリゴマーを重合体に含有させることにより、内側被覆層６を形成する硬化樹脂は、硬化性に影響を与えることなく、硬化後のヤング率を低減することができる。その理由を以下に説明する。

通常の反応性基を有するオリゴマーを用いた硬化樹脂では、架橋構造が密になるため、ヤング率が大きい。そこで、ヤング率を小さくするための方法として、従来は、反応部分を低減したオリゴマーを使用していた。これにより、架橋構造は疎になるので、ヤング率は小さくなるが、反応点が少ないため、架橋速度が遅くなる。一方、本発明にかかる方法では、反応性オリゴマーの反応部分を減らすことなく、未架橋のオリゴマーが硬化後の樹脂中に残存するので、架橋速度に影響を与えることなく、ヤング率を小さくすることができる。

図３は、（ａ）通常の反応性基を有するオリゴマーを用いた硬化樹脂、（ｂ）ヤング率を小さくするために反応部分を低減したオリゴマーを用いた硬化樹脂、（ｃ）本発明にかかる非反応性オリゴマーを含む反応性オリゴマーを用いた硬化樹脂の各硬化樹脂における紫外線照射量と硬化後のヤング率を示すグラフである。（ａ）、（ｂ）、（ｃ）何れの場合も１０００ｍＪ／ｃｍ^２の紫外線を照射した場合、ヤング率は飽和した値である。（ａ）、（ｂ）、（ｃ）何れの場合も２０ｍＪ／ｃｍ^２の紫外線を照射したときのヤング率はその飽和値よりも小さい。ここで、２０ｍＪ／ｃｍ^２の紫外線を照射したときのヤング率の飽和値に対する比を樹脂の硬化速度を示す指標とすることができる。（ａ）及び（ｃ）の場合は、この比がほぼ同等である。これに対してして（ｂ）の場合は、この比が（ａ）や（ｂ）の場合に比べて小さく硬化速度が遅い、即ち（ｂ）の場合は（ａ）や（ｃ）の場合よりも硬化性が不良であるといえる。

本発明において、内側被覆層６のヤング率Ｅｉは、０．２ＭＰａ以上０．６ＭＰａ以下である。内側被覆層６のヤング率Ｅｉが０．２ＭＰａ未満であると、光ファイバ心線１に必要な強度が不十分となり、内側被覆層６のヤング率Ｅｉが０．６ＭＰａを超えると側圧特性が不十分となって光ファイバ素線４へ側圧が付与され易くなってしまう。ヤング率Ｅｉを０．２ＭＰａ以上０．６ＭＰａ以下とすることにより、光ファイバ心線１に必要な一定の強度を維持しつつ、マイクロベンドロスを抑制することができる。なお、一定の強度とは、曲げることによる伝送損失を抑制するために必要な強度をいう。

また、上記反応性オリゴマーと上記非反応性オリゴマーの分子量分布の幅が同じであることが好ましい。これらの分子量分布の幅を同程度とすることで、反応性オリゴマーが作ったネットワークと非反応性オリゴマーの相溶性が良くなる、つまり、非反応性オリゴマーが他の層へ移行することを防止できる。反応性オリゴマーと上記非反応性オリゴマーの分子量は５０００〜３００００程度であることが好ましい。

外側被覆層７は、内側被覆層２０の外周上に形成された硬化樹脂の層であり、例えば、厚さを１０μｍ〜５０μｍとすることができる。外側被覆層７を形成する硬化樹脂は、例えば紫外線硬化型で構成されており、その硬化後のヤング率Ｅｏが、１０００ＭＰａ以上１８００ＭＰａ以下である。外側被覆層７のヤング率Ｅｏが１０００ＭＰａ未満であると、側圧特性が不十分となって光ファイバ素線４へ側圧が伝達され易くなり、外側被覆層７のヤング率Ｅｏが１８００ＭＰａを超えると、光ファイバ心線１の脆化や、必要な伸びを維持することが困難となる。ヤング率Ｅｏを１０００ＭＰａ以上１８００ＭＰａ以下とすることにより、光ファイバ心線１の脆化を防止し、必要な伸びを維持しつつ、マイクロベンドロスを抑制することについて、より顕著な効果が得られ易くなる。

光ファイバ心線１において、コアガラス２のコア径ｄ１を５０μｍ〜１００μｍ、かつクラッド層３に対するコアガラス２の比屈折率差を３．７％以上とすることで、半径２ｍｍに曲げたときの波長８５０ｎｍの光の伝送損失増加量を０．４ｄＢ／１０ターン以下とすることができる。これにより、一般の家庭やオフィス等でこの光ファイバ心線１を含むＵＳＢケーブルやＨＤＭＩケーブルを使用することができる。

さらに、クラッド層３の厚さを２０μｍ以上とすることで、−４０℃〜８５℃の温度変化による波長８５０ｎｍの光の伝送損失増加量を０．３ｄＢ以下とすることができる。
クラッド層３が薄い場合はマイクロベンドロスが大きくなり、周囲の温度の変化による伝送損失増加が大きくなると考えられる。ここで、温度変化による伝送損失の増加は、試験品が置かれた雰囲気の温度を、室温→８０℃→−４５℃→室温と変化させるヒートサイクルを１０回繰り返した後の伝送損失の増加である。８０℃と−４５℃で２時間〜４時間保持し、温度変化させるときの変化率は１℃／分とする。コア径が１００μｍであるときにクラッド層３の厚さを２０μｍとすると、クラッド径／コア径の比が最小値１．４となる。

クラッド層３の厚さが厚い程、コアガラス２の中心がクラッド層３の中心からずれる量も大きくなる。光ファイバ心線１を他の光ファイバ心線またはその他の光ファイバと接続するときには、クラッド層３の外周が一致するように接続する。そのときにクラッド層３の中心からコアガラス２の中心がずれていると、コアガラス２どうしがずれて接続される。そうなるとコアガラス２を伝わる光が接続箇所で漏れてしまい接続損失が大きくなる。クラッド層３の厚さが３７．５μｍ以下であるとコアガラス２の中心がクラッド層３の中心からずれる量が小さく、波長８５０ｎｍの光の接続損失を実用的に問題ない範囲（０．５ｄＢ以下）とすることができる。したがって、クラッド層３の厚さを３７．５μｍ以下とすることが好ましい。コア径が５０μｍであるときにクラッド層３の厚さを３７．５μｍとすると、クラッド径／コア径の比が最大値２．５となる。

クラッド層３を形成する樹脂組成物には、耐熱性向上などのために下記化学式（１）で表される物質などの非硬化成分が含まれることがある。

化学式（１）

クラッド層３に上記化学式などの非硬化成分が含まれると静疲労係数向上の妨げとなることが分かった。したがって、クラッド層３に上記化学式の物質などの非硬化成分が含まれないことが好ましい。

光ファイバ素線４を線引きする方法は下記の様に行う。
まず、ガラス母材を加熱して軟化させ所定の径に線引きする。この部分がコアガラス２となる。次に、コアガラス２に液状のクラッド材料を塗布する。クラッド材料を入れたダイスにコアガラス２を通すことでコアガラス２の外周にクラッド材料を塗布できる。続いてクラッド材料を硬化させる。上記クラッド材料は紫外線を照射することで硬化する。

製造された光ファイバ素線４に、紫外線硬化型樹脂からなる内側被覆層６及び外側被覆層７を順に被覆して樹脂被覆層５を形成することにより、光ファイバ心線１ができる。
本発明の光ファイバ心線１は、さらにＰＶＣのチューブに入れるなどして光ケーブルとすることができる。光ファイバ心線１が１本または複数本チューブに入れられ、光ファイバ心線１とチューブとの間に介在物がないルース構造の光ケーブルでも良い。また、光ファイバ心線１の周囲にケブラー（登録商標）などの抗張力繊維を添わせてその周囲にチューブで外被を形成した光ケーブルでも良い。さらに、光ファイバ心線１の周囲に電線を配置して一体化した光電気複合ケーブルに使用することもできる。

次に、光ファイバ心線の周囲に電線を配置して一体化した光電気複合ケーブルについて説明する。
図４に示すように、光電気複合ケーブル１１は、最外層である外被２０の内側に、上記の光ファイバ心線１と複数本の電線１５とを有する。光ファイバ心線１は、複数本設けられ、光電気複合ケーブル１１の断面中央のファイバ収容部１３に配置されている。

外被２０の内側であってファイバ収容部１３の外側は、電線収容部１４とされており、この電線収容部１４には、例えば、複数本の電線１５及び複数本の介在１６が配置されている。電線１５は、例えば、ツイストペアケーブル、同軸ケーブルあるいは絶縁ケーブルなどがあり、例えば、ＡＷＧ（American Wire Gauge）の規格によるＡＷＧ２０〜４６程度のケーブルである。また、本例では、４本の電線１５のうち２本が信号線であり、２本が電力線である。また、電線収容部１４の周囲には、押さえ巻き１８、シールド層１９及び外被２０が順に設けられている。電線収容部１４の厚さ（ファイバ収容部１３の外周と押さえ巻き１８の内周との距離）は、電線１５及び介在１６の外径と同等、またはそれより僅かに大きいことが好ましい。

光ファイバ心線１は２本〜４本で光ファイバ心線１同士が接触して配置されることにより、図４に示すような断面で見て径方向に、各光ファイバ心線１の位置が固定される。光ファイバ心線１は緩く（長ピッチで）撚ると図４に示す断面でみて周方向にも位置が固定されて好ましい。

信号線としての電線１５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外径０．１ｍｍの素線を７本撚り合わせた外径０．３０ｍｍの導体を有している。そして、この導体を厚さ０．１４ｍｍの絶縁性を有する外被によって覆うことにより、外径が０．５８ｍｍの電線１５とされている。また、電力線としての電線１５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外径０．１２７ｍｍの素線を７本撚り合わせた外径０．３８ｍｍの導体を有している。そして、この導体を厚さ０．１ｍｍの絶縁性を有する外被によって覆うことにより、外径が０．５８ｍｍの電線１５とされている。信号線と電力線が二本ずつ振り分けられている。電線１５の外被の材料としては、信号線及び電力線の何れの場合も、耐熱性、耐薬品性、非粘着性、自己潤滑性などに優れたテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）樹脂を用いるのが好ましい。

押さえ巻１８としては、耐熱性、耐摩耗性などに優れたポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂から形成された樹脂テープが用いられる。この押さえ巻１８が巻かれた部分の内径は、例えば２．２ｍｍである。なお、この押さえ巻１８としては、紙テープやポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）樹脂の樹脂テープを用いても良い。

シールド層１９は、外径数十μｍ（例えば、外径０．０３ｍｍまたは０．０４ｍｍ程度）の錫メッキされた銅合金線を編組したもので、約０．１ｍｍの厚さに形成されている。なお、シールド層１９としては、銅合金線を横巻きしても良く、また、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂から形成された樹脂テープに銅箔やアルミニウム箔が形成された金属樹脂テープを巻いても良い。

外被２０は、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）やポリオレフィン系樹脂等から形成されている。非ハロゲンのポリオレフィン系樹脂としては、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、ポリエチレン（ＰＥ）、スチレンエチレンブチレンスチレンブロック共重合体（ＳＥＢＳ）などのエラストマの混合物がある。また、ポリエチレン（ＰＥ）に、耐候剤、酸化防止剤、老化防止剤を添加したものでも良い。なお、このポリエチレン（ＰＥ）を用いた外被２０としては、難燃剤を含まない非難燃性のものでも良い。外被２０は、厚さが０．１〜０．５ｍｍ、外径が２〜１０ｍｍ、例えば厚さが約０．２５ｍｍであり、外径は３．０ｍｍである。

このように構成された光電気複合ケーブル１１では、光ファイバ心線１が電線１５に接触したときに接触箇所で局所的に側圧を受けるまたは曲げられることにより光ファイバ心線１の伝送損失が増加し易い。本発明の光電気複合ケーブル１１によれば、光ファイバ心線１の樹脂被覆層５を構成する内側被覆層６のヤング率Ｅｉが０．２ＭＰａ以上０．６ＭＰａ以下であり、外側被覆層７のヤング率Ｅｏが１０００ＭＰａ以上１８００ＭＰａ以下であるので、抗張力体などの補強部材やシースなどの保護部材を設けることなく、光ファイバ素線４への電線１５等からの側圧の付与及び光ファイバ素線４の曲げや捻じれによる伝送損失の増加を抑制し、良好な伝送特性を維持することができる。
これにより、抗張力体などの補強部材やシースなどの保護部材を設ける場合と比較して、大径化を招くことなく、光ファイバ心線１の良好な伝送特性を維持することができる。

なお、上記の実施形態では、２本の光ファイバ心線１をファイバ収容部１３に収容したが、光ファイバ心線１の本数は２本に限定されない。光ファイバ心線１の位置は、光電気複合ケーブル１１の断面中央からやや偏った位置に配置されていても良いが、光ファイバ心線１を光電気複合ケーブル１１の断面中央に配置するのが好ましい。
また、電線１５及び介在１６の本数、太さ及び種類は上記実施形態に限定されない。上記の例では信号線と電力線が二本ずつであるので両者を振り分けてその間に介在１６を配してケーブルの外被２０の断面が円形となるようにした。電線１５の本数によっては、電線収容部１４に介在１６を設けずに電線１５だけを配置しても外被２０の断面が円形となるならば、介在１６を入れなくても良い。介在１６は引張強度が２０００ＭＰａ未満の繊維でレーヨンやナイロンなどの繊維を使用することができる。

各種の光電気複合ケーブルを作製し、それぞれの光電気複合ケーブルの光ファイバ心線の伝送損失を挿入損失法によって評価した。

（１）評価方法
長さＬが２ｍの光電気複合ケーブルの両端にコネクタを接続し、一方のコネクタをパワーメータに接続し、他方のコネクタを送光装置に接続する。送光装置から光を送り、光ファイバ心線からの出射パワーＰｏを測定波長８５０ｎｍでパワーメータによって測定する。この測定した出射パワーＰｏ、光ファイバ心線へ入射した入射パワーＰｉ及び光電気複合ケーブルの長さＬから、コネクタでの損失を含む光ファイバ心線の伝送損失αを次式から求める。
α＝（Ｐｉ−Ｐｏ）／Ｌ

上記の挿入損失法によって、光電気複合ケーブルを真直ぐにした状態で光ファイバ心線のコネクタでの損失を含む伝送損失α１を求め、次に、光電気複合ケーブルの中間部分を直径４ｍｍのマンドレルに１０回（ターン）巻き付けた状態として光ファイバ心線のコネクタでの損失を含む伝送損失α２を求める。

光電気複合ケーブルを巻いた状態の伝送損失α２と光電気複合ケーブルを真直ぐにした状態の伝送損失α１との差（α２−α１）を伝送損失増加量とし、この伝送損失増加量が１ｄＢ／１０ターン以下である場合を合格（〇）、１ｄＢ／１０ターンを超える場合を不合格（×）とした。

（２）評価対象の光電気複合ケーブル
ハードプラスチッククラッドファイバ（Ｈ−ＰＣＦ）の２本の光ファイバ心線を、シースなどの補強部材へ入れずにファイバ収容部へ配設し、電線収容部に、上記の実施形態と同様に電線及び抗張力体を収容させた外径３．０ｍｍの実施例１，２及び比較例１，２のＵＳＢケーブル用の光複合ケーブルを作製した。
光ファイバ心線としては、コア径が８０μｍ、クラッド径が１２５μｍ、開口数（ＮＡ）が０．４３のグレーデッドインデックス（ＧＩ）型の光ファイバ素線に、紫外線硬化型樹脂からなる内側被覆層と外側被覆層の２層の樹脂被覆層を被覆したものを用いた。
実施例１，２及び比較例１，２で、樹脂被覆層の異なる光ファイバ心線を用いた。

（実施例１）
光ファイバ素線に被覆した樹脂被覆層は、内側被覆層のヤング率Ｅｉを０．４ＭＰａ、外側被覆層のヤング率Ｅｏを１０００ＭＰａとした。
（実施例２）
光ファイバ素線に被覆した樹脂被覆層は、内側被覆層のヤング率Ｅｉを０．６ＭＰａ、外側被覆層のヤング率Ｅｏを１２００ＭＰａとした。
（比較例１）
光ファイバ素線に被覆した樹脂被覆層は、内側被覆層のヤング率Ｅｉを０．８ＭＰａ、外側被覆層のヤング率Ｅｏを１２００ＭＰａとした。
（比較例２）
光ファイバ素線に被覆した樹脂被覆層は、内側被覆層のヤング率Ｅｉを０．４ＭＰａ、外側被覆層のヤング率Ｅｏを８００ＭＰａとした。

（３）評価結果
表１に示すように、内側被覆層のヤング率Ｅｉが０．２ＭＰａ以上０．６ＭＰａ以下、外側被覆層のヤング率Ｅｏが１０００ＭＰａ以上１８００ＭＰａ以下である実施例１，２では、何れも光ファイバ心線の伝送損失増加量が１ｄＢ／１０ターン以下となって合格（光ファイバ心線ロス：〇）であった。これに対して、内側被覆層のヤング率Ｅｉが０．６ＭＰａを超える比較例１及び外側被覆層のヤング率Ｅｏが１０００ＭＰａに満たない比較例２では、光ファイバ心線の伝送損失増加量が１ｄＢ／１０ターンを超えて不合格（光ファイバ心線ロス：×）となった。

このように、実施例１，２では、内側被覆層のヤング率Ｅｉが０．２ＭＰａ以上０．６ＭＰａ以下、外側被覆層のヤング率Ｅｏが１０００ＭＰａ以上１８００ＭＰａ以下である樹脂被覆層によって光ファイバ素線が保護され、光ファイバ素線への電線等からの過剰な側圧の付与及び光ファイバ素線の過剰な曲げや捻じれの発生が防止され、また、十分な引張強度が得られて光ファイバ素線への過剰な張力の付与も防止されるため、巻いた状態でも伝送損失が増加しないことが判った。

これに対して、比較例１では、樹脂被覆層の内側被覆層のヤング率Ｅｉが０．６ＭＰａを超えているため、光ファイバ素線への電線等からの過剰な側圧の付与及び光ファイバ素線の過剰な曲げや捻じれにより、伝送損失が増加することが判った。また、比較例２では、樹脂被覆層の外側被覆層のヤング率Ｅｏが１０００ＭＰａに満たないため、樹脂被覆層による光ファイバ素線の保護が不十分となり、光ファイバ素線への電線等からの過剰な側圧の付与及び光ファイバ素線の過剰な曲げや捻じれの発生を十分に防止できず、また、光ファイバ素線へ過剰な張力が付与されるため、伝送損失が増加することが判った。つまり、比較例１，２は、何れも樹脂被覆層によって光ファイバ素線を側圧から保護する側圧特性が不十分であることがわかった。

１：光ファイバ心線、２：コアガラス、３：クラッド層、４：光ファイバ素線、５：樹脂被覆層、６：内側被覆層、７：外側被覆層、１１：光電気複合ケーブル、１５：電線、２０：外被、ｄ１：コア径、Ｅｉ，Ｅｏ：ヤング率

Claims

石英ガラスからなるコアガラスの外周に前記コアガラスより屈折率の低い樹脂からなるクラッド層が形成された光ファイバ素線の外周に、内側被覆層と外側被覆層の２層の樹脂被覆層が設けられた光ファイバ心線であって、
前記コアガラスのコア径が５０μｍ以上１００μｍ以下であり、
前記コアガラスと前記クラッド層の比屈折率差が３．７％以上であり、
前記内側被覆層のヤング率が、０．２ＭＰａ以上０．６ＭＰａ以下であり、
前記外側被覆層のヤング率が、１０００ＭＰａ以上１８００ＭＰａ以下であることを特徴とする光ファイバ心線。
請求項１に記載の光ファイバ心線であって、
前記内側被覆層を構成する樹脂が、両端に反応性基を有する反応性オリゴマー同士間の架橋及び前記反応性オリゴマーとモノマー間の架橋の少なくとも一方により重合され、かつ、非反応性オリゴマーを含有することを特徴とする光ファイバ心線。
請求項１または２に記載の光ファイバ心線の周りに複数本の電線が配置され、その外周が外被で被覆されていることを特徴とする光電気複合ケーブル。