JP2014224898A

JP2014224898A - レーザ光伝送用光ファイバケーブル

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Publication number: JP2014224898A
Application number: JP2013103947A
Authority: JP
Inventors: 湖東　雅弘; Masahiro Koto; 雅弘湖東; 知史浦松; Tomoshi Uramatsu; 谷口　浩一; Koichi Taniguchi; 浩一谷口
Original assignee: Mitsubishi Cable Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Cable Industries Ltd
Priority date: 2013-05-16
Filing date: 2013-05-16
Publication date: 2014-12-04

Abstract

【課題】確実に光ファイバの断線を検知することができるレーザ光伝送用光ファイバケーブルを提供する。
【解決手段】レーザ光伝送用光ファイバケーブルＣは、チューブ状のケーブル本体１０に光ファイバ４１が挿通されている。レーザ光伝送用光ファイバケーブルＣは、各々、ケーブル本体１０に挿通され且つ一端同士が電気的に接続された第１及び第２断線検知線５１，５２を備える。光ファイバ４１が断線し、その断線部からレーザ光が放射された際に、第１断線検知線５１が第２断線検知線５２よりも先に断線する手段が構成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、レーザ光伝送用光ファイバケーブルに関する。

レーザ光伝送用光ファイバケーブル内において光ファイバが中間部で断線すると、その断線部からレーザ光が放射され、それがケーブル外にまで及ぶと、火災等の事故の原因となることが懸念される。

そこで、光ファイバ断線検知機構として、レーザ光伝送用光ファイバケーブルに、エナメル細線からなる断線検知線を、レーザ光源側の端部から挿通して先端部において折り返して再びレーザ光源側の端部に戻るように配索して回路を形成し、使用時には、この断線検知線に通電し、そして、通電が途絶えたときに、光ファイバの断線によって放射されたレーザ光により断線検知線が断線したものと判断してレーザ光源の発光を停止する構成のものが知られている。また、特許文献１には、その断線検知線として同軸ケーブルを用いることが開示されている。

欧州特許出願公開第１６６２２８８号明細書

しかしながら、上記の光ファイバ断線検知機構では、光ファイバが断線して放射されたレーザ光により往路及び復路の両方の断線検知線が断線すると、一旦は通電が途絶えるものの、それらのレーザ光源側の断線端同士が接触して再び通電する場合がある。そのような場合、両方の断線検知線が同時に断線し、その断線から断線端同士の接触までが瞬間的であると、光ファイバの断線が検知されず、その状態で断線部からレーザ光が放射され続け、それがケーブル外にまで及ぶ虞があるという問題がある。また、特許文献１に開示された同軸ケーブルの断線検知線の場合、断線検知線の通電が途絶えて光ファイバの断線が検知される際には、通常は、外部導体及び中心導体の両方が断線することとなるため、同様の問題を回避することができない。

本発明の課題は、確実に光ファイバの断線を検知することができるレーザ光伝送用光ファイバケーブルを提供することである。

本発明は、チューブ状のケーブル本体に光ファイバが挿通されたレーザ光伝送用光ファイバケーブルであって、各々、前記ケーブル本体に挿通され且つ一端同士が電気的に接続された第１及び第２断線検知線を備え、前記光ファイバが断線し、その断線部からレーザ光が放射された際に、前記第１断線検知線が前記第２断線検知線よりも先に断線する手段が構成されている。

本発明によれば、一端同士が電気的に接続された第１及び第２断線検知線がそれぞれケーブル本体に挿通され、そして、光ファイバが断線し、その断線部からレーザ光が放射された際に、第１断線検知線が第２断線検知線よりも先に断線する手段が構成されているため、第１断線検知線が断線した時点では第２断線検知線が断線しないので、第１及び第２断線検知線の両方が同時に断線し、それらの断線端同士が瞬間的に接触することはなく、そのため確実に光ファイバの断線を検知することができる。

実施形態１に係るレーザ光伝送用光ファイバケーブルの側面図である。実施形態１に係るレーザ光伝送用光ファイバケーブルの横断面図である。実施形態１に係るレーザ光伝送用光ファイバケーブルに構成される閉回路を示す図である。光ファイバ心線の斜視図である。光ファイバ心線の変形例の斜視図である。実施形態１に係るレーザ光伝送用光ファイバケーブルの変形例に構成される閉回路を示す図である。実施形態１に係るレーザ光伝送用光ファイバケーブルを用いた光ファイバの断線検知動作を示す説明図である。実施形態１に係るレーザ光伝送用光ファイバケーブルの別の変形例の横断面図である。実施形態１に係るレーザ光伝送用光ファイバケーブルの変形例のさらなる変形例の横断面図である。実施形態２に係るレーザ光伝送用光ファイバケーブルの横断面図である。実施形態３に係るレーザ光伝送用光ファイバケーブルの横断面図である。実施形態４に係るレーザ光伝送用光ファイバケーブルの横断面図である。

以下、実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。

（実施形態１）
図１〜３は、実施形態１に係るレーザ光伝送用光ファイバケーブルＣを示す。この実施形態１に係るレーザ光伝送用光ファイバケーブルＣは、例えば、レーザ加工装置等の入射系と出射系との間を接続するように設けられるものである。レーザ光伝送用光ファイバケーブルＣの長さは例えば１０〜２０ｍである。

実施形態１に係るレーザ光伝送用光ファイバケーブルＣは、ケーブル本体１０とその入射系接続側の端部に取り付けられた入射側光コネクタ２０と出射系接続側の端部に取り付けられた出射側光コネクタ３０とを備える。

ケーブル本体１０は、アウターチューブ１１とインナーチューブ１２との二重管で構成されている。ケーブル本体１０の外径は例えば８〜１５ｍｍである。

アウターチューブ１１は、例えばＳＵＳ製のフレキシブル管やブレード等からなる可撓性金属管１１ａの外周面が塩化ビニル樹脂等の樹脂被覆層１１ｂで被覆された構成を有する。アウターチューブ１１の内径は例えば６〜１３ｍｍである。

インナーチューブ１２は、例えば耐熱性が優れるポリテトラフルオロエチレン樹脂等で形成された可撓性の樹脂チューブで構成されている。インナーチューブ１２は、アウターチューブ１１との間に隙間を有して挿通されるように設けられていてもよく、また、アウターチューブ１１との間に隙間を有さずにアウターチューブ１１に内嵌め状に設けられていてもよい。インナーチューブ１２の外径は例えば４〜１３ｍｍであり、内径は例えば３〜１２ｍｍである。なお、インナーチューブ１２は、例えば耐熱性が優れるアラミド繊維等のブレードで形成された繊維チューブで構成されていてもよい。

インナーチューブ１２にはレーザ光伝送用の光ファイバ心線４０が挿通されており、その光ファイバ心線４０の両端はそれぞれ入射側光コネクタ２０及び出射側光コネクタ３０に接続されている。

図４は光ファイバ心線４０を示す。

光ファイバ心線４０は、光ファイバ４１とそれを被覆する被覆層４２とを有する。光ファイバ心線４０の外径は例えば１．３〜２．３ｍｍである。

光ファイバ４１は、相対的に高屈折率なコア４１ａとそれを被覆する相対的に低屈折率のクラッド４１ｂとを有する。光ファイバ４１は、コア４１ａが純粋石英で形成されていると共に、クラッド４１ｂが屈折率を低下させるドーパント（例えばフッ素等）がドープされた石英で形成され、且つ屈折率分布がステップインデックス（ＳＩ）型を有するものであってもよい。また、光ファイバ４１は、コア４１ａが屈折率を上昇させるドーパント（例えばゲルマニウム等）がドープされた石英で形成されていると共に、クラッド４１ｂが純粋石英又は屈折率を低下させるドーパントがドープされた石英で形成され、且つ屈折率分布がグレーデッドインデックス（ＧＩ）型を有するものであってもよい。光ファイバ４１の外径は例えば５００〜１５００μｍである。コア４１ａの直径は例えば１００〜１２００μｍである。

光ファイバ４１は、図５に示すように、クラッド４１ｂを更に被覆するサポート層４１ｃを有していてもよい。この場合、サポート層４１ｃは純粋石英で形成されていることが好ましい。サポート層４１ｃの厚さは例えば３５〜１００μｍである。

被覆層４２は、例えば、ナイロン樹脂等で形成された外側のジャケット層４２ａとシリコーン樹脂等で形成された内側のバッファ層４２ｂとの二層構造を有する。ジャケット層４２ａの厚さは例えば０．１〜０．３ｍｍであり、バッファ層４２ｂの厚さは例えば０．２５〜０．５ｍｍである。なお、被覆層４２は単一樹脂層で構成されていてもよい。

ケーブル本体１０のインナーチューブ１２には第１断線検知線５１が挿通されている。第１断線検知線５１は、光ファイバ心線４０に長さ方向に沿って縦添えするように設けられていてもよく、また、光ファイバ心線４０に長さ方向に沿って螺旋状に巻き付けるように設けられていてもよい。

ケーブル本体１０のアウターチューブ１１とインナーチューブ１２との間の隙間には第２断線検知線５２が挿通されている。第２断線検知線５２は、インナーチューブ１２に長さ方向に沿って縦添えするように設けられていてもよく、また、インナーチューブ１２に長さ方向に沿って螺旋状に巻き付けるように設けられていてもよい。

第１及び第２断線検知線５１，５２は、導体線が絶縁被膜で被覆された電線で構成されている。第１及び第２断線検知線５１，５２は、同一材質の導体線を含む電線で構成されていてもよく、また、異なる材質の導体線を含む電線で構成されていてもよい。第１及び第２断線検知線５１，５２は、同一材質の絶縁被膜を含む電線で構成されていてもよく、また、異なる材質の絶縁被膜を含む電線で構成されていてもよい。第１及び第２断線検知線５１，５２の長さはケーブル本体１０及び光ファイバ心線４０の長さよりも長いことが好ましい。第１及び第２断線検知線５１，５２の外径は例えば０．１〜１ｍｍである。第１及び第２断線検知線５１，５２に含まれる導体線の外径は例えば０．０５〜０．２ｍｍである。第１及び第２断線検知線５１，５２に含まれる絶縁被膜の厚さは例えば０．０２５〜０．４ｍｍである。具体的に、第１及び第２断線検知線５１，５２としては、例えば、銅線にエナメルワニスを焼き付けたエナメル細線等が挙げられる。

第１断線検知線５１の一端は出射側光コネクタ３０に設けられた第１端子３１に電気的に接続されており、他端は抵抗Ｒを介して入射側光コネクタ２０に設けられた第１端子２１に電気的に接続されている。また、第２断線検知線５２の一端は出射側光コネクタ３０に設けられた第２端子３２に電気的に接続されており、他端は入射側光コネクタ２０に設けられた第２端子２２に電気的に接続されている。そして、出射側光コネクタ３０に設けられた第１及び第２端子３１，３２は電気的に接続され、第１及び第２断線検知線５１，５２の一端同士が電気的に接続されている。従って、入射側光コネクタ２０に設けられた第１及び第２端子２１，２２間に、抵抗Ｒ、並びに第１及び第２断線検知線５１，５２が直列に接続された閉回路が形成されている。なお、図６に示すように、入射側光コネクタ２０に設けられた第１端子２１に抵抗Ｒを介して一端が電気的に接続された断線検知線５０が、ケーブル本体１０のインナーチューブ１２に挿通され、出射側光コネクタ３０において折り返した後、アウターチューブ１１とインナーチューブ１２との間の隙間に挿通されて入射側コネクタに戻り、そこに設けられた第２端子２２に他端が電気的に接続されて閉回路が形成された構成であってもよい。この場合、インナーチューブ１２に挿通された部分が第１断線検知線５１を構成し、アウターチューブ１１とインナーチューブ１２との間の隙間に挿通された部分が第２断線検知線５２を構成する。

以上の構成の実施形態１に係るレーザ光伝送用光ファイバケーブルＣは、入射側光コネクタ２０がレーザ加工装置等の入射系に接続されると共に、出射側光コネクタ３０が出射系に接続され、使用時には、入射系からのレーザ光を、光ファイバ心線４０に含まれる光ファイバ４１のコア４１ａを介して出射系まで伝送する。また、使用時において、入射系では、入射側光コネクタ２０の第１及び第２端子２１，２２間に電圧が印加され、その通電状態がモニタされる。そして、例えばケーブル本体１０の屈曲が繰り返されて光ファイバ４１が断線した際には、その断線部からレーザ光が放射されるが、このとき、レーザ光は、まず光ファイバ心線４０の被覆層４２に照射され、それによって被覆層４２が焼損し、次いで、ケーブル本体１０のインナーチューブ１２内に出射されるため、そこに設けられた第１断線検知線５１に照射され、それによって図７に示すように第１断線検知線５１が断線する。一方、インナーチューブ１２は、光ファイバ４１が断線して放射されたレーザ光が直接アウターチューブ１１に照射されるのを規制するものであるが、第２断線検知線５２が、ケーブル本体１０のアウターチューブ１１とインナーチューブ１２との間の隙間に挿通され、そのインナーチューブ１２の外側に設けられているので、第１断線検知線５１が断線するのと同時に第２断線検知線５２が断線することはない。つまり、光ファイバ４１が断線し、その断線部からレーザ光が放射された際に、第１断線検知線５１が第２断線検知線５２よりも先に断線する手段が構成されている。その結果、入射側光コネクタ２０に設けられた第１及び第２端子２１，２２間に形成された閉回路の通電が途絶え、その通電状態をモニタする入射系では、それによって光ファイバ４１の断線が検知され、入射系からのレーザ光の出射が停止されて安全が確保される。

このように実施形態１に係るレーザ光伝送用光ファイバケーブルＣによれば、一端同士が電気的に接続された第１及び第２断線検知線５１，５２がそれぞれケーブル本体１０に挿通され、そして、光ファイバ４１が断線し、その断線部からレーザ光が放射された際に、第１断線検知線５１が第２断線検知線５２よりも先に容易に断線する手段が構成されているため、第１断線検知線５１が断線した時点では第２断線検知線５２が断線しないので、第１及び第２断線検知線５１，５２の両方が同時に断線し、それらの断線端同士が瞬間的に接触することはなく、そのため確実に光ファイバ４１の断線を検知することができる。

第２断線検知線５２の断線を遅延させる観点からは、インナーチューブ１２の肉厚は、好ましくは０．５ｍｍ以上、より好ましくは１ｍｍ以上であり、また、レーザ光伝送用光ファイバケーブルＣの曲げ剛性が高くなり過ぎないようにする観点から、好ましくは２ｍｍ以下、より好ましくは１．５ｍｍ以下である。

第１及び第２断線検知線５１，５２が同一材質の導体線を含む電線で構成されている場合、第２断線検知線５２の断線を遅延させる観点からは、第２断線検知線５２に含まれる導体線は第１断線検知線５１に含まれる導体線よりも太径であることが好ましい。

第１及び第２断線検知線５１，５２が異なる材質の導体線を含む電線で構成されている場合、第２断線検知線５２の断線を遅延させる観点からは、第１断線検知線５１が例えば銅線のように相対的に熱により容易に断線する導体線を含む電線で構成されていると共に、第２断線検知線５２が例えば鉄線のように相対的に熱により容易に断線しない導体線を含む電線で構成されていることが好ましい。つまり、第２断線検知線５２に含まれる導体線は、第１断線検知線５１に含まれる導体線よりも熱耐久性能が高いことが好ましい。この場合でも、第２断線検知線５２の断線を遅延させる観点から、第２断線検知線５２に含まれる導体線は第１断線検知線５１に含まれる導体線よりも太径であることが好ましい。

第１及び第２断線検知線５１，５２が同一材質の絶縁被膜を含む電線で構成されている場合、第２断線検知線５２の断線を遅延させる観点からは、第２断線検知線５２に含まれる絶縁被膜は第１断線検知線５１に含まれる絶縁被膜よりも肉厚に形成されていることが好ましい。

第１及び第２断線検知線５１，５２が異なる材質の絶縁被膜を含む電線で構成されている場合、第２断線検知線５２の断線を遅延させる観点からは、第２断線検知線５２に含まれる絶縁被膜は第１断線検知線５１に含まれる絶縁被膜よりも熱耐久性能が高い材質で形成されていることが好ましい。この場合でも、第２断線検知線５２の断線を遅延させる観点から、第２断線検知線５２に含まれる絶縁被膜は第１断線検知線５１に含まれる絶縁被膜よりも肉厚に形成されていることが好ましい。

第２断線検知線５２の断線を遅延させる観点からは、具体的に、例えば、第１断線検知線５１がエナメル細線で構成され、且つ第２断線検知線５２が一般の被覆銅線で構成されていることが好ましい。

なお、実施形態１に係るレーザ光伝送用光ファイバケーブルＣは、キロワット級のレーザ光を伝送する場合、光ファイバ４１の断線を検知することができても、光ファイバ４１の断線部から放射されるレーザ光が短時間でインナーチューブ１２の外側まで達する可能性がある。このことから、実施形態１に係るレーザ光伝送用光ファイバケーブルＣは、図８に示すように、ケーブル本体１０がアウターチューブ１１とインナーチューブ１２との間に中間チューブ１３が設けられた三重管で構成され、インナーチューブ１２と中間チューブ１３との間の隙間に第２断線検知線５２が挿通された構成であってもよい。中間チューブ１３は、例えばＳＵＳ製のコルゲート管等からなる可撓性の金属管で構成される。中間チューブ１３は、アウターチューブ１１及びインナーチューブ１２との間に隙間を有して挿通されるように設けられていてもよく、また、アウターチューブ１１に内嵌め状に設けられていてもよく、さらに、インナーチューブ１２に外嵌め状に設けられていてもよい。中間チューブ１３の外径は例えば６〜１３ｍｍであり、内径は例えば５〜１２ｍｍである。

また、実施形態１に係るレーザ光伝送用光ファイバケーブルＣは、図９に示すように、アウターチューブ１１と中間チューブ１３との間に緩衝層１４が設けられた構成であってもよい。図８に示す構成では、ケーブル本体１０の屈曲が繰り返されると、アウターチューブ１１及び中間チューブ１３が接触摩耗して破損する虞があるが、図９に示すように、アウターチューブ１１と中間チューブ１３との間に緩衝層１４が設けられていると、それらの接触摩耗を阻止することができる。緩衝層１４としては、例えば、チューブ状のナイロン製ネット等が挙げられる。

（実施形態２）
図１０は、実施形態２に係るレーザ光伝送用光ファイバケーブルＣを示す。なお、実施形態１と同一名称の部分は実施形態１と同一符号で示す。

実施形態２に係るレーザ光伝送用光ファイバケーブルＣでは、第１及び第２断線検知線５１，５２がいずれもインナーチューブ１２に挿通されている。そして、光ファイバ４１が断線してレーザ光が放射された際に、第１断線検知線５１が第２断線検知線５２よりも先に断線するように、第２断線検知線５２は最外層に厚肉チューブ５２ｂを有する。

第１断線検知線５１は、光ファイバ心線４０に長さ方向に沿って縦添えするように設けられていてもよく、また、光ファイバ心線４０に長さ方向に沿って螺旋状に巻き付けるように設けられていてもよい。第２断線検知線５２は、第１断線検知線５１よりも断線を遅延させる観点から、第１断線検知線５１よりも光ファイバ心線４０からの距離が遠くなるように配置されていることが好ましく、従って、光ファイバ心線４０に長さ方向に沿って縦添えするように設けられていることが好ましい。

第１断線検知線５１は、導体線が絶縁被膜で被覆された電線で構成されており、第２断線検知線５２のような最外層の厚肉チューブ５２ｂを有さない。第１断線検知線５１の長さはケーブル本体１０及び光ファイバ心線４０の長さよりも長いことが好ましい。具体的に、第１断線検知線５１としては、例えば、銅線にエナメルワニスを焼き付けたエナメル細線等が挙げられる。

第２断線検知線５２は、導体線が絶縁被膜で被覆された電線からなる検知線本体５２ａが厚肉チューブ５２ｂに挿通された構成を有する。第２断線検知線５２の長さはケーブル本体１０及び光ファイバ心線４０の長さよりも長いことが好ましい。第２断線検知線５２の検知線本体は、第１断線検知線５１と同様の構成を有する。従って、第１断線検知線５１及び第２断線検知線５２の検知線本体５２ａは、同一材質の導体線を含む電線で構成されていてもよく、また、異なる材質の導体線を含む電線で構成されていてもよい。第１断線検知線５１及び第２断線検知線５２の検知線本体５２ａは、同一材質の絶縁被膜を含む電線で構成されていてもよく、また、異なる材質の絶縁被膜を含む電線で構成されていてもよい。具体的に、第２断線検知線５２の検知線本体５２ａとしては、例えば、銅線にエナメルワニスを焼き付けたエナメル細線等が挙げられる。

第２断線検知線５２の厚肉チューブ５２ｂには、検知線本体５２ａが厚肉チューブ５２ｂの内壁との間に隙間を有して挿通されていてもよく、また、検知線本体５２ａが厚肉チューブ５２ｂの内壁との間に隙間を有さずに検知線本体５２ａが厚肉チューブ５２ｂで被覆されるように挿通されていてもよい。厚肉チューブ５２ｂの肉厚は、第２断線検知線５２の断線を遅延させる観点から、好ましくは０．５ｍｍ以上、より好ましくは１ｍｍ以上であり、また、レーザ光伝送用光ファイバケーブルＣの曲げ剛性が高くなり過ぎないようにする観点から、好ましくは２ｍｍ以下、より好ましくは１．５ｍｍ以下である。なお、第２断線検知線５２は、導体線のみからなる検知線本体５２ａが厚肉チューブ５２ｂで直接被覆された電線で構成されていてもよい。

第１断線検知線５１の一端は出射側光コネクタ３０に設けられた第１端子３１に電気的に接続されており、他端は抵抗Ｒを介して入射側光コネクタ２０に設けられた第１端子２１に電気的に接続されている。また、第２断線検知線５２の一端は出射側光コネクタ３０に設けられた第２端子３２に電気的に接続されており、他端は入射側光コネクタ２０に設けられた第２端子２２に電気的に接続されている。そして、出射側光コネクタ３０に設けられた第１及び第２端子３１，３２は電気的に接続されており、第１及び第２断線検知線５１，５２の一端同士が電気的に接続されている。従って、実施形態１における図３で示したのと同様、入射側光コネクタ２０に設けられた第１及び第２端子２１，２２間に、抵抗Ｒ、並びに第１及び第２断線検知線５１，５２が直列に接続された閉回路が形成されている。なお、実施形態１における図６で示したのと同様、入射側光コネクタ２０に設けられた第１端子２１に抵抗Ｒを介して一端が電気的に接続された断線検知線５０が、ケーブル本体１０のインナーチューブ１２に挿通され、出射側光コネクタ３０において折り返した後、厚肉チューブ５２ｂが被せられて再びインナーチューブ１２に挿通されて入射側コネクタに戻り、そこに設けられた第２端子２２に他端が電気的に接続されて閉回路が形成された構成であってもよい。この場合、往路部分が第１断線検知線５１を構成し、厚肉チューブ５２ｂが被せられた復路部分が第２断線検知線５２を構成する。

以上の構成の実施形態２に係るレーザ光伝送用光ファイバケーブルＣは、入射側光コネクタ２０がレーザ加工装置等の入射系に接続されると共に、出射側光コネクタ３０が出射系に接続され、使用時には、入射系からのレーザ光を、光ファイバ心線４０に含まれる光ファイバ４１のコア４１ａを介して出射系まで伝送する。また、使用時において、入射系では、入射側光コネクタ２０の第１及び第２端子２１，２２間に電圧が印加され、その通電状態がモニタされる。そして、例えばケーブル本体１０の屈曲が繰り返されて光ファイバ４１が断線した際には、その断線部からレーザ光が放射されるが、このとき、レーザ光は、まず光ファイバ心線４０の被覆層４２に照射され、それによって被覆層４２が焼損し、次いで、ケーブル本体１０のインナーチューブ１２内に出射されるため、そこに設けられた第１及び第２断線検知線５１，５２に照射される。レーザ光が照射された第１断線検知線５１は断線するが、一方、第２断線検知線５２は、最外層に厚肉チューブ５２ｂを有するので、第１断線検知線５１が断線するのと同時に第２断線検知線５２が断線することはない。つまり、光ファイバ４１が断線し、その断線部からレーザ光が放射された際に、第１断線検知線５１が第２断線検知線５２よりも先に断線する手段が構成されている。その結果、入射側光コネクタ２０に設けられた第１及び第２端子２１，２２間に形成された閉回路の通電が途絶え、その通電状態をモニタする入射系では、それによって光ファイバ４１の断線が検知され、入射系からのレーザ光の出射が停止されて安全が確保される。

このように実施形態２に係るレーザ光伝送用光ファイバケーブルＣによれば、一端同士が電気的に接続された第１及び第２断線検知線５１，５２がそれぞれケーブル本体１０に挿通され、そして、光ファイバ４１が断線し、その断線部からレーザ光が放射された際に、第１断線検知線５１が第２断線検知線５２よりも先に容易に断線する手段が構成されているため、第１断線検知線５１が断線した時点では第２断線検知線５２が断線しないので、第１及び第２断線検知線５１，５２の両方が同時に断線し、それらの断線端同士が瞬間的に接触することはなく、そのため確実に光ファイバ４１の断線を検知することができる。

第１断線検知線５１及び第２断線検知線５２の検知線本体５２ａが同一材質の導体線を含む電線で構成されている場合、第２断線検知線５２の断線を遅延させる観点からは、第２断線検知線５２の検知線本体５２ａに含まれる導体線は第１断線検知線５１に含まれる導体線よりも太径であることが好ましい。

第１断線検知線５１及び第２断線検知線５２の検知線本体５２ａが異なる材質の導体線を含む電線で構成されている場合、第２断線検知線５２の断線を遅延させる観点からは、第１断線検知線５１が例えば銅線のように相対的に熱により容易に断線する導体線を含む電線で構成されていると共に、第２断線検知線５２の検知線本体５２ａが例えば鉄線のように相対的に熱により容易に断線しない導体線を含む電線で構成されていることが好ましい。つまり、第２断線検知線５２の検知線本体５２ａに含まれる導体線は、第１断線検知線５１に含まれる導体線よりも熱耐久性能が高いことが好ましい。この場合でも、第２断線検知線５２の断線を遅延させる観点から、第２断線検知線５２の検知線本体５２ａに含まれる導体線は第１断線検知線５１に含まれる導体線よりも太径であることが好ましい。

第１断線検知線５１及び第２断線検知線５２の検知線本体５２ａが同一材質の絶縁被膜を含む電線で構成されている場合、第２断線検知線５２の断線を遅延させる観点からは、第２断線検知線５２の検知線本体５２ａに含まれる絶縁被膜は第１断線検知線５１に含まれる絶縁被膜よりも肉厚に形成されていることが好ましい。

第１断線検知線５１及び第２断線検知線５２の検知線本体５２ａが異なる材質の絶縁被膜を含む電線で構成されている場合、第２断線検知線５２の断線を遅延させる観点からは、第２断線検知線５２の検知線本体５２ａに含まれる絶縁被膜は第１断線検知線５１に含まれる絶縁被膜よりも熱耐久性能が高い材質で形成されていることが好ましい。この場合でも、第２断線検知線５２の断線を遅延させる観点から、第２断線検知線５２の検知線本体５２ａに含まれる絶縁被膜は第１断線検知線５１に含まれる絶縁被膜よりも肉厚に形成されていることが好ましい。

第２断線検知線５２の断線を遅延させる観点からは、具体的に、例えば、第１断線検知線５１がエナメル細線で構成され、且つ第２断線検知線５２の検知線本体５２ａが一般の被覆銅線で構成されていることが好ましい。

その他の構成及び作用効果は実施形態１と同一である。

(実施形態３)
図１１は、実施形態３に係るレーザ光伝送用光ファイバケーブルＣを示す。なお、実施形態１と同一名称の部分は実施形態１と同一符号で示す。

実施形態３に係るレーザ光伝送用光ファイバケーブルＣでは、第１及び第２断線検知線５１，５２がいずれもインナーチューブ１２に挿通されている。そして、第１及び第２断線検知線５１，５２は、導体線が絶縁被膜で被覆された電線で構成されているが、光ファイバ４１が断線してレーザ光が放射された際に、第１断線検知線５１が第２断線検知線５２よりも先に断線するように、第１断線検知線５１が例えば銅線のように相対的に熱により容易に断線する導体線を含む電線で構成されていると共に、第２断線検知線５２が例えば鉄線のように相対的に熱により容易に断線しない導体線を含む電線で構成されている。つまり、第２断線検知線５２に含まれる導体線は、第１断線検知線５１に含まれる導体線よりも熱耐久性能が高い。

第１及び第２断線検知線５１，５２は、同一材質の絶縁被膜を含む電線で構成されていてもよく、また、異なる材質の絶縁被膜を含む電線で構成されていてもよい。第１及び第２断線検知線５１，５２の長さはケーブル本体１０及び光ファイバ心線４０の長さよりも長いことが好ましい。

第１断線検知線５１の一端は出射側光コネクタ３０に設けられた第１端子３１に電気的に接続されており、他端は抵抗Ｒを介して入射側光コネクタ２０に設けられた第１端子２１に電気的に接続されている。また、第２断線検知線５２の一端は出射側光コネクタ３０に設けられた第２端子３２に電気的に接続されており、他端は入射側光コネクタ２０に設けられた第２端子２２に電気的に接続されている。そして、出射側光コネクタ３０に設けられた第１及び第２端子３１，３２は電気的に接続されており、第１及び第２断線検知線５１，５２の一端同士は電気的に接続されている。従って、実施形態１における図３で示したのと同様、入射側光コネクタ２０に設けられた第１及び第２端子２１，２２間に、抵抗Ｒ、並びに第１及び第２断線検知線５１，５２が直列に接続された閉回路が形成されている。

以上の構成の実施形態３に係るレーザ光伝送用光ファイバケーブルＣは、入射側光コネクタ２０がレーザ加工装置等の入射系に接続されると共に、出射側光コネクタ３０が出射系に接続され、使用時には、入射系からのレーザ光を、光ファイバ心線４０に含まれる光ファイバ４１のコア４１ａを介して出射系まで伝送する。また、使用時において、入射系では、入射側光コネクタ２０の第１及び第２端子２１，２２間に電圧が印加され、その通電状態がモニタされる。そして、例えばケーブル本体１０の屈曲が繰り返されて光ファイバ４１が断線した際には、その断線部からレーザ光が放射されるが、このとき、レーザ光は、まず光ファイバ心線４０の被覆層４２に照射され、それによって被覆層４２が焼損し、次いで、ケーブル本体１０のインナーチューブ１２内に出射されるため、そこに設けられた第１及び第２断線検知線５１，５２に照射される。レーザ光が照射された第１断線検知線５１は断線するが、一方、第２断線検知線５２は、第１断線検知線５１よりも熱耐久性能が高いので、第１断線検知線５１が断線するのと同時に第２断線検知線５２が断線することはない。つまり、光ファイバ４１が断線し、その断線部からレーザ光が放射された際に、第１断線検知線５１が第２断線検知線５２よりも先に断線する手段が構成されている。その結果、入射側光コネクタ２０に設けられた第１及び第２端子２１，２２間に形成された閉回路の通電が途絶え、その通電状態をモニタする入射系では、それによって光ファイバ４１の断線が検知され、入射系からのレーザ光の出射が停止されて安全が確保される。

このように実施形態３に係るレーザ光伝送用光ファイバケーブルＣによれば、一端同士が電気的に接続された第１及び第２断線検知線５１，５２がそれぞれケーブル本体１０に挿通され、そして、光ファイバ４１が断線し、その断線部からレーザ光が放射された際に、第１断線検知線５１が第２断線検知線５２よりも先に容易に断線する手段が構成されているため、第１断線検知線５１が断線した時点では第２断線検知線５２が断線しないので、第１及び第２断線検知線５１，５２の両方が同時に断線し、それらの断線端同士が瞬間的に接触することはなく、そのため確実に光ファイバ４１の断線を検知することができる。

第２断線検知線５２の断線を遅延させる観点からは、第２断線検知線５２に含まれる導体線は第１断線検知線５１に含まれる導体線よりも太径であることが好ましい。

その他の構成及び作用効果は実施形態１と同一である。

(実施形態４)
図１２は、実施形態４に係るレーザ光伝送用光ファイバケーブルＣを示す。なお、実施形態１と同一名称の部分は実施形態１と同一符号で示す。

実施形態４に係るレーザ光伝送用光ファイバケーブルＣでは、第１及び第２断線検知線５１，５２が、同一材質の導体線を含む電線で構成されており、それらがいずれもインナーチューブ１２に挿通されている。そして、第１及び第２断線検知線５１，５２は、導体線が絶縁被膜で被覆された電線で構成されているが、光ファイバ４１が断線してレーザ光が放射された際に、第１断線検知線５１が第２断線検知線５２よりも先に断線するように、第２断線検知線５２に含まれる導体線が第１断線検知線５１に含まれる導体線よりも太径に形成されている。

第１及び第２断線検知線５１，５２は、導体線が絶縁被膜で被覆された電線で構成されている。第１及び第２断線検知線５１，５２は、同一材質の導体線を含む電線で構成されていてもよく、また、異なる材質の導体線を含む電線で構成されていてもよい。第１及び第２断線検知線５１，５２は、同一材質の絶縁被膜を含む電線で構成されていてもよく、また、異なる材質の絶縁被膜を含む電線で構成されていてもよい。第１及び第２断線検知線５１，５２の長さはケーブル本体１０及び光ファイバ心線４０の長さよりも長いことが好ましい。第１断線検知線５１に含まれる導体線の外径は例えば０．０５〜０．２ｍｍである。第２断線検知線５２に含まれる導体線の外径は、第１断線検知線５１に含まれる導体線の外径よりも大きく、例えば０．３〜１ｍｍである。第２断線検知線５２に含まれる導体線の外径は、第１断線検知線５１よりも断線を遅延させる観点から、第１断線検知線５１に含まれる導体線の外径よりも５０％以上大きいことが好ましく、１００％以上大きいことがより好ましい。なお、これは、実施形態１〜３において、第２断線検知線５２又は第２断線検知線５２の検知線本体５２ａに含まれる導体線が第１断線検知線５１に含まれる導体線よりも太径に形成されている場合についても妥当する。具体的に、第１及び第２断線検知線５１，５２としては、例えば、銅線にエナメルワニスを焼き付けたエナメル細線等が挙げられる。

第１断線検知線５１の一端は出射側光コネクタ３０に設けられた第１端子３１に電気的に接続されており、他端は抵抗Ｒを介して入射側光コネクタ２０に設けられた第１端子２１に電気的に接続されている。また、第２断線検知線５２の一端は出射側光コネクタ３０に設けられた第２端子３２に電気的に接続されており、他端は入射側光コネクタ２０に設けられた第２端子２２に電気的に接続されている。そして、出射側光コネクタ３０に設けられた第１及び第２端子３１，３２は電気的に接続されており、第１及び第２断線検知線５１，５２の一端同士が電気的に接続されている。従って、実施形態１における図３で示したのと同様、入射側光コネクタ２０に設けられた第１及び第２端子２１，２２間に、抵抗Ｒ、並びに第１及び第２断線検知線５１，５２が直列に接続された閉回路が形成されている。

以上の構成の実施形態４に係るレーザ光伝送用光ファイバケーブルＣは、入射側光コネクタ２０がレーザ加工装置等の入射系に接続されると共に、出射側光コネクタ３０が出射系に接続され、使用時には、入射系からのレーザ光を、光ファイバ心線４０に含まれる光ファイバ４１のコア４１ａを介して出射系まで伝送する。また、使用時において、入射系では、入射側光コネクタ２０の第１及び第２端子２１，２２間に電圧が印加され、その通電状態がモニタされる。そして、例えばケーブル本体１０の屈曲が繰り返されて光ファイバ４１が断線した際には、その断線部からレーザ光が放射されるが、このとき、レーザ光は、まず光ファイバ心線４０の被覆層４２に照射され、それによって被覆層４２が焼損し、次いで、ケーブル本体１０のインナーチューブ１２内に出射されるため、そこに設けられた第１及び第２断線検知線５１，５２に照射される。レーザ光が照射された第１断線検知線５１は断線するが、一方、第２断線検知線５２に含まれる導体線は、第１断線検知線５１に含まれる導体線よりも太径であるので、第１断線検知線５１が断線するのと同時に第２断線検知線５２が断線することはない。つまり、光ファイバ４１が断線し、その断線部からレーザ光が放射された際に、第１断線検知線５１が第２断線検知線５２よりも先に断線する手段が構成されている。その結果、入射側光コネクタ２０に設けられた第１及び第２端子２１，２２間に形成された閉回路の通電が途絶え、その通電状態をモニタする入射系では、それによって光ファイバ４１の断線が検知され、入射系からのレーザ光の出射が停止されて安全が確保される。

このように実施形態４に係るレーザ光伝送用光ファイバケーブルＣによれば、一端同士が電気的に接続された第１及び第２断線検知線５１，５２がそれぞれケーブル本体１０に挿通され、そして、光ファイバ４１が断線し、その断線部からレーザ光が放射された際に、第１断線検知線５１が第２断線検知線５２よりも先に容易に断線する手段が構成されているため、第１断線検知線５１が断線した時点では第２断線検知線５２が断線しないので、第１及び第２断線検知線５１，５２の両方が同時に断線し、それらの断線端同士が瞬間的に接触することはなく、そのため確実に光ファイバ４１の断線を検知することができる。

その他の構成及び作用効果は実施形態１と同一である。

本発明は、レーザ光伝送用光ファイバケーブルについて有用である。

Ｃレーザ光伝送用光ファイバケーブル
１０ケーブル本体
１１アウターチューブ
１１ａ可撓性金属管
１１ｂ樹脂被覆層
１２インナーチューブ
１３中間チューブ
１４緩衝層
２０入射側光コネクタ
２１第１端子
２２第２端子
３０出射側光コネクタ
３１第１端子
３２第２端子
４０光ファイバ心線
４１光ファイバ
４１ａコア
４１ｂクラッド
４１ｃサポート層
４２被覆層
４２ａジャケット層
４２ｂバッファ層
５０断線検知線
５１第１断線検知線
５２第２断線検知線
５２ａ検知線本体
５２ｂ厚肉チューブ

Claims

チューブ状のケーブル本体に光ファイバが挿通されたレーザ光伝送用光ファイバケーブルであって、
各々、前記ケーブル本体に挿通され且つ一端同士が電気的に接続された第１及び第２断線検知線を備え、
前記光ファイバが断線し、その断線部からレーザ光が放射された際に、前記第１断線検知線が前記第２断線検知線よりも先に断線する手段が構成されているレーザ光伝送用光ファイバケーブル。
請求項１に記載されたレーザ光伝送用光ファイバケーブルにおいて、
前記ケーブル本体は、アウターチューブとインナーチューブとを有し、前記第１断線検知線が前記インナーチューブに挿通されていると共に、前記第２断線検知線が前記アウターチューブと前記インナーチューブとの間に挿通されていることにより前記手段が構成されているレーザ光伝送用光ファイバケーブル。
請求項１に記載されたレーザ光伝送用光ファイバケーブルにおいて、
前記第２断線検知線が最外層に厚肉チューブを有することにより前記手段が構成されているレーザ光伝送用光ファイバケーブル。
請求項１に記載されたレーザ光伝送用光ファイバケーブルにおいて、
前記第２断線検知線に含まれる導体線が前記第１断線検知線に含まれる導体線よりも熱耐久性能が高いことにより前記手段が構成されているレーザ光伝送用光ファイバケーブル。
請求項１に記載されたレーザ光伝送用光ファイバケーブルにおいて、
前記第１及び第２断線検知線が同一材質の導体線を含む電線で構成されており、前記第２断線検知線に含まれる導体線が前記第１断線検知線に含まれる導体線よりも太径に形成されていることにより前記手段が構成されているレーザ光伝送用光ファイバケーブル。