JP2015176642A - 光電気複合ケーブル - Google Patents

Abstract

【課題】保護チューブの強化によらずとも、光ファイバに加わる力を抑制することが可能な光電気複合ケーブルを提供する。
【解決手段】光電気複合ケーブル２は、光ファイバ２１と、光ファイバ２１を収容する樹脂からなる保護チューブ２２と、保護チューブ２２の外周に配置された複数の電線２３と、複数の電線２３を一括して被覆するシース２４とを備え、シース２４の外周面２４ｂには、その周方向に交差する方向に延びる複数の溝２４１が形成されている。
【選択図】図４

Description

本発明は、光ファイバ及び複数の電線を有する光電気複合ケーブルに関する。

従来、光電気複合ケーブルとして、例えばプロジェクタとパーソナルコンピュータとの間等を接続するために用いられ、複数本の光ファイバ及び複数本の電線を一括してシース（外被）で被覆したものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特許文献１に記載の光電気複合ケーブルは、最外層であるシースの内側に複数本の光ファイバ及び複数本の電線を有する。複数本の光ファイバは、光電気複合ケーブルの断面中央に配置された保護チューブ内に収容されている。複数本の電線は、保護チューブとシースとの間に形成された収容部に、複数本の介在と共に収容されている。収容部内における複数本の電線及び複数本の介在の外周側には、押さえ巻き及びシールド層が設けられている。

保護チューブは、機械的強度に優れた樹脂材料であるテトラフルオロエチレン−エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）樹脂から形成され、ショアＤ硬度が６５以上である。複数本の光ファイバは、保護チューブの内周面に接するように配置されている。これにより、光ファイバに外力が付与されることを抑えている。

特開２０１２−９１５６号公報

特許文献１に記載の光電気複合ケーブルでは、光ファイバに外力が付与されることを抑えるために、光ファイバを収容する保護チューブのショアＤ硬度を６５以上にして保護チューブ自体を強化している。しかしながら、保護チューブを硬くすることによって、光電気複合ケーブルの屈曲性が低下するといった問題があった。

そこで、本発明は、保護チューブの強化によらずとも、光ファイバに加わる力を抑制することが可能な光電気複合ケーブルを提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決することを目的として、光ファイバと、前記光ファイバを収容する樹脂からなる筒状体と、前記筒状体の外周に配置された複数の電線と、前記複数の電線を一括して被覆するシースとを備え、前記シースの外周面には、その周方向に交差する方向に延びる複数の溝が形成されている光電気複合ケーブルを提供する。

本発明に係る光電気複合ケーブルによれば、保護チューブの強化によらずとも、光ファイバに加わる力を抑制することが可能である。

本発明の実施の形態に係る光電気複合ケーブルの一構成例を示す平面図である。 光電気複合ケーブルの構造を示す斜視図である。 図２のＡ−Ａ線断面図である。 光電気複合ケーブルに外力が加わった場合の断面を示す説明図である。 本発明の比較例に係る光電気複合ケーブルに外力が加わった場合の断面を示す説明図である。 本発明の実施の形態の変形例１に係る光電気複合ケーブルの構造を示す斜視図である。 本発明の実施の形態の変形例２に係る光電気複合ケーブルの構造を示す斜視図である。

［実施の形態］

本発明の実施の形態に係る光電気複合ケーブルの構成について、図１乃至図３を参照して説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る光電気複合ケーブルの一構成例を示す平面図である。

この光電気複合ケーブル２は、例えば端末部にコネクタ３が設けられたコネクタ付光電気複合ケーブル１に用いられる。コネクタ付光電気複合ケーブル１の一態様として、デジタルＡＶ機器間を接続するための光ＨＤＭＩ（登録商標）ケーブルが挙げられる。

コネクタ３は、モールド樹脂等で覆われてなる本体部３１と、相手側のコネクタや電子機器等に接続される接続部３２とを備えている。光電気複合ケーブル２は、コネクタ３の本体部３１における接続部３２とは反対側の端部に設けられたブーツ４から導出されている。また、光電気複合ケーブル２には、その延伸方向に沿って複数の溝２４１が延びるように形成されている。これら複数の溝２４１については、後述する。

図２は、光電気複合ケーブル２の構造を示す斜視図である。

光電気複合ケーブル２は、コア２１ａ及びクラッド２１ｂを有する光ファイバ２１と、光ファイバ２１を収容する筒状体としての保護チューブ２２と、保護チューブ２２の外周に配置された複数（本実施の形態では６本）の電線２３と、複数の電線２３を一括して被覆するシース２４とを備えている。

保護チューブ２２は、例えばポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）やポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等の樹脂からなり、弾性率が例えば０．３ＧＰａ〜４．０ＧＰａである。

本実施の形態では、保護チューブ２２は、外径が２．４ｍｍの円筒形状を有し、光ファイバ２１が収容される第１の収容空間２２０が内側に形成されている。なお、第１の収容空間２２０には、光ファイバ２１と共に、例えばアラミドやケブラー（登録商標）等の光電気複合ケーブル２の引張強度を高める繊維状の補強部材を収容してもよい。

複数の電線２３は、保護チューブ２２の外周面２２ａに沿って螺旋状に巻き付けられている。より具体的には、複数の電線２３は、螺旋状に撚り合された状態で、保護チューブ２２の外周面２２ａとシース２４の内周面２４ａとの間に形成された第２の収容空間２４０内に配置されている。本実施の形態では、複数の電線２３は、絶縁体２３ｂの外周面が保護チューブ２２の外周面２２ａ及びシース２４の内周面２４ａに接触している。

これにより、複数の電線２３が保護チューブ２２の中心軸線に対して平行に直線状に配置されている場合と比較して、光電気複合ケーブル２の曲げ性能を向上させることができる。また、光電気複合ケーブル２が屈曲されたときに光ファイバ２１に加わる力を抑制することができる。

複数の電線２３は、芯線２３ａ及び芯線２３ａを被覆する絶縁体２３ｂを有している。絶縁体２３ｂは、例えばフッ化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）やポリエチレン（ＰＥ）等の樹脂からなる。

複数の電線２３は、複数の電源線及び複数の信号線を含んで構成されている。複数の電源線は、光電気複合ケーブル２の一端に接続された一方の電子機器から他端に接続された他方の電子機器に電源を供給するために用いられる。また、複数の信号線は、一方の電子機器と他方の電子機器との間における信号の送受信のために用いられる。なお、これに限らず、複数の電線２３のうちの一部は、通電しないダミー線であってもよい。

シース２４は、例えばポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）やポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等の樹脂からなり、弾性率が例えば０．３ＧＰａ〜５．０ＧＰａである。なお、光電気複合ケーブル２の屈曲性の観点を考慮すると、シース２４の弾性率は０．３ＧＰａ〜１．０ＧＰａであることが好ましい。シース２４の外周面２４ｂには、その周方向に交差する方向に延びる複数（本実施の形態では６つ）の溝２４１が形成されている。

本実施の形態では、複数の溝２４１は、溝底面が円弧状を有し、光ファイバ２１及び保護チューブ２２の延伸方向に沿って平行に直線状に延びて形成されている。

複数の電線２３は、複数の溝２４１に対応する複数の凸部を内面側に有するダイスが吐出口に配置された押出機からシース２４の材料となる樹脂を押し出すことによって、シース２４で被覆される。

図３は、図２のＡ−Ａ線断面図である。

光ファイバ２１及び複数の電線２３の長手方向に直交する断面において、複数の溝２４１は、シース２４の中心を対称点として点対称に配置されている。また、複数の溝２４１は、その数が複数の電線２３の本数と一致している。本実施の形態では、６本の電線２３に対応する６つの溝２４１が形成されている。なお、複数の溝２４１は、シース２４の外周面２４ｂにおけるシース２４の周方向に交差する方向に延びているので、光電気複合ケーブル２の任意の位置における長手方向直交断面において、図３に示すように複数の溝２４１が表れる。

また、複数の溝２４１は、その長手方向に直交する幅方向の寸法Ｄ_１が保護チューブ２２の外径Ｄ_２よりも大きく形成されている。なお、図３に示すように、溝２４１の長手方向に直交する幅方向の寸法Ｄ_１は、溝２４１の長手方向に直交する幅方向における一方の縁２４２と他方の縁２４３との間の距離である。

本実施の形態では、複数の溝２４１は、その深さがシース２４の厚みの半分である。例えば、シース２４の厚みが０．５ｍｍの場合、複数の溝２４１の深さはそれぞれ０．２５ｍｍである。なお、複数の溝２４１の深さは、複数の溝２４１において最も深い部分の深さである。

次に、光電気複合ケーブル２に外力が加わった場合における保護チューブ２２に加わる力の大きさについて、図４を参照して説明する。

図４は、光電気複合ケーブル２に外力Ｆが加わった場合の断面を示す説明図である。図４では、外力Ｆを加える位置を一点鎖線で示している。

光電気複合ケーブル２に外力Ｆが加わる場合の一例として、平面５の上に置かれた光電気複合ケーブル２が平面５に対して垂直な方向から外力Ｆを受ける場合について考える。

この場合において、光電気複合ケーブル２は、踏みつけられる際に回転する可能性がある。しかしながら、シース２４の外周面２４ｂに複数の溝２４１が形成されているため、いずれかの溝２４１が平面５に対向して止まる。これは、当該いずれかの溝２４１における一方の縁２４４及び他方の縁２４５が平面５に線接触することにより、光電気複合ケーブル２が平面５に対して位置決めされるからである。

また、平面５に対向するいずれか溝２４１を溝２４１ａとすると、複数の溝２４１のうち溝２４１ａと点対称な位置における溝２４１ｂが平面５とは反対側の位置、すなわち外力Ｆが加わる位置に配置される。

外力Ｆが光電気複合ケーブル２に加わった場合、光電気複合ケーブル２は、外力Ｆが加わる位置に配置された溝２４１ｂにおける一方の縁２４２及び他方の縁２４３の２箇所で外力Ｆを半分ずつ受ける。

より具体的には、一方の縁２４２は、外力Ｆの大きさの半分の大きさの力Ｆ_１（Ｆ_１＝０．５×Ｆ）を受け、その向きは、外力Ｆの向きと同様に、平面５に向かって垂直な方向である。ここで、外力Ｆを加える方向（平面５とは反対側）から光電気複合ケーブル２を見た場合、一方の縁２４２は、シース２４の径方向に保護チューブ２２の中心Ｏからずれて配置されているため、一方の縁２４２に加わる力Ｆ_１は、一方の縁２４２から保護チューブ２２の中心Ｏに向かう方向の力ｆ_１１、及びシース２４の外周面２４ｂにおける接線方向の力ｆ_１２の２方向に分解することができる。

同様にして、他方の縁２４３は、外力Ｆの大きさの半分の大きさの力Ｆ_２（Ｆ_２＝０．５×Ｆ）を受け、その向きは、外力Ｆ及び力Ｆ_１と同様に、平面５に向かって垂直な方向である。ここで、外力Ｆを加える方向（平面５とは反対側）から光電気複合ケーブル２を見た場合、他方の縁２４３は、シース２４の径方向に保護チューブ２２の中心Ｏからずれて配置されているため、他方の縁２４３に加わる力Ｆ_２は、他方の縁２４３から保護チューブ２２の中心Ｏに向かう方向の力ｆ_２１、及びシース２４の外周面２４ｂにおける接線方向の力ｆ_２２の２方向に分解することができる。

そして、保護チューブ２２が受ける力は、一方の縁２４２側の力ｆ_１１と他方の縁２４３側の力ｆ_２１との合力（ｆ_１１＋ｆ_２１）となる。したがって、光電気複合ケーブル２に外力Ｆが加わった場合、保護チューブ２２及び保護チューブ２２の第１の収容空間２２０に収容された光ファイバ２１が受ける力は、外力Ｆの大きさよりもシース２４の外周面２４ｂにおける接線方向の力ｆ_１２，ｆ_２２の大きさの分だけ小さくなる。

（比較例）
次に、本発明の比較例に係る光電気複合ケーブル２０について、図５を参照して説明する。

図５は、本発明の比較例に係る光電気複合ケーブル２０に外力Ｆが加わった場合の断面を示す説明図である。図５では、外力Ｆを加える位置を一点鎖線で示している。

本比較例に係る光電気複合ケーブル２０は、実施の形態に係る光電気複合ケーブル２と異なり、シース２５の外周面２５ｂに溝が形成されていない。

本比較例に係る光電気複合ケーブル２０は、実施の形態に係る光電気複合ケーブル２と同様に、光ファイバ２１を収容する保護チューブ２２の外周面２２ａとシース２５の内周面２５ａとの間に形成された第２の収容空間２５０内に、複数の電線２３が配置されている。

実施の形態と同様にして、平面５の上に置かれた光電気複合ケーブル２０が平面５に対して垂直な方向から外力Ｆを受けると、光電気複合ケーブル２０は、シース２５の外周面２５ａにおける１箇所で外力Ｆを受ける。この場合、外力Ｆを加える方向（平面５とは反対側）から光電気複合ケーブル２０を見た場合、シース２５における外力Ｆの加わる位置は、保護チューブ２２の中心Ｏと重なるため、保護チューブ２２には、外力Ｆそのものの大きさの力が加わることになる。

（実施の形態の作用及び効果）
以上説明した実施の形態によれば、以下のような作用及び効果が得られる。

（１）光電気複合ケーブル２は、シース２４の外周面２４ｂに、その周方向に交差する方向に延びる複数の溝２４１が形成されているため、光電気複合ケーブル２に外力Ｆが加わった場合において、外力Ｆが加わる位置に配置された溝２４１ｂの一方の縁２４２及び他方の縁２４３の２箇所で外力Ｆを分散して受けることができる。また、外力Ｆを加える方向から光電気複合ケーブル２を見た場合、一方の縁２４２及び他方の縁２４３は、シース２４の径方向に保護チューブ２２の中心Ｏからずれて配置されているため、シース２４の外周面２４ｂにおける接線方向の力ｆ_１２，ｆ_２２が分力として発生する。これにより、保護チューブ２２に加わる力の大きさが小さくなる。したがって、硬度の大きい保護チューブを適用することなく、光ファイバ２１に加わる力を抑制することが可能である。

（２）シース２４の外周面２４ｂに複数の溝２４１が形成されていることにより、シース２４の体積が減り、光電気複合ケーブル２の柔軟性の向上につながる。また、光電気複合ケーブル２に外力Ｆが加わる際に回転した場合においても、いずれかの溝２４１ａにおける一方の縁２４４及び他方の縁２４５が平面５に線接触することにより、平面５に対して光電気複合ケーブル２を位置決めすることができる。

（３）光ファイバ２１及び複数の電線２３の長手方向に直交する断面において、複数の溝２４１は、シース２４の中心を対称点として点対称に配置されているため、平面５に対向する溝２４１ａと点対称な位置における溝２４１ｂが平面５とは反対側、すなわち、外力Ｆが加わる位置に配置される。したがって、光電気複合ケーブル２は、外力Ｆが加わる位置にいずれかの溝２４１を配置させることが可能である。

（４）複数の溝２４１は、その長手方向に直交する幅方向の寸法Ｄ_１が保護チューブ２２の外径Ｄ_２よりも大きいため、外力Ｆが加わる位置に配置された溝２４１ｂにおける一方の縁２４２及び他方の縁２４３は、外力Ｆを加える方向から光電気複合ケーブル２を見た場合に、シース２４の径方向に保護チューブ２２の中心Ｏからよりずれた位置に配置される。したがって、一方の縁２４２及び他方の縁２４３において、シース２４の外周面２４ｂにおける接線方向の力ｆ_１２，ｆ_２２が分力としてより発生しやすくなる。

（５）複数の溝２４１は、その数が複数の電線２３の本数と一致しているため、外力Ｆが加わる位置によって複数の電線２３のそれぞれが受ける力の大きさに偏りが生じることが抑制され、複数の電線２３はそれぞれ、外力Ｆが加わる位置に関係なく分散した力の大きさを受けることができる。

（変形例１）
本発明の実施の形態に係る光電気複合ケーブル２は、以下のように変形して実施することが可能である。

図６は、本発明の実施の形態の変形例１に係る光電気複合ケーブル２Ａの構造を示す斜視図である。図６において、実施の形態に係る光電気複合ケーブル２について説明したものと共通する構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。

本変形例１に係る光電気複合ケーブル２Ａは、シース２４Ａに形成された複数の溝２４１Ａの形状が、実施の形態に係る光電気複合ケーブル２におけるシース２４の複数の溝２４１の形状と異なる。

より具体的には、図６に示すように、複数の溝２４１Ａは、シース２４Ａの周方向に交差する方向に延びる波線状に形成されている。本実施の形態では、波線状の複数の溝２４１Ａは、光ファイバ２１及び保護チューブ２２の延伸方向に沿って延びている。

本変形例１によっても、実施の形態の（１）〜（４）の作用及び効果と同様の作用及び効果が得られる。

（変形例２）
また、本発明の実施の形態に係る光電気複合ケーブル２は、以下のように変形して実施することが可能である。

図７は、本発明の実施の形態の変形例２に係る光電気複合ケーブル２Ｂの構造を示す斜視図である。図６と同様に、図７において、実施の形態に係る光電気複合ケーブル２について説明したものと共通する構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。

本変形例２に係る光電気複合ケーブル２Ｂは、シース２４Ｂに形成された複数の溝２４１Ｂの形状が、実施の形態に係る光電気複合ケーブル２におけるシース２４の複数の溝２４１の形状と異なる。

より具体的には、図７に示すように、複数の溝２４１Ｂは、シース２４Ｂの外周面２４ｂにおいて、螺旋状に撚り合された状態で保護チューブ２２とシース２４Ｂとの間に配置された複数の電線２３の撚り方向に沿って螺旋状に形成されている。したがって、シース２４Ｂの外周面２４Ｂに螺旋状に形成された複数の溝２４１Ｂは、シース２４Ｂの周方向に交差する方向に延びている。

本変形例２によっても、実施の形態の（１）〜（４）の作用及び効果と同様の作用及び効果が得られる。また、複数の溝２４１Ｂが複数の電線２３の撚り方向に沿って螺旋状に形成されているため、光電気複合ケーブル２Ｂの長手方向に直交する断面のどこをとっても、複数の電線２３及び複数の溝２４１Ｂは、互いの位置関係が同じになる。したがって、外力Ｆが加わる位置によって保護チューブ２２が受ける力に差異が生じることがない。

（実施の形態のまとめ）
次に、以上説明した実施の形態から把握される技術思想について、実施の形態における符号等を援用して記載する。ただし、以下の記載における各符号等は、特許請求の範囲における構成要素を実施の形態に具体的に示した部材等に限定するものではない。

［１］光ファイバ（２１）と、光ファイバ（２１）を収容する樹脂からなる筒状体（保護チューブ２２）と、保護チューブ（２２）の外周に配置された複数の電線（２３）と、複数の電線（２３）を一括して被覆するシース（２４，２４Ａ，２４Ｂ）とを備え、シース（２４，２４Ａ，２４Ｂ）の外周面（２４ｂ）には、その周方向に交差する方向に延びる複数の溝（２４１，２４１Ａ，２４１Ｂ）が形成されている光電気複合ケーブル（２，２Ａ，２Ｂ）。

［２］光ファイバ（２１）及び複数の電線（２３）の長手方向に直交する断面において、複数の溝（２４１，２４１Ａ，２４１Ｂ）は、シース（２４，２４Ａ，２４Ｂ）の中心を対称点として点対称に配置されている、［１］に記載の光電気複合ケーブル（２，２Ａ，２Ｂ）。

［３］複数の溝（２４１，２４１Ａ，２４１Ｂ）は、その長手方向に直交する幅方向の寸法（Ｄ_１）が保護チューブ（２２）の外径（Ｄ_２）よりも大きい、［１］又は［２］に記載の光電気複合ケーブル（２，２Ａ，２Ｂ）。

［４］複数の溝（２４１，２４１Ａ，２４１Ｂ）は、その数が複数の電線（２３）の本数と一致している、［１］乃至［３］の何れか１項に記載の光電気複合ケーブル（２，２Ａ，２Ｂ）。

［５］複数の電線（２３）は、螺旋状に撚り合された状態で保護チューブ（２２）とシース（２４Ｂ）との間に配置され、複数の溝（２４１Ｂ）は、複数の電線（２３）の撚り方向に沿って螺旋状に形成されている、［１］乃至［４］の何れか１項に記載の光電気複合ケーブル（２Ｂ）。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。

本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することが可能である。例えば、上記実施の形態では、１本の光ファイバ２１が保護チューブ２２の第１の収容空間２２０に収容されていたが、これに限らず、光ファイバ２１は２本以上であってもよく、本数に特に制限はない。

また、上記実施の形態では、６本の電線２３が保護チューブ２２とシース２４との間に形成された第２の収容空間２４０内に配置されていたが、これに限らず、電線２３の本数に特に制限はない。

また、上記実施の形態では、複数の溝２４１は、溝底面が円弧状を有していたが、溝の形状について特に制限はない。

また、上記実施の形態では、光電気複合ケーブル２の端末部にコネクタ３が設けられたコネクタ付光電気複合ケーブル１について説明したが、これに限らず、例えば光電気複合ケーブル２を電子機器等に直接接続する等、用途に応じて光電気複合ケーブル２を適用することが可能である。

２，２Ａ，２Ｂ，２０…光電気複合ケーブル
２１…光ファイバ
２２…保護チューブ（筒状体）
２３…電線
２４，２４Ａ，２４Ｂ，２５…シース
２４ｂ，２５ｂ…外周面
２４１，２４１ａ，２４１ｂ，２４１Ａ，２４１Ｂ…溝

Claims (5)

1. 光ファイバと、
   前記光ファイバを収容する樹脂からなる筒状体と、
   前記筒状体の外周に配置された複数の電線と、
   前記複数の電線を一括して被覆するシースとを備え、
   前記シースの外周面には、その周方向に交差する方向に延びる複数の溝が形成されている
   光電気複合ケーブル。
2. 前記光ファイバ及び前記複数の電線の長手方向に直交する断面において、前記複数の溝は、前記シースの中心を対称点として点対称に配置されている、
   請求項１に記載の光電気複合ケーブル。
3. 前記複数の溝は、その長手方向に直交する幅方向の寸法が前記筒状体の外径よりも大きい、
   請求項１又は２に記載の光電気複合ケーブル。
4. 前記複数の溝は、その数が前記複数の電線の本数と一致している、
   請求項１乃至３の何れか１項に記載の光電気複合ケーブル。
5. 前記複数の電線は、螺旋状に撚り合された状態で前記筒状体と前記シースとの間に配置され、
   前記複数の溝は、前記複数の電線の撚り方向に沿って螺旋状に形成されている、
   請求項１乃至４の何れか１項に記載の光電気複合ケーブル。

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