JP2648343B2 - 通信ケーブル - Google Patents

通信ケーブル

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JP2648343B2 JP63210889A JP21088988A JP2648343B2 JP 2648343 B2 JP2648343 B2 JP 2648343B2 JP 63210889 A JP63210889 A JP 63210889A JP 21088988 A JP21088988 A JP 21088988A JP 2648343 B2 JP2648343 B2 JP 2648343B2
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Description

【発明の詳細な説明】 （発明の背景） ［産業上の利用分野］ 本発明は高温汚染環境で使用される光ファイバケーブ
ルに関する。
［従来技術の説明］ 光ファイバの使用が増大するに従って、特別な条件下
における使用の場合、満足されなければならない要件も
又増大している。これらの特別な条件下では、引っ張り
強さは要件となることもあるしならないこともあるが他
の特性は達成されなければならない。
例えば、多くのビルディングの建設の場合、ドロップ
天井（drop ceiling）と呼ばれる仕上天井はコンクリー
トで作られた構造上の床面パネルの下方に離されてい
る。ドロップ天井とこのドロップ天井を吊り下げている
構造上の床面との間の空間は暖房冷却系統の要素の帰還
空気プレナムとして及びコンピュータ及び警報システム
用の場所を含む通信ケーブルの設置に便利な場所として
役立っている。
火事がこのプレナムに及ぶ場合、そして、可燃材料が
このプレナムを占める場合、火はビルディングの全階に
わたって急速に広がることがある。火は、このプレナム
に設置されたケーブルの長さに沿って移動することもあ
る。又、煙はこのプレナム内を移動して隣接の領域又は
他の階に達することもある。
一般的に、絶縁された銅導体よりなるコアを包囲する
と共に従来のプラスチック被覆のみからなる非プレナム
ケーブルシース方式は許容可能な火炎拡散煙発生特性を
有してはいない。このようなケーブルでの温度が上昇す
ると、被覆材料が焦げ始める。後になって、この被覆内
の導体絶縁物は分解して焦げ始める。この被覆は、焦げ
てもその完全性を保持している場合は、コアを絶縁する
ように機能するが、そうでない場合は、この絶縁物の焦
げ状態が拡大することによって被覆は破壊され、この被
覆及び絶縁物の未踏の内部は高温にさらされる。この被
覆及び絶縁物は熱分解して可燃ガスを発生する。これら
のガスは、点火され、そして、プレナム内部の空気流動
のために、炎の当る領域以外で燃焼し、炎を増大させ、
そして煙を発生させる。
従来技術は、例えば、フッ化ポリマのような特別な材
料を使用することによって炎の拡がり及び煙の発生に寄
与するケーブル被覆の問題を扱ってきた。これらは他の
材料の包囲層と共に焦げ状態の拡大、被覆の完全性、及
び空気の滲出量を制御してコア内の絶縁用材料の選択に
対する制限を最小にするために使用された。従来技術よ
りなるこの１つの小さいサイズのプレナムケーブルは米
国特許第4,284,842号に開示されている。
許容可能なプレナムケーブル設計の問題は、ループか
らビルディングの分配系統までの光ファイバ伝送媒体の
使用の拡大への傾向によって幾分複雑になっている。光
ファイバは伝送の劣化から保護されなければならないの
みならず、銅導体の特性とかなり異なる特性を持ち、従
って、特別な処理を必要としている。前述のように、伝
送光ファイバは、機械的には脆く、引っ張り荷重の下で
小歪破壊と、曲げられたときに光伝送の劣化を示す。伝
送の劣化を生じさせる１つの機構はマイクロベンディン
グ損失として知られている。この損失が起り得るのは、
被覆の冷却中の収縮及び被覆材料の熱特性が包囲された
光ファイバの熱特性とかなり異なるときの異なる熱収縮
のためである。
これらの特別な用途のケーブルは、しばしば、産業監
視機構又は政府の規制機関により確立された要件を満た
さなければならない。例えば、プレナムで使用されるよ
うに許容可能であるためには、ケーブルは保険業者実験
所試験（Under writers Laboratories test）910の要件
を満たす必要がある。
通信用の光ケーブルの他の使用は表面化しつつある。
例えば、光ファイバの束線はジェット航空機内で、又
は、監視機構又は政府の規制機関による監督を受ける原
子力設備内で使用されることが期待される。航空機での
使用の場合、光ファイバケーブルは航空機の機体にわた
って引っ張りを可能にする特定の引っ張り強さを持たな
ければならないばかりでなく、他の特性も持たなければ
ならない。例えばジェット航空機での使用の場合、望ま
しいケーブルは260℃の範囲内の温度で比較的長時間機
能することができなければならない。又、大火災が一度
生じると、航空機の操縦者は行動の指針について決定を
する特定の時間を必要とする。候補ケーブルは15分間10
93℃の温度にさらされる火炎試験に合格しなければなら
ない。この試験は大変動の条件下でケーブルの性能を評
価するために使用される。明らかなはずであるが、ジェ
ット航空機で使用の温度要件はプレナムケーブル用の温
度要件よりも厳しい。
光ファイバの伝送は高温度レベルにより金属導体の場
合よりも更に影響を受ける。銅ケーブルでは、プラスチ
ック絶縁物は燃焼する可能性があるが、銅導体は特定の
時間動作し続ける。ジェット航空機内で期待される温度
レベルでは、光ファイバを包囲する被覆及び（又は）塗
布材料は劣化する。光ファイバ自体は期待された引っ張
り荷重に耐え得ないので、光ファイバが適当な保護物を
有しない場合には微小な割れ目が発生する。
それにもかかわらず、現在製造されている航空機内の
銅導体の代りに光ファイバを使用したいという大きな要
望がある。この要望は、銅導体に対し光ファイバがもつ
利点により増大される。例えば、光ファイバ導体は電磁
干渉の影響は受けず、金属導体よりもより広い帯域幅を
有し、そして、大きさがより小さく重量が軽く、更に、
信頼性がある。
更に、ジェット航空機での使用の要件に適うために、
所望のケーブルはハーメチックシールをされなければな
らない。このハーメチックシールはジェット燃料、メチ
ルエチルケトン、塩水及び作動油（少なくともこれらの
あるものは高温状態になる可能性がある）のような汚染
物の侵入を防止するために必要とされる。
現在、ジェット航空機及び他の高温度での用途に使用
されるケーブルは、例えば、テフロン（Teflon）プラス
チックのような耐高温プラスチック材料で絶縁及び（又
は）被覆された銅導体を有している。これらのケーブル
には、同一環境で使用される光ファイバケーブルの光フ
ァイバに払われるのと同程度の注意は払われていない。
このプラスチックが汚染流体により分解されても金属導
体はおそらく伝送を行い続けよう。これとは逆に、光フ
ァイバケーブルは、保護被覆及びコーティング塗料が一
度この光ケーブルから除去されると、損傷されやすく、
伝送損失が確実に生じるからである。
更に、所望のケーブルは、ジェット航空機又は他の閉
じ込められた空間内における狭い通路に沿ってルート決
めされるように、可撓性のものでなければならない。も
ちろん公知のように、従来のケーブルは、特に対線数の
大きな金属導体ケーブルに可撓性を与える波形シールド
を有していた。
密封保護の耐高温ケーブルの他の用途におよぶにはそ
れ程長く説明をする必要はない。求めるものは多数の異
なるケーブルに使用することができるシース保護方式で
ある。これはハーメチックシールをされ、所定時間非常
な高温に耐え、そして、大変動が生じた場合に所定時間
動作するものでなければならない。所望のケーブルは比
較的小さな直径と必要な引っ張り強さを持たなければな
らない。又このケーブルも可撓性で、製造が比較的安く
できなければならない。一見した所では、従来技術は上
記の特性の全てを持つケーブルを有してはいない。
（発明の概要） 従来技術の上記の問題は本発明のケーブルにより克服
された。本発明のケーブルは少なくとも１つの光ファイ
バ伝送媒体を備えたコア（心材）を有している。耐高温
材料より作された内側管状部材はこのコアを包囲してい
る。内側管状部材は中間の管状部材により包囲されてお
り、この中間の管状部材は液状の汚染物の侵入を防止す
る密封包囲を与えるとともに完成されたケーブルに可撓
性を与える。外側管状部材は中間管状部材を包囲し、そ
して、長期間の間その高温状態にさらされてもケーブル
の完全性を保持することができ、そして、このケーブル
のコアに加えられる過度の引っ張り力の伝達を防止する
ことができる。
好適な実施例では、内側管状部材は耐熱材料よりなる
編組構造を有しており、この編組構造内には自由な一本
以上の光ファイバが配置されている。この編組構造はコ
ア管と呼ぶこともある。コアは、２つのテープの間に光
ファイバをはさむことができ、又は、適当な材料で接着
することができる光ファイバリボンを含む方が良いであ
ろう。この各光ファイバはポリイミドコーティングで包
囲されている。リボンが使用される場合、このコーティ
ングされた光ファイバは例えば、２つのポリイミドテー
プの間に保持される。更にコア管は熱に対する保護のた
めのコア包装材料で覆ってもよいし覆わなくてもよいが
波形金属管内に配置されている。この波形金属管は閉じ
た縫い目（シーム）を有し、そして、ステンレススチー
ルで作られている。この波形金属管はケーブルの長さに
沿って長手方向にハーメチックシールを与える。外側の
保護及び引っ張り強さは、なるべくなら、同様にステン
レススチールで作られるのが好ましい編組管により与え
られる。
［実施例の説明］ 次に第１図と第２図には、数字20により全体を示され
たケーブルが示してある。このケーブル20は光ファイバ
のコア（心材）22を有していて、特に、長期間比較的高
い温度環境で使用するに適している。図示のように、光
ファイバのコア22は複数のリボンを有し、この各リボン
は数字24により示されていて、この各々は複数の光ファ
イバ26−26よりなる。
熱に対する保護を最適化するために、光ファイバ26−
26の各々はポリイミドのコーティング25（第３図参照）
を備えており、このコーティング25は約145ミクロンの
外径を有している。更に、リボン24−24の各々はケーブ
ル20の熱抵抗を高める仕方で作られている。例えば、複
数の光ファイバ26−26は２つのテープの間に包囲され、
この各テープはKapton のポリイミドのようなポリイミ
ド層28と、この光ファイバに隣接する特別の耐高温接着
剤の層29よりなる層27（第３図）である。このような層
は商標名Temp−Ｒ−Tape コネティカット州、ニューハ
ブンのシーエイチアールインダストリーズ、インク（CH
R Industries,Inc.）から得られる。
明らかに、コア22は１個のリボン又は複数のリボンに
限定されることはない。例えば、コア22は標準又は非標
準形状の複数の光ファイバ26−26（第４図及び第５図参
照）を有するものであってもよい。
ケーブル20が高温汚染環境で使用することができるた
めに、このケーブル20は数字30により全体を示されたシ
ースシステムを有している。このシースシステム30の最
も内側の要素は内側管状部材32である。好適な実施例で
は、内側管状部材32は耐高温材料から作られた編組材料
からなる。このような材料はベントリーハリス（Bentle
y Harris）により市販されているST熱処理ファイバガラ
ススリービングのようなものであってもよい。他の実施
例では、内側管状部材32は、コアの周りに押出されたシ
リコン37（第４図参照）又はテフロンプラスチック39
（第５図参照）のような耐高温プラスチック材料であっ
てもよい。
コア22の熱及び機械的保護は強化してもよい。第１図
に示すように、コアの熱包装体34は内側管状部材32の周
りに螺線状に巻かれている。好適な実施例では、コア包
装体34はイーアイデュポンドネモール（E.I.DuPont de
Nemours）、により市販されているKapton ポリーミド
テープからなる。
本発明の範囲内には更に変形例が存在する。例えば、
光ファイバと係合される内側管状部材にはパッキングと
して追加のファイバガラス36（第４図参照）を与えても
よい。このコアパッキングにより光ファイバ26−26は振
動に対して緩衝作用を与えられる。そして、別の機能で
は、ケーブルは高温度で改善された熱性能を与えられ
る。
内側管状部材32は中間管状部材40により包囲され、こ
の中間管状部材40は、側方圧縮荷重に耐え、ケーブルに
可撓性を与え、そして、ケーブルを密封して汚染物のコ
アの中への侵入を防止するに有効である。好適な実施例
では、中間管状部材40は内側管状部材32を包囲する波形
金属管よりなる。波形金属管は、なるべくなら、理想的
には、ケーブルに接触する可能性のある腐食性液体によ
る浸食に耐えるに適したステンレススチールで作られる
ことが望ましい。更に、波形金属管は、長手方向の密封
シーム41（第５図参照）を与える仕方で波形テープを内
側管状部材の周りに巻くことによってケーブル20の長手
方向にハーメチックシールを与える。このようなシーム
は、波形金属テープの長手方向の縁部42と44を重ね合せ
てこの間に配置した接着剤で長手方向に伸びるシーム41
を形成させることによって与えてもよい。あるいは又、
波形中間管状部材はシームレスであってもよい。この好
適な実施例の場合、波形中間管状部材は約0.64cmの内径
及び約1.15cmの外径を有している。
もちろん、ケーブルが有効なハーメチックシームを持
つためには、その端部も又密封されなければならない。
これは図示しない特別のコネクタ又は端プラグにより達
成することもできる。
中間管状部材40の他の実施例は本発明により考えられ
ている。例えば、ある温度環境では、テフロン（TEFLO
N）プラスチックのコーティングを持つ内面を備えた管
状金属部材を使用して内側管状部材を包囲してもよい。
このような中間管状部材は適当な可撓性と耐熱特性を有
している。
更に、シースシステム30は外側管状部材即ち被覆50を
有している。この外側管状部材はケーブル20に対して適
当な機械的保護と引っ張り強さを与える。それは長時間
にわたって高温に耐えることができるものでなければな
らず、そして、この外側管状部材がさらされる可能性の
ある種々の汚染物の腐食性の作用に耐えなければならな
い。この好適な実施例では、外側管状部材50は約0.076c
mの厚さを持つ編組ステンレススチール材料で作られて
いる。
本発明のケーブル20は、長時間にわたり比較的高温状
態と腐食性の雰囲気に同時にさらされる可能性のある光
通信媒体を提供する必要を満たしている。例えば、考え
られる１つの用途では、ケーブルは汚染物にさらされな
がら30,000時間もの間少なくとも260℃の温度にさらさ
れてもよい。好都合にも、ケーブル20はその金属シース
要素を介して接地されて雷撃から保護することができ
る。ケーブル20は直径が比較的小さく、そして、狭い通
路内をルート決めされるように充分可撓性がある。又、
このケーブルはケーブル走行の場合に引っ張られてもよ
いように充分な引っ張り強度と、期待される圧縮荷重に
耐えるに充分な圧縮強度を有している。更に、編組ステ
ンレススチール被覆50はその可撓性を犠牲にせずにケー
ブルに適当な強度を与える。
更に、本発明のケーブル20は大変動の条件下で一定時
間の保護をなされる。例えば、このケーブルは少なくと
も15分間少なくとも1093℃の温度にさらされても動作し
続ける。これにより、例えば、航空機のパイロットは多
くの乗客の生命に影響する可能性のある決定をする充分
な時間が与えられる。
他の実施例では、コア22は個々の光ファイバよりなる
複数群を有している。各群の光ファイバは個々の被覆55
（第５図参照）を備えており、この被覆55は編組ファイ
バガラス材料又は適当なプラスチック材料で作られた管
状部材であってもよい。この複数の個々の被覆された光
ファイバ群は内側管状部材32、37又は39、波形金属管40
及び第１図に示した編組ステンレススチール被覆50で包
囲されている。
（発明の効果） かくして、本発明によれは、従来技術の問題点である
可撓性、耐高温性、引っ張り強度、汚染物の侵入の問題
を解決した通信ケーブルが提供される。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の光ファイバケーブルの斜視図、 第２図の第１図の光ファイバケーブルの端部断面図、 第３図は第１図の光ファイバケーブルのコアに含めるこ
とができる光ファイバリボンの拡大図、 第４図は本発明の他の実施例の端部断面図、及び 第５図は本発明の更に他の実施例の端部断面図である。 20……光ファイバケーブル、 22……コア、 24……リボン、 26……光ファイバ、 28……ポリイミド層、 29……耐高温接着剤の層、 30……シースシステム、 32……内側管状部材、 37……耐高温プラスチック材料、 39……テフロンプラスチック、 34……コアの熱包装体、 36……ファイバガラス、 40……中間管状部材、 41……長手方向密封シーム、 42、44……長手方向端部、 50……外側管状部材、 40……波形金属管、 50……編組ステンレススチール被覆。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 パーブハブハイ ディー パテル アメリカ合衆国，30338ジョージア，ダ ンウーディ，バックリン ヌロッシング 5001 (72)発明者 アニュエル アール サンタナ アメリカ合衆国，30360ジョージア，ド ラビル，ミラーコート3863 (56)参考文献 特開 昭60−35705（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−179517（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭57−28411（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−26009（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−168704（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−87307（ＪＰ，Ｕ)

Claims (12)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】少なくとも１つの光伝送媒体を有する心材
    を備えた通信ケーブルにおいて、 前記心材を包囲し、比較的高温に耐える抵抗材料よりな
    る内側管状部材と、 汚染物の侵入を防止するために通信ケーブルの長さにそ
    って前記内側管状部材を密封包囲するとともに、通信ケ
    ーブルに可撓性を与える密封手段と、 前記密封手段を包囲し、通信ケーブルが長期間の間比較
    的高温にさらされても通信ケーブルの完全性を保持する
    外側管状部材とを有することを特徴とする通信ケーブ
    ル。
  2. 【請求項２】前記内側管状部材が編組ファイバガラス材
    料よりなることを特徴とする請求項１の通信ケーブル。
  3. 【請求項３】前記内側管状部材が耐高温プラスチック材
    料よりなることを特徴とする請求項１の通信ケーブル。
  4. 【請求項４】さらに熱的および機械的保護を提供するた
    めに前記内側管状部材の周りに配置された比較的高温に
    耐える心材包装テープを有することを特徴とする請求項
    １の通信ケーブル。
  5. 【請求項５】前記密封手段は波形の金属管状部材よりな
    ることを特徴とする請求項１の通信ケーブル。
  6. 【請求項６】前記波形の金属管状部材はステンレススチ
    ールで作られていることを特徴とする請求項５の通信ケ
    ーブル。
  7. 【請求項７】前記密封手段は金属管状部材よりなり、該
    金属管状部材はフッ化ポリマープラスチック材料を塗布
    され、かつ、適当な可撓性を有することを特徴とする請
    求項１の通信ケーブル。
  8. 【請求項８】前記密封手段は密封された長手方向のシー
    ムを有する波形金属管よりなることを特徴とする請求項
    １の通信ケーブル。
  9. 【請求項９】前記外側管状部材は編組され、金属材料で
    作られていることを特徴とする請求項１の通信ケーブ
    ル。
  10. 【請求項１０】前記内側管状部材は光ファイバコアに対
    して機械的な緩衝作用を提供するファイバガラス材料で
    充填されていることを特徴とする請求項９の通信ケーブ
    ル。
  11. 【請求項１１】複数の光ファイバが２つのテープの間に
    保持され、各テープはポリイミド材料の層と耐高温接着
    剤の層よりなることを特徴とする請求項10の通信ケーブ
    ル。
  12. 【請求項１２】比較的高温度と汚染物にさらされる環境
    下で少なくとも所定時間使用可能な、汚染物の侵入を防
    止する通信ケーブルにおいて、 少なくとも１つの光伝送媒体を備えた心材と、 比較的高温に耐えるファイバガラス材料よりなる内側管
    状部材と、 前記内側管状部材を包囲するとともに閉じた周囲を有
    し、通信ケーブルに可撓性を与える波形金属管と、 編組のステンレススチールよりなって、前記波形金属管
    を包囲し、通信ケーブルに対して所定の引っ張り強さを
    与える外側管状部材とからなることを特徴とする通信ケ
    ーブル。
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