JP5195635B2 - 光電気複合ケーブル - Google Patents

Description

本発明は、引っ張りに対する光ファイバの耐久性が高い光電気複合ケーブルに関する。

光による信号伝送と電気による信号伝送とを１つのケーブルで実現するために、光ファイバと電線とを複合した光電気複合ケーブルがある。

光電気複合ケーブルには、光ファイバの周囲に電線を配置したもの、電線の周囲に光ファイバを配置したものがある。

図６に示した従来の光電気複合ケーブル６１は、光ファイバ６２が中心側に配置され、その周囲に電線６３が配置され、電線６３の外側がシールド６５で覆われ、シールド６５の外側に外装シース６６が設けられる。

光電気複合ケーブルの先行技術文献として、特許文献１，２がある。

特開２００５−２５９３６７号公報 特開２００７−２５７９７５号公報

光電気複合ケーブル６１に使用される電線６３は、複数本の導体素線を撚り合わせてなる、いわゆる撚り線導体を有する。この撚り線構造により、電線６３は、よく伸び縮みする性質を有し、張力を加えるとよく伸びる。シールド６５及び外装シース６６もよく伸び縮みする性質を有する。一方、光ファイバ６２は、ガラスで構成されているため、ほとんど伸び縮みしない。

光電気複合ケーブル６１が敷設作業の際に引っ張られたり、敷設後に人や物が引っ掛かって引っ張られたりしたとき、前述のように電線６３はよく伸びるが、光ファイバ６２は伸びることができないため、張力に耐えられなくなり、破断する。

特許文献１、２の光電気複合ケーブルは、複数本の光ファイバが互いに撚り合わされている。このような光電気複合ケーブルは、引っ張られたときに、電線が伸びるだけでなく、光ファイバも伸びるので、光ファイバの破断が防止される。

なお、図６のように、光ファイバ６２の周囲に電線６３を配置した光電気複合ケーブル６１は、曲げが加わったときに、曲げの外側に位置する電線６３は伸びる長さが長いのに比べて、曲げの内側に位置する光ファイバ６２は伸びる長さが短くて済むので、光ファイバ６２の破断が防止される。このように光ファイバ６２が中心側に配置され、その周囲に電線６３が配置された光電気複合ケーブル６１は、電線が中心側に配置され、その周囲に光ファイバが配置された光電気複合ケーブルよりも、曲げ伸びに対しては有利である。

しかしながら、近年、光電気複合ケーブルは細径化の要求があり、例えば、直径１０ｍｍ以下の細い光電気複合ケーブルの要求がある。このような細径化の要求に対して前述のように光ファイバを撚り合わせることは不利である。なぜなら、光ファイバの撚り合わせを行うと、長さ当たりの光ファイバの体積が増加し、その結果、光電気複合ケーブルの直径が太くなってしまうからである。光ファイバを撚り合わせずとも引っ張りに対する耐久性が高くできることが望まれる。

そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、引っ張りに対する光ファイバの耐久性が高い光電気複合ケーブルを提供することにある。

上記目的を達成するために本発明の光電気複合ケーブルは、１本以上の光ファイバが内側に配置され、その外側に複数本の電線が配置されてなる光電気複合ケーブルにおいて、上記光ファイバと上記電線との間に長手方向の抗張力を補うための抗張力部材が設けられ、上記抗張力部材は上記光ファイバの外周を囲む光ファイバ保護用シースからなり、上記光ファイバ保護用シースは外側に向かって凸の螺旋状突起を有するものである。
本発明の光電気複合ケーブルは、１本以上の光ファイバが内側に配置され、その外側に複数本の電線が配置されてなる光電気複合ケーブルにおいて、上記光ファイバと上記電線との間に長手方向の抗張力を補うための抗張力部材が設けられ、上記抗張力部材は上記光ファイバの外周を囲む光ファイバ保護用シースからなり、上記光ファイバ保護用シースは外側に向かって凸の直線状突起を有するものである。
上記直線状突起の個数は３以上の奇数であり、上記光ファイバ保護用シースの周方向に等間隔に設けられてもよい。

上記光ファイバの外側と上記電線との間隙に分散配置された複数本の高張力繊維を有してもよい。

上記電線の１本以上が単芯導体を有してもよい。

上記単芯導体を有する電線が同軸線であってもよい。

本発明によれば、引っ張りに対する光ファイバの耐久性を高くできる。

本発明の一実施形態を示す光電気複合ケーブルの断面斜視図である。 本発明の一実施形態を示す光電気複合ケーブルの断面斜視図である。 本発明の一実施形態を示す光電気複合ケーブルの断面斜視図である。 本発明の一実施形態を示す光電気複合ケーブルの断面斜視図である。 本発明の一実施形態を示す光電気複合ケーブルの断面斜視図である。 従来の光電気複合ケーブルの断面斜視図である。

以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。

図１に示されるように、本発明に係る光電気複合ケーブル１１は、１本以上の光ファイバ１２が内側に配置され、その外側に複数本の電線１３が配置されてなる光電気複合ケーブル１１において、光ファイバ１２と電線１３との間に長手方向の抗張力を補うための抗張力部材１４が設けられたものである。

光ファイバ１２が複数本の場合、特許文献１のように光ファイバ同士を相互に撚り合わせてもよいし、撚らずに平行に配置してもよい。光ファイバ１２は、直径が０．１６ｍｍ以下のいわゆる細径化光ファイバであってもよい。

電線１３は、複数本の導体素線を撚り合わせてなる撚り線導体を有する。各電線１３同士は、撚らずに平行に配置されている。

電線１３の外側は、導体素線を網状にしてなるシールド１５で覆われ、シールド１５の外側には、柔らかく伸びやすい樹脂からなる外装シース１６が設けられる。

この実施形態では、抗張力部材１４は、光ファイバ１２の外側と電線１３との間隙に分散配置された複数本の高張力繊維１７からなる。

高張力繊維１７は、光ファイバ１２よりも外側で光ファイバ１２に近いあたりに、光ファイバ１２を囲むように配置される。また、電線１３が円筒形であるため、隣接し合う電線３間にデルタ状の間隙が生じ、このデルタ状の間隙が光ファイバ１２の外側に沿って周期的に複数個生じる。高張力繊維１７は、これらの間隙内に配置するとよい。高張力繊維１７は、図示のように間隙内のばらばらの位置に点在させて配置してもよいし、間隙内の全体に分散させて配置してもよい。

高張力繊維１７は、直径が非常に細い素繊維の集合体であり、高い可撓性を有すると共に高い抗張性を有する。高張力繊維１７としては、ケブラー（登録商標）が知られている。

光電気複合ケーブル１１の作用効果を述べる。

光電気複合ケーブル１１は、抗張力部材１４が設けられているため、光電気複合ケーブル１１に張力が加えられても、光電気複合ケーブル１１が伸びることが防止される。よって、光ファイバ１２が伸びることがなくなり、破断が防止される。

光電気複合ケーブル１１は、光ファイバ１２よりも外側に抗張力部材１４が設けられているため、光電気複合ケーブル１１に曲げが加えられて片側の電線１３が伸びた場合でも、光ファイバ１２が伸びることがなくなり、破断が防止される。

高張力繊維１７の抗張力は、高張力繊維１７の断面積に比例する。光電気複合ケーブル１１内の全高張力繊維１７の抗張力は、高張力繊維１７の総断面積に比例する。そこで、光電気複合ケーブル１１内に配置する高張力繊維１７の総断面積は、所望する抗張力が得られる総断面積となるよう決定されるのが望ましい。また、光ファイバ１２の本数や総断面積と、これを保護するのに必要な高張力繊維１７の総断面積との相関（比率など）をあらかじめ調査しておき、この調査結果に基づいて使用する高張力繊維１７の総断面積を決定してもよい。

次に、本発明の他の実施形態を説明する。

図２に示されるように、本発明に係る光電気複合ケーブル２１は、１本以上の光ファイバ１２が内側に配置され、その外側に複数本の電線１３が配置されてなる光電気複合ケーブルにおいて、光ファイバ１２と電線１３との間に長手方向の抗張力を補うための抗張力部材１４が設けられたものである。

図１との相違点として、この実施形態では、抗張力部材１４は、光ファイバ１２の外周を囲む光ファイバ保護用シース２２からなる。

光ファイバ保護用シース２２は、光ファイバ１２に巻き付けるようにして形成してもよいし、押し出しにより形成してもよい。

光ファイバ保護用シース２２は、固い樹脂、金属など長手方向の抗張力を補うことのできる材料からなる。

光電気複合ケーブル２１の作用効果は、光電気複合ケーブル１１の作用効果と同様であり、抗張力部材１４としての光ファイバ保護用シース２２が設けられていることで、引っ張りや曲げに対して、光ファイバ１２の伸びが防止され、破断が防止される。

図３の光電気複合ケーブル３１は、図２の光電気複合ケーブル２１を変形したものである。すなわち、抗張力部材１４としての光ファイバ保護用シース３２は、外側に向かって凸の螺旋状突起３３を有する。螺旋状突起３３の個数は、１以上である。螺旋状突起３３は、光ファイバ保護用シース３２の外周に沿わせて螺旋状に形成される。

光電気複合ケーブル３１は、光ファイバ保護用シース３２に外側に向かって凸の螺旋状突起３３が形成されているため、光電気複合ケーブル３１に引っ張りや曲げが加えられて電線１３が伸びようとするとき、電線１３が螺旋状突起３３に引っ掛かって伸びづらくなる。

図４の光電気複合ケーブル４１は、図２の光電気複合ケーブル２１を変形したものである。すなわち、抗張力部材１４としての光ファイバ保護用シース４２は、外側に向かって凸の直線状突起４３を有する。直線状突起４３の個数は、奇数が好ましく、１でもよいが３以上が好ましい。直線状突起４３は、光ファイバ保護用シース４２の長手方向に直線状に形成される。

光電気複合ケーブル４１の光ファイバ保護用シース４２は、長手方向の抗張力を補うためのものであるから、図２の光電気複合ケーブル２１の光ファイバ保護用シース２２と同様に固い樹脂、金属などからなる。しかし、光ファイバ保護用シース４２を固くしてしまうと、光電気複合ケーブル４１が曲げにくくなるため、敷設作業のとき光電気複合ケーブル４１が扱いづらくなる。光ファイバ保護用シース４２を薄く形成することで曲げやすくすると共に、引っ張りに対しての強度を確保するために直線状突起４３を設ける。

このように、直線状突起４３は、光ファイバ保護用シース４２を薄く形成しても高い抗張力が得られるように設けたもので、螺旋状突起３３とは異なる。

直線状突起４３の個数を偶数にすると、光電気複合ケーブル４１の中心を挟んだ対向位置にも直線状突起４３が存在することになるため、光電気複合ケーブル４１が曲げにくくなる。直線状突起４３の個数を奇数にすると、光電気複合ケーブル４１の中心を挟んだ対向位置には直線状突起４３が存在しないので、光電気複合ケーブル４１が曲げやすくなる。

これまで、抗張力部材１４として、高張力繊維１７を設けたものと、光ファイバ保護用シース２２，３２，４２を設けたものとを別々に説明したが、高張力繊維１７と光ファイバ保護用シース２２，３２，４２を共に設けても本発明は実施できる。

図５に示されるように、本発明に係る光電気複合ケーブル５１は、１本以上の光ファイバ１２が内側に配置され、その外側に複数本の電線１３，５３が配置されてなる光電気複合ケーブル５１において、１本以上の電線５３が単芯導体を有するものである。

これまで述べた光電気複合ケーブル１１，２１，３１，４１では複数本の電線１３がいずれも複数本の導体素線を撚り合わせてなる撚り線を有したのに対し、光電気複合ケーブル５１では１本以上の電線５３が単芯導体を有する。このような単芯導体を有する電線５３としては、単芯電線、同軸線がある。ここでは、電線５３は、同軸線であり、中心導体５４が単芯導体からなる。

単芯導体は、撚り線導体とは異なり伸縮しにくいので、光電気複合ケーブル５１に引っ張りや曲げの力が加わっても、電線５３は伸びにくい。電線５３が伸びにくいことにより、光ファイバ１２が引っ張りや破断から保護される。言い換えると、電線５３の単芯導体が抗張力部材の役割を果たしている。

図５の光電気複合ケーブル５１では、単芯導体を有する電線５３が２本、撚り線導体を有する電線１３が４本用いられている。２本の電線５３は、光電気複合ケーブル５１の中心を挟んで互いに対向しないように配置することで、光電気複合ケーブル５１が曲げにくくなるのを防止できる。

図１〜図４の光電気複合ケーブル１１，２１，３１，４１においても、任意の電線１３に代えて単芯導体を有する電線５３を用いることができる。

１１，２１，３１，４１，５１ 光電気複合ケーブル
１２ 光ファイバ
１３，５３ 電線
１４ 抗張力部材
１５ シールド
１６ 外装シース
１７ 高張力繊維
２２，３２，４２ 光ファイバ保護用シース
３３ 螺旋状突起
４３ 直線状突起

Claims (6)

1. １本以上の光ファイバが内側に配置され、その外側に複数本の電線が配置されてなる光電気複合ケーブルにおいて、上記光ファイバと上記電線との間に長手方向の抗張力を補うための抗張力部材が設けられ、
   上記抗張力部材は上記光ファイバの外周を囲む光ファイバ保護用シースからなり、
   上記光ファイバ保護用シースは外側に向かって凸の螺旋状突起を有することを特徴とする光電気複合ケーブル。
2. １本以上の光ファイバが内側に配置され、その外側に複数本の電線が配置されてなる光電気複合ケーブルにおいて、上記光ファイバと上記電線との間に長手方向の抗張力を補うための抗張力部材が設けられ、
   上記抗張力部材は上記光ファイバの外周を囲む光ファイバ保護用シースからなり、
   上記光ファイバ保護用シースは外側に向かって凸の直線状突起を有することを特徴とする光電気複合ケーブル。
3. 上記直線状突起の個数は３以上の奇数であり、上記光ファイバ保護用シースの周方向に等間隔に設けられることを特徴とする請求項２記載の光電気複合ケーブル。
4. 上記光ファイバの外側と上記電線との間隙に分散配置された複数本の高張力繊維を有することを特徴とする請求項１〜３いずれか記載の光電気複合ケーブル。
5. 上記電線の１本以上が単芯導体を有することを特徴とする請求項１〜４いずれか記載の光電気複合ケーブル。
6. 上記単芯導体を有する電線が同軸線であることを特徴とする請求項５記載の光電気複合ケーブル。

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