JP6286832B2 - 光ケーブル - Google Patents

Description

本発明は、光ケーブルに関する。

従来、信号伝送のために機器間又は機器内の部品を接続する分野（以下「インターコネクト分野」と記す）では、メタルケーブルが用いられてきたが、伝送容量の増大や伝送速度の高速化に伴い、近年は、メタルケーブルに代えて、光ケーブルが用いられ始めている（例えば特許文献１参照）。

特開２０１２−０４３５５７号公報

ところで、一般的に用いられる幹線系の光ケーブルをインターコネクト分野にそのまま用いようとした場合、かかる光ケーブルに組み込まれている鋼線が、インターコネクト分野で必要とされる光ケーブルの柔軟性を損なう。他方、幹線系の光ケーブルから鋼線を単に取り除く構成とした場合、光ケーブルの外被が低温によって収縮した際、内部の光ファイバが蛇行し伝送損失が増加してしまうという問題もあった。このため、インターコネクト分野に用いられる光ケーブルでは、光ケーブルの柔軟性を維持しつつ光ケーブルが収縮等した際の伝送損失の増加を防止することが必要であった。

そこで、本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、柔軟性の維持と伝送損失の増加防止とを両立させることができる光ケーブルを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係る光ケーブルは、コア及びコアを取り囲むクラッドを有する光ファイバと、光ファイバを囲む外被と、編組目を有し外被の内側に配置される編組とを備え、外被が編組目によって編組と一体化されていることを特徴としている。

この光ケーブルでは、外被が編組目によって編組と一体化されている。この場合、編組を抗張力体として機能させることができるため、編組と一体化された外被の収縮が抑制され、これにより、低温時における外被の収縮に伴う光ファイバの蛇行も抑制され、光ケーブルの伝送損失の増加が防止される。また、編組を抗収縮体として用いているため、光ケーブルの柔軟性を維持することもできる。

上記光ケーブルにおいて、外被と編組との密着力が０．２５Ｎ／ｍｍ以上３．０Ｎ／ｍｍ以下であることが好ましい。外被と編組との密着力が０．２５Ｎ／ｍｍ未満だと光ケーブルの温度特性が劣ってしまう一方、外被と編組との密着力が３．０Ｎ／ｍｍを超えると外被の除去が難しくなり、端末の加工性が劣ってしまう。なお、「温度特性」とは、寒暖の温度変化があった場合でも伝送損失への影響が少なくてすむ特性をいい、温度特性のよい光ケーブルであれば、例えば、低温と高温との間でヒートサイクルを複数回行った場合であっても光ケーブルの伝送損失が少なくてすむ。

上記光ケーブルにおいて、光ケーブルを１１０℃で２時間加熱した際の外被の収縮率が１．０％以下であることが好ましい。外被の収縮率が１．０％以下である場合、光ケーブルの温度特性が更に良好になる。

上記光ケーブルは、編組の内側に配置されるインナーチューブと、抗張力体繊維とを更に備えており、インナーチューブの内部空間に光ファイバと抗張力体繊維とを配置してもよい。この場合、光ファイバと編組との間にインナーチューブがあることになり、光ファイバが編組と直接接触し、光ファイバに傷がつくことを防止することができる。また、インナーチューブの存在により、衝撃特性を向上させることができる。また、抗張力体繊維と光ファイバとを同一空間に配置することで、更に衝撃特性を向上させることができる。なお、「衝撃特性」とは、外部から光ケーブルに対して衝撃があった場合でも伝送損失への影響が少なくてすむ特性をいい、衝撃特性のよい光ケーブルであれば、例えば、重りを所定の高さから光ケーブルの同じ箇所に所定回数落下させた場合であっても光ケーブルの伝送損失が少なくてすむ。

上記光ケーブルは、編組の内側に導体を絶縁被覆した電線であるメタル線を更に備えてもよい。この場合、メタル線により、光ケーブルに給電機能や低速信号通信機能を持たせることができる。なお、メタル線が同軸線であってもよく、同軸線であることにより、より長距離の低速信号の通信を行うことができる。

上記光ケーブルは、編組の内側にプラスチックヤーンを更に備えていてもよい。編組前のコアが円形でない場合、ケーブルに凹凸が生じて外観不良になってしまう。例えば、上記メタル線を配置した場合、その外周の空間にプラスチックヤーンを配置し埋めることで、編組前のコアを円形にすることができる。

また、上記メタル線やプラスチックヤーンは長手方向に撚られて配置されることが好ましい。撚ることでケーブルの曲げ方向性が生じず、どの方向にも一様に曲げることが出来る。

上記光ケーブルにおいて、光ファイバがテープ心線の形状であることが好ましい。この場合、光ファイバ同士が交差することを防止して、光ケーブルの側圧特性を向上させることができる。なお、「側圧特性」とは、光ケーブルに側圧負荷がかかった場合でも伝送損失への影響が少なくてすむ特性をいい、側圧特性のよい光ケーブルであれば、例えば、マンドレルを用いて光ケーブルに所定の負荷を与えた場合であっても光ケーブルの伝送損失が少なくてすむ。

上記光ケーブルにおいて、光ファイバを構成するガラス領域の径が１０５μｍ以下であることが好ましい。この場合、光ケーブルが曲げにより破断する可能性を低減させることができる。なお、上記光ケーブルにおいて、光ファイバのコアがガラスからなり、光ファイバのクラッドがプラスチックからなってもよい。

本発明によれば、柔軟性の維持と伝送損失の増加防止とを両立させることができる光ケーブルを提供することができる。

第１実施形態の光ケーブルの断面図である。 第２実施形態の光ケーブルの断面図である。 第３実施形態の光ケーブルの断面図である。 第４実施形態の光ケーブルの断面図である。 第５実施形態の光ケーブルの断面図である。 光ファイバテープ心線１０Ａの断面構成例を示す図である。 光ファイバテープ心線１０Ｂの断面構成例を示す図である。 光ファイバテープ心線１０Ｃの断面構成例を示す図である。 光ファイバテープ心線１０Ｄの断面構成例を示す図である。 光ファイバテープ心線１０Ｅの断面構成例を示す図である。 外被と編組との密着力を測定するための方法を模式的に示した図である。 実施例及び比較例の各光ケーブルの構造をまとめた図表である。 実施例及び比較例の各光ケーブルに用いられる光ファイバの構造をまとめた図表である。 実施例及び比較例の各光ケーブルの評価結果をまとめた図表である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。

図１は、第１実施形態の光ケーブル１の断面図である。図１は、光ケーブルの軸方向に垂直な断面を示す。光ケーブル１は、光ファイバテープ心線１０、抗張力体繊維２０、インナーチューブ３０、プラスチックヤーン４０、同軸電線５０（メタル線）、編組６０および外被７０を備えている。

光ファイバテープ心線１０（１０Ａ〜１０Ｅ、図６〜図１０参照）は、複数の光ファイバが並列配置され、一体化されて構成される。複数の光ファイバは、一般的には、偶数の光ファイバである。この光ファイバテープ心線１０を囲むようにインナーチューブ３０が設けられている。つまり、光ファイバテープ心線１０は、インナーチューブ３０の内部空間に挿入されている。インナーチューブ３０は、例えば、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）からなり、インナーチューブ３０の内部空間に１つの光ファイバテープ心線１０が挿入されている。インナーチューブ３０内に光ファイバを含む光ファイバテープ心線１０が挿入されていることで、光ファイバが編組６０と接触して側圧特性が悪化することがないようになっており、また、衝撃特性も向上するようになっている。

インナーチューブ３０の内部空間には、光ファイバテープ心線１０の周囲を覆うように抗張力体繊維２０が設けられている。抗張力体繊維２０としては、例えばアラミド繊維（東レ・デュポン株式会社製の「ケブラー（登録商標）」や帝人株式会社製の「テクノーラ（登録商標）」）などを用いることが好ましい。このような抗張力体繊維２０を設けることにより、光ケーブル１が引っ張られた際に光ファイバに伸び歪みが加わりにくくなるだけでなく、抗張力体繊維２０のクッション効果により、光ファイバを外部衝撃から保護する役割を果たすことができる。

インナーチューブ３０を囲むように、外被７０が設けられている。外被７０は、光ケーブル１を保護するものであり、例えば熱可塑性樹脂から構成され、具体的には、熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、フッ素樹脂（低融点ＴＨＶ（四フッ化エチレン、六フッ化プロピレン及びフッ化ビニリデンの三元重合体ポリマー）が好ましい）又は、シリコーンなどから構成される。

外被７０の内部には、複数の編組目を有する編組６０が外被７０の内周面と密着するように配置されている。編組６０は、例えば、数十μｍの銅線を網目状にしたものであり、各編み目である編組目が外被７０の内周面に食い込むように配置されている。このように編組６０と外被７０とが密着して一体化しており、編組６０が光ケーブル１の抗収縮体として機能するようになっている。一方、編組６０は数十μｍの銅線から形成されておりその厚みが薄いため、十分な柔軟性も有している。なお、ここでいう「編組６０が外被７０に食い込む」とは、外被７０を編組６０から除去したときに、外被７０の内側に編組６０の網目の跡がついている状態をいう。

光ケーブル１では、低温と高温とのヒートサイクルを繰り返すことにより、外被７０には収縮しようとする力が働くが、編組６０と外被７０とが一体化していることにより、編組６０が抗収縮体として機能し、外被７０の収縮を抑制する。この結果、外被７０が収縮することに伴って光ファイバが蛇行したり又は蛇行による伝送損失が増加したりすることが好適に抑制される。

編組６０と外被７０とを一体化するには、例えば、外被７０を押出成形する際に充実押出を行う方法が一例として挙げられる。充実押出により、編組６０に圧力を加えながら樹脂を押出すことができるため、編組６０と外被７０との密着力を向上させることができる。外被７０の材料のＭＦＲ（メルトフローレート）が高い樹脂を使用すると、押出時の樹脂粘度を下げることができるため、編組６０への樹脂（つまり外被７０）の食い込み量を増加させて、両者の密着力をより一層向上させることができる。

このように、光ケーブル１では、編組６０と外被７０との密着力が向上されており、編組６０と外被７０との密着力は、例えば０．２５Ｎ／ｍｍ以上となっており、且つ、３．０Ｎ／ｍｍ以下となっている。編組６０と外被７０との密着力が０．２５Ｎ／ｍｍ未満では密着力が不十分であり、温度特性が劣ってしまう場合がある。一方、編組６０と外被７０との密着力が３．０Ｎ／ｍｍを超えると、端末加工の際に外被７０を編組６０から除去するのが困難となり、加工性が低下してしまう。

ここでいう「密着力」とは、図１１に示すようにして測定される。具体的には、まず光ケーブル１の外被７０だけを剥ぎ、編組６０を露出させる。続いて、光ケーブル１を編組６０が通る程度の穴１０２が開いた治具１００に挿入する。治具１００は、光ケーブルの長さ方向（図１１の上下方向）に動かないように固定される。そして、光ケーブル１を矢印Ｓの方向に２００ｍｍ／ｍｉｎで引き上げ、編組６０と残りの外被７０とが引き剥される際の引き抜き力［Ｎ］を測定する。最後に、測定された引き抜き力［Ｎ］を外被７０の内側の円周［ｍｍ］で割ると、密着力［Ｎ／ｍｍ］が算出される。なお、外被７０の内側の円周は、外被７０の内径×円周率より算出される。

また、外被７０とインナーチューブ３０との間には、２本の同軸電線５０が対称となるように配置されており、その周りの空間をプラスチックヤーン４０が埋められた構造となっている。プラスチックヤーン４０は、例えば、ポリプロピレンからなるＰＰヤーンであり、低収縮処理がなされているものが好ましい。同軸電線５０を備えることにより、低速信号の通信機能を光ケーブル１に持たせることができる。また、同軸電線５０を配置した空間をプラスチックヤーン４０で埋めたことで、ケーブルの内側に空間が生じて、外被に凹凸が生じるのを防ぐことができ、図１のように光ケーブル１の長さ方向に垂直な断面で光ケーブル１の形状を円形に保つことができる。

同軸電線５０とプラスチックヤーン４０は、例えば、光ケーブル１の軸方向に６０ｍｍピッチでインナーチューブ３０の外周を撚るように配置されている。なお、プラスチックヤーン４０と同軸電線５０との外周は、形状崩れを防止するために、紙テープ、ＰＥＴテープ又はアルミテープなどによって押え巻を施すことが好ましい。押え巻を施した場合、光ケーブル１の製造工程において、押え巻した半製品を編組を被せて編んでいくときに、編組の断面（長さ方向に垂直な断面）を円形にすることができる。

このように構成される光ケーブル１は唯一つの光ファイバテープ心線１０を備えるので、光ファイバテープ心線同士が交差することはなく、また、一つの光ファイバテープ心線１０に含まれる複数の光ファイバが互いに交差することもなく、側圧が加えられたときの伝送損失の増加が抑制され得る。これにより、光ファイバがテープ心線の形状で抗張力体繊維２０と共にインナーチューブ３０内に配置されている。

続いて、光ケーブル１に用いられる光ファイバテープ心線１０の例について、図６〜図１０を参照して説明する。

図６〜図１０それぞれは、光ファイバテープ心線１０の断面構成例を示す図である。これらの図に示される光ファイバテープ心線１０Ａ〜１０Ｅそれぞれは、本実施形態の光ケーブル１及び後述する光ケーブル２〜５の光ファイバテープ心線１０として用いられ得るものである。以下では光ファイバテープ心線１０Ａ〜１０Ｅそれぞれが４芯のものであるとして説明するが、これに限定されるものではない。

図６に示される光ファイバテープ心線１０Ａは、４本の光ファイバ８０Ａが並列配置されて被覆８８により一体化されたものである。各光ファイバ８０Ａは、ＨＰＣＦ（Hard Plastic Clad Fiber）であり、ガラスからなるコア８１と、プラスチックからなりコア８１を取り囲むクラッド８２と、クラッド８２を取り囲む着色層８５とを有する。光ファイバ８０Ａでは、例えば、コア８１の径が８０μｍであり、クラッド８２の外径が１２５μｍであり、着色層８５の外径が１３５μｍである。クラッド８２は、例えばフッ素を含む紫外線硬化型樹脂などから形成される。

着色層８５は、顔料等が添加されて色が付けられた紫外線硬化型樹脂などを使用することができる。各光ファイバテープ心線が異なる色で着色されることで、各光ファイバテープ心線をその色で識別することができる。また、光ファイバ８０Ａは、曲げられた場合でも伝送損失の増加を抑えるために、その開口数ＮＡが０．２０以上であることが好ましく、０．２４以上であることがより好ましいが、本実施形態の光ファイバ８０Ａでは、例えば開口数が０．２９である。

このような光ファイバ８０Ａは、ケーブル端末において接続される際、着色層８５を除去してファイバ径を１２５μｍにし、フェルールと呼ばれるファイバ固定部材に挿入して固定される。

図７に示される光ファイバテープ心線１０Ｂは、４本の光ファイバ８０Ｂが並列配置されて被覆８８により一体化されたものである。各光ファイバ８０Ｂは、ＨＰＣＦであり、ガラスからなるコア８１と、プラスチックからなりコア８１を取り囲むクラッド８２と、クラッド８２を取り囲むプライマリ被覆層８３と、プライマリ被覆層８３を取り囲むセカンダリ被覆層８４と、セカンダリ被覆層８４を取り囲む着色層８５とを有する。光ファイバ８０Ｂでは、例えば、コアの径が８０μｍであり、クラッド８２の外径が１２５μｍであり、プライマリ被覆層８３の径が２００μｍであり、セカンダリ被覆層８４の径が２４５μｍであり、着色層８５の外径が２５５μｍである。

プライマリ被覆層８３およびセカンダリ被覆層８４は通常の光ファイバテープ心線に使用されるものと同様のものを使用することができる。例えば、ウレタン（メタ）アクリレート系の紫外線硬化型樹脂を使用することができる。プライマリ被覆層８３はヤング率が比較的低い（０．１〜１０ＭＰａ）比較的柔らかい樹脂が使用され、セカンダリ被覆層８４はヤング率が比較的高い（２００〜１５００ＭＰａ）比較的硬い樹脂が使用される。図６に示される光ファイバテープ心線に比べて、プライマリ被覆層８３およびセカンダリ被覆層８４が有る分、さらに側圧特性に優れる。

このような光ファイバ８０Ｂは、ケーブル端末において接続される際、プライマリ被覆層８３、セカンダリ被覆層８４及び着色層８５を除去してファイバ径を１２５μｍにし、フェルールと呼ばれるファイバ固定部材に挿入して固定される。光ファイバ８０Ｂは、曲げられた場合でも伝送損失の増加を抑えるため、例えばその開口数ＮＡが０．２９となっている。

図８に示される光ファイバテープ心線１０Ｃは、４本の光ファイバ８０Ｃが並列配置されて被覆８８により一体化されたものである。各光ファイバ８０Ｃは、ＡＧＦ（All Glass Fiber）であり、ガラスからなるコア８１と、ガラスからなりコア８１を取り囲むクラッド８２ａと、クラッド８２ａを取り囲む密着被覆層８６と、密着被覆層８６を取り囲むプライマリ被覆層８３と、プライマリ被覆層８３を取り囲むセカンダリ被覆層８４と、セカンダリ被覆層８４を取り囲む着色層８５とを有する。

光ファイバ８０Ｃでは、例えば、コアの径が８０μｍであり、クラッド８２ａの外径が１００μｍであり、密着被覆層８６の径が１２５μｍであり、プライマリ被覆層８３の径が２００μｍであり、セカンダリ被覆層８４の径が２４５μｍであり、着色層８５の外径が２５５μｍである。光ファイバ８０Ｃは、曲げられた場合でも伝送損失の増加を抑えるため、例えばその開口数ＮＡが０．２９となっている。

なお、図９に示される光ファイバテープ心線１０Ｄは、基本的な構成は、光ファイバテープ心線１０Ｃと同様であり、４本の光ファイバ８０Ｄが並列配置されて被覆８８により一体化され、ガラスなるコア８１と、ガラスからなるクラッド８２ａと、密着被覆層８６と、プライマリ被覆層８３と、セカンダリ被覆層８４と、着色層８５とを有する。但し、具体的な径が異なっており、光ファイバ８０Ｄでは、例えば、コアの径が５０μｍであり、クラッド８２ａの外径が１０５μｍであり、密着被覆層８６の径が１２５μｍであり、プライマリ被覆層８３の径が２００μｍであり、セカンダリ被覆層８４の径が２４５μｍであり、着色層８５の外径が２５５μｍである。光ファイバ８０Ｄは、曲げられた場合でも伝送損失の増加を抑えるために、例えばその開口数ＮＡが０．２０となっている。

図８及び図９に示す光ファイバテープ心線１０Ｃ，１０Ｄの光ファイバ８０Ｃ，８０Ｄをフェルールに挿入固定する際には、ガラスと密着力が高く、容易に剥がれない密着被覆層８６が設けられているので、プライマリ被覆層８３、セカンダリ被覆層８４及び着色層８５を除去し、密着被覆径が１２５μｍである密着被覆層８６を除去せずに、フェルールに挿入する。なお、汎用品のフェルールは外径１２５μｍのファイバを挿入する穴径となっていることが多いため、このような密着被覆径の光ファイバ８０Ｃ，８０Ｄであれば、挿入固定が容易である。

図１０に示される光ファイバテープ心線１０Ｅは、４本の光ファイバ８０Ｅが並列配置されて被覆８８により一体化されたものである。各光ファイバ８０Ｅは、ＡＧＦであり、ガラスからなるコア８１と、ガラスからなりコア８１を取り囲むクラッド８２ａと、クラッド８２ａを取り囲むプライマリ被覆層８３と、プライマリ被覆層８３を取り囲むセカンダリ被覆層８４と、セカンダリ被覆層８４を取り囲む着色層８５とを有する。

光ファイバ８０Ｅでは、例えば、コアの径が８０μｍであり、クラッド８２ａの外径が１２５μｍであり、プライマリ被覆層８３の径が２００μｍであり、セカンダリ被覆層８４の径が２４５μｍであり、着色層８５の外径が２５５μｍである。光ファイバ８０Ｅは、曲げられた場合でも伝送損失の増加を抑えるため、例えばその開口数ＮＡが０．２９となっている。

光ファイバ８０Ａ〜８０Ｅそれぞれにおいて、コア８１は、クラッド８２，８２ａの屈折率より高い屈折率を有し、光を導波することができる。光ファイバ８０Ａ〜８０Ｅそれぞれは、例えばマルチモードファイバであることが好ましい。シングルモードファイバに比べてコア径が大きいマルチモードファイバを用いることで、光ファイバ８０Ａ〜８０ＥそれぞれをＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting LASER）やＰＤ（Photodiode）と光結合する際の結合効率を高めることができる。そして、これによりコストを低減することもできる。

光ファイバ８０Ａ〜８０Ｅは、マルチモードファイバの場合、広帯域を確保するために、グレーデッドインデックス型であることが好ましい。また、曲げによる伝送損失の増加を抑えるために、コアのすぐ外の領域の屈折率を通常のクラッド部分よりも小さくした、トレンチ付きのマルチモードファイバを用いてもよい。なお、光ファイバ８０Ａ〜８０Ｅは、上述した例に限定されるものではなく、他の光ファイバを適宜用いることができる。

また、上述したように、光ファイバ８０Ａ〜８０Ｄそれぞれにおいて、開口数ＮＡは０.２０以上であるのが好適であり、０．２４以上であることがより好適である。

光ファイバ８０Ａ〜８０Ｅそれぞれにおいて、コア又はクラッドを構成するガラス領域の径は１０５μｍ以下であるのが好適である。インターコネクト分野やデータセンター用途では、パソコンなどの機器周辺で光ケーブルが用いられるため、長距離通信用の光ケーブルに比べると、人に触れられる機会も多い。この場合、光ケーブルに過度な曲げが加わることもあり、光ケーブルを１８０度に折り曲げられたまま放置されていても、長期間、光ファイバが破断しないことが求められる。光ファイバを破断しにくくするための１つの手段として、ガラス径を細くすることが挙げられ、通常の光ファイバのガラス径１２５μｍよりも細い１０５μｍ以下とすることで、曲げ径が小さい場合であっても、光ファイバ８０Ａ〜８０Ｅを破断しにくくすることができる。

図２は、第２実施形態の光ケーブル２の断面図である。図２は、光ケーブル２の軸方向に垂直な断面を示す。光ケーブル２は、第１実施形態に係る光ケーブル１と同様に、光ファイバテープ心線１０、抗張力体繊維２０、プラスチックヤーン４０、同軸電線５０、編組６０および外被７０を備えている。但し、第２実施形態に係る光ケーブル２は、第１実施形態と異なり、インナーチューブ３０を備えておらず、抗張力体繊維２０をプラスチックヤーン４０が取り囲む構成となっている。

図３は、第３実施形態の光ケーブル３の断面図である。図３は、光ケーブル３の軸方向に垂直な断面を示す。光ケーブル３は、第１実施形態に係る光ケーブル１と同様に、光ファイバテープ心線１０、抗張力体繊維２０、インナーチューブ３０、プラスチックヤーン４０、同軸電線５０、編組６０および外被７０を備えている。但し、第３実施形態に係る光ケーブル３は、第１実施形態と異なり、更に、６つの絶縁電線５２を備えている。

絶縁電線５２は、例えば給電機能を付与したりするために用いられ、３つを１つの組として、各組の絶縁電線５２がインナーチューブ３０と編組６０との間の空間に、互いの組が対称となるように配置されている。このように配置された絶縁電線５２は、同軸電線５０と共に、その周りの空間をプラスチックヤーン４０に埋められた構造となっている。また、同軸電線５０、絶縁電線５２及びプラスチックヤーン４０は、第１及び第２実施形態と同様に、例えば、光ケーブル３の軸方向に６０ｍｍピッチでインナーチューブ３０の外周を撚るように配置されて、その外周は、形状崩れを防止するために、紙テープなどによって押え巻を施すことが好ましい。

図４は、第４実施形態の光ケーブル４の断面図である。図４は、光ケーブル４の軸方向に垂直な断面を示す。光ケーブル４は、第１実施形態に係る光ケーブル１と同様に、光ファイバテープ心線１０、抗張力体繊維２０、インナーチューブ３０、編組６０および外被７０を備えている。但し、第４実施形態に係る光ケーブル４は、第１実施形態と異なり、同軸電線５０及び同軸電線５０を覆うプラスチックヤーン４０を備えておらず、インナーチューブ３０のすぐ外周に編組６０が配置される構成となっている。

図５は、第５実施形態の光ケーブル５の断面図である。図５は、光ケーブル５の軸方向に垂直な断面を示す。光ケーブル５は、第１実施形態に係る光ケーブル１と同様に、光ファイバテープ心線１０、抗張力体繊維２０、プラスチックヤーン４０、編組６０および外被７０を備えている。但し、第５実施形態に係る光ケーブル５は、第１実施形態と異なり、インナーチューブ３０及び同軸電線５０を備えておらず、抗張力体繊維２０をプラスチックヤーン４０が取り囲む構成となっている。

以上、実施形態１〜５に係る光ケーブル１〜５によれば、外被７０が編組目によって編組６０と一体化されているため、編組６０を抗収縮体として機能させることができるため、編組６０と一体化された外被７０の収縮が抑制され、これにより、低温時における外被７０の収縮に伴う光ファイバの蛇行も抑制され、光ケーブル１〜５の伝送損失の増加が防止される。また、編組６０を抗収縮体として用いているため、光ケーブル１〜５の柔軟性を維持することもできる。

光ケーブル１〜５において、外被７０と編組６０との密着力が０．２５Ｎ／ｍｍ以上３．０Ｎ／ｍｍ以下となっている。外被７０と編組６０との密着力が０．２５Ｎ／ｍｍ未満だと光ケーブルの温度特性が劣ってしまう一方、外被７０と編組６０との密着力が３．０Ｎ／ｍｍを超えると外被７０の除去が難しくなり、端末の加工性が劣ってしまうが、光ケーブル１〜５であれば、係る問題が発生しない。つまり、所定の温度特性を有すると共に、加工性も高くすることができる。

光ケーブル１〜５では、光ケーブル１〜５を１５ｃｍに切断して、１１０℃で２時間加熱した際の外被７０の収縮率が１．０％以下となっている。このような外被７０を用いることにより、光ケーブル１〜５の温度特性を更に良好なものとすることができる。

光ケーブル１，３，４は、編組６０の内側に配置されるインナーチューブ３０と、抗張力体繊維２０とを更に備えており、インナーチューブ３０の内部空間に光ファイバと抗張力体繊維２０とを配置している。このため、光ファイバと編組６０との間にインナーチューブ３０があることになり、光ファイバが編組６０と直接接触するのを防止することができる。また、インナーチューブ３０の存在により、衝撃特性を向上させることができる。また、抗張力体繊維２０と光ファイバとを同一空間に配置することで、更に衝撃特性を向上させることができる。

光ケーブル１〜３は、編組６０の内側に電線５０，５２を更に備えている。これにより、光ケーブルに給電機能や低速信号通信機能を持たせることができる。

光ケーブル１〜３，５は、編組６０の内側にプラスチックヤーン４０を更に備えている。編組前のコアが円形でない場合、ケーブルに凹凸が生じて外観不良になってしまう。例えば、メタル線を配置した場合、その外周の空間にプラスチックヤーン４０を配置し埋めることで、編組前のコアを円形に維持することができる。

光ケーブル１〜５では、光ファイバがテープ心線の形状である。これにより、光ファイバ同士が交差することを防止して、光ケーブルの側圧特性を向上させることができる。

光ケーブル１〜５では、光ファイバを構成するガラス領域の径が１０５μｍ以下である。これにより、光ケーブル１〜５が曲げにより破断する可能性を低減させることができる。

以下、本発明を実施例により詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。

まず、実施例１〜１０及び比較例として、図１２に示す条件の光ケーブルを作製した。図１２に示すケーブル構造のＡ−１〜Ａ−５それぞれは、図１〜５に示す光ケーブル１〜５の構造それぞれに対応する。また、図１２に示す光ファイバの構造のＢ−１〜Ｂ−５は、図６〜図１０に示す光ファイバテープ心線１０Ａ〜１０Ｅの構造それぞれに対応しており、具体的な径は図１３に示すとおりである。なお、比較例の光ケーブルでは、外被と編組とがほぼ密着しておらず一体化されていない。前述の方法で外被と編組の引き抜き力および密着力を求めた。

続いて、実施例１〜１０及び比較例に係る光ケーブルに対して、外被収縮率、温度特性試験、側圧試験、曲げ試験、衝撃試験、ピンチ試験を以下の条件で行い、各測定を実施した。測定結果は、図１４に示すとおりである。なお、光ケーブルへの光入射部として、光出射領域の一辺のサイズが１０μｍであるＶＣＳＥＬ（面発光レーザ）を用い、レンズを介して光ファイバの端面と光結合させた。一方、光ケーブルからの光出射部として、受光領域の一辺のサイズが１００μｍであるフォトダイオード（ＰＤ）を用い、光ファイバの端面と光結合させた。

＜外被収縮率＞
ケーブルを１５ｃｍに切断し、タルクの上に乗せて、１１０℃で２時間加熱した。加熱前後のケーブルの外被長を測定し、収縮率を測定した。

＜温度特性＞
０℃(４時間)⇔８５℃(４時間)のヒートサイクルを１０回行い、伝送損失［ｄＢ］を求めた。評価基準は下記の通りである。
〇・・・０．５ｄＢ／ｋｍ未満
△・・・０．５ｄＢ／ｋｍ以上〜２．０ｄＢ/ｋｍ未満
×・・・２．０ｄＢ／ｋｍ以上

＜側圧試験＞
直径６０ｍｍのマンドレルをケーブル上に乗せ、マンドレルの上から３５０Ｎの負荷を与えた時の伝送損失[ｄＢ]を求めた。評価基準は下記の通りである。
〇・・・０．５ｄＢ未満
△・・・０．５ｄＢ以上〜２．０ｄＢ未満
×・・・２．０ｄＢ以上

＜曲げ試験＞
ケーブルを直径１０ｍｍのマンドレルに１０回巻き付けた時の伝送損失[ｄＢ]を求めた。評価基準は下記の通りである。
〇・・・０．５ｄＢ未満
△・・・０．５ｄＢ以上〜２．０ｄＢ未満
×・・・２．０ｄＢ以上

＜衝撃試験＞
先端がＲ１２．５ｍｍの０．５ｋｇの重りを１５ｃｍの高さからケーブルの同じ箇所に２回落下させた時の伝送損失[ｄＢ]を求めた。評価基準は下記の通りである。
〇・・・０．５ｄＢ未満
△・・・０．５ｄＢ以上〜２．０ｄＢ未満
×・・・２．０ｄＢ以上あるいはファイバ破断

＜ピンチ試験＞
ケーブルを１箇所１８０度に折り曲げた状態で保持して、光ファイバの破断時間を求めた。評価基準は下記の通りである。
〇・・・1カ月以上
△・・・1週間以上〜1か月未満
×・・・1週間未満

上述した各試験における評価基準は、「〇（良好）」であるものが信頼性上好ましいが、「△（標準）」でも実用上使用可能であるため、「△（標準）」以上を合格とした。

その結果、実施例１〜１０は、全て外被の内側に編組目があり、外被と編組の密着力が０．２５Ｎ／ｍｍ以上３．０Ｎ／ｍｍ以下であり、「温度特性」は「良好」であった。また、実施例１〜１０の光ケーブルは、外被収縮率が１．０％以下であり、この点でも「温度特性」は「良好」であった。一方、比較例の光ケーブルは、外被の内側に編組目がなく、密着力が０．２［Ｎ／ｍｍ］と低かったため、「温度特性」で「×（不良）」となった。また、比較例の光ケーブルでは、外被収縮率が３．８％と高くなってしまい、この点でも「温度特性」が「×（不良）」であった。比較例では、ヒートサイクル後にケーブル内の光ファイバの蛇行が観察された。実施例では、ヒートサイクル後もケーブル内の光ファイバの蛇行は観察されなかった。

また、実施例１〜３，５〜１０の光ケーブルでは、開口数ＮＡが０．２９と大きいため、「曲げ試験」は「良好」であった。また、実施例１〜４、６〜１０は、光ファイバのガラス経が１０５μｍ以下であるため、「ピンチ試験」が「良好」であった。また、実施例１〜５、７〜９の光ケーブルはインナーチューブを有しているため、側圧時にメタル線や編組と光ファイバが接触しづらいため、「側圧試験」及び「衝撃試験」で「良好」となった。

１〜５…光ケーブル、１０…光ファイバテープ心線、２０…抗張力繊維、３０…インナーチューブ、４０…プラスチックヤーン、５０…同軸電線、５２…絶縁電線、６０…編組、７０…外被、８０Ａ〜８０Ｅ…光ファイバ、８１…コア、８２，８２ａ…クラッド。

Claims (9)

1. コア及び前記コアを取り囲むクラッドを有する光ファイバと、
   熱可塑性樹脂からなり、前記光ファイバを囲む外被と、
   編組目を有し、前記外被の内側に配置される編組と、を備え、
   前記外被の内周面が前記編組と密着されていて前記外被が前記編組目によって前記編組と一体化され、
   前記外被と前記編組との密着力が０．２５Ｎ／ｍｍ以上３．０Ｎ／ｍｍ以下であることを特徴とする光ケーブル。
2. １１０℃で２時間加熱した際の前記外被の収縮率が１．０％以下であることを特徴とする請求項１に記載の光ケーブル。
3. 前記編組の内側に配置されるインナーチューブと、抗張力体繊維と、を更に備え、
   前記インナーチューブの内部空間に前記光ファイバと前記抗張力体繊維とを配置することを特徴とする請求項１又は２に記載の光ケーブル。
4. 前記編組の内側にメタル線を更に備えることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の光ケーブル。
5. 前記メタル線が同軸線であることを特徴とする請求項４に記載の光ケーブル。
6. 前記編組の内側にプラスチックヤーンを更に備えることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の光ケーブル。
7. 前記光ファイバがテープ心線の形状であることを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の光ケーブル。
8. 前記光ファイバを構成するガラス領域の径が１０５μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載の光ケーブル。
9. 前記光ファイバの前記コアがガラスからなり、前記光ファイバの前記クラッドがプラスチックからなることを特徴とする請求項１〜８の何れか一項に記載の光ケーブル。

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