特開 2019-53276 光ファイバケーブルおよび光ファイバケーブルを備えた複合ケーブル

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2019-53276(P2019-53276A)

(43)【公開日】2019年4月4日

(54)【発明の名称】光ファイバケーブルおよび光ファイバケーブルを備えた複合ケーブル

(51)【国際特許分類】

   G02B 6/44 20060101AFI20190308BHJP

   H01B 7/00 20060101ALI20190308BHJP

   H01B 11/22 20060101ALI20190308BHJP

【ＦＩ】

   G02B6/44 331

   G02B6/44 301B

   G02B6/44 381

   G02B6/44 366

   H01B7/00 310

   H01B11/22

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2018-116503(P2018-116503)

(22)【出願日】2018年6月19日

(31)【優先権主張番号】特願2017-178295(P2017-178295)

(32)【優先日】2017年9月15日

(33)【優先権主張国】JP

(71)【出願人】

【識別番号】000145530

【氏名又は名称】株式会社潤工社

(72)【発明者】

【氏名】下沢 勝雄

【テーマコード（参考）】

2H001

2H150

5G309

5G319

【Ｆターム（参考）】

2H001DD23

2H001FF02

2H001KK02

2H001KK03

2H001KK17

2H001KK22

2H001MM01

2H001PP01

2H150AB03

2H150AB32

2H150AB35

2H150AB37

2H150AB40

2H150AD22

2H150AD27

2H150BA01

2H150BA02

2H150BA32

2H150BA34

2H150BB04

2H150BB08

2H150BB10

2H150BB14

2H150BB18

2H150BC02

2H150BD00

2H150BD07

2H150BD17

2H150BD18

5G309KA02

5G319HA01

5G319HC01

5G319HD03

5G319HE01

5G319HE19

5G319HE26

(57)【要約】      （修正有）

【課題】柔軟性および信頼性に優れた光ファイバケーブルを提供する。および、この光ファイバケーブルを備えた複合ケーブルを提供する。
【解決手段】合成樹脂で構成されたコア６１ａおよびコア状に形成されたクラッド６１ｂを有する光ファイバ部６１と、光ファイバ部のクラッド上に形成された第１の積層部６２ａと、第１の積層部の上に形成された第２の積層部６２ｂと、を備え、第１の積層部の弾性率は、第２の積層部の弾性率よりも小さく、かつ、第１の積層部と光ファイバ部との間の密着強度は、第１の積層部と第２の積層部との間の密着強度よりも小さい。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

合成樹脂で構成されたコアおよび当該コア状に形成されたクラッドを有する光ファイバ部と、
当該光ファイバ部の前記クラッド上に形成された第１の積層部と、
当該第１の積層部の上に形成された第２の積層部と、を備え、
前記第１の積層部の弾性率は、前記第２の積層部の弾性率よりも小さく、かつ、前記第１の積層部と前記光ファイバ部との間の密着強度は、前記第１の積層部と前記第２の積層部との間の密着強度よりも小さく、前記第１の積層部から光ファイバ部を引き抜く際の力が０．１Ｎ以下であることを特徴とする光ファイバケーブル。

【請求項2】

前記１の積層部の厚みは、前記第２の積層部の厚みよりも大きいことを特徴とする、請求項１に記載の光ファイバケーブル。

【請求項3】

前記第１の積層部は、テープ形状を有しており、前記光ファイバ部に巻回されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の光ファイバケーブル。

【請求項4】

前記第１の積層部の厚みは、前記クラッドの厚みよりも大きいことを特徴とする、請求項１ないし３のいずれかに記載の光ファイバケーブル。

【請求項5】

前記光ファイバ部と前記第１の積層部とは、面接触していることを特徴とする、請求港１ないし４のいずれかに記載の光ファイバケーブル。

【請求項6】

径方向の断面において、前記光ファイバ部が占有する部分に重心位置があることを特徴とする、請求項１ないし５のいずれかに記載の光ファイバケーブル。

【請求項7】

少なくとも複数本の前記光ファイバケーブルを有するケーブル部と、
当該ケーブル部上に形成された第１の外層部と、
当該第１の外層部上に形成された第２の外層部とを備え、
前記第１の外層部の弾性率は、前記第２の外層部の弾性率よりも小さく、かつ、前記第１の外層部と前記ケーブル部との間の密着強度は、前記第１の外層部と前記第２の外層部との間の密着強度よりも小さいことを特徴とする複合ケーブル。

【請求項8】

前記ケーブル部は、金属製の導体を有する複数本の金属ケーブルをさらに備え、
前記複数本の光ファイバケーブル間の距離は、当該複数本の金属ケーブル間の距離よりも小さいことを特徴とする、請求項７に記載の複合ケーブル。

【請求項9】

試料長３００ｍｍを長手方向に等間隔で１０か所切断した場合の径方向の断面において、７か所以上が、前記複数本の光ファイバケーブル間の距離が、当該複数本の金属ケーブル間の距離よりも小さいことを特徴とする、請求項７または８に記載の複合ケーブル。

【請求項10】

前記金属ケーブルの径方向の断面積は、前記光ファイバケーブルの径方向の断面積よりも大きいことを特徴とする、請求項７ないし９のいずれかに記載の複合ケーブル。

【請求項11】

前記複数本の光ファイバケーブルおよび前記複数本の金属ケーブルからなるケーブル群の中心と、ケーブル全体の中心とが同軸上にあることを特徴とする、請求項７ないし１０のいずれかに記載の複合ケーブル。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光ファイバケーブルに関する。

【背景技術】

【0002】

製造業では、プロセス制御、ロボット制御、自動検査等にマシンビジョン技術の利用が進み、カメラ撮影された画像信号等を細い光ファイバケーブルを介して制御部側に送信することが多くなってきている。特にプラスチック光ファイバ（ＰＯＦ: Ｐｌａｓｔｉｃ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｆｉｂｅｒ）は柔軟性に富み、引き回しが容易かつ摺動性にもすぐれるため、装置内等での配線やロボットでの活用が増大している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開昭５８−２１６２０５号公報

【特許文献2】特開２００２−３５０６９６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１には、光ファイバ部と、この光ファイバ部の周りにケブラー（登録商標）等の高強度繊維が配置された補強層と、この補強層を一体化して被覆する被覆層とで構成された光ファイバケーブルが開示されている。このような構成においては、例えば被覆層に対して、光ファイバケーブルに長手方向の引っ張り応力が加えられた場合であっても、補強層により、光ファイバ部の周辺を均一に保護しながらケーブルの張力を支持し、被覆層や光ファイバ部の伸長を抑制することができる。しかし、高信頼性を得るために十分に強い補強層を配置すると柔軟性が低下してしまう一方、柔軟性を確保するために補強層の強度や量を制限すると、高い信頼性を確保するのが難しい。つまり、柔軟性と耐久性とを両立することが難しかった。

【0005】

また、特許文献２には、撚り合わされた一対の光ファイバ部と、この光ファイバ部に対し介在層を介して巻回された緩衝層と、この緩衝層の外周に設けられた保護層を備える光ファイバケーブルが開示されている。このような構成においては、光ファイバ部は撚り合わせにより、長手方向の断面形状が変化する状態であり、外観に凹凸が形成されている。光ファイバケーブル長手方向の引張り応力が加えられたときには、光ファイバ部の長手方向における凹凸によって緩衝層との間に摩擦が大きく発生し、緩衝層は光ファイバ部に対して強い引張り応力を与える結果となる。光ファイバ部は、この本来意図しない張り応力によるストレスよって内部のコアが脆化し、伝送特性が低下してしまい、光ファイバケーブルとしての信頼性が低下してしまう虞がある。

【0006】

さらには、上述した特許文献１の光ファイバ部は石英で構成され、特許文献２の光ファイバ部はＰＯＦで構成されている。ＰＯＦは石英にくらべ柔軟性に富むが、同時に、それ自体の機械的強度が石英より小さいため、被覆層を介した外部からの機械的ストレスの影響を受けやすくなり、コアの濁化による伝送特性の低下などが生じることがあることを見出した。

【0007】

本発明は、前記の問題点を解決するためになされたものであり、柔軟性および信頼性に優れた光ファイバケーブルを提供する。および、この光ファイバケーブルを備えた複合ケーブルを提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的を達成するため、本発明に係る光ファイバケーブルは、合成樹脂で構成されたコアおよびコア状に形成されたクラッドを有する光ファイバ部と、光ファイバ部の前記クラッド上に形成された第１の積層部と、第１の積層部の上に形成された第２の積層部と、を備え、第１の積層部の弾性率は、第２の積層部の弾性率よりも小さく、かつ、第１の積層部と光ファイバ部との間の密着強度は、第１の積層部と第２の積層部との間の密着強度よりも小さく、第１の積層部から光ファイバ部を引き抜く際の力が０．１Ｎ以下であることを特徴とする光ファイバケーブル。

【0009】

上記の構成によれば、光ファイバ部の外層に積層された第１の積層部の弾性率は、第２の積層部の弾性率よりも小さいため、光ファイバケーブルに長手方向の引張り応力が加えられた場合であっても、第２の積層部による伸長によって光ファイバケーブル全体の柔軟性を確保できる。また、第２の積層部が伸長したとしても、第１の積層部が光ファイバ部に対する変形を抑制し、光ファイバ部の伸長が抑制される。これにより、光ファイバケーブルに対するさらなる機械的なストレスに対しても、光ファイバ部の脆化が抑制され、長期にわたり伝送特性を良好に維持することができ、光ファイバケーブルの耐久性・信頼性が向上する。

【0010】

また、第１の積層部と光ファイバ部との間の密着強度は、第１の積層部と第２の積層部との間の密着強度よりも小さいため、上記の状態からさらに光ファイバケーブルに長手方向の引張り応力が加えられ、第２の積層部がさらに伸長し、第１の積層部の変形だけでは吸収しきれない状態となった場合であっても、第１の積層部と光ファイバ部との間において、微視的な滑りが発生し、光ファイバ部にストレスをかけることがない。したがって、光ファイバケーブルに対する引張り応力がさらに大きくなった場合であっても、光ファイバ部の脆化の抑制を維持でき、長期にわたり伝送特性を良好に維持することができ、これにより、光ファイバケーブルの耐久性・信頼性が向上する。

【0011】

以上のように、上記に記載の光ファイバケーブルは、外側に形成された第２の積層部と光ファイバ部との間に、弾性率が第２の積層部よりも小さな第１の積層部が設けられ、かつ、光ファイバ部と第１の積層部との間の密着強度は、この第１の積層部と第２の積層部との間の密着強度より小さいとの構成を含む。これにより、光ファイバケーブルの第２の積層部が伸長するようなストレスが加わった場合であっても、光ファイバ部に対して強い引っ張り応力を与えることなく、また、柔軟性を確保するために補強層の強度や量を制限したり、あるいは、補強層を配置しない場合であっても、極めて高い信頼性を有する光ファイバケーブルが提供される。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明に係る光ファイバケーブルの一例を示す図である。

【図2】本発明にメカニズムを説明するための図である。

【図3】本発明に係る光ファイバケーブルの一例を示す図である。

【図4】本発明に係る光ファイバケーブルの一例を示す図である。

【図5】本発明に係る光ファイバケーブルを使用した複合ケーブルの一例を示す図である。

【図6】本発明に係る光ファイバケーブルを使用した複合ケーブルの一例を示す図である。

【図7】本発明に係る光ファイバケーブルを使用した複合ケーブルの一例を示す図である。

【図8】本発明に係る光ファイバケーブルの一例を示す図である。

【図9】光ファイバケーブルの試験１を示す図である。

【図10】光ファイバケーブルの試験２を示す図である。

【図11】光ファイバケーブルの摺動試験を示す図である。

【図12】本発明に係る光ファイバケーブルを使用した複合ケーブルの一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

（光ファイバケーブルの構造）
以下、本開示の一側面に係る光ファイバケーブルの構造について、図を参照しつつ説明する。但し、本開示の技術的範囲はそれらの実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶ点に留意されたい。尚、以下の説明及び図において、同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

【0014】

図１は、本発明の一実施形態である光ファイバケーブル６０を説明する図である。図１（ａ）は光ファイバケーブル６０の模式的な断面を示す図であり、図１（ｂ）は光ファイバケーブルの模式的な鳥瞰図である。同軸中心には、光ファイバ部６１が配されている。光ファイバ部６１は２層構造であり、光を伝搬する媒体であるコア６１ａを内層とし、伝搬する光をコアに閉じ込めるように機能するクラッド６１ｂを外層とする。コア６１ａは高屈折率、高透明性、高強度等の特性を有するプラスチック（合成樹脂）で構成され、合成樹脂としては、例えば、完全フッ素化ポリマー、ポリカーボネート、ポリスチレン、含重水素化ポリマー等で構成される。一方、クラッド６１ｂは低屈折率をもつフッ素系ポリマーで構成される。

【0015】

光ファイバ部６１と同軸となるように被覆する外被層６２は、平滑層６２ａと保護層６２ｂとからなる。平滑層６２ａは、光ファイバ部６１のコア６１ａ上に、例えばテープ状のものを巻回することにより形成してもよく、またシート状のものを縦添えにして形成してもよい。一例としては、平滑層６２ａはテープ状の材料を巻き回して形成される。また、平滑層６２ａは、コア６１ａと接して設けられている。平滑層６２ａは、例えば、多孔質ポリテトラフルオロエチレン（ｅＰＴＦＥ）等の合成樹脂で構成される。テープ状の材料としては、ｅＰＴＦＥが好ましいが、これに限定されず、かつクッション性および滑り性を兼ね備えた材料を使用できる。以下、緩衝層にｅＰＴＦＥを用いた場合を例に説明する。

【0016】

また、上記の平滑層６２ａの外層には、光ファイバ部６１および緩衝層６２ａと同軸になるように保護層６２ｂが形成される。保護層６２ｂは、フッ素樹脂や、ポリエチレン、シリコン変性ポリウレタン、シリコン変性ポリスチレン、シリコン等で構成され、例えばフッ素樹脂の溶融押出し被覆により形成される。溶融成形しうるフッ素樹脂としてはエチレンテトラフルオロエチレンコポリマー（ＥＴＦＥ）、パーフロロエチレンプロピレンコポリマー（ＦＥＰ）、パーフロロアルコキシアルカンポリマー（ＰＦＡ）、ポリエチレン、シリコン変性ポリウレタン、シリコン変性ポリスチレン、シリコン等が好ましい。特に比較的低温で成形可能なＥＴＦＥは保護層６２ｂを溶融成形する際の光ファイバ部６１への影響を少なくすることができるため好ましい。また、平滑層６２ａは、光ファイバ部６１に対し面接触している。

【0017】

図２は上記の実施形態にかかる光ファイバケーブルに対し、引張り応力が加えられた際の光ファイバ部６１、平滑層６２ａおよび保護層６２ｂの関係を示す概念図である。同図（ａ）は、光ファイバケーブルの初期状態、同図（ｂ）は光ファイバケーブルに引張り応力がかかり、緩衝層および保護層の形状変化が起き始めた状態、同図（ｃ）は、さらに引張り応力が加わり、光ファイバ部と緩衝層との間に滑りが生じた状態を示す。同図（ａ）の状態から引張り応力が加わると、平滑層６２ａが光ファイバ部６１に密着した状態で保護層６２ｂとともに長手方向に変形し始める。上記の構成によれば、平滑層６２ａの弾性率は保護層６２ｂの弾性率よりも小さいため、保護層６２ｂが長手方向に伸長することにより平滑層６２ａも併せて伸長するものの、光ファイバ部６１の伸長は回避される。すなわち、保護層６２ｂの伸長によっても、平滑層６２ａの内周面の長手方向の長さは、光ファイバ部６１の初期状態の長手方向の長さを維持した状態であり、外周側に向かうにつれて保護層６２ｂに密着した状態で伸長する。一定の引張り応力まで同図（ｂ）の状態で伸長された後、さらに大きな引張り応力が加わった場合、平滑層６２ａと光ファイバ部６１との間の密着強度は、平滑層６２ａと保護層６２ｂとの間の密着強度よりも小さいため、平滑層６２ａの外周面と保護層６２ｂの内周面は密着した状態であるのに対し、平滑層６２ａの内周面と光ファイバ部６１の外周面の間では滑りが発生する。この滑りにより、さらなる引張り応力によっても保護層６２ｂおよび平滑層６２ａは伸長するものの光ファイバ部６１には影響がない。なお、上記の弾性率とは、変形のしやすさを示す材料物性値であり、ＪＩＳ規格ＪＩＳ Ｋ７１２７（引張弾性率測定方法）で測定する。また、上記の密着強度はＪＩＳＣ ３００３（ゴム・プラスチック絶縁電線試験方法）で測定する。

【0018】

以上のように、本実施形態の光ファイバケーブル６０によれば、頻度の高い小さなストレスに対しては、弾性率の関係から平滑層６２ａによる弾性変形で対応することで柔軟性および耐久性を確保し、一定以上のストレスに対しては、密着強度の関係から光ファイバ部６１と平滑層６２ａとの間の滑りで対応し、柔軟性および耐久性を確保する。これにより、光ファイバケーブルの信頼性を向上できる。

【0019】

また、平滑層６２ａは光ファイバ部６１に対し、面接触しているため、光ファイバ部６１に線状の部材が線接触している場合と比較し、光ファイバ部６１と平滑層６２ａの接触面積が大きくなり、光ファイバ部６１に局所的なダメージが入ることがなく、耐久性が低下することを回避できる。

【0020】

また、図３は第２実施例を示す概念図である。同図に示すように、同図（ａ）と比較し、同図（ｂ）の平滑層６２ａの径方向の厚みは、大きく構成されている。この構成により、同図（ｂ）の光ファイバケーブルは、同図（ａ）の光ファイバケーブルと比較し、引張り応力に対する平滑層６２ａの変形によって伸長がより吸収され、耐久性をさらに向上させることができる。

【0021】

また、図４は第３実施例を示す概念図である。同図に示すように、同図（ａ）と比較し、同図（ｂ）の平滑層６２ａの径方向の厚みは、コア６１ａの径方向の厚みよりも大きく構成されている。この構成により、同図（ｂ）の光ファイバケーブルは、同図（ａ）の光ファイバケーブルと比較し、コア６１ａの表面積が小さくなり、また平滑層６２ａの変形による伸長がより吸収されるため、耐久性をさらに向上させることができる。

【0022】

図５は、光ファイバケーブル６０を用いた複合ケーブル１００の模式的な断面図である。同図に示すように、複合ケーブル１００は、１対の光ファイバケーブル６０、６０と、１対の金属ケーブル７０、７０との計４本のケーブルが長手方向（同図の奥行き方向）に撚り合わされており、１対の光ファイバケーブル６０、６０のそれそれぞれの中心を結ぶ線と一対の金属ケーブル７０、７０のそれぞれの中心を結ぶ線とが直交するように配置されている。一対の金属ケーブル７０はそれぞれ、導体７１ａ、及び導体被覆７１ｂから構成される。例えば、導体７１ａは銅めっきタフピッチ軟銅で構成され、導体被覆７１ｂは多孔質ポリテトラフルオロエチレン（ｅＰＴＦＥ）が好ましいが、誘電率が２．６以下の材料であればよい。金属ケーブル７０の径方向の断面の外径は、光ファイバケーブルと同じ外径で構成されている。また、１対の光ファイバケーブル６０、６０と、１対の金属ケーブル７０、７０との計４本のケーブルは、それぞれ同じ外径を有しているため、２本で撚り合わされた場合と比較して、外接する円の形状が長手方向において変化が小さく構成されている。

【0023】

また、これらの１対の光ファイバケーブル６０、６０および１対の金属ケーブル７０、７０の外周には、これらのケーブル６０、６０、７０、７０と接するように、複合外被層７５が設けられている。この複合外被層７５は、複合平滑層７６ａと複合保護層７６ｂとからなる。複合平滑層７６ａは、光ファイバ部６１のコア６１ａ上に、例えばテープ状のものを巻回することにより形成してもよく、またシート状のものを縦添えにして形成してもよい。一例としては、複合平滑層７６ａはテープ状の材料を巻き回して形成される。複合平滑層７６ａは、例えば、多孔質ポリテトラフルオロエチレン（ｅＰＴＦＥ）等の合成樹脂で構成される。テープ状の材料としては、ｅＰＴＦＥが好ましいが、これに限定されず、かつクッション性および滑り性を兼ね備えた材料を使用できる。

【0024】

また、上記の複合平滑層７６ａの外層には、複合保護層７６ｂが形成される。複合保護層７６ｂは、フッ素樹脂や、ポリエチレン、シリコン変性ポリウレタン、シリコン変性ポリスチレン、シリコン等で構成され、例えばフッ素樹脂の溶融押出し被覆により形成される。溶融成形しうるフッ素樹脂としてはエチレンテトラフルオロエチレンコポリマー（ＥＴＦＥ）、パーフロロエチレンプロピレンコポリマー（ＦＥＰ）、パーフロロアルコキシアルカンポリマー（ＰＦＡ）、ポリエチレン、シリコン変性ポリウレタン、シリコン変性ポリスチレン、シリコン、塩化ビニル等でもよい。

【0025】

また、複合平滑層７６ａは、複合保護層７６ｂの弾性率よりも小さい材料で構成されている。また、複合平滑層７６ａとケーブル６０、６０、７０、７０との密着強度は、複合平滑層７６ａと複合保護層７６ｂとの密着強度よりも小さくなるように構成されている。

【0026】

以上の構成により、複合ケーブル１００に引張り応力が加えられた場合であっても、図２で示した原理に基づき、頻度の高い小さなストレスに対しては、弾性率の関係から複合平滑層７６ａによる弾性変形で対応することで柔軟性および耐久性を確保し、一定以上のストレスに対しては、密着強度の関係から、ケーブル６０、６０、７０、７０と複合平滑層７６ａとの間に発生する滑りによって、柔軟性および耐久性を確保する。これにより、複合ケーブル１００の信頼性を向上できる。

【0027】

また、図６は１対の光ファイバケーブル６０、６０および１対の金属ケーブル７０、７０の互いの距離の違いによる構成を示す概念図である。同図に示すように、同図（ａ）と比較し、同図（ｂ）の１対の光ファイバケーブル６０、６０間の距離は、１対の金属ケーブル７０、７０間の距離よりも短い。この構成により、同図（ｂ）の光ファイバケーブル６０、６０は、同図（ａ）の光ファイバケーブル６０、６０と比較し、複合ケーブル１００の中心軸により近づいた状態で配置されている。これにより、屈曲、摺動、捻回等の可動に伴い、複合ケーブル１００が曲げられた状態で形状変化としても、複合ケーブル１００の中心軸から光ファイバケーブル６０、６０までの距離の変動をより抑えることができ、また光ファイバケーブル６０、６０の変形による伸長をより抑えることができるため、光ファイバケーブル６０、６０ひいては複合ケーブル１００の耐久性をさらに向上させることができる。このことは、図７に示すような光ファイバケーブル６０および金属ケーブル７０のそれぞれの径方向の断面における外径が異なる場合でも同様である。

【0028】

また、本発明は以下の内容を含む。

【0029】

（光ファイバケーブルの構造）
以下、本開示の一側面に係る光ファイバケーブルの構造について、図を参照しつつ説明する。但し、本開示の技術的範囲はそれらの実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶ点に留意されたい。尚、以下の説明及び図において、同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

【0030】

図８は、本発明の一実施形態である光ファイバケーブル１を説明する図である。図８（ａ）は光ファイバケーブル１の模式的な断面を示す図であり、図８（ｂ）は光ファイバケーブルの模式的な鳥瞰図である。同軸中心には、光ファイバ１１が配されている。光ファイバ１１は２層構造であり、光を伝搬する媒体であるコア１１ａを内層とし、伝搬する光をコアに閉じ込めるように機能するクラッド１１ｂを外層とする。コア１１ａは高屈折率、高透明性、高強度等の特性を有するプラスチック（合成樹脂）や、石英で構成され、合成樹脂としては、例えば、完全フッ素化ポリマー、ポリカーボネート、ポリスチレン、含重水素化ポリマー等で構成される。一方、クラッド１１ｂは低屈折率をもつフッ素系ポリマーで構成される。

【0031】

光ファイバ１１のコア１１ａをプラスチックで構成した場合には、石英ガラスよりコア径を太くすることができ、又、曲げに強くなる。本実施形態の光ファイバ１１では、例えばクラッド層の外径が０．５ｍｍであるが、本発明の実施に当たってはその他の組み合わせでも良いことは当然である。

【0032】

一方、光ファイバ１１は適度な柔軟性を有する。光ファイバ１１はコア１１ａが太くクラッド１１ｂは薄いことから、主にコア１１ａの柔軟性を考慮すればよい。

【0033】

光ファイバ１１を同軸となるように被覆する外被層１２は、緩衝層１２ａと保護層１２ｂとからなる。光ファイバ１１のクラッド１１ｂに接して緩衝層１２ａが同軸となるように設けられる。緩衝層１２ａは、例えば、多孔質ポリテトラフルオロエチレン（ｅＰＴＦＥ）や発泡パーフロロアルコキシアルカンポリマー（ＰＦＡ）等の合成樹脂や、芳香族ポリアミド系樹脂で構成された繊維を製織し、表面に滑り性を持たせるように表面改質したもので構成される。一例としては、緩衝層１２ａはテープ状の材料を巻き回して形成される。テープ状の材料としては、ｅＰＴＦＥが好ましいが、これに限定されず、かつクッション性および滑り性を兼ね備えた材料を使用できる。例えば、緩衝層１２ａの外周径は、プラスチック光ファイバ１１の口径０．５ｍｍに対して、０．２ｍｍの厚さのｅＰＴＦＥテープを２ラップすることにより、最大外径が０．９ｍｍとなる。以下、緩衝層にｅＰＴＦＥを用いた場合を例に説明する。

【0034】

緩衝層１２ａを構成するｅＰＴＦＥは、スポンジ状によるクッション機能により、光ファイバケーブル１に対する外力を吸収して、光ファイバ１１を保護する。更に、光ファイバ１１のクラッド１１ｂと接する緩衝層１２は、滑り性の高い材料で構成しているため、クラッド１１ｂとの間に滑り易さを生む。長手方向の滑り易さは光ファイバケーブル１の曲げによる光ファイバ１１への影響を少なくし、光ファイバ１１の破損等を防止する。同様に軸方向の滑り易さは光ファイバケーブル１に対する捻じれや外圧による光ファイバ１１への影響を少なくして、光ファイバ１１を保護する。

【0035】

また、上記の緩衝層１２の外層には、光ファイバ１１と緩衝層１２に同軸になるように保護層１２ｂが形成される。保護層１２ｂは、フッ素樹脂や、ポリエチレン、シリコン変性ポリウレタン、シリコン変性ポリスチレン、シリコン等で構成され、例えばフッ素樹脂の溶融押出し被覆により形成される。溶融成形しうるフッ素樹脂としてはエチレンテトラフルオロエチレンコポリマー（ＥＴＦＥ）、パーフロロエチレンプロピレンコポリマー（ＦＥＰ）、パーフロロアルコキシアルカンポリマー（ＰＦＡ）、ポリエチレン、シリコン変性ポリウレタン、シリコン変性ポリスチレン、シリコン等が好ましい。特に比較的低温で成形可能なＥＴＦＥは保護層１２ｂを溶融成形する際の光ファイバ１１への影響を少なくすることができるため好ましい。

【0036】

上記の保護層１２ｂは、光ファイバケーブル１に対する外力から光ファイバ１１を保護する機能を有する。又、保護層１２ｂは柔軟性に富む光ファイバ１１の過度の曲がりを防止し、過度の曲りによる光ファイバ１１の破損を防止する。更に、保護層１２ｂは、光ファイバケーブル１が配線しやすいように光ファイバケーブル１に適度な形状安定性を与える。このような構成により、屈曲、摺動、または捻回動作が求められる可動部に配線した際、耐久性が向上する。すなわち、ケーブルが湾曲状態において繰り返し屈曲等の動作が行われると、ケーブルの配線形状は動作によって変化する。このような変化に対し、従来技術のようなコアとクラッドのみで構成される光ファイバケーブルでは、繰り返しの屈曲等の動作によりケーブルが暴れ、配線の形状安定性を欠く。これに対し、上述した緩衝層および保護層を備える光ファイバケーブル１は、適度な柔軟性を保ちつつ、繰り返しの屈曲等の動作によってもケーブルが暴れることがなく、形状安定性を備え、ひいては繰り返しの屈曲等の動作に対する耐久性が向上する。例えば、保護層１２ｂの厚さは、プラスチック光ファイバ１１の口径０．５ｍｍのとき、０．１５ｍｍである。

【0037】

（光ファイバケーブルの特性を示す試験）
本願発明に係る光ファイバケーブルは、光ファイバ１１を取り巻く緩衝層１２ａと保護層１２ｂとからなる外被層１２が外圧を低減するクッションとなる特徴を有する。クッションとなる外被層１２は、屈曲による内外輪差から生じる内側の圧縮により、光ファイバ１１に負荷がかかって光ファイバ１１が脆化することを防止する。これらにより、耐久性を向上させる。この特性を示す試験として、引き抜き力を測定する試験１と、曲げ及び捻じれを測定する試験２を行った。

【0038】

図９は、引き抜き力を測定する試験１を説明する図である。試験に用いられる光ファイバケーブルの試料長は長さ３００ｍｍであり、該試料の一端側に２０ｍｍ以上の余長をつける。該余長部においては光ファイバ（コアおよびクラッド）１１がむき出しになるように外被層１２をストリップした先端加工を施す。試料を水平面上に載置し、試料の他端側を直径が２０ｍｍのキャプスタンまたは丸棒に一周させた状態で光ファイバケーブルが潰れないように、光ファイバケーブルの外被層と、キャプスタンまたは丸棒の表面とを固定する。前記固定は接着剤を用いてもよく、または丸棒等に光ファイバケーブルを巻きつけた状態でその上からテープなどで形状を固定することによって行ってもよい。このとき、外被を介して過度の圧力が光ファイバに加わらないように調整する。次に図９（ｂ）に示すように、余長部においてむき出しになった光ファイバ１１をクランプする（この状態を初期位置とする）。その後、プッシュプルゲージを用いて、光ファイバケーブルの一端側においてむき出しになった光ファイバ１１を引き抜き治具に固定して引っ張ることで光ファイバを引き抜き、初期位置から１００ｍｍ移動させるまでにかかった負荷の最大値を引き抜き力として測定する。

【0039】

図１０は、曲げ及び捻じれを測定する試験２を説明する図である。光ファイバケーブル長３００ｍｍの試料を取り、一端を固定部２１に取り付け、他端を可動部２２に取り付ける。図１０（ａ）に示すように試料の光ファイバケーブルを水平面の第１方向に置き、静かに、水平面の第１方向と直交する第２方向に可動部を移動させる、固定部２１と可動部２１に取り付けられた光ファイバケーブル試料が５０ｍｍの距離となるように可動部を移動させ、光ファイバケーブル試料をＵ字型に湾曲させる。Ｕ字型となった対向する光ファイバケーブル試料の第２方向の最大離間距離Ｄ１を測定する。最大離間距離Ｄ１は曲げの程度を示すこととなる。

【0040】

図１０（ｂ）は、固定部２１と可動部２２の方向から第１方向に光ファイバケーブル試料を見たときを示す図である。光ファイバケーブル試料全体は、水平面に接した状態である。次に、図１０（ｃ）に示すように、可動部２２を取り付けられた光ファイバケーブル試料の周方向に時計回りに９０°回転させ、９０°回転した状態での、光ファイバケーブル試料の水平面からの浮き上がりの最大高さＤ２を測定する。最大高さＤ２は、光ファイバケーブルの捻じれの度合いを示すこととなる。

【0041】

様々な光ファイバケーブルの試料を用いての、試験１と試験２の結果を以下に示す。

【表1】

（注）
ＰＯＦ：Plastic Optical Fiber
ｅＰＴＦＥ：多孔質ポリテトラフルオロエチレン
ケブラ―（登録商標）
ＥＴＦＥ：エチレンテトラフルオロエチレンコポリマー
発泡ＰＦＡ：７０％の発泡率で発泡させたパーフロロアルコキシアルカンポリマー
表面改質繊維（製織）：芳香族ポリアミド系樹脂で構成された繊維を製織し、表面に滑り性を持たせるようにフッ素樹脂で表面改質したもの

【0042】

各試料の詳細は以下のとおりである。
（１）光ファイバ
‐ＰＯＦ
コア外径：０．４ｍｍ
クラッド外径０．１ｍｍ
‐石英
コア外径：０．０５ｍｍ
クラッド外径：０．２５ｍｍ
（２）緩衝層
肉厚：０．２ｍｍ
（３）保護層
肉厚：０．１５ｍｍ

【0043】

上述の試料とした各光ファイバケーブルについて、耐久性評価試験として、摺動試験機による摺動性試験を行った。ただし、摺動試験での各光ファイバケーブルの長さは１．０ｍである。

【0044】

図１１（ａ）は、ケーブル摺動試験装置４０を示す図である。ケーブル摺動試験装置４０は、固定部４１と、可動部４２と、第１及び第２ケーブル固定部４３及び４４とを有する。固定部４１は、建物の壁面などに固定部材により固定される。可動部４２は、不図示の駆動装置により長手方向に移動する。第１ケーブル固定部４３は、試料ケーブル４５の一端を固定部に固定し、第２ケーブル固定部４４は、試料ケーブル４５の他端を可動部４２に固定する。図１１（ａ）の矢印２Ｒは、試料ケーブル４５の曲げ径を示す。本試験では、曲げ半径は５０ｍｍとした。すなわち、本試験における曲げ径２Ｒは１００ｍｍである。試料光ファイバケーブル４５は、試験対象の光ファイバケーブルであり、試料光ファイバケーブル４５の長さは１．０ｍである。

【0045】

図１１（ｂ）は、ケーブル摺動試験装置４０の可動部４２が最も移動した状態を示す図である。図４（ｂ）の矢印Ｓは可動ストロークを示す。本試験では、可動ストロークＳは、２００ｍｍとした。また、摺動速度は、１００回／分とした。５０００万回摺動した後、光ファイバケーブルの合否を判定した。ここで合格/不合格の基準は、光源および光パワーメータを用いて、試験後の光パワーの損失を計測し、損失が−９ｄB以下であれば合格、測定不能または−９ｄBよりも大きな値になる時は不合格とした。以上の結果を下表に示す。

【0046】

耐久性評価試験内容を示す表

【表2】

【0047】

耐久性評価試験の結果、本発明に係る光ファイバケーブル１の特性は、次の三つの特性により規定される。
（１）試験１による光ファイバケーブルの引抜力は０．５Ｎ以下である。
（２）試験２による光ファイバケーブルの曲げの程度を示す最大離間距離（最大幅）Ｄ１は７０〜８０ｍｍである。
（３）試験２による光ファイバケーブルの捻じれの度合いを示す最大高さＤ２は３０ｍｍ以下である。

【0048】

（光ファイバケーブルを用いた複合ケーブル）
図１２は、上述の一実施形態である光ファイバケーブル１を用いた複合ケーブル５を説明する図である。図１２（ａ）は複合ケーブル５の模式的な断面を示す図であり、図１２（ｂ）は複合ケーブル５の模式的な鳥瞰図である。同軸中心には抗張線５１が配される。抗張線は強化繊維、例えばケブラ―（登録商標）により構成される。

【0049】

抗張線５１を挟んで対称に１対の光ファイバケーブル１が配置される。更に、１対の光ファイバケーブル１のそれそれぞれの中心を結ぶ線と抗張線５１の中心で直交するように１対の導体線５２が配置される。例えば、導体線５２は、導体５２ａ、導体被膜５２ｂ、及び導体被覆５２ｃから構成される。例えば、導体５２ａと導体被膜５２ｂの構成としては銅めっきタフピッチ軟銅である。導体被覆５２ｃは多孔質ポリテトラフルオロエチレン（ｅＰＴＦＥ）が好ましいが、誘電率が２．６以下の材料であればよい。導体線５２は光ファイバケーブルと撚り合されるため光ファイバの太さと同程度が好ましい。

【0050】

１対の光ファイバケーブル１と１対の導体線５２は、抗張線４１を中心に撚り合される。複数本を縒り合せることにより複合ケーブル全体の強度を増すことができる。縒り合された１対の光ファイバケーブル１と１対の導体線５２と同軸となるようにジャケット５３により被覆される。好ましくは、ジャケット５３はエチレンテトラフルオロエチレンコポリマー（ＥＴＦＥ）により構成されるが、パーフロロエチレンプロピレンコポリマー（ＦＥＰ）、パーフロロアルコキシアルカンポリマー（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）塩化ビニル等でもよい。

【0051】

当業者は、本発明の精神及び範囲から外れることなく、様々な変更、置換、及び修正をこれに加えることが可能であることを理解されたい。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】