JP2574555B2 - 複合通信ケーブル - Google Patents

複合通信ケーブル

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JP2574555B2
JP2574555B2 JP3148225A JP14822591A JP2574555B2 JP 2574555 B2 JP2574555 B2 JP 2574555B2 JP 3148225 A JP3148225 A JP 3148225A JP 14822591 A JP14822591 A JP 14822591A JP 2574555 B2 JP2574555 B2 JP 2574555B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、複合通信ケーブルに関
し、光ファイバと金属導体とを有する複合通信ケーブル
に関する。
【０００２】
【従来の技術】光ファィバケーブルが多くの分野で長距
離用や短距離用に使用されている。長距離用の光ファイ
バは、短距離用には使用できない。その理由は、短距離
用に比較して、長距離用光ファイバケーブルは、曲げ剛
性が強く曲げにくい。また、このケーブル内に含まれる
光ファイバの本数が多く、また、短距離用のファイバ
は、その製造コストが低い必要があるからである。
【０００３】また、光ファイバと同時に電力搬送用また
は低電圧用の信号線として、金属導体も使用されてい
る。金属導体と光ファイバとを同時に包含する複合通信
ケーブルが現在使用されている。このような複合通信ケ
ーブルとしては、米国特許第４，８５２，９６５号明細
書に記載されたものがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の複合通信ケーブ
ルは、種々の環境下で使用される際に、特に近距離用に
使用される際に、極めて鋭く曲げられることがあるた
め、曲げ損失が発生していた。本発明の目的は、曲げ損
失のない複合通信ケーブルを提供することである。しか
も、その製造方法が簡単で、低コストのケーブルを提供
することでる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の複合通信ケーブルは、カバー材料で被覆さ
れた少なくとも１つの伝送媒体を含むコアと、このコア
を被覆し長手方向の縦軸を有する外装手段であって、こ
の外装手段が、縦軸を横切る断面と縦軸を横切る第１の
対称軸を有する外装手段と、を有し、コアが、第１の対
称軸に対して向かい合った側に第１部分と第２部分を含
み、これらの第１及び第２の部分が、圧縮と引張の両方
において曲げ剛性を有し、これらの第１の部分の曲げ剛
性と第２の部分の曲げ剛性が、伝送媒体の各々に最小の
応力が作用する位置にケーブルの中立軸が配置されるよ
うに、予め設定されることを特徴としている。
【０００６】
【実施例】図１に本発明の複合通信ケーブル２０が図示
されている。このケーブル２０は、光ファイバ部分と金
属導体部分を有するコア２２を有する。この光ファイバ
部分は、第１アレイ２５を有する。第１アレイ２５内に
２個の軸方向に伸びた強度部材２７が配置され、この強
度部材２７は第１アレイ２５の外部部分を形成する。各
強度部材２７は、ロッド状材料（例：レジン含浸ケルバ
（登録商標）ヤーン）を含む。あるいは、各強度部材２
７は金属材料またはファイバグラスロッドを有する。強
度部材２７は、ケーブル２０に適当な引っ張り強度と圧
縮強度を付与する。従来の無調整ケルバヤーンが強度部
材に用いられるものと考えられていたが、ケーブルをＸ
軸２８に関して曲げて光ファイバの第１アレイ２５側に
圧縮を引き起こすと、この強度部材２７は座屈を起こし
てしまう。強度部材２７は、無修正ケルバヤーンにより
提供されるよりも高い曲げ剛性（これは材料弾性係数と
断面２次モーメントの積である）を有する必要があるこ
とがわかった。適当な材料を含浸したケルバヤーンや、
ファイバグラスロッドや、金属部材が適当な材料である
ことが分かった。
【０００７】２本の光ファイバ２９が第１アレイ２５内
に埋め込まれ、また、強度部材２７の間に配置される。
各光ファイバ２９は約１２５ミクロンの外径の引き抜き
ファイバとその外径が２５０ミクロンの保護コーティン
グ層を有する。
【０００８】光ファイバの第１アレイ２５と強度部材２
７とは、マトリックス３０の材料で一体に保持され、こ
のマトリックス３０はアレイの長手方向である軸方向に
延びた各々を個別に被覆し、各光ファイバ２９と各強度
部材２７はマトリックス３０の円管部分内に収納され
る。従来技術においては、個別に被覆された光ファイバ
は保護の為、バッファ材料層内に収納されるが、本発明
のケーブルでは、バッファ材料は光ファイバのアレイで
兼ねる。好ましい実施例においては、マトリックス３０
の材料は、塩化ポリビニル（ＰＶＣ）である。図１から
分かるように、マトリックス３０の隣接する部分は同一
材料のウエブ３２で接続されている。このウエブ３２は
第１アレイ２５の隣接部分は軸方向に伸びるウエブ３２
に沿って切断することにより、分離してもよい。
【０００９】ケーブル２０のコア２２は、また、第２ア
レイ４０も有する。この第２アレイ４０は複数の軸方向
に伸びた金属導体４２を有する。好ましい実施例では、
各金属導体４２は相互に織り合わせた２６ゲージのスズ
メッキした銅ワイヤである。この金属導体４２は平行対
で捻られていないワイヤでもよい。
【００１０】第１アレイ２５と同様に、第２アレイ４０
はマトリックス４５を含み、このマトリックス４５は各
金属導体４２を被覆するプラスチック材料である。好ま
しくは、第２アレイ４０の各部分を被覆するマトリック
ス４５は部分的に管状をなし、第２アレイ４０の隣接部
分は同一材料のウエブ４７で相互接続される。
【００１１】均一の厚さのジャケット５０が、第１アレ
イ２５、第２アレイ４０を包む。好ましい実施例では、
ジャケット５０は塩化ポリビニル材料製である。しか
し、ジャケット５０の塩化ポリビニルの弾性係数は第１
アレイ２５のマトリックス３０のそれ以下である。ま
た、ジャケット５０はＸ軸２８とＹ軸５４に対して対称
でケーブルの長手方向の縦軸５２を横切る楕円形状の断
面を有する。このＸ軸２８は長軸とも、Ｙ軸５４は短軸
とも称される。
【００１２】本発明のケーブルは、曲げ中立軸が光ファ
イバに最小の応力が作用するように位置するよう構成さ
れる。この中立軸はＸ軸２８の方向に延びる軸である。
【００１３】本発明のケーブル２０は、曲げ中立軸の位
置が第１アレイ２５と第２アレイ４０の間に位置するよ
う、構造的及び材料的に構成される。光ファイバを被覆
する材料、強度部材と金属導体の材料は、中立軸の位置
に関して重要なファクタとなる。
【００１４】中立軸を所望の位置に配置するために、一
方のアレイの全体の曲げ剛性は、他のアレイのそれにほ
ぼ等しい必要がある。ジャケットが比較的低い弾性係数
と曲げ剛性を有し、Ｘ軸に対称な断面を有する限り、ケ
ーブル２０のジャケット５０は中立軸の位置に影響しな
い。
【００１５】光ファイバ内の載置される材料と第１アレ
イ２５の強度部材２７が第２アレイ４０内の金属導体４
２の材料と異なるため、問題が発生する。第２アレイ４
０に何らかの手当をしないと、中立軸は、Ｘ軸と第１ア
レイ２５の構成中心との間に位置してしまう。このこと
が起きるのは、強度部材２７の弾性係数が銅導体（銅は
比較的柔らかい）のそれより大きいからである。
【００１６】本発明のケーブル２０では、強度部材の弾
性係数をより大きくするのは、第２アレイ４０のマトリ
ックス４５による。第１アレイ２５では、強度部材２７
と光ファィバ２９の各々は、塩化ポリビニルで被覆され
ている。第２アレイ４０のマトリックス４５の弾性係数
が、第１アレイ２５のそれ以上に増加するのは、第２ア
レイ４０の金属導体４２がプラスチック材料（例：光フ
ァィバを被覆するバッファ材料より高い弾性係数を有す
る材料）で被覆されることによる。この実施例では、第
２アレイ４０のマトリックス４５の材料は、ポリエチル
・ポリエステル混合物である。このポリエチル・ポリエ
ステル混合物は、デュポン社からＨＹＲＥＬの商品名で
市販されている。金属導体４２上のマトリックス４５の
弾性係数が増加するので、第２アレイ４０の弾性係数
は、第１アレイ２５のそれによくマッチし、中立軸は２
つのアレイの間の所望位置に移動する。その結果、伝送
媒体の不当なロスと伝送損失が回避される。
【００１７】有利なことに、本発明のケーブル２０は、
自動結合に適している。光ケーブルと金属（銅）導体が
アレイ内に配置されている限り、ケーブル配置の識別は
容易である。この識別に関する情報は、ロボットシステ
ム（図示せず）に提供され、このロボットシステムは、
光ファイバをＳＴコネクタに接続し、金属導体を市販の
コネクタに接続する。
【００１８】また、アレイからのファィバの取り出しは
簡単にできる。強度部材２７がジャケット５０ではな
く、アレイ２５内に配置されているので、ジャケット５
０をケーブルから除去し、伝送媒体の光ファイバまたは
金属ケーブルまたはその両方を取り出せる。この取り出
しは、アレイの織り糸構成の為簡単である。ウエブ３２
またはウエブ４７を切断し、光ファイバ２９と金属導体
４２とをそれらにダメージを与えずに切断できる。
【００１９】本発明のケーブルの利点は、その製造方法
にある。各アレイの伝送媒体は、そのアレイが縦軸方向
に伸びているため、より糸は必要ない。これにより、回
転装置が不要なため、製造スピードが上がる。本発明の
ケーブルは、光ファィバと金属導体とを複合ケーブルを
製造ラインの１つのプロセスで、製造できる。
【００２０】被覆バッファ材料と光ファイバ２９との外
径は、従来のバッファ層付きの光ファイバより細い。こ
の理由は、光ファイバをアレイから分離するのに、ウエ
ブ３２に沿って切断すると、各ウェブの部分（フラッシ
ングと称する）がバッファ層付きファイバに接着して残
るからである。フラッシングの付いたバッファ層付きフ
ァィバを従来のサイズのコネクタと接続させるために、
全外径は、フラッシングの付いたバッファ層付きファイ
バは従来の穴に挿入される程度に小さくされる。
【００２１】縦軸５２を横切る断面形状は重要である。
一般的には、その断面形状は楕円形で、各アレイ２５、
４０の端部がジャケット５０の内壁にほぼ係合するサイ
ズである。大事な点としては、アレイ２５、４０がコア
２２内で少しぐらい移動しても、２つのアレイ２５、４
０相互と、ジャケット５０との位置は、使用中一定であ
ることである。
【００２２】さらに、ジャケット５０のプラスチック材
料は、光ファイバ２９と強度部材２７のバッファ層と金
属導体４２を被覆するバッファ層のプラスチック材料よ
り低い弾性係数を有している。例えば、この実施例で
は、金属導体４２を被覆するプラスチック材料の弾性係
数は、３０，０００ｐｓｉで、光ファイバ２９を被覆す
るプラスチック材料の弾性係数は２、０００ｐｓｉであ
り、ジャケット５０のプラスチック材料の弾性係数は８
００ー１０００ｐｓｉである。かくして、ジャケット５
０は比較的柔軟で、ケーブル２０は望ましいフレキシビ
リティを有している。
【００２３】図２に本発明の一実施例をケーブル６０と
して示す。このケーブル６０は、中心点６４を横切る断
面を有するジャケット６２を有し、その厚さは不均一で
ある。ジャケット６２の壁の形状は、断面の短軸６６に
沿って円形となり、ケーブルが比較的小さい半径で曲げ
られて配置された時、ケーブル６０に目に見えないねじ
れが発生しないようなものである。ケーブル断面が円形
に近づくと、ケーブルがオフィス内で鋭く曲げられたと
き、ケーブルのいかなるねじれも観察されなくなる。好
ましい実施例では、円形に近づくが、短軸６６の外径
は、長軸６８の外径より小さい。この実施例では、短軸
６６の外径は、０．４４ｃｍで、長軸６８の外径は０．
５３ｃｍである。尚、特許請求の範囲に記載された参照
番号は、発明の容易なる理解のためで、その範囲を制限
するよう解釈されるべきものではない。
【００２４】
【発明の効果】以上述べたごとく、本発明によれば、種
々の環境下で使用される際に、特に近距離用に使用され
る際に、製造が容易で、曲げ損失のない複合通信ケーブ
ルを提供するこができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す断面斜視図である。
【図２】本発明の他の一実施例を示す断面図である。
【符号の説明】
２０ ケーブル ２２ コア ２５ 第１アレイ ２７ 強度部材 ２８ Ｘ軸 ２９ 光ファイバ ３０ マトリックス ３２ ウエブ ４０ 第２アレイ ４２ 金属導体 ４５ マトリックス ４７ ウエブ ５０ ジャケット ５２ 縦軸 ５４ Ｙ軸 ６０ ケーブル ６２ ジャケット ６６ 短軸 ６８ 長軸
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 パリー エイ．モス アメリカ合衆国 30087 ジョージア、 ストーンマウンテン、シャドウ ビュー ドライブ 5651 (72)発明者 カーラ ジー．ウィルソン アメリカ合衆国 30058 ジョージア、 リトニア、リスモア ドライブ 3401 (56)参考文献 米国特許4818820（ＵＳ，Ａ)

Claims (20)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 カバー材料で被覆された少なくとも１つ
    の伝送媒体を含むコア（２２）と、このコアを被覆し長手方向の縦軸を有する被覆手段（５
    ０）であって、この被覆手段が、縦軸を横切る断面と縦
    軸を横切る第１の対称軸を有する被覆手段と、を有し、 前記コアが、上記第１の対称軸に対して向かい合った側
    に第１部分（２５）と第２部分（４０）を含み、これら
    の第１及び第２の部分が、圧縮と引張の両方において曲
    げ剛性を有し、これらの第１の部分の曲げ剛性と第２の
    部分の曲げ剛性が、前記伝送媒体の各々に最小の応力が
    作用する位置にケーブルの曲げ中立軸が配置されるよう
    に、予め設定される ことを特徴とする複合通信ケーブ
    ル。
  2. 【請求項２】 前記被覆手段は、前記第１の対称軸と直
    交する第２の対称軸を有し、前記曲げ中立軸がこれらの
    第１又は第２の対称軸の一方に対して平行に延びている
    請求項１記載の複合通信ケーブル。
  3. 【請求項３】 光ファイバ（２９）と金属導体（４２）
    を有する複合通信ケーブルにおいて、 強度部材（２７）を有する外部部分とこの強度部材の間
    に配置された光ファイバ（２９）である内部部分とを有
    しこれらの部分が長手方向に延びる第１アレイ（２５）
    と、長手方向に延びた 金属導体（４２）を有する第２アレイ
    （４０）と、前記第１アレイと第２アレイを被覆しプラスチック材料
    で作られた ジャケット（５０）と、を有し、 前記ケーブルの中立軸が、このケーブルが曲げられた際
    に前記光ファイバに最小の応力が作用するような所望の
    位置にあることを特徴とする複合通信ケーブル。
  4. 【請求項４】 前記第１アレイと第２アレイとは、長手
    方向に延びる平行部分を有する請求項３記載の複合通信
    ケーブル。
  5. 【請求項５】 前記各アレイは前記平行部分を被覆する
    マトリックス材料を有し、前記光ファイバは保護コーテ
    ィング層とマトリックス材料層とを有する請求項３記載
    の複合通信ケーブル。
  6. 【請求項６】 各アレイの隣接部分は、各アレイのマト
    リックス材料のウエブ（３２、４７）で相互接続される
    請求項５記載の複合通信ケーブル。
  7. 【請求項７】 第１アレイと第２アレイとは、平行であ
    る請求項５記載の複合通信ケーブル。
  8. 【請求項８】 前記ケーブルの曲げ中立軸は、前記の各
    アレイに平行である請求項５記載の複合通信ケーブル。
  9. 【請求項９】 前記ケーブルの曲げ中立軸は、前記第１
    アレイと第２アレイとの間に位置する請求項８記載の複
    合通信ケーブル。
  10. 【請求項１０】 前記各光ファイバは、第１弾性係数の
    プラスチック材料で被覆され、前記各金属導体は、第２
    弾性係数のプラスチック材料で被覆され、第２弾性係数
    の値は第１弾性係数の値より大きいことを特徴とする請
    求項９記載の複合通信ケーブル。
  11. 【請求項１１】 前記第１弾性係数のプラスチック材料
    は、塩化ポリビニルを含有し、前記第２弾性係数のプラ
    スチック材料は、ポリエーテル・ポリエステル混合物を
    含有する請求項１０記載の複合通信ケーブル。
  12. 【請求項１２】 前記強度部材の弾性係数は、金属導体
    の弾性係数より大きい請求項１１記載の複合通信ケーブ
    ル。
  13. 【請求項１３】 前記ジャケットのプラスチツク材料の
    弾性係数は、光ファイバを被覆するマトリックス材料の
    弾性係数より小さい請求項１２記載の複合通信ケーブ
    ル。
  14. 【請求項１４】 前記ジャケットのプラスチツク材料と
    光ファイバを被覆するマトリックス材料のプラスチック
    材料は、塩化ポリビニルである請求項１３記載の複合通
    信ケーブル。
  15. 【請求項１５】 前記ケーブルの長手方向の縦軸を横切
    る断面の対称の直交軸の１つの軸は、第１と第２のアレ
    イに平行である請求項１４記載の複合通信ケーブル。
  16. 【請求項１６】 前記の各強度部材は、繊維ヤーンを含
    む請求項３記載の複合通信ケーブル。
  17. 【請求項１７】 前記の各強度部材は、レジン材料で含
    浸された繊維ヤーンを含む請求項１６記載の複合通信ケ
    ーブル。
  18. 【請求項１８】 前記ジャケットは、長手方向の縦軸を
    横切る断面を有し、この断面が断面の直交軸に関して対
    称である請求項３記載の複合通信ケーブル。
  19. 【請求項１９】 前記ジャケットの断面は、楕円形状を
    している請求項１８記載の複合通信ケーブル。
  20. 【請求項２０】 前記ジャケットの断面は、長軸と短軸
    とを有し、この短軸に沿ったジャケットの厚さが長軸に
    沿ったそれより大きい請求項１９記載の複合通信ケーブ
    ル。
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JPH04229508A JPH04229508A (ja) 1992-08-19
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