JP6353718B2 - 光電気複合ケーブルの端末取付構造 - Google Patents

Description

本発明は、光電気複合ケーブルの端末取付構造に関する。

従来、光信号を伝達する光ファイバと、電力又は電気信号を伝達する電線とを一体化した光電気複合ケーブルが知られている（特許文献１参照）。このようなケーブルは、ケーブルの最内側に光ファイバを備え、光ファイバの周囲に光ファイバに加わる張力を緩和するための抗張力繊維からなるテンションメンバを有し、テンションメンバの周囲に電線を備える３層構造となっている。

特開２０１４−６３５８４号公報

しかし、特許文献１に記載のケーブルは、光ファイバ、テンションメンバ、及び電線の３層構造となるため、これら３層が重なることによってケーブルの径が大きくなってしまう。

また、特許文献１に記載のケーブルは、３層それぞれについて端末処理を行う必要があり、端末処理が非常に煩雑となってしまう。すなわち、１）光ファイバの接続処理、２）テンションメンバのテンションを保つ処理（或る程度引っ張った後に対象物に取り付ける処理）、３）電線の接続処理といった３つの端末処理が避けられず、作業が非常に煩雑となってしまう。

特に、テンションメンバの端末処理は煩雑さが多大なものである。具体的にテンションメンバを端末処理する場合、抗張力繊維を切断刃で切断する作業が必要となる。しかし、抗張力繊維は通常の切断刃では切れ難く、切断作業自体が煩雑なものである。また、抗張力繊維は或る程度の本数を束ねたうえで、切断やテンションを保つ処理を行わなければならず、束ねる作業自体も煩雑なものである。

加えて、特許文献１に記載のケーブルにおいて光ファイバの周囲に配置される電線は細いものが採用されていることから、これらの電線の１本１本を取り出して何らかの対象に接続する作業を行うこととなる。よって、細い１本の電線に荷重が加わり切断の可能性が高まってしまう。

本発明はこのような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、ケーブル径を抑えると共に、端末処理の煩雑さを軽減し、電線の切断の可能性を低減することが可能な光電気複合ケーブルの端末取付構造を提供することにある。

本発明の光電気複合ケーブルの端末取付構造は、光信号を伝達する光ファイバ、光信号を伝達する光ファイバ、及び、抗張力繊維に金属メッキを施したメッキ繊維を複数本束ねて樹脂にて被覆した被覆メッキ繊維束を、前記光ファイバの周囲に複数配置した電線層を備えた光電気複合ケーブルと、前記光ファイバの接続の相手先と、前記光ファイバの相手先への接続の際に前記電線層が電気接続される所定の対象とを有した光電気複合ケーブルの端末取付構造であって、前記抗張力繊維は、アラミド繊維、ポリアリレート繊維、ＰＢＯ繊維、及び炭素繊維のいずれか１つであり、前記電線層は、テンションメンバとして機能することを特徴とする。

本発明の光電気複合ケーブルによれば、抗張力繊維に金属メッキを施したメッキ繊維を複数本束ねて樹脂にて被覆した被覆メッキ繊維束を、光ファイバの周囲に複数配置して電線層を構成している。このため、テンションメンバと電線との双方の機能を有する被覆メッキ繊維束を光ファイバの周囲に配置することとなる。これにより、ケーブルを光ファイバと電線層との２層構造とすることができ、ケーブル径を抑えることができる。

さらに、ケーブルが２層構造であることから、２層についてのみ端末処理を行えば良く煩雑さが軽減される。特に、被覆メッキ繊維束は、メッキ繊維を複数本束ねて樹脂にて被覆したものであることから、メッキ繊維を複数本束ねる作業が不要となると共に、被覆によって覆うことにより通常の切断刃が被覆メッキ繊維束に食い込み易くなり切断され易くなる。よって、テンションメンバの端末処理に対する煩雑さについても軽減される。

加えて、被覆メッキ繊維束が電線１本１本を構成するため、これらの１本１本を取り出して何らかの対象に接続する作業を行うこととなるが、これら１本１本は抗張力繊維を基礎とするメッキ繊維を複数本束ねたものであるため、１本の電線に荷重が加わったとしても切断の可能性が低減される。

以上より、ケーブル径を抑えると共に、端末処理の煩雑さを軽減し、電線の切断の可能性を低減することができる。さらに、抗張力繊維は、アラミド繊維、ポリアリレート繊維、ＰＢＯ繊維、及び炭素繊維のいずれか１つである。ここで、これら繊維は熱に強いことから被覆メッキ繊維束と端子との半田接続を可能とすることができ、引張強さが１ＧＰａ以上、弾性率が５０ＧＰａ以上であることから、被覆メッキ繊維束との端子圧着時において抗張力繊維に応力緩和が発生し難いようにすることができる。従って、端子接続時において製品性能の劣化を防止することができる。

また、本発明の光電気複合ケーブルにおいて、前記メッキ繊維は、抗張力繊維に、銅、錫、ニッケル、金、及び銀の１つ以上の金属にてメッキが施されていることが好ましい。

この光電気複合ケーブルによれば、銅、錫、ニッケル、金、及び銀の１つ以上の金属にてメッキが施されているため、導電率が比較的高くメッキ処理を行い易い金属によりメッキを施したメッキ繊維を得ることができる。

また、本発明の光電気複合ケーブルにおいて、前記被覆メッキ繊維束は、複数本の前記メッキ繊維を熱可塑性樹脂にて被覆していることが好ましい。

この光電気複合ケーブルによれば、複数本のメッキ繊維を熱可塑性樹脂で押出し被覆しているため、樹脂とメッキ繊維間の密着力を制御でき、端末の被覆除去加工を容易に行うことができる。

本発明によれば、ケーブル径を抑えると共に、端末処理の煩雑さを軽減し、電線の切断の可能性を低減することが可能な光電気複合ケーブルの端末取付構造を提供することができる。

本発明の実施形態に係る光電気複合ケーブルを示す断面図である。 比較例に係る光電気複合ケーブルの一例を示す断面図である。

以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明するが、本発明は以下の実施形態に限られるものではない。

図１は、本発明の実施形態に係る光電気複合ケーブルを示す断面図である。同図に示す光電気複合ケーブル１は、光ファイバ１０と、光ファイバ１０の外周側に設けられた電線層２０と、電線層２０の外周側に設けられたシース３０とから構成されている。

光ファイバ１０は、コア１０Ａと、クラッド１０Ｂと、被覆１０Ｃとから構成されている。コア１０Ａは、光信号の伝達する伝搬路であり、クラッド１０Ｂは、コア１０Ａの周囲に配置され、屈折率がコア１０Ａの屈折率よりも小さくされており、光信号をコア１０Ａ内に閉じ込める部位として機能するものである。被覆１０Ｃはこれらを覆う部位である。

電線層２０は、光ファイバ１０の周囲に被覆メッキ繊維束２１が複数配置されることにより構成されている。

ここで、被覆メッキ繊維束２１それぞれは、複数本のメッキ繊維２２と、複数本のメッキ繊維２２を束ねて被覆する樹脂２３とによって構成されている。メッキ繊維２２は、抗張力繊維上に金属メッキを施したものによって構成されている。本実施形態において抗張力繊維は、アラミド繊維、ポリアリレート繊維、ＰＢＯ（poly(p-phenylenebenzobisoxazole）繊維、及び炭素繊維のいずれか１つにより構成されており、金属メッキは、銅、錫、ニッケル、金、及び銀の１つ以上の金属で構成されている。さらに、樹脂２３は、絶縁性を有する例えばＰＶＣ（polyvinyl chloride）、ＰＥ（polyethylene）、ＰＰ（polypropylene）、及びＰＥＴ（polyethylene terephthalate）などの熱可塑性樹脂にて構成されている。

なお、被覆メッキ繊維束２１は、電力伝送用の電線として機能するものと、電気信号伝送用の電線として機能するものとがあり、それぞれが用途に応じた接続先に接続される。

シース３０は、光ファイバ１０及び電線層２０を一括保持しこれらを保護するものである。なお、図示を省略しているが、電線層２０とシース３０との間には、テープ巻層や、シールド層などが適宜設けられていてもよい。

ここで、一般的に光ファイバ１０の周囲にはテンションメンバを備えることが知られており、このテンションメンバは抗張力繊維によって構成されている。すなわち、本実施形態は、このような抗張力繊維に金属メッキを施して導電性を付与すると共に、メッキ繊維２２を複数本束ねて被覆メッキ繊維束２１とすることにより、被覆メッキ繊維束２１を特許文献１に記載の電線の代替品として使用することができるようにしている。

次に、本実施形態に係る光電気複合ケーブル１の作用等を説明するが、これに先立って比較例となる光電気複合ケーブル１００を説明する。図２は、比較例に係る光電気複合ケーブルの一例を示す断面図である。

図２に示すように、比較例に係る光電気複合ケーブル１００は、最内層として光ファイバ１１０を備え、その周囲に抗張力繊維からなるテンションメンバ１２０を備えている。また、比較例に係る光電気複合ケーブル１００は、テンションメンバ１２０の外周側に複数本の電線１３０を備え、複数本の電線１３０の外側にシース１４０を備えている。

このような比較例に係る光電気複合ケーブル１００では、図２に示すように、光ファイバ１１０、テンションメンバ１２０、及び電線１３０の３層を必須とする構造となっている。このため、これら３層が重なることによってケーブル１００の径が大きくなってしまう。

さらに、比較例に係る光電気複合ケーブル１００は３層構造を有するため、３層それぞれの端末処理が必要となってしまう。すなわち、１）光ファイバ１１０の接続処理、２）テンションメンバ１２０のテンションを保つ処理、３）電線１３０の接続処理を行う必要があり、端末処理が非常に煩雑となってしまう。

これに対して図１に示すように、本実施形態に係る光電気複合ケーブル１は、光ファイバ１０と、電線層２０との２層を有する構造となっている。よって、これら２層が重なることにより、比較例に係るケーブル１００よりもケーブル径を小さくすることができる。

また、端末処理についても、１）光ファイバ１０の接続処理、２）電線層２０の被覆メッキ繊維束２１の接続処理を行うだけでよく、端末処理の簡素化が図られている。すなわち、被覆メッキ繊維束２１を所定の対象に接続して電気接続を行うことにより、テンションを保つ処理を同時的に行うこととなり、端末処理が簡素化される。

また、比較例に係る光電気複合ケーブル１００では単に抗張力繊維からなるテンションメンバ１２０を備えるため、端末処理には、抗張力繊維を或る程度の本数を束ねたうえで、切断やテンションを保つ処理を行うこととなる。このため、束ねる作業自体が煩雑であり、しかも、抗張力繊維は通常の切断刃では切れ難く切断作業についても煩雑となってしまう。

これに対して本実施形態に係る光電気複合ケーブル１は、メッキ繊維２２を複数本束ねて樹脂にて被覆した被覆メッキ繊維束２１を備えることから、メッキ繊維２２を複数本束ねる作業が不要となると共に、被覆によって覆うことにより通常の切断刃が被覆メッキ繊維束２１に食い込み易くなり切断され易くなる。

加えて、比較例に係る光電気複合ケーブル１００において光ファイバ１１０の周囲に配置される電線１３０は細いものが採用されていることから、これらの電線１３０の１本１本を取り出して何らかの対象に接続する作業を行うこととなる。よって、細い１本の電線１３０に荷重が加わり切断の可能性が高まってしまう。

これに対して本実施形態に係る光電気複合ケーブル１は、被覆メッキ繊維束２１が電線１本１本を構成するため、これらの１本１本を取り出して何らかの対象に接続する作業を行うこととなるが、これら１本１本は抗張力繊維を基礎とするメッキ繊維２２を複数本束ねたものであるため、１本の電線に荷重が加わったとしても切断の可能性が低減される。

以上のように、本実施形態に係る光電気複合ケーブル１では、一般的に光ファイバ１０の周囲に設けられている抗張力繊維に導電性を付与してメッキ繊維２２とし、これを複数本束ねて被覆メッキ繊維束２１とすることにより、被覆メッキ繊維束２１を特許文献１に記載の電線の代替品として使用する可能としている。これにより、上記の作用等を同時に達成できる光電気複合ケーブル１を提供している。

このようにして、本実施形態に係る光電気複合ケーブル１によれば、抗張力繊維に金属メッキを施したメッキ繊維２２を複数本束ねて樹脂２３にて被覆した被覆メッキ繊維束２１を、光ファイバ１０の周囲に複数配置して電線層２０を構成している。このため、テンションメンバと電線との双方の機能を有する被覆メッキ繊維束２１を光ファイバ１０の周囲に配置することとなる。これにより、ケーブル１を光ファイバ１０と電線層２０との２層構造とすることができ、ケーブル径を抑えることができる。

さらに、ケーブル１が２層構造であることから、２層についてのみ端末処理を行えば良く煩雑さが軽減される。特に、被覆メッキ繊維束２１は、メッキ繊維２２を複数本束ねて樹脂２３にて被覆したものであることから、メッキ繊維２２を複数本束ねる作業が不要となると共に、被覆２３によって覆うことにより通常の切断刃が被覆メッキ繊維束２１に食い込み易くなり切断され易くなる。よって、テンションメンバの端末処理に対する煩雑さについても軽減される。

加えて、被覆メッキ繊維束２１が電線１本１本を構成するため、これらの１本１本を取り出して何らかの対象に接続する作業を行うこととなるが、これら１本１本は抗張力繊維を基礎とするメッキ繊維２２を複数本束ねたものであるため、１本の電線に荷重が加わったとしても切断の可能性が低減される。

以上より、ケーブル径を抑えると共に、端末処理の煩雑さを軽減し、電線の切断の可能性を低減することができる。

また、メッキ繊維２２は、銅、錫、ニッケル、金、及び銀の１つ以上の金属にてメッキが施されているため、導電率が比較的高くメッキ処理を行い易い金属によりメッキを施したメッキ繊維２２を得ることができる。

また、抗張力繊維は、アラミド繊維、ポリアリレート繊維、ＰＢＯ繊維、及び炭素繊維のいずれか１つである。ここで、これら繊維は熱に強いことから被覆メッキ繊維束２１と端子との半田接続を可能とすることができ、引張強さが１ＧＰａ以上、弾性率５０ＧＰａ以上であることから、被覆メッキ繊維束２１との端子圧着時において抗張力繊維に応力緩和が発生し難いようにすることができる。従って、端子接続時において製品性能の劣化を防止することができる。

また、複数本のメッキ繊維を熱可塑性樹脂で押出し被覆しているため、樹脂とメッキ繊維間の密着力を制御でき、端末の被覆除去加工を容易に行うことができる。

特に、特開２０１３−１４０２９０号公報には、テンションメンバを紫外線硬化型樹脂により被覆する技術が開示されている。しかし、紫外線硬化型樹脂により被覆してしまうと、繊維−樹脂間の密着力が強すぎて、被覆除去が難しいが、熱可塑性樹脂により被覆することにより、上記のような被覆除去の問題も発生しない。

以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更を加えてもよい。

例えば、本実施形態に係る光電気複合ケーブル１は、図１を参照して説明したものに限らず、種々の変更が可能である。例えば、光ファイバ１０は１本に限らず複数本備えるものであってもよい。

さらに、本実施形態において抗張力繊維は、アラミド繊維、ポリアリレート繊維、及びＰＢＯ繊維のいずれか１つであるが、これに限らず、ポリエステル繊維やナイロン（登録商標）繊維であってもよい。

１ ：光電気複合ケーブル
１０ ：光ファイバ
１０Ａ ：コア
１０Ｂ ：クラッド
１０Ｃ ：被覆
２０ ：電線層
２１ ：被覆メッキ繊維束
２２ ：メッキ繊維
２３ ：樹脂
３０ ：シース

Claims (3)

1. 光信号を伝達する光ファイバ、及び、抗張力繊維に金属メッキを施したメッキ繊維を複数本束ねて樹脂にて被覆した被覆メッキ繊維束を、前記光ファイバの周囲に複数配置した電線層を備えた光電気複合ケーブルと、前記光ファイバの接続の相手先と、前記光ファイバの相手先への接続の際に前記電線層が電気接続される所定の対象とを有した光電気複合ケーブルの端末取付構造であって、
   前記抗張力繊維は、アラミド繊維、ポリアリレート繊維、ＰＢＯ繊維、及び炭素繊維のいずれか１つであり、
   前記電線層は、テンションメンバとして機能する
   ことを特徴とする光電気複合ケーブルの端末取付構造。
2. 前記メッキ繊維は、抗張力繊維に、銅、錫、ニッケル、金、及び銀の１つ以上の金属にてメッキが施されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の光電気複合ケーブルの端末取付構造。
3. 前記被覆メッキ繊維束は、複数本の前記メッキ繊維を熱可塑性樹脂にて被覆している
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光電気複合ケーブルの端末取付構造。

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