JPWO2005091037A1 - 光ファイバコード - Google Patents

Abstract

本発明による光ファイバコードは，光ファイバ（１２）と、光ファイバ（１２）の外周を被覆するスプリングカバー（１４）と、スプリングカバーの外周を被覆する網状のブレードカバー（１６）と、ブレードカバー（１６）の外周を被覆するアウタカバー（１８）とを備えて構成されている。

Description

本発明は、光ファイバコードに関し、特に、それに収容されている光ファイバの曲げ半径が所定値以下にならないように規制するように構成された光ファイバコードに関する。

光ファイバを内部に収納する光ファイバコードへの最も重要な要求の一つは、光ファイバが、その許容曲げ半径よりも小さい曲げ半径で曲がらないように、光ファイバコードの曲げを規制することである。光ファイバが許容曲げ半径以下に曲げられると、光ファイバ心線が折れてしまう虞がある。このため、その曲げ半径が所定の値以下にならないように規制して、光ファイバの折れを効果的に防止する構造が種々提案され、実用に供されている。

例えば、特開平３−２３１７０７号公報は、互いに変位可能に連結された一列の金属製のブロックによって構成されたたわみ管（flexible tube）内に、光ファイバが挿入されている光ファイバケーブルを開示している。光ファイバが金属製のたわみ管の中に収容されることにより、光ファイバは、このたわみ管の最小曲げ半径以下には曲げられない状態で保護される。

光ファイバコードを実際に使用する場で配線する場合には、光ファイバコードが所望の形状に曲げられた後、その形状が維持される、即ち、塑性的に変形可能であることが好適である。例えば、壁に沿って光ファイバコードを配線する場合には、壁に合わせた形状に光ファイバコードが曲げられた後、その形状が維持されることが好適である；光ファイバコードが曲げられた後に元の形状に戻ることは、光ファイバコードを配線する作業を煩雑にする。上述のたわみ管を使用する光ファイバケーブルでは、曲げた場合に内周部の収縮に対する反発力が働き、曲げた状態を安定な直線状態に戻そうとする傾向がある。言い換えれば、公知の光ファイバケーブルは、実使用の場において配線された後、その配線状態が崩れることが多い。

従って、本発明の目的は、曲げ半径が所定値以下にならないように抑制しながら、形状の保持性に優れた（即ち、塑性的に変形可能な）光ファイバコードを提供することにある。

本発明の一の観点において、光ファイバコードは、光ファイバと、前記光ファイバの外周を被覆するスプリングカバーと、前記スプリングカバーの外周を被覆する網状のブレードカバーと、前記ブレードカバーの外周を被覆するアウタカバーとを具備する。

好適には、前記スプリングカバーは、スパイラル状に形成された、弾性を有する平板の金属片で構成される。この場合、前記スプリングカバーは、スパイラル状に巻きつけられた状態で、互いに隣接する側縁が近接する状態に維持される。

前記ブレードカバーは、金属製のワイヤが編まれた網で構成されることが好ましい。

当該光ファイバコードは、前記スプリングカバーと前記ブレードカバーとの間に挿入され、且つ、前記光ファイバに沿った方向に設けられた補強繊維を更に備えることが好ましい。

前記ブレードカバーは、その少なくとも一部が、前記アウタカバーに埋め込まれることが好ましい。

前記ブレードカバーと前記アウタカバーとの間は接着されていることが好ましく、接着剤によって接着されることが更に好ましい。前記接着剤としては、加熱硬化型接着剤が使用可能である。好適な実施形態では、前記接着剤としては、一液性加熱硬化型シリコーン接着剤が使用される。

前記接着剤は、室温硬化型接着剤であることも可能である。好適な実施形態では、前記接着剤としては、一液型ＲＴＶゴム又は二液型ＲＴＶゴムが使用される。

前記アウタカバーは、熱収縮性樹脂から形成されることが好ましい。

前記アウタカバーの外径は、３．０ｍｍ以下であることが好ましい。更に好適には、前記アウタカバーの外径は、２．０ｍｍ以上である。

図１は、本発明の第１の実施形態の光ファイバコードの構成を示す斜視図である； 図２Ａは、光ファイバコードの内部における不所望な光ファイバの位置を示す部分断面図である； 図２Ｂは、光ファイバコードの内部における好適な光ファイバの位置を示す部分断面図である 図３は、本発明の第２の実施形態の光ファイバコードの構成を示す斜視図である； 図４は、本発明の第３の実施形態の光ファイバコードの構成を示す斜視図である。

＜第１の実施形態＞
図１は本発明の第一の実施形態の光ファイバコード１０の構成を示す斜視図である。図１に示すように、この光ファイバコード１０は、光ファイバ１２と、この光ファイバ１２の外周を被覆するスプリングカバー１４と、このスプリングカバー１４の外周を被覆する網状のブレードカバー１６と、このブレードカバー１６の外周を被覆するアウタカバー１８とを備えて構成されている。

光ファイバ１２としては、一般的な構成の光ファイバが使用可能である。一実施形態では、光ファイバ１２は、光導波性を有すると共に一方向に沿って延出する純石英ガラス製のコア１２Ａと、このコア１２Ａの屈折率より若干高い屈折率を有するクラッド層１２Ｂと、このクラッド層１２Ｂの外周面を全面的に被覆してコア１２Ａとクラッド層１２Ｂを保護する保護層１２Ｃとを備えている。

コア１２Ａ及びクラッド層１２Ｂには、周知の材料が採用され得る。コア１２Ａ及びクラッド層１２Ｂは純石英ガラス製であることに限定されることなく、例えば、光導波性が担保され、且つ、耐久性（寿命）が確保されるものであれば、透明プラスチックス製、多成分ガラス製であっても良い。

保護層１２Ｃは、高分子合成樹脂、例えば、ＵＶアクリレイトやパイロコート（商標名：ルーセント・スペシャリティー・ファイバ・テクノロジー社（米国コネチカット州）製）で形成される。また、保護層１２Ｃは、所定の機械的強度を有した合成樹脂、例えば、テフゼル（商標名：ルーセント・スペシャリティー・ファイバ・テクノロジー社（米国コネチカット州）製）から形成されてもよい。尚、この保護層１２Ｃは、光ファイバ１２としては必須の構成要素ではなく、これが省略された状態でも、光ファイバ１２は構成され得る。

スプリングカバー１４は、ばね性を有する長尺の平板状の金属片１４Ａをスパイラル状に光ファイバ１２の保護層１２Ｃに巻きつけてチューブ状に形成することにより、可撓性とともに曲げに対して弾力性を持たせることを可能とする。この場合、スプリングカバー１４は光ファイバ１２の保護層１２Ｃにスパイラル状に巻きつけられた状態で、互いに隣接する側縁が近接し若干隙間が生じる状態に維持される。図１の互いに隣接する側縁との隙間部１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄ、１４Ｅ、１４Ｆ、１４Ｇ、１４Ｈ、１４Ｊの幅はいずれも光ファイバコード１０が直線状態で置かれている時はほぼ同じである。金属片１４Ａの材料としては曲げ加工のし易いＳＵＳ３０４ＡＢなどのステンレス鋼等が適するが、この他、鉄、アルミニウム、他の鉄鋼などを用いても良い。

ブレードカバー１６は、スプリングカバー１４の外周を被覆するためのもので、金属製の細いワイヤを網状に組み上げた構造になっている。材料としては引っ張り強度の強いＳＵＳ３０４などのステンレス鋼が適する。

アウタカバー１８は、ブレードカバー１６の外周を被覆する伸縮性に優れたものであり、例えば防水性、防油性に優れている軟質塩化ビニールなどの熱収縮性樹脂が用いられる。この他、難燃性塩化ビニール、耐熱性塩化ビニール、ポリエチレン、フッ素樹脂、ポリウレタン、シリコンゴム等も使用可能である。

アウタカバー１８とブレードカバー１６とは接着されている。すなわち、ブレードカバー１６にはウタカバー１８が被覆される前の状態で接着剤が含有されていて、アウタカバー１８が被覆された後にこの接着剤によりアウタカバー１８とブレードカバー１６とが接着される。接着剤には加熱型接着剤と室温硬化型接着剤があり、この何れの接着剤も使用可能である。加熱型接着剤が使用される場合、加熱することにより短時間で硬化する一液性加熱硬化型シリコーン接着剤が好適である。一方、室温硬化型接着剤が使用される場合、粘度が低く作業性に優れ、耐熱、耐寒性にも優れる一液型ＲＴＶ（Room Temperature Vulcanizing）ゴム、二液型ＲＴＶゴムが好適である。他の接着剤も使用可能であることは、当業者には自明的であろう。

図１に示す光ファイバコード１０のアウタカバー１８の部分を下方に引っ張り、光ファイバコード１０を曲げることにより、光ファイバ１２の保護層１２Ｃにスパイラル状に巻きつけられたスプリングカバー１４も曲げられる。その場合、スプリングカバー１４の隣接する側縁との隙間部の幅は変化し、曲げの外周部に位置する隙間部１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄ、１４Ｅの幅Ｇは広がり、曲げの内周部に位置する隙間部１４Ｆ、１４Ｇ、１４Ｈ、１４Ｊの幅は狭くなる。さらに曲げ半径を小さくすると、曲げの内周部の隙間部１４Ｆ、１４Ｇ、１４Ｈ、１４Ｊの幅はゼロとなり、隣接する側縁は互いに接触する状態となる。この状態になると、これ以上曲げ半径を小さくすることが出来ないため、この曲げ半径は最小値となる。

従って、スプリングカバー１４の内周部の互いに隣接する側縁の隙間部１４Ｆ、１４Ｇ、１４Ｈ、１４Ｊの幅がゼロになる最小の曲げ半径がと光ファイバ１２が破損しない最小曲げ半径とを一致させることが、予め直線状態に置かれたスプリングカバー１４の隙間部の幅を設定することにより可能となる。スプリングカバー１４の長尺の平板状の金属片１４Ａの幅をｗ、光ファイバ１２の保護層１２Ｃにスパイラル状に巻かれたスプリングカバー１４の巻き半径をｒ、曲げられる前の直線状に置かれたスプリングカバー１４の側縁との隙間の幅をｄとすると、最小の曲げ半径 Ｒｍｉｎは下記式：
Ｒｍｉｎ＝ｒ・（ｗ／ｄ＋１）で示される。
この式を変形するとスプリングカバー１４の巻き半径ｒは次式：

となる。式（１）から最小曲げ半径Ｒｍｉｎを一定とすると，スプリングカバー１４の長尺の平板状の幅ｗを大きくし、スプリングカバー１４の側縁との隙間部の幅ｄを小さくすることによりスプリングカバー１４の巻き半径ｒを小さくすることができる。これにより、スプリングカバー１４によりスパイラル状に巻きつけられる光ファイバコード１０の細径化が容易に実現できる。

光ファイバ１２は、光ファイバコード１０が曲げられたときでも光ファイバコード１０の中心に位置することが好ましい。図２Ａに示されているように、光ファイバコード１０が曲げられたときに光ファイバ１２が、光ファイバコード１０の中心から外れると、光ファイバ１２が光ファイバコード１０の内部でたわみ、光ファイバ１２の曲げ半径が、光ファイバコード１０の曲げ半径よりも大きくなる事態が起こりうる。これは、光ファイバ１２の保護のためには好適でない。一方、図２Ｂに示されているように、光ファイバコード１０が曲げられたときでも光ファイバ１２が、光ファイバコード１０の中心に位置していれば、光ファイバ１２の曲げ半径は、光ファイバコード１０の曲げ半径と同一に維持される。

網状に金属製の細いワイヤを組み上げたブレードカバー１６がスプリングカバー１４の外周を被覆しているため、スプリングカバー１４の曲げの外周部に位置する隙間部１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄ、１４Ｅでは網状の金属製の細いワイヤが幅方向に縮み縦方向に伸び、曲げの内周部に位置する隙間部１４Ｆ、１４Ｇ、１４Ｈ、１４Ｊでは網状の金属製の細いワイヤが幅方向に伸び縦方向に縮む。ブレードカバー１６のこのような伸び、縮みにより、スプリングカバー１４の最小曲げ半径の実現が可能となる。

アウタカバー１８はブレードカバー１６に接着されている。このため、アウタカバー１８が光ファイバ１２を引っ張りすぎて光ファイバ１２を破損することを防止し、光ファイバコードの端部に接続される光コネクタの首周辺における被覆剥げを防止することが出来る。

スプリングカバー１４の最小曲げ半径は、スプリングカバー１４の曲げの内周部の隙間部１４Ｆ、１４Ｇ、１４Ｈ、１４Ｊの幅がゼロとなり、隣接する側縁が互いに接触する状態となる場合に実現される。さらに、ブレードカバー１６は網状に金属製の細いワイヤを組み上げた構成であり、アウタカバー１８は伸縮性のある熱収縮性樹脂のため、光ファイバコード１０が最小の半径で曲げられても、曲げの内周部では反発力は殆んど働かない。より詳細には、光ファイバコード１０を所望の形状に曲げるために外力が光ファイバコード１０に作用されると、ブレードカバー１６を構成するワイヤは、その位置が微小に移動する。アウタカバー１８は、そのワイヤの位置を保持する作用を有しているため、外力の作用がなくなったときにも、光ファイバコード１０は所望の形状に曲がったままである。そのため、光ファイバコード１０を曲がり半径の小さい場所に配線してもその配線状態が崩れることが無く、形状維持性を確実に達成することができる。

光ファイバ１２の保護層１２Ｃにスパイラル状に巻きつけられるスプリングカバー１４は、通常のスパイラル成形用コイリングマシンで容易に実現可能である、そのため安価な光ファイバコード１０の製造が出来る。この通常のスパイラル成形用コイリングマシンでは、スパイラルに巻きつける平板状の金属片の幅ｗとスパイラル状に巻きつけられた金属片の互いに近接する隙間の幅ｄとの比ｄ／ｗが、約０．１乃至０．１５程度であることが最も製造に適する条件である。光ファイバ１２の最小の曲げ半径Ｒｍｉｎは１０ｍｍ程度であるため、この値をスプリングカバー１４の最小曲げ半径とすると、スプリングカバー１４の巻き半径ｒは上記値を式（１）へ代入し０．９ｍｍ乃至１．３ｍｍとなり、ブレードカバー１６とアウタカバー１８の厚みを考慮すると１ｍｍ乃至１．５ｍｍとなる。そのため、光ファイバコード１０の外径は２ｍｍ以上、３ｍｍ以下が適切である。

＜第２の実施形態＞
図３は、本発明の第２の実施形態の光ファイバコード１０Ａの構成を示す斜視図である。本実施形態では、スプリングカバー１４とブレードカバー１６の間に、スプリングカバー１４の外側を光ファイバ１２と同一方向に沿わせた補強繊維１５が挿入される。この点を除いて、第２の実施形態の光ファイバコード１０Ａは、第１の実施形態の光ファイバコード１０と同一の構成を有している。

補強繊維１５は、スプリングカバー１４の外側を光ファイバ１２と同一方向に沿わせることにより光ファイバコード１０の引っ張り強度を増加させるためのものであり、耐切創、耐摩擦、耐熱に優れた芳香族ポリアミド繊維が好適に用いられる。細い芳香族ポリアミド繊維を複数本束ねて一束として、目的に応じて複数束の補強繊維１５が光ファイバコード１０に組み込まれる。図２には、補強繊維１５Ａ、補強繊維１５Ｂ、補強繊維１５Ｃと図示しない裏側の一束合計４束の場合が示されている。補強繊維１５の束の数が４に限定されないことは、当業者には自明的であろう。

光ファイバコード１０に補強繊維１５を組み込まない場合と、１束の補強繊維１５を組み込んだ場合とについて引っ張り試験を行った。補強繊維１５としては、ケブラー（米国デュポン社の登録商標）が使用された。その結果、１束の補強繊維１５を組み込んだ場合は、補強繊維１５を組み込まない場合に比して約１．５倍引っ張り強度が増加したことが確認された。このように、補強繊維１５を光ファイバコード１０に組み込むことにより、飛躍的に引っ張り強度を増加させることができる。

＜第３の実施形態＞
図４は、本発明の第３の実施形態の光ファイバコード１０Ｂの構成を示す断面図である。第１の実施形態の光ファイバコード１０では、アウタカバー１８はブレードカバー１６の外面に接着されているが、本実施の形態の光ファイバコード１０Ｂでは、ブレードカバー１６がアウタカバー１８に埋め込まれている。この点を除いて、第３の実施形態の光ファイバコード１０Ｂは、第１の実施形態の光ファイバコード１０と同一の構成を有している。

ブレードカバー１６がアウタカバー１８に埋め込まれる構造は、形状の保持性を向上させるために有効である。上述のように、光ファイバコード１０を所望の形状に曲げるために外力が光ファイバコード１０に作用されると、ブレードカバー１６を構成するワイヤは、その位置が微小に移動する。アウタカバー１８は、そのワイヤの位置を保持する作用を有している。ブレードカバー１６がアウタカバー１８に埋め込まれる構造は、アウタカバー１８がブレードカバー１６を構成するワイヤを保持する作用を強め、これにより、光ファイバコード１０の形状の保持性を有効に向上させる。

ブレードカバー１６は、その全体がアウタカバー１８に埋め込まれる必要はない。しかし、図４に示されているように、ブレードカバー１６の全体がアウタカバー１８に埋め込まれることは、アウタカバー１８がブレードカバー１６のワイヤを保持する作用を強め、光ファイバコード１０の形状の保持性を有効に向上させるために好適である。

ブレードカバー１６がアウタカバー１８に埋め込まれると共に、ブレードカバー１６がアウタカバー１８に接着剤によって接着されることは、形状の保持性を一層に向上させるために有効である。この場合、接着剤がブレードカバー１６の表面に塗布された後でブレードカバー１６が樹脂によってモールドされ、これにより、ブレードカバー１６がアウタカバー１８に埋め込まれる。接着剤としては、一液性加熱硬化型シリコーン接着剤、一液型ＲＴＶゴム、及び二液型ＲＴＶゴムが好適に使用され得る。

本発明は、上述された実施形態に限定して解釈されてはならない。本発明は、下記の請求の範囲から逸脱しない限り、様々な変形が可能であることは当業者には自明的である。

Claims (16)

1. 光ファイバと、
   前記光ファイバの外周を被覆するスプリングカバーと、
   前記スプリングカバーの外周を被覆する網状のブレードカバーと、
   前記ブレードカバーの外周を被覆するアウタカバー
   とを具備する
   光ファイバコード。
2. 前記スプリングカバーは、スパイラル状に形成された、弾性を有する平板の金属片を含む
   請求項１に記載の光ファイバコード。
3. 前記スプリングカバーは、スパイラル状に巻きつけられた状態で、互いに隣接する側縁が近接する状態に維持されている
   請求項２に記載の光ファイバコード。
4. 前記ブレードカバーは、金属製のワイヤが編まれた網を含む
   請求項１に記載の光ファイバコード。
5. 前記スプリングカバーと前記ブレードカバーとの間に挿入され、且つ、前記光ファイバに沿った方向に設けられた補強繊維
   を更に備える
   請求項１に記載の光ファイバコード。
6. 前記ブレードカバーの少なくとも一部が、前記アウタカバーに埋め込まれた
   請求項１に記載の光ファイバコード。
7. 前記ブレードカバーと前記アウタカバーとの間は接着されている
   請求項１に記載の光ファイバコード。
8. 前記ブレードカバーと前記アウタカバーは、接着剤によって接着された
   請求項７に記載の光ファイバコード。
9. 前記接着剤は、加熱硬化型接着剤である
   請求項８に記載の光ファイバコード。
10. 前記加熱硬化型接着剤は、一液性加熱硬化型シリコーン接着剤である
    請求項９に記載の光ファイバコード。
11. 前記接着剤は、室温硬化型接着剤である
    請求項８に記載の光ファイバコード。
12. 前記室温硬化型接着剤は、一液型ＲＴＶゴムである
    請求項９に記載の光ファイバコード。
13. 前記室温硬化型接着剤は、二液型ＲＴＶゴムである
    請求項９に記載の光ファイバコード。
14. 前記アウタカバーは、熱収縮性樹脂から形成されている
    請求項１に記載の光ファイバコード。
15. 前記アウタカバーの外径は、３．０ｍｍ以下である
    請求項１に記載の光ファイバコード。
16. 前記アウタカバーの外径は、２．０ｍｍ以上である
    請求項１５に記載の光ファイバコード。

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