(57)【要約】      （修正有）【課題】ピンチ特性、機械特性、及び、温度特性が優れた光ケーブルを提供する。【解決手段】光ケーブル１は、複数の光ファイバ１１と、複数の光ファイバを収容する抗張力繊維１２と、熱可塑性樹脂からなり、抗張力繊維を覆う外被１３とを備えている。この光ケーブルでは、０℃における外被のヤング率をＥ［ＭＰａ］とし、光ケーブルの断面積をＳ［ｍｍ２］とし、且つ、光ケーブルの外被の内径をＤｉ［ｍｍ］としたときに、０℃におけるヤング率Ｅと断面積Ｓとの積であるＥＳ（０℃）［Ｎ］と内径Ｄｉ［ｍｍ］とが、2015132647.tif 000012を満たす。【選択図】図１
2015132647.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ケーブルであって、
複数の光ファイバと、
前記複数の光ファイバを収容する抗張力繊維と、
熱可塑性樹脂からなり、前記抗張力繊維を覆う外被と、を備え、
０℃における前記外被のヤング率をＥ［ＭＰａ］とし、光ケーブルの断面積をＳ［ｍｍ２］とし、且つ、光ケーブルの前記外被の内径をＤｉ［ｍｍ］としたときに、０℃におけるヤング率Ｅと断面積Ｓとの積であるＥＳ（０℃）［Ｎ］と内径Ｄｉ［ｍｍ］とが、
【数１】
2015132647.tif 000008
を満たす光ケーブル。
【請求項２】
光ケーブルの外径をＤｏ［ｍｍ］としたときに、外径Ｄｏと内径Ｄｉとが、
【数２】
2015132647.tif 000009
を満たす請求項１に記載の光ケーブル。
【請求項３】
光ケーブルの外径Ｄｏが２．５ｍｍ以上４．５ｍｍ以下である、請求項１又は２に記載の光ケーブル。
【請求項４】
光ケーブルの断面二次モーメントをＩ［ｍｍ４］としたときに、０℃におけるヤング率Ｅと断面二次モーメントＩとの積である曲げ剛性ＥＩ（０℃）［Ｎ・ｍｍ２］が、
【数３】
2015132647.tif 000010
を満たす請求項１〜３のいずれか一項に記載の光ケーブル。
【請求項５】
前記複数の光ファイバは、テープ心線の形状で光ケーブル内に配置されており、
前記テープ心線の幅をＷ［ｍｍ］とし、且つ、前記テープ心線の厚みをＴ［ｍｍ］としたときに、前記テープ心線の幅Ｗ及び厚みＴと光ケーブルの内径Ｄｉとが、
【数４】
2015132647.tif 000011
を満たす請求項１〜４のいずれか一項に記載の光ケーブル。
【請求項６】
前記複数の光ファイバの内の少なくとも一つの光ファイバは、
ガラスを含む部分と、
前記ガラスを含む部分を取り囲む非剥離性樹脂層と、を有しており、
前記ガラスを含む部分の外径であるガラス径が１００μｍ以下であり、且つ、前記非剥離性樹脂層の外径が１４０μｍ以下である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の光ケーブル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ケーブルに関する。
【背景技術】
【０００２】
機器間又は機器内の部品間を光ファイバで接続するインターコネクト分野では、従来のメタルケーブルに代わって、光ケーブルを使用することが要求されている。このインターコネクト分野では、光ファイバを含む光ケーブルが手荒に扱われても通信状態を維持できることが必要であり、幹線系に用いられる光ケーブルとは異なる特性が求められている。このような特性として、インターコネクト分野で用いられる光ケーブルでは、例えば光ケーブルを２つに折り曲げることでピンチされても光ケーブル内の光ファイバが破断し難いといったピンチ特性や、重量物が落とされたり又は椅子などで踏みつけられたりした場合でも伝送損失が増加しにくく通信が途切れないといった機械特性が求められている（例えば、特許文献１等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１０９００３号公報
【特許文献２】特許第３８１５１２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
インターコネクト分野に用いられる光ケーブルは、上述したように、ピンチ特性及び機械特性に優れていることが必要であるが、更に、低温下（例えば０度）でも問題なく使用できるといった温度特性に優れていることも求められている。しかしながら、従来の光ケーブルでは、低温においてケーブルの外被が収縮して光ファイバが蛇行してしまい、ケーブル径の大きさによっては、信号光の伝送損失を増加させてしまうことがあった。
【０００５】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、ピンチ特性及び機械特性のみならず、温度特性が優れた光ケーブルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、その一側面として、光ケーブルに関する。この光ケーブルは、複数の光ファイバと、複数の光ファイバを収容する抗張力繊維と、熱可塑性樹脂からなり、抗張力繊維を覆う外被とを備えている。この光ケーブルでは、０℃における外被のヤング率をＥ［ＭＰａ］とし、光ケーブルの断面積をＳ［ｍｍ２］とし、且つ、光ケーブルの外被の内径をＤｉ［ｍｍ］としたときに、０℃におけるヤング率Ｅと断面積Ｓとの積であるＥＳ（０℃）［Ｎ］と内径Ｄｉ［ｍｍ］とが、
【数１】
2015132647.tif 000003
を満たす。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、温度特性が優れた光ケーブルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本実施形態に係る光ケーブルの断面図である。
【図２】本実施形態の光ファイバテープ心線の抗張力繊維内での可動範囲を模式的に示す図である。
【図３】本実施形態に係る光ファイバの構造例を示す断面図である。
【図４】本実施形態に係る光ファイバの屈折率プロファイルを示す図である。
【図５】本実施形態に係る光ファイバの各構造をまとめた表である。
【図６】実施例１〜５に係る光ケーブルの特性をまとめた表である。
【図７】実施例６〜１０に係る光ケーブルの特性をまとめた表である。
【図８】実施例１１〜１５に係る光ケーブルの特性をまとめた表である。
【図９】比較例１〜５に係る光ケーブルの特性をまとめた表である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
［本願発明の実施形態の説明］
最初に、本願発明の実施形態の内容を列記して説明する。
【００１０】
本願発明は、その一側面として、光ケーブルに関する。この光ケーブルは、複数の光ファイバと、複数の光ファイバを収容する抗張力繊維と、熱可塑性樹脂からなり、抗張力繊維を覆う外被とを備える。この光ケーブルでは、０℃における外被のヤング率をＥ［ＭＰａ］とし、光ケーブルの断面積をＳ［ｍｍ２］とし、且つ、光ケーブルの外被の内径をＤｉ［ｍｍ］としたときに、０℃におけるヤング率Ｅと断面積Ｓとの積であるＥＳ（０℃）［Ｎ］と内径Ｄｉ［ｍｍ］とが、
【数１】
2015132647.tif 000004
を満たす。
【００１１】
この光ケーブルでは、外被のヤング率Ｅ及び断面積Ｓと光ケーブルの外被の内径Ｄｉとが上記の関係式（１）を満たすように規定されており、ＥＳ（０℃）／Ｄｉが上記の範囲内（６００以下）にあることで、０℃以上の温度で光ケーブルの温度特性が良好となる。この式（１）は、例えばヤング率が大きな材料を外被に使用しても内径が大きければ、温度特性が良好となる条件があることを示し、逆にヤング率が小さな材料でも内径が小さければ温度特性が悪化することを示している。上記の光ケーブルは、０℃以上で使用されることが好ましいが、ＥＳ（０℃）／Ｄｉが上記の式（１）の範囲内にあることで、０℃以上の温度になった場合でも、この光ケーブルの温度特性は良好である。つまり、上記式（１）を満たす光ケーブルによれば、外被が低温化により収縮した場合であっても、光ファイバにかかる応力を一定の範囲に抑えることができるため、光ファイバの蛇行を防止して光ファイバの伝送損失を低く抑え、良好な温度特性とすることができる。
【００１２】
ヤング率Ｅは高温になるほど小さくなるので、０℃でＥＳ（０℃）／Ｄｉが６００以下であるということは、０℃よりも高い温度環境では、この光ケーブルのＥＳ値は更に小さな値となり、温度特性はより良好となる。また、式（１）に示す、ＥＳ（０℃）／Ｄｉの値は、上述したように６００以下が好ましいが、より低い伝送損失、即ちより良好な温度特性の光ケーブルとするためには、４００以下であることが好ましい。この場合、光軸がずれた場合でも許容できる範囲が大きくなる。なお、ＥＳ（０℃）／Ｄｉが６００を超えると、外被の収縮時に光ファイバにかかる応力が大きくなるため、光ファイバが蛇行してしまう可能性があり、その場合には光ケーブルの温度特性が悪化する。
【００１３】
上記の光ケーブルにおいて、光ケーブルの外径をＤｏ［ｍｍ］としたときに、外径Ｄｏと内径Ｄｉとが、
【数２】
2015132647.tif 000005
を満たしていてもよい。このように、Ｄｏ／Ｄｉが１．５未満であると、ピンチや小径曲げ時に光ケーブルがキンクしやすくなったり、キンク箇所で局所的にファイバの曲げ半径が小さくなったりして、伝送損失が増加しやすくなる。一方、Ｄｏ／Ｄｉが３．０を超えると、光ケーブルの内径が小さくなってしまったり、又は、温度特性が劣ってしまったりする場合がある。
【００１４】
上記の光ケーブルにおいて、光ケーブルの外径Ｄｏが２．５ｍｍ以上４．５ｍｍ以下であってもよい。光ケーブルの外径Ｄｏが２．５ｍｍを下回ると、ピンチ時に光ケーブル内の光ファイバが破断しやすくなる。一方、光ケーブルの外径Ｄｏが４．５ｍｍを超えると、ケーブルの外径が太くなりすぎてしまい、インターコネクト分野には不適となる。
【００１５】
上記の光ケーブルにおいて、光ケーブルの断面二次モーメントをＩ［ｍｍ４］としたときに、０℃におけるヤング率Ｅと断面二次モーメントＩとの積である曲げ剛性ＥＩ（０℃）［Ｎ・ｍｍ２］が、
【数３】
2015132647.tif 000006
を満たすようにしてもよい。曲げ剛性ＥＩは、光ケーブルの取扱性を決めるパラメーターであり、その値が小さい程しなやかなケーブルとなり、取扱性が良好となる。特に、曲げ剛性ＥＩが１２００［Ｎ／ｍｍ２］を超えると、ケーブルが曲げにくくなり、取扱性に劣る。光ケーブルにおける曲げ剛性ＥＩ（０℃）は、９００［Ｎ／ｍｍ２］以下であると、取扱性が更に良好となる。なお、ここで用いる断面二次モーメントＩは、Ｉ＝π（Ｄｏ４−Ｄｉ４）／６４で示される。Ｄｏは光ケーブルの外径、即ち、外被の外径であり、Ｄｉは光ケーブルの外被の内径である。
【００１６】
上記の光ケーブルでは、ケーブルの熱収縮率が２．５％以下であってもよい。光ケーブルの熱収縮率が２．５％を超えると、外被の収縮により光ファイバに応力がかかり蛇行しやすくなるので温度特性が劣ってしまう場合があり、熱収縮率を２．５％以下とすることで、温度特性を良好なものとすることができる。なお、ここでいう「熱収縮率」とは、以下の式に示すように、光ケーブルを１５０ｍｍに切断し、１１０℃で２時間加熱した後の光ケーブルの収縮率を意味する。光ケーブルの熱収縮率は、光ケーブル内に光ファイバと抗張力繊維とが配置された状態で測定する。
熱収縮率（％）＝｛（１５０ｍｍ−加熱後のケーブル長）／１５０ｍｍ｝×１００
【００１７】
上述した熱収縮率は、外被を押出被覆するときの温度又は冷却速度を調整することで、必要とされる熱収縮率に調整することができる。外被を引き落とす場合には、引き落とし率が１に近いと熱収縮率を小さくすることができる。冷却速度を遅くすることでも熱収縮率を小さくすることができる。
【００１８】
上記の光ケーブルにおいて、複数の光ファイバは、テープ心線の形状で光ケーブル内に配置されていてもよい。テープ心線の形状であれば、光ケーブルに側圧が加わったときに、光ファイバ同士の接触又は交差による伝送損失の増加を防止することができる。更に、ケーブルの端末でコネクタ付けを行う際に、光ファイバが一括被覆されているため、端末加工時の作業性が向上する。また、上記の場合において、テープ心線の幅をＷ［ｍｍ］とし、且つ、テープ心線の厚みをＴ［ｍｍ］としたときに、テープ心線の幅Ｗ及び厚みＴと光ケーブルの内径Ｄｉとが、
【数４】
2015132647.tif 000007
を満たすようにしてもよい。ここで、（Ｄｉ２−Ｗ２）１／２−Ｔは、テープ心線の可動域を示している。また、{（Ｄｉ２−Ｗ２）１／２−Ｔ}／Ｄｉは、ケーブルの内径Ｄｉに対する、テープ心線が可動できる割合を示している。このような割合が０．６０を下回ると、テープ心線の可動域が小さくなり、外被収縮により、光ファイバに応力がかかって蛇行し易くなり、温度特性が劣ってしまう。なお、テープ心線が２枚以上含まれている場合、テープ心線の幅Ｗは枚数によらず変わらないが、テープ心線の厚みＴは、テープ心線１枚当たりの厚み×テープ心線の枚数で計算する。例えば、幅１．１［ｍｍ］、厚み０．３［ｍｍ］のテープ心線が２枚含まれる光ケーブルの場合、ここでいう幅Ｗは１．１［ｍｍ］であり、厚みＴは０．６［ｍｍ］（＝０．３［ｍｍ］×２）である。
【００１９】
上記の光ケーブルにおいて、複数の光ファイバの内の少なくとも１つの光ファイバは、ガラスを含む部分と、ガラスを含む部分を取り囲む非剥離性樹脂層とを有し、ガラスを含む部分の外径であるガラス径が１００μｍ以下であり、且つ、非剥離性樹脂層の外径が１４０μｍ以下であってもよい。汎用的な光ファイバでは、ガラス径が１２５μｍであるが、ガラス径を１００μｍ以下とすることで、ピンチのような小径曲げ時にも光ファイバの破断確率を低減できる。また、１００μｍ以下のガラスの外周に非剥離性の樹脂をコーティングすることにより、コネクタ部での光ファイバの破断トラブルを低減できる。また、汎用的な光ファイバでは、外径１２５μｍのガラスの外周に低ヤング率のプライマリと高ヤング率のセカンダリがコーティングされているものが多いが、この２層のコーティングを除去する際に、ガラス表面に微小な傷が入り、コネクタ部での光ファイバの破断の原因となることがある。非剥離性の樹脂が付いた光ファイバをコネクタに取り付けることで、ファイバの破断を防ぐことができる。非剥離性の樹脂径は１４０μｍ以下とすることが好ましく、汎用のフェルールを使用するために、１２５μｍ以下とすることが更に好ましい。非剥離性の被覆は、その上に被覆される樹脂被覆層を光ファイバの被覆除去治具（例えば、住友電気工業製  ジャケットリムーバＪＲ−２５等）で除去した場合に、非剥離性被覆がその下の層に密着した状態が保たれ、非剥離性被覆の上の層が除去できる被覆層をいう。
【００２０】
［本願発明の実施形態の詳細］
本発明の実施形態に係る光ケーブルの具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。以下の説明では、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００２１】
図１は、本実施形態に係る光ケーブルの各構造例の断面を示す図である。図１の（ａ）に示す光ケーブル１は、複数（本実施形態では例えば４芯）の光ファイバ１１と、複数の光ファイバ１１を収容する抗張力繊維１２と、抗張力繊維１２を覆う熱可塑性樹脂の外被１３とを備えている。この光ケーブル１では、バラバラに配置された４芯の光ファイバ１１の外周に抗張力繊維１２が配されており、抗張力繊維１２の外周に熱可塑性樹脂からなる外被が更に配されている。
【００２２】
また、図１の（ｂ）及び（ｃ）に示す別の光ケーブル２，３では、複数（本実施形態では例えば４芯）の光ファイバ１１が一体的に並列配置されて光ファイバテープ心線１４の形状で光ケーブル２，３内にそれぞれ配置されている。光ケーブル２は、複数の光ファイバ１１を含む光ファイバテープ心線１４と、光ファイバテープ心線１４を収容する抗張力繊維１２と、抗張力繊維１２を覆う熱可塑性樹脂の外被１３とを備えている。また、光ケーブル３は、上下に並列して配置された２つの光ファイバテープ心線１４と、２つの光ファイバテープ心線１４を収容する抗張力繊維１２と、抗張力繊維１２を覆う熱可塑性樹脂の外被１３とを備えている。光ケーブル２，３は、光ファイバテープ心線１４の配置数以外は、同様の構成となっている。
【００２３】
図１の（ａ）〜（ｃ）では、光ケーブル１〜３を構成する複数の光ファイバ１１として４芯の光ファイバを例示しているが、これに限定される訳ではなく、光ファイバ１１の芯数としては、２芯、８芯、又は、１２芯などでもよい。光ファイバ１１の具体的な構成については後述する。
【００２４】
光ファイバ１１の外周に配される抗張力繊維１２としては、例えば、アラミド繊維などが好ましい材料として例示される。上市されている抗張力繊維の商品として、例えば、東レ・デュポン株式会社製の「Ｋｅｖｌａｒ（登録商標）」や帝人株式会社製の「テクノーラ（登録商標）」などが例示される。抗張力繊維は、光ケーブルが引っ張られた際に、光ファイバに歪が加わるのを防止するためのものであり、使用量は例えば２０００〜１２０００デニールであることが好ましい。抗張力体繊維の使用量が２０００デニール未満では、光ファイバを引っ張った時に当該光ファイバに引張歪が加わり、伝送損失が大きくなり使用に適さない恐れがある。一方、使用量が１２０００デニールを超えると、ケブラーが光ファイバ１１を圧迫し、光ケーブルの初期光学特性を低下させてしまうことがある。
【００２５】
抗張力繊維１２の外周に配される外被１３の材料としては、例えば、ポリ塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロプレン（ＰＰ）などが例示される。外被１３を構成する熱可塑性樹脂では、機械特性に耐えうるために、引張強さが１１［ＭＰａ］以上であり、破断伸びは１８０％以上であることが好ましい。これらの値は、ＪＩＳ  Ｋ７１１３に基づき、２３℃において、２号型試験片のダンベルを使用し、引張速度１００ｍｍ/ｍｉｎでの引張試験によって求められた値である。また、外被１３を構成する熱可塑性樹脂では、ヤング率も同様にＪＩＳ  Ｋ７１１３に基づき、０℃および２３℃において、２号型試験片のダンベルを使用し、引張速度１ｍｍ/ｍｉｎで引張試験を実施し、２．５％歪の割線式によって算出される。また、外被１３の厚さは、０．４ｍｍ以上であることが好ましい。外被１３の厚さが０．４ｍｍを下回ると、重量物が落下してきた時に、外被１３が損傷し、さらに、外被１３の損傷に伴い、光ファイバ１１において伝搬損失（ロス）の増加や破断が引き起こされる場合がある。
【００２６】
続いて、図３〜図５を参照して、本実施形態に係る光ケーブル１〜３に用いられる各光ファイバについて説明する。図３は、本実施形態に係る光ファイバの各構造の例を示す図である。図４は、本実施形態の光ファイバの屈折率プロファイルを示す図である。図５は、光ファイバの各構造Ｂ１〜Ｂ７について、光ファイバ種などをまとめた表である。図５において、Δｃｏｒｅ、Δｔｒｅｎｃｈ、およびΔｃｌａｄは、それぞれコア５１、トレンチ５３、およびクラッド５２の比屈折率差である。また、Ｗｔｒｅｎｃｈは、トレンチ５３の幅［μｍ］である。図５に示す光ファイバ構造Ｂ１〜Ｂ７は、図３に示す光ファイバ２１〜２７の各構造にそれぞれ対応する。
【００２７】
図３の（ａ）〜（ｃ）に示す光ファイバ２１、２２及び２３は、ガラスから構成されるコア３１と、プラスチック（例えばＵＶ樹脂）から構成され且つコア３１を取り囲むクラッド３２とを備えた光ファイバであり、ＨＰＣＦ（Ｈａｒｄ  Ｐｌａｓｔｉｃ  Ｃｌａｄ  Ｆｉｂｅｒ）である。光ファイバ２１、２２及び２３の屈折率プロファイルは、図４の（ａ）に示される屈折率プロファイルＣ１の通りである。コア３１には、ＧＩ（ＧｒａｄｅｄＩｎｄｅｘ）構造が採用されている。
【００２８】
光ファイバ２１（構造Ｂ１）は、図３の（ａ）に示すように、コア３１とクラッド３２とを備え、コア３１の外径が例えば８０μｍ、クラッド３２の外径が例えば１２５μｍである。光ファイバ２１は、ＨＰＣＦであり、ガラスから構成される部分はコア３１となることから、光ファイバ２１のガラス径は８０μｍである。また、光ファイバ２１では、クラッド３２を構成する材料は、クラッドとしての光学的な機能に加え、非剥離性樹脂としての被覆の機能も奏しており、光ファイバ２１の非剥離性樹脂層の外径は１２５μｍである。
【００２９】
光ファイバ２２（構造Ｂ２）は、図３の（ｂ）に示すように、光ファイバ２１と同様にコア３１とクラッド３２とを備え、更に、クラッド３２の外周に、インクコーティング層３３を備えている。インクコーティング層３３は、光ファイバの識別性を向上させるために設けられた層である。光ファイバ２２では、光ファイバ２１と同様に、コア３１の外径が例えば８０μｍであり、クラッド３２の外径が例えば１２５μｍである。また、光ファイバ２２では、インクコーティング層３３の外径が例えば１３５μｍである。クラッド３２の樹脂とインクとの密着力を高めることにより、インクコーティング層３３までが非剥離性樹脂として機能するため、非剥離性樹脂層の外径は１３５μｍである。
【００３０】
光ファイバ２３（構造Ｂ３）は、図３の（ｃ）に示すように、光ファイバ２１と同様に、コア３１とクラッド３２とを備え、更に、クラッド３２の外周に、プライマリ樹脂層３４とセカンダリ樹脂層３５とが順にコーティングされている。光ファイバ２３では、セカンダリ樹脂層３５の外周にインクが更にコーティングされており、インクコーティング層３３が形成されている。この光ファイバ２３では、使用時にプライマリ樹脂層３４以上の層を除去して使用するため、非剥離性樹脂層の外径は１２５μｍである。
【００３１】
また、図３の（ｄ）〜（ｇ）に示す光ファイバ２４，２５，２６及び２７は、ガラスから構成されるコア３１と、ガラスから構成され且つコア３１を取り囲むクラッド３２とを備えた光ファイバであり、ＡＧＦ（Ａｌｌ  Ｇｌａｓｓ  Ｆｉｂｅｒ）である。光ファイバ２４，２５及び２６の屈折率プロファイルは、図４の（ｂ）に示される屈折率プロファイルＣ２の通りであり、コア５１と直結したトレンチ５３を有しており、トレンチ５３の外にクラッド５２がある。コア３１には、光ファイバ２１等と同様に、ＧＩ（ＧｒａｄｅｄＩｎｄｅｘ）構造が採用されている。
【００３２】
光ファイバ２４（構造Ｂ４）は、図３の（ｄ）に示すように、コア３１と、コア３１を取り囲むトレンチ層５３と、トレンチ層５３を取り囲むクラッド３２と、クラッド３２を取り囲む非剥離性樹脂層３６と、非剥離性樹脂層３６を覆うプライマリ樹脂層３４と、プライマリ樹脂層３４を覆うセカンダリ樹脂層３５と、セカンダリ樹脂層３５を覆うインクコーティング層３３とを備えている。光ファイバ２４では、コア３１の外径が例えば８０μｍ、トレンチ層の外径が例えば９０μｍ、クラッド３２の外径が例えば１００μｍ、非剥離性樹脂層の外径が例えば１２５μｍ、プライマリ樹脂層３４の外径が２００μｍ、セカンダリ樹脂層３５の外径が例えば２４５μｍ、インクコーティング層３３（着色層）の外径が２５５μｍである。
【００３３】
光ファイバ２５（構造Ｂ５）及び光ファイバ２６（構造Ｂ６）は、光ファイバ２４と同様に、コア３１と、トレンチ層５３と、クラッド３２と、非剥離性樹脂層３６と、プライマリ樹脂層３４と、セカンダリ樹脂層３５と、インクコーティング層３３と、を備えている。但し、光ファイバ２５，２６は、光ファイバ２４と各層の外径が相違しているところがある。光ファイバ２５では、コア３１の外径が例えば５０μｍ、トレンチ層５３の外径が例えば５６μｍ、クラッド３２の外径が例えば８０μｍ、非剥離性樹脂層の外径が例えば１２５μｍ、プライマリ樹脂層３４の外径が２００μｍ、セカンダリ樹脂層３５の外径が例えば２４５μｍ、インクコーティング層３３（着色層）の外径が２５５μｍである。また、光ファイバ２６では、コア３１の外径が例えば５０μｍ、トレンチ層５３の外径が５６μｍ、クラッド３２の外径が例えば１００μｍ、非剥離性樹脂層の外径が例えば１２５μｍ、プライマリ樹脂層３４の外径が２００μｍ、セカンダリ樹脂層３５の外径が例えば２４５μｍ、インクコーティング層３３（着色層）の外径が２５５μｍである。
【００３４】
光ファイバ２７（構造Ｂ７）は、その屈折率プロファイルが、図４の（ｃ）に示される屈折率プロファイルＣ３の通りである。光ファイバ２７のコア３１には、光ファイバ２１等と同様に、ＧＩ（ＧｒａｄｅｄＩｎｄｅｘ）構造が採用されている。光ファイバ２７は、コア３１と、コア３１を取り囲むクラッド３２と、クラッド３２を取り囲むプライマリ樹脂層３４と、プライマリ樹脂層３４を覆うセカンダリ樹脂層３５と、セカンダリ樹脂層３５を覆うインクコーティング層３３とを備えており、非剥離性樹脂層は含まない。光ファイバ２７では、コア３１の外径が例えば５０μｍ、クラッド３２の外径が例えば１２５μｍ、プライマリ樹脂層３４の外径が２００μｍ、セカンダリ樹脂層３５の外径が例えば２４５μｍ、インクコーティング層３３（着色層）の外径が２５５μｍである。
【００３５】
本実施形態に係る光ファイバ１１では、曲げなどの機械試験時における伝送損失を小さくするために、ＮＡ（開口数）が０．２４以上となるように設計する、屈折率プロファイルにトレンチを有する構造を設計する、あるいは、これら両方を設計することが好ましい。このような設計を行うことで、伝送損失を小さくすることができる。また、光ファイバ１１を構成する非剥離性樹脂層３６、プライマリ樹脂層３４、セカンダリ樹脂層３５、インクコーティング層３３は、紫外線硬化型樹脂であることが好ましい。紫外線硬化型樹脂としては、例えば、ウレタンアクリレート系樹脂、エポキシアクリレート系樹脂、及び、カチオン重合系樹脂などが用いられる。なお、これらにシランカップリング剤などが添加されていてもよい。また、非剥離性樹脂層３６のヤング率は６００［ＭＰａ］以上であり、ガラスとの接着力が５［Ｎ／ｍ］以上であることが好ましい。プライマリ樹脂層３４は、ヤング率０．１〜１０［ＭＰａ］程度の比較的柔らかい樹脂層であり、セカンダリ樹脂層３５は、ヤング率２００〜１５００［ＭＰａ］程度の比較的硬い材料の樹脂層であることが好ましい。なお、本実施形態で用いた光ファイバは、コアがＧＩ型であったが、ＳＩ（Ｓｔｅｐ  Ｉｎｄｅｘ）型であってもよく、光ファイバのコアの外径、クラッドの外径、非剥離性樹脂層の外径、プライマリ径、セカンダリ径、ＮＡ値、比屈折率差Δ、およびトレンチ幅などは上記の値に限定されるものではない。
【実施例】
【００３６】
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く、様々な変形が可能である。
【００３７】
まず、図６〜図９に示すように、ヤング率の異なるＰＶＣ又はＰＥを外被材料として、実施例１〜１５に係る光ケーブル及び比較例１〜５に係る光ケーブルをそれぞれ作製した。実施例１〜１５及び比較来１〜５に係る光ケーブルの構造Ａ１は、図１に示す光ケーブル１に相当し、光ケーブルの構造Ａ２は、図１に示す光ケーブル２に相当する。また、実施例１〜１５及び比較例１〜５に係る光ケーブルに含まれる光ファイバの構造Ｂ１〜Ｂ７は、図３に示す光ファイバ２１〜２７にそれぞれ相当し、具体的には、光ファイバ構造Ｂ１が光ファイバ２１に、光ファイバ構造Ｂ２が光ファイバ２２に、光ファイバ構造Ｂ３が光ファイバ２３に、光ファイバ構造Ｂ４が光ファイバ２４に、光ファイバ構造Ｂ５が光ファイバ２５に、光ファイバ構造Ｂ６が光ファイバ２６に、光ファイバ構造Ｂ７が光ファイバ２７にそれぞれ相当する。
【００３８】
続いて、図６〜図９に示す構造、材料及び寸法にて作製した光ケーブルを、次に述べる構成で光接続させ、各特性を測定した。これら実施例に用いる光接続方法では、光入射部において、発光径が１０μmである面発光レーザ素子（ＶＣＳＥＬ：Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ｃａｖｉｔｙ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｌａｓｅｒ）と光ファイバ端面とを光結合させた。また、光出射部では、受光素子径が５ｍｍであるフォトダイオード（ＰＤ：Ｐｈｏｔｏ  Ｄｉｏｄｅ）と光ファイバ端面とを光結合させた。そして、ＶＣＳＥＬからの出射光を、評価対象の光ファイバ端面に入射し、その光ファイバからの出射光をフォトダイオード（ＰＤ）によって受光させ、伝送損失等を測定した。
【００３９】
なお、実施例１〜１５及び比較例１〜５に係る光ケーブルを構成する外被のヤング率及び熱収縮率をそれぞれ以下の方法で測定した。
＜外被のヤング率の測定＞
光ケーブルを構成する外被材料のヤング率測定にあたっては、ＪＩＳ  Ｋ７１１３に基づき、０℃および２３℃において、２号型試験片のダンベルを使用し、引張速度１ｍｍ/ｍｉｎで引張試験を実施した。そして、ヤング率を２．５％歪の割線式により算出した。
＜外被の収縮率の測定＞
光ケーブルを構成する外被の熱収縮率の測定にあたっては、光ケーブルを１５ｃｍに切断し、タルクの上に乗せて、１１０℃で２時間加熱した。外被の収縮率は、ケーブル内に抗張力繊維と光ファイバとを有した状態で測定した。加熱前後のケーブルの外被の長さを測定し、熱収縮率を測定した。
【００４０】
本実施例では、実施例１〜１５及び比較例１〜５に係る光ケーブルに対して、温度特性、引張特性（引張試験）、側圧特性（側圧試験）、曲げ特性（曲げ試験）、衝撃特性（衝撃試験）、初期光学特性、ピンチ特性（ピンチ試験）、及び、光ケーブルの取扱性をそれぞれ測定又は試験した。各特性の評価方法及び試験方法は次の通りであった。なお、測定等の結果は、図６〜図９中に示す通りであった。
【００４１】
＜温度特性＞
光ケーブル１００ｍを直径４００ｍｍ程度に巻き回して紐で結わえて固定し、０℃で４時間冷却した後に８５℃で４時間加熱するヒートサイクルを１０回行い、０℃での最大の伝送損失の増加量（ヒートサイクルにかける前の差）［ｄＢ］を求めた。評価基準は以下の通りであった。
○・・・０．５［ｄＢ／１００ｍ］未満
△・・・０．５［ｄＢ／１００ｍ］以上で且つ２．０［ｄＢ／１００ｍ］未満
×・・・２．０［ｄＢ／１００ｍ］以上
【００４２】
＜引張試験＞
光ケーブル５ｍの両端から、光ファイバと抗張力繊維とを１ｍずつ取り出し、接着剤で一体化させ、両端の抗張力繊維を直線状にして、１００Ｎの力で引っ張ったときの伝送損失の増加量［ｄＢ］を求めた。評価基準は以下の通りであった。
○・・・０．５［ｄＢ］未満
△・・・０．５［ｄＢ」以上で且つ２．０［ｄＢ］未満
×・・・２・０［ｄＢ］以上
【００４３】
＜側圧試験＞
直径６０ｍｍのマンドレルを延ばした光ケーブル上に置いて３５０［Ｎ］の負荷をそのマンドレルに与えた時の伝送損失の増加量［ｄＢ］を求めた。評価基準は以下の通りであった。
○・・・０．５［ｄＢ］未満
△・・・０．５［ｄＢ」以上で且つ２．０［ｄＢ］未満
×・・・２・０［ｄＢ］以上
【００４４】
＜曲げ試験＞
光ケーブルを直径３ｍｍのマンドレルに１ターン巻いた時の伝送損失の増加量［ｄＢ］を求めた。評価基準は以下の通りであった。
○・・・０．５［ｄＢ］未満
△・・・０．５［ｄＢ」以上で且つ２．０［ｄＢ］未満
×・・・２・０［ｄＢ］以上
【００４５】
＜衝撃試験＞
先端がＲ１２．５ｍｍの２ｋｇの重りを１５ｃｍの高さから延ばした光ケーブルの同じ箇所に２回落下させた時の伝送損失の増加量［ｄＢ］を求めた。評価基準は以下の通りであった。
○・・・０．５［ｄＢ］未満
△・・・０．５［ｄＢ」以上で且つ２．０［ｄＢ］未満
×・・・２・０［ｄＢ］以上あるいはファイバ破断
【００４６】
＜初期光学特性＞
光ケーブル内の光ファイバの初期の伝送損失を光パルス試験器（ＯＴＤＲ、波長８５０
ｎｍ）で測定した。また、ダミーファイバ（光源から測定試料の光ファイバまで光を伝える光ファイバ）として、被測定ファイバと同種のファイバ１ｋｍを用いた。評価基準は以下の通りであった。
○・・・１０［ｄＢ／ｋｍ］未満
△・・・１０［ｄＢ／ｋｍ」以上で且つ２０［ｄＢ／ｋｍ］未満
×・・・２０［ｄＢ／ｋｍ］以上
【００４７】
＜ピンチ試験＞
光ケーブルを１箇所で１８０度に折り曲げた状態で保持させ、光ファイバの破断時間を求めた。評価基準は以下の通りであった。
○・・・１ヶ月（３０日）以上
△・・・１週間以上で且つ１か月未満
×・・・１週間未満
【００４８】
＜光ケーブルの取扱性＞
光ケーブルを２０ターン巻き取る際に、光ケーブルが跳ね返って変動しない、最小の曲げ半径を測定した。ここでいう曲げ半径とは、光ケーブルの剛性によってそれ以上小さな半径では巻き取れない半径を意味する。評価基準は以下の通りであった。
○・・・半径５ｃｍ未満
△・・・半径５ｃｍ以上で且つ１５ｃｍ未満
×・・・半径１５ｃｍ以上
【００４９】
上記の評価基準は「○」であるものが、信頼性上好ましいが、「△」でも実用上は使用可能であるため、「△」以上を合格とした。なお、評価基準の「×」は、実用上は使用が好ましくない値であり、不適とした。
【００５０】
上述した各試験の結果を図６〜図９に示す。
【００５１】
実施例１では、温度特性、引張特性、曲げ特性、衝撃特性、初期光学特性、ピンチ特性、及び取扱性がそれぞれ信頼性上の好ましい値である「○」であった。なお、実施例1では、光ファイバが単芯を４つ備えた構成であり、側圧試験時にファイバ同士が接触しやすいため、側圧特性が「△」であった。但し、実用上使用可能ではあった。
【００５２】
実施例２〜６では、温度特性、引張特性、側圧特性、曲げ特性、衝撃特性、初期光学特性、ピンチ特性、及び取扱性のすべてが信頼性上の好ましい値である「○」であった。
【００５３】
実施例７では、温度特性、引張特性、側圧特性、衝撃特性、初期光学特性、及び取扱性がそれぞれ、信頼性上の好ましい値である「○」であった。実施例７では、ファイバのＮＡが０．２０であり、トレンチがない構造であるため、曲げ特性が「△」であった。また、ガラス径が１２５μｍであるため、ピンチ特性が「△」であった。
【００５４】
実施例８では、引張特性、側圧特性、曲げ特性、衝撃特性、初期光学特性、及びピンチ特性がそれぞれ、信頼性上の好ましい値である「○」であった。なお、実施例８では、外被のヤング率Ｅと光ケーブルの断面積との積を光ケーブルの外被の内径Ｄｉで除した値であるＥＳ（０℃）／Ｄｉ、及び、外被のヤング率Ｅと光ケーブルの断面二次モーメントＩの積であるＥＩ（０℃）の値が大きいため、合格範囲ではあるが、温度特性および取扱性が「△」となった。
【００５５】
実施例９では、温度特性、側圧特性、曲げ特性、衝撃特性、初期光学特性、ピンチ特性、及び取扱性がそれぞれ、信頼性上の好ましい値である「○」であった。なお、実施例９では、ケブラー量が少ないため、引張特性が「△」であった。
【００５６】
実施例１０では、温度特性、引張特性、側圧特性、曲げ特性、衝撃特性、ピンチ特性、及び取扱性がそれぞれ、信頼性上の好ましい値である「○」であった。なお、実施例１０では、ケブラー量が多いため、光ファイバがケブラーにより圧迫され、初期光学特性が「△」であった。
【００５７】
実施例１１では、温度特性、引張特性、側圧特性、曲げ特性、衝撃特性、初期光学特性、ピンチ特性、及び取扱性のすべてが、信頼性上の好ましい値である「○」であった。
【００５８】
実施例１２では、温度特性、引張特性、側圧特性、衝撃特性、初期光学特性、ピンチ特性、及び取扱性がそれぞれ、信頼性上の好ましい値である「○」であった。なお、実施例１２では、光ケーブルの外径Ｄｏと内径Ｄｉとの比であるＤｏ／Ｄｉが１．４３であるため、小径の曲げ時にキンク気味となり、曲げ特性が「△」であった。
【００５９】
実施例１３では、引張特性、側圧特性、初期光学特性、及び取扱性がそれぞれ、信頼性上の好ましい値である「○」であった。なお、実施例１３では、光ケーブルの内径Ｄｉに対する、テープ心線が可動できる割合Ｒｍを示す｛（Ｄｉ２−Ｗ２）１／２−Ｔ｝／Ｄｉが０．４０であり、テープ心線の動きが制限されるため、温度特性が「△」であった。また、光ケーブルの外径Ｄｏと内径Ｄｉとの比であるＤｏ／Ｄｉが１．４３であるため、小径の曲げ時にキンク気味であり、曲げ特性が「△」であった。また、ケーブル厚が０．３ｍｍと薄いため、衝撃特性が「△」であった。また、ピンチ時にキンク気味であり、ケーブル外径も２．０ｍｍと小さいため、ピンチ特性が「△」であった。
【００６０】
実施例１４では、引張特性、側圧特性、曲げ特性、衝撃特性、初期光学特性、ピンチ特性、及び取扱性がそれぞれ、信頼性上の好ましい値である「○」であった。なお、実施例１４では、光ケーブルの内径Ｄｉに対する、テープ心線が可動できる割合を示す｛（Ｄｉ２−Ｗ２）１／２−Ｔ｝／Ｄｉが０．４０であり、テープ心線の動きが制限されるため、温度特性が「△」であった。
【００６１】
実施例１５では、引張特性、曲げ特性、衝撃特性、初期光学特性、ピンチ特性、及び取扱性がそれぞれ、信頼性上の好ましい値である「○」であった。なお、実施例１５では、光ケーブルの外径Ｄｏと内径Ｄｉとの比であるＤｏ／Ｄｉが３．２１であり、ＥＳ（０℃）／Ｄｉの値が大きいため、合格範囲であるが、温度特性が「△」であった。また、光ファイバが単芯を４つ備えたものであり、側圧時にファイバ同士が接触しやすいため、側圧特性が「△」であった。
【００６２】
一方、比較例１では、ＥＳ（０℃）／Ｄｉが規定値である６００を超えているため、温度特性が、使用上、好ましくない値である「×」となった。また、比較例１では、外被のヤング率Ｅと光ケーブルの断面二次モーメントＩの積であるＥＩ（０℃）の値が規定値である１２００を超えているため、取扱性が、使用上、好ましくない値である「×」となった。なお、ファイバが単芯を４つ備えたものであり、側圧時にファイバ同士が接触するため、側圧特性は「△」であった。
【００６３】
比較例２及び３では、比較例１と同様に、ＥＳ（０℃）／Ｄｉ及びＥＩ（０℃）の値が規定値（６００及び１２００）をそれぞれ超えているため、温度特性および取扱性が「×」となった。なお、比較例３では、ガラス径が１２５μｍであり、ピンチ特性が「△」であった。また、ファイバのＮＡが０．２０であり、トレンチがない構造であるため、曲げ特性が「△」であった。
【００６４】
比較例４及び５では、ＥＳ（０℃）／Ｄｉの値が規定値（６００）を超えているため、温度特性が「×」であった。なお、比較例５では、光ケーブルの外径Ｄｏと内径Ｄｉとの比であるＤｏ／Ｄｉが１．４であるため、小径の曲げ時にキンク気味であり、曲げ特性が「△」であった。また、ピンチ時にキンク気味であり、ケーブル外径も２．０ｍｍと小さいため、ピンチ特性が「△」であった。さらにケーブル厚が０．３ｍｍと薄いため、衝撃特性が「△」であった。
【符号の説明】
【００６５】
１，２，３…光ケーブル、１１…光ファイバ、１２…抗張力繊維、１３…外被、１４…光ファイバテープ心線、２１〜２７…光ファイバ、３１…コア、３２…クラッド、３３…インクコーティング層、３４…プライマリ樹脂層、３５…セカンダリ樹脂層、３６…非剥離性樹脂層、Ｃ１〜Ｃ３…屈折率プロファイル、５１…コア、５２…クラッド、５３…トレンチ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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