(57)【要約】【課題】光ファイバ素線とメタル線の長さを考慮して、ケーブルの布設時の強度的信頼性や布設中の長期的な強度の信頼性が高い構造を有する高速伝送が可能なフラット型光・メタル複合ケーブルを提供する。【解決手段】１本若しくは複数本の光ファイバ素線（２）と１本若しくは複数本のメタル線（３）とを並列に配置し、光ファイバ素線とメタル線とを側面において部分的に密着させた結合部（４）と光ファイバ素線とメタル線とを離間させた非結合部（５）とを長さ方向に繰り返して設けたフラット型光・メタル複合ケーブル（１）において、非結合部の光ファイバ素線の長さをメタル線の長さよりも長くする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１本若しくは複数本の光ファイバ素線と１本若しくは複数本のメタル線とを並列に配置し、前記光ファイバ素線と前記メタル線とを側面において部分的に密着させた結合部と前記光ファイバ素線と前記メタル線とを離間させた非結合部とを長さ方向に繰り返して設けたフラット型光・メタル複合ケーブルにおいて、前記非結合部における前記光ファイバ素線の長さを前記メタル線の長さよりも長くしたことを特徴とするフラット型光・メタル複合ケーブル。
【請求項２】
前記非結合部における前記光ファイバ素線の長さを前記メタル線の長さに対して０％を超えて５％まで長くしたことを特徴とする請求項１記載のフラット型光・メタル複合ケーブル。
【請求項３】
前記光ファイバ素線は石英ガラスからなることを特徴とする請求項１または請求項２記載のフラット型光・メタル複合ケーブル。
【請求項４】
前記光ファイバ素線は多成分系ガラスからなることを特徴とする請求項１または請求項２記載のフラット型光・メタル複合ケーブル。
【請求項５】
前記光ファイバ素線はプラスチッククラッドファイバからなることを特徴とする請求項１または請求項２記載のフラット型光・メタル複合ケーブル。
【請求項６】
前記メタル線は導電性金属からなることを特徴とする請求項１または請求項２記載のフラット型光・メタル複合ケーブル。
【請求項７】
前記導電性金属は銅、アルミニウム、銀単体若しくは銅、アルミニウム、銀のうち少なくとも１種類の金属を含む合金であることを特徴とする請求項６記載のフラット型光・メタル複合ケーブル。
【請求項８】
前記メタル線は鋼線からなることを特徴とする請求項１または請求項２記載のフラット型光・メタル複合ケーブル。
【請求項９】
前記光ファイバ素線は紫外線硬化型樹脂の一次被覆層が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれかの請求項に記載のフラット型光・メタル複合ケーブル。
【請求項１０】
前記光ファイバ素線は前記一次被覆層の周囲にＰＶＣ若しくはポリエチレンのいずれかからなる二次被覆層が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれかの請求項に記載のフラット型光・メタル複合ケーブル。
【請求項１１】
前記光ファイバ素線は前記プラスチッククラッドファイバの周囲にＰＶＣ若しくはポリエチレンのいずれかからなる被覆層が設けられていることを特徴とする請求項５記載のフラット型光・メタル複合ケーブル。
【請求項１２】
前記メタル線は周囲にＰＶＣ若しくはポリエチレンのいずれかからなる絶縁層が設けられていることを特徴とする請求項６から請求項８までのいずれかの請求項に記載のフラット型光・メタル複合ケーブル。
【請求項１３】
前記光ファイバ素線と前記メタル線を並列配置させる際、一方の側に光ファイバ素線、他方の側にメタル線となるように配置することを特徴とする請求項１または請求項２記載のフラット型光・メタル複合ケーブル。
【請求項１４】
前記光ファイバ素線と前記メタル線を並列配置させる際、最外側にメタル線、その内側に光ファイバ素線となるように配置することを特徴とする請求項１または請求項２記載のフラット型光・メタル複合ケーブル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機器内あるいは機器間等の配線に好適な屈曲特性に優れ、高速伝送が可能なフラット型光・メタル複合ケーブルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から機器内あるいは機器間の配線形態としてメタルケーブルが使用されていることはよく知られている。中でもフラット型のメタルケーブルは一括圧接によるコネクタ結線が容易であることやケーブルの一部を引き裂くことによって任意の箇所で分線結線が可能であるなどの特徴を有している。
【０００３】
このようなフラット型のメタルケーブルの伝送特性を高速化させたり耐ノイズ特性を向上させるために、ケーブルの一部をツイストさせたフレキシブルツイストフラットケーブルもよく用いられている。
【０００４】
しかし、メタルケーブルではフレキシブルツイストフラットケーブルを用いても伝送特性の高速化を図ると外部環境の影響によるノイズが発生し、このノイズを低減するために導体の周囲にシールドを配置する必要が出てくるのでケーブルの可撓性が悪くなり屈曲を要する箇所での使用が制限されるという難点があった。このような点からメタルケーブルでは伝送特性の高速化にも限界があった。
【０００５】
一方、電磁誘導特性を有していないことから耐ノイズ特性に優れ、かつ高速伝送が可能な光ファイバを用いた機器内あるいは機器間接続用のケーブルも周知である。光ファイバは外乱によるノイズが発生しないためシールドの必要性がなく、屈曲性に優れたケーブルを構成することができる。
【０００６】
このような機器内あるいは機器間接続用の光ファイバケーブルの例として、複数本の光ファイバ素線を並列に配置し、長さ方向に間隔をおいて結合材により結合したフラット型光ファイバケーブルが開示されている（例えば、特許文献１参照）。また、やはり複数本の光ファイバ素線を並列に配置し、長さ方向に間欠的に剥離可能な接着テープにより固定したフラット型光ファイバケーブルも開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
しかし、光ファイバケーブルはガラスという材料固有の問題から強度的に弱く、布設時の引張荷重により、あるいは非常に弱い荷重であっても長時間負荷がかかり続けることなどにより破断する可能性が出てくる。
【０００８】
そこで、一般的な光ファイバケーブルでは光ファイバとともに例えば鋼線などの抗張力体を添えることによって、引張荷重を抗張力体に負荷させるようにし、光ファイバの強度の低下を防止するようにした光・メタル複合ケーブルが開発されている（例えば、特許文献３参照）。
【０００９】
一方、特許文献３に記載されたような光・メタル複合ケーブルにおいて、鋼線などの抗張力体に代えて電気信号伝送用あるいは電源供給用の金属導体線を用いた光・メタル複合ケーブルも提案されている（例えば、特許文献４参照）。
【００１０】
【特許文献１】特開平８−３２７８６２号公報
【特許文献２】特開平８−３２７８６３号公報
【特許文献３】特開平９−２４３８８３号公報
【特許文献４】特開平１１−５３９５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記したように、特許文献１及び特許文献２に記載したフラット型光ファイバケーブルは、布設時などの引張荷重を光ファイバ素線そのものに負担させることになるために断線の可能性があり、また強度的な長期信頼性を損なう虞もあるなど取り扱い性に問題があった。
【００１２】
また、特許文献３に記載の光・メタル複合ケーブルでは、強度的な問題は解決されているが、光ファイバ素線とメタル線を一括して被覆しているために、シースに切り裂き溝を設けているとはいえ、分線作業が煩雑になるという問題があった。さらに、メタル線が鋼線であるために電気信号伝送や電源供給を必要とする場合には適していないという問題もあった。
【００１３】
それに対して特許文献４に記載した光・メタル複合ケーブルは分線作業の問題、電気信号伝送や電源供給の問題も解決されている。
【００１４】
ところで、光ファイバの引張強度に関する信頼性設計においては、光ファイバのガラス中に存在する欠陥を除去するために、光ファイバの全長にわたって一定の引張歪みを与え、予め低強度部分を破断させてからケーブルを製造する、いわゆるスクリーニングと呼ばれる手法が用いられている。
【００１５】
上述したように、例えば特許文献４に記載されたような従来の光・メタル複合ケーブルでは、事前に光ファイバ素線をスクリーニングした後にこの光ファイバ素線とメタル線を複合させて一定強度以上の機械的特性を有する光・メタル複合ケーブルを製造していた。
【００１６】
このような光・メタル複合ケーブルに対して、ケーブルの布設時あるいは布設後の状態において、通常はメタル線に引張荷重を保持させるようにしているが、時としてメタル線の長さに対して光ファイバ素線の長さが短い場合はメタル線よりも光ファイバ素線に引張荷重が負荷されることになり、光・メタル複合ケーブルの強度的信頼性が低下するという問題があった。
【００１７】
本発明は以上の難点を解消するためになされたもので、高速伝送が可能な光・メタル複合ケーブルにおいて、光ファイバ素線とメタル線の長さを考慮して、ケーブルの布設時の強度的信頼性や布設中の長期的な強度の信頼性が高い構造を有するフラット型光・メタル複合ケーブルを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
この目的を達成するために本発明のフラット型光・メタル複合ケーブルの第１の態様は、１本若しくは複数本の光ファイバ素線と１本若しくは複数本のメタル線とを並列に配置し、光ファイバ素線とメタル線とを側面において部分的に密着させた結合部と光ファイバ素線とメタル線とを離間させた非結合部とを長さ方向に繰り返して設けたフラット型光・メタル複合ケーブルにおいて、非結合部の光ファイバ素線の長さをメタル線の長さよりも長くしたことを特徴とする。
【００１９】
また本発明のフラット型光・メタル複合ケーブルの第２の態様は、第１の態様において、非結合部の光ファイバ素線の長さをメタル線の長さに対して０％を超えて５％まで長くしたことを特徴とする。
【００２０】
さらに本発明のフラット型光・メタル複合ケーブルの第３の態様は、第１または第２の態様において、光ファイバ素線は石英ガラスからなることを特徴とする。
【００２１】
また本発明のフラット型光・メタル複合ケーブルの第４の態様は、第１または第２の態様において、光ファイバ素線は多成分系ガラスからなることを特徴とする。
【００２２】
さらに本発明のフラット型光・メタル複合ケーブルの第５の態様は、第１または第２の態様において、光ファイバ素線はプラスチッククラッドファイバからなることを特徴とする。
【００２３】
また本発明のフラット型光・メタル複合ケーブルの第６の態様は、第１または第２の態様において、メタル線は導電性金属からなることを特徴とする。
【００２４】
さらに本発明のフラット型光・メタル複合ケーブルの第７の態様は、第６の態様において、導電性金属は銅、アルミニウム、銀単体若しくは銅、アルミニウム、銀のうち少なくとも１種類の金属を含む合金であることを特徴とする。
【００２５】
また本発明のフラット型光・メタル複合ケーブルの第８の態様は、第１または第２の態様において、メタル線は鋼線からなることを特徴とする。
【００２６】
さらに本発明のフラット型光・メタル複合ケーブルの第９の態様は、第１から第４の態様において、光ファイバ素線は紫外線硬化型樹脂の一次被覆層が設けられていることを特徴とする。
【００２７】
また本発明のフラット型光・メタル複合ケーブルの第１０の態様は、第１から第４の態様において、光ファイバ素線は一次被覆層の周囲にＰＶＣ若しくはポリエチレンのいずれかからなる二次被覆層が設けられていることを特徴とする。
【００２８】
さらに本発明のフラット型光・メタル複合ケーブルの第１１の態様は、第５の態様において、光ファイバ素線はプラスチッククラッドファイバの周囲にＰＶＣ若しくはポリエチレンのいずれかからなる被覆層が設けられていることを特徴とする。
【００２９】
また本発明のフラット型光・メタル複合ケーブルの第１２の態様は、第６から第８の態様において、メタル線は周囲にＰＶＣ若しくはポリエチレンのいずれかからなる絶縁層が設けられていることを特徴とする。
【００３０】
さらに本発明のフラット型光・メタル複合ケーブルの第１３の態様は、第１または第２の態様において、光ファイバ素線とメタル線を並列配置させる際、一方の側に光ファイバ素線、他方の側にメタル線となるように配置することを特徴とする。
【００３１】
また本発明のフラット型光・メタル複合ケーブルの第１４の態様は、第１または第２の態様において、光ファイバ素線とメタル線を並列配置させる際、最外側にメタル線、その内側に光ファイバ素線となるように配置することを特徴とする。
【発明の効果】
【００３２】
本発明のフラット型光・メタル複合ケーブルの第１の態様では、非結合部の光ファイバ素線の長さをメタル線の長さよりも長くしたので、ケーブル布設時や布設中に光ファイバ素線に直接負荷張力がかかることがないので強度的な信頼性の高いフラット型光・メタル複合ケーブルを提供することができる。
【００３３】
本発明のフラット型光・メタル複合ケーブルの第２の態様では、非結合部の光ファイバ素線の長さをメタル線の長さよりも０％を超えて５％まで長くしたので、強度的な信頼性とともに配線性や製造作業性に優れたフラット型光・メタル複合ケーブルを提供することができる。
【００３４】
本発明のフラット型光・メタル複合ケーブルの第３から第５の態様では、目的、用途に応じて適切な光ファイバ素線の種類を選択することができる。
【００３５】
本発明のフラット型光・メタル複合ケーブルの第６から第７の態様では、メタル線として導電性金属を用いるので、光信号の伝送とともに電気信号の伝送や電源供給も行うことができる。
【００３６】
本発明のフラット型光・メタル複合ケーブルの第８の態様では、メタル線として鋼線を用いるので、電気信号の伝送や電源供給を行う必要のない場合には強度的により信頼性の高いフラット型光・メタル複合ケーブルを提供することができる。
【００３７】
本発明のフラット型光・メタル複合ケーブルの第９の態様では、光ファイバ素線に硬化の速い紫外線硬化型樹脂を用いるために製造効率がよい上に取り扱い性も優れたフラット型光・メタル複合ケーブルを提供することができる。
【００３８】
本発明のフラット型光・メタル複合ケーブルの第１０から第１２の態様では、光ファイバ素線の最外層の被覆層やメタル線の絶縁層にＰＶＣやポリエチレンを用いるので強度的信頼性がありかつ取り扱い性のよいフラット型光・メタル複合ケーブルを提供することができる。
【００３９】
本発明のフラット型光・メタル複合ケーブルの第１３から第１４の態様では、光ファイバ素線とメタル線を適宜配置することができるので目的、用途に応じて最も適切なフラット型光・メタル複合ケーブルを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下、本発明のフラット型光・メタル複合ケーブルの好ましい実施の形態について図面を参照して説明する。
【００４１】
図１は本発明のフラット型光・メタル複合ケーブルの構成を表した図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のＸ―Ｘで切断した横断面図である。図１（ａ）において、本発明のフラット型光・メタル複合ケーブル１は、例えば２本の光ファイバ素線２、２及び２本のメタル線３、３が並列に配置され、光ファイバ素線とメタル線とが側面部分で密着している結合部（太線部分）４及び光ファイバ素線とメタル線とが離間している非結合部５が長さ方向に交互に設けられた構造を有している。
【００４２】
ここで、本発明のフラット型光・メタル複合ケーブルは、非結合部５における光ファイバ素線の長さをＬｏ、メタル線の長さをＬｍとすると、Ｌｏ＞Ｌｍという関係になっている。
【００４３】
この光ファイバ素線の長さＬｏはメタル線の長さＬｍに対して、（Ｌｏ―Ｌｍ）／Ｌｍ×１００の値が０％を超えて５％まで長くすることが好ましい。この理由は、０％以下ではメタル線の長さに対して光ファイバ素線の長さが同一もしくは短くなるので、ケーブル布設時や布設後において引張荷重が直接光ファイバ素線に負荷されることになり、光ファイバ素線の断線の虞があり、また強度的な信頼性を低下させる虞があるからである。
【００４４】
一方、メタル線の長さに対して光ファイバ素線の長さが長い場合には強度的にも伝送特性的にも特に不都合はないが、５％を超えるとケーブルの布設時に光ファイバ素線が分離して広がり過ぎる傾向があり、特に屈曲の大きい箇所では配線形態に不都合が生じることがあるとともにケーブルの製造作業も低下する場合があるので５％以下にすることが好ましい。
【００４５】
図１（ｂ）において、光ファイバ素線２における２ｂは例えば石英からなるガラス部分２ａを覆うウレタンアクリレート、エポキシアクリレートなどの紫外線硬化型樹脂からなる一次被覆層であり、２ｃはこの一次被覆層２ｂを覆うＰＶＣ、ポリエチレンなどの二次被覆層である。またメタル線３における３ｂは例えば銅線やアルミニウム線あるいは銀線などの導体部分３ａを覆うＰＶＣ、ポリエチレンなどの絶縁層である。
【００４６】
なお、光ファイバ素線２におけるガラス部分２ａは伝送特性、強度特性を考慮すると石英ガラスが好ましいが、用途に応じて多成分系ガラスでも差し支えなく、あるいは光ファイバ素線２として例えばコアが石英ガラス、クラッドがプラスチックからなるプラスチッククラッドファイバを用いてもよい。プラスチッククラッドファイバを用いる場合にはプラスチッククラッドファイバの周囲に紫外線硬化型樹脂などの一次被覆層を用いることなく、直接ＰＶＣ、ポリエチレンなどを被覆層として設けることもできる。
【００４７】
また、メタル線３における導体部分３ａは電気信号伝送用また電源供給用として電気伝導性の良好な金属が好ましく、例えば銅、アルミニウム、銀の他これらの金属が少なくとも１種類含有されている合金でもよい。さらに、電気信号伝送や電源供給の必要がない場合には鋼線を用いても差し支えない。
【００４８】
光ファイバ素線２とメタル線３を並列配置する際のそれぞれの位置は特に制限されるものではないが、図１（ｂ）のように一方の側に光ファイバ素線、他方の側にメタル線を配置してもよい。このようにすると配線時に効率よくケーブルを屈曲させることができ、また分線作業時に光ファイバ素線のみを容易に分線することができる。もちろん、図１（ｃ）に示すように、最外側にメタル線、その内側に光ファイバ素線を配置しても差し支えなく、目的、用途に応じて適宜構成することができる。
【実施例】
【００４９】
次に、本発明の具体的な例として、図１（ｂ）の構成のフラット型光・メタル複合ケーブルにおいて光ファイバ素線が石英ガラスからなる例（実施例１）、図１（ｂ）の構成のうち、光ファイバ素線が１本の光・メタル複合ケーブルにおいて光ファイバ素線が石英ガラスからなる例（実施例２）、図１（ｂ）の構成のうち、メタル線が４本の光・メタル複合ケーブルにおいて光ファイバ素線が多成分系ガラスからなる例（実施例３）、図１（ｂ）の構成の光・メタル複合ケーブルにおいて光ファイバ素線がプラスチッククラッドファイバからなる例（実施例４）、図１（ｃ）の構成のフラット型光・メタル複合ケーブルにおいて光ファイバ素線が石英ガラスからなる例（実施例５）及び比較例として図１（ｂ）の構成のフラット型光・メタル複合ケーブルにおいて光ファイバ素線が石英ガラスからなる例（比較例１）、図１（ｂ）の構成のうち、光ファイバ素線が１本、メタル線が４本の光・メタル複合ケーブルにおいて光ファイバ素線が石英ガラスからなる例（比較例２）について負荷張力に対する光ファイバ素線の破断の有無、ビットエラーレート試験器を用いた伝送特性を測定した。なお、メタル線はすべて断面積０．２０４７ｍｍ２の２４ＡＷＧ（American Wire Gauge）の銅線である。
【００５０】
結果を表１に示す。
【００５１】
【表１】
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【００５２】
なお表１において、ビットエラーレートが良好ということは、ビットエラーレート数の発生程度が信号伝送の際に実用上問題ないことを意味し、不良ということは信号伝送の際に実用上無視できないビットエラーレート数が発生したことを意味している。
【００５３】
表１より、実施例１〜５はいずれも光ファイバ素線の破断はなく、伝送特性の低下も見られなかった。それに対して比較例１では光ファイバ素線の破断は見られなかったが、伝送特性が低下した。また比較例２では光ファイバ素線の破断が見られ、かつ伝送特性も低下した。
【００５４】
以上より、本発明はケーブル布設時や布設後にケーブルに張力が負荷されることを想定した場合でも光ファイバ素線に直接引張荷重がかかることがないため、強度的、伝送特性的に信頼性が高いフラット型光・メタル複合ケーブルを提供できることが明らかとなった。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明のフラット型光・メタル複合ケーブルは機器内、機器間の配線に好適であり、本発明の技術思想の範囲内で光ファイバ素線やメタル線を適切に選択することにより、またケーブルの構造を適切に考慮することにより、例えばアンダーカーペットケーブルや壁内配線用ケーブルにも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明のフラット型光・メタル複合ケーブルの構成の一実施の形態を示す図である。
【符号の説明】
【００５７】
１              フラット型光・メタル複合ケーブル
２              光ファイバ素線
３              メタル線
４              結合部
５              非結合部
【図１】
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