(57)【要約】【課題】車両内で自由な配線レイアウトが可能な車載用光ファイバケーブルを提供する。【解決手段】光ファイバケーブル１０は、ケーブル中心に位置する光ファイバ心線１１と、該光ファイバ心線を囲むように配設される緩衝層１２と、該緩衝層１２を被覆するシース１３と、を備えている。上記シース１３は、その厚みｔがケーブル外径Ｄに対してｔ／Ｄ≧０．２５の関係を満たすように構成されている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーブル中心に位置する光ファイバ心線と、該光ファイバ心線を被覆するように設けられた緩衝層と、該緩衝層を被覆するように設けられたシースと、を備えた車載用の光ファイバケーブルであって、
上記シースの厚みｔとケーブル外径Ｄとの間に、
ｔ／Ｄ≧０．２５
という関係式が成立することを特徴とする車載用光ファイバケーブル。
【請求項２】
請求項１において、
上記ファイバ心線は、コア及びクラッドが石英ガラスからなる石英系光ファイバであり、上記緩衝層はアラミド繊維からなり、上記シースはオレフィン系エラストマからなることを特徴とする車載用光ファイバケーブル。
【請求項３】
請求項１において、
上記ファイバ心線は、コアが石英ガラスからなり、クラッドがフッ素樹脂からなるプラスチッククラッド光ファイバであり、上記緩衝層はアラミド繊維からなり、上記シースはオレフィン系エラストマからなることを特徴とする車載用光ファイバケーブル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車室、ルーフ及びエンジンルームなど、車両内に配線される車載用光ファイバケーブルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、車両内の信号送信用として該車両内に配線するための車載用光ファイバケーブルが知られており、そのような光ファイバケーブルには、例えば特許文献１に開示されるように、光ファイバ心線にプラスチック光ファイバ（ＰＯＦ）が、該光ファイバ心線を覆う緩衝層及び該緩衝層を覆うシースに樹脂材料が、それぞれ用いられている。
【特許文献１】特開２００４−３７９７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、空間の限られた狭い車両内に光ファイバケーブルを配線する場合、該光ファイバケーブルを適宜、曲げて配線する必要があるが、光ファイバを小径で曲げると光伝送損失が大きくなるうえ、該光ファイバが折損するおそれもあり、あまり曲げ径を小さくすることができない。
【０００４】
また、光ファイバケーブルは、一般的に、プラスチック光ファイバ及び樹脂材料によって構成されていて、約８５℃までの耐熱性しか有していないため、エンジンルーム内など高温の環境下では使用することができず、車室内など温度変化の比較的小さい場所に配線する必要があった。
【０００５】
本発明は、斯かる諸点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、車両内で自由な配線レイアウトが可能な車載用光ファイバケーブルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明に係る車載用光ファイバケーブルでは、発明者らの鋭意努力によって見い出されたケーブル外径Ｄに対するシースの厚みｔの比とケーブルの座屈との関係に基づいて、小径曲げでも座屈しにくいようにケーブルを構成した。
【０００７】
具体的には、請求項１の発明では、ファイバ心線と、該ファイバ心線を囲むように設けられた緩衝層と、該緩衝層を囲むように設けられたシースと、を備えた車載用の光ファイバケーブルを対象とする。そして、上記シースの厚みｔとケーブル外径Ｄとの間に、ｔ／Ｄ≧０．２５という関係式が成立するものとする。
【０００８】
この構成により、光ファイバケーブルを比較的小径で曲げても該光ファイバケーブルに曲げ変形や座屈が生じるのを防止することができる。すなわち、図３及び図４に示すように、光ファイバケーブルを曲げ径１０ｍｍで曲げた場合でも、上述のようにシースの厚みｔを構成することで、該光ファイバケーブルには曲げ変形や座屈が生じない。したがって、上述のような関係式を満たすように光ファイバケーブルを構成することで、狭い車内空間でも自在に配線することができ、配線レイアウトの自由度を高めることができる。
【０００９】
上述の構成において、上記ファイバ心線は、コア及びクラッドが石英ガラスからなる石英系光ファイバであり、上記緩衝層はアラミド繊維からなり、上記シースはオレフィン系エラストマからなるものとする（請求項２の発明）。これらの材料の組み合わせで且つ上述の請求項１の発明の関係式を満たすような構成にすることで、図３及び図４に示すように、上記請求項１の発明の作用が確実に得られる。
【００１０】
また、上記ファイバ心線は、コアが石英ガラスからなり、クラッドがフッ素樹脂からなるプラスチッククラッド光ファイバであり、上記緩衝層はアラミド繊維からなり、上記シースはオレフィン系エラストマからなるものとする（請求項３の発明）。このように、プラスチック光ファイバ及び樹脂材用を用いた一般的な光ファイバケーブルに比べて融点の高い光ファイバコア材料を用いて光ファイバケーブルを構成すれば、エンジンルーム内などの温度の高い環境下でも光ファイバを配線できるため、車両内での配線レイアウトの自由度をさらに高めることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、光ファイバケーブルを、シースの厚みｔとケーブル外径Ｄとの関係がｔ／Ｄ≧０．２５を満たすように構成することで、比較的、小径の曲げでも光ファイバケーブルに座屈等が生じるのを防止することができ、狭い車両内でもより自由な配線レイアウトが可能になる。特に、光ファイバ心線を石英系光ファイバによって、緩衝層をアラミド繊維によって、シースをオレフィン系エラストマによって、それぞれ構成することにより、上述の効果が確実に得られる。
【００１２】
また、光ファイバ心線をプラスチッククラッド光ファイバによって、緩衝層をアラミド繊維によって、シースをオレフィン系エラストマによって、それぞれ構成することにより、ファイバケーブルの耐熱性を向上することができ、エンジンルーム内など比較的高温の場所にも配線可能となり、配線レイアウトの自由度を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
【００１４】
−光ファイバケーブルの構成−
図１は、本発明の実施形態に係る光ファイバケーブル１０の概略構成を示す断面図である。
【００１５】
上記光ファイバケーブル１０は、例えば車室内、ルーフ内、エンジンルーム内などの車両内に配線される車載用の光ファイバケーブルであり、ケーブル中心に位置する石英系光ファイバ若しくはプラスチッククラッド光ファイバの光ファイバ心線１１が、アラミド繊維からなる緩衝層１２によって被覆され、さらにその外側がオレフィン系エラストマからなるシース１３によって被覆されたものである。
【００１６】
上述のように、上記光ファイバ心線１１を、コア及びクラッドが石英系ガラスからなる石英系光ファイバ、若しくは、コアが石英系ガラスで且つクラッドがフッ素樹脂からなるプラスチッククラッド光ファイバにして、緩衝層１２をアラミド繊維にし、シース１３をオレフィン系エラストマにすれば、プラスチック光ファイバの心線、ナイロン製の緩衝層及び樹脂製のシースを備えた従来の光ファイバケーブルに比べて、高い耐熱性を有する材料によって構成されることになり、これにより、車両のエンジンルーム内などの高温環境下でも配線可能になる。
【００１７】
上記光ファイバケーブル１０は、最外層に位置するシース１３の厚みｔが、ケーブル外径Ｄに対して、以下の関係式（１）を満たすように構成されている。
【００１８】
ｔ／Ｄ≧０．２５      （１）
上記（１）式の関係を満たすように上記光ファイバケーブル１０を構成することにより、該光ファイバケーブル１０を所定の曲げ径で曲げた場合に該ケーブル１０に曲げ変形や座屈が生じるのを防止することができる。
【００１９】
すなわち、一般的に、光ファイバケーブル１０は、曲げ径を小さくすると、曲げによる伝送損失が大きくなるばかりでなく、該ケーブル１０に座屈が生じる。そのため、例えば、ケーブル外径Ｄが２．３ｍｍのもの（シースの厚みｔは０．４ｍｍであり、ｔ／Ｄ＝０．１７）であれば、許容曲げ半径は２５ｍｍと大きかった。しかしながら、上記（１）式の関係を満たすように光ファイバケーブル１０を構成すれば、後述する図３及び図４に示すように、該光ファイバケーブル１０を曲げ径１０ｍｍ（曲げ半径５ｍｍ）で曲げても曲げ変形や座屈等が生じることはなく、従来のケーブルよりもかなり小さい曲げ半径での配線が可能となる。
【００２０】
ここで、上記図３は、ｔ／Ｄを変化させて曲げ径（曲げ直径）１０ｍｍでケーブル曲げ試験を行った場合の試験結果を示すもので、ｔ／Ｄ＜０．２５の場合には、ケーブルに座屈が発生（図中の×印）しているのが分かる。このケーブル曲げ試験の試験方法の詳細については後述する。
【００２１】
また、上記図４は、ｔ／Ｄとケーブル曲げ試験後におけるケーブル断面の扁平度合いａ／ｂ（図５に示すように、ａは短軸方向長さの半分、ｂは長軸方向長さの半分）との関係を示すもので、上記図３においてケーブル１０に座屈が発生しなかったもの（ｔ／Ｄ≧０．２５）はほぼ同一直線上に位置するものの、ケーブル１０に座屈が発生したもの（ｔ／Ｄ＜０．２５）は、座屈が発生しなかったものと同じ直線上には位置していない。これは、座屈によって大きくケーブル断面が変化したためと考えられる。すなわち、ケーブル断面が大きく変形して極端に扁平な状態になると、ケーブル１０は座屈若しくはそれに近い状態になるため、このような極端な扁平状態では光ファイ心線１１も何らかのダメージを受けて、光ファイバとしての機能を確保できなくなると考えられる。
【００２２】
詳しくは、図５に示すように、光ファイバケーブル１０に曲げを負荷した場合、曲げ径が小さくなるほどケーブル１０の曲げ部に大きな歪みが生じて、該ケーブル１０は曲げ方向に圧縮され、該ケーブル１０の断面は楕円状に変形する。このように、光ファイバケーブル１０が楕円状に変形すると、楕円状断面の短軸方向に緩衝層１２及びシース１３が圧縮された状態になるため、ケーブル１０内部の光ファイバ心線１１は、楕円状断面の短軸方向への動きが制限され、該光ファイバ心線１１が曲げ変形の影響を直接、受けて変形したり損傷を受けたりする虞もある。したがって、図５に示す上記光ファイバケーブル１０の断面の扁平度合いに基づいて、光ファイバ心線１１がダメージを受けるかどうかを判断するようにした。
【００２３】
上記の考え方により、上述のとおり、ｔ／Ｄ＝０．２５で扁平度合いａ／ｂが大きく変化しているため、ｔ／Ｄがこれよりも小さい値であれば、光ファイバケーブルの曲げによって光ファイバとして機能しなくなるものと判断し、ｔ／Ｄが０．２５以上であれば、曲げ径１０ｍｍで光ファイバケーブル１０を曲げられると判断した。
【００２４】
したがって、上述のように光ファイバケーブル１０のシース１３の厚みｔとケーブル外径Ｄとの関係がｔ／Ｄ≧０．２５の関係を満たすように光ファイバケーブル１０を構成することで、曲げ径１０ｍｍで光ファイバケーブル１０を曲げても該ケーブル１０の光ファイバとしての機能を損なうことはないため、該光ファイバケーブル１０の配線レイアウトの自由度を高めることができ、限られた狭い車両内の空間に効率良く光ファイバケーブル１０を配線することが可能になる。
【００２５】
−光ファイバケーブルの試験−
以下で、上述の光ファイバケーブルの曲げ試験について詳しく説明する。
【００２６】
まず、図２に示すように、表面に断面略Ｖ字状の溝２１ａ，２２ａが形成された一対のブロック２１，２２を溝２１ａ，２２ａ同士が対向するように配置する。そして、それらのブロック２１，２２間で且つ該ブロック２１，２２の溝２１ａ，２２ａ内に、略Ｕ字状に折り曲げられた光ファイバケーブル１０を位置付ける。その後、該光ファイバケーブル１０の曲げ径が所定の径（ここでは、１０ｍｍ）になるように、上記一対のブロック２１，２２の間隔を調整する。この状態で１分間保持した後、上記光ファイバケーブル１０を一対のブロック２１，２２間から取り出して、該光ファイバケーブル１０の曲げ部の観察を行って、曲げ変形や座屈の有無を確認する。
【００２７】
この曲げ試験によって得られた結果は、上述の図３及び図４のとおりであり、これらの図３及び図４から、ｔ／Ｄ≧０．２５の範囲では、光ファイバケーブル１０に座屈は発生しておらず、また光ファイバケーブル１０内の光ファイバ心線１１の光ファイバとしての機能は損なわれないことが分かる。
【００２８】
ここで、上記光ファイバケーブルの曲げ径は、上記図２に示すように、ケーブルの曲げ直径であり、折り曲げられたケーブルの中心間距離に等しい。
【００２９】
なお、上記曲げ試験で用いる光ファイバケーブルのケーブル外径、シース厚は、図３中に示したとおりである。
【００３０】
また、試験に用いた各部の材料は、光ファイバ心線が石英系光ファイバ、緩衝層がアラミド繊維、シースがオレフィン系エラストマ（ｔ／Ｄ＝０．１５３のものだけＰＶＣ）である。本実施形態に係る曲げ試験では、上記材料の組み合わせにて行っているが、この材料の組み合わせに限らず、これらの材料と同程度の曲げ特性を有するか、若しくは、これらの材料よりも柔軟性を有する材料の組み合わせでも、上記（１）式の関係を満たすことにより小径曲げが可能になると考えられる。例えば、クラッドの材質が石英系ガラスよりも剛性の低い樹脂材料であってもよいし、シースが異なる材質のものであってもよい。具体的には、シースの材質を選定する際に、曲げに対する柔軟性の要求から、ショア硬度（ＪＩＳ  Ｋ７２１５）が１００以下、引張強度が８ＭＰａ以上、伸びが２０％以上となる材料を選定しているため、これらの条件を満たせば、シースとしての十分な柔軟性を有しており、本実施形態における曲げ試験の結果と同様、上述の関係式を満たすものと考える。
【００３１】
次に、光ファイバ心線１１をコアが石英系ガラスでクラッドがフッ素樹脂からなるプラスチッククラッド光ファイバによって構成するとともに、緩衝層１２をアラミド繊維によって、シース１３をオレフィン系エラストマによって、それぞれ構成した光ファイバケーブル１０の耐熱性を検証するために、耐熱試験を行った。
【００３２】
耐熱試験は、上記光ファイバケーブル１０を１２５℃の炉内に３０００時間保持した後、該ケーブル１０を取り出して、光ファイバの光学特性及びケーブルの外観について調べた。結果、光学特性において光ファイバの損失の変化はほとんどなく、外観上も被覆部分の異常は見受けられなかった。
【００３３】
したがって、上述のように光ファイバケーブル１０を耐熱性の高い材料によって構成することで、該ケーブル１０はエンジンルーム内の温度を上回る１２５℃の温度でも十分に
耐えることができ、プラスチック光ファイバ及び樹脂材料からなり約８５℃までの耐熱性しか有していない従来構成の光ファイバケーブルに比べて耐熱性を向上することができる。したがって、エンジンルーム内など高温の環境下での使用も可能となる。
【００３４】
以上より、光ファイバケーブル１０のシース１３の厚みｔを、ケーブル外径Ｄに対して上述の（１）式の関係を満たすような値にしたため、従来の光ファイバケーブルでは許容されなかった小さい曲げ径（本実施形態の例では１０ｍｍ）でケーブル１０を曲げた場合でも、該ケーブル１０に座屈等が生じることはなく、光ファイバとしての機能を失うこともない。したがって、光ファイバケーブル１０の配線レイアウトの自由度が高められて、狭い車両内でも光ファイバケーブル１０を効率良く配線することができる。
【００３５】
また、上記光ファイバケーブル１０の光ファイバ心線１１を石英系光ファイバによって、緩衝層１２をアラミド繊維によって、シース１３をオレフィン系エラストマによって、それぞれ構成したため、プラスチック光ファイバ及び樹脂材料からなる従来の光ファイバケーブルに比べて耐熱性を向上することができ、車両内でも温度の高いエンジンルーム内やルーフ内での光ファイバケーブル１０の配線が可能となる。これにより、車両内での光ファイバケーブル１０の配線レイアウトの自由度をさらに高めることができる。
【００３６】
（その他の実施形態）
本発明の構成は、上記実施形態に限定されるものではなく、それ以外の種々の構成を包含するものである。すなわち、上記実施形態では、石英系光ファイバの光ファイバ心線１１とアラミド繊維からなる緩衝層１２とオレフィン系エラストマからなるシース１３とを備えた光ファイバケーブル１０に対して、該シース１３の厚みｔを所定の厚みにしているが、この限りではなく、同程度の柔軟性を有する材料、若しくはそれより柔軟な材料の組み合わせに対して適用してもよい。例えば、クラッドが主にフッ素樹脂からなるプラスチッククラッド光ファイバや、プラスチック光ファイバ及び樹脂材料からなる光ファイバケーブルなどに適用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は、光ファイバケーブルのシースの厚みをケーブル外径に対して所定の関係にすることで、小さい曲げ径でも光ファイバとしての機能が損なわれないため、例えば車両内の狭い空間に配線される光ファイバケーブルに特に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施形態に係る光ファイバケーブルの断面図である。
【図２】曲げ試験の様子を示す概略斜視図である。
【図３】曲げ試験の結果一覧を示す図である。
【図４】ｔ／Ｄと扁平度合いａ／ｂとの関係を示すグラフである。
【図５】光ファイバケーブルを曲げた状態の曲げ部の断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１０  光ファイバケーブル
１１  光ファイバ心線
１２  緩衝層
１３  シース
【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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