(57)【要約】【課題】コストを極力抑えつつ良好な曲げ対策が施された光ファイバケーブルを提供する。【解決手段】直径０．２０ｍｍ以上のガラスのコア２２ａの外周にプラスチックのクラッド２２ｂを有するプラスチッククラッドファイバ２２の外周に被覆層２３が設けられた光ファイバ心線２１と、光ファイバ心線２１の周囲に設けられた外被２６とを備えた光ファイバケーブル１１であって、外被２６は、ヤング率Ｅ、内径ｄ１及び外径ｄ２の間に、Ｅ・（ｄ２４−ｄ１４）≧７００００（Ｎ・ｍｍ２）の関係を有する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直径０．２０ｍｍ以上のガラスのコアの外周にプラスチックのクラッドを有するプラスチッククラッドファイバの外周に被覆層が設けられた光ファイバ心線と、前記光ファイバ心線の周囲に設けられた外被とを備えた光ファイバケーブルであって、
前記外被は、ヤング率Ｅ、内径ｄ１及び外径ｄ２の間に、Ｅ・（ｄ２４−ｄ１４）≧７００００（Ｎ・ｍｍ２）の関係を有することを特徴とする光ファイバケーブル。
【請求項２】
請求項１に記載の光ファイバケーブルであって、
当該光ファイバケーブルの長手方向の一部が配管内に布設され、前記外被における前記配管から露出した部分が前記関係を有することを特徴とする光ファイバケーブル。
【請求項３】
請求項１または２に記載の光ファイバケーブルであって、
前記外被の一部として、前記関係を有する補強部材が装着されていることを特徴とする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、光ファイバ心線を外被で覆った光ファイバケーブルに関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバケーブルは、コア及びクラッドからなる光ファイバを被覆層で覆った光ファイバ心線を有しており、この光ファイバ心線の外周側をさらに外被によって覆った構成を有する。
このような光ファイバケーブルとして、先端に取り付けられた光コネクタからの引出し部分の外周に、径方向に対して弾性係数が大きい曲げ抑制弾性筒体と、曲げ抑制弾性筒体の外周に装着された可撓性を有する補強筒体とで構成された光ファイバ保護体が装着されたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、外周側が線状の補強パイプによって覆われ、補強パイプの一端側がブーツの挿通孔の途中部に固定されており、補強パイプの他端側がブーツから外側に伸長して光ファイバケーブルを保護しており、補強パイプのブーツからの伸長長さがブーツにおける挿通孔の入口部での光ファイバケーブルの屈曲曲がりを抑制し得る長さを有しているものも知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
また、光コネクタに固定するカシメリング近傍を被覆する光コネクタブーツの外面に周回する溝を有し、光ファイバケーブルに曲げ荷重が加えられた場合、光ファイバケーブルの曲がった方向の溝が挟まることで光ファイバケーブルの曲げ半径を規制するものも知られている（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−４５５３７号公報
【特許文献２】特開２００７−３３６６１号公報
【特許文献３】特開２００７−６５５６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、ファクトリーオートメーション（ＦＡ）システムに用いるシーケンサ等の各種機器の配線にも、光ファイバを有する光ファイバケーブルが使用されつつあり、この光ファイバケーブルとしては、機器との接続の容易性から大口径のコアを有する光ファイバを備えたものが用いられている。このように配線される光ファイバケーブルは、配管内に通されて保護されるが、機器との接続箇所近傍では外部に露出されている。このため、システムのメンテナンス等の際に、光ファイバケーブルの光コネクタが機器に対して抜き差しされると、光ファイバケーブルが露出部分において急峻に曲げられることがある。
【０００７】
光ファイバのクラッド部分がプラスチックなどの樹脂から形成された大口径コアを有するプラスチッククラッドタイプの光ファイバを備えた光ファイバケーブルは、曲げられた際に大きな歪が生じ、断線に至るおそれがある。
このような大口径コアを有するプラスチッククラッドタイプの光ファイバを備えた光ファイバケーブルに対して、コアが小口径であり、コア及びクラッドのいずれも石英ガラスから形成されたオールガラスファイバ（ＡＧＦ）を備えた光ファイバケーブルに対する曲げ防止対策である上記の特許文献１から３の技術を適用しても、曲げによる不具合を十分に防止することができない。
【０００８】
また、ＦＡシステムでは、電線によって配線する場合と同程度の設備コストに抑えることが要求されているが、上記の特許文献１から３の曲げ防止対策では、曲げ抑制弾性筒体、補強筒体あるいは複雑形状のブーツなどの高価な補強部材を多数用いるため、設備コストが嵩んでしまう。
【０００９】
本発明の目的は、コストを極力抑えつつ良好な曲げ対策が施された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】
【００１０】
上記課題を解決することのできる本発明の光ファイバケーブルは、直径０．２０ｍｍ以上のガラスのコアの外周にプラスチックのクラッドを有するプラスチッククラッドファイバの外周に被覆層が設けられた光ファイバ心線と、前記光ファイバ心線の周囲に設けられた外被とを備えた光ファイバケーブルであって、
前記外被は、ヤング率Ｅ、内径ｄ１及び外径ｄ２の間に、Ｅ・（ｄ２４−ｄ１４）≧７００００（Ｎ・ｍｍ２）の関係を有することを特徴とする。
【００１１】
本発明の光ファイバケーブルにおいて、当該光ファイバケーブルの長手方向の一部が配管内に布設され、前記外被における前記配管から露出した部分が前記関係を有することが好ましい。
【００１２】
本発明の光ファイバケーブルにおいて、前記外被の一部として、前記関係を有する補強部材が装着されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の光ファイバケーブルによれば、プラスチッククラッドファイバを備えた構造であっても、高価な補強部材を多数用いることなく、外被が折れ曲がりにくく、湾曲による光ファイバの断線等の不具合を防止することができる。つまり、コストを極力抑えつつ良好な曲げ対策が施された光ファイバケーブルとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係る光ファイバケーブルを配線に用いた機器の斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係る光ファイバケーブルを配線に用いた機器の側面図である。
【図３】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４】本発明の実施形態に係る光ファイバケーブルの側面図である。
【図５】図４に示した光ファイバケーブルの変形例を示す分解側面図である。
【図６】図５に示した光ファイバケーブルの側面図である。
【図７】光ファイバケーブルの断線試験の様子を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明に係る光ファイバケーブルの実施の形態の例を、図面を参照して説明する。
図１及び図２に示すように、光ファイバケーブル１１は、例えば、ファクトリーオートメーション（ＦＡ）システムに用いるシーケンサ等の機器１２と工作機器（図示省略）との配線として用いられる。この光ファイバケーブル１１には、その端部に光コネクタ１３が設けられており、この光コネクタ１３が機器１２に接続される。
この光ファイバケーブル１１は、機器１２との接続箇所の近傍を除く部分が配管１４に通されている。配管１４内では、光ファイバケーブル１１の周囲に抗張力線が添わされてさらにその周囲に被覆層が設けられた大径の光ファイバケーブルとなっていてもよい。
【００１６】
図３に示すように、光ファイバケーブル１１は、その中心に、光ファイバ心線２１を有している。この光ファイバ心線２１は、プラスチッククラッドファイバ（ＰＣＦ）２２の周囲を紫外線硬化型樹脂からなる被覆層２３で覆ったものである。プラスチッククラッドファイバ２２は、コア２２ａが石英ガラスから形成されクラッド２２ｂがプラスチックから形成されたものであり、好ましくは、クラッド２２ｂが硬質プラスチックから形成された高硬度プラスチックから形成されたハードプラスチッククラッドファイバ（Ｈ−ＰＣＦ）である。ＰＣＦ、Ｈ−ＰＣＦの何れも、折れ曲がり（キンク）に強く断線しにくい光ファイバである。光ファイバ心線２１の寸法の一例として、コア２２ａの外径が０．２ｍｍ、ガラスファイバ２２の外径が０．２３ｍｍ、被覆層２３の外径が０．５ｍｍである。このように、光ファイバケーブル１１に用いられる光ファイバ心線２１としては、コア２２ａの外径が０．２ｍｍ以上である大口径のものが用いられる。
【００１７】
光ファイバ心線２１の外周側には、補強材２５が設けられ、さらに、その外周側には、外被２６が設けられている。補強材２５としては、例えば、アラミド繊維などを用いるのが好ましい。外被２６は、例えば、難燃ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）あるいはエチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）などの樹脂から形成されている。
【００１８】
図４に示すように、光ファイバケーブル１１は、配管１４内に収容される部分が配線部１１ａとされ、機器１２との接続箇所近傍部分である光コネクタ１３と配管１４との間が、配管１４に収容されず外部に露出される露出部１１ｂである。なお、配線部１１ａにおける露出部１１ｂ側は、露出部１１ｂ側へ向かって次第に拡径された拡径部１１ｃである。
【００１９】
配線部１１ａでは、外被２６の外径は３．０ｍｍであり、この配線部１１ａの周囲に例えば抗張力線や被覆層が設けられて全体の外径が約８．０ｍｍ程度のケーブルとなって配管１４内に収容される。露出部１１ｂでは、外被２６の外径は４ｍｍであり、配管１４から円弧状に曲げられて機器１２に導かれる（図１及び図２参照）。この露出部１１ｂは、その長さ寸法が約１５０ｍｍであり、配管１４と機器１２との間で、半径５０ｍｍ程度の円弧状に曲げられる。なお、外被２６は、その内径が１．５ｍｍである。
【００２０】
この光ファイバケーブル１１は、その露出部１１ｂにおいて、外被２６のヤング率Ｅ（Ｎ／ｍｍ２）、外被２６の内径ｄ１（ｍｍ）及び外被２６の外径ｄ２（ｍｍ）の間に次式（１）の関係を有する。
Ｅ・（ｄ２４−ｄ１４）≧７００００（Ｎ・ｍｍ２）…（１）
【００２１】
好ましい具体例としては、外被２６のヤング率Ｅが３００Ｎ／ｍｍ２、外被２６の内径ｄ１が１．５ｍｍ、外被２６の外径ｄ２が４．０ｍｍである。
【００２２】
機器１２との接続箇所近傍で露出された光ファイバケーブル１１の露出部１１ｂは、システムのメンテナンス等の際に、光コネクタ１３が機器１２に対して抜き差しされて曲げられることがある。このように光ファイバケーブル１１が曲げられると、内部の光ファイバ心線２１にも大きな曲げ（曲率半径の小さな曲げ）による外力が付与され、光ファイバ心線２１が断線する等の不具合が生じるおそれがある。
【００２３】
本実施形態の光ファイバケーブル１１は、露出部１１ｂにおいて、外被２６のヤング率Ｅ、外被２６の内径ｄ１及び外被２６の外径ｄ２の間に上式（１）の関係を有するように構成している。それにより、硬く折れ曲がりにくい外被２６とすることができる。このような外被２６により、光ファイバケーブル１１の露出部１１ｂでは、光ファイバ心線２１が外被２６によって確実に補強される。そして、ＦＡシステムのメンテナンス等の際に、光コネクタ１３が機器１２に対して抜き差しされても光ファイバ心線２１の曲げが極力抑えられ、光ファイバ心線２１の断線等の不具合が確実に防止される。
【００２４】
このように、本実施形態に係る光ファイバケーブル１１によれば、大口径のコア２２ａを有するプラスチッククラッドタイプの光ファイバ心線２１を備えた構造であっても、高価な補強部材を多数用いることなく、曲げによる光ファイバ心線２１の断線等の不具合を防止することができる。つまり、コストを極力抑えつつ良好な曲げ対策が施された光ファイバケーブル１１とすることができる。
【００２５】
これにより、ＦＡシステムのメンテナンス等のために光ファイバケーブル１１の光コネクタ１３が機器１２に対して抜き差しされ、光ファイバケーブル１１が露出部１１ｂにおいて急峻に曲げられたとしても、光ファイバ心線２１の断線等の不具合をなくすことができ、システムを円滑に運営することができる。
【００２６】
また、露出部１１ｂにおいてのみ、外被２６を上式（１）の関係を有する形状としたので、他の配線部１１ａでは、外径が細く、取り扱い性及び配管１４等への配線の容易性を確保することができる。
【００２７】
なお、上記の実施形態では、露出部１１ｂにおいて、上式（１）の関係を有する外被２６を設けたが、長手方向の全長にわたって上式（１）の関係を有する外被２６を設けても良い。
【００２８】
また、上記の実施形態では、全長にわたって設けられた外被２６の長手方向の一部に、上式（１）の関係を有する部分を設けたが、上式（１）の関係を有する外被となる別部品の部材を装着しても良い。
【００２９】
図５及び図６に示す光ファイバケーブル１１Ａは、配線部１１ａ及び露出部１１ｂを含む長手方向の全長にわたって、同一の外径（外径３ｍｍ）の外被３１によって覆われている。また、露出部１１ｂには、さらに、内径３ｍｍ、外径４ｍｍの外被となる補強部材３２が外被３１の外周側に装着されている。これらの外被３１及び補強部材３２は、例えば、難燃ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）あるいはエチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）などの樹脂から形成されている。また、補強部材３２としては、射出成形によって製造することが可能なゴムやウレタン等でも良い。なお、外被３１と補強部材３２とは、それぞれ異なる材質から形成しても良く、外被３１は、補強部材３２よりヤング率の低い材料から形成しても良い。
【００３０】
この光ファイバケーブル１１Ａでは、システムへの配線後に、露出部１１ｂとなる箇所へ管形状の補強部材３２を装着することができる。この光ファイバケーブル１１Ａにおいて、露出部１１ｂに装着される補強部材３２及びその内側の外被３１を合わせて、ヤング率Ｅ、内径ｄ１及び外径ｄ２の間には前述した式（１）の関係を有するように構成される。
【００３１】
この光ファイバケーブル１１Ａの場合も、高価な補強部材を多数用いることなく、湾曲による光ファイバ心線２１の断線等の不具合を防止することができる。特に、補強が必要な箇所である露出部１１ｂに別部品の補強部材３２を装着する構造であるので、補強が必要な箇所だけを容易に補強することができる。また、補強部材３２を装着して露出部１１ｂを補強する前では、外径が細い状態であるので、取り扱い性及び配管１４等への配線の容易性を確保することができる。
【実施例】
【００３２】
石英ガラスからなるコアの周囲をプラスチックのクラッドで覆ったプラスチッククラッドタイプの光ファイバ心線を各種の外被で補強した光ファイバケーブル１１を作製した。作製した光ファイバケーブル１１を、図７に示すように、それぞれＵ字状に曲げて両端部を固定して湾曲箇所に引張力Ｐを付与し、外被のヤング率Ｅ、外被の内径ｄ１、外被の外径ｄ２を変数として光ファイバ心線の断線の有無を調べた。
光ファイバケーブル１１の固定間距離Ｗは５ｍｍから２０ｍｍの間で変化させ、引張力Ｐは５Ｎから１００Ｎの間で変化させた。
【００３３】
作製した光ファイバケーブル１１は、図３に示した断面構造を有し、コアの外径が０．２ｍｍ、クラッドの外径が０．２３ｍｍ、被覆層の外径が０．５ｍｍであり、被覆層の周囲に抗張力繊維を設け、その周囲を外被によって覆ったものである。
【００３４】
断線試験の評価結果を表１に示す。なお、表１において、×は光ファイバ心線の断線があったことを示し、〇は光ファイバ心線の断線が無かったことを示す。
【００３５】
【表１】
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【００３６】
表１から解るように、外被のヤング率Ｅ、外被の内径ｄ１、外被の外径ｄ２をパラメータとしたＥ・（ｄ２４−ｄ１４）が低いと光ファイバ心線が断線し易くなる傾向があることが解った。そして、このＥ・（ｄ２４−ｄ１４）が６７０００以上であれば、光ファイバ心線は断線することがなかった。したがって、光ファイバケーブルの耐用年数を考慮すると、ヤング率Ｅ、内径ｄ１及び外径ｄ２の間に、Ｅ・（ｄ２４−ｄ１４）≧７００００（Ｎ・ｍｍ２）の関係を有する外被を用いれば、湾曲される環境においても十分に耐用可能な光ファイバケーブルとすることができることが解った。
例えば、ヤング率Ｅが３００Ｎ／ｍｍ２、内径ｄ１が１．５ｍｍ、外径ｄ２が４．０ｍｍの外被を用いた光ファイバケーブルでは、上記の評価で断線は生じなかった。
【符号の説明】
【００３７】
１１，１１Ａ：光ファイバケーブル、２１：光ファイバ心線、２２ａ：コア、２２ｂ：クラッド、２２：プラスチッククラッドファイバ、２３：被覆層、２６：外被、３２：補強部材、ｄ１：内径、ｄ２：外径、Ｅ：ヤング率
【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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