(57)【要約】【課題】細径で取扱性が良好な光電気複合ケーブルを提供する。【解決手段】光電気複合ケーブル１は、複数の光ファイバ１０と、複数の光ファイバ１０の外周に配置される複数の電線２０と、複数の電線２０の外周に配置され、複数の光ファイバ１０及び複数の電線２０を囲む外被５０と、を備える。この光電気複合ケーブル１では、ケーブル外径Ｄは、２．８ｍｍ以上４．０ｍｍ以下であり、複数の電線２０は、撚りピッチが２０ｍｍ以上１２０ｍｍ以下となるように撚られて配置される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光ファイバと、
前記複数の光ファイバの外周に配置される複数の電線と、
前記複数の電線の外周に配置され、前記複数の光ファイバ及び前記複数の電線を囲む外被と、を備える光電気複合ケーブルであって、
ケーブル外径は、２．８ｍｍ以上４．０ｍｍ以下であり、
前記複数の電線は、撚りピッチが２０ｍｍ以上１２０ｍｍ以下となるように撚られて配置される、光電気複合ケーブル。
【請求項２】
前記複数の電線は、断面視でケーブル中心軸に中心を有する直径０．６ｍｍ以上１．８ｍｍ以下の仮想円の外周に沿って配置される、請求項１に記載の光電気複合ケーブル。
【請求項３】
前記複数の光ファイバ同士の動摩擦係数は０．５以下である、請求項１又は２に記載の光電気複合ケーブル。
【請求項４】
前記光ファイバと前記電線との動摩擦係数は０．５以下である、請求項１〜３の何れか一項に記載の光電気複合ケーブル。
【請求項５】
前記複数の光ファイバに沿ってその外周に配置される抗張力繊維を更に備える、請求項１〜４の何れか一項に記載の光電気複合ケーブル。
【請求項６】
前記複数の光ファイバ及び前記抗張力繊維を押さえ巻きするテープを更に備える、請求項５に記載の光電気複合ケーブル。
【請求項７】
前記複数の電線と前記外被との間に配置されるシールド層を更に備える、請求項１〜６の何れか一項に記載の光電気複合ケーブル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバ及び電線を有する光電気複合ケーブルに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、従来のメタルケーブルに代わって、インターコネクト分野（機器間または機器内の部品を接続する分野）に光ケーブルを適用することが増えている。その中でもパソコンと周辺機器との接続等といった比較的短距離用途（例えば５ｍ以下）で使用される場合、光ケーブルに給電機能が要求されることがある。このような給電機能を有する光ケーブルとして、例えば、特許文献１〜３に記載される光電気複合ケーブルが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１２／０３１５００４号明細書
【特許文献２】特開２０１１−１９７６７８号公報
【特許文献３】特開２０１３−２１８８３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の光電気複合ケーブルでは、電線が外被に埋め込まれているため、曲げ方向性が存在する。つまり、このケーブルでは、あらゆる方向へ曲げることができず、曲げられる方向が決まっており、取扱性が劣る。同様に特許文献２に記載の光電気複合ケーブルでも、電線の位置が長手方向に制御されているため、曲げ方向性が存在し、取扱性が劣る。一方、特許文献３に記載の光電気複合ケーブルでは、光ファイバが入った保護チューブの外周に電源線が撚られる構成のため、曲げ方向性は存在しない。しかしながら、このケーブルには、厚さ０．５ｍｍの保護チューブが内包されているため、ケーブルの細径化が困難であった。
【０００５】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、細径でかつ取扱性が良好な光電気複合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】
本発明の一態様に係る光電気複合ケーブルは、複数の光ファイバと、複数の光ファイバの外周に配置される複数の電線と、複数の電線の外周に配置され、複数の光ファイバ及び複数の電線を囲む外被と、を備える光電気複合ケーブルであって、ケーブル外径は、２．８ｍｍ以上４．０ｍｍ以下であり、複数の電線は、撚りピッチが２０ｍｍ以上１２０ｍｍ以下となるように撚られて配置される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、細径でかつ取扱性が良好な光電気複合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】第１実施形態に係る光電気複合ケーブルの断面図である。
【図２】（ａ）は固定板に複数の光ファイバを配置した状態を示した図、（ｂ）はすべり片に複数の光ファイバを配置した状態を示した図、（ｃ）はすべり片を固定板上で変位させた状態を示した図である。
【図３】第２実施形態に係る光電気複合ケーブルの断面図である。
【図４】第３実施形態に係る光電気複合ケーブルの断面図である。
【図５】第４実施形態に係る光電気複合ケーブルの断面図である。
【図６】第５実施形態に係る光電気複合ケーブルの断面図である。
【図７】実施例及び比較例の各光電気複合ケーブルの設計及び評価結果をまとめた図表である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の一態様に係る光電気複合ケーブルは、複数の光ファイバと、複数の光ファイバの外周に配置される複数の電線と、複数の電線の外周に配置され、複数の光ファイバ及び複数の電線を囲む外被と、を備える光電気複合ケーブルであって、ケーブル外径は、２．８ｍｍ以上４．０ｍｍ以下であり、複数の電線は、撚りピッチが２０ｍｍ以上１２０ｍｍ以下となるように撚られて配置される。
【００１０】
この光電気複合ケーブルでは、複数の電線は、撚りピッチが２０ｍｍ以上１２０ｍｍ以下となるように撚られて光ファイバの外周に配置されている。電線の撚りピッチが２０ｍｍ未満の場合、ケーブルが曲げにくくなり、取扱性に劣ってしまう。一方、電線の撚りピッチが１２０ｍｍを超える場合、ケーブルを曲げた際に電線がほどけやすくなり、外観が悪化しやすい。また、この場合、光ファイバが複数の電線間に挟まりやすくなり、伝送損失の増加や外傷が起こるおそれもある。よって、電線の撚りピッチを２０ｍｍ以上１２０ｍｍ以下とすることにより、上述した伝送損失の増加等を招くことなく光ケーブルの曲げ方向性をなくし、その取扱性を良好なものとすることができる。また、この光電気複合ケーブルでは、光ファイバが電線間に挟まらないように電線が撚られていて光ファイバのための保護チューブを用いなくてもよいため、ケーブル外径を２．８ｍｍ以上４．０ｍｍ以下と細径にすることも可能である。
【００１１】
なお、この光電気複合ケーブルでは、複数の電線が光ファイバの外周に配置されており、光ファイバをケーブルの中央に配置することもできる。インターコネクト分野では、ケーブルが小径に曲げられることがあるが、光ファイバをケーブルの中央に配置することで、光ファイバにかかる歪を低減することが可能となる。
【００１２】
上記光電気複合ケーブルにおいて、複数の電線は、断面視でケーブル中心軸に中心を有する直径０．６ｍｍ以上１．８ｍｍ以下の仮想円の外周に沿って配置されてもよい。このように複数の電線を配置するための仮想円の直径が０．６ｍｍ未満の場合、複数の光ファイバの可動領域が小さくなってしまい、光学特性が悪化しやすい。一方、仮想円の直径が１．８ｍｍを超える場合、ケーブルを細径化することが困難になってしまう。よって、上記仮想円の直径を０．６ｍｍ以上１．８ｍｍ以下とすることにより、ケーブルを細径化しつつ、複数の光ファイバの可動領域を大きくすることができ、光学特性を良好にすることが可能となる。
【００１３】
上記光電気複合ケーブルにおいて、複数の光ファイバ同士の動摩擦係数は０．５以下であってもよい。当該動摩擦係数が０．５を超える場合、光ファイバ同士の接触により光ファイバに微小な曲げが発生し、伝送損失が増加するおそれがあるが、光ファイバ同士の動摩擦係数を０．５以下に抑えることにより、かかる伝送損失を抑えることができる。
【００１４】
上記光電気複合ケーブルにおいて、光ファイバと電線との動摩擦係数は０．５以下であってもよい。当該動摩擦係数が０．５を超える場合、電線との接触により光ファイバに微小な曲げが発生し、伝送損失が増加するおそれがあるが、光ファイバと電線との動摩擦係数を０．５以下に抑えることにより、かかる伝送損失を抑えることができる。
【００１５】
上記光電気複合ケーブルは、複数の光ファイバに沿ってその外周に配置される抗張力繊維を更に備えてもよい。このように、抗張力繊維が光ファイバの外周に配置されることで、外部からケーブルに衝撃が加わった場合でも、かかる衝撃を緩和して光ファイバを保護することができる。また、抗張力繊維を配置することにより、ケーブルの引張特性を改善することもできる。
【００１６】
上記光電気複合ケーブルは、複数の光ファイバ及び抗張力繊維を押さえ巻きするテープを更に備えてもよい。この場合、光ファイバが電線間に挟まれることによる伝送損失の増加や、光ファイバの微小曲げの発生による伝送損失の増加を防止することができる。なお、保護チューブではなくてテープを用いているため、例えばテープ厚を０．１ｍｍ以下とすることが容易にでき、ケーブルの細径化を阻害することもない。
【００１７】
上記光電気複合ケーブルは、複数の電線と外被との間に配置されるシールド層を更に備えてもよい。この場合、電磁波ノイズの影響を抑えることができる。
【００１８】
［本発明の実施形態の詳細］
以下、添付図面を参照して、本実施形態に係る光電気複合ケーブルについて詳細に説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。
【００１９】
［第１実施形態］
図１は、第１実施形態に係る光電気複合ケーブルの断面図であり、光電気複合ケーブルの軸方向に垂直な断面を示す。図１に示されるように、光電気複合ケーブル１は、複数の光ファイバ１０、複数の電線２０、第１テープ（抑え巻きテープ）３０、シールド層４０および外被５０を備えている。本実施形態では、光電気複合ケーブル１は、例えば４本の光ファイバ１０及び６本の電線２０を備えているが、光ファイバ１０及び電線２０の数はこれに限定されるものではない。また、ケーブル外径Ｄは、２．８ｍｍ以上４．０ｍｍ以下である。
【００２０】
（光ファイバ１０）
複数の光ファイバ１０は、断面視で光電気複合ケーブル１の略中心部分を通るように、光電気複合ケーブル１の中心軸に沿って配置されている。光ファイバ１０は、シングルモードファイバ又はマルチモードファイバのいずれでもよいが、シングルモードファイバよりもマルチモードファイバの方が光源や受光部との結合が容易であり、マルチモードファイバを用いることが好ましい。マルチモードファイバを用いる場合、帯域の観点から屈折率プロファイルはＧＩ（Ｇｒａｄｅｄ  Ｉｎｄｅｘ）型のファイバを用いることが好ましい。
【００２１】
光ファイバ１０として、コア及びクラッドがガラスからなるＡＧＦ（Ａｌｌ  Ｇｌａｓｓ  Ｆｉｂｅｒ）を使用する場合、コア径は２０μｍ以上８０μｍ以下であることが好ましい。２０μｍ未満では、光源との結合が困難になり、８０μｍを超えると受光部との結合が困難となる。また、クラッド径は一般的に用いられている１２５μｍでもよいが、６０μｍ以上１０５μｍ以下であることがより好ましい。インターコネクト分野ではケーブルが小径に曲げられることがあり、最悪の場合、ケーブルが二つ折りにされることが想定される。このとき、クラッド径が細いと、光ファイバ１０が破断しにくくなるので望ましい。ただし、クラッド径が６０μｍ未満では微小な曲げが発生し、伝送損失が増加しやすくなるので、６０μｍ以上が好ましい。また、光ファイバ１０は、小径曲げ時の伝送損失を低減する観点からトレンチ部を有することが好ましい。クラッドの屈折率を基準としたトレンチ部のΔ（比屈折率差）は、例えば−０．１％以下であり、トレンチ部の幅は、例えば１μｍ以上であることが好ましい。
【００２２】
通常の光コネクタは、１２５μｍのクラッド径の光ファイバを収容するように穴が空けられているため、クラッド径（ガラス径）を１２５μｍよりも細くした場合、ガラスの外周に非剥離性樹脂を設け、外径を１２５μｍとしておくことが好ましい。この非剥離性樹脂は、ガラスとの接着力が９０度ピール試験において５Ｎ／ｍ以上であることが好ましい。また、光ファイバ１０を保護する観点から、非剥離性樹脂のヤング率は６００ＭＰａ以上２５００ＭＰａ以下であることが好ましい。更に、非剥離性樹脂の外周にプライマリ層（ヤング率０．１〜１０ＭＰａ）とセカンダリ層（ヤング率６００〜１５００ＭＰａ）とを設けてもよい。また、識別性を付与するため、光ファイバ１０の外周に着色層を更に設けてもよい。また、複数本の光ファイバ１０を並列に配置したテープ心線の形態で使用してもよい。
【００２３】
また、光ファイバ１０として、コアがガラス、クラッドが樹脂からなるＨＰＣＦ（Ｈａｒｄ  Ｐｌａｓｔｉｃ  Ｃｌａｄ  Ｆｉｂｅｒ）を使用する場合、コア径（ガラス径）は６０μｍ以上８０μｍ以下であることが好ましい。６０μｍ未満では微小な曲げが発生し、伝送損失が増加しやすくなる。また、８０μｍを超えると受光部との結合が困難となる。クラッド径は１２５μｍが好ましい。クラッドの外周にプライマリ層（ヤング率０．１〜１０ＭＰａ）とセカンダリ層（ヤング率６００〜１５００ＭＰａ）とを更に設けてもよい。また、識別性を付与するため、光ファイバ１０の外周に着色層を更に設けてもよい。また、複数本の光ファイバ１０を並列に配置したテープ心線の形態で使用してもよい。
【００２４】
また、光ファイバ１０の最外層にシリコーンオイルや反応性シリコーンを含有する被覆を設けてもよい。これにより、光ファイバ１０同士の動摩擦係数や光ファイバ１０と電線２０との動摩擦係数を、例えば０．５以下、より好ましくは０．４以下に下げることができる。なお、光ファイバ１０の外表面にタルクやワックスなどを塗布することによって、これらの動摩擦係数を下げてもよい。
【００２５】
（電線２０）
複数の電線２０は、複数の光ファイバ１０の外周であって第１テープ３０の内側に、撚りピッチが２０ｍｍ以上１２０ｍｍ以下となるように撚られて配置される。複数の電線２０は、より好ましくは、撚りピッチが３０ｍｍ以上１００ｍｍ以下となるように撚られて配置される。また、複数の電線２０は、図１に示されるように、断面視でケーブル中心軸に中心を有する仮想円Ｃの外周に沿って配置される。この仮想円Ｃの直径ｄは０．６ｍｍ以上１．８ｍｍ以下であることが好ましく、０．８ｍｍ以上１．６ｍｍ以下であることがより好ましい。
【００２６】
複数の電線２０は、外観の点から、その中心軸間の距離が等間隔となるように複数の光ファイバ１０の外周に撚られて配置されることが好ましい。図１に示す例では、電線２０は隣接する電線２０と接するように例えば６本配置され、光電気複合ケーブル１の略中心部分に複数の光ファイバ１０を配置できる形状を保っているが、電線２０の本数が少なく電線２０間に空隙が生じる場合は、プラスチックヤーンを同時に撚り合せてもよい。プラスチックヤーンとしては、例えば、ポリプロピレンからなるＰＰヤーンであり、低収縮処理がなされているものが好ましい。
【００２７】
各電線２０は、例えば給電線やグランド線であり、導体２１を外被２２によって覆った絶縁線を用いることができる。電線２０は、例えば、ＡＷＧ（Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｗｉｒｅ  Ｇａｕｇｅ）の規格におけるＡＷＧ２０〜４６（外径０．１１ｍｍ〜１．３ｍｍ）程度の絶縁線であることが好ましい。導体２１は、例えば錫メッキが施された軟銅線または銅合金線からなる素線を複数本撚り合わせて形成される。絶縁線の外被２２の材料としては、耐熱性、耐薬品性、非粘着性、自己潤滑性などに優れた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）樹脂などのフッ素樹脂を用いることが好ましい。また、外被２２として、ポリエチレン（ＰＥ）樹脂やポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）樹脂を用いてもよい。光ファイバ１０と電線２０との動摩擦係数を下げる観点からＰＦＡを用いることが好ましい。
【００２８】
また、電線２０として、必要に応じて、同軸線を使用してもよい。同軸線は、導体２１を外被２２によって覆った絶縁線と、絶縁線の外周を囲むシールド層と、保護被膜と、を有する。この場合、絶縁線の外径と同軸線の外径との差は、光電気複合ケーブル１の外観に凹凸が生じるのを抑制するため、０．３ｍｍ未満であることが好ましい。
【００２９】
（第１テープ３０）
第１テープ３０は、複数の電線２０とシールド層４０との間に配置される。第１テープ３０は、複数の光ファイバ１０及び複数の電線２０を押さえ巻きする。第１テープ３０としては、例えば、耐熱性や耐摩耗性に優れたポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂から形成されたテープ、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）樹脂から形成されたテープ、または紙テープなどが挙げられる。第１テープ３０の厚さは、出来るだけ薄いほうが光電気複合ケーブル１の細径化の点で望ましく、厚さ０．１ｍｍ以下であることが好ましい。
【００３０】
（シールド層４０）
シールド層４０は、第１テープ３０と外被５０との間に配置される。シールド層４０は、ＥＭＣ対策のための電磁シールド層であり、例えば、外径０．０２〜０．１０ｍｍ程度の錫メッキされた銅線または銅合金線を編組したものを用いることができる。また、銅線または銅合金線を横巻きにしてもよく、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂から形成された樹脂テープに銅箔やアルミニウム箔が形成された金属樹脂テープを用いてもよい。金属樹脂テープの上に更に編組を設ける構造であってもよい。銅線または銅合金線の編組や横巻きしたものをシールド層４０として設ける場合、複数の電線２０が上述の第１テープ３０で押さえ巻きされてもよい。第１テープ３０で押さえ巻きすることにより、シールド層４０を設ける際に複数の電線２０がほどけることを防止することができる。
【００３１】
（外被５０）
外被５０は、シールド層４０の外周に配置され、光電気複合ケーブル１を保護する。即ち、外被５０は、複数の電線２０の外周に配置され、複数の光ファイバ１０及び複数の電線２０を囲む。外被５０は、例えばポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）やポリオレフィン系樹脂などから形成される。外被５０を構成するポリオレフィン系樹脂としては、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、スチレンエチレンブチレンスチレンブロック共重合体（ＳＥＢＳ）などのエラストマの混合物を用いることができる。これら樹脂は、難燃剤、酸化防止剤、老化防止剤などを添加したものでもよい。
【００３２】
外被５０は、硬度がＳｈｏｒｅＡ６５以上９０以下であることが好ましい。当該硬度が６５未満では、外被５０に外傷が発生しやすく、当該硬度が９０を超えると、光電気複合ケーブル１が曲げにくくなりやすい。また、外被５０の厚さは０．３５ｍｍ以上０．８ｍｍ以下であることが好ましい。０．３５ｍｍ未満では、衝撃時に外被５０が破れやすくなる。０．８ｍｍを超えると細径化することが困難である。
【００３３】
以上のように構成された光電気複合ケーブル１では、複数の電線２０が、撚りピッチが２０ｍｍ以上１２０ｍｍ以下となるように撚られて光ファイバ１０の外周に配置されている。電線２０の撚りピッチが２０ｍｍ未満の場合、ケーブルが曲げにくくなり、取扱性に劣ってしまう。一方、電線２０の撚りピッチが１２０ｍｍを超える場合、ケーブルを曲げた際に電線２０がほどけやすくなり、外観が悪化しやすい。また、この場合、光ファイバ１０が複数の電線２０間に挟まりやすくなり、伝送損失の増加や外傷が起こるおそれもある。よって、電線２０の撚りピッチを本実施形態のように２０ｍｍ以上１２０ｍｍ以下とすることにより、上述した伝送損失の増加等を招くことなく光電気複合ケーブル１の曲げ方向性をなくし、その取扱性を良好なものとすることができる。また、この光電気複合ケーブル１では、光ファイバ１０が電線２０間に挟まらないように電線２０が撚られていて光ファイバ１０のための保護チューブを用いなくてもよいため、ケーブル外径Ｄを２．８ｍｍ以上４．０ｍｍ以下と細径にすることも可能である。なお、電線２０の撚りピッチが３０ｍｍ以上１００ｍｍ以下であることがより好ましく、この場合、光電気複合ケーブル１の取扱性をより良好なものとすることができる。
【００３４】
また、光電気複合ケーブル１では、複数の電線２０が光ファイバ１０の外周に配置されており、光ファイバ１０を光電気複合ケーブル１の略中央部分に配置することもできる。インターコネクト分野では、ケーブルが小径に曲げられることがあるが、光ファイバ１０をケーブルの略中央部分に配置することで、光ファイバ１０にかかる歪を低減することが可能となる。
【００３５】
また、複数の電線２０は、好適には、断面視でケーブル中心軸に中心を有する直径０．６ｍｍ以上１．８ｍｍ以下の仮想円Ｃの外周に沿って一層で配置されている。このように複数の電線２０を配置するための仮想円Ｃの直径が０．６ｍｍ未満の場合、複数の光ファイバ１０の可動領域が小さくなってしまい、光学特性（初期ロス）が悪化しやすい。一方、仮想円Ｃの直径が１．８ｍｍを超える場合、ケーブルを細径化することが困難になってしまう。よって、上記仮想円Ｃの直径を０．６ｍｍ以上１．８ｍｍ以下とすることにより、ケーブルを細径化しつつ、複数の光ファイバ１０の可動領域を大きくすることができ、光学特性を良好にすることが可能となる。なお、上記仮想円Ｃの直径ｄは、より好適には、０．８ｍｍ以上１．６ｍｍ以下であり、この場合、ケーブルをより細径化しやすくなり、また光学特性をより良好なものとすることができる。
【００３６】
また、光電気複合ケーブル１では、光ファイバ１０同士の動摩擦係数が０．５以下である。当該動摩擦係数が０．５を超える場合、光ファイバ１０同士の接触により光ファイバ１０に微小な曲げが発生し、伝送損失が増加するおそれがあるが、光ファイバ１０同士の動摩擦係数を０．５以下、より好ましくは０．４以下に抑えることにより、かかる伝送損失を抑えることができる。
【００３７】
また、光電気複合ケーブル１では、光ファイバ１０と電線２０との動摩擦係数が０．５以下である。当該動摩擦係数が０．５を超える場合、電線２０との接触により光ファイバ１０に微小な曲げが発生し、伝送損失が増加するおそれがあるが、光ファイバ１０と電線２０との動摩擦係数を０．５以下、より好ましくは０．４以下に抑えることにより、かかる伝送損失を抑えることができる。
【００３８】
ここで、図２を参照して、動摩擦係数を測定するための方法について簡単に説明する。図２（ａ）は、固定板に複数の光ファイバ１０を配置した状態を示し、図２（ｂ）は、すべり片に複数の光ファイバ１０を配置した状態を示し、図２（ｃ）は、すべり片を固定板上で変位させた状態を示す。ここでは、光ファイバ１０同士の動摩擦係数を測定する場合について示す。
【００３９】
まず、図２（ａ）に示されるように、固定板Ｂ１上に複数の光ファイバ１０を両面テープで貼り付ける。固定板Ｂ１は、頑丈な直方体状の平板であればよい。光ファイバ１０の長手方向の長さは、固定板Ｂ１の短辺の長さと同程度に揃えられている。複数の光ファイバ１０は、固定板Ｂ１の短辺に平行に配置される。複数の光ファイバ１０は、互いに平行にかつ互いの側面同士が密着するように並べて配置される。これにより、固定板Ｂ１は、長手方向の所定長さＬにわたって光ファイバ１０が敷き詰められた状態とされる。
【００４０】
続いて、図２（ｂ）に示さるように、複数の光ファイバ１０として、ここでは２０本の光ファイバ１０をすべり片Ｂ２上に両面テープで貼り付ける。すべり片Ｂ２は、直方体状の平板であり、重さ１００ｇとされる。すべり片Ｂ２の短辺の長さは、固定板Ｂ１の短辺の長さよりも短い。また、すべり片Ｂ２の短辺の長さは、例えば光ファイバ１０の外径の２０倍とされる。すべり片Ｂ２の長辺の長さは、上記所定長さＬよりも、例えば１００ｍｍ以上短い。複数の光ファイバ１０の長手方向の長さは、すべり片Ｂ２の長辺の長さと同程度に揃えられている。複数の光ファイバ１０は、すべり片Ｂ２の長辺に平行に配置される。複数の光ファイバ１０は、互いに平行にかつ互いの側面同士が密着するように並べて配置される。これにより、すべり片Ｂ２の全面が複数の光ファイバ１０で敷き詰められた状態とされる。
【００４１】
続いて、図２（ｃ）に示されるように、固定板Ｂ１上にすべり片Ｂ２を載置し、固定板Ｂ１上に配置された複数の光ファイバ１０と、すべり片Ｂ２上に配置された複数の光ファイバ１０とを互いに密着させる。このとき、固定板Ｂ１の長辺方向とすべり片Ｂ２の長辺方向とが平行になるように、かつすべり片Ｂ２の長辺全体が上記所定長さＬの範囲に入るように、固定板Ｂ１上にすべり片Ｂ２を載置する。これにより、固定板Ｂ１上に配置された複数の光ファイバ１０と、すべり片Ｂ２上に配置された複数の光ファイバ１０とが直交した状態で密着する。また、すべり片Ｂ２上に配置された複数の光ファイバ１０が、全面的に固定板Ｂ１上に配置された複数の光ファイバ１０と密着する。
【００４２】
続いて、複数の光ファイバ１０同士を密着させた状態で、一端がすべり片Ｂ２に固定された紐Ｓの他端に滑車Ｐを介して荷重をかけ、すべり片Ｂ２を１００ｍｍ／ｍｉｎで引っ張る。これにより、上記所定長さＬの範囲内で、すべり片Ｂ２を固定板Ｂ１上で移動させる。そして、すべり片Ｂ２の変位に対する荷重の変化を経時的に測定し、動摩擦係数を算出する。動摩擦係数をμ０、動摩擦力（Ｎ）をＦ０、すべり片Ｂ２の質量によって生じる法線力をＦＰとすると、μ０＝Ｆ０／ＦＰの関係が成り立つ。ここでは、引張り開始時における静摩擦係数の影響を除くため、例えば、引張り開始時からの変位量が４０ｍｍ〜１００ｍｍの範囲の測定値を用いる。具体的には、動摩擦係数＝この範囲（６０ｍｍ）の荷重の平均値（ｇ）／すべり片Ｂ２の重さ（１００ｇ）により算出できる。なお、すべり片Ｂ２上に配置した複数の光ファイバ１０の重さは、すべり片Ｂ２の重さに比べて計算上無視できる程度である。
【００４３】
以上のようにして動摩擦係数を算出することができる。ここでは、複数の光ファイバ１０同士の動摩擦係数を測定する場合について示したが、固定板Ｂ１に複数の光ファイバ１０の代わりに複数の電線２０を配置することにより、複数の光ファイバ１０と複数の電線２０との動摩擦係数を測定することができる。また、すべり片Ｂ２に複数の光ファイバ１０の代わりに複数の電線２０を配置することによっても、複数の光ファイバ１０と複数の電線２０との動摩擦係数を測定することができる。
【００４４】
また、光電気複合ケーブル１は、複数の電線２０と外被５０との間に配置されるシールド層４０を更に備えている。このため、電磁波ノイズの影響を抑えることができる。
【００４５】
［第２実施形態］
図３は、第２実施形態に係る光電気複合ケーブルの断面図であり、光電気複合ケーブルの軸方向に垂直な断面を示す。図３に示されるように、光電気複合ケーブル２は、第１実施形態に係る光電気複合ケーブル１と同様に、複数の光ファイバ１０、複数の電線２０、第１テープ３０、シールド層４０および外被５０を備えている。ただし、光電気複合ケーブル２は、光電気複合ケーブル１と異なり、更に抗張力繊維６０を備えている。また、電線２０の本数が例えば１１本となっている。以下、第１実施形態と相違する点を中心に説明する。
【００４６】
（抗張力繊維６０）
抗張力繊維６０は、複数の光ファイバ１０の外周に、複数の光ファイバ１０に沿って配置される。抗張力繊維６０は、断面視において上述の仮想円Ｃ（図１参照）の内側に配置される。抗張力繊維６０が複数の光ファイバ１０の外周にあることで、光電気複合ケーブル２に衝撃が加わった際に複数の光ファイバ１０にかかる衝撃を緩和できる。また、光電気複合ケーブル２が引っ張られた際に複数の光ファイバ１０に伸び歪が加わりにくく、引張特性を改善できる。
【００４７】
抗張力繊維６０としては、ケブラー（デュポン社の登録商標）等のアラミド繊維、ザイロン（東洋紡社の登録商標）等のポリ（パラフェニレンベンゾビスオキサゾール）繊維（ＰＢＯ繊維）等が挙げられる。抗張力繊維６０の使用量としては、１０００デニール未満では衝撃緩和が不十分の場合があり、１２０００デニールを超えると抗張力繊維６０が光ファイバ１０を圧迫し初期光学特性が悪化することがあるので、１０００デニール以上１２０００デニール以下であることが好ましい。
【００４８】
以上のように構成された光電気複合ケーブル２では、光電気複合ケーブル１の作用効果に加えて、更に外部から光電気複合ケーブル２に衝撃が加わった場合でも、かかる衝撃を緩和して光ファイバ１０を保護することができる。また、抗張力繊維６０を配置することにより、光電気複合ケーブル２の引張特性を改善することもできる。
【００４９】
［第３実施形態］
図４は、第３実施形態の光電気複合ケーブルの断面図であり、光電気複合ケーブルの軸方向に垂直な断面を示す。図４に示されるように、光電気複合ケーブル３は、第２実施形態に係る光電気複合ケーブル２と同様に、複数の光ファイバ１０、抗張力繊維６０、複数の電線２０、第１テープ３０、シールド層４０および外被５０を備えている。ただし、光電気複合ケーブル３は、光電気複合ケーブル２と異なり、更に第２テープ（テープ）（抑え巻きテープ）７０を備えている。
【００５０】
（第２テープ７０）
第２テープ７０は、抗張力繊維６０と複数の電線２０との間に配置される。第２テープ７０は、複数の光ファイバ１０及び抗張力繊維６０を押さえ巻きする。第２テープ７０は、第１テープ３０と同様のテープを用いることができる。本実施形態では、両者は同じ構成とされる。第２テープ７０で押さえ巻きすることにより、光ファイバ１０が複数の電線２０間に挟まれることにより伝送損失が増加することを防止することができる。また、複数の電線２０との接触により複数の光ファイバ１０に微小な曲げが発生して伝送損失が増加することを防止することができる。
【００５１】
以上のように構成された光電気複合ケーブル３では、光電気複合ケーブル１，２の作用効果に加えて、更に光ファイバ１０が複数の電線２０間に挟まれることにより伝送損失が増加するのをより一層防止することができる。
【００５２】
［第４実施形態］
図５は、第４実施形態に係る光電気複合ケーブルの断面図であり、光電気複合ケーブルの軸方向に垂直な断面を示す。図５に示されるように、光電気複合ケーブル４は、第２実施形態に係る光電気複合ケーブル２と同様に、複数の光ファイバ１０、抗張力繊維６０、複数の電線２０、第１テープ３０および外被５０を備えている。ただし、光電気複合ケーブル４は、光電気複合ケーブル２と異なり、シールド層４０を備えておらず、外被５０が第１テープ３０の外周に直接配置される。
【００５３】
以上のように構成された光電気複合ケーブル４では、光電気複合ケーブル１，２と同様に、曲げ方向性がなく取扱性が良好な状態を維持したまま、光電気複合ケーブル２よりもシールド層４０の分、細径化することができる。
【００５４】
［第５実施形態］
図６は、第５実施形態に係る光電気複合ケーブルの断面図であり、光電気複合ケーブルの軸方向に垂直な断面を示す。図６に示されるように、光電気複合ケーブル５は、第３実施形態に係る光電気複合ケーブル３と同様に、複数の光ファイバ１０、抗張力繊維６０、第２テープ７０、複数の電線２０、第１テープ３０および外被５０を備えている。ただし、光電気複合ケーブル５は、光電気複合ケーブル３と異なり、シールド層４０を備えておらず、外被５０が第１テープ３０の外周に直接配置される。
【００５５】
以上のように構成された光電気複合ケーブル５では、光電気複合ケーブル３と同様に、曲げ方向性がなく取扱性が良好な状態を維持したまま、光電気複合ケーブル３よりもシールド層４０の分、細径化することができる。
【実施例】
【００５６】
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い。
【００５７】
図７は、実施例及び比較例の各光電気複合ケーブルの設計及び評価結果をまとめた図表である。まず、実施例１〜１０及び比較例１〜３に係る光電気複合ケーブルとして、ケーブル構造、ケーブル外径、電線の撚りピッチ、仮想円の直径、電線の外径、電線の本数、光ファイバ同士の動摩擦係数、及び光ファイバと電線との動摩擦係数が図７に示される通りであるケーブル設計の光電気複合ケーブルを作製した。
【００５８】
図７に示されるケーブル構造のＡ１〜Ａ３それぞれは、図１、図３及び図４に示す光電気複合ケーブル１〜３の構造それぞれに対応する。ケーブル構造がＡ−３の光電気複合ケーブルでは、複数の光ファイバは、抗張力繊維と共に第２テープで抑え巻きされることにより、複数の電線との接触が防止されている。したがって、ケーブル構造がＡ−３の光電気複合ケーブルについては、光ファイバと電線との動摩擦係数を測定していない。
【００５９】
また、複数の光ファイバとして、ＧＩ型マルチモードファイバを４本使用した。各光ファイバは、コア径を５０μｍ、クラッド径を１００μｍとした。また、クラッドの外周に非剥離性樹脂（ウレタンアクリレート樹脂）を設け、直径（非剥離性樹脂径）１２５μｍとした。更に、非剥離性樹脂の外周にプライマリ層を設け、直径（プライマリ径）２００μｍとした。更に、プライマリ層の外周にセカンダリ層を設け、直径（セカンダリ径）２４２μｍとした。最後に、セカンダリ層の外周に着色層を設け、直径（着色径）２５５μｍとした。各光ファイバの屈折率プロファイルは、クラッドの屈折率を基準としたコアのΔは１．１％、トレンチ部のΔは−０．６％とした。トレンチ部の幅（トレンチ幅）は３μｍとした。
【００６０】
また、抗張力繊維として、ケブラーを２２８０デニール使用した。また、第１及び第２テープとして、厚みが０．０１２ｍｍのＰＥＴテープを使用した。また、シールド層として、直径０．０３ｍｍの錫メッキ軟銅線を編組したものを使用した。また、外被として、硬度がＳｈｏｒｅＡ７０のＰＶＣ樹脂を使用した。
【００６１】
続いて、実施例１〜１０及び比較例１〜３に係る光電気複合ケーブルに対して、初期光学特性の測定、繰り返し曲げ試験、引張試験、及び衝撃試験を以下の条件で実施した。
【００６２】
＜初期光学特性＞
１ｋｍの光電気複合ケーブルにおける光ファイバの初期の伝送損失を光パルス試験器（ＯＴＤＲ、波長８５０ｎｍ）で測定した。また、ダミーファイバ（光源から被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、被測定試料の光ファイバと同種の光ファイバ１ｋｍを用いた。評価基準は下記の通りとした。
Ａ・・・５ｄＢ／ｋｍ未満
Ｂ・・・５ｄＢ／ｋｍ以上１０ｄＢ／ｋｍ未満
Ｃ・・・１０ｄＢ／ｋｍ以上
【００６３】
＜繰り返し曲げ試験＞
光電気複合ケーブルを直径１０ｍｍのマンドレルに挟み、左右９０度に１０００回繰り返し曲げを行った。繰り返し曲げ時および試験後の伝送損失増［ｄＢ］を評価した。なお、光源である波長（光源波長）８５０ｎｍのＬＥＤに、マルチモードファイバの伝播状態（モード）を一定にするモードコントローラ（Ａｒｄｅｎ  Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ社製のＭＣ−ＦＣ−５０−Ｓ）を接続し、ＩＳＯ／ＩＥＣ１４７６３−３に準拠した光を光ファイバに入射して評価を行った。評価基準は下記の通りとした。
（繰り返し曲げ時および試験後の伝送損失増）
Ａ・・・０．２５ｄＢ未満
Ｂ・・・０．２５ｄＢ以上０．５ｄＢ未満
Ｃ・・・０．５ｄＢ以上
（ケーブル外観）
Ａ・・・ケーブル表面の凹凸が０．１ｍｍ未満
Ｂ・・・ケーブル表面の凹凸が０．１ｍｍ以上０．２ｍｍ未満
Ｃ・・・ケーブル表面の凹凸が０．２ｍｍ以上
【００６４】
＜引張試験＞
抗張力繊維を備える光電気複合ケーブルにおいては、光電気複合ケーブルの両端において、光ファイバと抗張力繊維とを接着剤で一体化させ、両端の抗張力繊維を１００Ｎの力で引っ張ったときの伝送損失増［ｄＢ］を求めた。また、抗張力繊維を備えない光電気複合ケーブルにおいては、光電気複合ケーブルの両端において、ケーブル外被の両端を１００Ｎの力で引っ張ったときの伝送損失増［ｄＢ］を求めた。なお、光源である波長（光源波長）８５０ｎｍのＬＥＤに、マルチモードファイバの伝播状態（モード）を一定にするモードコントローラ（Ａｒｄｅｎ  Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ社製のＭＣ−ＦＣ−５０−Ｓ）を接続し、ＩＳＯ／ＩＥＣ１４７６３−３に準拠した光を光ファイバに入射して評価を行った。評価基準は下記の通りとした。
Ａ・・・０．２５ｄＢ未満
Ｂ・・・０．２５ｄＢ以上０．５ｄＢ未満
Ｃ・・・０．５ｄＢ以上
【００６５】
＜衝撃試験＞
先端がＲ１２．５ｍｍの０．５ｋｇの重りを１５ｃｍの高さから光電気複合ケーブルの同じ箇所に２回落下させた時の伝送損失増［ｄＢ］を求めた。なお、光源である波長（光源波長）８５０ｎｍのＬＥＤに、マルチモードファイバの伝播状態（モード）を一定にするモードコントローラ（Ａｒｄｅｎ  Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ社製のＭＣ−ＦＣ−５０−Ｓ）を接続し、ＩＳＯ／ＩＥＣ１４７６３−３に準拠した光を光ファイバに入射して評価を行った。評価基準は下記の通りとした。
Ａ・・・０．２５ｄＢ未満
Ｂ・・・０．２５ｄＢ以上０．５ｄＢ未満
Ｃ・・・０．５ｄＢ以上
【００６６】
上述した評価基準は、いずれも「Ａ」であるものが信頼性上好ましいが、「Ｂ」でも実用上使用可能であるため、「Ｂ」以上を合格とした。
【００６７】
その結果、図７に示されるように、実施例１〜１０は全項目で合格であったが、比較例１〜３はいずれかの項目が不合格であった。
【００６８】
具体的には、実施例１では、初期光学特性、繰り返し曲げ特性、及び繰り返し曲げ後のケーブル外観がそれぞれ信頼性上の好ましい値である「Ａ」であった。なお、実施例１では、抗張力繊維が備えられていないため、引張特性及び衝撃特性がそれぞれ「Ｂ」であった。
【００６９】
実施例２〜４，６，８では、初期光学特性、繰り返し曲げ特性、繰り返し曲げ後のケーブル外観、引張特性及び衝撃特性がそれぞれ信頼性上の好ましい値である「Ａ」であった。
【００７０】
実施例５では、初期光学特性、引張特性及び衝撃特性がそれぞれ信頼性上の好ましい値である「Ａ」であった。なお、実施例５では、複数の電線の撚りピッチが１１０ｍｍと他の実施例に比べて大きいため、繰り返し曲げ特性及び繰り返し曲げ後のケーブル外観がそれぞれ「Ｂ」であった。
【００７１】
実施例７では、繰り返し曲げ特性、繰り返し曲げ後のケーブル外観、引張特性及び衝撃特性がそれぞれ信頼性上の好ましい値である「Ａ」であった。なお、実施例７では、ケーブル外径が２．８ｍｍ及び仮想円の直径が０．６ｍｍと他の実施例に比べてそれぞれ小さいため、初期光学特性が「Ｂ」であった。
【００７２】
実施例９，１０では、初期光学特性、繰り返し曲げ後のケーブル外観、引張特性及び衝撃特性がそれぞれ信頼性上の好ましい値である「Ａ」であった。なお、実施例９では、複数の光ファイバ同士の動摩擦係数が０．６２と規定の範囲（０．５以下）を超えているため、繰り返し曲げ特性が「Ｂ」であった。また、実施例１０では、複数の光ファイバ同士の動摩擦係数が０．６２及び複数の光ファイバと複数の電線との動摩擦係数０．５５といずれも規定の範囲を超えているため、繰り返し曲げ特性が「Ｂ」であった。
【００７３】
一方、比較例１及び２では、複数の電線の撚りピッチが１４０ｍｍと規定の範囲を超えているため、繰り返し曲げ特性及び繰り返し曲げ後のケーブル外観がそれぞれ使用上好ましくない値である「Ｃ」であった。
【００７４】
比較例３では、複数の電線の撚りピッチが１４０ｍｍと規定の範囲を超えているため、繰り返し曲げ後のケーブル外観が使用上好ましくない値である「Ｃ」であった。
【符号の説明】
【００７５】
１〜５…光電気複合ケーブル、１０…光ファイバ、２０…電線、４０…シールド層、５０…外被、６０…抗張力繊維、７０…第２テープ（テープ）、Ｄ…ケーブル外径、Ｃ…仮想円、ｄ…直径。
【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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