ファイバ位置が制御される光ファイバケーブル
【課題】光ファイバケーブル内における光ファイバの位置を制御する。
【解決手段】小さいフットプリントを持つ光ファイバケーブル（３０）中の光ファイバチャネル（３８）内における最小曲げ半径を持つ光ファイバ（４８，５０）の位置を制御する方法が開示される。光ファイバの位置は、光ファイバがその最小曲げ半径を下回る半径で曲げられることがないよう制御される。
【解決手段】小さいフットプリントを持つ光ファイバケーブル（３０）中の光ファイバチャネル（３８）内における最小曲げ半径を持つ光ファイバ（４８，５０）の位置を制御する方法が開示される。光ファイバの位置は、光ファイバがその最小曲げ半径を下回る半径で曲げられることがないよう制御される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概略的に、光ファイバケーブル及び光ファイバケーブル内における光ファイバの位置を制御する方法に関する。
【０００２】
〔関連出願の説明〕
本願は、２０１０年３月１９日に出願された米国特許仮出願第６１／３１５，４９２号の優先権主張出願であり、この米国特許仮出願を援用し、その記載内容全体を本明細書の一部とする。
【背景技術】
【０００３】
光ファイバの使用が多くの消費者エレクトロニクス用途、例えばコンピュータ周辺装置の接続に進出するにつれ、向上した性能及び広い使用範囲を持つケーブルについて消費者主導の期待が生じることになる。例えば、消費者の要求が小さなフットプリント（例えば、ケーブル外径が３．０ミリメートル（ｍｍ）未満を持つと同時にそれ自体「曲げて折り返される（bend back ）」のに十分な柔軟性を持つ光ファイバケーブルに向けられる可能性が多分にある。
【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、光学性能及び光ファイバ健全性は、ケーブルの「曲げ折り返し」により悪影響を受ける。図１は、典型的な光ファイバケーブルを曲げ折り返し形態で示している。光ファイバケーブル２は、全体として円形であり、外側曲げ周囲１６及びケーブル直径又は厚さ６を有している。ケーブルの内部には光ファイバ１０が設けられており、この光ファイバ１０は、データを伝送する。光ファイバケーブル２が図示のように曲げて折り返されると、曲げ半径８は、最小の状態にあり、ケーブル直径６にほぼ等しい。ケーブル２内における光ファイバ１０の配置場所は、光ファイバ１０の曲げ半径１２に影響を及ぼす。光ファイバ１０が外側曲げ周囲１６の近くに位置する場合、光ファイバは、大きな曲げ半径を有し、生じる減衰率が小さい。光ファイバ１０がケーブルの内側部分の近くに位置する場合、光ファイバの曲げ半径は、小さく、それにより曲げに起因したΔ減衰率が大きくなる。曲げ半径１２がかなり小さい場合、光ファイバは、光ファイバ１０の外面１８のところに亀裂を生じる場合があり、それにより、光ファイバ１０の亀裂発生又は破断が生じる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１の実施形態によれば、光ファイバケーブルは、第１のスロットを備えるチャネルが設けられたポリマージャケットと、第１のスロット内に設けられた少なくとも１本の光ファイバと、第１の電気導体と、第２の電気導体とを有する。光ファイバは、第１のスロット内に位置決めされ、光ファイバケーブルが最大量曲げられても、光ファイバの曲げ半径が光ファイバの最小曲げ半径以上であるように第１のスロット内に位置したままである。ケーブルは、第１及び第２の優先的曲げ軸線を有するのが良く、ケーブルをいずれかの軸線回りに曲げて折り返すと、光ファイバは、これらの最小曲げ半径を超える曲げ半径で曲げられるようになる。ケーブルは、直径が２．８〜３．２ミリメートルの直径を持つ丸形断面を有するのが良く、第１のスロットの幾何学的中心は、ケーブルの幾何学的中心から０．２ミリメートル範囲内に存在するのが良い。
【０００６】
第２の実施形態によれば、光ファイバケーブルは、チャネルが設けられたポリマージャケットと、チャネル内に設けられた少なくとも１本の光ファイバと、チャネルの第１の側に設けられた第１の電気導体と、チャネルの第２の側に設けられた第２の電気導体とを有する。光ファイバは、第１のスロット内に位置決めされ、光ファイバケーブルが最大量曲げられても、光ファイバの曲げ半径が光ファイバの最小曲げ半径以上であるように第１のスロット内に位置したままである。ケーブルは、チャネルと位置が合った優先的曲げ軸線を有するのが良く、ケーブルをチャネル周りに曲げて折り返すと、光ファイバは、これらの最小曲げ半径を超える曲げ半径で曲げられるようになる。ケーブルは、直径が２．８〜３．２ミリメートルの直径を持つ丸形断面を有するのが良く、チャネルの幾何学的中心は、ケーブルの幾何学的中心から０．２ミリメートル範囲内に存在するのが良い。
【０００７】
第３の実施形態によれば、光ファイバケーブルは、チャネルが設けられたポリマージャケットを有し、ポリマージャケットの直径は、２．８〜３．２ミリメートルであり、チャネルの幅は、チャネルの高さの少なくとも２倍であり、光ファイバケーブルは、チャネル内に設けられた少なくとも１本の光ファイバと、チャネル内に設けられ、少なくとも１本の光ファイバに接触した抗張力体とを有する。光ファイバは、第１のスロット内に位置決めされ、光ファイバケーブルが最大量曲げられても、光ファイバの曲げ半径が光ファイバの最小曲げ半径以上であるように第１のスロット内に位置したままである。チャネルの幾何学的中心は、ケーブルの幾何学的中心から０．２ミリメートル範囲内に存在するのが良い。
【０００８】
以下の図のコンポーネントは、本発明の一般的原理を強調するよう示されており、必ずしも縮尺通りには描かれていない。対応のコンポーネントを示す参照符号は、必要に応じて、説明の首尾一貫性及び明確さのために図全体にわたって繰り返し用いられる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】典型的な先行技術の光ファイバケーブルを曲げ折り返し形態で示す断面図であり、この断面がケーブルの長さに平行である状態を示す図である。
【図２】本発明の実施形態としての光ファイバケーブルの断面図であり、この断面がケーブルの長さに垂直な横断面である。
【図３】本発明の別の実施形態としての光ファイバケーブルの横断面図である。
【図４】最大慣性モーメントを持つ軸線回りに曲げられている図３の光ファイバケーブルの側面図である。
【図５】本発明の別の実施形態としての光ファイバケーブルの横断面図である。
【図６】本発明の別の実施形態としての光ファイバケーブルの横断面図である。
【図７】本発明の別の実施形態としての光ファイバケーブルの横断面図である。
【図８】本発明の別の実施形態としての光ファイバケーブルの横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の幾つかの態様は、光ファイバケーブルを収容した光ファイバケーブル及び光ファイバケーブル内における光ファイバの位置を制御する方法に関する。種々の実施形態によれば、本明細書において説明する光ファイバケーブルは、撚り又は相互撚り合わせが殆どなく又は全くない状態で配置された複数本の光ファイバを収容することができる。
【００１１】
図２は、本発明の第１の実施形態としての光ファイバケーブル３０の断面図である。ケーブル３０は、外周部３４及びチャネル周囲部３６を備えたポリマージャケット３２を有し、チャネル周囲部３６は、チャネル３８を画定している。図示の実施形態では、ケーブル３０の断面は、全体として円形であり、その直径は、約３．０ミリメートル（ｍｍ）である。本明細書では、丸形ケーブルは、幾分不規則な断面及び様々な長円度を有しても良い。したがって、丸形ケーブルの直径や半径といった場合、これは、中央値又は平均値を意味している。本明細書では、「ポリマー」及び「重合の」という用語は、主としてポリマーで構成された材料を指しているが、非ポリマー添加剤及び他の物質、例えば難燃性コンパウンド等の混入及びブレンドの状態の他種類のポリマーの混入を許容する。
【００１２】
ポリマージャケット３２は、チャネル３８を包囲しており、チャネル３８は、ケーブル３０の長さ全体にわたって延びるのが良い。ケーブル３０は、１対の金属製電気導体４０，４２を更に有し、これら電気導体は、電力を周辺電気機器に供給する。電気導体４０，４２は、追加的に又は代替的に、データを伝送することができる。電気導体４０，４２は、それぞれ、絶縁体４４，４６により包囲されるのが良い。変形例として、電気導体４０，４２は、ジャケット３２内に埋め込まれても良く、その結果、絶縁体を省くことができる。データ伝送光ファイバ４８，５０も又、ケーブル３０内に収容される。光ファイバ４８，５０は、それぞれ、緩衝層５８，６０により包囲されるのが良い。電気導体４０，４２及び緩衝光ファイバ４８，５０は、チャネル３８内に位置決めされている。追加の導体を全体として又は部分的にジャケット３２内に埋め込むのが良い。光ファイバ４８，５０は、一般に、ケーブル３０を曲げたときにチャネル３８内で並進するようになる。
【００１３】
図２では、光ファイバ４８，５０は、チャネル３８内で、第１の軸線５４に垂直な第１の軸線５２に沿って並進することができ、電気導体４０，４２は、全体として、第１の軸線５４に沿って整列している。チャネル３８は、軸線５２に沿って「高さ」又は長さ寸法５６を有し、光ファイバは、この軸線５２を通って並進することができる。例示の実施形態では、チャネル３８は、「十字」又は「Ｔ」字形であり、ケーブル３０は、全体として軸線５２，５４の交点のところに位置する幾何学的中心６２を有している。光ファイバケーブル４０，４２は、第１のスロット７２内に配置され、この第１のスロットは、軸線５２と整列しており、電気導体４０，４２は、第２のスロット７４内に配置され、この第２のスロットは、軸線５４と整列している。スロット７２，７４は、一部が、４つの突起７６により画定され、これら突起は、チャネル３８内に半径方向内方に延びている。突起７６は、丸形コーナ部の形態を有するのが良い。
【００１４】
スロット７２，７４の上記形状及び電気導体４０，４２の上記配置場所により、ケーブルが軸線５２回りか軸線５４回りかのいずれかに曲がるようにする或る程度の優先的曲げ特性をケーブル３０に提供すると共に光ファイバ４８，５０の曲げ半径を増大させると共に光減衰率を減少させる場所まで光ファイバ４８，５０を並進させることができる。優先的曲げに関し、チャネル３８の形状は、軸線５４回りの材料の慣性モーメントを最小限に抑え、したがって、全体として、ケーブル３０が曲げモーメントを受けたときにケーブル３０は軸線５４回りに曲がるようにする。ケーブル３０を軸線５４回りに曲げて折り返した場合、光ファイバ４８，５０は、ケーブル半径６４にほぼ等しく又はこれよりも大きな曲げ半径を生じる。本発明の一観点によれば、光ファイバは、ケーブルをスロット７２と整列した軸線５４回りに曲げて折り返すと、光ファイバが過度の光減衰を生じないよう選択されるのが良い。例えば、例示の実施形態では、光ファイバ４８，５０は、結果的に約１．５ｄＢ〜２．０ｄＢの許容可能なΔ減衰率が結果的に得られるようにする約１．５ｍｍの最小曲げ半径を有するのが良い。曲げ折り返し半径に対応した例示のケーブル半径６４は、約１．５ｍｍであり、その結果、光ファイバ４８，５０は、軸線５４回りの曲げの場合にこれらの最小曲げ半径よりも小さな半径では曲げられないようになる。
【００１５】
ケーブル３０がその好ましいモードで軸線５４回りに曲げられる場合、光ファイバは、スロット７２内で並進し、その結果、光ファイバ４８，５０は、これらの最小曲げ半径を下回る半径では曲がらないようになる。例えば、ケーブル３０が軸線５４回りに曲げ折り返されてケーブル３４上における配置場所６６がケーブルをそれ自体曲げて折り返した場所であるようにした場合、光ファイバは、スロット７２内で、曲げ折り返し場所６６から遠ざかって図２に示されている向きに「下方に」並進するようになる。光ファイバ４８は、場所６６から遠ざかって光ファイバ４８がその最も小さな歪状態にあるスロット７２の「底部」に向かって動くことになる。光ファイバ５０は又、曲げ折り返し場所６６から遠ざかって小さな歪状態に向かって動くことになる。スロット７２の高さ５６は、スロット内の光ファイバがこれらの最小曲げ半径を下回る半径で曲がることがないよう選択される。例えば、例示の実施形態では、スロット７２の高さ５６は、約１．５ｍｍであり、その結果、ケーブル３０を曲げて折り返すと、曲げ折り返し場所の最も近くに位置する光ファイバは、少なくとも１．５ｍｍの半径で曲げられるようになる。
【００１６】
上述の実施形態によれば、ケーブル３０の優先的曲げ特性は、ケーブル３０内の光ファイバ４８，５０がこれらの最小曲げ半径を下回る半径で曲がるのを阻止する。電気導体４０，４２は、光ファイバ４８，５０がこれらのスロット７２から出る恐れを減少させる光ファイバ４８，５０との交差を阻止するようスロット７２内に拘束されている。スロット７２の幾何学的中心は、丸形断面のものであるのが良いケーブル３０の幾何学的中心６２に一致するのが良く、又は、スロット７２の幾何学的中心は、ケーブル３０の中心から０．２ｍｍの範囲内に位置するのが良い。図示の光ファイバ４８，５０は、緩衝層５８，６０を有しているが、緩衝層は、本明細書において説明する光ファイバにとって必要であるというわけではない。
【００１７】
実施例１
【００１８】
図２に示されているようなケーブル３０の直径は、２．８〜３．２ｍｍであり、スロット７２の寸法５６は、１．２〜１．８ｍｍであり、２本の電気導体は、２４〜２８ＡＷＧ（American wire gauge：アメリカンワイヤゲージ）の範囲内にある。電気導体４０，４２は、スロット７２の互いに反対側に配置され、これらの中心線は、互いに１．２〜１．７５ｍｍの距離を隔てている。ケーブルジャケット１０２は、主として、熱可塑性ウレタン（ＴＰＵ）、熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）又はポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）で構成される。
【００１９】
図３は、本発明の別の実施形態としての光ファイバケーブル１００の概略断面図である。ケーブル１００は、外周部１０４及びチャネル周囲部１０６を備えたポリマージャケット１０２を有し、チャネル周囲部１０６は、チャネル１２４を画定している。図示のケーブル１００の断面は、全体として円形であり、その直径は、約３．０ミリメートル（ｍｍ）以下である。ジャケット１０２は、チャネル１２４を包囲しており、チャネル１２４は、ケーブル１００の長さ全体にわたって延びるのが良い。ケーブル１００は、複数本の電気導体１０８，１１０を更に有し、これら電気導体は、電力を周辺機器に供給することができる。電気導体１０８，１１０は各々、絶縁体１１２，１１４の各々によりそれぞれ包囲されるのが良い。ただし、電気導体１０８，１１０は、幾つかの実施形態では省かれてもよい。例えば、電気導体１０８，１１０を全体として又は部分的にチャネル１２４の各端部のところでジャケット１０２内に埋め込んでも良い。
【００２０】
また、データ伝送緩衝光ファイバ１１６，１１８が電気導体１０８，１００相互間に設けられた状態でケーブル１００内に収容されている。光ファイバ１１６，１１８は又、それぞれ、緩衝層１２０，１２２でそれぞれ包囲されている。電気導体１０８，１１０及び緩衝光ファイバ１１６，１１８は、チャネル１２４内に位置決めされている。光ファイバ１１６，１１８は、一般に、ケーブル１００を曲げたとき、チャネル１２４内で電気導体１０８，１１０相互間で並進するようになる。チャネル１２４は、第２の軸線１２８に垂直な第１の軸線１２６に沿って延びるスロットの形状をしている。
【００２１】
ケーブル１００は、抗張力体１３０、例えばアラミドヤーンを更に有する。抗張力体１３０は、チャネル１２４内に配置されている。この実施形態によれば、図３に示されているように、抗張力体１３０は、光ファイバ１１６，１１８及び電気導体１０８，１１０を包囲している。抗抗力体１３０は、一般に、チャネル１２４全体にわたって配置されると共に電気導体１０８，１１０及び光ファイバ１１６，１１８の間に分布して配置されるのが良い。抗張力体１３０は、これにより光ファイバ１１６，１１８が制限された程度までジャケット１０２内で動くことができるほど十分ルーズに実装されている。
【００２２】
チャネル又はスロット１２４は、最大高さ１３２及び最大幅１３４を有するのが良い。幅１３４は、例えば、高さ１３２の少なくとも２倍又はそれどころか３倍であるのが良い。チャネル１２４の形状は、ケーブル３０が曲げ応力を受けたときに軸線１２６回りに曲がるようにする優先的曲げ特性をケーブル１００に提供する。好ましくない曲げ方向は、第２の軸線１２８回りである。この実施形態の一観点によれば、光ファイバ４８，５０は、ケーブル１００がそれ自体軸線１２８回りに曲がって反転しても、光ファイバがこれらの最小曲げ半径を下回る半径で曲がることがないよう選択されている。例えば、例示のケーブル１００の外径は、約３．０ミリメートル以下である（即ち、半径１３２は、１．５ｍｍ以下である）。光ファイバ１６６，１６８は、約１．２ｍｍの最小曲げ半径を有する。したがって、ケーブル１００をそれ自体軸線１２８回りに曲げて折り返すと（即ち、軸線回りの好ましい方向が最小慣性モーメントを有する）、光ファイバ１１６，１１８は、これらの最小曲げ半径を下回る曲げ半径を示すことはない。
【００２３】
ケーブル１００を軸線１２８回りに曲げた場合（即ち、好ましくない方向及び最大慣性モーメントを持つ軸線）、光ファイバ１１６，１１８のうちの一方は、その最小曲げ半径を下回る半径で曲げられる可能性がある。しかしながら、図４を参照すると、１本のケーブル１００が最大慣性モーメントを持つ軸線回りに曲げられた場合、ケーブル１００は、約９０°回転して最小慣性モーメントを持つ軸線をケーブル１００の曲げの中心である軸線に整列させる傾向がある。例えば、１本のケーブル１００を場所１３５で曲げた場合、ケーブル１００の外部に設けられているストライプ１３６，１３７は、約９０°回転するように見える。これは、ケーブル１００の断面の回転に相当しており、最小慣性モーメントを持つ軸線は、曲げ軸線になる。この回転が生じるようにするためには、ケーブル１００を最大慣性モーメントを持つ軸線１２８回りに曲げるのに必要な曲げエネルギーとケーブル１００を最小慣性モーメントを持つ軸線１２６回りに曲げるのに必要な曲げエネルギーの比は、少なくとも１．５：１であるべきであり、４：１という大きな比であるのが良い。ケーブル１００をそれ自体曲げ折り返して軸線１２６が９０°回転すると、光ファイバ１１６，１１８の断面も又回転し、光ファイバ１１６，１１８は、最小曲げ半径未満の半径で曲げられるようになる。
【００２４】
曲げエネルギー及び慣性は、ケーブルの断面幾何学的形状並びに個々のケーブルの材料特性（例えば、少し挙げて見ただけでも、ケーブルジャケット、電気導体及び光ファイバ）で決まり、容易に計算可能である。チャネル１４４又は光ファイバチャネル１２４の形状は、光ファイバ１１６，１１８がこれらの最小曲げ半径未満の半径で曲げられることがないようにするために慣性及び曲げエネルギーの計算結果に基づいて定められるのが良い。チャネル１２４の幾何学的中心は、丸形断面ものであるのが良いケーブル１００の幾何学的中心に一致するのが良く、又は、チャネル１２４の幾何学的中心は、ケーブル１００の中心から０．２ｍｍの範囲内に位置するのが良い。
【００２５】
実施例２
【００２６】
図３に示されているようなケーブル１００の直径は、２．８〜３．２ｍｍであり、チャネル１２４の高さ１３２は、０．６〜１．４ｍｍ、その幅１３４は、１．５〜２．８ｍｍであり、２本の電気導体は、２４〜２８ＡＷＧの範囲内にある。電気導体４０，４２は、光ファイバ１１６，１１８の互いに反対側に配置されている。ケーブルジャケット１０２は、主として、熱可塑性ウレタン（ＴＰＵ）、熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）又はポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）で構成される。
【００２７】
図５は、本発明の別の実施形態としての光ファイバケーブル１４０の概略断面図である。ケーブル１４０は、外周部１４２及びチャネル周囲部１４４を備えたポリマージャケット１４１を有し、チャネル周囲部１４４は、チャネル又は光チャネル１４５を画定している。ケーブル１４０の断面は、全体として円形であり、その直径は、約３．０ミリメートル以下又はより一般的に言えば２．８〜３．２ｍｍである。ジャケット１４１は、チャネル１４５を包囲しており、チャネル１４５は、ケーブル１４０の長さ全体にわたって延びるのが良い。ケーブル１４０は、複数本の電気導体１４８，１５０を更に有し、これら電気導体は、電力を周辺機器に供給することができる。また、データ伝送緩衝光ファイバ１５２，１５４がケーブル１４０内に収容されている。電気導体１４８，１５０及び光ファイバ１５２，１５４は、チャネル１４５内に位置決めされている。幾つかの実施形態では、電気導体１４８，１５０は、全体的に又は部分的に外周部１４２とチャネル周囲部１４４との間でジャケット１４１内に埋め込まれるのが良い。ケーブル１４０は、抗張力体１４６、例えばアラミドヤーンを更に有する。図示のように、抗張力体１４６は、チャネル周囲部１４４に隣接した状態でジャケット１４１内に配置されている。抗張力体１４６をそのように配置したり、ジャケット内に任意の好都合な向き又は配置状態で配置することは必要であるというわけではない。
【００２８】
ケーブル１４０は、チャネル１４５を占めた非導電性エラストマー材料１５６を更に有する。ＥＭＩ（電磁干渉）遮蔽作用を提供するため又は他の特性を得るために必要ならば導電性エラストマー材料を用いても良い。エラストマー材料１５６は、電気導体１４８，１５０及び光ファイバ１５２，１５４の位置を維持するよう機能する。エラストマー材料１５６は、ケーブルコンポーネント（即ち、電気導体及び光ファイバ）の位置を維持するのに十分強固であると共にケーブル１４０が広い運動範囲にわたって動くことができるほど十分柔軟性のある材料であればどのような材料であっても良く、例えばポリマー又は樹脂である。また、エラストマー材料１５６は、座屈を最小限に抑えるために小さい熱膨張率を有することが望ましい。エラストマー材料１５６は、光ファイバ１５２，１５４を光ファイバケーブル１４０の中心に位置決めするために使用されるのが良い。そのようにすることにより、光ファイバ１５２，１５４の曲げ半径は、一定になり、ケーブル１４０をどのように曲げようともこれとは無関係である。
【００２９】
エラストマー材料１５６をジャケット１４１を押し出しているときに同時押し出しプロセスによりチャネル１４５中に導入するのが良い。光ファイバ１５２，１５４並びにチャネル１４５内に存在している場合には電気導体は、本質的には、エラストマー材料１５６中に埋め込み状態になるのが良い。ジャケット１４１の弾性率は、１〜２，５００ＭＰａである。エラストマー材料１５６の弾性率は、３，０００〜１０，０００ＭＰａであるのが良い。
【００３０】
実施例３
【００３１】
図５に示されているケーブル１４０の直径は、２．８〜３．２ｍｍであり、２本の電気導体は、２４〜２８ＡＷＧの範囲内にある。ケーブルジャケット１０２は、主として、弾性率が２，５００ＭＰａ未満の熱可塑性ウレタン（ＴＰＵ）、熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）又はポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）で構成される。エラストマー材料１５６は、ＥＭＩ遮蔽特性を備える共にジャケット１４１と同時押し出しされる３，０００〜１０，０００ＭＰａの弾性率を持つ熱可塑性エラストマーである。ＥＭＩ遮蔽特性を備えていないエラストマー材料の弾性率は、５００ＭＰａ未満である。
【００３２】
図６、図７及び図８は、図５の実施形態の原理を利用した種々の実施形態を示している。図６は、図５の光ファイバケーブル１４０の構成要素の全てを有する光ファイバケーブル１４０′を示しているが、ケーブル１４０′のジャケット１４１′内に配置された追加のデータ伝送コンポーネント１６０，１６２を有している。かかる形態は、上位互換性光ファイバＵＳＢケーブル１４０′と呼ばれている。
【００３３】
図７は、図６の実施形態に類似しているが、光ファイバケーブルコンポーネントの異なる内部構成を備えた光ファイバケーブル１７０を示している。光ファイバケーブル１７０は、外周部１７３及びチャネル周囲部１７５を備えたジャケット１７２を有し、チャネル周囲部１７５は、チャネル１９０を画定している。電気導体１７６，１７８及び光ファイバ１８２，１８４は、エラストマー材料１９０によって定位置に保持されている。データ伝送導体１８６，１８８をジャケット１７２内に配置するのが良い。抗張力体１７４がチャネル周囲部１７５に隣接して配置されている。この実施形態では、光ファイバ１８２，１８４及び電気導体１７６，１７８は、小径の光ファイバチャネル１７５を生じさせるようケーブル１７０の中心に配置されている。
【００３４】
同様に、図８は、図７の実施形態に類似しているが、光ファイバコンポーネントの異なる内部構成を有する光ファイバケーブル２００を示している。光ファイバケーブル２００は、外周部２０２及びチャネル周囲部２０４を備えたジャケット２０１を有し、チャネル周囲部２０４は、チャネル２０５を画定している。電気導体２０６，２０８、データ伝送導体２１０，２１２及び光ファイバ２１４，２１６は、エラストマー材料２１８によって定位置に保持されている。抗張力体２２０がチャネル周囲部２０４に隣接して配置されている。この実施形態では、光ファイバ２１４，２１６は、ケーブル２００のほぼ中心に配置されており、電気導体２０６，２０８及びデータ伝送導体２１０，２１２は、大径光ファイバチャネル２０４を生じさせるよう光ファイバ２１４，２１６を包囲している。
【００３５】
上述の開示内容全体を通じて、「約」という形容詞が所与の量の表記の前の多くの場所に用いられている。本発明の他の実施形態は、形容詞「約」がオプションであり、省略可能である点を除き、上述の実施形態と同様である。光ファイバケーブル内の光ファイバの位置を制御するために本明細書において開示した方法は、相互に排他的ではなく、必要に応じて、光ファイバ位置の適当な制御を達成するよう任意の組み合わせで利用できることが当業者には解る。
【符号の説明】
【００３６】
２，３０，１００，１４０，１４０′，１７０，２００ 光ファイバケーブル
６ ケーブル直径
８ ケーブル曲げ半径
１２ 光ファイバ曲げ半径
１０，４８，５０ 光ファイバ
３２ ポリマージャケット
３８ チャネル
４０，４２ 電気導体
４４，４６ 絶縁体
５６ 長さ寸法
６２ 幾何学的中心
７２，７４ スロット
７６ 突起
１３０ 抗張力体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概略的に、光ファイバケーブル及び光ファイバケーブル内における光ファイバの位置を制御する方法に関する。
【０００２】
〔関連出願の説明〕
本願は、２０１０年３月１９日に出願された米国特許仮出願第６１／３１５，４９２号の優先権主張出願であり、この米国特許仮出願を援用し、その記載内容全体を本明細書の一部とする。
【背景技術】
【０００３】
光ファイバの使用が多くの消費者エレクトロニクス用途、例えばコンピュータ周辺装置の接続に進出するにつれ、向上した性能及び広い使用範囲を持つケーブルについて消費者主導の期待が生じることになる。例えば、消費者の要求が小さなフットプリント（例えば、ケーブル外径が３．０ミリメートル（ｍｍ）未満を持つと同時にそれ自体「曲げて折り返される（bend back ）」のに十分な柔軟性を持つ光ファイバケーブルに向けられる可能性が多分にある。
【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、光学性能及び光ファイバ健全性は、ケーブルの「曲げ折り返し」により悪影響を受ける。図１は、典型的な光ファイバケーブルを曲げ折り返し形態で示している。光ファイバケーブル２は、全体として円形であり、外側曲げ周囲１６及びケーブル直径又は厚さ６を有している。ケーブルの内部には光ファイバ１０が設けられており、この光ファイバ１０は、データを伝送する。光ファイバケーブル２が図示のように曲げて折り返されると、曲げ半径８は、最小の状態にあり、ケーブル直径６にほぼ等しい。ケーブル２内における光ファイバ１０の配置場所は、光ファイバ１０の曲げ半径１２に影響を及ぼす。光ファイバ１０が外側曲げ周囲１６の近くに位置する場合、光ファイバは、大きな曲げ半径を有し、生じる減衰率が小さい。光ファイバ１０がケーブルの内側部分の近くに位置する場合、光ファイバの曲げ半径は、小さく、それにより曲げに起因したΔ減衰率が大きくなる。曲げ半径１２がかなり小さい場合、光ファイバは、光ファイバ１０の外面１８のところに亀裂を生じる場合があり、それにより、光ファイバ１０の亀裂発生又は破断が生じる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１の実施形態によれば、光ファイバケーブルは、第１のスロットを備えるチャネルが設けられたポリマージャケットと、第１のスロット内に設けられた少なくとも１本の光ファイバと、第１の電気導体と、第２の電気導体とを有する。光ファイバは、第１のスロット内に位置決めされ、光ファイバケーブルが最大量曲げられても、光ファイバの曲げ半径が光ファイバの最小曲げ半径以上であるように第１のスロット内に位置したままである。ケーブルは、第１及び第２の優先的曲げ軸線を有するのが良く、ケーブルをいずれかの軸線回りに曲げて折り返すと、光ファイバは、これらの最小曲げ半径を超える曲げ半径で曲げられるようになる。ケーブルは、直径が２．８〜３．２ミリメートルの直径を持つ丸形断面を有するのが良く、第１のスロットの幾何学的中心は、ケーブルの幾何学的中心から０．２ミリメートル範囲内に存在するのが良い。
【０００６】
第２の実施形態によれば、光ファイバケーブルは、チャネルが設けられたポリマージャケットと、チャネル内に設けられた少なくとも１本の光ファイバと、チャネルの第１の側に設けられた第１の電気導体と、チャネルの第２の側に設けられた第２の電気導体とを有する。光ファイバは、第１のスロット内に位置決めされ、光ファイバケーブルが最大量曲げられても、光ファイバの曲げ半径が光ファイバの最小曲げ半径以上であるように第１のスロット内に位置したままである。ケーブルは、チャネルと位置が合った優先的曲げ軸線を有するのが良く、ケーブルをチャネル周りに曲げて折り返すと、光ファイバは、これらの最小曲げ半径を超える曲げ半径で曲げられるようになる。ケーブルは、直径が２．８〜３．２ミリメートルの直径を持つ丸形断面を有するのが良く、チャネルの幾何学的中心は、ケーブルの幾何学的中心から０．２ミリメートル範囲内に存在するのが良い。
【０００７】
第３の実施形態によれば、光ファイバケーブルは、チャネルが設けられたポリマージャケットを有し、ポリマージャケットの直径は、２．８〜３．２ミリメートルであり、チャネルの幅は、チャネルの高さの少なくとも２倍であり、光ファイバケーブルは、チャネル内に設けられた少なくとも１本の光ファイバと、チャネル内に設けられ、少なくとも１本の光ファイバに接触した抗張力体とを有する。光ファイバは、第１のスロット内に位置決めされ、光ファイバケーブルが最大量曲げられても、光ファイバの曲げ半径が光ファイバの最小曲げ半径以上であるように第１のスロット内に位置したままである。チャネルの幾何学的中心は、ケーブルの幾何学的中心から０．２ミリメートル範囲内に存在するのが良い。
【０００８】
以下の図のコンポーネントは、本発明の一般的原理を強調するよう示されており、必ずしも縮尺通りには描かれていない。対応のコンポーネントを示す参照符号は、必要に応じて、説明の首尾一貫性及び明確さのために図全体にわたって繰り返し用いられる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】典型的な先行技術の光ファイバケーブルを曲げ折り返し形態で示す断面図であり、この断面がケーブルの長さに平行である状態を示す図である。
【図２】本発明の実施形態としての光ファイバケーブルの断面図であり、この断面がケーブルの長さに垂直な横断面である。
【図３】本発明の別の実施形態としての光ファイバケーブルの横断面図である。
【図４】最大慣性モーメントを持つ軸線回りに曲げられている図３の光ファイバケーブルの側面図である。
【図５】本発明の別の実施形態としての光ファイバケーブルの横断面図である。
【図６】本発明の別の実施形態としての光ファイバケーブルの横断面図である。
【図７】本発明の別の実施形態としての光ファイバケーブルの横断面図である。
【図８】本発明の別の実施形態としての光ファイバケーブルの横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の幾つかの態様は、光ファイバケーブルを収容した光ファイバケーブル及び光ファイバケーブル内における光ファイバの位置を制御する方法に関する。種々の実施形態によれば、本明細書において説明する光ファイバケーブルは、撚り又は相互撚り合わせが殆どなく又は全くない状態で配置された複数本の光ファイバを収容することができる。
【００１１】
図２は、本発明の第１の実施形態としての光ファイバケーブル３０の断面図である。ケーブル３０は、外周部３４及びチャネル周囲部３６を備えたポリマージャケット３２を有し、チャネル周囲部３６は、チャネル３８を画定している。図示の実施形態では、ケーブル３０の断面は、全体として円形であり、その直径は、約３．０ミリメートル（ｍｍ）である。本明細書では、丸形ケーブルは、幾分不規則な断面及び様々な長円度を有しても良い。したがって、丸形ケーブルの直径や半径といった場合、これは、中央値又は平均値を意味している。本明細書では、「ポリマー」及び「重合の」という用語は、主としてポリマーで構成された材料を指しているが、非ポリマー添加剤及び他の物質、例えば難燃性コンパウンド等の混入及びブレンドの状態の他種類のポリマーの混入を許容する。
【００１２】
ポリマージャケット３２は、チャネル３８を包囲しており、チャネル３８は、ケーブル３０の長さ全体にわたって延びるのが良い。ケーブル３０は、１対の金属製電気導体４０，４２を更に有し、これら電気導体は、電力を周辺電気機器に供給する。電気導体４０，４２は、追加的に又は代替的に、データを伝送することができる。電気導体４０，４２は、それぞれ、絶縁体４４，４６により包囲されるのが良い。変形例として、電気導体４０，４２は、ジャケット３２内に埋め込まれても良く、その結果、絶縁体を省くことができる。データ伝送光ファイバ４８，５０も又、ケーブル３０内に収容される。光ファイバ４８，５０は、それぞれ、緩衝層５８，６０により包囲されるのが良い。電気導体４０，４２及び緩衝光ファイバ４８，５０は、チャネル３８内に位置決めされている。追加の導体を全体として又は部分的にジャケット３２内に埋め込むのが良い。光ファイバ４８，５０は、一般に、ケーブル３０を曲げたときにチャネル３８内で並進するようになる。
【００１３】
図２では、光ファイバ４８，５０は、チャネル３８内で、第１の軸線５４に垂直な第１の軸線５２に沿って並進することができ、電気導体４０，４２は、全体として、第１の軸線５４に沿って整列している。チャネル３８は、軸線５２に沿って「高さ」又は長さ寸法５６を有し、光ファイバは、この軸線５２を通って並進することができる。例示の実施形態では、チャネル３８は、「十字」又は「Ｔ」字形であり、ケーブル３０は、全体として軸線５２，５４の交点のところに位置する幾何学的中心６２を有している。光ファイバケーブル４０，４２は、第１のスロット７２内に配置され、この第１のスロットは、軸線５２と整列しており、電気導体４０，４２は、第２のスロット７４内に配置され、この第２のスロットは、軸線５４と整列している。スロット７２，７４は、一部が、４つの突起７６により画定され、これら突起は、チャネル３８内に半径方向内方に延びている。突起７６は、丸形コーナ部の形態を有するのが良い。
【００１４】
スロット７２，７４の上記形状及び電気導体４０，４２の上記配置場所により、ケーブルが軸線５２回りか軸線５４回りかのいずれかに曲がるようにする或る程度の優先的曲げ特性をケーブル３０に提供すると共に光ファイバ４８，５０の曲げ半径を増大させると共に光減衰率を減少させる場所まで光ファイバ４８，５０を並進させることができる。優先的曲げに関し、チャネル３８の形状は、軸線５４回りの材料の慣性モーメントを最小限に抑え、したがって、全体として、ケーブル３０が曲げモーメントを受けたときにケーブル３０は軸線５４回りに曲がるようにする。ケーブル３０を軸線５４回りに曲げて折り返した場合、光ファイバ４８，５０は、ケーブル半径６４にほぼ等しく又はこれよりも大きな曲げ半径を生じる。本発明の一観点によれば、光ファイバは、ケーブルをスロット７２と整列した軸線５４回りに曲げて折り返すと、光ファイバが過度の光減衰を生じないよう選択されるのが良い。例えば、例示の実施形態では、光ファイバ４８，５０は、結果的に約１．５ｄＢ〜２．０ｄＢの許容可能なΔ減衰率が結果的に得られるようにする約１．５ｍｍの最小曲げ半径を有するのが良い。曲げ折り返し半径に対応した例示のケーブル半径６４は、約１．５ｍｍであり、その結果、光ファイバ４８，５０は、軸線５４回りの曲げの場合にこれらの最小曲げ半径よりも小さな半径では曲げられないようになる。
【００１５】
ケーブル３０がその好ましいモードで軸線５４回りに曲げられる場合、光ファイバは、スロット７２内で並進し、その結果、光ファイバ４８，５０は、これらの最小曲げ半径を下回る半径では曲がらないようになる。例えば、ケーブル３０が軸線５４回りに曲げ折り返されてケーブル３４上における配置場所６６がケーブルをそれ自体曲げて折り返した場所であるようにした場合、光ファイバは、スロット７２内で、曲げ折り返し場所６６から遠ざかって図２に示されている向きに「下方に」並進するようになる。光ファイバ４８は、場所６６から遠ざかって光ファイバ４８がその最も小さな歪状態にあるスロット７２の「底部」に向かって動くことになる。光ファイバ５０は又、曲げ折り返し場所６６から遠ざかって小さな歪状態に向かって動くことになる。スロット７２の高さ５６は、スロット内の光ファイバがこれらの最小曲げ半径を下回る半径で曲がることがないよう選択される。例えば、例示の実施形態では、スロット７２の高さ５６は、約１．５ｍｍであり、その結果、ケーブル３０を曲げて折り返すと、曲げ折り返し場所の最も近くに位置する光ファイバは、少なくとも１．５ｍｍの半径で曲げられるようになる。
【００１６】
上述の実施形態によれば、ケーブル３０の優先的曲げ特性は、ケーブル３０内の光ファイバ４８，５０がこれらの最小曲げ半径を下回る半径で曲がるのを阻止する。電気導体４０，４２は、光ファイバ４８，５０がこれらのスロット７２から出る恐れを減少させる光ファイバ４８，５０との交差を阻止するようスロット７２内に拘束されている。スロット７２の幾何学的中心は、丸形断面のものであるのが良いケーブル３０の幾何学的中心６２に一致するのが良く、又は、スロット７２の幾何学的中心は、ケーブル３０の中心から０．２ｍｍの範囲内に位置するのが良い。図示の光ファイバ４８，５０は、緩衝層５８，６０を有しているが、緩衝層は、本明細書において説明する光ファイバにとって必要であるというわけではない。
【００１７】
実施例１
【００１８】
図２に示されているようなケーブル３０の直径は、２．８〜３．２ｍｍであり、スロット７２の寸法５６は、１．２〜１．８ｍｍであり、２本の電気導体は、２４〜２８ＡＷＧ（American wire gauge：アメリカンワイヤゲージ）の範囲内にある。電気導体４０，４２は、スロット７２の互いに反対側に配置され、これらの中心線は、互いに１．２〜１．７５ｍｍの距離を隔てている。ケーブルジャケット１０２は、主として、熱可塑性ウレタン（ＴＰＵ）、熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）又はポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）で構成される。
【００１９】
図３は、本発明の別の実施形態としての光ファイバケーブル１００の概略断面図である。ケーブル１００は、外周部１０４及びチャネル周囲部１０６を備えたポリマージャケット１０２を有し、チャネル周囲部１０６は、チャネル１２４を画定している。図示のケーブル１００の断面は、全体として円形であり、その直径は、約３．０ミリメートル（ｍｍ）以下である。ジャケット１０２は、チャネル１２４を包囲しており、チャネル１２４は、ケーブル１００の長さ全体にわたって延びるのが良い。ケーブル１００は、複数本の電気導体１０８，１１０を更に有し、これら電気導体は、電力を周辺機器に供給することができる。電気導体１０８，１１０は各々、絶縁体１１２，１１４の各々によりそれぞれ包囲されるのが良い。ただし、電気導体１０８，１１０は、幾つかの実施形態では省かれてもよい。例えば、電気導体１０８，１１０を全体として又は部分的にチャネル１２４の各端部のところでジャケット１０２内に埋め込んでも良い。
【００２０】
また、データ伝送緩衝光ファイバ１１６，１１８が電気導体１０８，１００相互間に設けられた状態でケーブル１００内に収容されている。光ファイバ１１６，１１８は又、それぞれ、緩衝層１２０，１２２でそれぞれ包囲されている。電気導体１０８，１１０及び緩衝光ファイバ１１６，１１８は、チャネル１２４内に位置決めされている。光ファイバ１１６，１１８は、一般に、ケーブル１００を曲げたとき、チャネル１２４内で電気導体１０８，１１０相互間で並進するようになる。チャネル１２４は、第２の軸線１２８に垂直な第１の軸線１２６に沿って延びるスロットの形状をしている。
【００２１】
ケーブル１００は、抗張力体１３０、例えばアラミドヤーンを更に有する。抗張力体１３０は、チャネル１２４内に配置されている。この実施形態によれば、図３に示されているように、抗張力体１３０は、光ファイバ１１６，１１８及び電気導体１０８，１１０を包囲している。抗抗力体１３０は、一般に、チャネル１２４全体にわたって配置されると共に電気導体１０８，１１０及び光ファイバ１１６，１１８の間に分布して配置されるのが良い。抗張力体１３０は、これにより光ファイバ１１６，１１８が制限された程度までジャケット１０２内で動くことができるほど十分ルーズに実装されている。
【００２２】
チャネル又はスロット１２４は、最大高さ１３２及び最大幅１３４を有するのが良い。幅１３４は、例えば、高さ１３２の少なくとも２倍又はそれどころか３倍であるのが良い。チャネル１２４の形状は、ケーブル３０が曲げ応力を受けたときに軸線１２６回りに曲がるようにする優先的曲げ特性をケーブル１００に提供する。好ましくない曲げ方向は、第２の軸線１２８回りである。この実施形態の一観点によれば、光ファイバ４８，５０は、ケーブル１００がそれ自体軸線１２８回りに曲がって反転しても、光ファイバがこれらの最小曲げ半径を下回る半径で曲がることがないよう選択されている。例えば、例示のケーブル１００の外径は、約３．０ミリメートル以下である（即ち、半径１３２は、１．５ｍｍ以下である）。光ファイバ１６６，１６８は、約１．２ｍｍの最小曲げ半径を有する。したがって、ケーブル１００をそれ自体軸線１２８回りに曲げて折り返すと（即ち、軸線回りの好ましい方向が最小慣性モーメントを有する）、光ファイバ１１６，１１８は、これらの最小曲げ半径を下回る曲げ半径を示すことはない。
【００２３】
ケーブル１００を軸線１２８回りに曲げた場合（即ち、好ましくない方向及び最大慣性モーメントを持つ軸線）、光ファイバ１１６，１１８のうちの一方は、その最小曲げ半径を下回る半径で曲げられる可能性がある。しかしながら、図４を参照すると、１本のケーブル１００が最大慣性モーメントを持つ軸線回りに曲げられた場合、ケーブル１００は、約９０°回転して最小慣性モーメントを持つ軸線をケーブル１００の曲げの中心である軸線に整列させる傾向がある。例えば、１本のケーブル１００を場所１３５で曲げた場合、ケーブル１００の外部に設けられているストライプ１３６，１３７は、約９０°回転するように見える。これは、ケーブル１００の断面の回転に相当しており、最小慣性モーメントを持つ軸線は、曲げ軸線になる。この回転が生じるようにするためには、ケーブル１００を最大慣性モーメントを持つ軸線１２８回りに曲げるのに必要な曲げエネルギーとケーブル１００を最小慣性モーメントを持つ軸線１２６回りに曲げるのに必要な曲げエネルギーの比は、少なくとも１．５：１であるべきであり、４：１という大きな比であるのが良い。ケーブル１００をそれ自体曲げ折り返して軸線１２６が９０°回転すると、光ファイバ１１６，１１８の断面も又回転し、光ファイバ１１６，１１８は、最小曲げ半径未満の半径で曲げられるようになる。
【００２４】
曲げエネルギー及び慣性は、ケーブルの断面幾何学的形状並びに個々のケーブルの材料特性（例えば、少し挙げて見ただけでも、ケーブルジャケット、電気導体及び光ファイバ）で決まり、容易に計算可能である。チャネル１４４又は光ファイバチャネル１２４の形状は、光ファイバ１１６，１１８がこれらの最小曲げ半径未満の半径で曲げられることがないようにするために慣性及び曲げエネルギーの計算結果に基づいて定められるのが良い。チャネル１２４の幾何学的中心は、丸形断面ものであるのが良いケーブル１００の幾何学的中心に一致するのが良く、又は、チャネル１２４の幾何学的中心は、ケーブル１００の中心から０．２ｍｍの範囲内に位置するのが良い。
【００２５】
実施例２
【００２６】
図３に示されているようなケーブル１００の直径は、２．８〜３．２ｍｍであり、チャネル１２４の高さ１３２は、０．６〜１．４ｍｍ、その幅１３４は、１．５〜２．８ｍｍであり、２本の電気導体は、２４〜２８ＡＷＧの範囲内にある。電気導体４０，４２は、光ファイバ１１６，１１８の互いに反対側に配置されている。ケーブルジャケット１０２は、主として、熱可塑性ウレタン（ＴＰＵ）、熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）又はポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）で構成される。
【００２７】
図５は、本発明の別の実施形態としての光ファイバケーブル１４０の概略断面図である。ケーブル１４０は、外周部１４２及びチャネル周囲部１４４を備えたポリマージャケット１４１を有し、チャネル周囲部１４４は、チャネル又は光チャネル１４５を画定している。ケーブル１４０の断面は、全体として円形であり、その直径は、約３．０ミリメートル以下又はより一般的に言えば２．８〜３．２ｍｍである。ジャケット１４１は、チャネル１４５を包囲しており、チャネル１４５は、ケーブル１４０の長さ全体にわたって延びるのが良い。ケーブル１４０は、複数本の電気導体１４８，１５０を更に有し、これら電気導体は、電力を周辺機器に供給することができる。また、データ伝送緩衝光ファイバ１５２，１５４がケーブル１４０内に収容されている。電気導体１４８，１５０及び光ファイバ１５２，１５４は、チャネル１４５内に位置決めされている。幾つかの実施形態では、電気導体１４８，１５０は、全体的に又は部分的に外周部１４２とチャネル周囲部１４４との間でジャケット１４１内に埋め込まれるのが良い。ケーブル１４０は、抗張力体１４６、例えばアラミドヤーンを更に有する。図示のように、抗張力体１４６は、チャネル周囲部１４４に隣接した状態でジャケット１４１内に配置されている。抗張力体１４６をそのように配置したり、ジャケット内に任意の好都合な向き又は配置状態で配置することは必要であるというわけではない。
【００２８】
ケーブル１４０は、チャネル１４５を占めた非導電性エラストマー材料１５６を更に有する。ＥＭＩ（電磁干渉）遮蔽作用を提供するため又は他の特性を得るために必要ならば導電性エラストマー材料を用いても良い。エラストマー材料１５６は、電気導体１４８，１５０及び光ファイバ１５２，１５４の位置を維持するよう機能する。エラストマー材料１５６は、ケーブルコンポーネント（即ち、電気導体及び光ファイバ）の位置を維持するのに十分強固であると共にケーブル１４０が広い運動範囲にわたって動くことができるほど十分柔軟性のある材料であればどのような材料であっても良く、例えばポリマー又は樹脂である。また、エラストマー材料１５６は、座屈を最小限に抑えるために小さい熱膨張率を有することが望ましい。エラストマー材料１５６は、光ファイバ１５２，１５４を光ファイバケーブル１４０の中心に位置決めするために使用されるのが良い。そのようにすることにより、光ファイバ１５２，１５４の曲げ半径は、一定になり、ケーブル１４０をどのように曲げようともこれとは無関係である。
【００２９】
エラストマー材料１５６をジャケット１４１を押し出しているときに同時押し出しプロセスによりチャネル１４５中に導入するのが良い。光ファイバ１５２，１５４並びにチャネル１４５内に存在している場合には電気導体は、本質的には、エラストマー材料１５６中に埋め込み状態になるのが良い。ジャケット１４１の弾性率は、１〜２，５００ＭＰａである。エラストマー材料１５６の弾性率は、３，０００〜１０，０００ＭＰａであるのが良い。
【００３０】
実施例３
【００３１】
図５に示されているケーブル１４０の直径は、２．８〜３．２ｍｍであり、２本の電気導体は、２４〜２８ＡＷＧの範囲内にある。ケーブルジャケット１０２は、主として、弾性率が２，５００ＭＰａ未満の熱可塑性ウレタン（ＴＰＵ）、熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）又はポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）で構成される。エラストマー材料１５６は、ＥＭＩ遮蔽特性を備える共にジャケット１４１と同時押し出しされる３，０００〜１０，０００ＭＰａの弾性率を持つ熱可塑性エラストマーである。ＥＭＩ遮蔽特性を備えていないエラストマー材料の弾性率は、５００ＭＰａ未満である。
【００３２】
図６、図７及び図８は、図５の実施形態の原理を利用した種々の実施形態を示している。図６は、図５の光ファイバケーブル１４０の構成要素の全てを有する光ファイバケーブル１４０′を示しているが、ケーブル１４０′のジャケット１４１′内に配置された追加のデータ伝送コンポーネント１６０，１６２を有している。かかる形態は、上位互換性光ファイバＵＳＢケーブル１４０′と呼ばれている。
【００３３】
図７は、図６の実施形態に類似しているが、光ファイバケーブルコンポーネントの異なる内部構成を備えた光ファイバケーブル１７０を示している。光ファイバケーブル１７０は、外周部１７３及びチャネル周囲部１７５を備えたジャケット１７２を有し、チャネル周囲部１７５は、チャネル１９０を画定している。電気導体１７６，１７８及び光ファイバ１８２，１８４は、エラストマー材料１９０によって定位置に保持されている。データ伝送導体１８６，１８８をジャケット１７２内に配置するのが良い。抗張力体１７４がチャネル周囲部１７５に隣接して配置されている。この実施形態では、光ファイバ１８２，１８４及び電気導体１７６，１７８は、小径の光ファイバチャネル１７５を生じさせるようケーブル１７０の中心に配置されている。
【００３４】
同様に、図８は、図７の実施形態に類似しているが、光ファイバコンポーネントの異なる内部構成を有する光ファイバケーブル２００を示している。光ファイバケーブル２００は、外周部２０２及びチャネル周囲部２０４を備えたジャケット２０１を有し、チャネル周囲部２０４は、チャネル２０５を画定している。電気導体２０６，２０８、データ伝送導体２１０，２１２及び光ファイバ２１４，２１６は、エラストマー材料２１８によって定位置に保持されている。抗張力体２２０がチャネル周囲部２０４に隣接して配置されている。この実施形態では、光ファイバ２１４，２１６は、ケーブル２００のほぼ中心に配置されており、電気導体２０６，２０８及びデータ伝送導体２１０，２１２は、大径光ファイバチャネル２０４を生じさせるよう光ファイバ２１４，２１６を包囲している。
【００３５】
上述の開示内容全体を通じて、「約」という形容詞が所与の量の表記の前の多くの場所に用いられている。本発明の他の実施形態は、形容詞「約」がオプションであり、省略可能である点を除き、上述の実施形態と同様である。光ファイバケーブル内の光ファイバの位置を制御するために本明細書において開示した方法は、相互に排他的ではなく、必要に応じて、光ファイバ位置の適当な制御を達成するよう任意の組み合わせで利用できることが当業者には解る。
【符号の説明】
【００３６】
２，３０，１００，１４０，１４０′，１７０，２００ 光ファイバケーブル
６ ケーブル直径
８ ケーブル曲げ半径
１２ 光ファイバ曲げ半径
１０，４８，５０ 光ファイバ
３２ ポリマージャケット
３８ チャネル
４０，４２ 電気導体
４４，４６ 絶縁体
５６ 長さ寸法
６２ 幾何学的中心
７２，７４ スロット
７６ 突起
１３０ 抗張力体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバケーブルであって、
第１のスロットを有するチャネルが設けられたポリマージャケットと、
前記第１のスロット内に設けられた少なくとも１本の光ファイバと、
第１の電気導体と、
第２の電気導体と、を備え、
前記光ファイバは、前記第１のスロット内に位置決めされ、前記光ファイバケーブルが最大量曲げられたとき、前記光ファイバの曲げ半径が前記光ファイバの最小曲げ半径以上であるように前記第１のスロット内に位置したままである、
ことを特徴とする光ファイバケーブル。
【請求項２】
前記ケーブルの直径は、２．８〜３．２ミリメートルである、
請求項１記載の光ファイバケーブル。
【請求項３】
前記第１のスロットは、第１の軸線上に配置され、第２の軸線が、前記第１及び前記第２の電気導体を通って延びている、
請求項２記載の光ファイバケーブル。
【請求項４】
前記第１のスロットの高さは、１．２〜１．８ミリメートルである、
請求項３記載の光ファイバケーブル。
【請求項５】
前記第１の電気導体は、前記第１のスロットの第１の側に設けられ、前記第２の電気導体は、前記第１のスロットの反対側に設けられている、
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の光ファイバケーブル。
【請求項６】
前記第１及び前記第２の電気導体は、前記第２の軸線と位置合わせされると共に前記第１のスロットと交差した第２のスロット内に設けられ、前記第１及び前記第２のスロットは、一部が、前記ケーブルの幾何学的中心に向かって内方に延びる前記ケーブルジャケットの４つの突起によって画定されている、
請求項５記載の光ファイバケーブル。
【請求項７】
前記第１及び前記第２の電気導体は、前記ポリマージャケット内に埋め込まれている、
請求項５記載の光ファイバケーブル。
【請求項８】
前記第１の電気導体は、第１の中心線を有し、前記第２の電気導体は、第２の中心線を有し、前記第１の中心線と前記第２の中心線との間の間隔は、１．２〜１．７５ミリメートルである、
請求項５記載の光ファイバケーブル。
【請求項９】
前記ケーブルは、前記第２の軸線回りの最小曲げ慣性モーメントの優先的曲げ軸線を有する、
請求項５記載の光ファイバケーブル。
【請求項１０】
光ファイバケーブルであって、
チャネルが設けられたポリマージャケットと、
前記チャネル内に設けられた少なくとも１本の光ファイバと、
前記チャネルの第１の側に設けられた第１の電気導体と、
前記チャネルの第２の側に設けられた第２の電気導体と、を備え、
前記光ファイバは、前記第１のスロット内に位置決めされ、前記光ファイバケーブルが最大量曲げられたとき、前記光ファイバの曲げ半径が前記光ファイバの最小曲げ半径以上であるように前記第１のスロット内に位置したままである、
ことを特徴とする光ファイバケーブル。
【請求項１１】
前記ケーブルの直径は、２．８〜３．２ミリメートルである、
請求項１０記載の光ファイバケーブル。
【請求項１２】
前記チャネルの高さは、０．６〜１．４ミリメートルである、
請求項１１記載の光ファイバケーブル。
【請求項１３】
前記電気導体は、２４〜２８アメリカンワイヤゲージ（ＡＷＧ）の範囲内にある、
請求項１２記載の光ファイバケーブル。
【請求項１４】
前記チャネルは、前記第１及び前記第２の電気導体を通って延びる第１の軸線上に配置され、前記第１の軸線は、前記ケーブルの最小曲げ慣性モーメントの優先的曲げ軸線である、
請求項１３記載の光ファイバケーブル。
【請求項１５】
前記第１及び前記第２の電気導体は、前記ポリマージャケット内に埋め込まれている、
請求項１１ないし１４のいずれか１項に記載の光ファイバケーブル。
【請求項１６】
前記チャネル内に設けられ、前記少なくとも１本の光ファイバに接触した抗張力体を更に有する、
請求項１１ないし１４のいずれか１項に記載の光ファイバケーブル。
【請求項１７】
前記少なくとも１本の光ファイバは、前記チャネル内に並置して配置された第１の光ファイバ及び第２の光ファイバを含み、前記第１の光ファイバは、前記第２の光ファイバと前記第１の電気導体との間に配置されている、
請求項１６記載の光ファイバケーブル。
【請求項１８】
光ファイバケーブルであって、
チャネルが設けられたポリマージャケットであって、直径が２．８〜３．２ミリメートルであり、前記チャネルの幅が前記チャネルの高さの少なくとも２倍であるポリマージャケットと、
前記チャネル内に設けられた少なくとも１本の光ファイバと、
前記チャネル内に設けられ、前記少なくとも１本の光ファイバに接触した抗張力体と、を備え、
前記光ファイバは、前記第１のスロット内に位置決めされ、前記光ファイバケーブルが最大量曲げられたとき、前記光ファイバの曲げ半径が前記光ファイバの最小曲げ半径以上であるように前記第１のスロット内に位置したままである、
ことを特徴とする光ファイバケーブル。
【請求項１９】
前記チャネルの高さは、０．６〜１．４ミリメートルである、
請求項１８記載の光ファイバケーブル。
【請求項２０】
前記電気導体は、２４〜２８アメリカンワイヤゲージ（ＡＷＧ）の範囲内にあり、前記抗張力体は、アラミドヤーンから成る、
請求項１８又は１９記載の光ファイバケーブル。
【請求項１】
光ファイバケーブルであって、
第１のスロットを有するチャネルが設けられたポリマージャケットと、
前記第１のスロット内に設けられた少なくとも１本の光ファイバと、
第１の電気導体と、
第２の電気導体と、を備え、
前記光ファイバは、前記第１のスロット内に位置決めされ、前記光ファイバケーブルが最大量曲げられたとき、前記光ファイバの曲げ半径が前記光ファイバの最小曲げ半径以上であるように前記第１のスロット内に位置したままである、
ことを特徴とする光ファイバケーブル。
【請求項２】
前記ケーブルの直径は、２．８〜３．２ミリメートルである、
請求項１記載の光ファイバケーブル。
【請求項３】
前記第１のスロットは、第１の軸線上に配置され、第２の軸線が、前記第１及び前記第２の電気導体を通って延びている、
請求項２記載の光ファイバケーブル。
【請求項４】
前記第１のスロットの高さは、１．２〜１．８ミリメートルである、
請求項３記載の光ファイバケーブル。
【請求項５】
前記第１の電気導体は、前記第１のスロットの第１の側に設けられ、前記第２の電気導体は、前記第１のスロットの反対側に設けられている、
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の光ファイバケーブル。
【請求項６】
前記第１及び前記第２の電気導体は、前記第２の軸線と位置合わせされると共に前記第１のスロットと交差した第２のスロット内に設けられ、前記第１及び前記第２のスロットは、一部が、前記ケーブルの幾何学的中心に向かって内方に延びる前記ケーブルジャケットの４つの突起によって画定されている、
請求項５記載の光ファイバケーブル。
【請求項７】
前記第１及び前記第２の電気導体は、前記ポリマージャケット内に埋め込まれている、
請求項５記載の光ファイバケーブル。
【請求項８】
前記第１の電気導体は、第１の中心線を有し、前記第２の電気導体は、第２の中心線を有し、前記第１の中心線と前記第２の中心線との間の間隔は、１．２〜１．７５ミリメートルである、
請求項５記載の光ファイバケーブル。
【請求項９】
前記ケーブルは、前記第２の軸線回りの最小曲げ慣性モーメントの優先的曲げ軸線を有する、
請求項５記載の光ファイバケーブル。
【請求項１０】
光ファイバケーブルであって、
チャネルが設けられたポリマージャケットと、
前記チャネル内に設けられた少なくとも１本の光ファイバと、
前記チャネルの第１の側に設けられた第１の電気導体と、
前記チャネルの第２の側に設けられた第２の電気導体と、を備え、
前記光ファイバは、前記第１のスロット内に位置決めされ、前記光ファイバケーブルが最大量曲げられたとき、前記光ファイバの曲げ半径が前記光ファイバの最小曲げ半径以上であるように前記第１のスロット内に位置したままである、
ことを特徴とする光ファイバケーブル。
【請求項１１】
前記ケーブルの直径は、２．８〜３．２ミリメートルである、
請求項１０記載の光ファイバケーブル。
【請求項１２】
前記チャネルの高さは、０．６〜１．４ミリメートルである、
請求項１１記載の光ファイバケーブル。
【請求項１３】
前記電気導体は、２４〜２８アメリカンワイヤゲージ（ＡＷＧ）の範囲内にある、
請求項１２記載の光ファイバケーブル。
【請求項１４】
前記チャネルは、前記第１及び前記第２の電気導体を通って延びる第１の軸線上に配置され、前記第１の軸線は、前記ケーブルの最小曲げ慣性モーメントの優先的曲げ軸線である、
請求項１３記載の光ファイバケーブル。
【請求項１５】
前記第１及び前記第２の電気導体は、前記ポリマージャケット内に埋め込まれている、
請求項１１ないし１４のいずれか１項に記載の光ファイバケーブル。
【請求項１６】
前記チャネル内に設けられ、前記少なくとも１本の光ファイバに接触した抗張力体を更に有する、
請求項１１ないし１４のいずれか１項に記載の光ファイバケーブル。
【請求項１７】
前記少なくとも１本の光ファイバは、前記チャネル内に並置して配置された第１の光ファイバ及び第２の光ファイバを含み、前記第１の光ファイバは、前記第２の光ファイバと前記第１の電気導体との間に配置されている、
請求項１６記載の光ファイバケーブル。
【請求項１８】
光ファイバケーブルであって、
チャネルが設けられたポリマージャケットであって、直径が２．８〜３．２ミリメートルであり、前記チャネルの幅が前記チャネルの高さの少なくとも２倍であるポリマージャケットと、
前記チャネル内に設けられた少なくとも１本の光ファイバと、
前記チャネル内に設けられ、前記少なくとも１本の光ファイバに接触した抗張力体と、を備え、
前記光ファイバは、前記第１のスロット内に位置決めされ、前記光ファイバケーブルが最大量曲げられたとき、前記光ファイバの曲げ半径が前記光ファイバの最小曲げ半径以上であるように前記第１のスロット内に位置したままである、
ことを特徴とする光ファイバケーブル。
【請求項１９】
前記チャネルの高さは、０．６〜１．４ミリメートルである、
請求項１８記載の光ファイバケーブル。
【請求項２０】
前記電気導体は、２４〜２８アメリカンワイヤゲージ（ＡＷＧ）の範囲内にあり、前記抗張力体は、アラミドヤーンから成る、
請求項１８又は１９記載の光ファイバケーブル。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−１９７６７８（Ｐ２０１１−１９７６７８Ａ）
【公開日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２０１１−８５７７５（Ｐ２０１１−８５７７５）
【出願日】平成２３年３月２２日（２０１１．３．２２）
【出願人】（５０１２０９８６３）コーニング ケーブル システムズ リミテッド ライアビリティ カンパニー (65)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−８５７７５（Ｐ２０１１−８５７７５）
【出願日】平成２３年３月２２日（２０１１．３．２２）
【出願人】（５０１２０９８６３）コーニング ケーブル システムズ リミテッド ライアビリティ カンパニー (65)
【Ｆターム（参考）】
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