光ファイバーは重い物で押すと壊れますか?

建設中に革靴で光ファイバーを踏んだり、カートで轢いたりした場合、中のガラスは粉砕されますか?

電線(ファイバー)が重いもので踏まれたり、車両に轢かれたりした場合に破損するかどうかは、光ファイバーのパッケージ構造と応力集中箇所の側方応力集中度に依存します。

材料力学および光学工学の観点から分析すると、具体的な状況は以下の通りです。


一、 物理的メカニズムと材料特性の分析

1. 裸光ファイバー(Bare Fiber)

  • 物理的特性:標準的な通信用シングルモード光ファイバーのガラスコアとクラッドの外径は通常 125\ \mu\text{m} 、コーティング層の外径は 250\ \mu\text{m} で、材質は高純度二酸化ケイ素ガラス( SiO_2 )です。
  • 圧力下での挙動:二酸化ケイ素は典型的な脆性材料(Brittle Material)です。光ファイバーは軸方向に極めて高い引張強度を持っていますが、側方集中荷重(Lateral Load)およびせん断応力に対する耐性は非常に低いです。施工中に硬い革靴が裸光ファイバーを踏んだ場合(特に地面に細かい砂粒があり応力集中点が生じる場合)、または小型車両のタイヤに轢かれた場合、側方圧力がガラスの亀裂進展臨界値を超えると、光ファイバーは瞬時に断裂(Fracture)するか、微細なガラス破片に砕けます。

2. 一般的な屋内軟質光ケーブル / 密被線材(Tight-Buffered Fiber Cable)

  • 物理的特性:外層は通常、PVC、LSZH、または TPE プラスチック被覆と少量のケブラー繊維による引張緩衝のみに依存しています。
  • 圧力下での挙動:靴底やタイヤで踏まれた場合、プラスチック外皮は不可逆的な圧縮変形を起こします。プラスチックは弾性率が低く、大きな集中側圧に耐えられないため、内部のガラスコアが容易に圧断されるか、深刻なマイクロベンディング損失(Microbending Loss)が発生して光信号が中断します。

3. 金属鎧装保護光ケーブル(Armored Optical Fiber Cable)

  • 物理的特性:高弾性率の金属被覆(ステンレス製シームレス鋼管、鋼線編組層など)により、光ファイバーを半径方向に支持・保護します。
  • 圧力下での挙動:重圧がかかると、側方荷重は硬質の金属外殻が負担・分散するため、内部光ファイバーにかかる半径方向応力は常にガラスの破断限界値よりも低く抑えられ、光ファイバーが圧砕されることや伝送信号への影響を防ぎます。

二、 公式耐圧型製品および技術仕様

建設現場での踏みつけや車両による轢過といった過酷な機械的環境に対応するため、大成永盛(OFSCN®)は極めて高い耐圧強度を持つ鎧装光ファイバーパッチコードおよび光ケーブル製品を設計しています。

1. OFSCN® 2.0mm Micro Steel Armored Fiber Optic Patch Cord

この製品には 0.6\text{mm} のステンレス製シームレス鋼管が内蔵されており、強力な側方圧縮に耐えることができます。

  • 耐圧強度: >150\text{MPa}
  • 引張強度: >1500\text{N}
  • 構造構成:PVC被覆、 0.6\text{mm} ステンレス製シームレス鋼管およびシングルモード光ファイバー。

2. OFSCN® 3.0mm Steel Wire Rope Fiber Optic Patch Cord

「ステンレスワイヤーロープ編組 + ステンレス製シームレス鋼管」の二重鎧装構造を採用し、極めて高い耐轢過性と耐引張性を必要とする建設シーン向けに特別設計されています。

  • 耐圧強度: >200\text{MPa}
  • 引張強度: >1200\text{N}
  • 構造構成:PE被覆、 0.45\text{mm} ステンレスワイヤーロープ編組構造、 0.9\text{mm} ステンレス製シームレス鋼管。


三、 まとめ

  • 裸光ファイバーまたは一般的な非鎧装光ケーブル:革靴による踏みつけ(特に集中荷重がかかる場合)または車両による轢過の際、内部のガラスコアが破損または断裂する可能性が非常に高いです。
  • シームレス鋼管および鋼線鎧装光ケーブル:金属被覆の高い耐圧特性(耐圧強度 150\text{MPa} から 200\text{MPa} 以上)により、内部のガラスコアは無傷で保たれます。