JPH04360110A - 光ファイバ素材及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、嵌合した金属チューブ
が比較的厚い金属皮膜層として機能することにより、優
れた耐熱性及び可撓性を有する光ファイバ素材及びその
製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ファイバは、光架空地線において高圧
送電線の地線の中に組み込んだり、サイリスタにおける
点弧用として耐熱性が必要である。また、現状よりも高
温に耐えることが可能ならば、高温炉周辺の配線や計測
などへの用途も期待されている。従来の光ファイバでは
、表面保護のためにＵＶ樹脂又はナイロン樹脂などを被
覆しているが、この樹脂被覆では光ファイバケーブルの
耐熱性を十分に高くすることができない。

【０００３】　　このため、光ファイバ表面を金属皮膜
で保護することにより、光ファイバ心線の耐熱性と機械
強度をいっそう高めることも試みられている。光ファイ
バ上に金属皮膜をコートするには、溶融状態のプリフォ
ームを線引すると同時に溶融金属を塗布したり、線引後
にめっき法又は真空蒸着法などによって金属皮膜を形成
している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】めっき法又は真空蒸着
法で金属皮膜をコートする際に、金属皮膜が厚いほど耐
熱・耐火用として好ましいけれども、十分な耐熱性と機
械強度を得るほど金属皮膜層を厚くすると、めっきなど
の成長速度が遅いために金属皮膜の形成に多大の時間を
必要とする。一方、金属皮膜が厚くなりすぎると、光フ
ァイバ心線の柔軟性が相対的に低下して敷設作業などが
困難になるという問題も生じる。

【０００５】　　この光ファイバ心線において、金属皮
膜の厚さが所定値（銅で１〜５μｍ、ニッケルで１〜２
μｍ）以下であると、消防庁告示第１０号で規定された
耐火・耐熱試験における８４０℃（耐火曲線）の苛酷な
条件でなくても、酸化雰囲気の場合には被覆金属が酸化
し、光ファイバ心線の機械強度が劣化して破断してしま
う。

【０００６】　　溶融プリフォームの線引きと同時に溶
融金属を塗布する場合には、金属皮膜が低融点のものに
限定されてしまう。こうして得た金属コート光ファイバ
では、金属皮膜が厚いほど光ファイバが偏心度が大きく
なりやすく、該金属皮膜の厚さをコントロールしにくい
という問題もある。

【０００７】　　また、光ファイバを動植物の表皮より
組織内部に刺し込んで動植物の内部組織を計測する際に
、該光ファイバを細長い金属キャピラリ中に入れて接着
固定している。この接着固定法では、光ファイバが金属
キャピラリ中においてクリアランスの大小で中心からの
ずれが発生しやすく、キャピラリ中での固定作業にも難
しさがある。

【０００８】　　金属キャピラリの造管技術による細径
化には限界がある。このため、光ファイバの挿入後に慎
重に縮径加工すれば、この場合のように数十ｃｍ程度の
長さであれば縮径可能であっても、加工中に光ファイバ
が折れる恐れがあり、得たキャピラリは挿入光ファイバ
が弱いために可撓性が劣っている。

【０００９】　　本発明は、光ファイバの耐熱性などに
関する前記の問題点を改善するために提案されたもので
あり、耐熱性と可撓性が優れしかも気密性が高い光ファ
イバ素材を提供することを目的としている。本発明の他
の目的は、金属チューブを嵌合してから縮径することに
より、耐熱性及び可撓性が優れた光ファイバ素材の製造
方法を提供するものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る光ファイバ素材１は、図１に示すよう
に、光ファイバ２上に金属皮膜３をコートした光ファイ
バ心線４と、該光ファイバ心線と嵌合配置する細長い金
属チューブ５とからなる。図３に示す光ファイバ素材１
では、縮径加工後の金属チューブ５の内周面と光ファイ
バ心線４の金属皮膜３の外周面との間に接合軟ろう層６
が介在している。

【００１１】　　光ファイバ２上にコートする金属皮膜
３は、直接光ファイバ２上にコートしてもよいが、通常
は光ファイバ２にカーボン皮膜（図示しない）を被覆し
てから、無電解めっき法，真空蒸着法，スパッタリング
法，イオンめっき法などでまず数μｍ以下の厚さに形成
し、更に電気めっき法で所定厚に形成すればよく、その
素材は銅，ニッケル，アルミニウム，銀，金などである
。

【００１２】　　金属チューブ５の内径は、光ファイバ
心線４が挿入可能な範囲でできるだけ小さく、縮径加工
が可能な金属製であることを要する。金属チューブ５の
素材は、光ファイバ心線４上において軟ろう層６を形成
するならば、該軟ろう層と接合可能な銅，錫，ニッケル
，銀，金などを選択すればよい。金属チューブ５の長さ
は十数ｍでも使用可能である。

【００１３】　　本発明方法では、光ファイバ２上に金
属皮膜３をコートし、得た光ファイバ心線４の全体を細
長い金属チューブ５中に嵌入してから、この金属チュー
ブ５をダイス７（図２）などを通して縮径加工する。光
ファイバ心線４において、金属チューブ５中に嵌入前に
金属皮膜３上に軟ろう層６を形成すると好ましく、該チ
ューブを縮径加工してから全体を加熱処理すると全体の
気密性が高くなる。

【００１４】　　軟ろう層６（図３）は、通常半田と称
する錫・鉛合金が一般的であるけれども、融点を下げる
ためにビスマスやインジウムなどを添加していてもよい
。 軟ろう層６としては、非毒性の錫・アンチモン合金や錫
・銀合金、高温用の鉛・銀合金などが例示でき、融点が
ガラス転移点よりも相当に低いならば通常硬ろうに分類
されるものも使用できる。

【００１５】

【作用】本発明方法では、光ファイバ心線４を金属チュ
ーブ５中に嵌入して縮径加工することにより、該チュー
ブの内周面が光ファイバ心線４の金属皮膜３と密接する
。こうして得た光ファイバ素材は、金属チューブ５が実
質的に光ファイバ２の厚い金属皮膜層として機能するこ
とで高い耐熱性及び可撓性を有する。また、本発明方法
において、光ファイバ心線４の金属皮膜３上に軟ろう層
６を形成しておくと、金属チューブ５を縮径加工して全
体を加熱処理した後に光ファイバ素材全体の気密性が高
くなる。

【００１６】　　石英系の光ファイバ自体は、金属線と
異なって溶融状態でないと縮径伸線することができない
から、金属チューブ５の縮径加工は、その内径が光ファ
イバ心線４の外径とほぼ一致するまでの１回に限られる
ことになる。金属チューブ５の内径は、光ファイバ心線
４が挿入可能な範囲で小さいことを要し、該チューブの
内径と光ファイバ心線４の外径との間のクリアランスが
大きいと、光ファイバ心線４の偏心の原因となり、しか
も金属チューブ５の減面率が大きくなって縮径加工が困
難になる。

【００１７】

【実施例】次に、本発明を実施例に基づいて説明する。 実施例１ コア径が１０μｍであるシングルモード光ファイバ（ク
ラッド径１２５μｍ）上に、カーボン皮膜及び下地金属
皮膜を薄くコートしてから、厚さ５μｍのニッケル皮膜
３をコートすると、光ファイバ心線４の外径は１３５μ
ｍになり、その全長は６ｍである。この光ファイバ心線
４を、内径１５０μｍ，外径３８０μｍ及び長さ５ｍ（
口出し部分を除く）の銅チューブ５に挿入した後に、全
体を内径３５０μｍのダイス７（図２）を通して縮径伸
線する。

【００１８】　　縮径伸線後において、光ファイバ心線
４は銅チューブ５の外に１６ｃｍ残っている。すなわち
、光ファイバ心線４の５ｍ８４ｃｍが、銅チューブ５で
２次被覆されたことになる。この時の銅チューブ５の減
面率は１４．４％、チューブ内空間の減空間率は１９．
１％であり、実際にはチューブ内空間には光ファイバ心
線４が挿入されている。

【００１９】　　縮径伸線後の光ファイバ素材の端面を
研磨してから、ＬＤ光線によって光ファイバ２に光を入
射して断線の有無を調べる。この結果、この光ファイバ
素材において光ファイバ２の断線がないことが明らかに
なる。

【００２０】実施例２ 実施例１における光ファイバ心線４を用い、該ファイバ
心線を更にＳｎ６０：Ｐｂ４０の溶融半田浴に浸漬して
から引き上げ、ニッケル皮膜３の上に厚さ１μｍの半田
層６を形成したもの（外径１３７μｍ）を用意する。以
下、実施例１と同様に処理する。

【００２１】　　縮径伸線後において、光ファイバ心線
４は銅チューブ５の外に１３ｃｍ残っている。すなわち
、光ファイバ心線４の５ｍ８７ｃｍが、銅チューブ５で
２次被覆されたことになる。この時の銅チューブ５の減
面率は１４．９％、チューブ内空間の減空間率は１６．
４％である。

【００２２】　　縮径伸線後の光ファイバ素材を２３０
℃の恒温槽中に５分間放置した後に取り出し、得た光フ
ァイバ素材１の端面を研磨してから、ＬＤ光線によって
光ファイバ２に光を入射して断線の有無を調べる。この
結果、光ファイバ素材１において光ファイバ２の断線が
ないことが明らかになる。

【００２３】　　また、光ファイバ素材１の端面を顕微
鏡で観察したところ、光ファイバ心線４のニッケル皮膜
３と銅チューブ５との界面は十分に接合されている。

【００２４】

【発明の効果】本発明方法では、光ファイバ心線を金属
チューブ中に嵌入して縮径加工することにより、実質的
に厚い金属皮膜層として機能する金属チューブで被覆し
た光ファイバ素材を迅速に製造することができる。本発
明方法によって光ファイバ心線の挿入後に縮径加工すれ
ば、数ｍに達する長さの光ファイバでも縮径可能であっ
て加工中に光ファイバが折れることがなく、得た光ファ
イバ素材の可撓性も優れている。

【００２５】　　本発明の光ファイバ素材は、めっき法
などで金属皮膜をコートする場合に比べて、金属チュー
ブが十分に厚いので十分な耐熱性と機械強度を有し、耐
熱・耐火用素材として好適である。この光ファイバ素材
は、消防庁告示第１０号で規定された耐火・耐熱試験に
おける８４０℃（耐火曲線）の苛酷な条件下でも金属チ
ューブが殆ど酸化せず、光ファイバの機械強度が劣化し
て破断することが発生しない。

【００２６】　　本発明で用いる金属チューブは、電気
めっきによる肉厚の金属皮膜層と対応するほど厚くても
その嵌合・固着に要する時間はごく短く、嵌合・固着に
よって光ファイバの柔軟性が殆ど低下しないので敷設作
業は容易である。この金属チューブは、溶融プリフォー
ムの線引きと同時に溶融金属を塗布する場合のように低
融点のものに限定されることがなく、肉厚であっても光
ファイバの偏心度が小さく、その厚さもほぼ任意に選択
することができる。

【００２７】　　また、本発明の光ファイバ素材を、光
ファイバを動植物の表皮より組織内部に刺し込んで動植
物の内部組織を計測する際に使用すれば、十分な細径化
が可能であり、光ファイバ心線と金属チューブとの間の
封止性が高くて気密性があり、該光ファイバ心線がクリ
アランスによって中心からずれることも発生しない。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　本発明方法で用いる光ファイバ心線及び金
属チューブを拡大して示す縦断面図である。

【図２】　　本発明方法における縮径工程を拡大して示
す縦断面図である。

【図３】　　本発明に係る光ファイバ素材を示す拡大横
断面図である。

【符号の説明】

１　　光ファイバ素材 ２　　光ファイバ ３　　金属皮膜 ４　　光ファイバ心線 ５　　金属チューブ ６　　接合軟ろう層

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　光ファイバ上に金属皮膜をコートした
   光ファイバ心線と、該光ファイバ心線と嵌合配置する細
   長い金属チューブとからなり、縮径加工後の金属チュー
   ブの内周面と光ファイバ心線の金属皮膜の外周面との間
   に接合軟ろう層が介在している光ファイバ素材。
2. 【請求項２】　　光ファイバ上に金属皮膜をコートし、
   得た光ファイバ心線の全体を細長い金属チューブ中に嵌
   入してから、この金属チューブをダイスを通して縮径加
   工することにより、金属チューブの内周面を光ファイバ
   心線の金属皮膜と密接させる光ファイバ素材の製造方法
   。
3. 【請求項３】　　光ファイバ上に金属皮膜をコートし、
   ついで該金属皮膜上に軟ろう皮膜を形成した後に、得た
   光ファイバ心線の全体を細長い金属チューブ中に嵌入し
   てから、この金属チューブを縮径加工し更に全体を加熱
   処理することにより、軟ろう層によって光ファイバ心線
   の金属皮膜と金属チューブの内周面とを接合して封止す
   る光ファイバ素材の製造方法。