JPS5888714A - 光フアイバ接続部及びその製法 - 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】 本発明は、プラスチック被覆を有するガラス光ファイバ
の接続部及びその製法に関する。

光ファイバには種々の用途により様々な構成のものがあ
るが、ナイロンなどのプラスチック被覆を有するガラス
光ファイバは一般に多用されている。

このような光ファイバを接続する場合には、プラスチッ
ク被覆を除去し、ガラス光ファイノく心線のみを融着や
接着により接続し、その後第１図及び第２図に示すよう
にモールド補強する方法が知られている。

すなわち、ガラス光ファイバ心線の接続部２にファイバ
被覆材ｊａ、ｌｂと同一かもしくは溶着し得るプラスチ
ックチューブ３を被せ、上型ｄａｓ下型４ｂで押え、プ
ラスチックの融点以上まで加熱し、加圧、成形し、冷却
するとファイバ被覆材ｊａ、ｊｂとプラスチックチュー
ブ３は溶着し、一体化した接続部が得られる。

このような技術を最も適当に示した文献として特開昭５
３−１１５４６がある。

ところが、上記従来例ではナイ゛ロンのようなプラスチ
ックの熱膨張係数は一般にガラスファイバの２０倍程度
であるため、プラスチックが成形収縮および熱伸縮する
ことにより、内部の光ファイバが座屈し曲りが発生する
。あるいは、モールド補強部の肉厚のアンバランスによ
り光ファイバ接続部２全体が曲ることがめる。

なお、一般に光ファイバの曲りは、元ファイノくの伝送
特性に影響し、特に曲げ半径：３０胴以下で著しいこと
が知られている。

しかも、モールド成形時にプラスチックチューブ内すな
わち第１図の８部内の空気が接続部内に抱き込まれるこ
とがある。このような接続部は、熱歪あるいは機械的な
力が加わると、気泡発生部に応力が集中し、光ファイバ
の接続特性に悪影響を及ぼす。

また、気泡の特に大きい部分では、元ファイノ（が座屈
し、曲げられ、折れる可能性もある。

本発明は斯かる状況に鑑み、熱伸縮等によって曲りが生
じることがなく、極めて信頼性の高い接続部を提供する
ことを目的とする。

まだ、そのだめの気泡混入することのない製法を提供す
ることを目的とする。

すなわち、本発明の構造の要旨は、元ファイバ心線の接
続部にモールド補強材として熱膨張係数の小さい部材と
被覆材と同一もしくは溶着し得るプラスチックとの複合
材を用いたことにある。

この本発明の最も適切な具体的実施例としては、元ファ
イバ心線の接続部にモールド補強材としてガラス繊維と
ファイバ被覆材と同一のプラスチックを層状に構成した
複合チューブを使用し、この複合チューブのガラス含有
率を２０％以上にしたことにある。

ガラス含有率が２０％以下では、プラスチックの熱的特
性が大きく影響し、モールド成形時に歪が残り、接続部
に曲りが生じたり、熱サイクル（−２０℃〜＋６０℃）
において接続部特性に異状現象が生ずることがある。

ここで用いる複合チューブの断面を第４図に説明する。

第４図において、モールド補強用複合チューブは、プラ
スチック三層６ａ、　６ｂ、６Ｃ、ガラス繊維７ａ、７
ｂ二層で構成されている。ここでガラス繊維は、比較的
長い繊維を使用しモールド補強接続部の機械的特性およ
び熱膨張係数を考慮して、その含有率は約６０％となっ
ている。寸だプラスチックはファイバ被覆材と同一で、
その厚さは、一層６ａ、二層６ｂとも０．２喘と同じで
あるが、最外層６ｃのみ０．５　ｒｍｈと厚くしている
。

この複合チューブを用いる場合には、ガラス光ファイバ
心線を融着もしくは接着により接続する前に予め複合チ
ューブに元ファイバを挿通しておき、心線接続後心線接
続部上に配置すればよい。

この複合チューブを加熱モールド成形すれば、第３図の
ように補強は完了する。

実験によれば、ガラス繊維の複合チューブに対する含有
率は、２０％以上であることが機械的特性から望ましい
。

ガラス繊維は円周状に均一に分布されれば、一層でも良
く、またより均一に分布させるために三層以上であって
も良い。

複合チューブを構成するプラスチック材料としては、例
えばナイロンが適当であり、ナイロンの厚さは、一層、
二層はほぼ同一厚さでよく、最外層はナイロンの全断面
積の４０〜９０％の範囲であれば、成形時にガラス繊維
がオーバーフローすることなく、トリミングしやすくな
り、接続部特性にも影響しない。

特に最外層６ｃの断面積が内層６ａ、　６ｂより大きい
ことが望ましい。

このような複合チューブを製造する方法は例えば以下の
通りである。

まず金属線にプラスチックをコーティングし。

この外周にガラス像維を整列して縦添えもしくは撚合せ
し、さらにその外周にプラスチックを押出被覆する。所
定の層数だけこれを繰シ返し、最後に中心の金属線を抜
き去ると複合チューブが出来上る。

本発明の他の実施例として、複合チューブに代えて複合
板を用いることができる。

すなわち、接続部の補強用複合材として断面円形のもの
ではなく、ｉ５図に示すような板状のものを用いること
ができる。

第５図において、５１は上側複合板であり、５２は下側
複合板である。

この複合板は、第６図に示すような断面を有しており、
元ファイバの被覆と同一もしくは溶着可能なプラスチッ
クとガラス繊維との交互積層体である。

第６図において、６ｄ、６ｅ、６ｆはプラスチックであ
り、７ｄ、７ｅ　はガラス繊維層を示す。

このような複合板５１．５２を用いて、光フアイバ心線
接続部２を挾み、加熱モールドすることにより機械的特
性の優れた光フアイバ接続部を得ることができる。

接続すべき元ファイバが１対の場合には、前記の複合チ
ューブの方が特性的に優れているが、接続スヘき元ファ
イバが多対の場合には、この複合板の方が、同時に多対
の接続部補強が達成でき、能率的に優れている。

第７図に、多対の光ファイバを１対の複合板で挾んでモ
ールドした場合の例を示す。

第７図において、５０はモールドにより上下一体化され
た複合板を示す。

次に本発明の製造方法について、さらに詳細に説明する
。

すなわち本発明の製法の要旨は、光フアイバ接続部の加
熱モールド補強において、成形型の温度分布が所定の範
囲になるように制御して行うことにある。

前記複合チューブを光フアイバ心線接続部に加熱モール
ド成形するだめの金型を例えば第８図に示すように構成
する。

第８図において、４０ｂは金型本体の片側部分を示し、
８は端部に取付けられた放熱フィンである。この地金型
に内蔵されたヒーターを調整することにより、中央部の
温度が高くなるよう構成してもよい。

この結果、金型の温度分布は、金型の長さ方向ｔに対し
て第９図に示すＴのようになる。

すなわち、成形金型の中央０を最高温度とし、両端ｔ／
２に向って△Ｔの温度勾配があり、プラスチックの粘度
ηは逆に図のように中央で最低となる。

このような金型を用いて複合チューブを別圧した場合、
複合チューブ内の空気は徐々に外側へ押し出され、接続
部に気泡を抱き込むことがない。

前記プラスチックがナイロンの場合の本発明者らの実験
では、△Ｔ＝３０〜７０℃の範囲で接続部に気泡を抱き
込んだ列は発見できず、信頼性の高い接続部が得られた
。

△Ｔ−２０℃では、直径１岨の気泡が発生する確率は１
００例中７例であった。また７０℃以上では型の端部温
度がナイロンの融点以上に上らないうちに中央部が過度
に高温になり、ナイロンが劣化するためファイバが断線
したり、光伝送特性に悪影響を与える。

金型の温度は下限温度と上限温度を光フアイバ接続部の
構造に応じて予め設定し、金型の押しつけ圧力は下限圧
力と上限圧力をこれも予め設定し上限圧力で加圧する時
間も設定して、温度、圧力時間を組み合せて制御するこ
とができるように構ｌ茂することが望ましい。

このような金型を用い、まず上型と下型とを離隔した状
態で元ファイバ接続部と腹合チューブを次に上型と下型
とを接近させ、下限押圧力で押圧しつつ加熱し、上限温
度に到達後、設定された短時間だけ上限押圧力を加える
。

然る後、上型と下型とを離隔するとともに、冷却し、金
型から光フアイバ接続部を取外す。

この一連の作業をタイムチャートで表わすと、第１０図
の通りである。

上限押圧力は短時間に設定されている。

ここで、上限、下限なる用語は金型の能力の上限、下限
を意味するものではなく、接続部の材質や寸法等により
決定された上側の設定温度（圧力）及び下側の設定温度
（圧力）をそれぞれ意味するものである。

もちろん、前述のように複合チューブに代えて複合板を
利用することができる。

ここで設定温度の具体的な値は、当然材質や寸法により
異なるのであるが、ナイロンを用いた場合、下限設定温
度は１２０℃程度、上限設定温度は金型中央で２００℃
程度金型両端部で１５０℃程度が適当である。

ここで、複合チューブもしくは謀合板のプラスチックと
して用いる材質は、元ファイバ本体の被覆と同一の材質
が望ましいが、ナイロンをはじめとするポリアミド系合
成樹脂、ポリビニル系合成樹脂、ポリエチレン系合成樹
脂などが適当である。

また、複合チューブもしくは複合板に用いたガラス繊維
としては、石英系ガラス繊維や多成分系ガラス繊維など
が適当であるが、ガラス熾維に代えて炭化珪素や芳香族
ポリアミド樹脂などの熱膨張係数の小さい材料が代用で
きる。

以上説明したような本発明の元ファイバ接続部の構造及
び製法によれば、次のような顕著な効果を奏する。

（１）　　モールド補強接続部は埋め込捷れたガラス繊
維等により、成形後、熱伸縮などによって元ファイバに
曲りを生じることがなく、信頼性の高い接続部が得られ
る。

（２）　　モールド補強接続部の熱膨張係数は１４Ｘ１
０−’／°Ｃ以下（ガラス繊維含有率２０％実験値）で
。

プラスチックの約１／１０（ナイロンの熱ｉ１を張係数
は１（１０〜１５０Ｘ１０−”７Ｃ）となり、熱的に安
定である。

（６）機械的特性は、ガラス繊維含有率：３０％で直径
約６爺のモールド補強接続部は支点間隔６０順の曲げ試
１験では、曲げ強さ１０　Ｋｑ／ｍＡ　−曲げ弾性率５
５０Ｋｐ／−が得られ、プラスチックの、それぞれ約５
倍、約１０倍と優れている。

（４）　　補強用複合チューブのプラスチックのうち、
最外層が全プラスチックの４０〜９０％であることによ
り、充分な厚みを有し、モールド時にガラス繊維等がフ
ローすることがない。

（５）　　モールド補強接続部に気泡が残存しないので
、熱応力などにより応力集中する部分もなく、機械的に
強く、熱的に安定し、信頼性のある接続部が得られる。

（６）　　作業性がよく、短時間で光フアイバ接続部の
補強が行える。

（力　作業者による個人差がなく、ばらつきがないため
信頼性の高い光フアイバ接続部が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は従来の元ファイバ接続部の製法を示
し第１図は縦断面説明図、第２図は第１図のＡ−Ａ′断
面説明図、第３図は光フアイバ接続部の外観を示す説明
図、第４図は本発明の一実施例に用いる複合チューブの
断面説明図、第５図及び第６図は本発明の池の実施列に
用いる複合板を示し、第５図は斜視図、第６図は断面図
、第７図は本発明の他の実施例を示す斜視図、第８図は
本発明製法に用いる金型（片側）の例を示す斜視図、第
９図は本発明製法に用いる金型の温度分布を示す線図、
第１０図は本発明製法の一例における時間と温度、圧力
の関係を示す線図である。 ＝１５− ｔｌＢ ７２　口 ９１ １６１ｆｉ ７７　囚 シｊ′　フ　Ｌど１ 才　ｔＯ国 −，−１１−”μ・毬収

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　プラスチック被覆ガラス元ファイバの接続部にお
   いて、接続される両方の光フアイバ端末の被覆が除去さ
   れており、光フアイバ心線同志が接続されており、該光
   フアイバ心線接続部分を覆って複合補強材が設けられて
   おり、該複合補強材は前記被覆と同一かもしくは互いに
   溶接し得るプラスチックと熱膨張係数の小さい部材との
   複合材のモールドにより構成されていることを特徴とす
   る光フアイバ接続部。 ２、前記熱膨張係数の小さい部材がガラス繊維であるこ
   とを特徴とする前項記載の光フアイバ接続部。 ３、前記複合補強材がプラスチックとガラス繊維とを層
   状に組合せた複合チューブであることを特徴とする前項
   記載の元ファイバ接続部。 ４、前記複合補強材がプラスチックとガラス繊維とを層
   状に組合せた複合板であることを特徴とする第１項記載
   の光フアイバ接続部。 ５、　多対光ファイバを一対の複合板で狭むことにより
   補強することを特徴とする第４項記載の光フアイバ接続
   部。 ６、　プラスチック被覆光ファイバの接続部において、
   接続される両方の光フアイバ端末の被覆が除去されてお
   り、光フアイバ心線同志が接続されておシ、該光フアイ
   バ心線接続部分を覆って複合チューブが覆っており、該
   複合チューブは、前記被覆と同一かもしくは互いに溶着
   し得るプラスチックとガラス繊維とが層状に構成されて
   おシ、壷内層及び最外層はプラスチックで構成されてお
   シ、ガラス繊維含有率は全断面積の２０％以上であり、
   最外層プラスチックの断面積は、全グラスチック断面積
   の４０〜９０％であり、該複合チューブが元ファイバ心
   線接続部分に加熱モールドして構成されていることを特
   徴とする元ファイバＭｔｆＮ部。 Ｚ　前記複合チューブが２層以上のガラス繊維層と３層
   以上のプラスチック層とを有することを特徴とする第４
   項記載の元ファイバ接続部。 ８．　プラスチック被覆ガラス光ファイバの接続される
   両方の光フアイバ端末の被覆を除去し、光フアイバ心線
   同志を接続し、該光フアイバ心線接続部分を覆って複合
   補強材を設け、これを成形型により加熱モールドし補強
   する方法において、その成形型の長手方向に成形型の中
   央部が最適温度であり、両端に向い低温になるように温
   度勾配を設けて加熱モールドすることを特徴とする光フ
   アイバ接続部の製法。 ９　前記成形型の中央部と端部との温度差が３０°Ｃ〜
   ７０℃であるように温度制御しながら加熱モールドする
   ことを特徴とする第８項記載の元ファイバ接続部の製法
   。