JPH08313737A - 光伝送チューブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 管状のクラッド（２）内部にこのクラッド
（２）より高い屈折率を有する固体状のコア（３）を充
填した光伝送チューブ（１）において、上記コア（３）
の少なくとも光入射側の端面全面に光透過性窓材（４）
を密着させたことを特徴とする光伝送チューブ。 【効果】 本発明の光伝送チューブは、光源からの光が
直接コア端面に照射することにより生ずる該端面の加熱
が防止され、これによる熱膨張や熱劣化が可及的に防止
され、コアの燃焼、火災のおそれが防止されたものであ
り、またコア端面に外部環境から汚染物が付着したり、
湿気が侵入したりすることによる劣化が防止され、良好
な光透過機能を安定して維持するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、管状のクラッド内部に
このクラッドより高屈折率の固体状コアが充填されたタ
イプの光伝送チューブに関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
透明コアと、この透明コアよりも低屈折率を有し、上記
コアを被覆する管状クラッドとを具備する光伝送チュー
ブは、種々の光伝送用途に使用されている。この場合、
コアとしては、固体状のものと液体のものが知られてい
るが、大量の光を効率よく伝送するため、コアを直径３
ｍｍ以上の大口径とすることが行われている。

【０００３】この場合、コアとしては、所望の長さに容
易に切断できる等の取り扱い性などの点から固体状コ
ア、特にプラスチック製シングルコアタイプのものが好
適である。

【０００４】しかしながら、本発明者の検討によると、
この種の光伝送チューブは、光源からの光が上記固体状
コアの一端面から入光し、他端面から出光するものであ
るが、このコアの一端面に切断等により微小凹凸を有す
るので入射効率に劣り、またたとえこの一端面を研磨し
て平滑面に仕上げても外部からほこり等の汚れが付着
し、この一端面に光源からの光が直接照射された際に光
の一部が吸収されて熱に変わること、従ってコアの一端
面から入射した光の全部がコア内を伝送されず、光の透
過効率が低下すると共に、この入射光のエネルギーはか
なり高いので、コアの一端面が高温となり、コアが熱膨
張したり、コアの熱劣化が生じ、はなはだしい場合はコ
アの一端面から燃焼し、火災を起こすおそれがあること
を知見した。また、コア端面が湿気により白濁現象を生
じ、透過率を低下させる場合もあることを知見した。従
って、この点の解決が求められた。

【０００５】本発明は上記事情に鑑みなされたもので、
上記のような不利を解決した固体シングルコアタイプの
光伝送チューブを提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、管状のクラッド内部にこのクラッドより高
い屈折率を有する固体状のコアを充填した光伝送チュー
ブにおいて、上記コアの少なくとも光入射側の端面全
面、好ましくは両端面全面に光透過性窓材を密着させた
ことを特徴とする光伝送チューブを提供する。この場
合、上記密着は接着剤を用いてコア端面に窓材を接着さ
せることによって行うことが好適であり、また本発明の
光伝送チューブは、コアが可撓性を有するプラスチック
材料により形成されたものが有効であり、上記窓材とし
ては無機ガラスを用いることが本発明の目的をより効果
的に達成する上から推奨される。

【０００７】

【作用】本発明の光伝送チューブは、固体シングルコア
タイプのもので、このような光伝送チューブは、従来、
そのコアに直接光源からの光を照射して入光させるもの
であったが、このような使用法にあっては、上述したよ
うな種々の不都合が生じる。これに対し、本発明の光伝
送チューブは、少なくともコアの光入射側端面に光透過
性窓材を密着させたことにより、光源からの光はこの窓
材に照射されて入光し、この窓材を介してコアに入光す
るので、入射光がコア端面に直接照射されることによ
る、コア端面に微小凹凸があったり、ほこり等が付着し
た場合に生じる光の吸収に基づく熱発生が防止され、従
ってコアが光の照射により直接加熱されることがないの
で、コアの熱膨張が可及的に防止され、熱劣化も有効に
防止され、特にコア端面が高エネルギーの光で照射され
て高温になりコアが燃焼して火災を引き起こすおそれが
防止される。更に、コア端面にほこりその他の汚染物が
付着することがなく、外的環境からの湿気なども上記窓
材により遮断されるので、コアの透過率の低下も少な
く、またコア内に入光される紫外線も窓材に吸収されて
低減し、紫外線がコア端面に直接照射されることによっ
てコアが劣化することも可及的に防止される。特に、上
述した作用効果は、窓材として無機ガラスを用いた場合
に有効に発揮され、本発明は、コアが熱に対して比較的
弱く、熱膨張係数が高く、熱等による劣化が起こり易い
可撓性プラスチック材料で形成された光伝送チューブに
非常に有効である。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図において、１は光伝送チューブを示し、
この光伝送チューブ１は、管状の透明クラッド２内部に
このクラッド２より高い屈折率を有する固体状のコア３
を充填してなるものである。本発明においては、このよ
うな光伝送チューブ１において、上記コア３の少なくと
も光入射側の端面、好ましくは光入射側と光出射側との
両端面に光透過性窓材４を密着させてなるものである。
この場合、窓材４のコア３端面に対する密着は、窓材４
をコア３に対し接着剤５で接着することにより行われて
いる。なお、窓材４の密着（接着）は、図１に示すよう
にコア３の端面のみに対し行ってもよいが、図２に示す
ように、コア３の端面及びクラッド２の端面の両者を含
めて密着（接着）することが好適である。

【０００９】即ち、窓材とコアとを密着させ、その間に
空気層を介在させなくすることにより、窓材からコアへ
の入射効率が大きくなり、またこの場合、窓材とコアと
を接着剤により接着させることにより、また更にクラッ
ド端面とも接着させることにより、使用雰囲気温度の変
動や光照射の有無によってコアが熱膨張、収縮した場合
でもコアのクラッドからの飛び出し、引込みが可及的に
防止される。

【００１０】ここで、上記中空管状のクラッドを形成す
る材料としては、プラスチックやエラストマーなどのよ
うに可撓性を有し、チューブ状に成形可能で、屈折率の
低い材料を用いることが好ましい。その具体例としては
ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリスチ
レン、ＡＢＳ樹脂、ポリメチルメタクリレート、ポリカ
ーボネート、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポ
リ酢酸ビニル、ポリエチレン−酢酸ビニル共重合体、ポ
リビニルアルコール、ポリエチレン−ポリビニルアルコ
ール共重合体、フッ素樹脂、シリコン樹脂、天然ゴム、
ポリイソプレンゴム、ポリブタジエンゴム、スチレン−
ブタジエン共重合体、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴ
ム、クロロプレンゴム、アクリルゴム、ＥＰＤＭ、アク
リロニトリル−ブタジエン共重合体、フッ素ゴム、シリ
コンゴムなどが挙げられる。

【００１１】この中でも屈折率が低いシリコーン系ポリ
マーやフッ素系ポリマーか特に好ましく、具体的にはポ
リジメチルシロキサンポリマー、ポリメチルフェニルシ
ロキサンポリマー、フルオロシリコーンポリマー等のシ
リコーン系ポリマー、ポリテトラフルフロエチレン（Ｐ
ＴＦＥ）、四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重
合体（ＦＥＰ）、四フッ化エチレン−パーフロロアルコ
キシエチレン共重合体（ＰＦＥ）、ポリクロルトリフル
オロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、四フッ化エチレン−エチ
レン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリビニリデンフルオライ
ド、ポリビニルフルオライド、フッ化ビニリデン−三フ
ッ化塩化エチレン共重合体、フッ化ビニリデン−六フッ
化プロピレン共重合体、フッ化ビニリデン−六フッ化プ
ロピレン−四フッ化エチレン三元共重合体、四フッ化エ
チレンプロピレンゴム、フッ素系熱可塑性エラストマー
などが挙げられる。これらの材料は単独又は２種以上を
ブレンドして用いることができる。

【００１２】一方、コアを形成する固体材料としては、
上記クラッドより高屈折率を有するものであればよい
が、本発明にあっては特に可撓性を有するプラスチック
材料が好適に使用できる。

【００１３】具体的には（メタ）アクリル系モノマーの
単独或いは共重合体樹脂が好ましく用いられるが、更に
好ましくは下記に示すＡとＢから選ばれる１種或いはそ
れ以上のモノマーとの共重合体、或いはＢの中から選ば
れたモノマーの単独或いは共重合体を挙げることができ
る。 Ａ：（メタ）アクリル酸と炭素数１〜５の低級アルコー
ルのエステル Ｂ：下記一般式（１）又は（２）のモノマー

【００１４】

【化１】 （式中、Ｒ¹は水素原子又はメチル基、Ｒ²は炭素数８〜
２０のアルキル基を示す。）

【００１５】

【化２】 （式中、Ｒ³は水素原子又はメチル基、Ｒ⁴はアルキル基
又はアリール基を示し、ｎは１〜１０の整数、ｍは１〜
１０の整数である。）

【００１６】また、窓材を形成する光透過性材料として
は、石英ガラス、パイレックスガラス、多成分ガラス、
サファイア、水晶などの無機ガラス、ポリエチレン、ポ
リプロピレン、ＡＢＳ樹脂、アクリロニトリル・スチレ
ン共重合樹脂、スチレン・ブタジエン共重合体、アクリ
ロニトリル・ＥＰＤＭ・スチレン三元共重合体、スチレ
ン・メチルメタクリレート共重合体、（メタ）アクリル
樹脂、エポキシ樹脂、ポリメチルペンテン、アリルジグ
リコールカーボネート樹脂、スピラン樹脂、アモルファ
スポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリアミド、ポ
リアリレート、ポリサルホン、ポリアリルサルホン、ポ
リエーテルサルホン、ポリエーテルイミド、ポリイミ
ド、ポリエチレンテレフタレート、ジアリルフタレー
ト、フッ素樹脂、ポリエステルカーボネート、シリコン
樹脂などの有機ガラスやプラスチック透明材料を挙げる
ことができる。この中でも石英ガラス、パイレックスガ
ラス、多成分ガラス等の無機ガラスは透明性のみなら
ず、耐熱性にも優れ、また化学的にも安定であるため、
優れた性能をもたらすことができる。

【００１７】上記窓材を接着剤によりコアに接着させる
場合、接着剤としてはアクリル樹脂系、エポキシ樹脂
系、フェノール樹脂系、シアノアクリル樹脂系、シリコ
ーン樹脂系、クロロプレンゴム系等の各種透明接着剤を
使用することができる。

【００１８】本発明において、上記窓材の長さは０．１
〜５ｃｍ、特に０．３〜２ｃｍ程度に形成でき、これに
よって本発明の目的を効果的に達成し得る。また、窓材
の光入射側端面は、この端面において光の入射効率を高
くする点から平滑面に仕上げてあることが好ましい。

【００１９】なお、本発明の光伝送チューブにおいて、
窓材をコアに密着させる手段としては接着剤を用いるこ
とが好適であるが、例えばグリース等をコア端面と窓材
との間に介在させると共に、窓材を適宜な固定手段を用
いてクラッドに固定するなどのこともでき、いずれの方
法にあってもコア端面と窓材との間に空気層が介在しな
いように両者を密着させることが好適である。

【００２０】次に、実験例により本発明の効果を具体的
に示す。 〔実験例〕クラッドとして肉厚０．６ｍｍのＦＥＰチュ
ーブを使用し、コアとして三菱レーヨン社製アクリルエ
ステルＭ：アクリルエステルＳＬ＝４：６の共重合体を
使用した直径１０ｍｍの光伝送チューブに、図２に示す
態様でアクリル系接着剤（サンライズメイセイ社製，Ｐ
ｈｏｔｏｂｏｎｄ３００）を用いて長さ１ｃｍの円板状
石英製窓材を接着した。また比較のため、窓材を接着し
ない以外は同様の光伝送チューブを用意した。

【００２１】次に、上記両光伝送チューブに対し、光フ
ァイバー用１５０Ｗ集光型ハロゲンランプ（林時計
（株）製）を装着し、日中８時間の連続点灯テストを実
施したところ、窓材を接着したものは何ら異常がなかっ
たが、窓材を用いないものは５日目で発煙を始め、テス
ト終了後、入射端面を観察すると入射端面に直径約２ｍ
ｍの炭化した部分が生じていた。

【００２２】

【発明の効果】本発明の光伝送チューブは、光源からの
光が直接コア端面に照射することにより生ずる該端面の
加熱が防止され、これによる熱膨張や熱劣化が可及的に
防止され、コアの燃焼、火災のおそれが防止されたもの
であり、またコア端面に外部環境から汚染物が付着した
り、湿気が侵入したりすることによる劣化が防止され、
良好な光透過機能を安定して維持するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光伝送チューブの一例を示す一部省略
断面図である。

【図２】本発明の光伝送チューブの他の例を示す一部省
略断面図である。

【符号の説明】

１ 光伝送チューブ ２ クラッド ３ コア ４ 窓材 ５ 接着剤

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 管状のクラッド内部にこのクラッドより
   高い屈折率を有する固体状のコアを充填した光伝送チュ
   ーブにおいて、上記コアの少なくとも光入射側の端面全
   面に光透過性窓材を密着させたことを特徴とする光伝送
   チューブ。
2. 【請求項２】 コア端面に対し窓材を接着剤により接着
   させることによって密着させた請求項１記載の光伝送チ
   ューブ。
3. 【請求項３】 コアが可撓性を有するプラスチックによ
   り形成され、窓材が無機ガラスにより形成された請求項
   １又は２記載の光伝送チューブ。