JPH08313739A

JPH08313739A - 光伝送チューブ

Info

Publication number: JPH08313739A
Application number: JP7145361A
Authority: JP
Inventors: Hideo Sugiyama; 秀夫杉山; Masato Sugimachi; 正登杉町; Atsushi Hotta; 篤堀田; Minoru Ishiharada; 石原田　　稔; Itsuo Tanuma; 逸夫田沼
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1995-05-19
Filing date: 1995-05-19
Publication date: 1996-11-29

Abstract

(57)【要約】（修正有）【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、上記クラッド２の両端外周面をそれ
ぞれ口金４で被覆すると共に、この口金４を加締めて、
上記コア３の両端部をそれぞれクラッド２両端部に固定
したことを特徴とする光伝送チューブ。【効果】コア端部の熱放散性もよく、コアの光入射側
端面に光透過性窓材が密着配設された場合は、該端面の
加熱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、コアのクラッドか
らの飛び出しもより確実に防止される。

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
し、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
からの光が照射された際に光の一部が吸収されて熱に変
わったり、外部環境が高温である場合などにコアが熱膨
張し、この場合コアとクラッドとは熱膨張係数が相違
し、コアがアクリル系樹脂などの可撓性プラスチック材
料により形成されていると、コアがクラッドより外方に
飛び出すことを知見した。このようにコアがクラッドか
ら飛び出すと、光の入射効率が低下して、伝送される光
量が低下する問題があり、また、一度コアがクラッドよ
り飛び出すと、常温状態に戻ったときに必ずしも元の形
状に戻るとは限らず、飛び出した形状に固定されてしま
う点から特に光の入射端では使用が難しくなる。

【０００５】本発明は上記事情に鑑みなされたもので、
このようなコアのクラッドからの飛び出しを防止した固
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及び作用】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、上記クラッドの両端外周面をそれ
ぞれ口金で被覆すると共に、この口金を加締めて、上記
コアの両端部をそれぞれクラッド両端部に固定したこと
を特徴とする光伝送チューブを提供する。

【０００７】この場合、本発明においては、コアの光入
射面端面に無機ガラス等の光透過性窓材を接着等の手段
により密着配設することが好適である。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る。更に、口金を
加締める際、口金とクラッドとの間に可撓性プラスチッ
クなどのテープやチューブを介装することができ、特に
窓材をコア端面に密着配設した場合は、クラッド外周面
及び窓材外周面に連続してテープを粘着剤又は接着剤を
介して巻き付けたり、熱収縮性チューブを被覆してこれ
を熱収縮させたり、上記のようにテープを巻き付けた上
に熱収縮性チューブを被覆、熱収縮して、窓材をクラッ
ドに固定すると共に、その上から口金を装着し、加締め
することができる。

【０００８】

【作用】本発明の光伝送チューブは、固体シングルタイ
プのものであるが、口金の加締めによって固体コアがク
ラッドに強固に固定されているので、コアが熱膨張して
もクラッドから飛び出すようなことが防止され、このた
め光の入射効率が低下したり、飛び出した端部が変形す
るなどの上述した不都合が生じることが防止される。し
かも、口金の配設により、コア端部が熱を持っても、口
金は熱伝導性、熱放熱性がよいので、速やかにこの熱を
外部に放散させることができ、この点からコア端部にお
ける熱の影響を少なくすることができる。またこの場
合、コアの少なくとも光入射側の端面に光透過性窓材を
密着配設することにより、光源からの光が直接該端面に
照射することによる熱発生でコアが熱膨張することが防
止される。即ち、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。

【０００９】また、このように窓材を密着させてコア端
面を保護しても、コアがクラッドから飛び出すと、その
突出外周面にほこり等が付着したり、ここから吸湿した
り、この突出外周面に直接光や熱が作用するが、本発明
の光伝送チューブは、上述したようにコアがクラッドに
強固に固定されてコアのクラッドからの飛び出しが防止
されるため、上記のような不利が生じることはなく、コ
アが窓材によって確実に保護されるが、特に窓材を上記
のようにクラッドに固定した場合は、コアが窓材に規制
されてそのクラッドからの飛び出しが更に確実に防止さ
れるため、上記効果がより有効に発揮される。

【００１０】

【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１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、クラッド２の両端
外周面をそれぞれ口金４で被覆し、この口金４を加締め
５することにより、コア３の両端部をクラッド２の両端
部に固定したものである。この場合、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６を密着させることが好適であ
る。ここで、窓材６のコア３端面に対する密着は、窓材
６をコア３に対し接着剤７で接着することにより行われ
る。なお、窓材６の密着（接着）は、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
が好適であるが、コア３の端面のみに密着（接着）させ
てもよい。更に、クラッド２と口金４との間にチュー
ブ、テープ等の中間層８を介在させることが好ましい。
また、口金４の先端部は、図２に示すように、その内周
縁にリング状鍔部を一体に突設して先端保護を行うこと
ができる。

【００１１】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。

【００１２】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が特に好ましく、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。

【００１３】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。

【００１４】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

【００１５】

【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。）

【００１６】

【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。）

【００１７】上記口金としては、ステンレススチール、
アルミニウム、銅、真鍮、鉄及びこれらにメッキしたも
のなどの適宜のものを用いることができるが、この口金
を加締めする場合、加締率は１０〜９０％、特に２０〜
６０％であることが好ましい。加締率が少ないとコアの
クラッドからの飛び出しを十分防止できない場合が生
じ、加締率が大きすぎるとコアの光学的ロスが大きくな
る場合が生じる。なお、加締方法としては特に制限され
ず、リング状３段加締、４段加締等、適宜な手段を採用
することができる。

【００１８】ここで、加締率は、光伝送チューブ及び中
間層（テープやチューブ）全体の変形率を示し、下記式
で実験的に求めるものである（図２参照）。

【００１９】

【数１】

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】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、窓材からコアへの入
射効率を大きくする点から好適である。

【００２４】なおまた、上記口金を加締めしてコアをク
ラッドに固定する場合、図１に示すように口金４とクラ
ッド２の外周面上の間にプラスチックなどのテープやチ
ューブ８を介装して加締めすることができ、特に窓材６
を密着配設した場合、テープやチューブ等の中間層８と
して粘着テープを使用し、クラッド２の一端外周面から
窓材６の外周面全面にかけて粘着テープを巻き付け、窓
材６をクラッド２に固定することが好ましく、このよう
に窓材６をクラッド２に固定することによりコア３がこ
の窓材６に規制され、この点からしてもコア３のクラッ
ド２からの飛び出しがより確実に防止される。ここで、
粘着テープとしては、例えばアクリル系、ブチルゴム
系、天然ゴム系、ホットメルト系、シリコン系等の粘着
剤を布、不織布、プラスチック系のフィルムや金属フィ
ルム等の基材に塗工した粘着テープを用いることができ
る。この基材の材料としてはポリアミド樹脂、ポリエチ
レンテレフタレート樹脂、フッ素系樹脂、ポリプロピレ
ン樹脂、ポリエチレン樹脂、カプトン樹脂、ガラス繊
維、真鍮、アルミニウム、銅、ステンレススチール又は
金属を蒸着したプラスチックフィルム等を用いることが
できる。プラスチックテープを接着剤によって接着して
もよい。またチューブとして熱収縮性チューブを使用
し、この熱収縮性チューブをクラッド２の一端外周面か
ら窓材外周面全面を被覆し、これを熱収縮させて窓材を
クラッドに固定すると共に、この熱収縮性チューブの上
から口金を加締めすることによって同様の効果を得るこ
とができる。この場合、熱収縮性チューブとしては、テ
フロン系、ＰＦＡ系、ＦＥＰ系、ＴＦＥ／ＦＥＰ２重
系、合成ゴム系、ポリエチレン系、シリコーンゴム系、
ポリ塩化ビニル系などのものを使用することができる。
なお、コアの変形を最小限にして光学的ロスを小さくす
るため、またチューブの抜けを防止するために中間層に
コア及びクラッドよりも弾性率が小さく、かつクリープ
が小さくクラッドと口金に対して摩擦抵抗の大きな材料
を用いることが好適である。また、熱収縮チューブを熱
収縮させる際、これが密着されるべき面に接着剤を塗布
しておくことができる。なお更に、上記のようにテープ
を巻き付けた上から熱収縮性チューブを被覆し、これを
熱収縮させるようにしてもよい。

【００２５】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１３．６ｍｍの光伝送チューブに、図１に
示す態様でアクリル系接着剤（明星チャーチル社製，Ｐ
ｈｏｔｏｂｏｎｄ３００）を用いて直径１３．５ｍｍ、
長さ０．５ｃｍの円板状パイレックス製窓材を接着し
た。更に、厚さ０．３ｍｍのＦＥＰ製熱収縮性チューブ
でクラッドの両端外周面及び窓材外周面を被覆した後、
外径１６．０ｍｍ、内径１４．３ｍｍ、長さ３０ｍｍの
ステンレススチール製口金を装着し、３段リング状、加
締率約４０％で外部より加締めした。一方、比較のため
上記クラッドとコアに窓材のみを接着した光伝送チュー
ブを用意した。

【００２６】次に、上記両光伝送チューブに対し、冷熱
サイクル試験（−３０℃×１時間、８０℃×１時間のサ
イクル）を連続で７日間実施した。

【００２７】その結果、実施例の光伝送チューブは、コ
アのクラッドからの飛び出しは見られなかったが、比較
例の光伝送チューブにあっては、コアがクラッドから外
方へわずかに飛び出した。

【００２８】

【発明の効果】本発明の光伝送チューブは、コアの熱膨
張によるクラッドからの飛び出しが防止されたもので、
このため入射効率が低下したり、飛び出した端部が変形
するなどの不都合が生じることが防止される。

【００２９】しかも口金の配設によりコア端部の熱放散
性もよく、コアの熱膨張、熱劣化が少なくなる。また、
コアの光入射側端面に光透過性窓材が密着配設された場
合は、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
ものである上、窓材をクラッドに固着することによって
上記コアのクラッドからの飛び出しもより確実に防止さ
れて、コアがこの窓材により確実に保護される。

【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】加締率を説明するための本発明の他の光伝送チ
ューブ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口金５加締部６窓材７接着剤８中間層

Claims

【特許請求の範囲】

【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、上記クラッドの両端外周面をそれぞれ口
金で被覆すると共に、この口金を加締めて、上記コアの
両端部をそれぞれクラッド両端部に固定したことを特徴
とする光伝送チューブ。
【請求項２】コアの少なくとも光入射側端面に光透過
性窓材を密着配設したことを特徴とする請求項１記載の
光伝送チューブ。
【請求項３】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２記載の光伝送チ
ューブ。
【請求項４】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
２又は３記載の光伝送チューブ。
【請求項５】口金とクラッド外周面との間にテープ又
はチューブを介装した請求項１乃至４のいずれか１項記
載の光伝送チューブ。
【請求項６】テープを粘着剤又は接着剤を介してクラ
ッド外周面及び窓材外周面に巻き付けて窓材をクラッド
に固定すると共に、このテープの上から口金を加締めす
るようにした請求項２、３又は４記載の光伝送チュー
ブ。
【請求項７】熱収縮性チューブをクラッド外周面及び
窓材外周面に被覆し、熱収縮させて窓材をクラッドに固
定すると共に、このテープの上から口金を加締めするよ
うにした請求項２、３又は４記載の光伝送チューブ。
【請求項８】テープを粘着剤又は接着剤を介してクラ
ッド外周面及び窓材外周面に巻き付けると共に、このテ
ープの上から熱収縮性チューブを熱収縮させて被覆して
窓材をクラッド材に固定すると共に、その上から口金を
加締めするようにした請求項２、３又は４記載の光伝送
チューブ。