JPH103019A

JPH103019A - 多芯プラスチック光ファイバカールコード

Info

Publication number: JPH103019A
Application number: JP8174414A
Authority: JP
Inventors: Satoru Takahashi; 悟高橋; Shinichi Toyoshima; 真一豊島
Original assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1996-06-14
Filing date: 1996-06-14
Publication date: 1998-01-06

Abstract

(57)【要約】【課題】プラスチック光ファイバを円筒コイル状に成
形してなるカールコードにおいて、光ロスを低減し、小
型化を図る。【解決手段】多数の芯繊維の周囲を鞘樹脂で取り囲
み、一纏めにしてなる多芯プラスチック光ファイバ裸線
を、内径が、好ましくは該裸線の直径の２〜１０倍にな
るように円筒コイル状に成形する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、パーソナルコンピ
ュータや、オーディオビジュアル機器、交換機、電話、
ＯＡ機器、ＦＡ機器などの機器に近接した部分に設置さ
れる可動な光通信伝送媒体として、或いは、光電スイッ
チのセンサーユニットなどとして使用されるプラスチッ
ク光ファイバカールコードに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、プラスチック光ファイバのカール
コードは、単芯のプラスチック光ファイバケーブルを円
筒コイル状に成形したものであり、１本のプラスチック
光ファイバケーブルやペア線のケーブルを円筒コイル状
に成形したものなどがある。これら既存のプラスチック
光ファイバカールコードは、芯繊維の周りに鞘樹脂を被
覆してなる直径が１ｍｍのプラスチック光ファイバ裸線
の上に２．２ｍｍの外径になるように保護被覆層を設け
てなる標準的なプラスチック光ファイバケーブルを用
い、内径が１５ｍｍ程度、外径が２０ｍｍ程度の円筒コ
イル状に成形されたものが実用されている。このような
カールコードを用いて、光電スイッチのセンサーユニッ
トに使用することも公知である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
のカールコードのカール部分の内径は１５ｍｍ程度と大
きいが、当該内径を１５ｍｍ未満としてコンパクトなカ
ールコードとすることは困難であった。その理由は、内
径が１５ｍｍ未満になるようにケーブルを曲げると、該
曲げによる光ロスが大きく、実用に耐えないためであ
る。

【０００４】しかしながら、上記内径の大きなカール部
分を有するカールコードは外見上見苦しいばかりでな
く、かさばり、ケーブルのコンパクトな収納性も期待で
きなかった。しかも、カール部分の内径１５ｍｍ、外径
２０ｍｍで長さが１〜２ｍと短いコードであっても、生
じる光ロスは数ｄＢと大きく、光通信伝送媒体として使
用することはできなかった。

【０００５】本発明の目的は、上記問題を解決し、光ロ
スが小さく且つカール部分の内径を小さくして小型化が
可能な、光通信伝送媒体や光電センサーのセンサーユニ
ットに好適なカールコードを提供することであり、これ
により、パーソナルコンピュータのＬＡＮカード接続部
のケーブルやポータブルの電気機器のケーブルのように
頻繁に曲げるような箇所への使用を可能にする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の第１は、芯樹脂
からなる複数本の芯繊維の周りを該芯樹脂よりも屈折率
の低い鞘樹脂で取り囲み、一纏めにしてなる多芯プラス
チック光ファイバ裸線を、該裸線の直径の２〜２０倍の
内径を有する円筒コイル状に成形してなることを特徴と
する多芯プラスチック光ファイバカールコードであり、
第２は、芯樹脂からなる複数本の芯繊維の周りを該芯樹
脂よりも屈折率の低い鞘樹脂で同心円状に被覆し、その
周りを第３の樹脂で取り囲み、一纏めにしてなる多芯プ
ラスチック光ファイバ裸線を、該裸線の直径の２〜２０
倍の内径を有する円筒コイル状に成形してなる多芯プラ
スチック光ファイバカールコードである。

【０００７】本発明においては、上記裸線の周りに保護
被覆層を設けた、いわゆるケーブルを用いても好適にカ
ールコードを構成することができる。

【０００８】尚、図５は本発明のカールコードの縦断面
図であり、（ａ）は裸線を用いた場合、（ｂ）はケーブ
ルを用いた場合である。尚、本発明において円筒コイル
或いはカールコードの内径と言った場合には、裸線を成
形した場合には裸線表面から相対する表面までの距離
（ｒ₁ ）、ケーブルを用いた場合にはケーブルの表面か
ら相対する表面までの距離（ｒ₂ ）を言う。また同様に
して、外径はそれぞれ図中のＲ₁ 、Ｒ₂ を言う。また、
本発明において、裸線及びケーブルのいずれを成形した
ものもカールコードと称する。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１に本発明のカールコードの外
観、図２に本発明に用いられる多芯プラスチック光ファ
イバ裸線の断面図を示す。図中、１は芯、２は鞘であ
る。

【００１０】本発明において使用される芯樹脂として
は、各種の透明樹脂が使用でき、特に、公知のメチルメ
タクリレート系樹脂（ＰＭＭＡ）が使用できる。ＰＭＭ
Ａは、メチルメタクリレート単独重合体や、メチルメタ
クリレートを５０重量％以上含んだ共重合体であって、
共重合可能な成分として、アクリル酸メチル、アクリル
酸エチル、アクリル酸ブチルなどのアクリル酸エステル
類、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタ
クリル酸シクロヘキシルなどのメタクリル酸エステル
類、イソプロピルマレイミドのようなマレイミド類、ア
クリル酸、メタクリル酸、スチレンなどがあり、これら
の中から１種以上を適宜選択して共重合させることがで
きる。

【００１１】その他芯樹脂として好ましい樹脂として
は、スチレン系樹脂が使用できる。例えば、スチレン単
独重合体やスチレン−メチルメタクリレート共重合体な
どである。その他にポリカーボネート系樹脂も使用でき
る。ポリカーボネート系樹脂は耐熱性が高いこと、及び
吸湿性が低いという特徴を有する。またさらに、アモル
ファスポリオレフィン樹脂も使用できる。具体的には、
日本合成ゴム社製「アートン」、三井石油化学社製「Ａ
ＰＯ」、日本ゼオン社製「ゼオネックス」などの商品名
の樹脂などである。

【００１２】本発明において使用される鞘樹脂として
は、上記した芯樹脂よりも屈折率が低い樹脂であり、好
ましくは、芯樹脂の屈折率より０．００５〜０．２５低
い屈折率を有する樹脂を選択する。ここで屈折率とは、
ナトリウムＤ線で２０℃で測定した屈折率を言う。芯樹
脂と鞘樹脂の屈折率の差は通常０．０９±０．０１程度
であるが、高速の光通信伝送媒体として使用する場合に
は、この値が小さくなるように樹脂を選択する。逆に光
電センサーのような用途ではあまり高速を要求されない
ため、光量を大きくできるように、屈折率の差を大きく
して構成する。屈折率の差が０．００５未満では、光の
受光量が小さ過ぎるので限界であり、また、芯樹脂と鞘
樹脂の組合せから、０．２５を超える屈折率の差を設定
することは実質困難である。

【００１３】本発明に用いられる鞘樹脂として具体的に
例を挙げれば、芯樹脂がＰＭＭＡの場合には、ビニリデ
ンフロライド系樹脂やフルオロアルキルメタクリレート
を含む樹脂などが代表的である。中でも、本発明に適し
た鞘樹脂はビニリデンフロライド系樹脂である。この樹
脂は、芯樹脂のＰＭＭＡとの相溶性及び加工性に優れ、
芯と鞘が互いに溶解しあって物性的にも伸びがあり、機
会的強度の高い光ファイバを作製できる。

【００１４】上記ビニリデンフロライド系樹脂として
は、例えば、ビニリデンフロライドとヘキサフロロアセ
トンの共重合体、或いはこれらの２元成分にさらに、ト
リフロロエチレンやテトラフロロエチレンを加えた３元
以上の単量体成分からなる共重合体が非常に好ましい。
さらに、ビニリデンフロライドとヘキサフロロプロペン
の共重合体、或いはこれらの２元成分にさらに、トリフ
ロロエチレンやテトラフロロエチレンを加えた３元以上
の単量体成分からなる共重合体、さらにビニリデンフロ
ライドとテトラフロロエチレンの２元共重合体、特に、
ビニリデンフロライド８０モル％とテトラフロロエチレ
ン２０モル％からなる共重合体が好ましい。その他、ビ
ニリデンフロライドとトリフロロエチレンの２元共重合
体などがある。

【００１５】これらビニリデンフロライド系樹脂は屈折
率が１．４０近辺と比較的低いが、より狭い角度での出
射角を望む場合には、これらのビニリデンフロライド系
樹脂とメタクリレート系樹脂を混合したアロイを使用す
ると良い。メタクリレート系樹脂としては、メチルメタ
クリレートやエチルメタクリレートの単独重合体や、或
いは、これらを主体とする共重合体であり、これらにメ
チルメタクリレートやブチルアクリレートなどのアルキ
ルアクリレートやアルキルメタクリレートなどを共重合
しても良い。

【００１６】上記ビニリデンフロライド系樹脂とメタク
リレート系樹脂の混合割合は、それぞれの樹脂の屈折率
と配合重量割合の重量平均でおよそ求められる屈折率が
所望の値となるように、それぞれの混合比率を１％程度
から９９％程度の範囲で適度に選択すれば良い。

【００１７】その他、加工性はやや劣るが、フルオロア
ルキルメタクリレート系やフルオロアルキルアクリレー
ト系の重合体も使用できる。これらの重合体としては、
フッ化メタクリレートモノマーとしては、トリフルオロ
エチルメタクリレート、テトラフルオロプロピルメタク
リレート、ペンタフルオロプロピルメタクリレート、ヘ
プタデカフルオロデシルメタクリレート、オクタフルオ
ロペンチルメタクリレートなどがあり、フッ化アクリレ
ートモノマーとしては、トリフルオロエチルアクリレー
ト、テトラフルオロプロピルアクリレート、オクタフル
オロペンチルアクリレートなどがある。そしてこれらの
フッ素系モノマーの他に、高屈折率成分として、メチル
メタクリレートやエチルメタクリレートなどのメタクリ
レートモノマーやメチルアクリレートやエチルアクリレ
ート、ブチルアクリレートなどのアクリレートモノマー
などとのいろいろな組合せによる共重合体が挙げられ
る。その他、芯樹脂をＰＭＭＡ以外に変えた時には、既
に単芯のプラスチック光ファイバで公知の鞘樹脂を用い
ることができる。

【００１８】本発明において、多芯プラスチック光ファ
イバ裸線としては、その断面において、多数の芯繊維が
島として鞘樹脂の海に点在する形態が好ましいが、場合
によっては、図３に示すように、多数の芯繊維１のそれ
ぞれを鞘樹脂２が同心円状に取り囲んだ島が、第３の樹
脂３の海に点在するような形態でもよい。本発明におい
て用いられる上記第３の樹脂としては、ビニリデンフロ
ライド系の前記した、鞘として使用可能な樹脂などが好
ましく、透明なものの他、カーボンなどの顔料で着色し
たものなどが使用可能である。

【００１９】尚、以下の説明においては、芯繊維の島が
鞘樹脂の海に点在する形態を中心にして述べる。

【００２０】本発明において用いられる多芯プラスチッ
ク光ファイバ裸線の直径は０．１〜３．０ｍｍ程度が好
ましい。０．１ｍｍ未満では細過ぎて取り扱いづらく、
３．０ｍｍを超えると剛直になり、やはり取り扱いづら
くなる。望ましくは０．５〜１．５ｍｍである。

【００２１】本発明において多芯プラスチック光ファイ
バ裸線の断面積に対する芯の断面積の総和の割合は、好
ましくは３０〜９８％である。３０％未満では光量が少
なく、また、９８％を超えると鞘樹脂が満遍なく分配さ
れなくなる恐れがあり好ましくない。望ましくは７０〜
９５％である。

【００２２】本発明において多芯プラスチック光ファイ
バ裸線内の芯繊維の本数は、好ましくは７〜１００００
本である。７本未満では実質多芯とした効果が薄く、ま
た、１００００本を超えても効果が変わらなくなり、細
い芯繊維を形成する分製造上好ましくなくなる。望まし
くは７〜６０００本である。また、芯繊維の直径は、好
ましくは１５〜２００μｍである。

【００２３】本発明においては、図４に示すように、上
記多芯プラスチック光ファイバ裸線の周囲に保護被覆層
４を形成したケーブルを裸線と同様にして用いることも
できる。本発明に用いられる保護被覆層の素材として
は、ポリエチレン、エチレンービニルアルコール共重合
体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリプロピレン、
ポリ塩化ビニル、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、
ポリエステル樹脂、シリコン樹脂、架橋ポリオレフィン
樹脂、架橋ポリ塩化ビニル樹脂などが挙げられる。ま
た、保護被覆層の厚みは通常１０μｍ〜２．０ｍｍであ
る。

【００２４】本発明においては、上記多芯プラスチック
光ファイバ裸線或いはケーブルを円筒コイル状に成形
し、伸縮性を付与する。この成形方法としては、裸線或
いはケーブルを所望の直径の丸棒に巻き付け、過熱によ
り巻癖をつける方法が一般的であり、ケーブルの場合に
は巻癖をつけた状態でケーブル外被を架橋反応させてよ
り強固な巻癖を付与したり、或いは特殊な塗液を塗って
巻癖を補強することもできる。また、得られたカールコ
ードの一端を、カールの中空部をくぐらせて反転カール
とすることにより、より強固な伸縮性を付与することが
できる。

【００２５】本発明のカールコードの円筒コイル径は、
内径が多芯プラスチック光ファイバ裸線の直径の２〜２
０倍になるように成形する。１倍未満ではカールコード
の伸縮性が小さいことと、光ロスが大きくなることから
好ましくなく、２０倍より大きいとかさ高くなる。光ロ
スが許容され且つ小型の範囲として望ましくは、２〜１
０倍である。カールコードの円筒コイル径を小さくし
て、光ロスを少なくするためには、多芯プラスチック光
ファイバの個々の芯繊維の直径をより小さくする、或い
は、芯樹脂と鞘樹脂の屈折率の差を大きくすることによ
って可能である。

【００２６】本発明のカールコードは光ロスが少なく小
型化が可能であるため、光通信の伝送媒体として使用す
ることができる。具体的には、パーソナルコンピュータ
や、オーディオビジュアル機器、交換機、電話、ＯＡ機
器、ＦＡ機器などに用いられ、光データリンクに接続さ
れる。デスクトップのパーソナルコンピュータのＬＡＮ
を例にとれば、そのＬＡＮカードに接続されたインター
フェースケーブルは非常に屈曲が激しいが、このような
用途に本発明のカールコードは最適である。その他ポー
タブルのオーディオビジュアル機器、ＦＡ機器などにも
適用できるところが多い。また本発明のもう一つの用途
は、光電スイッチのセンサーユニットであり、これは信
号の速度としては比較的遅いものの、機械装置のセンサ
ーとして使用される関係上、コンパクトに収納される必
要があるからである。

【００２７】

【実施例】

［実施例１］芯樹脂として屈折率ｎ_d20 ＝１．４９２の
ポリメチルメタクリレート樹脂、鞘樹脂としてｎ_d20 ＝
１．４０３のビニリデンフロライドとテトラフロロエチ
レンからなる共重合体を使用した。芯繊維の本数を２１
７本とし、裸線の直径を１．１ｍｍとして、裸線の断面
積に対する芯の断面積の総和の割合が８５％となるよう
に多芯プラスチック光ファイバ裸線を形成した。この裸
線に低密度ポリエチレンを被覆し、ケーブル外径を２．
２ｍｍとする多芯プラスチック光ファイバケーブルを作
製した。このケーブルを２ｍカットし、一端をおよそ２
０ｃｍ残して直径３．０ｍｍの金属棒に丁寧に巻き付け
て固定した。その状態で、およそ１００℃の熱風炉の中
に１時間放置した後取り出した。得られたカールコード
の内径は３ｍｍ、外径は７．４ｍｍでカールの巻き数は
１０５回、カール部分の長さは２３５ｍｍで、非常にコ
ンパクトに仕上がった。

【００２８】上記カールコードにコネクターを取り付
け、６５７ｎｍの発光中心波長を持つトスリンクテスタ
ーで光パワーを測定したところ、−１７．５ｄＢｍであ
った。ちなみに、カール処理する前の多芯プラスチック
光ファイバケーブル２ｍ長の光パワーは−１５．８ｄＢ
ｍであり、１．７ｄＢのロスが認められるものの優れた
カール特性であると言える。

【００２９】［実施例２］実施例１と同様の多芯プラス
チック光ファイバケーブルを２ｍカットし、一端をおよ
そ２０ｃｍ残して、直径５．５ｍｍの金属棒に丁寧に巻
き付けて固定した。その状態で、およそ１００℃の熱風
炉の中に１時間放置した後取り出した。得られたカール
コードの内径は５．６ｍｍ、外径は１０．０ｍｍでカー
ルの巻き数は６５回であり、カール部分の長さは１４５
ｍｍであった。

【００３０】本実施例についても実施例１と同様に光パ
ワーを測定したところ、−１６．７ｄＢｍであった。

【００３１】本実施例のカールコードは、パソコンなど
のインターフェースケーブルとして、或いは、ポータブ
ルＤＡＴ用の光ケーブルとして、また、光電スイッチの
センサーユニットとしても光ロスが小さく使用可能であ
る。

【００３２】［比較例１］実施例１と同じ芯樹脂及び鞘
樹脂を用い、直径９８０μｍの芯繊維の周囲に鞘樹脂を
被覆して外径を１０００μｍとした。この裸線に低密度
ポリエチレンを被覆して外径が２．２ｍｍのケーブルを
作製した。このケーブルを２ｍカットし、一端をおよそ
２０ｃｍ残して、直径１５ｍｍの金属棒に丁寧に巻き付
けて固定した。得られたカールコードの内径は１５．６
ｍｍ、外径は２０．０ｍｍでカールの巻き数は３０回で
あり、カール部分の長さは６７ｍｍであった。

【００３３】実施例１と同様にして得られたカールコー
ドの光パワーを測定したところ、−１９．７ｄＢｍであ
った。ちなみにカール処理する前の多芯プラスチック光
ファイバ２ｍ長の光パワーは−１４．５ｄＢｍであっ
た。

【００３４】［実施例３］直径１５ｍｍの金属棒に巻き
付ける以外は実施例１と同様にしてカールコードを作製
した。得られたカールコードの内径は１５．６ｍｍ、外
径は２０．０ｍｍでカールの巻き数は３０回であり、カ
ール部分の長さは６７ｍｍであった。

【００３５】本実施例のカールコードの光パワーは、実
施例１と同様の測定により、−１６．５ｄＢｍであっ
た。

【００３６】［比較例２］比較例１と同様の単芯プラス
チック光ファイバケーブルを２ｍカットし、一端をおよ
そ２０ｃｍ残して、直径５．５ｍｍの金属棒に丁寧に巻
き付けて固定した。その状態で、およそ１００℃の熱風
炉の中に１時間放置した後取り出した。得られたカール
コードの内径は５．６ｍｍ、外径は１０．０ｍｍで、カ
ールの巻き数は６５回であり、実施例１と同様の測定に
より、光パワーは−２４．０ｄＢｍであった。ちなみ
に、カール処理する前の多芯プラスチック光ファイバ２
ｍ長の同様の光パワーは−１４．５ｄＢｍであった。

【００３７】［実施例４］実施例１と同様の多芯プラス
チック光ファイバ裸線を２ｍカットし、一端をおよそ２
０ｃｍ残して、直径３．０ｍｍの金属棒に丁寧に巻き付
けて固定した。その状態で、およそ１００℃の熱風炉の
中に１時間放置した後取り出した。得られたカールコー
ドの内径は３．０ｍｍ、外径は５．０ｍｍで、カールの
巻き数は１３２回であり、カール部分の長さは１３２ｍ
ｍであった。

【００３８】本実施例のカールコードの光パワーは、実
施例１と同様の測定により、−１６．３ｄＢｍであっ
た。尚、カール処理する前の裸線２ｍ長の光パワーは−
１５．８ｄＢｍであった。

【００３９】

【発明の効果】本発明のカールコードは、多芯プラスチ
ック光ファイバを用いているため、光ロスが非常に少な
く、より小さい内径のコンパクトなカールコードとして
信号伝送やセンサー用途に使用することが可能となっ
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のカールコードの外観を示す図である。

【図２】本発明に用いられる多芯プラスチック光ファイ
バ裸線の断面図である。

【図３】本発明に用いられる多芯プラスチック光ファイ
バ裸線の断面図である。

【図４】本発明に用いられる多芯プラスチック光ファイ
バケーブルの断面図である。

【図５】本発明のカールコードの縦断面図である。

【符号の説明】

１芯２鞘３第３の樹脂４保護被覆層５多芯プラスチック光ファイバ裸線６多芯プラスチック光ファイバケーブル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】芯樹脂からなる複数本の芯繊維の周りを
該芯樹脂よりも屈折率の低い鞘樹脂で取り囲み、一纏め
にしてなる多芯プラスチック光ファイバ裸線を、該裸線
の直径の２〜２０倍の内径を有する円筒コイル状に成形
してなることを特徴とする多芯プラスチック光ファイバ
カールコード。
【請求項２】芯樹脂からなる複数本の芯繊維の周りを
該芯樹脂よりも屈折率の低い鞘樹脂で同心円状に被覆
し、その周りを第３の樹脂で取り囲み、一纏めにしてな
る多芯プラスチック光ファイバ裸線を、該裸線の直径の
２〜２０倍の内径を有する円筒コイル状に成形してなる
多芯プラスチック光ファイバカールコード。
【請求項３】上記多芯プラスチック光ファイバ裸線の
周囲に保護被覆層を設けた請求項１又は２記載の多芯プ
ラスチック光ファイバカールコード。
【請求項４】上記裸線の直径が０．１〜３．０ｍｍ、
裸線の断面における芯繊維の断面積の占める割合が３０
〜９８％、裸線の有する芯繊維の本数が７〜１００００
本である請求項１〜３いずれかに記載の多芯プラスチッ
ク光ファイバカールコード。
【請求項５】上記円筒コイル状の内径が上記裸線の２
〜１０倍である請求項１〜４いずれかに記載の多芯プラ
スチック光ファイバカールコード。
【請求項６】光通信の伝送媒体である請求項１〜５い
ずれかに記載の多芯プラスチック光ファイバカールコー
ド。
【請求項７】光電スイッチのセンサーユニットである
請求項１〜５いずれかに記載の多芯プラスチック光ファ
イバカールコード。