JPS60247610A - 無機フアイバ保護構造体 - 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】 発明の目的 産業上の利用分野 この発明は、たとえばレーザ光透過ファイバなどの無機
ファイバを可撓性を有しつつ保護するように構成した無
機ファイバ保護構造体の構造の改良に関する。

従来の技術 レーザメス用レーザ光透過ファイバ、ファイバ式温度計
測装置などの計測ファイバ、および光通信用ファイバな
ど無機ファイバの利用が拡がっているが、繰返し屈曲を
受ける部分に用いられる場合には、無機ファイバがしな
やかに屈曲することが要請される。さもないと、無機フ
ァイバが過度に曲げられ、特性の劣化あるいは折損が起
るからである。

そこで、無機ファイバと、可撓性を有しかつ該無機ファ
イバを保護する保護体とからなる無機ファイバ構造体が
従来から種々提案されている。

第７図は、従来の無機ファイバ保護構造体の一例を示す
横断面図である。第７図において１は通信用光ファイバ
束を示し、該光ファイバ束１の周囲にはＳｉコーティン
グ層２が形成されている。

このように３ｉコ一テイング層２が形成された光ファイ
バ束１は、中空状の保護体３内に挿入されている。保護
体３は、内側から順にナイロンチューブ４、ゴム層５お
よび塩化ビニル層６が積層されて形成された複合管であ
り、可撓性を有するように構成されている。第７図に示
した例では、このように可撓性材料により保護体３を構
成することにより、内挿された光ファイバ束１を保護す
るものである。

しかしながら、このような弾力性を有する有機材料を用
いた保護体３にあっては、過度に屈曲された場合の光フ
アイバ束１内のファイバの折損を防止するには、保護体
３を、かなりの厚みを有するように設けなければならず
、その結果保護構造体全体の重さが重くなったり、また
操作性が低下するという問題があった。

第８図は、従来の無機ファイバ保護構造体の他の例を示
す横断面図である。ここでは、光ファイバ束１は、ナイ
ロンチューブ４に内挿されており、さらに該ナイロンチ
ューブ４は保護体１３内に挿入されている。保護体１３
は、第９図に部分断面側面図で示すように、合わせ構造
の金属パイプ１５と、該金属パイプ１５の周囲に被覆さ
れたポリウレタン層１６とからなる。ここでは、合わせ
構造の金属パイプ１５により、可撓性を有しつつ、内部
の光ファイバ束１を保護するように構成されている。し
かしながら、このような金属の合わせ構造バイブ１５は
、屈曲し得るように構成されているが、その屈曲に対す
る動きは滑らかではなく、したがって作業性において劣
るという問題があった。

第１０図は従来の無機ファイバ保護構造体のさらに他の
例を示す横断面図である。第１０図に示した無機ファイ
バ保護構造体では、光ファイバ束１は、直接保護体２３
内に挿入されている。保護体２３は、内側からナイロン
ＷＩ２４、金属編組２５および塩化ビニル層２６の順に
積層されてなる複合管である。したがって、保護体２３
を構成する材料はすべて可撓性を有するため、第１０図
に示した保護構造体においても光ファイバ束１を可撓性
を有しつつ保護することが可能に構成されている。

しかしながら、第１０図に示した無機ファイバ保護構造
体でも、やはり金属編組２５を有するため、屈曲に対し
ての動きが滑らかではなり、シたがって操作性が劣ると
いう問題があつ１＝　。

特に図示はしないが、コルゲーションが形成された金属
の連続体により保護体を構成することも行なわれている
が、このような金属の連続体を用いた場合には、金属材
料がなりの硬度を有するため、操作性は第７図ないし第
１０図に示したものよりも劣るものにすぎなかった。

発明が解決しようとする問題点 それゆえに、この発明の目的は、上述の諸問題を解消し
、無機ファイバの変形に円滑に追随することができ、し
たがって操作性に優れ、かつ変形許容限度を越えて変形
されることにより発生する折損等の事故を確実に防止し
得る、無機ファイバ保＊＊ａ体を提供することにある。

発明の構成 問題点を解決するための手段 この発明は、要約すれば、無機ファイバと、該無機ファ
イバを保護する保護体とからなる無機ファイバ保Ｉ＠造
体において、保護体の少なくとも一部が′、使用温度域
にて変形され′ると応力誘起マルテンサイトを生じ、外
力を除去すると元の相に戻ることにより超弾性挙動を示
す、熱弾性型マルテンサイト変態を生じる合金により構
成されている、無機ファイバ保護構造体である。

「少なくとも一部が」であるから、保護体全体がこのよ
うな熱弾性型マルテンサイト変態を生じる合金により構
成されていてもよく、一部のみが該合金により構成され
ていてもよい。

また、「超弾性挙動を示す熱弾性型マルテンサイト変態
を生じる合金」としては、たとえばＮ１−Ｔｉ系合金、
Ｃｕ−ＡｆＬ−Ｎｉ系合金、Ｃｕ　−ＡＡ−Ｚｎ系合金
などの種々の公知の合金材料を用いることができる。

［使用温度域にて・・・超弾性挙動を示す」とは、言い
換えれば、逆変態温度が使用温度範囲より低い温度であ
ることを意味する。したがって、このような特性を示す
熱弾性型マルテンサイト変態を生じる合金を用いればよ
いことになる。

なお好ましくは、合金の超弾性挙動を示し得る限界歪は
、無機ファイバに変形許容限度の歪を発生させる応力が
与えられたときの該合金の歪よりも大きいように選ばれ
る。超弾性挙動を示し得る限界歪量をこのように設計す
ることにより、無機ファイバが折損する前に、合金部材
の方が超弾性挙動を示さず、通常の弾性変形を起こすた
め、無機ファイバが折損する前に保護体が急速に変形し
難くなり、したがって保護されるべき無機ファイバの折
損事故を確実に防止することができる。

作用 この発明は、上記したように超弾性挙動を利用するもの
であり、したがって通常の弾性変形を利用するものに比
べてはるかにしなやかに変形することができ、保護され
るべき無機ファイバの変形に迅速かつしなやかに追随さ
せることが可能である。これを、第６図の応力−歪特性
曲線を参照して説明する。第６図において、曲線■が、
この発明に用いる熱弾性型マルテンサイト変態を生じる
合金の応力−歪特性曲線である。この曲線Ｉは、Ｎｉ−
４４，７重量％Ｔｉ合金の室温での特性を示すものであ
る。この曲線Ｉがら明らがなように、この発明に用いら
れる合金は、Ｏ→Ａ−ＩＢ−Ｃのように変化する応力−
歪特性曲線を描く。したがって、変形がＡ点を越えてＢ
点に至るまでは、応力はあまり増加せず、超弾性挙動に
よりしなやかに変形し得ることがわかる。また、Ｂ点に
至るまでの変形を与えた後に、応力を除去した場合には
、はぼＢ−＋Ａ→０に近い曲線を描いて歪が除去される
。この挙動が超弾性挙動と呼ばれるものであり、見かけ
工数％の歪に対してゴムのように伸縮し得るものである
。

また、第６図において歪量が数％を越えると応力が急に
増加することがわかる。これは、歪量がＢ点を越えると
、もはや応力誘起マルテンサイト相は生じず、単なる弾
性変形を示すからである。

したがって、前述したように、この合金の超弾性挙動を
示し得る限界歪（第６図のＢ点の歪量）が、保護される
べき無機ファイバに変形許容限度の歪を与える応力が与
えられたときのこの合金の歪量よりも大きいように設計
すれば、無機ファイバが折損に至る前に合金が急速に変
形し難くなるので無機ファイバの過度の屈曲に基づく折
損等の事故を確実に防止し得ることがわかる。

実施例１ 第１図は、この発明の第１の実施例の縦断面図であり、
第２図は第１図のト」線断面図である。

この実施例では、レーザ光を透過する無機ファイバ束３
１が、ナイロンチューブ３２に挿入されており、該ナイ
ロンチューブ３２が、保護体３３にさらに挿入されてい
る。保護体３３は、ｘ＋　−４４，８重量％７ｉ合金か
らなる金属管３４と、該金属管３４に被覆されたフッ化
ビニル層３５とからなる。図示のように金属管３４には
コルゲーションが付けられており、したがって金属管３
４が超弾性挙動を示すことと相俟ってさらに屈曲がしな
やかに起こり得ることがわかる。

第１図および第２図に示した実施例の無機ファイバ保護
構造体をレーザメスの可動部分に用いて試験したところ
、従来のコルゲーションが形成されただけの金属管を用
いたものに比べて、はるかにしなやかに操作することが
でき、また過度に屈曲しようとしても、ある程度変形し
たところからは硬くなり曲げられないため、無機ファイ
バ３１に無理な応力がかかることもなく、折損等の事故
が起こらず、特性の劣化も少ないことが確められた。

実施例２ 第３図は、この発明の第２の実施例の縦断面図であり、
第４図は第３図のＩＶ−ＩＶ線断面図である。

第３図および第４図に示した無機ファイバ保護構造体で
は、Ｓｉコーティング層４２が形成されＩＣ光フアイバ
束４１が、保護体４３内に挿入されている。保護体４３
は、ナイロンチューブ４４と、ナイロンチューブ４４の
外側に撚線の形態で巻回されて溶着されたＮｉ−４４，
７重量％Ｔｉ　−０゜１重量％ｌ”ｅ合金線４５と、さ
らに外側に形成された塩化ビニル層４６とからなる。

第３図および第４図に示した無機ファイバ保護構造体を
、計測装置の可動部分に用いて試験したところ、これま
で用いられてきた無機ファイバ保”膜構造体に比べてし
なやかに変形することができ、はるかに操作性において
優れていることが確められた。また、過度に屈曲しよう
としても、ある程度の変形からは硬くなり屈曲すること
が難しいので、無機ファイバの折損事故も発生しないこ
とが確められ、さらに特性の劣化も少ないことがわかっ
た。

実施例３ 第５図は、この発明の第３の実施例の横断面図である。

ここでは、光ファイバ束５１が、Ｃｕ　−１４，０重量
％Ａ見−３，８重量％Ｎｉからなる断面異形（第５図か
ら明らかなようにセグメント形状）の合金線５２．５２
．５２により保護されている。該合金線５２には、図示
のように周囲にポリウレタンからなる樹脂被覆層５３が
形成されており、また第５図からは明らかではないが、
第３図に示した実施例と同様に各合金線５２は撚線の形
態で光ファイバ束５１の周囲に巻回されている。したが
って、３本の合金線５２，５２．５２により、筒状の保
護体が構成されており、この保護体のさらに外側に、ポ
リ塩化ビニル管５４が外挿されている。

第５図に示した実施例の無機ファイバ保護構造体を、通
信器の可動部における接続部材として用いて試験したと
ころ、従来の無機ファイバ保護構造体に比べて、はるか
にしなやかに変形することができ、したがって操作性に
優れ、また過度の屈曲を与えようとしても、ある程度の
変形からは堅くなり曲げられないため、無機ファイバ５
１が折損することもないことが確められた。さらに、特
性の劣化もほとんどないことがわかった。

発明の効果 以上のように、この発明によれば、保護体の少なくとも
一部が、使用温度域にて変形されると応力誘起マルテン
サイトを生じ、外力を除去すると元の相に戻ることによ
り超弾性挙動を示す、熱弾性型マルテンサイト変態を生
じる合金により構成されているため、すなわち超弾性挙
動を利用するものであるため、しなやかに変形すること
が可能な操作性に優れた無機ファイバ保護構造体を得る
ことが可能となる。また、超弾性挙動を利用するもので
あるため、過度に屈曲された場合には超弾性挙動を示す
領域を越えるので、曲げに対して硬くなり、したがって
無機ファイバの折損等の事故をも確実に防止し得ること
が可能となる。また、発熱等の異常が発生した場合にも
超弾性挙動を示す合金は、通常の弾性挙動を示すため、
曲がりにくくなり、したがってこのような異常をも感知
することが可能となる。

この発明は、たとえばレーザメスの接続ファイバ、ファ
イバ式非接触温度計測装置、光通信ケーブルおよびイメ
ージファイバ等の種々の用途に用いられ得るものである
ことを指摘しておく。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の第１の実施例を示す縦断面図であ
る。第２図は、第１図のｌ−１１線に沿う断面図である
。第３図は、この発明の第２の実施例を、示す縦断面図
である。第４図は、第３図の■−■線に沿う断面図であ
る。第５図は、この発明の第３の実施例を示す横断面図
であるｉ第６図は、この発明に用いられる熱弾性型マル
テンサイト変態を生じる合金の応力−歪特性曲線を示す
図である。第７図は、従来の無機ファイバ保護構造体の
一例を示す横断面図である。第８図は、従来の無機ファ
イバ保護構造体の他の例を示す横断面図である。第９図
は、第８図に示した無機ファイバ保護構造体の縦断面図
である。第１０図は、従来の無機ファイバ保護構造体の
さらに他の例を示す横断面図である。 図において、３１．４１．５２は無機ファイバを束ねて
光ファイバ束、３３．４３．５３は保護体、３４は超弾
性挙動を示す合金からなる金属管、４５は超弾性挙動を
示す合金線、５２は超弾性挙動を示す合金からなる断面
セグメント状の合金線を示す。 め１図 ■− め４図　第５図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　無機ファイバと、該無機ファイバを保護する保
   護体とからなる無機ファイバ保護構造体において、 前記保護体の少なくとも一部が、使用温度位置にて変形
   させると応力誘起マルテンサイトを生じ、外力を除去す
   ると元の相に戻ることにより超弾性挙動を示す、熱弾性
   型マルテンサイト変態を生じる合金により構成されてい
   ることを特徴とする、無機ファイバ保護構造体。 、　（２）　前記合金の超弾性挙動を示し得る限界歪は
   、前記無機ファイバに変形許容限度の歪を発生させる応
   力が与えられたときの該合金の歪よりも大きい、特許請
   求の範囲第１項記載の無機ファイバ保護構造体。