JPS62208011A - 金属被覆光フアイバ心線 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は細径にして水素環境下、側圧下、水圧下におけ
る光伝送安定性に優れた、低損失な光ファイバ心線に関
するものである。

（従来の技術） 光伝送用媒体として使用される光学ガラスファイバは、
通常その直径が２００μｍ以下であり、また材質的に脆
′いので、その表面に傷が発生し易く、−二の傷が応力
集中源になり、外部から外力が加わった場合、容易に破
断してしまう。またガラスファイバに側圧等の外力が作
用してファイバにマイクロベンドが生じると、光伝送損
失が増加する。

このため一般的に第６図に示すように、ガラスフフィバ
１の表面にはヤング率０．　ｂｇ　／　ｉｍ２程度の軟
らかいプラスチック等の緩衝層２を施して光ファイバ素
線３とし、さらにヤング率５０ｋｇ　／　ｏｒ１程度の
硬いプラスチック等の被覆層４を施して外径０．３〜１
　、０ｍｍ程度の光ファイバ心線５として取り扱われる
。さらに光ファイバ心線はケーブル化され、屋外等で用
いられる。

しかしケーブル中に水分が混入した場合、ケーブルを構
成する金属材料間に発生する局部電池作用等によって水
分が電気分解され、水素が発生することが知られている
。前記緩衝層および被覆層の材料としてプラスチックを
用いた場合、水素のプラスチック中の拡散係数は約１Ｏ
−５ｄ／Ｓで、金属材料中の拡散係数に比べて１０００
倍程度大吉く、これらの材料中を水素が透過し易いので
、石英ガラス中の欠陥部と水素が反応して光損失が増加
する欠点がある。またブスチックのヤング率は通常５０
０ｋｇ／ｍ１以下であり、金属材料に比べて低いので、
光ファイバ心線に大きな側圧や水圧が作用すると、被覆
層が圧壊して、光損失が増加する欠点がある。。

このような欠点を補うため、特開昭５７−１４５０４４
号公報、特開昭５７−１１１２６６号公報に記載されて
いるように、光ファイバの外周へ蒸着または真空めっき
により、直接金属被覆を施す方法が用いられていた。

しかしこれらの構造は第７図に示すように、ガラスファ
イバ１の表面と金属層６との間に緩衝層を有していない
ので、金属層の被覆において、光ファイバにマイクロベ
ンドが生じ、低損失な光ファイバ心線の製造が困難であ
るという欠点があった。

一例として現在量も低損失なアルミ被覆光ファイバの損
失は、波長１．３μｍにおいて約１０ｄＢ／Ｋｍであり
、これ以上の低損失化は困難と思われる。

一方、特公昭５８−９０５４号公報に記載されているよ
うに、光ファイバの周囲にシリコーン緩１１ｉ１ｉＷを
施し、ナイロン被覆を施した第６図に示す構造の心線の
損失は０．３５ｄＢ／Ｋｌｌ程度であり、光ファイバの
理論限界にほぼ等しい低損失心線が実現されており、低
損失な光ファイバ心線を実現するには、緩衝層が不可欠
と考えられる。

また特開昭５６−３３６０２号公報、特開昭５６−７８
８０２号公報に記載のように、肉厚のある金属条体に特
殊な加工を施し、該金属条体内に光ファイバを埋め込む
ようにした構造も考えられている。

特開昭５６−３３６０２号公報、特開昭５６−７８８０
２号公報に記載の構造は第８図および第９図に示すよう
に、金属層として、組み合せ金属条を用いたり、突き合
せ成形管を用いたりしているが、突き合せ部からの水素
の浸入を防止するのは困難である。突き合せ部をろう付
けや、溶接によって密閉して、水素の浸入を防止するこ
とは可能であるが、この場合には製造工程において金属
層の温度が上昇して、金属層内部の光ファイバ素線もし
くは心線のプラスチック材料の特性を損なう恐れがある
ので、金属層の細径化は内径２１１程度が限界であり、
これ以上の細径化は困難であるという欠点がある。

金１ｉＩＷＩとして冷間引抜き成形管もしくは冷間押出
し成形管を用いる場合も、金属層内部の温度上昇を抑制
するため、内径２Ｉｉｍ程度が限界であり、また長尺製
造が困難であるという欠点がある。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は細径にして、十分な水素しゃ断性と耐側圧性、
耐水圧性を有し、長尺製造性に優れた低損失な金属被覆
光ファイバ心線を実現することにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明はガラスファイバの周囲に軟らかいプラスチック
等の１ＩＩｉｒ１１１を少なくとも１層施して光ファイ
バ素線とし、ざらにその周囲に金属材料からなる被覆層
を施し、金属の被覆方法として、突き合せ管の溶接成形
技術を用いず、プラスチック等の緩！Ｉ層の熱劣化を防
止するため、融点が２５０℃以下の低融点合金を押出し
被覆するかもしくは蒸着する。

本発明の金属被覆光ファイバ心線は、従来の光ファイバ
心線と異なり、長尺製造が可能で、心線外径の細径化が
可能であるという特長を有する。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例の構造をポリ断面図であって
、１は光ファイバ、２はプラスチック緩衝層、６は金属
被覆層を示す。外径１２５μｍのシングルモード光ファ
イバの周囲にプラスチック緩Ｉｉ層としてシリコーン樹
脂を外径約４００μ１１施し、ざらにＰｂ約３８％、Ｓ
ｎ約６２％の合金を押出し被覆して外径０．６ｍｍとし
た。合金の融点は約１８０℃で、ナイロンの融点と同等
である。従来のナイロン被覆心線と同様の製造工程、製
造速度で心線を製造できた。

なお、合金の融点が約２５０℃以上になると、最も耐熱
性のある！Ｉｆｒ層材料であるシリコーン樹脂の特性を
損なうと考えられる。このため、金属被覆層６の融点は
２５０℃以下に設定する必要がある。

この構造の光ファイバ心線の伝送損失は、波長１．３μ
ｍにて約１．０ｄＢ　／　Ｋ　ＩＩＩであり、実用にた
る低損失性を達成した。

第２図に光ファイバ心線に水圧を作用させた場合の、心
線被覆層の座屈水圧と心線外径の関係の計算値を示す。

図中、実線は被覆層に低融点合金を用いた場合、破線は
ナイロンを用いた場合を示す。ただしヤング率はそれぞ
れ３０００ｋｇ／　ｍｍ　２および１００ｋｇ／ｍｍ２
とし、被Ｎ層の内径は０．４ｍｍφとした。外径０．９
ｍｍφのナイロン被覆心線では、約５００気圧で被覆層
が座屈するのに対し、合金被覆心線では、外径０．６１
１ＩＩＩｌφでも３０００気圧程度の水圧に耐え、心線
外径の細径化および耐水圧の大幅向上が可能となる。な
お計算には次式を用いた。

ここでＰ：被覆層座屈水圧、 Ｅ：被覆層のヤング率 シ：被覆層のポアソン比（約０．３５　）ｔ：被覆層の
肉厚、ｄ：被覆層の外径 低融点合金を被覆した心線では、光ファイバの周囲金属
層を隙間なく施すことができるので、水素の透過を完全
に遮断することができ、水素雰囲気中でも光損失が増加
することな（使用可能であるという特長がある。

なお緩ｗ層２の材料としては、シリコーン系樹脂のほか
、ウレタン系、ブチル系、アクリル系もしくはりＯロブ
レン系樹脂でもよい。これらの樹脂の最高使用温度は約
２５０℃以下であり、最高使用温度を考慮して金属被覆
［１６の材料を選定するに示したＡ〜Ｐ等の低融点合金
が考えられる。

第３図は第１図に示した心線の製造工程図であって、９
は光ファイバプリフォームロッド、１０は線引炉、１１
は！１衝層被覆ダイスおよび硬化炉、１２は金属被覆層
被覆ダイスおよび金属材料溶融炉、１３はキャプスタン
、１４は巻取りリールを示す。

金属材料の融点はナイロンと同程度に低いので、容易に
被覆できる。

第１図の実施例において、金属被覆層６の材料としてビ
スマス合金を被覆したものも試作した。

製造方法は第３図と同等である。外径１２５μｍのシン
グルモード光ファイバの周囲にシリコーン樹脂を外径４
００μｌｌｌし、さらにビスマス合金を被覆して外径５
２０μｍとしたところ、波長１．３μｍにて約０．４２
　ｄＢ／　Ｋ　ｍと非常に低損失な金属被覆心線を得た
。

試作に用いたビスマス合金は１３ｉ約５５％、Ｐｂ約４
４％、融点約１３０℃であり、凝固時にほとんど体積収
縮を生じないという優れた特性を有しており、他の低融
点合金材料と異なって、凝固時の体積収縮作用によって
光ファイバ素線に圧縮力が作用すること５がないので、
低損失な心線を実現することができたと推定できる。

第４図は本発明の他の実施例の構造を示す断面図であっ
て、４はプラスチック被覆層を示す。この構造のように
、緩！Ｉｉ層２と金属被覆層６の間にプラスチック被覆
層４を設けても、第１図の光ファイバ心線と同様な長所
を有する。第５図も本発明の他の実施例の構造を示す断
面図であって、８は突き合せ成形の金属管である。

金属管８は、緩！！ｉｌｌ！２の上に金属被覆層６を直
接被覆することが材質的に困難な場合に用いる中間層で
ある。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明の金属被覆光ファイバ心線
は、光ファイバ素線の周囲に、低融点の合金からなる被
覆層を有するので、細径でありながら、耐水圧、耐側圧
が大きく、かつ水素雰囲気中での使用が可能であり、低
損失で長尺な光ファイバ心線を製造することができ、光
ファイバ心線の使用環境の拡大およびケーブル構造の細
径化、軽量化に大きく寄与できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構造を示す断面図、第２図
は光ファイバ心線の水圧特性図、第３図は本発明の金属
被覆光ファイバ心線の製造工程図、 第４図および第５図は本発明の他の実施例の構造を示す
断面図、 第６図は従来の光ファイバ心線の構造を示す断面図、 第７図は従来の金属被覆光ファイバの構造を示す断面図
、 第８図は光ファイバ心線の外側に金属層として組み合せ
金属条を用いた従来例の構造図、第９図は光ファイバ心
線の外側に金ａ層として突き合せ成形管を用いた従来例
の構造図である。 １・・・光ファイバ　　　２・・・プラスチック緩Ｗｉ
層３・・・光ファイバ素線　４・・・プラスチック被覆
層５・・・光ファイバ心線　６・・・金属被覆層１・・
・組み合せ金属条　８・・・突き合せ成形金属管９・・
・光ファイバプリフォームロッド１０・・・線引き炉 １１・・・緩衝層被覆ダイスおよび硬化炉１２・・・金
属被覆層被覆ダイスおよび金属材料溶融炉１３・・・キ
ャプスタン　　１４・・・巻取りリール特許出願人　　
　日本電信電話株式会社第１図 第２図 鯵Ａ！外径（ｍｍ　） 第３図 ｆ３キャ２＃ヌタン　　　　　／４オ番ＩＦＡ’）リイ
レ第６図 第８図 第９図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光伝送用ガラスファイバの周囲に緩衝層を少なくと
   も１層施し、この周囲に被覆層を施してなる光ファイバ
   心線において、前記被覆層は融点が２５０℃以下の低融
   点合金であることを特徴とする金属被覆光ファイバ心線
   。 ２、光伝送用ガラスファイバの周囲に緩衝層を少なくと
   も１層施し、この周囲に被覆層を施してなる光ファイバ
   心線において、前記被覆層はプラスチック被覆層と、こ
   のプラスチック被覆層の外周に施す融点が２５０℃以下
   の低融点合金であることを特徴とする金属被覆光ファイ
   バ心線。 ３、光伝送用ガラスファイバの周囲に緩衝層を少なくと
   も１層施し、この周囲に被覆層を施してなる光ファイバ
   心線において、前記被覆層は突き合せ成形金属管と、こ
   の突き合せ形成金属管の外周に施す融点が２５０℃以下
   の低融点合金であることを特徴とする金属被覆光ファイ
   バ心線。 ４、低融点合金は、スズ合金もしくは鉛合金もしくはビ
   スマス合金であることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項または第２項または第３項記載の金属被覆光ファイバ
   心線。