(57)【要約】【課題】波長分散・複屈折が小さく、実装の容易な光ファイバーを提供する。【解決手段】コア２及びクラッド３の上に１次コーティング４を施す。１次コーティング４には抵いヤング率の加熱硬化型又は紫外線硬化型のシリコーンゴムを用いる。１次コーティング４を施した光ファイバー１に対して捻り率を加え、押し出し法によって２次コーティング５を施す。２次コーティング５の材料としては、１次コーティング４よりもヤング率が高くゴム弾性の高い加熱硬化型又は室温硬化型のシリコーンゴムを用いる。押し出し法に用いる型の外径を、１次コーティング４を施した光ファイバー１の外径よりも大きく、且つ２次コーティング５のシリコーンゴムが硬化収縮した状態でその内径が１次コーティング４を施した光ファイバー１の外径と等しくなるように設定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２層以上のコーティングが施された光ファイバー心線において、
第１のコーティングが施された光ファイバーの外側に、硬化収縮した状態でその内径が前記第１のコーティングの外径と等しくなるような第２のコーティングが施されていることを特徴とする光ファイバー心線。
【請求項２】
前記第２のコーティングの材料は、前記第１のコーティングの材料よりもヤング率が高いことを特徴とする請求項１記載の光ファイバー心線。
【請求項３】
２層以上のコーティングが施された光ファイバー心線において、
コーティング層における少なくとも１つの層間に隙間が設けられていることを特徴とする光ファイバー心線。
【請求項４】
光ファイバーが、チューブの中に挿入されていることを特徴とする光ファイバー心線。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信・計測用に用いられる光ファイバーに係り、特に、光ファイバーにコーティングを施した光ファイバー心線に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバーケーブルに使用される光ファイバー心線は、従来の銅を使用したケーブル心線に比べて無誘導、細径、軽量であり、可とう性に優れ、低損失、広帯域などの長所を有している。このため、新しい通信伝送路として開発が進められ、急速に普及している。また、光ファイバーは、雷や電波雑音の影響を受けないため、電圧、電流、磁界の測定を行うための光ファイバー応用センサーの開発も進んでいる。
【０００３】
このような通信・計測用に用いられる光ファイバー心線の一例として、使用波長において伝送可能なモードの数が１つのファイバーであるシングルモードファイバーを用いた心線を、図１２に従って以下に説明する。すなわち、光ファイバー１は、光が実際に伝播する部分であるコア２の周囲に、コア２より僅かに屈折率の小さいクラッド３を形成することにより構成されている。このコア２及びクラッド３の素材としては、石英が広く用いられているが、この石英の表面に僅かな傷が生じると、印加される張力や温度伸縮、水分の浸透などによって傷が成長して、いずれ破壊に至る。
【０００４】
そこで、通常の光ファイバー１は、その製造過程においてクラッド３の周囲に保護コーティング１ａを施すことにより光ファイバー心線を構成し、空気中の水分や塵埃に触れることによる傷の発生を防止して、信頼性の向上を図っている。この保護コーティング１ａの材料としては、シリコーンゴム等の熱硬化型または紫外線硬化型の樹脂が用いられている。
【０００５】
ところで、以上のようなシングルモードの光ファイバー心線は、保護コーティング１ａの熱膨張により波長分散・複屈折が生じる場合があるが、これに対処するため、光ファイバー１を捻って用いることが広く行われている。これは、光ファイバー１にある特定の捻りを加えると、波長分散が０になり、長距離通信が可能となるからである。また、ファラデー効果を用いた磁気計測装置においては、捻りによって複屈折を小さくすることができ、ファラデー効果のみを測定することができるからである。
【０００６】
なお、このように光ファイバー１に捻りを加えた場合には、その捻りの保持は、光ファイバー１の両端をコネクターで固定することや、その両端を接着固定することにより行われている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記のような構成の光ファイバー心線には、以下のような問題点があった。すなわち、捻りを保持するために光ファイバー１を固定すると、その固定箇所において、波長分散・複屈折が発生することになる。また、光ファイバー１は局部的に半径の小さな曲がりを生じ易く、これも複屈折の原因となる。さらに、捻った光ファイバー１は、常に引っ張り力を加えて保持するように実装しないと、もつれて切れる可能性がある。
【０００８】
また、保護コーティング１ａの材料として加熱硬化型や室温硬化型のシリコーンゴムを用いると、以下のような問題があった。すなわち、加熱硬化型シリコーンゴムは高温で硬化させる必要があるため、使用温度である常温とした場合に、収縮によって光ファイバー１に応力が加わり、波長分散や複屈折を生じる。また、室温硬化型のシリコーンゴムにおいても、硬化時の収縮によって、同様に波長分散や複屈折を生じる場合がある。
【０００９】
本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決するために提案されたものであり、その目的は、光ファイバーの捻りを正確に保持した状態で実装でき、波長分散・複屈折を防止できる光ファイバー心線を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、２層以上のコーティングが施された光ファイバー心線において、第１のコーティングが施された光ファイバーの外側に、硬化収縮した状態でその内径が前記第１のコーティングの外径と等しくなるような第２のコーティングが施されていることを特徴とする。
【００１１】
以上のような請求項１記載の発明では、硬化収縮により１次コーティングの外径と等しくなる２次コーティングが施されているので、光ファイバーに加わる応力が低減し、複屈折が低減する。
【００１２】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の光ファイバー心線において、前記第２のコーティングの材料は、前記第１のコーティングの材料よりもヤング率が高いことを特徴とする。
【００１３】
以上のような請求項２記載の発明では、２次コーティングは１次コーティングよりもややヤング率が高いので、光ファイバーの捻りが安定に保持され、より柔らかい１次コーティングによって外力が吸収されるとともに、固い２次コーティングによってコーティング剥離などの損傷から保護される。
【００１４】
請求項３記載の発明は、２層以上のコーティングが施された光ファイバー心線において、コーティング層における少なくとも１つの層間に隙間が設けられていることを特徴とする。
【００１５】
以上のような請求項３記載の発明では、コーティングの層間に隙間が設けられているので、この隙間にコーティングの熱膨張差が吸収され、光ファイバーに加わる応力が低減するので、複屈折が低減する。
【００１６】
請求項４記載の発明は、光ファイバーが、チューブの中に挿入されていることを特徴とする。
【００１７】
以上のような請求項４記載の発明では、チューブの中に光ファイバーが挿入されているので、チューブによって光ファイバーが保護される。
【発明の効果】
【００１８】
以上のように、本発明によれば、光ファイバーの捻りを正確に保持した状態で実装可能で、波長分散・複屈折を防止可能の光ファイバー心線を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の実施の形態を図面に従って以下に説明する。なお、図１に示した従来技術と同様の部材は同一の符号を付して説明する。
【００２０】
（１）第１の実施の形態
第１の実施の形態を図１に従って以下に説明する。
【００２１】
（構成）
まず、本実施の形態の構成を説明する。すなわち、コア２及びクラッド３から成る光ファイバー１の上には、１次コーティング４が施されている。この１次コーティング４には低いヤング率の加熱硬化型又は紫外線硬化型のシリコーンゴムが用いられている。このように１次コーティング４を施した光ファイバー１に対しては、あらかじめ必要な捻り率が加えられ、さらに、押し出し法によって２次コーティング５が施されている。
【００２２】
この２次コーティング５の材料としては、１次コーティング４よりもヤング率が高くゴム弾性の高い加熱硬化型又は室温硬化型のシリコーンゴムが用いられている。また、押し出し法に用いる型の外径は、１次コーティング４を施した光ファイバー１の外径よりも大きく、且つ２次コーティング５のシリコーンゴムが硬化収縮した状態でその内径が１次コーティング４を施した光ファイバー１の外径と等しくなるように設定されている。
【００２３】
（作用・効果）
以上のような本実施の形態の作用・効果は以下の通りである。すなわち、２次コーティング５は、１次コーティング４よりもややヤング率が高いので、捻りを安定に保持する固さを有し、コーティング剥離などの損傷が有効に防止される。一方、１次コーティング４としては、加熱硬化型や紫外線硬化型の樹脂を用いてヤング率の小さいコーティングが施されている。従って、柔らかい１次コーティング４によって外力が吸収されるとともに、２次コーティングの熱膨張が吸収されるので、温度変化時に光ファイバーに加わる応力を低減することができる。
【００２４】
特に、押し出し法に用いられる型の外径は、２次コーティング５のシリコーンゴムが硬化収縮した状態で、２次コーティング５の内径が１次コーティング４を施した光ファイバー１の外径と等しくなるように設定されているので、室温で応力０の光ファイバーを実現させることが可能となり、波長分散や複屈折の発生を防止することができる。
【００２５】
（２）第２の実施の形態
第２の実施の形態を図２に従って以下に説明する。
【００２６】
（構成）
まず、本実施の形態の構成を説明する。すなわち、まず１次コーティング４を行った光ファイバー１に捻りが加えられ、その周囲に捻りを固定するための２次コーティング５が施されている。そして、２次コーティング５の周囲に間隙７が設けられ、２次コーティング５よりも固い３次コーティング６が施されている。
【００２７】
（作用・効果）
以上のような本実施の形態の作用・効果は以下の通りである。すなわち、２次コーティング５と３次コーティング６との間には、間隙７が設けられているので、光ファイバー１側は３次コーティングの熱膨張の影響を受けない。このため、２次コーティング５よりも固い３次コーティング６を行うことができる。
【００２８】
従って、１次コーティングのヤング率は低くして、光ファイバー１に加わる応力を最小にすることができるとともに、光ファイバー１側に熱膨張の影響を与える２次コーティングは、捻りを固定するに必要な程度の固さとし、外力からの保護はさらに固い３次コーティングで行うことにより、波長分散や複屈折の発生の防止と損傷の防止をより確実にすることができる。
【００２９】
（３）第３の実施の形態
第３の実施の形態を図３に従って以下に説明する。
【００３０】
（構成）
まず、本実施の形態の構成を説明する。すなわち、本実施の形態は、光ファイバー１を、チューブ８の中に挿入したものである。
【００３１】
（作用・効果）
以上のような本実施の形態の作用・効果は以下の通りである。すなわち、本実施の形態においては、光ファイバー１は、チューブ８内に挿入されているので、コーティングによる熱膨張の影響等を考慮する必要がない。また、光ファイバー１とチューブ８との間に生じる隙間が緩衝となるので、光ファイバー１が保護される。従って、光ファイバー１における波長分散や複屈折の発生防止と損傷防止を実現することができる。
【００３２】
（４）他の実施の形態
本発明は、上記のような実施の形態に限定されるものではなく、各部材の大きさ、形状、材質、数量等は適宜変更可能である。例えば、第２の実施の形態において、捻りの固定を光ファイバー１の両端に取り付けたコネクターなどの固定部材によって行い、２次コーティングを省略することも可能である。また、各コーティング層に異種材料を用いたり、図６に示すように、エアーギャップ９ａを設けることも有効である。
【００３３】
（５）参考例１
参考例１を図４に従って以下に説明する。
【００３４】
（構成）
まず、本参考例の構成を説明する。すなわち、本参考例においては、まず、コア２及びクラッド３によって構成された光ファイバー１に対して、１次コーティング４が施されている。そして、この１次コーティング４に対して２次コーティング５が施されているが、光ファイバー１は２次コーティング５の断面から見てその中心からずれた位置に設けられている。
【００３５】
（作用・効果）
以上のような本参考例の作用・効果は以下の通りである。すなわち、２次コーティング５と光ファイバー１の中心が一致していれば、光ファイバー１には均一な圧縮力が全方位より加わり、結果として発生する複屈折は最小となる。
【００３６】
しかし、本参考例においては、光ファイバー１の中心と２次コーティング５の中心がずれているので、上記のようなバランスは崩れて、直線複屈折が発生する。従って、この直線複屈折を利用して、簡易な高複屈折ファイバーを実現することが可能となり、例えば、本参考例をコイル状にしてセンサーとして用いる場合には、曲げによって複屈折を相殺する直線複屈折が加わるので、複屈折の低減を図ることができる。
【００３７】
また、参考例１における光ファイバー心線の断面形状は、回転体でなければ同様の効果が期待できる、例えば、楕円若しくは図５に示すような長方形の断面形状にすれば、磁界や電流のセンサーに用いるためのファイバーコイルを制作する際に、光ファイバーの曲がりによる直線複屈折の発生を相殺するように偏心量を制御することによって、低複屈折の光ファイバーコイルを実現させることができる。
【００３８】
（６）参考例２
参考例２を図７に従って以下に説明する。
【００３９】
（構成）
まず、本参考例の構成を説明する。すなわち、本参考例においては、光ファイバー１に対してヤング率の低いシリコーンゴムの１次コーティング４が施され、この１次コーティング４の周囲に、ヤング率の高い２次コーティング５が施されている。更に、２次コーティング４の周囲には、フッ素樹脂による３次コーティング９が施されている。
【００４０】
（作用・効果）
以上のような本参考例の作用・効果は以下の通りである。すなわち、本参考例においては、フッ素樹脂による３次コーティング５が施されているので、耐薬品性が向上し、長期の使用が可能となる。特に、ＳＦ６ガスを多用する高圧絶縁機器内のセンシングに用いる光ファイバー１として用いる場合に有効となる。
【００４１】
（７）参考例３
参考例３を図８に従って以下に説明する。
【００４２】
（構成）
まず、本参考例の構成を説明する。すなわち、本参考例においては、複数条の溝が形成され、断面が櫛形となったガイド１０が用いられている。このガイド１０は押し出し法によるゴム材が使用されている。ガイド１０に形成された溝幅は、光ファイバー１の仕上がり外径の２０倍以内に形成されている。そして、ガイド１０の溝にはそれぞれ、光ファイバー１が収納され、その上部は蓋１１が装着されることによって封じられている。
【００４３】
（作用・効果）
以上のような本参考例の作用・効果は以下の通りである。すなわち、光ファイバー１の曲がりが溝によって拘束されるため、光ファイバー１を捻ったとき発生するキンク（よじれ）を抑制することができる。従って、光ファイバー１に波長分散や複屈折を生じさせることなく実装することが可能となる。
【００４４】
また、ガイド１０は押し出し法によるゴム材が用いられているので、外力が吸収されて光ファイバー１が保護される。また、ゴム材によるガイド１０は可とう性を有するため、光ファイバー１の配置形状の自由度が増す。
【００４５】
さらに、蓋１１によって、ガイド１０の溝からファイバーが飛び出ることが防止される。
【００４６】
（８）参考例４
参考例４を図９に従って以下に説明する。
【００４７】
（構成）
まず、本参考例の構成を説明する。すなわち、本参考例においては、Ｖ型の溝を設けたガイド１４が用いられている。このガイド１４の溝の中に、光ファイバー１が設置され、保持されている。
【００４８】
（作用・効果）
以上のような本参考例の作用・効果を以下に説明する。すなわち、光ファイバー１は自重によってガイド１４の溝底に収まり、曲がりが拘束されるため、光ファイバー１を捻ったときに発生するキンクが抑制される。
【００４９】
特に、光ファイバー１を屈曲させる必要があるところに用いると、光ファイバー１に張力が加わっても、その張力はＶ溝で支えられ、直交する２成分からの力（Ｆａ，Ｆｂ）に分離されるため、複屈折は相殺され、複屈折の低減を図ることができる。
【００５０】
（９）参考例５
参考例５を図１０に従って以下に説明する。すなわち、光ファイバーは各種のセンサーとしても用いられ、特に磁界、電流や回転運動を検出するためのセンサーには、光ファイバーを多数回巻き付けた光ファイバーコイルが用いられる。本参考例は、参考例３の光ファイバー心線を用いた光ファイバーコイルの一例である。
【００５１】
（構成）
まず、本参考例の構成を説明する。すなわち、円筒状の巻枠１３の周りにガイド１１が巻き付けられ、この中の溝に沿って光ファイバー１が巻かれている。ガイド１１は１周で溝１つ分ずれるように斜めに巻き付けられ、更に、若干の間隙が設けられているので、１周目から２周目、２周目から３周目と移るときの光ファイバー１の急な曲がりが避けられている。そして、光ファイバー１を巻き付けた後のガイド１１には、蓋１２が装着されている。
【００５２】
（作用・効果）
以上のような本参考例の作用・効果は以下の通りである。すなわち、ガイド１１は１周で溝１つ分ずれるように斜めに巻き付けられ、さらに、若干の間隙を設けることによって光ファイバー１の急な曲がりが避けられているので、光ファイバーコイルにおける複屈折の発生を抑制することが可能となる。
【００５３】
従って、かかる光ファイバーコイルをセンサー部に使用する事によって、複屈折による誤差を低減でき、高精度のセンサーが実現できる。
【００５４】
（１０）参考例６
参考例６を図１１に従って以下に説明する。
【００５５】
（構成）
まず、本参考例の構成を以下に説明する。すなわち、本参考例においては、巻枠１３の周りの数点に櫛型のガイド１１が設置されている。そして、このガイド１１には、その溝に沿って光ファイバー１が巻き付けられ、それぞれ蓋１２が装着されている。
【００５６】
（作用・効果）
以上のような本参考例の作用・効果は以下の通りである。すなわち、光ファイバー１のガイド１１は必ずしも全周に必要なわけではなく、部分的に保持しただけでも、十分にその効果を得ることができる。特に、本参考例のように、部分的にガイド１１を取り付けると、光ファイバー１とガイド１１との間の摩擦が大きい場合に、複屈折を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の光ファイバー心線の第１の実施の形態を示す断面図である。
【図２】本発明の光ファイバー心線の第２の実施の形態を示す断面図である。
【図３】本発明の光ファイバー心線の第３の実施の形態を示す断面斜視図である。
【図４】光ファイバー心線の参考例１を示す断面図である。
【図５】光ファイバー心線の参考例を示す断面図である。
【図６】本発明の光ファイバー心線の他の実施の形態を示す断面図である。
【図７】光ファイバー心線の参考例２を示す断面図である。
【図８】光ファイバー心線の参考例３を示す断面図である。
【図９】光ファイバー心線の参考例４を示す断面図である。
【図１０】光ファイバーコイルの参考例５を示す斜視図である。
【図１１】光ファイバーコイルの参考例６を示す斜視図である。
【図１２】従来の光ファイバー心線の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５８】
１...光ファイバー
１ａ...保護コーティング
２...コア
３...クラッド
４...１次コーティング
５...２次コーティング
６...３次コーティング
７...間隙
８...チューブ
９...エアーギャップ
１０...コーティング
１１...ガイド
１２...蓋
１３...巻枠
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2006106795.tif 000011
【図１０】
2006106795.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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