(57)【要約】【課題】長期的に伝送特性を維持しつつ、コネクタへの接続作業が容易な光ファイバ心線を提供する。【解決手段】石英ガラスからなるコア２と、石英ガラスからなり、コア２の外周を覆うように形成された第１クラッド層３と、第１クラッド層３の外周を覆うように形成された遮水層４と、プラスチックからなり、遮水層４の外周を覆うように形成された第２クラッド層５と、第２クラッド層５の外周を覆うように形成された外被７とを備え、コア２の径が１９０〜４００μｍの範囲に含まれ、第２クラッド層５の外径が２００〜４３０μｍの範囲に含まれる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
石英系ガラスからなるコアと、
石英系ガラスからなり、前記コアの外周を覆うように形成されるとともに前記コアより屈折率が小さいガラス層と、
前記ガラス層の外周を覆うように形成された遮水層と、
プラスチックからなり、前記遮水層の外周を覆うように形成されるとともに前記コアより屈折率が小さいプラスチック層と、
を備え、
前記コアの外径が１９０〜４００μｍの範囲に含まれ、前記プラスチック層の外径が２００〜４３０μｍの範囲に含まれる、光ファイバ心線。
【請求項２】
前記遮水層は、炭素被膜で形成されている、請求項１に記載の光ファイバ心線。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバ心線に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光ファイバの一種にハードプラスチッククラッド光ファイバ（以下、ＨＰＣＦと称す）と呼ばれるものがある。例えば、特許文献１には、石英系ガラスからなるコアガラスと、このコアガラスの外周上に設けられたフッ素系樹脂からなるハードプラスチック（ハードポリマー）のクラッド層と、このクラッド層の外周上に設けられたフッ素系樹脂からなる被覆層とを有するＨＰＣＦ心線が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２６４５９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のＨＰＣＦ心線は、クラッド層にハードプラスチックを用いている。このため、ＨＰＣＦ心線は、クラッド層が石英系のガラス材料で形成されている光ファイバ心線と比較して、変形しやすく加工が容易である。また、ＨＰＣＦ心線は、クラッド層を直接把持できるため、圧着式のコネクタを容易に取り付けることができる。
【０００５】
しかしながら、従来のＨＰＣＦ心線は、クラッド層が樹脂材料で形成されているため、高温多湿の環境下で長期間使用すると、水分が樹脂のクラッド層を通過してコアガラスまで到達する場合がある。コアガラスまで水分が到達すると、コアのＳｉＯ２の構造欠陥にＯＨ基が入り込みコアの伝送損失が増大してしまう。コアにおけるＳｉＯ２の構造欠陥とＯＨ基との反応は長期的に蓄積していくため、ＨＰＣＦ心線は、ガラス材料で形成されたクラッド層を有する光ファイバと比較して、長期的に伝送特性を維持することが難しい。
【０００６】
本発明は、長期的に伝送特性を維持しつつ、コネクタへの接続作業が容易な光ファイバ心線を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明の光ファイバ心線は、
石英系ガラスからなるコアと、
石英系ガラスからなり、前記コアの外周を覆うように形成されるとともに前記コアより屈折率が小さいガラス層と、
前記ガラス層の外周を覆うように形成された遮水層と、
プラスチックからなり、前記遮水層の外周を覆うように形成されるとともに前記コアより屈折率が小さいプラスチック層と、
を備え、
前記コアの外径が１９０〜４００μｍの範囲に含まれ、前記プラスチック層の外径が２００〜４３０μｍの範囲に含まれる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、長期的に伝送特性を維持しつつ、コネクタへの接続作業が容易な光ファイバ心線を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る光ファイバ心線の一例を示す概略断面図である。
【図２】図１の光ファイバ心線における光ファイバ素線の製造方法の一例を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜本発明の実施形態の概要＞
最初に本発明の実施形態の概要を説明する。
（１）光ファイバ心線は、
石英系ガラスからなるコアと、
石英系ガラスからなり、前記コアの外周を覆うように形成されるとともに前記コアより屈折率が小さいガラス層と、
前記ガラス層の外周を覆うように形成された遮水層と、
プラスチックからなり、前記遮水層の外周を覆うように形成されるとともに前記コアより屈折率が小さいプラスチック層と、
を備え、
前記コアの外径が１９０〜４００μｍの範囲に含まれ、前記プラスチック層の外径が２００〜４３０μｍの範囲に含まれる。
【００１１】
上記の光ファイバ心線によれば、ガラス層の外周を覆うように遮水層を設けたので、コアの外周を覆うように形成されたガラス層及びコアへの水分子の浸透を低減させることができる。これにより、コアにおけるＳｉＯ２の構造欠陥とＯＨ基との反応に起因する光ファイバの伝送損失の増大を抑えることができる。したがって、光ファイバ心線の伝送特性を長期的に維持することができる。また、上記の光ファイバ心線によれば、遮水層の外周にプラスチック層を形成し、そのプラスチック層の外径が従来のＨＰＣＦ素線の外径と同程度に形成されている。このため、コアの外周を覆うクラッド層が石英系のガラス材料で形成されている光ファイバ心線と比較して、上記の光ファイバ心線は変形しやすく加工が容易であり、光ファイバ用コネクタを接続する作業の際に取り扱い易い。また、上記の光ファイバ心線は、光ファイバ用コネクタに接続するための加工をする際に、プラスチック層が露出される。このため、接続作業において、プラスチック層を直接把持でき、圧着カット方式のコネクタ加工が可能となるので、作業現場での接続作業が容易となる。
【００１２】
（２）また、上記（１）の光ファイバ心線において、
前記遮水層は、炭素被膜で形成されていることが好ましい。
【００１３】
この光ファイバ心線によれば、遮水層を炭素被膜で形成したので、遮水性を十分に確保することができる。
【００１４】
＜本発明の実施形態の詳細＞
以下、本発明に係る光ファイバ心線の実施形態の一例について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本実施形態の光ファイバ心線１の概略断面図である。
図１に示すように、光ファイバ心線１は、コア２と、第１クラッド層３（ガラス層の一例）と、遮水層４と、第２クラッド層５（プラスチック層の一例）と、外被７と、を備える。コア２、第１クラッド層３、遮水層４、及び第２クラッド層５によって光ファイバ素線６が構成されている。
【００１６】
コア２は、石英系のガラスからなり、光ファイバ心線１の中心部に設けられている。本例のコア２の外径は２００μｍである。コア２の外径はこの例に限らず、３００μｍや４００μｍでも良く、１９０〜４００μｍの範囲に収まる寸法が好ましい。コア２の屈折率は、光伝搬時に光をコア２内に閉じ込めるために、後述の第１クラッド層３の屈折率より高くなるように設定されている。例えば、コア２には、純シリカにゲルマニウムやリンなどを添加したものが用いられる。
【００１７】
第１クラッド層３は、石英系のガラスからなり、コア２の外周を覆うように形成されている。第１クラッド層３の厚みは、製造する光ファイバ素線６の外径仕様によって決められる。例えば、光ファイバ素線６の外径が約２３０μｍの場合にコア２の外径を約２００μｍとすると、第１クラッド層３の厚みは例えば６〜８μｍに設定される。第１クラッド層３の屈折率は、コア２の屈折率より低い。例えば、第１クラッド層３には、純シリカにフッ素やホウ素などを添加したものが用いられる。
【００１８】
遮水層４は、アモルファスカーボンの薄膜層からなる炭素被膜、あるいはチタンの薄膜層からなる金属被膜等によって形成され、第１クラッド層３の外周を覆うように設けられている。遮水層４の厚みは、この例では０．０３〜０．０６μｍである。
【００１９】
第２クラッド層５は、プラスチック材からなり、遮水層４の外周を覆うように形成されている。プラスチック材としては、機械的強度があり、可撓性を有し、かつ透明性に優れた硬化物が得られる樹脂が好ましい。例えば、ウレタン（メタ）アクリレート、ポリエーテル（メタ）アクリレート等の透明な紫外線硬化型樹脂などが挙げられる。第２クラッド層５の厚みは、光ファイバ素線６の径の大きさからコア２の径の大きさと、第１クラッド層３の厚みと、遮水層４の厚みとを減じた値になる。例えば、光ファイバ素線６の外径が約２３０μｍである場合、第２クラッド層５の厚みは７〜９μｍになる。これは、光ファイバ用コネクタとの関係で光ファイバ素線の径の大きさがある程度規格化されており、その規格に光ファイバ素線６の径の大きさを適合させるためである。
【００２０】
プラスチックのクラッド層を有したハードプラスチッククラッドファイバ（ＨＰＣＦ）心線を光配線に用いるときには光ファイバ用コネクタを装着するが、その装着部では外被７を除去してＨＰＣＦ素線をコネクタに直接はめ込む。このため、ＨＰＣＦ素線の径は、光ファイバ用コネクタにはめ込みできる寸法に形成されている。また、光ファイバ用コネクタの径は、ＪＩＳ規格で決められている。ＨＰＣＦ素線の径は、通常、例えばコアの径が２００μｍのときは２３０μｍまたは２５０μｍに形成され、コアの径が３００μｍのときは３３０μｍに形成され、コアの径が４００μｍのときは４３０μｍに形成される。そこで、この形態に係る光ファイバ素線６の径もこれらのＨＰＣＦ素線の径の大きさと同様に形成され、第２クラッド層５を含む光ファイバ素線６の外径は、２００μｍ〜４３０μｍの範囲に収まる寸法が好ましい。そして、光ファイバ素線６の一部を構成する第２クラッド層５の厚みは光ファイバ素線６の径に応じた厚みに決定され、例えば、１５〜１７μｍ程度が好ましい。また、第２クラッド層５の材質もＨＰＣＦ素線におけるクラッドの材質（ハードプラスチック）と同様の材質が用いられる。
【００２１】
また、第２クラッド層５の屈折率は、コア２より小さい。第２クラッド層５の屈折率は、第１クラッド層３の屈折率より小さくても大きくても良く、同程度であっても良い。
【００２２】
外被７は、熱可塑性樹脂からなり、第２クラッド層５の外周を覆うように形成されている。外被７は、例えばエチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）などのフッ素系熱可塑性樹脂等からなり、押出被覆により形成される。外被７の厚みは、特に限定されないが、例えば外被７の外径、即ち光ファイバ心線１の外径が５００μｍあるいは９００μｍになるように形成される。
【００２３】
次に、光ファイバ心線１の製造方法について図２を参照して説明する。
図２は、光ファイバ心線１における光ファイバ素線６の製造方法の一例を示す概略構成図である。
【００２４】
先ず、コア２と第１クラッド層３となる石英系ガラス母材を用意する。
【００２５】
続いて、図２に示す構成を有した光ファイバ素線６の製造装置１０によって、石英系ガラス母材１２から光ファイバ素線６を製造する。製造装置１０には、上から下に沿って順に線引炉１１、カーボンガス供給チャンバ１３、冷却筒１４、コーティングダイス１５、及び紫外線照射装置１６が設けられている。
【００２６】
製造装置１０における線引炉１１内に石英系ガラス母材１２が収容され、溶融紡糸することにより、コア２の外周に第１クラッド層３を設けた石英系ガラスからなる第１素線６ａが得られる。
【００２７】
第１素線６ａは、カーボンガス供給チャンバ１３内に導入され、レーザー光の照射により加熱される。レーザー光の照射により第１素線６ａの外周面温度を所定の温度まで加熱することでカーボン原料の熱分解反応により第１素線６ａの外周面にカーボンコートによる遮水層４が形成される。例えばアセチレンガスをカーボンガスに使用する場合には、レーザー光の照射による第１素線６ａの外周面の温度が７００℃〜９００℃となるように加熱される。また、エチレンをカーボンガスに使用する場合には、第１素線６ａの外周面の温度が１２００℃〜１４００℃となるように加熱される。カーボンガス供給チャンバ１３を通過することにより、第１素線６ａの外周に遮水層４を設けた第２素線６ｂが得られる。
【００２８】
第２素線６ｂは、冷却筒１４内に導入され、冷却ガスのヘリウムによって冷却される。冷却された第２素線６ｂは、コーティングダイス１５に導入されて、第２クラッド層５となる紫外線硬化型樹脂のウレタン（メタ）アクリレートが塗布される。そして、第２クラッド層５は、紫外線照射装置１６により紫外線が照射されることにより硬化される。第２クラッド層５を硬化することにより、コア２、第１クラッド層３、遮水層４、及び第２クラッド層５から構成される光ファイバ素線６が得られる。
【００２９】
続いて、光ファイバ素線６を押出し機に導入し、光ファイバ素線６の外周に樹脂組成物が押出被覆される。これにより、光ファイバ素線６の外周に外被７が形成された光ファイバ心線１が得られる。
【００３０】
以上説明した本実施形態の光ファイバ心線１によれば、第１クラッド層３の外周を覆うように遮水層４を設けたので、この遮水層４によって、石英系ガラスからなる第１クラッド層３及びコア２への水分子の浸透を低減させることができる。また、遮水層４を炭素被膜あるいは金属被膜で形成したので、遮水性を十分に確保することができる。これにより、コア２におけるＳｉＯ２の構造欠陥とＯＨ基との反応に起因する光ファイバの伝送損失の増大を抑えることができる。このため、光ファイバ心線１の伝送特性を長期的に維持することができる。したがって、本例の光ファイバ心線１は、湿度変動が小さい安定した環境の屋内等だけでなく湿度変動が大きい不安定な環境の屋外等においても、伝送特性を低下させることなく使用することができる。
【００３１】
また、本例の光ファイバ心線１によれば、第２クラッド層５にプラスチック材を用いるとともにその外径が従来のＨＰＣＦ素線の外径と同程度の２３０μｍに形成されている。このため、コアの外周を覆うクラッド層が石英系のガラス材料で形成されている光ファイバ心線と比較して、本例の光ファイバ心線１は変形しやすく加工が容易であり、光ファイバ用コネクタを接続する作業の際に取り扱い易い。また、本例の光ファイバ心線１は、光ファイバ用コネクタに接続するための加工をする際に、プラスチックからなる第２クラッド層５が露出されて、この第２クラッド層５を直接把持することができるため、ＨＰＣＦ心線と同様に圧着カット方式のコネクタ加工が可能となる。このため、作業現場で光ファイバ心線１をコネクタにはめ込む接続作業が容易となる。したがって、光ファイバ心線１の布設において作業時間の短縮と作業コストの低減を図ることができる。
【００３２】
また、コア２の径が大きいので光軸精度を緩く設定しても十分な光量を得ることができる。このため、光源として指向性の低い安価なものを使用することが可能になり、光ファイバ心線１や光源等を含むシステムとしてのコストの低減を図ることができる。
【００３３】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されず、適宜、変形、改良等が自在である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数値、形態、数、配置場所等は、本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。
【００３４】
例えば、遮水層４の形成には、蒸着、スパッタリング、イオンプレーティングなどの方法を用いても良い。また、遮水層４を構成する物質としては、アルミナ、シリカ、酸化亜鉛などの非導電性物質を用いても良い。その厚みは、数十ｎｍ〜数μｍとしても良い。また、外被７は紫外線硬化性樹脂で形成された層であっても良い。
【符号の説明】
【００３５】
１：光ファイバ心線、２：コア、３：第１クラッド層、４：遮水層、５：第２クラッド層、６：光ファイバ素線、７：外被、１１：線引炉、１３：カーボンガス供給チャンバ、１４：冷却筒、１５：コーティングダイス、１６：紫外線照射装置、２３：押出し機２３、２４：冷却水槽
【図１】
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【図２】
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