JP2008076427A - 光ファイバ集合体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 並列した複数の光ファイバ心線2a〜2dと、前記複数の光ファイバ心線2a〜2dに隣接して配列された少なくとも1本の形状維持性を有する支持線3と、前記複数の光ファイバ心線2a〜2dと前記支持線3とを一体的に保持する保持部4とを有することを特徴とする光ファイバ集合体。
【選択図】 図1
Description
また、配線形状を維持することができたとしても、屈曲箇所を固定するために専用のケースを用いたり、テープや配線部材を用いたりする必要があるので、施工効率の低下や配線スペースの増大等の問題点を引き起こしていた。
(2)前記保持部がシリコーン系材料からなることを特徴とする前記(1)記載の光ファイバ集合体。
(3)前記保持部が前記複数の光ファイバ心線と前記支持線の両面または片面を被覆してなることを特徴とする前記(1)記載の光ファイバ集合体。
(4)前記支持線の外径L1が前記光ファイバ心線の外径L2に対して、L1≧L2であることを特徴とする前記(1)記載の光ファイバ集合体。
(5)前記支持線が前記複数の光ファイバ心線に挟まれて配置されてなることを特徴とする前記(1)記載の光ファイバ集合体。
(6)前記支持線が金属線であることを特徴とする前記(1)記載の光ファイバ集合体。
(7)前記保持部を複数箇所に有することを特徴とする前記(1)記載の光ファイバ集合体。
(8)前記複数の光ファイバ心線が、配列を組みかえられていることを特徴とする前記(1)記載の光ファイバ集合体。
(9)前記複数の光ファイバ心線が、分岐されてなることを特徴とする前記(1)記載の光ファイバ集合体。
図1は実施形態1の光ファイバ集合体を示す斜視図である。
2a〜2dは並列した複数の光ファイバ心線、3は光ファイバ心線2a〜2dに隣接して配列された支持線、4は光ファイバ心線2a〜2dと支持線3とを一体的に保持する保持部、11は実施形態1の光ファイバ集合体である。なお、図において支持線3はハッチングで示してある。
本願における光ファイバ心線の並列とは各光ファイバ心線を所望の位置に設置し、並べる事を意味し、組み換えや分岐も含むものである。また、各光ファイバ心線同士の間隔は互いに等しくなくてもよい。
実施形態1の光ファイバ集合体11は、4本の光ファイバ心線2a〜2dと2本の支持線3と保持部4から構成されている。
支持線3は並列した光ファイバ心線2a〜2dを挟むように両端に1本ずつ配列され、保持部4は、光ファイバ心線2a〜2dおよび支持線3の上下両面を覆っている。なお、保持部4は必ずしも光ファイバ心線2a〜2dおよび支持線3の全面を覆っている必要はない。
L1は支持線の外径、L2は光ファイバ心線の外径である。
本発明で用いられる支持線3の外径は限定されるものではないが、支持線の外径L1が、光ファイバ心線の外径L2に対して、L1≧L2の関係であることが好ましい。L1がL2と等しい場合は同じ厚みである汎用的な光ファイバ集合体と同等に取り扱うことができ、L1>L2である場合は、側面からの応力が加わった場合に支持線3により光ファイバ心線2a〜2dを保護することができ、それぞれ異なる利点がある。しかし、L1<L2の場合は支持線3の強度が不足し、形状を維持し難いので好ましくない。また、支持線3の断面形状は限定されるものではないが、光ファイバ心線と同様に扱うことのできる円形であることが好ましい。
本光ファイバ集合体は、屈曲させたときに、両端の支持線3が曲がった形状を維持するため、挟まれている光ファイバ心線2a〜2dもその形状を維持することができる。したがって、任意の位置で光ファイバ集合体11を屈曲させることにより、周囲環境に適した形状で光ファイバ心線2a〜2dを取り回すことができる。なお、屈曲のほか、ねじれに対しても同様の効果が得られる。
例えば、石英、プラスチック等の材料からなる光ファイバ心線をマルチモード、シングルモード問わず、用いることができる。また、好ましくは許容曲げ半径の小さいファイバやホーリーファイバを使用するとより効果的である。なお、光ファイバ長も何等限定されるものではない。さらに、光ファイバ心線の長さを調整するために切断してもよく、光ファイバ心線には、部分的に形状を変形させる、チューブを被せる等の如何なる加工を施しても構わない。
例えば金属線として、針金、エナメル線、ピアノ線、銅線、タフピッチ鋼線、無酸素銅線、丹銅線、黄銅線、りん青銅線、すず入り銅線、銀入り銅線、ステンレス線、ニッケル線、真鍮線、めっき線、形状記憶合金線等を用いることができる。その中でもさびにくい材料で、柔軟性があり、汎用性のある、針金やエナメル線を使用するのがより好ましい。なお、着色塗料やさび止め、接着剤等の塗工液を塗布したものを用いてもかまわない。
また樹脂線として、エステル系ウレタン樹脂、ポリイミド、フェノール、ポリスチレン、ポリエチレン等の可塑性の高い樹脂素材の線や、架橋または部分結晶化された固定相と可逆相が混在しており、熱やpH変化、電気刺激、光刺激などによって形状を再生するポリエステル、ポリウレタン、スチレン・ブタジエン、ポリノルボルネン、トランスポリイソプレン等の形状記憶樹脂が本発明に適用される。
したがって、保持部4の材料としては光ファイバ心線2a〜2dの最外殻材料及び支持線3に良好に密着・接着する材料であることが望ましい。さらに、光ファイバ集合体の取り扱い性を向上させるために可撓性が良好であることが好ましい。上記条件に適する材料として、例えばシリコーン系材料が挙げられる。その中でも特にシリコーンゴム材料が好ましい。
シリコーンゴム材料は、Si−O結合の分子間引力が小さいために、引裂き強度が弱く、端部から容易に裂くことができる。その一方で、ゴム弾性を有することにより可撓性に優れているほか、伸び、引張強度もあるため、接着させた光ファイバ心線2a〜2dの動きに対して高い柔軟性を有し、中間部での引裂きに対しては強い。すなわち、作製する時には容易に端部から分岐することができ、その後端部を固定することによって、使用時においては引裂きに対して強いファンアウト光ファイバ集合体にすることができる。
また、シロキサン結合は、耐熱性が優れているために、耐熱保持力に優れ、高温、低温環境の中でも接着力が優れるという特徴を有する。そのため、配線部材として用いる際には、高温環境下(〜250℃)、あるいは低温環境下(〜−50℃)においても劣化が見られず、安定して光ファイバ心線2a〜2dの保持状態を保つことができる。
また、シリコーンゴム材料は電気絶縁性、耐薬品性、耐候性、耐水性に優れており、必要に応じてプライマーを利用することによって、広範囲な材料に接着させることができる。したがって、例えばフッ素系樹脂で出来ているプラスチックファイバや、クラッド層がフッ素系樹脂でコーティングされているファイバ等に対しても密着することができる。
シリコーンゴム材料の中でも使用方法の簡便さという点から、室温で硬化反応が進行する室温硬化型シリコーンゴム(RTV)を用いることが好ましい。更に好ましくは副生成物の発生が少ないことや作業性が良好であることから、付加反応硬化型、縮合反応硬化型のもの、必要な成分を全てチューブやカートリッジのような1つの密閉容器に充填して製品化された一成分型であることが好ましい。
その引裂き強度は29kgf/cm以下である材料を用いるとよい。引裂き強度が29kgf/cm以上のものであると引裂き抵抗が大きくなるため作業性が悪く、また多大な荷重をかけて引裂く必要があるため、被覆材料の割れや欠けを引き起こす恐れもある。より好ましくは10kgf/cm以下のものが好ましい。
なお、引裂き強度はJIS K6250(加硫ゴム及び熱可塑性ゴムの物理試験方法通例)及びJIS K6252(加硫ゴムの引裂試験方法)に準拠して試験を行い、測定した強度を指す。すなわち、試験片は、板状の切り込み有アングル型試験片を用い、その試料を引張り、裂け目が拡大するときの応力を測定した場合の最大引裂力を測定した強度である。
図4は実施形態2の光ファイバ集合体を示す斜視図である。
12は実施形態2の光ファイバ集合体である。
実施形態2の光ファイバ集合体12は、並列された4本の光ファイバ心線2a〜2dの中央に支持線3が位置している。
実施形態2の光ファイバ集合体12は、中央の1本の支持線3で形状を調整できるので、配線の制御がより簡便となる。
図5に示すように、保持部4は、光ファイバ心線2a〜2dおよび支持線3の上側片面のみを覆っている。
したがって、実施形態2の光ファイバ集合体12は、実施形態1の光ファイバ集合体11と比較して、より可撓性に優れ、柔軟に屈曲させることができる。
なお、保持部4は両面または片面を被覆する場合に限られず、光ファイバ心線2a〜2dおよび支持線3の間に設ける場合も本発明に包含される。
また、本発明に使用する支持線3は少なくとも1本あればよく、任意の位置に配置することができる。本数を減少させれば配線の制御がより簡便となり、本数を増加させれば形状の保持性能を向上させることができる。また、屈曲の方向や、屈曲角度、屈曲の位置により支持線の配置を調節してもよい。
図6は実施形態3の光ファイバ集合体を示す斜視図である。
4a、4bは保持部、13は実施形態3の光ファイバ集合体、Pは非保持部である。
実施形態3の光ファイバ集合体13は、保持部4a、4bを複数箇所に有し、その間に光ファイバ心線2a〜2dが保持されていない非保持部Pを有している。非保持部Pの光ファイバ心線2a〜2dは、ある程度自由に動くことができ、屈曲やねじれによるテンションを下げることができる。したがって、実施形態3の光ファイバ集合体13は屈曲させてもねじれさせても、マイクロベンドが起き難く光損失が起き難く、かつ、支持線で形状を維持することができる。
図7は実施形態4の光ファイバ集合体を示す斜視図である。
14は実施形態4の光ファイバ集合体である。
実施形態4の光ファイバ集合体14では、非保持部Pで光ファイバ心線2bと2cが配列を組みかえられている。組換えにより任意の配列で光ファイバ心線を配線することができる。なお、組換えの配列は何等限定されるものではなく、配線パターンにより適宜選択してよい。
図8は実施形態5の光ファイバ集合体を示す斜視図である。
4a、4b、4c、4dは保持部、15は実施形態5の光ファイバ集合体である。
実施形態5の光ファイバ集合体15は、4本の光ファイバ心線2a〜2dと、光ファイバ心線2a〜2dを挟むように両端に配列された支持線3と、光ファイバ心線2a〜2dおよび支持線3の上側片面を覆っている保持部4a〜4dとから構成されている。
実施形態5の光ファイバ集合体15では、非保持部Pで光ファイバ心線2a〜2dが、光ファイバ心線2a、2bと、光ファイバ心線2c、2dとに分岐されている。また、両端に配列された支持線3も光ファイバ心線2a〜2dの分岐にしたがって分岐されている。
分岐により、保持部4bでは4心であった接続を、保持部4cおよび4dでは2心での接続へ変更することが可能となり、配線や接続の自由度が向上する。また、分岐後の保持部4cと4dではそれぞれの支持線で、異なる配線形態をとることができるので、それぞれの配線箇所にあわせた配線形状にすることが可能となる。このとき、分岐の位置や長さ、分岐の箇所については何等制限されるものではなく、配線設計により適宜選択することができる。
本発明の光ファイバ集合体は、例えば、複数の光ファイバ心線を並列し、支持線を複数の光ファイバ心線に隣接して配列する工程と、複数の光ファイバ心線および支持線に被覆材料を塗布し、乾燥・硬化させることで保持部を形成する工程とにより製造できる。
支持線は光ファイバ心線に隣接していればよく、光ファイバ心線を挟むように配列したり、複数の光ファイバ心線の中央に配列したりできる。また、支持線は1本以上あればよい。
被覆材料の塗布の方法については特に限定されるものではないが、例えば、特開2004−240152に記載されている方法のように、平面上に配置した複数本の単心線の上に被覆材料を塗布した後、成形治具を用いて被覆材料を成形する方法などが好適に用いられる。
乾燥・硬化については、被覆材料の性質に応じて、常温での放置や加熱や紫外線照射などを適宜選択できる。
以上のようにして、本発明の光ファイバ集合体を製造できる。
なお、本発明はこれらに限定されるものではない。
実施例の光ファイバ集合体の作製には、図9に示す塗布装置を用いた。
104は塗布開始位置、105は塗布終了位置、106は光ファイバ集合体の配置個所、107はテープ、108は材料供給装置、109は一軸制御ロボット、110は基板、111はボールネジ軸、112は可動ユニット、113はゴムチューブ、114は駆動モータ、115は軸受け、Nはニードルである。
この塗布装置は一軸制御ロボット109と材料供給装置108より主に構成されるものであって、一軸制御ロボット109は光ファイバ心線を載置するための基板110を有する。また、長手方向に沿ってボールネジ軸111が配置され、ボールネジ軸111の端部には駆動モータ114が設けられ、他の端部は軸受け115によって支持される。このボールネジ軸111には可動ユニット112が螺合し、その可動ユニット112には材料供給するためのニードルNが基板110面に対して垂直に設置されている。ニードルNは柔軟なゴムチューブ113により材料供給装置108と接続されている。
まず、図9(a)に示すように、基板110の光ファイバ集合体の配置個所106に長さ1mの4本の光ファイバ心線2a〜2d(住友電工社製、石英系シングルモードファイバ、外径0.25mm)を並列した。次に1mの2本の支持線3(エナメル線、外径0.25mm)を1本ずつ光ファイバ心線2a〜2dの両端に隣接して配列した。そしてテープ107で固定した。
次に、先端が光ファイバ心線2a〜2dの表面から0.1mmの高さになるようにニードルN(内径1.5mm)を可動ユニット112に固定し、光ファイバ心線2a〜2dの被覆を行う塗布開始位置104(光ファイバ心線2a〜2dの先端から10cmの位置)にニードルNを移動させ、ニードルNの中心が4本の光ファイバ心線2a〜2dの中央となるように調節した。
そして、図9(b)および図9(c)に示すように、ニードルNから被覆材料を吐出させつつ、可動ユニット112を光ファイバ心線2a〜2dの軸方向に沿って塗布終了位置105(光ファイバ心線2a〜2dの先端から90cmの位置)まで移動させることによって、被覆材料を光ファイバ心線2a〜2dおよび支持線3の上部表面に塗布した。
なお、被覆材料として紫外線硬化樹脂(ビスコタックPM−654、大阪有機化学工業製)を用い、被覆材料を供給するための材料供給装置108としてディスペンサを用いた。
そして、塗布した被覆材料に紫外線照射処理(照射強度20mW/cm2、10秒)を行い、硬化させた。その後、テープ107を外して裏返し、裏面にも同様の処理をして両面被覆をし、保持部4を形成した。以上により実施例1の光ファイバ集合体を作製した。
実施例2の光ファイバ集合体は、図1〜図3に示す実施形態1に該当する。
被覆材料として熱硬化性のシリコーンゴム樹脂(GE東芝シリコーン社製、商品名:TSE392、引き裂き強度5kgf/cm、)を用い、硬化は乾燥機によって120℃、1時間加熱処理を行ったことを除き、実施例1と同様にして実施例2の光ファイバ集合体を作製した。
実施例3の光ファイバ集合体は、図4および図5に示す実施形態2に該当する。
被覆材料を片面のみに塗布したことを除き、実施例2と同様にして実施例3の光ファイバ集合体を作製した。
実施例4の光ファイバ集合体は、図6に示す実施形態3に該当する。
被覆材料の塗布の前に、光ファイバ心線2a〜2dの先端から40cm〜60cmの位置をプラスチックテープでマスキングし、被覆材料の硬化後、プラスチックテープを剥がすことで保持部を複数箇所に形成するとともに非保持部Pを有したことを除き、実施例3と同様にして実施例4の光ファイバ集合体を作製した。
支持線を用いなかったことを除き、実施例1と同様にして比較例1の光ファイバ集合体を作製した。
支持線を用いなかったことを除き、実施例2と同様にして比較例2の光ファイバ集合体を作製した。
支持線を用いなかったことを除き、実施例3と同様にして比較例3の光ファイバ集合体を作製した。
支持線を用いなかったことを除き、実施例4と同様にして比較例4の光ファイバ集合体を作製した。
実施例および比較例の主な条件を表1に示す。
<屈曲に対する形状維持>
実施例および比較例の光ファイバ集合体について、2枚のアルミ板で挟んで、R=30mmを保ちながら90°方向に屈曲させ、これを一時間維持した。その後、アルミ板を外して開放させ、戻ってしまった角度を測定した。すなわち測定値が0°であれば屈曲を完全に維持できたことになり、90°であれば直線状に戻ってしまったことになる。
<ねじれに対する形状維持>
実施例および比較例の光ファイバ集合体について、2枚のアルミ板で挟んで、両端をもって一回転(360°)ねじれさせ、これを一時間維持した。その後、アルミ板を外して開放させ、戻ってしまった角度を測定した。すなわち測定値が0°であればねじれを完全に維持できたことになり、360°であれば直線状に戻ってしまったことになる。
測定結果を表2に示す。
実施例1の光ファイバ集合体は、屈曲に対する形状維持は10°、ねじれに対する形状維持は15°であった。
屈曲させても形状を維持できるので、トレイへの収納や装置間や装置内での配線で短時間かつ省スペースに収めることができ、また、設置後のメンテナンスも効率よく行うことができる。
実施例2の光ファイバ集合体は、屈曲に対する形状維持は3°、ねじれに対する形状維持は10°であった。
光ファイバ配列部の被覆材料にシリコーンゴム樹脂を用いているために可撓性に優れており、屈曲に対する形状維持に優れる。また、取り扱い時に柔軟に曲げることができるため作業性が良好であった。
実施例3の光ファイバ集合体は、屈曲に対する形状維持は3°、ねじれに対する形状維持は10°であった。
保持部が片面のみであるために、実施例2よりもさらに可撓性に優れており、屈曲に対する形状維持に特に優れる。また、取り扱い時に柔軟に曲げることができるので作業性が良好であった。
実施例4の光ファイバ集合体は、屈曲に対する形状維持は2°、ねじれに対する形状維持は10°であった。
非保持部を有するために、実施例3よりもさらに可撓性に優れており、ねじれについてもテンションを下げることができるので、屈曲に対する形状維持およびねじれに対する形状維持に特に優れる。また、取り扱い時に柔軟に曲げることができるので作業性が良好であった。
以上のように、実施例の光ファイバ集合体によれば、屈曲に対する形状維持および/またはねじれに対する形状維持に優れるので、複数の光ファイバ心線を任意の形状に維持することができ、かつ、光ファイバを施工効率よく小スペースで配線することを可能にできる。
これに対し、比較例1〜4の光ファイバ集合体は、屈曲に対する形状維持は50°〜75°、ねじれに対する形状維持は280°〜300°であった。
いずれも実施例に及ばず、直線状に戻ろうとしてしまうので、任意の形状に維持し、かつ、施工効率よく小スペースで配線することは難しい。
3 支持線
4、4a〜4d 保持部
11〜15 光ファイバ集合体
104 塗布開始位置
105 塗布終了位置
106 光ファイバ集合体の配置個所
107 テープ
108 材料供給装置
109 一軸制御ロボット
110 基板
111 ボールネジ軸
112 可動ユニット
113 ゴムチューブ
114 駆動モータ
115 軸受け
L1 支持線の外径
L2 光ファイバ心線の外径
N ニードル
P 非保持部
Claims (9)
- 並列した複数の光ファイバ心線と、前記複数の光ファイバ心線に隣接して配列された少なくとも1本の形状維持性を有する支持線と、前記複数の光ファイバ心線と前記支持線とを一体的に保持する保持部とを有することを特徴とする光ファイバ集合体。
- 前記保持部がシリコーン系材料からなることを特徴とする請求項1記載の光ファイバ集合体。
- 前記保持部が前記複数の光ファイバ心線と前記支持線の両面または片面を被覆してなることを特徴とする請求項1記載の光ファイバ集合体。
- 前記支持線の外径L1が前記光ファイバ心線の外径L2に対して、L1≧L2であることを特徴とする請求項1記載の光ファイバ集合体。
- 前記支持線が前記複数の光ファイバ心線に挟まれて配置されてなることを特徴とする請求項1記載の光ファイバ集合体。
- 前記支持線が金属線であることを特徴とする請求項1記載の光ファイバ集合体。
- 前記保持部を複数箇所に有することを特徴とする請求項1記載の光ファイバ集合体。
- 前記複数の光ファイバ心線が、配列を組みかえられていることを特徴とする請求項1記載の光ファイバ集合体。
- 前記複数の光ファイバ心線が、分岐されてなることを特徴とする請求項1記載の光ファイバ集合体。
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