光ファイバ用毛細管及びその製造方法
【課題】光ファイバの挿入が容易であり、かつ、破損しにくい光ファイバ用毛細管及びその製造方法を提供する。
【解決手段】光ファイバ用毛細管１は、光ファイバが挿入される貫通孔１２を有する。光ファイバ用毛細管１の少なくとも一方の端部１１は、内径及び外径の両方が先端側に向かって大きくなるように、先太り形状に形成されている。光ファイバ用毛細管１の少なくとも一方の端部１１の先端部は、Ｒ面取り状に形成されている。
【解決手段】光ファイバ用毛細管１は、光ファイバが挿入される貫通孔１２を有する。光ファイバ用毛細管１の少なくとも一方の端部１１は、内径及び外径の両方が先端側に向かって大きくなるように、先太り形状に形成されている。光ファイバ用毛細管１の少なくとも一方の端部１１の先端部は、Ｒ面取り状に形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバ用毛細管及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、下記の特許文献１〜３などにおいて、複数の光ファイバの接続や、光ファイバの固定などに用いられる光ファイバ用毛細管が提案されている。
【０００３】
図１５は、特許文献１に記載されている光ファイバ用毛細管の略図的断面図である。図１５に示すように、特許文献１に記載の光ファイバ用毛細管１００は、長さ方向に貫通する微細な貫通孔１０１を有する。この貫通孔１０１内に光ファイバ１０２が挿入されて固定される。具体的には、この光ファイバ用毛細管１００では、貫通孔１０１の両側のそれぞれから、２本ずつの光ファイバ１０２が挿入されている。貫通孔１０１の一方側の端部から挿入された２本の光ファイバ１０２ａ、１０２ｂと、貫通孔１０１の他方側の端部から挿入された２本の光ファイバ１０２ｃ、１０２ｄとは、屈折率整合材１０３により互いに接合されている。
【０００４】
ところで、光ファイバ１０２は、非常に細く、破損しやすい。この光ファイバ１０２を光ファイバ用毛細管１００に固定するためには、光ファイバ１０２を、小さな直径の貫通孔１０１内に挿入する必要がある。光ファイバ１０２の貫通孔１０１への挿入工程において、光ファイバ１０２と光ファイバ用毛細管１００とが接触すると光ファイバ１０２が破損してしまうおそれがある。従って、光ファイバ１０２の光ファイバ用毛細管１００への挿入は非常に困難である。
【０００５】
このような問題に鑑み、例えば、光ファイバ用毛細管１００では、貫通孔１０１の開口端部に、外側に向かって拡径するフレア部１０１ａが形成されている。このため、光ファイバ１０２を光ファイバ用毛細管１００に対して比較的容易に挿入することができる。
【０００６】
また、図１６は、特許文献２に記載の光ファイバ用毛細管の断面図である。図１６に示すように、特許文献２に記載の光ファイバ用毛細管１１０では、両端部１１０ａ、１１０ｂの外径及び内径のそれぞれが外側に向かって大きくなるように、両端部１１０ａ、１１０ｂが放射状に形成されている。このため、光ファイバ用毛細管１１０に対して光ファイバを容易に挿入することができる。
【０００７】
特許文献２には、上記光ファイバ用毛細管１１０の製造方法として、以下に示す方法が記載されている。すなわち、図１７に示すように、ガラスチューブ１１１の長さ方向において等間隔に位置する部分をガスバーナー１１２で加熱すると共に、ガラスチューブ１１１内に圧縮空気を送入することにより、拡径部１１１ａを形成する。その後、その拡径部１１１ａにおいて切断することにより光ファイバ用毛細管１１０を製造する。このため、特許文献２に記載の方法により作成された光ファイバ用毛細管１１０の両端面は切断面となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１１-６４６７１号公報
【特許文献２】特開２００１-２９００４２号公報
【特許文献３】特開２００２-３２３６４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述のように、図１５に示す光ファイバ用毛細管１００では、フレア部１０１ａが形成されている。このため、光ファイバ用毛細管１００に対して光ファイバ１０２を比較的容易に挿入することができる。しかしながら、光ファイバ１０２が挿入しやすいように、フレア部１０１ａの直径を大きくすると、光ファイバ用毛細管１００のフレア部１０１ａが形成されている部分における肉厚が薄くなる傾向にある。従って、光ファイバ用毛細管１００のフレア部１０１ａが形成されている端部の強度が低下し、該端部が破損しやすくなる。
【００１０】
例えば、光ファイバ用毛細管１００の外径を大きくすることが可能であれば、フレア部１０１ａが形成されている端部の肉厚が薄くなることを抑制することができる。しかしながら、光ファイバ用毛細管１００の外径には、世界的な標準寸法があるため、光ファイバ用毛細管１００の外径を全体的に大きくすることは困難である。
【００１１】
従って、光ファイバ用毛細管１００では、光ファイバ１０２の挿入容易性を高めつつ、フレア部１０１ａが形成されている端部が破損しやすくなることを抑制することが困難であるという問題がある。
【００１２】
それに対して、例えば、図１６に示す光ファイバ用毛細管１１０では、光ファイバ用毛細管１１０の長さ方向における中央部の外径を標準寸法に適合させつつ、両端部１１０ａ、１１０ｂのみを拡径させることにより、標準寸法への適合と、光ファイバの挿入容易性とを両立させることができる。
【００１３】
しかしながら、上述のように、光ファイバ用毛細管１１０の両端面は、切断面である。このため、光ファイバ用毛細管１１０の両端部は破損しやすいという問題がある。また、光ファイバ用毛細管１１０の両端面が切断面である場合、光ファイバ用毛細管１１０の両端部に角部が形成される。このため、光ファイバの挿入時などにおいて、光ファイバが光ファイバ用毛細管１１０の端面と接触した場合に、光ファイバが損傷しやすい。従って、光ファイバ用毛細管１１０にも、光ファイバの挿入が困難であるという問題がある。
【００１４】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、光ファイバの挿入が容易であり、かつ、破損しにくい光ファイバ用毛細管及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明に係る光ファイバ用毛細管は、光ファイバが挿入される貫通孔を有する。本発明に係る光ファイバ用毛細管の少なくとも一方の端部は、内径及び外径の両方が先端側に向かって大きくなるように、先太り形状に形成されている。さらに、本発明に係る光ファイバ用毛細管の少なくとも一方の端部は、Ｒ面取り状に形成されている。
【００１６】
このため、本発明においては、光ファイバ用毛細管の長さ方向における中央部の外径を標準寸法に適合するように細くしつつ、少なくとも一方の端部の内径を大きくすることができる。すなわち、光ファイバの挿入口の直径を大きくすることができる。また、本発明においては、少なくとも一方の端部がＲ面取り状に形成されている。このため、光ファイバ用毛細管の端面が平坦な切断面である場合と比較して、光ファイバの挿入時において光ファイバが光ファイバ用毛細管の端面と接触した場合においても、光ファイバが損傷しにくい。よって、光ファイバを挿入する際に求められる、光ファイバと光ファイバ用毛細管との相対的な位置決め精度が低い。従って、本発明に係る光ファイバ用毛細管には、光ファイバを容易に挿入することができる。
【００１７】
また、本発明においては、少なくとも一方の端部がＲ面取り状に形成されているため、光ファイバの挿入後においても、光ファイバと光ファイバ用毛細管の端面とが接触することによる光ファイバの損傷を効果的に抑制することができる。
【００１８】
さらに、本発明においては、少なくとも一方の端部がＲ面取り状に形成されているため、光ファイバ用毛細管の端面が平坦な切断面である場合と比較して、光ファイバ用毛細管の少なくとも一方の端部の強度及び剛性が高い。従って、本発明に係る光ファイバ用毛細管は、他の部材との接触等により破損しにくい。
【００１９】
なお、本発明において、先端部が「Ｒ面取り状」に形成されているとは、先端部の表面が実質的に曲面により形成されており、先端部の表面が、法線方向が相互に異なる複数の表面により形成されていないことをいう。
【００２０】
「先太り形状」とは、基端側から先端側に向かって直径が大きくなる形状全般を意味する。
【００２１】
本発明では、縦断面において、光ファイバ用毛細管の少なくとも一方の端部の内壁側角部の表面が略円弧状であることが好ましい。この場合、光ファイバの挿入時において光ファイバが光ファイバ用毛細管の端面と接触した場合における光ファイバの損傷をより効果的に抑制することができる。従って、光ファイバの挿入がより容易となる。
【００２２】
また、光ファイバの挿入後においても、光ファイバと光ファイバ用毛細管の端面とが接触することによる光ファイバの損傷をより効果的に抑制することができる。
【００２３】
さらに、光ファイバ用毛細管の少なくとも一方の端部の強度及び剛性をより高めることができる。従って、他の部材との接触等による破損をより効果的に抑制することができる。
【００２４】
また、本発明では、縦断面において、光ファイバ用毛細管の少なくとも一方の端部の外壁側角部の表面が略円弧状であることが好ましい。さらには、光ファイバ用毛細管の少なくとも一方の端部の外壁側角部の曲率が、光ファイバ用毛細管の少なくとも一方の端部の内壁側角部の曲率よりも小さいことが好ましい。この場合、光ファイバ用毛細管の少なくとも一方の端部の強度及び剛性をさらに高めることができる。
【００２５】
なお、本発明において、光ファイバ用毛細管の「縦断面」とは、光ファイバ用毛細管の中心軸を通るように、光ファイバ用毛細管の長さ方向に沿って切断した断面のことをいう。一方、光ファイバ用毛細管の「横断面」とは、光ファイバ用毛細管の中心軸に垂直な方向に切断した断面のことをいう。
【００２６】
本発明において、光ファイバ用毛細管の少なくとも一方の端部は、長さ方向において、略一定の肉厚を有していることが好ましい。すなわち、光ファイバ用毛細管のうち、内径が中央部よりも大きい端部の肉厚が、長さ方向において大きく変化しないことが好ましい。この場合、光ファイバ用毛細管の少なくとも一方の端部に、肉厚の小さな部分が生じないため、光ファイバ用毛細管が他の部材と接触することなどにより破損することをさらに効果的に抑制することができる。
【００２７】
ここで、本発明において、肉厚が「略一定」であるとは、最大肉厚が平均肉厚の１．２倍以下であり、かつ最小肉厚が平均肉厚の０．８倍以上であることをいう。
【００２８】
また、本発明において、光ファイバ用毛細管の少なくとも一方の端部の内壁は、略円錐面状であることが好ましい。すなわち、光ファイバ用毛細管の縦断面において、光ファイバ用毛細管の少なくとも一方の端部の内壁が略直線状であることが好ましい。
【００２９】
例えば、図１６に示すように、光ファイバ用毛細管の端部の内壁がドーム状である場合、光ファイバ用毛細管の端部のうち、先端側の部分の内壁の中心軸とのなす角度は小さくなるものの、光ファイバ用毛細管のうち、中央側の部分の内壁の中心軸とのなす角度は大きくなる。よって、例えば光ファイバを光ファイバ用毛細管に挿入する際に、光ファイバの位置が光ファイバ用毛細管に対して相対的にずれ、光ファイバが光ファイバ用毛細管の端部のうち、中央側の部分の内壁に接触した場合、光ファイバに大きな応力が加わることとなる。また、光ファイバが内壁に対して滑りにくくなる。従って、光ファイバが破損しやすい。
【００３０】
それに対して、光ファイバ用毛細管の少なくとも一方の端部の内壁が略円錐面状である場合は、光ファイバ用毛細管の端部のいずれの部分においても、内壁と中心軸とのなす角度が小さくなる。このため、例えば光ファイバを光ファイバ用毛細管に挿入する際に、光ファイバの位置が光ファイバ用毛細管に対して相対的にずれ、光ファイバが光ファイバ用毛細管の端部の内壁に接触した場合においても、光ファイバの大きな応力が加わりにくい。また、光ファイバと内壁との接触角が小さくなるため、光ファイバが内壁に対して滑りやすい。従って、光ファイバの光ファイバ用毛細管への挿入がより容易になると共に、光ファイバの光ファイバ用毛細管への挿入時における光ファイバの破損をより効果的に抑制できる。
【００３１】
なお、本発明において、光ファイバ用毛細管の中央部における貫通孔に対する、光ファイバ用毛細管の拡径された少なくとも一方の端部における貫通孔の直径の比は、特に限定されない。光ファイバ用毛細管の中央部における貫通孔に対する、光ファイバ用毛細管の拡径された少なくとも一方の端部における貫通孔の直径の比は、光ファイバ用毛細管に挿入される光ファイバの本数などに応じて適宜設定することができる。
【００３２】
少なくとも一方の端部における貫通孔の直径は、例えば、少なくとも一方の端部以外の部分における貫通孔の直径の２倍以上１０倍以下とすることができる。
【００３３】
なお、本発明において、光ファイバ用毛細管に形成されている貫通孔の本数は特に限定されない。例えば、光ファイバ用毛細管には、長さ方向に沿って複数の挿入孔が形成されており、それら複数の挿入孔が光ファイバ用毛細管の少なくとも一方の端部において合流し、ひとつの開口部を形成していてもよい。すなわち、光ファイバ用毛細管の少なくとも一方の端部以外の部分において、貫通孔を複数の貫通孔に区画する区画壁が設けられていてもよい。
【００３４】
また、本発明において、貫通孔の横断面形状は、特に限定されない。貫通孔の横断面形状は、光ファイバ用毛細管の使用態様などに応じて適宜設定することができる。貫通孔の横断面形状は、例えば、円形、四辺形、楕円形、長円形、多角形であってもよい。
【００３５】
また、本発明において、光ファイバ用毛細管の材質は特に限定されない。光ファイバ用毛細管の材質は、光ファイバ用毛細管に要求される特性に応じて適宜選択することができる。例えば、光ファイバ用毛細管に対して、高い剛性や、低い熱膨張率が求められるような場合には、光ファイバ用毛細管は、ガラス製であることが好ましい。
【００３６】
本発明に係る光ファイバ用毛細管の製造方法は、上記本発明に係る光ファイバ用毛細管を製造するための方法である。本発明に係る光ファイバ用毛細管の製造方法は、貫通孔が形成されたガラス管の少なくとも一方の端部を加熱すると共に、ガラス管の少なくとも一方の端部に略円錐状の拡径部材を挿入することによりガラス管の貫通孔を拡径し、光ファイバ用毛細管を得ることを特徴としている。このため、本発明の製造方法によれば、本発明に係る光ファイバ用毛細管の製造に、切断や研磨などの煩雑な工程を必ずしも必要とせず、本発明に係る光ファイバ用毛細管を容易に製造することができる。
【００３７】
例えば、上記の特許文献２に記載の光ファイバ用毛細管の製造方法では、ガラス管がふくらみ始めた後は、ガラス管のふくらむ速度が非常に速いため、制御が困難である。従って、ガラス管の貫通孔を所望の直径に正確に拡径することは非常に困難である。また、加熱条件等が微妙に変化した場合であってもガラス管の拡径度合いが大きく変化するため、所定の形状寸法の光ファイバ用毛細管を安定して製造することは困難である。
【００３８】
それに対して、本発明に係る製造方法では、ガラス管の貫通孔の端部は、拡径部材の形状に沿った形状に変形するため、使用する拡径部材の形状を異ならせることにより、ガラス管の貫通孔の端部を所望の直径にまで正確に拡径することができる。また、所定の形状寸法の光ファイバ用毛細管を安定して製造することができる。
【００３９】
本発明の製造方法において、拡径部材の材質は、ガラス管の加熱温度に対する耐熱性を有するものである限りにおいて、特に限定されない。拡径部材は、例えば、金属製、合金製、セラミック製、ガラス製、カーボン製であってもよい。なかでも、拡径部材は、加熱されたガラス管に対して融着しにくい材料により形成されていることが好ましく、拡径部材は、具体的には、実質的にカーボンからなることが好ましい。
【００４０】
なお、「実質的にカーボンからなる」とは、主成分がカーボンであることを意味し、例えば、剛性などの特性を向上するために、カーボン以外の他の物質が添加されていてもよい。
【００４１】
本発明において、拡径部材をガラス管に挿入する際のガラス管の温度は特に限定されないが、例えば、拡径部材の挿入は、ガラス管をガラス管の軟化温度以上、軟化温度よりも２００℃高い温度以下の温度にまで加熱した状態で行うことが好ましい。拡径部材挿入時におけるガラス管のより好ましい温度は、ガラス管の軟化点よりも５０℃高い温度以上、ガラス管の軟化点よりも１００℃高い温度以下である。拡径部材挿入時におけるガラス管の温度が低すぎると、ガラス管の貫通孔が好適に拡径されず、ガラス管にクラックが生じたり、ガラス管が破損したりする場合がある。一方、拡径部材挿入時におけるガラス管の温度が高すぎると、ガラス管が自重により変形し、所望の形状の光ファイバ用毛細管が得られない場合がある。また、ガラス管と拡径部材とが融着しやすくなる傾向にある。
【００４２】
本発明に係る製造方法により、光ファイバ用毛細管を製造する場合、少なくとも一方の端部における貫通孔の直径が、少なくとも一方の端部以外の部分における貫通孔の直径の２倍以上１０倍以下となるように、ガラス管の貫通孔を拡径することが好ましい。ガラス管の貫通孔を大きく拡径しすぎると、ガラス管の少なくとも一方の端部における肉厚が薄くなりすぎ、強度及び剛性が低くなりすぎる場合があるからである。
【発明の効果】
【００４３】
本発明によれば、光ファイバの挿入が容易であり、かつ、破損しにくい光ファイバ用毛細管及びその製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】第１の実施形態に係る光ファイバ用毛細管の一部分を表す略図的縦断面図である。
【図２】光ファイバ用毛細管の端部の一部分の略図的縦断面図である。
【図３】図１における線ＩＩＩ−ＩＩＩにおける略図的断面図である。
【図４】図１における線ＩＶ−ＩＶにおける略図的断面図である。
【図５】第１の実施形態に係る光ファイバ用毛細管の使用態様を説明するための略図的縦断面図である。
【図６】光ファイバ用毛細管の製造装置の模式的構成図である。
【図７】ガラス管の貫通孔の端部を拡径する工程を説明するための略図的縦断面図である。
【図８】第１の変形例における光ファイバ用毛細管の略図的横断面図である。
【図９】第２の変形例における光ファイバ用毛細管の略図的横断面図である。
【図１０】第２の実施形態に係る光ファイバ用毛細管の一部分を表す略図的縦断面図である。
【図１１】第２の実施形態に係る光ファイバ用毛細管の製造に使用するガラス管の一部分を表す略図的縦断面図である。
【図１２】ガラス管の複数の貫通孔の端部を一体化する工程を説明するための略図的模式図である。
【図１３】ガラス管の複数の貫通孔の端部を一体化する工程を説明するための略図的模式図である。
【図１４】実施例において作製した光ファイバ用毛細管の写真である。
【図１５】特許文献１に記載されている光ファイバ用毛細管の断面図である。
【図１６】特許文献２に記載の光ファイバ用毛細管の断面図である。
【図１７】特許文献２に記載の光ファイバ用毛細管の製造方法を説明するための略図的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
以下、本発明を実施した好ましい形態について、図１に示す光ファイバ用毛細管を例に挙げて説明する。
【００４６】
（第１の実施形態）
＜光ファイバ用毛細管１の構造＞
図１は、第１の実施形態に係る光ファイバ用毛細管の一部分を表す略図的縦断面図である。図２は、光ファイバ用毛細管の端部の一部分の略図的縦断面図である。図３は、光ファイバ用毛細管の中央部における略図的断面図である。図４は、光ファイバ用毛細管の端部における略図的断面図である。図５は、本実施形態の光ファイバ用毛細管の使用態様を説明するための略図的縦断面図である。
【００４７】
図１に示すように、光ファイバ用毛細管１には、長さ方向に沿って一方端から他方端にわたって延びる貫通孔１２が形成されている。図３及び図４に示すように、貫通孔１２の横断面形状は、円形である。この光ファイバ用毛細管１は、例えば、図５に示すように、両端部から１または複数の光ファイバ１９が挿入されて使用されるものである。本実施形態の光ファイバ用毛細管１は、例えば、光ファイバのコネクタ、光ファイバスプライス、光ファイバの固定具として使用される。
【００４８】
図１及び図５に示すように、光ファイバ用毛細管１の中央部１０では、長さ方向において、内径及び外径の両方が略一定である。一方、光ファイバ用毛細管１の少なくとも一方の端部１１は、内径及び外径の両方が先端側に向かって大きくなるように、先端側に向かって先太り形状に形成されている。具体的には、本実施形態では、図５に示すように、光ファイバ用毛細管１の両方の端部１１が、内径及び外径の両方が先端側に向かって大きくなるように、先端側に向かって先太り形状に形成されている。
【００４９】
図１に示すように、本実施形態において、光ファイバ用毛細管１の拡径されている端部１１の外径の最大（すなわち、端部１１の先端における外径）Ｌ６は、光ファイバ用毛細管１の拡径されていない中央部１０の外径Ｌ４の１．１倍以上２倍以下である。また、光ファイバ用毛細管１の中央部１０の内径Ｌ７に対する端部１１の内径の最大Ｌ８の比は、２〜１０内にある。光ファイバ用毛細管１の拡径されている端部１１の長さ方向寸法Ｌ５は、２〜５ｍｍ内にある。
【００５０】
具体的には、本実施形態の光ファイバ用毛細管１の各寸法は以下の通りとなっている。
【００５１】
中央部１０の外径（Ｌ４）：１．８ｍｍ（世界的な標準寸法）
中央部１０の内径（Ｌ７）：０．２５２ｍｍ
端部１１の長さ方向寸法（Ｌ５）：３ｍｍ
端部１１における外径の最大（Ｌ６）：２．５ｍｍ
端部１１における内径の最大（Ｌ８）：１．５ｍｍ
【００５２】
本実施形態において、端部１１では、光ファイバ用毛細管１の内径及び外径が、長さ方向外側に向かって一定の比率で増大している。すなわち、端部１１の内壁１４及び外壁１３のそれぞれが、略円錐面状に形成されている。光ファイバ用毛細管１の縦断面において、端部１１の内壁１４と端部１１の外壁１３とは略平行である。このため、端部１１は、長さ方向において、略一定の肉厚を有している。具体的には、端部１１の中央側端における光ファイバ用毛細管１の肉厚Ｌ１と、端部１１の先端側における光ファイバ用毛細管１の肉厚Ｌ２とは、略同一である。
【００５３】
詳細には、本実施形態では、端部１１の内壁１４と光ファイバ用毛細管１の中心軸Ｃとのなす角度の方が、端部１１の外壁１３と中心軸Ｃとのなす角度よりも若干大きくなっている。このため、端部１１においては、先端側に向かって肉厚が緩やかに漸減している。よって、端部１１の先端側における光ファイバ用毛細管１の肉厚Ｌ２は、端部１１の中央側端における光ファイバ用毛細管１の肉厚Ｌ１よりも若干小さい。具体的には、端部１１の先端側における光ファイバ用毛細管１の肉厚Ｌ２は、端部１１における平均肉厚未満、端部１１における平均肉厚の０．８倍以上であり、端部１１の中央側端における光ファイバ用毛細管１の肉厚Ｌ１は、端部１１における平均肉厚より大きく、端部１１における平均肉厚の１．２倍以下である。
【００５４】
図１、図２及び図５に示すように、光ファイバ用毛細管１の端部１１の先端部は、Ｒ面取り状に形成されている。すなわち、先端部の表面は、実質的に曲面により形成されている。
【００５５】
本実施形態では、具体的には、縦断面において、光ファイバ用毛細管１の端部１１の内壁１４側角部１１ａと、光ファイバ用毛細管１の端部１１の外壁１３側角部１１ｂとの両方が略円弧状に形成されている。光ファイバ用毛細管１の端部１１の外壁１３側角部１１ｂの曲率は、光ファイバ用毛細管１の端部１１の内壁１４側角部１１ａの曲率よりも小さい。
【００５６】
本実施形態の光ファイバ用毛細管１の材質は、特に限定されない。光ファイバ用毛細管１の材質は、光ファイバ用毛細管に要求される特性に応じて適宜選択することができる。光ファイバ用毛細管１は、例えば、樹脂、金属、セラミック、ガラスなどにより形成することができる。なかでも、光ファイバ用毛細管１に対して、高い剛性や、低い熱膨張率が求められるような場合には、光ファイバ用毛細管１は、ガラス製であることが好ましい。
【００５７】
以上説明したように、本実施形態では、端部１１の内径及び外径の両方が先端側に向かって大きくなるように、先太り形状に形成されている。このため、光ファイバ用毛細管１の長さ方向における中央部１０の外径Ｌ４を標準寸法に適合するように細くしつつ、端部１１の内径を大きくすることができる。すなわち、光ファイバ１９(図５を参照)の挿入口の直径を大きくすることができる。このため、光ファイバ用毛細管１に光ファイバ１９を容易に挿入することができる。
【００５８】
また、端部１１は、Ｒ面取り状に形成されている。このため、光ファイバ１９の挿入時において光ファイバ１９が光ファイバ用毛細管１の端面と接触した場合においても、光ファイバ１９が損傷しにくい。また、本実施形態では、縦断面において、光ファイバ用毛細管１の端部１１の内壁１４側角部１１ａが略円弧状である。このため、光ファイバ１９の挿入時において光ファイバ１９が光ファイバ用毛細管１の端面と接触した場合においても、光ファイバ１９がより損傷しにくい。よって、光ファイバ１９を挿入する際に求められる、光ファイバ１９と光ファイバ用毛細管１との相対的な位置決め精度が低い。従って、光ファイバ用毛細管１に光ファイバ１９をより容易に挿入することができる。
【００５９】
さらに、本実施形態では、端部１１の内壁１４は、略円錐面状である。このため、光ファイバ用毛細管１に光ファイバ１９をさらに容易に挿入することができる。以下、その理由について詳細に説明する。
【００６０】
例えば、図１６に示すように、光ファイバ用毛細管１１０の端部１１０ａ、１１０ｂの内壁がドーム状である場合、光ファイバ用毛細管１１０の端部１１０ａ、１１０ｂのうち、先端側の部分の内壁の中心軸とのなす角度は小さくなるものの、光ファイバ用毛細管１１０の端部１１０ａ、１１０ｂのうち、中央側の部分の内壁の中心軸とのなす角度は大きくなる。このため、例えば光ファイバを光ファイバ用毛細管１１０に挿入する際に、光ファイバの位置が光ファイバ用毛細管１１０に対して相対的にずれ、光ファイバが光ファイバ用毛細管１１０の端部１１０ａ、１１０ｂのうち、中央側の部分の内壁に接触した場合、光ファイバに大きな応力が加わることとなる。また、光ファイバが内壁に対して滑りにくくなる。従って、光ファイバが破損しやすい。
【００６１】
それに対して、本実施形態では、上述のように、端部１１の内壁１４が略円錐面状である。このため、端部１１のいずれの部分においても、内壁１４と中心軸Ｃとのなす角度が小さくなる。よって、例えば光ファイバ１９を光ファイバ用毛細管１に挿入する際に、光ファイバ１９の位置が光ファイバ用毛細管１に対して相対的にずれ、光ファイバ１９が光ファイバ用毛細管１の端部１１の内壁１４に接触した場合においても、光ファイバ１９の大きな応力が加わりにくい。また、光ファイバ１９と内壁１４との接触角が小さくなるため、光ファイバ１９が内壁１４に対して滑りやすい。従って、光ファイバ１９の光ファイバ用毛細管１への挿入がより容易になると共に、光ファイバ１９の光ファイバ用毛細管１への挿入時における光ファイバ１９の破損をより効果的に抑制できる。
【００６２】
また、本実施形態では、端部１１がＲ面取り状に形成されているため、図５に示すように、光ファイバ１９の挿入後においても、光ファイバ１９と光ファイバ用毛細管１の端面とが接触することによる光ファイバ１９の損傷を効果的に抑制することができる。特に、本実施形態では、縦断面において、光ファイバ用毛細管１の端部１１の内壁１４側角部１１ａが略円弧状に形成されている。このため、光ファイバ１９と光ファイバ用毛細管１の端面とが接触することによる光ファイバ１９の損傷をより効果的に抑制することができる。
【００６３】
また、端部１１がＲ面取り状に形成されている本実施形態においては、光ファイバ用毛細管の端面が平坦な切断面である場合と比較して、端部１１の強度及び剛性が高い。従って、光ファイバ用毛細管１は、他の部材との接触等により破損しにくい。さらに、本実施形態では、縦断面において、光ファイバ用毛細管１の端部１１の外壁１３側角部１１ｂが略円弧状に形成されており、光ファイバ用毛細管１の端部１１の外壁１３側角部１１ｂの曲率は、光ファイバ用毛細管１の端部１１の内壁１４側角部１１ａの曲率よりも小さくされている。換言すれば、光ファイバ用毛細管１の端部１１の外壁１３側角部１１ｂの曲率半径が、光ファイバ用毛細管１の端部１１の内壁１４側角部１１ａの曲率半径よりも大きくされている。このため、他の部材との接触等による光ファイバ用毛細管１の破損がより効果的に抑制されている。
【００６４】
また、本実施形態では、端部１１の肉厚は、長さ方向において略一定であり、端部１１の先端側の肉厚が比較的厚い。従って、光ファイバ用毛細管１が他の部材と接触することなどにより破損することがさらに効果的に抑制されている。
【００６５】
ところで、図５に示すように、光ファイバ１９は、通常、光ファイバ１９保護用の樹脂カバー１７により覆われている。このため、例えば、本実施形態の光ファイバ用毛細管１のように、一方の端部から複数本の光ファイバが挿入される場合は、光ファイバ用毛細管の端部付近で光ファイバが屈曲することとなる。
【００６６】
例えば、図１５に示すように、光ファイバ用毛細管１００の両側のそれぞれから複数の光ファイバ１０２を挿入した場合、上述の通り、光ファイバ用毛細管１００では、フレア部１０１ａの直径を十分に大きくできないため、光ファイバ１０２の屈曲部の曲率が大きくなりやすい。光ファイバ１０２の屈曲部の曲率が大きくなると、光ファイバ１０２における光の伝搬損失が大きくなる傾向にある。
【００６７】
それに対して、本実施形態の光ファイバ用毛細管１では、端部１１の内径を十分大きくできる。このため、光ファイバ用毛細管１の両側のそれぞれから複数本の光ファイバ１９を挿入した場合であっても、光ファイバ１９の屈曲部の曲率がそれほど大きくならない。従って、光ファイバ用毛細管１を用いることにより、光ファイバ１９における光の伝搬損失の増大を抑制することができる。
【００６８】
＜光ファイバ用毛細管１の製造装置及び製造方法＞
図６は、光ファイバ用毛細管の製造装置の模式的構成図である。図７は、ガラス管の貫通孔の端部を拡径する工程を説明するための略図的縦断面図である。
【００６９】
次に、光ファイバ用毛細管１の製造装置及び製造方法の一例について、図６及び図７を参照しながら詳細に説明する。
【００７０】
まず、図６を参照しながら光ファイバ用毛細管１の製造装置２０の構成について説明する。図６に示すように、製造装置２０は、支持・回転機構２１を備えている。支持・回転機構２１は、ガラス管２４を支持する機能と、支持したガラス管２４を回転させる機能とを備えている。
【００７１】
また、製造装置２０は、支持・回転機構２１により支持されたガラス管２４の端部を加熱するための加熱機構２２を備えている。加熱機構２２は、ガラス管２４を加熱できるものであれば特に限定されない。加熱機構２２は、例えば、ガスバーナー、通電することにより発熱する電熱体、レーザー光をガラス管２４に照射することによりガラス管２４を加熱するレーザー加熱機構などにより構成することができる。
【００７２】
さらに、製造装置２０は、拡径機構２３を備えている。拡径機構２３は、ガラス管２４の貫通孔を拡径させるための機構である。拡径機構２３は、拡径部材２３ａを備えている。拡径部材２３ａは、後述するように、加熱されたガラス管２４の貫通孔に挿入され、貫通孔を押し広げるためのものである。拡径部材２３ａは、先細り形状を有している。具体的には、本実施形態では、拡径部材２３ａは、円錐状に形成されている。
【００７３】
拡径部材２３ａの材質は、ガラス管２４の加熱温度に対する耐熱性を有するものである限りにおいて、特に限定されない。拡径部材２３ａは、例えば、金属製、合金製、セラミック製、ガラス製、カーボン製であってもよい。なかでも、拡径部材２３ａは、加熱されたガラス管２４に対して融着しにくい材料により形成されていることが好ましく、拡径部材２３ａは、具体的には、実質的にカーボンからなることが好ましい。
【００７４】
拡径部材２３ａは、拡径機構本体２３ｂに取り付けられている。拡径機構本体２３ｂは、拡径部材２３ａを回転させる機能及び拡径部材２３ａを変位させる機能を有する。具体的には、拡径機構本体２３ｂは、拡径部材２３ａの中心軸と、ガラス管２４の中心軸とが一致する位置に、拡径部材２３ａを移動させた後に、拡径部材２３ａを回転させながらガラス管２４に対して進退させる機能を有している。
【００７５】
次に、製造装置２０を用いて光ファイバ用毛細管１を製造する方法について、図６及び図７を参照しながら説明する。
【００７６】
まず、図６に示すように、光ファイバ用毛細管１の母材となる、長さ方向において直径が略一定の貫通孔が形成されているガラス管２４を支持・回転機構２１に固定する。
【００７７】
次に、支持・回転機構２１によりガラス管２４を、ガラス管２４の中心軸を中心として回転させながら、加熱機構２２によりガラス管２４の端部を加熱する。
【００７８】
次に、図７に示すように、拡径機構本体２３ｂにより、ガラス管２４の中心軸と、拡径部材２３ａの中心軸とが一致するように拡径部材２３ａを移動させた後に、拡径部材２３ａを回転させながらガラス管２４の端部内に挿入する。ガラス管２４に拡径部材２３ａを挿入した状態を、例えば１分程度の所定の期間にわたって保持し、その後、拡径部材２３ａをガラス管２４から抜く。なお、ガラス管２４への拡径部材２３ａの挿入前に、拡径部材２３ａを予め加熱しておくことが好ましい。そうすることにより、ガラス管２４と、ガラス管２４に挿入される拡径部材２３ａとの間の温度差を小さくできる。従って、ガラス管２４の端部を拡径しやすくなると共に、ガラス管２４の損傷を抑制することができる。
【００７９】
次に、ガラス管２４の拡径された端部とは反対側の端部も、同様の要領で拡径する。
【００８０】
その後、ガラス管２４を室温付近にまで徐冷する。徐冷後、ガラス管２４を洗浄し、ガラス管２４に付着しているカーボン粉等を取り除くことにより、図１に示す光ファイバ用毛細管１を完成させることができる。
【００８１】
本実施形態の製造方法によれば、ガラス管から光ファイバ用毛細管１を製造する際に、切断や研磨などの煩雑な工程を必ずしも必要とせず、光ファイバ用毛細管１を容易に製造することができる。
【００８２】
例えば、上記の特許文献２に記載の光ファイバ用毛細管の製造方法では、ガラス管がふくらみ始めた後は、ガラス管のふくらむ速度が非常に速いため、制御が困難である。従って、ガラス管の貫通孔を所望の直径に正確に拡径することは非常に困難である。また、加熱条件等が微妙に変化した場合であってもガラス管の拡径度合いが大きく変化するため、光ファイバ用毛細管を安定して製造することは困難である。
【００８３】
それに対して、本実施形態の製造方法では、ガラス管２４の貫通孔の端部は、拡径部材２３ａの形状に沿った形状に変形する。このため、使用する拡径部材２３ａの形状を異ならせることにより、ガラス管２４の貫通孔の端部を所望の直径にまで正確に拡径することができる。また、光ファイバ用毛細管１を安定して製造することができる。
【００８４】
なお、本実施形態の製造方法において、拡径部材２３ａをガラス管２４に挿入する際のガラス管２４の温度は特に限定されないが、例えば、拡径部材２３ａの挿入は、ガラス管２４をガラス管２４の軟化温度以上、ガラス管２４の軟化温度よりも２００℃高い温度以下の温度にまで加熱した状態で行うことが好ましい。拡径部材２３ａの挿入時におけるガラス管２４のより好ましい温度は、ガラス管２４の軟化点よりも５０℃高い温度以上、ガラス管２４の軟化点よりも１００℃高い温度以下である。拡径部材２３ａの挿入時におけるガラス管２４の温度が低すぎると、ガラス管２４の貫通孔が好適に拡径されず、ガラス管２４にクラックが生じたり、ガラス管２４が破損したりする場合がある。一方、拡径部材２３ａの挿入時におけるガラス管２４の温度が高すぎると、ガラス管２４が自重により変形し、所望の形状の光ファイバ用毛細管１が得られない場合がある。また、ガラス管２４と拡径部材２３ａとが融着しやすくなる傾向にある。
【００８５】
また、本実施形態の製造方法により、光ファイバ用毛細管１を製造する場合、端部１１における貫通孔１２の直径が、中央部１０における貫通孔１２の直径の２倍以上１０倍以下となるように、ガラス管２４の貫通孔を拡径することが好ましい。ガラス管２４の貫通孔を大きく拡径しすぎると、ガラス管２４の端部における肉厚が薄くなりすぎ、強度及び剛性が低くなりすぎる場合があるからである。
【００８６】
以下、上記第１の実施形態の変形例及び本発明を実施した好ましい形態の他の例について説明する。なお、以下の説明において、上記第１の実施形態と実質的に共通の機能を有する部材を共通の符号で参照し、説明を省略する。
【００８７】
（第１及び第２の変形例）
図８は、第１の変形例における光ファイバ用毛細管の略図的横断面図である。図９は、第２の変形例における光ファイバ用毛細管の略図的横断面図である。
【００８８】
上記第１の実施形態では、貫通孔１２の横断面形状が円形である場合について説明した。但し、本発明はこの構成に限定されない。貫通孔１２は、例えば、図８に示すように、四辺形であってもよいし、図９に示すように、長円であってもよい。また、貫通孔１２は、楕円形であってもよいし、多角形であってもよい。なお、「四辺形」には、少なくとも、正方形、長方形、菱形、平行四辺形、台形が含まれるものとする。
【００８９】
（第２の実施形態）
図１０は、第２の実施形態に係る光ファイバ用毛細管の一部分を表す略図的縦断面図である。
【００９０】
上記第１の実施形態では、貫通孔１２がひとつのみ形成されている例について説明した。しかしながら、本発明は、この構成に限定されない。例えば、図１０に示すように、光ファイバ用毛細管には、複数の貫通孔１２が形成されており、それら複数の貫通孔１２が光ファイバ用毛細管の端部１１において合流し、ひとつの開口部を形成していてもよい。すなわち、光ファイバ用毛細管には、端部１１以外の部分において、貫通孔を複数の貫通孔１２に区画する区画壁１５が設けられていてもよい。
【００９１】
次に、本実施形態の光ファイバ用毛細管の製造方法について、図１１〜図１３を参照しながら説明する。
【００９２】
まず、図１１に示すように、複数の貫通孔３１，３２が形成されたガラス管３０を用意する。次に、図１２に示すように、ガラス管３０の端部の外壁を覆うようにコーティング層３６を設けた状態で、ガラス管３０を溶解させる溶解液３３が満たされた容器３４にガラス管３０の端部を浸漬する。これにより、図１３に示すように、貫通孔３１と貫通孔３２との間の部分が溶解し、ガラス管３０の端部において、貫通孔３１と貫通孔３２とが一体となる。
【００９３】
その後、上記第１の実施形態で説明した要領と同様の要領で、ガラス管３０の端部を拡径させることにより、図１０に示す本実施形態の光ファイバ用毛細管を製造することができる。
【００９４】
なお、コーティング層３６は、溶解液３３により溶解しないものであれば特に限定されない。また、溶解液３３も、ガラス管３０を溶解できるものであれば特に限定されない。溶解液３３の具体例としては、例えば、フッ化水素水溶液（フッ酸）が挙げられる。溶解液３３としてフッ酸を用いる場合には、コーティング層３６は、例えば、エポキシ樹脂膜により構成することができる。
【００９５】
（実施例）
上記第１の実施形態に記載の光ファイバ用毛細管１を以下の要領で作製した。具体的には、まず、外径１．８ｍｍ、内径０．２５２ｍｍのガラス管（軟化温度：７５０℃）を用意した。用意したガラス管の両端面は、切断面であった。そのガラス管の両端部を図６に示す製造装置２０を用いて拡径した。なお、加熱機構２２としてはガスバーナーを用いた。拡径部材２３ａは、高さ５ｍｍ、底面における直径２ｍｍの円錐状のカーボン部材を用いた。作製した光ファイバ用毛細管の写真を図１４に示す。
【００９６】
図１４に示すように、ガラス管を加熱した状態で拡径部材２３ａを挿入して、ガラス管の貫通孔を拡径させることにより、端部において内径及び外径の両方が先端側に向かって大きくなっており、かつ端部の先端部の縦断面形状が略半球である光ファイバ用毛細管を製造できることが分かった。
【符号の説明】
【００９７】
１…光ファイバ用毛細管
１０…光ファイバ用毛細管の中央部
１１…光ファイバ用毛細管の端部
１１ａ…光ファイバ用毛細管の端部の内壁側角部
１１ｂ…光ファイバ用毛細管の端部の外壁側角部
１２…貫通孔
１３…外壁
１４…内壁
１５…区画壁
１７…樹脂カバー
１９…光ファイバ
２０…製造装置
２１…支持・回転機構
２２…加熱機構
２３…拡径機構
２３ａ…拡径部材
２３ｂ…拡径機構本体
２４…ガラス管
３０…ガラス管
３１，３２…貫通孔
３３…溶解液
３４…容器
３６…コーティング層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバ用毛細管及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、下記の特許文献１〜３などにおいて、複数の光ファイバの接続や、光ファイバの固定などに用いられる光ファイバ用毛細管が提案されている。
【０００３】
図１５は、特許文献１に記載されている光ファイバ用毛細管の略図的断面図である。図１５に示すように、特許文献１に記載の光ファイバ用毛細管１００は、長さ方向に貫通する微細な貫通孔１０１を有する。この貫通孔１０１内に光ファイバ１０２が挿入されて固定される。具体的には、この光ファイバ用毛細管１００では、貫通孔１０１の両側のそれぞれから、２本ずつの光ファイバ１０２が挿入されている。貫通孔１０１の一方側の端部から挿入された２本の光ファイバ１０２ａ、１０２ｂと、貫通孔１０１の他方側の端部から挿入された２本の光ファイバ１０２ｃ、１０２ｄとは、屈折率整合材１０３により互いに接合されている。
【０００４】
ところで、光ファイバ１０２は、非常に細く、破損しやすい。この光ファイバ１０２を光ファイバ用毛細管１００に固定するためには、光ファイバ１０２を、小さな直径の貫通孔１０１内に挿入する必要がある。光ファイバ１０２の貫通孔１０１への挿入工程において、光ファイバ１０２と光ファイバ用毛細管１００とが接触すると光ファイバ１０２が破損してしまうおそれがある。従って、光ファイバ１０２の光ファイバ用毛細管１００への挿入は非常に困難である。
【０００５】
このような問題に鑑み、例えば、光ファイバ用毛細管１００では、貫通孔１０１の開口端部に、外側に向かって拡径するフレア部１０１ａが形成されている。このため、光ファイバ１０２を光ファイバ用毛細管１００に対して比較的容易に挿入することができる。
【０００６】
また、図１６は、特許文献２に記載の光ファイバ用毛細管の断面図である。図１６に示すように、特許文献２に記載の光ファイバ用毛細管１１０では、両端部１１０ａ、１１０ｂの外径及び内径のそれぞれが外側に向かって大きくなるように、両端部１１０ａ、１１０ｂが放射状に形成されている。このため、光ファイバ用毛細管１１０に対して光ファイバを容易に挿入することができる。
【０００７】
特許文献２には、上記光ファイバ用毛細管１１０の製造方法として、以下に示す方法が記載されている。すなわち、図１７に示すように、ガラスチューブ１１１の長さ方向において等間隔に位置する部分をガスバーナー１１２で加熱すると共に、ガラスチューブ１１１内に圧縮空気を送入することにより、拡径部１１１ａを形成する。その後、その拡径部１１１ａにおいて切断することにより光ファイバ用毛細管１１０を製造する。このため、特許文献２に記載の方法により作成された光ファイバ用毛細管１１０の両端面は切断面となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１１-６４６７１号公報
【特許文献２】特開２００１-２９００４２号公報
【特許文献３】特開２００２-３２３６４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述のように、図１５に示す光ファイバ用毛細管１００では、フレア部１０１ａが形成されている。このため、光ファイバ用毛細管１００に対して光ファイバ１０２を比較的容易に挿入することができる。しかしながら、光ファイバ１０２が挿入しやすいように、フレア部１０１ａの直径を大きくすると、光ファイバ用毛細管１００のフレア部１０１ａが形成されている部分における肉厚が薄くなる傾向にある。従って、光ファイバ用毛細管１００のフレア部１０１ａが形成されている端部の強度が低下し、該端部が破損しやすくなる。
【００１０】
例えば、光ファイバ用毛細管１００の外径を大きくすることが可能であれば、フレア部１０１ａが形成されている端部の肉厚が薄くなることを抑制することができる。しかしながら、光ファイバ用毛細管１００の外径には、世界的な標準寸法があるため、光ファイバ用毛細管１００の外径を全体的に大きくすることは困難である。
【００１１】
従って、光ファイバ用毛細管１００では、光ファイバ１０２の挿入容易性を高めつつ、フレア部１０１ａが形成されている端部が破損しやすくなることを抑制することが困難であるという問題がある。
【００１２】
それに対して、例えば、図１６に示す光ファイバ用毛細管１１０では、光ファイバ用毛細管１１０の長さ方向における中央部の外径を標準寸法に適合させつつ、両端部１１０ａ、１１０ｂのみを拡径させることにより、標準寸法への適合と、光ファイバの挿入容易性とを両立させることができる。
【００１３】
しかしながら、上述のように、光ファイバ用毛細管１１０の両端面は、切断面である。このため、光ファイバ用毛細管１１０の両端部は破損しやすいという問題がある。また、光ファイバ用毛細管１１０の両端面が切断面である場合、光ファイバ用毛細管１１０の両端部に角部が形成される。このため、光ファイバの挿入時などにおいて、光ファイバが光ファイバ用毛細管１１０の端面と接触した場合に、光ファイバが損傷しやすい。従って、光ファイバ用毛細管１１０にも、光ファイバの挿入が困難であるという問題がある。
【００１４】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、光ファイバの挿入が容易であり、かつ、破損しにくい光ファイバ用毛細管及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明に係る光ファイバ用毛細管は、光ファイバが挿入される貫通孔を有する。本発明に係る光ファイバ用毛細管の少なくとも一方の端部は、内径及び外径の両方が先端側に向かって大きくなるように、先太り形状に形成されている。さらに、本発明に係る光ファイバ用毛細管の少なくとも一方の端部は、Ｒ面取り状に形成されている。
【００１６】
このため、本発明においては、光ファイバ用毛細管の長さ方向における中央部の外径を標準寸法に適合するように細くしつつ、少なくとも一方の端部の内径を大きくすることができる。すなわち、光ファイバの挿入口の直径を大きくすることができる。また、本発明においては、少なくとも一方の端部がＲ面取り状に形成されている。このため、光ファイバ用毛細管の端面が平坦な切断面である場合と比較して、光ファイバの挿入時において光ファイバが光ファイバ用毛細管の端面と接触した場合においても、光ファイバが損傷しにくい。よって、光ファイバを挿入する際に求められる、光ファイバと光ファイバ用毛細管との相対的な位置決め精度が低い。従って、本発明に係る光ファイバ用毛細管には、光ファイバを容易に挿入することができる。
【００１７】
また、本発明においては、少なくとも一方の端部がＲ面取り状に形成されているため、光ファイバの挿入後においても、光ファイバと光ファイバ用毛細管の端面とが接触することによる光ファイバの損傷を効果的に抑制することができる。
【００１８】
さらに、本発明においては、少なくとも一方の端部がＲ面取り状に形成されているため、光ファイバ用毛細管の端面が平坦な切断面である場合と比較して、光ファイバ用毛細管の少なくとも一方の端部の強度及び剛性が高い。従って、本発明に係る光ファイバ用毛細管は、他の部材との接触等により破損しにくい。
【００１９】
なお、本発明において、先端部が「Ｒ面取り状」に形成されているとは、先端部の表面が実質的に曲面により形成されており、先端部の表面が、法線方向が相互に異なる複数の表面により形成されていないことをいう。
【００２０】
「先太り形状」とは、基端側から先端側に向かって直径が大きくなる形状全般を意味する。
【００２１】
本発明では、縦断面において、光ファイバ用毛細管の少なくとも一方の端部の内壁側角部の表面が略円弧状であることが好ましい。この場合、光ファイバの挿入時において光ファイバが光ファイバ用毛細管の端面と接触した場合における光ファイバの損傷をより効果的に抑制することができる。従って、光ファイバの挿入がより容易となる。
【００２２】
また、光ファイバの挿入後においても、光ファイバと光ファイバ用毛細管の端面とが接触することによる光ファイバの損傷をより効果的に抑制することができる。
【００２３】
さらに、光ファイバ用毛細管の少なくとも一方の端部の強度及び剛性をより高めることができる。従って、他の部材との接触等による破損をより効果的に抑制することができる。
【００２４】
また、本発明では、縦断面において、光ファイバ用毛細管の少なくとも一方の端部の外壁側角部の表面が略円弧状であることが好ましい。さらには、光ファイバ用毛細管の少なくとも一方の端部の外壁側角部の曲率が、光ファイバ用毛細管の少なくとも一方の端部の内壁側角部の曲率よりも小さいことが好ましい。この場合、光ファイバ用毛細管の少なくとも一方の端部の強度及び剛性をさらに高めることができる。
【００２５】
なお、本発明において、光ファイバ用毛細管の「縦断面」とは、光ファイバ用毛細管の中心軸を通るように、光ファイバ用毛細管の長さ方向に沿って切断した断面のことをいう。一方、光ファイバ用毛細管の「横断面」とは、光ファイバ用毛細管の中心軸に垂直な方向に切断した断面のことをいう。
【００２６】
本発明において、光ファイバ用毛細管の少なくとも一方の端部は、長さ方向において、略一定の肉厚を有していることが好ましい。すなわち、光ファイバ用毛細管のうち、内径が中央部よりも大きい端部の肉厚が、長さ方向において大きく変化しないことが好ましい。この場合、光ファイバ用毛細管の少なくとも一方の端部に、肉厚の小さな部分が生じないため、光ファイバ用毛細管が他の部材と接触することなどにより破損することをさらに効果的に抑制することができる。
【００２７】
ここで、本発明において、肉厚が「略一定」であるとは、最大肉厚が平均肉厚の１．２倍以下であり、かつ最小肉厚が平均肉厚の０．８倍以上であることをいう。
【００２８】
また、本発明において、光ファイバ用毛細管の少なくとも一方の端部の内壁は、略円錐面状であることが好ましい。すなわち、光ファイバ用毛細管の縦断面において、光ファイバ用毛細管の少なくとも一方の端部の内壁が略直線状であることが好ましい。
【００２９】
例えば、図１６に示すように、光ファイバ用毛細管の端部の内壁がドーム状である場合、光ファイバ用毛細管の端部のうち、先端側の部分の内壁の中心軸とのなす角度は小さくなるものの、光ファイバ用毛細管のうち、中央側の部分の内壁の中心軸とのなす角度は大きくなる。よって、例えば光ファイバを光ファイバ用毛細管に挿入する際に、光ファイバの位置が光ファイバ用毛細管に対して相対的にずれ、光ファイバが光ファイバ用毛細管の端部のうち、中央側の部分の内壁に接触した場合、光ファイバに大きな応力が加わることとなる。また、光ファイバが内壁に対して滑りにくくなる。従って、光ファイバが破損しやすい。
【００３０】
それに対して、光ファイバ用毛細管の少なくとも一方の端部の内壁が略円錐面状である場合は、光ファイバ用毛細管の端部のいずれの部分においても、内壁と中心軸とのなす角度が小さくなる。このため、例えば光ファイバを光ファイバ用毛細管に挿入する際に、光ファイバの位置が光ファイバ用毛細管に対して相対的にずれ、光ファイバが光ファイバ用毛細管の端部の内壁に接触した場合においても、光ファイバの大きな応力が加わりにくい。また、光ファイバと内壁との接触角が小さくなるため、光ファイバが内壁に対して滑りやすい。従って、光ファイバの光ファイバ用毛細管への挿入がより容易になると共に、光ファイバの光ファイバ用毛細管への挿入時における光ファイバの破損をより効果的に抑制できる。
【００３１】
なお、本発明において、光ファイバ用毛細管の中央部における貫通孔に対する、光ファイバ用毛細管の拡径された少なくとも一方の端部における貫通孔の直径の比は、特に限定されない。光ファイバ用毛細管の中央部における貫通孔に対する、光ファイバ用毛細管の拡径された少なくとも一方の端部における貫通孔の直径の比は、光ファイバ用毛細管に挿入される光ファイバの本数などに応じて適宜設定することができる。
【００３２】
少なくとも一方の端部における貫通孔の直径は、例えば、少なくとも一方の端部以外の部分における貫通孔の直径の２倍以上１０倍以下とすることができる。
【００３３】
なお、本発明において、光ファイバ用毛細管に形成されている貫通孔の本数は特に限定されない。例えば、光ファイバ用毛細管には、長さ方向に沿って複数の挿入孔が形成されており、それら複数の挿入孔が光ファイバ用毛細管の少なくとも一方の端部において合流し、ひとつの開口部を形成していてもよい。すなわち、光ファイバ用毛細管の少なくとも一方の端部以外の部分において、貫通孔を複数の貫通孔に区画する区画壁が設けられていてもよい。
【００３４】
また、本発明において、貫通孔の横断面形状は、特に限定されない。貫通孔の横断面形状は、光ファイバ用毛細管の使用態様などに応じて適宜設定することができる。貫通孔の横断面形状は、例えば、円形、四辺形、楕円形、長円形、多角形であってもよい。
【００３５】
また、本発明において、光ファイバ用毛細管の材質は特に限定されない。光ファイバ用毛細管の材質は、光ファイバ用毛細管に要求される特性に応じて適宜選択することができる。例えば、光ファイバ用毛細管に対して、高い剛性や、低い熱膨張率が求められるような場合には、光ファイバ用毛細管は、ガラス製であることが好ましい。
【００３６】
本発明に係る光ファイバ用毛細管の製造方法は、上記本発明に係る光ファイバ用毛細管を製造するための方法である。本発明に係る光ファイバ用毛細管の製造方法は、貫通孔が形成されたガラス管の少なくとも一方の端部を加熱すると共に、ガラス管の少なくとも一方の端部に略円錐状の拡径部材を挿入することによりガラス管の貫通孔を拡径し、光ファイバ用毛細管を得ることを特徴としている。このため、本発明の製造方法によれば、本発明に係る光ファイバ用毛細管の製造に、切断や研磨などの煩雑な工程を必ずしも必要とせず、本発明に係る光ファイバ用毛細管を容易に製造することができる。
【００３７】
例えば、上記の特許文献２に記載の光ファイバ用毛細管の製造方法では、ガラス管がふくらみ始めた後は、ガラス管のふくらむ速度が非常に速いため、制御が困難である。従って、ガラス管の貫通孔を所望の直径に正確に拡径することは非常に困難である。また、加熱条件等が微妙に変化した場合であってもガラス管の拡径度合いが大きく変化するため、所定の形状寸法の光ファイバ用毛細管を安定して製造することは困難である。
【００３８】
それに対して、本発明に係る製造方法では、ガラス管の貫通孔の端部は、拡径部材の形状に沿った形状に変形するため、使用する拡径部材の形状を異ならせることにより、ガラス管の貫通孔の端部を所望の直径にまで正確に拡径することができる。また、所定の形状寸法の光ファイバ用毛細管を安定して製造することができる。
【００３９】
本発明の製造方法において、拡径部材の材質は、ガラス管の加熱温度に対する耐熱性を有するものである限りにおいて、特に限定されない。拡径部材は、例えば、金属製、合金製、セラミック製、ガラス製、カーボン製であってもよい。なかでも、拡径部材は、加熱されたガラス管に対して融着しにくい材料により形成されていることが好ましく、拡径部材は、具体的には、実質的にカーボンからなることが好ましい。
【００４０】
なお、「実質的にカーボンからなる」とは、主成分がカーボンであることを意味し、例えば、剛性などの特性を向上するために、カーボン以外の他の物質が添加されていてもよい。
【００４１】
本発明において、拡径部材をガラス管に挿入する際のガラス管の温度は特に限定されないが、例えば、拡径部材の挿入は、ガラス管をガラス管の軟化温度以上、軟化温度よりも２００℃高い温度以下の温度にまで加熱した状態で行うことが好ましい。拡径部材挿入時におけるガラス管のより好ましい温度は、ガラス管の軟化点よりも５０℃高い温度以上、ガラス管の軟化点よりも１００℃高い温度以下である。拡径部材挿入時におけるガラス管の温度が低すぎると、ガラス管の貫通孔が好適に拡径されず、ガラス管にクラックが生じたり、ガラス管が破損したりする場合がある。一方、拡径部材挿入時におけるガラス管の温度が高すぎると、ガラス管が自重により変形し、所望の形状の光ファイバ用毛細管が得られない場合がある。また、ガラス管と拡径部材とが融着しやすくなる傾向にある。
【００４２】
本発明に係る製造方法により、光ファイバ用毛細管を製造する場合、少なくとも一方の端部における貫通孔の直径が、少なくとも一方の端部以外の部分における貫通孔の直径の２倍以上１０倍以下となるように、ガラス管の貫通孔を拡径することが好ましい。ガラス管の貫通孔を大きく拡径しすぎると、ガラス管の少なくとも一方の端部における肉厚が薄くなりすぎ、強度及び剛性が低くなりすぎる場合があるからである。
【発明の効果】
【００４３】
本発明によれば、光ファイバの挿入が容易であり、かつ、破損しにくい光ファイバ用毛細管及びその製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】第１の実施形態に係る光ファイバ用毛細管の一部分を表す略図的縦断面図である。
【図２】光ファイバ用毛細管の端部の一部分の略図的縦断面図である。
【図３】図１における線ＩＩＩ−ＩＩＩにおける略図的断面図である。
【図４】図１における線ＩＶ−ＩＶにおける略図的断面図である。
【図５】第１の実施形態に係る光ファイバ用毛細管の使用態様を説明するための略図的縦断面図である。
【図６】光ファイバ用毛細管の製造装置の模式的構成図である。
【図７】ガラス管の貫通孔の端部を拡径する工程を説明するための略図的縦断面図である。
【図８】第１の変形例における光ファイバ用毛細管の略図的横断面図である。
【図９】第２の変形例における光ファイバ用毛細管の略図的横断面図である。
【図１０】第２の実施形態に係る光ファイバ用毛細管の一部分を表す略図的縦断面図である。
【図１１】第２の実施形態に係る光ファイバ用毛細管の製造に使用するガラス管の一部分を表す略図的縦断面図である。
【図１２】ガラス管の複数の貫通孔の端部を一体化する工程を説明するための略図的模式図である。
【図１３】ガラス管の複数の貫通孔の端部を一体化する工程を説明するための略図的模式図である。
【図１４】実施例において作製した光ファイバ用毛細管の写真である。
【図１５】特許文献１に記載されている光ファイバ用毛細管の断面図である。
【図１６】特許文献２に記載の光ファイバ用毛細管の断面図である。
【図１７】特許文献２に記載の光ファイバ用毛細管の製造方法を説明するための略図的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
以下、本発明を実施した好ましい形態について、図１に示す光ファイバ用毛細管を例に挙げて説明する。
【００４６】
（第１の実施形態）
＜光ファイバ用毛細管１の構造＞
図１は、第１の実施形態に係る光ファイバ用毛細管の一部分を表す略図的縦断面図である。図２は、光ファイバ用毛細管の端部の一部分の略図的縦断面図である。図３は、光ファイバ用毛細管の中央部における略図的断面図である。図４は、光ファイバ用毛細管の端部における略図的断面図である。図５は、本実施形態の光ファイバ用毛細管の使用態様を説明するための略図的縦断面図である。
【００４７】
図１に示すように、光ファイバ用毛細管１には、長さ方向に沿って一方端から他方端にわたって延びる貫通孔１２が形成されている。図３及び図４に示すように、貫通孔１２の横断面形状は、円形である。この光ファイバ用毛細管１は、例えば、図５に示すように、両端部から１または複数の光ファイバ１９が挿入されて使用されるものである。本実施形態の光ファイバ用毛細管１は、例えば、光ファイバのコネクタ、光ファイバスプライス、光ファイバの固定具として使用される。
【００４８】
図１及び図５に示すように、光ファイバ用毛細管１の中央部１０では、長さ方向において、内径及び外径の両方が略一定である。一方、光ファイバ用毛細管１の少なくとも一方の端部１１は、内径及び外径の両方が先端側に向かって大きくなるように、先端側に向かって先太り形状に形成されている。具体的には、本実施形態では、図５に示すように、光ファイバ用毛細管１の両方の端部１１が、内径及び外径の両方が先端側に向かって大きくなるように、先端側に向かって先太り形状に形成されている。
【００４９】
図１に示すように、本実施形態において、光ファイバ用毛細管１の拡径されている端部１１の外径の最大（すなわち、端部１１の先端における外径）Ｌ６は、光ファイバ用毛細管１の拡径されていない中央部１０の外径Ｌ４の１．１倍以上２倍以下である。また、光ファイバ用毛細管１の中央部１０の内径Ｌ７に対する端部１１の内径の最大Ｌ８の比は、２〜１０内にある。光ファイバ用毛細管１の拡径されている端部１１の長さ方向寸法Ｌ５は、２〜５ｍｍ内にある。
【００５０】
具体的には、本実施形態の光ファイバ用毛細管１の各寸法は以下の通りとなっている。
【００５１】
中央部１０の外径（Ｌ４）：１．８ｍｍ（世界的な標準寸法）
中央部１０の内径（Ｌ７）：０．２５２ｍｍ
端部１１の長さ方向寸法（Ｌ５）：３ｍｍ
端部１１における外径の最大（Ｌ６）：２．５ｍｍ
端部１１における内径の最大（Ｌ８）：１．５ｍｍ
【００５２】
本実施形態において、端部１１では、光ファイバ用毛細管１の内径及び外径が、長さ方向外側に向かって一定の比率で増大している。すなわち、端部１１の内壁１４及び外壁１３のそれぞれが、略円錐面状に形成されている。光ファイバ用毛細管１の縦断面において、端部１１の内壁１４と端部１１の外壁１３とは略平行である。このため、端部１１は、長さ方向において、略一定の肉厚を有している。具体的には、端部１１の中央側端における光ファイバ用毛細管１の肉厚Ｌ１と、端部１１の先端側における光ファイバ用毛細管１の肉厚Ｌ２とは、略同一である。
【００５３】
詳細には、本実施形態では、端部１１の内壁１４と光ファイバ用毛細管１の中心軸Ｃとのなす角度の方が、端部１１の外壁１３と中心軸Ｃとのなす角度よりも若干大きくなっている。このため、端部１１においては、先端側に向かって肉厚が緩やかに漸減している。よって、端部１１の先端側における光ファイバ用毛細管１の肉厚Ｌ２は、端部１１の中央側端における光ファイバ用毛細管１の肉厚Ｌ１よりも若干小さい。具体的には、端部１１の先端側における光ファイバ用毛細管１の肉厚Ｌ２は、端部１１における平均肉厚未満、端部１１における平均肉厚の０．８倍以上であり、端部１１の中央側端における光ファイバ用毛細管１の肉厚Ｌ１は、端部１１における平均肉厚より大きく、端部１１における平均肉厚の１．２倍以下である。
【００５４】
図１、図２及び図５に示すように、光ファイバ用毛細管１の端部１１の先端部は、Ｒ面取り状に形成されている。すなわち、先端部の表面は、実質的に曲面により形成されている。
【００５５】
本実施形態では、具体的には、縦断面において、光ファイバ用毛細管１の端部１１の内壁１４側角部１１ａと、光ファイバ用毛細管１の端部１１の外壁１３側角部１１ｂとの両方が略円弧状に形成されている。光ファイバ用毛細管１の端部１１の外壁１３側角部１１ｂの曲率は、光ファイバ用毛細管１の端部１１の内壁１４側角部１１ａの曲率よりも小さい。
【００５６】
本実施形態の光ファイバ用毛細管１の材質は、特に限定されない。光ファイバ用毛細管１の材質は、光ファイバ用毛細管に要求される特性に応じて適宜選択することができる。光ファイバ用毛細管１は、例えば、樹脂、金属、セラミック、ガラスなどにより形成することができる。なかでも、光ファイバ用毛細管１に対して、高い剛性や、低い熱膨張率が求められるような場合には、光ファイバ用毛細管１は、ガラス製であることが好ましい。
【００５７】
以上説明したように、本実施形態では、端部１１の内径及び外径の両方が先端側に向かって大きくなるように、先太り形状に形成されている。このため、光ファイバ用毛細管１の長さ方向における中央部１０の外径Ｌ４を標準寸法に適合するように細くしつつ、端部１１の内径を大きくすることができる。すなわち、光ファイバ１９(図５を参照)の挿入口の直径を大きくすることができる。このため、光ファイバ用毛細管１に光ファイバ１９を容易に挿入することができる。
【００５８】
また、端部１１は、Ｒ面取り状に形成されている。このため、光ファイバ１９の挿入時において光ファイバ１９が光ファイバ用毛細管１の端面と接触した場合においても、光ファイバ１９が損傷しにくい。また、本実施形態では、縦断面において、光ファイバ用毛細管１の端部１１の内壁１４側角部１１ａが略円弧状である。このため、光ファイバ１９の挿入時において光ファイバ１９が光ファイバ用毛細管１の端面と接触した場合においても、光ファイバ１９がより損傷しにくい。よって、光ファイバ１９を挿入する際に求められる、光ファイバ１９と光ファイバ用毛細管１との相対的な位置決め精度が低い。従って、光ファイバ用毛細管１に光ファイバ１９をより容易に挿入することができる。
【００５９】
さらに、本実施形態では、端部１１の内壁１４は、略円錐面状である。このため、光ファイバ用毛細管１に光ファイバ１９をさらに容易に挿入することができる。以下、その理由について詳細に説明する。
【００６０】
例えば、図１６に示すように、光ファイバ用毛細管１１０の端部１１０ａ、１１０ｂの内壁がドーム状である場合、光ファイバ用毛細管１１０の端部１１０ａ、１１０ｂのうち、先端側の部分の内壁の中心軸とのなす角度は小さくなるものの、光ファイバ用毛細管１１０の端部１１０ａ、１１０ｂのうち、中央側の部分の内壁の中心軸とのなす角度は大きくなる。このため、例えば光ファイバを光ファイバ用毛細管１１０に挿入する際に、光ファイバの位置が光ファイバ用毛細管１１０に対して相対的にずれ、光ファイバが光ファイバ用毛細管１１０の端部１１０ａ、１１０ｂのうち、中央側の部分の内壁に接触した場合、光ファイバに大きな応力が加わることとなる。また、光ファイバが内壁に対して滑りにくくなる。従って、光ファイバが破損しやすい。
【００６１】
それに対して、本実施形態では、上述のように、端部１１の内壁１４が略円錐面状である。このため、端部１１のいずれの部分においても、内壁１４と中心軸Ｃとのなす角度が小さくなる。よって、例えば光ファイバ１９を光ファイバ用毛細管１に挿入する際に、光ファイバ１９の位置が光ファイバ用毛細管１に対して相対的にずれ、光ファイバ１９が光ファイバ用毛細管１の端部１１の内壁１４に接触した場合においても、光ファイバ１９の大きな応力が加わりにくい。また、光ファイバ１９と内壁１４との接触角が小さくなるため、光ファイバ１９が内壁１４に対して滑りやすい。従って、光ファイバ１９の光ファイバ用毛細管１への挿入がより容易になると共に、光ファイバ１９の光ファイバ用毛細管１への挿入時における光ファイバ１９の破損をより効果的に抑制できる。
【００６２】
また、本実施形態では、端部１１がＲ面取り状に形成されているため、図５に示すように、光ファイバ１９の挿入後においても、光ファイバ１９と光ファイバ用毛細管１の端面とが接触することによる光ファイバ１９の損傷を効果的に抑制することができる。特に、本実施形態では、縦断面において、光ファイバ用毛細管１の端部１１の内壁１４側角部１１ａが略円弧状に形成されている。このため、光ファイバ１９と光ファイバ用毛細管１の端面とが接触することによる光ファイバ１９の損傷をより効果的に抑制することができる。
【００６３】
また、端部１１がＲ面取り状に形成されている本実施形態においては、光ファイバ用毛細管の端面が平坦な切断面である場合と比較して、端部１１の強度及び剛性が高い。従って、光ファイバ用毛細管１は、他の部材との接触等により破損しにくい。さらに、本実施形態では、縦断面において、光ファイバ用毛細管１の端部１１の外壁１３側角部１１ｂが略円弧状に形成されており、光ファイバ用毛細管１の端部１１の外壁１３側角部１１ｂの曲率は、光ファイバ用毛細管１の端部１１の内壁１４側角部１１ａの曲率よりも小さくされている。換言すれば、光ファイバ用毛細管１の端部１１の外壁１３側角部１１ｂの曲率半径が、光ファイバ用毛細管１の端部１１の内壁１４側角部１１ａの曲率半径よりも大きくされている。このため、他の部材との接触等による光ファイバ用毛細管１の破損がより効果的に抑制されている。
【００６４】
また、本実施形態では、端部１１の肉厚は、長さ方向において略一定であり、端部１１の先端側の肉厚が比較的厚い。従って、光ファイバ用毛細管１が他の部材と接触することなどにより破損することがさらに効果的に抑制されている。
【００６５】
ところで、図５に示すように、光ファイバ１９は、通常、光ファイバ１９保護用の樹脂カバー１７により覆われている。このため、例えば、本実施形態の光ファイバ用毛細管１のように、一方の端部から複数本の光ファイバが挿入される場合は、光ファイバ用毛細管の端部付近で光ファイバが屈曲することとなる。
【００６６】
例えば、図１５に示すように、光ファイバ用毛細管１００の両側のそれぞれから複数の光ファイバ１０２を挿入した場合、上述の通り、光ファイバ用毛細管１００では、フレア部１０１ａの直径を十分に大きくできないため、光ファイバ１０２の屈曲部の曲率が大きくなりやすい。光ファイバ１０２の屈曲部の曲率が大きくなると、光ファイバ１０２における光の伝搬損失が大きくなる傾向にある。
【００６７】
それに対して、本実施形態の光ファイバ用毛細管１では、端部１１の内径を十分大きくできる。このため、光ファイバ用毛細管１の両側のそれぞれから複数本の光ファイバ１９を挿入した場合であっても、光ファイバ１９の屈曲部の曲率がそれほど大きくならない。従って、光ファイバ用毛細管１を用いることにより、光ファイバ１９における光の伝搬損失の増大を抑制することができる。
【００６８】
＜光ファイバ用毛細管１の製造装置及び製造方法＞
図６は、光ファイバ用毛細管の製造装置の模式的構成図である。図７は、ガラス管の貫通孔の端部を拡径する工程を説明するための略図的縦断面図である。
【００６９】
次に、光ファイバ用毛細管１の製造装置及び製造方法の一例について、図６及び図７を参照しながら詳細に説明する。
【００７０】
まず、図６を参照しながら光ファイバ用毛細管１の製造装置２０の構成について説明する。図６に示すように、製造装置２０は、支持・回転機構２１を備えている。支持・回転機構２１は、ガラス管２４を支持する機能と、支持したガラス管２４を回転させる機能とを備えている。
【００７１】
また、製造装置２０は、支持・回転機構２１により支持されたガラス管２４の端部を加熱するための加熱機構２２を備えている。加熱機構２２は、ガラス管２４を加熱できるものであれば特に限定されない。加熱機構２２は、例えば、ガスバーナー、通電することにより発熱する電熱体、レーザー光をガラス管２４に照射することによりガラス管２４を加熱するレーザー加熱機構などにより構成することができる。
【００７２】
さらに、製造装置２０は、拡径機構２３を備えている。拡径機構２３は、ガラス管２４の貫通孔を拡径させるための機構である。拡径機構２３は、拡径部材２３ａを備えている。拡径部材２３ａは、後述するように、加熱されたガラス管２４の貫通孔に挿入され、貫通孔を押し広げるためのものである。拡径部材２３ａは、先細り形状を有している。具体的には、本実施形態では、拡径部材２３ａは、円錐状に形成されている。
【００７３】
拡径部材２３ａの材質は、ガラス管２４の加熱温度に対する耐熱性を有するものである限りにおいて、特に限定されない。拡径部材２３ａは、例えば、金属製、合金製、セラミック製、ガラス製、カーボン製であってもよい。なかでも、拡径部材２３ａは、加熱されたガラス管２４に対して融着しにくい材料により形成されていることが好ましく、拡径部材２３ａは、具体的には、実質的にカーボンからなることが好ましい。
【００７４】
拡径部材２３ａは、拡径機構本体２３ｂに取り付けられている。拡径機構本体２３ｂは、拡径部材２３ａを回転させる機能及び拡径部材２３ａを変位させる機能を有する。具体的には、拡径機構本体２３ｂは、拡径部材２３ａの中心軸と、ガラス管２４の中心軸とが一致する位置に、拡径部材２３ａを移動させた後に、拡径部材２３ａを回転させながらガラス管２４に対して進退させる機能を有している。
【００７５】
次に、製造装置２０を用いて光ファイバ用毛細管１を製造する方法について、図６及び図７を参照しながら説明する。
【００７６】
まず、図６に示すように、光ファイバ用毛細管１の母材となる、長さ方向において直径が略一定の貫通孔が形成されているガラス管２４を支持・回転機構２１に固定する。
【００７７】
次に、支持・回転機構２１によりガラス管２４を、ガラス管２４の中心軸を中心として回転させながら、加熱機構２２によりガラス管２４の端部を加熱する。
【００７８】
次に、図７に示すように、拡径機構本体２３ｂにより、ガラス管２４の中心軸と、拡径部材２３ａの中心軸とが一致するように拡径部材２３ａを移動させた後に、拡径部材２３ａを回転させながらガラス管２４の端部内に挿入する。ガラス管２４に拡径部材２３ａを挿入した状態を、例えば１分程度の所定の期間にわたって保持し、その後、拡径部材２３ａをガラス管２４から抜く。なお、ガラス管２４への拡径部材２３ａの挿入前に、拡径部材２３ａを予め加熱しておくことが好ましい。そうすることにより、ガラス管２４と、ガラス管２４に挿入される拡径部材２３ａとの間の温度差を小さくできる。従って、ガラス管２４の端部を拡径しやすくなると共に、ガラス管２４の損傷を抑制することができる。
【００７９】
次に、ガラス管２４の拡径された端部とは反対側の端部も、同様の要領で拡径する。
【００８０】
その後、ガラス管２４を室温付近にまで徐冷する。徐冷後、ガラス管２４を洗浄し、ガラス管２４に付着しているカーボン粉等を取り除くことにより、図１に示す光ファイバ用毛細管１を完成させることができる。
【００８１】
本実施形態の製造方法によれば、ガラス管から光ファイバ用毛細管１を製造する際に、切断や研磨などの煩雑な工程を必ずしも必要とせず、光ファイバ用毛細管１を容易に製造することができる。
【００８２】
例えば、上記の特許文献２に記載の光ファイバ用毛細管の製造方法では、ガラス管がふくらみ始めた後は、ガラス管のふくらむ速度が非常に速いため、制御が困難である。従って、ガラス管の貫通孔を所望の直径に正確に拡径することは非常に困難である。また、加熱条件等が微妙に変化した場合であってもガラス管の拡径度合いが大きく変化するため、光ファイバ用毛細管を安定して製造することは困難である。
【００８３】
それに対して、本実施形態の製造方法では、ガラス管２４の貫通孔の端部は、拡径部材２３ａの形状に沿った形状に変形する。このため、使用する拡径部材２３ａの形状を異ならせることにより、ガラス管２４の貫通孔の端部を所望の直径にまで正確に拡径することができる。また、光ファイバ用毛細管１を安定して製造することができる。
【００８４】
なお、本実施形態の製造方法において、拡径部材２３ａをガラス管２４に挿入する際のガラス管２４の温度は特に限定されないが、例えば、拡径部材２３ａの挿入は、ガラス管２４をガラス管２４の軟化温度以上、ガラス管２４の軟化温度よりも２００℃高い温度以下の温度にまで加熱した状態で行うことが好ましい。拡径部材２３ａの挿入時におけるガラス管２４のより好ましい温度は、ガラス管２４の軟化点よりも５０℃高い温度以上、ガラス管２４の軟化点よりも１００℃高い温度以下である。拡径部材２３ａの挿入時におけるガラス管２４の温度が低すぎると、ガラス管２４の貫通孔が好適に拡径されず、ガラス管２４にクラックが生じたり、ガラス管２４が破損したりする場合がある。一方、拡径部材２３ａの挿入時におけるガラス管２４の温度が高すぎると、ガラス管２４が自重により変形し、所望の形状の光ファイバ用毛細管１が得られない場合がある。また、ガラス管２４と拡径部材２３ａとが融着しやすくなる傾向にある。
【００８５】
また、本実施形態の製造方法により、光ファイバ用毛細管１を製造する場合、端部１１における貫通孔１２の直径が、中央部１０における貫通孔１２の直径の２倍以上１０倍以下となるように、ガラス管２４の貫通孔を拡径することが好ましい。ガラス管２４の貫通孔を大きく拡径しすぎると、ガラス管２４の端部における肉厚が薄くなりすぎ、強度及び剛性が低くなりすぎる場合があるからである。
【００８６】
以下、上記第１の実施形態の変形例及び本発明を実施した好ましい形態の他の例について説明する。なお、以下の説明において、上記第１の実施形態と実質的に共通の機能を有する部材を共通の符号で参照し、説明を省略する。
【００８７】
（第１及び第２の変形例）
図８は、第１の変形例における光ファイバ用毛細管の略図的横断面図である。図９は、第２の変形例における光ファイバ用毛細管の略図的横断面図である。
【００８８】
上記第１の実施形態では、貫通孔１２の横断面形状が円形である場合について説明した。但し、本発明はこの構成に限定されない。貫通孔１２は、例えば、図８に示すように、四辺形であってもよいし、図９に示すように、長円であってもよい。また、貫通孔１２は、楕円形であってもよいし、多角形であってもよい。なお、「四辺形」には、少なくとも、正方形、長方形、菱形、平行四辺形、台形が含まれるものとする。
【００８９】
（第２の実施形態）
図１０は、第２の実施形態に係る光ファイバ用毛細管の一部分を表す略図的縦断面図である。
【００９０】
上記第１の実施形態では、貫通孔１２がひとつのみ形成されている例について説明した。しかしながら、本発明は、この構成に限定されない。例えば、図１０に示すように、光ファイバ用毛細管には、複数の貫通孔１２が形成されており、それら複数の貫通孔１２が光ファイバ用毛細管の端部１１において合流し、ひとつの開口部を形成していてもよい。すなわち、光ファイバ用毛細管には、端部１１以外の部分において、貫通孔を複数の貫通孔１２に区画する区画壁１５が設けられていてもよい。
【００９１】
次に、本実施形態の光ファイバ用毛細管の製造方法について、図１１〜図１３を参照しながら説明する。
【００９２】
まず、図１１に示すように、複数の貫通孔３１，３２が形成されたガラス管３０を用意する。次に、図１２に示すように、ガラス管３０の端部の外壁を覆うようにコーティング層３６を設けた状態で、ガラス管３０を溶解させる溶解液３３が満たされた容器３４にガラス管３０の端部を浸漬する。これにより、図１３に示すように、貫通孔３１と貫通孔３２との間の部分が溶解し、ガラス管３０の端部において、貫通孔３１と貫通孔３２とが一体となる。
【００９３】
その後、上記第１の実施形態で説明した要領と同様の要領で、ガラス管３０の端部を拡径させることにより、図１０に示す本実施形態の光ファイバ用毛細管を製造することができる。
【００９４】
なお、コーティング層３６は、溶解液３３により溶解しないものであれば特に限定されない。また、溶解液３３も、ガラス管３０を溶解できるものであれば特に限定されない。溶解液３３の具体例としては、例えば、フッ化水素水溶液（フッ酸）が挙げられる。溶解液３３としてフッ酸を用いる場合には、コーティング層３６は、例えば、エポキシ樹脂膜により構成することができる。
【００９５】
（実施例）
上記第１の実施形態に記載の光ファイバ用毛細管１を以下の要領で作製した。具体的には、まず、外径１．８ｍｍ、内径０．２５２ｍｍのガラス管（軟化温度：７５０℃）を用意した。用意したガラス管の両端面は、切断面であった。そのガラス管の両端部を図６に示す製造装置２０を用いて拡径した。なお、加熱機構２２としてはガスバーナーを用いた。拡径部材２３ａは、高さ５ｍｍ、底面における直径２ｍｍの円錐状のカーボン部材を用いた。作製した光ファイバ用毛細管の写真を図１４に示す。
【００９６】
図１４に示すように、ガラス管を加熱した状態で拡径部材２３ａを挿入して、ガラス管の貫通孔を拡径させることにより、端部において内径及び外径の両方が先端側に向かって大きくなっており、かつ端部の先端部の縦断面形状が略半球である光ファイバ用毛細管を製造できることが分かった。
【符号の説明】
【００９７】
１…光ファイバ用毛細管
１０…光ファイバ用毛細管の中央部
１１…光ファイバ用毛細管の端部
１１ａ…光ファイバ用毛細管の端部の内壁側角部
１１ｂ…光ファイバ用毛細管の端部の外壁側角部
１２…貫通孔
１３…外壁
１４…内壁
１５…区画壁
１７…樹脂カバー
１９…光ファイバ
２０…製造装置
２１…支持・回転機構
２２…加熱機構
２３…拡径機構
２３ａ…拡径部材
２３ｂ…拡径機構本体
２４…ガラス管
３０…ガラス管
３１，３２…貫通孔
３３…溶解液
３４…容器
３６…コーティング層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバが挿入される貫通孔を有する光ファイバ用毛細管であって、
少なくとも一方の端部は、内径及び外径の両方が先端側に向かって大きくなるように、先太り形状に形成されており、
かつ、前記少なくとも一方の端部の先端部は、Ｒ面取り状に形成されている光ファイバ用毛細管。
【請求項２】
縦断面において、前記少なくとも一方の端部の内壁側角部の表面が略円弧状である請求項１に記載の光ファイバ用毛細管。
【請求項３】
縦断面において、前記少なくとも一方の端部の外壁側角部の表面が略円弧状であり、前記少なくとも一方の端部の外壁側角部の曲率は、前記少なくとも一方の端部の内壁側角部の曲率よりも小さい請求項２に記載の光ファイバ用毛細管。
【請求項４】
前記少なくとも一方の端部の内壁は、略円錐面状である請求項１〜３のいずれか一項に記載の光ファイバ用毛細管。
【請求項５】
前記少なくとも一方の端部は、長さ方向において、略一定の肉厚を有している請求項１〜４のいずれか一項に記載の光ファイバ用毛細管。
【請求項６】
前記少なくとも一方の端部以外の部分において、前記貫通孔を複数の貫通孔に区画する区画壁を備える請求項１〜５のいずれか一項に記載の光ファイバ用毛細管。
【請求項７】
前記少なくとも一方の端部における前記貫通孔の直径は、前記少なくとも一方の端部以外の部分における前記貫通孔の直径の２倍以上１０倍以下である請求項１〜６のいずれか一項に記載の光ファイバ用毛細管。
【請求項８】
ガラス製である請求項１〜７のいずれか一項に記載の光ファイバ用毛細管。
【請求項９】
前記少なくとも一方の端部は、加熱された状態で、略円錐状の拡径部材を貫通孔内に挿入することにより形成されてなる請求項１〜８のいずれか一項に記載の光ファイバ用毛細管。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一項に記載の光ファイバ用毛細管の製造方法であって、
貫通孔が形成されたガラス管の少なくとも一方の端部を加熱すると共に、前記ガラス管の少なくとも一方の端部に略円錐状の拡径部材を挿入することにより前記ガラス管の貫通孔を拡径し、前記光ファイバ用毛細管を得る光ファイバ用毛細管の製造方法。
【請求項１１】
前記拡径部材は、実質的にカーボンからなる請求項１０に記載の光ファイバ用毛細管の製造方法。
【請求項１２】
前記拡径部材の挿入は、前記ガラス管を前記ガラス管の軟化温度以上、軟化温度よりも２００℃高い温度以下の温度にまで加熱した状態で行う請求項１０または１１に記載の光ファイバ用毛細管の製造方法。
【請求項１】
光ファイバが挿入される貫通孔を有する光ファイバ用毛細管であって、
少なくとも一方の端部は、内径及び外径の両方が先端側に向かって大きくなるように、先太り形状に形成されており、
かつ、前記少なくとも一方の端部の先端部は、Ｒ面取り状に形成されている光ファイバ用毛細管。
【請求項２】
縦断面において、前記少なくとも一方の端部の内壁側角部の表面が略円弧状である請求項１に記載の光ファイバ用毛細管。
【請求項３】
縦断面において、前記少なくとも一方の端部の外壁側角部の表面が略円弧状であり、前記少なくとも一方の端部の外壁側角部の曲率は、前記少なくとも一方の端部の内壁側角部の曲率よりも小さい請求項２に記載の光ファイバ用毛細管。
【請求項４】
前記少なくとも一方の端部の内壁は、略円錐面状である請求項１〜３のいずれか一項に記載の光ファイバ用毛細管。
【請求項５】
前記少なくとも一方の端部は、長さ方向において、略一定の肉厚を有している請求項１〜４のいずれか一項に記載の光ファイバ用毛細管。
【請求項６】
前記少なくとも一方の端部以外の部分において、前記貫通孔を複数の貫通孔に区画する区画壁を備える請求項１〜５のいずれか一項に記載の光ファイバ用毛細管。
【請求項７】
前記少なくとも一方の端部における前記貫通孔の直径は、前記少なくとも一方の端部以外の部分における前記貫通孔の直径の２倍以上１０倍以下である請求項１〜６のいずれか一項に記載の光ファイバ用毛細管。
【請求項８】
ガラス製である請求項１〜７のいずれか一項に記載の光ファイバ用毛細管。
【請求項９】
前記少なくとも一方の端部は、加熱された状態で、略円錐状の拡径部材を貫通孔内に挿入することにより形成されてなる請求項１〜８のいずれか一項に記載の光ファイバ用毛細管。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一項に記載の光ファイバ用毛細管の製造方法であって、
貫通孔が形成されたガラス管の少なくとも一方の端部を加熱すると共に、前記ガラス管の少なくとも一方の端部に略円錐状の拡径部材を挿入することにより前記ガラス管の貫通孔を拡径し、前記光ファイバ用毛細管を得る光ファイバ用毛細管の製造方法。
【請求項１１】
前記拡径部材は、実質的にカーボンからなる請求項１０に記載の光ファイバ用毛細管の製造方法。
【請求項１２】
前記拡径部材の挿入は、前記ガラス管を前記ガラス管の軟化温度以上、軟化温度よりも２００℃高い温度以下の温度にまで加熱した状態で行う請求項１０または１１に記載の光ファイバ用毛細管の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１４】
【公開番号】特開２０１１−４８２１３（Ｐ２０１１−４８２１３Ａ）
【公開日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１９７６１４（Ｐ２００９−１９７６１４）
【出願日】平成２１年８月２８日（２００９．８．２８）
【出願人】（０００２３２２４３）日本電気硝子株式会社 (1,447)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月２８日（２００９．８．２８）
【出願人】（０００２３２２４３）日本電気硝子株式会社 (1,447)
【Ｆターム（参考）】
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