JP2002341171A - 光ファイバ融着部の補強部材 - Google Patents
光ファイバ融着部の補強部材Info
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- JP2002341171A JP2002341171A JP2001314231A JP2001314231A JP2002341171A JP 2002341171 A JP2002341171 A JP 2002341171A JP 2001314231 A JP2001314231 A JP 2001314231A JP 2001314231 A JP2001314231 A JP 2001314231A JP 2002341171 A JP2002341171 A JP 2002341171A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 低熱膨張の結晶化ガラスの量産が
容易である利点を維持しつつ、信頼性を向上させる高い
機械的強度を有する光ファイバ融着部の補強部材を提供
する。 【解決手段】 本発明の光ファイバ融着部の補強
部材１３、１４は、低熱膨張の結晶化ガラスからなる略
板状又は棒状で、融着部を有する光ファイバに対向して
略平行となる表面１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂに、
β−石英固溶体結晶析出時の表面層又はβ−スポジュメ
ン結晶析出時の表面層を有することを特徴とする。
容易である利点を維持しつつ、信頼性を向上させる高い
機械的強度を有する光ファイバ融着部の補強部材を提供
する。 【解決手段】 本発明の光ファイバ融着部の補強
部材１３、１４は、低熱膨張の結晶化ガラスからなる略
板状又は棒状で、融着部を有する光ファイバに対向して
略平行となる表面１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂに、
β−石英固溶体結晶析出時の表面層又はβ−スポジュメ
ン結晶析出時の表面層を有することを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバの融着
部を補強するために用いられる補強部材に関する。
部を補強するために用いられる補強部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバを接続する方法の一つに、そ
れぞれの光ファイバの先端同士を突き合わせた状態で加
熱して融着する方法がある。また、光ファイバカプラの
一種に、複数本の光ファイバを並列させて加熱し融着し
た後、延伸して細径とする融着型カプラと称されるもの
がある。このような光ファイバの融着部を、折損等から
保護するために接着剤を介して補強部材で固定し補強す
る等の処置がなされ、光ファイバの接続部や光ファイバ
カプラの信頼性向上が図られている。
れぞれの光ファイバの先端同士を突き合わせた状態で加
熱して融着する方法がある。また、光ファイバカプラの
一種に、複数本の光ファイバを並列させて加熱し融着し
た後、延伸して細径とする融着型カプラと称されるもの
がある。このような光ファイバの融着部を、折損等から
保護するために接着剤を介して補強部材で固定し補強す
る等の処置がなされ、光ファイバの接続部や光ファイバ
カプラの信頼性向上が図られている。
【０００３】光ファイバの融着部の固定に用いられる補
強部材は、図４に示すように、光ファイバ１の融着部２
を上下から挟む一対の板状又は棒状の部材からなるもの
があるが、このような補強部材３、４を用いて光ファイ
バ１の融着部２を固定するには、予め一方の補強部材４
の上面に、加熱により軟化して冷却により短時間で硬化
する熱可塑性の接着剤５を塗布または貼り付けて固着し
ておき、その上に、融着部２が補強部材４の略中央に位
置するように光ファイバ１を載置し、さらにその上に、
同様に接着剤５を塗布または貼り付けて固着したもう一
方の補強部材３を重ねて上下の補強部材３、４を加熱し
て接着し、融着部２を固定することにより補強する方法
が採用されている。
強部材は、図４に示すように、光ファイバ１の融着部２
を上下から挟む一対の板状又は棒状の部材からなるもの
があるが、このような補強部材３、４を用いて光ファイ
バ１の融着部２を固定するには、予め一方の補強部材４
の上面に、加熱により軟化して冷却により短時間で硬化
する熱可塑性の接着剤５を塗布または貼り付けて固着し
ておき、その上に、融着部２が補強部材４の略中央に位
置するように光ファイバ１を載置し、さらにその上に、
同様に接着剤５を塗布または貼り付けて固着したもう一
方の補強部材３を重ねて上下の補強部材３、４を加熱し
て接着し、融着部２を固定することにより補強する方法
が採用されている。
【０００４】上記の光ファイバ１の融着部２を固定する
のに用いられる補強部材３、４としては、石英系の光フ
ァイバ１の融着部２を固定する部位において、環境温度
の変化により部材の熱膨張差に起因する応力が光ファイ
バ１に生じず、変形等を起こさせることがない材料が好
適とされ、このような条件を満たす材料として低熱膨張
の石英ガラスや結晶化ガラス等が知られている。
のに用いられる補強部材３、４としては、石英系の光フ
ァイバ１の融着部２を固定する部位において、環境温度
の変化により部材の熱膨張差に起因する応力が光ファイ
バ１に生じず、変形等を起こさせることがない材料が好
適とされ、このような条件を満たす材料として低熱膨張
の石英ガラスや結晶化ガラス等が知られている。
【０００５】また、補強部材３、４には、丸棒又は管を
半割りにした棒状のものや、板状のものなど、種々の形
状のものが存在する。
半割りにした棒状のものや、板状のものなど、種々の形
状のものが存在する。
【０００６】従来、上記の丸棒を半割りにした棒状の補
強部材３は、例えば、図５示すような工程を経て作製さ
れている。まず、ガラス生地をダウンドロー法又はアッ
プドロー法により丸棒状に成形し、図５（Ａ）に示すよ
うな丸棒状のガラスを熱処理炉７に導入し、温度制御し
ながら熱処理してガラス内部に微結晶を析出させて結晶
化ガラスの丸棒Ｍを得る。この結晶化ガラスの丸棒Ｍを
ダイヤモンド回転砥石で半径方向に向かって所定の形状
まで研削して図５（Ｂ）に示すような略半月形の横断面
を有する棒状の結晶化ガラスＭ’を得、この棒状の結晶
化ガラスを、図５（Ｃ）に示すように所定の長さに切断
して、一方の面が平坦面で、他方の面が略半月形の凸面
をした補強部材３を作製している。
強部材３は、例えば、図５示すような工程を経て作製さ
れている。まず、ガラス生地をダウンドロー法又はアッ
プドロー法により丸棒状に成形し、図５（Ａ）に示すよ
うな丸棒状のガラスを熱処理炉７に導入し、温度制御し
ながら熱処理してガラス内部に微結晶を析出させて結晶
化ガラスの丸棒Ｍを得る。この結晶化ガラスの丸棒Ｍを
ダイヤモンド回転砥石で半径方向に向かって所定の形状
まで研削して図５（Ｂ）に示すような略半月形の横断面
を有する棒状の結晶化ガラスＭ’を得、この棒状の結晶
化ガラスを、図５（Ｃ）に示すように所定の長さに切断
して、一方の面が平坦面で、他方の面が略半月形の凸面
をした補強部材３を作製している。
【０００７】また、平板状の補強部材４は、結晶化ガラ
スの板状体を所定の厚さに研削・研磨した後、切断する
ことにより作製されている。
スの板状体を所定の厚さに研削・研磨した後、切断する
ことにより作製されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上記、補強部材３、４
の材料である結晶化ガラスは、析出した結晶の硬度が高
いために切断や切削等の加工が容易でなく、しかも、こ
のような機械加工を行う際に、抗折応力が集中する部位
となる光ファイバ１の融着部２を固定する部位である補
強部材３の表面３ａに潜傷等の微細クラックが入り、機
械的強度が低下する原因になっている。
の材料である結晶化ガラスは、析出した結晶の硬度が高
いために切断や切削等の加工が容易でなく、しかも、こ
のような機械加工を行う際に、抗折応力が集中する部位
となる光ファイバ１の融着部２を固定する部位である補
強部材３の表面３ａに潜傷等の微細クラックが入り、機
械的強度が低下する原因になっている。
【０００９】この対策として、従来、結晶化ガラスから
なる補強部材３、４は、結晶化ガラスからなる材料に切
断や研削等の機械加工を施して所定の寸法形状に仕上げ
た後に、機械的強度を向上させるためにイオン交換によ
る処理が行われている。
なる補強部材３、４は、結晶化ガラスからなる材料に切
断や研削等の機械加工を施して所定の寸法形状に仕上げ
た後に、機械的強度を向上させるためにイオン交換によ
る処理が行われている。
【００１０】このようなイオン交換処理は、ガラスを加
熱した溶融塩中に浸漬させ、ガラス中の元素の半径が小
さいＮａ等のアルカリイオンと溶融塩の元素の半径が大
きいＫ等のアルカリイオンとを置換することにより、ガ
ラスの表面層に圧縮応力を形成させて強度を増大させる
ガラスの強化法であり、風冷強化等の他のガラス強化法
に比べて、高い強度が得られる、形状、肉厚等の制限を
受けない、変形が起こらないため高い寸法精度が得られ
る等の長所を備えている。
熱した溶融塩中に浸漬させ、ガラス中の元素の半径が小
さいＮａ等のアルカリイオンと溶融塩の元素の半径が大
きいＫ等のアルカリイオンとを置換することにより、ガ
ラスの表面層に圧縮応力を形成させて強度を増大させる
ガラスの強化法であり、風冷強化等の他のガラス強化法
に比べて、高い強度が得られる、形状、肉厚等の制限を
受けない、変形が起こらないため高い寸法精度が得られ
る等の長所を備えている。
【００１１】しかしながら、イオン交換処理には長時間
を要するためコスト高になるという問題があった。
を要するためコスト高になるという問題があった。
【００１２】また、光ファイバ１の融着部２の補強部材
３は、従来、丸棒状ガラスの成形、結晶化、研削、切断
等、その完成までには多くの工程を経る必要があり、し
かも、最終的に完成品として利用されるのは材料である
丸棒状のガラスの２０％余に過ぎず、大部分が加工によ
るガラス屑となるため材料の利用率は極めて低かった。
３は、従来、丸棒状ガラスの成形、結晶化、研削、切断
等、その完成までには多くの工程を経る必要があり、し
かも、最終的に完成品として利用されるのは材料である
丸棒状のガラスの２０％余に過ぎず、大部分が加工によ
るガラス屑となるため材料の利用率は極めて低かった。
【００１３】本発明は、上記問題に鑑みてなされたもの
であり、低熱膨張の結晶化ガラスの利点を維持しつつ、
融着された光ファイバ接続部や光ファイバカプラの信頼
性を向上させるに足りる高い機械的強度を有し、かつ安
価に製造することができる光ファイバ融着部の補強部材
を提供することを目的とする。
であり、低熱膨張の結晶化ガラスの利点を維持しつつ、
融着された光ファイバ接続部や光ファイバカプラの信頼
性を向上させるに足りる高い機械的強度を有し、かつ安
価に製造することができる光ファイバ融着部の補強部材
を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明の光ファイバ融着部の補強部材は、低熱膨
張の結晶化ガラスからなり、光ファイバに略平行となる
冷間加工が施された加工面を有する略板状又は棒状の光
ファイバ融着部の補強部材において、前記加工面に、β
−石英固溶体結晶析出時の表面層又はβ−スポジュメン
結晶析出時の表面層を有することを特徴とする。
めに、本発明の光ファイバ融着部の補強部材は、低熱膨
張の結晶化ガラスからなり、光ファイバに略平行となる
冷間加工が施された加工面を有する略板状又は棒状の光
ファイバ融着部の補強部材において、前記加工面に、β
−石英固溶体結晶析出時の表面層又はβ−スポジュメン
結晶析出時の表面層を有することを特徴とする。
【００１５】本発明の光ファイバ融着部の補強部材にお
いて、光ファイバに略平行となる冷間加工が施された加
工面を有するとは、ガラス材料や結晶化ガラス材料に切
削、研削、研磨等の冷間加工を施すことにより、光ファ
イバに略平行となる表面が加工面になっていることであ
り、溶融ガラスや軟化状態のガラスから直接最終形状に
成形された後に結晶化処理された先記の丸棒等の補強部
材は含まないことを意味するものである。また、融着部
を有する光ファイバと略平行となる表面にあるβ−石英
固溶体結晶（β−ＳｉＯ2 ｓｏｌｉｄ ｓｏｌｕｔｉｏ
ｎ）の表面層又はβ−スポジュメン固溶体結晶（β−Ｌ
ｉ2Ｏ・Ａｌ2Ｏ3・４ＳｉＯ2 ｓｏｌｉｄ ｓｏｌｕｔ
ｉｏｎ）の表面層は、加熱処理されることにより析出し
た時のままのものであり、研削加工により表面層が除去
されて内部から露出したβ−石英固溶体結晶又はβ−ス
ポジュメン結晶とは構成上異なるものである。
いて、光ファイバに略平行となる冷間加工が施された加
工面を有するとは、ガラス材料や結晶化ガラス材料に切
削、研削、研磨等の冷間加工を施すことにより、光ファ
イバに略平行となる表面が加工面になっていることであ
り、溶融ガラスや軟化状態のガラスから直接最終形状に
成形された後に結晶化処理された先記の丸棒等の補強部
材は含まないことを意味するものである。また、融着部
を有する光ファイバと略平行となる表面にあるβ−石英
固溶体結晶（β−ＳｉＯ2 ｓｏｌｉｄ ｓｏｌｕｔｉｏ
ｎ）の表面層又はβ−スポジュメン固溶体結晶（β−Ｌ
ｉ2Ｏ・Ａｌ2Ｏ3・４ＳｉＯ2 ｓｏｌｉｄ ｓｏｌｕｔ
ｉｏｎ）の表面層は、加熱処理されることにより析出し
た時のままのものであり、研削加工により表面層が除去
されて内部から露出したβ−石英固溶体結晶又はβ−ス
ポジュメン結晶とは構成上異なるものである。
【００１６】本発明の光ファイバ融着部の補強部材に使
用する低熱膨張の結晶化ガラスとしては、光ファイバ融
着接続部の補強には、β−石英固溶体結晶を主結晶とし
て透明である日本電気硝子株式会社製のネオセラムＮ−
０等が適しており、また、温度変化の影響に対してより
厳しい要求がなされる光ファイバカプラ等の補強には、
膨張係数が光ファイバを構成する石英ガラスの熱膨張係
数に適合させることが可能であるので、β−スポジュメ
ン結晶を主結晶として白色を呈する日本電気硝子株式会
社製ネオセラムＮ−１１等が適している。
用する低熱膨張の結晶化ガラスとしては、光ファイバ融
着接続部の補強には、β−石英固溶体結晶を主結晶とし
て透明である日本電気硝子株式会社製のネオセラムＮ−
０等が適しており、また、温度変化の影響に対してより
厳しい要求がなされる光ファイバカプラ等の補強には、
膨張係数が光ファイバを構成する石英ガラスの熱膨張係
数に適合させることが可能であるので、β−スポジュメ
ン結晶を主結晶として白色を呈する日本電気硝子株式会
社製ネオセラムＮ−１１等が適している。
【００１７】また、本発明の光ファイバ融着部の補強部
材は、抗折強度に係わる長手方向中央部の表面が、β−
石英固溶体結晶析出時の表面層又はβ−スポジュメン結
晶析出時の表面層により被覆されていることを特徴とす
る。
材は、抗折強度に係わる長手方向中央部の表面が、β−
石英固溶体結晶析出時の表面層又はβ−スポジュメン結
晶析出時の表面層により被覆されていることを特徴とす
る。
【００１８】光ファイバ融着部の補強部材の抗折強度に
係わる長手方向中央部の表面とは、光ファイバ融着部の
補強部材に曲げモーメント荷重が負荷された場合に抗折
応力が集中する部位の表面を意味しており、細長い形状
のものでは長手方向中央部が抗折応力の集中する部位と
なる。補強部材のこのような部位の表面をβ−石英固溶
体結晶析出時の表面層又はβ−スポジュメン結晶析出時
の表面層が被覆していることが、負荷の方向性に関係な
く抗折強度に代表される機械的強度を維持する上で重要
である。
係わる長手方向中央部の表面とは、光ファイバ融着部の
補強部材に曲げモーメント荷重が負荷された場合に抗折
応力が集中する部位の表面を意味しており、細長い形状
のものでは長手方向中央部が抗折応力の集中する部位と
なる。補強部材のこのような部位の表面をβ−石英固溶
体結晶析出時の表面層又はβ−スポジュメン結晶析出時
の表面層が被覆していることが、負荷の方向性に関係な
く抗折強度に代表される機械的強度を維持する上で重要
である。
【００１９】また、本発明の光ファイバ融着部の補強部
材は、融着部を有する光ファイバと略平行となるほぼ全
表面が、β−石英固溶体結晶析出時の表面層又はβ−ス
ポジュメン結晶析出時の表面層により被覆されているこ
とを特徴とする。
材は、融着部を有する光ファイバと略平行となるほぼ全
表面が、β−石英固溶体結晶析出時の表面層又はβ−ス
ポジュメン結晶析出時の表面層により被覆されているこ
とを特徴とする。
【００２０】融着部を有する光ファイバと略平行となる
ほぼ全表面がβ−石英固溶体結晶析出時の表面層又はβ
−スポジュメン結晶析出時の表面層が被覆されていると
は、β−石英固溶体結晶析出時の表面層又はβ−スポジ
ュメン結晶析出時の表面層により光ファイバ融着部の補
強部材の全表面が被覆されている場合や、全表面が被覆
されている低熱膨張の結晶化ガラスからなる長尺材料を
切断加工した際に、抗折強度に殆ど係わらない端部及び
その付近の表面だけがβ−石英固溶体結晶析出時の表面
層又はβ−スポジュメン結晶析出時の表面層で被覆され
ていない場合を意味している。
ほぼ全表面がβ−石英固溶体結晶析出時の表面層又はβ
−スポジュメン結晶析出時の表面層が被覆されていると
は、β−石英固溶体結晶析出時の表面層又はβ−スポジ
ュメン結晶析出時の表面層により光ファイバ融着部の補
強部材の全表面が被覆されている場合や、全表面が被覆
されている低熱膨張の結晶化ガラスからなる長尺材料を
切断加工した際に、抗折強度に殆ど係わらない端部及び
その付近の表面だけがβ−石英固溶体結晶析出時の表面
層又はβ−スポジュメン結晶析出時の表面層で被覆され
ていない場合を意味している。
【００２１】
【作用】本発明の光ファイバ融着部の補強部材は、低熱
膨張の結晶化ガラスからなるので、補強部材で固定され
た光ファイバ融着部に著しい熱応力を発生させることが
なく、光ファイバに略平行となる冷間加工が施された加
工面に、β−石英固溶体結晶析出時の表面層又はβ−ス
ポジュメン結晶析出時の表面層を有するので、加傷や潜
傷等を起因とする微細クラックが成長せず、高い機械的
強度を有する。
膨張の結晶化ガラスからなるので、補強部材で固定され
た光ファイバ融着部に著しい熱応力を発生させることが
なく、光ファイバに略平行となる冷間加工が施された加
工面に、β−石英固溶体結晶析出時の表面層又はβ−ス
ポジュメン結晶析出時の表面層を有するので、加傷や潜
傷等を起因とする微細クラックが成長せず、高い機械的
強度を有する。
【００２２】また、本発明の光ファイバ融着部の補強部
材は、抗折強度に係わる長手方向中央部の表面が、β−
石英固溶体結晶析出時の表面層又はβ−スポジュメン結
晶析出時の表面層により被覆されているので、負荷の方
向性に関係なく補強部材の高い抗折強度を維持すること
ができる。
材は、抗折強度に係わる長手方向中央部の表面が、β−
石英固溶体結晶析出時の表面層又はβ−スポジュメン結
晶析出時の表面層により被覆されているので、負荷の方
向性に関係なく補強部材の高い抗折強度を維持すること
ができる。
【００２３】また、本発明の光ファイバ融着部の補強部
材は、融着部を有する光ファイバと略平行となるほぼ全
表面が、β−石英固溶体結晶析出時の表面層又はβ−ス
ポジュメン結晶析出時の表面層により被覆されているの
で、全表面が被覆されている低熱膨張の結晶化ガラスか
らなる長尺材料から高い機械的強度を有する光ファイバ
融着部の補強部材を効率的に作製することが可能とな
る。
材は、融着部を有する光ファイバと略平行となるほぼ全
表面が、β−石英固溶体結晶析出時の表面層又はβ−ス
ポジュメン結晶析出時の表面層により被覆されているの
で、全表面が被覆されている低熱膨張の結晶化ガラスか
らなる長尺材料から高い機械的強度を有する光ファイバ
融着部の補強部材を効率的に作製することが可能とな
る。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の光ファイバ融着
部の補強部材を、実施例に基づいて詳細に説明する。
部の補強部材を、実施例に基づいて詳細に説明する。
【００２５】図１は本発明に係る光ファイバ融着部の補
強部材の斜視図、図２は本発明に係る光ファイバ融着部
の補強部材の製造工程を示す説明図、先記した図３は光
ファイバの融着部を補強部材で固定するときの分解斜視
図である。各図において、１１は光ファイバを、１２は
融着部を、１３、１４は補強部材を、１５は接着剤をそ
れぞれ示している。
強部材の斜視図、図２は本発明に係る光ファイバ融着部
の補強部材の製造工程を示す説明図、先記した図３は光
ファイバの融着部を補強部材で固定するときの分解斜視
図である。各図において、１１は光ファイバを、１２は
融着部を、１３、１４は補強部材を、１５は接着剤をそ
れぞれ示している。
【００２６】光ファイバ１としては、単芯、複数芯のも
のがあるが、いずれでもよい。光ファイバ１の融着部２
としては、光ファイバ１の先端同士を突き合わせて加熱
し融着接続されたもの、あるいは光ファイバカプラのよ
うに、複数本の光ファイバ１を並列させて加熱し融着し
た後、延伸して細径として形成されるもの等がある。
のがあるが、いずれでもよい。光ファイバ１の融着部２
としては、光ファイバ１の先端同士を突き合わせて加熱
し融着接続されたもの、あるいは光ファイバカプラのよ
うに、複数本の光ファイバ１を並列させて加熱し融着し
た後、延伸して細径として形成されるもの等がある。
【００２７】補強部材１３、１４は、図１に示すよう
に、所定の寸法形状を有して、少なくとも光ファイバ１
１の融着部１２との対向面を含む略平行面１３ａ、１３
ｂ、１４ａ、１４ｂに熱処理によって、β−石英固溶体
結晶析出時の表面層が形成されて表面が覆われている。
例えば、日本電気硝子株式会社製ネオセラムＮ−０又は
β−スポジュメン結晶析出時の表面層を保有する、例え
ば、日本電気硝子株式会社製ネオセラムＮ−１１等の低
熱膨張の結晶化ガラスからなる。補強部材１３、１４の
熱膨張係数としては、光ファイバ１１を構成する石英ガ
ラスの熱膨張係数４×１０-7／Ｋと略同等のものが好適
である。
に、所定の寸法形状を有して、少なくとも光ファイバ１
１の融着部１２との対向面を含む略平行面１３ａ、１３
ｂ、１４ａ、１４ｂに熱処理によって、β−石英固溶体
結晶析出時の表面層が形成されて表面が覆われている。
例えば、日本電気硝子株式会社製ネオセラムＮ−０又は
β−スポジュメン結晶析出時の表面層を保有する、例え
ば、日本電気硝子株式会社製ネオセラムＮ−１１等の低
熱膨張の結晶化ガラスからなる。補強部材１３、１４の
熱膨張係数としては、光ファイバ１１を構成する石英ガ
ラスの熱膨張係数４×１０-7／Ｋと略同等のものが好適
である。
【００２８】また、透明性を有するネオセラムＮ−０等
の結晶化ガラスを使用して光ファイバ１１の融着部１２
と略平行な表面１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂにβ−
石英固溶体結晶析出時の表面層を保有する補強部材１
３、１４を作製すれば、補強作業中及び補強後に光ファ
イバ１１の融着部１２の状態を外部から観察することが
でき、さらに、略半月形の横断面を有する補強部材１３
であれば、レンズ作用により光ファイバ１１の融着部１
２の状態が拡大されてよりよく観察することができる。
の結晶化ガラスを使用して光ファイバ１１の融着部１２
と略平行な表面１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂにβ−
石英固溶体結晶析出時の表面層を保有する補強部材１
３、１４を作製すれば、補強作業中及び補強後に光ファ
イバ１１の融着部１２の状態を外部から観察することが
でき、さらに、略半月形の横断面を有する補強部材１３
であれば、レンズ作用により光ファイバ１１の融着部１
２の状態が拡大されてよりよく観察することができる。
【００２９】先記した図３に示す接着剤５としては、加
熱により軟化溶融し、冷却により短時間で硬化する熱可
塑性の接着剤が適しており、透明なものがより好まし
い。
熱により軟化溶融し、冷却により短時間で硬化する熱可
塑性の接着剤が適しており、透明なものがより好まし
い。
【００３０】本発明の実施例として、熱膨張係数が−６
×１０-7／Ｋと、光ファイバを構成する石英ガラスの熱
膨張係数である４×１０-7／Ｋと略同等で小さく、弧の
長さ８．７ｍｍ、弦の長さ７．７ｍｍ、高さ１．８ｍｍ
の略半月形の横断面を有して長さ４０ｍｍの寸法を有す
る補強部材１３の試料を５０本準備した。
×１０-7／Ｋと、光ファイバを構成する石英ガラスの熱
膨張係数である４×１０-7／Ｋと略同等で小さく、弧の
長さ８．７ｍｍ、弦の長さ７．７ｍｍ、高さ１．８ｍｍ
の略半月形の横断面を有して長さ４０ｍｍの寸法を有す
る補強部材１３の試料を５０本準備した。
【００３１】比較例１として、研削により弧の長さ８．
７ｍｍ、弦の長さ７．７ｍｍ、高さ１．８ｍｍの略半月
形の横断面を有し、長さ４０ｍｍの寸法を有する補強部
材の試料を５０本準備した。
７ｍｍ、弦の長さ７．７ｍｍ、高さ１．８ｍｍの略半月
形の横断面を有し、長さ４０ｍｍの寸法を有する補強部
材の試料を５０本準備した。
【００３２】比較例２として、研削により研削により弧
の長さ８．７ｍｍ、弦の長さ７．７ｍｍ、高さ１．８ｍ
ｍの略半月形の横断面を有し、長さ４０ｍｍの寸法を有
する棒状体を作製した後、イオン交換処理により強化し
た補強部材の試料を５０本準備した。
の長さ８．７ｍｍ、弦の長さ７．７ｍｍ、高さ１．８ｍ
ｍの略半月形の横断面を有し、長さ４０ｍｍの寸法を有
する棒状体を作製した後、イオン交換処理により強化し
た補強部材の試料を５０本準備した。
【００３３】実施例及び比較例１、２の抗折強度を評価
するために、各試料の３点曲げ強度試験を行った。測定
条件は、島津製作所製オートグラフ試験器（型番ＡＧＳ
−５００Ｄ）を使用し、使用ポンチの先端Ｒが６ｍｍ、
スパン＝３０ｍｍ、クロスヘッドスピード＝０．５ｍｍ
／分の条件で破壊荷重の測定を行った。その結果を表１
に示す。
するために、各試料の３点曲げ強度試験を行った。測定
条件は、島津製作所製オートグラフ試験器（型番ＡＧＳ
−５００Ｄ）を使用し、使用ポンチの先端Ｒが６ｍｍ、
スパン＝３０ｍｍ、クロスヘッドスピード＝０．５ｍｍ
／分の条件で破壊荷重の測定を行った。その結果を表１
に示す。
【００３４】
【表１】
【００３５】実施例の補強部材３は、３．３〜７．５ｋ
ｇｆ、平均５．８ｋｇｆの高い破壊荷重となる抗折強度
を有するものであり、実際に使用されているイオン交換
処理により強化されている比較例２と遜色なく、実用に
耐え得るものとなっている。
ｇｆ、平均５．８ｋｇｆの高い破壊荷重となる抗折強度
を有するものであり、実際に使用されているイオン交換
処理により強化されている比較例２と遜色なく、実用に
耐え得るものとなっている。
【００３６】これに対して、比較例１の補強部材は、破
壊荷重が２．８〜８．０ｋｇｆ、平均５．０ｋｇｆと、
補強部材としては信頼性に劣るレベルの抗折強度であっ
た。
壊荷重が２．８〜８．０ｋｇｆ、平均５．０ｋｇｆと、
補強部材としては信頼性に劣るレベルの抗折強度であっ
た。
【００３７】また、略半月形の横断面を有するβ−石英
固溶体結晶が析出した結晶化ガラスからなる補強部材３
は、上記の特性に加えて可視光線の透過率が８５％以上
で、高い透明性を有するもので、補強作業中及び補強後
に光ファイバ１１の融着部１２の状態を外部から観察す
ることができ、レンズ作用により光ファイバ１１の融着
部１２の状態が拡大されてよりよく観察することができ
るので、容易に補強作業ミスの有無を確認することがで
きた。
固溶体結晶が析出した結晶化ガラスからなる補強部材３
は、上記の特性に加えて可視光線の透過率が８５％以上
で、高い透明性を有するもので、補強作業中及び補強後
に光ファイバ１１の融着部１２の状態を外部から観察す
ることができ、レンズ作用により光ファイバ１１の融着
部１２の状態が拡大されてよりよく観察することができ
るので、容易に補強作業ミスの有無を確認することがで
きた。
【００３８】次に、本発明に係る光ファイバ融着部の補
強部材の製造方法を説明する。
強部材の製造方法を説明する。
【００３９】本発明の光ファイバ融着部の透明な補強部
材１３は、図２に示すような工程を経て製造されるま
ず、質量％でＳｉＯ2 ６７％、Ａｌ2Ｏ3 ２３％、Ｌ
ｉ2Ｏ ４％、ＴｉＯ 2 ２％、ＺｒＯ2 ３％、Ｐ2Ｏ3
１％の組成からなるガラス原料を溶融して得られるガ
ラス生地を、表面に断面が略半月形の凹部を複数列形成
したロ−ラと、表面が無地の平坦面であるローラとが一
定の間隔を空けて上下に対向配置され、それぞれのロー
ラが回転するロール成形装置（図示省略）に供給し、回
転する両ローラの隙間を通過させると、ガラス生地の片
面にローラに形成された断面が略半月形の凹部が転写さ
れ、図２（Ａ）に示すような片面に横断面が略半月形の
凸部を複数列有する長さ９０ｍｍの型板ガラスＧを得
る。
材１３は、図２に示すような工程を経て製造されるま
ず、質量％でＳｉＯ2 ６７％、Ａｌ2Ｏ3 ２３％、Ｌ
ｉ2Ｏ ４％、ＴｉＯ 2 ２％、ＺｒＯ2 ３％、Ｐ2Ｏ3
１％の組成からなるガラス原料を溶融して得られるガ
ラス生地を、表面に断面が略半月形の凹部を複数列形成
したロ−ラと、表面が無地の平坦面であるローラとが一
定の間隔を空けて上下に対向配置され、それぞれのロー
ラが回転するロール成形装置（図示省略）に供給し、回
転する両ローラの隙間を通過させると、ガラス生地の片
面にローラに形成された断面が略半月形の凹部が転写さ
れ、図２（Ａ）に示すような片面に横断面が略半月形の
凸部を複数列有する長さ９０ｍｍの型板ガラスＧを得
る。
【００４０】次いで、この型板ガラスＧを４０ｍｍの長
さに切断し、片面に形成された略半月形の横断面の弦に
沿ってダイヤカッターホイール、ワイヤーソー等で切り
離すことにより、図２（Ｂ）に示すように、弧の長さ
８．７ｍｍ、弦の長さ７．７ｍｍ、高さ１．８ｍｍの略
半月形の横断面を有する長さ４０ｍｍの棒状のガラスを
分離することによりガラス部材Ｇ’を作製する。
さに切断し、片面に形成された略半月形の横断面の弦に
沿ってダイヤカッターホイール、ワイヤーソー等で切り
離すことにより、図２（Ｂ）に示すように、弧の長さ
８．７ｍｍ、弦の長さ７．７ｍｍ、高さ１．８ｍｍの略
半月形の横断面を有する長さ４０ｍｍの棒状のガラスを
分離することによりガラス部材Ｇ’を作製する。
【００４１】最後に、このガラス部材Ｇ’を図２（Ｃ）
に示す熱処理炉１０に導入し、８５０〜９５０℃の高温
雰囲気中で温度制御しながら１時間保持すると、ガラス
部材Ｇ’に数ｎｍの表面層を保有するβ−石英固溶体結
晶が析出してガラス部材Ｇ’が結晶化して、所望の補強
部材１３が完成する。
に示す熱処理炉１０に導入し、８５０〜９５０℃の高温
雰囲気中で温度制御しながら１時間保持すると、ガラス
部材Ｇ’に数ｎｍの表面層を保有するβ−石英固溶体結
晶が析出してガラス部材Ｇ’が結晶化して、所望の補強
部材１３が完成する。
【００４２】なお、片面に横断面が略半月形の凸部を複
数列有する型板ガラスＧを得るには、上記の方法に限ら
ず、表面に半径５．０ｍｍの円の一部を切欠いてできる
弧の長さ８．７ｍｍ、弦の長さ７．７ｍｍ、高さ１．８
ｍｍの断面が略半月形の凹部を複数列形成した雄型と、
表面が無地の平坦面である雌型とからなるプレス成形装
置（図示省略）を用いて、雌型の表面に載置したガラス
生地に雄型を押付け、雄型に形成された断面が略半月形
の凹部を転写する方法によっても可能である。
数列有する型板ガラスＧを得るには、上記の方法に限ら
ず、表面に半径５．０ｍｍの円の一部を切欠いてできる
弧の長さ８．７ｍｍ、弦の長さ７．７ｍｍ、高さ１．８
ｍｍの断面が略半月形の凹部を複数列形成した雄型と、
表面が無地の平坦面である雌型とからなるプレス成形装
置（図示省略）を用いて、雌型の表面に載置したガラス
生地に雄型を押付け、雄型に形成された断面が略半月形
の凹部を転写する方法によっても可能である。
【００４３】上記の補強部材１３を１５００個製造する
のに要する時間は１時間であり、従来の製造方法に比べ
て３分の１と大幅に短縮された。
のに要する時間は１時間であり、従来の製造方法に比べ
て３分の１と大幅に短縮された。
【００４４】なお、本発明の光ファイバ融着部の補強部
材にイオン交換処理を施し、結晶化ガラスの表面層に圧
縮応力を形成させて強度を増大させると、機械的強度が
一層高くなり、さらに信頼性の高い補強部材が得られ
る。
材にイオン交換処理を施し、結晶化ガラスの表面層に圧
縮応力を形成させて強度を増大させると、機械的強度が
一層高くなり、さらに信頼性の高い補強部材が得られ
る。
【００４５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の光ファイ
バ融着部の補強部材は、低熱膨張の結晶化ガラスからな
るので、周囲の温度変化に対しても変形を来さず、補強
部材で固定された光ファイバ融着部に著しい熱応力を発
生させることがなく、かつ、融着部を有する光ファイバ
に略平行となる冷間加工が施された加工面に、β−石英
固溶体結晶析出時の表面層又はβ−スポジュメン結晶析
出時の表面層が形成され被覆されているので、光ファイ
バ融着部を固定する部位に加傷や潜傷等に起因する微細
クラックが成長せず、光ファイバ融着部の補強部材に求
められる十分な機械的強度を有し、光ファイバ融着部の
信頼性を向上させることができる。
バ融着部の補強部材は、低熱膨張の結晶化ガラスからな
るので、周囲の温度変化に対しても変形を来さず、補強
部材で固定された光ファイバ融着部に著しい熱応力を発
生させることがなく、かつ、融着部を有する光ファイバ
に略平行となる冷間加工が施された加工面に、β−石英
固溶体結晶析出時の表面層又はβ−スポジュメン結晶析
出時の表面層が形成され被覆されているので、光ファイ
バ融着部を固定する部位に加傷や潜傷等に起因する微細
クラックが成長せず、光ファイバ融着部の補強部材に求
められる十分な機械的強度を有し、光ファイバ融着部の
信頼性を向上させることができる。
【００４６】また、本発明の光ファイバ融着部の補強部
材は、抗折強度に係わる長手方向中央部の表面がβ−石
英固溶体結晶析出時の表面層又はβ−スポジュメン結晶
析出時の表面層により被覆されているので、負荷の方向
性に関係なく補強部材の高い抗折強度を維持することが
できる。
材は、抗折強度に係わる長手方向中央部の表面がβ−石
英固溶体結晶析出時の表面層又はβ−スポジュメン結晶
析出時の表面層により被覆されているので、負荷の方向
性に関係なく補強部材の高い抗折強度を維持することが
できる。
【００４７】さらに、本発明の光ファイバ融着部の補強
部材は、融着部を有する光ファイバと略平行となるほぼ
全表面がβ−石英固溶体結晶析出時の表面層又はβ−ス
ポジュメン結晶析出時の表面層により被覆されているの
で、全表面が結晶析出時の表面層で被覆されている低熱
膨張の結晶化ガラスからなる長尺材料から高い機械的強
度を有する光ファイバ融着部の補強部材を効率的に作製
することが可能となる実用上極めて優れた効果を奏する
ものである。
部材は、融着部を有する光ファイバと略平行となるほぼ
全表面がβ−石英固溶体結晶析出時の表面層又はβ−ス
ポジュメン結晶析出時の表面層により被覆されているの
で、全表面が結晶析出時の表面層で被覆されている低熱
膨張の結晶化ガラスからなる長尺材料から高い機械的強
度を有する光ファイバ融着部の補強部材を効率的に作製
することが可能となる実用上極めて優れた効果を奏する
ものである。
【図１】本発明の光ファイバ融着部の補強部材を示す説
明図であって、（Ａ）は、略半月形の横断面を有する補
強部材の斜視図を、（Ｂ）は板状の補強部材の斜視図。
明図であって、（Ａ）は、略半月形の横断面を有する補
強部材の斜視図を、（Ｂ）は板状の補強部材の斜視図。
【図２】本発明の光ファイバ融着部の補強部材を作製す
る工程を示す説明図であって、（Ａ）は片面に横断面が
略半月形の凸部を複数列有する形成された型板ガラス、
（Ｂ）は横断面が略半月形の棒状ガラスと、残部の板状
ガラスとに分離する説明図、（Ｃ）は切断されて所要の
寸法形状を有するガラス部材を熱処理炉で結晶化する説
明図。
る工程を示す説明図であって、（Ａ）は片面に横断面が
略半月形の凸部を複数列有する形成された型板ガラス、
（Ｂ）は横断面が略半月形の棒状ガラスと、残部の板状
ガラスとに分離する説明図、（Ｃ）は切断されて所要の
寸法形状を有するガラス部材を熱処理炉で結晶化する説
明図。
【図３】光ファイバ融着部を本発明の補強部材で固定・
保護するときの分解斜視図。
保護するときの分解斜視図。
【図４】光ファイバ融着部を従来の補強部材で固定・保
護するときの分解斜視図。
護するときの分解斜視図。
【図５】従来の光ファイバ融着部補強部材の製造方法を
示す説明図であって、（Ａ）は丸棒状ガラスを熱処理炉
で結晶化する説明図、（Ｂ）は半径方向に向かって研削
し略半月形の横断面を有する棒状の結晶化ガラスに加工
する説明図、（Ｃ）は従来の製造方法で得られる補強部
材の説明図。
示す説明図であって、（Ａ）は丸棒状ガラスを熱処理炉
で結晶化する説明図、（Ｂ）は半径方向に向かって研削
し略半月形の横断面を有する棒状の結晶化ガラスに加工
する説明図、（Ｃ）は従来の製造方法で得られる補強部
材の説明図。
１、１１ 光ファイバ ２、１２ 融着部 ３、４、１３、１４ 補強部材 ５、１５ 接着剤 ７、１０ 熱処理炉 １３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂ 表面 Ｇ 型板ガラス Ｇ’ ガラス部材
Claims (3)
- 【請求項１】 低熱膨張の結晶化ガラスからなり、光フ
ァイバに略平行となる冷間加工が施された加工面を有す
る略板状又は棒状の光ファイバ融着部の補強部材におい
て、 前記加工面に、β−石英固溶体結晶析出時の表面層又は
β−スポジュメン結晶析出時の表面層を有することを特
徴とする光ファイバ融着部の補強部材。 - 【請求項２】 抗折強度に係わる長手方向中央部の表面
が、β−石英固溶体結晶析出時の表面層又はβ−スポジ
ュメン結晶析出時の表面層により被覆されていることを
特徴とする請求項１に記載の光ファイバ融着部の補強部
材。 - 【請求項３】 融着部を有する光ファイバと略平行とな
るほぼ全表面が、β−石英固溶体結晶析出時の表面層又
はβ−スポジュメン結晶析出時の表面層により被覆され
ていることを特徴とする請求項２に記載の光ファイバ融
着部の補強部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001314231A JP3952136B2 (ja) | 2001-03-12 | 2001-10-11 | 光ファイバ融着部の補強部材 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001068627 | 2001-03-12 | ||
| JP2001-68627 | 2001-03-12 | ||
| JP2001314231A JP3952136B2 (ja) | 2001-03-12 | 2001-10-11 | 光ファイバ融着部の補強部材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002341171A true JP2002341171A (ja) | 2002-11-27 |
| JP3952136B2 JP3952136B2 (ja) | 2007-08-01 |
Family
ID=26611052
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001314231A Expired - Fee Related JP3952136B2 (ja) | 2001-03-12 | 2001-10-11 | 光ファイバ融着部の補強部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3952136B2 (ja) |
-
2001
- 2001-10-11 JP JP2001314231A patent/JP3952136B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JP3952136B2 (ja) | 2007-08-01 |
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