JPS63185838A - ガラス毛細管とその製造方法 - Google Patents

ガラス毛細管とその製造方法

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JPS63185838A
JPS63185838A JP62219034A JP21903487A JPS63185838A JP S63185838 A JPS63185838 A JP S63185838A JP 62219034 A JP62219034 A JP 62219034A JP 21903487 A JP21903487 A JP 21903487A JP S63185838 A JPS63185838 A JP S63185838A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はガラス毛細管とその製造方法、特に光ファイバ
ーの接続に用いられるガラスフェルールとその製造方法
に関するものである。
し従来の技術］ 従来、温度計や流体移送に使用される内径がＩｍｍ前後
以上、外径１ｃｍ前後のガラス毛細管は熔融ガラスから
直接製造される。又、近年光学ファイバーのフェルール
等に使用される内径０．１〜０．２ｍｍ程度の微細なガ
ラス毛細管は、前記の如く熔融ガラスから直接つくられ
たガラス毛細管を加熱し延伸する（以下加熱・延伸と書
くことがある）ことにより製造されている。
［発明の解決しようとする問題点］ しかし、熔融ガラスから直接製造する方法では、内径が
０．５ｍｍより小さい場合や、外径が内径のＩＯ倍程度
以上の場合は、高い精度で安定して製造することは極め
て困難であった。又、更に微細な毛細管を製造する場合
は、母材に上記熔融゛ガラスから直接製造された毛細管
を使用する為、内径を外径の１０分の１程度以下にする
ことが極めて難しいという問題を有していた。
本発明はこれらの問題点を解決して、高精度でかつ所望
の内・外径を持つガラス毛細管とその製造方法、特に光
ファイバーの接続に用いられるガラスフェルールとその
製造方法を新規に提供することを目的とするものである
。
［問題点を解決するための手段］ 本発明は、前述の問題点を解決すべくなされたものであ
り、径の異なる複数本のガラス管を同軸的に配置してな
る多重管構成体を加熱し延伸すると同時に熱融着により
一体化することを特徴とするガラス毛細管の製造方法を
提供するものである。
また本発明は、径の異なる複数本のガラス管を同軸的に
配置してなる多重管構成体を加熱し延伸すると同時に熱
融着により一体化して成ることを特徴とするガラス毛細
管を提供するもである。
上記した複数本のガラス管の同軸性は工程の安定性や得
られるガラス毛細管の品質に関係する。またそれぞれの
ガラス管の肉厚（＝外径−内径）が一定でないと、得ら
れるガラス毛細管の外径の中心と内径の中心が一致し難
い。したがって上記同軸性および特に肉厚は高い精度で
準備されなければならない。
以下図面に従って、本発明の詳細な説明する。ただし、
図面は本発明の一実施例を示すものであって本発明はこ
の図面に限定されるものではない。
第１図は前記した本発明における複数本のガラス管を同
軸的に配置してなる多重管構成体４の一例の軸に垂直な
断面図で（内径、外径）がｆｄｚ、ｄ＋ｏｌ　の第１の
ガラス管１を同じ＜　　（ｄ、ｔ。
ｄ２゜）の第２のガラス管２内に、更にこれを（ｄ３．
、ｄ、。）の第３のガラス管３内に配置した例を示す。
この構成体４を一例として第２図（ａｔに示す如き装置
・方法（電気炉５および延伸用ロール９）で加熱・延伸
すると同時に熱融管により一体化して第２図（ｂ）に断
面図を示したガラス毛細管１０を得る。上記は径の異な
る３本のガラス管からガラス毛細管を得る本発明の製造
方法の一実施例を示すものであって、ガラス管が２本の
場合、あるいは４本以上の場合も同様の方法で製造でき
る。
本発明のガラス毛細管は前記多重管構成体を加熱・延伸
すると同時に熱融着により一体化することにより製造さ
れるものである故、前記複数本のガラス管が材質が同種
類のガラスである場合に精度の高い外径、内径をもつガ
ラス毛細管が得られ易い。熱膨張係数や軟化点などの熱
的性質が同じであれば上記した加熱・延伸や熱融管の工
程が安定しコントロールし易いからである。
一方、その熱的性質が類似したもの、例えば軟化点の差
異が約５０℃の範囲内であり、温度−粘度特性に著しい
差異がなければ、熱膨張係数の異る材質のガラス管を用
いてガラス毛細管をつ（ることかできる。
異なった材質のガラス管を用いる場合、前記各（ｎ管構
成体における最外側のガラス管の熱膨張係数が該ガラス
管に隣接する内側のガラス管の熱膨張係数より小さくな
るようにガラス管を配置すれば、上記した加熱・延伸と
熱融着の工程を経て室温に冷却された接待られる本発明
のガラス毛細管は、最外層部に圧縮応力を有するものど
なるので、上記の如き多重管構成体を準備することによ
り強度の高いガラス毛細管を得ることができる。上記内
外ガラス管の熱膨張係数の差は、上記した軟化点や温度
−粘度特性についての条件下であれば、大きく選ぶこと
ができる。実用上は目標とするガラス毛細管の強度や多
重管構成体の加熱・延伸・熱融着の作業性などを勘案し
て、例えば入手し易いガラス管のなかから２種類のもの
を選べばよく、あるいは上記熱膨張係数の差がおよそ２
　Ｘ　ｌ　Ｏ”−’／　’Ｃ程度以下の範囲で２種類の
ガラス管を採用することができる。
加熱・延伸により作成される毛細管は、その際の延伸比
により、延伸前の構成体より高精度にすることは一般に
容易である。例えば延伸前に±０．１５ｍｍの精度であ
れば１７５倍に延伸することにより±０．０３ｍｍの精
度の毛細管が得られる。
より高精度とするには、多重管を構成するガラス管とし
て熱加工・研削・研磨等を施して得られる精度の高いガ
ラス管を用いたり、また多重管構成体を加熱・延伸と熱
融着により一体化した後、さらに延伸する以前に、熱加
工・研削・研磨等のステップを設けることができる。又
、加熱・延伸の際に構成体の中心、即ち、第１のガラス
管の内部に窒素、空気等のガスを導入、流通させたり、
ガラス管相互の間隙を減圧したりすることも精度を保持
しかつ気泡等の混入を避は高品質にする為に有効な方法
である。
このようにして径の異なる複数本のガラス管を同軸的に
配置してなる多重管構成体を用いることによって所望の
内径・外径を有するガラス毛細管を高い精度で作成する
ことができる。
毛細管部をもったガラス管を中心におき、その外側に目
標とするガラス毛細管の肉厚や作業性等を考慮して必要
に応じた本数のガラス管を同軸的に配置した多重管構成
体を用いれば、内径に対して外径が非常に大きい肉厚の
厚いガラス毛細管を高い精度で安定してつくることがで
きる。また該肉厚の厚いガラス管は取扱い易く加熱・延
伸され内径の極めて細いガラス毛細管をつくることがで
きる。本発明の方法は、熔融ガラスから直接つくられた
ガラス毛細管を単に延伸する方法では困難な、外径が内
径の約５倍程度以上の肉厚のガラス毛細管を精度よく安
定してつくることを可能にするものである。
したがって本発明の方法は、内径、外径の精度のよい、
肉厚のガラス毛細管の製造特に光ファイバーの接続に用
いられるガラスフェルールの製造に特に適している。肉
厚の厚いガラスフェルールは衝撃やかしめ等に対する強
度が優れ、取扱い作業性もよい。
上記多重管構成体の最外層のガラス管として、隣接する
内層のガラス管よりも熱膨張係数の小さいガラス管を用
いれば、加熱・延伸・熱融着により一体化された後に得
られたガラス毛細管は外層に圧縮応力をもった、それ故
強度が高いものとなる。この方法でつくられたガラスフ
ェルールは上記衝撃やかしめ等に対する強度がさらに高
い。
［実施例］ 実施例１ （内径、外径）がそれぞれ（１，〇二ｇ−１ｍｍ、８．
０±０．１ｍｍ１、（８，２重％・’ｍｍ、　＋３±０
．１ｍｍ）、（１３，６±Ｏ，１ｍｍ　、　２０±０．
２ｍｍ）、長さがいずれも７０ｃｍの硼珪酸ガラスから
なる管３本を軸に垂直な断面図が第１図（ａ）に示され
る如くなるよう精度よく軸を一致させて配置し上部を図
示していない適切な慣用の手段で保持した３重管構成体
を、第２図のように電気炉中で約８４０℃に加熱し延伸
することにより、前記３本の管が相互に融着一体化して
なる内径０．２±０．旧、外径３．９±０．１の毛細管
を作成した。
実施例２ 内径約１．５ｍｍ、外径的９．０＋ｙｕｙ＋のソーダラ
イムガラスからなる管の内部に直径１．０±０．０１ｍ
ｍの芯金な通して内部をアスピレータを用い常法により
約−２００ｍｍ１１ｇに減圧すると同時に該管を外部か
ら約６８０”Ｃに加熱して熱成形により内径１．［ｌ！
ｇ：８２ｍｍのガラス管を得た。芯金はガラスとの熱膨
張の差により冷却後容易に取外すことができた。これに
より内径精度の高いガラス管を得た。外表面を研削する
ことにより該ガラス管の外径を８．０±０．０５ｍｍに
仕上げ、これを加熱・延伸して外径３．０±Ｑ、　０２
ｍｍとした。これを内径３．２：ｇ、　＋ｍｍ　、外径
９．０±０．１ｍｍの上記と同種類のソーダライムガラ
スからなる管内に同軸的に配置して得られた二重管構造
をもつ構成体を約７２０”Ｃで加熱・延伸して内径０．
１ｍｍ、外径２．４ｍｍの毛細管を作成した。このとき
、各工程での精度を維持することにより、内径は±０．
００５ｍｍ　、外径±０．０５ｍｍの精度で作成するこ
とができた。
実施例３ 内径０．８　：ｇｌｍｍ、外径７：８・’ｍｍの硼珪酸
ガラスから成る管を約８４０℃で加熱・延伸して内径０
．３９±０．０１ｍｍの、外径３．４重ｇ、　ｃ１６ｍ
ｍのガラス管とし、これを内径３．５二８・’ｍｍ、外
径９二８・’ｍｍの硼珪酸ガラス管の内部に同軸的に配
置して得られた二重管構成体を約８４０℃で加熱・延伸
して内径０．１３０±０．００３ｍｍ　、外径３．０±
３．０３ｍｍの毛細管を得た。これを長さＩ　Ｏｍｍに
切断し、第３図８の様に一端に入口の直径１．１±Ｏ，
Ｉｍｍ、深さ約１ｍｍのテーパー形状の穴加工を行なっ
た後、両端面を研磨加工して光フアイバー用のフェルー
ルを得た。
第３図（ｂ）は毛細管部７をもったガラスフェルール６
のテーパー穴８側の端面図、（ａ）は（ｂｌのＡＡ断面
図である。
実施例４ 内径が１．０二８・’ｍｍ　、外径が８±０．１ｍｍで
熱膨張係数が３．９Ｘ　１０−６／℃１軟化点７７０℃
の硼珪酸ガラス管を約８１０”Ｃで加熱・延伸して外径
２．９±０．０５ｍｍのガラス管を作成、このガラス管
を内径が３．０二８・’ｍｍ　、外径が９±Ｏ，１ｍｍ
で熱膨張係数が３．　Ｚ５Ｘ　１０−’／　”Ｃ１軟化
点８１５℃の硼珪酸ガラス管内に同軸的に配置して得ら
れた２重管構成体を約８５０℃で加熱・延伸して内径０
、１３０±０．００５ｍｍ　、外径３．０±０．０５ｍ
ｍの毛細管を得た。この毛細管は外側のガラス管を内側
のガラスと同じガラスで構成した場合に比べ、平均破壊
強度が約２倍となった。
［発明の効果コ 本発明によれば、径を選定した複、数本のガラス管を組
み合せることによって所望の内径、外径を有するガラス
毛細管を作成することができる。この際、予め熱成形し
たり、加熱・延伸して精度を上げたガラス管を用いるこ
とにより高精度に作成することができる。又、加熱・延
伸の際に構成体の中心、即ち、第１のガラス管の内部に
窒素、空気等のガスを導入、流通させたり、ガラス管相
互の間隙を減圧したりすることも精度を保持しかつ気泡
等の混入を避は高品質にする為に有効な方法である。
このように本発明によって母材ガラス管の選択の幅が広
がると同時に加熱・延伸によって高精度かつ安定に作成
できる為、ガラス毛細管の低コスト化が可能となる。ま
た、内径に比し外径の大きな（比が８倍以上）毛細管は
流体移送系の部材やフェルール等の光部品においては、
システムの構成や取扱いを容易にするが、本発明によっ
て初めて安定に製作することが可能となる。
特に本発明の方法によりつくられたガラスフェルールは
、高精度の内径、外径が得られるのみならず、内径に対
する外径の比の大きなものが得られるので、強度的にも
信頼がもて、光ファイバーの装管ならびにコネクターや
レンズとの光軸合せなどセツティングの作業性も向上し
、組み立てコストの低減も可能となる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例における多重管構成体の断面
図であり、第２図（ａ）は加熱・延伸の装置・方法を示
す模式図、第２図（ｂ）は加熱・延伸・熱融着により作
成されたガラス毛細管の一例を示す断面図である。第３
図（ｂ）は本発明の一実施例であるガラスフェルールの
テーパー六側端面図、［ａ）はｔｂ）のΔＡ断面図であ
る。 １．２．３・・・・・・・・・ガラス管４・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・多重管構成体５・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・電気炉６・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・ガラスフェルー
ル７・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・毛細
管部８・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・テ
ーパー穴９・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・延伸用ロール１０・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・ガラス毛細管部　１　図 第２図 （にＬ’）　　　　　　　　　　　　　　　　（ｌｙ）
↓ 第３図

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）径の異なる複数本のガラス管を同軸的に配置して
    なる多重管構成体を加熱し延伸すると同時に熱融着によ
    り一体化することを特徴とするガラス毛細管の製造方法
    。
  2. （２）上記多重管構成体における最外側のガラス管の熱
    膨張係数が隣接する内側のガラス管の熱膨張係数より小
    さいことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のガラ
    ス毛細管の製造方法。
  3. （３）径の異なる複数本のガラス管を同軸的に配置して
    なる多重管構成体を加熱し延伸すると一時に熱融着によ
    り一体化して成ることを特徴とするガラス毛細管。
  4. （４）上記ガラス毛細管の内径に対する外径の比が約５
    以上であることを特徴とする特許請求の範囲第３項記載
    のガラス毛細管。
  5. （５）上記多重管構成体における最外側のガラス管の熱
    膨張係数が隣接する内側のガラス管の熱膨張係数より小
    さいことを特徴とする特許請求の範囲第３項記載のガラ
    ス毛細管。
  6. （６）上記ガラス毛細管の内径に対する外径の比が約５
    以上であることを特徴とする特許請求の範囲第５項記載
    のガラス毛細管。
  7. （７）上記最外側のガラス管の熱膨張係数と隣接する内
    側のガラス管の熱膨張係数との差が約２×１０＾−＾６
    ／℃以下の範囲にあることを特徴とする特許請求の範囲
    第５項記載のガラス毛細管。
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