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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6615036
(24)【登録日】2019年11月15日
(45)【発行日】2019年12月4日
(54)【発明の名称】光ファイバ母材の製造方法および光ファイバの製造方法
(51)【国際特許分類】
C03B 37/012 20060101AFI20191125BHJP
C03B 37/018 20060101ALI20191125BHJP
C03B 8/04 20060101ALI20191125BHJP
C03B 8/00 20060101ALI20191125BHJP
G02B 6/02 20060101ALI20191125BHJP
【ＦＩ】
C03B37/012 B
C03B37/018 C
C03B8/04 C
C03B8/00 B
G02B6/02 356A
【請求項の数】4
【全頁数】19
(21)【出願番号】特願2016-69320(P2016-69320)
(22)【出願日】2016年3月30日
(65)【公開番号】特開2017-178696(P2017-178696A)
(43)【公開日】2017年10月5日
【審査請求日】2018年11月13日
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２５年度、国立研究開発法人情報通信研究機構「高度通信・放送研究開発委託研究／革新的光ファイバの実用化に向けた研究開発」、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
(73)【特許権者】
【識別番号】000005290
【氏名又は名称】古河電気工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002147
【氏名又は名称】特許業務法人酒井国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】荒井 慎一
(72)【発明者】
【氏名】八木 健
(72)【発明者】
【氏名】松本 成人
【審査官】
有田 恭子
(56)【参考文献】
【文献】
特開昭５７−０８２８０５（ＪＰ，Ａ）
【文献】
国際公開第２０１４／１７８２９３（ＷＯ，Ａ１）
【文献】
特開２０１３−１７７２６９（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｃ０３Ｂ ３７／００−３７／１６
Ｃ０３Ｂ ８／００− ８／０４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数のガラスロッドの周囲にガラス微粒子からなる多孔質体を形成する工程と、
前記多孔質体を焼結する工程と、を有する光ファイバ母材の製造方法であって、
前記多孔質体を形成する工程は、前記複数のガラスロッドのうち２本以上が前記多孔質体から突出するように前記多孔質体を形成し、
前記焼結する工程は、突出している２本以上のガラスロッドの突出している側の端部を支持治具により一括して支持して焼結し、
前記支持治具は、前記支持されたガラスロッドが前記多孔質体の中心軸に近づく方向に移動できるように構成されていることを特徴とする光ファイバ母材の製造方法。
前記多孔質体を焼結する工程と、を有する光ファイバ母材の製造方法であって、
前記多孔質体を形成する工程は、前記複数のガラスロッドのうち２本以上が前記多孔質体から突出するように前記多孔質体を形成し、
前記焼結する工程は、突出している２本以上のガラスロッドの突出している側の端部を支持治具により一括して支持して焼結し、
前記支持治具は、前記支持されたガラスロッドが前記多孔質体の中心軸に近づく方向に移動できるように構成されていることを特徴とする光ファイバ母材の製造方法。
【請求項2】
前記支持治具は、前記支持されたガラスロッドが前記多孔質体の中心軸に近づく方向に傾くことができるように構成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母材の製造方法。
【請求項3】
複数のガラスロッドの周囲にガラス微粒子からなる多孔質体を形成する工程と、
前記多孔質体を焼結する工程と、を有する光ファイバ母材の製造方法であって、
前記多孔質体を形成する工程は、前記複数のガラスロッドのうち２本以上が前記多孔質体から突出するように前記多孔質体を形成し、
前記焼結する工程は、突出している２本以上のガラスロッドの突出している側の端部を支持治具により一括して支持して焼結し、
前記支持治具は、前記支持されたガラスロッドが前記多孔質体の中心軸に近づく方向に傾くことができるように構成されていることを特徴とする光ファイバ母材の製造方法。
前記多孔質体を焼結する工程と、を有する光ファイバ母材の製造方法であって、
前記多孔質体を形成する工程は、前記複数のガラスロッドのうち２本以上が前記多孔質体から突出するように前記多孔質体を形成し、
前記焼結する工程は、突出している２本以上のガラスロッドの突出している側の端部を支持治具により一括して支持して焼結し、
前記支持治具は、前記支持されたガラスロッドが前記多孔質体の中心軸に近づく方向に傾くことができるように構成されていることを特徴とする光ファイバ母材の製造方法。
【請求項4】
請求項１〜３のいずれか一つに記載の光ファイバ母材の製造方法により製造した光ファイバ母材から光ファイバを線引きすることを特徴とする光ファイバの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、光ファイバ母材の製造方法およびこれを用いた光ファイバの製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
石英ガラスからなるガラスロッドは、光通信や光学の分野において主に光ファイバの製造に用いられる。従来から、このようなガラスロッド（光ファイバ母材）は、たとえば、気相軸付け（ＶＡＤ）法により作製したコア部形成用ガラスロッドの周囲に、外付気相堆積（ＯＶＤ）法または粉体成形法によりシリカガラスの多孔質体を形成して、多孔質母材を作製し、さらに多孔質母材を加熱焼結して製造される。
【0003】
光ファイバの中に単一のコア部を含むいわゆるシングルコア型の光ファイバを製造する場合、コア部形成用ガラスロッドは１本であり、多孔質母材は多孔質体の中心軸付近から１本のコア部形成用ガラスロッドが突出している構造を有する。多孔質母材を焼結する際には、この１本のコア部形成用ガラスロッドを把持することにより多孔質母材を焼結炉内で保持し、焼結を行う。
【0004】
一方、光ファイバ通信における近年の伝送容量の増大に対応すべく、光ファイバの断面内に複数のコア部を有するマルチコアファバが検討されている。マルチコアファイバ用の光ファイバ母材の製造方法としては、ガラスロッドに複数の孔を開けて孔のそれぞれにコア部形成用ガラスロッドを挿入する穿孔法、あるいはコア部形成用ガラスロッドを束ねて線引きするスタックアンドドロー法が一般的に用いられている。しかし、穿孔法の場合、ガラスロッドを作製しさらにこれに複数の孔を開ける工程を含むため、大型の光ファイバ母材を製造することが困難であり、コストアップの問題がある。また、スタックアンドドロー法の場合、大型の光ファイバ母材を製造することが困難である上、コア位置精度を高くすることが困難である等、コスト面や構造面での制約が存在する。
【0005】
これに対して、上述した多孔質母材を作製し、これを焼結する方法は、光ファイバの製造方法として広く普及した方法であり、大型の光ファイバ母材を製造することが可能であることから、マルチコアファイバを製造する場合においてもコスト的に有利である。
【0006】
たとえば、図１５（ａ）に模式的に示すような、コア部１が、中心に位置するコア部１ａとその周囲に正六角形を形成するように配置された６個のコア部１ｂで構成され、これらのコア部１の外周にクラッド部２が形成されたマルチコアファイバ３を製造する場合を考える。なお、マルチコアファイバ３にて破線で囲まれる領域は、後述するようにコア部形成用のガラスロッドにより形成される領域である。
【0007】
図１５（ｂ）は、マルチコアファイバ３を製造するための多孔質母材４を模式的に示している。多孔質母材４は、コア部形成用の７本のガラスロッド５の周囲にガラス微粒子からなる多孔質体６が堆積し、かつ多孔質体６から７本のガラスロッド５が突出している構造を有する。ここで、ガラスロッド５は、コア部１を形成するためのコア部形成部の周囲に、クラッド部２の一部（図１５（ａ）で、コア部１の外縁と破線とで囲まれた領域）を形成するためのクラッド部形成部が形成された構造を有する。
【0008】
この多孔質母材４を焼結する場合は、突出しているガラスロッド５のうち、中心に位置するガラスロッド５ａの突出している側の端部を把持具７により把持することにより多孔質母材４を焼結炉内で保持し、多孔質母材４を軸周りに回転させながら焼結を行う（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0009】
【特許文献1】特許第５７４００６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
しかしながら、図１５（ｂ）に示す場合、把持していないガラスロッド５ｂの重さにより多孔質体６に部分的に大きな応力が掛かって多孔質体６に亀裂が発生し、多孔質体６が割れるおそれがあった。これにより、光ファイバ母材の製造歩留まりが低下する場合があるという問題がある。
【0011】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、製造歩留まりの低下が抑制された光ファイバ母材の製造方法およびこれを用いた光ファイバの製造方法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】
【0012】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様に係る光ファイバ母材の製造方法は、複数のガラスロッドの周囲にガラス微粒子からなる多孔質体を形成する工程と、前記多孔質体を焼結する工程と、を有する光ファイバ母材の製造方法であって、前記多孔質体を形成する工程は、前記複数のガラスロッドのうち２本以上が前記多孔質体から突出するように前記多孔質体を形成し、前記焼結する工程は、突出している２本以上のガラスロッドの突出している側の端部を支持治具により一括して支持して焼結し、前記支持治具は、前記支持されたガラスロッドが前記多孔質体の中心軸に近づく方向に移動できるように構成されていることを特徴とする。
【0013】
本発明の一態様に係る光ファイバ母材の製造方法は、前記支持治具は、前記支持されたガラスロッドが前記多孔質体の中心軸に近づく方向に傾くことができるように構成されていることを特徴とする。
【0014】
本発明の一態様に係る光ファイバ母材の製造方法は、複数のガラスロッドの周囲にガラス微粒子からなる多孔質体を形成する工程と、前記多孔質体を焼結する工程と、を有する光ファイバ母材の製造方法であって、前記多孔質体を形成する工程は、前記複数のガラスロッドのうち２本以上が前記多孔質体から突出するように前記多孔質体を形成し、前記焼結する工程は、突出している２本以上のガラスロッドの突出している側の端部を支持治具により一括して支持して焼結し、前記支持治具は、前記支持されたガラスロッドが前記多孔質体の中心軸に近づく方向に傾くことができるように構成されていることを特徴とする。
【0015】
本発明の一態様に係る光ファイバの製造方法は、本発明の一態様に係る光ファイバ母材の製造方法により製造した光ファイバ母材から光ファイバを線引きすることを特徴とする。
【発明の効果】
【0016】
本発明によれば、製造歩留まりの低下が抑制された光ファイバ母材の製造方法および光ファイバの製造方法を実現できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下に、図面を参照して本発明に係る光ファイバ母材の製造方法および光ファイバの製造方法の実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、各図面において、同一または対応する要素には適宜同一の符号を付している。
【0019】
本発明に係る光ファイバ母材の製造方法は、複数のガラスロッドの周囲にガラス微粒子からなる多孔質体を形成する工程と、形成した多孔質体を焼結する工程と、を有しており、かつ多孔質体を形成する工程は、複数のガラスロッドのうち２本以上が多孔質体から突出するように多孔質体を形成し、焼結する工程は、突出している２本以上のガラスロッドの突出している側の端部を支持治具により一括して支持して焼結することを特徴としている。これにより、多孔質母材の重量を、２本以上のガラスロッドにより支えることができるので、多孔質体に亀裂等が発生することが抑制または防止されることにより、光ファイバ母材の製造歩留まりの低下が抑制される。
【0020】
（実施形態１）以下、実施形態１に係る多孔質体の形成工程およびその焼結工程について具体的に説明する。多孔質体の形成工程においては、複数のガラスロッドを準備し、これらの周囲にガラス微粒子を堆積し、多孔質体を形成する。ガラスロッドはＶＡＤ法により作製されたものを用いることができる。また、多孔質体の形成工程では、ＯＶＤ法を用いる。
【0021】
図１は、実施形態１に係る多孔質体の形成工程で用いる支持治具の構成例１を説明する模式図である。図１（ａ）に全体図を示すように、支持治具１０は、７本のガラスロッド５を支持できるものであり、図１５（ａ）に示すマルチコアファイバ３を製造する際に使用されるものである。支持治具１０は、回転軸棒１１と、７本のガラスロッド支持パイプ１２と、１２本の連結棒１３とを備えている。これらの構成要素はたとえば金属材料からなる。
【0022】
回転軸棒１１は、ＯＶＤ法による多孔質体の形成工程においてガラスロッド５を回転させる際の回転軸となる部材である。ガラスロッド支持パイプ１２は、ガラスロッド５が挿入されてガラスロッドを支持する部材である。ガラスロッド支持パイプ１２は、ガラスロッド５が、作製する多孔質母材におけるガラスロッドの配置となるように配置されている。本実施形態１では、７本のガラスロッド支持パイプ１２のうちガラスロッド支持パイプ１２ａが中心に配置され、これを中心として６本のガラスロッド支持パイプ１２ｂがその外周に正六角形を形成するように配置されている。以下、ガラスロッド支持パイプ１２ａとガラスロッド支持パイプ１２ｂとを区別しない場合はガラスロッド支持パイプ１２と記載する。
【0023】
図１（ｂ）に要部拡大図を示すように、１２本の連結棒１３のうちの６本は、回転軸棒１１とガラスロッド支持パイプ１２ｂのそれぞれとを連結するように設けられている。１２本の連結棒１３のうちの残りの６本は、ガラスロッド支持パイプ１２ａとガラスロッド支持パイプ１２ｂのそれぞれとを連結するように設けられている。
【0024】
また、図１（ｂ）に示すように、ガラスロッド支持パイプ１２には１個のロッド孔位置調整用孔１２ｄ、３個のロッド固定用ネジ孔１２ｃ、１２ｅが、それぞれ形成されている。３個のロッド固定用ネジ孔１２ｃ、１２ｅは、それぞれ、互いに１２０°の角度をなすように配置されている。ガラスロッド５は、その両端が２つの支持治具１０のそれぞれが備えるガラスロッド支持パイプ１２に挿入され、固定ネジ１４を各ロッド固定用ネジ孔１２ｃ、１２ｅに螺合することで固定されることで、支持治具１０により支持される。なお、図１（ｃ）ではロッド固定用ネジ孔１２ｅについて示しているが、ロッド固定用ネジ孔１２ｃも同様に配置される。
【0025】
つぎに、図２に示すように、支持治具１０の回転軸棒１１をＯＶＤ装置２０のチャック２１で把持し、ガラスロッド５を回転させる。そして、ガラスロッド５を回転させながら、ガラス微粒子合成用のバーナであるメインバーナ２２に、ガラス原料ガスおよび燃焼ガス例えばＨ２ガスとＯ２ガスとを供給し、端部バーナ２３に燃焼ガス例えばＨ２ガスとＯ２ガスとを供給し、ガラスロッド５にガラス微粒子を堆積させる。ガラス原料ガスとしてはたとえばＳｉＣｌ４ガス等を用いることができる。
【0026】
メインバーナ２２は、燃焼ガスによって形成される火炎中でガラス原料ガスを火炎加水分解させてガラス微粒子を合成する。なお、メインバーナ２２は、ガラスロッド５の延在方向に往復移動し、ガラスロッド５の延在方向に均一にガラス微粒子を堆積させ、シリカガラスからなる多孔質体３１を形成する。なお、端部バーナ２３は多孔質体３１の両端部における外径を多孔質体３１の長手方向中央部における外径と同程度にするために用いられる。堆積しなかったガラス微粒子は排気フード２４から排気管２５を介して排気される。これにより、多孔質体３１が形成されるとともに、多孔質体３１から７本のガラスロッド５が突出している多孔質母材３０が形成される。
【0027】
つぎに、多孔質体３１の焼結工程について説明する。図３は、実施形態１に係る多孔質体の焼結工程で用いる支持治具の構成例１を説明する模式図である。支持治具４０は、多孔質母材３０の多孔質体３１から突出している７本のガラスロッド５を支持できるものである。支持治具４０は、図３（ａ）に示すように、回転軸棒４１と、支持部材４２と、３本の連結棒４３と、７本の固定ピン４４とを備えている。これらの構成要素はシリカガラス材料からなる。
【0028】
回転軸棒４１は、焼結工程において多孔質母材３０を回転させる際の回転軸となる部材である。支持部材４２は、円板状の基部４２ａに円筒状の支持部４２ｂが設けられた構成を有している。支持部４２ｂは、ガラスロッド５の配置に対応する位置に配置されている。各支持部４２ｂには各ガラスロッド５の端部が挿入される。なお、本実施形態では、各ガラスロッド５の両端が多孔質体３１から突出しているが、ガラスロッドの一方の端部だけが多孔質体から突出するように多孔質母材を作製した場合は、ガラスロッドの突出している側の端部を支持部に挿入する。連結棒４３は、回転軸棒４１と基部４２ａとを連結するように設けられている。
【0029】
また、図３（ｂ）は図３（ａ）におけるＡ−Ａ線要部断面を示す図であるが、支持部４２ｂおよびガラスロッド５には、それぞれ貫通孔４２ｂａ、５ｃが形成されている。貫通孔４２ｂａ、５ｃには固定ピン４４が挿通されている。これにより、ガラスロッド５は支持部４２ｂに固定される。その結果、７本のガラスロッド５は支持治具４０により一括して支持されることとなる。このように、７本のガラスロッド５を支持治具４０により支持することで、多孔質母材３０を焼結炉内で保持し、かつ軸周りに回転させながら、多孔質体３１を加熱して焼結する。これにより、多孔質体３１はガラス化し、多孔質母材３０は光ファイバ母材となる。
【0030】
なお、貫通孔４２ｂａ、５ｃに固定ピン４４を挿通するには、各ガラスロッド５と支持部４２ｂとにおいて、貫通孔４２ｂａと貫通孔５ｃとが連通するような位置関係になっている必要がある。これを実現するためには、ガラスロッド５を図１に示す支持治具１０に取り付ける際に、ガラスロッド５の貫通孔５ｃとガラスロッド支持パイプ１２のロッド孔位置調整用孔１２ｄとが連通するように取り付けを行えばよい。このとき、貫通孔５ｃとロッド孔位置調整用孔１２ｄとに固定ボルトを挿通し、固定ボルトの先端からナットを螺合してガラスロッド支持パイプ１２に締結することで、貫通孔５ｃとロッド孔位置調整用孔１２ｄとの位置関係を確実にすることができる。ガラスロッド支持パイプ１２のロッド孔位置調整用孔１２ｄと支持部４２ｂの貫通孔４２ｂａとの位置関係を対応するように設定しておくことで、貫通孔４２ｂａと貫通孔５ｃとが連通するような位置関係とすることができる。
【0031】
以上説明したように、本実施形態１では、７本のガラスロッド５の端部を一括して支持できる支持治具４０により支持することで多孔質母材３０を焼結炉内で保持しながら、多孔質体３１を加熱して焼結するので、多孔質母材３０の全重量を、７本のガラスロッド５で支えることとなるので、多孔質体３１とガラスロッド５の間に掛かる応力は小さくなる。その結果、多孔質体３１に亀裂等が発生することが防止される。これにより、製造歩留まりの低下が防止される。
【0032】
（実施形態２）実施形態２に係る多孔質体の形成工程およびその焼結工程について具体的に説明する。図４は、多孔質体の形成工程で用いる支持治具の構成例２を説明する模式図である。支持治具１０Ａは、ＶＡＤ法により作製した３本のガラスロッド５Ａを支持できるものであり、図１６に示すマルチコアファイバ３Ａを製造する際に使用されるものである。なお、図１に示すガラスロッド５とガラスロッド５Ａとは略同じものであるが、その相違点を後に詳述する。支持治具１０Ａは、回転軸棒１１Ａと、３本のガラスロッド支持パイプ１２Ａと、１個の連結板１３Ａとを備えている。これらの構成要素はたとえば金属材料からなる。
【0033】
回転軸棒１１Ａは、ＯＶＤ法による多孔質体の形成工程においてガラスロッド５Ａを回転させる際の回転軸となる部材である。ガラスロッド支持パイプ１２Ａは、ガラスロッド５Ａが挿入されてガラスロッド５Ａを支持する部材である。ガラスロッド支持パイプ１２Ａは、ガラスロッド５Ａが、作製する多孔質母材におけるガラスロッドの配置となるように配置されている。本実施形態２では、３本のガラスロッド支持パイプ１２Ａが正三角形を形成するように配置されている。
【0034】
連結板１３Ａは、正三角形状であり、各頂点に各ガラスロッド支持パイプ１２Ａが設けられ、中心に回転軸棒１１Ａが立設されている。
【0035】
また、ガラスロッド支持パイプ１２Ａには、それぞれ６個のロッド固定用ネジ孔１２Ａｅが形成されている。６個のロッド固定用ネジ孔１２Ａｅは、３個を１組とするロッド固定用ネジ孔１２Ａｅの各組が、互いに１２０°の角度をなすように配置されている。ガラスロッド５Ａは、その両端が２つの支持治具１０Ａのそれぞれが備えるガラスロッド支持パイプ１２Ａに挿入され、固定ネジを各ロッド固定用ネジ孔１２Ａｅに螺合することで固定されることで、支持治具１０Ａにより支持される。
【0036】
ここで、図５は、ガラスロッド５Ａの端部の構造を説明する模式図である。図５によりガラスロッド５とガラスロッド５Ａとの相違点を説明する。図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、それぞれ、ガラスロッド５Ａの端部の側面図、Ｂ矢視図、上面図、斜視図である。
【0037】
ガラスロッド５Ａの端部の側面には、底面５Ａａａおよび互いに平行な内側面５Ａａｂをそれぞれ有する２つの凹部５Ａａが形成されている。２つの凹部５Ａａの底面５Ａａａは互いに平行になっている。
【0038】
多孔質母体の形成工程では、支持治具１０Ａを用いて、実施形態１と同様にＯＶＤ法により、多孔質体を形成するとともに、多孔質体から３本のガラスロッド５Ａの両端が突出している多孔質母材を形成する。
【0039】
つぎに、多孔質体の焼結工程について説明する。図６は、実施形態２に係る多孔質体の焼結工程で用いる支持治具の構成例３を説明する模式図である。支持治具４０Ａは、多孔質母材３０Ａの多孔質体３１Ａから突出している３本のガラスロッド５Ａを支持できるものである。支持治具４０Ａは、回転軸棒４１Ａと、支持部材４２Ａと、回転軸棒４１Ａと支持部材４２Ａとを連結するように設けられた３本の連結棒４３Ａとを備えている。これらの構成要素はシリカガラス材料からなる。
【0040】
回転軸棒４１Ａは、焼結工程において多孔質母材３０Ａを回転させる際の回転軸となる部材である。支持部材４２Ａは、円板状であり、３個の長孔４２Ａａが設けられた構成を有している。長孔４２Ａａは、ガラスロッド５Ａの配置に対応する位置に配置されており、支持部材４２Ａの中心から放射状に伸びている。各ガラスロッド５Ａはその端部に形成された凹部５Ａａが各長孔４２Ａａに嵌合することで、支持部材４２Ａに支持される。その結果、３本のガラスロッド５Ａは支持治具４０Ａにより一括して支持されることとなる。
【0041】
ところで、各ガラスロッド５Ａの凹部５Ａａを各長孔４２Ａａに嵌合するために、支持治具４０Ａはたとえば以下のような構成を有している。図７は、支持治具４０Ａの支持部材４２Ａの構成の一例を示す模式図である。支持部材４２Ａは、１個の部材４２Ａｂと、２個の部材４２Ａｃと、１個の部材４２Ａｄとを連結することで構成される。図７（ａ）は支持部材４２Ａの上面図、図７（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ、部材４２Ａｂと部材４２Ａｄとを嵌合した状態の側面図、斜視図、図７（ｄ）は、部材４２Ａｃの斜視図である。
【0042】
部材４２Ａｄは、連結用リング部材であって、連結棒４３Ａが設けられるとともに、その内周側に、部材４２Ａｂ、４２Ａｃを嵌合するための段差部４２Ａｄａが形成されている。
【0043】
部材４２Ａｂは、段差部４２Ａｄａに嵌合する段差部（不図示）と、長孔４２Ａａを形成するための凹部４２Ａｂａとを有する略扇形の板部４２Ａｂｂと、部材４２Ａｃの一部を収容するための円筒部４２Ａｂｃと、板部４２Ａｂｂと円筒部４２Ａｂｃとを連結する連結部４２Ａｂｄとを有する。
【0044】
部材４２Ａｃは、外周に形成される、段差部４２Ａｄａに嵌合する段差部４２Ａｃｅと長孔４２Ａａを形成する凹部４２Ａｃａとを有する略扇形の板部４２Ａｃｂと、板部４２Ａｃｂから延伸する延伸部４２Ａｃｄとを有する。
【0045】
支持部材４２Ａは、２つの部材４２Ａｃの各延伸部４２Ａｃｄを部材４２Ａｂの円筒部４２Ａｂｃに挿入し、部材４２Ａｂと２つの部材４２Ａｃとを連結し、この連結した部材を部材４２Ａｄに嵌合することにより組み立てられる。このとき、部材４２Ａｂの凹部４２Ａｂａと部材４２Ａｃの凹部４２Ａｃａ、および、２つの部材４２Ａｃの凹部４２Ａｃａ同士が組み合わさって各長孔４２Ａａが形成される。
【0046】
部材４２Ａｂと２つの部材４２Ａｃとを連結する際に、各ガラスロッド５Ａの凹部５Ａａを凹部４２Ａｂａまたは凹部４２Ａｃａに嵌合させてから連結することにより、各ガラスロッド５Ａの凹部５Ａａを各長孔４２Ａａに嵌合させることができる。
【0047】
さて、以上のように３本のガラスロッド５Ａを支持治具４０Ａにより支持することで、多孔質母材３０Ａを焼結炉内で保持し、かつ軸周りに回転させながら、多孔質体３１Ａを加熱して焼結する。これにより、多孔質体３１Ａはガラス化し、多孔質母材３０Ａは光ファイバ母材となる。
【0048】
本実施形態２では、実施形態１の場合と同様に、焼結工程において、多孔質母材３０Ａの全重量を、３本のガラスロッド５Ａで支えることとなるので、多孔質体３１Ａとガラスロッドの間に掛かる応力は小さくなる。その結果、実施形態１の場合と同様に、製造歩留まりの低下が防止される。さらに、このように多孔質母材３０Ａの中心軸にガラスロッド５Ａが存在しない場合においても、多孔質体に偏った応力が掛かることを抑制でき、製造歩留まりの低下が防止される。このような効果は、以下に説明する、多孔質母材の中心軸にガラスロッドが存在しない実施形態３〜６においても得られる。
【0049】
ところで、多孔質体３１Ａを焼結させてガラス体とする過程では、多孔質体３１Ａの体積が収縮する。この収縮に伴い、多孔質体３１Ａは３本のガラスロッド５Ａに、これらを互いに近づけるような応力を及ぼす。具体的には、多孔質体３１Ａは３本のガラスロッド５Ａに、これらを多孔質体３１Ａの軸中心に近づけるような応力を及ぼす。
【0050】
本実施形態２では、各ガラスロッド５Ａは、凹部５Ａａが各長孔４２Ａａに嵌合することで、支持部材４２Ａに支持されている。したがって、図８に示すように、多孔質体３１Ａが収縮して光ファイバ母材３５Ａのガラス体３６Ａとなる過程で、３本のガラスロッド５Ａに応力を及ぼすと、各ガラスロッド５Ａは、各長孔４２Ａａにガイドされて、多孔質体３１の中心軸に近づくように移動する。このように支持治具４０Ａは、ガラスロッド５Ａが多孔質体３１の中心軸に近づく方向に移動することができるようにガラスロッド５Ａを支持できるように構成されているので、各ガラスロッド５Ａが湾曲することが防止される。
【0051】
なお、支持治具４０Ａとは異なり、各ガラスロッドの端部を固定するような支持治具を用いると、多孔質体の収縮によって、各ガラスロッドは多孔質体３１の中心軸に近づくため、支持治具に固定された部分よりもガラス体内に位置する部分の方が互いに近くなるので、各ガラスロッドは湾曲することとなる。
【0052】
（実施形態３）実施形態３に係る多孔質体の形成工程およびその焼結工程について説明する。本実施形態３に係る多孔質体の形成工程は、実施形態２の場合と略同じであるが、ガラスロッドとしては実施形態１におけるガラスロッド５を用いる。
【0053】
つぎに、多孔質体の焼結工程について説明する。図９は、実施形態３に係る多孔質体の焼結工程で用いる支持治具の構成例４を説明する模式図である。支持治具４０Ｂは、多孔質母材３０Ｂの多孔質体３１Ｂから突出している３本のガラスロッド５を支持できるものである。支持治具４０Ｂは、回転軸棒４１Ｂと、支持部材４２Ｂと、回転軸棒４１Ｂと支持部材４２Ｂとを連結するように設けられた３本の連結棒４３Ｂと、３個の固定リング４４Ｂと、３本の固定ピン４５Ｂとを備えている。これらの構成要素はシリカガラス材料からなる。
【0054】
回転軸棒４１Ｂは、焼結工程において多孔質母材３０Ｂを回転させる際の回転軸となる部材である。支持部材４２Ｂは、円板状であり、３個の長孔４２Ｂａと、各長孔４２Ｂａの外縁に設けられたガイド溝４２Ｂｂとが設けられた構成を有している。長孔４２Ｂａは、ガラスロッド５の配置に対応する位置に配置されており、支持部材４２Ｂの中心から放射状に伸びている。各固定リング４４Ｂは各ガイド溝４２Ｂｂに嵌合し、かつ各ガラスロッド５が挿入されている。
【0055】
また、図９（ｂ）は図９（ａ）におけるＣ−Ｃ線要部断面を示す図であるが、固定リング４４Ｂおよびガラスロッド５には、それぞれ貫通孔４４Ｂａ、５ｃが形成されている。貫通孔４４Ｂａ、５ｃには固定ピン４５Ｂが挿通されている。これにより、ガラスロッド５は固定リング４４Ｂに固定され、支持部材４２Ｂに支持される。その結果、３本のガラスロッド５は支持治具４０Ｂにより一括して支持されることとなる。このように、３本のガラスロッド５を支持治具４０Ｂにより支持することで、多孔質母材３０Ｂを焼結炉内で保持し、かつ軸周りに回転させながら、多孔質体３１Ｂを加熱して焼結する。これにより、多孔質体３１Ｂはガラス化し、多孔質母材３０Ｂは光ファイバ母材となる。
【0056】
本実施形態３では、実施形態１、２の場合と同様に、焼結工程において、多孔質母材３０Ｂの全重量を、３本のガラスロッド５で支えることとなるので、多孔質体３１Ｂとガラスロッドの間に掛かる応力は小さくなる。その結果、実施形態１、２の場合と同様に、製造歩留まりの低下が防止される。
【0057】
さらに、本実施形態３では、実施形態２と同様に、支持治具４０Ｂが、ガラスロッド５が多孔質体３１Ｂの中心軸に近づく方向に移動することができるようにガラスロッド５を支持できるように構成されている。具体的には、多孔質体３１Ｂが収縮してガラス体となる過程で、３本のガラスロッド５に応力を及ぼすと、各ガラスロッド５は、各ガラスロッド５に固定されている固定リング４４Ｂがガイド溝４２Ｂｂにガイドされることにより、多孔質体３１Ｂの中心軸に近づくように移動する。その結果、実施形態２の場合と同様に、各ガラスロッド５が湾曲することが防止される。
【0058】
（実施形態４）実施形態４に係る多孔質母体の形成工程およびその焼結工程について具体的に説明する。本実施形態４に係る多孔質体の形成工程は、実施形態２、３の場合と略同じであるが、ガラスロッドとしては以下に説明するガラスロッドを用いる。
【0060】
ガラスロッド５Ｃの端部の側面には、底面５Ｃａａ、および互いに対向する平面状の内側面５Ｃａｂと円筒側面状の曲面を成す内側面５Ｃａｃとをそれぞれ有する２つの凹部５Ｃａが形成されている。２つの凹部５Ｃａの底面５Ｃａａは互いに平行になっている。また、内側面５Ｃａｃは内側面５Ｃａｂよりもガラスロッド５Ｃの端部側に形成されている。
【0061】
つぎに、多孔質体の焼結工程について説明する。図１１は、多孔質体の焼結工程で用いる支持治具の構成例５を説明する模式図である。支持治具４０Ｃは、多孔質母材３０Ｃの多孔質体３１Ｃから突出している３本のガラスロッド５Ｃを支持できるものである。支持治具４０Ｃは、回転軸棒４１Ｃと、円板状の支持部材４２Ｃとを備えている。これらの構成要素はシリカガラス材料からなる。
【0062】
回転軸棒４１Ｃは、支持部材４２Ｃの中心に立設されており、焼結工程において多孔質母材３０Ｃを回転させる際の回転軸となる部材である。支持部材４２Ｃは、外縁に３個の切欠き４２Ｃａが設けられた構成を有している。切欠き４２Ｃａは、ガラスロッド５Ｃの配置に対応する位置に設けられている。各ガラスロッド５Ｃはその端部に形成された凹部５Ｃａが各切欠き４２Ｃａに嵌合することで、支持部材４２Ｃに支持される。その結果、３本のガラスロッド５Ｃは支持治具４０Ｃにより一括して支持されることとなる。
【0063】
このように３本のガラスロッド５Ｃを支持治具４０Ｃにより支持することで、多孔質母材３０Ｃを焼結炉内で保持し、かつ軸周りに回転させながら、多孔質体３１Ｃを加熱して焼結する。これにより、多孔質体３１Ｃはガラス化し、多孔質母材３０Ｃは光ファイバ母材となる。
【0064】
本実施形態４では、実施形態１〜３の場合と同様に、焼結工程において、多孔質母材３０Ｃの全重量を、３本のガラスロッド５Ｃで支えることとなるので、多孔質体３１Ｃとガラスロッドの間に掛かる応力は小さくなる。その結果、実施形態１〜３の場合と同様に、製造歩留まりの低下が防止される。
【0065】
ところで、多孔質体３１Ｃを焼結させてガラス体とする過程では、その収縮に伴い、３本のガラスロッド５Ｃに、これらを多孔質体３１Ｃの中心軸に近づけるような応力を及ぼす。これにより、図１２に示すように、多孔質体３１Ｃが収縮して光ファイバ母材３５Ｃのガラス体３６Ｃとなる過程で、３本のガラスロッド５Ｃに応力を及ぼすと、各ガラスロッド５Ｃは、お互いの距離が、支持治具４０Ｃに固定された部分よりもガラス体３６Ｃ内に位置する部分の方が近くなるように湾曲する。
【0066】
本実施形態４では、各ガラスロッド５Ｃは、凹部５Ｃａが各切欠き４２Ｃａに嵌合することで、支持部材４２Ｃに支持されているが、支持部材４２Ｃの上面には曲面を成す内側面５Ｃａｃが略線接触している。そして、各ガラスロッド５Ｃが上記のように湾曲した際には、曲面を成す内側面５Ｃａｃが支持部材４２Ｃの上面との線接触を維持しながら転がる。すなわち、ガラスロッド５Ｃは、支持治具４０Ｃに対して、ガラスロッド５Ｃが多孔質体の中心軸に近づく方向に傾くことができるように構成されている。ここで、ガラスロッド５Ｃが傾くとは、ガラスロッド５Ｃが多孔質体３１Ｃの中心軸に対して傾くことを意味する。その結果、各ガラスロッド５Ｃが湾曲しても支持部材４２Ｃとガラスロッド５Ｃとの間に、ガラスロッド５Ｃを破損するような応力が掛からないようにできる。なお、ガラスロッド５Ｃを破損するような応力が掛からないようにするために、ガラスロッド５Ｃが湾曲しても凹部５Ｃａの内側面５Ｃａｂが支持部材４２Ｃの下面と接触しないように内側面５Ｃａｂと内側面５Ｃａｃとの距離を設定することが好ましい。
【0067】
（実施形態５）実施形態５に係る多孔質体の形成工程およびその焼結工程について説明する。本実施形態５に係る多孔質体の形成工程は、実施形態４の場合と略同じである。一方、多孔質体の焼結工程においては、図１３に示す構成例６の支持治具を用いる。支持治具４０Ｄは、多孔質母材の多孔質体から突出している３本のガラスロッド５Ｃを支持できるものである。支持治具４０Ｄは、回転軸棒４１Ｄと、支持部材４２Ｄと、回転軸棒４１Ｄと支持部材４２Ｄとを連結するように設けられた３本の連結棒４３Ｄとを備えている。これらの構成要素はシリカガラス材料からなる。
【0068】
回転軸棒４１Ｄは、焼結工程において多孔質母材を回転させる際の回転軸となる部材である。支持部材４２Ｄは、円板状であり、外縁に３個の切欠き４２Ｄａが設けられた構成を有している。切欠き４２Ｄａは、ガラスロッド５Ｃの配置に対応する位置に配置されており、支持部材４２Ｄの中心に向かって伸びている。各ガラスロッド５Ｃはその端部に形成された凹部５Ｃａが各切欠き４２Ｄａに嵌合することで、支持部材４２Ｄに支持される。その結果、３本のガラスロッド５Ｃは支持治具４０Ｄにより一括して支持されることとなる。
【0069】
このように３本のガラスロッド５Ｃを支持治具４０Ｄにより支持することで、多孔質母材を焼結炉内で保持し、かつ軸周りに回転させながら、多孔質体を加熱して焼結する。これにより、多孔質体はガラス化して図１３に示すようにガラス体３６Ｄとなり、多孔質母材は光ファイバ母材３５Ｄとなる。
【0070】
本実施形態５では、実施形態１〜４の場合と同様に、焼結工程において、多孔質母材の全重量を、３本のガラスロッド５Ｃで支えることとなるので、多孔質体とガラスロッドの間に掛かる応力は小さくなる。その結果、実施形態１〜４の場合と同様に、製造歩留まりの低下が防止される。
【0071】
また、本実施形態５では、実施形態２、３と同様に、支持治具４０Ｄは、切欠き４２Ｄａが支持部材４２Ｄの中心に向かって伸びていることにより、ガラスロッド５Ｃが多孔質体の中心軸に近づく方向に移動することができるようにガラスロッド５Ｃを支持できるように構成されている。さらには、ガラスロッド５Ｃは、支持治具４０Ｄに対して、ガラスロッド５Ｃが多孔質体の中心軸に近づく方向に傾くことができるように構成されている。その結果、各ガラスロッド５Ｃが湾曲することが抑制されるとともに、各ガラスロッド５Ｃが湾曲しても支持部材４２Ｄとガラスロッド５Ｃとの間に、ガラスロッド５Ｃを破損するような応力が掛からないようにできる。
【0072】
（実施形態６）実施形態６に係る多孔質体の形成工程およびその焼結工程について説明する。本実施形態６に係る多孔質体の形成工程は、粉体成形法を用いる。また、ガラスロッドとしてはガラスロッド５Ａを用いる。
【0073】
図１４は、粉体成形法による多孔質体の形成工程を説明する模式図である。粉体成形法では、３本のガラスロッド５Ａを加圧型５０内に把持し、加圧型５０内にシリカガラスの造粒粒子５１を投入し、加圧プランジャ５２により加圧成形し、加圧成形体としての多孔質体を形成する。これにより、多孔質体から３本のガラスロッド５Ａが突出している多孔質母材が形成される。なお、図面上方においてガラスロッド５Ａの先端が、ガラスロッド５Ａの外径が略一定の部分の外径よりも大きい直径の球面体に加工されているのは、後の焼結工程においてガラスロッド５Ａが多孔質体Ｅから抜けにくくするためである。
【0074】
その後の多孔質体の焼結工程は、実施形態２の場合と同じ方法を用いて実行することができる。これにより、実施形態１〜５の場合と同様に、製造歩留まりの低下が防止される。
【0075】
なお、上記の各実施形態により製造した光ファイバ母材から周知の線引炉を用いた周知の方法にて光ファイバを線引きすることにより、光ファイバを製造することができる。
【0076】
（実施例１）本発明の実施例１として、実施形態１の方法にしたがって３本の多孔質母材を製造し、これらを実施形態１の方法にしたがって焼結して３本の光ファイバ母材を製造した。３本の光ファイバ母材は、上部に亀裂が見られたものの、その他の大部分では亀裂などの異常は見られず、良好なものであった。
【0077】
（比較例１）比較例１として、実施形態１の方法にしたがって３本の多孔質母材を製造した。７本のガラスロッドのうち中心の１本だけを支持して焼結を行った。３本の多孔質母材のうち２本は、焼結できたものの、ガラス体の上部には亀裂が入っていた。また、３本の多孔質母材のうち１本は、焼結途中で多孔質体に亀裂が入り、外周側のガラスロッド１本が落下してしまった。
【0078】
（実施例２）本発明の実施例２として、実施形態２の方法にしたがって３本の多孔質母材を製造し、これらを実施形態２の方法にしたがって焼結して３本の光ファイバ母材を製造した。３本の光ファイバ母材には亀裂などの異常は見られず、良好なものであった。
【0079】
（実施例３）本発明の実施例３として、実施形態４の方法にしたがって３本の多孔質母材を製造し、これらを実施形態４の方法にしたがって焼結して３本の光ファイバ母材を製造した。３本の光ファイバ母材は、上部に亀裂が見られたものの、その他の大部分では亀裂などの異常は見られず、良好なものであった。なお、焼結後の支持治具付近を確認すると、ガラスロッドはガラス体と支持治具との間で傾いた状態となっていた。
【0080】
（実施例４）本発明の実施例４として、実施形態５の方法にしたがって３本の多孔質母材を製造し、これらを実施形態５の方法にしたがって焼結して３本の光ファイバ母材を製造した。３本の光ファイバ母材は、上部に亀裂が見られたものの、その他の大部分では亀裂などの異常は見られず、良好なものであった。なお、焼結後の支持治具付近を確認すると、ガラスロッドはガラス体と支持治具との間で傾いた状態となっていた。
【0081】
（実施例５）本発明における実施例５として、実施形態６の方法にしたがって３本の多孔質母材を製造し、これらを実施形態２の方法にしたがって焼結して３本の光ファイバ母材を製造した。
具体的には、市販の平均１次粒径１０μｍの気相合成シリカ粒子、粒子結合剤としてのポリビニルアルコール（ＰＶＡ）に溶媒の純水を加えてシリカ粒子スラリーを作製した。スプレードライヤー装置を用いて、作製したシリカ粒子スラリーから体積５０％値粒子径１００μｍのシリカ造粒粒子を作製した。
つぎに、３本のコアロッドを把持した加圧型内にシリカ造粒粒子を投入し、加圧プランジャを用いて加圧成形体としての多孔質体を得た。加圧型は分割式となっており、加圧後に分割して多孔質母材を取り出した。得られた多孔質体を酸素雰囲気中で熱処理し、ＰＶＡを酸化除去した後、実施例２の場合と同様の支持治具を用いて焼結して３本の光ファイバ母材を製造した。３本の光ファイバ母材には亀裂などの異常は見られず、良好なものであった。
【0082】
また、上記実施形態により本発明が限定されるものではない。上述した各構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。また、さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、上記の実施形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。
【符号の説明】
【0083】
５、５ａ、５ｂ、５Ａ、５Ｃ ガラスロッド５Ａａ、５Ｃａ、４２Ａｂａ、４２Ａｃａ 凹部
５Ａａａ、５Ｃａａ 底面
５Ａａｂ、５Ｃａｂ、５Ｃａｃ 内側面
５ｃ、４２ｂａ、４４Ｂａ 貫通孔
１０、１０Ａ 支持治具
１１、１１Ａ 回転軸棒
１２、１２ａ、１２ｂ、１２Ａ ガラスロッド支持パイプ
１２ｃ、１２ｅ、１２Ａｅ ロッド固定用ネジ孔
１２ｄ ロッド孔位置調整用孔
１３ 連結棒
１３Ａ 連結板
１４ 固定ネジ
２０ ＯＶＤ装置
２１ チャック
２２ メインバーナ
２３ 端部バーナ
２４ 排気フード
２５ 排気管
３０、３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ 多孔質母材
３１、３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃ 多孔質体
３５Ａ、３５Ｃ、３５Ｄ 光ファイバ母材
３６Ａ、３６Ｃ、３６Ｄ ガラス体
４０、４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ、４０Ｄ 支持治具
４１、４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃ 回転軸棒
４２、４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃ、４２Ｄ 支持部材
４２Ａａ、４２Ｂａ 長孔
４２Ａｂ、４２Ａｃ、４２Ａｄ 部材
４２Ａｂｂ、４２Ａｃｂ 板部
４２Ａｂｃ 円筒部
４２Ａｂｄ 連結部
４２Ａｃｄ 延伸部
４２Ａｃｅ、４２Ａｄａ 段差部
４２Ｂｂ ガイド溝
４２Ｃａ、４２Ｄａ 切欠き
４２ａ 基部
４２ｂ 支持部
４３、４３Ａ、４３Ｂ、４３Ｄ 連結棒
４４、４５Ｂ 固定ピン
４４Ｂ 固定リング
５０ 加圧型
５１ 造粒粒子
５２ 加圧プランジャ