WO2023090359A1 - ロッド挿入治具及びマルチコア光ファイバ母材の製造方法 - Google Patents

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WO2023090359A1
WO2023090359A1 PCT/JP2022/042548 JP2022042548W WO2023090359A1 WO 2023090359 A1 WO2023090359 A1 WO 2023090359A1 JP 2022042548 W JP2022042548 W JP 2022042548W WO 2023090359 A1 WO2023090359 A1 WO 2023090359A1
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WO
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rod
glass
hole
base material
insertion jig
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Application number
PCT/JP2022/042548
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English (en)
French (fr)
Inventor
貴博 菅沼
健美 長谷川
透 茂戸藤
Original Assignee
住友電気工業株式会社
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Publication date
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/012—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments

Definitions

  • the present disclosure relates to a rod insertion jig and a method of manufacturing a multi-core optical fiber preform.
  • the present disclosure relates to optical fibers and methods of making optical fibers.
  • Patent Document 1 a process of inserting a plurality of core materials into a plurality of holes provided in a clad material, inserting pieces into glass pipes connected to both ends of the clad material, and sandwiching the core material with the pieces
  • a method for manufacturing a multi-core optical fiber (MCF) preform is disclosed, which includes the steps of fixing and heating and integrating the core material and the clad material.
  • a rod insertion jig inserts a glass rod into a hole penetrating a clad base material.
  • the clad base material is a columnar member having a first end and a second end facing each other. It has a first hole which is a hole extending along the central axis to the end.
  • a first glass tube is connected to the first end of the clad base material.
  • a second glass tube is connected to the second end of the clad base material.
  • the first glass rod which is a glass rod inserted into the first hole, is a rod-shaped member whose axial direction is the first direction.
  • the rod insertion jig includes a support portion installed in contact with the inner surface of the first glass tube, a first holding portion supported by the support portion inside the first glass tube, and a first glass rod for moving. and a first moving part, which is a member.
  • the first holding part has a first mounting surface on which the first glass rod is mounted along the first direction.
  • the support portion supports the first holding portion such that the entire first glass rod placed on the first placement surface overlaps the first hole when viewed from the first direction.
  • the first moving part moves the first glass rod placed on the first placement surface in the first direction.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of an MCF base material manufactured using the rod insertion jig of the embodiment.
  • FIG. 2 is a flow chart showing a method for manufacturing an MCF base material according to the embodiment.
  • FIG. 3 is a perspective view of a clad base material to which a glass tube is connected.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the clad base material.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view for explaining the insertion step.
  • FIG. 6 is a perspective view showing a rod insertion jig according to the embodiment;
  • FIG. 7 is a cross-sectional view along line VII-VII of FIG.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view for explaining the integration process.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view for explaining an insertion step using the rod insertion jig according to the first modified example.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view for explaining the insertion process using the rod insertion jig
  • the core material Since glass pipes are connected to both ends of the clad base material, the core material is typically inserted into a hole having a diameter of about 10 mm located about 1000 mm ahead. Moreover, since the hole is not on the central axis of the clad material, it is not easy to insert the core material. Even if it can be inserted, if the direction of insertion deviates from the axial direction of the hole, the core material and the inner wall of the hole will be damaged due to friction. Such scratches may form air bubbles in the optical fiber and reduce the yield.
  • An object of the present disclosure is to provide a rod insertion jig capable of inserting a glass rod into a hole of a clad base material and a method for manufacturing an MCF base material while suppressing scratches and inclusion of foreign matter.
  • a rod insertion jig inserts a glass rod into a hole penetrating a clad base material.
  • the clad base material is a columnar member having a first end and a second end facing each other. It has a first hole which is a hole extending along the central axis to the end.
  • a first glass tube is connected to the first end of the clad base material.
  • a second glass tube is connected to the second end of the clad base material.
  • the first glass rod which is a glass rod inserted into the first hole, is a rod-shaped member whose axial direction is the first direction.
  • the rod insertion jig includes a support portion installed in contact with the inner surface of the first glass tube, a first holding portion supported by the support portion inside the first glass tube, and a first glass rod for moving. and a first moving part, which is a member.
  • the first holding part has a first mounting surface on which the first glass rod is mounted along the first direction.
  • the support portion supports the first holding portion such that the entire first glass rod placed on the first placement surface overlaps the first hole when viewed from the first direction.
  • the first moving part moves the first glass rod placed on the first placement surface in the first direction.
  • the first glass rod is held by the first holding portion and inserted into the first glass tube. It can be transported close to the material. Therefore, it is possible to insert the first glass rod into the first hole while suppressing foreign matter from entering due to cutting and reconnection of the first glass tube.
  • the first glass rod is placed on the first mounting surface of the first holder and guided in the first direction by the first mounting surface. Therefore, the first moving part can move the first glass rod along the first placement surface in the first direction.
  • the supporting portion it is possible to appropriately adjust the insertion position and the insertion direction of the first glass rod with respect to the first hole. Therefore, the first glass rod can be inserted into the first hole while suppressing damage to the first glass rod and the inner wall of the first hole.
  • the clad base material may further have a second hole that is different from the first hole.
  • the second glass rod which is a glass rod inserted into the second hole, may be a rod-shaped member whose axial direction is the second direction.
  • the rod insertion jig may further include a second holding portion supported by the support portion inside the first glass tube, and a second moving portion which is a member for moving the second glass rod.
  • the second holding part may have a second mounting surface on which the second glass rod is mounted along the second direction.
  • the supporting portion may support the second holding portion such that the entire second glass rod placed on the second placing surface overlaps the second hole when viewed from the second direction.
  • the second moving part may move the second glass rod placed on the second placement surface in the second direction.
  • the second glass rod is held by the second holding portion and inserted into the first glass tube, so that the second glass rod can be brought near the clad base material without cutting the first glass tube. can be placed. Therefore, it is possible to insert the second glass rod into the second hole while suppressing foreign matter from entering due to cutting and reconnection of the first glass tube.
  • the second glass rod is placed on the second mounting surface of the second holding part and guided in the second direction by the second mounting surface. Therefore, the second moving part can move the second glass rod along the second mounting surface in the second direction.
  • the supporting portion it is possible to appropriately adjust the insertion position and the insertion direction of the second glass rod with respect to the second hole. Therefore, the second glass rod can be inserted into the second hole while suppressing damage to the second glass rod and the inner wall of the second hole. Moreover, since the first glass rod and the second glass rod can be inserted at the same time, the manufacturing time can be shortened.
  • the second moving part may be the same member as the first moving part.
  • the first glass rod and the second glass rod can be moved sequentially.
  • the second moving part may be a member different from the first moving part.
  • the first glass rod and the second glass rod can be moved simultaneously.
  • the support portion may include a first support member and a second support member separated from each other in the longitudinal direction of the first holding portion. In this case, the first holding portion can be stably supported.
  • the first mounting surface may be a curved surface along the outer peripheral surface of the glass rod when viewed from the longitudinal direction of the first holding portion. In this case, it is easy to guide the first glass rod in the first direction.
  • the longitudinal length of the first holding part may be longer than the longitudinal length of the first glass tube. In this case, it is easy to insert the first glass rod into the first hole.
  • the length in the longitudinal direction of the first moving part may be longer than the length in the longitudinal direction of the first holding part.
  • the first moving part can apply a pushing force to the first glass rod from one end to the other end of the first holding part.
  • the first holding portion may be arranged such that the tip of the first holding portion is separated from the first end of the clad base material. In this case, scratches and contamination of foreign matter can be suppressed.
  • a method for manufacturing an MCF base material includes a clad base having a first glass tube connected to a first end and a hole penetrating in a direction along the central axis at a position deviated from the central axis. preparing a material; preparing a glass rod; inserting the glass rod into the hole using the rod insertion jig; and integrating.
  • the rod insertion jig is used, it is possible to insert the glass rod into the hole of the clad base material while suppressing scratches and inclusion of foreign matter.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of an MCF base material manufactured using the rod insertion jig of the embodiment. In this figure, a cross section perpendicular to the central axis A1 of the MCF base material 1 is shown.
  • the MCF base material 1 includes multiple core portions 2 and a common clad portion 3 . In this embodiment, the number of core portions 2 is two.
  • the core portion 2 extends along the central axis A1.
  • the plurality of core portions 2 are arranged at positions offset from the central axis A1 in the cross section and are symmetrical with each other with respect to the central axis A1.
  • the cross-sectional shapes of the plurality of core portions 2 are the same circular shape.
  • the cladding portion 3 surrounds the multiple core portions 2 .
  • the cross-sectional shape of the cladding portion 3 is circular.
  • the refractive index of the core portion 2 is higher than that of the clad portion 3.
  • the core portion 2 and the clad portion 3 are made of a silica-based glass material.
  • Each of the core portion 2 and the clad portion 3 is mainly composed of silica glass and contains a dopant for adjusting the refractive index.
  • FIG. 2 is a flow chart showing the method for manufacturing the MCF base material according to the embodiment. As shown in FIG. 2, the method of manufacturing the MCF base material 1 includes a preparation step S1, an etching step S2, an insertion step S3, and an integration step S4.
  • a plurality of core rods 4 (see FIG. 5) and a clad base material 7 (see FIG. 5) having a first end 7a connected to a first glass tube 5 and a second end 7b connected to a second glass tube 6 are prepared. 3) and the step of preparing.
  • Preparation of the plurality of core rods 4 may be performed at least before the insertion step S3.
  • the plurality of core rods 4 includes first core rods 41 (see FIG. 5) and second core rods 42 (see FIG. 8).
  • the first core rod 41 and the second core rod 42 are collectively referred to as core rod 4 .
  • Preparation of the clad base material 7 to which the first glass tube 5 and the second glass tube 6 are connected is performed before the etching step S2.
  • the core rod 4 is a glass rod that becomes the core portion 2 (see FIG. 1).
  • a plurality of core rods 4 have the same shape as each other.
  • the core rod 4 has a cylindrical shape.
  • the diameter of the core rod 4 is, for example, 9 mm or more and 15 mm or less.
  • the longitudinal length of the core rod 4 may be 400 mm or longer, 800 mm or longer, or 1200 mm or longer. That is, the core rod 4 may be a rod-shaped member having an axial direction. As a result, the length of the optical fiber that can be manufactured from one MCF preform 1 (fiber length) can be increased, and the manufacturing cost per unit length of the optical fiber can be reduced.
  • Fig. 3 is a perspective view of a clad base material to which a glass tube is connected.
  • the clad base material 7 shown in FIG. 3 is a glass rod that will become the clad portion 3 (see FIG. 1).
  • the clad base material 7 is a columnar member, and has, for example, a cylindrical shape.
  • the diameter of the clad base material 7 is, for example, 40 mm or more and 120 mm or less.
  • the length of the clad base material 7 in the longitudinal direction is the same as the length of the core rod 4 in the longitudinal direction.
  • the clad base material 7 has a first longitudinal end 7a and a second longitudinal end 7b as its opposite ends.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the clad base material.
  • a cross section perpendicular to the central axis A7 of the clad base material 7 is shown.
  • the cladding matrix 7 has been perforated.
  • the clad base material 7 has a plurality of holes 8 penetrating along the central axis A7 from the first end 7a to the second end 7b at positions deviated from the central axis A7 of the clad base material 7 .
  • a central axis A8 (see FIG. 5) of each hole 8 is parallel to the central axis A7.
  • the multiple holes 8 include first holes 81 and second holes 82 .
  • the first hole portion 81 and the second hole portion 82 are collectively referred to as the hole portion 8 .
  • a plurality of core rods 4 are inserted into the plurality of holes 8 .
  • the first core rod 41 is inserted into the first hole portion 81 .
  • the second core rod 42 is inserted into the second hole portion 82 .
  • the arrangement of the plurality of holes 8 in the clad base material 7 is the same as the arrangement of the plurality of core portions 2 in the clad portion 3 .
  • the first hole portion 81 and the second hole portion 82 are arranged at positions that are offset from the central axis A7 in the cross section and that are point-symmetrical to each other with respect to the central axis A7.
  • the multiple holes 8 have the same shape.
  • the hole 8 has a circular cross section. In the cross section, the first hole portion 81 and the second hole portion 82 are arranged in a direction orthogonal to the central axis A7.
  • the diameter of each hole 8 is about the same as or longer than the diameter of the core rod 4, for example, 9 mm or more and 16 mm or less. Thereby, the diameter of each hole 8 after undergoing the etching step S2 becomes large enough to insert the core rod 4 therein.
  • a first glass tube 5 is joined to the first end 7a of the clad base material 7, and a second glass tube 6 is joined to the second end 7b.
  • the first glass tube 5 and the second glass tube 6 are dummy pipes.
  • the first glass tube 5 and the second glass tube 6 have circular tubular shapes.
  • the outer diameters of the first glass tube 5 and the second glass tube 6 are substantially the same as or smaller than the diameter of the clad base material 7 , and the inner diameters thereof are larger than the diameter of the core rod 4 .
  • the first glass tube 5 and the second glass tube 6 are joined coaxially with the clad base material 7 . That is, the central axes of the first glass tube 5 and the second glass tube 6 match the central axis A7.
  • the lengths of the first glass tube 5 and the second glass tube 6 are, for example, equal to each other.
  • the length of the first glass tube 5 is long enough so that the heat generated from the external heat source in the etching process and the integration process does not have a large effect on the gripping part 9 (see FIG. 5).
  • the length of the first glass tube 5 is, for example, 1000 mm or more and 2000 mm or less. Therefore, it is difficult to directly grasp the core rod 4 by hand and insert it into the hole 8 .
  • the etching step S2 is a step of etching the inner surfaces of the plurality of holes 8 of the clad base material 7 for cleaning.
  • an etching gas acting on the glass is introduced from the second glass tube 6 into the plurality of holes 8 of the cladding base material 7, discharged from the first glass tube 5, and heated by an external heat source (not shown).
  • an external heat source for example, an induction furnace, a resistance furnace, an oxyhydrogen burner or the like is used.
  • an induction furnace, a resistance furnace, an oxyhydrogen burner or the like is used.
  • the inner surface layers of the plurality of holes 8 are scraped off to a certain extent, and the impurities present on the inner surfaces are removed and the inner surfaces are smoothed.
  • a toxic gas such as Cl2 gas is used as an etching gas in addition to, for example, SF6 gas. Therefore, it is necessary to perform the etching step S2 in a closed system isolated from the external environment.
  • the etching step S ⁇ b>2 is performed by connecting a gas inlet (not shown) to the second glass tube 6 and connecting a gas outlet (not shown) to the first glass tube 5 .
  • a gas inlet not shown
  • a gas outlet not shown
  • Another problem is that in the etching step S2 and the integration step S4, it is necessary to heat the clad base material effective portion to a high temperature, but it is difficult to prepare a gas introduction portion and a gas discharge portion that can withstand such high temperatures. It's for the sake of it.
  • the inserting step S3 is a step of inserting a plurality of core rods 4 into a plurality of holes 8 of the clad base material 7 using a rod inserting jig 11 (see FIG. 5).
  • the insertion step S3 is performed after the preparation step S1 and the etching step S2.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view for explaining the insertion process.
  • the first glass tube 5 and the second glass tube 6 are inserted into the grasping portions 9 and 10 of the glass lathe so that the central axis A7 of the clad base material 7 coincides with the horizontal direction. It is done while being held by Specifically, the first glass tube 5 is gripped by the gripper 9 and the second glass tube 6 is gripped by the gripper 10 .
  • the first glass tube 5 and the second glass tube 6 are gripped by grippers 9 and 10 so as to be rotatable around the central axis A7.
  • the gripping portions 9 and 10 are arranged in the first glass tube 5 and the second glass tube such that one hole 8 of the plurality of holes 8 is arranged at the lowest position in the vertical direction D2, that is, in the gravitational direction. 6 is rotating.
  • the first hole 81 is arranged at the lowest position in the vertical direction D2
  • the second hole 82 is arranged at the highest position in the vertical direction D2.
  • the direction in which the first hole portions 81 and the second hole portions 82 are arranged coincides with the vertical direction D2.
  • FIG. 6 is a perspective view showing the rod insertion jig according to the embodiment.
  • the rod insertion jig 11 includes a holding portion 12, a support portion 14, and a moving portion 15.
  • the rod insertion jig 11 inserts the clad base material 7 having both ends of which the first glass tube 5 and the second glass tube 6 are connected into the hole 8 passing through along the central axis A7 at a position deviated from the central axis A7. , insert the core rod 4 .
  • the holding part 12 holds the core rod 4 and is inserted inside the first glass tube 5 .
  • the holding portion 12 is supported by the support portion 14 inside the first glass tube 5 .
  • the holding portion 12 is made of, for example, a heat-resistant and chemical-resistant resin such as fluororesin.
  • the holding portion 12 has a hollow shape.
  • the holding portion 12 is a circular tube.
  • the holding portion 12 is formed to accommodate the core rod 4 therein.
  • the holding portion 12 has a mounting surface 13 on which the core rod 4 is mounted along the axial direction D ⁇ b>1 of the core rod 4 . It can be said that the mounting surface 13 supports the side surface of the core rod 4 in the vertical direction D2.
  • the mounting surface 13 is configured to guide the core rod 4 in the axial direction D1 of the core rod 4 .
  • the mounting surface 13 extends in the longitudinal direction of the holding portion 12 .
  • the mounting surface 13 is configured to guide the core rod 4 in the extending direction of the mounting surface 13 of the holding portion 12 .
  • the core rod 4 is mounted on the mounting surface 13 such that the axial direction D1 coincides with the extending direction of the mounting surface 13 . Thereby, the core rod 4 mounted on the mounting surface 13 is guided along the axial direction D1.
  • the mounting surface 13 is a curved surface that curves along the outer peripheral surface of the core rod 4 when viewed from the longitudinal direction of the holding portion 12 .
  • the length of the holding part 12 in the longitudinal direction is longer than the length of the first glass tube 5 .
  • the length of the holding portion 12 in the longitudinal direction may be 800 mm or longer, 1200 mm or longer, or 1600 mm or longer.
  • the support portion 14 is installed in contact with the inner surface of the first glass tube 5 and supports the holding portion 12 in the vertical direction D2.
  • the support portion 14 may be fixed to the holding portion 12 .
  • the support portion 14 includes a first support member 141 and a second support member 142 that are spaced apart from each other in the longitudinal direction of the holding portion 12 .
  • the first support member 141 and the second support member 142 are plate-shaped members having a predetermined thickness, and the holding portion 12 is arranged on the upper surface thereof.
  • the first support member 141 and the second support member 142 are made of, for example, heat-resistant resin such as fluororesin.
  • the first support member 141 and the second support member 142 have, for example, the same shape.
  • the moving part 15 moves the core rod 4 by applying a pushing force in the axial direction D ⁇ b>1 to the end face of the core rod 4 held by the holding part 12 .
  • the moving part 15 is, for example, a rod-shaped member having a circular cross section.
  • the moving part 15 is made of, for example, heat-resistant resin such as fluororesin.
  • the length of the moving portion 15 in the longitudinal direction is longer than the length of the holding portion 12 in the longitudinal direction. Thereby, the moving portion 15 can apply a pushing force to the core rod 4 from one end of the holding portion 12 to the other end.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view along line VII-VII in FIG.
  • the holding portion 12 holding the core rod 4 is inserted into the inner space SP1 of the first glass tube 5 together with the support portion 14. placed in Thereby, the core rod 4 is arranged in the internal space SP1.
  • the tip of the holding portion 12 faces the first end 7a of the clad base material 7 and is spaced apart from the first end 7a so as not to contact the first end 7a.
  • the support part 14 is arranged so as to be in contact with the inner surface of the first glass tube 5 .
  • the support portion 14 is arranged such that its thickness direction coincides with the vertical direction D2.
  • the support portion 14 is configured to be able to adjust the insertion position and the insertion direction of the core rod 4 with respect to the hole portion 8 .
  • the axial direction D1 of the core rod 4 is parallel to the central axis A7, and the entire core rod 4 mounted on the mounting surface 13 overlaps the hole portion 8 when viewed from the direction along the central axis A7. , the holding portion 12 is supported.
  • the height position of the core rod 4 is set by the thickness of the support portion 14, for example.
  • the width W is defined as the minimum width including all inner contacts of the support portion 14 to the inner surface of the first glass tube 5 in the horizontal direction perpendicular to the vertical direction D2 in the cross section of FIG.
  • the core rod 4 (here, the first core rod 41) held by the holding portion 12 and arranged on the upper surface of the support portion 14 is arranged at the lowest position in the vertical direction D2 among the plurality of holes 8. It is positioned substantially coaxially with the hole 8 (here, the first hole 81).
  • the support portion 14 is fixed to the holding portion 12 so that the longitudinal direction of the holding portion 12 is parallel to the central axis A7 when arranged in the internal space SP1 of the first glass tube 5 .
  • the axial direction D1 of the core rod 4 becomes parallel to the central axis A7.
  • an abutting portion 16 with which the tip of the core rod 4 abuts is arranged.
  • the abutting portion 16 faces the second end 7b of the clad base material 7 and is spaced apart from the second end 7b so as not to contact the second end 7b.
  • the abutting portion 16 is made of glass, for example.
  • the abutting portion 16 functions as a stopper that restrains movement of the core rod 4 along the axial direction D1.
  • the abutting portion 16 is provided with a vent hole having a size that the core rod 4 cannot pass through.
  • the rod insertion jig 11 is taken out of the first glass tube 5 , the first glass tube 5 and the second glass tube 6 are rotated by 180 degrees with the holding parts 9 and 10 .
  • the other hole 8 (here, the second hole 82) into which the core rod 4 is not inserted is arranged at the lowest position in the vertical direction D2.
  • the rod insertion jig 11 is used to insert the second core rod 42 into the second hole 82 in the same manner as the insertion of the first core rod 41 .
  • the number of holes 8 is two in this embodiment, each core rod 4 is inserted into each hole 8 using a rod insertion jig 11 in the case of three or more.
  • the abutting portion 17 is inserted into the first glass tube 5 so as to abut against the inserted core rods 4 .
  • the abutting portion 17 prevents the core rod 4 from slipping into the first glass tube 5 .
  • the integration step S4 is a step of heating and melting the clad base material 7 and the plurality of core rods 4 inserted into the plurality of holes 8 of the clad base material 7 to integrate them.
  • the integration step S4 is performed after the insertion step S3.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view for explaining the integration process.
  • the heating section 18 heats the clad base material 7 and the core rod 4 .
  • the heating part 18 is arranged, for example, so as to surround the clad base material 7 in the circumferential direction.
  • the integration step S4 is performed, for example, while the clad base material 7 is being rotated by the gripping portions 9 and 10 . According to these, the clad base material 7 and the core rod 4 can be uniformly heated.
  • the movement of the core rod 4 along the central axis A7 is restrained by the abutment portions 16 and 17.
  • the abutting portion 16 is arranged in the internal space SP2 as described above.
  • the abutting portion 17 is arranged in the internal space SP1.
  • the abutting portion 17 faces the first end 7a of the clad base material 7 and is spaced apart from the first end 7a so as not to contact the first end 7a.
  • the abutting portions 16 and 17 are arranged so as to sandwich the clad base material 7 in the direction (horizontal direction) along the central axis A7.
  • the integration step S4 is performed while the pressure in the plurality of holes 8 is reduced by the pressure adjusters 19 and 20.
  • the pressure adjusting section 19 is connected to the first glass tube 5 .
  • the pressure adjusting section 20 is connected to the second glass tube 6 .
  • the hole portion 8 shrinks and the clad base material 7 is integrated with the core rod 4 .
  • the heating part 18 integrates the clad base material 7 and the core rod 4 over the entire length while moving along the central axis A7. As a result, an MCF base material 1 is produced.
  • the core rod 4 is held by the holding portion 12 and inserted into the first glass tube 5 .
  • the core rod 4 is mounted on the mounting surface 13 of the holding portion 12 and guided by the mounting surface 13 in the axial direction D1. Therefore, the moving part 15 can move the core rod 4 along the mounting surface 13 in the axial direction D1.
  • the support portion 14 can appropriately adjust the insertion position and the insertion direction of the core rod 4 with respect to the hole portion 8 . Therefore, the core rod 4 can be inserted into the hole 8 while preventing the core rod 4 and the inner wall of the hole 8 from being damaged.
  • the rod insertion jig 11 is used, so the core rod 4 can be inserted into the hole 8 while suppressing scratches and inclusion of foreign matter.
  • the support portion 14 includes a first support member 141 and a second support member 142 separated from each other in the longitudinal direction of the holding portion 12 . Therefore, the holding portion 12 can be stably supported.
  • the mounting surface 13 is a curved surface that curves along the outer peripheral surface of the core rod 4 when viewed from the longitudinal direction of the holding portion 12 . Therefore, the core rod 4 is mounted on the mounting surface 13 such that the axial direction D1 coincides with the extending direction of the mounting surface 13 . Therefore, it is easy to guide the core rod 4 in the axial direction D1.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view for explaining the insertion process using the rod insertion jig according to the first modified example.
  • the rod insertion jig 11A according to the first modification differs from the rod insertion jig 11 (see FIG. 7) in the shape of the holding portion 12.
  • the holding portion 12 of the rod insertion jig 11A is not a circular tube but a groove member having a U-shaped cross section with an open top.
  • the holding part 12 of this modified example consists of a half-split tube, which is a circular tube split in half.
  • the holding portion 12 holds the core rod 4 and is inserted into the first glass tube 5. Further, the holding portion 12 has a mounting surface 13 on which the core rod 4 is mounted, and the mounting surface 13 guides the core rod 4 in the axial direction D1. Therefore, the rod insertion jig 11A can also insert the core rod 4 into the hole 8 while suppressing scratches and contamination by foreign matter. According to 11 A of rod insertion jigs, the weight of the holding
  • the holding portion 12 has a shape with an open top over the entire longitudinal direction, but may have a shape with an open top only in a partial section in the longitudinal direction. good. In this case as well, the weight of the holding portion 12 can be reduced compared to the holding portion 12 that is entirely circular in the longitudinal direction. Therefore, insertion of the core rod 4 into the hole 8 is facilitated.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view for explaining the insertion process using the rod insertion jig according to the second modified example.
  • a rod insertion jig 11B according to the second modification shown in FIG. are different.
  • the multiple holding portions 12 include first holding portions 121 that hold the first core rods 41 and second holding portions 122 that hold the second core rods 42 .
  • the first holding portion 121 and the second holding portion 122 have the same configuration as the holding portion 12 of the rod insertion jig 11 .
  • the first holding portion 121 has a first mounting surface 131 on which the first core rod 41 is mounted and guides the first core rod 41 in the axial direction of the first core rod 41 .
  • the second holding portion 122 has a second mounting surface 132 on which the second core rod 42 is mounted and guides the second core rod 42 in the axial direction of the second core rod 42 .
  • the first mounting surface 131 and the second mounting surface 132 have the same configuration as the mounting surface 13 of the rod insertion jig 11 .
  • the plurality of moving parts 15 includes a first moving part and a second moving part.
  • the first moving part and the second moving part have the same configuration as the moving part 15 of the rod insertion jig 11 .
  • the first moving part applies force to the first core rod 41 held by the first holding part 121 to move the first core rod 41 .
  • the second moving part applies force to the second core rod 42 held by the second holding part 122 to move the second core rod 42 .
  • the second moving part is a member different from the first moving part.
  • the support portion 14 is installed in contact with the inner surface of the first glass tube 5 and supports the first holding portion 121 and the second holding portion 122 .
  • the first holding portion 121 and the second holding portion 122 are supported by the support portion 14 side by side so that their longitudinal directions are parallel to each other.
  • the axial direction of the first core rod 41 held by the first holding portion 121 and the axial direction of the second core rod 42 held by the second holding portion 122 are parallel to each other.
  • the gripping portions 9 and 10 are arranged so that the first hole portion 81 and the second hole portion 82 are arranged in the horizontal direction instead of the vertical direction D2. Rotate the first glass tube 5 and the second glass tube 6 to .
  • the support portion 14 is arranged such that the axial direction of the first core rod 41 is parallel to the central axis A7 and the entire first core rod 41 overlaps the first hole portion 81 when viewed from the direction along the central axis A7. 1 holding portion 121 is supported.
  • the support portion 14 is arranged such that the axial direction of the second core rod 42 is parallel to the central axis A7, and the second core rod 42 as a whole overlaps the second hole portion 82 when viewed from the direction along the central axis A7. , support the second holding portion 122 .
  • the rod insertion jig 11B the insertion of the first core rod 41 into the first hole 81 and the insertion of the second core rod 42 into the second hole 82 can be performed at the same time, thereby shortening the manufacturing time. can be done.
  • the rod insertion jigs 11, 11A, and 11B may be used for inserting glass rods other than the core rod 4.
  • the glass rod other than the core rod 4 include a glass rod serving as a low refractive index portion and a core position marker.
  • the number of moving parts 15 may be one in the rod insertion jig 11B. That is, the second moving part is the same member as the first moving part. Also in this case, the first core rod 41 and the second core rod 42 can be sequentially moved by one moving part 15 .
  • the central axis A7 of the clad base material 7 does not necessarily have to coincide with the horizontal direction.
  • the support portion 14 supports the holding portion 12 such that the axial direction D1 of the core rod 4 is parallel to the central axis A7. Therefore, if the central axis A7 is greatly inclined with respect to the horizontal direction, the core rod 4 may slide down from the mounting surface 13 due to gravity. can be tilted.
  • the placement surface 13 may have a V-shape when viewed from the longitudinal direction of the holding portion 12 .
  • the core rod 4 is mounted on the mounting surface 13 so that the axial direction D ⁇ b>1 coincides with the extending direction of the mounting surface 13 . Therefore, the mounting surface 13 can guide the core rod 4 in the axial direction D1.
  • Rod insertion jig. (Appendix 2) a second holding part that holds a second glass rod whose axial direction is the second direction and is inserted into the inside of the first glass tube; a second moving part that applies force to the second glass rod held by the second holding part to move the second glass rod,
  • the second holding part has a second mounting surface on which the second glass rod is mounted and extends in the second direction,
  • the support portion is the hole portion in which the second direction is parallel to the central axis and the entire second glass rod is different from the first hole portion when viewed from a direction along the central axis. supporting the second holding part so as to overlap with the second hole;
  • the rod insertion jig according to appendix 1.

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Abstract

ロッド挿入治具は、クラッド母材を貫通する孔部にガラスロッドを挿入する。クラッド母材は、第１孔部を有する。クラッド母材の第１端には、第１ガラス管が接続されている。クラッド母材の第２端には、第２ガラス管が接続されている。第１孔部に挿入されるガラスロッドである第１ガラスロッドは、第１方向を軸方向とする棒状の部材である。ロッド挿入治具は、第１ガラス管の内面に接して設置される支持部と、第１ガラス管の内部において支持部に支持される第１保持部と、第１ガラスロッドを移動させるための部材である第１移動部と、を備える。第１保持部は、第１ガラスロッドが第１方向に沿って載置される第１載置面を有する。支持部は、第１方向から見て、第１載置面に載置された第１ガラスロッドの全体が第１孔部と重なるように、第１保持部を支持する。第１移動部は、第１載置面に載置された第１ガラスロッドを第１方向に移動させる。

Description

ロッド挿入治具及びマルチコア光ファイバ母材の製造方法
　本開示は、ロッド挿入治具及びマルチコア光ファイバ母材の製造方法に関する。本開示は、光ファイバ及び光ファイバの製造方法に関する。本出願は、２０２１年１１月２２日出願の日本出願第２０２１－１８９２９３号に基づく優先権を主張し、前記日本出願に記載された全ての記載内容を援用するものである。
　特許文献１には、クラッド材に設けられた複数の孔部に複数のコア材を挿入する工程と、クラッド材の両端に接続されたガラスパイプにコマを挿入し、コマによりコア材を挟んで固定する工程と、コア材とクラッド材とを加熱し一体化する工程と、を含むマルチコア光ファイバ（以下、ＭＣＦ）母材の製造方法が開示されている。
特開２０１１－１６８４６４号公報
　本開示の一態様に係るロッド挿入治具は、クラッド母材を貫通する孔部にガラスロッドを挿入する。クラッド母材は、互いに対向する第１端と第２端を有する柱状の部材であり、クラッド母材の中心軸と垂直な断面内において中心軸とは外れた位置で、第１端から第２端まで中心軸に沿って貫通する孔部である第１孔部を有する。クラッド母材の第１端には、第１ガラス管が接続されている。クラッド母材の第２端には、第２ガラス管が接続されている。第１孔部に挿入されるガラスロッドである第１ガラスロッドは、第１方向を軸方向とする棒状の部材である。ロッド挿入治具は、第１ガラス管の内面に接して設置される支持部と、第１ガラス管の内部において支持部に支持される第１保持部と、第１ガラスロッドを移動させるための部材である第１移動部と、を備える。第１保持部は、第１ガラスロッドが第１方向に沿って載置される第１載置面を有する。支持部は、第１方向から見て、第１載置面に載置された第１ガラスロッドの全体が第１孔部と重なるように、第１保持部を支持する。第１移動部は、第１載置面に載置された第１ガラスロッドを第１方向に移動させる。
図１は、実施形態のロッド挿入治具を用いて製造されるＭＣＦ母材の断面図である。 図２は、実施形態に係るＭＣＦ母材の製造方法を示すフローチャートである。 図３は、ガラス管が接続されたクラッド母材の斜視図である。 図４は、クラッド母材の断面図である。 図５は、挿入工程について説明するための断面図である。 図６は、実施形態に係るロッド挿入治具を示す斜視図である。 図７は、図５のVII－VII線に沿う断面図である。 図８は、一体化工程について説明するための断面図である。 図９は、第１変形例に係るロッド挿入治具を用いた挿入工程について説明するための断面図である。 図１０は、第２変形例に係るロッド挿入治具を用いた挿入工程について説明するための断面図である。
［本開示が解決しようとする課題］
　クラッド母材の両端にはガラスパイプが接続されているので、コア材は、典型的には１０００ｍｍ程度先にある直径１０ｍｍ程度の孔部に対して挿入される。かつ、孔部がクラッド材の中心軸上にないことから、コア材の挿入は容易ではない。挿入することはできても、挿入方向が孔部の軸方向からずれると、摩擦によりコア材及び孔部の内壁に傷が生じる。このような傷は、光ファイバにおける気泡となり、歩留が低下するおそれがある。
　コア材の挿入時にガラスパイプを切断することも考えられるが、ガラスパイプの切断及び再接続によってクラッド母材の孔部内に異物が混入するおそれがある。このような異物は、光ファイバに強度低下及び伝搬光の特性劣化といった悪影響を及ぼすおそれがある。
　本開示は、傷及び異物の混入を抑制しながら、クラッド母材の孔部にガラスロッドを挿入可能なロッド挿入治具及びＭＣＦ母材の製造方法を提供することを目的とする。
［本開示の効果］
　本開示によれば、傷及び異物の混入を抑制しながら、クラッド母材の孔部にガラスロッドを挿入可能なロッド挿入治具及びＭＣＦ母材の製造方法を提供することができる。
［本開示の実施形態の説明］
　最初に本開示の実施態様を列記して説明する。本開示の一態様に係るロッド挿入治具は、クラッド母材を貫通する孔部にガラスロッドを挿入する。クラッド母材は、互いに対向する第１端と第２端を有する柱状の部材であり、クラッド母材の中心軸と垂直な断面内において中心軸とは外れた位置で、第１端から第２端まで中心軸に沿って貫通する孔部である第１孔部を有する。クラッド母材の第１端には、第１ガラス管が接続されている。クラッド母材の第２端には、第２ガラス管が接続されている。第１孔部に挿入されるガラスロッドである第１ガラスロッドは、第１方向を軸方向とする棒状の部材である。ロッド挿入治具は、第１ガラス管の内面に接して設置される支持部と、第１ガラス管の内部において支持部に支持される第１保持部と、第１ガラスロッドを移動させるための部材である第１移動部と、を備える。第１保持部は、第１ガラスロッドが第１方向に沿って載置される第１載置面を有する。支持部は、第１方向から見て、第１載置面に載置された第１ガラスロッドの全体が第１孔部と重なるように、第１保持部を支持する。第１移動部は、第１載置面に載置された第１ガラスロッドを第１方向に移動させる。
　上記ロッド挿入治具では、第１ガラスロッドは、第１保持部に保持され、第１ガラス管の内部に挿入されるので、第１ガラス管を切断することなく、第１ガラスロッドをクラッド母材の近くまで運搬することができる。よって、第１ガラス管の切断及び再接続による異物の混入を抑制しながら、第１ガラスロッドを第１孔部に挿入することができる。第１ガラスロッドは、第１保持部の第１載置面に載置され、第１載置面により第１方向に案内される。したがって、第１移動部は、第１ガラスロッドを第１載置面に沿って第１方向に移動させることができる。支持部によれば、第１孔部に対する第１ガラスロッドの挿入位置及び挿入方向を適切に調整することができる。よって、第１ガラスロッド及び第１孔部の内壁に傷が生じることを抑制しながら、第１ガラスロッドを第１孔部に挿入することができる。
　クラッド母材は、第１孔部とは異なる孔部である第２孔部を更に有してもよい。第２孔部に挿入されるガラスロッドである第２ガラスロッドは、第２方向を軸方向とする棒状の部材であってもよい。ロッド挿入治具は、第１ガラス管の内部において支持部に支持される第２保持部と、第２ガラスロッドを移動させるための部材である第２移動部と、を更に備えてもよい。第２保持部は、第２ガラスロッドが第２方向に沿って載置される第２載置面を有してもよい。支持部は、第２方向から見て、第２載置面に載置された第２ガラスロッドの全体が第２孔部と重なるように、第２保持部を支持してもよい。第２移動部は、第２載置面に載置された第２ガラスロッドを第２方向に移動させてもよい。この場合、第２ガラスロッドは、第２保持部に保持され、第１ガラス管の内部に挿入されるので、第１ガラス管を切断することなく、第２ガラスロッドをクラッド母材の近くに配置することができる。よって、第１ガラス管の切断及び再接続による異物の混入を抑制しながら、第２ガラスロッドを第２孔部に挿入することができる。第２ガラスロッドは、第２保持部の第２載置面に載置され、第２載置面により第２方向に案内される。したがって、第２移動部は、第２ガラスロッドを第２載置面に沿って第２方向に移動させることができる。支持部によれば、第２孔部に対する第２ガラスロッドの挿入位置及び挿入方向を適切に調整することができる。よって、第２ガラスロッド及び第２孔部の内壁に傷が生じることを抑制しながら、第２ガラスロッドを第２孔部に挿入することができる。また、第１ガラスロッド及び第２ガラスロッドを同時に挿入することができるので、製造時間を短縮することができる。
　第２移動部は、第１移動部と同じ部材であってもよい。この場合、第１ガラスロッド及び第２ガラスロッドを順次移動させることができる。
　第２移動部は、第１移動部と異なる部材であってもよい。この場合、第１ガラスロッド及び第２ガラスロッドを同時に移動させることができる。
　支持部は、第１保持部の長手方向において互いに離隔する第１支持部材及び第２支持部材を含んでもよい。この場合、第１保持部を安定して支持することができる。
　第１載置面は、第１保持部の長手方向から見て、ガラスロッドの外周面に沿う湾曲面であってもよい。この場合、第１ガラスロッドを第１方向に案内し易い。
　第１保持部の長手方向の長さは、第１ガラス管の長手方向の長さより長くてもよい。この場合、第１ガラスロッドを第１孔部に挿入し易い。
　第１移動部の長手方向の長さは、第１保持部の長手方向の長さより長くてもよい。この場合、第１移動部は、第１保持部の一端から他端に至るまで第１ガラスロッドに押し込み力を付与することができる。
　第１保持部は、第１保持部の先端が、クラッド母材の第１端から離隔するように配置されてもよい。この場合、傷及び異物の混入を抑制することができる。
　本開示の一態様に係るＭＣＦ母材の製造方法は、第１端に第１ガラス管が接続され、中心軸から外れた位置において中心軸に沿った方向に孔部が貫通しているクラッド母材を準備することと、ガラスロッドを準備することと、上記ロッド挿入治具を用いて、孔部にガラスロッドを挿入することと、クラッド母材と、孔部に挿入されたガラスロッドとを一体化することと、を含む。
　上記ＭＣＦ母材の製造方法では、上記ロッド挿入治具を用いるので、傷及び異物の混入を抑制しながら、クラッド母材の孔部にガラスロッドを挿入することができる。
［本開示の実施形態の詳細］
　本開示のロッド挿入治具及びＭＣＦ母材の製造方法の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
　図１は、実施形態のロッド挿入治具を用いて製造されるＭＣＦ母材の断面図である。この図では、ＭＣＦ母材１の中心軸Ａ１に垂直な断面が示されている。ＭＣＦ母材１は、複数のコア部２と、共通のクラッド部３と、を備える。本実施形態では、コア部２の数は２である。
　コア部２は、中心軸Ａ１に沿って延在している。複数のコア部２は、断面において、中心軸Ａ１から外れた位置であって、中心軸Ａ１に対して互いに点対称をなす位置に配置されている。複数のコア部２の断面形状は、互いに同じ円形状である。クラッド部３は、複数のコア部２を取り囲んでいる。クラッド部３の断面形状は、円形状である。
　コア部２の屈折率は、クラッド部３の屈折率よりも高い。コア部２及びクラッド部３は、シリカ系ガラス材料からなる。コア部２及びクラッド部３それぞれは、シリカガラスを主成分とし、屈折率調整用のドーパントを含んでいる。
　図２は、実施形態に係るＭＣＦ母材の製造方法を示すフローチャートである。図２に示されるように、ＭＣＦ母材１の製造方法は、準備工程Ｓ１と、エッチング工程Ｓ２と、挿入工程Ｓ３と、一体化工程Ｓ４と、を含む。
　準備工程Ｓ１は、複数のコアロッド４（図５参照）と、第１端７ａに第１ガラス管５が接続され、第２端７ｂに第２ガラス管６が接続されたクラッド母材７（図３参照）と、を準備する工程である。複数のコアロッド４の準備は、少なくとも、挿入工程Ｓ３よりも前に行われればよい。本実施形態では、複数のコアロッド４は、第１コアロッド４１（図５参照）及び第２コアロッド４２（図８参照）を含む。第１コアロッド４１及び第２コアロッド４２をまとめてコアロッド４と称する。第１ガラス管５及び第２ガラス管６が接続されたクラッド母材７の準備は、エッチング工程Ｓ２よりも前に行われる。
　コアロッド４は、コア部２（図１参照）となるガラスロッドである。複数のコアロッド４は、互いに同じ形状を有している。コアロッド４は、円柱形状を有している。コアロッド４の直径は、例えば、９ｍｍ以上１５ｍｍ以下である。コアロッド４の長手方向の長さは、４００ｍｍ以上であってもよく、８００ｍｍ以上、あるいは１２００ｍｍ以上であってもよい。すなわち、コアロッド４は、軸方向を有する棒状の部材であってもよい。これにより、１本のＭＣＦ母材１から製造可能な光ファイバの長さ（ファイバ長）を増やし、光ファイバの単位長さあたりの製造コストを低減することができる。
　図３は、ガラス管が接続されたクラッド母材の斜視図である。図３に示されるクラッド母材７は、クラッド部３（図１参照）となるガラスロッドである。クラッド母材７は、柱状の部材であり、例えば、円柱形状を有している。クラッド母材７の直径は、例えば、４０ｍｍ以上１２０ｍｍ以下である。クラッド母材７の長手方向の長さは、コアロッド４の長手方向の長さと同等である。クラッド母材７は、その両端として、長手方向の第１端７ａ及び第２端７ｂを有している。
　図４は、クラッド母材の断面図である。この図では、クラッド母材７の中心軸Ａ７に垂直な断面が示されている。図４に示されるように、クラッド母材７は、穿孔済みである。クラッド母材７では、クラッド母材７の中心軸Ａ７から外れた位置において、第１端７ａから第２端７ｂまで中心軸Ａ７に沿って複数の孔部８が貫通している。各孔部８の中心軸Ａ８（図５参照）は、中心軸Ａ７と平行である。本実施形態では、複数の孔部８は、第１孔部８１及び第２孔部８２を含む。第１孔部８１及び第２孔部８２をまとめて孔部８と称する。複数の孔部８には、複数のコアロッド４が挿入される。第１孔部８１には、第１コアロッド４１が挿入される。第２孔部８２には、第２コアロッド４２が挿入される。
　クラッド母材７における複数の孔部８の配置は、クラッド部３における複数のコア部２の配置と同様である。すなわち、第１孔部８１及び第２孔部８２は、断面において、中心軸Ａ７から外れた位置であって、中心軸Ａ７に対して互いに点対称をなす位置に配置されている。複数の孔部８は、互いに同じ形状を有している。孔部８は、断面円形状を有している。断面において、第１孔部８１及び第２孔部８２は、中心軸Ａ７と直交する方向において並んでいる。各孔部８の直径は、コアロッド４の直径と同程度またはそれよりも長く、例えば、９ｍｍ以上１６ｍｍ以下である。それにより、エッチング工程Ｓ２を経た後の各孔部８の直径は、コアロッド４を挿入するのに十分な大きさとなる。
　図３に示されるように、クラッド母材７の第１端７ａには、第１ガラス管５が接合され、第２端７ｂには第２ガラス管６が接合されている。第１ガラス管５及び第２ガラス管６は、ダミーパイプである。第１ガラス管５及び第２ガラス管６は、円管形状を有している。第１ガラス管５及び第２ガラス管６の外径は、クラッド母材７の直径と略同じまたはそれよりも小さく、内径はコアロッド４の直径よりも大きい。第１ガラス管５及び第２ガラス管６は、クラッド母材７と同軸となるように接合されている。すなわち、第１ガラス管５及び第２ガラス管６の中心軸は、中心軸Ａ７と一致している。第１ガラス管５及び第２ガラス管６の長さは、例えば、互いに等しい。第１ガラス管５の長さは、エッチング工程や一体化工程において外部熱源から発せられる熱が把持部９（図５参照）に大きな影響を与えない程度に長い。第１ガラス管５の長さは、例えば、１０００ｍｍ以上２０００ｍｍ以下である。このため、コアロッド４を手で直接把持して孔部８に挿入するのは困難である。
　エッチング工程Ｓ２は、クラッド母材７の複数の孔部８の内面を清浄化のためにエッチングする工程である。エッチング工程Ｓ２では、ガラスに作用するエッチングガスを第２ガラス管６からクラッド母材７の複数の孔部８内に導入して第１ガラス管５から排出し、外部熱源（不図示）により加熱することでエッチング反応が起きる。外部熱源として、例えば、誘導炉、抵抗炉、酸水素バーナー等が用いられる。これにより、複数の孔部８の内表面層が一定程度削り取られ、内表面に存在する不純物の除去及び内表面の平滑化が行われる。
　エッチング工程Ｓ２では、エッチングガスとして、例えばＳＦ６ガス等に加えて、例えばＣｌ２ガス等の有毒なガスが用いられる。よって、外部環境から隔離された閉じた系でエッチング工程Ｓ２を実施する必要がある。エッチング工程Ｓ２は、ガス導入部（不図示）を第２ガラス管６に接続し、ガス排出部（不図示）を第１ガラス管５に接続して行われる。クラッド母材７にガス導入部及びガス排出部を直接接続しない理由の一つは、クラッド母材７の内面清浄度を保つためである。もう一つは、エッチング工程Ｓ２及び一体化工程Ｓ４において、クラッド母材有効部を高温で加熱する必要があるものの、そのような高温に耐え得るガス導入部及びガス排出部を準備することが困難なためである。
　挿入工程Ｓ３は、ロッド挿入治具１１（図５参照）を用いて、クラッド母材７の複数の孔部８に複数のコアロッド４を挿入する工程である。挿入工程Ｓ３は、準備工程Ｓ１及びエッチング工程Ｓ２後に行われる。
　図５は、挿入工程について説明するための断面図である。図５に示されるように、挿入工程Ｓ３は、クラッド母材７の中心軸Ａ７が水平方向と一致するように、第１ガラス管５及び第２ガラス管６がガラス旋盤の把持部９，１０によって把持された状態で行われる。具体的には、第１ガラス管５が把持部９によって把持され、第２ガラス管６が把持部１０によって把持される。
　第１ガラス管５及び第２ガラス管６は、中心軸Ａ７周りに回転可能に把持部９，１０によって把持される。把持部９，１０は、複数の孔部８のうち、一つの孔部８が鉛直方向Ｄ２、すなわち、重力方向において最も低い位置に配置されるように、第１ガラス管５及び第２ガラス管６を回転させている。ここでは、複数の孔部８のうち、第１孔部８１が鉛直方向Ｄ２において最も低い位置に配置され、第２孔部８２が鉛直方向Ｄ２において最も高い位置に配置される。第１孔部８１及び第２孔部８２が並ぶ方向は、鉛直方向Ｄ２と一致している。
　図６は、実施形態に係るロッド挿入治具を示す斜視図である。図５及び図６に示されるように、ロッド挿入治具１１は、保持部１２と、支持部１４と、移動部１５と、を備える。ロッド挿入治具１１は、両端に第１ガラス管５及び第２ガラス管６が接続されたクラッド母材７を、中心軸Ａ７から外れた位置において中心軸Ａ７に沿って貫通する孔部８に、コアロッド４を挿入する。
　保持部１２は、コアロッド４を保持し、第１ガラス管５の内部に挿入される。保持部１２は、第１ガラス管５の内部において支持部１４に支持される。保持部１２は、例えば、フッ素樹脂等の耐熱性及び耐薬品性を有する樹脂からなる。保持部１２は、中空の形状を有している。保持部１２は、円管である。保持部１２は、その内部にコアロッド４を収容可能に形成されている。保持部１２は、コアロッド４がコアロッド４の軸方向Ｄ１に沿って載置される載置面１３を有している。載置面１３は、コアロッド４の側面を鉛直方向Ｄ２において支持すると言える。
　載置面１３は、コアロッド４を、コアロッド４の軸方向Ｄ１に案内するように構成されている。載置面１３は、保持部１２の長手方向に延在している。載置面１３は、コアロッド４を保持部１２の載置面１３の延在方向に案内するように構成されている。コアロッド４は、軸方向Ｄ１が載置面１３の延在方向と一致するように、載置面１３に載置される。これにより、載置面１３に載置されたコアロッド４は、軸方向Ｄ１に沿って案内される。載置面１３は、保持部１２の長手方向から見て、コアロッド４の外周面に沿って湾曲する湾曲面である。
　保持部１２の長手方向の長さは、第１ガラス管５の長さよりも長い。保持部１２の長手方向の長さは、８００ｍｍ以上であってもよく、１２００ｍｍ以上、あるいは１６００ｍｍ以上であってもよい。第１ガラス管５の長さを長くすることにより、加熱部１８（図８参照）と把持部９との間の長さが長くすることができる。これにより、把持部９への熱的影響を抑制することができる。よって、加熱能力を増大させて、加工時間を短縮化し、生産量を増大させることができる。
　支持部１４は、第１ガラス管５の内面に接して設置され、保持部１２を鉛直方向Ｄ２において支持する。支持部１４は、保持部１２に固定されていてもよい。支持部１４は、保持部１２の長手方向において互いに離隔して配置されている第１支持部材１４１及び第２支持部材１４２を含んでいる。第１支持部材１４１及び第２支持部材１４２は、所定の厚さを有する板状部材であり、その上面に保持部１２が配置されている。第１支持部材１４１及び第２支持部材１４２は、例えば、フッ素樹脂等の耐熱性樹脂からなる。第１支持部材１４１及び第２支持部材１４２は、例えば同じ形状を有している。
　移動部１５は、保持部１２に保持されたコアロッド４の端面に、軸方向Ｄ１の押し込み力を与えることで、コアロッド４を移動させる。移動部１５は、例えば、断面円形の棒状部材である。移動部１５は、例えば、フッ素樹脂等の耐熱性樹脂からなる。移動部１５の長手方向の長さは、保持部１２の長手方向の長さよりも長い。これにより、移動部１５は、保持部１２の一端から他端に至るまでコアロッド４に押し込み力を付与することができる。
　図７は、図５のVII－VII線に沿う断面図である。図５及び図７に示されるように、挿入工程Ｓ３では、まず、ロッド挿入治具１１のうち、コアロッド４を保持している保持部１２が支持部１４と共に第１ガラス管５の内部空間ＳＰ１に配置される。これにより、コアロッド４が内部空間ＳＰ１に配置される。保持部１２の先端は、クラッド母材７の第１端７ａと対向すると共に、第１端７ａと接しないように第１端７ａから離隔して配置される。
　支持部１４は、第１ガラス管５の内面と接するように配置される。支持部１４は、その厚さ方向が鉛直方向Ｄ２と一致するように配置される。支持部１４は、孔部８に対するコアロッド４の挿入位置及び挿入方向を調整可能に構成されている。支持部１４は、コアロッド４の軸方向Ｄ１が中心軸Ａ７に平行となり、かつ、中心軸Ａ７に沿う方向から見て、載置面１３に載置されたコアロッド４の全体が孔部８と重なるように、保持部１２を支持する。
　コアロッド４の高さ位置は、例えば、支持部１４の厚さによって設定される。支持部１４の厚さＴは、支持部１４の幅をＷ、第１ガラス管５の内半径をＲ、第１ガラス管５の内面から孔部８の中心までの距離をＨ、保持部１２の底面からコアロッド４の中心までの距離をＣとして、Ｔ＝Ｈ－｛Ｒ－（Ｒ２－｛Ｗ／２｝２）１／２＋Ｃ｝となるように選択される。ただし幅Ｗは図７の断面において鉛直方向Ｄ２に垂直な水平方向において、支持部１４の第１ガラス管５の内面への全ての内接点が含まれる最小の幅として定義される。その結果、保持部１２に保持されて支持部１４の上面に配置されたコアロッド４（ここでは、第１コアロッド４１）は、複数の孔部８のうち、鉛直方向Ｄ２において最も低い位置に配置された孔部８（ここでは、第１孔部８１）と、おおよそ同軸に位置する。支持部１４は、第１ガラス管５の内部空間ＳＰ１に配置されたときに、保持部１２の長手方向が中心軸Ａ７と平行となるように、保持部１２に固定されている。これにより、コアロッド４の軸方向Ｄ１が中心軸Ａ７と平行となる。
　一方、第２ガラス管６の内部空間ＳＰ２には、コアロッド４の先端が突き当てられる突き当て部１６が配置される。突き当て部１６は、クラッド母材７の第２端７ｂと対向すると共に、第２端７ｂと接しないように第２端７ｂから離隔して配置される。突き当て部１６は、例えば、ガラスからなる。突き当て部１６は、コアロッド４の軸方向Ｄ１に沿う移動を拘束するストッパとして機能している。突き当て部１６には、コアロッド４が通過できない程度の大きさの通気孔が設けられている。
　続いて、保持部１２に保持されたコアロッド４に対し、移動部１５により軸方向Ｄ１の力を加える。コアロッド４は、保持部１２の載置面１３に沿って軸方向Ｄ１に案内される。コアロッド４は、突き当て部１６に突き当たるまで、軸方向Ｄ１に移動し、孔部８に押し込まれる。これにより、コアロッド４が孔部８に挿入される。
　続いて、ロッド挿入治具１１を第１ガラス管５の外に取り出した後、把持部９，１０により第１ガラス管５及び第２ガラス管６を１８０度回転させる。これにより、複数の孔部８のうち、コアロッド４が挿入されていない他の孔部８（ここでは、第２孔部８２）が、鉛直方向Ｄ２において最も低い位置に配置される。その後、第１コアロッド４１の挿入と同様に、ロッド挿入治具１１を用いて、第２コアロッド４２を第２孔部８２に挿入する。本実施形態では、孔部８の数は２であるが、３以上の場合も同様に、ロッド挿入治具１１を用いて、各コアロッド４を孔部８に挿入する。挿入すべきコアロッド４を全て挿入した後、挿入されたコアロッド４に突き当たるように突き当て部１７を第１ガラス管５に挿入する。突き当て部１７によれば、コアロッド４が第１ガラス管５の内部へずれ出てしまうことを防ぐ。
　一体化工程Ｓ４は、クラッド母材７と、クラッド母材７の複数の孔部８に挿入された複数のコアロッド４と、を加熱溶融し、一体化する工程である。一体化工程Ｓ４は、挿入工程Ｓ３の後に行われる。
　図８は、一体化工程について説明するための断面図である。図８に示されるように、一体化工程Ｓ４では、加熱部１８により、クラッド母材７及びコアロッド４が加熱される。加熱部１８は、例えば、クラッド母材７を周方向に囲むように配置されている。一体化工程Ｓ４は、例えば、把持部９，１０によりクラッド母材７を回転させながら行われる。これらによれば、クラッド母材７及びコアロッド４を均一に加熱することができる。
　一体化工程Ｓ４では、突き当て部１６，１７によってコアロッド４の中心軸Ａ７に沿う移動が拘束されている。突き当て部１６は、上述のように、内部空間ＳＰ２に配置されている。突き当て部１７は、内部空間ＳＰ１に配置される。突き当て部１７は、クラッド母材７の第１端７ａと対向すると共に、第１端７ａと接しないように第１端７ａから離隔して配置される。突き当て部１６，１７は、中心軸Ａ７に沿う方向（水平方向）において、クラッド母材７を挟むように配置される。
　一体化工程Ｓ４は、圧力調整部１９，２０により、複数の孔部８内の圧力を減圧しながら行われる。圧力調整部１９は、第１ガラス管５に接続される。圧力調整部２０は、第２ガラス管６に接続される。これにより、孔部８が収縮し、クラッド母材７がコアロッド４と一体化する。加熱部１８は、中心軸Ａ７に沿って移動しながら、クラッド母材７及びコアロッド４を全長にわたって一体化させる。この結果、ＭＣＦ母材１が作製される。
　以上説明したように、ロッド挿入治具１１では、コアロッド４は、保持部１２に保持され、第１ガラス管５の内部に挿入されるので、第１ガラス管５を切断することなく、コアロッド４をクラッド母材７の近くまで運搬することができる。よって、第１ガラス管５の切断及び再接続による異物の混入を抑制しながら、コアロッド４を孔部８に挿入することができる。コアロッド４は、保持部１２の載置面１３に載置され、載置面１３により軸方向Ｄ１に案内される。したがって、移動部１５は、載置面１３に沿ってコアロッド４を軸方向Ｄ１に移動させることができる。支持部１４によれば、孔部８に対するコアロッド４の挿入位置及び挿入方向を適切に調整することができる。よって、コアロッド４及び孔部８の内壁に傷が生じることを抑制しながら、コアロッド４を孔部８に挿入することができる。
　本実施形態に係るＭＣＦ母材１の製造方法では、ロッド挿入治具１１を用いるので、傷及び異物の混入を抑制しながら、コアロッド４を孔部８に挿入することができる。
　支持部１４は、保持部１２の長手方向において互いに離隔する第１支持部材１４１及び第２支持部材１４２を含む。このため、保持部１２を安定して支持することができる。
　載置面１３は、保持部１２の長手方向から見て、コアロッド４の外周面に沿って湾曲する湾曲面である。このため、コアロッド４は、軸方向Ｄ１が載置面１３の延在方向と一致するように、載置面１３に載置される。よって、コアロッド４を軸方向Ｄ１に案内し易い。
　図９は、第１変形例に係るロッド挿入治具を用いた挿入工程について説明するための断面図である。図９に示されるように、第１変形例に係るロッド挿入治具１１Ａは、保持部１２の形状の点で、ロッド挿入治具１１（図７参照）と相違している。ロッド挿入治具１１Ａの保持部１２は、円管ではなく、上部が開放された断面Ｕ字の溝状部材である。本変形例の保持部１２は、円管を半分に割ったような半割り管からなる。
　ロッド挿入治具１１Ａにおいても、保持部１２は、コアロッド４を保持し、第１ガラス管５に挿入される。また、保持部１２は、コアロッド４が載置される載置面１３を有し、載置面１３はコアロッド４を軸方向Ｄ１に案内する。よって、ロッド挿入治具１１Ａによっても、傷及び異物の混入を抑制しながら、孔部８にコアロッド４を挿入することができる。ロッド挿入治具１１Ａによれば、保持部１２の重量を低減することができる。よって、ロッド挿入治具１１Ａの操作性が高まり、孔部８へのコアロッド４の挿入が容易になる。
　ロッド挿入治具１１Ａでは、保持部１２は、長手方向の全体において上部が開放された形状を有しているが、長手方向の一部区間のみにおいて上部が開放された形状を有していてもよい。この場合も、長手方向の全体が円管である保持部１２に比べて、保持部１２の重量を低減することができる。よって、孔部８へのコアロッド４の挿入が容易になる。
　図１０は、第２変形例に係るロッド挿入治具を用いた挿入工程について説明するための断面図である。図１０に示される第２変形例に係るロッド挿入治具１１Ｂは、複数の保持部１２及び複数の移動部１５（図５参照）を備える点で、ロッド挿入治具１１（図７参照）と相違している。複数の保持部１２は、第１コアロッド４１を保持する第１保持部１２１と、第２コアロッド４２を保持する第２保持部１２２と、を含む。第１保持部１２１及び第２保持部１２２は、ロッド挿入治具１１の保持部１２と同じ構成を有している。
　第１保持部１２１は、第１コアロッド４１が載置され、第１コアロッド４１を第１コアロッド４１の軸方向に案内する第１載置面１３１を有する。第２保持部１２２は、第２コアロッド４２が載置され、第２コアロッド４２を第２コアロッド４２の軸方向に案内する第２載置面１３２を有する。第１載置面１３１及び第２載置面１３２は、ロッド挿入治具１１の載置面１３と同じ構成を有している。
　複数の移動部１５は、第１移動部及び第２移動部を含む。第１移動部及び第２移動部は、ロッド挿入治具１１の移動部１５と同じ構成を有している。第１移動部は、第１保持部１２１に保持された第１コアロッド４１に力を加え、第１コアロッド４１を移動させる。第２移動部は、第２保持部１２２に保持された第２コアロッド４２に力を加え、第２コアロッド４２を移動させる。第２移動部は、第１移動部と異なる部材である。
　支持部１４は、第１ガラス管５の内面に接して設置され、第１保持部１２１及び第２保持部１２２を支持している。第１保持部１２１及び第２保持部１２２は、長手方向が互いに平行となるように並んで支持部１４に支持されている。第１保持部１２１に保持された第１コアロッド４１の軸方向と、第２保持部１２２に保持された第２コアロッド４２の軸方向とは、互いに平行となる。
　第２変形例に係るＭＣＦ母材１の製造方法では、挿入工程Ｓ３において、把持部９，１０は、第１孔部８１及び第２孔部８２が、鉛直方向Ｄ２ではなく水平方向に並ぶように第１ガラス管５及び第２ガラス管６を回転させる。支持部１４は、第１コアロッド４１の軸方向が中心軸Ａ７に平行となり、かつ、中心軸Ａ７に沿う方向から見て、第１コアロッド４１の全体が第１孔部８１と重なるように、第１保持部１２１を支持する。また、支持部１４は、第２コアロッド４２の軸方向が中心軸Ａ７に平行となり、かつ、中心軸Ａ７に沿う方向から見て、第２コアロッド４２の全体が第２孔部８２と重なるように、第２保持部１２２を支持する。ロッド挿入治具１１Ｂによれば、第１コアロッド４１の第１孔部８１への挿入、及び、第２コアロッド４２の第２孔部８２への挿入を同時に実施できるので、製造時間を短縮することができる。
　以上、実施形態について説明してきたが、本開示は必ずしも上述した実施形態及び変形例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
　例えば、ロッド挿入治具１１，１１Ａ，１１Ｂは、コアロッド４以外のガラスロッドの挿入に用いられてもよい。コアロッド４以外のガラスロッドとして、低屈折率部やコア位置マーカーとなるガラスロッド等が挙げられる。
　ロッド挿入治具１１Ｂにおいて、移動部１５の数は１であってもよい。すなわち、第２移動部は、第１移動部と同じ部材である。この場合も、１つの移動部１５により第１コアロッド４１及び第２コアロッド４２を順次移動させることができる。
　挿入工程Ｓ３において、クラッド母材７の中心軸Ａ７は、必ずしも水平方向と一致していなくてもよい。支持部１４は、コアロッド４の軸方向Ｄ１が中心軸Ａ７と平行となるように、保持部１２を支持する。このため、中心軸Ａ７が水平方向に対して大きく傾いていると、コアロッド４が重力により載置面１３から滑り落ちるおそれがあるが、滑り落ちない範囲であれば、中心軸Ａ７が水平方向に対して傾いていてもよい。
　載置面１３は、保持部１２の長手方向から見て、Ｖ字状となる形状を有していてもよい。この場合も、コアロッド４は、軸方向Ｄ１が載置面１３の延在方向と一致するように、載置面１３に載置される。よって、載置面１３により、コアロッド４を軸方向Ｄ１に案内することができる。
　上記実施形態及び変形例は、適宜組み合わせられてもよい。
　上述した実施形態及び変形例の記載から把握されるとおり、本明細書では以下に示す態様の開示を含んでいる。
　（付記１）
　第１端に第１ガラス管が接続され、前記第１端とは異なる第２端に第２ガラス管が接続されたクラッド母材において、前記クラッド母材の中心軸と垂直な断面内で前記中心軸とは外れた位置で、前記中心軸に沿って平行に前記クラッド母材を貫通する孔部に、ガラスロッドを挿入するロッド挿入治具であって、
　第１方向を軸方向とする第１ガラスロッドを保持し、前記第１ガラス管の内部に挿入される第１保持部と、
　前記第１ガラス管の内面に接して設置され、前記第１保持部を支持する支持部と、
　前記第１保持部に保持された前記第１ガラスロッドに前記第１方向の力を加え、前記第１ガラスロッドを移動させる第１移動部と、を備え、
　前記第１保持部は、前記第１ガラスロッドが載置され、前記第１方向に延在する第１載置面を有し、
　前記支持部は、前記第１方向が前記中心軸に平行となり、かつ、前記中心軸に沿う方向から見て、前記第１ガラスロッドの全体が前記孔部である第１孔部と重なるように、前記第１保持部を支持する、
　ロッド挿入治具。
　（付記２）
　第２方向を軸方向とする第２ガラスロッドを保持し、前記第１ガラス管の内部に挿入される第２保持部と、
　前記第２保持部に保持された前記第２ガラスロッドに力を加え、前記第２ガラスロッドを移動させる第２移動部と、を更に備え、
　前記第２保持部は、前記第２ガラスロッドが載置され、前記第２方向に延在する第２載置面を有し、
　前記支持部は、前記第２方向が前記中心軸に平行となり、かつ、前記中心軸に沿う方向から見て、前記第２ガラスロッドの全体が前記第１孔部とは異なる前記孔部である第２孔部と重なるように、前記第２保持部を支持する、
　付記１に記載のロッド挿入治具。
１…マルチコア光ファイバ
２…コア部
３…クラッド部
４…コアロッド
５…第１ガラス管
６…第２ガラス管
７…クラッド母材
７ａ…第１端
７ｂ…第２端
８…孔部
９…把持部
１０…把持部
１１…ロッド挿入治具
１１Ａ…ロッド挿入治具
１１Ｂ…ロッド挿入治具
１２…保持部
１３…載置面
１４…支持部
１５…移動部（第１移動部、第２移動部）
１６…突き当て部
１７…突き当て部
１８…加熱部
１９…圧力調整部
２０…圧力調整部
４１…第１コアロッド（第１ガラスロッド）
４２…第２コアロッド（第２ガラスロッド）
８１…第１孔部
８２…第２孔部
１２１…第１保持部
１２２…第２保持部
１３１…第１載置面
１３２…第２載置面
１４１…第１支持部材
１４２…第２支持部材
Ａ１…中心軸
Ａ７…中心軸
Ｄ１…軸方向
Ｄ２…鉛直方向
ＳＰ１…内部空間
ＳＰ２…内部空間

Claims (10)

  1. 　クラッド母材を貫通する孔部にガラスロッドを挿入するロッド挿入治具であって、
    　前記クラッド母材は、
    　　互いに対向する第１端と第２端を有する柱状の部材であり、
    　　前記クラッド母材の中心軸と垂直な断面内において前記中心軸とは外れた位置で、前記第１端から前記第２端まで前記中心軸に沿って貫通する前記孔部である第１孔部を有し、
    　前記クラッド母材の前記第１端には、第１ガラス管が接続されており、
    　前記クラッド母材の前記第２端には、第２ガラス管が接続されており、
    　前記第１孔部に挿入される前記ガラスロッドである第１ガラスロッドは、第１方向を軸方向とする棒状の部材であり、
    　前記ロッド挿入治具は、
    　　前記第１ガラス管の内面に接して設置される支持部と、
    　　前記第１ガラス管の内部において前記支持部に支持される第１保持部と、
    　　前記第１ガラスロッドを移動させるための部材である第１移動部と、を備え、
    　前記第１保持部は、前記第１ガラスロッドが前記第１方向に沿って載置される第１載置面を有し、
    　前記支持部は、前記第１方向から見て、前記第１載置面に載置された前記第１ガラスロッドの全体が前記第１孔部と重なるように、前記第１保持部を支持し、
    　前記第１移動部は、前記第１載置面に載置された前記第１ガラスロッドを前記第１方向に移動させる、
    　ロッド挿入治具。
  2. 　前記クラッド母材は、前記第１孔部とは異なる前記孔部である第２孔部を更に有し、
    　前記第２孔部に挿入される前記ガラスロッドである第２ガラスロッドは、第２方向を軸方向とする棒状の部材であり、
    　前記ロッド挿入治具は、
    　　前記第１ガラス管の内部において前記支持部に支持される第２保持部と、
    　　前記第２ガラスロッドを移動させるための部材である第２移動部と、を更に備え、
    　前記第２保持部は、前記第２ガラスロッドが前記第２方向に沿って載置される第２載置面を有し、
    　前記支持部は、前記第２方向から見て、前記第２載置面に載置された前記第２ガラスロッドの全体が前記第２孔部と重なるように、前記第２保持部を支持し、
    　前記第２移動部は、前記第２載置面に載置された前記第２ガラスロッドを前記第２方向に移動させる、
    　請求項１に記載のロッド挿入治具。
  3. 　前記第２移動部は、前記第１移動部と同じ部材である、
    　請求項２に記載のロッド挿入治具。
  4. 　前記第２移動部は、前記第１移動部と異なる部材である、
    　請求項２に記載のロッド挿入治具。
  5. 　前記支持部は、前記第１保持部の長手方向において互いに離隔する第１支持部材及び第２支持部材を含んでいる、
    　請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のロッド挿入治具。
  6. 　前記第１載置面は、前記第１保持部の長手方向から見て、前記第１ガラスロッドの外周面に沿う湾曲面である、
    　請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のロッド挿入治具。
  7. 　前記第１保持部の長手方向の長さは、前記第１ガラス管の長手方向の長さより長い、
    　請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のロッド挿入治具。
  8. 　前記第１移動部の長手方向の長さは、前記第１保持部の長手方向の長さより長い、
    　請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のロッド挿入治具。
  9. 　前記第１保持部は、前記第１保持部の先端が、前記クラッド母材の前記第１端から離隔するように配置される、
    　請求項１から請求項８のいずれか一項に記載のロッド挿入治具。
  10. 　第１端に第１ガラス管が接続され、中心軸から外れた位置において前記中心軸に沿った方向に孔部が貫通しているクラッド母材を準備することと、
    　ガラスロッドを準備することと、
    　請求項１から請求項９のいずれか一項に記載のロッド挿入治具を用いて、前記孔部に前記ガラスロッドを挿入することと、
    　前記クラッド母材と、前記孔部に挿入された前記ガラスロッドとを一体化することと、を含む、
    　マルチコア光ファイバ母材の製造方法。
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