專利名稱：玻璃微粒堆疊體的制造裝置以及制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種玻璃微粒堆疊體的制造裝置以及制造方法，其使玻璃微粒堆疊在初始棒上而制造玻璃微粒堆疊體。
背景技術(shù)：
已知一種利用MMD方法制造玻璃微粒堆疊體的技術(shù)，該方法為在具有多個(gè)燃燒器和排氣機(jī)構(gòu)的反應(yīng)容器內(nèi)，使初始基材和燃燒器列之間相對(duì)地往復(fù)移動(dòng)，從而在初始基材上堆疊玻璃微粒，其中，燃燒器朝向初始基材并產(chǎn)生玻璃微粒，排氣機(jī)構(gòu)將沒有堆疊在初始基材上的玻璃微粒排出(例如，參照專利文獻(xiàn)I)。專利文獻(xiàn)I :日本特開2009-126716號(hào)公報(bào)·

發(fā)明內(nèi)容
在如上述所示制造玻璃微粒堆疊體的情況下，如圖5 (a)所示，在使玻璃微粒堆疊的堆疊位置的上部將初始基材2安裝在支撐裝置I上，如圖5 (b)所示，使支撐裝置I下降而將初始基材2配置在堆疊位置，之后，利用燃燒器3將玻璃微粒堆疊在初始基材2上。另夕卜，在制造玻璃微粒堆疊體4后，如圖5 (c)所示，使支撐裝置I上升而使玻璃微粒堆疊體4向堆疊位置的上方移動(dòng)，之后，從支撐裝置I取下各個(gè)初始基材2，為了進(jìn)行其他工序而進(jìn)行輸送。用于輸送的空間以堆疊位置上方的高度沿橫向設(shè)置。因此，作為制造玻璃微粒堆疊體4的裝置，必須在堆疊玻璃微粒的堆疊空間5的上部設(shè)置用于進(jìn)行初始基材2的裝卸的裝卸空間6，需要覆蓋堆疊空間5及裝卸空間6的非常大的反應(yīng)容器7。即使在反應(yīng)容器7內(nèi)不包含裝卸空間6 (在反應(yīng)容器“外”的上部裝卸)的情況下，也由于上部空間需要形成潔凈的環(huán)境，所以需要使各層都成為無塵室，處于潔凈的狀態(tài)。因此，設(shè)備成本增加。而且,與在使玻璃微粒堆疊時(shí)的初始基材2相對(duì)于燃燒器3的往復(fù)移動(dòng)(約500mm)相比，必須以極長的行程長度(約3000mm)使支撐裝置I進(jìn)行升降，用于使支撐裝置I升降的升降裝置大型化，進(jìn)一步使設(shè)備成本增加。另外，在上述制造裝置中，因?yàn)樾枰贿M(jìn)行玻璃堆疊的反應(yīng)容器7的裝卸空間6，空間效率惡化，另外，必須對(duì)反應(yīng)容器7的裝卸空間6也進(jìn)行凈化空氣及惰性氣體等的供給及排出，運(yùn)轉(zhuǎn)成本也增加。即使在反應(yīng)容器7內(nèi)不包含裝卸空間6的情況下，也需要使上層潔凈化，運(yùn)轉(zhuǎn)成本增加。本發(fā)明的目的在于提供一種玻璃微粒堆疊體的制造裝置以及制造方法，其可以盡可能地抑制設(shè)備成本及運(yùn)轉(zhuǎn)成本?？梢越鉀Q上述課題的本發(fā)明的玻璃微粒堆疊體的制造裝置，其特征在于，具有握持機(jī)構(gòu)，其支撐初始棒；搬運(yùn)機(jī)構(gòu)，其使所述握持機(jī)構(gòu)進(jìn)行水平移動(dòng)及升降移動(dòng)；以及燃燒器，其將玻璃微粒噴向配置在反應(yīng)容器內(nèi)的所述初始棒而使玻璃微粒堆疊在所述初始棒上，所述搬運(yùn)機(jī)構(gòu)使所述握持機(jī)構(gòu)可以在堆疊位置和裝卸位置之間水平移動(dòng)，其中，該堆疊位置是指在所述反應(yīng)容器內(nèi)配置所述初始棒并利用所述燃燒器使玻璃微粒堆疊在所述初始棒上的位置，該裝卸位置位于所述反應(yīng)容器的外部，是指可以安裝所述初始棒，以及取下堆疊完成后的玻璃微粒堆疊體的位置。在本發(fā)明的玻璃微粒堆疊體的制造裝置中，優(yōu)選所述搬運(yùn)機(jī)構(gòu)使所述握持機(jī)構(gòu)可以在退避位置和所述堆疊位置之間水平移動(dòng)，其中，該退避位置是指所述反應(yīng)容器內(nèi)的從所述堆疊位置退避的位置。另外，本發(fā)明的玻璃微粒堆疊體的制造方法的特征在于 ，在反應(yīng)容器的外部使初始棒支撐在握持機(jī)構(gòu)上后，使所述握持機(jī)構(gòu)水平移動(dòng)而將所述初始棒收容在所述反應(yīng)容器內(nèi)，使玻璃微粒堆疊在所述初始棒上而制造玻璃微粒堆疊體，之后，使所述握持機(jī)構(gòu)水平移動(dòng)而使所述初始棒水平移動(dòng)至所述反應(yīng)容器的外部，取出所述玻璃微粒堆疊體，其中，上述反應(yīng)容器內(nèi)部具有用于生成玻璃微粒的燃燒器。在本發(fā)明的玻璃微粒堆疊體的制造方法中，優(yōu)選在將所述初始棒收容在所述反應(yīng)容器內(nèi)之后，在對(duì)所述燃燒器點(diǎn)火時(shí)，使所述初始棒在所述反應(yīng)容器內(nèi)從用于使玻璃微粒向所述初始棒堆疊的位置沿水平方向退避。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，因?yàn)樵趶亩询B位置沿水平方向移動(dòng)后的反應(yīng)容器外部的位置進(jìn)行初始棒的裝卸，所以無需使握持機(jī)構(gòu)大幅上下升降，可以將反應(yīng)容器的尺寸大幅地小型化。另夕卜，通過反應(yīng)容器的小型化而可以改善空間效率，可以高效地進(jìn)行凈化空氣等的供給及排出。因此，可以盡可能地抑制設(shè)備成本及運(yùn)轉(zhuǎn)成本。


圖I是表示玻璃微粒堆疊體的制造裝置的結(jié)構(gòu)的概略側(cè)視圖。圖2是表示玻璃微粒堆疊體的制造裝置的結(jié)構(gòu)的概略正視圖。圖3是表示玻璃微粒堆疊體的制造裝置的結(jié)構(gòu)的概略俯視圖。圖4是表示玻璃微粒堆疊體的制造方法的圖，(a)至(d)分別是制造裝置的概略俯視圖。圖5是表示現(xiàn)有的制造裝置的結(jié)構(gòu)例的圖，(a)至(C)分別是制造裝置的概略側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式下面，參照附圖，對(duì)本發(fā)明所涉及的玻璃微粒堆疊體的制造裝置及制造方法的實(shí)施方式的例子進(jìn)行說明。如圖I至圖3所示，制造玻璃微粒堆疊體的制造裝置10具有反應(yīng)容器11。該制造裝置10為下述裝置將由于燃燒器13的火焰導(dǎo)致的水解反應(yīng)而生成的玻璃微粒堆疊在反應(yīng)容器11內(nèi)的初始棒(棒)12上，從而制造作為光纖母材等的玻璃微粒堆疊體14。燃燒器13與初始棒12相對(duì)并沿著初始棒12的軸向以固定間隔配置多個(gè)，在反應(yīng)容器11的與燃燒器13相對(duì)側(cè)上，設(shè)置有多個(gè)排氣通道15。在該反應(yīng)容器11中，從燃燒器13側(cè)供給凈化空氣，剩余的玻璃微粒與凈化空氣一起從排氣通道15排出。反應(yīng)容器11在其一側(cè)部具有可以開閉的開閉門16。該開閉門16在將初始棒12相對(duì)于反應(yīng)容器11裝卸時(shí)以及取出玻璃微粒堆疊體14時(shí)進(jìn)行開閉。此外，該開閉門16也在反應(yīng)容器11內(nèi)的清掃時(shí)等反應(yīng)容器內(nèi)部進(jìn)行作業(yè)時(shí)進(jìn)行開閉。在該制造裝置10中利用多燃燒器多層沉積法(MMD法)來制造玻璃微粒堆疊體14，即，通過使初始棒12沿軸向往復(fù)移動(dòng)，從而使旋轉(zhuǎn)的初始棒12和燃燒器13的列沿初始棒12的軸向相對(duì)地往復(fù)移動(dòng)，以層狀將玻璃微粒堆疊在初始棒12的表面上。制造裝置10的上部具有搬運(yùn)裝置31。該搬運(yùn)裝置31具有握持機(jī)構(gòu)32和搬運(yùn)機(jī)構(gòu)33。握持機(jī)構(gòu)32通過握持初始棒12的上端部，從而將該初始棒12沿鉛垂方向支撐并使 該初始棒12繞軸旋轉(zhuǎn)。該握持機(jī)構(gòu)32具有握持部35，該握持部35設(shè)置在支撐于搬運(yùn)機(jī)構(gòu)33上的支撐板36上。搬運(yùn)機(jī)構(gòu)33具有固定在反應(yīng)容器11上的基板41。在該基板41上支撐有升降板42。該升降板42由設(shè)置在基板41上的一對(duì)導(dǎo)軌43以可沿上下方向移動(dòng)的方式支撐。另夕卜，在基板41和升降板42之間設(shè)置有沿上下方向配置的滾珠絲杠44，通過該滾珠絲杠44利用驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)(省略圖示)進(jìn)行正反旋轉(zhuǎn)，從而使升降板42相對(duì)于基板41進(jìn)行升降。在升降板42上支撐有支撐板36。支撐板36由設(shè)置在升降板42上的一對(duì)導(dǎo)軌51以可沿水平方向移動(dòng)的方式支撐。另外，在升降板42和支撐板36之間設(shè)置有沿水平方向配置的滾珠絲杠52，通過該滾珠絲杠52利用驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)(省略圖示)進(jìn)行正反旋轉(zhuǎn)，從而使支撐板36相對(duì)于升降板42沿水平方向移動(dòng)。在上述制造裝置10中，通過構(gòu)成該搬運(yùn)裝置31的搬運(yùn)機(jī)構(gòu)33的滾珠絲杠44正反旋轉(zhuǎn)，從而使升降板42升降，使支撐在該升降板42上的握持機(jī)構(gòu)32升降。另外，通過搬運(yùn)機(jī)構(gòu)33的滾珠絲杠52正反旋轉(zhuǎn)，從而使具有支撐板36的握持機(jī)構(gòu)32沿水平方向移動(dòng)。如圖3所示，搬運(yùn)機(jī)構(gòu)33使握持機(jī)構(gòu)32在堆疊位置A和裝卸位置B之間水平移動(dòng)，該堆疊位置A是指在反應(yīng)容器11內(nèi)配置初始棒12并利用燃燒器13使玻璃微粒堆疊在初始棒12上的位置，該裝卸位置B位于反應(yīng)容器11的外部，是指可以相對(duì)握持機(jī)構(gòu)32安裝初始棒12及取下堆疊完成后的玻璃微粒堆疊體14的位置。另外，搬運(yùn)機(jī)構(gòu)33使握持機(jī)構(gòu)32在退避位置C和堆疊位置A之間水平移動(dòng)，該退避位置C是指反應(yīng)容器11內(nèi)的初始棒12從堆疊位置A退避的位置。該退避位置C是初始棒12不會(huì)接觸燃燒器13的火焰的位置。反應(yīng)容器11的寬度尺寸形成為600mm左右。與此相對(duì)，利用搬運(yùn)機(jī)構(gòu)33進(jìn)行的握持機(jī)構(gòu)32沿水平方向移動(dòng)的行程為1200mm左右。而且，堆疊位置A和裝卸位置B之間的尺寸形成為IOOOmm左右。另外，優(yōu)選堆疊位置A和退避位置C之間的尺寸大于或等于100mm，例如為200mm左右。此外，利用搬運(yùn)機(jī)構(gòu)33進(jìn)行的握持機(jī)構(gòu)32沿上下方向移動(dòng)的行程為大于或等于為了利用多個(gè)燃燒器13向初始棒12以層狀堆疊玻璃微粒所需的相對(duì)往復(fù)移動(dòng)尺寸(約500mm)，例如形成為IOOOmm左右。在該制造裝置10中，因?yàn)榉磻?yīng)容器11的高度尺寸僅為大約與一層樓相應(yīng)的量即可，所以例如可以在建筑物的2樓部分設(shè)置反應(yīng)容器11，將I樓部分用做為其它作業(yè)空間。
下面，對(duì)使用上述玻璃微粒堆疊體的制造裝置制造玻璃微粒堆疊體的方法進(jìn)行說明。如圖4 (a)所示，首先，打開反應(yīng)容器11的開閉門16，使握持機(jī)構(gòu)32朝向裝卸位置B沿水平方向移動(dòng)而配置在裝卸位置B上。在此狀態(tài)下，使握持機(jī)構(gòu)32的握持部35握持初始棒12的一端。然后，進(jìn)行由握持部35握持的初始棒12的定心作業(yè)。具體地說，一邊使由握持部35握持的初始棒12繞軸旋轉(zhuǎn)，一邊利用定心用燃燒器61的火焰將初始棒12加熱。這樣，初始棒12軟化，并且其軸以沿著鉛垂方向的方式，即與旋轉(zhuǎn)軸重合對(duì)齊的方式進(jìn)行軸對(duì)齊。
在進(jìn)行了定心作業(yè)后，如圖4 (b)所示，使握持機(jī)構(gòu)32朝向退避位置C沿水平方向移動(dòng)而配置在退避位置C上，然后關(guān)閉反應(yīng)容器11的開閉門16。在此狀態(tài)下，使燃燒器13點(diǎn)火。這樣，可以使燃燒器13點(diǎn)火時(shí)的火焰不會(huì)與初始棒12接觸，防止燃燒器13點(diǎn)火時(shí)的火焰含有的雜質(zhì)等附著在初始棒12上。如果燃燒器13的火焰穩(wěn)定，則使握持機(jī)構(gòu)32朝向堆疊位置A沿水平方向移動(dòng)而配置在堆疊位置A上，進(jìn)行堆疊作業(yè)。具體地說，一邊使初始棒12繞軸旋轉(zhuǎn)一邊使握持機(jī)構(gòu)32升降。由此，使初始棒12和燃燒器13的列相對(duì)地往復(fù)移動(dòng)，如圖4 (c)所示，使由于燃燒器13的火焰而生成的玻璃微粒以層狀堆疊在初始棒12的表面上，制造玻璃微粒堆疊體14。如果制造了規(guī)定外徑的玻璃微粒堆疊體14，則停止利用燃燒器13進(jìn)行的玻璃微粒的生成，進(jìn)行取出玻璃微粒堆疊體14的作業(yè)。具體地說，如圖4 (d)所示，打開反應(yīng)容器11的開閉門16，使握持機(jī)構(gòu)32朝向裝卸位置B沿水平方向移動(dòng)而配置在裝卸位置B上。在此狀態(tài)下，從握持機(jī)構(gòu)32的握持部35卸下初始棒12，取出形成在該初始棒12上的玻璃微粒堆疊體14。如上述說明所示，根據(jù)本實(shí)施方式所涉及的玻璃微粒堆疊體的制造裝置及制造方法，因?yàn)閷⒊跏及?2的裝卸位置B設(shè)定在從堆疊位置A沿水平方向移動(dòng)后的反應(yīng)容器11的外部，在該裝卸位置B上進(jìn)行初始棒12的裝卸，所以，無需使初始棒12大幅上下升降。因此，與在堆疊位置的上方進(jìn)行初始棒12的裝卸的情況相比，可以使反應(yīng)容器11的上下方向的尺寸小型化。另外，通過反應(yīng)容器11的小型化而可以改善空間效率，可以高效地進(jìn)行凈化空氣的供給及排出。而且，只需將建筑物的2樓部分(在將反應(yīng)容器11設(shè)置在I樓的情況下，僅I樓部分)形成無塵室即可，因此，可以盡可能地抑制設(shè)備成本及運(yùn)轉(zhuǎn)成本。具體地說，與在堆疊位置的上方設(shè)置空間以進(jìn)行初始棒的裝卸及玻璃微粒堆疊體的取出的上下行程方式的裝置(參照?qǐng)D5)相比，可以減少大約30%的設(shè)備成本，此外，還可以減少大約30%的運(yùn)轉(zhuǎn)成本。另外，因?yàn)閷⑷紵?3點(diǎn)火時(shí)的退避位置C形成在反應(yīng)容器11內(nèi)的從堆疊位置A水平移動(dòng)后的位置上，所以，在燃燒器點(diǎn)火時(shí)，初始棒無需向堆疊位置的上方退避，與將裝卸位置B設(shè)置在反應(yīng)容器11外部這一點(diǎn)相同地，可以使反應(yīng)容器11的上下方向的尺寸小型化。
權(quán)利要求
1.一種玻璃微粒堆疊體的制造裝置，其特征在于， 具有: 握持機(jī)構(gòu)，其支撐初始棒； 搬運(yùn)機(jī)構(gòu)，其使所述握持機(jī)構(gòu)進(jìn)行水平移動(dòng)及升降移動(dòng)；以及 燃燒器，其將玻璃微粒噴向配置在反應(yīng)容器內(nèi)的所述初始棒而使玻璃微粒堆疊在所述初始棒上， 所述搬運(yùn)機(jī)構(gòu)使所述握持機(jī)構(gòu)可以在堆疊位置和裝卸位置之間水平移動(dòng)，其中，該堆疊位置是指在所述反應(yīng)容器內(nèi)配置所述初始棒并利用所述燃燒器使玻璃微粒堆疊在所述初始棒上的位置，該裝卸位置位于所述反應(yīng)容器的外部，是指可以安裝所述初始棒，以及取下堆疊完成后的玻璃微粒堆疊體的位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的玻璃微粒堆疊體的制造裝置，其特征在于， 所述搬運(yùn)機(jī)構(gòu)使所述握持機(jī)構(gòu)可以在退避位置和所述堆疊位置之間水平移動(dòng)，其中，該退避位置是指所述反應(yīng)容器內(nèi)的從堆疊位置退避的位置。
3.一種玻璃微粒堆疊體的制造方法，其特征在于， 在反應(yīng)各器的外部使初始棒支撐在握持機(jī)構(gòu)上后， 使所述握持機(jī)構(gòu)水平移動(dòng)而將所述初始棒收容在所述反應(yīng)容器內(nèi)，使玻璃微粒堆疊在所述初始棒上而制造玻璃微粒堆疊體， 之后，使所述握持機(jī)構(gòu)水平移動(dòng)而使所述初始棒水平移動(dòng)至所述反應(yīng)容器的外部，取出所述玻璃微粒堆疊體， 其中，上述反應(yīng)容器內(nèi)部具有用于生成玻璃微粒的燃燒器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的玻璃微粒堆疊體的制造方法，其特征在于， 在將所述初始棒收容在所述反應(yīng)容器內(nèi)之后，在對(duì)所述燃燒器點(diǎn)火時(shí)，使所述初始棒在所述反應(yīng)容器內(nèi)從用于使玻璃微粒向所述初始棒堆疊的位置沿水平方向退避。
全文摘要
本發(fā)明提供一種玻璃微粒堆疊體的制造裝置以及制造方法，其可以盡可能抑制設(shè)備成本及運(yùn)轉(zhuǎn)成本。該制造裝置(10)具有握持機(jī)構(gòu)(32)，其支撐初始棒(12)；搬運(yùn)機(jī)構(gòu)(33)，其使握持機(jī)構(gòu)進(jìn)行水平移動(dòng)及升降移動(dòng)；以及燃燒器(13)，其將玻璃微粒噴向配置在反應(yīng)容器(11)內(nèi)的初始棒而使玻璃微粒堆疊在初始棒上，搬運(yùn)機(jī)構(gòu)使握持機(jī)構(gòu)可以在堆疊位置(A)和裝卸位置(B)之間水平移動(dòng)，其中，該堆疊位置(A)是指在反應(yīng)容器內(nèi)配置初始棒并利用燃燒器使玻璃微粒堆疊在初始棒上的位置，該裝卸位置(B)位于反應(yīng)容器的外部，是指可以安裝初始棒，以及取下堆疊完成后的玻璃微粒堆疊體(14)的位置。
文檔編號(hào)C03B37/018GK102951839SQ20121028700
公開日2013年3月6日 申請(qǐng)日期2012年8月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月12日
發(fā)明者長谷川慎治, 幅崎利已, 正道仁 申請(qǐng)人:住友電氣工業(yè)株式會(huì)社