玻璃微粒堆疊體的製造裝置以及製造方法

2023-07-28 16:50:51

專利名稱：玻璃微粒堆疊體的製造裝置以及製造方法
技術領域：
本發明涉及一種玻璃微粒堆疊體的製造裝置以及製造方法，其使玻璃微粒堆疊在初始棒上而製造玻璃微粒堆疊體。
背景技術：
已知一種利用MMD方法製造玻璃微粒堆疊體的技術，該方法為在具有多個燃燒器和排氣機構的反應容器內，使初始基材和燃燒器列之間相對地往復移動，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並產生玻璃微粒，排氣機構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I)。專利文獻I :日本特開2009-126716號公報·

發明內容
在如上述所示製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，之後，利用燃燒器3將玻璃微粒堆疊在初始基材2上。另夕卜，在製造玻璃微粒堆疊體4後，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，之後，從支撐裝置I取下各個初始基材2，為了進行其他工序而進行輸送。用於輸送的空間以堆疊位置上方的高度沿橫向設置。因此，作為製造玻璃微粒堆疊體4的裝置，必須在堆疊玻璃微粒的堆疊空間5的上部設置用於進行初始基材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的非常大的反應容器7。即使在反應容器7內不包含裝卸空間6 (在反應容器「外」的上部裝卸)的情況下，也由於上部空間需要形成潔淨的環境，所以需要使各層都成為無塵室，處於潔淨的狀態。因此，設備成本增加。而且,與在使玻璃微粒堆疊時的初始基材2相對於燃燒器3的往復移動(約500mm)相比，必須以極長的行程長度(約3000mm)使支撐裝置I進行升降，用於使支撐裝置I升降的升降裝置大型化，進一步使設備成本增加。另外，在上述製造裝置中，因為需要不進行玻璃堆疊的反應容器7的裝卸空間6，空間效率惡化，另外，必須對反應容器7的裝卸空間6也進行淨化空氣及惰性氣體等的供給及排出，運轉成本也增加。即使在反應容器7內不包含裝卸空間6的情況下，也需要使上層潔淨化，運轉成本增加。本發明的目的在於提供一種玻璃微粒堆疊體的製造裝置以及製造方法，其可以儘可能地抑制設備成本及運轉成本。可以解決上述課題的本發明的玻璃微粒堆疊體的製造裝置，其特徵在於，具有握持機構，其支撐初始棒；搬運機構，其使所述握持機構進行水平移動及升降移動；以及燃燒器，其將玻璃微粒噴向配置在反應容器內的所述初始棒而使玻璃微粒堆疊在所述初始棒上，所述搬運機構使所述握持機構可以在堆疊位置和裝卸位置之間水平移動，其中，該堆疊位置是指在所述反應容器內配置所述初始棒並利用所述燃燒器使玻璃微粒堆疊在所述初始棒上的位置，該裝卸位置位於所述反應容器的外部，是指可以安裝所述初始棒，以及取下堆疊完成後的玻璃微粒堆疊體的位置。在本發明的玻璃微粒堆疊體的製造裝置中，優選所述搬運機構使所述握持機構可以在退避位置和所述堆疊位置之間水平移動，其中，該退避位置是指所述反應容器內的從所述堆疊位置退避的位置。另外，本發明的玻璃微粒堆疊體的製造方法的特徵在於 ，在反應容器的外部使初始棒支撐在握持機構上後，使所述握持機構水平移動而將所述初始棒收容在所述反應容器內，使玻璃微粒堆疊在所述初始棒上而製造玻璃微粒堆疊體，之後，使所述握持機構水平移動而使所述初始棒水平移動至所述反應容器的外部，取出所述玻璃微粒堆疊體，其中，上述反應容器內部具有用於生成玻璃微粒的燃燒器。在本發明的玻璃微粒堆疊體的製造方法中，優選在將所述初始棒收容在所述反應容器內之後，在對所述燃燒器點火時，使所述初始棒在所述反應容器內從用於使玻璃微粒向所述初始棒堆疊的位置沿水平方向退避。發明的效果根據本發明，因為在從堆疊位置沿水平方向移動後的反應容器外部的位置進行初始棒的裝卸，所以無需使握持機構大幅上下升降，可以將反應容器的尺寸大幅地小型化。另夕卜，通過反應容器的小型化而可以改善空間效率，可以高效地進行淨化空氣等的供給及排出。因此，可以儘可能地抑制設備成本及運轉成本。


圖I是表示玻璃微粒堆疊體的製造裝置的結構的概略側視圖。圖2是表示玻璃微粒堆疊體的製造裝置的結構的概略正視圖。圖3是表示玻璃微粒堆疊體的製造裝置的結構的概略俯視圖。圖4是表示玻璃微粒堆疊體的製造方法的圖，(a)至(d)分別是製造裝置的概略俯視圖。圖5是表示現有的製造裝置的結構例的圖，(a)至(C)分別是製造裝置的概略側視圖。
具體實施例方式下面，參照附圖，對本發明所涉及的玻璃微粒堆疊體的製造裝置及製造方法的實施方式的例子進行說明。如圖I至圖3所示，製造玻璃微粒堆疊體的製造裝置10具有反應容器11。該製造裝置10為下述裝置將由於燃燒器13的火焰導致的水解反應而生成的玻璃微粒堆疊在反應容器11內的初始棒(棒)12上，從而製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相對並沿著初始棒12的軸向以固定間隔配置多個，在反應容器11的與燃燒器13相對側上，設置有多個排氣通道15。在該反應容器11中，從燃燒器13側供給淨化空氣，剩餘的玻璃微粒與淨化空氣一起從排氣通道15排出。反應容器11在其一側部具有可以開閉的開閉門16。該開閉門16在將初始棒12相對於反應容器11裝卸時以及取出玻璃微粒堆疊體14時進行開閉。此外，該開閉門16也在反應容器11內的清掃時等反應容器內部進行作業時進行開閉。在該製造裝置10中利用多燃燒器多層沉積法(MMD法)來製造玻璃微粒堆疊體14，即，通過使初始棒12沿軸嚮往復移動，從而使旋轉的初始棒12和燃燒器13的列沿初始棒12的軸向相對地往復移動，以層狀將玻璃微粒堆疊在初始棒12的表面上。製造裝置10的上部具有搬運裝置31。該搬運裝置31具有握持機構32和搬運機構33。握持機構32通過握持初始棒12的上端部，從而將該初始棒12沿鉛垂方向支撐並使 該初始棒12繞軸旋轉。該握持機構32具有握持部35，該握持部35設置在支撐於搬運機構33上的支撐板36上。搬運機構33具有固定在反應容器11上的基板41。在該基板41上支撐有升降板42。該升降板42由設置在基板41上的一對導軌43以可沿上下方向移動的方式支撐。另夕卜，在基板41和升降板42之間設置有沿上下方向配置的滾珠絲槓44，通過該滾珠絲槓44利用驅動電動機(省略圖示)進行正反旋轉，從而使升降板42相對於基板41進行升降。在升降板42上支撐有支撐板36。支撐板36由設置在升降板42上的一對導軌51以可沿水平方向移動的方式支撐。另外，在升降板42和支撐板36之間設置有沿水平方向配置的滾珠絲槓52，通過該滾珠絲槓52利用驅動電動機(省略圖示)進行正反旋轉，從而使支撐板36相對於升降板42沿水平方向移動。在上述製造裝置10中，通過構成該搬運裝置31的搬運機構33的滾珠絲槓44正反旋轉，從而使升降板42升降，使支撐在該升降板42上的握持機構32升降。另外，通過搬運機構33的滾珠絲槓52正反旋轉，從而使具有支撐板36的握持機構32沿水平方向移動。如圖3所示，搬運機構33使握持機構32在堆疊位置A和裝卸位置B之間水平移動，該堆疊位置A是指在反應容器11內配置初始棒12並利用燃燒器13使玻璃微粒堆疊在初始棒12上的位置，該裝卸位置B位於反應容器11的外部，是指可以相對握持機構32安裝初始棒12及取下堆疊完成後的玻璃微粒堆疊體14的位置。另外，搬運機構33使握持機構32在退避位置C和堆疊位置A之間水平移動，該退避位置C是指反應容器11內的初始棒12從堆疊位置A退避的位置。該退避位置C是初始棒12不會接觸燃燒器13的火焰的位置。反應容器11的寬度尺寸形成為600mm左右。與此相對，利用搬運機構33進行的握持機構32沿水平方向移動的行程為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，優選堆疊位置A和退避位置C之間的尺寸大於或等於100mm，例如為200mm左右。此外，利用搬運機構33進行的握持機構32沿上下方向移動的行程為大於或等於為了利用多個燃燒器13向初始棒12以層狀堆疊玻璃微粒所需的相對往復移動尺寸(約500mm)，例如形成為IOOOmm左右。在該製造裝置10中，因為反應容器11的高度尺寸僅為大約與一層樓相應的量即可，所以例如可以在建築物的2樓部分設置反應容器11，將I樓部分用做為其它作業空間。
下面，對使用上述玻璃微粒堆疊體的製造裝置製造玻璃微粒堆疊體的方法進行說明。如圖4 (a)所示，首先，打開反應容器11的開閉門16，使握持機構32朝向裝卸位置B沿水平方向移動而配置在裝卸位置B上。在此狀態下，使握持機構32的握持部35握持初始棒12的一端。然後，進行由握持部35握持的初始棒12的定心作業。具體地說，一邊使由握持部35握持的初始棒12繞軸旋轉，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，並且其軸以沿著鉛垂方向的方式，即與旋轉軸重合對齊的方式進行軸對齊。
在進行了定心作業後，如圖4 (b)所示，使握持機構32朝向退避位置C沿水平方向移動而配置在退避位置C上，然後關閉反應容器11的開閉門16。在此狀態下，使燃燒器13點火。這樣，可以使燃燒器13點火時的火焰不會與初始棒12接觸，防止燃燒器13點火時的火焰含有的雜質等附著在初始棒12上。如果燃燒器13的火焰穩定，則使握持機構32朝向堆疊位置A沿水平方向移動而配置在堆疊位置A上，進行堆疊作業。具體地說，一邊使初始棒12繞軸旋轉一邊使握持機構32升降。由此，使初始棒12和燃燒器13的列相對地往復移動，如圖4 (c)所示，使由於燃燒器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，製造玻璃微粒堆疊體14。如果製造了規定外徑的玻璃微粒堆疊體14，則停止利用燃燒器13進行的玻璃微粒的生成，進行取出玻璃微粒堆疊體14的作業。具體地說，如圖4 (d)所示，打開反應容器11的開閉門16，使握持機構32朝向裝卸位置B沿水平方向移動而配置在裝卸位置B上。在此狀態下，從握持機構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，根據本實施方式所涉及的玻璃微粒堆疊體的製造裝置及製造方法，因為將初始棒12的裝卸位置B設定在從堆疊位置A沿水平方向移動後的反應容器11的外部，在該裝卸位置B上進行初始棒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行初始棒12的裝卸的情況相比，可以使反應容器11的上下方向的尺寸小型化。另外，通過反應容器11的小型化而可以改善空間效率，可以高效地進行淨化空氣的供給及排出。而且，只需將建築物的2樓部分(在將反應容器11設置在I樓的情況下，僅I樓部分)形成無塵室即可，因此，可以儘可能地抑制設備成本及運轉成本。具體地說，與在堆疊位置的上方設置空間以進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(參照圖5)相比，可以減少大約30%的設備成本，此外，還可以減少大約30%的運轉成本。另外，因為將燃燒器13點火時的退避位置C形成在反應容器11內的從堆疊位置A水平移動後的位置上，所以，在燃燒器點火時，初始棒無需向堆疊位置的上方退避，與將裝卸位置B設置在反應容器11外部這一點相同地，可以使反應容器11的上下方向的尺寸小型化。
權利要求
1.一種玻璃微粒堆疊體的製造裝置，其特徵在於， 具有: 握持機構，其支撐初始棒； 搬運機構，其使所述握持機構進行水平移動及升降移動；以及 燃燒器，其將玻璃微粒噴向配置在反應容器內的所述初始棒而使玻璃微粒堆疊在所述初始棒上， 所述搬運機構使所述握持機構可以在堆疊位置和裝卸位置之間水平移動，其中，該堆疊位置是指在所述反應容器內配置所述初始棒並利用所述燃燒器使玻璃微粒堆疊在所述初始棒上的位置，該裝卸位置位於所述反應容器的外部，是指可以安裝所述初始棒，以及取下堆疊完成後的玻璃微粒堆疊體的位置。
2.根據權利要求I所述的玻璃微粒堆疊體的製造裝置，其特徵在於， 所述搬運機構使所述握持機構可以在退避位置和所述堆疊位置之間水平移動，其中，該退避位置是指所述反應容器內的從堆疊位置退避的位置。
3.一種玻璃微粒堆疊體的製造方法，其特徵在於， 在反應各器的外部使初始棒支撐在握持機構上後， 使所述握持機構水平移動而將所述初始棒收容在所述反應容器內，使玻璃微粒堆疊在所述初始棒上而製造玻璃微粒堆疊體， 之後，使所述握持機構水平移動而使所述初始棒水平移動至所述反應容器的外部，取出所述玻璃微粒堆疊體， 其中，上述反應容器內部具有用於生成玻璃微粒的燃燒器。
4.根據權利要求3所述的玻璃微粒堆疊體的製造方法，其特徵在於， 在將所述初始棒收容在所述反應容器內之後，在對所述燃燒器點火時，使所述初始棒在所述反應容器內從用於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
本發明提供一種玻璃微粒堆疊體的製造裝置以及製造方法，其可以儘可能抑制設備成本及運轉成本。該製造裝置(10)具有握持機構(32)，其支撐初始棒(12)；搬運機構(33)，其使握持機構進行水平移動及升降移動；以及燃燒器(13)，其將玻璃微粒噴向配置在反應容器(11)內的初始棒而使玻璃微粒堆疊在初始棒上，搬運機構使握持機構可以在堆疊位置(A)和裝卸位置(B)之間水平移動，其中，該堆疊位置(A)是指在反應容器內配置初始棒並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)位於反應容器的外部，是指可以安裝初始棒，以及取下堆疊完成後的玻璃微粒堆疊體(14)的位置。
文檔編號C03B37/018GK102951839SQ20121028700
公開日2013年3月6日 申請日期2012年8月13日 優先權日2011年8月12日
發明者長谷川慎治, 幅崎利已, 正道仁 申請人:住友電氣工業株式會社