光纖煙炱合成裝置的製作方法
2023-05-15 00:31:31 1
專利名稱：光纖煙炱合成裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及光纖母材的製造裝置，尤其涉及在構成光纖心的種棒周圍以正確的質量合成光纖煙炱(フアイバス-ト)的光纖煙炱合成裝置。
光纖由石英玻璃心和形成在該心周圍，其屈折率比心低的石英玻璃的包層構成。
製造光纖時，首先通過VAD法製造構成心的部分，再通過玻璃化而形成種棒。接著，在種棒的周圍合成構成包層的光纖煙炱。這種光纖煙炱的合成是按如下方法進行的，即向煙炱合成用噴管在控制質量下供作為光纖煙炱材料的四氯化矽(Sicl4)氣體和作為氫氧焰材料的氫及氧，並使其進行CVD反應。據此製成在種棒周圍形成光纖煙炱的光纖母材。
之後，對這光纖母材加熱拉絲、如製成單模光纖時，形成直徑為10μm的心，外徑125μm的包層的光纖。再在該光纖上被覆樹脂。
因為正確地規定了心和包層的比率，所以有必要對種棒正確地製造光纖煙炱。
已往，採用的方法是在光纖煙炱合成階段的中途停止合成;來測定整體重量的方法。因為事先就知道種棒的重量，故如果從整體重量中減去種棒的重量就可知道光纖煙炱的重量，最終能求出光纖煙炱的質量。
作為其它已有技術的方法，採用的是將光纖母材進行玻璃化工程中，使光纖煙炱玻璃化之後，用光計測手段測定心與包層的比率，倘若包層不足，則再合成光纖煙炱，若是過剩，則進行蝕刻的方法。
當包層不足而再合成時，由於上述方法勻需對一旦冷卻的包層再加熱，因此存在的問題是不僅生產率低，而且包層會因熱衝擊而處於易破損狀態。
此外包層過剩時，要進行腐蝕，則生產率下降。
由於上述原因，已嘗試嚴格執行上述的質量控制、時間管理等，以便製成既無過剩，也無不足的光纖煙炱，但因質量控制閥的控制範圍的限度關係，不可避免會發生質量控制的變動，因而未能實現精密的質量控制。其結果是，即使進行嚴密的時間管理，也很難製造具有正確且安定的心/包層比的光纖。
如特開昭63-144139號公報、特開昭63-285130號公報、特開昭63-285131號公報和特開平2-167838號公報中所揭示的，為了解決上述問題，已在嘗試對光纖煙炱的重量進行實時測定。
特開昭63-144139公報中所揭示的光纖母材的製造裝置，是一種安裝有基座、在該基座兩側立有2個託架，並在這些託架間設有電動機，電動機可使種棒在水平方向旋轉的橫型光纖母材的製造裝置。在基座的下部配置有測力傳感器，該測力傳感器測定基座與託架構成一體的全重量。通常這些裝置的全體重量因為有數百分斤左右重，所以有必要使用寬測定範圍的負載傳感器，因受分解能力和精度的限制，故不可能以100克左右精度測定光纖煙炱的重量。
在特開昭63-285130號公報中所揭示的光纖煙炱合成裝置中，揭示了一種將種棒垂直方向吊下、使該種棒以垂直方向軸為中心旋轉、並使吹管靠近該種棒升降從而在種棒合成光纖煙炱的縱型的光纖母材的製造裝置。這種光纖煙炱合成裝置，主要由於是縱型構造，受重力影響而存在光纖煙炱的合成不均勻的問題。此外，雖然是依靠安裝在上部的重量測定器，來測定懸吊的種棒和光纖煙炱重量的結構，可是因受到旋轉種棒的軸、它的軸承、向旋轉軸傳送動力的皮帶等的影響，而不能正確地測定種棒和光纖煙炱的重量。
特開昭63-285131號公報中所揭示的光纖母材製造裝置，它是為了解決上述特開昭63-144139號公報中所揭示的光纖母材製造裝置中存在的問題，而在上述託架的上部設有水平地軸支承的平衡錘(バテンスウエ-ト)與種棒旋轉機構的一體構造物，並在種棒旋轉機構的下部設有檢出種棒旋轉機構的旋轉的作動器(アクチエエ-タ)。即在這種光纖母材製造裝置中，目的在於通過平衡錘僅僅測定種棒和光纖煙炱的重量。但是這種光纖母材製造裝置中的重量測定因為是通過檢出以託架的上部支點為中心，平衡錘和種棒旋轉機構旋轉的旋轉運動，而換算出光纖煙炱的重量的，所以不能算出正確的重量。又因為必須根據上述旋轉情況來變更對應於種棒的噴管的角度，所以控制及機構變得非常雜。
特開平2-167838號公報中所揭示的光纖母材製造裝置，是使用把種棒和光纖煙炱以及旋轉支持它們的機構的整體都利用了槓桿原理的重量測定器，來測定種棒和光纖煙炱的重量。但是，即使在這種光纖母材製造裝置中，因為是用重量測定裝置檢出旋轉驅動機構的整體重量，所以不能夠以高分解能力來測定重量。又，特開平2-167838號公報中所揭示的重量測定器使用槓桿原理的複雜結構，所以有體積大、價格高、調整程序複雜等問題。
另外，單靠由煙炱的重量檢出傳感器檢出的重量，無法正確地求出光纖煙炱的重量，還必須考慮旋轉的光纖煙炱的重心位置等，而上述已有技術無論哪一種都未能啟迪進行精密光纖煙炱的重量測定方法。
本發明的目的在於提供一種能正確地檢出光纖煙炱重量的光纖煙炱合成裝置。
本發明的另一目的在於提供一種能以實時進行正確的重量測定的光纖煙炱合成裝置。
本發明的再一目的在於所提供的光纖煙炱合成裝置能從上述測定的光纖煙炱的重量正確算出其質量。
本發明又一目的在於所提供的光纖煙炱合成裝置能夠在光纖煙炱的合成過程中實時地對上述實時算出的光纖煙炱的質量進行反饋控制，合成出高質量的光纖煙炱。
因此，按照本發明所提供的光纖煙炱合成裝置，它是一種通過把構成光纖心的種棒(包括根據需要把心周圍成為包層的部分進行局部粘附的種棒)和構成該種棒上的包層的煙炱進行合成從而製造光纖母材的光纖煙炱合成裝置，該裝置設置有從兩側水平方向支持種棒並使之旋轉的一對種棒支持旋轉驅動機構;放出光纖煙炱原料和氫氧焰在該種棒上合成光纖煙炱的噴管;收容該噴管、種棒和合成光纖煙炱的殼架;使該噴管與上述種棒相對地進行水平方向往復移動的往復移動機構;並設置在上述一對種棒支持旋轉驅動機構的各自的內側，測定上述種棒和該種棒上合成堆積的光纖煙炱的重量的一對重量測定裝置。
而且上述種棒支持旋轉驅動機構分離成2個，並構成這種種棒支持旋轉驅動機構的全重量不會加給上述重量測定裝置。
上述種棒支持旋轉驅動機構包含從兩側水平方向軸支承著上述種棒的一對軸支承機構;軸支承上述每個軸支承機構的端部的一對軸旋轉驅動部分在垂直方向支持該一對軸旋轉驅動部分的一對第一託架;在該一對第一託架內側的種棒側設置的一對第二託架;配置在該一對第二託架每個中，接納上述一對軸支承機構的一對軸承。上述一對重量測定裝置，安裝在上述一對第二託架上，用以測定種棒、該種棒上形成的光纖煙炱、上述一對軸支承機構及上述一對軸承的重量。
上述一對軸支承機構的每一個，通過上述第一託架和第二託架之間的耦連，並構成軸旋轉驅動部分和第一託架不影響上述重量測定裝置。
光纖煙炱合成裝置具有輸入來自上述重量測定裝置的重量測定信號、算出堆積在上述種棒上的光纖煙炱的質量的運算控制裝置。
上述運算控制裝置，當算出的光纖煙炱的質量達到規定的目標值時，則停止上述光纖煙炱的合成。
上述運算控制裝置，通過上述軸旋轉驅動部分，以兩種不同的角速度使上述軸支承機構旋轉。從每個角速度中的上述重量測定裝置的2個測定重量算出堆積在上述種棒上的光纖煙炱的質量。
光纖煙炱合成裝置還有檢出種棒旋轉角度的裝置。上述運算控制裝置根據該旋轉角度檢出裝置的檢出值和基於來自在相差180度的上述種棒旋轉位置中的上述重量測定裝置的不同的重量檢出值的和，來算出上述種棒上堆積的光纖煙炱的質量。
又，上述種棒支持旋轉驅動機構具有從兩側水平方向軸支承上述種棒的一對軸支承機構和軸支承該軸支承機構每個端部的一對軸旋轉驅動部分。上述一對重量測定裝置安裝在上述一對軸支承機構內，用以測定種棒及種棒上形成的光纖煙炱的重量。
上述一對軸支承機構的每一個，在上述重量測定裝置的安裝部位與上述軸旋轉驅動部分之間進行耦連，使上述重量測定裝置不受軸旋轉驅動部分的影響。
而，上述種棒支持旋轉驅動機構包括對向配置的一對驅動側軸承部;在該驅動側軸承部的內側對向配置的一對驅動側託架;在其更內側對向配置的一對從動側託架;在該對向的從動側託架之間軸支承種棒的軸支承機構，它被分割成驅動軸部分與從動軸部分;在上述驅動側託架與上述從動側託架之間旋轉自如地連結上述驅動軸部分和從動軸部分的結合機構;響應上述從動側託架所受重量，使上述從動側託架升降的從動側託架上下動容許機構;和通過上述驅動側軸承部分向上述軸支承機構傳送旋轉的旋轉驅動機構。上述重量測定裝置設置在上述從動側託架上下動容許機構的下部。
上述旋轉機構最好是一種萬向聯軸節。
上述種棒支持旋轉驅動機構，具有垂直方向設置的導軌。上述從動側託架上下動容許機構沿該導軌使上述從動側託架升降。
上述種棒支持旋轉驅動機構，具有在垂直方向配置的框架，及在該框架旋轉自如地被軸支承著的旋動臂，在該旋動臂上安裝著從動側託架。
上述種棒支持旋轉驅動機構，具有在垂直方向配置的框架，及在該框架上旋轉自如地被軸支承著的旋動臂，在該旋動臂的一端側設置的平衡錘，在該旋動臂的另一端側安裝著從動側託架。
上述種棒支持旋轉驅動機構，具有在垂直方向配置的框架、及固定在該框架上的牽引彈簧，和連接在該牽引彈簧的自由端上的彈簧接納臂。該彈簧接納臂的另一端通過支點在上述從動側託架連接。
上述運算控制裝置，算出光纖煙炱合成前的上述重量測定裝置的讀數與光纖煙炱合成中的上述重量測定裝置的讀數之差，再算出種棒上堆積光纖煙炱對於旋轉軸中心的重心位置的偏心距離，從而補償該偏心距離算出光纖煙炱的質量。
在上述從動側託架的與種棒相反側面上，設有防止該從動側託架因光纖煙炱的重量增加，而向種棒側傾斜的平衡錘。
在上述從動側託架中，在與上述平衡錘的安裝位置的對向位置上設有傾斜檢出傳感器，並對應於該傾斜檢出傳感器的傾斜讀數值調整平衡錘的位置。
上述種棒支持旋轉驅動機構有以樞支軸為旋轉中心使託架的下降旋轉的升降導向機構。
光纖煙炱合成裝置，具有對於固定的噴管，使種棒和水平方向軸支承該種棒的軸支承機構旋轉的同時，在水平方向使之往復移動的旋轉往復驅動機構。或者，光纖煙炱合成裝置，具有對於以固定位置旋轉的種棒，使噴管在水平方向中往復移動的機構。
本發明的目的及特徵、及其它目的和特徵將結合下面有關的附圖進行更詳細的描述。
圖1為本發明第一實施例的光纖煙炱合成裝置的構成圖;
圖2表示在圖1所示的光纖煙炱合成裝置中測定金屬包層用煙炱的質量的原理示圖;
圖3表示圖1所示光纖煙炱合成裝置的變形形態的部分構成圖;
圖4為本發明的第2實施例的光纖煙炱合成裝置的構成圖;
圖5為本發明第3實施例的光纖煙炱合成裝置的構成圖;
圖6是圖5線A-A的剖面圖，是特別關於從動側託架上下動容許機構的剖面圖;
圖7A和B是圖解圖5中的萬向聯軸節的示圖;
圖8A-圖8D是圖5所示的光纖煙炱合成裝置中的說明重量測定方法的示圖;
圖9是表示圖5所示的從動側託架上下動容許機構的其它構成剖面圖;
圖10表示圖5所示從動側託架上下動容許機構的又一其它構成剖面圖;
圖11為本發明第四實施例的光纖煙炱合成裝置的構成圖;
圖12為圖11中的萬向聯軸節的詳細構成圖;
圖13為圖5所示從動側託架上下動容許機構的其它構成剖面圖;
圖14為圖11所示本發明光纖煙炱合成裝置的從動側託架的傾斜補償、檢出傾斜的構成圖;
圖15為本發明的實施例的光纖煙炱合成裝置的局部剖面圖;
圖16為本發明光纖煙炱合成裝置儀表化系統的構成圖;
圖17為本發明實施例的光纖煙炱合成裝置的升降導向機構的剖面圖。
參照圖1來描述本發明第一實施例的光纖煙炱合成裝置。
在光纖煙炱合成裝置的殼架1內，種棒2由種棒支持旋轉驅動機構4A、4B水平地軸支承著。對向種棒2設置著煙炱合成用噴管(バ-ナ)3。種棒2由支持旋轉驅動機構4A、4B帶動旋轉，且對應於煙炱合成用噴管3在水平方向相對地作往復驅動。在這種往復驅動過程中，通過從噴管3放出的例如四氯化矽(SiCl4)氣體及氫氧焰，在種棒2的周圍合成金屬包層用光纖煙炱5。
種棒支持旋轉驅動4A、4B，包含有通過種棒2的兩端的卡盤6A、6B水平的支持種棒的軸7A、7B;設置在殼架1的外部的軸承10A、10B;與軸7A、7B同步旋轉的軸旋轉驅動部件8A、8B;支持這些軸旋轉驅動部件8A、8B的第一託架9A、9B。種棒支持旋轉驅動機構4A、4B還包含有通過軸承10A、10B旋轉自如地支持軸7A、7B的第2託架11A、11B;搭載第一託架9A、9B並在水平方向移動的第一可動臺12A、12B;搭載第二託架11A、11B的第二可動臺13A、13B。而且，種棒支持旋轉驅動機構4A、4B，還有貫通第一可動臺12A、12B和第二可動臺13A、13B，並且與它們螺紋結合、使第一可動臺12A、12B和第二可動臺13A、13B以水平方向同嚮往復移動的往復驅動螺紋軸14。
通過這種往復驅動螺紋軸14的旋轉，第一可動臺12A、12B和第二可動臺13A、13B同向移動，在這些第一可動臺12A、12B和第二可動臺13A、13B上的第一託架9A、9B和軸旋轉驅動部件8A、8B，及第二託架11A、11B和軸承10A、10B也都同時水平移動，種棒2也水平移動。
又，種棒支持旋轉驅動機構4A、4B具有對第一可動臺12A、12B和第二可動臺13A、13B的往復移動進行導向的導軌(圖未示)
軸7A、7B從殼架1貫通的貫通部分，由密封部15A、15B進行密封，保持殼架1內為負，使之能確實地在殼架1內進行光纖煙炱的合成。
在這第一實施例的光纖煙炱合成裝置中，種棒支持旋轉驅動機構4A、4B中承受煙炱5的重量部分之一的第二託架11A、11B與第二可動臺13A、13B之間，夾有一對煙炱重量檢出傳感器16A、16B。
作為這些光纖煙炱重量檢出傳感器16A、16B，採用應變儀或測力傳感器。
煙炱重量檢出傳感器16A、16B，接入用微計算機實現的運算控制裝置70，運算控制裝置70從用煙炱重量檢出傳感器16A、16B測定的光纖煙炱5的重量算出質量的同時對光纖煙炱合成裝置的操作進行控制。
在這種光纖煙炱合成裝置中，運算控制裝置70驅動種棒支持旋轉驅動機構4A、4B而使種棒2旋轉，且，通過使種棒2和光纖煙炱5在水平方向往復移動並由噴管3噴射如四氯化矽氣體及氫氧火焰的合成，在種棒2的周圍合成、堆積光纖煙炱。排氣氣體從排氣口(圖中未示)排放。
合成煙炱5的重量，在合成過程中經常由煙炱重量檢出傳感器16A、16B檢測，並在與煙炱重量檢出傳感器相連的運算控制裝置70中，以實時、準確地算出光纖煙炱的質量。
運算控制裝置70進行規定的運算，如果判斷出光纖煙炱5的合成達到規定的質量、則運算控制裝置70使光纖煙炱5的合成停止。
已堆積有合成結束的光纖煙炱5的種棒2從卡盤6A、6B折下並從殼架1中取出，接著新的種棒2軸支承於殼架1內的卡盤6A、6B中，再次進行新的光纖煙炱5的合成。
密封部15A、15B的間隙為0.1mm-1.0mm，但因殼架1內為負壓，故殼架1內部的氣體不會排出殼架1的外部。
又，從氮氣插入口(圖未示)請除或淨化氮氣，可改善密封部15A、15B的性能良好。
如上所述，煙炱重量檢出傳感器16A、16B插入第二可動臺13A、13B和第二託架11A、11B之間，計測這些種棒2和該種棒2周圍所合成的光纖煙炱5的重量。運算控制裝置70從煙炱重量檢出傳感器16A、16B的全部測定重量中減去已知的第二託架11A、11B、軸承10A、10B、軸7A、7B、卡盤6A、6B及種棒2的重量，算出已合成的光纖煙炱5的重量，再算出它的質量。
下面，來描述本發明的第一實施例的實驗例。
實驗例1煙炱5與種棒2的重量4Kg(公斤)種棒2的旋轉數250γpm(轉/分)種棒2的往復移動速度100mm/min(毫米/分鐘)殼架1內的壓力740Torr煙炱重量檢出傳感器16A、16B的測定精度50g(0.05%)煙炱5右側煙炱重量檢出傳感器16A中作用總重量達100Kg如上，煙炱重量檢出傳感器16A、16B的每一個，用具有100Kg左右測定範圍的測力傳感器，能以50g的精度測定光纖煙炱5的重量。
又，如圖1中虛線所示，煙炱重量檢出傳感器16A、16B能夠插入軸承10A、10B和第二託架11A、11B之間。這種情況下，在煙炱重量檢出傳感器16A、16B中，由於不承受第二託架11A、11B的重量，由此，煙炱重量檢出傳感器16A、16B的測定範圍能相應減小，它的解析度和精度高，進一步提高了光纖煙炱5的質量測定精度。
下面描述從測定的光纖煙炱5的重量精確算出其質量的方法。
圖2表示圖1所示光纖煙炱的剖面圖。
在煙炱重量檢出傳感器16A、16B中，除了上述重量之外，還有由種棒2旋轉產生的、式(1)所示的變動力作用。
W＝M·g+m·RL·ω2(1)這裡，W為煙炱重量檢出傳感器16A、16B檢測的重量;g為重力加速度;M是煙炱5的質量;m是煙炱5的偏心質量;ω為角速度RL為從煙炱5的旋轉中心a至煙炱5的重心位置b的距離。
雖然質量M為所希望求出的光纖煙炱5的合成質量，但由於存在未知的式(1)右邊第二項，所以單靠它不能算出光纖煙炱5的質量M。
消失式(1)右邊的第二項的方法有下面2種方法。
方法1使角速度ω從ω1變化到ω2，測定每個煙炱重量檢出傳感器16A、16B所檢出的重量W1和W2，則得到下式W1＝M·g+m·RL·ω12(2)W2＝M·g+m·RL·ω22(3)重量W1與W2為煙炱檢出傳感器16A、16B的測定值，角速ω1和ω2為設定值，均為已知的。把這些值代入式(2)和式(3)，可求出(m·RL)，如果把算出(m·RL)代入式(2)或式(3)就能算出(M·g)。因為重力加速度g是已知的，所以在運算控制裝置70中能算出光纖煙炱5的質量M。它的算式的一例用式(4)表示。
M＝(W2ω12-W1ω22)/g(ω12-ω22) (4)運算控制裝置70、以第一角速度ω1使種棒2旋轉，讀取煙炱重量檢出傳感器16A、16B的第一重量W1，此後，以第二角速度ω2使種棒2旋轉，再讀取煙炱重量檢出傳感器16A、16B的第二重量W2，就能從式(4)算出種棒2上合成的光纖煙炱的質量M。
方法2
根據光纖煙炱5的重心位置b的不同，用煙炱重量檢出傳感器16A、16B檢出的重量不同。在圖2中，a為旋轉中心，b為重心位置，RL為從旋轉中心a至重心位置b的距離，θ為經過旋轉中心a的垂直線與連結旋轉中心a和重心位置b的連線形成的角度。這種情況下，式(5)成立。
'W＝M·g+m·RL·ω2·COSθ (5)在相差180度的位置對重量W(θ)和W(θ+π)進行測定可得下式。
W(θ)＝M·g+m·RL·ω2·COSθ (6)W(θ+π)＝M·g-m·RL·ω2·COSθ (7)從兩式消去(m·RL·ω2·COSθ)，得M＝(W(θ)+W(θ+π))/2g (8)運算控制裝置70通過解出式(8)就能算出種棒2上合成的光纖煙炱的質量。
在該方法2中，除了煙炱重量檢出傳感器16A、16B外，為了以相差180度的位置檢出種棒2的旋轉角度，在軸7A端部裝有旋轉編碼器34。該旋轉編碼器34的輸出輸入給運算控制裝置70，運算控制裝置70根據來自旋轉編碼器34的旋轉檢出值，算出相差180度的旋轉角度中的煙炱重量檢出傳感器16A、16B的檢出重量的和即W(θ)+W(θ+π)的值，再根據式(8)算出光纖煙炱的質量。
如上所述，用上述方法1或方法2，運算控制裝置70，從由煙炱重量檢出傳感器16A、16B測定的光纖煙炱5的重量，以光纖煙炱5的合成過程中的實時算出光纖煙炱5的正確的質量、把這一結果反饋給光纖煙炱的合成動作，當光纖煙炱5的質量達到規定值時，運算控制裝置70則停止光纖煙炱的合成處理，所以能進行非常精密的光纖煙炱5的合成。
因此，按照本發明的實施例的光纖煙炱合成裝置，沒有必要像上述已有技術那樣，在光纖煙炱5合成結束後對不足部分再合成或對過剩部分進行腐蝕削除處理。其結果可提高了光纖煙炱合成的生產率，縮短了製造時間。另外，也不需要進行為調整光纖煙炱5的質量過多過少的麻煩作業，而質量不足時再合成形成的金屬包層部分的熱損傷等問題也簡略化了。
又，對光纖煙炱進行合成時，用不同於上述噴管3的噴管(圖未示)予先在構成心的種棒的周圍堆積成為金屬包層的一部分的層後，來合成上述光纖煙炱的方法是很適宜的。這時，構成心的種棒的周圍被堆積的金屬包層的一部分層也看做為種棒的一部分，並在該種棒上進行光纖煙炱的合成。
圖3為本發明第一實施例的光纖煙炱合成裝置的變形形態的部分構成圖。
在圖3中，在右側軸旋轉驅動部8A與軸承10A之間的軸7A上接入耦連件17A。又如圖示括號內所示符號，在左側軸旋轉驅動部8B與軸承10B之間的軸7B上接入耦連件17B。
耦連件17A(17B)把來自軸旋轉驅動部8A(8B)的旋轉力傳遞給種棒2，但軸旋轉驅動部件8A(8B)側的重量不會傳遞給煙炱重量檢出傳感器16A(16B)。結果，用煙炱重量檢出傳感器16A、16B能測定除去軸旋轉驅動部8A、8B的重量的重量。煙炱重量檢出傳感器16A、16B因不承受軸旋轉驅動部8A、8B的重量而使精度提高，光纖煙炱5的重量測定精度也更高。
現在，參照圖4來描述本發明光纖煙炱合成裝置的第二實施例。在圖4所示光纖煙炱合成裝置中，與構成圖1光纖煙炱合成裝置的構件相同的構件給予相同的標號。圖4中，設置在殼架1內的種棒2、噴管3、光纖煙炱5及卡盤6A、6B給省略不畫。
在圖4所示光纖煙炱合成裝置中，取消了設置在圖1所示光纖煙炱合成裝置中的軸承10A、10B，第二託架11A、11B，第二可動臺13A、13B。另一方面，圖4所示光纖煙炱合成裝置中，在軸7A、7B的途中接入煙炱重量檢出傳感器16A、16B，從這些煙炱重量檢出傳感器16A、16B到運算控制裝置70的檢出信號的取出和煙炱重量檢出傳感器16A、16B的驅動用供電，都是從軸7A、7B的端部，經匯電環18A、18B來進行的。匯電環18A、18B是通過臂19A、19B而由第一託架9A、9B支持的。
通過上述構造，煙炱重量檢出傳感器16A、16B能夠僅僅測定種棒2、光纖煙炱5和卡盤6A、6B的重量。
煙炱重量檢出傳感器16A、16B雖然受到3維方向的力，但煙炱重量檢出傳感器16A、16B檢出的力，用運算控制裝置70分析處理後正確地算出光纖煙炱5的質量。
煙炱重量檢出傳感器16A、16B的檢出信號，不僅可以通過上述的匯電環18A、18B的有線方式接入運算控制裝置70，而且可以以無線方式連接運算控制裝置70和煙炱重量檢出傳感器16A、16B。
在圖4所示光纖煙炱合成裝置中，也與圖3所示光纖煙炱合成裝置相同，在煙炱重量檢出傳感器16A、16B與軸旋轉驅動部8A、8B之間的軸7A、7B部分中，能夠插接入虛線所示的耦連件17A、17B。這樣，煙炱重量檢出傳感器16A、16B可不受到耦連件17A、17B外側的軸旋轉驅動部8A、8B的重量的影響，而對光纖煙炱5、種棒2、卡盤6A、6B的重量進行測定，在運算控制裝置70中能更精密地算出光纖煙炱5的質量。
而且，在卡盤6A、6B與軸7A、7B的連接部中可插接入煙炱重量檢出傳感器16A、16B，從而能僅測定光纖煙炱5和種棒2的重量並算出光纖煙炱5的質量。
現在參照圖5及圖6來描述本發明光纖煙炱合成裝置的第三實施例。圖6是圖5的從A-A切線看的剖面圖。
由於圖解的關係，雖然圖5中未圖示殼架1，但在殼架1內仍收容著種棒2，光纖煙炱5，煙炱合成用噴管3，卡盤6A、6B，及軸7A、7B的一部分。
圖5所示光纖煙炱合成裝置，有隨著使種棒支軸驅動機構4A、4B和使種棒支持旋轉驅動機構4A、4B左右往復運動的同時，使光纖煙炱5旋轉的旋轉往復驅動機構67。
煙炱重量檢出傳感器16A、16B設置在構成託架21A、21B的從動側託架21A2、21B2的下部。
種棒支軸驅動機構4A、4B包含有共用的基座68，對於種棒2成平行方向設置在基座68上的導軸39，和託架21A、21B。託架21A、21B是由驅動側託架21A1、21B1和從動側託架21A2、21B2組成它們是通過驅動側軸承部20A1、20B1及從動側軸承部20A2、20B2構成的軸承部20A、20B、旋轉自如地支持軸7A、7B、在導軌39內進行引導同時同方向往復移動的。
為了使光纖煙炱5在種棒2上均勻合成，設有使得光纖煙炱5旋轉並相對於噴管3作往復移動的旋轉往復驅動機構67。這種旋轉往復驅動機構67由下列構件組成設置在託架21A、21B的底座22A、22B中成一體的螺母23A、23B;相對於軸7A、7B平行設置、並螺旋固定在螺母23A、23B中的螺紋24;由使螺紋24旋轉並通過託架21A、21B和軸7A、7B等使種棒2相對於噴管3往復移動的種棒往復移動電動機25;與螺紋24平行設置的螺紋軸26;把螺紋軸26的旋轉力傳送給軸7A、7B的旋轉傳送構件27A、27B;通過使螺紋軸26旋轉並通過軸7A、7B等使種棒2在該軸心周圍中旋轉的種棒旋轉用電動機28。
軸7A、7B分別被分成驅動軸部7A1、7B1和從動軸部7A2、7B2。這些驅動軸部7A1、7B1和從動軸部7A2、7B2用萬向聯軸節29A、29B相互連接，萬向聯軸節29A、29B用作旋轉傳送裝置，邊吸收驅動軸部7A1、7B1和從動軸部7A2、7B2的連接部分的變位，一邊用於連結這些驅動軸部7A1、7B1和從動軸部7A2、7B2。
如上述軸7A、7B，分割成驅動軸部7A1、7B1和從動軸7A2、7B2，是為了在煙炱重量檢出傳感器16A、16B的重量測定中，不受驅動託架21A1、21B1側的重量和隨合成進行的光纖煙炱5的質量增加而帶來的軸7A、7B向下彎曲的影響。
伴隨將軸7A、7B分成驅動軸部7A1、7B1和從動軸部7A2、7B2的結構，種棒支持旋轉驅動機構4A、4B的託架21A、21B也被分成驅動側託架21A1、21B1和從動側託架21A2、21B2。
驅動軸部7A1、7B1和從動軸部7A2、7B2，分別通過驅動側軸承部20A1、20B1和從動側軸承部20A2、20B2，被驅動側託架21A1、21B1和從動側託架21A2、21B2旋轉自如地被支持著。通過旋轉傳送構件27A、27B向驅動軸部7A1、7B1傳送旋轉力。驅動側託架21A1、21B1設置在底座22A、22B的上面。
從動側託架21A2、21B2，通過煙炱重量檢出傳感器16A、16B被支持在底座22A、22B的上面。
作為煙炱重量檢出傳感器16A、16B，採用測定額定值(測定範圍為50Kg(公斤)的測力傳感器或變形傳感器。
從動側託架21A2、21B2分別通過由線性導向裝置組成的從動側託架上下動容許機構31A、31B，升降自由地被支持著。從動側託架上下動容許機構31A、31B由導軌32A、32B，和被這些導軌32A、32B導向，並升降自如地支持著從動側託架21A2、21B2的升降構件33A、33B構成。
在驅動軸構件7A1的端部中，設有檢測其旋轉的旋轉編碼器34。
圖7A、7B表示萬向聯軸節29A、29B的結構。
通過光纖煙炱5的合成的進行，光纖煙炱5的重量增加，隨光纖煙炱重量的增加而煙炱重量檢出傳感器16A、16B的變形使從動側託架21A2、21B2向下方稍許變位。這時，驅動軸部7A1、7B1和從動軸部7A2、7B2的軸中心，將偏離例如數10微米左右。
該偏離由萬向聯軸節29A、29B吸收，以防止由於該偏離，使驅動軸部7A1、7B1負擔煙炱重量檢出傳感器16A、16B應承受的一部分荷重而使之發生測定誤差之類事情。
因此，通過萬向聯軸節29A、29B，即使隨合成的進行光纖煙炱的重量增加，也不會受該增加重量的影響，在煙炱重量檢出傳感器16A、16B中能精密地測定光纖煙炱5的重量，運算控制裝置70用該測定結果能精密地算出光纖煙炱5的質量。
又，有重力以外的力加到從動側託架21A2、21B2時，從動側託架21A2、21B2，也因為由從動側託架上下動容許機構31A、31B支持以使上下方以外的移動受到限制，所以能防止從動側託架21A2、21B2因重力以外的力而產生變位，並且煙炱重量檢出傳感器16A、16B能正確地測定光纖煙炱5的重量。
要提高光纖煙炱的質量，除了依靠煙炱重量檢出傳感器16A、16B正確地測定重量外，還必須考慮光纖煙炱5的重心位置。
參照圖8A-D，現在來描述求得光纖煙炱5的重量(質量)和重心位置的方法。
在卡盤6A、6B間裝上種棒2，當使種棒2以轉數N旋轉時，從2個煙炱重量檢出傳感器16A、16B能夠檢出與驅動軸部7A1、7B1的轉數N同步重複增減的荷重Wa(θ)和Wb(θ)。但是，θ如圖2所示為驅動軸部7A1、7B1的旋轉角度，並設種棒2朝向正下方的點為θ＝0的點。
荷重Wa(θ)和Wb(θ)變化的原因，是因為驅動軸部7A1、7B1的彎曲，驅動軸7A1、7B1和從動軸7A2、7B2的軸中心的偏離等，因此，雖然通過調整能使之減少到某個程度，可是不能完全排除荷重Wa(θ)和Wb(θ)的變動。因此，運算控制裝置70有必要考慮該荷重Wa(θ)和Wb(θ)的變動引起的誤差來算出煙炱5的質量。
下面，描述消除該誤差的方法。
荷重Wa(θ)和Wb(θ)的變動與煙炱5重量變化(增加)無關，只要不對種棒2進行交換或不對光纖煙炱合成裝置進行再調整，就不會變化。因此，運算控制裝置70，在進行光纖煙炱合成之前測定2個煙炱重量檢出傳感器16A、16B的檢測輸出的荷重Wa(θ)、Wb(θ)和Wnt(θ)Wnt(θ)＝Wa(θ)+Wb(θ) (5)記錄下如圖8A所示的θ和Wnt(θ)的關係。Wnt(θ)表示機械精度引起的誤差。
之後，如果開始光纖煙炱5的合成，則在光纖煙炱5的合成過程中，就可求出如圖8B所示不同於合成前的荷重的和Wrt(θ)。運算控制裝置也記錄下該和值。
求得荷重Wnt(θ)與Wrt(θ)的差以消除機械精度引起的誤差，能求得下式真正的變動荷重W＊(θ)。
W＊(θ)＝Wrt(θ)-Wnt(θ) (6)該真正的荷重示於圖8C。
這樣算出的變動荷重W＊(θ)為光纖煙炱5的重量與由於光纖煙炱5的重心位置的偏心所引起的振擺周圍的離心力的垂直向下的分力的和。用下式近似表示為W＊(θ)＝W＊c(θ)+W＊a(θ)cos(θ-α) (7)式中，W＊c(θ)為W＊(θ)變動的中心值，W＊a(θ)為離心力，α為煙炱5的偏心的相位角度。
重心位置G處的偏心量RL，能由關係式離心力＝(質量)×(半徑)×(角速度)2求得W＊a(θ)＝W＊c(θ)×RL×(2πN)2
RL＝W＊a(θ)/[W＊c(θ)×(2πN)2] (8)另外，如果取2個煙炱重量檢出傳感器16A、16B所分擔的荷重的時間上的平均值的比，則如圖8D所示，取如下式的平均值的比。
1r＝(右側傳感器16A的測定值的平均值)(左側傳感器16B的測定值的平均值)(9)又，1+r＝(2個傳感器16A、16B之間的距離)(10)由上式可求得左側的從傳感器16B的位置至重心G的距離1和右側的從傳感器16A至重心位置G的距離r。
上述的運算是在用計數器構成的運算控制裝置70中以高速實時地進行的。
在種棒2上合成光纖煙炱時，構成基座68上的種種光纖煙炱合成裝置的構件雖然隨光纖煙炱5的往復移動而向左右移動，但其移動速度，如上所述，為比較低的100毫米/分左右，即使移動方向改變時也幾乎不影響光纖煙炱的重量測定。
在上述光纖煙炱合成裝置中，對於合成光纖煙炱5的目標質量，能夠以正負50g(克)的精度範圍內測定全部煙炱5的質量。這時，通過運算控制裝置70的噴管3的吐出量的控制和使種棒2往復移動的速度控制，能夠控制重心位置G在離軸中心半徑方向2毫米以內而長度方向5毫米以內。
圖9表示容許從動側託架21A2、21AB2的上下移動的從動側託架上下動容許機構31A、31B的其它斷面構成。
煙炱重量檢出傳感器16A、16B載設在底座構件22A、22B中。
從動側託架上下動容許機構31A、31B，是由立置在底座構件22A、22B上的框架35A、35B和其一端用軸37A、37B旋轉自如地支持在這些框架35A、35B上，其另一端支持著從動側託架21A2、21B2的轉動臂36A、36B構成鉸鏈型。
按照這種鉸鏈型從動側託架上下動容許機構31A、31B的結構，能夠把光纖煙炱合成裝置的高度控制得低。當光纖煙炱合成裝置的高度變低時，不僅能使光纖煙炱裝置小型化，而且隨著光纖煙炱5的往復移動而移動的光纖煙炱合成裝置的構件也變小，這樣減少了構成煙炱重量檢出傳感器16A、16B的重量測定的誤差因素。
圖10為允許從動側託架21A2、21B2上下移動的從動側託架上下動容許機構31A、31B的又一其它剖面結構。
基座構件22A、22B中裝置著煙炱重量檢出傳感器16A、16B。
從動側託架上下動容許機構31A、31B，由立置在底座構件22A、22B上的框架35A、35B和轉動臂36A、36B構成該臂的中央用軸37A、37B旋轉自如地支持在上述框架35A、35B上，用其一端側支持從動側託架21A2、21B2並用另一端側支持平衡錘38A、38B。
如上的這種從動側託架上下動容許機構31A、31B，由於存在平衡錘38A、38B，故可以使煙炱重量檢出傳感器16A、16B所受的重量小，最好，能夠使其小到僅為被合成的光纖煙炱5的重量程度，由於能夠使煙炱重量檢出傳感器16A、16B的測量額定值小，所以能提高煙炱重量檢出傳感器16A、16B的分辨能力和測量精度。其結果是，運算控制裝置70中光纖煙炱5的質量算出精度變高。
按照實施例，從作為平衡支點的軸37A、37B的軸中心至平衡錘38A、38B的重心位置的距離為250毫米，平衡錘38A、38B的重量為25公斤。在該條件中，煙炱重量檢出傳感器16A、16B的測量額定值能夠降至10公斤、光纖煙炱5算出的質量精度對標定質量值而言能提高到正負10克的精度。
參照圖11，現在來描述本發明的第四實施例。
該光纖煙炱合成裝置，僅使光纖煙炱5在其軸心周圍旋轉而沒有往復移動，另一方面，使煙炱合成用噴管3在長度方向往復移動。也即，圖1和圖5所示噴管3是固定的，而本實施例相反，使噴管3能往復移動。
煙炱重量檢出傳感器16A、16B，設置在用萬向聯軸節29A、29B分開的從動側託架上下動容機構31A、31B的下部。在託架21A、21B側的旋轉軸7A1、7B1的端部中設有旋轉編碼器34A、34B，並構成能夠檢出種棒2的旋轉角度。其它結構基本上與圖5所示的相同。
圖11所示的構造，其光纖煙炱合成裝置的長度方向的長度可縮短。又，因為沒有光纖煙炱5的往復移動，所以減少了隨光纖煙炱5的移動而產生測量誤差的因素。
圖12表示圖11所示光纖煙炱合成裝置的萬向聯軸節29A、29B的結構。
萬向聯軸節29A、29B的結構是在驅動軸部7A1、7B1與從動軸部7A2、7B2的相互端面中，分別設有由中心構件29A1、29A2與外部包圍構件30A1、30A2構成的同軸構體，在中心構件29A1、29A2的圓周方向的一處設有溝41A1、41A2，在溝41A1、41A2的位置處、中心構件29A1、29A2與外部包圍構件30A1、30A2之間放入球體42A1、42A2，像挾住這些球體42A1、42A2那樣，在雙方的的中心構件29A1、29A2與外部包圍構件30A1、30A2之間的空間中插入共用的旋轉力傳送圓弧片43的兩端，這些構件的外周用共同的外罩44包圍。
通過這種結構的萬向聯軸節29A、29B，能圓滑地吸收上述驅動軸部7A1、7B1和從動軸部7A2、7B2之間的偏移等，從而提高煙炱重量檢測傳感器16A、16B對光纖煙炱5的重量的測理精度。
又，作為吸收從動部軸的變位的旋轉傳送裝置，除上述萬向聯軸節29A、29B之外還可使用其他萬向聯軸節、磁性耦連、流體耦連等。
圖13表示允許從動側託架21A2、21B2的上下運動的從動側託架上下動容許機構31A、31B的又一其它構成的剖面圖。
圖13所示從動側託架上下動容許機構31A、31B由以下構件組成即設置在立置於基座構件22A、22B上面的框架35A、35B的側面上的導軌32A、32B;支持著由這些導軌32A、32B引導而升降自如地從動側託架21A2、21B2的導軌升降構件33A、33B;通過螺紋結合而貫通在框架35A、35B的上端的水平託架45A、45B上的調整螺紋46A、46B;設置在從動側託架21A2、21B2上的彈簧支承臂47A、47B;調整螺紋46A、46B與彈簧支架臂47A、47B之間拉伸設置的牽引彈簧48a、48B;旋入調整螺紋46A、46B中，調整牽引彈簧48A、48B的張力的調整螺母49A、49B。
用上述構成的從動側託架上下動容許機構31A、31B，同圖10所示的平衡錘38A、38B相同，由於有牽引彈簧48A、48B，能使煙炱重量檢出傳感器16A、16B所受的重量減小，煙炱重量檢出傳感器16A、16B的測量額定值降低，以提高光纖煙炱5的重量測定的解析度和測量精度。
該例中，使用了牽引彈簧48A、48B的全長為150毫米，彈簧常數為5000牛頓/米的，通過調整螺紋46A、46B調整了張力。從動軸部7A2、7B2和從動側託架21A2、21B2的總重量為38公斤，並使煙炱重量檢出傳感器16A、16B的測定範圍設計在10公斤。
通過用圖13所示的從動側託架上下動容許機構31A、31B的光纖煙炱合成裝置，在安裝種棒2之前的階段，調整牽引彈簧48A、48B的張力，以便在煙炱重量檢出傳感器16A、16B中，受到3公斤的負載，光纖煙炱5合成時的光纖煙炱5的重量用拉力彈簧48A、48B對其進行張力調整後，用煙炱重量檢出傳感器16A、16B測量光纖煙炱5合成的煙炱重量。在該例中，因為光纖煙炱5的一部分重量由牽引彈簧48A、48B負擔，所以能算出光纖煙炱5的真實重量。
將光纖煙炱5的合成終了時的值與別的精密天秤測定的值比較的結果，該差的最大值為7克。即，如果使用圖13的從動側託架上下動容機構31A、31B，用煙炱重量檢出傳感器16A、16B能夠非常精密地測量光纖煙炱5的重量，最後，用運算控制裝置70能夠非常正確地算出光纖煙炱5的質量。
又，作為抵消在煙炱重量檢出傳感器16A、16B上所受構件的重量的其它方法，以可用電磁力、浮力等代替圖13所示牽引彈簧48A、48B。
圖14和圖15中表示了本發明其它實施例的光纖煙炱合成裝置的部分剖面圖。
與從動側託架21A2、21B2的光纖煙炱5相對的兩側為相對側的面，例如，在上下位置處，以外伸支持的形態在水平方向突出設置滑動導向軸54A、54B。滑動導向軸54A、54B中，與光纖煙炱5和從動軸部7A2、7B2等的重量相對的平衡錘55A、55B滑動自如地嵌合著。
使平衡錘55A、55B的位置對應於煙炱重量檢出傳感器16A、16B檢出的光纖煙炱5的重量增加，而朝防止從動側託架21A2、21B2的傾斜的方向變化。這樣，就能夠防止起因於作用在從動側託架21A2、21B2的光纖煙炱5和從動軸部7A2、7B2等的重量的從動側託架21A2、21B2的傾斜。其結果是，能夠降低在引導從動側託架21A2、21B2的升降的升降導向機構51A、51B中，產生的摩擦力，從而能在光纖煙炱5的合成中高精度地算出它的重量(質量)。
圖14和圖15的光纖煙炱合成裝置中設有導軌52A、52B和滑動構件53A、53B。
作為實施例，煙炱重量檢出傳感器16A、16B使用測量額定值為60公斤的梁形測力傳感器;升降導向機構51A、51B的滑動構件53A、53B使用滾柱直徑為4毫米的卷輥導向機構;萬向聯軸節29A、29B使用靜容許轉矩為12公斤·米的萬向聯軸節。
圖16為表示圖14及圖15所示部分構成的光纖煙炱合成裝置中的光纖煙炱重量(質量)算出系統的結構圖。
用旋轉編碼器34檢測驅動軸部7A1、7B1和從動軸部7A2、7B2的旋轉角度，並輸入給運算控制裝置70。又，用變形放大器58A、58B對煙炱重量檢出傳感器16A、16B的檢出信號進行放大並輸入運算控制裝置70。
來自煙炱重量檢出傳感器16A、16B的檢出信號用變形放大器58A、58B放大，在運算控制裝置70中算出時間平均處理的平均值，求出這些和，以實時算出煙炱5合成中的重量(質量)。
實驗例2表-1表示圖14和15所示測定系統中的煙炱5的重量測定結果(實驗例)與圖5所示光纖煙炱合成裝置中的重量測定結果(比較例)的比較。
在該測定中，代替光纖煙炱5，用1000克的砝碼分別測定10次。
表-1實驗例 比較例最小測量值 991克 942克最大測量值 1005克 1013克平均值 998克 976最大-最小 14克 71克以上比較結果表明，如果用圖14和圖15所示的結構，則可使光纖煙炱的重量測量精度提高很多。在該實驗例中，能以正負10克的精度測定光纖煙炱的重量。
再度參照圖14和圖15，進一步描述本發明的光纖煙炱合成裝置。
在該實施例中，在與從動側託架21A2、21B2的光纖煙炱5對向的兩側成相反側一面的上下處，以外伸支持方式水平方向突出設置著滑動導向軸54A、54B。在滑動導向軸54A、54B的預定位置中，嵌合著與光纖煙炱5和從動軸部7A2、7B2等的重量相對應的平衡錘55A、55B，並固定於適合的位置中。
又，在煙炱重量檢出傳感器16A、16B的下面，設置有煙炱重量檢出傳感器位置調整機構59A、59B，它可使相對於動側託架21A2、21B2的煙炱重量檢出傳感器16A、16B的位置，對應於煙炱重量檢出傳感器16A、16B檢出的光纖煙炱5的重量增加，而朝著防止從動側託架21A2、21B2傾斜的方向變化。
通過煙炱重量檢出傳感器位置調整機構59A、59B使相對於從動側託架21A2、21B2的煙炱重量檢出傳感器16A、16B的位置，對應於煙炱重量檢出傳感器16A、16B檢出的光纖煙炱5的重量的增加，而朝防止從動側託架21A2、21B2的傾斜的方向變化。這樣，能夠抑制起因於作用於從動側託架21A2、21B2的光纖煙炱5及從動軸部7A2、7B2等的重量的從動側託架21A2、21B2的傾斜，並可降低在引導從動側託架21A2、21B2升降的升降機構51A、51B中所產生的摩擦力，從而在光纖煙炱5的合成中能以實時、高精度地測定它的重量。
上述實施例，雖然描述的是光纖煙炱合成用噴管3被固定的例子，但也可如參照圖11所描述的結構就是使噴管3的移動，而使種棒2和光纖煙炱5僅旋轉而在水平方向不作往復移動。
又，升降導向機構51A、51B不限於如圖示的2列，1列、3列或4列以上的構成也可以。
為了檢測從動側託架21A2、21B2的傾斜，最好能夠在升降導向機構51A、51B的一部分中設置荷重傳感器或微小變位測定器等的傾斜檢測傳感器61。運算控制裝置20輸入該傾斜檢測傳感器61的檢出值，而使平衡錘55A、55B或煙炱重量檢出傳感器16A、16B的位置改變。這樣，用煙炱重量檢出傳感器16A、16B測定光纖煙炱5的重量的精度可更加提高。
此外，也可以它做成如下結構，即把煙炱重量檢出傳感器16A、16B設置在從動側託架21A2、21B2的上部，用煙炱重量檢出傳感器16A、16B把從動側託架21A2、21B2和從動軸部7A2、7B2吊下(圖未示)。
作為吸收從動軸部7A2、7B2的軸變位的耦連裝置，除了上述的萬向聯軸節29A、29B外，其它還能夠用圖中未示的磁性耦連裝置、流體耦連裝置等。
如圖17所示，把升降導向機構51A、51B作成使用樞軸60的旋轉式升降導向機構也是適合的。採用這種結構，也能減少作用於煙炱重量檢出傳感器16A、16B的光纖煙炱5的重量測定中的不利因素。
又，在圖15中，平衡錘55A、55B雖然配設於從動側託架21A2、21B2的側面的上下兩處，但也可只設置在側面的恰當位置中的一個。
以上，雖然是關於本發明的光纖煙炱合成裝置的實施例的示例，但是本發明的光纖煙炱合成裝置能夠把上述種種實施例所示結構進行適當的組合。另外，本發明不限定於上述結構，可根據本發明的思想做出種種變形形態。
權利要求
1.一種通過把構成光纖心的種棒(把心和根據需要在心的四周形成包層部分的一部分加以被復的種棒)，在上述種棒上構成包層的煙炱進行合成而製造光纖母材的光纖煙炱合成裝置，該光纖煙炱合成裝置含有從兩側水平方向支持種棒使之旋轉的、對向配置的一對種棒支持旋轉驅動機構；放出光纖煙炱原料和氫氧火焰，並使之在該種棒上合成光纖煙炱的噴管；收容該噴管、種棒、以及被合成的光纖煙炱的殼加(ハウジンケ)；使該噴管和上述種棒相對地、在水平方向作往復移動的往復移動機構；和設置在上述一對種棒支持旋轉驅動機構的每一個中，用來測量上述種棒以及合成和堆積在該種棒上的光纖煙炱的重量的一對重量測定裝置。
2.如權利要求1所述合成裝置，其特徵在於，上述種棒支持旋轉驅動機構包含從而側水平方向軸支持上述種棒的一對軸支承機構;軸支持該軸支承機構的每一端部、並對向配置的一對軸旋轉驅動部;在垂直方向支持該一對軸旋轉驅動部、並對向配置的一對第一託架;與該一對第一託架內側的種棒側對向配置的一對第二託架;設置在該一對第二託架的每一個中、並承受上述一對軸支承機構的一對軸承，上述一對重量測定裝置裝入上述一對第二託架中，並用來測定種棒、該種棒上形成的光纖煙炱、上述一對軸支承機構和上述一對軸承的重量。
3.如權利要求2所述的合成裝置，其特徵在於，上述一對軸支承機構的每一個，在上述第一託架和上述第二託架之間用耦連裝置結合，並使上述重量測定裝置不受軸旋轉驅動部和第一託架的影響。
4.如權利要求1所述的合成裝置，其特徵在於，所述光纖煙炱合成裝置還包含輸入來自上述重量測定裝置的重量測定信號、算出上述種棒上堆積的光纖煙炱的質量的運算控制裝置。
5.如權利要求4所述的合成裝置，其特徵在於，上述運算控制裝置在算出的光纖煙炱的質量達到預定的目標值時，使上述光纖煙炱停止合成。
6.如權利要求5所述的合成裝置，其特徵在於，上述運算控制裝置，通過上述軸旋轉驅動部，以不同的2種角速度使上述軸支承機構旋轉，從每個角速度中的上述重量測定裝置的2個測定重量來算出堆積在上述種棒上的光纖煙炱的質量。
7.如權利要求6所述的合成裝置，其特徵在於，所述光纖煙炱合成裝置還包含檢出上述種棒旋轉角度的角度檢出裝置，上述運算控制裝置根據由該角度檢出裝置的角度檢出值算出旋轉角度相差180度位置中的上述重量測定裝置的重量檢出值的和，再由該重量和算出堆積在上述種棒上的光纖煙炱的質量。
8.如權利要求1所述的合成裝置，其特徵在於，上述種棒支持旋轉驅動機構包含有從兩側水平方向軸支持著上述種棒的一對軸支承機構;軸支承著該軸支承機構的每個端部的一對軸旋轉驅動部，上述一對重量測定裝置裝入上述一對軸支承機構內，以測定種棒和該種棒上形成的光纖煙炱的重量。
9.如權利要求8所述的合成裝置，其特徵在於，上述一對軸支承機構的每一個，是由在上述重量測定裝置的安裝位置與上述軸旋轉驅動部之間用耦連裝置結合，從而使上述重量測定裝置不受上述因光纖煙炱的合成所帶來的重量增加的影響。
10.如權利要求9所述的合成裝置，其特徵在於，上述光纖煙炱合成裝置有輸入來自上述重量測定裝置的重量測定信號、算出堆積在上述種棒上的光纖煙炱的質量的運算控制裝置。
11.如權利要求10所述的合成裝置，其特徵在於，上述運算控制裝置，當算出的光纖煙炱的質量達到預定的目標值時，使上述光纖煙炱的合成停止。
12.如權利要求1所述的合成裝置，其特徵在於，上述種棒支持旋轉驅動機構包含對向位置上設置的一對驅動側軸承部;鄰接於該驅動側軸承部且對向設置的一對驅動側託架;且內側對向設置的一對從動側託架;為在該對向的從動側託架之間支持種棒的軸支承機構，被分割成驅動軸部和從動軸部;在上述驅動側託架和上述從動側託架之間旋轉自如地連接上述驅動軸部和從動軸部的結合機構;響應上述從動側託架所受的重量變化使上述從動側託架升降的從動側託架上下動容許機構;通過上述驅動側軸承部間上述軸支承機構傳送旋轉的旋轉驅動機構，上述重量測定裝置，設置在上述從動側託架上下動容許機構的下部。
13.如權利要求12所述的合成裝置，其特徵在於，上述旋轉機構為萬向聯軸節。
14.如權利要求12所述的合成裝置，其特徵在於，上述種棒支承軸驅動機構有垂直方向設置的導軌，上述從動側託架上下動容許機構沿該導軌升降。
15.如權利要求12所述的合成裝置，其特徵在於，上述種棒支持旋轉驅動機構有垂直方向設置的框架和在該框架中旋轉自如地軸支持的轉動臂，該旋轉臂中裝有從動側託架。
16.如權利要求12所述的合成裝置，其特徵在於，上述種棒支持旋轉驅動機構有垂直方向設置的框架，和由該框架旋轉自如在支持的轉動臂，以及在該轉動臂的一側中設置的平衡錘，該轉動臂的另一端安裝著從動側託架。
17.如權利要求12所述的合成裝置，其特徵在於，上述種棒支持旋轉驅動機構有垂直方向設置的框架，和該框架中固定著的牽引彈簧，和連接在該牽引彈簧的自由端的彈簧支架臂，該彈簧支架的另一端，通過支點接入上述驅動側託架上。
18.如權利要求12所述合成裝置，其特徵在於，所述光纖煙炱合成裝置有輸入來自上述重量測定裝置的重量測定信號計算出堆積在上述種棒上的光纖煙炱的質量的運算控制裝置。
19.如權利要求18所述合成裝置，其特徵在於，上述運算控制裝置，算出光纖煙炱合成前的上述重量測定裝置的讀數與光纖煙炱合成中的上述重量測定裝置的讀數的差值，和算出重心位置對於堆積在種棒上的光纖煙炱的旋轉軸中心的偏心距離，然後通過對該偏心距離的補償算出光纖煙炱的質量。
20.如權利要求19所述合成裝置，其特徵在於，上述運算控制裝置，當算出的光纖煙炱的質量達到預定的目標值時使上述光纖煙炱的合成停止。
21.如權利要求12所述的合成裝置，其特徵在於，上述從動側託架的相反側的位置中，設置有防止該從動側託架傾斜的平衡錘。
22.如權利要求21所述的合成裝置，其特徵在於，在上述從動側託架中設有傾斜檢測傳感器，上述運算控制裝置用該傾斜檢測傳感器的傾斜檢出值來調整上述平衡錘的位置以防止上述從動側託架的傾斜。
23.如權利要求12所述的合成裝置，其特徵在於，上述種棒支持旋轉驅動機構有以樞支軸為旋轉中心使託架的下降旋轉的升降導向機構。
24.如權利要求1所述的合成裝置，其特徵在於，所述光纖煙炱合成裝置有使種棒和在水平方向軸支持該種棒的軸支承機構，相對固定的噴管旋轉的同時在水平方向作往復運動的旋轉往復驅動機構。
25.如權利要求1所述的合成裝置，其特徵在於，所述光纖煙炱合成裝置，具有使噴管對於以固定位置旋轉的種棒，作水平方向往復移動的機構。
26.如權利要求1所述的合成裝置，其特徵在於，所述重量測定裝置為測力傳感器或應變儀。
27.如權利要求1所述的合成裝置，其特徵在於，上述每一個軸支承機構都具有與從兩側挾住種棒的卡盤相結合的旋轉軸。
28.一種光纖煙炱合成裝置，它具有從兩側水平方向支持具有構成光纖心部分的種棒的同時使之、以水平軸作為中心旋轉的、一對對向設置的種棒支持旋轉驅動機構;使得在該種棒上成為光纖包層的光纖煙炱進行合成的噴管;設置在上述一對種棒支持旋轉驅動機構的每一個中、測定上述種棒和合成並堆積在上述種棒上的光纖煙炱的重量的一對重量測定裝置。
29.如權利要求28所述光纖煙炱合成裝置，其特徵在於，它還具有輸入來自上述重量測定裝置的重量測定值、以實時僅僅算出已合成的光纖煙炱的質量的運算控制裝置。
30.如權利要求28所述的合成裝置，其特徵在於，所述光纖煙炱合成裝置還具有重量調整機構，該重量調整機構響應合成後增加的光纖煙炱的重量、將上述種棒支持旋轉驅動機構維持在預定的平衡狀態上，從而能在不受由上述光纖煙炱合成而增加的光纖煙炱的重量而使上述種棒支持旋轉驅動機構彎曲的力的影響下，使上述重量檢出裝置能夠測定上述種棒和光纖煙炱的重量。
31.如權利要求30所述光纖煙炱合成裝置，其特徵在於，它還具有輸入來自上述重量測定裝置的重量測定值，並以實時僅僅算出合成後的光纖煙炱的質量的運算控制裝置。
全文摘要
一種光纖煙炱合成裝置，為了儘量不受旋轉驅動機構的重量的影響，用設置在被分割的一對種棒支持旋轉驅動機構中的煙炱重量檢出傳感器測定正在旋轉的種棒與光纖煙炱的重量，而運算控制裝置以實時僅僅算出從該測定重量經運算處理後在種棒上已合成的光纖煙炱的質量。運算控制裝置根據算出的質量進行光纖煙炱的合成控制。
文檔編號G02B6/00GK1060910SQ9110914
公開日1992年5月6日 申請日期1991年9月19日 優先權日1990年10月25日
發明者三上俊宏, 香村幸夫, 石田禎則, 野神明 申請人:古川電器有限公司