(57)【要約】【課題】バーナーをバーナーホルダに再取付する際の位置再現性が高く、再取付時の所要時間の短縮により装置の稼働率を向上させることができ、また、同一品質のガラス微粒子堆積体の量産にも適したガラス微粒子堆積体の製造装置を提供すること。【解決手段】ガラス微粒子堆積体の製造装置１において、バーナー９を固定するバーナーホルダ１１の一端面に、該ホルダ１１に対してバーナー９の周方向に回転不可に連結されるホルダ連結部４９と、バーナー９をその軸方向及び周方向に移動不可に保持するバーナー保持部４７とを備えた位置決め治具１３を備える。【選択図】図１
2009161381.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターゲットロッド上の堆積面に向けてガラス原料ガスを噴射するバーナーと、前記堆積面に対して前記バーナーの軸方向及び周方向の位置を固定するバーナーホルダとを備えて、前記バーナーホルダに保持された前記バーナーから吹き付けるガラス原料ガスの火炎加水分解反応により生成したガラス微粒子を前記堆積面に堆積させることによってガラス微粒子堆積体を形成するガラス微粒子堆積体の製造装置であって、
前記バーナーが延出する前記バーナーホルダの一端面に、前記バーナーホルダに対して周方向に回転不可に連結されるホルダ連結部と、前記バーナーをその軸方向及び周方向に移動不可に保持するバーナー保持部とを備えた位置決め治具を備え、
前記位置決め治具と前記バーナー、及び前記位置決め治具と前記バーナーホルダとが着脱可能であることを特徴とするガラス微粒子堆積体の製造装置。
【請求項２】
請求項１に記載のガラス微粒子堆積体の製造装置を使用したガラス微粒子堆積体の製造方法であって、
前記位置決め治具を前記ホルダ連結部により前記バーナーホルダの一端面に連結した後、前記バーナーホルダへの位置決めが完了した状態のバーナーに、前記バーナー保持部により前記位置決め治具を固定し、以後、バーナーに前記位置決め治具を取り付けたままの状態で、ガラス微粒子堆積体の製造を実施し、
前記バーナーを前記バーナーホルダから取り外す際は前記位置決め治具をバーナーに固定したまま取り外し、
ガラス微粒子堆積体の再製造時には、バーナーに固定していた位置決め治具とバーナーホルダとを再度連結する事によりバーナー取り外し前の位置状態を再現できるようにしたことを特徴とするガラス微粒子堆積体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス微粒子堆積体の製造装置に関し、特に、バーナーホルダにバーナーを再取付する際の位置再現性を向上させるための改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光ファイバ用のガラス母材の製造にあたり、例えばＶＡＤ（Vapor-phase Axial Deposition）法によってガラス微粒子をターゲットロッド上に堆積させたガラス微粒子堆積体を製造する際には、同心多重管バーナーを使用し、四塩化ケイ素、四塩化ゲルマニウム等の原料ガスや、助燃ガス（Ｏ２等）、燃焼ガス（Ｈ２、ＣＨ４、Ｃ２Ｈ６等）、場合によってはさらに不活性ガス（Ｈｅ、Ａｒ等）、といった諸ガスから構成されるガラス原料ガスを前記バーナーから噴射させて、前記ガラス原料ガスの火炎加水分解反応により生成されるガラス微粒子をターゲット上の堆積面に堆積させている。
【０００３】
このようなガラス微粒子堆積体の製造方法において、前記ターゲットロッド上の堆積面に対して、前記バーナーによるガラス原料ガスの噴射位置や噴射向きが変わると、屈折率が微妙に変化したり、堆積物が非対称であったり、堆積効率が急激に悪化したり、と、予期せぬ不具合が生じる。
【０００４】
そこで、通常、ガラス微粒子堆積体の製造装置では、前記堆積面に対して前記バーナーの軸方向及び周方向の位置を堅固に固定するバーナーホルダを備えていて、安定したガラス微粒子の堆積を持続できるように、処理の開始前に、バーナーの位置調整を繰り返して最適位置を決定する位置決め作業（条件出し作業とも呼ばれる）が実施される。
この位置決め作業には、例えば、約２週間に及ぶ多大な手間と時間が必要になる。
【０００５】
ところが、バーナーは、ガス成分の付着による性能低下を防止するために、適時に、バーナーホルダから取り外して、洗浄を行う必要がある。
そして、洗浄後に、バーナーをバーナーホルダに再取付するとき、再び、手間と時間が必要なバーナーの位置決め作業を繰り返すことは、装置の稼働率を低下させる大きな問題となってしまう。
【０００６】
そこで、保持するバーナーの外周面に臨むバーナーホルダの端面に、位置決め用の目印となる位置マークを設けておき、最初にバーナーを条件出ししたときに、前記位置マークに対応するバーナー外周面に、前記位置マークに符合させるマーキングを行うことで、バーナーを再取付する際の位置再現性を向上させるようにしたガラス微粒子堆積体の製造装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−２８７９２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが、マーキングの精度は、マーキングを行う作業者の技能によりばらつきが生じ易く、更に、マーキングとして付された目印線の太さに起因する誤差等もあり、更に再取付時にマーキングした目印線とバーナーホルダの位置マークとを符合させる作業者の熟練度の影響も受けるため、再取付時の位置再現性が高いとは言い難く、バーナーの取付位置条件が再取付毎に変動してしまうため、同一品質のガラス微粒子堆積体の量産が難しいという問題があった。
また、バーナーの取付位置条件を正確に一致させるために、再取付後に取付位置の修正を行う場合には、相応の条件出し作業が必要となって、装置の稼働率の低下という問題が生じた。
【０００９】
本発明の目的は上記課題を解消することに係り、バーナーをバーナーホルダに再取付する際に、作業者の技能や熟練度に関係なく、簡単に、前回と同じ取付位置条件に取り付けることができ、再取付する際の位置再現性の向上により、再取付時の所要時間を短縮して装置の稼働率を向上させることができ、また、再取付によるバーナー取付位置条件を一定に維持できることから、同一品質のガラス微粒子堆積体の量産にも適したガラス微粒子堆積体の製造装置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】
【００１０】
（１）上記した課題を解決するために、本発明によるガラス微粒子堆積体の製造装置は、ターゲットロッド上の堆積面に向けてガラス原料ガスを噴射するバーナーと、前記堆積面に対して前記バーナーの軸方向及び周方向の位置を固定するバーナーホルダとを備えて、前記バーナーホルダに保持された前記バーナーから吹き付けるガラス原料ガスの火炎加水分解反応により生成したガラス微粒子を前記堆積面に堆積させることによってガラス微粒子堆積体を形成するガラス微粒子堆積体の製造装置であって、
前記バーナーが延出する前記バーナーホルダの一端面に、前記バーナーホルダに対して周方向に回転不可に連結されるホルダ連結部と、前記バーナーをその軸方向及び周方向に移動不可に保持するバーナー保持部とを備えた位置決め治具を備え、
前記位置決め治具と前記バーナー、及び前記位置決め治具と前記バーナーホルダとが着脱可能であることを特徴とする。
【００１１】
（２）また、上記した課題を解決するために、本発明によるガラス微粒子堆積体の製造方法は、上記（１）に記載のガラス微粒子堆積体の製造装置を使用したガラス微粒子堆積体の製造方法であって、
前記位置決め治具を前記ホルダ連結部により前記バーナーホルダの一端面に連結した後、前記バーナーホルダへの位置決めが完了した状態のバーナーに、前記バーナー保持部により前記位置決め治具を固定し、以後、バーナーに前記位置決め治具を取り付けたままの状態で、ガラス微粒子堆積体の製造を実施し、
前記バーナーを前記バーナーホルダから取り外す際は前記位置決め治具をバーナーに固定したまま取り外し、
ガラス微粒子堆積体の再製造時には、バーナーに固定していた位置決め治具とバーナーホルダとを再度連結する事によりバーナー取り外し前の位置状態を再現できるようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によるガラス微粒子堆積体の製造装置によれば、最初にバーナーホルダに対してバーナーを最適位置に決定する位置決め作業を実施したら、その位置決め作業後に、位置決め治具のホルダ連結部により位置決め治具とバーナーホルダとを連結し、更に、バーナー保持部により位置決め治具をバーナーに固定させておく。
そして、バーナーの洗浄等のためにバーナーをバーナーホルダから取り外すときには、位置決め治具はバーナー保持部によりバーナーを保持している状態のままにしておく。
そして、バーナーをバーナーホルダに再取付する際には、位置決め治具のホルダ連結部により位置決め治具とバーナーホルダとを連結させれば、それだけで、前回と同じ取付位置条件で、バーナーがバーナーホルダに位置決めされる。
従って、バーナーをバーナーホルダに再取付する際に、作業者の技能や熟練度に関係なく、簡単に、前回と同じ取付位置条件に取り付けることができ、再取付する際の位置再現性の向上により、装置の稼働率を向上させることができる。
また、再取付時の位置再現性の向上により、再取付によるバーナー取付位置条件を一定に維持でき、同一品質のガラス微粒子堆積体の量産も容易になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明に係るガラス微粒子堆積体の製造装置の好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明に係るガラス微粒子堆積体の製造装置の一実施の形態のバーナーホルダ周辺の側面視の構成図、図２は図１のＡ−Ａ矢視図であって図１に示した製造装置におけるバーナーホルダの構造（正面）図、図３は図１のＢ−Ｂ矢視図であって図１に示した製造装置における位置決め治具の構造（正面）図、図４は図１のＣ−Ｃ矢視図であって図２のバーナーホルダと図３の位置決め治具とを組み合わせた図、図５は洗浄等のためにバーナーホルダから取り外されたバーナーの説明図である。
【００１４】
この一実施の形態のガラス微粒子堆積体の製造装置１は、反応容器３内に吊持されるターゲットロッド（出発基材）５と、このターゲットロッド５上の堆積面（ガラス微粒子の堆積が進行したときには、堆積しているガラス微粒子堆積体の表面）に向けてガラス原料ガス（酸素ガスや水素ガスと共にＳｉＣｌ４やＧｅＣｌ４など）７を噴射する同心多重管型のバーナー９と、堆積面に対してバーナー９の軸方向（図１で矢印Ｘ方向）及び周方向（図１の矢印Ｒ方向）の位置を固定するバーナーホルダ１１と、該バーナーホルダ１１の一端面（図１では、ターゲットロッド５側の端面）に着脱可能に連結される位置決め治具１３と、を備えており、バーナーホルダ１１に保持されたバーナー９から吹き付けるガラス原料ガス７の火炎加水分解反応により生成したガラス微粒子をターゲットロッド５の堆積面に堆積させることによってガラス微粒子堆積体１７を形成する。
【００１５】
バーナーホルダ１１は、図２に示すように、柄杓状の形状をしており、ホルダ底部内壁にバーナー９の外周に当接する２つの傾斜面２２，２３が設けられたホルダ本体２４と、バーナー９を２つの傾斜面２２，２３に押し付けて固定する押え板２６とを備えている。
押え板２６は、ねじ２７によりホルダ本体２４の両側壁に締結されるようになっている。
【００１６】
バーナーホルダ１１は、２つの傾斜面２２，２３と押え板２６とによって、バーナー９の外周に３点接触して、バーナー９の軸方向及び周方向の各位置を固定する。但し、押え板との接触は、少なくとも１点以上の面接触としても良い。
押え板２６のバーナー９との接触部は、過度の押圧荷重を作用させないように適度な弾力性を持つと共に、バーナー９の自転を規制する適度な摩擦特性を持つ材料で形成されている。なお、接触部に掛ける荷重は、容易に位置が変わらず、バーナーを破損させない範囲であることが必要である。
【００１７】
ホルダ本体２４は、図１に示すように、スタンド部材３１を介して位置調整台３２に固定されている。
この位置調整台３２は、２軸方向、又は３軸方向に移動可能に構成されていて、バーナーホルダ１１に保持されたバーナー９の取付位置の調整に利用される。
【００１８】
ホルダ本体２４の一端面（ターゲットロッド５側に位置している端面で、図２にハッチングを施した領域）２４ａは、位置決め治具１３を突き合わせて、位置決め治具１３の軸方向の位置決めを果たす平滑面に仕上げられている。
そして、この一端面２４ａには、位置決め治具１３の突き合わせ面４３ａ（図３参照）に突設された位置決めピン４１が嵌合する嵌合溝２８を備えている。
なお、位置決め治具１３の位置を微調整する構造をバーナーホルダに設けても良い。
【００１９】
位置決め治具１３は、図３に示すように、底部または側面の内壁にバーナー９の外周に当接する２つの傾斜面２２，２３を有している治具本体４３と、上記の２つの傾斜面２２，２３にバーナー９を押し付けて固定する押え板４５の少なくとも３点で接する構造を備えている。
押え板４５は、バーナーホルダ１１における押え板２６と同様に、ねじ２７により治具本体４３の両側壁に締結されるようになっている。
【００２０】
位置決め治具１３は、２つの傾斜面２２，２３と押え板４５とによって、バーナー９の外周に３点接触して、これらの３点の接触部による締め付けによりバーナー９の軸方向び周方向の各位置を固定する。即ち、位置決め治具１３では、２つの傾斜面２２，２３と押え板４５とによる３点接触の締め付け構造が、バーナー９をその軸方向及び周方向に移動不可に保持するバーナー保持部４７となる。
バーナー９をその軸方向及び周方向に移動不可に固定する構造は、バーナーホルダ１１の場合と同じ構造でも良いし、他の構造（全周面での保持）でも良い。
押え板４５のバーナー９との接触部は、過度の押圧荷重を作用させないように適度な弾力性を持つと共に、バーナー９の自転を規制する適度な摩擦特性を持つ材料で形成されている。
【００２１】
ホルダ本体２４の一端面２４ａに突き合される治具本体４３の突き合わせ面４３ａ（図３にハッチングを施した領域）は、一端面２４ａと同等の平滑面に仕上げられている。
突き合わせ面４３ａの下部領域には、一端面２４ａに形成された嵌合溝２８に嵌合することで位置決めを果たす位置決めピン４１が突設されている。
また、図４に示すように、嵌合溝２８に位置決めピン４１を嵌合させた治具本体４３は、２つの傾斜面２２，２３をバーナーホルダ１１に固定されているバーナー９の外周面に当接させることで、バーナー９の周方向に回転不可に一端面２４ａに位置決めされる。
即ち、嵌合溝２８に嵌合する位置決めピン４１と、バーナー９の外周面に当接する２つの傾斜面２２，２３とが、位置決め治具１３をバーナーホルダ１１の一端面に回転不可に連結するホルダ連結部４９として機能している。
【００２２】
以上に説明した製造装置１では、最初にバーナーホルダ１１に対してバーナー９を最適位置に決定する位置決め作業を実施して、図２に示したようにバーナーホルダ１１にバーナー９が固定された状態になったら、その位置決め作業後に、まず、位置決め治具１３の治具本体４３をホルダ連結部４９によりバーナーホルダ１１のホルダ本体２４の一端面２４ａに突き合わせて、治具本体４３がバーナーホルダ１１に連結された状態にする。
その状態で、図４に示すように、治具本体４３の上部の押え板４５を締め付けることで、バーナー９に位置決め治具１３を固定する。
【００２３】
そして、バーナー９の洗浄あるいは補修等のためにバーナー９をバーナーホルダ１１から取り外すときには、ホルダ本体２４から押え板２６を取り外すことで、バーナー９をバーナーホルダ１１から取り出し可能にして、位置決め治具１３はバーナー保持部４７によりバーナー９に固定された状態のままにしておく。
従って、バーナー９の洗浄あるいは補修等は、図５に示したように、位置決め治具１３が付いた状態のままで行う。
【００２４】
そして、バーナー９をバーナーホルダ１１に再取付する際には、位置決め治具１３のホルダ連結部４９により位置決め治具１３とバーナーホルダ１１とを連結させれば、それだけで、バーナー９の軸方向及び周方向のそれぞれの位置を前回と略同じ取付位置条件に再現して、バーナー９がバーナーホルダ１１に位置決めされる。
【００２５】
従って、バーナー９をバーナーホルダ１１に再取付する際に、作業者の技能や熟練度に関係なく、簡単に、前回と同じ取付位置条件に取り付けることができ、再取付する際の位置再現性の向上により、装置の稼働率を向上させることができる。
また、再取付時の位置再現性の向上により、再取付によるバーナー取付位置条件を一定に維持でき、同一品質のガラス微粒子堆積体の量産も容易になる。
【００２６】
実際の再取付作業では、位置決め治具１３を使用したことによって、バーナー９のバーナーホルダ１１への取付寸法誤差は、従来では不可能であった０．５ｍｍ以下に押えることができ、この再取付時の位置再現性の向上により、再取付後の条件出し作業は、１〜２本のプロファイル確認のみで終了でき、従来は約２週間程度の作業時間を有した再取付時の条件出し作業が、数日で終了できるようになり、装置稼働率を大幅に向上させることが可能になった。
【００２７】
また、本実施の形態の製造装置１では、位置決め治具１３のバーナー保持部４７が、バーナーホルダ１１と同様の構造で、バーナー９の軸方向及び周方向の位置を固定するため、位置決め治具１３を設計する際に、バーナー保持部４７を構成する溝２１や押え板４５の形状・寸法には、バーナーホルダ１１の溝２１や押え板２６の形状・寸法を流用することができ、位置決め治具１３の設計が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係るガラス微粒子堆積体の製造装置の一実施の形態のバーナーホルダ周辺の側面視の構成図である。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視図であって図１に示した製造装置におけるバーナーホルダの構造（正面）図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ矢視図であって図１に示した製造装置における位置決め治具の構造（正面）図である。
【図４】図１のＣ−Ｃ矢視図であって図２のバーナーホルダと図３の位置決め治具とを組み合わせた図である。
【図５】洗浄等のためにバーナーホルダから取り外されたバーナーの説明図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  製造装置
３  反応容器
５  ターゲットロッド（出発基材）
７  ガラス原料ガス
９  バーナー
１１  バーナーホルダ
１３  位置決め治具
１７  ガラス微粒子堆積体
２２，２３  傾斜面
２４  ホルダ本体
２４ａ  一端面（突き合わせ面）
２６  押え板
２７  ねじ
２８  嵌合溝
４１  位置決めピン
４３  治具本体
４３ａ  突き合わせ面
４５  押え板
４７  バーナー保持部
４９  ホルダ連結部
【図１】
2009161381.tif 000003
【図２】
2009161381.tif 000004
【図３】
2009161381.tif 000005
【図４】
2009161381.tif 000006
【図５】
2009161381.tif 000007