JP2014196210A - ガラス管切断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】チップオフしたガラス管に熱歪が残り、歪によりガラス管が割れて封入ガスが漏れてしまう。チップオフしたガラス管の長さは長めで不揃いになる。【解決手段】ガラス管の半径より大きな値をもつ貫通口を持つ熱遮断板と、前記遮断板に向けたガスバーナー火炎口を２個以上供えたガスバーナーを備える構成にすることで、前記ガスバーナー火炎が加熱するガラス管の熱温度ファイルの温度上昇の勾配を緩めるとともに、熱歪の発生を防ぐことを特徴としたガラス管切断装置。【選択図】図７

Description

この発明は、ガスバーナーを用いてガラス管を溶融して切断するとともにガラス管を塞ぐ装置に関するものである。

本発明において、高温度の火炎でガラス管を溶融して切断するとともにガラス管を塞ぐ工程をチップオフ工程と定義する。ガスバーナーの火炎で、プラズマディスプレーのガラス製排気管をチップオフする装置がある。（例えば、特許文献1参照）。プラズマディスプレーは、前面板と背面板の間に交流電極を備えた複数の放電セルを備える。電極と前面板と背面板を組み上げた後、各放電セルの空間の排気と放電ガスを充填するため、排気ガラス管を備えている。前記プラズマディスプレーの排気と放電ガス充填の工程に、前記該排気ガラス管をガスバーナーで融解して前記排気ガラス管を塞ぐチップオフ工程がある。図１の１２はガスバーナーであり、ガスバーナーの火炎１３により排気ガラス管１１がチップオフされる。プラズマディスプレーの背面板は１０である。

特開２００９−４３５８８号公報

ガスバーナーの火炎によりガラス管をチップオフするにあたり、火炎からでた高温ガスおよび、ガスにより熱せられた空気がプラズマディスプレーの背面板１０と部品を加熱してしまう。そこで背面板と部品が熱せられるのを防止するため、ガスバーナーのガス放出口の方向を変えている。ガスバーナーを傾けない場合と、ガスバーナーをθ1傾けた場合で、背面板から測ったガス火炎がガラス管に当たる距離を、それぞれ
Ｌ０１、Ｌ０２とする。図２は、ガスバーナー１２を傾けたことで、切断されるガラス管の位置が背面板より離れてしまうことを表している。すなわちＬ０２の値は、Ｌ０１の値より大きな数値になる。チップオフ後、背面板にあるガラス管の寸法が長いことから、他の製品、部品または工具が前記ガラス管に当たり、ガラス管が割れてしまう恐れがある。このことでガラス管を保護する特別な冶具を必要とする、とともにプラズマディスプレー製品全体のハンドリングが難しくなる。

図３（a）は、ガラス管１１とガスバーナー１２の配置を示す断面図である。ガスバーナー１２はガラス管１１と垂直に配置にしている。ガスバーナー１２が出す火炎１３でガラス管１１を熱して切断するため、７００℃の融解温度Ｔ０を超えてガラス管１１を加熱する。 図３の（ｂ）は加熱されたガラス管１１の温度プロファイル３３を示す。記号Ｔはガラス管の温度を、記号Ｘはガラス管の軸位置を示す。前記温度プロファイル３３において、斜線を入れたガラス管の領域Ｌ１１は融解温度Ｔ０を超えている領域を示す。記号ＴとＸは、図３の（ｄ）と（ｆ）でも同じ意味を持つ。

図３（a）に示したガラス管の融解領域Ｌ１１は、事前に規定した範囲を超える場合がある。この場合、事前に規定した箇所と異なる箇所でガラス管がチップオフする恐れが生じる。チップオフしたガラス管の長さが不揃いとなり、寸法が規定範囲に収まらなくなり後製造工程で不具合を生じる。または製品のハンドリングが困難になることが考えられる。

ガスバーナー火炎１３でガラス管を加熱する箇所を制限する方法として、図３（ｃ）に示すように、熱遮断板３１を供えるとともに、ガスバーナー１２をθ２だけ傾けて、前記ガスバーナー火炎１３を、前記熱遮断板の近傍のガラス管に当てることが考えられる。
図４は、上記構成の配置を示す斜視図である。前記図４はガスバーナーが２個ある場合の事例である。前記熱遮断板３１が無い場合のＬ１１と比べると、この構成において、加熱される領域Ｌ１２はより狭くなる。この方法を採用することでガラス管がチップオフする箇所を所定の場所に抑えることが可能となる。

図３（d）は、加熱されるガラス管の温度プロファイル３４を描いている。温度プロファイル３３と比較すると、前記温度ファイル３４の温度上昇の傾斜が大きくなっているとともに、遮断板の近傍の温度が高くなる。熱遮断板３１が置かれているガラス管の近傍で、急激な温度差が発生するため、ガラス管に歪が残り、後日クラックが発生する可能性がある。クラックが生じると、機密性が破られ、排気による圧力を低下させた内部空間に空気が入り込むとともに、封入した充填ガスが漏れ出してしまう問題がある。

このように、ガスバーナー火炎によりガラス管をチップオフする工程において、加熱するガラス管の領域を制限するとともに、熱による歪が起きにくい温度プロファイルを実現するガラス管切断装置が望まれている。

本発明は、ガスバーナーを備え、ガス火炎の加熱によりガラス管を切断する装置であって、ガラス管を貫通させる遮蔽板の貫通口の寸法がガラス管より規定の値以上大きいことを特徴とするガラス管切断装置である。さらに、
前記遮蔽板と前記ガラス管との空隙にガスバーナーの火炎が当たることを特徴とすること、
前記ガスバーナーの火炎放射口は２個以上備えられていることを特徴とすること、
前記熱遮蔽板を前記ガラス管に垂直に任意の箇所に置くことを特徴とすること、
前記熱遮断板に対し、前記ガスバーナーの火炎放射口は少なくとも１０度以上、４０度以内に傾けた構造を特徴とするガラス管切断装置である。
または、
前記ガラス管の半径をＲ１、ガラス管を貫通させる前記遮蔽板の貫通口の半径をＲ２としたとき、Ｒ２がＲ１より少なくとも０．５ｍｍ値が大きいことを特徴とするガラス管切断装置である。

ガスバーナーと熱遮断板を備えた、ガラス管をガス火炎で切断するチップオフ装置であって、ガラス管と熱遮断版の間に空けた空隙部にガス火炎を当てることにより、加熱されるガラス管の温度プロファイルの温度上昇が緩やかになる。この結果、ガラス管に熱歪みが生じることを抑制できるので、チップオフ後にガラス管が割れる可能性は低くなる。また加熱するガラス管の領域を規定できるので、チップオフ後のガラス管の長さを揃えることが可能となる。

図３（e）は、熱遮断板３２、ガスバーナー１２とガラス管１１の配置を示す断面図である。前記ガスバーナー１２は、前記熱遮断板３２に対して傾き角度θ２で取り付ける。図３（f)はガスバーナーの火炎１３が前記ガラス管１１を加熱する温度プロファイル３５を示している。温度プロファイル３４と比較すると、前記温度プロファイル３５の温度上昇は緩やかになっている。このことで、前記ガラス管１１の熱歪の発生を制御できる。図５の斜視図は、前記熱遮断板３２、前記ガスバーナー１２と前記ガラス管１１の配置を示す。

ガスバーナーと、プラズマディスプレー排気ガラス管の配置図 傾けたガスバーナーと、プラズマディスプレー排気ガラス管の配置図 熱遮断板、ガスバーナーとガラス管の配置を示す断面図ならびに 加熱されるガラス管の温度プロファイル 熱遮断板、ガスバーナーとガラス管の配置を示す斜視図 本発明における熱遮断板、ガスバーナーとガラス管の配置を示す斜視図 ＵＶチューブの断面図 熱遮断板、ガスバーナーとＵＶチューブのガラス管の配置を示す正面図と斜視図 実施例１のガスバーナー本体、ＵＶチューブのガラス管と熱遮断板の配置を示す斜視図

本発明の実施の形態１を図６、図７と図８を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態１．
ＵＶチューブは、火炎に含まれる紫外線を受けて放電を生起する一対の放電電極を円筒形のガラスチューブ内に封止し、上記一対の放電電極それぞれのリード線をガラスチューブの一端部から導出したものである。前記ＵＶチューブはボイラ内の燃焼状態をモニタする火炎センサとして使われる。
図６は、ＵＶチューブは、ガラスチューブ本体６０の中にアノード電極６１及びカソード電極６２が互いに平行に配置している構造を示す。前記ＵＶチューブが放電したことを、リード線６３,６４に接続した検出回路から信号を外部に出力する。ＵＶチューブの製造時、ガラス管のチップオフ工程があり、図６の６５はチップオフするガラス管である。

図７（a）と（b）はそれぞれ、ＵＶチューブのチップオフ工程での、ガスバーナー１２、熱遮断板７０、そしてＵＶチューブの前記ガラスチューブ本体６０の配置状態を説明する正面図と斜視図である。
前記熱遮断板７０は、ＵＶチューブの前記ガラス管６５の半径Ｒ１より大きな値を持つＲ２を半径とした貫通口を開けている。前記熱遮蔽板７０の貫通穴の半径Ｒ２は、ガラス管の半径Ｒ１と比べ、少なくとも０．５ｍｍ大きい。
図面の記載していないが、前記熱遮断板７０は、前記ガラス管６５を通すとともに、前記ガラス管６５の軸方向にスライドすることで前記ガラス管６５の任意の場所にセットできる。前記熱遮断板７０に傾けた火炎放射口を備えた前記ガスバーナー１２を置く。
火炎放射口が、前記熱遮断板７０に向けて傾く角度は、１０°以上で４０°以内が適切である。

ガスバーナーの火炎が前記貫通口と、前記ガラス管６５の間の空隙部を超えて前記熱遮断板７０の反対側のガラス管を加熱する。
前記ガラス管６５と前記貫通口の間に開いた空隙から前記熱遮断板７０の裏側に入り込んだ火炎が、前記ガラス管６５の融解温度より高くなる範囲は、実測でほぼ１ｍｍである。
温度プロファイルを、図３を参照して述べると、ガスバーナーの火炎により加熱されるガラス管上で融解温度より高い領域Ｌ１３は５ｍｍとなっている。Ｌ１３は、Ｌ１１の６ｍｍより範囲は狭く、Ｌ１２の４ｍｍより範囲が広いことが確認されている。

図８は、本発明で実施するチップオフ装置のガスバーナー本体１２０と、ガスバーナー本体に備えた２個の火炎噴出モジュール１２１と、前記熱遮断板７０ならびにＵＶチューブの前記ガラスチューブ本体６０の配置を説明する斜視図である。

このように、前記熱遮断板７０の貫通口と前記ガラス管６５に空隙を持たない場合と比べて、ガラス管の温度プロファイルの温度上昇は緩和される。この緩やかな温度プロファイルにより前記ガラス管６５に熱歪が発生するのを抑制できるので、前記ガラス管６５にクラックが入ることを防げる。

本発明を採用することで、熱歪を減少させるとともに、チップオフするガラス管の寸法の不揃いを規定範囲に収めることが出来る。

１０ プラズマディスプレーの背面板
１１ チップオフされるガラス管
１２ ガスバーナー
１３ ガスバーナー火炎
３１、３２、７０ 熱遮断板
３３、３４、３５ ガスバーナーで加熱されるガラス管の温度プロファイル
６０ ＵＶチューブのガラスチューブ本体
６１ アノード電極
６２ カソード電極
６３、６４ リード線
６５ ＵＶチューブのチップオフされるガラス管
１２０ ガスバーナー本体
１２１ ガスバーナー本体のガス火炎噴出モジュール

Claims (6)

1. ガスバーナーを備え、ガス火炎の加熱によりガラス管を切断する装置であって、
   ガラス管を貫通させる遮蔽板の貫通口の寸法がガラス管より規定の値より大きく
   したことを特徴とするガラス管切断装置。
2. 請求項１項において、
   前記遮蔽板と前記ガラス管との空隙に前記ガスバーナーの火炎が当たることを特徴とするガラス管切断装置。
3. 請求項１項または２のチップオフ装置において、
   前記ガスバーナーの火炎放射口が２個以上備えられていることを
   特徴とするガラス管切断装置。
4. 請求項１項または２において、
   前記熱遮蔽板を前記ガラス管の任意の箇所に置くことを特徴とするガラス管切断装置。
5. 請求項１項または２において、
   前記熱遮断板に対し、前記ガスバーナーの火炎放射口は少なくとも10度以上、40度以内に傾けたことを特徴とするガラス管切断装置。
6. 請求項１項または２において、
   前記ガラス管の半径をＲ１、前記ガラス管を貫通させる前記遮蔽板の貫通口の半径をＲ２としたとき、少なくともＲ２がＲ１より０．５ｍｍ値が大きいことを特徴とするガラス管切断装置。
   
   

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