JP5064184B2 - Quartz glass tube cutting method - Google Patents

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Description

本発明は、石英ガラス管の切断方法に関し、さらに詳細には、石英ガラスにより形成された管体たる石英ガラス管を所望の長さに切断する際に用いて好適な石英ガラス管の切断方法に関する。 The present invention relates to a method for cutting a quartz glass tube, and more particularly, to a method for cutting a quartz glass tube suitable for use in cutting a quartz glass tube, which is a tube body made of quartz glass, to a desired length. .

一般に、ガラス旋盤上でガラス管をリサイズする加工処理においては、ガラス旋盤のチャックにガラス管を取り付けた状態で当該ガラス管を切断することが行われている。   In general, in the processing of resizing a glass tube on a glass lathe, the glass tube is cut in a state where the glass tube is attached to a chuck of the glass lathe.

従来、こうしたガラス旋盤のチャックに取り付けられたガラス管を切断するには、例えば、図1に示すように、ガラス旋盤のチャック100(ガラス旋盤本体の図示は省略した。)に取り付けられたガラス管102における切断所望箇所にバーナー104から高温(例えば、2000℃程度である。)の火炎を放射して軟化するとともに、ガラス管102に対して軸方向に沿ってA矢印方向に引っ張る力を加えて、ガラス管102を引きちぎるようにして切断する手法が用いられていた。   Conventionally, in order to cut a glass tube attached to a chuck of such a glass lathe, for example, as shown in FIG. 1, a glass tube attached to a chuck 100 of a glass lathe (illustration of the glass lathe body is omitted). The flame is softened by radiating a high-temperature flame (for example, about 2000 ° C.) from the burner 104 to the desired cutting position in 102, and a pulling force is applied to the glass tube 102 in the direction of arrow A along the axial direction. A method of cutting the glass tube 102 by tearing it was used.

しかしながら、こうした手法によるガラス管の切断では、切断箇所近傍に使用できない無駄な部分Bが生じ、歩留まりがよくないという問題点があった。   However, when the glass tube is cut by such a method, there is a problem that a useless portion B that cannot be used is generated in the vicinity of the cut portion, and the yield is not good.


また、ガラス管を切断する他の手法としては、図2の示すように、長尺のままガラス旋盤のチャックから取り外されたガラス管202を、例えば、切断専用の機械旋盤のチャック200などに固定して、固定されたガラス管202の切断所望箇所に水をかけながら、当該切断所望箇所をダイヤブレード204により切断する手法が用いられている。

As another method of cutting the glass tube, as shown in FIG. 2, the glass tube 202 removed from the chuck of the glass lathe while being long is fixed to, for example, a chuck 200 of a mechanical lathe dedicated for cutting. Then, a method of cutting the desired cutting position with the diamond blade 204 while applying water to the desired cutting position of the fixed glass tube 202 is used.

しかしながら、こうした手法によるガラス管の切断によれば、切断するためにガラス旋盤から別の装置に固定しなればならず、ダイヤブレードによるガラス管の切断の際にガラスの微粒粉が発生するため、切断したガラス管がクリーンさを要求される半導体製造用の石英ガラス管などの場合には、切断の後の工程に移行する前に必ずHF洗浄などの洗浄処理を行うことが必要となり、製造工程が煩雑になるという問題点があった。   However, according to the cutting of the glass tube by such a method, it must be fixed to another apparatus from the glass lathe to cut, and fine glass powder is generated when the glass tube is cut by the diamond blade. When the cut glass tube is a quartz glass tube for semiconductor manufacturing that requires cleanliness, it is necessary to carry out a cleaning process such as HF cleaning before proceeding to the post-cutting process. There was a problem that became complicated.


なお、本願出願人が特許出願時に知っている先行技術は、上記において説明したようなものであって文献公知発明に係る発明ではないため、記載すべき先行技術情報はない。

The prior art that the applicant of the present application knows at the time of filing a patent is as described above and is not an invention related to a known literature, so there is no prior art information to be described.

本発明は、従来の技術の有する上記したような種々の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、製造工程を煩雑にすることなく、石英ガラス管を切断する際に石英ガラスの微粒粉を発生することがないようにするとともに、歩留まりを向上することができるようにした石英ガラス管の切断方法を提供しようとするものである。 The present invention has been made in view of the above-mentioned various problems of the prior art, and its object is to cut a quartz glass tube without complicating the manufacturing process. It is an object of the present invention to provide a method for cutting a quartz glass tube that prevents generation of fine particles of quartz glass and improves the yield.

上記目的を達成するために、本発明は、ダイヤブレードを用いることなく、石英ガラス管の周囲にガラス切りなどのカッターでケガキ傷を付けることによりクラックを形成し、熱応力を利用して当該クラックを成長させることにより、当該クラックの発生箇所で石英ガラス管を切断するようにしたものである。 In order to achieve the above object, the present invention forms a crack by scratching the periphery of a quartz glass tube with a cutter such as a glass cutter without using a diamond blade, and uses the thermal stress to generate the crack. The quartz glass tube is cut at the location where the crack occurs.

従って、本発明によれば、例えば、石英ガラス管をガラス旋盤を用いてリサイズ加工する際などにおいて、石英ガラス管をガラス旋盤のチャックに取り付けたままの状態で、ガラスの微粒粉を発生することなくクリーンに切断することができ、製品の歩留まり向上と製造工程の煩雑さを回避することができる。 Therefore, according to the present invention, for example, when a quartz glass tube is resized using a glass lathe, the fine glass powder is generated with the quartz glass tube still attached to the chuck of the glass lathe. Therefore, it can be cut cleanly, and the yield of the product can be improved and the complexity of the manufacturing process can be avoided.

即ち、本発明のうち請求項1に記載の発明は、石英ガラス管の外周面切断所望箇所にカッターを0.10〜0.25MPaの圧力で押しつけて、上記石英ガラス管と上記カッターとを上記切断所望箇所に沿って上記石英ガラス管の上記外周面上を相対的に移動させ、上記石英ガラス管の上記外周面上記切断所望箇所に上記カッターによりケガキ傷を付けることにより、上記石英ガラス管の上記外周面にクラックを形成する第1の工程と、上記第1の工程の後に、上記第1の工程で上記石英ガラス管の上記外周面に付けられた上記ケガキ傷と対向する上記石英ガラス管の内周面の全領域を400〜500℃の温度で加熱する第2の工程と、上記第2の工程の後に、上記第1の工程で上記石英ガラス管の上記外周面に付けられた上記ケガキ傷と対向する上記石英ガラス管の上記内周面の全領域900〜1060℃の温度で加熱する第の工程とを有し、上記第2の工程および上記第3の工程において上記加熱を行うことにより、上記石英ガラス管の上記ケガキ傷を付けられた上記外周面の領域と上記内周面の領域とに温度差が生じ、上記石英ガラス管の上記ケガキ傷を付けられた上記外周面の領域に熱応力による引っ張り応力が発生し、上記石英ガラス管の上記外周面に形成された上記クラックが、上記石英ガラス管の上記外周面から上記ケガキ傷と対向する上記内周面へ進展して、上記クラックの発生箇所で上記石英ガラス管を切断するようにしたものである。 That is, in the invention described in claim 1 of the present invention, the quartz glass tube and the cutter are pressed by pressing the cutter against the desired cutting position on the outer peripheral surface of the quartz glass tube with a pressure of 0.10 to 0.25 MPa. along the cutting desired position is relatively moved on the outer circumferential surface of the quartz glass tube, by attaching the scribing wound by the cutter to the cutting a desired portion of the outer peripheral surface of the quartz glass tube, the quartz glass A first step of forming a crack in the outer peripheral surface of the tube; and the quartz facing the scratches attached to the outer peripheral surface of the quartz glass tube in the first step after the first step. After the second step of heating the entire area of the inner peripheral surface of the glass tube at a temperature of 400 to 500 ° C. and the second step, the outer peripheral surface of the quartz glass tube is attached in the first step. was the scribe scratches The whole area of the inner peripheral surface of the opposing the quartz glass tube was closed and a third step of heating at a temperature of 900 to 1060 ° C., by performing the heating in the second step and the third step Due to this, a temperature difference occurs between the outer peripheral surface region of the quartz glass tube and the inner peripheral surface region, and the outer peripheral surface region of the quartz glass tube is damaged. Tensile stress due to thermal stress is generated in the crack, and the crack formed on the outer peripheral surface of the quartz glass tube progresses from the outer peripheral surface of the quartz glass tube to the inner peripheral surface facing the scuffing scratch, The quartz glass tube is cut at the occurrence of the crack .

また、本発明のうち請求項2に記載の発明は、本発明のうち請求項1に記載の発明において、上記カッターを上記石英ガラス管の上記外周面の上記切断所望箇所に押しつける際の圧力を0.15MPa〜0.20MPaとしたものである。 Moreover, invention of Claim 2 among this invention WHEREIN: In invention of Claim 1 among this invention, the pressure at the time of pressing the said cutter against the said cutting | disconnection desired location of the said outer peripheral surface of the said quartz glass tube is set. It is set to 0.15 MPa to 0.20 MPa .

また、本発明のうち請求項3に記載の発明は、本発明のうち請求項1に記載の発明において、上記カッターを上記石英ガラス管の上記外周面の上記切断所望箇所に押しつける際の圧力を0.15MPaとし、上記石英ガラス管と上記カッターとを上記切断所望箇所に沿って上記石英ガラス管の上記外周面上を相対的に移動する際の速度を14sec/mとしたものである。 Moreover, the invention according to claim 3 of the present invention is the invention according to claim 1 of the present invention, wherein the pressure when pressing the cutter against the desired cutting position on the outer peripheral surface of the quartz glass tube is as follows. The speed at which the quartz glass tube and the cutter are relatively moved on the outer peripheral surface of the quartz glass tube along the desired cutting position is 14 sec / m .

また、本発明のうち請求項4に記載の発明は、本発明のうち請求項1、2またはのいずれか1項に記載の発明において、上記第2の工程および上記第3の工程では、バーナー炎により上記第1の工程で上記石英ガラス管の上記外周面に形成された上記ケガキ傷と対向する上記石英ガラス管の上記内周面を加熱するようにしたものである。 Moreover, invention of Claim 4 among this invention WHEREIN: In invention of any one of Claim 1, 2 or 3 among this invention, in the said 2nd process and said 3rd process, The inner peripheral surface of the quartz glass tube opposed to the scratches formed on the outer peripheral surface of the quartz glass tube in the first step is heated by a burner flame .

また、本発明のうち請求項5に記載の発明は、本発明のうち請求項1、2、3または4のいずれか1項に記載の発明において、上記第1の工程では、上記石英ガラス管を軸方向に対して直交するように切断する箇所を上記切断所望箇所とするようにしたものである。 According to a fifth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention , the quartz glass tube in the first aspect of the present invention. The part which cuts so that it may orthogonally cross with respect to an axial direction is made into the said cutting desired part .

また、本発明のうち請求項6に記載の発明は、本発明のうち請求項1、2、3または4のいずれか1項に記載の発明において、上記第1の工程では、上記石英ガラス管の上記外周面上に波線状にケガキ傷を付けるようにしたものである。 According to a sixth aspect of the present invention , the quartz glass tube according to any one of the first , second, third , or fourth aspect of the present invention is the quartz glass tube in the first step. In the above-mentioned outer peripheral surface, wrinkled scratches are made on the outer peripheral surface .

また、本発明のうち請求項7に記載の発明は、本発明のうち請求項1、2、3または4のいずれか1項に記載の発明において、上記第1の工程では、上記石英ガラス管を軸方向に対して斜めに切断する箇所を上記切断所望箇所とするようにしたものである。 According to a seventh aspect of the present invention , the quartz glass tube according to any one of the first, second, third , or fourth aspect of the present invention is the quartz glass tube in the first step. A portion that is cut obliquely with respect to the axial direction is set as the desired cutting portion .

本発明は、以上説明したように構成されているので、製造工程を煩雑にすることなく、石英ガラス管を切断する際に石英ガラスの微粒粉を発生することがないとともに、歩留まりを向上することができるという優れた効果を奏する。 The present invention, which is configured as described above, without complicating the manufacturing process, with no possible to generate a fine powder of the quartz glass when cutting the quartz glass tube, to improve the yield There is an excellent effect that can be.

以下、添付の図面を参照しながら、本発明による石英ガラス管の切断方法の実施の形態の一例について詳細に説明するものとする。 Hereinafter, an example of an embodiment of a method for cutting a quartz glass tube according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

ここで、図3(a)(b)(c)には、本発明による石英ガラス管の切断方法の実施の形態の一例の処理手順を示す説明図が示されている。 Here, FIGS. 3A, 3 </ b> B, and 3 </ b> C are explanatory views showing a processing procedure of an example of an embodiment of a method for cutting a quartz glass tube according to the present invention.

この本発明による石英ガラス管の切断方法(以下、「本発明方法」と適宜に称する。)においては、まず、第1工程として、ガラス旋盤のチャック10(ガラス旋盤本体の図示は省略した。)に取り付けられた断面形状が正円筒形状のガラス管12を旋盤により回転させながら、ガラス管12の外周面における切断所望箇所にカッター14を所定の圧力で押しつけて、ガラス管12の回転に伴いガラス管12とカッター14とを相対的に移動させ、ガラス管12の外周面における切断所望箇所にケガキ傷を付ける(図3(a)参照。)。 In this quartz glass tube cutting method according to the present invention (hereinafter referred to as “the present invention method” as appropriate), first, as a first step, a glass lathe chuck 10 (the illustration of the glass lathe body is omitted). While rotating the glass tube 12 whose cross-sectional shape is a regular cylindrical shape with a lathe, the cutter 14 is pressed to a desired cutting position on the outer peripheral surface of the glass tube 12 with a predetermined pressure. The tube 12 and the cutter 14 are moved relative to each other, and an injured scratch is made at a desired cutting position on the outer peripheral surface of the glass tube 12 (see FIG. 3A).

即ち、この実施の形態においては、断面形状が正円筒形状のガラス管12を軸方向に対して直交するように切断する箇所を切断所望箇所とするものであり、上記した第1工程により、ガラス管12の外周面には、軸線方向と直交する切断所望箇所に沿ってケガキ傷が形成されることになる。   That is, in this embodiment, a portion where the cross-sectional shape of the glass tube 12 is cut so as to be orthogonal to the axial direction is a desired cutting portion. On the outer peripheral surface of the tube 12, a scratch is formed along a desired cutting position perpendicular to the axial direction.

なお、第1工程においてガラス管12の外周面にケガキ傷を付ける際には、ガラス管12の外周面に一定の圧力でカッター14を押し当てることが好ましく、また、カッター14としては、例えば、鋼鉄製のチップやダイアモンドチップ、超硬合金製のチップなどの各種のカッターを用いることができる。   In addition, when making a scratch on the outer peripheral surface of the glass tube 12 in the first step, it is preferable to press the cutter 14 against the outer peripheral surface of the glass tube 12 with a constant pressure. Various cutters such as steel tips, diamond tips, and cemented carbide tips can be used.


上記した第1工程を終了すると、第2工程として、ガラス旋盤のチャック10にガラス管12を取り付けた状態において、第1工程で形成されたガラス管12の外周面におけるケガキ傷と対向するガラス管12の内周面(ガラス管12におけるケガキ傷を付けた面の裏面)を、バーナー16から比較的低温(例えば、石英ガラス管の場合は、石英ガラスの歪点以下である1000℃程度である。)の火炎を放射して加熱する(図3(b)参照。)。この際に、ガラス旋盤によりガラス管12を回転させて、ガラス管12とバーナー16の火炎とを相対的に移動させ、バーナー16の火炎がケガキ傷の軌跡に沿って移動するようにして、ケガキ傷を付けた全領域に対応するガラス管12の内周面の全領域を加熱する。

When the first step is completed, as a second step, a glass tube facing a scratch on the outer peripheral surface of the glass tube 12 formed in the first step in a state where the glass tube 12 is attached to the chuck 10 of the glass lathe. 12 is a relatively low temperature from the burner 16 (for example, in the case of a quartz glass tube, the inner peripheral surface of the glass tube 12 is about 1000 ° C. below the strain point of the quartz glass). .) Is radiated and heated (see FIG. 3B). At this time, the glass tube 12 is rotated by a glass lathe to move the glass tube 12 and the flame of the burner 16 relative to each other so that the flame of the burner 16 moves along the trajectory of the scratch. The whole area of the inner peripheral surface of the glass tube 12 corresponding to the whole area where the scratch is made is heated.


こうした第2工程を行うと、ガラス管12の外周にケガキ傷を付けることにより形成されたクラックが、バーナー16による加熱に伴う熱応力により成長して、ガラス管12の外周面におけるケガキ傷から当該ケガキ傷と対向するガラス管12の内周面へ進展して、当該クラックの発生箇所でガラス管12が完全に切断される(図3(c)参照。)。

When such a second step is performed, a crack formed by scratching the outer periphery of the glass tube 12 grows due to thermal stress accompanying heating by the burner 16, and the crack is generated from the scratch on the outer peripheral surface of the glass tube 12. It progresses to the inner peripheral surface of the glass tube 12 that faces the scratch, and the glass tube 12 is completely cut at the occurrence of the crack (see FIG. 3C).


なお、第2工程に進む前に、第2工程でバーナー16から火炎が放射されて加熱される部分、つまり、第1工程で形成されたガラス管12の外周面におけるケガキ傷と対向するガラス管の内周面(ガラス管12におけるケガキ傷付けた面の裏面)に、第2工程で放射される火炎の温度より低温の火炎を放射することによって、第2工程でガラス管が急激に加熱されることがなくなり、熱衝撃が低減され、第2工程終了後の切断面がより滑らかな状態となる。

Before proceeding to the second step, the portion where the flame is radiated and heated from the burner 16 in the second step, that is, the glass tube facing the scratches on the outer peripheral surface of the glass tube 12 formed in the first step. The glass tube is rapidly heated in the second step by radiating a flame having a temperature lower than the temperature of the flame radiated in the second step to the inner peripheral surface (the back side of the surface of the glass tube 12 that has been damaged). The thermal shock is reduced, and the cut surface after the second step is smoother.


次に、図4に示す本発明方法によるガラス管切断のメカニズムの説明図、図5(a)(b)に示す本発明方法によるガラス管切断のシミュレーション図(図5(a)は第2工程を行う前のガラス管の状態を示すシミュレーション図であり、図5(b)は第2工程を行ったガラス管の状態を示すシミュレーション図である。)および図6(a)(b)に示す本発明方法とは異なる手法によるガラス管切断のシミュレーション図を参照しながら、本発明方法によるガラス管切断のメカニズムについて説明する。

Next, an explanatory view of the mechanism of cutting the glass tube by the method of the present invention shown in FIG. 4, a simulation diagram of the cutting of the glass tube by the method of the present invention shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b) (FIG. FIG. 5 (b) is a simulation diagram showing the state of the glass tube after the second step.) And FIGS. 6 (a) and 6 (b). The mechanism of cutting a glass tube by the method of the present invention will be described with reference to a simulation diagram of cutting the glass tube by a method different from the method of the present invention.

図4に示すように、第1工程でガラス管12の外周面(外表面)にケガキ傷を付けてクラックを発生させた後に、第2工程で当該ケガキ傷に対向するガラス管12の内周面(内面)をバーナー16で加熱すると、図5(a)のシミュレーション図に示す状態から図5(b)に示すシミュレーション図に示す状態に変化する。   As shown in FIG. 4, after the first step has caused scratches on the outer peripheral surface (outer surface) of the glass tube 12 to generate cracks, the inner periphery of the glass tube 12 that faces the scratches in the second step. When the surface (inner surface) is heated by the burner 16, the state shown in the simulation diagram of FIG. 5A changes to the state shown in the simulation diagram of FIG.

即ち、第2工程でケガキ傷に対向するガラス管12の内周面(内面)を加熱すると、ガラス管12の外周面(外表面)と加熱されたガラス管12の内周面(内面)との温度差により、ケガキ傷を付けられたガラス管12の外周面(外表面)に熱応力による引っ張り応力が発生し、ケガキ傷により形成されたクラックが進展し、クラックの発生箇所でガラス管12が容易に切断されることになる。   That is, when the inner peripheral surface (inner surface) of the glass tube 12 that faces the scratch is scratched in the second step, the outer peripheral surface (outer surface) of the glass tube 12 and the inner peripheral surface (inner surface) of the heated glass tube 12 Due to this temperature difference, tensile stress due to thermal stress is generated on the outer peripheral surface (outer surface) of the glass tube 12 that has been injured, and cracks formed by the injured surface develop, and the glass tube 12 is generated at the location where the crack occurs. Will be easily cut.

一方、第1工程と同様にガラス管の外周面(外表面)にケガキ傷を付けてクラックを発生させた後に、ガラス管の外周面(外表面)から当該ケガキ傷に対して加熱すると、図6(a)のシミュレーション図に示す状態から図6(b)に示すシミュレーション図に示す状態に変化する。   On the other hand, when the outer peripheral surface (outer surface) of the glass tube is marked with a scratch on the outer peripheral surface (outer surface) as in the first step to generate cracks, The state shown in the simulation diagram of FIG. 6A is changed to the state shown in the simulation diagram of FIG.

即ち、ガラス管の外周面(外表面)からケガキ傷に対して加熱すると、ケガキ傷を付けられたガラス管の外周面(外表面)に熱応力による圧縮応力が発生することになり、ケガキ傷により形成されたクラックが進展せず、ガラス管が切断されることはない。   That is, if the outer peripheral surface (outer surface) of the glass tube is heated against the scratches, compressive stress due to thermal stress is generated on the outer peripheral surface (outer surface) of the damaged glass tube. The crack formed by this does not progress and the glass tube is not cut.


次に、本願発明者による実験結果について説明するが、この実験においては、切断対象のガラス管として、内径(内周の直径)が458mm(φ458mm)であり、管壁の厚さが5.5mmの石英ガラス管を用いた。

Next, an experimental result by the present inventor will be described. In this experiment, the glass tube to be cut has an inner diameter (inner diameter) of 458 mm (φ458 mm) and a tube wall thickness of 5.5 mm. Quartz glass tube was used.


〔第1実験〕
まず、第1工程における条件として、カッター14として超硬合金製のチップを用い、カッター14をガラス管12の外周面に押しつける圧力を0.15MPaとした。また、カッター14がガラス管12の外周面を相対的に移動する速度は、約14sec/mとした。

[First experiment]
First, as a condition in the first step, a cemented carbide chip was used as the cutter 14, and the pressure for pressing the cutter 14 against the outer peripheral surface of the glass tube 12 was set to 0.15 MPa. The speed at which the cutter 14 relatively moves on the outer peripheral surface of the glass tube 12 was about 14 sec / m.

次に、第2工程における条件として、バーナー16として火口である先端ノズルの内径が2.5mmのビクターバーナーを用い、ガラス表面から先端ノズルまでの距離が25mmの位置から火炎を噴射するようにして、まず、急激な温度変化に伴う熱衝撃よりガラス管が割れることを防止するために、ガラス管内周を17.3m/minで2周することにより予熱を行った。この予熱の際は、バーナー16における燃焼ガスを水素ガスのみとし、ガス流量10L/minとしてバーナー16に流し込むことにより予熱するときの温度を400〜500℃とした。予熱が終了すると連続して、バーナー16がガラス管内周を0.6m/minで1周することより切断を行った。この切断の際は、バーナー16における燃焼ガスを水素ガスと酸素ガスとし、水素ガスの流量を15L/min、酸素ガスの流量を2L/minとしてバーナー16に流し込むことにより、切断するときの温度を900〜1060℃とした。   Next, as a condition in the second step, a Victor burner having an inner diameter of a tip nozzle as a crater of 2.5 mm is used as the burner 16 and a flame is injected from a position where the distance from the glass surface to the tip nozzle is 25 mm. First, in order to prevent the glass tube from being broken by a thermal shock accompanying a rapid temperature change, preheating was performed by making the inner periphery of the glass tube twice at 17.3 m / min. At the time of this preheating, the combustion gas in the burner 16 was only hydrogen gas, and the temperature when preheating was made by flowing into the burner 16 at a gas flow rate of 10 L / min was set to 400 to 500 ° C. When preheating was finished, the burner 16 was cut by making one round of the inner circumference of the glass tube at 0.6 m / min. In this cutting, the combustion gas in the burner 16 is hydrogen gas and oxygen gas, the flow rate of hydrogen gas is set to 15 L / min, the flow rate of oxygen gas is set to 2 L / min, and the temperature at the time of cutting is set. The temperature was 900 to 1060 ° C.


図7(a)には、上記した実験条件で切断されたガラス管12の切断面を撮影した写真が示されており、また、図7(b)には、上記した実験条件で切断されたガラス管12の切断面を拡大して撮像した写真が示されている。

FIG. 7 (a) shows a photograph of the cut surface of the glass tube 12 cut under the above-described experimental conditions, and FIG. 7 (b) shows a cut under the above-described experimental conditions. The photograph which expanded and imaged the cut surface of the glass tube 12 is shown.

これら図7(a)に示されているように、ガラス管12の切断面は極めて平滑面であり、また、拡大写真である図7(b)に示されているように、外周面側に圧痕による乱れたクラックが若干認められるものの、この切断面のガラス管を用いて丸封管との接合を行ったところ全く問題なく接合できることが確認されており、そのままの状態で他のガラス管との接合面として用いることができる。   As shown in FIG. 7 (a), the cut surface of the glass tube 12 is an extremely smooth surface, and as shown in FIG. Although some distorted cracks due to indentations were observed, it was confirmed that joining with a round sealed tube using a glass tube with this cut surface was possible without any problems. It can be used as a joint surface.


ここで、図8には、上記した実験条件で切断されたガラス管12の切断面をさらに拡大して撮像した写真が示されており、この図8を参照しながら、厚さ5.5mmのガラス管12を切断したクラックについて説明する。

Here, FIG. 8 shows a photograph in which the cut surface of the glass tube 12 cut under the above-described experimental conditions is further magnified and imaged. With reference to FIG. 8, the thickness is 5.5 mm. The crack which cut | disconnected the glass tube 12 is demonstrated.

即ち、厚さ5.5mmのガラス管12を切断したクラックは、第1工程におけるカッター14によるケガキ傷の形成に伴う長さ0.86mmの貝殻状のクラック(図8における符号aを参照する。)と、第1工程におけるカッター14のケガキ傷の形成後に自然に入った長さ0.75mmのクラック(図8における符号bを参照する。)と、バーナー16による加熱により進展された長さ3.16mmのクラック(図8における符号cを参照する。)と、加熱によるクラックcが生じた際に僅かに残った部分で最終的に引っ張り圧により生じた長さ0.69mmのクラック(図8における符号dを参照する。)とであり、これらのクラックa、b、c、dによりガラス管12の切断が行われた。   That is, the crack which cut | disconnected the glass tube 12 with a thickness of 5.5 mm is a shell-shaped crack with a length of 0.86 mm accompanying the formation of the scratches by the cutter 14 in the first step (refer to the symbol a in FIG. 8). ), A crack having a length of 0.75 mm (see symbol b in FIG. 8) that naturally entered after the formation of a scratch on the cutter 14 in the first step, and a length 3 developed by heating by the burner 16. .16 mm crack (refer to symbol c in FIG. 8), and a crack of 0.69 mm in length finally caused by the tensile pressure in the portion remaining slightly when the crack c due to heating occurred (FIG. 8). The glass tube 12 was cut by these cracks a, b, c, and d.


〔第2実験〕
上記した第1実験における実験条件と同一の実験条件において、カッター14をガラス管12の外周面に押しつける圧力を0.15MPaと0.20MPaと0.25MPaとに変化させた場合の比較実験を行った。

[Second experiment]
Under the same experimental conditions as those in the first experiment described above, a comparative experiment was performed when the pressure for pressing the cutter 14 against the outer peripheral surface of the glass tube 12 was changed to 0.15 MPa, 0.20 MPa, and 0.25 MPa. It was.

図9(a−1)には、圧力0.15MPaの場合におけるガラス管12の一方の切断面を拡大して撮像した写真が示されており、また、図9(a−2)には、圧力0.15MPaの場合におけるガラス管12の対向する他方の切断面を拡大して撮像した写真が示されており、また、図9(b−1)には、圧力0.20MPaの場合におけるガラス管12の一方の切断面を拡大して撮像した写真が示されており、また、図9(b−2)には、圧力0.20MPaの場合におけるガラス管12の対向する他方の切断面を拡大して撮像した写真が示されており、また、図9(c−1)には、圧力0.25MPaの場合におけるガラス管12の一方の切断面を拡大して撮像した写真が示されており、また、図9(c−2)には、圧力0.25MPaの場合におけるガラス管12の対向する他方の切断面を拡大して撮像した写真が示されている。   FIG. 9 (a-1) shows a photograph of an enlarged image of one cut surface of the glass tube 12 when the pressure is 0.15 MPa, and FIG. 9 (a-2) The photograph which expanded and imaged the other other cut surface of the glass tube 12 in the case of 0.15 MPa of pressure is shown, and FIG.9 (b-1) shows the glass in the case of 0.20 MPa of pressure. The photograph which expanded and imaged one cut surface of the pipe | tube 12 is shown, Moreover, in FIG.9 (b-2), the other cut surface which the glass tube 12 opposes in the case of a pressure 0.20MPa is shown. An enlarged photograph is shown, and FIG. 9 (c-1) shows an enlarged photograph of one cut surface of the glass tube 12 when the pressure is 0.25 MPa. In FIG. 9 (c-2), the pressure is 0.25 MPa. Expanding the other cut surface facing the glass tube 12 are shown photographs captured in the mix.

カッター14をガラス管12の外周面に押しつける圧力を0.15MPaと0.20MPaと0.25MPaとに変化させた場合におけるガラス管12の切断面を比較すると、圧力が0.15MPaと0.20MPaと0.25MPaとのいずれにおいても、ガラス管12にガラスカッター14で付けたケガキ傷に沿った切断が可能であるが、その切断面は、圧力が0.15MPaの場合が最も平滑面であり、圧力が0.25MPaの場合が最も粗面であった。   Comparing the cut surfaces of the glass tube 12 when the pressure for pressing the cutter 14 against the outer peripheral surface of the glass tube 12 is changed to 0.15 MPa, 0.20 MPa and 0.25 MPa, the pressure is 0.15 MPa and 0.20 MPa. And 0.25 MPa, the glass tube 12 can be cut along a scratch mark attached to the glass tube 12 by the glass cutter 14, but the cut surface is the smoothest surface when the pressure is 0.15 MPa. When the pressure was 0.25 MPa, the roughest surface was obtained.

このことより、ガラスカッター14をガラス管12の外周面に押しつける圧力としては0.20MPaおよび0.25MPaでも切断可能であるが、切断面の状態からは、0.15MPa〜0.20MPaが好ましく、0.15MPa程度がより好ましいものである。   From this, the pressure that presses the glass cutter 14 against the outer peripheral surface of the glass tube 12 can be cut even at 0.20 MPa and 0.25 MPa, but from the state of the cut surface, 0.15 MPa to 0.20 MPa is preferable, About 0.15 MPa is more preferable.


〔第3実験〕
第1工程におけるカッター14によるケガキ傷の形成に伴うクラック(図8において符号aで示すクラック)を分析すると、当該クラックには、カッター14のガラス管12への押しつけによる圧痕a1とクラックa2とに分けることができる(図10を参照する。)
ここで、上記した第1実験における実験条件と同一の実験条件において、カッター14をガラス管12の外周面に押しつける圧力を0.10MPaと0.15MPaとに変化させた場合の比較実験を行った。

[Third experiment]
When analyzing cracks (cracks indicated by symbol a in FIG. 8) associated with formation of scratches by the cutter 14 in the first step, the cracks include indentations a1 and cracks a2 caused by pressing the cutter 14 against the glass tube 12. Can be divided (see FIG. 10).
Here, under the same experimental conditions as those in the first experiment described above, a comparative experiment was performed when the pressure for pressing the cutter 14 against the outer peripheral surface of the glass tube 12 was changed between 0.10 MPa and 0.15 MPa. .

そして、図11(a)には、カッター14をガラス管12の外周面に押しつける圧力が0.10MPaの場合における圧痕a1とクラックa2との深さ(長さ)を、ガラス管12(φ458mmの石英ガラス管)の切断面を50mmピッチで測定した結果が示されている。   11A shows the depth (length) of the indentation a1 and the crack a2 when the pressure for pressing the cutter 14 against the outer peripheral surface of the glass tube 12 is 0.10 MPa. The result of measuring the cut surface of the quartz glass tube at a pitch of 50 mm is shown.

この場合の圧痕a1の深さ(長さ)の平均値は12.8μmであり、クラックの深さ(長さ)の平均値は379.0μmであった。   In this case, the average value of the depth (length) of the indentation a1 was 12.8 μm, and the average value of the crack depth (length) was 379.0 μm.

また、図11(b)には、カッター14をガラス管12の外周面に押しつける圧力が0.15MPaの場合における圧痕a1とクラックa2との深さ(長さ)を、ガラス管12(φ458mmの石英ガラス管)の切断面を50mmピッチで測定した結果が示されている。   FIG. 11B shows the depth (length) of the indentation a1 and the crack a2 when the pressure for pressing the cutter 14 against the outer peripheral surface of the glass tube 12 is 0.15 MPa. The result of measuring the cut surface of the quartz glass tube at a pitch of 50 mm is shown.

この場合の圧痕a1の深さ(長さ)の平均値は28.4μmであり、クラックの深さ(長さ)の平均値は765.8μmであった。   In this case, the average value of the depth (length) of the indentation a1 was 28.4 μm, and the average value of the crack depth (length) was 765.8 μm.


また、この第3の実験において、0.15MPaでは100%の再現性で切断できるのに対して、0.10MPaではケガキ傷を付けた部分以外の部分からクラックが成長してしまい切断が失敗することがあった。これは、切断のための圧痕とクラックの深さが足りないためと考えられ、このことから最適圧力としては0.15MPaであることが確認された。

Also, in this third experiment, cutting can be performed with 100% reproducibility at 0.15 MPa, whereas cracking grows from a portion other than the portion where the scratch was scratched at 0.10 MPa, and cutting fails. There was a thing. This is thought to be because the indentation for cutting and the depth of cracks are insufficient, and from this, it was confirmed that the optimum pressure was 0.15 MPa.


〔第4実験〕
上記した第1実験における実験条件と同一の実験条件において、カッター14をガラス管12の外周面に押しつける圧力を0.15MPaと約0.20MPaとに変化させるとともに、カッター14をガラス管12の外周面に押しつける圧力が0.15MPaのときのカッター14がガラス管12の外周面を相対的に移動する速度を14sec/mとし、カッター14をガラス管12の外周面に押しつける圧力が約0.20MPaのときのカッター14がガラス管12の外周面を相対的に移動する速度を100sec/mとした場合の比較実験を行った。

[Fourth experiment]
Under the same experimental conditions as those in the first experiment described above, the pressure for pressing the cutter 14 against the outer peripheral surface of the glass tube 12 is changed to 0.15 MPa and about 0.20 MPa, and the cutter 14 is moved to the outer periphery of the glass tube 12. The speed at which the cutter 14 moves relative to the outer peripheral surface of the glass tube 12 when the pressure pressing the surface is 0.15 MPa is 14 sec / m, and the pressure pressing the cutter 14 against the outer peripheral surface of the glass tube 12 is about 0.20 MPa. A comparative experiment in which the speed at which the cutter 14 at this time moves relative to the outer peripheral surface of the glass tube 12 was 100 sec / m was performed.

図12(a)には、カッター14をガラス管12の外周面に押しつける圧力を0.15MPaとし、カッター14がガラス管12の外周面を相対的に移動する速度を14sec/mとした場合における、ガラス管12の切断面を拡大して撮像した写真が示されている。   In FIG. 12A, the pressure for pressing the cutter 14 against the outer peripheral surface of the glass tube 12 is 0.15 MPa, and the speed at which the cutter 14 relatively moves on the outer peripheral surface of the glass tube 12 is 14 sec / m. The photograph which expanded and imaged the cut surface of the glass tube 12 is shown.

また、図12(b)には、カッター14をガラス管12の外周面に押しつける圧力を約0.20MPaとし、カッター14がガラス管12の外周面を相対的に移動する速度を100sec/mとした場合における、ガラス管12の切断面を拡大して撮像した写真が示されている。   12B, the pressure for pressing the cutter 14 against the outer peripheral surface of the glass tube 12 is about 0.20 MPa, and the speed at which the cutter 14 relatively moves on the outer peripheral surface of the glass tube 12 is 100 sec / m. The photograph which expanded and imaged the cut surface of the glass tube 12 in the case where it did is shown.

上記した条件による切断結果を比較すると、カッター14をガラス管12の外周面に押しつける圧力を0.15MPaとし、カッター14がガラス管12の外周面を相対的に移動する速度を14sec/mとした場合の方が、切断面が著しく滑らかである。   When the cutting results under the above conditions are compared, the pressure for pressing the cutter 14 against the outer peripheral surface of the glass tube 12 is 0.15 MPa, and the speed at which the cutter 14 relatively moves on the outer peripheral surface of the glass tube 12 is 14 sec / m. In the case, the cut surface is remarkably smooth.


上記において説明したように、本発明方法によれば、ガラス管を切断する際にガラスの微粒粉を発生することがなく、ダイヤブレードからの金属不純物の混入がないのでクリーンに切断でき、かつ、ガラス旋盤上でガラス管を取り外すことなく効率よく切断ができるため、歩留まりを向上することができる。

As described above, according to the method of the present invention, when the glass tube is cut, fine glass powder is not generated, and there is no contamination of metal impurities from the diamond blade. Since it can cut efficiently, without removing a glass tube on a glass lathe, a yield can be improved.

また、本発明方法によれば、ガラス管をガラス旋盤から取り外すことなく切断でき、かつ、切断面が平滑なため、切断後は、そのまま丸封管や尾管などを接合するといった次工程の加工が可能となるため、製造工程の短縮を図ることができる。   Further, according to the method of the present invention, the glass tube can be cut without being removed from the glass lathe, and the cut surface is smooth. Therefore, the manufacturing process can be shortened.


なお、上記した実施の形態は、以下の(1)乃至(6)に示すように変形することができるものである。

The above-described embodiment can be modified as shown in the following (1) to (6).

(1)上記した実施の形態においては、ガラス管12の外周面にケガキ傷を形成し、ガラス管12の内周面から加熱するようにしたが、これに限られるものではないことは勿論であり、上記した実施の形態とは逆に、ガラス管12の内周面にケガキ傷を形成し、ガラス管12の外周面から加熱するようにしてもよい。   (1) In the above-described embodiment, the scratches are formed on the outer peripheral surface of the glass tube 12 and heated from the inner peripheral surface of the glass tube 12. However, the present invention is not limited to this. Yes, contrary to the above-described embodiment, a scratch may be formed on the inner peripheral surface of the glass tube 12, and the glass tube 12 may be heated from the outer peripheral surface.

(2)上記した実施の形態においては、ガラス旋盤にガラス管12を回転することにより、ガラス管12とカッター14ならびにバーナー16の火炎とを相対的に移動するようにしたが、これに限られるものではないことは勿論であり、ガラス管12を回転させずにカッター14ならびにバーナー16の火炎を回転するようにしてもよいし、ガラス管12とカッター14とバーナー16の火炎のいずれをも回転するようにしてもよい。   (2) In the above-described embodiment, the glass tube 12 is rotated on the glass lathe so that the glass tube 12 and the flame of the cutter 14 and the burner 16 are relatively moved. Of course, the flame of the cutter 14 and the burner 16 may be rotated without rotating the glass tube 12, or any of the flames of the glass tube 12, the cutter 14 and the burner 16 is rotated. You may make it do.

(3)上記した実施の形態においては、切断する対象のガラス管として石英ガラスよりなるガラス管たる石英ガラス管を用いた場合について説明したが、本発明により切断する対象のガラス管はこれに限られるものではないことは勿論であり、本発明によれば石英ガラス以外のガラス、例えば、硼珪酸ガラスあるいはソーダガラスよりなるガラス管を切断することができる。   (3) In the above-described embodiment, the case where a quartz glass tube, which is a glass tube made of quartz glass, is used as the glass tube to be cut, but the glass tube to be cut according to the present invention is not limited thereto. Of course, according to the present invention, a glass tube made of glass other than quartz glass, such as borosilicate glass or soda glass, can be cut.

(4)上記した実施の形態において、実験結果などを参照しながら示したカッター14をガラス管12の外周面に押しつける圧力、カッター14がガラス管12の外周面を相対的に移動する速度あるいはバーナー16による加熱温度や加熱時間などは一例に過ぎないものであることは勿論であり、こうした数値は、切断する対象のガラス管の材質あるいは切断する対象のガラス管の厚さなどに応じて適宜に選択すればよい。   (4) In the above-described embodiment, the pressure for pressing the cutter 14 shown on the outer peripheral surface of the glass tube 12 with reference to the experimental results, the speed at which the cutter 14 moves relative to the outer peripheral surface of the glass tube 12, or the burner Of course, the heating temperature and the heating time according to 16 are only examples, and these values are appropriately determined according to the material of the glass tube to be cut or the thickness of the glass tube to be cut. Just choose.

具体的には、上記した実施の形態においては、石英ガラス管を用いたため、切断する際の加熱温度を石英ガラスの歪点以下である温度に設定して、1000℃付近としているが、ソーダガラスよりなるガラス管の場合には、切断する際の加熱温度をソーダガラスの歪点470℃以下の温度とすればよい。   Specifically, since the quartz glass tube is used in the above-described embodiment, the heating temperature at the time of cutting is set to a temperature that is equal to or lower than the strain point of the quartz glass and is set to around 1000 ° C. In the case of a glass tube made of such a material, the heating temperature at the time of cutting may be set to a temperature of 470 ° C. or less of the soda glass.

(5)上記した実施の形態においては、断面形状が正円筒形状のガラス管を軸方向に対して直交するように切断して、切断面も正円筒形状になるように切断したが、これに限られるものではないことは勿論であり、例えば、カッターによりガラス管の外周に波線状にケガキ傷を付け、ケガキ傷に沿ってその内周面を加熱することにより、図13に示すようにガラス管を波線状に切断してもよいし、また、カッターがガラス管の外周を軸方向に斜めに(例えば、45度に傾ける。)周回するようにしてケガキ傷を付け、ケガキ傷に沿ってその内周面を加熱することにより、図14に示すようにガラス管を斜めに切断してもよい。   (5) In the above-described embodiment, the glass tube having a regular cylindrical cross section is cut so as to be orthogonal to the axial direction, and the cut surface is also cut into a regular cylindrical shape. Of course, it is not limited, for example, a wavy scratch is made on the outer periphery of the glass tube by a cutter, and the inner peripheral surface is heated along the scratch so that the glass as shown in FIG. The tube may be cut into a wavy line, or the cutter is wound around the glass tube so that the outer periphery of the glass tube is inclined in the axial direction (for example, tilted at 45 degrees). By heating the inner peripheral surface, the glass tube may be cut obliquely as shown in FIG.

(6)上記した実施の形態ならびに上記した(1)乃至(5)に示す変形例は、適宜に組み合わせるようにしてもよい。   (6) You may make it combine suitably the embodiment shown above and the modification shown in said (1) thru | or (5).

本発明は、石英ガラス、硼珪酸ガラスあるいはソーダガラスなどの各種のガラスにより形成された管体たるガラス管を所望の長さに切断する際に利用することができるものである。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used when a glass tube, which is a tubular body formed of various glasses such as quartz glass, borosilicate glass, or soda glass, is cut to a desired length.

図1は、従来のガラス管の切断方法の一例を示す説明図である。FIG. 1 is an explanatory view showing an example of a conventional glass tube cutting method. 図2は、従来のガラス管の切断方法の他の例を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory view showing another example of a conventional method for cutting a glass tube. 図3(a)(b)(c)は、本発明による石英ガラス管の切断方法の実施の形態の一例の処理手順を示す説明図である。FIGS. 3A, 3B and 3C are explanatory views showing an example of a processing procedure of an embodiment of a method for cutting a quartz glass tube according to the present invention. 図4は、本発明による石英ガラス管の切断方法によるガラス管切断のメカニズムの説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of a mechanism for cutting a glass tube by the method for cutting a quartz glass tube according to the present invention. 図5(a)(b)は、本発明による石英ガラス管の切断方法によるガラス管切断のシミュレーション図であり、図5(a)は、第2工程を行う前のガラス管の状態を示すシミュレーション図であり、図5(b)は第2工程を行ったガラス管の状態を示すシミュレーション図である。FIGS. 5A and 5B are simulation diagrams of glass tube cutting by the method for cutting a quartz glass tube according to the present invention, and FIG. 5A is a simulation showing a state of the glass tube before performing the second step. FIG. 5B is a simulation diagram illustrating a state of the glass tube in which the second step has been performed. 図6(a)(b)は、本発明による石英ガラス管の切断方法とは異なる手法によるガラス管切断のシミュレーション図である。6A and 6B are simulation diagrams of glass tube cutting by a method different from the method for cutting a quartz glass tube according to the present invention. 図7(a)は、本発明による石英ガラス管の切断方法により切断された石英ガラス管の切断面を撮影した写真であり、図7(b)は、本発明による石英ガラス管の切断方法により切断された石英ガラス管の切断面を拡大して撮像した写真である。7 (a) is a photograph of a cut surface of the quartz glass tube which has been cut by the cutting method of the quartz glass tube according to the present invention, FIG. 7 (b), the cutting method of the quartz glass tube according to the invention It is the photograph which expanded and imaged the cut surface of the cut quartz glass tube. 図8は、本発明による石英ガラス管の切断方法により切断された石英ガラス管の切断面を拡大して撮像した写真である。FIG. 8 is a photograph of an enlarged image of the cut surface of the quartz glass tube cut by the method for cutting a quartz glass tube according to the present invention. 図9(a−1)は、圧力0.15MPaの場合における石英ガラス管の一方の切断面を拡大して撮像した写真であり、図9(a−2)は、圧力0.15MPaの場合における石英ガラス管の対向する他方の切断面を拡大して撮像した写真であり、図9(b−1)は、圧力0.20MPaの場合における石英ガラス管の一方の切断面を拡大して撮像した写真であり、図9(b−2)は、圧力0.20MPaの場合における石英ガラス管の対向する他方の切断面を拡大して撮像した写真であり、図9(c−1)は、圧力0.25MPaの場合における石英ガラス管の一方の切断面を拡大して撮像した写真であり、図9(c−2)には、圧力0.25MPaの場合における石英ガラス管の対向する他方の切断面を拡大して撮像した写真である。FIG. 9 (a-1) is a photograph of an enlarged image of one cut surface of the quartz glass tube when the pressure is 0.15 MPa, and FIG. 9 (a-2) is a photograph when the pressure is 0.15 MPa. It is the photograph which expanded and imaged the other cut surface which a quartz glass tube opposes, and Drawing 9 (b-1) expanded and imaged one cut surface of a quartz glass tube in the case of pressure 0.20MPa. FIG. 9 (b-2) is a photograph in which the other cut surface of the quartz glass tube facing when the pressure is 0.20 MPa is magnified, and FIG. 9 (c-1) is a photograph of the pressure. It is the photograph which expanded and imaged one cut surface of the quartz glass tube in the case of 0.25 MPa, and Drawing 9 (c-2) shows the other cut of the other side of the quartz glass tube in the case of pressure 0.25 MPa. It is the photograph which expanded and imaged the surface. 図10は、カッターの石英ガラス管への押しつけによる圧痕とクラックとを説明するための石英ガラス管の切断面を拡大して撮像した写真である。FIG. 10 is an enlarged photograph of a cut surface of a quartz glass tube for explaining indentations and cracks caused by pressing the cutter onto the quartz glass tube. 図11(a)は、カッターを石英ガラス管の外周面に押しつける圧力が0.10MPaの場合における圧痕とクラックとの深さ(長さ)を、石英ガラス管(φ458mmの石英ガラス管)の切断面を50mmピッチで測定した結果を示すチャート図であり、図11(b)は、カッターを石英ガラス管の外周面に押しつける圧力が0.15MPaの場合における圧痕とクラックとの深さ(長さ)を、石英ガラス管(φ458mmの石英ガラス管)の切断面を50mmピッチで測定した結果を示すチャート図である。11 (a) shows the depth of the indentation and crack when the pressure for pressing the cutter to the outer peripheral surface of the quartz glass tube is 0.10MPa (length), cutting the quartz glass tube (quartz glass tube Fai458mm) FIG. 11B is a chart showing the results of measuring the surface at a pitch of 50 mm, and FIG. 11B is the depth (length) of the indentation and crack when the pressure pressing the cutter against the outer peripheral surface of the quartz glass tube is 0.15 MPa. Is a chart showing the results of measuring the cut surface of a quartz glass tube ( quartz glass tube of φ458 mm) at a pitch of 50 mm. 図12(a)は、カッターを石英ガラス管の外周面に押しつける圧力を0.15MPaとし、カッターが石英ガラス管の外周面を相対的に移動する速度を14sec/mとした場合における、石英ガラス管の切断面を拡大して撮像した写真であり、図12(b)は、カッターを石英ガラス管の外周面に押しつける圧力を約0.20MPaとし、カッターが石英ガラス管の外周面を相対的に移動する速度を100sec/mとした場合における、石英ガラス管の切断面を拡大して撮像した写真である。12 (a) is, in the case where the pressure for pressing the cutter to the outer peripheral surface of the quartz glass tube and 0.15 MPa, the cutter has a velocity of relative movement of the outer peripheral surface of the quartz glass tube and 14 sec / m, quartz glass FIG. 12B is a photograph obtained by enlarging the cut surface of the tube, and FIG. 12B shows that the pressure for pressing the cutter against the outer peripheral surface of the quartz glass tube is about 0.20 MPa, and the cutter relatively moves the outer peripheral surface of the quartz glass tube. It is the photograph which expanded and imaged the cut surface of the quartz glass tube in case the speed which moves to 100 sec / m. 図13は、本発明による石英ガラス管の切断方法により石英ガラス管を波線状に切断した状態を撮像した写真である。FIG. 13 is a photograph of a state in which a quartz glass tube is cut into wavy lines by the method for cutting a quartz glass tube according to the present invention. 図14は、本発明による石英ガラス管の切断方法により石英ガラス管を斜めに切断した状態を撮像した写真である。FIG. 14 is a photograph of a state in which a quartz glass tube is cut obliquely by the method for cutting a quartz glass tube according to the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

10、100、200 チャック
12、102、202 ガラス管
14 カッター
16、104 バーナー
204 ダイヤブレード
10, 100, 200 Chuck 12, 102, 202 Glass tube 14 Cutter 16, 104 Burner 204 Diamond blade

Claims (7)

石英ガラス管の外周面切断所望箇所にカッターを0.10〜0.25MPaの圧力で押しつけて、前記石英ガラス管と前記カッターとを前記切断所望箇所に沿って前記石英ガラス管の前記外周面上を相対的に移動させ、前記石英ガラス管の前記外周面前記切断所望箇所に前記カッターによりケガキ傷を付けることにより、前記石英ガラス管の前記外周面にクラックを形成する第1の工程と、
前記第1の工程の後に、前記第1の工程で前記石英ガラス管の前記外周面に付けられた前記ケガキ傷と対向する前記石英ガラス管の内周面の全領域を400〜500℃の温度で加熱する第2の工程と、
前記第2の工程の後に、前記第1の工程で前記石英ガラス管の前記外周面に付けられた前記ケガキ傷と対向する前記石英ガラス管の前記内周面の全領域900〜1060℃の温度で加熱する第の工程と
を有し、
前記第2の工程および前記第3の工程において前記加熱を行うことにより、前記石英ガラス管の前記ケガキ傷を付けられた前記外周面の領域と前記内周面の領域とに温度差が生じ、前記石英ガラス管の前記ケガキ傷を付けられた前記外周面の領域に熱応力による引っ張り応力が発生し、前記石英ガラス管の前記外周面に形成された前記クラックが、前記石英ガラス管の前記外周面から前記ケガキ傷と対向する前記内周面へ進展して、前記クラックの発生箇所で前記石英ガラス管を切断する
ことを特徴とする石英ガラス管の切断方法。
A cutter for cutting a desired portion of the outer peripheral surface of the quartz glass tube is pressed at a pressure of 0.10~0.25MPa, the outer peripheral surface of the quartz glass tube along with the said quartz glass tube cutter to said cutting desired position A first step of forming a crack in the outer peripheral surface of the quartz glass tube by relatively moving the upper surface and making a scratch on the desired cutting position of the outer peripheral surface of the quartz glass tube by the cutter; ,
After the first step, the entire region of the inner peripheral surface of the quartz glass tube facing the scratches attached to the outer peripheral surface of the quartz glass tube in the first step is set to a temperature of 400 to 500 ° C. A second step of heating at
Wherein after the second step, the first step in the above attached to the outer peripheral surface of the quartz glass tube scribe wound opposite to said the entire area of the peripheral surface from 900 to 1,060 ° C. of the quartz glass tube have a third step of heating at a temperature,
By performing the heating in the second step and the third step, a temperature difference is generated between the region of the outer peripheral surface and the region of the inner peripheral surface of the quartz glass tube, Tensile stress due to thermal stress is generated in the area of the outer peripheral surface of the quartz glass tube that is scratched, and the crack formed in the outer peripheral surface of the quartz glass tube is the outer periphery of the quartz glass tube. progressing to the inner circumferential surface facing the scribe scratches from the surface, the cutting process of a quartz glass tube, characterized by cutting the quartz glass tube in occurrence place of the crack.
請求項1に記載の石英ガラス管の切断方法において、
前記カッターを前記石英ガラス管の前記外周面の前記切断所望箇所に押しつける際の圧力は、0.15MPa〜0.20MPaである
ことを特徴とする石英ガラス管の切断方法。
In the cutting method of the quartz glass tube of Claim 1,
Pressure when pressing the cutter to the cutting a desired portion of the outer peripheral surface of the quartz glass tube, the cutting method of the quartz glass tube, which is a 0.15MPa~0.20MPa.
請求項1に記載の石英ガラス管の切断方法において、
前記カッターを前記石英ガラス管の前記外周面の前記切断所望箇所に押しつける際の圧力は、0.15MPaであり、
前記石英ガラス管と前記カッターとを前記切断所望箇所に沿って前記石英ガラス管の
前記外周面上を相対的に移動する際の速度は、14sec/mである
ことを特徴とする石英ガラス管の切断方法。
In the cutting method of the quartz glass tube of Claim 1,
The pressure when pressing the cutter against the desired cutting position on the outer peripheral surface of the quartz glass tube is 0.15 MPa,
The quartz glass tube and the cutter are cut along the desired cutting location of the quartz glass tube.
A method for cutting a quartz glass tube, wherein a speed at the time of relative movement on the outer peripheral surface is 14 sec / m .
請求項1、2または3のいずれか1項に記載の石英ガラス管の切断方法において、
前記第2の工程および前記第3の工程において、バーナー炎により前記第1の工程で前記石英ガラス管の前記外周面に形成された前記ケガキ傷と対向する前記石英ガラス管の前記内周面を加熱する
ことを特徴とする石英ガラス管の切断方法。
In the cutting method of the quartz glass tube of any one of Claim 1, 2, or 3,
In the second step and the third step, the inner peripheral surface of the quartz glass tube opposed to the scratches formed on the outer peripheral surface of the quartz glass tube in the first step by a burner flame is used. A method for cutting a quartz glass tube, characterized by heating .
請求項1、2、3または4のいずれか1項に記載の石英ガラス管の切断方法において、
前記第1の工程において、前記石英ガラス管を軸方向に対して直交するように切断する箇所を前記切断所望箇所とする
ことを特徴とする石英ガラス管の切断方法。
In the cutting method of the quartz glass tube of any one of Claims 1, 2, 3, or 4,
In the first step, a quartz glass tube cutting method is characterized in that a location where the quartz glass tube is cut so as to be orthogonal to the axial direction is the desired cutting location .
請求項1、2、3または4のいずれか1項に記載の石英ガラス管の切断方法において、
前記第1の工程において、前記石英ガラス管の前記外周面上に波線状にケガキ傷を付ける
ことを特徴とする石英ガラス管の切断方法。
In the cutting method of the quartz glass tube of any one of Claims 1, 2, 3, or 4,
In the first step, the quartz glass tube cutting method is characterized in that scoring scratches are made in a wavy line shape on the outer peripheral surface of the quartz glass tube.
請求項1、2、3または4のいずれか1項に記載の石英ガラス管の切断方法において、
前記第1の工程において、前記石英ガラス管を軸方向に対して斜めに切断する箇所を前記切断所望箇所とする
ことを特徴とする石英ガラス管の切断方法。
In the cutting method of the quartz glass tube of any one of Claims 1, 2, 3, or 4,
In the first step, the quartz glass tube cutting method is characterized in that a location where the quartz glass tube is cut obliquely with respect to the axial direction is the desired cutting location .
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