JPS59189690A - 高い角度選択度をもつ２重壁の気体放電管の横方向に波形又は溝を付けた内管を製造する方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、シリカ材料（例えばラゾテルムガラス又は石
英ガラス）から成る平坦な円筒形状管から、高゛い角度
選択度をもつ２重壁の気体放電管の横方向に波形又は溝
を付けた内管を製造する方法及び装置であって、使用す
るシリカ材料が塑性変形可能となるまで、該シリカ材料
を適当な熱源（例えばガスバーナ）で公知の方法によシ
加熱する、例えば高い増幅度の軸方向気体放電を生ずる
ＣＯ２レーザなどの特別な気体放電管の、内管の製造方
法及び装置に関する。

ガスレーザの気体放電管にシリカ材料を使用するととは
、多数のメリットをともなうため、広く採用されている
。気体放電管では一般に精度及び所定の形状に関して厳
格な要請が課されるので、シリカ材料から気体放電管を
製作する場合、煩雑で、複雑かつ高価な装作方法及び成
形方法を採用せざるをえない。そのための公知の方法と
しては、吹き込み・遠心法、成形プレス法及びＫＰＧ法
がある。最後の方法によれば、１／１００　ｕｒｎのオ
ーダの製造誤差及び形状誤差を達成することができる。

レーザ技術分野における急速かつ飛躍的な発展によって
、と多わけ、内管゛−の縦軸線に対し横方向に走行する
極めて多数のヘリの鋭い波形又は溝を内管の内側壁部に
もった、高い角度選択度の特殊な２重壁の気体放電管が
必要とされている。この種の気体放電管は、従来の方法
を採用する限シ、必要とされる品質と精度を達成するに
は、耐え難い程に高価な費用を投じないと、製造不可能
である。そのため、この分野でのレーザ技術の発展は部
分的に著しく阻害された状況にある。

本発明の目的は、冒頭で記述せる気体放電管の内管を、
シリカ材料から経済的に製造することが可能となシ、従
って著しく拡大された応用範囲をもつ新規なレーザシス
テムを開発するための重要な礎石を提供する、高い角度
選択度をもつ２重壁の気体放電管の横方向に波形又はｕ
りを付けた内管を製造する方法及び装置を開発すること
である。

本発明の基本的課題は、冒頭で記述した形式の気体放電
管の内管を、シリカ材料、例えばラゾテル７Ａ（Ｒａ５
ｏｔｈθｒｍ：商品名）ガラス又は石英ガラスから、内
管の内側表面にヘリの鋭い所定の波形又は溝が所要の精
度かつ品質で形成されるように製造することができる、
高い角度選択度をもつ２１櫨の気体放電管の横方向に波
形又は溝を付けた内管な製造する方法及び装置を提供す
ることである。

本発明によれば、この課題は、次のようにして解決され
る。即ちシリカ材料（例えばラゾテルムガラス又は石英
ガラス）から成る平坦な円筒形状管から、高い角度選択
度をもつ２重壁の気体放電管の横方向に波形又は溝を付
けた内管を製造する方法であって、使用子るシリカ材料
が塑性変形可能となるまで、該シリカ材料を適当な熱源
（例えばガスバーナ）で公知の方法にょシ加熱する気体
放電管の内管の製造方法において、例えば複数の部分か
ら組み立てられ、抗粘着剤を吹き付けた内部の成形工具
を、当初はまだ平坦な成形すべきガラス・管中をて導入
することＫよって、成形加工を準備し、その際、内部の
成形工具の外側胴面Ｋ、気体数”１ｔｔＯ内管に必要と
なる波形を加工してあり、成形すべきガラス管の内側壁
部に該外側胴面が所謂あそびばめで当接するように、前
記波形を設定してあり、内部の成形工具が固定し、成形
すべきガラス管が自己の軸線を中心に回転運動するよう
に、成形すべきガラス管を、導入された内部の成形工具
と共に、例えばガラス加工用旋盤に、緊締し、成形すべ
きガラス管を、一方の端部で第１の形成すべき波形の領
域から開始して、転移温度に加熱し、適当な材料例えば
グラファイトから成る外部の成形工具を成形すべきガラ
ス管の壁部に対し適度に押圧して、その際に生ずる静止
摩擦により、外部の成形工具が回転運動され、内部の成
形工具の対応する切欠部中に係合するようＫすることに
よって、成形すべきガラス管の回転軸に対し平行に移動
可能かつ傾倒可能に設けられ駆動されない、円形状の横
断面をもつ外部の成形工具を用いて、少なくとも第１の
２つの波形を形成し、外部の成形工具の外側胴面に、内
部の成形工具に対し相補的な形状をもつ少なくとも２つ
の波形を設け、管胴を、次に形成すべき波形の領域で転
移温度まで加熱した後、外部の成形工具が１波形だけ動
作方向にずれて、成形すべきガラス管の次の波形を形成
する際、外部の成形工具の少なくとも１つの波形が、先
行の作業工程で形成された波形中で案内されるような形
状で、ガラス管全体を成形し、その際全加工の間、成形
すべきガラス管を、内部の成形工具が依然として当接し
ている形成済みの波形の領域で、その都度使用する材料
の転移温度の若干下側圧おけるほぼ一定の高温度に維持
し、内部の成形工具を成形終了後、前記温度のもとで取
り外し、管から離反して気体放電管の完成した内管を、
応力の加わらない状態で公知の方法により冷却可能とし
たのである。

本発明の方法を実施する装置は、本発明によれば、成形
すべきガラス管を緊締し回転するための、２１固の同期
回転する回転チャックと、内部の成形工具を緊締するた
めの２つのセンタリングピンと、成形すべきガラス管を
転移温度に加熱するだめの配属された適当な熱源とを有
する。内部の成形工具は、側面部が正割状に形成された
面取シ部をもった円形状横断面を有する。

組立・分解のために１内部の成形工具は、解除可能な適
当な結合（例えばねじ接合）により互いに結合される少
なくとも３つの縦方向部分である、矩形状又は正方形の
横断面をもつ中間部分と、上側部分と下側部分とから構
成される。

前記面取り部を垂直方向に延在させ、成形すべきガラス
管の壁部に対する前記面取り部の横方向間隔を軸線高さ
で管半径の約％とする。気体放電管の内管に必要とされ
る波形は、前記上側部分及び下側部分の残存する円形状
外側胴面に加工しである。その際、内部の成形工具を組
み立゛Ｃた状態で成形加工のために、全長にわたって成
形すべきガラス管中に挿入し、内部の成形工具を、セン
タリングビンを用いて緊締して、内部の成形工具が全加
工の間固定され、波形付き外側胴面が所謂あそびばめで
、管軸線の上側及び下側で対称に成形すべきガラス管の
内側壁部の対応する円弧に当接するようにする。成形プ
ロセスの終了後、前記結合を解除し、まず中間部分を引
き出し、次いで上側部分及び下側部分が軸方向で見て、
完成した内管の形成済みの波形から釈放され引き出され
うるようになるまで、上側部分を下降させ下側部分を持
ち上げる。

外部の成形工具は駆動されず、回転可能に支承され、円
形状の横断面を有し、外部の成形工具の外側胴面は内部
の成形工具に対し相補的な形状の少なくとも２つの波形
を有する。外部の成形工具が、シフト軸を介して緊締さ
れた成形すべきガラス管の軸線に対し千行く移動され、
圧接レバーを介して成形すべきガラス管の外側胴面に対
しマニュアルで押圧されるように外側の成形工具を適当
な保持体で設ける。

本発明によれば、波形の形成の間固定される一体構成の
内部の成形工具を設けることもてきる。そこで、縦方向
に移動可能回転はしないセンタリングビンによシ緊締さ
れる軸に内部の成形工具を固定的に設け、内部の成形工
具を軸と共に外部の成形工具と併行的に外部の成形工具
に対し平行に移動可能とする。気体放電管の内管に必要
とされる波形を、少なくとも２つの波形だけ一体構成の
内部の成形工具の外側胴面に加工して、前記外側胴面が
管軸の上側で対称に成形すべきガラス管の半径にほぼ相
当する領域で、成形すべきガラス管の内側壁部における
円弧に当接するようにする。本発明の方法を実施する場
合、一体構成の内部の成形工具は、成形すべきガラス管
中に導入され、緊締部材によシ緊締される。その原軸は
、一体構成の内部の成形工具と共に、形成すべき波形の
深度よシ若千大きい値だけ下降可能とし、第１の２つの
波形を前記形状に形成した後、軸を一体構成の内部の成
形工具と共に。

前記値だけ下降させ、外部の成形工具と同様に波形の値
だけ動作方向に移動させ再度持ち上げて次の波形の形成
の際、一体構成の内部の成形工具の少なくとも１つの波
形が、先行の作業工程で形成された成形すべきガラス管
の波形中に係合するようにした。

次に本発明を実施例について図面により詳細に説明する
。

第１図は、本発明の方法を実施する装置の正面略図であ
る。第２図は、成形すべきガラス管と共に、６つの部分
から成る内部の成形工具を示す断面略図である。第３図
は、成形すべきガラス管と共に一体構成の内部の成形工
具を示す正面略図である。第４図は、成形すべきガラス
管と共に、一体構成の内部の成形工具を示す断面略図で
ある。

本発明の方法を実施する装置は、成形すべきガラス管５
を緊締し回転するための、２個の同期回転する回転チャ
ック１１と、内部の成形工具１を固定的に緊締するため
のセンタリングピン１０と、成形すべきガラス管５をそ
の都度必・要とされる動作温度に加熱するための熱源、
第１のガスバーナ１５及びマルチフレーム箱形パーす１
６とから構成されている。ラゾテルムガラスから成る成
形すべきガラス管５は、両端で適当なりランプ部材１７
を用いて、２個の同期回転する回転チャック１１、例え
ばガラス加工用旋盤に緊締される。内部の成形工具１は
特殊な合金鋼から成る。内部の成形工具１には抗粘着剤
が吹き付けてあシ、内部の成形工具１は成形すべきガラ
ス管５の内側に位置している。この内部の成形工具１は
、２個の回転チャック１１の中心に位置するセンタリン
グされた回転しないピン１０の間に、固定的に緊締され
る。成形すべきガラス管５の内側壁部に当接する内部の
成形部Ｘ１の胴面には、特別な気体放電管の内管５に必
要とされる波形が設けられている。外部の成形工具６は
グジファイトから成力、成形すべき管５の回転軸に対し
て平行に移動可能であシ、次のように傾倒可能に設けら
れている；即ち外部の成形工具６が、適度な圧接力によ
シ成形すべき管５の局面に圧接され、その際に生ずる静
止摩擦によシ、外部の成形工具６が、その回転軸を中心
に強制的な回転運動を実行するようになっている。外部
の成形工具乙の外側胴面には２つの波形が設けられてお
り、これらの波形は内部の成形工具１に対し相補的な成
形部分となっている。成形加工のために、ゆつくシと回
転するガラス管５は、第１のガスバーナ１５によって、
ガラス管５が凰性変形するような高温度に加熱される。

所要の転移温度に達すると、外部の成形工具６を用いて
、圧接力を変化させることによシ、最初の２つの波形が
管周面に形成される。これらの最初の２つの波形を製作
した後、外部の成形工具６は波形から引き出され、動作
方向に波形の値だけ送られる。マルチフレーム箱形バー
ナ１６を用いて、最初に形成された波形のみならず、内
部の成形工具も、この最初の波形の領域で、固定的に定
められた高い温度に維持される。この温度は、ラゾテル
ムガラスの一転移領域よシ若干下側である。次の（第３
の）波形の領域では、ラゾテルムガラスが、第１のガス
バーナ１５により、塑性変形するまで加熱される。外部
の成形工具６を用いて、次の波形が、既述の形状に形成
される。但し、動作方向にみて後側に位置する外部の成
形工具６の波形は、先行の作業工程で形成された第２の
波形中に係合し、第２の波形中で案内される。第４の波
形及びそれ以後の波形はいずれも類似の要領で形成され
る。その場合、成形すべきガラス管５は、全加工プロセ
スの間、ラゾテルムガラスの転移領域の下側の既述の温
度に維持され、内部の成形工具１も、既に形成された波
形の領域でラゾテルムガラスの転移領域の下側の既述の
温度に維持される。成形が終了した後、内部の成形工具
１は取勺外され、ガラス管から離反される。その結果、
成形の終った内管５は、周知の方法で応力の加わらない
状態で冷却可能となる。

内部の成形工具１は、第２図によれば、ねじ接合１２に
よシ互いに連結された６つの縦方向部分から構成されろ
。即ち矩形横断面をもつ中間部分２と上側部分５と下側
部分４とから成る。

これらの部分３，４０円形の外側胴面には、特別な気体
放電管の内管５に必要とされる波形が加工される。組み
立てられた状態では、内部の成形工具１は円形横断面を
もつ。この円形横断面の側面部は正割状に垂直に面取り
されている。

但し、成形すべきガラス管５の壁部に対する面取）部の
横方向距離は、軸線の高さで管半径の約％でおる。成形
のために、内部の成形工具１を全長にわたって成形すべ
きガラス管５中に挿入し、回転しないセンタリングビン
１０を用いて以下のように緊締する；即ち内部の成形工
具１が、その波形付き外側胴面で、所謂あそびばめによ
って管軸線の上側及び下側において成形すべきガラス管
５の内側壁部の対応する円弧に対称に当接するように緊
締するのである。成形プロセスの終了後、ねじ接合１２
を解除し、まず中間部分２を引き出し、次いで上側部分
３を下降させ、下側部分４を持ち上げて、これらの部分
５，４が軸方向でみて、完成した管に形成された波形か
ら釈放され、離反されるようにする。

一体構成の内部の成形工具１５は、固定的に軸１４上に
設けられている。軸１４は、縦方向に移動可能で回転し
ない下降可能なセンタリングビン１８によって、固定的
に緊締される。その場合軸１４は、一体構成の内部の成
形工具１３と共に、センタリングビン１によシ、形成す
べき波形の深度より若干大きい値だけ下降可能である。

一体構成の内部の成形工具１５の外側胴面には、特別な
気体放電管の内管５に必要とされる波形が加工される。

ガラス管５を本発明の方法に従って成形する場合、一体
構成の内部の成形工具１３は、その外側胴面が、管軸の
上側で成形すべきガラス管５の内側壁部における円弧に
、はぼガラス管５の半径に相当する領域で対称に当接す
るようにガラス管５中に挿入される。既述の形状で波形
を形成した後、軸１４は一体構成の内部の成形工具１３
と共に既述の値だけ下降され、そして外部の成形工具６
と併行して、波形の値だけ動作方向に移動され、再度持
ち上げられる。その結果、動作方向で見て後側の一体構
成の成形工具１３の波形は、次の波形を形成する除、そ
の都度先行の作業工程で形成された波形に係合すること
になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の方法を実施する装置Ω一部を切欠し
て示す正面略図、第２図は、成形すべきガラス管と共に
、３つの部分から成る内部の成形工具を示す断面略図、
第３図は、成形すべきガラス管と共に、一体構成の内部
の成形工具の一部を切欠して示す正面略図、第４図は、
成形すべきガラス管と共に、一体構成の内部の成形工具
を示す断面略図である。 １・・・内部の成形工具 ２・・・内部の成形工具の中間部分 ３・・・内部の成形工具の上側部分 ４・・・内部の、成形工具の下側部分 ５・・・成形すべきガラス管 ６・・・外部の成形工具 ７・・・外部の成形工具のための保持体８・・・外部の
成形工具のためのシフト軸９・・　圧接レバー １０・・・内部の成形工具を緊締するだめのセンタリン
グビン １１　・・・成形すべきガラス管を緊締するだめの回転
チャック １２・・・ねじ接合 １３・・・一体構成の内部の成形工具 １４・・・軸 １５・・・第１のガスバーナ １６・・・マルチフレーム箱形バーナ １７・・・回転チャックのクランプ部材１８・・・縦方
向にシフト可能かつ下降可能なセンタリングピン 代理人江崎光好 代理人　江　崎　光　史

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　シリカ材料から成る平坦な円筒形状管から、
   高い角度選択度をもつ２重壁の気体放電管の横方向に波
   形又は溝を付けた内管を製造する方法であって、使用す
   るシリカ材料が塑性変形可能となるまで、該シリカ材料
   を熱源で加熱する気体放電管の内管の製造方法において
   、抗粘着剤を吹き付けた内部の成形工具（１）を、当初
   はまだ平坦な成形すべきガラス管（５）中に導入するこ
   とＫよって、成形加工を準備し、その際、内部の成形工
   具（１）の外側胴面に、気体放電管の内管（５）に必要
   となる波形が加工してあシ、成形すべきガラス管（５）
   の内側壁部に該外側胴面が所謂あそびばめで当接するよ
   うに、前記波形が設定されてお。、内部の成形工具（１
   ）が固定し、成形すべきガラス管（５）が自己の軸線を
   中心に回転運動するように成形すべきガラス管（５）を
   、導入された内部の成形工具（１）と共に緊締し、成形
   すべきガラス管（５）を、一方の端部で第１の形成すべ
   き波形の領域から開始して、転移温度に加熱し、 外部の成形工具（６）を成形すべきガラス管（５）の壁
   部に対し押圧して、その際に生ずる静止摩擦によ）、外
   部の成形工具（６）が回転運動され、内部の成形工具（
   １）の対応する切欠部中に係合するようにすることによ
   って、成形すべきガラス管（５）の回転軸に対し平行に
   移動可能かつ傾倒可能に設けられ駆動されない円形状の
   横断向をもつ外部の成形工具（６）を用いて、少なくと
   も第１の２つの波形を形成し、外部の成形工具（６）の
   外側胴面に、内部の成形工具（１）に対し相補的な形状
   をもつ少なくとも２つの波形を設け、 管胴を、次に形成すべき波形の領域で転移温度まで加熱
   した後、外部の成形工具（６）が１波形だけ動作方向に
   ずれて、成形すべきガラス管（５）の次の波形を形成す
   る際、外部の成形工具（６）の少なくとも１つの波形が
   、先行の作業工程で形成された波形中で案内されるよう
   な形状で、ガラス管（５）全体を成形し、その際、全加
   工の間、成形すべきガラス管（５）を、内部の成形工具
   （１）が依然として当接している形成済みの波形の領域
   で、その都度使、　　用する材料の転移温度の若干下側
   におけるほぼ一定の高温度に維持し、内部の成形工具（
   りを、成形終了後、前記温度のもとて堆力外し、管（５
   ）から離反して、気体放電管の完成した内管（５）を、
   応力の加わらない状態で冷却可能としたことを特徴とす
   る、気体放電管の内管の製造方法〇
2. （２）　　シリカ材料から成る平坦な円筒形状管から、
   高い＾度選択度をもつ２重壁の気体放電管の横方向に波
   形又は溝を付けた内管な製造する装置であって、使用す
   るシリカ材料が塑性変形可能となるまで、該シリカ材料
   を熱源で加熱する気体放電管の内管の製造装置において
   、成形すべきガラス管（５）を緊締し回転するだめの、
   ２個の同期回転する回転チャック（１１）と、内部の成
   形工具（１）を固定的に緊締するため、のセンタリング
   ピンθ０）と、成形すべきガラス管（５）を転移温度に
   加熱するための配属された熱源とを設け、 側面部が正割状に形成された面取シ部をもった円形状横
   断面を有する内部の成形工具（りを、解除可能な結合に
   ょ勺互いに結合される少なくとも３つの縦方向部分であ
   る、矩形状又は正方形状の横断面をもつ中間部分（２）
   と、上側部分（３）と、下側部分（４）とから、構成し
   、前記面取９部を垂直方向に延在させ、成形すべきガラ
   ス管（５）の壁部に対する前記面取勺部の横方向間隔を
   、軸線高さで管半径の約％とし、気体放電管の内管（５
   ）に必要とされる波形が、前記上側部分（３）及び下側
   部分（４）の残存する円形状外側胴面に加工してあ勺、
   その際、内部の成形工具（１）を、組み立てた状態で、
   成形加工のために、全長にわたって、成形すべきガラス
   管（５）中に挿入し、内部の成形工具（１）を、センタ
   リングピン（１０）を用いて緊締して、内部の成形工具
   （１）が全加工の間固定され、波形付き外側胴面が所謂
   あそびばめで、管軸線の上側及び下側で対称に成形すべ
   きガラス管（５）の内側壁部の対応する円弧に当接する
   ようにし、成形プロセスの終了後、前記結合を解除し、
   まず中間部分（２）を引き出し、次いで、上側部分（３
   ）及び下側部分（４）が、軸方向で見て、完成した内管
   （５）の形成済みの波形から釈放され引き出されうるよ
   うになるまで、上側部分（３）を下降させ、下側部分（
   ４）を持ち上げ、 駆動されず、回転可能に支承された外部の成形工具（６
   ）に、円形状の横断面を設け、外部の成形工具（６）の
   外側胴面に、内部の成形工具（１）に対し相補的な形状
   の少なくとも２つの波形を設け、外部の成形工具（６）
   が、シフト軸（８）を介して、緊締された成形すべきガ
   ラス管（５）の軸線に対し平行に移動され、圧接レバー
   （９）を介して、成形すべきガラス管（５）の外側胴面
   に対しマニュアルで押圧されるように、外側の成形工具
   （６）を、保持体（７）で設けたことを特徴とする気体
   放電管の内管の製造装置。
3. （３）シリカ材料から成る平坦な円筒形状管から、高い
   角度選択度をもつ２重壁の気体放電管の横方向に波形又
   は韓を付けた内管を製造する装置であって、使用するシ
   リカ材料が塑性変形可能となるまで、該シリカ材料を熱
   源で加熱する気体放電管の内管の製造装置において、波
   形の形成の間固定される一体構成の内部の成形工具（１
   ３）を設け、縦方向に移動可能かつ下降可能で回転はし
   ないセンタリングピンに緊締される軸０４）上に、内部
   の成形工具（１６）を、固定的に設け、内部の成形工具
   （１３）を、軸０４）と共に、外部の成形工具（６）と
   併行して、外部の成形工具（６）に対し平行に移動可能
   とし、気体放電管の内管（５）に必要とされる波形を、
   少なくとも２つの波形だけ、内部の成形工具（１３）の
   外側胴面に加工して、前記外側胴面が、管軸の上側で対
   称に、成形すべきガラス管（５）の半径にほぼ相当する
   領域で、成形すべきガラス管（５）の内側壁部における
   円弧に当接するようにし、その際、軸（１４）を、一体
   構成の内部の成形工具（１３）と共に、縦方向に移動可
   能かつ下降可能なセンタリングピン（１８）により、形
   成すべき波形の深度よシ若干大きい値だけ下降可能とし
   、第１の波形を前記形状で形成した後、軸（１４）を、
   一体構成の内部の成形工Ａ（１３）と共に、前記値だけ
   下降させ、外部の成形工具（６）と同様に波形の値だけ
   動作方向に移動させ再度持ち−ヒげて、次の波形の形成
   の際、一体構成の内部の成形工具（１３）の少なくとも
   １つの波形が、先行の作業工程で形成された成形すべき
   ガラス管（５）の波形中に係合するようにしたことを特
   徴とする気体放電管の内管の製造装置。