(57)【要約】【課題】本発明は、従来手作業で行われていた減圧用管体の切断除去作業を自動化し、真空シリカガラス部品の品質を安定化し、危険作業を回避することを目的とするものである。【解決手段】本発明は、シリカガラスからなる真空シリカガラス部品の外囲器に、減圧装置接続用の管体を溶着し、これを減圧装置に接続して該シリカガラス外囲器内を真空にし、該管体を閉塞して該シリカガラス外囲器を封止し、えられた構造体の該管体を切断して真空シリカガラス部品を製造する方法において、切断具を備えた揺動回転切断装置を用いてこの管体に擦過傷を形成する工程と、該管体の擦過傷付与部に屈折力もしくは打撃力を印加して該管体を該擦過傷付与部で切断する工程からなる製造方法である。また、前記方法によって外囲器に形成される管体の切断残痕を加熱軟化し、押圧して整形することにより、平滑な外表面とすることもできる。【選択図】　図３
2004107123.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリカガラス外囲器に減圧装置接続用の管体を溶着する工程と、
該シリカガラス外囲器に溶着された該管体を減圧装置に接続して該シリカガラス外囲器内を真空にする工程と、
該管体を閉塞して該シリカガラス外囲器を封止する工程と、
該管体に切断具を備えた揺動回転切断装置を用いて擦過傷を形成する工程と、
該管体の擦過傷付与部に該揺動回転切断装置を用いて屈折力もしくは打撃力を印加して該管体を該擦過傷付与部で切断する工程とからなることを特徴とする真空シリカガラス部品の製造方法。
【請求項２】
前記真空シリカガラス部品の製造方法において、前記管体を前記シリカガラス外囲器から切断除去した後、前記シリカガラス外囲器に残された突起状残痕を加熱軟化し押圧して整形する工程を更に備えたことを特徴とする請求項１記載の真空シリカガラス部品の製造方法。
【請求項３】
前記揺動回転切断装置が、前記管体を把持する機構と、該管体の切断付与部に、切断具を圧接する機構と、該切断具を該管体の周囲の少なくとも一部を周回するように揺動もしくは回転させる機構を備えたものであることを特徴とする請求項１または請求項２記載の真空シリカガラス部品の製造方法。
【請求項４】
シリカガラス外囲器に溶着されているシリカガラス管体からなる真空シリカガラス部品の該管体を切断する真空シリカガラス部品切断装置において、
該真空シリカガラス部品の切断装置が、シリカガラス外囲器把持部と、該シリカガラス外囲器に溶着されている該管体に擦過傷を付与し切断する揺動回転切断部を備えたものであり
該揺動回転切断部が、該管体を把持する管体把持部と、該管体の周囲の少なくとも一部を周回するように配置された揺動回転部と、この揺動回転部に固定され、該管体の周囲に接触するように配置された切断具からなり、
該切断具により擦過傷を形成された該管体に、屈折力もしくは打撃力を印加して該管体の擦過傷付与部で切断するようにしたことを特徴とする真空シリカガラス部材の切断装置。
【請求項５】
該管体切断後に残存する突起状残痕を加熱軟化させるための加熱装置と、軟化した管体の一部に押圧力を印加して整形する押圧具を更に備えたことを特徴とする請求項４記載の真空シリカガラス部材の切断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、高圧放電ランプのような内部を真空に保持するシリカガラス部品の製造方法、および真空シリカガラス部材の切断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高圧放電ランプは、図５に見られるように、シリカガラスチューブのような外囲器の内部に放電電極等を配置し、シリカガラス外囲器に溶着されているシリカガラスチューブなどからなる減圧用管体に減圧装置を接続し、この減圧用管体を経由して真空に減圧した後、これを溶着などの手段で閉塞してシリカガラス外囲器を封止し、次いで減圧用管体を切断して製造されている（特許文献１参照）。
【０００３】
従来、このような内部を真空に保持するシリカガラス部品の減圧用管体の切断除去作業は、人手によって、減圧用管体を、バーナーを用いて加熱し、適度に軟化させ、この減圧用管体を引張って切断除去していた。
この作業は、人手作業であるため、これに伴って、発塵汚染が原因で製品である高圧放電ランプの品質の低下、あるいは歩留低下が発生していた。また、バーナーを使用する作業であるため、労働災害に対する配慮から、慎重な作業を求められており、作業性の問題があった。
また、この減圧用管体の切断除去作業においては、バーナーの火力、加熱部とバーナー距離、加熱時間等の要因が、切断除去後のシリカガラス部品の外観、形状などを左右する要因となるが、これらの条件はすべて作業者の経験によって決定されており、安定した品質の製品が得られ難く、また、スループットは必ずしもよいものとは言えなかった。
【０００４】
【特許文献】
特開平１１−４００５８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、真空シリカガラス部品の製造における上記問題点を解決するためになされたもので、従来手作業で行われていた減圧用管体の切断除去作業を自動化し、真空シリカガラス部品の品質を安定化し、人手による危険作業を回避することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
第１の本発明は、シリカガラス外囲器に減圧装置接続用の管体を溶着する工程と、
該シリカガラス外囲器に溶着された該管体を減圧装置に接続して該シリカガラス外囲器内を真空にする工程と、
該管体を閉塞して該シリカガラス外囲器を封止する工程と、
該管体に切断具を備えた揺動回転切断装置を用いて擦過傷を形成する工程と、該管体の擦過傷付与部に該揺動回転切断装置を用いて屈曲力もしくは打撃力を印加して該管体を該擦過傷付与部で切断する工程と、
該管体の切断部を加熱軟化して、整形する工程とからなることを特徴とする真空シリカガラス部品の製造方法である。
【０００７】
前記第１の本発明において、前記真空シリカガラス部品の製造方法が、前記管体を前記シリカガラス外囲器から切断除去した後、前記シリカガラス外囲器に残された突起状残痕を加熱軟化し押圧して整形する工程を更に備えることが好ましい。
【０００８】
前記第１の本発明において、前記揺動回転切断装置が、前記管体を把持する機構と、該管体の切断付与部に、切断具を圧接する機構と、該切断具を該管体の周囲の少なくとも一部を周回するように揺動もしくは回転させる機構を備えたものとすることができる。
【０００９】
第２の本発明は、シリカガラス外囲器に溶着されているシリカガラス管体からなる真空シリカガラス部品の該管体を切断する真空シリカガラス部品切断装置において、
該真空シリカガラス部品の切断装置が、シリカガラス外囲器把持部と、該シリカガラス外囲器に溶着されている該管体に擦過傷を付与し切断する揺動回転切断部を備えたものであり
該揺動回転切断部が、該管体を把持する管体把持部と、該管体の周囲の少なくとも一部を周回するように配置された揺動回転部と、この揺動回転部に固定され、該管体の周囲に接触するように配置された切断具からなり、
該切断具により擦過傷を形成された該管体に、屈折力もしくは打撃力を印加して該管体の擦過傷付与部で切断するようにしたことを特徴とする真空シリカガラス外囲器切断装置である。
【００１０】
前記第２の本発明において、該管体切断後に残存する管体の一部を加熱軟化させるための加熱装置と、軟化した管体の一部に押圧力を印加して整形する押圧具を更に備えたものとすることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
［第１の実施の形態］
以下、図１を用いて本発明のシリカガラス部品の製造方法の概略を説明する。図１中、１がシリカガラス外囲器であり、このシリカガラス外囲器１は、例えば、図５に示すように、両端が封止され内部に電極などのインサート部材が封入され、外部に端子部が導出されているような構造体とすることができる。本発明の製造方法の第１の工程は、このシリカガラス外囲器１に、減圧装置接続用管体２を溶着などの方法によって、接続する工程である（図１（ａ））。次いで、この減圧装置接続用管体２に真空ポンプのような図示しない減圧装置に接続して、シリカガラス外囲器１の内部を減圧にした後、減圧装置接続用管体２の一部を溶融などの方法によって閉塞して、シリカガラス外囲器１を封止する（図１（ｂ））。次いで、この減圧装置接続用管体を切断し（図１（ｃ））、シリカガラス外囲器に残存している管体の切断残痕４を押圧などの方法によって整形して（図１（ｄ））真空シリカガラス部品を製造する。
【００１２】
［第２の実施の形態］
以下図面を用いて本発明の実施の形態であるシリカガラス外囲器切断装置について詳細に説明する。第２の本発明である真空シリカガラス部品の切断装置は、前記（ｃ）工程において用いられる装置である。図２が、本発明において用いられる真空シリカガラス外囲器切断装置の概略図であり、被加工体であるシリカガラス外囲器構造体も併記している。
【００１３】
図２に示すように、シリカガラス外囲器１と減圧装置接続用管体２とからなるシリカガラス外囲器構造体は、シリカガラス外囲器把持部１９によって保持され、真空シリカガラス外囲器切断装置１０に、固定される。
この真空シリカガラス外囲器切断装置１０は、切断装置架台１８に配置されたシリカガラス外囲器把持部１９と、回転機構１７を構成する軸受けもしくは軸と、この回転機構１７に接続している切断ユニット支持アーム１６と、この切断ユニット支持アーム１６に固定されている揺動回転切断ユニット１１からなっており、さらに、この揺動回転切断ユニット１１は、揺動回転部１２と、これに固定された切断具支持アーム１３と切断具１４、および前記管体２を把持するための管体把持部１５を備えている。
【００１４】
そして、前記回転機構１７は、図２のＺ軸方向に延在する回転軸と、この回転軸の軸受けからなっている。該切断ユニット支持アーム１６に固定されている回転要素は、この回転機構１７の軸でもよいし、軸受けでもよい。この回転機構の他の回転要素は、前記切断装置架台１８に固定されている。
【００１５】
また、前記揺動回転切断装置１１の揺動回転部１２は、図２のＸ方向に延在する回転軸を有し、図示しない駆動装置によって、図２の減圧装置接続用管体２の軸を中心とする方向に回転もしくは揺動するようになっている。
【００１６】
さらに、切断具１４は、図示しない駆動装置によって、管体２に接近および離間するように切断具支持アーム１３とともに移動可能となっており、この切断具１４が管体に接触して擦過傷を形成することができるようになっている。なお、切断具１４の材質は硬質の石英パイプのような管体２ヘの傷３を形成するため、十分な硬度を有する超硬チップもしくはダイヤモンドカッターが望ましい。
【００１７】
［第３の実施の形態］
以下、前記第２の実施の形態で説明した真空シリカガラス部品の切断装置を用いた本発明である真空シリカガラス部品の製造方法について詳述する。
図３が、本実施の形態の切断方法の工程図である。
まず、シリカガラス外囲器１にシリカガラスチューブのような管体２を溶着したシリカガラス外囲器構造体のシリカガラス外囲器１を、図示しないシリカガラス外囲器把持部で把持固定する（図３（ａ））。シリカガラス部品は、ロボットのような移載装置（図示せず）または人手によりセットすることが可能であり、シリカガラス部品が所定の位置にセットされたかどうかは、該シリカガラス外囲器把持部１９近辺に配置されるセンサ（図示せず）にて判定することができる。
【００１８】
次いで、揺動回転切断ユニット１１を減圧装置接続用管体２の切断位置に切断具１４が位置するようにこの揺動回転切断ユニット１１をＸ方向に移動させる（図３（ｂ））。
【００１９】
次いで、切断具支持アーム１３を図面のＹ方向に移動させて、切断具１４を管体２に接触させ、この揺動回転切断ユニット１１を、回転軸を中心に揺動もしくは回転させて、管体２に擦過傷３を形成する（図３（ｃ））。この工程で、揺動回転切断ユニット１１を該管体２の周囲に周回させて、管体全周に渡って擦過傷を形成することもできるし、揺動回転切断ユニット１１を、１８０°以下の角度で揺動させ、該管体２の全周の一部に擦過傷３を形成することもできる。該揺動回転切断ユニット１１を単に揺動して擦過傷を形成する方が、作業時間の短縮と高い作業効率を実現することができる。
この際、切断除去の前工程である管体２の閉塞加工で、加工形状にバラツキがあった場合、切断具１４の回転により切込みキズを付けると、真空シリカガラス外囲器１と管体２の溶着取付部が割れてしまい、製品不良となるおそれがあるが、管体２全周に渡って一線状の鋭いキズを付けることができるため、次工程である管体切断加工の不良発生率が低下でき、さらに良好な整形加工が可能である。一方、揺動回転切断ユニット１１の揺動により切込みキズを付けると、シリカガラス部品と真空パイプ取付部が割れてしまう不良発生率は低下できるが、真空パイプ全周に対し、一線上の鋭いキズを付けることが難しいため、次工程である管体２の切断加工が困難になり、一時に過大な応力を印加することが困難になるため、加工サイクルタイムが若干増加する。
【００２０】
次いで、切断具支持アーム１３を移動させて、切断具１４を管体２から離間させる（図３（ｄ））。
【００２１】
次いで、管体把持部１３によって、管体２を把持固定する（図３（ｅ））。
【００２２】
次いで、図示しない駆動装置によって切断ユニット支持アーム１６を、回転機構１７を中心に回転させて、管体２を屈折させ、管体２を擦過傷付与部分３において切断する（図３（ｆ））。この工程において、管体２の切断は、該切断ユニット支持アーム１６の回転によって管体２の擦過傷付与部分にかかる応力によって、擦過傷を起点とした材料破壊によって切断されることになる。また、この際に、図示しない打撃装置によって、擦過傷付与部分に打撃を加え、切断を容易かつ確実に行うこともできる。
上記１連の工程によって、管体２をシリカガラス外囲器１から切断除去することができる。
【００２３】
［第４の実施の形態］
上記工程によって切断されたシリカガラス外囲器構造体には、減圧装置接続用管体の切断残痕４が残っており、これを整形することが好ましい。そこで、以下にこの管体残痕を整形する方法について、整形工程図である図４を用いて説明する。
まず、シリカガラス外囲器１を把持装置３１により保持し（図４（ａ））、シリカガラス外囲器１に残存している管体２の一部の切断残痕４にバーナー３２を用いて加熱し軟化させる（図４（ｂ））。
次いで、切断残痕４が十分軟化した状態でカーボン成形体のような耐熱性の押圧具３３を圧接し（図４（ｃ））、シリカガラス外囲器１の残存する切断残痕４の突起を整形することができる。
【００２４】
この整形は、切断残痕４が加熱され軟化している状態で行われ、温度が低下しシリカガラスが固化した後は、整形することができない。このような場合には、図４の工程（ｃ）および工程（ｄ）を繰り返し行うことによって、管体の切断残痕４である突起部分を平滑に整形することが可能となる。この工程で、複数回の加熱−押圧加工によって成形する場合、加熱位置を固定して行うこともできるし、また、加熱装置を移動可能として、管体の切断残痕４である凸部位置を検出して、この凸部位置のみを加熱することもできる。
この工程で、バーナーおよびカーボン押圧具を固定した位置で繰返す方式では、加工装置として、シンプルで簡便な装置を用いることができ、１回毎の整形で凸部が徐々に小さくなるが、加工の進展に伴う凸部の移動に追従することができないため、バーナーと凸部の相対加熱位置が大きくなり、バーナー加熱位置が、凸部からずれることによって、十分加熱ができないため、整形加工の回数を増やす必要がある。
逆に、バーナーおよびカーボン押圧具の位置を補正する機構を有する加工装置を用いて、都度変更された加熱位置で加熱−押圧加工を繰返す方式では、バーナーと凸部の相対加熱位置が変わらないため、少ない整形回数で加工が可能である。しかしバーナー火力の条件によっては、シリカガラス太管部のへこみなどシリカガラス部品の変形をもたらすおそれがある。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、発塵汚染によるシリカガラス部品品質低下の回避のみならず、作業者の技能に依存せず、安定した数量を定常的に製造可能で、作業者を危険な作業から解放することができるなどの効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の真空シリカガラス外囲器切断装置の概略断面図である。
【図２】本発明の真空シリカガラス外囲器切断方法の概略工程図である。
【図３】本発明の管体切断方法の概略を示す図である。
【図４】本発明の管体を切断した後の管体残痕突起部を整形する方法の概略工程図である。
【図５】本発明を適用して製造することのできるシリカガラス部品の１例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１…シリカガラス外囲器
２…減圧装置接続用管体
３…擦過傷
４…突起状残痕
１０…真空シリカガラス部材切断装置
１１…揺動回転切断ユニット
１２…揺動回転部
１３…切断具支持アーム
１４…切断具
１５…管体把持部
１６…切断ユニット支持アーム
１７…回転機構
１８…切断装置架台
１９…シリカガラス外囲器把持部
３１…把持装置
３２…バーナー
３３…押圧具
【図１】
2004107123.tif 000003
【図２】
2004107123.tif 000004
【図３】
2004107123.tif 000005
【図４】
2004107123.tif 000006
【図５】
2004107123.tif 000007