(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
寸法修正すべき石英ガラス加工品を石英ガラス溶接棒に対して所定距離だけ離間して配置し、バーナーの可燃ガス火炎を該石英ガラス溶接棒の端部に放射して該石英ガラス溶接棒を加熱し石英を昇華してガス状石英とし、このガス状石英をバーナーの可燃ガス火炎の放射方向に飛ばすことによって該石英ガラス加工品の寸法修正すべき部位にガス状石英を付着堆積せしめる第１加熱作業と、前記第１加熱作業の後、該付着堆積した不透明な石英堆積層を加熱して溶着した透明な石英ガラス層とし当該石英ガラス加工品の寸法修正を行う第２加熱作業とからなることを特徴とする石英ガラス加工品の寸法修正方法。
【請求項２】
寸法修正すべき石英ガラス加工品を石英ガラス溶接棒に対して所定距離だけ離間して配置し、バーナーの可燃ガス火炎を該石英ガラス溶接棒の端部に放射して該石英ガラス溶接棒を加熱し石英を昇華してガス状石英とし、このガス状石英をバーナーの可燃ガス火炎の放射方向に飛ばすことによって該石英ガラス加工品の寸法修正すべき部位にガス状石英を付着堆積せしめる第１加熱作業と、該付着堆積した不透明な石英堆積層を該バーナーの可燃ガス火炎によって加熱して溶着した透明な石英ガラス層とし当該石英ガラス加工品の寸法修正を行う第２加熱作業とからなり、前記第１加熱作業及び第２加熱作業を同時に行うことを特徴とする石英ガラス加工品の寸法修正方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、寸法公差外れの発生した石英ガラス加工品の寸法を簡易でかつ効率的に修正できる方法に関する。
【０００２】
【関連技術】
石英ガラス加工品の製造工程において、その必要な寸法公差よりマイナス側（内側寸法の場合はプラス側）に外れた場合は、基本的にその部品を交換し、再度寸法公差の追い込み加工を行い、公差内に収める必要があった。また、部位によっては石英ガラスの溶接棒（φ２〜３ｍｍ程度）を寸法公差外れの部分に火炎にて肉盛り加工を行い、歪除去後、研削作業にて寸法公差に追い込む作業を行うものであった。
【０００３】
従来の肉盛り加工について、図６〜図８によって説明する。図６（ａ）（ｂ）において、１０はバーナーで、可燃ガス、例えばアセチレン／酸素の混合火炎１２を放射する。１４は石英ガラス溶接棒で、φ２〜３ｍｍ程度のものが用いられる。１８は寸法修正対象である石英ガラス加工品である。
【０００４】
該石英ガラス加工品１８の肉盛りすべき位置に石英ガラス溶接棒１４の先端を押し当てて上記したバーナー１０の強い火炎１２で軟化しながら肉盛りする〔図６（ａ）〕。バーナー１０とガラス溶接棒１４の当て方は最初は図６（ａ）に示すように行えばよく、矢印Ｐの方向への力をガラス溶接棒１４に与えることにより、ガラス溶接棒１４の先端部（根元）が軟化すると、図６（ｂ）に示すように矢印Ｒの方向へ肉盛り１４ａが進行する。
【０００５】
従来の肉盛り加工による石英ガラス加工品１８の寸法公差外れ（マイナス）部位（寸法修正すべき部位）２０の寸法修正手順を図７及び図８（ａ）〜（ｅ）によって説明する。まず、寸法修正すべき寸法公差外れ部位２０を有する石英ガラス加工品１８を用意する〔図７のステップ１００及び図８（ａ）〕。
【０００６】
この石英ガラス加工品１８の寸法公差外れ部位２０の一端部に石英ガラス溶接棒１４を肉盛り加工を行う方向と反対方向に上端側を傾斜させた状態で矢印Ｐの方向への力で押し当てるとともにバーナー１０の強い火炎１２で石英ガラス溶接棒１４の先端部（根元）を軟化する〔図８（ｂ）〕と、矢印Ｒの方向に肉盛り１４ａが進行し、寸法公差外れ（マイナス）部位２０は肉盛り部分１４ａによって被覆される〔図７のステップ１０２及び図８（ｃ）〕。この肉盛り部分１４ａは軟化した状態で寸法公差外れ部位２０に形成されるので、透明な石英ガラス層となっており、石英ガラス加工品１８と一体化されている〔図８（ｄ）〕。
【０００７】
しかし、この肉盛り部分１４ａは寸法公差外れ部位２０の部分において必要な修正厚さを超えて大幅に盛り上がってしまうので、電気炉内にて歪除去を行い〔図７のステップ１０４〕、その後研削作業により肉盛り過剰部分を研削して寸法公差に追い込む作業を行い〔図７のステップ１０６及び図８（ｄ）〕、更に透明研磨作業又はファイヤーポリッシュ後に電気炉において歪取り作業を行い〔図７のステップ１０７〕、寸法公差外れ部位２０の寸法修正を行うものであった。この肉盛り作業及び研削作業により寸法公差外れ部位２０の寸法修正が行われるが〔図７のステップ１０８及び図８（ｅ）〕、例えば１０ｍｍ角の寸法公差外れ（マイナス）部位の修正に、平均１１０分程度の作業時間を必要としており、非常に非効率な作業であった。
【０００８】
例えば、０．１ｍｍ程度のほんのわずかな寸法公差外れであっても、このような材料の再使用が発生したり、肉盛り・歪除去・研削作業が発生したりと、効率的な修正方法とは云えなかった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記した問題点に鑑みなされたもので、石英ガラスに寸法公差外れ部位が発生した場合に、簡単な作業により短時間で安価に修正を行うことができる石英ガラス加工品の寸法修正方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決しようとするための手段】
上記課題を解決するために、本発明の石英ガラス加工品の寸法修正方法の第１の態様は、寸法修正すべき石英ガラス加工品を石英ガラス溶接棒に対して所定距離だけ離間して配置し、バーナーの可燃ガス火炎を該石英ガラス溶接棒の端部に放射して該石英ガラス溶接棒を加熱し石英を昇華してガス状石英とし、このガス状石英をバーナーの可燃ガス火炎の放射方向に飛ばすことによって該石英ガラス加工品の寸法修正すべき部位にガス状石英を付着堆積せしめる第１加熱作業と、前記第１加熱作業の後、該付着堆積した不透明な石英堆積層を加熱して溶着した透明な石英ガラス層とし当該石英ガラス加工品の寸法修正を行う第２加熱作業とからなることを特徴とする。
【００１１】
本発明の石英ガラス加工品の寸法修正方法の第２の態様は、寸法修正すべき石英ガラス加工品を石英ガラス溶接棒に対して所定距離だけ離間して配置し、バーナーの可燃ガス火炎を該石英ガラス溶接棒の端部に放射して該石英ガラス溶接棒を加熱し石英を昇華してガス状石英とし、このガス状石英をバーナーの可燃ガス火炎の放射方向に飛ばすことによって該石英ガラス加工品の寸法修正すべき部位にガス状石英を付着堆積せしめる第１加熱作業と、該付着堆積した不透明な石英堆積層を該バーナーの可燃ガス火炎によって加熱して溶着した透明な石英ガラス層とし当該石英ガラス加工品の寸法修正を行う第２加熱作業とからなり、前記第１加熱作業及び第２加熱作業を同時に行うことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明するが、本発明の技術思想から逸脱しない限り図示例以外にも種々の変形が可能なことはいうまでもない。図１は本発明の石英ガラス加工品の寸法修正方法の原理を示す説明図及び図２は本発明方法による寸法修正手順の１例を示すフローチャート、及び図３は図２の修正手順の模式図である。
【００１３】
図１において、１０は、可燃ガスの火炎１２を放射するバーナー、及び１４は石英ガラス溶接棒であり、この両者を用いて石英ガラス加工品１８の寸法公差外れ（マイナス）部位（寸法修正すべき部位）２０の寸法修正を行う点は図６に示した従来の手法と変わらない。
【００１４】
しかしながら、従来の手法は、石英ガラス溶接棒１４を軟化し、この軟化状態の石英ガラスをそのまま石英ガラス加工品１８の寸法修正すべき部位に付着せしめるものであり、石英ガラス溶接棒１４は石英ガラス加工品１８の寸法修正すべき部位に押し当てられた状態で軟化せしめられる〔図６（ａ）（ｂ）〕。
【００１５】
これに対して、本発明方法では、図１に示すごとく、まず、寸法修正すべき石英ガラス加工品１８を石英ガラス溶接棒１４に対して所定距離だけ離間して配置しておく。バーナー１０の可燃ガス火炎１２を石英ガラス溶接棒１４の端部に放射すると、該石英ガラス溶接棒１４が加熱され、石英が昇華してガス状石英１６となり、このガス状石英１６はバーナー１０の火炎１２の放射方向に飛ばされる。したがって、石英ガラス加工品１８の寸法修正すべき部位をバーナー１０の火炎１２の放射方向に位置させておけば、飛ばされてきたガス状石英１６を修正すべき部位に付着堆積させて石英堆積層１６ａせしめることができ、これによって石英ガラス加工品１８の寸法修正を行うことができる。
【００１６】
石英ガラス溶接棒１４を加熱し石英を昇華して形成されるガス状石英１６を利用して寸法修正を行うという技術思想は、上記した従来公知の溶融した石英ガラスを利用する肉盛り加工とは、全く異なり、従来存在しなかった斬新な発想といえるものである。
【００１７】
続いて、図２及び図３（ａ）〜（ｅ）に基づいて石英ガラス加工品１８の寸法公差外れ（マイナス）部位（寸法修正すべき部位）２０の寸法修正手順について具体的に説明する。まず、寸法修正すべき寸法公差外れ部位２０を有する石英ガラス加工品１８を用意する〔図２のステップ１００及び図３（ａ）〕。
【００１８】
バーナー１０の火炎１２の放射方向の近接位置に石英ガラス加工品１８の寸法公差外れ部位２０を位置せしめておき、この火炎１２に石英ガラス溶接棒１４の端部１５を当てる。すると、該石英ガラス溶接棒１４の端部１５は加熱され石英が昇華してガス状石英１６となる。このガス状石英１６は火炎１２の放射方向に飛ばされ、火炎１２の放射方向に位置する寸法公差外れ部位２０に不透明な石英堆積層１６ａが付着堆積せしめられる〔図２のステップ１０２ａ及び図３（ｂ）〕。
【００１９】
このとき、該バーナー１０及び石英ガラス溶接棒１４を図１及び図３（ｂ）に示したようにＡ及びＢ方向に適宜平行移動させつつバーナー１０の火炎１２を石英ガラス溶接棒１４の端部１５に放射することによって寸法公差外れ部位２０の全域にわたって幅広くガス状石英１６が飛散付着して不透明な石英堆積層１６ａを付着堆積させることができる。
【００２０】
このガス状石英１６の付着堆積によって形成された石英堆積層１６ａはスプレーで塗料を塗るような比較的均等で滑らかかつ不透明な石英堆積層となっており、この不透明な石英堆積層１６ａをバーナー１０で加熱（軽く焼く）することによって溶着した透明な石英ガラス層１６ｂとなる〔図２のステップ１０５及び図３（ｃ）（ｄ）〕。これにより、石英ガラス加工品１８の寸法公差外れ部位２０の寸法がわずかに増える。したがって、寸法公差外れ（マイナス）部位２０をわずかに盛り上げたのと同じ状態となる〔図２のステップ１０８及び図３（ｄ）〕。
【００２１】
これによって、寸法公差外れ（マイナス）部位２０をプラス方向に追い込むことになり、結果的に寸法公差外れ（マイナス）部位２０を公差内に修正することができる。なお、量的には、例えば、寸法公差外れ（マイナス）部位２０の１０ｍｍ角内に上記ガス状石英１６を１０分間堆積させることにより、約０．１ｍｍ寸法を増加させることができる。
【００２２】
このように、本発明の寸法修正方法を用いることにより、例えば、１０ｍｍ角の寸法公差外れ（マイナス）部位の修正に、従来の修正方法では作業時間だけでも平均１１０分程度かかっていたものが、上記した１０分程度のガス状石英の吹き付け時間を含めて２５分程度の作業に短縮できる上、場合によっては発生する材料の追加使用や、再度の機械加工時間を省くことができ、短時間で安価に修正を行うことが可能となった。
【００２３】
上記した実施の形態（図２及び図３）では、ガス状石英１６の付着・堆積〔図２のステップ１０２ａ及び図３（ｂ）〕を行った後に、不透明な石英堆積層１６ａの加熱〔図２のステップ１０５及び図３（ｃ）〕を行い、透明な石英ガラス層１６ｂとした〔図３（ｄ）〕例を示したが、上記ガス状石英１６の付着・堆積及び石英堆積層１６ａの加熱による透明な石英ガラス層１６ｂの形成を同時に行うことも可能であり、以下に図４及び図５に基づいて説明する。
【００２４】
まず、寸法修正すべき寸法公差外れ部位２０を有する石英ガラス加工品１８を用意することに変わりはない〔図４のステップ１００及び図５（ａ）〕。次に、図５（ｂ）に示したように、バーナー１０からの火炎の大きさを調整するか、又は寸法修正をすべき石英ガラス加工品１８とバーナー１０の距離を調整することによって、バーナー１０の火炎の火力が石英ガラス加工品１８の表面まで充分に到達するようにし、昇華し修正すべき部位に付着堆積した石英堆積層１６ａを、石英ガラス溶接棒１４を昇華させ、堆積させる作業時の火炎にて、ガス状石英１６の付着・堆積と同時に加熱して溶着した透明な石英ガラス層１６ｂとすることができる〔図４のステップ１０２ｂ及び図５（ｂ）〕。これにより、図２及び図３の場合と同様に石英ガラス加工品１８の寸法公差外れ部位２０の寸法修正を行うことができる〔図４のステップ１０８及び図５（ｃ）〕。
【００２５】
【発明の効果】
以上述べたごとく、本発明方法によれば、石英ガラス加工品に寸法公差外れ部位が発生した場合に、簡単な作業により短時間で安価に修正を行うことができるという大きな効果が達成される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の石英ガラス加工品の寸法修正方法の原理を示す説明図である。
【図２】  本発明の石英ガラス加工品の寸法修正方法の修正手順の１例を示すフローチャートである。
【図３】  図２の修正手順の模式図である。
【図４】  本発明の石英ガラス加工品の寸法修正方法の修正手順の他の例を示すフローチャートである。
【図５】  図４の修正手順の模式図である。
【図６】  従来の石英ガラス加工品の肉盛り加工の原理を示す説明図である。
【図７】  従来の石英ガラス加工品の寸法修正方法の修正手順を示すフローチャートである。
【図８】  図７の修正手順の模式図である。
【符号の説明】
１０：バーナー、１２：可燃ガス火炎、１４：石英ガラス溶接棒、１４ａ：肉盛り部分、１５：石英ガラス溶接棒の端部、１６：ガス状石英、１６ａ：不透明な石英堆積層、１６ｂ：透明な石英ガラス層、１８：石英ガラス加工品、２０：寸法公差外れ部位（寸法修正すべき部位）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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