(57)【要約】      （修正有）【課題】レーザー光の位置出しが容易で、かつ溶接不良が生じにくいシリカガラス溶接方法を提供する。【解決手段】レーザー光を用いて複数のシリカガラス１〜４の溶接面１ａ〜４ｂ同士を溶接するシリカガラス溶接方法であって、溶接面１ａ〜４ｂ同士が向かい合うように複数のシリカガラス１〜４を上下方向に積層する積層工程と、積層工程で積層した複数のシリカガラス１〜４の上方または下方から溶接面１ａ〜４ｂの近傍にレーザー光を照射し、複数のシリカガラス１〜４を切断するとともに、切断時におけるレーザー光の熱の伝達を利用して溶接面１ａ〜４ｂ同士を溶接する切断溶接工程と、を含むシリカガラス溶接方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザー光を用いて複数のシリカガラスの溶接面同士を溶接するシリカガラス溶接方法であって、
前記溶接面同士が向かい合うように前記複数のシリカガラスを上下方向に積層する積層工程と、
前記積層工程で積層した前記複数のシリカガラスの上方または下方から前記溶接面の近傍にレーザー光を照射し、前記複数のシリカガラスを切断するとともに、切断時における前記レーザー光の熱の伝達を利用して前記溶接面同士を溶接する切断溶接工程と、を含む
ことを特徴とするシリカガラス溶接方法。
【請求項２】
前記溶接面を研磨して平坦化する平坦化工程を、前記積層工程の前に含む
ことを特徴とする請求項１に記載のシリカガラス溶接方法。
【請求項３】
前記切断溶接工程において、クランプ部材により前記複数のシリカガラスを上下方向からクランプし、前記溶接面に圧力を加える
ことを特徴とする請求項１または２に記載のシリカガラス溶接方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザー光を用いたシリカガラス溶接方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザー光を用いたシリカガラス溶接方法としては、例えば、特許文献１に記載のものが知られている。特許文献１に記載のシリカガラス溶接方法は、２枚のシリカガラスを上下方向に積層し、積層したシリカガラスの側方からレーザー光を照射することで、２枚のシリカガラスを溶接するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２９２２４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来のシリカガラス溶接方法では、積層したシリカガラスの側方からレーザー光を照射するため、レーザー光の位置出しが困難であるという問題があった。また、レーザー光の強度によっては、溶接部以外の部分が溶融したり、溶接部が十分に溶融しなかったりして、溶接不良が生じるという問題があった。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その課題とするところは、レーザー光の位置出しが容易で、かつ溶接不良が生じにくいシリカガラス溶接方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明に係るシリカガラス溶接方法は、
レーザー光を用いて複数のシリカガラスの溶接面同士を溶接するシリカガラス溶接方法であって、
前記溶接面同士が向かい合うように前記複数のシリカガラスを上下方向に積層する積層工程と、
前記積層工程で積層した前記複数のシリカガラスの上方または下方から前記溶接面の近傍にレーザー光を照射し、前記複数のシリカガラスを切断するとともに、切断時における前記レーザー光の熱の伝達を利用して前記溶接面同士を溶接する切断溶接工程と、を含む
ことを特徴とするシリカガラス溶接方法。
【０００７】
上記シリカガラス溶接方法は、
前記溶接面を研磨して平坦化する平坦化工程を、前記積層工程の前に含む
ことが好ましい。
【０００８】
上記シリカガラス溶接方法は、
前記切断溶接工程において、クランプ部材により前記複数のシリカガラスを上下方向からクランプし、前記溶接面に圧力を加える
ことが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、レーザー光の位置出しが容易で、かつ溶接不良が生じにくいシリカガラス溶接方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】（Ａ）本発明に係るシリカガラス溶接方法で溶接する前のシリカガラスを示す図である。（Ｂ）本発明に係るシリカガラス溶接方法で溶接した後のシリカガラスを示す図である。
【図２】本発明に係るシリカガラス溶接方法で溶接する前のシリカガラスの変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図１を参照して、本発明に係るシリカガラス溶接方法の実施形態について説明する。なお、本発明におけるシリカガラスは、二酸化珪素を主成分とするガラスであり、石英ガラスのみならず、石英ガラスよりも二酸化珪素の含有量が小さいガラスを含む。
【００１２】
本発明の一実施形態に係るシリカガラス溶接方法は、レーザー光を用いて複数（本実施形態では、４枚）のシリカガラス１〜４の溶接面１ａ〜４ｂ同士を溶接するものであり、平坦化工程と、積層工程と、切断溶接工程とを含む。
【００１３】
平坦化工程は、シリカガラス１〜４の溶接面１ａ〜４ｂを研磨して平坦化する工程である。平坦化工程が必要な理由は、溶接面１ａ〜４ｂが平坦でない場合、例えば、すりガラスのように表面に凹凸が形成されている場合、切断溶接工程において熱の伝達が不十分になり、溶接不良が生じるからである。したがって、溶接面１ａ〜４ｂが平坦な場合、平坦化工程は省略することができる。
【００１４】
積層工程は、溶接面１ａ〜４ｂ同士が向かい合うようにシリカガラス１〜４を上下方向に積層する工程である。本実施形態では、図１（Ａ）に示すように、溶接面１ａ，２ａ同士が向かい合い、かつ溶接面１ｂ，３ａ同士が向かい合うように、シリカガラス１の上にシリカガラス２，３を積層するとともに、溶接面２ｂ，４ａ同士が向かい合い、かつ溶接面３ｂ，４ｂ同士が向かい合うように、シリカガラス２，３の上にシリカガラス４を積層する。
【００１５】
切断溶接工程は、レーザー光によりシリカガラス１〜４を切断するとともに、切断時におけるレーザー光の熱の伝達を利用して溶接面１ａ〜４ｂ同士を溶接する工程である。レーザー光は、例えば、石英ガラスの切断に使用する炭酸ガスレーザーのレーザー光を用いることができる。
【００１６】
切断溶接工程では、まず、積層工程で積層したシリカガラス１〜４の上方または下方（本実施形態では、上方）から溶接面１ａ〜４ｂの近傍（外側）にレーザー光を照射し、次いで、レーザー光を図面の奥行き方向に移動させる。これにより、シリカガラス１〜４の切断と溶接が同時に行われる。
【００１７】
レーザー光をシリカガラス１〜４に照射する際、レーザー光の中心が切断線よりもわずかに外側になるように、レーザー光の位置出しをすることが好ましい。レーザー光の中心は熱エネルギーが大きく、レーザー光の中心を切断線に一致させると、熱エネルギーで溶接面１ａ〜４ｂが昇華してしまうおそれがあるからである。一方、レーザー光の中心近傍の熱エネルギーは、レーザー光の中心の熱エネルギーよりも小さいため、溶接面１ａ〜４ｂに当たっても、溶接面１ａ〜４ｂが昇華してしまう可能性は低い。
【００１８】
すなわち、切断溶接工程では、レーザー光の中心の熱エネルギーによりシリカガラス１〜４を切断（昇華）し、レーザー光の中心近傍の熱エネルギーにより溶接面１ａ〜４ｂ同士を溶接する。レーザー光の中心近傍の熱エネルギーは、溶接面１ａ〜４ｂを伝達し、溶接面１ａ〜４ｂを昇華させることなく溶融させる。切断溶接工程後の製品（シリカガラス１〜４）は、図１（Ｂ）のようになる。
【００１９】
また、切断溶接工程では、クランプ部材によりシリカガラス１〜４を上下方向からクランプし、溶接面１ａ〜４ｂに圧力を加えることが好ましい。これにより、溶接面１ａ〜４ｂの密着性が向上し、レーザー光の熱エネルギーが溶接面１ａ〜４ｂを伝達しやすくなるので、溶接不良が生じにくくなる。
【００２０】
結局、本実施形態に係るシリカガラス溶接方法によれば、シリカガラス１〜４の上方または下方からレーザー光を照射すればよいので、従来の方法と比較して、レーザー光の位置出しが容易になる。なお、従来の方法では、専用の治具を使用することで、位置出しが容易になるが、その分コストの増加を招く。
【００２１】
また、本実施形態に係るシリカガラス溶接方法では、従来の方法のようにレーザー光を溶接部に直接照射して溶接するのではなく、切断時におけるレーザー光の熱の伝達を利用して溶接する。このため、本実施形態に係るシリカガラス溶接方法によれば、従来の方法と比較して、溶接不良が生じにくくなる。
【００２２】
以上、本発明に係るシリカガラス溶接方法の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
【００２３】
本発明に係るシリカガラス溶接方法は、溶接面が平坦であれば、溶接面以外の部分が湾曲したシリカガラスの溶接にも適用することができる。例えば、図２に示すシリカガラス２，３，５，６の溶接にも適用することができる。シリカガラス５は、平坦な溶接面（または平坦化工程において平坦化された溶接面）５ａ，５ｂを有し、シリカガラス６は、平坦な溶接面（または平坦化工程において平坦化された溶接面）６ａ，６ｂを有する。
【００２４】
図２に示すシリカガラス２，３，５，６を溶接する場合、積層工程においては、溶接面２ａ，５ａ同士が向かい合い、かつ溶接面３ａ，５ｂ同士が向かい合うように、シリカガラス５の上にシリカガラス２，３を積層するとともに、溶接面２ｂ，６ａ同士が向かい合い、かつ溶接面３ｂ，６ｂ同士が向かい合うように、シリカガラス２，３の上にシリカガラス６を積層する。切断溶接工程では、積層したシリカガラス２，３，５，６の上方または下方からレーザー光を照射することにより、シリカガラス２，３を切断線において切断するとともに、切断時におけるレーザー光の熱の伝達を利用してシリカガラス２，３，５，６の溶接面２ａ〜３ｂ，５ａ〜６ｂ同士を溶接する。
【００２５】
レーザー光は、シリカガラスの溶接と切断とを同時に行うことができるのであれば、炭酸ガスレーザー以外のレーザー光を用いることができる。例えば、ＹＡＧレーザーのレーザー光を用いることができる。
【００２６】
上記実施形態では、４枚のシリカガラス１〜４を溶接しているが、本発明に係るシリカガラス溶接方法は、２枚のシリカガラスの溶接、３枚のシリカガラスの溶接、または５枚以上のシリカガラスの溶接にも適用できる。
【００２７】
また、本発明に係るシリカガラス溶接方法は、レーザー光の強度、レーザー光の移動速度、レーザー光の焦点距離等を適宜調整することで、任意の形状・厚みのシリカガラス同士を溶接することができる。
【符号の説明】
【００２８】
１〜６    シリカガラス
１ａ〜６ｂ    溶接面
【図１】
2017186204.tif 000003
【図２】
2017186204.tif 000004