(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
石英ガラス部材を傾斜させて保持する保持部と、複数のノズルを直線状に配列したラインバーナーが石英ガラス部材に対して上下に設けてあり、上部ラインバーナーは、石英ガラス部材に対して９０度の角度で火炎を放射し、下部ラインバーナーは、石英ガラス部材に対して４５度の角度で火炎を放射するものであり、下部ラインバーナーの火力が、上部ラインバーナーの火力よりも大きい石英ガラス部材の曲げ加工機。
【請求項２】
請求項１において、 上下のラインバーナーが同期して左右に往復移動する石英ガラス部材の曲げ加工機。
【請求項３】
請求項１〜２のいずれかにおいて、 石英ガラス部材を加重する加重アームがラインバーナーに設けてある石英ガラス部材の曲げ加工機。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかにおいて、石英ガラス部材下面の位置に、曲げ角度設定ストッパーを設けてあり、曲げ角度設定ストッパーが移動可能である石英ガラス部材の曲げ加工機。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかにおいて、保持部が、クランプベース、端面ストッパー、クランプからなる石英ガラス部材の曲げ加工機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、石英ガラス部材の曲げ加工機、さらに詳しくは、半導体製造に用いる石英ガラス製槽体における曲部を作り出す石英ガラス部材等の曲げ加工機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体ウエハー、液晶用基板、光ディスク用基板、その他精密な部材は、洗浄液の滞留やパーティクルが凹凸部に付着するのを防止するため、かどや凹凸のない曲面部を有した石英ガラス製洗浄槽を用いて洗浄している。
【０００３】
石英ガラス部材を曲面加工するには、石英ガラスが２０００℃程度の高温でないと溶融しないことから、水平に固定した石英ガラス板を、複数の作業者によりフリーハンドで円形ノズルバーナーを用いて上下から溶融し、石英ガラス部材の自重、または、槍り棒で押して曲げ加工していた（図３参照）。
【０００４】
また、特開平３−１７７３２５号公報（３）ページ右下段には、石英ガラス板の折り曲げ方法として、石英ガラス板の加工部位をガスバーナーで加熱し、石英ガラス板の側面をカーボンローラーで折り曲げることが開示されている。
【０００５】
【発明が解決しょうとする課題】
しかし、水平に固定して上下面を円形ノズルバーナーで溶融する方法は、作業者を複数必要とし、作業者間の動作の協調を得るのが困難で、石英部材を曲げるときも作業者の手動作業のため石英ガラス部材を直線的にむら無く溶融するのが難しく、曲げ加工にも時間がかかる欠点がある。また、曲げるにしても曲げ角度を決めにくい上、曲げ角度のばらつきが大きい。さらに、自重で曲げると、石英ガラスの粘性が高いことから９０度の近似値以下にしか曲げることができず、９０度ちょうどには曲げることができない。
【０００６】
一方、曲げる部分が２０ｍｍ程度と短いと、自重によっては曲がらない。このため、９０度に曲げる場合や、曲げる部分が短い場合には、槍棒による曲げ加工を必要とするが、集中加重によって軟化している石英部材がゆがむ欠点がある。また、石英ガラス部材をバーナーで上下面均等に加熱溶融したり、または、特開平３−１７７３２５のように、側面をカーボンローラーを用いて折り曲げた場合、屈曲部の外側になる部分が折り曲げにより延ばされて曲げ部分が薄くなり、機械的強度の劣化や製品精度が劣る欠点がある。
【０００７】
本発明は、高精度の曲げ加工が可能で、加工中の熱歪による破損も防止でき、半導体製造用石英ガラス製洗浄槽等に適した品質の安定した曲面部材を容易に得ることができる石英ガラス部材の曲げ加工機を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、石英ガラス部材を傾斜させて保持する保持部と、複数のノズルを直線状に配列したラインバーナーから構成され、さらに、上下のラインバーナーと石英ガラス部材を一定の角度で設けること、上下のラインバーナーの火力を異ならせること、また、端面ストッパー、加重アーム、角度設定ストッパーを設けた加工機が前記課題を解決するとの知見を得て本発明を完成した。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて説明する。
石英ガラス板５は、保持部により傾斜した状態で保持される。これにより自重で９０度に曲げることが可能になる。傾斜角度は４５度とすることが好ましいが、曲げる部分の長さや曲げ角度等により適宜設定することができる。
石英ガラス板５の上下に設けられたラインバーナー２、３は、一定間隔でノズルを直線状に並べたものである。ノズルからは、例えば、水素、酸素の混合ガスで２０００℃近くの火炎で石英ガラス板を溶融する。ラインバーナー２、３は、モーター１０で石英ガラス板上を左右の横方向に往復移動可能にすることが好ましく、これにより屈曲部に溶融むらがなく均一な直線状の溶融状態にすることができる。ラインバーナーのノズルピッチは、往復移動の効果をより高めるためにはできるだけ小さくすることが有効であるが、火炎同士の干渉を防ぎ安定した高品質な溶融状態を得るためには、５〜１０ｍｍピッチで設定することが好ましい。また、上下のラインバーナーは、同期して往復移動するようにすることもでき、例えば、石英ガラス板に対して、曲げる位置に火炎の焦点を合わせ２５ｍｍストロークで上下同期させて左右に移動しながら溶融する。
【００１０】
石英ガラス板５は、クランプベース４上に載せ、端部をクランプベースに沿って摺動する端面ストッパー７によって保持位置が決められ、クランプ９によって保持・固定される。この保持部は、上向き垂直に設置した下部ラインバーナー３と４５度の傾斜を有し、石英ガラス板下面は、４５度の角度で下部ラインバーナー５から火炎を受けるように設置される。下部ラインバーナーの位置をこのように設置することによって、保持部やバーナーの機械自体が火炎の影響を受けダメージを受けることがない。さらに、この角度で設定することにより、石英ガラス板が火炎を受けると石英ガラス板の上端が自重によってたれていくが、このとき折り曲げ部は、火炎による干渉を受けることなく９０度まで曲げることが可能となる。また、保持部４には、石英ガラス板５を保持して上下にスライドする端面ストッパー７を設置することにより、石英ガラス板の端面から曲げる部分までの距離を自在に設定でき、屈曲部を最適に折り曲げられ、曲げ加工を繰り返しても距離のばらつきが小さくなる。
【００１１】
上部ラインバーナー２は、石英ガラス板５に対して９０度の位置に設置することにより、上部ラインバーナー２の反射炎を上方となる前方に逃がし、反射炎によるバーナー自体の影響を最小限にすることができる。また、上部と下部の火炎を同一火力にすると、折り曲げ時に、両面とも同一程度に溶融するため曲げられる部分が延びて薄くなり強度が弱くなる欠点がある。このため、本発明では下部ラインバーナー３の火力を、上部ラインバーナー２よりも大きくし、折り曲げ部となる石英ガラス板２の下面を過多に溶融して、石英ガラス板上面を下面より粘度を高くし、石英ガラス板曲部の外周面となる上面表面を延ばさずに山状に曲げることができ、均一な板の厚さで曲げ加工を可能にする。
【００１２】
また、上部ラインバーナー２の上方には、石英ガラス板５の上面に直線上に接触して加重する加重アーム６を設けることができる。これにより自重によらない場合でも、また、曲げる部分が２０ｍｍ程度と短いときでも、石英ガラス板５に均等に線状の点加重をかけて正確に折り曲げることができる。
【００１３】
加重アーム６を設けた石英ガラス板下面の位置には、折曲がった石英ガラス板を受け、１〜９０度の範囲で可変移動する曲げ角度設定ストッパー８を設ける。角度を自由に設定できる受けを設けることによって、曲げられる石英ガラス板に倣い角度が決められ、ばらつきがなく高精度の製品を得ることができる。
【００１４】
【発明の効果】
本発明によれば、石英ガラス板から傾斜した状態で保持されるため自重で９０度に曲げることが可能になり、ラインバーナーを用いることにより、屈曲部に溶融むらがなく均一な直線状の溶融状態にすることができ、下部ラインバーナー保持部を一定の角度を設けることによって、機械自体が火炎の影響を受けダメージを受けることがなく、また、端面ストッパーを設置することにより、石英ガラス板の端面から曲げる部分までの距離を自在に設定でき、屈曲部を最適に折り曲げられ、曲げ加工を繰り返しても距離のばらつきが小さくなる。さらに、上部ラインバーナーも特定の角度で設置することにより、ラインバーナーの反射炎を前方に逃がし、反射炎による影響を最小限にすることができる。
【００１５】
また、上下のラインバーナーの火力を異ならせることにより、曲げ部分の肉薄化を防止して均一な板の厚さで曲げ加工を可能にする。さらに、加重アームを設けることにより、自重によらない場合でも、また、曲げる部分が短いときでも、均等に加重をかけて正確に折り曲げることができる。また、角度設定ストッパーにより、ばらつきがなく高精度の製品を得ることができる。
【００１６】
以上のように、本発明によれば、角材、板材いずれの石英ガラス板の曲げ加工も、容易にかつ、短時間にでき、しかも、高精度の曲げ加工が可能で、加工中の熱歪による破損も防止でき、半導体製造用石英ガラス洗浄槽などに適した品質の安定した曲面板を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の石英ガラス部材の曲げ加工機の概念図を示す。
【図２】本発明の石英ガラス部材の曲げ加工機の概念図を示す。
【図３】従来の曲げ加工方法を示す概念図。
【符号の説明】
１    石英ガラス部材の曲げ加工機
２    上部ラインバーナー
３    下部ラインバーナー
４    クランプベース
５    石英ガラス板
６    加重アーム
７    端面ストッパー
８    曲げ角度設定ストッパー
９    クランプ
１０  モーター
１１  バーナー
１２  槍棒
【図１】
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【図２】
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【図３】
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