(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
石英ガラス管の外周面の切断所望箇所にカッターを０．１０〜０．２５ＭＰａの圧力で押しつけて、前記石英ガラス管と前記カッターとを前記切断所望箇所に沿って前記石英ガラス管の前記外周面上を相対的に移動させ、前記石英ガラス管の前記外周面の前記切断所望箇所に前記カッターによりケガキ傷を付けることにより、前記石英ガラス管の前記外周面にクラックを形成する第１の工程と、
前記第１の工程の後に、前記第１の工程で前記石英ガラス管の前記外周面に付けられた前記ケガキ傷と対向する前記石英ガラス管の内周面の全領域を４００〜５００℃の温度で加熱する第２の工程と、
前記第２の工程の後に、前記第１の工程で前記石英ガラス管の前記外周面に付けられた前記ケガキ傷と対向する前記石英ガラス管の前記内周面の全領域を９００〜１０６０℃の温度で加熱する第３の工程と
を有し、
前記第２の工程および前記第３の工程において前記加熱を行うことにより、前記石英ガラス管の前記ケガキ傷を付けられた前記外周面の領域と前記内周面の領域とに温度差が生じ、前記石英ガラス管の前記ケガキ傷を付けられた前記外周面の領域に熱応力による引っ張り応力が発生し、前記石英ガラス管の前記外周面に形成された前記クラックが、前記石英ガラス管の前記外周面から前記ケガキ傷と対向する前記内周面へ進展して、前記クラックの発生箇所で前記石英ガラス管を切断する
ことを特徴とする石英ガラス管の切断方法。
【請求項２】
請求項１に記載の石英ガラス管の切断方法において、
前記カッターを前記石英ガラス管の前記外周面の前記切断所望箇所に押しつける際の圧力は、０．１５ＭＰａ〜０．２０ＭＰａである
ことを特徴とする石英ガラス管の切断方法。
【請求項３】
請求項１に記載の石英ガラス管の切断方法において、
前記カッターを前記石英ガラス管の前記外周面の前記切断所望箇所に押しつける際の圧力は、０．１５ＭＰａであり、
前記石英ガラス管と前記カッターとを前記切断所望箇所に沿って前記石英ガラス管の
前記外周面上を相対的に移動する際の速度は、１４ｓｅｃ／ｍである
ことを特徴とする石英ガラス管の切断方法。
【請求項４】
請求項１、２または３のいずれか１項に記載の石英ガラス管の切断方法において、
前記第２の工程および前記第３の工程において、バーナー炎により前記第１の工程で前記石英ガラス管の前記外周面に形成された前記ケガキ傷と対向する前記石英ガラス管の前記内周面を加熱する
ことを特徴とする石英ガラス管の切断方法。
【請求項５】
請求項１、２、３または４のいずれか１項に記載の石英ガラス管の切断方法において、
前記第１の工程において、前記石英ガラス管を軸方向に対して直交するように切断する箇所を前記切断所望箇所とする
ことを特徴とする石英ガラス管の切断方法。
【請求項６】
請求項１、２、３または４のいずれか１項に記載の石英ガラス管の切断方法において、
前記第１の工程において、前記石英ガラス管の前記外周面上に波線状にケガキ傷を付ける
ことを特徴とする石英ガラス管の切断方法。
【請求項７】
請求項１、２、３または４のいずれか１項に記載の石英ガラス管の切断方法において、
前記第１の工程において、前記石英ガラス管を軸方向に対して斜めに切断する箇所を前記切断所望箇所とする
ことを特徴とする石英ガラス管の切断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、石英ガラス管の切断方法に関し、さらに詳細には、石英ガラスにより形成された管体たる石英ガラス管を所望の長さに切断する際に用いて好適な石英ガラス管の切断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ガラス旋盤上でガラス管をリサイズする加工処理においては、ガラス旋盤のチャックにガラス管を取り付けた状態で当該ガラス管を切断することが行われている。
【０００３】
従来、こうしたガラス旋盤のチャックに取り付けられたガラス管を切断するには、例えば、図１に示すように、ガラス旋盤のチャック１００（ガラス旋盤本体の図示は省略した。）に取り付けられたガラス管１０２における切断所望箇所にバーナー１０４から高温（例えば、２０００℃程度である。）の火炎を放射して軟化するとともに、ガラス管１０２に対して軸方向に沿ってＡ矢印方向に引っ張る力を加えて、ガラス管１０２を引きちぎるようにして切断する手法が用いられていた。
【０００４】
しかしながら、こうした手法によるガラス管の切断では、切断箇所近傍に使用できない無駄な部分Ｂが生じ、歩留まりがよくないという問題点があった。
【０００５】
また、ガラス管を切断する他の手法としては、図２の示すように、長尺のままガラス旋盤のチャックから取り外されたガラス管２０２を、例えば、切断専用の機械旋盤のチャック２００などに固定して、固定されたガラス管２０２の切断所望箇所に水をかけながら、当該切断所望箇所をダイヤブレード２０４により切断する手法が用いられている。
【０００６】
しかしながら、こうした手法によるガラス管の切断によれば、切断するためにガラス旋盤から別の装置に固定しなればならず、ダイヤブレードによるガラス管の切断の際にガラスの微粒粉が発生するため、切断したガラス管がクリーンさを要求される半導体製造用の石英ガラス管などの場合には、切断の後の工程に移行する前に必ずＨＦ洗浄などの洗浄処理を行うことが必要となり、製造工程が煩雑になるという問題点があった。
【０００７】
なお、本願出願人が特許出願時に知っている先行技術は、上記において説明したようなものであって文献公知発明に係る発明ではないため、記載すべき先行技術情報はない。  
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、従来の技術の有する上記したような種々の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、製造工程を煩雑にすることなく、石英ガラス管を切断する際に石英ガラスの微粒粉を発生することがないようにするとともに、歩留まりを向上することができるようにした石英ガラス管の切断方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明は、ダイヤブレードを用いることなく、石英ガラス管の周囲にガラス切りなどのカッターでケガキ傷を付けることによりクラックを形成し、熱応力を利用して当該クラックを成長させることにより、当該クラックの発生箇所で石英ガラス管を切断するようにしたものである。
【００１０】
従って、本発明によれば、例えば、石英ガラス管をガラス旋盤を用いてリサイズ加工する際などにおいて、石英ガラス管をガラス旋盤のチャックに取り付けたままの状態で、ガラスの微粒粉を発生することなくクリーンに切断することができ、製品の歩留まり向上と製造工程の煩雑さを回避することができる。
【００１１】
即ち、本発明のうち請求項１に記載の発明は、石英ガラス管の外周面の切断所望箇所にカッターを０．１０〜０．２５ＭＰａの圧力で押しつけて、上記石英ガラス管と上記カッターとを上記切断所望箇所に沿って上記石英ガラス管の上記外周面上を相対的に移動させ、上記石英ガラス管の上記外周面の上記切断所望箇所に上記カッターによりケガキ傷を付けることにより、上記石英ガラス管の上記外周面にクラックを形成する第１の工程と、上記第１の工程の後に、上記第１の工程で上記石英ガラス管の上記外周面に付けられた上記ケガキ傷と対向する上記石英ガラス管の内周面の全領域を４００〜５００℃の温度で加熱する第２の工程と、上記第２の工程の後に、上記第１の工程で上記石英ガラス管の上記外周面に付けられた上記ケガキ傷と対向する上記石英ガラス管の上記内周面の全領域を９００〜１０６０℃の温度で加熱する第３の工程とを有し、上記第２の工程および上記第３の工程において上記加熱を行うことにより、上記石英ガラス管の上記ケガキ傷を付けられた上記外周面の領域と上記内周面の領域とに温度差が生じ、上記石英ガラス管の上記ケガキ傷を付けられた上記外周面の領域に熱応力による引っ張り応力が発生し、上記石英ガラス管の上記外周面に形成された上記クラックが、上記石英ガラス管の上記外周面から上記ケガキ傷と対向する上記内周面へ進展して、上記クラックの発生箇所で上記石英ガラス管を切断するようにしたものである。
【００１２】
また、本発明のうち請求項２に記載の発明は、本発明のうち請求項１に記載の発明において、上記カッターを上記石英ガラス管の上記外周面の上記切断所望箇所に押しつける際の圧力を０．１５ＭＰａ〜０．２０ＭＰａとしたものである。
【００１３】
また、本発明のうち請求項３に記載の発明は、本発明のうち請求項１に記載の発明において、上記カッターを上記石英ガラス管の上記外周面の上記切断所望箇所に押しつける際の圧力を０．１５ＭＰａとし、上記石英ガラス管と上記カッターとを上記切断所望箇所に沿って上記石英ガラス管の上記外周面上を相対的に移動する際の速度を１４ｓｅｃ／ｍとしたものである。
【００１４】
また、本発明のうち請求項４に記載の発明は、本発明のうち請求項１、２または３のいずれか１項に記載の発明において、上記第２の工程および上記第３の工程では、バーナー炎により上記第１の工程で上記石英ガラス管の上記外周面に形成された上記ケガキ傷と対向する上記石英ガラス管の上記内周面を加熱するようにしたものである。
【００１５】
また、本発明のうち請求項５に記載の発明は、本発明のうち請求項１、２、３または４のいずれか１項に記載の発明において、上記第１の工程では、上記石英ガラス管を軸方向に対して直交するように切断する箇所を上記切断所望箇所とするようにしたものである。
【００１６】
また、本発明のうち請求項６に記載の発明は、本発明のうち請求項１、２、３または４のいずれか１項に記載の発明において、上記第１の工程では、上記石英ガラス管の上記外周面上に波線状にケガキ傷を付けるようにしたものである。
【００１７】
また、本発明のうち請求項７に記載の発明は、本発明のうち請求項１、２、３または４のいずれか１項に記載の発明において、上記第１の工程では、上記石英ガラス管を軸方向に対して斜めに切断する箇所を上記切断所望箇所とするようにしたものである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明は、以上説明したように構成されているので、製造工程を煩雑にすることなく、石英ガラス管を切断する際に石英ガラスの微粒粉を発生することがないとともに、歩留まりを向上することができるという優れた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、添付の図面を参照しながら、本発明による石英ガラス管の切断方法の実施の形態の一例について詳細に説明するものとする。
【００２２】
ここで、図３（ａ）（ｂ）（ｃ）には、本発明による石英ガラス管の切断方法の実施の形態の一例の処理手順を示す説明図が示されている。
【００２３】
この本発明による石英ガラス管の切断方法（以下、「本発明方法」と適宜に称する。）においては、まず、第１工程として、ガラス旋盤のチャック１０（ガラス旋盤本体の図示は省略した。）に取り付けられた断面形状が正円筒形状のガラス管１２を旋盤により回転させながら、ガラス管１２の外周面における切断所望箇所にカッター１４を所定の圧力で押しつけて、ガラス管１２の回転に伴いガラス管１２とカッター１４とを相対的に移動させ、ガラス管１２の外周面における切断所望箇所にケガキ傷を付ける（図３（ａ）参照。）。
【００２４】
即ち、この実施の形態においては、断面形状が正円筒形状のガラス管１２を軸方向に対して直交するように切断する箇所を切断所望箇所とするものであり、上記した第１工程により、ガラス管１２の外周面には、軸線方向と直交する切断所望箇所に沿ってケガキ傷が形成されることになる。
【００２５】
なお、第１工程においてガラス管１２の外周面にケガキ傷を付ける際には、ガラス管１２の外周面に一定の圧力でカッター１４を押し当てることが好ましく、また、カッター１４としては、例えば、鋼鉄製のチップやダイアモンドチップ、超硬合金製のチップなどの各種のカッターを用いることができる。
【００２６】
上記した第１工程を終了すると、第２工程として、ガラス旋盤のチャック１０にガラス管１２を取り付けた状態において、第１工程で形成されたガラス管１２の外周面におけるケガキ傷と対向するガラス管１２の内周面（ガラス管１２におけるケガキ傷を付けた面の裏面）を、バーナー１６から比較的低温（例えば、石英ガラス管の場合は、石英ガラスの歪点以下である１０００℃程度である。）の火炎を放射して加熱する（図３（ｂ）参照。）。この際に、ガラス旋盤によりガラス管１２を回転させて、ガラス管１２とバーナー１６の火炎とを相対的に移動させ、バーナー１６の火炎がケガキ傷の軌跡に沿って移動するようにして、ケガキ傷を付けた全領域に対応するガラス管１２の内周面の全領域を加熱する。
【００２７】
こうした第２工程を行うと、ガラス管１２の外周にケガキ傷を付けることにより形成されたクラックが、バーナー１６による加熱に伴う熱応力により成長して、ガラス管１２の外周面におけるケガキ傷から当該ケガキ傷と対向するガラス管１２の内周面へ進展して、当該クラックの発生箇所でガラス管１２が完全に切断される（図３（ｃ）参照。）。
【００２８】
なお、第２工程に進む前に、第２工程でバーナー１６から火炎が放射されて加熱される部分、つまり、第１工程で形成されたガラス管１２の外周面におけるケガキ傷と対向するガラス管の内周面（ガラス管１２におけるケガキ傷付けた面の裏面）に、第２工程で放射される火炎の温度より低温の火炎を放射することによって、第２工程でガラス管が急激に加熱されることがなくなり、熱衝撃が低減され、第２工程終了後の切断面がより滑らかな状態となる。
【００２９】
次に、図４に示す本発明方法によるガラス管切断のメカニズムの説明図、図５（ａ）（ｂ）に示す本発明方法によるガラス管切断のシミュレーション図（図５（ａ）は第２工程を行う前のガラス管の状態を示すシミュレーション図であり、図５（ｂ）は第２工程を行ったガラス管の状態を示すシミュレーション図である。）および図６（ａ）（ｂ）に示す本発明方法とは異なる手法によるガラス管切断のシミュレーション図を参照しながら、本発明方法によるガラス管切断のメカニズムについて説明する。
【００３０】
図４に示すように、第１工程でガラス管１２の外周面（外表面）にケガキ傷を付けてクラックを発生させた後に、第２工程で当該ケガキ傷に対向するガラス管１２の内周面（内面）をバーナー１６で加熱すると、図５（ａ）のシミュレーション図に示す状態から図５（ｂ）に示すシミュレーション図に示す状態に変化する。
【００３１】
即ち、第２工程でケガキ傷に対向するガラス管１２の内周面（内面）を加熱すると、ガラス管１２の外周面（外表面）と加熱されたガラス管１２の内周面（内面）との温度差により、ケガキ傷を付けられたガラス管１２の外周面（外表面）に熱応力による引っ張り応力が発生し、ケガキ傷により形成されたクラックが進展し、クラックの発生箇所でガラス管１２が容易に切断されることになる。
【００３２】
一方、第１工程と同様にガラス管の外周面（外表面）にケガキ傷を付けてクラックを発生させた後に、ガラス管の外周面（外表面）から当該ケガキ傷に対して加熱すると、図６（ａ）のシミュレーション図に示す状態から図６（ｂ）に示すシミュレーション図に示す状態に変化する。
【００３３】
即ち、ガラス管の外周面（外表面）からケガキ傷に対して加熱すると、ケガキ傷を付けられたガラス管の外周面（外表面）に熱応力による圧縮応力が発生することになり、ケガキ傷により形成されたクラックが進展せず、ガラス管が切断されることはない。
【００３４】
次に、本願発明者による実験結果について説明するが、この実験においては、切断対象のガラス管として、内径（内周の直径）が４５８ｍｍ（φ４５８ｍｍ）であり、管壁の厚さが５．５ｍｍの石英ガラス管を用いた。
【００３５】
〔第１実験〕
まず、第１工程における条件として、カッター１４として超硬合金製のチップを用い、カッター１４をガラス管１２の外周面に押しつける圧力を０．１５ＭＰａとした。また、カッター１４がガラス管１２の外周面を相対的に移動する速度は、約１４ｓｅｃ／ｍとした。
【００３６】
次に、第２工程における条件として、バーナー１６として火口である先端ノズルの内径が２．５ｍｍのビクターバーナーを用い、ガラス表面から先端ノズルまでの距離が２５ｍｍの位置から火炎を噴射するようにして、まず、急激な温度変化に伴う熱衝撃よりガラス管が割れることを防止するために、ガラス管内周を１７．３ｍ／ｍｉｎで２周することにより予熱を行った。この予熱の際は、バーナー１６における燃焼ガスを水素ガスのみとし、ガス流量１０Ｌ／ｍｉｎとしてバーナー１６に流し込むことにより予熱するときの温度を４００〜５００℃とした。予熱が終了すると連続して、バーナー１６がガラス管内周を０．６ｍ／ｍｉｎで１周することより切断を行った。この切断の際は、バーナー１６における燃焼ガスを水素ガスと酸素ガスとし、水素ガスの流量を１５Ｌ／ｍｉｎ、酸素ガスの流量を２Ｌ／ｍｉｎとしてバーナー１６に流し込むことにより、切断するときの温度を９００〜１０６０℃とした。
【００３７】
図７（ａ）には、上記した実験条件で切断されたガラス管１２の切断面を撮影した写真が示されており、また、図７（ｂ）には、上記した実験条件で切断されたガラス管１２の切断面を拡大して撮像した写真が示されている。
【００３８】
これら図７（ａ）に示されているように、ガラス管１２の切断面は極めて平滑面であり、また、拡大写真である図７（ｂ）に示されているように、外周面側に圧痕による乱れたクラックが若干認められるものの、この切断面のガラス管を用いて丸封管との接合を行ったところ全く問題なく接合できることが確認されており、そのままの状態で他のガラス管との接合面として用いることができる。
【００３９】
ここで、図８には、上記した実験条件で切断されたガラス管１２の切断面をさらに拡大して撮像した写真が示されており、この図８を参照しながら、厚さ５．５ｍｍのガラス管１２を切断したクラックについて説明する。
【００４０】
即ち、厚さ５．５ｍｍのガラス管１２を切断したクラックは、第１工程におけるカッター１４によるケガキ傷の形成に伴う長さ０．８６ｍｍの貝殻状のクラック（図８における符号ａを参照する。）と、第１工程におけるカッター１４のケガキ傷の形成後に自然に入った長さ０．７５ｍｍのクラック（図８における符号ｂを参照する。）と、バーナー１６による加熱により進展された長さ３．１６ｍｍのクラック（図８における符号ｃを参照する。）と、加熱によるクラックｃが生じた際に僅かに残った部分で最終的に引っ張り圧により生じた長さ０．６９ｍｍのクラック（図８における符号ｄを参照する。）とであり、これらのクラックａ、ｂ、ｃ、ｄによりガラス管１２の切断が行われた。
【００４１】
〔第２実験〕
上記した第１実験における実験条件と同一の実験条件において、カッター１４をガラス管１２の外周面に押しつける圧力を０．１５ＭＰａと０．２０ＭＰａと０．２５ＭＰａとに変化させた場合の比較実験を行った。
【００４２】
図９（ａ−１）には、圧力０．１５ＭＰａの場合におけるガラス管１２の一方の切断面を拡大して撮像した写真が示されており、また、図９（ａ−２）には、圧力０．１５ＭＰａの場合におけるガラス管１２の対向する他方の切断面を拡大して撮像した写真が示されており、また、図９（ｂ−１）には、圧力０．２０ＭＰａの場合におけるガラス管１２の一方の切断面を拡大して撮像した写真が示されており、また、図９（ｂ−２）には、圧力０．２０ＭＰａの場合におけるガラス管１２の対向する他方の切断面を拡大して撮像した写真が示されており、また、図９（ｃ−１）には、圧力０．２５ＭＰａの場合におけるガラス管１２の一方の切断面を拡大して撮像した写真が示されており、また、図９（ｃ−２）には、圧力０．２５ＭＰａの場合におけるガラス管１２の対向する他方の切断面を拡大して撮像した写真が示されている。
【００４３】
カッター１４をガラス管１２の外周面に押しつける圧力を０．１５ＭＰａと０．２０ＭＰａと０．２５ＭＰａとに変化させた場合におけるガラス管１２の切断面を比較すると、圧力が０．１５ＭＰａと０．２０ＭＰａと０．２５ＭＰａとのいずれにおいても、ガラス管１２にガラスカッター１４で付けたケガキ傷に沿った切断が可能であるが、その切断面は、圧力が０．１５ＭＰａの場合が最も平滑面であり、圧力が０．２５ＭＰａの場合が最も粗面であった。
【００４４】
このことより、ガラスカッター１４をガラス管１２の外周面に押しつける圧力としては０．２０ＭＰａおよび０．２５ＭＰａでも切断可能であるが、切断面の状態からは、０．１５ＭＰａ〜０．２０ＭＰａが好ましく、０．１５ＭＰａ程度がより好ましいものである。
【００４５】
〔第３実験〕
第１工程におけるカッター１４によるケガキ傷の形成に伴うクラック（図８において符号ａで示すクラック）を分析すると、当該クラックには、カッター１４のガラス管１２への押しつけによる圧痕ａ１とクラックａ２とに分けることができる（図１０を参照する。）
ここで、上記した第１実験における実験条件と同一の実験条件において、カッター１４をガラス管１２の外周面に押しつける圧力を０．１０ＭＰａと０．１５ＭＰａとに変化させた場合の比較実験を行った。
【００４６】
そして、図１１（ａ）には、カッター１４をガラス管１２の外周面に押しつける圧力が０．１０ＭＰａの場合における圧痕ａ１とクラックａ２との深さ（長さ）を、ガラス管１２（φ４５８ｍｍの石英ガラス管）の切断面を５０ｍｍピッチで測定した結果が示されている。
【００４７】
この場合の圧痕ａ１の深さ（長さ）の平均値は１２．８μｍであり、クラックの深さ（長さ）の平均値は３７９．０μｍであった。
【００４８】
また、図１１（ｂ）には、カッター１４をガラス管１２の外周面に押しつける圧力が０．１５ＭＰａの場合における圧痕ａ１とクラックａ２との深さ（長さ）を、ガラス管１２（φ４５８ｍｍの石英ガラス管）の切断面を５０ｍｍピッチで測定した結果が示されている。
【００４９】
この場合の圧痕ａ１の深さ（長さ）の平均値は２８．４μｍであり、クラックの深さ（長さ）の平均値は７６５．８μｍであった。
【００５０】
また、この第３の実験において、０．１５ＭＰａでは１００％の再現性で切断できるのに対して、０．１０ＭＰａではケガキ傷を付けた部分以外の部分からクラックが成長してしまい切断が失敗することがあった。これは、切断のための圧痕とクラックの深さが足りないためと考えられ、このことから最適圧力としては０．１５ＭＰａであることが確認された。
【００５１】
〔第４実験〕
上記した第１実験における実験条件と同一の実験条件において、カッター１４をガラス管１２の外周面に押しつける圧力を０．１５ＭＰａと約０．２０ＭＰａとに変化させるとともに、カッター１４をガラス管１２の外周面に押しつける圧力が０．１５ＭＰａのときのカッター１４がガラス管１２の外周面を相対的に移動する速度を１４ｓｅｃ／ｍとし、カッター１４をガラス管１２の外周面に押しつける圧力が約０．２０ＭＰａのときのカッター１４がガラス管１２の外周面を相対的に移動する速度を１００ｓｅｃ／ｍとした場合の比較実験を行った。
【００５２】
図１２（ａ）には、カッター１４をガラス管１２の外周面に押しつける圧力を０．１５ＭＰａとし、カッター１４がガラス管１２の外周面を相対的に移動する速度を１４ｓｅｃ／ｍとした場合における、ガラス管１２の切断面を拡大して撮像した写真が示されている。
【００５３】
また、図１２（ｂ）には、カッター１４をガラス管１２の外周面に押しつける圧力を約０．２０ＭＰａとし、カッター１４がガラス管１２の外周面を相対的に移動する速度を１００ｓｅｃ／ｍとした場合における、ガラス管１２の切断面を拡大して撮像した写真が示されている。
【００５４】
上記した条件による切断結果を比較すると、カッター１４をガラス管１２の外周面に押しつける圧力を０．１５ＭＰａとし、カッター１４がガラス管１２の外周面を相対的に移動する速度を１４ｓｅｃ／ｍとした場合の方が、切断面が著しく滑らかである。
【００５５】
上記において説明したように、本発明方法によれば、ガラス管を切断する際にガラスの微粒粉を発生することがなく、ダイヤブレードからの金属不純物の混入がないのでクリーンに切断でき、かつ、ガラス旋盤上でガラス管を取り外すことなく効率よく切断ができるため、歩留まりを向上することができる。
【００５６】
また、本発明方法によれば、ガラス管をガラス旋盤から取り外すことなく切断でき、かつ、切断面が平滑なため、切断後は、そのまま丸封管や尾管などを接合するといった次工程の加工が可能となるため、製造工程の短縮を図ることができる。
【００５７】
なお、上記した実施の形態は、以下の（１）乃至（６）に示すように変形することができるものである。
【００５８】
（１）上記した実施の形態においては、ガラス管１２の外周面にケガキ傷を形成し、ガラス管１２の内周面から加熱するようにしたが、これに限られるものではないことは勿論であり、上記した実施の形態とは逆に、ガラス管１２の内周面にケガキ傷を形成し、ガラス管１２の外周面から加熱するようにしてもよい。
【００５９】
（２）上記した実施の形態においては、ガラス旋盤にガラス管１２を回転することにより、ガラス管１２とカッター１４ならびにバーナー１６の火炎とを相対的に移動するようにしたが、これに限られるものではないことは勿論であり、ガラス管１２を回転させずにカッター１４ならびにバーナー１６の火炎を回転するようにしてもよいし、ガラス管１２とカッター１４とバーナー１６の火炎のいずれをも回転するようにしてもよい。
【００６０】
（３）上記した実施の形態においては、切断する対象のガラス管として石英ガラスよりなるガラス管たる石英ガラス管を用いた場合について説明したが、本発明により切断する対象のガラス管はこれに限られるものではないことは勿論であり、本発明によれば石英ガラス以外のガラス、例えば、硼珪酸ガラスあるいはソーダガラスよりなるガラス管を切断することができる。
【００６１】
（４）上記した実施の形態において、実験結果などを参照しながら示したカッター１４をガラス管１２の外周面に押しつける圧力、カッター１４がガラス管１２の外周面を相対的に移動する速度あるいはバーナー１６による加熱温度や加熱時間などは一例に過ぎないものであることは勿論であり、こうした数値は、切断する対象のガラス管の材質あるいは切断する対象のガラス管の厚さなどに応じて適宜に選択すればよい。
【００６２】
具体的には、上記した実施の形態においては、石英ガラス管を用いたため、切断する際の加熱温度を石英ガラスの歪点以下である温度に設定して、１０００℃付近としているが、ソーダガラスよりなるガラス管の場合には、切断する際の加熱温度をソーダガラスの歪点４７０℃以下の温度とすればよい。
【００６３】
（５）上記した実施の形態においては、断面形状が正円筒形状のガラス管を軸方向に対して直交するように切断して、切断面も正円筒形状になるように切断したが、これに限られるものではないことは勿論であり、例えば、カッターによりガラス管の外周に波線状にケガキ傷を付け、ケガキ傷に沿ってその内周面を加熱することにより、図１３に示すようにガラス管を波線状に切断してもよいし、また、カッターがガラス管の外周を軸方向に斜めに（例えば、４５度に傾ける。）周回するようにしてケガキ傷を付け、ケガキ傷に沿ってその内周面を加熱することにより、図１４に示すようにガラス管を斜めに切断してもよい。
【００６４】
（６）上記した実施の形態ならびに上記した（１）乃至（５）に示す変形例は、適宜に組み合わせるようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明は、石英ガラス、硼珪酸ガラスあるいはソーダガラスなどの各種のガラスにより形成された管体たるガラス管を所望の長さに切断する際に利用することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】図１は、従来のガラス管の切断方法の一例を示す説明図である。
【図２】図２は、従来のガラス管の切断方法の他の例を示す説明図である。
【図３】図３（ａ）（ｂ）（ｃ）は、本発明による石英ガラス管の切断方法の実施の形態の一例の処理手順を示す説明図である。
【図４】図４は、本発明による石英ガラス管の切断方法によるガラス管切断のメカニズムの説明図である。
【図５】図５（ａ）（ｂ）は、本発明による石英ガラス管の切断方法によるガラス管切断のシミュレーション図であり、図５（ａ）は、第２工程を行う前のガラス管の状態を示すシミュレーション図であり、図５（ｂ）は第２工程を行ったガラス管の状態を示すシミュレーション図である。
【図６】図６（ａ）（ｂ）は、本発明による石英ガラス管の切断方法とは異なる手法によるガラス管切断のシミュレーション図である。
【図７】図７（ａ）は、本発明による石英ガラス管の切断方法により切断された石英ガラス管の切断面を撮影した写真であり、図７（ｂ）は、本発明による石英ガラス管の切断方法により切断された石英ガラス管の切断面を拡大して撮像した写真である。
【図８】図８は、本発明による石英ガラス管の切断方法により切断された石英ガラス管の切断面を拡大して撮像した写真である。
【図９】図９（ａ−１）は、圧力０．１５ＭＰａの場合における石英ガラス管の一方の切断面を拡大して撮像した写真であり、図９（ａ−２）は、圧力０．１５ＭＰａの場合における石英ガラス管の対向する他方の切断面を拡大して撮像した写真であり、図９（ｂ−１）は、圧力０．２０ＭＰａの場合における石英ガラス管の一方の切断面を拡大して撮像した写真であり、図９（ｂ−２）は、圧力０．２０ＭＰａの場合における石英ガラス管の対向する他方の切断面を拡大して撮像した写真であり、図９（ｃ−１）は、圧力０．２５ＭＰａの場合における石英ガラス管の一方の切断面を拡大して撮像した写真であり、図９（ｃ−２）には、圧力０．２５ＭＰａの場合における石英ガラス管の対向する他方の切断面を拡大して撮像した写真である。
【図１０】図１０は、カッターの石英ガラス管への押しつけによる圧痕とクラックとを説明するための石英ガラス管の切断面を拡大して撮像した写真である。
【図１１】図１１（ａ）は、カッターを石英ガラス管の外周面に押しつける圧力が０．１０ＭＰａの場合における圧痕とクラックとの深さ（長さ）を、石英ガラス管（φ４５８ｍｍの石英ガラス管）の切断面を５０ｍｍピッチで測定した結果を示すチャート図であり、図１１（ｂ）は、カッターを石英ガラス管の外周面に押しつける圧力が０．１５ＭＰａの場合における圧痕とクラックとの深さ（長さ）を、石英ガラス管（φ４５８ｍｍの石英ガラス管）の切断面を５０ｍｍピッチで測定した結果を示すチャート図である。
【図１２】図１２（ａ）は、カッターを石英ガラス管の外周面に押しつける圧力を０．１５ＭＰａとし、カッターが石英ガラス管の外周面を相対的に移動する速度を１４ｓｅｃ／ｍとした場合における、石英ガラス管の切断面を拡大して撮像した写真であり、図１２（ｂ）は、カッターを石英ガラス管の外周面に押しつける圧力を約０．２０ＭＰａとし、カッターが石英ガラス管の外周面を相対的に移動する速度を１００ｓｅｃ／ｍとした場合における、石英ガラス管の切断面を拡大して撮像した写真である。
【図１３】図１３は、本発明による石英ガラス管の切断方法により石英ガラス管を波線状に切断した状態を撮像した写真である。
【図１４】図１４は、本発明による石英ガラス管の切断方法により石英ガラス管を斜めに切断した状態を撮像した写真である。
【符号の説明】
【００６７】
１０、１００、２００        チャック
１２、１０２、２０２        ガラス管
１４        カッター
１６、１０４        バーナー
２０４        ダイヤブレード
【図１】
0005064184.tif 000002
【図２】
0005064184.tif 000003
【図３】
0005064184.tif 000004
【図４】
0005064184.tif 000005
【図５】
0005064184.tif 000006
【図６】
0005064184.tif 000007
【図７】
0005064184.tif 000008
【図８】
0005064184.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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