JPS5966032A - ガラス加工方法 - Google Patents
ガラス加工方法Info
- Publication number
- JPS5966032A JPS5966032A JP57174650A JP17465082A JPS5966032A JP S5966032 A JPS5966032 A JP S5966032A JP 57174650 A JP57174650 A JP 57174650A JP 17465082 A JP17465082 A JP 17465082A JP S5966032 A JPS5966032 A JP S5966032A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser beam
- hole
- tube
- wall surface
- arc tube
- Prior art date
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- Pending
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/70—Auxiliary operations or equipment
- B23K26/702—Auxiliary equipment
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
- B23K2103/50—Inorganic materials other than metals or composite materials
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manufacture Of Electron Tubes, Discharge Lamp Vessels, Lead-In Wires, And The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は中空ガラス体の壁面にレーザ光線を使用して孔
をあけるガラス加工方法に関する。
をあけるガラス加工方法に関する。
従来、中空ガラス体たとえば金属蒸気放電灯の発光管の
製造は１発光管の壁面に孔をあけ、この孔の周辺に排気
管を接続し、排気管を介して発光管内を排気してから始
動用希ガス、水銀さらには金属ハロゲン化物等を封入し
たのち、前記排気管をその根元部近くで封切（チップオ
フ）する工程がとられている。
製造は１発光管の壁面に孔をあけ、この孔の周辺に排気
管を接続し、排気管を介して発光管内を排気してから始
動用希ガス、水銀さらには金属ハロゲン化物等を封入し
たのち、前記排気管をその根元部近くで封切（チップオ
フ）する工程がとられている。
前記発光管壁面の孔あけを更に詳述すれば、第１図に示
すように発光管すなわ！２石英管（１）の開口部を栓（
２） 、 （２）で密封あるいは空気゛まだは窒素ガス
等の圧縮気体で内圧をかけ、壁面を部分的に酸水素バー
ナー焔（３）などで加熱し、ｒｆ内の内圧の増加により
加熱部分の壁面を突き破って孔（４）をあける方法がと
られている。まだ、前記孔（４）の径の丙きさは９発光
管内への封入物の大きさＫより決定される排気管の内径
に見合う値がとられ、従来２．０〜４．０ ｍｍ程度の
範囲にあった。
すように発光管すなわ！２石英管（１）の開口部を栓（
２） 、 （２）で密封あるいは空気゛まだは窒素ガス
等の圧縮気体で内圧をかけ、壁面を部分的に酸水素バー
ナー焔（３）などで加熱し、ｒｆ内の内圧の増加により
加熱部分の壁面を突き破って孔（４）をあける方法がと
られている。まだ、前記孔（４）の径の丙きさは９発光
管内への封入物の大きさＫより決定される排気管の内径
に見合う値がとられ、従来２．０〜４．０ ｍｍ程度の
範囲にあった。
さらに、排気管の封切した残部の大きさは０発光管の温
度分布に影響を及ぼ１２％性変動の原因ともなるので、
できるだけ小さくするととが望ましい。
度分布に影響を及ぼ１２％性変動の原因ともなるので、
できるだけ小さくするととが望ましい。
近年、高効率、長寿命を特徴とする高圧放電灯は、省エ
ネルギーの観点から白熱電球に代わる光源として需要が
拡大し、さらに家庭用光源としての社会的要請に対応し
てその小形化も活発に行なわれつつあり、特に演色性の
点からメタルハライド２ンブの小形化の開発が必要とな
ってきている。
ネルギーの観点から白熱電球に代わる光源として需要が
拡大し、さらに家庭用光源としての社会的要請に対応し
てその小形化も活発に行なわれつつあり、特に演色性の
点からメタルハライド２ンブの小形化の開発が必要とな
ってきている。
しかるに、小形メタルハライドランプの場合には。
封入物として水銀の他に各種金属または金属ハロゲン化
物が封入されるため他品種ランプよりも一層その温度分
布特に発光管の最冷部温度が特性に及ぼす影響が大きく
、小形になる程、その排気管の封切した残部、または排
気管接続用の孔の径の小径化、均一性が重要となってく
る。
物が封入されるため他品種ランプよりも一層その温度分
布特に発光管の最冷部温度が特性に及ぼす影響が大きく
、小形になる程、その排気管の封切した残部、または排
気管接続用の孔の径の小径化、均一性が重要となってく
る。
たとえば、４０Ｗの小形メタルハライドランプの場合９
発光管の大きさは内径８ ｍｍの球形で、封入物として
はＡｒ１００）−ル、水銀８ｒｒｔｇ、重量混合比で１
：５の沃化スカンジウムと沃化ナトリウムを２．０ Ｉ
Ｔ！ｇそれぞれ封入する。これ等の封入物の大きさから
発光管壁面にあけられる孔の大きさつまりその径は１．
Ｏｍｍ±０．２ ｍｍの精度が要求され、この下限値
未満では封入物が入らず、また上限値を越すようになる
と、この孔と孔の周辺に接続する排気管との接合部から
リークが発生しやすくなるので好ましくない。また、排
気管の内径は前記孔径との対応から１．５ ｍｍ ：ヒ
０．２ ｍｍが適肖である。
発光管の大きさは内径８ ｍｍの球形で、封入物として
はＡｒ１００）−ル、水銀８ｒｒｔｇ、重量混合比で１
：５の沃化スカンジウムと沃化ナトリウムを２．０ Ｉ
Ｔ！ｇそれぞれ封入する。これ等の封入物の大きさから
発光管壁面にあけられる孔の大きさつまりその径は１．
Ｏｍｍ±０．２ ｍｍの精度が要求され、この下限値
未満では封入物が入らず、また上限値を越すようになる
と、この孔と孔の周辺に接続する排気管との接合部から
リークが発生しやすくなるので好ましくない。また、排
気管の内径は前記孔径との対応から１．５ ｍｍ ：ヒ
０．２ ｍｍが適肖である。
さらに、孔のあけ方は前記のように加熱した管壁を管の
内部圧力によって突き破る方法であるため、孔周辺の管
外周面に突き破られた石英ガラスの盛り上が９部が生じ
、しかもこの盛り上シ部のバラツキは加熱温度、加熱範
囲、管壁の厚さ等により相当大きいので、小形発光管内
容積のバラツキを増長させ、ランプ特性に甚だ悪い影響
を及ぼす。しかも、このような悪影響は発光管が更に小
形になるほど一層助長される傾向がある。また。
内部圧力によって突き破る方法であるため、孔周辺の管
外周面に突き破られた石英ガラスの盛り上が９部が生じ
、しかもこの盛り上シ部のバラツキは加熱温度、加熱範
囲、管壁の厚さ等により相当大きいので、小形発光管内
容積のバラツキを増長させ、ランプ特性に甚だ悪い影響
を及ぼす。しかも、このような悪影響は発光管が更に小
形になるほど一層助長される傾向がある。また。
発光管に限らず、一般に中空ガラス体の壁面に孔をあけ
る際には、所定の位置に、かつ精度の高い孔径を有する
ことが要求され、さらには孔の周辺のガラス盛り上りは
できるだけ少いことが望゛まれでいる。１本発明者等は
このような事態に対処して。
る際には、所定の位置に、かつ精度の高い孔径を有する
ことが要求され、さらには孔の周辺のガラス盛り上りは
できるだけ少いことが望゛まれでいる。１本発明者等は
このような事態に対処して。
ガラス加工熱源として酸水素バーナ焔に代えてレーザ光
の利用を老えついたが、この方法によると加工部以外の
壁面に重大な損傷を与へ、中空ガラス体を破損させる揚
台があることが判った。
の利用を老えついたが、この方法によると加工部以外の
壁面に重大な損傷を与へ、中空ガラス体を破損させる揚
台があることが判った。
本発明は上記種々の事情を考慮しでなされたもので、中
空ガラス体の壁面の所定の位Ｗｔ、に精度の高い径を有
゛するように孔をあけると共に、孔の周辺にガラス盛り
上りが少なく、し７かも壁面に損傷をきたさｌｘいガラ
ス加工方法を提供ノーることを目的とする。
空ガラス体の壁面の所定の位Ｗｔ、に精度の高い径を有
゛するように孔をあけると共に、孔の周辺にガラス盛り
上りが少なく、し７かも壁面に損傷をきたさｌｘいガラ
ス加工方法を提供ノーることを目的とする。
本発明は壁面に孔をあけようとする中空ガラス体の内部
にレーザ光の吸収率が低く、１．かもｌ／ −ザ光照射
に基づく昇温にも耐えるレーザ光遮蔽体を挿入し、上記
孔あけ予定部と遮蔽体とが光路上に位置するように中空
ガラス体の外部からレーザ光を照射して壁面に孔をあけ
ることを特徴とする。
にレーザ光の吸収率が低く、１．かもｌ／ −ザ光照射
に基づく昇温にも耐えるレーザ光遮蔽体を挿入し、上記
孔あけ予定部と遮蔽体とが光路上に位置するように中空
ガラス体の外部からレーザ光を照射して壁面に孔をあけ
ることを特徴とする。
以下９本発明の詳細を図示の一実施例を参照して説明す
る。図において、 （ＩＩ）は４０Ｗメタルハライドラ
ンプ用の石英ガラス製の発光管で、肉厚的０、６ ｍｍ
で、中央部（ｌｌａ）は内径的８ ｍｍの中空め球形状
に形成され９両端部（ｌｌｂ） 、 （ｌｌｂ）は後工
程で圧潰封止される細管状をなしている。０旧ま上記発
光管の一端部（ｎｂ）を保持するチャックで、このチャ
ック（１ツの内部から発光管中央部（ｌｌａ）の中空部
ヘレーザ光の吸収率が低く、かつレーザ光照射時の昇温
にも耐える物質たとえば金属からなる棒状のレーザ光遮
蔽体（１３１が挿入される。（１（イ）は凸レンズ０９
を介して集光されるレーザ光たとえば炭酸ガスレーザ光
で、上記石英ガラス製発光管（１１）の孔あけ予定部（
ＩＩＣ）と遮蔽、体（１□□□とが光路上に位置するよ
うに照射される。なお、凸レンズ０５）の孔あけ予定部
（ｌＩＣ）からの距離は、孔の大きさ、凸レンズの焦点
距離、凸レンズへ入射するレーザ光のビーム径等により
決まる値であり、たとえば予定する孔の径が１．、 Ｏ
ｍｍでレーザビ・−ム径が１０ｍｍの場合。
る。図において、 （ＩＩ）は４０Ｗメタルハライドラ
ンプ用の石英ガラス製の発光管で、肉厚的０、６ ｍｍ
で、中央部（ｌｌａ）は内径的８ ｍｍの中空め球形状
に形成され９両端部（ｌｌｂ） 、 （ｌｌｂ）は後工
程で圧潰封止される細管状をなしている。０旧ま上記発
光管の一端部（ｎｂ）を保持するチャックで、このチャ
ック（１ツの内部から発光管中央部（ｌｌａ）の中空部
ヘレーザ光の吸収率が低く、かつレーザ光照射時の昇温
にも耐える物質たとえば金属からなる棒状のレーザ光遮
蔽体（１３１が挿入される。（１（イ）は凸レンズ０９
を介して集光されるレーザ光たとえば炭酸ガスレーザ光
で、上記石英ガラス製発光管（１１）の孔あけ予定部（
ＩＩＣ）と遮蔽、体（１□□□とが光路上に位置するよ
うに照射される。なお、凸レンズ０５）の孔あけ予定部
（ｌＩＣ）からの距離は、孔の大きさ、凸レンズの焦点
距離、凸レンズへ入射するレーザ光のビーム径等により
決まる値であり、たとえば予定する孔の径が１．、 Ｏ
ｍｍでレーザビ・−ム径が１０ｍｍの場合。
焦点距離２００ ｍｍの凸レンズ（１５）を使用すると
。
。
壁面の孔あけ予定部（１，１，ｃ ）の表面は焦点から
約２０ｍｍ凸ｌ／ンズ側へ外しだ位置に設置すればよい
。
約２０ｍｍ凸ｌ／ンズ側へ外しだ位置に設置すればよい
。
上記方法によれば、孔あけ予定部の石英ガラスはレーザ
光の照射によって飛散し、従来方法の場合のように孔の
周辺に内部となって残るようなことがなく、シかも所望
する孔径１． Ｏｍｍ −１−０，２ｍｒｎを充分に満
足する精度の高い孔径が得られる。また。
光の照射によって飛散し、従来方法の場合のように孔の
周辺に内部となって残るようなことがなく、シかも所望
する孔径１． Ｏｍｍ −１−０，２ｍｒｎを充分に満
足する精度の高い孔径が得られる。また。
所定の孔があけられると、レーザ光は」二配孔に対向す
る反対側の壁面（］、１ｄ） Ｋ布達し、この部分の表
面を損傷または孔をあける等の不測の事態も起こしかね
ないが、上記方法によれば発光管（１１）の中空部には
レーザ）＋ｔ、の吸収率が低く、かつ高融点の金属から
なる遮蔽体θ埠が挿入されているから、上記孔をあけて
更に対向する反対側壁面（ｌｉｄ）に向うレーザ光はこ
の遮蔽体（１騰によって遮断されるので９反対側壁面（
ｌｉｄ）が損傷することは完全に防止することができる
。
る反対側の壁面（］、１ｄ） Ｋ布達し、この部分の表
面を損傷または孔をあける等の不測の事態も起こしかね
ないが、上記方法によれば発光管（１１）の中空部には
レーザ）＋ｔ、の吸収率が低く、かつ高融点の金属から
なる遮蔽体θ埠が挿入されているから、上記孔をあけて
更に対向する反対側壁面（ｌｉｄ）に向うレーザ光はこ
の遮蔽体（１騰によって遮断されるので９反対側壁面（
ｌｉｄ）が損傷することは完全に防止することができる
。
なお、遮蔽体（」埼は上記のようにレーザ光遮蔽とｌ〜
ての役目を果たす関係」−９当然千の幅はあけられる孔
の径以上にすることが必要である。
ての役目を果たす関係」−９当然千の幅はあけられる孔
の径以上にすることが必要である。
さらに、−上記遮蔽体（１（６）の挿入配置された位置
が。
が。
レーザ光と正しく直交する位置関係にないと″％遮蔽体
θ線の表面で反射されたｌ／−ザ光が他の壁面部分に集
光反射して、この壁面を損傷することがあり得るが、遮
蔽体０（の少なくともレーザ光照射面側を粗面加工して
おけば、、ｉＪ＠蔽体（１漠の配置位１ρ、Ｖ１．。
θ線の表面で反射されたｌ／−ザ光が他の壁面部分に集
光反射して、この壁面を損傷することがあり得るが、遮
蔽体０（の少なくともレーザ光照射面側を粗面加工して
おけば、、ｉＪ＠蔽体（１漠の配置位１ρ、Ｖ１．。
若干のずれがあってもし〜」−ザ光は乱反射されて壁面
の一部に集光反射するようなととがなくなるので、孔あ
け部以外の壁面の損傷は防止できる。
の一部に集光反射するようなととがなくなるので、孔あ
け部以外の壁面の損傷は防止できる。
なお、１／−ザ光遮蔽体は金属に限られるものではなく
、要は使用するレーザ光の吸収率が低く。
、要は使用するレーザ光の吸収率が低く。
かつ、レーザが照射されｔ場合の昇温に耐える物であれ
ば差し支えない。本発明に用いられる１／−ザ光は炭酸
ガス（ＣＯ２） Ｌ／−ザ、ルビーレー・すＺ ＹＡＧ
レーザ等があるが、 ＹＡＧレーザは出力が大きく出来
ないため、壁面が肉薄の物には適するが厚肉の物の場合
には上記他のレーザに較べて加工速度が劣る。また、レ
ーザ光遮蔽体は、炭酸ガスレーザの場合には金属好まし
くは高融点金属、一方ＹＡＧレーザ、ルビーレーザの場
合にはそれぞれ約１μｍ、約０７μｍの波長用の反射膜
を被着した金属あるいはセラミック、シリコン等が適す
る。
ば差し支えない。本発明に用いられる１／−ザ光は炭酸
ガス（ＣＯ２） Ｌ／−ザ、ルビーレー・すＺ ＹＡＧ
レーザ等があるが、 ＹＡＧレーザは出力が大きく出来
ないため、壁面が肉薄の物には適するが厚肉の物の場合
には上記他のレーザに較べて加工速度が劣る。また、レ
ーザ光遮蔽体は、炭酸ガスレーザの場合には金属好まし
くは高融点金属、一方ＹＡＧレーザ、ルビーレーザの場
合にはそれぞれ約１μｍ、約０７μｍの波長用の反射膜
を被着した金属あるいはセラミック、シリコン等が適す
る。
さら忙９本発明は上記実施例に限られるものではなく、
たとえばハロゲン電球における排気管接続用の孔をあけ
る場合等のように他の管球に適用しても同様に顕著な効
果が得られるものであり。
たとえばハロゲン電球における排気管接続用の孔をあけ
る場合等のように他の管球に適用しても同様に顕著な効
果が得られるものであり。
またガラス管等の中空ガラス体のガラス細工において、
その壁面に所望の孔をあける加工１稈に適用することも
できる。
その壁面に所望の孔をあける加工１稈に適用することも
できる。
以−ト詳述したように本発明は中空ガラス体の所望する
壁面に孔をあけるガラス加工方法において１ノ−ザ光を
利用するとともに、中空ガラス体の内部にレーザ光吸収
率が低いレーザ光遮蔽体を挿入して行うようＫしたので
、所望の位置に精度の高い孔径を有する孔をあけること
ができるばかりでなく、孔の周辺にガラスの盛り上りが
生じることがなく、Ｌ７かも孔部以外の壁面にレーザ光
にょる損傷を与えることがない等の効果が得られる。
壁面に孔をあけるガラス加工方法において１ノ−ザ光を
利用するとともに、中空ガラス体の内部にレーザ光吸収
率が低いレーザ光遮蔽体を挿入して行うようＫしたので
、所望の位置に精度の高い孔径を有する孔をあけること
ができるばかりでなく、孔の周辺にガラスの盛り上りが
生じることがなく、Ｌ７かも孔部以外の壁面にレーザ光
にょる損傷を与えることがない等の効果が得られる。
第１図は従来方法を示し、第２図は本発明の一実施例を
示す。 Ｕ・・・石英ガラス製発光管、 （，１１ｃ）・・・
孔あけ予定部、０階・・・遮蔽体、θ４・・・レーザ光
、 （１５１・・・凸レンズ。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 （ほか１名）
示す。 Ｕ・・・石英ガラス製発光管、 （，１１ｃ）・・・
孔あけ予定部、０階・・・遮蔽体、θ４・・・レーザ光
、 （１５１・・・凸レンズ。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 （ほか１名）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１）中空ガラス体の壁面に孔をあける方法にオｄいて
、中空ガラス体の内部にレーザ光遮蔽体を挿入し、上記
レーザ光遮蔽体と壁面の孔あけ予定音すとがレーザ光路
上に位置するように一ヒ記中空ガラス体の外部からレー
ザ光を照射することによって八（面に孔をあけることを
特徴とするガラス加工方法。 （２１１／ −ｖ’ ）Ｙ、； １）ｆｑ ｉ＆ 体カ
ｅ少なくともｌ／−リ”光１１（１射面側を粗面ツノ１
ビ１−されていることを特徴とする特ｒ１梢求の範囲第
１項記載のガラヌカ１ビ［方Ｙ慇（３）中空ガラス体が
管球であることをｌ（ｋ徴とする特許請求の範囲第１項
または第２項記載のガラス加工方法。 （４）ｔノ−ザ光遮蔽体が金属であることを特徴とする
特許請求の範囲第３項記載のガラス加工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57174650A JPS5966032A (ja) | 1982-10-06 | 1982-10-06 | ガラス加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57174650A JPS5966032A (ja) | 1982-10-06 | 1982-10-06 | ガラス加工方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5966032A true JPS5966032A (ja) | 1984-04-14 |
Family
ID=15982298
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57174650A Pending JPS5966032A (ja) | 1982-10-06 | 1982-10-06 | ガラス加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5966032A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4682855A (en) * | 1985-02-11 | 1987-07-28 | Director-General Of Agency Of Industrial Science And Technology | Laser-light absorber and method for absorbing laser light |
| US5667708A (en) * | 1996-03-12 | 1997-09-16 | Caterpillar Inc. | Laser beam deflector for protection of underlying portions of an item during laser cutting of overlaying stock |
| US5994667A (en) * | 1997-10-15 | 1999-11-30 | Scimed Life Systems, Inc. | Method and apparatus for laser cutting hollow workpieces |
-
1982
- 1982-10-06 JP JP57174650A patent/JPS5966032A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4682855A (en) * | 1985-02-11 | 1987-07-28 | Director-General Of Agency Of Industrial Science And Technology | Laser-light absorber and method for absorbing laser light |
| US5667708A (en) * | 1996-03-12 | 1997-09-16 | Caterpillar Inc. | Laser beam deflector for protection of underlying portions of an item during laser cutting of overlaying stock |
| US5994667A (en) * | 1997-10-15 | 1999-11-30 | Scimed Life Systems, Inc. | Method and apparatus for laser cutting hollow workpieces |
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