JP2004047428A - リードスイッチのスイッチ間隙調整方法 - Google Patents

Abstract

【課題】非常に安価で、エネルギー的に経済的で、信頼性および融通性のあるレーザの使用を可能とする。
【解決手段】ガラス管３内に入れられたリードスイッチ１の金属リード５，７の重なり間のスイッチ間隙を調整するための方法は、放射線エネルギー光線２１が管３を通してリード５，７の少なくとも１か所Ｐに向けて局部的に特定の時間だけ照射され、それでもって、リード５，７の同か所Ｐの回りに熱的に曲げが引起こされるようになっており、ここにおいて、放射線がかなりの大きさで吸収される範囲の波長をもつ放射エネルギーを発生させる放射線源が使用され、管３の照射されたガラス容積およびリード５，７の少なくとも１つの照射された金属領域の割合が、溶融点に向けて金属を加熱するために必要な時間中に、ガラスの温度が１００ケルビンより小さい温度上昇をもたらすように、放射エネルギー光線が集中および計量されるものである。
【選択図】　図３

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、ガラス管内に入れられたリードスイッチの金属リードの重なり間のスイッチ間隙を調整するための方法であって、放射線エネルギー光線が管を通してリードの少なくとも１か所に向けて局部的に特定の時間だけ照射され、それでもって、リードの同か所の回りに熱的に曲げが引起こされるようになっている方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の方法は、特許文献１から既知である。同文献は、原理の非常に広範な説明およびリードスイッチを調整するための方法の操作を提供しており、ここでは、例えば、レーザのような放射線源によってリードスイッチのリードの少なくとも１か所に局部的にエネルギーが照射され、溶融点では、非常に大きな局部的温度上昇がもたらされ、問題のリードの永久的折曲が果たされ、それでもって、他方のリードとともに形成されるスイッチ間隙があらかじめ設定された通りに変化させられるようになっている。
【０００３】
上記特許文献１において、この種の方法上の非常に大量の背景情報が提供されているので、その全体をここに組み込むように考慮される。
【０００４】
一般に、アルゴン−イオンガスレーザは、リードスイッチの製造上その調整のために使用され、これが、この発明者の知る限りでは、４８８から５２２ｎｍまでの範囲の周波数において十分な出力を提供する大量生産のために有用である唯一のレーザである。
【０００５】
この波長でもって管のガラスが最小の吸収を示すので、その波長が選択され、それで、過熱によってもたらされるガラスのダメージが防止される。使用されるアルゴン−イオンガスレーザは、最高出力２５Ｗの連続レーザである。そうすることを可能とするためには、レーザは、電気的出力５５ＫＷを必要とする。同レーザの浪費される熱は、厚い冷却パイプによって除去されなければならない。そのレーザには、約２ｍの長さおよび１００ｋｇの重量をもつプラズマチューブが必要である。そのようなチューブの耐久性は約５５００時間であり、そのコストは約Ｈｆｌ１００，０００である。上記波長でレーザをそのように使用することによりもたらされる不利益は、大きいエネルギーの消費であり、高価で、低い柔軟性および信頼性である。
【０００６】
【特許文献１】
ＥＰ０７３１９７８
【０００７】
【発明が解決すべき課題】
このような不利益を解消するために、この発明は、以下の洞察力に基づいてなされたものである。一方では、照射エネルギーのより長い波長を使用することによって、よりエネルギーを経済的に、シンプルで少ないコストのレーザの使用を可能とし、他方では、通過する放射光線がより大きなガラスの容積に拡がるように放射光線を集中させることにより、ガラスによる意味ありげに大きなエネルギーの吸収によってもたらされるガラス管の過度の温度上昇の防止を可能とする。
【課題を解決するための手段】
これを実現させるために、この発明による方法は、放射線がかなりの大きさで吸収される範囲の波長をもつ放射エネルギーを発生させる放射線源が使用され、管の照射されたガラス容積およびリードの少なくとも１つの照射された金属領域の割合が、溶融点に向けて金属を加熱するために必要な時間中に、ガラスの温度が１００ケルビンより小さい温度上昇をもたらすように放射エネルギー光線が集中および計量されることを特徴とするものである。
【０００８】
この発明による方法によれば、管の放射ガラス容積が加熱される金属容積の数倍、数百倍といっていい程になるように放射光線が集中させらる。これによりもたらされる効果は、ガラスの温度が１００ケルビンより小さく温度上昇加熱させられ、一方で、金属が溶融点まで加熱されることである。
【０００９】
この発明による方法のさらなる有利な具体例によれば、約１０６４ｎｍの波長の放射線を発生するＮｄ：ＹＡＧレーザが使用される。このレーザは、パルス当り２５ｍｊのエネルギーパルスを発生する。
【００１０】
非常に短いパルス時間の結果として、熱は、小さい拡がりでもって金属に浸透するだけで、その結果、溶融する金属の容積は小さく、パルス当りのエネルギーの比較的小さい量が小さい金属の容積を溶融させるのに十分である。
【００１１】
この発明によれば、問題の金属リード表面に光線によって照射される領域は、１００μｍの径よりも小さい。以下に詳細に述べられるように、管を通過する放射エネルギーは、光線の大きい頂点角度のために管の周方向に十分な大きさに拡がり、放射線を吸収するガラス容積は、既知のものよりも大きい。結果として、ガラス容積の温度上昇は、許容される範囲内に収まる。
【００１２】
この発明は、リードスイッチが低コストで、低エネルギー消費で調整され、それは、既知の方法よりも、５０の係数よりも小さく、既知の方法で使用されるよりも小さいレーザが使用される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を図面を参照してつぎに説明する。
【００１４】
リードスイッチは、図１に符号１で示されているように、ガラス管３を備えている。これの両端部には金属リード５，７が溶込まれている。リード５，７は、柔磁性材料でつくられて実質的に互いに平行にのびかつ平坦状端部９、１１を有している。その端部９、１１は、符号１７で示す領域でオーバーラップさせられている。リード５，７の縦軸１３および１５も図示されている。
【００１５】
図３は、図１のリードスイッチの中央部分をより詳細に示している。図示のように、スイッチは、作動状態ではない。すなわち、平坦状部分９、１１間には間隙がある。各部分９、１１は、背面側９ａおよび１１ａと、正面側９ｂおよび１１ｂとを有している。正面側９ｂおよび１１ｂの最小距離は、事実上、スイッチ間隙の値を決定する。特許文献１において述べられているように、スイッチ間隙は、スイッチ製造上、非常に精密に調整されなければならない。図示のように、部分９、１１間のスイッチ間隙は、値ｇを有しているが、間隙の大きさは、この発明による方法によって、値Δｇだけ増加させられている。これを達成するために、リード１１の背面側１１ａの局部には、Ｐで短期間だけ放射されている。その位置Ｐは、平坦部分１１の自由端１９から距離Ｘｉだけ離れたところにある。リード１１の自由端は、他方のリード９から離れる方向に、リードの縦軸に関して、領域Ｐの回りに僅かな角度αだけ曲げられている。放射光線は、波線２１で模式的に示されている。放射は、リード１１の他方の側に起こりうることもあり、その場合、そのリードの自由端は、反対側のリードの方向へ曲げられる。放射光線２１は、波長１０６４ｎｍのパルス状Ｎｄ放射線を発生するＹＡＧレーザによって製造される。この波長をもった放射線は、管の緑ガラスによって最高に吸収される。ガラスにダメージを与えるであろうガラス管の温度上昇を防止するために、パルス当り２５ｍＪより小さいパルスエネルギーが使用される。さらに、リード上の放射領域Ｐの大きさは、１００μｍよりも小さい。これらの条件の基に、放射されるガラスの容積は、溶融される金属の容積より約８００倍位大きいようである。そもそも、光線を放射される領域が６０×１０^−６　だけの径をもち、一方、放射エネルギーが非常に小さい深さまでだけ浸透することが短いパルス時間および低パルスエネルギーを保証するので、溶融される金属の容積はそのように小さい。結果として、溶融される金属の容積は、小さく、放射線を吸収する管のガラス容積より８００倍位小さい。この結果により、非常に小さい離れた領域Ｐが溶融される。即ち、そこに放射された放射エネルギーによって約３０００Ｋの温度上昇がもたらされ、一方、同時に、ガラス容積は３０Ｋだけの温度上昇がもたらされる。このことは、有利な配置形態をもってすれば、管を通過する放射はガスにダメージをあたえることは無いことを意味する。
【００１６】
このようにして、適切、迅速および信頼性のあるリードスイッチの調節は、レーザを用いることによって効果的であり、この場合、レーザは、１０６４ｎｍより大きい波長をもつ放射線を発生する。したがって、非常に安価で、エネルギー的に経済的で、信頼性および融通性のあるレーザ発生源がこの発明に用いられうる。何故ならば、好ましい点に放射線を指向させるためにファイバーが用いられうるであろうから。上記の全て利点は、製造工程に使用するために最適であるこの発明による方法を提供する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に使用されるリードスイッチの平面図である。
【図２】同側面図である。
【図３】図１の拡大詳細図である。
【符号の説明】
１　　リードスイッチ
３　ガラス管
５，７　リード

Claims (4)

1. ガラス管内に入れられたリードスイッチの金属リードの重なり間のスイッチ間隙を調整するための方法であって、放射線エネルギー光線が管を通してリードの少なくとも１か所に向けて局部的に特定の時間だけ照射され、それでもって、リードの同か所の回りに熱的に曲げが引起こされるようになっている方法において、放射線がかなりの大きさで吸収される範囲の波長をもつ放射エネルギーを発生させる放射線源が使用され、管の照射されたガラス容積およびリードの少なくとも１つの照射された金属領域の割合が、溶融点に向けて金属を加熱するために必要な時間中に、ガラスの温度が１００ケルビンより小さい温度上昇をもたらすように、放射エネルギー光線が集中および計量されることを特徴とする方法。
2. 放射線源として、約１０６４ｎｍの波長の放射線を発生させるＮｄ：ＹＡＧレーザが使用されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. レーザによって放出されるパルス当りのエネルギーが２５ｍｊより小さいことを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. 問題の金属リード表面上における光線によって照射される領域の大きさが１００μｍよりも小さいことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の方法。

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