【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リングヒータを用いた分離開放可能な反射型加熱装置に関し、より詳しくは、棒状物の周囲を均一且つ高速で加熱することができ、しかも装置全体をコンパクトに構成することができ、棒状物の配置及び交換を容易かつ速やかに行うことができる、リングヒータを用いた分離開放可能な反射型加熱装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
金属線材等の試料を加熱するための装置として、赤外線照射型の加熱装置が提案されており、その例として、内周面が回転楕円鏡面である３個以上の反射体をリング状に並べ、各反射体の一方の焦点にそれぞれ点光源を配置し、各反射体の他方の焦点を、試料が位置する共通の一致焦点とした、赤外線照射型の加熱装置がある（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−２５７３７４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した赤外線照射型の加熱装置は、点光源を用いるものであるため、単位時間あたりの熱照射量が少なく、試料を加熱するのに時間がかかるという問題があった。点光源の数を増やせば熱照射量を増やすことができるが、この場合、鏡の数も増えるから装置全体が大型化してしまい、移動や持ち運びが難しくなるという問題があった。
また、試料の径が大きい場合、その周面を、周方向に連続ではなく不連続の点で加熱することになるから、試料を周方向に沿って満遍なく加熱することができず、加熱にムラができる可能性があった。
また、この加熱装置は、隣り合う反射体を連続一体的に形成したものであるため、複数の反射体に囲まれた中央孔に棒状の試料を配置する場合、その中央孔の軸長方向に沿って試料を移動させ、その孔に対する抜き差しをしなければならない。試料が長いものであれば、その抜き差し作業には非常に手間がかかった。
【０００５】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたもので、棒状物の周囲を均一且つ高速で加熱することができ、しかも装置全体をコンパクトに構成することができ、棒状物の配置及び交換を容易かつ速やかに行うことができる、リングヒータを用いた分離開放可能な反射型加熱装置の提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、リング状の赤外線発光フィラメントとこのフィラメントを収容保持するリング状の透明収容管とからなるリングヒータと、このリングヒータに沿って該リングヒータを覆うように配置されるリング状の凹楕円鏡面体であって内周面の周方向略全体に渡って凹楕円鏡面が形成されその一方の焦点である外側焦点に前記発光フィラメントが位置され他方の焦点である内側焦点に加熱すべき棒状体を配置可能な凹楕円鏡面体とからなり、前記リングヒータから出た赤外線を前記凹楕円鏡面で反射し、その反射光を前記棒状体に照射可能とされ、前記リングヒータは２つの半円状ヒータを円形状に組み合わせることにより構成され、前記凹楕円鏡面体は２つの半円状凹楕円鏡面体を円形状に組み合わせることにより構成され、前記２つの半円状ヒータ、及び、２つの半円状凹楕円鏡面体は共に、分離開放手段によって２つの半円同士が相互に離隔／接近可能とされ、離隔時に半円同士の間に形成される分離開放空間を通じて前記棒状体を出し入れ可能とされていることを特徴とするリングヒータを用いた分離開放可能な反射型加熱装置である。
【０００７】
請求項２記載の発明は、リング状の赤外線発光フィラメントとこのフィラメントを収容保持するリング状の透明収容管とからなるリングヒータと、このリングヒータに沿って該リングヒータを覆うように配置されるリング状の凹放物鏡面体であって内周面の周方向略全体に渡って凹放物鏡面が形成されその焦点に前記発光フィラメントが位置されたリング状の凹放物鏡面体とからなり、前記リングヒータから出た赤外線を前記凹放物鏡面で反射し、その反射光を、前記凹放物鏡面体の中央孔の中心線上に配置された加熱すべき棒状体に照射可能とされ、前記リングヒータは２つの半円状ヒータを円形状に組み合わせることにより構成され、前記凹放物鏡面体は２つの半円状凹放物鏡面体を円形状に組み合わせることにより構成され、前記２つの半円状ヒータ、及び、２つの半円状凹放物鏡面体は共に、分離開放手段によって２つの半円同士が相互に離隔／接近可能とされ、離隔時に半円同士の間に形成される分離開放空間を通じて前記棒状体を出し入れ可能とされていることを特徴とするリングヒータを用いた分離開放可能な反射型加熱装置である。
【０００８】
請求項３記載の発明は、前記半円状凹楕円鏡面体又は半円状凹放物鏡面体は、一端が該鏡面体の内周部で開口する冷却媒体搬送路を有し、この搬送路の他端は冷却媒体供給装置に接続され、前記開口部から、前記棒状体に向けて冷却媒体を吹き付け可能とされていることを特徴とする請求項１又は２に記載のリングヒータを用いた分離開放可能な反射型加熱装置である。
請求項４記載の発明は、前記半円状凹楕円鏡面体又は半円状凹放物鏡面体は、前記リングヒータの全周を含む仮想平面を境に、２つに分割可能とされていることを特徴とする請求項１又は２に記載のリングヒータを用いた分離開放可能な反射型加熱装置である。
これらの発明を提供することにより、上記課題を悉く解決する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明に係るリングヒータを用いた分離開放可能な反射型加熱装置の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明に係る反射型加熱装置の内部を示す図であり、リングヒータ全周を含む仮想平面を境に２つに分割した凹楕円鏡面体の一方を、リングヒータと共に示す平面図である。図２は、本発明に係る反射型加熱装置の断面図である。尚、図１に示す例では冷却媒体導入部を左側に位置させているが、図２に示す例では右側に位置させている。図３は、本発明に係る反射型加熱装置の平面図である。図４は、本発明におけるリングヒータを示す平面図である。図５は、本発明に係る反射型加熱装置において、赤外光が進む様子を示す断面図である。
【００１０】
まず、反射体として凹楕円鏡面体（３）を用いる場合（第１実施形態）について説明する。
反射型加熱装置（１）は、リングヒータ（２）と、リング状の凹楕円鏡面体（３）とからなり、リングヒータ（２）から出た赤外光を凹楕円鏡面（４）で反射し、その反射光を棒状体（被加熱物）（５）に照射するものである。
リングヒータ（２）は、図１及び図４に示される如く２つの半円状ヒータ（２０），（２０）を円形状に組み合わせることにより構成され、凹楕円鏡面体（３）は、図１及び図３に示される如く２つの半円状鏡面体（２１），（２１）を円形状に組み合わせることにより構成される。２つの半円状ヒータ（２０），（２０）、及び、２つの半円状鏡面体（２１），（２１）は共に、分離開放手段（２２）（図１０，１１，１２参照）によって２つの半円同士が相互に離隔／接近可能とされ、離隔時に半円同士の間に形成される分離開放空間（２３）（図１１参照）を通じて棒状体（５）を出し入れ可能となっている。
【００１１】
尚、棒状体（５）の形態は特に限定されるものではなく、中空の棒状体すなわち管状体、或いは、中実の棒状体のいずれであってもよい。
また、棒状体（５）を加熱する目的は特に限定されるものではなく、例えば、金属管状体への棒の焼きばめ、金属棒状体の焼き入れ等の金属熱処理、或いは、金属棒状体の曲げ加工等の金属加工を目的とすることができるが、図示例では、マシニングセンタの切削工具（１５）（図６参照）を、工具保持筒（５）の保持孔に焼きばめする際に、その工具保持筒（５）を加熱するのに用いている。
以下、これら構成要素について詳説する。
【００１２】
半円状ヒータ（２０）は、半円状の赤外線発光フィラメント（以下、フィラメントと称する）（６）（図４参照）と、このフィラメント（６）を収容保持する半円状の透明収容管（７）とからなるものである。フィラメント（６）は、例えばタングステン線のコイルを半円状に湾曲させたものであり、透明収容管（７）は、例えば透明な石英管を半円状に湾曲させたものである。フィラメント（６）は、複数のサポータ（図示せず）を介して透明収容管（７）内に固定されている。透明収容管（７）の一端部と他端部には、それぞれフィラメントの陽極と陰極が設けられており、これらの極は、電線を介して電源に接続されている。
一方の半円状ヒータ（２０）は一方の半円状鏡面体（２１）内に固定され、他方の半円状ヒータ（２０）は他方の半円状鏡面体（２１）内に固定される。
【００１３】
リング状の凹楕円鏡面体（３）は、リングヒータ（２）に沿って該リングヒータ（２）を覆うように配置されるもので、内周面の周方向略全体に渡って凹楕円鏡面（４）が形成され、その一方の焦点である外側焦点（８）（図２，５参照）に発光フィラメント（６）が位置され、他方の焦点である内側焦点（９）（図５参照）に加熱すべき棒状体（５）を配置可能としたものである。内側焦点（９）は、凹楕円鏡面（４）で囲まれた空間の中央部に位置し、外側焦点（８）は、その空間の凹楕円鏡面（４）付近に位置し、同空間内においてこれらは相対的に内側と外側に位置する。
内側焦点（９）は、リング状の凹楕円鏡面（４）全周において、図５に示される如く、凹楕円鏡面体（３）の中心線（１８）上で一点に集中してもよいが、図８に示される如く、リング状の凹楕円鏡面（４）全周についての各焦点（９）の集合が、凹楕円鏡面体（３）の中心線（１８）近傍で該中心線（１８）を中心とする円を形成してもよい。尚、図８に示される各内側焦点（９）は、凹楕円鏡面体（３）の中心線（１８）を越えた位置にあるが、中心線（１８）の手前に位置してもよい。
凹楕円鏡面（４）には、複数のヒータ支持板（１０）が放射状に突設されており、これらヒータ支持板（１０）によって、半円状ヒータ（２０）は、半円状凹楕円鏡面体（２１）内の所定の位置に固定される。
【００１４】
外側焦点（８）は、凹楕円鏡面（４）全体についての各焦点（８）の集合が円（以下、焦点円と称する）を形成し、発光フィラメント（６）は、その全体が焦点円に重合一致するように配置される。
発光フィラメント（６）から出た赤外光は凹楕円鏡面（４）で反射され、その反射光の全てが内側焦点（９）に向かい、該内側焦点（９）上もしくはその近傍にある棒状体（５）を、焦点（９）近傍において周方向全体に渡り均一に加熱する。
棒状体（５）は、任意の保持装置（図１１参照）によって、凹楕円鏡面体（３）の中央孔（１１）に挿通配置することができる。
【００１５】
図１０及び図１１に示される如く、２つの半円状鏡面体（２１）はそれぞれ、２本の揺動アーム（２４）の先端側に個別に取付けられる。揺動アーム（２４）の先端部一側面には、半円状の鏡面体収容部（２５）が形成されている。一方の揺動アーム（２４）は、鏡面体収容部（２５）において一方の半円状鏡面体（２１）を収容保持する。他方の揺動アーム（２４）は、鏡面体収容部（２５）において他方の半円状鏡面体（２１）を収容保持する。
２本の揺動アーム（２４）は、その先端部同士が同一平面内で互いに接近、離隔するように揺動することができ、先端部同士が最も接近したときに鏡面体収容部（２５）の端部（半円の両端部に相当する）同士が接触する。逆に、先端部同士が離隔するにつれ、鏡面体収容部（２５）の端部同士が離隔し、これにより、収容された半円状鏡面体（２１），（２１）は互いに離隔し、その離隔により形成された分離開放空間（２３）を通じて、棒状体（５）を出し入れすることができる。
本発明における分離開放手段（２２）は、例えば、これら２本の揺動アーム（２４）から構成することができるが、特に限定はされない。
【００１６】
尚、本発明においては、半円状鏡面体（２１）は、図１及び図２に示される如く、下流端が該鏡面体（３）の内周部で開口する冷却媒体搬送路（１３）を有し、この搬送路（１３）の上流端は冷却媒体供給装置（図示せず）に接続され、前記開口部（１４）から、棒状体（５）に向けて冷却媒体を吹き付け可能とされていることが好ましい。冷却媒体の種類は特に限定されるものではないが、例えば、水、空気を挙げることができる。
このような構成とすれば、加熱された棒状体（５）を急速冷却することができ、棒状体（５）の焼き入れ処理を良好に行い、また、焼きばめ後の棒状体（５）を速やかに冷却してはめあいを速やかに完了し、作業効率を高めることができる。
揺動アーム（２４）には、搬送路（１３）の上流端と冷却媒体供給装置（図示せず）を繋ぐ流路（図示せず）が形成されている。
【００１７】
また、本発明においては、半円状鏡面体（２１）は、リングヒータ（２）の全周を含む仮想平面（１２）を境に、２つに分割可能とされていることが好ましい。
このような構成とすれば、リングヒータ（２）の交換時に半円状鏡面体（２１）を分割し、リングヒータ（２）の取り出し、交換を容易かつ速やかに行うことができる。
【００１８】
次に、この反射型加熱装置（１）の使用方法について説明する。
ここでは、マシニングセンタの切削工具（１５）（図６参照）を工具保持筒（棒状体）（５）に焼きばめするための、工具保持筒（５）の加熱処理を例にとる。
まず、図１１に示す如く、２本の揺動アーム（２４），（２４）の先端部同士を開き、２つの半円状鏡面体（２１），（２１）同士の間に分離開放空間（２３）を形成する。この分離開放空間（２３）を通じて棒状体（５）を鏡面体（３）の中央孔（１１）内に入れ、工具保持筒（５）の一端部を把持装置等を用いて固定し、工具保持筒（５）を、凹楕円鏡面体（３）の中央孔（１１）に配置する。このとき、凹楕円鏡面体（３）の内側焦点（９）に、工具保持筒（５）の加熱すべき部分を位置させる。
２本の揺動アーム（２４），（２４）の先端部同士を閉じ、２つの半円状鏡面体（２１），（２１）の端部同士を接触させ、リング状の凹楕円鏡面体（３）を構成する。
【００１９】
電源をオンにし、リングヒータ（２）の発光を開始すると、図５に二点鎖線で示す如く、その光（赤外光）は、凹楕円鏡面（４）で反射され、反射された光は全て内側焦点（９）に向かう。内側焦点（９）は、凹楕円鏡面体（３）の中心線上にある。反射光は、工具保持筒（５）の加熱すべき部分を全周にわたって均一に加熱する。工具保持筒（５）は、赤外光放射量の大きいリングヒータ（２）によってその全周が加熱されるから高速加熱されるとともに全周が均一に加熱され、その温度は目標の温度まで速やかに上昇する。
【００２０】
加熱された工具保持筒（５）の保持孔には、ドリル等の切削工具（１５）（図６参照）の一端部が挿入される。所定深さまで切削工具（１５）を挿入したら、冷却媒体搬送路（１３）を通じてその一端開口部（１４）（図７参照）から、空気或いは冷却水を噴出させ、この冷却媒体によって工具保持筒（５）を直接に急速冷却する。冷却媒体の流れは、例えば図７中の矢印の向きとなる。
このように工具保持筒（５）を急速冷却すると、工具保持筒（５）と切削工具（１５）の焼きばめが速やかに終了する。
１本目の焼きばめ作業が終了したら、２本目の作業に取り掛かるために、２本の揺動アーム（２４），（２４）の先端部同士を開き、２つの半円状鏡面体（２１），（２１）同士の間に分離開放空間（２３）を形成する。この分離開放空間（２３）を通じて１本目の工具保持筒（５）を鏡面体（３）から取り出し、代わりに２本目の工具保持筒（５）を鏡面体（３）内に入れる。２本の揺動アーム（２４），（２４）の先端部同士を再び閉じ、２つの半円状鏡面体（２１），（２１）の端部同士を接触させ、リング状の凹楕円鏡面体（３）を構成する。以下、１本目と同様の手順で加熱処理を行う。
【００２１】
この発明によれば、棒状体（５）の周囲を均一且つ高速で加熱することができる。また、発光量の多いリングヒータ（２）から赤外線を放ち、その光をリング状の鏡面（４）で反射するから、高速加熱するにあたりヒータ及び反射鏡をいくつも設ける必要がなく、装置全体をコンパクトに構成することができる。
更に、分離開放空間（２３）を通じて棒状体（５）を出し入れし、その抜き差しを容易かつ速やかに行うことができる。棒状体（５）が長く、中央孔（１１）の軸長方向に抜き差しし難い場合に特に有効である。
【００２２】
次に、本発明の第２実施形態について図９を参照しつつ説明する。
第２実施形態が上記第１実施形態と異なる点は、リング状の凹楕円鏡面体（３）に代えて、リング状の凹放物鏡面体（１６）が設けられている点である。
リング状の凹放物鏡面体（１６）は、リングヒータ（２）に沿って該リングヒータを覆うように配置されるものであり、内周面の周方向略全体に渡って凹放物鏡面（１７）が形成され、その焦点（１９）に発光フィラメント（６）が位置される。
リングヒータ（２）から出た赤外光は、凹放物鏡面（１７）で反射され、その反射光は、凹放物鏡面体（１６）の中央孔（１１）の中心線（１８）上に配置された棒状体（５）に照射される。
尚、第１実施形態と同様、リングヒータ（２）は、２つの半円状ヒータ（２０），（２０）を円形状に組み合わせることにより構成され、凹放物鏡面体（１６）は、２つの半円状鏡面体（２６），（２６）を円形状に組み合わせることにより構成される。
【００２３】
この実施形態においては、凹放物鏡面（１７）で反射された光は、図９に二点鎖線で示す如く、互いに平行な光となり、中央孔（１１）の中心線（１８）に向かって該中心線（１８）に対し直角に進む。従って、棒状体（５）において、凹放物鏡面（１７）の中心線（１８）方向の長さに相当する部分全体に満遍なく光が当たり、この部分が均等に加熱される。
【００２４】
この第２実施形態においても、上記第１実施形態と同様に使用することができる。
また、半円状鏡面体（２６）は、一端が該鏡面体（２６）の内周部で開口する冷却媒体搬送路（１３）を有し、この搬送路（１３）の他端は冷却媒体供給装置に接続され、前記開口部（１４）から、棒状体（５）に向けて冷却媒体を吹き付け可能とされていることが好ましい。
このような構成とすれば、加熱された棒状体（５）を急速冷却することができ、棒状体（５）の焼き入れ処理を良好に行い、また、焼きばめ後の棒状体（５）を速やかに冷却してはめあいを速やかに完了し、作業効率を高めることができる。
【００２５】
また、半円状鏡面体（２６）は、リングヒータ（２）の全周を含む仮想平面（１２）を境に、２つに分割可能とされていることが好ましい。
このような構成とすれば、リングヒータ（２）の交換時に半円状鏡面体（２６）を分割し、リングヒータ（２）の取り出し、交換を容易かつ速やかに行うことができる。
【００２６】
【発明の効果】
請求項１、請求項２記載の発明によれば、棒状物の周囲を均一且つ高速で加熱することができる。また、発光量の多いリングヒータから赤外線を放ち、その光をリング状の鏡面で反射するから、高速加熱するにあたりヒータ及び反射鏡をいくつも設ける必要がなく、装置全体をコンパクトに構成することができる。また、分離開放空間を通じて棒状体を出し入れし、その抜き差しを容易かつ速やかに行うことができる。棒状体が長く、鏡面体中央孔からその軸長方向に抜き差しし難い場合に特に有効である。
請求項３記載の発明によれば、加熱された棒状体を急速冷却することができ、棒状体の焼き入れ処理を良好に行い、また、焼きばめ後の棒状体を速やかに冷却してはめあいを速やかに完了し、作業効率を高めることができる。
請求項４記載の発明によれば、リングヒータの交換時に凹楕円鏡面体或いは凹放物鏡面体を分割し、リングヒータの取り出し、交換を容易かつ速やかに行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るリングヒータを用いた分離開放可能な反射型加熱装置の主要部の内部を示す図であり、２つに分割した凹楕円鏡面体の一方をリングヒータと共に示す平面図である。この図では、凹楕円鏡面の全周についての各内側焦点の集合が１点に集中する場合を示している。
【図２】本発明に係るリングヒータを用いた分離開放可能な反射型加熱装置の主要部の断面図である。
【図３】本発明に係るリングヒータを用いた分離開放可能な反射型加熱装置の主要部の平面図である。
【図４】本発明におけるリングヒータを示す平面図である。
【図５】本発明に係るリングヒータを用いた分離開放可能な反射型加熱装置において、赤外光が進む様子を示す断面図である。
【図６】本発明に係るリングヒータを用いた分離開放可能な反射型加熱装置において、加熱後の工具保持筒に、切削工具を挿入する様子を示す断面図である。
【図７】本発明に係るリングヒータを用いた分離開放可能な反射型加熱装置の内部において、切削工具を挿入した工具保持筒を急速冷却する様子を示す図である。
【図８】本発明に係るリングヒータを用いた分離開放可能な反射型加熱装置の主要部の内部を示す断面図である。この図では、凹楕円鏡面の全周についての各内側焦点の集合が円を形成する場合を示している。
【図９】本発明に係るリングヒータを用いた分離開放可能な反射型加熱装置の主要部の内部を示す断面図である。この図は、凹放物鏡面体を用いた場合を示している。
【図１０】２本の揺動アームの先端部同士を接触させ、加熱スタンバイ状態にした本発明に係る反射型加熱装置を示す平面図である。
【図１１】２本の揺動アームの先端部同士を離隔させ、分離開放空間から棒状体を抜き差し可能な状態にした本発明に係る反射型加熱装置を示す平面図である。
【図１２】本発明に係る反射型加熱装置全体を示す側面図である。
【符号の説明】
１・・・・・リングヒータを用いた分離開放可能な反射型加熱装置
２・・・・・リングヒータ
３・・・・・凹楕円鏡面体
４・・・・・凹楕円鏡面
５・・・・・棒状体（工具保持筒）
６・・・・・フィラメント
７・・・・・透明収容管
８・・・・・凹楕円鏡面体の一方の焦点（外側焦点）
９・・・・・凹楕円鏡面体の他方の焦点（内側焦点）
１２・・・・仮想平面
１３・・・・冷却媒体搬送路
１４・・・・冷却媒体搬送路の開口部（冷却媒体噴出口）
１６・・・・凹放物鏡面体
１７・・・・凹放物鏡面
２０・・・・半円状ヒータ
２１、２６・・・・半円状鏡面体
２２・・・・分離開放手段
２３・・・・開放空間[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a reflection-type heating device that can be separated and opened using a ring heater, and more specifically, can uniformly and rapidly heat the periphery of a rod-shaped object, and can further reduce the size of the entire device, The present invention relates to a reflection-type heating device that can easily and promptly arrange and replace a rod-shaped object and that can be separated and opened using a ring heater.
[0002]
[Prior art]
As a device for heating a sample such as a metal wire, an infrared irradiation type heating device has been proposed. As an example, three or more reflectors whose inner peripheral surfaces are spheroidal mirror surfaces are arranged in a ring shape, There is an infrared irradiation type heating device in which a point light source is arranged at one focal point of each reflector, and the other focal point of each reflector is used as a common coincident focal point where a sample is located (see Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-9-257374
[Problems to be solved by the invention]
However, since the infrared irradiation type heating device described above uses a point light source, there is a problem that the amount of heat irradiation per unit time is small and it takes time to heat the sample. If the number of point light sources is increased, the amount of heat irradiation can be increased. However, in this case, the number of mirrors also increases, so that the entire apparatus becomes large, and there is a problem that it is difficult to move and carry.
In addition, when the diameter of the sample is large, the peripheral surface is heated at discontinuous points instead of being continuous in the circumferential direction. Therefore, the sample cannot be heated uniformly along the circumferential direction, resulting in uneven heating. Could be possible.
Further, since this heating device is formed by continuously forming adjacent reflectors, when a rod-shaped sample is placed in a central hole surrounded by a plurality of reflectors, the heating device is arranged in the axial direction of the central hole. The sample must be moved along and the holes must be inserted and removed. If the sample is long, it takes a lot of time to remove and insert it.
[0005]
The present invention has been made in view of such circumstances, and can uniformly and rapidly heat the periphery of a rod-shaped object, and can further configure the entire apparatus in a compact size, and can arrange and replace the rod-shaped object. It is an object of the present invention to provide a reflection-type heating device that can be easily and quickly performed and that can be separated and opened using a ring heater.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, a ring heater including a ring-shaped infrared light emitting filament and a ring-shaped transparent housing tube for housing and holding the filament is arranged to cover the ring heater along the ring heater. A ring-shaped concave elliptical mirror body, a concave elliptical mirror surface is formed over substantially the entire circumferential direction of the inner peripheral surface, and the luminescent filament is located at the outer focal point which is one focal point, and at the inner focal point which is the other focal point. A concave elliptical mirror body on which a rod to be heated can be arranged, the infrared light emitted from the ring heater is reflected by the concave elliptical mirror surface, and the reflected light can be radiated to the rod. It is configured by combining two semicircular heaters in a circular shape, and the concave elliptical mirror is configured by combining two semicircular concave elliptical mirrors in a circular shape, The two semi-circular heaters and the two semi-circular concave elliptical mirrors can be separated / accessed from each other by separation / opening means, and formed between the semi-circles when separated. And a releasable heating device using a ring heater, wherein the rod-shaped body can be put in and taken out through a separated open space.
[0007]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a ring heater including a ring-shaped infrared light emitting filament and a ring-shaped transparent housing tube for housing and holding the filament, and is arranged along the ring heater so as to cover the ring heater. A ring-shaped concave parabolic mirror, wherein a concave parabolic mirror is formed over substantially the entire circumferential direction of the inner peripheral surface, and the light-emitting filament is located at the focal point of the ring-shaped concave parabolic mirror. The infrared light emitted from the ring heater is reflected by the concave parabolic mirror surface, and the reflected light can be applied to a rod-like body to be heated, which is arranged on the center line of the central hole of the concave parabolic mirror body, The ring heater is configured by combining two semi-circular heaters in a circular shape, and the concave parabolic mirror is configured by combining two semi-circular concave parabolic mirrors in a circular shape. Both the semicircular heater and the two semicircular concave parabolic mirrors can be separated / accessed from each other by the separating / opening means, and are formed between the semicircles when separated. A reflection-type heating device capable of separating and opening using a ring heater, wherein the rod-shaped body can be taken in and out through a separation opening space.
[0008]
According to a third aspect of the present invention, the semicircular concave elliptical mirror or the semicircular concave parabolic mirror has a cooling medium conveying path having one end opened at an inner peripheral portion of the mirror. 3. The ring heater according to claim 1, wherein the other end of the ring heater is connected to a cooling medium supply device, and the cooling medium can be sprayed from the opening toward the rod-shaped body. It is a reflective heating device that can be separated and opened.
According to a fourth aspect of the present invention, the semicircular concave elliptical mirror or the semicircular concave parabolic mirror can be divided into two parts by a virtual plane including the entire circumference of the ring heater. A reflection-type heating device which can be separated and opened using the ring heater according to claim 1 or 2.
By providing these inventions, the above problems are completely solved.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of a reflection-type heating device that can be separated and opened using a ring heater according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing the inside of a reflection-type heating device according to the present invention, and is a plan view showing one of concave elliptical mirrors divided into two with a virtual plane including the entire circumference of a ring heater together with a ring heater. It is. FIG. 2 is a cross-sectional view of the reflection heating device according to the present invention. In the example shown in FIG. 1, the cooling medium introduction part is located on the left side, but in the example shown in FIG. 2, it is located on the right side. FIG. 3 is a plan view of the reflection heating device according to the present invention. FIG. 4 is a plan view showing a ring heater according to the present invention. FIG. 5 is a cross-sectional view showing how infrared light travels in the reflective heating device according to the present invention.
[0010]
First, a case in which a concave elliptical mirror (3) is used as a reflector (first embodiment) will be described.
The reflection heating device (1) comprises a ring heater (2) and a ring-shaped concave elliptical mirror (3), and reflects infrared light emitted from the ring heater (2) on the concave elliptical mirror (4). Then, the reflected light is applied to the rod-shaped body (the object to be heated) (5).
The ring heater (2) is formed by combining two semicircular heaters (20) and (20) in a circular shape as shown in FIGS. As shown in FIG. 3, the two semicircular mirror bodies (21) and (21) are combined in a circular shape. The two semi-circular heaters (20), (20) and the two semi-circular mirrors (21), (21) are both separated by separating and opening means (22) (see FIGS. 10, 11, and 12). The two semicircles can be separated / accessed from each other, and the rod-shaped body (5) can be put in and taken out through a separation open space (23) (see FIG. 11) formed between the semicircles at the time of separation.
[0011]
The form of the rod (5) is not particularly limited, and may be a hollow rod, that is, a tubular body, or a solid rod.
The purpose of heating the rod-shaped body (5) is not particularly limited. For example, a metal heat treatment such as shrink-fitting of a rod into a metal tubular body, quenching of a metal rod-shaped body, or a method of heating a metal rod-shaped body. In the illustrated example, when the cutting tool (15) (see FIG. 6) of the machining center is shrink-fitted into the holding hole of the tool holding cylinder (5), it can be aimed at metal working such as bending. It is used to heat the tool holding cylinder (5).
Hereinafter, these components will be described in detail.
[0012]
The semicircular heater (20) includes a semicircular infrared light emitting filament (hereinafter, referred to as a filament) (6) (see FIG. 4) and a semicircular transparent accommodating tube (10) for accommodating and holding the filament (6). 7). The filament (6) is, for example, a coil of a tungsten wire curved in a semicircle, and the transparent housing tube (7) is, for example, a transparent quartz tube curved in a semicircle. The filament (6) is fixed in the transparent container (7) via a plurality of supporters (not shown). At one end and the other end of the transparent housing tube (7), an anode and a cathode of a filament are provided, respectively, and these poles are connected to a power supply via electric wires.
One semicircular heater (20) is fixed in one semicircular mirror (21), and the other semicircular heater (20) is fixed in the other semicircular mirror (21). .
[0013]
The ring-shaped concave elliptical mirror body (3) is disposed along the ring heater (2) so as to cover the ring heater (2), and has a concave elliptical mirror surface over substantially the entire circumferential direction of the inner peripheral surface. (4) is formed, and the light emitting filament (6) is located at one of the outer focal points (8) (see FIGS. 2 and 5), and the other focal point is the inner focal point (9) (see FIG. 5). The rod-like body (5) to be heated can be arranged at the same time. The inner focal point (9) is located at the center of the space surrounded by the concave elliptical mirror (4), and the outer focal point (8) is located near the concave elliptical mirror (4) in the space. These are located relatively inside and outside.
The inner focal point (9) may be concentrated at one point on the center line (18) of the concave elliptical mirror (3) as shown in FIG. 5 over the entire circumference of the ring-shaped concave elliptical mirror (4). As shown in FIG. 8, the set of focal points (9) for the entire circumference of the ring-shaped concave elliptical mirror (4) is located near the center line (18) of the concave elliptical mirror (3). ) May be formed as a circle. Although each inner focal point (9) shown in FIG. 8 is located beyond the center line (18) of the concave elliptical mirror (3), it may be located before the center line (18).
A plurality of heater support plates (10) are radially protruded from the concave elliptical mirror surface (4), and the semicircular heater (20) is turned into a semicircular concave elliptical mirror surface by the heater support plates (10). It is fixed at a predetermined position in the body (21).
[0014]
The outer focal point (8) forms a circle (hereinafter, referred to as a focal circle) when a set of focal points (8) for the entire concave elliptical mirror surface (4) is formed. It is arranged so that the polymerization coincides.
Infrared light emitted from the light emitting filament (6) is reflected by the concave elliptical mirror surface (4), and all of the reflected light is directed to the inner focal point (9), and a rod-shaped body on or near the inner focal point (9). (5) is heated uniformly over the entire circumferential direction near the focal point (9).
The rod-shaped body (5) can be inserted through the central hole (11) of the concave elliptical mirror (3) by an arbitrary holding device (see FIG. 11).
[0015]
As shown in FIGS. 10 and 11, the two semicircular mirrors (21) are individually attached to the distal ends of the two swing arms (24). A semicircular mirror body accommodating portion (25) is formed on one side surface of the distal end portion of the swing arm (24). One swing arm (24) accommodates and holds one semicircular mirror (21) in the mirror housing (25). The other swing arm (24) accommodates and holds the other semicircular mirror body (21) in the mirror body housing section (25).
The two swinging arms (24) can swing so that their tips are close to and away from each other in the same plane, and when the tips are closest to each other, the mirror body housing part (25). (Corresponding to both ends of a semicircle) are in contact with each other. Conversely, as the distal ends are separated from each other, the ends of the mirror body housing portion (25) are separated from each other, whereby the housed semicircular mirror bodies (21) and (21) are separated from each other. The rod-shaped body (5) can be put in and out through the separation open space (23) formed by the separation.
The separating and opening means (22) in the present invention can be composed of, for example, these two swinging arms (24), but is not particularly limited.
[0016]
In the present invention, as shown in FIGS. 1 and 2, the semicircular mirror body (21) has a cooling medium transport path (13) whose downstream end is opened at the inner periphery of the mirror body (3). The upstream end of the transport path (13) is connected to a cooling medium supply device (not shown), and the cooling medium can be sprayed from the opening (14) toward the rod (5). Is preferred. The type of the cooling medium is not particularly limited, and examples thereof include water and air.
According to such a configuration, the heated rod-shaped body (5) can be rapidly cooled, the quenching process of the rod-shaped body (5) is performed well, and the rod-shaped body (5) after shrink fitting is performed. Is quickly cooled, the fitting is completed quickly, and the working efficiency can be increased.
The swing arm (24) is formed with a flow path (not shown) connecting the upstream end of the transport path (13) and a cooling medium supply device (not shown).
[0017]
In the present invention, it is preferable that the semicircular mirror body (21) can be divided into two parts by a virtual plane (12) including the entire circumference of the ring heater (2).
With such a configuration, when replacing the ring heater (2), the semicircular mirror body (21) is divided, and the ring heater (2) can be taken out and replaced easily and promptly.
[0018]
Next, a method of using the reflection heating device (1) will be described.
Here, a heat treatment of the tool holding cylinder (5) for shrink-fitting the cutting tool (15) (see FIG. 6) of the machining center to the tool holding cylinder (rod) (5) is taken as an example.
First, as shown in FIG. 11, the ends of the two swinging arms (24), (24) are opened, and the separation open space () between the two semicircular mirrors (21), (21) is opened. 23) is formed. The rod-like body (5) is inserted into the central hole (11) of the mirror body (3) through the separation open space (23), and one end of the tool holding cylinder (5) is fixed using a gripping device or the like, and the tool is held. The tube (5) is placed in the central hole (11) of the concave elliptical mirror (3). At this time, the portion of the tool holding cylinder (5) to be heated is located at the inner focal point (9) of the concave elliptical mirror (3).
The ends of the two swing arms (24) and (24) are closed, and the ends of the two semicircular mirrors (21) and (21) are brought into contact with each other to form a ring-shaped concave elliptical mirror ( Construct 3).
[0019]
When the power is turned on and light emission of the ring heater (2) is started, the light (infrared light) is reflected by the concave elliptical mirror surface (4) as shown by a two-dot chain line in FIG. All go to the inner focus (9). The inner focal point (9) is on the center line of the concave ellipsoidal mirror (3). The reflected light uniformly heats the portion of the tool holding cylinder (5) to be heated over the entire circumference. The entire circumference of the tool holding cylinder (5) is heated by the ring heater (2) having a large amount of infrared light radiation, so that the tool holding cylinder (5) is rapidly heated and uniformly heated at the entire circumference, and its temperature quickly reaches the target temperature. To rise.
[0020]
One end of a cutting tool (15) such as a drill (see FIG. 6) is inserted into the holding hole of the heated tool holding cylinder (5). When the cutting tool (15) is inserted to a predetermined depth, air or cooling water is ejected from one end opening (14) (see FIG. 7) through the cooling medium transport path (13), and the tool holding cylinder ( 5) Rapid cooling directly. The flow of the cooling medium is, for example, in the direction of the arrow in FIG.
When the tool holding cylinder (5) is rapidly cooled in this way, the shrink fit of the tool holding cylinder (5) and the cutting tool (15) is quickly completed.
When the first shrink-fitting operation is completed, the two swinging arms (24), (24) are opened with their tip ends open in order to start the second operation, and the two semicircular mirror bodies (21) are opened. , (21) form a separation open space (23). The first tool holding cylinder (5) is taken out of the mirror body (3) through the separation open space (23), and the second tool holding cylinder (5) is put into the mirror body (3) instead. The ends of the two swinging arms (24) and (24) are closed again, and the ends of the two semicircular mirrors (21) and (21) are brought into contact with each other to form a ring-shaped concave elliptical mirror. Construct (3). Hereinafter, the heat treatment is performed in the same procedure as the first one.
[0021]
According to the present invention, the periphery of the rod (5) can be heated uniformly and at high speed. Also, since infrared light is emitted from the ring heater (2), which emits a large amount of light, and the light is reflected by the ring-shaped mirror surface (4), it is not necessary to provide a number of heaters and reflecting mirrors for high-speed heating, and the entire apparatus can be manufactured. It can be made compact.
Furthermore, the rod-shaped body (5) can be taken in and out through the separation open space (23), and the insertion and removal can be performed easily and quickly. This is particularly effective when the rod-shaped body (5) is long and it is difficult to insert and remove it in the axial direction of the central hole (11).
[0022]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The second embodiment is different from the first embodiment in that a ring-shaped concave parabolic mirror (16) is provided instead of the ring-shaped concave elliptical mirror (3).
The ring-shaped concave parabolic mirror body (16) is arranged along the ring heater (2) so as to cover the ring heater, and has a concave parabolic mirror surface over substantially the entire inner peripheral surface in the circumferential direction. (17) is formed and the light emitting filament (6) is located at the focal point (19).
The infrared light emitted from the ring heater (2) is reflected by the concave parabolic mirror (17), and the reflected light is on the center line (18) of the central hole (11) of the concave parabolic mirror (16). Is irradiated on the rod-shaped body (5) arranged in the.
As in the first embodiment, the ring heater (2) is configured by combining two semicircular heaters (20) and (20) in a circular shape, and the concave parabolic mirror (16) is It is constituted by combining two semicircular mirror bodies (26), (26) in a circular shape.
[0023]
In this embodiment, the light reflected by the concave parabolic mirror surface (17) is parallel to each other as shown by a two-dot chain line in FIG. 9 and is directed toward the center line (18) of the central hole (11). Proceed at right angles to the center line (18). Therefore, in the rod-shaped body (5), light uniformly hits the entire portion corresponding to the length of the concave parabolic mirror surface (17) in the direction of the center line (18), and this portion is uniformly heated.
[0024]
This second embodiment can be used in the same manner as in the first embodiment.
The semicircular mirror body (26) has a cooling medium transport path (13) having one end opened at the inner peripheral portion of the mirror body (26), and the other end of the transport path (13) has a cooling medium path. It is preferable that the cooling medium is connected to a supply device so that a cooling medium can be sprayed from the opening (14) toward the rod-shaped body (5).
According to such a configuration, the heated rod-shaped body (5) can be rapidly cooled, the quenching process of the rod-shaped body (5) is performed well, and the rod-shaped body (5) after shrink fitting is performed. Is quickly cooled, the fitting is completed quickly, and the working efficiency can be increased.
[0025]
Further, it is preferable that the semicircular mirror body (26) can be divided into two parts by a virtual plane (12) including the entire circumference of the ring heater (2).
With such a configuration, when replacing the ring heater (2), the semicircular mirror body (26) is divided, and the ring heater (2) can be taken out and replaced easily and quickly.
[0026]
【The invention's effect】
According to the first and second aspects of the present invention, the periphery of the rod can be uniformly and rapidly heated. In addition, since a ring heater that emits a large amount of light emits infrared light and reflects the light on a ring-shaped mirror surface, it is not necessary to provide a number of heaters and reflectors for high-speed heating, and the entire apparatus can be made compact. it can. Further, the rod-shaped body can be taken in and out through the separation open space, and the insertion and removal can be easily and promptly performed. This is particularly effective when the rod-shaped body is long and it is difficult to pull out and insert it in the axial direction of the mirror body center hole.
According to the third aspect of the present invention, the heated rod can be rapidly cooled, the quenching process of the rod is performed well, and the rod after the shrink fitting is quickly cooled and fitted. Can be completed quickly, and work efficiency can be increased.
According to the fourth aspect of the present invention, when replacing the ring heater, the concave elliptical mirror or the concave parabolic mirror can be divided, and the ring heater can be easily and promptly taken out and replaced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing the inside of a main part of a reflection type heating device that can be separated and opened using a ring heater according to the present invention, and is a plan view showing one of two concave elliptical mirrors together with a ring heater. It is. This figure shows a case where the set of inner focal points for the entire circumference of the concave elliptical mirror surface is concentrated at one point.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a main part of a reflective heating device that can be separated and opened using a ring heater according to the present invention.
FIG. 3 is a plan view of a main part of a reflection-type heating device that can be separated and opened using a ring heater according to the present invention.
FIG. 4 is a plan view showing a ring heater according to the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a state in which infrared light travels in a reflective heating device that can be separated and opened using a ring heater according to the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a state in which a cutting tool is inserted into a heated tool holding cylinder in a releasable heating device using a ring heater according to the present invention, which can be separated and opened.
FIG. 7 is a view showing a state in which a tool holding cylinder in which a cutting tool is inserted is rapidly cooled in a reflection type heating device which can be separated and opened using a ring heater according to the present invention.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing the inside of a main part of a reflective heating device that can be separated and opened using a ring heater according to the present invention. This figure shows a case where a set of each inner focal point for the entire circumference of the concave elliptical mirror surface forms a circle.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing the inside of a main part of a reflective heating device that can be separated and opened using a ring heater according to the present invention. This figure shows a case where a concave parabolic mirror is used.
FIG. 10 is a plan view showing a reflective heating device according to the present invention in which the tip portions of two swing arms are brought into contact with each other to be in a heating standby state.
FIG. 11 is a plan view showing a reflection-type heating device according to the present invention in which tip portions of two swing arms are separated from each other so that a rod-shaped body can be inserted and removed from a separation open space.
FIG. 12 is a side view showing the entire reflection type heating device according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1 a reflective heating device that can be separated and opened using a ring heater 2 a ring heater 3 a concave elliptical mirror 4 a concave elliptical mirror 5 ..Bars (tool holding cylinders)
6 Filament 7 Transparent housing tube 8 One focus (outer focus) of concave elliptical mirror
9: The other focal point (inner focal point) of the concave elliptical mirror
12 virtual plane 13 cooling medium conveyance path 14 opening of cooling medium conveyance path (cooling medium ejection port)
16 concave parabolic mirror 17 concave parabolic mirror 20 semicircular heaters 21 and 26 semicircular mirror 22 separation opening means 23 ... Open space
