JPH0335482Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案はろう接用輻射加熱装置に関し、詳細に
は、輻射線源からの赤外線を反射ミラーにより一
点に集光させて高温な焦点部を形成し、該焦点部
の熱を用い非酸化性雰囲気下にてろう接するもの
で、特には義歯等の小型製品のろう接に用いて有
効なろう接用輻射加熱装置に関するものである。

〔従来の技術〕

輻射線源としてハロゲンランプ等の赤外線輻射
体を用い、該輻射線源からの赤外線を反射ミラー
により一点に集光させて高温な焦点部を形成さ
せ、該焦点部の高熱を用い被処理材料の加熱、ろ
う接加工等に用いることは公知であり、局部的に
高温が得られ、かつ、その取扱が容易なことよ
り、近来その用途、装置に関する提案が種々なさ
れている。

これら赤外線反射焦点の熱を用いる輻射加熱装
置としては、例えば、実開昭61−211978号公報に
開示されたものがあり、この従来の技術に係る輻
射加熱装置は、内側の上下に反射焦点を形成し、
その上焦点部に輻射線源を配すると共に、下焦点
近傍に開口部を設けた回転楕円反射鏡を備え、か
つ、該反射鏡の外側に周設された冷却水を循環さ
せて該反射鏡を冷却する水タンクとを備えた加熱
器と、該加熱器の下方に固定的に配され、給・排
気手段と連通するガス通路を設けた被処理物を収
容する真空チヤンバーとを有するものである。

また、この従来の輻射加熱装置においては反射
鏡の下焦点近傍に入射部を臨ませ、出射部を真空
チヤンバー内に載置された被処理物近傍に臨ませ
た所定長さの導光部材が配設されている。

この輻射加熱装置は集光部分である回転楕円反
射鏡の下焦点位置よりも更に遠方位置にある真空
チヤンバー内の被処理物を、近傍にある他の物体
を加熱することなく、小さな加熱面積でもつて非
接触でしかも効率的に加熱、溶接、ろう接等を行
い得るものである。

〔考案が解決しようとする問題点〕

本考案者等はこれら輻射加熱装置を、例えば、
義歯ろう接等に用いられる汎用装置として適用す
ることを検討し、その軽量・コンパクト化および
取扱の簡易化を図つたものであるが、しかし、前
述の従来技術に係る輻射加熱装置は反射鏡に外周
に水タンクが周設してあり、またこの冷却水の循
環には冷却水循環装置の附設を要し、かつまた、
下方に真空チヤンバが固定的に設けられてあり、
またこの脱気には真空ポンプ等の脱気装置の附設
を要し、当該装置は、比較的に重く、かつ嵩張る
ものとなり、一般的な歯科医院の歯技工室等に搬
入、設置される汎用装置としては不適なものであ
ると言わざるを得ないものとなる。

そして、前述の従来技術においては、被処理物
上に結ぶ焦点面積の調整に関しては言及されてい
るものの、例えば、義歯ろう接のように、数個所
の異なる部位について断続的加熱処理することを
要す場合における焦点の移動ないしは被処理物の
移動、移動時の監視方法等に関してはなんら示唆
されていず、また、加熱処理前後における被処理
物の効率的な装・脱方法に関しても一切言及され
ていない。

本考案は上記問題点に鑑み、比較的に軽量・コ
ンパクトであり、非酸化雰囲気下にて被処理物の
所定部位を赤外光焦点部に監視しながら移行させ
て加熱し得、また加熱しながら移動し得て確実な
ろう接を可能とし、かつまた、被処理物の装・脱
が効率良く行い得るろう接用輻射加熱装置の提供
を目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために、本考案は以下の
構成としている。すなわち、本考案に係るろう接
用輻射加熱装置は台盤と、該台盤の後方に立設さ
れた支柱と、該支柱の上部前方に保持され、内部
に赤外線ランプを有する回転楕円体状ミラー球を
内設し、その下方に赤外線反射焦点を形成する加
熱器と、ミラー球と台盤との間の支柱に支持アー
ムを介して上下動可能に保持された試料台とから
なる輻射加熱装置であつて、前記加熱器がミラー
球外周面に空気流通自由な間隙を隔てて案内筒を
周設し、該案内筒の上端部に冷却フアンを備え、
かつ、前記試料台が前後および左右方向の微動手
段を備え、かつ該試料台の上面に、その上面壁を
透明部材、前面壁を半透明部材で構成すると共
に、その両側壁に雰囲気ガス流通路をそれぞれ設
けた被処理物を収容する試料箱を、該試料箱の下
部に設けた前後方向案内筒および止金具を介して
前記試料台に着脱可能に載置したことを特徴とす
るものである。

〔作用〕

本考案に係るろう接用輻射加熱装置において
は、台盤の後方に立設した支柱の上部前方に保持
される加熱器は、内部に赤外線ランプを有し稼動
中において比較的に高温となる回転楕円体状ミラ
ー球を内設したものであるが、該加熱器にはミラ
ー球外周面に空気流通自由な間隙を隔てて案内筒
を周設し、該案内筒の上端部に冷却フアンを備え
てあつて、当該ミラー球は案内筒上部に備えた冷
却フアンにて該案内筒との間隙を上方に強制的に
流される空気にて冷却され、冷却用水タンクや冷
却水循環ポンプ等を設けることなく、比較的に軽
量・コンパクトな構成にて効果的な冷却を可能と
し得る。

そして、加熱器はその下方に赤外線反射焦点を
形成するものとされてあり、一方、被処理物を収
容する試料箱は、ミラー球と台盤との間の支柱に
支持アームを介して上下動可能に保持され、かつ
前後および左右方向の微動手段を備えた該試料台
の上面に載置されてあつて、その内部に収容した
被処理物の所定上面部位を前記焦点部に移行さ
せ、該焦点部にて加熱させてろう接し得る。

また、試料箱は、その上面壁を透明部材、前面
壁を半透明部材で構成すると共に、その両側壁に
雰囲気ガス流通路をそれぞれ設けてあつて、上方
より入射する輻射赤外線を遮ることなく被処理物
に到達させ得、かつ、ろう接の過程における内部
の状態を前方より直接観察し得ると共に、両側壁
に設けたガス流通路を介して不活性ガスを導入・
排出させて内部を非酸化性雰囲気とし得て、真空
チヤンバや真空ポンプ等を設けることなく、すな
わち軽量・コンパクトな構成でろう接を確実に行
い得る。またこれに加えて、当該試料箱は、その
下部に設けた前後方向案内筒および止金具を介し
て前記試料台に着脱可能に載置したものであつ
て、予め数個の試料箱を準備することにより、次
の処理物を事前にセツトし得、また加熱処理後に
被処理物の冷却を待つことなく装置より取外しす
ることも可能となり、加熱処理前後における被処
理物の装・脱を効率よく行い得て装置の稼動率を
高め得る。

〔実施例〕

以下に本考案の実施例を図面を参照して説明す
る。第１図は本考案の実施例のろう接用輻射加熱
装置を示す要部を切欠いた正面図である。

第１図において、１は台盤であつて、該台盤１
は前面に制御パネルを配し、その内部に電気制御
機構を内蔵させた。

２は支柱であつて、該支柱２は台盤１の後方に
立設した角柱で、その下部後面の上下方向にラツ
クを設けた。

３は案内筒であつて、該案内筒３は比較的に薄
肉のステンレス綱板製で、その上部径を下部径よ
り小さくした円筒とし、その後部において支柱２
の上部前面に接合・保持させた。

４はフアンであつて、該フアン４は案内筒３の
上開口部に配設し、台盤１の制御機構にて制御す
るモータ５にて駆動し、案内筒３内の空気を上方
に強制排出する方向に回転させるものとした。

３ａはカバーであつて、該カバー３ａはステン
レス綱板製で、稼動時に高温となる案内筒３上部
と回転部を有するフアン４およびモータ５を覆
い、操作者を保護するものとした。

６はミラー球であつて、該ミラー球６は銅板製
の回転楕円球体で、内面に金メツキを施して鏡面
を形成させ、該鏡面よりの反射焦点を上下２個所
に結ぶものとし、その下焦点が該ミラー球６下端
下方となるように下部を切欠・開口させたもので
あつて、案内筒３の内側に保持部材を介して空気
流通自由な間隙を隔てて取付けたものである。

７はキセノンランプであつて、該ハロゲンラン
プ７は、保持部材を介してミラー球６上方の案内
筒３内に取付けた上下微動機構８に吊下し、ミラ
ー球６最上部に設けた挿入口より該ミラー球６の
上焦点部に位置するよう挿入したもので、台盤１
の制御機構にて入力を制御するものとした。

９は支持アームであつて、該支持アーム９は前
方にアーム部を配し、かつ後方部において台盤１
とミラー球６との間の支柱２に保持され、ここで
は図示されていない前記の支柱２下部後面に設け
たラツクと噛合うピニオンを設け、該ピニオンを
上下動ツマミ１３で駆動して上下動させるものと
した。１４はスケールであつて、該スケール１４
は支柱２下部側面に配し、該支持アーム９の上下
動および高さ位置を案内するものとした。

１０は試料台であつて、該試料台１０は下面側
に前後および左右方向の微動機構を設け、支持ア
ーム９上に保持されるものとした。

１１は試料箱であつて、該試料箱１１は被処理
物１２をその内部に収容する密封箱で、試料台１
０上に着脱可能に載置したものである。

上記試料台１０および試料箱１１について、第
１図の要部断面図である第２図と第２図のＡ−Ａ
断面図である第３図とを参照して、さらに詳細に
説明すると、試料台１０は以下の構成からなる。
第２図および第３図おいて１０は試料台であつ
て、該試料台１０は下面に設けたガイド１５と支
持アーム９の上面に設けた案内レール１６とを介
して左右方向に摺動可能に支持アーム９に保持さ
れるものとし、かつ、支持アーム９右側面部に回
転可能に保持されその先端部にネジを設け、該先
端部を支持アーム９と試料台１０との間の左右方
向に配した左右位置選定ツマミ１７に駆動されて
左右に微動するものとした。

２０は前後動ナツトであつて、該ナツト２０は
上面に凹部を設け、試料台１０前面部中央に回転
可能に保持されその先端部にネジを設け、該先端
部を支持アーム９と試料台１０との間の前後方向
に配した前後位置選定ツマミ１９に駆動されて試
料台１０下面に沿つて摺動して前後に微動するも
のとした。

一方、試料箱１１は下記の構成からなる。第２
図および第３図おいて１１は試料箱であつて、該
試料箱１１はステンレス綱板製で上部に開口部を
有するケース２１と、ケース２１の上開口部を密
閉する透明な耐熱ガラス製の上蓋２２とで被処理
物１２を収容する密封空間を形成し、かつ、その
前部には暗青色耐熱ガラスの監視窓２３を設け、
前方より加熱処理中の被処理物１２を観察し得る
ものとし、両側壁にカツプラを取付けたガス流通
路２４，２５をそれぞれ設けたものであり、ま
た、その下面には端部に後止金２８を設けた案内
棒２７を後方内径に前後摺動可能に配し外径下面
で支持アーム９上面に当接して摺動する案内筒２
６を前後方向・平行に２本配設し、かつ下面前方
中央部に下方向に突出する前止金２９を設けたも
のである。

そしてまた、試料箱１１の前止金２９下端は、
前記試料台１０の前後動ナツト２０上に穿設した
前後方向の長孔を経て前後動ナツト２０上面に凹
部に挿入するものとし、また後止金２８の下端
は、前記試料台１０の後端部に穿設した孔にそれ
ぞれ挿入するものとし、当該試料箱１１は支持ア
ーム９に保持された試料台１０上面に載置したと
き、上下方向には上下動ツマミ１３の操作、左右
方向には左右位置選定ツマミ１７の操作、前後方
向には前後位置選定ツマミ１９の操作により、そ
れぞれの方向微動するものとした。

上記構成を具備する本考案に係るろう接用輻射
加熱装置を用い、純Ti材のろう接を行つた。

以下に、その手順および結果を説明する。

まず、厚さ１mm、幅10mm、長さ60mmの純Ti材
を２枚準備し、これらを長手方向に相互に１mm重
合わせ、この間に0.05mmのTi−Ni−Cu合金の薄
板を50mgr.挿入し、これらを被処理物１２を予
め装置より取外しておいた試料箱１０内の中央部
に、上面が内底面より20mm上となるように載置し
た後、上蓋２２を取付け密封した。

次に、試料箱１１を試料台１０上に、後止金２
８下端を試料台１０後部の孔に挿入した後に前止
金２９下端を試料台１０前部の長孔を経て前後動
ナツト２０上面の凹部に挿入する手順にて取付け
ると共に、試料箱１０側壁の一方のガス流通路２
４のカツプラにArボンベと連通するガス供給ホ
ースを、他方のガス流通路２５のカツプラに排気
ホースをそれぞれ連結し、しかる後に試料箱１１
内にArガスを６／minの流速で５分間流入さ
せて該試料箱１１内を非酸化性雰囲気とした。

そして、上下動ツマミ１３、左右位置選定ツマ
ミ１７および前後位置選定ツマミ１９を操作し
て、被処理物１２のろう接予定部が予め設定され
たミラー球６鏡面よりの下反射焦点部に位置する
よう調整した後、台盤１前面の制御パネルのボタ
ン操作にてモータ５に通電してフアン４を回転さ
せ、続いてハロゲンランプ７に当該装置の最大電
力（1KW）を20秒間投入して加熱した。

加熱処理後、試料箱１１を装置より取外し、被
処理物１２が冷却した後に試料箱１１内より取出
して観察したところ、ろう材であるTi−Ni−Cu
合金は純Ti材の重合わせ部に流れ、両者間は良
好なろう接状態を示しており、また、インストロ
ン引張り試験機を用いて、引張り試験を行いその
接合強度を測定したところ、35Kgf／mmと高い接
合強度を示した。

本実施例においては、上記ろう接に先立ち、試
料箱１１内に上表面に0.5mm径のクロメル−アル
メル熱電対を固定し20mm厚さの耐熱煉瓦をセツト
し、上記と同手順にて加熱試験を行い、下焦点位
置、投入電力に対応する該焦点部温度、冷却フア
ンの冷却効果等を調査してあつて、上下動ツマミ
１３、左右位置選定ツマミ１７および前後位置選
定ツマミ１９には、それぞれのスケールおよび目
盛りに下焦点位置設定に対応する位置・角度にマ
ークを付し、その調査を容易とした。

なお、この事前調査において、第１図のＡで示
す部位、すなわちミラー球６の上端より20mm下の
案内筒３とミラー球６との間隙部に0.5mm径のク
ロメル−アルメル熱電対を配置し、ハロゲンラン
プ７に当該装置の最大電力（1KW）を投入した
時の該部位の温度変化を測定したところ、室温28
℃で、電力投入より約５分後に当該部位の温度上
昇が飽和状態となり、その後30分間入電を続けて
も約140℃と一定の温度を示し、冷却フアン４の
冷却効果が確認できた。そしてまた、キセノンラ
ンプ７に当該装置の最大電力（1KW）を投入し
た時、下焦点部の温度は約５分後に1300℃に達
し、その後30分間入電を続けてもほぼ一定値を維
持し、その投入電力を低下させると設計値に対応
する相関関係のもとに焦点部温度も低下すること
が確認できた。

〔考案の効果〕

上記のように本考案に係るろう接用輻射加熱装
置は、局部的に高温部を形成し得、周辺の部材を
加熱することなく、非接触的に被処理物の加熱が
可能で、その取扱の容易な赤外線の反射焦点を有
効に利用し得て、しかも軽量・コンパクトな構成
でろう接を確実に行い得、かつ、被処理物の装・
脱を効率良く行い得るものであり、義歯等の比較
的に小型な製品のろう接に適用してその効率を高
め得る実用効果大なるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例のろう接用輻射加熱装
置を示す要部を切欠いた正面図である。第２図は
本考案の実施例のろう接用輻射加熱装置を示す第
１図の要部断面図である。 １……台盤、２……支柱、３……案内筒、４…
…フアン、６……ミラー球、７……ハロゲンラン
プ、９……支持アーム、１０……試料台、１１…
…試料箱、１２……被処理物、１３……上下動ツ
マミ、１７……左右位置選定ツマミ、１９……前
後位置選定ツマミ、２１……案内筒、２８……後
止金、２９……前止金。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 台盤と、該台盤の後方に立設された支柱と、該
   支柱の上部前方に保持され、内部に赤外線ランプ
   を有する回転楕円体状ミラー球を内設し、その下
   方に赤外線反射焦点を形成する加熱器と、ミラー
   球と台盤との間の支柱に支持アームを介して上下
   動可能に保持された試料台とからなる輻射加熱装
   置であつて、前記加熱器がミラー球外周面に空気
   流通自由な間隙を隔てて案内筒を周設し、該案内
   筒の上端部に冷却フアンを備え、かつ、前記試料
   台が前後および左右方向微動手段を備え、かつ該
   試料台の上面に、その上面壁を透明部材、前面壁
   を半透明部材で構成すると共に、その両側壁に雰
   囲気ガス流通路をそれぞれ設けた被処理物を収容
   する試料箱を、該試料箱の下部に設けた前後方向
   案内筒および止金具を介して前記試料台に着脱可
   能に載置したことを特徴とするろう接用輻射加熱
   装置。