JPH1174391A - デュワの内筒溶接方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 デュワの内筒をケースに溶接するためのデュ
ワの内筒溶接方法に関し、内筒を精度よく取り付けられ
るようにする。 【解決手段】 まず、ステップＳＴ１に示すように、溶
接用フランジ１２１の中心と、溶接用リング１８の中心
とが一致するように内筒１５を位置決めする。そして、
ステップＳＴ２に示すように、溶接用フランジ１２１の
溶接片１２１ｅと溶接用リング１８の一部分を溶接す
る。このとき、溶接片１２１ｅと溶接用リング１８は、
溶接部分３１の力により互いに引きつけ合うが、溶接片
１２１ｅが溝１２１ｇで折れ曲がり、溶接片１２１ｅ側
が溶接用リング１８側に引きつけられる。よって、内筒
１５の中心がずれることはない。同様に、ステップＳＴ
３に示すように、溶接用フランジ１２１の溶接片１２１
ｆと溶接用リング１８の一部分を溶接する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はデュワの内筒をケー
スに溶接するためのデュワの内筒溶接方法に関し、特に
赤外線検知器などの検知素子を搭載するためのデュワの
内筒溶接方法に関する。

【０００２】赤外線検知器に用いる検知素子は、７７Ｋ
まで冷却する必要がある。このため、従来は、検知素子
をデュワ内に装着し、デュワの内筒に冷却媒体を満たす
か、あるいは冷却器を挿入することにより、検知素子を
冷却しながら検知を行うようにしていた。

【０００３】

【従来の技術】図８は一般の赤外線検知器に使用される
デュワの構成を示す側断面図である。デュワ１０のケー
ス１１は、ベース部材１２上に固定されている。ケース
１１の上面には、窓１３が設けられている。この窓１３
は、ゲルマニウムなどを材料としており、可視光線を透
過させず、赤外線のみが透過できるようになっている。
また、ケース１１には、排気パイプ１４が形成されてい
る。排気パイプ１４に図示されていない排気用ポンプを
接続し、排気パイプ１４を介してケース１１と内筒１５
との間の空間２０を排気し、充分な真空状態になった
後、排気パイプを圧着、切断する。これにより、空間２
０は、真空状態に保持される。

【０００４】また、ケース１１には、配線用のピン２２
が取り付けられている。内筒１５は、円筒形のガラス材
であり、その上側には、赤外線検知素子１７を搭載する
ためのクーリングヘッド１６が固着されている。クーリ
ングヘッド１６の下側面には、取り付け片１６ａが形成
されており、この取り付け片１６ａに内筒１５の上側端
部１５ａを溶着させることにより、両者が接続されてい
る。

【０００５】一方、内筒１５の下側端部１５ｂには、金
属の溶接用リング１８が固着されている。固着の方法
は、クーリングヘッド１６の場合と同様に、下側端部１
５ｂを溶接用リングに溶着させることにより行われる。

【０００６】内筒１５は、溶接用リング１８が、ベース
部材１２に形成された円筒状の溶接用フランジ１２１と
接続されることにより、ケース１１に取り付けられてい
る。溶接用リング１８およびベース部材１２は、同一の
材料で形成されており、両者は接合部１９で溶接されて
いる。

【０００７】このようなデュワ１０には、そのクーリン
グヘッド１６上に赤外線検知素子１７が固着される。こ
のとき、赤外線検知素子１７は、ベース面１２ｂの向き
を基準にして、向きや位置が正確に配置される。また、
赤外線検知素子１７の電気的な端子は、ピン２２を介し
て、外部の検出回路と接続される。そして、内筒１５内
の空間２１に図示されていない冷却装置が挿入され、こ
の冷却装置が動作することにより、赤外線検知素子１７
が冷却され、赤外線の検知が可能となる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ケース１１
に設けられた窓１３は、上述したように可視光線が透過
できないので、デュワ１０の完成後に赤外線検知素子１
７のベース面１２ｂに位置合わせを行うことが非常に困
難である。このため、赤外線検知素子１７が搭載される
クーリングヘッド１６および内筒１５を、予め正確に取
り付けておく必要がある。しかし、デュワ１０では、溶
接用リング１８を溶接用フランジ１２１に溶接すること
により内筒１５を取り付けるようにしているため、以下
に示す理由から、その取り付け精度が悪かった。

【０００９】図９は従来の内筒１５の取り付け方法を示
す図である。内筒１５を取り付ける場合、まずステップ
ＳＴ４１に示すように、ベース部材１２の溶接用フラン
ジ１２１の中心と溶接用リング１８の中心とが一致する
ように内筒１５を位置決めする。そして、ステップＳＴ
４２に示すように、溶接用リング１８の端部の一部分１
８ａを溶接用フランジ１２１に溶接し、これを全周に亘
って行う。

【００１０】しかし、このような取り付け方法では、一
部分１８ａを溶接したときに、図１０に示すように、溶
接用リング１８が溶接用フランジ１２１側に引きつけら
れて、その中心が最初に位置決めした位置からずれてし
まうという問題があった。すなわち、溶接の際、内筒１
５は固定されているが、その材料がガラスのため、溶接
の際の引きつけられる力によって変形してしまい、溶接
用リング１８の位置ずれを許していた。この位置ずれを
防止するためには、溶接用リング１８の外径を溶接用フ
ランジ１２１の内径となるべく一致させて隙間をなくす
ことが考えられる。

【００１１】ところが、溶接用リング１８は、ガラスの
内筒１５の下側端部１５ｂと接続するときの溶融熱によ
って表面に酸化膜ができてしまうため、溶接用フランジ
１２１との接続の前に溶接用リング１８をエッチングし
て酸化膜を除去する必要がある。この酸化膜の厚さは、
溶接用リング１８の材質によって異なる上に、エッチン
グ量のコントロールは困難であるため、溶接用リング１
８の外径を正確に形成することができなかった。このた
め、溶接用フランジ１２１との隙間を小さくすることが
できなかった。また、無理に溶接用リング１８がずれな
いように固定すると、ガラスである内筒１５が破損する
おそれもあった。

【００１２】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、内筒を精度よく取り付けることのできるデュ
ワの内筒溶接方法を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明のデュワの内筒溶
接方法は、図１に示すように、ケースの溶接用のフラン
ジ１２１の外周面に切り込み１２１ｂ，１２１ｄを形成
した状態で、内筒１５の溶接用リング１８をフランジ１
２１に溶接する。

【００１４】すると、溶接部分３１，３２の引きつける
力によってフランジ１２１側は容易に折れ曲がるので、
内筒１５側の中心がずれることがない。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一形態を図面を参
照して説明する。以下に示す内筒溶接方法は、図８で示
したデュワ１０のベース部材１２および内筒１５の接続
に適用するものとする。したがって、デュワの全体構成
についてはほぼ同一なので、ここでは説明を省略する。

【００１６】図２は本発明の第１の形態の内筒溶接方法
を実行するためのベース部材１２の溶接用フランジ１２
１の構成を示す斜視図である。溶接用フランジ１２１に
は、例えば４本の切り込み１２１ａ，１２１ｂ，１２１
ｃ，１２１ｄが、軸と平行に形成されている。また、こ
れらの切り込み１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃ，１２１
ｄの形成と同時に、２個の溶接片１２１ｅ，１２１ｆ
が、互いにほぼ対向する位置に形成されている。溶接用
フランジ１２１の厚みは０．５ｍｍ程度である。また、
溶接によって最終的に溶かす長さを通常通り２ｍｍ程度
とする場合には、切り込み１２１ａ，１２１ｂ，１２１
ｃ，１２１ｄの端部からの深さは、０．５ｍｍ〜１．０
ｍｍ程度とするのが好ましい。

【００１７】また、溶接用フランジ１２１の外周面に
は、深さ０．２ｍｍ〜０．３ｍｍ程度の環状の溝１２１
ｇが形成されている。溝１２１ｇは、切り込み１２１
ａ，１２１ｂ，１２１ｃ，１２１ｄと接するか交差する
ように形成されている。

【００１８】次に、このような形状の溶接用フランジ１
２１への内筒１５の溶接方法について説明する。図１は
第１の形態の内筒溶接方法を示す図である。溶接用フラ
ンジ１２１に内筒１５を溶接する場合、まず、ステップ
ＳＴ１に示すように、溶接用フランジ１２１の中心と、
溶接用リング１８の中心とが一致するように内筒１５を
位置決めする。そして、ステップＳＴ２に示すように、
溶接用フランジ１２１の溶接片１２１ｅと溶接用リング
１８の一部分を溶接する。このとき、溶接片１２１ｅと
溶接用リング１８は、溶接部分３１の力により互いに引
きつけ合うが、溶接片１２１ｅが溝１２１ｇで折れ曲が
り、溶接片１２１ｅ側が溶接用リング１８側に引きつけ
られる。よって、内筒１５の中心がずれることはない。

【００１９】次いで、ステップＳＴ３に示すように、溶
接用フランジ１２１の溶接片１２１ｆと溶接用リング１
８の一部分を溶接する。このとき、ステップＳＴ２と同
様に、溶接片１２１ｆと溶接用リング１８は、溶接部分
３２の力により互いに引きつけ合うが、溶接片１２１ｆ
が溝１２１ｇで折れ曲がり、溶接片１２１ｆ側が溶接用
リング１８側に引きつけられる。よって、内筒１５の中
心がずれることはない。

【００２０】以後、溶接用フランジ１２１の溶接片１２
１ｅおよび溶接片１２１ｆ以外の部分と、溶接用リング
１８とを、なるべく対向する位置を交互に溶接し、最終
的に全周を溶接し、さらに、ステップＳＴ４に示すよう
に、溝１２１ｇが埋まる位置まで溶接することにより、
作業が完了する。

【００２１】このように、本形態では、切り込み１２１
ａ，１２１ｂ，１２１ｃ，１２１ｄを形成するようにし
たので、溶接時に溶接用フランジ１２１側を変形させる
ことができる。よって、内筒１５の中心がずれることが
防止され、内筒１５の破損を防止できる上に、赤外線検
知素子１７の取り付け精度を向上させることができる。

【００２２】また、本形態では、溝１２１ｇを形成する
ようにしたので、切り込みによって形成された溶接片１
２１ｅ，１２１ｆをより変形しやすくできる。なお、本
形態では、切り込みによって２つの溶接片１２１ｅ，１
２１ｆを形成する例を示したが、これに限らず、１つの
み、あるいは３つ以上形成してもよい。また、溝１２１
ｇは、必ずしも溶接用フランジ１２１の全周に亘って形
成する必要はない。

【００２３】次に、本発明の第２の形態について説明す
る。図３は本発明の第２の形態の内筒溶接方法を示す図
である。この第２の形態では、ステップＳＴ１１に示す
ように、溶接用リング１８を位置決めした後、溶接用リ
ング１８と溶接用フランジ１２１とを保持金具３３，３
４などで保持する。保持金具３３，３４は、溶接用リン
グ１８および溶接用フランジ１２１と同じ材料で形成さ
れており、板状の部材の各端部３３ａ，３３ｂ，３４
ａ，３４ｂをほぼ直角に折り曲げることにより形成され
ている。このような形状の保持金具３３，３４で、溶接
用リング１８および溶接用フランジ１２１を保持するこ
とにより、両者の位置のずれを防止できる。特に保持金
具３３および保持金具３４は、互いに対向する位置に取
り付けることが好ましい。

【００２４】こうして保持金具３３，３４を取り付けた
部分の溶接用リング１８および溶接用フランジ１２１を
ステップＳＴ１２に示すように溶融させることにより、
最初に位置決めした位置で確実に溶着することができ
る。以後、溶接用リング１８および溶接用フランジ１２
１の保持金具３３，３４以外の部分を、なるべく対向す
る位置を交互に溶接し、最終的に全周を溶接することに
より作業が完了する。

【００２５】なお、図３では、２個の保持金具３３，３
４を使用したが、３個以上使用してもよい。あるいは、
１個の保持金具で１か所保持しておき、それに対向する
位置から溶接すれば、保持金具１個のみで位置ずれをお
こさずに溶接作業を行うことができるまた、図３では、
保持金具として、板状の部材を折り曲げることにより形
成した保持金具３３，３４を使用したが、図４に示すよ
うな、リング状の保持金具３５を使用することも可能で
ある。この保持金具３５は、内側の立ち上げ片３５ａお
よび外側の立ち上げ片３５ｂを有しており、断面形状が
保持金具３３，３４とほぼ同じになるように形成されて
いる。そして、この保持金具３５の立ち上げ片３５ａお
よび立ち上げ片３５ｂの間で溶接用リング１８および溶
接用フランジ１２１の端部を塞げば、位置ずれを確実に
防止できる。

【００２６】次に、本発明の第３の形態について説明す
る。図５は本発明の第３の形態の内筒溶接方法を実行す
るための挿入部材の構成を示す図であり、（Ａ）は斜視
図、（Ｂ）は図（Ａ）のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
挿入部材３６は、図（Ａ）に示すように、内側壁３６ａ
と外側壁３６ｂと有し、全体がリング状に形成されてい
る。また、内側壁３６ａおよび外側壁３６ｂは、テーパ
状に形成されており、これにより、挿入部材３６の断面
形状は、図（Ｂ）に示すように、Ｖ字型になっている。
また、溶接用リング１８および溶接用フランジ１２１の
隙間を１５０μｍ程度とした場合、Ｖ字型の一番広い部
分の幅Ｄ１は、２００μｍ程度、また、高さＬ１は１ｍ
ｍ程度が好ましい。

【００２７】図６は挿入部材３６を使用した本発明の第
３の形態の内筒溶接方法を示す図である。本形態の溶接
方法では、まず、ステップＳＴ２１に示すように、溶接
用リグ１８の位置決めを行い、図５で示した挿入部材３
６のＶ字の鋭角側部分を、溶接用リング１８および溶接
用フランジ１２１の隙間に挿入する。通常、溶接用リン
グ１８および溶接用フランジ１２１の隙間は、１５０μ
ｍ程度なので、前述した寸法を持つ挿入部材３６は、そ
の頭部の突き出る量が５００μｍ程度で済む。

【００２８】このように挿入部材３６が挿入されること
により、溶接用リング１８は、溶接用フランジ１２１に
対して位置が確実に固定される。そして、ステップＳＴ
２２に示すように、挿入部材３６の挿入された部分３
７，３８を溶接することにより、溶接用リング１８およ
び溶接用フランジ１２１が接続される。さらに、全周に
亘って溶接を行うことにより、作業が完了する。

【００２９】なお、本形態では、Ｖ字型の挿入部材３６
をリング状としたが、板状の部材をＶ字に折り曲げ、１
個または複数個を溶接用リング１８および溶接用フラン
ジ１２１の隙間に挿入して溶接を行うようにしてもよ
い。

【００３０】次に、本発明の第４の形態について説明す
る。図７は本発明の第４の形態の内筒溶接方法を示す図
である。本形態では、ステップＳＴ３１に示すように、
ベース部材１２として、その接続フランジ１２１の端部
１２２を内側へ向けて折り曲げ、断面形状がＬ字型にな
るように形成したものを使用する。また、これに合わせ
て、溶接用リング１８の縁端部１８１も断面形状がＬ字
型となるように形成したものを使用する。そして、図の
ように、縁端部１２２に縁端部１８１が重なるように溶
接用リング１８を位置決めし、ステップＳＴ３２に示す
ように、例えば溶接部分４１を溶接する。このとき、溶
接用リング１８は、図面上方に引きつけられるが、軸芯
方向なので、軸芯の位置ずれは生じない。次いで、溶接
部分４１と対向する溶接部分４２を溶接し、同様に他の
部分も溶接し、全周に亘って溶接を行うことにより、作
業が完了する。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように本発明では、ケース
の溶接用のフランジの外周面に切り込みを形成した状態
で、内筒の溶接用リングをフランジに溶接するようにし
たので、溶接時、溶接部分の引きつける力によってフラ
ンジ側が容易に折れ曲がるので、内筒側の中心がずれる
ことがない。よって、内筒に無理な力が加わることな
く、正確に内筒を精度よく取り付けることができる。こ
のため、検知素子などの取り付け精度も向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の形態の内筒溶接方法を示す図で
ある。

【図２】本発明の第１の形態の内筒溶接方法を実行する
ためのベース部材の溶接用フランジの構成を示す斜視図
である。

【図３】本発明の第２の形態の内筒溶接方法を示す図で
ある。

【図４】本発明の第２の形態の変形型の保持金具の構成
を示す図である。

【図５】本発明の第３の形態の内筒溶接方法を実行する
ための挿入部材の構成を示す図であり、（Ａ）は斜視
図、（Ｂ）は図（Ａ）のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。

【図６】本発明の第３の形態の内筒溶接方法を示す図で
ある。

【図７】本発明の第４の形態の内筒溶接方法を示す図で
ある。

【図８】一般の赤外線検知器に使用されるデュワの構成
を示す側断面図である。

【図９】従来の内筒の取り付け方法を示す図である。

【図１０】従来の内筒の取り付け方法の問題点を示す図
である。

【符号の説明】

１０ デュワ １１ ケース １２ ベース部材 １３ 窓 １５ 内筒 １７ 赤外線検知素子 １８ 溶接用リング ３１，３２ 溶接部分 １２１ 溶接用フランジ １２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃ，１２１ｄ 切り込み １２１ｅ，１２１ｆ 溶接片 １２１ｇ 溝

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上田 敏之 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 渡邊 芳夫 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 デュワの内筒をケースに溶接するための
   デュワの内筒溶接方法において、 前記ケースの溶接用のフランジの外周面に切り込みを形
   成した状態で、前記内筒の溶接用リングを前記フランジ
   に溶接する、 ことを特徴とするデュワの内筒溶接方法。
2. 【請求項２】 前記フランジの外周面には、円周方向に
   沿う溝が形成されていることを特徴とする請求項１記載
   のデュワの内筒溶接方法。
3. 【請求項３】 デュワの内筒をケースに溶接するための
   デュワの内筒溶接方法において、 前記ケースの溶接用のフランジおよび前記内筒の溶接用
   リングの溶接部分を、溶接可能な材料で形成された保持
   部材により保持し、 前記保持部材ごと溶接する、 ことを特徴とするデュワの内筒溶接方法。
4. 【請求項４】 保持部材は、リング状に形成されている
   ことを特徴とする請求項３記載のデュワの内筒溶接方
   法。
5. 【請求項５】 デュワの内筒をケースに溶接するための
   デュワの内筒溶接方法において、 前記ケースの溶接用のフランジの前記内筒の溶接用リン
   グの隙間に、溶接可能な材料で形成された挿入部材を挿
   入し、 前記挿入部材ごと溶接する、 ことを特徴とするデュワの内筒溶接方法。
6. 【請求項６】 挿入部材は、リング状に形成されている
   ことを特徴とする請求項３記載のデュワの内筒溶接方
   法。
7. 【請求項７】 デュワの内筒をケースに溶接するための
   デュワの内筒溶接方法において、 前記ケースの溶接用のフランジの前記内筒の溶接用リン
   グの各端部を中心方向に折り曲げ形成し、 前記折り曲げ形成した部分どうしを重ねて溶接する、 ことを特徴とするデュワの内筒溶接方法。