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発明の名称 陰極線管製造用誘導加熱装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平6−103900
公開日 平成6年(1994)4月15日
出願番号 特願平4−250963
出願日 平成4年(1992)9月21日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】小川 勝男
発明者 丸山 敏明
要約 目的
陰極線管の量産工程で誘導加熱装置により導電性物体を加熱する場合に、加熱対象物の温度上昇の程度を従来よりも正確に測定して、確実に所期の目的を達成する。

構成
加熱対象物に温度上昇に伴って生じた状態変化、例えば、キュリー温度到達、ゲッタ2のフラッシュなどに応じて、誘導加熱装置4の出力を制御するようにした。
特許請求の範囲
【請求項1】誘導加熱装置により加熱対象物を加熱する際に、加熱対象物に温度上昇に伴って生じた状態変化に応じて、誘導加熱装置の出力を制御するようにしたことを特徴とする陰極線管製造用誘導加熱装置。
【請求項2】加熱対象物が、そのキュリー温度に達したために誘導加熱装置の出力に生じた変動を検出して、それ以後の誘導加熱装置の出力を所定の手順に従って制御するようにしたことを特徴とする請求項1記載の陰極線管製造用誘導加熱装置。
【請求項3】加熱対象物の温度上昇による蒸発、喪失によって誘導加熱装置の出力に生じた変動を検出して、それ以後の誘導加熱装置の出力を所定の手順に従って制御するようにしたことを特徴とする請求項1記載の陰極線管製造用誘導加熱装置。
【請求項4】加熱対象物の温度上昇の程度を観測側端部を誘導加熱装置の出力コイルの近傍に取付けた光ファイバを介して測定し、それにより出力を制御するようにしたことを特徴とする請求項1記載の陰極線管製造用誘導加熱装置。
【請求項5】加熱対象物の熱膨張の程度を加熱対象物の支持手段を介して検出し、それに応じて出力を制御するようにしたことを特徴とする請求項1記載の陰極線管製造用誘導加熱装置。
【請求項6】加熱対象物の温度上昇に伴う電気抵抗の変化を加熱対象物の支持手段を介して測定し、それにより出力を制御するようにしたことを特徴とする請求項1記載の陰極線管製造用誘導加熱装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、陰極線管の量産工程で誘導加熱装置により導電性物体を加熱する場合に、加熱対象物の温度上昇の程度を従来よりも正確に測定して、確実に所期の目的が達成されるようにした陰極線管製造用誘導加熱装置に関する。
【0002】
【従来の技術】量産工程で、加熱対象物を多少離れた位置から加熱しなければならない、例えば電子管の真空外囲器の外部から内部のゲッタ又は他の金属材を蒸発させて真空外囲器内壁に蒸着させる場合、加熱炉を使用することが他部材との関係や量産性の点などで困難な場合、等には加熱対象物に導電性があれば、誘導加熱法を採用することが多い。
【0003】実際の量産工程でなければ、誘導加熱法で加熱対象物の温度を種々の測定手段で精密に測定しながら加熱することは容易である。しかし、量産時に同様な温度測定を行うことは、大抵、時間的、設備的に困難なため、実際には、何回か試験的に多種類の測定手段を駆使して条件を定め、このようにして定めた条件に従うように誘導加熱装置を運転して量産を行うのが通例であった。通常、誘導加熱装置は負帰還制御回路等を備えており、自己完結的に任意に設定された所定の出力で運転を継続できる。多くの場合、量産する個々の加熱対象物に対して、所定出力で単に所定時間だけ加熱を行うとか、又は、精々、時間に対応して出力設定を変える例が多かった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の方法によると、実際には、加熱装置側のコイルと加熱対象物の相対位置が、加熱装置の運転条件を定めたときと異なっていたり、加熱対象物自体の形状、寸法、材質などが条件設定時と多少異なっている場合も多く、所期の如く加熱できない場合が生じていた。
【0005】本発明は上記のような従来の問題を解決し、量産工程に適用して、誘導加熱時に加熱対象物の温度管理を従来よりも確実に行えるようにした誘導加熱装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために本発明においては、加熱対象物に温度上昇に伴って生じた状態変化に応じて、誘導加熱装置の出力を制御するようにした。加熱対象物に温度上昇に伴って生じた状態変化に応じて出力を制御するとは、具体的には、加熱対象物がキュリー温度に達したため又は加熱対象物の蒸発、喪失によって誘導加熱装置の出力に生じた瞬間的なやや顕著な変動を検出して以後の誘導加熱装置の出力を所定の手順に従って制御する、加熱対象物の温度上昇の程度を観測側端部を誘導加熱装置の出力コイルの近傍に取付けた光ファイバを介して測定し測定値に応じて出力を制御する、加熱対象物の支持手段を介して検出した加熱対象物の熱膨張の程度に応じて出力を制御する、加熱対象物の支持手段を介して測定した加熱対象物の温度上昇に伴う電気抵抗の変化に応じて出力を制御する、などである。
【0007】
【作用】上記のようにすれば、量産工程においても、1個1個に対して、誘導加熱したことによって加熱対象物に実際に生じた状態変化に対応するように誘導加熱装置の出力を制御するから、従来のように、単に開始からの経過時間に応じて出力を制御した場合よりも、所期の目的に適した加熱を行うことができる。
【0008】
【実施例】図1は本発明一実施例の概略構成説明図である。図中、1は陰極線管、2はフラッシュゲッタ、3は誘導加熱装置の出力コイル、4は発振回路等を含む誘導加熱装置本体、5は誘導加熱装置の制御を行う演算装置、6は演算装置から誘導加熱装置に与えられる出力制御信号、7は誘導加熱装置の出力に生じた瞬間的な多少顕著な変動を検出したことを伝える信号である。このゲッタは、強磁性金属(例えば軟鋼とかニッケル)板製でV字形溝状断面を持ち円環状に形成された容器内にバリウム、マグネシウム、アルミニウムなどのゲッタ物質が充填されている。
【0009】図2は、処理時間(経過時間)と加熱誘導装置から加熱用コイルに流した出力電流を測定検出した値との関係を示す図である。誘導加熱装置が出力し始めると、コイル電流は急速に立上り、図2中に8と示す点で、加熱対象物であるゲッタの容器を形成する強磁性金属のキュリー温度に到達する。ここでコイルに鎖交する磁束が急激に減少してコイルに逆起電力が発生し瞬間的に出力電流が低下する。この低下は間もなく既述の負帰還回路などの作用で回復するが、瞬間的な低下は防げない。キュリー温度はゲッタが蒸発する温度に近いから、この温度に到達したことを基準にして、これ以後の誘導加熱装置の出力設定を、あらかじめ定めてある制御手順に従って制御(最も簡単なのは時間の経過に応じて出力制御する方式)すれば、従来のように、出力開始後すべて時間の経過だけに対応して出力設定を制御した場合よりは確実な制御が行える。また、キュリー温度に達したときの出力変化を検知したとき、出力開始からそれまでの経過時間が判るから、演算装置5によって以後の温度変化の状況を推定し、それによって、加熱対象個体ごとに最適な温度管理を行うような方式にすれば一層良好な制御が行える。このようにすれば、加熱用コイルとゲッタの相対位置にばらつきがあったり、材料(ゲッタ材質、量やその容器材質、形状)にばらつきがあっても、それぞれの場合に適した制御が行える。図2に9と示す点で、ゲッタがフラッシュ(複数種類の材料よりなるゲッタの場合は材料の種類により個別にフラッシュする場合がある)すると、この場合も瞬間的にゲッタの導電部断面積が減少し電流が流れ難くなるから出力コイル電流も流れ難くなり出力電流低下が現れる。ゲッタの種類によっては、この(最初の)フラッシュを手掛かりに、以後、更にゲッタの種類に応じた特定の温度管理を行う必要があり、コイルへの出力電流もそれに対応して設定値を高めたり、低めたり、一定のまま通電時間を延ばしたり、などの制御を行う。図3は誘導加熱装置の、経過時間と設定出力値の関係を示す図で、11は設定出力を高めた例、12は設定出力を低めた例、13は出力一定のまま通電時間を延ばした例である。
【0010】また、誘導加熱装置の加熱対象物が、強磁性導体でなく、キュリー温度がはっきり検出できないような場合には、温度上昇の程度を色温度を観測しながら設定出力制御を行うのが望ましいが、誘導加熱装置では、加熱対象物の外側にコイルが存在して、通常の色温度計では観測できない場合が多い。そのような場合には光ファイバを介して計測するようにすれば良い。この場合、光ファイバの長さは短いから途中の損失などは問題なく、色が忠実に伝送できれば良い。
【0011】また、色温度で正確な温度測定が不可能な比較的低温の場合で、加熱対象物に直接接触できる際には、加熱対象物を支持する部材を介して、加熱対象物の温度上昇に伴う熱膨張や、電気抵抗の変化(一般には増加)を測定して、それにより設定出力を制御すれば良い。焼嵌めや表面処理などでこのような方法が便利な場合がある。
【0012】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、誘導加熱装置を量産工程に導入したときに、加熱用コイルと加熱対象物の相対位置にバラツキがあっても、加熱対象物自体に、形状、材質などのバラツキがあっても、常に適切な熱処理を施すことができる。




 

 


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