JPH06503192A - 鑞付け及び鑞取り機械用の温度調整装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 鑞付は及び鑞取り機械用の温度調整装置本究明は請求の範囲第１項の上位概念に 開示された温度調整装置に関する。

ヨーロッパ特許第００４８７７２号公報には、高温ガス鑞付は及び鑞取り機械用 の温度調整装置が開示されてあり、この公知の装置においては、ガス例えば空気 が、先づその発生源から螺旋状を呈する長尺のガス加熱用コイルを通して案内さ れ１次いで加熱しようとする対象、例えば鑞接部位に、ノズルを介して且つその 都度の使用例に応じた所望の温度で供給される。その際に加熱コイルを通流する ガスが加熱コイルから鑞接部位への加熱出力伝送装置を形成する。この種の高温 ガス機械においては、加熱コイルがプラスの温度係数を有しており、制御可能な 加熱電源により給電され、その電流は周期的に中断される。加熱ｌａ流の供給が 中断されている間にされ、Ｍ御日路を介して制御可能な加熱ＩＩ！諌を制御する ために利用される。この温度調整方式によれば、加熱コイルの熱容社が低いこと に基づいて、どちらかと言えば慣性の影響を受けない正確な温度調整が行なわれ 、しかもその加熱コイルは！！！度Ｉｔ！装置によって常に目標値として設定さ れた温度に保たれ、従ってコイルの焼切れを恐れる必要がないので１機械の運転 休止期には加熱コイルに通すガスの流れを中断させることが可能であり、その際 に加熱電流をも中断させる必要はない、更にガス流が新たに供給される際には、 加熱フィルがそのｆＶ動湿温度維持しているので、ガス流を直ちに所望の温度に まで加熱することが出来る。然し加熱出力伝送装置を形成するガスはノズルを介 して鑞接部位に導かれるので、殊にノズルが所定の横断面および形状を有してい る場合には。

ノズルを通過する間に高温ガスの温度変動が生じ兼ねない。

この種の温度変動は、温度測定が加熱コイルに沿って行なわれるため検出不能で あり、従ってノズルから放出する高温ガスの温度変動を惹起する恐れがある。

更にヨーロッパ特許第０２０２４０１号公報に開示されている別のガス鑞付は及 び鑞取り機械においては、加熱出力伝送装置が鑞接先端部としてのノズルから形 成されており、加Ｐ装置には無視することが出来る程度の温度係数を有する加熱 Ｓ１ｍと、この加熱巻線に直列接続され、測定可能な温度係数を有する別個の加 熱巻線区分として構成された温度センサーとが内蔵されている。この公知例の場 合にも、加熱電流が較され５前記の組合せユニットに給電する制御可能な加熱電 源をｗ４ｉ１回路によって制御するために利用される。ところで加熱出力伝送装 置を形成するこのノズルが、比較的長いサイズで設計されているか、或いは比較 的高い熱抵抗を与えられているとするならば、鑞接部位に係合されるアクチブな ノズルの温度に関する明確なデータが、加熱装置の範囲で行なう温度測定によっ ては得られない可能性があり、殊にアクチブな端部で著しい熱消散が行なわれる ような場合には、筒底、正確なデータが得られない。

鑞付は機械における温度調整の精度を高めるためには、加熱巻線から分離した能 う限り小さいサイズの温度センサーをノズルにおけるアクチブな端部の出来るだ け近くに配置する措置もすでに公知となっている。この公知例による温度センサ ーは、鑞接部位のみを介して加熱巻線と熱伝導接続されているため、ノズルの交 換に際して予め鑞付は機械の接続を遮断しておかないと、温度センサーが加熱巻 線における実際の温度より低い温度値を表示し、ひいては加熱電流が高い数値に 調整され兼ねず、加熱巻線がオーバーヒートして焼切れる恐れが生ずる。

また１例えば比較的高い熱容鳳を有する面積の大きなパーツを鑞接処理する際に は、ノズルによる極めて強ノ】な熱出力放出が行なわれるので、８婁とされる熱 出力を鑞接部位に供給するためには、鑞接工程中に加熱巻線をかなり高い温度に まで加熱することを余儀なくされる。このような場合にノズルが鑞接部位から引 続き移動されると、まだ加熱巻線内に残留している熱エネルギーがノズルをオー バーヒートさせ、同時に多くの不都合な随伴現象、例えばノズル上における鑞の オーバーヒート、ノズル自体のスケーリング等を惹き起こすことになる。

そこで本発明のＲＷとするところは、冒頭に述べた形式による温度調整装置に改 良を加えて、加熱しようとする対象、例えば鑞接部位の温度＃整を特に効果的に 且つ加熱装置を損傷する可能性が排除されるように申し分なく達成させる点にあ る２ この課題は請求の範囲第１項の特徴概念に開示された措置によって解決される。

その他の本発明による有利な構成および実施態様は各従属請求の範囲に開示され ている。

温度調整装置が本発明による措置に基づいて構成されているならば、出来るだけ 雄接部位の近くに配置された温度センサーが正確な温度調整を行なう一方、加熱 コイルまたは加熱ｓＩＩの温度に応じて作動する制御回路が、殊に加熱コイルま たは加熱巻線の温度を評価する制御回路の目標値が温度センサーに応じて制御さ れる制御回路の目標値より高い値に設定されているような場合には、加熱コイル または加熱巻線を常に出来るだけ高い温度に保っておこうとするので１例えば鑞 接部位における作業温度を申し分なく適確に、しかも加熱出力伝送区間置をノズ ルで形成するか或いは高温ガス流で形成するかとは無関係に調整することが可能 になる。

この場合の加熱コイルまたは加熱巻線の温度測定は、有利には冒頭に述べた形式 で、加熱コイルまたは加熱巻線における温度に依存した抵抗を測定することによ って達成される。

なお　加熱コイルまたは加熱巻線の範囲に通常の形式による別体の測定センサー を配置することも可能である。

ガス流としての加熱出力伝送装置をこの事例に応用した場合、ガス流が中断され ると、温度センナ−がもはや高温ガス流によ−〕では負荷されずに冷却されるの で、別の制御回路がＡ　Ｎ　Ｄ演算素子に継続的に制御信号を供給することにな る。

加熱コイルの温度を評価する′一方の制御回路の制御信号は、加熱コイルが一方 の目標値により設定された温度を下回った場合にのみ生ぜしめられる０両制御回 路の各制御信号が互いにＡＮＤ（論理ｍ）結合されていること基づいて、起動− 出力信号が加熱電源に転送されるのは、加熱コイルと温度センサーとの双方の温 度がそれぞれ所定の各目標値を下回った場合に限られる。ガスの供給が再び開始 されると、一方の制御回路が継続的に制御信号を発生するのに対し、温度センサ ーに配属された他方のＩ制御回路は、ノズルの範囲における高温ガスの放出温度 に応じて、矢張り一方の制御回路における各制御信号のＡＮＤ結合状態にある制 御信号を発生する。一方の目標値温度は有利には他方の目標値温度より高い値に 設定されており、しかもその高い方の温度は加熱コイルで許容される最高温度に 等しくてもよいので、加熱コイルは常に必要充分な高い温度に保たれると同時に 、焼切れに対して保護された状態におかれている。

加熱出力伝送装置がノズルによって形成される事例にもこれと同じことが当嵌ま るのは、矢張りその場合にも、加熱巻線の温度を評価する制御回路がこの加熱巻 線を出来るだけ高い温度に保っておこうとする一方、温度センサーに配属された 制御回路は、加熱巻線に供給される加熱出力を制限して、加熱出力伝送装置の端 部における温度、即ち鑞接部位に保合（作用）させようとするノズルのアク、チ ブな端部における温度をコンスタントな値に維持するからである１例えば高い熱 容量を有する鑞接部位で、ノズルにおけるアクチブな端部から大きなＰｇｋが取 り出されるような場合には、温度センサーに配属された他方の制御装置の制御信 号が継続的に生ぜしめられ、加熱コイルには極めて高い加熱出力が、つまり、例 えば加熱先端部の形状または材料に基づいてその熱抵抗が著しく高い場合ですら 、熱の流れを強化し、ひいてはノズルのアクチブな端部における所望の温度を維 持するように高い加熱出力が供給される。

高い熱容量を有するパーツの鑞接を行なう場合にもノズルがオーバーヒートしな いようにするため１本発明の有利なｌ実施態様によれば、加熱コイルに配属され た温度センサーから発生される出力信号の少なくとも一部が、ノズルに配属され た測定センサーの出力信号をその目標値と比較するコンパレータ内にインプット される。ノズルから極めて多量の熱が取り出される場合には、加熱コイルとノズ ルとの間に右ける調整および熱抵抗により加熱コイルとノズルとの間にかなり大 きな温度差が生じ、このような場合に上述したコンパレータ内へのインプットが 行なわれるならば、ノズルの温度が目標温度を僅かに下回ることになる。しかも それに続いて、ノズルを鑞接部位から遠ざけることによってノズルに対する熱負 荷が軽減される以上、加熱コイル内に貯えられている熱エネルギーによりノズル の温度が目標温度をはるかに超えるような事態は回避される。

加熱コイルに配属された温度センサーの出力信号がノズルに９減された温度セン サーの出ノ」信号のためのコンパレータ内にインプットされる規模は、ノズルに 配属された温度センサーに対する影響値の１０％程度に設定することが出来る。

なお、このインプットは無負荷状態では決して行なわれないようにし、外がＩｌ 接部位から次第に取り出されるのに応じて　このインプットを最大限の設定入力 値にまで漸増させることが望ましい。

次に図示の実施例につき本発明の詳細な説明する：第１図は温度調整装置の１実 施例を略示した方式構成図。

第２図は第１図による比較回路４１に関する変化実ｓｍ様を示した図である。

第１図には、高温ガス鑞付は又は鑞取り機械として構成された鑞（１け又は鑞敗 り機械における温度調整１Ａ置の１実施例が概略的に示されている。高温ガス鑞 付は又は鑞取り機械は加熱コイル４を内蔵する簡略に示された加熱装ａ１を有し ており、加熱コイル４の入口端部４ａには、ガス、例えば空気が矢印２方向で供 給される。このガスは加熱コイル４から符号して示された鑞接部位に向けられる 加熱出力伝送装置３を形成する。即ち、ガスはこれが加熱フィル４内を通って入 口端部４ａから出【］端部４ｂに向って流動する際に加熱され、その熱は鑞接部 位りに放出される。加熱出力伝送区間に沿って出来るだけ鑞接部位りの近くに配 置された温度センサー５は、加熱されたこの高温ガスによって熱負荷される。

加熱装置１としては、加熱出力伝送装置を構成する加熱巻線およびこれと熱伝導 状態におかれた鑞付は又は鑞取り先端部を利用してもよい。

加熱コイル４に１１流を供給する加熱ｉ４源１１には１例えばその伝導性を制御 することの出来る半導体１５と電源変圧器１４として構成された電源とが内蔵さ れており、この場合、伝導制御可能な半導体１５は、導［１０を介して同期化回 路１２によりＸ＊されるが、このへについては後で詳述する。

加熱コイル４を通る加熱電流が周期的に中断されている間はパレータ１３内で目 標値信号発生器６による目標値と比較さはその温度を示す尺度になる。

必要とされるならば、加熱コイル温度の測定を別個の測定センサーによって行な うことも可能であり、その出力信号はコンパレータ１３に供給される。

また場合によっては、比較回路４ｏ内に増幅器１７を配設してもよく、この増幅 器はコンパレータ１３の出力信号を増幅してからパルス幅変調器１８に送り、こ のパルス幅変調器はコンパレータ１３の出力信号に応じた継続時間の制御信号を 発生する。

温度センサー５の出力信号は、第２のコンパレータ２３を有する第２の比較回路 ４１内で目標値信号発生器７から到来する第２の目標値と比較され、場合によっ ては矢張り増幅器２７で増幅されてから、第２のコンパレータ２３の出力信号に 応じた継続時間の制御信号を発生する第２のパルス幅変調器２８に供給される。

第１のパルス幅変調器１８と第２のパルス幅変調器２８と１こおける各出力信号 は、それぞれＡＮＤ＠算、Ｓ子２ｏにおける第１のインプットもしくは第２のイ ンプットに供給され、ＡＮＤ演算素子２０は起動−出力パルスを既述の同期化回 路Ｊ２に転送し、同期化回路１２は制御可能な半導体１５のための起動パルスを 発生する。同期化回路１２には導線１９を介して同期化信号が供給され、この同 期化信号は、更に導線８を介して測定電源１６に供給されて、加熱＠諌１１の制 御可能な半導体１５または測定電源１６を交互に活性化乃至起動する。

加熱コイル４にガスが供給されない場合には、温度センサー５の加熱が行なわれ ず、コンパレータ２３と増幅器２７とパルス幅変Ｉｌｌ器２８とから構成される 所属のｉ＃Ｉ御回路が、そこのようにして同期化回路１２に対する起動信号供給 を規定するので、加熱コイル４は常にその運転温度に保たれると同時に、焼切れ から保護された状態におかれている。

加熱コイル４に配属された制御回路１３．１７．１８の目標値信号発生器６から 発生させる目標値は、有利には温度センサー５に配属された制御回路におけるよ り高い値に設定され、更に加熱コイル４の最大許容温度にまで高めることが出来 る。

必要とされるならば、各目標値信号発生器６および７を、第１図の破線２９で暗 示されているように互いに機械的に連結し且つ相互１ランキング（追跡）可能に しておくことが出来る。

加熱コイル４内でのガスの通流が開始されると、温度センサー５が加熱され、温 度が目標値に達すると第２のＭａ１回路２３．２７．２８からの制御信号供給が 中断されるので、加熱ｉ４天も中断され、加熱コイル４は温度センサー５の温度 が再び目標値に達し且つそれを下回るまで冷却される。

従って、ガスが供給されている限り、加熱コイル４に配属された制御回路１３． ｉ７．１８は継続して制御信号を発生し、加熱ガスのａ度は温度センサー５に配 属されている制御回路２３．２７．２８のみによって制御される。

ノズルが加熱出力伝送製置とし、て用いられる場合にも、矢張り上記の例と同じ ような制御方式が採用され、加熱巻線に配属された一方の制御回路１３．１７． １８が、加熱巻線の温度を出来るだけ高い値に保ち、且つ必要に応じて充分な熱 がノズルに補給されるようにするのに対し、出来るだけノズルのアクチブな端部 に近接させた温度センサーに配属されている他方の制御回路は、このアクチブな 端部における温度を適確に１１４整する作業を引き受ける。

第２図には比較回路４１に関する変化実施例が丞されており、第１図では、この 比較回路４１’の各接続点がそれぞれ丸で囲まれた参照符号３ｏ、３１．３２． ３３によって暗示されている。Ｗｌ、に第１図で破１１３６によって暗示されて いるように、この第２図による比較回路・１１゛の場合、加熱コ・イル４に配属 された温度センサー５（加熱コイル自体を温度センサーと（７て構成してもよい ）から得られる出力信号の一部が第２の比較回路におけるコンパレータ２３内に インプットされる。

四に第２図かり明らかなように、この比較回路・１ｊ゛は接続点（１１）に供給 された温度センサー５の出力信号を増幅ねるが、この場合、演算増幅器２７Ａは 同時に第１図にょるＩｔ較回路−１１の増幅器２７をも形成している。演算増幅 器２ａ（３２）における［１標餉信号発生器７が６の信号が抵抗Ｒ４を介しで供 給される。

演Ｗ増幅器２７Δの出力信号は符号（３３）で示された接続点を介ｊ、てパルス 幅変調器２８の・インプットに供給され。

パルス幅変調器２８はネガテブ・ロジック（負論理）に基づいて機能する。っま りｌ！ｌ　３するならば、このパルス幅変調器２８は、加熱コイル４に絵心する ための起動信号を発生さセ乙べく　比較回路・１１乃至４１°におけるマイナス の出力信号で起動される。

２とダイオードＤ１とから成る並列回路によって架橋されている。測定センサー ５の温度出力信号に対する加熱コイル４の温度信号の入力値は、抵抗Ｒ１乃至Ｒ ２／Ｄｉと抵抗Ｒ３との比によって規定され、例えば温度センサー５の影響値の 約１０％に設定される。

接続点（３１）および（３２）に供給された温度センサー信号の増幅器３４およ び３５内における増幅率としては、互いに異なった双方の温度が無負荷状態では 等しい出力信号として表出されるような、従って調整による影響が生じないよう な数値が選定される。負荷が大きい場合、つまりノズルか号は、先づ抵抗Ｒ１の みを介して制御され２次いで偏差が大きくなった際に、抵抗Ｒ１の並列回路と抵 抗Ｒ２及びダイオード０１の直列回路とを介して＠御されろ０次に加熱コイル４ の温度信号がノズルに配属された温度センサー５の出力信号に加えられる。その 結果として、ノズルの目標温度が低下する一方、ノズルの負荷軽減に際して、そ の時点で熱エネルギーが加熱コイル内に貯えらねでいることによりノズルの温度 が過変に上昇する事態は回避される。

加熱コイルの温度はノズルの温度に先行するので１本発明の配置形式によるユニ ットでは、準ＰＤ−調整器が形成されることになる。

３ＬＩ 国際調査報告

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. １．鑞付け及び鑞取り機械用の温度調整装置であって、電気式の制御可能な加熱 電源から給電される加熱装置を有しており、その加熱出力が加熱出力伝送装置を 介して鑞接部位に伝送され、この場合、加熱装置の温度に比例する信号が生ぜし められ、且つ制御回路のコンバレータで目標値と比較され、更にこの場合、制御 回路がコンバレータの出力信号から加熱電源を制御するための制御信号を派生さ せる形式のものにおいて、鑞接部位に隣接する加熱出力伝送装置（３）の範囲に は温度センサー（５）が付加的に配置されており、温度センサー（５）の出力信 号が別の制御回路（２３、２７、２８）における別のコンバレータ（２３）で別 の目標値（７）と比較され、この場合、別の制御回路が加熱電源（１１）を制御 するための別の制御信号を発生し、第１の制御回路（１３、１７、１８）の各制 御信号がＡＮＤ演算素子（２０）における第１のインプットに供給され、また第 ２の制御回路（２３２７、２８）の各制御信号がＡＮＤ演算素子（２０）におけ る第２のインプットに供給され、双方の制御回路が同時にそれぞれ所定の目標値 に達した温度についての出力信号を発生する場合にのみ、ＡＮＤ演算素子（２０ ）の出力信号が制御可能な加熱電源（１１）を起動させるように構成されている ことを特徴とする温度調整装置。
2. ２．請求の範囲第１項記載の温度調整装置において、加熱装置（１）が温度によ り左右される電気抵抗を有しており、第１の制御回路（１３、１７、１８）が別 に測定電線（１６）をも有しており、この測定電源（１６）が加熱電源（１１） からの加熱電流供給中断時に加熱装置（１）を介して測定電流を供給し、ひいて は電気抵抗と加熱装置（１）の温度とに比例する信号を発生させ、この信号がコ ンバレータ（１３）で目標値（６）と比較されるように構成されていることを特 徴とする温度調整装置。
3. ３．請求の範囲第１項または第２項に記載の温度調整装置において、第１の制御 回路には、加熱装置（１）の温度に比例する信号を所定の目標値（６）と比較す るコンバレータ（１３、と、第１のコンバレータ（１３）の出力信号を増幅する 増幅器（１７）と、コンバレータ（１３）の出力信号に応じたパルス時間で起動 パルスを発生させるパルス時間変調器（１８）とが設けられていることを特徴と する温度調整装置。
4. ４．請求の範囲第１項〜第３項のいずれか１項に記載の温度調整装置において、 第２の制御回路には、温度センサー（５）の出力信号を第２の目標値（７）と比 較する第２のコンバレータ（２３）と、第２のコンバレータ（２３）の出力信号 に応じたパルス時間で起動パルスを発生させるパルス時間変調器（２８）とが設 けられていることを特徴とする温度調整装置。
5. ５．請求の範囲第１項〜第４項のいずれか１項に記載の温度調整装置において、 ＡＮＤ演算素子（２０）の出力信号がゼロ電圧同期化回路（１２）に供給され、 その出力信号が、伝導制御可能な半導体素子（１５）を制御すべく、加熱電源（ １１）に供給され、加熱電源（１１）を介して加熱電流が加熱装置（１）に供給 されるように構成されていることを特徴とする温度調整装置。
6. ６．請求の範囲第１項〜第５項のいずれか１項に記載の温度調整装置において、 第１の目標値（６）が加熱装置（４）の最大許容温度に等しい数値に設定されて いることを特徴とする温度調整装置。
7. ７．請求の範囲第１項〜第５項のいずれか１項に記載の温度調整装置において、 第１の目標値（６）が第２の目標値（７）によって規定される温度を上回る数値 に設定されていることを特徴とする温度調整装置。
8. ８．請求の範囲第１項〜第７項のいずれか１項に記載の温度調整装置において、 第１の制御回路（１３、１７、１８）と第２の制御回路（２３、２７、２８）と の各目標値（６、７）が相互トラッキングされるように構成されていることを特 徴とする温度調整装置。
9. ９．請求の範囲第１項〜第８項のいずれか１項に記載の温度調整装置において、 加熱装置（１）の温度に比例する信号の一部が、第２の制御回路（２３、２７、 ２８）における目標温度を低下させるように、温度センサー（５）の出力信号の ためのコンバレータ（２３）内にインプットされることを特徴とする温度調整装 置。
10. １０．請求の範囲第９記載の温度調整装置において、加熱装置（１）の温度に比 例する信号部分が、無負荷状態では温度センサー（５）における出力信号のため のコンバレータ（２３）に何ら影響を及ぼさないようにインプットされ、また負 荷状態では温度センサー（５）の出力信号の約１０％がインプットされるように 構成されていることを特徴とする温度調整装置。 プ
11. １１．請求の範囲第１項〜第１０項のいずれか１項に記載の温度調整装置におい て、鑞付け又は鑞取り機構が高温ガス機械として構成されており、加熱装置（１ ）にはガス取入端部（４ａ）と高温ガス放出端部（４ｂ）とを有する長尺の加熱 コイルが内蔵されており、この場合、加熱出力伝送装置（３）が加熱コイル（４ ）を通流するガス、即ち高温ガス放出端部（４ｂ）からノズルを経て鑞接部位に 導かれるガスによって形成されており、温度センサー（５）がノズルの範囲に配 置されていることを特徴とする温度調整装置。
12. １２．請求の範囲第１項〜第８項のいずれか１項に記載の温度調整装置において 、加熱出力伝送装置が熱を伝導するノズル、即ちその一端部が加熱装置と熱伝導 接触状態にある一方その他端部を鑞接部位に作用させることが出来るノズルによ って形成されており、温度センサー（５）が鑞接部位に面した側の端部における ノズルの範囲に配置されていることを特徴とする温度調整装置。