JPH08141760A - 光ビーム加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光軸を構成するミラー筺体の温度上昇による
熱膨張を低減することにより、安定した光エネルギーを
光ファイバーより出力する、光ビーム加熱装置を提供す
ることを目的とする。 【構成】 楕円面反射鏡１およびその第２焦点Ｆ２の位
置に光ファイバー３を固定するためのミラー筺体４と、
熱光源のキセノンランプ２とを備え、ミラー筺体４とキ
セノンランプ２との間に遮光板５、６を配し、さらに冷
却ファン７、８を備えるとともに、冷却ファンのための
遮光板９、１０を備えているので、ミラー筺体４の熱膨
張が低減され、光ファイバー４に入射する光量の変化を
極小にすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はキセノンランプ等の熱光
源を用い、これを集光し、電子部品やコネクター等のハ
ンダ付及び樹脂等の熱加工を行う光ビーム加熱装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の光ビーム加熱装置は、図３に示す
構成になっており、以下これについて説明する。

【０００３】１は楕円面反射鏡、２はその第１焦点Ｆ１
または第１焦点Ｆ１の近傍に配置された熱光源（例えば
キセノンランプ等）、３は楕円面反射鏡１の第２焦点Ｆ
２に置かれた光ファイバー、４は楕円面反射鏡１と楕円
面反射鏡１の第２焦点Ｆ２位置に光ファイバー３を固定
するためのミラー筺体である。

【０００４】楕円面反射鏡１の第１焦点Ｆ１に配置され
た熱光源２から放射状に発生した光線は、楕円面反射鏡
１で反射され、第２焦点Ｆ２に集光し、この第２焦点Ｆ
２に置かれた光ファイバー３内に入る。光ファイバー３
の他端を電子部品等のハンダ付部に配置し、光ファイバ
ー３内を導かれた光ビームを照射することにより、ハン
ダ付等の加熱加工を行う。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来の構成では熱光源２から照射された光線は全て楕円
面反射鏡１に入射せず、一部の光線はミラー筺体４の側
面を照射する。また、熱光源２は完全な点光源ではな
く、たとえばキセノンランプの場合は柱状の光源である
ため、楕円面反射鏡１で一点に集光するのは困難であ
る。光ファイバー３に入射しなかった光線はミラー筺体
４の底面を照射する。そこでミラー筺体４が発熱し温度
が上昇する。温度上昇に応じてミラー筺体４は膨張し、
楕円面反射鏡１の第２焦点Ｆ２と光ファイバー３の入射
端３ａが一致しなくなり、光ファイバー３内に入射する
光量が徐々に減少するという問題点を有していた。

【０００６】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、光軸を構成するミラー筺体の温度上昇による熱膨張
を低減することにより、安定した光エネルギーを光ファ
イバーより出力する、光ビーム加熱装置を提供すること
を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の光ビーム加熱装置は、光を照射する光照射手
段と、前記光照射手段の照射した前記光を集光する集光
手段と、前記集光手段により集光された前記光を任意の
部分に伝達する光伝達手段と、前記集光手段と前記光伝
達手段とを保持する保持手段と、前記光が前記保持手段
に照射されることを防止する遮光手段を設けたものであ
る。

【０００８】また、遮光手段を冷却する冷却手段を設け
たものである。また、遮光手段の少なくとも光が照射さ
れる部分に光の吸収手段を備えたものである。

【０００９】

【作用】この構成によって、光照射手段より照射された
光で、光伝達手段に入射しない光は遮光手段に照射され
ることとなり、保持手段の熱膨張を防ぐことができ、集
光手段と光伝達手段との位置関係が保持され、光伝達手
段に入射する光エネルギーを安定させることができる。

【００１０】また、遮光手段の輻射熱により遮光手段の
温度上昇が保持手段に伝達されると、上記位置関係にズ
レを生じるので、冷却手段により遮光手段の温度上昇を
防いでいる。

【００１１】さらに、遮光手段に光の吸収手段を設けて
光の吸収を良くしているので、遮光手段からの光の反射
を低減することができる。

【００１２】

【実施例】以下本発明の一実施例について、図面を参照
しながら説明する。

【００１３】図１において、１は集光手段である楕円面
反射鏡、２は光照射手段である熱光源のキセノンラン
プ、３は光伝達手段である光ファイバーで、入射端３ａ
が楕円面反射鏡の第２焦点Ｆ２と一致する位置に配置し
ている。４は保持手段であって楕円面反射鏡１と楕円面
反射鏡１の第２焦点Ｆ２の位置に光ファイバー３を固定
するためのミラー筺体、５はキセノンランプ２より照射
した光線より、ミラー筺体４を遮光するための遮光板、
６も同じくミラー筺体４の底面を遮光する遮光板、７及
び８は遮光板５及び６を冷却するための冷却ファン、９
及び１０はキセノンランプ２より照射した光線より冷却
ファン７及び８を遮光し、発熱と紫外線による材料の劣
化を防止するための遮光板で、風を通すためのルーバー
９ａ及び１０ａを備えている。なお、遮光板５、６、
９、１０は光線の吸収を良くするため、表面を黒色に処
理し、光の吸収手段としている。

【００１４】以上のように構成された光ビーム加熱装置
について、図１を用いてその動作を説明する。

【００１５】まずキセノンランプ２より照射された光線
で、楕円面反射鏡１に入射しない光線１１、及び１２等
は遮光板５及び１０により遮光されるのでミラー筺体４
を照射しない。そのためミラー筺体４は発熱しない。ま
た、キセノンランプ２等のようにアーク放電ランプの場
合は完全な点光源でないため、楕円面反射鏡１に入射し
ても第２焦点Ｆ２に集光せず散乱光１３になるものがあ
る。

【００１６】散乱光１３は遮光板６で、ミラー筺体４の
底面を遮光する。遮光板５、６、９及び１０は表面を黒
色に処理し、光線の吸収を良くしており、光線の反射に
よるキセノンランプ２の発熱を低減している。また光線
を吸収した遮光板５、６、９及び１０は発熱するため冷
却ファン７で外気を吸気し、冷却ファン８で装置外へ排
気する。そして、遮光板５、６、９及び１０を冷却する
ことにより、遮光板５、６、９及び１０の輻射熱によ
る、ミラー筺体４の温度上昇を低減する。ミラー筺体４
の温度上昇を低減することによりミラー筺体４の上下方
向への熱膨張が低減され、第２焦点Ｆ２と光ファイバー
４の入射端３ａの位置関係が保持され、光ファイバー４
に入射する光量の変化を極小にすることができる。

【００１７】ここで遮光板の無い従来例と本実施例によ
る光ファイバー３からの出力の変化の比較を図２に示
す。

【００１８】この図２から明らかなように、本実施例に
よる光ビーム加熱装置は光ファイバー３より出射する光
エネルギーの変化が少ないという点で優れた効果が得ら
れる。 なお、本実施例においては遮光板５、６、９、
１０の表面の色は黒色としたが、濃紺等光の吸収の良い
色であれば特に黒色に限られるものではなく、また、ハ
ニカム状の構造を設ける等立体的な手段を用いてもよい
ことはいうまでもない。

【００１９】

【発明の効果】以上のように本発明は保持手段に照射さ
れる光を遮断する遮光手段を設けたことにより、保持手
段の発熱・膨張を防止し、集光手段と光伝達手段との位
置関係を正確に保持することにより、光伝達手段に入射
する光量、すなわち、光伝達手段より出射する光エネル
ギーの変化が少なくなり、より安定したハンダ付や熱加
工ができる優れた光ビーム加熱装置を実現できるもので
ある。

【００２０】また、遮光手段を冷却する冷却手段を設け
たり、遮光手段の少なくとも光が照射される部分に光の
吸収手段を備えることにより、集光手段と光伝達手段と
の位置関係をより一層正確に保持することができ、さら
に優れた光ビーム加熱装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における光ビーム加熱装置の
構成図

【図２】従来例と本発明の一実施例における光ファイバ
ー端からの出力比較図

【図３】従来の光ビーム加熱装置の構成図

【符号の説明】

１ 楕円面反射鏡 ２ キセノンランプ ３ 光ファイバー ４ ミラー筺体 ５、６、９、１０ 遮光板 ７、８ 冷却ファン

フロントページの続き (72)発明者 土師 信幸 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光を照射する光照射手段と、前記光照射手
   段の照射した前記光を集光する集光手段と、前記集光手
   段により集光された前記光を任意の部分に伝達する光伝
   達手段と、前記集光手段と前記光伝達手段とを保持する
   保持手段と、前記光が前記保持手段に照射されることを
   防止する遮光手段を設けた光ビーム加熱装置。
2. 【請求項２】遮光手段を冷却する冷却手段を備えた請求
   項１記載の光ビーム加熱装置。
3. 【請求項３】遮光手段の少なくとも光が照射される部分
   に光の吸収手段を備えた請求項１記載の光ビーム加熱装
   置。