(57)【要約】本発明は、工作物（２）を加熱する際に汚染物質による工作物の汚染を抑える方法であって、第１の容器（１）中に置かれた工作物に伴って生じる方法において、  第１ステップにおいて、第１の容器（１）を保護ガスでフラッシングして充填し、さらに第１の容器（１）を第２の容器（３）中に配置し、第２ステップにおいて、第１および第２ステップの間に、工作物（２）を加熱する前に第１の容器（１）中の前記汚染物質に対する分圧を下げるよう、第２の容器（３）従って第１の容器（１）を排気して第１および第２の容器の内側を真空にすることを特徴とする方法。に関する。
2006524293.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作物（２）を加熱する際に汚染物質による工作物の汚染を抑える方法であって、第１の容器（１）中に置かれた工作物に伴って生じる方法において、
第１ステップにおいて、第１の容器（１）を保護ガスでフラッシングして充填し、さらに第１の容器（１）を第２の容器（３）中に配置し、
第２ステップにおいて、第１および第２ステップの間に、工作物（２）を加熱する前に第１の容器（１）中の前記汚染物質に対する分圧を下げるよう、第２の容器（３）従って第１の容器（１）を排気して第１および第２の容器の内側を真空にすることを特徴とする方法。
【請求項２】
工作物（２）の加熱の際に、第１の容器に入るためにダクト（５）を通る必要のある汚染物質により、第２の容器（３）から第１の容器（１）へ前記汚染物質が輸送されるのを抑えることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
工作物（２）の加熱の際に、第１の容器に到達するために前記ダクト（５）を通る必要のある汚染物質により、第２の容器（３）から第１の容器（１）へ前記汚染物質が輸送されるのを抑え、ダクト（５）は、工作物（２）を加熱するときにダクト（５）中に広く行き渡っている雰囲気における汚染物質の平均自由行程と同じオーダーの大きさの少なくとも１つの寸法（１０）を持つ断面を有することを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
工作物（２）の加熱の際に、第１の容器に到達するために前記ダクト（５）を通る必要のある汚染物質により、第２の容器（３）から第１の容器（１）へ前記汚染物質が輸送されるのを抑え、ダクト（５）は、工作物（２）を加熱するときにダクト（５）中に広く行き渡っている雰囲気における汚染物質の平均自由行程よりも小さい大きさの少なくとも１つの寸法（１０）を持つ断面を有することを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項５】
工作物（２）の加熱の際に、第１の容器に到達するために前記ダクト（５）を通る必要のある汚染物質により、第２の容器（３）から第１の容器（１）へ前記汚染物質が輸送されるのを抑え、長手方向（１１）のダクトの大きさは、ダクト（５）の少なくとも１つの断面寸法（１０）の大きさよりも何倍も大きいことを特徴とする請求項２乃至４に記載の方法。
【請求項６】
汚染物質は、第１の容器（１）に到達するために前記ダクト（５）を通る必要があり、長手方向（１１）のダクトの大きさは、ダクト（５）の少なくとも１つの断面寸法（１０）の大きさの１０倍より大きいことを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
汚染物質は、第１の容器（１）に到達するために前記ダクト（５）を通る必要があり、長手方向（１１）のダクトの大きさは、ダクト（５）の少なくとも１つの断面寸法（１０）の大きさの５０倍より大きいことを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項８】
汚染物質は、第１の容器（１）に到達するために前記ダクト（５）を通る必要があり、長手方向（１１）のダクトの大きさは、ダクト（５）の少なくとも１つの断面寸法（１０）の大きさの１００倍よりも大きいことを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項９】
工作物（２）の加熱の際に、第１の容器に到達するために前記ダクト（５）を通る必要のある汚染物質により、第２の容器（３）から第１の容器（１）へ前記汚染物質が輸送されるのを抑え、第１の容器の体積（Ｖ１）とダクトの体積（Ｖｋ）間の体積の関係（Ｖ１／Ｖｋ）が２０より小さいように、ダクトの体積を第１の容器の体積に合わせて調節することを特徴とする請求項２乃至８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
工作物（２）の加熱の際に、第１の容器に到達するために前記ダクト（５）を通る必要のある汚染物質により、第２の容器（３）から第１の容器（１）へ前記汚染物質が輸送されるのを抑え、第１の容器の体積（Ｖ１）とダクトの体積（Ｖｋ）間の体積の関係（Ｖ１／Ｖｋ）が１５より小さいように、ダクトの体積を第１の容器の体積に合わせて調節することを特徴とする請求項２乃至８のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
工作物（２）の加熱の際に、第１の容器に到達するために前記ダクト（５）を通る必要のある汚染物質により、第２の容器（３）から第１の容器（１）へ前記汚染物質が輸送されるのを抑え、第１の容器の体積（Ｖ１）とダクトの体積（Ｖｋ）間の体積の関係（Ｖ１／Ｖｋ）が１０より小さいように、ダクトの体積を第１の容器の体積に合わせて調節することを特徴とする請求項２乃至８のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
第１と第２の容器（１、３）の排気の際に、第１の容器（１）のバルブ（２６）を開いて第１の容器と第２の容器との間に雰囲気を接続し、完全に排気した後にバルブ（２６）を閉じることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
工作物（２）の加熱の際に、第１の容器（１）の圧縮を抑えるように、所定の値を超える第２の容器（３）中の全圧において、あるいは所定の値を超える第１と第２の容器の圧力差において、第１の容器（１）のバルブ（２７）を開放することを特徴とする請求項１または１２に記載の方法。
【請求項１４】
第１の容器（１）は、第２の容器（３）中に配置される前に、保護ガスを充填することを特徴とする請求項１乃至１３のいずれかに記載の方法。
【請求項１５】
前記汚染物質とピースグッズ（１３）の表面との反応により汚染物質を捕獲する表面を提供するために、ピースグッズ（１３）を第１の容器（１）内に配置することを特徴とする請求項１乃至１４のいずれかに記載の方法。
【請求項１６】
第１の容器の第１室（１５）と第２室（１６）は互いに雰囲気が結合しており、第１の容器（１）の第２室（１６）にある工作物（２）からこれらのピースグッズ（１３）を分離するように、第１の容器（１）の第１室（１５）中にピースグッズ（１３）を配置することを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記汚染物質とピースグッズ（１３）の表面との反応により汚染物質を捕獲する表面を生成するために、ピースグッズ（１３）をダクト（５）内に配置することを特徴とする請求項２乃至１１または１５乃至１６のいずれかに記載の方法。
【請求項１８】
工作物（２）をはんだ付けするために、工作物を加熱することを特徴とする請求項１乃至１７のいずれかに記載の方法。
【請求項１９】
工作物（２）の加熱時に、汚染物質による工作物の汚染を抑えるための、請求項１乃至１８のいずれかに記載の方法の実施において使用するのに好適な装置であって、この装置は、工作物（２）を収容する第１の容器（１）を備え、第１の容器（１）は、工作物（２）を加熱する際に、第２の容器（３）中に設置されるように意図されており、第１の容器は、保護ガスを導入するための第１の手段（４）と、第２の容器の排気つまりは第１の容器の排気によって第１と第２の容器の内側を真空にして、工作物（２）を加熱する前に第１の容器（１）中の前記汚染物質に対する分圧を下げるように、第１の容器（１）と第２の容器（３）の間の雰囲気を結合するための第２の手段（５）と、を備えることを特徴とする装置。
【請求項２０】
結合手段はダクト（５）であることを特徴とする請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
ダクト（５）は、工作物（２）を加熱するときにダクト（５）中に広く行き渡っている雰囲気における汚染物質の平均自由行程と同じオーダーの大きさの少なくとも１つの寸法（１０）を持つ断面を有することを特徴とする請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
ダクト（５）は、工作物（２）を加熱するときにダクト（５）中に広く行き渡っている雰囲気における汚染物質の平均自由行程よりも小さい大きさの少なくとも１つの寸法（１０）を持つ断面を有することを特徴とする請求項２０に記載の装置。
【請求項２３】
ダクト（５）は、ダクト（５）の少なくとも１つの断面寸法の大きさ（１０）より何倍も大きい長手方向（１１）の大きさを有することを特徴とする請求項２０乃至２２のいずれかに記載の装置。
【請求項２４】
ダクト（５）は、ダクト（５）の少なくとも１つの断面寸法の大きさ（１０）の１０倍よりも大きい長手方向（１１）の大きさを有することを特徴とする請求項２３に記載の装置。
【請求項２５】
ダクト（５）は、ダクト（５）の少なくとも１つの断面寸法の大きさ（１０）の５０倍よりも大きい長手方向（１１）の大きさを有することを特徴とする請求項２３に記載の装置。
【請求項２６】
ダクト（５）は、ダクト（５）の少なくとも１つの断面寸法の大きさ（１０）の１００倍よりも大きい長手方向（１１）の大きさを有することを特徴とする請求項２３に記載の装置。
【請求項２７】
第１の容器（１）の体積（Ｖ１）とダクト（５）の体積（Ｖｋ）間の体積の関係（Ｖ１／Ｖｋ）が２０より小さいように、ダクトの体積を第１の容器の体積に合わせて調節することを特徴とする請求項２０乃至２６のいずれかに記載の装置。
【請求項２８】
第１の容器（１）の体積（Ｖ１）とダクト（５）の体積（Ｖｋ）間の体積の関係（Ｖ１／Ｖｋ）が１５より小さいように、ダクトの体積を第１の容器の体積に合わせて調節することを特徴とする請求項２０乃至２６のいずれかに記載の装置。
【請求項２９】
第１の容器（１）の体積（Ｖ１）とダクト（５）の体積（Ｖｋ）間の体積の関係（Ｖ１／Ｖｋ）が１０より小さいように、ダクトの体積を第１の容器の体積に合わせて調節することを特徴とする請求項２０乃至２６のいずれかに記載の装置。
【請求項３０】
装置は、第１と第２の容器（１、３）の排気の際に、第１の容器（１）と第２の容器（３）間の雰囲気を結合するための、第１の容器中に配置されたバルブ（２６）をさらに備えることを特徴とする請求項１９に記載の装置。
【請求項３１】
装置は、工作物（２）を加熱するときに第１の容器（１）の圧縮を抑えるように、所定の値を超える第２の容器（３）中の全圧において、あるいは所定の値を超える第１と第２の容器の圧力差において、第１の容器（１）と第２の容器（３）間の雰囲気を結合するための、第１の容器中に配置されたバルブ（２７）を備えることを特徴とする請求項１９または３０に記載の装置。
【請求項３２】
装置は、前記汚染物質とピースグッズ（１３）の表面との反応により汚染物質を捕獲する表面を提供するために、ピースグッズ（１３）を備えることを特徴とする請求項１９乃至３１のいずれかに記載の方法。
【請求項３３】
ピースグッズ（１３）を第１の容器（１）の内側に配置することを特徴とする請求項３２に記載の装置。
【請求項３４】
装置は、第１の容器の第１室（１５）と第２室（１６）は互いに雰囲気が結合している状態で、第２室（１６）にある工作物（２）からピースグッズ（１３）を分離するように、第１室（１５）中にピースグッズ（１３）を配置するために第１の容器（１）を第１室（１５）と第２室（１６）に分割する手段（１４）を備えることを特徴とする請求項３３に記載の装置。
【請求項３５】
ピースグッズ（１３）をダクト（５）中に配置することを特徴とする請求項２０乃至２９のいずれかと請求項３２に記載の装置。
【請求項３６】
第１の容器（１）は、ダクト（５）が蓋（７）と箱（６）の間に形成されるように、箱（６）と箱の上に配置される蓋（７）を備えることを特徴とする請求項２０乃至２９のいずれかに記載の装置。
【請求項３７】
ダクト（５）は細長い円柱の形に構成されることを特徴とする請求項２０乃至２９のいずれかに記載の装置。
【請求項３８】
ダクト（５）は細長く曲がりくねったループ形に構成されることを特徴とする請求項２０乃至２９のいずれかに記載の装置。
【請求項３９】
第１の手段は、保護ガスを第１の容器（１）に導入するためのバルブ（４）であることを特徴とする請求項１９乃至３８のいずれかに記載の装置。
【請求項４０】
第２の容器はオーブン（３）であることを特徴とする請求項１９乃至３９のいずれかに記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、それぞれ請求項１の前文と請求項１９の前文による工作物の汚染を抑える方法および装置に関する。
【０００２】
そのような方法と装置は、種々の製品および部品の様々な種類の熱処理において、汚染を抑えるために用いることができる。例示であり目的を限定するものではないが、１つ以上の部品をオーブン中ではんだ付けにより接合する際に部品の汚染を抑えるように本方法および本発明がどのように適用できるかを、以下の説明により理解するであろう。
【背景技術】
【０００３】
航空機産業において、例えば、様々な種類の工作物を熱処理する必要がある。例えばプレートのような様々な部品をはんだ付けにより結合する場合、部品を排気したオーブン中で加熱する。オーブン内を真空状態にするためにオーブンを排気することにより、そうしないと工作物と反応して工作物の汚染を引き起こす、好ましくない化合物の分圧を低下させる。多くの真空オーブンは低圧にすることができるにもかかわらず、オーブン内に空気が漏れて入る構造的な真空漏れがよくある。そうは言うものの、多くの種類の材料に関して、オーブン内の圧力は熱処理を行い所望の結果を得るように用いることができるほど十分に低い。しかし、これは、より良い真空度を得る試みは採算が取れないため、検知されず封止されないままの状態にあるオーブンの真空漏れが多いことを意味する。
【０００４】
様々なチタン合金などの汚染に非常に敏感な材料から構成される工作物は、そのような「漏れがあり」そのため汚染されたオーブン中で熱処理される。例えば酸素等のような汚染物質の分圧が比較的低くても、これらの材料の特性は低下する。オーブンの排気用のポンプの能力を高める対策やオーブンをできるだけ気密にする対策とは別に、不活性ガスを工作物の汚染を避けるために用いることができる。
【０００５】
この種の保護ガスを利用する従来技術による方法が、ＤＴ２４４８７１４Ａ１号に記載されている。この方法は、オーブン中に連続的に流れるアルゴン等の保護ガスの流れにより、好ましくないガスの分圧を調整する。しかし、この方法には欠点がある。１つの欠点は、オーブン雰囲気の純度が保護ガスの純度により決まることである。保護ガス中には汚染生成物が常に存在し、これらはその他のガスとともにオーブンに連続的に供給される。オーブンは保護ガスの使用に適合する必要がある、言い換えると、既存のオーブンを一部変更する必要がある。すなわち、すべての真空オーブンを用いることは不可能であり、例えばオーブンに必要なガスを接続することが求められる。さらに、高純度ガスを用いてオーブンを連続的にフラッシングすること、すなわちガスを大量に消費することは、この方法に伴い実質的に費用が生じる。
【発明の開示】
【０００６】
本発明の１つの目的は、そのような公知の方法の上記欠点の少なくともいくつかを実質的に減らす、序文で定義した種類の方法を提供すること、すなわち、比較的汚れたオーブン中で工作物を加熱しても工作物の汚染を抑えることができる方法を提供することである。
【０００７】
この目的は、請求項１による方法を提供することにより達成される。
【０００８】
第１ステップにおいて、第１の容器を保護ガスでフラッシングして充填し、第２ステップにおいて、第１および第２ステップの間に、工作物を加熱する前に第１の容器中の汚染物質に対する分圧を下げるよう、好適にはオーブンである第２の容器、従って第１の容器を排気して第１および第２の容器の内側を真空にすることにより、工作物の事実上の汚染の可能性が減少する。第１の容器中の汚染物質の初期濃度を、そのような方法により顕著に減らすことができる。この方法を、オーブンおよび加熱される工作物の汚染を抑えるために加熱工程の間中オーブンを連続的にフラッシングすることが必要な従来技術による方法と混同すべきでない。本発明による方法によれば、例えばアルゴンである保護ガスにより第１の容器を１回だけフラッシングして充填し、必要な排気を行った後第２の容器中に設置できる。
【０００９】
その後の工作物の加熱において、ダクト、好適には、万一第２の容器に圧力のばらつきがある場合バッファの役目をすることが可能な比較的大きな体積のダクト、および／またはバルブシステムは、工作物の汚染を抑えながら第１と第２の容器間の雰囲気を結合するために用いることができる。環境から第２の容器への漏れの結果として加熱中に生じる、第２の容器中の汚染物質と第１の容器中の汚染物質との間に分圧差は、第２の容器から第１の容器の方向にそのような汚染物質を輸送することにより均一化される傾向がある。工作物を加熱するときにダクト中に広く行き渡っている雰囲気における汚染物質の平均自由行程と同じオーダーの大きさ、好適には汚染物質の平均自由行程より小さい大きさの少なくとも１つの寸法を持つ断面を有するダクトを使用すると、そのような汚染物質がダクトの境界面と反応する可能性が増加し、それによりそのような汚染物質が第１の容器へ輸送されるのを抑える。
【００１０】
当然、ここでの意味は、前記１つの断面の大きさが第１の容器中に存在し目視や顕微鏡により確認できるクラックよりも実質的に大きいダクトを使用することである。一般に、真空度が良くなれば、ダクトの許容される断面寸法も大きくなる。多くの応用において、汚染物質分子の平均自由行程は、数ミリメートルの大きさのオーダーである。
【００１１】
ダクトを用いることにより、長手方向の大きさはダクトの前記少なくとも１つの断面寸法の大きさよりも何倍も大きくなり、また、第１の容器と工作物の内側に進むために汚染物質が輸送される必要がある経路に関する比較的大きな表面積に、ダクト中の汚染物質をさらすことにより、汚染物質が第１の容器に到達できる可能性はさらに減少する。これにより、反対に、汚染物質がダクトの境界面と反応する可能性は実質的に増加する。
【００１２】
ダクトの代わりに、またはダクトと組合せてバルブシステムを用いるには、やや高度な第１の容器が必要であるが、加熱段階において第２の容器から第１の容器へ輸送される汚染物質を非常に効果的に抑えることができるという優位性がある。第１と第２の容器の排気において、第１の容器中のバルブを開いて第１の容器と第２の容器間の雰囲気を結合する。完全に排気した後にバルブを閉じる。工作物の加熱の際に、所定の値を超える第２の容器中の全圧において、あるいは所定の値を超える第１と第２の容器の圧力差において、第１の容器中のバルブを開放する。汚染物質が第１の容器に輸送されるのを防ぐために、バルブを開く圧力は第２の容器中で発生する圧力ばらつきよりも高くすべきであるが、第１の容器の損傷を回避するために当該温度における第１の容器を圧縮させる圧力よりも低くすべきである。
【００１３】
本発明の更なる目的は、本発明による方法を実施する際の使用に適合する、序文で定義した種類の装置を提供することである。
【００１４】
この目的は、請求項１９による装置を提供することにより達成される。
【００１５】
本発明の主な優位性は、本発明による方法および本発明による装置は既存の様々な種類の真空オーブンに用いることができることである。装置は持ち運び可能であり、所望であればオーブンを特別に変更することなく種々のオーブン間で再使用や移動ができる。それにより、工作物の汚染を抑えながら工作物を加熱する費用効率が高い方法であり、かつほとんどの真空オーブンに適用可能な方法が得られる。
【００１６】
本発明による方法および本発明による装置のその他の優位性は、以下の詳細な説明とその他の付随する請求項から収集可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
添付の図面を参照して、本発明の好適な実施例を一例として以下に説明する。
【００１８】
図１と図２において、本発明による方法を実施する際の使用に適合する独創的な装置を概略的に示す。装置は工作物２を収容するための第１の容器１を備え、工作物２を加熱する際に第１の容器１は第２の容器３中に設置されるように意図されている。第２の容器３は、オーブン中の工作物２の熱処理中にオーブン内を真空にすることが可能なようなポンプを備える全ての任意のオーブンでよい。本発明は種々の真空レベルにおいて適用可能であり、オーブン内の全圧は、１０−２ｍｂａｒのオーダーが適切であることが分かっている。第１の容器１は、保護ガスを導入するための第１の手段４と、第１の容器１と第２の容器３の間の雰囲気の接続を行うための第２の手段５をさらに備える。図１に示す例において、第１の手段は、関連する接続とともに第１の容器１中に配置されたバルブ４であり、第２の手段は、第１の容器１が第２の容器３中に配置されたとき、第１の容器１を環境すなわち第２の容器３に接続するダクト５である。第１の容器は、少なくとも１つのそのようなダクトを有するが、別の実施例においては、２つまたはそれ以上のダクトを有することができる。
【００１９】
ダクト５は本発明の範囲内において種々に作成可能であるが、工作物２を収容し同時にダクト５を生成するための箱６と箱用の蓋７の形状に形成された２つの部品６、７から成る第１の容器１を有する図１に示す実施例の装置は、工作物２をこの中に置くとき、あるいは工作物２をこれから取り出すとき、第１の容器１を開閉するための特別な手段がいらないという優位性がある。蓋７は、箱６の内側のアクセスした後、箱から極めて簡単に取外し可能である。
【００２０】
ダクト５が蓋７と箱６の間に形成されるように、蓋７が第１の容器１中に設置される。そのため、この場合、ダクト５の断面８は環状である。ダクト５を形成するために、箱の上端９と蓋７の間に配置された１つ以上の固定式または解放式の間隔を開ける要素（図示せず）を、所望の隙間が蓋と箱の間に得られるように、蓋７と箱６を位置決めするために用いることができる。ダクト５は、少なくとも１つの寸法１０を所有する断面８を好適に有する。ここで蓋と箱間の水平方向の隙間の幅１０は、工作物２を加熱するときにダクト５中に広く行き渡っている雰囲気における汚染物質の平均自由行程と同じオーダーの大きさである。またダクト５は、工作物２を加熱するときにダクト５中に広く行き渡っている雰囲気における汚染物質の平均自由行程よりも小さい少なくとも１つの寸法を持つ断面を、好適に有する。
【００２１】
好都合にダクト５は、ダクト５の少なくとも１つの断面寸法１０の大きさより何倍も大きい長手方向の大きさ１１を有し、さらにダクト５は、ダクト５の少なくとも１つの断面寸法１０の大きさの１０倍より大きい長手方向の大きさ１１を好適に有する。ある場合において、ダクトの少なくとも１つの断面寸法の大きさの５０倍より大きい長手方向の大きさ、さらに好適には１００倍より大きい長手方向の大きさが、より好都合である。ダクト５の体積が比較的大きなことが望ましい。これは、ダクト５がかなり大きな第２の断面寸法、すなわち前述のように、長手方向の大きな広がりを有することを意味する。
【００２２】
図１と図２に示す実施例において、ダクト５の断面寸法１２は、第１の容器１の周囲全体に沿って広がっている。これにより、箱６と蓋７の間の隙間１０が比較的小さな長さであるにもかかわらず、ダクト５が比較的大きな断面積８を有することになる。第１の容器の体積Ｖ１とダクトの体積Ｖｋとの間の関係Ｖ１／Ｖｋが２０より小さくなるように、好適には１５より小さくなるように、より好適には１０より小さくなるように、ダクト５の体積、すなわちダクトの長さ×ダクトの断面積、この場合はダクト長さ×隙間の幅×箱の周囲が、第１の容器の体積に好適に調整される。ピースグッズ１３を使用することにより、工作物２の汚染をさらに減らす可能性もある。切り屑状のピースグッズ１３は、例えば、汚染物質とピースグッズ１３の表面との反応により前記汚染物質を捕獲する表面を提供する。「切り屑」１３という言葉、すなわち工作物の機械加工において切り離された材料は、以下にしばしば用いられることを強調すべきである。糸状または例えば粉末等のような特別な形状であり、かつ汚染物質の捕獲に好適な表面を有するその他のピースグッズを用いることも可能である。
【００２３】
図１と図２の実施例による装置は、第１の容器を第１室１５と第２室１６に分割するための、例えば分割プレートである手段１４を備える。隙間１７が分割プレート１４の外側端１８と第１の容器１の内側境界面１９との間に形成されるように、分割プレート１４は第１の容器１の形状と寸法に調整される。従って、１つ以上の汚染物質と高い親和性がある切り屑１３を第１室１５中に配置することができるので、第１の容器１の第１室１５と第２室１６は互いに雰囲気がつながっているが、切り屑１３は第２室１６中にある工作物２から分離されている。
【００２４】
その外縁に沿って、分割プレートは、第１の容器の内側境界面と実質的に平行な、プレート等のようなフランジを有することが可能であるので、隙間１７は長手方向（図１の垂直方向）により大きな広がりを確保する。これにより、第２のダクトがフランジと第１の容器の内側境界面との間に形成される。そのため、第２のダクトが箱と蓋の間に位置する前記のダクトと実質的に同じ特性を持つように、この場合第１室と第２室を連結する第２のダクトの寸法を決める。
【００２５】
切り屑１３はチタン製とすることができ、例えば熱処理又ははんだ付けされる工作物２と同じ材料で好都合に作ることができる。第１の容器１の製造および／または作製において、汚染物質と親和性の高い材料を利用することもできる。例えば、工作物の汚染の危険性をさらに減らすために、ダクトの内面２０および／または第１の容器の内側１９をそのような材料で裏張りすることができる。装置および／または装置の材料および／または切り屑の寸法を選択することにより、本発明による方法および装置を、工作物を保護したい特定の汚染物質に対して調整することができる。
【００２６】
本発明による装置の多数の変形例を、例示目的のために以下に説明する。前述のものと共通した特徴及び特性の説明は省略するが、先に説明した本発明による装置と異なるそれら変形例の特徴を主として説明することに注目すべきである。相互作用するように意図された第１の容器を有する第２の容器も、全ての場合について省略する。さらに、種々の変形の同じまたは相当する部品に対して同じ参照符号を用いる。
【００２７】
図３において、汚染物質が工作物に到達するのを抑えるために、細長く曲がりくねったループ形にダクト５が構成される、本発明による装置の変形を概略的に示す。それにより、空間を節減する方法で長いダクト５を得ることができる。工作物を第１の容器１内に挿入するあるいは第１の容器１から取り出すことができるように、第１の容器１は気密に閉まるドア２２または蓋等を備えるので、容器１は必要に応じて開閉可能である。
【００２８】
図４において、細長い円柱の形にダクト５が構成される、本発明による装置のさらなる変形を概略的に示す。円柱は、大きな断面積の第１の部分２３と小さな断面積の第２の部分２５とを有する。第１の部分２３は、第１の容器１に隣接して配置され、汚染物質に対して高い親和性を有する切り屑１３を含む。第２の部分２５は、ダクト５の環境に面する口２４に隣接して配置される。この場合、ダクト５の外側部分２５は、この応用において前述した大きさのオーダーの断面寸法を有し、一方、内側部分２３は、ある場合において、切り屑１３を円柱内に実際に配置できるより大きな断面寸法を有することが許容される。円柱および容器を気密に閉じる蓋２２は、取り外し可能な部分で一体化して第１の容器１を開閉可能にする。
【００２９】
図５において、第１の容器１が第１の容器１の異なる段で切り屑１３を収容するための複数の室１５を備える、本発明による装置のさらなる変形を概略的に示す。分割プレート１４が２つの互いに隣接する室の各組の間に配置されるので、隙間１７が分割プレートの外側端と第１の容器の内側境界面との間に形成される。分割プレートの種々の実施例に関しては、図１と図２に関連して行った説明を参照されたい。
【００３０】
図６において、第１の容器１が第２の容器中に配置されたときダクトの代わりにバルブを利用して環境すなわち第２の容器との必要な接続を行う、本発明による装置のさらなる変形を概略的に示す。図６に示す例において 第１の容器は３つのバルブ４、２６、２７を備えるが、少なくともある場合において、それ／それらを多機能にすることにより少ない個数のバルブを用いることが可能である。当該例において、第１のバルブ４は、第１の容器中に保護ガスを導入するための手段を構成する。工作物を加熱する前に容器を排気する際に、第２のバルブ２６により、第１の容器１と第２の容器の間の接続を行うことができる。第３のバルブ２７は、工作物の加熱中に、第１の容器１と第２の容器３との間の全ての圧力差を均一にするように設計される。第１の容器と第２の容器の間に全圧の差が発生した場合には、第１の容器１に損傷を与える恐れがある。
【００３１】
本発明による装置の様々な実施例を用いて、実験を行った。例えば、次のような装置寸法により上手く実験を行った。
【００３２】
実験１
第１の容器の体積Ｖ１＝１．７５ｄｍ３、ダクトの長さＬ＝１００ｍｍ、およびダクトの断面寸法Ｂ×ｔ＝５００×５ｍｍ、それによりダクトの長さと隙間の幅の関係Ｌ／ｔ＝２０が与えられる。また、第１の容器とダクト体積との間の体積の関係Ｖ１／Ｖｋ＝１４である。
【００３３】
実験２
第１の容器の体積Ｖ１＝１５ｄｍ３、ダクトの長さＬ＝２５０ｍｍ、およびダクトの断面寸法Ｂ×ｔ＝１０００×５ｍｍ、それによりダクトの長さと隙間の幅の関係Ｌ／ｔ＝５０が与えられる。また、第１の容器とダクト体積との間の体積の関係Ｖ１／Ｖｋ＝１２である。
【００３４】
本発明による方法の実施において、例えばはんだ付けを行うために加熱する必要のある工作物を、第１の容器中に置く。第１ステップにおいて、第１の容器をフラッシングして保護ガスを充填する。フラッシングの時間は、工作物の形状的な複雑さに合わせて調整し、数分からかなりの時間までの範囲である。例えばアルゴン等の保護ガスを用いる容器のフラッシングにより、汚染物質の分圧が下がる。次に、保護ガスを充填した第１の容器を、第２の容器、好適にはオーブン中に置く。第２のステップにおいて、第１の容器中の汚染物質の分圧は第２の容器の排気、従って第１の容器の排気によりさらに低下して第１の容器と第２の容器の内側が真空になる。このように空気はオーブンの外に排気され、保護ガスと残存する汚染物質が第１の容器から第２の容器へ流れ出し、さらに進んで第２の容器から環境に流れ出す。
【００３５】
この方法において、一方では全圧が低下し、他方では例えば酸素分圧が低下する。ある材料により構成される工作物を加熱するとき、酸素は材料と反応して化合物および／または材料の好ましくない特性を生成する相を形成するため、酸素は工作物の周囲の雰囲気において可能な限り最小限にされるべき作用物質である。汚染物質のその他の例は、様々な窒素化合物および気体状の炭素化合物である。所望の熱処理を行うため、および／または工作物の種々の部品を互いに接合するために、第１の容器を真空にした後、第１の容器とそのなかに置いた工作物をオーブン中で加熱する。
【００３６】
実験において、第２の容器について体積Ｖ２＝０．５〜１ｍ３を用いた。 本発明が第２の容器の体積に限定されないことは当然であるが、比較的小さなオーブンが好都合である。第１の容器内部の酸素分圧を均一にする傾向のある大きな体積のオーブンは、小さな体積のオーブンよりも第１の容器を汚染する程度が大きい。
【００３７】
前述のように、最初に第１の容器を保護ガスによりフラッシングして充填し、その後これを第２の容器中に置くことが好都合であるが、最初に第１の容器を第２の容器中に上手に置き、その後保護ガスによりフラッシングして充填できることを強調する。
【００３８】
当然、本発明は、ここに説明した本発明の実施例に限定されず、次の特許請求項によってのみ限定される。本発明の概念を知れば、当該分野の技術者には、本発明の範囲内において多くの変更を行うことがあることは明らかである。例えば、本発明の実施例において、第２の容器内のある全圧においてバルブが開いているとき、汚染物質がバルブを通過した後に第１の容器内に入るためにダクトを通過する必要があるという事実により工作物の汚染を抑えることができるように、バルブシステムを、ダクトと組合せて用いてこれらの部品が相互作用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明による装置を例示する線図である。
【図２】図１による装置の断面図である。
【図３】本発明による装置の変形を例示する線図である。
【図４】本発明による装置のさらなる変形を例示する線図である。
【図５】本発明による装置の別の変形を例示する線図である。
【図６】ダクトの代わりにバルブを利用する、本発明による装置のさらに別の変形を例示する線図である。
【図１】
2006524293.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【手続補正書】
【提出日】平成16年11月23日(2004.11.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作物（２）を加熱する際に汚染物質による工作物の汚染を抑える方法であって、第１の容器（１）中に置かれた工作物に伴って生じる方法において、
第１ステップにおいて、第１の容器（１）を保護ガスでフラッシングして充填し、さらに第１の容器（１）を第２の容器（３）中に配置し、
第２ステップにおいて、第１および第２ステップの間に、工作物（２）を加熱する前に第１の容器（１）中の前記汚染物質に対する分圧を下げるよう、第２の容器（３）従って第１の容器（１）を排気して第１および第２の容器の内側を真空にすることを特徴とする方法。
【請求項２】
工作物（２）の加熱の際に、第１の容器に入るためにダクト（５）を通る必要のある汚染物質により、第２の容器（３）から第１の容器（１）へ前記汚染物質が輸送されるのを抑えることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
工作物（２）の加熱の際に、第１の容器に到達するために前記ダクト（５）を通る必要のある汚染物質により、第２の容器（３）から第１の容器（１）へ前記汚染物質が輸送されるのを抑え、ダクト（５）は、工作物（２）を加熱するときにダクト（５）中に広く行き渡っている雰囲気における汚染物質の平均自由行程と同じオーダーの大きさの少なくとも１つの寸法（１０）を持つ断面を有することを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
工作物（２）の加熱の際に、第１の容器（１）に到達するために前記ダクト（５）を通る必要のある汚染物質により、第２の容器（３）から第１の容器（１）へ前記汚染物質が輸送されるのを抑え、ダクト（５）は、工作物（２）を加熱するときにダクト（５）中に広く行き渡っている雰囲気における汚染物質の平均自由行程よりも小さい大きさの少なくとも１つの寸法（１０）を持つ断面を有することを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項５】
工作物（２）の加熱の際に、第１の容器に到達するために前記ダクト（５）を通る必要のある汚染物質により、第２の容器（３）から第１の容器（１）へ前記汚染物質が輸送されるのを抑え、長手方向（１１）のダクトの大きさは、ダクト（５）の少なくとも１つの断面寸法（１０）の大きさよりも何倍も大きいことを特徴とする請求項２乃至４に記載の方法。
【請求項６】
汚染物質は、第１の容器（１）に到達するために前記ダクト（５）を通る必要があり、長手方向（１１）のダクトの大きさは、ダクト（５）の少なくとも１つの断面寸法（１０）の大きさの１０倍より大きいことを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
汚染物質は、第１の容器（１）に到達するために前記ダクト（５）を通る必要があり、長手方向（１１）のダクトの大きさは、ダクト（５）の少なくとも１つの断面寸法（１０）の大きさの５０倍より大きいことを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項８】
汚染物質は、第１の容器（１）に到達するために前記ダクト（５）を通る必要があり、長手方向（１１）のダクトの大きさは、ダクト（５）の少なくとも１つの断面寸法（１０）の大きさの１００倍よりも大きいことを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項９】
工作物（２）の加熱の際に、第１の容器に到達するために前記ダクト（５）を通る必要のある汚染物質により、第２の容器（３）から第１の容器（１）へ前記汚染物質が輸送されるのを抑え、第１の容器の体積（Ｖ１）とダクトの体積（Ｖｋ）間の体積の関係（Ｖ１／Ｖｋ）が２０より小さいように、ダクトの体積を第１の容器の体積に合わせて調節することを特徴とする請求項２乃至８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
工作物（２）の加熱の際に、第１の容器に到達するために前記ダクト（５）を通る必要のある汚染物質により、第２の容器（３）から第１の容器（１）へ前記汚染物質が輸送されるのを抑え、第１の容器の体積（Ｖ１）とダクトの体積（Ｖｋ）間の体積の関係（Ｖ１／Ｖｋ）が１５より小さいように、ダクトの体積を第１の容器の体積に合わせて調節することを特徴とする請求項２乃至８のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
工作物（２）の加熱の際に、第１の容器に到達するために前記ダクト（５）を通る必要のある汚染物質により、第２の容器（３）から第１の容器（１）へ前記汚染物質が輸送されるのを抑え、第１の容器の体積（Ｖ１）とダクトの体積（Ｖｋ）間の体積の関係（Ｖ１／Ｖｋ）が１０より小さいように、ダクトの体積を第１の容器の体積に合わせて調節することを特徴とする請求項２乃至８のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
第１と第２の容器（１、３）の排気の際に、第１の容器（１）のバルブ（２６）を開いて第１の容器と第２の容器との間に雰囲気を接続し、完全に排気した後にバルブ（２６）を閉じることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
工作物（２）の加熱の際に、第１の容器（１）の圧縮を抑えるように、所定の値を超える第２の容器（３）中の全圧において、あるいは所定の値を超える第１と第２の容器の圧力差において、第１の容器（１）のバルブ（２７）を開放することを特徴とする請求項１または１２に記載の方法。
【請求項１４】
第１の容器（１）は、第２の容器（３）中に配置される前に、保護ガスを充填することを特徴とする請求項１乃至１３のいずれかに記載の方法。
【請求項１５】
前記汚染物質とピースグッズ（１３）の表面との反応により汚染物質を捕獲する表面を提供するために、ピースグッズ（１３）を第１の容器（１）内に配置することを特徴とする請求項１乃至１４のいずれかに記載の方法。
【請求項１６】
第１の容器の第１室（１５）と第２室（１６）は互いに雰囲気が結合しており、第１の容器（１）の第２室（１６）にある工作物（２）からこれらのピースグッズ（１３）を分離するように、第１の容器（１）の第１室（１５）中にピースグッズ（１３）を配置することを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記汚染物質とピースグッズ（１３）の表面との反応により汚染物質を捕獲する表面を生成するために、ピースグッズ（１３）をダクト（５）内に配置することを特徴とする請求項２乃至１１または１５乃至１６のいずれかに記載の方法。
【請求項１８】
工作物（２）をはんだ付けするために、工作物を加熱することを特徴とする請求項１乃至１７のいずれかに記載の方法。
【請求項１９】
工作物（２）の加熱時に、汚染物質による工作物の汚染を抑えるための、請求項１乃至氏１８のいずれかに記載の方法の実施において使用するのに好適な装置であって、
装置は、工作物（２）を収容する第１の容器（１）を備え、
第１の容器（１）は、工作物（２）を加熱する際に、第２の容器（３）中に設置されるように意図されており、
第１の容器は、保護ガスを導入するための第１の手段（４）と、第２の容器の排気つまりは第１の容器の排気によって第１と第２の容器の内側を真空にして、工作物（２）を加熱する前に第１の容器（１）中の前記汚染物質に対する分圧を下げるように、第１の容器（１）と第２の容器（３）の間の雰囲気を結合するための第２の手段（５）とを備える装置において、
前記汚染物質とピースグッズ（１３）の表面との反応により汚染物質を捕獲するための表面を提供するピースグッズ（１３）を備えることを特徴とする装置。
【請求項２０】
結合手段はダクト（５）であることを特徴とする請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
ダクト（５）は、工作物（２）を加熱するときにダクト（５）中に広く行き渡っている雰囲気における汚染物質の平均自由行程と同じオーダーの大きさの少なくとも１つの寸法（１０）を持つ断面を有することを特徴とする請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
ダクト（５）は、工作物（２）を加熱するときにダクト（５）中に広く行き渡っている雰囲気における汚染物質の平均自由行程よりも小さい大きさの少なくとも１つの寸法（１０）を持つ断面を有することを特徴とする請求項２０に記載の装置。
【請求項２３】
ダクト（５）は、ダクト（５）の少なくとも１つの断面寸法の大きさ（１０）より何倍も大きい長手方向（１１）の大きさを有することを特徴とする請求項２０乃至２２のいずれかに記載の装置。
【請求項２４】
ダクト（５）は、ダクト（５）の少なくとも１つの断面寸法の大きさ（１０）の１０倍よりも大きい長手方向（１１）の大きさを有することを特徴とする請求項２３に記載の装置。
【請求項２５】
ダクト（５）は、ダクト（５）の少なくとも１つの断面寸法の大きさ（１０）の５０倍よりも大きい長手方向（１１）の大きさを有することを特徴とする請求項２３に記載の装置。
【請求項２６】
ダクト（５）は、ダクト（５）の少なくとも１つの断面寸法の大きさ（１０）の１００倍よりも大きい長手方向（１１）の大きさを有することを特徴とする請求項２３に記載の装置。
【請求項２７】
第１の容器（１）の体積（Ｖ１）とダクト（５）の体積（Ｖｋ）間の体積の関係（Ｖ１／Ｖｋ）が２０より小さいように、ダクトの体積を第１の容器の体積に合わせて調節することを特徴とする請求項２０乃至２６のいずれかに記載の装置。
【請求項２８】
第１の容器（１）の体積（Ｖ１）とダクト（５）の体積（Ｖｋ）間の体積の関係（Ｖ１／Ｖｋ）が１５より小さいように、ダクトの体積を第１の容器の体積に合わせて調節することを特徴とする請求項２０乃至２６のいずれかに記載の装置。
【請求項２９】
第１の容器（１）の体積（Ｖ１）とダクト（５）の体積（Ｖｋ）間の体積の関係（Ｖ１／Ｖｋ）が１０より小さいように、ダクトの体積を第１の容器の体積に合わせて調節することを特徴とする請求項２０乃至２６のいずれかに記載の装置。
【請求項３０】
装置は、第１と第２の容器（１、３）の排気の際に、第１の容器（１）と第２の容器（３）間の雰囲気を結合するための、第１の容器中に配置されたバルブ（２６）をさらに備えることを特徴とする請求項１９に記載の装置。
【請求項３１】
装置は、工作物（２）を加熱するときに第１の容器（１）の圧縮を抑えるように、所定の値を超える第２の容器（３）中の全圧において、あるいは所定の値を超える第１と第２の容器の圧力差において、第１の容器（１）と第２の容器（３）間の雰囲気を結合するための、第１の容器中に配置されたバルブ（２７）を備えることを特徴とする請求項１９または３０に記載の装置。
【請求項３２】
ピースグッズ（１３）を第１の容器（１）の内側に配置することを特徴とする請求項３１に記載の装置。
【請求項３３】
装置は、第１の容器（１）の第１室（１５）と第２室（１６）は互いに雰囲気が結合している状態で、第２室（１６）にある工作物（２）からピースグッズ（１３）を分離するように、第１室（１５）中にピースグッズ（１３）を配置するために第１の容器（１）を第１室（１５）と第２室（１６）に分割する手段（１４）を備えることを特徴とする請求項３２に記載の装置。
【請求項３４】
ピースグッズ（１３）をダクト（５）中に配置することを特徴とする請求項２０乃至２９のいずれかと請求項３１に記載の装置。
【請求項３５】
第１の容器（１）は、ダクト（５）が蓋（７）と箱（６）の間に形成されるように、箱（６）と箱の上に配置される蓋（７）を備えることを特徴とする請求項２０乃至２９のいずれかに記載の装置。
【請求項３６】
ダクト（５）は細長い円柱の形に構成されることを特徴とする請求項２０乃至２９のいずれかに記載の装置。
【請求項３７】
ダクト（５）は細長く曲がりくねったループ形に構成されることを特徴とする請求項２０乃至２９のいずれかに記載の装置。
【請求項３８】
第１の手段は、保護ガスを第１の容器（１）に導入するためのバルブ（４）であることを特徴とする請求項１９乃至３７のいずれかに記載の装置。
【請求項３９】
第２の容器はオーブン（３）であることを特徴とする請求項１９乃至３８のいずれかに記載の装置。
【国際調査報告】
2006524293.tif 000009
2006524293.tif 000010
2006524293.tif 000011