JP2014165022A - 誘導加熱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電気コネクタにおける端子と電線との半田接続作業に用いて、簡易且つ確実な半田接続を行うことができる誘導加熱装置を提供する。
【解決手段】交流電源４１と、それぞれ１巻きのコイルから構成される第１加熱コイル２３Ｌ、第２加熱コイル２３Ｒとを有し、加熱コイル２３Ｌ，２３Ｒが互いに平行に位置し、交流電源４１により同一方向に流れる交流電流が印加されるように構成された加熱ユニットと、コネクタ７２を保持するコネクタ保持台を有して移動可能に構成され、コネクタ７２の取付けおよび取外しを行う待機位置、取り外し位置と、加熱ユニットにおける加熱位置との間を移動可能なケーブル保持装置とから構成され、交流電源４１により加熱コイル２３Ｌ，２３Ｒに同一方向に流れる交流電流が印加されたときに、加熱コイルに囲まれた空間内においてコイル形成面に略直交する方向に発生する磁束をコネクタ７２が受ける位置に加熱位置が設定される。
【選択図】図２

Description

本発明は、導電性材料からなる加熱対象に渦電流を発生させることにより加熱対象を加
熱する誘導加熱装置に関する。

従来、電気コネクタにおける端子と電線との半田接続や、電子部品等の半田付けを行う
方法として、半田ごてを用いて手作業で半田を溶かして半田接続を行う方法や、半田接続
部にホットバーを押し付けて加熱することで半田を溶かして半田接続を行う方法が広く知
られている。特許文献１の図１には、半田ごてを用いて半田接続を行う例が開示されてお
り、コンタクト１１のテール部１１ｂに芯線１３ａを接触させておき、この状態で半田ご
てを用いてテール部１１ｂに芯線１３ａを半田接続する構成が開示されている。一方、特
許文献２には、ホットバーを用いて半田接続を行う例が開示されており、外部引き出し用
リード１４の一端をリード端子１１に当接させておき、この状態でホットバー１を外部引
き出し用リード１４に圧接させて、外部引き出し用リード１４の一端をリード端子１１に
半田接続する構成が開示されている。

特開２００８−２４３７２５号公報 特開平６−１４０４６０号公報

ところで、特許文献１のように半田ごてを用いて手作業でコンタクト１１のテール部１
１ｂに芯線１３ａを半田接続する場合、作業者の熟練度が要求されたり、一つずつ手作業
で行うために手間がかかり作業が煩雑になるという問題があった。また、特許文献２のよ
うにホットバーを用いて半田接続する場合、ホットバーが斜めに傾いた状態で押し付けら
れると接続不良が発生することがあるという問題があった。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、例えば電気コネクタにおける
端子と電線との半田接続作業に用いて、簡易且つ確実な半田接続を行うことができる誘導
加熱装置を提供することを目的とする。

このような目的達成のため、本発明に係る誘導加熱装置は、交流電源と、それぞれ１巻
きのコイルから構成される複数の加熱コイル（例えば、実施形態における第１加熱コイル
２３Ｌ、第２加熱コイル２３Ｒ）とを有し、前記複数の加熱コイルはコイル形成面が所定
間隔を有して互いに平行に位置し、前記交流電源により前記複数の加熱コイルに同一方向
に流れる交流電流が印加されるように構成された加熱ユニットと、加熱対象物（例えば、
実施形態におけるコネクタ７２）を保持する保持部（例えば、実施形態におけるコネクタ
保持台６２）を有して移動可能に構成され、前記保持部を、前記加熱ユニットから離れて
前記保持部への加熱対象物の取付けおよび取外しを行う着脱位置（例えば、実施形態にお
ける待機位置Ａ、取り外し位置Ｃ）と、前記加熱ユニットにおける加熱位置との間で移動
可能とした保持装置（例えば、実施形態におけるケーブル保持装置６０）とから構成され
、前記交流電源により前記複数の加熱コイルに同一方向に流れる交流電流が印加されたと
きに、前記加熱コイルに囲まれた空間（例えば、実施形態における加熱領域２）内におい
て前記コイル形成面に略直交する方向に発生する磁束を、前記保持部に保持された加熱対
象物が受ける位置に前記加熱位置が設定されることを特徴とする。

上述の誘導加熱装置において、前記加熱位置が、前記複数の加熱コイルの間に設定され
た構成が好ましく、この構成の場合に、前記加熱位置を囲む前記加熱コイルが、加熱対象
物の形状に対応して湾曲して形成されていることが好ましい。

上述の誘導加熱装置において、前記加熱位置が、前記複数の加熱コイルのうちの最も外
側の加熱コイルの外側近傍に設定された構成も好ましく、この構成の場合に、前記最も外
側の加熱コイルが、加熱対象物の形状に対応して湾曲して形成されていることが好ましい
。

上述の誘導加熱装置において、前記保持部により保持された加熱対象物が前記加熱位置
に移動された状態で、前記交流電源により前記複数の加熱コイルに交流電流が印加されて
前記加熱位置に発生する磁束を受けて前記加熱対象物に発生する渦電流により前記加熱対
象物が加熱されるように構成されたことが好ましい。

また、前記複数の加熱コイルが、それぞれ内部空間を有するパイプ状の導電部材から構
成され、前記複数の加熱コイルの内部空間が直列に連通されており、このように直列に連
通された前記内部空間に冷却流体を流して前記複数の加熱コイルの冷却を行うように構成
されたことが好ましい。

上記冷却構成では、前記直列に連通された内部空間において、前記交流電源により電流
が印加される一端側と他端側とを繋ぐ部分が絶縁性を有した部材（例えば、実施形態にお
ける接続チューブ２８）から構成されたことが好ましい。

本発明に係る誘導加熱装置は、加熱対象物が加熱されるときの加熱位置が、加熱コイル
に囲まれた空間内をコイル形成面に略直交する方向に発生する磁束を加熱対象物が受ける
位置に設定されている。ここで、加熱コイルに交流電流が印加されると、電流の流れる向
きに応じた磁界が加熱コイルの周囲に発生するが、特に加熱コイルに囲まれた空間内をコ
イル形成面に略直交する方向に発生する磁束は磁束密度が高く、その強度が高い。このた
め、この強度の高い磁束を受ける位置を加熱位置に設定して、この加熱位置に例えば電気
コネクタ（電気コネクタのうちの半田接続される端子および電線）を位置させると効率良
く半田に渦電流を発生させて半田を加熱して溶融できるので、簡易且つ確実に半田接続を
行うことができる。

上述の誘導加熱装置において、加熱位置が複数の加熱コイルの間に設定された構成が好
ましい。交流電流が印加されてコイル形成面に略直交する方向に発生する磁束は、特に複
数の加熱コイルの間においてその強度が高いので、この複数の加熱コイルの間に加熱位置
を設定すれば効率良く半田（加熱対象部）を加熱して半田接続を行うことができる。
また、この構成の場合に、加熱位置を囲む加熱コイルが加熱対象物の形状に対応して湾
曲した構成が好ましい。このように構成すれば、加熱対象物のうちで加熱されにくい部分
が受ける磁束に対して、加熱されやすい部分が受ける磁束の強度を下げることができ、加
熱対象部を均一に加熱することができる。

一方、加熱位置が複数の加熱コイルのうちの最も外側の加熱コイルの外側近傍に設定さ
れた構成も好ましい。このように構成した場合、複数の加熱コイルの間に加熱位置を設定
した場合と同程度の強度の磁束を加熱対象物が受けることになるので、効率良く半田（加
熱対象部）を加熱して半田接続を行うことができる。
また、この構成の場合に、最も外側の加熱コイルが加熱対象物の形状に対応して湾曲し
た構成が好ましい。このように構成すれば、加熱位置を複数の加熱コイルの間に設定する
場合と同様に、加熱対象部を均一に加熱することができる。

上述の誘導加熱装置において、加熱対象物を加熱位置に移動させた状態で、複数の加熱
コイルに交流電流が印加されて加熱位置に発生する磁束を受けて加熱対象物に発生する渦
電流により加熱対象物が加熱される構成が好ましい。このように構成すれば、加熱対象部
に接触することなく非接触で加熱対象部を加熱することができるので、例えば電気コネク
タの半田接続作業に用いれば、簡易且つ確実に半田接続を行うことができる。

また、複数の加熱コイルの内部空間が直列に連通され、この連通された内部空間に冷却
流体を流して複数の加熱コイルの冷却が行われる構成が好ましい。この構成の場合には、
複数の加熱コイルを冷却するための経路を一本に纏めることができ、これによって複数の
加熱コイルを互いに同一温度となるように冷却することができる。

上記冷却構成の直列に連通された内部空間において、交流電源により電流が印加される
一端側と他端側とが絶縁性を有した部材によって繋がれた構成が好ましい。このように構
成した上で、この縁性を有した部材に冷却流体を流せば、加熱コイルの一端側と他端側と
の絶縁性を確保しつつ、加熱コイルの一端側と他端側とを互いに同一温度となるように冷
却することができる。

本発明を適用した一例としての誘導加熱装置の斜視図を示す。 上記誘導加熱装置を構成する加熱ヘッドの斜視図を示す。 コネクタ付ケーブルを保持したケーブル保持装置の斜視図を示す。 コネクタ付ケーブルの端部を示す斜視図である。 押し当て部材および挟持部材が装着されたコネクタ付ケーブルの端部を示す斜視図である。 コネクタが半田接続されるときの状態を示す斜視図である。 図６中のVII−VII部分の断面図である。 図６中のVIII−VIII部分の断面で発生する磁界を模式的に示した図である。 変形例に係る加熱ヘッドを示す斜視図である。 図９中のＸ−Ｘ部分の断面で発生する磁界を模式的に示した図である。

以下、図面を参照して本発明に係る誘導加熱装置の好ましい実施形態について説明する
。誘導加熱装置は一般に、導電性材料により形成された加熱対象部を非接触で加熱するこ
とが可能であり、以下の実施形態においては、半田を加熱して溶かしてコネクタ端子にケ
ーブルを半田接続するための誘導加熱装置１を例示して説明する。なお、以降においては
説明の便宜のために、図面に付記する矢印方向で左右、前後および上下を定義して説明を
行う。

まず、本発明に係る誘導加熱装置１の全体構成について、図１〜図５を参照しながら説
明する。図１には誘導加熱装置１の斜視図を示しており、この図１に示すように、誘導加
熱装置１は、略平板状に形成されたベーステーブル１０と、ベーステーブル１０に左右に
並んで取り付けられた一対の加熱ヘッド２０，２０、および各加熱ヘッド２０に電気接続
されて各加熱ヘッド２０に所定周波数の交流電流を流す交流電源４１からなる加熱ユニッ
ト４０と、各加熱ヘッド２０に冷却水を循環させて各加熱ヘッド２０を冷却する冷却装置
５０と、加熱対象であるコネクタ付ケーブル７０を保持するケーブル保持装置６０とを備
えて構成される。なお、本実施形態では、一対の加熱ヘッド２０，２０を設けた構成例を
示しているが、このように構成すれば、後述するようにケーブル７１の両端部にコネクタ
７２を同時に半田接続することができる。

ベーステーブル１０は、平坦に形成されたテーブル本体１１と、テーブル本体１１上面
に前後に延びて形成された左右一対のスライドガイド１２，１２と、各スライドガイド１
２の前端部同士を繋いで左右に延びるストッパ１３とから構成される。

各加熱ヘッド２０は、図１および図２に示すように、交流電源４１および冷却装置５０
に接続された電極部２１と、電極部２１の後側に前後に延びて設けられた加熱コイル部２
２とから構成される。

電極部２１は、図２に示すように、板材をそれぞれ断面視Ｌ字状に折曲されて形成され
所定隙間をおいて上下に対向する上側ベース電極２４Ｕ、下側ベース電極２４Ｌと、上側
ベース電極２４Ｕの後端部に取り付けられた上側後端電極２５Ｕと、下側ベース電極２４
Ｌの後端部に取り付けられた下側後端電極２５Ｌと、中空パイプ状部材を用いて形成され
前端部が上側ベース部材２４Ｕの起立部に接続されて上側ベース電極２４Ｕの上側を前後
方向に延びて後端部が上側後端電極２５Ｕに接続された上側水路形成部材２６Ｕと、中空
パイプ状部材を用いて形成され前端部が下側ベース部材２４Ｌの起立部に接続されて下側
ベース電極２４Ｌの下側を前後方向に延びて後端部が下側後端電極２５Ｌに接続された下
側水路形成部材２６Ｌと、上側後端電極２５Ｕの右側部に取り付けられた上側継手２７Ｕ
と、下側後端電極２５Ｌの右側部に取り付けられた下側継手２７Ｌと、上側継手２７Ｕお
よび下側継手２７Ｌに接続された接続チューブ２８とを備えて構成される。

なお、上側ベース電極２４Ｕ、下側ベース電極２４Ｌ、上側後端電極２５Ｕおよび下側
後端電極２５Ｌは導電性材料を用いて構成され、一方、接続チューブ２８は絶縁性材料を
用いて構成される。また、上側水路形成部材２６Ｕ、下側水路形成部材２６Ｌ、上側継手
２７Ｕおよび下側継手２７Ｌは、導電性材料および絶縁性材料のどちらを用いて構成して
も良い。また、上側ベース電極２４Ｕと下側ベース電極２４Ｌとの間にシート状の絶縁部
材を挟持させて、これらが接触しないように構成しても良い。

加熱コイル部２２は、一本の中空パイプ状の導電性部材を用いて構成されており、上側
後端電極２５Ｕに接続されるとともに上側後端電極２５Ｕから後方に延びる第１往路部３
１と、第１往路部３１の後端部に繋がって前方に向けて折り返されるとともに、左方に拡
がるように折曲された第１後端折り返し部３２と、第１後端折り返し部３２から第１往路
部３１に略平行となるように下側後端電極２５Ｌに向かって延びる第１復路部３３と、上
側後端電極２５Ｕに接続されるとともに上側後端電極２５Ｕから第１往路部３１と略平行
となるように後方に延びる第２往路部３４と、第２往路部３４の後端部に繋がって前方に
向けて折り返されるとともに、右方に拡がるように折曲された第２後端折り返し部３５と
、第２後端折り返し部３５から第２往路部３４に略平行となるように下側先端電極２５Ｌ
に向かって延びる第２復路部３６と、第１復路部３３と第２復路部３６との前端部同士を
接続するとともに下側後端電極２５Ｌに接続された前端折り返し部３７とから構成される
。

加熱コイル部２２は、第１往路部３１、第１復路部３３、第２往路部３４および第２復
路部３６の前後方向における略中央部に、後述するコネクタ７２の形状に対応して左右外
側に向けて凸となるように湾曲した第１往路加熱部３１ａ、第１復路加熱部３３ａ、第２
往路加熱部３４ａおよび第２復路加熱部３６ａが形成されている。加熱コイル部２２は、
第１往路部３１、第１後端折り返し部３２および第１復路部３３から構成される第１加熱
コイル２３Ｌと、第２往路部３４、第２後端折り返し部３５および第２復路部３６から構
成される第２加熱コイル２３Ｒとを備える。

このように、第１加熱コイル２３Ｌおよび第２加熱コイル部２５Ｒの一端がそれぞれ上
側後端電極２５Ｕに接続され、且つ、第１加熱コイル２３Ｌおよび第２加熱コイル部２５
Ｒの他端がそれぞれ下側後端電極２５Ｌに接続されているので、交流電源４１により加熱
ヘッド２０（電極部２１）に所定周波数の交流電流が入力されると、第１加熱コイル２３
Ｌおよび第２加熱コイル部２５Ｒを側面視において同一方向に流れる交流電流が印加され
る。

上側後端電極２５Ｕの内部には、上側水路形成部材２６Ｕの内部空間と第１往路部３１
の内部空間とを繋ぐ第１内部水路（図示せず）と、第２往路部３４の内部空間と上側継手
２７Ｕの内部空間とを繋ぐ第２内部水路（図示せず）とが形成されている。また、下側後
端電極２５Ｌの内部には、上側継手２７Ｕの内部空間と下側水路形成部材２６Ｌの内部空
間とを繋ぐ第３内部水路（図示せず）が形成されている。このため、上側水路形成部材２
６Ｕの内部空間は、第１内部水路、第１往路部３１の内部空間、第１後端折り返し部３２
の内部空間、第１復路部３３の内部空間、前端折り返し部３７の内部空間、第２復路部３
６の内部空間、第２後端折り返し部３５の内部空間、第２往路部３４の内部空間、第２内
部水路、接続チューブ２８の内部空間および第３内部水路を介して、下側水路形成部材２
６Ｌの内部空間に繋がっている。

なお、上側ベース電極２４Ｕにおける上側水路形成部材２６Ｕの前端部と対向する部分
に、前後に貫通した上側水路孔（図示せず）が形成されており、この上側水路孔を介して
上側水路形成部材２６Ｕの内部空間が冷却装置５０と繋がっている。また、下側ベース電
極２４Ｌにおける下側水路形成部材２６Ｌの前端部と対向する部分に、前後に貫通した下
側水路孔（図示せず）が形成されており、この下側水路孔を介して下側水路形成部材２６
Ｌの内部空間が冷却装置５０と繋がっている。

ケーブル保持装置６０は、本発明に係る誘導加熱装置１によって半田接続されるコネク
タ付ケーブル７０を保持するための装置であり、このケーブル保持装置６０について説明
する前に、コネクタ付ケーブル７０の構造について図３および図４を参照しながら説明す
る。

図３にはケーブル保持装置６０に保持されたコネクタ付ケーブル７０を示しており、図
４にはコネクタ付ケーブル７０の端部の拡大図を示している。コネクタ付ケーブル７０は
、図３および図４に示すように、複数の電線７１ａが束ねられて被覆されて構成されたケ
ーブル７１と、このケーブル７１の両端部に半田接続により取り付けられるコネクタ７２
とを備えて構成される。コネクタ７２は、図４に示すように、図示しない接続対象機器に
嵌合接続されるコネクタ本体部材７３と、電線７１ａを保持した状態でコネクタ本体部材
７３に取り付けられる電線保持部材７４とを有して構成される。コネクタ本体部材７３は
、絶縁性材料を用いて形成されたハウジング７５と、導電性材料を用いて形成されてハウ
ジング７５に保持された複数のコンタクト７６とを有して構成される。電線保持部材７４
は、絶縁性材料を用いて形成され、電線７１ａを保持するための複数の保持溝７７を有す
る。なお、コネクタ本体部材７３は、図４に示す状態における裏面にも複数のコンタクト
７６を備える。

このコネクタ付ケーブル７０を組み立てる際には、まず、電線７１ａ先端の被覆を剥が
して芯線７１ｂを露出させて、この芯線７１ｂに半田を塗布する。続いて、電線７１ａの
端部近傍を電線保持部材７４の保持溝７７に嵌めて保持させる（図４参照）。次に、電線
７１ａを保持した電線保持部材７４をコネクタ本体部材７３に取り付けて、芯線７１ｂを
対応するコンタクト７６に接触させた状態にしておき、この状態で芯線７１ｂと対応する
コンタクト７６とを半田接続してコネクタ付ケーブル７０が構成される。本発明に係る誘
導加熱装置１は、上述したコネクタ付ケーブル７０の組立工程のうち、芯線７１ｂとコン
タクト７６とを半田接続する工程において用いられるものである。

ケーブル保持装置６０は、図３に示すように、平板状のスライドプレート６１と、コネ
クタ７２の先端部を受容保持するコネクタ受容部（図示せず）が形成された左右一対のコ
ネクタ保持台６２，６２と、二股状に形成されてコネクタ７２から上方に延びるケーブル
７１を把持するケーブル把持部６３と、リング状に束ねられたケーブル７１を収容保持す
るためのケーブル収容部６４とを備えて構成される。コネクタ７２の先端部をコネクタ受
容部に受容させるとともにケーブル７１をケーブル把持部６３に把持させ、ケーブル７１
の残りの部分を束ねてケーブル収容部６４に収容すれば、ケーブル保持装置６０にコネク
タ付ケーブル７０を保持させることができる。

コネクタ付ケーブル７０の半田接続は、上述のようにしてケーブル保持装置６０にコネ
クタ付ケーブル７０を保持させた後、このケーブル保持装置６０をテーブル本体１１上に
おいてスライド移動させ、図１に示す加熱位置Ｂに位置させて行われる。このとき、一対
のスライドガイド１２，１２によってケーブル保持装置６０が左右にガイドされた状態で
、ケーブル保持装置６０がストッパ１３に突き当たるまでケーブル保持装置６０を前方に
スライド移動させて、加熱位置Ｂに位置させる。このスライド移動によりコネクタ７２が
第１加熱コイル２３Ｌと第２加熱コイル２３Ｒとの隙間に後方から挿入されて、コネクタ
７２の半田接続部分が第１往路加熱部３１ａ、第１復路加熱部３３ａ、第２往路加熱部３
４ａおよび第２復路加熱部３６ａによって囲まれる加熱領域２内（図６および図７参照）
に位置するように、スライドプレート６１に対してコネクタ保持台６２が取り付けられて
いる。

芯線７１ｂとコンタクト７６との接触状態を維持して確実に半田接続させるため、図５
に示すように、コネクタ７２に、左右一対の押し当て部材８０と、この押し当て部材８０
を左右から挟持する前後一対の挟持部材８５とが取り付けられて半田接続が行われる。押
し当て部材８０は、溶融半田に接触しても変形しない耐熱性および絶縁性を有した材料を
用いて形成されており、断面視コの字状となって前後に延びる押し当て本体部８１（図７
も参照）と、この押し当て本体部８１の前後両端に設けられた係合部８２とを備える。挟
持部材８５は、弾性変形可能な絶縁性材料を用いて形成され、平板状の基部８６と、基部
８６から二股状に分かれて前後方向に延びる二股部８７と、二股部８７の先端部において
左右内側に延びる押圧部８８（図７も参照）とを備える。

コネクタ７２に、押し当て部材８０および挟持部材８５を取り付ける際には、まず、芯
線７１ｂおよびコンタクト７６を覆うように左右両側から押し当て部材８０を取り付けて
、左右の押し当て部材８０の係合部８２同士を係合させる。次に、挟持部材８５の二股部
８７を弾性的に拡げておいて、押圧部８８を押し当て部材８０の溝部に嵌めることで、挟
持部材８５の弾性力により芯線７１ｂをコンタクト７６に押し付けた状態が維持される。
なお、これら押し当て部材８０および挟持部材８５は、半田接続時に治具として用いられ
るものであり、半田接続後はコネクタ７２から取り外されて、次の半田接続のために用い
られる。

以上、誘導加熱装置１の構成について説明した。次に、コネクタ付ケーブル７０の組立
作業について、図６〜図８を追加参照しながら、特に誘導加熱装置１を用いてコネクタ付
ケーブル７０を半田接続する工程を中心に説明する。

まず、コネクタ付ケーブル７０に対して前処理を行う。具体的には、ケーブル７１端部
の電線７１ａの先端被覆を剥がして芯線７１ｂを露出させ、この芯線７１ｂに半田を例え
ば半田ディップにより塗布する。なお、芯線７１ｂが接続される相手となるコンタクト７
６の表面に半田（クリーム半田）を塗布しても良い。このようにして半田が塗布された電
線７１ａの端部近傍を、電線保持部材７４の保持溝７７に嵌めて保持させた後、この電線
保持部材７４をコネクタ本体部材７３に取り付けて、芯線７１ｂを対応するコンタクト７
６に接触させる。この状態でコネクタ本体部材７３のコンタクト７６を覆うように左右か
ら押し当て部材８０を取り付けて、これらの押し当て部材８０の係合部８２同士を係合さ
せる。続いて、挟持部材８５の二股部８７を拡げておいて、押し当て部材８０の溝部に押
圧部８８を嵌めることで、挟持部材８５により芯線７１ｂをコンタクト７６に弾性的に押
し付ける。

次に、上述のようにして前処理が行われたコネクタ付ケーブル７０を、ケーブル保持装
置６０に取り付ける。このとき、例えば図１に示すように、ベーステーブル１０の後端左
側の待機位置Ａにケーブル保持装置６０を位置させておき、この位置でコネクタ付ケーブ
ル７０の取付作業を行う。この取付作業を具体的に説明すると、まず、コネクタ７２の先
端部をコネクタ保持台６２のコネクタ受容部に受容させるとともに、コネクタ７２近傍の
ケーブル７１をケーブル把持部６３に把持させる。続いて、ケーブル７１の残りの部分を
束ねてケーブル収容部６４に収容させれば、コネクタ付ケーブル７０の取付作業が完了す
る。

次に、コネクタ付ケーブル７０を保持したケーブル保持装置６０をベーステーブル１０
上でスライドさせて、待機位置Ａから加熱位置Ｂに移動させる。このとき、ベーステーブ
ル１０に一対のスライドガイド１２，１２およびストッパ１３が設けられているので、こ
れらに沿うようにケーブル保持装置６０をスライドさせれば、簡単且つ確実にケーブル保
持装置６０を加熱位置Ｂ（コネクタ７２の半田接続部分を加熱領域２）に位置させること
ができる。また、加熱コイル部２２の第１後端折り返し部３２および第２後端折り返し部
３５が左右に拡がるように折曲しているので、挟持部材８５等を加熱コイル部２２に接触
させないように挿入することができる。

続いて、コネクタ７２が加熱領域２内に挿入された状態で、交流電源４１により加熱ヘ
ッド２０に所定周波数の交流電流が入力される。このとき、加熱ヘッド２０に入力される
電流の向きは周波数に応じて変化するが、このときの電流印加により発生する磁界の状態
を、図８に模式的に示している。図８には、第１加熱コイル２３Ｌにおいて第１往路部３
１から第１後端折り返し部３２を経て第１復路部３３に向かう方向に電流が流れるととも
に、第２加熱コイル２３Ｒにおいて第２往路部３４から第２後端折り返し部３５を経て第
２復路部３６に向かう方向に電流が流れる場合に発生する磁界を示している。この図８か
ら分かるように、各加熱部３１ａ，３３ａ，３４ａ，３６ａの周囲には、これらを取り巻
くように電流の向きに対応した磁界３１ｂ，３３ｂ，３４ｂ，３６ｂが発生する。

ここで、第１往路加熱部３１ａと第２往路加熱部３４ａとの間においては磁界３１ｂと
磁界３４ｂとが発生するが、これらにおける互いに対向する部分においては互いに反対向
きなので打ち消され、また、第１復路加熱部３３ａと第２復路加熱部３６ａとの間におい
ては磁界３３ｂと磁界３６ｂとが発生するが、これらにおける互いに対向する部分におい
ては互いに反対向きなので打ち消される。一方、加熱領域２においては、この領域を左右
に横切って加熱コイル部２２の外部に出て、加熱コイル部２２の上方または下方を回って
左右反対側から加熱領域２内に入り込む閉じられた磁束３が発生する。また、加熱コイル
部２２は側面視においてコイル状に形成されているので、加熱コイル部２２の外部に発生
する磁束３よりも加熱コイル２２の内部（加熱領域２）に発生する磁束３の方が密集して
磁束密度が高く、その磁束密度が高い分だけ磁束３の強度が高い。

加熱ヘッド２０に入力される電流の向きが周波数に応じて変化すると、電流の向きに応
じて加熱コイル部２２で発生する磁界の向きが反対になり、その結果磁束３の向きが変化
する。このように、加熱コイル部２２を流れる電流の向きが変化する毎に磁束３の向きが
変化し、この磁束３の向きが変化することにより、磁束３が横切る位置に配置された導電
体内部に渦電流が発生する。このときに、磁束密度が高く磁束３の強度の高い加熱領域２
内にコネクタ７２を位置させれば、効率良く渦電流を発生させて加熱することができる。
加熱領域２内に位置するコネクタ７２を磁束３が横切ると、加熱領域２内に位置する導電
体、すなわち、芯線７１ｂに塗布された半田、芯線７１ｂおよびコンタクト７６の内部に
渦電流が発生してこれらが加熱される。コネクタ７２のように半田接続する部分が左右両
面に存在する場合、第１加熱コイル２３Ｌと第２加熱コイル２３Ｒとの間にコネクタ７２
を位置させて加熱すれば、左右に向きを変えて発生する磁束３によって左右両面の半田接
続部を均一に加熱することができる。

ここで、誘導加熱装置１は、芯線７１ｂに塗布された半田、芯線７１ｂおよびコンタク
ト７６のうちで最も融点の低い半田のみが溶けるように、交流電流を流す時間および交流
電流の周波数が設定されている。このため、コネクタ７２を加熱領域２内に位置させて、
設定された時間だけ所定周波数の交流電流を印加すれば、芯線７１ｂおよびコンタクト７
６を溶かすことなく半田のみを溶かし、この溶けた半田によって芯線７１ｂとコンタクト
７６とを半田接続することができる。このとき、押し当て部材８０および挟持部材８５に
より、半田接続の前後において芯線７１ｂとコンタクト７６との接触状態が維持されてい
るので、これらを確実に半田接続することができる。なお、加熱ヘッド２０に電流を印加
すると、加熱領域２内に位置するハウジング７５、電線保持部材７４、押し当て部材８０
および挟持部材８５に対しても磁束３が左右に横切るが、これらは絶縁性材料を用いて形
成されているので内部に渦電流が発生せず、熱変形が生じない。

このようにして半田接続を行う際、前後に並んだ芯線７１ｂおよびコンタクト７６のう
ちで、前後方向における中央部よりも前後端部の方が渦電流によって生じた熱が周囲に逃
げやすい。このため、例えば前後に並んだ芯線７１ｂおよびコンタクト７６に対して均一
な強度の磁束を横切らせた場合、前後中央部に対して前後端部の方が昇温されにくいとい
う現象が生じる。そこで、本発明に係る誘導加熱装置１においては、各加熱部３１ａ，３
３ａ，３４ａ，３６ａを、コネクタ７２の前後幅に対応させて左右外側に向けて凸となる
ように湾曲させている。このように湾曲させると、前後端部の芯線７１ｂおよびコンタク
ト７６を横切る磁束に対して、前後中央部の芯線７１ｂおよびコンタクト７６を横切る磁
束の強度を弱めることができ、前後に並んだ芯線７１ｂおよびコンタクト７６を均一に加
熱して半田接続することができる。

次に、加熱コイル部２２に所定時間だけ交流電流を流して芯線７１ｂとコンタクト７６
とを半田接続させた後、図１に示すように、ケーブル保持装置６０を加熱位置Ｂからベー
ステーブル１０の後端右側の取り外しＣにスライド移動させる。この取り外し位置Ｃに移
動させておいて、ケーブル保持装置６０から、ケーブル７１にコネクタ７２が半田接続さ
れたコネクタ付ケーブル７０を取り外す。以上のように、待機位置Ａにおいてケーブル保
持装置６０にコネクタ付ケーブル７０を保持させ、待機位置Ａから加熱位置Ｂに移動させ
て半田接続を行い、加熱位置Ｂから取り外し位置Ｃに移動させてケーブル保持装置６０か
らコネクタ付ケーブル７０を取り外して、コネクタ付ケーブル７０の組立作業が完了する
。

以上、コネクタ付ケーブル７０の組立作業について、誘導加熱装置１を用いてコネクタ
付ケーブル７０を半田接続する工程を中心に説明した。このように加熱ヘッド２０に交流
電流を入力してコネクタ付ケーブル７０の半田接続を行うと、電流印加によって加熱コイ
ル部２２自身が発熱して損傷する虞がある。このため、誘導加熱装置１には、加熱ヘッド
２０に冷却水を循環させて冷却する冷却装置５０が設けられている。次に、この冷却装置
５０により加熱ヘッド２０を冷却する構成について説明する。なお、以下においては、冷
却装置５０により冷却水を上側水路形成部材２６Ｕに供給して下側水路形成部材２６Ｌか
ら排出させる例について説明するが、これとは反対方向に冷却水を循環させても良い。

冷却装置５０によって上側水路形成部材２６Ｕに供給された冷却水は、上側後端電極２
５Ｕ内に形成された第１内部水路を通って第１往路部３１の前端部に供給される。第１往
路部３１の前端部に供給された冷却水は、第１往路部３１、第１後端折り返し部３２およ
び第１復路部３３の内部空間をこの順序で通過して前端折り返し部３７に至り、この前端
折り返し部３７から、第２復路部３６、第２後端折り返し部３５および第２往路部３４の
内部空間をこの順序で通過して上側後端電極２５Ｕに到達する。上側後端電極２５Ｕに到
達した冷却水は、上側後端電極２５Ｕ内に形成された第２内部水路を通って上側継手２７
Ｕに到達し、接続チューブ２８および下側継手２７Ｌの内部空間を通過して、下側後端電
極２５Ｌに到達する。下側後端電極２５Ｌに到達した冷却水は、下側後端電極２５Ｌ内に
形成された第３内部水路を通って下側水路形成部材２６Ｌに至り、この下側水路形成部材
２６Ｌを通って冷却装置５０に戻される。

上述したように、加熱コイル部２２を一本のパイプ状の導電性部材を用いて構成するこ
とで、加熱コイル部２２を冷却するための水路を連続した単一水路とすることができる。
このため、例えば第１加熱コイル２３Ｌおよび第２加熱コイル２３Ｒを別々の水路により
冷却する構成と比較して、冷却水の複雑な温度管理および流量管理が不要となり、簡単な
構成でありながら加熱コイル部２２全体を均一温度に冷却することができる。また、上側
後端電極２５Ｕと下側後端電極２５Ｌとを絶縁性材料からなる接続チューブ２８を用いて
接続することで、接続チューブ２８を介して上側後端電極２５Ｕと下側後端電極２５Ｌと
の間で電流が流れるのを防止しつつ、上側後端電極２５Ｕおよび下側後端電極２５Ｌを加
熱コイル部２２と同一温度になるように冷却することができる。なお、冷却水は純水では
なく、水道水等を用いているためある程度の導電性を有しているが、その導電性は加熱コ
イル部２２の導電性と比べてはるかに小さいため、加熱領域２に発生する磁束３の強度に
影響を与えない。このことから、冷却水に代えて絶縁性を有する液体、例えば油を用いて
も良い。

以上、冷却装置５０により加熱ヘッド２０を冷却する構成について説明した。次に、加
熱ヘッド２０の変形例について、図９および図１０を参照しながら説明する。図９には、
変形例としての加熱ヘッド１２０の斜視図を示しており、この加熱ヘッド１２０は、加熱
ヘッド２０と同一構成の電極部２１と、加熱コイル部１２２とから構成される。以下にお
いては、加熱ヘッド２０と同一構成の電極部２１についての説明を省略し、加熱コイル部
１２２についての説明を中心に行う。

加熱コイル部１２２について説明する前に、この加熱ヘッド１２０によって半田接続さ
れるコネクタ付ケーブル１７０について説明する。コネクタ付ケーブル１７０は、図９に
示すように、複数の電線１７１ａが束ねられて被覆されて構成されたケーブル１７１と、
このケーブル１７１の端部に半田接続により取り付けられるコネクタ１７２とを備えて構
成される。コネクタ１７２は、図１０に示すように、絶縁性材料を用いて形成されたハウ
ジング１７３と、導電性材料を用いて形成されてハウジング１７３の片面（図１０におけ
る上面）に保持された複数のコンタクト１７４とを有して構成される。この場合において
も、電線１７１ａの芯線１７１ｂ（図１０参照）に半田を塗布し、この芯線１７１ｂをコ
ンタクト１７４と接触させておいて、この状態で加熱ヘッド１２０により半田を溶かして
芯線１７１ｂとコンタクト１７４とが半田接続される。この加熱ヘッド１２０では、４つ
のコネクタ１７２（２本のケーブル１７０）を同時に半田接続できるように構成されてい
る。

加熱コイル部１２２は、上述の加熱コイル部２２と同様に一本の中空パイプ状の導電性
部材を用いて構成されており、第１往路部１３１、第１後端折り返し部１３２および第１
復路部１３３から構成される第１加熱コイル１２３Ｌと、第２往路部１３４、第２後端折
り返し部１３５および第２復路部１３６から構成される第２加熱コイル１２３Ｒと、第１
復路部１３３と第２復路部１３６との前端部同士を接続するとともに下側後端電極２５Ｌ
に接続された前端折り返し部１３７とを備える。

この加熱コイル部１２２は、第１往路部１３１、第１復路部１３３、第２往路部１３４
および第２復路部１３６に、コネクタ１７２の形状に対応して上方に向けて凸となるよう
に湾曲した第１往路加熱部１３１ａ、第１復路加熱部１３３ａ、第２往路加熱部１３４ａ
および第２復路加熱部１３６ａが形成されている。このように加熱コイル部１２２を湾曲
させることで、上述の加熱コイル部２２と同様の効果を得ることができる。以上説明した
ように、加熱ヘッド１２０は、接続チューブ２８が上方に向けて延びるように略９０度回
転されて配置されたことと、各加熱部１３１ａ，１３３ａ，１３４ａ，１３６ａの形状と
を除いては、上述した加熱ヘッド２０と同一構成となっている。このため、加熱ヘッド１
２０においては、交流電源４１によって加熱ヘッド２０と同一経路で電流が印加され、ま
た、冷却装置５０によって加熱ヘッド２０と同一経路で冷却水が循環される。

この加熱ヘッド１２０において、電流印加により発生する磁界の状態を図１０に模式的
に示している。図１０には、第１復路部１３３から第１後端折り返し部１３２を経て第１
往路部１３１に向かう方向に電流が流れるとともに、第２復路部１３６から第２後端折り
返し部１３５を経て第２往路部１３４に向かう方向に電流が流れる場合に発生する磁界を
示している。この場合、加熱領域４においては、図８を参照して説明した磁界の発生原理
によって、この加熱領域４を上下に横切って加熱コイル部１２２の外部に出て、加熱コイ
ル部１２２の左方または右方を回って上側から加熱領域４内に入り込む閉じられた磁束５
が発生する。

この図１０に示す場合においても、加熱コイル部１２２の外部に発生する磁束５よりも
加熱コイル１２２の内部（加熱領域４）に発生する磁束５の方が密集して磁束密度が高く
、磁束５の強度が高い。このため、例えば加熱領域４の外部であっても、加熱コイル部１
２２の下方であって加熱領域４と同程度の磁束密度で磁束５が横切る位置にコネクタ１７
２を配置すれば、磁束５により効率良く渦電流を発生させて加熱し、半田接続を行うこと
ができる。

上述の実施形態では、第１加熱コイル２３Ｌおよび第２加熱コイル２３Ｒからなる２重
の加熱コイル部２２を例示して説明したが、３重以上のコイル（第１コイル、第２コイル
、第３コイル、…）からなる加熱コイル部により加熱ヘッドを構成しても良い。

上述の実施形態においては、冷却装置５０により冷却水を循環させる構成例について説
明したが、これに代えて例えば冷却気体（空気）を循環させる構成としても良い。

上述の実施形態では、本発明を半田接続用の誘導加熱装置１に適用した例について説明
したが、本発明はこの用途の誘導加熱装置に限定して適用されるものではなく、導電性材
料で形成された部分に渦電流を発生させて加熱するために用いられる誘導加熱装置全般に
適用可能である。

１ 誘導加熱装置
２ 加熱領域（加熱コイルに囲まれた空間）
３ 磁束
２３Ｌ 第１加熱コイル（加熱コイル）
２３Ｒ 第２加熱コイル（加熱コイル）
２８ 接続チューブ（絶縁性を有した部材）
４０ 加熱ユニット
４１ 交流電源
６０ ケーブル保持装置（保持装置）
６２ コネクタ保持台（保持部）
７２ コネクタ（加熱対象物）
Ａ 待機位置（着脱位置）
Ｂ 加熱位置
Ｃ 取り外し位置（着脱位置）

Claims (8)

1. 交流電源と、それぞれ１巻きのコイルから構成される複数の加熱コイルとを有し、前記
   複数の加熱コイルはコイル形成面が所定間隔を有して互いに平行に位置し、前記交流電源
   により前記複数の加熱コイルに同一方向に流れる交流電流が印加されるように構成された
   加熱ユニットと、
   加熱対象物を保持する保持部を有して移動可能に構成され、前記保持部を、前記加熱ユ
   ニットから離れて前記保持部への加熱対象物の取付けおよび取外しを行う着脱位置と、前
   記加熱ユニットにおける加熱位置との間で移動可能とした保持装置とから構成され、
   前記交流電源により前記複数の加熱コイルに同一方向に流れる交流電流が印加されたと
   きに、前記加熱コイルに囲まれた空間内において前記コイル形成面に略直交する方向に発
   生する磁束を、前記保持部に保持された加熱対象物が受ける位置に前記加熱位置が設定さ
   れることを特徴とする誘導加熱装置。
2. 前記加熱位置が、前記複数の加熱コイルの間に設定されることを特徴とする請求項１に
   記載の誘導加熱装置。
3. 前記加熱位置を囲む前記加熱コイルが、加熱対象物の形状に対応して湾曲して形成され
   ていることを特徴とする請求項２に記載の誘導加熱装置。
4. 前記加熱位置が、前記複数の加熱コイルのうちの最も外側の加熱コイルの外側近傍に設
   定されることを特徴とする請求項１に記載の誘導加熱装置。
5. 前記最も外側の加熱コイルが、加熱対象物の形状に対応して湾曲して形成されているこ
   とを特徴とする請求項４に記載の誘導加熱装置。
6. 前記保持部により保持された加熱対象物が前記加熱位置に移動された状態で、前記交流
   電源により前記複数の加熱コイルに交流電流が印加されて前記加熱位置に発生する磁束を
   受けて前記加熱対象物に発生する渦電流により前記加熱対象物が加熱されるように構成さ
   れたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の誘導加熱装置。
7. 前記複数の加熱コイルが、それぞれ内部空間を有するパイプ状の導電部材から構成され
   、前記複数の加熱コイルの内部空間が直列に連通されており、このように直列に連通され
   た前記内部空間に冷却流体を流して前記複数の加熱コイルの冷却を行うように構成された
   ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の誘導加熱装置。
8. 前記直列に連通された内部空間において、前記交流電源により電流が印加される一端側
   と他端側とを繋ぐ部分が絶縁性を有した部材から構成されたことを特徴とする請求項７に
   記載の誘導加熱装置。

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