JP2014229352A - 高周波誘導加熱ロウ付け用の加熱コイル、加熱装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】コイルの位置決め機構を簡素化でき、均一加熱性と生産設備のコストダウンとを両立させる、高周波誘導加熱ロウ付け用の加熱コイル、加熱装置及び方法を提供する。【解決手段】加熱コイル２４に高周波電流を通電して発生させた磁界が集中する加熱部空間３０に被加熱対象物１１を位置させ、誘導電流により加熱してロウ付けを行う加熱コイルにおいて、コイル両端の接続部７ａ，７ｂと可動部８ａ，８ｂと２つの環状導体部９ａ，９ｂとで構成され、高周波電源１又は整合用トランス３に接続された接続部と環状導体部とがつながれた可動部が、２本の平行な直線状の導体で構成され、かつ、環状導体部と被ロウ付け箇所３１との間に働く、誘導電流による反発力の方向１７と直交する同一の平面１８上に配置され、環状導体部が、平行かつ同軸に配置されて同一方向に電流が流れるようにつながれ、環状導体部の間が加熱部空間である。【選択図】図１Ａ

Description

本発明は、金属パイプ同士をロウ付け接合するための、電磁誘導加熱を行う高周波誘導加熱ロウ付け用の加熱コイル、加熱装置及び方法に関するものである。

金属パイプのロウ付けの対象としての例えばエアコンなどの熱交換器は、図６Ａ及び図６Ｂに示すように、多数枚のプレートフィン１０と、複数本のチューブ５ａと、継手管５ｂとを備えるようにしたものが知られている。

ここで、多数枚のプレートフィン１０は、平行に配置されたアルミニウム等からなる。複数本のチューブ５ａは、これらのプレートフィン１０を厚さ方向に貫通するように配置されかつ銅等からなる金属パイプである。継手管５ｂは、前記複数のチューブ５ａの間を接続するＵ字又はその他形状の金属パイプであり、この継手管５ｂで複数のチューブ５ａの間を接合して、チューブ５ａ内を冷媒が巡るように形成される。

前記のチューブ５ａと継手管５ｂとは、ロウ材を加熱してロウ付けにより接合する場合が多く、そのロウ材の加熱手段としては、ガスバーナー加熱、又は、電磁誘導加熱などが用いられる。

電磁誘導加熱でロウ付けを行う例として、特許文献１では、図６Ａ及び図６Ｂに示すように、加熱コイル４を備え、チューブ５ａと継手管５ｂとの接合部にリング状のロウ材６（以降、「リングロウ６」と呼ぶ。）を予め嵌め込んで、前記加熱コイル４の加熱部空間に位置させ、誘導加熱を行うことにより、前記接合部をロウ付けしている。

このときの加熱コイルの形状は、前記特許文献１では、図６Ａ及び図６Ｂの加熱コイル４のように、平面視Ｕ状、側面視逆Ｕ状に曲成されており、その平面視Ｕ状の部分を加熱部空間としたものの他、特許文献２では、図７の加熱コイル４のように、リング状コイルの組を平行に配置して、その間を加熱部空間としたものなどもあげられる。

誘導加熱を用いる場合、加熱部空間の中心に加熱対象物が置かれず位置がずれた場合は、加熱コイルと加熱対象物の距離が均一にならず、結果として加熱コイルの作る電磁界により加熱対象物に発生する誘導電流が不均一になるため、温度が不均一になるという問題が発生する。

その問題に対して、前記特許文献１では、接合部を加熱部空間のほぼ中心部に位置させるため、図６Ａ及び図６Ｂに示すように、加熱コイル４を多軸ロボット１５の先端に搭載し、加熱コイル４の位置調整を行っている。

あるいは、特許文献３では、被加熱対象物を加熱部空間のほぼ中心部に位置させるため、図８に示すように、加熱コイル４をロボット１５の先端に搭載し、かつ、隙間量をセンサー１６で測定して、コントローラ１９にて適正なコイル位置を演算し、ロボット１５へコイル位置を指令し、移動調整を行っている。

特開Ｈ１０−２１６９３０公報 特許第２９２３９１６号公報 特開Ｈ８−１９７１４６公報

前記従来の方法では、多軸の位置調整機構で加熱部空間の中心に被ロウ付け箇所を配置する事により均一な加熱が実現できるが、一方、コイルごとに位置調整機構が必要となり生産設備としての規模が大きくなってしまう、という課題がある。

本発明は、前記の課題を解決するもので、コイルの位置決め機構を簡素化することにより、加熱性能が良く、かつ、規模の小さな生産設備を実現する、高周波誘導加熱ロウ付け用の加熱コイル、加熱装置及び方法を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明は以下のように構成する。

本発明の第１態様によれば、高周波電流を通電して磁界を発生させ、前記磁界が集中する加熱部空間に、被ロウ付け箇所を有する被加熱対象物を位置させ、誘導電流により前記被ロウ付け箇所を加熱してロウ付けを行う加熱コイルにおいて、
コイル両端の第１及び第２接続部と、前記第１及び第２接続部に続く第１及び第２可動部と、前記第１及び第２可動部に続く第１及び第２環状導体部とで構成され、
高周波電源あるいは整合用トランスに前記第１及び第２接続部で接続され、
前記第１接続部と前記第１環状導体部が前記第１可動部でつながれ、
前記第２接続部と前記第２環状導体部が前記第２可動部でつながれ、
前記第１及び第２可動部が、互いに平行な直線状の導体で構成され、かつ、前記第１及び第２環状導体部と、前記被ロウ付け箇所との間に働く、誘導電流による反発力の方向と直交する同一の平面上に配置され、
前記第１及び第２環状導体部が、平行かつ同軸に配置されて同一方向に電流が流れるようにつながれて、前記第１及び第２環状導体部の間に前記加熱部空間を形成する、加熱コイルを提供する。

本発明の第２態様によれば、第１態様に記載の加熱コイルを複数個備えるとともに、
前記複数個の加熱コイルを複数個の前記被加熱対象物に対して一斉に接離させる駆動装置を備えて、
前記駆動装置の駆動により前記複数個の加熱コイルを前記複数個の被加熱対象物に接近させて、各加熱コイルの前記加熱部空間内に各被加熱対象物の前記被ロウ付け箇所を位置させ、誘導電流により前記被ロウ付け箇所を一斉に加熱してロウ付けを行う、加熱装置を提供する。

本発明の第３態様によれば、コイル両端の第１及び第２接続部と、前記第１及び第２接続部に続く第１及び第２可動部と、前記第１及び第２可動部に続く第１及び第２環状導体部とで構成され、
高周波電源あるいは整合用トランスに前記第１及び第２接続部で接続され、
前記第１接続部と前記第１環状導体部が前記第１可動部でつながれ、
前記第２接続部と前記第２環状導体部が前記第２可動部でつながれ、
前記第１及び第２可動部が、互いに平行な直線状の導体で構成され、かつ、前記第１及び第２環状導体部と、前記被ロウ付け箇所との間に働く、誘導電流による反発力の方向と直交する同一の平面上に配置され、
前記第１及び第２環状導体部が、平行かつ同軸に配置されて同一方向に電流が流れるようにつながれて、前記第１及び第２環状導体部の間に加熱部空間を形成する、加熱コイルを使用して、被ロウ付け箇所を有する被加熱対象物を加熱してロウ付けを行う、加熱方法であって、
前記加熱部空間内に、被ロウ付け箇所を有する被加熱対象物を位置させた状態で、前記高周波電源あるいは前記整合用トランスから前記第１及び第２接続部に高周波電流を通電して磁界を発生させ、
前記磁界が前記加熱部空間で集中して前記加熱コイルに誘導電流が流れ、前記加熱部空間の中心から前記被ロウ付け箇所の位置がずれているとき、前記第１及び第２環状導体部と前記被ロウ付け箇所との間に、距離に反比例した前記誘導電流の反発力が働き、前記第１及び第２可動部が、前記第１及び第２環状導体部と前記被ロウ付け箇所との２つの隙間の間隔が同じになるように自動的に曲って、前記２つの隙間の間隔が均等になるように動作しつつ、前記誘導電流により前記被ロウ付け箇所を加熱してロウ付けを行う、加熱方法を提供する。

以上のように、本発明の加熱コイル、加熱装置及び方法によれば、被加熱対象物の加熱が均一になるように誘導電流の反発力で可動部が自立的に曲がるため、コイルの位置決め機構が簡素化でき、規模の小さな生産設備にて、均一な加熱を実現できる。

第１実施形態におけるロウ付け装置の構造図 第１実施形態におけるコイル部拡大図（正面視） 第１実施形態におけるコイル部拡大図（側面視） 第１実施形態におけるコイル部拡大図（上面視） 第１実施形態における可動部の配置を示す詳細図 第１実施形態における動作を示す図（位置正常） 図２Ａの部分拡大図 第１実施形態における動作を示す図（位置ずれ） 図２Ｃの部分拡大図 第１実施形態における動作を示す図（自動的に位置補正された図） 図２Ｅの部分拡大図 第１実施形態の変形例にかかるコイルの構造例を示す平面図 第１実施形態の前記変形例にかかるコイルの構造例を示す側面図 第１実施形態の前記変形例にかかるコイルの構造例を示す正面図 第１実施形態の別の変形例にかかるコイル構造例を示す平面図 第１実施形態の前記別の変形例にかかるコイルの構造例を示す側面図 第１実施形態の前記別の変形例にかかるコイルの構造例を示す正面図 第２実施形態における加熱装置の一例としてのロウ付け装置の構造を示す斜視図 前記ロウ付け装置の構造を示す側面図 特許文献１の図 図６ＡのＡ部分の拡大図 特許文献２の図 特許文献３の図

以下に、本発明にかかる実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

＜第１実施形態＞
以下、本発明の第１実施形態にかかる高周波誘導加熱ロウ付け用の加熱コイルの構造を、図１Ａ〜図１Ｅなどを参照して、具体的に説明する。

ここで、図１Ａは加熱コイル２４の全体斜視図である。図１Ｂ、図１Ｃ、図１Ｄは加熱コイル２４の正面図、側面図、上面図である。図１Ｅは加熱コイル２４の第１及び第２可動部８ａ，８ｂの配置を示す詳細図である。

（構造）
本発明の第１実施形態にかかる加熱コイル２４の構造を図１Ａに示す。

加熱コイル２４は、加熱コイル２４に高周波電流を通電して磁界を発生させ、前記磁界が集中する場所（以降、「加熱部空間」と呼ぶ）３０に、接合部であるチューブ５ａと継手管５ｂと呼ばれる２本の金属パイプの端部同士とリングロウ６と（以降、５ａ，５ｂ，６の合わさった箇所を「被ロウ付け箇所」３１と呼ぶ。）を位置させ、誘導電流により被ロウ付け箇所３１を加熱し、ロウ付けを行うためのものである。リングロウ６は、リング状のロウ材６のことである。一例として、チューブ５ａは、従来例に記載したように、多数枚のプレートフィン１０に複数個配置されていると仮定する。

加熱コイル２４は、コイル両端の第１及び第２接続部７ａ，７ｂと、第１及び第２可動部８ａ，８ｂと、第１及び第２環状導体部９ａ，９ｂとで構成されている。第１及び第２可動部８ａ，８ｂは、第１及び第２接続部７ａ，７ｂから直線的に延び、先端側に第１及び第２環状導体部９ａ，９ｂを有している。第１及び第２環状導体部９ａ，９ｂの先端同士は互いに接続されている。すなわち、加熱コイル２４は、第１接続部７ａ、第１可動部８ａ、第１環状導体部９ａ、第２環状導体部９ｂ、第２可動部８ｂ、第２接続部７ｂの順に一体的に接続されて構成されている。所定間隔をあけて互いに対向する第１環状導体部９ａと第２環状導体部９ｂとの間の隙間に、加熱部空間３０を形成可能としている。第１環状導体部９ａと第２環状導体部９ｂとは、らせん状を構成するように連結されている。

前記第１及び第２接続部７ａ，７ｂは、高周波電源１にケーブル２により接続された整合用トランス３の出力部に接続されて、高周波電源１で高周波電流を発生させて、整合用トランス３で適正な電圧電流に変換されて、加熱コイル２４に高周波電流を流すようにしている。

第１及び第２接続部７ａ，７ｂと２つの第１及び第２環状導体部９ａ，９ｂが第１及び第２可動部８ａ，８ｂでつながれている。

第１及び第２可動部８ａ，８ｂが、２本の平行な直線状の第１及び第２導体８ａ，８ｂで構成されている。２つの第１及び第２環状導体部９ａ，９ｂが、互いに平行かつ同軸に配置されて同一方向に電流が流れるようにつながれ、
その２つの第１及び第２環状導体部９ａ，９ｂの間に加熱部空間３０を形成可能な構造としている。この加熱部空間３０には、被加熱対象物１１が配置される。被加熱対象物１１の一例としては、接合部であるチューブ５ａの端部と継手管５ｂの端部とリングロウ６とが組み付けられた被加熱対象物である。

図１Ｅに示すように、第１及び第２可動部８ａ，８ｂを構成する導体は、２つの第１及び第２環状導体部９ａ，９ｂと、被ロウ付け箇所３１との間に働く、誘導電流による反発力の方向１７と直交する同一の平面１８上に配置されている。

（動作）
上述の構造を持つ加熱コイル２４を使用して行う加熱方法を、図２Ａ〜図２Ｆを用いて、まず、概略的に説明する。

図２Ａ，図２Ｃ，図２Ｅは、それぞれ、図１Ａの加熱コイル２４の部分を上から見た図である。図２Ｂ，図２Ｄ，図２Ｆは、それぞれ、図２Ａ，図２Ｃ，図２Ｅの加熱コイル２４の先端部分の拡大図である。図２Ａ〜図２Ｂはコイル位置が正常な場合の図である。図２Ｃ〜図２Ｄはコイル２４が位置ずれした場合の図である。図２Ｅ〜図２Ｆは図２Ｃ〜図２Ｄに示す位置ずれしたコイル２４が、以下に述べる動作により、自動的に位置補正された場合の図である。

図２Ａ〜図２Ｂはコイル位置が正常な場合であって、加熱部空間３０の中心軸Ｃ_１から被ロウ付け箇所３１の中心軸Ｃ_２が一致している状態を示している。

図２Ｃ及び図２Ｄのように、加熱部空間３０の中心から被ロウ付け箇所３１の位置がずれてセットされた場合（一例として、第１及び第２可動部８ａ，８ｂの長手方向沿いの加熱部空間３０の中心軸Ｃ_１から被ロウ付け箇所３１の中心軸Ｃ_２が０．５ｍｍだけずれた場合）、第１及び第２環状導体部９ａ，９ｂと被ロウ付け箇所３１との間には、距離に反比例した誘導電流の反発力が働く。このため、第１及び第２可動部８ａ、８ｂが、２つの第１及び第２環状導体部９ａ，９ｂと被ロウ付け箇所３１との２つの隙間Ｇ_１，Ｇ_２の間隔が同じになるように、図２Ｅ及び図２Ｆのように自動的に曲がり、結果として、２つの隙間Ｇ_１，Ｇ_２の間隔が均等になるように動作する。よって、図２Ｅ及び図２Ｆでは、加熱部空間３０の中心軸Ｃ_１と被ロウ付け箇所３１の中心軸Ｃ_２とが、加熱部空間３０の中心で交差して、加熱部空間３０の中心に被ロウ付け箇所３１の中心が位置している状態となっている。

従って、図８の事例のように隙間センサなどによりコイル位置を精度良く調整しなくても、前記加熱コイル２４によれば、被ロウ付け箇所３１の均一な加熱を実現することができる。すなわち、加熱コイル２４の位置決め機構が簡素化できるため、規模の小さな生産設備にて、均一な加熱を実現できる。

この位置ずれ修正動作について、図１Ａなどを参照しつつ、以下に、さらに詳細に説明する。

まず、高周波電源１から電力が整合用トランス３に供給され、整合用トランス３で適正な電圧電流に変換される。そして、第１及び第２接続部７ａ，７ｂと第１及び第２可動部８ａ，８ｂとを通して、２つの第１及び第２環状導体部９ａ，９ｂに、整合用トランス３から高周波電流を流し、その電流によって、磁界Ｈが第１及び第２環状導体部９ａ，９ｂの付近で発生する。このとき、発生する磁界Ｈは、以下の（式１）のビオサバールの法則に従う。すなわち、第１及び第２環状導体部９ａ，９ｂに近いほど磁界Ｈは強く、離れるほど弱くなる。

．．．．．（式１）

ここで、Ｈ：磁界［Ａ／ｍ］、ｊ：電流密度［Ａ／ｍ^２］、ｒ：コイルからの距離［ｍ］。

次に、被加熱対象物１１が磁界を受けることにより、誘導起電力が発生する。このとき、誘導起電力は、以下の（式２）のファラデーの電磁誘導の法則に従う。すなわち、磁界が変化するとき、誘導起電力Ｖの大きさはその変化率に比例し、その向きは磁界Φの変化を妨げるような方向で発生する。

．．．．．（式２）

ただし、Ｖ：誘導起電力、Φ：磁界。

次に、誘導起電力Ｖにより被加熱対象物１１に誘導電流が流れ、被加熱対象物１１の抵抗によりジュール熱が発生し、加熱される。このとき、ジュール熱は、以下の（式３）のジュールの法則に従う。すなわち、誘導起電力Ｖが高いほど強く加熱される。

．．．．．（式３）

ただし、Ｐ：加熱電力、ρ：抵抗率、μ：透磁率、ｆ：周波数、Ｉ：誘導電流。

これらの加熱過程において、２つの環状導体部９ａ，９ｂにはコイル電流Ｉ_１が流れ、被加熱対象物１１（被ロウ付け箇所３１）には誘導電流Ｉ_２が流れる。それぞれの電流は、互いに反発する向きの磁界を発生させている。この反発力Ｆ_２は、以下の（式４）のマクスウェルの反力の法則に従う。すなわち、反発力Ｆ_２は、コイル電流Ｉ_１と誘導電流Ｉ_２との積に比例し、コイル２４と被加熱対象物１１（被ロウ付け箇所３１）の距離に反比例する。

．．．．．（式４）

Ｆ_２：反発力、Ｉ_１：コイル電流、Ｉ_２：誘導電流、a：コイル２４と被加熱対象物１１との距離、Ｈ_１：コイル側の磁界［Ａ／ｍ］、μ_０：真空の透磁率、Ｌ：（電流の流れる）導体の長さ。

このとき、第１及び第２可動部８ａ，８ｂが、図１Ｅに示すように、２つの第１及び第２環状導体部９ａ，９ｂと被加熱対象物１１（被ロウ付け箇所３１）との間に働く、誘導電流による反発力の方向１７と直交する同一の平面１８上に配置されているため、図２Ｃ及び図２Ｄの状態から図２Ｅ及び図２Ｆの状態に示すように、反発力によって、第１及び第２可動部８ａ，８ｂが容易に曲がる。

すなわち、先に説明したように、第１及び第２環状導体部９ａ，９ｂと被ロウ付け箇所３１との間には、距離に反比例した誘導電流の反発力が働く。この反発力により、第１及び第２可動部８ａ，８ｂが、２つの第１及び第２環状導体部９ａ，９ｂと被ロウ付け箇所３１との２つの隙間Ｇ_１，Ｇ_２の間隔が同じになるように自動的に曲がる。その結果として、図２Ｅ及び図２Ｆに示すように、２つの隙間Ｇ_１，Ｇ_２の間隔が均等になるように、第１及び第２可動部８ａ，８ｂが途中で屈曲するような動作を行う。

一方、図２Ａ及び図２Ｂのように、加熱部空間３０の中心と被ロウ付け箇所３１との位置が一致している場合には、前記誘導加熱による反発力がつりあっているため、第１及び第２可動部８ａ，８ｂには力が働かない。

一例として、具体的に各力を数値で表すと、コイル電流を５００Ａとし、第１及び第２環状導体部９ａ，９ｂの長さ（円周にあたる）をそれぞれ５０ｍｍとし、被加熱対象物１１である被ロウ付け箇所３１のリングロウ６の管径を７ｍｍとし、加熱部空間３０である第１及び第２環状導体部９ａ，９ｂ間の間隔を１０ｍｍとする。

本来は、図２Ａ及び図２Ｂに示すように、第１及び第２環状導体部９ａ，９ｂの中心に、被ロウ付け箇所３１の中心が位置すべきである。しかしながら、仮に、例えば、図２Ｃ及び図２Ｄのように、被ロウ付け箇所３１の中心軸Ｃ_２が加熱部空間３０の中心軸Ｃ_１から第１環状導体部９ａの方向に０．５ｍｍずれて位置していた場合、第１環状導体部９ａと被ロウ付け箇所３１との隙間Ｇ_１の間隔は０．５ｍｍとなり、第２環状導体部９ｂｓと被ロウ付け箇所３１との隙間Ｇ_２の間隔は１．５ｍｍとなる。このとき、第１及び第２環状導体部９ａ，９ｂと被ロウ付け箇所３１との間に働く力は、前述のマクスウエルの反力の式に当てはめると、第１環状導体部９ａと被ロウ付け箇所３１との間には２５５ｇ重の力が働き、第２環状導体部９ｂと被ロウ付け箇所３１との間隔は８５ｇ重の力が働くこととなり、この結果、第１及び第２環状導体部９ａ，９ｂには、差し引き１７０ｇ重の力が、被ロウ付け箇所３１から第１環状導体部９ａが離れる方向（被ロウ付け箇所３１に第２環状導体部９ｂが近づく方向）に働く。

ここで、例えば、加熱コイル２４全体を直径１／８インチの中空なまし銅管で構成し、第１及び第２可動部８ａ，８ｂを５０ｍｍ程度の直線にすると、前記の力で図２Ｅ及び図２Ｆのように、第１及び第２可動部８ａ，８ｂが、途中から、位置ずれを矯正する方向に自動的に曲がる。

（効果）
前記のように、誘導電流の反発力により、２つの第１及び第２環状導体部９ａ，９ｂと被ロウ付け箇所３１との２つの隙間Ｇ_１，Ｇ_２の間隔が均等になるように、すなわち、加熱部空間３０の中心に被ロウ付け箇所３１が位置するように、コイル２４が自立的に曲がる。このため、位置決め精度が低い簡易な移動機構でも、被ロウ付け箇所３１の均一な加熱を実現することができる。すなわち、コイル２４の位置決め機構が簡素化できるため、加熱性能が良く、かつ、規模の小さな生産設備を実現することができる。

なお、第１及び第２環状導体部９ａ，９ｂの代わりに、図３Ａ〜図３Ｃのように、ターン数を増やしたトロイダル状のコイルで第１及び第２環状導体部９ｃ，９ｄを構成してもよい。ターン数を増やすと、発生する磁界が増えるため、加熱電力も増え、かつ、第１及び第２可動部８ａ，８ｂを自立的に曲げる力を大きくすることができる。

なお、また、第１及び第２環状導体部９ａ，９ｂを、図４Ａ〜図４Ｃのように、円形でなく楕円形状の第１及び第２環状導体部９ｅ，９ｆにすることにより、楕円の長辺方向に広い加熱部空間３０が得られるようにしてもよい。

＜第２実施形態＞
（構造）
以下、本発明の第２実施形態にかかる、高周波誘導加熱ロウ付け用の加熱コイル２４を複数個配置した加熱装置の一例としてのロウ付け装置３２の構造を、図５Ａ及び図５Ｂを参照して、具体的に説明する。

ロウ付け装置３２は、第１実施形態にかかる加熱コイル２４を複数個備えるとともに、すべての加熱コイル２４を支持する支持部材の一例としてのテーブル１２と、テーブル１２を被加熱対象物１１に対して接離させる駆動装置の一例としての１軸スライダ１４とを備えている。以下、詳細に説明する。

ロウ付け装置３２は、複数のロウ付け箇所３１を持つ被加熱対象物１１があり、その複数のロウ付け箇所３１の相対位置に合わせて、第１実施形態にかかる加熱コイル２４を複数個並べて配置して、本第１実施形態で説明した加熱コイル２４の加熱部空間３０が位置されるよう、複数の整合用トランス３が据え付けられたテーブル１２を備えている。

整合用トランス３からは、それぞれケーブル２が出て、加熱コイル２４に流す高周波電流を生させる高周波電源１に接続されているが、図１Ａと同じであるため、図５Ａでは省略してある。

また、被加熱対象物１１は被加熱対象物設置台１３に載せられている。

また、テーブル１２は、１軸スライダ１４に載せられている。１軸スライダ１４は、２つの位置１２ａ，１２ｂ間を可動台１４ａが直線的に往復するように構成している。その１軸スライダ１４の一方の位置１２ａ（以降、「行き限」と呼ぶ。）は、各被加熱対象物１１が各加熱コイル２４の加熱部空間３０内に挿入される位置となるように調整されている。また、１軸スライダ１４の他方の位置１２ｂ（以降、「戻り限」と呼ぶ。）は、各被加熱対象物１１が各加熱コイル２４の加熱部空間３０内から離脱して、被加熱対象物１１を設置台１３に脱着する際、加熱コイル２４に干渉しない位置に調整されている。

（動作）
以下、本発明の第２実施形態の加熱装置の加熱コイルを使用して行う加熱方法を、図５Ａ及び図５Ｂを参照して、具体的に説明する。

まず、１軸スライダ１４の可動台１４ａを戻り限の位置１２ｂに移動させて、各加熱コイル２４が各被加熱対象物１１と接触しない状態で、設置台１３の上に複数の被加熱対象物１１を設置する。

次に、１軸スライダ１４の可動台１４ａを行き限１２ａの位置に移動させることにより、各被加熱対象物１１のロウ付け箇所３１が、対応する各加熱コイル２４の加熱部空間３０内に位置決めされる。

次に、高周波電源１につながれた整合用トランス３から、各加熱コイル２４に高周波電流をそれぞれ通電させると、第１実施形態に記載したように動作して、各加熱コイル２４により各ロウ付け箇所３１が加熱され、ロウ付けされる。

このとき、それぞれの加熱部空間３０の中心から、それぞれの被ロウ付け箇所３１の位置が任意の方向にずれてセットされていた場合でも、第１及び第２環状導体部９ａ，９ｂと被ロウ付け箇所３１との間に働く距離に反比例した誘導電流の反発力により、第１及び第２可動部８ａ，８ｂが、２つの第１及び第２環状導体部と被ロウ付け箇所３１との２つの隙間Ｇ_１，Ｇ_２の間隔が同じになるように自動的に曲がり、結果として、全ての加熱コイル２４において、２つの隙間Ｇ_１，Ｇ_２の間隔が均等になるように動作する。

（効果）
前記のように、複数のロウ付け箇所３１がある場合においても、前記のような過程で、誘導電流の反発力により、２つの第１及び第２環状導体部９ａ，９ｂと被ロウ付け箇所３１との２つの隙間Ｇ_１，Ｇ_２の間隔が均等になるように、すなわち、各加熱部空間３０の中心に各被ロウ付け箇所３１が位置決めされるように、加熱コイル２４が自立的に曲がるため、被ロウ付け箇所３１のロウ付け位置の精度がばらついている場合でも、第２実施形態のような簡易な１軸移動機構で、被ロウ付け箇所３１の均一な加熱を実現することができる。すなわち、加熱コイル２４の位置決め機構が簡素化できるため、加熱性能が良く、かつ、規模の小さな生産設備を実現することができる。

また、前記実施形態では、前記第１及び第２接続部７ａ，７ｂは、高周波電源１にケーブル２により接続された整合用トランス３の出力部に接続されているが、本発明は、このような構成に限られるものではない。例えば、整合用トランス３が高周波電源１に一体化されている場合は、前記第１及び第２接続部７ａ，７ｂは、高周波電源１の出力（接続部）に接続するようにしてもよい。

なお、前記様々な実施形態又は変形例のうちの任意の実施形態又は変形例を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。

本発明の高周波誘導加熱ロウ付け用の加熱コイル、加熱装置及び方法は、位置決め精度が低い簡易な移動機構でも、被ロウ付け箇所の均一な加熱を実現することができて、コイルの位置決め機構が簡素化できるとともに、加熱性能が良く、かつ、規模の小さな生産設備を実現することができる。よって本発明は、ロウ付け以外の誘導加熱、例えば、溶接又は誘導加熱一般などの用途にも適用できる。

１ 高周波電源
２ ケーブル
３ 整合用トランス
４ 加熱コイル
５ａ チューブ
５ｂ 継手管
６ リングロウ
７ａ 第１接続部
７ｂ 第２接続部
８ａ 第１可動部
８ｂ 第２可動部
９ａ，９ｃ，９ｅ 第１環状導体部 ９ｂ，９ｄ，９ｆ 第２環状導体部
１０ プレートフィン
１１ 被加熱対象物（熱交換器）
１２ テーブル
１２ａ 一方の位置（行き限）
１２ｂ 他方の位置（戻り限）
１３ 被加熱対象物設置台
１４ １軸スライダ
１５ 多軸ロボット
１６ 隙間量センサ
１７ 誘導電流による反発力の方向
１８ 反発力の成す軸と直交する一つの平面
１９ コントローラ
３０ 加熱部空間
３１ ロウ付け箇所
３２ ロウ付け装置
Ｇ_１，Ｇ_２ 隙間
Ｃ_１ 加熱部空間の中心軸
Ｃ_２ 被ロウ付け箇所の中心軸

Claims (3)

1. 高周波電流を通電して磁界を発生させ、前記磁界が集中する加熱部空間に、被ロウ付け箇所を有する被加熱対象物を位置させ、誘導電流により前記被ロウ付け箇所を加熱してロウ付けを行う加熱コイルにおいて、
   コイル両端の第１及び第２接続部と、前記第１及び第２接続部に続く第１及び第２可動部と、前記第１及び第２可動部に続く第１及び第２環状導体部とで構成され、
   高周波電源あるいは整合用トランスに前記第１及び第２接続部で接続され、
   前記第１接続部と前記第１環状導体部が前記第１可動部でつながれ、
   前記第２接続部と前記第２環状導体部が前記第２可動部でつながれ、
   前記第１及び第２可動部が、互いに平行な直線状の導体で構成され、かつ、前記第１及び第２環状導体部と、前記被ロウ付け箇所との間に働く、誘導電流による反発力の方向と直交する同一の平面上に配置され、
   前記第１及び第２環状導体部が、平行かつ同軸に配置されて同一方向に電流が流れるようにつながれて、前記第１及び第２環状導体部の間に前記加熱部空間を形成する、加熱コイル。
2. 請求項１に記載の加熱コイルを複数個備えるとともに、
   前記複数個の加熱コイルを複数個の前記被加熱対象物に対して一斉に接離させる駆動装置を備えて、
   前記駆動装置の駆動により前記複数個の加熱コイルを前記複数個の被加熱対象物に接近させて、各加熱コイルの前記加熱部空間内に各被加熱対象物の前記被ロウ付け箇所を位置させ、誘導電流により前記被ロウ付け箇所を一斉に加熱してロウ付けを行う、加熱装置。
3. コイル両端の第１及び第２接続部と、前記第１及び第２接続部に続く第１及び第２可動部と、前記第１及び第２可動部に続く第１及び第２環状導体部とで構成され、
   高周波電源あるいは整合用トランスに前記第１及び第２接続部で接続され、
   前記第１接続部と前記第１環状導体部が前記第１可動部でつながれ、
   前記第２接続部と前記第２環状導体部が前記第２可動部でつながれ、
   前記第１及び第２可動部が、互いに平行な直線状の導体で構成され、かつ、前記第１及び第２環状導体部と、前記被ロウ付け箇所との間に働く、誘導電流による反発力の方向と直交する同一の平面上に配置され、
   前記第１及び第２環状導体部が、平行かつ同軸に配置されて同一方向に電流が流れるようにつながれて、前記第１及び第２環状導体部の間に加熱部空間を形成する、加熱コイルを使用して、被ロウ付け箇所を有する被加熱対象物を加熱してロウ付けを行う、加熱方法であって、
   前記加熱部空間内に、被ロウ付け箇所を有する被加熱対象物を位置させた状態で、前記高周波電源あるいは前記整合用トランスから前記第１及び第２接続部に高周波電流を通電して磁界を発生させ、
   前記磁界が前記加熱部空間で集中して前記加熱コイルに誘導電流が流れ、前記加熱部空間の中心から前記被ロウ付け箇所の位置がずれているとき、前記第１及び第２環状導体部と前記被ロウ付け箇所との間に、距離に反比例した前記誘導電流の反発力が働き、前記第１及び第２可動部が、前記第１及び第２環状導体部と前記被ロウ付け箇所との２つの隙間の間隔が同じになるように自動的に曲って、前記２つの隙間の間隔が均等になるように動作しつつ、前記誘導電流により前記被ロウ付け箇所を加熱してロウ付けを行う、加熱方法。

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