JP2897519B2 - 高周波給電装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は高周波給電装置に関し、
回動通電部での溶着を防止したものである。

【０００２】

【従来の技術】鋼管を製造するには、特開昭５９−６１
５７７公報に記載のように例えばストリップをスパイラ
ル状に巻いてらせん状の継目を電気抵抗溶接するスパイ
ラル製管法が用いられる。この製法を用いるには、スト
リップ及びスパイラルパイプへ給電するための高周波給
電装置が用いられる。

【０００３】従来の高周波給電装置の構造を図２〜図５
に示す。図２において前処理旋回フレーム１より左上へ
送り出されるストリップ２は成形装置３によりらせん状
に巻かれて溶接されることによりスパイラルパイプ４と
なって回転しながら図中の左方へ移動する。前処理旋回
フレーム１は成形装置３に設けた回転中心４０を中心と
して回動自在に設けられる。前処理旋回フレーム１の摺
動ベース１ａ上には高周波出力の変圧器５が設けられ、
モータ６にねじ軸７、ナット材８を介して変圧器５が連
結されることにより変圧器５は移動可能となっている。

【０００４】変圧器５には図示しない絶縁部材を介在さ
せた一対のバスバー９ａ，９ｂが重ね合わせて設けられ
る。図４（ａ）に示すようにバスバー９ａには上下一対
のガイド部材１０と摺動部材１１とを介して移動台１２
が設けられ、バスバー９ａと移動台１２とをつなぐシリ
ンダ１３により移動台１２は水平移動可能である。移動
台１２には両端に軸受１６を有するリンク１４，１５を
介して昇降可能に昇降台１７が設けられ、モータ１８に
より回転されるねじ軸１９とねじ軸１９に螺合しかつピ
ン２０がリンク１４の端部の切欠部に係合するナット材
２１とが設けられる。昇降台１７の上端には軸受２２を
介して回動自在に受台２３が設けられ、受台２３上にコ
ンタクトシュー２４を介して設けられたコンタクトチッ
プ２５を揺動自在に支持するためにシリンダ２６が設け
られている。コンタクトチップ２５はスパイラルパイプ
４に当接して通電する。

【０００５】一方、図４（ｂ）に示すようにバスバー９
ｂには前記と同様の構成の昇降台１７と受台２３が設け
られ、受台２３の上にコンタクトシュー２４を介してコ
ンタクトチップ２７が設けられる。コンタクトチップ２
７はストリップ２に当接して通電する。但し、水平方向
へ移動する移動台は設けられていない。

【０００６】次に、図４（ａ），（ｂ）におけるＡ部の
詳細を図５に示す。図５は平面図である。図中、２８は
スペーサ、２９は絶縁板、３０は皿バネ、３１は受台２
３と一体化された回動軸、３２は回動軸３１のねじ部３
３に螺合されたナットである。

【０００７】斯かる高周波給電装置を用いる場合は、モ
ータ６あるいはシリンダ１３による水平方向の移動、モ
ータ１８による鉛直方向への移動、シリンダ２６による
角度設定を行うことにより、図４（ａ）に示すようにコ
ンタクトチップ２５をスパイラルパイプ４の外周面に当
接させかつ図４（ｂ）に示すようにコンタクトチップ２
７をストリップ２の下面に当接させる。コンタクトチッ
プ２５，２７に通電しながらストリップ２を送り、スト
リップ２をらせん状に成形すると、変圧器５→ブスバー
９ａ→移動台１２→コンタクトチップ２５→スパイラル
パイプ４→ストリップ２→コンタクトチップ２７→ブス
バー９ｂ→変圧器５へと高周波電流が流れ、順次形成さ
れるスパイラルパイプ４とストリップ２との突合部が高
周波溶接されてより長いスパイラルパイプ４が形成され
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、図５に示す
昇降台１７と受台２３との回動通電部は摺動を円滑に行
わせるために間隙が０．０５〜０．１ｍｍと小さく、そ
のためにこの部分でアーク放電を生じると、昇降台１７
に対して回動軸３１が溶着して回動不能になることがあ
る。この問題は昇降台１７と回動軸３１との間に青銅等
のブッシュを設けた場合にも同様である。また、図４に
示すＡ部だけでなくＢ部の回動通電部についても同様の
問題がある。

【０００９】そこで本発明は、斯る課題を解決した高周
波給電装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】斯る目的を達成するため
の本発明の構成は、一対の部材を、いずれか一方に固着
した回動軸を中心として相対的に回動自在にした一組の
回動通電部を並設した高周波給電装置において、他方の
部材に設けた孔にツバ付きのブッシュを嵌合するととも
に当該ブッシュに回動軸を挿通し、当該ブッシュのツバ
部を一方の部材に押圧する付勢手段を設けたことを特徴
とし、あるいはこれに加えてブッシュを鉛入り青銅で形
成し、当該ブッシュと摺動接触する部材を銅合金で形成
したことを特徴とする。

【００１１】

【作用】他方の部材に嵌合されたブッシュのツバ部が一
方の部材へ押圧されており、斯かる通電回動部が並設さ
れていることから、相互に反対方向に流れる高周波電流
の近接効果により電流の大半が他方の部材からツバ部を
介して一方の部材へ流れて回動軸へはほとんど流れな
い。このため、回動軸の外周面でのアーク放電による溶
着の問題は生じない。

【００１２】また、ブッシュを鉛入り青銅で形成し、ブ
ッシュと相対的に摺動する部材はこれより硬い銅合金で
形成すると、対称的に硬度差があることから金属どうし
の機械的摩耗が少ない。そして、もしもアーク放電が生
じた場合には融点の低い鉛が溶け出し自己潤滑を行うこ
とになる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて
詳細に説明する。なお、本実施例は従来の高周波給電装
置の一部を改良したものなので、従来と同一部分には同
一符号を付して説明を省略し、異なる部分のみを説明す
る。

【００１４】本発明による高周波給電装置の構成を、図
１（ａ），（ｂ）に示す。図１（ａ）は、図４（ａ），
（ｂ）におけるＡ部に相当する部分の構成であって図５
の構成を改良したものである。

【００１５】昇降台１７，回動軸３１，受台２３の材料
としては通電による損失を減ずるために本来は銅又は銅
合金が用いられる。しかし、摺動面間にアーク放電が発
生すると摺動面の一部が極部的に溶けて摺動面どうしが
溶着し回動不能になる。特に回動軸３１の外周面と昇降
台１７との間では間隙が小さいためにアーク放電が生じ
易い。これは、昇降台１７にブッシュを嵌合して設けた
場合でも同様である。本発明は、アーク放電が生じても
溶着が生じないように高周波電流の流路を一部変更し、
あるいはこれに加えて機械的摩耗が生じないように摺動
部分の材料の組み合わせを考慮したものである。

【００１６】図１（ａ）に示すように、昇降台１７の孔
にツバ３４ａを有するブッシュ３４が嵌合されており、
ブッシュ３４内に回転自在に回動軸３１が挿通されてい
る。そして、ツバ部３４ａが存在することから、従来の
スペーサは除去される。ブッシュ３４の材料としては鉛
入り青銅が用いられ、鉛の含有量は１５〜２５％に設定
される。そして、ツバ部３４ａを介して昇降台１７から
回動軸３１のフランジ部３１ａ及び受台２３へ通電を行
わせるため、ツバ部３４ａをフランジ部３１ａへ押圧す
るための付勢手段が設けられる。この付勢手段としては
従来の皿バネ３０がそのまま用いられる。

【００１７】ブッシュ３４と摺動接触しながら通電が行
われる部材としての回動軸３１の材料には例えばクロム
銅，カドミ銅，ベリリウム銅などの銅合金であって硬度
の大きいものが用いられる。本実施では回動軸３１にフ
ランジ部３１ａが存在するため、ツバ部３４ａの摺動接
触する部分がフランジ部３１ａとなるが、このフランジ
部３１ａが存在しなければツバ部３４ａは受台２３と摺
動接触することになるので受台２３も硬度の大きい銅合
金を用いることになる。

【００１８】次に、図４（ａ），（ｂ）に合計４ケ所あ
るＢ部の回動通電部については、Ａ部と略同一に構成さ
れるのでその説明を省略する。

【００１９】次に、図４（ａ）における摺動通電部であ
るＣ部の構成を図１（ｂ）に基づいて説明する。図のよ
うに一対のガイド部材１０の下面には図１（ａ）のブッ
シュ３４に対応するものであって鉛入り青銅からなる摺
動板３５が図示しないボルト等によりガイド部材１０に
夫々結合して設けられる。そして、摺動部材１１の両側
よりも外側の位置に設けた夫々４本のボルト３７、ナッ
ト３８により一枚の支持板３９が一対のガイド部材１０
に支持されガイド部材１０とナット３８との間にバネ３
６が設けられる。これらの支持板３９と摺動板３５との
間にこれらと摺動接触する摺動部材１１が挿通されてい
る。摺動板３５と摺動接触する摺動部材１１についても
機械的摩耗を防止するために図１（ａ）の場合と同様に
銅合金が用いられる。

【００２０】次に、斯かる高周波給電装置の作用を説明
する。変圧器５から高周波電流Ｉが供給されると、回動
通電部Ａでは昇降台１７へ流れた電流Ｉが回動軸３１の
軸部を通って受台２３へ流れる電流Ｉ₁とツバ部３４ａ
及びフランジ部３１ａを通って受台２３へ流れる電流Ｉ
₂とに分かれ、そのあと受台２３で合流してコンタクト
シュー２４→コンタクトチップ２７→ストリップ２→ス
プラインパイプ４→コンタクトチップ２５→コンタクト
シュー２４へと流れ、他方の受台２３等を前記とは逆の
方向から流れ変圧器５へ至る。

【００２１】スプラインパイプ４の成形中はコンタクト
チップ２５，２７とは上下方向へ揺れることから、回動
軸３１はブッシュ３４の内部で回動することになり、回
動軸３１の外周面とブッシュ３４の内周面とが摺動す
る。従来では電流Ｉ₁のルートのみを電流Ｉが流れる
が、本発明ではツバ部３４ａが存在し、かつツバ部３４
が皿バネ３０によりフランジ部３１ａへ押圧されること
から、一対の受台２３上を相互に反対方向へ流れる高周
波電流の近接効果により、電流Ｉのうちの約７０％が電
流Ｉ₂となって偏流し、残りの約３０％のみが従来のル
ートを流れる電流Ｉ₁となる。このため、回動軸３１の
外周面でのアーク放電による電気的摩耗が少ない。

【００２２】また、ブッシュ３４を鉛入り青銅で形成し
回動軸３１を鉛入り青銅より硬度の高い銅合金で形成し
たことから、相互に摺動接触する部材どうしの硬度が異
なり、機械的な摩耗が少ない。更に、この摺動接触する
部分でアーク放電が生じた場合にはブッシュ３４から融
点の低い鉛が溶け出し、自己潤滑が行われる。従って、
金属どうしが溶けて凹凸となり溶着して回動部がロック
するようなことはない。

【００２３】回動通電部Ｂについては回動通電部Ａと略
同一の構造であるため、作用も略同一であり、従って作
用の説明は省略する。

【００２４】摺動通電部Ｃについては図１（ｂ）に示す
ように鉛入り青銅からなる摺動板３５が設けられ、鉛入
り青銅よりも硬い銅合金からなる摺動部材１１が摺動板
３５と摺動接触するため、回動通電部Ａ，Ｂと同様にア
ーク放電による電気的摩耗が少なく、硬度差があること
から機械的な摩耗も少ない。

【００２５】以上のように回動通電部Ａ，Ｂと摺動通電
部Ｃとを介してコンタクトチップ２５，２７へ給電さ
れ、摺動部での溶着によるトラブルが生じないことから
コンタクトチップ２５，２７の回動，昇降，移動が円滑
に行われる。従って、スパイラルパイプ４，ストリップ
２へのコンタクトチップ２５，２７からの通電が確実に
行われる。

【００２６】なお、本実施例ではスパイラルパイプの製
造のための高周波給電装置として示したが、一般の電縫
管の製造のための高周波給電装置として用いることもで
きる。

【００２７】

【発明の効果】以上の説明からわかるように、請求項
１，２による高周波給電装置によれば、相対的に回動自
在な一対の部材のうちの回動軸を固着しない方の孔にツ
バ付きのブッシュを嵌合して当該ブッシュのツバ部を一
方の部材に押圧することから、一組の回動部を相互に反
対方向へ流れる高周波電流の近接効果により大半の電流
をツバ部から一方の部材へ偏流させることができる。従
って、回動軸の外周面におけるアーク放電による電気的
な摩耗を少なくすることができる。

【００２８】また、請求項２による高周波給電装置によ
れば、ブッシュを鉛入り青銅で形成し、当該ブッシュと
摺動接触する部材を鉛入り青銅より硬い銅合金で形成し
たので、ブッシュ及びブッシュと摺動接触する部材の機
械的摩耗が少ない。また、これらの間にアーク放電が生
じても融点の低い鉛が溶け出すことから自己潤滑性を有
し、金属どうしが溶けて凹凸になり溶着して回動部がロ
ック状態になることはない。

【００２９】以上のことから、回動通電部における溶着
のトラブルが生じず、例えばストリップ等へのコンタク
トチップの定圧加圧が確実に行われ、チップによる通電
マーク傷等を生じることかがなくなり、製品の品質低下
の防止となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による高周波給電装置の実施例に係り、
図１（ａ）は回動通電部の断面図、図１（ｂ）は摺動通
電部の断面図。

【図２】従来の高周波給電装置の平面図。

【図３】従来の高周波給電装置の正面図。

【図４】従来の高周波給電装置におけるコンタクトチッ
プ位置調整機構に係り、図４（ａ）はパイプ側給電用の
ものの正面図、図４（ｂ）はストリップ側給電用のもの
の正面図。

【図５】従来の高周波給電装置における回動通電部の断
面図。

【符号の説明】

１７…昇降台 ２３…受台 ３０…皿バネ ３１…回動軸 ３１ａ…フランジ部 ３４…ブッシュ ３４ａ…ツバ部

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対の部材を、いずれか一方に固着した
   回動軸を中心として相対的に回動自在にした一組の回動
   通電部を並設した高周波給電装置において、 他方の部材に設けた孔にツバ付きのブッシュを嵌合する
   とともに当該ブッシュに回動軸を挿通し、当該ブッシュ
   のツバ部を一方の部材に押圧する付勢手段を設けたこと
   を特徴とする高周波給電装置。
2. 【請求項２】 ブッシュを鉛入り青銅で形成し、当該ブ
   ッシュと摺動接触する部材を銅合金で形成したことを特
   徴とする請求項１に記載の高周波給電装置。