JP3165318B2 - 誘導融着用ワークコイル - Google Patents

誘導融着用ワークコイル

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は誘導融着用ワークコイ
ルに関し、特にたとえば継手に埋め込まれた磁性合金ヒ
ータを加熱してプラスチックパイプ等を融着するのに用
いられる、誘導融着用ワークコイルに関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の誘導融着用ワークコイルの一例
が国際公開ＷＯ９２／１５１８２号に開示されている。
このワークコイルは、その内面にコイル線が配置された
２つの半割り状物を含み、この半割り状物で継手を挟む
ようにして継手の周囲に装着される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来のワークコイルで
は、装置全体が大型であるため、取り扱い性が悪く、し
かもコスト高であるという問題点があった。また、ワー
クコイルの左右で磁力線の方向が逆になるので、両受継
手（ソケット）に適用した場合には左右の受口に左右の
磁力線をそれぞれ対応させて効率よく融着できるが、片
受継手に適用した場合には磁力の損失が大きくなり、融
着効率が低下するという問題点があった。
【０００４】それゆえに、この発明の主たる目的は、取
り扱い性を向上でき、コストを低減でき、しかも効率よ
く誘導融着できる、誘導融着用ワークコイルを提供する
ことである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明は、磁性合金ヒ
ータが埋め込まれた継手に高周波電源からの高周波電力
を付与してヒータを発熱させるためのワークコイルであ
って、 一定長さを有する１本のコイル線、コイル線の
両端に設けられたコネクタ、およびコイル線の自己イン
ダクタンスに適合する容量を有しかつコイル線とコネク
タとの間に直列に接続されたコンデンサを備え、継手を
融着接合するとき、コイル線を、継手の外周面上にまた
はコイルスペーサを介して継手の近傍に巻回し、かつコ
ネクタを用いて高周波電源に接続する、誘導融着用ワー
クコイルである。
【０００６】
【作用】接合時には、まず、継手の外周面を覆うように
してコイルスペーサが装着され、コイルスペーサの外周
面上にコイル線が巻回される。そして、コイル線の両端
に設けられたコネクタが高周波電源に接続される。高周
波電源においては、たとえばコネクタに形成されたＩＤ
ピンのＩＤコードを読み取ることによって継手の種類が
判別され、継手の種類に応じた出力・時間でワークコイ
ルに高周波電力が付与される。なお、コイル線は、継手
の外周面上に直接巻回されてもよい。
【０００７】
【発明の効果】この発明によれば、従来技術のような半
割り状物は不要であり、装置全体を軽量化できる。した
がって、取り扱い性を向上でき、しかもコストを低減で
きる。また、コイル線を継手の外周に巻回するようにし
ているので、磁力線の方向を一方向に統一でき、したが
って、効率よく誘導融着できる。
【０００８】この発明の上述の目的，その他の目的，特
徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳
細な説明から一層明らかとなろう。
【０００９】
【実施例】図１に示すこの実施例の誘導融着用ワークコ
イル１０は、継手（受口）１２に埋め込まれた磁性合金
ヒータ１４に高周波電流を付与して２つのプラスチック
パイプ１６および１８を融着接合するためのものであ
り、コイルスペーサ２０およびコイル線２２を含む。
【００１０】コイルスペーサ２０は、図２および図３に
示すように、たとえばポリカーボネイト等の耐熱性合成
樹脂からなる半割り円筒状の第１部分２４および第２部
分２６を含み、第１部分２４と第２部分２６とがヒンジ
部２８を介して開閉可能に連結される。また、第１部分
２４および第２部分２６の外周面上には、コイル線２２
を案内するための螺旋状の溝３０が形成され、溝３０の
両端部近傍には、コイル線２２を係止するための略半割
りリング状の係止具３２ａおよび３２ｂがヒンジ部３４
ａおよび３４ｂを介して取り付けられる。一方、第１部
分２４および第２部分２６の内面には、コイルスペーサ
２０を受口１２の外周面上に位置決めするための複数の
位置決め部３６が周方向に分布して形成される。位置決
め部３６は、図４からよくわかるように、受口１２の外
周面に当接し、かつ軸方向に延びる第１当接面３８を含
み、第１当接面３８の一方端（または両端）から内側に
突出して、受口１２の端面４０（または段差部４２）に
当接する第２当接面４４が形成される。
【００１１】コイル線２２は、たとえば多数のリッツ線
を必要な電力容量に従って撚り合わせたものであり、受
口１２のサイズに適合する長さを有し、防水等のために
ゴムホース等の被覆材４６（図１）によって被覆されて
いる。コイル線２２の一方端には、第１コネクタ４８が
設けられ、他方端には、コイル線２２の自己インダクタ
ンスに適合する容量を有するコンデンサ５０を介して第
２コネクタ５２が設けられ、第１コネクタ４８（または
第２コネクタ５２）には、継手サイズを認識するための
ＩＤピン５４（図５）が形成される。コンデンサ５０
は、モールドされ、またはケースに収納されること等に
よって保護される。
【００１２】接合時には、パイプ１６の受口１２にパイ
プ１８が挿入され、その状態で、受口１２の外周面上に
コイルスペーサ２０が装着される。このとき、図４に示
すように、コイルスペーサ２２の第１当接面３８が受口
１２の外周面に当接され、第２当接面４４が受口１２の
端面４０（または段差部４２）に当接される。したがっ
て、コイルスペーサ２０は、受口１２の外周面上におい
て径方向および軸方向のいずれにも位置決めされ得る。
【００１３】コイルスペーサ２０が位置決めされた後、
コイル線２２の一端が係止具３２ａによって溝３０の一
端に係止される。そして、コイルスペーサ２０を回転し
ながらコイル線２２が溝３０に沿って螺旋状に巻回さ
れ、コイル線２２の他端が係止具３２ｂによって溝３０
の他端に係止される。そして、第１コネクタ４８および
第２コネクタ５２が高周波電源装置５６の第１電極５８
および第２電極６０に接続され、ワークコイル１０に高
周波電力が付与される。すると、受口１２の内周面近傍
に埋設された磁性合金ヒータ１４に電磁誘導によって高
周波電流が付与され、表皮効果によってヒータ１４が急
激に発熱され、キュリー温度近傍で接合面が融着され
る。
【００１４】高周波電源装置５６は、図５に示すよう
に、マイクロコンピュータ６２を含む。マイクロコンピ
ュータ６２には、ＲＯＭ６４，ＲＡＭ６６およびインバ
ータ駆動回路６８等が接続され、ＲＯＭ６４には、表１
に示すような継手品種−出力−通電時間テーブルや継手
品種−ＩＤコードテーブル等が記憶される。
【００１５】
【表１】
【００１６】
【表２】
【００１７】また、インバータ駆動回路６８には、イン
バータ７０が接続され、インバータ７０には、トランス
７２を介して共振回路７４が接続される。共振回路７４
は、第１電極５８および第２電極６０（図１）にワーク
コイル１０の第１コネクタ４８および第２コネクタ５２
を接続することによって構成され、共振回路７４の共振
電流経路にはＣＴ７６が結合される。ＣＴ７６は、電流
／電圧変換アンプ８０を介してマイクロコンピュータ６
２に接続される。また、第１電極５８（または第２電極
６０）には、第１コネクタ４８（または第２コネクタ５
２）に形成されたＩＤピン５４と結合されるソケット８
２が形成される。ソケット８２は、ＩＤピン５４の９本
のピンＡ〜Ｉに対応する９個の端子ａ〜ｉを有し、その
うち１つの端子ａに直流電圧が印加され、残りの端子ｂ
〜ｉがフォトカプラ８４を介してマイクロコンピュータ
６２に接続される。フォトカプラ８４を構成するフォト
トランジスタのコレクタには、直流電圧が印加される。
この実施例では、ＩＤピン５４の入力ピンＡとピンＨお
よびＩとが接続される。したがって、ＩＤピン５４とソ
ケット８２とが接続されると、端子ｉおよびｈのそれぞ
れに接続されたフォトカプラから出力ピンＩおよびＨに
対応して「１」が入力され、他の出力ピンＢ〜Ｇに対応
して「０」が入力され、継手品種−ＩＤコードテーブル
（表２）との対比により、ワークコイル１０が適用され
る継手の品種が「φ５０のソケット」であると認識され
る。このようにして継手の品種が認識された後、継手品
種−出力−通電時間テーブル（表１）から継手の品種
（φ５０のソケット）に対応したデータが読み込まれ、
７５０Ｗで９０秒間の通電が開始される。
【００１８】ワークコイル１０への通電が終了すると、
第１コネクタ４８および第２コネクタ５２が第１電極５
８および第２電極６０から取り外され、コイル線２２
が、図６に示すように、巻取具８６に巻き取られる。そ
して、コイルスペーサ２０が受口１２から取り外され
る。この実施例によれば、装置全体を軽量化できるの
で、取り扱い性を向上でき、しかもコストを低減でき
る。また、コイル線２２を受口１２の外周に巻回するよ
うにしているので、高周波電力が付与されたときに生じ
る磁力線の方向を一方向に統一できる。したがって、磁
力の損失を低減でき、融着効率を向上できる。
【００１９】なお、上述の実施例では、コイルスペーサ
２０を介してコイル線２２を巻回するようにしている
が、受口ないし継手の外周面上に直接コイル線２２を巻
回するようにしてもよい。また、放射ノイズの発生を防
止するために、図７に示すようなコイル線８８を用いる
ようにしてもよい。このコイル線８８は、上述したコイ
ル線２２の外面に、フェライトが練り込まれた帯状のシ
ールド部９０を軸方向に延びて形成したものである。コ
イル線８８を受口ないし継手の外周面上またはその近傍
に巻回すると、シールド部９０が幅方向に連接されるこ
とによってシールド層が形成され、このシールド層に磁
力線が導かれて、放射ノイズの発生が防止される。
【００２０】また、継手の品種を認識する手段として
は、上述の実施例のようなＩＤピン５４を用いる方法以
外に、高周波インピーダンスや共振周波数を測定するこ
とによって認識する方法等が用いられてもよい（特願平
５−７４４５０号）。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例を示す図解図である。
【図２】図１実施例で用いられるコイルスペーサを示す
正面図である。
【図３】コイルスペーサを示す側面図である。
【図４】コイルスペーサの内面に形成された位置決め部
を示す図解図である。
【図５】高周波電源装置を示すブロック図である。
【図６】コイル線を巻取具に巻き取った状態を示す図解
図である。
【図７】シールド部を有するコイル線を示す図解図であ
る。
【符号の説明】
１０ …誘導融着用ワークコイル １２ …受口 １４ …磁性合金ヒータ １６，１８ …プラスチックパイプ ２０ …コイルスペーサ ２２，８８ …コイル線 ３６ …位置決め部 ４８，５２ …コネクタ ５０ …コンデンサ ５４ …ＩＤピン ５６ …高周波電源装置
フロントページの続き (72)発明者 永松 茂儀 大阪府堺市石津北町64番地 株式会社ク ボタ ビニルパイプ工場内 (72)発明者 神田 雅之 大阪府堺市石津北町64番地 株式会社ク ボタ ビニルパイプ工場内 (56)参考文献 特開 昭63−181289（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−196187（ＪＰ，Ａ) 国際公開92／15182（ＷＯ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H05B 6/10 H05B 6/36 F16L 47/02

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】磁性合金ヒータが埋め込まれた継手に高周
    波電源からの高周波電力を付与して前記ヒータを発熱さ
    せるためのワークコイルであって、 前記一定長さを有する１本のコイル線、 前記コイル線の両端に設けられたコネクタ、および前記
    コイル線の自己インダクタンスに適合する容量を有しか
    つ前記コイル線と前記コネクタとの間に直列に接続され
    たコンデンサを備え、前記継手を融着接合するとき、 前記コイル線を、前記継
    手の外周面上にまたはコイルスペーサを介して前記継手
    の近傍に巻回し、かつ前記コネクタを用いて前記高周波
    電源に接続する、誘導融着用ワークコイル。
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