JP3260455B2 - 拡散接合用誘導加熱コイル - Google Patents

拡散接合用誘導加熱コイル

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JP3260455B2 JP34533292A JP34533292A JP3260455B2 JP 3260455 B2 JP3260455 B2 JP 3260455B2 JP 34533292 A JP34533292 A JP 34533292A JP 34533292 A JP34533292 A JP 34533292A JP 3260455 B2 JP3260455 B2 JP 3260455B2
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伸典 岸
文雄 樫本
千晃 佐々木
司 前之園
修 望月
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Nippon Steel Corp
Dai Ichi High Frequency Co Ltd
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Sumitomo Metal Industries Ltd
Dai Ichi High Frequency Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば建設現場等にお
いて、鉄筋・管・棒鋼等の条材を現場作業で拡散接合す
る装置に用いる誘導加熱コイルに関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、鉄筋・管・棒鋼等の条材を現場作
業で接合する方法として、優れた溶接品質を容易に得る
ことができ、しかも施工能率の良い拡散接合が採用され
るようになってきている(例えば特開昭62−9778
4号公報、特開平2−241677号公報等)。
【0003】かかる拡散接合装置において、管Pの突き
合わせ部分の加熱を行う誘導加熱コイル1は、図8に示
すように、銅製で内部水冷構造の2分割型加熱コイル2
と、この加熱コイル2に、印加電流によって高周波電流
をコイルリード3を介して通電する高周波トランス4と
で構成された、上下2分割構造となされており、分割部
2か所をボルト5で締めつけて一体化する据え置き型の
ものであった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た据え置き型の誘導加熱コイルは、次に列挙する問題が
ある。 分割型ではあるが、加熱コイルの開閉機構を備えて
いないので、被接合材への脱着が困難である。 管等の中空の被接合材を加熱した場合、給電部及び
分割部近傍の温度は他の部分に比べて低温となるので、
被接合材の均一加熱が困難である。この傾向は被接合材
が薄肉になるほど顕著であり、品質上問題がある。 加熱コイルは導電性を考慮して一般的に銅製である
ので、強度・剛性が低く、さらに交流の大電流を流した
場合、機械的振動も加わるので、容易に変形してしま
う。 シールド機構がないので、接合部の酸化が著しく、
機械的性質が劣化する。仮に、シールドした場合には、
接合部が加熱コイルで覆われているので、その温度測定
が不可能になり、均一加熱できているか否かの確認がで
きなくなる。
【0005】本発明は上記した問題点に鑑みて成された
ものであり、従来の誘導加熱コイルにあった上記した欠
点を全て解決できる拡散接合用誘導加熱コイルを提供す
ることを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明の拡散接合用誘導加熱コイルは、2個で
対を成し、対を成す一方端部にそれぞれヒンジ部を設け
て開閉自在に構成したコイル本体と、突き合わせ状態の
被接合材への脱着時、コイル本体の開閉操作を行うべく
対をなす一方のコイル本体の他方端部にシリンダを、ま
た他方のコイル本体の他方端部にロッドをそれぞれ枢着
したシリンダ装置と、コイル本体に高周波電流を通電す
るために前記ヒンジ部に密着状に取り付けられる給電用
端子とから成り、前記コイル本体は、その内周側に冷却
水通路となる溝を設けた所要の剛性を有する非磁性体の
部材と、この部材の内周側にこれと一体となるように固
着した銅板とで構成し、かつ、その内周形状はヒンジ部
を通る直径がこれと直角方向の直径より短い楕円形状を
有し、また、前記ヒンジ部はコイル本体と同様の溝を設
けた所要の剛性を有する非磁性体の部材と、この部材の
コイル本体と接する側に固着した銅板とで構成し、さら
に、コイル本体の両側にはコイル本体部分を無酸化状態
に保つためのガス噴出用チャンバーを設置したこととし
ているのである。
【0007】
【作用】本発明の拡散接合用誘導加熱コイルは、2個で
対を成すコイル本体の一方端部にそれぞれヒンジ部を設
けて開閉自在に構成し、シリンダ装置により機械的に開
閉可能となしているので、被接合材への脱着が容易であ
る。また、コイル本体は、所要の剛性を有する非磁性体
の部材と、この部材の内周側にこれと一体となるように
固着した銅板とで構成しているので、強度・剛性が高
く、交流の大電流を流した場合、機械的振動が加わって
も、容易に変形しない。さらに、コイル本体の内周形状
は、ヒンジ部を通る直径がこれと直角方向の直径より短
い楕円形状を有しており、かつ、ヒンジ部はコイル本体
と同様に構成しているので、被接合材を均一に加熱でき
る。またさらに、コイル本体の両側にはコイル本体部分
を無酸化状態に保つためのガス噴出用チャンバーを設置
しているので、接合部は酸化せず、機械的性質が劣化し
ない。
【0008】
【実施例】以下、本発明を図1〜図7に示す1実施例に
基づいて説明する。図1は本発明拡散接合用誘導加熱コ
イルの正面図、図2は一方のコイル本体の図面で、
(a)は正面図、(b)は側面図、図3は他方のコイル
本体の図面で、(a)は正面図、(b)は側面図、図4
はコイル断面の詳細図で、(a)は正面図、(b)は
(a)図の矢視B−B図、図5の(a)は他方のコイル
本体に設けたヒンジ部の断面図、(b)は(a)の側面
図、図6はコイル本体に設けた測温孔部分の説明図、図
7はコイル本体の両側に設けるガス噴出用チャンバーの
説明図である。
【0009】図1〜図7において、11aは一方のコイ
ル本体、11bは他方のコイル本体であり、これらは2
個で対を成し、それぞれは、図4に示すように、その内
周側に溝11cを設けた所要の剛性を有する非磁性体の
部材、例えばステンレス材11dと、このステンレス材
11dの内周側に、前記溝11cを覆って冷却水の通路
となすべく、例えばろう付けにより固着された銅板11
eとで構成されている。
【0010】そして、前記コイル本体11a・11b
は、それぞれ一方端部にヒンジ部12a・12bを設
け、このヒンジ部12a・12bを支点として開閉が自
在なように構成されている。これらヒンジ部12a・1
2bは、コイル本体11a・11bと同様に、図5に示
すように、その内周側に溝12cを設けた所要の剛性を
有する非磁性体の部材、例えばステンレス材12dと、
このステンレス材12dのコイル本体11a・11bと
接触する側に、前記溝12cを覆って冷却水の通路とな
すべく、例えばろう付けにより固着された銅板12eと
で構成されている。
【0011】また、コイル本体11a・11bの他方端
部には、突き合わせ状態の例えば管Pへの脱着時、コイ
ル本体11a・11bの開閉を行うためのシリンダ装置
13が設置されている。すなわち、一方のコイル本体1
1aの他方端部にシリンダを枢支し、他方のコイル本体
11bの他方端部にロッドを枢支して、シリンダ装置1
3のロッドを出退動させることにより、対を成すコイル
本体11a・11bに前記ヒンジ部12a・12bを支
点する開閉を行わせるのである。そして、コイル本体1
1a・11bの他方端におけるお互いの当接部は、図2
及び図3に示すように、それぞれその内側に例えば銀め
っきを施した銅製の凸部14aと凹部14bが設けら
れ、閉操作時の位置決めと、両コイル本体11a・11
b間の通電が容易なようになっている。なお、ロッドを
枢支している軸13aは図示しない拡散接合装置を構成
するクランプ機構とつながっており、コイル本体11a
・11bの開閉と同調して管Pのクランプ及びその開放
を行うようになされている。
【0012】また、前記対を成すコイル本体11a・1
1bは、その閉操作時、内周形状がヒンジ部12a・1
2bを通る直径がこれと直角方向の直径より短い楕円形
状を有するように形成されている。すなわち、ヒンジ部
12a・12bと管Pとの隙間を、他の部分と管Pとの
隙間より小さくしているのである。
【0013】また、コイル本体11a・11bの適数箇
所(本実施例ではそれぞれ2か所)には、図6に示すよ
うに、測温孔15が開設され、これら測温孔15に例え
ば放射温度計を装着して、接合品質に大きな影響を及ぼ
す接合部の温度を常時測定できるようになっている。
【0014】16は、図7に示すように、コイル本体1
1a・11bと絶縁させた噴出孔16aを有するガス噴
出用チャンバーであり、コイル本体11a・11bの両
側に配置され、誘導加熱を受けにくい例えば銅等の非磁
性体で製作されている。本実施例では、このガス噴出用
チャンバー16は、コイル本体11a・11bを構成す
るステンレス材11dに多数突設されたスタッドボルト
11fによって、シール材17及びシール押さえ板18
を介してコイル本体11a・11bに取り付けるものを
示している。なお、シール材17は高温部と接触するの
で耐熱性を有する例えばアルミナ繊維製のものが望まし
い。また、シール押さえ板18はシール材17の局端子
変形や破損を防止するためのものであり、管Pとの隙間
が1〜2mmとなるようにすればシール性も向上する。
【0015】19はコイル本体11a・11bに高周波
電流を通電するための給電用端子であり、図7に示すよ
うに、前記ヒンジ部12a・12bにスプリング20を
介して常時一定圧力で密着して取り付けられ、通電性を
損なうことなくコイル本体11a・11bの開閉が行え
るようになっている。
【0016】本発明の拡散接合用誘導加熱コイルは、以
上説明したような構成であり、接合しようとする管Pの
接合部に本発明誘導加熱コイルを位置させたのち、接合
装置のクランプ機構を作動させれば、シリンダ装置13
のロッドが出動作してコイル本体11a・11bは開状
態から閉状態となって、管Pに装着できる。
【0017】かかる状態で給電用端子19を介してコイ
ル本体11a・11bに高周波電流を通電すれば、高周
波電流は、ヒンジ部12a・12bを通ってコイル本体
11a・11bに流れ、コイル本体11a・11bを発
熱させる。この際、本発明では銅板11e・12eが電
路であって、電流は銅板11e・12eの表面を流れる
ので、銅板11e・12eの厚さは必要以上に厚くする
必要はなく、電流浸透深さの2.2倍程度であればよ
い。
【0018】上記したコイル本体11a・11bの発熱
によって管Pの接合部分を加熱するのであるが、本発明
では、コイル本体11a・11bの閉操作時、内周形状
が、ヒンジ部12a・12bを通る直径がこれと直角方
向の直径より短い楕円形状を有するように形成されてい
るので、管Pを均一に加熱できることになる。
【0019】また、上記した管Pの加熱時、チャンバー
16から接合部周辺に不活性ガスを噴出しておくので、
接合部の酸化を防止できる。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
対を成す2個のコイル本体を開閉自在に構成し、シリン
ダ装置により機械的に開閉可能となしているので、被接
合材の脱着が容易であり、接合時間の短縮が図れる。ま
た、コイル本体は、所要の剛性を有する非磁性体の部材
と、この部材の内周側にこれと一体となるように固着し
た銅板とで構成しているので、強度・剛性が大幅に向上
し、被接合材との衝突・干渉による変形・損傷を大幅に
低減できる。さらに、コイル本体の内周形状を、ヒンジ
部を通る直径がこれと直角方向の直径より短い楕円形状
と成しており、かつ、ヒンジ部はコイル本体と同様、所
要の剛性を有する非磁性体の部材と銅板とで構成してい
るので、ヒンジ部直下の温度低下を防止でき、被接合材
を均一に加熱できる。またさらに、コイル本体の両側に
はコイル本体部分を無酸化状態に保つためのガス噴出用
チャンバーを設置しているので、接合部は酸化せず、機
械的性質が劣化しない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明拡散接合用誘導加熱コイルの正面図であ
る。
【図2】一方のコイル本体の図面で、(a)は正面図、
(b)は側面図である。
【図3】他方のコイル本体の図面で、(a)は正面図、
(b)は側面図である。
【図4】コイル断面の詳細図で、(a)は正面図、
(b)は(a)図の矢視B−B図である。
【図5】(a)は他方のコイル本体に設けたヒンジ部の
断面図、(b)は(a)の側面図である。
【図6】コイル本体に設けた測温孔部分の説明図であ
る。
【図7】コイル本体の両側に設けるガス噴出用チャンバ
ーの説明図である。
【図8】従来の拡散接合用誘導加熱コイルの1例を示す
正面図である。
【符号の説明】
11a 一方のコイル本体 11b 他方のコイル本体 11c 溝 11d ステンレス材 11e 銅板 12a 一方のヒンジ部 12b 他方のヒンジ部 12c 溝 12d ステンレス材 12e 銅板 13 シリンダ装置 16 ガス噴出用チャンバー 19 給電用端子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐々木 千晃 大阪府大阪市中央区北浜4丁目5番33号 住友金属工業株式会社内 (72)発明者 前之園 司 神奈川県川崎市川崎区殿町2丁目8番3 号 第一高周波工業株式会社内 (72)発明者 望月 修 神奈川県川崎市川崎区殿町2丁目8番3 号 第一高周波工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−97784(JP,A) 特開 平2−241677(JP,A) 実開 平1−165183(JP,U) 実開 平4−134283(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B23K 20/00 H05B 6/36 H05B 6/10

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 2個で対を成し、対を成す一方端部にそ
    れぞれヒンジ部を設けて開閉自在に構成したコイル本体
    と、突き合わせ状態の被接合材への脱着時、コイル本体
    の開閉操作を行うべく対をなす一方のコイル本体の他方
    端部にシリンダを、また他方のコイル本体の他方端部に
    ロッドをそれぞれ枢着したシリンダ装置と、コイル本体
    に高周波電流を通電するために前記ヒンジ部に密着状に
    取り付けられる給電用端子とから成り、前記コイル本体
    は、その内周側に冷却水通路となる溝を設けた所要の剛
    性を有する非磁性体の部材と、この部材の内周側にこれ
    と一体となるように固着した銅板とで構成し、かつ、そ
    の内周形状はヒンジ部を通る直径がこれと直角方向の直
    径より短い楕円形状を有し、また、前記ヒンジ部はコイ
    ル本体と同様の溝を設けた所要の剛性を有する非磁性体
    の部材と、この部材のコイル本体と接する側に固着した
    銅板とで構成し、さらに、コイル本体の両側にはコイル
    本体部分を無酸化状態に保つためのガス噴出用チャンバ
    ーを設置したことを特徴とする拡散接合用誘導加熱コイ
    ル。
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