JPH019115Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 Ａ 産業上の利用分野 本考案は電縫管等の製造に用いる誘導加熱装置
に関する。

Ｂ 考案の概要 発振器と誘導加熱コイルとをマツチングトラン
スを介して接続した高・中周波電流の誘導加熱装
置において、誘導加熱コイルに隣接して、マツチ
ングトランスと誘導加熱コイルにそれぞれ接続し
たエツジワイズ状複数回巻きの２次巻線と、エツ
ジワイズ状１ターンコイルにて複数個並列に設け
た２次側巻線とからなる高結合レヤー巻きのカツ
プリングコイルを挿入したことにより、小径の誘
導加熱コイルを使用する場合のインピーダンスマ
ツチングを向上させて誘導加熱コイルの出力をア
ツプし、よつて小径の１ターンコイルにて被加熱
材を効率よく加熱できるようにしたものである。

Ｃ 従来の技術 高・中周波を用いた電縫管は一般に次の方法で
製造される。すなわち、帯状板材を所定スピード
で移動させながら複数のガイドロールを通すこと
によつて徐々にパイプ状に曲げてオープンパイプ
とする。そして、このオープンパイプの対向する
両端縁をスクイズロールによつて突き合せてＶ字
状シーム部を形成し、高・中周波の誘導加熱コイ
ル内を通過させた後スクイズロールに通し溶接し
て電縫管が製造される。

ところで、上記誘導加熱コイル（以下ワークコ
イルという）の電気回路は第５図に示すように構
成されている。図において、１は真空管発振器、
２は空心のマツチングトランス、３はワークコイ
ル、４はワークコイルの内部に挿入する電縫管等
の被加熱材である。前記のワークコイル３は１タ
ーン又は複数ターンに巻回され被加熱材４の外側
に配置される。

Ｄ 考案が解決しようとする問題点 しかし、被加熱材４が例えば外径５mmφとか10
mmφのごとく小径の場合には、被加熱材４の外周
に配設されるワークコイル３も小径となるためイ
ンダクタンスＬが小さくなり、インピーダンスマ
ツチングがとれない。これに対する通常の対策
は、ワークコイル３の巻数を複数巻きに増やし
て、コイルリード部５のＬに対してワークコイル
３のＬを大きくすることである。しかし、この場
合、ワークコイル３の巻始めと巻終りのコイルリ
ード部５によつて漂遊磁束が周囲の機械と鎖交
し、軸電流や渦電流を誘起して過熱、損失が起
き、特に大電流使用時に問題となる。更に対向す
る両Ｖ字状シーム部の加熱が均等に行なわれなく
なるという問題点も生じる。また電縫管以外の例
えば一般の棒材やパイプ材よりなる被加熱材を加
熱する場合にも、加熱範囲を短くして加熱するこ
とができないなどの問題点が生じる。

これらの問題点を避けるためにワークコイル３
を１ターンコイルとした場合には小径のワークコ
イル３のインダクタンスＬが小さいためインピー
ダンスマツチングがとれないので、電源容量に比
してわずかな電力しかワークコイル３に投入でき
ない状態で使用しなければならないという問題が
生じる。すなわち１ターンコイルのＬが小さいと
いうことはコイルリード部５のドロツプが相対的
に大きくなることであり、第７図Ａ，Ｂのグラフ
から分るように40φ以下のワークコイル３は１タ
ーンのインダクタンスが小さくなり、とくに10〜
20φではワークコイル３のＬとコイルリード部５
のＬとがコンパラブルになり、マツチングが0.5
以下になつてワークコイル３の出力がわずかしか
取れない。

本考案は前記の両方の問題点を解決した１ター
ンの小径のワークコイルを具備した誘導加熱装置
を提供するものである。

Ｄ 問題点を解決するための手段 本考案は真空管式発振器の出力端子に空心のマ
ツチングトランスの１次側を接続し、該マツチン
グトランスの２次側に１ターンの誘導加熱コイル
を接続して被加熱物を誘導加熱する装置におい
て、 前記マツチングトランスの２次側端子と前記誘
導加熱コイルとの間に、マツチングトランスの２
次側に接続されるエツジワイズ状複数回巻きの１
次巻線と誘導加熱コイルに接続されるエツジワイ
ズ状１ターンにて複数並列に設けた２次巻線とを
有する高結合レヤー巻きのカツプリングコイルを
誘導加熱コイルに隣接して挿入したことを特徴と
する。

Ｅ 実施例 以下本考案を第１図〜第４図に示す実施例にも
とづいて説明する。なお、従来と同一部分には同
一符号を付して説明する。

本考案においては、ワークコイル３とマツチン
グトランス２との間にカツプリングコイル６を挿
入しており、しかもカツプリングコイル６はワー
クコイル３に隣接して挿入している。すなわち、
カツプリングコイル６はマツチングトランス２の
２次側に接続されるエツジワイズ状複数回巻きの
１次巻線６ａと、ワークコイル３に接続されるエ
ツジワイズ状１ターンにて複数並列に設けた２次
巻線６ｂとをレヤー状に一層ずゝ交互配置として
巻装してある。従つてこのカツプリングコイルで
は２次巻線と２次巻線を高結合の結合とすること
ができる。２次巻線６ｂとワークコイル３とは端
子７を介して結合してあるが、この間隔ｌは可及
的に小さく設け、ワークコイル３に近接させてワ
ークコイル３とカツプリングコイル６間のインダ
クタンスＬを極力小さくする。このようにワーク
コイル３に隣接して高結合のカツプリングコイル
６を配設することによりインピーダンスマツチン
グを改善できるので、例えば100〜400KHzにて従
来は１ターンのワークコイルに500KVAの出力を
得るためには4000KVAのコンデンサ皮相容量を
必要としたのに対して、本考案の実施例によると
同じく１ターンのワークコイルに500KVAの出力
を得るのに必要なコンデンサ皮相容量を
2500KVAに減らすことができた。

上述のように１ターンのワークコイル３で大出
力を得ることにより、次のような作用効果が期待
できる。例えば、10φ〜20φのアルミ、銅系統の
電縫管の溶接部の加熱を従来は２〜３ターンのワ
ークコイルを用いて行つており、それによる洩漏
磁束対策として通常セラミツクロールを使用して
いるが、本考案によると１ターンコイルを使用で
きることにより、金属スクイズロールを使用する
ことができ、スクイズロールの耐久性を向上でき
る。

また次の場合すなわち8φの鋼線芯材の外周
に11φ，0.5tの銅管を作る。11φの鋼撚線芯材の
外周に16φ，0.8tのAl管を作る。７〜10φのピ
アノ線芯材の外周に10〜16φ，１〜3tのAl管を作
る。これら、、の各電縫管溶接において
も、第４図Ａに示すワークコイル３に２〜３ター
ンのコイルを使用せず同図Ｂに示す１ターンコイ
ルが使用でき、この場合従来のセラミツクスクイ
ズロール８に代えて金属スクイズロール８ａが使
用できるとともに、第４図Ａ，Ｂに示すように溶
接点Ｗとワークコイル３間の距離をl₂＜l₁と小さ
くできることにより、従来芯材９が大巾に加熱し
て損耗するか、後工程のレジユーシング（つま
り、ダイス孔を通して外管の径を小さく絞つて芯
材と密着させる加工）に悪影響を及ぼした点が解
決された。

さらに、10φ近辺の線材を連続にフリーダイス
ドローイングするような精密加工を行なうとき、
ワークコイルが複数巻きであると急速加熱ができ
ず、かつ加熱長が長くなるが、本実施例によると
１ターンのワークコイルで大出力を取出すことが
できるから、加熱応力の分布を均等にでき、且つ
加熱上昇速度を自在なカーブを描くように設定す
ることができる。また被加熱材４の他例として細
物のシヤフト、スピンドル等の軸状物の移動焼
き、小物ギヤの焼入れ等においても１ターンコイ
ルのワークコイルが必要とされるが、従来はイン
ピーダンスマツチングが劣り、加熱効率．劣、電
源容量．大を要していたが、本実施例によるとイ
ンピーダンスマツチングが良くなり、加熱効率が
良く従つて電源容量が小さくてよいものである。

Ｆ 考案の効果 本考案によると、ワークコイルとマツチングト
ランスとの間において、ワークコイルに隣接し
て、マツチングトランスの２次側と接続するエツ
ジワイズ状複数回巻きの１次巻線と、ワークコイ
ルと接続するエツジワイズ状１ターンコイルで複
数個並列に設けた２次巻線とを有する高結合レヤ
ー巻きのカツプリングコイルを挿入したことによ
り、ワークコイルが小径の１ターンコイルであつ
てもインピーダンスマツチングを良好ならしめ高
い加熱効率を得ることができた。それにより例え
ば１ターンコイルによつて小さい電源容量でも実
用可能な出力を得ることができ、この１ターンコ
イルにより小径の被加熱材を効率良く、短い加熱
長でかつ精度高く加熱することができ、さらに電
力損失も少なくできたものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る誘導加熱装置の回路図、
第２図Ａはカツプリングコイルの斜視図、同図Ｂ
は結線図、第３図Ａはカツプリングコイルの２次
巻線の斜視図、第３図Ｂ，Ｃはカツプリングコイ
ルの平面図と側面図、第４図Ａ，Ｂは複数ターン
とシングルターンのワークコイルを用いた電縫管
の誘導加熱装置の説明図、第５図は従来の誘導加
熱装置の電気回路図、第６図は空心トランスの斜
視図、第７図Ａ，Ｂはワークコイルとコイルリー
ドとのインピーダンスマツチングの関係をグラフ
で示す図である。 １……真空管発振器、２……マツチングトラン
ス、３……ワークコイル、４……被加熱材、６…
…カツプリングコイル、６ａ……１次巻線、６ｂ
……２次巻線。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 真空管式発振器の出力端子に空心のマツチング
   トランスの１次側を接続し、該マツチングトラン
   スの２次側に１ターンの誘導加熱コイルを接続し
   て被加熱物を誘導加熱する装置において、 前記マツチングトランスの２次側端子と前記誘
   導加熱コイルとの間にマツチングトランスの２次
   側に接続されるエツジワイズ状複数回巻きの１次
   巻線と、誘導加熱コイルに接続されるエツジワイ
   ズ状１ターンコイルにて複数並列に設けた２次巻
   線とを有するカツプリングコイルを誘導加熱コイ
   ルに隣接して挿入したことを特徴とする誘導加熱
   装置。