JPH0613169A - 誘導加熱装置およびその製造方法 - Google Patents

誘導加熱装置およびその製造方法

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JPH0613169A
JPH0613169A JP5114123A JP11412393A JPH0613169A JP H0613169 A JPH0613169 A JP H0613169A JP 5114123 A JP5114123 A JP 5114123A JP 11412393 A JP11412393 A JP 11412393A JP H0613169 A JPH0613169 A JP H0613169A
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JP
Japan
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jaw
conductor
induction heating
heating device
mandrel
Prior art date
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Withdrawn
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JP5114123A
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English (en)
Inventor
H Mcguffygan Thomas
トーマス・エイチ・マクガフィガン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Metcal Inc
Uponor Aldyl Co Inc
Original Assignee
Metcal Inc
Uponor Aldyl Co Inc
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH0613169A publication Critical patent/JPH0613169A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 コンパクトで高効率のソレノイドタイプの誘
導加熱装置を提供しようとする。 【構成】 密に離隔した内方導体は、顎状構造体の内方
面に沿って顎状構造体軸に直角に延び、広く離隔した外
方導体は、顎状構造体の外方面に沿って顎状構造体軸に
直角に延びている。顎状構造体の内方面は、内方導体に
隣接した複数の軸方向に延びるフェライトロッドを有す
る。内方面および外方面における導体は、電流が逆方向
に流れるよう相互接続されており、外方導体は、磁界放
射を現象させ、フェライトロッドと内方導体との間のス
ペースは、外方導体による反対方向の磁界に関わらず、
強い中心磁界を発生する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、包囲巻回式の誘導加
熱装置およびその製造方法に関し、特に、前方アクセス
部または側方アクセス部を介して、様々なサイズまたは
直径を有する負荷の周囲に配設可能な、ソレノイドタイ
プの可撓性誘導加熱装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】この発明と同様な機能を実行する装置と
しては、様々なものが従来より知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの従来
の装置は、アークやスパークが発生しやすい電気接点を
使用する、サイズが大きくて嵩ばる銅製誘導コイルから
なるものであった。
【０００４】また、これらの従来の装置のあるものは、
サイズが大きくて嵩ばるクラムシェルタイプの誘導コイ
ル、または、側方から負荷にアクセスすることができ
ず、自由端からのみアクセス可能なソレノイドタイプの
誘導コイルであった。
【０００５】この発明は上述の点に鑑みてなされたもの
で、ソレノイドタイプであって、効率が高く、一方向性
の磁界誘導コイル装置を提供しようとするものである。
【０００６】この発明の主要な目的は、好ましくは鳥籠
タイプのヒータである単一のまたは一連のヒータが、そ
の両端にプラスチックパイプを挿入した連結スリーブが
溶着のために均等に加熱されるよう、単一の同軸電磁界
を発生するソレノイドタイプの誘導コイル構造を提供す
ることである。
【０００７】この発明の他の目的は、広い高周波数領域
に亘って使用可能な誘導コイル装置を提供することであ
る。
【０００８】また、この発明の他の目的は、様々なサイ
ズおよび種類の負荷の周囲に巻回可能であり、または、
このような負荷に側方からアクセス可能なソレノイドタ
イプの誘導コイル装置を提供することである。
【０００９】さらに、この発明の他の目的は、内方巻線
部および外方巻線部を有するソレノイドタイプの誘導コ
イル装置であって、これらの巻線部が、前記内方巻線部
に隣接するフェライトを使用することによって、該装置
の電気効率を向上するよう配置されており、これによ
り、前記外方巻線部に対する内方巻線部の電磁界強度を
高めることができるようになって誘導コイル装置を提供
することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、この発明に係る誘導加熱装置は、可撓性を有するソ
レノイドタイプの誘導加熱装置であって、長尺の内方面
および外方面、並びに、前記内方面および外方面におい
て該装置の長尺方向に直角な方向に設けられた電流流動
導体を有する長尺の顎状構造体を具備し、前記顎状構造
体が前記長尺方向に直角な方向に拡開可能であり、これ
により、前記顎状構造体の隣接対向した縁部同士が互い
に分離されるようになっており、前記電流流動導体が前
記装置の長尺方向に略直角な面内に延びており、前記外
方面における前記導体間のスペースが前記内方面におけ
る前記導体間のスペースより大きくなっており、さら
に、前記内方面における前記導体に近接して、前記装置
の長尺方向に延びた高透磁率面を具備したものである。
【００１１】また、この発明に係る誘導加熱装置は、可
撓性を有するソレノイドタイプの誘導加熱装置であっ
て、内方面および外方面、ならびに、前記内方面および
外方面においてその円筒構造の軸に直角な方向に設けら
れた電流流動導体を有する略円筒状の顎状構造体を具備
し、前記顎状構造体が前記円筒構造の軸に直角な方向に
拡開可能であり、これにより、前記顎状構造体の隣接対
向した縁部同士が互いに分離されるようになっており、
前記電流流動導体が前記円筒構造の軸に略直角な面内に
延びており、前記外方面における導体間のスペースが前
記内方面における導体間のスペースより大きくなってい
ることを特徴とするものである。
【００１２】さらに、この発明に係る誘導加熱装置は、
ヒンジによって互いに連結されており、通常時において
開放している顎部材と、前記顎部材を閉じるための引き
金状機構と、その一端が一方の前記顎部材の外方面に固
着されており、前記顎部材の内方において、湾曲した略
円形部材を形成している少なくとも１つの誘導コイルバ
ンドとを具備し、前記コイルバンドが、前記顎部材の内
方から、他方の前記顎部材の外方面に沿って延びてい
て、その他端が前記引き金状機構に連結されており、こ
れにより、前記顎部材が閉じることによって負荷の周囲
に緊縮するようになっていることを特徴とするソレノイ
ドタイプの誘導加熱装置である。
【００１３】さらに、この発明に係る方法は、その内方
面および外方面に巻線部を有し、前記内方面の巻線部に
隣接した強磁性ロッドアセンブリを有する円筒状の顎状
構造体を製造する方法であって、湾曲面を持つ領域を有
するマンドレルの表面に沿う長手方向に各ロッドが延
び、前記ロッドが前記マンドレルの長手軸を横断するよ
う横並び状態に、前記ロッドアセンブリを前記マンドレ
ルに沿って配列する工程と、前記マンドレルおよびフェ
ライトロッドの周囲に電流流動導体を巻回する工程と、
前記導体を前記フェライトロッドアセンブリに固着する
工程と、前記マンドレルから前記ロッドおよび導体を取
り外し、その側方縁部が当接するよう前記構造体を湾曲
させる工程とからなるものである。
【００１４】
【作用】この発明は、略円筒形または同様な形状を有す
る顎状構造体からなるソレノイドタイプの誘導コイル装
置を提供する。前記顎状構造体は、対向縁部同士が分離
できるような可撓性を有する単一の顎部材、または、ヒ
ンジ連結された複数の顎部材からなるものとすることが
できる。前記顎状構造体は、開かれて、負荷の周囲にピ
ッタリと嵌合させられるか、または、該負荷上に滑りば
めされ、その後、前記負荷を把持するため閉じられる。
【００１５】前記顎部材は、前記顎状構造体の内方面お
よび外方面に沿って、連続したソレノイドタイプの巻線
部を有する。好ましい実施例において、外方ソレノイド
によって発生される磁界に比べて内方ソレノイドによっ
て発生される磁界を大幅に増加させるため、前記顎部材
は、前記内方ソレノイドに隣接してフェライト部材を有
し、これにより、前記内方ソレノイド巻線部によって包
囲された領域において強い磁界を発生できるようになっ
ている。
【００１６】前記外方ソレノイドは、帰還電流路を形成
し、前記外方ソレノイド巻線部の外方において、前記内
方ソレノイドによる磁界に対向する磁界を発生すること
によって、磁界放射を減少させるために使用される。前
記フェライト部材が無いときにおいても、前記内方ソレ
ノイド巻線部のより密に離隔した巻きがより強い磁界を
発生するよう、前記外方ソレノイド巻線部は、広く離隔
した巻きを有するものである。
【００１７】前記フェライト部材が前記内方ソレノイド
巻線部に付加された場合、前記フェライト部材は、磁界
の磁束密度を増大させるだけではなく、磁界が前記内方
ソレノイド巻線部の内方領域に集中するようにし、該磁
界をより均等化する。
【００１８】この特徴および磁束の軸方向特性により、
負荷（ヒータ）に誘導される電流が円形である、すなわ
ち、電流が前記ヒータのスリーブの軸に直角に流れ、こ
の電流路が導電性の負荷の内部で完結するので、該装置
が、負荷を均等に加熱するために負荷を完全に包囲する
必要がなくなる。
【００１９】この発明のさらに他の実施例において、前
記外方ソレノイド巻線部の巻きは、この装置の内径の少
なくとも１／４に等しい距離だけ、前記内方ソレノイド
巻線部の巻きから半径方向外方に離隔している。
【００２０】最大の性能つまり効果は、(1)前記内方ソ
レノイド巻線部に隣接した高透磁率材料の使用、(2)前
記外方ソレノイド巻線部における広い軸方向のスペー
ス、(3)前記外方ソレノイド巻線部の前記内方ソレノイ
ド巻線部から半径方向への離隔、の３つの構成によって
実現される。前記３つの構成のいずれも、所望の効果を
ある程度まで実現するものであるが、上述したように、
これら３つの構成のすべてを組合わせて採用した場合
に、最大の効果が得られる。個々の構成によっては、そ
の半分の効果しか実現されない。
【００２１】前記顎部材を拡開するために、多くの公知
の機構のうちのいずれかを任意に採用することができる
が、ここでは、２つの実施例が開示されている。
【００２２】この発明に係る装置は、主に、プラスチッ
ク溶接分野における使用のために設計されている。しか
し、この発明は、1990年1月16日に出願されたMcGaffiga
nの米国特許出願第07/465,933号に開示された加熱収縮
式管接合技術、または、1992年3月24日に特許されたMcG
affiganらの米国特許第5,098,319号に開示された端子加
熱技術に利用可能な、損失の大きいフェライトを加熱す
る技術その他の全般的な加熱技術などにおいて、多くの
用途を有するものである。
【００２３】また、この発明は、その目的においてFran
k Doljackの“Link Coupling”というタイトルであっ
て、この出願と同一の譲受人に譲渡され、同一の日に出
願された出願に係る発明に関連するものである。
【００２４】両発明に係る装置は、米国特許第4,256,94
5号明細書および第4,695,712号明細書、ならびに、1991
年2月20日に出願され、当初この発明と同一の譲受人に
譲渡された同時係属中のRossらの米国特許出願第07/65
7,996号に記載されたキュリー温度自己調節ヒータと共
に使用可能である。
【００２５】この発明に係る装置と共に使用されるヒー
タは、強磁性体からなるワイヤ、または、強磁性材料に
よって被覆された銅もしくはその他の高導電性ワイヤと
することができる。
【００２６】上記Rossらの米国特許出願に係るヒータと
は異なり、ソレノイドタイプによる磁束分布は、誘導コ
イル構造の異なる半分部分によってそれぞれ励磁される
軸方向に整列した２つの別個のヒータを必要とすること
なく、単一のヒータ構造体を使用することを可能にす
る。さらに、前記ヒータは、米国特許出願第07/465,933
号に開示されているように、非導電性材料中に分散され
た損失の大きいフェリ磁性粒子または強磁性粒子からな
るもののように非導電性であってもよい。
【００２７】前記ヒータに送られる電力が、等式Ｐ＝Ｋ
Ｒ（Ｋ=Ｉ2)によって制御されるよう、前記装置を作動
させる電源は定電流源である。前記フェリ磁性材料また
は強磁性材料がその有効キュリー温度にまで加熱された
場合、接続抵抗に大幅な低下が生じ、その結果、温度が
有効キュリー温度以下に低下し、前記ヒータがその有効
キュリー温度の周りで循環する程度の熱低下が生じる。
【００２８】
【実施例】以下、添付図面を参照してこの発明を詳細に
説明する。
【００２９】図１において、この発明の好ましい実施例
に係る顎状構造体１は、ポリカーボネート材料またはポ
リウレタン材料からなるのが好ましい可撓性で略円筒状
の外皮部２を有する。この外皮部２は、その両端（両縁
とも言える）近くに、顎部が閉じているときに相互接触
する、内方に向けられた平行部材４，６を有する。
【００３０】内方ソレノイドコイル構造体は、前記外皮
部２内にとじ込められたものであって、円筒状の内方コ
イルを形成している絶縁された可撓性の銅バンド８と、
該バンド８の内面に隣接して配設されている複数の軸方
向に延びたフェライト製で、比較的小径のロッド１０
（直径が約３／１６インチつまり０．４８ｃｍ）とで構
成されている。低損失のフェリ磁性フェライトが好まし
いが、その他の高い透磁率を有する強磁性材料またはフ
ェリ磁性材料を使用してもよい。また、連続したフェラ
イト部材を使用しても同等の効果が得られる。発泡シリ
コンゴム製のシート１２からなるのが好ましい絶縁材料
は、前記フェライトを保持し、且つ、外方ソレノイド巻
線部から離隔させるため、前記フェライトの円筒状アレ
イの周囲に配設されている。
【００３１】前記外方ソレノイド巻線部は、捩ることが
可能な複数対の絶縁されたワイヤ１４からなるものであ
る（図１においては、１対のワイヤのみが示されて
る）。これらのワイヤ対は、前記発泡層１２を包囲して
おり、前記円筒状アレイの軸方向長さ方向に沿って配設
されている。これらのワイヤは、前記内方ソレノイドバ
ンド８のための帰還電流通路を提供する。
【００３２】前記ワイヤ１４の端部は絶縁されておら
ず、該ワイヤ１４の露出した端部は、１６および１８の
箇所において、顎部材の端部を包囲し例えば要素８，１
０，１２からな銅バンド８の端部にハンダ付けされてい
る。前記ワイヤおよびバンドの実際の相互接続は図３に
示されている。この発明の基本構造を完成させるため、
シリコン織物であるChorlastic1025とするのが好ましい
絶縁用織物２０は、前記バンド８の外方面を包囲してお
り、前記部材４，６の間から外方に延びて、前記ワイヤ
１４とバンド８との接合部を覆っている。前記バンド８
同士を相互に絶縁するために、Kaptonが使用されてい
る。
【００３３】この発明の好ましい実施例を更に説明する
と、前記バンド８は、互いに極めて近接して配列された
複数の個別のバンドで構成されているのが好ましい。ま
た、前記ワイヤ１４は、当該システムの動作周波数によ
って決定される構成からなるリッツ線であるのが好まし
い。高周波においては、性能を犠牲にすることなく、中
実のまたは管状のワイヤを使用することもできる。前記
外皮部２とリッツ線１４との間の空間部は、発泡シリコ
ンまたは発泡ウレタンであるのが好ましい絶縁用の可撓
性発泡材料によって充填されている。
【００３４】前記ワイヤにおいて、電流は図３の矢印２
４，２６に示すように流れる。前記バンド８間の極わず
かの離隔スペース、および、前記フェライトロッドの使
用により、前記顎部材の内部において前記内方ソレノイ
ドバンドによって発生する磁界は、外方ソレノイドワイ
ヤ１４の広く離隔した巻きによって発生する磁界よりか
なり大きいものとなる。しかし、前記外方ソレノイドワ
イヤ１４の巻きによって発生する磁界は、前記内方ソレ
ノイドワイヤの巻きに対して適当に位置付けられた場
合、該加熱装置からの電磁放射を減少させるものであ
る。前記外皮部２には、好ましくは定電流である電流が
供給されるコネクタ２８が取り付けられている。コンデ
ンサ４６は、前記外皮部２と前記外方ソレノイドワイヤ
１４との間の発泡層２２内に保持されている。電気接点
３３，３５は図３に示されている。
【００３５】図２において、図１に示したバンド８は、
ワイヤ３２によって直列に接続され互いに隣接した複数
の銅バンド３０として示されている。図２の装置には、
前記バンド３０に隣接したフェライトのような透磁率の
高い材料が示されていない。図２の装置の前記バンド３
０同士はほぼ隙間無く近接している。一方、ワイヤ３２
は、広く離隔しているだけではなく、内方ソレノイド巻
線部から該内方ソレノイド巻線部の内径の１／４だけ離
隔している。これにより、前記外方ソレノイド巻線部に
よって発生される磁界強度に比べて、前記内方ソレノイ
ド巻線部によって発生される磁界強度が大きくなるよう
になっている。同様にフェライトを使用する図４の装置
に見られるようにワイヤ３２が互いに一直線をなさない
場合、このような効果はさらに増大可能である。
【００３６】図３には、この装置の配線図が示されてい
る。リード線３６，３８は、例えば５０ＫＨｚ〜５００
ＫＨｚの定電流源に接続されている。５０〜３５０ＭＨ
ｚ領域に使用されるフェライトは、Fair Rite Corporat
ion製の７７番フェライトである。この装置はメガヘル
ツ領域に使用可能であるが、このような高い周波数領域
では、別のフェライトを使用する必要がある。
【００３７】前記リード線３６は、第１のバンド４２の
一端４０に接続されている。前記バンド４２の他端は外
方ソレノイドワイヤ４４に接続されており、該外方ソレ
ノイドワイヤ４４はまたバンド４２に接続されている。
【００３８】こうして、最後のバンド４２は、共振コン
デンサ４６を介してリード線３８に接続された帰還リー
ド線４５に接続されている。前記共振コンデンサ４６
は、ソレノイドコイル回路の力率を低くするために使用
される。
【００３９】図４は、図１の装置を斜視図で示すもので
ある。この装置または構造体は、接続部１８’において
内方バンドに接続された５つのワイヤ１４を有する。最
上端および最下端の接続部１８’は、前記内方バンドの
上方リミットおよび下方リミットを形成しており、一
方、前記ワイヤ１４は、内方の巻きに対する外方の巻き
の磁界強度をさらに低下させるよう広く離隔されてい
る。スペーサ９は、前記ワイヤ１４間のスペースを維持
するものである。
【００４０】なお、前記フェライトロッドは、磁界の直
線性を増加できるよう、前記内方巻線部の端部を越えて
延びている。前記ワイヤ１４間のスペースを最大にする
ことにより、これらの磁界が局部化され最小化される。
【００４１】図５は、フェライトが使用されていない場
合における、前記内方バンド１１内での電流分布を示す
ものである。また、図６は、バンド８の一方側に隣接し
てフェライトが使用されてる場合における、電流１１’
分布を示すものである。こうして、フェライトまたは同
様な強磁性材料の使用により、前記バンドの縁部からの
電流ピークを再分布できる。
【００４２】さらに、前記顎部材の外部と内部との間に
おける巻線数に差のある装置は、内部に軸方向の磁界を
発生するが、このような磁界は、弱いものであり、フェ
ライトまたはこれと同様なロッドを使用することによっ
て発生される磁界に比べて、方向制御性が悪い。
【００４３】図２および図４においては、前記バンド３
０およびワイヤ３２，１４の配置状態、ならびに、占責
率およびこれによる磁界が議論されている。コイルの内
部および外部における磁束の大きさは、前記コイルの占
責率の関数である。前記占責率を求めるための等式は、 Ｓｆ−（ＷＮ／Ｌ） であり、ここで、Ｗは前記コイルの絶縁されていない巻
き部の幅であり、Ｎは巻き数であり、Ｌは前記コイルの
全長である。
【００４４】スペースは全く異なるが、外部巻き数ｘと
内部き巻数ｙとの比率は１対１である。例えば、内部巻
き数ｙが６である場合、各巻きの幅は０．６５０インチ
（約１．６５１ｃｍ）で、コイルの長さは４インチ（約
１０．１６ｃｍ）であり、内部コイルのＳｆは０．９７
５インチ（約２．４７７ｃｍ）である。一方例えば、外
部コイルの幅が１／４インチ（約０．６３５ｃｍ）であ
る場合、該外部コイルのＳｆは０．３１２５インチ
（０．８００ｃｍ）である。図４の構成が前記外部コイ
ルに使用される場合、Ｌ＝５−１／２インチであり、Ｓ
ｆは０．２２７である。図６のコイルｙの電流は、互い
に共働して前記顎部材の内部における軸方向の磁束を発
生し、一方、コイルｘの電流は互いに独立に磁束を発生
するものである。
【００４５】図４において、前記差はより顕著であり、
さらに、最も外方のコイルは、図７のものより効果的
に、前記内方コイルからの電磁放射がコイルｘを越える
のを阻止する。
【００４６】図７において、負荷に適用するため該装置
を開放つまり拡開するための手段を備えた拡開具５１が
示されている。該拡開具５１は、２つのハンドル部５
０，５２を有するものである。前記ハンドル部５０は、
該拡開具５０の円周に沿って５７、５９で示す箇所で固
着された２つのアーム部５４、５６と、横部材５８を有
する。
【００４７】前記ハンドル部５２も、同様に、拡開具５
０の円周に沿い軸方向に離隔した箇所で固着された２つ
のアーム部６０、６２と、横部材５５を有する。顎部を
開くための回動点を提供するため装置の外皮部６６を使
用して、前記ハンドル５０、５２同士を絞ることができ
るよう、前記部材５４、５６、６０、６２は、外皮部６
６の両端部間の開口近くの箇所において固着されてい
る。
【００４８】図８は、この発明の第２の実施例に係る顎
部材拡開構造を示す物である。この実施例において、拡
開具は、７０で示す箇所において回動可能に連結された
剛性の顎部材６６、６８からなる。顎部材６６は、ピス
トルグリップ部７４の前方延長部７２の端部と一体にな
っている。
【００４９】引っ張り式のバーハンドル７６は、前方延
長部７２に対して滑動可能に収容されており、図８に示
すように、伸張バネ７８を介して、回動点７０の上方に
おいて、前記顎部材６８に連結されている。
【００５０】圧縮バネ８０は、前記バーハンドル７６に
固着されており、該バーハンドル７６を図８における左
側に付勢している。前記顎部材を閉じようとする場合、
前記バーハンドル７６が引き絞られ、伸張バネ７８が顎
部材６８の上端を引っ張り、これにより、前記顎部６８
が回動点７０を中心として回動して、顎部材６８が閉じ
る。これと同時に、内方巻線バンド６１が、負荷６９の
周囲に伸張される。
【００５１】図９の顎部材６６、６８は可撓性金属バン
ド６１を包囲しており、該バンド６１は、顎部材６８の
装着点６３から、顎部材６８の端部を通って、顎部材６
８の内部をループ状に延び、さらに、顎部材６６の端部
からその胴体部に沿ってバーハンドル７６に延び、該バ
ーハンドル７６の６５で示す箇所に固着されている。フ
ェライトまたは強磁性材料のロッドのアレイ６７は、バ
ンド６１に固着されているが、該バンド６１から電気的
に絶縁されている。
【００５２】図８および図９において、バーハンドル７
６が引っ張られると、顎部材６６の外方面に沿うバンド
６１が図８および図９の右側に引っ張られ、その結果、
前記バンド６１が、加熱中においてその形状に一致する
こととなる負荷の周囲に保持される。前記装置が負荷の
サイズつまり直径における大きな変化に対応することを
可能にする、このバンド６１の能力は大変望ましいもの
である。誘導加熱収縮による管接合と同様に、加熱時に
負荷の直径つまりサイズが変化する場合、この特徴は極
めて重要となる。なお、前記バンド６１は、上方顎部材
６６の鼻部の周囲で折り返しできるのに充分な可撓性を
有するものである。
【００５３】図１０には、加熱すべき負荷の周囲におい
て部分的に閉じた状態にあるこの発明に係る装置が示さ
れている。
【００５４】図では、２つのプラスチックパイプ８０、
８２が、プラスチックスリーブ８４によって接合される
状態が示されている。プラスチックパイプ８０、８２
は、前記スリーブ８４の両端部に挿入され、該スリーブ
８４に溶着される。前記スリーブ８４は、前述したRoss
らのヒータ構造に関する特許出願に開示されたタイプの
ものとすることができる。
【００５５】この発明の装置は前記スリーブ８４を部分
的に包囲した状態が図示されているが、前記スリーブ８
４を完全に包囲したときにおいて、該装置に電流を流す
ことによって、ヒータが始動される。交番磁界は、前記
ヒータを磁気的に接続し、該ヒータの温度を、溶着温度
より高く前記プラスチックの破壊温度より低い温度まで
上昇させる。
【００５６】前述したように、前記装置は、負荷を完全
に包囲しなくても、十分な有効である。右手の法則によ
り、ヒータ内を流れる電流がその周囲に流れる、という
ことは明白である。前記ヒータの重要部分が前記交番磁
界によって接続されている限り、前記ヒータは作動す
る。
【００５７】この発明に係るコイル構造体を製造する方
法の一例は図１１〜図１４に示されており、これは、図
１および図２に示したコイル製造方法ならびにコイル構
造を採用するものである。内方導体および外方導体の両
方は、連続したものであり、同軸ケーブルの外方シール
ド導体として使用される組み紐（ブレード）タイプのブ
レードワイヤでできている。
【００５８】前記導体は、該構造体の内方面における所
望の狭いスペースを提供するため平たくされており、ま
た、外方面においてそれより広いスペースを提供するた
め前記外方面の断面が丸く維持されている。前記ブレー
ドを長手方向に圧縮してその幅を大きくすることによ
り、前記内方導体間のスペースは、実質的に、絶縁スペ
ースにまで減少可能である。また、各横糸のワイヤがリ
ッツ線である場合、各横糸のワイヤおよびすべての横糸
は、同じ電流を運ぶことになる。
【００５９】このようにして、前記内方導体を所望の密
状態にすることができ、前記ブレード中において同等の
電流が該装置における電気的な損失を減少させる。
【００６０】カルフォルニア州、Melno ParkのRaychem
Corporationによって提供される部品番号TU-10-200-18B
のもののような平らなマルチコンダクタケーブルを使用
する他の構成例は、占責率０．８の平らな導体を覆う高
温絶縁体によって予め絶縁されているので、特に有用で
ある。より詳しくは、このタイプのケーブルは、リボン
ケーブルとして知られているが、前記平たい導体を使用
しているので、典型的なタイプのリボンケーブルとは異
なるものである。このワイヤは、なんらの変更を施す必
要なしに前記内方巻線部に使用可能であるが、個々の絶
縁された導体ごとに分離された場合、外方巻線部にも使
用可能である。
【００６１】前記リボンケーブルは、前記外方巻線部の
ケーブルを堅く絞った管状に巻くことによって、内方巻
線部および外方巻線部の両方のための連続した部材とし
て使用してもよい。前記ケーブルが１０個の導体を含む
ものと仮定した他の構成例において、前記顎部材の周囲
に巻回したときに各巻き部が５つの導体を含むよう、前
記ケーブルの一端部を５つの導体ごとにグループ分けす
ることができる。外方面における各巻き部の５つの導体
は、広いスペースを持つよう互いに分離されてもよい。
【００６２】図１１において、複数のフェライトロッド
９０が、Ｄ字状のマンドレル９２の底部に沿って配列さ
れている。前記ロッドは、発泡シリコンゴムシート９４
に接着されている。また、図１２において、ブレード９
６は、前記マンドレル９２およびロッド９０の周囲に巻
回されており、また、前記フェライトロッド９０に隣接
したブレードは、平たくされ、RTVシリコン接着剤によ
って、前記ロッド９０の底部の絶縁テープ９３に個着さ
れている。
【００６３】図１２における前記マンドレルの上面にお
けるブレードの巻き部分９６は、丸い断面に維持され、
これにより低い占積率を提供している。コイルは、単な
る螺旋状に巻回されている。フェライトロッド９０に沿
ったブレードの巻き部分は、平たい断面に維持され、こ
れにより、かなりの占積率を提供している。このような
ロッドおよびブレードの構造体は、前記マンドレルから
取り外され、図１３に示すような形状となる。
【００６４】図１４においては、基本的に前記ロッド９
０およびブレードワイヤを組込んだ構造体が、図示した
装置の形状、すなわち、最終形状となるよう曲げられ
る。なお、前記マンドレルの湾曲面の曲率は、前記構造
体が図１１の形状となったときにおいて、ブレード９６
が、前記フェライトロッド上の前記テープの上面に対し
て接するような曲率である。
【００６５】図１１〜図１４に示した構造は、次の２つ
の点で、前記コイル構造体の製造を大幅に簡略化するも
のである。つまり、第１に、図３の４０，４５等で示す
箇所におけるハンダ付けが不要である。第２に、個々の
銅バンド４２を、横たえて互いに固着する必要がない。
【００６６】図１５において、コイル構造体は、円筒状
のマンドレルに巻かれることによって製造される。この
構造体は、Ｄ字状ではなく円筒状であるという点を除い
て、図１３に示したものと同じである。しかし、この構
造体全体は巻回および接着後において可撓性を有するの
で、該構造体は、マンドレルから取り外された後、前記
顎部材の内部を構成する領域１００が半径方向内方に押
されることにより、図１４に示したものと同一の形状に
形成される。
【００６７】平たくされたブレードは前記領域１００上
を延び、丸いブレードは前記領域の残りの領域上を延び
ている。１０２で示す領域は、過渡領域である。
【００６８】前記構造体は、円筒状のものとして説明し
てきたが、その他の形状であってもよい。前記装置が適
用される負荷の形状に応じて前記構造体は、卵形、円錐
形、楕円形、または、極端な場合、矩形であってもよ
い。
【００６９】
【発明の効果】以上のように、この発明は、コンパクト
で効率が高く、且つ、製造が簡単なソレノイドタイプの
誘導加熱装置を提供できるという優れた効果を奏する。
また、この発明に係る誘導加熱装置は、広い高周波数領
域に亘って使用できるものである。さらに、この発明に
係る誘導加熱装置は、様々なサイズおよびタイプの負荷
の周囲に自由に配設可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の基本構造を示す端面図である。
【図２】この発明のコイル構造を示す斜視図である。
【図３】図２のコイル構造の配線図である。
【図４】図１の装置の斜視図である。
【図５】フェライトを備えた内方ソレノイドバンドの電
流分布を示す図である。
【図６】フェライトを備えていない内方ソレノイドバン
ドにおける電流分布を示す図である。
【図７】図８の完全に組み立てられたアセンブリを示す
斜視図である。
【図８】内方ソレノイド巻線部を伸張させる前の伸張具
の側面図である。
【図９】内方ソレノイド巻線部を伸張した状態におけ
る、図８の顎部材を示す側面図である。
【図１０】負荷の周囲を部分的に閉じた図７の装置を示
す図である。
【図１１】図１に示したこの発明の実施例を製造するた
めの一工程を示す図である。
【図１２】図１に示したこの発明の実施例を製造するた
めの他の工程を示す図である。
【図１３】図１に示したこの発明の実施例を製造するた
めの他の工程を示す図である。
【図１４】図１に示したこの発明の実施例を製造するた
めの他の工程を示す図である。
【図１５】図１に示したこの発明の実施例を製造する別
の方法を説明する図である。
【符号の説明】
１ コイル構造体 ８ 内方ソレノイドバンド １０ フェライトロッド １４ 外方ソレノイドワイヤ

Claims (26)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 可撓性を有するソレノイドタイプの誘導
    加熱装置であり、 長尺の内方面および外方面、ならびに、前記内方面およ
    び外方面において該装置の長尺方向に直角な方向に設け
    られた電流流動導体を有する長尺の顎状構造体を具備
    し、 前記顎状構造体が前記長尺方向に直角な方向に拡開可能
    であり、 これにより、前記顎状構造体の隣接対向した縁部同士が
    互いに分離されるようになっており、 前記電流流動導体が前記装置の長尺方向に略直角な面内
    に延びており、 前記外方面における前記導体間のスペースが前記内方面
    における前記導体間のスペースより大きくなっており、 さらに、前記内方面における前記導体に近接して、前記
    装置の長尺方向に延びた高透磁率面を具備したことを特
    徴とする誘導加熱装置。
  2. 【請求項２】 略円形の断面を有し、且つ、前記長尺方
    向がその長手軸方向であることを特徴とする請求項１に
    記載の誘導加熱装置。
  3. 【請求項３】 前記顎状構造体が通常時において閉じて
    おり、前記対向した縁部間にスペースを確保するために
    前記顎状構造体を拡開するための手段をさらに備えたこ
    とを特徴とする請求項２に記載の誘導加熱装置。
  4. 【請求項４】 前記顎状構造体が、前記装置の長手軸に
    直角な面内において湾曲可能な単一の連続した可撓性胴
    体部を有することを特徴とする請求項２に記載の誘導加
    熱装置。
  5. 【請求項５】 前記内方面における電流流動導体の占積
    率が、前記外方面における電流流動導体の占積率の少な
    くとも約１．５倍であることを特徴とする請求項２に記
    載の誘導加熱装置。
  6. 【請求項６】 前記顎状構造体がヒンジによって連結さ
    れた１対の顎部材からなり、該１対の顎部材における前
    記ヒンジとは反対側の縁部が互いに分離可能になってい
    ることを特徴とする請求項２に記載の誘導加熱装置。
  7. 【請求項７】 前記顎部材を閉じ、前記内方面における
    電流流動導体巻線部の内部を伸縮させる手段をさらに備
    えたことを特徴とする請求項６に記載の誘導加熱装置。
  8. 【請求項８】 前記電流流動導体が、前記顎状構造体の
    前記内方面において平たい状態に延び前記外方面におい
    て丸みを帯びた状態に延びた略円筒状の連続した組み紐
    状材料を具備えていることを特徴とする請求項２に記載
    の誘導加熱装置。
  9. 【請求項９】 前記導体と直列に接続された直列共振コ
    ンデンサをさらに具備していることを特徴とする請求項
    ２に記載の誘導加熱装置。
  10. 【請求項１０】 前記顎状構造体の前記内方面における
    電流流動導体が、前記略円形の構造体の軸に直角な方向
    に前記構造体の一縁部から他縁部に延びた導電材料の細
    片であり、前記顎状構造体の前記外方面における前記導
    体が、各導体が少なくとも１つの細片に接続された状態
    に比較的広く相互離隔しており、前記導体は、前記内方
    面および外方面における導体において電流が逆方向に流
    動するように相互接続されていることを特徴とする請求
    項２に記載の誘導加熱装置。
  11. 【請求項１１】 前記導体と直列に接続された直列共振
    コンデンサをさらに具備していることを特徴とする請求
    項１０に記載の誘導加熱装置。
  12. 【請求項１２】 可撓性ソレノイドタイプの誘導加熱装
    置であって、 内方面および外方面、ならびに、前記内方面および外方
    面においてその円筒構造の軸に直角な方向に設けられた
    電流流動導体を有する略円筒状の顎状構造体を具備し、 前記顎状構造体が前記円筒構造の軸に直角な方向に拡開
    可能であり、これにより、前記顎状構造体の隣接対向し
    た縁部同士が互いに分離されるようになっており、 前記電流流動導体が前記円筒構造の軸に略直角な面内に
    延びており、 前記外方面における前記導体間のスペースが前記内方面
    における前記導体間のスペースより大きくなっている、 ことを特徴とする誘導加熱装置。
  13. 【請求項１３】 前記外方面における前記導体が、前記
    装置の内径の少なくとも約４分の１の距離だけ、前記内
    方面における前記導体から離隔していることを特徴とす
    る請求項１２に記載の誘導加熱装置。
  14. 【請求項１４】 前記内方面における電流流動導体の占
    積率が、前記外方面における電流流動導体の占積率の少
    なくとも約１．５倍であることを特徴とする請求項１２
    に記載の誘導加熱装置。
  15. 【請求項１５】 前記内方面における電流流動導体に隣
    接して前記構造体の軸方向に延びた軟質のフェライト材
    料をさらに備え、少なくとも、軸方向において最も外方
    の導体の距離だけ延びていることを特徴とする請求項１
    ４に記載の誘導加熱装置。
  16. 【請求項１６】 ヒンジによって互いに連結されてお
    り、通常時において開放している顎部材と、 前記顎部材を閉じるための引き金状機構と、 その一端が一方の前記顎部材の外方面に固着されてお
    り、前記顎部材の内方において、湾曲した略円形部材を
    形成している少なくとも１つの誘導コイルバンドと、 を具備し、前記コイルバンドが、前記顎部材の内方か
    ら、他方の前記顎部材の外方面に沿って延びていて、そ
    の他端が前記引き金状機構に連結されており、これによ
    り、前記顎部材が閉じることによって負荷の周囲に緊縮
    するようになっていることを特徴とするソレノイドタイ
    プの誘導加熱装置。
  17. 【請求項１７】 前記顎部材の対向した縁部とは反対側
    において、前記バンドから絶縁され、且つ、前記バンド
    に固着された複数の強磁性ロッドをさらに備え、該ロッ
    ドが前記顎部材の幅方向に平行に延びていることを特徴
    とする請求項１５に記載の誘導加熱装置。
  18. 【請求項１８】 その内方面および外方面に巻線部を有
    し、前記内方面の巻線部に隣接した強磁性ロッドアセン
    ブリを有する円筒状の顎状構造体を製造する方法であっ
    て、 湾曲面を持つ領域を有するマンドレルの表面に沿う長手
    方向に各ロッドが延び、前記ロッドが前記マンドレルの
    長手軸を横断した状態に横並びになるよう、前記ロッド
    アセンブリを前記マンドレルに沿って配列する工程と、 前記マンドレルおよびフェライトロッドの周囲に電流流
    動導体を巻回する工程と、 前記導体を前記ロッドアセンブリに固着する工程と、 前記マンドレルから前記ロッドおよび導体を取り外し、
    その側方縁部同士が当接するよう前記構造体を湾曲させ
    る工程と、 からなる方法。
  19. 【請求項１９】 前記フェライトロッドアセンブリに沿
    う巻線部より大きい距離だけ、前記マンドレルの湾曲し
    た外方面の巻線部を離隔させる工程をさらに含むことを
    特徴とする請求項１８に記載の方法。
  20. 【請求項２０】 前記巻線部が導電性組み紐であり、前
    記組み紐における前記フェライトロッドアセンブリに隣
    接した部分を平にする工程と、前記組み紐における前記
    マンドレルの前記湾曲した部分を通る部分の円形断面を
    維持する工程とさらに含むことを特徴とする請求項１９
    に記載の方法。
  21. 【請求項２１】 前記マンドレルがＤ字状断面を有し、
    前記フェライトロッドが前記マンドレルの平な面に沿っ
    て延びていることを特徴とする請求項２０に記載の方
    法。
  22. 【請求項２２】 湾曲した状態において、前記顎状構造
    体の外方面の導体が前記外方面と略接触するような、前
    記マンドレルの湾曲部の半径を選択する工程をさらに含
    むことを特徴とする請求項２１に記載の方法。
  23. 【請求項２３】 前記マンドレルが略円形断面を有する
    ことを特徴とする請求項１９に記載の方法。
  24. 【請求項２４】 前記巻線部がマルチコンダクタ・フラ
    ットケーブルであることを特徴とする請求項２０に記載
    の方法。
  25. 【請求項２５】 前記内方巻線部がフラットリボンケー
    ブルであり、前記外方巻線部が比較的堅い螺旋状に巻か
    れたフラットリボンケーブルであることを特徴とする請
    求項２４に記載の方法。
  26. 【請求項２６】 前記内方巻線部および外方巻線部が連
    続したフラットリボンケーブルであり、前記外方巻線部
    の導体が互いに分離して該導体間に広いスペースを形成
    することを特徴とする請求項２４に記載の方法。
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