JPS6019635B2

JPS6019635B2 - 高周波加熱装置の接続導体

Info

Publication number: JPS6019635B2
Application number: JP9352879A
Authority: JP
Inventors: 徹郎今井; 光小針
Original assignee: Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1979-07-23
Filing date: 1979-07-23
Publication date: 1985-05-17
Also published as: JPS5618390A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は高周波加熱装置の接続導体に関し、さらに詳細
には、高周波誘導加熱装置、高周波誘導溶接装置あるい
は高周波接触溶接装置のごとき高周波加熱装置における
所定位置に固定された高周波電源部の固定伝送導体とこ
の高周波電源部に対して移動自在に設けられるとともに
ワークを加熱するためヘッド部の移動伝送導体とを接続
する水冷式可操接続導体に関する。

一般に、上記高周波加熱装置は、十数ＫＶ，５０〜ｌｏ
船／柳２程度の高電圧、高密度の電流にして、かつ、１
皿日２以上数百ＫＨＺ程度の高周波数の電流を発振する
所定位置に固定された高周波電源部と、保守およびワー
クの移動の変化に対応してその位置関係を調整するため
に高周波電源部に対して移動自在に設けられた整合トラ
ンス、誘導子あるいは接触子などからなるヘッド部と、
高周波電源部とヘッド部とを電気的に接続する可擬性の
接続導体などにより構成されており、この接続導体は、
十数ＫＶ、１０ＫＨＺ以上数百ＫＨ２，５０〜１００Ａ
／肋２程度の高電圧、高周波数、高密度の電流を流す
ことができるとともに、ヘッド部の移動に追従して概略
５０〜５００肌の範囲内で上下、左右および前後の３方
向に屈曲自在であることが要求され、かつ、高周波電流
による表皮効果によって高温となって焼損するのを防止
すべくヘッド部などとともに冷却を必要としている。

ここで、高周波電源部のごとき固定部と、この固定部に
対して移動自在に設けられたヘッド部のごとき可動部と
を接続する可榛性の接続導体として、従来、第１図、第
２図および第３図に示すごときものが知られている。

第１図に示す可孫性の接続導体１は、銅又は銅合金から
なる０．２〜０．５側程度の薄板を数枚積層し、端部を
締結具２を介して固定部３および可動部４に接続自在の
構成としてある。

しかし、この接続導体１は、上下、左右、前後方向のい
ずれか２方向には屈曲自在であるものの、可動部４が３
方向に移動する場合には、ねじれによって亀裂が入った
りして破損し易い欠点があり、かつ、電流容量に応じて
その幅を１００〜６０仇舷程度と大きくしなければなら
ないとともに高周波数の電流が通電された際に表皮効果
によって高温となるのを冷却するには空冷とせざるを得
ないためにそのスペースが非常に大きくなる問題がある
。また、固定部３、可動部４における導体部分が高周波
電流の表皮効果によって過熱されるのを防止するために
、固定部３側から可動部４側へ冷却水を循環給水して冷
却することが一般に行なわれているが、薄板を損層した
援続導体１の場合には、冷却水用のホース５を別途必要
とするために所要スペースが大きくなり、かつ、不経済
となっている。第２図に示す接続導体６は、波形螺旋状
に成形した銅又は銅合金のパイプから構成されており、
その両端に固定部７あるいは可動部８と接続自在の接続
フランジ９，９を一体的に取り付けてあり、電流と冷却
水の両者を通すことができる反面、伸縮する一方向の移
動に対しては長寿命を維持するもののひねりに対しては
直ぐに亀裂が入って破損する欠点があり、かつ、可榛性
に之しく移動距離の大きな曲げ、すなわち曲率半径の小
さな曲げを行なうことが困難であり、移動距離を大きく
する場合には、数箇所に屈曲自在の接続部を設けなけれ
ばならないのでその長さが大きくなって所要スペースが
大きくなるとともに機構が複雑になり、かつ、電気的損
失が大きくなる問題がある。

また、接続導体は、この内部を流れる冷却水が波形の凹
凸により渦流となることによって高周波振動を引き起こ
され、早期に疲労破壊されて破損し、水洩れ事故を生ず
る廃れがある。さらに、高密度の電流を流すためには、
管径を大きくする必要があるが、製作が極めて困難であ
るなどの問題がある。また、接続導体６と接続フランジ
９とを接続するには、第４図に示すように、接続導体６
の端部を接続フランジ９の接続部９ａの孔内に挿入する
とともにロー材１０により一体的に接合しているが、接
続導体６を屈曲する際に、その端末部分が最大応力を受
けるためにその部分から折損していた。このために接続
導体６を金属線組チューブ１１により被覆するとともに
一体的にロー付けしてその補強を図ったものであるが、
高周波電流が近接効果、表皮効果により接続導体６の外
周部、すなわちチューブ１１に流れるにもかかわらず、
金属編組チューブ１１自体は空冷となってしまうので焼
損する簾れがあった。第３図に示す接続導体１２は、つ
る巻ばね状に成形した硬鋼スパイラル１３の外周に直線
状の複数の導体１４を円筒状に配置するとともに各導体
１４の外周にテープ１５を巻装し、かつ、テープ１５の
外周をゴムシース１６により被覆して構成されており、
硬鋼スパイラル１３の内部を冷却水を通水する通水路１
７としてある。

しかし、この接続導体１２は、周波数１皿ＨＺ以下の電
流である場合には、電流密度が１０〜２０Ａ／側２程
度となり使用可能であるが、周波数が４０皿ＨＺ程度と
高くなった場合には、２本の伝送通路は、そのィンダク
タンスロスを減少させるために近接して設けられるのが
一般的であるために、周知のごとく高周波の特性として
周波数が高くなればなるほど近接効果、表皮効果が著し
くなり、その電流通路が第５図においてハッチングで示
す部分となるとともに、電流密度が５０〜１００Ａ／帆
２程度と極めて高くなり、かつ、冷却水は導体１４の
内側だけを冷却する構造となっているために各導体１４
が加熱し、その屈曲に対する機械的強度が低下するとと
もに、ゴムシース１６および導体１４が焼損する虜れが
あった。また、接続導体１２のつぶれを起こさないよう
にするために、導体１４、ゴムシース１６等の厚さを大
きくしなければならないので、接続導体１２の重量が増
えるとともに最小許容曲げ半径を小さくすることができ
なかった。本発明は上述した問題に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、十数ＫＶ、１０ＫＨＺ以
上数百ＫＨ２，５０〜１００Ａ／側２程度の高電圧、
高周波数、高密度の電流を通電することができるととも
に、可榛性、冷却性および保守性に優れ、かつ、所要ス
ペースの小さい高信頼性の接続導体を提供するにある。
以下、第６図以降の図面を用し、てこの発明の１実施例
を詳細に説明する。第６図は本発明に係る接続導体１８
を装備した高周波加熱装置の１例である高周波譲導加熱
装置１９の概略正面説明図で、高周波発振器のごとき所
定位薄に固定された高周波電源部２０と、高周波電源部
２０１こ対して移動自在に設けられるとともにワーク２
１を加熱するためのヘッド部２２と、高周波電源部２０
とヘッド部２２とを接続する前記接続導体１８などによ
り構成されている。すなわち、、高周波電源部２川こは
、第６図、第７図に示すように、高周波電流とともに図
示しない純水循環装置からの冷却水を伝送することがで
きる銅パイプのごとき２本の固定伝送導体２３が互いに
平行して水平に延設されている。また、整合トランス２
４および誘導子２５などからなるヘッド部２２には、固
定伝送導体２３と同様に銅パイプのごとき２本の移動伝
送導体２６が互いに平行にしてかつ垂直に取り付けられ
ている。そして、それぞれの固定，移動伝送導体２３，
２６は、本発明に係る接続導体１８，１８を介して接続
されている。なお、ヘッド部２２は、図示しない移動機
構により上下、左右および前後方向の３方向に移動自在
に設けられているとともに、ワーク２１は送材装置（図
示省略）により自動的に送材されるものである。前記各
接続導体１８は、第８図、第９図に示すように、前記固
定伝送導体２３のフランジ部２３ａあるいは移動伝送導
体２６のフランジ部２６ａに着脱自在に装着される第１
接続金具２７と、移動伝送導体２６のフランジ部２６ａ
あるいは固定伝送導体２３のフランジ部２３ａに着脱自
在に装着される第２接続金具２８と、第１、第２接続金
具２７，２８の接続部２７ａ，２８ａに端部を鉄装され
る軟質ビニールホースのごとき軟質の合成樹脂からなる
可榛・性のホース２９と、ホース２９がつぶれるのを防
止するためにその外周に巻装するとともに適宜に固着し
た螺旋状の硬質合成樹脂線３０と、ホース２９内を挿適
するとともに端部を第１、第２接続金具２７，２８に着
脱自在に取り付けた平角網目状の複数の導体３１などに
より構成されている。

すなわち、固定伝送導体２３のフランジ部２３ａには接
続部２７ａとフラソジ部２７ｂとからなるとともに軸心
部に孔３２を穿設した一方の第１接続金具２７が、その
フランジ部２７ｂを当綾してボルトのごとき複数の締結
具３３により着脱自在に取り付けられるとともに両フラ
ンジ２３ａ，２７ｂの間に介装した０１Ｊングのごとき
シール部材３４により水蜜に取り付けられている。第１
接続金具２７のフランジ部２７ｂには、第８図、第１０
図に示すように、各導体３１の一端を取り付けるために
孔３２より大径に形成したフランジ凹部３５が設けられ
ている。なお、フランジ部２３ａが設けられる固定伝送
導体２３の端部２３ｂは、各導体３１の外側と孔３２の
内周面との間に冷却水を充分に送給することができるよ
うにラッパ状に形成されている。前記第１接続金具２７
の接続部２７ａには、前記可榛・性のホース２９の一端
が薮装されるとともにホースバンドのごとき適宜の締付
具３６，３６を介して緊密に締め付けられている。

なお、穣続部２７ａの外周面は、鉄装されるホース２９
との水密性を高めるために傾斜段階状に形成されている
。ホース２９の外周面には、小さな曲率半径で曲げた場
合であってもホース２９がつぶれることがないように、
つる巻ばね状に成形した硬質ビニール線のごとき硬質合
成樹脂線３０を溶着あるいは適宜接着剤により一体的に
巻装してある。なお、ホース２９を合成繊維がブレード
された透明なものとすることにより、内部の水流の状況
、工作仕上り状況が目視できその品質管理が容易となる
とともに、耐水圧、屈曲繰り返し強度を向上することが
できる。また、ホース２９の他端は、第９図に示すよう
に、第２接続金具２８の接続部２８ａに鉄装されるとと
もに複数の綿付具３７を介して緊密に締め付けられてい
る。そして、第２接続金具２８は、外周面を第１接続金
具２７と同機に懐斜段階状に形成した接続部２８ａとこ
の接続部２８ａと一体的に形成されたフランジ部２８ｂ
とからなり、フランジ部２８ｂを前記移動伝送導体２６
のフランジ部２６ａに複数の締結具３８を介して着脱自
在に取り付けるとともにシール部村３９を介して水密に
設けられている。また、第２接続金具２８の鞠心部には
、第９図、第１１図に示すように、冷却水および導体３
１を通すための孔４０が穿設されているとともに、フラ
ンジ部２８ｂは、導体３１の池端を取り付けるために孔
４０より大径に形成したフランジ凹部４１が設けられて
いる。なお、孔４０は、前記第１接続金具２７の孔３２
と同径に設けられているものであり、移動伝送導体２６
の端部２６ｂは、固定伝送導体２３と同様にラッパ状に
形成されている。前記ホース内２９には、第８図、第１
２図に示すように、銅あるいは鋼合金のごとき導電性の
細線を平角絹状に編組した複数の導体３１が互いに適宜
に離隔して挿通されている。

したがって、各導体３１は、極めて可榛・性に富んだも
のとなっており、ホース２９の屈曲に対して容易に追従
できる。各導体３１の外周は、ガラス繊維のごとき耐熱
絶縁性の繊維を網目状にして筒状あるいはテープ状に編
組したスベーサ４２によって被覆されている。ために、
各導体３１は、ホース２９の内周面と直接接触すること
はないとともに、冷却水がスベーサ４２を浸透するので
充分に冷却されるので、高周波の高密度電流によって導
体が過熱されることはなく、ホース２９が焼損すること
はない。そして、各導体３１の一端は、第８図、第１０
図に示すように、その延伸方向と直交する外側方に屈曲
した屈曲部３１ａとされており、それぞれの屈曲部３１
ａは、第１接続金具２７のフランジ凹部３５の底部にロ
ー付などにより固着さている。なお、各導体３１の一端
部付近は、各導体３１の外側に冷却水を充分に送給する
ことができるように第１接続金具２７の孔３２の内周面
から適宜に離隔して設けられている。また、各導体３１
の他端は、第９図、第１１図に示すように、結束部３１
ｂとされており、各結束部３１０には、Ｌ字状に屈曲し
た接続端子４３の一端が圧縮、圧着あるいはロー付など
により固着されているとともに、各接続端子４３の池端
は、キャップスクリューのごとき締結具４４を介して第
２接続金具２８のフランジ凹部４１の底部に着脱自在に
取り付けられている。なお、各導体３１の他端部付近は
、その一端と同様に第２接続金具２８の孔４０の内周面
から適宜に離隔して取り付けられている。また、各接続
金具２７，２８に対する各導体３１の端部の取り付けは
、上述した例に限らずその取り付け方を逆にしたりある
いは両端を着脱自在の取り付けとすることができる。以
上のごとく本発明では、高周波加熱装置における所定位
置に固定された高周波電源部の固定伝送導体とこの高周
波電源部に対して移動自在に設けられかつワークを加熱
するためのヘッド部の移勤伝送導体とを接続する接続導
体にして、前記固定伝送導体あるいは移動伝送導体に接
続自在の第１接続金具の接続部に合成樹脂からなる可榛
性のホースの一端を鉄袋するとともに、このホースの他
端を前記移動伝送導体あるいは固定伝送導体に接続自在
の第２接続金具の接続部に鉄装して設け、前記ホースの
外周に硬質合成樹脂線を螺旋状に巻装するとともに適宜
に固着して設け、前記ホース内に導電性の紬線を平角絹
状に編組した複数の導体を挿適するとともに各導体を耐
熱絶縁性の繊維を網目状に編組したスベーサにより被着
して設け、前記各導体の端部を前記第１、第２接続金具
の内周面より適宜に離隔しかつフランジ凹部に着脱固定
自在に鉄袋したものであるから、従来のものより数倍可
孫性に優れている。

ために、ヘッド部の移動距離の大きい場合、換言すれば
曲率半径の小さい曲げに対しても容易に屈曲することが
できる。また、冷却水と電流とを同時に流すことができ
るので、接続導体をコンパクトにすることができ、かつ
、安全外装箱（ダクトケース）等を４・さくすることが
できる。さらに、十数ＫＶ、１０ＫＨＺ以上数百ＫＨＺ
，５０〜１００Ａ／柳２程度の高電圧、高周波数、高
密度の電流を確実に通電することができる。また、その
寿命を飛躍的に増大することができるとともに、各構成
部品を着脱自在の構成としてあるので保守性および経済
性が高いなどの効果を奏する。なお、上述した実施例に
おいては、ベッド部に誘導子を備えた高周波誘導加熱装
置に、本発明に係る接続導体を装備した場合について述
べたが、この高周波議導加熱装置に限ることはなく、た
とえば高周波誘導溶接装置あるいは接触子、電極論を備
えた高周波接触溶接装置に用いることができるのは勿論
である。

その他本発明の技術範囲を逸脱することなく種々の変更
を加えた実施態様のものも本発明に属する。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図および第３図はそれぞれ従来の接続導体
の斜視図および断面説明図、第４図は第２図に示した接
続導体の部分断面図、第５図は第３図に示した接続導体
における電流通路の説明図、第６図は本発明に係る接続
導体を備えた高周波加熱装置の概略正面説明図で、第７
図はその側面説明図、第８図は本発明に係る接続導体に
おける一端の一部を破断した断面説明図で、第９図はそ
の他端の断面説明図、第１０図は第８図におけるＸ−Ｘ
線に沿った矢視図、第１１図は第９図における幻−幻線
に沿った矢視図、第１２図は第８図における地−刈線に
沿った断面図である。２０・・・高周波電源部、２１・・・ワーク、２２・・
・へツド部、２３・・・固定伝送導体、２６・・・移動
伝送導体、２７・・・第１接続金具、２７ａ・・・接続
部、２８・・・第２接続金具、２８ａ・・・接続部、２
９・・・ホース、３０・・・硬質合成樹脂線、３１・・
・導体、３５，４１．．．フランジ凹部、４２・・・ス
ベーサ。第１図第２図第３図第４図第５図第６図第７図第８図第９図第１０図第１１図第１２図

Claims

【特許請求の範囲】

１高周波加熱装置における所定位置に固定された高周
波電源部２０の固定伝送導体２３とこの高周波電源部２
０に対して移動自在に設けられかつワーク２１を加熱す
るためのヘツド部２２の移動伝送導体２６とを接続する
接続導体にして、前記固定伝送導体２３あるいは移動伝
送導体２６に接続自在の第１接続金具２７の接続部２７
ａに合成樹脂からなる可撓性にホース２９の一端を嵌装
するとともにこのホース２９の他端を前記移動伝送導体
２６あるいは固定伝送導体２３に接続自在の第２接続金
具２８の接続部２８ａに嵌装して設け、前記ホース２９
の外周に硬質合成樹脂線３０を螺旋状に巻装するととも
に適宜に固着して設け、前記ホース２９内に導電性の細
線を平角網状に編組した複数の導体３１を挿通するとと
もに各導体３１を耐熱絶縁性の繊維を網目状に編組した
スペーサ４２により被覆して設け、前記各導体３１の端
部を前記第１、第２接続金具２７，２８の内周面より適
宜半径方向内方に離隔しかつフランジ凹部３５，４１に
着脱固定自在に接続したことを特徴とする高周波加熱装
置の接続導体。