パイプ接合用加熱コイル
【課題】冷却液の液漏れ確認作業を接合作業毎に行う必要がないパイプ接合用加熱コイルを提供する。
【解決手段】円弧状の湾曲部１２の一端部にリード部１３を接続して分割型コイル１１を一組備える。上流路１４及び下流路１５を互いにコイル幅方向に並んでリード部１３及び湾曲部１４の形状に沿って各分割型コイル１１に設け、折り返し流路１６を湾曲部１２の先端部側に設ける。パイプ部材を突き合わせた状態でその突き合わせ端部外側を各湾曲部１２で取り巻くように配置し、各湾曲部１２の先端部１２Ｘ同士を接続する。各リード部１３の間で各湾曲部１２を経由して通電し、かつ、各分割型コイル１１において、リード部１３の冷却水導入口から流入した冷却液を、リード部１３及び湾曲部１２の上流路１４を通って折り返し流路１６で折り返し湾曲部１２及びリード部１３の下流路に流し、リード部１３の冷却液排出口から排出する。
【解決手段】円弧状の湾曲部１２の一端部にリード部１３を接続して分割型コイル１１を一組備える。上流路１４及び下流路１５を互いにコイル幅方向に並んでリード部１３及び湾曲部１４の形状に沿って各分割型コイル１１に設け、折り返し流路１６を湾曲部１２の先端部側に設ける。パイプ部材を突き合わせた状態でその突き合わせ端部外側を各湾曲部１２で取り巻くように配置し、各湾曲部１２の先端部１２Ｘ同士を接続する。各リード部１３の間で各湾曲部１２を経由して通電し、かつ、各分割型コイル１１において、リード部１３の冷却水導入口から流入した冷却液を、リード部１３及び湾曲部１２の上流路１４を通って折り返し流路１６で折り返し湾曲部１２及びリード部１３の下流路に流し、リード部１３の冷却液排出口から排出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パイプ部材同士を突き合わせてろう付けする際に用いられるパイプ接合用加熱コイルに関する。
【背景技術】
【０００２】
パイプ部材同士を接合する技術として、パイプ部材同士の間にろう材を挟んでろう材を毛細管現象により侵入させて溶着する手法がある。具体的には、パイプ同士を接合したり又はパイプとエルボ、チーズなどの継ぎ手部材とを接合したりする際には、先ずろうを挟んでパイプ部材同士を突き合わせ、次にその突き合わせ端部を取り巻くようにコイルを配置し、その後コイルに高周波などの交番電流を流して誘導加熱してろうを熔かすことにより、互いに接合させている。
【０００３】
その際用いられるコイルとして各種の加熱コイルが開発されている。特許文献１にはそのような分割型誘導加熱コイルが開示されている。具体的な構造は次の通りである。可動電極の対がヒンジピンによって支持され、可動電極のそれぞれには半円形状に曲げられた加熱コイルの一端部が取り付けられ、加熱コイルの先端部にはブロック状の接点が取り付けられている。対の加熱コイルは、可動電極のヒンジピンでスイングすることで周状のリングを形成可能とする。各加熱コイルは、銅パイプを半円形状に曲げてなり、ブロック状の接点の中心部分には冷却水の通る穴が開けられ、一方の銅パイプコイルを通った冷却水を他方の銅パイプコイルに流す。よって、対の加熱コイルを周状のリング状態にすることにより、一方の可動電極から一方の銅パイプコイル、ブロック状の接点を経て他方の銅パイプコイル、さらに他方の可動電極を経て高周波電流が流れると共に、一方の可動電極から一方の銅パイプコイル、ブロック状の接点を経て他方の銅パイプコイル、他方の可動電極、一方の銅パイプコイルの順に経て他方の可動電極まで冷却水が流れる。
【０００４】
また、パイプ部材をろう付けにより接合する際には、誘導加熱によるパイプ部材の加熱によりパイプ部材が酸化しないように、パイプ部材の突き合わせ端部を加熱コイルと共に、カバーで取り囲み、カバー内に不活性ガスを流している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実用新案登録第３０３２１８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１のような分割型加熱コイルでは、パイプ部材同士を接合する作業毎に、一方の銅パイプコイルをヒンジによりスイングする必要がある。よって、接合作業毎に、一方の銅パイプコイルから他方の銅パイプコイルへブロック状の接点を経由して冷却液を液漏れなく流すことができるよう注意を払う必要がある。
【０００７】
また、加熱コイルに電流を流して誘導加熱する際、不活性ガスを垂れ流しているので、不活性ガスの資源を無駄に消費し、コスト高となる。
【０００８】
そこで、本発明においては、上記課題に鑑み、このような分割型の加熱コイルを用いてパイプ接合する際、冷却液の液漏れ確認作業を接合作業毎に行う必要がない、パイプ接合用加熱コイルを提供することを第１の目的とする。さらに、ろう付けの際使用する不活性ガスの消費量を少なくすることができるパイプ接合用加熱コイルを提供することを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記第１の目的を達成するために、本発明のパイプ接合用加熱コイルは、円弧状の湾曲部の一端部にリード部を接続してなる分割型コイルを一組備えており、上流路及び下流路が互いにコイル幅方向に並んでリード部及び湾曲部の形状に沿って各分割型コイルに設けられ、折り返し流路が湾曲部の先端部側に設けられており、パイプ部材同士を圧接する状態において接合するパイプ部材の端部の外側に上記各湾曲部が配置されて各湾曲部の先端部同士が接続されることにより、各リード部の間で各湾曲部を経由して通電し、かつ、分割型コイルのそれぞれにおいて、リード部の冷却水導入口から流入した冷却液が、リード部及び湾曲部の上流路を通って折り返し流路で折り返しリード部及び湾曲部の下流路に流れ、リード部の冷却液排出口から排出されることを特徴とする。
【００１０】
上記第２の目的を達成するために、上記構成において、ガス導入路を有する導入部が湾曲部の外周面に設けられ、ガス導入路に連通するガス流路が湾曲部に円弧状に沿って内部に設けられ、複数のガス噴射路が、ガス流路から湾曲部の内周面に向けて設けられ、各ガス噴射路の先端が、ガス噴出口として湾曲部の内周面に達している。
さらに、湾曲部のパイプ幅方向の両側面には、湾曲部の内周面よりも径方向内側まで張り出した絶縁性の遮蔽板が設けられており、湾曲部の内周面とパイプ部材の接合する端部と遮蔽板の対とでガス雰囲気となる領域が形成される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、分割型コイル毎に内部に上流路、折り返し流路及び下流路が設けられており、分割型コイルの組によりワンターンコイルを形成しても、流路が分割型コイル毎に設けられているため、接合作業毎に、冷却水の流路を分離したり接続したりする必要がない。よって、接合作業毎に液漏れ確認を行う必要がない。
【００１２】
また、ガス噴出口がパイプ部材同士の突き合わせ端部などの接合する端部に向けて設けられているパイプ接合用加熱コイルにあっては、パイプ部材同士をろう付けする際、ガス噴出口から、還元性を有するガス又は不活性ガスを噴射することで、加熱された突き合わせ端部などの酸化を防止することができる。そのため、従来のように、パイプ部材同士の突き合わせ端部を囲むように、ガス閉じ込め用のシート等を被せる必要がなく、接合業を効率よく行うことができる。
【００１３】
また、両側面に遮蔽板を装着したパイプ接合用加熱コイルにあっては、ガス雰囲気の状態を効率よく作り出すことができ、ガスの使用量も低減できる。また、少なくとも一方のパイプ部材が直管ではなく、チーズのような湾曲した部材であっても、効率よくガス雰囲気の状態を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係るパイプ接合用加熱コイルを含む加熱装置の側面図である。
【図２】図１に示す加熱装置の平面図である。
【図３】図１に示すパイプ接合用加熱コイルを開いた状態を模式的に示す図である。
【図４】図１に示すパイプ接合用加熱コイルを構成する一方の分割型コイルの断面を示す図である。
【図５】図４のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図６】図４のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図７】（Ａ），（Ｂ）はそれぞれ図４のＣ-Ｃ線、Ｄ−Ｄ線に沿う断面図である。
【図８】遮蔽板による効果を説明するために模式的に示す断面図である。
【図９】（Ａ）は下側分割型コイルを支持する回動電極部に形成されている導入路及び導出路を模式的に示す断面図、（Ｂ）は上側分割型コイルを支持する回動電極部に形成されている導入路及び導出路を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
〔パイプ接合用加熱コイルを備えた加熱装置の全体構成〕
図１は本発明の実施形態に係るパイプ接合用加熱コイルを含む加熱装置の側面図、図２は図１に示す加熱装置の平面図、図３はパイプ接合用加熱コイルを開いた状態を模式的に示す図である。
【００１６】
本発明の実施形態に係るパイプ接合用加熱コイル（以下、「加熱コイル」と称する。）１０は、図１に示されているように加熱装置１に組み込まれて構築される。加熱装置１は、電源側に接続される電源側リード部３０の対と、各電源側リード部３０に回動可能に取り付けられる回動電極部４０Ｌ，４０Ｒと、回動電極部４０Ｌ，４０Ｒの対に取り付けられる加熱コイル１０と、を含んで構成されている。
【００１７】
この加熱装置１は、図示した例では、円筒形状のパイプ部材５同士の間にろう材等のインサート材を挟み、パイプ部材５の接合する端部同士を圧接し、その接合する端部をインサート材と共に加熱するものである。例えば、パイプ部材５同士を突き合わせたり一方のパイプ部材５を他方のパイプ部材５に差し込んだりしてパイプ部材の端部を圧接する。そのため、加熱コイル１０は、円弧状の湾曲部１２の一端部にリード部１３を接続してなる分割型コイル１１の組で構成されている。図示した形態にあっては、各湾曲部１２が半円弧状を有しているので、分割型コイル１１は半割り型コイルと呼ぶことが出来、この場合には対で構成される。
【００１８】
〔加熱コイルの構成〕
図４は分割型コイル１１の断面を示す図、図５は図４のＡ−Ａ線に沿う断面図、図６は図４のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。図７（Ａ），（Ｂ）はそれぞれ図４のＣ-Ｃ線、Ｄ−Ｄ線に沿う断面図である。なお、図５及び図７（Ａ），（Ｂ）では、図１に示すように、上側分割型コイル１１Ａのリード部１３と下側分割型コイル１１Ｂのリード部１３とが互いに対向し合った状態で一方の分割型コイル１１として上側分割型コイル１１Ａを実線で示し、他方の分割型コイル１１として下側分割型コイル１１Ｂを一点破線で示している。
【００１９】
分割型コイル１１は、例えば半円弧状の湾曲部１２と、この湾曲部１２の一端部に接続された例えば直線状のリード部１３と、を含んで構成されている。この分割型コイル１１は略同一形状及び構造で対をなして、湾曲部１２同士が閉じてその先端部１２Ｘ同士が締結具６で連結されることにより、湾曲部１２の組でワンターンをなす。湾曲部１２に高周波電流などの交番電流が流れることで、その内側に配置されている突き合わせ端部５Ａ近傍が誘導加熱される。そのため、湾曲部１２は誘導加熱部と呼ばれてもよい。
【００２０】
本発明の実施形態にあっては、上流路１４と下流路１５とが分割型コイル１１の形状に沿って設けられており、上流路１４と下流路１５とが互いにコイル幅方向に並んで設けられている。ここで、コイル幅とは、接合するパイプ部材５の軸方向の長さをいう。さらに、各湾曲部１２の先端部１２Ｘ側には分割型コイル１１内部に折り返し流路１６が設けられ、上流路１４と下流路１５とが折り返し流路１６で連通している。先端部１２Ｘ側とは、上流路１４と下流路１５とが円弧状に延びている端部を意味する。なお、図４中において、符号１３Ｘは回動電極部４０に分割型コイル１１を取り付けるためのボルト孔、符号１３Ｄ，１３Ｅは上流路１４、下流路１５につながる流路接続用孔、符号１２Ｙは締結具６を挿入するための締結用孔である。
【００２１】
具体的には、図５及び図６に示すように、湾曲部１２には円弧状の中空部１２Ａ，１２Ｂが分離壁１２Ｃで隔てられてコイル幅方向に並べて設けられ、図７（Ａ）乃至（Ｂ）に示すようにリード部１３には、直線状の中空部１３Ａ，１３Ｂが分離壁１３Ｃで隔てられコイル幅方向に並べて設けられている。湾曲部１２とリード部１３との接続部において、中空部１２Ａと中空部１３Ａとが連通して上流路１４となり、中空部１２Ｂと中空部１３Ｂとが連通して下流路１５となっている。湾曲部１２の先端部１２Ｘでは、分離壁１２Ｃに一又は複数の孔１２Ｄが設けられ、中空部１２Ａと中空部１２Ｂとは湾曲部１２内部で連通しており、分離壁１３Ｃの孔１２Ｄにより折り返し流路１６が形成されている。
【００２２】
この構成により、各分割型コイル１１で、リード部１３の冷却液導入口１１Ｘ、即ち上流路１４の入口側から注入された冷却液が上流路１４を流れ、折り返し流路１６を経由して下流路１５に流れ、一つの分割型コイル１１内で全体として一つの流路が形成されている。つまり、加熱コイル１０は分割型コイル１１の組で構成されるところ、各分割型コイル１１で一つの流路が入口から出口まで備わっている。
【００２３】
前述したように、分割型コイル１１を構成する上側分割型コイル１１Ａと下側分割型コイル１１Ｂとは、加熱コイル１を閉じた状態では、図１に示すように、上側分割型コイル１１Ａのリード部１３と下側分割型コイル１１Ｂのリード部１３とは互いに対向しあう。図５及び図７（Ａ）（Ｂ）に示すように、上側分割型コイル１１Ａのリード部１３と下側分割型コイル１１Ｂのリード部１３との対向面のうち一方、図示では上側分割型コイル１１Ａのリード部１３の対向面１３Ｇは左右幅両端よりも中央が突出しており、対向面の他方、図示では下側分割型コイル１１Ｂのリード部１３の対向面１３Ｈは左右幅両端よりも中央が窪んでおり、対向面１３Ｇ，１３Ｈが互いに重なり合うことが好ましい。リード部１３の対向面１３Ｇ，１３Ｈは、図４に示すように湾曲部１２の内周面までリード部の軸方向に延出していることが好ましい。これは、加熱コイル１０に交番電流を流してパイプ部材の突き合わせ端部を加熱する際、パイプ部材の突き合わせ端部において交番磁界がパイプ部材の周方向に途切れることなく均一に生じ、その結果で誘導加熱がムラなく生じるようにするためである。
【００２４】
さらに、図４乃至図７に示す形態ではガス流路１７が湾曲部１２に設けられている。即ち、湾曲部１２には、上流路１４及び下流路１５の各中空部１２Ａ，１２Ｂの外側に円弧状、図示の場合には半円弧状のガス流路用中空部１２Ｅが設けられている。そして、湾曲部１２の外周面にはガス配管接続部１８が取り付けられており、ガス配管接続部１８の外側から内側に貫通してなるガス導入路１８Ａがガス流路用中空部１２Ｅに連通している。一方、湾曲部１２には、ガス流路用中空部１２Ｅから湾曲部１２の内周面、即ち被加熱部材であるパイプ部材５と対向する面に達するようガス噴射路１８Ｂが設けられている。ガス噴射路１８Ｂは、前述の分離壁１２Ｃに、湾曲部１２における半円弧の仮想中心点の回りに間隔をおいて細孔１２Ｆを複数穿設してなる。細孔１２Ｆが等間隔に形成されている場合にはガスが突き合わせ端部５Ａに均等に噴射するため、好適である。
【００２５】
このように、図４乃至図７に示す形態にあっては、湾曲部１２には、冷却用の流路とは別に、ガス導入路１８Ａ、ガス流路１７、ガス噴射路１８Ｂが連通して形成されている。よって、ガス配管がガス配管接続部１８に取り付けられ、窒素ガス、希ガスその他の不活性ガスや還元ガスをガス導入路１８Ａに導入する。すると、ガス流路１７を経由して複数の噴射路１８Ｂから不活性ガスや還元ガスが噴射される。
【００２６】
このような好ましい形態では、先ず、例えばペースト状、ペースト状若しくはリング状のろうなどのインサート材を挟んでパイプ部材５同士を突き合わせ又は差し込み、湾曲部１２を互いに逆向きに回動し、各先端部１２Ｘ同士をボルト等の締結具６で接続する。このようにして、パイプ部材５の突き合わせ端部５Ａの回りに加熱コイル１０を配置する。次に、加熱コイル１０に高周波電流の交番電流を流し、突き合わせ端部５Ａを誘導加熱する。その際、突き合わせ端部５Ａ近傍に不活性ガスや還元性ガスが直に噴射される。すると、誘導加熱される領域が酸素に触れ難くなり、突き合わせ端部５Ａが酸化され難くなる。従って、突き合わせ端部５Ａの酸化によるスケールなどを防止することができる。
【００２７】
さらに、図４乃至図７に示す形態にあっては、分割型コイル１１において湾曲部１２のコイル幅方向の両側に半円弧状の絶縁性の遮蔽板１９が設けられている。図８は、遮蔽板１９による効果を説明するために模式的に示す断面図である。
【００２８】
この形態にあっては、インサート材（図示せず）を挟んでパイプ部材５を突き合わせた後に、突き合わせ端部５Ａの回りを湾曲部１２で囲むように加熱コイル１０を配置したときの状態を模式的に示している。なお、Ｌはパイプ部材５の軸であり、それに沿う矢印は、パイプ部材５の中空に注入される還元性ガス、不活性ガスの流れを示している。図８に示すように、半円弧状の湾曲部１２においてコイル幅方向の両側面には遮蔽板１９が設けられている。遮蔽板１９は、湾曲部１２がパイプ部材５と不意に接触した際を考慮してセラミック、ガラス繊維その他の絶縁材で形成されている。遮蔽板１９は、湾曲部１２の内周面よりも径方向内側まで張り出すよう鍔状になっている。よって、湾曲部１２の内周面とパイプ部材５の突き合わせ端部５Ａと遮蔽板１９の対とで、ガス雰囲気となり得る領域２０、つまりガス溜まりが形成される。
【００２９】
ガス導入路１８Ａから不活性ガス、還元性ガスの何れかのガスを導入すると、矢印で示すようにガス流路１７を経て噴射口１８Ｃからガスが噴射される。その際、噴射されたガスはそのガス雰囲気の領域２０に留まることになり、その領域２０から供給されるガス量だけ突き合わせ端部５Ａと遮蔽板１９との間のすきま２０Ａから排出されるに過ぎない。従って、不活性ガスや還元性ガスを多量に絶えず供給する必要がなく、経済性が向上し、資源を浪費しなくて済む。
【００３０】
湾曲部１２にガス流路１７等を設け、かつ遮蔽板１９を両側に装着している形態にあっては、加熱コイル１０を所定の位置に配置した後に、突き合わせ端部５Ａ及び加熱コイル１０の回りに不活性ガスの領域を形成するため、従来のように比較的大きな立体的形状を有する囲み部材を配置する必要がない。この配置作業は一回の接合作業毎に行う必要があるため、湾曲部１２にガス流路１７等を設けかつ遮蔽板１９をコイル幅方向の両側面に装着した効果は大きい。
【００３１】
図２などに示すように、パイプ部材５が直管の場合のみならず、接合する一方又は双方がエルボやチーズであってもよく、特にパイプ部材５が突き合わせ端部５Ａで湾曲しているようなエルボである場合には、エルボの外形に沿って還元性ガスや不活性ガスが領域２０から発散するのを防止することができ、効果的である。
【００３２】
〔加熱装置のその他の構成〕
次に、このような加熱コイル１０を回動電極部４０Ｌ，４０Ｒに組み付けて構成される加熱装置１について図１乃至図３を参照しながら説明する。
【００３３】
〔電源側リード部の構成〕
電源側の配線等に接続される電源側リード部３０は、略矩形状の絶縁板３１の両側に略同形状の導電板３２を取り付けてボルト、ナットなどの取付部材（図示せず）で一体化される。この電源側リード部３０は変圧器とコンデンサを収容したボックス（図示せず）に固定されており、ボックスの下部にはＸＹＺ方向に可動できる機構が組付けられている。この機構によりパイプ部材と加熱コイルの芯合わせや位置の調整が可能となっている。電源側リード部３０の先端部には、回動電極部４０Ｌ，４０Ｒを回動可能に支持するための軸部３３が両側に張り出して設けられている。電源側リード部３０の各側面には、軸部３３の回りでそれぞれ異なる位置に規制部材３４が張り出して設けられ、この規制部材３４が回動電極部４０Ｌ，４０Ｒの回動締め付け位置を規制する。各導電板３２には、軸部３３及び規制部材３４の周りでは導電板３２の枠に、その他の部位では絶縁板３１と逆側の側面において長手方向に沿って、冷却用パイプ３５が配設されている。電源側リード部３０を経由して回動電極部４０Ｌ，４０Ｒへ通電しても、冷却用パイプ３５に水を流すことにより電源側リード部３０の昇温が抑制される。
【００３４】
電源側リード部３０における各軸部３３に対し、回動電極部４０Ｌ，４０Ｒが取り付けられている。左側の回動電極部４０Ｌは上側分割型コイル１１Ａを支持し、右側の回動電極部４０Ｒは下側分割型コイル１１Ｂを支持する。
【００３５】
〔回動電極部の構成〕
回動電極部４０Ｒは、右側の導電板３２Ｒの右側で接触するよう立設する接続プレート４１と、右側で接続プレート４１に固定され左側で下側分割型コイル１１Ｂを支持する支持部材４２とを含んで構成されている。支持部材４２の断面が略クランク状であり、右壁部４２Ａの下端部と左壁部（図示省略）の上端部とが中間部４２Ｃで左右方向に離隔して構成されており、右壁部４２Ａが右側の導電板３２Ｒに固定され、左壁部に下側分割型コイル１１Ｂが固定されている。
【００３６】
回動電極部４０Ｌは、左側の導電板３２Ｌの左側で接触するように立設する接続プレート４５と、右側で接続プレート４５に固定され左側で上側分割型コイル１１Ａを支持する支持部材４６とを含んで構成されている。支持部材４６は断面が略コ字状を呈しており、図２に示すように右壁部４６Ａの下端部と左壁部４６Ｂの下端部とが中間部４６Ｃで左右方向に離隔して構成されており、右壁部４６Ａが接続プレート４５に固定され、左壁部４６Ｂに上側分割型コイル１１Ａが固定されている。
【００３７】
回動電極部４０Ｌ，４０Ｒが電源側リード部３０に組み付けられている状態において、右側の回動電極部４０Ｒと左側の回動電極部４０Ｌとは非接触となるよう、右壁部４２Ａと右壁部４６Ａとは電源側リード部３０の厚み程度離隔されており、左壁部及び中間部４２Ｃと左壁部４６Ｂ及び中間部４６Ｃとは何れも上下左右に離隔して配置されている。
【００３８】
各回動電極部４０Ｌ，４０Ｒの接続プレート４１，４６には貫通穴が設けられており、貫通穴に電源側リード部３０の軸部３３が挿入され、軸部３３と接続プレート４１，４５とがそれぞれナット状の締付部材４７により組み付けられている。各締付部材４７にはレバー４７Ａがそれぞれ取り付けられており、回動電極部４０Ｌ，４０Ｒをそれぞれ回動自在となっている。
【００３９】
本発明の実施形態では、回動電極部４０Ｌ，４０Ｒには上側分割型コイル１１Ａ，下側分割型コイル１１Ｂに冷却液を導入するための導入路５１，６１と、上側分割型コイル１１Ａ，下側分割型コイル１１Ｂからの冷却液を導出するための導出路５６，６６とが形成されている。図９（Ａ）は下側分割型コイル１１Ｂを支持する回動電極部４０Ｒに形成されている導入路６１及び導出路６６を模式的に示す断面図、（Ｂ）は上側分割型コイル１１Ａを支持する回動電極部４０Ｌに形成されている導入路及び導出路を模式的に示す断面図である。
【００４０】
回動電極部４０Ｒのうち、下側分割型コイル１１Ｂに冷却液の導入及び導出を行う具体的な構成について説明する。
【００４１】
回動電極部４０Ｒの導入路６１は、図９（Ａ）に示すように各中空部６２Ａ乃至６２Ｄが連通して形成されている。接続プレート４１に奥行きに沿って中空部６２Ａが形成されており、中空部６２Ａの奥側端で中空部６２Ｂとして右側に延びて接続プレート４１の右側面に達して開口している。この開口には冷却液導入用配管７０Ａが接続されている。一方、中空部６２Ａの手前側端が中空部６２Ｃとして下方に延び、その下端で中空部６２Ｄとして左側に延びて支持部材４２の左端に達して開口している。
【００４２】
回動電極部４０Ｒの導出路６２は、図９（Ａ）に示すように各中空部６７Ａ,６７Ｂが連通して形成されている。接続プレート４１及び支持部材４２には左右方向に貫通した中空部６７Ａ，６７Ｂが連通して設けられている。接続プレート４１の右側面に中空部６７Ａに連通するように冷却液排出用配管７０Ｂが接続されている。
【００４３】
回動電極部４０Ｒはこのような構造を有している。従って、支持部材４２における中空部６２Ｄの左端開口が下側分割型コイル１１Ｂの流入口である冷却液導入口１１Ｘに連通し、かつ支持部材４２の中空部６７Ｂが下側分割型コイル１１Ｂの流出口である冷却液排出口１１Ｙに連通するように、下側分割型コイル１１Ｂが回動電極部４０Ｒに取り付けられている。
【００４４】
なお、接続プレート４１に形成される中空部６２Ａと中空部６７Ａとはねじれの位置で交差しており、支持部材４１に形成される中空部６２Ｄと中空部６７Ｂとは何れも左右に延びているが両者は手前と奥側とで分離されている。よって、下側分割型コイル１１Ｂを回動電極部４０Ｒに取り付けると、通電のみならず、導入路６１、上流路１４、折り返し流路１６、下流部１５、導出路６６とが連通し、下側分割型コイル１１Ｂに冷却液を流し排出することができる。
【００４５】
回動電極部４０Ｌのうち、上側分割型コイル１１Ａに冷却液の導入及び導出を行う具体的な構成について説明する。
【００４６】
回動電極部４０Ｌの導入路５１は、図９（Ｂ）に示すように各中空部５２Ａ乃至５２Ｄが連通して形成されている。接続プレート４５に奥行きに沿って中空部５２Ａが形成されており、中空部５２Ａの奥側端で中空部５２Ｂとして左側に延びて接続プレート４５の左側面に達して開口している。この開口には冷却液導入用配管７１Ａが接続されている。一方、中空部５２Ａの手前側端が中空部５２Ｃとして下方に延び、その下端で中空部５２Ｄとして左側に延びて支持部材４６の左端に達して開口している。この開口に冷却液導入用配管７１Ａが接続されている。
【００４７】
回動電極部４０Ｌの導出路５２は、図９（Ｂ）に示すように各中空部５７Ｂ,５７Ｃ（一部図示省略）が連通して形成されている。支持部材４２には左右方向に貫通した中空部５７Ｂが形成され、中空部５７Ｂの右端が接続プレート４５の上に延びる中空部とつながって、上述の中空部５２Ａよりも下側で奥行き方向に延びる中空部につながり、その中空部の奥端で中空部５７Ｃの左側に延びて開口している。接続プレート４５の左側面に中空部５７Ｃに連通するように冷却液排出用配管７１Ｂが接続されている。
【００４８】
回動電極部４０Ｌはこのような構造を有している。従って、支持部材４６における中空部５２Ｄの左端開口が上側分割型コイル１１Ａの流入口である冷却液導入口１１Ｘに連通し、かつ支持部材４６の中空部５７Ｂが上側分割型コイル１１Ａの流出口である冷却液排出口１１Ｙに連通するように、上側分割型コイル１１Ａが回動電極部４０Ｌに取り付けられている。
【００４９】
よって、上側分割型コイル１１Ａを回動電極部４０Ｌに取り付けると、通電のみならず、導入路５１、上流路１４、折り返し流路１６、下流部１５、導出路６６とが連通し、上側分割型コイル１１Ａに冷却液を流し排出することができる。
【００５０】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明の技術的範囲は特許請求の範囲に記載した発明の範囲内で変更したものも含まれる。例えば、図示した形態では、加熱コイルは上下に分割されたコイルであるが左右方向でも良く、また、必ずしも均等に分割される必要はなく、一方の湾曲部が他方の湾曲部よりも円弧が長くてもよい。パイプ部材の端面が軸方向に垂直に切断されている場合には、パイプ部材同士が付き合わされ、その突き合わせ端部の外側に各湾曲部が配置される。しかし、一方のパイプ部材の端部がオス型の差込み部で例えば円錐台形状を有しており、他方のパイプ部材の端部がメス型の被差込み部で例えば円錐台形状に切り欠かれているときには、オス型の差込み部がメス型の被差込み部に差し込まれ、差込み部と被差込み部の外周に湾曲部が配置される。このように、接合するパイプ部材の端部が軸に垂直な面のみならず、例えば開先形状等の接合に適した形状を有していてもよく、これらの場合には、例えば一方のパイプ部材の端部に他のパイプ部材の端部に差し込んだ状態のようにパイプ部材が接合する状態において、接合する端部の外側に各湾曲部が配置されることになる。
【符号の説明】
【００５１】
１：加熱装置
５：パイプ部材
５Ａ：突き合わせ端部
６：締結具
１０：パイプ接合用加熱コイル（加熱コイル）
１１：分割型コイル
１１Ａ：上側分割型コイル
１１Ｂ：下側分割型コイル
１１Ｘ：冷却液導入口
１１Ｙ：冷却液排出口
１２：湾曲部
１２Ａ，１２Ｂ：中空部
１２Ｃ：分離壁
１２Ｄ：孔
１２Ｅ：ガス流路用中空部
１２Ｆ：細孔
１２Ｘ：湾曲部の先端部
１２Ｙ：締結用孔
１３：リード部
１３Ａ，１３Ｂ：中空部
１３Ｃ：分離壁
１３Ｄ，１３Ｅ：流路接続用孔
１３Ｇ，１３Ｈ：対向面
１３Ｘ：ボルト孔
１４：上流路
１５：下流路
１６：折り返し流路
１７：ガス流路
１８：ガス配管接続部
１８Ａ：ガス導入路
１８Ｂ：ガス噴射路
１８Ｃ：噴射口
１９：遮蔽板
２０：ガス雰囲気となり得る領域
２０Ａ：すきま
３０：電源側リード部
３１：絶縁板
３２，３２Ｌ，３２Ｒ：導電板
３３：軸部
３４：規制部材
３５：冷却用パイプ
４０：回動電極部
４０Ｌ：左側の回動電極部
４０Ｒ：右側の回動電極部
４１，４５：接続プレート
４２，４６：支持部材
４２Ａ，４６Ａ：右壁部
４６Ｂ：左壁部
４２Ｃ，４６Ｃ：中間部
４７：締付部材
４７Ａ：レバー
５１，６１：導入路
５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃ，５２Ｄ，６２Ａ,６２Ｂ，６２Ｃ，６２Ｄ：中空部
５６，６６：導出路
５７Ｂ,５７Ｃ，６７Ａ,６７Ｂ：中空部
７０Ａ，７１Ａ：冷却液導入用配管
７０Ｂ，７１Ｂ：冷却液排出用配管
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パイプ部材同士を突き合わせてろう付けする際に用いられるパイプ接合用加熱コイルに関する。
【背景技術】
【０００２】
パイプ部材同士を接合する技術として、パイプ部材同士の間にろう材を挟んでろう材を毛細管現象により侵入させて溶着する手法がある。具体的には、パイプ同士を接合したり又はパイプとエルボ、チーズなどの継ぎ手部材とを接合したりする際には、先ずろうを挟んでパイプ部材同士を突き合わせ、次にその突き合わせ端部を取り巻くようにコイルを配置し、その後コイルに高周波などの交番電流を流して誘導加熱してろうを熔かすことにより、互いに接合させている。
【０００３】
その際用いられるコイルとして各種の加熱コイルが開発されている。特許文献１にはそのような分割型誘導加熱コイルが開示されている。具体的な構造は次の通りである。可動電極の対がヒンジピンによって支持され、可動電極のそれぞれには半円形状に曲げられた加熱コイルの一端部が取り付けられ、加熱コイルの先端部にはブロック状の接点が取り付けられている。対の加熱コイルは、可動電極のヒンジピンでスイングすることで周状のリングを形成可能とする。各加熱コイルは、銅パイプを半円形状に曲げてなり、ブロック状の接点の中心部分には冷却水の通る穴が開けられ、一方の銅パイプコイルを通った冷却水を他方の銅パイプコイルに流す。よって、対の加熱コイルを周状のリング状態にすることにより、一方の可動電極から一方の銅パイプコイル、ブロック状の接点を経て他方の銅パイプコイル、さらに他方の可動電極を経て高周波電流が流れると共に、一方の可動電極から一方の銅パイプコイル、ブロック状の接点を経て他方の銅パイプコイル、他方の可動電極、一方の銅パイプコイルの順に経て他方の可動電極まで冷却水が流れる。
【０００４】
また、パイプ部材をろう付けにより接合する際には、誘導加熱によるパイプ部材の加熱によりパイプ部材が酸化しないように、パイプ部材の突き合わせ端部を加熱コイルと共に、カバーで取り囲み、カバー内に不活性ガスを流している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実用新案登録第３０３２１８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１のような分割型加熱コイルでは、パイプ部材同士を接合する作業毎に、一方の銅パイプコイルをヒンジによりスイングする必要がある。よって、接合作業毎に、一方の銅パイプコイルから他方の銅パイプコイルへブロック状の接点を経由して冷却液を液漏れなく流すことができるよう注意を払う必要がある。
【０００７】
また、加熱コイルに電流を流して誘導加熱する際、不活性ガスを垂れ流しているので、不活性ガスの資源を無駄に消費し、コスト高となる。
【０００８】
そこで、本発明においては、上記課題に鑑み、このような分割型の加熱コイルを用いてパイプ接合する際、冷却液の液漏れ確認作業を接合作業毎に行う必要がない、パイプ接合用加熱コイルを提供することを第１の目的とする。さらに、ろう付けの際使用する不活性ガスの消費量を少なくすることができるパイプ接合用加熱コイルを提供することを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記第１の目的を達成するために、本発明のパイプ接合用加熱コイルは、円弧状の湾曲部の一端部にリード部を接続してなる分割型コイルを一組備えており、上流路及び下流路が互いにコイル幅方向に並んでリード部及び湾曲部の形状に沿って各分割型コイルに設けられ、折り返し流路が湾曲部の先端部側に設けられており、パイプ部材同士を圧接する状態において接合するパイプ部材の端部の外側に上記各湾曲部が配置されて各湾曲部の先端部同士が接続されることにより、各リード部の間で各湾曲部を経由して通電し、かつ、分割型コイルのそれぞれにおいて、リード部の冷却水導入口から流入した冷却液が、リード部及び湾曲部の上流路を通って折り返し流路で折り返しリード部及び湾曲部の下流路に流れ、リード部の冷却液排出口から排出されることを特徴とする。
【００１０】
上記第２の目的を達成するために、上記構成において、ガス導入路を有する導入部が湾曲部の外周面に設けられ、ガス導入路に連通するガス流路が湾曲部に円弧状に沿って内部に設けられ、複数のガス噴射路が、ガス流路から湾曲部の内周面に向けて設けられ、各ガス噴射路の先端が、ガス噴出口として湾曲部の内周面に達している。
さらに、湾曲部のパイプ幅方向の両側面には、湾曲部の内周面よりも径方向内側まで張り出した絶縁性の遮蔽板が設けられており、湾曲部の内周面とパイプ部材の接合する端部と遮蔽板の対とでガス雰囲気となる領域が形成される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、分割型コイル毎に内部に上流路、折り返し流路及び下流路が設けられており、分割型コイルの組によりワンターンコイルを形成しても、流路が分割型コイル毎に設けられているため、接合作業毎に、冷却水の流路を分離したり接続したりする必要がない。よって、接合作業毎に液漏れ確認を行う必要がない。
【００１２】
また、ガス噴出口がパイプ部材同士の突き合わせ端部などの接合する端部に向けて設けられているパイプ接合用加熱コイルにあっては、パイプ部材同士をろう付けする際、ガス噴出口から、還元性を有するガス又は不活性ガスを噴射することで、加熱された突き合わせ端部などの酸化を防止することができる。そのため、従来のように、パイプ部材同士の突き合わせ端部を囲むように、ガス閉じ込め用のシート等を被せる必要がなく、接合業を効率よく行うことができる。
【００１３】
また、両側面に遮蔽板を装着したパイプ接合用加熱コイルにあっては、ガス雰囲気の状態を効率よく作り出すことができ、ガスの使用量も低減できる。また、少なくとも一方のパイプ部材が直管ではなく、チーズのような湾曲した部材であっても、効率よくガス雰囲気の状態を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係るパイプ接合用加熱コイルを含む加熱装置の側面図である。
【図２】図１に示す加熱装置の平面図である。
【図３】図１に示すパイプ接合用加熱コイルを開いた状態を模式的に示す図である。
【図４】図１に示すパイプ接合用加熱コイルを構成する一方の分割型コイルの断面を示す図である。
【図５】図４のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図６】図４のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図７】（Ａ），（Ｂ）はそれぞれ図４のＣ-Ｃ線、Ｄ−Ｄ線に沿う断面図である。
【図８】遮蔽板による効果を説明するために模式的に示す断面図である。
【図９】（Ａ）は下側分割型コイルを支持する回動電極部に形成されている導入路及び導出路を模式的に示す断面図、（Ｂ）は上側分割型コイルを支持する回動電極部に形成されている導入路及び導出路を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
〔パイプ接合用加熱コイルを備えた加熱装置の全体構成〕
図１は本発明の実施形態に係るパイプ接合用加熱コイルを含む加熱装置の側面図、図２は図１に示す加熱装置の平面図、図３はパイプ接合用加熱コイルを開いた状態を模式的に示す図である。
【００１６】
本発明の実施形態に係るパイプ接合用加熱コイル（以下、「加熱コイル」と称する。）１０は、図１に示されているように加熱装置１に組み込まれて構築される。加熱装置１は、電源側に接続される電源側リード部３０の対と、各電源側リード部３０に回動可能に取り付けられる回動電極部４０Ｌ，４０Ｒと、回動電極部４０Ｌ，４０Ｒの対に取り付けられる加熱コイル１０と、を含んで構成されている。
【００１７】
この加熱装置１は、図示した例では、円筒形状のパイプ部材５同士の間にろう材等のインサート材を挟み、パイプ部材５の接合する端部同士を圧接し、その接合する端部をインサート材と共に加熱するものである。例えば、パイプ部材５同士を突き合わせたり一方のパイプ部材５を他方のパイプ部材５に差し込んだりしてパイプ部材の端部を圧接する。そのため、加熱コイル１０は、円弧状の湾曲部１２の一端部にリード部１３を接続してなる分割型コイル１１の組で構成されている。図示した形態にあっては、各湾曲部１２が半円弧状を有しているので、分割型コイル１１は半割り型コイルと呼ぶことが出来、この場合には対で構成される。
【００１８】
〔加熱コイルの構成〕
図４は分割型コイル１１の断面を示す図、図５は図４のＡ−Ａ線に沿う断面図、図６は図４のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。図７（Ａ），（Ｂ）はそれぞれ図４のＣ-Ｃ線、Ｄ−Ｄ線に沿う断面図である。なお、図５及び図７（Ａ），（Ｂ）では、図１に示すように、上側分割型コイル１１Ａのリード部１３と下側分割型コイル１１Ｂのリード部１３とが互いに対向し合った状態で一方の分割型コイル１１として上側分割型コイル１１Ａを実線で示し、他方の分割型コイル１１として下側分割型コイル１１Ｂを一点破線で示している。
【００１９】
分割型コイル１１は、例えば半円弧状の湾曲部１２と、この湾曲部１２の一端部に接続された例えば直線状のリード部１３と、を含んで構成されている。この分割型コイル１１は略同一形状及び構造で対をなして、湾曲部１２同士が閉じてその先端部１２Ｘ同士が締結具６で連結されることにより、湾曲部１２の組でワンターンをなす。湾曲部１２に高周波電流などの交番電流が流れることで、その内側に配置されている突き合わせ端部５Ａ近傍が誘導加熱される。そのため、湾曲部１２は誘導加熱部と呼ばれてもよい。
【００２０】
本発明の実施形態にあっては、上流路１４と下流路１５とが分割型コイル１１の形状に沿って設けられており、上流路１４と下流路１５とが互いにコイル幅方向に並んで設けられている。ここで、コイル幅とは、接合するパイプ部材５の軸方向の長さをいう。さらに、各湾曲部１２の先端部１２Ｘ側には分割型コイル１１内部に折り返し流路１６が設けられ、上流路１４と下流路１５とが折り返し流路１６で連通している。先端部１２Ｘ側とは、上流路１４と下流路１５とが円弧状に延びている端部を意味する。なお、図４中において、符号１３Ｘは回動電極部４０に分割型コイル１１を取り付けるためのボルト孔、符号１３Ｄ，１３Ｅは上流路１４、下流路１５につながる流路接続用孔、符号１２Ｙは締結具６を挿入するための締結用孔である。
【００２１】
具体的には、図５及び図６に示すように、湾曲部１２には円弧状の中空部１２Ａ，１２Ｂが分離壁１２Ｃで隔てられてコイル幅方向に並べて設けられ、図７（Ａ）乃至（Ｂ）に示すようにリード部１３には、直線状の中空部１３Ａ，１３Ｂが分離壁１３Ｃで隔てられコイル幅方向に並べて設けられている。湾曲部１２とリード部１３との接続部において、中空部１２Ａと中空部１３Ａとが連通して上流路１４となり、中空部１２Ｂと中空部１３Ｂとが連通して下流路１５となっている。湾曲部１２の先端部１２Ｘでは、分離壁１２Ｃに一又は複数の孔１２Ｄが設けられ、中空部１２Ａと中空部１２Ｂとは湾曲部１２内部で連通しており、分離壁１３Ｃの孔１２Ｄにより折り返し流路１６が形成されている。
【００２２】
この構成により、各分割型コイル１１で、リード部１３の冷却液導入口１１Ｘ、即ち上流路１４の入口側から注入された冷却液が上流路１４を流れ、折り返し流路１６を経由して下流路１５に流れ、一つの分割型コイル１１内で全体として一つの流路が形成されている。つまり、加熱コイル１０は分割型コイル１１の組で構成されるところ、各分割型コイル１１で一つの流路が入口から出口まで備わっている。
【００２３】
前述したように、分割型コイル１１を構成する上側分割型コイル１１Ａと下側分割型コイル１１Ｂとは、加熱コイル１を閉じた状態では、図１に示すように、上側分割型コイル１１Ａのリード部１３と下側分割型コイル１１Ｂのリード部１３とは互いに対向しあう。図５及び図７（Ａ）（Ｂ）に示すように、上側分割型コイル１１Ａのリード部１３と下側分割型コイル１１Ｂのリード部１３との対向面のうち一方、図示では上側分割型コイル１１Ａのリード部１３の対向面１３Ｇは左右幅両端よりも中央が突出しており、対向面の他方、図示では下側分割型コイル１１Ｂのリード部１３の対向面１３Ｈは左右幅両端よりも中央が窪んでおり、対向面１３Ｇ，１３Ｈが互いに重なり合うことが好ましい。リード部１３の対向面１３Ｇ，１３Ｈは、図４に示すように湾曲部１２の内周面までリード部の軸方向に延出していることが好ましい。これは、加熱コイル１０に交番電流を流してパイプ部材の突き合わせ端部を加熱する際、パイプ部材の突き合わせ端部において交番磁界がパイプ部材の周方向に途切れることなく均一に生じ、その結果で誘導加熱がムラなく生じるようにするためである。
【００２４】
さらに、図４乃至図７に示す形態ではガス流路１７が湾曲部１２に設けられている。即ち、湾曲部１２には、上流路１４及び下流路１５の各中空部１２Ａ，１２Ｂの外側に円弧状、図示の場合には半円弧状のガス流路用中空部１２Ｅが設けられている。そして、湾曲部１２の外周面にはガス配管接続部１８が取り付けられており、ガス配管接続部１８の外側から内側に貫通してなるガス導入路１８Ａがガス流路用中空部１２Ｅに連通している。一方、湾曲部１２には、ガス流路用中空部１２Ｅから湾曲部１２の内周面、即ち被加熱部材であるパイプ部材５と対向する面に達するようガス噴射路１８Ｂが設けられている。ガス噴射路１８Ｂは、前述の分離壁１２Ｃに、湾曲部１２における半円弧の仮想中心点の回りに間隔をおいて細孔１２Ｆを複数穿設してなる。細孔１２Ｆが等間隔に形成されている場合にはガスが突き合わせ端部５Ａに均等に噴射するため、好適である。
【００２５】
このように、図４乃至図７に示す形態にあっては、湾曲部１２には、冷却用の流路とは別に、ガス導入路１８Ａ、ガス流路１７、ガス噴射路１８Ｂが連通して形成されている。よって、ガス配管がガス配管接続部１８に取り付けられ、窒素ガス、希ガスその他の不活性ガスや還元ガスをガス導入路１８Ａに導入する。すると、ガス流路１７を経由して複数の噴射路１８Ｂから不活性ガスや還元ガスが噴射される。
【００２６】
このような好ましい形態では、先ず、例えばペースト状、ペースト状若しくはリング状のろうなどのインサート材を挟んでパイプ部材５同士を突き合わせ又は差し込み、湾曲部１２を互いに逆向きに回動し、各先端部１２Ｘ同士をボルト等の締結具６で接続する。このようにして、パイプ部材５の突き合わせ端部５Ａの回りに加熱コイル１０を配置する。次に、加熱コイル１０に高周波電流の交番電流を流し、突き合わせ端部５Ａを誘導加熱する。その際、突き合わせ端部５Ａ近傍に不活性ガスや還元性ガスが直に噴射される。すると、誘導加熱される領域が酸素に触れ難くなり、突き合わせ端部５Ａが酸化され難くなる。従って、突き合わせ端部５Ａの酸化によるスケールなどを防止することができる。
【００２７】
さらに、図４乃至図７に示す形態にあっては、分割型コイル１１において湾曲部１２のコイル幅方向の両側に半円弧状の絶縁性の遮蔽板１９が設けられている。図８は、遮蔽板１９による効果を説明するために模式的に示す断面図である。
【００２８】
この形態にあっては、インサート材（図示せず）を挟んでパイプ部材５を突き合わせた後に、突き合わせ端部５Ａの回りを湾曲部１２で囲むように加熱コイル１０を配置したときの状態を模式的に示している。なお、Ｌはパイプ部材５の軸であり、それに沿う矢印は、パイプ部材５の中空に注入される還元性ガス、不活性ガスの流れを示している。図８に示すように、半円弧状の湾曲部１２においてコイル幅方向の両側面には遮蔽板１９が設けられている。遮蔽板１９は、湾曲部１２がパイプ部材５と不意に接触した際を考慮してセラミック、ガラス繊維その他の絶縁材で形成されている。遮蔽板１９は、湾曲部１２の内周面よりも径方向内側まで張り出すよう鍔状になっている。よって、湾曲部１２の内周面とパイプ部材５の突き合わせ端部５Ａと遮蔽板１９の対とで、ガス雰囲気となり得る領域２０、つまりガス溜まりが形成される。
【００２９】
ガス導入路１８Ａから不活性ガス、還元性ガスの何れかのガスを導入すると、矢印で示すようにガス流路１７を経て噴射口１８Ｃからガスが噴射される。その際、噴射されたガスはそのガス雰囲気の領域２０に留まることになり、その領域２０から供給されるガス量だけ突き合わせ端部５Ａと遮蔽板１９との間のすきま２０Ａから排出されるに過ぎない。従って、不活性ガスや還元性ガスを多量に絶えず供給する必要がなく、経済性が向上し、資源を浪費しなくて済む。
【００３０】
湾曲部１２にガス流路１７等を設け、かつ遮蔽板１９を両側に装着している形態にあっては、加熱コイル１０を所定の位置に配置した後に、突き合わせ端部５Ａ及び加熱コイル１０の回りに不活性ガスの領域を形成するため、従来のように比較的大きな立体的形状を有する囲み部材を配置する必要がない。この配置作業は一回の接合作業毎に行う必要があるため、湾曲部１２にガス流路１７等を設けかつ遮蔽板１９をコイル幅方向の両側面に装着した効果は大きい。
【００３１】
図２などに示すように、パイプ部材５が直管の場合のみならず、接合する一方又は双方がエルボやチーズであってもよく、特にパイプ部材５が突き合わせ端部５Ａで湾曲しているようなエルボである場合には、エルボの外形に沿って還元性ガスや不活性ガスが領域２０から発散するのを防止することができ、効果的である。
【００３２】
〔加熱装置のその他の構成〕
次に、このような加熱コイル１０を回動電極部４０Ｌ，４０Ｒに組み付けて構成される加熱装置１について図１乃至図３を参照しながら説明する。
【００３３】
〔電源側リード部の構成〕
電源側の配線等に接続される電源側リード部３０は、略矩形状の絶縁板３１の両側に略同形状の導電板３２を取り付けてボルト、ナットなどの取付部材（図示せず）で一体化される。この電源側リード部３０は変圧器とコンデンサを収容したボックス（図示せず）に固定されており、ボックスの下部にはＸＹＺ方向に可動できる機構が組付けられている。この機構によりパイプ部材と加熱コイルの芯合わせや位置の調整が可能となっている。電源側リード部３０の先端部には、回動電極部４０Ｌ，４０Ｒを回動可能に支持するための軸部３３が両側に張り出して設けられている。電源側リード部３０の各側面には、軸部３３の回りでそれぞれ異なる位置に規制部材３４が張り出して設けられ、この規制部材３４が回動電極部４０Ｌ，４０Ｒの回動締め付け位置を規制する。各導電板３２には、軸部３３及び規制部材３４の周りでは導電板３２の枠に、その他の部位では絶縁板３１と逆側の側面において長手方向に沿って、冷却用パイプ３５が配設されている。電源側リード部３０を経由して回動電極部４０Ｌ，４０Ｒへ通電しても、冷却用パイプ３５に水を流すことにより電源側リード部３０の昇温が抑制される。
【００３４】
電源側リード部３０における各軸部３３に対し、回動電極部４０Ｌ，４０Ｒが取り付けられている。左側の回動電極部４０Ｌは上側分割型コイル１１Ａを支持し、右側の回動電極部４０Ｒは下側分割型コイル１１Ｂを支持する。
【００３５】
〔回動電極部の構成〕
回動電極部４０Ｒは、右側の導電板３２Ｒの右側で接触するよう立設する接続プレート４１と、右側で接続プレート４１に固定され左側で下側分割型コイル１１Ｂを支持する支持部材４２とを含んで構成されている。支持部材４２の断面が略クランク状であり、右壁部４２Ａの下端部と左壁部（図示省略）の上端部とが中間部４２Ｃで左右方向に離隔して構成されており、右壁部４２Ａが右側の導電板３２Ｒに固定され、左壁部に下側分割型コイル１１Ｂが固定されている。
【００３６】
回動電極部４０Ｌは、左側の導電板３２Ｌの左側で接触するように立設する接続プレート４５と、右側で接続プレート４５に固定され左側で上側分割型コイル１１Ａを支持する支持部材４６とを含んで構成されている。支持部材４６は断面が略コ字状を呈しており、図２に示すように右壁部４６Ａの下端部と左壁部４６Ｂの下端部とが中間部４６Ｃで左右方向に離隔して構成されており、右壁部４６Ａが接続プレート４５に固定され、左壁部４６Ｂに上側分割型コイル１１Ａが固定されている。
【００３７】
回動電極部４０Ｌ，４０Ｒが電源側リード部３０に組み付けられている状態において、右側の回動電極部４０Ｒと左側の回動電極部４０Ｌとは非接触となるよう、右壁部４２Ａと右壁部４６Ａとは電源側リード部３０の厚み程度離隔されており、左壁部及び中間部４２Ｃと左壁部４６Ｂ及び中間部４６Ｃとは何れも上下左右に離隔して配置されている。
【００３８】
各回動電極部４０Ｌ，４０Ｒの接続プレート４１，４６には貫通穴が設けられており、貫通穴に電源側リード部３０の軸部３３が挿入され、軸部３３と接続プレート４１，４５とがそれぞれナット状の締付部材４７により組み付けられている。各締付部材４７にはレバー４７Ａがそれぞれ取り付けられており、回動電極部４０Ｌ，４０Ｒをそれぞれ回動自在となっている。
【００３９】
本発明の実施形態では、回動電極部４０Ｌ，４０Ｒには上側分割型コイル１１Ａ，下側分割型コイル１１Ｂに冷却液を導入するための導入路５１，６１と、上側分割型コイル１１Ａ，下側分割型コイル１１Ｂからの冷却液を導出するための導出路５６，６６とが形成されている。図９（Ａ）は下側分割型コイル１１Ｂを支持する回動電極部４０Ｒに形成されている導入路６１及び導出路６６を模式的に示す断面図、（Ｂ）は上側分割型コイル１１Ａを支持する回動電極部４０Ｌに形成されている導入路及び導出路を模式的に示す断面図である。
【００４０】
回動電極部４０Ｒのうち、下側分割型コイル１１Ｂに冷却液の導入及び導出を行う具体的な構成について説明する。
【００４１】
回動電極部４０Ｒの導入路６１は、図９（Ａ）に示すように各中空部６２Ａ乃至６２Ｄが連通して形成されている。接続プレート４１に奥行きに沿って中空部６２Ａが形成されており、中空部６２Ａの奥側端で中空部６２Ｂとして右側に延びて接続プレート４１の右側面に達して開口している。この開口には冷却液導入用配管７０Ａが接続されている。一方、中空部６２Ａの手前側端が中空部６２Ｃとして下方に延び、その下端で中空部６２Ｄとして左側に延びて支持部材４２の左端に達して開口している。
【００４２】
回動電極部４０Ｒの導出路６２は、図９（Ａ）に示すように各中空部６７Ａ,６７Ｂが連通して形成されている。接続プレート４１及び支持部材４２には左右方向に貫通した中空部６７Ａ，６７Ｂが連通して設けられている。接続プレート４１の右側面に中空部６７Ａに連通するように冷却液排出用配管７０Ｂが接続されている。
【００４３】
回動電極部４０Ｒはこのような構造を有している。従って、支持部材４２における中空部６２Ｄの左端開口が下側分割型コイル１１Ｂの流入口である冷却液導入口１１Ｘに連通し、かつ支持部材４２の中空部６７Ｂが下側分割型コイル１１Ｂの流出口である冷却液排出口１１Ｙに連通するように、下側分割型コイル１１Ｂが回動電極部４０Ｒに取り付けられている。
【００４４】
なお、接続プレート４１に形成される中空部６２Ａと中空部６７Ａとはねじれの位置で交差しており、支持部材４１に形成される中空部６２Ｄと中空部６７Ｂとは何れも左右に延びているが両者は手前と奥側とで分離されている。よって、下側分割型コイル１１Ｂを回動電極部４０Ｒに取り付けると、通電のみならず、導入路６１、上流路１４、折り返し流路１６、下流部１５、導出路６６とが連通し、下側分割型コイル１１Ｂに冷却液を流し排出することができる。
【００４５】
回動電極部４０Ｌのうち、上側分割型コイル１１Ａに冷却液の導入及び導出を行う具体的な構成について説明する。
【００４６】
回動電極部４０Ｌの導入路５１は、図９（Ｂ）に示すように各中空部５２Ａ乃至５２Ｄが連通して形成されている。接続プレート４５に奥行きに沿って中空部５２Ａが形成されており、中空部５２Ａの奥側端で中空部５２Ｂとして左側に延びて接続プレート４５の左側面に達して開口している。この開口には冷却液導入用配管７１Ａが接続されている。一方、中空部５２Ａの手前側端が中空部５２Ｃとして下方に延び、その下端で中空部５２Ｄとして左側に延びて支持部材４６の左端に達して開口している。この開口に冷却液導入用配管７１Ａが接続されている。
【００４７】
回動電極部４０Ｌの導出路５２は、図９（Ｂ）に示すように各中空部５７Ｂ,５７Ｃ（一部図示省略）が連通して形成されている。支持部材４２には左右方向に貫通した中空部５７Ｂが形成され、中空部５７Ｂの右端が接続プレート４５の上に延びる中空部とつながって、上述の中空部５２Ａよりも下側で奥行き方向に延びる中空部につながり、その中空部の奥端で中空部５７Ｃの左側に延びて開口している。接続プレート４５の左側面に中空部５７Ｃに連通するように冷却液排出用配管７１Ｂが接続されている。
【００４８】
回動電極部４０Ｌはこのような構造を有している。従って、支持部材４６における中空部５２Ｄの左端開口が上側分割型コイル１１Ａの流入口である冷却液導入口１１Ｘに連通し、かつ支持部材４６の中空部５７Ｂが上側分割型コイル１１Ａの流出口である冷却液排出口１１Ｙに連通するように、上側分割型コイル１１Ａが回動電極部４０Ｌに取り付けられている。
【００４９】
よって、上側分割型コイル１１Ａを回動電極部４０Ｌに取り付けると、通電のみならず、導入路５１、上流路１４、折り返し流路１６、下流部１５、導出路６６とが連通し、上側分割型コイル１１Ａに冷却液を流し排出することができる。
【００５０】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明の技術的範囲は特許請求の範囲に記載した発明の範囲内で変更したものも含まれる。例えば、図示した形態では、加熱コイルは上下に分割されたコイルであるが左右方向でも良く、また、必ずしも均等に分割される必要はなく、一方の湾曲部が他方の湾曲部よりも円弧が長くてもよい。パイプ部材の端面が軸方向に垂直に切断されている場合には、パイプ部材同士が付き合わされ、その突き合わせ端部の外側に各湾曲部が配置される。しかし、一方のパイプ部材の端部がオス型の差込み部で例えば円錐台形状を有しており、他方のパイプ部材の端部がメス型の被差込み部で例えば円錐台形状に切り欠かれているときには、オス型の差込み部がメス型の被差込み部に差し込まれ、差込み部と被差込み部の外周に湾曲部が配置される。このように、接合するパイプ部材の端部が軸に垂直な面のみならず、例えば開先形状等の接合に適した形状を有していてもよく、これらの場合には、例えば一方のパイプ部材の端部に他のパイプ部材の端部に差し込んだ状態のようにパイプ部材が接合する状態において、接合する端部の外側に各湾曲部が配置されることになる。
【符号の説明】
【００５１】
１：加熱装置
５：パイプ部材
５Ａ：突き合わせ端部
６：締結具
１０：パイプ接合用加熱コイル（加熱コイル）
１１：分割型コイル
１１Ａ：上側分割型コイル
１１Ｂ：下側分割型コイル
１１Ｘ：冷却液導入口
１１Ｙ：冷却液排出口
１２：湾曲部
１２Ａ，１２Ｂ：中空部
１２Ｃ：分離壁
１２Ｄ：孔
１２Ｅ：ガス流路用中空部
１２Ｆ：細孔
１２Ｘ：湾曲部の先端部
１２Ｙ：締結用孔
１３：リード部
１３Ａ，１３Ｂ：中空部
１３Ｃ：分離壁
１３Ｄ，１３Ｅ：流路接続用孔
１３Ｇ，１３Ｈ：対向面
１３Ｘ：ボルト孔
１４：上流路
１５：下流路
１６：折り返し流路
１７：ガス流路
１８：ガス配管接続部
１８Ａ：ガス導入路
１８Ｂ：ガス噴射路
１８Ｃ：噴射口
１９：遮蔽板
２０：ガス雰囲気となり得る領域
２０Ａ：すきま
３０：電源側リード部
３１：絶縁板
３２，３２Ｌ，３２Ｒ：導電板
３３：軸部
３４：規制部材
３５：冷却用パイプ
４０：回動電極部
４０Ｌ：左側の回動電極部
４０Ｒ：右側の回動電極部
４１，４５：接続プレート
４２，４６：支持部材
４２Ａ，４６Ａ：右壁部
４６Ｂ：左壁部
４２Ｃ，４６Ｃ：中間部
４７：締付部材
４７Ａ：レバー
５１，６１：導入路
５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃ，５２Ｄ，６２Ａ,６２Ｂ，６２Ｃ，６２Ｄ：中空部
５６，６６：導出路
５７Ｂ,５７Ｃ，６７Ａ,６７Ｂ：中空部
７０Ａ，７１Ａ：冷却液導入用配管
７０Ｂ，７１Ｂ：冷却液排出用配管
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円弧状の湾曲部の一端部にリード部を接続してなる分割型コイルを一組備えており、
上流路及び下流路が互いにコイル幅方向に並んで上記リード部及び上記湾曲部の形状に沿って各上記分割型コイルに設けられ、
折り返し流路が上記湾曲部の先端部側に設けられており、
パイプ部材同士を圧接する状態において接合するパイプ部材の端部の外側に上記各湾曲部が配置されて各上記湾曲部の先端部同士が接続されることにより、各上記リード部の間で各上記湾曲部を経由して通電し、かつ、上記分割型コイルのそれぞれにおいて、上記リード部の冷却水導入口から流入した冷却液が、上記リード部及び上記湾曲部の上記上流路を通って上記折り返し流路で折り返し上記リード部及び上記湾曲部の上記下流路に流れ、上記リード部の冷却液排出口から排出される、パイプ接合用加熱コイル。
【請求項２】
ガス導入路を有する導入部が前記湾曲部の外周面に設けられ、
上記ガス導入路に連通するガス流路が前記湾曲部に円弧状に沿って内部に設けられ、
複数のガス噴射路が、上記ガス流路から前記湾曲部の内周面に向けて設けられ、
各上記ガス噴射路の先端が、ガス噴出口として前記湾曲部の内周面に達している、請求項１に記載のパイプ接合用加熱コイル。
【請求項３】
前記湾曲部のパイプ幅方向の両側面には、該湾曲部の内周面よりも径方向内側まで張り出した絶縁性の遮蔽板が設けられており、
前記湾曲部の内周面と前記パイプ部材の接合する端部と上記遮蔽板の対とでガス雰囲気となる領域が形成される、請求項２に記載のパイプ接合用加熱コイル。
【請求項１】
円弧状の湾曲部の一端部にリード部を接続してなる分割型コイルを一組備えており、
上流路及び下流路が互いにコイル幅方向に並んで上記リード部及び上記湾曲部の形状に沿って各上記分割型コイルに設けられ、
折り返し流路が上記湾曲部の先端部側に設けられており、
パイプ部材同士を圧接する状態において接合するパイプ部材の端部の外側に上記各湾曲部が配置されて各上記湾曲部の先端部同士が接続されることにより、各上記リード部の間で各上記湾曲部を経由して通電し、かつ、上記分割型コイルのそれぞれにおいて、上記リード部の冷却水導入口から流入した冷却液が、上記リード部及び上記湾曲部の上記上流路を通って上記折り返し流路で折り返し上記リード部及び上記湾曲部の上記下流路に流れ、上記リード部の冷却液排出口から排出される、パイプ接合用加熱コイル。
【請求項２】
ガス導入路を有する導入部が前記湾曲部の外周面に設けられ、
上記ガス導入路に連通するガス流路が前記湾曲部に円弧状に沿って内部に設けられ、
複数のガス噴射路が、上記ガス流路から前記湾曲部の内周面に向けて設けられ、
各上記ガス噴射路の先端が、ガス噴出口として前記湾曲部の内周面に達している、請求項１に記載のパイプ接合用加熱コイル。
【請求項３】
前記湾曲部のパイプ幅方向の両側面には、該湾曲部の内周面よりも径方向内側まで張り出した絶縁性の遮蔽板が設けられており、
前記湾曲部の内周面と前記パイプ部材の接合する端部と上記遮蔽板の対とでガス雰囲気となる領域が形成される、請求項２に記載のパイプ接合用加熱コイル。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−１６９０８８（Ｐ２０１２−１６９０８８Ａ）
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２７８９４（Ｐ２０１１−２７８９４）
【出願日】平成２３年２月１０日（２０１１．２．１０）
【出願人】（３９００２９０８９）高周波熱錬株式会社 (288)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月１０日（２０１１．２．１０）
【出願人】（３９００２９０８９）高周波熱錬株式会社 (288)
【Ｆターム（参考）】
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