JPH06281079A - 高周波電源用ワークコイル - Google Patents

高周波電源用ワークコイル

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JPH06281079A
JPH06281079A JP5073407A JP7340793A JPH06281079A JP H06281079 A JPH06281079 A JP H06281079A JP 5073407 A JP5073407 A JP 5073407A JP 7340793 A JP7340793 A JP 7340793A JP H06281079 A JPH06281079 A JP H06281079A
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work coil
high frequency
joint
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茂儀 永松
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幸三 西川
Masayuki Kanda
雅之 神田
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 導電体を含む１つのコイルマットを略Ｃ形状
に形成する。接合時には、ケーシング２４に設けられた
把手３２を持ってワークコイル１０を継手の周囲に配置
し、端子３０ａおよび３０ｂから導電体に通電して継手
に設けられた磁性合金ヒータに高周波電流を付与する。 【効果】 ワークコイル１０を継手に簡単に着脱でき、
施工性を向上できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は高周波電源用ワークコ
イルに関し、特にたとえば高周波誘導加熱を利用したプ
ラスチックパイプ等の融着に用いられる、高周波電源用
ワークコイルに関する。
【０００２】
【従来の技術】高周波誘導加熱を利用してプラスチック
パイプを融着接合するための高周波電源用ワークコイル
の一例が国際公開ＷＯ９２／１５１８２号に開示されて
いる。このワークコイルは、２つのコイルマットで継手
を挟むようにしたものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来のワークコイルで
は、２つのコイルマットを形成する必要があるため製造
が困難であるという問題点があった。また、装置全体が
大型であり、しかも２つのコイルマットで継手を挟む構
造であるため、継手への着脱性が悪いという問題点もあ
った。
【０００４】それゆえに、この発明の主たる目的は、簡
単に製造でき、しかも着脱性を向上できる、高周波電源
用ワークコイルを提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】第１の発明は、合成樹脂
の接合部に設けられた磁性合金ヒータに誘導によって高
周波電流を生ぜしめるための高周波電源用ワークコイル
であって、所定のループに巻回された導電体を含む１つ
のコイルマットを備え、コイルマットが周方向に巻かれ
た、高周波電源用ワークコイルである。
【０００６】第２の発明は、合成樹脂の接合部に設けら
れた磁性合金ヒータに誘導によって高周波電流を生ぜし
めるための高周波電源用ワークコイルであって、所定の
ループに巻回された導電体を含むコイルマット、および
コイルマットの外側に形成されるフェライト層を備え
る、高周波電源用ワークコイルである。第３の発明は、
合成樹脂の接合部に設けられた磁性合金ヒータに誘導に
よって高周波電流を生ぜしめるための高周波電源用ワー
クコイルであって、口径の異なる第１および第２部分を
形成する導電体を含むコイルマットを備える、高周波電
源用ワークコイルである。
【０００７】第４の発明は、合成樹脂の接合部に設けら
れた磁性合金ヒータに誘導によって高周波電流を生ぜし
めるための高周波電源用ワークコイルであって、周方向
に延びる第１部分と軸方向に延びる第２部分とでループ
を形成する導電体を含むコイルマットを備え、第１部分
と第２部分とが同じ円筒面内に形成された、高周波電源
用ワークコイルである。
【０００８】
【作用】第１の発明では、コイルマットを１つだけ形成
すればよいので、簡単に製造できる。また、コイルマッ
トをＣ形状あるいはＵ形状等に形成すれば、継手の周囲
に簡単に着脱することができる。第２の発明では、コイ
ルマットの外側にフェライト層が形成されるので、磁束
はフェライト層内に導かれ得る。したがって、漏洩磁束
を低減できる。
【０００９】第３の発明では、口径の異なる第１部分お
よび第２部分のいずれか一方を選択して使用することに
よって、口径の異なる２種類の継手に適用できる。第４
の発明では、導電体によって形成されたループの周方向
に延びる第１部分と軸方向に延びる第２部分とが同じ円
筒面内に形成されるので、サイズを小さくできる。
【００１０】
【発明の効果】第１の発明によれば、簡単に製造でき、
しかも着脱性を向上できる。第２の発明によれば、漏洩
磁束を低減できるので、加熱効率を向上できる。第３の
発明によれば、異径の２種類の継手に適用できるので、
施工性を向上できる。
【００１１】第４の発明によれば、サイズを小さくでき
るので、コストを低減できるとともに施工性を向上でき
る。この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および
利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明
から一層明らかとなろう。
【００１２】
【実施例】図１および図２を参照して、この実施例の高
周波電源用ワークコイル１０は、略Ｃ形状の１つのコイ
ルマット１２（図２）を含む。コイルマット１２は、た
とえばポリカーボネイト等の耐熱性樹脂からなるコア１
４を含み、コア１４の外表面上には、導電体１６によっ
て、たとえば図３または図４に示すようなループ１８ま
たは２０が形成される。そして、コイルマット１２（導
電体１６）の外側には、フェライト層２２が形成され、
フェライト層２２の外側には、コイルマット１２および
フェライト層２２を覆うようにして、アルミニウム等か
らなるケーシング２４が形成される。フェライト層２２
は、焼結やフェライトタイルの貼り付け等によって形成
される他、フェライト粉末が混入された合成樹脂層とし
て形成されてもよい。ケーシング２４は、コイルマット
１２の開放部２６（図１）を拡大し得るように、第１部
分２４ａおよび第２部分２４ｂに分割され、第１部分２
４ａと第２部分２４ｂとは、ヒンジ２８を介して連結さ
れる。ただし、開放部２６が継手３０（図２）の外径よ
りも広い場合には、必ずしもケーシング２４を分割する
必要はない。
【００１３】ケーシング２４の上部には、各々が導電体
１６の端部に接続された端子３０ａおよび３０ｂが形成
され、両端子間には、把手３２が設けられる。そして、
端子３０ａおよび３０ｂに高周波電源３４（図２）が接
続される。接合時には、図２に示すように、その内周面
近傍に磁性合金ヒータ３６が設けられた継手３０を準備
し、継手３０の受口に接合すべきパイプ３８を挿入し
て、継手３０にワークコイル１０を被せる。そして、高
周波電源３４のスイッチをオンして導電体１６に通電
し、それによって、ヒータ３６に高周波電流を付与す
る。すると、ヒータ３６は、表皮効果によって電流が集
中する表皮部分で急激に発熱する。ヒータ３６の温度が
上昇してキュリー温度に達すると、その透磁率が大幅に
低下して表皮電流はほとんど流れなくなり、ヒータ３６
の発熱が大幅に少なくなる。熱放射等によってヒータ３
６の温度が低下すると、ヒータ３６は再び表皮電流によ
って発熱する。このようにして、ヒータ３６は所定のキ
ュリー温度に保たれるので、接合面は、所定のキュリー
温度またはその近傍すなわち最適融着温度に加熱され、
融着される。
【００１４】発明者等は、図５および図６に示すような
磁性合金ヒータ４０（φ６０）にワークコイル１０を適
用し、各部分ａ〜ｅの温度変化を測定することによっ
て、ワークコイル１０の実用性を検証した。図７は通電
時間を横軸にとり、各部分ａ〜ｅの測定温度を縦軸にと
ったグラフである。このグラフより、開放部２６が設け
られていても、磁性合金ヒータ４０全体をほぼ一様に加
熱できることが確認できた。
【００１５】この実施例によれば、コイルマット１２に
開放部２６を設けるようにしているので、ワークコイル
１０の着脱が容易であり、施工性を向上できる。また、
コイルマット１２の外側にフェライト層２２を形成する
ようにしているので、このフェライト層２２内に磁束を
導くことができる。したがって、漏洩磁束を低減でき、
それによって効率をよくすることができるとともに放射
ノイズを低減できる。
【００１６】なお、ループ１８（図３）を形成した場合
には、その中央部において磁束が打ち消される恐れがあ
るので、ワークコイル１０の中央部Ａ（図２）に他より
も比透磁率の高いフェライトを用い、その部分に磁束を
集中させることによって、磁束の打ち消しを防止するよ
うにしてもよい。ちなみに、中央部Ａの比透磁率は２５
００程度とし、他の部分の比透磁率は２５０程度とし
た。
【００１７】また、ワークコイル１０を接合すべきパイ
プ３８に確実に位置決めできるように、図８に示すよう
なストッパ４２や図９に示すようなストッパ４４を形成
してもよい。また、たとえば図１０に示すように、ワー
クコイル１０の下端部を外側に折り返し、この折り返し
部４６にループ１８（図３）またはループ２０（図４）
の軸方向に延びる部分を配置することによって、磁界の
乱れを防止するようにしてもよい。
【００１８】そして、ワークコイル１０の形状は、上述
の実施例のようなＣ形状に限定されるものではなく、た
とえば図１１または図１２に示すようなＵ形状に形成さ
れてもよい。図１３に示す他の実施例のワークコイル４
８は、フェライトゴム等の軟質材料からなる本体５０内
にループ１８（図３）または２０（図４）を形成したも
のであり、任意の曲率に屈曲させて用いられる。
【００１９】上述のそれぞれの実施例では、導電体１６
によってループ１８（図３）または２０（図４）を形成
した場合を示したが、たとえば図１４に示すような、そ
の片側にのみ受口を有する継手５２に適用する場合に
は、ループ１８または２０に変えて、たとえば図１５ま
たは図１６に示すようなループ５４または５６が形成さ
れてもよい。この場合にも、ワーク部分と捨て巻き部分
との中間部Ｂ（図１４）に他よりも比透磁率の高いフェ
ライトを用いることによって、磁束の打ち消しを防止で
きる。なお、ループ５６は、捨て巻き部分Ｃ（図１６）
を２重に巻いたものである。
【００２０】図１７および図１８に示す他の実施例のワ
ークコイル５８は、異径の２種類の片受け継手に適用す
るためのものであり、口径の異なる第１部分６０および
第２部分６２を有するコイルマット６４を含む。コイル
マット６４は、コア６６を含み、コア６６の外表面上に
は、導電体１６によって図３または図４に示したような
ループ１８または２０が形成される。そして、コイルマ
ット６４の外側には、上述の実施例（図２）と同様にフ
ェライト層２２が形成され、フェライト層２２の外側に
は、ケーシング２４が形成される。
【００２１】接合時には、第１部分６０または第２部分
６２のいずれか一方が接合すべき継手の口径に応じて選
択される。すなわち、大径の継手６８に適用する場合に
は、図１７に示すように、第１部分６０を用いて融着さ
れ、小径の継手７０に適用する場合には、図１８に示す
ように、第２部分６２を用いて融着される。小径の継手
７０に適用する場合には、第１部分６０の内面にアダプ
タ７２が装着される。
【００２２】この実施例によれば、１つのワークコイル
５８を口径の異なる２種類の片受け継手に適用できるの
で、継手の種類毎にワークコイルを準備する必要がな
く、作業性を向上できる。なお、この実施例では、上述
したようなＣ形状またはＵ形状の１つのコイルマットが
用いられてもよいし、従来技術のように２つのコイルマ
ットで継手を挟む構造であってもよい。
【００２３】上述した、フェライト層をコイルマットの
外側に形成することによって磁束の損失を低減するよう
にした考えは、国際公開ＷＯ９２／１５１８２号に開示
された従来のワークコイルにもそのまま適用でき、ま
た、図１９に示すような、２つのコイルマット７４およ
び７６を有するワークコイル７８（フェライト層は図示
せず）にも適用できる。なお、ワークコイル７８では、
導電体１６によって形成されたループの周方向に延びる
第１部分と軸方向に延びる第２部分とを同じ円筒面内に
形成するようにしているので、導電体の軸方向に延びる
部分を円筒面内から外した従来のワークコイルに比べ
て、サイズを小さくできるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例を示す斜視図である。
【図２】図１の実施例を示す断面図である。
【図３】図１の実施例に適用されるループを示す図解図
である。
【図４】図１の実施例に適用される他のループを示す図
解図である。
【図５】図１の実施例の実用性を検証する実験方法を示
す図解図である。
【図６】図１の実施例の実用性を検証する実験方法を示
す図解図である。
【図７】図５の実験結果を示すグラフである。
【図８】図１の実施例にストッパを設けた状態を示す斜
視図である。
【図９】図１の実施例にストッパを設けた状態を示す斜
視図である。
【図１０】図１の実施例に折り返し部を設けた状態を示
す斜視図である。
【図１１】全体をＵ形状に形成した状態を示す斜視図で
ある。
【図１２】図１１の実施例に折り返し部を形成した状態
を示す斜視図である。
【図１３】軟質材料で形成された本体を含むワークコイ
ルを示す図解図である。
【図１４】図１の実施例を片受け継手に適用した状態を
示す図解図である。
【図１５】図１４において適用されるループを示す図解
図である。
【図１６】図１４において適用される他のループを示す
図解図である。
【図１７】この発明の他の実施例を示す図解図である。
【図１８】図１６の実施例を小径の継手に適用した状態
を示す図解図である。
【図１９】２つのコイルマットを有するワークコイルを
示す斜視図である。
【符号の説明】
１０，４８，５８ …ワークコイル １２ …コイルマット １４ …コア １６ …導電体 １８，２０，５４，５６ …ループ ２２ …フェライト層 ２４ …ケーシング ２６ …開放部 ３０，５２，６８，７０ …継手 ３６，４０ …磁性合金ヒータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西川 幸三 兵庫県尼崎市浜一丁目１番１号 株式会社 クボタ技術開発研究所内 (72)発明者 神田 雅之 兵庫県尼崎市浜一丁目１番１号 株式会社 クボタ技術開発研究所内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】合成樹脂の接合部に設けられた磁性合金ヒ
    ータに誘導によって高周波電流を生ぜしめるための高周
    波電源用ワークコイルであって、 所定のループに巻回された導電体を含む１つのコイルマ
    ットを備え、 前記コイルマットが周方向に巻かれた、高周波電源用ワ
    ークコイル。
  2. 【請求項２】前記コイルマットが、周方向の一部にのみ
    形成された、請求項１記載の高周波電源用ワークコイ
    ル。
  3. 【請求項３】合成樹脂の接合部に設けられた磁性合金ヒ
    ータに誘導によって高周波電流を生ぜしめるための高周
    波電源用ワークコイルであって、 所定のループに巻回された導電体を含むコイルマット、
    および前記コイルマットの外側に形成されるフェライト
    層を備える、高周波電源用ワークコイル。
  4. 【請求項４】前記フェライト層の一部の比透磁率を他よ
    りも高くし、その部分に磁束を導くようにした、請求項
    ３記載の高周波電源用ワークコイル。
  5. 【請求項５】合成樹脂の接合部に設けられた磁性合金ヒ
    ータに誘導によって高周波電流を生ぜしめるための高周
    波電源用ワークコイルであって、 口径の異なる第１および第２部分を形成する導電体を含
    むコイルマットを備える、高周波電源用ワークコイル。
  6. 【請求項６】合成樹脂の接合部に設けられた磁性合金ヒ
    ータに誘導によって高周波電流を生ぜしめるための高周
    波電源用ワークコイルであって、 周方向に延びる第１部分と軸方向に延びる第２部分とで
    ループを形成する導電体を含むコイルマットを備え、 前記第１部分と前記第２部分とが同じ円筒面内に形成さ
    れた、高周波電源用ワークコイル。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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WO2018073436A1 (de) * 2016-10-20 2018-04-26 Ke Kelit Kunststoffwerk Gmbh Induktives verschweissen von kunststoffobjekten mittels einer spulenanordnung mit mehreren einzelspulen
US10710312B2 (en) 2017-03-13 2020-07-14 Huliot Agricultural Cooperative Society Ltd Induction weldable pipe connector having thermally insulated induction weldable socket mouth rims
US10828840B2 (en) 2014-03-04 2020-11-10 Huliot A.C.S. Ltd Electromagnetic induction welding of fluid distribution systems

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RU2729555C1 (ru) * 2016-10-20 2020-08-07 Ке Келит Кунстштоффверк Гмбх Индукционная сварка полимерных элементов посредством узла обмоток с несколькими отдельными обмотками
US11207844B2 (en) 2016-10-20 2021-12-28 Ke Kelit Kunststoffwerk Gmbh Inductive connecting of plastic objects by a coil arrangement with multiple individual coils
US10710312B2 (en) 2017-03-13 2020-07-14 Huliot Agricultural Cooperative Society Ltd Induction weldable pipe connector having thermally insulated induction weldable socket mouth rims

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