JPS5936392B2 - 誘導加熱心構造体および加熱方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、誘導加熱および熱活性性接着剤の使用による
接着結合を行なう方法および構造一般に関する。

本発明は、さらに詳細には、速度を異ならせて、並置さ
れたワークピースを加熱し得るＵ字形状の単一、複合心
構造体に関する。

熱を加えることによつて１対の被着面の間の付着層を活
性化させる各種のシステムが公知である。

おそらく、このような接着剤を活性化させる最も望まし
い方法は、全ての環境を同時的に熱源へ予定された時間
さらすことである。この時間は、好ましくは、接着剤を
その所望の温度にさせるに必要なだけの時間である。こ
のような方法は、被着面のそれぞれと、各結合面での効
果的な結合を促進する接着剤と、を加熱する。しかしな
がら、この種の全体加熱は、しばしば実用的でなく、い
ろいろな理由から望ましくない。加熱されるべき各部の
寸法および形状は、たびたびこのような加熱概念に合わ
ない。また、一部の全体的加熱は、加熱されるべきでな
い領域を加熱し得て、該部分のある領域を損傷し得る。
これらの理由から、２つの面の間の適当な結合を生ずる
ように選択的な領域加熱が使用されていた。

このような方法の典型的なものは、コイルおよび心構造
の各種形状および配置か使用する誘導加熱法である。従
来使用された最も有利で効果的なコイルおよび心構造体
の１つは全体的にＵ字形の心を含みそのまわりに励起巻
回部材を有するので、心が、脚を加熱されるべきワーク
ピース（ＷＯｒｋｐｉｅｃｅ）と直接接するように配置
されるようになつている。コイルに電流を通じると、磁
気回路が、心に形成され、ワークピースを貫通して完成
される。心は、心自体内部の熱損失を減するようには構
成されているが、うず電流およびヒステリシスにより、
熱損失が可能なように構成されていて心の脚間に位置さ
れる選択された領域のワークピース内に隔離される。こ
の形状の構造は、小さな領域を効果的に加熱し、包囲環
境に対しほとんどまたは全く磁束損失がない。このよう
なシステムを熱活性性接着剤を活性化させるために使用
すると、心が２つの並置被接着面の１つと、接触するか
または接近して配置され磁気回路を完成する。このこと
は、被着面に発生した熱が面と面との間に位置する接着
剤へ伝達され面と面との間を適当に活性化させて結合を
生じさせることをもたらす。接着剤は、絶線材料である
ので、きわめてしばしば、適当な熱が、熱を発生する被
着面に対向する面に達しない。適切な結合は、良好な’
’湿潤’’を必要とするか、または接着剤と、両対面被
着面と、の間の結合界面を必要とするので、予め定めら
れた温度レベルが、実質的に同じ時に両者の界面に存在
することが重要である。このような単一Ｕ字形システム
を使用すると、接着剤の一方の面は、他方の面が、適当
な熱を得ると、過熱されるかまたは加熱不足となる。

この形式の問題点は、実質的に異なる大きさのワークピ
ースが一緒に結合されるようにされるとき、倍化される
。なぜなら小さな塊の被着面を適当な温度にさせるより
、大きな塊の被着面を適当な温度にさせる方のが、１ポ
ンド当りより多いワツト数が必要とされるからであろう
からである。本発明に従えば、Ｕ字形の心を使用する誘
導加熱システムは、より効果的とされ、異なる大きさの
２つのワークピースを一緒に結合するのに適するように
なされ得るのが明らかとされた。本発明は、１対のＵ字
形の心を相互に関し入れ子式に配置して使用しこの心の
両者の回りを包囲した励起コイルを有していて、少なく
とも１つの巻線が、両心に対し共通となつていて、一方
の心が他方と異なる巻回数となるようになつている。小
さい方のＵ字形の心の上に配置された外側Ｕ字形心の使
用は、小さい方の心をより小さな大きさの材料と開連さ
せ、上側の大きい方の心をより大きな大きさの材料と関
連させることを可能とする。

心の入れ子式配置がワークピースと組合せられているの
で、材料間に介在する接着層が、接着層の両側から容易
に加熱され得て予定された時間で両側から適当な温度レ
ベルが達成される。本発明の教示は、このような複合心
構造体が単一加熱ヘツドとして注封され（ＰＯｔｔｅｄ
）て単一体とされることを可能とする。したがつて本発
明の重要な目的は、１対の並置された表面を異なる速度
で加熱して２つの表面間に適切な結合を達成し得る複合
コイルおよび心構造体を提供することである。

本発明のもう＝つの目的は、小さな塊状物品を大きな塊
状物品へ適当に接着結合させ得る加熱方法および構造を
提供することである。

以下図面を参照して本発明をさらに詳細に説明する。

第１図を参照すると、複合構造体１０は、第１のＵ字形
心１２、この第１のＵ字形心１２の下部に入れ子式に配
置された第２のＵ字形心２４、および前記心のそれぞれ
の一部に巻回された励起コイル３６を基本的に含んでな
る。

コイル３６が外側の心１２の回りになしている巻回数は
、該コイル３６が最内側心２４の回りになしている巻回
数と異なつていることが注目されよう。特に、コイル３
６が領域ＡおよびＢを含んでいることが注目されよう。
領域Ｂは、心１２および心１４の両者の回りに同時に包
囲されたコイルである。領域Ａは、最外側心１２だけの
回りに形成されたコイルの部分である。本発明に従えば
、それぞれの心は、湾曲部によつて連結された１対の脚
を含んで全体的にＵ字形状となつている。

たとえぱ、外側心１２は、１対の端面１８および２０を
各自由端に有して最上領領で湾曲部２２により相互連結
された１対の脚１４および１６を含み得る。小さい方の
、最内側心２４は、自由端に端面３０および３２を有し
て最上端で湾曲部３４により相互連結された１対の脚２
６および２８を同様にして含み得る。第１および２図に
示される具体例では、コイル３６は、心１２の湾曲部２
２の回りを包囲し、第１図に示すように領域ＡおよびＢ
の両者を含む複数の巻数をつくり得る。

これに対し、最内側心２４は、コイル３６の領域Ｂに示
される巻回数だけにより包囲され得る。磁束密度は、心
を包囲する巻回数に大きく依存するので、心１２に生起
される磁束密度は、心２４に生起される磁束密度より大
きくなり得る。入れ子式になつた心の回りへのコイルの
巻回の製作を容易にするために、絶縁ボビンすなわちス
ペーサ材３８が、２つの心の湾曲部の間に配置され得る
。

前記した構造体は、ほとんどまたは全く被膜が心の脚の
端面に存在しない限り、絶縁材料で全構造体を注封また
は被覆することによつて慣用の方法で単一体とされ得る
。本発明は、強磁性重量体４０の如き小塊部材を、適当
な強磁性材料の駆動軸４２の如き大塊部材へ付着結合さ
せるのに特に有効である。

コイル３６に電圧をかけると、磁束路５０が、外側心１
２に形成され得て大塊ワークピース４２の表皮面が、脚
１４と１６との間にリンクを形成して磁束回路を完成す
る。外側心の磁束路の生起と同時に、磁束路５２が、コ
イル領域Ｂのために内側心２４に生ずる。小さな重量体
４０は、内側心２４の脚２６と２８との間にリンクを形
成して磁束回路を完成する。小さな塊４０と大きな塊４
２との両者を貫通する磁束は、これらワークピースのう
ず電流、ヒステリシスなどによる熱損失を生ずる。強磁
性ワークピース４０および４２にこのようにして生起し
た熱は、付着層４４へ迅速に伝達される。本発明の加熱
法は、小重量体４０と付着層４４との界面、および大重
量体４２と付着層４４との間の界面で伝達される熱を可
能とすることに十分注目されたい。内側心の回りより外
側心の回りのより多い巻回数により、大きな塊４２の加
熱速度は、小さな塊４０の加熱速度より大きい。

相対的な寸法に起因して、この例では、つりあいおもり
を熱するに必要とされるよりも駆動軸を熱するためによ
り電力が必要とされる。本発明の構成の結果、界面のそ
れぞれに効果的結合を与えるための付着層４４を適当に
流動または硬化させるに必要な温度が達成され、そして
変化可能な塊に対する可変加熱速度の関係に起因して適
当な温度レベルが各界面で実質的に同時に達成される。
異なる被着体または密着面に対する差加熱速度が、ワー
クピースの各種形状に対し使用可能であることが明白で
ある。

たとえば、複合ユニツト１０ａの端面１８ａおよび２０
ａは、第３図に示されるように弧状ワークピースと密接
に結合するような形状とされ得る。本発明の基本的原理
に従えば、心の構造は、小さな塊状ワークピースの各種
長さと幅とを受け入れるように僅かに変形され得る。

第４および５図をみると、複合心構造１０ｂの例が示さ
れており、この場合、最内側心２４ｂは、最外側心１２
ｂが配置されている面に横断する面にある。このことは
、内側心の端面３０ｂおよび３２ｂが、特大とされた小
塊ワークピースの端部近傍に位置決めされることを可能
とし、端面１８ｂおよび２０ｂが、第１図の具体例に関
して記載したように大きな塊のワークピースの選択され
た領域に接触して配置される。さらに本発明に従えば、
コイル３６ｂは、心構造体の回りに巻回されているので
コイル３６ｂは２つの巻回部Ａ’とＢ’とを含みＢ’が
外側心の湾曲部２２ｂおよび内側心の３４ｂの両者の回
りに巻回される。Ｂ’に加えて残りの巻回部Ａ’が、外
側心の回りの全巻回数を構成する。本発明の原理に従え
ば、内側心２４ｂから小さな塊のワークピースに与えら
れるよりも、ポンド加熱速度当りより多量のワツトが心
１２ｂのためにより大きな塊のワークピースに与えられ
る。本明細書に記述した本発明の各種部材に関し、添字
ａまたはｂを付した同じ参照数字は同じ要素または部材
を示すことを意図している。

以上のように本発明に従えば前記の目的および利点を完
全に満足する複合コイルおよび心構造体が提供されるこ
とが明白である。

本発明を本発明の特定の具体例に関連して記載したが、
前記の記載から当業者が多くの変形、′変更をなし得る
ことは当然である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、小さな塊状体を大きな塊状体へ、両者の間に
接着結合を有して取付けた複合心構造を示す側面図であ
る。 第２図は、第１図に示される心構造とワークピースの側
面図である。第３図は、使用中の複合心構造の変形例の
正面図である。第４図は、本発明に従う複合心構造のも
う１つの具体例の上面図である。第５図は、第４図に示
される複合心構造の例の正面図である。１０，１０ｂ・
・・・・・複合構造体、１２・・・・・・第】のＵ字形
心、２４・・・・・・第２のＵ字形心、１４，１６・・
・・・・脚、１８，２０・・・・・・端面、２２・・・
・・・湾曲部、２６，２８・・・・・・脚、３０，３２
・・・・・・端面、３４・・・・・・湾曲部、３６・・
・・・・コイル、３８・・・・・・絶縁ボビン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 誘導によりワークピースを加熱するのに使用する複
   合心−コイル構造体において、第１の全体的にＵ字形の
   心および該第１の心に入え子式に組合せられた第２の全
   体的にＵ字形の心を含み、それぞれの該心の一部のまわ
   りを包囲している励起コイル手段が、両該心の一部を同
   時に包囲する少なくとも１つの巻線を与えており、該コ
   イル手段が第１の心のまわりに第２の心のまわりの巻回
   数と異なる予定された巻回数を与えている前記複合心−
   コイル構造体。 ２ 前記第１項に記載の複合コイル−心構造体において
   、第１の心の脚部の長さが、第２の心の脚部の長さより
   長い前記複合コイル−心構造体。 ３ 前記第１項に記載の複合コイル−心構造体において
   、励起コイルが、両心の湾曲部を包囲している前記複合
   コイル−心構造体。 ４ 前記第２項に記載の複合コイル−心構造体において
   、第１の心が第２の心よりも多い励起コイルの巻回数を
   有している前記複合コイル−心構造体。 ５ 前記第１項に記載の複合コイル−心構造体において
   、第１の心の湾曲部および脚部が、第２の心の湾曲部お
   よび脚部と実質的に共面にあるように、該両心が配置さ
   れている前記複合コイル−心構造体。 ６ 前記第１項に記載の複合コイル−心構造体において
   、第１の心の湾曲部および脚部が、第２の心の湾曲部お
   よび脚部を含む面に対し横断方向にある面に延長するよ
   うに該両心が配置されている前記複合コイル−心構造体
   。 ７ 予定された容積の第１の金属ワークピースをより大
   きな全容積の第２の金属のワークピースへ接着固定する
   方法において、第１のワークピースを第２のワークピー
   スの上にして該第１のワークピースと第２のワークピー
   スとの間に熱活性性接着剤の層を介在させて配置し、単
   一の側から同時的に両ワークピースを誘導により加熱し
   てそれぞれの密着面が実質的に同時的に予定された温度
   に達し得るようにする各段階を含んでいる前記方法。 ８ 前記第７項に記載の方法において、励起コイルを湾
   曲部のまわりに包囲させた１対の入れ子式に組合された
   Ｕ字形の心であり、最外側の該心が、内側の該心より多
   い巻回数を有し、最外側の該心の脚が、第２のワークピ
   ースに接触し、内側の該心の脚が第１のワークピースに
   接触して第２のワークピースが第１のワークピースより
   、より多い加熱磁束を受け得るようにした前記Ｕ字形の
   心により、誘導熱が与えられる前記方法。