(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
差し込み口と、少なくともその一部が第１の被加熱部を構成する被差し込み部とを備える第１の被加熱体と、
前記差し込み口から前記被差し込み部に差し込まれるとともに少なくともその一部が前記第１の被加熱部を構成する差し込み部と、前記差し込み部から離間して設けられた第２の被加熱部とを備える第２の被加熱体と、
前記差し込み部と被差し込み部の間に配置され前記第１の被加熱体と前記第２の被加熱体を接合するろう材と、を備え、
前記第２の被加熱部は、前記差し込み口から前記第２の被加熱部までの長さをＬ、前記第２の被加熱体の外径をＤとした場合、比Ｌ／Ｄが０．４以上〜０．８以下を満たす位置に設けられており、
前記第２の被加熱部には、熱容量が前記第２の被加熱体の他の部位よりも大きな高熱容量部が設けられていることを特徴とする接合部品。
【請求項２】
内壁面に沿って設けられた内側コイルと、外壁面に沿って設けられた外側コイルとを備える円筒状のステータと、
請求項１に記載の接合部品であって、前記第１の被加熱体が前記内側コイルおよび前記外側コイルのうち一方のコイルの端部に設けられ、前記第２の被加熱体が前記内側コイルおよび前記外側コイルのうち他方のコイルの端部に設けられた、接合部品と、
を備えることを特徴とする回転電機。
【請求項３】
請求項１に記載の接合部品の前記第１の被加熱体と前記第２の被加熱体を接合するために用いる誘導加熱装置であって、
前記第１の被加熱体のうち、前記被差し込み部の周囲の一部を周方向に覆う第１の加熱導体部と、
前記第２の被加熱体のうち、前記第２の被加熱部の周囲の少なくとも一部を周方向に覆う第２の加熱導体部と、
を備えることを特徴とする誘導加熱装置。
【請求項４】
前記第１の加熱導体部と前記第２の加熱導体部を接続する接続導体部をさらに備えることを特徴とする請求項３に記載の誘導加熱装置。
【請求項５】
前記第１の加熱導体部の、前記被差し込み部に差し込まれた前記差し込み部への投影線が、前記差し込み部の中心線と重なることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の誘導加熱装置。
【請求項６】
前記第１および第２の加熱導体部に高周波電流を流す高周波電源と、
前記差し込み口近傍における前記第１の被加熱体の第１の温度、および／または、前記差し込み口近傍における前記第２の被加熱体の第２の温度を測定する温度測定部と、
前記第１の温度および前記第２の温度のうち少なくともいずれか一方の温度と、ろう付け部の温度とを対応付けた温度データを記録した参照温度データ記録部と、
前記温度測定部により測定された温度、および前記参照温度データ記録部に記憶された前記温度データに基づいて、前記ろう付け部の温度が所定の温度になるように前記高周波電源を制御する温度制御部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項３〜請求項５のいずれかに記載の誘導加熱装置。
【請求項７】
差し込み口と被差し込み部を備える第１の被加熱体の前記被差し込み部に、前記差し込み口から第２の被加熱体の差し込み部を差し込み、
前記被差し込み部と前記差し込み部の間にろう材を配置し、
前記被差し込み部の少なくとも一部および前記差し込み部の少なくとも一部を構成する第１の被加熱部と、前記第２の被加熱体のうち前記差し込み部以外の部分の少なくとも一部の第２の被加熱部とに高周波電流を流し、前記第１および第２の被加熱部を個別に誘導加熱して前記ろう材により前記第１の被加熱体と前記第２の被加熱体をろう付けする接合方法であって、
前記第２の被加熱部は、前記第１の被加熱体の前記差し込み口から前記第２の被加熱部までの長さをＬ、前記第２の被加熱体の外径をＤとした場合、比Ｌ／Ｄが０．４以上〜０．８以下を満たす位置に設けられており、
前記第２の被加熱部には、熱容量が前記第２の被加熱体の他の部位よりも大きな高熱容量部が設けられていることを特徴とする接合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、誘導加熱装置、接合方法、接合部品およびこれを備える回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、部品同士を接合するろう付けの一手法として、トーチの火炎で部品を加熱することにより、ろう材を溶かして施工して接合部品を得る手法がある。しかし、この手法の場合、施工場所が火気を安全に取り扱うことのできる場所に制限される。
【０００３】
他のろう付け手法として、火炎を用いない誘導加熱による手法も知られている。この場合、部品の周囲を加熱導体（誘導加熱コイル）で囲み、加熱導体に高周波電流を流すことで、部品の表面に渦電流を誘起する。誘起された渦電流は、部品の表層でジュール損失により熱を発生する。この熱によって部品が加熱され、ろう付けが行われて接合部品が得られる。誘導加熱によるろう付けの場合、火炎を用いないため、施工場所に対する制限が緩和される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３０１５６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、部品（被加熱体）の周囲に、施工の障害となる構造物等が設けられていることがある。例えば、第１の管状部材に第２の管状部材を差し込んでろう付けする場合であって、第１の管状部材が壁面等に固定されている場合がある。このような場合、加熱導体で第１の管状部材の全周を囲むことができないため、ろう付け部分を均一に加熱できず、均一なろう付けを行うことが困難であるという課題があった。
【０００６】
本発明に係る各実施形態が解決しようとする課題は、被加熱体に障害物が設けられている場合であっても、均一で良好なろう付けを行うことができる誘導加熱装置、接合方法、このように良好なろう付けを行なった接合部品およびこれを備える回転電機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態に係る接合部品は、第１の被加熱体と、第２の被加熱体と、ろう材と、を備える。前記第１の被加熱体は、差し込み口と、少なくともその一部が第１の被加熱部を構成する被差し込み部とを備える。前記第２の被加熱体は、前記差し込み口から前記被差し込み部に差し込まれるとともに少なくともその一部が前記第１の被加熱部を構成する差し込み部と、前記差し込み部から離間して設けられた第２の被加熱部とを備える。前記ろう材は、前記差し込み部と被差し込み部の間に配置され、前記第１の被加熱体と前記第２の被加熱体を接合する。前記第２の被加熱部は、前記差し込み口から前記第２の被加熱部までの長さをＬ、前記第２の被加熱体の外径をＤとした場合、比Ｌ／Ｄが０．４以上〜０．８以下を満たす位置に設けられている。
【０００８】
実施形態に係る接合方法は、差し込み口と被差し込み部を備える第１の被加熱体の前記被差し込み部に、前記差し込み口から第２の被加熱体の差し込み部を差し込み、前記被差し込み部と前記差し込み部の間にろう材を配置し、前記被差し込み部および前記差し込み部の少なくとも一部を構成する第１の被加熱部と、前記第２の被加熱体のうち前記差し込み部以外の部分の少なくとも一部である第２の被加熱部とに高周波電流を流し、前記第１および第２の被加熱部を個別に誘導加熱して前記ろう材により前記第１の被加熱体と前記第２の被加熱体をろう付け接合する接合方法であって、前記第２の被加熱部は、前記第１の被加熱体の前記差し込み口から前記第２の被加熱部までの長さをＬ、前記第２の被加熱体の外径をＤとした場合、比Ｌ／Ｄが０．４以上〜０．８以下を満たす位置に設けられている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の各実施形態によれば、被加熱体に障害物が設けられている場合であっても、均一で良好なろう付けを行うことができ、または、良好なろう付けを行なった接合部品やこれを備える回転電機を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る誘導加熱装置１および接合部品１００の概略的な構成を示す図である。
【図２】誘導加熱装置１の加熱導体部の詳細について説明するための図である。
【図３】熱流束の比率Ｒと比Ｌ／Ｄとの関係をシミュレーションした結果を示すグラフである。
【図４】変形例１に係る加熱導体部について説明するための図である。
【図５】変形例２に係る加熱導体部について説明するための図である。
【図６】変形例３に係る加熱導体部について説明するための図である。
【図７】第１の被加熱体１０、および第１の被加熱体１０の被差し込み部１２に差し込まれる第２の被加熱体２０を示す図である。
【図８】ステータ４０の一部を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、実施形態に係る誘導加熱装置、接合方法、接合部品およびこれを備える回転電機について図面を参照しながら説明する。なお、各図において同等の機能を有する構成要素には同一の符号を付し、同一符号の構成要素の詳しい説明は繰り返さない。
【００１２】
実施形態に係る誘導加熱装置１は、２つの被加熱体を誘導加熱により、ろう付け接合する誘導加熱装置である。これら２つの被加熱体がろう付けされて本実施形態にかかる接合部品１００が得られる。
【００１３】
ここで、図７を参照して、被加熱体である第１の被加熱体１０および第２の被加熱体２０、およびこれらが接合されて得られる接合部品１００について説明する。第１の被加熱体１０の端面１０ａには被差し込み部１２が凹設されている。差し込み口１１は、被差し込み部１２の開口部である。第２の被加熱体２０の先端部分には差し込み部２１が設けられている。なお、図７では、第２の被加熱体２０の高熱容量部２２（後述）は図示していない。図７に示すように、第１の被加熱体１０および第２の被加熱体２０は管状部材であり、第１の被加熱体１０および第２の被加熱体２０に障害物３０が設けられている。この障害物３０は、第１の被加熱体１０や第２の被加熱体２０に接続されていたり、近接する位置に設置された構造物等である。
【００１４】
ここで、図８を参照して、本実施形態に係る回転電機（発電機）について説明する。図８は、回転電機のステータ４０の一部を示す斜視図である。この回転電機では、ステータ４０が前述の障害物３０に対応する。円筒状のステータ４０の内壁面に沿って内側コイル４２が設けられている。また、ステータ４０の外壁面に沿って外側コイル４３が設けられている。内側コイル４２および外側コイル４３の内部には冷却水が流通する。
【００１５】
第１の被加熱体１０は、内側コイル４２および外側コイル４３のうち一方のコイルの端部に設けられている。第２の被加熱体２０は、内側コイル４２および外側コイル４３のうち他方のコイルの端部に設けられている。本実施形態では、第１の被加熱体１０は、内側コイル４２または外側コイル４３の端部に設けられ、内部を冷却水が流通する管状部材である。第２の被加熱体２０は、ステータ４０の端部において、内側コイル４２の第１の被加熱体１０と、外側コイル４３の第１の被加熱体１０とを接続する部材である。即ち、第２の被加熱体２０は、図８に示すように、ステータ４０の端面を跨いで内側コイル４２と外側コイル４３を接続する。この第２の被加熱体２０は、電気的導通を確保し、且つ冷却水流路となる管状部材である。
【００１６】
図７に戻って、第１の被加熱体１０および第２の被加熱体２０の説明を続ける。図７において、第２の被加熱体２０の差し込み部２１の中心線Ｃは、第２の被加熱体２０の先端から、差し込み部２１の長さの半分だけ離れた位置を示している。
【００１７】
第２の被加熱体２０は、第１の被加熱体１０の差し込み口１１から被差し込み部１２に差し込まれる。より詳しくは、第２の被加熱体２０のうち、先端部分の差し込み部２１が被差し込み部１２に差し込まれ、差し込み部２１の外周面が第１の被加熱体１０とろう付けされるろう付け面となる。なお、第１の被加熱体１０および第２の被加熱体２０は、管状部材に限らない。すなわち、本実施形態に係る接合部品１００は、差し込み口１１および被差し込み部１２を備える第１の被加熱体１０と、差し込み口１１から被差し込み部１２に差し込まれる差し込み部２１を備える第２の被加熱体と、差し込み部２１と被差し込み部１２の間に配置され、第１の被加熱体１０と第２の被加熱体２０を接合するろう材２５とから構成される。第１の被加熱体１０と第２の被加熱体２０は、差し込み部２１と被差し込み部１２の間に配置されたろう材２５により接合されている。
【００１８】
次に、実施形態に係る誘導加熱装置１および接合部品１００の構成について図１を参照して説明する。
【００１９】
誘導加熱装置１は、図１に示すように、第１の加熱導体部（誘導加熱コイル）２と、第２の加熱導体部（誘導加熱コイル）３と、接続導体部４と、引出導体部５と、高周波電源６と、温度測定部７と、参照温度データ記録部８と、温度制御部９とを備えている。
【００２０】
第１の加熱導体部２、第２の加熱導体部３、接続導体部４および引出導体部５はいずれも導電性の材料からなり、１本の導電路を形成している。なお、導電路の内部には、水等の冷却媒体が流れる流路が設けられていてもよい。この導電路に高周波電源６から出力された高周波電流が流れることで、導電路に周囲を覆われた被加熱体の表層に渦電流が流れ、被加熱体はジュール熱により加熱される。より詳しくは、誘導加熱により、まず被加熱体の表層の温度が上昇し、その後、ジュール熱の拡散により、被加熱体の内部の温度が上昇するとともに、導電路の周辺の表層の温度が上昇する。その後、ろう付け部（第１の被加熱体１０と第２の被加熱体２０との間の重なり部分）の温度が所定の温度まで上昇すると、ろう付け部にろう材を溶かし込み、ろう付けを行う（いわゆる「差しろう」）。ここで、本実施形態において、ろう付け部は、第１の被加熱体１０の被差し込み部１２の内壁と、第２の被加熱体２０の差し込み部２１の外壁とを含む部分である。なお、ろう付け部に形成された溝に予めろう材を配置する等にして、ろう付け部に予めろう材を設けておいてもよい（いわゆる「置きろう」）。
【００２１】
第１の加熱導体部２は、第１の被加熱体１０の被差し込み部１２の周囲の一部を周方向に覆う。本実施形態では、第１の加熱導体部２は、図１に示すように、障害物３０を回避するように被差し込み部１２の周囲の一部を覆っている。より詳しくは、第１の加熱導体部２は、図２に示すように、導体管２ａ、導体管２ｂおよび導体管２ｃが接続されたものとして構成されている。導体管２ａ，２ｃは、第１の被加熱体１０の中心軸に直交する方向に延在している。導体管２ｂは、導体管２ａの上端部と導体管２ｃの上端部とを接続している。このように第１の加熱導体部２が被差し込み部１２の周囲の少なくとも一部を覆うようにすることで、ろう付け部を効率良く加熱することができる。本実施形態の接合部品１００においては、第１の被加熱体１０の被差し込み部１２の少なくとも一部、および第２の被加熱体２０の差し込み部２１の少なくとも一部が第１の被加熱部となっている。
【００２２】
なお、効率の観点からは、第１の加熱導体部２は、被差し込み部１２に差し込まれた差し込み部２１の中心線Ｃを覆うように第１の被加熱体１０の周囲に設けられることが好ましい。即ち、第１の加熱導体部２の差し込み部２１への投影線が中心線Ｃに重なるようにすることが好ましい。これにより、第１の加熱導体部２はろう付け部を最も効率良く加熱することができる。あるいは、第１の加熱導体部２による誘導加熱の長手方向の中心部が、差し込み部２１の中心線Ｃに重なる位置から被差し込み部１２の差し込み口１１までの間に配置されることが好ましい。
【００２３】
第２の加熱導体部３は、第２の被加熱体２０のうち差し込み部２１以外の部分の周囲の少なくとも一部を周方向に覆う。すなわち、第２の被加熱体２０は、差し込み部２１から離間した位置に第２の被加熱部を備える。この第２の被加熱部は、第２の被加熱体２０のうち、差し込み部２１以外の部分の少なくとも一部である。第２の加熱導体部３は、第２の被加熱部の周囲の少なくとも一部を周方向に覆う。本実施形態では、第２の加熱導体部３は、図１に示すように、障害物３０を回避するように第２の被加熱体２０の周囲の一部を覆っている。より詳しくは、第２の加熱導体部３は、図２に示すように、導体管３ａおよび導体管３ｂを有する。導体管３ａ，３ｂは、下端部が接続導体部４に接続し、第２の被加熱体２０の中心軸に直交する方向に沿って高熱容量部２２の側面上を延在した後、折れ曲がり、高熱容量部２２の上面上を延在している。高熱容量部２２は、第２の被加熱体のうち熱容量が他の部位よりも大きな部位である。本実施形態では、高熱容量部２２は、管状部材である第２の被加熱体２０のうち、部分的に周囲よりも肉厚に構成された部位（肉厚部）であり、この高熱容量部２２が第２の被加熱部となっている。なお、第２の被加熱部である高熱容量部２２は、肉厚部に限らず、管状部材である第２の被加熱体２０のうち、部分的に周囲よりも比熱の高い材料で構成された部位（高比熱部）であってもよい。
【００２４】
本実施形態の第２の加熱導体部３では、図２に示すように、導体管３ａ，３ｂの長手方向の中央部が、管状部材である第２の被加熱体２０の高熱容量部２２のうち、第２の被加熱体２０の長手方向の中央部近傍の周囲に設けられている。これにより、より多くの熱量が第２の被加熱体２０に蓄えられるため、ろう付け部を効率良く加熱することができる。
【００２５】
なお、実際のろう付け作業の際には、第１の加熱導体部２と第２の加熱導体部３を備える誘導加熱装置１は作業員による手作業や治具を用いて所定の位置に固定される。このため、位置決めの精度により、第２の誘導加熱部３が配置される位置と、第２の被加熱体２０の第２の被加熱部（すなわち第２の被加熱体２０の高熱容量部２２の長手方向の中央部（中心））とが必ずしも厳密に一致する訳ではない。しかしながら、誘導加熱装置１の位置決めを行う際に作業員に対し、第２の加熱導体部３の導体管３ａ，３ｂによる誘導加熱の長手方向の中央部を、第２の被加熱体２０の第２の被加熱部の長手方向の中央部（中心位置）と一致させるように指示したり、あるいは、このような位置決めができる治具を用いてもよい。これにより、第２の誘導加熱部３が配置される位置と、第２の被加熱体２０の第２の被加熱部の位置とを実質的に一致させて、ろう付け部を効率良く加熱することができる。あるいは、第１の被加熱体１０の周囲に第１の加熱導体部２を配置する位置を示す印などを表示しておき、この位置に第１の加熱導体部２を配置することで、第２の加熱導体部３が第２の被加熱体２０の第２の被加熱部の長手方向の中央部に配置されるようにしてもよい。
【００２６】
接続導体部４は、第１の加熱導体部２と第２の加熱導体部３を接続する。より詳しくは、接続導体部４は、図２に示すように、導体管２ａと導体管３ａを接続し、導体管２ｃと導体管３ｂを接続する。この接続導体部４を設けることにより、一つの高周波電源６で第１の被加熱体１０と第２の被加熱体２０の両方を誘導加熱することができる。その結果、誘導加熱装置１の簡略化および低コスト化を図ることができるとともに、高周波電源６の制御を容易にすることができる。なお、接続導体部４を設けずに、第１の加熱導体部２および第２の加熱導体部３を別々の高周波電源に接続してもよい。
【００２７】
引出導体部５は、第２の加熱導体部３と高周波電源６とを電気的に接続している。より詳しくは、引出導体部５は、導体管３ａに接続された導体管５ａと、導体管３ｂに接続された導体管５ｂとを有する。図２に示すように、導体管５ａと導体５ｂは互いに平行に近接配置されることが好ましい。これにより、導体管５ａおよび導体５ｂにより形成される磁場が互いに打ち消し合い、第２の被加熱体２０が過度に加熱されることを抑制できる。さらに、両導体管間に存在するインダクタンスを小さくすることができ、電源効率を向上させることができる。なお、導体管２ａ，２ｂ，２ｃ，３ａ，３ｂ，５ａおよび５ａなどは、必ずしも管状である必要はなく、中実や帯状の導体でも構わず、また長手方向に垂直な断面での外形についても円形のほか楕円形、矩形など種々の形状を採用することができる。
【００２８】
高周波電源６は、接続導体部４および引出導体部５を介して、第１の加熱導体部２および第２の加熱導体部３に高周波電流を流す。この高周波電源６から出力される高周波電流は、電流値および周波数を変化させることが可能である。第１の加熱導体部２および第２の加熱導体部３に高周波電流を流すことより、第１の被加熱体１０および第２の被加熱体２０の各々の表層に渦電流が誘起され、第１の被加熱体１０および第２の被加熱体２０はジュール熱により加熱される。
【００２９】
温度測定部７は、被加熱体の表面の温度を測定する。より詳しくは、温度測定部７は、第１の被加熱体１０の差し込み口１１近傍（例えば第１の被加熱体１０の端面１０ａ上の点）における第１の被加熱体１０の温度Ｔ１を測定する。温度測定部７は、例えば、熱電対や放射温度計により構成される。
【００３０】
なお、温度測定部７は、温度Ｔ１とともに、または温度Ｔ１に代えて、差し込み口１１近傍における第２の被加熱体２０の温度Ｔ２を測定してもよい。例えば、温度測定部７は、差し込み口１１近傍における、ろう付け部以外の第２の被加熱体２０の外周面の温度を測定する。
【００３１】
参照温度データ記録部８は、温度Ｔ１とろう付け部の温度Ｔ３とを対応付けた温度データを記録している。この温度データは事前の加熱試験により取得されたものである。温度Ｔ３は、例えば第２の被加熱体２０の差し込み部２１の外周面の温度であるが、これに限らず、差し込み口１１の温度であってもよいし、あるいは、第１の被加熱体１０の被差し込み部１２の内周面の温度であってもよい。参照温度データ記録部８は、ハードディスク、半導体メモリまたは光ディスク等の記録媒体から構成される。
【００３２】
なお、この参照温度データ記録部８は、温度Ｔ２と温度Ｔ３とを対応付けた温度データを記録してもよいし、あるいは、温度Ｔ１、温度Ｔ２および温度Ｔ３を対応付けた温度データを記録してもよい。
【００３３】
温度制御部９は、温度測定部７により測定された温度、および参照温度データ記録部８に記憶された温度データに基づいて、ろう付け部の温度が所定の温度になるように高周波電源６を制御する。具体的には、温度制御部９は、高周波電源６から出力される高周波電流の電流値（電流振幅）や周波数を変化させることで、ろう付け部の温度を調整する。例えば、温度制御部９は、温度データ間の隙間を補間する補間処理により、温度測定部７で測定された温度からろう付け部の温度を推定し、推定された温度が所定の温度になるように高周波電源６を制御する。
【００３４】
なお、温度制御部９は、第１の被加熱体１０の差し込み口１１近傍における第１の被加熱体１０の温度、および／または、差し込み口１１近傍における第２の被加熱体２０の温度が所定の温度になるように高周波電源６を制御してもよい。
【００３５】
上記の所定の温度（すなわち、ろう付け部の目標温度）は、ろう材の種類、ろう材の融点等に基づいて決められた温度であることが好ましい。これにより、より均一で良好なろう付けを行うことができる。
【００３６】
以上説明したように、本実施形態に係る誘導加熱装置１は、差し込み口１１を挟んで第１の加熱導体部２および第２の加熱導体部３が設けられている。第１および第２の加熱導体部２，３に高周波電流を流すことより、第１の被加熱体１０および第２の被加熱体２０を個別に誘導加熱する。第１の被加熱体１０および第２の被加熱体２０の表層で発生した渦電流による熱はそれぞれ拡散しながら内部に熱伝導する。このため、第１の加熱導体部２および第２の加熱導体部３がそれぞれ第１の被加熱体１０および第２の被加熱体２０の全周を覆わなくとも、第１および第２被加熱体１０，２０のろう付け部の全周が均一に加熱され、均一で良好なろう付けを行うことができる。
【００３７】
また、本実施形態に係る接合部品１００は、差し込み口１１および少なくともその一部が第１の被加熱部を構成する被差し込み部１２を備える第１の被加熱体１０と、差し込み口１１から被差し込み部１２に差し込まれるとともに少なくともその一部が第１の被加熱部を構成する差し込み部２１および差し込み部２１から離間して設けられた第２の被加熱部を備えた第２の被加熱体２０と、差し込み部２１と被差し込み部１２の間に配置され第１の被加熱体１０と第２の被加熱体２０を接合するろう材２５から構成される。このように、第１の被加熱体１０および第２の被加熱体２０が第１の被加熱部および第２の被加熱部をそれぞれ備えることにより、差し込み部２１と被差し込み部１２の間でろう材が第１の被加熱体１０と第２の被加熱体２０を均一かつ良好に接合した接合部品１００を得ることができる。
【００３８】
よって、本実施形態によれば、被加熱体に障害物が設けられている場合であっても、均一で良好なろう付けを行うことができる。
【００３９】
また、本実施形態によれば、第１の被加熱体１０および第２の被加熱体２０が個別に誘導加熱されるため、差し込み部２１と被差し込み部１２との間に隙間がある等して接触熱抵抗が大きい場合であっても、均一なろう付けを行うことができる。
【００４０】
より均一なろう付けを行うために、第２の加熱導体部３は、第１の被加熱体１０の差し込み口１１から、所定の距離だけ離して設けることが好ましい。より詳しくは、後述の理由により、第２の加熱導体部３は、比Ｌ／Ｄが０．４以上〜０．８以下を満たす位置設けられていることが好ましい。ここで、Ｌは、差し込み口１１から第２の被加熱部までの長さを示している。より詳しくは、Ｌは、第１の被加熱体１０の差し込み口１１から第２の加熱導体部３が配置される位置までの長さ（すなわち、差し込み口１１から第２の加熱導体部３による誘導加熱の長手方向の中心位置までの長さ）を示している。また、Ｄは、第２の被加熱体２０の外径を示している。なお、第２の加熱導体部３の導体管３ａ，３ｂなどが第２の被加熱体２０の長手方向に対して直交ではなく斜めに配置されるような場合では、これらの導体管３ａ，３ｂの長手方向の中央部など、第２の加熱導体部３による誘導加熱の長手方向の中心となる位置から差し込み口１１までの距離がＬとなる。
【００４１】
このように本実施形態に係る誘導加熱装置１では、第１の加熱導体部２が、その誘導加熱の長手方向の中心位置が第１の被加熱体１０の被差し込み部１２の周囲の一部となるように配置され、かつ第２の加熱導体部３が、差し込み口１１から第２の加熱導体部３による誘導加熱の長手方向の中心位置までの長さＬが０．４Ｄ以上〜０．８Ｄ以下となるように配置される。なお、本実施形態では、外径Ｄは図２に示すように差し込み部２１の直径であるが、これに限定されるものではない。すなわち、「第２の被加熱体２０の外径」は、一般的に言えば、第２の被加熱体２０のうち、熱拡散による温度均一化に寄与する部分の外径を示す。よって、第２の被加熱体２０の外径が、例えば、第２の加熱導体部３が設けられる位置における高熱容量部２２を除いた第２の被加熱体２０の外径を示す場合もある。
【００４２】
また、本実施形態に係る接合部品１００において、第２の被加熱体２０の第２の被加熱部の長手方向の中心位置は、第１の被加熱体１０の差し込み口１１からの第２の被加熱部の長手方向の中心位置までの距離をＬ、第２の被加熱体２０の外径をＤとしたときに、比Ｌ／Ｄが０．４以上〜０．８以下を満たす位置に設けられることが好ましい。図１、図２で示した本実施形態のように、第２の被加熱体２０が高熱容量部２２を備える場合は、差し込み口１１から高熱容量部２２の長手方向（接続導体部４の延在方向と同じ。）の中心位置までがＬとなる。なお、第２の加熱導体部３が第２の被加熱体２０の周囲に実際に配置される位置は、誘導加熱装置１を位置決めする精度（配置精度）によっては第２の被加熱部の長手方向の中心位置とは異なる可能性がある。このため、第２の被加熱部の長手方向の中心位置に誘導加熱装置１の第２の加熱導体部３が実質的に配置されるよう、例えば予め作業員などへの指示しておくことが好ましい。
【００４３】
図３は、第１の被加熱体１０の熱流束に対する第２の被加熱体２０の熱流束の比率（熱流束比）Ｒと、比Ｌ／Ｄとの関係をシミュレーションした結果を示している。ここで、熱流束比Ｒは、第１の被加熱体１０の熱流束を基準としている。よって、熱流束比Ｒ＞１の場合は、第２の被加熱体２０の熱流束が第１の被加熱体１０の熱流束よりも大きい。一方、熱流束比Ｒ＜１の場合は、第２の被加熱体２０の熱流束が第１の被加熱体１０の熱流束よりも小さい。
【００４４】
より均一なろう付けを行うためには、ろう付け部における第１の被加熱体１０の温度と第２の被加熱体２０の温度を近づけることが好ましい。すなわち、ろう付けを行う際、第１の被加熱体１０の被差し込み部１２の温度と、第２の被加熱体２０の差し込み部２１の温度とを近づけることが好ましい。熱流束が、第１の被加熱体１０の温度および第２の被加熱体２０の温度に係わるパラメータであること、そして、熱流束比Ｒが１近傍のときに、第１の被加熱体１０の温度と第２の被加熱体２０の温度が近づくことに着目した。
【００４５】
本実施形態では、熱流束比Ｒが０．８以上〜１．２以下（すなわち、１±２０％）を示すときの比Ｌ／Ｄを第２の加熱導体部３が設けられる位置とする。図３に示すように、熱流束比Ｒが０．８のとき比Ｌ／Ｄは約０．４であり、熱流束比Ｒが１．２のとき比Ｌ／Ｄは約０．８である。よって、第２の加熱導体部３は、比Ｌ／Ｄが０．４以上〜０．８以下を満たす位置に設けられる。換言すれば、第２の加熱導体部３は、Ｌ≧０．４ＤかつＬ≦０．８Ｄを満たす距離だけ差し込み口１１から離れた位置に設けられる。
【００４６】
上記のように、第２の加熱導体部３は差し込み口１１からある程度離れたところに設けられるため（Ｌ≧０．４Ｄ）、第２の加熱導体部３により第２の被加熱体２０に発生した熱が、第２の加熱導体部３で覆われない部位である、第２の被加熱体２０の障害物３０側の部位にまで熱拡散により回り込んだ後、差し込み部２１に熱伝導する。このため、差し込み部２１は、差し込み口１１から第２の被加熱体２０の先端にかけて全周にわたって均一に加熱される。その一方、第２の加熱導体部３は差し込み口１１から遠すぎないところに設けられるため（Ｌ≦０．８Ｄ）、第１の被加熱体１０の被差し込み部１２の温度と第２の被加熱体２０の差し込み部２１の温度とを近づけることができる。上記の結果、本実施形態によれば、さらに均一で良好なろう付けを行うことができ、均一で良好なろう材により接合された接合部品１００を得ることができる。
【００４７】
次に、本実施形態に係る３つの変形例（変形例１〜３）について説明する。いずれの変形例によっても、上記の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００４８】
（変形例１）
図４を参照して変形例１について説明する。本変形例は、第２の加熱導体部３が第２の被加熱体２０の中心軸に沿って延在する場合である。図４に示すように、導体管２ａ，２ｃは、下端部が第１の被加熱体１０の中心軸付近で接続導体部４に接続されている。また、導体管３ａ，３ｂは、第２の被加熱体２０の中心軸に沿って延在している。
【００４９】
（変形例２）
次に、図５を参照して変形例２について説明する。本変形例は、第２の被加熱体２０に肉厚部２２が設けられていない場合である。図５に示すように、第１の加熱導体部２および接続導体部４は、既述の実施形態と同様である。導体管３ａ，３ｂは、図５に示すように、接続導体部４の端部から第２の被加熱体２０に向けて延在した後、第２の被加熱体２０の中心軸と直交する方向に延在し、第２の被加熱体２０の周囲の一部を覆っている。
【００５０】
（変形例３）
次に、図６を参照して変形例３について説明する。本変形例は、第２の被加熱体２０が途中でＬ字状に折れ曲がっている場合である。図６に示すように、第１の加熱導体部２および接続導体部４は、既述の実施形態と同様である。導体管３ａ，３ｂは、図６に示すように、接続導体部４の端部から、折れ曲がった先の第２の被加熱体２０の中心軸に沿って延在し、第２の被加熱体２０の肉厚部２２の周囲の一部を覆っている。
【００５１】
ここで、本実施形態に係る接合方法について説明する。
まず、第１の被加熱体１０の被差し込み部１２に、差し込み口１０から第２の被加熱体２０の差し込み部２１を差し込む。次に、被差し込み部１２と差し込み部２１の間にろう材を配置する。なお、ろう材の配置は、被差し込み部１２へ差し込み部２１を差し込む際に同時に行なっても構わない。次に、第１の被加熱部および第２の被加熱部に高周波電流を流し、第１および第２の被加熱部を個別に誘導加熱して、上記ろう材により第１の被加熱体と第２の被加熱体をろう付けする。本接合方法において、第２の被加熱部は、差し込み口１１から第２の被加熱部までの長さをＬ、第２の被加熱体２０の外径をＤとした場合、比Ｌ／Ｄが０．４以上〜０．８以下を満たす位置に設けられている。このため、均一で良好なろう付けを行うことができる。
【００５２】
以上、１つの実施形態および３つの変形例について説明したが、これらの実施形態および変形例によれば、被加熱体に障害物が設けられている場合であっても、均一で良好なろう付けを行うことができる。
【００５３】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００５４】
１  誘導加熱装置
２  第１の加熱導体部
２ａ，２ｂ，２ｃ  導体管
３  第２の加熱導体部
３ａ，３ｂ  導体管
４  接続導体部
５  引出導体部
５ａ，５ｂ  導体管
６  高周波電源
７  温度測定部
８  参照温度データ記録部
９  温度制御部
１０  第１の被加熱体
１０ａ  端面
１１  差し込み口
１２  被差し込み部
２０  第２の被加熱体
２１  差し込み部
２２  肉厚部（熱容量の大きい部位）
２５  ろう材
３０  障害物
４０  ステータ
４２  内側コイル
４３  外側コイル
Ｃ  中心線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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