(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端が真空容器の孔に挿入されるとともに、該一端に誘導加熱コイルが接続され、かつ他端に高周波電源が接続され、外周に真空容器の外壁と係合する第１のフランジ部が接合されるとともに、第１のフランジ部が第１の封止部材を介して真空容器に取り付けられた高周波給電用導体において、冷却水通路の通水溝が形成され、断面が長方形形状に形成された本体部と、本体部の冷却水通路の通水溝を覆うように本体部に接合された蓋部材とから形成されたことを特徴とする高周波給電用導体。
【請求項２】
前記本体部に形成された冷却水通路の通水溝は、断面が長方形形状で蛇行して形成されたことを特徴とする請求項１記載の高周波給電用導体。
【請求項３】
一端が真空容器の孔に挿入されるとともに、該一端に誘導加熱コイルが接続され、かつ他端に高周波電源が接続され、外周に真空容器の外壁と係合する第１のフランジ部が接合されるとともに、第１のフランジ部が第１の封止部材を介して真空容器に取り付けられた高周波給電用導体において、第１のフランジ部の外面において真空側部分と大気側部分とに分割され、それぞれの分割端部からキリ穴加工により冷却水通路が形成されるとともに、大気側部分の分割端部の外周に第２のフランジ部が接合され、各分割部分に形成された冷却水通路が第２の封止部材を介して接続されるように第１のフランジ部に第２のフランジ部が取り付けられたことを特徴とする高周波給電用導体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、誘導加熱装置等において高周波電流を給電する高周波給電用導体に関し、特に真空誘導加熱炉のように、負荷が真空容器内で高周波電源が大気側にあるような場合に、真空容器を気密に挿通させる高周波給電用導体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１においては、真空中で誘導加熱により金属材料を溶解させる真空誘導溶解炉が示されている。これは、真空容器内においてルツボ内に金属材料を収納し、ルツボの周囲に設けた誘導加熱コイルに真空容器を気密に挿通させた高周波給電用導体を介して高周波電流を通電させ、真空中の誘導加熱により金属材料を溶解するものである。又、高周波給電用導体及び誘導加熱コイルは中空円管状とし、内部に冷却水を通流して冷却している。
【０００３】
その他の先行技術文献情報として、特許文献２〜４がある。
【特許文献１】特開第２８６７４２９号公報
【特許文献２】特開平６−２９０８６号公報
【特許文献３】特開平１１−２５７８６７号公報
【特許文献４】特開平２００４−１０８７２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記した従来の高周波給電用導体においては、高周波電流が通流するため、高周波電流の表皮効果により電流は表面に集まる。しかしながら、高周波給電用導体は断面が円管状であるため、断面積に対する表面積の割合が小さく、高周波電流の通流に十分な表面積を得ようとすると断面積が大きくなり、高周波給電用導体は大きく、重いものとなった。又、大電流（数千〜１万アンペア）通電用の高周波給電用導体も、冷却のための通水量が約１００Ｌ／ｍｉｎと大きくなり、冷却水通路の面積も大きくなり、やはり高周波給電用導体は大きく、重いものとなった。又、このために、高周波給電用導体の真空容器への取付作業等の取り扱いが困難となった。
【０００５】
この発明は上記のような課題を解決するために成されたものであり、軽量小形で取り扱いが容易となり、また製作容易で寸法精度も良く、水漏れも生じ難い高周波給電用導体を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明の請求項１に係る高周波給電用導体は、一端が真空容器の孔に挿入されるとともに、該一端に誘導加熱コイルが接続され、かつ他端に高周波電源が接続され、外周に真空容器の外壁と係合する第１のフランジ部が接合されるとともに、第１のフランジ部が第１の封止部材を介して真空容器に取り付けられた高周波給電用導体において、冷却水通路の通水溝が形成され、断面が長方形形状に形成された本体部と、本体部の冷却水通路の通水溝を覆うように本体部に接合された蓋部材とから形成されたものである。
【０００７】
又、請求項２に係る高周波給電用導体は、前記本体部に形成された冷却水通路の通水溝が、断面が長方形形状で蛇行して形成されたものである。
【０００８】
請求項３に係る高周波給電用導体は、一端が真空容器の孔に挿入されるとともに、該一端に誘導加熱コイルが接続され、かつ他端に高周波電源が接続され、外周に真空容器の外壁と係合する第１のフランジ部が接合されるとともに、第１のフランジ部が第１の封止部材を介して真空容器に取り付けられた高周波給電用導体において、第１のフランジ部の外面において真空側部分と大気側部分とに分割され、それぞれの分割端部からキリ穴加工により冷却水通路が形成されるとともに、大気側部分の分割端部の外周に第２のフランジ部が接合され、各分割部分に形成された冷却水通路が第２の封止部材を介して接続されるように第１のフランジ部に第２のフランジ部が取り付けられたものである。
【発明の効果】
【０００９】
以上のようにこの発明の請求項１によれば、断面が長方形形状であり、かつ冷却水通路の通水溝が形成された本体部と、本体部の通水溝を覆うように接合された蓋部材とから高周波給電用導体を形成しており、通電部分が長方形になり、断面積に対する表面積の割合が大きくなり、高周波電流の十分な通流面積を取っても断面積は大きくならず、高周波給電用導体は小形軽量で真空容器への取付等の作業が容易となって、取り扱いが容易となる。
【００１０】
又、請求項２によれば、冷却水通路の通水溝は断面が長方形形状で蛇行して形成されており、冷却水通路面積が大きくとれて、冷却効果を高めることができる。なお、通水溝を断面長方形形状にしたことにより、高周波の表皮効果により電流が高周波給電用導体の表面を通るので、断面積に対する電流の通流面積を大きくとることができ、高周波給電用導体の軽量、小形化が可能となる。
【００１１】
又、請求項３によれば、高周波給電用導体は真空側と大気側とに分割されるため、長さが約半分となり、冷却水通路の加工が容易になるとともに、小型軽量となり、真空容器への取付作業等も容易となり、取り扱いが容易となる。また、接合作業がフランジ部の取付だけとなるので、寸法精度が向上するとともに、製作が容易となり、水漏れも生じ難くなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
実施最良形態１
以下、この発明を実施するための最良の形態を図面とともに説明する。図１（ａ）〜（ｃ）はこの発明の実施最良形態１による高周波給電用導体の正面図、側面図及び図１（ａ）のＢ−Ｂ線縦断側面図、図２は実施最良形態１による真空誘導加熱装置の要部断面図である。図において、１は真空容器、２は真空容器１の外壁に取り付けられた絶縁板、３は一端が真空容器１の孔１ａ及び絶縁板２の孔２ａに挿入された一対の高周波給電用導体であり、その一端には負荷である誘導加熱コイル４が接続され、誘導加熱コイル４は例えば金属材料を収納したルツボの周壁に配設される。誘導加熱コイル４は中空であり、内部に冷却水が通流される。又、高周波給電用導体３の他端には高周波電源５が接続される。
【００１３】
３ａは断面が長方形形状の高周波給電用導体３の本体部であり、断面長方形形状の冷却水通路の通水溝３ｂが蛇行して形成され、本体部３ａには通水溝３ｂを覆うように蓋部材３ｃがロー付けされる。蓋部材３ｃには冷却水の流入口３ｄ及び流出口３ｅが設けられる。実際には、真空容器１内においては、流入口３ｄ、流出口３ｅと誘導加熱コイル４とは冷却水が通流するように接続されている。なお、高周波給電用導体３の一端には誘導加熱コイル４を取り付けるための複数の取付孔３ｆが設けられ、高周波給電用導体３の他端には高周波電源５を取り付けるための複数の取付孔３ｇが設けられる。
【００１４】
又、高周波給電用導体３の外周には絶縁板２の外壁と係合する第１のフランジ部６がロー付けされ、フランジ部６の絶縁板２側には楕円状のＯリング溝６ａが形成され、Ｏリング溝６ａには第１のＯリング７が嵌合され、またフランジ部６には多くの取付孔６ｂが設けられ、取付孔６ｂに挿通したボルトを絶縁板２に螺着することにより高周波給電用導体３を絶縁板２に気密に取り付ける。なお、絶縁板２を設けずに、高周波給電用導体３を真空容器１の外壁に直接気密に取り付けても良い。
【００１５】
実施最良形態１においては、冷却水は例えば真空容器１の外部において一方の高周波給電用導体３の流入孔３ｄから流入し、通水溝３ｂ内を蛇行した後、真空容器１内の流出孔３ｅから流出し、その後実際には誘導加熱コイル４内を通流した後、真空容器１内の他方の高周波給電用導体３の流入孔３ｄから流入し、他方の高周波給電用導体３の通水溝３ｂ内を蛇行して通流し、真空容器１外の流出孔３ｅから流出する。
【００１６】
実施最良形態１においては、本体部３ａが断面長方形状に形成されたので、断面積に対する表面積の割合が大きくなり、高周波電流の十分な通流面積を取っても断面積は大きくならず、小形軽量で真空容器1への取付等の作業が容易となって、取り扱いが容易となる。又、通水溝３ｂも断面長方形形状で蛇行して形成したので、冷却水の通路面積を大きく、長く取ることができ、冷却効果を向上することができる。なお、本体部３ａと蓋部材３ｃ、及び高周波給電用導体３と第１のフランジ部６とをロー付けしたが、その他の接合手段を用いてもよい。
【００１７】
実施最良形態２
図3（ａ）〜(c)は実施最良形態２による高周波給電用導体の正面図、側面図及び図３（ａ）のA−A線縦断側面図、図４は実施最良形態２による真空誘導加熱装置の要部断面図である。図において、８は一端が真空容器１の孔１ａ及び絶縁板２の孔２ａに挿入された一対の高周波給電用導体であり、その一端には負荷である誘導加熱コイル４が接続され、他端には高周波電源５が接続される。又、高周波給電用導体８の外周には絶縁板２の外壁と係合する第１のフランジ部６がロー付けされ、フランジ部６の絶縁板２側には楕円状の第１のＯリング溝６ａが形成され、Ｏリング溝６ａには第１のＯリング７が嵌合され、またフランジ部６には多くの取付孔６ｂが設けられ、取付孔６ｂに挿通したボルトを絶縁板２に螺着することにより高周波給電用導体８を絶縁板２に気密に取り付ける。
【００１８】
又、各高周波給電用導体８は第１のフランジ部６の外面において真空側部分８ａと大気側部分８ｂとに分割され、それぞれの分割端部からキリ穴加工により冷却水通路９が形成され、また冷却水通路９と連通する冷却水の流入口９ａ及び流出口９ｂが設けられる。また、高周波給電用導体８の大気側部分８ｂの分割端部の外周に第２のフランジ部１０がロー付けされるとともに、大気側部分８ｂの分割端部の冷却水通路９の端部にＯリング溝９ｃを設け、Ｏリング溝９ｃには第２のＯリング１１を嵌合する。又、第２のフランジ部１０には、多数の取付孔１０ａを設ける。そして、第１のフランジ部６に第２のフランジ部１０をボルトにより取り付ける。もちろん、第１のフランジ部６を絶縁板２に取り付ける際に、一緒に第２のフランジ部１０を取り付けてもよい。このフランジ部６，１０の取付の際に、真空側部分８ａの冷却水通路９の端部と大気側部分８ｂの冷却水通路９の端部とを第２のＯリング１１を介して水漏れしないように接続する。
【００１９】
なお、高周波給電用導体８の一端には誘導加熱コイル４を取り付けるための取付孔８ｃが設けられ、高周波給電用導体８の他端には高周波電源５を取り付けるための取付孔８ｄが設けられる。又、絶縁板２を設けずに、高周波給電用導体８を真空容器１の外壁に直接気密に取り付けても良い。
【００２０】
実施最良形態２においても、冷却水は真空容器１の外部において一方の高周波給電用導体８の流入孔９ａから流入し、冷却水通路９内を通流した後、真空容器１内の流出孔９ｂから流出し、その後実際には誘導加熱コイル４内を通流した後、真空容器１内の他方の高周波給電用導体８の流入孔９ａから流入し、他方の高周波給電用導体８の冷却水通路９内を通流した後、真空容器１外の流出孔９ｂから流出する。
【００２１】
実施最良形態２においては、高周波給電用導体８を真空側部分８ａと大気側部分８ｂとに分割したため、長さが従来の半分となり、冷却水通路９の加工が容易となる。又、高周波給電用導体８は重さ及び大きさも半分となり、その真空容器１側への取付においては、真空側部分８ａを取り付けた後、大気側部分８ｂを取り付けるという手順により、取付作業が容易となり、取り扱いが容易となる。又、フランジ部６，１０のロー付けは必要であるが、実施最良形態１のように本体部３ａと蓋部材３ｃとのロー付けは必要でなくなり、製作が容易となり、またロー付け部分が減少するため、熱による材料の伸縮、変形、ソリが減少し、寸法精度が向上するとともに、水漏れも生じ難くなる。なお、フランジ部６，１０のロー付けは、その他の接合手段を用いてもよく、いずれの接合手段を用いても、接合個所を減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】この発明の実施最良形態１による高周波給電用導体の正面図、側面図及び図１（ａ）のＢ−Ｂ線縦断側面図である。
【図２】実施最良形態１による真空誘導加熱装置の要部断面図である。
【図３】実施最良形態２による高周波給電用導体の正面図、側面図及び図３（ａ）のＡ−Ａ線縦断側面図である。
【図４】実施最良形態２による真空誘導加熱装置の要部断面図である。
【符号の説明】
【００２３】
１…真空容器
１ａ，２ａ…孔
２…絶縁板
３，８…高周波給電用導体
３ａ…本体部
３ｂ…通水溝
３ｃ…蓋部材
４…誘導加熱コイル
５…高周波電源
６，１０…フランジ部
７，１１…Ｏリング
９…冷却水通路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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