(57)【要約】【課題】  省スペース化を図ると共に、高価な耐高電流型の水冷ケーブルを使用せず、コスト低減を図り、かつ電流損失を低減させることができる高周波誘導加熱装置の整合部構造を備えた閉止処理装置を提供する。【解決手段】  高周波誘導加熱装置４０の整合部２６を、単一の平板２０と、平板２０の上に載置された変成器１２及び共振用コンデンサ１１とで構成し、整合部２６の変成器１２及び共振用コンデンサ１１を、処理対象物（例えば、中空パイプ１４）の近傍に配置し、変成器１２に高周波誘導加熱コイル１３を連結すると共に、整合部２６から離隔した位置にあるインバータ４を有する高周波誘導加熱装置の本体に前記共振用コンデンサを連結する。【選択図】        図２
2007005203.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波誘導加熱装置に設けられた高周波誘導加熱コイルを処理対象物の端部に対応する位置に配置し、高周波電源から前記高周波誘導加熱装置のインバータ及び整合部を順次に介して前記高周波誘導加熱コイルに高周波電力を供給することにより、前記処理対象物の端部を高周波誘導加熱しながら該端部を成形型に押圧して前記処理対象物の端部開口を閉止する閉止処理装置において、
前記高周波誘導加熱装置の整合部を、単一の平板と、前記平板の上に載置された変成器及び共振用コンデンサとで構成し、
前記整合部の変成器及び共振用コンデンサを、前記処理対象物の近傍に配置し、
前記変成器に前記高周波誘導加熱コイルを連結すると共に、前記整合部から離隔した位置にある前記インバータを有する前記高周波誘導加熱装置の本体に前記共振用コンデンサを連結するようにしたこと、
を特徴とする閉止処理装置。
【請求項２】
前記変成器及び共振用コンデンサの漏洩冷却水を前記整合部から排水するための排水機構を前記平板に設けたことを特徴とする請求項１に記載の閉止処理装置。
【請求項３】
前記高周波誘導加熱装置の本体と前記整合部とを連結するケーブルを、編組線、若しくは、厚さの薄い平型の銅板を複数枚重ね合わせてその周囲に絶縁チューブを被せて成る空冷タイプのものとしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の閉止処理装置。
【請求項４】
前記処理対象物が中空パイプであることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の閉止処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波誘導加熱装置に設けられた高周波誘導加熱コイルを処理対象物（例えば、中空パイプ）の端部に対応する位置に配置し、高周波電源から高周波誘導加熱装置のインバータ及び整合部を順次に介して前記高周波誘導加熱コイルに高周波電力を供給することにより、前記処理対象物の端部を高周波誘導加熱しながら該端部を成形型に押圧して前記処理対象物の端部開口を閉止（クロージング）する閉止処理装置に関し、特に、コンパクトに形成されて省スペース化や電流損失の低減が可能な高周波誘導加熱装置の整合部構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
高周波誘導加熱装置としては、各種のワークを誘導加熱のために各種の構造のものがあり、高周波誘導加熱装置に設けられる高周波誘導加熱コイルの周辺の構造に関する公知技術として、特開２００１−２７３９７５（特許文献１）に記載のものがある。
【０００３】
また、中空パイプの端部開口を閉止する際に中空パイプの端部を高周波誘導加熱する高周波誘導加熱装置の一例として、図３に示すものがある。図３に示す高周波誘導加熱装置１は、直流電源２を有するループ回路３と、このループ回路３内に設けられたコンデンサ５及び２つのブリッジ回路６，７とを有するインバータ４を備えており、これらのブリッジ回路６，７にはスイッチング素子（例えば、トランジスタ８及びダイオード９）が設けられている。なお、このインバータ４は、電圧型インバータであり、一例として表示したものである。このインバータ４のブリッジ回路６，７は、整合トランス１０の一次側に連結され、この整合トランス１０の二次側には共振用コンデンサ１１が設けられている。そして、整合トランス１０の二次側及び共振用コンデンサ１１は、ポータブル型変成器１２の一次側に連結され、このポータブル型変成器１２の二次側が高周波誘導加熱コイル１３に連結されている。かくして、高周波誘導加熱コイル１３には所要の高周波電力が供給されて中空パイプ１４の一端部１４ａを高周波誘導加熱しながらこの一端部１４ａを成形型（図示せず）に押圧して中空パイプ１４の端部開口Ｓ（図３参照）を閉止するように構成されている。
【特許文献１】特開２００１−２７３９７５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述のような高周波誘導加熱装置１を備えた閉止処理装置では、次のような不具合がある。すなわち、中空パイプ１４の一端部１４ａを高周波誘導加熱する高周波誘導加熱コイル１３やポータブル型変成器１２は、中空パイプ１４の一端部１４ａの近傍に配置されることが必要があり、高周波誘導加熱装置１の本体（インバータ４や整合トランス１０等が配設される高周波誘導加熱装置１の本体）は、通常、比較的大型のものから成るため、この装置本体を高周波誘導加熱コイル１３の近傍に配置することができないのが実状である。そのため、共振用コンデンサ１１とポータブル型変成器１２との間は、図３に示す如く、高耐圧高電流型の冷却銅パイプ若しくは水冷式の電力ケーブル１５で連結するようにしている。従って、この冷却パイプ若しくは水冷式の電力ケーブル１５は高価のものとなる上に、配管スペースや高価な漏水防止手段が必要となるといった不具合がある。
【０００５】
一方、上述の特許文献１に記載の高周波誘導加熱装置にあっては、高周波誘導加熱コイルが高周波誘導加熱装置の本体の側に固定されてその本体の近傍に配置される。しかしながら、このような高周波誘導加熱装置を上述のような閉止処理装置に備えるようにした場合には、高周波誘導加熱装置の本体（装置本体）が、処理対象物である中空パイプや、中空パイプの端部に押圧する成形型が設置される機構部分に干渉し、中空パイプの端部を加熱・閉止（クロージング）することは難しい。
【０００６】
上述の如く、従来の閉止処理装置に備えられる図３に示す高周波誘導加熱装置における整合部構造では、高周波誘導加熱コイル１３及びポータブル型変成器１２とインバータ１とが互いに離れており、かつ、共振用コンデンサ１１の電流値も極めて大きいため、共振用コンデンサ１１とポータブル型変成器１２とを連結（接続）する連結線構造が複雑で高価なものとなる。しかも、連結線構造箇所の冷却も重要であるため、水冷ケーブル等の高価な部材を用いる必要がある。また、一般に、処理対象物（ワーク）である中空パイプ１４やその一端部１４ａが押圧される成形型が設置される領域は比較的狭いため、インバータ４を備える高周波誘導加熱装置１の本体を中空パイプ１４に近接させて配置することは難しい。一方、特許文献１に示されるような高周波誘導加熱装置にあっては、その構造上、高周波誘導加熱装置の本体を処理対象物である中空パイプ１４の近傍に設置することは難しい。
【０００７】
本発明は、上述の如き実状に鑑みてなされたものであって、その目的は、省スペース化を図ると共に、高価な耐高電流型の水冷ケーブルを使用せず、コスト低減を図り、かつ電流損失を低減させることができる高周波誘導加熱装置の整合部構造を備えた閉止処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の目的を達成するために、本発明では、高周波誘導加熱装置に設けられた高周波誘導加熱コイルを処理対象物の端部に対応する位置に配置し、高周波電源から前記高周波誘導加熱装置のインバータ及び整合部を順次に介して前記高周波誘導加熱コイルに高周波電力を供給することにより、前記処理対象物の端部を高周波誘導加熱しながら該端部を成形型に押圧して前記処理対象物の端部開口を閉止する閉止処理装置において、前記高周波誘導加熱装置の整合部を、単一の平板と、前記平板の上に載置された変成器及び共振用コンデンサとで構成し、前記整合部の変成器及び共振用コンデンサを、前記処理対象物の近傍に配置し、前記変成器に前記高周波誘導加熱コイルを連結すると共に、前記整合部から離隔した位置にある前記インバータを有する前記高周波誘導加熱装置の本体に前記共振用コンデンサを連結するようにしている。
また、本発明では、前記変成器及び共振用コンデンサの漏洩冷却水を前記整合部から排水するための排水機構を前記平板に設けるようにしている。
また、本発明では、前記高周波誘導加熱装置の本体と前記整合部とを連結するケーブルを、編組線、若しくは、厚さの薄い平型の銅板を複数枚重ね合わせてその周囲に絶縁チューブを被せて成る空冷タイプのものとしている。
また、本発明では、前記処理対象物が中空パイプであるようにしている。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に記載の本発明は、閉止処理装置に備えられる高周波誘導加熱装置の整合部を、単一の平板と、平板の上に載置された変成器及び共振用コンデンサとで構成し、整合部の変成器及び共振用コンデンサを、処理対象物の近傍に配置し、変成器に高周波誘導加熱コイルを連結すると共に、整合部から離隔した位置にあるインバータを有する高周波誘導加熱装置の本体に共振用コンデンサを連結するようにしたものであるから、高周波誘導加熱装置の整合部をコンパクトにすることができて省スペース化を図ることができると共に、電流損失を低減させることができ、しかも高価なケーブルを使用せずにコスト低減を図ることが可能となる。
【００１０】
また、請求項２に記載の本発明は、変成器及び共振用コンデンサの漏洩冷却水を整合部から排水するための排水機構を平板に設けるようにしたものであるから、整合部の冷却水の漏水を排水機構によって整合部から排出することができ、装置周辺の清浄化を図ることができる。
【００１１】
また、請求項３に記載の本発明は、高周波誘導加熱装置の本体と整合部とを連結するケーブルが、編組線、若しくは、厚さの薄い平型の銅板を複数枚重ね合わせてその周囲に絶縁チューブを被せて成る空冷タイプのものにしたものであるから、高周波誘導加熱装置の本体と整合部との間の連結線構造箇所の冷却を有効に行うことができる。
【００１２】
また、請求項４に記載の本発明は、前記処理対象物が中空パイプであるようにしたものであるから、中空パイプの端部開口の閉止作業をコンパクトな閉止処理装置により円滑に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明に係る閉止処理装置に備えられる高周波誘導加熱装置の整合部構造の一実施形態について、図１及び図２を参照して説明する。なお、図１及び図２において図３と同様の部材には同一の符号を付することとする。
【００１４】
図１（ａ），（ｂ），及び（ｃ）は、本発明に係る閉止処理装置に備えられる高周波誘導加熱装置の整合部構造を示す平面図、正面図、及び側面図である。これらの図に示すように、樹脂材等の絶縁材から成る単一の平板２０上には、公知構造のポータブル型変成器１２並びに共振用コンデンサ１１が少し浮いた状態で載置されている。ポータブル型変成器１２と共振用コンデンサ１１とは図外の高電圧用の連結具（リード線若しくは接続導体）を介して連結されているが、ポータブル型変成器１２と共振用コンデンサ１１とは互いに近接した位置において連結されるため、この連結具は短長のものから成っている。また、ポータブル型変成器１２や共振用コンデンサ１１には、これらを冷却するために複数の冷却パイプ２１が連結されており（図１（ａ），（ｂ）参照）、これらの冷却パイプ２１は、図外の冷却源に連結されている。
【００１５】
また、ポータブル型変成器１２には、高周波誘導加熱コイル１３が連結されている。この高周波誘導加熱コイル１３は、中空パイプ１４の一端部１４ａを囲むリング形状の導体から構成されている（図１（ａ）参照）。
【００１６】
平板２０には、図１（ａ），（ｃ）に示すように、複数の長溝２２が形成されると共に、長溝２２に連通する排水溝２３，２４，２５が形成されている。これらの長溝２２や排水溝２３，２４，２５により、ポータブル型変成器１２並びに共振用コンデンサ１１の冷却機構（図市せず）からの漏洩冷却水が平板２０の外部に排水されるようになっている。
【００１７】
図２は、上述のような構造を有する高周波誘導加熱装置の整合部２６（単一の平板２０，ポータブル型変成器１２，及び共振用コンデンサ１１を有する）と高周波誘導加熱装置のインバータ４との連結構造を示すものである。なお、ここでは、電流型インバータ３０が用いられているが、図３に示す如き電圧型インバータ４であってもよい。電流型インバータ３０は、直流電源３１と直流リアクトル３２とを有するループ回路３３と、スイッチング素子３４とダイオード３５とを有する一対のブリッジ回路３６，３７とから構成され、ブリッジ回路３６，３７は整合トランス１０に連結され、この整合トランス１０の二次側は連結線３８，３９を介して整合部２６の共振用コンデンサ１１に連結されている。なお、連結線３８，３９は普通の電線であってよく、特別の耐高電性のものでなくてもよい。
【００１８】
このような構成の図２の高周波誘導加熱装置４０を用いて、例えば中空パイプ１４の端部開口Ｓの閉止処理（閉止加工）を行うに際しては、図外の成形型の凹部と相対向する位置に中空パイプ１４を配置し、この中空パイプ１４の一端部１４ａのまわりをリング形状の高周波誘導加熱コイル１３にて囲んだ状態の下でこの高周波誘導加熱コイル１３を中空パイプ１４の一端部１４ａに対して僅かな間隔を隔てた位置に配置する。次いで、インバータ４から整合トランス１０を介して高周波電力を高周波誘導加熱コイル１３に供給することにより、中空パイプ１４の一端部１４ａを所要温度に高周波誘導加熱する。そして、この状態の下で中空パイプ１４の他端部側に軸線方向に沿う方向の押圧力を加えることにより、中空パイプ１４の一端部１４ａを図外の成形型の凹部に圧接させる。この際、前記一端部１４ａは高周波誘導加熱されて変形可能な状態にあるため、前記一端部１４ａは押し潰されて端部開口Ｓを閉塞する閉止部を形成することになる。
【００１９】
以上のような閉塞処理装置によれば、共振用コンデンサ１１及びポータブル型変成器１２を単一の平板２０上に載置して配置することにより、閉塞処理装置に備えられる高周波誘導加熱装置４０の整合部２６をコンパクトに構成することができる。また、高周波誘導加熱装置４０のインバータ３０（装置本体側）が大型のものであっても、中空パイプ１４の側には、単一の平板２０の上に設けた整合部２６のみを設置すればよいため、処理対象物である中空パイプ１４の周りのスペース（すなわち、ワーク配置スペース）が狭くても、その狭いスペース内に整合部２６及び中空パイプ１４を配置することができ、省スペース化が可能になる。また、上述のように、ポータブル型変成器１２及び共振用コンデン１１は平板２０上に互いに近接して配置されているため連結具（リード線）は短くてもよく、ひいては電流損失が少なくなり、効果的な高周波誘導加熱を行なうことが可能となる。
【実施例】
【００２０】
ポータブル型変成器１２としては目的に応じて任意のものを用いてよいが、例えば、５００ｋＶＡの変圧比６：１のものが一例として採用される。また、共振用コンデンサ１１としては、例えば、４個設けられ、平型の水冷コンデンサ（例えば、セレム社製の水冷コンデンサ）が使用される。勿論、これらに限定されるものでない。また、図１に示す整合部２６の概要の容積としては、比較的にコンパクトな、６３０ｍｍ（長さ）×１４０ｍｍ（高さ）×１４０ｍｍ（奥行）のものから成る。
【００２１】
以上、本発明の一実施形態について述べたが、本発明はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変形及び変更が可能である。例えば、既述の実施形態では、中空パイプ１４の端部開口Ｓを閉止するための閉止処理装置について述べたが、端部開口を有するワーク（処理対象物）の閉止処理を行う場合にも本発明の閉止処理装置を適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明一実施形態に係る閉止処理装置に備えられる高周波誘導加熱装置の整合部の構造を示す図であって、図１（ａ）は整合部の平面図、図１（ｂ）は整合部の正面図（ｂ）、図１（ｃ）は整合部の側面図である。
【図２】図１の整合部と高周波誘導加熱装置のインバータとの間の連結構造を示す回路図である。
【図３】中空パイプの閉止（クロージング）処理を行うための従来の閉止処理装置における高周波誘導加熱装置のインバータと高周波誘導加熱コイルとを連結する構造を示す回路図である。
【符号の説明】
【００２３】
１，  ４０  高周波誘導加熱装置
２  直流電源
４，３０  インバータ
１０  整合トランス
１１  共振用コンデンサ
１２  ポータブル型変成器
１３  高周波誘導加熱コイル
１４  中空パイプ
１４ａ  一端部
２０  平板
２１  冷却パイプ
２２  長溝
２３，２４，２５  排水溝
２６  整合部
３８，３９  連結線
Ｓ  端部開口
【図１】
2007005203.tif 000003
【図２】
2007005203.tif 000004
【図３】
2007005203.tif 000005