(57)【要約】【課題】  リングロウの未充填、充填不足、浸透不足といったロウ付け品質不具合を防止できるロウ付け用誘導加熱コイルを提供する。【解決手段】  上部金属パイプ３と下部金属パイプ２を接合するリングロウ４から構成される被加熱体５を高周波電源１０から供給される電力によって加熱するロウ付け用誘導加熱コイルにおいて、上段部コイル中心軸Ｃ１が被加熱体の軸線Ｃ４と交差するように被加熱体外形の両側かつ接合部より上に同じ方向に巻かれて配置された上段部コイル１ｃ，１ｄと、上段部コイルと電気的に接続されかつ上段部コイルとは逆方向に巻かれかつ被加熱体軸線と下段部コイル中心軸Ｃ２が交差するように外形の両側かつ接合部より下に同じ方向に巻かれて配置された下段部コイル１ａ，１ｂとを備え、上段部コイルが発生する磁束と逆方向に発生する同位相の磁束によりリングロウに作用する電磁力１６ａ，１６ｂが打ち消されるように下段部コイルが配置される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部金属パイプと下部金属パイプとを接合部で接合するリングロウで構成される被加熱体を、高周波電源から供給される電力によって加熱するロウ付け用誘導加熱コイルにおいて、
上段部コイル中心軸が前記被加熱体の軸線と交差するように前記被加熱体の外形の両側かつ前記接合部より上に同じ方向に巻かれて配置された上段部コイルと、
前記上段部コイルと電気的に接続されかつ前記上段部コイルとは逆方向に巻かれかつ前記被加熱体の軸線と下段部コイル中心軸が交差するように前記被加熱体の外形の両側かつ前記接合部より下に同じ方向に巻かれて配置された下段部コイルとを備えて、
前記上段部コイルが発生する磁束と逆方向に発生する同位相の磁束により前記リングロウに作用する電磁力が打ち消されるように前記下段部コイルが配置される、ロウ付け用誘導加熱コイル。
【請求項２】
前記上段部コイルと前記下段部コイルとの前記リングロウへの相対位置範囲は、−１ｍｍ以上かつ＋１ｍｍ以下である、請求項１に記載のロウ付け用誘導加熱コイル。
【請求項３】
前記上段部コイルと前記下段部コイルとは、電気的に同一な１つの導体で構成されている、請求項１又は２に記載のロウ付け用誘導加熱コイル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属パイプ同士をロウ付けするロウ付け用誘導加熱コイルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エアコンなどの空調機器に用いられる熱交換器は、金属パイプ同士の接続にロウ付けが用いられる。
【０００３】
金属パイプのロウ付けは、以下のようにして実現する。すなわち、まず、金属パイプの接合部にロウ材を配置する。その後、接合部近傍の加熱部を、ロウ材融点以上に加熱する。その後、溶融したロウ材を、接合部全体に行き渡らせる。
【０００４】
ここで、ボイド、浸透不足、未溶融、又は、充填不足などの問題がなく、高品質なロウ付けを行うためには、ロウ材だけでなく、接合部近傍の金属パイプを含む加熱部全体の温度を制御する必要がある。このような条件を満たす工法として、高精度な温度制御が可能である誘導加熱技術を用いた誘導加熱ロウ付けが挙げられる。
【０００５】
従来、金属パイプ同士を誘導加熱にてロウ付けする方法としては、中間に加熱空間を空けた平行型、馬蹄ハの字型の加熱コイルを用いたものがある（例えば、特許文献１参照）。図６、図７は、特許文献１に記載された従来の馬蹄「ハ」の字型の加熱コイルを示す図である。
【０００６】
図６は、従来の誘導加熱ロウ付けの正面図であり、図７は、その側面図である。図６において、「ハ」の字加熱コイル１２３は、中間に加熱空間１２３ａを空けた馬蹄「ハ」の字型のコイルである。加熱空間１２３ａの中央には、被加熱体１０５が配置される。被加熱体１０５は、上部金属パイプ１０３と下部金属パイプ１０２と、そしてリングロウ１０４とで構成される。さらに、下部金属パイプ１０２は、フレア加工部１０２ａと直管部１０２ｂとで構成される。上部金属パイプ１０３と下部金属パイプ１０２とは、それぞれの円管の軸を共通とし、かつ上部金属パイプ１０３の下端と下部金属パイプ１０２のフレア加工部１０２ａとが接するように配置され、この接する面が加熱部の中央となる。また、リングロウ１０４は、フレア加工部１０２ａを台座として、上部金属パイプ１０３と下部金属パイプ１０２との加熱部の中央近傍に配置する。被加熱体１０５は、加熱部の中央の高さが、「ハ」の字の加熱コイル１２３の中心軸の高さと一致するように配置する。また、「ハ」の字加熱コイル１２３は、図７に示すように、高周波電源１１０と接続される。
【０００７】
図７、図８に示した構成を用いて誘導加熱ロウ付けを行う動作を説明する。まず、高周波電源１１０より、「ハ」の字加熱コイル１２３へと電力が供給される。この場合は、図８のように、加熱コイル１２３に供給される高周波電流は、常に振幅１０６及び周波数１０７が一定となる。このため、リングロウ１０４は、金属パイプ１０２，１０３の軸方向に同じ大きさで逆方向の電磁力が一定周期で加わることにより、フレア加工部１０２ａで安定した位置を保つことができる。「ハ」の字加熱コイル１２３は、供給された電力に従って、被加熱体１０５の加熱部へと磁束を供給する。この磁束を打ち消す方向に誘導電流が誘起され、被加熱体１０５にジュール熱が発生することで加熱部は加熱される。ここで、誘導電流は磁束の大きさに従って変化するため、磁束が大きいほど加熱部は強く加熱される。そのため、金属パイプ１０２，１０３のロウ付けでは、高周波電源１１０からの出力電力を調整し、加熱部温度をロウ材融点以上になるよう「ハ」の字加熱コイル１２３から発生する磁束を制御することで、ロウ付けを実現する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第２９２３９１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、加熱部の温度を目標指令温度に追従させるような高精度な温度制御を行う場合、高周波電源１１０から「ハ」の字加熱コイル１２３に供給される高周波電流は、図９に示すように、目標指令温度１１１と加熱部の放射温度計による実測温度１１２との偏差に応じた指令電流１１３が、「ハ」の字加熱コイル１２３に供給される。この場合、図１０に示すように、加熱コイル１２３に供給される高周波電流は、振幅１０６及び周波数１０７が不定となるため、図１１に示すように、高周波電流が正電流１２４の方向に流れた場合は、磁界が正磁界１２５の方向に発生し、金属パイプ１０２，１０３の軸方向の電磁力１２６が作用し、リングロウ１０４は、フレア加工部１０２ａで安定した位置を保つことができなくなり、金属パイプ１０２，１０３が上下に移動する（以下、本現象をホッピング現象と呼ぶ。）。このホッピング現象により、リングロウ１０４が所定のロウ付け位置から金属パイプ１０２，１０３の軸方向に離れた位置で溶融するため、リングロウ１０４の未溶融、充填不足、又は、浸透不足等の品質課題が発生する。
【００１０】
本発明は、前記従来の課題を解決するものであり、リングロウに作用する金属パイプの軸方向の電磁力を打ち消すことでホッピング現象を抑制することによりリングロウの未充填、充填不足、及び、浸透不足といったロウ付け品質不具合を防止することができるロウ付け用誘導加熱コイルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成するために、本発明の１つの態様にかかるロウ付け用誘導加熱コイルは、上部金属パイプと下部金属パイプとを接合部で接合するリングロウで構成される被加熱体を、高周波電源から供給される電力によって加熱するロウ付け用誘導加熱コイルにおいて、
上段部コイル中心軸が前記被加熱体の軸線と交差するように前記被加熱体の外形の両側かつ前記接合部より上に同じ方向に巻かれて配置された上段部コイルと、
前記上段部コイルと電気的に接続されかつ前記上段部コイルとは逆方向に巻かれかつ前記被加熱体の軸線と下段部コイル中心軸が交差するように前記被加熱体の外形の両側かつ前記接合部より下に同じ方向に巻かれて配置された下段部コイルとを備えて、
前記上段部コイルが発生する磁束と逆方向に発生する同位相の磁束により前記リングロウに作用する電磁力が打ち消されるように前記下段部コイルが配置される。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように、本発明の前記態様にかかるロウ付け用誘導加熱コイルによれば、リングロウのホッピング現象を抑制し、誘導加熱ロウ付け時のロウ材の未溶融、充填不足、及び、浸透不足といった品質不具合を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態における高周波ロウ付け用誘導加熱コイル構造体の斜視図
【図２】本発明の実施形態におけるリングロウへの磁界と電磁力の相関図
【図３】比較例として、互いに電気的に絶縁されたコイルを２個使用した場合の構成図
【図４Ａ】解析における加熱コイルのパラメータの定義を示す図
【図４Ｂ】解析における加熱コイルのパラメータの定義を示す図
【図４Ｃ】解析における加熱コイルと被加熱体との相対位置パラメータの定義を示す図
【図５】解析における電磁力比率と加熱部昇温時間との関係を示したグラフ
【図６】従来の高周波ロウ付け用誘導加熱コイルを示す正面図
【図７】従来の高周波ロウ付け用誘導加熱コイルを示す側面図
【図８】従来例における加熱コイルへの高周波電流指令図
【図９】従来例における温度指令、実測温度、電流指令のグラフ
【図１０】従来例における高精度な温度制御時の加熱コイルへの高周波電流指令図
【図１１】従来例におけるリングロウへの磁界と電磁力の相関図を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１５】
図１は、本発明の実施形態におけるロウ付け用誘導加熱コイルの斜視図である。
【００１６】
加熱コイル１は、中間に加熱空間１００を空けた線対称のコイルである。加熱空間１００の中央には、被加熱体５が配置される。被加熱体５は、上部金属パイプ３と下部金属パイプ２と、そしてリングロウ４とで構成される。さらに、下部金属パイプ２は、フレア加工部２ａと直管部２ｂとで構成される。上部金属パイプ３と下部金属パイプ２とは、それぞれの円管の軸を共通とし、かつ上部金属パイプ３の下端と下部金属パイプ２のフレア加工部２ａとが接するように配置され、この接する面が加熱部の中央となる。また、リングロウ４は、フレア加工部２ａを台座として、上部金属パイプ３と下部金属パイプ２との加熱部の中央近傍に配置する。被加熱体５は、加熱部の中央の高さが、加熱コイル１の中心軸の高さと一致するように配置する。また、加熱コイル１は、図１に示すように、高周波電源１０と接続される。
【００１７】
図１において、加熱コイル１は、下段部コイルとして、高周波電源１０からの電力の流入面１ｈと１巻以上巻かれた下段部第１コイル１ａと、下段渡し部１ｅと、１巻以上巻かれた下段部第２コイル１ｂと、上段部コイルへの中間渡し部１ｆと、上段部コイルとして１巻以上巻かれた上段部第１コイル１ｃと、上段渡し部１ｇと、１巻以上巻かれた上段部第２コイル１ｄと、高周波電源１０への電力の流出面１ｉとを備えて構成される。
【００１８】
下段部第１コイル１ａと下段部第２コイル１ｂとは、同じ方向に巻かれており、加熱空間１００を挟んで横方向に対向して配置されている。上段部第１コイル１ｃと上段部第２コイル１ｄとは、コイル１ａとコイル１ｂとは、中間渡し部１ｆを介して逆方向に巻かれており、加熱空間１００を挟んで横方向に対向して配置されている。下段部第１コイル１ａと下段部第２コイル１ｂと上段部第１コイル１ｃと上段部第２コイル１ｄと下段渡し部１ｅと中間渡し部１ｆと上段渡し部１ｇとは、電気的に同一な１つの導体（例えば、１本の線状導体）で構成されている。
【００１９】
被加熱体５は、フレア加工部２ａを有する下部金属パイプ２と、上部金属パイプ３と、リングロウ４とを備えて構成される。
【００２０】
この被加熱体５の軸Ｃ４と略垂直に交差するように、下段部第１コイル１ａ及び下段部第２コイル１ｂの中心軸Ｃ２と、上段部第１コイル１ｃ及び上段部第２コイル１ｄの中心軸Ｃ１とがそれぞれ配置されている。
【００２１】
被加熱体５は、接合部より下の下段においては、下段部第１コイル１ａと下段部第２コイル１ｂとの間に配置されるとともに、接合部より上の上段においては、上段部第１コイル１ｃと上段部第２コイル１ｄとの間に配置されている。
【００２２】
本コイル構造の加熱コイル１の動作を図２で説明する。図２は、ロウ付け用誘導加熱コイル１を背面から見た図である。なお、高周波電源１０から流入する電流は、交流的に時間変化するため、以下の説明における電流、磁界の方向、大きさ、及び、リングロウ４にかかる電磁力は、ある時間で切り取った瞬間であることを前提に説明する。
【００２３】
加熱コイル１への高周波電源１０からの電流は、下段側の流入面１ｈから入力し、下段部第１コイル１ａに入力する。この下段部第１コイル１ａに入力される電流の方向を正電流方向１４ａとすると、下段部第２コイル１ｂと下段部第１コイル１ａは、同じ方向に巻かれているため、下段部第２コイル１ｂの電流の方向は正電流方向１４ａである。この電流は中間渡し部１ｆを流れて、同一の導体で構成される上段部コイルの上段部第１コイル１ｃに流れるが、巻く方向が下段部第１コイル１ａ、下段部第２コイル１ｂと逆方向であるため、電流の方向は負電流方向１４ｂとなる。上段部第２コイル１ｄと上段部第１コイル１ｃは、同じ方向に巻かれているため、上段部第２コイル１ｄの電流の方向は負電流方向１４ｂである。一般的にコイルに電流が流れた際に発生する磁界は、右ネジの法則に従い発生する。そのため、下段部コイル１ａ，１ｂには、正磁界方向１５ａの方向に磁界が発生し、上段部コイル１ｃ，１ｄには、下段部コイル１ａ，１ｂとは逆方向の負磁界方向１５ｂの方向に磁界が発生する。このため、リングロウ４に逆方向に同じ大きさの同位相の正電磁力１６ａ及び負電磁力１６ｂが作用して互いに打ち消すため、リングロウ４のホッピング現象が抑制される。
【００２４】
もし、上段部コイル１ｃ，１ｄと下段部コイル１ａ，１ｂとで電磁力の位相が異なる場合は、リングロウ４に、正電磁力１６ａと負電磁力１６ｂとの合成成分が作用するため、リングロウ４のホッピング現象を抑制することはできない。例えば、図３のように、独立上段部コイル１７ａと独立下段部コイル１７ｂとで構成される２つのコイルを、電気的に互いに絶縁した別の導体で構成し、かつそれぞれ独立した別の高周波電源１０に接続して加熱コイル構造を構成する場合は、互いの高周波電源１０の位相を合わせるため、リングロウ４の近傍で独立上段部コイル１７ａと独立下段部コイル１７ｂとにそれぞれ印加されている電流値と位相との高精度な検出装置と調整装置とが必要となる。が、そもそも、独立上段部コイル１７ａと独立下段部コイル１７ｂとにおいて検出装置と調整装置とで使用されている金属が、誘導加熱により加熱されてしまうことになる。このため、検出動作と調整動作そのものが困難で、現実的ではない。
【００２５】
したがって、本実施形態におけるコイル構造においては、上段部コイル１ｃ，１ｄ、下段部コイル１ａ，１ｂの加熱コイル１を同一の導体で逆方向に巻くことで、リングロウ４に逆方向に同じ大きさで同位相の正電磁力１６ａと負電磁力１６ｂとを作用させて、互いに打ち消すことで、リングロウ４のホッピング現象が抑制されている。
【００２６】
このようなリングロウ４のホッピング現象は、被加熱体５が銅などの様々な材料で発生する。特に課題となるのは、ロウ材と金属パイプとの融点差が狭い材料でありながら、高速な昇温速度で、短時間にロウ付けを行う場合である。このような場合には、高周波電源１０から脈動した大電力が加熱コイル１に供給され、リングロウ４にアンバランスな電磁力が作用するため、リングロウ４のホッピング現象が、より発生しやすくなる。例えば、被加熱体５の材料にアルミニウムを採用した場合は、ロウ付け時に制御すべき温度範囲が、他の金属を被加熱体５の材料に用いたときに比べて狭い。アルミニウムの融点は６６０℃であり、これは、一般的に金属パイプの材料に用いられる銅の融点１０８３℃よりも大幅に低い。ロウ材の融点は５８０℃であるため、パイプの破断なくロウ付けを行うには、被加熱体５の加熱部を５８０℃以上６６０℃以下の狭い範囲（銅の１／４の範囲）に温度を制御することが求められる。
【００２７】
このような理由から、リングロウ４のホッピング現象が発生しないように誘導加熱ロウ付けするためには、アルミニウム材料の被加熱体５の構造を考慮して、加熱コイル１の巻き数若しくは配置、又は、被加熱体５との相対位置などのコイル構造若しくは配置を工夫する必要がある。そこで、加熱コイル１と被加熱体５との相対位置が満たすべき構造の条件を、シミュレーションを用いて導出する。以下では、コイル構造のパラメータについて説明したのち、実際のシミュレーション結果から得られるリングロウ４のホッピング現象が発生せずにロウ付けを実現する加熱コイル１の構造と被加熱体５との相対位置の条件を説明する。
【００２８】
まず、コイル構造のパラメータについて、図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃを用いて説明する。図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃは加熱コイル１に関するパラメータを説明したものである。
【００２９】
加熱コイル１のパラメータは、図４Ａにおいて、加熱コイル１と被加熱体５との距離１９と、加熱コイル１のピッチ１８とがある。加熱コイル１と被加熱体５との距離１９は、加熱コイル１の巻き線と被加熱体５との最短距離と定義し、加熱コイル１のピッチ１８は、加熱コイル１の巻き線同士のギャップの幅と定義する。また、図４Ｂに示すように、加熱コイル１のコイル径２０もパラメータとなる。加熱コイル１のコイル径２０は、加熱コイル１の金属パイプの外形で形成させる円の直径と定義する。また、図中には示されないが、加熱コイル１の巻き数もパラメータとして挙げられ、これは平行に配置されたコイルの片側の巻き数と定義する。図４Ｃにおいて、加熱コイル１の上段部コイル1と下段部コイルのリングロウ４に対する位置関係は、図４Ｃの左図（ａ）のように加熱コイル１の上段部コイル中心軸Ｃ１と、下段部コイル中心軸Ｃ２の中央にリングロウ４の中心軸Ｃ３がある場合を初期値０とし、その位置から上段部コイルの中心軸Ｃ１が移動した距離を相対位置２１と定義する。符号としては、図４Ｃの右図（ｂ）のように上段部コイル１ｃ，１ｄの中心軸Ｃ１がリングロウ４に接近する方向に移動した場合を−（マイナス）とし、逆の場合を＋（プラス）とする。
【００３０】
これらのコイルのパラメータは、リングロウ４のホッピング現象の抑制に効果を持つパラメータと抑制に効果を持たないパラメータとに分類される。リングロウ４のホッピング現象の抑制に効果を持たないパラメータをそれぞれ説明する。
【００３１】
加熱コイル１の特性のみを決めるパラメータは、具体的には、加熱コイル１と被加熱体５との距離１９と、加熱コイル１のコイル径２０と、そして加熱コイル１の巻き数とが挙げられる。
【００３２】
加熱コイル１と被加熱体５との距離１９と、加熱コイル１の巻き数とは、加熱コイル１が被加熱体５の加熱部に供給する磁束の量を決めるパラメータである。また、加熱コイル１のコイル径２０も、加熱コイル１が被加熱体５の周辺に供給する磁束の範囲を決めるパラメータである。これらのパラメータは、あくまで加熱部の範囲、及び供給する磁束の量を決めるパラメータであり、リングロウ４のホッピング現象抑制には効果を持たないので、前記パラメータは除外する。
【００３３】
また、ホッピング現象は、リングロウ４に作用する電磁力のバランスが崩れた際に発生すると考えられる。このため、上段部コイル中心位置と下段部コイル中心位置とからリングロウ４への相対位置２１が、リングロウ４のホッピング現象の抑制に効果を持つパラメータとして、挙げられる。
【００３４】
これらのパラメータがホッピング現象に及ぼす影響を、シミュレーションを用いて評価する。シミュレーションには、ＪＭＡＧ−Ｄｅｓｉｇｎｅｒ  Ｖｅｒ１３．１．０２ｇ（株式会社ＪＳＯＬ）の電磁場・熱連成解析機能を使用した。
【００３５】
解析モデルは、図１に示す構造と同等のものを作成し、被加熱体５については形状を固定した。また、コイル構造についても、被加熱体５のリングロウ４のホッピング現象の抑制に効果を持たないパラメータについては値を固定して解析を行った。
【００３６】
被加熱体５については、上部金属パイプ３の長さを６３ｍｍ、直径Φ７ｍｍ、肉厚１ｍｍとし、下部金属パイプ２の長さを５６ｍｍ、直径Φ７ｍｍ、肉厚１ｍｍとした。フレア加工部２ａは、直径Φ１２ｍｍと拡管し、リングロウ４はワイヤ径Φ１．６ｍｍ、リング内径Φ６．９ｍｍとしている。この被加熱体における加熱部は、上部金属パイプ３と下部金属パイプ２の接合部の前後１５ｍｍの範囲と設定した。
【００３７】
また、コイル構造のパラメータについては、以下のように固定した。加熱コイル１と被加熱体５との距離１９は２．８５ｍｍ、上段コイルと下段コイルの間隔は３ｍｍ、加熱コイル１のコイル径２０は２０ｍｍ、加熱コイル１のピッチ１８は０．５ｍｍ、加熱コイル１のターン数は２である。
【００３８】
解析では、リングロウ４のホッピング現象を抑制し、ロウ付けができる条件を求めるため、上段部コイル及び下段部コイルのリングロウ４への相対位置のパラメータを振る。なお、実験で実施したロウ付けでは、被加熱体５の加熱部の最低温度がロウ材の融点６００℃への到達時間が２．５秒未満においては、加熱部の昇温速度が速すぎるため下部金属パイプ２と上部金属パイプ３の破断が発生し、３．５秒より時間がかかると逆に昇温速度が遅すぎるためリングロウ４の未溶融又は浸透不足が発生した。このため、本解析においては、到達時間２．５秒以上３．５秒以下を満たし、リングロウ４が上段部コイルと下段部コイルとの相対位置２１が０ｍｍの位置にあるときの電磁力を１として、相対位置を変化させたときに、リングロウ４が受ける電磁力との比率が１以下となったときのパラメータの範囲が、今回導出する条件となる。
【００３９】
図５は、上段部コイル及び下段部コイルのリングロウ４への相対位置２１のパラメータを振り、相対位置２１が−１ｍｍ、−２ｍｍ、−３ｍｍをそれぞれ、同一グラフにプロットしている。ここで、パラメータを上段部コイル及び下段部コイルをリングロウ４に対して相対的に下げる方向をマイナスとして振っているが、上げる方向に＋１ｍｍ、＋２ｍｍ、＋３ｍｍと振っても対称性があるため、同様な結果が得られる。また、グラフ中の二重線は、被加熱体５の加熱部の最低温度がロウ材の融点６００℃への到達時間が２．５秒以上３．５秒以下でリングロウ４が受ける電磁力との比率が１以下であることを示しており、この二重線以下の値であれば、リングロウ４のホッピング現象を抑制し、ロウ付けができる条件を満たすことを意味する。
【００４０】
このグラフから、被加熱体５の加熱部の最低温度がロウ材の融点６００℃への到達時間が２．５秒以上３．５秒以下でリングロウ４が受ける電磁力との比率が１以下である上段部コイル及び下段部コイルのリングロウ４への相対位置２１は、図５の相対位置範囲２２に示される−１ｍｍ以上かつ＋１ｍｍ以下であるといえる。
【００４１】
かかる構成によれば、被加熱体５のリングロウ４へ発生する軸方向の電磁力を打ち消すように加熱コイル１が作用し、リングロウ４のホッピング現象が発生することが無くなり、ロウ材の未溶融、充填不足、及び、浸透不足といった品質不具合を防止する効果が得られる。
【００４２】
前記実施形態によれば、上段部コイル中心軸Ｃ１が被加熱体５の軸線Ｃ４と交差するように被加熱体５の外形の両側かつ接合部より上に同じ方向に巻かれて配置された上段部コイル１ｃ，１ｄと、上段部コイル１ｃ，１ｄと電気的に接続されかつ上段部コイル１ｃ，１ｄとは逆方向に巻かれかつ被加熱体５の軸線Ｃ４と下段部コイル中心軸Ｃ２が交差するように被加熱体５の外形の両側かつ接合部より下に同じ方向に巻かれて配置された下段部コイル１ａ，１ｂとを備えるとともに、上段部コイル１ｃ，１ｄが発生する磁束と逆方向に発生する同位相の磁束によりリングロウ４に作用する電磁力１６ａ，１６ｂが打ち消されるように下段部コイル１ａ，１ｂが配置されるように構成している。この結果、リングロウ４のホッピング現象を抑制し、誘導加熱ロウ付け時のロウ材の未溶融、充填不足、及び、浸透不足といった品質不具合を防止することができる。
【００４３】
なお、前記様々な実施形態又は変形例のうちの任意の実施形態又は変形例を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。また、実施形態同士の組み合わせ又は実施例同士の組み合わせ又は実施形態と実施例との組み合わせが可能であると共に、異なる実施形態又は実施例の中の特徴同士の組み合わせも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明のロウ付け用誘導加熱コイルは、リングロウのホッピング現象を抑制し、誘導加熱ロウ付け時のロウ材の未溶融、充填不足、及び、浸透不足といった品質不具合を防止する効果を有し、エアコン、冷蔵庫などに用いられる熱交換器の金属パイプのロウ付け用途に適用できる。また、金属パイプの焼入れ等の金属パイプ加熱用途にも適用できる。
【符号の説明】
【００４５】
１    加熱コイル
１ａ    下段部第１コイル
１ｂ    下段部第２コイル
１ｃ    上段部第１コイル
１ｄ    上段部第２コイル
１ｅ    下段渡し部
１ｆ    中間渡し部
１ｇ    上段渡し部
１ｈ    電力の流入面
１ｉ    電力の流出面
２    下部金属パイプ
２ａ    フレア加工部
２ｂ    直管部
３    上部金属パイプ
４    リングロウ
５    被加熱体
６    振幅
７    周波数
１０    高周波電源
１１    目標指令温度
１２    実測温度
１３    指令電流
１４ａ    正電流方向
１４ｂ    負電流方向
１５ａ    正磁界方向
１５ｂ    負磁界方向
１６ａ    正電磁力
１６ｂ    負電磁力
１７ａ    独立上段部コイル
１７ｂ    独立下段部コイル
１８    ピッチ
１９    距離
２０    コイル径
２１    相対位置
２２    相対位置範囲
２３    ハの字加熱コイル
２４    正電流
２５    正磁界
２６    電磁力
１００    加熱空間
【図１】
2017004694.tif 000003
【図２】
2017004694.tif 000004
【図３】
2017004694.tif 000005
【図４Ａ】
2017004694.tif 000006
【図４Ｂ】
2017004694.tif 000007
【図４Ｃ】
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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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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