JPS6363580A

JPS6363580A - 高周波溶接機用可変母線

Info

Publication number: JPS6363580A
Application number: JP62161404A
Authority: JP
Inventors: チャールズ・エイ・ブロリン
Original assignee: FMC Corp
Current assignee: FMC Corp
Priority date: 1986-09-02
Filing date: 1987-06-30
Publication date: 1988-03-19
Also published as: IT1222573B; GB8717391D0; DE3726596C2; CA1279905C; IT8721767A0; US4714808A; GB2194690A; AU7443387A; FR2607312B1; DE3744986C2; GB2194690B; FR2607312A1; AU588696B2; DE3726596A1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は高周波溶接装置、より訂しく言えば誘導１１イ
ルと高周波電源間で高周波電流を導くための伸縮型母線
に関するものである。

本発明にＪ：る高周波溶接装置は誘導」イルを高周波電
源に接続し、一対の加工物を誘導加熱するための伸縮型
母線を有する。二つの加工物を僅かな間げきを残してＩ
７いに近接し、次いで母線を伸長するとともに、誘１１
−］イルを部間げきの中に挿入りる。そして、母線の伸
長と同時に高周波電流を誘導コイルに流して両加工物を
加熱し、溶接適温に達しノごとき母線をもとへもどし、
誘導」イルを前記間げきから引き抜き、そして被加熱部
を加ＩＴ　Ｌ　’Ｕ溶％−’ｌる。各母線は長手方向に
延引する溝を右する細長い固定導体と、置溝に滑動可能
に係入される部分を右りる細長い可動導体とを含む。固
定導体の内部ｃｑ動導体を滑動させれば、母線の長さを
任意に調腎でさる。

また、油圧ラム等の装置を用いて可動導体を固定導体に
押圧し、可動導体と固定導体間を導通させることも可能
である。

誘導コイルの形状は加工物の溶接部の形状に対応可能で
ある。大径管など大きな加工物を溶接１する場合、クラ
ムシェル型誘導コイルを用いれＬ１人型加１物同士の間
げきにおける誘導コイルの１Φ説が容易になる。このク
ラムシ１ル型誘轡コイルは〕つの−１ｒル部分で形成さ
れ、各］イル部分ｌｉｔイれｆれ＋ｉｌ　１ｆＪＩ　導
体に枢看しである。この種の誘導コイルを加工物の前記
間げきに挿入するとき該両コイル部分ｔよ密着して甲ル
ープ＝１イルを形成する。加工物が溶接適温に達すると
両コイル部分を揺動作用により前記間げきから僅かな距
離だけ引き離し、両加工物を圧接する。

したがって、クラム型コイルを用いて大型加工物を加熱
するとぎ、誘導コイルを僅かな距離だけ拭動させるとと
もに母線を少し伸縮させることにより、コイルの前記間
げきへの挿脱を迅速に行うことができる。

第１図の示す高周波溶接装置は、一対のクランプ（１５
）、（１６）内に二つの加工物（１１）、（１２）を装
着している。クランプ（１５）は固定クランプであり、
可動クランプ（１６）は可動軸（１７）に接続しである
。また両加工物（１１）、（１２）に誘導電流を誘起さ
せるべく、誘導−］コイル２０）を両加工物（１１）、
（１２）の間げきＧに挿入する。固定クランプ（１５）
の下方部分（１５ｂ）は固定しであるが、上方部分（１
５ａ）は油圧ラム（２１）の加圧力を受りて上下移動す
る型式であり、上方部分（１５ａ）と下方部分（１５ｂ
）間に加工物（１１）をクランプしている。両加工物（
１１）、（１２）をそれぞれ固定クランプ（１５）と可
動クランプ（１６）にしっかりと固定した後、コイル（
２０）を不活性ガス室（２２）内で移動し、所定位置（
第１図）に配置する。そして誘導コイル（２０）に高周
波電流を流して加工物を加熱し、溶接適温に達したとぎ
、コイル（２０）を間げきＧから引き扱くと同時に可動
軸（１７）　（第２図参照）の水平運動作用に」、り可
動側の加工物（１２）を固定側の加工物（１１）に加Ｉ
■しながら両加工物（１１）、（１２）をＬ１１８・溶
盾する。

第３図の示すように二つの加工物が匂いに４ナイズが異
なり、あるいは厚さが異なる場合には、一対のコイルｔ
２０ａ）　、（２０ｂ）の間に絶縁子（２５）を介１−
するほか、両コイル（２０ａ）　、（２０ｂ）の電流量
を制ｔｉｌ＋−１６一対の温度センリ（２６ａ）　、（
２０ｂ）を猛省する。これによって、加工物（１１）、
（１２）の両りが溶接適温に達しないと、両］イル（２
０ａ）　、（２０ｂ）は所定位ｄにとどまり、両加工物
（１１）、（１２）の圧接も行われない。

また両コイル（２０ａ）　、（２０ｂ）の各々は水冷式
］ア（２７）とそれを部分的に包囲する複数個の積層板
（３０）とを具備している。これらの積層板（３０）は
熱効率を向上するために、−］コイル２０ａ）　、（２
ｏｂ）の磁束を加工物（１１）、（１２）にそれぞれ集
中する作用を右り′る。

−〇　− 本発明の伸縮型母線は第４図と第５図とに詳しく開示さ
れている。すなわち、一対の母線（３１ａ）、（３１ｂ
）は誘導コイル（２０）と高周波電源（３２）間を接続
し、両母線（３１ａ）　、（３１ｂ）はそれぞれ固定導
体（３５ａ）　、（３５ｂ）を具備し、該固定導体（３
５ａ）、（３５ｂ）の各々は長手方向に延引する溝（３
６）とこの溝（３６）の両側に突出する内向フランジ（
３７）とを有する。

さらに固定導体（３５ａ）　、（３５ｂ）と嵌合する形
状を有し、かつ長手方向に延引する水密構造の冷却水通
路（４１）を内臓した細長い可動導体（４０ａ）　、（
４０ｂ）を形成して前記溝（３６）に滑動可能に係入す
る。なお固定導体（３５ａ）　、（３５ｂ）の内向フラ
ンジ（３７）ハ可動導体（４０ａ）　、（４０ｂ）に刻
設された一対の溝（４２）に滑動可能に嵌挿される。

固定導体（３５ａ）　、（３５ｂ）は絶縁子（４３）　
（第４図、第５図）によって互いに隔離されており、ま
た可動導体（４ｏａ）　、（４０ｂ）の各々は固定導体
（３５ａ）、（３５ｂ）に押圧されている。この加圧力
は一対の油圧ラム（４６ａ）　、ｆ４６ｂ）と該ラムを
保持するブラケット（４５）、および一対の絶縁子（４
７ａ）　、（４７ｂ）によッテ与えられる。ブラケット
（４５）は一対の絶縁ハ（５０ａ）、（５０ｂ）によっ
て固定導体（３５ａ）　、（３５ｂ）に接続しである。

母線（３１ａ）　、（３１ｂ）に通電すると、両油圧ラ
ム（４６ａ）　、（４６ｂ）が伸長して一対の可動軸（
５１ａ）、（５１ｂ）が絶縁子（３５ａｌ　、（３５ｂ
）を加バシ、それにより可動導体（４０ａ）　、（４０
ｂ）を固定導体（３５ａ）、（３５ｂ）に圧接し可動導
体（４０ａ）　、（４０ｂ）ど固定導体（３５ａ）　、
（３５ｂ）間が導通する。可動導体と固定導体の各組合
わせ（すなわち導体（４０ａ）と導体（３５ａ）の組、
および導体（４０ｂ）と導体（３５ｂ）の組）の接触面
積が比較的大きく、したがって母線（３１ａ）　、（３
１ｂ）の電流容量も割合に大きい。これは上記異種導体
の組合わせにおけるオーバーラツプ（接触の長さ）が比
較的長く、かつ断面積が割合に大ぎいことに起因してい
る。

油圧式の水平動ラム（５２）、（第４図、第５図）は高
周波電源（３２）とブラケット（５５）間に配両され、
一対の取付ブラケット（５６）、（５７）、取付ピン（
６０）およびＵ字形リンク（６１）により所定位置に装
着しである。

前記ブラケット（５５）は一対の絶縁材（６２）、（６
３）を介して可動導体（４０ａ）　、（４０ｂ）に接続
されており、したがって水平動ラム（５２）の往復運動
によりピストンロッド（６６）が伸縮すると可ａＳ体（
４０ａ）　、（４０ｂ）も同様に伸縮する。またガス封
止部材（６７）、（第４図）を用いて不活性ガス室（２
２）　（第１図、第２図、第４図）に存在する不活性ガ
スを封止している。

第６図ないし第９図は本発明の伸縮型母線に関する別の
実施例を開示しているが、可動導体を固定導体に押圧す
る装置を省略している。これは作図の単純化のためであ
って、実際には第５図に示、す油圧ラム（４６ａ）　、
（４６ｂ）　、ラム保持ブラケット（４５）おヨヒ絶縁
子（４７ａ）　、（４７ｂ）を第６〜９図の実施例につ
いても使用する。第６図について説明する。母線（３１
ｃ）　、（３１ｄ）の各々は細長い固定導体（３５ｃ）
、（３５ｄ）と、可動導体（４０ｃ）　、（４０ｄ）と
一対の非金属性減摩材（６７）とを具備する。なお減摩
材（６７）は導体同士の摩擦と摩耗を減らすためのもの
である。第６図の実施例によれば導体同士の接触面積が
比較的大きく、したがって母線（３１ｃ）　、（３１ｄ
）の電流容量が割合に太き（なる。なお上記の導体同士
とは、固定導体と可動導体との組合わせ（すなわち導体
（３！ＩＣ）と導体（４ＯＣ）の組および導体（３５ｄ
）と導体（４０ｄｌの組）を指す。

第７図、第８図に示す母線の各実施例は長手り向に延引
するＶ字形溝（３６ａ）　、（３６ｂ）を右ηる細長い
固定導体（３５８〜３５ｈ）を含み、可動導体（４０ｅ
へ４０ｈ）を置溝（３６ａ）　、（３６ｂ）に嵌入して
いる。Ｖ字形溝（３６ａｌ　、（３６ｂ）は可ａＳ体（
４０ｅ　〜４０ｈ）と心出ししであるので、誘導コイル
（２０）　（第１図、第４図）を一対の加工物（１１）
、（１２）の間げきＧに挿入する毎にコイルの静止位置
はつねに一定である。これにより、コイル（２０）に流
れる高周波電流によって両加工物（１１）、（１２）を
つねに適切に加熱できるのｒ：：ある。とくに第８図に
示す可動導体（４０（１）　、（４０ｈ）と、固定導体
（３５０）　、（３５ｈ）との接触面積は比較的大きく
、したがって母線（３１（＋１　、（３１ｈ）の電流容
量が割合に大きくなる。

第９図に示す母線の実施例は一対のＶ字形溝（３６ｊ）
　、（３６ｍ）を有する固定導体（３５ｊ　）を含み、
可動導体（４０ｊ）　、（４０ｎ＋）を置溝（３６ｊ）
　、（３６ｍｌに滑動可能に嵌入し、さらに同一構成の
固定導体（３５ｋ）と可動導体（４０ｋ）　、（４０ｎ
）とを含む。第９図の実施例は薄肉構造を特徴とし、ダ
ブルコイル（２０ａ）、（２０ｂ）　　（第３図、第１
０図）を用いる場合に有効である。また■字形溝（３６
ｊ）　、（３６ｍ）は可動導体（４０ｊ）、（４０ｍ）
および該導体に固着されたコイル　（２０ａ）、（２０
ｂ）と心出ししてあり、したがってコイル（２０ａ）、
（２０ｂ）を二つの加工物（１１）、（１２）の間げき
Ｇに挿入する毎にコイルの静止位置はつねに一定である
。

第３図に示すダブルコイル装置に適した伸縮型母線は第
１０図に詳しく開示しである。すなわち、複数個の母線
（３１ａ）　、（３１ｂ）　、（３１ｐ）　、（３１Ｑ
）を用いてコイル（２０ａ）　、（２０ｂ）に高周波電
流を流す。さらに複数個のホース（６８）によって可動
導体（４０ａ）、（４０ｂ）　、（４０ｐ）　、（４０
ｑ）に冷却液を供給する。

また絶縁子（４２）、（４２ａ）　、（４２ｂ）を用い
て可動導体（４０ａ）　、（４０ｂ）　、（４０１１）
　、（４０Ｑ）を電気絶縁する。

直径１釦　（４８インチ）の大径管など大型加工物（１
１）、（１２）　（第１図、第２図）の溶接において、
加熱を終ってコイル（２０）を間げきＧから引き抜くの
に　１１一時間がかかるため、加工物が圧接前に冷え’Ｉｆｆめる
という問題がある。この問題を解決する装置はクラムシ
１ル型コイル（２０Ｃ）　　（第１１図）であって、詠
」イル（２０ｃ）は一対のコイル部分（７１ａ）　、（
７１１＋）を有し、両コイル部分（７１ａ）　、（７１
ｂ）　ｌよ一対の回動ピン（７２ａ）　、（７２ｂ）に
より可動導体（４０ａ）　、（４０ｂ）に枢着されてい
る。両コイル部分（７１ａ）　、（７１１）が水平動ラ
ム（５２ａ）の作動によって間げぎＧから引き抜かれ開
位置をとるや否や、加」物（１１）、（１２）の圧接が
素早く行われる。水平動ラム（５２ａ　）　Ｌ、１ピス
トンｏツド（６６ａ）　、Ｕ字形リンク（６１ａ）　、
捧（７３）、複数個のブロック（７６ａ〜７６ｄ）、一
対のロッド（７７ａ）、（７７ｂ）　、一対の耳部（７
８ａ）　、（７８ｂ）　、および複数個のピン（７９ａ
−７９ｅ）を経てコイル部分（７１ａ　）　、　（７１
ｂ　）に接続されている。水平動ラム（！＋　２８　）
がじ′ストン１１ッド（６６ａ）を引きもどすとコイル
上方部分（７１ａ）は回動ピン（７２ａ）を中心としτ
十万に１よ動１するとともにコイル下方部分（７１ｂ）
は回動ピン（７２１）　）を中心として下方に往動する
。さらに所望により、ｌイル部分（７１ａ）　、（７１
ｂ）の上下揺動作用ど同１１５に、ｉＵ　ｉ＃ｌ＋導　
１２一体（４０ａ）　、（４０ｂ）が右方向（第１１図）に僅
かな距離だけ移動するように構成することも可能である
。以１のＪ：うに可動導体（４０ａ）　、（４０ｂ）の
水平運動とコイル部分（７１ａ）　、（７１ｂ）の１下
描動とを組合せることで、コイル（２０ｃ）を間げきＧ
（第１図）から引き離すための揺動必要量が減少する。

またコイル上方部分（７１ａ）の外端に刻設したＶ字形
Ｗ４　（８２）はコイル下り部分（７１ｂ）の同じく外
端に設けたくさび形突出部（８３）と嵌合し、これによ
りコイル（２０ｃ）の円外端部がぴったりと整合すると
ともに両コイル部分（７１ａ）　、（７１ｂ）の導通が
容易になる。

二つの被溶接材が互いに非対称あるいは異なる形状を持
つどき、被溶接材の形状に合わせて誘導コイルを形成す
れば接合部が均等に加熱される。このような異形＝コイ
ルの実施例を第１２図、第１３図に示す。

すなわち加工物（１１ａ）　　（第１２図）は加熱面（
８４）に隣接霞る］イル（２０ｄ）に比べて、幅が狭い
ために、コイル（２０ｄ）は加熱面（８４）と平行する
部分（８７）を有し、さらに加工物（１１ａ）に循環電
流を誘起させるループ部分（８８・〜９０）をも具備す
る。循環電流の方向は加■物（１１ａ）上の矢印で示す
。これに対し、誘導」イル（２００）　　（第１３図）
は異形加工物の形状に対応するコイルの別の実施例であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は高周波溶接装置の一部分で、誘導コイルを二つ
の加工物の間げきに配置して示した側面図、第２図は第
１図に該当するが、誘導コイルを引き抜くと同時に、両
加工物を圧接・溶着しｊ〔状態を承り側面図、第３図は
異なるサイズの加工物とそれに対応する誘導コイルとを
示す等角図、第４図は本発明の伸縮型母線で、誘導コイ
ルと高周波電源間に接続された状態を示す等角図、第５
図は第１図の線５−５についての断面図、第６〜９図は
本発明の母線の別の実施例を示す断面図、第１０図は第
４図に相当りるが、シングルコイルに代えてダブルコイ
ルを右ηる場合の等角図、第１１図は大型加工物に対応
するクラムシェル型誘導コイルを示寸略図、第１２図は
小型加工物に対応する誘導コイルを示す略図、第１３図
は異形加工物に対応する誘導コイルの略図である。１１．１２・・・加工物　　　　１５・・・・・・固定
クランプ１６・・・・・・可動クランプ　　２０・・・
・・・誘導コイル２１・・・・・・油几ラム　　　　２
２・・・・・・不活性ガス室２５・・・・・・絶縁子　
　　　　２６・・・・・・温度センサ２７・・・・・・
水冷式］ア　　　３０・・・・・・積層板特許出願代理
人

Claims

【特許請求の範囲】

（１）誘導コイルと電源間を接続する伸縮型母線であっ
て、その長手方向に溝を形成した細長い固定導体と、上記固
定導体の溝と嵌合する形状を有し、かつ上記固定導体の
該溝に滑動可能に係入される長手延長部分を有する細長
い可動導体と、上記可動導体を長手方向に移動させることにより上記母
線を伸縮させる装置とを有する伸縮型母線。
（２）特許請求の範囲第（１）項に記載の伸縮型母線で
あって、上記母線の通電中に上記可動導体の長手延長部
分を上記固定導体の上記溝面に押圧して、上記可動導体
と固定導体間を導通させる装置を含む母線。
（３）特許請求の範囲第（２）項に記載の伸縮型母線で
あつて、上記押圧装置が上記母線の通電中は上記可動導
体を上記固定導体に押圧し、かつ上記可動導体が上記固
定導体に対して相対運動しているとき上記押圧作用を行
わないように構成された装置を含むことを特徴とする母
線。
（４）特許請求の範囲第（１）項に記載の伸縮型母線で
あって、上記可動導体が長手方向に延引する水密構造の
冷却水通路を含むことを特徴とする母線。
（５）高周波溶接機の誘導コイルおよび電源と連動する
伸縮型母線であつて、長手方向に伸びる溝と、同じく長手方向に延引する水密
構造の冷却水通路とを有する固定導体と、上記固定導体
の溝と嵌合する形状を有し、かつ上記固体導体の該溝に
滑動可能に係入される長手延長部分を含む可動導体と、上記固定導体と可動導体との間に接続し、上記固定導体
に対して上記可動導体を滑動させるための加圧装置とを
含む母線。
（６）特許請求の範囲第（５）項に記載の伸縮型母線で
あって、上記可動導体の長手延長部分を上記固定導体の
溝面に押圧して、上記可動導体と上部固定導体間を導通
させる装置を含む母線。
（７）誘導コイルと電源間を接続する伸縮型母線を具備
し、金属製加工物の特定部分を加熱する高周波誘導加熱
装置であって、上記加工物の上記特定部分に対応する形状をもつ誘導コ
イルと、上記誘導コイルを上記加工物の上記特定部分に隣接させ
る装置とを含む高周波誘導加熱装置。
（８）特許請求の範囲第（７）項に記載の高周波誘導加
熱装置であつて、上記誘導コイルが、該誘導コイルからの磁束を上記金属
性加工物の被加熱部に集中するための積層部分を含むこ
とを特徴する高周波誘導加熱装置。