JPS6143831B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、例えば複数の加熱コイルを有する高
周波誘導加熱装置の高周波発振器と加熱コイルと
の間に設けられる高周波電力切替装置に関するも
のである。

高周波誘導加熱装置において１台の高周波発振
機に対して２台以上の加熱コイルを設け、高周波
電力切替装置によつて高周波電力を切替えて交互
に加熱作業を行うことは、被加熱物の取り付け、
加熱、取りはずしの作業サイクルの必要上、従来
からしばしば行われていたことである。従来の高
周波電力切替装置の構造は、第１図に示す回転摺
動形と第２図に示す端面圧着形がその代表的な例
である。第１図に示す回転摺動形において、記号
１は高周波発振機、２は高周波電力切替装置の筐
体、３，４は加熱コイル、５，６は可動切替接触
子である。７は可動切替接触子５側の固定接点で
あつて同一円周上に３個並んでおり、後述する動
作説明の都合上Ｈ_l、Ｈ_f、Ｈ_rの符号をつけてお
く。８は７と同様に可動切替接触子６側の固定接
点であつてＬ_l、Ｌ_f、Ｌ_rの符号をつけておく。９
は可動切替接触子５及び６を機械的に接続する絶
縁棒で、その中央部にはモータ１０が接続されて
いる。モータ１０の回転の結果、可動切替接触子
５及び６によつて固定接点Ｈ_fとＨ_l及びＬ_fとＬ_l
とが導通状態になるか、又はＨ_fとＨ_r及びＬ_fとＬ
_rとが導通状態になるかによつて、高周波発振機
からの高周波電力が切り替えられる構造である。
この構造では高圧側の固定接点７（すなわちＨ
_f、Ｈ_l、Ｈ_r）と接地側固定接点（すなわちＬ_f、
Ｌ_l、Ｌ_r）とは互にかなり離れた位置にあり、
（高周波発振機の出力フイーダＦ５、Ｆ６の片方
−第１図ではＦ６−は通常高周波発振機内で接地
される）加熱コイル３へはＨ_lとＬ_lから、また加
熱コイル４へはＨ_rとＬ_rから高周波電力を供給し
なければならないので、筐体２の内部フイーダの
形状は複雑とならざるを得ない。例えば加熱コイ
ル３に通電している第１図の接続状態において
は、フイーダＦ５，Ｆ１，Ｆ２，Ｆ６は大きな面
積を囲むことになり、通電によつて大きな磁束を
発生する。したがつて、筐体２を十分に大きくし
ないと筐体を多くの高周波磁束が貫通するので、
筐体の一部が誘導加熱されることになる。また、
非通電側のフイーダＦ３とＦ４（Ｆ１，Ｆ２，Ｆ
５，Ｆ６も同様）は対地漂遊容量を持つており、
また例えば100KWというような大電力の装置で
はパイプを使用して内部に冷却水を流す構造であ
つて、その端部は（図示してないが）冷却水の管
路を通じて高抵抗ながら接地されているので、通
電側の発生する高周波磁束に対してピツクアツプ
コイルとして働き、加熱コイル４に誘導電流を流
したり、加熱コイル４に筐体など接地部分に対し
て高電圧を与えることがある。なお、この構造に
おいては非通電側フイーダと通電側フイーダ間の
静電結合も大きいので非通電側加熱コイルを高電
位にする原因となる。これらに対して非通電側加
熱コイルにおける作業者の安全を守るためには、
非通電側のフイーダを筐体からの出口に近いとこ
ろで短絡、接地する手段を十分に設ける必要があ
つた。更に、可動切替接触子は固定接点に摺動し
て接触するので、各々の接点が摩耗して接点の接
触不良を生ずることがあつた。

また、第２図に示す従来の端面圧着形において
１は高周波発振機、２は高周波電力切替装置の筐
体、３，４は加熱コイル、５及び６は可動切替接
触子であつて、両端にそれぞれ移動接点Ｈ_f及び
Ｌ_fを持つている。７は加熱コイル３側の固定接
点、８は加熱コイル４側の固定接点で、高圧側Ｈ
_l、Ｈ_r、接地側Ｌ_l、Ｌ_rの符号をつけておく。９
は移動接点Ｈ_fに接続された柔軟性のあるフイー
ダ、１０は９と同様の移動接点Ｌ_fに接続された
柔軟性のあるフイーダであり、１１及び１２はそ
れぞれ可動切替接触子５及び６を移動するための
両軸シリンダであつて、これらのシリンダを同時
に空気圧又は油圧で同方向に移動させ、それぞれ
Ｈ_lとＨ_f及びＬ_lとＬ_fとを接触させるか、もしく
はＨ_fとＨ_r及びＬ_rとＬ_fとを接触させることによ
つて加熱コイル３又は加熱コイル４へ高周波電力
を切り替えて供給する構造である。そしてこの形
の場合も上記回転摺動形の場合と同様の欠点を有
する。また、柔軟性のあるフイーダ９，１０は屈
曲の繰返し使用の結果破損することもある。

本発明は、上述のように漏洩磁束による高周波
電力切替装置の筐体の誘導加熱の問題、摺動によ
る接点の摩耗又は柔軟性フイーダの繰返し使用に
よる破損の問題を解決すると共に、非通電側加熱
コイルへの高電圧の誘起を完全に防止することを
目的としてなされたものであり、以下詳細に説明
する。

本発明の一実施例として、１台の高周波発振機
に対して２台の加熱コイルを有する場合につい
て、高周波電力切替装置の主要部分の構成図を第
３図に示す。図中１は高周波発振機、２は高周波
電力切替装置の筐体、３，４は加熱コイル、５は
高圧側の可動切替接触子、６は接地側の可動切替
接触子である。第３図は可動切替接触子５及び６
が加熱コイル３に通電している位置にあることを
示す。７は絶縁板１０（誘電率及び高周波損失が
小きく絶縁耐力の高い材質のものが選ばれる）を
挾んで設けられた固定接点であつて、後述の説明
の都合上高圧側にＨ_l、Ｈ_f、Ｈ_r、接地側にはＬ
_l、Ｌ_f、Ｌ_rの符号をつけておく。８と９は非通電
状態にある高圧側固定接点と接地側固定接点とを
その中央部の接点によつて電気的に短絡し、通電
側にあるときにはその中央部の接点が固定接点か
ら離れて筐体に接触するアース板バネであつて、
いずれもその両端が移動板１４に固着されてい
る。第３図においてはアース板バネ８は筐体２に
接触し、アース板バネ９が固定接点Ｈ_rとＬ_rとを
短絡している。１１は可動切替接触子５の支持
棒、１２は可動切替接触子５の接点部導体とその
支持棒１１とを絶縁する絶縁板である。１３は可
動切替接触子５の支持棒１１がゆるく嵌合してい
る支え板であつて、リンク１５及びバネ２０を介
して移動板１４に取り付けられている。１６は支
え板１３の両端に取り付けられたコロ、１７は筐
体に取り付けられたストツパ、１８は移動板１４
がそれに沿つて移動するためのガイド軸、１９は
コイルバネである。移動板１４はピストンロツド
２３を介して空気シリンダ２１によつて駆動され
る。２２は２１に供給される空気圧を切り替える
電磁弁である。なお、可動切替接触子６を移動さ
せるための機構は、第３図に示されているように
上下対称に配置されているので説明を省略する。

第４図は、第３図を下方から見て電極の配置と
フイーダの接続の状況を示した図である。可動切
替接触子５と固定接点７のうちＨ_l、Ｈ_f、Ｈ_rは、
絶縁板１０の裏側にそれぞれ可動切替接触子６及
び固定接点Ｌ_l、Ｌ_f、Ｌ_rと対向する位置に存在す
る。また第３図においては、加熱コイル３から固
定接点Ｈ_l、Ｌ_lへのフイーダの取り付け及び入力
フイーダの固定接点Ｈ_f、Ｌ_fへの取り付けを便宜
上横方向に図示したが、第４図のように入・出力
のフイーダは実際には固定接点に対して互に反対
方向から取り付けられる。

第３図及び第４図から明らかなように、固定接
点７は板状の導体で、その高圧側と接地側とは絶
縁板１０を挾んで狭い間隔で対向しており可動切
替接触子５及び６の導体部分も近距離で対向して
いるので、通電によつて発生する磁束の大部分は
これらの導体の附近に局限され、かつ入・出力の
フイーダの筐体内の部分の長さも短いので、通電
時に筐体を貫通する磁束を極めて少なくすること
ができ、数百KW以上の大電力を通電しても筐体
の一部が高周波誘導加熱されることは極めて少な
い。したがつて、筐体寸法を収容物に対してぎり
ぎりに近い寸法にまで小さくすることが可能であ
る。また、非通電側の高圧側固定接点と接地側固
定接点とはアース板バネで短絡され、移動板１４
を介して他のアース板バネで筐体に接地されるの
で、電磁結合又は静電結合（いずれも小さい導体
配置となつている）によつて固定接点間又は固定
接点と筐体間に電圧を生じても、通電されていな
い加熱コイルに高電位を与えることはない。

次にこの高周波電力切替装置の動作について説
明する。一般に高周波誘導加熱装置において通電
すべき加熱コイルを切り替えるときには、どちら
かの加熱コイルに通電中であればまず操作盤（図
示せず）のスイツチ操作で高周波発振機を停止し
てから切替スイツチを希望する加熱コイル側に入
れる。すなわち切替えは高周波発振機の停止中に
行われる。説明の都合上、第３図及び第４図に図
示されている左側の加熱コイル３側から右側の加
熱コイル４側へ切り替える場合について述べる。
第３図においては電磁弁２２を通じて空気管P₁側
に圧縮空気が供給されており、空気管P₂側の空気
は抜けているので空気シリンダ２１の作動の結果
として移動板１４は図示のように左一杯の位置に
置かれている。したがつて、支え板１３の左端の
コロ１６はストツパ１７に押しつけられ、リンク
１５の作動で支え板１３は移動板１４に近づき、
コイルバネ１９の弾力で可動切替接触子５は固定
接点７に圧着されている。そこで操作盤の切替ス
イツチを加熱コイル４側に入れると、電磁弁２２
は下方に移動し、空気P₁側の空気は抜け、空気管
P₂側に圧縮空気が供給され、空気シリンダ２１が
作動してピストンロツド２３に結合している移動
板１４はガイド軸１８に沿つて右方向に移動す
る。このときバネ２０の作用とリンク１５が引き
起こされることによつて、リンク１５は移動板１
４に対して垂直の状態となり、支え板１３は移動
板１４から遠ざかつた状態で移動する。したがつ
て、支え板１３は支持棒１１を押し上げ、可動切
替接触子５は固定接点Ｈ_l、Ｈ_fから離れ、固定接
点７と摺動することなく移動することができる。
そして移動板１４が右方に移動し、その右端にあ
るコロ１６が筐体２の右側のストツパ１７に突き
当り止つたとき、移動板１４は更にガイド軸１８
に沿つて右方向に少しく移動することにより、コ
ロ１６はストツパ１７に沿つて移動し、リンク１
５は傾き、支え板１３は移動板１４側に引き寄せ
られ、コイルバネ１９の弾力によつて可動切替接
触子５は固定接点Ｈ_fとＨ_rに向つて垂直に働きＨ_f
とＨ_rに圧着し、高圧側フイーダの切り替えが完
了したことになる。また、電磁弁２２からの圧縮
空気が上下２個の空気シリンダ２１に同時に供給
されるので、可動切替接触子５の切じ替え完了と
同時に可動切替接触子６の切り替えも完了する。
なお第３図においてアース板バネ９は非通電側の
固定接点Ｈ_rとＬ_rとを短絡しており、かつ移動板
１４を介してアース板バネ８によつて筐体２に電
気的に接地されているが、移動板１４の移動に伴
つてアース板バネ８は筐体から、またアース板バ
ネ９は固定接点Ｈ_r及びＬ_rから離れ、切り替えが
終了した時点ではアース板バネ８は非通電側とな
つた固定接点Ｈ_lとＬ_lとを短絡し、アース板バネ
９が筐体２に接触することによつて移動板１４を
介して固定接点Ｈ_l及びＬ_lは接地される。

なお本発明の実施例は、可動切替接触子を左右
に移動することによつて切替動作を行う第３図の
実施例に限定されるものではない。例えば上記直
線状配置の固定接点を扇形状配置とし、可動切替
接触子をモータ等で駆動して回転によつて切替動
作を行う構造を採ることも可能である。この場合
第３図の移動板１４、支え板１３に相当する部品
は円板状又は環状の形状（又はその一部の形状）
とし、可動切替接触子の圧着、離脱を行うために
は第３図のリンク機構の代りにカム機構の採用が
好都合である。また第３図においてはアース板バ
ネが固定接点の外側面に接触する構造であるが、
これに限定する必要はなく固定接点の上側面に接
触する構造を採ることも可能である。更に、３組
以上のフイーダに切替え給電する必要がある場合
には、本発明による２組のフイーダ用の高周波電
力切替装置を複数台組み合わせて使用するほか、
例えば入力フイーダの固定接点を２組以上、出力
フイーダの固定接点を３組以上円周上に配置して
回転形可動切替接触子を用いる構造、又は入力フ
イーダの固定接点を円環状とし、その外側に出力
フイーダの固定接点を円周上に配置して回転形可
動切替接触子を用いる構造などによつて容易に実
現することができる。

以上の説明から明らかなように、本発明を実施
した高周波電力切替装置においては、固定接点群
がそれぞれ一枚の絶縁板の両面に対向して配置さ
れているので、高周波大電力を給電しても筐体が
高周波誘導加熱されることが極めて少なく、筐体
を小形化することができる。また若干の電磁結合
又は静電結合によつて非通電側固定接点又はフイ
ーダに誘起した電圧は有効に短絡、接地されるの
で非通電側加熱コイルに高電位を与えることなく
安全である。更に可動切替接触子は固定接点に対
して垂直に圧着、離脱し摺動することがないの
で、摩耗のおそれがなく信頼性の高い高周波電力
切替装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の回転摺動形高周波電力切替装置
の構成例図、第２図は従来の端面圧着形高周波電
力切替装置の構成例図、第３図は本発明による高
周波電力切替装置の構成例図、第４図は第３図を
下方より見て電極の配置とフイーダの接続の状況
を示した図である。 第３図において、１……高周波発振機、２……
筐体、３，４……加熱コイル、５，６……可動切
替接触子、７……固定接点、８，９……アース板
バネ、１０……絶縁板、１１……可動切替接触子
の支持棒、１２……絶縁板、１３……支え板、１
４……移動板、１５……リンク、１６……コロ、
１７……ストツパ、１８……ガイド軸、１９……
コイルバネ、２０……バネ、２１……空気シリン
ダ、２２……電磁弁、２３……ピストンロツド。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 給電側のフイーダの一方の端子に接続された
   １個または複数個の固定接点と、負荷側のそれぞ
   れのフイーダの一方の端子に接続された複数個の
   固定接点とを絶縁板上に配置し、更にこの絶縁板
   の反対側には上記固定接点のそれぞれに相対向す
   るように給電側および負荷側のフイーダの他方の
   端子にそれぞれ接続された固定接点を設けると共
   に、上記絶縁板のそれぞれの側において給電側固
   定接点と負荷側固定接点とを切替接続するための
   可動切替接触子とをそれぞれ設けたことを特徴と
   する高周波電力切替装置。 ２ 可動切替接触子は固定接点に対して間隙を保
   つて移動した後固定接点に対し垂直方向に移動
   し、接触するように構成されたことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の高周波電力切替装
   置。 ３ 切替動作に連動して給電されない負荷側のフ
   イーダに接続された相対向する２個の固定接点間
   を短絡し、かつ接地する機構を設けたことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の高周波電力切
   替装置。