JPH0141193Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は段付き軸の表面加熱用誘導加熱コイル
に関する。

（従来の技術） 従来から段付き軸の軸部表面に焼入れ、焼戻し
等熱処理を施すために誘導加熱する場合、軸部と
段部との接続部は強度を必要とするので熱処理範
囲に含まれている。従つて、使用される誘導加熱
コイルは軸部と同時に段部をも加熱可能な形状を
具えている。これを第２図ａおよびｂに示す。

図において、１０として示す従来誘導加熱コイ
ルは段付き軸W′の軸線Ｏに対し180゜隔てた軸部
Ws′表面に沿つてそれぞれ平行する軸部加熱導体
１１と１２、および当該軸部加熱導体１１，１２
それぞれの一端に接続し、上記軸部Ws′に続く段
部Wd′の所定周角度範囲…例えば180゜…に対向す
る段部加熱導体１３で構成されており、二重斜線
で示す被加熱部パターンｈを得るようにしてい
る。

（従来技術に存する問題点） 上記従来誘導加熱コイル１０は段差が比較的小
…例えば４〜５mm程度…の段付き軸W′の段部
Wd′に、比較的小範囲の被加熱部を得る場合には
最適である。

ところが、第２図Ｃに示されるような、段差が
大きい…例えば８〜15mm…段付き軸Ｗの段部Wd
に広い範囲にわたる被加熱部を得ようとする場
合、従来誘導加熱コイル１０を使用しても、段部
加熱導体１３が軸部Wsの付け根のみに対向して
いるだけであるため、図の左側に描かれる線イで
囲まれる表面側のみが被加熱部範囲ｈとなり、斜
め破線で示される如く段部Wdの大半が被加熱部
範囲には含まれなくなる。

また、本考案を完成するに至る過程で試作した
ものであるが、従来誘導加熱コイル１０の段部加
熱導体１３を、図の右側に１３′として示す如く、
円弧内周先端が二股に分岐し、分岐した開口内に
段部Wdの稜線を内包する形状に変えた変形誘導
加熱コイル１００を使用した加熱実験結果では、
三重斜線部ロとして示す稜線部近傍がオーバーヒ
ートし、被加熱部の均熱加熱は得られなかつた。

（考案の目的） 本考案は、段付き軸表面加熱用の従来誘導加熱
コイルに存する上述した問題点を解決するために
なされたもので、段差が大きい段付き軸を軸部の
表面と当該軸部に続く段部の広い範囲にわたる表
面とを同時に均熱加熱可能な誘導加熱コイルを提
供することを目的とする。

（考案の構成） 本考案の構成は、 (1) 軸回転する段付き軸に軸線に対し180゜隔てた
軸部表面に沿つてそれぞれ平行する軸部加熱導
体および当該軸部加熱導体それぞれの一端に接
続して上記軸部に続く段部の所定周角度範囲に
対向する段部加熱導体を具えたコイルにおい
て、 (2) 上記段部加熱導体を三分割し、 (3) いずれか一方の軸部加熱導体に一端が接続さ
れる第１の分割導体およびいずれか他方の軸部
加熱導体に一端が接続される第３の分割導体そ
れぞれは軸部と段部の段差壁とが交わる隅部に
対向する円弧とし、 (4) 第２の分割導体は段部の上記段差壁に続く段
側壁に対向する円弧とし、 (5) 上記第１の分割導体の他端と第２の分割導体
の一端とを段付き軸の軸線に平行な連絡導体で
接続するとともに、両分割導体の累積円弧長さ
が180゜を超えた段部の所定周角度範囲を囲繞す
る如く構成し、 (6) 上記第３の分割導体は上記180゜を超えた位置
にある第２の分割導体の他端と他方の軸部加熱
導体の一端とがなす円弧長さに等しく形成する
とともに、その他端を段付き軸の軸線に平行な
連絡導体で上記第２の分割導体の他端に接続す
る如く構成してなる ことを特徴とする誘導加熱コイルにある。

（考案の作用） 本考案は、段付き軸の段部に対向する段部加熱
導体を３分割して所定の配置をとらしめて接続す
ることにより、段差壁と隅部との加熱は主として
第１の分割導体および第３の分割導体それぞれか
ら発生する磁束に負担させ、また段側壁の加熱は
主として第２の分割導体から発生する磁束に負担
させる如く個別加熱とするとともに、段部稜線部
近傍は第２の分割導体および第３の分割導体それ
ぞれから発生する互いに逆向きの磁束の相殺エリ
アに位置せしめる如くして加熱を抑制しつつ第１
の分割導体・第２の分割導体間および第２の分割
導体・第３の分割導体間それぞれ接続する連絡導
体から発生する磁束を透過せしめて加熱を補足さ
せる作用を発揮する。

（実施例） 本考案をその一実施例を示す第１図ａ〜ｅに従
つて以下に詳述する。

第１図ａは本考案誘導加熱コイルＣの回路構成
を示す斜視図で、１および２それぞれは段付き軸
Ｗの軸線に対し180゜隔てた軸部Ws表面に沿つて
それぞれ平行する軸部加熱導体である。当該軸部
加熱導体１および２それぞれの一端に連接され段
部Wdを加熱する段部加熱導体３は、本考案では
３ａ，３ｂおよび３ｃとして示す３分割された分
割導体からなる。

一方の軸部加熱導体１に一方端が直接接続する
第１の分割導体３ａは、第１図ｂに示す如く、円
弧内周先端が軸部Wsと段部Wdの段差壁Ｌとが交
わる隅部Ｍに対向する如く形成され、図示時計廻
りで段部Wdの例えば周角度120゜にわたる範囲に
対し所定間隙をへだてて囲繞可能な円弧をなして
いる。

他方の軸部加熱導体２に一方端が直接接続する
第３の分割導体３ｃは、第１図ｄに示す如く、上
記第１の分割導体３ａと同様に、円弧内周先端が
軸部Wsと段部Wdの段差壁Ｌとが交わる隅部Ｍに
対向する如く形成され、図示時計廻りで段部Wd
の例えば周角度50゜にわたる範囲に対し所定間隙
をへだてて囲繞可能な円弧をなしている。

第２の分割導体３ｂは第１図ｃに示す如く、円
弧内周先端が段部Wdの上記段差壁Ｌに続く段側
壁Ｎに対向する如く形成され、段部Wdの例えば
周角度110゜にわたる範囲に対し所定間隙をへだて
て囲繞可能な円弧をなしている。

而して、当該第２の分割導体３ｂの一方端は上
記第１の分割導体３ａの他方端と４として示す段
付き軸Ｗの軸線に平行な連絡導体で接続され、他
方端は上記第３の分割導体３ｃの他方端と５とし
て示す段付き軸Ｗの軸線に平行な連絡導体で接続
されている。

従つて、段部Wdは本実施では、一方半周側の
180゜にわたる範囲を上記第１の分割導体３ａと第
２の分割導体３ｂの第１の分割導体３ａに近接す
る側にあたるほぼ一方半部とにより、対向角度範
囲と対向位置とが異なる一連の導体により囲繞さ
れ、他方半周側は上記一方半周側囲繞部分に続く
50゜にわたる範囲を上記第２の分割導体３ｂの残
余他方半部と第３の分割導体３ｃとにより、同一
対向角度範囲を対向位置が異なる一連の導体によ
り囲繞されていることとなる。

以上の構成からなる誘導加熱コイルＣを用いて
軸回転中の段付き軸Ｗを誘導加熱すれば、段部
Wdにおける段差壁Ｌと隅部Ｍとは、主としてこ
れに対向する第１の分割導体３ａおよび第３の分
割導体３ｃにより加熱され、また段側壁Ｎは主と
してこれに対向する第２の分割導体により加熱さ
れる。これに反して、段部Wdの稜線部近傍は、
第１図ｄに見られるように、互いに逆向きの電流
が流れる第２の分割導体および第３の分割導体そ
れぞれから発生する互いに逆向きの磁束の相殺エ
リアに位置することとなり、上記両分割導体それ
ぞれによる加熱作用は直接受けず、オーバヒート
することはない。而して当該稜線部近傍は両連絡
導体４および５の加熱作用と上記第１の分割導体
３ａと第２の分割導体の一方半部からの比較的影
響力の薄い磁束の作用ならびに熱伝導により昇温
する。かくして、段差の大きい段部Wdには広い
範囲にわたり第１図ｅにｈとして示す範囲が均熱
加熱されることとなる。

上記実施例では、段部加熱導体３ａ，３ｂ，３
ｃそれぞれを120゜，110゜，50゜の周角度範囲に対応
する円弧に３分割のうえ、50゜の周角度範囲で３
ｂ，３ｃを逆行させて段付き軸の軸線に180゜へだ
てて平行する軸部加熱導体１，２それぞれに接続
する例を挙げて説明したが、３分割する円弧の周
角度範囲は上記実施例に限定されるものではな
い。

即ち、段部Wdの分割導体それぞれが対向する
部位の後背熱伝導質量、導体形状と対向する部位
との位置関係に起因する磁束誘引性（＝導体の電
流が主として何処を流れるか、および発生する磁
束の方向性）、投入電力、周波数、加熱目標温度
その他の諸元により、段部Wdの均熱が得られる
ように設計されればよく、その円弧の周角度範囲
を問うものではない。

（考案の効果） 本考案の実施により、段差が大きい形状の段付
き軸を、広い範囲にわたる段部を軸部とととに表
面均一加熱可能とするので、接続部の機械的性質
を飛躍的に向上した段付き軸が得られることとな
つて、顕著な効果を齊す。

【図面の簡単な説明】

第１図ａは本考案の一実施例誘導加熱コイルの
回路構成を示す斜視図、第１図ｂ，ｃおよびｄは
それぞれ第１図ａにおけるＸ−Ｘ線，Ｙ−Ｙ線お
よびＺ−Ｚ線における実施例誘導加熱コイルの断
面図、第１図ｅは本考案により得られる被加熱部
範囲パターンを示す断面図、第２図ａおよびｂは
それぞれ従来誘導加熱コイルの斜視図および断面
正面図、第２図ｃは従来誘導加熱コイルおよびそ
の変形コイルに存する問題点を示す断面正面図で
ある。 Ｃ……誘導加熱コイル、Ｗ……段付き軸、Ws
……軸部、Wd……段部、Ｌ……段差壁、Ｍ……
隅部、Ｎ……段側壁、Ｏ……軸線、１，２……軸
部加熱導体、３……段部加熱導体、３ａ……第１
の分割導体、３ｂ……第２の分割導体、３ｃ……
第３の分割導体、４，５……連絡導体。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 軸回転する段付き軸の軸線に対し180゜隔てた軸
   部表面に沿つてそれぞれ平行する軸部加熱導体お
   よび当該軸部加熱導体それぞれの一端に接続して
   上記軸部に続く段部の所定周角度範囲に対向する
   段部加熱導体を具えたコイルにおいて、上記段部
   加熱導体を三分割し、いずれか一方の軸部加熱導
   体に一端が接続される第１の分割導体およびいず
   れか他方の軸部加熱導体に一端が接続される第３
   の分割導体それぞれは軸部と段部の段差壁とが交
   わる隅部に対向する円弧とし、第２の分割導体は
   段部の上記段差壁に続く段側壁に対向する円弧と
   し、上記第１の分割導体の他端と第２の分割導体
   の一端とを段付き軸の軸線に平行な連絡導体で接
   続するとともに、両分割導体の累積円弧長さが
   180゜を超えた段部の所定周角度範囲を囲繞する如
   く構成し、上記第３の分割導体は上記180゜を超え
   た位置にある第２の分割導体の他端と他方の軸部
   加熱導体の一端とがなす円弧長さに等しく形成す
   るとともに、その他端を段付き軸の軸線に平行な
   連絡導体で上記第２の分割導体の他端に接続する
   如く構成してなることを特徴とする誘導加熱コイ
   ル。