JPH0235009B2 - Waakunokinitsukanetsuhohooyobyudokanetsusochi - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ワークの均一加熱方法と誘導加熱装
置に関する。

全長に亘つて同一径を有する誘導加熱コイルを
用いて、例えば、中央が大径部で両端側が小径部
である軸状のワークを誘導加熱して焼入れする場
合には、ワークと誘導加熱コイルとの対向間隙が
小径部より小さい大径部に生ずる誘導電流が小径
部のそれより大となる為に、該大径部が他部より
速く昇温してワークがその長手方向に不均一加熱
されるという問題がある。そのうえ誘導加熱コイ
ルのコイル長がワーク長より十分長くない場合に
は、誘導加熱コイルの端部に生ずる磁束の漏洩に
よつてワーク両端近くの部分の加熱効果が低下す
る為、上記不均一加熱が一層、助長されるという
問題があつた。この磁束漏洩によるワークの不均
一加熱はワークが全長に亘つて同一径であるよう
な場合にも勿論同様である。

本発明は、上記した従来の問題点に鑑みてなさ
れたもので、誘導加熱コイルに通電される電流の
全部もしくは一部をワークにも通電し、誘導加熱
による昇温特性を抵抗加熱による昇温特性で補償
する構成とすることにより、誘導加熱コイルの構
造を複雑にすることなくワークを均一に加熱する
ことができ、しかも力率や加熱効率を高めること
ができるワークの均一加熱方法及び誘導加熱装置
を提供することを目的とする。

以下、本発明の一実施例を図について説明す
る。

第１図において、１は交流電源、２は力率改善
用コンデンサ、３ａ，３ｂは電源端子、４ａ，４
ｂ，４ｃ、はリード、５は全長に亘つて同一径を
持つ誘導加熱コイル、６は金属材料で作られたワ
ークである。このワークは中央の大径部６１から
両端側の部分が小径部６２，６３である異径軸状
物であつて、一方端面及び他方端面が夫々接触子
７ａ，７ｂを介して誘導加熱コイル５の一端及び
交流電源１の電源端子３ｂに接続されている。

本実施例では、誘導加熱コイル５とワーク６と
が直列になつているので、該ワーク６は誘導電流
による誘導加熱と、接触子７ａ，７ｂ間を通して
直接ワーク自身を流れる電流による抵抗加熱の複
合加熱を受ける。

誘導電流による加熱作用は、誘導加熱コイル５
に対するワーク６の間隙が小径部６２，６３に比
し大径部６１が大であるので該大径部６１を他部
より速く昇温せしめる。

これに対し、直接電流による加熱作用は、小径
部６２，６３の抵抗値が大径部６３の抵抗値より
大であるので、該小径部６２，６３を他部より速
く昇温せしめる。

このように、誘導加熱によるワーク６の昇温特
性と抵抗加熱によるワーク６の昇温特性とが互い
に補完的になるので、上記複合加熱による場合
は、昇温速度がワーク６全長に亘つて均等化さ
れ、ワーク６は誘導加熱だけの場合よりも均一に
加熱される。

この複合加熱による加熱の均一性は電流値を調
整、制御することによつて、高めることができる
が、その他の方法として接触子７ａ，７ｂの接触
抵抗を積極的に利用するようにしてもよい。この
場合は、ワーク６の両端面と接触子７ａ，７ｂの
接触面との間の接触抵抗を大きくすれば、ワーク
６両端部の発熱量が増大し昇温速度が速められる
ので、誘導加熱コイル５が持つ前記した漏洩磁束
による低い発熱効果及びワーク６の端部が受ける
放熱作用による加熱不均一を補償して、より均一
性を高めることができる。

次に、ワーク６の加熱均一性を高める為の他の
電流制御方法の一例を第２図について説明する。

第２図において、誘導加熱コイル５０は内側の
第１コイル５１と外側の第２コイル５２からなる
２重巻きコイルとして構成され、第２コイル５２
の一端側及び他端側には切換タツプ５２Ａ，５２
Ｂが夫々設けられている。第１コイル５１の一端
は電源端子３ａに接続され、他端は第２コイル５
２の同側端に接続されており、第２コイル５２の
タツプ５２Ａは接触子７ａを介してワーク６の一
端に、又タツプ５２Ｂは接触子７ｂを介してワー
ク６の他端に接続されている。

この回路構成では、タツプ５２Ａ−第２コイル
５２の一端間、タツプ５２Ｂ−第２コイル５２の
他端間には内側コイル５１に流れる電流と同じ値
の電流が流れるが、第２コイル５２のタツプ５２
Ａと５２Ｂ間の部分はワーク６と並列である為に
第１コイル５１の電流より小さい電流が流れる。
従つて、誘導加熱コイル５０の、ワーク小径部６
２，６３を取巻いている部分に流れる電流がワー
ク大径部６１を取巻いている部分に流れる電流よ
り大である為、各ターンに同一電流が流れる第１
図の誘導加熱コイル５による場合に比してワーク
６が均一に誘導加熱され、これに抵抗加熱による
補完効果が加わり、かつタツプ５２Ａ，５２Ｂの
切り換えによつて自由調節ができるのでワーク６
の加熱の均一性は一層高められる。この誘導加熱
コイル５０は、大径部６１と小径部６２，６３の
径差が大きいワーク６を焼入れ処理する場合に好
適である。

上記実施例では、ワークが異径軸状物である場
合について説明したが、ワークが全長に亘つて同
一径の軸状物や管状体である場合も、電流値を調
整するとともにタツプ調節をし、かつ併用する抵
抗加熱によつて誘導加熱コイル端部の漏洩磁束効
果や前記放熱作用による加熱不均一を、殆んど解
消することができる。

第３図は、本発明を管８の内面加熱に実施する
場合を示す。図において、５０′は誘導加熱コイ
ルである。この場合、管８の一つの端面に接触さ
せる接触子は環状体または板状体９，９′を用い
る。

以上の如く、本発明によれば、誘導加熱コイル
に流れる電流の一部もしくは全部をワークに導い
て誘導加熱と抵抗加熱との複合加熱を行う構成と
したことにより、ワークが異径ワークである場合
には、誘導加熱による昇温特性と抵抗加熱による
昇温特性とが互いに補完的となるので、ワークを
全長に亘つて均一に加熱することができ、かつ加
熱コイル端部の漏洩磁束や放熱による不均一加熱
も是正することができワークが全長に亘つて同一
径のものである場合にも、誘導加熱コイル端部の
漏洩磁束と放熱とによる加熱不均一度を抵抗加熱
で低減させることができる。しかも、電気回路上
は、誘導加熱だけの場合とくらべて、ワークの抵
抗値と、該ワーク接触子との接触抵抗値だけ抵抗
分が増えるので、従来に比して力率を改善し、加
熱効率を高めることができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるワークの均一加熱方法及
び誘導加熱装置の実施例の回路図、第２図は本発
明の他の実施例の回路図、第３図は本発明の他の
実施例の回路図である。 ５，５０，５０′……誘導加熱コイル、７ａ，
７ｂ，９，９′……接触子、５１……内側コイル、
５２……外側コイル、５２Ａ，５２Ｂ……切換タ
ツプ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 全長に亘つて同一径の誘導加熱コイルを用い
   て、軸状もしくは管状ワークの誘導加熱を行う場
   合において、上記誘導加熱コイルに流れる電流の
   全部もしくは一部を上記ワークに導いて誘導加熱
   によるワーク昇温特性を抵抗加熱によるワーク昇
   温特性で補償せしめることを特徴とするワークの
   均一加熱方法。 ２ ワークと、該ワーク両端面に夫々当接される
   接触子との間の接触抵抗による発熱量を調整して
   誘導加熱コイル端部の洩れ磁束による発熱量の低
   下を補償することを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載のワークの均一加熱方法。 ３ ワークが管状をなす場合において、ワーク端
   面に当接される接触子が環状または板状であるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項及び第２項
   記載のワークの均一加熱方法。 ４ 同心に巻回され直列接続された第１コイルと
   第２コイルからなり、一方のコイルにはワークの
   一端に接触子を介して接続される切換タツプとワ
   ークの他端に接触子を介して接続される切換タツ
   プを設けた全長に亘つて同一径の誘導加熱コイル
   を具える誘導加熱装置。