JPH0499218A - 高周波誘導加熱コイル - Google Patents

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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は高周波誘導加熱コイル（以下単に加熱コイルと
記す）に関し、特に、多種類少量の回転対称体（円柱或
いは長手方向と直角方向の任意の断面が円形であるが、
断面の長手方向の位置によっては直径の大きさが異なっ
ているもの）のワークの外周面の焼入のための加熱、或
いはこのようなワークをずふ焼入するための加熱に使用
される加熱コイルに関する。

〈従来の技術〉 従来、回転対称体のワークを一発焼入するムこは、半開
放型の加熱コイルを使用している。そして、このような
ワークが多種類少量である場合、即ち、ワークの被焼入
部分の直径や長さ、また、ワークの外周面の形状がいろ
いろと違っている場合には、その都度、ワーク二二適し
た、即ち、ワークの被焼入部分の直径、長さおよび形状
に対応した加熱コイルを製作して焼入を行っている。

〈発明が解決しようとする課題〉 上記のように、多種類少量の回転対称体のワークを焼入
するに際しては、ワークの被焼入部分の長さ、直径、或
いは、形状の変化に応して、各ワークに通した加熱コイ
ルを製作しなければならないので、極めて手間がかかり
、また、多種類の形状の加熱コイルを準備することによ
って焼入コストが高くなる。

本発明は上記事情に鑑みて創案されたものであって、回
転対称体のワークであって且つワークの外周面の被焼入
部分の直径、長さ或いは形状が異なるワークを焼入する
に際し、加熱コイルの一部の長さを変化させることによ
り、或いは、加熱コイルの一部のみを取り替えることに
よって、このような多種類の形状のワークを加熱するこ
とができる加熱コイルを提供することを目的としている
。

く課題を解決するだめの手段〉 上記問題を解決するために、請求項１記載の発明の加熱
コイルは、回転対称体のワークの外周面を加熱する加熱
コーイルニこおいて、前記クト周面の形状りこ対応して
形成され互いに対向して配設された第１、第２加熱導体
と、第１、第２加熱導体の下端間に接続された下側環状
導体と、下側環状導体と平行に対向して配設され第２加
熱導体の上端に接続された上側環状導体と、一端が第１
加熱導体の上端に接続され他端が高周波電源の一端に接
続された第１給電導体と、一端が上側環状導体の第２加
熱導体の上端にほぼ対向する点に接続され他端が高周波
電源の他端に接続された第２給電導体とを具備し、且つ
、第１、第２加熱導体が下側環状導体と接続する部の間
で２分割されている下側環状導体の一方および他方の部
分、第２給電導体と第２加熱導体が上側環状導体と接続
する部分の間で２分割されている上側環状導体の一方お
よび他方の部分、および第１、第２加熱導体のそれぞれ
に１個所ずつ設けた切断面に接合された一対のフランジ
と、この一対のフランジに挟着された所定長さのスペー
サとを具備し、下側および上側環状導体に設けた前記ス
ペ〜すの長さを変えることによって第１、第２加熱導体
間の距離を変え、また、第１、第２加熱導体に設けた前
記スペーサの距離を変えることによって第１、第２加熱
導体の長さを変えることによっワークの形状の変化に対
応するようにしている。

また、請求項２記戦の発明の加熱コイルは、請求項１記
載の発明の加熱コイルにおいて、第１、第２加熱導体に
２個所ずつ設けた切断面に接合された一対のフランジと
、この一対のフランジに挟着された所定長さのスペーサ
を備え、且つ、第１加熱導体は２つの一対のフランジ間
に接続されワークの外周面の形状に対応して形成された
第３加熱導体を、また、第２加熱導体は２つの一対のフ
ランジ間に接続されワークの外周面の形状に対応して形
成されていると共に第３加熱導体と対向するように配設
された第４加熱導体を備え、第３、第４加熱導体の形状
を変えることによってワークの形状の変化に対応するよ
うにしている。

く作用〉 請求項１記載の加熱コイルでは、高周波電源からの高周
波電流は、第１給電導体、第１加熱導体、下側環状導体
、第２加熱導体、上側環状導体および第２給電導体を経
て高周波電源に戻る。主として第１および第２の導体を
通過する高周波電流によって回転対称体が加熱される。

請求項２記載の加熱コイルでは、高周波電源からの高周
波電流は、第１給電導体、上側の第１加熱導体、第３加
熱導体、下側の第１加熱導体、下側環状導体、下側の第
２加熱導体、第４加熱導体、上側の第２加熱導体、上側
環状導体および第２給電導体を経て高周波電源に戻る。

主として第１、第２、第３および第４加熱導体を通過す
る高周波電流によって回転対称体のワークが加熱される
。

上記いずれの加熱コイルにおいても、ワークの被焼入部
分の長さのみ異なるときには、第１、第２加熱導体のス
ペーサの長さを変更し、ワークの被焼入部分の直径のみ
が異なるときには、下側環状導体と上側環状導体のスペ
ーサの長さを変更する。ワークの被焼入部分の長さと直
径の両方がことなる場合には、全てのスペーサの長さを
変更する。また、ワークの外周面の形状が異なる場合に
は、請求項２記載の加熱コイルの第３、第４加熱導体を
ワークの外周面の形状に対応したものと取り替える。

〈実施例〉 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。第１図
と第２図は第１の実施例を説明するだめの図面であって
、第１図は斜視図、第２図はフランジとスペーサの斜視
図である。第３図は第２の実施例の斜視図、第４図はワ
ークの給断正面図であって、第４図（ａ）は長尺円柱状
のワーク、第４図［有］）は長尺状の回転対称体のワー
クを示す。

まず、第１の実施例について説明する。本実施例の加熱
コイル１００は、第４図（ａ）に示す直径がｄで被焼入
部分の長さがｅである長尺円柱状のワーク４００の外周
面４０１に所望の硬化層４０３を形成するだめに、ワー
ク４００を誘導加熱するのに用いられる。

加熱コイル１００は、ワークの外周面の形状に対応して
形成され互いに対向して平行に配設された第１加熱導体
１０、第２加熱導体２０と、第１、第２加熱導体１０．
２０の下端間に接続された下側環状導体３０と、下側環
状導体３０と平行で対向して配設され第２加熱導体２０
の上端に接続された上側環状導体４０と、一端が第１加
熱導体１０の上端に接続され他端が高周波電源３００の
一端に接続された第１給電導体９１と、一端が上側環状
導体４０の第２加熱導体２０の上端にほぼ対向する点に
接続され他端が高周波電源３００の他端に接続された第
２給電導体９２とを具備している。第１、第２加熱導体
１０．２０間の距離は、ワーク４００の直径ｄより若干
大きく設定されている。

本実施例では、下側環状導体３０と上側環状導体４０は
同形であって、工作が容易であることから、両導体共に
長方形状の環状導体としている。

また、加熱コイル１００は、第１、第２加熱導体１０．
２０と下側環状導体３０との接続部分間で２分割されて
いる下側環状導体３０の一方および他方の部分の相対向
する中央部分２個所、第２給電導体７２、第２加熱導体
２０と上側環状導体４０との接続部分間で２分割されて
いる上側環状導体４０の一方および他方の部分の相対向
する中央部分２ＷＡ所、および、第１、第２加熱導体１
０．２０のそれぞれに１個所、合計６個所の切断面のそ
れぞれに接合された一対のフランジ８１．８２と、これ
らフランジ８１．８２に挟着された所定長さのスペーサ
８３とを備えている。

加熱コイル１００を構成する上記の導体は、全て中空角
型の良導電金属製であって、第１、第２加熱導体１０．
２０はワークの外周面４０１に対向接近するように配設
されてワークの外周面４０Ｊ、場合によりワークの内部
まで、を加熱するのに用いられる。また、第２図に示す
第１加熱導体１０の中空部分１００ａおよびその他の導
体の図示しない中空部分は、加熱コイル１００の冷却液
の通路の役目をなしている。

第２図に示すように、フランジ８１．８２およびスペー
サ８３にはそれぞれボルト孔８１ｂ　、８２ｂおよび８
３ｂが開設されている。また、孔８１ｃ　、８２ｃおよ
び８３ｃはそれぞれフランジ８１．８２およびスペーサ
８３に開設された加熱コイル１００の冷却液の流通孔で
ある。また、８３ｄは０リングであって、加熱コイル１
００の冷却液がフランジ８１．８２とスペーサ８３との
接合面から漏洩するのを防止している。

フランジ８１と８２はスペーサ８３を挟着した状態でボ
ルト孔８１ｂ　、８２ｂおよび８３ｂに挿入された図示
しないボルトと図示しないナンドによって接離可能に接
合されている。そして、フランジ８１と８２がスペーサ
８３を介して接合されたときに、第１加熱導体１０の側
面１０ａ、フランジ８１の側面８１ａ８スペーサ８３の
側面８３ａおよびフランジ８２の側面８２ａが、同一平
面上にあるように、第１加熱導体１０がフランジ８１と
８２に取り付けられており、また、フランジ８１．８２
がスペーサ８３に結合されている。

即ち、スペーサ２０の長さＬを適宜な寸法にすることで
、第１加熱導体１０と２０の長さをワーク４００の被焼
入部分の長さｅに対応する長さにすること、また、第１
加熱導体１０と２０の間隔をワーク４００の直径ｄに対
応させて第１加熱導体１０と２０をワーク４００の外周
面４０１に対向して接近配設させることができる。

なお、第１図に示すように、第１、第２加熱導体１０．
２０の下端近辺を折り曲げて下側環状導体３０に接続し
、また、第１、第２加熱導体１０．２０の上端近辺を折
り曲げてそれぞれ第１給電導体９１、上側環状導体４０
に接続することによって、上側環状導体４０および下側
環状導体３０と第１、第２加熱導体ｌ０１２０との間に
適宜のスペース１０１を設けることによって、例えば長
尺状のワークで被焼入部分でない両端部分が被焼入部分
の直径より大きい場合に、このスペース１０１からこの
ワークを挿入した後、ワークの被焼入部分を第１、第２
加熱導体１０．２０間に移動させることができる。

次に、本実施例の動作を説明する。高周波電源３００か
ら高周波電流は第１図の矢印の示す方向に流れて高周波
電源３００に戻る。第１、第２加熱導体を流れる高周波
電流によってワーク４００の表面或いはその内部までが
加熱される。下側環状導体３０２Ｅよび上側環状導体４
０は同形の長方形であり、下側環状導体３０と上側環状
導体４０の対向する辺↓こは反対方向の高周波電流が流
れるのでこれち高周波電流によるワーク４００−の誘導
電流は互し弓こ打ち消し７合う。

本実施例では第１加熱導体１０と第２加熱導体２０とが
平行な場合を説明したが、同一平面上において対向じだ
状態で同し角度ずつ傾斜していてもよい。このような場
合には、円錐台形状のワークを加熱できる。

次に、第２の実施例を説明する。

本実施例の加熱コイル２００は、第４図（ｂ）に示す直
径がｆで被焼入部分の長さがｇである長尺状の回転対称
体のワーク５００の外周面５０１に所望の硬化層５０３
を形成するためにワーク５００を誘導加熱するのに用い
られる。なお、ワーク５００の外周面５０１には、直径
ｒより大きい直径を有する突出部５０２が形成されてい
る。第３図に示す加熱コイル２００は、第１図に示す加
熱コイル１００と以下の点のみが異なっているので異な
っている部分のみを説明する。なお、第１図に示したも
のと同等のものには同一の符号を付しである。

第１加熱導体１０の第１給電導体９１への接続部分の近
辺および第２加熱導体２０の上側環状導体４０−・の接
続部分の近辺も切断されており（即ち、第１、第２加熱
導体１０．２０はそれぞれ２個所の切断面を有する）、
その切断面にそれぞれ１対のフランジ８１および８２が
ろう付けによって固着されている。

そして、フランジ８１．８２はスペーサ８３を介して図
示しないボルト、ナンドによって接離可能に接合されて
いる。これらのフランジ８１．８２およびスペーサ８３
は、第２図で説明したものと同しものである。

第３図において、第１加熱導体１０の上側の一対のフラ
ンジの内のフランジ８２と、下側の一対のフランジの内
のフランジ８１との間、および第２加熱導体２０の上側
の一対のフランジの内のフランジ８２と、下側の一対の
フランジの内のフランジ８１との間には、それぞれ、ワ
ーク５００の外周面５０１と突８部５０２に対応する形
状の第３加熱導体５０および第４加熱導体６０が橋架さ
れており、第３加熱導体５０および第４加熱導体６０の
上端および下端はそれぞれフランジ８２および８１にろ
う付けによって固着されている。

本実施例においては、ワーク５（ｔｏの直径ｆ、被焼入
部分の長さｇおよび外周面５０１の突出部５０２の形状
の変化に対応するためには、スペーサ８３の長さｔを適
宜に選定すると共に、上下端にそれぞれフランジ８２．
８１が固着された第３加熱導体５０と第４加熱導体６０
をワーク５００の外周面５０１の形状に対応したものと
交換する。

次に、本実施例の動作を説明する。高周波電源３００か
ら高周波電流は第１図の矢印の示す方向に流れて高周波
型＃３００に戻る。第１、第２加熱導体を流れる高周波
電流によってワーク４００の表面或いはその内部までが
加熱される。下側環状導体３０および上側環状導体４０
０対向する辺には反対方向の高周波電流が流れるのでこ
れら高周波電流によるワーク５００への誘導電流は互い
に打ち消し合つ。

本実施例では、ワーク５００の外周面５０１　に突出部
５０２が形成されている場合を説明したが、外周面５０
１が突出していることにこだわるものではなく、外周面
５０１の任意の形状に対応するよう５二製作した第３加
熱導体５０と第４加熱導体６０を用いてそのワークの外
周面を加熱することができる。

なお、本実施例では第１加熱導体１０と第２加熱導体２
０とが平行な場合を説明したが、同一平面上において対
向した状態で同じ角度ずつ傾斜していてもよい。このよ
うな場合には、円誰台形状で外周面に凹凸等がある回転
対称体のワークを加熱できる。

上記第１および第２の実施例では、下側環状導体３０お
よび上側環状導体４０が長方形である場合としたが、こ
れにこだわるものではなく、直交する２つの直線のいず
れの直線に対しても対称である円形、長円形、コーナー
が円みを帯びた長方形等とすることができる。但し、円
形や長円形の場合には、下側環状導体３０および上側環
状導体４０のフランジ８Ｉ、８２の位置は、第１加熱導
体１０と第２加熱導体２０とがその平面によって対称Ｓ
こ配置されるような平面と、第１、第２加熱導体１Ｏ１
２０が交叉する位置とする必要かある。

〈発明の効果〉 以上説明したように、請求項１記載の発明の加熱コイル
は、第１、第２加熱導体の１個所および下側環状導体と
上側環状導体のそれぞれ２個所の切断面に各一対のフラ
ンジと、これらフランジ間に挟着された所定長さのスペ
ーサを有する。

従って、このスペーサの長さを適宜なものとすることに
よって第１、第２加熱導体が加熱するワークの長さや直
径に対応するように、第１、第２加熱導体の長さと間隔
を調節して、一つの加熱コイルによって種々の形状のワ
ークを加熱することができる。

また、請求項２記載の発明の加熱コイルは、請求項１記
載の発明の加熱コイルに設けたフランジとスペーサに加
えて、第１、第２加熱導体の２つ目の切断面にも各一対
のフランジと、これらフランジ間に挟着された所定長さ
のスペーサを有し、且つ、第１、第２加熱導体それぞれ
の２対のフランジ間を第３、第４加熱導体で接続じ、こ
れら第３、第４加熱導体をワークの外周面の形状に対応
するように形成している。

従って、スペーサの長さを適宜なものとすることによっ
て、第１、第２加熱導体が加熱するワ〜りの長さや直径
に対応するように、第１、第２加熱導体の長さと間隔を
調節することができると共Ｓこ、第３、第４加熱導体を
ワークの外周面の形状に対応した形状のものと取り替え
ることによって、即ち、一つの加熱コイルの一部分を取
り替えることによって、種々の形状のワークを加熱する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図と第２図は本発明の第１の実施例を説明するため
の図面であって、第１図は斜視図、第２図はフランジと
スペーサの斜視図、第３図は本発明の第２の実施例の斜
視図、第４図はワークの継断正面図であって、第４図（
ａ）は長尺円柱状のワ−り、第・１図（ｂ）は長尺状の
回転対称体のワークの場合を示す。 １０・・・第１加熱導体、２０・・・第２加熱導体、３
０・・・下側環状導体、４０・・・上側環状導体、５０
・・・第３加熱導体、６０・・・第４加熱導体、８１．
８２・・・フランジ、８３・・・スペーサ、９１・・・
第１給電導体、９２・・・第２給電導体、１００．２０
０　　・・・加熱コイル、３００　　・・・高周波電源
、４００．５００　　・・・ワーク、４０１．５０１　
　・・・外周面。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）回転対称体のワークの外周面を加熱する高周波誘
   導加熱コイルにおいて、 前記外周面の形状に対応して形成され互いに対向して配
   設された第１、第２加熱導体と、 第１、第２加熱導体の下端間に接続された下側環状導体
   と、 下側環状導体と平行に対向して配設され第２加熱導体の
   上端に接続された上側環状導体と、 一端が第１加熱導体の上端に接続され他端が高周波電源
   の一端に接続された第１給電導体と、一端が上側環状導
   体の第２加熱導体の上端にほぼ対向する点に接続され他
   端が高周波電源の他端に接続された第２給電導体とを具
   備し、且つ、第１、第２加熱導体が下側環状導体と接続
   する部の間で２分割されている下側環状導体の一方およ
   び他方の部分、第２給電導体と第２加熱導体が上側環状
   導体と接続する部分の間で２分割されている上側環状導
   体の一方および他方の部分、および第１、第２加熱導体
   のそれぞれに１個所ずつ設けた切断面に接合された一対
   のフランジと、この一対のフランジに挟着された所定長
   さのスペーサとを具備し、下側および上側環状導体に設
   けた前記スペーサの長さを変えることによって第１、第
   ２加熱導体間の距離を変え、また、第１、第２加熱導体
   に設けた前記スペーサの距離を変えることによって第１
   、第２加熱導体の長さを変えることによっワークの形状
   の変化に対応するこを特徴とする高周波誘導加熱コイル
   。
2. （２）第１、第２加熱導体に２個所ずつ設けた切断面に
   接合された一対のフランジと、この一対のフランジに挟
   着された所定長さのスペーサを備え、且つ、第１加熱導
   体は２つの一対のフランジ間に接続されワークの外周面
   の形状に対応して形成された第３加熱導体を、また、第
   ２加熱導体は２つの一対のフランジ間に接続されワーク
   の外周面の形状に対応して形成されていると共に第３加
   熱導体と対向するように配設された第４加熱導体を備え
   、第３、第４加熱導体の形状を変えることによってワー
   クの形状の変化に対応する請求項１記載の高周波誘導加
   熱コイル。