JP2003243144A - 高周波誘導加熱方法及び高周波誘導子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スクリュー軸の表層部分を、凸条と溝底部と
の温度差小さく抑制しながら誘導加熱することを可能と
する高周波誘導加熱方法を提供する。 【解決手段】 スクリュー軸１に平行に配置した誘導作
用部１７ａ，１７ｂを備えた誘導子１７に矢印Ｃ方向に
通電してスクリュー軸１を所定温度に昇温、保持するに
際し、通電周波数を、電流浸透深さが、誘導電流の流れ
方向における凸条の幅の１／２．５以下、０．３ｍｍ以
上の範囲内となるように設定する構成とし、これによ
り、凸条２の加熱不足及び角部のオーバーヒートを防止
し、温度むらを小さく抑制する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、射出成形機や押出
機などに用いるスクリュー軸のように、外周面に凸条を
備えた軸状部材の表層部分を誘導加熱する方法並びに誘
導子に関し、特に、前記軸状部材の表面に溶射等によっ
て形成した金属材料の一次被覆層を再溶融処理するため
に前記軸状部材の表層部分を加熱するのに好適な高周波
誘導加熱方法並びに高周波誘導子に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、鋼製の管やローラの外周面
に、耐摩耗性などの物性を向上させるために、溶射等に
よって金属被覆層を形成することが行われている。ま
た、溶射等によって金属被覆層を形成した後、その金属
被覆層（一次被覆層という）を再溶融処理して、一次被
覆層に存在していた気孔や酸化物を除去し、緻密な二次
被覆層とすることも行われており、その再溶融処理のた
めに管やローラ表面を誘導加熱することも知られてい
る。この誘導加熱には、管やローラの軸線方向の小区間
を取り囲む環状の誘導子を用いており、その誘導子を管
やローラに沿って軸線方向に相対的に移動させること
で、一次被覆層全長に再溶融処理を施していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】最近、外周面にらせん
状の凸条を有するスクリュー軸にも自溶合金等の被覆層
を形成する要求が生じてきた。そこで、スクリュー軸表
面に自溶合金を溶射して一次被覆層を形成し、次いで、
そのスクリュー軸の表層部分を誘導加熱して一次被覆層
を再溶融処理することを試みた。この際、従来用いられ
ている短い環状の誘導子では、再溶融処理に時間がかか
り、生産性が悪いため、誘導子として、図１４に示すよ
うに、スクリュー軸１の加熱すべき領域全長に亘ってス
クリュー軸１に平行に配置しうる誘導作用部１７ａ，１
７ｂを備えた鞍型誘導子１７を用い、一次被覆層全長を
同時に再溶融処理した。ところが、この誘導子による加
熱では、スクリュー軸１の凸条２とその他の領域３（一
つの凸条２と隣接の凸条２とではさまれた領域、以下溝
底部という）とを均一に加熱することが困難であり、一
次被覆層の良好な再溶融処理ができないという問題のあ
ることが判明した。

【０００４】以下、この問題点を図１５（ａ）に示す射
出成形機用スクリュー軸１を参照して説明する。スクリ
ュー軸１は、図示のように、先端側から、大径平行部１
ａ、勾配部１ｂ、小径平行部１ｃを備えており、これら
の各部にらせん状に凸条２が形成されている。この凸条
２の外径は各部においてほぼ一定であるので、凸条２の
高さは大径平行部１ａ、勾配部１ｂ、小径平行部１ｃに
おいてそれぞれ異なっており、また凸条２の形状、傾き
等も図１５（ｂ）、（ｃ）に示すように、異なってい
る。このようなスクリュー軸１に対して溶射により一次
被覆層を形成する際、凸条２の表面を含む全域で膜厚を
一定にするのが理想だが、自動で溶射を行っても、スク
リュー軸１のあらゆる面に対して溶射角を一定に制御す
ることや、粉末の跳ね返りを一定にすることは不可能あ
ることから、膜厚を一定に溶射することはきわめて困難
である。このため、現実には膜厚が場所によってかなり
変動してしまい、目標１ｍｍの膜厚に対して、１〜２ｍ
ｍ程度の範囲にしか形成できない。一方、一次被覆層の
再溶融処理には、一次被覆層を適正温度に昇温させるこ
とが必要である。スクリュー軸１の表面を加熱、昇温さ
せて、その上の一次被覆層を溶融させる場合、スクリュ
ー軸１の表面が均一に昇温したとしても膜厚の厚いとこ
ろでは薄いところに比べて昇温に時間がかかってしま
う。このため、厚さむらのある一次被覆層全体を適正温
度に昇温させるには、スクリュー軸１の表面を適正温度
に昇温させた後、適当な時間だけその温度に保持して一
次被覆層を均熱することが必要である。

【０００５】しかしながら、鞍型誘導子１７の誘導作用
部１７ａ，１７ｂをスクリュー軸１に平行に配置してス
クリュー軸１の表層部分を誘導加熱した場合、凸条２と
溝底部３とにかなりの温度差が生じてしまうとか、凸条
２の高さの高いところでは低いところに比べてあまり昇
温しないといった現象があり、このため、昇温途中で一
次被覆層に割れが生じることがあり、また均熱中に、高
温部にだれ（溶融金属が流れる現象）が生じるといった
問題が生じた。これを防止するには、昇温時間をきわめ
て遅くするとか、スクリュー軸表面の到達温度を、再溶
融処理の最適温度よりも低めに（例えば、１０〜１５°
Ｃ低めに）設定し、その温度で均熱することが必要とな
るが、この方法では、予想以上に時間がかかり、生産性
がきわめて悪くなるという問題を生じる。

【０００６】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、スクリュー軸のように、外周面に凸条を備えた軸
状部材の表層部分を、凸条と溝底部との温度差や、凸条
の高さの異なる部分での温度差を小さく抑制しながら誘
導加熱することを可能とする高周波誘導加熱方法並びに
高周波誘導子を提供することを課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者等は鞍型誘導子
を用いてスクリュー軸を誘導加熱した際に、凸条と溝底
部とに生じる温度むらの原因を検討の結果、次の事項を
見出した。すなわち、図１４に示すように、スクリュー
軸１の軸線に平行に配置した誘導作用部１７ａ，１７ｂ
に通電すると、電流は矢印Ｃで示すようにスクリュー軸
１の軸線に平行方向に流れ、それに応じてスクリュー軸
１の表層部分には矢印Ｄで示すようにスクリュー軸１の
軸線方向の誘導電流が発生し、その誘導電流は凸条２を
横切って流れる。このため、図３に拡大して示すよう
に、凸条２を横切る誘導電流５は、凸条２の一方の側面
２ｂを昇り、他方の側面２ｃを下る方向、及びその逆方
向に交互に流れることとなる。この際、誘導電流５の電
流浸透深さが深いと、凸条２の一方の側面２ｂを昇る方
向に流れる誘導電流と他方の側面２ｃを下る方向に流れ
る誘導電流とが干渉し合い、結局凸条２を流れる誘導電
流が少なくなって、温度が上がらない。特にこの現象は
凸条２の高さが高いところで顕著である。一方、電流浸
透深さが浅すぎると、大部分の誘導電流が凸条２の表面
を流れ、熱容量の小さい角部２ａ，２ａをオーバーヒー
トしてしまい、角部２ａの温度が他の領域の温度よりも
かなり高くなってしまう。これらの現象によりスクリュ
ー軸の凸条と溝底部とに大きい温度差が生じていた。こ
のような温度むらの発生を抑制するには、凸条を横切っ
て流れる誘導電流の電流浸透深さを適正な値とするこ
と、及び、誘導電流の流れ方向をなるべく凸条の長手方
向に対して小さい角度で交叉する方向とし、凸条２の一
方の側面２ｂを昇る誘導電流と他方の側面２ｃを下る誘
導電流の干渉を少なくすることが有効である。本願発明
はかかる知見に基づいてなされたものである。

【０００８】すなわち、本願第一の発明は、外周面に凸
条を備えた軸状部材に誘導子を近接配置し、前記凸条に
交叉する方向の誘導電流を発生させて誘導加熱するに際
し、前記誘導子への通電周波数を、少なくとも、前記軸
状部材の表面が所定温度に昇温している時には、前記通
電周波数に基づく電流浸透深さが、前記誘導電流の流れ
方向における前記凸条の幅の１／２．５以下、０．３ｍ
ｍ以上の範囲内となるように設定したことを特徴とする
高周波誘導加熱方法である。このように電流浸透深さ
を、凸条の、誘導電流が流れる方向における幅の１／
２．５以下としたことで、凸条の両側の側面を昇り降り
する誘導電流が互いに干渉しあって減少するということ
が少なくなり、凸条を溝底部と同様に誘導加熱すること
ができ、且つ高さの異なる凸条も同様に加熱することが
でき、また、電流浸透深さを、０．３ｍｍ以上としたこ
とで、角部のオーバーヒートを抑制でき、結局、軸状部
材の表面を、温度むらを小さく抑制した状態で所望温度
に保持できる。以下、この条件を満たす周波数を適正周
波数と称する。

【０００９】本願第二の発明は、外周面に軸線と交叉す
る方向に延びる凸条を備えた軸状部材の加熱すべき領域
の全長に亘って近接配置可能な誘導作用部を備え、該領
域を同時に誘導加熱可能な誘導子であって、前記誘導作
用部を、前記軸状部材に円周方向に迂回しながら軸線方
向に流れる誘導電流を発生させる構成としたことを特徴
とする高周波誘導子である。この誘導子では、軸状部材
に発生させる誘導電流を円周方向に迂回させることがで
きるので、その誘導電流の流れ方向と凸条の長手方向と
の交叉角度を、単に誘導電流を軸線方向に流す場合に比
べて小さくでき、このため、誘導電流が凸条を横切って
流れる距離（すなわち誘導電流の流れ方向における前記
凸条の幅）が凸条の幅に比べてかなり大きくなり、従っ
て、凸条の一方の側面を昇る誘導電流と他方の側面を下
る誘導電流との間隔が大きくなって互いに干渉しなくな
る。このため、誘導電流の電流浸透深さを大きくしても
凸条の溝底部との温度差を小さく抑えることができ、換
言すれば、誘導子への通電周波数を、誘導電流が軸状部
材の軸線方向に流れる場合の上記適正周波数よりも低く
設定しても凸条の溝底部との温度差を小さく抑えること
ができ、通電周波数の使用範囲を低周波数側に拡げるこ
とができる。

【００１０】本願第三の発明は、軸状部材の加熱すべき
領域の全長に亘って近接配置可能な誘導作用部を備える
と共にその誘導作用部の所望領域の外部磁路に強磁性体
の切片を配設するという構成とした高周波誘導子であ
る。この構成の誘導子では、強磁性体の切片を配置した
領域では、磁束が該切片を通ろうとして引き寄せられ、
軸状部材の表面に集中して加熱熱量を多くできる。この
ため、軸状部材の昇温しにくい領域、例えば、凸条の高
さが高くで加熱不足を生じがちな領域に対応する位置に
前記切片を配置しておくことで、軸状部材の長手方向の
温度むらを小さく抑制しながら誘導加熱することができ
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明で誘導加熱の対象とする軸
状部材は、外周面に凸条を備え、且つ表層部分を誘導加
熱可能な材質で構成されたものであれば任意であり、代
表例として、射出成形機や押出成形機のスクリュー軸を
挙げることができる。また、その軸状部材の加熱目的も
任意であり、例えば、軸状部材表面に溶射等によって形
成した金属の一次被覆層を再溶融処理するための軸状部
材表面の加熱、或いは、軸状部材表面の熱処理のための
加熱等を挙げることができる。以下、スクリュー軸の表
面に形成した一次被覆層を再溶融処理する場合を例にと
って、本発明の実施形態を説明する。

【００１２】図１は、本願第一の発明の実施形態に係る
高周波誘導加熱方法を実施するための装置の１例の主要
部品を示す概略斜視図、図２はその装置を、加熱動作中
の状態で示す概略斜視図である。１は誘導加熱の対象と
するスクリュー軸であり、外周面に凸条２と溝底部３を
備え、表面に溶射等によって自溶合金の一次被覆層を形
成している。１１は固定ベース、１２は固定ベース１１
に回転自在に保持され、スクリュー軸１を保持するチャ
ック、１３はチャック１２に保持したスクリュー軸１を
その中心軸線を中心として回転させる駆動モータ、１４
は減圧容器、１５は真空ポンプである。１７はスクリュ
ー軸１の表層部分の誘導加熱を行うための誘導子、１８
は高周波トランス、１９は高周波電源装置である。ここ
で用いている誘導子１７は、角パイプ等の中空導体をル
ープ状に且つ鞍型に形成した、いわゆる鞍型誘導子と称
されるもので、スクリュー軸１の加熱すべき領域の全長
に亘って平行に対向配置可能な誘導作用部１７ａ，１７
ｂと、その両端をそれぞれ横方向に退避した形態で連結
した連結部１７ｃ，１７ｄを備えている。この構成の誘
導子１７を用いることで、チャック１２に保持されたス
クリュー軸１の側方から誘導子１７を矢印Ｅで示すよう
に移動させ、誘導子１７の誘導作用部１７ａ，１７ｂを
スクリュー軸１に対向する位置にセットすることができ
る。誘導子１７には、それを構成する中空導体内に冷却
水を通すための通水配管（図示せず）も接続されてい
る。高周波電源装置１９は高周波トランス１８を介して
誘導子１７に所定周波数を以て高周波通電するものであ
り、ここでは二つの周波数（詳細は後述する）を切り替
えて供給可能な２周波電源装置が使用されている。

【００１３】次に、上記構成の装置を用いてスクリュー
軸１の表層部分を誘導加熱し、一次被覆層を再溶融処理
する際の動作を説明する。図２に示すように、処理すべ
きスクリュー軸１をチャック１２に保持させ、誘導子１
７を、誘導作用部１７ａ，１７ｂがスクリュー軸１をは
さんだ位置でスクリュー軸１に平行となるようにセット
する。次いで、真空ポンプ１５を作動させて減圧容器１
４内を所望の真空度になるよう減圧し、その状態で駆動
モータ１３でスクリュー軸１を回転させながら、誘導子
１７に高周波通電を行う。これにより、誘導子１７の誘
導作用部１７ａ，１７ｂにはスクリュー軸１に平行方向
（矢印Ｃ方向）に電流が流れ、それに応じてスクリュー
軸１の表層部分には、図４に示すように、スクリュー軸
１を表面から見た状態ではスクリュー軸１の軸線に平行
方向（矢印Ｄ方向）の誘導電流が発生する。そして、そ
の誘導電流は、スクリュー軸１を断面で見た状態では、
図３に符号５で示すように、溝底部３の表層部分をスク
リュー軸１の軸線に平行に流れ凸条２を横切る位置で
は、凸条２の表面に沿って流れる。このため、スクリュ
ー軸１の加熱すべき領域全体の表層部分が同時に昇温し
てゆき、一次被覆層も昇温してゆく。そして、スクリュ
ー軸１の表面が、一次被覆層の再溶融処理に適切な所定
温度に到達した後は、一次被覆層の厚さの最も厚い部分
をも確実に再溶融処理するのに要する時間だけ、その温
度に保持し、一次被覆層を再溶融処理する。処理後は、
誘導子１７への通電を停止して冷却する。以上のように
して、スクリュー軸１の一次被覆層全体を同時に再溶融
処理する。

【００１４】以上の誘導加熱において、誘導子１７への
通電周波数は次のように設定する。まず、少なくとも、
スクリュー軸１の表面を一次被覆層の再溶融処理に適切
な所定温度に保持する間は、誘導子１７への通電周波数
ｆ₁ を、その通電周波数に基づく電流浸透深さδが、ス
クリュー軸１の凸条２の、誘導電流が流れる方向（図４
の矢印Ｄ方向）における幅ｗの１／２．５以下、０．３
ｍｍ以上の範囲内となるように、すなわち適正周波数に
設定する。ここで、電流浸透深さδ（ｃｍ）は、通電周
波数をｆ（Ｈｚ）、被加熱材（スクリュー軸）の比透磁
率をμ、抵抗率をρ（Ω・ｃｍ）とすると、 δ＝５．０３×１０³ √（ρ／μｆ） ・・・（１） であるので、この式（１）と、凸条２の幅ｗから誘導子
１７への通電周波数ｆ₁を求めることができる。このよ
うに電流浸透深さδを、凸条２の、誘導電流が流れる方
向における幅ｗの１／２．５以下としたことで、凸条２
の一方の側面２ｂを昇る誘導電流と、他方の側面２ｃを
降りる誘導電流とがほとんど干渉しあうことがなく、凸
条２を溝底部３と同様に誘導加熱することができる。ま
た、電流浸透深さδを０．３ｍｍ（０．０３ｃｍ）以上
としたことで、角部２ａ，２ａのオーバーヒートを抑制
できる。かくして、通電周波数ｆ₁ を上記のように設定
することで、スクリュー軸１の表面を、凸条２と溝底部
３とに生じがちな温度差を小さく（例えば、１５°Ｃ程
度に）抑制した状態で、一次被覆層の再溶融処理に適し
た温度（例えば、１０５０°Ｃ程度）に保持でき、一次
被覆層に厚さむらがあっても均一に再溶融処理すること
ができる。なお、凸条２の幅は、凸条の高さ方向に異な
るとか、凸条の長手方向に異なる場合があり、必ずしも
一定ではない。そこで、凸条２の幅が一定でない場合に
は、通電周波数ｆ₁ を求めるための凸条２の幅ｗとし
て、最小値を採用すればよく、これにより、ほとんどの
場合に対応できる。また、凸条の最小幅が平均幅に比べ
てきわめて小さい場合には、凸条の幅の平均値を通電周
波数ｆ₁ を求めるための凸条２の幅ｗとして用いれば良
い。

【００１５】上記のようにして定めた通電周波数ｆ
₁ は、スクリュー軸１の加熱開始時から採用してもよい
が、スクリュー軸１の表面の到達温度（一次被覆層の再
溶融処理に適切な所定温度）がスクリュー軸の磁気変態
点を越えた温度である場合には、加熱開始時には、この
通電周波数ｆ₁ よりも低い通電周波数ｆ₂ を採用し、ス
クリュー軸１の昇温途中で、その表面温度が磁気変態点
±１００°Ｃの範囲内にある時に、所定の通電周波数ｆ
₁ となるようにすることが好ましい（理由は後述す
る）。そこで、図１に示す高周波電源装置１９は、加熱
初期には低い周波数ｆ₂を出力し、スクリュー軸１の昇
温途中で、その表面温度が磁気変態点±１００°Ｃの範
囲内にある時に、高い周波数ｆ₁ に切り替えて出力する
構成としている。加熱初期に低い周波数ｆ₂ を用いるの
は次の理由による。

【００１６】すなわち、上記した式（１）に示すよう
に、電流浸透深さδは比透磁率μの関数であり、比透磁
率μが大きくなれば、電流浸透深さδは小さくなる。こ
の比透磁率μは、スクリュー軸１の温度に大きく依存し
ており、特に、磁気変態点（鋼では、約８００°Ｃ）を
越え、磁気変態が調う時点を境に大きく変化する。例え
ば、鋼製のスクリュー軸１では磁気変態が調う前には比
透磁率μは、５０〜１００程度であるが、これが磁気変
態点を越え、磁気変態が調った後には、ほぼ１にまで著
減する。前記したように、通電周波数ｆ₁ は磁気変態点
を越え、磁気変態が調った後の状態における比透磁率μ
を用いて計算しているので、この通電周波数ｆ₁ で磁気
変態点以下のスクリュー軸１を誘導加熱すると、その時
の電流浸透深さδ₂ は、磁気変態が調った後の状態にお
ける電流浸透深さδ₁ に比べてはるかに小さくなる（例
えば１０分の１）。このように小さい電流浸透深さδ₂
でスクリュー軸１を誘導加熱すると、凸条２の角部２ａ
が他の領域に比べて昇温しやすく、スクリュー軸表面に
昇温途中でかなりの温度むらを生じ、一次被覆層に割れ
や剥離等のトラブルを発生しやすい。これを防止するに
は、昇温速度を遅くする必要があり、そのため昇温時間
がかかってしまう。そこで、スクリュー軸１の表面が磁
気変態点を越え、磁気変態が調う時点に至るまでは、誘
導子１７への通電周波数ｆ₂ を、通電周波数ｆ₁ よりも
低く設定しておくことにより、加熱開始時から通電周波
数ｆ₁ とした場合に比べて電流浸透深さを大きくでき、
これによって凸条２の角部２ａの昇温を抑制して温度む
らを小さくでき、一次被覆層に割れや剥離を生じること
なく昇温速度を大きくできる。すなわち、昇温時間を短
縮して生産性を上げることができる。このように、スク
リュー軸１の表層部分を誘導加熱して昇温させる際、加
熱初期には、低い通電周波数ｆ₂ とし、スクリュー軸１
の表層部分が磁気変態点を越え、磁気変態が調った時点
で、通電周波数ｆ₁に切り替えることで、昇温速度を大
きくし且つ所定温度に昇温させた時には温度むらをあま
り生じることなく所定温度に保持できる。

【００１７】上記したように、通電周波数の切替は、厳
密にはスクリュー軸１の表層部分が磁気変態点を越え、
磁気変態が調った時点とすることが好ましいが、磁気変
態が調った時点の前後に多少ずれてもさほど支障はな
い。すなわち、磁気変態点をはさむ１００°Ｃ程度の温
度範囲内であれば、その温度範囲を通過して昇温する時
間は短いので、この温度範囲内において通電周波数が多
少適正でなくてもさほど温度むらは発生しない。従っ
て、加熱初期に用いる低い通電周波数ｆ₂ から、高い通
電周波数ｆ₁ への切替は、実作業上的には、スクリュー
軸１の昇温途中で、その表面温度が磁気変態点±１００
°Ｃの範囲内にある時に行えばよく、最も好適には、磁
気変態点を５０〜１００°Ｃ程度越えた時点に行えば良
い。

【００１８】ここで、加熱開始時の通電周波数ｆ₂ は、
磁気変態が調った時点を越えた後で採用する通電周波数
ｆ₁ の場合と同様に、磁気変態点以下における電流浸透
深さδが０．３ｍｍ以上となるように設定することが凸
条２の角部２ａのオーバーヒートを抑制する上からは好
ましい。しかしながら、このような電流浸透深さδを確
保するには、通電周波数ｆ₁ の選択によっては（例え
ば、磁気変態が調った時点以降における電流浸透深さが
０．３ｍｍとなるように通電周波数ｆ₁ を選択した場合
には）、通電周波数ｆ₂ を、通電周波数ｆ₁ の１０分の
１程度にせざるを得ないケースも出てくるが、単一の高
周波電源装置１９で、周波数比が大きく異なる二つの周
波数ｆ₁ ， ｆ₂ を切り替えて出力することは設備的に
あまり得策とはいえない。すなわち、多く使用されてい
るインバーター式の高周波電源装置で、二つの周波数ｆ
₁ ， ｆ₂ を切り替えて出力する機能を付与しようとす
ると、適用周波数範囲及び経済性の点から、周波数比を
１：５程度に抑えるのが妥当であり、又実用的である。
従って、通電周波数ｆ₂ は通電周波数ｆ₁ の１／５程度
に設定するのが良い。

【００１９】このように、図１、図２に示す実施形態で
は、通電開始時からスクリュー軸表面が磁気変態点±１
００°Ｃの範囲内の適当な温度に達するまでは誘導子１
７に対して低い通電周波数ｆ₂ による通電を行い、その
後は、通電周波数ｆ₁ による通電を行うことができ、こ
れにより、スクリュー軸１の表面を温度むらをあまり生
じることなく敏速に昇温させて、一次被覆層の再溶融処
理に適した所定温度に昇温させることができ、且つ温度
むらをあまり生じることなく所定温度に保持して一次被
覆層を再溶融処理することができ、一次被覆層に割れや
だれ等の欠陥を生じることなく、且つ生産性良く一次被
覆層の再溶融処理を行うことができる。また、上記実施
形態ではスクリュー軸１を回転させながら鞍型誘導子１
７を用いて誘導加熱したことにより、スクリュー軸１の
長い加熱領域を同時に加熱、昇温させることができ、生
産性良く、再溶融処理を行うことができる。

【００２０】なお、上記実施形態では、スクリュー軸１
表面の一次被覆層の再溶融処理を減圧下で行っている。
これにより、溶融層からの気泡の除去を敏速に行うこと
ができると共に被覆内の残存気孔を極小とでき、しかも
酸化も極小とできるといった利点が得られる。しかしな
がら、本発明はこれに限らず、単に無酸化雰囲気で再溶
融処理を行って酸化を極小化してもよいし、酸化しにく
い材料であれば大気中で再溶融処理を行っても良い。

【００２１】更に、上記実施形態では、直線状の誘導作
用部１７ａ，１７ｂを備えた誘導子１７を用い、その誘
導作用部１７ａ，１７ｂをスクリュー軸１に平行に近接
配置してスクリュー軸１の表層部分を誘導加熱している
が、本発明の高周波誘導加熱方法はこの誘導子を用いる
場合やスクリュー軸に対する誘導加熱に限定されるもの
でなく、凸条に対して交叉する方向の誘導電流を発生さ
せて誘導加熱する任意の場合に適用可能である。例え
ば、軸線に平行方向に延びる多数の凸条を有する軸状部
材を、それを取り囲むように配置した環状の誘導子で誘
導加熱する場合、誘導電流は軸状部材の周方向に発生
し、従って凸条の交叉する方向に生じる。この場合にお
いても、誘導子への通電周波数を、少なくとも、軸状部
材の表面が所定温度に昇温している時には、前記通電周
波数に基づく電流浸透深さが、前記凸条の誘導電流の流
れ方向における幅の１／２．５以下、０．３ｍｍ以上の
範囲内となるように、すなわち適正周波数に設定するこ
とで、軸状部材表面を、凸条と溝底部とにおける温度む
らを小さく抑制しながら、所定温度に保持することがで
きる。

【００２２】次に、本願第二の発明の実施形態に係る誘
導子を説明する。図５（ａ）は、図１に示すスクリュー
軸１の誘導加熱に好適な誘導子２１を示す概略斜視図で
ある。この誘導子２１も、図１に示す誘導子１７と同様
に、角パイプ等の中空導体をループ状に且つ鞍型に形成
した、いわゆる鞍型誘導子と称されるもので、スクリュ
ー軸の加熱すべき領域の全長に亘って平行に対向配置可
能な誘導作用部２１ａ，２１ｂと、その両端をそれぞれ
横方向に退避した形態で連結した連結部２１ｃ，２１ｄ
を備えているが、誘導作用部２１ａ，２１ｂの形状が図
１に示す誘導子１７とは異なっている。すなわち、図５
の誘導子２１では、誘導作用部２１ａ，２１ｂが全体的
には細長い形状をしているが、その長手方向に間隔を開
けた複数個所に、誘導作用部２１ａ，２１ｂの幅を狭め
るための切欠き２３を、その開口端が誘導作用部の両側
の側縁に交互に位置するように形成している。なお、図
５（ａ）では切欠き２３を誘導作用部２１ａ，２１ｂの
一部領域のみに形成するように図示しているがこれは図
面を簡略化するためであり、実際には誘導作用部２１
ａ，２１ｂの全長に亘って均等に形成している。

【００２３】この誘導子２１も、図１、図２に示す装置
において誘導子１７に替えて使用される。すなわち、誘
導子２１をその誘導作用部２１ａ，２１ｂがスクリュー
軸１をはさむ位置となるようにセットし、その誘導子２
１に通電することで、スクリュー軸１の表層部分を誘導
加熱し、スクリュー軸１の表面の一次被覆層を再溶融処
理することができる。ここで、誘導作用部２１ａ，２１
ｂには複数の切欠き２３を形成しているので、誘導子２
１に通電すると、誘導作用部２１ａ，２１ｂを流れる電
流は図５（ｂ）に太い線２４で示すように、誘導作用部
の中心軸線Ｏ−Ｏの両側に交互に迂回しながら波状に流
れることとなる。このため、この誘導作用部２１ａ，２
１ｂに対向しているスクリュー軸１の表層部分には、図
５（ｃ）に太い線２５で示すように円周方向に迂回しな
がら軸線方向に流れる誘導電流が発生する。すなわち、
スクリュー軸１の表層部分を流れる誘導電流はスクリュ
ー軸の軸線に平行ではなく波状に流れており、かなりの
領域でスクリュー軸軸線に対して右又は左に傾斜してい
る。このため、誘導電流は、平均的には図６に矢印Ｆで
示すようにスクリュー軸１の軸線に傾斜した方向に流
れ、凸条２の長手方向に対する交叉角度αが、誘導電流
が軸線に平行に流れる場合（図４参照）に比べて小さく
なる。このため、スクリュー軸１の凸条２の、誘導電流
が流れる方向（図６の矢印Ｆ方向）における幅Ｗが、図
４に示すように誘導電流を軸線方向に生じさせた場合の
幅ｗに比べてかなり大きくなる。このことは、図６で矢
印Ｆ方向に流れる誘導電流が凸条２を横切って流れる時
にその凸条２の両側面を昇り降りする誘導電流同志の干
渉が生じにくいことを示している。従って、電流浸透深
さδを大きくしても（従って通電周波数を小さくして
も）、凸条２と溝底部３との温度差を小さく抑制するこ
とができる。

【００２４】この誘導子２１を使用する場合において
も、誘導子１７を使用する場合と同様に、少なくともス
クリュー軸１の表面を磁気変態点を越えた再溶融処理に
適切な所定温度に保持する間は、誘導子２１への通電周
波数ｆ₃ を、その通電周波数に基づく電流浸透深さδ
が、スクリュー軸１の凸条２の、誘導電流が流れる方向
（図６の矢印Ｆ方向）における幅Ｗの１／２．５以下、
０．３ｍｍ以上の範囲内となるように設定し、加熱開始
からスクリュー軸１の表面が磁気変態点±１００°Ｃの
範囲内の適当な温度に到達するまでは、前記した通電周
波数ｆ₃ よりも低い、例えば、１／５程度の通電周波数
ｆ₄ とすることが好ましい。このように設定すること
で、スクリュー軸１の表面を、温度むらをあまり生じる
ことなく敏速に昇温させて、一次被覆層の再溶融処理に
適した所定温度に昇温させることができ、且つ温度むら
をあまり生じることなく所定温度に保持して一次被覆層
を再溶融処理することができる。ここで、前記したよう
に、図６に示す幅Ｗが、図４に示す幅ｗよりもかなり大
きくなっているため、誘導子２１への通電周波数ｆ₃ と
して採用可能な周波数範囲は、前記した誘導子１７を用
いる場合の適正周波数に比べて低周波数側にかなり広が
っている。このため、周波数選択の自由度が増す。しか
も、誘導子２１への通電周波数ｆ₃ として、誘導子１７
を用いる場合の通電周波数ｆ₁ よりも低い周波数を採用
すると、通電開始時における通電周波数ｆ₄の周波数
も、誘導子１７を用いる場合の通電周波数ｆ₂ よりも低
い周波数とすることができ、このため、電流浸透深さを
大きくして凸条２の角部２ａのオーバーヒートを一層抑
制できる。このため、昇温時間を更に短縮できる利点が
得られる。

【００２５】なお、図５（ｃ）に太い線２５で示すよう
に、スクリュー軸１の表層部分に生じる誘導電流は波形
に流れるため、スクリュー軸１の軸線方向の一部領域で
は誘導電流が軸線に平行に流れており（前述のように、
スクリュー軸は回転させているが、凸条２が左右の誘導
作用部２１ａ，２１ｂそれぞれのジグザグのどの位相部
分と出会うかの関係は、回転と関係なく一定である）、
誘導子２１への通電周波数ｆ₃ を、誘導子１７に対する
適正周波数よりも低い周波数とした時には、誘導電流が
軸線に平行に流れる領域では凸条２の加熱が不足する場
合がある。それを改善するため、スクリュー軸１をはさ
んで配置する二つの誘導作用部の切欠き２３のスクリュ
ー軸１の軸線方向の位置を、誘導作用部２１ａと２１ｂ
とで、たとえば上記波形電流のπ／２位相分ずらすこと
で、上記平行電流の出現部位を倍増、出現頻度を半減さ
せて加熱の均一化を図ることが推奨される。また、誘導
子２１をスクリュー軸１の軸線方向に往復動させながら
誘導加熱する構成は更に有用である。

【００２６】ここで、誘導作用部２１ａ，２１ｂに形成
する切欠き２３のピッチ、幅、深さ等は、誘導子への通
電周波数、許容温度むら等を考慮して計算により或いは
実験により適宜定めれば良い。この切欠き２３のピッ
チ、幅、深さ等は、誘導作用部２１ａ，２１ｂの全長に
亘って均一とする必要はなく、スクリュー軸１の長手方
向の温度むらを抑制するように変化させてもよい。例え
ば、スクリュー軸１の昇温しにくい領域では、切欠き２
３のピッチを小さくするとか切欠き２３を深くする等に
よって円周方向に流れる誘導電流を多くし、発熱量を多
くすることが推奨される。

【００２７】切欠き２３の幅や深さの最適値をテストに
よって求める場合、切欠き２３の幅や深さを容易に変更
可能な構造としておくことが好ましい。図７、図８はそ
の場合に対応した実施形態による誘導子を示すものであ
る。図７に示す誘導子２１Ａは、それに形成している切
欠き２３Ａに、導電体からなるスペーサ３１をＣ状断面
とすることで着脱可能としたものであり、この切欠き２
３Ａにスペーサ３１を脱着させることで切欠き深さを調
整することができる。図８に示す誘導子２１Ｂは、切欠
きを形成すべき位置にあらかじめ導電体からなるスペー
サ３３を埋設しておき、そのスペーサ３３をのこ等で切
り欠いて、スペーサ３３に所望深さ、幅の切欠き２３Ｂ
を形成する構成としたものである。図７，図８のような
構成とすると、誘導子を中空構造とし中空部を冷却水路
としている場合でも、切欠き深さの調整を上記中空構造
にまで及んで行う必要がなく、調整を容易に行うことが
可能となる。

【００２８】図５に示す切欠き２３を備えた誘導子２
１、或いは図７，図８に示す誘導子２１Ａ、２１Ｂ等
は、例えば、図９に示すように、角パイプ又は丸パイプ
３５を曲げ加工し或いは寄せ木的にろう接するなどして
製造できる。また、誘導子２１の誘導作用部２１ａ，２
１ｂに形成する切欠き２３は、誘導作用部の長手方向に
対して直角方向に形成する場合に限らず、図１０に示す
ように、傾斜させてもよい。更に、誘導子２１は必ずし
も、パイプで形成する場合に限らず、単に導電性の板材
で作っても良い。その場合、冷却が必要であれば、誘導
子を構成する板材の表面に冷却パイプを取り付ける等の
対策を採れば良い。

【００２９】以上に説明した誘導子はいずれも、誘導作
用部を細長い平板状としているが、誘導作用部は必ずし
も平板状とする必要はなく、スクリュー軸１の外周面に
沿うように円弧状に湾曲させた形状としてもよい。図１
１はその場合の実施形態に係る誘導子２１Ｃを示すもの
であり、この誘導子２１Ｃは、円弧状に湾曲した細長い
誘導作用部２１Ｃａ，２１Ｃｂを、その両端で連結して
一体化した構造となっており、各誘導作用部２１Ｃａ，
２１Ｃｂに切欠き２３を形成している。この構成の誘導
子２１Ｃでは、誘導作用部２１Ｃａ，２１Ｃｂがスクリ
ュー軸の周面の広い範囲に近接配置されることとなり、
誘導電流量を多くすることができる利点が得られる。

【００３０】図１２は更に他の実施形態に係る誘導子２
１Ｄを示すものである。この誘導子２１Ｄは、誘導加熱
すべきスクリュー軸を取り囲むように配置可能ならせん
形態の誘導作用部２１Ｄａ，２１Ｄｂと、その両端を連
結する連結部２１Ｄｃ，２１Ｄｄを備えている。この誘
導子２１Ｄは、スクリュー軸を取り囲むように同心配置
して通電することで、スクリュー軸１にらせん状に誘導
電流を発生させることができ、その誘導電流と凸条２の
長手方向との交叉角度がきわめて小さくなり、凸条２を
溝底部３と同等に加熱することが可能となる。

【００３１】図１３は本願第三の発明の実施形態に係る
誘導子４１を示すものである。この誘導子４１は、図１
に示す実施形態に用いた誘導子１７と同様に、スクリュ
ー軸１の加熱すべき領域の全長に亘って平行に対向配置
可能な誘導作用部１７ａ，１７ｂと、その両端をそれぞ
れ横方向に退避した形態で連結した連結部１７ｃ，１７
ｄを備えており、更に、その誘導作用部１７ａ，１７ｂ
の所望領域の外部磁路に、フェライト、鉄などの強磁性
体で形成された切片（インダクター）４２を配設してい
る。このように強磁性体の切片４２を配設すると、図１
３（ｃ）に示すように、誘導作用部１７ａで発生した磁
束４４が切片４２を通ろうとして引き寄せられ、切片を
取り付けていない誘導作用部１７ｂで発生した磁束４５
に比べてスクリュー軸１の表層に集中する。このため、
切片４２を取り付けている領域ではスクリュー軸１の表
層へ誘導電流が集中し、凸条２が良く加熱されるように
なる。従って、凸条２の加熱が不足する領域に切片４２
を配置することで、凸条２を均一加熱することができ
る。

【００３２】前記したように、スクリュー軸１に平行に
電流が流れる誘導作用部１７ａ，１７ｂを用いてスクリ
ュー軸１を誘導加熱する場合、凸条２と溝底部３との温
度差を小さく抑制して誘導加熱するには、通電周波数ｆ
₁ を、適正周波数（その通電周波数に基づく電流浸透深
さδが、スクリュー軸１の凸条２の、誘導電流が流れる
方向における幅ｗの１／２．５以下で且つ０．３ｍｍ以
上となる周波数）とすることが必要である。ところで、
この周波数よりも低い周波数で誘導加熱した場合、凸条
２の温度が溝底部３に比べて上がりにくいが、その場合
でも、図１５（ｂ）に示すように凸条２が低い場所では
凸条２は良好に加熱され、図１５（ｃ）示すように凸条
２が高い場所では凸条２の加熱量が不足する。このた
め、加熱の不足する領域に切片４２を配置して加熱を補
うことで、適正周波数よりも低い周波数で、均一加熱を
行うことが可能となる。

【００３３】図１３に示す実施形態では、単に強磁性体
の切片４２を取り付けるのみであるので、簡単な構造で
凸条２の加熱不足を補うことができる利点が得られる。
ここで、切片４２を取り付ける場所、個数等は、適正周
波数に対する使用周波数の外れ具合、或いはそれに基づ
く温度むら等から決定すればよく、加熱テストで確認す
ればよい。誘導作用部１７ａ，１７ｂに対する切片４２
の取付構造は、着脱可能とすることが好ましく、これに
より、所望の位置に容易に着脱することができる。切片
４２の厚み、幅、長さ等の形状と材質を変えることで、
効果の調整を行うこともできる。

【００３４】なお、上記した強磁性体の切片４２は、図
５〜図１２に示した誘導子２１，２１Ａ，２１Ｂ，２１
Ｃ等に対しても有効であり、必要に応じ、所望の位置に
取り付ければ良い。

【００３５】

【実施例】［実施例１］ （１）試料として下記仕様のスクリュー軸１を用意した。 凸条２のピッチ：４１ｍｍ 凸条２の幅ｗ ：６ｍｍ 凸条２の外径 ：４１ｍｍ 溝底部３の外径：２７ｍｍ 材質 ：ＳＣＭ４１０ 一次被覆層材質：Ｎｉ自溶合金（ＪＩＳ，ＳＦＮｉ２）（溶射で形成） 一次被覆層厚さ：１〜２ｍｍ 一次被覆層の形成長さ：１０００ｍｍ （２）使用誘導子 図１に示す誘導子１７ 誘導作用部１７ａ，１７ｂの寸法：幅＝４０ｍｍ，長さ＝１０８０ｍｍ （３）通電周波数ｆ₁ ，ｆ₂ の決定 スクリュー軸の磁気変態点を越えた状態での物性：ρ≒１．０×１０^-4 μ≒１ スクリュー軸の磁気変態点以下の状態での物性 ：ρ≒０．６×１０^-4 μ≒５０ スクリュー軸１を磁気変態点以上に昇温させた時の電流
浸透深さδを凸条２の幅の１／３（＝６／３＝２ｍｍ）
に設定すると、この電流浸透深さ（δ＝２ｍｍ）を得る
ための周波数は、上記した式（１）から計算して、６３
３００Ｈｚとなる。そこで、磁気変態点以上での通電周
波数ｆ₁ を６５ｋＨｚに設定する。加熱開始から磁気変
態点までの通電周波数ｆ₂ は上記した通電周波数ｆ
₁ （＝６５ｋＨｚ）の約１／５程度に設定することが好
ましいので、１３ｋＨｚに設定する。なお、通電周波数
ｆ₂ ＝１３ｋＨｚで磁気変態点以下のスクリュー軸を誘
導加熱する際の電流浸透深さδは約０．４８ｍｍであ
る。 （４）再溶融処理 スクリュー軸１を６０ｒｐｍで回転させながら誘導子１
７に通電して誘導加熱し、一次被覆層の再溶融処理を行
った。昇温速度及び保持時間は次の通りである。 ａ．８５０°Ｃ（磁気変態が完了する頃合）まで、通電
周波数ｆ₂ ＝１３ｋＨｚ 昇温時間： ８分 ｂ．８５０°Ｃから１０５０°Ｃまで、通電周波数ｆ₁
＝６５ｋＨｚ 昇温時間： ５分 ｃ．１０５０°Ｃで均熱、通電周波数ｆ₁ ＝６５ｋＨｚ 保持時間： ３分 （５）結果 以上の処理により、昇温の際に一次被覆層に割れや剥離
が生じることがなく、また１０５０°Ｃに保持して均熱
している間にだれが生じるといったトラブルもなく、一
次被覆層を良好に再溶融処理することができた。均熱時
の温度むらを測定したところ、±１０°Ｃに保持されて
いた。 （６）２周波数加熱の優位性を確認するため、加熱開始
時から通電周波数ｆ₁ ＝６５ｋＨｚで加熱したところ、
一次被覆層に割れが生じやすい現象が見られた。そこ
で、割れが生じないように加熱速度を遅くして昇温させ
たところ、８５０°Ｃまで昇温させるのに約２０分かか
った。ちなみに、この時の電流浸透深さは約０．２２ｍ
ｍである。この結果から明らかなように、磁気変態点以
下での通電周波数を低く設定しておくことで、昇温速度
を大きくすることができる。

【００３６】［実施例２］ （１）試料として実施例１と同一仕様のスクリュー軸１
を用意した。 （２）使用誘導子 図５に示す誘導子２１ 誘導作用部２１ａ，２１ｂの寸法：幅＝４０ｍｍ，長さ
＝１０００ｍｍ 切欠き２３の寸法：幅＝５ｍｍ，長さ＝１５ｍｍ，ピッ
チ＝４１ｍｍ （３）通電周波数ｆ₃ ，ｆ₄ の決定 スクリュー軸を磁気変態点以上に昇温させた時の通電周
波数ｆ₃ を２０ｋＨｚに設定する。この時の電流浸透深
さは約３．６ｍｍである。スクリュー軸が磁気変態点に
昇温するまでの通電周波数ｆ₄ は４ｋＨｚに設定する。
この時の電流浸透深さは約０．９ｍｍである。 （４）再溶融処理 スクリュー軸１を６０ｒｐｍで回転させながら誘導子１
７に通電して誘導加熱し、一次被覆層の再溶融処理を行
った。昇温速度及び保持時間は次の通りである。 ａ．８５０°Ｃまで、通電周波数ｆ₄ ＝４ｋＨｚ 昇温時間： ８分 ｂ．８５０°Ｃから１０５０°Ｃまで、通電周波数ｆ₃
＝２０ｋＨｚ 昇温時間： ５分 ｃ．１０５０°Ｃで均熱、通電周波数ｆ₃ ＝３ｋＨｚ 保持時間： ３分 （５）結果 以上の処理により、昇温の際に一次被覆層に割れが生じ
ることがなく、また１０５０°Ｃに保持して均熱してい
る間にだれが生じるといったトラブルもなく、一次被覆
層を良好に再溶融処理することができた。均熱時の温度
むらを測定したところ、この場合にも±１０°Ｃに保持
されていた。

【００３７】

【発明の効果】以上に説明したように、本願第一の発明
は、外周面に凸条を備えた軸状部材に誘導子を近接配置
し、凸条に交叉する方向の誘導電流を発生させて誘導加
熱するに際し、前記誘導子への通電周波数を、少なくと
も、前記軸状部材の表面が所定温度に昇温している時に
は、前記通電周波数に基づく電流浸透深さが、前記誘導
電流の流れ方向における前記凸条の幅の１／２．５以
下、０．３ｍｍ以上の範囲内となるように設定するとい
う構成としたことにより、凸条に加熱不足を生じるとか
凸条の角部がオーバーヒートするといったことを防止で
き、軸状部材の表面を、温度むらを小さく抑制した状態
で所望温度に保持できるという効果を有している。そし
て、この発明を、軸状部材表面に形成した一次被覆層の
再溶融処理のための軸状部材表面の誘導加熱に利用する
ことで、一次被覆層を良好に再溶融処理できるという効
果が得られる。

【００３８】本願第二の発明は、凸条を備えた軸状部材
に対向配置して誘導加熱する誘導子の誘導作用部を、前
記軸状部材に円周方向に迂回しながら軸線方向に流れる
誘導電流を発生させる構成としたことにより、誘導電流
の流れ方向と凸条の長手方向との交叉角度を小さくし
て、誘導電流が凸条を横切って流れる距離を長くするこ
とができ、このため電流浸透深さを小さくしなくても凸
条の両側面を昇り降りする誘導電流が干渉して加熱不足
を生じるといったことを回避でき、誘導子への通電周波
数の使用範囲を拡げることができるという効果を有して
いる。

【００３９】本願第三の発明は、凸条を備えた軸状部材
に対向配置して誘導加熱する誘導子の誘導作用部の所望
領域の外部磁路に磁極片を配設するという構成としたこ
とにより、磁極片を配置した領域では磁束を軸状部材の
表面に集中させてその位置の凸条の加熱熱量を多くで
き、凸条の高さが他の領域に比べて高いため加熱が不足
するような領域に磁極片を配置することで、加熱温度の
均一化を図ることができるといった効果を有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願第一の発明の実施形態に係る高周波誘導加
熱方法を実施するための装置の１例の主要部品を示す概
略斜視図

【図２】図１に示す装置を、加熱動作中の状態で示す概
略斜視図

【図３】図１，図２に示す装置でスクリュー軸を誘導加
熱した際にスクリュー軸内に生じる誘導電流を説明する
概略断面図

【図４】図１，図２に示す装置でスクリュー軸を誘導加
熱した際にスクリュー軸を流れる誘導電流を説明するス
クリュー軸の一部の概略正面図

【図５】（ａ）本願第二の発明の実施形態に係る誘導子
の概略斜視図 （ｂ）その誘導子の誘導作用部を流れる電流を説明する
概略正面図 （ｃ）スクリュー軸に生じる誘導電流を説明する概略正
面図

【図６】図５に示す誘導子でスクリュー軸を誘導加熱し
た際にスクリュー軸を流れる誘導電流を説明するスクリ
ュー軸の一部の概略正面図

【図７】（ａ）本願第二の発明の他の実施形態に係る誘
導子の一部の概略正面図 （ｂ）その一部の概略側面図

【図８】本願第二の発明の更に他の実施形態に係る誘導
子の一部の概略正面図

【図９】図５に示す誘導子の製造途中の状態を示す概略
斜視図

【図１０】本願第二の発明の更に他の実施形態に係る誘
導子の一部の概略斜視図

【図１１】本願第二の発明の更に他の実施形態に係る誘
導子の概略斜視図

【図１２】本願第二の発明の更に他の実施形態に係る誘
導子の概略斜視図

【図１３】（ａ）本願第三の発明の実施形態に係る誘導
子を、スクリュー軸を加熱している状態で示す概略斜視
図 （ｂ）その一部の概略側面図 （ｃ）この誘導子でスクリュー軸を誘導加熱する際の磁
束を説明する概略断面図

【図１４】スクリュー軸を鞍型誘導子で誘導加熱する状
態を示す概略斜視図

【図１５】（ａ）スクリュー軸の概略平面図 （ｂ）（ａ）におけるＡ部の拡大図 （ｃ）（ａ）におけるＢ部の拡大図

【符号の説明】

１ スクリュー軸 ２ 凸条 ３ 溝底部 １１ 固定ベース １２ チャック １３ 駆動モータ １４ 減圧容器 １５ 真空ポンプ １７ 誘導子 １７ａ，１７ｂ 誘導作用部 １８ 高周波トランス １９ 高周波電源装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 多田 文明 神奈川県川崎市川崎区殿町２丁目17番８号 第一高周波工業株式会社内 (72)発明者 西馬場 和典 神奈川県川崎市川崎区殿町２丁目17番８号 第一高周波工業株式会社内 (72)発明者 沖 美津夫 神奈川県川崎市川崎区殿町２丁目17番８号 第一高周波工業株式会社内 (72)発明者 矢田部 憲志 神奈川県川崎市川崎区殿町２丁目17番８号 第一高周波工業株式会社内 Ｆターム(参考） 3K059 AA08 AB28 AD05 CD52 4K001 FA14

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外周面に凸条を備えた軸状部材に誘導子
   を近接配置し、該誘導子に通電して前記軸状部材の表層
   部分に誘導電流を生じさせて誘導加熱する方法におい
   て、前記軸状部材の表層部分に生じる誘導電流が前記凸
   条と交叉する方向に流れる場合における前記誘導子への
   通電周波数を、少なくとも、前記軸状部材の表面が所定
   温度に昇温している時には、前記通電周波数に基づく電
   流浸透深さが、前記誘導電流の流れ方向における前記凸
   条の幅の１／２．５以下、０．３ｍｍ以上の範囲内とな
   るように設定したことを特徴とする高周波誘導加熱方
   法。
2. 【請求項２】 前記誘導子が、前記軸状部材の加熱すべ
   き領域の全長に亘って前記軸状部材と平行に配置された
   誘導作用部を備えており、前記軸状部材の誘導加熱中、
   該軸状部材をその中心軸線を中心として回転させている
   ことを特徴とする請求項１記載の高周波誘導加熱方法。
3. 【請求項３】 前記所定温度が前記軸状部材の磁気変態
   点を越えた温度である場合において、前記誘導子への通
   電周波数を、少なくとも、前記軸状部材の表面が所定温
   度に昇温している時には、前記通電周波数に基づく電流
   浸透深さが、前記誘導電流の流れ方向における前記凸条
   の幅の１／２．５以下、０．３ｍｍ以上の範囲内となる
   通電周波数ｆ₁ に設定し、更に、通電開始時には、前記
   通電周波数ｆ₁ よりも低い通電周波数ｆ₂ に設定し、そ
   の低い通電周波数ｆ₂ から高い通電周波数ｆ₁ への切替
   を、前記軸状部材の昇温途中で、その表面温度が磁気変
   態点±１００°Ｃの範囲内にある時に行うことを特徴と
   する請求項１又は２記載の高周波誘導加熱方法。
4. 【請求項４】 前記軸状部材を誘導加熱することによ
   り、該軸状部材の表面に形成した金属材料の一次被覆層
   を再溶融処理することを特徴とする請求項１から３のい
   ずれか１項記載の高周波誘導加熱方法。
5. 【請求項５】 外周面に軸線と交叉する方向に延びる凸
   条を備えた軸状部材を誘導加熱するための誘導子であっ
   て、前記軸状部材の加熱すべき領域の全長に亘って前記
   軸状部材に近接配置可能な誘導作用部を備えており、該
   誘導作用部が、前記軸状部材に円周方向に迂回しながら
   軸線方向に流れる誘導電流を発生させる構成であること
   を特徴とする高周波誘導子。
6. 【請求項６】 前記誘導作用部は、前記軸状部材の円周
   方向の一部に対向して前記軸状部材と平行に配置可能な
   よう、全体的に細長い形状をなしており、その誘導作用
   部の長手方向に間隔をあけた複数個所に、誘導作用部の
   幅を狭めるための切欠きを、その開口端が誘導作用部の
   両側の側縁に交互に位置するように配置したことを特徴
   とする請求項５記載の高周波誘導子。
7. 【請求項７】 前記切欠きに導電体からなるスペーサを
   脱着させることで切欠き深さを調整する構成としたこと
   を特徴とする請求項６記載の高周波誘導子。
8. 【請求項８】 切欠きを形成すべき位置に導電体からな
   るスペーサを埋設しておき、そのスペーサに所望深さの
   切欠きを形成する構成としたことを特徴とする請求項６
   記載の高周波誘導子。
9. 【請求項９】 前記誘導作用部が、前記軸状部材を取り
   囲むように配置可能ならせん形態であることを特徴とす
   る請求項５記載の高周波誘導子。
10. 【請求項１０】 前記誘導作用部の所望領域の外部磁路
    に強磁性体の切片を配設したことを特徴とする請求項６
    から９のいずれか１項記載の高周波誘導子。
11. 【請求項１１】 外周面に軸線と交叉する方向に延びる
    凸条を備えた軸状部材を誘導加熱するための誘導子であ
    って、前記軸状部材の加熱すべき領域の全長に亘って前
    記軸状部材に近接配置可能な誘導作用部を備えており、
    該誘導作用部の所望領域の外部磁路に強磁性体の切片を
    配設したことを特徴とする高周波誘導子。