JP2007253230A - High-frequency induction heating device for die casting machine - Google Patents

High-frequency induction heating device for die casting machine Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high-frequency induction heating device for a die-casting machine which can restrain electric power consumption, evenly maintain the temperature of an object to be heated, and prevent an explosion phenomenon caused by the contact of a molding metal with water. <P>SOLUTION: In the high-frequency induction heating device for the die-casting machine, an object to be heated such as a gooseneck, a nozzle 10 or a die in the die-casting machine is heated by applying a high-frequency electric current to an induction coil 14b connected to a high-frequency alternator 40. The induction coil 14b is composed of a metal wire with high melting point which is either of a nickel wire, a nickel alloy wire or an iron-chromium alloy wire. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は高周波誘導加熱装置に係り、より詳しくは、マグネシウム、亜鉛、アルミニウムなどの低融点金属成形用ダイカストマシンのグースネック、ノズル又は金型を加熱するのに使用される高周波誘導加熱装置に関する。   The present invention relates to a high-frequency induction heating apparatus, and more particularly to a high-frequency induction heating apparatus used to heat a gooseneck, nozzle, or mold of a die casting machine for forming a low melting point metal such as magnesium, zinc, and aluminum.

高周波誘導加熱は、被加熱物の周囲に配設された誘導コイルに、インバータなどによって発生させた高周波交流電流を流し、被加熱物に渦電流損失及びヒステリシス損失(磁性体の場合)を誘導することにより、被加熱物にジュール熱を発生させるようになっている。高周波誘導加熱に用いられる高周波誘導加熱装置は、インバータ及びコントローラで構成される高周波交流電源、被加熱物に応じて様々な形状に成形された銅管製の誘導コイル、及び誘導コイルが高温に加熱され、酸化、溶損等の損傷が発生することを防止するための冷却装置で構成されている。   In high-frequency induction heating, a high-frequency alternating current generated by an inverter or the like is passed through an induction coil arranged around the object to be heated to induce eddy current loss and hysteresis loss (in the case of a magnetic material) to the object to be heated. As a result, Joule heat is generated in the object to be heated. A high-frequency induction heating device used for high-frequency induction heating is a high-frequency AC power source composed of an inverter and a controller, copper tube induction coils formed in various shapes according to the object to be heated, and induction coils heated to high temperatures And a cooling device for preventing damages such as oxidation and melting.

このような高周波誘導加熱装置は、多くの産業分野で使用されており、例えば、金属の熱処理、ろう付け、ビレットの加熱、金属の平面加熱、鋳造用原料の溶解など、様々な用途がある。   Such a high-frequency induction heating apparatus is used in many industrial fields, and has various applications such as heat treatment of metal, brazing, heating of billets, flat heating of metal, melting of casting raw materials, and the like.

高周波誘導加熱装置には、短時間に被加熱物の温度を上昇させることが可能なこと、加熱温度の制御が容易なことなどの長所があるため、マグネシウム、亜鉛、アルミニウムなどの低融点金属成形用のダイカストマシンにおけるグースネック、ノズル、金型など(以下、これらを「被加熱物」という)の予熱又は加熱装置としても広く使用されている。上記グースネックは、溶解炉で溶解した成形用の溶融金属を、溶解炉からノズルに供給する装置である。ダイカスト成形においては、グースネック、ノズル及び金型を常に一定の温度に保持し、成形の過程で溶融金属が温度降下、凝固などの変化を起こさないようにしなければならない。   The high-frequency induction heating device has advantages such as the ability to raise the temperature of the object to be heated in a short time and easy control of the heating temperature, so low melting point metal molding such as magnesium, zinc, aluminum, etc. It is also widely used as a preheating or heating device for goosenecks, nozzles, dies, etc. (hereinafter referred to as “objects to be heated”) in a conventional die casting machine. The gooseneck is an apparatus for supplying molten metal for molding melted in a melting furnace from a melting furnace to a nozzle. In die casting, the gooseneck, nozzle, and mold must always be maintained at a constant temperature so that the molten metal does not undergo changes such as temperature drop and solidification during the molding process.

しかし、低融点金属成形用ダイカストマシンのグースネック、ノズル、金型などの予熱又は加熱装置として、高周波誘導加熱装置を使用する場合には、次のような問題点があるため、いくつかの改善が要望されている。   However, when using a high-frequency induction heating device as a preheating or heating device for gooseneck, nozzle, mold, etc. of a low-melting-point metal forming die casting machine, there are some problems as follows. It is requested.

一般に、高周波誘導加熱装置では、成形用の素材が上述したマグネシウム、亜鉛、アルミニウムなどの金属である場合、被加熱物を少なくともこれらの金属の溶融温度以上、すなわち400℃以上に加熱する必要がある。一方、従来、高周波誘導加熱装置の誘導コイルとしては、銅管が使われており、銅管が誘導コイルとして使用される理由は、銅の固有抵抗が非常に低いため電力損失が少なく、次に説明するような冷却の必要性があるためである。   In general, in a high-frequency induction heating apparatus, when a forming material is a metal such as magnesium, zinc, or aluminum described above, it is necessary to heat an object to be heated to at least the melting temperature of these metals, that is, 400 ° C. or more. . On the other hand, copper tubes are conventionally used as induction coils for high-frequency induction heating devices, and the reason why copper tubes are used as induction coils is that the specific resistance of copper is so low that power loss is small. This is because there is a need for cooling as described.

銅は、400℃前後で酸化するという根本的な問題点がある。銅管の代りに銅線を使用する場合にも同様である。このような問題点を解決するために、成形用金属の加熱温度が400℃以上の場合には、銅管を誘導コイルとして使用し、銅管の内部に水又は空気を流すことにより、誘導コイルが酸化する温度又は溶融する温度以上に過熱されないように冷却されている。したがって、銅管を誘導コイルとして使用する高周波誘導加熱装置には、水冷式又は空冷式の冷却装置が必要である。   Copper has the fundamental problem of oxidizing at around 400 ° C. The same applies when a copper wire is used instead of the copper tube. In order to solve such problems, when the heating temperature of the forming metal is 400 ° C. or higher, a copper pipe is used as an induction coil, and water or air is allowed to flow inside the copper pipe to thereby induce the induction coil. It is cooled so that it is not overheated above the temperature at which it oxidizes or melts. Therefore, a high-frequency induction heating device that uses a copper tube as an induction coil requires a water-cooled or air-cooled cooling device.

図1は、従来の技術に係るダイカストマシンのノズル用高周波誘導加熱装置の構成を示す断面図である。以下に、図1を参照して、従来のダイカストマシン用高周波誘導加熱装置が有する問題点を、さらに詳しく説明する。   FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a high frequency induction heating device for a nozzle of a conventional die casting machine. Below, with reference to FIG. 1, the problem which the conventional high frequency induction heating apparatus for die-casting machines has is demonstrated in more detail.

マグネシウム及びアルミニウムの溶融温度は650℃前後、亜鉛の溶融温度は500℃前後である。これらの低融点金属をダイカスト法によって成形する際には、マグネシウム及びアルミニウムの場合は600℃前後、亜鉛の場合は450℃前後に、ノズルを加熱しなければならない。   The melting temperature of magnesium and aluminum is around 650 ° C., and the melting temperature of zinc is around 500 ° C. When these low melting point metals are formed by die casting, the nozzle must be heated to around 600 ° C. for magnesium and aluminum and around 450 ° C. for zinc.

上記のように、例えば、溶融したマグネシウムがノズル10内を通過する間に、温度降下又は凝固することを防止するためには、被加熱物であるノズル10を600℃前後に加熱しなければならない。そのため、被加熱物であるノズル10の周囲には、連結管16を介して連結された銅管製の誘導コイル14aが配設され、誘導コイル14aには、高周波交流電源40で発生した高周波電流が印加されるとともに、誘導コイル14aの過熱を防止するために、冷却装置30から水が供給されるようになっている。   As described above, for example, in order to prevent molten magnesium from dropping or solidifying while passing through the nozzle 10, the nozzle 10 that is an object to be heated must be heated to around 600 ° C. . Therefore, an induction coil 14a made of a copper tube connected through a connecting pipe 16 is disposed around the nozzle 10 that is an object to be heated, and the induction coil 14a has a high-frequency current generated by the high-frequency AC power supply 40. Is applied, and water is supplied from the cooling device 30 to prevent the induction coil 14a from being overheated.

しかし、冷却装置30から供給される水は、誘導コイル14aを冷却するだけではなく、被加熱物であるノズル10の周辺の温度を降下させるため、その温度降下の補償に必要な電力をさらに供給しなければならない。したがって、そのための電気エネルギを必要とするという問題点がある。さらに、断熱部材12は、誘導コイル14aの内部を流れる水によって冷却され、一方、ノズル10は加熱により高温に維持されるので、ノズル10は熱膨脹し、断熱部材12は収縮するように作用する。そのために、ノズル10又は断熱部材12に、クラックや変形が発生しやすい。これらの現象は、ノズルの寿命を短くすることを意味する。   However, the water supplied from the cooling device 30 not only cools the induction coil 14a, but also lowers the temperature around the nozzle 10 that is the object to be heated, and thus further supplies power necessary to compensate for the temperature drop. Must. Therefore, there is a problem that electric energy for that purpose is required. Further, the heat insulating member 12 is cooled by water flowing inside the induction coil 14a, while the nozzle 10 is maintained at a high temperature by heating, so that the nozzle 10 is thermally expanded and the heat insulating member 12 is contracted. Therefore, cracks and deformation are likely to occur in the nozzle 10 or the heat insulating member 12. These phenomena mean shortening the life of the nozzle.

特に、マグネシウム成形用ダイカストマシンの場合、水を用いた誘導コイル14aによる冷却には、マグネシウムと水との反応による爆発の可能性があるという別の問題点がある。マグネシウムが水と接触すると、急激な酸化反応を起こして爆発する可能性がある。特に、加熱中に冷却水が円滑に供給されない場合、誘導コイル14aが酸化又は溶損して破損することがある。その場合には冷却水が飛散し、マグネシウムの爆発現象を引き起こしやすい。したがって、溶解炉と直結するグースネックには、高周波誘導加熱装置を適用することができないのが実情である。このような問題点を解決するために、冷却水の代りに、空気を管型の誘導コイルに供給する方法もあるが、水を用いる場合に比べて冷却効率が著しく低いため、ほとんど採用されていない。   In particular, in the case of a magnesium molding die casting machine, cooling by the induction coil 14a using water has another problem that there is a possibility of explosion due to a reaction between magnesium and water. When magnesium comes into contact with water, it may explode due to a rapid oxidation reaction. In particular, when cooling water is not supplied smoothly during heating, the induction coil 14a may be oxidized or melted and damaged. In that case, the cooling water is scattered, and the magnesium explosion is likely to occur. Therefore, the high frequency induction heating apparatus cannot be applied to the gooseneck directly connected to the melting furnace. In order to solve such problems, there is a method of supplying air to a tube-type induction coil instead of cooling water. However, since cooling efficiency is remarkably low compared with the case of using water, it is mostly adopted. Absent.

なお、上記従来の技術に係るダイカストマシン用加熱装置としては、例えば、特許文献1に開示されている装置がある。特許文献1に開示されている装置は、鋳造用コンテナのマウスピース部及びノズルを加熱するのに用いられる誘導加熱装置であり、誘導コイルは空気で冷却され、誘導コイルには、例えば10〜15kHzの中波電流が供給されるようになっている。
米国特許公報第5,960,854号公報
In addition, as a heating apparatus for die casting machines according to the above-described conventional technique, there is an apparatus disclosed in Patent Document 1, for example. The device disclosed in Patent Document 1 is an induction heating device used to heat a mouthpiece part and a nozzle of a casting container. The induction coil is cooled by air, and the induction coil includes, for example, 10 to 15 kHz. A medium wave current is supplied.
US Patent Publication No. 5,960,854

本発明は、上記従来の技術の問題点を解決するためになされたもので、冷却装置が不要なダイカストマシン用高周波誘導加熱装置を提供することを目的としている。   The present invention has been made to solve the above-described problems of the conventional technology, and an object thereof is to provide a high frequency induction heating device for a die casting machine that does not require a cooling device.

また、本発明の別の目的は、断熱部材がノズルの保温層として機能するようにすることにより、電力消費を抑制し、ノズルの温度を均一に維持することができる高周波誘導加熱装置を提供することにある。   Another object of the present invention is to provide a high-frequency induction heating device capable of suppressing power consumption and maintaining the temperature of the nozzle uniformly by allowing the heat insulating member to function as a heat insulating layer of the nozzle. There is.

本発明のさらに別の目的は、マグネシウムのダイカスト成形において、マグネシウムと水との接触による爆発現象を防止することができる高周波誘導加熱装置を提供することにある。   Still another object of the present invention is to provide a high frequency induction heating apparatus capable of preventing an explosion phenomenon due to contact between magnesium and water in magnesium die casting.

本発明のさらに別の目的は、被加熱物の全領域に均一な渦電流を誘導することにより、被加熱物の各部分の温度を均一に維持することができるダイカストマシン用高周波誘導加熱装置を提供することにある。   Still another object of the present invention is to provide a high frequency induction heating apparatus for a die casting machine that can maintain a uniform temperature of each part of a heated object by inducing uniform eddy currents in the entire area of the heated object. It is to provide.

本発明のさらに別の目的は、断熱部材の充填中に、誘導コイルと被加熱物との間、及び誘導コイルの隣接する巻線同士の間が所定の間隔に維持されるようにすることにより、短絡を防止することができるダイカストマシン用高周波誘導加熱装置を提供することにある。   Still another object of the present invention is to maintain a predetermined distance between the induction coil and the object to be heated and between adjacent windings of the induction coil during filling of the heat insulating member. An object of the present invention is to provide a high frequency induction heating apparatus for a die casting machine that can prevent a short circuit.

上記目的を達成するため、本発明に係るダイカストマシン用高周波誘導加熱装置は、高周波交流電源に接続された誘導コイルに高周波電流を印加することにより、ダイカストマシンにおけるグースネック、ノズル又は金型などのマグネシウム、亜鉛、アルミニウムなどの低融点金属を移送又は収容する被加熱物を加熱するダイカストマシン用高周波誘導加熱装置において、前記誘導コイルが、ニッケル線、ニッケル合金線及び鉄−クロム合金線のうちのいずれかの高融点金属線により構成されていることを特徴としている。   In order to achieve the above object, a high frequency induction heating apparatus for a die casting machine according to the present invention applies a high frequency current to an induction coil connected to a high frequency alternating current power source, so that magnesium such as a gooseneck, nozzle or mold in the die casting machine is used. In a high frequency induction heating apparatus for a die casting machine that heats an object to be heated that transports or accommodates a low melting point metal such as zinc or aluminum, the induction coil is any one of a nickel wire, a nickel alloy wire, and an iron-chromium alloy wire It is characterized by being composed of such a refractory metal wire.

前記ニッケル合金線は、ニッケル−クロム合金線、銅−ニッケル合金線及び鉄−ニッケル合金線のうちのいずれかであることが望ましい。   The nickel alloy wire is preferably one of a nickel-chromium alloy wire, a copper-nickel alloy wire, and an iron-nickel alloy wire.

前記誘導コイルは、グースネック、ノズル又は金型などの被加熱物の外周面から所定の距離を隔てて螺旋状に配設され、前記誘導コイルの周囲が断熱部材で覆われ、螺旋状に配設された前記誘導コイルの各巻線間に、各巻線と被加熱物との間及び隣接する巻線同士の間が所定の距離を隔てて維持されるように支持する、絶縁性材料のスペーサが設けられていることが望ましい。   The induction coil is spirally disposed at a predetermined distance from the outer peripheral surface of an object to be heated such as a gooseneck, a nozzle, or a mold, and the periphery of the induction coil is covered with a heat insulating member and spirally disposed. A spacer made of an insulating material is provided between the windings of the induction coil that is supported so that a predetermined distance is maintained between each winding and the object to be heated and between adjacent windings. It is desirable that

前記スペーサは四角柱状であり、前記巻線との接触面に、誘導コイル支持用凹部が形成されていることが望ましい。   It is preferable that the spacer has a quadrangular prism shape, and an inductive coil supporting recess is formed on a contact surface with the winding.

前記スペーサの前記誘導コイル支持用凹部の外周側に、前記スペーサの列を貫通して連結する連結バーを備え、前記連結バーの両端がナットで締結されていることが望ましい。   It is desirable that a connection bar for connecting through the spacer row is provided on the outer peripheral side of the recess for supporting the induction coil of the spacer, and both ends of the connection bar are fastened with nuts.

本発明に係るダイカストマシン用高周波誘導加熱装置によれば、誘導コイルの冷却装置が不要なため、冷却による熱損失を著しく減らすことができる(熱損失は従来の約1/2)。また、断熱部材層が被加熱物の保温層として機能し、被加熱物全体の温度を均一に維持することができるだけでなく、特に、マグネシウムの成形では、水との接触による爆発現象の発生を防止することができるという効果がある。また、被加熱物を全領域で均一に加熱することができ、断熱部材を充填する際に、誘導コイルと被加熱物との間、及び誘導コイルの隣接する巻線同士の間を所定の間隔に維持することができるので、短絡を防止することができるという利点がある。   According to the high frequency induction heating device for a die casting machine according to the present invention, since a cooling device for the induction coil is unnecessary, the heat loss due to cooling can be remarkably reduced (the heat loss is about 1/2 of the conventional one). In addition, the heat insulating member layer functions as a heat retaining layer for the object to be heated, and not only can maintain the temperature of the entire object to be heated uniformly. There is an effect that it can be prevented. Further, the object to be heated can be uniformly heated in the entire region, and when filling the heat insulating member, a predetermined interval is provided between the induction coil and the object to be heated and between adjacent windings of the induction coil. Therefore, there is an advantage that a short circuit can be prevented.

以下、添付する図面に基づいて、本発明に係る好ましい実施の形態を詳細に説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図2は、本発明の一実施の形態に係るダイカストマシン用高周波誘導加熱装置(以下、単に「高周波誘導加熱装置」と略記することがある)の構成を概略的に示す断面図、図3は、本発明の別の実施の形態に係るダイカストマシン用高周波誘導加熱装置の構成を概略的に示す断面図、図4Aは、図2に示したダイカストマシン用高周波誘導加熱装置における誘導コイルの配設状態を示す斜視図、図4Bは、図4Aに示した誘導コイルの配設状態を示す側面図、図4Cは、図4Bに示したIVC−IVC’切断線における断面図である。   FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of a high frequency induction heating device for a die casting machine (hereinafter sometimes simply referred to as “high frequency induction heating device”) according to an embodiment of the present invention, and FIG. Sectional drawing which shows schematically the structure of the high frequency induction heating apparatus for die-casting machines concerning another embodiment of this invention, FIG. 4A is arrangement | positioning of the induction coil in the high frequency induction heating apparatus for die-casting machines shown in FIG. 4B is a side view showing the arrangement of the induction coil shown in FIG. 4A, and FIG. 4C is a cross-sectional view taken along the line IVC-IVC ′ shown in FIG. 4B.

図2〜図4Cにおいては、被加熱物がノズル10の場合を例に挙げて説明する。しかし、以下の説明は、グースネック、金型などの他の被加熱物にも、そのまま適用可能である。   2 to 4C, the case where the object to be heated is the nozzle 10 will be described as an example. However, the following description can be applied as it is to other heated objects such as gooseneck and mold.

図2に示したように、実施の形態に係るノズル用高周波誘導加熱装置には、誘導コイル14bとして1本の太い高融点金属線が使用されている。この装置の特徴は、誘導コイル14bとして、ニッケル線、ニッケル合金線及び鉄−クロム合金線のうちのいずれかの高融点金属線が使用されていることにある。なお、誘導コイル14bは、コネクタ18を介して連結されている。このように、誘導コイル14bとして高融点金属線を使用する場合、銅管が使用された従来の技術に係る図1に示した誘導加熱装置の場合とは異なり、誘導コイルの冷却装置が不要になる。したがって、ノズル10で発生した熱が水によって冷却されることによる熱損失、及び水とマグネシウムなどの成形用金属との接触による爆発現象の発生を防止することができる。また、誘導コイル14bで発生する一定量のジュール熱は断熱部材12に蓄えられるので、断熱部材12がノズル10の保温層として機能する。そのために、ノズル10と断熱部材12との間の温度差が小さくなり、ノズル10又は断熱部材12におけるクラック及び変形の発生が防止される。   As shown in FIG. 2, in the high frequency induction heating apparatus for nozzles according to the embodiment, one thick high melting point metal wire is used as the induction coil 14b. The feature of this device is that any high-melting point metal wire of nickel wire, nickel alloy wire and iron-chromium alloy wire is used as the induction coil 14b. The induction coil 14b is connected via a connector 18. Thus, when the high melting point metal wire is used as the induction coil 14b, the induction coil cooling device is not required unlike the case of the induction heating device shown in FIG. Become. Therefore, it is possible to prevent heat loss due to the heat generated in the nozzle 10 being cooled by water and the occurrence of an explosion phenomenon due to contact between water and a molding metal such as magnesium. Further, since a certain amount of Joule heat generated in the induction coil 14 b is stored in the heat insulating member 12, the heat insulating member 12 functions as a heat insulating layer of the nozzle 10. Therefore, the temperature difference between the nozzle 10 and the heat insulating member 12 is reduced, and cracks and deformation in the nozzle 10 or the heat insulating member 12 are prevented.

上記ニッケル線、ニッケル合金線、鉄−クロム合金線などの高融点金属線は、次のような特徴を有している。   Refractory metal wires such as the nickel wire, nickel alloy wire, and iron-chromium alloy wire have the following characteristics.

まず、上記高融点金属線の溶融温度は、少なくとも、マグネシウム、アルミニウム、亜鉛などの成形用金属の溶融温度よりも高い。例えば、ニッケル線の溶融温度は1453℃前後、ニッケル合金線の溶融温度は、合金の組成に応じて、900〜1200℃、鉄−クロム合金線の溶融温度は1300℃前後である。したがって、成形用金属の溶融温度付近では、誘導コイル14bの酸化や溶損が起らない。このように、ニッケル線、ニッケル合金線及び鉄−クロム合金線は、それらの酸化温度及び溶融温度の観点から、実施の形態に係るノズル用高周波誘導加熱装置に非常に適している。   First, the melting temperature of the refractory metal wire is at least higher than the melting temperature of a forming metal such as magnesium, aluminum, or zinc. For example, the melting temperature of the nickel wire is around 1453 ° C., the melting temperature of the nickel alloy wire is 900 to 1200 ° C., and the melting temperature of the iron-chromium alloy wire is around 1300 ° C., depending on the composition of the alloy. Therefore, the induction coil 14b is not oxidized or melted near the melting temperature of the forming metal. Thus, the nickel wire, the nickel alloy wire, and the iron-chromium alloy wire are very suitable for the nozzle high frequency induction heating apparatus according to the embodiment from the viewpoint of the oxidation temperature and the melting temperature thereof.

また、上記高融点金属線の抵抗値は、線径5mmの場合、表1に示した値となる。   Further, the resistance value of the refractory metal wire is the value shown in Table 1 when the wire diameter is 5 mm.

Figure 2007253230
ここで、表1に示した抵抗値の単位はΩ/mであり、それぞれ平均値を示している。なお、同じ線径の銅の抵抗値は、0.0011Ω/mである。
Figure 2007253230
Here, the unit of the resistance value shown in Table 1 is Ω / m, and each shows an average value. The resistance value of copper having the same wire diameter is 0.0011 Ω / m.

したがって、本発明において、高融点金属線とは、溶融温度が900℃以上であり、線径5mmの抵抗値が0.1Ω/m未満の金属線と定義することができる。   Therefore, in the present invention, the refractory metal wire can be defined as a metal wire having a melting temperature of 900 ° C. or higher and a resistance value of a wire diameter of 5 mm less than 0.1 Ω / m.

上記抵抗値を有する金属線は、高周波電流の伝導に支障がないだけではなく、抵抗値の上昇に応じて大きくなるジュール熱は、ノズル10の加熱にそのまま利用される。   The metal wire having the resistance value not only has no hindrance to high-frequency current conduction, but the Joule heat that increases as the resistance value increases is used as it is for heating the nozzle 10.

また、誘導コイル14bの酸化温度及び溶融温度が、被加熱物であるノズル10の加熱温度より大幅に高いので、ダイカスト成形中に誘導コイル14bを冷却する必要がない。したがって、誘導コイル14bには、高周波交流電源40が接続されるだけであり、冷却装置は接続されない。そのために、水又は空気による冷却に伴う熱損失が防止され、被加熱物を均一に加熱することができるとともに、特に、マグネシウムの成形の際に、水との接触によって発生する可能性のある爆発現象を未然に防止することができるという長所がある。   Moreover, since the oxidation temperature and melting temperature of the induction coil 14b are significantly higher than the heating temperature of the nozzle 10 that is the object to be heated, there is no need to cool the induction coil 14b during die casting. Therefore, only the high-frequency AC power supply 40 is connected to the induction coil 14b, and no cooling device is connected. Therefore, heat loss due to cooling with water or air is prevented, and the object to be heated can be heated uniformly. In particular, explosions that may occur due to contact with water when forming magnesium. There is an advantage that the phenomenon can be prevented beforehand.

図3は、図2に示した例のように、太い1本の高融点金属線を使用するのではなく、誘導コイル14cとして、表面を電気絶縁性材料で被覆した複数本の細い線を集めて撚った高融点金属線を使用した場合を示している。このような細い線の撚線を使用する場合には、コイルの表面積が広くなり、表皮効果によって表面付近にしか流れない高周波電流が流れる有効面積を広くすることができるので、高融点金属線全体の抵抗値を低くすることができるという利点がある。   FIG. 3 does not use a single thick refractory metal wire as in the example shown in FIG. 2, but collects a plurality of thin wires whose surfaces are covered with an electrically insulating material as the induction coil 14c. This shows a case where a twisted high melting point metal wire is used. When using such a thin stranded wire, the surface area of the coil is increased, and the effective area through which high-frequency current that flows only near the surface can be increased by the skin effect, so the entire refractory metal wire There is an advantage that the resistance value can be lowered.

図4A〜図4Cに示したように、誘導コイル14bは、ノズル10の外周面から所定の距離だけ隔てて螺旋状に巻かれて配設され、その両端が高周波交流電源40に接続されている。また、誘導コイル14bの周囲及び外側は、断熱部材12で覆われており、誘導コイル14bが断熱部材12内に埋め込まれたように構成されている。図4A〜図4Cには図示していないが、断熱部材12の外側に、ステンレス鋼などの鉄系金属材料、アルミニウムなどの非鉄金属材料で形成されたケーシングをさらに設けることが望ましく、ケーシングにより、外部からの衝撃等による断熱部材12の損傷が防止され、飛散した溶融金属が断熱部材12の内部に浸透することによる断熱部材12又は誘導コイル14bの損傷が防止される。   As shown in FIGS. 4A to 4C, the induction coil 14 b is spirally wound and disposed at a predetermined distance from the outer peripheral surface of the nozzle 10, and both ends thereof are connected to the high-frequency AC power supply 40. . Further, the periphery and the outside of the induction coil 14 b are covered with the heat insulating member 12, and the induction coil 14 b is configured to be embedded in the heat insulating member 12. Although not shown in FIGS. 4A to 4C, it is desirable to further provide a casing formed of a ferrous metal material such as stainless steel and a non-ferrous metal material such as aluminum outside the heat insulating member 12. Damage to the heat insulating member 12 due to external impact or the like is prevented, and damage to the heat insulating member 12 or the induction coil 14b due to the scattered molten metal penetrating into the heat insulating member 12 is prevented.

本実施の形態に係る高周波誘導加熱装置の場合には、螺旋状に巻かれた誘導コイルの各巻線に対して、各巻線と被加熱物との間及び隣接する巻線同士の間が所定の間隔で維持されるように支持する絶縁性材料で構成されたスペーサ20が挿入されている。このスペーサ20には、様々な形状のものを用いることができるが、図4Aに示したように、ほぼ四角柱状の形状で、誘導コイル14bの巻線との接触面には、コイル支持用凹部26が形成されていることが望ましい。このように構成にすることにより、断熱部材12の充填中に、誘導コイル14bと被加熱物であるノズル10との間、及び誘導コイル14bの隣接する巻線同士の間を所定の間隔に維持することが可能であり、巻線の短絡を防止することができる。また、ノズル10全体にわたって均一に渦電流及び誘導熱を発生させることが可能なため、成形用金属を均一な溶融状態で流すことができるという利点がある。   In the case of the high-frequency induction heating device according to the present embodiment, a predetermined gap is provided between each winding and the object to be heated and between adjacent windings with respect to each winding of the spirally wound induction coil. A spacer 20 made of an insulating material that supports the gap so as to be maintained is inserted. The spacer 20 can be of various shapes. As shown in FIG. 4A, the spacer 20 has a substantially quadrangular prism shape, and a coil support recess is formed on the contact surface with the winding of the induction coil 14b. 26 is preferably formed. With this configuration, during the filling of the heat insulating member 12, a predetermined interval is maintained between the induction coil 14b and the nozzle 10 that is the object to be heated and between adjacent windings of the induction coil 14b. It is possible to prevent a short circuit of the winding. Further, since the eddy current and the induction heat can be generated uniformly over the entire nozzle 10, there is an advantage that the forming metal can be flown in a uniform molten state.

また、各巻線間に挿入されるスペーサ20の外周側には、各スペーサ20の列を貫通して連結する連結バー22が設置されていることが望ましい。この連結バー22の両端には雄ねじを形成し、この雄ねじとナット24を利用することにより、各スペーサ20を締結して固定することが望ましい。   In addition, it is desirable that a connecting bar 22 is provided on the outer peripheral side of the spacer 20 inserted between the windings so as to penetrate and connect the row of the spacers 20. It is preferable that male screws are formed at both ends of the connecting bar 22 and the spacers 20 are fastened and fixed by using the male screws and nuts 24.

図4A及び図4Bには、ノズル10の外周面にスペーサ20を3列配設した例を示したが、必要に応じて、1列、2列、4列〜10列、又はそれ以上の列とすることができる。   4A and 4B show an example in which three rows of spacers 20 are arranged on the outer peripheral surface of the nozzle 10, but one row, two rows, four rows to ten rows, or more rows are provided as necessary. It can be.

図4Cに示したように、上記構成とすることによって、誘導コイル14bの巻線同士の間及び各巻線とノズル10の外周面との間が所定の間隔に維持されるので、ノズル10の各位置における熱の発生が均一となり、その結果、ノズルを通過する成形用金属の溶融状態が均一に維持される。   As shown in FIG. 4C, by adopting the above configuration, the gaps between the windings of the induction coil 14b and between the windings and the outer peripheral surface of the nozzle 10 are maintained at predetermined intervals. Heat generation at the position becomes uniform, and as a result, the molten state of the forming metal passing through the nozzle is maintained uniformly.

以上、図面を参照し本発明の好ましい実施の形態を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範囲内において、様々な変更又は改良に想到し得ることは明らかであり、それらについても本発明の技術的範囲に属するものである。   As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described with reference to drawings, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to the said embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and improvements can be made within the scope of the claims, and these are also within the technical scope of the present invention.

本発明に係るダイカストマシン用高周波誘導加熱装置は、低融点金属成形用ダイカストマシンのグースネック、ノズル、金型などを加熱するための高周波誘導加熱装置として好適である。   The high frequency induction heating device for a die casting machine according to the present invention is suitable as a high frequency induction heating device for heating a gooseneck, a nozzle, a mold, or the like of a low melting point metal forming die casting machine.

従来の技術に係るダイカストマシンのノズル用高周波誘導加熱装置の構成を概略的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematically the structure of the high frequency induction heating apparatus for nozzles of the die-casting machine concerning a prior art. 本発明の一実施の形態に係るダイカストマシン用高周波誘導加熱装置の構成を概略的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows roughly the structure of the high frequency induction heating apparatus for die-casting machines concerning one embodiment of this invention. 本発明の別の実施の形態に係るダイカストマシン用高周波誘導加熱装置の構成を概略的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematically the structure of the high frequency induction heating apparatus for die-casting machines concerning another embodiment of this invention. 図2に示したダイカストマシン用高周波誘導加熱装置における誘導コイルの配設状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the arrangement | positioning state of the induction coil in the high frequency induction heating apparatus for die-casting machines shown in FIG. 図4Aに示した誘導コイル配設状態を示す側面図である。It is a side view which shows the induction coil arrangement | positioning state shown to FIG. 4A. 図4Bに示したIVC−IVC’切断線における断面図である。FIG. 4B is a cross-sectional view taken along the line IVC-IVC ′ shown in FIG. 4B.

符号の説明Explanation of symbols

10 ノズル
12 断熱部材
14a、14b、14c 誘導コイル
16 連結管
18 コネクタ
20 スペーサ
22 連結バー
24 ナット
26 コイル支持用凹部
30 冷却装置
40 高周波交流電源
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Nozzle 12 Heat insulation member 14a, 14b, 14c Induction coil 16 Connection pipe 18 Connector 20 Spacer 22 Connection bar 24 Nut 26 Coil support recessed part 30 Cooling device 40 High frequency alternating current power supply

Claims (5)

高周波交流電源に接続された誘導コイルに高周波電流を印加することにより、ダイカストマシンにおける低融点金属を移送又は収容する被加熱物を加熱するダイカストマシン用高周波誘導加熱装置において、
前記誘導コイルが、ニッケル線、ニッケル合金線及び鉄−クロム合金線のうちのいずれかの高融点金属線により構成されていることを特徴とするダイカストマシン用高周波誘導加熱装置。
In a high frequency induction heating apparatus for a die casting machine that heats an object to be heated that transports or accommodates a low melting point metal in a die casting machine by applying a high frequency current to an induction coil connected to a high frequency AC power source.
A high frequency induction heating apparatus for a die casting machine, wherein the induction coil is made of a refractory metal wire of any one of a nickel wire, a nickel alloy wire, and an iron-chromium alloy wire.
前記ニッケル合金線が、ニッケル−クロム合金線、銅−ニッケル合金線及び鉄−ニッケル合金線のうちのいずれかであることを特徴とする請求項1に記載のダイカストマシン用高周波誘導加熱装置。   2. The high frequency induction heating apparatus for die casting machine according to claim 1, wherein the nickel alloy wire is any one of a nickel-chromium alloy wire, a copper-nickel alloy wire, and an iron-nickel alloy wire. 前記誘導コイルが、前記被加熱物の外周面から所定の距離を隔てて螺旋状に配設され、前記誘導コイルの周囲が断熱部材で覆われ、螺旋状に配設された前記誘導コイルの各巻線間に、各巻線と被加熱物との間及び隣接する巻線同士の間が所定の距離を隔てて維持されるように支持する、絶縁性材料のスペーサが設けられていることを特徴とする請求項1又は2に記載のダイカストマシン用高周波誘導加熱装置。   The induction coil is spirally disposed at a predetermined distance from the outer peripheral surface of the object to be heated, the periphery of the induction coil is covered with a heat insulating member, and each winding of the induction coil disposed spirally It is characterized in that a spacer made of an insulating material is provided between the wires so as to support each winding and the object to be heated and between adjacent windings so as to be maintained at a predetermined distance. The high frequency induction heating apparatus for die-casting machines according to claim 1 or 2. 前記スペーサが四角柱状であり、前記巻線との接触面に、誘導コイル支持用凹部が形成されていることを特徴とする請求項3に記載のダイカストマシン用高周波誘導加熱装置。   4. The high frequency induction heating apparatus for a die casting machine according to claim 3, wherein the spacer has a quadrangular prism shape, and a concave portion for supporting an induction coil is formed on a contact surface with the winding. 前記スペーサの前記誘導コイル支持用凹部の外周側に、前記各スペーサの列を貫通して連結する連結バーを備えていることを特徴とする請求項4に記載のダイカストマシン用高周波誘導加熱装置。
5. The high frequency induction heating apparatus for a die casting machine according to claim 4, further comprising a connection bar that penetrates and connects the row of the spacers on an outer peripheral side of the recess for supporting the induction coil of the spacer.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN105682275A (en) * 2016-03-30 2016-06-15 大连理工大学 Integrated high temperature resistant electromagnetic induction coil
CN108393473A (en) * 2018-05-30 2018-08-14 刘杰 A kind of magnalium industry short circuit electrical heating automatic casting device
CN112872302A (en) * 2021-02-24 2021-06-01 惠州云海镁业有限公司 Magnesium alloy pouring tool preheating equipment and magnesium alloy pouring tool preheating method

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