JP2008261015A - Induction heating coil - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ワークのフランジ面を焼入する誘導加熱コイルに関し、特に肉厚の中心部を十分に加熱することができる誘導加熱コイルに関する。 The present invention relates to an induction heating coil that quenches a flange surface of a workpiece, and more particularly to an induction heating coil that can sufficiently heat a central portion of a wall thickness.
ワークの被焼入面であるフランジ面を焼入する誘導加熱コイルには、例えば特許第2841169号公報に記載れているようなものが提案されている。図5は、同公報に記載された誘導加熱コイルを示した平面図である。
この誘導加熱コイル100は、被焼入面に半周にわたって対向する円弧部110と、その円弧部110の中心位置に突設された半開放鞍型部120を具備するものである。
As an induction heating coil for quenching a flange surface, which is a workpiece to be hardened, for example, a coil as described in Japanese Patent No. 2841169 has been proposed. FIG. 5 is a plan view showing the induction heating coil described in the publication.
The
円弧部110は、中心からの距離(半径)が段階的に小さくなる複数の小円弧部111〜115を繋いだ形状をしており、半開放鞍型部120は、円弧部110の中心に形成された半円部121と、半円部121の両端部から中心軸方向に直線部122,122が形成されている。そして、円弧部110や半開放鞍型部120は、L形リード部130を介して絶縁材を挟んで重ね合わせた給電用の端子板150,150に接合され、更に通水用の口金160,160と接続されている。焼入を行うときは、ワークのフランジ面に円弧部110を対向させ、また軸孔の入口部内面に半開放鞍型部120を対向させて、ワークを回転させながら誘導加熱コイル100に高周波電流を流して加熱が行われる。
しかし、こうして中心部から外周に向かって階段状に小円弧部111〜115が連続し、外周から半径に沿った直線部140を介して中心部に戻る円弧部110を有する形状の誘導加熱コイル100は、中心部が肉厚の円錐状フランジ部を加熱することには適していなかった。例えば、プーリ円盤の中心にシャフトが突設されたプーリシャフト(図2参照)の場合には、シャフトの耐久性を高めるため、シャフト近傍の厚みが最も厚く、外周に向けて薄くなっている。そのため、被焼入れ面は中心側であるほど熱容量が大きく放熱されやすいので、小円弧部111では十分に加熱することができずに加熱不足となってしまうからである。
However, the
そこで、誘導加熱コイル100のような構成では、中心側の小円弧部111を外周側の小円弧部115よりも大きい円弧とすることが考えられる。しかし、電流は主にコイル内の最短距離を流れるため、段階状に形成されたコイルでは、例えば図5に破線矢印で示すような円弧に沿わない流れになってしまい、円弧部の長さに比例した効果が得られない。更に、階段状に小円弧部111〜115が連続する構成は、その形状が複雑で制作が困難であり、生産コストを増加させる原因にもなってしまう。
Therefore, in the configuration such as the
そこで、本発明は、かかる課題を解決すべく、肉厚の中心部を十分に加熱することができる誘導加熱コイルを提供することを目的とする。 Then, this invention aims at providing the induction heating coil which can fully heat the center part of thickness, in order to solve this subject.
本発明に係る誘導加熱コイルは、中心軸から円盤形状のフランジ部が張り出したワークに対し、そのフランジ部を加熱するためのものであって、前記中心軸から外周方向に向けて径方向に延びた半径部と、その半径部から所定角度範囲だけ円弧状に延びた円弧部と、その円弧部から前記中心軸のある中心部側に戻る返し部とを備えた形状であることを特徴とする。
また、本発明に係る誘導加熱コイルは、前記半径部と円弧部が前記中心軸を挟んで左右対称的に形成され、両側の円弧部を連結する前記返し部が、前記中心軸に接近した位置を通るようにして形成されたものであることが好ましい。
An induction heating coil according to the present invention is for heating a flange-shaped workpiece projecting from a central axis of a disc-shaped flange, and extends in a radial direction from the central axis toward an outer peripheral direction. A shape having a radius portion, an arc portion extending in an arc shape from the radius portion by a predetermined angle range, and a return portion returning from the arc portion to the center portion side having the central axis. .
In the induction heating coil according to the present invention, the radius portion and the arc portion are formed symmetrically with respect to the central axis, and the return portion that connects the arc portions on both sides is close to the central axis. It is preferably formed so as to pass through.
また、本発明に係る誘導加熱コイルは、前記返し部が、前記中心軸部分では当該中心軸に沿って内側円弧部が形成されたものであることが好ましい。
また、本発明に係る誘導加熱コイルは、前記一対の半径部又は前記半径部と返し部とに接続され、前記中心軸に沿うように形成された一対のシャフト加熱部は、前記中心軸に対して180°反転した位置に対称的に形成されたものであることが好ましい。
また、本発明に係る誘導加熱コイルは、前記円弧部が、その内周が前記フランジ部の外周に重なる位置にあるか、その外周よりも外側に位置しているものであることが好ましい。
In the induction heating coil according to the present invention, it is preferable that the return portion has an inner arc portion formed along the central axis in the central axis portion.
The induction heating coil according to the present invention is connected to the pair of radius portions or the radius portion and the return portion, and the pair of shaft heating portions formed along the center axis is It is preferably formed symmetrically at a position inverted by 180 °.
In addition, in the induction heating coil according to the present invention, it is preferable that the arc portion is located at a position where an inner circumference thereof overlaps with an outer circumference of the flange portion or is located outside the outer circumference.
よって、本発明によれば、中心軸から外周方向に延びた半径部、円弧状に延びた円弧部、そして前記中心軸に戻るようにした返し部を通して高周波電流を流し、中心軸から張り出したフランジ部を加熱するため、そのフランジ部の中心部分が肉厚であっても、半径部に加え返し部によって当該肉厚部分を十分に加熱することができる。また、半径部から円弧部及び返し部を流れる高周波電流は、最短距離となるその内周側を流れるたため、特に返し部の内周側に位置するフランジ部の中心部分を十分に加熱することができる。 Therefore, according to the present invention, a flange projecting from the center axis by flowing high-frequency current through a radius part extending in the outer peripheral direction from the center axis, an arc part extending in an arc shape, and a return part returning to the center axis. Since the portion is heated, even if the center portion of the flange portion is thick, the thick portion can be sufficiently heated by the return portion in addition to the radius portion. Further, since the high-frequency current flowing from the radius portion to the arc portion and the return portion flows on the inner peripheral side which is the shortest distance, the center portion of the flange portion located on the inner peripheral side of the return portion can be sufficiently heated. it can.
次に、本発明に係る誘導加熱コイルについて一実施形態を図面を参照しながら以下に説明する。図1は、誘導加熱コイルの第1実施形態を示した斜視図である。また、図2は、同じ誘導加熱コイルについて図3のA−A面で示した断面図であり、図3は、同じ誘導加熱コイルについて図2のB−B面で示した断面図である。
本実施形態の誘導加熱コイル1が焼入れするワークは、図2に示すプーリシャフト80である。このプーリシャフト80は、プーリ円盤81とシャフト82とが一体的に形成されたものであり、そのプーリ円盤81は、肉厚が中心部分では厚く外周方向に向けて次第に薄くなるように形成されている。
Next, an embodiment of the induction heating coil according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing a first embodiment of an induction heating coil. 2 is a cross-sectional view of the same induction heating coil shown in the AA plane of FIG. 3, and FIG. 3 is a cross-sectional view of the same induction heating coil shown in the B-B plane of FIG.
The work to be quenched by the induction heating coil 1 of the present embodiment is a
誘導加熱コイル1は、こうしたプーリ円盤81の被焼入面Wを加熱する加熱導体として、その被焼入面Wに沿ったプーリ加熱部10が形成されている。そして、誘導加熱コイル1は、更にプーリ加熱部10からシャフト82を挟んで軸方向に延びた直線のシャフト加熱部11,11と、平行に張り出した張出し部12が形成されている。張出し部12や一方のシャフト加熱部11には一対のリード部13,13が固定され、絶縁材を介して重ね合わせた給電用の端子板14,14に接合されると共に、通水用の口金15,15と接続されている。
In the induction heating coil 1, a
誘導加熱コイル1のプーリ加熱部10は、その平面視の形状が図3に示すように形成されている。すなわち、プーリ円盤81の中心にあるシャフト82の付け根部分から径方向に半径部21,21が延び、プーリ円盤81の外周に沿った円弧部22,22につながっている。半径部21及び円弧部22は、シャフト82を挟んで対称的に構成され、一対の半径部21,21が直線上に配置されている。そして、円弧部22,22から中心部側に戻るように、半径部21,21と平行に延びた直線の返し部23によって連結されている。特に、この返し部23は、図示するように中心のシャフト82に接近した位置を通るように配置されている。
The
このようにプーリ加熱部10は、半径部21,21、円弧部22,22そして返し部23を備える図示する形状で形成されている。そして、このプーリ加熱部10を図2に示すように側面側から見ると、半径部21、円弧部22及び返し部23の各部が、円錐状に形成されたプーリ円盤81の被焼入面Wに沿って一定の距離を保つように形成されている。また、シャフト82の付け根には円周状に凹部83が形成されており、プーリ加熱部1ではこの凹部83も十分に焼入れできるように、半径部21と返し部23にそれぞれ顎部25が突設されている。
As described above, the
こうして形成されたプーリ加熱部10には、シャフト82を加熱するシャフト加熱部11,11が連結されている。一対のシャフト加熱部11,11は、半径部21,21に連結され、シャフト82を挟んで対称的に形成されている。そして、リード部13から遠いシャフト加熱部11には、そのリード部13と張出し部12を介して連結されている。張り出し部12は、シャフト82を過剰に加熱しないように、そのシャフト82先端から離れた位置を通るように形成されている。
The
誘導加熱コイル1は、プーリ加熱部10や張出し部12で囲まれた領域が構成されており、プーリシャフト80は、図3に示す矢印S方向から挿入される。従って、シャフト82を挿入するには、例えば図3に示す一対の半径部21,21が、円弧部22,22側を図面下側に下げるように(ハの字になるように)傾いていたならば、図1に示すシャフト加熱部11,11の間隔が狭くなって挿入困難となる。そこで、本実施形態では、半径部21,21が直線上に配置された延在角度が180°で形成されている。
The induction heating coil 1 includes a region surrounded by the
そこで、プーリシャフト80は、図2に示すように起立した状態で図3に示す矢印S方向に移動し、シャフト82がシャフト加熱部11,11の間に入るようにして、誘導加熱コイル1に対して配置される。そして、プーリ円盤81は、図2に示すようにプーリ加熱部10の下に近接して配置される。プーリシャフト80は、こうした状態で焼入れが行われるが、それにはシャフト82を回転軸にして回転が与えられ、誘導加熱コイル1には高周波電流が流される。
Therefore, the
これにより、プーリシャフト80について、そのプーリ円盤81の被焼入れ面Wやシャフト82が加熱される。そして、所定の加熱後に誘導加熱コイル1からプーリシャフト80が取り出され、加熱された焼入面に冷却液が吹き付けられる。こうした冷却水によって加熱部分を急速に冷却することで、ワーク表面に硬化層が形成される。
Thereby, about the
よって、本実施形態の誘導加熱コイル1によれば、シャフト82から延びた半径部21,21と、シャフト82に接近した位置を通る返し部23とが、フランジ形状をしたプーリ円盤81の中心部分を加熱するので、その肉厚な中心部分を十分に加熱することができるようになった。そして、主に電流はコイルの最短距離を通って流れるので、返し部23ではシャフト82に面した内側を高周波電流が流れるため、この点においても肉厚なプーリ円盤81の中心部分を十分に加熱することができるようになった。また、プーリ加熱部10はシャフト82を挟んで対称形状であるため、回転するプーリ円盤81の被焼入れ面Wは1回転毎に2度同様の加熱部を通過することになり、効率の良い加熱が行われる。
Therefore, according to the induction heating coil 1 of the present embodiment, the
プーリ加熱部10には、半径部21と返し部23とにそれぞれ顎部25が突設されており、シャフト82の付け根に形成された凹部83に対しても十分に加熱することができる。また、誘導加熱コイル1は、半径部21,21の延在角度が180°であって、ワーク入口が広く形成されているので、図3の矢印S方向から挿入するプーリシャフト80が挿入しやすくなっている。更に、プーリ加熱部10は、半径部21、円弧部22および返し部23からなり、直線の多いシンプルな形状であるため製作が容易であり、この点でコストを抑えることができる。そして、こうしたシンプルな形状は、最短距離を通る電流が流れないような余分な角部形状をなくした形状でもある。加えて、シンプルな形状であるため、加熱促進用のコアが取り付けやすく、故に加熱調整がし易いという効果も有する。
In the
次に、誘導加熱コイルの第2実施形態について説明する。図4は、本実施形態の誘導加熱コイルを示した図であり、前記第1実施形態の図3に対応する図である。すなわち、本実施形態の誘導加熱コイル2は、プーリシャフト80を焼入れするものであって、誘導加熱コイル1のプーリ加熱部10を変化させたものである。従って、誘導加熱コイル2は、プーリ加熱部30以外については、図1に示すシャフト加熱部11,11、張出し部12、リード部13,13、端子板14,14及び口金15,15と同様に構成されている。
Next, a second embodiment of the induction heating coil will be described. FIG. 4 is a view showing the induction heating coil of the present embodiment, and corresponds to FIG. 3 of the first embodiment. That is, the induction heating coil 2 of the present embodiment is for quenching the
誘導加熱コイル2のプーリ加熱部30は、図3に示すような形状で形成されている。すなわち、プーリ円盤81の中心にあるシャフト82から径方向に半径部31が延び、プーリ円盤81の外周に沿った円弧部32につながっている。その円弧部32からは半径部31とほぼ平行に中心部側に戻る返し部33が延び、中心部分では、シャフト82の側面に沿うようにしてカーブした内側円弧部33aが形成されている。そして、その内側円弧部33aが半径部31とは反対のシャフト加熱部11に連結されている。また、半径部31と内側円弧部33aには、中心方向に突設した顎部35がそれぞれ形成されている。
The
このようにプーリ加熱部30は、半径部31、円弧部32及び内側円弧部33aを有する返し部33からなる形状で形成され、図2に示す第1実施形態のものと同様に、プーリ円盤81の被焼入面Wに沿って一定の距離を保つように形成されている。そして、誘導加熱コイル2は、このプーリ加熱部30などによって囲まれた領域を構成し、プーリシャフト80が矢印S方向から挿入される。そのため、シャフト加熱部11,11は、前記第1実施形態と同様、その間隔が狭くならないように中心軸に対して180°反転した位置に対称的に形成されている。
Thus, the
そこで、本実施形態では、図4に示すようにプーリシャフト80が誘導加熱コイル2に対して設置される。その後、プーリシャフト80がシャフト82を回転軸にして回転が与えられ、誘導加熱コイル2には高周波電流が流される。これにより、プーリシャフト80についてプーリ円盤81の焼入れ面Wやプーリシャフト80が加熱される。そして、誘導加熱コイル2からプーリシャフト80が取り出され、加熱された焼入面に冷却液が吹き付けられる。こうした冷却水によって加熱部分を急速に冷却することで、ワーク表面に硬化層が形成される。
Therefore, in this embodiment, the
よって、本実施形態の誘導加熱コイル2によれば、シャフト82から延びた半径部31だけでなく、特にシャフト82の周りに位置する内側円弧部33aによってフランジ形状の中心部分を加熱するので、肉厚なプーリ円盤81の中心部分を十分に加熱することができるようになった。そして、コイルの最短距離を流れる高周波電流が内側円弧部33aの内周側を流れるため、肉厚なプーリ円盤81の中心部分を十分に加熱することができるようになった。また、プーリ加熱部30には、半径部31と内側円弧部33aにそれぞれ顎部35が突設されており、シャフト82の付け根に形成された凹部83(図2参照)に対しても十分に加熱することができる。
Therefore, according to the induction heating coil 2 of the present embodiment, not only the
誘導加熱コイル2は、シャフト加熱部11,11が開いた位置にあって、ワーク入口が広く形成されているので、図4の矢印S方向から挿入するプーリシャフト80挿入しやすくなっている。更に、プーリ加熱部30は、半径部31、円弧部32及び内側円弧部33aを有する返し部33からなるシンプルな形状であるため製作が容易であり、この点でコストを抑えることができる。そして、このシンプルな形状は、最短距離を通る電流が流れないような余分な角部形状をなくした形状でもある。加えて、シンプルな形状であるため、加熱促進用のコアが取り付けやすく、故に加熱調整がし易いという効果も有する。
Since the induction heating coil 2 is in a position where the
ところで、第1及び第2実施形態では、プーリ加熱部10,30の円弧部22,32は、図3及び図4に示すように、プーリ円盤81の外周に重なるように形成されている。しかし、例えば円弧部22,32の位置を更に径方向外側へ移動させ、内周22a,32aがプーリ円盤81の外周に重なるか、更にその外側になるような構成であってもよい。これによれば、電流が最短距離となる内周22a,32a側を流れるため、プーリ円盤81の最外周をより加熱することができるようになるからである。
By the way, in 1st and 2nd embodiment, the
以上、本発明の誘導加熱コイルについて実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、前記実施形態のプーリ加熱部10,30では、半径部21,32や返し部23,33の形状が図3及び図4で示す平面図では直線になっているが、湾曲した曲線形状であってもよい。
As mentioned above, although embodiment was demonstrated about the induction heating coil of this invention, this invention is not limited to this, A various change is possible in the range which does not deviate from the meaning.
For example, in the
1 誘導加熱コイル
10 プーリ加熱部
11 シャフト加熱部
12 張出し部
13 リード部
14 端子板
15 口金
21 半径部
22 円弧部
23 返し部
80 プーリシャフ
81 プーリ円盤
82 シャフト
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (5)
前記中心軸から外周方向に向けて径方向に延びた半径部と、その半径部から所定角度範囲だけ円弧状に延びた円弧部と、その円弧部から前記中心軸のある中心部側に戻る返し部とを備えた形状であることを特徴とする誘導加熱コイル。 In an induction heating coil for heating the flange part of a workpiece with a disk-shaped flange part protruding from the central axis,
A radial portion extending radially from the central axis toward the outer circumferential direction, an arc portion extending in an arc shape from the radial portion by a predetermined angle range, and returning from the arc portion to the central portion side where the central axis is located An induction heating coil characterized by having a shape with a portion.
前記半径部と円弧部は、前記中心軸を挟んで左右対称的に形成され、両側の円弧部を連結する前記返し部が、前記中心軸に接近した位置を通るようにして形成されたものであることを特徴とする誘導加熱コイル。 In the induction heating coil according to claim 1,
The radius part and the arc part are formed symmetrically with respect to the central axis, and the return part that connects the arc parts on both sides passes through a position close to the central axis. An induction heating coil characterized by being.
前記返し部は、前記中心軸部分では当該中心軸に沿って内側円弧部が形成されたものであることを特徴とする誘導加熱コイル。 In the induction heating coil according to claim 1,
The induction heating coil according to claim 1, wherein the return portion has an inner arc portion formed along the central axis in the central axis portion.
前記一対の半径部又は前記半径部と返し部とに接続され、前記中心軸に沿うように形成された一対のシャフト加熱部は、前記中心軸に対して180°反転した位置に対称的に形成されたものであることを特徴とする誘導加熱コイル。 In the induction heating coil according to any one of claims 1 to 3,
The pair of shaft heating portions connected to the pair of radius portions or the radius portion and the return portion and formed along the central axis are symmetrically formed at positions inverted by 180 ° with respect to the central axis. An induction heating coil characterized by being made.
前記円弧部は、その内周が前記フランジ部の外周に重なる位置にあるか、その外周よりも外側に位置しているものであることを特徴とする誘導加熱コイル。 In the induction heating coil according to any one of claims 1 to 4,
The induction heating coil, wherein the arc portion is located at a position where an inner circumference thereof overlaps with an outer circumference of the flange portion, or is located outside the outer circumference.
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