JP2022108681A - Induction heating method and induction heating apparatus - Google Patents

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Abstract

To provide an induction heating method enabling suppression of formation of oxide scale on an outer periphery of a cylindrical workpiece during induction heating and cooling of the workpiece.SOLUTION: An induction heating method includes the steps of: (a) arranging an induction coil 26 in such a way as to surround the outer periphery of the cylindrical workpiece 4, and performing induction heating of the workpiece 4 by an induction coil 26 while supplying an inert gas to between an outer periphery of the workpiece 4 and an inner periphery of a partition tube 24 and into the workpiece 4 with the induction coil 26 arranged between the outer periphery of the cylindrical workpiece 4 and the partition tube 24; and (b) after the (a), supplying cooling liquid into the workpiece 4 while supplying the inert gas to between the outer periphery of the workpiece 4 and the inner periphery of the partition tube 24 with the partition tube 24 arranged between the outer periphery of the workpiece 4 and the induction coil 26, thereby cooling the workpiece 4.SELECTED DRAWING: Figure 8

Description

本発明は、筒状のワークを誘導加熱するための誘導加熱方法及び誘導加熱装置に関する。 The present invention relates to an induction heating method and an induction heating apparatus for induction heating a cylindrical work.

筒状のワークを誘導加熱するための誘導加熱方法が知られている。特許文献１に開示された誘導加熱方法では、ワークを誘導加熱する加熱工程が行われた後に、ワークを冷却する冷却工程が行われる。 An induction heating method for induction heating a cylindrical workpiece is known. In the induction heating method disclosed in Patent Document 1, a cooling process for cooling the workpiece is performed after a heating process for induction heating the workpiece is performed.

加熱工程では、ワークの外周面及び内周面の各々に沿って不活性ガスを流すことにより、ワークの内外を無酸化状態にした後に、誘導コイルによりワークを誘導加熱する。 In the heating step, inert gas is flowed along each of the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the work to render the inside and outside of the work non-oxidized, and then the work is induction-heated by the induction coil.

また、冷却工程では、冷却ジャケットから供給される冷却液をワークの外周面に向けて噴射することにより、ワークを冷却する。 In the cooling process, the work is cooled by injecting the cooling liquid supplied from the cooling jacket toward the outer peripheral surface of the work.

特開２０１０－２４５１５号公報JP 2010-24515 A

しかしながら、上述した従来の誘導加熱方法における冷却工程では、冷却液中の溶存酸素により、ワークの外周面に酸化スケール（酸化被膜）が形成されてしまい、ワークの外観品質が低下するという課題が生じる。 However, in the cooling process of the above-described conventional induction heating method, dissolved oxygen in the cooling liquid forms an oxide scale (oxide film) on the outer peripheral surface of the workpiece, resulting in a problem of deterioration in the appearance quality of the workpiece. .

本発明は、上述した課題を解決しようとするものであり、その目的は、筒状のワークの誘導加熱時及び冷却時に、ワークの外周面に酸化スケールが形成されるのを抑制することができる誘導加熱方法及び誘導加熱装置を提供することである。 The present invention is intended to solve the above-described problems, and its object is to suppress the formation of oxide scale on the outer peripheral surface of a cylindrical work during induction heating and cooling of the work. An object of the present invention is to provide an induction heating method and an induction heating apparatus.

本発明の一態様に係る誘導加熱方法は、筒状のワークを誘導加熱するための誘導加熱方法であって、（ａ）前記ワークの外周面を囲むように誘導コイルを配置し、且つ、前記ワークの外周面と前記誘導コイルとの間に仕切り管を配置した状態で、前記ワークの外周面と前記仕切り管の内周面との間、及び、前記ワークの内部の各々に不活性ガスを供給しながら、前記誘導コイルにより前記ワークを誘導加熱するステップと、（ｂ）前記（ａ）の後に、前記ワークの外周面と前記誘導コイルとの間に前記仕切り管を配置した状態で、前記ワークの外周面と前記仕切り管の内周面との間に不活性ガスを供給しながら、前記ワークの内部に冷却液を供給することにより前記ワークを冷却するステップと、を含む。 An induction heating method according to one aspect of the present invention is an induction heating method for induction heating a cylindrical work, comprising: (a) an induction coil is arranged so as to surround the outer peripheral surface of the work; Inert gas is supplied between the outer peripheral surface of the workpiece and the inner peripheral surface of the partition tube and inside the workpiece in a state where a partition pipe is arranged between the outer peripheral surface of the workpiece and the induction coil. (b) after (a), with the partition tube disposed between the outer peripheral surface of the work and the induction coil; and cooling the work by supplying cooling liquid to the inside of the work while supplying an inert gas between the outer peripheral surface of the work and the inner peripheral surface of the partition pipe.

本態様によれば、ワークを誘導加熱する際には、ワークの外周面と仕切り管の内周面との間、及び、ワークの内部の各々に不活性ガスを供給する。これにより、ワークの外周面と仕切り管の内周面との間、及び、ワークの内部の各々において空気（酸素）が遮断された状態で、ワークを誘導加熱することができる。その結果、ワークの誘導加熱時に、ワークの外周面及び内周面に酸化スケールが形成されるのを抑制することができる。また、ワークを冷却する際には、ワークの外周面と仕切り管の内周面との間に不活性ガスを供給しながら、ワークの内部に冷却液を供給する。これにより、ワークの外周面と仕切り管の内周面との間において空気（酸素）が遮断された状態で、ワークを冷却することができる。その結果、ワークの冷却時に、ワークの外周面に酸化スケールが形成されるのを抑制することができる。したがって、ワークの外周面の外観品質を高めることができる。 According to this aspect, when the workpiece is induction-heated, the inert gas is supplied between the outer peripheral surface of the workpiece and the inner peripheral surface of the partition pipe and the inside of the workpiece. As a result, the work can be induction-heated in a state in which air (oxygen) is shut off between the outer peripheral surface of the work and the inner peripheral surface of the partition pipe and inside the work. As a result, it is possible to suppress the formation of oxide scale on the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the workpiece during the induction heating of the workpiece. Further, when cooling the work, cooling liquid is supplied to the inside of the work while supplying an inert gas between the outer peripheral surface of the work and the inner peripheral surface of the partition pipe. As a result, the workpiece can be cooled while air (oxygen) is shut off between the outer peripheral surface of the workpiece and the inner peripheral surface of the partition pipe. As a result, it is possible to suppress the formation of oxide scale on the outer peripheral surface of the work when the work is cooled. Therefore, the appearance quality of the outer peripheral surface of the work can be improved.

例えば、前記（ｂ）では、冷却液を噴射するための噴射ノズルを前記ワークの内部に挿通した状態で、前記噴射ノズルから前記ワークの内部に向けて冷却液を噴射することにより、前記ワークを冷却するように構成してもよい。 For example, in (b) above, a cooling liquid is injected from the injection nozzle into the work in a state in which an injection nozzle for injecting the cooling liquid is inserted into the inside of the work. It may be configured for cooling.

本態様によれば、冷却液を噴射するための噴射ノズルをワークの内部に挿通することにより、ワークを効率良く冷却することができる。 According to this aspect, the workpiece can be efficiently cooled by inserting the injection nozzle for injecting the cooling liquid into the inside of the workpiece.

例えば、前記（ｂ）では、前記噴射ノズルの外周面から前記ワークの内周面に向けて冷却液を放射状に噴射することにより、前記ワークを冷却するように構成してもよい。 For example, in (b) above, the workpiece may be cooled by radially injecting cooling liquid from the outer peripheral surface of the injection nozzle toward the inner peripheral surface of the workpiece.

本態様によれば、噴射ノズルの外周面からワークの内周面に向けて冷却液を放射状に噴射することにより、ワークをより一層効率良く冷却することができる。 According to this aspect, by radially injecting the coolant from the outer peripheral surface of the injection nozzle toward the inner peripheral surface of the work, the work can be cooled more efficiently.

例えば、前記（ａ）では、前記ワークを上下方向に立てた状態で、前記ワークの外周面と前記仕切り管の内周面との間、及び、前記ワークの内部の各々に不活性ガスを下方から上方に向けて流し、前記（ｂ）では、前記ワークを上下方向に立てた状態で、前記ワークの外周面と前記仕切り管の内周面との間に不活性ガスを下方から上方に向けて流すように構成してもよい。 For example, in (a) above, an inert gas is supplied downward between the outer peripheral surface of the work and the inner peripheral surface of the partition pipe and inside the work while the work is set upright. In (b) above, in a state in which the workpiece is set vertically, an inert gas is directed upward from below between the outer peripheral surface of the workpiece and the inner peripheral surface of the partition pipe. It may be configured to flow

本態様によれば、誘導コイルにより誘導加熱されたワークの熱を利用して、不活性ガスを下方から上方に向けて流し易くすることができる。 According to this aspect, the heat of the work induction-heated by the induction coil can be used to facilitate the upward flow of the inert gas from below.

例えば、前記仕切り管は、石英管又はセラミック管であるように構成してもよい。 For example, the partition tube may be configured to be a quartz tube or a ceramic tube.

本態様によれば、仕切り管を、非磁性及び耐熱性を有する材料で形成することができる。 According to this aspect, the partition tube can be made of a non-magnetic and heat-resistant material.

本発明の一態様に係る誘導加熱装置は、筒状のワークを誘導加熱するための誘導加熱装置であって、前記ワークの外周面を囲むように配置され、前記ワークを誘導加熱する誘導コイルと、前記ワークの外周面と前記誘導コイルとの間に配置された仕切り管と、不活性ガスを供給する不活性ガス供給部と、冷却液を供給する冷却液供給部と、を備え、前記誘導コイルにより前記ワークを誘導加熱する際には、前記不活性ガス供給部は、前記ワークの外周面と前記仕切り管の内周面との間、及び、前記ワークの内部の各々に不活性ガスを供給し、前記ワークを冷却する際には、前記不活性ガス供給部は、前記ワークの外周面と前記仕切り管の内周面との間に不活性ガスを供給し、且つ、前記冷却液供給部は、前記ワークの内部に冷却液を供給する。 An induction heating device according to an aspect of the present invention is an induction heating device for induction heating a cylindrical work, comprising an induction coil arranged to surround the outer peripheral surface of the work and induction heating the work. a partition pipe disposed between the outer peripheral surface of the workpiece and the induction coil; an inert gas supply section for supplying inert gas; and a cooling liquid supply section for supplying cooling liquid; When the work is induction-heated by the coil, the inert gas supply unit supplies the inert gas between the outer peripheral surface of the work and the inner peripheral surface of the partition pipe and inside the work. When supplying and cooling the work, the inert gas supply unit supplies the inert gas between the outer peripheral surface of the work and the inner peripheral surface of the partition pipe, and the cooling liquid supply The part supplies cooling liquid to the inside of the work.

本態様によれば、上述と同様に、ワークの誘導加熱時及び冷却時に、ワークの外周面に酸化スケールが形成されるのを抑制することができ、ワークの外周面の外観品質を高めることができる。 According to this aspect, similarly to the above, it is possible to suppress the formation of oxide scale on the outer peripheral surface of the work during induction heating and cooling of the work, and improve the appearance quality of the outer peripheral surface of the work. can.

本発明の一態様に係る誘導加熱方法等によれば、筒状のワークの誘導加熱時及び冷却時に、ワークの外周面に酸化スケールが形成されるのを抑制することができ、ワークの外周面の外観品質を高めることができる。 According to the induction heating method and the like according to one aspect of the present invention, it is possible to suppress the formation of oxide scale on the outer peripheral surface of the cylindrical workpiece during the induction heating and cooling of the tubular workpiece. appearance quality can be enhanced.

実施の形態に係る誘導加熱装置を示す斜視図である。1 is a perspective view showing an induction heating device according to an embodiment; FIG. 図１のＩＩ－ＩＩ線による、実施の形態に係る誘導加熱装置の概略要部断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the main part of the induction heating device according to the embodiment, taken along line II-II of FIG. 1; 図１のＩＩＩ－ＩＩＩ線による、実施の形態に係る誘導加熱装置の概略要部断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the main part of the induction heating device according to the embodiment, taken along line III-III of FIG. 1; 実施の形態に係る誘導加熱装置の動作の流れを示すフローチャートである。4 is a flow chart showing the operation flow of the induction heating device according to the embodiment. 加熱工程における、実施の形態に係る誘導加熱装置の概略要部断面図である。4 is a schematic cross-sectional view of the main part of the induction heating device according to the embodiment in the heating process; FIG. 加熱工程における、実施の形態に係る誘導加熱装置の概略要部断面図である。4 is a schematic cross-sectional view of the main part of the induction heating device according to the embodiment in the heating process; FIG. 冷却工程における、実施の形態に係る誘導加熱装置の概略要部断面図である。4 is a schematic cross-sectional view of the main part of the induction heating device according to the embodiment in the cooling process; FIG. 冷却工程における、実施の形態に係る誘導加熱装置の概略要部断面図である。4 is a schematic cross-sectional view of the main part of the induction heating device according to the embodiment in the cooling process; FIG. 比較例、実施例１及び２に係る各誘導加熱装置によりそれぞれ誘導加熱されたワークの外観を示す写真である。4 is a photograph showing the appearance of workpieces induction-heated by induction heating apparatuses according to Comparative Example and Examples 1 and 2, respectively.

以下、実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。 Hereinafter, embodiments will be specifically described with reference to the drawings.

なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、特許請求の範囲を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。 It should be noted that the embodiments described below are all comprehensive or specific examples. Numerical values, shapes, materials, components, arrangement positions and connection forms of components, steps, order of steps, and the like shown in the following embodiments are examples, and are not intended to limit the scope of the claims. In addition, among the constituent elements in the following embodiments, constituent elements that are not described in independent claims representing the highest concept will be described as arbitrary constituent elements.

また、各図は、必ずしも厳密に図示したものではない。各図において、実質的に同一の構成については同一の符号を付し、重複する説明は省略又は簡略化する。 Moreover, each figure is not necessarily strictly illustrated. In each figure, substantially the same configurations are denoted by the same reference numerals, and overlapping descriptions are omitted or simplified.

（実施の形態）
［１．誘導加熱装置の構成］
まず、図１～図３を参照しながら、実施の形態に係る誘導加熱装置２の構成について説明する。図１は、実施の形態に係る誘導加熱装置２を示す斜視図である。図２は、図１のＩＩ－ＩＩ線による、実施の形態に係る誘導加熱装置２の概略要部断面図である。図３は、図１のＩＩＩ－ＩＩＩ線による、実施の形態に係る誘導加熱装置２の概略要部断面図である。 (Embodiment)
[1. Configuration of induction heating device]
First, the configuration of an induction heating device 2 according to an embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 3. FIG. FIG. 1 is a perspective view showing an induction heating device 2 according to an embodiment. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the main part of the induction heating device 2 according to the embodiment taken along line II-II of FIG. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the main part of the induction heating device 2 according to the embodiment taken along line III-III of FIG.

なお、図１～図３において、誘導加熱装置２の左右方向をＸ軸方向、誘導加熱装置２の前後方向をＹ軸方向、誘導加熱装置２の上下方向をＺ軸方向とする。また、図１～図３において、Ｚ軸のプラス側を「上方」、Ｚ軸のマイナス側を「下方」とする。 1 to 3, the horizontal direction of the induction heating device 2 is the X-axis direction, the front-rear direction of the induction heating device 2 is the Y-axis direction, and the vertical direction of the induction heating device 2 is the Z-axis direction. 1 to 3, the positive side of the Z-axis is defined as "upper" and the negative side of the Z-axis is defined as "lower".

誘導加熱装置２は、ワーク４を高周波で誘導加熱（いわゆる、高周波焼き入れ）するための装置である。高周波焼き入れとは、例えば数ｋＨｚ～数十ｋＨｚ程度の高周波の電磁誘導を起こすことにより、ワーク４の表面を加熱させて焼き入れを行う熱処理である。 The induction heating device 2 is a device for induction heating the work 4 with high frequency (so-called high frequency hardening). High-frequency hardening is heat treatment in which high-frequency electromagnetic induction of, for example, several kHz to several tens of kHz is generated to heat and harden the surface of the workpiece 4 .

ワーク４は、鋼等で形成された薄肉円筒状且つ長尺状の金属部品であり、例えばゴルフクラブのスチールシャフト等である。なお、ワーク４の肉厚は、例えば０．２～０．５ｍｍであり、ワーク４の長さは、例えば約１０００ｍｍである。 The work 4 is a thin cylindrical and long metal part made of steel or the like, such as a steel shaft of a golf club. The thickness of the work 4 is, for example, 0.2 to 0.5 mm, and the length of the work 4 is, for example, about 1000 mm.

図１～図３に示すように、誘導加熱装置２は、ベース部６と、支持ユニット８と、給気部１０と、冷却液受け槽１２と、不活性ガス供給部１４ａ，１４ｂと、排気部１６と、受け治具１８と、冷却液供給部２０と、噴射ノズル２２と、仕切り管２４と、誘導コイル２６とを備えている。 As shown in FIGS. 1 to 3, the induction heating device 2 includes a base portion 6, a support unit 8, an air supply portion 10, a cooling liquid receiving tank 12, inert gas supply portions 14a and 14b, and an exhaust gas. It includes a portion 16 , a receiving jig 18 , a coolant supply portion 20 , an injection nozzle 22 , a partition pipe 24 and an induction coil 26 .

図１に示すように、ベース部６は、誘導加熱装置２全体の土台となる部材である。ベース部６は、例えば室内の床面上に載置される。 As shown in FIG. 1, the base portion 6 is a member that serves as a foundation for the induction heating device 2 as a whole. The base portion 6 is placed, for example, on an indoor floor surface.

支持ユニット８は、仕切り管２４を支持するための部材である。図１に示すように、支持ユニット８は、下側支持プレート２８と、複数の支持柱３０と、上側支持プレート３２とを有している。 The support unit 8 is a member for supporting the partition pipe 24 . As shown in FIG. 1, the support unit 8 has a lower support plate 28, a plurality of support posts 30, and an upper support plate 32. As shown in FIG.

下側支持プレート２８は、仕切り管２４の下端部を支持するための部材である。図１に示すように、下側支持プレート２８は、略矩形状の平板であり、ベース部６の上端部に配置されている。図２に示すように、下側支持プレート２８の中央部には、円形状の開口部３４が形成されている。また、図１及び図２に示すように、下側支持プレート２８には、配管プラグ３６ａ，３６ｂが配置されている。配管プラグ３６ａ，３６ｂは、ＸＹ平面視で開口部３４に対して略対称な位置に配置され、下側支持プレート２８を貫通するように配置されている。 The lower support plate 28 is a member for supporting the lower ends of the partition tubes 24 . As shown in FIG. 1 , the lower support plate 28 is a substantially rectangular flat plate and is arranged at the upper end of the base portion 6 . As shown in FIG. 2, a circular opening 34 is formed in the center of the lower support plate 28 . Further, as shown in FIGS. 1 and 2, the lower support plate 28 is provided with piping plugs 36a and 36b. The pipe plugs 36a and 36b are arranged at substantially symmetrical positions with respect to the opening 34 in the XY plan view, and are arranged so as to pass through the lower support plate 28. As shown in FIG.

複数の支持柱３０は、上側支持プレート３２を支持するための部材である。複数の支持柱３０は、長尺状の円柱状に形成され、下側支持プレート２８の上面から上方に立設されている。 A plurality of support columns 30 are members for supporting the upper support plate 32 . The plurality of support columns 30 are formed in an elongated columnar shape and stand upright from the upper surface of the lower support plate 28 .

上側支持プレート３２は、仕切り管２４の上端部を支持するための部材である。図１に示すように、上側支持プレート３２は、略矩形状の平板であり、複数の支持柱３０の各上端部に支持されている。すなわち、上側支持プレート３２は、下側支持プレート２８の上方に対向して配置されている。図３に示すように、上側支持プレート３２の中央部には、円形状の開口部３８が形成されている。 The upper support plate 32 is a member for supporting the upper ends of the partition tubes 24 . As shown in FIG. 1 , the upper support plate 32 is a substantially rectangular flat plate and supported by the upper ends of the plurality of support columns 30 . That is, the upper support plate 32 is arranged above the lower support plate 28 to face it. As shown in FIG. 3, a circular opening 38 is formed in the central portion of the upper support plate 32 .

図２に示すように、給気部１０は、下側支持プレート２８の下面に取り付けられている。給気部１０には、下側支持プレート２８の開口部３４と連通する給気・排水用流路４０及び給気用流路４２が形成されている。給気・排水用流路４０の上端部は、下側支持プレート２８の上面に開口され、給気・排水用流路４０の下端部は、下側支持プレート２８の下面に開口されている。同様に、給気用流路４２の上端部は、下側支持プレート２８の上面に開口され、給気用流路４２の下端部は、下側支持プレート２８の下面に開口されている。 As shown in FIG. 2 , the air supply section 10 is attached to the lower surface of the lower support plate 28 . The air supply section 10 is formed with an air supply/drainage channel 40 and an air supply channel 42 communicating with the opening 34 of the lower support plate 28 . An upper end portion of the air supply/drainage channel 40 opens to the upper surface of the lower support plate 28 , and a lower end portion of the air supply/drainage channel 40 opens to the lower surface of the lower support plate 28 . Similarly, the upper end of the air supply flow path 42 opens to the upper surface of the lower support plate 28 , and the lower end of the air supply flow path 42 opens to the lower surface of the lower support plate 28 .

また、給気部１０の下端部には、給気用流路４２と連通する配管プラグ４４が取り付けられている。配管プラグ４４は、チューブ４６を介して上述した配管プラグ３６ａに接続されている。 A piping plug 44 that communicates with the air supply channel 42 is attached to the lower end of the air supply unit 10 . The piping plug 44 is connected via a tube 46 to the piping plug 36a described above.

冷却液受け槽１２は、ワーク４の内部を通して流下した冷却液（後述する）を受けるための水槽である。図１及び図２に示すように、冷却液受け槽１２は、下側支持プレート２８の下面に取り付けられており、給気部１０を下方から覆うように配置されている。なお、図１に示すように、冷却液受け槽１２の下端部には、当該冷却液受け槽１２に溜まった冷却液を外部に排出するための排水管４８が配置されている。 The cooling liquid receiving tank 12 is a water tank for receiving the cooling liquid (described later) flowing down through the interior of the work 4 . As shown in FIGS. 1 and 2, the coolant receiving tank 12 is attached to the lower surface of the lower support plate 28 and arranged to cover the air supply section 10 from below. As shown in FIG. 1, a drain pipe 48 is arranged at the lower end of the cooling liquid receiving tank 12 for discharging the cooling liquid accumulated in the cooling liquid receiving tank 12 to the outside.

図２に示すように、不活性ガス供給部１４ａ，１４ｂは、例えば窒素又はアルゴン等の不活性ガスを供給する供給源である。不活性ガス供給部１４ａ，１４ｂはそれぞれ、チューブ（図示せず）を介して配管プラグ３６ａ，３６ｂに接続されている。 As shown in FIG. 2, the inert gas supply units 14a and 14b are supply sources for supplying an inert gas such as nitrogen or argon. The inert gas supply units 14a and 14b are connected to piping plugs 36a and 36b via tubes (not shown), respectively.

図３に示すように、排気部１６は、上側支持プレート３２の上面に取り付けられている。排気部１６には、上側支持プレート３２の開口部３８と連通する第１の排気用流路５０、第２の排気用流路５２及び第３の排気用流路５４が形成されている。 As shown in FIG. 3, the exhaust section 16 is attached to the upper surface of the upper support plate 32 . A first exhaust channel 50 , a second exhaust channel 52 , and a third exhaust channel 54 communicating with the opening 38 of the upper support plate 32 are formed in the exhaust portion 16 .

第１の排気用流路５０は、排気部１６の上面から下面まで延びている。すなわち、第１の排気用流路５０の上端部は、排気部１６の上面に開口され、第１の排気用流路５０の下端部は、排気部１６の下面に開口されている。また、第１の排気用流路５０の上端部には、配管プラグ５６が取り付けられている。 The first exhaust channel 50 extends from the upper surface to the lower surface of the exhaust section 16 . That is, the upper end portion of the first exhaust channel 50 opens to the upper surface of the exhaust portion 16 , and the lower end portion of the first exhaust channel 50 opens to the lower surface of the exhaust portion 16 . A piping plug 56 is attached to the upper end of the first exhaust flow path 50 .

第２の排気用流路５２は、排気部１６の下面から側面まで延びている。すなわち、第２の排気用流路５２の一端部は、排気部１６の下面に開口され、第２の排気用流路５２の他端部は、排気部１６の側面に開口されている。なお、第２の排気用流路５２の他端部には、逆止弁を配置してもよい。 The second exhaust passage 52 extends from the lower surface of the exhaust portion 16 to the side surface. That is, one end of the second exhaust flow path 52 opens to the lower surface of the exhaust section 16 , and the other end of the second exhaust flow path 52 opens to the side surface of the exhaust section 16 . A check valve may be arranged at the other end of the second exhaust channel 52 .

第３の排気用流路５４は、第１の排気用流路５０から分岐して側方に延びている。すなわち、第３の排気用流路５４の一端部は、第１の排気用流路５０の側面に開口され、第３の排気用流路５４の他端部は、排気部１６の側面に開口されている。なお、第３の排気用流路５４の他端部には、逆止弁を配置してもよい。 The third exhaust flow path 54 branches off from the first exhaust flow path 50 and extends laterally. That is, one end of the third exhaust flow path 54 opens to the side surface of the first exhaust flow path 50 , and the other end of the third exhaust flow path 54 opens to the side surface of the exhaust section 16 . It is A check valve may be arranged at the other end of the third exhaust channel 54 .

受け治具１８は、ワーク４を上下方向に立てた状態に保持するための治具である。図２及び図３に示すように、受け治具１８は、下側受け治具５８と、下側接触治具６０と、上側受け治具６２と、上側接触治具６４とを有している。 The receiving jig 18 is a jig for holding the workpiece 4 vertically. As shown in FIGS. 2 and 3, the receiving jig 18 has a lower receiving jig 58, a lower contact jig 60, an upper receiving jig 62, and an upper contact jig 64. .

図２に示すように、下側受け治具５８は、円筒状に形成され、例えば樹脂で形成されている。下側受け治具５８は、給気部１０の上面から下側支持プレート２８の開口部３４を通して上方に立設している。下側受け治具５８の内部は、給気部１０の給気・排水用流路４０と連通し、且つ、ワーク４の内部と連通している。下側接触治具６０は、リング状に形成され、例えばセラミックで形成されている。下側接触治具６０は、下側受け治具５８の上端部に配置されており、上下方向に立てたワーク４の下端部を着脱自在に支持する。 As shown in FIG. 2, the lower receiving jig 58 is cylindrical and made of resin, for example. The lower receiving jig 58 stands upward from the upper surface of the air supply section 10 through the opening 34 of the lower support plate 28 . The inside of the lower receiving jig 58 communicates with the air supply/drain flow path 40 of the air supply section 10 and also communicates with the inside of the work 4 . The lower contact jig 60 is ring-shaped and made of ceramic, for example. The lower contact jig 60 is arranged at the upper end portion of the lower receiving jig 58 and detachably supports the lower end portion of the vertically erected work 4 .

図３に示すように、上側受け治具６２は、円筒状に形成され、例えば樹脂で形成されている。上側受け治具６２は、排気部１６の下面から上側支持プレート３２の開口部３８を通して下方に延びている。上側受け治具６２の内部は、排気部１６の第１の排気用流路５０と連通し、且つ、ワーク４の内部と連通している。上側接触治具６４は、リング状に形成され、例えばセラミックで形成されている。上側接触治具６４は、上側受け治具６２の下端部に配置されており、上下方向に立てたワーク４の上端部を着脱自在に支持する。 As shown in FIG. 3, the upper receiving jig 62 is cylindrical and made of resin, for example. The upper receiving jig 62 extends downward from the lower surface of the exhaust section 16 through the opening 38 of the upper support plate 32 . The inside of the upper receiving jig 62 communicates with the first exhaust passage 50 of the exhaust section 16 and also communicates with the inside of the workpiece 4 . The upper contact jig 64 is ring-shaped and made of ceramic, for example. The upper contact jig 64 is arranged at the lower end portion of the upper receiving jig 62 and detachably supports the upper end portion of the vertically erected work 4 .

図３に示すように、冷却液供給部２０は、誘導加熱されたワーク４を冷却するための冷却液（焼入液）を供給する供給源である。冷却液は、例えばＰＡＧ（ポリアルキレングリコール）等のポリマーを含有する水溶液である。冷却液供給部２０は、チューブ（図示せず）を介して配管プラグ５６に接続されている。 As shown in FIG. 3, the cooling liquid supply unit 20 is a supply source for supplying cooling liquid (quenching liquid) for cooling the induction-heated workpiece 4 . The coolant is, for example, an aqueous solution containing a polymer such as PAG (polyalkylene glycol). The coolant supply 20 is connected to the piping plug 56 via a tube (not shown).

図３に示すように、噴射ノズル２２は、冷却液を噴射するための長尺状のノズルである。噴射ノズル２２の上端部は、パッキン６６を介して配管プラグ５６の内周面に取り付けられている。これにより、噴射ノズル２２は、配管プラグ５６と連通している。噴射ノズル２２は、配管プラグ５６から下方に延び、その一部は、上側受け治具６２及び上側接触治具６４の各内部、及び、受け治具１８により上下方向に立てた状態に保持されたワーク４の内部に挿通される。図２に示すように、噴射ノズル２２の下端部は、ワーク４の下端部よりもやや上方に配置されている。噴射ノズル２２の外周面のうち、ワーク４の内部に挿通される領域には、ワーク４の内周面に向けて冷却液を放射状に噴射するための複数のノズル孔（図示せず）が形成されている。 As shown in FIG. 3, the injection nozzle 22 is an elongated nozzle for injecting coolant. An upper end portion of the injection nozzle 22 is attached to the inner peripheral surface of the piping plug 56 via a packing 66 . This allows the injection nozzle 22 to communicate with the piping plug 56 . The injection nozzle 22 extends downward from the piping plug 56 and is partially held vertically by the insides of the upper receiving jig 62 and the upper contact jig 64 and the receiving jig 18. It is inserted inside the work 4 . As shown in FIG. 2 , the lower end of the injection nozzle 22 is arranged slightly above the lower end of the workpiece 4 . A plurality of nozzle holes (not shown) for radially injecting the coolant toward the inner peripheral surface of the workpiece 4 are formed in a region of the outer peripheral surface of the injection nozzle 22 that is inserted into the interior of the workpiece 4 . It is

仕切り管２４は、受け治具１８により上下方向に立てた状態に保持されたワーク４の外周面と誘導コイル２６とを仕切るための部材であり、薄肉円筒状且つ長尺状に形成されている。仕切り管２４は、非磁性及び耐熱性を有する材料で形成されており、例えば石英管又はセラミック管である。図２に示すように、仕切り管２４の下端部は、下側支持プレート２８の開口部３４の内周面上に取り付けられている。また、図３に示すように、仕切り管２４の上端部は、上側支持プレート３２の開口部３８の内周面上に取り付けられている。これにより、仕切り管２４は、受け治具１８と、当該受け治具１８により上下方向に立てた状態に保持されたワーク４の外周面とを囲むように配置される。 The partition pipe 24 is a member for partitioning the outer peripheral surface of the work 4 held vertically by the receiving jig 18 and the induction coil 26, and is formed in a thin cylindrical and long shape. . The partition tube 24 is made of a non-magnetic and heat-resistant material, such as a quartz tube or a ceramic tube. As shown in FIG. 2, the lower end of partition tube 24 is mounted on the inner peripheral surface of opening 34 of lower support plate 28 . Also, as shown in FIG. 3 , the upper end of the partition tube 24 is attached to the inner peripheral surface of the opening 38 of the upper support plate 32 . Thereby, the partition pipe 24 is arranged so as to surround the receiving jig 18 and the outer peripheral surface of the workpiece 4 held vertically by the receiving jig 18 .

誘導コイル２６は、ワーク４を誘導加熱するためのものであり、電源回路（図示せず）に電気的に接続されている。図１に示すように、誘導コイル２６は、例えば銅製のパイプを螺旋状に巻回することにより形成された、いわゆるマルチターンコイルである。誘導コイル２６は、複数の支持柱３０に取り付けられたコイルサポート６８に支持されており、仕切り管２４の外周面を囲むように配置されている。すなわち、図２及び図３に示すように、誘導コイル２６は、ワーク４の全長に亘ってワーク４の外周面を囲むように配置され、仕切り管２４は、ワーク４の外周面と誘導コイル２６との間に配置されている。 The induction coil 26 is for inductively heating the workpiece 4 and is electrically connected to a power supply circuit (not shown). As shown in FIG. 1, the induction coil 26 is a so-called multi-turn coil formed by spirally winding a copper pipe, for example. The induction coil 26 is supported by coil supports 68 attached to a plurality of support columns 30 and arranged so as to surround the outer peripheral surface of the partition tube 24 . That is, as shown in FIGS. 2 and 3, the induction coil 26 is arranged to surround the outer peripheral surface of the work 4 over the entire length of the work 4, and the partition tube 24 is positioned between the outer peripheral surface of the work 4 and the induction coil 26. is placed between

［２．誘導加熱装置の動作］
次に、図４～図８を参照しながら、実施の形態に係る誘導加熱装置２の動作について説明する。図４は、実施の形態に係る誘導加熱装置２の動作の流れを示すフローチャートである。図５及び図６は、加熱工程における、実施の形態に係る誘導加熱装置２の概略要部断面図である。図７及び図８は、冷却工程における、実施の形態に係る誘導加熱装置２の概略要部断面図である。 [2. Operation of induction heating device]
Next, operation of the induction heating device 2 according to the embodiment will be described with reference to FIGS. 4 to 8. FIG. FIG. 4 is a flow chart showing the operation flow of the induction heating device 2 according to the embodiment. 5 and 6 are schematic cross-sectional views of main parts of the induction heating device 2 according to the embodiment in the heating process. 7 and 8 are schematic sectional views of main parts of the induction heating device 2 according to the embodiment in the cooling process.

［２－１．加熱工程］
図４に示すように、まず、誘導コイル２６によりワーク４を誘導加熱する加熱工程が行われる（Ｓ１）。 [2-1. Heating process]
As shown in FIG. 4, first, a heating process is performed to induction-heat the workpiece 4 by the induction coil 26 (S1).

加熱工程では、誘導加熱すべきワーク４の生材を、受け治具１８により上下方向に立てた状態に保持する。これにより、誘導コイル２６は、ワーク４の外周面を囲むように配置され、仕切り管２４は、ワーク４の外周面と誘導コイル２６との間に配置される。この状態で、図５に示すように、不活性ガス供給部１４ａ，１４ｂがともに動作をオンし、図６に示すように、冷却液供給部２０が動作をオフする。 In the heating process, the raw material of the workpiece 4 to be induction-heated is held vertically by a receiving jig 18 . Thereby, the induction coil 26 is arranged so as to surround the outer peripheral surface of the work 4 , and the partition tube 24 is arranged between the outer peripheral surface of the work 4 and the induction coil 26 . In this state, the inert gas supply units 14a and 14b are both turned on as shown in FIG. 5, and the coolant supply unit 20 is turned off as shown in FIG.

図５の矢印で示すように、不活性ガス供給部１４ａからの不活性ガスは、（ａ１）配管プラグ３６ａ、（ａ２）チューブ４６、（ａ３）配管プラグ４４、（ａ４）給気部１０の給気用流路４２、（ａ５）下側支持プレート２８の開口部３４、及び、（ａ６）下側受け治具５８の外周面と仕切り管２４の内周面との間を通して、ワーク４の外周面と仕切り管２４の内周面との間に供給される。 As indicated by the arrows in FIG. 5, the inert gas from the inert gas supply unit 14a is supplied to (a1) the pipe plug 36a, (a2) the tube 46, (a3) the pipe plug 44, and (a4) the air supply unit 10. Air supply flow path 42, (a5) opening 34 of lower support plate 28, and (a6) between outer peripheral surface of lower receiving jig 58 and inner peripheral surface of partition tube 24, work 4 is supplied. It is supplied between the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the partition pipe 24 .

その後、図６の矢印で示すように、不活性ガスは、ワーク４の外周面と仕切り管２４の内周面との間を下方から上方に向けて流れ、（ａ７）上側支持プレート３２の開口部３８、及び、（ａ８）排気部１６の第２の排気用流路５２を通して、外部に排出される。 After that, as indicated by the arrows in FIG. 6, the inert gas flows from below to above between the outer peripheral surface of the workpiece 4 and the inner peripheral surface of the partition tube 24, and (a7) the opening of the upper support plate 32. It is discharged to the outside through the portion 38 and (a8) the second exhaust passage 52 of the exhaust portion 16 .

また、図５の矢印で示すように、不活性ガス供給部１４ｂからの不活性ガスは、（ｂ１）配管プラグ３６ｂ、（ｂ２）冷却液受け槽１２、（ｂ３）給気部１０の給気・排水用流路４０、（ｂ４）下側支持プレート２８の開口部３４、及び、（ｂ５）下側受け治具５８の内部を通して、ワーク４の内部に供給される。 5, the inert gas from the inert gas supply unit 14b is supplied to (b1) the pipe plug 36b, (b2) the cooling liquid receiving tank 12, and (b3) the air supply unit 10. (b4) the opening 34 of the lower support plate 28; and (b5) the inside of the lower receiving jig 58.

その後、図６の矢印で示すように、不活性ガスは、ワーク４の内部を下方から上方に向けて流れ、（ｂ６）上側支持プレート３２の開口部３８、（ｂ７）排気部１６の第１の排気用流路５０、及び、（ｂ８）排気部１６の第３の排気用流路５４を通して、外部に排出される。 After that, as indicated by the arrows in FIG. 6, the inert gas flows upward through the inside of the workpiece 4, (b6) the opening 38 of the upper support plate 32, and (b7) the first exhaust section 16. and (b8) the third exhaust flow path 54 of the exhaust section 16 to the outside.

以上のようにして、ワーク４の外周面と仕切り管２４の内周面との間、及び、ワーク４の内部の各々には、不活性ガスが供給される。その結果、ワーク４の外周面と仕切り管２４の内周面との間、及び、ワーク４の内部では、不活性ガスによって空気（酸素）が遮断されるようになる。 As described above, the inert gas is supplied between the outer peripheral surface of the work 4 and the inner peripheral surface of the partition pipe 24 and the interior of the work 4 . As a result, between the outer peripheral surface of the workpiece 4 and the inner peripheral surface of the partition pipe 24 and inside the workpiece 4, air (oxygen) is shut off by the inert gas.

この状態で、電源回路により生成された高周波電流が所定時間の間、誘導コイル２６に供給されることによって、ワーク４が誘導コイル２６により当該ワーク４の全長に亘って誘導加熱される。この時、上述したように、ワーク４の外周面と仕切り管２４の内周面との間、及び、ワーク４の内部において空気（酸素）が遮断されているので、いわゆる無酸化状態でワーク４を誘導加熱することができる。 In this state, a high-frequency current generated by the power supply circuit is supplied to the induction coil 26 for a predetermined period of time, whereby the workpiece 4 is induction-heated over the entire length of the workpiece 4 by the induction coil 26 . At this time, as described above, air (oxygen) is shut off between the outer peripheral surface of the work 4 and the inner peripheral surface of the partition tube 24 and inside the work 4, so that the work 4 is in a so-called non-oxidized state. can be induction heated.

この時、ワーク４の外周面と仕切り管２４の内周面との間、及び、ワーク４の内部を流れる不活性ガスは、誘導加熱されたワーク４の熱によってスムーズに上昇することができる。また、ワーク４を誘導加熱することにより、ワーク４の外周面及び内周面から発生した油蒸気は、不活性ガスと同様に、排気部１６の第２の排気用流路５２及び第３の排気用流路５４を通して、外部に排出される。 At this time, the inert gas flowing between the outer peripheral surface of the work 4 and the inner peripheral surface of the partition tube 24 and inside the work 4 can smoothly rise due to the heat of the work 4 that is induction-heated. In addition, by induction heating the workpiece 4, the oil vapor generated from the outer and inner peripheral surfaces of the workpiece 4 flows through the second exhaust passage 52 and the third exhaust passage 52 of the exhaust section 16 in the same manner as the inert gas. It is discharged to the outside through the exhaust passage 54 .

なお、上記所定時間の経過後、誘導コイル２６への高周波電流の供給が停止し、誘導コイル２６によるワーク４の誘導加熱が停止する。 After the predetermined time has elapsed, the supply of the high-frequency current to the induction coil 26 is stopped, and the induction heating of the workpiece 4 by the induction coil 26 is stopped.

［２－２．冷却工程］
図４に示すように、加熱工程（Ｓ１）が行われた後、誘導加熱されたワーク４を冷却する冷却工程が行われる（Ｓ２）。 [2-2. Cooling process]
As shown in FIG. 4, after the heating step (S1) is performed, the cooling step of cooling the induction-heated workpiece 4 is performed (S2).

冷却工程では、加熱工程から引き続き、誘導加熱されたワーク４を、受け治具１８により上下方向に立てた状態に保持する。この状態で、図７に示すように、不活性ガス供給部１４ａが動作をオン、不活性ガス供給部１４ｂが動作をオフし、図８に示すように、冷却液供給部２０が動作をオンする。 In the cooling step, the induction-heated workpiece 4 is held vertically by the receiving jig 18 following the heating step. In this state, as shown in FIG. 7, the inert gas supply unit 14a is turned on, the inert gas supply unit 14b is turned off, and as shown in FIG. 8, the coolant supply unit 20 is turned on. do.

図７の矢印で示すように、不活性ガス供給部１４ａからの不活性ガスは、（ｃ１）配管プラグ３６ａ、（ｃ２）チューブ４６、（ｃ３）配管プラグ４４、（ｃ４）給気部１０の給気用流路４２、（ｃ５）下側支持プレート２８の開口部３４、及び、（ｃ６）下側受け治具５８の外周面と仕切り管２４の内周面との間を通して、ワーク４の外周面と仕切り管２４の内周面との間に供給される。 As indicated by the arrows in FIG. 7, the inert gas from the inert gas supply section 14a is supplied to (c1) the piping plug 36a, (c2) the tube 46, (c3) the piping plug 44, and (c4) the air supply section 10. Air supply flow path 42, (c5) the opening 34 of the lower support plate 28, and (c6) the outer peripheral surface of the lower receiving jig 58 and the inner peripheral surface of the partition pipe 24 are passed through the workpiece 4. It is supplied between the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the partition pipe 24 .

その後、図８の矢印で示すように、不活性ガスは、ワーク４の外周面と仕切り管２４の内周面との間を下方から上方に向けて流れ、（ｃ７）上側支持プレート３２の開口部３８、及び、（ｃ８）排気部１６の第２の排気用流路５２を通して、外部に排出される。 Thereafter, as indicated by the arrows in FIG. 8, the inert gas flows from below to above between the outer peripheral surface of the workpiece 4 and the inner peripheral surface of the partition tube 24, and (c7) the opening of the upper support plate 32. It is discharged to the outside through the portion 38 and (c8) the second exhaust passage 52 of the exhaust portion 16 .

なお、不活性ガス供給部１４ｂは動作をオフしているので、ワーク４の内部には不活性ガスは供給されない。 Since the inert gas supply unit 14b is turned off, the inert gas is not supplied to the interior of the workpiece 4. FIG.

また、図８の矢印で示すように、冷却液供給部２０からの冷却液は、配管プラグ５６を通して噴射ノズル２２に供給される。噴射ノズル２２に供給された冷却液は、噴射ノズル２２の内部を流下する間に、複数のノズル孔からワーク４の内周面に向けて放射状に噴射される。これにより、ワーク４は、冷却液によって当該ワーク４の全長に亘って冷却される。この時、上述したように、ワーク４の外周面と仕切り管２４の内周面との間において空気（酸素）が遮断されているので、いわゆる無酸化状態でワーク４を冷却することができる。 Further, as indicated by arrows in FIG. 8, the cooling liquid from the cooling liquid supply section 20 is supplied to the injection nozzle 22 through the piping plug 56 . The cooling liquid supplied to the injection nozzle 22 is radially injected from a plurality of nozzle holes toward the inner peripheral surface of the workpiece 4 while flowing down inside the injection nozzle 22 . Thereby, the work 4 is cooled over the entire length of the work 4 by the coolant. At this time, as described above, since air (oxygen) is blocked between the outer peripheral surface of the work 4 and the inner peripheral surface of the partition pipe 24, the work 4 can be cooled in a so-called non-oxidized state.

なお、ワーク４の冷却時にワーク４の内周面で発生した蒸気は、第３の排気用流路５４を通して外部に排出される。これにより、ワーク４の内部への不活性ガスの供給を停止した場合であっても、ワーク４の内周面で発生した高温の蒸気が外部に排出されるので、ワーク４の内部に空気（酸素）が再度流入するのを抑制することができ、無酸化状態を維持することができる。 Steam generated on the inner peripheral surface of the work 4 during cooling of the work 4 is discharged to the outside through the third exhaust passage 54 . As a result, even when the supply of the inert gas to the inside of the work 4 is stopped, the high-temperature steam generated on the inner peripheral surface of the work 4 is discharged to the outside. oxygen) can be suppressed from flowing in again, and a non-oxidized state can be maintained.

図７に示すように、ワーク４を冷却した冷却液は、下側受け治具５８の内部、及び、給気部１０の給気・排水用流路４０を通して流下し、冷却液受け槽１２に溜められる。冷却液受け槽１２に溜まった冷却液は、排水管４８（図１参照）を通して外部に排出される。 As shown in FIG. 7, the cooling liquid that has cooled the work 4 flows down through the inside of the lower receiving jig 58 and the air supply/drain flow path 40 of the air supply unit 10, and into the cooling liquid receiving tank 12. be accumulated. The cooling liquid accumulated in the cooling liquid receiving tank 12 is discharged to the outside through a drain pipe 48 (see FIG. 1).

［３．効果］
上述したように、加熱工程では、ワーク４の外周面と仕切り管２４の内周面との間、及び、ワーク４の内部において空気（酸素）が遮断された状態で、ワーク４を誘導加熱することができる。これにより、加熱工程において、ワーク４の外周面及び内周面に酸化スケールが形成されるのを抑制することができる。 [3. effect]
As described above, in the heating process, the work 4 is induction-heated in a state in which air (oxygen) is cut off between the outer peripheral surface of the work 4 and the inner peripheral surface of the partition tube 24 and inside the work 4. be able to. Thereby, it is possible to suppress the formation of oxide scale on the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the workpiece 4 in the heating process.

また、冷却工程では、ワーク４の外周面と仕切り管２４の内周面との間において空気（酸素）が遮断された状態で、ワーク４を冷却することができる。これにより、冷却工程において、ワーク４の外周面に酸化スケールが形成されるのを抑制することができる。 Further, in the cooling process, the workpiece 4 can be cooled while air (oxygen) is blocked between the outer peripheral surface of the workpiece 4 and the inner peripheral surface of the partition pipe 24 . Thereby, it is possible to suppress the formation of oxide scale on the outer peripheral surface of the workpiece 4 in the cooling process.

したがって、ワーク４の誘導加熱時及び冷却時に、ワーク４の外周面に酸化スケールが形成されるのを抑制することができ、ワーク４の外周面の外観品質を高めることができる。 Therefore, it is possible to suppress the formation of oxide scale on the outer peripheral surface of the work 4 during the induction heating and cooling of the work 4, and the appearance quality of the outer peripheral surface of the work 4 can be improved.

［４．実施例及び比較例］
本実施の形態による効果、すなわち、ワーク４の誘導加熱時及び冷却時に、ワーク４の外周面に酸化スケールが形成されるのを抑制することができる効果を確認するため、以下の実験を行った。図９は、比較例、実施例１及び２に係る各誘導加熱装置によりそれぞれ誘導加熱されたワークの外観を示す写真である。 [4. Examples and Comparative Examples]
In order to confirm the effect of this embodiment, that is, the effect of being able to suppress the formation of oxide scale on the outer peripheral surface of the work 4 during induction heating and cooling of the work 4, the following experiment was conducted. . FIG. 9 is a photograph showing the appearance of workpieces induction-heated by induction heating apparatuses according to Comparative Example, Examples 1 and 2, respectively.

比較例では、図９の（ａ）に示す鋼製の円筒状のワークの生材に対して、大気中において８ｋＨｚの高周波で誘導加熱した後に、大気中においてワークを冷却した。その結果、図９の（ｂ）に示すように、ワークの外周面には酸化スケールが形成され、ワークの外周面が黒くなった。 In a comparative example, a green cylindrical workpiece made of steel shown in FIG. 9(a) was induction-heated in the atmosphere at a high frequency of 8 kHz, and then cooled in the atmosphere. As a result, as shown in FIG. 9(b), oxide scale was formed on the outer peripheral surface of the work, and the outer peripheral surface of the work turned black.

実施例１では、図９の（ａ）に示す鋼製の円筒状のワークの生材に対して、窒素雰囲気中において４２ｋＨｚの高周波で誘導加熱した後に、窒素雰囲気中においてワークを冷却した。その結果、図９の（ｃ）に示すように、ワークの外周面には酸化スケールが形成されず、ワークの外周面は生材の光沢を保っていた。 In Example 1, the raw cylindrical steel workpiece shown in FIG. 9A was induction-heated at a high frequency of 42 kHz in a nitrogen atmosphere, and then cooled in a nitrogen atmosphere. As a result, as shown in FIG. 9(c), no oxide scale was formed on the outer peripheral surface of the work, and the outer peripheral surface of the work maintained the luster of the raw material.

実施例２では、図９の（ａ）に示す鋼製の円筒状のワークの生材に対して、窒素雰囲気中において８ｋＨｚの高周波で誘導加熱した後に、窒素雰囲気中においてワークを冷却した。その結果、図９の（ｄ）に示すように、ワークの外周面には酸化スケールがほとんど形成されず、ワークの外周面は生材に近い光沢を保っていた。 In Example 2, the raw cylindrical steel workpiece shown in FIG. 9A was induction-heated at a high frequency of 8 kHz in a nitrogen atmosphere, and then cooled in a nitrogen atmosphere. As a result, as shown in FIG. 9(d), almost no oxidized scale was formed on the outer peripheral surface of the work, and the outer peripheral surface of the work maintained a luster close to that of raw material.

以上のことから、実施の形態に係る誘導加熱装置２では、ワーク４の誘導加熱時及び冷却時に、ワーク４の外周面に酸化スケールが形成されるのを抑制することができる効果を得られることが確認された。 From the above, in the induction heating device 2 according to the embodiment, it is possible to obtain the effect of being able to suppress the formation of oxide scale on the outer peripheral surface of the work 4 during induction heating and cooling of the work 4. was confirmed.

（変形例等）
以上、本発明の１つ又は複数の態様に係る誘導加熱装置について、上記実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の１つ又は複数の態様の範囲内に含まれてもよい。 (Modified example, etc.)
As described above, the induction heating device according to one or more aspects of the present invention has been described based on the above embodiments, but the present invention is not limited to the above embodiments. As long as it does not depart from the gist of the present invention, one or more modifications of the present embodiment that can be conceived by a person skilled in the art, or a form constructed by combining the components of different embodiments may be included within the scope of the embodiments.

上記実施の形態では、誘導コイル２６をマルチターンコイルとしたが、これに限定されず、例えば銅製のパイプを折り曲げることにより形成された、いわゆるラインコイルとしてもよい。 Although the induction coil 26 is a multi-turn coil in the above embodiment, it is not limited to this, and may be a so-called line coil formed by bending a copper pipe, for example.

また、上記実施の形態では、噴射ノズル２２の一部をワーク４の内部に挿通したが、必ずしもワーク４の内部に挿通しなくてもよい。この場合、噴射ノズル２２の下端部は、ワーク４の上端部よりも上方に配置され、噴射ノズル２２の下端部から下方に向けて噴射した冷却液は、ワーク４の上端部における開口部を通してワーク４の内部に供給される。 Also, in the above-described embodiment, a part of the injection nozzle 22 is inserted into the work 4 , but it is not necessarily inserted into the work 4 . In this case, the lower end of the injection nozzle 22 is arranged above the upper end of the workpiece 4 , and the coolant injected downward from the lower end of the injection nozzle 22 passes through the opening at the upper end of the workpiece 4 to the workpiece. 4 inside.

本発明は、例えば金属部品の高周波焼き入れを行うための誘導加熱装置等に適用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be applied to, for example, an induction heating apparatus for performing induction hardening of metal parts.

２ 誘導加熱装置
４ ワーク
６ ベース部
８ 支持ユニット
１０ 給気部
１２ 冷却液受け槽
１４ａ，１４ｂ 不活性ガス供給部
１６ 排気部
１８ 受け治具
２０ 冷却液供給部
２２ 噴射ノズル
２４ 仕切り管
２６ 誘導コイル
２８ 下側支持プレート
３０ 支持柱
３２ 上側支持プレート
３４，３８ 開口部
３６ａ，３６ｂ，４４，５６ 配管プラグ
４０ 給気・排水用流路
４２ 給気用流路
４６ チューブ
４８ 排水管
５０ 第１の排気用流路
５２ 第２の排気用流路
５４ 第３の排気用流路
５８ 下側受け治具
６０ 下側接触治具
６２ 上側受け治具
６４ 上側接触治具
６６ パッキン
６８ コイルサポート 2 induction heating device 4 workpiece 6 base portion 8 support unit 10 air supply portion 12 cooling liquid receiving tanks 14a, 14b inert gas supply portion 16 exhaust portion 18 receiving jig 20 cooling liquid supply portion 22 injection nozzle 24 partition pipe 26 induction coil 28 lower support plate 30 support column 32 upper support plates 34, 38 openings 36a, 36b, 44, 56 piping plug 40 air supply/drain flow path 42 air supply flow path 46 tube 48 drain pipe 50 first exhaust flow path 52 second exhaust flow path 54 third exhaust flow path 58 lower receiving jig 60 lower contact jig 62 upper receiving jig 64 upper contact jig 66 packing 68 coil support

Claims (6)

筒状のワークを誘導加熱するための誘導加熱方法であって、
（ａ）前記ワークの外周面を囲むように誘導コイルを配置し、且つ、前記ワークの外周面と前記誘導コイルとの間に仕切り管を配置した状態で、前記ワークの外周面と前記仕切り管の内周面との間、及び、前記ワークの内部の各々に不活性ガスを供給しながら、前記誘導コイルにより前記ワークを誘導加熱するステップと、
（ｂ）前記（ａ）の後に、前記ワークの外周面と前記誘導コイルとの間に前記仕切り管を配置した状態で、前記ワークの外周面と前記仕切り管の内周面との間に不活性ガスを供給しながら、前記ワークの内部に冷却液を供給することにより前記ワークを冷却するステップと、を含む
誘導加熱方法。 An induction heating method for induction heating a cylindrical workpiece,
(a) In a state in which an induction coil is arranged to surround the outer peripheral surface of the work and a partition pipe is arranged between the outer peripheral surface of the work and the induction coil, the outer peripheral surface of the work and the partition pipe a step of induction heating the work by the induction coil while supplying an inert gas to each of the inner peripheral surface of the work and the inside of the work;
(b) After (a) above, with the partition pipe disposed between the outer peripheral surface of the work and the induction coil, there is no gap between the outer peripheral surface of the work and the inner peripheral surface of the partition pipe. and cooling the workpiece by supplying cooling liquid to the interior of the workpiece while supplying active gas. 前記（ｂ）では、冷却液を噴射するための噴射ノズルを前記ワークの内部に挿通した状態で、前記噴射ノズルから前記ワークの内部に向けて冷却液を噴射することにより、前記ワークを冷却する
請求項１に記載の誘導加熱方法。 In the above (b), the work is cooled by injecting the cooling liquid from the injection nozzle toward the inside of the work while inserting the injection nozzle for injecting the cooling liquid into the inside of the work. The induction heating method according to claim 1. 前記（ｂ）では、前記噴射ノズルの外周面から前記ワークの内周面に向けて冷却液を放射状に噴射することにより、前記ワークを冷却する
請求項２に記載の誘導加熱方法。 3. The induction heating method according to claim 2, wherein in (b), the workpiece is cooled by radially injecting the coolant from the outer peripheral surface of the injection nozzle toward the inner peripheral surface of the workpiece. 前記（ａ）では、前記ワークを上下方向に立てた状態で、前記ワークの外周面と前記仕切り管の内周面との間、及び、前記ワークの内部の各々に不活性ガスを下方から上方に向けて流し、
前記（ｂ）では、前記ワークを上下方向に立てた状態で、前記ワークの外周面と前記仕切り管の内周面との間に不活性ガスを下方から上方に向けて流す
請求項１～３のいずれか１項に記載の誘導加熱方法。 In (a) above, in a state in which the work is set vertically, an inert gas is supplied from below to between the outer peripheral surface of the work and the inner peripheral surface of the partition pipe, and to the inside of the work. flow towards
In said (b), an inert gas is caused to flow upward from below between the outer peripheral surface of said workpiece and the inner peripheral surface of said partition pipe in a state in which said workpiece is set upright. The induction heating method according to any one of . 前記仕切り管は、石英管又はセラミック管である
請求項１～４のいずれか１項に記載の誘導加熱方法。 The induction heating method according to any one of claims 1 to 4, wherein the partition tube is a quartz tube or a ceramic tube. 筒状のワークを誘導加熱するための誘導加熱装置であって、
前記ワークの外周面を囲むように配置され、前記ワークを誘導加熱する誘導コイルと、
前記ワークの外周面と前記誘導コイルとの間に配置された仕切り管と、
不活性ガスを供給する不活性ガス供給部と、
冷却液を供給する冷却液供給部と、を備え、
前記誘導コイルにより前記ワークを誘導加熱する際には、前記不活性ガス供給部は、前記ワークの外周面と前記仕切り管の内周面との間、及び、前記ワークの内部の各々に不活性ガスを供給し、
前記ワークを冷却する際には、前記不活性ガス供給部は、前記ワークの外周面と前記仕切り管の内周面との間に不活性ガスを供給し、且つ、前記冷却液供給部は、前記ワークの内部に冷却液を供給する
誘導加熱装置。 An induction heating device for induction heating a cylindrical work,
an induction coil arranged to surround the outer peripheral surface of the work and induction-heating the work;
a partition pipe disposed between the outer peripheral surface of the workpiece and the induction coil;
an inert gas supply unit that supplies an inert gas;
a cooling liquid supply unit that supplies the cooling liquid,
When the work is induction-heated by the induction coil, the inert gas supply unit is inert between the outer peripheral surface of the work and the inner peripheral surface of the partition pipe and inside the work. supply gas,
When cooling the workpiece, the inert gas supply unit supplies inert gas between the outer peripheral surface of the workpiece and the inner peripheral surface of the partition pipe, and the cooling liquid supply unit includes: An induction heating device that supplies cooling liquid to the inside of the workpiece.
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