JP3070718B2

JP3070718B2 - 複数段ワーク用加熱コイル

Info

Publication number: JP3070718B2
Application number: JP7046367A
Authority: JP
Inventors: 日吉渡邊
Original assignee: 富士電子工業株式会社
Priority date: 1995-02-10
Filing date: 1995-02-10
Publication date: 2000-07-31
Anticipated expiration: 2015-07-31
Also published as: JPH08218117A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、径差が大きい複数段ワ
ークの各段部の周面を加熱する複数段ワーク用加熱コイ
ルに関する。

【０００２】

【従来の技術】径差が大きい２つの段部ＷＡ、ＷＢを有
する複数段ワークＷの各段部ＷＡ、ＷＢの周面Ｗａ、Ｗ
ｂを加熱する従来の複数段ワーク用加熱コイル３００を
図４を参照しつつ説明する。

【０００３】従来の複数段ワーク用加熱コイル３００
は、図４に示すように、複数段ワークＷが内側に嵌まり
込むように断面略逆凹字形状に形成されている。すなわ
ち、この複数段ワーク用加熱コイル３００の２つの内側
面は、複数段ワークＷの２つの段部ＷＡ、ＷＢに対向し
た加熱導体３１０Ａ、３１０Ｂとなっている。

【０００４】かかる複数段ワーク用加熱コイル３００は
中空に形成されており、前記加熱導体３１０Ａ、３１０
Ｂには複数段ワークＷの周面Ｗａ、Ｗｂに冷却液Ｌを噴
射する噴射孔３１１Ａ、３１１Ｂが開設されている。ま
た、かかる複数段ワーク用加熱コイル３００には、冷却
液Ｌを供給する冷却液供給管３２０が取り付けられてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の複数段ワーク用加熱コイル３００には以下のよ
うな問題点がある。すなわち、全体が導電体で形成され
ているため、段部ＷＡ、ＷＢの周面Ｗａ、Ｗｂのみなら
ず、径の大きな段部ＷＡの上面Ｗｃも加熱されるのであ
る。このため、段部ＷＡの上面Ｗｃには不要な焼入層
（図面では、特に×印で示している）が形成されてしま
う。これは、径の大きな段部ＷＡの上面Ｗｃに対しても
複数段ワーク用加熱コイル３００を構成する導電体が対
向しているため、前記上面Ｗｃも加熱されることに起因
する。また、段部ＷＡの上面Ｗｃの角部が特に深く加熱
され、オーバーヒートしたり割れの危険性がある。これ
らの問題点は、段部ＷＡ、ＷＢの段差の大きい複数段ワ
ークＷに特有の問題点である。

【０００６】本発明は上記事情に鑑みて創案されたもの
で、径差が大きい複数段ワークの各段部の周面部のみを
加熱することができる複数段ワーク用加熱コイルを提供
することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る複数段ワ
ーク用加熱コイルは、径差が大きい複数段ワークの各段
部の周面を加熱する複数段ワーク用加熱コイルであっ
て、非磁性体かつ絶縁性のボディと、このボディに取り
付けられる板状の加熱導体とを有しており、前記ボディ
は複数段ワークの形状に対応して形成されており、前記
加熱導体は複数段ワークの周面に対向してボディに取り
付けられている。

【０００８】請求項２に係る複数段ワーク用加熱コイル
は、前記ボディには冷却液を供給する冷却液供給管が連
結されており、加熱導体には前記冷却液を複数段ワーク
に対して噴射する噴射孔が開設されている。

【０００９】請求項３に係る複数段ワーク用加熱コイル
では、前記複数の加熱導体が接続される給電導体は、各
加熱導体に１つの個別導体部と、この個別導体部が複数
個接続される共通導体部とを有している。

【００１０】請求項４に係る複数段ワーク用加熱コイル
では、前記個別導体部のうち少なくとも１つには、各加
熱導体による各段部の加熱を均一にすべく出力バランサ
ーが設けられている。

【００１１】請求項５に係る複数段ワーク用加熱コイル
では、前記個別導体部のうち少なくとも１つと共通導体
部との間には、各加熱導体による各段部の加熱を均一に
すべく出力バランサーが設けられている。

【００１２】請求項６に係る複数段ワーク用加熱コイル
では、前記出力バランサーは内部に冷却水が循環するよ
うに構成されている。

【００１３】

【実施例】図１は本発明の一実施例に係る複数段ワーク
用加熱コイルと複数段ワークとの関係を示す概略的断面
図、図２はこの複数段ワーク用加熱コイルの概略的断面
図、図３はこの複数段ワーク用加熱コイルを構成する加
熱導体と給電導体との概略的斜視図である。

【００１４】本実施例に係る複数段ワーク用加熱コイル
１００は、径差が大きい複数段ワークＷの２つの段部Ｗ
Ａ、ＷＢの周面Ｗａ、Ｗｂのみを加熱するものであっ
て、非磁性体かつ絶縁性のボディ１１０と、このボディ
１１０に取り付けられる板状の２つの加熱導体１２０
Ａ、１２０Ｂとを有しており、前記ボディ１１０は複数
段ワークＷの形状に対応して形成されており、前記加熱
導体１２０Ａ、１２０Ｂは複数段ワークＷの周面Ｗａ、
Ｗｂに対向させてボディ１１０に取り付けられている。

【００１５】ここで、複数段ワークＷとは、図１に示す
ように、径の異なる複数（図面では２つ）の段部ＷＡ、
ＷＢが積み重なった形状を有するワークをいう。また、
本実施例では２つの段部ＷＡ、ＷＢは同心に配置されて
いるものとする。

【００１６】かかる複数段ワーク用加熱コイル１００
は、図３に示すように、２つの加熱導体１２０Ａ、１２
０Ｂと、これらの加熱導体１２０Ａ、１２０Ｂに接続さ
れる給電導体１３０とを有している。

【００１７】大径の加熱導体１２０Ａは、複数段ワーク
Ｗの大径の段部ＷＡの周面Ｗａを加熱すべく周面Ｗａに
対向して所定の間隔を有して設置されるものである。ま
た、小径の加熱導体１２０Ｂは、小径の段部ＷＢの周面
Ｗｂを加熱すべく周面Ｗｂに対向して所定の間隔を有し
て設置されるものである。

【００１８】これらの加熱導体１２０Ａ、１２０Ｂは、
導電性を有する磁性体から構成されている。かかる加熱
導体１２０Ａ、１２０Ｂは、１枚の帯状の板材を湾曲形
成したものであって、その両端部は対向するようになっ
ている。加熱導体１２０Ａの径及び幅寸法は段部ＷＡ
に、加熱導体１２０Ｂの径及び幅寸法は段部ＷＢにそれ
ぞれ対応して設定されている。ここで、２つの段部Ｗ
Ａ、ＷＢは上述したように同心になっているので、２つ
の加熱導体１２０Ａ、１２０Ｂも同心になっている。

【００１９】また、２つの加熱導体１２０Ａ、１２０Ｂ
には、冷却液Ｌを複数段ワークＷに対して噴射するため
の複数個の噴射孔１２３Ａ、１２３Ｂがそれぞれ開設さ
れている。

【００２０】一方、これらの加熱導体１２０Ａ、１２０
Ｂを高周波電源装置２００に接続する給電導体１３０
は、１つの共通導体部１３１と、２つの個別導体部１３
２Ａ、１３２Ｂとに大別される。

【００２１】給電導体１３０は、２枚の導電性の板材１
３０Ｌ、１３０Ｒと、この板材１３０Ｌ、１３０Ｒの間
に介在される絶縁性の板材１３０Ｃとからなり、先端
側、すなわち加熱導体１２０Ａ、１２０Ｂ側が割溝１３
４によって２つに分割されている。この２つの分割され
ている部分が、２つの個別導体部１３２Ａ、１３２Ｂで
あり、分割されていない部分が１つの共通導体部１３１
である。

【００２２】個別導体部１３２Ａは、加熱導体１２０Ａ
に接続されている。すなわち、個別導体部１３２Ａを構
成する２枚の導電性の板材１３２ＡＬ、１３２ＡＲ（２
枚の導電性の板材１３０Ｌ、１３０Ｒの先端の一部分、
また板材１３２ＡＲは図３では現れていない）は、加熱
導体１２０Ａの対向した両端部にそれぞれ接続されてい
るのである。

【００２３】また、個別導体部１３２Ｂを構成する２枚
の導電性の板材１３２ＢＬ、１３２ＢＲ（２枚の導電性
の板材１３０Ｌ、１３０Ｒの先端の一部分）は、加熱導
体１２０Ｂの対向した両端部にそれぞれ接続されている
のである。

【００２４】ここで、個別導体部１３２Ｂには、個別導
体部１３２Ａにはない出力バランサー１３５が設けられ
ている。この出力バランサー１３５は、加熱導体１２０
Ａによる段部ＷＡの周面Ｗａに対する加熱と、加熱導体
１２０Ｂによる段部ＷＢの周面Ｗｂに対する加熱とが均
一になるようにするものである。

【００２５】すなわち、かかる出力バランサー１３５
は、個別導体部１３２Ｂを構成する２枚の導電性の板材
１３２ＢＬ、１３２ＢＲのうち一方の板材１３２ＢＬに
組み込まれている。すなわち、この一方の板材１３２Ｂ
Ｌは略中央部の割れ目１３３で２つに分割されており、
この割れ目１３３の部分に出力バランサー１３５が介在
されることによって、電気的、構造的に接続されている
のである。また、この出力バランサー１３５の中心には
図示しない略丸棒状の適宜な誘電体が挿入されててい
る。

【００２６】このため、加熱導体１２０Ｂへの電流は、
共通導体部１３１を構成する一方の板材１３１Ｌ→個別
導体部１３２Ｂを構成する一方の板材１３２ＢＬ（前記
板材１３０Ｌに直接接続された部分→出力バランサー１
３５→加熱導体１２０Ｂに接続された部分）→加熱導体
１２０Ｂ→個別導体部１３２Ｂを構成する他方の板材１
３２ＢＲ→共通導体部１３１を構成する他方の板材１３
１Ｒの順で交互に流れる。

【００２７】出力バランサー１３５は、中空の各状パイ
プを略円形に湾曲形成したものであり、その両端部は前
記一方の板材１３２ＢＬの割れ目１３３の部分に接続さ
れている。かかる出力バランサー１３５の両端部にはそ
れぞれ１本ずつの冷却水用管１３６が接続されている。
これは、出力バランサー１３５の内部に冷却水を流通さ
せることによって通電時の出力バランサー１３５から生
じる熱を冷却するものである。

【００２８】次に、耐熱性を有する合成樹脂やエポキシ
系樹脂等で形成された非磁性体、かつ絶縁性のボディ１
１０について説明する。このボディ１１０は、大径孔部
１１１Ａと、小径孔部１１１Ｂとが同心円状に設けられ
ており、断面略逆凹字形状に形成されている。かかるボ
ディ１１０の大径孔部１１１Ａの内側面は加熱導体１２
０Ａが、小径孔部１１１Ｂの内側面は加熱導体１２０Ｂ
がそれぞれ嵌まり込む部分であって開放されている。

【００２９】また、当該ボディ１１０の外周面には、冷
却液Ｌを供給する冷却液供給管１１２が連結されてい
る。従って、この冷却液供給管１１２からボディ１１０
の内部、すなわち複数段ワーク用加熱コイル１００の内
部に供給された冷却液Ｌは、後述する２つの加熱導体１
２０Ａ、１２０Ｂの噴射孔１２３Ａ、１２３Ｂから複数
段ワークＷの周面Ｗａ、Ｗｂに向かって噴射される。

【００３０】一方、加熱導体１２０Ａ、１２０Ｂは、ボ
ディ１１０の大径孔部１１１Ａ及び小径孔部１１１Ｂの
それぞれの内側面に水密に嵌まり込むようになってい
る。

【００３１】次に、上述したような構成の複数段ワーク
用加熱コイル１００の作用について説明する。複数段ワ
ーク用加熱コイル１００の内側に複数段ワークＷを嵌め
込み、複数段ワーク用加熱コイル１００に高周波電流を
供給する。すると、上述したように順で高周波電流が流
れ、２つの加熱導体１２０Ａ、１２０Ｂに対向した２つ
の周面Ｗａ、Ｗｂに誘導電流が発生し、２つの周面Ｗ
ａ、Ｗｂが加熱される。

【００３２】この際、段部ＷＡの上面Ｗｃには非磁性体
のボディ１１０が直接対向しているので、上面Ｗｃには
誘導電流が発生しないので、この部分が加熱されること
はない。

【００３３】所定の加熱が完了したならば高周波電源装
置２００を停止し、冷却液Ｌを複数段ワーク用加熱コイ
ル１００に供給し、加熱導体１２０Ａ、１２０Ｂの噴射
孔１２３Ａ、１２３Ｂから複数段ワークＷに向かって噴
射させる。この冷却液Ｌの噴射によって２つの周面Ｗ
ａ、Ｗｂに焼入が施される。この際、段部ＷＡの上面Ｗ
ｃ、は上述のように加熱されていないので焼入が施され
ることはない。

【００３４】なお、上述した実施例では、２つの段部Ｗ
Ａ、ＷＢを有する複数段ワークＷを挙げて説明したた
め、複数段ワーク用加熱コイル１００は２つの加熱導体
１２０Ａ、１２０Ｂを有するものとしたが、本発明がこ
れに限定されるものではなく、段部の数、サイズ等に対
応したボディ及び加熱導体を有するものが含まれる。

【００３５】すなわち、３段の段部を有する複数段ワー
クＷであれば、３つの加熱導体を有しており、２つの加
熱導体に出力バランサーを設け、各段部の周面の加熱が
等しくなるようにする。

【００３６】また、上述した実施例では、個別導体部１
３２Ｂに出力バランサー１３５を設けたが、本発明はこ
れに限定されるものではない。すなわち、共通導体部１
３０を構成する一方の板材１３０Ｌと、個別導体部１３
２Ｂを構成する一方の板材１３２ＢＬとの間に出力バラ
ンサーを設けるようにしてもよい。すなわち、この出力
バランサーは、複数個ある各加熱導体による各段部の周
面の加熱状態を均一にすべく各加熱導体に供給される電
流が一定になるようにするものであればよいのである。

【００３７】

【発明の効果】本発明に係る複数段ワーク用加熱コイル
は、径差が大きい複数段ワークの各段部の周面を加熱す
る複数段ワーク用加熱コイルであって、非磁性体かつ絶
縁性のボディと、このボディに取り付けられる板状の加
熱導体とを有しており、前記ボディは複数段ワークの形
状に対応して形成されており、前記加熱導体は複数段ワ
ークの周面に対向してボディに取り付けられている。

【００３８】かかる複数段ワーク用加熱コイルによる
と、段部の周面にのみ加熱導体が対向するため、段部の
周面にのみ誘導電流が発生し、この部分のみが加熱され
る。従って、径差の大きい複数段ワークであっても、加
熱が不必要な部分、例えば段部の上面等を加熱すること
がないので、より精密な加熱が可能となる。

【００３９】また、前記ボディには冷却液を供給する冷
却液供給管が連結されており、加熱導体には前記冷却液
を複数段ワークに対して噴射する噴射孔が開設されてい
るので、加熱された周面を急速に冷却させることがで
き、周面に適切な焼入を施すことができる。

【００４０】また、この複数段ワーク用加熱コイルの加
熱導体が接続される給電導体は、各加熱導体に１つの個
別導体部と、この個別導体部が複数個接続される共通導
体部とを有しているので、１つの高周波電源装置で全体
を駆動することができる。このため、高周波加熱装置の
全体の構成を簡素にすることができる。

【００４１】しかも、各加熱導体による各段部の加熱を
均一にすべく、個別導体部のうち少なくとも１つ或いは
個別導体部のうち少なくとも１つと共通導体部との間に
は、出力バランサーが設けられている。この出力バラン
サーで、各加熱導体への電流の供給を一定にするので、
段部の周面の加熱を均一にすることができる。

【００４２】さらに、出力バランサーは内部に冷却水が
循環するように構成されているので、出力バランサー自
身が発する熱を冷却することができ非常に効率的であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る複数段ワーク用加熱コ
イルと複数段ワークとの関係を示す概略的断面図であ
る。

【図２】この複数段ワーク用加熱コイルの概略的断面図
である。

【図３】この複数段ワーク用加熱コイルを構成する加熱
導体と給電導体との概略的斜視図である。

【図４】従来の複数段ワーク用加熱コイルと複数段ワー
クとの関係を示す概略的断面図である。

【符号の説明】

１００複数段ワーク用加熱コイル１１０ボディ１２０Ａ、１２０Ｂ加熱導体１２３Ａ、１２３Ｂ噴射孔Ｌ冷却液Ｗ複数段ワークＷＡ、ＷＢ段部Ｗａ、Ｗｂ周面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C21D 1/10,1/42 H05B 6/36,6/38,6/42

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】径差が大きい複数段ワークの各段部の周
面のみを加熱する複数段ワーク用加熱コイルにおいて、
非磁性体かつ絶縁性のボディと、このボディに取り付け
られる板状の複数の加熱導体と、この複数の加熱導体が
接続される給電導体とを具備しており、前記ボディには
冷却液を供給する冷却液供給管が連結されており、前記
各加熱導体は複数段ワークの対応する各段部の周面に対
向してボディに取り付けられるとともに、前記冷却液を
複数段ワークに対して噴射する噴射孔が開設されてお
り、前記給電導体は、各加熱導体に１つの個別導体部
と、この個別導体部が複数個接続される共通導体部とを
有していることを特徴とする複数段ワーク用加熱コイ
ル。
【請求項２】前記個別導体の少なくとも１つには、各
加熱導体による各段部の加熱を均一にすべく出力バラン
サーが設けられていることを特徴とする請求項１記載の
複数段ワーク用加熱コイル。
【請求項３】前記個別導体のうち少なくとも１つと共
通導体部との間には、各加熱導体による各段部の加熱を
均一にすべく出力バランサーが設けられていることを特
徴とする請求項１記載の複数段ワーク用加熱コイル。
【請求項４】前記出力バランサーは内部に冷却水が循
環することを特徴とする請求項２又は３記載の複数段ワ
ーク用加熱コイル。