JP3623924B2

JP3623924B2 - 誘導加熱コイル体

Info

Publication number: JP3623924B2
Application number: JP2001078399A
Authority: JP
Inventors: 哲正渡邊; 英三長尾
Original assignee: 富士電子工業株式会社
Priority date: 2001-03-19
Filing date: 2001-03-19
Publication date: 2005-02-23
Anticipated expiration: 2021-03-19
Also published as: JP2002275528A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばエンジンのクランクシャフトの誘導焼入に用いられる誘導加熱コイル体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の円柱形状ワークを誘導加熱する誘導加熱コイル体は、電源から電流が供給される加熱コイルと、この加熱コイルを挟み込む一対の側板と、この側板に取り付けられており、前記円柱形状ワークに接触して加熱コイルとの間に適正なギャップを確保する複数個のスペーサとを有している。
【０００３】
前記加熱コイルは、横置きされた円柱形状ワークとしてのクランクシャフトのピン部又はジャーナル部に上側から被せられるようになっている。この加熱コイルは、円柱形状ワークの加熱されるべき箇所、すなわちピン部又はジャーナル部に沿うような１／２円弧状の加熱導体部と、この加熱導体部と電源とを接続する接続導体部とが一体に形成されたものである。前記加熱導体部は、１つの１／２円弧状の加熱導体と、２つの１／４円弧状の加熱導体とが組合わさって構成されている。そして、この加熱コイルは自身の過熱を防止するため内部に冷却液が循環するようになっている。
【０００４】
前記側板は、このように構成された加熱コイルを両側から挟み込むものであって、非導電性材料であるエポキシ樹脂板で形成されている。すなわち、この側板は、下端縁を半円状に切り欠いた切欠部が設けられており、この切欠部に前記加熱導体部が臨む状態にして加熱コイルを挟み込むのである。また、側板は、真鍮製のものもある。この側板の加熱コイルへの取付は、ビスによって行われる。
【０００５】
また、この側板には、加熱コイルで加熱された円柱状ワークに冷却液を噴射するための冷却ジャケットが併設されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の誘導加熱コイル体には以下のような問題点がある。
まず、側板がエポキシ樹脂板から構成されたものでは、円柱形状ワークの加熱の際に加熱されるため変形が生じる。このため、側板で支持されている加熱コイルの円柱形状ワークに対する位置が変化し、円柱形状ワークと加熱導体部との間の適正なギャップを維持することが困難となる。このため、側板が変形する前に前記ギャップの調整を行っていた。例えば、約９０００回の誘導加熱を行うことで前記ギャップが不適正なものとなる場合には、１０００回の誘導加熱を行うごとに前記調整を行っている。
【０００７】
また、側板が真鍮板から構成されたものでは、側板自身に誘導電流が生じるため、側板の加熱は避けられないものである。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みて創案されたものであって、加熱による側板の変形、それに起因するスペーサの調整の回数を低減させることができる誘導加熱コイル体を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る誘導加熱コイル体は、円柱形状ワークに載置された状態で誘導加熱する誘導加熱コイル体であって、電流が供給される加熱コイルと、この加熱コイルを挟み込む一対の側板と、この側板に取り付けられており、前記円柱形状ワークに接触して加熱コイルとの間に適正なギャップを確保する複数個のスペーサとを備えており、前記側板は加熱コイルの加熱導体部を支える部分が金属板材から、その他の部分を支える非導電性板材から構成されており、前記スペーサは、円柱形状ワークの加熱されるべき部分のうち、最も上方の位置に接触するもののみが前記金属板材に取り付けられている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の形態に係る誘導加熱コイル体の概略的側面図、図２は本発明の実施の形態に係る誘導加熱コイル体から表側の側板を取り除いた状態の概略的側面図、図３は本発明の実施の形態に係る誘導加熱コイル体の要部の概略的拡大側面図、図４は本発明の実施の形態に係る誘導加熱コイル体に用いられるアダプタと金属板材との関係を示す概略的説明図である。
【００１１】
本発明の実施の形態に係る誘導加熱コイル体１００は、円柱形状ワークＷに載置された状態で誘導加熱する誘導加熱コイル体であって、電流が供給される加熱コイル１１０と、この加熱コイル１１０を挟み込む一対の側板１２０と、この側板１２０に取り付けられており、前記円柱形状ワークＷに接触して加熱コイル１１０との間に適正なギャップＧを確保する３個のスペーサ１３０Ａ、１３０Ｂ、１３０Ｃとを備えており、前記側板１２０は加熱コイル１１０の加熱導体部１１１を支える部分が金属板材１２１から、その他の部分の部分を支える非導電性板材１２２から構成されており、前記３個のスペーサ１３０Ａ、１３０Ｂ、１３０Ｃのうち、円柱形状ワークＷの加熱されるべき部分のうち、最も上方の位置に接触するスペーサ１３０Ａのみが前記金属板材１２１に取り付けられている。
【００１２】
前記加熱コイル１１０は、横向きにされた円柱形状ワークＷとしてのクランクシャフトのピン部又はジャーナル部に上側から被せられるようになっている。この加熱コイル１１０は、円柱形状ワークＷの加熱されるべき箇所、すなわちピン部又はジャーナル部に沿うような１／２円弧状の加熱導体部１１１と、この加熱導体部１１１と電源とを接続する接続導体部１１２とが一体に形成されたものである。前記加熱導体部１１１は、１つの１／２円弧状の加熱導体と、２つの１／４円弧状の加熱導体とが組合わさって構成されている。
【００１３】
そして、この加熱コイル１１０は自身の過熱を防止するため内部に、コイル用冷却液径路１６０を介して供給された冷却液が循環するようになっている。
【００１４】
なお、図面中１１３は、フェライト等から構成されたコアであって、加熱コイル１１０の加熱導体部１１１に嵌め込まれている。
【００１５】
また、前記側板１２０は、このように構成された加熱コイル１１０を両側から挟み込むものである。かかる側板１２０は、加熱コイル１１０の加熱導体部１１１を支える部分が金属板材１２１と、その他の部分を支える非導電性板材１２２とから構成されている。
【００１６】
前記金属板材１２１は、図１等に示すように、下端に円弧状の凹部１２１Ａが形成されている。この凹部１２１Ａは、前記加熱コイル１１０の加熱導体部１１１の一部を支えつつ露出させる部分である。この金属板材１２１は、加熱コイル１１０を挟み込むため、表裏両面の合計２枚がある。
【００１７】
また、前記非導電性板材１２２は、エポキシ樹脂板から形成されている。この非導電性板材１２２は、前記金属板材１２１の凹部１２１Ａの両側に垂下されるように連結される。かかる非導電性板材１２２は、前記金属板材１２１に連結された場合、前記凹部１２１Ａと連なる凹部１２２Ａが形成されている。この凹部１２２Ａは、前記加熱コイル１１０の加熱導体部１１１の一部が露出する部分である。
【００１８】
従って、金属板材１２１と非導電性板材１２２とが連結されると、両板材１２１、１２２の凹部１２１Ａ、１２２Ａによって円弧状の凹部が形成されることになる。この凹部は、円柱形状ワークＷが入り込む部分である。
【００１９】
この非導電性板材１２２は、加熱コイル１１０を挟み込むため、表裏両面の合計４枚がある。
【００２０】
前記金属板材１２１の凹部１２１Ａの中心には、１つのスペーサ１３０Ａが取り付けられている。このスペーサ１３０Ａは、図３に示すように、先端が円柱形状ワークＷの中心軸Ｏの真上に接触するようになっている。このスペーサ１３０Ａは、図４に示すようなアダプタ１５０を介して金属板材１２１に取り付けられている。
【００２１】
前記アダプタ１５０は、スペーサ１３０Ａの基端側が挿入される角筒状の挿入部１５１と、この挿入部１５１から延出された２つの取付部１５２とが一体に形成されたものである。前記取付部１５２は、挿入部１５１の横側からウイング状に延出されたもので、表側と裏側とでは逆の方向に延出されている。
【００２２】
このアダプタ１５０の取付部１５２は、ビス止めによって金属板材１２１に取り付けられる。この金属板材１２１の取付部１５２がビス止めされる部分は、他の部分より薄く形成されており、取り付けられた取付部１５２と面一になるようになっている。
【００２３】
また、前記非導電性板材１２２には、残りの２個のスペーサ１３０Ｂ、１３０Ｃが取り付けられている。このスペーサ１３０Ｂ、１３０Ｃは、図３に示すように、先端が円柱形状ワークＷの中心軸Ｏの真横に接触するようになっている。これらのスペーサ１３０Ｂ、１３０Ｃは、図示しないビスによって非導電性板材１２２に取り付けられている。
【００２４】
誘導加熱された円柱状ワークＷを冷却する冷却ジャケット１４０は、前記側板１２０の非導電性板材１２２の下側に設けられている。この冷却ジャケット１４０には、ジャケット用冷却液径路１４１を介して冷却液が供給されるようになっている。
【００２５】
次に、上述したような構成の誘導加熱コイル体１００による円柱形状ワークＷの誘導焼入について説明する。
まず、図１に示すように、横置きされた円柱形状ワークＷの上方から誘導加熱コイル体Ｗを円柱形状ワークＷに載置する。すると、スペーサ１３０Ａは円柱形状ワークＷの真上に、スペーサ１３０Ｂ、１３０Ｃは円柱形状ワークＷの左右の真横にそれぞれ接触する。従って、前記スペーサ１３０Ａは、円柱形状ワークＷの加熱されるべき部分のうち、最も上方の位置に接触するものとなる。
【００２６】
この状態で、円柱形状ワークＷを回転させつつ図外の電源から加熱コイル１１０に電流を供給する。これによって、円柱形状ワークＷの周面に誘導電流が発生し、誘導加熱が行われる。
【００２７】
この誘導加熱の際、加熱コイル１１０の加熱導体部１１１と円柱形状ワークＷとの間のギャップＧの確保に最も大きな役割を果たしているスペーサ１３０Ａは、金属板材１２１に取り付けられているため、加熱による変形はエポキシ樹脂板に取り付けられたものより少ない。従って、前記ギャップＧの変化は少なくなる。
【００２８】
所定の誘導加熱が完了したならば、冷却ジャケット１４０から冷却液（図示省略）を噴射して、円柱形状ワークＷを冷却する。この際も、均一な冷却を確保するために円柱形状ワークＷは回転している。これによって、円柱形状ワークＷに対する誘導焼入が行われる。
【００２９】
円柱形状ワークＷの誘導焼入が完了したならば、誘導加熱コイル体１００を上方に移動させて、誘導焼入が完了した円柱形状ワークＷを取り外し、新たな円柱形状ワークＷをセットする。
【００３０】
【発明の効果】
本発明に係る誘導加熱コイル体は、円柱形状ワークに載置された状態で誘導加熱する誘導加熱コイル体であって、電流が供給される加熱コイルと、この加熱コイルを挟み込む一対の側板と、この側板に取り付けられており、前記円柱形状ワークに接触して加熱コイルとの間に適正なギャップを確保する複数個のスペーサとを備えており、前記側板は加熱コイルの加熱導体部を支える部分が金属板材から、その他の部分を支える非導電性板材から構成されており、前記スペーサは、円柱形状ワークの加熱されるべき部分のうち、最も上方の位置に接触するもののみが前記金属板材に取り付けられている。
【００３１】
従って、この誘導加熱コイル体では、加熱コイルと円柱形状ワークとの間に適正なギャップを確保するのに最も重要な最も上方の位置に接触するものが、金属板材に取り付けられているため、従来のようなエポキシ樹脂板からなる側板から構成されるものと比べると、加熱による側板の変形に起因する円柱形状ワークに対する位置の変化が少ない。このため、従来のようなギャップの調整の間隔を長くすることができる。
【００３２】
また、本発明に係る誘導加熱コイル体は、前記スペーサのうち、金属板材に取り付けられるものは、アダプタを介して取り付けられている。このアダプタを介してスペーサを金属板材に取り付けると、金属板材が加熱によって変形したとしてもその変形が伝わりにくいという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る誘導加熱コイル体の概略的側面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る誘導加熱コイル体から表側の側板を取り除いた状態の概略的側面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る誘導加熱コイル体の要部の概略的拡大側面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る誘導加熱コイル体に用いられるアダプタと金属板材との関係を示す概略的説明図である。
【符号の説明】
１００誘導加熱コイル体
１１０加熱コイル
１１１加熱導体部
１２０側板
１２１金属板材
１２２非導電性板材
１３０Ａスペーサ（最も上方の位置に接触するもの）
Ｗ円柱状ワーク

Claims

円柱形状ワークに載置された状態で誘導加熱する誘導加熱コイル体において、電流が供給される加熱コイルと、この加熱コイルを挟み込む一対の側板と、この側板に取り付けられており、前記円柱形状ワークに接触して加熱コイルとの間に適正なギャップを確保する複数個のスペーサとを具備しており、前記側板は加熱コイルの加熱導体部を支える部分が金属板材から、その他の部分を支える非導電性板材から構成されており、前記スペーサは、円柱形状ワークの加熱されるべき部分のうち、最も上方の位置に接触するもののみが前記金属板材に取り付けられていることを特徴とする誘導加熱コイル体。
前記スペーサのうち、金属板材に取り付けられるものは、アダプタを介して取り付けられていることを特徴とする請求項１記載の誘導加熱コイル体。
前記円柱形状ワークは、クランクシャフトのピン部又はジャーナル部であることを特徴とする請求項１又は２記載の誘導加熱コイル体。