JP4236108B2 - 有底孔内表面加熱用誘導子 - Google Patents
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Description
典型的な応用例を挙げると、金型昇温防止用の水冷孔(有底孔)を穿孔形成したダイカスト金型(金属部材)を熱処理対象に、金型全体を焼入れ焼戻しした後、水冷孔部分だけ軟化させる(硬度を下げる)べく二次的に焼き戻すために、その穴内を誘導加熱するとき等に、有底孔内表面加熱用誘導子が用いられる。
一方、金型の高精度化や成型処理の高速化などに伴って金型の熱処理に関する要求仕様が厳しくなっている。具体的には、たとえば焼入れ硬さHRC50程度の金型を対象として、水冷孔部分の焼戻し硬さを、水冷孔の入口から孔底の最奥まで、HRC30〜35の範囲に収めるといったことが求められる。この仕様を加熱温度に直すと、温度差を30℃程度に収めることが必要となる。
さらに、本発明の有底孔内表面加熱用誘導子(当初請求項3)は、上記の当初請求項1,2記載の有底孔内表面加熱用誘導子であって更に、前記先端側作用部は、前記多重巻線輪の孔底面対向側の捲回軌道を、孔底面と0.5〜1.5mmの範囲の全域均等な間隔で対向させうる軌道としたものである、ことを特徴とする。
また、本発明の有底孔内表面加熱用誘導子(当初請求項5)は、上記の当初請求項1〜4記載の有底孔内表面加熱用誘導子であって更に、前記先端側作用部と前記根元側作用部とを、金属製のチューブを一筆書き状に連ねて構成した、ことを特徴とする。
したがって、この発明によれば、孔底近傍を十分強く加熱するとともに残部を適度に加熱することのできる有底孔内表面加熱用誘導子を実現することができる。
金属条線31は一筆書き状に連なる一本物であるが、その形状は、有底孔11内で孔底近傍区間(第三区間+第二区間)の加熱を受持つ先端側作用部33と、残部区間(第一区間)の加熱を受持つ根元側作用部32とで異なる。
また、図示の加熱コイル30は、図示の便宜上、根元側作用部32より先端側作用部33が長くなっているように画いているが、実際には、先端側作用部33より根元側作用部32の長いことが多い。
これにより、有底孔11の内表面の昇温を周方向にも軸線方向にも均一に行える誘導加熱が容易に具現される。
そして、温度を測定したところ、約100℃/分で昇温したので、測定点11fが760℃に達したところで、昇温加熱は止め、供給電力を下げて温度保持に移行した。11分間の温度保持の後、自然放冷させて、軟化処理を行った。温度保持から自然放冷に移る時点の温度分布は(図4(b)参照)、各測定点11a〜11fで、それぞれ740℃,760℃,760℃,770℃,758℃,760℃となっており、その温度差30℃は目標の温度差30℃を満たしたものとなっている。
上述した実施例1とほぼ同様の条件で、本発明の変則形態コイル30と従来のソレノイド形の加熱コイル21とヘアピン状の加熱コイル22とを対比させる測定を行った。
何れの場合も、測定点11fを760℃に昇温保持したときの測定点11a,11bの温度を測定した。
11 有底孔(加熱対象孔、焼戻し部、水冷孔)
11a,11b,11c,11d,11e,11f 測定点
12 加熱領域
20 高周波電源(誘導加熱用電源装置)
21 加熱コイル(有底孔内表面加熱用誘導子、ソレノイド型コイル)
22 加熱コイル(有底孔内表面加熱用誘導子、ヘアピン状コイル)
30 加熱コイル(有底孔内表面加熱用誘導子、変則形態コイル)
31 金属条線(金属製チューブ)
32 根元側作用部
33 先端側作用部
34 磁心
35 磁束(孔軸線と直交方位)
40 加熱コイル(有底孔内表面加熱用誘導子、変則形態コイル)
42 孔入口加熱部
43 孔中間加熱部
44 孔奥加熱部
52 第一区間
53 第二区間
54 第三区間
Claims (5)
- 金属部材に穿設されている細長い有底孔の内表面を誘導加熱するための孔内挿入型の有底孔内表面加熱用誘導子であって、前記有底孔内で孔底近傍区間の加熱を受持つ先端側作用部と残部区間の加熱を受持つ根元側作用部とを有し、その先端側作用部は、前記有底孔内で孔軸線と直交する方位の磁束が生じる姿勢で組込まれたタテ巻の多重巻線輪を具え、更にこの多重巻線輪内に磁心を孔底寄りで偏心配置したものであり、前記先端側作用部が前記根元側作用部より強い加熱を行い且つ前記先端側作用部では前記磁心の偏心配置されている孔底寄り部分が前記磁心の配置されていない孔入口寄り部分より強い加熱を行うようになっている、ことを特徴とする有底孔内表面加熱用誘導子。
- 前記先端側作用部の長さを前記有底孔の直径の2〜5倍とした、ことを特徴とする請求項1記載の有底孔内表面加熱用誘導子。
- 前記先端側作用部は、前記多重巻線輪の孔底面対向側の捲回軌道を、孔底面と0.5〜1.5mmの範囲の全域均等な間隔で対向させうる軌道としたものである、ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載された有底孔内表面加熱用誘導子。
- 前記先端側作用部は、前記多重巻線輪を構成する金属条線の断面形状を、少なくとも孔底面対向側に関しては、扁平な断面形状としたものである、ことを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れかに記載された有底孔内表面加熱用誘導子。
- 前記先端側作用部と前記根元側作用部とを、金属製のチューブを一筆書き状に連ねて構成した、ことを特徴とする請求項1乃至請求項4の何れかに記載された有底孔内表面加熱用誘導子。
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