JP5193655B2 - Induction heating apparatus and induction heating method - Google Patents
Induction heating apparatus and induction heating method Download PDFInfo
- Publication number
- JP5193655B2 JP5193655B2 JP2008094293A JP2008094293A JP5193655B2 JP 5193655 B2 JP5193655 B2 JP 5193655B2 JP 2008094293 A JP2008094293 A JP 2008094293A JP 2008094293 A JP2008094293 A JP 2008094293A JP 5193655 B2 JP5193655 B2 JP 5193655B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- induction heating
- heat
- treated
- hole
- conductive
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims description 110
- 230000006698 induction Effects 0.000 title claims description 98
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 21
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 49
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 49
- NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N novaluron Chemical compound C1=C(Cl)C(OC(F)(F)C(OC(F)(F)F)F)=CC=C1NC(=O)NC(=O)C1=C(F)C=CC=C1F NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 17
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 12
- 239000000110 cooling liquid Substances 0.000 claims description 9
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 8
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 3
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 claims description 3
- 229910000971 Silver steel Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 13
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 5
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 5
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 3
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 3
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 3
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 3
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 2
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000005674 electromagnetic induction Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/25—Process efficiency
Description
本発明は、金属部材を誘導加熱する誘導加熱装置及び誘導加熱方法に関する。 The present invention relates to an induction heating apparatus and induction heating method for induction heating a metal member.
鋼板などの金属板を加熱する際に、この金属板に誘導加熱コイルを向き合わせて配置しておき、この誘導加熱コイルに高周波電力を供給しながら金属板を誘導加熱する誘導加熱方法が広く使用されている。この誘導加熱方法によれば、誘導加熱コイルに流れる交流電流によって生成される交番磁束が金属板を貫通して金属板内部に渦電流を誘導し、この渦電流によるジュール熱によって金属板が加熱される。 When heating a metal plate such as a steel plate, an induction heating method is widely used in which an induction heating coil is placed facing this metal plate and high frequency power is supplied to the induction heating coil while induction heating the metal plate. Has been. According to this induction heating method, the alternating magnetic flux generated by the alternating current flowing through the induction heating coil penetrates the metal plate to induce eddy current inside the metal plate, and the metal plate is heated by Joule heat due to this eddy current. The
金属板の両面を取り囲むように誘導加熱コイルを配置してこの金属板を誘導加熱する場合、誘導加熱コイルのうち金属板の片面に向き合う片面側導電部に流れる交流電流に起因して金属板内部に誘導される渦電流の向きと、誘導加熱コイルのうち金属板の他面(片面とは反対側の面)に向き合う他面側導電部に流れる交流電流に起因して金属板内部に誘導される渦電流の向きとは、互いに逆向きとなる。 When an induction heating coil is arranged so as to surround both sides of the metal plate and this metal plate is induction heated, the inside of the metal plate is caused by an alternating current flowing in one side of the induction heating coil facing one side of the metal plate. Is induced inside the metal plate due to the direction of the eddy current induced in the coil and the alternating current flowing in the other side of the induction heating coil facing the other side of the metal plate (the surface opposite to the one side). The directions of the eddy currents are opposite to each other.
ところで、誘導加熱コイルに供給する高周波電力の周波数を高くするほど電流浸透深さは浅くなる。すなわち、高い周波数(例えば50kHz以上)の高周波電力を誘導加熱コイルに供給した場合、誘導加熱コイルのうち金属板の片面に向き合う片面側導電部に流れる交流電流に起因して誘導される渦電流は、金属板内部の片面及びその近傍(片面側部分)に多く流れる。一方、誘導加熱コイルのうち金属板の他面に向き合う他面側導電部に流れる交流電流に起因して誘導される渦電流は、金属板内部の他面及びその近傍(他面側部分)に多く流れる。 By the way, the current penetration depth becomes shallower as the frequency of the high frequency power supplied to the induction heating coil is increased. That is, when high-frequency power having a high frequency (for example, 50 kHz or more) is supplied to the induction heating coil, the eddy current induced due to the alternating current flowing in the one-side conductive portion facing one side of the metal plate of the induction heating coil is A large amount flows on one side of the metal plate and its vicinity (one side portion). On the other hand, the eddy current induced by the alternating current flowing in the other surface side conductive portion facing the other surface of the metal plate in the induction heating coil is generated on the other surface in the metal plate and in the vicinity thereof (the other surface side portion). A lot flows.
上記とは逆に、誘導加熱コイルに供給する高周波電力の周波数を低くするほど電流浸透深さは深くなる。すなわち、低い周波数(例えば25kHz以下)の高周波電力を誘導加熱コイルに供給した場合、上記した片面側導電部に流れる交流電流に起因して誘導される渦電流は、金属板内部の片面から深い部分まで流れる。一方、上記した他面側導電部に流れる交流電流に起因して誘導される渦電流は、金属板内部の他面から深い部分まで流れる。 Contrary to the above, the current penetration depth becomes deeper as the frequency of the high frequency power supplied to the induction heating coil is lowered. That is, when high-frequency power having a low frequency (for example, 25 kHz or less) is supplied to the induction heating coil, the eddy current induced due to the alternating current flowing in the one-side conductive portion described above is a deep portion from one side inside the metal plate. Flows up. On the other hand, the eddy current induced due to the alternating current flowing through the other surface side conductive portion flows from the other surface inside the metal plate to a deep portion.
以上からわかるように、薄い(例えば厚さ5mm以下)金属板の両面を取り囲むような誘導加熱コイルを配置してこの金属板を誘導加熱する場合、この誘導加熱コイルに低い周波数の高周波電力を供給したときは、金属板の片面に向き合う片面側導電部と他面に向き合う他面側導電部に流れる高周波電力に起因して誘導された渦電流が金属板の内部で打ち消し合う。このため、薄い金属板はほとんど加熱されない。従って、低い周波数の高周波電力を使用した誘導加熱方法で加熱できる金属板は比較的厚い金属板に限定される。 As can be seen from the above, when an induction heating coil that surrounds both sides of a thin (for example, 5 mm or less) metal plate is arranged and this metal plate is induction heated, high frequency power of a low frequency is supplied to the induction heating coil. When this is done, eddy currents induced by the high frequency power flowing in the one-side conductive part facing one side of the metal plate and the other-side conductive part facing the other side cancel each other out inside the metal plate. For this reason, a thin metal plate is hardly heated. Therefore, the metal plate that can be heated by the induction heating method using low-frequency high-frequency power is limited to a relatively thick metal plate.
上述したように高い周波数の高周波電力を誘導加熱コイルに供給した場合は電流浸透深さが浅くなるので、薄い金属板であってもその内部では渦電流が打ち消し合わないこととなり、薄い金属板でも誘導加熱できる。しかし、約5mm以下の厚さの薄い金属板を誘導加熱する場合、誘導加熱コイルの電圧は数万ボルトとなる。このため、上記の誘導加熱方法で薄い金属板を誘導加熱する作業は、理論的には可能であっても実際には行われていない。 As described above, when high frequency high frequency power is supplied to the induction heating coil, the current penetration depth becomes shallow, so even if it is a thin metal plate, eddy currents will not cancel each other out, and even if it is a thin metal plate, Induction heating is possible. However, when induction heating a thin metal plate having a thickness of about 5 mm or less, the voltage of the induction heating coil is tens of thousands of volts. For this reason, although the work which carries out induction heating of the thin metal plate by said induction heating method is theoretically possible, it is not actually performed.
誘導加熱コイルの電圧が低くても薄い金属板を誘導加熱できる技術として、金属板が接触するロール面を導電体にしたデフレクタロールを用いて薄い金属板を誘導加熱する技術が提案されている。この技術では、デフレクタロールのロール面が加熱されてこの熱が金属板に伝導するので、周波数の比較的低い出力電圧の高周波電力を誘導加熱コイルに供給しても薄い金属板が誘導加熱される。 As a technique capable of induction heating a thin metal plate even when the voltage of the induction heating coil is low, a technique has been proposed in which a thin metal plate is induction heated using a deflector roll having a roll surface that contacts the metal plate as a conductor. In this technique, since the roll surface of the deflector roll is heated and this heat is conducted to the metal plate, the thin metal plate is induction-heated even when high-frequency power having a relatively low output voltage is supplied to the induction heating coil. .
しかし、上記のデフレクタロールを用いる技術では、デフレクタロールが必須となり、金属板はこのデフレクタロールによって湾曲しながら搬送されるので、真っ直ぐに延びる薄い金属板を誘導加熱することはできない。また、この技術では、薄い金属板のうちデフレクタロールによって湾曲している部分の周囲に誘導加熱コイルを配置するので、誘導加熱装置が複雑なものとなる。 However, in the technique using the above-described deflector roll, the deflector roll is indispensable, and the metal plate is conveyed while being bent by the deflector roll. Therefore, the thin metal plate extending straight cannot be induction-heated. Moreover, in this technique, since an induction heating coil is arrange | positioned around the part currently curved by the deflector roll among thin metal plates, an induction heating apparatus becomes complicated.
上記事情に鑑み、前記片面側導電部と前記片面との間に配置された導電性部材を備え周波数の比較的低い高周波電力を使用しても薄い金属板を容易に誘導加熱できる誘導加熱方法及び誘導加熱装置が提供されている(例えば、特許文献1参照)。 In view of the above circumstances, an induction heating method that includes a conductive member disposed between the one-side conductive portion and the one side and can easily induction-heat a thin metal plate even when using a relatively low frequency high-frequency power, and An induction heating device is provided (see, for example, Patent Document 1).
この誘導加熱装置は、所定の厚さ以下の金属板を誘導加熱する誘導加熱装置であって、金属板の片面に向き合う片面側導電部、及び該片面とは反対側の他面に向き合う他面側導電部を有する誘導加熱コイルと、前記片面側導電部と前記片面との間に配置された導電性部材とを備えている。 This induction heating device is an induction heating device that induction-heats a metal plate having a predetermined thickness or less, and includes a one-sided conductive portion that faces one side of the metal plate, and another side that faces the other side opposite to the one side. An induction heating coil having a side conductive portion; and a conductive member disposed between the one side conductive portion and the one side.
この誘導加熱装置においては、誘導加熱の際、誘導加熱装置を固定した状態で、加熱コイルの中央部分に、長い板状の金属板を加熱コイルに対して連続的に搬送している。すなわち金属板は加熱コイルの外側で支持されて連続的に加熱コイル内を通るように搬送される構成である。
しかしながら、上記の技術は、被熱処理物である長い薄板が、例えば丸コイル等の加熱コイルの一方側から入り他方側へ抜け出るように搬送される際に連続的に熱処理を行うものである。したがって、コイルの外側にまで連続しない形状の部材には適用することが困難である。すなわち、台座に載置するのみでは電磁誘導力により、所望の位置に保持することが困難である。被熱処理部材の位置がずれると片面側がオーバーヒートしてしまう等により正確な熱処理を行うことが困難となる。 However, the above technique continuously heat-treats a long thin plate that is an object to be heat-treated when it is conveyed so as to enter from one side of a heating coil such as a round coil and exit from the other side. Therefore, it is difficult to apply to a member having a shape that does not continue to the outside of the coil. That is, it is difficult to hold at a desired position by electromagnetic induction force only by placing it on the pedestal. If the position of the member to be heat-treated is shifted, it becomes difficult to perform accurate heat treatment due to overheating on one side.
本発明は、上記事情に鑑み、被熱処理部材を所望の位置に配置するとともに正確な熱処理を可能とすることを目的とする。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to dispose a member to be heat-treated at a desired position and enable accurate heat treatment.
本発明の一形態にかかる誘導加熱装置は、金属材の薄板で構成され孔部を有する被熱処理部材を誘導加熱する誘導加熱装置であって、前記被熱処理部材が載置される台座と、前記被熱処理部材の片面に向き合う片面側導電部、及び該片面とは反対側の他面に向き合う他面側導電部を有する誘導加熱コイルと、前記片面側導電部と前記片面との間に配置された導電性部材と、前記台座に支持され前記被熱処理部材の一方側に配置されるとともに前記孔部に挿入可能な被挿入部を有する第1固定部、及び前記台座に支持され前記被熱処理部材の他方側に配置され前記被挿入部と接離可能であって前記被挿入部の先端が係合可能な受け部を有する第2固定部を有し、前記一方側から前記被挿入部が前記孔部を挿通して前記他方側において前記受け部に支持されることにより前記台座に前記被熱処理部材を固定する固定部と、を具備したことを特徴とする。 An induction heating apparatus according to an aspect of the present invention is an induction heating apparatus that induction-heats a heat-treated member that is formed of a thin metal plate and has a hole, and a pedestal on which the heat-treated member is placed; An induction heating coil having a one-sided conductive part facing one side of the member to be heat-treated, and another side-side conductive part facing the other side opposite to the one side, and disposed between the one-sided conductive part and the one side A conductive member, a first fixing portion supported on the pedestal and disposed on one side of the heat-treated member and having an inserted portion that can be inserted into the hole, and the heat-treated member supported by the pedestal And a second fixing portion having a receiving portion that can be brought into and out of contact with the inserted portion and engageable with a distal end of the inserted portion. The receiving portion is inserted on the other side through the hole portion. A fixing unit for fixing the object to be heat-treated member to the pedestal by being supported, and characterized by including the.
本発明の一形態に係る誘導加熱方法は、金属材の薄板で構成され孔部を有する被熱処理部材を取り囲む誘導加熱コイルでこの被熱処理部材を誘導加熱する方法において、台座の一方側に、前記孔部に挿入可能な被挿入部を有する第1固定部を配置し、他方側に、前記被挿入部と接離可能であり、前記被挿入部の先端が係合可能な受け部を有する第2固定部を配置し、前記受け部と前記被挿入部とが離間した状態で、前記被熱処理部材を配置し、前記被挿入部と前記受け部とを近接させ、前記一方側から前記被挿入部が前記孔部を挿通して前記他方側において前記受け部に支持させることにより、前記台座に前記被熱処理部材を固定し、前記誘導加熱コイルのうち前記被熱処理部材の一方側に向き合う片面側導電部とこの片面との間に導電性部材を配置し、前記誘導加熱コイルに高周波電力を供給して前記被熱処理部材を誘導加熱することを特徴とする。
An induction heating method according to an aspect of the present invention is the method of induction heating a member to be heat-treated with an induction heating coil that is formed of a thin metal plate and surrounds the member to be heat-treated. A first fixing portion having an insertion portion that can be inserted into the hole portion is disposed, and a receiving portion that can be brought into and out of contact with the insertion portion and engageable with a tip of the insertion portion is disposed on the other side. 2 The fixed portion is disposed, the heat-treated member is disposed in a state where the receiving portion and the inserted portion are separated from each other, the inserted portion and the receiving portion are brought close to each other, and the inserted portion is inserted from the one side. One side of the induction heating coil that faces the one side of the member to be heat-treated by fixing the member to be heat-treated to the pedestal by inserting the hole through the hole and supporting the receiving part on the other side Conductive part between conductive part and this one side It was placed, characterized in that by supplying high-frequency power inductively heating the object to be heat-treated member to the induction heating coil.
本発明によれば、被熱処理部材を所望の位置に配置でき、正確な熱処理が可能となる。 According to the present invention, the member to be heat-treated can be disposed at a desired position, and accurate heat treatment can be performed.
以下、本発明の第1実施形態について図1乃至図を参照して説明する。図1は、本実施形態の誘導加熱装置10を示す斜視図であり、図2は平面図、図3は側面図である。
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a perspective view showing an
誘導加熱装置10は、薄い鋼板部材70(被熱処理部材の一例であり、以下、ワーク70という。)の全体を誘導加熱するためのものである。
The
誘導加熱装置10は、中央部分に配置され、ワーク70を支持する台座12と、台座12及びワーク70を取り囲む誘導加熱コイル20と、高周波電源30と、ワーク70を固定する固定機構50と、誘導加熱後のワーク70を冷却する冷却水噴射式の冷却装置60と、を備えている。
The
ワーク70は、図4乃至図6に示すように、例えば3mm程度の厚さを有する薄い鋼板が所定のL字形状に湾曲形成されている。ワークの幅方向中心には厚さ方向に貫通する円形の取付孔部73が形成されている。また取付孔部の近傍及びワークの先端側に厚さ方向に貫通する円形の孔部74が複数設けられている。ワークは、取付孔部73において、後述する固定機構50によって台座12に固定される。
As shown in FIGS. 4 to 6, the
図1乃至図3に示される台座12は、例えばセラミック等の電気的絶縁性の材料から構成され、誘導加熱コイル20に囲まれる領域の下部に配置されている。台座12は被熱処理部材としてのワーク70の形状に応じた所定形状を成し、平面視において、Y方向における一方側の幅が広い広部13と他方側の幅の狭い狭部14を有して構成される。この広部13に先端側が載置され、狭部14に基端側が載置される。ここでは一例として台座12の上面が平面状である場合を示す。台座12は昇降可能であり、上方に位置する状態でワーク70が設置されるとともに、下方のコイル20の内部に配置された状態で誘導加熱処理が行われる。なお、図2では台座12が上昇して上方に位置する状態を示す。
The
固定機構50は、ワーク70の一方側と他方側に夫々配置された第1固定部51及び第2固定部55によって構成されている。
The
図7乃至図11に示されるように、第1固定部51は、台座12にねじ止め固定されて上方に延びる第1支持部材52と、この第1支持部材52に支持されて他方側に延びる被挿入部材(被挿入部)53とを備えて構成されている。
As shown in FIGS. 7 to 11, the
第1支持部材52はセラミクス系やジルコニア系の絶縁材からなり半円状の凹部を有し、この凹部同士を対向して配置される2つの板状部材52a,52bで構成される。この対向する2つの板状部材52a、52bの組み合わせによって、第1支持部材52は、円形状の支持孔52cとこれに連続するスリットを有する矩形の板状に構成されている。この円形状の支持孔52cに挿入固定されることにより被挿入部材53が支持される。
The
被挿入部材53は、セラミクス系やジルコニア系の絶縁材からなり、片面側から他面側へ向かう第1方向を軸方向とする大径部53a及び小径部53bを有する段差付の円筒状の部材からなる。被挿入部材53の基端側は支持孔52cに挿通され、凸部を構成する先端側の小径部53bが前記取付孔部73に挿通される。大径部53aと小径部53bの間の段差部分は、取付孔部73の周縁部に係合する第1支持縁53cを構成する。
The inserted
図7及び図12乃至15に示されるように、第2固定部55は、ワーク70の他方側、すなわちここでは他面側に配置される。第2固定部55は、第2支持部材56と、この第2支持部材56に支持される受け部材57とを備える。
As shown in FIG. 7 and FIGS. 12 to 15, the second fixing
第2支持部材56は、真鋳製の板状部材であり、その基端側に形成された複数の取付孔を介して機構としてのエアーピストン58の可動軸58aに固定されている。第2支持部材56は、基端側が幅広く、先端側の幅が狭くなるように段差を有する形状であって、幅の狭い先端側すなわち上方の端部近傍には後述する受け部材57を固定するための固定孔56aが形成されている。
The
受け部材57は、例えば銅等の導電部材からなり、基端側の小径部分と先端側の大径部分とを備える二段形状の円筒状部材で構成されている。基端側の小径部分が固定孔56aに挿通支持されることにより受け部材57が第1方向を軸方向として支持されている。
The receiving
先端側の端面には、基端側に凹む受け部57aが形成されている。受け部57aは円形状であり、被挿入部材53の先端が嵌るように構成されている。
A receiving
受け部材57の基端側の端面は、シリンダ等で構成され台座12に支持される調整機構58により、軸方向すなわち図中X方向に移動可能である。調整機構58からの空圧によって、受け部材57の基端側が第一方向に押圧され、あるいは押圧力が解除される。この押圧力に伴って受け部材57が第1方向に往復移動可能である。近接状態を実線で、離間状態を破線で示す。
The end surface on the base end side of the receiving
調整機構58による受け部材57の移動に伴って被挿入部材53の先端に対して受け部57aが接離可能である。受け部57aの周縁部分はワーク70の取付孔部73の周縁部を支持する第2支持縁57bを構成する。
With the movement of the receiving
被挿入部材53の先端と受け部57aとが離間した離間状態であって、台座12が上方に配置された状態で、取付孔部73に被挿入部材53を挿通し、受け部57aとの間にワーク70を配置する。この後、調整機構58により受け部材57を第1方向に移動させ、近接状態とすることにより被挿入部53の先端の凸部が受け部材57の受け部57aの凹み部分に係合される。
With the distal end of the inserted
この近接状態では、被挿入部材53が一方側から取付孔部73に挿通され、その先端が前記他方側において前記受け部57aに支持されるとともに、前記第1支持縁53c及び第2支持縁57bによりワーク70の取付孔部73の周縁部の両面が挟持されることで台座12にワーク70が固定される。固定後、台座12が下降することにより誘導加熱コイル20の内部においてワーク70が保持される。
In this proximity state, the inserted
図1乃至図3に示されるように、誘導加熱コイル20は、2ターンの箱型コイルであって、電気的絶縁性の台座12の周りを取り囲む。誘導加熱コイル20は、ワーク70の片面W1に向き合ってその長さ方向に沿う第1方向(図中Y方向)に延びる片面側導電部21と、ワーク70の他面W2(片面W1とは反対側の面)に向き合ってその幅方向に延びる他面側導電部22とを備えている。この誘導加熱コイル20の内部には、誘導加熱コイル20を冷却するための冷却液が流れる冷却液路(図示せず)が形成されている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
片面側導電部21と他面側導電部22は第1接続導電部23によって電気的に接続されている。第1接続導電部23はワーク70の一端部W3から離れた位置で第1方向と交差する第2方向(図中X方向)に延びている。この第1接続導電部23の端部が他面側導電部22の一端部22aに電気的に接続されている。
The one-side
他面側導電部22の他端部22bからは高周波電源30に接続された第2接続導電部24が折れ曲がって延びている。また、片面側導電部21の端部からは高周波電源30に接続された第3接続導電部25が折れ曲がって延びている。なお、第2接続導電部24と第3接続導電部25とは電気的絶縁部材31によって電気的に絶縁されている。
A second connection
誘導加熱コイル20のうち、ワーク70の加熱に実質的に寄与する部分は片面側導電部21と他面側導電部22があるが、後述するように、片面側導電部21とワーク70の片面W1との間には、磁束減少部材及び導電性部材として機能する銅板40が配置されているので、片面側導電部21を流れる交流電流は、銅板40を介してワーク70の表層部を加熱することになる。
Of the
上述のように誘導加熱コイル20はワーク70を取り囲んでいるが、片面側導電部21とワーク70の片面W1との間には銅板40が配置されている。銅板40の幅と長さは、片面側導電部21の幅と長さとほぼ同じである。銅板40の内部には冷却液が流れる冷却液路が形成されており、銅板40の長手方向両端部には、この冷却液路に冷却液を供給して排出するための冷却液出入口42,42が形成されている。冷却液出入口42,42の一方から冷却液路に冷却液を供給し、他方から冷却液を排出することにより、銅板40は冷却される。なお、銅板40は電気的絶縁部材32を介して片面側導電部21に固定されている。
As described above, the
ここで、各部材の厚さや配置間隔の一例を挙げる。 Here, an example of the thickness and arrangement interval of each member is given.
片面側導電部21の厚さt1は10mmであり、電気的絶縁部材32の厚さt2は2mmであり、銅板40の厚さt3は10mmであり、ワーク70の厚さt4は3mmであり、他面側導電部の厚さt5は10mmである。また、銅板40からワーク70の片面W1までの距離L1は60mmであり、ワーク70の他面W2から他面側導電部22までの距離L2は70mmである。
The thickness t1 of the one-side
冷却装置60は加熱コイルより下方において台座を包囲するように冷却ジャケットが配置されて構成される。
The
加熱終了後、台座12が図示しない昇降手段で冷却ジャケット位置に降下する。冷却ジャケットにワーク70が包囲された状態で冷却ジャケットが冷却水を噴射することにより、ワーク70が冷却される。
After the heating is completed, the
図16、図17に、誘導加熱後のワーク70の各部の硬さを示す。図中P1,P2,P3、P4,P5、P6,P7は、ワークにおける各部位を示し、対応する記号を図4に示している。図16、図17においては、製造の際のプレス処理によってバリが形成されていない方の湾曲外側面70aと、バリが形成される湾曲内側面70bと、厚さ方向の中央部70cにおける硬さを夫々示している。なお、硬さの測定荷重は5kgとした。硬さについては、高周波焼き入れ後の硬さは上限577HVの仕様を満足したことが判る。図16には、RHの向きに配置した場合、図17には、これと反対のLHの向きに配置した場合を示す。なお、図2に示す配置がRHの向きである。
16 and 17 show the hardness of each part of the
また、いずれの場合においても高周波焼き入れ後の金属組織はマルテンサイト組織であった。 In any case, the metal structure after induction hardening was a martensite structure.
本実施形態の誘導加熱装置10によれば、ワークの片面に向き合う片面側導電部とこの方面との間には導電性の銅板40が配置されているので、片面側導電部に流れる交流電流に起因して生成された交番磁束は銅板40によって減衰する。このため、厚さ3mm程度のワーク70を容易に誘導加熱することが可能となる。
According to the
本実施形態によれば以下のような効果が得られる。すなわち、取付孔部73に被挿入部材53を挿通し、その先端を受け部57aの凹み部分に係合させて固定することにより、ワークへの固定機構50の接触部位を減らし、磁束への影響を防ぐことができる。したがって、箱型の誘導加熱コイル20の内部に配置される形状のワーク70を、容易、かつ、正確に保持することができる。
According to this embodiment, the following effects can be obtained. That is, by inserting the inserted
また、被挿入部材53を導電性の部材で構成することによりこの被挿入部材53が、銅板40と同様に減少部材として機能することにより被挿入部材53も均一に加熱されるので、保持具の熱処理特性への影響を低減できる。すなわち、熱処理部材の温度は治具に接触する部分と被接触部分とで温度むらが生じる場合があるが、本実施形態によれば、全体の均熱化が図れる。この結果、保持治具を加熱コイル内の磁束にさらされる(加熱される)部分に設置することが可能となる。また、被熱処理物の低(定)変形を確保することができるとともに、均等な硬さを確保することができる。
Moreover, since the
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage.
上記した例では、薄い板材の誘導加熱に誘導加熱コイル20を使用したが、細い線状部材の全体を誘導加熱する際にも誘導加熱コイル20を適用できる。
In the above-described example, the
また、被挿入部材53は、銅製としたが、これに代えて銅合金製、アルミニウム製、アルニミウム合金製、銀製、ステンレス製等、他の導電材を使用してもよい。
The inserted
また、上記第1実施形態においては一方側と片面側を同じ側としたが、反対であってもよく、例えば、受け部を片面側に配置し、この受け部を導電部材で構成してもよい。この場合にも上記実施形態と同様の効果が得られる。 Moreover, in the said 1st Embodiment, although the one side and the single side | surface were made into the same side, you may reverse, for example, arrange | position a receiving part on the single side and comprise this receiving part with a conductive member. Good. In this case, the same effect as that of the above embodiment can be obtained.
また、上記実施形態の例では台座12の上面は平面形状としたが、段差付の形状としてもよい。台座をワークの形状に沿うように形成し、段差部を適宜追加することにより同一の固定機構で複数種類の形状の被熱処理部材の処理が可能となる。
In the example of the above embodiment, the upper surface of the
また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。 In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.
10…誘導加熱装置、12…台座、12…台座、20…誘導加熱コイル、21…片面側導電部、22…他面側導電部、23…第1の接続導電部、24…接続導電部、
25…接続導電部、31…電気的絶縁部材、30…高周波熱源、32…電気的絶縁部材、40…銅板、42…冷却液出入口、50…固定機構(固定部)、51…第1固定部、52…支持部材、52a.52b…板状部材、52c…支持孔、53…被挿入部材(被挿入部)、53a…大径部、53b…小径部、53c…支持縁、55…第2固定部、56…支持部材、56a…固定孔、57…受け部材(受け部)、57b…支持縁、58…エアーピストン(調整機構)、60…冷却装置、70…ワーク、73…取付孔部(孔部)、74…孔部。
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記被熱処理部材が載置される台座と、
前記被熱処理部材の片面に向き合う片面側導電部、及び該片面とは反対側の他面に向き合う他面側導電部を有する誘導加熱コイルと、
前記片面側導電部と前記片面との間に配置された導電性部材と、
前記被熱処理部材の一方側に配置されるとともに前記孔部に挿入可能な被挿入部を有する第1固定部、及び前記被熱処理部材の他方側に配置され前記被挿入部と接離可能であって前記被挿入部の先端が係合可能な受け部を有する第2固定部を有し、前記一方側から前記被挿入部が前記孔部を挿通して前記他方側において前記受け部に支持されることにより前記台座に前記被熱処理部材を固定する固定部と、
を具備したことを特徴とする誘導加熱装置。 An induction heating device that induction-heats a heat-treated member composed of a thin metal plate and having a hole,
A pedestal on which the heat-treated member is placed;
An induction heating coil having a one-sided conductive part facing one side of the heat-treated member, and another side-side conductive part facing the other side opposite to the one-side;
A conductive member disposed between the one-side conductive portion and the one-side,
A first fixing portion that is disposed on one side of the member to be heat treated and has a portion to be inserted that can be inserted into the hole, and disposed on the other side of the member to be heat treated and capable of contacting and separating from the portion to be inserted. A second fixing portion having a receiving portion with which the distal end of the inserted portion can be engaged, and the inserted portion is inserted into the hole portion from one side and supported by the receiving portion on the other side. A fixing portion for fixing the heat-treated member to the pedestal,
An induction heating apparatus comprising:
前記第2固定部は、前記第1方向を軸方向とする円柱状の部材の先端に受け部が形成されるとともに、前記受け部の周りに前記孔部の周縁部を支持する第2支持縁が構成され、
近接状態において、前記被挿入部が前記一方側から前記孔部に挿通され、その先端が前記他方側において前記受け部に支持されるとともに、前記第1支持縁及び第2支持縁により前記被熱処理部材の前記孔部の周縁部が挟持されることで前記台座に前記被熱処理部材が固定されることを特徴とする請求項1記載の誘導加熱装置。 The first fixing portion is formed of a cylindrical member with a step having a large diameter portion and a small diameter portion whose axial direction is a first direction from the one side to the other side, and the step portion is a peripheral edge of the hole portion. A first support edge that engages the portion and supports the peripheral edge of the hole,
The second fixing portion has a receiving portion formed at a tip of a cylindrical member having the first direction as an axial direction, and a second support edge that supports a peripheral portion of the hole portion around the receiving portion. Is configured,
In the proximity state, the inserted portion is inserted into the hole portion from the one side, and the tip thereof is supported by the receiving portion on the other side, and the heat treatment is performed by the first support edge and the second support edge. The induction heating apparatus according to claim 1, wherein the heat-treated member is fixed to the pedestal by sandwiching a peripheral edge portion of the hole portion of the member.
前記誘導加熱処理の後、前記被熱処理部材を、前記冷却手段の冷却位置に移動させる移動手段と、
を備えたことを特徴とする請求項1乃至5の何れかに記載の誘導加熱装置。 Cooling means for injecting a cooling liquid;
A moving means for moving the heat-treated member to a cooling position of the cooling means after the induction heating treatment;
An induction heating apparatus according to any one of claims 1 to 5, further comprising:
台座の一方側に、前記孔部に挿入可能な被挿入部を有する第1固定部を配置し、
他方側に、前記被挿入部と接離可能であり、前記被挿入部の先端が係合可能な受け部を有する第2固定部を配置し、
前記受け部と前記被挿入部とが離間した状態で、前記被熱処理部材を配置し、
前記被挿入部と前記受け部とを近接させ、前記一方側から前記被挿入部が前記孔部を挿通して前記他方側において前記受け部に支持させることにより、前記台座に前記被熱処理部材を固定し、
前記誘導加熱コイルのうち前記被熱処理部材の一方側に向き合う片面側導電部とこの片面との間に導電性部材を配置し、
前記誘導加熱コイルに高周波電力を供給して前記被熱処理部材を誘導加熱することを特徴とする誘導加熱方法。 In the method of induction heating this heat-treated member with an induction heating coil surrounding the heat-treated member having a hole formed of a thin metal plate ,
On one side of the pedestal, a first fixing part having an inserted part that can be inserted into the hole part is arranged,
On the other side, a second fixing part having a receiving part that can be brought into and out of contact with the inserted part and engageable with a tip of the inserted part,
In a state where the receiving portion and the inserted portion are separated from each other, the heat-treated member is disposed,
The inserted portion and the receiving portion are brought close to each other, and the inserted portion is inserted through the hole portion from the one side and supported by the receiving portion on the other side, whereby the heat-treated member is placed on the pedestal. Fixed,
A conductive member is disposed between the one side of the induction heating coil and the one side of the conductive member facing the one side of the heat-treated member,
An induction heating method, wherein high frequency power is supplied to the induction heating coil to inductively heat the member to be heat treated.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008094293A JP5193655B2 (en) | 2008-03-31 | 2008-03-31 | Induction heating apparatus and induction heating method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008094293A JP5193655B2 (en) | 2008-03-31 | 2008-03-31 | Induction heating apparatus and induction heating method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009242928A JP2009242928A (en) | 2009-10-22 |
JP5193655B2 true JP5193655B2 (en) | 2013-05-08 |
Family
ID=41305152
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008094293A Active JP5193655B2 (en) | 2008-03-31 | 2008-03-31 | Induction heating apparatus and induction heating method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5193655B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115505690B (en) * | 2022-10-25 | 2023-11-14 | 华北电力大学 | Tensioning device for thermal-magnetic vibration composite aging |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002117964A (en) * | 2000-10-05 | 2002-04-19 | Miyaden Co Ltd | Simplified nonoxidation high-frequency induction heating apparatus |
JP2004291107A (en) * | 2003-03-26 | 2004-10-21 | Fuji Heavy Ind Ltd | Workpiece clamping method and workpiece clamping fixture for machining device |
JP4356884B2 (en) * | 2004-03-30 | 2009-11-04 | 高周波熱錬株式会社 | Induction heating apparatus and induction heating method |
JP4662275B2 (en) * | 2006-03-30 | 2011-03-30 | 高周波熱錬株式会社 | Drive plate induction heating coil, quenching jig, and quenching method |
-
2008
- 2008-03-31 JP JP2008094293A patent/JP5193655B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2009242928A (en) | 2009-10-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100899253B1 (en) | Induction heating device for a metal plate | |
JP5661760B2 (en) | Method and apparatus for forming an automotive window assembly | |
JP2008521609A (en) | Method and apparatus for brazing connections by induction heating | |
JP5193655B2 (en) | Induction heating apparatus and induction heating method | |
EP2900036A1 (en) | High-frequency induction heating device and processing device | |
JP5079319B2 (en) | Heating coil for tempering | |
JP5473127B2 (en) | Induction heating coil | |
JP2020115428A (en) | Induction heating coil | |
CN110933935B (en) | Soldering tool for induction soldering | |
JP5262784B2 (en) | Metal plate induction heating device | |
JP3761328B2 (en) | Induction heating coil | |
JP2005281801A (en) | Apparatus and method for electrically heating sheet metal | |
JP2009164303A (en) | Soldering device and soldering method | |
JP4963947B2 (en) | Heat treatment method and apparatus for thin plate member | |
JP3168403U (en) | Overheating suppression induction heating device | |
JP4356884B2 (en) | Induction heating apparatus and induction heating method | |
JP4035122B2 (en) | Steel strip heating method with excellent temperature uniformity in the width direction | |
JP4219875B2 (en) | Induction heating method | |
JP6293450B2 (en) | Heat treatment method | |
JP6179055B2 (en) | Heating method, heat treatment method and composite coil for deformed workpiece | |
JP2022082731A (en) | Induction heating coil | |
JP2012221857A (en) | High frequency induction heating device and heating method of work | |
CN114350901A (en) | Method for producing a heated steel sheet and tempering station | |
JP2003268442A (en) | Induction heating coil and induction heating process of work | |
JP4350276B2 (en) | Heating apparatus and heating method, heat treatment apparatus and heat treatment method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20100317 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20121009 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20121016 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20121217 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130108 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130204 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5193655 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160208 Year of fee payment: 3 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |