JP5578465B2 - 誘導加熱コイル - Google Patents

Description

本発明は、交番電力が投入されることでワークを誘導加熱する誘導加熱用コイルに関する。

ワークの機械的強度を高めるために、焼入れなどの熱処理がワークに施されている。熱処理を施す際には、例えば誘導加熱コイルが用いられ、この誘導加熱コイルに高周波電力が投入されると、ワークの表面近傍に渦電流が生じてワークが誘導加熱される。ワークが軸状物である場合にあっては、ワークを回転させながらマルチターンコイルの中空軸にワークを連続送りすることで、ワーク表面を周方向に均一に加熱することができる。誘導加熱コイルとして、一巻きしたものや、第１及び第２のワンターン部をリード部で直列接続したものが知られている（例えば特許文献１）。

図７は従来の誘導加熱コイルを模式的に示すもので、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は斜視図である。従来の誘導加熱コイル１００では、それぞれ隙間１１１ａ，１１２ａを有するように一巻きしてなる第１のワンターン部１１１及び第２のワンターン部１１２が軸方向に近接され、リード部１１３が第１のワンターン部１１１と第２のワンターン部１１２とを連結している。第１の導入端子部１１４が第１のワンターン部１１１の一端部１１１ｂに取り付けられ、第２の導入端子部１１５が第２のワンターン部１１２の他端部１１２ｂに取り付けられている。リード部１１３は軸方向に延びており、リード部１１３の軸方向の長さは、図７（Ａ）に示すように、第１及び第２のワンターン部１１１，１１２の軸方向に離れている距離に等しい。図７に示す誘導加熱コイル１００は、第１のワンターン部１１１及び第２のワンターン部１１２における外周部、即ち半径外方向に向いた面に架橋されている。特許文献１に開示されている誘導加熱コイルにおいては、リード部は、図７に示す場合とは異なり第１及び第２のワンターン部の外周面から半径外方向に張り出して架橋されておらず、第１及び第２のワンターン部における軸方向の対向面に取り付けられている。

意匠登録第１１６５０４２号公報

しかしながら、ワークである軸状物の端部を保持して誘導加熱コイルの中空に送り込む装置において、装置構成上、軸状物を回転することができない場合がある。この場合、ワークは周方向に均一に熱処理が施されない。図７（Ａ）において一点破線で示すワークＷを回転させずに矢印で示す軸方向に送り込む場合を想定すると、ワークＷの表面のうちリード部１１３に対向する領域Ｗ１０１には、電流経路Ｐ１０２に基づく変動磁界による渦電流しか流れず、ワークＷのそれ以外の領域、例えば図７（Ａ）において右側に示す領域Ｗ１０２では経路Ｐ１０１と経路Ｐ１０２の電流に基づく変動磁界による渦電流が流れ、図７（Ａ）において左側に示す領域Ｗ１０３では経路Ｐ１０２と経路Ｐ１０３の電流に基づく変動磁界による渦電流が流れる。つまり、ワークＷのうちリード部１１３に対向する領域Ｗ１０１には一つの経路Ｐ１０２による電流に基づく変動磁界の影響しか受けないが、ワークＷのそれ以外の領域Ｗ１０２、Ｗ１０３には経路Ｐ１０１、Ｐ１０３の何れかと経路Ｐ１０２という二つの経路による電流に基づく変動磁界の影響を受ける。よって、ワークＷを周方向に均一に誘導加熱することができない。

特許文献１に開示されている誘導加熱コイルは、図７に示す誘導加熱コイルと異なり、リード部を第１及び第２のワンターン部の外周面外側に配置しておらず、リード部の取付端を第１のワンターン部及び第２のワンターン部の対向面に設けてリード部を第１及び第２のワンターン部の外周面外側に突出させていないで軸方向に平行に配置している。この場合おいても、図７に示す場合と同様、ワークのうちリード部に対向する領域には一つの経路による電流に基づく変動磁界の影響しか受けないが、ワークのそれ以外の領域には二つの経路による電流に基づく変動磁界の影響を受ける。よって、ワークを回転させない限り、ワークを周方向に均一に加熱することは困難となる。

本発明においては、ワークを回転しなくてもほぼ均一に誘導加熱することができる、誘導加熱コイルを提供することを目的とする。

本発明者らは、鋭意研究を進めた結果、第１及び第２のワンターン部に架橋するリード部の配置を工夫することで、本発明を完成するに至った。

本発明の目的を達成するために、本発明の誘導加熱コイルは、隙間を有して一巻き状に形成されてなる第１のワンターン部と、隙間を有して一巻き状に形成されてなる第２のワンターン部と、第１のワンターン部と第２のワンターン部とを直列接続するリード部と、を備えており、第１のワンターン部と第２のワンターン部とが同心上に軸方向に並んで、それらの隙間が軸周りにずれており、リード部が軸方向に平行な部分と軸方向に交差する部分とを有することを特徴とする。

本発明によれば、第１のワンターン部の隙間によりワーク表面に渦電流が生じない部分と第２のワンターン部の隙間によりワーク表面に渦電流が生じない部分とが軸周りにずらしているため、渦電流が生じにくい部分を可及的に狭めることができる。よって、ワークを回転しなくても、ワークを誘導加熱コイルの軸に送り込むことによって周方向にほぼ均一に誘導加熱することができる。

本発明の第１の実施形態に係る誘導加熱コイルを示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は斜視図である。 図１に示す誘導加熱コイルの外形を示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は背面図、（Ｃ）は左側面図、（Ｄ）は右側面図、（Ｅ）は平面図、（Ｆ）は底面図である。 図２（Ｅ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る誘導加熱コイルを示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は斜視図である。 本発明の第３の実施形態に係る誘導加熱コイルを示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は斜視図である。 本発明の課題を解決する別のアプローチとしての実施形態に係る誘導加熱コイルを示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は斜視図である。 従来の誘導加熱コイルを示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は斜視図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の幾つかの実施形態について詳細に説明する。

〔第１の実施形態〕
図１は本発明の第１の実施形態に係る誘導加熱コイルを示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は斜視図である。図２は図１に示す誘導加熱コイルについての外形を示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は背面図、（Ｃ）は左側面図、（Ｄ）は右側面図、（Ｅ）は平面図、（Ｆ）は底面図である。図３は図２（Ｅ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。第１の実施形態に係る誘導加熱コイル１０は、図示するように、第１のワンターン部１１と第２のワンターン部１２とリード部１３と第１の導入端子部１４と第２の導入端子部１５とを備える。

第１のワンターン部１１と第２のワンターン部１２はほぼ同じ曲率を有しており軸が中空となっている。第１のワンターン部１１は、その一端部１１ａとその他端部１１ｂとが隙間１１ｃを空けて対向するように一巻き状に形成されている。第２のワンターン部１２は、その一端部１２ａとその他端部１２ｂとが隙間１２ｃを空けて対向するように一巻き状に形成されている。ここで、第１のワンターン部１１及び第２のワンターン部１２は、何れも、軸方向からみて例えば紙面の表側から裏側に向かって右回りに巻かれており、右回りの起点となる端部を一端部１１ａ，１２ａと呼び、右回りの終点となる端部を他端部１１ｂ，１２ｂと呼ぶことにする。第１のワンターン部１１の一端部１１ａは第２のワンターン部１２の他端部１２ｂ側に位置しており、つまり、第２のワンターン部１２の他端部１２ｂは第１のワンターン部１１の一端部１１ａ側に位置している。第１のワンターン部１１と第２のワンターン部１２とは、それぞれの隙間１１ｃ，１２ｃ同士を軸周りにずらして同軸上に並んで配置されている。

第１の導入端子部１４は第１のワンターン部１１の一端部１１ａの外周面に取り付けられており、第１の導入端子部１４は第１のワンターン部１１の外周面から外側に向けて直線状に延びている。第１の導入端子部１４は、第１のワンターン部１１への取付位置に応じて、第１のワンターン部１１の軸からその取付位置への方向が半径外方向と所定の鋭角をなして交差するように延びていてもよい。第２の導入端子部１５は第２のワンターン部１２の他端部１２ｂの外周面に取り付けられており、第２の導入端子部１５は第２のワンターン部１２の外周面から外側に向けて直線状に延びている。第２の導入端子部１５は、第２のワンターン部１２への取付位置に応じて、第２のワンターン部１２の軸からその取付位置へ向いた方向が半径外方向と所定の鋭角をなして交差するように、延びていてもよい。

第１のワンターン部１１の隙間１１ｃと第２のワンターン部１２の隙間１２ｃとは、第１のワンターン部１１と第２のワンターン部１２とを仮想的に軸方向にずらして重ね合わせた場合、軸に垂直な方向、即ち図１（Ａ）に示すように左右の方向に離隔している。隙間１１ｃと隙間１２ｃとの離隔距離は、図１（Ａ）における平面視において、第１の導入端子部１４の軸に直交する方向の寸法と、第２の導入端子部１５の軸に直交する方向の寸法と、の和に等しい。ここで、第１の導入端子部１４の軸に直交する方向の寸法とは、第１の導入端子部１４の軸方向の厚み、即ち第１のワンターン部１１の厚みではなく、第１及び第２のワンターン部１１，１２における隙間１１ｃ，１２ｃの離隔方向の寸法を意味する。

リード部１３は、一方の接続端部１３ａと、他方の接続端部１３ｂと、一方の接続端部１３ａと他方の接続端部１３ｂとを両端に有するリード中間部１３ｃと、を有する。図１（Ｂ）ではリード中間部１３ｃを分断して第１のワンターン部１１と第２のワンターン部１２とを離隔して示しているが、リード部１３の軸方向の長さは図１（Ａ）に示すように第１及び第２のワンターン部１１，１２の軸方向に離れている距離に等しい。一方の接続端部１３ａは、第１のワンターン部１１における他端部１１ｂ外周面に対して外側に延びるように取り付けられる。リード中間部１３ｃは、第１及び第２の導入端子部１４，１５の延びる方向からみて略Ｊ字状を有しており、一方の接続端部１３ａから軸方向に平行に延び、第２の導入端子部１５の軸方向外側を迂回して他方の接続端部１３ｂに至っている。他方の接続端部１３ｂは、第２のワンターン部１２における一端部１２ａ外周面に外側に延びるように取り付けられている。ここで、一方の接続端部１３ａ，他方の接続端部１３ｂは何れも第１の導入端子部１４、第２の導入端子部１５に平行に延びている。

以上のように、第１の実施形態では、リード部１３、特にリード中間部１３ｃは、軸方向に平行に延びる部分と、軸方向に交差する部分、第１の実施形態では第２の導入端子部１５の外側に迂回する部分と、を有しており、一方の接続端部１３ａと他方の接続端部１３ｂとが、平面視つまり第１及び第２の導入端子部１４，１５が延びる方向から見て、第１のワンターン部１１の一端部１１ａと第２のワンターン部１２の他端部１２ｂとを挟んで左右に離隔しているため、その左右に離隔している部位同士を、リード中間部１３ｃが連結している。つまり、リード中間部１３ｃが、第１のワンターン部１１と第２のワンターン部１２の軸方向に延び、かつ、ねじれた位置で軸に交差する部分を有して、第１のワンターン部１１と第２のワンターン部１２とに架橋している。

第１の実施形態に係る誘導加熱コイル１０は前述のような構造を有するので、第１の導入端子部１４及び第２の導入端子部１５に対し外部から電力が供給され、第１のワンターン部１１と第２のワンターン部１２との間に交番電力が投入されると、経路Ｐ１１、経路Ｐ１２、経路Ｐ１３の順に、第１のワンターン部１１、リード部１３及び第２のワンターン部１２の表面に交番電流が流れる。リード部１３が、第２のワンターン部１２の外側を巻いて迂回して設けられかつ第１のワンターン部１１と第２のワンターン部１２とを直列接続している。よって、第１のワンターン部１１において、第１の導入端子部１４が取り付けられた一端部１１ａから、リード部１３の一方の接続端部１３ａが取り付けられた他端部１１ｂまで、経路Ｐ１１に沿って周方向に均一に流れやすくなる。第２のワンターン部１２においても、リード部１３の他方の接続端部１３ｂが取り付けられた一端部１２ａから、第２の導入端子部１５までの他端部１２ｂまで、経路Ｐ１３に沿って周方向に均一に流れやすくなる。つまり、ワーク表面に周方向に異なる位置で渦電流を流さない隙間１１ｃ，１２ｃがそれぞれ軸周りに第１及び第２の導入端子部１４，１５の断面寸法の和だけ離隔するように、第１のワンターン部１１及び第２のワンターン部１２が配置されている。

よって、第１のワンターン部１１では隙間１１ｃを除いた部分全てに交番電流が流れ、第２のワンターン部１２では隙間１２ｃを除いた部分全てに交番電流が流れ、第１のワンターン部１１と第２のワンターン部１２との内周面において交番電流が流れない領域が狭くなり、ワークＷの外周面のうち第１のワンターン部１１及び第２のワンターン部１２とで誘導加熱される部分がワークの周方向にほぼ均一となる。換言すれば、ワークＷを軸方向に送り込むことで、隙間１１ｃ及び１２ｃを除いてワークＷの表面に二ターン分の交番電流による渦電流が流れることになる。よって、第１及び第２のワンターン部１１，１２の中空にワークを送り込んで挿通するだけでよい。ワークをその軸周りにまわす必要がなく、ワークの送り機構を簡略化することができ、ワークを回転させる機構が配備されてない装置においても誘導加熱コイル１０を配備するだけでよい。

ここで、第１のワンターン部１１及び第２のワンターン部１２は、図３に示すように、その内部は水などの冷却媒体を流すために中空になっている。これは導通により生じる誘導加熱コイル１０の熱を冷却媒体が吸収するためである。第１のワンターン部１１及び第２のワンターン部１２それ自体は内径の軸方向の厚みが外径の軸方向の厚みより小さくなっており、第１のワンターン部１１の軸方向外側と第２のワンターン部１２の軸方向外側はすり鉢状になっている。これは、ワークＷに対向する内周面を外周面より小さくすることで、内周面側に流れる電流密度を大きくし、かつ外周面側を大きくすることで冷却媒体の量を確保するためである。

〔第２の実施形態〕
図４は第２の実施形態に係る誘導加熱コイル２０を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は斜視図である。第２の実施形態に係る誘導加熱コイル２０は、第１の実施形態に係る誘導加熱コイル１０と同様、図４（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、第１のワンターン部２１と第２のワンターン部２２とリード部２３と第１の導入端子部２４と第２の導入端子部２５とを備える。第１のワンターン部２１及び第２のワンターン部２２は、何れも、第１の実施形態と同様、一端部２１ａ，２２ａと他端部２１ｂ，２２ｂとが対向するよう一巻き状に形成されている。そして、第１のワンターン部２１と第２のワンターン部２２とは、それぞれの隙間２１ｃ，２２ｃを軸周りに左右に離隔して同軸上に並んで配置されている。

第１の導入端子部２４は、第１の実施形態と同様に、第１のワンターン部２１の一端部２１ａ外周面に外側に直線状に延びるように取り付けられている。第２の導入端子部２５は、第２のワンターン部２２の他端部２２ｂ外周面にクランク状に折れ曲がって延びるように取り付けられている。即ち、第２の導入端子部２５は、一旦第１の実施形態と同様に第２のワンターン部２２の外周面から外方向に直線的に延び、図面において反時計周りとなる方向に略直角に折れ曲がり、さらに、所定の長さだけ第２のワンターン部２２の外周面と対向するよう延び、その後、第２のワンターン部２２の外周面から遠ざかるように略直角に折れ曲がって直線状に延びている。第１のワンターン部２１の隙間２１ｃと第２のワンターン部２２の隙間２２ｃとは、第１のワンターン部２１と第２のワンターン部２２とを仮想的に軸方向にずらして重ね合わせた場合、軸に垂直な方向、即ち図４（Ａ）に示すように左右の方向に、離隔している。隙間２１ｃと隙間２２ｃとの離隔距離は、図４（Ａ）における平面視において、第１の導入端子部２４の軸に直交する方向の寸法と、第２の導入端子部２５における取付部位近傍の軸に直交する方向の寸法と、の和に等しい。

リード部２３は、一方の接続端部２３ａと、他方の接続端部２３ｂと、一方の接続端部２３ａと他方の接続端部２３ｂとを両端に有するリード中間部２３ｃと、を有する。図４（Ｂ）ではリード中間部２３ｃを分断して第１のワンターン部２１と第２のワンターン部２２とを離隔して示しているが、リード部２３の軸方向の長さは図４（Ａ）に示すように第１及び第２のワンターン部２１，２２の軸方向に離れている距離に等しい。一方の接続端部２３ａは、第１のワンターン部２１における他端部２１ｂ外周面に対して外側に延びるように、例えば半径外方向に直線状に延びるように取り付けられる。リード中間部２３ｃは、第１及び第２の導入端子部２４，２５の延びる先端からみてＬ字状を有しており、一方の接続端部２３ａから軸方向に平行に延び、第２のワンターン部２２の外周面と対向するように折れ曲がって他方の接続端部２３ｂに至っている。即ち、リード中間部２３ｃは第２の導入端子部２５のクランク部２５ａの上で直交するように折れ曲がっている。他方の接続端部２３ｂは、第２のワンターン部２２における一端部２２ａ外周面に外側に直線状に延びるように取り付けられている。

リード部２３、特にリード中間部２３ｃは、軸方向に平行に延びる部分と、軸方向に交差する部分、即ち、第２の導入端子部２５におけるクランク部２５ａの外側で軸と交差するよう直線状に延びる部分と、を有しており、一方の接続端部２３ａと他方の接続端部２３ｂとは、平面視つまり第１及び第２の導入端子部２４，２５の先端が延びる方向から見て、第１のワンターン部２１の一端部２１ａと第２のワンターン部２２の他端部２２ｂとを挟んで左右に離隔しているため、その左右離隔している部位同士を、リード中間部２３ｃが連結している。

第２の実施形態においても、リード中間部２３ｃが、第１のワンターン部２１と第２のワンターン部２２の軸方向に延びかつ軸にねじれた位置で交差する部分を有して、第１のワンターン部２１と第２のワンターン部２２とに架橋している。

第２の実施形態に係る誘導加熱コイル２０は前述のような構造を有するので、第１の導入端子部２４及び第２の導入端子部２５に対し外部から電力が供給され、第１のワンターン部２１と第２のワンターン部２２との間に交番電力が投入されると、第１のワンターン部２１、リード部２３及び第２のワンターン部２２の表面に交番電流が流れる。その際、リード部２３が、第２のワンターン部２２の外周面外側で軸と直交する部分を有しており、リード中間部２３ｃが軸とねじれた位置で交差しているので、第１の実施形態の場合と同様、第１のワンターン部２１、第２のワンターン部２２において隙間２１ｃ,２２ｃを除いて周方向に均一な電流が流れやすくなる。つまり、ワーク表面に周方向に異なる位置で渦電流を流さない隙間２１ｃ，２２ｃがそれぞれ軸周りに第１及び第２の導入端子部２４，２５の断面寸法の和だけ離隔するように第１のワンターン部２１及び第２のワンターン部２２が配置されている。よって、ワークのうち、第１のワンターン部２１では隙間２１ｃを除いた部分全てに交番電流が流れ、第２のワンターン部２２では隙間２２ｃを除いた部分全てに交番電流が流れ、第１のワンターン部２１と第２のワンターン部２２との内周面において交番電流が流れない領域が狭くなり、第１のワンターン部２１及び第２のワンターン部２２とで誘導加熱される部分がワークの周方向にほぼ均一となる。換言すれば、ワークを軸方向に送り込むことで、隙間２１ｃ及び２２ｃを除いてワークの表面に二ターン分の交番電流による渦電流が流れることになる。よって、第１及び第２のワンターン部２１，２２の中空にワークを送り込んで挿通するだけでよい。このため、ワークをその軸周りにまわす必要がなく、ワークの送り機構を簡略化することができ、ワークを回転させる機構が配備されてない装置においても誘導加熱コイル２０を配備するだけでよい。

〔第３の実施形態〕
図５は第３の実施形態に係る誘導加熱コイル３０を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は斜視図である。第３の実施形態に係る誘導加熱コイル３０は、第１及び第２の実施形態に係る誘導加熱コイル１０，２０と同様、図５（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、第１のワンターン部３１と第２のワンターン部３２とリード部３３と第１の導入端子部３４と第２の導入端子部３５とを備える。第１のワンターン部３１及び第２のワンターン部３２は、何れも、第１の実施形態と同様、一端部３１ａ，３２ａと他端部３１ｂ，３２ｂとが対向するよう一巻き状に形成されている。そして、第１のワンターン部３１と第２のワンターン部３２とは、それぞれの隙間３１ｃ，３２ｃを軸周りに左右に離隔して同軸上に並んで配置されている。

第１の導入端子部３４は、第１の実施形態と同様、第１のワンターン部３１の一端部３１ａ外周面に取り付けられ、第１の導入端子部３４は第１のワンターン部１１の外周面から外側に向けて直線状に延びている。第２の導入端子部３５は、第２のワンターン部３２の他端部３２ｂ外周面に外側に向けて、クランク状に折れ曲がって延びるように取り付けられている。図示するように、第２の導入端子部３５はクランク状に折れ曲がっていてもよいが、これは第２の導入端子部３５の先端側の取付位置によるためであって、第２の実施形態の場合とは異なり必須とはならない。第１のワンターン部３１と第２のワンターン部３２とは、第１のワンターン部３１と第２のワンターン部３２とを仮想的に軸方向にずらして重ね合わせた場合、軸に垂直な方向、即ち図５（Ａ）に示すように左右の方向に、離隔している。隙間３１ｃと隙間３２ｃとの離隔距離は、平面視において、後述するように、リード部３３の一方の接続端部３３ａの軸に直交する方向の寸法と、リード部３３の他方の接続端部３３ｂの軸に直交する方向の寸法と、の和に等しい。

リード部３３は、一方の接続端部３３ａと、他方の接続端部３３ｂと、一方の接続端部３３ａと他方の接続端部３３ｂとを両端に有するリード中間部３３ｃと、を有する。図５（Ｂ）では他方の接続端部３３ｂを分断して第１のワンターン部３１と第２のワンターン部３２とを離隔して示しているが、リード部３３の軸方向の長さは、図５（Ａ）に示すように、第１及び第２のワンターン部３１，３２の軸方向に離れている距離に等しい。一方の接続端部３３ａは、第１のワンターン部３１における他端部３１ｂ外周面に外側に向けて直線状に延びるように取り付けられる。他方の接続端部３３ｂは、第１及び第２の実施形態とは異なり、第２のワンターン部３２における一端部３２ａに取り付けられるよう直線状に軸方向に延びている。ここで、第２のワンターン部３２と他方の接続端部３３ｂとの間に距離がある場合には台座部（図示せず）を設けてもよい。リード中間部３３ｃは、第１のワンターン部３１の外周面外側に配置されており、一方の接続端部３３ａから第１のワンターン部３１の外周面外側で軸とねじれた位置で交差、例えば直交する方向に直線状に延びて他方の接続端部３３ｂに接続している。

第３の実施形態においても、リード部３３は、軸方向に平行に延びる部分と、軸方向に交差する部分と、を有しているが、第１のワンターン部３１の隙間３１ｃと第２のワンターン部３２の隙間３２ｃとが平面視においてリード部３３の一方の接続端部３３ａと他方の接続端部３３ｂとの各幅の和だけ左右にずれているので、その左右のずれをリード中間部３３ｃが電気的につないでいる。つまり、第３の実施形態においても、リード部３３が、第１のワンターン部３１と第２のワンターン部３２の軸とねじれた位置で交差する部分をリード中間部３３ｃとして有しており、第１のワンターン部３１と第２のワンターン部３２とに架橋している。

第３の実施形態に係る誘導加熱コイル３０は前述のような構造を有するので、第１の導入端子部３４及び第２の導入端子部３５に対し外部から電力が供給され、第１のワンターン部３１と第２のワンターン部３２との間に交番電力が投入されると、第１のワンターン部３１、リード部３３及び第２のワンターン部３２の表面に交番電流が流れる。その際、リード部３３が、第１のワンターン部３１の外周面外側において軸とねじれた位置で交差しているので、第１の実施形態の場合と同様、第１のワンターン部３１、第２のワンターン部３２において隙間３１ｃ，３２ｃを除いて周方向に均一な電流が流れやすくなる。つまり、第１のワンターン部３１及び第２のワンターン部３２は、ワーク表面に周方向に異なる位置で渦電流を流さない隙間３１ｃ，３２ｃが軸周りに離隔するように配置されている。よって、第１のワンターン部３１では隙間３１ｃを除いた部分全てに交番電流が流れ、第２のワンターン部３２では隙間３２ｃを除いた部分全てに交番電流が流れ、第１のワンターン部３１と第２のワンターン部３２との内周面において交番電流が流れない領域が狭くなり、ワークの外周面のうち第１のワンターン部３１及び第２のワンターン部３２とで誘導加熱される部分がワークの周方向にほぼ均一となる。換言すれば、ワークを軸方向に送り込むことで、隙間３１ｃ及び３２ｃを除いてワークの表面に二ターン分の交番電流による渦電流が流れることになる。従って、第１及び第２のワンターン部３１，３２の中空にワークを送り込んで挿通するだけでよい。ワークをその軸周りにまわす必要がなく、ワークの送り機構を簡略化することができ、ワークを回転させる機構が配備されてない装置においても誘導加熱コイル３０を配備するだけでよい。

第１乃至第３の実施形態で説明したように、第１のワンターン部１１,２１,３１及び第２のワンターン部１２，２２，３２がそれぞれ隙間を除いて周方向に均一に電流を流すようにして、直列に二つのコイルにより互いに補ってできるだけ周方向に均一にワークを誘導加熱しているが、本発明の課題を解決するには別のアプローチをしてもよい。

図６は、本発明の課題を解決する別のアプローチとしての実施形態に係る誘導加熱コイルを示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は斜視図である。別のアプローチとしての実施形態に係る誘導加熱コイル４０は、図６（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、第１のワンターン部４１と第２のワンターン部４２とリード部４３と第１の導入端子部４４と第２の導入端子部４５以外に補助部４６と別のリード部４７とを備える。

第１のワンターン部４１及び第２のワンターン部４２は、何れも、前述の第１乃至第３の実施形態と同様、一端部４１ａ，４２ａ及び他端部４１ｂ，４２ｂが隙間４１ｃ，４２ｃを有するよう対向させて一巻き状に形成されている。補助部４６は、第１のワンターン部４１及び第２のワンターン部４２と曲率が同じ円弧状を有している。第１のワンターン部４１、第２のワンターン部４２及び補助部４６は同軸線上に配置され、第１のワンターン部４１と第２のワンターン部４２とが軸方向に並んでそれらの隙間４１ｃ，４２ｃを軸周りに左右方向にずらして配置されており、補助部４６が軸方向に第２のワンターン部４２を挟んで第１のワンターン部４１と対峙する位置に並んで配置され、補助部４６は、第１のワンターン部４１、第２のワンターン部４２及び補助部４６を仮想的に軸方向に移動すると、補助部４６は第１のワンターン部４１の隙間４１ｃ、第２のワンターン部４２の隙間４２ｃと重なるように配置されている。

リード部４３は、第１乃至第３の実施形態とは異なり、軸方向に沿って平行に延びており、第１のワンターン部４１の他端部４１ｂと第２のワンターン部４２の一端部４２ａとに、第１及び第２のワンターン部４１，４２の外周面に取り付けられて第１及び第２のワンターン部４１，４２に架橋されている。別のリード部４７は軸方向に沿って平行に延びており、第２のワンターン部４２の他端部４２ｂと補助部４６との間に架橋されている。

第１の導入端子部４４は第１乃至第３の実施形態と同様、第１のワンターン部４１の一端部４１ａに外側に延びるように直線状に取り付けられている。第２の導入端子部４５は、第１乃至第３の実施形態とは異なり、補助部４６の他端部に半径方向に延びるように、直線状に延びて取り付けられている。なお、図６（Ｂ）ではリード部４３及び別のリード部４７を分断して示している。

図６に示す誘導加熱コイル４０は前述のように構成されているので、第１の導入端子部４４と第２の導入端子部４５との間に交番電力を入力することで、第１のワンターン部４１、第２のワンターン部４２のそれぞれで交番電流が流れるが、第１のワンターン部４１、第２のワンターン部４２におけるリード部４３の近傍では交番電流が表面に流れにくい。そのため、ワークを誘導加熱コイル４０の軸にワークを通しても、第１及び第２のワンターン部４１，４２の内周面に流れる交番電流によりワークが誘導加熱された際、隙間４１ｃ，４２ｃの近傍ではワークに渦電流が流れにくいが、補助部４６に流れる交番電流によりワークに渦電流が生じるので、渦電流の不足分を補うことができる。よって、ワークを周方向に均一に加熱することができる。

別のアプローチとしては、さらに、図７に示した従来の誘導加熱コイル１００において、リード部１１３に平行にコアを取り付けることで、第１のワンターン部１１１と第２のワンターン部１１２との相互誘導係数を増加して、ワークの周方向に均一に誘導加熱することもできる。

以上説明したように、第１のワンターン部及び第２のワンターン部における隙間同士が軸周りにずれて配置されており、リード部が第１のワンターン部と第２のワンターン部とを直列接続する際、例えばリード部を軸方向に平行な部分とねじれた位置で軸と直交する部分とを備えたり、補助部を別途取り付けたり、リード部にコアを取り付けることで、周方向に均一にワークを誘導加熱することができる。なお、誘導加熱コイルは、何れもＣｕなどの金属素材で構成され、誘導加熱コイルに交番電力を供給することで、ワークの表面に対して渦電流を生じるが、その際、誘導加熱コイルは、第１及び第２のワンターン部並びにリード部を含めて全て中空となっているので、その中空に冷却媒体としての水を流して誘導加熱用コイル自体がジュール熱による発熱を吸収している。

１０，２０，３０，４０，１００：誘導加熱コイル
１１，２１,３１，４１，１１１：第１のワンターン部
１２，２２，３２，４２，１１２：第２のワンターン部
１１ａ，２１ａ，３１ａ，４１ａ：第１のワンターン部の一端部
１１ｂ，２１ｂ，３１ｂ，４１ｂ：第１のワンターン部の他端部
１２ａ，２２ａ，３２ａ，４２ａ：第２のワンターン部の一端部
１２ｂ，２２ｂ，３２ｂ，４２ｂ：第２のワンターン部の他端部
１１ｃ，１２ｃ，２１ｃ，２２ｃ，３１ｃ，３２ｃ，４１ｃ，４２ｃ：隙間
１３，２３，３３，４３：リード部
１３ａ，２３ａ，３３ａ，４３ａ：一方の接続端部
１３ｂ，２３ｂ，３３ｂ，４３ｂ：他方の接続端部
１３ｃ，２３ｃ，３３ｃ，４３ｃ：リード中間部
１４，２４，３４，４４：第１の導入端子部
１５，２５，３５，４５：第２の導入端子部
２５ａ：クランク部
３３ｄ：台座部
４６：補助部
４７：別のリード部

Claims (6)

1. 一端部から軸周りに他端部に一巻き状に形成され該一端部と該他端部との間に隙間を有する第１のワンターン部と、一端部から上記軸周りに他端部に一巻き状に形成され該一端部と該他端部との間に隙間を有する第２のワンターン部と、上記第１のワンターン部と上記第２のワンターン部とを直列接続するリード部と、を備えており、
   第１の導入端子部が、上記第１のワンターン部の一端部に外側に延びるように取り付けられ、
   第２の導入端子部が、上記第２のワンターン部の他端部に外側に延びるように取り付けられ、
   上記第１のワンターン部と上記第２のワンターン部とが同心上に軸方向に並んで、上記第１のワンターン部及び上記第２のワンターン部の隙間が軸周りにずれて、上記第１のワンターン部の一端部と上記第２のワンターン部の他端部とが上記第１のワンターン部の他端部と上記第２のワンターン部の一端部の間に設けられており、
   上記リード部が、上記第１のワンターン部の他端部に外側に延びるように取り付けられる一方の接続端部と、上記第２のワンターン部の一端部に外側に延びるように取り付けられる他方の接続端部と、上記一方の接続端部から上記他方の接続端部に至るリード中間部と、を有し、
   上記リード中間部が、軸方向に平行な部分と軸方向に交差する部分とを有する、誘導加熱コイル。
2. 前記リード中間部は、前記一方の接続端部から軸方向に延び、軸方向と交差しつつ上記第２の導入端子部を迂回して前記他方の接続端部に至る、請求項１に記載の誘導加熱コイル。
3. 前記第２の導入端子部が、前記第２のワンターン部の他端部にクランク状に折れ曲がって延びるように取り付けられ、
   前記リード中間部が、前記一方の接続端部から軸方向に延び、軸方向と交差しつつ前記第２のワンターン部の外周面と対向するよう折れ曲がって前記他方の接続端部に至る、請求項１に記載の誘導加熱コイル。
4. 前記一方の接続端部と前記他方の接続端部とが、前記第１の導入端子部が延びる方向からみて、前記第１のワンターン部の一端部及び前記第２のワンターン部の他端部を挟んで離隔して設けられている、請求項１乃至３の何れかに記載の誘導加熱用コイル。
5. 隙間を有して一巻き状に形成されてなる第１のワンターン部と、隙間を有して一巻き状に形成されてなる第２のワンターン部と、上記第１のワンターン部及び上記第２のワンターン部と曲率が同じ円弧状をなす補助部と、上記第１のワンターン部と上記第２のワンターン部とを直列接続するリード部と、上記補助部と前記第２のワンターン部とを直列接続する別のリード部と、を備えており、
   上記第１のワンターン部、上記第２のワンターン部及び上記補助部が同軸線上に配置され、上記第１のワンターン部と上記第２のワンターン部とが軸方向に並んで、それらの隙間が軸周りにずれており、上記補助部が上記第２のワンターン部を挟んで上記第１のワンターン部と対峙する位置に上記第１のワンターン部及び上記第２のワンターン部の各隙間と重なるよう軸方向に並んで配置される、誘導加熱コイル。
6. 前記第１のワンターン部及び前記第２のワンターン部の軸に沿って挿入されるワークの誘導加熱に用いられる、請求項１乃至５の何れかに記載の誘導加熱コイル。
   

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