JP6205094B2 - 高周波焼入れに用いる誘導加熱コイルの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、高周波焼入れに用いる誘導加熱コイルの製造方法の技術に関し、より詳細には、一対のリード導体部の間に被加熱物の外周形状に沿うようにして加熱導体部が延出され、前記リード導体部又は加熱導体部に形成される屈曲部を少なくとも含み、内部に冷却水を流す冷却水流路を有する一又は二以上の内部中空の角パイプ部材よりなる高周波焼入れに用いる誘導加熱コイルの製造方法に関する。

従来、誘導加熱を利用して鋼製部材などの被加熱物を所定の焼入れ温度に加熱し、急冷する高周波焼入れ装置の構成が公知である。このような高周波焼入れ装置には、通常、被加熱物を誘導加熱するために、被加熱物の形状（外周形状等）に沿って形成された加熱導体部を有する誘導加熱コイルが用いられる。被加熱物としては、例えば、自動車エンジン用クランクシャフト等の軸状部材などがあり、被加熱物の形状に応じて誘導加熱コイルが様々に構成される。

誘導加熱コイルとしては、一般的には、高周波電源に接続される一対のリード導体部の間に、直線状又は湾曲状の加熱導体部が連続され、加熱導体部が全体として上述した被加熱物の外周形状に沿うようにして延出、屈曲、又は湾曲された構造体として構成されている。また、リード導体部及び加熱導体部の内部には、冷却水を流す冷却水流路が設けられており、誘導加熱時に冷却水流路に冷却水が常時流されることで、加熱導体部において自身の過熱による損傷を防止するように構成されている。

これらの従来の誘導加熱コイルは、例えば、特許文献１に開示されるように、銅などの導電性材料よりなる内部中空の角パイプ部材を用いて、リード導体部や加熱導体部が全体として所定形状となるようにろう付けにより連結されて構成されている。特に、誘導加熱コイルにおいては、リード導体部と加熱導体部との接続部位や加熱導体部に複数の屈曲部が形成されるため、従来の誘導加熱コイルの製造方法としては、まず複数の角パイプ部材を成形し、次いで加熱導体部を構成する屈曲部にて角パイプ部材の端部同士をろう付けにより連結することで形成されていた。

しかし、誘導加熱コイルにおいては、高周波電源より供給された高周波電流が他の部位に比べて屈曲部に集中するため、焼入れによる通電が繰り返されることで、屈曲部において温度が局所的に上昇し、また加熱・冷却による温度振幅が他の部分よりも大きくなる。そのため、従来の誘導加熱コイルの製造方法のように、ろう付けにより屈曲部を接合される方法では、ろう材自体が劣化（熱収縮や熱ひずみなど）して、ろう付け部分の接合強度が低減したり、ろう材自体が剥がれたりしてしまい、接合部にて冷却水が漏れ出すことによる製品寿命の低下が課題となっていた。

特に、近年では、誘導加熱コイルの形状は、被加熱物に対する加熱むらを低減し、また焼入れ深さを均質化して焼入れ精度を向上するために、被加熱物の形状に応じてより複雑化・細緻化される傾向にある。このような誘導加熱コイルの形状の複雑化に伴って、誘導加熱部において複数の屈曲部が形成されることから、製品寿命が低下してしまうという課題がより深刻化してきている。

また、特許文献２又は特許文献３には、被加熱物の外周（被焼入れ部）に対向した部分或いはその近傍部分にろう付け箇所がないようにして、長期間使用しても劣化しない誘導加熱コイルの製造方法が開示されているが、かかる誘導加熱コイルの製造方法においては、円柱状の金属素材よりコイル形状を削り出すものであるため、製造できるコイル形状が制限され、被加熱物の形状に応じて複雑化・細緻化したコイル形状のものには適用することができず、上述したような課題は依然として解消されないままであった。

実開昭５８−１６４１９６号公報 特開平５−３６４７３号公報 特開平４−３２８２９１号公報

そこで、本発明では、高周波焼入れに用いる誘導加熱コイルの製造方法に関し、前記従来の課題を解決するもので、コイル形状を問わず高品質で製品寿命に優れた誘導加熱コイルを得ることができる高周波焼入れに用いる誘導加熱コイルの製造方法を提供することを目的とする。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

すなわち、請求項１においては、一対のリード導体部の間に被加熱物の外周形状に沿うようにして加熱導体部が延出され、前記リード導体部又は加熱導体部に形成される屈曲部を少なくとも含み、内部に冷却水を流す冷却水流路を有する一又は二以上の内部中空の角パイプ部材よりなる高周波焼入れに用いる誘導加熱コイルの製造方法において、予備加工部材の表面に前記冷却水流路の形状に沿って溝部を削り出し加工にて形成し、前記溝部の内側縁部に沿って段部を形成する第一加工工程と、前記予備加工部材に形成された溝部の前記段部に、開口面の形状に合わせて形成される前記予備加工部材と同じ母材よりなる蓋部材を、予備加工部材の表面が略水平面状となるように係止させ、係止部分に沿って周辺部分を溶融させて溶融溶接にて取り付ける第二加工工程と、前記蓋部材が溶融溶接された予備加工部材より内部中空の角パイプ部材を削り出し加工にて形成し、前記蓋部材の取り付け面の表面を薄層切削して平滑に仕上げる第三加工工程と、を有してなるものである。

請求項２においては、前記角パイプ部材の屈曲部を除く箇所に設けられた接合端面を突き合わせ状態で溶融溶接して二以上の角パイプ部材を組み付ける第四加工工程を有するものである。

請求項３においては、前記第三加工工程では、前記一方の角パイプ部材の接合端面、及び他方の角パイプ部材の接合端面をインロー形状に形成するものである。

請求項４においては、前記第一加工工程では、前記屈曲部のコーナ部の内面側がＲ面状となるように前記溝部を加工するものである。

請求項５においては、前記第三加工工程では、外壁の隅角が曲面状となるように加工するものである。

本発明の効果として、コイル形状を問わず高品質で製品寿命に優れた誘導加熱コイルを得ることができる。

本発明の一実施例に係る誘導加熱コイルの全体的な構成を示した斜視図である。 角パイプ部材の屈曲部の拡大断面図である。 角パイプ部材を組み付ける状態を示した斜視図である。 角パイプ部材の接合部の拡大断面図である。 誘導加熱コイルの製造方法を示したフローチャートである。 予備加工部材の斜視図である。 溝部が形成された予備加工部材の斜視図である。 予備加工部材の溝部に蓋部材を取り付ける状態を示した斜視図である。 予備加工部材より形成された角パイプ部材を示した斜視図である。 角パイプ部材の長さ方向に対する直角断面図である。 別実施例の誘導加熱コイルの構成を示した斜視図である。 別実施例の誘導加熱コイルの構成を示した斜視図である。 別実施例の誘導加熱コイルの接合部の拡大断面図である。

次に、発明を実施するための形態を説明する。なお、以下の実施例において、図１及び図３に示す矢印Ｘ方向を誘導加熱コイル１の上下方向とする。

図１に示すように、本実施例の製造方法にて得られる誘導加熱コイル１は、図示せぬ高周波焼入れ装置に接続された状態で、誘導加熱を利用して鋼製部材などの被加熱物を所定の焼入れ温度に加熱・急冷して焼入れ処理（又は焼戻し処理）するためのコイルとして構成されている。なお、本実施例の誘導加熱コイル１は、被加熱物として自動車等のエンジン用クランクシャフトの高周波焼入れに用いるコイル部材として構成され、誘導加熱コイル１にてかかるエンジン用クランクシャフトの外周面が誘導加熱される。

誘導加熱コイル１は、一対のリード導体部１０・１０の間に加熱導体部１１が連続され、加熱導体部１１が被加熱物の外周形状に沿うようにして延出、屈曲、又は湾曲された構造体として構成されており、上下方向の中心位置を通る水平面に対して左右方向に対称形状に形成されている。一対のリード導体部１０・１０は、図示せぬ高周波電源に接続され、高周波電源から一方のリード導体部１０に供給された高周波電流が、加熱導体部１１の形状にそって流れた後に他方のリード導体部１０より高周波電源に戻る。

本実施例の誘導加熱コイル１は、延出、屈曲、又は湾曲された複数（本実施例では３つ）の内部中空の角パイプ部材２・３・４が一体的に組み付けられて構成されている。誘導加熱コイル１は、角パイプ部材２・３・４が内部中空のパイプ状に形成されることで、内部に冷却水を流す冷却水流路５（図２及び図４等参照）が形成されており、一方のリード導体部１０が図示せぬ冷却水タンクと接続され、冷却水タンクより一方のリード導体部１０に供給された冷却水が、加熱導体部１１の冷却水流路５内を流れて他方のリード導体部１０より機外に排出される。

誘導加熱コイル１の形状は、被加熱物に形状に応じて適宜設計されるが、本実施例では、一例として、水平方向に並行して延出される水平直線部２０・３０と、水平直線部２０・３０より水平方向に湾曲状に延出される上湾曲部２１・３１と、上湾曲部２１・３１より屈曲部２２・３２を介して下方向に直線状に延出される連結部２３・３３・４０・４１と、連結部４０・４１の下端が屈曲部４２・４３を介して水平方向に湾曲される下湾曲部４４等とが形成されている。

角パイプ部材２・３・４は、導電性材料としての銅材（真鍮等の銅合金材を含む）等にて断面矩形又は断面多角形の内部中空のパイプ状に形成されている。本実施例では、角パイプ部材２・３・４は、少なくともリード導体部１０又は加熱導体部１１の屈曲部２２・３２・４２・４３を含む形状に形成されており、角パイプ部材２は屈曲部２２を含み、角パイプ部材３は屈曲部３２を含み、及び角パイプ部材４は屈曲部４２・４３を含む形状にそれぞれ形成されている。

具体的には、角パイプ部材２は、一方のリード導体部１０を構成する水平直線部２０、及び加熱導体部１１を構成し、水平直線部２０の端部から被加熱物の外周形状に沿って水平方向に延出・湾曲される上湾曲部２１と、上湾曲部２１の端部から屈曲部２２を介して下方向に向けて直線状に延出される連結部２３とが形成されている。

角パイプ部材３は、角パイプ部材２と対称形状に形成され、他方のリード導体部１０を構成する水平直線部３０、及び加熱導体部１１を構成し、水平直線部３０の端部から被加熱物の外周形状に沿って水平方向に延出・湾曲される上湾曲部３１と、上湾曲部３１の端部から屈曲部３２を介して下方向に向けて直線状に延出される連結部３３とが形成されている。

角パイプ部材４は、加熱導体部１１を構成し、上述した角パイプ部材２の連結部２３と接合される連結部４０と、角パイプ部材３の連結部３３と接合される連結部４１と、連結部４０・４１の端部から屈曲部４２・４３を介して被加熱物の外周形状に沿って水平方向に延出・湾曲される下湾曲部４４とが形成されている。

図２に示すように、角パイプ部材２の屈曲部２２は、コーナ部２２ａの内面側がＲ面状に形成されている。これは、後述するように角パイプ部材２が削り出し加工にて形成されるため（図５等参照）、コーナ部２２ａをＲ面状等の任意の形状に形成することが可能とされているためである。このように屈曲部２２のコーナ部２２ａの内面側がＲ面状に形成されることで、冷却水流路５の冷却水が屈曲部２２にて滑らかに流れることができ、冷却水による誘導加熱コイル１（特に、屈曲部２２）の冷却効率を高めることができる。

図示しないが、本実施例の誘導加熱コイル１では、上述した角パイプ部材２の屈曲部２２の他に、角パイプ部材３の屈曲部３２及び角パイプ部材４の屈曲部４２・４３においても同様に、各コーナ部の内面側がＲ面状に形成されている。

また、後述する図１０に示すように、本実施例の角パイプ部材２（平直線部２０、上湾曲部２１、及び連結部２３）は、外壁の隅角部２６（計４箇所）が長さ方向に沿って曲面状（Ｒ面状）に形成されている。これは、後述するように角パイプ部材２が削り出し加工にて形成されるため（図５等参照）、隅角部２６を曲面状（Ｒ面状）に形成することが可能とされているためである。このように外壁の隅角部２６が曲面状（Ｒ面状）に形成されることで、角パイプ部材２に流れる高周波電流を均一にすることできる。

図３及び図４に示すように、角パイプ部材２・３・４は、各角パイプ部材２・３・４の突き合わせ箇所に形成される接合部１２・１３で隣り合う２つの部材が接合されて一体的に組み付けられている。接合部１２は、角パイプ部材２及び角パイプ部材４の離間であって屈曲部２２・４２を除く突き合わせ箇所に設けられ、接合端面２４・４５が突き合わせ状態で溶融溶接（レーザ溶接）されることで形成される。また、接合部１３は、角パイプ部材３及び角パイプ部材４の離間であって屈曲部３２・４３を除く突き合わせ箇所に設けられ、接合端面３４・４６が突き合わせ状態で溶融溶接されることで形成される。

角パイプ部材２及び角パイプ部材４の突き合わせ箇所は、角パイプ部材２の連結部２３に設けられる接合端面２４、及び角パイプ部材４の連結部４０に設けられる接合端面４５がインロー形状に形成され、接合端面２４・４５が突き合わせ状態で互いに嵌合されている。接合端面２４は、角パイプ部材２の中心方法に向かって外径寸法が縮小された凸インロー部２４ａが形成され、接合端面４５は、角パイプ部材４の外側方向に向かって内径寸法が縮小され、凸インロー部２４ａと嵌合可能な凹インロー部４５ａが形成されている。

そして、角パイプ部材２及び角パイプ部材４の接合部１２は、角パイプ部材２の接合端面２４の凸インロー部２４ａと角パイプ部材４の接合端面４５の凹インロー部４５ａとが嵌合された状態で、凸インロー部２４ａ及び凹インロー部４５ａの嵌合部分に対して周方向に沿ってレーザが照射されることで、その周辺部分が溶融されて角パイプ部材２及び角パイプ部材４が接合されて形成される。

また、角パイプ部材３及び角パイプ部材４の突き合わせ箇所においても同様に、角パイプ部材３の連結部３３に設けられる接合端面３４、及び角パイプ部材４の連結部４１に設けられる接合端面４６がインロー形状に形成され、接合端面３４・４６が突き合わせ状態で互いに嵌合されている。接合端面３４は、角パイプ部材３の中心方法に向かって外径寸法が縮小された凸インロー部３４ａが形成され、接合端面４６は、角パイプ部材４の外側方向に向かって内径寸法が縮小され、凸インロー部３４ａと嵌合可能な凹インロー部４６ａが形成されている。

そして、角パイプ部材３及び角パイプ部材４の接合部１３は、角パイプ部材３の接合端面３４の凸インロー部３４ａと角パイプ部材４の接合端面４６の凹インロー部４６ａとが嵌合された状態で、凸インロー部３４ａ及び凹インロー部４６ａの嵌合部分に対して周方向に沿ってレーザが照射されることで、その周辺部分が溶融されて角パイプ部材３及び角パイプ部材４とが接合されて形成される。

次に、本実施例の誘導加熱コイル１の製造方法について、以下に詳述する。
図５乃至図１０に示すように、本実施例の誘導加熱コイル１の製造方法は、予備加工部材６の表面に冷却水流路５の形状に沿って溝部６０を削り出し加工にて形成する第一加工工程Ｓ１００と、予備加工部材６に形成された溝部６０に開口面の形状に合わせて形成された蓋部材６１を溶融溶接にて取り付ける第二加工工程Ｓ１１０と、蓋部材６１が溶融溶接された予備加工部材６より内部中空の角パイプ部材２・３・４を削り出し加工にて形成する第三加工工程Ｓ１２０と、角パイプ部材２・３・４の屈曲部２２・３２・４２・４３を除く箇所に設けられた接合端面２４・４５及び接合端面３４・４６を突き合わせ状態で溶融溶接して二以上の角パイプ部材２・３・４を組み付ける第四加工工程Ｓ１３０等とを有してなるものである。

なお、第一加工工程Ｓ１００、第二加工工程Ｓ１１０及び第三加工工程Ｓ１２０は、予め誘導加熱コイル１を構成する各角パイプ部材２・３・４をそれぞれ形成する工程であるが、以下では一例として角パイプ部材２（図１等参照）を形成する方法について説明する。なお、他の角パイプ部材３・４についての説明は省略するが、特に言及する場合を除いて同様の方法にて形成される。

まず、第一加工工程Ｓ１００では、角パイプ部材２の母材（銅材等）よりなる成形体としての予備加工部材６の表面に誘導加熱コイル１に形成される冷却水流路５の形状に沿って溝部６０を形成する（図６及び図７参照）。予備加工部材６の形状は、特に限定されないが、後述するように角パイプ部材２が削り出し加工にて形成される際に、角パイプ部材２の形状（水平直線部２０・上湾曲部２１・屈曲部２２・連結部２３等）に応じて、予備加工部材６の表面に形成される溝部６０が被加熱物の外周と対向しない面に開口するような形状とされ、本実施例では水平面を有する直方体形状のものが用いられている。この点、他の角パイプ部材３・４においても同様である。

溝部６０は、内側縁部に沿って後述する蓋部材６１が係止される段部６０ａが形成され（図７参照）、角パイプ部材２において屈曲部２２のコーナ部２２ａの内面側がＲ面状となるように加工される（図２参照）。なお、本実施例では、溝部６０の底面側の隅角部２７（計２箇所）が長さ方向に沿って曲面状（Ｒ面）状に形成され、冷却水流路５の冷却水の流速を一定にして、冷却水による誘導加熱コイル１の冷却効率を高めることができるように形成されている。
（図１０参照）。

次いで、第二加工工程Ｓ１１０では、予備加工部材６の溝部６０の開口面の形状に合わせて形成された蓋部材６１を溶融溶接にて取り付ける（図８参照）。蓋部材６１は、予備加工部材６と同じ母材（銅材等）により形成され、本実施例では予備加工部材６の表面に開口された溝部６０を閉止するために二つの部材が用いられている。この蓋部材６１は、予備加工部材６の表面が略水平面状となるように溝部６０の段部６０ａに係止され、係止部分に沿ってレーザが照射されることで周辺部分が溶融されて予備加工部材６及び蓋部材６１が接合される。

次いで、第三加工工程Ｓ１２０では、上述した第二加工工程Ｓ１１０にて蓋部材６１が溶融溶接された予備加工部材６より内部中空の角パイプ部材２を削り出し加工にて形成する（図９参照）。その際、上述したように本実施例の誘導加熱コイル１は、角パイプ部材２の連結部２３に設けられる接合端面２４、及び角パイプ部材４の連結部４０に設けられる接合端面４５が接合されて組み付けられて構成されるため、角パイプ部材２の連結部２３に設けられる接合端面２４がインロー形状に形成され、具体的には、接合端面２４に角パイプ部材２の中心方法に向かって外径寸法が縮小された凸インロー部２４ａが形成される（図３及び図４等参照）。

また、第三加工工程Ｓ１２０では、予備加工部材６より角パイプ部材２を削り出し加工にて形成する際には、蓋部材６１の取り付け面の表面を薄層切削する（図１０）。ここでの薄層切削とは、予備加工部材６及び取り付けられた蓋部材６１の表層を切削加工にて平滑にすることをいう。すなわち、予備加工部材６の蓋部材６１の取り付け面には、蓋部材６１との段差、ビード６４、又はスパッタなどにより凹凸が形成される場合があるため、このように蓋部材６１の取り付け面の表面を薄層切削することで、角パイプ部材２の表面を平滑に仕上げることができる。

そして、第四加工工程Ｓ１３０では、上述した工程（Ｓ１００〜Ｓ１２０）にて形成された角パイプ部材２・３・４を突き合わせ箇所に形成される接合部１２・１３にて溶融接合することで一体的に組み付けて、誘導加熱コイル１を形成する。すなわち、角パイプ部材２及び角パイプ部材４において、屈曲部２２・４２を除く箇所に設けられた接合端面２４・４５を突き合わせ状態で溶融溶接することで接合部１２を形成して接合し、また、角パイプ部材３及び角パイプ部材４において、屈曲部３２・４３を除く箇所に設けられた接合端面３４・４６を突き合わせ状態で溶融溶接することで接合部１３を形成して接合する（図１及び図３等参照）。

以上のように、本実施例の誘導加熱コイル１の製造方法では、一対のリード導体部１０・１０の間に被加熱物の外周形状に沿うようにして加熱導体部１１が延出され、リード導体部１０・１０又は加熱導体部１１に形成される屈曲部２２・３２・４２・４３を少なくとも含み、内部に冷却水を流す冷却水流路５を有する一又は二以上の内部中空の角パイプ部材２・３・４よりなる高周波焼入れに用いる誘導加熱コイル１の製造方法において、予備加工部材６の表面に冷却水流路５の形状に沿って溝部６０を削り出し加工にて形成する第一加工工程Ｓ１００と、予備加工部材６に形成された溝部６０に開口面の形状に合わせて形成された蓋部材６１を溶融溶接にて取り付ける第二加工工程Ｓ１１０と、蓋部材６１が溶融溶接された予備加工部材６より内部中空の角パイプ部材２・３・４を削り出し加工にて形成する第三加工工程Ｓ１２０と、を有してなるため、コイル形状を問わず高品質で製品寿命に優れた誘導加熱コイル１を得ることができる。

すなわち、冷却水流路５の形状に沿って形成された溝部６０に蓋部材６１が溶融溶接された予備加工部材６より削り出し加工にて角パイプ部材２・３・４を形成するものであるため、従来の誘導加熱コイルの製造方法とは異なり、ろう付け箇所がなく、焼入れによりろう付け箇所が剥がれたりするのを防止できるとともに、円熟した技能が不要で、作業者の熟練度による製品品質のばらつきを低減でき、コイル形状を問わず高品質で、製品寿命を長寿命化することができる。また、接合方法として溶融溶接を採用することで、加工工程（接合工程）におけるバリの形成を防止でき、バリ取り加工等の後加工が不要となって製造コストを低減できるとともに、接合状態の検査に超音波探傷を適用することが可能となるので品質保証レベルも向上できる。

特に、本実施例の誘導加熱コイル１の製造方法では、角パイプ部材２・３・４の屈曲部２２・３２・４２・４３を除く箇所に設けられた接合端面２４・４５及び接合端面３４・４６を突き合わせ状態で溶融して角パイプ部材２・３・４を組み付けるため、角パイプ部材２・３・４を屈曲部２２・３２・４２・４３にて接合させる場合と比べて、焼入れの際に繰り返される温度振幅（加熱・冷却）に起因する接合部１２・１３の劣化を低減できる。

また、角パイプ部材２の接合端面２４及び角パイプ部材４の接合端面４５がインロー形状に形成されて互いに嵌合され、また、角パイプ部材３の接合端面３４及び角パイプ部材４の接合端面４６がインロー形状に形成されて互いに嵌合されるため、平坦面同士を突き合わせる構成と比べて、接合端面２４・４５及び接合端面３４・４６の接触面積を増大することができ、接合部１２・１３において溶融溶接による接合強度を高め、製品品質をより向上できる。

なお、誘導加熱コイル１の製造方法としては、上述した実施例に限定されず、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

すなわち、上述した実施例では（図１等参照）、コイル形状に合わせて３つの角パイプ部材２・３・４が接合されて一体に組み付けられた誘導加熱コイル１の製造方法について説明したが、誘導加熱コイル１のコイル形状や角パイプ部材の個数等はこれに限定されず、角パイプ部材において少なくともリード導体部又は加熱導体部の屈曲部を含む形状に形成されるものであれば、被加熱物の形状に応じてより複雑化・細緻化された形状に形成されてもよい。

例えば、図１１に示す別実施例の誘導加熱コイル１０１では、延出、屈曲、又は湾曲された一つの内部中空の角パイプ部材１０２にて構成されている。誘導加熱コイル１０１は、水平方向に並行して延出される水平直線部１２０・１２０と、水平直線部１２０・１２０より水平方向に湾曲状に延出される上湾曲部１２１・１２１と、上湾曲部１２１・１２１より屈曲部１２２・１２２を介して下方向に直線状に延出される連結部１２３・１２３と、屈曲部１２５・１２５を介して水平方向に湾曲される下湾曲部１２４等とが形成されている。

このように、誘導加熱コイル１０１が一つの内部中空の角パイプ部材１０２にて構成される場合であっても、上述した実施例（図１等参照）と同様に、第一加工工程Ｓ１００にて、予備加工部材の表面に前記冷却水流路の形状に沿って溝部を削り出し加工にて形成し、第二加工工程Ｓ１１０にて、予備加工部材に形成された溝部に開口面の形状に合わせて形成された蓋部材を溶融溶接にて取り付け、第三加工工程Ｓ１２０にて、蓋部材が溶融溶接された予備加工部材より内部中空の角パイプ部材を削り出し加工にて形成することで、特に、歪みや寸法誤差の少ない誘導加熱コイル１０２を得ることができる。

なお、かかる場合において、予備加工部材の表面に溝部を形成させる際には、削り出し加工により形成可能な範囲で被加熱物の外周と対向しない面に溝部が適宜形成され、例えば、被加熱物の外周と対向しない面の全面に渡って連続して形成されたり、被加熱物の外周と対向しない面の一部の箇所に非連続で形成されたりしてもよい。

また、図１２に示す別実施例の誘導加熱コイル２０１では、被加熱物の形状の複雑化に伴って８つの屈曲部２２２・２３２・２４１・２４３・２５１・２５３・２６２・２６３が形成されて、５つの角パイプ部材２０２・２０３・２０４・２０５・２０６が接合されて一体に組み付けられて構成される。具体的には、誘導加熱コイル２０１では、角パイプ部材２０２は屈曲部２２２を含み、角パイプ部材２０３は屈曲部２３２を含み、角パイプ部材２０４は屈曲部２４１・２４３を含み、角パイプ部材２０５は屈曲部２５１・２５３を含み、及び角パイプ部材２０６は屈曲部２６２・２６３を含む形状にそれぞれ形成される。

そして、角パイプ部材２０２が角パイプ部材２０４と突き合わせ箇所に形成される接合部２１２にて接合され、角パイプ部材２０３が角パイプ部材２０５と突き合わせ箇所に形成される接合部２１３にて接合され、角パイプ部材２０４が角パイプ部材２０６と突き合わせ箇所に形成される接合部２１４にて接合され、角パイプ部材２０５が角パイプ部材２０６と突き合わせ箇所に形成される接合部２１５にて接合されて一体的に組み付けられる。

また、上述した実施例の誘導加熱コイル１では（図４等参照）、例えば、接合部１２において角パイプ部材２の連結部２３に設けられる接合端面２４、及び角パイプ部材４の連結部４０に設けられる接合端面４５がインロー形状に形成されて互いに嵌合されるように構成されるが、かかる接合部１２（１３）の形状はこれに限定されない。

例えば、図１３に示す別実施例の接合部３１２のように、角パイプ部材３０２の連結部３２３に設けられる接合端面３２４、及び角パイプ部材３０４の連結部３４０に設けられる接合端面３４５がテーパ形状に形成されて互いに嵌合されるように構成されてもよい。具体的には、角パイプ部材３０２の接合端面３２４は、角パイプ部材３０２の中心方法に向かって外径寸法が徐々に縮小された凸テーパ部３２４ａが形成され、角パイプ部材３０４の接合端面３４５は、角パイプ部材３０４の外側方向に向かって内径寸法が徐々に縮小され、凸テーパ部３２４ａと嵌合可能な凹テーパ部３４５ａが形成される。そして、接合部３１２において、接合端面３２４の凸テーパ部３２４ａと接合端面３４５の凹テーパ部３４５ａとが嵌合された状態で、凸テーパ部３２４ａ及び凹テーパ部３４５ａの嵌合部分が溶融されて角パイプ部材３０２及び角パイプ部材３０４が接合される。

また、上述した実施例の誘導加熱コイル１等においては、複数の角パイプ部材の溶融溶接による接合方法として、上述したレーザ溶接の他に、例えば、電子ビーム溶接等を採用することも可能である。

１ 誘導加熱コイル
２ 角パイプ部材
３ 角パイプ部材
４ 角パイプ部材
５ 冷却水流路
６ 予備加工部材
１０ リード導体部
１１ 加熱導体部
１２ 接合部
１３ 接合部
２０ 水平直線部
２１ 上湾曲部
２２ 屈曲部
２３ 連結部
２４ 接合端面
３０ 水平直線部
３１ 上湾曲部
３２ 屈曲部
３３ 連結部
３４ 接合端面
４０ 連結部
４１ 連結部
４２ 屈曲部
４３ 屈曲部
４４ 下湾曲部
４５ 接合端面
４６ 接合端面
６０ 溝部
６１ 蓋部材

Claims (5)

1. 一対のリード導体部の間に被加熱物の外周形状に沿うようにして加熱導体部が延出され、前記リード導体部又は加熱導体部に形成される屈曲部を少なくとも含み、内部に冷却水を流す冷却水流路を有する一又は二以上の内部中空の角パイプ部材よりなる高周波焼入れに用いる誘導加熱コイルの製造方法において、
   予備加工部材の表面に前記冷却水流路の形状に沿って溝部を削り出し加工にて形成し、前記溝部の内側縁部に沿って段部を形成する第一加工工程と、
   前記予備加工部材に形成された溝部の前記段部に、開口面の形状に合わせて形成される前記予備加工部材と同じ母材よりなる蓋部材を、予備加工部材の表面が略水平面状となるように係止させ、係止部分に沿って周辺部分を溶融させて溶融溶接にて取り付ける第二加工工程と、
   前記蓋部材が溶融溶接された予備加工部材より内部中空の角パイプ部材を削り出し加工にて形成し、前記蓋部材の取り付け面の表面を薄層切削して平滑に仕上げる第三加工工程と、
   を有してなることを特徴とする高周波焼入れに用いる誘導加熱コイルの製造方法。
2. 前記角パイプ部材の屈曲部を除く箇所に設けられた接合端面を突き合わせ状態で溶融溶接して二以上の角パイプ部材を組み付ける第四加工工程を有する請求項１に記載の高周波焼入れに用いる誘導加熱コイルの製造方法。
3. 前記第三加工工程では、前記一方の角パイプ部材の接合端面、及び他方の角パイプ部材の接合端面をインロー形状に形成する請求項２に記載の高周波焼入れに用いる誘導加熱コイルの製造方法。
4. 前記第一加工工程では、前記屈曲部のコーナ部の内面側がＲ面状となるように前記溝部を加工する請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の高周波焼入れに用いる誘導加熱コイルの製造方法。
5. 前記第三加工工程では、外壁の隅角が曲面状となるように加工する請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の高周波焼入れに用いる誘導加熱コイルの製造方法。

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