JP6445282B2 - Induction heating coil - Google Patents
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Description
本発明は、クランクシャフト等のワークの誘導加熱コイルに関するものである。 The present invention relates to an induction heating coil for a workpiece such as a crankshaft.
近年、内燃機関の高出力化が進んでおり、クランクシャフトにはより高い強度が要求されている。特にクランクシャフトのピン部は、高い耐摩耗性と耐久性とが必要である。そこで、従来からピン部を高周波焼入することによって、ピン部の耐摩耗性と耐久性の向上が図られている。このようなピン部に高周波焼入を施す技術が、例えば特許文献1に開示されている。特許文献1には、ピン部とジャーナル部、及びピン部とジャーナル部に連続するフィレット部に焼入硬化層を形成することが開示されている。 In recent years, the output of internal combustion engines has been increasing, and crankshafts are required to have higher strength. In particular, the pin portion of the crankshaft needs high wear resistance and durability. Therefore, the wear resistance and durability of the pin portion are conventionally improved by induction hardening of the pin portion. For example, Patent Document 1 discloses a technique for subjecting such a pin portion to induction hardening. Patent Document 1 discloses that a hardened and hardened layer is formed on a pin portion, a journal portion, and a fillet portion continuous to the pin portion and the journal portion.
ところで、従来は、ピン部やジャーナル部からフィレット部に至る広範囲を、一つの加熱コイルで高周波誘導加熱することができず、例えばジャーナル部を誘導加熱する図13に示す様な半開放型の加熱コイル50と、フィレット部を誘導加熱する別の加熱コイル(図示せず)を併用していた。すなわち、従来は、2種類の加熱コイルを同時に使用して、ピン部やジャーナル部からフィレット部に至る広範囲を高周波誘導加熱していた。
By the way, conventionally, a wide range from the pin part and the journal part to the fillet part cannot be induction-heated by a single heating coil. For example, the journal part is induction-heated as shown in FIG. The
特許文献1には開示されていないが、特許文献1のクランクシャフトの製造方法においても、ピン部やジャーナル部からフィレット部に至る広範囲に渡って、複数の誘導加熱コイルを近接配置し、連続した焼入層が形成されるように誘導加熱を実施しているものと考えられる。
ところが、このように複数の誘導加熱コイルを使用するためには、高周波電源との配線、誘導加熱コイル自身を冷却するための冷却配管、及び誘導加熱コイルを公転移動するピン部に追従させるための追従移動機構が複数必要になり、装置が相当に複雑化してしまう。
そこで本発明は、クランクシャフトのピン部やジャーナル部のようなワークの円周側面から拡径壁面に至る広範囲を、同時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課題とする。
Although not disclosed in Patent Document 1, in the crankshaft manufacturing method of Patent Document 1 as well, a plurality of induction heating coils are arranged close to each other over a wide range from the pin portion and the journal portion to the fillet portion. It is considered that induction heating is performed so that a hardened layer is formed.
However, in order to use a plurality of induction heating coils in this way, wiring with a high-frequency power source, cooling piping for cooling the induction heating coil itself, and a pin portion for revolving the induction heating coil are required. A plurality of follow-up movement mechanisms are required, and the apparatus becomes considerably complicated.
Then, this invention makes it a subject to provide the induction heating coil which can carry out induction heating simultaneously the wide range from the circumferential side surface of a workpiece like the pin part of a crankshaft, or a journal part to a diameter-expanded wall surface.
上記課題を解決するための請求項1に記載の発明は、円周側面と、当該円周側面の両側に連続して外側に拡がる拡径壁面を有し、軸芯を中心に回転するワークを誘導加熱するものであり、前記ワークにおける、円周側面と、各拡径壁面と、円周側面と各拡径壁面の境界の各境界部を誘導加熱の対象部位とする半開放型の誘導加熱コイルにおいて、前記ワークの円周側面に近接対向する複数の円周側面近接部と、前記ワークの各拡径壁面に近接対向する複数の拡径壁面近接部を有し、前記複数の円周側面近接部のうちのいずれかが、各拡径壁面のうちの一方の拡径壁面及び当該一方の拡径壁面に連続する一方の境界部に近接対向し、別の円周側面近接部が、他方の拡径壁面及び当該他方の拡径壁面に連続する他方の境界部に近接対向し、前記複数の拡径壁面近接部のうちのいずれかが、ワークの前記一方の拡径壁面における円周側面近接部が近接する部位よりも外側の部位に近接対向し、別の拡径壁面近接部が、ワークの前記他方の拡径壁面における円周側面近接部が近接する部位よりも外側の部位に近接対向することを特徴とする誘導加熱コイルである。
また、本発明に関連する発明は、軸芯を中心に回転するワークを誘導加熱するものであり、前記ワークの円周側面と当該円周側面に連続して外側に拡がる拡径壁面を有する部位を焼入れ対象部位とする誘導加熱コイルにおいて、前記誘導加熱コイルは、半開放型のコイルであり、焼入れ対象部位の表面であって円周側面に近接する円周側面近接部と、焼入れ対象部位の表面であって円周側面から離れ、且つ円周側面と連続する拡径壁面に近接する拡径壁面近接部を有することを特徴とする誘導加熱コイルである。
The invention according to claim 1 for solving the above-described problem has a workpiece having a circumferential side surface and a diameter-expanding wall surface continuously expanding on both sides of the circumferential side surface, and rotating about an axis. Semi-open induction heating for induction heating, in which the workpiece is subjected to induction heating at the boundary between the circumferential side surface, each enlarged diameter wall surface, and the boundary between the circumferential side surface and each enlarged diameter wall surface. The coil includes a plurality of circumferential side surface proximity portions that are proximately opposed to the circumferential side surface of the workpiece, and a plurality of enlarged diameter wall surface proximity portions that are proximately opposed to the respective enlarged diameter wall surfaces of the workpiece, wherein the plurality of circumferential side surfaces One of the proximate portions is in close proximity to one of the enlarged wall surfaces and one boundary portion continuous to the one enlarged wall surface, and another circumferential side surface adjacent portion is the other And the other boundary portion connected to the other enlarged wall surface in close proximity to each other, Any one of the diameter-expanded wall proximate portions of the workpiece is close to and opposed to a portion outside the portion where the circumferential side surface proximate portion of the one diameter-expanded wall surface of the workpiece is close, An induction heating coil characterized in that the circumferential side surface proximity portion of the other diameter-expanded wall surface of the workpiece is close to and opposed to a portion outside the portion where the workpiece is close .
Moreover, the invention related to the present invention is to inductively heat a work rotating around an axis, and a part having a circumferential side surface of the work and a diameter-expanding wall surface continuously extending outward from the circumferential side surface. In the induction heating coil, the induction heating coil is a semi-open type coil, and is a surface of the quenching target part and a circumferential side surface proximity part close to the circumferential side surface, and a quenching target part of It is an induction heating coil characterized by having a diameter-expanded wall surface proximity portion which is a surface and is separated from the circumferential side surface and close to a diameter-expanded wall surface continuous with the circumferential side surface.
請求項1に記載の発明では、誘導加熱コイルは、半開放型のコイルであるので、ワークに対してワークの半径方向に接近したり、半径方向に離間することができる。
また、誘導加熱コイルは、ワークの焼入れ対象部位の表面であって円周側面に近接する円周側面近接部と、焼入れ対象部位の表面であって円周側面から離れ、且つ円周側面と連続する拡径壁面に近接する拡径壁面近接部を有するので、ワークの円周側面と、円周側面と連続する拡径壁面とを同時に誘導加熱することができる。そのため、ワークの円周側面から拡径壁面に至るまで均一な焼入れ深さが得られる。
さらに、複数の誘導加熱コイルを使用しないので、電気配線及び冷却液の配管の敷設が容易である。
In the first aspect of the present invention, since the induction heating coil is a semi-open coil, the induction heating coil can approach the workpiece in the radial direction of the workpiece or can be separated in the radial direction.
In addition, the induction heating coil is a surface of the workpiece to be quenched and is adjacent to the circumferential side surface adjacent to the circumferential side surface, and is a surface of the workpiece to be quenched that is separated from the circumferential side surface and continuous with the circumferential side surface. Since it has the diameter-expanded wall surface proximity part which adjoins the diameter-expanded wall surface to perform, the circumferential side surface of a workpiece | work and the diameter-expanded wall surface which follows a circumferential side surface can be induction-heated simultaneously. Therefore, a uniform quenching depth can be obtained from the circumferential side surface of the workpiece to the expanded wall surface.
Furthermore, since a plurality of induction heating coils are not used, it is easy to lay electrical wiring and cooling fluid piping.
請求項2に記載の発明は、前記円周側面近接部と拡径壁面近接部は、円弧状に構成されており、前記拡径壁面近接部は、円周側面近接部より大径の部位を有することを特徴とする請求項1に記載の誘導加熱コイルである。 According to a second aspect of the present invention, the circumferential side wall proximity portion and the diameter-expanded wall surface proximity portion are configured in an arc shape, and the diameter-expanded wall surface proximity portion has a larger diameter than the circumferential side surface proximity portion. The induction heating coil according to claim 1, wherein the induction heating coil is provided.
請求項2に記載の発明では、前記円周側面近接部と拡径壁面近接部は、円弧状に構成されているので、ワークの円周側面に沿って配置することができる。また、拡径壁面近接部は、円周側面近接部より大径の部位を有するので、円周側面から離れた拡径壁面に近接し、当該部位を良好に誘導加熱することができる。
In the invention according to
円周側面の周囲に、円周側面近接部が対向する角度範囲と、拡径壁面近接部が対向する角度範囲とが同程度であるのが望ましい。このようにすると、円周側面と拡径壁面を同等に誘導加熱することができる。そのため、円周側面と拡径壁面の焼入れ深さを均一化し易い。 It is desirable that the angular range in which the circumferential side surface proximity portion faces around the circumferential side surface is approximately the same as the angular range in which the enlarged wall surface proximity portion faces. If it does in this way, a circumference side surface and a diameter-expanded wall surface can be induction-heated equally. Therefore, it is easy to make the quenching depth of the circumferential side surface and the diameter-expanded wall surface uniform.
本発明の誘導加熱コイルは、ワークの円周側面と、当該円周側面と連続する拡径壁面に同時に近接することができる。そのため、ワークの円周側面と拡径壁面を同時に良好に誘導加熱することができる。 The induction heating coil of the present invention can simultaneously approach the circumferential side surface of the workpiece and the enlarged diameter wall surface continuous with the circumferential side surface. Therefore, the circumferential side surface and the diameter-expanded wall surface of the workpiece can be satisfactorily induction heated simultaneously.
以下、図面を参照しながら説明する。
図1に示す様に、高周波誘導加熱装置1は、商用電源から商用電力の供給を受けて高周波発振する高周波発振器2(高周波電源)と、変圧器3とを有している。変圧器3の一次側は、高周波発振器2と接続されている。変圧器3の二次側には接続端子20a、20bが設けられている。接続端子20a、20bには、誘導加熱コイルユニット4(図2)のリード6の端部6a、6bに固定されたリードブロック7a、7bが接続されている。リード6は、加熱コイル5と連続している。すなわち、高周波電源をONにすると、加熱コイル5に高周波電流が供給される。
Hereinafter, description will be given with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the high-frequency induction heating device 1 includes a high-frequency oscillator 2 (high-frequency power source) that oscillates at a high frequency when commercial power is supplied from a commercial power source, and a
図2に示す様に、誘導加熱コイルユニット4は、加熱コイル5、リード6、リードブロック7a、7b、側板8a、8b等を有している。
As shown in FIG. 2, the induction heating coil unit 4 includes a
リード6は、銅又は銅合金等の良導体で形成された中空の線状の部材で構成されている。リード6の端部6a、6b(図3)には、接続端子であるリードブロック7a、7b(図1、図2)が設けられている。リード6は、リードブロック7a、7bを介して変圧器3の二次側の接続端子20a、20b(図1)と接続されている。また、リード6には絶縁テープが巻かれており、周囲と電気的に絶縁されている。
The
図2に示す様に、側板8a、8bは、剛性を有する同じ大きさ及び形状の板状の部材である。側板8a、8bは、所定の間隔をおいて平行に対向した状態で固定されている。図2に示す様に、側板8a、8bには凹部12が設けられている。凹部12は、半円状のくぼみである。
As shown in FIG. 2, the
凹部12の縁部分には中央スペーサ9aと、側部スペーサ9b、9cが配置されている。中央スペーサ9aは、凹部12の中央部分に配置されており、側部スペーサ9b、9cは、中央スペーサ9aの両側であって、互いに対向する位置に配置されている。すなわち、半円形の凹部12を正面視した際の、時計の0時(12時)の位置に中央スペーサ9aが配置されており、9時の位置に側部スペーサ9bが配置されており、3時の位置に側部スペーサ9cが配置されている。各スペーサは、絶縁性及び剛性を有している。また、各スペーサは、先端が凹部12の内側(内周側)に突出した状態で、側板8a、8bに対してねじ止め等の固定手段で固定されている。
A
側板8a、8bにおける、凹部12の開口側には一対の冷却ジャケット45が装着されている。冷却ジャケット45には、図示しない配管が接続されており、冷却液供給源から冷却液が供給可能になっている。
また、側板8a、8bにおける、冷却ジャケット45とは反対側にはリードブロック7a、7bが一体固着されている。リードブロック7a、7bには、前述のリード6の接続端子6a、6bが接続されている。リード6は、側板8a、8bの間の空間に収容されており、リードブロック7a、7b側から凹部12側へのびている。リード6は絶縁テープによって被覆されているため、リード6と側板8a、8bの間の導通は遮断されている。
A pair of
Lead blocks 7a and 7b are integrally fixed to the
次に、本発明の特徴的な構成である加熱コイル5について説明する。
加熱コイル5は、リード6と同様に銅又は銅合金等の良導体で形成された中空の線状の部材で構成されている。加熱コイル5は、1本の線状部材を屈曲、湾曲させて構成することもできるが、分断された線状部材を蝋付けすることによって接合して構成することもできる。
Next, the
The
図3に示す様に、加熱コイル5は、半開放型のコイルであり、ワークであるクランクシャフト10の軸部11(ピン部、ジャーナル部の円周側面)に対して半径方向に接近したり、軸部11から半径方向に離間することができる形状を有している。
As shown in FIG. 3, the
図3に示す様に、加熱コイル5は、中央スペーサ9aと側部スペーサ9bの間の領域と、中央スペーサ9aと側部スペーサ9cの間の領域に分断されて配置されている。
As shown in FIG. 3, the
中央スペーサ9aと側部スペーサ9cの間の領域には、直線状の中央部方向変換部13a、内周側湾曲部14a、直線状の端部方向変換部15a、外周側湾曲部16a、内周側湾曲部18aが、略四角形の環状構造を呈する様に接合されている。内周側湾曲部14a、18aは、図5に示す様に、菱形の断面形状を有しており、中央部方向変換部13a、端部方向変換部15a、外周側湾曲部16aは、長方形又は正方形の断面形状を有している。内周側湾曲部14a、内周側湾曲部18aが、円周側面近接部を構成しており、外周側湾曲部16aが、拡径壁面近接部を構成している。
The region between the
中央部方向変換部13aと端部方向変換部15aは、側板8a及び8b(図2)と直交する方向にのびており、加熱コイル5の側板8a側の部位と側板8b側の部位とを接続する。内周側湾曲部14aは、側板8bに沿って略四分の一円弧を描く様にのびている。内周側湾曲部18aと外周側湾曲部16aは連続しており、側板8aに沿って、全体で略四分の一円弧を描く様にのびている。
中央部方向変換部13a及び端部方向変換部15aと、内周側湾曲部14a、18a、外周側湾曲部16aは直交している。
中央部方向変換部13aの一端にはリード6が接続されており、他端には内周側湾曲部14aの一端が接続されている。
The center
The central portion
The
内周側湾曲部14aの曲率半径は、外周側湾曲部16aの曲率半径よりも小さい。内周側湾曲部14aの他端と外周側湾曲部16aの一端は、端部方向変換部15aで接続されている。すなわち、内周側湾曲部14aと端部方向変換部15aは、段違い状に接続されている。また、外周側湾曲部16aの他端と内周側湾曲部18aの一端が、段違い状に接続されている。さらに、内周側湾曲部18aの他端が、迂回部19の一端と接続されている。
The radius of curvature of the inner peripheral
迂回部19は、中央スペーサ9aを迂回して、中央スペーサ9aと側部スペーサ9cの間の領域の内周側湾曲部18aと、中央スペーサ9aと側部スペーサ9bの間の領域の中央部方向変換部13bとを接続している。
中央スペーサ9aと側部スペーサ9bの間の領域においても、加熱コイル5の直線状の中央部方向変換部13b、内周側湾曲部14b、直線状の端部方向変換部15b、外周側湾曲部16b(図示せず)、内周側湾曲部18b(図示せず)が、略四角形の環状構造を呈する様に接合されている。
The
Also in the region between the
加熱コイル5における中央スペーサ9aと側部スペーサ9bの間の領域の構成と、中央スペーサ9aと側部スペーサ9cの間の領域の構成は、中央スペーサ9aを挟んで対称形である。すなわち、内周側湾曲部14b(円周側面近接部)は、内周側湾曲部14aと同様の構成であり、側板8a(図2)側に配置されている。また、内周側湾曲部18b(円周側面近接部)及び外周側湾曲部16b(拡径壁面近接部)は、各々内周側湾曲部18a及び外周側湾曲部16aと同様の構成であり、側板8b(図2)側に配置されている。
The configuration of the region between the
加熱コイル5における中央スペーサ9aと側部スペーサ9bの間の領域の内周側湾曲部18b(図示せず)は、リード6と接続されている。
すなわち、一対のリード6の一方が、加熱コイル5の中央スペーサ9aと側部スペーサ9cの間の領域の中央部方向変換部13aと接続されており、他方のリード6が、加熱コイル5の中央スペーサ9aと側部スペーサ9bの間の領域の内周側湾曲部18b(図示せず)と接続されている。よって、加熱コイル5は、リード6を介して変圧器3の二次側に電気的に接続されている。リード6は、変圧器3側から加熱コイル5に高周波電流を導く機能を有する。
An inner peripheral
That is, one of the pair of
加熱コイル5は、側板8a、8bの凹部12(図2)に沿って全体で略180度の半円形に湾曲した半開放型のコイルである。すなわち、加熱コイル5は、凹部12と共に一方向側が開放されている。
The
また、加熱コイル5の内部には、図示しない冷却液の供給源から冷却液が供給され、冷却液によって通電時における加熱コイル5自身の昇温が抑制される。
In addition, a cooling liquid is supplied into the
次に、高周波誘導加熱装置1によってクランクシャフト10を誘導加熱する際の動作について説明する。
クランクシャフト10は、図5に示す様な軸部11(円周側面)である複数のピン部(図示せず)と複数のジャーナル部とを有する。軸部11(ピン部又はジャーナル部)の両側には、境界部22(R部)と境界部22と連続するフィレット部23(拡径壁面)が存在する。軸部11とフィレット部23は直交しており、両者は境界部22を介して連続している。
Next, the operation when the
The
クランクシャフト10の両端は、回転駆動が可能な図示しない支持機構で支持されている。支持機構で支持されたクランクシャフト10に対して、誘導加熱コイルユニット4を接近させる。すなわち、クランクシャフト10の軸芯(又は軸部11の軸芯11a)がのびる方向と直交する方向から軸部11(ピン部又はジャーナル部の円周側面)に誘導加熱コイルユニット4を接近させ、軸部11を凹部12内に収容する。そして、図4に示す様に、軸部11に中央スペーサ9aと側部スペーサ9b又は9cを当接させる。
Both ends of the
このとき、図5に示す様に、加熱コイル5の内周側湾曲部14a、14b、18a、18b(円周側面近接部)が軸部11に近接する。すなわち、内周側湾曲部14a、14b、18a、18bは、軸部11と、境界部22と、フィレット部23における軸部11に近い部位に近接する。また、加熱コイル5の外周側湾曲部16a、16b(拡径壁面近接部)は、軸部11から離間しており、フィレット部23における内周側湾曲部14a、14b、18a、18bが対向する部位よりも外側の部位に近接している。
At this time, as shown in FIG. 5, the inner circumferential side curved
高周波電源(高周波発振器2)をONにすると、加熱コイル5に高周波電流が通電され、加熱コイル5と近接しているクランクシャフト10の軸部11、境界部22、及びフィレット部23に同時に高周波の誘導電流が励起され、軸部11、境界部22、及びフィレット部23が同時に誘導加熱されて焼入温度まで昇温する。そして、加熱工程が終了すると、冷却ジャケット45から冷却液が噴射供給され、誘導加熱された部位が速やかに冷却され、焼入が完了する。
When the high-frequency power source (high-frequency oscillator 2) is turned on, a high-frequency current is passed through the
誘導加熱時には、クランクシャフト10は、図示しない支持機構によって回転駆動されている。誘導加熱コイルユニット4は、図示しない周知の吊り下げ機構によって吊り下げられており、クランクシャフト10の軸部11上に載置されている。そのため、クランクシャフト10の軸芯周りに公転移動するピン部(軸部11)を誘導加熱する場合であっても、誘導加熱コイルユニット4は、軸部11(ピン部)の公転移動に追従する。そして、軸部11が1回転すると、軸部11の周面、及び軸部11の周面に連続するフィレット部23は、周上の全領域に渡って加熱コイル5の内周側湾曲部14a、14b、18a、18b、及び外周側湾曲部16a、16bと近接対向する。そのため、軸部11及びフィレット部23の誘導加熱部位は、周上の全領域に渡って均一に誘導加熱されて昇温する。
During induction heating, the
その結果、図11に示す様に、軸部11、境界部22(R部)、フィレット部23における焼入対象部位が、均一に焼入される。
図11は、高周波誘導加熱装置1によって誘導加熱され、焼入されたクランクシャフト10を切断して示す部分断面図である。図11において、左上がりのハッチングで示す様に、軸部11の外周面からフィレット部23に至るまで焼入パターンがほぼ均一に連続しており、クランクシャフト10は良好に焼入されている。
As a result, as shown in FIG. 11, the portions to be quenched in the
FIG. 11 is a partial cross-sectional view showing the
また、図12は、クランクシャフト10とは異なる形状の軸部51、境界部62(R部)、フィレット部63を有するクランクシャフト60を切断して示す部分断面図である。図12に示す様に、クランクシャフト60の境界部62(R部)は、環状に窪んでいる。本実施形態の高周波誘導加熱装置1によって誘導加熱されたクランクシャフト60の軸51とフィレット部63の焼入パターンもほぼ均一に連続している。
FIG. 12 is a partial cross-sectional view showing a
図6は、図3とは異なる形状を有する加熱コイル25の斜視図である。図6に示す加熱コイル25は、中央スペーサ9aと側部スペーサ9cの間の領域にのみ外周側湾曲部16a、26が設けられている。すなわち、中央スペーサ9aと側部スペーサ9bの間の領域には、外周側湾曲部が設けられていない。
FIG. 6 is a perspective view of a
換言すると、加熱コイル25は、図3の加熱コイル5において、長さが長い内周側湾曲部14aの代わりに、長さが短い内周側湾曲部27(内周側湾曲部18aと同等の長さ)と、外周側湾曲部26とが設けられ、描写の都合上、表れていないが、中央スペーサ9aと側部スペーサ9bの間の領域の外周側湾曲部16b及び内周側湾曲部18bの代わりに、内周側湾曲部29が設けられたものである。
In other words, the
図7は、別の加熱コイル30の斜視図である。図7に示す加熱コイル30は、中央スペーサ9aと側部スペーサ9bの間の領域に配置された部位と、中央スペーサ9aと側部スペーサ9cの間の領域に配置された部位とが左右対称になっている。
FIG. 7 is a perspective view of another
すなわち、中央スペーサ9aと側部スペーサ9cの間の領域では、中央スペーサ9aに近い側に内周側湾曲部31a、32aが配置されており、側部スペーサ9cに近い側に外周側湾曲部33a、34aが配置されている。内周側湾曲部31aと外周側湾曲部33aとが段を形成して接続されており、内周側湾曲部32aと外周側湾曲部34aとが段を形成して接続されている。中央スペーサ9aと側部スペーサ9bの間の領域の加熱コイル30についても同様である。
That is, in the region between the
加熱コイル30の2組の外周側湾曲部33a、34aの長さの和は、図6の加熱コイル25の外周側湾曲部16aの長さと外周側湾曲部26の長さの和と同じである。また、加熱コイル30の2組の内周側湾曲部31a、32aの長さの和は、図6の加熱コイル25の内周側湾曲部18a、27、28、29の長さの和と同じである。
The sum of the lengths of the two outer peripheral
すなわち、内周側湾曲部の長さの和と外周側湾曲部の長さの和が同じであれば、内周側湾曲部と外周側湾曲部のレイアウトを様々に変更しても、軸部11、境界部22、接続部21の加熱量は同じであり、得られる作用効果に差異はない。換言すると、軸部11(円周側面)の周囲に、内周側湾曲部(円周側面近接部)が対向する角度範囲と、外周側湾曲部(拡径壁面近接部)が対向する角度範囲は同程度である。
In other words, as long as the sum of the lengths of the inner peripheral side curved portion and the outer peripheral side curved portion is the same, the shaft portion can be changed even if the layout of the inner peripheral side curved portion and the outer peripheral side curved portion is changed variously. 11, the
図8は、別の加熱コイル35の斜視図である。図8に示す加熱コイル35は、中央スペーサ9aと側部スペーサ9cの間の領域では、中央スペーサ9a側から側部スペーサ9c側にかけて徐々に外側(外周側)に拡がる曲線を描いてのびる拡径円弧部36a、36bを備えている。また、中央スペーサ9aと側部スペーサ9bの間の領域には、加熱コイル35は、内周側湾曲部37a、37bを備えている。
FIG. 8 is a perspective view of another
図9は、別の加熱コイル40の斜視図である。図9に示す加熱コイル40は、中央スペーサ9aと側部スペーサ9cの間の領域では、図8に示す加熱コイル35において、拡径円弧部36a、36bの代わりに、直線部41a、41bを備えている。加熱コイル40のその他の構成は、加熱コイル35の構成と同じである。
FIG. 9 is a perspective view of another
加熱対象のワークの形状又は加熱条件によっては、内周側湾曲部の中心角を、外周側湾曲部の中心角よりも大きく設定することもできる。
図10は、さらに別の加熱コイル70の斜視図である。図10に示す加熱コイル70は、中央スペーサ9aと側部スペーサ9cの間の領域に外周側円弧部71a、71bを備えており、中央スペーサ9aと側部スペーサ9bの間の領域に内周側円弧部72a、72bを備えている。内周側円弧部72a、72bの中心角は、外周側円弧部71a、71bの中心角よりも大きい。そのため、図10に示す様に、内周側円弧部72a、72bが、外周側円弧部71a、71bよりも長くなっている。
Depending on the shape of the workpiece to be heated or the heating conditions, the central angle of the inner peripheral side curved portion can be set larger than the central angle of the outer peripheral side curved portion.
FIG. 10 is a perspective view of still another
また、加熱コイル70は、全体で略180度の半開放形を呈しているが、中央スペーサ9aの位置が中央からずれている。換言すると、中央スペーサ9aは、ワーク(軸部)の真上に配置されているが、左側側部スペーサ9bは、ワーク(軸部)の中心位置よりも下方に配置され、右側側部スペーサ9cは、ワーク(軸部)の中心位置よりも上方に配置されている。すなわち、中央スペーサ9aと左側側部スペーサ9bの間隔は、中央スペーサ9aと右側側部スペーサ9cの間隔よりも大きい。そして、加熱コイル70は、全体として中心角が約180度程度となっている。加熱コイル70では、前述のその他の各加熱コイルとは違い、ワーク(軸部)の挿入方向が、図10に矢印Aで示す様に、斜め下方から斜め上方を向く方向となっている。
Further, the
図3、図6〜図10に示す各加熱コイル5、25、30、35、40、70は、ワークの加熱部位の形状及び大きさに応じて任意に採用することができる。また、内周側湾曲部の中心角と外周側湾曲部の中心角は、加熱コイル全体が180度以内の半開放形であることを条件として、軸部11、境界部22、フィレット部23の形状及び大きさに応じて適切に設定する。
Each of the heating coils 5, 25, 30, 35, 40, and 70 shown in FIGS. 3 and 6 to 10 can be arbitrarily employed depending on the shape and size of the heating part of the workpiece. Further, the central angle of the inner peripheral side bending portion and the central angle of the outer peripheral side bending portion are determined on the condition that the entire heating coil is a semi-open shape within 180 degrees of the
5 加熱コイル(誘導加熱コイル)
10 クランクシャフト(ワーク)
11 軸部(円周側面)
14a、14b、18a、18b 内周側湾曲部(円周側面近接部)
16a、16b 外周側湾曲部(拡径壁面近接部)
21 クランクシャフトの接続部(拡径壁面)
5 Heating coil (induction heating coil)
10 Crankshaft (workpiece)
11 Shaft (circumferential side)
14a, 14b, 18a, 18b Inner circumferential curved portion (circumferential side surface proximity portion)
16a, 16b Peripheral curved portion (expanded wall surface proximity portion)
21 Crankshaft connection (expanded wall)
Claims (2)
前記ワークにおける、円周側面と、各拡径壁面と、円周側面と各拡径壁面の境界の各境界部を誘導加熱の対象部位とする半開放型の誘導加熱コイルにおいて、
前記ワークの円周側面に近接対向する複数の円周側面近接部と、
前記ワークの各拡径壁面に近接対向する複数の拡径壁面近接部を有し、
前記複数の円周側面近接部のうちのいずれかが、各拡径壁面のうちの一方の拡径壁面及び当該一方の拡径壁面に連続する一方の境界部に近接対向し、
別の円周側面近接部が、他方の拡径壁面及び当該他方の拡径壁面に連続する他方の境界部に近接対向し、
前記複数の拡径壁面近接部のうちのいずれかが、ワークの前記一方の拡径壁面における円周側面近接部が近接する部位よりも外側の部位に近接対向し、
別の拡径壁面近接部が、ワークの前記他方の拡径壁面における円周側面近接部が近接する部位よりも外側の部位に近接対向することを特徴とする誘導加熱コイル。 It has a circumferential side surface and a diameter-expanded wall surface that continuously spreads outward on both sides of the circumferential side surface, and induction-heats a work that rotates around an axis.
In the semi-open type induction heating coil in which each boundary part of the boundary between the circumferential side surface, each enlarged diameter wall surface, and the circumferential side surface and each enlarged diameter wall surface in the workpiece is an induction heating target site,
A plurality of circumferential side surface proximity portions that are closely opposed to the circumferential side surface of the workpiece;
Having a plurality of diameter-expanding wall proximate portions that face and oppose each diameter-expanding wall surface of the workpiece;
Any one of the plurality of circumferential side surface proximate portions is in close proximity to one of the diameter-expanded wall surfaces and one boundary portion continuous to the one diameter-expanded wall surface,
Another circumferential side surface proximity portion is close to and opposed to the other enlarged wall surface and the other boundary portion continuous to the other enlarged wall surface,
Any one of the plurality of diameter-expanded wall surface adjacent portions is in close proximity to a portion outside the portion where the circumferential side surface adjacent portion in the one diameter-increased wall surface of the workpiece is close,
The induction heating coil , wherein another diameter-expanded wall surface proximity portion is close to and opposed to a portion outside the portion where the circumferential side surface proximity portion of the other diameter-expanded wall surface of the workpiece is close .
前記拡径壁面近接部は、円周側面近接部より大径の部位を有することを特徴とする請求項1に記載の誘導加熱コイル。 The circumferential side surface proximity portion and the enlarged diameter wall surface proximity portion are configured in an arc shape,
The induction heating coil according to claim 1, wherein the diameter-expanded wall surface proximity portion has a portion having a larger diameter than the circumferential side surface proximity portion.
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