JP6503423B2 - Induction heating coil - Google Patents

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Description

本発明は、誘導加熱コイルに関する。 The present invention relates to the induction heating coil.

たとえば、シャフトなどの金属製機械部品に高周波加熱による熱処理を施すために、誘導加熱コイルが用いられる場合がある（たとえば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の誘導加熱コイルは、被処理物としてのシャフトを取り囲むことが可能な円環状のコイル部を有している。そして、このコイル部には、誘導加熱を発生させるための大電流が供給される。この大電流は、たとえば、コイル部にろう付けされた金属部材（電力供給部）を介してコイル部に供給される。また、コイル部は、高温になるため冷却される。この冷却のために、電力供給部の内部、および、コイル部の内部に冷却水通路が設けられる。   For example, an induction heating coil may be used in order to heat-process metal machine parts, such as a shaft, by high frequency heating (see, for example, Patent Document 1). The induction heating coil described in Patent Document 1 has an annular coil portion capable of surrounding a shaft as an object to be treated. Then, a large current for generating induction heating is supplied to the coil portion. The large current is supplied to the coil unit via, for example, a metal member (power supply unit) brazed to the coil unit. In addition, the coil portion is cooled because it has a high temperature. For this cooling, a cooling water passage is provided inside the power supply unit and inside the coil unit.

冷却水は、電力供給部の内部を通ってコイル部の内部に到達し、コイル部を冷却する。コイル部内を通過した冷却水は、電力供給部の内部を通って戻される。   The cooling water reaches the inside of the coil through the inside of the power supply and cools the coil. The cooling water which has passed through the inside of the coil portion is returned through the inside of the power supply portion.

特開２０１３−１３６８１９号公報JP, 2013-136819, A

コイル部は、全体として、薄い円筒状に形成されており、且つ、当該円筒状の部分の内部は、冷却水用の空洞となっている。このように、コイル部は、複雑な内部形状を有しており、単一部品で作ることは、困難である。したがって、コイル部は、複数の部品をろう付けすることなどにより、空洞を有する形状に形成される。そして、このコイル部は、電力供給部の冷却水路の周囲の部分に突き合わされた状態で、ろう付けされる。これにより、コイル部は、電力供給部に固定される。   The coil portion is generally formed in a thin cylindrical shape, and the inside of the cylindrical portion is a cavity for cooling water. Thus, the coil portion has a complicated internal shape, and it is difficult to make it in a single piece. Therefore, the coil portion is formed in a shape having a cavity, such as by brazing a plurality of parts. And this coil part is brazed in the state abutted to the surrounding part of the cooling channel of an electric power supply part. Thus, the coil unit is fixed to the power supply unit.

しかしながら、ろう付け作業を精度よく行うためには、熟練した技能が必要であり、コイル部を構成する複数の部材同士のろう付け、および、コイル部と電力供給部とのろう付けの精度のばらつきは、大きくなる傾向にある。したがって、ろう付けの精度は、ろう付けを行う作業者の技能に大きく影響される。その結果、誘導加熱コイル毎のろう付けの精度を一定にすることが難しく、誘導加熱コイルを均一の寸法で大量生産することが困難である。   However, in order to carry out the brazing operation with high accuracy, skilled skills are required, and the accuracy of brazing between a plurality of members constituting the coil unit and the brazing accuracy between the coil unit and the power supply unit Tends to grow. Therefore, the accuracy of brazing is greatly influenced by the skill of the brazing worker. As a result, it is difficult to make the accuracy of brazing for each induction heating coil constant, and it is difficult to mass-produce the induction heating coils with uniform dimensions.

しかも、コイル部を構成する複数の部材同士のろう付け、および、コイル部と電力供給部とのろう付けの際には、ろう付けの温度が高いため、コイル部を構成する複数の部材間で熱歪みが生じることと、コイル部および電力供給部間に熱歪みが生じることは、避けられない。このため、このような熱歪みを抑制するために、コイル部および電力供給部のろう付け時に専用の治具が必要となる。この治具の設計についても、コイル部と電力供給部の熱歪みを抑制するための高度な勘と経験が要求される。   Moreover, since the temperature of brazing is high when brazing the plurality of members constituting the coil portion to each other and brazing between the coil portion and the power supply portion, the plurality of members constituting the coil portion Thermal distortion and thermal distortion between the coil portion and the power supply portion are inevitable. For this reason, in order to suppress such thermal distortion, a jig for exclusive use is needed at the time of brazing of a coil part and an electric power supply part. The design of this jig also requires a high degree of intuition and experience to suppress thermal distortion of the coil portion and the power supply portion.

さらに、コイル部および電力供給部をろう付けするさいに、上記の治具をセットするための時間がかかる上、治具を用意する手間もかかり、誘導加熱コイルの生産効率は、低くなってしまう。その上、ろう付け工程、および、誘導加熱コイルの機械加工工程の自由度が低い。このため、被処理物の最適な熱処理を達成するための、誘導加熱コイルの形状の設定の自由度が低くなってしまう。さらに、ろう付け部分は、コイル部の他の部分よりも電気抵抗率が大きいため発熱し易く、膨張量・収縮量が大きく、疲労破壊し易い。このため、ろう付け部分の寿命（破壊の発生）が誘導加熱コイルの寿命となる。このため、ろう付け箇所の設計に、一層、勘および経験が要求される。   Furthermore, when brazing the coil portion and the power supply portion, it takes time to set the above jig, and it also takes time and effort to prepare the jig, and the production efficiency of the induction heating coil becomes low. . Moreover, the degree of freedom of the brazing process and the machining process of the induction heating coil is low. For this reason, the freedom degree of setting of the shape of an induction heating coil for achieving the optimal heat processing of to-be-processed object will become low. Furthermore, the brazed portion is likely to generate heat because it has a larger electrical resistivity than the other portions of the coil portion, has a large amount of expansion and contraction, and is prone to fatigue failure. For this reason, the life of the brazed portion (occurrence of breakage) becomes the life of the induction heating coil. For this reason, more instinct and experience are required in the design of the brazed portion.

上記事情に鑑みることにより、本発明の目的の一つは、誘導加熱コイルを、より長寿命にすることである。 By view of the above circumstances, an object of the present invention, the induction heating coil, and to a more long life.

（１）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる誘導加熱コイルは、被処理物を誘導加熱するためのコイル部と、前記コイル部に電力を供給するための電力供給部と、前記電力供給部内および前記コイル部内に配置され、前記コイル部に冷媒を供給するための冷媒通路と、を備え、前記コイル部は、前記コイル部の厚み方向に向かい合う端面としての上端面および下端面を含み、前記上端面および下端面は、前記厚み方向と直交する方向に平坦に延びているか、または、前記コイル部の周方向に沿って進みながら前記厚み方向の一方側に連続して進むように平坦に延びており、前記冷媒通路は、前記コイル部に形成されたコイル部側通路を含み、前記コイル部側通路は、起伏部を有し、前記起伏部は、前記コイル部の周方向に沿って進むに従い、前記コイル部の厚み方向に起伏するように延びていることにより、前記上端面および前記下端面のうちの前記下端面寄りに配置された第１アーチ部、および、第１アーチ部に対して前記上端面寄りに配置された第２アーチ部を含んでいる。
(1) In order to solve the above problems, an induction heating coil according to an aspect of the present invention includes a coil portion for induction heating an object to be processed, and a power supply portion for supplying power to the coil portion. And a refrigerant passage disposed in the power supply unit and the coil unit for supplying a refrigerant to the coil unit, wherein the coil unit serves as an end surface facing the thickness direction of the coil unit, and an upper end surface and a lower end. The upper end surface and the lower end surface extend flatly in the direction orthogonal to the thickness direction, or continuously extend to one side in the thickness direction while advancing along the circumferential direction of the coil portion. The refrigerant passage includes a coil portion side passage formed in the coil portion, the coil portion side passage has an undulation portion, and the undulation portion is a periphery of the coil portion. In the direction The first arch portion disposed closer to the lower end surface of the upper end surface and the lower end surface by extending so as to ascend and descend in the thickness direction of the coil portion as traveling forward, and the first arch It includes a second arch portion disposed closer to the upper end surface with respect to the portion.

この構成によると、コイル部と冷媒との接触面積をより多く確保できる。よって、コイル部で生じた熱を、より効率よく冷媒で吸収できるので、コイル部の過熱による熱応力の偏りが生じることを、より確実に抑制できる。 According to this configuration, a larger contact area between the coil portion and the refrigerant can be secured. Therefore, since the heat which arose in the coil part can be absorbed more efficiently by a refrigerant | coolant, it can suppress more reliably that the bias of the thermal stress by overheating of a coil part arises.

よって、本発明によると、誘導加熱コイルを、より長寿命となるように製造できる。 Therefore, according to the present invention, the induction heating coil can be manufactured to have a longer life .

（２）好ましくは、前記誘導加熱コイルは、前記コイル部によって誘導加熱された前記被処理物を冷却するための被処理物用冷媒が通過する、第２冷媒通路をさらに備え、前記第２冷媒通路は、前記コイル部に形成されたコイル部側第２通路と、前記電力供給部に形成された電力供給部側第２通路と、を含み、前記電力供給部側第２通路と前記コイル部側第２通路との接続部は、前記冷媒の進行方向に進むに従い、連続的に断面積が変化する。
(2) Preferably, the induction heating coil further includes a second refrigerant passage through which an object-to-be-treated refrigerant for cooling the object to be treated which has been induction-heated by the coil portion passes, and the second refrigerant passage, the coil portion side second passage formed in the coil portion, and a second passage power supply portion formed in the power supply unit, an unrealized, the power supply unit side second passage coil The cross-sectional area of the connecting portion with the part-side second passage changes continuously as it proceeds in the direction of travel of the refrigerant.

通常、電力供給部とコイル部との接続部では、形状の変化が大きく、局所的に熱応力が高くなり易い。このような接続部の周辺において、冷媒通路の形状が、連続的に変化する形状となっている。これにより、上記接続部での熱応力の偏りを抑制できる。よって、誘導加熱コイルをより長寿命にすることができる。   In general, at the connection portion between the power supply portion and the coil portion, the change in shape is large, and the thermal stress tends to be high locally. In the periphery of such a connection portion, the shape of the refrigerant passage changes continuously. Thereby, the deviation of the thermal stress in the said connection part can be suppressed. Thus, the induction heating coil can have a longer life.

（３）好ましくは、前記誘導加熱コイルは、前記コイル部によって誘導加熱された前記被処理物を冷却するための被処理物用冷媒が通過する、第２冷媒通路と、噴射ノズルとをさらに備え、前記第２冷媒通路には、前記噴射ノズルが接続され、前記噴射ノズルは、前記コイル部が前記被処理物の熱処理時に前記被処理物と対向する部分に向けて開放されており、前記被処理物用冷媒を前記被処理物へ噴射可能である。 ( 3 ) Preferably, the induction heating coil further includes a second refrigerant passage through which the object-use refrigerant for cooling the object to be treated that has been induction-heated by the coil unit passes, and an injection nozzle. , before Symbol second refrigerant passage, wherein the injection nozzle is connected, the injection nozzle is open toward the portion where the coil portion is facing the object to be treated in the heat treatment of the object to be treated, the The object-to-be-treated refrigerant can be jetted to the object to be treated.

この構成によると、コイル部による誘導加熱によって加熱された被処理物を、被処理物用冷媒によって冷却することができる。 According to this configuration, it is possible to cool the processing object heated by the induction heating by the coil section by the processing object refrigerant .

（４）好ましくは、前記コイル部、前記電力供給部、および、前記冷媒通路は、単一の部材を用いて一体に形成されている。 ( 4 ) Preferably, the coil unit, the power supply unit, and the refrigerant passage are integrally formed using a single member.

この構成によると、コイル部自体と、電力供給部とコイル部との間のいずれにもろう付け部分が設けられる必要は無い。このため、ろう付け作業に起因する電力供給部と加熱コイル部との間の熱歪みは、生じない。したがって、このような熱歪みを抑制するための専用の治具が不要であり、誘導加熱コイルをより容易に製造できる。さらに、ろう付け用の、上記の治具をセットするための作業が不要であるので、誘導加熱コイルの生産効率を、より高くできる。さらに、電気抵抗的に不連続な部分となるろう付け部分が不要であるため、コイル部内および電力供給部とコイル部との接続部における熱応力の偏りを少なくできる。よって、誘導加熱コイルの寿命をより高くできる。   According to this configuration, it is not necessary to provide a brazed portion in any of the coil portion itself and between the power supply portion and the coil portion. For this reason, thermal distortion between the power supply unit and the heating coil unit due to the brazing operation does not occur. Therefore, a dedicated jig for suppressing such thermal distortion is unnecessary, and the induction heating coil can be manufactured more easily. Furthermore, since the work for setting the above-mentioned jig for brazing is unnecessary, the production efficiency of the induction heating coil can be further enhanced. Furthermore, since the brazed part which is a discontinuous part in electrical resistance is unnecessary, the deviation of the thermal stress in the coil part and the connection part between the power supply part and the coil part can be reduced. Thus, the life of the induction heating coil can be further increased.

よって、本発明によると、誘導加熱コイルを、より長寿命となるように製造できる。   Therefore, according to the present invention, the induction heating coil can be manufactured to have a longer life.

本発明によると、誘導加熱コイルを、より長寿命となるように製造できる。 According to the present invention, the induction heating coil can be manufactured to have a longer life .

本発明の第１実施形態に係る誘導加熱コイルの斜視図である。It is a perspective view of an induction heating coil concerning a 1st embodiment of the present invention. 誘導加熱コイルの側面図である。It is a side view of an induction heating coil. 誘導加熱コイルの平面図である。It is a top view of an induction heating coil. 誘導加熱コイルのコイル部の周辺を平面視した状態での断面図である。It is sectional drawing in the state which planarly looked around the coil part of an induction heating coil. コイル部の周辺を側面視した状態での断面図である。It is sectional drawing in the state which looked at the circumference | surroundings of the coil part from the side. 誘導加熱コイルのコイル部の周辺を拡大した斜視図である。It is the perspective view which expanded the periphery of the coil part of an induction heating coil. 誘導加熱コイルを製造するための製造システムの模式図である。FIG. 1 is a schematic view of a manufacturing system for manufacturing an induction heating coil. 誘導加熱コイルの製造工程の一例について説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating an example of the manufacturing process of an induction heating coil. 積層造形工程の一例について説明するためのフローチャートである。It is a flow chart for explaining an example of a lamination modeling process. （ａ）〜（ｃ）それぞれ、積層造形工程について説明するための主要部の模式的な側面図であり、一部を断面で示している。(A)-(c) It is a typical side view of the principal part for explaining a lamination fabrication process, respectively, and shows a part in section. （ａ）第１実施形態に係る誘導加熱コイルの各部の電気抵抗率を模式的に示すグラフであり、（ｂ）は、比較例に係る誘導加熱コイルの各部の電気抵抗率を模式的に示すグラフである。(A) It is a graph which shows typically the electrical resistivity of each part of the induction heating coil which concerns on 1st Embodiment, (b) shows typically the electrical resistivity of each part of the induction heating coil which concerns on a comparative example. It is a graph. 第１実施形態の変形例について説明するための主要部の平面図である。It is a top view of the principal part for explaining the modification of a 1st embodiment. 本発明の第２実施形態に係る誘導加熱コイルの斜視図である。It is a perspective view of an induction heating coil concerning a 2nd embodiment of the present invention. 図１３のコイル部を拡大して示す斜視図である。It is a perspective view which expands and shows the coil part of FIG. コイル部の側面図である。It is a side view of a coil part. コイル部の平面図である。It is a top view of a coil part. 更なる変形例について説明するための主要部の平面図である。It is a top view of the principal part for explaining the further modification. 更なる変形例に係る電力供給部およびコイル部の製造工程（横置きタイプ）の主要部を説明するための図であり、（ａ）は、サポート部が切除される前の状態を示し、（ｂ）は、サポート部が切除された後の状態を示している。It is a figure for demonstrating the principal part of the manufacturing process (horizontal placement type) of the electric power supply part which concerns on a further modification, and a coil part, (a) shows the state before a support part is cut off, b) shows the state after the support part is cut off. 更なる変形例に係る電力供給部およびコイル部の製造工程（縦置きタイプ）の主要部を説明するための図であり、（ａ）は、サポート部が切除される前の状態を示し、（ｂ）は、サポート部が切除された後の状態を示している。It is a figure for demonstrating the principal part of the manufacturing process (vertically-mounted type) of the electric power supply part which concerns on a further modification, and a coil part, (a) shows the state before a support part is cut off, b) shows the state after the support part is cut off.

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しつつ説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係る誘導加熱コイル１の斜視図である。図２は、誘導加熱コイル１の側面図である。図３は、誘導加熱コイル１の平面図である。図４は、誘導加熱コイル１のコイル部３の周辺を平面視した状態での断面図である。図５は、コイル部３の周辺を側面視した状態での断面図である。図６は、誘導加熱コイル１のコイル部３の周辺を拡大した斜視図である。 First Embodiment
FIG. 1 is a perspective view of an induction heating coil 1 according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a side view of the induction heating coil 1. FIG. 3 is a plan view of the induction heating coil 1. FIG. 4 is a cross-sectional view of the periphery of the coil portion 3 of the induction heating coil 1 in a plan view. FIG. 5 is a cross-sectional view of the periphery of the coil portion 3 in a side view. FIG. 6 is an enlarged perspective view of the periphery of the coil portion 3 of the induction heating coil 1.

なお、以下では、誘導加熱コイル１の正面と向かい合った状態で当該誘導加熱コイル１を見た場合における、上下、前後および左右を、それぞれ、上下、前後および左右という。   In the following, when looking at the induction heating coil 1 in a state of facing the front of the induction heating coil 1, upper and lower, front and rear, and left and right are respectively referred to as upper and lower, front and rear, and left and right.

図１〜図３を参照して、誘導加熱コイル１は、シャフトなどの金属製の軸である被処理物１００に焼入処理などの熱処理を行うために用いられる。被処理物１００として、自動車のステアリングシャフトのインターミディエートシャフト、および、歯車を例示することができる。誘導加熱コイル１は、商用電源などから与えられる電力によって、被処理物１００を誘導加熱し、当該被処理物１００を熱処理する。   With reference to FIGS. 1 to 3, the induction heating coil 1 is used to perform heat treatment such as quenching on the workpiece 100 that is a metal shaft such as a shaft. The workpiece 100 may be exemplified by an intermediate shaft of a steering shaft of a car and a gear. The induction heating coil 1 inductively heats the object to be treated 100 with power supplied from a commercial power source or the like, and heat-treats the object to be treated 100.

誘導加熱コイル１に与えられる電力の電流値は、たとえば、数千アンペアであり、極めて大きい。このため、誘導加熱コイル１に電気抵抗率の不連続な箇所があると、その部分での熱による膨張・収縮による疲労破壊が生じ易い傾向にある。そこで、本実施形態では、このような疲労破壊を生じにくい誘導加熱コイル１が採用されている。   The current value of the power supplied to the induction heating coil 1 is, for example, several thousand amperes and extremely large. For this reason, if there is a discontinuous portion of the electrical resistivity in the induction heating coil 1, fatigue failure tends to easily occur due to expansion and contraction due to heat at that portion. So, in this embodiment, the induction heating coil 1 which does not produce such a fatigue failure easily is employ | adopted.

誘導加熱コイル１は、導電性および熱伝導性に優れる材料を用いて形成されている。このような材料として、純銅、および、無酸素銅を例示することができる。本実施形態では、誘導加熱コイル１は、金属積層造形法を用いて形成されている。すなわち、誘導加熱コイル１は、予め別個に形成された複数の金属部材をろう付けなどによって一体に組み合わされた構成ではない。誘導加熱コイル１の製造方法については、後で詳細に説明する。   The induction heating coil 1 is formed using a material excellent in conductivity and thermal conductivity. As such materials, pure copper and oxygen-free copper can be exemplified. In the present embodiment, the induction heating coil 1 is formed using a metal additive manufacturing method. That is, induction heating coil 1 does not have a configuration in which a plurality of separately formed metal members are combined together by brazing or the like. The method of manufacturing the induction heating coil 1 will be described in detail later.

誘導加熱コイル１は、全体として、前後に細長い形状に形成されており、側面視において略Ｌ字状に形成されており、平面視において、略Ｔ字状に形成されている。また、誘導加熱コイル１は、左右対称な形状に形成されている。   The induction heating coil 1 is formed to be elongated in the front and back direction as a whole, formed in a substantially L shape in side view, and formed in a substantially T shape in plan view. Moreover, the induction heating coil 1 is formed in left-right symmetrical shape.

誘導加熱コイル１は、電力供給部２と、コイル部３と、絶縁体４と、冷却水路５と、を有している。本実施形態では、電力供給部２、コイル部３、および、冷却水路５は、単一の部材を用いて一体に形成されている。   The induction heating coil 1 has a power supply unit 2, a coil unit 3, an insulator 4, and a cooling water passage 5. In the present embodiment, the power supply unit 2, the coil unit 3 and the cooling water passage 5 are integrally formed using a single member.

電力供給部２は、図示しない電源からの電力をコイル部３に供給するとともに、コイル部３を冷却するための冷却水をコイル部３に循環させるために設けられている。   The power supply unit 2 is provided to supply power from the power supply (not shown) to the coil unit 3 and to circulate cooling water for cooling the coil unit 3 to the coil unit 3.

電力供給部２は、第１分割体６Ｒと、第２分割体６Ｌと、を有している。   The power supply unit 2 includes a first divided body 6R and a second divided body 6L.

第１分割体６Ｒ、および、第２分割体６Ｌは、左右対称な形状に形成されている。分割体６Ｒ，６Ｌは、それぞれ、後壁７と、本体８と、リブ９とを有している。   The first divided body 6R and the second divided body 6L are formed in symmetrical shapes. The split bodies 6R and 6L each have a back wall 7, a main body 8 and a rib 9.

後壁７，７は、平板状に形成された部分であり、前後方向を向いている。各後壁７，７には、ポート１０，１０が設けられている。ポート１０，１０は、円筒状に形成されている。ポート１０，１０のうちの一方は、冷却水入口として設けられ、他方は、冷却水出口として設けられている。後壁７，７から、本体８，８が前方に延びている。   The rear walls 7, 7 are portions formed in a flat plate shape, and are directed in the front-rear direction. Each back wall 7, 7 is provided with a port 10, 10. The ports 10, 10 are formed in a cylindrical shape. One of the ports 10, 10 is provided as a cooling water inlet, and the other is provided as a cooling water outlet. From the rear walls 7, 7, bodies 8, 8 extend forward.

本体８，８は、側面視において略Ｌ字状に形成された部分であり、前後に細長く延びている。本体８，８は絶縁体４を挟んで左右に隣接している。本体８，８は、縦壁部１１，１１と、下壁部１２，１２とを有している。   The main bodies 8 and 8 are portions formed in a substantially L shape in a side view, and elongate in the front and back direction. The main bodies 8 and 8 are adjacent to each other with the insulator 4 interposed therebetween. The main bodies 8, 8 have vertical wall portions 11, 11 and lower wall portions 12, 12.

縦壁部１１，１１は、それぞれ、四角柱状に形成されている。縦壁部１１，１１は、対応する後壁７，７の前面に連続しており、対応する後壁７，７の下端側に位置している。縦壁部１１，１１から、対応する下壁部１２，１２がそれぞれ前方に延びている。   Each of the vertical wall portions 11 and 11 is formed in a square pole shape. The vertical wall portions 11, 11 are continuous with the front surfaces of the corresponding rear walls 7, 7, and are located on the lower end side of the corresponding rear walls 7, 7. Corresponding lower walls 12, 12 extend forward from the vertical walls 11, 11, respectively.

下壁部１２，１２は、それぞれ、扁平な板状に形成されており、前後に細長い矩形の板状に形成されている。下壁部１２，１２の厚み方向は、上下方向である。下壁部１２，１２から、対応するリブ９，９が上方に延びている。   The lower wall portions 12, 12 are each formed in a flat plate shape, and are formed in a rectangular plate shape elongated in the front and rear direction. The thickness direction of the lower wall portions 12, 12 is the vertical direction. From the lower wall 12, 12, corresponding ribs 9, 9 extend upwards.

リブ９，９は、本体８，８を補強するように形成された板状部分であり、対応する縦壁部１１，１１および下壁部１２，１２の双方に結合している。リブ９，９の厚み方向は、左右方向である。リブ９，９の間に、絶縁体４が挟まれている。   The ribs 9, 9 are plate-like portions formed to reinforce the main bodies 8, 8 and are connected to both the corresponding vertical wall portions 11, 11 and the lower wall portions 12, 12. The thickness direction of the ribs 9 is the left-right direction. The insulator 4 is sandwiched between the ribs 9 and 9.

絶縁体４は、本体８，８同士が直接接触することを防止する部分として設けられている。絶縁体４は、本体８，８間に配置されたシート状の部分であり、本体８，８に固定されている。分割体６Ｒ，６Ｌの一方からの電流は、コイル部３を介して、分割体６Ｒ，６Ｌの他方に流れる。   The insulator 4 is provided as a portion that prevents the main bodies 8, 8 from being in direct contact with each other. The insulator 4 is a sheet-like portion disposed between the main bodies 8 and 8 and is fixed to the main bodies 8 and 8. The current from one of the divided bodies 6R, 6L flows to the other of the divided bodies 6R, 6L via the coil portion 3.

コイル部３は、被処理物１００を取り囲んだ状態で当該被処理物１００に誘導加熱を生じさせる部分として設けられている。コイル部３は、全体として、略円筒状に形成されている。コイル部３は、本体８，８の下壁部１２，１２の先端部に連続している。コイル部３は、電力供給部２の厚み（上下方向の長さ）よりも小さい厚みを有しており、また、電力供給部２から前方に突出する形状に形成されている。   The coil portion 3 is provided as a portion that causes the workpiece 100 to generate induction heating in a state of surrounding the workpiece 100. The coil part 3 is formed in a substantially cylindrical shape as a whole. The coil portion 3 is continuous with the tip end portions of the lower walls 12 and 12 of the main bodies 8 and 8. The coil unit 3 has a thickness smaller than the thickness (length in the vertical direction) of the power supply unit 2, and is formed in a shape projecting forward from the power supply unit 2.

本実施形態では、誘導加熱コイル１のうち絶縁体４を除く全体が積層造形法で形成されている。これにより、コイル部３と電力供給部２との接続部１３は、熱応力の集中度合いが低減された形状を有している。すなわち、本実施形態では、誘導加熱コイル１のコイル部３、電力供給部２、および、冷却水路５は、金属積層造形法を用いて形成されている。金属積層造形法とは、たとえば、金属粉末を層状に敷く作業と、この層状の金属粉末の各位置に選択的に溶融する作業とを繰返すことで、所望の形状の金属製品を焼結作成する方法をいう。   In the present embodiment, the whole of the induction heating coil 1 excluding the insulator 4 is formed by the layered manufacturing method. Thereby, the connection part 13 of the coil part 3 and the electric power supply part 2 has a shape where the concentration degree of thermal stress was reduced. That is, in the present embodiment, the coil portion 3 of the induction heating coil 1, the power supply portion 2, and the cooling water channel 5 are formed using the metal additive manufacturing method. The metal additive manufacturing method sinter-creates a metal product of a desired shape, for example, by repeating an operation of laying a metal powder in a layer and an operation of selectively melting the layer metal powder at each position. Say the way.

コイル部３は、有端の環状に形成されており、一端部３ａと他端部３ｂとを有している。一端部３ａは、第１分割体６Ｒの下壁部１２の先端に連続している。他端部３ｂは、第２分割体６Ｌの下壁部１２の先端に連続している。   The coil portion 3 is formed in an annular shape with an end, and has one end 3a and the other end 3b. The one end 3a is continuous with the tip of the lower wall 12 of the first divided body 6R. The other end 3b is continuous with the tip of the lower wall 12 of the second divided body 6L.

コイル部３の外周面３ｃは、有端の円筒状に形成されている。コイル部３の内周面３ｄは、外周面３ｃと平行な円筒状面３ｅと、円筒状面３ｅからコイル部３の上端面３ｇに向けて延びるテーパ状面３ｆとを有している。円筒状面３ｅは、有端の円筒状に形成されており、外周面３ｃとは同軸に配置されている。円筒状面３ｅの下端は、コイル部３の下端面３ｈに連続している。   The outer peripheral surface 3c of the coil portion 3 is formed in a cylindrical shape with an end. The inner peripheral surface 3d of the coil portion 3 has a cylindrical surface 3e parallel to the outer peripheral surface 3c, and a tapered surface 3f extending from the cylindrical surface 3e to the upper end surface 3g of the coil portion 3. The cylindrical surface 3e is formed in a cylindrical shape with an end, and is disposed coaxially with the outer peripheral surface 3c. The lower end of the cylindrical surface 3 e is continuous with the lower end surface 3 h of the coil portion 3.

テーパ状面３ｆは、円筒状面３ｅからコイル部３の上端面３ｇに進むに従い直径が大きくなる円錐テーパ状に形成されている。コイル部３の上端面３ｇおよび下端面３ｈは、それぞれ、平坦な面に形成されており、互いに平行に延びている。また、上端面３ｇおよび下端面３ｈは、それぞれ、コイル部３の中心軸線Ｓ１とは直交する向きに延びている。   The tapered surface 3 f is formed in a conical tapered shape whose diameter increases as it proceeds from the cylindrical surface 3 e to the upper end surface 3 g of the coil portion 3. The upper end surface 3g and the lower end surface 3h of the coil portion 3 are each formed in a flat surface and extend in parallel with each other. The upper end face 3g and the lower end face 3h extend in the direction orthogonal to the central axis S1 of the coil portion 3, respectively.

本実施形態では、コイル部３の上端面３ｇと、下壁部１２，１２の上端面１２ａ，１２ａとは、同一平面上に（面一に）配置されている。また、コイル部３の下端面３ｈと、下壁部１２，１２の下端面１２ｂ，１２ｂとは、同一平面上に（面一に）配置されている。また、下壁部１２，１２の先端部は、平面視において、コイル部３の外周面３ｃの円筒形状に対応する円弧状に形成されている。   In the present embodiment, the upper end face 3g of the coil portion 3 and the upper end faces 12a and 12a of the lower wall portions 12 and 12 are arranged on the same plane (same level). Further, the lower end surface 3 h of the coil portion 3 and the lower end surfaces 12 b and 12 b of the lower wall portions 12 and 12 are arranged on the same plane (same level). Further, the tip end portions of the lower wall portions 12, 12 are formed in an arc shape corresponding to the cylindrical shape of the outer peripheral surface 3c of the coil portion 3 in a plan view.

なお、本実施形態では、下壁部１２，１２の先端部とコイル部３との接続部１３，１３は、滑らかな連続した湾曲形状ではなく、不連続状の段差形状となっている。しかしながら、本実施形態では、誘導加熱コイル１は、金属積層造形法によって形成されており、高温時の熱応力による熱歪みの偏りが少なくされている。よって、分割体６Ｒ，６Ｌの下壁部１２，１２とコイル部３との接続部１３，１３における、熱応力に起因する強度低下は、十分に抑制されている。   In the present embodiment, the connection portions 13 and 13 between the distal end portions of the lower wall portions 12 and 12 and the coil portion 3 do not have a smooth and continuous curved shape but a discontinuous step shape. However, in the present embodiment, the induction heating coil 1 is formed by the metal additive manufacturing method, and the deviation of the thermal strain due to the thermal stress at high temperature is reduced. Therefore, the strength reduction due to the thermal stress at the connection portions 13 and 13 between the lower wall portions 12 and 12 of the divided bodies 6R and 6L and the coil portion 3 is sufficiently suppressed.

コイル部３の上端面３ｇには、切除後部１４が形成されている。切除後部１４は、金属積層造形法による誘導加熱コイル１の形成時に所定の部分としてのコイル部３を支持するサポート部５０（後述）が連結されていた部分である。切除後部１４は、このサポート部５０を切除した後の痕跡部分である。切除後部１４は、たとえば、コイル部３の上端面３ｇの全面に形成されている。上記の構成を有する電力供給部２およびコイル部３には、冷却水路５が形成されている。   A cutting rear portion 14 is formed on the upper end surface 3 g of the coil portion 3. The resection rear portion 14 is a portion to which a support portion 50 (described later) for supporting the coil portion 3 as a predetermined portion is connected at the time of formation of the induction heating coil 1 by metal additive manufacturing. The posterior portion 14 of the resection is a trace portion after the support portion 50 is excised. The posterior portion 14 is formed on the entire surface of the upper end surface 3 g of the coil portion 3, for example. A cooling water passage 5 is formed in the power supply unit 2 and the coil unit 3 having the above configuration.

冷却水路５は、本発明の「冷媒通路」の一例である。冷却水路５は、コイル部３を冷却する冷媒としての冷却水が通過する部分として設けられている。本実施形態では、冷却水は、電力供給部２から誘導加熱コイル１内に進入し、コイル部３を通った後、電力供給部２に戻され、電力供給部２から誘導加熱コイル１の外部に排出される。冷却水路５は、電力供給部２およびコイル部３内に配置されている。   The cooling water passage 5 is an example of the “refrigerant passage” in the present invention. The cooling water passage 5 is provided as a portion through which cooling water as a refrigerant for cooling the coil portion 3 passes. In the present embodiment, the cooling water enters the induction heating coil 1 from the power supply unit 2, passes through the coil unit 3, and is then returned to the power supply unit 2, and from the power supply unit 2 to the outside of the induction heating coil 1 Discharged into The cooling water passage 5 is disposed in the power supply unit 2 and the coil unit 3.

冷却水路５は、電力供給部側水路１５と、コイル部側水路１６と、を有している。   The cooling water passage 5 has a power supply portion side water passage 15 and a coil portion side water passage 16.

電力供給部側水路１５は、電力供給部２内に形成された水路であり、コイル部側水路１６への冷却水の供給、および、コイル部側水路１６からの冷却水の排出を行う。電力供給部側水路１５は、本発明の「電力供給部側水路」の一例である。   The power supply unit side water passage 15 is a water passage formed in the power supply unit 2, and supplies the cooling water to the coil unit side water passage 16 and discharges the cooling water from the coil unit side water passage 16. The power supply unit side water passage 15 is an example of the “power supply unit side water passage” in the present invention.

電力供給部側水路１５は、第１分割体６Ｒに形成された第１水路２１Ｒと、第２分割体６Ｌに形成された第２水路２１Ｌと、を有している。   The power supply unit side water passage 15 has a first water passage 21R formed in the first divided body 6R and a second water passage 21L formed in the second divided body 6L.

第１水路２１Ｒは、コイル部側水路１６への冷却水供給路として設けられている。第１水路２１Ｒは、第１分割体６Ｒに設けられたポート１０に開放されており、第１分割体６Ｒの後壁７内において、正面視でＬ字状に形成されている。第１水路２１Ｒのうち、第１分割体６Ｒの後壁７内において左右に延びる部分２１ａＲを機械加工によって形成するためには、通常、当該部分２１ａＲと連続し後壁７の右端面に開放される加工用孔部を形成する必要がある。そして、この加工用孔部を塞ぐ金属プラグを設ける必要がある。しかしながら、本実施形態では、誘導加熱コイル１は、積層造形法によって形成されるので、このような金属プラグは不要である。   The first water passage 21 R is provided as a cooling water supply passage to the coil portion side water passage 16. The first water passage 21R is open to the port 10 provided in the first divided body 6R, and is formed in an L shape in front view in the rear wall 7 of the first divided body 6R. In order to form a portion 21aR extending in the back wall 7 of the first divided body 6R by machining among the first water channel 21R, normally, the portion is continuous with the portion 21aR and opened at the right end face of the back wall 7 It is necessary to form a processing hole. And it is necessary to provide a metal plug which closes this processing hole. However, in the present embodiment, since the induction heating coil 1 is formed by the additive manufacturing method, such a metal plug is not necessary.

第１水路２１Ｒは、第１分割体６Ｒにおいて、後壁７から本体８の縦壁部１１に進むように延び、縦壁部１１から下壁部１２に延びている。第１水路２１Ｒは、下壁部１２内において、前後方向に沿って直線状に延びている。第１水路２１Ｒは、下壁部１２内において、前後方向と直交する断面形状（正面視における形状）が矩形状とされている。第１水路２１Ｒの先端部は、下壁部１２の先端部において、正面視矩形状に形成されており、コイル部側水路１６と滑らかに連続している。第１水路２１Ｒは、第２水路２１Ｌと左右対称な形状に形成されている。   The first water channel 21R extends from the rear wall 7 to the vertical wall portion 11 of the main body 8 in the first divided body 6R and extends from the vertical wall portion 11 to the lower wall portion 12. The first water passage 21 </ b> R linearly extends in the lower wall portion 12 along the front-rear direction. In the lower wall portion 12, the first water passage 21R has a rectangular cross-sectional shape (shape in front view) orthogonal to the front-rear direction. The front end portion of the first water passage 21R is formed in a rectangular shape in a front view at the front end portion of the lower wall portion 12, and is smoothly continuous with the coil portion side water passage 16. The first water passage 21R is formed in a symmetrical shape with the second water passage 21L.

第２水路２１Ｌは、コイル部側水路１６からの冷却水の排出路として設けられている。第２水路２１Ｌは、第２分割体６Ｌに設けられたポート１０に開放されており、第２分割体６Ｌの後壁７内において、正面視でＬ字状に形成されている。第２水路２１Ｌのうち、第２分割体６Ｌの後壁７内において左右に延びる部分２１ａＬを機械加工によって形成するためには、通常、当該部分２１ａＬと連続し後壁７の左端面に開放される加工用孔部を形成する必要がある。そして、この加工用孔部を塞ぐ金属プラグを設ける必要がある。しかしながら、本実施形態では、誘導加熱コイル１は、積層造形法によって形成されるので、このような金属プラグは不要である。   The second water passage 21 </ b> L is provided as a discharge passage of the cooling water from the coil portion side water passage 16. The second water channel 21L is open to the port 10 provided in the second divided body 6L, and is formed in an L shape in front view in the rear wall 7 of the second divided body 6L. In order to form a portion 21aL extending in the right and left direction in the rear wall 7 of the second divided body 6L by machining among the second water channel 21L, normally, it is continuous with the portion 21aL and is opened to the left end surface of the rear wall 7 It is necessary to form a processing hole. And it is necessary to provide a metal plug which closes this processing hole. However, in the present embodiment, since the induction heating coil 1 is formed by the additive manufacturing method, such a metal plug is not necessary.

第２水路２１Ｌは、第２分割体６Ｌの後壁７から本体８Ｌの縦壁部１１に進むように延び、縦壁部１１から下壁部１２に延びている。第２水路２１Ｌは、下壁部１２内において、前後方向に沿って直線状に延びている。第２水路２１Ｌは、下壁部１２内において、前後方向と直交する断面形状（正面視における形状）が矩形状とされている。第２水路２１Ｌの先端部は、下壁部１２の先端部において、正面視矩形状に形成されており、コイル部側水路１６と滑らかに連続している。上記の構成を有する第１水路２１Ｒおよび第２水路２１Ｌに、コイル部側水路１６が接続されている。   The second water channel 21L extends from the rear wall 7 of the second divided body 6L to the vertical wall 11 of the main body 8L, and extends from the vertical wall 11 to the lower wall 12. The second water channel 21 </ b> L linearly extends in the lower wall portion 12 along the front-rear direction. In the lower wall portion 12, the second water passage 21L has a rectangular cross-sectional shape (shape in front view) orthogonal to the front-rear direction. The front end portion of the second water channel 21L is formed in a rectangular shape in a front view at the front end portion of the lower wall portion 12, and is smoothly continuous with the coil portion side water channel 16. The coil portion side water passage 16 is connected to the first water passage 21R and the second water passage 21L having the above configuration.

図４〜図６を参照して、コイル部側水路１６は、コイル部３、特に、高温となるコイル部３の内周面３ｄの周囲を冷却するために設けられている。コイル部側水路１６は、全体として、有端の円環状に形成された水路であり、コイル部３の中心軸線Ｓ１の周囲に形成されている。コイル部側水路１６は、コイル部３の周方向Ｃ１におけるコイル部３の大部分に亘って形成されている。   Referring to FIGS. 4 to 6, the coil portion side water passage 16 is provided to cool the periphery of the coil portion 3, in particular, the inner peripheral surface 3 d of the coil portion 3 which becomes hot. The coil part side water channel 16 is a water channel formed in an annular shape with an end as a whole, and is formed around the central axis S <b> 1 of the coil part 3. The coil portion side water passage 16 is formed over most of the coil portion 3 in the circumferential direction C1 of the coil portion 3.

コイル部側水路１６は、入口３１と、外周側面３２と、内周側面３３と、上面３４と、下面３５と、出口３６と、第１拡張部３７と、第２拡張部３８と、を有している。   The coil portion side water passage 16 has an inlet 31, an outer peripheral side surface 32, an inner peripheral side surface 33, an upper surface 34, a lower surface 35, an outlet 36, a first expanded portion 37, and a second expanded portion 38. doing.

入口３１は、第１水路２１Ｒの先端部と滑らかに接続される部分として設けられている。入口３１の形状は、第１水路２１Ｒの先端部の形状と同じであり、本実施形態では、正面視矩形状に形成されており、且つ、周方向Ｃ１に沿って延びている。入口３１と第１水路２１Ｒの先端部との間には、段差が形成されておらず、入口３１と第１水路２１Ｒとの接続部において、熱応力に起因する歪みの偏りが抑制されている。   The inlet 31 is provided as a portion smoothly connected to the tip of the first water passage 21R. The shape of the inlet 31 is the same as the shape of the tip of the first water passage 21R, and in the present embodiment, it is formed in a rectangular shape in a front view and extends along the circumferential direction C1. A step is not formed between the inlet 31 and the tip of the first water passage 21R, and distortion of the strain due to thermal stress is suppressed at the connection between the inlet 31 and the first water passage 21R. .

出口３６は、第２水路２１Ｌの先端部と滑らかに接続される部分として設けられている。出口３６の形状は、第２水路２１Ｌの先端部の形状と同じであり、本実施形態では、正面視矩形状に形成されており、且つ、周方向Ｃ１に沿って延びている。出口３６と第２水路２１Ｌの先端部との間には、段差が形成されておらず、出口３６と第２水路２１Ｌとの接続部において、熱応力に起因する歪みの偏りが抑制されている。   The outlet 36 is provided as a portion smoothly connected to the tip of the second water channel 21L. The shape of the outlet 36 is the same as the shape of the tip of the second water channel 21L, and in the present embodiment, it is formed in a rectangular shape in a front view and extends along the circumferential direction C1. A step is not formed between the outlet 36 and the tip of the second water passage 21L, and distortion of the strain due to thermal stress is suppressed at the connection between the outlet 36 and the second water passage 21L. .

入口３１と出口３６との間には、外周側面３２、内周側面３３、上面３４、および、下面３５が延びている。   An outer circumferential side surface 32, an inner circumferential side surface 33, an upper surface 34 and a lower surface 35 extend between the inlet 31 and the outlet 36.

外周側面３２については、コイル部３の周方向Ｃ１における当該外側側面３２の両端部３２ａ，３２ｂ以外の部分としての中間部３２ｃが、円筒面の一部に相当する形状に形成されており、平面視において、略円弧状に形成されている。   As for the outer peripheral side surface 32, an intermediate portion 32c as a portion other than the both end portions 32a and 32b of the outer side surface 32 in the circumferential direction C1 of the coil portion 3 is formed in a shape corresponding to a part of a cylindrical surface When viewed, it is formed in a substantially arc shape.

外周側面３２の一端部３２ａは、入口３１との接続部であり、当該部分では、入口３１側に向けて湾曲する滑らかな曲面を構成している。外周側面３２の中間部３２ｃの曲率中心は、コイル部３の中心軸線Ｓ１であるけれども、外周側面３２の一端部３２ａの曲率中心Ａ１は、電力供給部２とコイル部３との接続部１３の近傍において、誘導加熱コイル１の外部に位置している。このように、外周側面３２の中間部３２ｃと一端部３ａとの曲率中心（平面視においてコイル部３のうち凸部分の向く方向）が異なるように外周側面３２を形成することで、入口３１と外周側面３２との接続部の周囲の形状を滑らかにすることができる。これにより、第１水路２１Ｒとコイル部側水路１６との接続部の周囲において、熱応力に起因する応力集中は、抑制される。外周側面３２の他端部３２ｂは、外周側面３２の一端部３２ａとは左右対称な形状に形成されている。   One end portion 32 a of the outer peripheral side surface 32 is a connection portion with the inlet 31, and in this portion, a smooth curved surface curved toward the inlet 31 side is configured. Although the center of curvature of the middle portion 32c of the outer peripheral side surface 32 is the central axis S1 of the coil portion 3, the curvature center A1 of the one end portion 32a of the outer peripheral side surface 32 is the connection portion 13 between the power supply portion 2 and the coil portion 3. In the vicinity, it is located outside the induction heating coil 1. Thus, by forming the outer peripheral side surface 32 so that the center of curvature of the middle portion 32c and the one end portion 3a of the outer peripheral side surface 32 (the direction in which the convex portion of the coil portion 3 faces in plan view) is different, The shape around the connection with the outer peripheral side surface 32 can be made smooth. Thereby, around the connection portion between the first water passage 21R and the coil portion side water passage 16, stress concentration caused by thermal stress is suppressed. The other end 32 b of the outer peripheral side surface 32 is formed in a symmetrical shape with the one end 32 a of the outer peripheral side 32.

外周側面３２の他端部３２ｂは、出口３６との接続部であり、当該部分では、出口３６側に向けて湾曲する滑らかな曲面を構成している。外周側面３２の他端部３２ｂの曲率中心Ａ２は、電力供給部２とコイル部３との接続部１３の近傍において、誘導加熱コイル１の外部に位置している。このように、外周側面３２の中間部３２ｃと他端部３ｂとの曲率中心（平面視においてコイル部３のうち凸部分の向く方向）が異なるように外周側面３２を形成することで、出口３６と外周側面３２との接続部の周囲の形状を滑らかにすることができる。これにより、第２水路２１Ｌとコイル部側水路１６との接続部の周囲において、熱応力に起因する応力集中は、抑制される。外周側面３２に取り囲まれるようにして、内周側面３３が配置されている。   The other end 32 b of the outer peripheral side surface 32 is a connection portion with the outlet 36, and in this portion, a smooth curved surface that curves toward the outlet 36 is configured. The center of curvature A 2 of the other end 32 b of the outer peripheral side surface 32 is located outside the induction heating coil 1 in the vicinity of the connection 13 between the power supply 2 and the coil 3. Thus, the outlet side 36 is formed by forming the outer peripheral side surface 32 so that the center of curvature of the middle portion 32 c and the other end portion 3 b of the outer peripheral side surface 32 (the direction in which the convex portion of the coil portion 3 faces in plan view) is different. It is possible to make the shape of the periphery of the connection between the and the outer peripheral side surface 32 smooth. Thereby, around the connection portion between the second water passage 21L and the coil portion side water passage 16, stress concentration caused by thermal stress is suppressed. An inner circumferential side surface 33 is disposed so as to be surrounded by the outer circumferential side surface 32.

内周側面３３は、入口３１からコイル部３の中心軸線Ｓ１に向けて進んだ後、周方向Ｃ１に沿って延び、さらに、出口３６に向けて進むように延びている。内周側面３３は、一端部３３ａと、他端部３３ｂと、中間部３３ｃと、を有している。   The inner circumferential side surface 33 extends from the inlet 31 toward the central axis S1 of the coil portion 3 and then extends along the circumferential direction C1 and further extends toward the outlet 36. The inner circumferential side surface 33 has one end 33a, the other end 33b, and an intermediate portion 33c.

内周側面３３の一端部３３ａは、入口３１からコイル部３の内周面３ｄ側に向けて延びる部分として設けられている。平面視において、内周側面３３の一端部３３ａは、入口３１から遠ざかるに従い外周側面３２の一端部３２ａから離隔するように延びる形状を有しており、コイル部３の一端部３ａに向けて凸となる湾曲状に形成されている。内周側面３３の一端部３３ａは、全体が滑らかに連続する面として形成されており、内周側面３３の中間部３３ｃに滑らかに接続されている。平面視において、内周側面３３の一端部３３ａと中間部３３ｃとの境界部３３ｄは、コイル部３の中心軸線Ｓ１と外周側面３２の一端部３２ａとを結ぶ仮想線Ｌ１の近傍に位置している。この境界部３３ｄは、平面視において、コイル部３の内周面３ｄのテーパ状面３ｆと重なる箇所に配置されている。内周側面３３の一端部３３ａとは左右対称に、内周側面３３の他端部３３ｂが配置されている。   One end 33 a of the inner circumferential side surface 33 is provided as a portion extending from the inlet 31 toward the inner circumferential surface 3 d of the coil portion 3. In plan view, one end 33a of the inner peripheral side surface 33 has a shape extending so as to be separated from the one end 32a of the outer peripheral side 32 as it goes away from the inlet 31, and convex toward the one end 3a of the coil portion 3. It is formed in the shape of a curve. One end portion 33 a of the inner peripheral side surface 33 is formed as a surface which is smoothly continuous as a whole, and is smoothly connected to the middle portion 33 c of the inner peripheral side surface 33. In a plan view, a boundary 33d between one end 33a of the inner peripheral side 33 and the middle 33c is located near an imaginary line L1 connecting the central axis S1 of the coil 3 and the one end 32a of the outer peripheral side 32 There is. The boundary portion 33 d is disposed at a position overlapping the tapered surface 3 f of the inner peripheral surface 3 d of the coil portion 3 in a plan view. The other end 33 b of the inner circumferential side 33 is disposed symmetrically with the one end 33 a of the inner circumferential side 33.

内周側面３３の他端部３３ｂは、出口３６からコイル部３の内周面３ｄ側に向けて延びる部分として設けられている。平面視において、内周側面３３の他端部３３ｂは、出口３６から遠ざかるに従い外周側面３２の他端部３２ｂから離隔するように延びる形状を有しており、コイル部３の他端部３ｂに向けて凸となる湾曲状に形成されている。内周側面３３の他端部３３ｂは、全体が滑らかに連続する面として形成されており、内周側面３３の中間部３３ｃに滑らかに接続されている。平面視において、内周側面３３の他端部３３ｂと中間部３３ｃとの境界部３３ｅは、コイル部３の中心軸線Ｓ１と外周側面３２の他端部３２ｂとを結ぶ仮想線Ｌ２の近傍に位置している。この境界部３３ｅは、平面視において、コイル部３の内周面３ｄのテーパ状面３ｆと重なる箇所に配置されている。   The other end 33 b of the inner circumferential side surface 33 is provided as a portion extending from the outlet 36 toward the inner circumferential surface 3 d of the coil portion 3. In plan view, the other end 33 b of the inner circumferential side surface 33 has a shape extending so as to be separated from the other end 32 b of the outer circumferential side 32 as getting away from the outlet 36. It is formed in the curve shape which becomes convex toward. The other end 33 b of the inner peripheral side surface 33 is formed as a surface which is smoothly continuous as a whole, and is smoothly connected to the middle portion 33 c of the inner peripheral side surface 33. In a plan view, the boundary 33e between the other end 33b of the inner peripheral side 33 and the middle 33c is located near an imaginary line L2 connecting the central axis S1 of the coil 3 and the other end 32b of the outer peripheral side 32. doing. The boundary portion 33 e is disposed at a position overlapping the tapered surface 3 f of the inner peripheral surface 3 d of the coil portion 3 in a plan view.

内周側面３３の中間部３３ｃは、外周側面３２の中間部３２ｃと同心に形成されており、平面視において、円弧状に形成されている。上記の内周側面３３の下端部と外周側面３２の下端部とは、下面３５によって接続されている。コイル部側水路１６の下面３５は、コイル部３の下端面３ｈと平行に延びている。また、上記の内周側面３３の上端部と外周側面３２の上端部とは、上面３４によって接続されている。   The middle portion 33c of the inner peripheral side surface 33 is formed concentrically with the middle portion 32c of the outer peripheral side surface 32, and is formed in an arc shape in a plan view. The lower end portion of the inner peripheral side surface 33 and the lower end portion of the outer peripheral side surface 32 are connected by the lower surface 35. The lower surface 35 of the coil portion side water passage 16 extends in parallel with the lower end surface 3 h of the coil portion 3. Further, the upper end portion of the inner peripheral side surface 33 and the upper end portion of the outer peripheral side surface 32 are connected by the upper surface 34.

コイル部側水路１６の上面３４は、下面３５と同心に形成されており、平面視において有端円環状に形成されている。この上面３４は、平坦面３４ａと、傾斜面３４ｂとを有している。   The upper surface 34 of the coil part side water channel 16 is formed concentrically with the lower surface 35, and is formed in a closed circular shape in a plan view. The upper surface 34 has a flat surface 34 a and an inclined surface 34 b.

平坦面３４ａは、コイル部３の上端面３ｇと平行に延びている。この平坦面３４ａは、外周側面３２の上端部の全域と連続しており、且つ、内周側面３３の両端部３３ａ，３３ｂと連続している。コイル部側水路１６の傾斜面３４ｂは、コイル部側水路１６の平坦面３４ａの内周部から、内周側面３３に向けて延びる傾斜状に形成されている。内周側面３３は、平坦面３４ａから内周側面３３側に進むに従い下方に進む傾斜状に延びる、テーパ状に形成されている。周方向Ｃ１におけるこの傾斜面３４ｂの一端部は、内周側面３３の一端部３３ａに連続している。周方向Ｃ１におけるこの傾斜面３４ｂの他端部は、内周側面３３の他端部３３ｂに連続している。   The flat surface 34 a extends in parallel with the upper end surface 3 g of the coil portion 3. The flat surface 34 a is continuous with the entire upper end portion of the outer peripheral side surface 32 and is continuous with both end portions 33 a and 33 b of the inner peripheral side surface 33. The inclined surface 34 b of the coil portion side water passage 16 is formed in an inclined shape extending from the inner peripheral portion of the flat surface 34 a of the coil portion side water passage 16 toward the inner peripheral side surface 33. The inner peripheral side surface 33 is formed in a tapered shape extending in an inclined shape which proceeds downward as it proceeds from the flat surface 34 a to the inner peripheral side surface 33 side. One end of the inclined surface 34 b in the circumferential direction C 1 is continuous with the one end 33 a of the inner circumferential side surface 33. The other end of the inclined surface 34 b in the circumferential direction C 1 is continuous with the other end 33 b of the inner circumferential side surface 33.

上記の構成により、コイル部側水路１６の入口３１の近傍には、第１拡張部３７が形成されており、コイル部側水路１６の出口３６の近傍には、第２拡張部３８が形成されている。   According to the above configuration, the first expanded portion 37 is formed in the vicinity of the inlet 31 of the coil portion side water channel 16, and the second expanded portion 38 is formed in the vicinity of the outlet 36 of the coil portion side water channel 16. ing.

冷却水の進行方向Ｆ１と直交する断面において、入口３１での断面積よりも、第１拡張部３７での断面積が大きくなっている。そして、第１拡張部３７から進行方向Ｆ１の下流側に進むと、外周側面３２の中間部３２ｃにおける、コイル部側水路１６の断面積は、第１拡張部３７における断面積よりも小さくなっている。すなわち、コイル部側水路１６は、入口３１の周囲で進行方向Ｆ１と直交する断面での断面積が一旦拡がり、その後、当該断面積が縮小するような複雑な形状を有している。   In the cross section orthogonal to the traveling direction F1 of the cooling water, the cross-sectional area at the first expanded portion 37 is larger than the cross-sectional area at the inlet 31. Then, when proceeding from the first expanded portion 37 to the downstream side in the traveling direction F1, the cross-sectional area of the coil portion side water channel 16 at the middle portion 32c of the outer peripheral side surface 32 becomes smaller than the cross-sectional area at the first expanded portion 37 There is. That is, the coil portion side water channel 16 has a complicated shape such that the cross sectional area in the cross section orthogonal to the traveling direction F1 is once expanded around the inlet 31, and then the cross sectional area is reduced.

上記と同様にして、冷却水の進行方向Ｆ１と直交する断面において、外周側面３２の中間部３２ｃにおける、コイル部側水路１６の断面積は、第２拡張部３８における断面積よりも小さくなっている。そして、第２拡張部３８においては、進行方向Ｆ１と直交する断面積が、出口３６での断面積よりも大きくなっている。すなわち、コイル部側水路１６は、外周側面３２の中間部３２ｃから第２拡張部３８に進むと、進行方向Ｆ１と直交する断面での断面積が一旦拡がり、その後、当該断面積が出口３６で縮小するような複雑な形状を有している。   Similarly to the above, in the cross section orthogonal to the traveling direction F1 of the cooling water, the cross sectional area of the coil portion side water passage 16 at the middle portion 32c of the outer peripheral side surface 32 becomes smaller than the cross sectional area at the second expanded portion 38 There is. Then, in the second expanded portion 38, the cross-sectional area orthogonal to the traveling direction F1 is larger than the cross-sectional area at the outlet 36. That is, when the coil part side water channel 16 proceeds from the middle part 32c of the outer peripheral side surface 32 to the second expanded part 38, the cross sectional area in the cross section orthogonal to the traveling direction F1 temporarily spreads, and then the cross sectional area at the outlet 36 It has a complicated shape that shrinks.

以上の構成により、電力供給部側水路１５とコイル部側水路１６との接続部１３は、冷却水の進行方向Ｆ１に進むに従い、連続的に断面積が変化している。以上が、誘導加熱コイル１の概略構成である。次に、誘導加熱コイル１の製造システム、および、誘導加熱コイル１の製造方法について説明する。   With the above configuration, the cross-sectional area of the connection portion 13 between the power supply portion side water passage 15 and the coil portion side water passage 16 changes continuously as it proceeds in the traveling direction F1 of the cooling water. The above is the schematic configuration of the induction heating coil 1. Next, a system for manufacturing the induction heating coil 1 and a method for manufacturing the induction heating coil 1 will be described.

［誘導加熱コイルの製造システム］
図７は、誘導加熱コイル１を製造するための製造システム４０の模式図である。図７に示すように、製造システム４０は、ＣＡＤ（Computer Aided Design）装置４１と、データ変換装置４２と、製造装置４３と、を有している。 [Manufacturing system of induction heating coil]
FIG. 7 is a schematic view of a manufacturing system 40 for manufacturing the induction heating coil 1. As shown in FIG. 7, the manufacturing system 40 includes a CAD (Computer Aided Design) device 41, a data conversion device 42, and a manufacturing device 43.

ＣＡＤ装置４１は、例えば、画面上で画像を３次元的に表示することが可能な３Ｄ−ＣＡＤ装置である。本実施形態では、ＣＡＤ装置４１は、コンピュータと、当該コンピュータにインストールされたソフトウェアと、を含んでいる。誘導加熱コイル１の設計者は、ＣＡＤ装置４１を操作することにより、誘導加熱コイル１を作成するためのＣＡＤデータ（画像データ）を作成する。ＣＡＤ装置４１で作成されたＣＡＤデータは、データ変換装置４２へ出力される。   The CAD device 41 is, for example, a 3D-CAD device capable of three-dimensionally displaying an image on a screen. In the present embodiment, the CAD device 41 includes a computer and software installed on the computer. The designer of the induction heating coil 1 operates the CAD device 41 to create CAD data (image data) for creating the induction heating coil 1. The CAD data created by the CAD device 41 is output to the data conversion device 42.

データ変換装置４２は、ＣＡＤデータを、製造装置４３を動作させるためのデータに変換する装置として設けられている。本実施形態では、データ変換装置４２、コンピュータと、当該コンピュータにインストールされたソフトウェアとを含んでいる。   The data conversion device 42 is provided as a device for converting CAD data into data for operating the manufacturing device 43. In the present embodiment, the data conversion device 42, a computer, and software installed in the computer are included.

データ変換装置４２は、例えば、ＣＡＤデータによって特定される誘導加熱コイル１の３次元画像を、コイル部３の上下方向に沿って所定の間隔毎にスライスして得られる複数のレイヤー画像（２次元画像）に分割し、当該複数のレイヤー画像のデータを保持する。上記所定の間隔は、製造装置４３において、積層される金属粉末１層分の厚みに相当し、たとえば、数十μｍ程度である。上記複数のレイヤー画像のデータは、製造装置４３へ与えられる。   The data conversion device 42 is, for example, a plurality of layer images obtained by slicing a three-dimensional image of the induction heating coil 1 specified by CAD data at predetermined intervals along the vertical direction of the coil unit 3 (two-dimensional image Image data, and holds data of the plurality of layer images. The predetermined distance corresponds to the thickness of one layer of metal powder to be stacked in the manufacturing apparatus 43, and is, for example, about several tens of μm. The data of the plurality of layer images is provided to the manufacturing apparatus 43.

製造装置４３は、金属粉末を溶融および焼結するための装置である。本実施形態では、製造装置４３、たとえば、選択的レーザー溶融法（Selective Laser Melting）法によって、誘導加熱コイル１を形成する。本実施形態では、製造装置４３は、レーザー光源４４と、制御部４５と、可動台４６と、粉末供給部４７と、を有している。   The manufacturing apparatus 43 is an apparatus for melting and sintering metal powder. In the present embodiment, the induction heating coil 1 is formed by a manufacturing apparatus 43, for example, a Selective Laser Melting method. In the present embodiment, the manufacturing apparatus 43 includes a laser light source 44, a control unit 45, a movable stand 46, and a powder supply unit 47.

レーザー光源４４は、金属粉末に熱エネルギーを与えるために設けられている。尚、レーザー光源４４からのレーザー光線は、レーザー光源４４自体が図示しない駆動装置を用いて変位させられることにより、金属粉末の所望の位置に照射されてもよいし、レーザー光源４４は固定された状態で、ガルバノメーターミラーを用いて所望の位置に照射されてもよい。レーザー光源４４は、制御部４５よって制御される。   The laser light source 44 is provided to apply heat energy to the metal powder. The laser beam from the laser light source 44 may be irradiated to a desired position of the metal powder by displacing the laser light source 44 itself using a driving device (not shown), and the laser light source 44 is fixed. And may be irradiated to a desired position using a galvanometer mirror. The laser light source 44 is controlled by the control unit 45.

制御部４５は、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭ等を含んでおり、データ変換装置４２らデータを与えられる。制御部４５は、レーザー光源４４、可動台４６および粉末供給部４７を制御する。より具体的には、制御部４５は、データ変換装置４２から与えられた画像データを基に、金属粉末の所定箇所へのレーザー光線の照射量を決定し、決定した照射量に基づいて、金属粉末の所定箇所へレーザー光線を照射する。尚、レーザー光線の照射量は、データ変換装置４２で設定されてもよい。   The control unit 45 includes a CPU, a RAM, a ROM, and the like, and receives data from the data conversion device 42 and the like. The control unit 45 controls the laser light source 44, the movable stand 46 and the powder supply unit 47. More specifically, the control unit 45 determines the irradiation amount of the laser beam to the predetermined portion of the metal powder based on the image data given from the data conversion device 42, and based on the determined irradiation amount, the metal powder The laser beam is irradiated to a predetermined place of The irradiation amount of the laser beam may be set by the data conversion device 42.

レーザー光線が照射される金属粉末は、可動台４６に載置される。可動台４６は、金属粉末を保持するために設けられている。可動台４６は、例えば、略水平な上面を有しており、当該上面に金属粉末が載置される。また、可動台４６は、図示しない駆動機構を有しており、上下方向に変位可能である。可動台４６には、粉末供給部４７から金属粉末が供給される。   The metal powder to be irradiated with the laser beam is placed on the movable table 46. The movable table 46 is provided to hold the metal powder. The movable base 46 has, for example, a substantially horizontal upper surface, and the metal powder is placed on the upper surface. Further, the movable base 46 has a drive mechanism (not shown) and can be displaced in the vertical direction. The metal powder is supplied from the powder supply unit 47 to the movable table 46.

粉末供給部４７は、金属粉末を収容する収容部と、金属粉末を可動台４６に供給する供給部と、を有している。粉末供給部４７は、前述した所定の間隔に相当する厚み（本実施形態において、数十μｍ）の金属粉末層を可動台４６上に形成する。   The powder supply unit 47 has a storage unit for storing metal powder, and a supply unit for supplying the metal powder to the movable table 46. The powder supply unit 47 forms a metal powder layer having a thickness (several tens of μm in the present embodiment) corresponding to the predetermined interval described above on the movable table 46.

[誘導加熱コイルの製造工程]
次に、誘導加熱コイル１を製造する工程について、図８などを参照しながら説明する。図８は、誘導加熱コイル１の製造工程の一例について説明するためのフローチャートである。なお、以下では、フローチャートを用いて説明する場合、フローチャート以外の図も適宜参照しながら説明する。 [Manufacturing process of induction heating coil]
Next, the process of manufacturing the induction heating coil 1 will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a flowchart for explaining an example of a manufacturing process of the induction heating coil 1. In addition, below, when demonstrating using a flowchart, it demonstrates, referring suitably also to figures other than a flowchart.

図８を参照して、誘導加熱コイル１を製造する際には、まず、設計者が、ＣＡＤ装置４１を用いて、誘導加熱コイル１のＣＡＤデータを作成する（ステップＳ１）。   Referring to FIG. 8, when manufacturing induction heating coil 1, a designer first creates CAD data of induction heating coil 1 using CAD device 41 (step S1).

次に、設計者は、製造装置４３における、誘導加熱コイル１の積層造形時の金属粉末の積層方向を設定する（ステップＳ２）。本実施形態では、たとえば、誘導加熱コイル１が下向きで完成するように、積層方向が設定される。次に、製造装置４３は、ＣＡＤデータを用いて、誘導加熱コイル１を金属積層造形法によって作成する（ステップＳ３）。このステップＳ３は、本発明の「積層造形工程」の一例である。これにより、誘導加熱コイル１が完成する。次いで、後処理工程において、誘導加熱コイル１に形成されたサポート部５０が除去される（ステップＳ４）。   Next, the designer sets the laminating direction of the metal powder at the time of lamination molding of the induction heating coil 1 in the manufacturing apparatus 43 (step S2). In the present embodiment, for example, the stacking direction is set such that the induction heating coil 1 is completed downward. Next, the manufacturing apparatus 43 uses the CAD data to create the induction heating coil 1 by the metal additive manufacturing method (step S3). This step S3 is an example of the "layer forming process" of the present invention. Thereby, the induction heating coil 1 is completed. Next, in the post-processing step, the support portion 50 formed on the induction heating coil 1 is removed (step S4).

次に、製造装置４３を用いた積層造形工程（ステップＳ３）について、より具体的に説明する。図９は、積層造形工程の一例について説明するためのフローチャートである。図９を参照して、積層造形工程では、まず、データ変換装置４２が、ＣＡＤ装置４１で作成されたＣＡＤデータによって特定される誘導加熱コイル１の三次元画像を、所定の厚み毎に複数のレイヤーに分割する。そして、データ変換装置４２は、各レイヤーの画像データを、製造装置４３の制御部４５へ出力する（ステップＳ１１）。制御部４５は、各レイヤーの画像データを読み込み、各レイヤーの各画素（可動台４６の各位置に相当）について、レーザー光線の照射量を設定する（ステップＳ１２）。   Next, the layered manufacturing process (step S3) using the manufacturing apparatus 43 will be described more specifically. FIG. 9 is a flowchart for explaining an example of the layered manufacturing process. Referring to FIG. 9, in the layered manufacturing process, first, a plurality of three-dimensional images of induction heating coil 1 specified by the CAD data created by CAD device 41 by data conversion device 42 are provided for each predetermined thickness. Divide into layers Then, the data conversion device 42 outputs the image data of each layer to the control unit 45 of the manufacturing device 43 (step S11). The control unit 45 reads the image data of each layer, and sets the irradiation amount of the laser beam for each pixel (corresponding to each position of the movable stand 46) of each layer (step S12).

次に、制御部４５は、粉末供給部４７を駆動させる。これにより、粉末供給部４７は、図１０（ａ）に示すように、可動台４６の上面に、前述した所定厚みの金属粉末層５１を形成する（ステップＳ１３）。即ち、金属粉末が準備される。次いで、制御部４５は、レーザー光源４４を駆動させる。これにより、レーザー光源４４は、制御部４５設定されたレーザー光線の照射量に従って、金属粉末層５１所定箇所に、レーザー光線を所定量照射する（ステップＳ１４）。これにより、図１０（ｂ）に示すように、金属粉末層５１の一部が溶融されることで、当該一部が焼結される。   Next, the control unit 45 drives the powder supply unit 47. As a result, as shown in FIG. 10A, the powder supply unit 47 forms the metal powder layer 51 of the predetermined thickness described above on the upper surface of the movable table 46 (step S13). That is, metal powder is prepared. Next, the control unit 45 drives the laser light source 44. Thereby, the laser light source 44 irradiates a predetermined amount of the laser beam to a predetermined position of the metal powder layer 51 according to the irradiation amount of the laser beam set in the control unit 45 (step S14). As a result, as shown in FIG. 10 (b), a part of the metal powder layer 51 is melted to sinter the part.

次に、制御部４５、全てのレイヤーに関連して焼結作業が行われたか否かを判定する（ステップＳ１５）。焼結作業が完了していない場合（ステップＳ１５でＮｏ）、制御部４５は、可動台４６を駆動させ、金属粉末層５１の厚みと同じ値だけ、可動台４６を下方に変位させる（ステップＳ１６）。   Next, the control unit 45 determines whether the sintering operation has been performed in relation to all the layers (step S15). When the sintering operation is not completed (No in step S15), the control unit 45 drives the movable table 46 to displace the movable table 46 downward by the same value as the thickness of the metal powder layer 51 (step S16). ).

制御部４５は、再び、粉末供給部４７を駆動させる。これにより、粉末供給部４７は、再び金属粉末層を形成する（ステップＳ１３）。次いで、制御部４５は、レーザー光源４４を駆動させる。これにより、レーザー光源４４は、制御部４５で設定されたレーザー光線の照射量に従って、金属粉末層の所定箇所に、レーザー光線を所定量照射する（ステップＳ１４）。これにより、金属粉末層の一部が溶融されることで、当該一部が焼結される。このように、金属粉末の溶融量を場所によって異ならせることで、誘導加熱コイル１のうち絶縁体４を除く各部を所望の密度で形成する。   The control unit 45 drives the powder supply unit 47 again. Thereby, the powder supply unit 47 forms the metal powder layer again (step S13). Next, the control unit 45 drives the laser light source 44. Thereby, the laser light source 44 irradiates a predetermined amount of the laser beam to a predetermined place of the metal powder layer according to the irradiation amount of the laser beam set by the control unit 45 (step S14). Thereby, a part of the metal powder layer is melted to sinter the part. As described above, by making the molten amount of the metal powder different depending on the place, each part of the induction heating coil 1 excluding the insulator 4 is formed with a desired density.

製造装置４３では、全てのレイヤーに関連して焼結作業が行われるまで、ステップＳ１３〜ステップＳ１６が繰り返される。これにより、図１０（ｃ）に示すように、金属粉末層ｎ、ｎ＋１、ｎ＋２、…、（ｎは正の整数）が積層され、誘導加熱コイル１が形成されていくこととなる。この積層工程においては、誘導加熱コイル１に加えて、サポート部５０が形成される。   In the manufacturing apparatus 43, steps S13 to S16 are repeated until the sintering operation is performed in relation to all the layers. As a result, as shown in FIG. 10C, metal powder layers n, n + 1, n + 2,... (N is a positive integer) are stacked to form the induction heating coil 1. In addition to the induction heating coil 1, a support portion 50 is formed in this stacking step.

サポート部５０は、電力供給部２から突出する突出としてのコイル部３が、積層工程での造形最中において金属粉末層５１に対して自重で沈むなどの位置ずれを生じることを抑制するために設けられている。本実施形態では、誘導加熱コイル１は、上下反転した状態となるようにして製造装置４３で形成される。このため、コイル部３は、サポート部５０によって下方から支持された状態で、造形される。   The support portion 50 is for suppressing the occurrence of positional deviation, such as the coil portion 3 as a protrusion protruding from the power supply portion 2 from being sunk by its own weight with respect to the metal powder layer 51 during formation in the laminating step. It is provided. In the present embodiment, the induction heating coil 1 is formed by the manufacturing apparatus 43 so as to be turned upside down. For this reason, the coil part 3 is shaped in the state supported by the support part 50 from the downward direction.

そして、全てのレイヤーについて焼結作業が行われたと制御部４５で判定された場合（ステップＳ１５でＹｅｓ）、焼結作業が完了する。図８を参照して、造形工程の後の後処理（ステップＳ４）は、可動台４６上に形成された誘導加熱コイル１を作業者が可動台４６から取り外し、誘導加熱コイル１に付着している不要な金属粉末を誘導加熱コイル１から除去する処理を含む。また、この工程においては、誘導加熱コイル１から、図示しないカッターなどを用いてサポート部５０が取り外される。ステップＳ４は、本発明の「切除工程」の一例である。また、後処理工程（ステップＳ４）では、電力供給部２に絶縁体４が取付られる。これにより、誘導加熱コイル１が完成する。   When it is determined by the control unit 45 that the sintering operation has been performed for all layers (Yes in step S15), the sintering operation is completed. Referring to FIG. 8, in the post-processing (step S4) after the forming process, the operator removes induction heating coil 1 formed on movable stand 46 from movable stand 46 and adheres to induction heating coil 1. And removing the unnecessary metal powder from the induction heating coil 1. Moreover, in this process, the support part 50 is removed from the induction heating coil 1 using the cutter etc. which are not shown in figure. Step S4 is an example of the "ablation process" of the present invention. In the post-processing step (step S4), the insulator 4 is attached to the power supply unit 2. Thereby, the induction heating coil 1 is completed.

以上説明したように、本実施形態によると、コイル部３内、および、電力供給部２内の冷却水路５は、金属積層造形法を用いて形成される。金属積層造形法であれば、金属粉末層５１に選択的に熱を加えて溶融させた後にこの溶融金属が固まる作業が繰り返し行われることで、任意の立体形状を形成できる。よって、コイル部３内および電力供給部２内に形成される冷却水路５が複雑な形状であっても、電力供給部２およびコイル部３を単一部品で作ることができる。よって、コイル部３自体と、電力供給部２とコイル部３とを繋ぐために、電力供給部２とコイル部３との間のいずれにもろう付け部分が設けられる必要は無い。このため、熟練を要求されるろう付け作業が不要となる。その上、金属積層造形法であれば、機械的に精度良く同型状の誘導加熱コイル１を量産できる。よって、誘導加熱コイル１を均一の寸法で大量生産することが可能となる。   As described above, according to the present embodiment, the cooling water passage 5 in the coil portion 3 and in the power supply unit 2 is formed using the metal additive manufacturing method. In the case of metal additive manufacturing, heat is selectively applied to the metal powder layer 51 to be melted, and then the work of solidifying the molten metal is repeated, whereby an arbitrary three-dimensional shape can be formed. Therefore, even if the cooling water passage 5 formed in the coil portion 3 and the power supply portion 2 has a complicated shape, the power supply portion 2 and the coil portion 3 can be made of a single component. Therefore, in order to connect the coil unit 3 itself, the power supply unit 2 and the coil unit 3, there is no need to provide a brazed portion between any of the power supply unit 2 and the coil unit 3. For this reason, the brazing operation requiring skill is not required. Moreover, if it is a metal lamination molding method, the induction heating coil 1 of the same shape can be mass-produced mechanically precisely. Thus, the induction heating coil 1 can be mass-produced with uniform dimensions.

しかも、コイル部３自体の形成にろう付けが必要なく、さらに、コイル部３と電力供給部２とをろう付けする必要が無いので、ろう付け作業に起因するコイル部３自身の熱歪みと、電力供給部２と加熱コイル部３との間の熱歪みは、生じない。したがって、このような熱歪みを抑制するための専用の治具が不要であり、誘導加熱コイル１をより容易に製造できる。   Moreover, there is no need for brazing to form the coil portion 3 itself, and furthermore, there is no need to braze the coil portion 3 and the power supply portion 2, so the thermal distortion of the coil portion 3 itself resulting from the brazing operation Thermal distortion between the power supply unit 2 and the heating coil unit 3 does not occur. Therefore, a dedicated jig for suppressing such thermal distortion is unnecessary, and the induction heating coil 1 can be manufactured more easily.

さらに、ろう付け用の、上記の治具をセットするための作業が不要であるので、誘導加熱コイル１の生産効率を、より高くできる。その上、金属積層造形法であれば、形状の設定の自由度が高い。このため、被処理物１００の最適な熱処理を達成するための、誘導加熱コイル１の形状の設定の自由度を高くできる。さらに、電気抵抗的に不連続な部分となるろう付け部分が不要であるため、コイル部３内および電力供給部２とコイル部３との接続部１３における熱応力の偏りを少なくできる。よって、誘導加熱コイル１の寿命をより高くできる。   Furthermore, since the work for setting the jig for brazing is not necessary, the production efficiency of the induction heating coil 1 can be further increased. Furthermore, in the case of metal additive manufacturing, the degree of freedom in setting the shape is high. For this reason, the freedom degree of the setting of the shape of the induction heating coil 1 for achieving the optimal heat processing of the to-be-processed object 100 can be made high. Furthermore, since a brazed portion which is a discontinuous portion in electrical resistance is not necessary, it is possible to reduce the deviation of thermal stress in the coil portion 3 and in the connection portion 13 between the power supply portion 2 and the coil portion 3. Thus, the life of the induction heating coil 1 can be further increased.

よって、本実施形態によると、誘導加熱コイル１を、より長寿命となるように製造できる。さらに、誘導加熱コイル１を、より容易に、且つ、より高い精度で製造でき、さらには、誘導加熱コイル１の生産効率をより高くすることができる。   Therefore, according to the present embodiment, the induction heating coil 1 can be manufactured to have a longer life. Furthermore, the induction heating coil 1 can be manufactured more easily and with higher accuracy, and furthermore, the production efficiency of the induction heating coil 1 can be further enhanced.

また、本実施形態によると、積層造形工程の後の後処理工程で機械加工によって除去されるサポート部５０の体積が小さく、誘導加熱コイル１の材料の歩留まりをより高くできる。その結果、材料コストの低減を通じて誘導加熱コイル１の製造コストを抑制できる。また、積層造形工程において、溶融される部分の密度に変化をつけることで、加熱コイル部３の軽量化を実現可能である。これにより、コイル部３の材料をより少なくできるので、誘導加熱コイル１の材料コストをより低減できる。また、コイル部３を支持する電力供給部２とコイル部３との接続部１３に作用する応力の低下を通じて、誘導加熱コイル１の寿命をより向上できる。さらに、熟練の作業員が手作業で仕上げたコイル部の形状について、積層造形法で容易に再現（リバースエンジニアリング）も可能である。   In addition, according to the present embodiment, the volume of the support portion 50 removed by machining in the post-processing step after the lamination molding step is small, and the yield of the material of the induction heating coil 1 can be further increased. As a result, the manufacturing cost of the induction heating coil 1 can be suppressed through the reduction of the material cost. Moreover, weight reduction of the heating coil part 3 is realizable by making a change in the density of the part fuse | melted in a lamination-modeling process. Thereby, since the material of the coil part 3 can be lessened, the material cost of the induction heating coil 1 can be reduced more. Further, the life of the induction heating coil 1 can be further improved through the reduction of the stress acting on the connection portion 13 between the power supply portion 2 supporting the coil portion 3 and the coil portion 3. Furthermore, the shape of the coil portion manually finished by a skilled worker can be easily reproduced (reverse engineering) by the additive manufacturing method.

また、本実施形態によると、金属積層造形法による誘導加熱コイル１の形成時には、誘導加熱コイル１のコイル部３を支持するサポート部５０が形成される。そして、誘導加熱コイル１は、サポート部５０を切除した後としての切除後部１４を有している。この構成によると、サポート部５０は、電力供給部２から突出する突出部としてのコイル部３が、金属積層造形法による造形最中において、金属粉末層５１に対して自重で沈むなどの位置ずれを生じることを抑制するために用いることができる。これにより、誘導加熱コイル１の寸法精度を、より高くできる。   Further, according to the present embodiment, at the time of formation of the induction heating coil 1 by metal additive manufacturing, the support portion 50 for supporting the coil portion 3 of the induction heating coil 1 is formed. And the induction heating coil 1 has the resecting back part 14 after excising the support part 50. As shown in FIG. According to this configuration, in the support portion 50, the coil portion 3 as the projecting portion protruding from the power supply portion 2 is displaced in position during the formation by the metal lamination molding method, such as being sunk in the metal powder layer 51 by its own weight Can be used to suppress the Thereby, the dimensional accuracy of the induction heating coil 1 can be made higher.

特に、本実施形態では、コイル部３は、電力供給部２の厚みよりも小さい厚みを有し電力供給部２から突出する形状に形成されており、サポート部５０は、金属積層造形法による誘導加熱コイル１の形成時に、コイル部３を支持する。この構成によると、厚みの薄いコイル部３を有する誘導加熱コイル１を、より精度よく形成できる。   In particular, in the present embodiment, the coil portion 3 has a thickness smaller than the thickness of the power supply portion 2 and is formed in a shape projecting from the power supply portion 2, and the support portion 50 is guided by metal lamination molding method When the heating coil 1 is formed, the coil portion 3 is supported. According to this configuration, the induction heating coil 1 having the thin coil portion 3 can be formed more accurately.

また、本実施形態によると、電力供給部側水路１５とコイル部側水路１６との接続部１３は、冷却水の進行方向Ｆ１に進むに従い連続的に断面積が変化する。電力供給部２とコイル部３との接続部１３では、形状の変化が大きく、局所的に熱応力が高くなり易い。このような接続部１３の周辺において、冷却水路５の形状が、連続的に変化する形状となっている。これにより、上記接続部１３での熱応力の偏りを抑制できる。よって、誘導加熱コイル１をより長寿命にすることができる。   Further, according to the present embodiment, the cross-sectional area of the connection portion 13 between the power supply portion side water passage 15 and the coil portion side water passage 16 changes continuously as it proceeds in the traveling direction F1 of the cooling water. In the connection portion 13 between the power supply unit 2 and the coil unit 3, the change in shape is large, and the thermal stress tends to be high locally. In the periphery of such a connection part 13, the shape of the cooling water channel 5 is a shape which changes continuously. Thereby, the deviation of the thermal stress in the connection part 13 can be suppressed. Thus, the induction heating coil 1 can have a longer life.

また、本実施形態によると、コイル部３、電力供給部２、および、冷却水路５路は、単一の部材を用いて一体に形成されている。この構成によると、コイル部３自体と、電力供給部２とコイル部３との間のいずれにもろう付け部分が設けられる必要は無い。このため、ろう付け作業に起因する電力供給部２と加熱コイル部３との間の熱歪みは、生じない。したがって、このような熱歪みを抑制するための専用の治具が不要であり、誘導加熱コイル１をより容易に製造できる。さらに、ろう付け用の、上記の治具をセットするための作業が不要であるので、誘導加熱コイル１の生産効率を、より高くできる。さらに、電気抵抗的に不連続な部分となるろう付け部分が不要であるため、コイル部３内および電力供給部２とコイル部３との接続部１３における熱応力の偏りを少なくできる。よって、誘導加熱コイル１の寿命をより高くできる。   Moreover, according to the present embodiment, the coil portion 3, the power supply portion 2, and the cooling water passage 5 are integrally formed using a single member. According to this configuration, it is not necessary to provide a brazed portion to any of the coil portion 3 itself and between the power supply portion 2 and the coil portion 3. Therefore, thermal distortion between the power supply unit 2 and the heating coil unit 3 due to the brazing operation does not occur. Therefore, a dedicated jig for suppressing such thermal distortion is unnecessary, and the induction heating coil 1 can be manufactured more easily. Furthermore, since the work for setting the jig for brazing is not necessary, the production efficiency of the induction heating coil 1 can be further increased. Furthermore, since a brazed portion which is a discontinuous portion in electrical resistance is not necessary, it is possible to reduce the deviation of thermal stress in the coil portion 3 and in the connection portion 13 between the power supply portion 2 and the coil portion 3. Thus, the life of the induction heating coil 1 can be further increased.

また、本実施形態によると、加熱コイル部３および電力供給部２には、ろう付け部分が設けられていない。したがって、接続部１３においても、ろう付け部分が設けられていない。このため、ろう付け作業に起因する加熱コイル部３および電力供給部２の熱歪みは、生じない。したがって、電気抵抗的に不連続な部分となるろう付け部分が不要であるため、加熱コイル部３および電力供給部２における熱応力の偏りを少なくできる。よって、誘導加熱コイル１の寿命をより高くできる。さらに、加熱コイル部３および電力供給部２は、導電性を備える同一の金属材料によって一体に形成されている。このため、複数の金属材料をろう付けすることで組み合わせて形成された従来のコイル部および電力供給部と比べて、単位体積あたりの加熱コイル部３内および電力供給部２内の全部位における電気抵抗率のばらつきが小さい。また、加熱コイル部３内および電力供給部２内の全部位において、単位体積（１ｍｍ３）当たりの電気抵抗率（Ω・ｍ）のばらつきは、少なくとも１０％以下であり、特に、本実施形態では、５％以下であり、また、銀ろうを用いて形成された場合のコイル部の電気抵抗率のばらつきの少なくとも１／２である。このため、加熱コイル部３および電力供給部２の熱による膨張、収縮において、加熱コイル部３内および電力供給部２内での膨張・収縮量のばらつきに差が生じ難い。よって、加熱コイル部３内および電力供給部２内での疲労破壊を抑制でき、加熱コイル部３および電力供給部２の長寿命化を通じて誘導加熱コイル１の寿命をより高くできる。 Further, according to the present embodiment, the heating coil unit 3 and the power supply unit 2 are not provided with the brazed portion. Therefore, the brazed portion is not provided also in the connection portion 13. For this reason, thermal distortion of heating coil part 3 and electric power supply part 2 resulting from brazing work does not occur. Therefore, since the brazed part which becomes a discontinuous part in electrical resistance is unnecessary, the bias of the thermal stress in heating coil part 3 and electric power supply part 2 can be decreased. Thus, the life of the induction heating coil 1 can be further increased. Furthermore, the heating coil unit 3 and the power supply unit 2 are integrally formed of the same metal material having conductivity. For this reason, compared with the conventional coil part and electric power supply part which were formed by combining a plurality of metal materials in combination, electricity in all parts in heating coil part 3 per unit volume and electric power supply part 2 Variation of resistivity is small. Moreover, the variation in the electrical resistivity (Ω · m) per unit volume (1 mm 3 ) is at least 10% or less in all the regions in the heating coil unit 3 and the power supply unit 2, and in particular, the present embodiment. Is 5% or less, and at least 1/2 of the variation of the electrical resistivity of the coil portion when formed using silver solder. Therefore, in expansion and contraction due to heat of the heating coil unit 3 and the power supply unit 2, a difference does not easily occur in the variation of the expansion and contraction amount in the heating coil unit 3 and the power supply unit 2. Therefore, fatigue failure in the heating coil unit 3 and in the power supply unit 2 can be suppressed, and the life of the induction heating coil 1 can be further increased by prolonging the life of the heating coil unit 3 and the power supply unit 2.

ここで、誘導加熱コイル１と、従来の誘導加熱コイル１’（図示せず）との定性的な比較をする。誘導加熱コイル１’は、電力供給部とコイル部とが別体に形成された後に、これら電力供給部とコイル部とがろう付けによって接合された構成を有しており、誘導加熱コイル１と略同じ形状を有する。   Here, a qualitative comparison between the induction heating coil 1 and the conventional induction heating coil 1 '(not shown) will be made. The induction heating coil 1 ′ has a configuration in which the power supply unit and the coil unit are joined by brazing after the power supply unit and the coil unit are separately formed. It has substantially the same shape.

誘導加熱コイル１のうち、絶縁体４を除く各部の電気抵抗率は、約１．７×１０−８Ω・ｍである。一方、誘導加熱コイル１’については、ろう付け部の電気抵抗率は、約９．１×１０−８Ω・ｍであり、ろう付け部および絶縁体以外の各部の電気抵抗率は、約１．７×１０−８Ω・ｍである。このように、誘導加熱コイル１’においては、ろう付け部とそれ以外の導電体との間で、電気抵抗率に約５倍の差がある。 The electrical resistivity of each part of the induction heating coil 1 excluding the insulator 4 is about 1.7 × 10 −8 Ω · m. On the other hand, for the induction heating coil 1 ′, the electrical resistivity of the brazed part is about 9.1 × 10 −8 Ω · m, and the electrical resistivity of each part other than the brazed part and the insulator is about 1 7 × 10 −8 Ω · m. Thus, in the induction heating coil 1 ′, the electrical resistivity has a difference of about 5 times between the brazed portion and the other conductors.

誘導加熱コイル１の前後方向における、電力供給部２とコイル部３との接続部１３の近辺での電気抵抗率のばらつき量Δ１は、図１１（ａ）に示すように、約１％程度の小さい値となる。誘導加熱コイル１における電気抵抗率のばらつきは、ろう付けされた構成を有する誘導加熱コイル１’における電気抵抗率のばらつきと比較して少なくとも１／２以下、１／３以下、１／４以下、１／５以下の電気抵抗率にできる。なお、上記のばらつき量Δ１がゼロとはならない理由の一つとして、電力供給部２およびコイル部３を金属積層造形法で形成した際の材料内部の空隙率のばらつきが挙げられる。   As shown in FIG. 11A, the variation amount Δ1 of the electrical resistivity in the vicinity of the connection portion 13 between the power supply portion 2 and the coil portion 3 in the front-rear direction of the induction heating coil 1 is about 1% It becomes a small value. The variation of the electrical resistivity in the induction heating coil 1 is at least 1/2 or less, 1/3 or less, 1/4 or less, as compared with the variation of the electrical resistivity in the induction heating coil 1 ′ having the brazed configuration. The electrical resistivity can be 1/5 or less. In addition, the dispersion | variation in the porosity inside the material at the time of forming the electric power supply part 2 and the coil part 3 by the metal lamination molding method is mentioned as one of the reasons that said dispersion | distribution amount (DELTA) 1 does not become zero.

ところで、ＪＩＳ（日本工業規格）に規定されているＪＩＳ銀ろうのうち、ＢＡＧ−１Ａの成分配合は、Ａｇ：５０％、Ｃｕ：１５．５％、Ｚｎ：１６．５％、Ｃｄ：１８％となっている。そして、このＢＡＧ−１Ａの導電率（ＩＡＣＳ）は、２５％である。また、ＪＩＳの銀ろうＢＡＧ−１の成分配合は、Ａｇ：４５％、Ｃｕ：１５％、Ｚｎ：１６％、Ｃｄ：２４％となっている。そして、このＢＡＧ−１の導電率（ＩＡＣＳ）は、１９％である。   By the way, among JIS silver waxes specified in JIS (Japanese Industrial Standard), the component combination of BAG-1A is Ag: 50%, Cu: 15.5%, Zn: 16.5%, Cd: 18% It has become. And, the conductivity (IACS) of this BAG-1A is 25%. Moreover, the component combination of silver wax BAG-1 of JIS is Ag: 45%, Cu: 15%, Zn: 16%, Cd: 24%. And the conductivity (IACS) of this BAG-1 is 19%.

なお、上記の導電率は、ＩＡＣＳ（International Annealed Copper Standard、国際焼きなまし銅線標準）で規定される標準焼きなまし銅線の導電率を１００％とした場合の導電率の比である。すなわち、上記のＢＡＧ−１Ａ、ＢＡＧ−１の導電率は、銅の１／４〜１／５程度であり、電気抵抗率が大きい。すなわち、ろう材料が用いられる誘導加熱コイル１’での電気抵抗率のばらつきと比べて、誘導加熱コイル１での電気抵抗率のばらつきも、格段に小さくできる。   The above-mentioned conductivity is a ratio of the conductivity when the conductivity of a standard annealed copper wire defined by IACS (International Annealed Copper Standard, international annealed copper wire standard) is 100%. That is, the conductivity of said BAG-1A and BAG-1 is about 1/4 to 1/5 of copper, and an electrical resistivity is large. That is, the variation in electrical resistivity in the induction heating coil 1 can also be made much smaller than the variation in electrical resistivity in the induction heating coil 1 ′ in which the brazing material is used.

なお、図１１（ａ）は、第１実施形態に係る誘導加熱コイル１の各部の電気抵抗率を模式的に示すグラフであり、図１１（ｂ）は、比較例に係る誘導加熱コイル１’の各部の電気抵抗率を模式的に示すグラフである。図１１（ａ）、図１１（ｂ）において、横軸は、各部の前後方向の位置を示しており、縦軸は、電気抵抗率の値を示している。   FIG. 11 (a) is a graph schematically showing the electrical resistivity of each part of the induction heating coil 1 according to the first embodiment, and FIG. 11 (b) is an induction heating coil 1 'according to a comparative example. It is a graph which shows the electrical resistivity of each part of typically. 11 (a) and 11 (b), the horizontal axis indicates the position of each part in the front-rear direction, and the vertical axis indicates the value of the electrical resistivity.

これに対し、誘導加熱コイル１’の前後方向における、電力供給部とコイル部との接続部の近辺での電気抵抗率のばらつき量Δ２は、図１１（ｂ）に示すように、数十％となる。よって、誘導加熱コイル１’では、当該誘導加熱コイル１’の加熱および冷却が繰返される度に、ろう付け部において大きな膨張・収縮が繰返され、疲労破壊が生じ易くなる。これに対し、本実施形態の誘導加熱コイル１では、ろう付け部が設けられていない。よって、誘導加熱コイル１では、当該誘導加熱コイル１の加熱および冷却が繰返されても、接続部１３において大きな膨張・収縮が生じず、疲労破壊が生じ難い。よって、誘導加熱コイル１の耐久性が優れていることは、明らかである。   On the other hand, the variation amount Δ2 of the electrical resistivity in the vicinity of the connection portion between the power supply portion and the coil portion in the front-rear direction of the induction heating coil 1 ′ is several tens% as shown in FIG. It becomes. Therefore, in the induction heating coil 1 ', large heating and cooling of the induction heating coil 1' are repeated, so that large expansion and contraction are repeated in the brazing part, and fatigue failure tends to occur. On the other hand, in the induction heating coil 1 of this embodiment, the brazing part is not provided. Therefore, in the induction heating coil 1, even if heating and cooling of the induction heating coil 1 are repeated, large expansion and contraction do not occur in the connection portion 13, and fatigue failure hardly occurs. Therefore, it is clear that the durability of the induction heating coil 1 is excellent.

また、誘導加熱コイル１’の製造工程は、誘導加熱コイル１の製造工程と比べて煩雑となり、誘導加熱コイル１の製造は、格段に容易となる。より具体的には、従来の誘導加熱コイル１’製造工程は、（１）コイル部の設計、（２）ろう付け部の設計、（３）ろう付け時の歪みを抑制するための治具の設計、（４）この治具の製作、（５）電力供給部、および、コイル部のそれぞれの製作、（６）電力供給部とコイル部とのろう付け、（７）寸法精度を確保するための仕上げ加工、（８）ろう付け工程後の酸洗い（酸化膜除去）、の８工程が必要である。   Moreover, the manufacturing process of induction heating coil 1 'becomes complicated compared with the manufacturing process of induction heating coil 1, and manufacture of induction heating coil 1 becomes remarkably easy. More specifically, the conventional induction heating coil 1 'manufacturing process includes (1) design of coil portion, (2) design of brazing portion, and (3) jig for suppressing distortion at the time of brazing Design, (4) Production of this jig, (5) Production of power supply unit and coil unit, (6) Brazing of power supply unit and coil unit, (7) To ensure dimensional accuracy The following eight steps are required: finish processing of (3), and acid pickling (oxide film removal) after the brazing step.

なお、上記（２）のろう付け部の設計工程では、応力集中を可及的に避けるための設計について、熟練を要する。また、上記（５）の電力供給部、および、コイル部のそれぞれの製作工程では、各部品毎に機械加工が必要であり、歩留まりの低下（削りだしによる素材のロス）が生じる。また、上記（６）のろう付け工程では、ろう付けの失敗に伴うろう付けのやり直し作業ができず、作業員の熟練を要求される。また、上記（７）の仕上げ加工工程では、ろう付け工程で生じた熱歪みを除去するなどの手間がかかる。   In addition, in the design process of the brazing part of said (2), skill is required about the design for avoiding stress concentration as much as possible. Further, in the manufacturing process of the power supply unit and the coil unit in the above (5), machining is required for each part, which causes a decrease in yield (loss of material due to shaving). Moreover, in the brazing process of said (6), the reworking operation | work of the brazing accompanying the failure of brazing can not be performed, but the skill of the worker is required. Moreover, in the finishing process of said (7), the effort of removing the thermal distortion which arose in the brazing process etc. is taken.

これに対して、誘導加熱コイル１の製造工程は、前述したように、（１）設計工程（ステップＳ１）と、（２）造形方向設定工程（ステップＳ２）と、（３）積層造形工程（ステップＳ３）と、（４）サポート部５０を除去するなどの後処理工程（ステップＳ４）の、僅か４つの工程で済む。   On the other hand, in the manufacturing process of the induction heating coil 1, as described above, (1) design process (step S1), (2) modeling direction setting process (step S2), and (3) layered modeling process ( Only four steps of the post-processing step (step S4) such as step S3) and (4) removal of the support portion 50 are required.

また、上記ステップＳ１〜Ｓ３は、何れも、コンピュータを用いて行われるので、作業員による熟練度合いの影響を極めて抑制された状態で、精度の高い誘導加熱コイル１を高い歩留まりで量産できる。なお、上記（４）の後処理工程では、サポート部５０が不要な部材として除去されるけれども、このサポート部５０の量は僅かであり、誘導加熱コイル１の素材の歩留まりに与える影響は小さくて済む。   Further, since all the steps S1 to S3 are performed using a computer, it is possible to mass-produce the induction heating coils 1 with high accuracy with a high yield in a state where the influence of the degree of skill by workers is extremely suppressed. Although the support portion 50 is removed as an unnecessary member in the post-processing step (4), the amount of the support portion 50 is small and the influence on the yield of the material of the induction heating coil 1 is small. It's over.

なお、上述の実施形態では、冷却水路５において、電力供給部側水路１５と、コイル部側水路１６との接続部１３の周囲で、滑らかな形状が実現されていた。しかしながら、この通りでなくてもよい。たとえば、図１２に示すように、冷却水路５において、電力供給部側水路１５と、コイル部側水路１６との接続部１３の周囲で、段部１３ａが形成されていてもよい。   In the above embodiment, in the cooling water passage 5, a smooth shape is realized around the connection portion 13 between the power supply side water passage 15 and the coil portion side water passage 16. However, this does not have to be the case. For example, as shown in FIG. 12, in the cooling water channel 5, the stepped portion 13 a may be formed around the connection portion 13 between the power supply portion side water channel 15 and the coil portion side water channel 16.

［第２実施形態］
図１３は、本発明の第２実施形態に係る誘導加熱コイル１Ａの斜視図である。図１４は、図１３のコイル部３を拡大して示す斜視図である。図１５は、コイル部３の側面図である。図１６は、コイル部３の平面図である。なお、以下では、第１実施形態と異なる構成について主に説明し、第１実施形態と同様の構成には、図に同様の符号を付して説明を省略する。 Second Embodiment
FIG. 13 is a perspective view of an induction heating coil 1A according to a second embodiment of the present invention. FIG. 14 is a perspective view showing the coil portion 3 of FIG. 13 in an enlarged manner. FIG. 15 is a side view of the coil unit 3. FIG. 16 is a plan view of the coil portion 3. In the following, configurations different from the first embodiment will be mainly described, and configurations similar to the first embodiment are denoted by the same reference numerals in the drawings, and the description thereof will be omitted.

図１３〜図１６を参照して、誘導加熱コイル１Ａは、電力供給部２と、コイル部３と、絶縁体４と、冷却水路６１と、第２冷却水路６２と、を有している。誘導加熱コイル１Ａのうち、絶縁体４以外の部分は、金属積層造形法を用いて形成されている。   Referring to FIGS. 13 to 16, the induction heating coil 1 </ b> A includes a power supply unit 2, a coil unit 3, an insulator 4, a cooling water channel 61, and a second cooling water channel 62. The portions of the induction heating coil 1A other than the insulator 4 are formed by using the metal additive manufacturing method.

冷却水路６１は、コイル部３を冷却するための冷却水が通過する水路として設けられている。本実施形態では、冷却水は、電力供給部２から誘導加熱コイル１Ａ内に進入し、コイル部３を通って電力供給部２に戻され、電力供給部２から誘導加熱コイル１Ａの外部に排出される。本実施形態では、冷却水路６１は、一様な断面形状を有している。すなわち、冷却水路６１は、当該冷却水路６１の進行方向Ｆ１と直交する断面形状が、進行方向Ｆ１の何れの箇所においても一定である。本実施形態では、冷却水路６１の上記断面形状は、略真円の丸形状である。   The cooling water channel 61 is provided as a water channel through which cooling water for cooling the coil portion 3 passes. In the present embodiment, the cooling water enters the induction heating coil 1A from the power supply unit 2, passes through the coil unit 3, is returned to the power supply unit 2, and is discharged from the power supply unit 2 to the outside of the induction heating coil 1A. Be done. In the present embodiment, the cooling water channel 61 has a uniform cross-sectional shape. That is, in the cooling water channel 61, the cross-sectional shape orthogonal to the traveling direction F1 of the cooling water channel 61 is constant in any part in the traveling direction F1. In the present embodiment, the cross-sectional shape of the cooling water channel 61 is a substantially perfect circular shape.

冷却水路６１は、電力供給部側水路６３と、コイル部側水路６４と、を有している。   The cooling water channel 61 has a power supply portion side water channel 63 and a coil portion side water channel 64.

電力供給部側水路６３は、電力供給部２内に形成された水路であり、コイル部側水路６４への冷却水の供給、および、コイル部側水路６４からの冷却水の排出を行う。   The power supply unit side water passage 63 is a water passage formed in the power supply unit 2, and supplies the cooling water to the coil unit side water passage 64 and discharges the cooling water from the coil unit side water passage 64.

電力供給部側水路６３は、第１分割体６Ｒに形成された第１水路６５Ｒと、第２分割体６Ｌに形成された第２水路６５Ｌと、を有している。   The power supply portion side water passage 63 has a first water passage 65R formed in the first divided body 6R and a second water passage 65L formed in the second divided body 6L.

第１水路６５Ｒおよび第２水路６５Ｌは、左右対称な形状に形成されている。第１水路６５Ｒおよび第２水路６５Ｌは、それぞれ、対応する分割体６Ｒ，６Ｌの下壁部１２，１２のうち対応するリブ９，９の下方に形成されており、前後方向に沿って直線状に延びている。各水路６５Ｒ，６５Ｌの断面積（進行方向Ｆ１と直交する断面での面積）は、第２冷却水路６２の後述する電力供給部側第２水路７３における断面積（進行方向Ｆ１と直交する断面での面積）よりも小さく設定されている。   The first water passage 65R and the second water passage 65L are formed in symmetrical shapes. The first water channel 65R and the second water channel 65L are respectively formed below the corresponding ribs 9 and 9 in the lower walls 12 and 12 of the corresponding divided members 6R and 6L, and are linear along the longitudinal direction. It extends to The cross-sectional area of each water channel 65R, 65L (the area in the cross section orthogonal to the traveling direction F1) is the cross-sectional area of the second cooling water channel 62 in the power supply portion side second water channel 73 described later (the cross section orthogonal to the traveling direction F1) The area of) is set smaller.

第１水路６５Ｒおよび第２水路６５Ｌは、それぞれ、対応する後壁７，７の後方に開放されているとともに、コイル部側水路６４の対応する第１直線状部６６Ｒおよび第２直線状部６６Ｌに接続されている。   The first water passage 65R and the second water passage 65L are opened to the rear of the corresponding rear walls 7, 7, respectively, and the corresponding first linear portion 66R and the second linear portion 66L of the coil portion side water passage 64 It is connected to the.

コイル部側水路６４は、第１直線状部６６Ｒと、第２直線状部６６Ｌと、起伏部６７と、を有している。   The coil portion side water passage 64 has a first linear portion 66R, a second linear portion 66L, and a relief portion 67.

第１直線状部６６Ｒは、電力供給部側水路１５の第１水路６５Ｒに連続する部分であり、当該第１水路６５Ｒと一直線上に延びている。第１直線状部６６Ｒは、コイル部３の内周面３ｄのテーパ状面３ｆの下方において、起伏部６７に接続されている。   The first linear portion 66R is a portion continuous with the first water passage 65R of the power supply unit side water passage 15, and extends in a straight line with the first water passage 65R. The first linear portion 66 </ b> R is connected to the undulating portion 67 below the tapered surface 3 f of the inner circumferential surface 3 d of the coil portion 3.

第２直線状部６６Ｌは、電力供給部側水路１５の第２水路６５Ｌに連続する部分であり、当該第２水路６５Ｌと一直線上に延びている。第２直線状部６６Ｌは、コイル部３の内周面３ｄのテーパ状面３ｆの下方において、起伏部６７に接続されている。   The second linear portion 66L is a portion continuous with the second water passage 65L of the power supply unit side water passage 15, and extends in a straight line with the second water passage 65L. The second linear portion 66 </ b> L is connected to the undulating portion 67 below the tapered surface 3 f of the inner peripheral surface 3 d of the coil portion 3.

起伏部６７は、周方向Ｃ１に沿って進むに従い上下方向（コイル部３の厚み方向）に起伏する蛇行状の部分として形成されている。起伏部６７は、コイル部３の内周面３ｄに隣接して配置されており、コイル部３のうち特に発熱量の多い内周面３ｄ近傍の領域を冷却可能に構成されている。起伏部６７は、コイル部３の内周面３ｄのテーパ状面３ｆの下方に位置している。   The undulating portion 67 is formed as a meandering portion that is undulated in the vertical direction (the thickness direction of the coil portion 3) as it proceeds along the circumferential direction C1. The uneven portion 67 is disposed adjacent to the inner circumferential surface 3 d of the coil portion 3, and is configured to be able to cool a region in the vicinity of the inner circumferential surface 3 d of the coil portion 3 which generates a large amount of heat. The relief portion 67 is located below the tapered surface 3 f of the inner peripheral surface 3 d of the coil portion 3.

起伏部６７は、入口部６８と、複数の第１アーチ部６９と、複数の第２アーチ部７０と、出口部７１と、を有している。   The relief portion 67 has an inlet 68, a plurality of first arches 69, a plurality of second arches 70, and an outlet 71.

入口部６８は、第１直線状部６６Ｒに繋がる部分として設けられている。入口部６８は、径方向内方に向かいつつ下方に延びるように形成されている。入口部６８は、第１アーチ部６９に接続されている。   The inlet portion 68 is provided as a portion connected to the first linear portion 66R. The inlet portion 68 is formed to extend downwardly while being directed radially inward. The inlet 68 is connected to the first arch 69.

本実施形態では、第１アーチ部６９と第２アーチ部７０とは、周方向Ｃ１に交互に配置されており、これら第１アーチ部６９と第２アーチ部７０との連続形状により、上下方向に起伏した起伏部６７が形成されている。   In the present embodiment, the first arch portion 69 and the second arch portion 70 are alternately arranged in the circumferential direction C1, and the continuous shape of the first arch portion 69 and the second arch portion 70 causes the vertical direction An undulated portion 67 is formed.

第１アーチ部６９は、コイル部３の径方向Ｒ１に沿って見たときにＵ字状に形成された部分である。第１アーチ部６９は、コイル部３の下端部寄りに配置されている。第２アーチ部７０は、コイル部３の径方向Ｒ１に沿って見たときに上下逆向きのＵ字状に形成された部分である。第２アーチ部７０は、上下方向におけるコイル部３の中間部に配置されており、第１アーチ部６９の上方に位置している。   The first arch portion 69 is a portion formed in a U shape when viewed along the radial direction R1 of the coil portion 3. The first arch portion 69 is disposed closer to the lower end portion of the coil portion 3. The second arch portion 70 is a portion formed in an upside-down U-shape when viewed along the radial direction R1 of the coil portion 3. The second arch portion 70 is disposed in the middle of the coil portion 3 in the vertical direction, and is located above the first arch portion 69.

前述したように、入口部６８に、第１アーチ部６９の一端が連続している。そして、第１アーチ部６９の他端は、第２アーチ部７０の一端に連続している。さらに、この第２アーチ部７０の他端は、次の第１アーチ部６９の一端に連続している。このようにして、周方向Ｃ１に沿って第１アーチ部６９と第２アーチ部７０とが交互に接続されている。そして、コイル部３の他端部３ｂにおいて、第１アーチ部６９が、出口部７１に接続されている。   As described above, one end of the first arch portion 69 is continuous with the inlet portion 68. The other end of the first arch portion 69 is continuous with one end of the second arch portion 70. Furthermore, the other end of the second arch portion 70 is continuous with one end of the next first arch portion 69. Thus, the first arch portion 69 and the second arch portion 70 are alternately connected along the circumferential direction C1. Then, at the other end 3 b of the coil portion 3, the first arch portion 69 is connected to the outlet portion 71.

出口部７１は、第２直線状部６６Ｌに接続される部分として設けられている。出口部７１は、コイル部３の他端部３ｂにおける第１アーチ部６９から径方向Ｒ１の外方に向かいつ上方に延びるように形成されている。上記の構成を有する冷却水路６１に隣接して、第２冷却水路６２が配置されている。   The outlet portion 71 is provided as a portion connected to the second linear portion 66L. The outlet portion 71 is formed to extend upward and outward in the radial direction R <b> 1 from the first arch portion 69 at the other end 3 b of the coil portion 3. A second cooling channel 62 is disposed adjacent to the cooling channel 61 having the above configuration.

第２冷却水路６２は、コイル部３によって誘導加熱された被処理物１００を冷却するための被処理物用冷却水（被処理物用冷媒）が通過する水路として設けられている。第２冷却水路６２は、噴射ノズル７２に接続されており、第２冷却水路６２を通過した冷却水は、噴射ノズル７２から被処理物１００へ噴射される。すなわち、被処理物１００が誘導加熱コイル１Ａによって加熱された後、この被処理物１００に噴射ノズル７２から冷却水が吹き付けられることで、被処理物１００の焼入処理などが行われる。   The second cooling water channel 62 is provided as a water channel through which cooling water for processing the object to be processed (refrigerant for processing material) for cooling the processing object 100 inductively heated by the coil section 3 passes. The second cooling water passage 62 is connected to the injection nozzle 72, and the cooling water having passed through the second cooling water passage 62 is injected from the injection nozzle 72 to the workpiece 100. That is, after the object to be treated 100 is heated by the induction heating coil 1A, the cooling water is sprayed from the injection nozzle 72 on the object to be treated 100, whereby a hardening process or the like of the object to be treated 100 is performed.

第２冷却水路６２は、第１実施形態の冷却水路５と同じ形状を有している。より具体的には、第２冷却水路６２は、電力供給部側第２水路７３と、コイル部側第２水路７４と、を有している。   The second cooling water passage 62 has the same shape as the cooling water passage 5 of the first embodiment. More specifically, the second cooling water passage 62 includes a power supply unit side second water passage 73 and a coil unit side second water passage 74.

電力供給部側第２水路７３は、電力供給部２内に形成された水路であり、コイル部側第２水路７４への冷却水の供給を行う。   The power supply unit side second water channel 73 is a water channel formed in the power supply unit 2, and supplies cooling water to the coil unit side second water channel 74.

電力供給部側第２水路７３は、第１分割体６Ｒに形成された第１水路７５Ｒと、第２分割体６Ｌに形成された第２水路７５Ｌと、を有している。   The power supply unit side second water channel 73 has a first water channel 75R formed in the first divided body 6R and a second water channel 75L formed in the second divided body 6L.

第１水路７５Ｒは、コイル部側第２水路７４への冷却水供給路として設けられている。第１水路７５Ｒの形状は、誘導加熱コイル１の第１水路２１Ｒの形状と同じであるので、詳細な説明は省略する。   The first water passage 75R is provided as a cooling water supply passage to the coil portion side second water passage 74. Since the shape of the first water channel 75R is the same as the shape of the first water channel 21R of the induction heating coil 1, the detailed description will be omitted.

第２水路７５Ｌは、コイル部側第２水路７４への冷却水供給路として設けられている。第２水路７５Ｌの形状は、誘導加熱コイル１の第２水路２１Ｌの形状と同じであるので、詳細な説明は省略する。上記の構成を有する第１水路７５Ｒおよび第２水路７５Ｌに、コイル部側第２水路７４が形成されている。   The second water passage 75L is provided as a cooling water supply passage to the coil portion side second water passage 74. Since the shape of the second water channel 75L is the same as the shape of the second water channel 21L of the induction heating coil 1, the detailed description will be omitted. The coil section side second water channel 74 is formed in the first water channel 75R and the second water channel 75L having the above configuration.

コイル部側第２水路７４は、噴射ノズル７２に冷却水を供給するために設けられている。また、コイル部側第２水路７４は、冷却水路６１と協働してコイル部３を冷却するように構成されている。コイル部側第２水路７４は、全体として、有端の円環状に形成された水路であり、コイル部３の中心軸線を中心として形成されている。コイル部側第２水路７４は、冷却水路５の起伏部６７を取り囲むように配置されている。コイル部側第２水路７４の形状は、誘導加熱コイル１の冷却水路５のコイル部側水路１６の形状と同じである。   The coil section side second water channel 74 is provided to supply cooling water to the injection nozzle 72. In addition, the coil section side second water channel 74 is configured to cool the coil section 3 in cooperation with the cooling water channel 61. The coil part side second water channel 74 is a water channel formed in an annular shape with an end as a whole, and is formed around the central axis of the coil part 3. The coil section side second water channel 74 is disposed so as to surround the uneven portion 67 of the cooling water channel 5. The shape of the coil part side second water channel 74 is the same as the shape of the coil part side water channel 16 of the cooling water channel 5 of the induction heating coil 1.

より具体的には、コイル部側第２水路７４は、入口３１Ａと、外周側面３２Ａと、内周側面３３Ａと、上面３４Ａと、下面３５Ａと、出口３６Ａと、第１拡張部３７Ａと、第２拡張部３８Ａと、を有している。   More specifically, the coil part side second water channel 74 includes an inlet 31A, an outer peripheral side surface 32A, an inner peripheral side surface 33A, an upper surface 34A, a lower surface 35A, an outlet 36A, a first expanded portion 37A, And a second expanded portion 38A.

そして、入口３１Ａ、外周側面３２Ａ、内周側面３３Ａ、上面３４Ａ、下面３５Ａ、出口３６Ａ、第１拡張部３７Ａ、および、第２拡張部３８Ａの形状は、それぞれ、第１実施形態に係る誘導加熱コイル１の対応する入口３１、外周側面３２、内周側面３３、上面３４、下面３５、出口３６、第１拡張部３７、および、第２拡張部３８の形状と同じである。   The shapes of the inlet 31A, the outer peripheral side 32A, the inner peripheral side 33A, the upper surface 34A, the lower surface 35A, the outlet 36A, the first expanded portion 37A, and the second expanded portion 38A are induction heating according to the first embodiment. The shapes of the corresponding inlet 31, outer peripheral side surface 32, inner peripheral side surface 33, upper surface 34, lower surface 35, outlet 36, first expanded portion 37 and second expanded portion 38 of coil 1 are the same.

上記の構成を有する第２冷却水路６２においては、電力供給部側第２水路７３からの冷却水が、コイル部側第２水路７４に向けて流れ、さらに、当該コイル部側第２水路７４から噴射ノズル７２に流れる。   In the second cooling channel 62 having the above configuration, the cooling water from the power supply section side second channel 73 flows toward the coil section side second channel 74, and further, from the coil section side second channel 74. It flows to the injection nozzle 72.

噴射ノズル７２は、コイル部３が被処理物１００の熱処理時に被処理物１００と対向する部分に向けて開放されており、被処理物用冷却水を被処理物１００へ噴射する。   The jet nozzle 72 is opened toward the portion of the coil portion 3 facing the workpiece 100 during the heat treatment of the workpiece 100, and jets the coolant for the workpiece onto the workpiece 100.

噴射ノズル７２は、周方向Ｃ１、および、上下方向（コイル部３の厚み方向）に沿って多数形成されている。本実施形態では、各噴射ノズル７２は、径方向Ｒ１に沿って、コイル部側第２水路７４からコイル部３の内周面３ｄに延びており、この内周面３ｄに開放されている。噴射ノズル７２は、円柱状の空間を形成している。噴射ノズル７２は、上下方向に等間隔に設けられ、且つ、周方向Ｃ１に等間隔に設けられている。   A large number of injection nozzles 72 are formed along the circumferential direction C1 and the vertical direction (the thickness direction of the coil portion 3). In the present embodiment, each injection nozzle 72 extends from the coil section side second water channel 74 to the inner peripheral surface 3 d of the coil section 3 along the radial direction R 1 and is open to the inner peripheral surface 3 d. The injection nozzle 72 forms a cylindrical space. The injection nozzles 72 are provided at equal intervals in the vertical direction, and are provided at equal intervals in the circumferential direction C1.

一部の噴射ノズル７２は、冷却水路６１の起伏部６７を避けるようにして配置された筒状に形成されている。また、一部の噴射ノズル７２は、起伏部６７を貫通するように延びる筒状に形成されている。   Some of the injection nozzles 72 are formed in a cylindrical shape so as to avoid the uneven portion 67 of the cooling water channel 61. In addition, a part of the injection nozzles 72 is formed in a tubular shape extending to penetrate the uneven portion 67.

以上説明したように、第２実施形態によると、冷却水路６１の起伏部６７は、周方向Ｃ１に沿って進むに従い、コイル部３の厚み方向に起伏するように延びている。この構成によると、コイル部３と冷却水との接触面積をより多く確保できる。よって、コイル部３で生じた熱を、より効率よく冷媒で吸収できるので、コイル部３の過熱による熱応力の偏りが生じることを、より確実に抑制できる。さらに、冷却水路６１を細く（小型に）できる。このような立体的な複雑な形状の冷却水路６１を有する誘導加熱コイル１Ａの製造の容易さは、積層造形法を用いることで、顕著となる。   As described above, according to the second embodiment, the undulating portion 67 of the cooling water channel 61 extends in the thickness direction of the coil portion 3 as it travels along the circumferential direction C1. According to this configuration, a larger contact area between the coil portion 3 and the cooling water can be secured. Accordingly, since the heat generated in the coil portion 3 can be absorbed by the refrigerant more efficiently, it is possible to more reliably suppress the occurrence of the bias of the thermal stress due to the overheating of the coil portion 3. Furthermore, the cooling water channel 61 can be made thin (small). The easiness of manufacture of induction heating coil 1A which has cooling channel 61 of such a three-dimensional complicated shape becomes remarkable by using a lamination molding method.

また、第２実施形態によると、噴射ノズル７２は、被処理物用冷却水を被処理物１００へ噴射可能である。この構成によると、コイル部３による誘導加熱によって加熱処理された被処理物１００を、被処理物用冷却水によって冷却することができる。このように、冷却水路６１に加えて第２冷却通路６２を有する誘導加熱コイル１Ａの製造の容易さは、積層造形法を用いることで、顕著となる。   Further, according to the second embodiment, the injection nozzle 72 can inject the object-use cooling water onto the object to be treated 100. According to this configuration, it is possible to cool the object to be treated 100 heated by the induction heating by the coil unit 3 with the coolant for the object to be treated. Thus, the easiness of manufacture of induction heating coil 1A which has the 2nd cooling passage 62 in addition to cooling channel 61 becomes remarkable by using lamination molding method.

以上、本発明の実施形態について説明したけれども、本発明は上述の実施の形態に限られない。本発明は、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能である。   Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments. The present invention is capable of various modifications within the scope of the claims.

（１）たとえば、上述の実施形態では、コイル部３が有端の円環状である形態を例に説明した。しかしながら、この通りでなくてもよい。コイル部３は、被処理物１００を誘導加熱できる形状であればよく、たとえば、湾曲状部分を有する任意の形状であってもよいし、コ字状に形成されていてもよいし、螺旋状に形成されていてもよい。また、コイル部は、複数のリングがコイル部３の軸方向に並んだ形状（複数ターン形状）を有していてもよい。   (1) For example, in the above-mentioned embodiment, the coil part 3 demonstrated the form which is an annular | circular shape with an end. However, this does not have to be the case. The coil portion 3 may have any shape as long as it can inductively heat the workpiece 100. For example, the coil portion 3 may have any shape having a curved portion, may be formed in a U shape, or may be helical. It may be formed in In addition, the coil portion may have a shape (a plurality of turns) in which a plurality of rings are arranged in the axial direction of the coil portion 3.

（２）また、上述の実施形態では、周方向Ｃ１における電力供給部２とコイル部３との接続部１３の両端部は、平面視において段差のある形状として設けられていたけれども、この通りでなくてもよい。たとえば、図１７に示すように、接続部１３は、加熱コイル部３側に進むに従い断面積が連続的に大きくなる形状に形成されていてもよい。この場合、接続部１３の外側面１３ｃは、滑らかな円弧状に形成されており、熱応力による応力集中がより生じ難くされている。   (2) Moreover, in the above-mentioned embodiment, although the both ends of the connection part 13 of the power supply part 2 and the coil part 3 in the circumferential direction C1 were provided as a shape with a level | step difference in planar view, It does not have to be. For example, as shown in FIG. 17, the connection portion 13 may be formed in a shape in which the cross-sectional area continuously increases as it goes to the heating coil portion 3 side. In this case, the outer side surface 13c of the connection portion 13 is formed in a smooth arc shape, so that stress concentration due to thermal stress is less likely to occur.

（３）また、上述の実施形態では、誘導加熱コイル１のうちの電力供給部２には、サポート部５０が形成されない形態を例に説明した。しかしながら、この通りでなくてもよい。たとえば、電力供給部２およびコイル部３が完成時に横置き姿勢となる場合に、電力供給部２の下方にもサポート部５０Ｂが設置されてもよい。   (3) Moreover, in the above-mentioned embodiment, the form in which the support part 50 is not formed was demonstrated to the example in the electric power supply part 2 of the induction heating coils 1. FIG. However, this does not have to be the case. For example, when the power supply unit 2 and the coil unit 3 are in the horizontal installation posture when completed, the support unit 50B may be installed below the power supply unit 2.

この電力供給部２およびコイル部３が横置き姿勢となるように形成される場合、図１８（ａ）に示すように、サポート部５０Ｂとともに、電力供給部２およびコイル部３が形成される。サポート部５０Ｂは、電力供給部２およびコイル部３の下方にプレート状に形成される。そして、図１８（ａ）において想像線である２点鎖線で示される、サポート部５０Ｂと電力供給部２およびコイル部３との境界部５５が、後処理工程で切削される。これにより、図１８（ｂ）に示すように、サポート部５０Ｂが電力供給部２およびコイル部３から切除される。切除後部１４Ｂは、この境界部５５に相当する部分に形成される。境界部５５は、下壁部１２の下端面１２ｂおよびコイル部３の下端面３ｈに位置している。   When the power supply unit 2 and the coil unit 3 are formed to be in the horizontal installation posture, as shown in FIG. 18A, the power supply unit 2 and the coil unit 3 are formed together with the support unit 50B. The support portion 50 </ b> B is formed in a plate shape below the power supply portion 2 and the coil portion 3. Then, the boundary portion 55 between the support portion 50B and the power supply portion 2 and the coil portion 3, which is shown by an imaginary line in FIG. 18A, is cut in the post-processing step. As a result, as shown in FIG. 18B, the support portion 50B is cut away from the power supply portion 2 and the coil portion 3. The posterior portion 14B is formed at a portion corresponding to the boundary 55. The boundary portion 55 is located on the lower end surface 12 b of the lower wall portion 12 and the lower end surface 3 h of the coil portion 3.

一方、電力供給部２およびコイル部３が縦置き姿勢となるように形成される場合、図１９（ａ）の底面図に示すように、縦置きの姿勢でサポート部５０Ｂ’とともに、電力供給部２およびコイル部３が形成される。サポート部５０Ｂ’は、コイル部３の後方（図１９（ａ）においては、コイル部３の下方）の空洞となる部分を埋めるように形成される。すなわち、サポート部５０Ｂ’は、縦置き姿勢において、コイル部３の下方に位置する部分に形成され、コイル部３を支持する。そして、図１９（ａ）において２点鎖線で示される、サポート部５０Ｂ’と電力供給部２およびコイル部３との境界部５５’が、後処理工程で切削される。これにより、図１９（ｂ）に示すように、サポート部５０Ｂ’は、電力供給部２およびコイル部３から切除される。切除後部１４Ｂ’は、コイル部３のうちこの境界部５５’に相当する部分に形成される。境界部５５’は、電力供給部２の下壁部１２の側面およびコイル部３の後面に位置する。   On the other hand, when the power supply unit 2 and the coil unit 3 are formed to be in the vertically placed posture, as shown in the bottom view of FIG. 19A, the power supply unit together with the support unit 50B 'in the vertically placed posture 2 and coil part 3 are formed. The support portion 50B 'is formed to fill a hollow portion in the rear of the coil portion 3 (in FIG. 19A, below the coil portion 3). That is, the support portion 50B 'is formed in a portion located below the coil portion 3 in the vertical orientation, and supports the coil portion 3. And boundary part 55 'of support part 50B', electric power supply part 2, and coil part 3 shown by a dashed-two dotted line in Fig.19 (a) is cut by a post-processing process. As a result, as shown in FIG. 19 (b), the support 50 B ′ is cut away from the power supply 2 and the coil 3. The posterior portion 14B 'is formed in a portion of the coil portion 3 corresponding to the boundary 55'. The boundary 55 ′ is located on the side surface of the lower wall 12 of the power supply unit 2 and on the rear surface of the coil 3.

本発明は、誘導加熱コイルとして、広く適用することができる。 The present invention, as the induction heating coil can be widely applied.

１，１Ａ 誘導加熱コイル
２，２Ｂ 電力供給部
３ｇ 上端面（誘導加熱コイルの所定の部分）
３ コイル部
５，６１ 冷却水路（冷媒通路）
１３ 接続部
１４，１４Ｂ，１４Ｂ’ 切除後部
１５ 電力供給部側水路（電力供給部側通路）
１６ コイル部側水路（コイル部側通路）
５０、５０Ｂ，５０Ｂ’ サポート部
６２ 第２冷却水路（第２冷媒通路）
６３ 電力供給部側水路（電力供給部側通路）
６４ コイル部側水路（コイル部側通路）
６７ 起伏部
７２ 噴射ノズル
１００ 被処理物
Ｃ１ 周方向
Ｆ１ 進行方向 1, 1A induction heating coil 2, 2B power supply part 3g upper end face (predetermined part of induction heating coil)
3 Coil section 5, 61 Cooling water channel (refrigerant passage)
13 connection part 14, 14B, 14B 'after cutting 15 power supply part side water channel (power supply part side passage)
16 coil part side water channel (coil part side passage)
50, 50B, 50B 'support portion 62 second cooling water passage (second refrigerant passage)
63 Power supply side channel (power supply side channel)
64 Coil part side water channel (coil part side passage)
67 undulations 72 injection nozzles 100 workpiece C1 circumferential direction F1 advancing direction

Claims (4)

被処理物を誘導加熱するためのコイル部と、
前記コイル部に電力を供給するための電力供給部と、
前記電力供給部内および前記コイル部内に配置され、前記コイル部に冷媒を供給するための冷媒通路と、を備え、
前記コイル部は、前記コイル部の厚み方向に向かい合う端面としての上端面および下端面を含み、
前記上端面および下端面は、前記厚み方向と直交する方向に平坦に延びているか、または、前記コイル部の周方向に沿って進みながら前記厚み方向の一方側に連続して進むように平坦に延びており、
前記冷媒通路は、前記コイル部に形成されたコイル部側通路を含み、
前記コイル部側通路は、起伏部を有し、
前記起伏部は、前記コイル部の周方向に沿って進むに従い、前記コイル部の厚み方向に起伏するように延びていることにより、前記上端面および前記下端面のうちの前記下端面寄りに配置された第１アーチ部、および、第１アーチ部に対して前記上端面寄りに配置された第２アーチ部を含んでいることを特徴とする、誘導加熱コイル。 A coil unit for induction heating an object to be treated;
A power supply unit for supplying power to the coil unit;
A refrigerant passage disposed in the power supply unit and in the coil unit for supplying a refrigerant to the coil unit;
The coil portion includes an upper end surface and a lower end surface as end surfaces facing in a thickness direction of the coil portion,
The upper end surface and the lower end surface extend flatly in the direction orthogonal to the thickness direction, or flat so as to continuously advance to one side in the thickness direction while advancing along the circumferential direction of the coil portion Extended,
The refrigerant passage includes a coil portion side passage formed in the coil portion,
The coil part side passage has a relief part,
The relief portion extends in the thickness direction of the coil portion as it proceeds along the circumferential direction of the coil portion, whereby the relief portion is disposed closer to the lower end surface of the upper end surface and the lower end surface. An induction heating coil comprising: a first arch portion, and a second arch portion disposed closer to the upper end surface with respect to the first arch portion. 請求項１に記載の誘導加熱コイルであって、
前記コイル部によって誘導加熱された前記被処理物を冷却するための被処理物用冷媒が通過する、第２冷媒通路をさらに備え、
前記第２冷媒通路は、前記コイル部に形成されたコイル部側第２通路と、前記電力供給部に形成された電力供給部側第２通路と、を含み、
前記電力供給部側第２通路と前記コイル部側第２通路との接続部は、前記冷媒の進行方向に進むに従い、連続的に断面積が変化することを特徴とする、誘導加熱コイル。 An induction heating coil according to claim 1, wherein
It further comprises a second refrigerant passage through which an object-to-be-treated refrigerant for cooling the object to be treated that has been induction-heated by the coil unit passes.
The second refrigerant passage includes a coil unit side second passage formed in the coil unit, and a power supply unit side second passage formed in the power supply unit.
An induction heating coil characterized in that a cross-sectional area of the connection portion between the power supply unit side second passage and the coil unit side second passage changes continuously as it proceeds in the traveling direction of the refrigerant. 請求項１または請求項２に記載の誘導加熱コイルであって、
前記コイル部によって誘導加熱された前記被処理物を冷却するための被処理物用冷媒が通過する、第２冷媒通路と、噴射ノズルと、をさらに備え、
前記第２冷媒通路には、前記噴射ノズルが接続され、
前記噴射ノズルは、前記コイル部が前記被処理物の熱処理時に前記被処理物と対向する部分に向けて開放されており、前記被処理物用冷媒を前記被処理物へ噴射可能であることを特徴とする、誘導加熱コイル。 The induction heating coil according to claim 1 or 2, wherein
The system further comprises a second refrigerant passage through which the object-to-be-treated refrigerant for cooling the object to be treated that has been induction-heated by the coil unit passes, and an injection nozzle,
The injection nozzle is connected to the second refrigerant passage,
The injection nozzle is open toward the portion facing the object at the time of heat treatment of the object at the time of the heat treatment of the object to be processed, and it is possible to inject the refrigerant for the object to the object. Characterized, induction heating coil. 請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の誘導加熱コイルであって、
前記コイル部、前記電力供給部、および、前記冷媒通路は、単一の部材を用いて一体に形成されていることを特徴とする、誘導加熱コイル。 An induction heating coil according to any one of claims 1 to 3, which is:
An induction heating coil characterized in that the coil unit, the power supply unit, and the refrigerant passage are integrally formed using a single member.
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JPS5816494A (en) * 1981-07-22 1983-01-31 高周波熱錬株式会社 Inductor capable of measuring temperature of heating surface
JP2523429Y2 (en) * 1992-06-01 1997-01-22 富士電子工業株式会社 High frequency heating coil
JP3676065B2 (en) * 1997-12-24 2005-07-27 高周波熱錬株式会社 Induction heating coil mounting device
JP2002066844A (en) * 2000-08-31 2002-03-05 Oki Electric Ind Co Ltd Method of manufacturing discharge machining electrode using metal powder sintering type laminated molding
JP2009218176A (en) * 2008-03-12 2009-09-24 Toyota Motor Corp Coil head
JP4358292B1 (en) * 2008-10-03 2009-11-04 中部高周波工業株式会社 High frequency heating coil
JP2010113937A (en) * 2008-11-06 2010-05-20 Ntn Corp High-frequency induction heating coil, method of manufacturing the same, and power transmission component for automobile
JP5985141B2 (en) * 2009-07-30 2016-09-06 高周波熱錬株式会社 Induction heating coil, heat treatment apparatus, and heat treatment method
JP6219228B2 (en) * 2014-05-12 2017-10-25 光洋サーモシステム株式会社 Induction heating coil and method of manufacturing induction heating coil

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