JP7336127B2

JP7336127B2 - 誘導加熱装置、並びに、誘導加熱コイル

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Publication number: JP7336127B2
Application number: JP2019056229A
Authority: JP
Inventors: 哲正渡邊; 昭宏花木
Original assignee: 富士電子工業株式会社
Priority date: 2019-03-25
Filing date: 2019-03-25
Publication date: 2023-08-31
Anticipated expiration: 2039-03-25
Also published as: JP2020161218A

Description

本発明は、熱処理対象物を高周波誘導加熱することによって熱処理するための誘導加熱装置及び誘導加熱コイルに関するものである。特に、本発明は、中心が回転中心と一致していない偏芯部を有する熱処理対象物を熱処理するための誘導加熱装置及び誘導加熱コイルに関するものである。

鉄鋼材料からなるワーク（熱処理対象物）は、高周波焼入することによって、耐摩耗性等の耐久性を向上させることができる。ここで、ワークを高周波誘導加熱するためには、高周波電流が通電された加熱コイルをワークの表面に近接させる必要がある。そのため、加熱コイルはワークの表面に沿うように形成されている。

ワークには様々な形状を呈するものがあり、大径部と小径部が連続した軸状のワークを熱処理する場合には、ワークの長手方向（軸方向）に沿った加熱コイルを使用することにより、大径部と小径部とその境界部分を同時に熱処理することができる。その結果、大径部から小径部にかけて一様に熱処理することができる。このような加熱コイルが、例えば特許文献１に開示されている。

実公平１－３６９０７号公報

ところで、ワークを誘導加熱する際には、加熱コイルをワークの全周囲に渡って近接対向させる必要がある。そこで従来は、ワークを回転させることにより、停止した加熱コイルに対してワークの全周囲を順に近接対向させている。そのため、ワークの大径部と小径部は、同芯状に配置されていなければならない。すなわち、大径部の中心と小径部の中心が一致していない場合には、大径部の中心周りにワークを回転させた場合、小径部が大径部の中心周りを、円を描くように公転移動する。その結果、特許文献１に開示されているような固定された加熱コイルでは、ワークが回転した際にワークと接触してしまう。

そこで、中心がワークの回転中心と一致する大径部を誘導加熱する大径部用コイルと、この大径部用コイルとは別の、中心がワークの回転中心と一致しない小径部を誘導加熱する小径部用コイルを用い、小径部の公転移動に追従するように小径部用コイルを移動させることが考えられる。しかし、この場合には、大径部用コイルと小径部用コイルにそれぞれ高周波電力を供給するために、個別に高周波電源（高周波発振機）を用意する必要があり、装置がコスト高となる。

そこで本発明は、一つの高周波電源と複数の誘導コイルで、熱処理対象物の複数箇所を同時に熱処理することができる誘導加熱装置及び誘導加熱コイルを提供することを課題としている。

上記課題を解決するための関連の発明は、熱処理対象物に近接して誘導電流を励起させ、当該熱処理対象物を熱処理するための加熱コイルを有する誘導加熱装置であって、前記加熱コイルは、電源から電力が供給される一次誘導コイルと、当該一次誘導コイルによって誘導電流が励起される二次誘導コイルを有し、前記一次誘導コイルは、二次誘導コイル側近接部と一次側熱処理対象物近接部を有し、前記二次誘導コイル側近接部は、二次誘導コイルに近接する部位であり、前記一次側熱処理対象物近接部は、熱処理対象物に近接する部位であり、前記二次誘導コイルは、一次誘導コイル側近接部と二次側熱処理対象物近接部を有し、前記二次側熱処理対象物近接部は、熱処理対象物における前記一次側熱処理対象物近接部によって熱処理される部位とは異なる部位に近接する部位であり、前記一次側熱処理対象物近接部と二次側熱処理対象物近接部が、同時に熱処理対象物に近接可能であることを特徴とする誘導加熱装置である。

この発明では、加熱コイルは、電源から電力が供給される一次誘導コイルと、一次誘導コイルによって誘導電流が励起される二次誘導コイルを有している。よって、一次誘導コイルと二次誘導コイルは物理的に繋がっておらず、二次誘導コイルは誘導電流が励起される範囲で一次誘導コイルに対して自由に相対移動することができる。
また、一次誘導コイルの二次誘導コイル側近接部が、二次誘導コイルと近接しているので、二次誘導コイルには誘導電流が励起される。
さらに、一次誘導コイルの一次側熱処理対象物近接部と、二次誘導コイルの二次側熱処理対象物近接部が、それぞれ熱処理対象物の異なる部位に同時に近接することができる。よって、一次誘導コイルと二次誘導コイルで熱処理対象物を同時に熱処理することができる。

関連の発明は、前記誘導加熱装置は、中心が回転中心と一致した非偏芯部と、中心が回転中心と一致していない偏芯部を有する熱処理対象物を誘導加熱するものであり、前記一次側熱処理対象物近接部と二次側熱処理対象物近接部のいずれか一方が偏芯部に近接する部位であり、他方が非偏芯部に近接する部位であり、前記熱処理対象物が回転した際に、前記偏芯部に近接する部位が偏芯部に追従して移動可能であることを特徴とする上記の誘導加熱装置である。

この発明では、中心が回転中心と一致した非偏芯部と、中心が回転中心と一致していない偏芯部を有する熱処理対象物であっても、一次側熱処理対象物近接部と二次側熱処理対象物近接部のいずれか一方を偏芯部に近接させ、他方を非偏芯部に近接させて、偏芯部と非偏芯部を同時に誘導加熱することができる。
すなわち、熱処理対象物が回転した際に、偏芯部に近接する部位（一次側熱処理対象物近接部又は二次側熱処理対象物近接部）が偏芯部に追従して移動し、偏芯部を熱処理することができる。
換言すると、熱処理対象物が回転中心に対して同芯ではない偏心した部位を有していたとしても、中心が回転中心と一致した部位と、中心が回転中心から偏心した部位に対して、一次側熱処理対象物近接部と二次側熱処理対象物近接部のいずれかをそれぞれ近接させることによって、熱処理対象物を良好に熱処理することができる。

関連の発明は、一次誘導コイルの前記二次誘導コイル側近接部と前記二次誘導コイルは、電磁誘導が可能な所定の範囲内で近接した状態を維持しながら相対移動が可能であることを特徴とする上記の誘導加熱装置である。

この発明では、一次誘導コイルの二次誘導コイル側近接部と二次誘導コイルは、電磁誘導が可能な所定の範囲内で近接した状態を維持しながら相対移動が可能であるので、熱処理対象物における二次誘導コイルが近接する部位には、常に誘導電流（二次誘導電流）が励起され、当該部位を連続して誘導加熱することができる。

関連の発明は、高周波電流が通電される一次誘導コイルと、前記一次誘導コイルに近接して高周波誘導電流が励起される二次誘導コイルを有する誘導加熱コイルであって、前記一次誘導コイルと前記二次誘導コイルは、熱処理対象物における異なる熱処理対象部位に同時に近接可能であり、前記二次誘導コイルと前記一次誘導コイルは、互いに相対移動しながら熱処理対象物を誘導加熱可能であることを特徴とする誘導加熱コイルである。

この発明では、一次誘導コイルと二次誘導コイルは、熱処理対象物における異なる熱処理対象部位に同時に近接可能であるので、熱処理対象物における異なる熱処理対象部位を同時に熱処理可能である。また、二次誘導コイルと一次誘導コイルは、互いに相対移動しながら熱処理対象物を誘導加熱可能であるので、歪な形状の熱処理対象物の異なる部位を同時に誘導加熱（熱処理）することができる。

関連の発明は、熱処理対象物は回転中心を有し、熱処理対象物は、中心が回転中心と一致した非偏芯部と、中心が回転中心と一致しない偏芯部を有するものであり、前記一次誘導コイルと二次誘導コイルのいずれか一方が非偏芯部に近接し、いずれか他方が偏芯部に近接することを特徴とする上記の誘導加熱コイルである。
この発明では、一次誘導コイルと二次誘導コイルのいずれか一方が熱処理対象物の非偏芯部に近接し、いずれか他方が熱処理対象物の偏芯部に近接するので、熱処理対象物を回転させて非偏芯部と偏芯部を同時に誘導加熱することができる。

請求項１に記載の発明は、熱処理対象物に近接して誘導電流を励起させ、当該熱処理対象物を熱処理するための加熱コイルを有する誘導加熱装置であって、前記加熱コイルは、電源から電力が供給される一次誘導コイルと、当該一次誘導コイルによって誘導電流が励起される二次誘導コイルを有し、前記一次誘導コイルは、二次誘導コイル側近接部と一次側熱処理対象物近接部を有し、前記二次誘導コイル側近接部は、二次誘導コイルに近接する部位であり、前記二次誘導コイル側近接部は、第一の二次誘導コイル側近接部と第二の二次誘導コイル側近接部を含み、前記一次側熱処理対象物近接部は、熱処理対象物に近接する部位であり、前記二次誘導コイルは、一次誘導コイル側近接部と二次側熱処理対象物近接部を有し、前記一次誘導コイル側近接部は、第一の一次誘導コイル側近接部と第二の一次誘導コイル側近接部とを含み、前記第一の一次誘導コイル側近接部は、前記第一の二次誘導コイル側近接部と近接する部位であり、前記第二の一次誘導コイル側近接部は、前記第二の二次誘導コイル側近接部と近接する部位であり、前記二次側熱処理対象物近接部は、熱処理対象物における前記一次側熱処理対象物近接部によって熱処理される部位とは異なる部位に近接する部位であり、前記二次側熱処理対象物近接部は、第一の二次側熱処理対象物近接部と第二の二次側熱処理対象物近接部とを含み、前記第一の二次側熱処理対象物近接部は、第一の端部と第二の端部とを有しており、前記第二の二次側熱処理対象物近接部は第三の端部と第四の端部とを有しており、前記第一の端部と第三の端部とを結ぶ線分は、前記第二の端部と第四の端部とを結ぶ線分と略平行であり、前記第一の端部と第三の端部とは、前記第一の一次誘導コイル側近接部と通電可能に接続されており、前記第二の端部と第四の端部とは、前記第二の一次誘導コイル側近接部と通電可能に接続されており、前記一次側熱処理対象物近接部と二次側熱処理対象物近接部が、同時に熱処理対象物に近接可能であり、前記第一の二次側熱処理対象物近接部と前記第二の二次側熱処理対象物近接部は、いずれも略半円弧形状の管部材からなり、前記第一の二次側熱処理対象物近接部と前記第二の二次側熱処理対象物近接部は、互いに同芯で且つ平行に配置されていることを特徴とする誘導加熱装置である。
請求項２に記載の発明は、前記第一の一次誘導コイル側近接部又は第二の一次誘導コイル側近接部によって前記二次誘導コイルに誘導電流を励起することを特徴とする請求項１に記載の誘導加熱装置である。
請求項３に記載の発明は、熱処理対象物に近接して誘導電流を励起させ、当該熱処理対象物を熱処理するための加熱コイルを有する誘導加熱装置であって、前記加熱コイルは、電源から電力が供給される一次誘導コイルと、当該一次誘導コイルによって誘導電流が励起される二次誘導コイルを有し、前記一次誘導コイルは、二次誘導コイル側近接部と一次側熱処理対象物近接部を有し、前記二次誘導コイル側近接部は、二次誘導コイルに近接する部位であり、前記二次誘導コイル側近接部は、第一の二次誘導コイル側近接部と第二の二次誘導コイル側近接部を含み、前記一次側熱処理対象物近接部は、熱処理対象物に近接する部位であり、前記二次誘導コイルは、一次誘導コイル側近接部と二次側熱処理対象物近接部を有し、前記一次誘導コイル側近接部は、第一の一次誘導コイル側近接部と第二の一次誘導コイル側近接部とを含み、前記第一の一次誘導コイル側近接部は、前記第一の二次誘導コイル側近接部と近接する部位であり、前記第二の一次誘導コイル側近接部は、前記第二の二次誘導コイル側近接部と近接する部位であり、前記二次側熱処理対象物近接部は、熱処理対象物における前記一次側熱処理対象物近接部によって熱処理される部位とは異なる部位に近接する部位であり、前記二次側熱処理対象物近接部は、第一の二次側熱処理対象物近接部と第二の二次側熱処理対象物近接部とを含み、前記第一の二次側熱処理対象物近接部は、第一の端部と第二の端部とを有しており、前記第二の二次側熱処理対象物近接部は第三の端部と第四の端部とを有しており、前記第一の端部と第二の端部とは、前記第一の一次誘導コイル側近接部と通電可能に接続されて環状を成しており、前記第三の端部と第四の端部とは、前記第二の一次誘導コイル側近接部と通電可能に接続されて環状を成しており、前記一次側熱処理対象物近接部と二次側熱処理対象物近接部が、同時に熱処理対象物に近接可能であり、前記第一の二次側熱処理対象物近接部と前記第二の二次側熱処理対象物近接部は、いずれも略半円弧形状の部分を含む管部材からなり、前記第一の二次側熱処理対象物近接部と前記第二の二次側熱処理対象物近接部は、前記略半円弧形状の部分が互いに同芯で且つ平行となるように配置されていることを特徴とする誘導加熱装置である。
請求項４に記載の発明は、前記誘導加熱装置は、中心が回転中心と一致した非偏芯部と、中心が回転中心と一致していない偏芯部を有する熱処理対象物を誘導加熱するものであり、前記一次側熱処理対象物近接部と二次側熱処理対象物近接部のいずれか一方が偏芯部に近接する部位であり、他方が非偏芯部に近接する部位であり、前記熱処理対象物が回転した際に、前記偏芯部に近接する部位が偏芯部に追従して移動可能であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の誘導加熱装置である。
請求項５に記載の発明は、前記加熱コイルを水平面に置いた時の鉛直方向を上下方向とし、前記熱処理対象物が回転する回転軸と前記上下方向との両者と直角を成す方向を前後方向として、前記熱処理対象物が回転した際に、前記偏芯部に近接する部位が偏芯部に追従して前後方向および上下方向に移動可能であることを特徴とする請求項４に記載の誘導加熱装置である。
請求項６に記載の発明は、一次誘導コイルの前記二次誘導コイル側近接部と前記二次誘導コイルは、電磁誘導が可能な所定の範囲内で近接した状態を維持しながら相対移動が可能であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の誘導加熱装置である。
請求項７に記載の発明は、熱処理対象物に近接して誘導電流を励起させ、当該熱処理対象物を熱処理するための誘導加熱コイルであって、高周波電流が通電される一次誘導コイルと、前記一次誘導コイルに近接して高周波誘導電流が励起される二次誘導コイルを有し、前記一次誘導コイルは、二次誘導コイル側近接部と一次側熱処理対象物近接部を有し、前記二次誘導コイル側近接部は、二次誘導コイルに近接する部位であり、前記二次誘導コイル側近接部は、第一の二次誘導コイル側近接部と第二の二次誘導コイル側近接部を含み、前記一次側熱処理対象物近接部は、熱処理対象物に近接する部位であり、前記二次誘導コイルは、一次誘導コイル側近接部と二次側熱処理対象物近接部を有し、前記一次誘導コイル側近接部は、第一の一次誘導コイル側近接部と第二の一次誘導コイル側近接部とを含み、前記第一の一次誘導コイル側近接部は、前記第一の二次誘導コイル側近接部と近接する部位であり、前記第二の一次誘導コイル側近接部は、前記第二の二次誘導コイル側近接部と近接する部位であり、前記二次側熱処理対象物近接部は、熱処理対象物における前記一次側熱処理対象物近接部によって熱処理される部位とは異なる部位に近接する部位であり、前記二次側熱処理対象物近接部は、第一の二次側熱処理対象物近接部と第二の二次側熱処理対象物近接部とを含み、前記第一の二次側熱処理対象物近接部は、第一の端部と第二の端部とを有しており、前記第二の二次側熱処理対象物近接部は第三の端部と第四の端部とを有しており、前記第一の端部と第三の端部とを結ぶ線分は、前記第二の端部と第四の端部とを結ぶ線分と略平行であり、前記第一の端部と第三の端部とは、前記第一の一次誘導コイル側近接部と通電可能に接続されており、前記第二の端部と第四の端部とは、前記第二の一次誘導コイル側近接部と通電可能に接続されており、前記一次側熱処理対象物近接部と二次側熱処理対象物近接部が、同時に熱処理対象物に近接可能であり、前記第一の二次側熱処理対象物近接部と前記第二の二次側熱処理対象物近接部は、いずれも略半円弧形状の管部材からなり、前記第一の二次側熱処理対象物近接部と前記第二の二次側熱処理対象物近接部は、互いに同芯で且つ平行に配置されていることを特徴とする誘導加熱コイルである。
請求項８に記載の発明は、前記第一の一次誘導コイル側近接部又は第二の一次誘導コイル側近接部によって前記二次誘導コイルに誘導電流を励起することを特徴とする請求項７に記載の誘導加熱コイルである。
請求項９に記載の発明は、熱処理対象物に近接して誘導電流を励起させ、当該熱処理対象物を熱処理するための誘導加熱コイルであって、高周波電流が通電される一次誘導コイルと、前記一次誘導コイルに近接して高周波誘導電流が励起される二次誘導コイルを有し、前記一次誘導コイルは、二次誘導コイル側近接部と一次側熱処理対象物近接部を有し、前記二次誘導コイル側近接部は、二次誘導コイルに近接する部位であり、前記二次誘導コイル側近接部は、第一の二次誘導コイル側近接部と第二の二次誘導コイル側近接部を含み、前記一次側熱処理対象物近接部は、熱処理対象物に近接する部位であり、前記二次誘導コイルは、一次誘導コイル側近接部と二次側熱処理対象物近接部を有し、前記一次誘導コイル側近接部は、第一の一次誘導コイル側近接部と第二の一次誘導コイル側近接部とを含み、前記第一の一次誘導コイル側近接部は、前記第一の二次誘導コイル側近接部と近接する部位であり、前記第二の一次誘導コイル側近接部は、前記第二の二次誘導コイル側近接部と近接する部位であり、前記二次側熱処理対象物近接部は、熱処理対象物における前記一次側熱処理対象物近接部によって熱処理される部位とは異なる部位に近接する部位であり、前記二次側熱処理対象物近接部は、第一の二次側熱処理対象物近接部と第二の二次側熱処理対象物近接部とを含み、前記第一の二次側熱処理対象物近接部は、第一の端部と第二の端部とを有しており、前記第二の二次側熱処理対象物近接部は第三の端部と第四の端部とを有しており、前記第一の端部と第二の端部とは、前記第一の一次誘導コイル側近接部と通電可能に接続されて環状を成しており、前記第三の端部と第四の端部とは、前記第二の一次誘導コイル側近接部と通電可能に接続されて環状を成しており、前記一次側熱処理対象物近接部と二次側熱処理対象物近接部が、同時に熱処理対象物に近接可能であり、前記第一の二次側熱処理対象物近接部と前記第二の二次側熱処理対象物近接部は、いずれも略半円弧形状の部分を含む管部材からなり、前記第一の二次側熱処理対象物近接部と前記第二の二次側熱処理対象物近接部は、前記略半円弧形状の部分が互いに同芯で且つ平行となるように配置されていることを特徴とする誘導加熱コイルである。
請求項１０に記載の発明は、熱処理対象物は回転中心を有し、熱処理対象物は、中心が回転中心と一致した非偏芯部と、中心が回転中心と一致しない偏芯部を有するものであり、前記一次誘導コイルと二次誘導コイルのいずれか一方が非偏芯部に近接し、いずれか他方が偏芯部に近接することを特徴とする請求項７乃至９のいずれかに記載の誘導加熱コイルである。
請求項１１に記載の発明は、前記誘導加熱コイルを水平面に置いた時の鉛直方向を上下方向とし、前記熱処理対象物が回転する回転軸と前記上下方向との両者と直角を成す方向を前後方向として、前記熱処理対象物が回転した際に、前記偏芯部に近接する部位が偏芯部に追従して前後方向および上下方向に移動可能であることを特徴とする請求項１０に記載の誘導加熱コイルである。

本発明の誘導加熱装置及び誘導加熱コイルは、熱処理対象物を良好に熱処理することができる。

本実施形態に係る誘導加熱装置の加熱コイルの一次誘導コイルと二次誘導コイルが、ワークに近接している状態を示す斜視図であり、（ａ）～（ｄ）は、回転するワークの偏芯部に二次誘導コイルが追従している状態を示す。（ａ）～（ｄ）は、図１（ａ）～図１（ｄ）に示す一次誘導コイルと二次誘導コイル及びワークの平面図である。（ａ）～（ｄ）は、図１（ａ）～図１（ｄ）に示す一次誘導コイルと二次誘導コイル及びワークの側面図である。図１（ａ）の加熱コイルとワークの斜視図であり、ワークから加熱コイルを離間させ、さらに加熱コイルの一次誘導コイルと二次誘導コイルを離間させた状態を示す。図４とは別の加熱コイルとワークの斜視図であり、ワークから加熱コイルを離間させ、さらに加熱コイルの一次誘導コイルと二次誘導コイルを離間させた状態を示す。図５に示す本実施形態に係る誘導加熱装置の加熱コイルが、ワークに近接している状態を示す斜視図であり、（ａ）～（ｄ）は、回転するワークの偏芯部に一次誘導コイルが追従している状態を示す。（ａ）～（ｄ）は、図６（ａ）～図６（ｄ）に示す加熱コイル及びワークの平面図である。（ａ）～（ｄ）は、図６（ａ）～図６（ｄ）に示す加熱コイル及びワークの側面図である。（ａ）～（ｄ）は、誘導加熱装置の系統図である。

以下、図面を参照しながら本実施形態に係る誘導加熱装置について説明する。
本実施形態では、軸状のワークＷが熱処理対象物である。図４に示すようにワークＷは、第１小径部Ａ、第２小径部Ｅ、大径部Ｂを有している。第１小径部Ａ、第２小径部Ｅは、大径部Ｂの両側に配置されている。本実施形態では、第１小径部Ａ、第２小径部Ｅは同径であり、共通の軸線である中心線Ｃを有している。大径部Ｂの軸芯である中心線Ｄは、中心線Ｃと一致していない。すなわち、中心線Ｄと中心線Ｃは離間（偏心）している。ワークＷは、図示しない支持機構（回転駆動機構）によって両端が支持されると共に、さらに両端の第１小径部Ａ、第２小径部Ｅの中心線Ｃを回転中心として回転駆動される。

本実施形態に係る誘導加熱装置１は、図９（ａ）～図９（ｄ）に示すように、高周波電源４、トランス５、加熱コイル６（誘導加熱コイル）を有する。高周波電源４は、商用の交流電源２から供給される電力から高周波電力を発生させる高周波発振機３を有する。また、トランス５の一次側は高周波発振機３に接続されており、トランス５の二次側が加熱コイル６に接続されている。

なお、図９は概念図であり、描写は正確ではない。すなわち、図９ではリード部９ａが二次誘導コイル側近接部１１ｂと繋がっており、リード部９ｂが二次誘導コイル側近接部１１ａ、１１ｃと繋がっている状態を描写しているが、図４に示すように、実際にはリード部９ａには二次誘導コイル側近接部１１ａが繋がっており、リード部９ｂには二次誘導コイル側近接部１１ｃが繋がっている。

加熱コイル６（図４）は、銅又は銅合金等の良導体で形成された管状（中空）の一次誘導コイル７と二次誘導コイル８で構成されている。すなわち、一次誘導コイル７と二次誘導コイル８は別部材であり、両者で加熱コイル６が構成されている。

一次誘導コイル７は、リード部９ａ、９ｂ、一次側熱処理対象物近接部１０ａ～１０ｄ、二次誘導コイル側近接部１１ａ～１１ｃ、迂回部１２ａ、１２ｂ、退避部１３ａ～１３ｄを有する。リード部９ａ、９ｂ、一次側熱処理対象物近接部１０ａ～１０ｄ、二次誘導コイル側近接部１１ａ～１１ｃ、及び退避部１３ａ～１３ｄは、同一面内に配置されている。

リード部９ａ、９ｂは、一続きの管状部材からなる一次誘導コイル７の両側の部位であり、接点１６ａ、１６ｂ（図９）が設けられている。接点１６ａ、１６ｂは、トランス５の二次側の接点１７ａ、１７ｂ（図９）と接続されている。

図４に示すように、リード部９ａ、９ｂは絶縁された状態で平行に配置されており、リード部９ａ、９ｂには、それぞれ二次誘導コイル側近接部１１ａ、１１ｃが接続されている。二次誘導コイル側近接部１１ａ、１１ｃは、リード部９ａ、９ｂと直交している。また、二次誘導コイル側近接部１１ａ、１１ｃは、同一直線上に配置されており、それぞれリード部９ａ、９ｂを基点として互いに正反対の方向にのびている。

二次誘導コイル側近接部１１ａ、１１ｃには、それぞれ退避部１３ａ、１３ｄが接続されている。退避部１３ａ、１３ｄは、二次誘導コイル側近接部１１ａ、１１ｃに対して、リード部９ａ、９ｂとは反対側へのびており、二次誘導コイル側近接部１１ａ、１１ｃと直交している。また、退避部１３ａ、１３ｄは、同じ長さであって、互いに所定の距離をおいて平行状態で対向している。

退避部１３ａ、１３ｄには、それぞれ一次側熱処理対象物近接部１０ａ、１０ｄが接続されている。一次側熱処理対象物近接部１０ａ、１０ｄは、同一直線上に配置されており、退避部１３ａ、１３ｄを基点として互いに正反対の方向にのびている。また、リード部９ａ、９ｂ、二次誘導コイル側近接部１１ａ、１１ｃ、退避部１３ａ、１３ｂ、一次側熱処理対象物近接部１０ａ、１０ｂは、同一面内に配置されている。

一次側熱処理対象物近接部１０ａ、１０ｄには、それぞれ迂回部１２ａ、１２ｂが接続されている。迂回部１２ａ、１２ｂは、同じ半径の半円弧形状を呈しており、一次側熱処理対象物近接部１０ａ、１０ｄが含まれる面と直交する面内に配置されている。また、迂回部１２ａ、１２ｂは、平行状態で対向している。

迂回部１２ａ、１２ｂには、一次側熱処理対象物近接部１０ｂ、１０ｃが接続されている。すなわち、迂回部１２ａの両端には、一次側熱処理対象物近接部１０ａ、１０ｂが接続されており、迂回部１２ｂの両端には、一次側熱処理対象物近接部１０ｄ、１０ｃが接続されている。一次側熱処理対象物近接部１０ｂ、１０ｃは、同一直線上に配置されており、それぞれ迂回部１２ａ、１２ｂとの接続部を基点として互いに接近する方向にのびている。

一次側熱処理対象物近接部１０ｂ、１０ｃは、それぞれ一次側熱処理対象物近接部１０ａ、１０ｄと所定の距離をおいて平行状態で対向している。すなわち、迂回部１２ａは、平行姿勢で対向した一次側熱処理対象物近接部１０ａ、１０ｂを接続しており、同様に、迂回部１２ｂは、平行姿勢で対向した一次側熱処理対象物近接部１０ｃ、１０ｄを接続している。

一次側熱処理対象物近接部１０ｂ、１０ｃには、退避部１３ｂ、１３ｃが接続されている。退避部１３ｂ，１３ｃは、一次側熱処理対象物近接部１０ｂ、１０ｃと直交しており、互いに平行姿勢で対向している。また、退避部１３ａ、１３ｂは、同一直線上に配置されており、退避部１３ｄ、１３ｃは、別の同一直線上に配置されている。

退避部１３ｂ、１３ｃは、二次誘導コイル側近接部１１ｂで接続されている。二次誘導コイル側近接部１１ｂは、リード部９ａ、９ｂと連続した二次誘導コイル側近接部１１ａ、１１ｃと所定の距離をおいて平行に配置されている。一次誘導コイル７は、迂回部１２ａ、１２ｂ以外は全て同一面内に配置されている。

一次誘導コイル７は、以上説明したように各部が接続された構造を有している。

一次側熱処理対象物近接部１０ａ、１０ｂは、ワークＷの第２小径部Ｅと近接対向する部位であり、一次側熱処理対象物近接部１０ａ、１０ｂの間隔は、ワークＷの第２小径部Ｅの直径よりも若干大きい。すなわち、一次側熱処理対象物近接部１０ａ、１０ｂの間に、一次側熱処理対象物近接部１０ａ、１０ｂと接触することなく第２小径部Ｅを配置することができる。そして、一次側熱処理対象物近接部１０ａ、１０ｂに高周波電流が通電された際に、第２小径部Ｅに高周波誘導電流が励起される程度に、第２小径部Ｅと一次側熱処理対象物近接部１０ａ、１０ｂが離間するように、一次側熱処理対象物近接部１０ａ、１０ｂの間隔は設定されている。

同様に、一次側熱処理対象物近接部１０ｄ、１０ｃは、ワークＷの第１小径部Ａと近接対向する部位であり、一次側熱処理対象物近接部１０ｄ、１０ｃの間隔は、ワークＷの第１小径部Ａの直径よりも若干大きい。すなわち、一次側熱処理対象物近接部１０ｄ、１０ｃの間に、一次側熱処理対象物近接部１０ｄ、１０ｃと接触することなく第１小径部Ａを配置することができる。そして、一次側熱処理対象物近接部１０ｄ、１０ｃに高周波電流が通電された際に、第１小径部Ａに高周波誘導電流が励起される程度に、第１小径部Ａと一次側熱処理対象物近接部１０ｄ、１０ｃが離間するように、一次側熱処理対象物近接部１０ｄ、１０ｃの間隔は設定されている。

仮に、ワークＷの第１小径部Ａ、第２小径部Ｅの直径が相違する場合には、一次側熱処理対象物近接部１０ａ、１０ｂの間隔と、一次側熱処理対象物近接部１０ｃ、１０ｄの間隔は相違し、それぞれ第１小径部Ａ、第２小径部Ｅの周面に近接対向できる間隔に設定される。

リード部９ａ、９ｂと連続した二次誘導コイル側近接部１１ａ、１１ｃと、二次誘導コイル側近接部１１ｂは、所定の間隔をおいて対向している。二次誘導コイル側近接部１１ａ、１１ｃ、及び１１ｂは、後述の二次誘導コイル８の一次誘導コイル側近接部１５ａ、１５ｂと近接対向する部位である。

二次誘導コイル側近接部１１ａ、１１ｃと、二次誘導コイル側近接部１１ｂの間隔は、一次誘導コイル側近接部１５ａ、１５ｂと接触することがなく、且つ、一次誘導コイル側近接部１５ａ、１５ｂに誘導電流を励起させることができる大きさに設定されている。

すなわち、二次誘導コイル側近接部１１ａ～１１ｃに対して一次誘導コイル側近接部１５ａ、１５ｂが相対移動するが、一次誘導コイル側近接部１５ａが二次誘導コイル側近接部１１ａ、１１ｃに近接したときには、一次誘導コイル側近接部１５ｂが二次誘導コイル側近接部１１ｂから離間し、逆に一次誘導コイル側近接部１５ａが二次誘導コイル側近接部１１ａ、１１ｃから離間した際には、一次誘導コイル側近接部１５ｂが二次誘導コイル側近接部１１ｂに近接する。よって、二次誘導コイル８には、一次誘導コイル側近接部１５ａ、１５ｂの少なくとも一方が一次誘導コイル７に近接して電磁誘導を受け、高周波誘導電流が励起される。

次に二次誘導コイル８について説明する。
図４に示すように二次誘導コイル８は、二次側熱処理対象物近接部１４ａ、１４ｂと一次誘導コイル側近接部１５ａ、１５ｂを有する。

二次側熱処理対象物近接部１４ａ、１４ｂは、略半円弧形状を呈する管部材であり、互いに同芯で且つ平行に配置されている。二次側熱処理対象物近接部１４ａ、１４ｂは、ワークＷの大径部Ｂに近接対向する部位であり、二次側熱処理対象物近接部１４ａ、１４ｂは、大径部Ｂの軸芯方向（中心方向）の長さ（幅）の両側付近に配置される。

一次誘導コイル側近接部１５ａは、厚みを有する板状の部材であり、内部には冷却液を流通させることができる空洞（図示せず）が設けられている。一次誘導コイル側近接部１５ａの幅寸法は、一次誘導コイル７の退避部１３ａ、１３ｄの間隔よりも小さい。

また、一次誘導コイル側近接部１５ａは、一次誘導コイル７の二次誘導コイル側近接部１１ａ、１１ｃと近接する部位であり、一次誘導コイル側近接部１５ａの高さ寸法は、二次誘導コイル８が後述のように円軌道を描いて移動する際における上下の移動距離と同程度の大きさである。一次誘導コイル側近接部１５ａは、二次側熱処理対象物近接部１４ａ、１４ｂの一方側の端部と通電可能に接続されている。また、一次誘導コイル側近接部１５ａの内部の図示しない空洞は、二次側熱処理対象物近接部１４ａ、１４ｂの内部と連通している。

一次誘導コイル側近接部１５ｂは、一次誘導コイル側近接部１５ｂと同様の構造を呈している。一次誘導コイル側近接部１５ｂは、一次誘導コイル７の二次誘導コイル側近接部１１ｂと近接する部位であり、二次側熱処理対象物近接部１４ａ、１４ｂの他端側の端部と通電可能に接続されている。また、一次誘導コイル側近接部１５ｂの内部の図示しない空洞は、二次側熱処理対象物近接部１４ａ、１４ｂの内部と連通している。また、二次誘導コイル８には、図示しない冷却液循環配管が接続されており、二次誘導コイルの各部材には冷却液が循環供給可能である。

二次誘導コイル８には、電源が接続されていない。
一方、図９に示すように、一次誘導コイル７には、高周波電源４側からトランス５を介して高周波電力を供給可能である。そして、二次誘導コイル８は、前述のように部分的に一次誘導コイル７と近接する部位があり、一次誘導コイル７に高周波電流が通電されると、二次誘導コイル８には、高周波誘導電流が励起される。

一次誘導コイル７に高周波電流が通電されると、一次側熱処理対象物近接部１０ａ～１０ｄに近接するワークＷの第１小径部Ａ、第２小径部Ｅに高周波誘導電流が励起され、第１小径部Ａ、第２小径部Ｅが高周波誘導加熱されて昇温する。

また、一次誘導コイル７に高周波電流が通電されると、二次誘導コイル８に高周波誘導電流（一次誘導電流）が励起される。そして、二次側熱処理対象物近接部１４ａ、１４ｂに近接するワークＷの大径部Ｂには高周波誘導電流（二次誘導電流）が励起され、大径部Ｂが高周波誘導加熱されて昇温する。本実施形態においては、一次誘導コイル側近接部１５ａ、１５ｂは、一次誘導コイル７の二次誘導コイル側近接部１１ａ～１１ｃに近接するのみならず、大径部Ｂにも近接している。

ここで、ワークＷの第１小径部Ａ、第２小径部Ｅ及び大径部Ｂを全周囲に渡って熱処理するためには、ワークＷを回転（加熱コイル６との相対回転）させる必要がある。ところが、ワークＷは回転中心から偏心した中心（中心線Ｄ）をもつ大径部Ｂを有しているため、中心線Ｃ周りにワークＷを回転させると、大径部Ｂが中心線Ｃの周囲を、円軌道を描いて移動する（公転移動する）。そのため、誘導加熱装置１には、図示しない移動機構が設けられており、この移動機構によって二次誘導コイル８は、大径部Ｂの公転移動に追従するように移動することができる。すなわち、二次誘導コイル８は、二次側熱処理対象物近接部１４ａ、１４ｂが大径部Ｂに近接対向した状態を維持するように大径部Ｂに追従して移動する。

図１（ａ）～図１（ｄ）、図２（ａ）～図２（ｄ）、図３（ａ）～図３（ｄ）は、それぞれワークＷが回転した際の、加熱コイル６の動作を示している。図１（ａ）、図２（ａ）、図３（ａ）に示す状態をワークＷの回転角０（ゼロ）度の状態とすると、図１（ｂ）～図１（ｄ）、図２（ｂ）～図２（ｄ）、図３（ｂ）～図３（ｄ）は、それぞれワークＷの回転角９０度、１８０度、２７０度の状態を示している。ワークＷは回転するが、一次誘導コイル７は設置された位置で停止している。また、二次誘導コイル８は、ワークＷの大径部Ｂに追従して移動する。

ワークＷを誘導加熱する際、図示しない回転駆動機構によってワークＷを回転させると共に、図示しない移動機構によって加熱コイル６の二次誘導コイル８をワークＷの大径部Ｂに追従するように公転移動させる。そして、高周波電源４（図９）から加熱コイル６（一次誘導コイル７）に高周波電力を供給する。これらの動作は、図示しない制御装置によって制御されている。

ワークＷの回転中心は、第１小径部Ａ、第２小径部Ｅの中心線Ｃと一致している。よって、ワークＷが回転すると、ワークＷの第１小径部Ａ、第２小径部Ｅは中心線Ｃを中心に回転（自転）する。すなわち、第１小径部Ａ、第２小径部Ｅは、ワークＷにおける非偏芯部を構成している。そして、第１小径部Ａの全周囲が、一次誘導コイル７の一次側熱処理対象物近接部１０ｃ、１０ｄと順に対向し、第２小径部Ｅの全周囲が、一次誘導コイル７の一次側熱処理対象物近接部１０ａ、１０ｂと順に対向する。一次誘導コイル７には高周波電流が通電されているため、第１小径部Ａ、第２小径部Ｅの全周囲が一様に誘導加熱（熱処理）されて昇温する。

一方、ワークＷの大径部Ｂは、中心線Ｃを中心に円軌道を描いて移動する。すなわち、大径部Ｂは、ワークＷにおける偏芯部を構成し、大径部Ｂの中心線Ｄが中心線Ｃの周囲を円軌道を描くように移動する。その際、二次誘導コイル８の二次側熱処理対象物近接部１４ａ、１４ｂが、大径部Ｂと近接対向した状態を維持するように、図示しない移動機構によって大径部Ｂに追従して移動する。すなわち二次誘導コイル８は、図１（ａ）～図１（ｄ）に示すように、中心線Ｃの周囲を、円軌道を描くように移動（公転）している。

ここで、移動する二次誘導コイル８の一次誘導コイル側近接部１５ａ、１５ｂと、停止した一次誘導コイル７の二次誘導コイル側近接部１１ａ～１１ｃは、近接対向する部位が刻々と変化しながら近接対向状態が維持されている。

すなわち、図１（ａ）、図３（ａ）に示すワークＷの回転角０（ゼロ）度のときには、二次誘導コイル側近接部１１ａ～１１ｃに対して、一次誘導コイル側近接部１５ａ、１５ｂの比較的下方の部位が対向しているが、図１（ｃ）、図３（ｃ）に示すワークＷの回転角度１８０度のときには、二次誘導コイル側近接部１１ａ～１１ｃに対して、一次誘導コイル側近接部１５ａ、１５ｂの比較的上方の部位が対向している。よって、一次誘導コイル７の二次誘導コイル側近接部１１ａ～１１ｃに対して、二次誘導コイル８の一次誘導コイル側近接部１５ａ、１５ｂのいずれかの部位が常に対向している。

また、一次誘導コイル側近接部１５ａから二次誘導コイル側近接部１１ａ、１１ｃまでの距離と、一次誘導コイル側近接部１５ｂから二次誘導コイル側近接部１１ｂまでの距離は、ワークＷの回転角に応じて変動する。そして、一次誘導コイル側近接部１５ａから二次誘導コイル側近接部１１ａ、１１ｃまでの距離が比較的近いときには、一次誘導コイル側近接部１５ａに高周波誘導電流が励起され、一次誘導コイル側近接部１５ｂから二次誘導コイル側近接部１１ｂまでの距離が比較的近いときには、一次誘導コイル側近接部１５ｂに高周波誘導電流が励起される。

具体的には、図１（ｂ）、図２（ｂ）、図３（ｂ）に示すワークＷの回転角度９０度のときには、一次誘導コイル側近接部１５ａが二次誘導コイル側近接部１１ａ、１１ｃから離れているが、一次誘導コイル側近接部１５ｂが二次誘導コイル側近接部１１ｂに接近するため、二次誘導コイル８は一次誘導コイル側近接部１５ｂで電磁誘導を受け、二次誘導コイル８に高周波誘導電流が励起される。

同様に、図１（ｄ）、図２（ｄ）、図３（ｄ）に示すワークＷの回転角度２７０度のときには、一次誘導コイル側近接部１５ｂが二次誘導コイル側近接部１１ｂから離れているが、一次誘導コイル側近接部１５ａが二次誘導コイル側近接部１１ａ、１１ｃに接近するため、二次誘導コイル８は一次誘導コイル側近接部１５ａで電磁誘導を受け、二次誘導コイル８に高周波誘導電流が励起される。

すなわち、一次誘導コイル７と二次誘導コイル８は、少なくともいずれかの部位同士が互いに高周波誘導（電磁誘導）可能に近接している。換言すると、一次誘導コイル７の二次誘導コイル側近接部１１ａ～１１ｃと、二次誘導コイル８は、電磁誘導が可能な所定の範囲内で近接した状態を維持しながら相対移動が可能である。そのため、二次誘導コイル８には高周波誘導電流が常時、又は略常時励起されている。その結果、ワークＷの大径部Ｂ（偏芯部）の全周囲が、一様に誘導加熱されて昇温する。

本実施形態では、一次誘導コイル７の一次側熱処理対象物近接部１０ａ～１０ｄは、ワークＷの第１小径部Ａ又は第２小径部Ｅに近接し、同時に、二次誘導コイル８の二次側熱処理対象物近接部１４ａ、１４ｂが大径部Ｂ（第１小径部Ａ、第２小径部Ｅとは異なる熱処理対象部位）に近接可能である。そして、第１小径部Ａ、第２小径部Ｅ、及び大径部Ｂを同時に誘導加熱可能である。

次に、図５～図８を参照しながら別の実施形態に係る加熱コイル２６（誘導加熱コイル）について説明する。加熱コイル２６は、図９に示す誘導加熱装置１において、加熱コイル６の代わりにトランス５に接続して使用される。
また、本実施形態におけるワークＷは、図４に示すワークＷと同じであり、ワークＷに関する重複する説明は省略する。

図５に示すように、加熱コイル２６は、一次誘導コイル２７と二次誘導コイル２８ａ、２８ｂで構成されている。一次誘導コイル２７と二次誘導コイル２８ａ、２８ｂは別部材であり、互いに接続されていない。

一次誘導コイル２７は、銅又は銅合金等の良導体からなる一続きの管部材で形成されている。すなわち、一次誘導コイル２７は中空の線状部材で構成されている。一次誘導コイル２７は、リード部２９ａ、２９ｂ、一次側熱処理対象物近接部３０ａ～３０ｃ、二次誘導コイル側近接部３１ａ、３１ｂ、接続部３２ａ～３２ｄを有する。

リード部２９ａ、２９ｂは、一続きの管状部材からなる一次誘導コイル２７の両側の部位を構成し、端部には誘導加熱装置１のトランス５（図９）の二次側と接続する接続端子が設けられている。リード部２９ａ、２９ｂは、上下方向にのびており、互いに左右方向及び前後方向に離間している。ここで、左右方向と前後方向は、図５に示す方向である。

リード部２９ａ、２９ｂには、それぞれ一次側熱処理対象物近接部３０ａ、３０ｃが接続されている。一次側熱処理対象物近接部３０ａ、３０ｃは、中心角が９０度程度の円弧形状を呈する部位である。一次側熱処理対象物近接部３０ａ、３０ｃの上端は、それぞれリード部２９ａ、２９ｂと接続されており、一次側熱処理対象物近接部３０ａ、３０ｃは、互いに左右反対側の下方へ湾曲している。また、一次側熱処理対象物近接部３０ａ、３０ｃの下端は、同一水平面内に配置されている。

一次側熱処理対象物近接部３０ａ、３０ｃの下端には、接続部３２ａ、３２ｄの一端が接続されている。接続部３２ａ、３２ｄは、前後方向にのびる直線形状を呈する部位である。すなわち、接続部３２ａの後端が一次側熱処理対象物近接部３０ａの下端と接続されており、接続部３２ｄの前端が一次側熱処理対象物近接部３０ｃの下端と接続されている。接続部３２ａは、一次側熱処理対象物近接部３０ａの下端から前方へのびており、接続部３２ｄは、一次側熱処理対象物近接部３０ｄの下端から後方へのびている。接続部３２ａは、一次側熱処理対象物近接部３０ａの湾曲の外側に配置されており、接続部３２ｄは、一次側熱処理対象物近接部３０ｃの湾曲の外側に配置されている。接続部３２ａ、３２ｄの長さは、本実施形態では同じである。

接続部３２ａ、３２ｄの他端の上面部分には、二次誘導コイル側近接部３１ａ、３１ｂの一端が接続されている。二次誘導コイル側近接部３１ａ、３１ｂは、一次側熱処理対象物近接部３０ａ、３０ｃの半径よりも大きい半径の半円弧形状（中心角１８０度程度）の部位である。

二次誘導コイル側近接部３１ａ、３１ｂは、接続部３２ａ、３２ｄと接続された端部を基点に上方にのびて湾曲している。また、二次誘導コイル側近接部３１ａ、３１ｂの他端には、直線状の接続部３２ｂ、３２ｃが接続されている。

接続部３２ｂは二次誘導コイル側近接部３１ａの他端を基点として後方へのびている。接続部３２ｂと接続部３２ａは、同じ長さであり、互いに平行である。また、接続部３２ｂと接続部３２ａは、同一面内に配置されている。接続部３２ｃは二次誘導コイル側近接部３１ｂの他端を基点として前方へのびている。接続部３２ｃと接続部３２ｄは、同じ長さであり、互いに平行である。また、接続部３２ｃと接続部３２ｄは、同一面内に配置されている。

接続部３２ｂの他端（後端）と接続部３２ｃの他端（前端）は、一次側熱処理対象物近接部３０ｂを介して接続されている。

一次側熱処理対象物近接部３０ｂは、円弧部３６、３７と橋渡し部３８を有する。円弧部３６、３７は、中心角が９０度程度の円弧状の部位であり、円弧部３６、３７の半径は一次側熱処理対象物近接部３０ａ、３０ｃと同様である。

橋渡し部３８は、前後方向にのびる直線状の部位であり、リード部２９ａ、２９ｂの間に配置されている。橋渡し部３８とリード部２９ａ、２９ｂは、図示しない絶縁部材によって電気的に絶縁されている。橋渡し部３８の前端部分は、円弧部３６の上端と接続されている。また、橋渡し部３８の後端部分は、円弧部３７の上端部分と接続されている。すなわち、円弧部３６、３７の上端同士は、橋渡し部３８を介して接続されており、一次側熱処理対象物近接部３０ｂは、円弧部３６、３７が橋渡し部３８で接続された構造を有する。

また、円弧部３６の下端は、接続部３２ｂの他端（後端）と接続されており、円弧部３７の下端は、接続部３２ｃの他端（前端）と接続されている。

以上説明したように一次誘導コイル２７は、リード部２９ａからリード部２９ｂに至るまで、線状の良導体が一続きに連続した構造を呈している。

二次誘導コイル２８ａは、第１二次側熱処理対象物近接部３３ａ、第２二次側熱処理対象物近接部３４ａ、一次誘導コイル側近接部３５ａ、接続部３９ａを有する。

一次誘導コイル側近接部３５ａは、前後方向にのびる軸線を中心線とした半円弧形状を呈する部位である。

第１二次側熱処理対象物近接部３３ａは前後方向に長さを有し、第１二次側熱処理対象物近接部３３ａの前端部分は一次誘導コイル側近接部３５ａの右後端部分と接続されており、第１二次側熱処理対象物近接部３３ａの後端部分は第２二次側熱処理対象物近接部３４ａと接続されている。

第２二次側熱処理対象物近接部３４ａは、左円弧部４０ａ、直線部４１ａ、右円弧部４２ａを有している。右円弧部４２ａは、前後方向にのびる軸線を中心線とした中心角が略９０度の円弧状の部位であり、右円弧部４２ａの一端側（下端側）は、第１二次側熱処理対象物近接部３３ａの後端部分と接続されている。右円弧部４２ａの他端側（上端側）は、直線部４１ａの後端部分と連続している。直線部４１ａは、前後方向を向いている。

直線部４１ａの前端部分は、左円弧部４０ａと連続している。左円弧部４０ａは、右円弧部４２ａと同様の大きさ形状を呈しており、左円弧部４０ａの一端側（上端側）は直線部４１ａの前端部分と連続している。すなわち、両円弧部は直線部４１ａの前後で且つ左右に配置されている。また、左円弧部４０ａの他端側（下端側）は、前後方向に長さを有する接続部３９ａを介して一次誘導コイル側近接部３５ａの左後端部分と接続されている。

すなわち、二次誘導コイル２８ａは、一次誘導コイル側近接部３５ａ、第１二次側熱処理対象物近接部３３ａ、第２二次側熱処理対象物近接部３４ａ、接続部３９が環状に接続された構造を有する。また、図示していないが、二次誘導コイル２８ａには冷却液が循環供給される配管が接続されている。すなわち、図示しない配管を介して二次誘導コイル２８ａに供給された冷却液は、二次誘導コイル２８ａ内を循環した後に外部へ排出される。

二次誘導コイル２８ｂは、二次誘導コイル２８ａと同様の構造を有しており、重複する説明は省略する。なお、二次誘導コイル２８ｂでは、二次誘導コイル２８ａにおける各部の符号の数字の後ろに付した「ａ」を「ｂ」とした。具体的には、一次誘導コイル側近接部の符号は「３５ｂ」とした。二次誘導コイル２８ｂは、二次誘導コイル２８ａと前後方向の向きを逆にして配置されている。

二次誘導コイル２８ａ、２８ｂには、電源が接続されていない。
一方、一次誘導コイル２７には、図９に示す高周波電源４側からトランス５を介して高周波電力を供給可能である。そして、二次誘導コイル２８ａ、２８ｂは、部分的に一次誘導コイル２７と近接する部位があり、一次誘導コイル２７に高周波電流が通電されると、二次誘導コイル２８ａ、２８ｂには、高周波誘導電流が励起される。

加熱コイル２６（一次誘導コイル２７、二次誘導コイル２８ａ、２８ｂ）は、図示しない駆動機構によってワークＷの設置位置と、ワークＷから退避する退避位置との間を移動可能である。さらに、加熱コイル２６がワークＷに近接配置された際、一次誘導コイル２７は、図示しない駆動機構によって円軌道を描く動作が可能である。

本実施形態においては、一次誘導コイル２７（一次側熱処理対象物近接部３０ａ～３０ｃ）が、ワークＷの大径部Ｂに近接し、二次誘導コイル２８ａ（第１二次側熱処理対象物近接部３３ａ、第２二次側熱処理対象物近接部３４ａ）が、ワークＷの第２小径部Ｅに近接し、二次誘導コイル２８ｂ（第１二次側熱処理対象物近接部３３ｂ、第２二次側熱処理対象物近接部３４ｂ）が、ワークＷの第１小径部Ａに近接する。

ワークＷは、図示しない回転駆動機構によって中心線Ｃを中心に回転する。その際、第１小径部Ａと第２小径部Ｅは、中心線Ｃを中心に回転（自転）する。また、大径部Ｂの中心線Ｄは、図６（ａ）～図６（ｄ）に示すように、中心線Ｃの周囲を円軌道を描いて移動する。すなわち、大径部Ｂは、中心線Ｃの周囲を偏心回転移動する。

図６（ａ）～図６（ｄ）、図７（ａ）～図７（ｄ）、図８（ａ）～図８（ｄ）は、それぞれワークＷが回転した際の、加熱コイル２６の動作を示している。図６（ａ）、図７（ａ）、図８（ａ）に示す状態をワークＷの回転角０（ゼロ）度の状態とすると、図６（ｂ）～図６（ｄ）、図７（ｂ）～図７（ｄ）、図８（ｂ）～図８（ｄ）は、それぞれワークＷの回転角９０度、１８０度、２７０度の状態を示している。ワークＷは回転するが、二次誘導コイル２８ａ、２８ｂは設置された位置で停止している。また、一次誘導コイル２７は、ワークＷの大径部Ｂに追従して移動する。

ワークＷを誘導加熱する際、図示しない回転駆動機構によってワークＷを回転させると共に、図示しない移動機構によって加熱コイル２６の一次誘導コイル２７をワークＷの大径部Ｂに追従するように公転移動させる。そして、高周波電源４（図９）から加熱コイル２６（一次誘導コイル２７）に高周波電力を供給する。これらの動作は、図示しない制御装置によって制御されている。

ワークＷの回転中心は、第１小径部Ａ、第２小径部Ｅの中心線Ｃと一致している。よって、ワークＷが回転すると、ワークＷの第１小径部Ａ、第２小径部Ｅは中心線Ｃを中心に回転（自転）する。そして、第１小径部Ａの全周囲が、二次誘導コイル２８ｂの第１二次側熱処理対象物近接部３３ｂ、第２二次側熱処理対象物近接部３４ｂと順に対向し、第１小径部Ａの全周囲が、一次誘導コイル７の一次側熱処理対象物近接部１０ａ、１０ｂと順に対向する。一次誘導コイル７には高周波電流が通電されているため、第１小径部Ａ、第２小径部Ｅの全周囲が一様に誘導加熱されて昇温する。

一方、ワークＷの大径部Ｂは、中心線Ｃを中心に円軌道を描いて移動する。すなわち、大径部Ｂは、大径部Ｂの中心線Ｄが中心線Ｃの周囲を円軌道を描くように移動する。その際、一次誘導コイル２７の一次側熱処理対象物近接部３０ａ～３０ｃが、大径部Ｂと近接対向した状態を維持するように、図示しない移動機構によって大径部Ｂに追従して移動する。すなわち一次誘導コイル２７は、図６（ａ）～図６（ｄ）に示すように、中心線Ｃの周囲を、円軌道を描くように移動（公転）している。

ワークＷの大径部Ｂに近接対向した一次誘導コイル２７（一次側熱処理対象物近接部３０ａ～３０ｃ）は、図示しない駆動機構によって、図８（ａ）～図８（ｄ）に示すように、ワークＷ（大径部Ｂ）の偏心回転移動に追従するように移動（公転）する。すなわち、ワークＷが一回転する間に、大径部Ｂの全周に対して一次誘導コイル２７（一次側熱処理対象物近接部３０ａ～３０ｃ）が順に近接対向する。

そして、一次誘導コイル２７に高周波電流が通電されると、一次側熱処理対象物近接部３０ａ～３０ｃに近接する大径部Ｂの周面に高周波誘導電流が励起され、大径部Ｂの全周面が高周波誘導加熱される。

一方、二次誘導コイル２８ａ、２８ｂの第１二次側熱処理対象物近接部３３ａ、３３ｂ、第２二次側熱処理対象物近接部３４ａ、３４ｂは、それぞれワークＷの第１小径部Ａ、第２小径部Ｅに近接している。そして、ワークＷが中心線Ｃを中心に回転すると、第１小径部Ａと第２小径部Ｅは中心線Ｃを中心に回転（自転）し、第１小径部Ａと第２小径部Ｅの全周面が、停止した第１二次側熱処理対象物近接部３３ａ、３３ｂ及び第２二次側熱処理対象物近接部３４ａ、３４ｂと順に近接対向する。

また、二次誘導コイル２８ａ、２８ｂの一次誘導コイル側近接部３５ａ、３５ｂの外周面の一部が、一次誘導コイル２７の二次誘導コイル側近接部３１ａ、３１ｂの内周面の一部と近接する。そして、ワークＷが中心線Ｃを中心に回転すると、一次誘導コイル２７がワークＷ（大径部Ｂ）に追従して移動する。その際、二次誘導コイル側近接部３１ａ、３１ｂの内周面と、一次誘導コイル側近接部３５ａ、３５ｂの外周面の相対位置が変化して、互いの近接対向する部位が変化する。しかし、二次誘導コイル側近接部３１ａ、３１ｂの内周面と、一次誘導コイル側近接部３５ａ、３５ｂの外周面は互いに近接した状態がほぼ保たれている。

すなわち、二次誘導コイル２８ａ、２８ｂ（一次誘導コイル側近接部３５ａ、３５ｂ）に高周波誘導電流が励起されるように、一次誘導コイル２７（二次誘導コイル側近接部３１ａ、３１ｂ）と二次誘導コイル２８ａ、２８ｂ（一次誘導コイル側近接部３５ａ、３５ｂ）の間の距離がほぼ保たれている。そして、一次誘導コイル２７に高周波電流が通電されると、二次誘導コイル２８ａ、２８ｂに高周波誘導電流（一次誘導電流）が励起される。その結果、ワークＷの第１小径部Ａと第２小径部Ｅに高周波誘導電流（二次誘導電流）が励起され、第１小径部Ａと第２小径部Ｅが高周波誘導加熱される。

すなわち、一次誘導コイル２７が公転移動しても、一次誘導コイル２７と二次誘導コイル２８ａ、２８ｂは、いずれかの部位同士が互いに高周波誘導（電磁誘導）可能に近接している。そのため、二次誘導コイル２８ａ、２８ｂには高周波誘導電流が常時、又は略常時励起されている。その結果、ワークＷの大径部Ｂの全周囲が、一様に高周波誘導加熱される。

１誘導加熱装置
６加熱コイル（誘導加熱コイル）
７一次誘導コイル
８二次誘導コイル
１０ａ～１０ｄ一次側熱処理対象物近接部
１１ａ～１１ｃ二次誘導コイル側近接部
１４ａ、１４ｂ二次側熱処理対象物近接部
Ａ、Ｅ第１、第２小径部（非偏芯部）
Ｂ大径部（偏芯部）
Ｃ第１、第２小径部（非偏芯部）の中心線
Ｄ大径部（偏芯部）の中心線
Ｗワーク（熱処理対象物）

Claims

熱処理対象物に近接して誘導電流を励起させ、当該熱処理対象物を熱処理するための加熱コイルを有する誘導加熱装置であって、
前記加熱コイルは、電源から電力が供給される一次誘導コイルと、当該一次誘導コイルによって誘導電流が励起される二次誘導コイルを有し、
前記一次誘導コイルは、二次誘導コイル側近接部と一次側熱処理対象物近接部を有し、
前記二次誘導コイル側近接部は、二次誘導コイルに近接する部位であり、
前記二次誘導コイル側近接部は、第一の二次誘導コイル側近接部と第二の二次誘導コイル側近接部を含み、
前記一次側熱処理対象物近接部は、熱処理対象物に近接する部位であり、
前記二次誘導コイルは、一次誘導コイル側近接部と二次側熱処理対象物近接部を有し、
前記一次誘導コイル側近接部は、第一の一次誘導コイル側近接部と第二の一次誘導コイル側近接部とを含み、
前記第一の一次誘導コイル側近接部は、前記第一の二次誘導コイル側近接部と近接する部位であり、
前記第二の一次誘導コイル側近接部は、前記第二の二次誘導コイル側近接部と近接する部位であり、
前記二次側熱処理対象物近接部は、熱処理対象物における前記一次側熱処理対象物近接部によって熱処理される部位とは異なる部位に近接する部位であり、
前記二次側熱処理対象物近接部は、第一の二次側熱処理対象物近接部と第二の二次側熱処理対象物近接部とを含み、
前記第一の二次側熱処理対象物近接部は、第一の端部と第二の端部とを有しており、
前記第二の二次側熱処理対象物近接部は第三の端部と第四の端部とを有しており、
前記第一の端部と第三の端部とを結ぶ線分は、前記第二の端部と第四の端部とを結ぶ線分と略平行であり、
前記第一の端部と第三の端部とは、前記第一の一次誘導コイル側近接部と通電可能に接続されており、
前記第二の端部と第四の端部とは、前記第二の一次誘導コイル側近接部と通電可能に接続されており、
前記一次側熱処理対象物近接部と二次側熱処理対象物近接部が、同時に熱処理対象物に近接可能であり、
前記第一の二次側熱処理対象物近接部と前記第二の二次側熱処理対象物近接部は、いずれも略半円弧形状の管部材からなり、
前記第一の二次側熱処理対象物近接部と前記第二の二次側熱処理対象物近接部は、互いに同芯で且つ平行に配置されていることを特徴とする誘導加熱装置。
前記第一の一次誘導コイル側近接部又は第二の一次誘導コイル側近接部によって前記二次誘導コイルに誘導電流を励起することを特徴とする請求項１に記載の誘導加熱装置。
熱処理対象物に近接して誘導電流を励起させ、当該熱処理対象物を熱処理するための加熱コイルを有する誘導加熱装置であって、
前記加熱コイルは、電源から電力が供給される一次誘導コイルと、当該一次誘導コイルによって誘導電流が励起される二次誘導コイルを有し、
前記一次誘導コイルは、二次誘導コイル側近接部と一次側熱処理対象物近接部を有し、
前記二次誘導コイル側近接部は、二次誘導コイルに近接する部位であり、
前記二次誘導コイル側近接部は、第一の二次誘導コイル側近接部と第二の二次誘導コイル側近接部を含み、
前記一次側熱処理対象物近接部は、熱処理対象物に近接する部位であり、
前記二次誘導コイルは、一次誘導コイル側近接部と二次側熱処理対象物近接部を有し、
前記一次誘導コイル側近接部は、第一の一次誘導コイル側近接部と第二の一次誘導コイル側近接部とを含み、
前記第一の一次誘導コイル側近接部は、前記第一の二次誘導コイル側近接部と近接する部位であり、
前記第二の一次誘導コイル側近接部は、前記第二の二次誘導コイル側近接部と近接する部位であり、
前記二次側熱処理対象物近接部は、熱処理対象物における前記一次側熱処理対象物近接部によって熱処理される部位とは異なる部位に近接する部位であり、
前記二次側熱処理対象物近接部は、第一の二次側熱処理対象物近接部と第二の二次側熱処理対象物近接部とを含み、
前記第一の二次側熱処理対象物近接部は、第一の端部と第二の端部とを有しており、
前記第二の二次側熱処理対象物近接部は第三の端部と第四の端部とを有しており、
前記第一の端部と第二の端部とは、前記第一の一次誘導コイル側近接部と通電可能に接続されて環状を成しており、
前記第三の端部と第四の端部とは、前記第二の一次誘導コイル側近接部と通電可能に接続されて環状を成しており、
前記一次側熱処理対象物近接部と二次側熱処理対象物近接部が、同時に熱処理対象物に近接可能であり、
前記第一の二次側熱処理対象物近接部と前記第二の二次側熱処理対象物近接部は、いずれも略半円弧形状の部分を含む管部材からなり、
前記第一の二次側熱処理対象物近接部と前記第二の二次側熱処理対象物近接部は、前記略半円弧形状の部分が互いに同芯で且つ平行となるように配置されていることを特徴とする誘導加熱装置。
前記誘導加熱装置は、中心が回転中心と一致した非偏芯部と、中心が回転中心と一致していない偏芯部を有する熱処理対象物を誘導加熱するものであり、
前記一次側熱処理対象物近接部と二次側熱処理対象物近接部のいずれか一方が偏芯部に近接する部位であり、他方が非偏芯部に近接する部位であり、
前記熱処理対象物が回転した際に、前記偏芯部に近接する部位が偏芯部に追従して移動可能であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の誘導加熱装置。
前記加熱コイルを水平面に置いた時の鉛直方向を上下方向とし、前記熱処理対象物が回転する回転軸と前記上下方向との両者と直角を成す方向を前後方向として、前記熱処理対象物が回転した際に、前記偏芯部に近接する部位が偏芯部に追従して前後方向および上下方向に移動可能であることを特徴とする請求項４に記載の誘導加熱装置。
一次誘導コイルの前記二次誘導コイル側近接部と前記二次誘導コイルは、電磁誘導が可能な所定の範囲内で近接した状態を維持しながら相対移動が可能であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の誘導加熱装置。
熱処理対象物に近接して誘導電流を励起させ、当該熱処理対象物を熱処理するための誘導加熱コイルであって、
高周波電流が通電される一次誘導コイルと、
前記一次誘導コイルに近接して高周波誘導電流が励起される二次誘導コイルを有し、
前記一次誘導コイルは、二次誘導コイル側近接部と一次側熱処理対象物近接部を有し、
前記二次誘導コイル側近接部は、二次誘導コイルに近接する部位であり、
前記二次誘導コイル側近接部は、第一の二次誘導コイル側近接部と第二の二次誘導コイル側近接部を含み、
前記一次側熱処理対象物近接部は、熱処理対象物に近接する部位であり、
前記二次誘導コイルは、一次誘導コイル側近接部と二次側熱処理対象物近接部を有し、
前記一次誘導コイル側近接部は、第一の一次誘導コイル側近接部と第二の一次誘導コイル側近接部とを含み、
前記第一の一次誘導コイル側近接部は、前記第一の二次誘導コイル側近接部と近接する部位であり、
前記第二の一次誘導コイル側近接部は、前記第二の二次誘導コイル側近接部と近接する部位であり、
前記二次側熱処理対象物近接部は、熱処理対象物における前記一次側熱処理対象物近接部によって熱処理される部位とは異なる部位に近接する部位であり、
前記二次側熱処理対象物近接部は、第一の二次側熱処理対象物近接部と第二の二次側熱処理対象物近接部とを含み、
前記第一の二次側熱処理対象物近接部は、第一の端部と第二の端部とを有しており、
前記第二の二次側熱処理対象物近接部は第三の端部と第四の端部とを有しており、
前記第一の端部と第三の端部とを結ぶ線分は、前記第二の端部と第四の端部とを結ぶ線分と略平行であり、
前記第一の端部と第三の端部とは、前記第一の一次誘導コイル側近接部と通電可能に接続されており、
前記第二の端部と第四の端部とは、前記第二の一次誘導コイル側近接部と通電可能に接続されており、
前記一次側熱処理対象物近接部と二次側熱処理対象物近接部が、同時に熱処理対象物に近接可能であり、
前記第一の二次側熱処理対象物近接部と前記第二の二次側熱処理対象物近接部は、いずれも略半円弧形状の管部材からなり、
前記第一の二次側熱処理対象物近接部と前記第二の二次側熱処理対象物近接部は、互いに同芯で且つ平行に配置されていることを特徴とする誘導加熱コイル。
前記第一の一次誘導コイル側近接部又は第二の一次誘導コイル側近接部によって前記二次誘導コイルに誘導電流を励起することを特徴とする請求項７に記載の誘導加熱コイル。
熱処理対象物に近接して誘導電流を励起させ、当該熱処理対象物を熱処理するための誘導加熱コイルであって、
高周波電流が通電される一次誘導コイルと、
前記一次誘導コイルに近接して高周波誘導電流が励起される二次誘導コイルを有し、
前記一次誘導コイルは、二次誘導コイル側近接部と一次側熱処理対象物近接部を有し、
前記二次誘導コイル側近接部は、二次誘導コイルに近接する部位であり、
前記二次誘導コイル側近接部は、第一の二次誘導コイル側近接部と第二の二次誘導コイル側近接部を含み、
前記一次側熱処理対象物近接部は、熱処理対象物に近接する部位であり、
前記二次誘導コイルは、一次誘導コイル側近接部と二次側熱処理対象物近接部を有し、
前記一次誘導コイル側近接部は、第一の一次誘導コイル側近接部と第二の一次誘導コイル側近接部とを含み、
前記第一の一次誘導コイル側近接部は、前記第一の二次誘導コイル側近接部と近接する部位であり、
前記第二の一次誘導コイル側近接部は、前記第二の二次誘導コイル側近接部と近接する部位であり、
前記二次側熱処理対象物近接部は、熱処理対象物における前記一次側熱処理対象物近接部によって熱処理される部位とは異なる部位に近接する部位であり、
前記二次側熱処理対象物近接部は、第一の二次側熱処理対象物近接部と第二の二次側熱処理対象物近接部とを含み、
前記第一の二次側熱処理対象物近接部は、第一の端部と第二の端部とを有しており、
前記第二の二次側熱処理対象物近接部は第三の端部と第四の端部とを有しており、
前記第一の端部と第二の端部とは、前記第一の一次誘導コイル側近接部と通電可能に接続されて環状を成しており、
前記第三の端部と第四の端部とは、前記第二の一次誘導コイル側近接部と通電可能に接続されて環状を成しており、
前記一次側熱処理対象物近接部と二次側熱処理対象物近接部が、同時に熱処理対象物に近接可能であり、
前記第一の二次側熱処理対象物近接部と前記第二の二次側熱処理対象物近接部は、いずれも略半円弧形状の部分を含む管部材からなり、
前記第一の二次側熱処理対象物近接部と前記第二の二次側熱処理対象物近接部は、前記略半円弧形状の部分が互いに同芯で且つ平行となるように配置されていることを特徴とする誘導加熱コイル。
熱処理対象物は回転中心を有し、
熱処理対象物は、中心が回転中心と一致した非偏芯部と、中心が回転中心と一致しない偏芯部を有するものであり、
前記一次誘導コイルと二次誘導コイルのいずれか一方が非偏芯部に近接し、いずれか他方が偏芯部に近接することを特徴とする請求項７乃至９のいずれかに記載の誘導加熱コイル。
前記誘導加熱コイルを水平面に置いた時の鉛直方向を上下方向とし、前記熱処理対象物が回転する回転軸と前記上下方向との両者と直角を成す方向を前後方向として、前記熱処理対象物が回転した際に、前記偏芯部に近接する部位が偏芯部に追従して前後方向および上下方向に移動可能であることを特徴とする請求項１０に記載の誘導加熱コイル。