JPH11126683A - 誘導加熱用誘導子 - Google Patents

誘導加熱用誘導子

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JPH11126683A
JPH11126683A JP29295297A JP29295297A JPH11126683A JP H11126683 A JPH11126683 A JP H11126683A JP 29295297 A JP29295297 A JP 29295297A JP 29295297 A JP29295297 A JP 29295297A JP H11126683 A JPH11126683 A JP H11126683A
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淳次 大石
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建雄 竹内
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、耐熱性に優れかつ輻射熱に強い誘
導加熱コイルを提供することを目的とする。 【解決手段】 本発明の誘導加熱コイル1は、筒状でか
つ両端に鍔部を有するセラミック製ボビン2と、セラミ
ック製ボビン2の外周に巻回されたセラミック絶縁被膜
銅線4と、前記銅線4の外周に巻かれ巻回後の銅線4を
固定保持する耐熱及び絶縁テープ3とで構成される。こ
のような構成により、加熱された被加熱材からの輻射熱
がセラミック製ボビン2に阻止されて直接銅線4を加熱
しないため、銅線4が高温になるのを防止することがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は誘導加熱用誘導子に
関し、特に耐熱性に優れ、かつ被加熱材からの輻射熱を
遮断する構造を持つ誘導加熱用誘導子に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、外環(筒)を高温加熱して膨張
させ、これを内環(筒)や軸等にはめ合わせて常温に冷
却することにより収縮させ、両者の間に強固な結合を得
る焼きばめ加工が知られている。この焼きばめ加工で
は、被加熱材である外環(筒)を高温加熱するために誘
導加熱が利用される。
【0003】誘導加熱は、既に知られるように、コイル
に交流電流を流すことにより交流磁界を発生させ、この
交流磁界内に置かれた被加熱材に発生するうず電流損や
ヒステリシス損により被加熱材を発熱させるものであ
る。誘導加熱には50/60Hzの電流を使用する低周
波誘導加熱と、これ以上の電流を使用する高周波誘導加
熱とがあり、被加熱材により使い分けされる。
【0004】図3は従来の低周波誘導加熱コイルを説明
するための要部構造図であり、図4は従来の誘導子を説
明するための要部構造図であり、図5は焼きばめ代と焼
きばめ温度の関係を説明するグラフである。図3におい
て、8は二重ガラス銅線であり、9はガラスクロステー
プであり、これらは真空含浸処理されている。また、図
4において、6は鉄心、7は被加熱材(ワーク)、10
は加熱コイル組立、Hは輻射熱、である。さらに、図5
において、横軸は焼きばめ代(μm)、縦軸は焼きばめ
温度(°C)である。
【0005】図3に示すように、従来の低周波誘導加熱
コイルは、例えば二重ガラス巻きの銅線8を筒状に所定
の寸法に巻いた後、ガラスクロステープ9等でスパイラ
ルに巻いて固定し、F種ワニス等による真空含浸処理に
よりコイル全体を固着した構造を持つ。この低周波誘導
加熱コイルでは、構造上、被加熱材の近くにコイルが配
置できることから加熱コイルは小さくできるが、図4に
示すように被加熱材7の表面から放射される輻射熱Hで
加熱コイル組立10が加熱されるため温度上昇する。さ
らに被加熱材7の加熱温度が高温になると、被加熱材7
からの輻射熱Hにより加熱コイル組立10の温度が加熱
コイル絶縁被膜の耐熱温度を超えてしまい、絶縁被膜が
焼損し、加熱コイルが使用できなくなってしまう恐れが
ある。
【0006】このように、低周波誘導加熱コイルの二重
ガラス巻き銅線8、ガラスクロステープ9、F種ワニス
含浸処理等の耐熱温度が低いため、従来の低周波誘導加
熱コイルは、図5に示すように、通常、焼きばめ温度と
しては約300°C以下で使用していた。しかし、最近
では焼きばめ強度等の製品品質向上を図るために、焼き
ばめ代を大きく取る製品が増加してきた。そのため焼き
ばめ温度が約500°C以上となるように高くする必要
があり、低周波誘導加熱コイルの耐熱性を向上させる必
要があった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、焼きば
め加工において、焼きばめ強度等の製品品質向上のため
に、焼きばめ代を大きく取ろうとすれば、図5に示す如
く焼きばめ温度を高くしていく必要があるが、現状の低
周波誘導加熱コイルでは被加熱材からの輻射熱で加熱コ
イルが焼損する恐れがあり、実際に生産設備用加熱コイ
ルとしての使用は困難である。
【0008】その対応策として、耐熱性に優れたセラミ
ック銅線を使用する方法があるが、セラミック銅線自体
の耐熱性は向上しても、加熱コイルを固着するためのガ
ラスクロステープ、F種ワニス等の耐熱温度に問題があ
るため、生産設備用加熱コイルとしての使用は困難であ
った。そこで、本発明の目的は、耐熱性に優れ、かつ輻
射熱に強い誘導加熱コイルを提供することにある。具体
的には、低周波誘導加熱コイルの耐熱温度を向上させ、
焼きばめ加工品質の向上を図ることができる低周波誘導
加熱コイルを提供することにあり、被加熱材の加熱温度
が500°C以上の高温においても、コイルの絶縁被膜
が焼損することなく誘導加熱が可能な低周波誘導加熱コ
イルを提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】請求項1及び2の発明に
よれば、耐熱性を有するとともに熱を伝え難い材質、特
にセラミック製のボビンに銅線を巻いて誘導加熱コイル
を構成したので、加熱された被加熱材からの輻射熱がセ
ラミックのボビンに阻止されて直接銅線を加熱しないた
め、銅線が高温になるのを防止することができる。
【0010】また、請求項3の発明によれば、筒状のセ
ラミック製ボビンに鍔部を設けることにより銅線を容易
にボビンに巻くことができる。また、請求項4の発明に
よれば、銅線の絶縁被膜をセラミックにすることにより
被加熱材の温度を500°C以上にすることができる。
さらに、誘導加熱は間欠的に使用されるので、使用しな
いときにはセラミック製ボビンの内面を適切な手段で冷
却することにより、誘導加熱コイルの温度上昇を抑える
ことができ、その結果コイル寿命を延長することができ
る。
【0011】
【発明の実施の形態】図1は本発明の一実施形態として
の低周波誘導加熱コイルを説明するための要部構造図で
あり、右側が断面で左側が外観を示す。図2は本発明の
低周波誘導加熱用誘導子を説明するための要部構造図で
ある。図1において、1は低周波誘導加熱コイルであ
り、2はセラミックコアからなるセラミックス製ボビン
である。その断面は図示のように、コの字形状をなして
おり、鍔(つば)部2’を有している。3は銅線4を固
定し保持する耐熱性と絶縁性を持つガラスクロステープ
であり、4は絶縁被膜がセラミックスで構成されたセラ
ミック絶縁被膜銅線である。
【0012】図2において、5は誘導子であり、6は加
熱コイルから発生される磁束が通過する鉄心であり、7
は被加熱材(ワーク)である。なお、Hは被加熱材7か
ら放射される輻射熱を示す。このような構成において、
鍔部2’を持ったボビンであるセラミックコア2の筒部
の外周部に、軟化温度の高い、例えば軟化温度500°
C以上のセラミック絶縁被膜銅線4を、コの字形状の筒
状部分に多数回巻回し、巻き上がり後、セラミック絶縁
被膜銅線4の外周をガラスクロステープ3で巻くことに
より、セラミック絶縁被膜銅線4をセラミックコア2に
固定保持する。以上のステップにより低周波誘導加熱コ
イル1が完成する。さらに、出来上がった加熱コイル1
を図2のように鉄心6に組み込む。
【0013】誘導加熱を行うには、まず被加熱材7を位
置決めし、セラミック被膜被膜銅線4に低周波電流を流
すことにより、被加熱材7の内部に誘導電流を発生さ
せ、その誘導電流により被加熱材7を加熱する。500
°C以上の高温に加熱された被加熱材7の表面からは点
線で示すように加熱コイルに向かって輻射熱Hが放射さ
れる。輻射熱Hはセラミックコア2により遮断(及び吸
収放熱)され、さらに減衰均一化される。その結果、セ
ラミック絶縁被膜銅線4の全体的な温度上昇及び局部的
な温度上昇を抑止し、熱ダメージを低減することができ
る。従って、被加熱材7を高温まで加熱できるようにな
り(即ち、焼きばめ温度を従来の300°C以上にでき
るようになり)、焼きばめ強度等の製品品質を向上させ
ることができる。
【0014】これにより、誘導加熱コイル1が、被加熱
材7からの輻射熱Hにより絶縁被膜の耐熱温度を越えて
使用される状態を防止することができる。また、本実施
形態ではセラミック製のボビンで説明したが、耐熱性と
熱の非伝導性を持つ他の部材であっても同様の効果が得
られる。また、セラミックコア2の形状(厚み等)や適
切な冷却方法を考慮することにより、従来の二重ガラス
巻き銅線を使用することも可能である。
【0015】また、セラミックコア2が輻射熱Hにより
加熱されるので、ボビンを冷却することにより全体が高
温になるのを防止することができる。さらに、本実施形
態では低周波誘導加熱について説明したが、銅線巻回数
の少ない高周波誘導加熱にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態としての低周波誘導加熱コ
イルを説明するための要部構造図である。
【図2】本発明の低周波誘導加熱用誘導子を説明するた
めの要部構造図である。
【図3】従来の低周波誘導加熱コイルを説明するための
要部構造図である。
【図4】従来の誘導子を説明するための要部構造図であ
る。
【図5】焼きばめ温度と焼きばめ代との関係を説明する
グラフである。
【符号の説明】
1…誘導加熱コイル 2…セラミック製ボビン 3…ガラスクロステープ 4…セラミック絶縁被膜銅線 5…誘導子 6…鉄心 7…被加熱材 8…二重ガラス銅線 9…ガラスクロステープ 10…加熱コイル組立 H…輻射熱

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも誘導加熱コイルと前記誘導加
    熱コイルを包む鉄心とを有し、誘導加熱により被加熱材
    を加熱する誘導加熱用誘導子において、 耐熱性を持った熱の非伝導部材を前記誘導加熱コイルと
    被加熱材の間に配置したことを特徴とする誘導加熱用誘
    導子。
  2. 【請求項2】 前記誘導加熱コイルは、少なくとも、セ
    ラミック製ボビンと、前記セラミック製ボビンの外周に
    巻回された銅線と、前記銅線の外周に巻かれ巻回後の銅
    線を固定保持する耐熱及び絶縁テープと、を具備する請
    求項1に記載の誘導加熱用誘導子。
  3. 【請求項3】 前記セラミック製ボビンは、筒状でかつ
    両端に鍔部を有する請求項2に記載の誘導加熱用誘導
    子。
  4. 【請求項4】 前記銅線はセラミック絶縁被膜銅線であ
    る請求項2に記載の誘導加熱用誘導子。
  5. 【請求項5】 前記セラミック製ボビンの内面が、被加
    熱材を加熱した後、所定の手段で冷却されるようにした
    請求項2に記載の誘導加熱用誘導子。
  6. 【請求項6】 前記誘導加熱コイルは、低周波誘導加熱
    コイルである請求項1に記載の誘導加熱用誘導子。
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JP2011019689A (ja) * 2009-07-15 2011-02-03 Nakai:Kk 電磁誘導加熱器

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