JPS5927491A - 高周波熱処理機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は高周波熱処理機構の創案に係り、高周波により
各種の被加熱物を有利に加熱することのできる機構を提
供しようとするものである。

高周波電流ｌこよって誘導加熱することについては従来
から一般に実施されている。ところがこの従来の高周波
誘導加熱は電導部体においてのみ有効であり、非電導部
体ζこ対しては適用し得ないのでその利用面において大
幅な制限を受けざるを得ない。又斯泰る高周波誘導加熱
においてはワークコイルの中心部に（１） おいて優先的加熱が得られるわけであるからこのワーク
コイル中心部に電導部体が存しないものの場合には加熱
効果が殆んど得られないか、得られるとしても加熱効率
の乏しいこととならざるン得ない。更に電導部材と非電
導部材の複合部体などにおいてその非電導部材に加熱効
果が得られず、又この非電導部材は一般的に熱電導性の
劣るものであると共に両部材間の温度差が大となること
とによって亀裂、破損を見易いものであるから、斯様な
部体に対しては何れにしても適用し得ない。

なおバーナ火焔や電熱などで加熱することが従来から周
知であることは言うまでもないが、この場合には被加熱
物の局面からの加熱とならざるを得す、該被加熱物の中
心部まで均一に加熱するには理論的に無限大の時間を必
要とすることとなり、必ずしも好ましいものでなく、さ
りとてこのような外面からの伝導加熱によるものと上記
したＬ１２な中心部からの加熱の得られる高周波誘導加
熱とを組合わせ（２） て採用することは頗る困難であって、仮りに併用できた
としても装置的に大損りなものとならざるを得す、又適
用範囲も極く特定の限られたものにならざるを得ないこ
とになる、本発明は上記したような実情に鑑み検討を重
ねて創案されたものであって、高周波ワークコイル中に
耐熱材を介して発熱媒体をセットすることを提案するも
のであって、該発熱媒体内に被発熱部体を収容せしめ、
該高周波ワークコイルに対する誘導加熱により前記発熱
媒体から得られる幅躬熱により被加熱部材を加熱するも
のである。高周波ワークコイルにおける高周波通電で該
ワークコイルの中心部に電導部材の位置せしめられた場
合には本来の高周波鹸導加熱も同時に得られることは犠
うまでもない。

前記発熱媒体としては被加熱部材を適当に包容する程度
の長さを有する筒状ないし環状体とし、このものは上記
のような加熱に当って目的とする被加熱部材の加熱温度
以上に発熱することを必要とするものであるから前記高
周波発熱粉状物質に他の耐熱性物質を配合して所定の形
状に成形したものとする。この高周波発熱粉状物質とし
ては高周波発熱の効率性などを考慮し、一般的に炭素系
粉粒な用いる。然しこの炭素系物質は上記したような被
加熱部材を適当に加熱するに適した発熱条件下において
は消耗が著しく、所定の肉厚に成形されたものが数分程
度で半減した肉厚になることが多い。斯うして発熱媒体
の肉厚や高さが変化すると該媒体と硝子素材との相対的
な距離や被包範囲が変化して設計通りの加熱関係を得°
られないことになるから前記のようなカロ熱媒体にその
発熱条件下においても所定形態、寸法を保持させるため
に耐熱性物質として＆又はシリカなどのシリコン系物質
を配合成形したものとすることが好ましく、場合によっ
ては酸累との接触乞防止する被覆層を形成してもよい。

上記炭素系物質とシリコン系物質の配合側台については
高周波にょる発熱効率、耐用期間と共に具体的な被処理
物の材質、形状、大きさなどを考慮して適当に選ぶが、
一般的に炭素系物質を１０〜８０％、シリコン系物質を
２０〜９０％の範囲内、特に炭素系物質を３５〜６０％
として残部をシリコン系物質にて１００俤とされたもの
とし、これを水ガラスその他の無機系バインダーの如き
で成形したものとする。このような発熱媒体において、
炭素系物質を高めに配合したものについて具体的に検討
した結果によると後述するコイル内で常温から数秒以内
で２８００℃前後ないしそれ以上に発熱し得ることが確
められており、如何なる被加熱物についても短時間内に
軟化ないし溶融を図り得る。又このような発熱媒体は一
般的に高周波コイル中に内装されるが、この内装に当っ
ては高周波ワークコイルと発熱媒体（筒状体）との間に
適当な断熱材を充填して高周波ワークコイル内に的確に
保持されるようにする。例えば繊維状の断熱材はこのよ
うな目的に適し、高周波ワークコイル中にこの発熱媒体
を正確に保持するが、勿論所定長さのパイプ状に形成さ
れた断熱材でもよい。斯かる断熱材は発熱媒体からの発
熱量が外部に逸散することを防止し、又一般的に耐熱樹
脂被覆されたワークコイルの焼損を防止する。

本発明によるものの具体的な構成およびその加熱状態の
１例は第１図に示す通りであり、電源部に対し所要の調
整操作部ン介して接続されたワークコイル１内に断熱材
２を介して筒状又は環状の発熱媒体３７ａ−内装支持せ
しめ・ワークコイル１には適当な耐熱被覆が施されてい
るが、前記断熱材２は発熱媒体３による発熱がこの耐熱
被覆の焼損をも防止しているもので、斯かる機構内に電
導性の被加熱部材１０を収容して加熱する。

即ちこの第１図に示すものにおける被加熱部材１０に対
する加熱関係は該図に矢印を以て示す通りであり、ワー
クコイル１による高周波本来の誘導加熱が矢印ａの如く
、被加熱部材１０の中心部から外面側に向けて伝導され
るのに対して、同時に前記発熱媒体３からの輻射熱が矢
印すの如く、外面から中心部に向けて伝達される。即ち
相当の大きさを有する被加熱部材であっても、それらａ
Ｘ　ｂ矢印の如く内外からの同時加熱伝達で短時間内に
目的の温度に到達せしめられ、しかもその温度分布は一
般的に均等化する。

上Ｎｒ：　ｔ、た第１図のものはそのままで、別に第２
図に示すように非電導性部材である被加熱体１１に適用
することができる。即ちこの場合においては第１図にお
ける矢印ａのような中心部からの加熱が得られないこと
になるが、矢印すによる外部からの輻射加熱は有効に得
られる。非電導性部材１１が中空状のような場合には−
ＩＰはり短時間内に有効加熱が得られ、上記のように２
０００℃を超えるような発熱媒体３による発熱を利用す
るならば、バーナＪＰ電熱の如きの何れエリも有オリに
加熱し得る。

このように非電導性部材を高周波加熱し得ることは頗る
有意であって、陶磁器質や木材、硝子、合成樹脂質の如
きにも高周波による加熱が採用され得ることとなって工
業的に頗る有意義であり、その利用範囲を大幅に拡大す
ることができる。

第３図にし１上記したような本発明機構が電導性部材１
２ａと非電導性部材１２ｂの複合部体に適用された場合
ン示す。即ちこのような場合において有効な加熱をなす
手法が従米存しないことは前記した通りであるが、電導
性部材１２ｍが中心部に位置し、非導電性部材１２ｂが
その外部に被覆されたような構成のものにおいて本発明
機構が第１図の場合と全く同様に外面短間けた加熱伝達
と内心部に向けた加熱伝達とｔ得しめることは明かであ
り、斯くして大きな温度差による両部材１２ａ、１２ｂ
の何れかの亀裂破損を防止し、少くとも好ましからざる
残留応力の少い条件下での加熱を円滑に実施し得る。

第４図には本発明によるものが同じく複合部体に適用さ
れる別の形態が示されている。

即ち前記した第３図の複合部体１２は半径方向において
複合さｔまたものであるのに対し、この第４図の複合部
体は軸方向において電導性部材１３＆と非電導性部材１
３ｂとが交互に連結された場合であって、斯様な場合に
おいては上述したような本発明機構と通常の高周波紡導
加熱機構６とを併用する。即ち少くとも外面部分に非電
導性部材ｔもった被加熱部体は本発明機構部分に収容さ
れることにより高周波通電で有効な加熱が得られること
は明かであり、何れにしても単なるワークコイルの配設
で目的の的確に区分した発熱が得られ、特にその発熱条
件もそれらコイルに対する通電条件を切換操作で容易に
選び、又これｔ変化させることができるものであるから
巧妙且つ適切′ｆＬ７Ｉ［１熱を円滑に行わせ得る。

これら第３．４図のように複合部体に対して加熱の実態
（加熱伝達方向ンを異にした熱処理を同時に行わせ得る
ことは頗る有利であり、従来技術に求め得ない瞬質が得
られる。

なお上記したよう力木発明によるものは非酸化性雰囲気
、還元雰囲気、或いは真空雰囲気の如きで処理するに適
することは言うまでもない。

以上説明したような本発明によるときは高周波加熱手法
により従来法で至難とせざるを得す、場合によっては加
熱し得ないような被加熱部体に対して有効な加熱をなす
ことができるものであり、又その加熱時間の短縮や全般
の均等加熱を図り、しかも機構的に頗るコンパクトで大
型設備を必要とせず、何れに（７て本有利な加熱処理を
円滑に実施し得るものであるから工業的にその効果の大
きい発明である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施態様を示すものであつ工、第１図は
本発明による機構の導電性部体に対する加熱状況を示し
た断面図、＠２図はその非１１導性部体に対する加熱状
況ケ示した断面図、第３図はその複合部体に対する加熱
状況の断面図、第４図は別の複合部体に対する加熱状況
を示す断面図である。 然してこれらの図面において、１はワークコイル、２は
断熱材、３は発熱媒体、１０．１１．１２．１３は伺れ
も被加熱部体を示すものである。 特許出願人　　特殊電気工業株式会社 発　　明　　者　　　長　　谷　　川　　　　思出） ｔｉｅ　　　／　　匿） 第　２　圓 、イ 第　び　圓　　　　　第　４　圓

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 高周波ワークコイル内に断熱保温材を介して発熱媒体を
   セットせしめ、該発熱媒体内に被加熱部体を収容せしめ
   て加熱処理するようにしたことを特徴とする高周波熱処
   理機構。