JPS609820A - 段付き部材の段部近傍均一加熱方法および均一加熱用加熱コイル - Google Patents
段付き部材の段部近傍均一加熱方法および均一加熱用加熱コイルInfo
- Publication number
- JPS609820A JPS609820A JP58114342A JP11434283A JPS609820A JP S609820 A JPS609820 A JP S609820A JP 58114342 A JP58114342 A JP 58114342A JP 11434283 A JP11434283 A JP 11434283A JP S609820 A JPS609820 A JP S609820A
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- JP
- Japan
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- conductor
- heating
- circumferential angle
- parallel
- heated
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/06—Surface hardening
- C21D1/09—Surface hardening by direct application of electrical or wave energy; by particle radiation
- C21D1/10—Surface hardening by direct application of electrical or wave energy; by particle radiation by electric induction
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/25—Process efficiency
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- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Induction Heating (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は段付き部材の段部近傍均一加熱方法および均一
加熱用加熱コイルに関する。
加熱用加熱コイルに関する。
第１図に示す如き大径部りと小径部Ｓとを有する段付き
部材Ｗは機械装置の部品として多用されている。当該段
付き部材Ｗには大径部りと小径部Ｓとの両方に、または
いづれか一方にネジあるいはスプライン等が形成されて
いるもの、あるいはネジ等の形成が全くないもの等使用
態様に従ってオ！ヒ々あろが、段部および当該段部に続
く両平行部の所定長さ部分の機械的強度の向上または耐
摩耗性の向上を計るため、当該部分を表面焼入れし、か
つ表面焼入れ後に焼戻しを施すことが袈求される。
部材Ｗは機械装置の部品として多用されている。当該段
付き部材Ｗには大径部りと小径部Ｓとの両方に、または
いづれか一方にネジあるいはスプライン等が形成されて
いるもの、あるいはネジ等の形成が全くないもの等使用
態様に従ってオ！ヒ々あろが、段部および当該段部に続
く両平行部の所定長さ部分の機械的強度の向上または耐
摩耗性の向上を計るため、当該部分を表面焼入れし、か
つ表面焼入れ後に焼戻しを施すことが袈求される。
表面焼入れ・焼戻しには極めて短時間で加熱が可能な誘
導加熱が賞用されるが、特に短小範囲の加熱には単巻回
加熱コイルによる１シヨツト加熱が最適である。しかし
、単巻回加熱コイルを用いて段付き部材の段部近傍を第
１図にＨで示す如きパターンの均−深さ・均一温度に加
熱しようとすると、誘導加熱の特性上程々の困難を生ず
る。即ち第２図（ａ）に示す如く、大径部りと適正間隙
を保持する内径を有する加熱コイルＣ′で軸回転中の段
付き部材Ｗ（以下ワークという）の段部およびそれに連
続する両平行部を所定範囲にわたって加熱しようとして
も、近接効果によって大径部りの平行部のみがゴで示す
如く加熱され、段部および小径部Ｓの平行部は殆んど加
熱されない。また第２図（ｂ）に示す如く、ワークＷの
外形にｊＩらった適正間隙を保持する内周壁を有する加
熱コイルＣで軸回転中のワークＷを加熱しようとしても
、大径部りと小径部Ｓとの平行部は近接効果が奏効して
Ｈ′で示す如く加熱されるが、段部における点Ａで示す
肩はエツジ効果によって表面から深くまで他より高温に
加熱（オーバーヒート）され、他方点Ｂで示す隈部は磁
束が及ばず殆んど加熱されない。
導加熱が賞用されるが、特に短小範囲の加熱には単巻回
加熱コイルによる１シヨツト加熱が最適である。しかし
、単巻回加熱コイルを用いて段付き部材の段部近傍を第
１図にＨで示す如きパターンの均−深さ・均一温度に加
熱しようとすると、誘導加熱の特性上程々の困難を生ず
る。即ち第２図（ａ）に示す如く、大径部りと適正間隙
を保持する内径を有する加熱コイルＣ′で軸回転中の段
付き部材Ｗ（以下ワークという）の段部およびそれに連
続する両平行部を所定範囲にわたって加熱しようとして
も、近接効果によって大径部りの平行部のみがゴで示す
如く加熱され、段部および小径部Ｓの平行部は殆んど加
熱されない。また第２図（ｂ）に示す如く、ワークＷの
外形にｊＩらった適正間隙を保持する内周壁を有する加
熱コイルＣで軸回転中のワークＷを加熱しようとしても
、大径部りと小径部Ｓとの平行部は近接効果が奏効して
Ｈ′で示す如く加熱されるが、段部における点Ａで示す
肩はエツジ効果によって表面から深くまで他より高温に
加熱（オーバーヒート）され、他方点Ｂで示す隈部は磁
束が及ばず殆んど加熱されない。
」二連誘導加熱の特性を踏まえて、従来第２図（ｃ）に
示すような加熱コイルＣか用いられている。当該加熱コ
イルＣの内周壁にはワークＷの段部における点Ａで示さ
れる肩のオーバヒートを避ける目的で肩との間隙を大き
くとる工夫としての溝ＣＡと、点Ｂで示される隈部への
磁束誘導の目的で内周壁から突出した鍔ＣＢとが形成し
てｋ）る。尚加熱コイルＣ″′の両端面近傍のｃｎで示
す突出部は第２図（ｂ）に示される加熱パターンＨ′に
見られる点りでの磁束洩れがもたらす加熱領域の逃げを
阻止するためのものである。当該加熱コイルＣの立脚し
ている技術思４りは第２図（ｄ）に示すように、ワーク
Ｗの被加熱部全長に応じた巾で単巻回されている導体か
ら発生する磁束φを、ワークＷの軸線ＯＫはぼ１〆１角
な面上至近距離にある点Ａと点Ｂに対し、点Ｂより導体
Ｃ／／／に。
示すような加熱コイルＣか用いられている。当該加熱コ
イルＣの内周壁にはワークＷの段部における点Ａで示さ
れる肩のオーバヒートを避ける目的で肩との間隙を大き
くとる工夫としての溝ＣＡと、点Ｂで示される隈部への
磁束誘導の目的で内周壁から突出した鍔ＣＢとが形成し
てｋ）る。尚加熱コイルＣ″′の両端面近傍のｃｎで示
す突出部は第２図（ｂ）に示される加熱パターンＨ′に
見られる点りでの磁束洩れがもたらす加熱領域の逃げを
阻止するためのものである。当該加熱コイルＣの立脚し
ている技術思４りは第２図（ｄ）に示すように、ワーク
Ｗの被加熱部全長に応じた巾で単巻回されている導体か
ら発生する磁束φを、ワークＷの軸線ＯＫはぼ１〆１角
な面上至近距離にある点Ａと点Ｂに対し、点Ｂより導体
Ｃ／／／に。
近い点Ａへは影響を小とすべく矢印×方向へ引離し、ま
た点Ａより導体Ｃ＃から遠い点Ｂへは影響を大とすべく
矢印Ｙ方向へ誘導集中せんとすることにある。このため
、溝ＣＡと鍔ＣＢとは極めて微妙に関係し合い、溝ＣＡ
の巾と深さおよび鍔ＣＢの突出部と長さそれぞれを如何
に設定するか極めて難かしく、数多くの作り直しな経て
や＼均一加熱に近い加熱効果を得ることの可能な加熱コ
イルＣかできるのが現状であった。それ故、当該加熱コ
イルＣの作成のためには熟練した製作者と多くの作成時
間ならびに作成費とが必要とされ、かつそれによって得
られた加熱コイルＣの加熱効果も今−歩というところに
あるため、問題とされていた。
た点Ａより導体Ｃ＃から遠い点Ｂへは影響を大とすべく
矢印Ｙ方向へ誘導集中せんとすることにある。このため
、溝ＣＡと鍔ＣＢとは極めて微妙に関係し合い、溝ＣＡ
の巾と深さおよび鍔ＣＢの突出部と長さそれぞれを如何
に設定するか極めて難かしく、数多くの作り直しな経て
や＼均一加熱に近い加熱効果を得ることの可能な加熱コ
イルＣかできるのが現状であった。それ故、当該加熱コ
イルＣの作成のためには熟練した製作者と多くの作成時
間ならびに作成費とが必要とされ、かつそれによって得
られた加熱コイルＣの加熱効果も今−歩というところに
あるため、問題とされていた。
本発明は段付き部材の段部近傍を単巻回加熱コイルで１
シヨツト均一加熱する場合の従来加熱方法および加熱コ
イルに存する問題点を解消する目的でなされたものであ
る。
シヨツト均一加熱する場合の従来加熱方法および加熱コ
イルに存する問題点を解消する目的でなされたものであ
る。
本願第１発明の要旨は、
（１） 段付き部材の段部と当該段部に続く両平行部そ
れぞれの所定長さにわたる部分とを単巻回加熱コイルで
表面加熱する場合において、 （２）上記加熱コイルの半巻回導体における所定周角度
部分導体は一方の平行部に、残余周角度部分ｍ体は他方
の平行部に対向せしめるとともに、 （３） 当該所定周角度部分２す２体から発生する磁束
と残余周角度部分ｍ体から発生する磁束とを部材に対し
て非連続かつ分離とすることによって、 （４）軸回転する段付き部材の両平行部所定長さ部分を
対向する各周角度部分導体でそれぞれ個別に同一昇温速
度をもって加熱し、段部は両平行部からの熱伝導を主た
る列温源として列τ）ｉＡせしめるようにしたことを特
徴とする段付き部材の段部近傍均一加熱方法にある。
れぞれの所定長さにわたる部分とを単巻回加熱コイルで
表面加熱する場合において、 （２）上記加熱コイルの半巻回導体における所定周角度
部分導体は一方の平行部に、残余周角度部分ｍ体は他方
の平行部に対向せしめるとともに、 （３） 当該所定周角度部分２す２体から発生する磁束
と残余周角度部分ｍ体から発生する磁束とを部材に対し
て非連続かつ分離とすることによって、 （４）軸回転する段付き部材の両平行部所定長さ部分を
対向する各周角度部分導体でそれぞれ個別に同一昇温速
度をもって加熱し、段部は両平行部からの熱伝導を主た
る列温源として列τ）ｉＡせしめるようにしたことを特
徴とする段付き部材の段部近傍均一加熱方法にある。
換言すれば、本発明の技術思想は１巻
回の導体を所定の巻回周角度部分に２分し、それぞれの
部分導体から発生する磁束を相互無関係に独立させ、こ
れにより両平行部を個別であるが同一温度に加熱し、そ
の結果加熱される両平行部に挾まれている段部な熱伝導
で昇温させることにあり、上述従来加熱コイルの如き加
熱部長さ全長に相当する巾を有する１巻回の導体から発
生する磁束を巾方向で引離したり誘導させたりする思想
とは隔絶したものである。
部分導体から発生する磁束を相互無関係に独立させ、こ
れにより両平行部を個別であるが同一温度に加熱し、そ
の結果加熱される両平行部に挾まれている段部な熱伝導
で昇温させることにあり、上述従来加熱コイルの如き加
熱部長さ全長に相当する巾を有する１巻回の導体から発
生する磁束を巾方向で引離したり誘導させたりする思想
とは隔絶したものである。
上記本願第１発明の段付き部材の段部
近傍均一加熱方法を実施するための第２発明の要旨は、
（１） 軸回転する段付き部材の段部と当該段部に続く
両平行部それぞれの所定長 さにわたる部分とを表向加熱する単巻 回加熱コイルにおいて、 （２） 当該加熱コイルを構成する半巻回導体の所定周
角度部分を一方の平行部に、残余周角度部分を他方の平
行部にそれ ぞれ対応ぜしめる如く分割するととも に両平行部それぞれの所定長さに応じ た満杯１】に形成し、 （３） 当該所定周角度部分導体と残余周角度部分２４
体との端部がそれぞれの導体中方向で互いに最も離間し
た位置の外 周部分を結ぶ接続導体によって接続さ れて閉回路に構成されている。
両平行部それぞれの所定長 さにわたる部分とを表向加熱する単巻 回加熱コイルにおいて、 （２） 当該加熱コイルを構成する半巻回導体の所定周
角度部分を一方の平行部に、残余周角度部分を他方の平
行部にそれ ぞれ対応ぜしめる如く分割するととも に両平行部それぞれの所定長さに応じ た満杯１】に形成し、 （３） 当該所定周角度部分導体と残余周角度部分２４
体との端部がそれぞれの導体中方向で互いに最も離間し
た位置の外 周部分を結ぶ接続導体によって接続さ れて閉回路に構成されている。
ことを特徴とする段付き部材の段部近傍均一加熱用加熱
コイルにある。
コイルにある。
本発明にか＼る加熱コイルを第３図（−）〜（ｄ）に示
す実施例に従って以下に詳述する。
す実施例に従って以下に詳述する。
第３図（ａ）〜（Ｃ）に示す加熱コイルＣはワークＷの
小径部Ｓの加熱巾が犬、大径部りの加熱巾が比較的小で
ある場合を対象としたものである。当該加熱コイルＣに
おける単巻導体は小径部Ｓに所定間隙をへだてて対向す
る所定周角度部分の導体ＣＳと、大径部りに上記と同一
所定間隙なへだてて対向する残余周角度部分の導体ＣＬ
と、当該導体ＣＳおよびＣＬを連結する接続導体ＣＪ−
ＣＪとから構成されている。導体Ｃ８の巾は対向する小
径部Ｓの加熱巾が大であるところから大に、また導体Ｃ
Ｌの巾は対向する大径部りの加熱巾が小であるところか
ら小に設定されることは勿論である。接続導体ＣＪおよ
びＣＪそれぞれは、上記導体Ｃ８の端部と導体ＣＬの端
部とを連結するに際し、導体ＣＳの巾方向で導体ＣＬか
ら最も離間した部分の外周部から導体ＣＬの端部外局部
へと「状、即ち鍵盤に折曲して両者を連結している。そ
れ故導体Ｃ８と接続導体ＣＪとの間にはＫとして示され
る切込みが形成されることとなり、例えば第３図（ｄ）
において、ある瞬間に導体ＣＳを端部方向へ向って流れ
てきた電流は、矢印で示される如く、導体ＣＬから最も
離間している固視上方へ一旦引上げられたうえ、接続導
体ＣＪを下降して導体ＣＬに遅し、ついで当該導体ＣＬ
を他方端方向へと流れ去る。ここに本発明の技術思セの
最も特長とする点が具現されており、かくすることによ
って接続導体ＣＪから磁束が発生しても導体Ｃ３−ＣＬ
に遮蔽されワークＷには殆んど影響を及ぼすことがない
ので、導体Ｃ８から発生する磁束φＢと導体ＣＬから発
生する磁束φｔとは部材に対して非連続かつ分離せしめ
られる。また上記接続導体ＣＪの構成は導体ＣＳおよび
導体ＣＬそれぞれの巾方向における電流密度の一様化、
即ち巾方向の磁束密度の均一化をもたらす。これは以下
に述べる比較例と対照することで明確に理解できるであ
ろう。
小径部Ｓの加熱巾が犬、大径部りの加熱巾が比較的小で
ある場合を対象としたものである。当該加熱コイルＣに
おける単巻導体は小径部Ｓに所定間隙をへだてて対向す
る所定周角度部分の導体ＣＳと、大径部りに上記と同一
所定間隙なへだてて対向する残余周角度部分の導体ＣＬ
と、当該導体ＣＳおよびＣＬを連結する接続導体ＣＪ−
ＣＪとから構成されている。導体Ｃ８の巾は対向する小
径部Ｓの加熱巾が大であるところから大に、また導体Ｃ
Ｌの巾は対向する大径部りの加熱巾が小であるところか
ら小に設定されることは勿論である。接続導体ＣＪおよ
びＣＪそれぞれは、上記導体Ｃ８の端部と導体ＣＬの端
部とを連結するに際し、導体ＣＳの巾方向で導体ＣＬか
ら最も離間した部分の外周部から導体ＣＬの端部外局部
へと「状、即ち鍵盤に折曲して両者を連結している。そ
れ故導体Ｃ８と接続導体ＣＪとの間にはＫとして示され
る切込みが形成されることとなり、例えば第３図（ｄ）
において、ある瞬間に導体ＣＳを端部方向へ向って流れ
てきた電流は、矢印で示される如く、導体ＣＬから最も
離間している固視上方へ一旦引上げられたうえ、接続導
体ＣＪを下降して導体ＣＬに遅し、ついで当該導体ＣＬ
を他方端方向へと流れ去る。ここに本発明の技術思セの
最も特長とする点が具現されており、かくすることによ
って接続導体ＣＪから磁束が発生しても導体Ｃ３−ＣＬ
に遮蔽されワークＷには殆んど影響を及ぼすことがない
ので、導体Ｃ８から発生する磁束φＢと導体ＣＬから発
生する磁束φｔとは部材に対して非連続かつ分離せしめ
られる。また上記接続導体ＣＪの構成は導体ＣＳおよび
導体ＣＬそれぞれの巾方向における電流密度の一様化、
即ち巾方向の磁束密度の均一化をもたらす。これは以下
に述べる比較例と対照することで明確に理解できるであ
ろう。
第４図（、）〜（Ｃ）に示す比較例加熱コイルＣはワー
クＷの示径部Ｓに対向する導体ＣＳと大径部りに対向す
る導体ＣＬとはそれぞれの端部な最短距離で連結されて
なり、本発明実施加熱コイルＣとは似て非なるものであ
る。何故ならば、導体ＣＳから発生する磁束φＢと導体
ＣＬから発生する磁束φｔとは第４図（ｂ）に示すよう
に接続部ＣＪがら発生する磁束φｊで連続しており、こ
れがため最短経路を流れようとする電流の性質上、接続
部の隅部ｃＩＩＡに電流が集中して流れ、従って当該隅
部Ｃ”Ａの対向するワークＷの屑Ａに対して磁束が集中
するばかりでなく、導体ＣＳの図示巾方向下方側と導体
ＣＬの図示巾方向上方側とに電流が集中して流れる軸向
を生じ、それぞれの導体Ｃ３−ＣＬにおける巾方向の磁
束密度を不均一にし、ワークＷの被加熱部両端部近傍は
殆んど昇温しない結果を招来するものである。従って比
較例加熱コイルＣは本発明技術思想を具現したものでは
ない。
クＷの示径部Ｓに対向する導体ＣＳと大径部りに対向す
る導体ＣＬとはそれぞれの端部な最短距離で連結されて
なり、本発明実施加熱コイルＣとは似て非なるものであ
る。何故ならば、導体ＣＳから発生する磁束φＢと導体
ＣＬから発生する磁束φｔとは第４図（ｂ）に示すよう
に接続部ＣＪがら発生する磁束φｊで連続しており、こ
れがため最短経路を流れようとする電流の性質上、接続
部の隅部ｃＩＩＡに電流が集中して流れ、従って当該隅
部Ｃ”Ａの対向するワークＷの屑Ａに対して磁束が集中
するばかりでなく、導体ＣＳの図示巾方向下方側と導体
ＣＬの図示巾方向上方側とに電流が集中して流れる軸向
を生じ、それぞれの導体Ｃ３−ＣＬにおける巾方向の磁
束密度を不均一にし、ワークＷの被加熱部両端部近傍は
殆んど昇温しない結果を招来するものである。従って比
較例加熱コイルＣは本発明技術思想を具現したものでは
ない。
以上述べた本発明の実施例加熱コイルＣはワークＷの小
径部Ｓの被加熱部長さが長く、大径部Ｌ０．）被加熱部
長さが比較的短かい場合であったが、第５図に示す加熱
コイルＣは小径部Ｓ・大径部りそれぞれの被加熱部長さ
がともに犬であって、これに伴いそれぞれの被加熱部に
対向する導体中が広い場合の実施例である。
径部Ｓの被加熱部長さが長く、大径部Ｌ０．）被加熱部
長さが比較的短かい場合であったが、第５図に示す加熱
コイルＣは小径部Ｓ・大径部りそれぞれの被加熱部長さ
がともに犬であって、これに伴いそれぞれの被加熱部に
対向する導体中が広い場合の実施例である。
当該加熱コイルＣにおける接続導体ＣＪは、小径部Ｓに
対向する導体Ｃ８の図示上方と大径部りに対向する導体
ＣＬの図示下方との外周部、即ち互いに最も離間した位
置の外周を字型に折曲して接続している。従って導体Ｃ
８と接続導体ＣＪとの間には切込みに１が、また導体Ｃ
８と接続導体ＣＪとの間には切込みに２が形成されるこ
ととなる。
対向する導体Ｃ８の図示上方と大径部りに対向する導体
ＣＬの図示下方との外周部、即ち互いに最も離間した位
置の外周を字型に折曲して接続している。従って導体Ｃ
８と接続導体ＣＪとの間には切込みに１が、また導体Ｃ
８と接続導体ＣＪとの間には切込みに２が形成されるこ
ととなる。
ところで単巻回導体を如何にして所定周角度部分導体と
残余周角度部分導体とに分割設定するかを次に説明する
。
残余周角度部分導体とに分割設定するかを次に説明する
。
単巻回導体には所定の電流が流れているので、当該電流
によって導体から発生する磁束はどの部分でも一様であ
る。しかしワークＷの被加熱部の多さに応じて導体Ｃ８
およびＣＬそれぞれの巾は設定されているので、対向す
る被加熱部の単位面積当り印加される磁束密度は導体ｌ
〕が広ければ薄く、狭けれは濃くなる。両平行部は同一
角速度で回転しているので、もし１回転する間に単位面
積当り印加される磁束の搦を等しくすれば単位面積にお
ける昇温速度は同一となる。本発明では前述の如く導体
Ｃ８およびＣＬそれぞれから発生ずる磁束は分離されて
いるので云わば独立した端面型加熱コイルと考えてよく
、従って公知計算式を用いて導体Ｃ８およびＣＬそれぞ
れの巾に応じて回転中のワークＷの抜加熱部単位面積当
り印加する磁束の・斂が等しくなるように単巻回導体の
巻回周角度を分割して所定周角度部分導体と残余周角度
部分導体とすればよい。
によって導体から発生する磁束はどの部分でも一様であ
る。しかしワークＷの被加熱部の多さに応じて導体Ｃ８
およびＣＬそれぞれの巾は設定されているので、対向す
る被加熱部の単位面積当り印加される磁束密度は導体ｌ
〕が広ければ薄く、狭けれは濃くなる。両平行部は同一
角速度で回転しているので、もし１回転する間に単位面
積当り印加される磁束の搦を等しくすれば単位面積にお
ける昇温速度は同一となる。本発明では前述の如く導体
Ｃ８およびＣＬそれぞれから発生ずる磁束は分離されて
いるので云わば独立した端面型加熱コイルと考えてよく
、従って公知計算式を用いて導体Ｃ８およびＣＬそれぞ
れの巾に応じて回転中のワークＷの抜加熱部単位面積当
り印加する磁束の・斂が等しくなるように単巻回導体の
巻回周角度を分割して所定周角度部分導体と残余周角度
部分導体とすればよい。
上記構成からなる本発明加か、コイルＣを用いて軸回転
するワークＷを加熱すれば、小径部Ｓの被加熱部は導体
ＣＳから発生する磁束φＳが、また大径部りの被加熱部
は導体ＣＩ、から発生する磁束φｔがそれぞれ単位面積
当りｈ −密度をもって印加され、かつそれぞれの被加
熱部の長さ方向に仰ることなく印加されるので、両被加
熱部とも所定時間内に同一温度まで加熱される。上記加
熱に伴ってそれぞれの導体が対向する画被加熱部に狭ま
れている段部は両被加熱部から熱伝導で流入する熱を主
とした昇淵源とし、導体Ｃ３−ＣＬからの洩れ磁束によ
る僅少な発熱によって補熱されて昇温する。かくして段
部とこれに接続する平行部の被加熱部とはともに同温度
まで加熱される。
するワークＷを加熱すれば、小径部Ｓの被加熱部は導体
ＣＳから発生する磁束φＳが、また大径部りの被加熱部
は導体ＣＩ、から発生する磁束φｔがそれぞれ単位面積
当りｈ −密度をもって印加され、かつそれぞれの被加
熱部の長さ方向に仰ることなく印加されるので、両被加
熱部とも所定時間内に同一温度まで加熱される。上記加
熱に伴ってそれぞれの導体が対向する画被加熱部に狭ま
れている段部は両被加熱部から熱伝導で流入する熱を主
とした昇淵源とし、導体Ｃ３−ＣＬからの洩れ磁束によ
る僅少な発熱によって補熱されて昇温する。かくして段
部とこれに接続する平行部の被加熱部とはともに同温度
まで加熱される。
本発明者は本発明の効果を確認するため次の実験を行っ
た。
た。
実験例
（１）供試体；段付き部材・・・材質５５３Ｃ相当（平
行部はともに丸棒状） 小径部・・・２７．３ｍｍφ 大径部・・・３８．０＋ｗ＋φ （２）実験方法；上記供試体の段部を含む小径部を長さ
２０ｍｍ１大径部を長さ１０闇にわたり焼入れする。使
用した加熱コイルは第３図に示される形状のものを使用
した加熱コイルの寸法ならびに焼入条件は下記のとおり
であった。
行部はともに丸棒状） 小径部・・・２７．３ｍｍφ 大径部・・・３８．０＋ｗ＋φ （２）実験方法；上記供試体の段部を含む小径部を長さ
２０ｍｍ１大径部を長さ１０闇にわたり焼入れする。使
用した加熱コイルは第３図に示される形状のものを使用
した加熱コイルの寸法ならびに焼入条件は下記のとおり
であった。
加熱コイル寸法
小径部対向導体の巻回周角度・・・２１０’大径部対向
導体の巻回周角度・・・１５ｏ０ただし接続部導体の巾
方向中央を基 準とした角度 焼入条件 電源出力；５０曝 周波数： ８ Ｋａｚ 加熱時間”、６ｓｅｃ 冷却液；水金 （３）実験結果；上記焼入れ済供試体の表面硬さおよび
硬化層硬さをビッカース硬度計により測定した。第６図
は上記測定値をロックウェル硬さＨＲＣに換算した表面
硬さと硬化層の硬さＨＲＣ４２を示す点を結んで表面か
らの硬化層深さをめたものであ る。
導体の巻回周角度・・・１５ｏ０ただし接続部導体の巾
方向中央を基 準とした角度 焼入条件 電源出力；５０曝 周波数： ８ Ｋａｚ 加熱時間”、６ｓｅｃ 冷却液；水金 （３）実験結果；上記焼入れ済供試体の表面硬さおよび
硬化層硬さをビッカース硬度計により測定した。第６図
は上記測定値をロックウェル硬さＨＲＣに換算した表面
硬さと硬化層の硬さＨＲＣ４２を示す点を結んで表面か
らの硬化層深さをめたものであ る。
上記実験結果から表面加熱が段部な含む被加熱部全域に
わたりほぼ等温度で施され、加熱深度もほぼ均一に２．
５ ｍｍ深さまで焼入れ温度となっていたことが明らか
で、本発明が段付き部材の段部近傍均一加熱を達するに
効果的であることが確認された。
わたりほぼ等温度で施され、加熱深度もほぼ均一に２．
５ ｍｍ深さまで焼入れ温度となっていたことが明らか
で、本発明が段付き部材の段部近傍均一加熱を達するに
効果的であることが確認された。
上述のとおり、本発明は単巻回加熱コイルでありながら
、あたかも２箇の端面型加熱コイルを使う如く磁束を非
連続かつ分離して平行部それぞれの被加熱部へ独立に作
用させ、しかも加熱温度が等しくなるように調整作用さ
せるという従来思想から隔絶した技術思想からなり、こ
れによって両平行部に挾まれている段部も同時昇温せし
めるものである。
、あたかも２箇の端面型加熱コイルを使う如く磁束を非
連続かつ分離して平行部それぞれの被加熱部へ独立に作
用させ、しかも加熱温度が等しくなるように調整作用さ
せるという従来思想から隔絶した技術思想からなり、こ
れによって両平行部に挾まれている段部も同時昇温せし
めるものである。
本発明を実施することにより、段部の肩のオーバーヒー
トと隆部の加熱不足とを一切生せしめることなく、段付
き部材の段部を含む平行部を所定長さにわたって１シヨ
ツト加熱で均一加熱することが極めて容易となり、これ
に使用する加熱コイルも設計・製作に熟練者を要せず、
かつ作り直しの繰返しをすることなく容易に製作可能と
なり、技術的、生産的さらには経済的にそのもたらされ
る効果は顕著である。
トと隆部の加熱不足とを一切生せしめることなく、段付
き部材の段部を含む平行部を所定長さにわたって１シヨ
ツト加熱で均一加熱することが極めて容易となり、これ
に使用する加熱コイルも設計・製作に熟練者を要せず、
かつ作り直しの繰返しをすることなく容易に製作可能と
なり、技術的、生産的さらには経済的にそのもたらされ
る効果は顕著である。
そのうえ本発明の技術思想は本願が目的とする段付き部
材の段部近傍均一加熱とは全く逆に、回転中の両平行部
の被加熱部それぞれの単位面積当りの印加磁束量を異る
如く単巻回導体を分割してそれぞれの被加熱部へ対向せ
しめることによって、段部にオーバーヒートや加熱不足
を生せしめることもなく一方の平行部の被加熱部と他方
の平行部の被加熱部とを任意な温度差をつけて加熱可能
とするものである。
材の段部近傍均一加熱とは全く逆に、回転中の両平行部
の被加熱部それぞれの単位面積当りの印加磁束量を異る
如く単巻回導体を分割してそれぞれの被加熱部へ対向せ
しめることによって、段部にオーバーヒートや加熱不足
を生せしめることもなく一方の平行部の被加熱部と他方
の平行部の被加熱部とを任意な温度差をつけて加熱可能
とするものである。
第１図は本発明が均一加熱の対象とする段 。
付き部材の一部断面正面図、第２図（、）および（ｂ）
はそれぞれ段部近傍均一加熱に存する困難さを説明する
ための一部切り欠き断面正面図、第２図（ｃ）および（
ｄ）はそれぞれ従来加熱コイルの一部切り欠き断面正面
図および問題点を説明するための模式図、第３図（ａ）
〜（ｄ）はそれぞれ本発明実施例加熱コイルの平面図・
斜視図・（ａ）におけるＩ−Ｔ線断面図およびπ−■線
断面図、第４図（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ比較例加熱コ
イルの斜視図・一部断面正面図および磁束線図、第５図
は本発明の他の実施例加熱コイルの一部断面正面図、第
６図は本発明加熱コイルによる焼入れ実験結果を示す硬
度分布図である。 Ｗ・・・段付き部材 Ｓ、Ｌ・・・平行部Ｃ・・・加熱
コイル Ｃ８，ＣＬ・・・所定周角度部分導体および残
余周角度部分導体 ＣＪ・・・接続導体 特許出願人 高周波熱錬株式会社 代理人 弁理士 小 林 傅 Ｑ９“ 鑵１１ 第２図（Ｃ１） 第 ２ 図 （ｂ） 第 ３ 図 （Ｃ） Ｑ （） 笥４図（（１）
はそれぞれ段部近傍均一加熱に存する困難さを説明する
ための一部切り欠き断面正面図、第２図（ｃ）および（
ｄ）はそれぞれ従来加熱コイルの一部切り欠き断面正面
図および問題点を説明するための模式図、第３図（ａ）
〜（ｄ）はそれぞれ本発明実施例加熱コイルの平面図・
斜視図・（ａ）におけるＩ−Ｔ線断面図およびπ−■線
断面図、第４図（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ比較例加熱コ
イルの斜視図・一部断面正面図および磁束線図、第５図
は本発明の他の実施例加熱コイルの一部断面正面図、第
６図は本発明加熱コイルによる焼入れ実験結果を示す硬
度分布図である。 Ｗ・・・段付き部材 Ｓ、Ｌ・・・平行部Ｃ・・・加熱
コイル Ｃ８，ＣＬ・・・所定周角度部分導体および残
余周角度部分導体 ＣＪ・・・接続導体 特許出願人 高周波熱錬株式会社 代理人 弁理士 小 林 傅 Ｑ９“ 鑵１１ 第２図（Ｃ１） 第 ２ 図 （ｂ） 第 ３ 図 （Ｃ） Ｑ （） 笥４図（（１）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）段付き部材の段部と当該段部に続く両平行部それぞ
れの所定長さにわたる部分とを単巻回加熱コイルで表面
加熱する場合において、上記加熱コイルの半巻回導体に
おける所定周角度部分導体は一方の平行部に、残余周角
度部分導体は他方の平行部に対向せしめるとともに、当
該所定周角度部分導体から発生する磁束と残余周角度部
分導体から発生する磁束とを部材に対して非連続かつ分
離することによって、軸回転する段付き部材の両平行部
所定長さ部分を対向する各周角度部分導体でそれぞれ個
別に同−昇Ｓ速度をもって加熱し、段部は両平行部から
の熱伝導を主たる昇温源として昇温せしめるようにした
ことをｔ￥ｊ徴とする段付き部材の段部近傍均一加熱方
法。 ２）両平行部所定長さ部分を同一昇温速度をもって加熱
する所定周角度部分導体と残余周角度部分導体との周角
度を、それぞれの導体から発生する磁束が対向する回転
中の平行部に単位面積当り同一磁束量で印加される如く
、それぞれの導体中に応じて設定することを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の段付き部材の段部近傍均一
加熱方法０ ３）軸回転する段付き部材の段部と当該段部に続く両平
行部それぞれの所定長さにわたる部分とを表面加熱する
単巻回加熱コイルにおいて、当該加熱コイルを構成する
半巻回導体の所定周角度部分を一方の平行部に残余周角
度部分を他方の平行部にそれぞれ対応せしめる如く分割
するとともに両平行部それぞれの所定長さに応じた導体
中に形成し、当該所定周角度部分導体と残余周角度部分
導体との端部がそれぞれの導体中方向で互いに最も離間
した位置の／Ａ局部分を結ぶ接続導体によって接続され
て閉回路に構成されていることを特徴とする段付き部材
の段部近傍均一加熱用加熱コイル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58114342A JPS609820A (ja) | 1983-06-27 | 1983-06-27 | 段付き部材の段部近傍均一加熱方法および均一加熱用加熱コイル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58114342A JPS609820A (ja) | 1983-06-27 | 1983-06-27 | 段付き部材の段部近傍均一加熱方法および均一加熱用加熱コイル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS609820A true JPS609820A (ja) | 1985-01-18 |
Family
ID=14635364
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58114342A Pending JPS609820A (ja) | 1983-06-27 | 1983-06-27 | 段付き部材の段部近傍均一加熱方法および均一加熱用加熱コイル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS609820A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005107324A1 (ja) * | 2004-04-28 | 2005-11-10 | Neturen Co., Ltd. | 多段形状軸部材の誘導加熱コイル及び加熱方法 |
| WO2015093621A3 (en) * | 2013-12-19 | 2015-08-13 | Neturen Co., Ltd. | Induction heating coil and induction heating method |
-
1983
- 1983-06-27 JP JP58114342A patent/JPS609820A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005107324A1 (ja) * | 2004-04-28 | 2005-11-10 | Neturen Co., Ltd. | 多段形状軸部材の誘導加熱コイル及び加熱方法 |
| JPWO2005107324A1 (ja) * | 2004-04-28 | 2008-03-21 | 高周波熱錬株式会社 | 多段形状軸部材の誘導加熱コイル及び加熱方法 |
| US7442906B2 (en) | 2004-04-28 | 2008-10-28 | Neturen Co., Ltd. | Induction heating coil for shaft member having multiple steps and heating method |
| JP4502334B2 (ja) * | 2004-04-28 | 2010-07-14 | 高周波熱錬株式会社 | 多段形状軸部材の誘導加熱コイル及び加熱方法 |
| WO2015093621A3 (en) * | 2013-12-19 | 2015-08-13 | Neturen Co., Ltd. | Induction heating coil and induction heating method |
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