TW585013B - High-frequency induction heating method and high-frequency inductor - Google Patents

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TW585013B
TW585013B TW091109365A TW91109365A TW585013B TW 585013 B TW585013 B TW 585013B TW 091109365 A TW091109365 A TW 091109365A TW 91109365 A TW91109365 A TW 91109365A TW 585013 B TW585013 B TW 585013B
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Taiwan
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frequency
shaft
induction
shaped member
heating
Prior art date
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TW091109365A
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Inventor
Yasuo Watanabe
Yoshinobu Soji
Fumiaki Tada
Kazunori Nishibaba
Mitsuo Oki
Original Assignee
Dai Ichi High Frequency Co Ltd
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Description

585013 A7 B7 五、發明説明(1 ) 【發明的技術領域】 本發明是關於對外側面具有凸條之軸狀構件表層部份 實施感應加熱的方法及感應元件——例如射壓造型機或濟 壓機等使用之螺旋軸,尤其是,以對利用噴鍍等在前述軸 狀構件表面形成之金屬材料一次被覆層實施再熔融處理爲 目的、對前述軸狀構件表層部份實施加熱之最佳高頻感應 加熱方法及高頻感應元件相關。 【習知技術】 以往,爲了提高耐摩損性等物性,會利用噴鍍等在鋼 製之管及滾筒的外側面形成金屬被覆層。此外,利用噴鍍 等形成金屬被覆層後,亦會對該金屬被覆層(又稱一次被 覆層)實施再熔融處理,去除一次被覆層上之氣孔及氧化 物,形成致密二次被覆層,而爲了實施再熔融處理,對管 及滾筒實施感應加熱也是眾所皆知的方法。此感應加熱上 ,採用環繞管及滾筒之軸線方向小區間的環狀感應元件, 該感應元件會相對地沿著管及滾筒之軸線方向移動,故對 一次被覆層之全長實施再熔融處理。 【發明所欲解決之問題】 最近,對外側面具有螺旋狀凸條之螺旋軸’亦出現必 須形成氣焊合金等被覆層的要求。因此,對螺旋軸表面噴 鍍氣焊合金形成一次被覆層,其次,嚐試對該螺旋軸之表 層部份實施感應加熱,對一次被覆層實施再熔融處理。此 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝· 訂 經濟部智葸財產局員工消費合作杜印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 585013 A7 _B7_ 五、發明説明(2 ) 時,以往採用之較短環狀感應元件,再熔融處理需要較多 時間,生產性亦較差,故採用圖1 4所示之感應元件,利 用涵蓋螺旋軸1必須加熱區域全域、具有和螺旋軸1平行 配置之感應作用部1 7 a、1 7 b的鞍型感應元件1 7, 同時對一次被覆層之全長實施再熔融處理。然而,利用此 感應元件實施加熱時,很難對螺旋軸1之凸條2及其他區 域3 ( —個凸條2及相鄰凸條2所夾之區域,以下稱爲溝 底部)實施均一加熱,而有無法對一次被覆層實施良好之 再熔融處理的問題。 以下,參照圖1 5 ( a )所示之射壓造型機用螺旋軸 1說明此問題點。螺旋軸1如圖所示,從前端側開始,具 有大徑平行部1 a、斜度部1 b、小徑平行部1 c,此各 部上形成螺旋狀凸條2。因各部之凸條2外徑大致一定, 故大徑平行部1 a、斜度部1 b、及小徑平行部1 c之凸 條2的高度各不相同,又,凸條2之形狀及斜率等,如圖 15(b) 、 ( c )所示,各不相同。利用噴鍍對此種螺 旋軸1形成一次被覆層時,理想上,是含凸條2表面在內 之全域的膜厚爲一定,然而,即使實施自動噴鍍,對螺旋 軸1之所有面,保持一定的噴鍍角度、或使粉末的回彈保 持一定,是不可能的事,故極難獲得一定膜厚之噴鍍。因 此,以現實情況而言,膜厚會因部位而有相當大的變動, 相對於1 m m目標膜厚,其形成上只能達到1〜2 m m程 度範圍。另一方面,一次被覆層之再熔融處理上,必須將 一次被覆層提升至適當溫度。對螺旋軸1表面實施加熱、 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) ~ " -5- I I Ί 訂 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 585013 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明(3) 昇溫,使其上之一次被覆層熔融時,即使螺旋軸1之表面 爲均一昇溫,但較厚部位所花費的時間會大於較薄部位。 因此,爲了使厚度不均之一次被覆層整體上升至適當溫度 ,使螺旋軸1之表面上昇至適當溫度後,必須使該溫度維 持適當時間,一次被覆層才能獲得均熱。 然而,鞍型感應元件1 7之感應作用部1 7 a、1 7 b和螺旋軸1成平行配置,並對螺旋軸1之表層部份實施 感應加熱時,會產生凸條2及溝底部3產生相當大的溫度 差、或凸條2高度較高之部位的昇溫低於較低之部位等現 象,因此,昇溫途中,一次被覆層可能發生龜裂,又,均 熱中,高溫部亦可能發生塌邊(熔融金屬流動現象)的問 題。爲了防止發生此種問題,必須採用極長之昇溫時間、 或將螺旋軸表面之到達溫度設定爲低於再熔融處理之最佳 溫度的溫度(例如,低1 0〜1 5 °C )並以該溫度實施均 熱,利用此方法,花費的時間會超過預期時間,而產生生 產性惡化的問題。 本發明有鑑於上述相關問題,將課題設定爲,針對如 螺旋軸等物品,提供可縮小凸條高度不同部份之溫度差而 對外側面具有凸條之軸狀構件表層部份實施感應加熱的高 頻感應加熱方法及高頻感應元件。 【解決問題之手段】 針對使用鞍型感應元件對螺旋軸進行感應加熱時,凸 條及溝底部會產生溫度差之原因進行檢討,本發明者發現 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) 批衣 n I ~~Ί I I、1TI I n (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -6 - 585013 A7 _B7___ 五、發明説明(4 ) 下列事實。亦即,如圖1 4所示,對和螺旋軸1之軸線平 行配置之感應作用部1 7 a、1 7 b通電,如箭頭C所示 ,電流會在和螺旋軸1之軸線的平行方向流動,相對於此 ,螺旋軸1之表層部份上,如箭頭D所示,會產生螺旋軸 1之軸線方向的感應電流,此感應電流會橫切過凸條2之 方向流動。因此,如圖3之放大圖所示,橫切過凸條2之 感應電流5會在凸條2之一方側面2 b朝上流、在另一方 側面2 c朝下流、及相反方向交互流過。此時,若感應電 流5之電流浸透深度較深,則在凸條2之一方側面2 b向 上流過之感應電流、及則凸條2之另一方側面2 c向下流 過之感應電流會互相干擾,結果,流過凸條2之感應電流 會減少,溫度無法上昇。此種現象在凸條2之高度較高時 會特別明顯。另一方面,電流浸透深度太淺,則大部份感 應電流會流過凸條2之表面,熱容量較小之角部2 a、2 a會出現過熱,角部2 a之溫度會比其他區域之溫度高出 甚多。爲了避免發生此種溫度不均的情形,使橫切流過凸 條之感應電流有適當的電流浸透深度、以及使感應電流流 向和凸條縱向以較小之角度交叉且減少在凸條2之一方側 面2 b向上之感應電流和另一方側面2 c向下之感應電流 的互相干擾,都是有效的方法。本專利申請發明就是根據 此相關知識而實施。 亦即’本專利申請第1項發明之高頻感應加熱方法具 有下述特徵’在靠近外側面具有凸條之軸狀構件處配置感 應元件’以在前述凸條上產生呈交叉方向之感應電流實施 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -7- 585013 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 __B7_五、發明説明(5 ) 感應加熱時,前述感應元件通電頻率之設定上,至少在前 述軸狀構件表面上昇至特定溫度時,使依據前述通電頻率 之電流浸透深度,介於前述感應電流流向之前述凸條寬度 的1 / 2 · 5以下、0 · 3 m m以上範圍內。如此,使電 流浸透深度爲凸條感應電流流過方向之寬幅的1 / 2 · 5 以下,可以避免凸條兩側面之向上、向下感應電流因互相 干擾而減少,可以對凸條實施和溝底部相同的感應電流, 且高度不同之凸條亦可實施相同加熱,又,電流浸透深度 爲0 · 3 m m以上時,可以抑制角部過熱,結果,可以在 將溫度不均抑制於較小之狀態下,使軸狀構件之表面維持 在期望溫度。以下,將滿足此條件之頻率稱爲適當頻率。 本專利申請第2項發明之感應元件,具有感應作用部 :可以靠近方式配置於涵蓋外側面具有和軸軸呈交叉之凸 條的軸狀構件上必須加熱的全部區域、且可以同時對該區 域實施感應加熱,且前述感應作用部構造特徵爲可以環繞 前述軸狀構件之圓周產生在軸線方向流過之感應電流的高 頻感應元件。此感應元件因可以使軸狀構件上產生之感應 電流在圓周方向上環繞,故其感應電流之流向和凸條之縱 向間的交叉角度,會小於單純使感應電流在軸線方向流過 時的角度,因此,感應電流橫切流過凸條之距離(亦即, 感應電流流向之前述凸條寬度)遠大於凸條寬度,凸條一 方側面向上之感應電流、及另一方側面向下之感應電流的 間隔會擴大而不會互相干涉。所以,即使感應電流之電流 浸透深度較深,亦可縮小其和凸條溝底部之溫度差,換言 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝. 訂 線 -8 - 585013 A7 _B7___ 五、發明説明(6 ) 之,即使將對感應元件之通電頻率設定爲低於感應電流流 過軸狀構件軸線方向時之前述適當頻率,亦可降低其和凸 條溝底部之溫度差,而將可使用之通電頻率範圍擴大至低 本專利申請第3項發明之高頻感應元件,除了具有可 以靠近方式配置於涵蓋軸狀構件上必須加熱之全部區域的 感應作用部以外,尙在該感應作用部之期望區域的外部磁 路上配設著強磁性體切片。此種構成之感應元件,在配置 強磁性體切片之區域上,磁通量會爲了通過而靠近該切片 ,可使較多加熱熱量集中於軸狀構件之表面。因此,對應 軸狀構件不易昇溫區域之位置,例如,凸條高度較高而容 易產生加熱不足區域之位置,配置前述切片,即可在降低 軸狀構件之縱向溫度不均的情形下實施感應加熱。 【發明之實施形態】 本發明中之感應加熱對象的軸狀構件,只要外側面具 有凸條、且表層部份是以可實施感應加熱之材質構成即可 ,其代表實例爲射壓造型機及擠壓造型機之螺旋軸。又, 此軸狀構件之加熱目的可以爲任何目的,例如,以對利用 噴鍍等在軸狀構件表面形成之金屬一次被覆層實施再熔融 處理爲目的的軸狀構件表面加熱、或以軸狀構件表面之熱 處理爲目的的加熱等。以下是以對螺旋軸表面上形成之一 次被覆層實施再熔融處理爲例,說明本發明之實施形態。 圖1是以實施本專利申請第1項發明之實施形態相關 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝·
、1T 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -9 - 585013 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 _____ B7五、發明説明(7 ) 高頻感應加熱方法爲目的之一個裝置實例主要構件的槪略 斜視圖。圖2是該裝置之加熱動作中狀態的槪略斜視圖。 1爲感應加熱對象之螺旋軸,外側面具有凸條2及溝底部 3,利用噴鍍等在表面形成氣焊合金之一次被覆層。1 1 爲固定座,1 2爲以可自由旋轉方式裝配於固定座1 1上 而固定著螺旋軸1之卡盤,1 3爲可以使固定於卡盤1 2 上之螺旋軸1以中心軸線爲中心進行旋轉之驅動馬達, 1 4爲減壓容器,1 5爲真空泵。1 7爲實施螺旋軸1表 層部份感應加熱之感應元件,18爲高頻變壓器,19爲 高頻電源裝置。此處所使用之感應元件1 7被稱爲鞍型感 應元件,是以角管等中空導體形成環狀之鞍型,具有可平 行對向配置於螺旋軸1必須加熱區域全長上之感應作用部 1 7 a、1 7 b、以及以其兩端可分別朝橫向退讓形態連 結之連結部1 7 c、1 7 d。利用此構成之感應元件1 7 ,感應元件1 7會從固定於卡盤1 2上之螺旋軸1側方朝 箭頭E所示方向移動,可將感應元件1 7之感應作用部 1 7 a、1 7 b設定於螺旋軸1之對向位置。感應元件 1 7上同時連接著使冷卻水通往構成該感應元件之中空導 體內的通水配管(圖上未標示)。高頻電源裝置1 9則經 由高頻變壓器18對感應元件17實施特定頻率之高頻通 電,此處採用可切換提供二個頻率(詳細如後面所述)之 2頻電源裝置。 其次,說明利用前述構成之裝置對螺旋軸1之表層部 份進行感應加熱,對一次被覆層實施再熔融處理時之動作 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(21〇Χ297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝. 訂 線 -10- 585013 A7 B7 五、發明説明(8) 。如圖2所示’必須處理之螺旋軸1固定於卡盤1 2上, 以和螺旋軸1平行方式,將感應元件1 7設定於感應作用 部1 7 a 、1 7 b分別位於螺旋軸之兩側的位置。接著, 啓動真空泵1 5使減壓容器1 4內減壓至期望真空度,在 此狀態下以驅動馬達1 3旋轉螺旋軸1 ,同時對感應元件 1 7實施高頻通電。利用此方式,感應元件1 7之感應作 用部17a、17b上,在螺旋軸1之平行方向(箭頭C 方向)會有電流流過,相對的,在螺旋軸1之表層部份, 在螺旋軸1之軸線的平行方向(箭頭D方向)會產生感應 電流,圖4所示是從表面觀察螺旋軸1之狀態。由剖面觀 察螺旋軸1之狀態時,如圖3之符號5所示,該感應電流 會以和螺旋軸1軸線平行方向流過溝底部2之表層部份, 而在橫切凸條2位置則會沿著凸條2表面流過。因此,螺 旋軸1必須加熱區域之整體表層部份會同時昇溫,一次被 覆層亦會同時昇溫。其次,螺旋軸1表面到達適合一次被 覆層之再熔融處理的特定溫度後,只要使該溫度維持一次 被覆層最厚部位確實實施再熔融處理所需要的時間,實施 一次被覆層之再熔融處理。處理後,停止對感應元件1 7 之通電,並實施冷卻處理。如上所示,可同時對螺旋軸1 之一次被覆層整體實施再熔融處理。 在上述之感應加熱中,對感應元件1 7之通電頻率設 定如下。首先,至少在使螺旋軸1表面維持在最適合一次 被覆層之再熔融處理的特定溫度期間內,設定對感應元件 1 7之適當通電頻率f ^,使依據該通電頻率之電流浸透深 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) ---------參-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -11 - 585013 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(9 ) 度5,在螺旋軸1凸條2上感應電流流過方向(圖4之箭 頭D方向)之寬度w的1 / 2 · 5以下、〇 . 3 m m以上 範圍內。此時,若通電頻率爲f ( Η z )、被加熱材(虫累 旋軸)之相對導磁率爲//、電阻率爲ρ ( Ω · c m ),則 電流浸透深度5 ( c m )爲 5 = 5 . 03xl03V(p///f) ...... (1) 利用此(1 )公式,可以從凸條2之寬度w求取對感應元 件1 7之通電頻率f 1。如上所示,使電流浸透深度5低於 感應電流流過方向之凸條2寬度w的1 / 2 , 5 ,凸丨条2 之一方側面2 b的向上感應電流、及另一側面2 c的向下 感應電流幾乎不會互相干擾,可以對凸條2實施和溝底部 3相同之感應加熱。又,因電流浸透深度δ大於〇 . 3 m m ( 0 ·〇3 c m ),可抑制角部2 a 、2 a之過熱。 如1,以前述方式設定通電頻率f 1,可以在減少凸條2及 溝底部3經常發生之溫度差(例如、1 5 °C程度)的狀態 下,使螺旋軸1表面保持於最適合一次被覆層之再熔融處 理的溫度(例如,1 0 5 0 °C程度),即使一次被覆層有 厚度不均的情形,亦可實施均一之再熔融處理。又,凸條 2之寬度有時在凸條之高度方向會有差異、或是在凸條之 縱向有差異,並不一定全部相同。凸條2之寬度非一定時 ,求取通電頻率f 1之凸條2寬度w採用最小値即可,利用 此方式,幾乎可以對應所有情況。又,凸條之最小寬度遠 較小於平均寬度時’求取通電頻率f 1之凸條2寬度w亦可 採用凸條之寬度平均値。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝· 訂 線· 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -12- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 585013 A7 B7 五、發明説明(10) 利用上述方式決定之通電頻率f i,亦可從開始對螺旋 軸1加熱時即採用,但螺旋軸1表面到達溫度(適合一次 被覆層之再熔融處理的特定溫度)爲超過螺旋軸磁性相變 點之溫度時,最好在開始加熱時採用低於此通電頻率f i之 通電頻率ί 2,而在螺旋軸昇溫途中,其表面溫度爲磁性相 變點± 1 0 0 t之範圍內時,則採用特定通電頻率f i (理 面如後面所述)。所以,圖1所示之高頻電源裝置1 9之 構成上,在加熱初期會輸出較低之頻率f 2,在螺旋軸1之 昇溫途中,當其表面溫度在磁性相變點i: 1 0 0 °C範圍內 時,則切換至較高輸出之頻率f ^。加熱初期採用較低頻率 f 2之理由如下所示。 亦即,如前述公式(1 )所示,電流浸透深度5係相 對導磁率//之函數,相對導磁率//愈大,則電流浸透深度 5就愈小。此相對導磁率//和螺旋軸1之溫度有很大的關 係,尤其是以超過磁性相變點(鋼約爲8 0 0 t )而達到 磁性相變時爲境,會產生相當大的變化。例如,鋼製之螺 旋軸1時,在達到磁性相變前之相對導磁率//爲5 0〜 1 0 0左右,但超過磁性相變點而開始產生磁性相變後, 則會明顯降至1左右。如前面所述,通電頻率f ^是利用超 越磁性相變點並開始產生磁性相變後之相對導磁率//進行 計算,若以此通電頻率f i對磁性相變點以下之螺旋軸1實 施感應加熱,則此時之電流浸透深度5 2,會遠小於到達磁 性相變後之電流浸透深度5 i (例如,1 0分之1 )。以較 小之電流浸透深度5 2對螺旋軸1實施感應加熱,凸條2之 本紙張尺度適用中國國家標隼(CNS ) A4規格(210X297公釐) 裝 : 訂 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -13- 585013 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 _B7 _五、發明説明(11) 角部2 a較其他區域更容易昇溫,在昇溫途中,螺旋軸表 面會產生相當大的溫度不均,而容易使一次被覆層發生龜 裂或剝離等問題。爲了防止發生上述問題,必須降低昇溫 速度,因此,需要較長的昇溫時間。所以,螺旋軸1之表 面上,至超過磁性相變點而到達磁性相變時爲止,對感應 元件1 7設定之通電頻率f 2低於通電頻率f 1,可以使從 加熱開始時之電流浸透深度大於通電頻率ί 1時之電流浸透 深度,利用此方式,可以抑制凸條2之角部2 a的昇溫而 減少溫度不均,且可在不會使一次被覆層產生龜裂或剝離 的情形下,提升昇溫速度。亦即,可以縮短昇溫時間而提 高生產性。利用此方式,對螺旋軸1表層部份進行感應加 熱實施昇溫時,在加熱初期採用較低之通電頻率f 2,當螺 旋軸1表層部份越過磁性相變點而開始發生磁性相變時, 則切換至通電頻率f i,不但可以提升昇溫速度,同時,昇 溫至特定溫度時,亦可維持特定溫度而不易發生溫度不均 〇 如上面所述,通電頻率之切換,嚴格而言,最好是在 螺旋軸1表層部份超過磁性相變點而開始磁性相變時,但 是,和達到磁性相變時有少許偏離亦不會造成妨礙。亦即 ’若是在磁性相變點之上下約1 〇 〇 °c的溫度範圍內,因 通過該溫度範圍實施昇溫的時間較短,即使在此溫度範圍 內之通電頻率不太適當,亦不會發生溫度不均的情形。因 此,從加熱初期使用之低通電頻率f 2切換至高通電頻率 f ^,在實際作業上,只要在螺旋軸1之昇溫途中' 且其表 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) —' ~ -14 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝. 订 -線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 585013 A7 _____B7_ 五、發明説明(12) 面溫度在磁性相變點± 1 〇 〇 °c之範圍內實施切換即可, 最好則是在超過磁性相變點5 0〜1 0 0 °c時實施。 此時,開始加熱時之通電頻率f 2和超過磁性相變時點 後採用之通電頻率f i相同,最好將磁性相變點以下之電流 浸透深度5設定爲〇 . 3 m m以上,可抑制凸條2之角部 2 a過熱。然而,爲了確保此電流浸透深度5,有時因爲 配合通電頻率f i之選擇(例如,爲了使達到磁性相變時點 以後之電流浸透深度達到〇 . 3 m m而選擇通電頻率f i時 ),而必須將通電頻率f 2設定爲通電頻率fi之10分之 1左右,然而,以單一高頻電源裝置1 8切換頻率比較大 之不同的二個頻率f i、f 2並執行輸出,對裝備而言,並 非良好的對策。亦即,利用經常使用之變流式高頻電源裝 置,且附與切換二頻率fi、f2並輸出之機能時,從適用 頻率範圍及經濟性而論,最好將頻率比限定於1 : 5左右 ,也較爲實用。所以,只要將通電頻率f 2設定爲通電頻率 f ^之1 / 5左右即可。 如上面圖1 、圖2所述之實施形態中,從開始通電至 螺旋軸表面達到磁性相變點± 1 0 〇 °C範圍內之適當溫度 爲止,對感應元件1 7實施低通電頻率f 2之通電,其後, 則可實施通電頻率i i之通電,利用此方式,螺旋軸1表面 可以在幾乎不會產生溫度不均情況下快速昇溫,而使溫度 上昇至適合一次被覆層之再熔融處理的特定溫度,且可在 維持特定溫度而幾乎不會產生溫度不均之情形下,對一次 被覆層貫施再ί谷融處理’ 一次被覆層不但不會產生龜裂或 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS )八4規格(210X297公釐)~ 裝 ; 訂 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -15- 585013 A7 B7 五、發明説明(13) 剝離等缺陷,且可以實施生產性良好之一次被覆層的再熔 融處理。又,在前述實施形態中,是在旋轉狀態下以鞍型 感應元件1 7對螺旋軸1實施感應加熱,而可以同時對螺 旋軸1之長加熱區域進行加熱、昇溫,執行生產性良好之 再熔融處理。 又,前述實施形態中,是在減壓下實施螺旋軸1表面 一次被覆層的再熔融處理。利用此方式,除了可迅速去除 熔融層產生之氣泡的優點,同時,具有可以被覆內之殘存 氣孔極小化、及幾乎不會發生氧化之優點。然而,本發明 並不限於此,亦可只在非氧化環境下實施再熔融處理來達 到氧化極小化,若爲不易氧化之材料,亦可在大氣中實施 再熔融處理。 此外,前述實施形態中,利用具有直線狀之感應作用 部1 7a、1 7b之感應元件1 7,將其感應作用部1 7 a、17b以靠近且平行螺旋軸1之配置來對螺旋軸1表 層部份進行感應加熱,然而,本發明之高頻感應加熱方法 並不限定爲利用此感應元件時、或對螺旋軸進行感應加熱 時,而可適用於對凸條產生交叉方向之感應電流並實施感 應加熱之任何形態。例如,針對具有沿軸線平行方向配置 之複數凸條的軸狀構件,利用環繞軸狀構件之環狀感應元 件實施感應加熱時,感應電流會出現在軸狀構件之圓周方 向,因而出現在凸條之交叉方向。此時,對感應元件之通 電頻率的設定上,至少在軸狀構件表面上昇至特定溫度時 ,使依據前述通電頻率之電流浸透深度,介於前述感應電 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) ' -16- (讀先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝· 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 585013 A7 _______ B7 五、發明説明(14) 流流向之前述凸條寬度的1 / 2 · 5以下、〇 · 3 m m以 上範圍內’亦即,設定適當的頻率,可以在減少凸條及溝 底部間之溫度不均的情況下,使軸狀構件表面維持特定溫 度。 其次’說明本專利申請第2項發明之實施形態的相關 感應元件。圖5 (a)是適用於圖1所示螺旋軸1之感應 加熱感應元件2 1的槪略斜視圖。此感應元件2 1亦和圖 1所示感應元件1 7相同,因以角管等中空導體形成環狀 之鞍型而稱之爲鞍型感應元件,具有可平行對向配置於螺 旋軸必須加熱區域全長上之感應作用部2 1 a、2 1 b、 以及以其兩端可分別朝橫向退讓形態連結之連結部2 1 c 、2 1 d,但感應作用部2 1 a、2 1 b·之形狀和圖1所 示感應元件1 7不同。亦即,圖5之感應元件2 1中,感 應作用部2 1 a、2 1 b之整體呈細長狀,其縱向上相隔 離的複數個部位上,配置著以縮小感應作用部2 1 a、 2 1 b寬度爲目的的切口 2 3,其開口端則交互位於感應 作用部兩側之邊緣。又,圖5 ( a )中,只有部份感應作 用部2 1 a 、2 1 b之區域有切口 2 3之圖示,這是爲了 簡化圖面,實際上,則是以均等方式且涵蓋感應作用部 2 1 a、2 1 b之全長。 此感應元件2 1亦可取代圖1、圖2所示裝置中之感 應元件1 7。亦即,以感應作用部2 1 a、2 1 b位於螺 旋軸1之兩側方式設定感應元件2 1 ,對該感應元件2 1 通電,實施螺旋軸1之表層部份的感應加熱,可對螺旋軸 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -17- 585013 Β7 五、發明説明(15) 1表面之一次被覆層執行再熔融處理。此時,因感應作用 部2 1 a 、2 lb上有複數切口 23,對感應元件21實 施通電,則流過感應作用部2 1 a 、2 1 b之電流如圖5 (b )之粗線2 4所示,會交互迁迴於感應作用部之中心 軸線〇一〇之兩側,而爲波狀之流動。所以,和此感應作 用部2 1 a、2 1 b相對之螺旋軸1表層部份上’會產生 圖5 ( c )之粗線2 5所示之感應電流,會在圓周方向迁 迴並在軸線方向流動。亦即,流過螺旋軸1表層部份之感 應電流,並非平行於螺旋軸之軸線,而是波狀流動’在相 當多的區域中,對螺旋軸軸線呈朝右傾斜或朝左傾斜。所 以,感應電流會如圖6之箭頭F所示,平均而言會朝和螺 旋軸1之軸線呈傾斜方向流過’而對凸條2縱向之交叉角 度α則會少於感應電流和軸線平行流過時之角度(參照圖 4 )。因此,螺旋軸1之凸條2在感應電流流向(圖6之 箭頭F方向)的寬度W ’會遠大於圖4所示在軸線方向產 生感應電流時之寬度w。此種情形代表’在圖6中流過箭 頭F方向之感應電流’在橫切流過凸條2時’該凸條2之 兩側面的向上、向下感應電流間不易產生干擾。所以,即 使電流浸透深度δ較大(所以’即使通電頻率較小)’亦 可減少凸條2及溝底部3之溫度差。 使用此感應元件2 1時’亦和使用感應元件1 7時相 同,至少在螺旋軸1表面超過磁性相變點而維持於適合再 熔融處理之特定溫度時,感應元件2 1之通電頻率f 3的設 定上,應使依據該通電頻率之電流浸透深度δ ’介於感應電 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝· 線 經濟部智慈財產局員工消費合作社印製 -18- 585013 A 7 B7 五、發明説明(16) 流流向之螺旋軸1凸條2寬度的1 / 2 · 5以下、0 · 3 m m以上範圍內,又,在開始加熱至螺旋軸1表面到達磁 性相變點± 1 0 〇 °C之範圍內的適當溫度爲止,最好低於 前面所述之通電頻率f 3,例如,最好爲1 / 5程度之通電 頻率f 4。利用此方式進行設定,螺旋軸1表面可以在幾乎 不會產生溫度不均情況下快速昇溫,而使溫度上昇至適合 一次被覆層之再熔融處理的特定溫度,且可在維持特定溫 度而幾乎不會產生溫度不均之情形下,對一次被覆層實施 再熔融處理。此時,如前面所述,因圖6所示寬度W遠大 於圖4所示之寬度w,故可採用於對感應元件2 1之通電 頻率f 3的頻率範圍,在低頻率側可以比使用前述感應元件 1 7時之適當頻率有更大的範圍。因而可增加頻率選擇之 自由度。而且,對感應元件2 1之通電頻率f 3,若採用低 於使用感應元件1 7時之通電頻率f :的頻率,則通電開始 時之通電頻率f 4的頻率,也可以爲低於使用感應元件1 7 時之通電頻率f 2的頻率,所以,電流浸透深度會較大,而 進一步抑制凸條2角部2 a之過熱。所以,具有更進一步 縮短昇溫時間之優點。 又,如圖5 ( c )之粗線2 5所示,螺旋軸1表層部 份上產生之感應電流會以波形流過,在部份螺旋軸1軸線 方向區域中,感應電流會和軸線平行流過(如前面所述, 螺旋軸雖然會旋轉,但凸條2和左右感應作用部2 1 a、 2 1 b之各鋸齒(zigzag )的相對位置,和旋轉無關而爲固 定),將對感應元件之通電頻率f 3設定低於對感應元件 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) ---------裝-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -19- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 585013 A7 _B7_ 五、發明説明(17) 1 7之適當頻率的頻率時,在感應電流平行流過軸線之區 域,可能會發生凸條2加熱不足的情形。爲了改善此問題 ,建議使配置於螺旋軸1兩側之二感應作用部切口 2 3在 螺旋軸1軸線方向的位置,在感應作用部2 1 a及2 1 b 上,例如,皆產生前述波形電流之π/ 2位相偏離,使前述 平行電流之出現部位倍增、出現頻率減半,追求加熱之均 一化。又,若能採用使感應元件2 1在螺旋軸1軸線方向 上往返移動並實施感應加熱之構成,將更爲有效。 此時,感應作用部2 1 a、2 1 b上形成之切口 2 3 ,其間隔、寬度、深度等只要考慮對感應元件之通電頻率 及容許溫度不均等來進行計算、或是利用實驗進行適度設 定即可。在感應作用部21a、21b之全長上,此切口 2 3之間隔、寬度、深度等不必完全相同,只要能抑制螺 旋軸1之縱向溫度不均,可以進行變更。例如,在螺旋軸 1之不易昇溫區域,可以利用縮小切口 2 3之間隔、或加 深切口 2 3之深度來增加圓周方向之感應電流、及增加發 熱量。 利用試驗求取切口 2 3寬度及深度之最佳値時,最好 採用容易變更寬度及深度之切口 2 3構造。圖7及圖8是 對應此種情形之實施形態的感應元件。圖7所示感應元件 2 1 A,在其上形成之切口 2 3A因採用C狀斷面、由導 電體構成之墊片3 1 ,故可進行裝拆,利用此切口 2 3A 之墊片3 1的裝拆,可以調整切口深度。圖8所示感應元 件2 1 B,是在必須形成切口之部位上預先埋設由導電體 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) ---------批本----Γ--、訂------^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -20- 585013 經濟部智慧財產局8工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明(18) 構成之墊片3 3 ,然後以鋸子等使墊片3 3上形成具有期 望深度及寬度之切口 2 3 B。如圖7及圖8之構成,即使 感應元件爲中空構造並以中空部做爲冷卻水路,切口深度 調整因不會影響前述中空構造,故調整十分容易。 圖5之具有切口 2 3的感應元件2 1 、或圖7及圖8 之感應元件2 1 A、2 1 B等,可以如圖9所示,以角管 或圓管之變曲加工、或鑲嵌(mosaic )式 銲等製造。又, 感應元件2 1感應作用部2 1 a、2 1 b上之切口 2 3的 形成,並不限於相對於感應作用部縱向之垂直方向,亦可 如圖1 0所示之傾斜方向。又,感應元件2 1不一定要以 管形成,亦可以單純之導電性板材來製造。此時,若需要 實施冷卻,只要在構成感應元件之板材表面裝配冷卻管等 對策即可。 以上說明之任一感應元件的感應作用部皆爲細長平板 狀,然而,感應作用部沒有必要一定採用平板狀,亦可爲 沿著螺旋軸1之外側面而呈圓弧狀彎曲的形狀。圖1 1是 此實施形態相關之感應元件2 1 C,此感應元件2 1 C是 將彎曲成圓弧狀之細長感應作用部2 1 C a、2 1 C b的 兩端互相連結而爲一體化構造,然後在各感應作用部2 1 C a、2 1 Cb上形成切口 2 3。此種構成之感應元件 2 1 C,可以將感應作用部2 1 C a、2 1 C b以十分接 近的方式配置於較大之螺旋軸外側面上,具有可增加感應 電流量之優點。 圖1 2是其他實施形態相關之感應元件2 1 D。此感 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) '' " -21 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝. 、11 線 585013 經濟部智慈財產局員工消費合作社印製 A7 __B7 五、發明説明(19) 應兀件2 1 D具有可以環繞必須感應加熱之螺旋軸的方式 進行配置之螺旋狀感應作用部2 1 D a、2 1 D b、以及 連結其兩觸之連結部2 1 D c、2 1 D d。此感應元件 2 1 D爲環繞螺旋軸之同心配置,實施通電,可使螺旋軸 1上產生螺旋狀感應電流,該感應電流及凸條2縱向之交 叉角度極小’可對凸條2實施和溝底部3相同的加熱。 圖1 3是本發明申請專利範圍第3項發明實施形態相 關之感應元件4 1 °此感應元件4 1和圖1所示實施形態 之感應元件1 7相同,具有可平行對向配置於螺旋軸必須 加熱區域全長上之感應作用部1 7 a、1 7 b、以及以其 兩端可分別朝橫向退讓形態連結之連結部1 7 c、1 7 d ’且該感應作用部1 7 a、1 7 b之期待區域的外部磁路 上,配置著以肥粒鐵、鐵等強磁性體形成之切片(感應體 )4 2。如此,配設強磁性體切片4 2,會如圖1 3 ( c )所示,感應作用部1 7 a產生之磁通量4 4會爲了通過 而靠近切片,和未裝設切片感應作用部1 7 b產生之磁通 量4 5相比,會更集中於螺旋軸1表層。因此,在裝配切 片4 2之區域,感應電流會集中於螺旋軸1之表層,而使 凸條2有更佳的加熱。所以,在加熱不足區域之凸條2上 配置切片4 2,可使凸條2獲得均一之加熱。 如前面所述,利用有和螺旋軸1平行之電流流過的感 應作用部1 7 a、1 7 b,對螺旋軸1實施感應加熱時, 爲了降低凸條2及溝底部3間之溫度不均,必須將通電頻 率f ^設定爲適當頻率(使依據該通電頻率之電流浸透深度 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210'〆 297公釐) ---------辦衣----Ί--、玎------·線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -22- 585013 A7 B7 五、發明説明(2〇) 5,在螺旋軸1凸條2上感應電流流過方向之寬度w的1 / 2 · 5以下、0 · 3 m m以上的頻率)。然而,以低於 此頻率之頻率實施感應加熱時,和溝底部3相比,凸條2 之溫度較不易上昇,此時,如圖1 5 ( b )所示’凸條2 之較低部位會有良好加熱,但亦如圖1 5 ( c )所示,凸 條2之較高部位則有加熱量不足的情形。所以’在加熱不 足區域配置切片4 2補充加熱,則以低於適當頻率之頻率 亦可實施均一加熱。 圖1 3所示之實施形態中,只是單純裝配強磁性體之 切片4 2 ,以簡單構造,即可獲得消除凸條2加熱不足之 優點。此時,裝配切片4 2之部位及個數等,只要依據相 對於適當頻率之使用頻率偏離、或其導致之溫度不均狀況 等來決定即可,若能以加熱試驗實施確認更好。對感應作 用部17a、17b之切片42的裝配構造,最好是可裝 拆,如此,可容易在期望之位置上執行裝拆。變更切片 4 2之厚度、寬度、長度等形狀及材質,亦可獲得有效之 調整。 上述強磁性體切片4 2,對圖5〜圖1 6之感應元件 2 1、2 1 A、2 1 B、2 1 C等亦有效,只要配合必要 裝配於期望位置即可。 【實施例】 〔實施例1〕 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 批衣-- C請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -23- )衫〇13 五、 A7 B7 發明説明(21) :1 )採用下述規格之螺旋軸1做爲試驗_ _ 凸條2之間隔:4 1 m m 凸條2之寬度w : 6 m m 凸條2之外徑:4 1 m m 溝底部3之外徑:2 7 m m 材質:S C Μ 4 1〇 一次被覆層材質:Ν i氣焊合金 s P N i 2 )(以噴鍍形成)
S 次被覆層厚度:1〜2mm 次被覆層之形成長度:1 000 mm 扯衣—· 2f先閱讀背面之注意事項再填'寫本頁』 (2 )使用之感應元件 圖1所示之感應元件17 感應作用部17a、17b之尺寸:寬度 Λ 長度=1 080 mm 線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 )通電頻率之決定 超過磁性相變點時之螺旋軸物性:p与1 .〇χ 1()· β与\ 磁性相變點以下時之螺旋軸物性:Ρ与0.6χ 10· (JL ^50 將螺旋軸1溫度上昇至磁性相變點以上時之電流浸透 深度δ,設定爲凸條2之寬度的1 / 3 ( = 6 / 3二2 m m 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -24- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 585013 A7 B7_____ 五、發明説明(22) ),由前述公式(1 )計算可獲得此電流浸透深度(5二 2 m m )之頻率爲6 3 3 0 0 Η z。因此,將磁性相變點 以上之通電頻率f 1設定爲6 5 kH ζ。 開始加熱至磁性相變點爲止之通電頻率f 2 ’因最好設 定爲前述通電頻率(=65kHz)之1/5左右,故 設定爲13kHz。又’以通電頻率f2=l 3kHz對磁 性相變點以下之螺旋軸實施感應加熱時,電流浸透深度5 約爲 0 · 4 8 m m。 (4)再熔融處理 以6 0 r p m之速度旋轉螺旋軸1 ,對感應元件1 7 實施通電,進行感應加熱,執行一次被覆層之再熔融處理 。昇溫速度及維持時間如下所示。 a、 至8 5 0 °C (完成磁性相變)爲止,通電頻率f 2 =1 3 k Η z 昇溫時間:8分鐘 b、 850 °C至1050 °C爲止,通電頻率fi = 65 kHz 昇溫時間:5分鐘 c、 1050 °C之均熱,通電頻率 昇溫時間:3分鐘 (5 )結果 利用上述處理,一次被覆層在昇溫時不會發生龜裂或 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X297公釐) 裝 : 訂 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -25- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 585013 A7 ____ _B7 ___ 五、發明説明(23) 剝離,且在維持1 〇 5 0 t實施均熱期間,亦不會出現塌 邊等問題,可以對一次被覆層實施良好的再熔融處理。測 量均熱時之溫度不均時,維持在± 1 〇 °c之範圍內。 (6 )爲確認2頻加熱之優點,從開始加熱時即以通電頻 率丨i = 6 5 kHz進行加熱,發現一次被覆層有容易產生 龜裂之現象。所以,爲了避免發生龜裂而減緩昇溫時之加 熱速度,上昇至8 5 0 °C約花費2 0分鐘。又,此時之電 流浸透深度約爲0 · 2 2 m m。由結果可知,將磁性相變 點以下之通電頻率設定爲較低頻率時,可以提升昇溫速度 〇 〔實施例2〕 (1 )採用和實施例1相同規格之螺旋軸1做爲試驗材料 〇 (2 )使用之感應元件 圖5所示之感應元件21 感應作用部2 1 a、2 1 b之尺寸··寬度=4 0 m m 、長度=1 000mm 切口 2 3之尺寸:寬度=5m m、長度=1 5mm、 間隔==4 1 m m (3)通電頻率f3、f4之決定 螺旋軸之溫度上昇至磁性相變點以上時的通電頻率f 3 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 辦衣 ; 訂 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -26- 585013 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(24) 設定爲2 0 k Η z。此時之電流浸透涂度5約爲3 將螺旋軸之溫度上昇至磁性相變點爲止時的通電頻率 f 4設定爲4 k Η Z。此時之電流浸透深度5約爲〇 . 9 mm ° (4 )再熔融處理 以6 0 r pm之速度旋轉螺旋軸1 ,對感應元件1 7 實施通電,進行感應加熱,執行一次被覆層之再熔融處理 。昇溫速度及維持時間如下所示。 a、 至8 50 °C爲止,通電頻率f4=4kHz 昇溫時間:8分鐘 b、 85 0°C至1 050 °C爲止,通電頻率f3 = 20 kHz 昇溫時間:5分鐘 c、 10 50°C之均熱,通電頻率f3=3kHz 昇溫時間:3分鐘 (5 )結果 利用上述處理,一次被覆層在昇溫時不會發生龜裂, 且在維持1 〇 5 0 °C實施均熱期間,亦不會出現塌邊等問 題’可以對一次被覆層實施良好的再熔融處理。測量均熱 時之溫度不均時,亦維持在± 1 〇艺之範圍內。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ297公釐) ---------批衣----Γ--、訂------線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -27- 585013 經濟部智慧財產局w工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明(25) 【發明之功效】 如上述說明所示,本專利申請第1項發明,是在靠近 外側面具有凸條之軸狀構件處配置感應元件,以在前述凸 條上產生呈交叉方向之感應電流實施感應加熱時,前述感 應元件通電頻率之設定上,至少在前述軸狀構件表面上昇 至特定溫度時,使依據前述通電頻率之電流浸透深度,介 於前述感應電流流向之前述凸條寬度的1 / 2 . 5以下、 0 · 3 m m以上範圍內,如此,可防止凸條上發生加熱不 足、或凸條角部發生過熱的情形,而且,可以在將溫度不 均抑制於較小之狀態下,使軸狀構件之表面維持在期望溫 度。所以,對軸狀構件表面上形成之一次被覆層實施再熔 融處理時,若將本發明利用在軸狀構件表面之感應加熱上 ,可以使一次被覆層獲得良好之再熔融處理效果。 本專利申請第2項發明的構成上,是使和具凸條之軸 狀構件對向配置的感應元件感應作用部,在前述軸狀構件 之圓周方向迂迴,並產生軸線方向流動之感應電流,可使 感應電流之流向和凸條之縱向間有較小的交叉角度,且延 長感應電流橫切流過凸條之距離,因此,即使未縮小電流 浸透深度,亦可避免凸條兩側面向上、向下感應電流互相 干擾及加熱不足的情形,而具有擴大對感應元件之通電頻 率適用範圍的效果。 本專利申請第3項發明之構成上,是在感應元件之感 應作用部期望區域的外部磁路上配設磁極片,前述感應元 件配置於具有凸條之軸狀構件的對向位置上,用於感應加 本紙張尺度適用中國國家標隼(CNS ) A4規格(210X297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝· 訂 線- -28- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 585013 A7 B7 五、發明説明(26) 熱,利用此構成,配置磁極片之區域,磁通量會集中於軸 狀構件之表面,增加該位置之凸條的加熱熱量,故在凸條 高度高於其他區域而有加熱不足情形之區域配置磁極片, 可以獲得加熱溫度均一化之效果。 【圖式之簡單說明】 圖1是實施本專利申請第1項發明實施形態相關高頻 感應加熱方法之一個裝置實例主要構件的槪略斜視圖。 圖2是圖1所示裝置之加熱動作中狀態的槪略斜視圖 0 圖3是說明以圖1、圖2所示裝置實施螺旋軸感應加 熱時螺旋軸內產生之感應電流的槪略正面圖。 圖4是說明以圖1、圖2所示裝置實施螺旋軸感應加 熱時流過螺旋軸之感應電流的部份螺旋軸槪略正面圖。 圖5 (a )是本發明申請專利範圍第2項實施形態相關之 感應元件的槪略斜視圖。 (b )是說明流過該感應元件感應作用部之電流的槪 略正面圖。 (c )是說明螺旋軸上產生之感應電流的槪略正面圖 0 圖6是說明以圖5所示感應元件實施螺旋軸感應加熱 時流過螺旋軸之感應電流的部份螺旋軸槪略正面圖。 圖7 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) 裝 ; 訂 線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -29- 585013 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明(27) (a )是本發明申請專利範圍第2項其他實施形態相 關之感應元件的部份槪略正面圖。 (b )是該部份的槪略側面圖。 圖8是本發明申請專利範圍第2項另一其他實施形態 相關之感應元件的部份槪略正面圖。 圖9是圖5所示之感應元件製造途中狀態的槪略斜視 圖。 圖1 0是本發明申請專利範圍第2項另一其他實施形 態相關之感應元件的部份槪略正面圖。 圖1 1是本發明申請專利範圍第2項另一其他實施形 態相關之感應元件的槪略斜視圖。 圖1 2是本發明申請專利範圍第2項另一其他實施形 態相關之感應元件的槪略斜視圖。 圖1 3 (a )是本發明申請專利範圍第3項實施形態相關& 感應元件實施螺旋軸加熱時的槪略斜視圖。 (b )是該部份的槪略側面圖。 (c )是說明以該感應元件實施螺旋軸感應加熱時& 磁通量的槪略剖面圖。 圖1 4是以鞍型感應元件對螺旋軸實施@ ^ t $ 態的槪略斜視圖。 圖1 5 (a )是螺旋軸之槪略平面圖。 (b)是(a )之A部放大圖。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝. 訂 -線 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) -30- 585013 A7 B7五、發明説明(28) (c )是(a )之B部放大圖。 【符號之說明】 1 螺旋軸 2 凸條 3 溝底部 11 固定座 12 卡盤 13 驅動馬達 14 減壓容器 15 真空泵 17 感應元件 1 7 a、1 7 b 感應作用部 18 高頻變壓器 19 高頻電源裝置 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝· 訂 線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210Χ 297公釐) -31 -

Claims (1)

  1. 585013 Α8 Β8 C8 D8 k年ζ丨月”日$乡正· j補充j 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 第9 1 1 09365號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國92年11月27日修正 1 · 一種高頻感應加熱方法,是在靠近外側面具有凸 條之軸狀構件處配置感應元件,對該感應元件通電,使前 述軸狀構件之表層部份產生感應電流實施感應加熱的方法 ,其特徵爲: 前述軸狀構件之表層部份上產生之感應電流和前述凸 條成交叉方向流過時,對前述感應元件通電頻率之設定上 ,至少在前述軸狀構件表面上昇至特定溫度時,使依據前 述通電頻率之電流浸透深度,介於前述感應電流流向之前 述凸條寬度的1 / 2 · 5以下、0 · 3 m m以上範圍內。 2 .如申請專利範圍第1項之高頻感應加熱方法,其 中, 前述感應元件具有涵蓋前述軸狀構件必須加熱之全部 區域、和前述軸狀構件平行配置之感應作用部,前述軸狀 構件之感應加熱中,該軸狀構件會以該中心軸線爲中心進 行旋轉。 3 .如申請專利範圍第1或2項之高頻感應加熱方法 ,其中, 前述特定溫度爲超過前述軸狀構件之磁性相變點的、温 度時,將前述感應元件通電頻率設定爲通電頻率丨i,至少 在前述軸狀構件表面上昇至特定溫度時,使依據前述通電 頻率之電流浸透深度,介於前述感應電流流向之前述凸條 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 訂 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS〉A4規格(21〇Χ297公釐) 585013 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 寬度的1/2 · 5以下、0 _ 3mm以上範圍內,又,在 開始通電時,則設定爲比前述通電頻率f 1更低之通電頻率 f 2 ’且從較低通電頻率f 2切換至較高通電頻率f 1,是 在前述軸狀構件之昇溫中途、其表面溫度在磁性相變點土 1 0 0 °C之範圍內執行。 4 ·如申請專利範圍第1或2項之高頻感應加熱方法 ,其中, 利用對前述軸狀構件實施感應加熱,對該軸狀構件表 面上形成之金屬材料的一次被覆層實施再熔融處理。· 5 · —種高頻感應元件,是對外側面具有和軸線成交 叉之凸條的軸狀構件實施感應加熱,其特徵爲: 具有涵蓋前述軸狀構件必須加熱之全部區域、和前述 軸狀構件相鄰配置之感應作用部, 該感應作用部之構成上,在前述軸狀構件之圓周方向 迂迴移動時,會產生軸線方向之感應電流。 6 .如申請專利範圍第5項之高頻感應元件,其中, 前述感應作用部之整體呈細長狀,可以相對於前述軸 狀構件之一部份,採取和前述軸狀構件互相平行之配置’ 該感應作用部之縱向上相隔離的複數個部位上’配置著以 縮小感應作用部寬度爲目的的切口,其開口端則交互位於 感應作用部兩側之邊緣。 7 .如申請專利範圍第6項之高頻感應元件,其中’ 構成上,是可以利用裝拆前述切口上由導電體構成之 墊片來調整切口深度。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -2- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
    585013 A8 B8 C8 _____ D8 六、申請專利範圍 8 ·如申請專利範圍第6項之高頻感應元件,其中, 構成上,是在必須形成切口之位置上埋設由導電體構 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 成之墊片,且在該墊片上形成期望深度之切口。 9 .如申請專利範圍第5項之高頻感應元件,其中, 前述感應作用部是可以環繞前述軸狀構件方式配置之 螺旋形態。 1 0 ·如申請專利範圍第6至第9項之其中任一項的 筒頻感應元件,其中, 前述感應作用部之期望區域的外部磁路上配設著強磁 性體切片。 1 1 . 一種高頻感應元件,是對外側面具有和軸線成 交叉之凸條的軸狀構件實施感應加熱,其特徵爲: 具有涵蓋前述軸狀構件必須加熱之全部區域、和前述 軸狀構件相鄰配置之感應作用部,且 該感應作用部之期望區域的外部磁路上配設著強磁性 體切片。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐)
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4597715B2 (ja) * 2005-03-01 2010-12-15 多田電機株式会社 磁気加熱装置
JP4637613B2 (ja) * 2005-03-08 2011-02-23 多田電機株式会社 磁気加熱装置
JP2007119886A (ja) * 2005-10-31 2007-05-17 Dai Ichi High Frequency Co Ltd 凸条付軸状部材の誘導加熱方法および装置
JP2011001575A (ja) * 2009-06-17 2011-01-06 Fuji Electronics Industry Co Ltd 高周波焼入方法
JP5570147B2 (ja) * 2009-06-30 2014-08-13 高周波熱錬株式会社 加熱コイル及び誘導加熱装置
JP5395706B2 (ja) * 2010-02-26 2014-01-22 三井造船株式会社 誘導加熱方法および誘導加熱装置
JP5543638B1 (ja) * 2013-05-31 2014-07-09 株式会社フジクラ 被覆電線の端末構造
JP6365189B2 (ja) * 2014-09-30 2018-08-01 トヨタ自動車株式会社 鋼材の熱処理装置およびその熱処理方法
JP6451529B2 (ja) * 2015-07-07 2019-01-16 トヨタ自動車株式会社 高周波誘導加熱方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI478633B (zh) * 2007-04-13 2015-03-21 Roctool 感應式加熱管狀或實心零件的方法和裝置

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