WO2023002720A1 - 高周波加熱装置用の加熱コイル - Google Patents

Abstract

【課題】冷却効率が良好であり、高い出力条件の下でも長期間に亘って損傷することなく使用し続けることができる上、製造時に同一特性のものを再現性良く製造することが可能な高周波加熱装置用の加熱コイルを提供する。 【解決手段】加熱コイル（１）は、三次元データに基づいて導電性物質からなる粉末の敷設、溶融、凝固、積層を繰り返す造形方法を用いて一体的に形成されており、高周波電流を生じさせる電極に当着させるための一対の板状の接地部（２ａ，２ｂ）と、各接地部（２ａ，２ｂ）に対してそれぞれ直交するように配置された一対の板状の支持部（３ａ，３ｂ）と、それらの支持部（３ａ，３ｂ）の先端同士を繋ぐように設けられた環状の加熱部（４）とを有している。そして、各接地部（２ａ，２ｂ）、各支持部（３ａ，３ｂ）および加熱部（４）の内部に、冷却用の媒体を流下させるための一連の冷却媒体流下路（６ａ，６ｂ）が形成されている。

Description

高周波加熱装置用の加熱コイル

　本発明は、高周波電流による電磁誘導を利用して被加工物を加熱するための高周波加熱装置に用いられる加熱コイルに関するものである。

　金属製の被加工物（ワーク）の表面際の部分の硬さを高めるために、金属の変態点（オーステナイト変態点）以上の温度まで被加工物の表面を加熱した後に急冷する加工（所謂、焼入れ加工）が行われている。そして、そのような焼き入れ加工を行うための方法として、高周波加熱装置を用いて、高周波電流を流した金属製の部材（加熱コイル）を被加工物の表面に近接させることによって被加工物を加熱する方法が広く採用されている。

　従来の加熱コイルには、高周波電源に接地させる一対の接地部、被加工物に外嵌させるための環状のコイル部、および、それらの接地部とコイル部とを連結するための一対の連結部が設けられている。また、高周波電流を流したときの発熱を抑制するために、従来の加熱コイルには、コイル部に水等の冷却媒体を流下させるための冷却水通路が設けられている。たとえば、特許文献１には、内面に凹状溝を刻設したコイル板を積層することによってコイル部の内部に冷却水通路を形成した加熱コイルが開示されている。

　さらに、一般的な加熱コイルは、高周波電源の出力を高くした場合に、併設された一対の接地部間や一対の連結部間で絶縁破壊が生じるのを防止するために、一対の接地部間や一対の連結部間に、合成樹脂からなる絶縁板を介在させている（特許文献２）。

特許第４３５８２９２号公報 特開２０２０－１１５４２８号公報

　しかしながら、上記した従来の高周波加熱装置用の加熱コイルは、コイル部に中空状の冷却水通路を設けるために複数の部品を銀ロウ等で接着することによって形成しなければならないため、高い出力条件の下で（高電圧の高周波電源を印可する加工条件で）使用し続けると、破損して冷却媒体が漏れ出す事態が発生し易い。また、従来の高周波加熱装置用の加熱コイルは、コイル部のみに冷却機構が設けられているため、冷却効率が悪く、高い出力条件の下で使用し続けると、接地部や連結部が高温で保持されることに起因して、絶縁板が炭化・劣化して、沿面放電による絶縁破壊を生じてしまう、という不具合もあった。

　さらに、上記した従来の加熱コイルは、複数の部品をロウ付けすることによって形成しなければならないため、製造時に同一特性のものを再現性良く製造することが困難であり、そのことに起因して、加熱される被加工物の品質にバラツキを生じてしまう、という不具合もあった。

　本発明の目的は、上記した従来の高周波加熱装置用の加熱コイルの問題点を解消し、冷却効率が良好であり、高い出力条件の下でも長期間に亘って損傷することなく使用し続けることが可能である上、製造時に同一特性のものを再現性良く製造することができる高周波加熱装置用の加熱コイルを提供することにある。

　本発明の内、請求項１に記載された発明は、高周波電流による電磁誘導を利用して被加工物を加熱するための高周波加熱装置に用いる加熱コイルであって、三次元データに基づいて電導物質からなる粉末の敷設、溶融、凝固、積層を繰り返す造形方法（以下、導電性物質粉末層の部分溶着積層方法という）、あるいは、三次元データに基づいて溶融させた導電性物質を積層する造形方法（以下、導電性物質の溶融押出積層方法という）を用いて一体的に形成されたものであり、高周波電流を通電させる電極に当着させるための一対の板状の接地部と、前記各接地部に対してそれぞれ直交するように配置された一対の板状の支持部と、それらの支持部の先端同士を繋ぐように設けられた環状の加熱部とを有しており、前記各接地部、前記各支持部および前記加熱部の内部に、冷却用の媒体を流下させるための一連の冷却媒体流下路が形成されていることを特徴とするものである。

　請求項２に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、前記冷却媒体流下路へ冷却媒体を注入するための注入口および／または前記冷却媒体流下路から冷却媒体を排出するための排出口が、前記接地部に設けられていることを特徴とするものである。

　請求項３に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、前記冷却媒体流下路へ冷却媒体を注入するための注入口および／または前記冷却媒体流下路から冷却媒体を排出するための排出口が、前記加熱部に設けられていることを特徴とするものである。

　請求項１に記載の高周波加熱装置用の加熱コイル（以下、単に加熱コイルという）は、環状の加熱部の内部のみならず、各接地部および各支持部の内部にも、冷却用の媒体を流下させるための一連の冷却媒体流下路が形成されており、被加工物の加熱処理中に加熱部のみならず接地部および支持部も同時に冷却されるため、長時間に亘って高温のまま保持される部分が生じない。それゆえ、請求項１に記載の加熱コイルは、絶縁板の炭化・劣化等に起因した絶縁破壊や特定の部分への応力集中による破損等の事態が起こりにくいため、耐久性に優れており、高い出力条件の下でも長期間に亘って被加工物への加熱処理を繰り返すことができる。

　また、請求項１に記載の加熱コイルは、三次元データに基づく導電性物質粉末層の部分溶着積層方法あるいは導電性物質の溶融押出積層方法によって形成されているので、従来の加熱コイルのように銀ロウによる接着部分が存在しないため、連続使用により温度が上昇しても変形したりせず、長期間に亘って規格通りの加熱処理（焼入れ処理）を実施することができる。さらに、請求項１に記載の加熱コイルは、三次元データに基づく導電性物質粉末層の部分溶着積層方法あるいは導電性物質の溶融押出積層方法によって形成されるため、同一形状、同一特性を有する製品を、製造作業者の技量に左右されることなく再現性良く効率的に製造することができる。

　加えて、請求項１に記載の加熱コイルは、ロウ付けすることなく、三次元データに基づく導電性物質粉末層の部分溶着積層方法あるいは導電性物質の溶融押出積層方法によって一体的に形成されることにより、加熱部、各接地部および各支持部の内部に一連の冷却媒体流下路が形成されているため、複数の冷却媒体供給機構を設ける必要がない上、冷却媒体のロス（すなわち、冷却媒体が熱交換に大きく寄与することなく排出される事態）を低減することができる。

　請求項２に記載の加熱コイルは、冷却媒体流下路へ冷却媒体を注入するための注入口、冷却媒体流下路から冷却媒体を排出するための排出口が接地部に設けられているため、高周波加熱装置の加熱コイルの装着部分を省スペースでコンパクトにすることができる上、高周波加熱装置の本体への装着・脱着を容易なものとすることができる。

　請求項３に記載の加熱コイルは、冷却媒体流下路へ冷却媒体を注入するための注入口、冷却媒体流下路から冷却媒体を排出するための排出口が加熱部に設けられており、最も高温になり易い加熱部に、水源から導き入れた直後の低温の冷却媒体を供給することができるので、きわめて冷却効率に優れており、非常に高い出力の高周波電源を印可した状態で使用することが可能である。

加熱コイルの正面図である。 加熱コイルの背面図である。 加熱コイルの左側面図である。 加熱コイルの平面図（内部の冷却媒体流下路を透視した平面図）である。 加熱コイルの斜視図である。 加熱コイルの接地部の断面図（図４におけるＡ－Ａ線端面図）である。 加熱コイルの支持部の断面図（図４におけるＢ－Ｂ線端面図）である。 加熱コイルを製造する様子を示す説明図である（ａは平面図であり、ｂは鉛直断面図である）。 加熱コイルの変更例を示す説明図である。

　本発明に係る加熱コイルは、三次元プリンタを利用して三次元データに基づく造形方法によって一体的に形成されたものであることが必要である。かかる造形方法としては、三次元データに基づいて導電性物質からなる粉末の敷設、溶融、凝固、積層を繰り返す造形方法（導電性物質粉末層の部分溶着積層方法）、あるいは、三次元データに基づいて溶融させた導電性物質を積層する造形方法（導電性物質の溶融押出積層方法）を採用することができる。なお、加熱コイルの造形方法として、導電性物質粉末層の部分溶着積層方法を用いると、複雑な形状・構造を有する加熱コイルを容易に製造することが可能となるので好ましい。

　本発明において造形の原料として用いる導電性物質とは、実質的に磁性を有しておらず、かつ、良好な導電性を有する物質のことを言う。かかる導電性物質としては、銅、黄銅、銀等を挙げることができる。それらの導電性物質の中でも、銅を用いると、材料費等のコストの低減が可能となり、加熱コイルを三次元プリンタによって安価かつ容易に製造することが可能となる上、導電性がきわめて良好なものとなり、電磁誘導による発熱効率が高いものとなるので好ましい。

　また、導電性物質として銅を用いる場合には、純銅を用いることも可能であるが、銅に、鉄、スズ、ニッケル、チタン、ベリリウム、ジルコニウム、クロム、ケイ素等を銅に比べて少ない割合で含有させた合金（高銅合金）を用いると、レーザの吸収を高めて温度上昇を促進することが可能となるので好ましい。さらに、それらの銅合金の中でも、銅にクロムを含有させた銅クロム合金を用いると、三次元プリンタによる製造効率を高く維持したまま加熱コイルの強度を効果的に高めることが可能となるのでより好ましく、銅に所定の割合でクロムおよびジルコニウムを含有させた合金（Ｃ１８１５０、すなわち、９８．７１～９９．４５質量％の銅と、０．５０～１．００質量％のクロムと、０．０５～０．２５質量％のジルコニウムとを含有するもの）を用いると、特に好ましい。

　導電性物質粉末層の部分溶着積層方法を利用して本発明に係る加熱コイルを造形する場合には、敷設された造形の原料（すなわち、導電性物質からなる粉末）をレーザあるいは電子ビームの照射によって溶融させる必要がある。その際のレーザとしては、半導体レーザ、炭酸ガスレーザ、エキシマレーザ、ＹＡＧレーザ、ファイバレーザ等を好適に用いることができるが、ファイバレーザ（すなわち、Ｙｂ等の希土類元素を添加した光ファイバをレーザ媒質として用いるレーザ）を用いると、小型の装置により高い出力で光軸にずれのないレーザ光を得ることが可能となり、寸法精度の高い加熱コイルを非常に効率良く製造することが可能となるので好ましい。

　また、導電性物質粉末層の部分溶着積層方法により加熱コイルを造形する場合のファイバレーザの出力、波長は、特に限定されないが、出力を４００～１，０００ｗの範囲内に調整し、波長を１，０００～１，１００ｎｍの範囲内に調整すると、短時間での効率的な造形が可能となるので好ましい。また、導電性物質として銅（純銅）を用いる場合には、銅粉末におけるレーザの吸光率を向上させて加熱コイルの製造効率を高めるために、銅粉末中に、黒鉛と無機酸化物との混合粉末等からなる吸収剤を添加することも可能である。

　また、本発明に係る加熱コイルは、高周波電流を通電させる電極に当着させるための一対の板状の接地部と、各接地部に対してそれぞれ直交するように配置された一対の板状の支持部と、それらの支持部の先端同士を繋ぐように設けられた環状の加熱部とを有していることが必要である。加熱部は、環状に形成されていることが必要であるが、円環状のものに限定されず、非円環状（たとえば、平面視が矩形状）のもの等でも良い。一方、各支持部は、各接地部に対してそれぞれ直交するように配置された一対の板状（あるいは棒状）のものであれば、その形状は特に限定されないが、電力印可時に放電現象が生じないように角部を面取りしたものであると好ましい。

　また、本発明に係る加熱コイルは、各接地部、各支持部および加熱部の内部に、冷却用の媒体を流下させるための一連の冷却媒体流下路が形成されていることが必要である。当該冷却媒体流下路は、左右の接地部、左右の支持部および加熱部の内部を繋ぐように設けられた単一のものでも良いし、加熱コイルの左右において、それぞれ、接地部、支持部および加熱部の内部を繋ぐように設けられた２本のものでも良い。加えて、冷却媒体流下路を、内壁に継ぎ目や所定の高さ以上（１．０ｍｍ以上）の段差のないものや、屈曲部分、連結部分がなだらかな曲線状（曲率半径が５ｍｍ以上の曲線状）に形成されたものとすると、冷却媒体の流下態様が非常にスムーズなものとなり、加熱コイルの接地部や支持部の冷却効率がきわめて良好なものとなるので好ましい。

［実施例１］
＜加熱コイルの構造＞
　以下、本発明に係る加熱コイルの一実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。図１～図７は、加熱コイルを示したものであり、加熱コイル１は、銅（高銅合金、Ｃ１８１５０）によって一体的に形成されたコイル本体２１、絶縁性および耐熱性を有する合成樹脂（フッ素樹脂）によってシート状に形成された絶縁板３１、ネジ部材（図示せず）によって構成されている。そして、加熱コイル１は、縦（前後）×横（幅）×高さ＝３００ｍｍ×２２５ｍｍ×２００ｍｍ（縦、横、高さとも最大部分の長さ）の大きさを有している。

　コイル本体２１は、後述する三次元プリンタを利用した造形方法によって成形されたものであり、高周波電源の電極に当着させるための接地部２ａ，２ｂ、誘導加熱により被加工物（ワーク）を加熱するための加熱部４、および、各接地部２ａ，２ｂから離れた位置で加熱部４を支持するための支持部３ａ，３ｂを有している。なお、コイル本体２１は、三次元プリンタを利用した造形方法によって成形されているため、全体が同一色を呈しており、表面全体が同じ粗度（表面粗さ）になっている。

　各接地部２ａ，２ｂは、左右一対の扁平な直方体状（板状）に形成されており、片方の側面を向かい合わせた状態で、所定の距離（約２ｍｍ）を隔てて左右に隣り合うように配置されている。また、各接地部２ａ，２ｂの上面には、それぞれ、円筒形の排水管７ａ，７ｂが上方に突出するように設けられている。

　また、各支持部３ａ，３ｂは、左右一対の扁平な直方体状（板状）に形成されており、片方の板面を向かい合わせた状態で、所定の距離（約２ｍｍ）を隔てて左右に隣り合うように配置されている。そして、各支持部３ａ，３ｂの基端縁の部分が、左右の接地部２ａ，２ｂの内側の端縁際に連なり、各支持部３ａ，３ｂの板面が、各接地部２ａ，２ｂの板面に対して直交した状態になっている。

　一方、加熱部４は、被加工物（ワーク）を挿入させた状態で加熱するためのものであり、上側に配置される上円弧状体９ａ，９ｂと下側に配置される下円弧状体１０とを、それぞれ、鉛直な接続体１１ａ，１１ｂによって繋いだ形状を有している。そして、上円弧状体９ａ，９ｂおよび下円弧状体１０の平面視がリング状（円環状）になっている。なお、上円弧状体９ａ，９ｂは、内側の板面を向かい合わせた状態で、所定の距離（約２ｍｍ）を隔てて左右に隣り合うように配置されており、一つの円弧を形成した状態になっている。そして、各上円弧状体９ａ，９ｂが、それぞれ、管状の連結体１２ａ，１２ｂを介して左右の支持部３ａ，３ｂの先端と繋がった状態になっている。

　また、上円弧状体９ａ，９ｂ、下円弧状体１０とも、長手方向に対して垂直な鉛直断面の形状が（面取した角の丸い矩形状）になっている。そして、下円弧状体１０の左端縁際の上面には、外部から冷却媒体を注入するための内側注入管１３ａおよび外側注入管１３ｂが、鉛直方向に沿って上方に伸長するように設けられている。

　そして、加熱コイル１は、接地部２ａ，２ｂ、支持部３ａ，３ｂ、および、加熱部４の内部に、冷却用の媒体（水）を流下させるための左右２つの一連の冷却媒体流下路６ａ，６ｂが形成されている。すなわち、左側の冷却媒体流下路６ａは、内側注入管１３ａから下円弧状体１０の内部（内側注入管１３ａより上側の内部）、左側の接続体１１ａ、左側の上円弧状体９ａの内部、左側の支持部３ａの内部、左側の接地部２ａを経由して左側の排水管７ａに至っている。

　一方、右側の冷却媒体流下路６ｂは、外側注入管１３ｂから下円弧状体１０の内部（外側注入管１３ｂより下側の内部）、右側の接続体１１ｂ、右側の上円弧状体９ｂの内部、右側の支持部３ｂの内部、右側の接地部２ｂを経由して右側の排水管７ｂに至っている。なお、左側の冷却媒体流下路６ａ、右側の冷却媒体流下路６ｂとも、それぞれ、支持部３ａ，３ｂの内部において、一旦、３本に分岐しており（６α，６β，６γ）、それぞれ、別々に左右の接地部２ａ，２ｂの内部に導かれた後に、各接地部２ａ，２ｂの内部において１本に結束した状態になっている。

　なお、加熱コイル１は、三次元プリンタによって一体的に形成されたものであるため、左側の冷却媒体流下路６ａ、右側の冷却媒体流下路６ｂとも、すべての屈曲部分、連結部分がなだらかな曲線状（曲率半径が５ｍｍ以上の曲線状）に形成されており、急峻な折れ曲がり形状が形成されていない状態になっている。加えて、左側の冷却媒体流下路６ａ、右側の冷却媒体流下路６ｂとも、内壁に継ぎ目や所定の高さ（１．０ｍｍ）以上の段差が形成されていない状態になっている。

　さらに、コイル本体２１の左右の接地部２ａ，２ｂの間、左右の支持部３ａ，３ｂの間、加熱部４の左右の上円弧状体９ａ，９ｂの間、および、左右の連結体１２ａ，１２ｂの間には、所定の厚み（約２．０ｍｍ）のシート状の絶縁板３１が挟み込まれており、その状態で、左右の支持部３ａ，３ｂおよび絶縁板３１が、ネジ孔８，８を挿通させたボルト（図示せず）によって螺着されている。なお、それらのボルトは、絶縁性・耐熱性を有する合成樹脂（ガラスエポキシ樹脂）製のブッシュ（図示せず）を介して支持部３ａ，３ｂおよび絶縁板３１を螺着した状態になっており、当該ボルトを介して支持部３ａ，３ｂ同士が導通しないようになっている。

＜加熱コイルの製造方法＞
　図８は、加熱コイル１を形成する様子を示したものであり、加熱コイル１を形成するための三次元プリンタ装置Ｍは、中央に直方体状の凹状部を形成してなるフレームＦ、そのフレームＦに対して昇降可能に設けられた昇降部材、レーザＬを照射するための照射手段Ｓ、レーザを反射させるための反射手段Ｒ、昇降部材を昇降させるための駆動手段（図示せず）等を有している。そして、昇降部材には、フレームＦの凹状部の開口部分と略同一の面積を有するテーブルＴが設けられている。

　三次元プリンタ装置Ｍにより加熱コイル１を製造する際には、まず、上昇位置にある昇降部材のテーブルＴの表面に、銅合金（９９．３質量％のＣｕ、０．６質量％のＣｒおよび０．１０質量％のＺｒを含有したＣ１８１５０）の粉末を、所定の厚み（たとえば、３０μｍ）になるように敷設する（テーブルＴの表面とフレームＦの外枠の表面とのギャップだけ銅粉末を敷き詰める）。そして、その銅合金粉末に対して、所定の出力のレーザ（ファイバレーザ）Ｌを所定の形状に照射して銅合金粉末の一部を溶融させ、冷却して凝固させることによって、加熱コイル１の一部を形成する。

　上記の如く、加熱コイル１の一部を形成した後には、駆動手段により昇降部材のテーブルＴを所定の高さ（たとえば、３０μｍ）だけ降下させる。そして、その高さ位置において、“先に形成された加熱コイル１の一部の上側での銅合金粉末の敷設→銅合金粉末に対するレーザＬの照射→溶融した銅合金の冷却・固化（凝固による固化）”という動作を繰り返す。そして、上記の如く、“昇降部材のテーブルＴを降下→銅合金粉末の敷設→銅合金粉末に対するレーザＬの照射→溶融した銅合金の冷却・固化”という動作を、所定の回数（たとえば、５，０００回）だけ繰り返すことによって、銅合金からなる加熱コイル１を一体的に形成することができる。

＜加熱コイルの使用方法＞
　上記の如く構成された加熱コイル１は、左右の接地部２ａ，２ｂを電極に接地させ、加熱部４の環状部分（すなわち、上円弧状体９ａ，９ｂおよび下円弧状体１０によって形成されるリング）の内部に被加工物（ワーク）を挿入させた状態で、電極を介して外部電源（高周波電源）を投入し、電磁誘導現象を利用して、被加工物を加熱することができる。また、内側注入管１３ａから冷却媒体（水）を左側の冷却媒体流下路６ａに注入して排水管７ａから排水するとともに、外側注入管１３ｂから冷却媒体を右側の冷却媒体流下路６ｂに注入して排水管７ｂから排水することで、加熱部４とともに接地部２ａ，２ｂおよび支持部３ａ，３ｂを効率的に冷却することによって、絶縁板３１の溶融による損傷等の事態を防止することができる。

＜加熱コイルの効果＞
　加熱コイル１は、上記の如く、加熱部４の内部のみならず、各接地部２ａ，２ｂおよび各支持部３ａ，３ｂの内部にも、冷却用の媒体を流下させるための一連の冷却媒体流下路６ａ，６ｂが形成されているので、被加工物の加熱処理中に加熱部４のみならず各接地部２ａ，２ｂおよび各支持部３ａ，３ｂも同時に冷却され、長時間に亘って高温のまま保持される事態が生じない。それゆえ、加熱コイル１は、絶縁板３１の炭化・劣化に起因した絶縁破壊や特定の部分への応力集中による破損等の事態が起こらないため、耐久性に優れており、高い出力条件の下でも長期間に亘って被加工物への加熱処理を繰り返すことができる。

　また、加熱コイル１は、三次元プリンタ装置Ｍを用いた造形方法（すなわち、三次元データに基づく導電性物質粉末層の部分溶着積層方法）によって形成されており、従来の加熱コイルのように銀ロウ等による接着部分が存在しないため、連続使用により変形したりせず、長期間に亘って規格通りの焼入れ処理を実施することができる。さらに、加熱コイル１は、三次元プリンタ装置Ｍを用いた造形方法によって形成されるため、同一形状、同一特性を有する製品を、製造作業者の技量に左右されることなく再現性良く効率的に製造することができる。加えて、加熱コイル１は、ロウ付けすることなく、三次元プリンタ装置Ｍを用いた造形方法によって、加熱部４、各接地部２ａ，２ｂおよび各支持部３ａ，３ｂの内部に一連の冷却媒体流下路６ａ，６ｂが形成されているため、複数の冷却水供給機構を設ける必要がない上、冷却水のロスを低減することができる。

　さらに、加熱コイル１は、冷却媒体流下路６ａ，６ｂから冷却媒体を排出するための排出口７ａ，７ｂが接地部２ａ，２ｂに設けられているため、高周波加熱装置の加熱コイルの装着部分を省スペースでコンパクトに設計することができる上、高周波加熱装置の本体への装着・脱着が容易である。

　また、加熱コイル１は、冷却媒体流下路６ａ，６ｂへ冷却媒体を注入するための注入口１３ａ，１３ｂが加熱部４に設けられており、最も高温になり易い加熱部４に、水源から導き入れた直後の低温の冷却媒体を供給することができるので、きわめて冷却効率に優れており、非常に高い出力で高周波電源を印可した状態で使用することが可能である。

＜耐久性の評価＞
　上記した加熱コイル１を１０個製造し、耐久性を評価するために、冷却媒体流下路６ａ，６ｂを利用した冷却（冷却水の流量＝８０Ｌ／ｍｉｎ．）を行いながら、６０ｋＶＡ×１０秒間の使用条件で１０万回のショット（高周波電源の通電による被加工物の加熱処理）を繰り返したが、いずれの加熱コイルにおいても絶縁板３１の炭化・劣化による絶縁破壊は起こらなかった。また、上記した使用条件下での被加工物の加熱処理中における加熱コイル１の支持部３ａ，３ｂの表面温度を測定したところ、ショット開始前（約３０℃）から大きな温度の上昇は見られなかった。当該表面温度の測定結果を表１に示す。

［比較例１］
　実施例１と同様な原料を用いて実施例１と同様な三次元プリンタ装置Ｍを用いた造形方法によって、実施例１の加熱コイルと外形が同一で接地部および支持部の内部に冷却媒体流下路が形成されていない形状（内側注入管１３ａと外側注入管１３ｂとを加熱部４の内部で連通させて、“内側注入管１３ａ→加熱部４→外側注入管１３ｂ”の経路の冷却媒体流下路を形成したもの）を有する比較例１の加熱コイル１’を製造した。そして、その比較例１の加熱コイル１’を用いて、加熱部４のみの冷却（冷却水の流量＝８０Ｌ／ｍｉｎ．）を行いながら、６０ｋＶＡ×１０秒間の使用条件で約３０分間に亘ってショットを繰り返した後に、加熱コイル１’の支持部３ａ，３ｂの表面温度を測定した。その結果、温度がショット開始前から大幅に上昇していることが分かった。当該表面温度の測定結果を表１に示す。

＜加熱コイルの変更例＞
　本発明に係る加熱コイルは、上記した実施形態の態様に何ら限定されるものではなく、材質や、接地部、支持部、加熱部の形状、構造等の構成を、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、必要に応じて適宜変更することができる。

　たとえば、本発明に係る加熱コイルは、上記実施形態の如く、上円弧状体と下円弧状体とによって環状の加熱部が設けられたものに限定されず、図９の如く、単純な円環状の加熱部が設けられたもの等でも良く、加熱部、接地部、支持部の形状を、被加工物の形状に適合させる目的等により任意の形状とすることができる。また、本発明に係る加熱コイルは、上記実施形態の如く、複数の冷却媒体流下路が設けられたものに限定されず、単一の冷却媒体流下路が設けられたもの（たとえば、図９の加熱コイル１の如く、片側の注入管１４から接地部２ａ’、支持部３ａ’を経由して加熱部４に至り、加熱部４から支持部３ｂ’、接地部２ｂ’を経由して反対側の注入管１５に至っているもの）等に変更することも可能である。

　加えて、本発明に係る加熱コイルは、上記実施形態の如く、フッ素樹脂（ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ、ＥＴＦＥ、ＰＣＴＦＥ、ＥＣＴＦＥ、ＰＶＤＦ）からなる絶縁板によって一対の接地部および一対の支持部が絶縁されているものに限定されず、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等の絶縁性および耐熱性を有する他の合成樹脂からなる絶縁板によって一対の接地部および一対の支持部が絶縁されているもの等に変更することも可能である。

　本発明に係る加熱コイルは、上記の如く優れた効果を奏するものであるので、電磁誘導を利用して被加工物を加熱するための部材として好適に用いることができる。

　１，１’・・加熱コイル
　２ａ，２ｂ，２ａ’，２ｂ’・・接地部
　３ａ，３ｂ，３ａ’，３ｂ’・・支持部
　４，４’・・加熱部
　６ａ，６ｂ，６’・・冷却媒体流下路
　７ａ，７ｂ・・排出管
　１３ａ・・内側注入管
　１３ｂ・・外側注入管
　１４・・注入管
　１５・・排出管

Claims (3)

1. 　高周波電流による電磁誘導を利用して被加工物を加熱するための高周波加熱装置に用いる加熱コイルであって、
   　三次元データに基づいて電導物質からなる粉末の敷設、溶融、凝固、積層を繰り返す造形方法、あるいは、三次元データに基づいて溶融させた導電性物質を積層する造形方法を用いて一体的に形成されたものであり、
   　高周波電流を通電させる電極に当着させるための一対の板状の接地部と、
   　前記各接地部に対してそれぞれ直交するように配置された一対の板状の支持部と、
   　それらの支持部の先端同士を繋ぐように設けられた環状の加熱部とを有しており、
   　前記各接地部、前記各支持部および前記加熱部の内部に、冷却用の媒体を流下させるための一連の冷却媒体流下路が形成されていることを特徴とする高周波加熱装置用の加熱コイル。
2. 　前記冷却媒体流下路へ冷却媒体を注入するための注入口および／または前記冷却媒体流下路から冷却媒体を排出するための排出口が、前記接地部に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の高周波加熱装置用の加熱コイル。
3. 　前記冷却媒体流下路へ冷却媒体を注入するための注入口および／または前記冷却媒体流下路から冷却媒体を排出するための排出口が、前記加熱部に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の高周波加熱装置用の加熱コイル。

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