JPH0136905Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は部材を表面焼入れまたは焼戻しする場
合の加熱に使用される高周波加熱コイルに関す
る。

（従来の技術） 高周波誘導加熱コイルで非回転状態の部材表面
を焼入れや焼戻しのために加熱する場合、部材の
形状、要求される焼入れ仕様に応じた加熱コイル
形状、加熱用電力の大きさ等の諸要因に起因し
て、高周波加熱コイルから発生する磁束による加
熱効果が部材の所定部分に対してのみ他の部分よ
り大きく発現することがある。このような加熱状
態では、例えば焼入れを目的とした加熱の場合で
あれば、急冷時に焼割れを生じたり、焼割れを生
じないまでも当該部分に応力の集中を内在させ、
次工程……例えば焼入れ周面の研磨……で缺損事
故を惹起する虞があり、かつは部材表面全面にわ
たる均一な焼入れ層の形成ができない。また、例
えば焼戻しを目的とした加熱の場合であれば、加
熱効果が大きく発現する部分は他の部分より硬さ
が低い不均一焼戻しとなる。それ故、加熱コイル
から発生する磁束による加熱効果が所定部分のみ
他の部分より大きく発現するような場合には、当
該所定部分に作用する磁束の加熱効果を逓減する
必要がある。

また上記とは逆に、被加熱面は全面にわたり加
熱コイルで均一加熱されるにも拘わらず、特段の
理由から所定部分だけを他の部分より加熱温度を
低く押さえたい場合があり、かかる場合にも当該
所定部分に作用する磁束の加熱効果を逓減する必
要がある。

上記必要に応ずる従来手段は、実用新案出願公
告昭40−32311号実用新案公報（登録第801721号）
添付の図を引用した第２図に示されるように、被
加熱部材Ｗ１周面中で加熱効果を逓減せんとする
部分Ａと加熱コイルC′の上記部分Ａに対向する内
周壁との間にコ字状の磁性体Ｍを介在させ、当該
磁性体Ｍの基部表面方向を部分Ａと対向、辺部間
に加熱コイルC′を内包する如く装着し、加熱コイ
ルC′から発生する磁束をコイルの外周方向へ誘導
し、部分Ａ方向には作用させないようにした構成
である。

（従来技術に存する問題点） ところが、上述の従来手段を適用し得ない場合
がある。

その一例を挙げれば、クランクシヤフトのピン
部を非回転状態で加熱する場合である。これを第
３図に従つて説明する。

第３図において、部材Ｗ２の被加熱部である軸
部Ｓは、クランク腕Ｒ，Ｒに挟まれているが、当
該軸部Ｓとクランク腕Ｒとが連接する部分のうち
で、クランク腕Ｒの基部方向に当たる半周側のｒ
部には特に機械的強度が要求されるので、クラン
ク腕Ｒまでを含むｈとして示す焼入れ層を形成す
ることが要求され、また形成された焼入れ層を焼
戻しすることが要求される。この要求に応ずるた
めに使用される割型加熱コイルC′では、クランク
腕Ｒの基部方向側軸半周に対向する半円弧加熱導
体ｃ１′は内周壁の巾方向両端縁に際立つた大突
出部Ｂを備えた断面形状を呈し、クランク腕Ｒの
先端方向側軸半周に対向する半円弧加熱導体ｃ２
は内周壁の巾方向両端縁に余り目立たない小突出
部ｂを備えた断面形状を呈している。尚、図にお
いてＰは磁束誘導用の珪素鋼板である。

ところが、上記の割型コイルC′を使用した場合
に形成される焼入れ層パターン（勿論焼戻し加熱
パターンも同様である）は、加熱導体ｃ１′が対
向する軸部Ｓ半周の中央部分のみにＨとして点描
示するオーバヒートを惹起する傾向がある。

このＨ部分の加熱効果を逓減する目的で従来手
段を適用しようとしても、上記大突起部Ｂのある
断面形状の加熱導体ｃ１′には磁性体Ｍを装着し
難く、仮令無理に装着しても、磁性体Ｍの基部が
対向する軸部Ｓが軸線沿いに所定巾で軸全長およ
び両ｒ部それぞれにわたつて加熱効果が逓減され
てしまう。

従来手段が上述理由から拒否されるため、オー
バヒートＨが惹起されないように大突起部Ｂを小
さく形成すると、ｒ部への加熱が充分とならず、
要求される焼入れ層パターンｈを得ることができ
ず、解決を迫られていた。

（考案の目的） 本考案は、前掲事例に限らず、加熱コイルから
発生する磁束による加熱効果を所定部分のみ他の
部分より逓減せしめる必要がある際、従来手段で
は解決し得ない場合にも位置限定して逓減するこ
とが可能な高周波加熱コイルを提供することを目
的とする。

（考案の構成） 本考案の構成は、 所定間隙を隔てて巻回した加熱コイルから発生
する磁束により部材を表面加熱するに際し、当該
部材の所定部分に対する加熱効果を他の部分より
逓減せしめる場合の加熱コイルが、加熱導体内周
壁の上記所定部分に対向する位置に純鉄を周壁か
ら露頭する如く埋込んでなる ことを特徴とする高周波加熱コイルにある。

本考案で部材の所定部分に純鉄を埋込む理由と
して、純鉄は通常銅材製で形成されるコイル導体
より導電性が低く、通電電流による自己発熱が他
の鉄合金あるいは他の金属より低く、また溶解温
度が比較的高く1000℃前後まで昇温する被加熱面
からの輻射熱に充分耐え得る融点等の諸性質を兼
ね備えているからである。

（考案の作用） 本考案は、加熱導体の内周面を流れる電流が銅
材部分より導電性の低い純鉄を避けて両側に流れ
る傾向を示すので、当該純鉄が埋込まれた位置の
加熱導体から発生する磁束は両側に振り分けら
れ、純鉄に対向する被加熱面方向へ向かう磁束の
量を減少せしめる作用を発揮する。

（実施例） 本考案をクランクシヤフト加熱用に使用される
高周波加熱コイルに適用した実施例を示す第１図
ａ〜ｃに従つて以下に詳述する。

第１図ａにおいて、Ｃは本考案にかかる高周波
加熱コイルであり、クランクシヤフトＷの軸部Ｓ
半周面とそれぞれ所定間隙を隔てて対向可能な半
円弧状の加熱導体ｃ１およびｃ２を接離可能に構
成してなる点は、公知割型コイルと異なるところ
はない。また、加熱導体ｃ１およびｃ２それぞれ
には複数個所Ｐとして示す積層珪素鋼板が装着さ
れ、磁束を軸部Ｓ方向へ誘導して加熱効率向上を
計るように構成されている点も通常採られるとこ
ろである。

上記高周波加熱コイルＣにおける本考案の要点
とするところは、当該第１図ａでは加熱すべき連
接部ｒに対向する大突出部Ｂの陰にかくれて直視
できないので破線で、第１図ａのＸ−Ｘ線断面図
である第１図ｂでは直視可能であるので実施でそ
れぞれＦとして示す純鉄が加熱導体ｃ１の半円弧
中央部分に配置されていることである。当該加熱
導体ｃ１の半円弧中央部分が対向する軸部Ｓは前
述の如くオーバヒートする部分である。上記純鉄
Ｆは頭部ｆ１と脚部ｆ２とからなり、加熱導体ｃ
１の内周壁の両端縁に形成してある突出Ｂ，Ｂ間
に挟まれた谷部の表面に頭部ｆ１が露頭する如
く、脚部ｆ２を加熱導体ｃ１に孔設した孔に嵌入
して埋込まれている。

上記構成からなる高周波加熱コイルＣを使用し
て非回転状態の軸部Ｓを加熱すれば、第１図ｃに
示す理想的な焼入れパターンｈが得られるような
焼入れ加熱もしくは焼戻し加熱をなし得、第３図
に示される如きオーバヒートＨの発現が回避され
る。

上記実施例では加熱導体ｃ１の半円弧中央部分
に純鉄Ｆを２個配置した例を挙げたが、軸部Ｓの
オーバヒートＨ発現角度範囲の大小に応じて、純
鉄Ｆの配置個数は増減される。

（他の実施例） 本考案は、回転させて加熱することが不可能な
部材で、被加熱面に例えば油穴等の小孔がある場
合に適用しても効果を発揮する。即ち、小孔があ
ると、加熱時にエツヂ効果で小孔端縁がオーバヒ
ートして当該部分の焼割れを招く。この場合、も
し第２図に示される従来手段を用いならば、加熱
効果逓減部分が上記小孔近傍だけにとどまらず、
部材の軸方向に沿う全長にわたり生じてしまう。

然し本考案では、小孔と対向する高周波加熱コ
イルＣの壁面に、上記小孔面積よりもやや大きい
面積の頭部ｆ１を有する純鉄Ｆの脚部ｆ２を埋込
むようにするので、小孔端縁近傍のみに限定して
加熱効果が逓減され、小孔端縁のオーバヒートを
回避して焼割れの虞をなくすとともに、小孔端縁
近傍以外の他の部分の均一加熱が達成される。

さらに本考案は、被加熱面の一部が特にオーバ
ヒートするがために当該のオーバヒートを回避す
る場合ばかりでなく、例えば焼入れ後に所定部分
に特殊な付加加工をする等の特定の理由から焼入
れ硬化層の形成を避けたいとき、当該部分のみ焼
入れ温度まで昇温せしめない加熱が求められるよ
うな場合に適用される。

（考案の効果） 本考案を実施すれば、部材加熱面のオーバヒー
トする部分の加熱効果を逓減して均一加熱を達成
することが可能となるばかりでなく、部材加熱面
の所定部分……特に所望する範囲のみに限定して
加熱効果を低く制御することも可能となり、上記
実施例に限らず応用範囲は広く、極めて顕著な効
果が齎らされるので賞用される。

【図面の簡単な説明】

第１図ａは本考案の一実施の正面図、第１図ｂ
は第１図ａにおけるＸ−Ｘ線断面図、第１図ｃは
本考案の効果を示す部材断面正面、第２図は従来
加熱効果逓減手段を示す斜視図、第３図は従来加
熱効果逓減手段では解決出来ない事例を示す断面
正面図である。 Ｃ……高周波加熱コイル、Ｗ……部材、Ｆ……
純鉄、ｃ１，ｃ２……コイル導体。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 所定間隔を隔てて巻回した加熱コイルから発生
   する磁束により部材を表面加熱するに際し、当該
   部材の所定部分に対する加熱効果を他の部分より
   逓減せしめる場合の加熱コイルが、加熱導体内周
   壁の上記所定部分に対向する位置に純鉄を周壁か
   ら露頭する如く埋込んでなることを特徴とする高
   周波加熱コイル。