JPH0342031Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

ａ 産業上の利用分野 本考案は、高周波誘導加熱コイルの改良に関
し、特にレールの頭頂部と頭側部の表面加熱焼入
に使用して好適な高周波誘導加熱コイルに関す
る。 ｂ 従来の技術 従来、この種の高周波誘導加熱コイルとして
は、第４図に示すコイルが用いられている。 第４図において高周波誘導加熱コイル１００
は、直列接続された９本の直線状のコイル部片よ
り構成され、各コイル部片は、他のコイル部片と
互いにほぼ垂直に接続されて直方体の各辺を形成
している。この直方体の上面に配設された３本の
頭頂面加熱コイル部片１０１ａ，１０１ｂ，１０
１ｃは、レール頭頂面を加熱するために頭頂面と
平行に対向する平面上に位置する。また、この直
方体の下面に配設された一対のコイル部片１０２
ａ，１０２ｂは、レール頭側面を加熱するために
レールの長手方向に沿つて、それぞれ両頭側面と
平行に対向する。この頭側面加熱コイル部片１０
２ａ，１０２ｂは、４本の連結コイル部片１０３
ａ，１０３ｂ，１０３ｃ，１０３ｄを介して前述
の頭頂面加熱用コイル部片１０１ａ，１０１ｂ，
１０１ｃと接続されている。また、２本の頭頂面
加熱コイル部片１０１ｂ，１０１ｃは、その長さ
が等しく、その各一端は高周波電源１０４に接続
される端子１０５ａ，１０５ｂを有している。 この高周波誘導加熱コイル１００を用いてレー
ルの頭頂部と頭側部を加熱するに際しては、コイ
ル部片１０１ａとコイル部片１０１ｂ（あるいは
１０１ｃ）とによつて形成される平面に対してレ
ール頭頂面が所定の間隔をおいて平行になり、か
つレールの両頭側面が４本の連結コイル部片１０
３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ，１０３ｄと所定の間
隔をおいて対向するように図示しない保持具によ
りレール及び同コイル１００を保持しながら相対
的にレールを走行させる。 ｃ 考案が解決しようとする問題点 上記従来の高周波誘導加熱コイル１００におい
ては、直方体の下面に配設された一対のコイル部
片１０２ａ，１０２ｂとこれらのコイル部片１０
２ａ，１０２ｂと垂直に連結された４本のコイル
部片１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ，１０３ｄと
がレールの頭側面と対向している。これに対し
て、この直方体の上面に配設された３本のコイル
部片１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃが頭頂面と対
向している。 したがつて、上記コイル１００に高周波電流を
通電してレールの加熱処理を行なつた場合、各対
向している面のコイル部片の長さの違いにより、
レールの頭側面に生じるうず電流の密度は頭頂面
のそれに較べて大きくなるので、頭側面の温度上
昇の速度は頭頂面より大きい、頭頂面が所定の温
度に達した時には、頭側面はオーバーヒートもし
くは溶融状態となつてしまう。 上記コイル１００にあつては、頭側部から頭頂
部へ熱を伝導させることによつて両部分の加熱温
度の均一化を図つていた。したがつて、頭側面側
のクリアランス（コイルと加熱材との間隔）を頭
頂面側のそれよりも大きくすることにより頭側部
の加熱効率を頭頂部より低下させるとともに、レ
ール長手方向に対応するコイルの寸法を長くして
レールの加熱時間を長くする必要があつた。しか
しながら、以上のような方策を講じても頭頂部と
頭側部との加熱温度を均一にさせることは困難で
あり、さらに頭側面側のクリアランスを大きくす
ると消費電力が大きくなるという問題点もあつ
た。 上記コイル１００を用いて表面焼入れ処理がな
されたレールの頭頂部は、硬化層の厚さが薄くな
り疲労強度が低下する。一方、頭側部は必要以上
の高温となるので焼割れを生じる危険性があると
共に、焼入組織の粗大化により材質的な劣化を招
く虞れもある。 本考案は、上記従来技術の有する問題点に鑑み
なされたもので、その目的は、レールの頭頂部と
頭側部の均一加熱を可能にし、かつ長手方向の長
さが短い高周波誘導加熱コイルを提供することに
ある。 ｄ 問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するための本考案は、長手方
向に相対移動されるレールの頭部を高周波誘導加
熱する高周波誘導加熱コイルにおいて、 (a) 前記レールの幅方向に沿つてその頭頂面に対
応配置される互いに平行な一対の頭頂面加熱コ
イル部と、 (b) 前記レールの長手方向に沿つてその両頭側面
にそれぞれ対応配置される互いに平行な一対の
頭側面加熱コイル部と、 (c) 前記レールの頭頂面の幅方向の中央箇所に沿
つて対応配置され、かつ前記頭側面加熱コイル
部に対して平行に延びるコイル部片、及びこの
コイル部片の両端にそれぞれ接続され、かつ前
記頭頂面加熱コイル部に対して平行に延びる一
対のコイル部片から成り、前記頭頂面加熱コイ
ル部を含む平面上であつて、前記頭頂面加熱コ
イル部及び頭側面加熱コイル部によつて囲まれ
た領域内の少なくとも１箇所に配設される横断
連結コイル部と、 (d) 前記各コイル部を直列に繋ぐ連結コイル部
と、 をそれぞれ具備することを特徴とする。 ｅ 作用 レール頭頂面を横断するように配設された横断
連結コイル部のうち長手方向に平行に配設された
コイル部片は、頭頂面の幅方向中央部の付近の加
熱に寄与する。また、同方向と垂直に配設された
２本のコイル部片は幅方向に生ずる加熱温度のむ
らを解消する。同コイル部を構成する各コイル部
片を互いに垂直に接続したコイル構成方法は、各
コイル部片を流れる電流によつて生じる合成磁場
の均一化にとつて最も効果的なものである。 ｆ 実施例 以下、本考案に係る高周波誘導加熱コイルの好
ましい一実施例を添付図面に基づき詳細に説明す
る。 第１図は、高周波誘導加熱コイル（以下におい
て単にコイルと称する）１の構成を示す斜視図、
第２図はこのコイル１の使用態様を示す斜視図で
ある。このコイル１は、レールＳの幅方向に沿つ
てその頭頂面Ａに対応配置される互いに平行な一
対のコイル部片２ａ，２ｂから成る頭頂面加熱コ
イル部２を具備している。前記コイル部片２ａの
両端には、このコイル部片２ａに対して下方に垂
直に延びる長さの等しい２本のコイル部片３ａ，
３ｂの各一端がそれぞれ接続されている。また、
コイル部片２ｂの両端にも前記コイル部片２ａと
同様に長さの等しい２本のコイル部片３ｃ，３ｄ
の各一端がそれぞれ接続されている。 前記コイル部片３ａ，３ｂの各他端には、これ
らコイル部片３ａ，３ｂに対して垂直に、レール
の長手方向に延びる２本のコイル部片４ａ，４ｂ
の各一端がそれぞれ接続されている。また、前記
コイル部片３ｃ，３ｄの各他端にも、これらコイ
ル部片３ｃ，３ｄに対して垂直に、レールの長手
方向に延びる２本のコイル部片４ｃ，４ｄの各一
端がそれぞれ接続されている。これによつて、４
本のコイル部片４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄは、一対
の頭側面加熱コイル部４として両頭側面B₁，B₂
と平行に対向する。なお、コイル部片４ａとコイ
ル部片４ｄの長さは、ほぼ等しく、またコイル部
片４ｂとコイル部片４ｃの長さもほぼ等しくなる
ように構成されている。 前記コイル部片４ａ，４ｂの各他端には、これ
らコイル部片４ａ，４ｂに対して上方に垂直に延
びる長さの等しい２本のコイル部片３ｅ，３ｆの
各一端がそれぞれ接続されている。また、コイル
部片４ｃ，４ｄの各他端にも、これらコイル部片
４ｃ，４ｄに対して上方に垂直に延びる長さの等
しい２本のコイル部片３ｇ，３ｈの各一端がそれ
ぞれ接続されている。 前記頭頂面加熱コイル部２を含む平面上であつ
て、かつ、前記頭頂面加熱コイル部２及び頭側面
加熱コイル部３によつて囲まれた領域内に、長さ
の等しい２本のコイル部片５ａ，５ｂがコイル部
片２ａと平行に配設されている。これらコイル部
片５ａ，５ｂの各一端は前記レールＳの頭頂面Ａ
の幅方向の中央箇所に沿つて対応配置され、か
つ、頭側面加熱コイル部４と平行に延びるコイル
部片５ｃを介して連結されている。前記コイル部
片５ａ，５ｂの各他端は、それぞれ前記コイル部
片３ｅ，３ｈの各他端と接続されている。すなわ
ち、前記コイル部片５ａ，５ｂ，５ｃは頭頂面Ａ
を横断する横断連結コイル部５を構成するととも
に、前記コイル部片３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３
ｅ，３ｈは頭頂面、頭側面両加熱コイル部２，４
を直列に繋ぐ連結コイル部３を構成している。 前記コイル部片３ｆ，３ｇの各他端には、頭頂
面加熱コイル部２を含む平面上にあつて、このコ
イル部２と平行に配設された長さの等しい２本の
コイル部片２ｃ，２ｄの各一端がそれぞれ接続さ
れている。さらに、前記コイル部片２ｃ，２ｄの
各他端には、上記平面上にあつて、前記コイル部
片５ｃと平行に配設された長さの等しい２本のコ
イル部片２ｅ，２ｆの各一端が接続されている。
これらコイル部片２ｅ，２ｆの各他端には高周波
電源接続用端子６ａ，６ｂが設けられている。 以上により、これら端子６ａ，６ｂ間には前記
各コイル部片が直列状に接続されたコイル１を構
成し、レールの長手方向に相対移動されかつ、レ
ールの頭部を高周波誘導加熱するように形成され
る。 本実施例に示した高周波誘導加熱コイル１は、
以下の表に示す寸法のものが好ましい。

【表】 単位：mm
特に、l₁／（L₁＋L₂）＝0.3〜0.5となるように各
コイル部片の長さを設定する時、頭頂面と頭側面
との加熱の均衡が良くなる。 なお、第３図に示すように頭頂面加熱コイル部
２，２の間に横断連結コイル部５を２組配置して
よい。この場合、コイル部片４ｂ，４ｃの間はコ
イル部片３ｕ，３ｖ，３ｗによつて、コイル部片
４ｄ，４ｅの間はコイル部片３ｘ，３ｙ，３ｚに
よつてそれぞれ連結されることになるが、これら
コイル部片はコイル部片３ａ……３ｈと同様に連
結コイル部３を構成する。 前記実施例高周波誘導加熱コイル１の端子６
ａ，６ｂに高周波電源７を接続すると第２図に示
すように矢印の方向に大電流が流れる。この時、
頭頂面の中央部にレールの幅方向と平行に配設さ
れた４本のコイル部片５ａ，５ｂ，２ｃ，２ｄに
は同一方向の電流が流れ、また長手方向と平行に
配設された３本のコイル部片５ｃ，２ｅ，２ｆに
も同一方向の電流が流れる。したがつて、頭頂部
の加熱が効果的に強化される。レールＳとコイル
１とは図示しない保持具によつて保持されること
によつて、レールＳはコイル１と所定の間隔を保
つてその内部を通過する。コイル１の内部を通過
して加熱処理された部分は次工程へ送られ、冷却
水等を噴射されることにより表面焼入れ処理が完
了する。 以上、本考案の実施例に付き述べたが、本考案
に係る高周波誘導加熱コイルは、レールの加熱処
理にその用途を限定されるものではなくて、平板
状の金属材についても適用することが可能であ
る。 ｇ 効果 以上述べたように本考案のレール頭部の高周波
誘導加熱コイル１は、一対の頭頂面加熱コイル部
２の間に横断連結コイル部５を設けたものであ
る。一対の頭頂面加熱コイル部２の加熱作用に加
えて横断連結コイル部５も頭頂面の加熱に大きく
寄与する。したがつて、両コイル部の相乗的効果
によつて従来のコイルにおいて加熱しにくかつた
頭頂面を効率良く加熱することが可能となり、従
来のコイルにおいて問題となつていた頭頂面と頭
頂面との加熱温度の不均一性を解消できる。この
ため、頭側面加熱コイル部４の寸法を短縮しても
前記加熱温度の不均一性という問題は生じない。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は、本考案に係るレール頭部の
高周波誘導加熱コイルの一実施例を示し、第１図
は同コイルの回路構成を示す斜視図、第２図は同
コイルの使用態様を示す斜視図である。第３図は
本考案の他の実施例における同コイルの回路構成
を示す斜視図である。第４図は、従来のレール頭
部の高周波誘導加熱コイルの回路構成を示す斜視
図である。 １……高周波誘導加熱コイル、２……頭頂面加
熱コイル部、３……連結コイル部、４……頭側面
加熱コイル部、５……横断連結コイル部、６……
高周波電源接続用端子、７……高周波電源、１０
０……高周波誘導加熱コイル、１０１……頭頂面
加熱コイル部片、１０２……頭側面加熱イコル部
片、１０３……連結コイル部片、１０４……高周
波電源、１０５……高周波電源接続用端子。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 長手方向に相対移動されるレールの頭部を高周
   波誘導加熱する高周波誘導加熱コイルにおいて、 (a) 前記レールの幅方向に沿つてその頭頂面に対
   応配置される互いに平行な一対の頭頂面加熱コ
   イル部と、 (b) 前記レールの長手方向に沿つてその両頭側面
   にそれぞれ対応配置される互いに平行な一対の
   頭側面加熱コイル部と、 (c) 前記レールの頭頂面の幅方向の中央箇所に沿
   つて対応配置され、かつ前記頭側面加熱コイル
   部に対して平行に延びるコイル部片、及びこの
   コイル部片の両端にそれぞれ接続され、かつ前
   記頭頂面加熱コイル部に対して平行に延びる一
   対のコイル部片から成り、前記頭頂面加熱コイ
   ル部を含む平面上であつて、前記頭頂面加熱コ
   イル部及び頭側面加熱コイル部によつて囲まれ
   た領域内の少なくとも１箇所に配設される横断
   連結コイル部と、 (d) 前記各コイル部を直列に繋ぐ連結コイル部
   と、 をそれぞれ具備することを特徴とするレールの高
   周波誘導加熱コイル。