JPH11329702A - 誘導加熱用のコイル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】コイル装置の剛性を高めると共に加熱効率の向
上を図り得る誘導加熱用のコイル装置を提供し、また、
コイル装置をワークの形態に応じて交換でき使用の汎用
性を向上させ得る誘導加熱用のコイル装置を提供する。 【解決手段】内部に冷却水の循環路が形成された中空パ
イプを所定回数巻回した加熱コイル部と、該加熱コイル
部の軸方向で加熱コイル部外側の略全域に亘って設けら
れると共に中空パイプの両端部に連結されたコイル支持
部と、該コイル支持部に接続された導電板を有し該導電
板間に共振用コンデンサが介挿されたコンデンサ部と、
を具備することを特徴とする。また、前記加熱コイル部
及びコイル支持部が一体的に構成されて前記コンデンサ
部に着脱可能に連結されていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高周波誘導加熱、
高周波焼入れ等に使用される誘導加熱用のコイル装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、高周波誘導加熱装置にはコイル装
置が必要不可欠であるが、このコイル装置としては、例
えば実公昭６２−５０３７号公報に開示のものが知られ
ている。このコイル装置は、２枚の板状のコイル取付台
と、このコイル取付台に固定され内部に冷却水の循環路
が形成された中空パイプからなる誘導加熱コイル部材
と、前記コイル取付台の突き合わせ端面に設けられた樹
脂製の絶縁板とによって構成されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このコ
イル装置にあっては、誘導加熱コイル部材が、中空パイ
プを螺旋状に巻回した螺旋形状部分と、この螺旋形状部
分の両端部を、螺旋形状部分の軸と直交する方向に伸ば
した並行部分とによって形成され、並行部分の先端に螺
旋形状部分が設けられた形状となるため、螺旋形状部分
の剛性が劣り、例えば使用する中空パイプの外径が限定
される。

【０００４】その結果、例えばコイル装置のインピーダ
ンスを高くするために、小径の中空パイプを使用して螺
旋形状部分の巻回数を多くした場合に、使用時に螺旋形
状部分のワークへの接触等により螺旋形状部分が容易に
変形してしまい、コイル装置の信頼性が劣ると共に、各
種ワークに対応した螺旋形状部分の巻回数の設定を容易
に行うことが困難であるという問題点があった。

【０００５】また、コイル取付台を誘導加熱装置に設置
されている変成器に直接接続する場合には良いものの、
例えば螺旋形状部分を移動させて所定位置のワークにセ
ットする場合等に、誘導加熱装置とコイル装置を接続す
る接続ケーブルのインダクタンス分により、コイル装置
の加熱効率が劣ることになって、誘導加熱装置自体に大
容量のものが必要となるという問題点があった。

【０００６】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、請求項１記載の発明の目的は、コイル装置の
剛性を高めると共に加熱効率の向上を図り得る誘導加熱
用のコイル装置を提供することにある。また、請求項２
記載の発明の目的は、請求項１記載の発明の目的に加
え、コイル装置をワークの形態に応じて交換でき使用の
汎用性を向上させ得る誘導加熱用のコイル装置を提供す
ることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成すべ
く、請求項１記載の発明は、内部に冷却水の循環路が形
成された中空パイプを所定回数巻回した加熱コイル部
と、該加熱コイル部の軸方向で加熱コイル部外側の略全
域に亘って設けられると共に中空パイプの両端部に連結
されたコイル支持部と、該コイル支持部に接続された導
電板を有し該導電板間に共振用コンデンサが介挿された
コンデンサ部と、を具備することを特徴とする。

【０００８】このように構成することにより、中空パイ
プが所定回数巻回された加熱コイル部は、その両端部に
連結されたコイル支持部が、加熱コイル部の外側で軸方
向に沿ってかつ軸方向の略全域に亘って設けられている
ため、このコイル支持部によって加熱コイル部を機械的
に保護することができて、加熱コイル部自体の剛性が高
められる。また、コイル支持部に接続されたコンデンサ
部の導電板間に共振コンデンサが介挿されているため、
コンデンサ部に接続される接続ケーブルのインダクタン
ス分を共振コンデンサにより打ち消すことができて、加
熱コイル部を誘導加熱装置から所定距離離して使用する
場合であっても、コイル装置による加熱効率の低下が防
止される。

【０００９】また、請求項２記載の発明は、前記加熱コ
イル部及びコイル支持部が一体的に構成されて、前記コ
ンデンサ部に着脱可能に連結されていることを特徴とす
る。このように構成することにより、一体化された加熱
コイル部とコイル支持部をコンデンサ部から分割し得る
ため、ワークの形態、誘導加熱装置の容量及び接続ケー
ブルの長さ等に応じて、加熱コイル部やコンデンサ部を
交換使用することができて、各種ワークや誘導加熱装置
に容易に対応できる等、コイル装置の使用上の汎用性が
大幅に向上する。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明に係わる誘
導加熱用のコイル装置の一実施例を示す斜視図である。

【００１１】図１において、コイル装置１は、加熱コイ
ル部２と、この加熱コイル部２を支持するコイル支持部
３と、このコイル支持部３に着脱可能に連結されたコン
デンサ部４とを有している。加熱コイル部２は、例えば
円形の銅パイプ５を螺旋形状に所定回数巻回されること
により形成され、銅パイプ５の外周面には、絶縁チュー
ブを嵌挿させることにより、あるいは絶縁性の樹脂を塗
布することによって図示しない絶縁被膜が形成されてい
る。また、加熱コイル部２の径と巻回数は、誘導加熱す
るワーク（図示せず）の形態に応じて設定される。

【００１２】前記コイル支持部３は、加熱コイル部２の
銅パイプ５の両端部にロウ付け固定された角形の銅パイ
プ６、７と、この銅パイプ６、７がロウ付け固定された
一対の銅板８、９とで形成されている。銅パイプ６、７
はＬ字形状に屈曲され、それぞれその一方の辺側が加熱
コイル部２の軸方向に向けかつ加熱コイル部２の外周面
側に近接して配置され、他方の辺側は、長方形状の銅板
８、９の表面にロウ付け固定されると共に、その先端に
は冷却水用の図示しないホースが接続されるジョイント
１０がそれぞれロウ付け固定されている。

【００１３】なお、一対の銅板８、９間には所定の間隙
が形成されるか、前縁板（図示せず）が介装されて絶縁
されている。また、コイル支持部３の銅板８、９には、
その長手方向に一対の長孔８ａ、９ａが形成され、この
長孔８ａ、９ａにコンデンサ部４がボルト１１とナット
１２によってそれぞれ位置調整可能に連結固定されてい
る。

【００１４】前記コンデンサ部４は、例えば直方体形状
に形成されその一方の端面に複数の電極端子１３が突出
されると共に、冷却水用の一対のジョイント１４が設け
られたコンデンサ１５を有している。このコンデンサ１
５の厚さ方向の両側面には、絶縁プレート１６がそれぞ
れ配設され、この対向する絶縁プレート１６が絶縁プレ
ート１７を介してボルト１８によって連結されることに
より、コンデンサ１５が一対の絶縁プレート１６で挟持
されている。

【００１５】また、一方の絶縁プレート１６には絶縁プ
レート１６より大きく、取付ボルト１９によって治具や
出力変形器に連結される平板状の取付プレート２０が固
定されている。さらに、コンデンサ部４のコイル支持部
３側には、銅板等からなる一対の連結部材２１がそれぞ
れ固定され、この連結部材２１には図示しない取付孔が
形成されている。そして、この連結部材２１の取付孔と
コイル支持部３の銅板８、９の長孔８ａ、９ａとを一致
させ、前記ボルト１１を貫通させてナット１２を締め付
けることによって、コンデンサ部４とコイル支持部３が
着脱可能に連結されている。なお、この連結部材２１と
銅板８、９の連結は、連結部材２１に予めボルト１１の
頭部を固定することによって行うこともできる。

【００１６】次に、上記コイル装置１の使用方法の一例
について説明する。先ず、コンデンサ部４の取付プレー
ト２０をボルト１９により、例えば誘導加熱するワーク
に対してセット及び非セット位置に移動し得る治具に取
り付ける。また、コンデンサ部４のコンデンサ１５の電
極端子１３にトランジスタインバータに接続されている
可撓性の接続ケーブルの一端を接続すると共に、各ジョ
イント１６に冷却水供給装置に接続されている冷却水用
のホース（いずれも図示せず）をそれぞれ接続する。

【００１７】そして、ワークに対して非セット位置にあ
る治具を移動させて、コイル装置１の加熱コイル部２内
にワークを位置させてセット状態とする。この時、加熱
コイル部２は、その軸方向の外周面側に近接してコイル
支持部３が位置しているため、コイル装置１を図１の矢
印イ方向に治具によって移動させるだけで、セット位置
に容易にセットすることができる。

【００１８】コイル装置１の加熱コイル部２をセット位
置にセットしたら、トランジスタインバータを作動させ
て、接続ケーブルを介してコイル装置１に高周波電流を
供給する。これにより、コンデンサ１５、連結部材２
１、銅板８、９及び銅パイプ６、７を介して加熱コイル
部２に高周波電流が供給され、加熱コイル部２から発す
る磁束によりワークに渦電流が誘起されてワークが誘導
加熱される。

【００１９】また、トランジスタインバータからの高周
波電流の供給と同時に、冷却水供給装置から接続ケーブ
ル内のチューブを介して、コイル装置１に冷却水が循環
供給される。この冷却水は、ジョイント１４を介してコ
ンデンサ１５を循環冷却すると共に、ジョイント１０を
介して銅パイプ６、７及び加熱コイル部２の銅パイプ５
内を循環し、加熱コイル部２の温度上昇を抑える。

【００２０】このようにして所定時間誘導加熱した後
に、トランジスタインバータ及び冷却水供給装置の作動
を停止し、例えば治具を移動させて非セット位置にして
ワークを取り外す等の適宜の処理を行うことにより、誘
導加熱作業が終了する。なお、例えば誘導加熱するワー
クの形態を変更する場合には、ナット１２を緩めること
によってコイル支持部３の銅板８、９を連結部材２１か
ら取り外す。そして、巻回数や形状がワークに応じて設
定されている別の加熱コイル部２（コイル支持部３）に
交換して誘導加熱する。

【００２１】このように、上記実施例のコイル装置１に
あっては、銅パイプ５を螺旋状に巻回した加熱コイル部
２に対して、銅板８、９等を有するコイル支持部３を加
熱コイル部２の軸方向外周面側に近接して配置している
ため、このコイル支持部３で加熱コイル部２を機械的に
保護することができて、従来のようにコイル支持部３を
加熱コイル部２の軸方向に伸ばして設ける場合に比較し
て、加熱コイル部２の剛性を高めることができる。その
結果、加熱コイル部２を形成する銅パイプ５の径が小径
の場合であっても、その形状を安定維持することができ
ると共に、小径の銅パイプ５を多数回巻回することがで
きて、加熱コイル部２の巻回数、すなわちコイル装置１
のインピーダンスを所定値に容易に設定することができ
る。

【００２２】また、加熱コイル部２とコイル支持部３が
一体化され、これがコンデンサ部４にボルト１１とナッ
ト１２によって着脱可能に連結されているため、ワーク
の形態が異なる場合に、ナット１２を緩めることによ
り、加熱コイル部２等を容易に交換することができ、ワ
ークの形態に応じた最適形状及び巻数の加熱コイル部２
を使用することができる。また、コンデンサ部４の電極
端子１３及びジョイント１４に接続される接続ケーブル
を取り外すことにより、コンデンサ部４も交換すること
ができるため、トランジスタインバータや接続ケーブル
の長さ、ワークの形態等に応じて、コンデンサ１５の容
量を最適値に設定することができる。

【００２３】さらに、コイル装置１が誘導加熱装置とし
てのトランジスタインバータに可撓性の接続ケーブルに
よって接続されているため、コイル装置１をワークがセ
ットされている所定位置に容易に移動させることができ
る。これらのことから、コイル装置１を各種ワークに使
用することができる等、使用の汎用性を大幅に向上させ
ることが可能になる。

【００２４】また、コイル装置１に共振用のコンデンサ
１５を一体化しているため、接続ケーブルのインダクタ
ンス分をこのコンデンサ１５によって打ち消すことがで
き、接続ケーブルによる高周波電流の伝達ロスが抑えら
れ、トランジスタインバータの小型化が図れると共に、
コイル装置１による加熱効率を向上させることが可能に
なる。

【００２５】図２は、本発明に係わるコイル装置の他の
実施例を示す斜視図である。なお、上記実施例と同一部
位には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。こ
の実施例のコイル装置１の特徴は、コイル支持部３の銅
板８、９を加熱コイル部２の軸方向外側に設けるように
したものである。すなわち、加熱コイル部２の銅パイプ
５の両端部にＬ字形状の銅パイプ６、７の一端をロウ付
け固定し、他端を下方に向けて銅板８、９の下縁に突出
させ、この端部にジョイント１０をロウ付け固定する。

【００２６】また、銅板８、９は、長方形状に形成され
て加熱コイル部の軸方向外周面側に近接配置され、その
右端部に角柱形状の連結部２３をそれぞれをロウ付け固
定する。そして、この連結部２３に、コンデンサ部４の
端部に連結されジョイント２５を有するＨ形状の連結部
材２４の一端が、図示しないボルト等によって着脱可能
に連結されている。また、コンデンサ部４の電極端子側
の端部には、コネクタ部２６を有する絶縁プレート２７
が固定されている。

【００２７】この実施例においても、上記実施例と同様
の作用効果が得られる他に、コイル支持部３の銅板８、
９が加熱コイル部２の軸方向外周面側に近接配置されて
いるため、加熱コイル部２を確実に機械的に保護するこ
とができて、コイル装置１の剛性がより高められるとい
う作用効果が得られる。

【００２８】なお、上記実施例においては、コンデンサ
部４の取付プレート２０を治具に取り付け、コンデンサ
１５の電極端子１３に接続ケーブルを接続する場合を例
にして説明したが、本発明はこれに限定されるものでも
なく、例えばコンデンサ１５の電極端子１３を、トラン
ジスタインバータに一体化されたもしくは別体の出力変
成器の二次側に直接接続したり、取付プレート２０をト
ランジスタインバータの筐体に直接固定するように構成
することもできる。また、上記実施例における加熱コイ
ル部２、コイル支持部３及びコンデンサ部４の構成、形
状及びその連結構造等も一例であって、誘導加熱するワ
ークの形態等に応じて適宜に設定することができる。

【００２９】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１記載の発
明によれば、中空パイプが所定回数巻回された加熱コイ
ル部が、その軸方向外側に沿ってかつ軸方向の略全域に
亘って設けられたコイル支持部によって支持されている
ため、コイル支持部によって加熱コイル部を機械的に保
護することができて、加熱コイル部自体の剛性が高めら
れ、加熱コイル部の形状を安定維持することができる。

【００３０】また、コイル支持部に電気的に接続された
コンデンサ部の電極間に共振コンデンサが介挿されてい
るため、コンデンサ部に接続される接続ケーブルのイン
ダクタンス分を共振コンデンサによって打ち消すことが
できて、コイル装置を誘導加熱装置から所定距離離して
使用する場合であっても、伝達ロスが抑えられコイル装
置による加熱効率の低下を防止することができる。

【００３１】また、請求項２記載の発明によれば、一体
化された加熱コイル部とコイル支持部をコンデンサ部か
ら分割し得るため、ワークの形態、誘導加熱装置の容量
及び接続ケーブルの長さ等に応じて、加熱コイル部やコ
ンデンサ部を交換使用することができて、各種ワークや
誘導加熱装置に容易に対応できる等、コイル装置の使用
上の汎用性を大幅に向上させることができる等の効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる誘導加熱用のコイル装置の一実
施例を示す斜視図

【図２】本発明に係わる誘導加熱用のコイル装置の他の
実施例を示す斜視図

【符号の説明】

１ コイル装置 ２ 加熱コイル部 ３ コイル支持部 ４ コンデンサ部 ５ 銅パイプ ６、７ 銅パイプ ８、９ 銅板 １０ ジョイント １３ 電極端子 １４ ジョイント １５ コンデンサ ２０ 取付プレート ２１ 連結部材 ２３ 連結部 ２４ 連結部材 ２６ コネクタ部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内部に冷却水の循環路が形成された中空パ
   イプを所定回数巻回した加熱コイル部と、該加熱コイル
   部の軸方向で加熱コイル部外側の略全域に亘って設けら
   れると共に中空パイプの両端部に連結されたコイル支持
   部と、該コイル支持部に接続された導電板を有し該導電
   板間に共振用コンデンサが介挿されたコンデンサ部と、
   を具備することを特徴とする誘導加熱用のコイル装置。
2. 【請求項２】前記加熱コイル部及びコイル支持部が一体
   的に構成されて、前記コンデンサ部に着脱可能に連結さ
   れていることを特徴とする請求項１記載の誘導加熱用の
   コイル装置。