JPS6262433B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は誘導加熱による焼入れまたは焼戻しを
行う場合に、適正な加熱を行いつつ当該加熱面の
測温が可能な誘導子に関する。

誘導加熱によつて被処理材の表層部を焼入れし
たり、または焼戻ししたりする場合には、加熱効
率の高い被処理材と誘導子との対向間隙は１mm〜
２mmと極めて狭少であることは周知である。従つ
て第１図ａおよびｂに示す如く、回転中の被処理
材Ｗと所定間隙をへだてて対向配置した誘導子Ｃ
によつて加熱昇温しつつある加熱面Ｈのその時点
での加熱温度、特に加熱面の巾方向のほぼ中央が
最高温となるので、その点を測温点Ｐとして加熱
温度を測定したくても、例えば放射温度計の如き
検知機器の視向測温線Ｌによるすくなくとも適正
な測温が可能な加熱面Ｈに対する所定角度から所
要視野ｆをもつて測温点Ｐを測温することは殆ん
ど不可能であつた。尚第１図ａおよびｂにおいて
△は被処理材Ｗと誘導子Ｃとの所定間隔である。

測温を容易とするために所定間隙△を大とすれ
ば加熱効率が悪くなつたり、加熱パターンが変る
という不都合が生じる。そのため、加熱面Ｈの巾
方向中央部点Ｐの測温を目的とした第２図ａに示
す如き誘導子C′が開発された。当該誘導子C′に
は、所定位置の巾方向ほぼ中央に外側から内側ま
で中心方向へ垂直に貫通する直径４mm〜10mmにも
およぶ検出孔exが孔設されていて、当該検出孔
exをおりして放射温度計等で点Ｐを測温するよ
うにしてある。しかし当該誘導子C′には上記検
出孔exを避けて電流が流れるので、その巾方向
での電流密度が均一ではなく、これに伴つて加熱
される被処理材Ｗの誘導子対向には第２図ｂに示
す矢印の如き誘導電流ｉが流れることとなるた
め、本来誘導子の対向する被処理材Ｗ周部の点Ｐ
を含むほぼ中央部近傍が最高温となつて第２図ｃ
でＡで示される温度特性曲線となる筈のものが、
Ｂとして示す如く点の近傍が低温で、誘導子
C′の両端面と検出孔exとに挟まれた部位に該当
する対向部分にそれぞれ最高温部がある温度特性
曲線となり、加熱面Ｈにおける最高温部の測定の
目的を達することができない。当該誘導子C′の
上記測温に対する不適切はさておき、特に問題と
される欠点は、誘導子C′を定置とする方式、即
ち定置焼入れ等の加熱において、巾方向中央部近
傍の低温がもたらす結果の不均一熱処理である。
そのうえ検出孔exの直径はかなり大であるの
で、誘導子C′の巾が狭い場合には、管材で形成
されている当該誘導子C′の管内を流通する自己
冷却流体の流路を狭隘とするので、冷却効果の削
減を来して当該部分の損耗を早めたり、冷却流体
中に溶解している金属・非金属物質等の付着によ
る管づまりの原因ともなる。それ故、この誘導子
C′は検出孔exの大きさを無視できるような大型
誘導子以外では実用性なしと判断されて、殆んど
使用されず、焼入れ・焼戻しにおける加熱温度に
ついては、依然として永年の経験と勘に頼つて取
扱つているのが現状である。

然し、近来、経験や勘を排除して計測値によつ
て熱処理条件を決め、被処理材の仕上りの均一化
を計らんとする要請が極めて強くなつて来た。

本発明は、上記の要請に応じ、かつ従来の誘導
子に存じた欠点を皆無とした加熱面の測温が可能
な誘導子を提供するものである。

本発明を第３図〜第６図に示す実施例に従つて
説明する。第３図ａおよびｂは本発明の第１の実
施例であつて、回転する被処理材Ｗ、例えば軸部
材を効率よく加熱可能な所定間隙△をへだてて巻
回する誘導子C₁の、例えばリード部Ｒの反対側
部分の外側には加熱面に対して垂直方向へ突出す
る突起部Ｂが形成されると共に、これに対応する
内側にはスリツト部Ｓが形成されている。当該ス
リツト部Ｓは、例えば放射温度計等の温度検出機
器で加熱面Ｈの巾方向ほぼ中央の点Ｐ、即ち最高
温部を測温点として、当該測温点をすくなくとも
適正な測温が可能な角度αから所要範囲の視野ｆ
をもつて視向する測温線Ｌを確保しうる長さと巾
に設定されると共に、当該スリツト部Ｓと上記突
起部Ｂとによつて形成される管材からなる誘導子
C₁の屈曲部の断面積を被処理材Ｗと所定間隙を
へだてて巻回する部分の断面積とほぼ同一となる
ように形成してある。従つて加熱面Ｈにおいて最
高温を示す点Ｐ近傍の適正な測温が可能であるば
かりでなく、誘導子C₁を流れる電流の巾方向の
電流密度は平均しており、そのうえ前記屈曲部で
電流が被処理材Ｗより離間しても、スリツト部Ｓ
に対向する被処理材Ｗの加熱面Ｈには、所定間隙
△をへだてて対向する巻回部対向面と等しい強さ
の電流が短絡して流れることとなるので、スリツ
ト部Ｓの存在にも抱らず通常使用される誘導子と
同様の誘起電流による誘導発熱現象を示し、従つ
て測温点Ｐ近傍がほぼ最高温度となるので、測温
の目的が達せられる。そのうえ、自己冷却用冷却
流体の通路も屈曲部の断面積に変化を来たさぬよ
うに配慮されているので、流通が阻害されない。
尚上記は誘導子C₁が被処理材Ｗに対して定置の
場合について述べているが、誘導子C₁と被処理
材Ｗとが相対移動する際には、最高温を示す部分
が加熱面Ｈの巾方向ほぼ中央から反相対移動方向
へやゝ変位して現われるので、測温点Ｐの位置も
それに応じて変位することは云うまでもない。

第４図ａおよびｂは本発明の第２の実施例を示
す。誘導子C₂の所定位置には前記第１実施例と
外観上殆んど変らない突出部B′が被処理材Ｗの加
熱面Ｈに対し垂直方向へ突出形成されているが、
第４図ｂにその断面図を示す如く、スリツト部
S′の突出部B′方向壁の図におけるほぼ上半分が測
温線Ｌにほぼ平行する傾斜面B′₁に、下半分が測
温点Ｐを視向する視野ｆを阻げない程度に被処理
材Ｗに近接した平行面B′₂に形成されているの
で、当該部分における誘導子C₂の断面は台形を
呈する。断面積も他の巻回部のそれと同一に設定
してある。誘導子C₂を流れる巾方向の電流密度
は第１実施例で説明したと同様均一であり、かつ
冷却流体の流通は容易であるので、本実施例誘導
子C₂の作用効果も第１実施例のそれと殆んど変
らないが、たとえ僅少であつてもより高い加熱効
率を追求する場合に用いる。

第５図に示す第３の実施例誘導子C₃は例えば
フランジを有するシヤフトを被処理材W′とし、
その軸部とフランジ部との接続部表層を焼入れま
たは焼戻しのため加熱する場合に用いる。従つて
軸部の周面とフランジ部の端面とは、それぞれと
適正加熱間隙△を保つ１箇の誘導子C₃で同時に
加熱することになるが、誘導子C₃の突起部
B″は、加熱面Ｈでありかつ測温面でもあるフラ
ンジ部に対する垂線方向へ突出して形成され、ス
リツト部S″は誘導子C₃の外側周から内側周まで
中心方向へ向う所定深さおよび巾の貫通溝として
形成されている。従つて誘導体C₃を用いてフラ
ンジ部加熱面Ｈの測温は勿論のこと、フランジ部
と軸部との接続部の加熱後、引き続いて一般に行
われる矢印で示す相対移動による軸部の加熱時に
も適正な測温角度範囲内（検出機器の測温線Ｌを
加熱面に直角とすることも可能）で加熱面の測温
が行いうる。屈曲部断面積は勿論巻回部のそれと
同じくしてある。当該誘導子C₃を流れる電流も
巾方向で同一密度であり、これによつて被処理材
W′の誘導子C₃対向面に誘起される誘導電流もス
リツト部対向部では殆んどが周方向で短絡するの
で、加熱面Ｈの巾方向での加熱に不整は生じな
い。然し、突起部B″に対向する軸部周に無視し
うる程度の僅かの発熱がみられるので加熱対象面
に対する加熱効率の点では前記２実施例よりやゝ
低い。

以上３実施例を挙げて本願の第１発明について
詳述したが、第２発明を第６図ａおよびｂに示す
第４の実施例に従つて説明する。第６図に示す誘
導子C₄は検出機器の測温線Ｌが加熱面Ｈに対し
て視向する角度（入射角）を前述実施例より垂直
に近い角度βとする場合に用いるものであつて、
測温点Ｐにおろした垂線ｘに対して所望の鋭角θ
だけ側面視で上方または下方へ突起部Ｂの中心
線が傾斜する如く突出して形成されている。それ
故、当該突起部Ｂの内側に形成される所要巾ス
リツト部Ｓの加熱面Ｈに対向する壁面はこれと
90゜−θの角度で斜配置となつている。誘導子
C₄の加熱効率は前記第１実施例と全く変らず、
かつ突起部Ｂが加熱面Ｈに対して鋭角で突出し
ているので非加熱面には磁束の影響を及ぼすこと
はない。

第７図は第６図に示す誘導子C₄の応用例であ
つて測温線Ｌを加熱面Ｈにより深い角度β′から
視向せしめ得る誘導子C₅を示す。

上記第２発明における２実施例においても屈曲
部の断面積は他の巻回部のそれとほぼ同一に設定
されていることは云うまでもない。

本発明によれば、 (1) 誘導子における測温のための構造即ちスリツ
ト部の影響を加熱面に全く及ぼすことなく加熱
が可能であり、 (2) その加熱も被処理材と誘導子との間隙を熱効
率の高い所定間隙をへだてて行うので通常の誘
導子における場合と殆んど同一の効率が得られ
ると共に、 (3) 最高温を示す部分は勿論のこと必要な部分の
適正な測温が極めて容易であり、 (4) 更には測温用構造が誘導子の自己冷却用冷却
流体の流通を阻害することがないので通常の誘
導子と同様の耐用時間を保証できるので、 特に演算機能を備えた焼入装置等に装着して、
加熱昇温中の加熱面を常時温度検出して、これを
もとに加熱時間・加熱電力等を数値制御するなど
の場合に適した誘導子として今後の実用性が極め
て高い。

【図面の簡単な説明】

第１図ａおよびｂはそれぞれ被処理材と誘導子
との位置関係を説明するための一部断面正面図、
第２図ａは従来の測温用誘導子の一部断面正面
図、第２図ｂは第２図ａに示す誘導子を用いた場
合の欠点を説明するための被処理材に流れる電流
を表わす正面図、第２図ｃは第２図ａに示す誘導
子による加熱面の温度特性曲線Ｂを通常の誘導子
による加熱面の温度特性曲線Ａと比較した線図、
第３図ａおよびｂはそれぞれ本発明の第１の実施
例である誘導子の平面図および断面正面図、第４
図ａおよびｂはそれぞれ本発明の第２の実施例誘
導子の平面図および断面正面図、第５図ａおよび
ｂはそれぞれ本発明の第３の実施例誘導子の斜視
図および断面正面図、第６図ａおよびｂは本発明
の第４の実施例誘導子の斜視図および断面正面
図、第７図は第４の実施例の応用誘導子の断面正
面図である。 C₁，C₂，C₃，C₄，C₅……誘導子、Ｗ……被処
理材、Ｂ，B′，B″，Ｂ……突起部、Ｓ，S′，
B″，Ｓ……スリツト部、Ｈ……被処理材の加
熱面、α，β，β′……加熱面の適正な測温が可
能な角度、Ｌ……測温線、ｆ……測温線の視野、
θ……加熱面への垂線に対する鋭角。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被処理材を所定間隙を隔てて巻回し対向面を
   誘導加熱する誘導子において、所定位置の外側に
   上記被処理材の加熱面に対し垂直方向へ突出する
   突起部を、これに対応する内側に加熱面の巾方向
   のほぼ中央をすくなくとも適正な測温が可能な角
   度から所要視野をもつて視向する測温線を確保可
   能なスリツト部を形成し、当該スリツト部と上記
   突起部とによつて形成される屈曲部の断面積が巻
   回部の断面積とほぼ同一であるようにしたことを
   特徴とする加熱面の測温可能な誘導子。 ２ 被処理材を所定間隙を隔てて巻回し対向面を
   誘導加熱する誘導子において、所定位置の外側に
   上記被処理材の加熱面への垂線に対し鋭角をもつ
   て外方へ突出する突起部を、これに対応する内側
   に加熱面のほぼ中央をすくなくとも適正な測温が
   可能な角度から所要視野をもつて視向する測温線
   を確保可能なスリツト部を形成し、当該スリツト
   部と上記突起部とによつて形成される屈曲部の断
   面積が巻回部の断面積とほぼ同一であるようにし
   たことを特徴とする加熱面の測温可能な誘導子。