(57)【要約】【課題】製品品質の低減を防止し、製品寿命に優れたエンジン用クランクシャフトの高周波焼入れに用いる誘導加熱コイルの製造方法および誘導加熱コイルを提供する。【解決手段】誘導加熱コイル体１０の母材よりなる複数の予備成型体６０〜６４に、予備成型体６０〜６４を接合面６０ａ等で組み合わせることで全体として冷却水流路５が形成されるように所定の形状の溝部８０ａ等を穿設する第一加工工程Ｓ１００と、第一加工工程Ｓ１００にて溝部８０ａ等が穿設された予備成型体６０〜６４を、それぞれ所定の接合面６０ａ等で組み合わせ、固相接合により予備成型体６０〜６４の接合面６０ａ等を接合して一の成型体６とする接合工程Ｓ１１０と、接合工程Ｓ１１０にて接合された成型体６に対して、溝部８０ａ等の形状に基づいて誘導加熱コイル体１０を削り出す第二加工工程Ｓ１２０と、を有する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に冷却水を流す冷却水流路を有する、エンジン用クランクシャフトの高周波焼入れに用いる誘導加熱コイルの製造方法であって、
誘導加熱コイルの母材よりなる複数の予備成型体に、該予備成型体を所定の接合面で組み合わせることで全体として前記冷却水流路が形成されるように所定の形状の溝部を穿設する第一加工工程と、
前記第一加工工程にて前記溝部が穿設された前記予備成型体を、それぞれ所定の接合面で組み合わせ、固相接合により予備成型体の接合面を接合して一の成型体とする接合工程と、
前記接合工程にて接合された成型体に対して、前記溝部の形状に基づいて誘導加熱コイルを削り出す第二加工工程と、
を有してなることを特徴とするエンジン用クランクシャフトの高周波焼入れに用いる誘導加熱コイルの製造方法。
【請求項２】
前記第一加工工程は、誘導加熱コイルを平行する複数の水平面にて所定の分割層部にそれぞれ分割した場合に、前記分割層部の平断面に表れる形状に対応する形状の前記溝部を、前記予備成型体の接合面に穿設することを特徴とする請求項１に記載のエンジン用クランクシャフトの高周波焼入れに用いる誘導加熱コイルの製造方法。
【請求項３】
前記第一加工工程は、誘導加熱コイルを前記予備成型体と同数であって、かつ同じ厚さの分割層部にそれぞれ分割することを特徴とする請求項２に記載のエンジン用クランクシャフトの高周波焼入れに用いる誘導加熱コイルの製造方法。
【請求項４】
前記第一加工工程は、誘導加熱コイルに形成される屈曲部を通る水平面にて分割することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のエンジン用クランクシャフトの高周波焼入れに用いる誘導加熱コイルの製造方法。
【請求項５】
前記接合工程は、所定の予備成型体に穿設された前記溝部と、対応する予備成型体に穿設された前記溝部とを組み合わせることで、前記冷却水流路の一部が形成されるように予備成型体を位置決めすることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のエンジン用クランクシャフトの高周波焼入れに用いる誘導加熱コイルの製造方法。
【請求項６】
前記請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の誘導加熱コイルの製造方法により製造されるエンジン用クランクシャフトの高周波焼入れに用いる誘導加熱コイルであって、
屈曲部にてろう付けされることなく一体的に連続されることを特徴とするエンジン用クランクシャフトの高周波焼入れに用いる誘導加熱コイル。
【請求項７】
前記請求項６に記載の誘導加熱コイルであって、
被加熱物の外周形状に沿うようにして湾曲状に成形され、複数の屈曲部が形成された加熱導体部を具備してなることを特徴とするエンジン用クランクシャフトの高周波焼入れに用いる誘導加熱コイル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、誘導加熱コイルの製造方法および誘導加熱コイルの技術に関し、より詳細には、内部に冷却水を流す冷却水流路を有する、エンジン用クランクシャフトの高周波焼入れに用いる誘導加熱コイルの製造方法および誘導加熱コイルの技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、誘導加熱を利用して鋼製部材などの被加熱物を所定の焼入れ温度に加熱し、急冷する高周波焼入れ装置の構成が公知である。このような高周波焼入れ装置には、通常、被加熱物の外周面又は内周面を誘導加熱するために、被加熱物の形状（外周形状等）に沿って形成された加熱導体部を有する誘導加熱コイルが用いられる。被加熱物としては、例えば、自動車エンジン用クランクシャフト等の軸状部材など様々な形状のものがあり、誘導加熱コイルにおいて被加熱物の形状に応じて様々に構成されている。
【０００３】
誘導加熱コイルの構成としては、一般的には、高周波電源に接続される一対のリード導体部の間に、直線状又は湾曲状の加熱導体部が接続され、全体として上述した被加熱物の外周形状に沿うようにして一部が延出、屈曲、又は湾曲された構造体として形成されている。また、このリード導体部や加熱導体部の内部には、冷却水を流す冷却水流路が設けられており、誘導加熱時に冷却水流路に冷却水が常時流されることで、加熱導体部において自身の過熱による損傷を防止するように構成されている。
【０００４】
これらの従来の誘導加熱コイルは、例えば、特許文献１〜３に開示されるように、リード導体部や加熱導体部が銅などの導電性材料を断面略矩形のパイプ状に成形したパイプ部材を用いて、加熱導体部が全体として所定形状をなすように、パイプ部材がろう付けにより連結されて構成されている。特に、誘導加熱コイルにおいては、リード導体部と加熱導体部との接続部位や加熱導体部に複数の屈曲部が形成されることが多いため、従来の誘導加熱コイルの製造方法としては、具体的には、まず断面矩形の複数のパイプ部材が成形され、次いで加熱導体部を構成する屈曲部にてパイプ部材の端部同士をろう付けにより連結させることで形成されていた。
【０００５】
ところで、高周波焼入れ装置に用いられる誘導加熱コイルは、焼入れ時に、高周波電源より供給される交流の高周波電流が流れることで交番磁束を発生させ、この交番磁束によって被加熱物にうず電流が発生する。そして、被加熱物に発生するうず電流による抵抗発熱と誘導加熱コイルからの交番磁束によるヒステリシス損から生じる発熱によって、被加熱物が加熱されるのである。また、焼入れ時には、誘導加熱コイルにおいて、加熱された被加熱物からの輻射熱により高温に加熱されるため、上述したように冷却水流路に冷却水が常時流されている。
【０００６】
しかし、従来の誘導加熱コイルの構成では、高周波電源より供給された高周波電流が他の部位に比べて屈曲部に集中するため、焼入れによる通電が繰り返されることで、屈曲部の温度が局所的に上昇したり、屈曲部において加熱・冷却による温度振幅が他の部分よりも大きくなったりしてしまう。そのため、ろう材自体が劣化（収縮や気泡発生）して、ろう付け部分の接合強度が低減したり、ろう付けが剥がれたりする場合があり、屈曲部の接続部位において製品品質が低減し、ひいては誘導加熱コイルの製品寿命に劣るという課題があった。
【０００７】
特に、自動車等のエンジン用クランクシャフトの高周波焼入れに用いられる誘導加熱コイルにおいては、従来のろう付けによる製造方法では、精密ろう付けの箇所が多く、かつろう付け箇所（接合部位）が近接しているために円熟した技能が求められ、作業者の熟練度による製品品質のばらつきが生じてしまうという課題があった。
【０００８】
また、近年では、誘導加熱コイルは、被加熱物に対する加熱むらを低減し、また焼入れ深さを均質化して焼入れ精度を向上すべく、被加熱物の形状に応じてより複雑化・細緻化された形状に構成される傾向にある。このような誘導加熱コイルの形状の複雑化に伴って、誘導加熱部において複数の屈曲部が形成されることから、屈曲部の接合部位において製品品質が低減してしまうという課題がより深刻化してきている。
【０００９】
なお、上述した観点から、特許文献３では、屈曲部で接続される少なくとも一方のパイプ部材の断面形状を屈曲部のコーナ部の間に頂点を有する多角断面とした誘導加熱コイルの構成が提案されている。しかしながら、このような誘導加熱コイルの構成であっても、従来の誘導加熱コイルの製造方法において、かかる断面形状を有するパイプ部材がろう付けにより連結されるため、上述したような課題は依然として解消されないままであった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平８−２８３８６２号公報
【特許文献２】特開２００４−５２０１３号公報
【特許文献３】特開２００６−３０２６８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
そこで、本発明では、エンジン用クランクシャフトの高周波焼入れに用いる誘導加熱コイルの製造方法および誘導加熱コイルに関し、前記従来の課題を解決するもので、製品品質の低減を防止し、製品寿命に優れたエンジン用クランクシャフトの高周波焼入れに用いる誘導加熱コイルの製造方法および誘導加熱コイルを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【００１３】
すなわち、請求項１においては、内部に冷却水を流す冷却水流路を有する、エンジン用クランクシャフトの高周波焼入れに用いる誘導加熱コイルの製造方法であって、誘導加熱コイルの母材よりなる複数の予備成型体に、該予備成型体を所定の接合面で組み合わせることで全体として前記冷却水流路が形成されるように所定の形状の溝部を穿設する第一加工工程と、前記第一加工工程にて前記溝部が穿設された前記予備成型体を、それぞれ所定の接合面で組み合わせ、固相接合により予備成型体の接合面を接合して一の成型体とする接合工程と、前記接合工程にて接合された成型体に対して、前記溝部の形状に基づいて誘導加熱コイルを削り出す第二加工工程と、を有してなるものである。
【００１４】
請求項２においては、前記第一加工工程は、誘導加熱コイルを平行する複数の水平面にて所定の分割層部にそれぞれ分割した場合に、前記分割層部の平断面に表れる形状に対応する形状の前記溝部を、前記予備成型体の接合面に穿設するものである。
【００１５】
請求項３においては、前記第一加工工程は、誘導加熱コイルを前記予備成型体と同数であって、かつ同じ厚さの分割層部にそれぞれ分割するものである。
【００１６】
請求項４においては、前記第一加工工程は、誘導加熱コイルに形成される屈曲部を通る水平面にて分割するものである。
【００１７】
請求項５においては、前記接合工程は、所定の予備成型体に穿設された前記溝部と、対応する予備成型体に穿設された前記溝部とを組み合わせることで、前記冷却水流路の一部が形成されるように予備成型体を位置決めするものである。
【００１８】
請求項６においては、前記請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の誘導加熱コイルの製造方法により製造されるエンジン用クランクシャフトの高周波焼入れに用いる誘導加熱コイルであって、屈曲部にてろう付けされることなく一体的に連続されるものである。
【００１９】
請求項７においては、前記請求項６に記載の誘導加熱コイルであって、被加熱物の外周形状に沿うようにして湾曲状に成形され、複数の屈曲部が形成された加熱導体部を具備してなるものである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の効果として、製品品質の低減を防止し、製品寿命に優れたエンジン用クランクシャフトの高周波焼入れに用いる誘導加熱コイルを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施例に係る誘導加熱コイルの全体的な構成を示した斜視図。
【図２】誘導加熱コイル体の構成を示した斜視図。
【図３】誘導加熱コイルの製造方法を示したフローチャート。
【図４】溝部が穿設された予備成型体を組み付けた状態を示した斜視図。
【図５】誘導加熱コイル体を水平面で分割する様子を示した側面図。
【図６】分割層部の構成を示した斜視図。
【図７】予備成型体に穿設される溝部の形状を示した平面図。
【図８】同じく予備成型体に穿設される溝部の形状を示した平面図。
【図９】同じく予備成型体に穿設される溝部の形状を示した平面図。
【図１０】同じく予備成型体に穿設される溝部の形状を示した平面図。
【図１１】同じく予備成型体に穿設される溝部の形状を示した平面図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に、発明を実施するための形態を説明する。
なお、以下の実施例において、図１に示す矢印Ｘ方向を誘導加熱コイル１（誘導加熱コイル体１０）の上下方向とし、図１に示す矢印Ｙ方向を誘導加熱コイル１（誘導加熱コイル体１０）の水平方向とする。
【００２３】
まず、本実施例の製造方法により製造される誘導加熱コイル１の全体構成について、以下に概説する。
図１に示すように、本実施例の誘導加熱コイル１は、図示せぬ高周波焼入れ装置に接続された状態で、誘導加熱を利用して鋼製部材などの被加熱物２を所定の焼入れ温度に加熱・急冷して焼入れ処理（又は焼戻し処理）するためのコイル部材として使用される。なお、本実施例の誘導加熱コイル１は、自動車等のエンジン用クランクシャフトの高周波焼入れに用いるコイル部材として構成され、被加熱物２としては、主に、自動車等のエンジン用クランクシャフトを対象とし、誘導加熱コイル１にてかかるエンジン用クランクシャフトの外周面が誘導加熱される。
【００２４】
本実施例の誘導加熱コイル１は、被加熱物２の軸心方向に沿って略対称形状に形成された一対の誘導加熱コイル体１０・１０として構成されている。誘導加熱コイル体１０・１０は、それぞれ導電性材料としての銅材にて断面矩形のパイプ状に形成されたパイプ部材が、全体として被加熱物２の外周形状（外周面）に沿うようにして延出、屈曲、又は湾曲された構造体として形成されている。
【００２５】
なお、以下の実施例においては、誘導加熱コイル体１０・１０が略対称形状に形成されていることから、特に言及する場合を除いて、一方の誘導加熱コイル体１０の構成について説明し、他方の誘導加熱コイル体１０の構成については、その詳細な説明は省略する。
【００２６】
次に、誘導加熱コイル体１０の構成について、以下に詳述する。
図１及び図２に示すように、本実施例の誘導加熱コイル体１０は、高周波焼入れ装置に設けられた図示せぬ高周波電源に接続される一対のリード導体部３と、リード導体部３に接続され、被加熱物２の外周形状に沿うようにして湾曲状に成形された加熱導体部４等とで構成されている。また、誘導加熱コイル体１０は、上下方向の中心位置を通る水平面に対して上下方向に略対称形状に形成されている。
【００２７】
リード導体部３は、略直線状に形成された断面略矩形のパイプ部材より構成されており、一端が図示せぬ高周波電源に接続され、他端が後述する加熱導体部４へと連続されている。特に、本実施例のリード導体部３は、水平方向に延出された一対のパイプ部材より構成されており、上方に配置された上リード導体部３０ａと、下方に配置された下リード導体部３０ｂとが、誘導加熱コイル１の上下方向に所定の離間を有するようにして並設されている。
【００２８】
上リード導体部３０ａ及び下リード導体部３０ｂは、それぞれ略同形に形成されており、上リード導体部３０ａ及び下リード導体部３０ｂの間に後述する加熱導体部４が接続されている。高周波電源からリード導体部３に供給された高周波電流は、誘導加熱コイル体１０において、上リード導体部３０ａを介して加熱導体部４に流れ、加熱導体部４の形状にそって流れた後に、下リード導体部３０ｂより高周波電源に戻る。
【００２９】
加熱導体部４は、リード導体部３（上リード導体部３０ａ及び下リード導体部３０ｂ）の一端に接続され、被加熱物２の外周形状に沿うようにして水平方向に湾曲状に形成されたパイプ部材より構成されている。具体的には、水平方向に湾曲状に延出され、上下方向に所定の離間を有するようにして並設される一対の湾曲部４０（上湾曲部４０ａ及び下湾曲部４０ｂ）と、湾曲部４０（上湾曲部４０ａ及び下湾曲部４０ｂ）の一端側を上下方向に連結させる上下連結部４１と、湾曲部４０（上湾曲部４０ａ及び下湾曲部４０ｂ）の他端側を上リード導体部３０ａ及び下リード導体部３０ｂにそれぞれ接続させる接続部４２（上接続部４２ａ及び下接続部４２ｂ）等とで構成されている。
【００３０】
本実施例の誘導加熱コイル体１０は、上湾曲部４０ａ及び下湾曲部４０ｂと、上下連結部４１と、上接続部４２ａ及び下接続部４２ｂとを有する加熱導体部４と、上述した上リード導体部３０ａ及び下リード導体部３０ｂを有するリード導体部３とが、それぞれ連続して一体的に形成されている。すなわち、誘導加熱コイル体１０は、リード導体部３及び加熱導体部４において、上リード導体部３０ａに上接続部４２ａを介して上湾曲部４０ａが連続され、下リード導体部３０ｂに下接続部４２ｂを介して下湾曲部４０ｂが連続されるとともに、上湾曲部４０ａ及び下湾曲部４０ｂが、上接続部４２ａ及び下接続部４２ｂと連続される反対側の端部において上下連結部４１を介して連続されて、一体形成されている。
【００３１】
上湾曲部４０ａ及び下湾曲部４０ｂは、被加熱物２の外周形状に沿うように、誘導加熱コイル体１０の水平方向に延出しながら湾曲され、誘導加熱コイル体１０の上下方向に所定の離間を有するようにして並設される。また、上湾曲部４０ａ及び下湾曲部４０ｂの湾曲面であって被加熱物２に対向する縁部は、被加熱物２に近接する方向に突出されている。焼入れ時には、湾曲部４０に高周波電流が流れることで発生した交番磁束によって被加熱物にうず電流が発生されるため、被加熱物２の外周形状に対して縁部を近接させることで、湾曲部４０にて焼入れ効率を向上させることができる。
【００３２】
上下連結部４１は、上下方向に延出された略長板状のパイプ部材より形成され、上湾曲部４０ａの上リード導体部３０ａ側の端部とは反対側の端部と、下湾曲部４０ｂの下リード導体部３０ｂ側の端部とは反対側の端部とをそれぞれ連結するように形成されており、本実施例では、上下連結部４１は、上湾曲部４０ａ及び下湾曲部４０ｂの端部に対して水平方向から当接するようにして連結されている。
【００３３】
上接続部４２ａ及び下接続部４２ｂは、一端が上リード導体部３０ａ及び下リード導体部３０ｂの端部形状と略同形に形成された断面矩形のパイプ部材より構成されている。具体的には、上接続部４２ａは、上リード導体部３０ａの端部に連続され、上湾曲部４０ａが上接続部４２ａの上面側に被加熱物２の外周形状に沿って水平方向に延出されるようにして連続されている。一方、下接続部４２ｂは、下リード導体部３０ｂの端部に連続され、下湾曲部４０ｂが下接続部４２ｂの下面側に被加熱物２の外周形状に沿って水平方向に延出されるようにして連続されている。
【００３４】
本実施例の誘導加熱コイル体１０は、全体として、被加熱物２に対して被加熱物２の径方向に向けて水平方向に延出された上リード導体部３０ａから、上接続部４２ａにて被加熱物２の上方かつ円周方向に向けて屈曲されるとともに、被加熱物２の外周形状に沿って水平方向に延出・湾曲された上湾曲部４０ａから上下連結部４１にて下方向に向けて屈曲されている。同様に、被加熱物２に対して被加熱物２の径方向に向けて水平方向に延出された下リード導体部３０ｂから、下接続部４２ｂにて被加熱物２の下方かつ円周方向に向けて屈曲されるとともに、被加熱物２の外周形状に沿って水平方向に延出・湾曲された下湾曲部４０ｂから上下連結部４１にて上方向に向けて屈曲されている。
【００３５】
このように構成されることで、本実施例の誘導加熱コイル体１０には、上リード導体部３０ａと上湾曲部４０ａとの接続部位である上接続部４２ａにて屈曲部１０ａが形成され、上湾曲部４０ａと上下連結部４１との接続部位にて屈曲部１０ｂが形成され、下湾曲部４０ｂと上下連結部４１との接続部知にて屈曲部１０ｃが形成され、下リード導体部３０ｂと下湾曲部４０ｂとの接続部位である下接続部４２ｂにて屈曲部１０ｄが形成されている。
【００３６】
ここで、誘導加熱コイル体１０に形成される冷却水流路５の構成について、以下に詳述する。
図２に示したように、本実施例の誘導加熱コイル体１０は、銅材にて断面矩形のパイプ部材より構成されることで、内部に冷却水を流す冷却水流路５が形成されている。冷却水流路５は、リード導体部３及び加熱導体部４を構成するパイプ部材の内部中空に連続して形成されており、図示せぬ冷却水タンクより上リード導体部３０ａに供給された冷却水は、上リード導体部３０ａ→上接続部４２ａ→上湾曲部４０ａ→上下連結部４１→下湾曲部４０ｂ→下接続部４２ｂ→下リード導体部３０ｂの順に流れて、下リード導体部３０ｂから機外に排出される。
【００３７】
具体的には、冷却水流路５は、上リード導体部３０ａ及び下リード導体部３０ｂの内部中空に水平方向に沿って直線状に延出された上流路５０ａ及び下流路５０ｂと、上湾曲部４０ａ及び下湾曲部４０ｂの内部中空に水平方向に沿って湾曲状に延出された上流路５１ａ及び下流路５１ｂと、上下連結部４１の内部中空に上下方向に沿って直線上に延出された上下流路５２と、上接続部４２ａ及び下接続部４２ｂの内部中空であって、上リード導体部３０ａ又は下リード導体部３０ｂとの接続側では水平方向に沿って直線状に延出されつつ、途中で上方又は下方に屈曲されて、上湾曲部４０ａ又は下湾曲部４０ｂとの接続側で上下方向に沿って直線上に延出された上流路５３ａ及び下流路５３ｂとで構成されている。
【００３８】
本実施例の誘導加熱コイル体１０は、上述したように、上リード導体部３０ａ・下リード導体部３０ｂ・上湾曲部４０ａ・下湾曲部４０ｂにてそれぞれ水平方向に略平行に延出されており、その上下方向の相対位置としては、上湾曲部４０ａが一番上方に位置され、以下、上湾曲部４０ａ→上リード導体部３０ａ→下リード導体部３０ｂ→下湾曲部４０ｂの順に従って下方に位置され、下湾曲部４０ｂが一番下方に位置されている。そのため、誘導加熱コイル体１０の冷却水流路５としては、上流路５０ａ及び下流路５０ｂ、並びに上流路５１ａ及び下流路５１ｂにてそれぞれ水平方向に延出され、その上下方向の相対位置としては、上流路５１ａ→上流路５０ａ→下流路５０ｂ→下流路５１ｂの順に従って下方に位置されている。
【００３９】
次に、本実施例の誘導加熱コイル１の製造方法について、以下に詳述する。
以下の実施例においては、誘導加熱コイル１の製造方法として、一方の誘導加熱コイル体１０の製造方法について主に説明するが、他方の誘導加熱コイル体１０の製造方法についても同様である。
【００４０】
本実施例の誘導加熱コイル体１０の製造方法は、リード導体部３及び加熱導体部４における屈曲部１０ａ〜１０ｄにてろう付けされることなく誘導加熱コイル体１０を一体形成する方法であって、誘導加熱コイル体１０の母材よりなる成型体６から誘導加熱コイル体１０が削り出により製造される。特に、本実施例の誘導加熱コイル体１０は、内部中空に冷却水流路５が形成されるため、予め、複数の予備成型体６０〜６４に所定の形状の溝部８０ａ等を穿設しておき、予備成型体６０〜６４を対応する接合面６０ａ等で組み合わせて一の成型体６とすることで、成型体６の内部に冷却水流路５に相当する空間部を形成させておくことを特徴としている。
【００４１】
具体的には、図３に示すように、本実施例の誘導加熱コイル体１０の製造方法は、誘導加熱コイル体１０の母材よりなる複数の予備成型体６０〜６４に、予備成型体６０〜６４を接合面６０ａ等で組み合わせることで全体として冷却水流路５が形成されるように所定の形状の溝部８０ａを穿設する第一加工工程Ｓ１００と、第一加工工程Ｓ１００にて溝部８０ａ等が穿設された予備成型体６０〜６４を、それぞれ所定の接合面６０ａ等で組み合わせ、固相接合により予備成型体６０〜６４の接合面６０ａ等を接合して一の成型体６とする接合工程Ｓ１１０と、接合工程Ｓ１１０にて接合された成型体６に対して、溝部８０ａ等の形状に基づいて誘導加熱コイル体１０を削り出す第二加工工程Ｓ１２０と、を有するものである。
【００４２】
まず、図４に示すように、第一加工工程Ｓ１００で用いられる予備成型体６０〜６４は、誘導加熱コイル体１０の母材よりなる平面視矩形の平板状の部材であって、上下平面において水平面を有し、それぞれ略同形に形成されている。本実施例では、５個の予備成型体６０〜６４が用いられ、各予備成型体６０〜６４において、それぞれ厚さ（上下方向高さ）が略同じとなるように形成される。後述するように、誘導加熱コイル体１０は、この予備成型体６０〜６４と同数であって、かつ同じ厚さの分割層部１１〜１５に分割される（図５参照）。
【００４３】
予備成型体６０〜６４は、後述する接合工程Ｓ１１０にて、上下方向に接合面６０ａ等で組み合わされることで直方体形状の一の成型体６として組み付けられる。本実施例では、予備成型体６０が一番上方位置に配置され、以下予備成型体６０→予備成型体６１→予備成型体６２→予備成型体６３→予備成型体６４の順に下方に位置され、予備成型体６４が一番下方位置に配置される。
【００４４】
予備成型体６０及び予備成型体６１は、予備成型体６０の下水平面である接合面６０ａと予備成型体６１の上水平面である接合面６１ｂとが面接された状態で組み合わされる。同様に、以下、予備成型体６１及び予備成型体６２は、予備成型体６１の下水平面である接合面６１ａと予備成型体６２の上水平面である接合面６２ｂとが面接された状態で組み合わされ、予備成型体６２及び予備成型体６３は、予備成型体６２の下水平面である接合面６２ａと予備成型体６３の上水平面である接合面６３ｂとが面接された状態で組み合わされ、予備成型体６３及び予備成型体６４は、予備成型体６３の下水平面である接合面６３ａと予備成型体６４の上水平面である接合面６４ｂとが面接された状態で組み合わされる。
【００４５】
図５乃至図１１に示すように、第一加工工程Ｓ１００では、上述した予備成型体６０〜６４の接合面６０ａ等に所定の形状の溝部８０ａ等がそれぞれ穿設される。溝部８０ａ等は、誘導加熱コイル体１０の水平方向に沿って平行する複数の水平面７０〜７３にて、誘導加熱コイル体１０を分割層部１１〜１５にそれぞれ分割した場合に、分割層部１１〜１５の平断面に表れる冷却水流路５の形状に対応する形状とされる。
【００４６】
図５に示すように、具体的には、まず、４つの水平面７０〜７３によって、誘導加熱コイル体１０が略同じ厚さ（上下方向高さ）の５個の分割層部１１〜１５にそれぞれ分割される。水平面７０〜７３は、誘導加熱コイル体１０の水平方向に沿ってそれぞれ平行とされる疑似平面であって、水平面７０〜７３によって、誘導加熱コイル体１０に形成された屈曲部１０ａ〜１０ｄを通るようにして誘導加熱コイル体１０が分割される。
【００４７】
より詳細には、水平面７０は、上湾曲部４０ａと上下連結部４１との接続部位に形成された屈曲部１０ｂを通る疑似平面である。同様に、以下、水平面７１は、誘導加熱コイル体１０の上リード導体部３０ａと上湾曲部４０ａとの接続部位（上接続部４２ａ）に形成された屈曲部１０ａを通る疑似平面であり、水平面７２は、下湾曲部４０ｂと上下連結部４１との接続部に形成された屈曲部１０ｃを通る疑似平面であり、水平面７３は、下リード導体部３０ｂと下湾曲部４０ｂとの接続部位（下接続部４２ｂ）に形成された屈曲部１０ｄを通る疑似平面である。
【００４８】
このように水平面７０〜７３により誘導加熱コイル体１０を水平方向に分割することで、誘導加熱コイル体１０は５個の分割層部１１〜１５に分割され、分割層部１１〜１５の平断面には、誘導加熱コイル体１０の内部中空部に形成された冷却水流路５の水平断面形状が現れる。
【００４９】
図６を参照しながら、本実施例における分割層部１１〜１５の平断面に現れる形状について説明すると、分割層部１１の下水平面である平断面には、上湾曲部４０ａ・上下連結部４１の上流路５１ａ・上下流路５２の水平面断面形状が現れる（図６（ａ）参照）。
同様に、分割層部１２の上水平面である平断面には、上湾曲部４０ａ・上下連結部４１・上接続部４２ａの上流路５１ａ・上下流路５２・上流路５３ａの水平面断面形状が現れ（図６（ｂ）参照）、分割層部１２の下水平面である平断面には上リード導体部３０ａ・上下連結部４１・上接続部４２ａの上流路５０ａ・上下流路５２・上流路５３ａの水平面断面形状が現れる。
分割層部１３の上水平面である平断面には、上下連結部４１の上下流路５２の水平面断面形状が現れ、分割層部１３の下水平面である平断面には上下連結部４１の上下流路５２の水平面断面形状が現れる（図６（ｃ）参照）。
分割層部１４の上水平面である平断面には、下リード導体部３０ｂ・上下連結部４１・下接続部４２ｂの下流路５０ｂ・上下流路５２・下流路５３ｂの水平面断面形状が現れ（図６（ｄ）参照）、分割層部１４の下水平面である平断面には、下湾曲部４０ｂ・上下連結部４１・下接続部４２ｂの下流路５１ｂ・上下流路５２・下流路５３ｂの水平面断面形状が現れる。
分割層部１５の上水平面である平断面には、下湾曲部４０ｂ・上下連結部４１の下流路５１ｂ・上下流路５２の水平面断面形状が現れる（図６（ｅ）参照）。
【００５０】
次いで、第一加工工程Ｓ１００では、このようにして誘導加熱コイル体１０を水平面７０〜７３にて分割した分割層部１１〜１５の平断面に現れる冷却水流路５の水平断面形状に基づいて、上述した予備成型体６０〜６４の接合面６０ａ等にそれぞれ対応する形状の溝部８０ａ等が穿設される。
【００５１】
図７乃至図１１を参照しながら、本実施例における予備成型体６０〜６４の接合面６０ａ等に穿設される溝部８０ａ等の形状について説明すると、予備成型体６０の接合面６０ａには、分割層部１１の平断面に現れた上流路５１ａ・上下流路５２の水平面断面形状に対応する形状の溝部８０ａが穿設される（図７参照）。
同様に、予備成型体６１の接合面６１ｂには、分割層部１２の上水平面である平断面に現れた上流路５１ａ・上下流路５２・上流路５３ａの水平面断面形状に対応する形状の溝部８１ｂが穿設され、予備成型体６１の接合面６１ａには、分割層部１２の下水平面である平断面に現れた上流路５０ａ・上下流路５２・上流路５３ａの水平面断面形状に対応する形状の溝部８１ａが穿設される（図８参照）。
予備成型体６２の接合面６２ｂには、分割層部１３の上水平面である平断面に現れた上下流路５２の水平面断面形状に対応する形状の溝部８２ｂが穿設され、予備成型体６２の接合面６２ａには、分割層部１３の下水平面である平断面に現れた上下流路５２の水平面断面形状に対応する形状の溝部８２ａが穿設される（図９参照）。
予備成型体６３の接合面６３ｂには、分割層部１４の上水平面である平断面に現れた下流路５０ｂ・上下流路５２・下流路５３ｂの水平面断面形状に対応する形状の溝部８３ｂが穿設され、予備成型体６３の接合面６３ａには、分割層部１４の下水平面である平断面に現れた下流路５１ｂ・上下流路５２・下流路５３ｂの水平面断面形状に対応する形状の溝部８３ａが穿設される（図１０参照）。
予備成型体６４の接合面６４ｂには、分割層部１５の上水平面である平断面に現れた下流路５１ｂ・上下流路５２の水平面断面形状に対応する形状の溝部８４ｂが穿設される（図１１参照）。
【００５２】
図３に戻って、接合工程Ｓ１１０では、第一加工工程Ｓ１００にて溝部８０ａ等が穿設された予備成型体６０〜６４を用いて、予備成型体６０〜６４に穿設された溝部８０ａ等と、対応する予備成型体６０〜６４に穿設された溝部８０ａ等とを組み合わせることで、冷却水流路５の一部がそれぞれ形成されるように、予備成型体６０〜６４が位置決めして固定された状態で、予備成型体６０〜６４が対応する接合面６０ａ等で組み合わされる。なお、本実施例では、予備成型体６０〜６４が全体として直方体形状となるように組み合わされる（図４参照）。
【００５３】
次いで、接合工程Ｓ１１０では、かかる状態の予備成型体６０〜６４に対して、固相接合を用いて、接合面６０ａ等を全体として接合させる。この固相接合としては、公知の技術を採用することができ、例えば、拡散接合、熱間圧接、冷間圧接（常温圧接）、ガス圧接、及び超音波圧接などの各種の圧接技術を用いることができる。特に、本実施例では、このような公知の固相接合の中でも、パルス通電接合が好ましく用いられる。
【００５４】
パルス通電接合は、接合部材に電流（主にパルス電流）を流し、発生した熱により接合を行う技術の総称であって、複雑な形状の金属部品の精密接合に適していることから、様々な要望に応えることが可能な接合技術として注目されており、本実施例においても公知のパルス通電接合が用いられる。
【００５５】
本実施例で用いられるパルス通電接合の一例を説明すると、まず、本実施例では、予備成型体６０〜６４と電気的に導電可能な一対の電極部と、電極部に電流を供給する電源装置と、電極部を予備成型体６０〜６４の接合面６０ａ等に向かって押圧する加圧装置等とを具備してなる公知の接合装置（図略）が用いられる。そして、予備成型体６０〜６４を加圧装置にて所定の圧力にて押圧しながら、電極部より予備成型体６０〜６４に対して所定のパルス電流及び直流電流の一方又は両方を流して接合面６０ａ等を仮接合し、次いで、かかる状態で所定の温度条件のもとで熱処理することで、予備成型体６０〜６４の接合面６０ａ等が接合されて一の成型体６が得られる。
【００５６】
第二加工工程Ｓ１２０では、接合工程Ｓ１１０にて接合された成型体６に対して、溝部８０ａ等の形状に基づいて誘導加熱コイル体１０が削り出される。削り出し加工としては、公知の加工技術が用いられる。その際には、成型体６の内部に形成された溝部８０ａ等の形状、すなわち、誘導加熱コイル体１０の冷却水流路５の形状を基準として、所定の誘導加熱コイル体１０の外周形状となるように削り出し加工される。
【００５７】
以上のように、本実施例の誘導加熱コイル１の製造方法は、誘導加熱コイル体１０の母材よりなる複数の予備成型体６０〜６４に、予備成型体６０〜６４を接合面６０ａ等で組み合わせることで全体として冷却水流路５が形成されるように所定の形状の溝部８０ａを穿設する第一加工工程Ｓ１００と、第一加工工程Ｓ１００にて溝部８０ａ等が穿設された予備成型体６０〜６４を、それぞれ所定の接合面６０ａ等で組み合わせ、固相接合により予備成型体６０〜６４を接合して一の成型体６とする接合工程Ｓ１１０と、接合工程Ｓ１１０にて接合された成型体６に対して、溝部８０ａ等の形状に基づいて誘導加熱コイル体１０を削り出す第二加工工程Ｓ１２０と、を有するものであるため、製品品質の低減を防止し、製品寿命に優れた誘導加熱コイル１を製造することができる。
【００５８】
すなわち、本実施例の製造方法によれば、内部中空に冷却水流路５を有する誘導加熱コイル１を製造する際にあたって、リード導体部３と加熱導体部４との連続部位や加熱導体部４において屈曲部１０ａ等が形成される構成であっても、リード導体部３や加熱導体部４等を連続して一体的に形成することができる。そのため、従来の製造方法によって製造される誘導加熱コイルのように、断面矩形の複数のパイプ部材をろう付けにより連結させる構成ではないため、焼入れにより、ろう材自体が劣化して、ろう付け部分の接合強度が低減したりろう付けが剥がれたりするなどを防止することができ、製品品質を向上させ、ひいては誘導加熱コイル１を長寿命化させることができるのである。
【００５９】
特に、本実施例の製造方法によれば、エンジン用クランクシャフトの高周波焼入れに用いる誘導加熱コイル１を製造する際に、従来の作業者によるろう付け加工が不要となって機械化が可能となり、誘導加熱コイル１の機械的強度を高めて品質の安定化を図ることができるのである。
【００６０】
また、第一加工工程Ｓ１００において、誘導加熱コイル体１０を平行する複数の水平面７０〜７３にて所定の分割層部１１〜１５にそれぞれ分割した場合に、分割層部１１〜１５の平断面に表れる形状に対応する形状の溝部８０ａ等を、予備成型体６０〜６４の接合面６０ａ等に穿設するものであるため、接合面６０ａへの加工が容易であり、また接合面６０ａを面接させた状態で予備成型体６０〜６４を組み合わせるだけで、予備成型体６０〜６４の内部に各溝部８０ａ等を連続させることができ、冷却水流路５を精度よく形成させることができる
【００６１】
また、第一加工工程Ｓ１００において、誘導加熱コイル体１０を予備成型体６０〜６４と同数であって、かつ同じ厚さの分割層部１１〜１５にそれぞれ分割するものであるため、分割層部１１〜１５の平断面に表れた形状と、予備成型体６０〜６４の接合面６０ａ等に穿設される溝部８０ａ等の形状と容易に一致させることができ、冷却水流路５の加工精度を向上できる。さらに、かかる場合に、誘導加熱コイル体１０に形成される屈曲部１０ａ〜１０ｄを通る水平面にて分割することで、予備成型体６０〜６４に溝部８０ａ等を穿設する際の加工負担を低減することができる。
【００６２】
また、接合工程Ｓ１１０において、所定の予備成型体６０〜６４に穿設された溝部８０ａ等と、対応する予備成型体６０〜６４に穿設された溝部８０ａ等とを組み合わせることで、冷却水流路５の一部が形成されるように予備成型体６０〜６４を位置決めするものであるため、冷却水流路５を精度よく形成できるとともに、誘導加熱コイルの外部形状の切り出し加工精度を向上できる。
【００６３】
なお、誘導加熱コイル１の製造方法及び誘導加熱コイル１の構成としては、上述した実施例に限定されず、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
【００６４】
すなわち、上述した実施例では、誘導加熱コイル１を構成する一方の誘導加熱コイル体１０を製造する方法について説明したが、一度に製造される誘導加熱コイル体１０又は誘導加熱コイル１の個数については、特に限定されない。例えば、一度に複数個の誘導加熱コイル体１０（又は複数個の誘導加熱コイル１）を製造するために、第一加工工程において、予備成型体６０〜６４に、製造する誘導加熱コイル体１０（又は誘導加熱コイル１）に対応する溝部８０ａ等を一度に穿設することで、続く接合工程及び第二加工工程にて、目的とする個数の誘導加熱コイル体１０（又は誘導加熱コイル１）を一度に製造することが可能である。
【００６５】
また、上述した実施例では、５個の予備成型体６０〜６４を用いて一の成型体６が接合されるが、用いられる予備成型体の個数はこれに限定されず、製造する誘導加熱コイル１の形状に応じて適宜変更することができる。ただし、予備成型体の個数としては、所定の水平面により分割される分割層部の個数と同数又は多くなることが好ましい。このような予備成型体の個数とすることで、予備成型体に溝部を穿設する際の加工負担を低減することができるからである
【００６６】
また、上述した実施例では、厚さ（上下方向高さ）が略同じの予備成型体６０〜６４が用いられるが、かかる予備成型体の厚さは、製造する誘導加熱コイル１の形状に応じて予備成型体ごとに適宜変更することができる。誘導加熱コイル１に形成される屈曲部の配置によっては、厚さが異なる予備成型体を用いた方が好ましい場合があるからである。
【００６７】
また、上述した実施例の接合工程Ｓ１１０において、パルス通電接合としては、接合中の予備成型体６０〜６４の変形度合いを考慮して、接合の圧力、接合温度、通電時間などの諸条件が適宜調整される。
【００６８】
上述した実施例の製造方法によれば、製造される誘導加熱コイル１の形状についても、特に限定されず、被加熱物２の外周形状に応じて、かかる誘導加熱コイル１の形状も適宜変更することができ、広範な形状の誘導加熱コイル１を製造することが可能である。例えば、誘導加熱コイル体１０として、湾曲部４０（上湾曲部４０ａ及び下湾曲部４０ｂ）の外周面に長板状に突出された複数の突片部が配設される形状としてもよい。
【００６９】
その他の形状としては、上述した実施例の誘導加熱コイル１では、各誘導加熱コイル体１０が上下方向の中心位置を通る水平面に対して上下方向に略対称形状に形成されるが、例えば、上下方向に非対称な形状であってもよく、また、上下方向の形状として屈曲部１０ａ等の形状や個数が異なる形状であってもよい。
【００７０】
また、上述した実施例の誘導加熱コイル１は、被加熱物２として広範なエンジン用クランクシャフトの高周波焼入れに用いることができ、被加熱物２としては、例えば、自動車やバイク用のガソリン・ディーゼルエンジンや、自動車等以外の作業機や船舶などの多様な機械に用いられる汎用ガソリンエンジン・汎用ディーゼルエンジンなどが挙げられる。
【符号の説明】
【００７１】
１    誘導加熱コイル
２    被加熱物
３    リード導体部
４    加熱導体部
５    冷却水流路
６    成型体
１０    誘導加熱コイル体
１０ａ〜１０ｄ    屈曲部
１１〜１５    分割層部
４０    湾曲部
４１    上下連結部
４２    接続部
６０〜６４    予備成型体
５０ａ等    流路
６０ａ等    接合面
８０ａ等    溝部
【図１】
2010192167.tif 000003
【図２】
2010192167.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2010192167.tif 000009
【図８】
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【図９】
2010192167.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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