(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレームと、径方向に沿って複数に分割されたコイル部材と、これらの分割されたコイル部材をそれぞれ径方向中心に向かって押圧する押圧手段と、ウレタンフォームから構成され前記押圧手段と前記コイル部材との間に介装される弾性部材とを有することを特徴とする誘導加熱コイル。
【請求項２】
請求項１記載の誘導加熱コイルにおいて、
前記複数に分割されたコイル部材は、それぞれ円弧状のコイル部本体と、このコイル部本体の両端部に径方向に延びて形成された直線部とを有し、かつ、互いに対向する前記直線部同士を接合することにより連続した螺旋形が形成され、
前記押圧手段は、前記フレームに着脱自在に取り付けられ、かつ、前記弾性部材を介して前記コイル部材の前記直線部に連結される
ことを特徴とする誘導加熱コイル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クランクシャフト等の高周波焼入れ等で利用される誘導加熱コイルに関する。
【０００２】
【背景技術】
従来より、各種分野において、コイル部材を有する誘導加熱コイルが用いられている。
誘導加熱コイルは、一般的に、内部空間に被加熱部材が配置されたコイル部材に通電して被加熱部材を高周波加熱する構造であり、被加熱部材がクランクシャフト等の長尺状部材である場合には、誘導加熱コイルへ被加熱部材を装着する作業性を考慮してコイル部材は、いわゆる割型とされることがある。
この割型コイル部材を有する誘導加熱コイルとして、従来では、分割されたコイル部材同士をボルト及びナットからなるクランプ装置で連結するものがある（特公昭48-14216号、特開平7-249484号）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特公昭48-14216号、特開平7-249484号で示される従来例では、誘導加熱コイルは分割されたコイル部材同士をボルト等からなるクランプ装置で連結する構造であり、このクランプ装置では、クランプの箇所だけ、手作業でクランプを閉めなければならず、組立作業が煩雑になるという問題点がある。
【０００４】
本発明の目的は、組立作業が容易な誘導加熱コイルを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
そのため、本発明は、コイル部材を分割して形成された分割コイル部材と、この分割コイル部材をその復元方向に向かって押圧する押圧手段との間に弾性部材を介装して前記目的を達成しようとするものである。
具体的には、本発明の誘導加熱コイルは、フレームと、径方向に沿って複数に分割されたコイル部材と、これらの分割されたコイル部材をそれぞれ径方向中心に向かって押圧する押圧手段と、ウレタンフォームから構成され前記押圧手段と前記コイル部材との間に介装される弾性部材とを有することを特徴とする。
【０００６】
この構成の本発明では、クランクシャフト等の被加熱部材を誘導加熱コイルにセットするため、分割されたコイル部材を互いに離隔し、これらの分割されたコイル部材の間に被加熱部材を配置する。その後、分割されたコイル部材をその復元方向に押圧手段でそれぞれ押圧してコイル部材の接点同士を接合し、連続した螺旋形又は並列コイル群を形成する。
【０００７】
ここで、分割されたコイル部材と押圧手段との間には弾性部材が介装されているため、分割されたコイル部材の間の機械的寸法のバラツキを吸収して良好な接触状態を得ることができる。
つまり、弾性部材によりコイルの各接点を均一な力で押圧することができるから、これらの接点間には隙間がなくなり、誘導加熱コイルの組立作業が容易となる。
また、弾性部材はウレタンフォームから構成されており、ウレタンフォームが絶縁性があるので、コイル部材から誤って弾性部材に漏電するという事故を防止できる。
【０００８】
ここで、本発明では、前記複数に分割されたコイル部材は、それぞれ円弧状のコイル部本体と、このコイル部本体の両端部に径方向に延びて形成された直線部とを有し、かつ、互いに対向する前記直線部同士を接合することにより連続した螺旋形が形成され、前記押圧手段は、前記フレームに着脱自在に取り付けられ、かつ、前記弾性部材を介して前記コイル部材の前記直線部に連結される構造でもよい。
この構造では、コイル部材および押圧手段がフレームに着脱自在に取り付けられるので、誘導加熱コイルの作業現場への輸送作業が容易となるとともに、現場での誘導加熱コイルの組立作業を容易に行える。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
本実施形態はクランクシャフトを焼入れするために利用される誘導加熱コイル１１であり、その具体的な構成が図１から図３に示されている。
図１は誘導加熱コイル１１の正面図であり、図２はその側面図であり、図３はクランクシャフト１０を示す斜視図である。図３に示される通り、クランクシャフト１０は複数の軸部１０Ａを有するものであり、これらの軸部１０Ａは誘導加熱して高周波焼入れが必要な部位である。
【００１１】
図１及び図２において、誘導加熱コイル１１は、略箱形のフレーム１２と、クランクシャフト１０の軸部１０Ａを誘導加熱し径方向に沿って上下に分割された２個の分割コイル部材１３と、これらの分割コイル部材１３をそれぞれ復元方向、つまり、上方の分割コイル部材１３を下方に、かつ、下方の分割コイル部材１３を上方にそれぞれ押圧する押圧手段１４と、この押圧手段１４と分割コイル部材１３との間に介装される弾性部材１５と、分割コイル部材１３に通電する通電装置１６とを有する構造である。
本実施形態では、分割コイル部材１３、押圧手段１４及び弾性部材１５が分割コイル部材１３の軸線を挟んで上下において対称構造であり、これらの部材１３〜１５は、それぞれユニット化されている。
【００１２】
フレーム１２には、分割コイル部材１３、押圧手段１４及び弾性部材１５が着脱自在に取り付けられている。
フレーム１２は、平面矩形状の底板部１２Ａと、この底板部１２Ａの四隅に立設された柱１２Ｂと、これらの柱１２Ｂに支持された天井部１２Ｃと、通電装置１６を設置するためのブロック状の置き台１２Ｄとを備えている。
【００１３】
分割コイル部材１３は、円弧状のコイル部本体１３Ａと、このコイル部本体１３Ａの両端部に径方向に延びて形成された直線部１３Ｂとを有し、安全のために、その表面が樹脂モールドされた構造であり、上下の分割コイル部材１３の直線部１３Ｂ同士を接合することにより、クランクシャフト１０の軸部１０Ａを誘導加熱するための連続した螺旋形が形成される。
分割コイル部材１３の直線部１３Ｂは、他の分割コイル部材１３の直線部１３Ｂと対向する部分が接点１３Ｃとされ、この接点１３Ｃには銀あるいは良導電性かつ良接着性の素材が塗布されている。
【００１４】
押圧手段１４は、フレーム１２の床部１２Ａと天井部１２Ｃとにそれぞれ着脱自在に取り付けられた油圧シリンダ１７と、これらの油圧シリンダ１７でそれぞれ上下方向に進退される２個の連結部材１８と、これらの連結部材１８の両端部に取り付けられ弾性部材１５を介して分割コイル部材１３の直線部１３Ｂに連結された支持アーム１９とを備え、油圧シリンダ１７の進退作動に伴って互いに対向する分割コイル部材１３を押圧又は離隔するものである。
連結部材１８は支持アーム１９の長手方向の中心部に連結されており、この支持アーム１９は分割コイル部材１３の軸方向に沿って配置され、その両端部がフレーム１２の柱１２Ｂに形成されたガイド用凹部１２Ｅに上下に案内される。
【００１５】
弾性部材１５は支持アーム１９と分割コイル部材１３の直線部１３Ｂとの間にそれぞれ配置された低いヤング率のウレタンフォームである。
通電装置１６は、分割コイル部材１３の接点１３Ｃと接続された銅ブスバー２０と、この銅ブスバー２０に接続された高周波コンデンサ２１と、この高周波コンデンサ２１に接続されたインバータ電源及び出力トランス等の電力供給装置２２とを備えた構造であり、この通電装置１６から分割コイル部材１３に誘導加熱を発生させるための高周波電流が供給される。
通電装置１６は防滴カバー２３で覆われている。
【００１６】
次に、本実施形態の作用について説明する。
現場で誘導加熱コイル１１を設置するために、現場にて、分割コイル部材１３、押圧手段１４、弾性部材１５及び通電装置１６をフレーム１２に取り付けて誘導加熱コイル１１を組み立てる。
その後、焼入れ対象のクランクシャフト１０を誘導加熱コイル１１にセットするが、この際、誘導加熱コイル１１では、分割コイル１３が互いに離隔しており、クランクシャフト１０が分割コイル部材１３と干渉することなくスムースに送り込まれる。
【００１７】
さらに、クランクシャフト１０の所定の軸部１０Ａが分割コイル部材１３の間に配置されたら、押圧手段１４を作動して分割コイル部材１３をその復元方向（互いに近接する方向）に押圧して互いに対向する接点１３Ｃ同士を接合し、連続した螺旋形を形成する。
ここで、分割コイル部材１３と押圧手段１４の支持アーム１９との間には弾性部材１５が介装されているため、分割されたコイル部材１３の間の機械的寸法のバラツキを吸収して良好な接触状態を得ることができる。
【００１８】
この状態で通電装置１６を作動して分割コイル部材１３に高周波電流を所定時間流すと、クランクシャフト１０の軸部１０Ａの表面に渦電流が誘起され、クランクシャフト１０の軸部１０Ａが誘導加熱される。この誘導加熱に伴って軸部１０Ａが高周波焼入れされる。
この軸部１０Ａが高周波焼入れされたなら、押圧手段１４を作動して分割コイル部材１３を互いに離れる方向に離隔し、クランクシャフト１０を軸方向に移動して次の焼入れ対象である軸部１０Ａを分割コイル部材１３の間に配置する。さらに、同様の手順で軸部１０Ａを高周波焼入れする。
【００１９】
従って、本実施形態によれば、誘導加熱コイル１１は、被加熱部材であるクランクシャフト１０を誘導加熱し径方向に沿って２個に分割された分割コイル部材１３と、これらの分割コイル部材１３をそれぞれ径方向に押圧する押圧手段１４と、この押圧手段１４と分割コイル部材１３との間に介装される弾性部材１５とを有する構造であるから、押圧手段１４で分割コイル部材１３を押圧する際に、分割コイル部材１３の接点１３Ｃ同士の押圧力が弾性部材１５により大きくなり、これらの接点１３Ｃ間の隙間を簡単な作業でなくすことができる。
そのため、誘導加熱コイル１１の組立作業が容易となり、分割コイル部材１３に通電してクランクシャフト１０を安全確実に誘導加熱して高周波焼入れすることができる。
【００２０】
さらに、本実施形態では、誘導加熱コイル１１はフレーム１２を備え、このフレーム１２には、分割コイル部材１３、押圧手段１４及び弾性部材１５が着脱自在に取り付けられているから、誘導加熱コイル１１の作業現場への輸送作業が容易となるとともに、現場での誘導加熱コイル１１の組立作業が容易となる。
また、弾性部材１５はウレタンフォームから構成されているから、ウレタンフォームが絶縁性があるので、分割コイル部材１３から誤って弾性部材１５に漏電するという事故を防止できる。
【００２１】
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
【００２２】
前記実施形態では、押圧手段１４は油圧シリンダ１７を備えて構成したが、本発明では、油圧シリンダ１７に代えてエアーシリンダとしてもよく、あるいは、図４に示される通り、フレーム１２に取り付けられたモータ２７Ａ、このモータ２７Ａに取り付けられたピニオン２７Ｂ及びこのピニオン２７Ｂで進退駆動されるラック２７Ｃからなる駆動機構としてもよい。
【００２３】
さらに、前記実施形態では、分割コイル部材１３を組み合わせて螺旋状の加熱用コイルを形成したが、本発明では、図５に示される通り、コイルの各ターンが独立した並列コイル群から加熱用コイルを構成してもよい。
つまり、略半円状の分割コイル部材３３を組み合わせて略リング状の独立したコイルを構成し、これらのコイルを複数個並べ、かつ、コイル部材３３の直線部１３Ｂ同士を図示しない弾性部材を介して互いに押圧される構造でもよい。なお、図５中、符号３４は絶縁材である。
【００２４】
さらにまた、前記実施形態では、分割コイル部材１３を２個に分割したが、３個、４個、それ以上に分割した場合も含まれる。
また、前記実施形態では、被加熱部材をクランクシャフトとしたが、本発明の誘導加熱コイルでは、被加熱部材を中実の円柱部材や円筒部材、ワイヤ等の細長い部材等としてもよく、あるいは、船舶用アンカーで利用される大型のチェーン等の閉鎖型のものとしてもよい。
【００２５】
つまり、大型のチェーンでは、チェーンを構成する略楕円形リング同士が摩擦して磨耗することがあるが、この磨耗を防止するためにリングの一部を複数の分割コイル部材１３で囲い、この状態でリング部材の表面を高周波焼入れする。これにより、リングの表面が均等に焼入れされる。
従って、本発明は、特に、クランクシャフトのような異形物や大型のチェーン等の閉鎖型の高周波焼入れに適している。
【００２６】
【発明の効果】
このような本発明の誘導加熱コイルによれば、フレームと、径方向に沿って複数に分割されたコイル部材と、これらの分割されたコイル部材をそれぞれ径方向中心に向かって押圧する押圧手段と、この押圧手段と前記コイル部材との間に介装される弾性部材とを有する構造であるから、押圧手段で分割コイル部材を押圧する際に、分割コイル部材の接点同士の押圧力が弾性部材により大きくなり、これらの接点間の隙間を簡単な作業でなくすことができる。
そのため、誘導加熱コイルの組立作業が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態にかかる誘導加熱コイルの正面図である。
【図２】前記誘導加熱コイルの側面図である。
【図３】被加熱部材であるクランクシャフトを示す正面図である。
【図４】本発明の変形例を示す側面図である。
【図５】本発明のさらに異なる変形例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０    被加熱部材であるクランクシャフト
１１    誘導加熱コイル
１２    フレーム
13,33   分割コイル部材
13C     接点
１４    押圧手段
15,25   弾性部材
【図１】
0003676898.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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