(57)【要約】【課題】  加熱効率の良いリング部材の誘導加熱コイル【解決手段】  被加熱リング部材Ｗの外面に、ほぼ全円周の環状導体１１からなる外面誘導体１０と、内面に２個の半円弧導体２１，２２からなる内面誘導体２０とを同心円に配設し、内面誘導体２０の一方の半円弧導体２１の一端２１ａをターミナル部２に接続し、その他端２１ｂを外面誘導体１１の一端１１ａに接続し、この外面誘導体１１の他端１１ｂを他方の半円弧導体２２の一端２２ａに接続し、その他端２２ｂをターミナル部５に接続して、前記内面誘導体２０と外面誘導体１０の電流が円周逆方向に流れるように直列に接続する。外面誘導体１１の接続部１１ａ、１１ｂの位置と内面誘導体２０の半円弧導体２１，２２の接続部２１ａ，ｂ，２２ａ，ｂの位置が円周角で２５度以上ずらして配置される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リング部材の誘導加熱コイルにおいて、被加熱リング部材の内外面にそれぞれ内外面を加熱する環状の内面誘導体と外面誘導体とを同心円に配設し、該内面誘導体と外面誘導体の電流が円周逆方向に流れるように直列に接続されたことを特徴とするリング部材の誘導加熱コイル。
【請求項２】
前記外面誘導体はほぼ全円周を形成する環状導体からなり、前記内面誘導体は２個の半円弧導体からなり、該内面誘導体と外面誘導体の電流が円周逆方向に流れるように直列に接続されたことを特徴とする請求項１に記載のリング部材の誘導加熱コイル。
【請求項３】
前記内面誘導体の一方の半円弧導体の一端がターミナル部に接続され、該一方の半円弧導体の他端が前記外面誘導体の一端に接続され、該外面誘導体の他端が他方の半円弧導体の一端に接続され、該他方の半円弧導体の他端がターミナル部に接続されて、前記内面誘導体と外面誘導体の電流が円周逆方向に流れるように直列に接続され、前記外面誘導体の接続部位置と前記内面誘導体の半円弧導体の接続部位置とが円周角で２５度以上ずらして配置されたことを特徴とする請求項２に記載のリング部材の誘導加熱コイル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば冷間加工などして硬化したリング部材を誘導加熱により焼なましするなどの熱処理における誘導加熱コイルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、冷間加工後のリング部材を焼きなましする場合には、電気やガス、油などの燃料による加熱炉が使用されている。しかし、これらの加熱炉は大型になり工場内に広い設置面積が必要である。また、このような加熱炉は他の加工機とライン化することが困難であるという問題点がある。
そこで、誘導加熱による加熱が要望されたが、従来はリング部材の外周に環状導体のコイルを配設して外周のみから加熱する方法が行われてきたが、全体を均熱に加熱するためには長い加熱時間を必要とした。
そこで本発明者らは、先にリング部材の内外面から同時加熱する円筒物用誘導加熱装置を提示した（特許文献１）。
【特許文献１】特願２００２−３７２３０４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前記特許文献１の誘導加熱装置は、特に内周に凹部を有するリング部材の加熱に適するが、本発明はこれを改善し、焼入れ加熱だけでなく特に焼なましや冷間加工で硬化したリング部材の焼ならしなどに適するように従来の加熱方法を改良したリング部材の誘導加熱コイルを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するために、本発明のリング部材の誘導加熱コイルは、被加熱リング部材の内外面にそれぞれ内外面を加熱する環状の内面誘導体と外面誘導体とを同心円に配設し、該内面誘導体と外面誘導体の電流が円周逆方向に流れるように直列に接続されたことを特徴とするものである。
【０００５】
このようにリング部材の内外面から同時に加熱することにより、従来の外周のみから加熱する方法に対して急速均一に加熱することができる。また、内外誘導体の電流が円周逆方向に流れるので、干渉することなく内外からの加熱が均等に行われる。
【０００６】
また、本発明のリング部材の誘導加熱コイルは、前記外面誘導体はほぼ全円周を形成する環状導体からなり、前記内面誘導体は２個の半円弧導体からなり、該内面誘導体と外面誘導体の電流が円周逆方向に流れるように直列に接続されることが望ましい。
【０００７】
このように、内面誘導体を一個の環状導体でなく分割した２個の半円弧導体にすることにより、内面誘導体と外面誘導体の接続位置を変えたコイルの製作が楽になるというメリットが得られる。
【０００８】
さらに、本発明のリング部材の誘導加熱コイルは、前記内面誘導体の一方の半円弧導体の一端がターミナル部に接続され、該一方の半円弧導体の他端が前記外面誘導体の一端に接続され、該外面誘導体の他端が他方の半円弧導体の一端に接続され、該他方の半円弧導体の他端がターミナル部に接続されて、前記内面誘導体と外面誘導体の電流が円周逆方向に流れるように直列に接続され、前記外面誘導体の接続部位置と前記内面誘導体の半円弧導体の接続部位置とが円周角で２５度以上ずらして配置されることが、加熱の際にリング部材の回転の有無にかかわらず短時間で均熱加熱するために望ましい。
【０００９】
従来２個のコイルを直列に接続する場合は、主として接続部を簡易にするために、通常同一位置に相当する部分で接続された。本発明者らは、実験結果、図１に示す接続位置の角度α＝０、すなわち外面誘導体の接続位置を内面誘導体の接続位置と同一中心線上にした加熱コイルでリング部材を加熱すると、リング部材に位置により８０℃以上の温度差の発生がが避けられないことを見出だした。一方接続位置を図のα≧２５度にずらして配置したコイルにより加熱するとほぼ均一温度に加熱されることを見出だした。実際のリング部材の加熱の場合には、リング部材を回転しながら加熱するのでこのような温度差は生じないが、回転する場合も急速に均一加熱するためにはこのように接続位置をずらして配置することが望ましいことを見出だした。このずらす角度は２５度以下では効果が少なく、また角度が大きすぎると接続部の構造が複雑になって製作が困難になるので、４０±１５度が望ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のリング部材の誘導加熱コイルによれば、従来の誘導加熱コイルに比して急速に均一温度に加熱できるので、作業時間が短縮でき、エネルギ消費も低減できてコストを下げることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明のリング部材の誘導加熱コイルについて、図示の１実施形態に基づいて具体的に説明する。図１は本発明のリング部材の誘導加熱コイルの接続回路を説明する図、図２は本発明のリング部材の誘導加熱コイルの斜視図である。
【００１２】
図１および２において、本発明のリング部材の誘導加熱コイル１は、被加熱リング部材（以下ワークという）Ｗの内外周に所定の隙間を設けて同心円に配設された外側の外面誘導体１０と内側の内面誘導体２０とからなる。
【００１３】
外面誘導体１０はほぼ全円周の環状導体１１からなり、内面誘導体２０は２個のほぼ半円の半円弧導体２１と２２とからなる。そして、一方の半円弧導体２１の一端２１ａにターミナル部２が接続され、他端２１ｂに第１リード部３を介して外側の環状導体１１の一端１１ａに接続される。外側の環状導体１１の他端１１ｂは第２リード部４を介して他方の半円弧導体２１の一端２２ａに接続され、その他端２２ｂにターミナル部５が接続される。これにより、外面誘導体１０の環状導体１１と内面誘導体２０の２個の半円弧導体２１と２２とには逆方向に電流が流れるコイルが形成される。
【００１４】
そして、図１に示すように半円弧導体２１と２２の接続部２１ａ，２２ｂと２１ｂ，２２ａは円のほぼ１８０度の対向位置に置かれるが、外面の環状導体１１の接続部１１ａ，１１ｂは半円弧導体２１と２２の接続部から円周角（図のα）で３０度ずらして位置するようにされている。これにより、ワークを回転しないで加熱しても接続部に対応する温度低下が少なくなり、回転して加熱する場合も急速均熱が可能になる。このずらす角度αは４０±１５度が望ましい。
【００１５】
上記構成の加熱コイルの外面誘導体１０と内面誘導体２０の間にワークＷを装入し、ワークＷを回転しながら加熱する。
【実施例】
【００１６】
上記構成の加熱コイルにより、下記の条件で加熱実験した。
ワーク諸元：ワーク寸法：  １２５ｍｍφ×１０６ｍｍφ×２０ｍｍ
ワーク材質：  Ｓ４５Ｃ
加熱コイル諸元：  内面誘導体：コイル外径×幅：  ９０ｍｍφ×３５ｍｍ
外面誘導体：コイル内径×幅：１５５ｍｍφ×３５ｍｍ
加熱条件：周波数×電力    ３ｋＨｚ×１３２ｋＷ
加熱時間：        １１ｓ
加熱温度：      ９５０〜１０００℃
【００１７】
冷間加工により硬さがＨｖ２４０〜２６０に硬化したワークを上記条件により加熱した結果、加熱後の硬さがＨｖ１８０〜１９０に焼ならしされた。この加熱時間は従来方法に比して約半減した。
【００１８】
以上説明したように本発明のリング部材の誘導加熱コイルによれば、従来方法に比して加熱時間を大幅に短縮し、均一加熱ができる。
【産業上の利用可能性】
【００１９】
以上述べたように本発明のリング部材の誘導加熱コイルによれば、作業能率が大幅に向上するので、熱処理のコストを低減でき産業の発展に貢献する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明実施形態のリング部材の誘導加熱コイルの接続を示す図である。
【図２】本発明実施形態のリング部材の誘導加熱コイルの斜視図である。
【符号の説明】
【００２１】
１  誘導加熱コイル、２  ターミナル部、３  第１リード部、４  第２リード部、５  ターミナル部、１０  外面誘導体、１１  環状導体、２０  内面誘導体、２１、２２  半円弧導体、Ｗ  ワーク（リング部材）
【図１】
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【図２】
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