(57)【要約】  ギアを含む加工品を多周波誘導加熱処理するためお装置及び方法が提供される。高周波数電力は、加工品を誘導的に加熱するために高周波数磁場が加工品に結合されるように、加工品を囲んでいる誘導コイルに適用される。Ｃ形コアインダクターコイルに結合しており、それには低周波数電力が適用される。加工品は、Ｃ形コアインダクターに結合されたコイルに低周波電流が適用されたとき、加工品が低周波数のジュール効果加熱を受けるように、Ｃ形コアインダクター磁気回路の隙間に挿入される。あるいは、加工品が開口を有している場合、加工品はＣ形コアインダクターの周りに挿入されてもよい。
2007534135.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工品の誘導加熱処理のための装置であって：
少なくとも部分的に前記加工品を囲んでいる誘導コイル；
第１コア区分及び第２コア区分を備える概略Ｃ形のコアインダクターであって、前記加工品が前記概略Ｃ形のコアインダクターとともに磁気回路を形成するために第１コア区分と第２コア区分の間の隙間に配置される概略Ｃ形のコアインダクター；
第１コア区分の一部に巻かれたソレノイドコイル；
前記加工品を誘導的に加熱するために前記加工品と結合する、前記誘導コイルの周りの第１交流磁場を誘導するために前記誘導コイルに第１交流電流を供給する第１電源；及び、
前記磁気回路に、前記第１交流電流の周波数より小さい周波数を有する第２交流磁場を誘導して前記加工品を加熱するために前記ソレノイドコイルに第２交流電流を供給する第２電源を備える装置。
【請求項２】
前記加工品と第１コア区分または第２コア区分の対向する端部の間の空間の付近に配置された少なくとも１つの磁束集中器をさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
第１コア区分または第２コア区分のどちらかを移動させる手段、及び前記加工品を前記磁気回路に挿入、及び前記磁気回路から除去する手段をさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
加工品が前記磁気回路を形成するときに加工品を中央に位置付け、または回転させる手段をさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
加工品を第１交流電流または第２交流電流によって排他的に加熱させるために前記磁気回路が開放または閉鎖されるときに、加工品の前記誘導コイルへの、または前記誘導コイルからの移動を可能にするために前記加工品、及び第１コア区分または第２コア区分のどちらかを移動させる手段をさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
第１電源の周波数が３０ｋＨｚ〜４５０ｋＨｚであり、第２電源の周波数は５０Ｈｚ〜２０ｋＨｚである、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
加工品の誘導加熱処理のための装置であって：
少なくとも部分的に前記加工品を囲んでいる誘導コイル；
少なくとも２つの概略的にＣ形のコアインダクターであって、前記少なくとも２つの概略的にＣ形のコアインダクターの各々が第１コア区分及び第２コア区分を備え、第２コア区分が前記少なくとも２つの概略的にＣ形のコアインダクターの全てに対して共通であり、前記加工品が第１コア区分及び第２コア区分の各々とともに磁気回路を形成するために第２コア区分の間の隙間に配置される概略的にＣ形のコアインダクター；
少なくとも２つの概略的にＣ形のコアインダクターの各々の少なくとも一部に巻かれたソレノイドコイル；
前記加工品を誘導的に加熱するために前記加工品と結合する、前記誘導コイルの周りの第１交流磁場を誘導するために前記誘導コイルに第１交流電流を供給する第１電源；及び、
前記磁気回路に、前記第１交流電流の周波数より小さい周波数を有する第２交流磁場を誘導して前記加工品を加熱するために前記ソレノイドコイルの各々に第２交流電流を供給する第２電源を備える装置。
【請求項８】
前記加工品と第２コア区分の対向する端部の間の空間の付近に配置された少なくとも１つの磁束集中器をさらに備える、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
第１コア区分または第２コア区分のどちらかを移動させる手段、及び前記加工品を前記磁気回路に挿入、及び前記磁気回路から除去する手段をさらに備える、請求項７に記載の装置。
【請求項１０】
加工品が前記磁気回路を形成するときに加工品を中央に位置付け、または回転させる手段をさらに備える、請求項７に記載の装置。
【請求項１１】
加工品を第１交流電流または第２交流電流によって排他的に加熱させるために前記磁気回路が開放または閉鎖されるときに、加工品の前記誘導コイルへの、または前記誘導コイルからの移動を可能にするために前記加工品、及び第１コア区分または第２コア区分のどちらかを移動させる手段をさらに備える、請求項７に記載の装置。
【請求項１２】
第１電源の周波数が３０ｋＨｚ〜４５０ｋＨｚであり、第２電源の周波数は５０Ｈｚ〜２０ｋＨｚである、請求項７に記載の装置。
【請求項１３】
加工品を加熱するための方法であって：
前記加工品を誘導的に加熱するために誘導コイル内の第１交流電流の流れによって生成される第１交流磁場と前記加工品を磁気的に結合させるために、前記加工品を少なくとも部分的に前記誘導コイル内に配置すること；
前記加工品及び少なくとも１つの概略的にＣ形のインダクターの第１コア区分及び第２コア区分から少なくとも１つの磁気回路を形成すること；及び、
前記少なくとも１つの磁気回路をソレノイドコイル内の第２交流電流の流れによって生成された第２交流磁場と磁気的に結合させて前記加工品を加熱するために、第１コア区分または第２コア区分の少なくとも１つの一部に巻かれた少なくとも１つの前記ソレノイドコイルに第２交流電流を供給することのステップを含み、
前記第１交流電流の周波数が前記第２交流電流の周波数より大きい方法。
【請求項１４】
前記加工品と第１コア区分または第２コア区分の間の空間の磁場を形づくるために前記加工品と第１コア区分または第２コア区分の間の前記空間に少なくとも１つの磁束集中器を配置するステップをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記加工品を回転させるためのステップをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
第１交流電流または第２交流電流によって排他的に加工品を代替的に加熱するステップをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
前記加工品を代替的に加熱するステップが、前記少なくとも１つの磁気回路が開放または閉鎖されるときに、加工品を前記誘導コイルへ、または前記誘導コイルから移動させるために前記加工品及び第１コア区分または第２コア区分のどちらかを移動することによって達成される、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
開口を有する加工品の誘導加熱処理のための装置であって：
少なくとも部分的に前記加工品を囲んでいる誘導コイル；
磁気回路を形成する概略的にＣ形のコアインダクターであって、前記加工品がそれの開口を通して前記Ｃ形コアインダクターの一部の周りに挿入されるＣ形インダクター；
前記Ｃ形コアインダクターの一部に巻かれたソレノイドコイル；
前記加工品を誘導的に加熱するために前記加工品と結合する、前記誘導コイルの周りの第１交流磁場を誘導するために前記誘導コイルに第１交流電流を供給する第１電源；及び、
前記磁気回路に、前記第１交流電流の周波数より小さい周波数を有する第２交流磁場を誘導して前記加工品を加熱するために前記ソレノイドコイルに第２交流電流を供給する第２電源を備える装置。
【請求項１９】
前記概略的にＣ形のコアインダクターが第１コア区分及び第２コア区分を備える、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
第１コア区分または第２コア区分のどちらかを移動させる手段、及び前記加工品を前記磁気回路に挿入、及び前記磁気回路から除去する手段をさらに備える、請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
開口を有する加工品を加熱するための方法であって：
前記加工品を誘導的に加熱するために誘導コイル内の第１交流電流の流れによって生成される第１交流磁場と前記加工品を磁気的に結合させるために、前記加工品を少なくとも部分的に前記誘導コイル内に配置すること；
前記概略的にＣ形のインダクターが磁気回路を形成するように、前記加工品をそれの開口を通して概略的にＣ形のインダクターに挿入すること；及び、
前記磁気回路をソレノイドコイル内の第２交流電流の流れによって生成された第２交流磁場と磁気的に結合させて前記加工品を加熱するために、前記概略的にＣ形のインダクターの一部に巻かれた少なくとも１つの前記ソレノイドコイルに第２交流電流を供給することのステップを含み、
前記第１交流電流の周波数が前記第２交流電流の周波数より大きい方法。
【請求項２２】
前記加工品を概略的にＣ形のインダクターに挿入、または概略的にＣ形のインダクターから除去するために前記概略的にＣ形のインダクターを開放及び閉鎖するためのステップをさらに含む、請求項２１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は２００４年４月２１日に出願された米国特許出願No.60/564,083の優先権を主張し、その内容全体は本願に参照として組み込まれる。
【０００２】
本発明は、熱処理のために２つの異なった周波数での２つの異なる形式の誘導加熱の組合せが使用される電気伝導性の加工品（または、部品）の熱処理に関する。
【背景技術】
【０００３】
ギアまたは他の加工品（または、部品）は誘導コイルに交流電流を流すことによって誘導的に熱処理することができる。電流はコイルの周りに、ギア内に渦電流を誘発するためにギアに磁気的に結合する磁場を発生する。ギアの高周波焼入れ（または、高周波硬化）は、ギアの残りの部分に影響を与えずに、ギアの歯の表面に硬度及び磨耗耐性を高めるためのマルテンサイト層を与える。硬度の増大はまた、接触疲労強度及び他の機械的特性を向上させる。ギアの幾何学的な複雑性、並びに誘導コイルと歯の先端及びルートフィレット（歯元面と歯底面とが交わっている丸味を帯びた角）との間の電磁結合の変動はギアの歯の先端と底部に異なる大きさの誘導熱を生じさせる。
【０００４】
電流の周波数はギア内を流れる渦電流及び熱の分布に顕著な影響を与える。基本的に、単一の巻きまたは複数の巻きのソレノイドコイルを使用して単一の電流の周波数によって歯の先端だけを硬化させることが必要な場合、比較的高い周波数（例えば、３０ｋＨｚ〜４５０ｋＨｚ）及び高い出力密度が適用される。（例えば、図１（ａ）参照。）コイル１００に比較的高周波の電流（電力）が適用される場合、ギア１０２を加熱する誘導渦電流は、加熱輪郭線１０４で示されているように、ギアの輪郭（または、外形）に沿って流れる。電流密度は歯の先端１０６で最も密度が高くなるので、先端部分は底部１０８に比べて電力過剰となる。また、歯の先端が底部１０８に比べて最小の金属量を有することを考慮に入れると、先端は加熱サイクル全体を通して最も高い温度上昇を受けることになる。さらに、熱的な観点から見たとき、ギアの底部の金属量は歯の先端部に比べ大幅に大きなヒートシンクを与える。歯の先端の大きな加熱を増大させるもう１つの要因は、歯の先端が歯の底部よりも誘導コイルに近いことによる、誘導コイルと歯の先端の間の電磁近接効果による、（歯の底部に比べて）より大きな電磁結合に関するものである。さらに、高い周波数はより顕著な近接効果を生成する傾向がある。
【０００５】
歯の底部１０８を誘導的に硬化させる場合、比較的低い周波数（例えば、５０Ｈｚ〜２０ｋＨｚ）が望まれる。周波数が低いと、渦電流の深さは高周波数に比べて大幅に大きくなる。細かいピッチ及び中間のピッチのギアを加熱する場合、低い周波数によって誘導された電流は容易に短い経路を生成し、ギアの歯の輪郭ではなく、歯の底部の円形部または底部の線に沿って流れる。（例えば、図１（ｂ）及び加熱輪郭線１１０を参照。）これはルートフィレット領域が歯の先端に比べてより強く加熱される結果となる。
【０００６】
通常、ギアの歯の（先端から底部までの）輪郭に沿った硬化のパターンを与えるためにはギアの予加熱が必要とされる。ギアの幾何構造にも依存するが、予加熱は通常、中間または低い周波数（例えば、２０ｋＨｚ未満）を使用して達成される。そして、最終的な加熱段階中に高周波数（例えば、３０ｋＨｚ〜４５０ｋＨｚ）が適用される。
【０００７】
図２は単一のコイル１１４、並びに、低い出力強度での低い（または、中間の）周波数源、及び高い出力強度での高い周波数源である、それぞれ、２つのインバーター１１６ａ及び１１６ｂを利用する従来技術の誘導加熱方法を図示している。この方法の主なステップは：ギアをコイル１１４内に配置すること；ギアを回転させること；ギアを誘導的に予加熱するために（接点１１８を開き、接点１２０を閉じることによって）インバーター１１６ａからコイルに低周波電流を適用すること；（接点１１８を閉じることによって）コイルをインバーター１１６ａから分離し、（接点１２０を開くことによって）インバーター１１６ｂからコイルに高周波電流を適用すること；ギアから高周波電流を除去すること；及び、ギアを冷却することを含む。この方法の大きな欠点はシステムの低い信頼性及び高いコストである。誘導加熱のために大電流が必要であるとともに、大電流電磁接点は通常、寿命が短い。機械的なスイッチの代わりに長寿命の電子スイッチを使用することができるが、それはシステム全体のコストを増大させる。
【０００８】
図３は２つのコイル、すなわち、予加熱コイル１２８ａ及び最終加熱コイル１２８ｂ、並びに２つのインバーター１３０ａ及び１３０ｂを利用するもう１つの従来技術の誘導加熱の方法を図示している。中間周波数電力インバーター１３０ａは低い出力強度で予加熱コイルに電力を供給し、高周波数電力インバーター１３０ｂは高い出力強度で最終加熱コイルに電力を供給する。この方法において、ギア１０２は（予加熱コイル内に示されている）ギア１０２を硬化するために適当な機械的移送システムによって予加熱コイル１２８ａ、最終加熱コイル１２８ｂ、及び冷却リング１３２を通して（図３の矢印の方向に）順番に移動させられる。この方法の大きな欠点は予加熱と最終加熱の間の時間が短くなければならない（例えば、１秒未満）ということである。機械的移送システムは迅速（一瞬の間）で正確な予加熱位置から最終加熱位置へのギアの移送のための、精密な設計を必要とするので装置のコストを増大させる。
【０００９】
もう１つの従来技術の方法は、例えば、特許文献１等に開示されているように、ギアの硬化ために同時的な多周波電源を使用している。同時的な多周波電源の出力は２つの感知可能な異なった周波数を含む。周波数の一方はルートフィレットの加熱を与え、他の周波数は歯の外郭の加熱を与える。この同時的な多周波加熱方法の大きな欠点は単一のコイルの形状を両方の周波数に対して最適化することができないということである。
【００１０】
【特許文献１】米国特許２４４４２５９号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
したがって、本発明の１つの目的は、別個の誘導コイルを使用した加工品の誘導加熱のための比較的高い周波数との組合せで、加工品の比較的低い周波数によるＣ形コアタイプ誘導加熱の使用によって、（制限ではないが、特に、円錐ギア及びピニオンギア等の）ギアの誘導硬化（または、誘導焼入れ）の均一性を改善し、ギアの歪みまたは変形を減少させることである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
１つの側面において、本発明は２つの異なった種類（構成または配置）の誘導コイルの組合せを使用することによって加工品（または、部品）を熱処理するための装置及び方法に関する。加工品は、加工品を囲んでいる第１誘導コイルを通って流れる第１交流電流によって誘導的に加熱される。第１交流電流は加工品に誘導的に結合する磁場を確立する。加工品はまた、一次巻線となる第２誘導コイルに結合する低周波Ｃ形コアインダクターの開口に加工品を配置することによって加熱される。第２誘導コイルは第２交流電流に接続されている。一次巻線によって発生した磁束は（磁束分流加減器としても作用する）Ｃ形コア及び加工品を通って流れる。これは加工品に電流を誘導し、ジュール効果によって加工品を加熱する。基本的に、薄層状Ｃ形コアと加熱される加工品には同一の磁束が流れる。しかしながら、Ｃ形コアは薄層状の磁気材料、または粉末を基材にした磁気材料から作製されているので、それは誘導される渦電流に対して大幅に大きな電気抵抗率を有する。この結果、Ｃ形コアに誘導される渦電流の量は加工品内に誘導される渦電流に比べて大幅に小さく、したがって、加工品の加熱の大きさはＣ形コアに比べて大幅に大きくなる。通常、第１交流電流の周波数は第２交流電流より大きい。第１交流源及び第２交流源によって発生する渦電流を使用した加工品の誘導加熱は同時的であってもよいし、非同時的であってもよい。
【００１３】
本発明の他の側面は以下の詳細な説明及び請求の範囲に記載されている。本発明を説明するために本発明の好まれる実施例を図面に示す。しかしながら、本発明はこれらの実施例の構成及び手段に限定されるものではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図４には本発明の誘導加熱処理装置１０の１つの実施例が示されている。図４において、加工品はピニオンギアとして概略的に図示されているが、本発明の誘導加熱処理装置は他の種類のギア、及び他の種類の電気伝導性の加工品（または、部品）に対しても適用することができる。高周波数（ＨＦ）ソレノイドコイル１２は少なくとも部分的に加工品１４を囲んでいる。コイル１２は単一の巻きであってもよいし、または複数の巻きであってもよい。低周波Ｃ形コアインダクター１６は静止的なコア区分１６ａ及び移動可能なコア区分１６ｂを含む。低周波数コアは薄層状磁気材料、またはフェライトまたは鉄を基材にした材料等の粉末を基材にした磁気材料等の、この分野で周知の磁気材料から形成されてもよい。低周波数（ＬＦ）ソレノイドコイル１８は静止コア区分１６ａの一部を囲んでいる。
【００１５】
ＨＦソレノイドコイル１２は高周波電流の電源（図示せず）に適当に接続され、ＬＦソレノイドコイル１８は低周波電流の電源（図示せず）に適当に接続される。ＨＦソレノイドコイル１２の高周波電流の流れによって生成されたＨＦ磁場は加工品１４の高周波数誘導加熱を達成するために加工品１４と磁気的に結合する。
【００１６】
ＬＦソレノイドコイル１８の高周波電流の流れによって生成されたＬＦ磁場はＣ形コアインダクター１６の低周波誘導加熱を達成するためにＣ形コアインダクター１６と磁気的に結合する。加工品１４はＣ形コアインダクターの隙間に配置されているので、加工品は磁気回路の一部を形成する。低周波Ｃ形コアが比較的に加熱されないのに対し、加工品１４は通常、薄層状でないか、またはそれを通って流れる低周波電流の流れを抑制するようには形成されていないので、加工品を通って流れる誘導された低周波電流はジュール効果によって加工品を加熱する。また、加工品の温度がキュリー点未満の場合、ヒステリシス損によって付加的な加熱が発生する。
【００１７】
Ｃ形コアの端部領域の電磁場の適当な分布を可能にし、それと同時に、ＨＦソレノイドコイルをギアの外径の周りに配置するための空間を与えるために、この分野で周知の磁束集中器１５を加工品の両端部に（磁束を）集束させるために使用することができる。加工品は、加工品がＣ形コアの隙間に配置されているときに、加工品へのＨＦ磁場の、及びＣ形コアへのＬＦ磁場の同時的または非同時的な適用によって誘導的に加熱することができる。非同時的な適用は多様な異なった方法によって達成されてもよい。例えば、低周波ソレノイドコイル及び高周波Ｃ形コアを使用した誘導加熱は時間的に連続的（または、順次的）であってもよいし、または時間に対して部分的に重なっていてもよい。
【００１８】
上述の従来技術のＬＦソレノイドコイルは、本発明とは異なり、低周波誘導加熱を達成するために使用されている。ピニオンギア等の、先細のギアの外側の周りに巻かれたＬＦソレノイドコイルを使用する場合、表皮効果及び近接効果の両方が誘導加熱の温度特性を規定する。近接効果はギア内を流れる電流をコイルに最も近い表面に引き付ける。ピニオンギアは先細であるので、電流はギアの径の大きな部分でより多く流れ、径の小さい部分でより少なく流れる。一様でない電磁結合または近接効果による不均一な加熱はＬＦソレノイドコイルをピニオンの先細に適合させるためにそれの内径を先細にすることによってある程度補正することができる。しかしながら、この手法は位置に対して非常に敏感であり、良好な均一性を生じることが少ない。
【００１９】
Ｃ形コアインダクターを使用する本発明の場合、表皮効果及び端部領域に配置された磁束集中器の幾何構成だけがピニオン等の、先細のギア内の低周波加熱の温度特性を規定する。表皮効果は誘導された電流がギアの外側の表面付近を流れることを生じさせる。周波数が高ければ高いほど、電流は外側の表面に近い部分を流れ、より浅い加熱を生じ、逆に、低周波数で電流を誘導すると、より深い電流の流れ及び表面より下の層の加熱を生ずる。それゆえ、Ｃ形コアインダクターを使用する場合、近接効果が存在しないことにより、ピニオンの先細に沿った、大幅に均一な加熱が可能になる。このように本発明における低周波加熱のためのＣ形コアインダクターの使用はピニオンを含む先細のギアを加熱するときに従来技術の加熱に対して重要な長所を有するが、本発明の範囲はこれらの種類の加工品（または、部品）の加熱に限定されない。
【００２０】
本発明は、硬化された加工品を取り除くために移動可能コア区分１６ｂを適当な機械的移送システムに対して下げること（降下）；その場所に熱処理されていない加工品を挿入すること；及び、図４に示されているように、熱処理されていない加工品を熱処理工程のために配置するために動可能コア区分を上げることによって、図４に示されているように、複数の加工品を加熱位置に連続的に装填することを可能にする。
【００２１】
本発明の他の実施例において、図５に示されているように、加工品はＣ形コア回路の一部である中央位置付け部材３０の間に配置される。中央位置付け部材は加熱工程中に加工品を保持及び回転させるための手段を与える。（制限ではないが）本発明のこの実施例において、中央位置付け部材はＣ形コアインダクターを通して配置される。中央位置付け部材の望まれない加熱を減少させるために、中央位置付け部材は好まれるものとして、非磁気ステンレススチール等の、非磁気材料から構成される。
【００２２】
図６は本発明の誘導加熱装置のもう１つの実施例を図示している。この構成において、加工品１４の垂直方向の移動を可能にし、それによって、加工品が代替的に（または、交互に）、ＨＦソレノイドコイル１２の内部に移動されること、及び加工品のＬＦ誘導加熱のためにそこから除去すること、またはその逆の工程を実施するために十分に移動可能なＣ形コア区分１６ｂが備えられる。図６に示されているように、加工品がＨＦソレノイドコイル内に存在しないとき（図６にて「Ｂ」で示されているＬＦ加熱位置）、Ｃ形コア回路による誘導加熱を達成することができ、加工品がＨＦソレノイドコイル１２内に配置されたとき（図６にて「Ａ」で示されているＨＦ加熱位置）、ＨＦ磁場は加工品が誘導的に加熱されることを生じさせる。
【００２３】
図７及び図８に示されているように、本発明の他の実施例において、複式のＣ形コアインダクター１７は固定式のコア区分１７ａ、１７ｂ、１７ｃ及び１７ｄ、並びに移動可能なコア区分１７ｅ及び１７ｆを備える。Ｃ形コアインダクターの各々はＬＦソレノイドコイルを備えることができる。（制限ではないが）図７の実施例において、ＬＦソレノイドコイル１８ａ及び１８ｂは、それぞれ、固定式コア区分１７ａ及び１７ｂの周りに巻かれている。コイル１８ａ及び１８ｂは低周波電流の電力源（図示せず）に直列に接続されているのが好ましいが、それらは並列に接続されていてもよい。図７の本発明の実施例はまた、図６に図示されている実施例と同様に、ＬＦ及びＨＦ誘導加熱のための、それぞれ、上部及び下部の別個の位置を有している。
【００２４】
図８の実施例は、別個のＬＦ及びＨＦ誘導加熱位置を使用する代わりに、加工品が２つのＣ形コアの間でＨＦソレノイドコイルの中に配置されており、必要であれば、図４とともに上述したように同時的な加熱を達成することができることを除いて、図７の実施例に類似である。
【００２５】
図９は本発明の誘導加熱装置のもう１つの実施例を図示している。この構成において、Ｃ形コアインダクター１９はコア区分１９ａ及び１９ｂを備え、加工品１４ａは（制限ではないが）図９に示されているギアのように開口を有している。ＬＦソレノイドコイル１８ｃはＣ形コアインダクターの一部を囲んでおり、低周波電流の電源に接続されている。（制限ではないがこの実施例において単一の巻きコイルとして示されている）ＨＦソレノイドコイル１２ａは高周波電流の電源に接続されている。ＬＦソレノイドコイル１８ｃ内の低周波電流の流れはＣ形コアインダクターと結合する磁場を確立し、そして、それは加工品１４ａがそれの開口を通してＣ形コアインダクターに挿入されたときに、加工品を誘導的に加熱するために加工品１４ａと磁気的に結合する。ＨＦソレノイドコイル１２ａ内の高周波電流の流れは磁場を確立し、その磁場は加工品が磁場の付近にもたらされたときに加工品を誘導的に加熱するために加工品１４ａと結合する。低周波加熱及び高周波加熱は同時的に達成されてもよいし、あるいは、加工品をＨＦソレノイドコイルから離すことによって（低周波加熱のみの実施）、またはＬＦまたはＨＦソレノイドコイルの一方だけに電力を提供することによって代替的に（または、交互に）達成されてもよい。図９においてコア区分１９ｂとして示されているＣ形コアインダクターの区分は加工品のＣ形コアインダクターからの取り外しを可能にするために（矢印によって図示されているように）移動可能であってもよい。
【００２６】
本発明の全ての実施例において、ＨＦソレノイドコイル１２及び１２ａは図面に示されている形状以外の形状で構成されてもよい。図面において、説明としての電気伝導性加工品はピニオンギアであるので、ＨＦソレノイドコイルはピニオンギアの外側の形状に概略的に適合するために開いた円錐形の断面の形状を呈している。しかしながら、本発明の他の実施例においては、加工品及び所望の誘導加熱パターンに応じて、ＨＦソレノイドコイルは異なった形状であってもよい。例えば、ＨＦソレノイドコイル１２の内径はピニオンギアの外径に対して平行でなくてもよい。当業者にとって明白であるように、本発明の範囲から外れることなく、用途に応じて、コイル１２と加工品の表面の間の多様な電磁結合は加熱の分布を制御するための付加的なツール（または、道具）として使用することができる。
【００２７】
本発明の上述の実施例においてソレノイドコイルはＨＦ誘導コイルのために使用されているが、本発明に対して他の種類の誘導コイルを使用することもできる。例えば、ＨＦコイルは、電流がソレノイドコイルによって誘導される円周状の回路に比べ、主に、縦軸方向に流れる単発式、またはチャネル式の誘導器であってもよい。
【００２８】
本発明において用語「低周波数」及び「高周波数」は、広義で、「高周波数」が「低周波数」より高いことを意味する。（制限ではないが）通常、「高周波数」は好まれるものとして３０ｋＨｚ〜４５０ｋＨｚの範囲であり、「低周波数」は好まれるものとして５０Ｈｚ〜２０ｋＨｚの範囲である。
【００２９】
本発明の上述の実施例において、移動可能コア区分が使用されているが、同時的なＬＦ誘導加熱及びＨＦ誘導加熱が可能な実施例（例えば、図４、図５、及び図８）において、Ｃ形コアインダクターは全て静止的なＣ形コアから構成され、累進的な加工品がＣ形コアインダクターの隙間に挿入されるようにＨＦソレノイドコイル１２を移動させるための手段が備えられてもよい。
【００３０】
したがって、上述の実施例は本発明の範囲を制限するものではない。本発明の範囲は付随する請求の範囲によって記載される。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】高周波電流を利用した、典型的な渦電流の流れ及びギアの誘導加熱の概観を図示している。
【図２】従来技術の順次的な加工品の予加熱及び最終加熱の方法を図示している。
【図３】もう１つの従来技術の順次的な加工品の予加熱及び最終加熱の方法を図示している。
【図４】本発明の多周波熱処理装置の１つの実施例を図示している。
【図５】本発明の多周波熱処理装置のもう１つの実施例を図示している。
【図６】本発明の多周波熱処理装置のもう１つの実施例を図示している。
【図７】本発明の多周波熱処理装置のもう１つの実施例を図示している。
【図８】本発明の多周波熱処理装置のもう１つの実施例を図示している。
【図９】本発明の多周波熱処理装置のもう１つの実施例を図示している。
【符号の説明】
【００３２】
１２    コイル
１０    誘導加熱処理装置
１２    ソレノイドコイル
１４    加工品
１５    磁束集中器
１６    Ｃ形コアインダクター
１６ａ  静止コア区分
１６ｂ  移動可能コア区分
１７    Ｃ形コアインダクター
１７ａ−１７ｄ  固定式コア区分
１７ｅ  移動可能コア区分
１８    ソレノイドコイル
１９    Ｃ形コアインダクター
１９ａ，１９ｂ  コア区分
１００  コイル
１０２  ギア
１０４  加熱輪郭線
１０６  歯の先端
１０８  歯の底部
１１０  加熱輪郭線
１１４  コイル
１１６  インバーター
１１８，１２８  接点
１２８ａ  予加熱コイル
１２８ｂ  最終加熱コイル
１３０ａ  中間周波数電力インバーター
１３０ｂ  高周波数電力インバーター
１３２  冷却リング
【図１】
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【図２】
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【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】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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