(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基礎平面と、当該基礎平面から鋭角且つオーバーハング状に傾斜する傾斜平面を有するワークのアリ状突起を誘導加熱する誘導加熱コイルにおいて、
基礎平面に近接させる平面加熱部と、傾斜平面に近接させる傾斜面加熱部を有し、
傾斜面加熱部の正面形状は、上辺部，下辺部，接続辺部が直列に接続されたものであって各辺部によって囲まれる平面を構成し、
平面加熱部は、一定の間隔をあけて配置された二以上の直線部を有し、当該直線部が電気的に直列に接続されており、前記二以上の直線部によって囲まれる平面を構成し、
前記平面加熱部の一端が傾斜面加熱部の下辺部の一端に電気的に接続されていて前記平面加熱部と傾斜面加熱部が一連の直列回路を構成し、傾斜面加熱部が構成する平面は、平面加熱部が構成する平面に対して鋭角に傾斜する姿勢となっており、
前記誘導加熱コイルの有効幅は、前記ワークのアリ状突起の全長よりも短く、
ワークの昇温に寄与する平面加熱部の有効幅は、ワークの昇温に寄与する傾斜面加熱部の有効幅よりも狭く、
前記誘導加熱コイルは、ワークの前記二つの平面に沿って相対移動しながら二つの平面の焼入対象範囲の全領域に順に近接対向するものであり、平面加熱部と傾斜面加熱部のワークに対する相対移動方向後方の端部は、実質的に一致していることを特徴とする誘導加熱コイル。
【請求項２】
傾斜面加熱部の正面形状は二以上の下辺部と、二以上の上辺部と、三以上の接続辺部によって構成され、前記下辺部の一端と上辺部の一端が前記接続辺部で接続されていて前記二以上の下辺部と、二以上の上辺部と、三以上の接続辺部が直列に接続されたものであって各辺部によって囲まれる平面を構成し、平面加熱部の一端が傾斜面加熱部の一つの下辺部の一端に電気的に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の誘導加熱コイル。
【請求項３】
前記傾斜面加熱部は三つの接続辺部を有しており、前記平面加熱部は二つの直線部を有していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の誘導加熱コイル。
【請求項４】
基礎平面と、当該基礎平面から鋭角且つオーバーハング状に傾斜する傾斜平面を有するワークのアリ状突起を誘導加熱する誘導加熱コイルにおいて、
基礎平面に近接させる平面加熱部と、傾斜平面に近接させる傾斜面加熱部を有し、
前記誘導加熱コイルの有効幅は、前記ワークのアリ状突起の全長よりも短く、
ワークの昇温に寄与する平面加熱部の有効幅は、ワークの昇温に寄与する傾斜面加熱部の有効幅よりも狭く、
前記誘導加熱コイルは、ワークの前記二つの平面に沿って相対移動しながら二つの平面の焼入対象範囲の全領域に順に近接対向するものであり、
平面加熱部と傾斜面加熱部のワークに対する相対移動方向後方の端部は、実質的に一致していることを特徴とする誘導加熱コイル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄鋼材料を高周波誘導加熱するための誘導加熱コイルに関するものであり、特に、工作機械のベッド等のアリ溝に係合するアリ状突起を有するワークを高周波誘導加熱する誘導加熱コイルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
工作機械等の摺動部の構造として、アリ溝とアリ状突起部材の組み合わせがある。アリ状突起部材の摺動面は摩耗し易いため、従来から焼入によって耐摩耗性や強度の向上が図られている。このようなアリ状突起部材の摺動面を誘導加熱する高周波焼入コイルが例えば特許文献１に開示されている。
【０００３】
特許文献１に開示された高周波焼入コイル８０は、一続きの中空の導体で構成されており、図１２、図１３に示す様な形状を呈している。図１２、図１３は、特許文献１の図３及び図２から主要部分を書き起こしたものである。
【０００４】
焼入対象部材９０（ワーク）は、平坦面９１を有し、平坦面９１上に突条のアリ９２（アリ状突起）が設けられている。アリ９２は、平坦面９１と連続し、平坦面９１に対して傾斜した斜面９３を有している。
【０００５】
高周波焼入コイル８０は、図１３に示す様に、焼入対象部材９０の平坦面９１に近接対向する平坦面加熱部８１ａ，８１ｂと、アリ９２の斜面９３に近接対向する斜面加熱部８２ａ，８２ｂを有している。
【０００６】
図１２に示す様に、平坦面加熱部８１ａ，８１ｂは、直線状であって互いに平行であり、連結部８３を介して接続されている。平坦面加熱部８１ａは斜面加熱部８２ａと連続しており、平坦面加熱部８１ｂは斜面加熱部８２ｂと連続している。斜面加熱部８２ａ，８２ｂは、直線状であって互いに平行であり、平坦面加熱部８１ａ，８１ｂに対して鋭角（焼入対象部材９０の平坦面９１と斜面９３が成す角度と同じ角度）に傾斜して接続されている。
【０００７】
また、斜面加熱部８２ａ，８２ｂは、その他の導体部分を介して各々リード部８４ａ，８４ｂと接続されている。さらに、平坦面加熱部８１ａ，８１ｂの間、及び斜面加熱部８２ａ，８２ｂの間には、図１３に示す様に、フェライトコア８５が配置されている。
【０００８】
平坦面加熱部８１ａ（８１ｂ）と斜面加熱部８２ａ（８２ｂ）の鋭角に接続された部分が、焼入対象部材９０の平坦面９１と斜面９３の接続部（交差部）である基部９４に近接する。
【０００９】
特許文献１では、この様な高周波焼入コイル８０に、リード部８４ａ，８４ｂを介して図示しない高周波電源から高周波電流を供給すると、焼入対象部材９０の平坦面９１と斜面９３を同時に誘導加熱することができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】実開平６−６４４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、焼入対象部材９０を高周波焼入する際には、焼入対象部材９０と高周波焼入コイル８０とを相対移動させるいわゆる移動焼きが行われる。すなわち、焼入対象部材９０の焼入対象部位（平坦面９１，斜面９３）は、長手方向（図１３において紙面に直交する方向）の全領域に渡って同時に焼入されるのではなく、高周波焼入コイル８０が、焼入対象部材９０の焼入対象部位に部分的に順次対向し、部分的に高周波焼入を実施しながら焼入対象部材９０の長手方向に移動する。
そのため、この移動焼きでは、焼入対象部位の全領域を同時に高周波誘導加熱する場合よりも、高周波焼入コイル８０に高周波電流が通電される時間が必然的に長くなる。その結果、フェライトコア８５に掛かる負担が大きくなり、フェライトコア８５の劣化・破損等によって焼入品質に悪影響を及ぼす懸念がある。
【００１２】
そこで本発明は、工作機械のベッド等に形成されたアリ溝に沿って移動するワークの基礎平面と、基礎平面に設けられたアリ溝に係合するアリ状突起の斜面を均一に誘導加熱することができる誘導加熱コイルを、フェライトコアを使用せずに実現することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するための請求項１に記載の発明は、基礎平面と、当該基礎平面から鋭角且つオーバーハング状に傾斜する傾斜平面を有するワークのアリ状突起を誘導加熱する誘導加熱コイルにおいて、基礎平面に近接させる平面加熱部と、傾斜平面に近接させる傾斜面加熱部を有し、傾斜面加熱部の正面形状は、上辺部，下辺部，接続辺部が直列に接続されたものであって各辺部によって囲まれる平面を構成し、平面加熱部は、一定の間隔をあけて配置された二以上の直線部を有し、当該直線部が電気的に直列に接続されており、前記二以上の直線部によって囲まれる平面を構成し、前記平面加熱部の一端が傾斜面加熱部の下辺部の一端に電気的に接続されていて前記平面加熱部と傾斜面加熱部が一連の直列回路を構成し、傾斜面加熱部が構成する平面は、平面加熱部が構成する平面に対して鋭角に傾斜する姿勢となっており、前記誘導加熱コイルの有効幅は、前記ワークのアリ状突起の全長よりも短く、ワークの昇温に寄与する平面加熱部の有効幅は、ワークの昇温に寄与する傾斜面加熱部の有効幅よりも狭く、前記誘導加熱コイルは、ワークの前記二つの平面に沿って相対移動しながら二つの平面の焼入対象範囲の全領域に順に近接対向するものであり、平面加熱部と傾斜面加熱部のワークに対する相対移動方向後方の端部は、実質的に一致していることを特徴とする誘導加熱コイルである。
関連する発明は、基礎平面と、当該基礎平面から鋭角且つオーバーハング状に傾斜する傾斜平面を有するワークのアリ状突起を誘導加熱する誘導加熱コイルにおいて、基礎平面に近接させる平面加熱部と、傾斜平面に近接させる傾斜面加熱部を有し、傾斜面加熱部の正面形状は、上辺部，下辺部，接続辺部が直列に接続されたものであって各辺部によって囲まれる平面を構成し、平面加熱部は、一定の間隔をあけて配置された二以上の直線部を有し、当該直線部が電気的に直列に接続されており、前記二以上の直線部によって囲まれる平面を構成し、前記平面加熱部の一端が傾斜面加熱部の下辺部の一端に電気的に接続されていて前記平面加熱部と傾斜面加熱部が一連の直列回路を構成し、傾斜面加熱部が構成する平面は、平面加熱部が構成する平面に対して鋭角に傾斜する姿勢となっていることを特徴とする誘導加熱コイルである。
【００１４】
請求項１に記載の発明では、誘導加熱コイルは、平面加熱部と傾斜面加熱部を有している。そして、平面加熱部でワークの基礎平面を誘導加熱することができ、傾斜面加熱部で傾斜平面を誘導加熱することができる。
傾斜面加熱部の正面形状は、上辺部と、下辺部と、接続辺部が直列に接続されたものであって各辺部によって囲まれた平面を構成するので、ワークの傾斜平面における傾斜面加熱部が対向する部位には密集した交番磁界の磁束が通過し易く、当該部位は良好に誘導加熱される。
平面加熱部は、一定の間隔をあけて配置された二以上の直線部を有し、当該直線部が電気的に直列に接続されており、これらの直線部によって囲まれる平面を構成するので、ワークの基礎平面における平面加熱部が対向する部位には密集した交番磁界の磁束が通過し易く、当該部位は良好に誘導加熱される。
平面加熱部の一端が傾斜面加熱部の下辺部の一端に電気的に接続されていて、平面加熱部と傾斜面加熱部が一連の直列回路を構成しているので、誘導加熱コイルの平面加熱部と傾斜面加熱部がワークに対向すると、ワークの基礎平面と傾斜平面には、同時に同程度の高周波誘導電流が励起される。
傾斜面加熱部が構成する平面は、平面加熱部が構成する平面に対して鋭角に傾斜する姿勢となっているので、平面加熱部と傾斜面加熱部がワークの基礎平面と傾斜平面に同時に対向し易い。
本発明によると、誘導加熱コイルにフェライトコアを設けなくても、基礎平面と傾斜平面に十分な高周波誘導電流を励起させることができる。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、傾斜面加熱部の正面形状は二以上の下辺部と、二以上の上辺部と、三以上の接続辺部によって構成され、前記下辺部の一端と上辺部の一端が前記接続辺部で接続されていて前記二以上の下辺部と、二以上の上辺部と、三以上の接続辺部が直列に接続されたものであって各辺部によって囲まれる平面を構成し、平面加熱部の一端が傾斜面加熱部の一つの下辺部の一端に電気的に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の誘導加熱コイルである。
【００１６】
請求項２に記載の発明では、傾斜面加熱部の正面形状は、二以上の下辺部と、二以上の上辺部と、三以上の接続辺部が直列に接続されたものであって各辺によって囲まれた平面を構成するので、ワークの傾斜平面における傾斜面加熱部が対向する部位には密集した交番磁界の磁束が通過し易く、当該部位は良好に誘導加熱される。
そして、平面加熱部の一端が傾斜面加熱部の一つの下辺部の一端に電気的に接続されているので、ワークの基礎平面と傾斜平面には同時に誘導電流が励起されて、同時に誘導加熱される。その結果、基礎平面と傾斜平面には良好な焼入硬化層が形成される。
具体的には、以下の様である。
平面加熱部と傾斜面加熱部は、所定の領域を囲う平面を構成している。
誘導加熱コイルに高周波電流が供給されると、平面加熱部と傾斜面加熱部の各平面には密集した交番磁界の磁束が良好に発生し、この密集した交番磁界の磁束がワークの基礎平面と傾斜平面を通過する。そのため、ワークの基礎平面と傾斜平面に、高周波誘導電流を良好に励起させることができる。その結果、基礎平面と傾斜平面を同程度に誘導加熱し、同程度の焼入硬化層を形成することが可能である。
【００１７】
工作機械のベッド等のアリ溝に係合するワークのアリ状突起は、通常は、アリ状突起の傾斜平面の端辺から傾斜平面と基礎平面が交差する交差部までの距離が、基礎平面の端辺から傾斜平面と基礎平面が交差する交差部までの距離よりも短い。
そのため、傾斜平面に近接対向する傾斜面加熱部の対向面積は、基礎平面に近接対向する平面加熱部の対向面積よりも小さくなり、傾斜平面の誘導加熱が不十分になるか、又は基礎平面の誘導加熱が過剰になり易い。
しかし請求項１に係る発明では、ワークの昇温に寄与する平面加熱部の有効幅は、ワークの昇温に寄与する傾斜面加熱部の有効幅よりも狭いので、両加熱部のワークに対する対向面積の差が小さくなり、基礎平面と平面加熱部の誘導加熱量の差が小さくなる。その結果、基礎平面と傾斜平面を同様に昇温させることができる。換言すると、傾斜面加熱部と平面加熱部のコイル効率（加熱効率）の差が小さくなり、ワークの傾斜面と基礎平面の昇温の仕方の差が小さくなる。
そして、平面加熱部と傾斜面加熱部のワークに対する相対移動方向後方の端部が実質的に一致しているので、基礎平面の誘導加熱と、傾斜平面の誘導加熱が同時に終了する。そのため、同時に冷却を開始することができる。すなわち、平面加熱部と傾斜面加熱部の冷却を開始する時期が一致するので、基礎平面と傾斜平面を同様に良好に焼入することができる。
【００１８】
傾斜面加熱部は三つの接続辺部を有しており、平面加熱部は二つの直線部を有しているのが好ましい（請求項３）。
また、請求項４に記載の発明は、基礎平面と、当該基礎平面から鋭角且つオーバーハング状に傾斜する傾斜平面を有するワークのアリ状突起を誘導加熱する誘導加熱コイルにおいて、基礎平面に近接させる平面加熱部と、傾斜平面に近接させる傾斜面加熱部を有し、前記誘導加熱コイルの有効幅は、前記ワークのアリ状突起の全長よりも短く、ワークの昇温に寄与する平面加熱部の有効幅は、ワークの昇温に寄与する傾斜面加熱部の有効幅よりも狭く、前記誘導加熱コイルは、ワークの前記二つの平面に沿って相対移動しながら二つの平面の焼入対象範囲の全領域に順に近接対向するものであり、平面加熱部と傾斜面加熱部のワークに対する相対移動方向後方の端部は、実質的に一致していることを特徴とする誘導加熱コイルである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の誘導加熱コイルによると、フェライトコアを設けなくても、基礎平面と傾斜平面に十分な高周波誘導電流を励起させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態に係る誘導加熱コイルの斜視図である。
【図２】図１の誘導加熱コイルを、図１とは別の方向から見た斜視図である。
【図３】図１，図２とは別の方向から見た誘導加熱コイルの斜視図である。
【図４】図３に示す誘導加熱コイルを斜め下方から見た斜視図である。
【図５】図１に示す誘導加熱コイルを斜め下方から見た斜視図である。
【図６】図１の誘導加熱コイルを、ワークに近接対向させた状態を示す斜視図である。
【図７】ワークの側面図である。
【図８】ワークの側面図であり、図６のＢ−Ｂ矢視図である。
【図９】図１の誘導加熱コイルで誘導加熱されたワークの焼入硬化層を示すと共に、当該誘導加熱コイルをワークにおける誘導加熱されていない側に配置した状態を示す側面図である。
【図１０】図１とは別の誘導加熱コイルを、斜め下方から見た斜視図である。
【図１１】（ａ）は、図１の誘導加熱コイルによってワークを誘導加熱した結果、ワークの基礎平面に形成された焼入硬化層の一例を示す側面図であり、（ｂ）は、図１０の誘導加熱コイルによってワークを誘導加熱した結果、ワークの基礎平面に形成された焼入硬化層を示す側面図である。
【図１２】特許文献１の高周波焼入コイルの斜視図である。
【図１３】図１２の高周波焼入コイルが近接対向したワークの部分側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照しながら説明する。
図１〜図５に示す誘導加熱コイル１は、直列構造を有しており、一続きの良導体が適宜湾曲、又は屈曲して構成されているか、又は複数の良導体がろう付けによって一続きに接合されて構成されている。誘導加熱コイル１を構成する良導体は中空であり、誘導加熱コイル１の内部には連続した冷却液通路が形成されている。この冷却液通路には、冷却液を循環供給することができる。
【００２２】
誘導加熱コイル１は、リード部７ａ，７ｂを介して、図示しない高周波電源に接続されている。すなわち、誘導加熱コイル１には、高周波電源からリード部７ａ，７ｂを介して高周波電流を供給することができる。
【００２３】
リード部７ａは、リード部本体２２，水平部１５を有している。リード部本体２２は、鉛直方向に延びており、一端側が図示しない高周波電源と接続されており、他端側が水平部１５と接続されている。水平部１５は、後述の誘導加熱コイル１の傾斜面加熱部２と接続されている。
【００２４】
また、リード部７ｂは、リード部本体２３，水平部２１，傾斜部１６を有している。リード部本体２３は、鉛直方向に延びており、一端側が図示しない高周波電源と接続されており、他端側が水平部１５を介して傾斜部１６と接続されている。傾斜部１６は、後述の誘導加熱コイル１の平面加熱部３と接続されている。
【００２５】
図１〜図５に示す様に、誘導加熱コイル１は、傾斜面加熱部２と、平面加熱部３を有している。
【００２６】
傾斜面加熱部２は、第一上辺部４ａ，第一接続辺部５ａ，第一下辺部６ａ，第二接続辺部５ｂ，第二上辺部４ｂ，第三接続辺部５ｃ，第二下辺部６ｂを有し、これらがこの順に接続されている。
【００２７】
第一上辺部４ａ，第一接続辺部５ａ，第二接続辺部５ｂ，第二上辺部４ｂ，第三接続辺部５ｃの横断面の輪郭形状は四角形であり、第一下辺部６ａ，第二下辺部６ｂの横断面の輪郭形状は略五角形である。
【００２８】
図１に示す様に、傾斜面加熱部２は、正面視して略Ｓ字形状を呈している。
Ｓ字の端部である第一上辺部４ａと、第二上辺部４ｂは、わずかな間隔を置いて一直線状に並んで配置されている。すなわち、両者は近接しているが、離間している。
同様に、第一下辺部６ａと、Ｓ字の端部である第二下辺部６ｂも、わずかな間隔を置いて一直線状に並んで配置されている。すなわち、両者は近接しているが、離間している。
また、第一接続辺部５ａ，第二接続辺部５ｂ，第三接続辺部５ｃは、所定の間隔を置いて平行に配置されている。
【００２９】
第一上辺部４ａ，第一接続辺部５ａ，第一下辺部６ａ，第二接続辺部５ｂによって第一平面部８ａが構成されており、第二接続辺部５ｂ，第二上辺部４ｂ，第三接続辺部５ｃ，第二下辺部６ｂによって第二平面部８ｂが構成されている。第一平面部８ａと第二平面部８ｂは、同一平面内にあり、図１に示す様に、第一平面部８ａと第二平面部８ｂは、一つの領域が第二接続辺部５ｂで二つの領域に仕切られたように構成されている。第一平面部８ａと第二平面部８ｂは、傾斜面を構成している。
【００３０】
第一平面部８ａを構成する第一接続辺部５ａと、第二平面部８ｂを構成する第三接続辺部５ｃが所定の間隔を置いて配置されており、第一接続辺部５ａと第三接続辺部５ｃの間隔によって、傾斜面加熱部２の有効幅Ｄ１（図３）が設定されている。
【００３１】
図１に示す様に、傾斜面加熱部２の第一上辺部４ａ，第一接続辺部５ａ，第一下辺部６ａ，第二接続辺部５ｂ，第二上辺部４ｂ，第三接続辺部５ｃ，第二下辺部６ｂは、それぞれ対向面１３ａ〜１３ｇを有している。対向面１３ａ〜１３ｇは、図６〜図９に示すワーク５０（アリ状突起部材）の斜面５３ａ，５３ｂ（傾斜平面）に近接対向する面である。
【００３２】
また、第一下辺部６ａ，第二下辺部６ｂは、図５に示す様に、対向面１７ａ，１７ｂを有している。対向面１７ａ，１７ｂは、図６〜図９に示すワーク５０（アリ状突起部材）の平坦面５１ａ，５１ｂ（基礎平面）に近接対向する面である。
【００３３】
図５に示す様に、第一下辺部６ａ，第二下辺部６ｂの、対向面１７ａ，１７ｂと対向面１３ｃ，１３ｇが成す角度は鋭角である。対向面１７ａ，１７ｂと対向面１３ｃ，１３ｇが成す角度は、図６〜図９に示すワーク５０の平坦面５１ａ，５１ｂと斜面５３ａ，５３ｂが成す角度と同じ鋭角である。
【００３４】
対向面１７ａと対向面１３ｃの境界には、面取り部１８が形成されている。同様に、対向面１７ｂと対向面１３ｇの境界には、面取り部１９が形成されている。
【００３５】
第一上辺部４ａ（傾斜面加熱部２の一端）は、リード部７ａの水平部１５と接続されている。水平部１５は、傾斜面加熱部２の第一上辺部４ａの対向面１３ａから遠ざかる方向に延びている。すなわち、リード部本体２２は、第一上辺部４ａの対向面１３ａから離間している。よって、リード部７ａは、ワーク５０の誘導加熱には寄与しない。
第二下辺部６ｂ（傾斜面加熱部２の他端）は、平面加熱部３の第一直線部９ａの一端と接続されている。
【００３６】
平面加熱部３は、第一直線部９ａ，退避部１０ａ，接続部１１，退避部１０ｂ，第二直線部９ｂを有しており、これらがこの順に接続されている。
第一直線部９ａと第二直線部９ｂは、所定の間隔を置いて平行に配置されている。
所定の間隔を置いて配置された第一直線部９ａと第二直線部９ｂによって、平面加熱部３の有効幅Ｄ２が設定されている。
また、第一直線部９ａと第二直線部９ｂは、図６〜図９に示すワーク５０の平坦面５１ａ，５１ｂ（基礎平面）と近接対向する対向面１２ａ，１２ｂ（図４）を有している。
【００３７】
第一直線部９ａは、傾斜面加熱部２の第二下辺部６ｂと接続されている。
第一直線部９ａの対向面１２ａは、傾斜面加熱部２の第二下辺部６ｂの対向面１７ｂと連続しており、対向面１２ａ，１７ｂは、同一平面内にある。第二直線部９ｂの対向面１２ｂと、傾斜面加熱部２の第一下辺部６ａの対向面１７ａは離間しているが、両者は同一平面内にある。すなわち、対向面１２ａ，１２ｂ，１７ａ，１７ｂは、同一面内にある。
【００３８】
第一直線部９ａと第二直線部９ｂ（対向面１２ａ，１２ｂ）で挟まれた領域は、平面部１４を構成している。平面部１４の面積は、傾斜面加熱部２の第一平面部８ａ，第二平面部８ｂの面積の和よりも大きい。また、平面部１４に対して、第一平面部８ａ，第二平面部８ｂは、鋭角に傾斜する姿勢となっている。
【００３９】
平面部１４に対する第一平面部８ａ，第二平面部８ｂの傾斜角は、図６〜図９に示すワーク５０の平坦面５１ａ（５１ｂ）と斜面５３ａ（５３ｂ）の成す角度に対応している。すなわち、平面部１４に対する第一平面部８ａ，第二平面部８ｂの傾斜角は、図６〜図９に示すワーク５０の平坦面５１ａ（５１ｂ）と斜面５３ａ（５３ｂ）の成す角度と一致しているか、又は近い角度である。
【００４０】
図４に示す様に、平面加熱部３の第二直線部９ｂは、傾斜面加熱部２の第一下辺部６ａ及び第一接続辺部５ａと近接している。第二直線部９ｂにおける、傾斜面加熱部２と近接する部位には、リード部７ｂの傾斜部１６が接続されている。図４に示す様に、傾斜部１６は、第一接続辺部５ａに沿って傾斜して上方に延びており、水平部２１を介してリード部本体２３と接続されている。
【００４１】
傾斜部１６は、図１に示す様に、第一接続辺部５ａの対向面１３ｂとは反対側に配置されている。また、リード部本体２３は、水平部２１を介して傾斜部１６と接続されており、傾斜部１６よりもさらに第一接続辺部５ａの対向面１３ｂから離れている。よって、リード部７ｂは、ワーク５０の誘導加熱には寄与しない。
【００４２】
平面加熱部３の第一直線部９ａと第二直線部９ｂは、退避部１０ａ，接続部１１，退避部１０ｂを介して接続されている。退避部１０ａ，１０ｂは、同じ長さを有していて平行に配置されており、第一直線部９ａ，第二直線部９ｂに対して対向面１２ａ，１２ｂから遠ざかる方向に傾斜して接続されている。
【００４３】
退避部１０ａの下端側は第一直線部９ａと接続されており、上端側は接続部１１の一端と接続されている。退避部１０ｂの下端側は第二直線部９ｂと接続されており、上端側は接続部１１の他端と接続されている。すなわち、退避部１０ａ，１０ｂは、接続部１１を介して接続されている。
【００４４】
平面加熱部３の有効幅Ｄ２は、傾斜面加熱部２の有効幅Ｄ１よりも狭い。すなわち、傾斜面加熱部２の有効幅Ｄ１は、誘導加熱コイル１全体の有効幅でもある。
また、平面加熱部３の第二直線部９ｂと、傾斜面加熱部２の第一接続辺部５ａは、同一面内にあり、両者は近接している。一方、平面加熱部３の第一直線部９ａと、傾斜面加熱部２の第三接続辺部５ｃは、同一面内にはなく、両者は離間している。
【００４５】
図３に示す様に、平面加熱部３の有効幅Ｄ２は、傾斜面加熱部２の有効幅Ｄ１よりも狭く、平面加熱部３の第二直線部９ｂが、傾斜面加熱部２の第一接続辺部５ａと同一面内に配置されているので、平面加熱部３は傾斜面加熱部２の第一接続辺部５ａ側に偏った位置にある。すなわち、平面加熱部３は、傾斜面加熱部２に対して幅方向に偏心している。換言すると、傾斜面加熱部２の有効幅Ｄ１の中心と、平面加熱部３の有効幅Ｄ２の中心は一致していない。
【００４６】
この様に構成された誘導加熱コイル１は、図６，図８に示す様に、ワーク５０（アリ状突起部材）に近接配置される。ワーク５０は、アリ５２（アリ状突起）を有している。アリ５２の両側には、平坦面５１ａ，５１ｂ（基礎平面）がある。アリ５２は、図示しない工作機械のベッドに設けられたアリ溝と係合する。アリ５２は、平坦面５１ａ，５１ｂと連続する斜面５３ａ，５３ｂ（傾斜平面）を有している。斜面５３ａ（５３ｂ）は、平坦面５１ａ（５１ｂ）に対して鋭角を成して連続している。すなわち、斜面５３ａ，５３ｂは、平坦面５１ａ，５１ｂに対してオーバーハング状に傾斜している。
また、アリ５２は、図６に示す様に、全長Ｌに渡って延びている。
【００４７】
図６，図８に示す様に、ワーク５０の一方側（図８において左側）の平坦面５１ａに平面加熱部３が近接対向し、斜面５３ａには傾斜面加熱部２が近接対向し、平坦面５１ａと斜面５３ａが交差する基部５４ａ（交差部）には傾斜面加熱部２の第一下辺部６ａと第二下辺部６ｂが近接対向している。第一下辺部６ａと第二下辺部６ｂは、基部５４に近接し、基部５４に沿ってのびている。
【００４８】
斜面５３ａには、傾斜面加熱部２の各辺部の対向面１３ａ〜１３ｇが近接対向する。
平坦面５１ａには、平面加熱部３の第一直線部９ａ，第二直線部９ｂの対向面１２ａ，１２ｂと、傾斜面加熱部２の第一下辺部６ａ，第二下辺部６ｂの対向面１７ａ，１７ｂが近接対向する。
図３に示す誘導加熱コイル１の有効幅Ｄ１（傾斜面加熱部２の有効幅Ｄ１）は、ワーク５０のアリ５２の全長Ｌよりも短い。
【００４９】
すなわち、誘導加熱コイル１の幅方向は、第一上辺部４ａ，第二上辺部４ｂ，第一下辺部６ａ，第二下辺部６ｂがのびる方向であり、誘導加熱コイル１の幅方向は、ワーク５０のアリ５２がのびる方向と一致している。そして、傾斜面加熱部２の幅寸法Ｄ１（図３）が、誘導加熱コイル１全体の幅寸法であり、この幅寸法Ｄ１がアリ５２の全長Ｌよりも短い。
【００５０】
ワーク５０に近接対向した誘導加熱コイル１は、平面加熱部３の第一直線部９ａ側と傾斜面加熱部２の第三接続辺部５ｃが移動方向の前側となり、第二直線部９ｂと第一接続辺部５ａが移動方向の後ろ側となる様にワーク５０に沿って移動する。すなわち、誘導加熱コイル１は、図６の矢印Ａで示す方向に移動する。また、図８では、平面加熱部３の第一直線部９ａと、傾斜面加熱部２の第三接続辺部５ｃが手前側に見えており、誘導加熱コイル１は、紙面の向こう側から手前側に向かって移動する。
【００５１】
誘導加熱コイル１は、移動方向前方側において、傾斜面加熱部２の第三接続辺部５ｃと、平面加熱部３の第一直線部９ａが配置されている。第三接続辺部５ｃの方が、第一直線部９ａよりも移動方向前方側に配置されている。
また、誘導加熱コイル１は、移動方向後方側において、傾斜面加熱部２の第一接続辺部５ａと、平面加熱部３の第二直線部９ｂが配置されている。第一接続辺部５ａと第二直線部９ｂは、同一面内に配置されており、移動方向に揃っている。
すなわち、平面加熱部３と傾斜面加熱部２のワーク５０に対する相対移動方向後方の端部が実質的に一致しているので、平面加熱部３は傾斜面加熱部２に対して偏心した位置にあるといえる。
換言すると、有効幅Ｄ２の平面加熱部３の第一直線部９ａ（一方の端部）と、有効幅Ｄ１の傾斜面加熱部２の第三接続辺部５ｃ（一方の端部）の距離は、有効幅Ｄ２の平面加熱部３の第二直線部９ｂ（他方の端部）と、有効幅Ｄ１の傾斜面加熱部２の第一接続辺部５ａ（他方の端部）の距離よりも長い。
【００５２】
図示していないが、誘導加熱コイル１における移動方向の後ろ側（第二直線部９ｂ及び第一接続辺部５ａ側）には、冷却ジャケット（冷却液噴射装置）が配置されている。冷却ジャケットは、冷却液を噴射しながら誘導加熱コイル１と共にワーク５０に沿って移動する。すなわち、冷却ジャケットは、誘導加熱コイル１によって誘導加熱されて焼入温度まで昇温した部位に向けて冷却液を噴射供給する。誘導加熱コイル１と図示しない冷却ジャケットは、ワーク５０に沿って移動しながら、平坦面５１ａ，斜面５３ａ，基部５４ａを同時に焼入し、平坦面５１ａ，斜面５３ａ，基部５４ａの全領域に渡って焼入する。
【００５３】
なお、誘導加熱コイル１付近にエアブロー装置（気体噴射装置）を設けるのが好ましい。すなわち、エアブロー装置から気体（空気）を噴射することにより、ワークの加熱昇温中の部位側への冷却液の移動（流動，飛散）を阻止し、ワークの昇温中の部位に冷却液が付着するのを防止するのが好ましい。これにより、ワークの良好な昇温が確保され、また、ワークに加熱ムラができるのを防止することができる。すなわち、ワークの焼入対象部位に、均質で良好な焼入硬化層を形成することができる。
【００５４】
ここで、誘導加熱コイル１は、平面加熱部３の第二直線部９ｂと傾斜面加熱部２の第一接続辺部５ａが、同一面内に配置されていて、ワーク５０における誘導加熱コイル１の移動方向に揃っている。そのため、ワーク５０の平坦面５１ａと斜面５３ａの誘導加熱が同時に終了する。そして、平坦面５１ａと斜面５３ａにおける誘導加熱が終了した部位に、冷却ジャケットから冷却液が噴射供給される。すなわち、平坦面５１ａと斜面５３ａの冷却タイミングを揃えることができ、平坦面５１ａと斜面５３ａにおける誘導加熱が終了した部位を同時に冷却することができる。
【００５５】
その結果、ワーク５０の平坦面５１ａと斜面５３ａには、図９に示す様な焼入硬化層２０ａ，２０ｂが形成される。焼入硬化層２０ａ，２０ｂの焼入深さは、略一様である。
【００５６】
アリ５２の一方側（図９において左側）の斜面５３ａと平坦面５１ａの焼入が完了すると、アリ５２の他方側（図９において右側）の平坦面５１ｂ，斜面５３ｂ，基部５４ｂに誘導加熱コイル１を近接配置し、他方側の平坦面５１ｂ，斜面５３ｂ，基部５４ｂを焼入する。図９では、平面加熱部３の第二直線部９ｂと、傾斜面加熱部２の第一接続辺部５ａが手前側に見えており、誘導加熱コイル１は、紙面の手前側から向こう側へ移動する。
この様に、ワーク５０の左右の焼入対象部位を、共通の誘導加熱コイル１で誘導加熱することが可能である。
【００５７】
また、平坦面５１ａにおける基部５４ａから端部までの長さが、平坦面５１ｂにおける基部５４ｂから端部までの長さと相違する場合（すなわち、ワークが左右対称ではない場合）には、平坦面５１ａを誘導加熱する誘導加熱コイル１で平坦面５１ｂの全領域を誘導加熱できない場合がある。この場合には、平坦面５１ｂの基部５４ｂから端部までの長さに対応した別の誘導加熱コイルを使用する。すなわち、平坦面５１ａ，５１ｂを、別々の誘導加熱コイルで誘導加熱（焼入）する。
また、誘導加熱コイル１の平面加熱部３が、平坦面５１ｂの基部５４ｂから端部に至る長さよりも長く、平坦面５１ｂの全領域に対向することができたとしても、誘導加熱コイルの平面加熱部は、平坦面５１ｂの長さに対応した長さに設定するのが好ましい。
【００５８】
本実施形態では、図７に示す様に、ワーク５０の平坦面５１ａの長さＷ１と斜面５３ａの長さＷ２が相違しており、平坦面５１ａの長さＷ１の方が長い。そのため、平坦面５１ａに近接対向する平面加熱部３の第一直線部９ａと第二直線部９ｂの長さは、斜面５３ａに近接対向する傾斜面加熱部２の第一接続辺部５ａ，第二接続辺部５ｂ，第三接続辺部５ｃの長さよりも長い。
【００５９】
そのため、誘導加熱コイル１の平面加熱部３と傾斜面加熱部２における、移動方向の前方側の第一直線部９ａと第三接続辺部５ｃが一致している（すなわち、図３におけるＤ１とＤ２が同じ寸法である）と、平面加熱部３の第一直線部９ａ、第二直線部９ｂ、接続部１１等によって囲まれた平面部１４は、傾斜面加熱部２の第一平面部８ａと第二平面部８ｂの和よりも相当に大きくなり、平面加熱部３によって生じる交番磁界の磁束密度が、傾斜面加熱部２によって生じる交番磁界の磁束密度よりも大きくなってしまう。その結果、ワーク５０の平坦面５１ａ（５１ｂ）と斜面５３ａ（５３ｂ）の昇温の仕方に大きな差が生じ、平坦面５１ａ（５１ｂ）の温度が上昇し過ぎてしまう。
【００６０】
そこで、平坦面５１ａ（５１ｂ）と斜面５３ａ（５３ｂ）の昇温の仕方の差異を小さくするために、誘導加熱コイル１を、本実施形態の様に構成する。すなわち、平面加熱部３と傾斜面加熱部２は、移動方向の後方側（第二直線部９ｂと第一接続辺部５ａ）が一致しており、移動方向の前方側（第一直線部９ａと第三接続辺部５ｃ）が不一致であり、第三接続辺部５ｃが第一直線部９ａよりも移動方向の前方側に配置されている。
【００６１】
本実施形態では、平面加熱部３が囲う領域（平面部１４）の面積と、傾斜面加熱部２が囲う領域（第一平面部８ａと第二平面部８ｂ）の面積の差が小さくなる様に、平面加熱部３の第一直線部９ａと第二直線部９ｂの間隔を、傾斜面加熱部２の第一接続辺部５ａと第三接続辺部５ｃの間隔よりも狭めている。例えば、傾斜面加熱部２が囲う領域（第一平面部８ａと第二平面部８ｂ）の面積が、平面加熱部３が囲う領域（平面部１４）の面積の４０％（パーセント）以上となる様に、平面加熱部３の第一直線部９ａと第二直線部９ｂの間隔を設定している。
【００６２】
ここで、平面加熱部３は、直線状の中空導体である第一直線部９ａと第二直線部９ｂを有する場合を示したが、第一直線部９ａ側の導体は、直線状に限らず、曲線状（円弧状）であってもよい。すなわち、第一直線部９ａ側の導体が湾曲しており、中央部分が両端部分よりも第二直線部９ｂから離間していたり、中央部分が両端部分よりも第二直線部９ｂに近接していてもよい。すなわち、ワーク５０の平坦面５１ａ，斜面５３ａの誘導加熱量（焼入硬化層の深さ）が同程度になるように、第一直線部９ａ側の導体の形状を適宜変更してもよい。
同様に、傾斜面加熱部２の第三接続辺部５ｃ側の導体も直線状に限らず、曲線状（円弧状）に湾曲していてもよい。
【００６３】
また、図１乃至図５に示す誘導加熱コイル１では、図１１（ａ）に示す様に、ワーク５０の平坦面５１ａに、中央部分が深く両端部分が浅くなる焼入硬化層４１が形成される場合には、誘導加熱コイル１の代わりに、図１０に示す誘導加熱コイル３１を採用するのが好ましい。誘導加熱コイル３１は、誘導加熱コイル１における平面加熱部３の部位のみが誘導加熱コイル１と相違しており、その他は誘導加熱コイル１と同様である。
【００６４】
誘導加熱コイル３１では、平面加熱部３の代わりに平面加熱部３３が採用されている。平面加熱部３３は、第一直線部３９ａと第二直線部３９ｂを有している。
第一直線部３９ａの長手方向の中央部分には、段部３４ａが形成されている。段部３４ａによって、第一直線部３９ａには対向面３５ａ，３５ｂ，３５ｃが形成されている。すなわち、第一直線部３９ａは、中央部分が凹んだ形状を呈しており、第一直線部３９ａの両端の対向面３５ａ，３５ｃは同一面上にあり、中央の対向面３５ｂは対向面３５ａ，３５ｃに対して凹んだ位置にある。
【００６５】
第二直線部３９ｂも第一直線部３９ａと同様の形状を呈しており、第二直線部３９ｂの中央部分には段部３４ｂが形成されている。段部３４ｂによって第二直線部３９ｂには対向面３６ａ，３６ｂ，３６ｃが形成されている。すなわち、第二直線部３９ｂは、中央部分が凹んだ形状を呈しており、第二直線部３９ｂの両端の対向面３６ａ，３６ｃは同一面上にあり、中央の対向面３６ｂは対向面３６ａ，３６ｃに対して凹んだ位置にある。
【００６６】
平面加熱部３３がワーク５０の平坦面５１ａに近接対向した際、図１１（ｂ）に示す様に、対向面３５ｂ（３６ｂ）は対向面３５ａ（３６ａ），３５ｃ（３６ｃ）よりも平坦面５１ａから若干離れている。すなわち、ワーク５０の平坦面５１ａが対向する部位には、高周波誘導電流が励起されにくく、平坦面５１ａに形成される焼入硬化層４０は、略一様な深さとなる。換言すると、平坦面５１ａに略一様な焼入硬化層４０が形成される様に、対向面３５ａ（３６ａ），３５ｃ（３６ｃ）と、対向面３５ｂ（３６ｂ）の段差を適宜設定する。具体的には、対向面３５ｂ（３６ｂ）の凹み量や、面積を適宜設定する。
【００６７】
また、第一直線部３９ａと第二直線部３９ｂのいずれか一方のみに段部３４ａ（又は３４ｂ）を設けてもよい。なお、図１１（ａ），図１１（ｂ）では、ワーク５０の斜面（５３ａ）の焼入硬化層の描写は省略している。
【００６８】
さらに、平坦面５１ａ（５１ｂ）と斜面５３ａ（５３ｂ）を同程度に加熱し、同様に昇温させるために、図示しない高周波電源から供給される高周波電力を増減させてもよい。すなわち、傾斜面加熱部２が、平面加熱部３よりも先にワーク５０と近接対向し始めるが、傾斜面加熱部２が斜面５３ａ（５３ｂ）に対向し、斜面５３ａ（５３ｂ）のみが誘導加熱されている間は、高周波電力を小さくする。そして、平面加熱部３が平坦面５１ａ（５１ｂ）に対向し始め、平坦面５１ａ（５１ｂ）も誘導加熱されるようになると、高周波電力を大きくする。
【００６９】
また、平坦面５１ａ（５１ｂ）と斜面５３ａ（５３ｂ）を同程度に加熱し、同様に昇温させるために、斜面５３ａ（５３ｂ）のみが誘導加熱されている間は、誘導加熱コイル１の移動速度を速くし、平面加熱部３が平坦面５１ａ（５１ｂ）に対向し始めると、誘導加熱コイル１の移動速度を遅くしてもよい。
【００７０】
さらに、平坦面５１と斜面５３を同程度に加熱し、同様に昇温させるために、供給電力の増減と、移動速度の変更を併用してもよい。
【００７１】
その結果、ワーク５０は、斜面５３ａ（５３ｂ）が先に昇温し始め、平坦面５１ａ（５１ｂ）が遅れて昇温するが、ワーク５０における誘導加熱コイル１の移動方向後方側（平面加熱部３の第二直線部９ｂと、傾斜面加熱部２の第一接続辺部５ａ）が対向する部位は、略一様の温度（焼入温度）と成る様に昇温する。
【００７２】
そして、図示しない冷却ジャケットから冷却液が噴射供給され、ワーク５０の昇温した平坦面５１ａ（５１ｂ）と斜面５３ａ（５３ｂ）は時間差なく同じタイミングで冷却され、均一に焼入される。その際、図示しないエアブロー装置によって加圧気体（空気）を噴射し、冷却液がワーク５０における加熱中の部位側へ移動するのを防止するのが好ましい。
【００７３】
本実施形態では、平面加熱部３の第一直線部９ａと第二直線部９ｂが、それぞれ退避部１０ａ，１０ｂと接続されている。退避部１０ａ，１０ｂは、第一直線部９ａ，第二直線部９ｂに対して、ワーク５０の平坦面５１ａ（５１ｂ）から離れる方向に傾斜している。これにより、接続部１１が平坦面５１ａ（５１ｂ）から離間し、平坦面５１ａ（５１ｂ）の縁部分５５（図８）が過熱状態になるのを防止することができる。
【００７４】
本実施形態における誘導加熱コイル１では、傾斜面加熱部２は、導体（第一上辺部４ａ，第二上辺部４ｂ、第一下辺部６ａ，第二下辺部６ｂ、第一接続辺部５ａ〜第三接続辺部５ｃ）が直列に接続されたものであって各辺によって囲まれた第一平面部８ａ，第二平面部８ｂを構成するので、密集した交番磁界の磁束が生じ易く、加熱効率が高い。
また、平面加熱部３は、導体（第一直線部９ａ，第二直線部９ｂ，接続部１１等）が直列に接続されたものであって、各部材によって囲まれた平面部１４を構成するので、密集した交番磁界の磁束が生じ易く、加熱効率が高い。
【００７５】
誘導加熱コイル１は、従来技術の様にフェライトコアを設ける必要がなく、誘導加熱コイル１を使用すると、ワーク５０の平坦面５１ａ（５１ｂ），斜面５３ａ（５３ｂ）を良好に同程度に誘導加熱（焼入）することができる。よって、平坦面５１ａ（５１ｂ）の焼入硬化層２０ａと、斜面５３ａ（５３ｂ）の焼入硬化層２０ｂが、図９に示す様に同程度の深さに形成される。
【符号の説明】
【００７６】
１    誘導加熱コイル
２    傾斜面加熱部
３    平面加熱部
４ａ，４ｂ  第一，第二上辺部（上辺部）
５ａ〜５ｃ  第一〜第三接続辺部（接続辺部）
６ａ，６ｂ  第一，第二下辺部（下辺部）
８ａ，８ｂ  傾斜面加熱部の第一，第二平面部（平面）
９ａ，９ｂ  第一，第二直線部（直線部）
１４  平面加熱部の平面部（平面）
５０  ワーク（アリ状突起部材）
５１ａ，５１ｂ  平坦面（基礎平面）
５３ａ，５３ｂ  斜面（傾斜平面）
５４ａ，５４ｂ  基部（交差部）
【図１】
0006726472.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0006726472.tif 000006
【図６】
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【図７】
0006726472.tif 000008
【図８】
0006726472.tif 000009
【図９】
0006726472.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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