(57)【要約】【課題】分割型の誘導加熱コイルなどの相互に直線的に接近して結合し、また離間する２つの機構の間で、前記結合・離間と連動して１以上の電路を連結し、また連結を解放する電路連結装置において、大電流の電路を確実に連結することができる装置を提供する。【解決手段】相互に直線的に接近して結合しまた離間する２つの機構それぞれに接近・離間の方向と直角な面を接触面とする接触片を設け、２つの機構の接近時にまず接触片同士を隙間をもって対向させた後に、一方の接触片の背面を押して２つの接触片を接触させて電路を連結する。【効果】狭い場所でも通電部分の接触面積を十分に確保でき、また接触片同士が摺動することが無いので磨耗のおそれが無い。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
相互に直線的に接近しまた離間する２つの機構の間で、前記接近・離間と連動して１以上の電路を連結し、また連結を解放する電路連結装置において、前記２つの機構それぞれに接近・離間の方向と直角な面を接触面とする１以上の接触片を設け、第１の機構と第２の機構とが離間した位置から最も接近した位置まで移動したとき第１の機構の接触片と第２機構の接触片とを隙間をもって対向させ、かつ第２の機構の接触片の接触面の背面側には前記２つの機構の接近・離間の方向の勾配面を設けるとともに、２つの機構の接近・離間の方向と平行に移動するローラを設け、前記ローラを第２の接触片の勾配面上において前記接触面との距離が大きくなる向きに転動させて第２の接触片を撓ませることにより、前記の隙間をもって対向していた第１の機構の接触片と第２機構の接触片とを接触させて電路を連結し、また上記と逆順の動作で連結を解放することを特徴とする電路連結装置。
【請求項２】
ローラは１つのアームの先端に取り付けられ、前記アームが第１の機構または第２の機構に支持されつつこれらの接近・離間の方向にスライドすることにより、ローラが２つの機構の接近・離間の方向と平行に移動することを特徴とする請求項１記載の電路連結装置。
【請求項３】
コイル軸に平行な面で２分割され、通電時には分割された部分同士を合わせてコイルの回路を形成する誘導加熱コイルにおいて、相互に直線的に接近・離間する移動機構にコイルの２分割された部分がそれぞれ結合され、前記コイルの回路の分割個所の少なくとも１個所において請求項１または２に記載の電路連結装置が使用され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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コイルを分割することにより被加熱物に着脱するようになっている誘導加熱コイルなどに使用するための、相互に直線的に接近して結合し、また離間する２つの機構の間で、前記結合・離間と連動して１以上の電路を連結し、また連結を解放する電路連結装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば円筒物の長さの一部分の全円周を誘導加熱する場合、同一径で真っすぐな単純な円筒であれば一端から加熱コイルに挿入して必要な個所に加熱コイルをセットできる。しかしながら円筒が屈曲している場合、端からコイルを挿入することができないので、コイル軸に平行な面で２分割され、通電時には分割された部分同士を合わせて連続したコイルを形成する誘導加熱コイルが使用される。このような被加熱物の代表的なものとして自動車エンジンのクランクシャフトがある。クランクシャフトは軸受けで支持すべき個所が焼入れされるが、屈曲しているため誘導加熱において分割したコイルを使用する必要がある。
【０００３】
図４は屈曲した被加熱物を対象とするために上下に分割されたコイルの回路の例を模式的に示しているが　この例では電源３１からの回路は上側コイル３２と下側コイル３３とを合わせて２巻きのコイルを形成するようになっている。上側コイル３２と下側コイル３３とは３つ接続個所３５、３６、３７で電路が上下に分割されている。この場合図示しない被加熱物をコイル内に入れたり出したりするたびに、分割されたコイル間において電路を連結したり切断したりする必要がある。このうち符号３７の接続個所については電源３１とコイルとの接続を含めて可撓性の電纜を使用するなどの接続方法を採用すれば連結したままにすることができるが、符号３５と３６の接続個所については完全に切り離した状態でないと屈曲した被加熱物を上側コイル３２と下側コイル３３の間に出し入れすることは不可能である。
【０００４】
前記の自動車エンジンのクランクシャフトの場合大量生産品であるので、複数の焼入れ個所にそれぞれ誘導加熱コイルを同時にセットして加熱、冷却し、その後コイルを離脱させるまでを自動的に行なう装置で処理される。このような装置においては分割されたコイル同士について自動的に電路を連結し、また連結を解放する動作を行なう必要がある。図５はこのような上下に分割された誘導加熱コイルにおける従来の電路連結方法を示すものであって、対向した接点３９の面同士が接近して接触するようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
分割型の誘導加熱コイルにおいて図５に示したような電路の連結方法を使用した場合、確実な接触を得ることが困難でスパークすることが多い。接点の面積を大きくすることは場所的な制約のため困難なことが多く、また接触を良好にするためには接点個所を大きな圧力で押さなければならないが装置の構造上困難なことが多い。本発明はこのような相互に直線的に接近して結合し、また離間する２つの機構の間で、前記結合・離間と連動して大電流の電路を確実に連結し、また連結を解放することができる電路連結装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記課題を解決するものであって、相互に直線的に接近しまた離間する２つの機構の間で、前記接近・離間と連動して１以上の電路を連結し、また連結を解放する電路連結装置において、前記２つの機構それぞれに接近・離間の方向と直角な面を接触面とする１以上の接触片を設け、第１の機構と第２の機構とが離間した位置から最も接近した位置まで移動したとき第１の機構の接触片と第２機構の接触片とを隙間をもって対向させ、かつ第２の機構の接触片の接触面の背面側には前記２つの機構の接近・離間の方向の勾配面を設けるとともに、２つの機構の接近・離間の方向と平行に移動するローラを設け、前記ローラを第２の接触片の勾配面上において前記接触面との距離が大きくなる向きに転動させて第２の接触片を撓ませることにより、前記の隙間をもって対向していた第１の機構の接触片と第２機構の接触片とを接触させて電路を連結し、また上記と逆順の動作で連結を解放することを特徴とする電路連結装置である。ここにおいて、前記ローラは１つのアームの先端に取り付けられ、前記アームが第１の機構または第２の機構に支持されつつこれらの接近・離間の方向にスライドすることにより、ローラが２つの機構の接近・離間の方向と平行に移動することも特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の電路連結装置を示す図で、（ａ）ないし（ｃ）は動作の順序を示している。この装置は先に説明した図４の符号３５、３６の回路接続個所のような２回路を同時に連結し、また連結を解放するようになっている。図１において符号１と２は第１の機構の接触片であって、電路を連結すべき２つの機構のうちの第１の機構、すなわち図４の誘導加熱コイルで言えば上側コイル３２に接続されている接触片である。また符号３と４は第２の機構の接触片であって、第２の機構、すなわち図４の誘導加熱コイルで言えば下側コイル３３に接続されている接触片である。
【０００８】
図１の装置においては、２個の第１の機構の接触片１、２は絶縁体５で支持されてアームスライド軸１４および取付け部６を介して第１の機構に取付けられている。電気的な接続は紙面の背面からたとえば分割された誘導加熱コイルの回路の端部に接続されている。一方、２個の第２の機構の接触片３、４も紙面の背面からたとえば分割された誘導加熱コイルの回路の端部に接続されている。
【０００９】
第１の機構の接触片と第２の機構の接触片とは向かい合った面が接触面となっている。第１の機構と第２の機構とは図示しない機構により相互に直線的に接近したり離間するようになっており、たとえばプレス機械のようなものに取り付けられ、第１の機構が上側にあって上下運動し、第２の機構が下側にあって固定されている。以下においてはこのように第２の機構が固定され第１の機構のみが上下するとして説明する。
【００１０】
図１（ａ）は第１の機構と第２の機構とが離間した状態であって、第１の機構の接触片１、２と第２の機構の接触片３、４とのそれぞれの先端間は十分な距離が開いており、この間を通して被加熱物を分割されたコイルの間で出し入れできる。図１（ｂ）は第１の機構が下方に移動して加熱コイルに通電するときの位置まで、すなわち第１の機構と第２の機構が最も接近した位置まで至った状態を示している。しかしこの状態においては第１の機構の接触片１、２と第２機構の接触片３、４とは隙間をもって対向しており、電路は未だ連結していない。
【００１１】
図１（ｃ）は第１の機構の接触片１、２と第２機構の接触片３、４とが接触し、電路が連結した状態を示している。すなわちこのような動作をするために第２の機構の接触片３、４の接触面の背面側は根元へ行くにしたがって接触面との距離が大きくなる勾配面７、８となっている。そして勾配面それぞれにはローラ９、１０が転動するようになっているが、これらローラの軸は第１の機構と第２の機構との接近・離間の方向と平行にのみ移動できるように支持されている。このため図１の装置においてはコの字形のアーム１１の先端にローラ９、１０が取り付けられており、このアームが上下に運動できるようにアームスライド軸１４を介して第１の機構に支持されている。なお図１の例ではローラが２個あるが、このように複数のローラがある場合でもローラはすべて平行に運動するので、アームは１個でこれにローラを取り付けるべき先端部を複数設ければ良い。
【００１２】
そして図１（ｂ）に示す第１の機構が第２の機構に最も接近した位置まで移動したとき、ローラは９、１０は勾配面７、８の一端に接触した状態になっている。この状態において第１の機構に支持されたシリンダ１２が動作すると、アーム１１は下方に押され、図１（ｃ）に示すようにローラ９、１０は勾配面７、８を接触片の根元の方向に転動する。これにより第２の機構の接触片３、４は撓んで第１の機構の接触片１、２と接触するに至る。このために第２の機構の接触片３、４は相互に接近する方向に撓むことができるようにする。誘導加熱装置の分割式の加熱コイルは通常はそれ自体適当な弾力性を有しており、図４に示したような加熱コイルに適用した場合には接触片に可撓性を与えることができる。
【００１３】
図２は図１の装置の一部分である第２の機構の接触片３と下側コイル３３とを示した斜視図である。第２の機構の接触片３はこのように加熱コイルに結合されることにより、背面から図示しないローラで押されて矢印の方向に撓むことができる。なお第２の機構の接触片３には背面の勾配角度に応じて下方への力も加わるが、下方への撓みは好ましくないので接触片３の下側を絶縁物の支持体２３で支持することが好ましい。支持体２３は第２の機構１９に結合されており、接触片３が撓んだときにこれが支持体上を摺動するようになっている。
【００１４】
上記のようにして第１の機構の接触片と第２の機構の接触片とは電路を形成するが、電路を切断するのは図１（ｃ）から図１（ａ）へと逆の順序で装置を動作させる。なお図１（ｃ）から図１（ｂ）の状態へ移行するには、シリンダ１２が動作状態から復帰してこれのラムが後退すると、圧縮されていたばね１３が戻ることによりアーム１１を後退させることにより行なう。
【００１５】
上記のような電路連結装置によれば、第１の機構の接触片と第２の機構の接触片とを十分な接触面積を確保しつつ確実に押しつけることができる。また電路の連結・切断に際して接触片同士は摺動しないので、磨耗のおそれがない。大量生産品であるエンジンのクランクシャフトなどの焼入れにおいては電路の連結・切断の頻度が非常に大きいが、磨耗のおそれがないことはこのような用途において大きな利点である。また電路連結装置は通電中に電路を連結・切断するものではないので接触片の耐アーク性を考慮する必要がない。このようなことから接触片の材料としては耐磨耗性や耐アーク性は不要で純銅などを使用し得る。
【００１６】
本発明の電路連結装置は本発明の趣旨から逸脱しない限り図１に示した装置に限定されるものではない。たとえば図１（ｂ）においては第１の機構が第２の機構に最も接近した位置まで移動したとき、ローラは９、１０は勾配面７、８の一端に接触した状態になっているが、第１の機構の接触片と第２の機構の接触片とが未だ接触しなければローラが勾配面の一端から進んだ位置まで来てもよい。このためにはアーム１１のローラを取り付けた部分の長さを図１に示したものより長くするか、アームスライド軸１４の長さを図１に示したものより短くすればよい。
【００１７】
なお図１の装置においては第１の機構の接触片と第２の機構の接触片との接触を解放するのに、ばね１３が戻ることによりアーム１１を後退させている。しかしばねを使用せずシリンダ１２として往復動のものを使用し、これの押し・引きの動作によりばねを使用すること無しにアームの前進・後退の動作をさせることもできる。
【００１８】
また図１や図２に示した電路連結装置においては、第２の機構の接触片３、４の接触面の背面側の勾配面７、８は接触片の根元へ行くにしたがって接触面との距離が大きくなるようになっている。このようにしてローラが第２の接触片の根元の方向に勾配面上を転動するようにすれば、図２に示したように第２の接触片の好ましくない方向の撓みを支持体２３により容易に防止できて好ましい。しかし原理的には、勾配面は第１の機構と第２の機構の接近・離間の方向においてどちら向きに傾斜していても良い。勾配の向きがどうであっても、ローラを第２の接触片の勾配面上においてこれの接触面との距離が大きくなる向き、すなわち接触片の厚みが大きくなる向きに転動させれば、第２の接触片を第１の接触片と接触する向きに撓ませることができる。
【００１９】
さらには図１の装置においては先端にローラ９、１０が取り付けられたアーム１１は、第１の機構によって支持されて上下にスライドするようになっているが、第２の機構に支持されていても良い。すなわち図３はこのような装置を示したもので、（ａ）および（ｂ）は動作の順序を示している。図３（ａ）は第１の機構と第２の機構とが離間した状態であって、第１の機構の接触片１、２は絶縁体５で支持されて取付け部６を介して第１の機構に取付けられ、上下運動するようになっている。
【００２０】
一方、第２の機構の接触片３、４は上下運動については固定され、接触面の背面側は根元へ行くにしたがって接触面との距離が大きくなる勾配面７、８となっていることは図１の場合と同様である。そして勾配面それぞれにはローラ９、１０が転動するようになっているが、これらローラはアーム１６の先端に取り付けられ、このアームはアームスライド軸１７を介して第２の機構１９に支持されている。そして第１の機構が第２の機構に最も接近した位置まで移動したとき、図３（ｂ）に示したように第２の機構に結合されたシリンダ２０でアーム１６を下方に引くことにより第２の機構の接触片９、１０を撓めて電路を連結させることができる。１８はもとの位置に復帰させるためのばねである。なお図３の例のように第２の機構が上下運動について固定されている場合においては、結局はアーム１６が電路連結装置のどこか固定部分に支持されてスライドできるようになっていれば良いということになる。
【００２１】
【発明の効果】
以上述べたように本発明の電路連結装置によれば、誘導加熱装置の分割コイルのような相互に直線的に接近して結合しまた離間する２つの機構の間で電路を連結しまた連結を解放するにあたり、前記２つの機構それぞれに接近・離間の方向と直角な面を接触面とする接触片を設け、２つの機構の接近時にまず接触片同士を隙間をもって対向させた後に、一方の接触片の背面を押して２つの接触片を接触させて電路を連結するようにしたので、狭い場所でも通電部分の接触面積を十分に確保して確実に電路を連結させることができる。また電路の連結・解放に当たって接触片同士が摺動することが無いので磨耗のおそれが無く、大量生産品を対象とした誘導加熱装置のような高頻度の動作をする場合にも最適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電路連結装置を示す図で、（ａ）ないし（ｃ）は動作の順序を示す。
【図２】図２は図１の装置の一部分を示す斜視図
【図３】本発明の電路連結装置の別の例を示す図で、図（ａ）および（ｂ）は動作の順序を示す。
【図４】上下に分割された誘導加熱コイルの回路の例を模式的に示す図
【図５】上下に分割された誘導加熱コイルにおける従来の電路連結方法を示す図
【符号の説明】
１、２　　第１の機構の接触片
３、４　　第２の機構の接触片
５　　絶縁体
６　　取付け部
７、８　　勾配面
９、１０　　ローラ
１１　　アーム
１２　　シリンダ
１３　　ばね
１４　　アームスライド軸
１６　　アーム
１７　　アームスライド軸
１８　　ばね
１９　　第２の機構
２０　　シリンダ
２３　　支持体
３１　　電源
３２　　上側コイル
３３　　下側コイル
３５、３６、３７　　接続個所
３９　　接点
【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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