(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
全体形状が略柱状を呈するワークを高周波の誘導加熱によって加熱する高周波誘導加熱用コイル装置であって、
該コイル装置は、導体を所定方向に向けて複数回巻回した第１コイル部と、該第１コイル部に直列的に巻回されると共に第１コイル部の軸方向に沿った所定位置でその巻き方向が前記所定方向と逆方向に巻回された第２コイル部と、を備え、前記第２コイル部は、前記第１コイル部より巻数が少なく設定されて第１コイル部の内側に嵌挿配置されていることを特徴とする高周波誘導加熱用コイル装置。
【請求項２】
前記第２コイル部の巻数が前記第１コイル部の巻数に対して１０分の１以下に設定されると共に、前記第１コイル部の一端側と前記第２コイル部の他端側が、絶縁板を介して圧接された一対の銅板に接続されていることを特徴とする請求項１記載の高周波誘導加熱用コイル装置。
【請求項３】
前記ワークが補強板を有する積層鉄心で構成され、前記補強板に対応して前記第２コイル部が第１コイル部の内側に嵌挿配置されていることを特徴とする請求項１または２記載の高周波誘導加熱用コイル装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、全体形状が略柱状を呈するワークを高周波で誘導加熱する際等に使用される高周波誘導加熱用コイル装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えばモータコアの製造は、所定形状の多数枚の珪素鋼板を、中間部と両端部にステンレス板を介在させ、軸心に設けた孔に軸を貫通させつつ、各珪素鋼板を例えば接着固定することにより一体化された積層鉄芯を形成することで行っている。そして、この積層鉄芯の形成時の加熱方法として、高周波誘導加熱が使用されており、そのコイル装置は、例えば外周面が絶縁処理された銅パイプを同一方向に複数回巻回することによって形成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このコイル装置にあっては、銅パイプを同一方向に所定回数巻回することによって形成されているため、積層鉄芯に誘起される磁束の向きが該鉄芯の一端側から他端側に向けて一定方向となり、両端部と中間部に例えば補強用に設けられたステンレス板部分の加熱温度が他の部分より高くなり易い。
【０００４】
その結果、積層鉄芯の軸方向における各珪素鋼板の加熱温度が不均一となって、珪素鋼板の固着強度等にバラツキが発生し、該鉄芯に高精度な回転特性が得られ難いという問題点を有している。この傾向は、積層鉄芯の長さが長くなり中間に介在されるステンレス板（補強板）が多くなるにつれ顕著になり易く、その改善が望まれているのが実状である。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、巻き方向、巻数及び配置等を効果的に設定することにより、略柱状ワークの軸方向に沿った加熱温度の均一化を図って高品質のワークが容易に得られる高周波誘導加熱用コイル装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成すべく、本発明のうち請求項１記載の発明は、全体形状が略柱状を呈するワークを高周波の誘導加熱によって加熱する高周波誘導加熱用コイル装置であって、該コイル装置は、導体を所定方向に向けて複数回巻回した第１コイル部と、該第１コイル部に直列的に巻回されると共に第１コイル部の軸方向に沿った所定位置でその巻き方向が前記所定方向と逆方向に巻回された第２コイル部と、を備え、前記第２コイル部は、前記第１コイル部より巻数が少なく設定されて第１コイル部の内側に嵌挿配置されていることを特徴とする。
【０００７】
また、請求項２記載の発明は、前記第２コイル部の巻数が前記第１コイル部の巻数に対して１０分の１以下に設定されると共に、前記第１コイル部の一端側と前記第２コイル部の他端側が、絶縁板を介して圧接された一対の銅板に接続されていることを特徴とする。また、請求項３記載の発明は、前記ワークが補強板を有する積層鉄心で構成され、前記補強板に対応して前記第２コイル部が第１コイル部の内側に嵌挿配置されていることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１〜図４は、本発明に係わる高周波誘導加熱用コイル装置の一実施例を示している。図において、コイル装置１は、外周面が絶縁処理された銅パイプを巻回することにより形成されたコイル部２と、このコイル部２を例えば図示しないトランジスタインバータの出力端子に着脱可能に固定保持する固定部３とを有している。
【０００９】
前記コイル部２は、所定方向（例えば右巻き方向）に所定回数ｎ１（例えばｎ１＝３４回）巻回された円形の第１コイル部４と、この第１コイル部４に直列的に巻回され第１コイル部４の軸方向の略中間位置に該コイル部４とは逆方向（例えば左巻き方向）に所定回数ｎ２（例えばｎ２＝１回）巻回された円形の第２コイル部５とで構成されている。なお、第２コイル部５の巻数ｎ２は、第１コイル部４の巻数ｎ１の例えば１０分の１以下に設定され、第２コイル部５は第１コイル部４の内側に嵌挿配置されている。
【００１０】
そして、このコイル部２の両端部、すなわち第１コイル部４の一端側と第２コイル部５の他端側は、絶縁板９を介して圧接された一対の銅板６表面の角パイプ７にそれぞれ接続され、この各角パイプ７の先端にはホースコネクター８がそれぞれ固定されている。また、銅板６は、平面視コ字状に形成されて先端側の折曲面６ａと平面部６ｂに前記角パイプ７が固定され、後端側の折曲面６ｃが前記トランジスタインバータへの固定面を形成している。なお、角パイプ７に固定されたホースコネクター８には、トランジスタインバータに例えば一体化された冷却装置が接続され、冷却水が角パイプ７とコイル部２に循環供給されるように構成されている。
【００１１】
このコイル装置１よれば、銅板６の折曲面６ｃをトランジスタインバータの出力端子にボルト等でそれぞれ固定し、冷却装置とホースコネクター８とを可撓性のホースで接続する。そして、コイル部２の円形内にワークとしての積層鉄芯を図示しない支持装置で嵌挿支持させ、トランジスタインバータを作動させると、高周波電流が銅板６を介してコイル部２の第１コイル部４と第２コイル部５に供給される。また、この高周波電流の供給と略同時にホース、角パイプ７を介してコイル部２の銅パイプ内に冷却水が循環供給され、コイル部２の発熱が抑えられる。
【００１２】
コイル部２に高周波電流が供給されると、第１コイル部４と第２コイル部５からそれぞれ所定方向の磁束が発生し、この磁束は、第１コイル部４と第２コイル部５の巻き方向が逆向きに設定されていることから、その軸方向の略中間部分において、互いに逆方向の磁束が交差し、該部分に発生する第１コイル部４による磁束が第２コイル部５の磁束で一部打ち消される状態となる。
【００１３】
これにより、ワークの長手方向の略中間位置に配置された補強板部分に誘起される渦電流が他の部分に対して少なくなり、ワークの長手方向全域における誘導加熱状態、すなわち加熱温度が均一化される。この加熱温度の均一化で、積層鉄芯の多数枚の珪素鋼板が均一に接着固定され、この積層鉄芯を例えばモータの回転子として使用することにより、安定した回転が得られることになる。なお、実験によれば、コイル装置１の使用で、積層鉄芯の長手方向における温度差を数度（例えば３℃）以内に設定できることが確認されている。
【００１４】
つまり、積層鉄芯の補強や極の分割のために設けられるステンレス板部分における磁束を一部打ち消して該部分に誘起される渦電流を小さくすることで、他の部分との渦電流の平均化を図り、積層鉄芯の長手方向全域の加熱温度を均一化して、各珪素鋼板間の固着状態等を安定させることができる。また、巻数の少ない第２コイル部５が第１コイル部４の内側に位置することで、第２コイル部５を第１コイル部４で保護できて、コイル装置１の形状の安定化と使い勝手の向上が図れる。
【００１５】
なお、以上の説明においては、コイル部２を円形に形成したが、ワークの形状によっては方形状に形成することもできるし、コイル部２の形態として馬蹄形状に形成することもできる。また、上記実施例の第１コイル部４と第２コイル部５の巻数ｎ１、ｎ２も一例であって適宜に増減することができるし、本発明はワークとして積層鉄芯に限らず、他の適宜の略柱状を呈するワークに適用することができる。
【００１６】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１ないし３記載の発明によれば、所定方向に複数回巻回された第１コイル部と、この第１コイル部の巻き方向が逆の第２コイル部とを備えるため、第２コイル部で第１コイル部の磁束を弱めることができ、例えばワークの中間部に設けられた補強板部分の加熱温度を下げて、ワークの軸方向全域における温度を均一化して、高品質のワークを得ることができる。
【００１７】
また、巻数が少ない第２コイル部が第１コイル部の内側に位置するため、第２コイル部を第１コイル部で保護できて、コイル装置の耐久性向上が図れると共に、使い勝手の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係わる高周波誘導加熱用コイル装置の一実施例を示す側面図
【図２】  同その平面図
【図３】  同図２の右側面図
【図４】  同図１のＡ−Ａ線断面図
【符号の説明】
１  コイル装置
２  コイル部
３  固定部
４  第１コイル部
５  第２コイル部
６  銅板
７  角パイプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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