(57)【要約】  フラット型両面インダクタアセンブリの対向する側部上に位置決めした２つの別個の工作物を同時に誘導加熱するためのフラット型両面インダクタアセンブリが提供される。前記２つの別個の工作物の同時誘導加熱完了後にインダクタアセンブリを急速除去するためのフラット型両面インダクタ引き抜きアセンブリが提供され、かくして、可撓性電気ケーブルを使用する必要性が排除され、且つ、誘導システムの信頼性の向上を含む性能改善が可能となる。
2017515288.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１及び第２工作物の相補的側部を同時に誘導加熱するためのフラット型両面インダクタアセンブリであって、
第１工作物インダクタが、第１工作物の第１工作物フェースを誘導加熱する第１平面配向インダクタと、前記第１平面配向インダクタに電気的に接続した第１インダクタ端子セクションとを含み、
第２工作物インダクタが、前記第１平面配向インダクタに平面対向配置され且つ前記第２工作物の第２工作物フェースを誘導加熱する構成を有する第２平面配向インダクタにして、前記第２工作物フェース及び第１工作物フェースが第１及び第２工作物の相補的側部を形成する第２平面配向インダクタと、第２インダクタ端子セクションにして、前記第２工作物インダクタに電気的に結合され、第２平面配向インダクタ及び前記第２インダクタ端子セクションが、前記第１平面配向インダクタ及び前記第１インダクタ端子セクションから電気的に絶縁される第２インダクタ端子セクションとを含み、
前記第１平面配向インダクタ及び第２平面配向インダクタを直列電気接続して前記第１インダクタ端子セクションから第２インダクタ端子セクションへの直列電気回路を形成する第１及び第２工作物誘導電気接続手段を含むフラット型両面インダクタアセンブリ。
【請求項２】
前記第１平面配向インダクタが第１螺旋インダクタを含み、前記第２平面配向インダクタが第２螺旋インダクタを含む請求項１に記載のフラット型両面インダクタアセンブリ。
【請求項３】
前記第１平面配向インダクタ及び第２平面配向インダクタを直列電気接続する前記第１及び第２工作物誘導電気接続手段が、第１螺旋インダクタの第１インダクタ内側コイル端子と、第２螺旋インダクタの第２インダクタ内側コイル端子との間のろう接連結部を含む請求項２に記載のフラット型両面インダクタアセンブリ。
【請求項４】
第１あるいは第２平面配向インダクタの少なくとも１つのプロファイル化セクションを更に含む請求項１に記載のフラット型両面インダクタアセンブリ。
【請求項５】
第１インダクタ端子セクションと、第２インダクタ端子セクションとの間に連結した交流源を更に含む請求項１に記載のフラット型両面インダクタアセンブリ。
【請求項６】
第１平面配向インダクタを第１インダクタ端子セクションに電気的に相互連結する第１インダクタライザセクション、及び第２平面配向インダクタを第２インダクタ端子セクションに電気的に相互連結する第２インダクタライザセクションを更に含む請求項１に記載のフラット型両面インダクタアセンブリ。
【請求項７】
第１工作物インダクタを取り付けるための第１インダクタフレームと、第２工作物インダクタを取り付けるための第２インダクタフレームとを更に含む請求項１に記載のフラット型両面インダクタアセンブリ。
【請求項８】
第１及び第２インダクタを相互に電気的に絶縁させるための、第１インダクタフレームと、第２インダクタフレームとの間に配置した絶縁体を更に含む請求項１に記載のフラット型両面インダクタアセンブリ。
【請求項９】
フラット型両面インダクタ引き抜きアセンブリにして、
一次固定取り付け構造に取り付けられ且つ給電磁気装置及び復電磁気装置を含む一次磁気装置と、
インダクタ給電磁気装置及びインダクタ復電磁気装置を有する二次磁気装置にして、給電磁気装置がインダクタ給電磁気装置と整列し、且つ、復電磁気装置がインダクタ復電磁気装置と整列して給電磁気装置及び復電磁気装置に交流電流が供給されるとインダクタ給電磁気装置及びインダクタ復電磁気装置の夫々に磁束が移行される誘導加熱位置と、給電磁気装置がインダクタ給電磁気装置と整列せず、且つ、復電磁気装置がインダクタ復電磁気装置と整列せず、二次磁気装置を摺動させることによりインダクタ給電磁気装置及びインダクタ復電磁気装置が交流電流から絶縁される誘導加熱後引き抜き位置との間で一次磁気装置に対して摺動自在に取り付けた二次磁気装置と、
インダクタ給電磁気装置に連結した引き抜きアセンブリインダクタ給電端子にして、第１インダクタ端子セクションをインダクタ給電磁気装置に電気的に接続する引き抜きアセンブリインダクタ給電端子と、
前記インダクタ復電磁気装置に連結した引き抜きアセンブリインダクタ復電端子にして、第２インダクタ端子セクションをインダクタ復電磁気装置に電気的に接続する引き抜きアセンブリインダクタ復電端子と、
を含む請求項１に記載のフラット型両面インダクタアセンブリ。
【請求項１０】
給電及び復電磁気装置の各々と、インダクタ給電及び復電磁気装置の各々とがコイル巻きコアを含む請求項９に記載のフラット型両面インダクタアセンブリ。
【請求項１１】
第１平面配向インダクタあるいは第２平面配向インダクタの何れかが、第１平面配向インダクタあるいは第２平面配向インダクタの、誘導加熱位置から誘導加熱後引き抜き位置への移行を許容する少なくとも１つのコイル凹部を更に含む請求項９に記載のフラット型両面インダクタアセンブリ。
【請求項１２】
給電磁気装置及び復電磁気装置に交流電流を供給するための出力部を有する交流電源を更に含む請求項９に記載のフラット型両面インダクタアセンブリ。
【請求項１３】
第１工作物及び第２工作物の相補的側部をフラット型両面インダクタアセンブリにより同時に誘導加熱する方法であって、
第１工作物インダクタが、第１工作物の第１工作物フェースを誘導加熱する第１平面配向インダクタと、前記第１平面配向インダクタに電気的に接続した第１インダクタ端子セクションとを含み、
第２工作物インダクタが、前記第１平面配向インダクタに平面対向配置され且つ前記第２工作物の第２工作物フェースを誘導加熱する構成を有する第２平面配向インダクタにして、前記第２工作物フェース及び第１工作物フェースが第１及び第２工作物の相補的側部を形成する第２平面配向インダクタと、前記第２平面配向インダクタに電気的に結合された第２インダクタ端子セクションにして、前記第２平面配向インダクタ及び前記第２インダクタ端子セクションが前記第１平面配向インダクタ及び前記第１インダクタ端子セクションから電気的に絶縁される第２インダクタ端子セクションと、を含み、
前記第１平面配向インダクタ及び第２平面配向インダクタを直列電気接続して前記第１インダクタ端子セクションから第２インダクタ端子セクションへの直列電気回路を形成する第１及び第２工作物誘導電気接続手段を含み、
前記方法が、
インダクタ給電部及びインダクタ復電部を、二次磁気電力回路への直列電気回路に接続するステップ、
前記二次磁気電力回路を、交流電源に接続した一次磁気電力回路と、前記二次磁気電力回路と一次磁気電力回路との間を物理的に連結させることなく、給電磁束界カップリング及び復電磁束界カップリングにより磁気カップリングさせ、かくして第１及び第２工作物の相補的側部を同時に誘導加熱するステップ、
前記二次磁気電力回路を一次磁気電力回路から同時に分離させ、前記一次磁気電力回路を固定状態に維持し、その間、二次磁気電力回路を、装着されたインダクタアセンブリと共に移動させることで、第１及び第２工作物の相補的側部からフラット型両面インダクタアセンブリを引き抜き、かくして、前記第１及び第２工作物の相補的側部間に無妨害空間を生じさせるステップ、
を含む方法。
【請求項１４】
インダクタアセンブリ用の引き抜きアセンブリであって、
固定一次取付構造に取り付けた固定された一次磁気装置にして、給電磁気装置及び復電磁気装置を有する一次磁気装置と、
インダクタ給電磁気装置及びインダクタ復電磁気装置を有する二次磁気装置にして、給電磁気装置がインダクタ給電磁気装置と整列し、且つ、復電磁気装置がインダクタ復電磁気装置と整列し、給電磁気装置及び復電磁気装置に交流電流が供給されてインダクタ給電磁気装置及びインダクタ復電磁気装置の夫々に磁束が移行される誘導加熱位置と、給電磁気装置がインダクタ給電磁気装置と整列せず、且つ、復電磁気装置がインダクタ復電磁気装置と整列せず、インダクタ給電磁気装置及びインダクタ復電磁気装置が、二次磁気装置を摺動させることにより交流電流から絶縁される工作物非干渉位置との間で一次磁気装置に対して摺動自在に取り付けた二次磁気装置と、
インダクタ給電磁気装置に連結した引き抜きアセンブリインダクタ給電端子にして、インダクタアセンブリの第１インダクタ端子セクションをインダクタ給電磁気装置に電気的に接続する引き抜きアセンブリインダクタ給電端子と、
前記インダクタ復電磁気装置に連結した引き抜きアセンブリインダクタ復電端子にして、インダクタアセンブリの第２インダクタ端子セクションをインダクタ復電磁気装置に電気的に接続して装着されたインダクタアセンブリを形成する引き抜きアセンブリインダクタ復電端子と、
装着されたインダクタアセンブリと共に前記二次磁気装置に連結した引き抜きアクチュエータにして、前記二次磁気装置及び装着されたインダクタアセンブリを誘導加熱位置及び工作物非干渉位置との間で移動させる引き抜きアクチュエータと、
を含むインダクタ引き抜きアセンブリ。
【請求項１５】
前記給電磁気装置、復電磁気装置、インダクタ給電磁気装置及びインダクタ復電磁気装置が、コイル巻きコアを含む請求項１４に記載のインダクタ引き抜きアセンブリ。
【請求項１６】
前記給電磁気装置が、開口を有する矩形の給電磁気コアを含み、前記給電磁気コア内部に配置した給電導電体が給電交流電源出力に接続され、
前記復電磁気装置が、開口を有する矩形の復電磁気コアを含み、前記復電磁気コア内部に配置した復電導電体が復電交流電源出力に接続され、
前記インダクタ給電磁気装置が、開口を有する矩形のインダクタ給電磁気コアを含み、前記インダクタ給電磁気コア内に配置したインダクタ給電導電体が、インダクタ給電交流電源出力に接続され、
前記インダクタ復電磁気装置が、開口を有する矩形のインダクタ復電磁気コアを含み、前記インダクタ復電磁気コア内に配置したインダクタ復電導電体が、インダクタ復電交流電源出力に接続される請求項１４に記載のインダクタ引き抜きアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本件出願は２０１４年３月２１日付で提出され、ここでの引用によりその全体を本明細書の一部とする米国仮出願第６１／９６８，６５７号の利益を主張するものである。
本発明は、インダクタアセンブリの対向する側部上に位置決めされた２つの別個の工作物を同時に誘導加熱するためのフラット型両面インダクタアセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
ある製造方法では、例えば、相互に異なり且つ加熱後に連結され得る２つの別個の工作物を誘導により同時に加熱することが有益である。
そのような製造方法の一例は、米国特許第６，８２５，４５０号（Ｒｉｂｅｉｒｏ他）に記載され、２つの別個の工作物は、ピストンのアッパークラウン部及び、アッパークラウン部を補完する第２部材であり且つ相互に連結してピストンを形成する、ピストンのロワークラウン部である。アッパークラウン部はクラウンとも称され得、ロワークラウン部はスカートとも称され得る。アッパー及びロワークラウン部の各相補的側部は先ず、例えば誘導加熱され、その後、例えば、前記相補的側部を相互に同時に押し付け且つ捻ることにより相互に連結される。米国特許第６，６３７，６４２号（Ｌｉｎｇｎａｕ）にはそのような連結方法の一つが記載される。アッパー及びロワークラウン部を同時に加熱して両クラウン部に類似の加熱プロファイルを提供するのは、これら両クラウン部を相互連結するその後の溶接処理のために有益である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国仮出願第６１／９６８，６５７号
【特許文献２】米国特許第６，８２５，４５０号
【特許文献３】米国特許第６，６３７，６４２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
製造方法において、２つの別個の工作物を同時に誘導加熱するための、フラット型両面インダクタアセンブリを提供することである。
解決しようとする他の課題は、製造方法において、２つの別個の工作物の相補的側部あるいはフェースを同時に誘導加熱し、前記２つの別個の工作物の相補的側部からインダクタアセンブリを急速に引き抜き、かくして、加熱された相補的側部の連結を容易化するフラット型両面インダクタアセンブリを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の１様相によれば、２つの別個の工作物間に位置決めされた場合にこれら工作物を同時に誘導加熱するフラット型両面インダクタアセンブリが提供される。
【０００６】
本発明の他の様相によれば、２つの別個の工作物間に位置決めされた状態でこれら工作物を同時に誘導加熱するフラット型両面インダクタアセンブリ及び、前記アセンブリを前記２つの別個の工作物間に挿入及び引き抜く装置及び方法が提供される。
【０００７】
本発明の他の様相によれば、工作物誘導加熱位置と、工作物非干渉位置との間でインダクタを位置決めする、インダクタ高速引き抜き装置及び方法が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
製造方法において、２つの別個の工作物を同時に誘導加熱するためのフラット型両面インダクタアセンブリが提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１（ａ）】図１（ａ）は、本発明のフラット型両面インダクタアセンブリの１例の第１工作物側部の側面図である。
【図１（ｂ）】図１（ｂ）は、図１（ａ）のフラット型両面インダクタアセンブリの第１工作物側部の線１−１に沿った断面図である。
【図２】図２は、図１（ａ）に示すフラット型両面インダクタアセンブリの第１工作物側部の側方斜視図である。
【図３（ａ）】図３（ａ）は、本発明のフラット型両面インダクタアセンブリの１例における第２工作物側部の側面図である。
【図３（ｂ）】図３（ｂ）は、図３（ａ）のフラット型両面インダクタアセンブリの第２工作物側部の線３−３に沿った断面図である。
【図４】図４は、図３（ａ）に示すフラット型両面インダクタアセンブリの第２工作物側部の側方斜視図である。
【図５】図５は、図１（ａ）〜図４に示すフラット型両面インダクタアセンブリの端面図である。
【図６】図６は、第２工作物インダクタを第１工作物インダクタの後方に位置決めした状態で示す、本発明のフラット型両面インダクタアセンブリのインダクタフレームから除去された第１工作物インダクタの１例の側面図である。
【図７】図７は、インダクタフレームから除去された第１及び第２工作物インダクタの１例の端面図である。
【図８】図８は、第１工作物インダクタを第２工作物インダクタの後方に位置決めした状態で示す、本発明のフラット型両面インダクタアセンブリのインダクタフレームから除去した第２工作物インダクタの１例の側面図である。
【図９】図９は、第１工作物を誘導加熱するために第１工作物インダクタに隣り合って位置決めした状態で示す、図２に示すフラット型両面インダクタアセンブリの第１工作物側部の側方斜視図である。
【図１０】図１０は、第２工作物を誘導加熱するために第２工作物インダクタのフェースに隣り合って位置決めした状態で示す、図４に示すフラット型両面インダクタアセンブリの第２工作物側部の側方斜視図である。
【図１１】図１１は、第１及び第２工作物を、夫々、第１及び第２工作物インダクタのフェースに隣り合って位置決めした状態で示す、フラット型両面インダクタアセンブリの第１及び第２側部の１例の端面図である。
【図１２（ａ）−１２（ｂ）】図１２（ａ）、１２（ｂ）は、本発明の１例に於て使用する第１工作物インダクタの１例の側面図及び端面図である。
【図１２（ｃ）−１２（ｄ）】図１２（ｃ）、１２（ｄ）は、本発明の１例に於て使用する第２工作物インダクタの１例の側面図及び端面図である。
【図１３（ａ）】図１３（ａ）は、フラット型両面インダクタアセンブリ用の、本発明の両面インダクタ引き抜きアセンブリの１例の正面図である。
【図１３（ｂ）】図１３（ｂ）は、図１３（ａ）に示す両面インダクタ引き抜きアセンブリの背面図である。
【図１３（ｃ）】図１３（ｃ）は、図１３（ａ）に示す両面インダクタ引き抜きアセンブリの側面図である。
【図１３（ｄ）】図１３（ｄ）は、図１３（ａ）に示す両面インダクタ引き抜きアセンブリの正面斜視図である。
【図１４（ａ）】図１４（ａ）は、図１３（ａ）〜図１３（ｄ）に示す、誘導加熱位置で両面インダクタ引き抜きアセンブリに装着した、本発明の両面インダクタアセンブリの１例の正面図である。
【図１４（ｂ）】図１４（ｂ）は、図１４（ａ）に示す両面インダクタ引き抜きアセンブリに装着したフラット型両面インダクタアセンブリの正面斜視図である。
【図１４（ｃ）】図１４（ｃ）は、図１４（ａ）に示すインダクタ引き抜きアセンブリに装着したフラット型両面インダクタアセンブリの側面図である。
【図１４（ｄ）】図１４（ｄ）は、第１及び第２工作物が誘導加熱位置にある状態での、図１４（ａ）に示すインダクタ引き抜きアセンブリに装着した本発明のフラット型両面インダクタアセンブリの正面斜視図である。
【図１４（ｅ）】図１４（ｅ）は、第１及び第２工作物が誘導加熱位置にある状態での、図１４（ａ）に示すインダクタ引き抜きアセンブリに装着したフラット型両面インダクタアセンブリの側面図である。
【図１５（ａ）】図１５（ａ）は、インダクタ及び引き抜きアセンブリが誘導加熱後引き抜き位置にある状態で示す、インダクタ引き抜きアセンブリの１例に装着したフラット型両面インダクタアセンブリの正面斜視図である。
【図１５（ｂ）】図１５（ｂ）は、図１５（ａ）に示すインダクタ引き抜きアセンブリに装着したフラット型両面インダクタアセンブリの側面図である。
【図１５（ｃ）】図１５（ｃ）は、第１及び第２工作物と共に示す、図１５（ａ）に示す両面インダクタ引き抜きアセンブリに装着したフラット型両面インダクタアセンブリの背面斜視図である。
【図１５（ｄ）】図１５（ｄ）は、第１及び第２工作物と共に示す、図１５（ａ）に示す両面インダクタ引き抜きアセンブリに装着したフラット型両面インダクタアセンブリの側面図である。
【図１６】図１６は、前記各図に示す両面インダクタ引き抜きアセンブリの実施形態を示す電気回路の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１（ａ）〜図１２（ｄ）には本発明のフラット型両面インダクタアセンブリ１０の１実施形態が例示され、第１インダクタフレーム１６に取り付けた第１工作物インダクタ１２と、第２インダクタフレーム１８に取り付けた第２工作物インダクタ１４とを含んでいる。便宜上、本例では第１工作物９０ａがスカートとも称され、いくつかの図では第１工作物インダクタフレーム１６が相当し、“ＳＫＩＲＴ”と付記される。同様に、本例では第２工作物９０ｂはクラウンとも称され、いくつかの図では第２工作物インダクタフレーム１８が相当し、“ＣＲＯＷＮ”と付記される。インダクタフレームは特定用途での使用の必要に応じた構成を有し、図では１つの実施形態で表される。
【００１１】
本発明の１実施形態に於いて示されるように、第１工作物インダクタ１２は第１インダクタ端子セクション１２ａ（スカートインダクタフット１２ａとも称される）と、第１インダクタライザセクション１２ｂ（スカートインダクタレッグ１２ｂとも称される）と、第１インダクタコイルセクション１２ｃ（スカートコイル１２ｃとも称される）とを含む。
【００１２】
本発明の１実施形態に示されるように、第２工作物インダクタ１４は、第２インダクタ端子セクション１４ａ（クラウンインダクタフット１４ａとも称される）と、第２インダクタライザセクション１４ｂ（クラウンインダクタレッグ１４ｂとも称される）と、第２インダクタコイルセクション１４ｃ（クラウンコイル１４ｃとも称される）とを含む。
【００１３】
第１インダクタライザセクション及び第２インダクタライザセクションはその他実施形態では随意的なものであり、インダクタコイルセクションをインダクタ端子セクションから物理的に分離させる必要がある場合に、第１インダクタコイルセクションを第１インダクタ端子セクションに、第２インダクタコイルセクションを第２インダクタ端子セクションに、夫々電気的に相互連結する手段である。
【００１４】
本発明のこの実施形態では第１及び第２インダクタコイルセクション１２ｃ及び１４ｃは各々、“パンケーキ”コイルと称されることもある螺旋コイル巻き誘導コイル（あるいは（インダクタ）の如き形状とされる。螺旋コイル巻きインダクタの巻回間隔は熱処理する工作物の幾何学に基づいて変化し得る。例えば、コイルの全巻回間隔が対称的であると、被熱処理工作物の内半径領域に生じる電磁界が外半径領域のそれと比較して強くなる電磁リング効果が生じ得る。本発明のある実施形態では、外側巻回部を内側巻回部より間隔を詰めることでこれを補償する。例えば図１（ａ）では、第１インダクタコイルの外側巻回部の２つのセクション１２ｃ’及び１２ｃ”の相互間隔を詰めて内側巻回部の１つのセクション１２ｃ'''から遠方に分離させ、かくして、工作物表面に対する感度の低いコイル位置を設けることで、工作物の表面（あるいはフェース）を横断するもっと一様な誘導加熱が提供される。本発明の他の実施形態では、コイルの巻回構成は特定用途における第１あるいは第２工作物の選択領域を補償するために設け得る。
【００１５】
一般に、第１誘導コイルセクション及び第２誘導コイルセクションは、本明細書に記載されるように平面配向コイルセクションと称され得、２つの平面配向コイルセクションが相互に対向して平面配向される。平面からの偏向、例えば、本明細書に記載されるプロファイル化は平面配向コイルセクションの用語の範囲内のものである。図面に示されるインダクタコイルセクションの実施形態は円形であるが、本発明のその他実施形態ではその他形態を使用できる。他の実施形態では、第１工作物インダクタ全体及び第２工作物インダクタ全体は、２つの平面配向インダクタを対向して相互に平面配向した平面配向インダクタとして称され得る。
【００１６】
第１及び第２工作物インダクタは、例えば、ろう接により相互に好適に電気的に連結され、第１及び第２インダクタ端子セクション１２ａ及び１４ａ間の直列電気回路を形成する。第１工作物インダクタ１２及び第２工作物インダクタ１４は、各インダクタを通して配向される電流が各インダクタに磁束を発生させ、この磁束が、交流電流密度を最大密度化させ、２つのインダクタの各関心巻回部方向に移動して第１工作物９０ａ（スカート）及び第２工作物９０ｂ（クラウン）の各関心領域の加熱効果を劇的に低下させるのではなく、むしろ前記加熱効果を相互補完させ得るように、図１６に図式図で示すように電気的に直列に接続される。
【００１７】
図６に示すように、第１インダクタライザセクション１２ｂはライザ−コイルインターフェースサブセクション１２ｂ’を含む。同様に、図８に示すように、第２インダクタライザセクション１４ｂはライザ−コイルインターフェースサブセクション１４’を含む。本発明のこの実施形態ではクラウンインダクタフット１４ａを、インダクタアセンブリのスカート側におけるスカートインダクタフット１２ａの外側表面と面一化し、本発明のある実施形態における単相交流源（図示されない）への接続を容易化することが好ましい。
【００１８】
本発明のこの実施形態ではスカートコイル１２ｃの内側コイル端子１２ｃ’は図６、７及び８に示すように電気的接続要素１３によりクラウンコイル１４ｃの内側コイル端子１４ｃ’に電気的に接続されるが、この接続は、上述したように、第１及び第２インダクタコイルの内側コイル端子をろう接し、好適な単相交流電源の出力部に接続したスカート端子セクション１２ａ及びクラウン端子セクション１４ａ間に、スカートインダクタ１２及びクラウンインダクタ１４からの直列回路を形成することで達成され得る。内側コイル端子１２ｃ’は任意の好適手段、例えば、ろう接（すなわち、スカートインダクタ１２の内側コイル端子とクラウンインダクタ１４の内側コイル端子との間にろう接連結部を形成すること）により、内側コイル端子１４ｃ’に電気的に接続され得る。２つのインダクタコイルは別の手段、例えば、内側コイル端子あるいはその他のインダクタコイル構成用のコイル端子間に電導体を好適に連結することで電気的に接続され得る。
【００１９】
例えばテフロン（登録商標）から形成した好適な中間電気絶縁材料９４が、必要に応じて（１）スカートインダクタフット１２ａ、スカートインダクタレッグ１２ｂと、スカートコイル１２ｃと、（２）クラウンインダクタフット１４ａ、クラウンインダクタレッグ１４ｂと、クラウンコイル１４ｃとの間に位置決めされ、スカートインダクタ１２と、クラウンインダクタ１４との間に電気的絶縁手段を提供する。本発明の他の実施形態では、空気を含むその他任意タイプの絶縁材料（誘電性の）を使用してスカート及びクラウンのインダクタ間に電気的絶縁が提供され得る。
本発明のこの実施形態では第１及び第２インダクタフレーム１６及び１８は、フェノール基板あるいはＧＬＡＳＴＩＣ（登録商標）電気絶縁用基板等の非導電性材料からそれぞれ形成される。
【００２０】
図１（ｂ）には本発明のこの実施形態が断面で示され、内側スカート及びクラウン集線装置が１２ｄ及び１４ｄで、スカート及びクラウンセンタープラグが１２ｅ及び１４ｅで、スカート及びクラウンコイルが１２ｃ及び１４ｃで夫々示される。図１（ｂ）に示される如き内側スカート及びクラウン集線装置は、各インダクタコイルセクションの内側巻回部の加熱用フェース（１２ｃフェースあるいは１４ｃフェース）と面一化されると各インダクタコイルセクション上に最大磁気強度を提供する。工作物の、加熱処理するべき特定表面の内側フェースが過剰に高温である場合、内側集線装置はインダクタコイルセクションの内側巻回部の加熱効果を低減させるよう再位置決めあるいはリサイズされ得、かくして、工作物のフェースの内半径及び外半径の各領域間の加熱不均衡を修正する誘導加熱処理制御手段を提供する。例えば、この実施形態で使用される１つあるいは１つ以上のＬ字形集線装置は、その上部の、各加熱用フェースに隣り合う各部分が特定の誘導加熱用途用に磁気強度を選択的に低減させるよう短くされ得る。本発明の他の実施形態では集線装置は特定の誘導加熱強度に適合するよう、Ｌ字形以外のものであり得る。
【００２１】
図３（ｂ）には本発明のこの実施形態が断面で示され、クラウンインダクタフット１４ｂからスカートインダクタフット１２ａを電気的に分離させる電気絶縁材料９２ａ及び９２ｂを含んでいる。図９及び図１０には、本発明のこの実施形態のクラウンインダクタフット１４ａを図９のインダクタアセンブリのＳＫＩＲＴ側上のスカートインダクタフット１２ａの外側表面と面一化させ、かくして、ここに記載されたように直接（図示せず）あるいは引き抜きアセンブリを介しての単相交流電源への接続が容易化され、他方、スカートインダクタフット１２ａが、図１０のクラウンインダクタフレーム１８の開放空間１８ｂにより示されるようにクラウンインダクタ側部に伸延されない状況が例示される。
第１及び第２工作物インダクタのアセンブリと、第１及び第２インダクタフレームとは、例えば、ボルト締め（あるいは他の好適な締着手段）された構成を有し得る。
【００２２】
本実施形態は図９及び１０には、クラウンコイル１４ｃ上の誘導加熱位置で第２（クラウン）工作物９０ｂが誘導加熱されるのと同時に第１（スカート）工作物９０ａがスカートコイル１２ｃ上の誘導加熱位置で誘導加熱される状況が例示され、端部方向から見た図１１ではスカートコイル及びクラウンコイルは後退されていて見えない。
本発明のこの実施形態ではスカートインダクタコイル１２ｃ及びクラウンインダクタコイル１４ｃは、例えば図２及び図４に夫々フレーム凹状領域１６ａ及び１８ａで示すように、スカートインダクタフレーム１６及びクラウンインダクタフレーム１８内で夫々後退される。
【００２３】
本発明のある用途では、何れの工作物の幾何学も非一様であり得、工作物の種々の四半分位置の質量は実質的には変化し得る。この質量変化は、加熱中の熱バランスを不均等化する。これを補償するため、各インダクタコイルセクションの加熱用表面は、工作物の、質量変化する異なる四半分に相当するプロファイル化セクションあるいは領域が形成されるよう、角度付けされた四半分状にプロファイル化され得る。それにより工作物は必然的に、誘導加熱位置でインダクタコイルセクションとの所望の関係が維持される特定方向位置に配置される。
【００２４】
インダクタアセンブリ１０はアクチュエータ装置に連結され得、前記アクチュエータ装置は、インダクタアセンブリを第１及び第２工作物（図１１に示す）間の加熱位置と、下方の引き込み位置（負のＺ軸方向）との間で移動させ、かくしてスカート９０ａ及びクラウン９０ｂの、加熱された、対向する各表面が一緒に同時に押され（対向するＸ軸方向で）且つＸ軸を中心に捻られ、かくしてスカート９０ａ及びクラウン９０ｂが連結される。あるいは他の実施形態では２つの工作物の一方が固定状態に維持され得、他方が移動されて前記固定した工作物に押し付けられ得る。
【００２５】
図１３（ａ）〜図１３（ｄ）に本発明の１実施形態におけるアクチュエータ装置がフラット型両面インダクタ引き抜きアセンブリ３０として例示される。一次磁気装置３２ａが、誘電体から形成され得る一次取り付けプレート８１等の固定構造に好適に取り付けられる。一次給電導体８６ａ及び８６ｂも一次取り付けプレート８１に取り付けられる（本実施形態ではスタンドオフポスト８１ａを介して）。一次給電導体は本実施形態ではバスバーで例示されるが、任意の好適な導電体であり得る。好適な単相交流電源からの電源ケーブル８２ａ及び８２ｂ（本実施形態では何れも３本の供給及び復電ケーブル）が、夫々導電体８６ａ及び８６ｂに接続される。電源ケーブルは、バスバー等の任意の好適な電源導体であり得る。
【００２６】
二次磁気装置３２ｂが、二次出力部導電体８８ａ及び８８ｂに電気的に接続される。二次磁気装置及び二次出力部導電体は、本実施形態では以下に更に説明されるように二次磁気装置及び二次出力導電体を正負のＺ軸方向に直線移動させる好適な引き抜きアクチュエータ（図示されない）に連結する。本発明の他の実施形態では引き抜き移動は他の直線方向、回転方向、あるいは直線及び回転の組み合わせ方向におけるものであり得る。
【００２７】
図１４（ａ）〜図１４（ｅ）には、図１３（ａ）〜図１３（ｄ）に示す引き抜きアセンブリに電気的に接続したフラット型両面インダクタ引き抜きアセンブリ１０の１例が例示される。本実施形態では第１インダクタ端子セクション１２ａ及び第２インダクタ端子セクション１４ａは夫々、引き抜きアセンブリ３０の導電体８８ａ及び８８ｂに接続される。
随意的な冷却用流体媒体ケーブル８４ａ、８４ｂ、８４ｃ、８４ｄが、本実施形態では引き抜きアセンブリを介して、冷却用流体媒体をスカート及びクラウンの各インダクタに供給及び復流させる。
【００２８】
図１３（ａ）〜図１４（ｅ）では引き抜きアセンブリ３０及び、装着されたフラット型両面インダクタアセンブリ１０が誘導加熱位置で示され、工作物が図１４（ｄ）〜１４（ｅ）に示されるように誘導加熱されるように配置され、一次磁気装置が供給及び復電磁気装置と、インダクタ供給及び復電磁気装置との間で磁束を移行させるために二次磁気装置と整列されている。インダクタ引き抜きアクチュエータ（図示されない）が、二次磁気装置及び二次出力部導電体を、装着されたフラット型両面インダクタアセンブリ１０と共に下方のインダクタアセンブリ（誘導加熱後）引き抜き位置に移動させるが、前記インダクタアセンブリ引き抜き位置では前記フラット型両面インダクタアセンブリは、誘導加熱後の工業的処理、例えば、２つの工作物を一緒に移動させる場合にこれら２つの工作物の結合には干渉しない。
【００２９】
図１６には、図示されるフラット型両面インダクタ引き抜きアセンブリ用の電気回路コンポーネントの１実施形態が示される。本実施形態では、一次及び二次の磁気装置は各々、電気的に絶縁された２つの磁気装置を含む。引き抜きアセンブリが誘導加熱位置にあり且つ交流電流が電源ケーブル８２ａ及び８２ｂを介して供給されると、一次及び二次の各電磁装置間の磁束カップリングにより、フラット型両面インダクタアセンブリに対する供給及び復電気回路が完成する。引き抜きアセンブリ３０がフラット型両面インダクタアセンブリ１０を誘導加熱後引き抜き位置に移動させる際、インダクタアセンブリが誘導加熱された２つの工作物間の空間をクリアさせる間は一次及び二次の各磁気装置間の磁束カップリングは生じない。このインダクタアセンブリ引き抜き法によれば、例えば、バスワークや電源に接続した電力ケーブルを含むインダクタアセンブリ全体を機械的に移動させる方法と比較して、インダクタアセンブリへの給電を電磁的に断続させる間に、誘導加熱された２つの工作物間の空間を高速でクリアさせ得る。引き抜きアセンブリ３０が誘導加熱位置からインダクタアセンブリ（誘導加熱後）引き抜き位置へのインダクタアセンブリ１０の移動を開始すると図１６の電源ＰＳからの交流電力出力部が切断され、インダクタアセンブリ１０の引き出されたインダクタ１２及び１４には前記２つの位置間の移行中に電力が供給されない。
【００３０】
第１及び第２工作物がコイルに対面する１つあるいは１つ以上の突起部を有し、それがインダクタアセンブリの引込みを妨害する恐れがある場合、コイルの平坦なフェースに、インダクタ引込み時に突起部をクリアさせるための、図１（ａ）、１（ｂ）及び２に示すＶノッチ９９等のコイル凹部を設け得る。Ｖノッチの円弧長に依存して、コイルに対面する工作物をその加熱中に誘導加熱位置で回転させ、かくして、Ｖノッチ領域に対面する工作物表面領域が十分に加熱されることを保証させ得る。Ｖノッチ領域が比較的短い、例えば領域９９である実施形態ではＶノッチの角度は９０°未満であると、誘導された渦電流の円周方向成分が、Ｖノッチ位置に相当する工作物領域を十分に加熱するので加熱中に工作物を回転させる必要性は無い。
【００３１】
本実施形態では、第１インダクタコイルセクション１２ｃは、プロファイル化領域、例えば、コイル上部位置のＸ軸方向（即ち、誘導コイルセクションの高さ方向）のプロファイル化（コンター付け）領域９９’を有する。領域９９’はＶノッチ９９の各側でコイルセクション１２ｃの通常のフェース加熱平面の上方に隆起され、コイルのＶノッチ領域における低い誘導熱を補償する。そうしたプロファイル化は工作物の被加熱フェースに隣り合うコイルセクションのフェースに一致させるために使用され得る。本発明の他の実施形態では第１及び第２コイルセクションは、各工作物を近接加熱により加熱するよう、相当する第１及び第２工作物の形状に適合するその他形状及びコンターを有し得る。
【００３２】
本発明のこの実施形態では、第１及び第２工作物を同時化熱する一対の３回巻きコイルの、外側巻回部から中間巻回部及び中間巻回部から内側巻回部間の移行部９８（図１（ａ）及び図２）に加熱一様性を向上させるためにプロファイル化領域９８’を有する。本実施形態ではプロファイル化領域９８’はＸ軸方向にプロファイル化され、コイルセクションの通常フェース加熱平面の上方に隆起され、かくして、発生する誘導熱が低いことによる低い熱強度を補償する。
【００３３】
前記方法では、一次磁気装置３２ａ及び二次磁気装置３２ｂ間の電磁カップリングにより、インダクタは工作物から離れる半径方向（Ｚ軸方向）に引き込まれ得る。例えば、本実施形態では二次磁気装置は、一次磁気装置に対して下方に摺動し得るよう、固定した一次磁気装置に隣り合って摺動自在に取り付け得る。一次及び二次の各磁気装置間が物理的に接触しないため、電気的閉ループ回路を形成する二次磁気装置の半分を、装着したフラット型両面インダクタと共に誘導加熱位置に素早く延伸させ、且つ、誘導加熱後引き抜き位置に素早く引き込むことが可能である。この状況は一次回路を太線で示す図１６に図式図的に例示され、一次及び二次の各磁気装置間に磁束カップリングが生じると前記一次回路が実線で示す二次回路に接続される。この作動によりインダクタアセンブリの除去が許容され、かくして、２つの工作物の共溶解等の工業的処理が誘導加熱後に一瞬で行われ、かくして熱伝導、熱放射及び熱対流の組み合わせ効果による熱消散が最小化され得る。
【００３４】
各一次磁気装置は、この一次磁気装置を流れる交流電流から磁束を発生させる任意装置であり得、各二次磁気装置は、一次及び二次の各磁気装置間を物理的に接触させない状態で移行カップリングを介して一次及び二次の各磁気装置間で電力を移行させるために前記一次交流磁束を磁気カップリングする任意の装置であり得る。例えば、本発明の１実施形態では一次及び二次の各磁気装置は、中央開口部を有する矩形の閉じた磁気コアを形成する連結した２つの磁気Ｃコアであり得、その内部には導電体８６ａ、８６ｂ、８８ａあるいは８８ｂの一部が配置され、かくして、引き抜きアセンブリ３０がインダクタアセンブリ内のインダクタを誘導加熱位置に位置決めされると一次給電導体８６ａ及び８６ｂを通して交流電流が流れて磁束界が発生し、この磁束界が相当する二次磁気装置にカップリングされる。一次及び二次の各磁気装置はコイル巻きコアとしても参照され得る。
【００３５】
スカート及びクラウンなる用語はここでは、２つの工作物を同時に誘導加熱するのが有益であるその他の工作物対において互換使用されるものとする。更に、同時加熱後は工作物の対向するフェースが連結処理され得るが、同時誘導加熱による利益を生じ得る限りに於て、そのような処理に限定されるものではない。
【００３６】
本発明の引き抜きアセンブリは、インダクタアセンブリを、誘導加熱位置から、工作物を更に処理し得る工作物非干渉位置へと高速移動させることが所望される工業的処理における誘導アセンブリにおいて、その他構成及び量のインダクタと共に使用できる。
記載された本発明の実施形態では直列の３回巻きコイル対が使用されるが、他の実施形態ではコイル巻き数は単一あるいは任意の多数回であり得る。他の実施形態ではコイル巻き数は各コイル対において異なってもよい。
【００３７】
以上、本発明を実施例を参照して説明したが、本発明の内で種々の変更をなし得ることを理解されたい。
【符号の説明】
【００３８】
１０  フラット型両面インダクタアセンブリ／インダクタアセンブリ
１２  第１工作物インダクタ／スカートインダクタ
１２ａ  第１インダクタ端子セクション／スカートインダクタフット／スカート端子セクション
１２ｂ  第１インダクタライザセクション／スカートインダクタレッグ
１２ｃ  第１インダクタコイルセクション／スカートコイル／スカートインダクタコイル／コイルセクション
１３  電気的接続要素
１４  第２工作物インダクタ／クラウンインダクタ
１４ａ  第２インダクタ端子セクション／クラウンインダクタフット
１４ｂ  第２インダクタライザセクション／クラウンインダクタレッグ
１４ｃ  第２インダクタコイルセクション／クラウンコイル／クラウンインダクタコイル
１６  第１インダクタフレーム／スカートインダクタフレーム
１８  第２インダクタフレーム／クラウンインダクタフレーム
１８ｂ  開放空間
３０  アセンブリ
３２ａ  一次磁気装置
３２ｂ  二次磁気装置
８１  プレート
８１ａ  スタンドオフポスト
８２ａ  電源ケーブル
８４ａ  冷却用流体媒体ケーブル
８６ａ  一次給電導体
８８ａ  二次出力部導電体／導電体
９０ａ  第１工作物／スカート
９０ｂ  第２工作物／クラウン
９２ａ  電気絶縁材料
９４  中間電気絶縁材料
９９  Ｖノッチ
【図１（ａ）】
2017515288.tif 000003
【図１（ｂ）】
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【図２】
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【図３（ａ）】
2017515288.tif 000006
【図３（ｂ）】
2017515288.tif 000007
【図４】
2017515288.tif 000008
【図５】
2017515288.tif 000009
【図６】
2017515288.tif 000010
【図７】
2017515288.tif 000011
【図８】
2017515288.tif 000012
【図９】
2017515288.tif 000013
【図１０】
2017515288.tif 000014
【図１１】
2017515288.tif 000015
【図１２（ａ）】
2017515288.tif 000016
【図１２（ｂ）】
2017515288.tif 000017
【図１２（ｃ）】
2017515288.tif 000018
【図１２（ｄ）】
2017515288.tif 000019
【図１３（ａ）】
2017515288.tif 000020
【図１３（ｂ）】
2017515288.tif 000021
【図１３（ｃ）】
2017515288.tif 000022
【図１３（ｄ）】
2017515288.tif 000023
【図１４（ａ）】
2017515288.tif 000024
【図１４（ｂ）】
2017515288.tif 000025
【図１４（ｃ）】
2017515288.tif 000026
【図１４（ｄ）】
2017515288.tif 000027
【図１４（ｅ）】
2017515288.tif 000028
【図１５（ａ）】
2017515288.tif 000029
【図１５（ｂ）】
2017515288.tif 000030
【図１５（ｃ）】
2017515288.tif 000031
【図１５（ｄ）】
2017515288.tif 000032
【図１６】
2017515288.tif 000033
【国際調査報告】
2017515288.tif 000034
2017515288.tif 000035
2017515288.tif 000036
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