JP2003522395A

JP2003522395A - 複雑な形状をした加工品の誘導加熱処理

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Publication number: JP2003522395A
Application number: JP2001557839A
Authority: JP
Inventors: エル．ラブレスドン; アイ．ルードネフバレリー; エイ．ランクフォードローラン; シー．デズミーアグレンビル
Original assignee: インダクトヒートインコーポレイテッド
Priority date: 2000-02-10
Filing date: 2001-02-02
Publication date: 2003-07-22
Anticipated expiration: 2021-02-02
Also published as: EP1177709A1; ES2323755T3; EP1177709B1; KR100742438B1; AU773307B2; US6274857B1; BR0104454A; CA2366577C; CN1366786A; EP1177709A4; WO2001060122A1; BRPI0104454B1; CN1184857C; CA2366577A1; AU3801801A; KR20010112938A; JP4918205B2; ATE432604T1; MXPA01010261A; DE60138785D1

Abstract

(57)【要約】複数のステーションから成る誘導加熱処理システム（１０）は加工品の共通軸に平行で、共通軸からオフセットを持った軸を持つ概略円筒形の複数の部品を持った金属加工品の加熱処理のために使用される。加熱処理システム（１０）は加工品及び誘導器部品が静止している状態で加熱処理を行う加熱処理ステーション（３１，３２，３３）を含む。システム（１０）は２つの実質的に円筒形の形状の部品の間に、同軸または同軸でない、非対称な形状の部品を持ち、且つ、加熱処理を必要とする、クランクシャフト等の、加工品の加熱処理のために特に適している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】（発明の分野）本発明は加工品の共通の軸に平行で、それに対してオフセットを持った軸を持
った概略円筒形の複数の構成要素を含む、複雑な形状をした加工品の誘導加熱処
理に関し、特にクランクシャフトの誘導加熱処理に関する。

【０００２】（発明の背景）円筒形の金属性加工品は、加工品の外周の放射方向の曲率より、いくらか大き
い曲率を持った、固定式で弓形の誘導コイルの周りで、軸方向の回転による誘導
加熱処理をすることに向いている。内燃機関、ポンプ、コンプレッサーや、それ
らの同等物に使用されるクランクシャフト等の、実質的に円筒形で、非同軸性の
部分を含む金属加工品は誘導加熱によって効果的に硬化（または、焼き入れ）及
び焼き戻しすることが比較的困難である。通常一体品として鋳造または鍛造され
るクランクシャフトはウェブ（web）により相互連結された、複数のクランクピ
ン（ピン）及び主ジャーナル（主部）を備える。全てのピン（及び主部）は実質
的に円筒形の形状であるが、各ウェブは特定のクランクシャフトのデザインのた
めのバランスウェイト（または、釣合重り）として利用されるために個別の形状
をしている。

【０００３】他のクランクシャフトの構成では、標準的なピンの２倍の軸方向の長さを持っ
た、２倍幅（共通）ピンが使用される場合もある。また、割りピンとして知られ
る構成では、２つのピンが（ウェブによって分割されるのではなく、）オフセッ
トピン軸と共に、互いに接続される。結果的に、各ウェブの形状は正確な円筒形
から実質的にはずれる。ピン及び主部の円筒形の表面はそれぞれ、接続ロッド軸
受け及び主部軸受けのための台座用表面であり、ピン及び主部軸受け表面と呼ば
れる。全ての主部は主軸と呼ばれる、回転のための共通軸を持つ。各ピンの軸、
またはピン軸は放射方向に主軸からオフセットを持っている。主部軸受け表面か
らピン軸受け表面に潤滑用の流体を供給するために、主部、ウェブ及びピンの隣
接部を通って曲がりくねった経路が開けられる。経路は主部及びピンの軸受け表
面の曲がった開口で終端を成す。付加的に、オイル封止、フライホイール接続品
及びクランクノーズ（crank nose）等の、クランクシャフト終端部品が、通常、
クランクシャフトの両端に取り付けられる。

【０００４】各ピンと主部及びそれに隣接したウェブとの間の周辺の境界によって画定され
る移行領域は通常、フィレットと呼ばれる。ピン及び主部軸受け表面は高い磨耗
耐性及び抵抗性のある表面の獲得を達成するために、加熱処理によって硬化（ま
たは、焼き入れ）及び焼き戻しされる。フィレットはクランクシャフトの使用中
に曲げの動作による高い応力を受けるため、フィレットはクランクシャフトの性
能を高めるために、加熱処理や機械的なロールによる硬化処理によって硬化（ま
たは、焼き入れ）及び焼き戻しされる。特定のクランクシャフトのデザインに基
づいて、ピン及び主部軸受け表面だけが加熱処理されるか、その表面に関連した
フィレットと共に表面が加熱処理されるか選択される。

【０００５】各ピン及び主部はクランクシャフトをそれの主軸の周りで回転させながら、概
略的に適合したＵ形の誘導器をピン及び主部に近づけることによって誘導加熱処
理することができる。ピン軸は主部軸に対してオフセットを持っているので、ピ
ンは主部軸の周りを回る。結果として、Ｕ形の誘導器はピンの３６０°の加熱処
理のためのピンの回転運動と共に移動しなければならない。米国特許No.3,188,4
40及び5,680,693はこの種の加熱処理のための誘導器及び方法を開示している。
この手法の最大の欠点は加熱処理中に、誘導器の、ピン軸の方向に対して垂直な
面の動きを必要とすることである。したがって、誘導器及びピンの回転を調整す
るために、誘導器組立品、誘導器動作制御器及び電源のための、複雑で大掛かり
な部品が必要とされる。加熱処理中のピン及び誘導器の二重の動きのために、ピ
ンと誘導器との間の最適な空間的な関係を保持することは本質的に困難である。
ピンが加熱処理されるとき、Ｕ形の誘導器の面を超えて拡張するカーバイドガイ
ド（Carbide guide）がピンの上に乗る。加熱処理中、カーバイドは磨耗し、結
果として、誘導器コイルとピンまたは主部との間の最適な間隔（エアギャップ）
からのずれを生ずる。最適な間隔からのずれは不均一な加熱を生ずる。

【０００６】本質的に、カーバイドの磨耗はコイルの故障の原因となる。Ｕ形誘導器組立品
は加熱処理中に動かなければならないので、それらは軽量かつ小型であることが
望まれる。しかしながら、これらのデザインの制限は処理及びコイル組立品の強
さ及び頑強さを損なう。ウェブの周辺の形状の複雑さ、並びに、ピン及び主部の
穴の存在は加熱処理サイクル中に誘導器の電力レベルを変動させる、複雑な制御
システムを必要とする。さらに、加熱処理中のクランクシャフト（及び関連する
穴及びウェブ）の回転はこれらの特徴の周りで誘導電力レベルを制御することを
実質的に不可能にする。

【０００７】それゆえ、加工品の共通の軸に平行で、それからオフセットを持った軸を持つ
、概略円筒形の複数の部品を持ったクランクシャフトや他の金属加工品の加熱処
理を比較的簡単に行う方法、並びに、そのような金属加工品の改善した硬化（ま
たは、焼き入れ）及び焼き戻しを達成するための、小型の装置に対する必要性が
存在する。

【０００８】本発明において、硬化（または、焼き入れ）及び焼き戻しの加熱処理中、クラ
ンクシャフト及び誘導器は１つまたは複数の加熱処理場所（ステーション）で静
止している。クランクシャフトは加工品移送システムにより各ステーションの間
で移送され、加工品の予め選択された数の部品を加熱するために、各ステーショ
ンで適切に配置される。本発明の装置及び方法は加熱処理中にクランクシャフト
の回転を伴う方法によって達成される生産速度と同等の速度を維持しながら、加
熱処理の複雑さを大幅に減少させ、小型で一体化された部品で達成可能な処理を
与える。クランクシャフトはより正確に硬化（または、焼き入れ）及び焼き戻し
され、機械的な特性を改善する。

【０００９】（発明の要約）１つの側面において、本発明は加工品の共通の軸に平行で、それから軸方向オ
フセットを持った軸を持つ、実質的に円筒形の１つまたは複数の部品、並びに、
加工品の主軸と軸方向に整列した２つまたはそれ以上の、実質的に円筒形の加工
品の部品を持ったクランクシャフト等の、金属加工品の加熱処理のための、誘導
加熱処理ステーションである。軸方向に整列した部品及び、軸方向にオフセット
を持った部品の各々は隣接した、熱処理されない不規則な形状の部品に接続され
る。システムは一体化された基礎構造として設置することができ、少なくとも１
つのＡＣ高周波電源を持つ。システムは加工品の予め選択された部品の誘導加熱
処理のための、少なくとも１つのステーションを持つ。各ステーションは第１及
び第２のパレット組立品を含む。

【００１０】第１パレット組立品は少なくとも１つの第１磁束集中器部分及び、少なくとも
１つの第１誘導器部分を持つ。第１誘導器部分は、それ（内部貫通開口）の両側
に第１及び第２の誘導器コイル部分を形成する内部貫通開口（interior through
opening）を持つ。第１及び第２誘導器コイル部分の一方または両方は第１の部
分的な部品開口を持つ。第１誘導器部分はまた、それを電源に接続するための手
段及び、第１磁束集中器部分を誘導器部分の磁束集中領域の周りに部分的に配置
するための手段を持つ。独立した負荷マッチングトランス（load-matching tran
sformer）が電源と第１誘導器部分のための電源接続手段との間に備えられても
よい。

【００１１】第２パレット組立品は少なくとも１つの第２磁束集中器部分及び、少なくとも
１つの第２誘導器部分を持つ。第２誘導器部分は、それの両側に第３及び第４の
誘導器コイル部分を形成する内部貫通開口（interior through opening）を持つ
。第３及び第４誘導器コイル部分の一方または両方は第２の部分的な部品開口を
持つ。第２誘導器部分はまた、第２磁束集中器部分を誘導器部分の磁束集中領域
の周りに部分的に配置するための手段を持つ。第１または第２誘導器部分のどち
らかの接面には誘電体材料が配置される。

【００１２】金属加工品を各加熱処理ステーション間で移送するために、加工品移送システ
ムが備えられる。第２パレット組立品を第１パレット組立品から選択的に遠ざけ
る、または第１パレット組立品に近づけるための手段が備えられる。第２パレッ
ト組立品が第１パレット組立品に近づけられたとき、対応する第１及び第２部分
的部品開口が、その中に予め選択された加工品部品の１つが位置する、実質的に
に閉じた誘導器を形成するように、第１及び第２誘導器部分の接面は互いに隣接
する。第２パレット組立品が第１パレット組立品に近づいたとき、第１及び第２
磁束集中器部分の接面もまた、互いに隣接する。実質的にに閉じた誘導器の各々
に位置する、予め選択された加工品部品は電源からの高周波ＡＣ電流による励起
への応答で、閉じられた誘導器によって生成された磁場によって加熱処理される
。実質的に閉じた誘導器は閉じた誘導器内で加熱処理される予め選択された加工
品部品の、穴等の空所に対処するような様式で磁場を形作るために、誘導器の外
形と共に、実質的にに円形または卵型の形状を持つことができる。第１及び第２
磁束集中器部分に対して多用な構成が可能である。

【００１３】各ステーションは金属加工品がステーション内に配置されたとき、それを適切
に方向付けるために、加工品位置付けシステムを含むことができる。予め選択さ
れた加工品部品のために急冷が必要な場合、加熱処理システムは急冷システムを
含むことができる。第１及び第２誘導器部分は固体の銅ブロック（または、銅版
）から作ることができる。固体の銅ブロックが使用され、急冷が必要な場合、予
め選択された加工品部品に急冷剤（quenchant）を供給するために銅ブロックの
内に経路を備えることができる。第１及び第２誘導器コイル部分の第１または第
２の部分的部品開口に隣接した領域の１つまたは複数の側面に積層された側面の
シールドを使用することができる。第１及び第２部分的加工品開口の各組はコイ
ルリップ（coil lip）の組を画定するオリフィス（orifice）を持った弓形のコ
イル表面の中に形成することができる。コイルリップは穴等の予め選択された加
工品部品内の形状や、選択された加工品部品に隣接する加工品部品の形状等に対
して、生成された磁場の分布を制御するために外形を形作られてもよい。

【００１４】もう１つの側面において、本発明は加工品の主軸に沿って同軸に配置された実
質的に円筒形の、少なくとも２つの第１部品、並びに、第１の実質的に円筒形の
部品の間に置かれた、実質的に円筒形の１つまたは複数の第２部品を持った金属
加工品の予め選択された部品を加熱処理するための方法である。第２の実質的に
円筒形の部品の各々は主軸と平行で、それに対しオフセットを持った独立な軸を
持つ。第１及び第２の実質的に円筒形の部品の各々は隣接した、熱処理されない
不規則な形状の部品に接続される。金属加工品は誘導加熱処理ステーションに移
送され、結合される。加工品は予め選択された第２の実質的に円筒形の部品の各
々の１つを、誘導加熱処理ステーションの静止した部分的な誘導器開口の各々の
１つの中に位置付けるため、第２の実質的に円筒形の部品の各々の１つを角度的
に方向付けるために回転させられる。

【００１５】加工品は予め選択された第１及び第２の実質的に円筒形の部品の各々の１つを
、誘導加熱処理ステーションの静止した部分的な誘導器開口の各々の１つの中に
位置付けるため、第１及び第２の実質的に円筒形の部品の各々の１つを軸方向に
位置付けるために並行移動させられる。加工品は誘導加熱処理ステーションに位
置付けられ、予め選択された第１及び第２の実質的に円筒形の部品の各々の１つ
の周りに実質的に閉じた誘導器を形成するために、非静止の部分的誘導器が静止
した部分的誘導器開口の各々の１つに近づけられる。高周波ＡＣ電流が静止した
部分的誘導器の各々の１つに供給される。高周波ＡＣ電流は非静止の部分的誘導
器の各々の１つと電磁的に結合する。予め選択された第１及び第２の実質的に円
筒形の部品は予め選択された部品にＡＣ高周波電流によって発生する磁場を課す
ことによって誘導的に加熱される。非静止の部分的誘導器は静止した部分的誘導
器から離され、金属加工品が誘導加熱処理ステーションから移送される。

【００１６】もう１つの側面において、本発明は少なくとも１つの金属加工品の実質的に円
筒形の部品を加熱処理するための誘導器である。そこにおいて、不規則な形状の
部品と実質的に円筒形の部品との間にフィレットを形成するために、実質的に円
筒形の部品は少なくとも１つの側部で、不規則な形状の部品に取り付けられる。
誘導器は第１及び第２の誘導器部分から形成され、第２誘導器部分は第１誘導器
部分に磁気的に結合する。第１誘導器部分はＡＣ高周波電源に接続される。ＡＣ
高周波電源からの高周波ＡＣ電流による励起への応答で、第１及び第２誘導器部
分から形成される誘導器によって生成される磁場の適用による加熱のための、実
質的に円筒形の部品の配置のために、実質的に閉じた（または、閉じることがで
きる）開口が第１誘導器部分及び第２誘導器部分のそれぞれに、部分的に形成さ
れる。

【００１７】第１誘導器部分は固体で、電気的に伝導可能な材料から形成される。第１誘導
器部分は第１接面及び、それ（内部貫通開口）の両側に配置された第１及び第２
のコイル部分を形成する内部貫通開口（interior through opening）を持つ。第
１または第２コイル部分のどちらかの第１部分的開口はコイルリップ（coil lip
）の第１組を形成するために、オリフィス（orifice）によって分割された弓形
のコイル表面を持つ。コイルリップの第１組は隣接する第１接面と共に接続領域
を形成する。コイルリップの第１組は不規則な形状の部品の不規則な量（または
、塊）、実質的に円筒形の部品の表面の開口、またはフィレットの選択的な加熱
のために、選択的な補正をするために外形を形作られる。

【００１８】第２誘導器部分は固体で、電気的に伝導可能な材料から形成される。第２誘導
器部分は第１接面に実質的に隣接し、第１接面から電気的絶縁された第２の接面
を持つ。第２誘導器部分の貫通開口（through opening）は貫通開口の両側に配
置された第３及び第４のコイル部分を形成する。第３または第４コイル部分のど
ちらかの第２部分的開口はコイルリップ（coil lip）の第２組を形成するために
、オリフィス（orifice）によって分割された弓形のコイル表面を持つ。コイル
リップの第２組は隣接する第２接面と共に接続領域を形成する。コイルリップの
第２組は不規則な形状の部品の不規則な量（または、塊）、実質的に円筒形の部
品の表面の開口、またはフィレットの選択的な加熱のために、選択的な補正をす
るために外形を形作られる。

【００１９】本発明のこれらの及び他の特徴は以下の詳細な説明及び請求の範囲から明らか
になるだろう。

【００２０】本発明の図解の目的のために目下のところ好まれる形式の図面が図示されてい
る。しかしながら、本発明が示された構成及び手段に限定されないことは理解さ
れなければならない。

【００２１】（本発明の詳細な記載）図面を参照すると、類似の番号は類似の部品を指し、本発明による、その軸が
共通の加工物の軸と平行で軸からオフセットされた１つ又は複数の構成要素を有
する金属加工物の熱処理のための誘導熱処理システム１０の１実施例が図１（ａ
）〜（ｃ）に図示される。

【００２２】誘導熱処理システム１０は、熱処理システム構成要素が設置される基礎構造（
図示されない）を含む。好ましい実施例では、相互に結合したビーム、プレート
、及び他の構造部材が使用され、誘導熱処理システムのための一体化された基礎
構造を形成する。一体化された基礎構造を提供する長所は、誘導熱処理システム
１０が便利な方法で出荷、さもなければ搬送できることである。熱処理システム
の他の実施例では、別々の基礎構造がシステムの種々の構成要素に対して提供さ
れる、

【００２３】１つ又は複数の誘導電源２０が、電気筐体２５に収容される。電源は当該技術
分野で一般的に既知の高周波ＡＣ電源であり、設置場所の通常電源から電力を供
給される。電源に対する典型的な定格は１００〜５００ｋＷの範囲であり、動作
周波数は３〜６０ｋＨｚである。各電源の単相２芯出力は、負荷整合変圧器２２
の１次巻線端子に接続される。導体２９ａ、２９ｂ（例えば、母線）は、各変圧
器の２次巻線端子から、図２（ｃ）に図示され以下で更に詳細に記載される下部
誘導セグメント１０７、１０７ａのような関連する下部誘導セグメントへ電力を
供給する。各下部誘導セグメントに対する専用の電源が図示されているが、他の
実施例では、単一の電源又は電源の組み合わせを１つ又は複数の（機械的又は電
気的）スイッチング出力母線と一緒に使用して、複数の下部誘導セグメントへ単
一の電源から電力を供給してもよい。或いは、変圧器及び母線アセンブリを、ス
テーション間の搬送のために配置できる。また、負荷整合変圧器２２も電源２０
の内部に取り込める。

【００２４】急冷システムは熱処理システム１０と一緒に提供でき、予め選択された熱処理
加工物部品を硬化させるための急冷手段を提供する。（一般に水、有機ポリマ、
及び腐食防止剤の混合物から成る）急冷液(quenchant)は、分布した流体システ
ムを循環して調整される。急冷液(quenchant)は（以下に詳細に記載されるよう
に）パイプ及び他の通路を通してポンプで汲み上げられ、熱処理ステーションの
パレット組立品に据えられた予め選択された加熱加工物部品に吹き付けて急冷す
る。重力により放出された急冷液(quenchant)流は、熱処理ステーションの下に
配置された急冷液(quenchant)汚染物貯蔵タンク５０に流れ込む。図示されない
が、急冷の間の急冷液(quenchant)の放出のために、急冷システムは使用済みの
急冷液(quenchant)をタンク５０から濾過器、熱交換機、及び流量制御弁を通し
て汲み上げるための電気駆動ポンプを一般に含む。

【００２５】誘導熱処理システム１０は加工物搬送システムを含み、１実施例にガントリー
（図示されない）上を移動するＸ−Ｚ軸電気駆動クレーン４０として図示される
。ガントリーは電気筐体２５の壁部１２から支持され、外側及び熱処理ステーシ
ョンの中央に向けて片持ち梁のように突き出る。図１（ａ）及び図１（ｂ）の矢
印により図示されるように、図示される熱処理システムを基準として、Ｘ軸平行
移動は加工物の水平方向の移動を意味し、Ｚ軸行移動は加工物の垂直方向の移動
を意味する。熱処理システム１０の詳細は以下に記載されるが、全体的なプロセ
スを加工物搬送システムの動作と関連させて記載する。典型的な動作では、クレ
ーン４０は熱処理される加工物と一般に第１の熱処理ステーション３１に隣接し
て配置されるロードステーション（図示されない）においてかみ合い、加工物を
ステーション３１の上方の予め定められた位置まで移動させる。

【００２６】クレーン４０は加工物をステーション３１まで下げ、（以下に記載される）加
工物位置決めシステムと対話して加工物をステーション３１に正しく据え付ける
。クレーン４０は据え付けられた加工物を離し、上昇して熱処理ステーションの
上部パレット組立品５００を空ける。上部パレット組立品５００は、熱処理パレ
ット組立品の下部パレット組立品４００を閉じた位置(closed position)まで旋
回（ピボット）させる。理解しやすいように、図１（ａ）〜図１（ｃ）では、完
全な上部及び下部パレット組立品は図示されない。しかし、組立の参考のために
、（上部パレット組立品の一部を形成する）バックプレート５０５、及び（下部
パレット組立品の一部を形成する）ベースプレート４０５が図示される。閉じた
位置(closed position)では、実質的に閉じた誘導器が、ステーション３１の中
で熱処理される１つ又は複数の予め選択された加工物部品のまわりに形成される
。各ステーションにおける熱処理のための部品の事前選択は、供給されたステー
ションでの全ての必要な加工物部品の熱処理を提供するための熱処理ステーショ
ンの特定の配置及び形状に基づく。

【００２７】電力は、各下部誘導セグメントに導体２９ａ、２９ｂ（例えば、母線）を経由
して適切な電源の負荷整合変圧器２２から加えられる。（もし所望するなら）加
熱及び急冷の後、上部パレット組立品５００は、下部パレット組立品４００から
、クレーン４０が下がってステーション３１に据え付けられた加工物とかみ合う
ことを可能にする開いた位置(opened position)まで旋回する。かみ合った後、
クレーン４０は加工物を持ち上げ、予め選択された部品の熱処理のためにステー
ション３１に対する方法と類似の方法で加工物をステーション３２へ移す。熱処
理ステーション間の移動及び各ステーションにおける予め選択された加工物部品
の熱処理のこの繰り返しプロセスは、加工物が最後の熱処理ステーションに着く
まで行われ、

【００２８】図１（ａ）に図示される実施例の場合、最後の熱処理ステーションはステーシ
ョン３３である。ステーション３３での熱処理の後、クレーン４０は加工物を持
ち上げ、クレーン４０が熱処理加工物を置くアンロードステーション（図示され
ない）へ移動させる。技術者は、クレーン及びガントリーが本発明から逸脱する
ことなく他の形態で形成できることを高く評価するであろう。例えば、複数のク
レーン４０が提供され、複数の加工物を複数のステーションに同時に据え付ける
ことが出来る。Ｘ−Ｚ軸加工物搬送システムは、図１（ａ）に図示された熱処理
システムの構成要素のレイアウトに対して最適化される、技術者は、自立型のク
レーンシステムを含む加工物搬送システムでの変形が構成要素の他のレイアウト
に対して使用できることを高く評価するであろう。

【００２９】本発明の１実施例では、熱処理システム１０のための制御部品は、一般に制御
部２７に集中する。典型的な設置では、制御部品は、誘導熱処理システム１０の
構成要素に対する入力及び出力装置とインターフェースする１つ又は複数のコン
ピュータ処理装置（例えば、プログラム可能制御装置）を含む。１実施例では、
制御装置は電源、急冷液(quenchant)システム、加工物搬送システム、及び加工
物位置決めシステムに対する制御手段を含む。制御パネル２８は、制御部品と人
間のオペレータの間の入／出力インターフェース部品を提供する。

【００３０】各熱処理ステーション３１、３２、又は３３は、下部及び上部パレット組立品
で構成される熱処理パレット組立品を含む。図９（ａ）で下部誘導セグメント１
０７、１０７ａにより図示されるように、各下部パレット組立品４００は、１つ
又は複数の第１の（下部）誘導セグメントを含む。下部誘導セグメント１０７は
、軸が共通の加工物軸と平行で共通の加工物軸からオフセットされている２つの
加工物部品まで熱処理できる下部誘導セグメントを表す。下部誘導セグメント１
０７ａは、軸が共通の加工物軸と平行で共通の加工物軸と一致している２つの加
工物部品まで熱処理できる下部誘導セグメントを表す。図９（ａ）の上部誘導セ
グメント１０９、１０９ａにより図示されるように、各上部パレット組立品５０
０は、１つ又は複数の第２の（上部）誘導セグメントを含む。上部誘導セグメン
ト１０９は、軸が共通の加工物軸と平行で共通の加工物軸からオフセットされて
いる２つの加工物部品まで熱処理できる上部誘導セグメントを表す。上部誘導セ
グメント１０９ａは、軸が共通の加工物軸と平行で共通の加工物軸と一致してい
る２つの加工物部品まで熱処理できる上部誘導セグメントを表す。

【００３１】誘電体材料４１０は、下部及び上部誘導セグメントの対面する表面を図２（ｃ
）に図示されるように分離する。空気は好ましい誘電体材料ではないが、本発明
の他の実施例では、エアギャップが十分な誘電体として機能できる。誘電体材料
４１０は、下部又は上部誘導セグメントの何れの対面する表面にも適用できる。
下部及び上部の配向を使用して熱処理ステーションの部品を指したが、この用語
は第１及び第２の誘導器アセンブリの機能的な配向の制限を意図しない。以下に
更に詳細に記載されるように、図９（ａ）の熱処理ステーションに対するパレッ
ト組立品１００（開いた位置(opened position)で図示される）が閉じた位置(cl
osed position)まで移動させられるとき、上部誘導セグメント１０９、１０９ａ
は下部誘導セグメント１０７、１０７ａと各々結合し、実質的に閉じた誘導器を
加工物の予め選択された部品のまわりに形成する。

【００３２】上部及び下部誘導器の組セグメント１０７、１０９及び１０７ａ、１０９ａに
対する閉じた位置(closed position)が図２（ｃ）に図示される。図示される上
部及び下部誘導器アセンブリは、軸が中心の加工物軸と平行で中心の加工物軸か
らオフセットされている２つの加工物部品、及び軸が加工物軸と共通である２つ
の加工物部品の最大限を加熱できる熱処理ステーションの選択された形状を表す
。代わりの形状では、実質的に閉じた上部及び下部誘導セグメントが、軸が中心
の加工物軸と平行で中心の加工物軸からオフセットされている、及び軸が加工物
軸（単一を含む）と共通である加工物部品の組み合わせ、又は何れかのタイプの
奇数の加工物部品のあらゆる組み合わせから作られた加工物を熱処理できる。加
工物熱処理ステーション及びステーションの形状の数は、加工物の特定の形状に
依存する。単一のコイル巻き数が図示される上部及び下部誘導セグメントに対し
て使用されたが、技術者は、本発明の範囲から逸脱することなく２回又はそれ以
上の巻き数を提供して、比較的大きな個々の加工物部品を硬化させることができ
ることを高く評価するであろう。

【００３３】下部又は上部誘導セグメントは、固体の銅ブロックから製造できる。内側貫通
開口部が、各誘導セグメント中に提供される。図２（ａ）及び図２（ｂ）は、下
部及び上部誘導セグメント１０７、１０９中の内側貫通開口部１１７ａ、１１７
ｂを図示する。各貫通開口部は、貫通開口部を実質的に囲む第１及び第２のコイ
ルセグメントを形成する。また、以下に詳細に記載されるように、貫通開口部は
、磁束集中器セグメントを誘導セグメントのまわりに配置するために使用される
。第１及び第２のコイルセグメントは、下部誘導セグメントを通る供給及び帰還
電流路として機能する。上部誘導セグメントでは、第１及び第２のコイルセグメ
ントは、一般に円形の誘導電流路を形成する。下部誘導セグメント中の電流が一
般に図２（ａ）の矢印により示される方向にあるとき、上部誘導セグメント中の
誘導電流は一般に、図２（ｂ）の矢印により示されるように反対方向である。加
工物部品が特定の熱処理ステーションにおいて加熱されることにより、貫通開口
部も、１組の上部及び下部誘導セグメントで熱処理される１つ又は２つの加工物
部品をつなぐ非熱処理加工物部品に対する（滞留）位置として機能できる。

【００３４】一般に、下部及び上部誘導セグメント中の貫通開口部の幅は、非熱処理加工物
部品の幅よりも僅かに大きい。本発明の好ましい実施例では、各第１及び第２の
コイルセグメントは、図２（ａ）及び図２（ｂ）の開口部１２１ａ、１２１ｂで
図示されるような１つの部分的な開口部を有する。下部誘導セグメント中の部分
的な開口部は、上部誘導セグメント中の対応する部分的な開口部に対して鏡像の
位置にある。例えば、図２（ａ）で図示される下部誘導セグメント１０７に対し
て、下部誘導セグメント中の加工物の部分的な開口部１２１ａは、図２（ｂ）に
図示される上部誘導セグメント中の加工物の開口部１２１ｂに対して鏡像の位置
にある。上部パレット組立品が最も近い位置にあるとき、上部パレット組立品中
の１つ又は複数の上部誘導セグメントは、下部パレット組立品中の対応する１つ
又は複数の下部誘導セグメント（から電気的に絶縁されているが）に隣接して位
置する対面する表面を有する。

【００３５】図２（ａ）及び図２（ｂ）の領域１１９ａ、１１９ｂと結合している磁束集中
器により図示されるように、領域と結合している１つ又は複数の磁束集中器が、
対応する上部及び下部誘導セグメントに提供される。２つの電気コネクタ２９ａ
、２９ｂが下部誘導セグメント１０７へ電力終端領域１２２において取り付けら
れる図２（ｃ）に図示されるように、各下部誘導セグメントは、電源に接続する
用意を有する。誘電体材料４１１は、２つの導体を互いから電気的に絶縁する。
前に開示したように、導体２９ａ、２９ｂは、各下部誘導セグメントを電源２０
へ負荷整合変圧器２２を経由して接続する。他の形状では、変圧器の機能を電源
に含むことにより負荷整合変圧器が除去される。

【００３６】図２（ｃ）及び図３（ａ）に図示されるように、上部パレット組立品が最も近
い位置にあって電力が１つ又は複数の下部誘導セグメントに加えられるとき、磁
束集中器セグメント１０３ａ、１０３ｂは、電力を供給された下部誘導セグメン
トから上部誘導セグメントへの磁束を結合する磁束集中器を形成する。各磁束集
中器は、保持装置１０５により関連する誘導セグメントのまわりの所定の位置に
保持される。各集中器セグメンは、高透磁率の磁気材料（例えば、複数の薄層か
ら成る鉄のシート）から成る。上部パレット組立品が最も近い位置にあるとき、
集中器セグメント１０３ａの表面１０４ａ、１０６ａは、集中器セグメント１０
３ｂの向かい合う表面１０４ｂ、１０６ｂの近くに各々持ってこられるか又は各
々接触する。理想的には、上部パレット組立品が最も近い位置にあるとき、最大
磁束結合のために向かい合う磁束集中器の表面は互いに接触しなければならない
。しかし、好ましい実施例では、最小限のエアギャップを維持して、上部パレッ
ト組立品５００が最も近い位置に移動されるときに、対面する表面を互いにぶつ
ける原因となる機械的精度を考慮する。

【００３７】１組のＵ字型磁束集中器が図２（ｃ）の１組の下部及び上部誘導セグメントの
まわりに図示されているが、複数組の磁束集中器も下部及び上部誘導セグメント
の複数の対応する磁束集中器領域のまわりに同様に配置して磁束結合を改善でき
る。磁束集中器セグメントの組のための代わりの形状が、図３（ｂ）〜図３（ｄ
）に図示される。図３（ｂ）に図示される形状は、上部誘導セグメントに関連す
る集中器セグメント１０３ｂ’の重さが最小にされる点で特に有用であり、その
ことは可動上部パレット組立品の重さを最小にする助けとなる。

【００３８】以下で開示されるように、コイルセグメント中の部分的な開口部は、一般に任
意に外形を形成された半円形である。上部誘導セグメントが（誘電体分離を有す
る）下部誘導セグメントの上面で適切に位置合わせされるとき、対応する部分的
な開口部は、ステーションに適切に据え付けられるときに熱処理される予め選択
された加工物部品を実質的に囲む完全な誘導器コイル開口部を形成し、電力が下
部誘導器コイルに加えられる。上部及び下部誘導セグメントが加工物の主軸と同
軸ではない実質的に円筒型の加工物部品を熱処理するために使用されるとき、図
２（ａ）及び図２（ｂ）に示されるように、部分的な開口部の軸は加工物の主軸
からオフセットされる。

【００３９】実質的に円筒型の加工物部品が加工物の中心軸と共通の軸を有するとき、部分
的な開口部は加工物の主軸と同軸である。部分的な開口部及び貫通開口部の幅及
び直径は、特定の加工物の加工物部品の幅及び直径に依存する。更に、部分的な
開口部の直径は、多数の要求を満たすように選択される。多数の要求は、表面と
（開口部に据え付けられた）加工物部品の間の適切なエアギャップ；エアギャッ
プ中の十分な急冷液流；及び熱処理の間の加工物部品の熱膨張を含む。各部分的
な開口部は、一般にアーチ形のコイル表面を形成する。特に、急冷されるとき、
誘導セグメントの一般にアーチ形のコイル表面は急冷穴により分離される。この
実施例では、急冷穴１３１、並びに外部及び内部コイルリップ１２３ａ、１２３
ｂを有する下部誘導セグメント１０７に対して図２（ａ）に図示されるように、
急冷穴は一般にアーチ形のコイル表面を内部及び外部コイル「リップ」に分離す
る。

【００４０】他の実施例では、急冷穴１３１は個々の開口部であるためには必要ない。例え
ば、急冷穴１３１によって一般に占められる領域中の複数の別々の穿孔も使用で
きる。コイルが面する表面１１５ａにおいてコイルリップ１２３ａ、１２３ｂに
より形成されるコイルインターフェース領域１２７に対して図２（ａ）で図示さ
れるように、フィッシュテールインターフェース領域は、関連するコイルが面す
る表面を用いて形成されたコイルリップのインターフェースにより定められる。
上部又は下部誘導器アセンブリへの最も深い侵入（換言すれば、インターフェー
ス領域から約９０度オフセットされた）におけるコイルリップのペアの領域はベ
ース領域と呼ばれ、下部誘導セグメント１０７の１つの開口部に対して素子１２
９により図示される。コイルリップは、軸幅（即ち、コイルリップを用いてアー
チ形の表面により形成された部分的な開口部の内部に据え付けられた加工物部品
の軸方向のコイルリップの幅）を、ベース領域１２９付近の軸幅より大きいイン
ターフェース領域１２７に一般に有する。これは、リップの壁部を斜めにするこ
とにより達成できるが、図２（ａ）に図示されるように、壁部は斜めに切られて
狭くする効果を達成することもできる。

【００４１】代わりの実施例では、図８（ａ）に図示されるように、１組の関連する下部及
び上部誘導セグメント１０７ｂ、１０９ｂ中の部分的な開口部が、実質的に卵形
の開口部を各々形成する。この形状で、図８（ａ）のエアギャップ領域１２８に
より図示されるように、最も小さい半径方向のエアギャップはインターフェース
領域１２７にあり、最も大きいエアギャップは熱処理される加工物部品と隣り合
う加工物部品中の隣接質量の欠如が存在する領域及び／又は熱処理された加工物
部品中の穴の領域にある。この形状に対して、下部誘導セグメント１０７bに対
するベース領域１２９ｂは、最も大きいエアギャップより小さいが最も小さいエ
アギャップより大きいエアギャップを有する。この形状は、熱処理される加工物
部品に隣接する貫通開口部中に据え付けられた非熱処理加工物部品の非対称形を
補償するために、又は熱処理される加工物部品が開口部（例えば、穴）又は他の
間隙を有するときに特に有用である。

【００４２】代わりの実施例では、下部の電力を供給された（又はアクティブな）一部の誘
導器は図２（ａ）に図示されるように１回巻コイルから構成でき、上部の（又は
パッシブな）一部の誘導器は２回巻コイルから構成される。２回巻コイルは、（
貫通開口部中の）他の１回巻コイルの内側に配置された１回巻コイルの１つを有
する図２（ｂ）に図示される２つの１回巻コイルに類似している。１組の磁束集
中器は、アクティブな一部の誘導器をパッシブな一部の誘導器を構成する２つの
１回巻コイルに磁気的に結合させるために使用できる。この形状では、２つの１
回巻コイルは、互いに及びアクティブな一部の誘導器から電気的に絶縁される。
２つのパッシブな一部の誘導器のコイルセグメントに隣接して形成された１組の
パッシブな部分的な加工物の開口部は、アクティブな一部の誘導器中の単一の部
分的な加工物の開口部と向かい合って配置される。パッシブな部分的な加工物の
開口部の各ペアは、上記のように１組のコイルリップで外形を作られるか、代わ
りにパッシブな部分的な加工物の開口部の組み合わされたペアが１組のコイルリ
ップを形成するように外形を作られる。この第２の形状では、コイルリップの穴
分離は、電気的に絶縁された隣接コイルセグメントの間の分離から形成される。

【００４３】各急冷穴１３１は、上部及び下部誘導セグメントを通して１つ又は複数の急冷
液(quenchant)通路１３３に接続される。急冷液(quenchant)通路は、下部及び上
部誘導セグメント中に提供された１つ又は複数の急冷液(quenchant)入口開口部
１３５の中に存在する。本発明の他の実施例では、急冷液(quenchant)通路及び
ルーティングは、誘導セグメントの外部の配管又はパイプを経由する。

【００４４】図５（ａ）〜図５（ｄ）、図６（ｂ）、図６（ｃ）、図７（ｂ）、及び図７（
ｃ）に図示された１つ又は複数のスロットを付けられた側面シールドは、誘導セ
グメントのアーチ形のコイル領域のまわりの誘導セグメントの一方の側又は両方
の側に任意に提供される。図２（ｃ）は、外部側面シールド１３７の上部誘導セ
グメント１０９ａへの一般的な適用を図示する。側面シールドは、（熱処理され
る加工物部品に対する）磁束集中器、及び（熱処理された部品に隣接する加工物
部品に対する）磁場シールドの両方として機能する。側面シールドは、適切な高
透磁率の磁気材料（例えば、磁石鋼）から形成される。側面シールドは側面シー
ルドが取り付けられる誘導セグメント中の電流によりつくり出される磁場の形状
に影響を与え、誘導セグメントは熱処理される加工物部品中の選択された領域の
硬化に影響を与える。加えて、また、側面シールドは、（貫通開口部１１７ａ、
１１７ｂ中に据え付けられたか、又は誘導セグメントの外部に隣接する）誘導器
アセンブリ中の熱処理されていない加工物部品を望ましくない浮遊加熱から保護
する。更に、図５（ａ）及び図５（ｂ）は、側面シールドの好ましい実施例を図
示する。

【００４５】側面シールドに対するスロット１３６と隣接する歯１３９の間のピッチ率が制
御され、側面シールドにより提供されるシールドの程度に影響を与えることが出
来る。もしスロットの幅（ｗ１）と隣接する歯の幅（ｗ２）の比が５より大きけ
れば、磁束集中器及び磁場シールドとしての側面シールドの有効性は減少する。
従って、最小の集中及びシールドが５より大きい比で提供される。逆に、ピッチ
率が小さく作られるにつれて、磁気集中及びシールドは改善する。図５（ｃ）及
び図５（ｄ）は、大きなスロット１３８ａ、１３８ｂに隣接する領域中に開口部
又は間隙領域を有する加工物部品の熱処理を改善する、典型的な外部積層側面シ
ールド１３７ａ及び内部積層側面シールド１３７ｂを図示する。コイルセグメン
トに対するそれらの配置は、図４（ｅ）及び図４（ｆ）に図示される。開口部に
隣接する大きな（細長い）スロットを提供することは、開口部のまわりの加熱を
減少させ、過熱及び熱ストレスによる開口部の領域及び穴領域中の亀裂の可能性
を減少させる。一般に、細長いスロットの幅は、隣接する開口部の直径の３倍よ
り小さく制限される。加えて、シールドは個々に外形を作られ、熱処理される特
定の加工物部品のまわりの所望するフィールド形状を収容する。

【００４６】シールドの厚さは性能に対して重要である。実際的なアプリケーションに対し
て、個々の各側面シールドの厚さは、一般に３ミリメートルより大きくなければ
ならない。さもなければ、側面シールドは加工物の熱処理の間に過熱され、それ
は望ましくない現象である。いくつかのアプリケーションでは、誘導セグメント
から逸れた方向を向く側面シールドの表面が隣接する加工物部品と接触して、電
気的短絡のための経路を形成する。これと同様な場合、側面シールドは誘導器か
ら誘電体材料を用いて電手的に絶縁されるか、又は誘導セグメントの境界面の内
部に同じ高さに据え付けられるかしなければならない。

【００４７】特定の加工物部品の最適な熱処理を誘導熱処理システム１０中で達成するため
に、個々のコイルセグメント（又は、コイルリップ）は誘導セグメント領域の幅
を加工物部品の軸方向に変化させることにより「外形を作り」、種々の加工物硬
化要件に対応できる。外形の形成(profiling)は対応する下部及び上部誘導セグ
メントの間の誘電体分離による誘導加熱中の異常を補正し、非熱処理加工物部品
の変化する変則的な形状は、熱処理加工物部品と加工物中の磁場及び電流分布に
影響を与えることが出来る熱処理された部品（例えば、開口部、油穴、及び他の
間隙）における不揃いを結びつける。最も一般的な用語では、外形の形成(profi
ling)は、部分的な開口部を一般に滑らかな半円形のアーチ形のコイル表面から
変形させる誘導セグメント（又は、コイルリップ）における特徴を含む。図４（
ｂ）は、コイルセグメントに対する一般的な外形形成(profiling)アプローチを
図示する。

【００４８】一般に、インターフェース領域１２７に隣接する周囲の長さ（ｄ２）は、コイ
ルセグメントの内部で熱処理される加工物部品の軸幅の２倍より小さく、コイル
セグメントの軸方向移動幅（ｄ１）は、同じ加工物部品の軸幅の０．３倍より小
さくなるように選択される。コイルを作ると、インターフェース領域１２７の最
も広い部分は、下部及び上部誘導セグメントの対面する表面の間の誘電体分離を
補償する。図４（ｃ）に図示されるように、熱処理される加工物部品の表面の（
点線で示されるように、コイルセグメントのアーチ形の表面に突き出た）開口部
２０１付近の領域では、開口部に隣接するコイルセグメントの内部及び外部表面
が更に外形形成され、加工物部品の表面の開口部を補償する。

【００４９】一般に、形成された切り口の軸幅（ｄ３）は、開口部２０１の外径の３倍より
小さい。（点線で示されるように、コイルセグメントのアーチ形の表面に突き出
る）斜めにされるか角度を付けられた穴２０２の場合、図４（ｄ）に図示される
ように、形成される幅（ｄ４）は斜めにされた開口部に近い側で増加する。場合
によっては、図６（ａ）に図示されるように、下部及び上部誘導セグメントの対
面する表面の間の誘電体分離の効果を、対面する表面の領域中の広くされたコイ
ルとより小さな「コイル−加工物」エアギャップの組み合わせにより補償するこ
とが出来る。図４（ｅ）及び図４（ｆ）は、誘導セグメントの各側の２倍の又は
「サンドイッチ」側面シールドのアプリケーションを図４（ｂ）及び図４（ｃ）
の外形形成の特徴に加えて各々図示する。

【００５０】図６（ｄ）及び図７（ｃ）に示されるように、アーチ形のコイル領域の半径を
熱処理される特定の加工物の要求に基づいて変化させることが出来る。この変更
を行うことは、加工物部品の表面とアーチ形の誘導器表面の間のエアギャップの
半径方向の長さを変化させる。一般に、より小さいエアギャップがインターフェ
ース領域１２７で維持され、上部及び下部誘導器コイルセグメントの向かい合う
表面の間につくり出された誘電体ギャップを補償する。

【００５１】いくつかのアプリケーションでは、予め選択された加工物部品の表面積に対す
る熱処理を制限することが好ましい。代わりのアプリケーションでは、加工物部
品の表面積及びその面取り領域の熱処理が好ましい。

【００５２】図６（ｂ）〜図６（ｄ）は、面取り硬化なしに所望する加工物表面硬化を達成
する側面シールド及びコイル外部形成(profiling)の典型的なアプリケーション
を図示する。図６（ａ）の断面線Ａ−Ａを参照すると、図６（ｂ）は、加工物部
品２０６、２０８と隣接して結合している面取り領域２０７ａ、２０７ｂを硬化
すること無しに加工物部品２０７表面硬化を達成する、誘導セグメントのリップ
１２４ａ、１２４ｂのエッジと同一平面のエッジの１つを有する（「サンドイッ
チ型」側面シールドと呼ばれる）内部及び外部側面シールドの使用を各々図示す
る。（図６（ａ）の断面線Ｂ−Ｂを参照する）図６（ｃ）は、２つの側面シール
ド１３７、１３７’をサンドイッチ形状で使用してコイルセグメント中でより優
れた磁場制御を提供する変形を図示する。図４（ｅ）及び図４（ｆ）も、サンド
イッチ形状の側面シールドのアプリケーションを図示する。これは、より良い硬
化パターンの再現性をもたらす。加えて、側面シールドのシールド特性を改善す
ること、及び不規則に形成された隣接する加工物部品２０６、２０８に対するコ
イルセグメントの感受性を著しく減少させることを可能にする。

【００５３】他の実施例では、２つより多い側面シールドがサンドイッチ形状で更に正確な
磁場制御のために提供される。図６（ｄ）は、熱処理される予め選択された加工
物部品２０７が穴２０２又は他の開口部を有するとき、及び／又は隣接する加工
物部品２０６、２０７が隣接する間隙又は質量の欠如を有するときの、側面シー
ルド無しの熱処理アプリケーションを図示する。図６（ａ）に図示されるように
、誘導セグメント１０９は半径方向に断面線Ｃ−Ｃにおいて逆行して形成され、
開口部２０２付近のコイルの磁場を修正する。図６（ａ）の断面線Ｃ−Ｃにより
示されるように、誘導セグメントが半径方向に形成されるとき、半径方向に形成
された切り込みの好ましい幅（ａ１）は、隣接する穴の内径の３倍より小さい。

【００５４】代わりに、図７（ａ）〜図７（ｃ）が、面取り領域２０７ａ、２０７ｂ、及び
予め選択された加工物部品２０７の表面が熱処理される代わりの配置を図示する
。図６（ｄ）、図７（ｃ）、及び図８（ｂ）〜図８（ｄ）は、角度を付けられた
油穴２０２が熱処理される加工物部品２０７中に存在する半径方向のコイル外形
形成(profiling)を図示する。

【００５５】熱処理ステーションの下部パレット組立品は、１つ又は複数の下部誘導セグメ
ントが接続されるベースプレートを含む。図９（ａ）は、ベースプレート４０５
を有する典型的な下部パレット組立品４００を図示する。下部誘導セグメント１
０７、１０７ａは、ベースプレート４０５に接続される。一般に、図２（ｄ）に
典型的に図示されるスペーサ４１５が使用され、各下部誘導セグメントとベース
プレートの間の電気的絶縁を提供する。また、スペーサは下部誘導セグメントに
対する高さ調節装置として機能し、下部パレット組立品中での加工物の適切な据
え付けに便宜を図る。スペーサは、適切な絶縁材料（例えば、NEMA Grade G-10
エポキシ／ガラス材料、ナイロン／ケブラー複合材、又は他の類似のタイプの材
料）から作ることが出来る。もし急冷液(quenchant)がステーション中の加工物
部品の熱処理に必要なら、スペーサ４１５及び下部プレート４０５は、急冷液(q
uenchant)の下部誘導セグメント中の通路への供給を容易にする１つ又は複数の
通路を備えることが出来る。加えて、開口部をスペーサ４１５の内側に提供する
ことは、放出された急冷液(quenchant)が急冷液(quenchant)汚染物貯蔵タンク５
０に流れ込むことを可能にする。シャフト支持ブロック４３０が、ベースプレー
ト４０５に取り付けられる。

【００５６】もし急冷が熱処理ステーションで実行されたら、放出された急冷液(quenchant
)は上部及び下部誘導セグメントを冷却するのに通常は十分である。しかし、も
し急冷がステーションで実行されないか、又は上部及び下部誘導セグメントの追
加冷却が所望されたら、銅配管は誘導セグメントに半田付けされ、誘導セグメン
トから銅配管を通る冷却媒体流への改善された熱伝達を提供できる。

【００５７】アプリケーションの特徴及び加工物の形状により、１つ又は複数の補償装置を
誘導熱処理コイル設計に取り入れることが出来る。補償装置は、（鉄、炭素鋼、
及びステンレス鋼を含むが限定されない）導電材料から作られなければならない
。補償装置は、コイルセグメントに取り付けることが出来る。或いは、特別な取
付具を使用することにより、補償装置は、非対称加工物部品を隣接させること（
又は、非対称加工物部品の不在）により作り出される、誘導セグメントに隣接す
る間隙に配置できる。補償装置は、奇異に形成された隣接する加工物部品による
、誘導コイルセグメントに隣接する領域中の金属の質量の欠如を補償する。また
、補償装置は熱処理加工物部品の選択された領域中の磁場を再分布させ、例えば
、（即ち、隣接する加工物部品形状による）隣接質量の欠如が存在する領域中の
電力密度の余剰を補償する。側面シールドと同様に、アプリケーション及び加工
物の形状により、補償装置は「開いた」又は間隙領域を有する。例えば、角度を
付けられた穴の場合、角度を付けられた穴の「質量が無い」側に配置された補償
装置は「開いた」領域を持たない。同時に、「質量がある」側に配置された補償
装置は「開いた」領域を持つ。

【００５８】熱処理ステーションの上部パレット組立品は、１つ又は複数の上部誘導セグメ
ントが接続されるバックプレートを含む。図９（ａ）は、バックプレート５０５
に接続された上部誘導セグメント１０９、１０９ａを有する典型的な上部パレッ
ト組立品５００を図示する。上部誘導セグメントがバックプレート上に配置され
、上部パレット組立品が最も近い位置にあるとき、各上部誘導セグメント上の対
面する表面及び部分的な加工物の開口部が、各対応する下部誘導セグメント上の
対面する表面及び部分的な加工物の開口部と位置合わせされる。図示される実施
例では、上部パレット組立品が開いた(opened)及び閉じた位置(closed position
)の間で回転するので、硬い軽金属（例えば、アルミニウム）が、バックプレー
トのための適切な材料である。一般に、下部パレット組立品と同様に、スペーサ
４１５がバックプレート５０５と各上部誘導セグメントの間に提供される。軸受
台４３１がバックプレート５０５に取り付けられる。上部パレット組立品５００
が回転して下部パレット組立品４００へ軸４３２により接続され、加工物位置決
めシステムが加工物を下部パレット組立品から除去するか挿入するときに、上部
パレット組立品が下部パレット組立品から開いた位置(opened position)へ移動
される。

【００５９】加工物が下部パレット組立品に挿入された後、上部パレット組立品５００は最
も近い位置へ回転され、対応する加工物の部分的な開口部のペアにより形成され
た実質的に円筒型の開口部に配置された加工物部品を電力を下部誘導セグメント
へ供給することにより熱処理でき、もし所望するなら急冷できる。技術者は、本
発明の範囲から逸脱することなく上部パレット組立品を下部パレット組立品から
／へ向けて選択的に移動させるための他の手段が利用できることを高く評価する
であろう。例えば、もし横型のコンベヤシステムが加工物をステーション間で平
行移動させるために使用されるなら、上部パレット組立品を垂直方向に直接的に
持ち上げてもよい。他の代わりの形状では、下部（又は第１の）及び上部（又は
第２の）パレット組立品は９０度回転でき、第２のパレット組立品が開いた(ope
ned)又は閉じた位置(closed position)の間で単純にスライドできる。この特定
の配置は、加工物が第１のパレット組立品に取り付けられない部品上に据え付け
られることを許容する。

【００６０】図１０（ａ）に図示されるように、ピボット層７５０がバックプレート５０５
中のスロットの内部に延長する。もし上部パレット組立品が最も近い位置にあれ
ば、回転ドライブ７５５は層７５０、及び層７５０が挿入される上部パレット組
立品を矢により示される方向へ回転させ、上部パレット組立品及び取り付けられ
た部品を開いた位置(opened position)へ持ち上げることができる。上部パレッ
ト組立品が開いた位置(opened position)にあるとき、回転ドライブ７５５は層
７５０、及び上部パレット組立品を矢により示されるのと反対の方向へ回転させ
、上部パレット組立品を最も近い位置まで下げることができる。

【００６１】回転ドライブ７５５は熱処理ステーションの構造的基礎に固定され、圧縮空気
又は油圧トグルクランプにより動力を供給されるカムローラでよい。ピボットク
ランプ層とピボットコイルアセンブリは同軸である。上部パレット組立品は、重
りを用いて機械的に、又は光学的制動装置を使用することにより平衡させること
ができる。図１０（ａ）に図示されるように、制動機能は、油圧システムが万一
故障した場合に上部パレット組立品５００を開いた位置(opened position)まで
駆動する圧搾空気で駆動されるスプリングアクチュエータ７８５により提供でき
る。アクチュエータ７８５の１つの端部が上部パレット組立品５００に接続され
、向かい合う端部がベースプレート４０５に取り付けられる。

【００６２】図１０（ｂ）に図示されるバックプレート５０５ａは、釣り合い重り７６０を
含む。また、バックプレートに接続された上部誘導セグメントへの急冷液(quenc
hant)経路を提供する（点線で示される）内部通路７６７の使用が図１０（ｂ）
に図示される。各釣り合い重り７６０に提供される急冷液(quenchant)取入口７
６９は、内部通路への急冷液(quenchant)の侵入を可能にする。各取入口は、回
転ユニオン(rotary union)継手とクイック接続(quick connect)継手を用いて急
冷液(quenchant)供給源に接続できる。

【００６３】回転ドライブ７５５が上部パレット組立品を最も近い位置に向けてピボットす
るとき、上部パレット組立品中の１つ又は複数のロケータジグフィート７２０が
、下部パレット組立品上の対応するロケータ７２１に固定され、上部及び下部誘
導セグメントの適切な位置合わせを保証する。ロケータ７２１は調節可能な高さ
手段を備えることができ、（誘電体の分離を用いた）上部誘導器対面表面の下部
誘導器対面表面上への配置の微調整を可能にする。下部誘導セグメントに対する
上部誘導セグメントの横方向の調整は、２つの同軸な調節可能なネジ山を切られ
たカラーを上部パレット組立品に取り付けられた各軸受台４３１の１つの側に提
供することにより行うことができる。

【００６４】図１１に図示される熱処理ステーションの実施例では、ベースプレート４０５
が取付具プレート７０５に取り付けられる。下部及び取り付けられた上部パレッ
ト組立品の詳細は図１１に含まれないが、本明細書の他の部分で開示される。取
付具プレート７０５は、ベースプレート４０５並びに接続された下部及び上部パ
レット組立品がガイドレール７１１上を移動することを可能にするリニアベアリ
ング７１０を有する。ガイドレール７１１はレールプレート７０６に固定され、
レールプレート７０６は熱処理ステーションに対する構造的基礎７０７に取り外
し可能に取り付けられる。図１３に図示されるように、コイル転換ドリー８００
は、下部及び上部パレット組立品から成る完全なパレット組立品を取り外し及び
取り付ける効率的な手段を提供する。前記ドリーは、前記ドリーが熱処理ステー
ションに隣接して配置されるときにガイドレール７１１と位置が合うガイドレー
ル７１２を含む。

【００６５】図１３に油圧手動ポンプ８１０及びシリンダ８１１として図示される適切なジ
ャッキシステムは、完全なパレット組立品を熱処理システムから移動させること
が出来る。完全なパレット組立品が除去されるとき、上部パレット組立品に取り
付けられたピボット機構（即ち、ピボット層７５０）はバックプレート５０５の
外へスライドする。シリンダ８１１に取り付けられたキャッチラッチ(catch lat
ch)８１５は、取付具プレート７０５又は下部若しくは上部パレット組立品の他
の部品に適切に取り付けられた噛み合わせラッチ８１６でロックされる。いった
ん完全なパレット組立品が除去されたら、交換パレット組立品を、前記ドリーか
ら逆の順番で、交換パレット組立品をドリーレール７１２からステーションレー
ル７１１へ押すことにより据え付けることが出来る。この配置は、下部及び上部
パレット組立品の部品が熱処理ステーションの基礎に固く取り付けられる他の実
施例に著しい改善をもたらす。

【００６６】後の実施例では、もし部品（例えば、下部誘導セグメント）が交換を必要とし
たら、下部誘導セグメントが除去されて交換される間、熱処理システムは停止し
なければならない。本発明の開示された装置及び方法を使用して、欠陥のある下
部誘導セグメントが熱処理システムから除去される間に、欠陥のある下部誘導セ
グメントを含む下部及び取り付けられた上部パレット組立品は除去されて欠陥の
ないパレット組立品とすぐに交換できる。加えて、そのような熱処理システムは
経済的である。何故ならば、同じ数のステーションで熱処理できる別々に形成さ
れた加工物の熱処理は、完全な熱処理システムを交換するよりも完全なパレット
組立品を交換することにより達成できる。パレット組立品が所定の位置に移動す
るとき、パレット組立品を加工物位置決めシステムに対して適切に配置するため
の適切な調節手段が提供され、下部パレット組立品の内部に下げられた加工物は
下部パレット組立品中に適切に設置される。

【００６７】図１１では、典型的な調節手段が、（下部及び上部パレット組立品と一緒に）
構造的基礎７０７に対するベースプレート４０５の位置をＹ軸方向に調節するネ
ジで駆動される調節可能なハードストップ８２０として図示される。加えて、図
１１では、Ｘ−Ｙ平面でのベースプレート４０５の回転方向の調節を提供するた
めの典型的な調節手段が提供される。クランプ８２２は、構造的基礎７０７に対
して選択された位置でピボットされてロックできる。

【００６８】予め選択された加工物部品を熱処理するための１つ又は複数の下部及び上部誘
導セグメントに加えて、各熱処理ステーションは加工物位置決めシステムを有す
る。加工物位置決めシステムは加工物を配向し、予め選択された加工物部品は、
下部誘導器コイルの部分的な加工物の開口部、及び下部誘導セグメント中の貫通
開口部に適切に位置する。下部パレット組立品部品中への加工物の適切な配置は
、各ステーションにおいて加工物の軸方向への回転又は平行移動（又は、回転及
び平行移動の両方）を必要としてもよい。加工物がステーションに適切に配置さ
れることを保証するために、加工物位置決めシステムは、クレーン４０に関連す
る部品、若しくは各熱処理ステーションに配置された部品、又はこれら２つの組
み合わせから成る。

【００６９】加工物搬送システムに関連する典型的な加工物位置決めシステムが、図１２（
ａ）に図示される。クレーン４０は移動アーム４１、４２に独立して各々取り付
けられた２つのスピンドル６８０、６８２を有し、移動アームは矢印により示さ
れる横方向に移動できる。制御ボックス６８５は、２つのアームの横の動きを接
続手段６８１により制御する。主スピンドル６８２は、ロータ６８３に取り付け
られる。ロータ６８３は回転軸６８６に接続される。回転ドライバ６８７は回転
軸６８６に（例えば、減速ギアボックス６８８及び出力シャフト６８９を有する
ベルト及びプーリー伝達により）適切に接続され、回転軸６８６及び取り付けら
れたロータ６８３を回転させる。

【００７０】加工物の両端を確実に把持するためにスピンドル６８０、６８２の両方を互い
に向けて横に移動させることにより、熱処理ステーションまで／から、及び熱処
理ステーションの間で加工物を搬送するために、主スピンドル６８０、６８２は
加工物とかみ合う。同時に、位置決めピン６８４が、加工物の端部に提供された
対応する位置決め穴とかみ合う。クレーンが最初に加工物を熱処理のために（例
えば、ロードステーションで）持ち上げるとき、加工物は加工物位置決めシステ
ムが加工物の軸の初期角度位置として認識する位置で配向される。この方法では
、システムは加工物の全ての回転を各熱処理ステーションで、この初期角度位置
に対して行うことが出来る。

【００７１】図１２（ｂ）は、各熱処理ステーションに配置できる光学的加工物位置決めシ
ステムを図示する。上記のように、各下部パレット組立品４００はベースプレー
ト４０５を含む。据え付けブロック６１０ａ、６１０ｂがベースプレートに取り
付けられ、加工物の選択された部品を据え付けるために配置される。Ｖ字型ブロ
ックとして図示されているが、他の適切な据え付け手段（例えば、Ｕ字型ブロッ
ク）も使用できる。据え付けブロック中の加工物の据え付けは、加工物をステー
ションで加熱のために適切に配置するのには十分でないかもしれない。従って、
Ｘ軸調節手段及び回転調節手段も、各ステーションで提供できる。図１２（ｂ）
に図示されるように、ブロック６１０ｂに据え付けられた加工物の端部における
加工物の中心軸に実質的に平行な方向に力を加えることにより、シリンダ６５０
はＸ軸調節手段として機能する。構造６６５は、シリンダ６５０に対する取付及
び位置決め構造として機能する。

【００７２】シリンダ６５０は、（ブロック６１０ａに向かう正の方向への動きで図１２（
ｂ）に示される矢印を基準に）正の又は負の何れの方向へも手動で又は機械的に
駆動でき（例えば、図示されない電気又は油圧駆動）、加工物をＸ方向へ押すか
又は加工物との接触から引き抜く。ピン６５５は回転ディスク６６０に取り付け
られ、据え付け手段に据え付けられている間に加工物を回転させるための手段を
提供する。ピン６５５の端部はシリンダ６５０の端部に対して相対的に配置され
、シリンダ６５０の端部が加工物と接触するとき、ピン６５５の端部が加工物と
接触する。ディスク６６０を回転させることは、ピン６５５と接触することによ
り加工物を回転させる。構造６６５は回転ディスク６６０に対する取付及び位置
決め構造として機能し、ディスクに対する回転ドライブ手段を囲むために使用で
きる。シリンダ６５０に関しては、回転ドライブは手動式又は機械式である。代
わりに又は上記調節手段と一緒に、回転調節手段（例えば、ステーションの誘導
器中で熱処理される主軸から離れた加工物部品が適切に配置されることを保証す
るために予め選択された主軸から離れた加工物部品とかみ合う高さブロック６７
０ａ、６７０ｂ）を使用してもよい。

【００７３】本発明の１実施例では、誘導熱処理システム１０は、図１４、及び図１５（ａ
）〜図１５（ｃ）に図示されるクランク軸２１０を熱処理するために使用される
。クランク軸のピン１、２、３、４、５及び６はクランク軸の主軸方向の部品の
軸から軸方向にオフセットされ且つクランク軸の主軸方向の部品の軸と平行であ
り、素子２１１、２１２、２１３、２１４、２１５、及び２１６として各々識別
される。クランク軸の軸と軸方向に一致する主軸方向の部品は、素子２２１、２
２２、２２３、及び２２４、並びにシール２２５として識別される主管１、２、
３、及び４から成る。図１５（ａ）〜図１５（ｃ）に図示されるように、ウェブ
２３１〜２３９はピン及び主管と相互接続する。ウェブは釣り合い重りとして機
能し、従って、不規則で非対称な形状を仮定する。フライホイール取付素子２２
７が、クランク軸の同じ端部にシール２２５として提供される。

【００７４】クランク軸の向かい合う端部において、クランクノーズ(crank nose)２２６が
主管１（２２１）に取り付けられ、クランク軸駆動スプロケット、プーリー、及
び／又は振動ダンパ取付のための取付台として一般に使用される。技術者は、本
発明の範囲から逸脱することなく、クランク軸２１０の特定のアプリケーション
によってクランク軸終端部品（即ち、素子２２５、２２６、及び２２７）が数量
及び使用法において変わり得ることを高く評価するであろう。更に、ピン形状は
２倍幅（一般）で割れたピン形状に変化し、混ざり合うことができる。シール２
２５中の開口部２６０は、クランク軸位置決めシステムに対する基準位置決め穴
として使用できる。

【００７５】図１５（ａ）は、加工物位置決めシステムにより第１の熱処理ステーション３
１に据え付けられた後のクランク軸２１０の形状を図示する。ピン２１１、２１
４、及び主管２２３、２２４が、第１のステーションで加熱される。図９（ｂ）
は、第１の熱処理ステーション３１に据え付けられたクランク軸２１０を図示す
る。クランク軸は、支持ブロック６１０ａ（図９（ｂ）には図示されない）、６
１０ｂ上のステーション３１に据え付けられる。ステーション３１中のピン２１
１、２１４の誘導熱処理のための適切な配向は、ピン２１２、２１６で高さブロ
ック６１２ａ、６１２ｂを各々使用することにより達成される。図９（ｂ）では
、ブロック６１２ｂは図示されないが、下部誘導セグメント１０７ａに関連する
スペーサ４１５の内部のベースプレート４０５に取り付けられている。

【００７６】（図９（ｂ）には図示されない）ブロック６１２ａは下部誘導セグメント１０
７、１０７ａの間のベースプレート４０５に取り付けられ、拡張した側面リム(l
imb)６１３を有する。加工物搬送システムがクランク軸をステーション３１内部
に降下させるにつれて、リム６１３は外形形成ゲージとして機能し、クランク軸
の位置合わせ不良の場合にクランク軸部品が下部誘導セグメントに衝突すること
を防止する。クランク軸をステーションに据え付けた後、加工物搬送システムが
クランク軸を軸方向にクランクノーズ端部からオイルシール端部へ押すときに、
リム６１３はウェブ２３４に対するハードストップとして使用できる。

【００７７】図１５（ｂ）は、クランク軸２１０が加工物位置決めシステムにより第２の熱
処理ステーション３２に据え付けられた後のクランク軸２１０の形状を図示する
。ピン２１３、２１６、及び主管２２１、２２２が、第２のステーションで熱処
理される。クランク軸は、支持ブロック６１０ｃ、６１０ｄ上のステーション３
２に据え付けられる。ステーション３２中のピン２１３、２１６の誘導熱処理に
対する適切な配向は、ピン２１５、２１１において高さブロック６１２ｃ、６１
２ｄを各々使用することにより達成される。支持及び高さブロックのベースプレ
ート４０５への取付は、ピン２１３、２１６、及び主管２２１、２２２を加熱す
る誘導セグメントの異なる配置を考慮して適切な配向が変化したステーション３
１に対する取付と類似する。

【００７８】図１５（ｃ）は、クランク軸２１０が加工物位置決めシステムにより第３の熱
処理ステーション３３に据え付けられた後のクランク軸２１０の形状を図示する
。ピン２１２、２１５、及びオイルシール２２５が、第３のステーションで加熱
される。クランク軸は、支持ブロック６１０ｅ、６１０ｆ上のステーション３３
に据え付けられる。ステーション３３中のピン２１２、２１５の誘導熱処理に対
する適切な配向は、ピン２１４、２１３において高さブロック６１２ｅ、６１２
ｆを各々使用することにより達成される。支持及び高さブロックのベースプレー
ト４０５への取付は、ピン２１２、２１５、及びオイルシール２２５を加熱する
誘導セグメントの異なる配置を考慮して適切な配向が変化したステーション３１
に対する取付と類似する。ステーション３３は、たった１つの主管軸方向部品（
即ち、シール２２５）がステーションで熱処理される点で、ステーション３１、
３２と異なる。そのような形状では、たとえ１つが使用されなくても、２つの部
分的な加工物の開口部を上部及び下部２つの誘導セグメントに更に提供できる。
何れにしても、あるタイプの形状のコイルセグメントを使用されてないセグメン
トの組に提供して、誘導セグメントを貫通する電流を平衡させなければならない
。

【００７９】通路が使用されてないセグメントのペア中の加工物のために必要であり、上部
及び下部セグメントの間の良好な磁気結合を維持する代替コイル設計が使用でき
る。図１６（ａ）は、部分的な開口部６０１中でオイルシール２２５を熱処理す
るために使用できる典型的な下部誘導セグメント６００を図示する。この形状で
は、第２のコイルセグメント６０２が使用される。対応する上部誘導セグメント
は一般に、電力終端領域１２２を持たない下部誘導セグメントの鏡像である。軸
方向に突出する非熱処理端部素子（例えば、主管２２１、及びクランクノーズ２
２６）を有する熱処理された端部素子の各々に対して、図１６（ｂ）及び図１６
（ｃ）に各々図示される典型的な上部及び下部誘導セグメント６０５、６０５’
が、部分的な開口部６０６、６０６’中の主管２２１だけを熱処理するために使
用できる。第２のコイルセグメント６０７、６０７’は、半円形の素子、及び内
部に前記半円形の素子が据え付けられる半円形の開口部から成る。

【００８０】図１５（ａ）〜１５（ｃ）に図示されるように、全ての熱処理ステーションに
おいて、隣接するペアの部品の間の軸方向の距離が最大化され、コイルバス及び
／又はコアアセンブリの潜在的な機械的干渉を防止する。加えて、ピン又は主管
コイルは、他の平行なコイルの組の内部又は間で作動しない。

【００８１】図１５（ａ）でピン２１３、ウェブ２３７、及び主管２２３に対して通路２４
０により典型的に図示されるような、一般に隣接する主管、ピン、及び結合ウェ
ブを貫通して穴をあけられた斜めにされたオイル通路に対して、前に開示したよ
うな側面シールド及び外形形成(profiling)の使用がクランク軸２１０に特に適
用される。加えて、図３（ａ）で図示される各下部及び上部誘導セグメントを用
いて使用されるＵ字型磁束集中器の単一セグメントのペアに対して、誘導セグメ
ントの磁束集中器領域の長さと一般に等しい各集中器セグメント長さ（ｘ１）は
、熱処理される加工物部品が従来のピン又は主管であるとき、下部及び上部誘導
セグメント中の加工物部品貫通開口部の幅（ｘ５）の少なくとも０．５倍より大
きくなければならない。加工物部品が２倍幅（一般）ピン又は割ピンであるとき
、各集中器セグメントの長さは、誘導セグメント中の貫通開口部の幅の少なくと
も０．２５倍より大きくなければならない、もし複数組の磁束集中器が使用され
たら、全集中器の個々の幅の総和は寸法要求ｘ１を満たさなければならない。

【００８２】図３（ａ）に図示されるように、磁束集中器セグメントの寸法ｘ２、ｘ３、ｘ
４、及びｘ５は、磁束集中器中の磁気飽和を回避するように選択される。場合に
よっては、図２（ａ）及び図２（ｂ）に各々図示される下部及び上部誘導セグメ
ントのように、貫通開口部の幅は、磁束誘導器が誘導セグメントを囲んでこの要
求を満たす誘導セグメントの端部において増加しなければならない。

【００８３】処理される加工物部品が従来のピン又は主管であるとき、磁束集中器に囲まれ
た誘導セグメントの有効幅（ｘ５）は、下部及び上部誘導セグメント中の貫通開
口部の軸幅の０．７５倍より大きいことが好ましく、加工物部品が２倍幅（一般
）ピン又は割ピンであるとき、下部及び上部誘導セグメント中の貫通開口部の有
効幅（ｘ５）の０．４５倍であることが好ましい。

【００８４】上記の実施例は、開示された発明の範囲を制限しない。開示された発明の範囲
は請求項の範囲に含まれる。

【図面の簡単な説明】

【図１（ａ）】本発明の誘導加熱処理システムの１つの実施例の平面図である。

【図１（ｂ）】図１（ａ）の線分Ａ−Ａによって示される、図１（ａ）の誘導加熱処理システ
ムの部分的な正面図である。

【図１（ｃ）】図１（ａ）の線分Ｂ−Ｂによって示される、図１（ａ）の誘導加熱処理システ
ムの側面図である。

【図２（ａ）】加工品の共通軸に平行で、オフセットを持った軸を持った１つまたは２つの加
工品部品を加熱処理するために使用される、本発明の典型的な第１または下部の
誘導器部分の斜視図である。

【図２（ｂ）】加工品の共通軸に平行で、オフセットを持った軸を持った１つまたは２つの加
工品部品を加熱処理するために使用される、本発明の典型的な第２または上部の
誘導器部分の斜視図である。

【図２（ｃ）】上部の誘導器部分が閉じた状態で、加工品の共通軸に平行で、オフセットを持
った軸を持った加工品部品の加熱処理のための１つの下部及び上部の誘導器部分
の組、並びに、加工品の共通軸と共通の軸を持った加工品部品の加熱処理のため
の１つの下部及び上部の誘導器部分の組を示している加熱処理ステーションのた
めの部分的パレット組立品の斜視図である。

【図２（ｄ）】誘導器部分のための典型的なスペーサである。

【図３（ａ）】本発明の加熱処理ステーションと共に使用するための磁束集中器の１つの実施
例の斜視図である。

【図３（ｂ）】本発明の加熱処理ステーションと共に使用するための磁束集中器の１つの実施
例の側面図である。

【図３（ｃ）】本発明の加熱処理ステーションと共に使用するための磁束集中器のもう１つの
実施例の側面図である。

【図３（ｄ）】本発明の加熱処理ステーションと共に使用するための磁束集中器のもう１つの
実施例の側面図である。

【図４（ａ）】下部及び上部誘導器部分の組のための、コイル部分の第１及び第２の部分的加
工品開口の部分的な側面の断面図である。

【図４（ｂ）】図４（ａ）の線分Ａ−Ａで示されている、弓形のコイル表面及び接続領域の部
分的な断面図である。

【図４（ｃ）】穴を持った加工品部品の加熱処理のためのコイルの外形を図示している、図４
（ａ）の線分Ａ−Ａで示されている、弓形のコイル表面及び接続領域の部分的な
断面図である。

【図４（ｄ）】軸方向に対して曲がっている穴を持った加工品部品の加熱処理のためのコイル
の外形を図示している、図４（ａ）の線分Ａ−Ａで示されている、弓形のコイル
表面及び接続領域の部分的な断面図である。

【図４（ｅ）】加熱処理される加工品部品に接続している加工品部品の多様な量（または、塊
）または空所を補正するための、内面及び外面のシールドの使用を図示している
、図４（ａ）の線分Ａ−Ａで示されている、弓形のコイル表面及び接続領域の部
分的な断面図である。

【図４（ｆ）】加熱処理される加工品部品の多様な穴または空所を補正するための、内面及び
外面のシールドの使用を図示している、図４（ａ）の線分Ａ−Ａで示されている
、弓形のコイル表面及び接続領域の部分的な断面図である。

【図５（ａ）】本発明のコイル部分と共に使用するための側面のシールドの側面図である。

【図５（ｂ）】本発明のコイル部分と共に使用するための側面のシールドの、拡大された、詳
細な側面図である。

【図５（ｃ）】穴を持った加工品部品を加熱処理するために使用される、本発明のコイル部分
と共に使用するための外面のシールドの側面図である。

【図５（ｄ）】穴を持った加工品部品を加熱処理するために使用される、本発明のコイル部分
と共に使用するための内面のシールドの側面図である。

【図６（ａ）】下部及び上部誘導器部分の組のためのコイル部分の、第１及び第２の部分的加
工品開口に位置付けられた加工品部品の部分的な断面図である。

【図６（ｂ）】図６（ａ）の線分Ａ−Ａで示されている、加工品部品の表面だけを加熱処理す
るための、接続する部品と共に部分的な加工品開口に位置付けられている加工品
部品、並びに、側面のシールドを持った誘導器コイルの部分的な断面図である。

【図６（ｃ）】図６（ａ）の線分Ｂ−Ｂで示されている、加工品部品の表面だけを加熱処理す
るための、接続する部品と共に部分的な加工品開口に位置付けられている加工品
部品、並びに、多重の側面のシールドを持った誘導器コイルの部分的な断面図で
ある。

【図６（ｄ）】図６（ａ）の線分Ｃ−Ｃで示されている、加工品部品の表面だけを加熱処理す
る場合の、接続する部品と共に部分的な加工品開口に位置付けられている加工品
部品、並びに、穴または接続する小さな部品によって生ずる空所（または、その
両者）を持った加工品部品を加熱処理するための形状にされた誘導器コイルの部
分的な断面図である。

【図７（ａ）】図６（ａ）の線分Ａ−Ａで示されている、加工品部品の表面及びフィレットを
加熱処理するための、接続する部品と共に部分的な加工品開口に位置付けられて
いる加工品部品、並びに、側面のシールドを持った誘導器コイルの部分的な断面
図である。

【図７（ｂ）】図６（ａ）の線分Ｂ−Ｂで示されている、加工品部品の表面及びフィレットを
加熱処理するための、接続する部品と共に部分的な加工品開口に位置付けられて
いる加工品部品、並びに、多重の側面のシールドを持った誘導器コイルの部分的
な断面図である。

【図７（ｃ）】図６（ａ）の線分Ｃ−Ｃで示されている、加工品部品の表面及びフィレットを
加熱処理するための、接続する部品と共に部分的な加工品開口に位置付けられて
いる加工品部品、並びに、穴または接続する小さな部品によって生ずる空所（ま
たは、その両者）を持った加工品部品を加熱処理するための形状にされた誘導器
コイルの部分的な断面図である。

【図８（ａ）】第１及び第２の部分的加工品開口が卵型を形成している場合の、下部及び上部
誘導器部分の組のためのコイル部分の、第１及び第２の部分的加工品開口に位置
付けられている加工品部品の部分的な断面図である。

【図８（ｂ）】図８（ａ）の線分Ａ−Ａで示されている、接続する部品と共に部分的加工品開
口の組に位置付けられている加工品部品、並びに、弓形のコイルの表面の縁と同
じ高さに位置付けられている側面シールドを持った誘導器コイルの部分的な断面
図である。

【図８（ｃ）】図８（ａ）の線分Ａ−Ａで示されている、接続する部品と共に部分的加工品開
口の組に位置付けられている加工品部品、並びに、加工品部品の穴に対処するた
めに外形を形作られた弓形のコイルの表面の縁より下に位置付けられている（縁
から引っ込んでいる）側面シールドを持った誘導器コイルの部分的な断面図であ
る。

【図８（ｄ）】図８（ａ）の線分Ａ−Ａで示されている、接続する部品と共に部分的加工品開
口の組に位置付けられている加工品部品、並びに、穴または接続する小さな部品
によって生ずる空所（または、その両者）に対処するために外形を形作られた誘
導器コイルの部分的な断面図である。

【図９（ａ）】下部パレット組立品中に据え付けられた加工物を持たない開いた位置(opened
position)の典型的な熱処理ステーションのパレット組立品の斜視図である。

【図９（ｂ）】下部パレット組立品中に据え付けられた典型的な加工物を持つ典型的な熱処理
ステーションのパレット組立品の斜視図である。

【図１０（ａ）】上部パレット組立品の上昇及び下降の１実施例を図示する本発明の熱処理シス
テムのための上部パレット組立品の平面図である。

【図１０（ｂ）】釣り合い重りの使用、及び急冷流体(quenchant fluid)通路を図示する上部パ
レット組立品のためのバックプレートの斜視図である。

【図１１】本発明の熱処理システムのステーション中の下部及び上部パレット組立品のた
めの取付素子の１実施例の斜視図である。

【図１２（ａ）】本発明の熱処理システムのための加工物搬送システムのクレーンと組み合わさ
れる光学的加工物ステーション位置決めシステムの斜視図である。

【図１２（ｂ）】熱処理ステーション中に配置された光学的加工物ステーション位置決めシステ
ムの斜視図である。

【図１３】下部及び上部パレット組立品の除去及び設置のための装置の斜視図である。

【図１４】ピンの間の空間関係を角度で図示する、６ピンのクランク軸から成る加工物の
側面図である。

【図１５（ａ）】本発明の第１の熱処理ステーションに適切に配置された図１４の６ピンのクラ
ンク軸の斜視図である。

【図１５（ｂ）】本発明の第２の熱処理ステーションに適切に配置された図１４の６ピンのクラ
ンク軸の斜視図である。

【図１５（ｃ）】本発明の第３の熱処理ステーションに適切に配置された図１４の６ピンのクラ
ンク軸の斜視図である。

【図１６（ａ）】加工物の端部が突出した非熱処理端部素子を持たない加工物部品の一端を熱処
理するために使用される本発明の第１の又は下部誘導セグメントの斜視図である
。

【図１６（ｂ）】加工物の端部が突出した非熱処理端部素子を持つ加工物部品の一端を熱処理す
るために使用される本発明の第２の又は上部誘導セグメントの斜視図である。

【図１６（ｃ）】加工物の端部が突出した非熱処理端部素子を持つ加工物部品の一端を熱処理す
るために使用される本発明の第１の又は下部誘導セグメントの斜視図である。

【符号の説明】

１０熱処理システム１２壁部２０電源２２負荷整合変圧器２５電気筐体２７制御部２８制御パネル２９導体３１−３３熱処理ステーション４０クレーン４１，４２移動アーム５０タンク１０３磁束集中器セグメント１０４表面１０５保持装置１０６表面１０７下部誘導セグメント１０９上部誘導セグメント１１５表面１１７貫通開口部１１９領域１２１開口部１２２電力終端領域１２３コイルリップ１２４リップ１２７インターフェース領域１２８エアギャップ領域１２９ベース領域１３１急冷穴１３６スロット１３７外部側面シールド１３８スロット１３９隣接する歯２０１開口部２０２開口部２０６加工物部品２０７領域２０８加工物部品２１０クランク軸２１１−２１６ピン２２１主管２２５オイルシール２２７フライホイール取付素子２３１−２３９ウェブ２４０通路２６０開口部４００下部パレット組立品４０５ベースプレート４１０，４１１誘電体材料４１５スペーサ４３０シャフト支持ブロック４３１軸受台４３２軸５００上部パレット組立品５０５バックプレート６００下部誘導セグメント６０１開口部６０２コイルセグメント６０５下部誘導セグメント６０６開口部６０７コイルセグメント６１３リム６５０シリンダ６５５ピン６６０回転ディスク６６５構造６８０主スピンドル６８１接続手段６８２主スピンドル６８３ロータ６８４ピン６８５制御ボックス６８６回転軸６８７回転ドライバ６８８減速ギアボックス７０５取付具プレート７０６レールプレート７０７構造的基礎７１０リニアベアリング７１１，７１２ガイドレール７２０ロケータジグフィート７２１ロケータ７５０ピボット層７５５回転ドライブ７６０重り７６７内部通路７８５アクチュエータ７８５スプリングアクチュエータ８００コイル転換ドリー８１０油圧手動ポンプ８１１シリンダ８１６ラッチ８２０ハードストップ８２２クランプ

【手続補正書】

【提出日】平成１４年１月１１日（２００２．１．１１）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項３】前記第１または第２部分的部品開口のどちらかの前記弓形の
コイルの表面が前記実質的に閉じた誘導器内で加熱される前記予め選択された第
１または第２の実質的に円筒形の部品の１つの付近の前記磁場の形状を制御する
ために、外形が形作られている、請求項１に記載の誘導加熱処理システム。

【請求項４】電気的伝導性で磁性の材料から成る少なくとも１つの側面の
シールドが第１部分的部品開口を持った前記第１または第２コイル部分か、ある
いは、第２部分的部品開口を持った第３または第４コイル部分の少なくとも１つ
に備えられ、前記側面シールドが前記第１または第２部分的部品開口の周りに少
なくとも部分的に配置されたスロット状の歯の配列を持ち、各歯の幅に対する隣
接する歯を区切っている各スロットの幅の比が５より小さい、請求項１に記載の
誘導加熱処理システム。

【請求項５】金属加工品の主軸と同軸に配置された少なくとも２つの実質
的に円筒形の第１部品、前記少なくとも１つ２つの実質的に円筒形の部品の間に
置かれた１つ以上の、実質的に円筒形の第２部品を備える前記加工品の予め選択
された部品を加熱処理するための方法であって、前記１つ以上の実質的に円筒形
の第２部品の各々が前記主軸と平行でオフセットを持った独立な軸を持ち、前記
第１及び第２の実質的に円筒形の部品の各々が隣接する非加熱処理の不規則な形
状の部品に接続されており：前記金属加工品を結合すること；前記金属加工品を誘導加熱処理ステーションに移送すること；前記誘導加熱処理ステーションで、静止した部分的誘導器開口内に前記予め選
択された第２の実質的に円筒形の部品の各々を位置付けるため、前記予め選択さ
れた第２の実質的に円筒形の部品の各々を角度方向に方向付けるために、前記金
属加工品を回転させること；前記誘導加熱処理ステーションで、静止した部分的誘導器開口内に前記予め選
択された第１及び第２の実質的に円筒形の部品の各々を位置付けるため、前記予
め選択された第１及び第２の実質的に円筒形の部品の各々を軸方向に位置付ける
ために、前記金属加工品を移送すること；前記金属加工品を前記誘導加熱処理ステーションに位置付けること；前記予め選択された第１及び第２の実質的に円筒形の部品の各々の周りに実質
的に閉じた誘導器を形成するために、非静止の部分的誘導器開口を前記静止した
部分的誘導器開口に隣接して配置すること；前記静止した部分的誘導器の各々にＡＣ高周波電流を供給すること；前記ＡＣ高周波電流を前記非静止の部分的誘導器の各々に、電磁的に結合する
こと；前記ＡＣ高周波電流によって発生した磁場を前記予め選択された第１及び第２
の実質的に円筒形の部品に課すことによって、前記予め選択された第１及び第２
の実質的に円筒形の部品を誘導的に加熱すること；前記非静止の部分的誘導器の各々を前記静止した部分的誘導器から離して配置
すること；及び、前記金属加工品を前記誘導加熱処理ステーションから移送すること；から成る加熱処理するための方法。

【請求項６】誘導的に加熱するステップと同時またはその後に、前記予め
選択された第１及び第２実質的に円筒形の部品の少なくとも１つを急冷するステ
ップをさらに含む、請求項５に記載の方法。

【請求項７】前記隣接した非加熱処理の不規則な形状の部品の１つの不規
則な量（または、塊）のための補正をするために、前記磁場を変更するステップ
をさらに含む、請求項５に記載の方法。

【請求項８】前記予め選択された第１または第２の実質的に円筒形の部品
の少なくとも１つの開口のための補正をするために、前記磁場を変更するステッ
プをさらに含む、請求項５に記載の方法。

【請求項９】少なくとも１つの側面で不規則な形状の部品に接続した、金
属加工品の少なくとも１つの実質的に円筒形の部品を加熱するための誘導器であ
って、前記不規則な形状の部品と前記実質的に円筒形の部品との間にフィレット
が形成されており、誘導器は第１誘導器部分及び第２誘導器部分から形成されて
おり、前記第１及び第２誘導器部分は前記第１誘導器部分に供給されたＡＣ高周
波電流を前記第２誘導器部分に磁気的に結合するための手段を持ち、前記ＡＣ高
周波電流による励起への応答で、前記第１及び第２誘導器部分によって生成され
た磁場の前記部品への適用による加熱のために、前記実質的に円筒形の部品を配
置するために部分的に前記第１誘導器部分及び、部分的に前記第２誘導器部分に
よって実質的に閉じた開口が形成され：前記第１誘導器部分が固体の電気伝導性材料から形成され、さらに前記第１誘
導器部分が：第１接面；その両端に配置された第１コイル部分及び第２コイル部分を形成する貫通開口
；及び、オリフィスによって分割された弓形のコイルの表面を持った、前記第１または
第２コイル部分のどちらかの第１部分的開口であって、前記オリフィスが前記弓
形のコイルの表面をコイルリップの第１の組に分割し、前記第１コイルリップの
組が隣接する前記第１接面と共に接合領域を形成し、前記コイルリップの第１組
が前記不規則な形状の部品の不規則な量（または、塊）、前記実質的に円筒形の
部品の表面の開口、または前記フィレットの選択的な加熱の補正のために選択的
に形作られる、第１部分的開口、を備え；さらに、前記第２誘導器部分が固体の電気伝導性材料から形成され、さらに前記第２誘
導器部分が：前記第１接面に実質的に隣接し、前記第１接面から電気的に絶縁された第２接
面；その両端に配置された第３コイル部分及び第４コイル部分を形成する貫通開口
；及び、オリフィスによって分割された弓形のコイルの表面を持った、前記第３または
第４コイル部分のどちらかの第２部分的開口であって、前記オリフィスが前記弓
形のコイルの表面をコイルリップの第２の組に分割し、前記第２コイルリップの
組が隣接する前記第２接面と共に接合領域を形成し、前記コイルリップの第２組
が前記不規則な形状の部品の不規則な量（または、塊）、前記実質的に円筒形の
部品の表面の開口、または前記フィレットの選択的な加熱の補正のために選択的
に形作られ、前記第１及び第２部分的開口が前記実質的に閉じた開口を形成する
第２部分的開口、を備える、誘導器。

【請求項１０】少なくとも１つの側面で不規則な形状の部品に接続した、
金属加工品の少なくとも１つの実質的に円筒形の部品を加熱するための誘導器で
あって、前記不規則な形状の部品と前記実質的に円筒形の部品との間にフィレッ
トが形成されており：電気伝導性材料から形成された能動部分的誘導器であって：能動接面；その両端に配置された第１能動コイル部分及び第２能動コイル部分を形成する
貫通開口；オリフィスによって分割された弓形の表面を持った、前記第１または第２能動
コイル部分のどちらかの能動部分的開口であって、前記オリフィスが前記弓形の
コイルの表面をコイルリップの第１の組に分割し、前記第１コイルリップの組が
隣接する前記能動接面と共に接合領域を形成し、前記コイルリップの第１組が前
記不規則な形状の部品の不規則な量（または、塊）、前記実質的に円筒形の部品
の表面の開口、または前記フィレットの選択的な加熱の補正のために選択的に形
作られる、能動部分的開口、ＡＣ高周波電源の出力に接続するための手段；及び、前記能動部分的誘導器の磁束集中領域のまわりに部分的に配置された、少なく
とも２つの接面を持った少なくとも１つの第１の磁束集中器部分、を備える能動部分的誘導器；第１受動部分的誘導器であって：第１受動接面；その両端に配置された第１受動コイル部分及び第２受動コイル部分を形成する
貫通開口；及び、弓形の表面を持った、前記第１または第２受動コイル部分のどちらかの第１受
動部分的開口、を備える第１受動部分的誘導器；及び、前記第１受動部分的誘導器内に配置され、前記第１受動部分的誘導器から電気
的に絶縁された第２受動部分的誘導器であって：第２受動接面であって、前記第１及び第２受動接面が組み合わさって、前記能
動接面に実質的に隣接して配置され、前記能動接面から電気的に絶縁される、第
２受動接面；その両端に配置された第３受動コイル部分及び第４受動コイル部分を形成する
貫通開口；前記第１または第２受動コイル部分のどちらかの前記第１受動部分的開口に隣
接して配置される、前記第３または第４コイル部分のどちらかの第２受動部分的
開口であって、前記第１受動部分的開口が弓形の表面を持ち、前記第１及び第２
受動部分的開口が前記少なくとも１つの実質的に円筒形の部品の周りに実質的に
閉じたコイル開口を形成するために、組み合わさって前記能動部分的開口に実質
的に隣接して配置される、第２受動部分的開口；前記第１及び第２受動部分的誘導器の磁束集中領域のまわりに部分的に配置さ
れた、少なくとも２つの接面を持った少なくとも１つの第２の磁束集中器部分で
あって；前記少なくとも２つの接面の各々が前記少なくとも１つの第１磁束集中
器部分の１つに前記少なくとも２つの接面の対応する反対側の１つを持ち、それ
により、前記能動部分的誘導器が前記第１及び第２受動部分的誘導器と電磁的に
結合する、第２の磁束集中器部分、を備える第２受動部分的誘導器、を備える誘導器。

【請求項１１】前記第１及び第２部分的開口に隣接して配置された前記弓
形のコイルの表面が前記実質的に閉じた誘導器内で加熱される前記予め選択され
た第１または第２の実質的に円筒形の部品の１つの付近の前記磁場の形状を制御
するために、外形が形作られている、請求項１０に記載の誘導器。

【請求項１２】不規則な形状のウェブによって互いに分割され、１つ以上
の終端部分によって終端している、実質的に円筒形の主部及びピンを持ったクラ
ンクシャフトの加熱処理のための誘導加熱処理システムであって、前記不規則な
形状のウェブの各々の間に、主部またはピンに隣接してフィレットが形成されて
おり、前記主部及び終端部分がクランクシャフトの主軸に沿って同軸に配置され
、前記ピンの各々が主軸と平行でオフセットを持った軸を持ち：少なくとも１つのＡＣ高周波電源；各々が予め選択された主部、ピン及び終端部分の１つ以上を誘導加熱する、複
数の誘導加熱処理ステーションであって：第１パレット組立品であって：第１ベース板；固体の電気伝導性材料から形成される少なくとも１つの第１誘導器部分であっ
て、前記少なくとも１つの第１誘導器部分の各々が第１接面及び内部貫通開口を
持ち、前記貫通開口が第１コイル部分及び第２コイル部分を形成し、前記少なく
とも１つの第１誘導器部分の各々の前記第１接面の反対側の側面が前記第１ベー
ス板に接続し、前記第１または第２コイル部分のどちらかが第１部分的クランク
シャフト部品開口を持ち、前記第１部分的コイル部分部品開口が概略弓形のコイ
ルの表面を持ち、前記少なくとも１つの第１誘導器部分の各々が前記第１誘導器
部分を前記少なくとも１つのＡＣ高周波電源の出力に接続するための手段を持つ
少なくとも１つの第１誘導器部分；各々が前記少なくとも１つの第１誘導器部分の磁束集中器領域の回りに部分的
に配置された、少なくとも１つの接面を持った少なくとも１つの第１磁束集中器
部分；前記クランクシャフトの正確な軸方向の位置付けのための手段；及び、前記クランクシャフトを第１部分的組立品に位置付けるための手段、を備える第１パレット組立品、第２パレット組立品であって：第２ベース板；固体の電気伝導性材料から形成される少なくとも１つの第２誘導器部分であっ
て、前記少なくとも１つの第２誘導器部分の各々が第２接面及び内部貫通開口を
持ち、前記内部貫通開口が第３コイル部分及び第４コイル部分を形成し、前記少
なくとも１つの第２誘導器部分の各々の前記第２接面の反対側の側面が前記第２
ベース板に接続し、前記第３または第４コイル部分のどちらかが第２部分的クラ
ンクシャフト部品開口を持ち、前記少なくとも１つの第２誘導器部分の各々の接
面及び内部貫通開口が前記少なくとも１つの誘導器部分に対応する反対側の第１
接面及び内部貫通開口を持ち、前記第２部分的クランクシャフト部品開口が概略
弓形のコイルの表面を持ち、前記第２部分的クランクシャフト部品開口の各々が
前記少なくとも１つの第１誘導器部分に対応する反対側の第１部分的クランクシ
ャフト部品開口を持つ第２誘導器部分；及び、少なくとも２つの接面を持った少なくとも１つの第２磁束集中器部分であって
、前記少なくとも２つの接面の各々が前記少なくとも１つの第１磁束集中器部分
に反対側の接面を持ち、前記少なくとも１つの第２誘導器部分の磁束集中器領域
の周りに部分的に配置されている少なくとも１つの第２磁束集中器部分、を備える第２パレット組立品；及び、前記少なくとも１つの第１誘導器部分または前記少なくとも１つの第２誘導器
部分の各々の接面に配置される誘電体材料、を備える複数の誘導加熱処理ステーション；前記複数の加熱処理ステーションの間で前記クランクシャフトを移動させるた
めのクランクシャフト移送システムであって、前記クランクシャフトを前記第１
パレット組立品に軸方向に位置付けるために、前記クランクシャフトの正確な軸
方向の位置付けのための手段と協働して前記クランクシャフトを結合させるクラ
ンクシャフト移送システム；加熱処理のために、前記予め選択されたピンの１つ以上の各々を回転方向に方
向付けるためのクランクシャフト位置付けシステム；及び、前記第２パレット組立品を前記第１パレット組立品に隣接させるための手段で
あって、それにより、前記少なくとも１つの第２誘導器部分及び前記少なくとも
１つの第２磁束集中器部分の全ての接面をそれぞれ、前記少なくとも１つの第１
誘導器部分及び前記少なくとも１つの第１磁束集中器部分の対応する反対側の接
面に隣接させ、前記第１部分的クランクシャフト部品開口の各々及び対応する反
対側の第２部分的クランクシャフト部品開口が実質的に閉じた誘導器を形成し、
その誘導器の内部で、前記予め選択された主部、ピン及び終端部分の１つが前記
少なくとも１つのＡＣ高周波電源からの高周波ＡＣ電流による励起への応答で、
前記実質的に閉じた誘導器によって発生される磁場によって加熱される手段、を備える誘導加熱処理システム。

【請求項１３】前記実質的に閉じた誘導器内で前記予め選択されたピン、
主部または終端部分の少なくとも１つに急冷流体を供給するために急冷システム
をさらに備える、請求項１２に記載の誘導加熱処理システム。

【請求項１４】前記第１または第２部分的クランクシャフト部品開口の弓
形の表面のどちらかがそれぞれ、コイルリップの組を形成するためにオリフィス
によって分割されており、前記コイルリップの組がそれぞれ、隣接する前記第１
または第２接面と共に接続領域を形成し、前記コイルリップの組が前記不規則な
形状の部品の不規則な量（または、塊）、前記予め選択された主部またはピンの
表面の開口、またはフィレットの選択的な加熱の選択的な補正のために形作られ
る、請求項１２に記載の誘導加熱処理システム。

【請求項１５】２つ以上の主部、２つ以上のピン、非対称で不規則な形状
を持った非加熱処理の複数のウェブを備え、主軸を持ったクランクシャフトの予
め選択された部品を加熱処理するための方法であって、前記非加熱処理の複数の
ウェブの１つが主部またはピン、及び１つ以上の終端部分を取り付けて、前記非
加熱処理の複数のウェブの各々の間にフィレットを形成するために、隣接した主
部またはピンの各々に取り付けられており、前記主部及び終端部分が主軸に沿っ
て同軸に配置され、前記ピンの各々が主軸と平行でオフセットを持った独立な軸
を持ち、前記主部、ピン及びウェブが１つ以上の曲がった貫通開口を持ち、前記
経路の各々が前記主部またはピンの１つの表面の開口で終端しており：前記クランクシャフトを結合すること；前記クランクシャフトを誘導加熱処理ステーションに移送すること；前記誘導器処理ステーションで静止した部分的誘導器開口内に位置付けるため
、前記予め選択されたピンを適切に方向付けるために前記クランクシャフトを回
転させること；静止した部分的誘導器開口内に位置付けるため、前記予め選択された主部、ピ
ン及び終端部分を適切に位置付けるために前記クランクシャフトを移送すること
；前記クランクシャフトを前記誘導加熱処理ステーションに位置付けること；前記予め決められた主部、ピン及び終端部分の各々の周りに実質的に閉じた誘
導器を形成するために、非静止の部分的誘導器を静止した部分的誘導器開口に隣
接させること；前記静止した部分的誘導器の各々にＡＣ高周波電流を供給すること；前記ＡＣ高周波電流を前記非静止の部分的誘導器の各々に電磁的に結合するこ
と；前記ＡＣ高周波電流によって確立され、前記主部またはピンの表面に実質的に
均一な加熱処理を行うため、前記予め選択された主部、ピンまたは終端部分の１
つに隣接した非対称で不規則な形状のウェブ、または、前記主部またはピンの１
つの前記表面の前記開口のための補正をするために形成された磁場によって、前
記予め選択された主部、ピン及び終端部分を電磁的に加熱すること；非静止の部分的誘導器を前記静止した部分的誘導器から離れたところに配置す
ること；及び、前記クランクシャフトを前記誘導加熱処理ステーションから移送すること、から成る加熱処理するための方法。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＢＺ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者ローランエイ．ランクフォードアメリカ合衆国 48843 ミシガン、ハウエル、ジェイムズロード 1188 (72)発明者グレンビルシー．デズミーアアメリカ合衆国 48375 ミシガン、ノービ、ウエストレボスト 23405 Ｆターム(参考） 3K059 AA09 AA10 AB24 AB28 AC72 AD05 AD40 CD64 CD65

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】中心縦軸を持った金属加工品の予め選択された部品の加熱処
理のための誘導加熱処理システムであって、前記加工品は前記中心縦軸に沿って
同軸に配置された実質的に円筒形の、２つ以上の第１部品、各々が前記中心縦軸
と平行でオフセットを持った独立な軸を持った、前記２つ以上の実質的に円筒形
の第１部品の間に置かれた、実質的に円筒形の、１つ以上の第２部品を備え、前
記第１及び第２の実質的に円筒形の部品の各々は隣接する非熱処理の不規則な形
状の部品と接続されており、前記誘導加熱処理システムはさらに：少なくとも１つのＡＣ高周波電源；各々の内部で予め選択された１つ以上の第１及び第２の実質的に円筒形の部品
の誘導加熱処理をするための、１つ以上のステーションであって：第１パレット組立品であって：各々が接面と内部貫通開口を持った、電気的に伝導性の材料から形成される少
なくとも１つの第１誘導器部分であって、前記内部貫通開口が前記内部貫通開口
の両側の第１コイル部分及び第２コイル部分を形成し、前記第１または第２コイ
ル部分の少なくとも１つが概略弓形のコイル表面を持った第１部分的部品開口を
持ち、前記少なくとも１つの誘導器部分の各々が前記第１誘導器部分を前記少な
くとも１つのＡＣ高周波電源の出力に接続するための手段を持つ、少なくとも１
つの第１誘導器部分；及び、各々が前記少なくとも１つの第１誘導器部分の磁束集中器領域の回りに部分的
に配置された、少なくとも２つの接面を持った少なくとも１つの第１磁束集中器
部分、を備える第１パレット組立品；第２パレット組立品であって：各々が接面と内部貫通開口を持った、電気的に伝導性の材料から形成される少
なくとも１つの第２誘導器部分であって、前記内部貫通開口が前記内部貫通開口
の両側の第３コイル部分及び第４コイル部分を形成し、前記第３または第４コイ
ル部分の少なくとも１つが概略弓形のコイル表面を持った第２部分的部品開口を
持ち、前記少なくとも１つの第２誘導器部分の各々の接面及び内部貫通開口が前
記少なくとも１つの第１誘導器部分の１つに対応する反対側の接面及び内部貫通
開口を持ち、前記第２部分的部品開口の各々が前記少なくとも１つ第１誘導器部
分の１つに対応する反対側の第１部分的部品開口を持つ、少なくとも１つの第２
誘導器部分；及び、各々が前記少なくとも１つの第２誘導器部分の磁束集中器領域の回りに部分的
に配置された、少なくとも２つの接面を持つ少なくとも１つの第２磁束集中器部
分であって；前記少なくとも２つの接面の各々が前記少なくとも１つの第１磁束
集中器部分の１つに前記少なくとも２つの接面の対応する反対側の１つを持つ、
少なくとも１つの第２磁束集中器部分、を備える第２パレット組立品；及び、前記少なくとも１つの第１誘導器部分または前記少なくとも１つの第２誘導器
部分の各々の接面に配置される誘電体材料、を備える１つ以上のステーション；前記金属加工品を前記１つ以上のステーションの間で移動させ、前記金属加工
品を前記１つ以上のステーションに収容させるための加工品移送システム；前記１つ以上の予め選択された第１及び第２の実質的に円筒形の部品を前記１
つ以上のステーションの各々で加熱処理するために、前記１つ以上の予め選択さ
れた実質的に円筒形の第２部品を回転方向に方向付けるためと、前記金属加工品
を軸方向に位置付けるための加工品位置付けシステム；及び、前記第２パレット組立品を前記第１パレット組立品に隣接させるための手段で
あって、それにより、前記少なくとも１つの第２誘導器部分の各々の接面及び前
記少なくとも１つの第２磁束集中器部分の少なくとも２つの接面の各々をそれぞ
れ、前記少なくとも１つの第１誘導器部分の対応する反対側の接面及び前記少な
くとも１つの第１磁束集中器部分の前記少なくとも２つの接面の対応する反対側
の１つに隣接させ、前記第２部分的部品開口の各々及び対応する第１部分的部品
開口が実質的に閉じた誘導器を形成し、その誘導器の内部で、前記予め選択され
た第１または第２の実質的に円筒形の部品の１つが前記少なくとも１つのＡＣ高
周波電源からの高周波ＡＣ電流による励起への応答で、前記実質的に閉じた誘導
器によって発生される磁場によって加熱される手段、から成る誘導加熱処理システム。
【請求項２】前記実質的に閉じた誘導器内で前記予め選択された第１また
は第２の実質的に円筒形の部品の少なくとも１つに急冷流体を供給するために急
冷システムをさらに備える、請求項１に記載の誘導加熱処理システム。
【請求項３】前記少なくとも１つのＡＣ高周波電源の各々の出力が負荷マ
ッチングトランスに接続されており、前記負荷マッチングトランスが前記少なく
とも１つの第１誘導器部分の各々に専用に接続されている、請求項１に記載の誘
導加熱処理システム。
【請求項４】前記少なくとも１つの第１磁束集中器部分がＵ形であり、前
記少なくとも１つの第２磁束集中器が方形の形状であり、前記少なくとも１つの
第２磁束集中器部分の各々が前記少なくとも１つの第１磁束集中器部分の各々よ
り軽い、請求項１に記載の誘導加熱処理システム。
【請求項５】前記第１または第２部分的部品開口のどちらかの前記弓形の
コイルの表面が前記実質的に閉じた誘導器内で加熱される前記予め選択された第
１または第２の実質的に円筒形の部品の１つの付近の前記磁場の形状を制御する
ために、外形が形作られている、請求項１に記載の誘導加熱処理システム。
【請求項６】弓形のコイルの表面をコイルリップの組に分割する前記弓形
のコイルの表面のオリフィスであって、前記コイルリップの組が前記少なくとも
１つの第１または第２の誘導器部分の隣接する前記接面と共に接続領域を形成す
るオリフィスをさらに備え、前記コイルリップの組の各々の軸方向の幅が前記接
続領域内で前記接続領域から約９０°のオフセットで配置されたベース領域の付
近内より大きくなるように形作られ、前記コイルリップの各々がさらに、周囲の
長さ、ｄ２、が実質的に閉じた誘導器内で加熱処理される前記予め選択された第
１または第２の実質的に円筒形の部品の前記１つの軸方向の幅の２倍より小さく
、軸方向の移行部の幅、ｄ１、が実質的に閉じた誘導器内で加熱処理される前記
予め選択された第１または第２の実質的に円筒形の部品の前記１つの軸方向の幅
の０．３倍より小さくなるように形作られる、請求項５に記載の誘導加熱処理シ
ステム。
【請求項７】前記コイルリップの各々がさらに、実質的に閉じた誘導器内
で加熱処理される前記予め選択された第１または第２の実質的に円筒形の部品の
前記１つの表面の開口に隣接する部分で細めの軸方向の幅を持つように形作られ
ている、請求項６に記載の誘導加熱処理システム。
【請求項８】前記コイルリップの各々がさらに、実質的に閉じた誘導器内
で加熱処理される前記予め選択された第１または第２の実質的に円筒形の部品の
前記１つの表面の開口に隣接する部分で放射方向のくぼみを持つように形作られ
、前記放射方向のくぼみの幅、ａ１、が前記開口の直径の３倍より小さい、請求
項６に記載の誘導加熱処理システム。
【請求項９】電気的伝導性で磁性の材料から成る少なくとも１つの側面の
シールドが第１部分的部品開口を持った前記第１または第２コイル部分か、ある
いは、第２部分的部品開口を持った第３または第４コイル部分の少なくとも１つ
に備えられ、前記側面シールドが前記第１または第２部分的部品開口の周りに少
なくとも部分的に配置されたスロット状の歯の配列を持ち、各歯の幅に対する隣
接する歯を区切っている各スロットの幅の比が５より小さい、請求項１に記載の
誘導加熱処理システム。
【請求項１０】前記側面シールドが実質的に閉じた誘導器内で加熱される
前記予め選択された第１または第２の実質的に円筒形の部品の前記１つの表面の
開口の付近に細長の開いたスロットを持ち、細長のスロットの幅が前記開口の直
径の３倍以下に限定される、請求項９に記載の誘導加熱処理システム。
【請求項１１】前記実質的に閉じた誘導器が前記隣接した非加熱処理の不
規則な形状の部品の存在、または、実質的に閉じた誘導器内で加熱処理される前
記予め選択された第１または第２の実質的に円筒形の部品の前記１つの表面の開
口のために前記磁場を変更するために、卵型の開口を形成する、請求項１に記載
の誘導加熱処理システム。
【請求項１２】金属加工品の主軸と同軸に配置された少なくとも２つの実
質的に円筒形の第１部品、前記少なくとも１つ２つの実質的に円筒形の部品の間
に置かれた１つ以上の、実質的に円筒形の第２部品を備える前記加工品の予め選
択された部品を加熱処理するための方法であって、前記１つ以上の実質的に円筒
形の第２部品の各々が前記主軸と平行でオフセットを持った独立な軸を持ち、前
記第１及び第２の実質的に円筒形の部品の各々が隣接する非加熱処理の不規則な
形状の部品に接続されており：前記金属加工品を結合すること；前記金属加工品を誘導加熱処理ステーションに移送すること；前記誘導加熱処理ステーションで、静止した部分的誘導器開口内に前記予め選
択された第２の実質的に円筒形の部品の各々を位置付けるため、前記予め選択さ
れた第２の実質的に円筒形の部品の各々を角度方向に方向付けるために、前記金
属加工品を回転させること；前記誘導加熱処理ステーションで、静止した部分的誘導器開口内に前記予め選
択された第１及び第２の実質的に円筒形の部品の各々を位置付けるため、前記予
め選択された第１及び第２の実質的に円筒形の部品の各々を軸方向に位置付ける
ために、前記金属加工品を移送すること；前記金属加工品を前記誘導加熱処理ステーションに位置付けること；前記予め選択された第１及び第２の実質的に円筒形の部品の各々の周りに実質
的に閉じた誘導器を形成するために、非静止の部分的誘導器開口を前記静止した
部分的誘導器開口に隣接して配置すること；前記静止した部分的誘導器の各々にＡＣ高周波電流を供給すること；前記ＡＣ高周波電流を前記非静止の部分的誘導器の各々に、電磁的に結合する
こと；前記ＡＣ高周波電流によって発生した磁場を前記予め選択された第１及び第２
の実質的に円筒形の部品に課すことによって、前記予め選択された第１及び第２
の実質的に円筒形の部品を誘導的に加熱すること；前記非静止の部分的誘導器の各々を前記静止した部分的誘導器から離して配置
すること；及び、前記金属加工品を前記誘導加熱処理ステーションから移送すること；から成る加熱処理するための方法。
【請求項１３】誘導的に加熱するステップと同時またはその後に、前記予
め選択された第１及び第２実質的に円筒形の部品の少なくとも１つを急冷するス
テップをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】前記隣接した非加熱処理の不規則な形状の部品の１つの不
規則な量（または、塊）のための補正をするために、前記磁場を変更するステッ
プをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】前記予め選択された第１または第２の実質的に円筒形の部
品の少なくとも１つの開口のための補正をするために、前記磁場を変更するステ
ップをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】少なくとも１つの側面で不規則な形状の部品に接続した、
金属加工品の少なくとも１つの実質的に円筒形の部品を加熱するための誘導器で
あって、前記不規則な形状の部品と前記実質的に円筒形の部品との間にフィレッ
トが形成されており、誘導器は第１誘導器部分及び第２誘導器部分から形成され
ており、前記第１及び第２誘導器部分は前記第１誘導器部分に供給されたＡＣ高
周波電流を前記第２誘導器部分に磁気的に結合するための手段を持ち、前記ＡＣ
高周波電流による励起への応答で、前記第１及び第２誘導器部分によって生成さ
れた磁場の前記部品への適用による加熱のために、前記実質的に円筒形の部品を
配置するために部分的に前記第１誘導器部分及び、部分的に前記第２誘導器部分
によって実質的に閉じた開口が形成され：前記第１誘導器部分が固体の電気伝導性材料から形成され、さらに前記第１誘
導器部分が：第１接面；その両端に配置された第１コイル部分及び第２コイル部分を形成する貫通開口
；及び、オリフィスによって分割された弓形のコイルの表面を持った、前記第１または
第２コイル部分のどちらかの第１部分的開口であって、前記オリフィスが前記弓
形のコイルの表面をコイルリップの第１の組に分割し、前記第１コイルリップの
組が隣接する前記第１接面と共に接合領域を形成し、前記コイルリップの第１組
が前記不規則な形状の部品の不規則な量（または、塊）、前記実質的に円筒形の
部品の表面の開口、または前記フィレットの選択的な加熱の補正のために選択的
に形作られる、第１部分的開口、を備え；さらに、前記第２誘導器部分が固体の電気伝導性材料から形成され、さらに前記第２誘
導器部分が：前記第１接面に実質的に隣接し、前記第１接面から電気的に絶縁された第２接
面；その両端に配置された第３コイル部分及び第４コイル部分を形成する貫通開口
；及び、オリフィスによって分割された弓形のコイルの表面を持った、前記第３または
第４コイル部分のどちらかの第２部分的開口であって、前記オリフィスが前記弓
形のコイルの表面をコイルリップの第２の組に分割し、前記第２コイルリップの
組が隣接する前記第２接面と共に接合領域を形成し、前記コイルリップの第２組
が前記不規則な形状の部品の不規則な量（または、塊）、前記実質的に円筒形の
部品の表面の開口、または前記フィレットの選択的な加熱の補正のために選択的
に形作られ、前記第１及び第２部分的開口が前記実質的に閉じた開口を形成する
第２部分的開口、を備える、誘導器。
【請求項１７】前記コイルリップの第１または第２の組の各々の軸方向の
幅が前記接続領域内で前記接続領域から約９０°のオフセットで配置されたベー
ス領域の付近内より大きくなるように形作られ、前記コイルリップの各々がさら
に、周囲の長さ、ｄ２、が前記実質的に円筒形の部品の軸方向の幅の２倍より小
さく、軸方向の移行部の幅、ｄ１、が前記実質的に円筒形の部品の軸方向の幅の
０．３倍より小さくなるように形作られる、請求項１６に記載の誘導器。
【請求項１８】前記コイルリップの第１または第２の組がさらに、実質的
に閉じた誘導器内で加熱処理される前記実質的に円筒形の部品の表面の開口に隣
接する部分で細めの軸方向の幅を持つように形作られている、請求項１７に記載
の誘導器。
【請求項１９】前記コイルリップの第１または第２の組がさらに、前記実
質的に円筒形の部品の表面の開口に隣接する部分で前記コイルリップの放射方向
のくぼみを持つように形作られ、前記放射方向のくぼみの幅、ａ１、が前記開口
の直径の３倍より小さい、請求項１８に記載の誘導器。
【請求項２０】前記第１または第２の部分的開口の前記弓形のコイルの表
面の前記オリフィスが複数の独立した穿孔を備える、請求項１６に記載の誘導器
。
【請求項２１】前記不規則な形状の部品の不規則な量（または、塊）、前
記実質的に円筒形の部品の表面の開口、または前記フィレットの選択的な加熱の
選択的な補正のために、前記第１部分的開口または前記第２部分的開口の少なく
とも１つの側面に配置された少なくとも１つの側面のシールドをさらに備え、前
記少なくとも１つの側面シールドが電気伝導性で磁性の材料から成る、請求項１
６に記載の誘導器。
【請求項２２】前記少なくとも１つの側面シールドが前記部分的開口また
は前記第２部分的開口の隣接する弓形のコイルの表面と同じ高さの縁を持つ、請
求項２１に記載の誘導器。
【請求項２３】前記少なくとも１つの側面シールドが前記部分的開口また
は前記第２部分的開口の隣接する弓形のコイルの表面から引っ込んだ縁を持つ、
請求項２１に記載の誘導器。
【請求項２４】前記少なくとも１つの側面シールドが前記第１または第２
部分的開口の周りに少なくとも部分的に配置されたスロット状の歯の配列を持ち
、各歯の幅に対する隣接する歯を区切っている各スロットの幅の比が５より小さ
い、請求項２１に記載の誘導器。
【請求項２５】前記少なくとも１つの側面シールドが前記実質的に円筒形
の部品の表面の開口の付近に細長の開いたスロットを持ち、細長のスロットの幅
が前記開口の直径の３倍以下に限定される、請求項２１に記載の誘導器。
【請求項２６】コイルリップの前記第１または第２の組が前記実質的に円
筒形の部品の表面の開口を補正するために形作られている、請求項１６に記載の
誘導器。
【請求項２７】前記第１及び第２部分的開口が不規則な形状の部品の不規
則な量（または、塊）、または前記実質的に円筒形の部品の表面の開口の選択的
な補正をするために、実質的に閉じた卵型を形成する、請求項１６に記載の誘導
器。
【請求項２８】前記第１または第２誘導器部分、または前記不規則な形状
の部品の空所に隣接して取り付けられた電気伝導性の補正器をさらに備える、請
求項１６に記載の誘導器。
【請求項２９】少なくとも１つの側面で不規則な形状の部品に接続した、
金属加工品の少なくとも１つの実質的に円筒形の部品を加熱するための誘導器で
あって、前記不規則な形状の部品と前記実質的に円筒形の部品との間にフィレッ
トが形成されており：電気伝導性材料から形成された能動部分的誘導器であって：能動接面；その両端に配置された第１能動コイル部分及び第２能動コイル部分を形成する
貫通開口；オリフィスによって分割された弓形の表面を持った、前記第１または第２能動
コイル部分のどちらかの能動部分的開口であって、前記オリフィスが前記弓形の
コイルの表面をコイルリップの第１の組に分割し、前記第１コイルリップの組が
隣接する前記能動接面と共に接合領域を形成し、前記コイルリップの第１組が前
記不規則な形状の部品の不規則な量（または、塊）、前記実質的に円筒形の部品
の表面の開口、または前記フィレットの選択的な加熱の補正のために選択的に形
作られる、能動部分的開口、ＡＣ高周波電源の出力に接続するための手段；及び、前記能動部分的誘導器の磁束集中領域のまわりに部分的に配置された、少なく
とも２つの接面を持った少なくとも１つの第１の磁束集中器部分、を備える能動部分的誘導器；第１受動部分的誘導器であって：第１受動接面；その両端に配置された第１受動コイル部分及び第２受動コイル部分を形成する
貫通開口；及び、弓形の表面を持った、前記第１または第２受動コイル部分のどちらかの第１受
動部分的開口、を備える第１受動部分的誘導器；及び、前記第１受動部分的誘導器内に配置され、前記第１受動部分的誘導器から電気
的に絶縁された第２受動部分的誘導器であって：第２受動接面であって、前記第１及び第２受動接面が組み合わさって、前記能
動接面に実質的に隣接して配置され、前記能動接面から電気的に絶縁される、第
２受動接面；その両端に配置された第３受動コイル部分及び第４受動コイル部分を形成する
貫通開口；前記第１または第２受動コイル部分のどちらかの前記第１受動部分的開口に隣
接して配置される、前記第３または第４コイル部分のどちらかの第２受動部分的
開口であって、前記第１受動部分的開口が弓形の表面を持ち、前記第１及び第２
受動部分的開口が前記少なくとも１つの実質的に円筒形の部品の周りに実質的に
閉じたコイル開口を形成するために、組み合わさって前記能動部分的開口に実質
的に隣接して配置される、第２受動部分的開口；前記第１及び第２受動部分的誘導器の磁束集中領域のまわりに部分的に配置さ
れた、少なくとも２つの接面を持った少なくとも１つの第２の磁束集中器部分で
あって；前記少なくとも２つの接面の各々が前記少なくとも１つの第１磁束集中
器部分の１つに前記少なくとも２つの接面の対応する反対側の１つを持ち、それ
により、前記能動部分的誘導器が前記第１及び第２受動部分的誘導器と電磁的に
結合する、第２の磁束集中器部分、を備える第２受動部分的誘導器、を備える誘導器。
【請求項３０】前記第１及び第２部分的開口に隣接して配置された前記弓
形のコイルの表面が前記実質的に閉じた誘導器内で加熱される前記予め選択され
た第１または第２の実質的に円筒形の部品の１つの付近の前記磁場の形状を制御
するために、外形が形作られている、請求項２９に記載の誘導器。
【請求項３１】前記第１及び第２部分的開口に隣接して配置された弓形の
コイルの表面の各々のオリフィスであって、前記オリフィスが弓形のコイルの表
面をコイルリップの組に分割し、前記コイルリップが前記実質的に閉じた誘導器
内で加熱される予め選択された第１または第２の実質的に円筒形の部品の前記１
つの付近の前記磁場の形状を制御するように形作られている、請求項２９に記載
の誘導器。
【請求項３２】不規則な形状のウェブによって互いに分割され、１つ以上
の終端部分によって終端している、実質的に円筒形の主部及びピンを持ったクラ
ンクシャフトの加熱処理のための誘導加熱処理システムであって、前記不規則な
形状のウェブの各々の間に、主部またはピンに隣接してフィレットが形成されて
おり、前記主部及び終端部分がクランクシャフトの主軸に沿って同軸に配置され
、前記ピンの各々が主軸と平行でオフセットを持った軸を持ち：少なくとも１つのＡＣ高周波電源；各々が予め選択された主部、ピン及び終端部分の１つ以上を誘導加熱する、複
数の誘導加熱処理ステーションであって：第１パレット組立品であって：第１ベース板；固体の電気伝導性材料から形成される少なくとも１つの第１誘導器部分であっ
て、前記少なくとも１つの第１誘導器部分の各々が第１接面及び内部貫通開口を
持ち、前記貫通開口が第１コイル部分及び第２コイル部分を形成し、前記少なく
とも１つの第１誘導器部分の各々の前記第１接面の反対側の側面が前記第１ベー
ス板に接続し、前記第１または第２コイル部分のどちらかが第１部分的クランク
シャフト部品開口を持ち、前記第１部分的コイル部分部品開口が概略弓形のコイ
ルの表面を持ち、前記少なくとも１つの第１誘導器部分の各々が前記第１誘導器
部分を前記少なくとも１つのＡＣ高周波電源の出力に接続するための手段を持つ
少なくとも１つの第１誘導器部分；各々が前記少なくとも１つの第１誘導器部分の磁束集中器領域の回りに部分的
に配置された、少なくとも１つの接面を持った少なくとも１つの第１磁束集中器
部分；前記クランクシャフトの正確な軸方向の位置付けのための手段；及び、前記クランクシャフトを第１部分的組立品に位置付けるための手段、を備える第１パレット組立品、第２パレット組立品であって：第２ベース板；固体の電気伝導性材料から形成される少なくとも１つの第２誘導器部分であっ
て、前記少なくとも１つの第２誘導器部分の各々が第２接面及び内部貫通開口を
持ち、前記内部貫通開口が第３コイル部分及び第４コイル部分を形成し、前記少
なくとも１つの第２誘導器部分の各々の前記第２接面の反対側の側面が前記第２
ベース板に接続し、前記第３または第４コイル部分のどちらかが第２部分的クラ
ンクシャフト部品開口を持ち、前記少なくとも１つの第２誘導器部分の各々の接
面及び内部貫通開口が前記少なくとも１つの誘導器部分に対応する反対側の第１
接面及び内部貫通開口を持ち、前記第２部分的クランクシャフト部品開口が概略
弓形のコイルの表面を持ち、前記第２部分的クランクシャフト部品開口の各々が
前記少なくとも１つの第１誘導器部分に対応する反対側の第１部分的クランクシ
ャフト部品開口を持つ第２誘導器部分；及び、少なくとも２つの接面を持った少なくとも１つの第２磁束集中器部分であって
、前記少なくとも２つの接面の各々が前記少なくとも１つの第１磁束集中器部分
に反対側の接面を持ち、前記少なくとも１つの第２誘導器部分の磁束集中器領域
の周りに部分的に配置されている少なくとも１つの第２磁束集中器部分、を備える第２パレット組立品；及び、前記少なくとも１つの第１誘導器部分または前記少なくとも１つの第２誘導器
部分の各々の接面に配置される誘電体材料、を備える複数の誘導加熱処理ステーション；前記複数の加熱処理ステーションの間で前記クランクシャフトを移動させるた
めのクランクシャフト移送システムであって、前記クランクシャフトを前記第１
パレット組立品に軸方向に位置付けるために、前記クランクシャフトの正確な軸
方向の位置付けのための手段と協働して前記クランクシャフトを結合させるクラ
ンクシャフト移送システム；加熱処理のために、前記予め選択されたピンの１つ以上の各々を回転方向に方
向付けるためのクランクシャフト位置付けシステム；及び、前記第２パレット組立品を前記第１パレット組立品に隣接させるための手段で
あって、それにより、前記少なくとも１つの第２誘導器部分及び前記少なくとも
１つの第２磁束集中器部分の全ての接面をそれぞれ、前記少なくとも１つの第１
誘導器部分及び前記少なくとも１つの第１磁束集中器部分の対応する反対側の接
面に隣接させ、前記第１部分的クランクシャフト部品開口の各々及び対応する反
対側の第２部分的クランクシャフト部品開口が実質的に閉じた誘導器を形成し、
その誘導器の内部で、前記予め選択された主部、ピン及び終端部分の１つが前記
少なくとも１つのＡＣ高周波電源からの高周波ＡＣ電流による励起への応答で、
前記実質的に閉じた誘導器によって発生される磁場によって加熱される手段、を備える誘導加熱処理システム。
【請求項３３】前記クランクシャフト位置付けシステムが前記クランクシ
ャフト移送システムと一体化しており、それにより、前記クランクシャフト移送
システムが前記クランクシャフトの位置付けに先立ち、前記クランクシャフトを
前記少なくとも２つの加熱処理ステーションに移動している間に、前記クランク
シャフトが回転方向に方向付けられる、請求項３２に記載の誘導加熱処理システ
ム。
【請求項３４】前記クランクシャフト位置付けシステムが前記第２パレッ
ト組立品と一体化している、請求項３２に記載の誘導加熱処理システム。
【請求項３５】前記クランクシャフト位置付けシステムがさらに、前記ク
ランクシャフトの、加熱処理のために予め選択されていな少なくとも１つのピン
を前記複数の処理ステーションの少なくとも１つで回転方向に方向付けるために
、少なくとも１つの高いブロックを含む、請求項３２に記載の誘導加熱処理シス
テム。
【請求項３６】前記少なくとも１つの高いブロックがさらに、前記クラン
クシャフトの正確な軸方向の位置付けのための前記手段を備える、請求項３５に
記載の誘導加熱処理システム。
【請求項３７】前記ピンが通常ピンである場合に、各集中器部分の長さ、
ｘ１、が前記予め選択された主部及びピンの前記１つの軸方向の幅の０．５倍以
上である、請求項３２に記載の誘導加熱処理システム。
【請求項３８】前記ピンが２倍幅のピンまたは割りピンである場合に、各
集中器部分の長さ、ｘ１、が前記予め選択された主部及びピンの前記１つの軸方
向の幅の０．２５倍以上である、請求項３２に記載の誘導加熱処理システム。
【請求項３９】前記ピンが通常ピンである場合に、各集中器部分の長さ、
ｘ１、が前記予め選択された主部及びピンの前記１つのための前記少なくとも１
つの第１誘導器及び前記少なくとも１つの第２誘導器の前記貫通開口の軸方向の
幅の０．７５倍以上である、請求項３２に記載の誘導加熱処理システム。
【請求項４０】前記ピンが２倍幅のピンまたは割りピンである場合に、各
集中器部分の長さ、ｘ１、が前記予め選択された主部及びピンの前記１つのため
の前記少なくとも１つの第１誘導器及び前記少なくとも１つの第２誘導器の前記
貫通開口の軸方向の幅の０．４５倍以上である、請求項３２に記載の誘導加熱処
理システム。
【請求項４１】前記第１ベース板及び前記少なくとも１つの第１誘導器部
分の少なくとも１つとの間、または前記第２ベース板及び前記少なくとも１つの
第２誘導器部分の少なくとも１つとの間に置かれたスペーサーをさらに備える、
請求項３２に記載の誘導加熱処理システム。
【請求項４２】前記実質的に閉じた誘導器内で前記予め選択されたピン、
主部または終端部分の少なくとも１つに急冷流体を供給するために急冷システム
をさらに備える、請求項３２に記載の誘導加熱処理システム。
【請求項４３】前記実質的に閉じた誘導器内の前記予め選択されたピン、
主部または終端部分の少なくとも１つに急冷流体を供給するために、前記第１ベ
ース板及び前記少なくとも１つの第１誘導器部分の少なくとも１つ、または、前
記第２ベース板及び前記少なくとも１つの第２誘導器部分の少なくとも１つを貫
通する少なくとも１つの連続的な経路をさらに備える、請求項４２に記載の誘導
加熱処理システム。
【請求項４４】選択的に移動するための前記手段が前記第１及び第２パレ
ット組立品の間に回転可能な接続手段を備える、請求項３２に記載の誘導加熱処
理システム。
【請求項４５】前記第１ベース板に取り付けられ、基礎構造に取外し可能
に取り付けられた固定具をさらに備え、それにより、前記第１及び第２パレット
組立品が前記基礎構造に単一的に取り付けまたは取外しできる、請求項３２に記
載の誘導加熱処理システム。
【請求項４６】前記第１または第２部分的クランクシャフト部品開口の弓
形の表面のどちらかがそれぞれ、コイルリップの組を形成するためにオリフィス
によって分割されており、前記コイルリップの組がそれぞれ、隣接する前記第１
または第２接面と共に接続領域を形成し、前記コイルリップの組が前記不規則な
形状の部品の不規則な量（または、塊）、前記予め選択された主部またはピンの
表面の開口、またはフィレットの選択的な加熱の選択的な補正のために形作られ
る、請求項３２に記載の誘導加熱処理システム。
【請求項４７】前記コイルリップの組の各々の軸方向の幅が前記接続領域
内で前記接続領域から約９０°のオフセットで配置されたベース領域の付近内よ
り大きくなるように形作られ、前記コイルリップの各々がさらに、周囲の長さ、
ｄ２、が実質的に閉じた誘導器内で加熱処理される前記予め選択された主部、ピ
ン及び終端部分の前記１つの軸方向の幅の２倍より小さく、軸方向の移行部の幅
、ｄ１、が実質的に閉じた誘導器内で加熱処理される前記予め選択された主部、
ピン及び終端部分の前記１つの軸方向の幅の０．３倍より小さくなるように形作
られる、請求項４６に記載の誘導加熱処理システム。
【請求項４８】コイルリップの前記組の軸方向の幅が実質的に閉じた誘導
器内で加熱処理される前記予め選択された主部、ピン及び終端部分の前記１つの
軸方向の幅の２倍より小さい周囲の長さ、並びに、実質的に閉じた誘導器内で加
熱処理される前記予め選択された主部、ピン及び終端部分の前記１つの軸方向の
幅の０．３倍より小さい軸方向の移行部の幅を持つ、請求項４７に記載の誘導加
熱処理システム。
【請求項４９】コイルリップの前記組がさらに、実質的に閉じた誘導器内
で加熱される前記予め選択された主部、ピン及び終端部分の表面の開口に隣接す
る部分で細めの軸方向の幅を持つように形作られている、請求項４６に記載の誘
導加熱処理システム。
【請求項５０】コイルリップの前記組がさらに、実質的に閉じた誘導器内
で加熱処理される前記予め選択された第１または第２の実質的に円筒形の部品の
前記１つの表面の開口に隣接する部分で前記コイルリップ各々が放射方向のくぼ
みを持つように形作られ、前記放射方向のくぼみの幅、ａ１、が前記開口の直径
の３倍より小さい、請求項４９に記載の誘導加熱処理システム。
【請求項５１】コイルリップの前記組が前記実質的に閉じた誘導器内で加
熱される前記予め選択された主部、ピン及び終端部分の前記１つの表面の開口の
ための補正をするために形作られている、請求項３２に記載の誘導加熱処理シス
テム。
【請求項５２】前記不規則な形状のウェブの不規則な量（または、塊）、
前記予め選択された主部またはピンの前記１つの表面の開口、または前記実質的
に閉じた誘導器で加熱される前記予め選択された主部、ピン及び終端部分の前記
１つに関連した前記フィレットの選択的な加熱の選択的な補正のために、前記第
１部分的クランクシャフト部品開口または前記第２部分的クランクシャフト部品
開口の少なくとも１つの側面に配置された少なくとも１つの側面のシールドをさ
らに備え、前記少なくとも１つの側面シールドが電気伝導性で磁性の材料から成
る、請求項５１に記載の誘導加熱処理システム。
【請求項５３】前記少なくとも１つの側面シールドが前記第１部分的クラ
ンクシャフト部品開口または前記第２部分的クランクシャフト部品開口の隣接す
る表面と同じ高さの縁を持つ、請求項５１に記載の誘導加熱処理システム。
【請求項５４】前記側面シールドが前記第１部分的クランクシャフト部品
開口または前記第２部分的クランクシャフト部品開口の隣接する表面から引っ込
んだ縁を持つ、請求項５１に記載の誘導加熱処理システム。
【請求項５５】前記少なくとも１つの側面シールドが前記第１または第２
部分的クランクシャフト部品開口の周りに少なくとも部分的に配置されたスロッ
ト状の歯の配列を持ち、各歯の幅に対する隣接する歯を区切っている各スロット
の幅の比が５より小さい、請求項５１に記載の誘導加熱処理システム。
【請求項５６】前記少なくとも１つの側面シールドが前記実質的に閉じた
誘導器で加熱される前記予め選択された主部、ピン及び終端部分の前記１つ表面
の開口の付近に細長の開いたスロットを持ち、細長のスロットの幅が前記開口の
直径の３倍以下に限定される、請求項４６に記載の誘導加熱処理システム。
【請求項５７】前記第１及び第２部分的クランクシャフト部品開口が不規
則な形状の部品の不規則な量（または、塊）、または前記実質的に閉じた誘導器
で加熱される前記予め選択された主部、ピン及び終端部分の前記１つの表面の開
口の選択的な補正をするために、実質的に閉じた卵型を形成する、請求項３２に
記載の誘導加熱処理システム。
【請求項５８】前記第１または第２誘導器部分、または前記不規則な形状
のウェブの空所に隣接して取り付けられた電気伝導性の補正器をさらに備える、
請求項３２に記載の誘導加熱処理システム。
【請求項５９】２つ以上の主部、２つ以上のピン、非対称で不規則な形状
を持った非加熱処理の複数のウェブを備え、主軸を持ったクランクシャフトの予
め選択された部品を加熱処理するための方法であって、前記非加熱処理の複数の
ウェブの１つが主部またはピン、及び１つ以上の終端部分を取り付けて、前記非
加熱処理の複数のウェブの各々の間にフィレットを形成するために、隣接した主
部またはピンの各々に取り付けられており、前記主部及び終端部分が主軸に沿っ
て同軸に配置され、前記ピンの各々が主軸と平行でオフセットを持った独立な軸
を持ち、前記主部、ピン及びウェブが１つ以上の曲がった貫通開口を持ち、前記
経路の各々が前記主部またはピンの１つの表面の開口で終端しており：前記クランクシャフトを結合すること；前記クランクシャフトを誘導加熱処理ステーションに移送すること；前記誘導器処理ステーションで静止した部分的誘導器開口内に位置付けるため
、前記予め選択されたピンを適切に方向付けるために前記クランクシャフトを回
転させること；静止した部分的誘導器開口内に位置付けるため、前記予め選択された主部、ピ
ン及び終端部分を適切に位置付けるために前記クランクシャフトを移送すること
；前記クランクシャフトを前記誘導加熱処理ステーションに位置付けること；前記予め決められた主部、ピン及び終端部分の各々の周りに実質的に閉じた誘
導器を形成するために、非静止の部分的誘導器を静止した部分的誘導器開口に隣
接させること；前記静止した部分的誘導器の各々にＡＣ高周波電流を供給すること；前記ＡＣ高周波電流を前記非静止の部分的誘導器の各々に電磁的に結合するこ
と；前記ＡＣ高周波電流によって確立され、前記主部またはピンの表面に実質的に
均一な加熱処理を行うため、前記予め選択された主部、ピンまたは終端部分の１
つに隣接した非対称で不規則な形状のウェブ、または、前記主部またはピンの１
つの前記表面の前記開口のための補正をするために形成された磁場によって、前
記予め選択された主部、ピン及び終端部分を電磁的に加熱すること；非静止の部分的誘導器を前記静止した部分的誘導器から離れたところに配置す
ること；及び、前記クランクシャフトを前記誘導加熱処理ステーションから移送すること、から成る加熱処理するための方法。
【請求項６０】誘導加熱のステップと同時またはその後に、前記ピン、主
部及び終端部分を急冷するためのステップをさらに含む、請求項５９に記載の方
法。
【請求項６１】前記磁場がさらに、前記ウェブの１つと前記主部またはピ
ンの１つとの間の前記フィレットの１つ以上を加熱処理するために変更される、
請求項５９に記載の方法。