JP3638968B2 - Induction heating device - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、各種部品等の誘導加熱装置、特に被加熱物を直進移動させながら加熱できる誘導加熱装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、高周波誘導加熱により円盤状部品等の被加熱物を熱処理等の為に加熱する場合、加熱コイルは一般に図3(a)に示すような環状2ターンコイル15又は同図(b)に示すような矩形環状2ターンコイル16からなる端面加熱用コイルが使用されている。このような端面加熱用コイルによる加熱は、単にその上方に被加熱物を位置させた状態で行なうと、加熱面に対してコイルからの距離が一様でなく、且つ部位によって電流の向きが相違するため、加熱ムラが生じる。
【0003】
そのため、被加熱物を回転させながら加熱することによって均一に加熱するようにしているが、被加熱物を回転させる回転機構を必要とし、装置が複雑になる欠点がある。一方、加熱による酸化を防ぐためには不活性雰囲気で行う必要があるので、従来隔離された雰囲気室内に前記端面加熱用コイルと回転機構を配置して不活性ガス雰囲気で加熱処理している。従って、加熱装置は、装置が大掛かりになり、且つ被加熱物は1個づつ搬入−加熱−搬出の工程を経て処理されるので、連続処理による大量生産ができず、生産性が悪く、コスト高になる問題点があった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記実情に鑑み創案されたものであって、被加熱物を回転させることなく均一に効率良く加熱でき、且つ連続して加熱処理ができて生産効率を向上させ、しかも雰囲気室も簡単に構成できて、大掛かりな装置を必要とすることなく大量生産ができ、コストを大幅に低減することができる誘導加熱装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決する本発明に係る誘導加熱装置は、同一平面内でほぼ直進波形状に1サイクル以上屈曲して複数回ターンし、かつ、電流が同一方向に流れる隣接配置された波形コイル部分を少なくとも一対有するように形成した多重波形状の加熱コイル体からなることを特徴とするものである。前記加熱コイル体として、例えば4重波形コイル部分に構成し、2重目の波形コイル部分と3重目の波形コイル部分が電流が同一方向に流れるように隣接配置することによって、より効率的な加熱ができる。
【0006】
そして、前記加熱コイル体を水平に支持し、且つ該加熱コイル体の上面に近接して長手方向に被加熱物支持レールを架設すると共にその両側に長手方向に沿って被加熱物側方ガイドを設けることによって、被加熱物を確実に直進移動させながら均一に加熱することができる。前記被加熱物の側方ガイドは、電流が同一方向に流れるように隣接配置された波形コイル部分の振幅とほぼ一致する間隔に配置することによって、被加熱物を最も効率良く均一に加熱することができる。
【0007】
さらに、前記加熱コイル体、前記被加熱物支持レール及び被加熱物側方ガイドをカバーで覆って、該カバー内に不活性ガスを噴出して不活性ガス雰囲気のトンネルを構成することによって、簡単に不活性雰囲気での連続的な加熱ができる。
【0008】
【作用】
加熱コイルの波形ピッチ及び振幅は、被加熱物の大きさによって選定されるが、波形コイル部分長さを1サイクル以上、且つ振幅を被加熱物の直径又は幅以上にすることによって、被加熱物がコイル体の上面に接近して長手方向に移動する間に被加熱物底面全体が少なくとも波形コイル部分の直上面を1回以上通過することになり、被加熱物を回転させた場合と同様な若しくはそれ以上に均一に加熱することができる。
【0009】
電流の流れが同一方向である隣接する少なくとも一対の波形コイル部分の振幅を、被加熱物の直径又は幅と略等しくすることによって、被加熱物を電流が同一方向に流れる一対の波形コイル部分の直上を通過させることができ、より効率的に且つ均一に加熱することができる。
【0010】
また、被加熱物を搬送しながら加熱できるので、例えば、コイル体を適宜のカバーで形成されたトンネル内に配置し、該トンネル内を不活性雰囲気にすることによって、簡単な装置で不活性雰囲気での連続的な加熱処理ができる。
【0011】
【実施例】
図1は、本発明の誘導加熱装置、特にその加熱コイル体の実施例を示している。
本実施例の加熱コイル体1は、高周波電源(図示せず)に接続された一端部から図示のように、同一平面内でほぼ波形状に1〜2サイクル屈曲して1重目波形コイル部分1aを形成し、Uターンして1重目波形コイル部分1aと所定の間隔を維持して平行に屈曲して二重目波形コイル部分1bを形成し、さらにUターンして前記1重目と2重目の間隔より大きい間隔を経て同様に平行に伸びて4重目波形コイル部分1dを形成し、その端部を前記2重目波形コイル部分側にUターンさせて、前記二重目波形コイル部分1bと隣接して平行に伸びる3重目波形コイル部分1cを形成してその端部を高周波電源に接続する回路から構成されている。そして、多重の波形コイル部分間に、図2で示すようにアルミナを主成分とした耐熱セメント等の非磁性体2を埋設して平板状の加熱コイル体1を形成している。
【0012】
従って、該加熱コイル体1の中央部に隣接して配置されている2重目波形コイル部分1bと3重目波形コイル部分1cは電流が同一方向になる。該加熱コイルの波形ピッチ及び振幅は、被加熱物の大きさによって選択されるが、隣接する前記2重目波形コイル部分1bと3重目波形コイル部分1cの振幅が、被加熱物の直径と略等しく、且つ少なくとも1サイクル以上の長さを有するのが好ましく、本実施例では2サイクルに構成している。
【0013】
該加熱コイル体1は、図2に示すように、適宜の支持手段5によって水平に支持され、その上面に近接して長手方向に非磁性体であるアルミナ又は窒化ケイ素系のセラミックスで形成された被加熱物支持レール61、62を平行に配置し、被加熱物が該支持レール上を摺動して長手方向に直進移動できるようになっている。また、71、72は加熱コイル体1の上方の長手方向両側に配置された被加熱物側方ガイドであり、被加熱物の幅に相当する間隔で配置されているが、本実施例では、図1及び図2から明らかなように、側方ガイド71の内側面が2重目波形コイル部分1bの谷部とほぼ一致する上方に配置され、且つ他方の側方ガイド72の内側面が3重目波形コイル部分1cの山部とほぼ一致するように配置されている。
【0014】
そして必要に応じて、前記加熱コイル体1、前記被加熱物支持レール6及び被加熱物側方ガイド7の上方をカバー9で覆って、内部に不活性ガスを噴出して不活性ガス雰囲気のトンネルを構成し、不活性雰囲気内で加熱ができるようにした。なお、図1において無印の矢印は電流の方向を表している。
【0015】
本実施例に係る加熱装置は、以上のように構成され、例えば円筒形状の被加熱物10は、図1においてa方向から支持レール61、62上を適宜の押圧手段により押されて側方ガイド71、72に案内されて加熱コイル体1上を直進移動する。その際、加熱コイル体1の中央部に隣接して位置している2重目波形コイル部分1bと3重目波形コイル部分1cは、同一方向に電流が流れ、且つその振幅がちょうど被加熱物10の直径に等しいので、被加熱物は加熱コイル体1の上面に沿って移動する間に、ちょうどその底面全面が前記両波形コイル部分1b、1cの直上を通過することになる。従って、その間に被加熱物10は、2重目波形コイル部分1bと3重目波形コイル部分からの磁界が相乗されて効率良く且つ全面が同一条件で加熱されるので、部位による温度ムラがなく均一に加熱される。
【0016】
また、被加熱物を不活性ガス雰囲気のトンネル内を搬送しながら加熱できるので、簡単な装置で不活性雰囲気での連続的な加熱ができ、従来と比べて特段に処理能力が向上させることができる。
【0017】
以上、本発明の加熱装置の一実施例を示したが、本発明は前記実施例に限らず、種々の設計変更が可能である。例えば、図1のコイル体において、外側に位置する1重目波形コイル部分と4重目コイル分は必ずしも波形状にする必要はなく、ほぼ直線状に構成することも可能である。また、本発明に係る誘導加熱装置によれば、被加熱物は円筒物に限らず矩形状等異形の物品であっても均一な加熱が可能である。
【0018】
【発明の効果】
本発明の誘導加熱装置は、次のような格別の効果を奏するものである。
被加熱物がコイル体の上面に接近して長手方向に移動する間に被加熱物底面全体が少なくとも波形コイル部分の上面を1回以上通過するので、被加熱物を回転させることなく均一に効率良く加熱でき、且つ連続加熱処理ができ、大掛かりな装置を必要とすることなく大量処理ができ、コストを大幅に低減することができる。
【0019】
電流の流れが同一方向である隣接する少なくとも一対の波形コイル部を、被加熱物の直径又は幅と略等しい振幅にすることによって、被加熱物が該一対の波形コイル部分の直上を正確に通過することができ、より効率的に且つ均一に加熱することができる。
【0020】
また、加熱コイル体を適宜のカバーで形成されたトンネル内に配置し、該トンネル内を不活性雰囲気にすることによって、簡単な装置で不活性雰囲気での連続的な加熱処理ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係る加熱コイル体の平面図である。
【図2】図1のA−A断面に相当する本発明の実施例に係る加熱装置の断面図である。
【図3】従来の誘導加熱装置の模式図で、(a)は環状2ターンコイルからなる端面加熱用コイル、(b)は矩形環状2ターンコイルからなる端面加熱用コイルである。
【符号の説明】
1 加熱コイル体 2 非磁性体
6 被加熱物支持レール 7 被加熱物側方ガイド
9 トンネル状カバー 10 被加熱物[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to an induction heating device for various components, and more particularly to an induction heating device that can heat an object to be heated while moving it straight.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, when heating an object to be heated such as a disk-shaped part by high-frequency induction heating for heat treatment or the like, the heating coil is generally shown as an annular two-
[0003]
For this reason, heating is performed uniformly by rotating the object to be heated, but there is a drawback that a rotating mechanism for rotating the object to be heated is required and the apparatus becomes complicated. On the other hand, since it is necessary to carry out in an inert atmosphere in order to prevent oxidation due to heating, the end face heating coil and the rotation mechanism are arranged in a conventionally isolated atmosphere chamber and heat treatment is performed in an inert gas atmosphere. Therefore, the heating apparatus becomes large and the objects to be heated are processed one by one through the process of carrying-in-heating-carrying-out, so that mass production by continuous processing cannot be performed, productivity is poor, and cost is high. There was a problem to become.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been devised in view of the above circumstances, can be heated uniformly and efficiently without rotating the object to be heated, can be continuously heat-treated to improve production efficiency, and also has an atmosphere chamber An object of the present invention is to provide an induction heating apparatus that can be easily configured, can be mass-produced without requiring a large-scale apparatus, and can greatly reduce the cost.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The induction heating apparatus according to the present invention that solves the above-mentioned problems is a waveform coil portion that is arranged adjacent to each other and bends more than one cycle in a substantially straight wave shape in the same plane and turns a plurality of times, and the current flows in the same direction. It consists of the heating coil body of the multiwave shape formed so that it may have at least one pair. As the heating coil body, for example, a quadruple waveform coil portion is configured, and the second waveform coil portion and the third waveform coil portion are arranged adjacent to each other so that current flows in the same direction. Can be heated.
[0006]
And the said heating coil body is supported horizontally, and the to-be-heated object support rail is constructed in the longitudinal direction near the upper surface of the heating coil body, and the heated object side guides are provided along the longitudinal direction on both sides thereof. By providing, it can heat uniformly, moving a to-be-heated material straightly moving reliably. The side guides of the object to be heated can be heated most efficiently and uniformly by arranging the side guides at intervals that substantially coincide with the amplitudes of the adjacent corrugated coil portions so that current flows in the same direction. Can do.
[0007]
Furthermore, the heating coil body, the heated object support rail, and the heated object side guide are covered with a cover, and an inert gas atmosphere is ejected into the cover to form an inert gas atmosphere tunnel. Can be continuously heated in an inert atmosphere.
[0008]
[Action]
The waveform pitch and amplitude of the heating coil are selected depending on the size of the object to be heated. By setting the length of the waveform coil part to 1 cycle or more and the amplitude to be greater than the diameter or width of the object to be heated, the object to be heated Is moving in the longitudinal direction while approaching the upper surface of the coil body, the entire bottom surface of the object to be heated will pass at least the immediate upper surface of the corrugated coil portion at least once, which is the same as when the object to be heated is rotated. Or it can heat more uniformly than that.
[0009]
By making the amplitudes of at least one pair of adjacent corrugated coil portions, in which the current flows in the same direction, substantially equal to the diameter or width of the object to be heated, the current of the pair of corrugated coil portions in which the current flows in the same direction. It can be passed directly above and can be heated more efficiently and uniformly.
[0010]
In addition, since the object to be heated can be heated while being transported, for example, the coil body is placed in a tunnel formed by an appropriate cover, and the inside of the tunnel is made an inert atmosphere. Continuous heat treatment at can be performed.
[0011]
【Example】
FIG. 1 shows an embodiment of the induction heating device of the present invention, particularly its heating coil body.
The heating coil body 1 of the present embodiment is bent at one or two cycles in a substantially wave shape in the same plane from one end connected to a high frequency power source (not shown), as shown in the figure. 1a is formed and U-turned to bend in parallel with the first
[0012]
Therefore, the currents in the second
[0013]
Heating coil body 1, as shown in FIG. 2, it is supported horizontally by a suitable support means 5, which is formed of ceramics of alumina or silicon nitride, which is a non-magnetic material in the longitudinal direction in proximity to the upper surface The heated object support rails 6 1 and 6 2 are arranged in parallel so that the heated object can slide on the support rail and move straight in the longitudinal direction.
[0014]
And if necessary, the heating coil body 1, the heated object support rail 6 and the heated
[0015]
The heating apparatus according to the present embodiment is configured as described above. For example, the cylindrical object to be heated 10 is pushed by the appropriate pressing means on the support rails 6 1 and 6 2 from the direction a in FIG. It is guided by the direction guides 7 1 and 7 2 and moves straight on the heating coil body 1. At that time, in the second
[0016]
In addition, since the object to be heated can be heated while being transported through the tunnel in an inert gas atmosphere, continuous heating in an inert atmosphere can be performed with a simple device, and the processing capacity can be improved particularly compared to the conventional case. it can.
[0017]
As mentioned above, although one Example of the heating apparatus of this invention was shown, this invention is not restricted to the said Example, A various design change is possible. For example, in the coil body of FIG. 1, the first waveform coil portion and the fourth coil portion located on the outer side do not necessarily need to be wave-shaped, and can be configured in a substantially linear shape. In addition, according to the induction heating apparatus according to the present invention, the object to be heated is not limited to a cylindrical object, and uniform heating is possible even if the object is an irregular shape such as a rectangular shape.
[0018]
【The invention's effect】
The induction heating device of the present invention has the following special effects.
While the object to be heated moves closer to the upper surface of the coil body and moves in the longitudinal direction, the entire bottom surface of the object to be heated passes at least once over the upper surface of the corrugated coil portion, so that the object to be heated is evenly efficient without rotating. It can be heated well, can be continuously heated, can be processed in large quantities without the need for a large-scale apparatus, and the cost can be greatly reduced.
[0019]
The at least one pair of corrugated coil portions adjacent to each other in the same direction of current flow has an amplitude substantially equal to the diameter or width of the object to be heated, so that the object to be heated passes directly above the pair of corrugated coil portions. Can be heated more efficiently and uniformly.
[0020]
Further, by arranging the heating coil body in a tunnel formed by a suitable cover and making the inside of the tunnel an inert atmosphere, a continuous heat treatment in an inert atmosphere can be performed with a simple apparatus.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of a heating coil body according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a heating apparatus according to an embodiment of the present invention corresponding to the AA cross section of FIG.
FIGS. 3A and 3B are schematic diagrams of a conventional induction heating apparatus, in which FIG. 3A shows an end surface heating coil made of an annular two-turn coil, and FIG. 3B shows an end surface heating coil made of a rectangular annular two-turn coil.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (4)
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1994
- 1994-04-27 JP JP11020194A patent/JP3638968B2/en not_active Expired - Fee Related
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