JP4243556B2 - Induction heating apparatus and metal member heating method using the same - Google Patents
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Description
本発明は、金属製の金属部材を誘導加熱により昇温させるときに用いられる誘導加熱装置及びそれを用いた金属部材の加熱方法に関する。 The present invention relates to an induction heating device used when a metal metal member is heated by induction heating, and a method of heating a metal member using the induction heating device.
金属部材を加熱する方法として誘導加熱によるものが広く用いられている。誘導加熱は、ソレノイド状等のワークコイルに金属部材を近接させて配し、ワークコイルに高周波電流を流すことによって磁界を発生させ、金属部材にそれを打ち消す磁界が発生するようにうず電流を生じさせて、その電流と金属部材の電気抵抗とでジュール熱を生じさせて金属部材を昇温させるものである。 As a method of heating a metal member, a method using induction heating is widely used. In induction heating, a metal member is placed close to a work coil such as a solenoid, and a magnetic field is generated by flowing a high-frequency current through the work coil, and an eddy current is generated so that a magnetic field is generated in the metal member to cancel it. Thus, Joule heat is generated by the current and the electric resistance of the metal member to raise the temperature of the metal member.
例えば、特許文献1には、所定長を有する外筒部材と、外筒部材の内部に向けて一定空間をもって同軸状に挿通された内筒部材と、内筒部材の外周面に固着されて上面が外筒部材の内周面に圧接する弾性部材と、外筒と弾性部材との間に介在させた接着剤とから成るプロペラシャフトの外筒部材の外壁面に沿って配置された誘導加熱用のコイルに通電して、外筒部材と弾性部材を強固に接着するようにしたプロペラシャフトの製造装置において、外筒部材の外壁面に沿って配置される誘導加熱用コイルの形状を、外筒部材の長手方向に沿う外表面の略半分をカバーする形状として構成するとともに、コイルの通電時に、外筒部材及び内筒部材を一体的に回転させる回転機構を設けたものが開示されている。そして、これによれば、外筒部材と内筒部材内に加硫接着された弾性部材とを外筒部材の全周にわたって強固に接着することができ、また、工程が簡易化されるという利点があり、さらに、電力費及び設備費に要するコストが低廉化される、と記載されている。 For example, in Patent Document 1, an outer cylinder member having a predetermined length, an inner cylinder member inserted coaxially with a certain space toward the inside of the outer cylinder member, and an upper surface fixed to the outer peripheral surface of the inner cylinder member For induction heating arranged along the outer wall surface of the outer cylinder member of the propeller shaft, which is composed of an elastic member pressed against the inner peripheral surface of the outer cylinder member and an adhesive interposed between the outer cylinder and the elastic member In the propeller shaft manufacturing apparatus in which the outer cylinder member and the elastic member are firmly bonded to each other, the shape of the induction heating coil arranged along the outer wall surface of the outer cylinder member is changed to the outer cylinder. A configuration is disclosed in which a shape that covers substantially half of the outer surface along the longitudinal direction of the member is provided, and a rotation mechanism that integrally rotates the outer cylinder member and the inner cylinder member when the coil is energized is disclosed. And according to this, the outer cylinder member and the elastic member vulcanized and bonded in the inner cylinder member can be firmly bonded over the entire circumference of the outer cylinder member, and the process can be simplified. Furthermore, it is described that the cost required for the power cost and the equipment cost is reduced.
特許文献2には、金属製の内筒と、金属製の外筒と、内筒と外筒との間に介装されるゴム弾性体と、を有し、このゴム弾性体の内部に形成された複数の液室内に非圧縮性の流体が封入されてなる流体封入式防振装置の製造方法において、内筒外面にゴム弾性体を加硫接着しておき、外筒の内面またはゴム弾性体の外面に接着剤を塗布した後、流体の液中において外筒内にゴム弾性体を圧入して、ゴム弾性体の絞り率を10〜40%とし、次いで、外筒を160〜250℃の範囲で誘導加熱して、外筒とゴム弾性体とを接着させることが開示されている。そして、これによれば、工程を簡素化し、かつ、装置自体の部品点数を減少することができる、と記載されている。 Patent Document 2 has a metal inner cylinder, a metal outer cylinder, and a rubber elastic body interposed between the inner cylinder and the outer cylinder, and is formed inside the rubber elastic body. In a method for manufacturing a fluid-filled vibration isolator in which an incompressible fluid is sealed in a plurality of liquid chambers, a rubber elastic body is vulcanized and bonded to the outer surface of the inner cylinder, and the inner surface of the outer cylinder or the rubber elasticity After the adhesive is applied to the outer surface of the body, a rubber elastic body is press-fitted into the outer cylinder in the fluid so that the rubber elastic body has a squeezing ratio of 10 to 40%, and then the outer cylinder is 160 to 250 ° C. It is disclosed that the outer cylinder and the rubber elastic body are bonded by induction heating in the range of. And it is described that according to this, a process can be simplified and the number of parts of apparatus itself can be reduced.
特許文献3には、金属板と生ゴム層とを交互に積層して未加硫の積層ゴム支承を形成する積層工程と、この未加硫の積層ゴム支承の生ゴム層を、電磁誘導加熱手段により金属板を誘導加熱することによりこの金属板を介して予熱する予熱工程と、この予熱された積層ゴム支承を、金型内に装着してさらに加熱する加硫成形工程とを含む積層ゴム支承の製造方法が開示されています。そして、これによれば、誘導加熱による予熱によって、従来では熱が入り難かった積層ゴム支承の中央部分の温度を周囲温度と同じか、より高い温度に上げることができ、過加硫を抑制しながら加硫時間を大巾に短縮することができる、と記載されている。 In Patent Document 3, a lamination process of alternately laminating metal plates and raw rubber layers to form an unvulcanized laminated rubber bearing, and a raw rubber layer of the unvulcanized laminated rubber bearing by an electromagnetic induction heating means. A laminated rubber bearing comprising a preheating step of preheating through the metal plate by induction heating of the metal plate, and a vulcanization forming step of mounting the preheated laminated rubber bearing in a mold and further heating. The manufacturing method is disclosed. And according to this, by preheating by induction heating, the temperature of the central portion of the laminated rubber bearing, which has conventionally been difficult to receive heat, can be raised to the same or higher temperature than the ambient temperature, thereby suppressing overvulcanization. However, it is described that the vulcanization time can be greatly shortened.
特許文献4には、飲料入りの缶を加熱する自動販売機の誘導加熱装置において、加熱コイルは複数回の巻数を有し、軸方向の所定の位置に隙間を有する円筒形に形成することが開示されている。そして、これによれば、加熱コイル近辺でのローカルヒートを無くし、加熱コイル内に飲料缶を装着する際の機構部品を少なくするとともに、加熱コイル自身でインダクタンスを調整できる、と記載されている。 In Patent Document 4, in an induction heating apparatus of a vending machine that heats a beverage can, the heating coil has a plurality of turns and is formed in a cylindrical shape having a gap at a predetermined position in the axial direction. It is disclosed. And according to this, it is described that the local heat in the vicinity of the heating coil is eliminated, the number of mechanical parts when the beverage can is mounted in the heating coil is reduced, and the inductance can be adjusted by the heating coil itself.
特許文献5には、熱硬化性樹脂塗料よりなる焼付塗膜で被覆された金属基材に、弾性材料で形成された防振材本体が熱硬化性樹脂接着剤により接着固定されてなる防振構造体の製造方法として、金属基材の被接着面に電磁誘導加熱用ワークコイルを近接させた後、電磁誘導加熱により被接着面を熱硬化性樹脂接着剤がゲル状態となるゲル状温度域に昇温させ、しかる後、防振材本体に熱硬化性樹脂接着剤を付着させて、金属基材のゲル状温度域まで昇温させた被接着面と防振材本体の熱硬化性接着剤の付着部とを圧接させる技術が開示されています。そして、これによれば、金属基材が熱硬化性樹脂塗料よりなる焼付塗膜で被覆されているような場合でも、焼付塗膜の劣化を最小限に抑えつつ電磁誘導加熱により金属基材と防振ゴム本体との接着一体化を図ることができる、と記載されている。
ところで、ブッシュタイプの防振装置は、同軸状に配設された内筒及び外筒と、それらの間に介設された防振ゴムとからなる。このような防振装置は、内筒及び防振ゴムを加硫一体成形し、その外周に接着剤を塗布したものを誘導加熱によって昇温させた外筒に圧入することにより製造される。そして、このとき、外筒の加熱は、誘導加熱用のワークコイルを備えた誘導加熱装置が用いられ、外筒の内側或いは外側にワークコイルを配して行われる。 By the way, the bush type vibration isolator comprises an inner cylinder and an outer cylinder arranged coaxially, and a vibration isolating rubber interposed therebetween. Such vibration damping device, the inner cylinder and anti-vibration rubber vulcanization integrally molded is manufactured by press-fitting a material obtained by applying an adhesive to the outer periphery thereof to the outer cylinder was heated by induction heating. At this time, heating of the outer cylinder, induction heating apparatus having a work coil for heating induction is used, is performed with a working coil inside or outside of the outer cylinder.
また、外筒には様々なサイズのものがあり、このとき、外筒のサイズに応じて効率よく加熱をするために、加工する外筒のサイズ毎にワークコイルを段替えすることが行われる。 In addition, there are various sizes of outer cylinders. At this time, in order to efficiently heat the outer cylinder according to the size of the outer cylinder, the work coil is changed for each size of the outer cylinder to be processed. .
ところが、ワークコイルは冷却水が流通するようになっていて構造が複雑であり、これを段替えするのには長時間を要し、そのために生産性が低くなるという問題がある。 However, the work coil has a structure in which cooling water is circulated and has a complicated structure. It takes a long time to change the work coil, and thus there is a problem that productivity is lowered.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、形状等の異なる金属部材をそれぞれ誘導加熱により加熱する場合でも、ワークコイルの段替えをすることなく、金属部材に対応した好適な誘導加熱を行うことができる誘導加熱装置及びそれを用いた金属部材の加熱方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above points, and the object of the present invention is to provide a metal member without changing the work coil even when the metal members having different shapes are heated by induction heating. and to provide a method of heating a metallic member using the the induction heating device and it can perform a suitable induction heating corresponds to.
上記目的を達成する本発明の誘導加熱装置は、筒状の金属部材を誘導加熱により昇温させるときに用いられる誘導加熱装置であって、
誘導加熱用のワークコイルと、
上記ワークコイルに金属部材に対応した交換ができるように着脱可能に外嵌め又は内嵌めされて取付固定された磁性体からなる筒状のコアと、
を備え、
誘導加熱時に、上記ワークコイルに外嵌めされた筒状のコアの外側に金属部材が被せられるように配置される又は上記ワークコイルに内嵌めされた筒状のコアの内側に筒状の金属部材が挿入されるように配置されることを特徴とする。
The induction heating device of the present invention that achieves the above object is an induction heating device used when raising the temperature of a cylindrical metal member by induction heating,
A work coil for induction heating;
A cylindrical core made of a magnetic body that is externally or detachably fitted and fixed so that the work coil can be replaced corresponding to a metal member;
Equipped with a,
At the time of induction heating, the metal member is arranged so that the metal member is put on the outside of the cylindrical core that is externally fitted to the work coil, or the cylindrical metal member is inside the cylindrical core that is internally fitted to the work coil. Is arranged to be inserted .
そして、本発明の金属部材の加熱方法は、上記本発明の誘導加熱装置を用いて筒状の金属部材を誘導加熱により昇温させるものであって、
金属部材に対応した磁性体からなる筒状のコアを選択するコア選択ステップと、
上記コア選択ステップで選択したコアをワークコイルに着脱可能に外嵌め又は内嵌めして取付固定するコア取付ステップと、
上記コア取付ステップでワークコイルに外嵌めして取付固定した筒状のコアの外側に上記筒状の金属部材を被せるように配置する又はワークコイルに内嵌めして取付固定した筒状のコアの内側に上記筒状の金属部材を挿入するように配置するワークセットステップと、
上記ワークセットステップで配置した金属部材を上記ワークコイルを用いた誘導加熱により昇温させる加熱ステップと、
を備えたことを特徴とする。
And the heating method of the metal member of the present invention is to raise the temperature of the cylindrical metal member by induction heating using the induction heating device of the present invention ,
A core selection step of selecting a cylindrical core made of a magnetic material corresponding to the metal member;
A core attachment step of attaching and fixing the core selected in the core selection step so as to be detachably fitted to the work coil;
The cylindrical core member is arranged so that the cylindrical metal member is placed on the outer side of the cylindrical core that is externally fitted and fixed to the work coil in the core attaching step, or the cylindrical core that is fixedly fitted and fixed to the work coil. A work set step for placing the cylindrical metal member on the inside ; and
A heating step of raising the temperature of the metal member arranged in the work setting step by induction heating using the work coil;
It is provided with.
単一のワークコイルで種々の金属部材を誘導加熱により加熱しようとした場合、ワークコイルと金属部材との間隔が小さければ効率よく加熱することができるものの、その間隔が大きければ金属部材において磁束密度が小さくなってしまい、効率よく加熱することができない。また、金属部材の各部とワークコイルとの間隔が不均一である場合、金属部材内に温度分布が生じてしまう。しかしながら、上記の構成によれば、磁束密度の低下を抑制する磁性体からなるコアがワークコイルに着脱可能に取付固定されるので、仮にワークコイルと金属部材との間隔に大小がある場合でも、両方の場合でコアと金属部材との間隔が同じになるようにコアを選択して交換すれば、金属部材の大きさに関わらず、同一条件での誘導加熱を行うことができる。また、金属部材の各部とコアとの間隔が均一になるようなコアを選択して交換すれば、温度分布が生じることなく金属部材を均一に加熱することができ、一方、金属部材の一部とコアとの間隔だけが小さくなるようなコアを選択して交換すれば、局部的に加熱温度を高めることもできる。従って、金属部材のサイズ等の形状毎に、その加熱に適した形状の磁性体からなるコアを準備しておくことにより、形状等の異なる金属部材をそれぞれ誘導加熱により加熱する場合でも、ワークコイルの段替えをすることなく、金属部材に対応した好適な誘導加熱を行うことができる。 When various metal members are to be heated by induction heating with a single work coil, if the distance between the work coil and the metal member is small, it can be heated efficiently, but if the distance is large, the magnetic flux density in the metal member Becomes small and cannot be efficiently heated. Moreover, when the space | interval of each part of a metal member and a work coil is non-uniform | heterogenous, temperature distribution will arise in a metal member. However, according to the above configuration, since the core made of a magnetic body that suppresses the decrease in magnetic flux density is detachably attached to the work coil, even if the gap between the work coil and the metal member is large or small, If the core is selected and replaced so that the distance between the core and the metal member is the same in both cases, induction heating can be performed under the same conditions regardless of the size of the metal member. In addition, if a core is selected and replaced so that the distance between each part of the metal member and the core is uniform, the metal member can be heated uniformly without causing a temperature distribution. If the core is selected and replaced so that only the distance between the core and the core becomes small, the heating temperature can be locally increased. Therefore, by preparing a core made of a magnetic material having a shape suitable for heating for each shape such as the size of the metal member, even when each of the metal members having different shapes is heated by induction heating, the work coil without a stage replacement, it is possible to perform a suitable induction heating corresponding to the metal member.
本発明によれば、形状等の異なる金属部材をそれぞれ誘導加熱により加熱する場合でも、ワークコイルの段替えをすることなく、金属部材に対応した好適な誘導加熱を行うことができる。 According to the present invention, even when heated by induction heating respectively different metal member shapes like, without the stage sort of work coil, it is possible to perform a suitable induction heating corresponding to the metal member.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(実施形態1)
図1は、本発明の実施形態1に係る誘導加熱装置100を示す。
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows an
本発明の実施形態1に係る誘導加熱装置100は、自動車のサスペンションに用いられるブッシュタイプの防振装置300の製造工程で使用されるものである。
The
具体的には、防振装置300は、図2に示すように、内筒311及び防振ゴム312を加硫一体成形し、その外周に接着剤320を塗布したものを予熱しておいた外筒200に圧入することにより製造される。そして、誘導加熱装置100は、その外筒(金属部材)200の予熱を行うのに用いられる。
Specifically, as shown in FIG. 2, the
この誘導加熱装置100は、誘導加熱用のワークコイル110と、ワークコイル110に接続された装置本体120と、ワークコイル110に着脱可能に取付固定されたコア131と、で構成されている。
The
ワークコイル110は、金属製の管状材からなり、螺旋を形成して上方に延びた後、螺旋の上端から軸位置を通るように下方に延びるように形成されたソレノイドタイプのものであり、両端が下部に設けられた構成となっている。また、ワークコイル110は、螺旋の軸が鉛直方向になるように図示しない支持台に固設されている。
The
装置本体120は、ワークコイル110の両端が接続され、ワークコイル110に高周波電流を供給する発振器として機能すると共に、ワークコイル110に流通させる冷却水を循環させるコイル冷却器として機能する他、電流の調整等の装置全体の制御をも行う。
The apparatus
コア131は、フェライトなどの強磁性体からなり、有底の円筒を上下ひっくり返したキャップ状に形成されている。また、コア131は、略円筒状に形成されたワークコイル110に上側から被せて外嵌めすることにより着脱可能に取付固定されている。ここで、コア131は、ワークコイル110に直接接触するように設けられている。図1に示すコア131は、外径の小さい外筒200を加熱するためのものであり、コア131の外径が外筒200の内径よりもやや小さく、外筒200の内壁とコア131の外周との間隔が均一になるように形成されている。以下、外径の小さい外筒200を加熱するためのコア131をワークコイル110に取付固定した図1に示す構成を第1構成とする。
The
次に、この誘導加熱装置100を用いた防振装置300の製造方法について説明する。
Next, the manufacturing method of the
まず、内筒311及び防振ゴム312を加硫一体成形する。
First, the
次いで、その一体物310のゴム外周に熱硬化型の接着剤320を塗布する。
Next, a
一方、外筒200を誘導加熱装置100のコア131を囲うように配置する。
On the other hand, the
次いで、装置本体120からワークコイル110に高周波電流を流すと共に冷却水を循環させる。このとき、ワークコイル110に流れる高周波電流によって磁界が発生する。そして、外筒200では、その内側の表層部分において、ワークコイル110による磁界を打ち消す磁界を発生させるようにうず電流が生じ、そのうず電流と外筒200の電気抵抗とによるジュール熱によって外筒200が昇温して加熱される。ここで、コア131は強磁性体で形成されており、ワークコイル110と外筒200との間での磁界の減衰が抑制されるので、効率よく加熱することができると共に、外筒200の内壁とコア131の外周との間隔が均一であるので、外筒200全体が同様に磁界に晒され、外筒200内で温度分布が生じることなく均一に誘導加熱を行うことができる。なお、外筒200の加熱度合(温度)はワークコイル110に流す高周波電流の電流値によって設定自在であるが、外筒200には電着塗装が施されており、誘導加熱によりその電着塗装が劣化することがないように、高周波電流の電流値の設定がなされている。
Next, a high-frequency current is passed from the apparatus
そして、加熱された外筒200に内筒311及び防振ゴム312の一体物310を同軸に圧入する。これにより、一体物310の外周に塗布された接着剤320が硬化して一体物310と外筒200とが接着する。なお、外筒200への一体物310の圧入は、加熱されている外筒200と同軸に一体物310を外筒200の上方に配し、加熱後の外筒200を上方に移動させて一体物310に外嵌めするようにして行う。
Then, the integral 310 of the
以上のようにして、同軸に配設された内筒311及び外筒200の間に防振ゴム312が介設された防振装置300が製造される。
As described above, the
上記のように、この誘導加熱装置100では、コア131が着脱可能であり、外筒200に対応して交換することができるようになっている。以下に、第1構成とは種類の異なる外筒200を加熱するための構成について説明する。
As described above, in this
図3は、外径が大きい外筒200を加熱するためのコア132をワークコイル110に取付固定した誘導加熱装置100の要部を示す。
FIG. 3 shows a main part of the
このコア132は、第1構成よりも外径の大きい外筒200を加熱するためのものであり、コア132の外径が外筒200の内径よりもやや小さく、外筒200の内壁とコア132の外周との間隔が均一で、しかも、その間隔が第1構成と略同一となるように形成されている。この場合、コア132は強磁性体で形成されており、ワークコイル110と外筒200との間での磁界の減衰が抑制されるので、ワークコイル110と外筒200との間隔が第1構成よりも広いものの、外筒200の内壁とコア132の外周との間隔が第1構成と略同一であることから、第1構成と同等に効率よく誘導加熱を行うことができると共に、外筒200の内壁とコア132の外周との間隔が第1構成と同様に均一であるので、外筒200全体が同様に磁界に晒され、外筒200内で温度分布が生じることなく均一に加熱することができる。以下、外径の大きい外筒200を加熱するためのコア132をワークコイル110に取付固定した図3に示す構成を第2構成とする。
The
図4は、断面楕円形状の外筒200を加熱するためのコア133をワークコイル110に取付固定した誘導加熱装置100の要部を示す。
FIG. 4 shows a main part of the
このコア133は、断面楕円形状の外筒200を加熱するためのものであり、その外径が外筒200の内径よりもやや小さい断面楕円形状に形成されている。また、コア133は、外筒200の内壁とコア133の外周との間隔が均一で、しかも、その間隔が第1構成と略同一となるように形成されている。この場合、コア133は強磁性体で形成されており、ワークコイル110と外筒200との間での磁界の減衰が抑制され、また、外筒200の内壁とコア133の外周との間隔が第1構成と略同一であるので、第1構成と同等に効率よく誘導加熱を行うことができると共に、外筒200の内壁とコア133の外周との間隔が第1構成と同様に均一であるので、外筒200全体が同様に磁界に晒され、外筒200内で温度分布が生じることなく均一に加熱することができる。
The
図5は、断面略D形状の外筒200を加熱するためのコア134をワークコイル110に取付固定した誘導加熱装置100の要部を示す。
FIG. 5 shows a main part of the
このコア134は、断面略D形状の外筒200を加熱するためのものであり、その外径が外筒200の内径よりもやや小さい断面略D形状に形成されている。また、コア134は、外筒200の内壁とコア134の外周との間隔が均一で、しかも、その間隔が第1構成と略同一となるように形成されている。この場合、コア134は強磁性体で形成されており、ワークコイル110と外筒200との間での磁界の減衰が抑制され、また、外筒200の内壁とコア134の外周との間隔が第1構成と略同一であるので、第1構成と同等に効率よく誘導加熱を行うことができると共に、外筒200の内壁とコア134の外周との間隔が第1構成と同様に均一であるので、外筒200全体が同様に磁界に晒され、外筒200内で温度分布が生じることなく均一に加熱することができる。
The
図6は、ロッド材に取り付けられた断面円形状の外筒200についてロッド材との溶接結合部をより高温に加熱するためのコア135をワークコイル110に取付固定した誘導加熱装置100の要部を示す。
FIG. 6 shows the main part of the
このコア135は、ロッド材に取り付けられた断面円形状の外筒200について、放熱の最も著しいロッド材との溶接結合部をより高温に加熱するためのものであり、その外径が外筒200の内径よりもやや小さく、断面が円形と長方形とを組み合わせたような形状に形成されている。そして、コア135は、長方形部分が外筒200のロッド材との結合部に対応するように、特に長方形の角が溶接部分に対応するように、ワークコイル110に取付固定されている。そのため、コア135の円形部分に対応しては、外筒200の内壁とコア135の外周との間隔が均一であるのに対し、長方形部分に対応しては、円形部分よりも外筒200の内壁とコア135の外周との間隔が小さくなっている。特に、長方形部分の角と溶接部分との間隔が最も小さくなっている。この場合、コア135は強磁性体で形成されており、ワークコイル110と外筒200との間での磁界の減衰が抑制されるので、効率よく誘導加熱を行うことができる。また、円形部分に対応しては、外筒200の内壁とコア135の外周との間隔が均一であるので、外筒200の円形部分対応部分が同様に磁界に晒され、外筒200内で温度分布が生じることなく均一に加熱することができる。一方、長方形部分に対応しては、外筒200の内壁とコア135の外周との間隔が円形部分よりも小さいので、外筒200の円形部分対応部分よりも高温度に加熱することができる。特に、長方形部分の角と溶接部分との間隔が最も小さいので、溶接部分を最も高温に加熱することができる。
The
単一のワークコイルで種々の外筒を誘導加熱により加熱しようとした場合、ワークコイルと外筒との間隔が小さければ効率よく加熱することができるものの、その間隔が大きければ外筒において磁束密度が小さくなってしまい、効率よく加熱することができない。また、外筒の各部とワークコイルとの間隔が不均一である場合、外筒内に温度分布が生じてしまう。しかしながら、上記構成の誘導加熱装置100によれば、磁束密度の低下を抑制する磁性体からなるコア131〜135がワークコイル110に着脱可能に取付固定されているので、仮にワークコイル110と外筒200との間隔に大小がある場合(例えば、第1構成と第2構成)でも、両方の場合でコア131〜135と外筒200との間隔が同じになるようにコア131〜135を選択して交換すれば、外筒200の大きさに関わらず、同一条件での誘導加熱を行うことができる。また、外筒200の各部とコア131〜135との間隔が均一になるようなコア131〜135を選択して交換すれば、温度分布が生じることなく外筒200を均一に加熱することができ、一方、外筒200の一部とコア131〜135との間隔だけが小さくなるようなコア131〜135を選択して交換すれば、局部的に加熱温度を高めることもできる。従って、外筒200のサイズ等の種類毎に、その加熱に適した形状の磁性体からなるコア131〜135を準備しておくことにより、形状等の異なる外筒200をそれぞれ誘導加熱により加熱する場合でも、ワークコイル110の段替えをすることなく、外筒200に対応した好適な誘導加熱を行うことができる。
When various outer cylinders are to be heated by induction heating with a single work coil, if the distance between the work coil and the outer cylinder is small, it can be heated efficiently, but if the distance is large, the magnetic flux density in the outer cylinder Becomes small and cannot be efficiently heated. Moreover, when the space | interval of each part of an outer cylinder and a work coil is uneven, temperature distribution will arise in an outer cylinder. However, according to the
また、コア131〜135がワークコイル110を覆うように形成されており、ワークコイル110の直接の影響が外筒200に及ばないので、外筒200の局部的な加熱度合の設定等をコア131〜135の形状設定のみによって行うことができる。
Further, since the
(実施形態2)
図7は、本発明の実施形態2に係る誘導加熱装置100の要部を示す。なお、実施形態1と同一名称の部分は同一符号で示す。
(Embodiment 2)
FIG. 7 shows a main part of the
この誘導加熱装置100では、金属製の管状材を螺旋を形成してなるソレノイドタイプのワークコイル110の内側に着脱可能に筒状のコア136が内嵌めされて取付固定されている。コア136には、断面の輪郭形状が略正方形の貫通孔が形成されている。そして、その貫通孔内に、外径がその貫通孔よりもやや小さい断面略正方形の筒状の金属部材200がコア136表面から間隔をおいて配され、誘導加熱によって金属部材200を加熱するようになっている。
In this
コア136は着脱可能であることから、貫通孔の形状の異なるコア136を準備しておくことにより、形状の異なる金属部材200をそれぞれ誘導加熱により加熱する場合でも、ワークコイル110の段替えをすることなく、金属部材200に対応した好適な誘導加熱を行うことができる。
Since the
その他の構成、作用及び構成は実施形態1と同一である。 Other configurations, operations, and configurations are the same as those of the first embodiment.
(実施形態3)
図8は、本発明の実施形態3に係る誘導加熱装置100の要部を示す。なお、実施形態1と同一名称の部分は同一符号で示す。
(Embodiment 3)
FIG. 8 shows a main part of the
この誘導加熱装置100では、金属製の線材をうずまき状に形成してなるパンケーキタイプのワークコイル110に着脱可能にブロック状のコア137がその下部に外嵌め状に取付固定されている。コア137には、上面に略円錐孔が形成されている。そして、その略円錐孔内に、略円錐状の金属部材200が挿入されてコア137表面から間隔をおいて配され、誘導加熱によって金属部材200を加熱するようになっている。
In this
コア137は着脱可能であることから、孔の形状の異なるコア137を準備しておくことにより、形状の異なる金属部材200をそれぞれ誘導加熱により加熱する場合でも、ワークコイル110の段替えをすることなく、金属部材200に対応した好適な誘導加熱を行うことができる。
Since the
その他の構成、作用及び構成は実施形態1と同一である。 Other configurations, operations, and configurations are the same as those of the first embodiment.
(その他の実施形態)
上記実施形態1及び2では、ソレノイドタイプのワークコイル110とし、実施形態3では、パンケーキタイプのワークコイル110としたが、特にこれに限定されるものではなく、ヘアピンタイプ等その他のタイプのワークコイルであってもよい。
(Other embodiments)
In the first and second embodiments, the solenoid-
また、上記実施形態1では、誘導加熱装置100を防振装置300の製造に用いるものとしたが、特にこれに限定されるものではなく、いかなる金属部材の加熱に用いるものであってもよい。
In the first embodiment, the
本発明は、金属製の金属部材を誘導加熱により昇温させるときに用いられる誘導加熱装置及びそれを用いた金属部材の加熱方法に有用である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is useful for an induction heating device used when raising the temperature of a metal metal member by induction heating and a method for heating a metal member using the induction heating device.
100 誘導加熱装置
110 ワークコイル
120 装置本体
131〜137 コア
200 外筒(金属部材)
210 ロッド材
300 防振装置
310 一体物
311 内筒
312 防振ゴム
320 接着剤
100
210
Claims (2)
誘導加熱用のワークコイルと、
上記ワークコイルに金属部材に対応した交換ができるように着脱可能に外嵌め又は内嵌めされて取付固定された磁性体からなる筒状のコアと、
を備え、
誘導加熱時に、上記ワークコイルに外嵌めされた筒状のコアの外側に金属部材が被せられるように配置される又は上記ワークコイルに内嵌めされた筒状のコアの内側に筒状の金属部材が挿入されるように配置されることを特徴とする誘導加熱装置。 An induction heating device used when raising the temperature of a cylindrical metal member by induction heating,
A work coil for induction heating;
A cylindrical core made of a magnetic body that is externally or detachably fitted and fixed so that the work coil can be replaced corresponding to a metal member;
Equipped with a,
At the time of induction heating, the metal member is arranged so that the metal member is put on the outside of the cylindrical core that is externally fitted to the work coil, or the cylindrical metal member is inside the cylindrical core that is internally fitted to the work coil. An induction heating device, wherein the induction heating device is arranged to be inserted .
金属部材に対応した磁性体からなる筒状のコアを選択するコア選択ステップと、
上記コア選択ステップで選択したコアをワークコイルに着脱可能に外嵌め又は内嵌めして取付固定するコア取付ステップと、
上記コア取付ステップでワークコイルに外嵌めして取付固定した筒状のコアの外側に上記筒状の金属部材を被せるように配置する又はワークコイルに内嵌めして取付固定した筒状のコアの内側に上記筒状の金属部材を挿入するように配置するワークセットステップと、
上記ワークセットステップで配置した金属部材を上記ワークコイルを用いた誘導加熱により昇温させる加熱ステップと、
を備えたことを特徴とする金属部材の加熱方法。 A method of heating a metal member, wherein the temperature of the cylindrical metal member is increased by induction heating using the induction heating device according to claim 1 ,
A core selection step of selecting a cylindrical core made of a magnetic material corresponding to the metal member;
A core attachment step of attaching and fixing the core selected in the core selection step so as to be detachably fitted to the work coil;
The cylindrical core member is arranged so that the cylindrical metal member is placed on the outer side of the cylindrical core that is externally fitted and fixed to the work coil in the core attaching step, or the cylindrical core that is fixedly fitted and fixed to the work coil. A work set step for placing the cylindrical metal member on the inside ; and
A heating step of raising the temperature of the metal member arranged in the work setting step by induction heating using the work coil;
A method for heating a metal member, comprising:
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