特許 7082793 高周波誘導加熱装置の加熱コイル体のスペーサ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-06-01

(45)【発行日】2022-06-09

(54)【発明の名称】高周波誘導加熱装置の加熱コイル体のスペーサ

(51)【国際特許分類】

   H05B 6/36 20060101AFI20220602BHJP

【ＦＩ】

H05B6/36 E

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2018014538

(22)【出願日】2018-01-31

(65)【公開番号】P2019133818

(43)【公開日】2019-08-08

【審査請求日】2020-12-24

(73)【特許権者】

【識別番号】390026088

【氏名又は名称】富士電子工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100100480

【弁理士】

【氏名又は名称】藤田 隆

(72)【発明者】

【氏名】渡邊 哲正

(72)【発明者】

【氏名】齋藤 裕也

(72)【発明者】

【氏名】田中 仁乃

【審査官】吉澤 伸幸

(56)【参考文献】

【文献】特開２００８－１７４８１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０６－００５１８６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特公平０５－０３４４０５（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】特開平０９－２０９０４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０５６８０６９３（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０５Ｂ ６／３６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

高周波焼入に使用される高周波誘導加熱装置の加熱コイル体のスペーサであって、
前記加熱コイル体は加熱コイルと固定部材を有するものであり、
前記加熱コイルは、一列であって、
ワークと当接する当接部と、加熱コイル体の前記固定部材に固定される固定部を有し、
前記当接部と固定部の間に接続部が設けられており、
前記接続部は、前記一列の加熱コイルにおいて、前記ワークに近接対向する部位である一本の近接対向部の一部の周囲を囲む貫通路を有することを特徴とする高周波誘導加熱装置の加熱コイル体のスペーサ。

【請求項2】

前記接続部と前記一本の近接対向部とは、非接触であることを特徴する請求項１に記載の高周波誘導加熱装置の加熱コイル体のスペーサ。

【請求項3】

高周波焼入に使用される高周波誘導加熱装置の加熱コイル体のスペーサであって、
前記加熱コイル体は加熱コイルと固定部材を有するものであり、
ワークと当接する当接部と、加熱コイル体の前記固定部材に固定される固定部を有し、
前記当接部と固定部の間に接続部が設けられており、
前記接続部は、加熱コイルにおけるワークに近接対向する部位である近接対向部を迂回し、
前記固定部と接続部と当接部が略コの字形に連続して凹部が形成されており、前記凹部に加熱コイルの近接対向部の少なくとも一部が入り込むことを特徴とする高周波誘導加熱装置の加熱コイル体のスペーサ。

【請求項4】

加熱コイル体の厚み方向の固定部の中心線に対して、接続部の中心線がずれていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の高周波誘導加熱装置の加熱コイル体のスペーサ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、高周波焼入に使用される高周波誘導加熱装置に設けられ、加熱コイルとワークの間の距離を所定範囲に保つためのスペーサに関するものである。

【背景技術】

【0002】

一般に、鉄鋼材料からなるワークを高周波焼入する場合、まず、ワークに近接対向した加熱コイルに高周波電力を供給してワークを焼入温度に達するまで高周波誘導加熱し、引き続き冷却ジャケットからワークに向けて冷却液を噴射供給し、ワークを急冷する。
どの様な形状のワークであってもこの手順は変わらず、高周波焼入では、誘導加熱による加熱工程の後、冷却工程が実施される。

【0003】

ワークを高周波誘導加熱する際には、ワークの全周囲に対向する様に、加熱コイルを環状構造に構成するのが好ましいが、ワークの加熱対象部位の両側に半径方向に突出する部位（例えばクランクシャフトのピン部（加熱対象部位）に対するクランクアーム）があると、環状構造の加熱コイルを加熱対象部位に近接対向させることができない。そこで、従来は、図８に示す様に、ワークＷ２（加熱対象部位）の外周面の略半周程度の範囲に対して近接対向する加熱コイル９０が使用されている。

【0004】

ワークＷ２の外周面の略半周の範囲に対向する構造の加熱コイル９０は、ワークＷ２の半径方向に移動してワークＷ２に近接対向することができる。ただし、高周波電流が通電された加熱コイル９０が際限なくワークＷ２に接近すると、加熱コイル９０はワークＷ２と接触してしまい、ショートしてしまう。

【0005】

また、加熱コイル９０は、ワークＷ２の周囲の略半周の範囲にしか対向していないため、ワークＷ２を回転させなければワークＷ２の全周囲に加熱コイル９０を対向させることができない。ところが、ワークＷ２がクランクシャフトであって、加熱対象部位がピン部である場合には、クランクシャフトが回転すると、ピン部はクランクシャフトの回転中心の周囲を移動（公転）する。そのため、公転するピン部に加熱コイル９０を追従させなければならない。

【0006】

そこで従来の高周波誘導加熱装置では、図８に示す様な加熱コイル９０と相対移動しない一対の中央スペーサ９１ａと、それぞれ一対の側方スペーサ９１ｂ、９１ｃが設けられている。中央スペーサ９１ａ、及び側方スペーサ９１ｂ、９１ｃは、セラミックス等の通電しない素材で形成されている。図８に示す様に、中央スペーサ９１ａ、側方スペーサ９１ｂ、９１ｃは、ワークＷ２の外周面の略半周の範囲に近接対向する様に配置されており、中央スペーサ９１ａが略半周の中央部分にあり、側方スペーサ９１ｂ、９１ｃは略半周の両端部分にある。

【0007】

加熱コイル９０と各スペーサ９１ａ、９１ｂ、９１ｃは、共通の加熱コイル体の固定部材（図示せず）に固定されており、スペーサ９１ａ、９１ｂ、９１ｃと加熱コイル９０は相対移動しない。また、各スペーサ９１ａ、９１ｂ、９１ｃは加熱コイル９０よりもワーク側に突出しており、加熱コイル９０がワークＷ２に接近すると、中央スペーサ９１ａがワークＷ２と当接する。そのため、加熱コイル９０は、それ以上ワークＷ２に接近することができず、加熱コイル９０とワークＷ２とが接触することが防止されている。

【0008】

また、中央スペーサ９１ａをワークＷ２に押し付けた状態を保つことによって、加熱コイル９０からワークＷ２（加熱対象部位）までの距離を、ワークＷ２の表面に高周波の誘導電流が良好に励起される好ましい距離に保つことができる。中央スペーサ９１ａは、常時ワークＷ２と接触しているが、側方スペーサ９１ｂ、９１ｃは、いずれか一方のみがワークＷ２と接触する。すなわち、ワークＷ２（前述のクランクシャフトの公転するピン部）に加熱コイル９０が追従する際に、ワークＷ２が側方スペーサ９１ｂ、９１ｃの間で相対的に揺動し、いずれか一方の側方スペーサに選択的に接触する。

【0009】

昨今、車両等のエンジンの小型化が進み、エンジンの一部材であるクランクシャフトも小型化されている。すなわち、クランクシャフトの各ピン部や各ジャーナル部の軸方向長さ等が短く設定され、クランクシャフト全体の長さを短くし、クランクシャフトの小型化が図られている。

【0010】

そのため、小型化されたクランクシャフトを製造するためには、長さが短いピン部やジャーナル部等を高周波誘導加熱（高周波焼入）することができる高周波誘導加熱装置（高周波焼入装置）が必要である。

【0011】

すなわち、図８に示す様な加熱コイル９０では、ワークＷ２に近接対向する近接対向部９０ａが、中央スペーサ９１ａの両側に分割された様な形態を呈しており、各近接対向部９０ａが、中央スペーサ９１ａを迂回する接続部３０で接続されている。

【0012】

各近接対向部９０ａは、それぞれ加熱コイル体の厚み方向（ワークＷ２の軸方向）に二列あり、各列が直線状の接続部９０ｂで接続されている。近接対向部９０ａの各列を流れる高周波電流の向きは、互いに逆向きとなるため、生じる交番磁界の向きが逆向きになる。そのため、交番磁界同士が互いに打ち消し合わないように、接続部９０ｂはある程度の長さが必要である。すなわち、接続部９０ｂの長さを短くする（加熱コイル９０を備えた加熱コイル体の厚み寸法を小さくする）と、加熱コイル９０に同じ大きさの高周波電流を供給しても、ワークＷ２の表面に励起させることができる高周波誘導電流は少なくなってしまい、加熱効率が悪くなる。

【0013】

換言すると、加熱コイル９０（加熱コイル体）は、厚み方向の寸法ｄ２（図８）が大きい。そのため、小型化されたクランクシャフトにおける軸方向長さが短いピン部やジャーナル部（加熱対象部位）に近接対向部９０ａを近接対向させようとしても、クランクシャフト（ワークＷ２）のクランクアームやカウンタウェイト等が邪魔になり、近接対向部９０ａをピン部やジャーナル部（加熱対象部位）に近接対向させることができない。

【0014】

そこで、図９（ａ）に示す様に、加熱コイル９５の近接対向部９５ａを加熱コイル体１００の厚み方向に一列のみとすることにより、加熱コイル体１００の厚み方向の寸法ｄ３を小さくした高周波焼入装置が創案され、この様な加熱コイル体が例えば特許文献１に開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0015】

【文献】特公平５－３４４０５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0016】

特許文献１に開示されている高周波焼入装置の加熱コイル体１００では、それぞれ一対のスペーサ９７ａ、９７ｂ、９７ｃと、一列の近接対向部９５ａが一対の側板９６（図９（ｂ））の間に配置されている。図９（ｂ）に示す様に、近接対向部９５ａが一列であるため、加熱コイル体１００の厚み方向の寸法ｄ３は、図８に示す加熱コイル体（加熱コイル９０）の厚み寸法ｄ２よりも小さく、加熱コイル体１００は薄型化されている。

【0017】

そのため、加熱コイル体１００をワークＷ３の間隔Ｄ２（ｄ３＜Ｄ２＜ｄ２）だけ離間した両アームＢ１、Ｂ２の間に配置し、近接対向部９５ａをピン部Ｐ２に近接対向させることができる。すなわち、図９（ａ）、図９（ｂ）に示す加熱コイル体１００（加熱コイル９５）は、小型化されたクランクシャフトのピン部Ｐ２を高周波焼入する際に使用することができる。

【0018】

ところが、昨今はさらに小型化されたエンジンの開発が進み、クランクシャフトをより一層小型化する必要性が出てきた。また、両アームＢ１、Ｂ２の間隔Ｄ２が、厚み寸法ｄ３（加熱コイル体１００の厚み）よりも小さくなると、厚み寸法ｄ３の加熱コイル体１００を両アームＢ１、Ｂ２間に進入させることができない。
そこで本発明は、さらに薄型化が可能な高周波誘導加熱装置の加熱コイル体のスペーサを提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0019】

上記の課題を解決するために開発された本発明の一つの態様は、高周波焼入に使用される高周波誘導加熱装置の加熱コイル体のスペーサであって、前記加熱コイル体は加熱コイルと固定部材を有するものであり、前記加熱コイルは、一列であって、ワークと当接する当接部と、加熱コイル体の前記固定部材に固定される固定部を有し、前記当接部と固定部の間に接続部が設けられており、前記接続部は、前記一列の加熱コイルにおいて、前記ワークに近接対向する部位である一本の近接対向部の一部の周囲を囲む貫通路を有する高周波誘導加熱装置の加熱コイル体のスペーサである。
好ましい態様は、前記接続部と前記一本の近接対向部とは、非接触である高周波誘導加熱装置の加熱コイル体のスペーサである。
上記の課題を解決するために開発された本発明の別の態様は、高周波焼入に使用される高周波誘導加熱装置の加熱コイル体のスペーサであって、前記加熱コイル体は加熱コイルと固定部材を有するものであり、ワークと当接する当接部と、加熱コイル体の前記固定部材に固定される固定部を有し、前記当接部と固定部の間に接続部が設けられており、前記接続部は、加熱コイルにおけるワークに近接対向する部位である近接対向部を迂回し、前記固定部と接続部と当接部が略コの字形に連続して凹部が形成されており、前記凹部に加熱コイルの近接対向部の少なくとも一部が入り込む高周波誘導加熱装置の加熱コイル体のスペーサである。
さらに好ましい態様は、加熱コイル体の厚み方向の固定部の中心線に対して、接続部の中心線がずれている高周波誘導加熱装置の加熱コイル体のスペーサである。
上記の課題を解決するために開発された本発明の別の態様は、高周波焼入に使用される高周波誘導加熱装置の加熱コイル体のスペーサであって、前記加熱コイル体は加熱コイルと固定部材を有するものであり、ワークと当接する当接部と、加熱コイル体の前記固定部材に固定される固定部を有し、前記当接部と固定部の間に凹部を形成する接続部が設けられており、前記凹部に、加熱コイルにおけるワークに近接対向する部位である近接対向部を配置できることを特徴とする高周波誘導加熱装置の加熱コイル体のスペーサである。

【0020】

上記に記載の高周波誘導加熱装置の加熱コイル体のスペーサは、ワークと当接する当接部と、加熱コイル体の固定部材に固定される固定部の間に、凹部を形成する接続部が設けられている。すなわち、スペーサは、ワークの熱処理対象部位と当接する当接部を有する。また、加熱コイル体のスペーサは、凹部を有している。この凹部に、加熱コイルにおけるワークの熱処理対象部位に近接対向する近接対向部を配置できるので、加熱コイルの近接対向部とスペーサの固定部が、加熱コイル体の厚み方向に重なる。すなわち、加熱コイル体の厚み方向と直交する方向から観察すると、加熱コイルの近接対向部とスペーサの固定部が重なって見える。そのため、加熱コイル体の厚み方向の寸法が小さい。
すなわち、本態様のスペーサを使用することにより、加熱コイル体の薄型化が可能である。

【0021】

上記の課題を解決するために開発された本発明の別の態様は、高周波焼入に使用される高周波誘導加熱装置の加熱コイル体のスペーサであって、前記加熱コイル体は加熱コイルと固定部材を有するものであり、ワークと当接する当接部と、加熱コイル体の前記固定部材に固定される固定部を有し、前記当接部と固定部の間に接続部が設けられており、前記接続部は、加熱コイルにおけるワークに近接対向する部位である近接対向部を迂回することを特徴とする高周波誘導加熱装置の加熱コイル体のスペーサである。

【0022】

上記に記載の態様では、高周波誘導加熱装置の加熱コイル体は加熱コイルと固定部材を有するものであり、スペーサはワークと当接する当接部を有している。すなわち、当接部は、ワークの熱処理対象部位と当接する部位である。
また、スペーサは、加熱コイル体の固定部材に固定される固定部を有し、当接部と固定部の間には接続部が設けられている。
そして、スペーサの当接部と固定部の間に設けられた接続部が、加熱コイルの近接対向部を迂回するので、加熱コイル体の厚み方向と直交する方向から観察すると、加熱コイルの近接対向部とスペーサの固定部が重なって見える。そのため、加熱コイル体の厚み方向の寸法は小さい。
すなわち、本態様のスペーサを使用することにより、加熱コイル体の薄型化が可能である。

【0023】

好ましい態様は、前記固定部と接続部と当接部が略コの字形に連続して凹部が形成されており、前記凹部に加熱コイルの近接対向部の少なくとも一部が入り込む高周波誘導加熱装置の加熱コイル体のスペーサである。

【0024】

上記に記載の態様では、固定部と接続部と当接部が略コの字形に連続して凹部が形成されており、凹部に加熱コイルの近接対向部の少なくとも一部が入り込むので、加熱コイル体の厚み方向と直交する方向から観察すると、固定部と近接対向部とが加熱コイル体の厚み方向に重なって見える。そのため、加熱コイル体の厚み方向の寸法は小さい。
ここで、略コの字形とは、固定部と接続部と当接部が、カタカナのコの字の様な形態に接続されていることを意味している。

【0025】

さらに好ましい態様は、加熱コイル体の厚み方向の固定部の中心線に対して、接続部の中心線がずれている高周波誘導加熱装置の加熱コイル体のスペーサである。

【0026】

上記に記載の態様では、加熱コイル体の厚み方向の固定部の中心線に対して、接続部の中心線がずれているので、接続部がずれた位置に近接対向部を配置することができる。そのため、加熱コイル体の厚み方向の寸法を小さくすることができ、加熱コイル体を薄型化することができる。
また、固定部の中心線に対して、接続部の中心線がずれているので、スペーサの接続部と加熱コイル体の固定部材とを、加熱コイル体の厚み方向に重ねることができる。すなわち、加熱コイル体の厚み方向と直交する方向から観察すると、加熱コイルの近接対向部とスペーサの固定部が重なって見える。
そのため、加熱コイル体の厚み方向の寸法を小さくすることができ、加熱コイル体を薄型化することができる。

【発明の効果】

【0027】

本発明の高周波誘導加熱装置の加熱コイル体のスペーサを実施すると、高周波誘導加熱装置の加熱コイル体を薄型化することができる。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】本実施形態に係るスペーサを備えた高周波誘導加熱装置の加熱コイル体の正面図であり、加熱コイルがワークに近接対向している状態を示す。

【図2】図１の加熱コイル体の斜視図である。

【図3】図２の加熱コイル体の分解斜視図である。

【図4】図１，図３の加熱コイル体の中央スペーサを示しており、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は左側面図であり、（ｃ）は右側面図であり、（ｄ）は平面図であり、（ｅ）は底面図であり、（ｆ）は背面図であり、（ｇ）は（ａ）のＧ－Ｇ断面図であり、（ｈ）は斜視図である。

【図5】ワークであるクランクシャフトの部分側面図である。

【図6】図１のＡ－Ａ断面図である。

【図7】（ａ）は、図４とは別の形態の中央スペーサを備えた加熱コイル体及びワークの横断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の変形例の中央スペーサを有する加熱コイル体の横断面図である。

【図8】従来の高周波誘導加熱装置の加熱コイル体の、側板の描写を省略した斜視図である。

【図9】（ａ）は、側板の描写を省略して示した従来の高周波誘導加熱装置の加熱コイル体の斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）のＢ－Ｂ断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0029】

以下、図面を参照しながら説明する。
図１～図３に示す様に、高周波焼入に使用される高周波誘導加熱装置の加熱コイル体１は、一対の側板２ａ、２ｂ（固定部材）、接続部材３、加熱コイル４、一対の中央スペーサ５ａ、５ｂ（加熱コイル体のスペーサ）、一対の一方側の側方スペーサ６ａ、６ｂ、及び一対の他方側の側方スペーサ７ａ、７ｂを有している。

【0030】

側板２ａ、２ｂは、耐熱性と剛性を有する通電しにくい素材で構成された薄い板状の部材であり、加熱コイル体１の筐体を構成する部材である。側板２ａ、２ｂには、半円形の凹部である切欠部２２が設けられている。側板２ａ、２ｂの切欠部２２の中央付近には、固定孔８ａ、８ｂが設けられている。図６に示されている様に、側板２ａの固定孔８ａはネジ孔であり、側板２ｂの固定孔８ｂは皿孔である。

【0031】

また、側板２ａ、２ｂの切欠部２２の端部付近には、それぞれ別の固定孔９ａ、９ｂ、１０ａ、１０ｂが設けられている。図示していないが、側板２ａの固定孔９ａ、１０ａはネジ孔であり、側板２ｂの固定孔９ｂ、１０ｂは皿孔である。

【0032】

両側板２ａ、２ｂは、同様の構造を備えており、同様の構造の側板２ａ、２ｂが平行に配置されて対向している。両側板２ａ、２ｂの間には、加熱コイル４と中央スペーサ５ａ、５ｂ、側方スペーサ６ａ、６ｂ、及び７ａ、７ｂが配置されている。

【0033】

接続部材３は、耐熱性と剛性を有する通電し易い素材で構成された略Ｌ字形の部材である。接続部材３には、後述の加熱コイル４のリード部４ｂを配置する孔３ａが設けられている。接続部材３は、図示しない変圧器側の接続部材と接続されている。

【0034】

加熱コイル４は、銅又は銅合金等の良導体からなる中空の線状部材である。すなわち加熱コイル４は、内部に冷却液を流通させることができる空間を有している。加熱コイル４は、半円弧状に湾曲した近接対向部４ａとリード部４ｂを有している。

【0035】

リード部４ｂは、加熱コイル４の両端の部位を構成している。リード部４ｂの端部は接続部材３に固定されており、リード部４ｂは図示しない変圧器の二次側と通電可能に接続されている。

【0036】

近接対向部４ａは、加熱コイル４の中央部分を構成している。近接対向部４ａは、リード部４ｂと連続している。すなわち、変圧器の二次側から供給された高周波電流は、リード部４ｂを介して近接対向部４ａにも通電される。

【0037】

中央スペーサ５ａは、セラミックス等の剛性と耐摩耗性に優れた素材で構成された部材である。図４（ａ）～図４（ｈ）に示す様に、中央スペーサ５ａは、固定部１１、接続部１２、当接部１３を有している。

【0038】

固定部１１は四角板形状の部位であり、固定部１１には孔１１ａが設けられている。

【0039】

接続部１２は、正面側（加熱コイル４の近接対向部４ａを配置する側）が凹み、背面側が突出した部位である。すなわち、接続部１２の正面側には凹部１２ａがあり、背面側には張出部１２ｂがある。

【0040】

換言すると、接続部１２は固定部１１よりも背面側に変位しており、中央スペーサ５ａを側面視（横断面視）すると、図４（ｃ）に示す様に、固定部１１の中心線１４に対して、接続部１２の中心線１５は背面側に距離Ｌ１だけ離れた位置にある。すなわち、中央スペーサ５ａの中央部分の横断面（正面側から背面側に延びる仮想切断面）における固定部１１の中心線１４に対して、接続部１２の中心線１５が背面側に距離Ｌ１だけずれており、接続部１２の上部には段２１が形成されている。

【0041】

別の視点から見ると、固定部１１に対して接続部１２が段２１の段差の分だけ背面側へ張り出しており、接続部１２の背面側には張出部１２ｂが構成されている。接続部１２の肉厚は、加熱コイル体１の側板２ａ（２ｂ）の肉厚よりも若干大きい。
接続部１２は、後述の加熱コイル４の近接対向部４ａを迂回する迂回部を構成している。

【0042】

当接部１３は、接続部１２と連続した部位である。当接部１３は、ワークＷの熱処理対象部位（ピン部Ｐ）と当接する当接面１３ａと、接続部１２よりも正面側に突出した張出部１３ｂを有している。張出部１３ｂは、固定部１１よりも正面側に突出している。

【0043】

図４（ｂ）、図４（ｃ）に示す様に、中央スペーサ５ａを側面視すると、固定部１１、接続部１２、当接部１３が連続して、略コの字形を呈している。すなわち、中央スペーサ５ａの正面側には略コの字形に仕切られて凹んだ部位（凹部１２ａ）がある。
また、凹部１２ａは、接続部１２が略コの字形を呈していて、接続部１２の一方側に固定部１１が接続されており、他方側に当接部１３が接続されている。
中央スペーサ５ｂの構造は、中央スペーサ５ａと同様の構造である。

【0044】

側方スペーサ６ａ、６ｂは、中央スペーサ５ａ、５ｂと同様に、セラミックス等の通電しにくく剛性と耐摩耗性に優れた素材で構成された部材である。側方スペーサ６ａ、６ｂは、細長い真っ直ぐな部材であり、中央スペーサ５ａ、５ｂのように凹んだ部位を有していない。
側方スペーサ６ａは、固定部１６と当接部１７を有している。
固定部１６には孔１６ａが設けられている。
当接部１７は、固定部１６よりも孔１６ａののびる方向に突出する突出部２７ａ（２７ｂ）を有している。

【0045】

側方スペーサ７ａ、７ｂは、側方スペーサ６ａ、６ｂの固定部１６、当接部１７と同様の固定部１８、当接部１９を有している。

【0046】

加熱コイル体１は、一対の側板２ａ、２ｂに対して接続部材３、加熱コイル４、中央スペーサ５ａ、５ｂ、側方スペーサ６ａ、６ｂ、７ａ、７ｂが固定された構造を有している。すなわち、加熱コイル体１は全体が一体化されており、各部材同士は相対移動しない。

【0047】

具体的には、各部材は、以下のように側板２ａ、２ｂに固定されて加熱コイル体１が構成されている。

【0048】

接続部材３は、両側板２ａ、２ｂの間に挟まれた状態で両側板２ａ、２ｂと一体固着されている。接続部材３は、直交する二面を有し、この二面が図示しない変圧器側の接続部材の同様の二面と当接し、加熱コイル体１（加熱コイル４）が変圧器（二次側）と通電可能に接続されている。

【0049】

加熱コイル４は、図示しない絶縁部材を介して一対の側板２ａ、２ｂの間に固定されている。すなわち、加熱コイル４と両側板２ａ、２ｂは一体化されている。側板２ａ、２ｂに固定された加熱コイル４の近接対向部４ａは、側板２ａ、２ｂの切欠部２２に沿っており、切欠部２２から露出している。すなわち、近接対向部４ａは、切欠部２２の内径よりも小径である。

【0050】

図３、図６に示す様に、中央スペーサ５ａ、５ｂは、対向する側板２ａ、２ｂの間に配置されている。また、両中央スペーサ５ａ、５ｂの固定部１１同士の間には絶縁部材５ｃが配置されている。絶縁部材５ｃは、両中央スペーサ５ａ、５ｂの固定部１１同士の間に介在する位置合わせ部材として機能する。

【0051】

これら両中央スペーサ５ａ、５ｂと絶縁部材５ｃは、側板２ａ、２ｂに対してネジ止めされて一体化されている。すなわち、両中央スペーサ５ａ、５ｂの固定部１１の孔１１ａと、絶縁部材５ｃの孔が側板２ａ、２ｂの固定孔８ａ、８ｂに位置合わせされており、これらが共通のネジ２５によって側板２ａ、２ｂに固定されている。側板２ａ、２ｂの厚み寸法は、接続部１２の段２１よりも若干小さい。

【0052】

図３に示す様に、中央スペーサ５ａ、５ｂは、互いに正面側（凹部１２ａ側）が対向した状態で側板２ａ、２ｂに固定されている。両中央スペーサ５ａ、５ｂの当接部１３の正面側の張出部１３ｂ同士が当接しており、両中央スペーサ５ａ、５ｂの凹部１２ａと、絶縁部材５ｃによって貫通路２６（図６）が形成されている。図６に示す様に、貫通路２６は、両中央スペーサ５ａ、５ｂと絶縁部材５ｃによって周囲が仕切られた空洞であり、加熱コイル４の近接対向部４ａの横断面よりも大きい空間である。すなわち貫通路２６は、中央スペーサ５ａ、５ｂ（両スペーサ）を対向配置させたことにより、中央スペーサ５ａ、５ｂにおける、加熱コイル４の近接対向部４ａが配される領域同士が連続して形成されている。
絶縁部材５ｃの厚みを大きくしたり、張出部１３ｂの張出量を少なくすることによって、張出部１３ｂ同士の間に隙間が生じても差し支えない。

【0053】

側板２ａ、２ｂに固定された中央スペーサ５ａ、５ｂは、当接部１３が切欠部２２の半径方向内方に突出している。図１、図２には、中央スペーサ５ａの当接部１３が切欠部２２の半径方向内方に突出している状態が描写されている。

【0054】

また、中央スペーサ５ａ、５ｂの接続部１２は背面側へ張り出す張出部１２ｂを有している。図６に示す様に、張出部１２ｂは、側板２ａ、２ｂの外側へ張出しており、加熱コイル体１における最も厚み寸法が大きい部位を構成している。すなわち、中央スペーサ５ａ、５ｂの接続部１２の段２１の段差の方が側板２ａ、２ｂの厚み寸法よりも若干大きいため、張出部１２ｂは側板２ａ、２ｂの外側へ張り出す。そして、中央スペーサ５ａ、５ｂの張出部１２ｂによって、加熱コイル体１の厚み寸法ｄ１（図６）が設定されている。

【0055】

側板２ａと中央スペーサ５ａの接続部１２は、加熱コイル体１の厚み方向（図６で見て左右方向）に重なっている。すなわち、加熱コイル体１を厚み方向と直交する方向から観察すると、側板２ａと接続部１２は重なって見える。側板２ｂと中央スペーサ５ｂの接続部１２も同様に重なって見える。換言すると、側板２ａ、２ｂは、それぞれ接続部１２の段２１の範囲内に配置されている。

【0056】

図３に示す側方スペーサ６ａ、６ｂは、固定部１６の孔１６ａがそれぞれ側板２ａ、２ｂの固定孔９と一致しており、両孔にネジが挿通されて側板２ａ、２ｂにネジ止めされている。側板２ａ、２ｂにネジ止めされた側方スペーサ６ａ、６ｂの当接部１７は、切欠部２２の半径方向内方に突出している。

【0057】

また、側方スペーサ６ａ、６ｂの当接部１７は、側板２ａ又は２ｂの外側へ張出している。この当接部１７の側板２ａ又は２ｂからの張出量は、中央スペーサ５ａ、５ｂの張出部１２ｂの側板２ａ又は２ｂからの張出量と同等である。

【0058】

図３に示す側方スペーサ７ａ、７ｂは、固定部１８の孔１８ａが側板２ａ、２ｂの固定孔１０と一致しており、両孔にネジが挿通されて側板２ａ、２ｂにネジ止めされている。側板２ａ、２ｂにネジ止めされた側方スペーサ７ａ、７ｂの当接部１９は、切欠部２２の半径方向内方に突出している。

【0059】

また、側方スペーサ７ａ、７ｂの当接部１９は、側板２ａ又は２ｂの外側へ張り出している。この当接部１９の側板２ａ又は２ｂからの張出量は、中央スペーサ５ａ、５ｂの張出部１２ｂの側板２ａ又は２ｂからの張出量と同等である。

【0060】

図２に示す様に、側方スペーサ６ａ、６ｂの当接部１７と側方スペーサ７ａ、７ｂの当接部１９は、互いに対向している。これら両当接部１７、１９の間隔は、ワークＷ１の加熱対象部位（ピン部Ｐ）よりも若干大きい。すなわち、両当接部１７、１９の間には、図１に示す様にワークＷ１の加熱対象部位（ピン部Ｐ）を配置することができる。

【0061】

図２、図６に示す様に、加熱コイル４の近接対向部４ａが、中央スペーサ５ａ、５ｂ、絶縁部材５ｃによって形成された貫通路２６を貫通している。すなわち、中央スペーサ５ａ、５ｂは、近接対向部４ａの円弧の周長の範囲内に配置されていると共に、近接対向部４ａよりも半径方向内方へ突出している。換言すると、中央スペーサ５ａ、５ｂの各当接部１３は、近接対向部４ａよりも半径方向内方の位置にある。

【0062】

図４（ｃ）、図６に示す様に、中央スペーサ５ａ（５ｂ）の固定部１１の中心線１４と、近接対向部４ａの横断面の中心線２０は、距離Ｌ２だけ離れている。すなわち、近接対向部４ａの一部が、中央スペーサ５ａ（５ｂ）の固定部１１と上下の位置関係となるように配置されて、両者が加熱コイル体１の厚み方向（正面側から背面側へ向かう方向）に重なっている。換言すると、近接対向部４ａが、中央スペーサ５ａ及び５ｂのそれぞれの凹部１２ａに入り込んでおり、中央スペーサ５ａ及び５ｂの凹部１２ａ同士が接続された貫通路２６を貫通している。

【0063】

これにより、加熱コイル体１全体の厚み寸法ｄ１（図６）が、図９（ｂ）に示す従来の加熱コイル体１００の厚み寸法ｄ３よりも小さくすることができる。すなわち、薄型化した加熱コイル体１を構成することができる。

【0064】

図６に示す様に、中央スペーサ５ａ、５ｂの接続部１２は、近接対向部４ａを迂回して固定部１１と当接部１３とを接続している。すなわち、固定部１１と当接部１３の間に近接対向部４ａがあるために、両者を真っ直ぐに接続することができない。そこで接続部１２は、近接対向部４ａの側方を通って（すなわち、近接対向部４ａを迂回して）固定部１１と当接部１３を接続している。

【0065】

ちなみに、図９（ｂ）に示す従来の加熱コイル体１００では、スペーサ９７ａと加熱コイル９５（近接対向部９５ａ）とが加熱コイル体１００の厚み方向に重なっていない。そのため、スペーサ９７ａの中心線から加熱コイル９５（近接対向部９５ａ）の中心線までの距離Ｌ３は、図６に示す本実施形態に係る加熱コイル体１の中央スペーサ５ａ、５ｂの固定部１１の中心線１４から近接対向部４ａの中心線までの距離Ｌ２より長い。そのため、従来の加熱コイル体１００の厚さ寸法ｄ３（図９（ｂ））は大きく、本実施形態に係る加熱コイル体１の厚さ寸法ｄ１（図６）は小さい。

【0066】

また、図１に示す様に、加熱コイル４の近接対向部４ａは、側方スペーサ６ａ、６ｂ付近から側方スペーサ７ａ、７ｂ付近まで半円（円弧）を描いて延びている。
そして、加熱コイル４の近接対向部４ａから接続部材３に至るリード部４ｂは、側方スペーサ６ａ、６ｂ、７ａ、７ｂに沿って半径方向に延びる部位を有しており、円弧状の近接対向部４ａと連続している。すなわち、側方スペーサ６ａ、６ｂ、７ａ、７ｂは、近接対向部４ａの円弧の周長の範囲外に配置されている。
そのため、側方スペーサ６ａ、６ｂ、７ａ、７ｂには、中央スペーサ５ａ、５ｂの様な接続部１２（凹部１２ａ）が設けられていない。

【0067】

以上、説明した構造を有する加熱コイル体１は、図示しない高周波誘導加熱装置に取り付けられている。高周波誘導加熱装置は、商用電力を高周波電力に変換し、変換した高周波電力を加熱コイル４に供給することができる。すなわち、加熱コイル４には高周波電流が通電される。

【0068】

次に、ワークＷ１（図１）を高周波焼入する場合について説明する。ワークＷ１を高周波焼入する場合には、加熱コイル体１を備えた高周波誘導加熱装置（図示せず）とワークＷ１に向けて冷却液を噴射することができる冷却装置（図示せず）を使用する。

【0069】

加熱コイル体１は、接続部材３を介して高周波誘導加熱装置の変圧器（図示しない薄型のディスクトランス）に装着されている。そして、加熱コイル体１は、変圧器と共に移動することができる。

【0070】

ワークＷ１は、例えばクランクシャフトである。ワークＷ１は、ピン部Ｐ、アーム部Ａ１、Ａ２、ジャーナル部Ｊ等を有している。ワークＷ１における焼入対象部位は例えばピン部Ｐ（図１、図５、図６）である。図５、図６に示す様に、ピン部Ｐの両側にはアーム部Ａ１、Ａ２がある。両アーム部Ａ１、Ａ２の間隔Ｄ１に対して、加熱コイル体１の厚み寸法ｄ１は小さい（ｄ１＜Ｄ１＜ｄ３）。すなわち、加熱コイル体１は両アーム部Ａ１、Ａ２の間に進入することができ、中央スペーサ５ａ、５ｂがピン部Ｐに当接し、加熱コイル４の近接対向部４ａはピン部Ｐに近接対向することができる。

【0071】

また、加熱コイル体１が図示しない変圧器と共に吊されると、鉛直姿勢で安定する。すなわち、加熱コイル体１は鉛直方向を向く。
そして、中央スペーサ５ａ、５ｂの当接部１３は、加熱コイル体１全体の厚み方向の中央部分（重心位置）に跨がって配置されており、加熱コイル体１（中央スペーサ５の当接部１３）がピン部Ｐに接近する際には、当接部１３の当接面１３ａが水平面に対して傾くことなくピン部Ｐと接触する。よって、変圧器（図示せず）及び加熱コイル体１の重量を、当接面１３ａ全体でピン部Ｐに伝達することができる。

【0072】

ワークＷ１（クランクシャフト）の図示しない両端部はセンタピン及びチャックによって回転駆動可能に支持されている。よって、ワークＷ１は回転駆動されると、ピン部ＰはワークＷ１の回転中心の周囲を公転移動する。そのため、ピン部Ｐは、上死点と下死点の間を往復移動する。

【0073】

そして、加熱コイル体１は、ピン部Ｐの公転移動に追従し、中央スペーサ５ａ、５ｂがピン部Ｐに当接した状態が維持される。その結果、加熱コイル４（近接対向部４ａ）がピン部Ｐに接触することが防止されていると共に、円弧状の近接対向部４ａからピン部Ｐの周面Ｓ（図１）までの距離が所定範囲内に収まっている。

【0074】

この状態で加熱コイル４に高周波電流が通電され、ピン部Ｐの周面Ｓには高周波誘導電流が励起され、周面Ｓが高周波誘導加熱される。周面Ｓの温度が焼入温度に達すると、高周波誘導加熱装置を停止し、加熱コイルへの高周波電流の供給を止め、冷却装置（冷却ジャケット）からピン部Ｐに向けて冷却液を噴射供給する。

【0075】

その結果、焼入温度まで昇温したピン部Ｐが急冷され、ピン部Ｐが高周波焼入される。

【0076】

以上では、一対の中央スペーサ５ａ、５ｂを使用した形態について説明した。
本発明は、一対の中央スペーサ５ａ、５ｂの代わりに、図７（ａ）に示す一つの中央スペーサ３５を使用することもできる。図７（ａ）では、中央スペーサ３５を有する加熱コイル体３１が描写されている。

【0077】

図７（ａ）に示す様に、中央スペーサ３５は、固定部３６、接続部３７、当接部３８を有している。固定部３６は、加熱コイル体３１の側板２ａ、２ｂ（固定部材）に対してネジ２５で固定される部位である。接続部３７は固定部３６と連続した部位であり、両者の間には段差があり、固定部３６の中心と接続部３７の中心はずれている。固定部３６と接続部３７の境界部分に形成された段差部分には側板２ｂを配置することができる。すなわち、加熱コイル体３１の厚み方向と直交する方向から見ると、側板２ｂと接続部３７は上下の位置関係であって、両者は加熱コイル体３１の厚み方向に重なっている。

【0078】

また、当接部３８は接続部３７と連続した部位である。当接部３８は、固定部３６に対して接続部３７のずれた方向とは逆方向に張り出しており、張出部３８ａを有している。

【0079】

中央スペーサ３５は、固定部３６と接続部３７と当接部３８によって三方が囲まれた凹部を有している。この凹部によって、加熱コイル４の近接対向部４ａが配置される近接対向部配置領域４１が形成されている。近接対向部配置領域４１は、一方側が開口しており、この開口を介して加熱コイル４の近接対向部４ａを近接対向部配置領域４１に対して出し入れすることができる。

【0080】

加熱コイル体３１がワークＷ１のアーム部Ａ１、Ａ２の間に配置されると、当接部３８がピン部Ｐに当接し、加熱コイル４の近接対向部４ａがピン部Ｐに近接する。すなわち、近接対向部４ａとピン部Ｐの間に、当接部３８が介在する。

【0081】

さらに、中央スペーサ３５には張出部３９、４０、３８ａが設けられている。張出部３９は側板２ｂよりも外側に突出している。
また、張出部４０、３８ａは側板２ａよりも外側に突出している。加熱コイル体３１を鉛直姿勢にすると、張出部３８ａと張出部４０は、同一の鉛直面内に配置される。すなわち、張出部３８ａと張出部４０の張り出し量は同等である。

【0082】

そのため、加熱コイル体３１がワークＷ１のアーム部Ａ１、Ａ２の間に配置されると、張出部３８ａ、３９、４０が側板２ｂ、２ａよりもアーム部Ａ１、Ａ２に近接する。そして、仮にワークＷ１又は加熱コイル体３１が、ワークＷ１の軸方向（図７で見て左右方向）に相対的に変位しても、張出部３８ａ、３９、４０がアーム部Ａ１、Ａ２に当接し、側板２ｂ、２ａは、アーム部Ａ１、Ａ２に接触しにくい。

【0083】

そして、加熱コイル体３１では、側板２ａ側と側板２ｂ側にそれぞれ個別にスペーサを設けるのではなく、一つのスペーサ３５を設けるので、良好に薄型化を図ることができる。

【0084】

図７（ｂ）は、図７（ａ）の加熱コイル体３１の変形例の加熱コイル体５１を示している。加熱コイル体５１は、加熱コイル体３１における当接部３８に連続した張出部３８ａが設けられていない点のみが加熱コイル体３１と相違している。すなわち、加熱コイル体５１におけるその他の構成は、加熱コイル体３１と同じであり、重複する説明は省略する。

【符号の説明】

【0085】

１ 加熱コイル体
２ａ、２ｂ 側板（固定部材）
４ 加熱コイル
４ａ 近接対向部
５ 中央スペーサ（加熱コイル体のスペーサ）
１１ 固定部
１２ 接続部
１２ａ 凹部
１３ 当接部
１４ 固定部の中心線
１５ 接続部の中心線
３５ 中央スペーサ（加熱コイル体のスペーサ）
Ｗ１ ワーク

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】