要求される形状を一体で削り出して形成し補助部品の接合を電子ビーム溶接で行う高周波焼入れ用加熱コイルの製作方法

【課題】高周波焼入れ用の加熱コイルを１個の銅塊から切削加工と補助的に電子ビーム溶接することにより製作する。
【解決手段】１加熱コイルの外寸法を包括する大きさの銅塊から切削加工により加熱コイルを形成すること。２加熱コイルの外寸法を包括する大きさの銅塊とするため数個の小銅塊を切削加工に先立ち電子ビーム溶接により１個の銅塊とすること。３加熱コイルの冷却の目的で加熱コイル内に水路を設けるため切削加工により溝、穴を形成し必要な箇所に蓋、ホース口を電子ビーム溶接で固着すること。４電子ビーム溶接を行うことによる温度上昇を所定の範囲に収めるために加熱コイル以外の部材を接触させておくこと。

【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
高周波焼入れ用の加熱コイルの製作方法に関するものである
【従来の製作方法】
【０００２】
高周波焼入れ用の加熱コイルの材料は従来から銅材が使用されており本発明においても銅材を使用するのであるが従来から使用されている銅材は管材、板材、切削成型材等を複数個使用し加熱コイルの形状に応じた最適な部分に適用するような部分形状に加工しそれらの部分形状品を保持具等により組み上げて溶接、ロー付け等の接合方法により加熱コイルを製作している
【０００３】
部分形状品を組み上げて溶接、ロー付け等の接合により高周波用の加熱コイルを製作する従来の方法では最低でもロー付けに必要な温度に昇温しなければならず銅の部分形状品とともに保持具も昇温されてしまうため保持具の変形による組み上げの精度が低下することが不可避であるまた一般的に使用される保持具の材料である耐火材を用いた場合組み上げの精度は高周波用の加熱コイルの要求する精度を満足できないことが多くあった
【０００４】
銅管材、銅板材を多用して高周波用の加熱コイルを製作する方法では加熱コイルの設計時に部分形状の設計が管材、板材の規格を優先することになり形状、厚さにおいて設計者の意図が反映されない形状とならざるを得ないことが多くあった
【０００５】
部分形状品をロー付けにより接合する方法では部分形状品の接合面の仕上げ精度の不良、接合のための組み上げの精度の不良等により接合面積が設計者の意図よりも減少したため強度不足となることが多くあった
【０００６】
前項と同様に部分形状品をロー付けにより接合する方法では部分形状品の接合面の仕上げ精度の不良、接合のための組み上げの精度の不良等により接合面積が設計者の意図よりも減少したためジュール熱の発生が多くなり加熱コイルの寿命を低下させることがあった
【０００７】
前項の様に接合面積の減少による不具合の他にロー付けにより接合を行った際にロー材が水路内部に流れ込み水路断面積を予定よりも減少させることにより加熱コイルの冷却が不十分となり寿命を低下させることがあった
【０００８】
部分形状品をロー付けにより接合する従来からの製作方法において生じた接合面積の減少、水路断面積の減少については外見では判断できず加熱コイルの使用開始後に不具合が表面化し設計者の意図した高周波焼入れ用の加熱コイルの寿命が得られないことが多くあった
【課題を解決するための手段】
【０００９】
設計図に基づく形状と精度を具現化するために１個の銅塊から切削加工によって高周波用の加熱コイル全体を一体で形成することにより従来の製作方法である部分形状品を組み上げて昇温した状態でロー付け、溶接により接合して加熱コイルを製作する方法に比べ完成時において格段に良い外形寸法精度が得られることを特徴とする
【００１０】
１個の銅塊から切削加工によって形成することにより従来から使用されていた銅管、銅板の規格寸法にとらわれず各部の形状を設計できることを特徴とする
【００１１】
切削加工により高周波用の加熱コイル全体を形成する過程で加熱コイル内部に冷却水の水路も作り込み要所に別途に製作した蓋、ホース口を電子ビーム溶接によって固着することにより従来の製作方法でのロー付け加工時に余分なロー材が水路に流れ込み水路断面積を減少させてしまい結果として冷却不足を引き起こすことも発生せず設計通りに水路の形成が出来ることを特徴とする
【発明の効果】
【００１２】
高周波用の加熱コイル全体を一体で１個の銅塊から切削加工により形成するため従来の製作方法である部分形状品を組み上げて溶接、ロー付けにより接合する方法に比較して加熱コイルの完成時の寸法精度が格段に改善できる
【００１３】
従来の材料である銅管、銅板等を使用して規格にとらわれた部分形状にすることなく加熱コイルの各部分を必要な寸法の形状に設計し製作できる
【００１４】
従来のロー付けによる製作方法で製作した高周波用の加熱コイルは大電流が流れる流路の途中がロー材で形成されているがロー付けによる接合部はロー付けの技術と部分形状の加工精度に左右され接合面積が減少傾向になり品質をそろえることが困難であるが切削加工で一体に形成することにより設計図に指示された断面積がロー材を含まない均一の材質で確実に確保出来かつ複数個の加熱コイルの製作においても均一な品質を確保できる
【００１５】
高周波用の加熱コイルに作り込む冷却水路を切削加工により全体を形成する過程で水路も形成し要所に銅材で製作した蓋、ホース口を電子ビーム溶接で固着することにより従来のロー材使用によるロー材が水路に流れ込み水路断面積を減少せしめることもなく設計通りの水路が形成できる
【作用】
【００１６】
【図面の簡単な説明】
【図１】電子ビーム溶接前の小銅塊切削加工時間を短縮する目的および材料費を低減する目的のため小銅塊を電子ビーム溶接によって接合し１個の銅塊とするための小銅塊の形状例と溶接面の例
【図２】電子ビーム溶接し１個にした銅塊切削加工を開始する前の銅塊の形状例
【図３】切削加工により形成した加熱コイル例
【図４】加熱コイル内に水路を形成例（切削＋電子ビーム溶接）加熱コイルを水冷するための水路を加熱コイル内に切削によって溝、穴を掘り込み要所に蓋、ホース口を電子ビーム溶接で固着し水漏れの無い水路を形成した加熱コイル例

【特許請求の範囲】
【請求項１】
１個の銅塊から設計図に基づく形状に切削加工によって形成する又はあらかじめ数個の銅塊を組合せて電子ビーム溶接によって設計図に基づく形状に近似させた１個の銅塊から設計図に基づく形状に切削加工によって形成する高周波焼入れ用の加熱コイルの製作方法であって補完として設計図に基づく形状に形成するために必要な補助部品を電子ビーム溶接で固着することを含む高周波焼入れ用の加熱コイルの製作方法
【請求項２】
設計図に基づく形状を切削加工により形成するために切削加工の時間短縮および素材費用の減少を図る目的で複数個の銅塊を電子ビーム溶接で接合し最終形状に極近い１個の銅塊にあらかじめ作り上げる高周波焼入れ用の加熱コイルの製作方法
【請求項３】
高周波焼入れ用の加熱コイルはジュール熱による発熱および被加熱物からの輻射熱によって温度が上昇し放置すると破壊に至るため冷却水によって温度上昇を抑える目的で水路を内部に設けているのでこの水路を切削加工によって溝、穴を掘り込み要所に銅材から削り出した蓋、ホース口を電子ビーム溶接により水漏れしないように固着して水路を形成する高周波焼入れ用の加熱コイルの製作方法
【請求項４】
電子ビーム溶接により部品を固着させる際の溶接エネルギーによって切削加工の済んでいる加熱コイルが所定の温度以上に昇温するのを防止するため銅その他の適当な金属で成型した部材を適所に接触させた状態で溶接する高周波焼入れ用の加熱コイルの製作方法

【図１】