感應加熱線圈和感應加熱裝置以及加熱方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明設(shè)及感應加熱線圈和感應加熱裝置W及加熱方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在對具有相對粗的部位及設(shè)在其兩側(cè)或者單側(cè)的相對細的部位的、帶階梯的工件 進行熱處理的情況下，從均勻加熱的觀點而言典型地是對工件進行爐加熱，但也提出了感 應加熱的方法(例如參照專利文獻1)。
[0003] 專利文獻1所記載的感應加熱線圈對兩端帶階梯的工件進行感應加熱，該工件包 括大直徑軸部和設(shè)在大直徑軸部的軸向兩側(cè)的小直徑軸部。該感應加熱線圈中，沿著包含 工件中屯、軸的截面的外形線延伸設(shè)置有導體，通過供給高頻的電力來產(chǎn)生磁通。工件一邊 其繞中屯、軸旋轉(zhuǎn)一邊接收感應加熱線圈所產(chǎn)生的磁通而被感應加熱。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0005] 專利文獻
[0006] 專利文獻1:日本實開平5-33496號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明欲解決的問題
[000引在感應加熱中，感應加熱線圈與工件之間的間隙越大加熱效率越下降，關(guān)于運一 點，專利文獻1所記載的感應加熱線圈由沿著包含工件中屯、軸的截面的外形線延伸設(shè)置的 導體構(gòu)成，能夠減小感應加熱線圈與工件之間的間隙，工件的裝拆也容易。
[0009] 但是，專利文獻1所記載的感應加熱線圈不能局部調(diào)整在感應加熱線圈的周圍形 成的磁場，難W將工件的各部的加熱溫度調(diào)整為均勻或者期望的加熱溫度。
[0010] 本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的，其目的在于提供一種能夠合適在具有相對粗的 部位及設(shè)在其兩側(cè)的相對細的部位的、兩端帶階梯的工件的熱處理中使用的感應加熱線圈 和感應加熱裝置W及加熱方法。
[0011] 用于解決問題的方案
[0012] 本發(fā)明的一個形態(tài)的感應加熱線圈包括:被供給電力的1次線圈；W及形成閉合回 路的環(huán)狀的2次線圈，所述1次線圈具有:覆蓋所述2次線圈的外周的基端側(cè)；W及在該基端 側(cè)覆蓋所述2次線圈的狀態(tài)下在所述2次線圈的中屯、軸方向與該基端側(cè)相連的末端側(cè)，基端 側(cè)的開口寬度比末端側(cè)的開口寬度大，所述2次線圈被設(shè)置為從所述1次線圈的所述基端側(cè) 相對于所述1次線圈自由地插入拔出。
[0013] 另外，本發(fā)明的一個形態(tài)的感應加熱裝置包括:所述感應加熱線圈；電源部，其向 所述感應加熱線圈的所述1次線圈供給電力；工件支承部，其支承工件，使該工件相對于所 述1次線圈相對移動并從該1次線圈的所述基端側(cè)向該1次線圈插入；W及2次線圈支承部， 其支承所述感應加熱線圈的所述2次線圈，使該2次線圈相對于所述1次線圈相對移動并從 該1次線圈的所述基端側(cè)向該1次線圈插入。
[0014]另外，本發(fā)明的一個形態(tài)的加熱方法使用上述感應加熱線圈，將具有相對粗的部 位、和設(shè)在其兩側(cè)的相對細的部位的工件加熱，將所述工件從所述感應加熱線圈的所述1次 線圈的所述基端側(cè)向該1次線圈插入，在該1次線圈的所述末端側(cè)容納該工件的一個所述細 的部位，且在該1次線圈的所述基端側(cè)容納該工件的所述粗的部位和另一個所述細的部位， 將所述感應加熱線圈的所述2次線圈從所述1次線圈的所述基端側(cè)插入到該1次線圈插入， 在該1次線圈的所述基端側(cè)與容納在該基端側(cè)的所述工件的所述細的部位之間配置該2次 線圈，向所述1次線圈供給電力，感應加熱所述工件。
[001引發(fā)明效果
[0016] 根據(jù)本發(fā)明，在將兩端帶階梯的工件感應加熱時，在開口寬度相對小的1次線圈的 末端側(cè)容納工件的一個細的部位，在開口寬度相對大的1次線圈的基端側(cè)容納工件的粗的 部位和另一個細的部位，且在1次線圈的基端側(cè)與容納在該基端側(cè)的工件的細的部位之間 配置2次線圈，從而能夠在整個工件范圍內(nèi)減小感應加熱線圈與工件的間隙。由此，能夠均 勻且高效地將整個工件加熱。
[0017] 另外，根據(jù)本發(fā)明，從開口寬度相對大的1次線圈的基端側(cè)將工件和2次線圈插入 拔出，從而能夠?qū)啥藥щA梯的工件相對于感應加熱線圈裝拆。因此，盡管構(gòu)成簡單，也能 夠?qū)啥藥щA梯的工件容易相對于感應加熱線圈裝拆。
[0018] 另外，根據(jù)本發(fā)明，由于形成閉合回路的2次線圈能夠比較容易更換，因此通過更 換該2次線圈，從而能夠局部地調(diào)整在2次線圈的周圍形成的磁場。由此，能夠比較容易調(diào)整 被容納在2次線圈中的工件的細的部位的加熱溫度。
【附圖說明】
[0019] 圖1是示出用于說明本發(fā)明的實施方式的、感應加熱線圈和感應加熱裝置的一個 例子的構(gòu)成圖。
[0020] 圖2是示出圖1的感應加熱裝置的加熱動作時的狀態(tài)的圖。
[0021] 圖3是示出圖1的感應加熱線圈的2次線圈的一個例子的構(gòu)成的圖。
[0022] 圖4是示意性地示出圖1的感應加熱裝置所進行的感應加熱的構(gòu)成的圖。
[0023] 圖5是示出圖1的感應加熱線圈的1次線圈的變形例的構(gòu)成的圖。
[0024] 圖6是示出圖1的感應加熱線圈的2次線圈的其他例的構(gòu)成的圖。
[0025] 圖7是示出圖1的感應加熱線圈的2次線圈的其他例的構(gòu)成的圖。
[0026] 圖8是示出圖1的感應加熱線圈的其他例的構(gòu)成的圖。
[0027] 圖9是示出用于說明本發(fā)明的實施方式的、具有忍的2次線圈的一個例子的構(gòu)成的 圖。
[0028] 圖10是示出具有忍的2次線圈的其他例的構(gòu)成的圖。
[0029] 圖11是示出具有忍的2次線圈的其他例的構(gòu)成的圖。
[0030] 圖12是示出工件的電流分布的圖。
[0031] 附圖標記的說明
[0032] 1:加熱裝置
[0033] 2:工件
[0034] 3:感應加熱線圈
[0035] 4:1次線圈
[0036] 5:2次線圈
[0037] 6:電源部 [003引 7:工件支承部
[0039] 8:1次線圈支承部
[0040] 9:2次線圈支承部
[0041] 20:大直徑軸部
[0042] 21:小直徑軸部
[0043] 22:小直徑軸部
【具體實施方式】
[0044] 圖1示出用于說明本發(fā)明的實施方式的、感應加熱線圈和感應加熱裝置的一個例 子的構(gòu)成。
[0045] 加熱裝置1對工件2進行感應加熱，包括:具有1次線圈4和2次線圈5的感應加熱線 圈3;向1次線圈4供給交流電的電源部6;工件支承部7; W及2次線圈支承部9。
[0046] 工件2是兩端帶階梯的工件，設(shè)有相對粗的部位、和其兩側(cè)的相對細的部位。在圖 示的例子中，工件2作為整體呈近似圓柱狀，具有:大直徑軸部20; W及設(shè)在大直徑軸部20的 軸向兩側(cè)的小直徑軸部21、22。一個小直徑軸部21形成得比另一個小直徑軸部22長。此外， 工件2不限于圖示的工件，例如也可W是近似方柱狀。
[0047] 工件支承部7具有:按壓工件2的兩個小直徑軸部21、22的端面W將工件2在軸向夾 持的第1桿70和第2桿71;分別支承運一對桿70、71的第1桿支承部72和第2桿支承部73; W及 使運一對桿支承部72、73在軸向進退移動的驅(qū)動部74。驅(qū)動部74例如使用適當?shù)木€性移動 機構(gòu)，該線性移動機構(gòu)使用了滾珠絲杠、缸活塞等。此外，也可W在工件支承部7設(shè)有使一對 桿70、71繞軸旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，在對工件2感應加熱時，根據(jù)需要使一對桿70、71旋轉(zhuǎn)，使被 運一對桿70、71夾持的工件2旋轉(zhuǎn)。
[004引1次線圈4作為整體呈近似筒狀，被形成為能容納工件2。而且，1次線圈4被形成為 與末端側(cè)相比基端側(cè)的開口寬度大。在圖示的例子中，1次線圈4整體呈近似圓筒狀，沿著工 件2的長小直徑軸部21和大直徑軸部20的外周從末端側(cè)起依次被區(qū)分為第1加熱部40、第2 加熱部41，內(nèi)徑(開口寬度）W該順序逐步擴大，第1加熱部40被形成為能容納工件2的長小 直徑軸部21，第巧日熱部41被形成為能容納工件2的大直徑軸部20和短小直徑軸部22。此外， 1次線圈4不限于近似圓筒狀，例如在工件2是方柱狀的情況下，與工件2的外形對應地成為 近似方筒狀即可。
[0049] 1次線圈4被構(gòu)成為螺線管線圈，將導電性的一條筒狀材料W與第1加熱部40、第2 加熱部41的各部相應的適當?shù)木砝@直徑和繞組間隔卷起并一體形成。1次線圈4的兩端部分 別固著在與電源部6連接的端子44上。水等冷卻液在構(gòu)成1次線圈4的筒狀材料的內(nèi)部流通， 在固著在端子44上的1次線圈4的兩端部設(shè)有與冷卻液供給部(未圖示)連接的連接器45。
[0050] 端子44例如被固定在裝置基座(未圖示)等上而將位置固定，1次線圈4被端子44支 承，與工件支承部7的第1桿70及第2桿71W及被運一對桿70、71夾持的工件2同軸配置。
[0051] 詳細后述，2次線圈5被形成為能容納工件2的短小直徑軸部22,且在1次線圈4的第 2加熱部41自由插入拔出。在圖示的例子中，2次線圈5也與I次線圈4同樣由導電性的筒狀材 料形成，水等冷卻液在構(gòu)成2次線圈5的筒狀材料的內(nèi)部流通，在2次線圈5上設(shè)有與冷卻液 供給部(未圖示)連接的連接器55。
[0052] 2次線圈支承部9具有與工件支承部7的第2桿71近似平行地豎