感应加热线圈和感应加热装置以及加热方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明设及感应加热线圈和感应加热装置W及加热方法。
【背景技术】
[0002] 在对具有相对粗的部位及设在其两侧或者单侧的相对细的部位的、带阶梯的工件 进行热处理的情况下，从均匀加热的观点而言典型地是对工件进行炉加热，但也提出了感 应加热的方法(例如参照专利文献1)。
[0003] 专利文献1所记载的感应加热线圈对两端带阶梯的工件进行感应加热，该工件包 括大直径轴部和设在大直径轴部的轴向两侧的小直径轴部。该感应加热线圈中，沿着包含 工件中屯、轴的截面的外形线延伸设置有导体，通过供给高频的电力来产生磁通。工件一边 其绕中屯、轴旋转一边接收感应加热线圈所产生的磁通而被感应加热。
[0004] 现有技术文献
[0005] 专利文献
[0006] 专利文献1:日本实开平5-33496号公报
【发明内容】
[0007] 本发明欲解决的问题
[000引在感应加热中，感应加热线圈与工件之间的间隙越大加热效率越下降，关于运一 点，专利文献1所记载的感应加热线圈由沿着包含工件中屯、轴的截面的外形线延伸设置的 导体构成，能够减小感应加热线圈与工件之间的间隙，工件的装拆也容易。
[0009] 但是，专利文献1所记载的感应加热线圈不能局部调整在感应加热线圈的周围形 成的磁场，难W将工件的各部的加热溫度调整为均匀或者期望的加热溫度。
[0010] 本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种能够合适在具有相对粗的 部位及设在其两侧的相对细的部位的、两端带阶梯的工件的热处理中使用的感应加热线圈 和感应加热装置W及加热方法。
[0011] 用于解决问题的方案
[0012] 本发明的一个形态的感应加热线圈包括:被供给电力的1次线圈；W及形成闭合回 路的环状的2次线圈，所述1次线圈具有:覆盖所述2次线圈的外周的基端侧；W及在该基端 侧覆盖所述2次线圈的状态下在所述2次线圈的中屯、轴方向与该基端侧相连的末端侧，基端 侧的开口宽度比末端侧的开口宽度大，所述2次线圈被设置为从所述1次线圈的所述基端侧 相对于所述1次线圈自由地插入拔出。
[0013] 另外，本发明的一个形态的感应加热装置包括:所述感应加热线圈；电源部，其向 所述感应加热线圈的所述1次线圈供给电力；工件支承部，其支承工件，使该工件相对于所 述1次线圈相对移动并从该1次线圈的所述基端侧向该1次线圈插入；W及2次线圈支承部， 其支承所述感应加热线圈的所述2次线圈，使该2次线圈相对于所述1次线圈相对移动并从 该1次线圈的所述基端侧向该1次线圈插入。
[0014]另外，本发明的一个形态的加热方法使用上述感应加热线圈，将具有相对粗的部 位、和设在其两侧的相对细的部位的工件加热，将所述工件从所述感应加热线圈的所述1次 线圈的所述基端侧向该1次线圈插入，在该1次线圈的所述末端侧容纳该工件的一个所述细 的部位，且在该1次线圈的所述基端侧容纳该工件的所述粗的部位和另一个所述细的部位， 将所述感应加热线圈的所述2次线圈从所述1次线圈的所述基端侧插入到该1次线圈插入， 在该1次线圈的所述基端侧与容纳在该基端侧的所述工件的所述细的部位之间配置该2次 线圈，向所述1次线圈供给电力，感应加热所述工件。
[001引发明效果
[0016] 根据本发明，在将两端带阶梯的工件感应加热时，在开口宽度相对小的1次线圈的 末端侧容纳工件的一个细的部位，在开口宽度相对大的1次线圈的基端侧容纳工件的粗的 部位和另一个细的部位，且在1次线圈的基端侧与容纳在该基端侧的工件的细的部位之间 配置2次线圈，从而能够在整个工件范围内减小感应加热线圈与工件的间隙。由此，能够均 匀且高效地将整个工件加热。
[0017] 另外，根据本发明，从开口宽度相对大的1次线圈的基端侧将工件和2次线圈插入 拔出，从而能够将两端带阶梯的工件相对于感应加热线圈装拆。因此，尽管构成简单，也能 够将两端带阶梯的工件容易相对于感应加热线圈装拆。
[0018] 另外，根据本发明，由于形成闭合回路的2次线圈能够比较容易更换，因此通过更 换该2次线圈，从而能够局部地调整在2次线圈的周围形成的磁场。由此，能够比较容易调整 被容纳在2次线圈中的工件的细的部位的加热溫度。
【附图说明】
[0019] 图1是示出用于说明本发明的实施方式的、感应加热线圈和感应加热装置的一个 例子的构成图。
[0020] 图2是示出图1的感应加热装置的加热动作时的状态的图。
[0021] 图3是示出图1的感应加热线圈的2次线圈的一个例子的构成的图。
[0022] 图4是示意性地示出图1的感应加热装置所进行的感应加热的构成的图。
[0023] 图5是示出图1的感应加热线圈的1次线圈的变形例的构成的图。
[0024] 图6是示出图1的感应加热线圈的2次线圈的其他例的构成的图。
[0025] 图7是示出图1的感应加热线圈的2次线圈的其他例的构成的图。
[0026] 图8是示出图1的感应加热线圈的其他例的构成的图。
[0027] 图9是示出用于说明本发明的实施方式的、具有忍的2次线圈的一个例子的构成的 图。
[0028] 图10是示出具有忍的2次线圈的其他例的构成的图。
[0029] 图11是示出具有忍的2次线圈的其他例的构成的图。
[0030] 图12是示出工件的电流分布的图。
[0031] 附图标记的说明
[0032] 1:加热装置
[0033] 2:工件
[0034] 3:感应加热线圈
[0035] 4:1次线圈
[0036] 5:2次线圈
[0037] 6:电源部 [003引 7:工件支承部
[0039] 8:1次线圈支承部
[0040] 9:2次线圈支承部
[0041] 20:大直径轴部
[0042] 21:小直径轴部
[0043] 22:小直径轴部
【具体实施方式】
[0044] 图1示出用于说明本发明的实施方式的、感应加热线圈和感应加热装置的一个例 子的构成。
[0045] 加热装置1对工件2进行感应加热，包括:具有1次线圈4和2次线圈5的感应加热线 圈3;向1次线圈4供给交流电的电源部6;工件支承部7; W及2次线圈支承部9。
[0046] 工件2是两端带阶梯的工件，设有相对粗的部位、和其两侧的相对细的部位。在图 示的例子中，工件2作为整体呈近似圆柱状，具有:大直径轴部20; W及设在大直径轴部20的 轴向两侧的小直径轴部21、22。一个小直径轴部21形成得比另一个小直径轴部22长。此外， 工件2不限于图示的工件，例如也可W是近似方柱状。
[0047] 工件支承部7具有:按压工件2的两个小直径轴部21、22的端面W将工件2在轴向夹 持的第1杆70和第2杆71;分别支承运一对杆70、71的第1杆支承部72和第2杆支承部73; W及 使运一对杆支承部72、73在轴向进退移动的驱动部74。驱动部74例如使用适当的线性移动 机构，该线性移动机构使用了滚珠丝杠、缸活塞等。此外，也可W在工件支承部7设有使一对 杆70、71绕轴旋转的旋转机构，在对工件2感应加热时，根据需要使一对杆70、71旋转，使被 运一对杆70、71夹持的工件2旋转。
[004引1次线圈4作为整体呈近似筒状，被形成为能容纳工件2。而且，1次线圈4被形成为 与末端侧相比基端侧的开口宽度大。在图示的例子中，1次线圈4整体呈近似圆筒状，沿着工 件2的长小直径轴部21和大直径轴部20的外周从末端侧起依次被区分为第1加热部40、第2 加热部41，内径(开口宽度）W该顺序逐步扩大，第1加热部40被形成为能容纳工件2的长小 直径轴部21，第巧日热部41被形成为能容纳工件2的大直径轴部20和短小直径轴部22。此外， 1次线圈4不限于近似圆筒状，例如在工件2是方柱状的情况下，与工件2的外形对应地成为 近似方筒状即可。
[0049] 1次线圈4被构成为螺线管线圈，将导电性的一条筒状材料W与第1加热部40、第2 加热部41的各部相应的适当的卷绕直径和绕组间隔卷起并一体形成。1次线圈4的两端部分 别固着在与电源部6连接的端子44上。水等冷却液在构成1次线圈4的筒状材料的内部流通， 在固着在端子44上的1次线圈4的两端部设有与冷却液供给部(未图示)连接的连接器45。
[0050] 端子44例如被固定在装置基座(未图示)等上而将位置固定，1次线圈4被端子44支 承，与工件支承部7的第1杆70及第2杆71W及被运一对杆70、71夹持的工件2同轴配置。
[0051] 详细后述，2次线圈5被形成为能容纳工件2的短小直径轴部22,且在1次线圈4的第 2加热部41自由插入拔出。在图示的例子中，2次线圈5也与I次线圈4同样由导电性的筒状材 料形成，水等冷却液在构成2次线圈5的筒状材料的内部流通，在2次线圈5上设有与冷却液 供给部(未图示)连接的连接器55。
[0052] 2次线圈支承部9具有与工件支承部7的第2杆71近似平行地竖