专利名称：高频加热线圈及工件的加热方法
技术领域：
本发明涉及用于淬火等的高频加热线圈，尤其是涉及对发动机的凸轮及曲轴等那 样的具有轴部的工件进行加热的高频加热线圈。另外，本发明涉及对具有上述的轴部的工 件进行加热的方法。
背景技术：
例如图7所示，发动机的曲轴由多个轴部1、2、3、4、5和壁构成部件7、8、9、10构 成。在此，轴部1、3、5是抵接支承轴自身的轴承的轴颈部，轴部2、4是活塞杆卡合的连杆颈 部。此外，发动机的曲轴为取得与活塞的平衡而多在连杆颈部的相反侧的壁构成部件设置 重量部，但为了制图方便，只图示了没有重量部的形状。在对曲轴的轴部进行高频淬火时，使用例如图8、9所示的半开放型的线圈100。现有技术的半开放型线圈100的截面形状为圆形、长方形或正方形中任一种。图8、9所示的半开放型的线圈100是将两列圆弧状部101、102和两列直线部105、 106组合而成的线圈，两个供电部107、108设于一个直线部106上。因此，一个直线部106 由供电部107、108分割，在直线部106的中心部产生空隙110。在利用半开放型的线圈100对曲轴的中间部分的轴部3进行淬火时，将线圈100 插入壁构成部件8、9之间，在将半开放型的线圈100盖在轴部3上的状态下向线圈100供给高频电流。该情况下，轴部3的中间部分通过半开放型的线圈100的直线部105、106感应加热。在现有技术中，装载于汽车等的多汽缸发动机是以将汽缸直列排列为主流，但为 了缩短发动机的全长，近年来采用V字状排列的发动机的情况也增多。另外，有的摩托车也 采用将汽缸水平对置配置的发动机。这一类发动机，尽管汽缸的个数较多，但曲轴的长度较短，上述壁构成部件8、9的 间隔窄，轴部3的长度短。因此，半开放型的线圈100的圆弧状的部分101、102之间的间隙 极小，且直线部105、106的长度短。其结果是，在工件的轴部产生温度偏差，如图10所示，存在轴部中央部的淬火深 度比两端部浅的问题。下面说明其理由。例如图11(a)所示，假设圆弧状的部位的中心角为120度，轴部3的每60度角度 的线圈100和轴部3的关系为图11(b) 图12(g)所示的状态。因此，当使轴部2、4旋转 以利用线圈100对轴部3进行高频感应加热时，轴部3的各部分重复图11(b) 图12(g) 的状态。按顺序说明，在角度为0度的状态下，如图11(b)，只有线圈100的圆弧状的部分 101,102靠近轴部3，因此只有轴部3的端部被加热。在角度为60度的状态下，如图11 (c)，线圈100的圆弧状的部分101、102和直线部106靠近轴部3。但是，由于在直线部106存在供电部107、108，且两者间存在空隙部110， 因此，线圈100不靠近轴部3的中央部。因此，在角度为60度的状态下，不能对轴部3的靠 近端部的部分进行加热。在角度为120度、180度、240度的状态下，如图11(d)、图11(e)、 图12(f)，线圈100的任何部位都不靠近轴部3。在角度为300度的状态下，如图12(g)，线圈100的直线部106靠近轴部3，对轴部 3的中央部进行加热。这样，轴部3的两端侧在约120度的旋转角范围内被加热，与之相对，轴部3的中 间部由于在直线部106有空隙部110，故被加热的机会少。另外，特别是在轴部3短的情况 下，空隙部110占直线部106的比例大，如上所述，在工件的轴部产生温度偏差，如图10，轴 部的中央部的淬火深度变得比两端部浅。
发明内容
本发明关注现有技术的上述问题点，其要解决的技术课题在于，提供一种高频加 热线圈，即使在对短的轴部进行高频加热的情况下，也能够抑制温度偏差。另外，本发明一 并提供一种能够解决同样技术课题的工件的加热方法。为解决上述的课题，本发明提供一种高频加热线圈，其为半开放型，且具有两列以 上的圆弧状部、和与所述圆弧状部部分交差的两列以上的直线状部、和两个以上的供电部， 利用所述圆弧状部和直线状部对具有轴部的工件的所述轴部进行高频加热，其中，所述直 线状部的长度比圆弧状部的长度短，至少两列圆弧状部处于对置的位置，两列以上的直线 状部都是连续的，没有裂纹，其两端与包含所述两列圆弧状部的两个假想圆交差。本发明的高频加热线圈中，直线状部都是连续的，没有裂纹，其两端与包含所述两 列圆弧状导电部的假想圆交差。因此，在直线状部没有供电部的空隙。因此，当使用本发明 的高频加热线圈时，可以由两列以上的直线状部加热轴部的中间部分，因此，轴部的温度偏 差小。作为一例，本发明的高频加热线圈具有两列圆弧状部和两列以上的直线状部，经 由一列直线状部将两列圆弧状部的端部彼此连接，另一列直线状部与一个圆弧状部的端部 连续，另一端侧到达与处于对置的位置的圆弧状部的端部邻接的位置。作为另一例，本发明的高频加热线圈中，供电部都连接于圆弧状部。另外，至少一个供电部可以连接于至少一个直线状部的端部。最好是，圆弧状部为180度以下的圆弧。最好是，在直线状部设有铁芯。也可以是，具备90度以下的圆弧状部的高频加热线圈在同一圆周上配置两个以上。也可以是将所述构成的高频加热线圈电串联连接两个以上，构成一个线圈。另外，也可以是，将所述构成的高频加热线圈电串联连接两个，构成一个线圈，一 个高频加热线圈的供电部处于一个圆弧状部，另一个高频加热线圈的供电部处于另一个圆 弧状部。另外，本发明提供一种工件的加热方法，其特征在于，向上述任一项所述的高频加 热线圈供给高频电流，使工件中产生感应电流。
本发明的高频加热线圈，直线状部都是连续的，没有裂纹，因此，轴部的温度偏差因此，即使是如V型发动机及水平对置型发动机的曲轴那样壁构成部件的间隔 窄、轴部的长度短的曲轴，也能够将必要部分充分升温，能够适当地进行淬火等热处理。另外，工件的加热方法也同样，即使是轴部的长度短的曲轴，也能够将必要部分充 分升温，能够适当地进行淬火等热处理。
图1是本发明实施方式的高频加热线圈的立体图；图2是本发明另一实施方式的高频加热线圈的立体图；图3是本发明再另一实施方式的高频加热线圈的立体图；图4(a)是本发明另一实施方式的高频加热线圈的立体图，(b)是其平面图；图5(a)是本发明另一实施方式的高频加热线圈的立体图，(b)是其平面图；图6是本发明另一实施方式的高频加热线圈的立体图；图7是曲轴的立体图；图8中实线是现有技术的高频加热线圈的立体图，双点划线是曲轴的一部分；图9是从背侧观察到的图8的高频加热线圈的立体图；图10是表示使用图8的高频加热线圈对轴部进行淬火时的淬火模式的说明图；图11是表示使用图8的高频加热线圈对轴部进行淬火时的各部分的过热状态的 淬火模式的说明图；图12是表示使用图8的高频加热线圈对轴部进行淬火时的各部分的过热状态的 淬火模式的说明图。
具体实施例方式下面，对本发明的实施方式进行说明。本实施方式的高频加热线圈20与上述高频加热线圈相同，是对曲轴的轴部3进行 淬火的线圈。本实施方式的高频加热线圈20是由管状的导电部件形成的半开放型的线圈，在 两个供电部21、22之间串联连接有第一圆弧状导电部25、第一直线状导电部沈、第二圆弧 状导电部27、第二直线状导电部观、第三圆弧状导电部四。第一圆弧状导电部25和第三圆弧状导电部四大致处于同一平面。第一圆弧状导 电部25与第三圆弧状导电部四构成的平面、和第二圆弧状导电部27构成的平面处于对置 的位置。第一圆弧状导电部25与第三环状导电部四构成的曲线为180度以下的圆弧曲 线。另外，第二圆弧状导电部27构成的曲线也为180度以下的圆弧曲线，本实施方式中为 120度左右的圆弧曲线。第一圆弧状导电部25和第三圆弧状导电部四等构成的圆弧优选100度 180度 程度，但也可以为其以下。第一直线状导电部沈和第二直线状导电部28的长度相等，第一圆弧状导电部25与第三圆弧状导电部四构成的平面、和第二圆弧状导电部27构成的平面平行。本实施方式的高频加热线圈20具有由第一圆弧状导电部25和第三圆弧状导电部 四构成的第一列圆弧状部30、和由第二圆弧状导电部27构成的第二列圆弧状部31。S卩，本 实施方式的高频加热线圈20具备两列圆弧状部30、31。另外，本实施方式的高频加热线圈20利用第一直线状导电部沈和第一圆弧状导 电部25的终端部及第二圆弧状导电部27的始端部形成第一直线状部32。另外，利用第二 直线状导电部观和第二圆弧状导电部27的终端部及第三圆弧状导电部四的始端部形成 第二直线状部33。即，本实施方式的高频加热线圈20具备两列直线状部32、33。另外，直线状部32、33的长度比圆弧状部30、31的长度短。后述的变形例也相同。另外，两列直线状部32、33都是连续的，没有裂纹，具有跨越高频加热线圈20全长 的长度。即，考虑包含第一列的圆弧状部30的假想圆40和包含第二列的圆弧状部31的假 想圆41时，两列直线状部32、33都与两个假想圆40、41交差。如图1、3、4、5所示，本实施方式的高频加热线圈20是对曲轴的轴部3进行淬火的 线圈，在对曲轴进行淬火时，高频加热线圈20从上盖在曲轴的轴部3上，以供给高频电流。本实施方式的高频加热线圈20中，由于两列直线状部32、33没有空隙，所以可以 由两列直线状部32、33加热轴部3的中央部分，轴部3的温度偏差小。在以上说明的实施方式中，高频加热线圈20的圆弧状部30、31的角度为120度左 右，但本发明不限于该构成，也可以为图2所示的高频加热线圈45那样不足45度(图中为 30度左右)。另外，在以上说明的实施方式中，在一个圆弧状部30的中央部分配置有两个供电 部21、22，但也可以如图3所示的高频加热线圈46那样，将供电部47、48汇集在圆弧状部 49的端部。对于图3所示的高频加热线圈46，供电部47被连接于第一圆弧状导电部50的始 端部。而且，在第一圆弧状导电部50的终端部连接有第一直线状导电部51，在第一直线状 导电部51的终端部连接有第二圆弧状导电部52，且在第二圆弧状导电部52的终端部连接 有第二直线状导电部53。另一个供电部48也从第二直线状导电部53立起。第二直线状导电部53的终端到达与第一圆弧状导电部50的外侧面55相同的平 面。即，对于第二直线状导电部53而言，在考虑包含第一圆弧状导电部50的圆弧状部49 的假想圆57时，与第二直线状导电部53形成的直线状部58与假想圆57交差。因此，对于图3所示的高频加热线圈46而言，在考虑包含第一列的圆弧状部49的 假想圆57和包含第二列的圆弧状部的假想圆60时，两列直线状部58、61都与两个假想圆 57,60交差。另外，为增加直线状部的数量，也可以将上述的高频加热线圈20、46在同一圆周 上并排配置。图4中，将上述高频加热线圈46在同一圆周上并排配置。图4所示的高频加热线 圈63是将两个高频加热线圈46a、46b并排而成的线圈，将两组供电部47、48配置于同一 侧。图4所示的高频加热线圈63为将两个单圈线圈并排而成的线圈，将两个单圈线圈电串 联连接，构成一个高频加热线圈63。本实施方式中，供电部47和供电部48由搭接导体M 连接，两个高频加热线圈46a、46b连接成一个。这里，两个高频加热线圈46a、46b的连接方法是任意的，可以将供电部47彼此连接，也可以将供电部48彼此连接。下面的实施方式也 相同。与之相对，图5所示的高频加热线圈65为将两组供电部47、48配置于不同侧的例 子。关于图5所示的高频加热线圈65，由搭接导体M将供电部48彼此连接，将两个高频加 热线圈46a、妨b连接成一个。另外，上述的各高频加热线圈20、46、63、65都显示了导电部剥出的状态，但也可 以与公知的高频加热线圈相同，在必要的部位安装铁芯。图6表示在图5所示的高频加热线圈65的四列直线状部安装了铁芯70、71、72、73 的状态。
权利要求
1.一种半开放型高频加热线圈，其特征在于，具有两列以上的圆弧状部、与所述圆弧状 部部分交差的两列以上的直线状部、和两个以上的供电部，其中，利用所述圆弧状部和直线状部对具有轴部的工件的所述轴部进行高频加热，所述直线状部的长度比圆弧状部的长度短，至少两列圆弧状部处于对置的位置，两列以上的直线状部都是连续的，没有裂纹，其两 端与包含所述两列圆弧状部的两个假想圆交差。
2.如权利要求1所述的高频加热线圈，其特征在于，具有两列圆弧状部和两列以上的 直线状部，经由一列直线状部将两列圆弧状部的端部彼此连接，另一列直线状部与一个圆 弧状部的端部连续，另一端侧到达与处于对置位置的圆弧状部的端部邻接的位置。
3.如权利要求1所述的高频加热线圈，其特征在于，供电部都连接于圆弧状部。
4.如权利要求1所述的高频加热线圈，其特征在于，至少一个供电部连接于至少一个 直线状部的端部。
5.如权利要求1所述的高频加热线圈，其特征在于，圆弧状部为180度以下的圆弧。
6.如权利要求1所述的高频加热线圈，其特征在于，在直线状部设有铁芯。
7.一种高频加热线圈，其特征在于，具备90度以下的圆弧状部的权利要求1所述的高 频加热线圈在同一圆周上配置两个以上。
8.一种高频加热线圈，其特征在于，将权利要求1所述的高频加热线圈电串联连接两 个以上，构成一个线圈。
9.一种高频加热线圈，其特征在于，将权利要求1所述的高频加热线圈电串联连接两 个，构成一个线圈，一个高频加热线圈的供电部处于一个圆弧状部，另一个高频加热线圈的 供电部处于另一个圆弧状部。
10.一种工件的加热方法，其特征在于，向权利要求1 9中任一项所述的高频加热线 圈供给高频电流，使工件中产生感应电流。
全文摘要
本发明提供一种高频加热线圈，即使在对短的轴部进行高频加热的情况下，也能够减小温度偏差。该高频加热线圈为一种半开放型的高频加热线圈，其具有两列圆弧状部和两列直线状部和两个以上的供电部，其中，直线状部的长度比圆弧状部的长度小。两列圆弧状部处于对置的位置，两列直线状部都是连续的，没有裂纹，其两端与包含上述两列圆弧状部的两个假想圆交差。
文档编号H05B6/36GK102045907SQ20091020605
公开日2011年5月4日 申请日期2009年10月20日 优先权日2009年10月20日
发明者奥出荣, 渡边弘子, 藤泽元一 申请人:富士电子工业株式会社