专利名称：高频感应加热用薄型变压器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种高频感应加热用薄型变压器。本发明是用于对作为汽车的内燃机用部件的曲轴(crankshaft)进行淬火的装置。
背景技术：
在基于高频感应加热的被加热物的淬火中，将被加热物与感应加热线圈 (induction heating coil)相对配置，在感应加热线圈中流通高频电流。由此，在被加热物 的表面产生感应电流。感应电流通过被加热物的电阻变换成热。其结果是，被加热物发热， 通过迅速冷却被加热物，从而被淬火。基于高频感应加热的被加热物的淬火能够在短时间内完成。因此，被加热物的氧 化极少。另外，能够局部地加热被加热物，淬火条件的调整也容易。日本国特开2002-38220 号公报中公开有使用高频淬火装置对作为汽车的内燃机用部件的曲轴进行淬火的技术。例如如图9所示，日本国特开2002-38220号公报中公开的高频淬火装置具有多个 感应加热线圈81。因此，能够对作为被加热物的曲轴90的多个部位同时进行淬火。在此，在汽车业界，内燃机的小型化逐年进步，也正在谋求曲轴的小型化。随之，曲 轴的淬火部位彼此的间隔也有缩小的趋势。因此，在高频淬火装置80中也要求缩小感应加 热线圈81彼此的距离。但是，在高频淬火装置80中，不容易缩小感应加热线圈81彼此的距离。下面进行 说明，如图9所示，对于一个感应加热线圈81配置有一台高频感应加热用变压器82。因此， 多个高频感应加热用变压器82相邻。作为高频感应加热用变压器82，使用能够输出大电流 的大型变压器。高频感应加热用变压器82与通常的变压器同样，具有将导体卷成螺旋状的 一次线圈和二次线圈，一次线圈和二次线圈相对配置(省略图示)。因此，高频感应加热用 变压器82本身难以小型化。即，在高频淬火装置80中，难以缩小感应加热线圈81彼此的 距离。
发明内容
因此，本发明的目的在于，提供一种高频感应加热用变压器，其能够缩小感应加热 线圈彼此的距离。为解决上述课题，本发明的一个方式提供一种高频感应加热用薄型变压器，其具 有一次线圈和二次线圈，其特征在于，上述一次线圈和上述二次线圈均为涡卷状或环状的 导体，上述一次线圈和上述二次线圈按照在正面观察相互重叠的方式相对配置。本方式的高频感应加热用薄型变压器具有一次线圈和二次线圈，其中，上述一次 线圈和上述二次线圈均为涡卷状或环状的导体，上述一次线圈和上述二次线圈以在正面观 察相互重叠的方式相对配置。所谓“涡卷状或环状的导体”并不是指如现有技术所示将导体卷曲为螺旋状，而是指在同一平面上将导体卷曲为涡卷状或环状。因此，能够使上述一次线圈和上述二次线圈 的形状变薄。即，通过将薄形状的上述一次线圈和上述二次线圈“以在正面观察相互重叠的 方式相对配置”，能够将高频感应加热用变压器形成为薄型的变压器。根据本方式的高频感 应加热用薄型变压器，能够缩小感应加热线圈彼此之间的距离。此外，所谓“同一平面上”环是仅指没有尺寸的误差地处于同一面的情况。例如在 侧面观察涡卷状的导体，只要导体的卷数不同的多个部位的至少一部分重叠，两者就位于 “同一平面上”。本发明的其它方式的高频感应加热用薄型变压器具有多个一次线圈、和二次线 圈，该高频感应加热用薄型变压器的特征在于，上述多个一次线圈和上述二次线圈均为涡 卷状或环状的导体，上述多个一次线圈以在正面观察相互重叠的方式相对配置，上述二次 线圈被配置在上述多个一次线圈彼此之间。本方式的高频感应加热用薄型变压器具有多个一次线圈、和二次线圈，其中，上述 多个一次线圈和上述二次线圈均为涡卷状或环状的导体，上述多个一次线圈以在正面观察 相互重叠的方式相对配置，上述二次线圈被配置在上述多个一次线圈彼此之间。所谓“涡卷状或环状的导体”，并不是指如现有技术所示那样将导体卷曲为螺旋 状，而是指在同一平面上将导体卷曲为涡卷状或者环状。因此，能够减薄上述多个一次线圈 和上述二次线圈的形状。即，将薄形状的上述多个一次线圈“以在正面观察相互重叠的方式 相对配置”，将薄形状的上述二次线圈“配置在上述多个一次线圈彼此之间”。由此，能够将 高频感应加热用变压器形成为薄型的变压器。根据本方式的高频感应加热用薄型变压器， 能够缩小感应加热线圈彼此的距离。另外，通过在上述多个一次线圈之间配置上述二次线 圈，与一次线圈为一个的情况相比，能够增加供给电流量。另外，所谓“同一平面上”与上述相同，只要涡卷状的导体的卷数不同的多个部位 的至少一部分重叠，则两者就位于“同一平面上”。优选在上述一次线圈和上述二次线圈的附近或周围配置有铁芯。根据该优选的方式，能够增加供给电流量。优选上述铁芯由强磁性体构成。根据该优选的方式，能够进一步增加供给电流量。优选上述一次线圈和/或者上述二次线圈由中空的管构成。根据该优选的方式，能够提高上述一次线圈和/或者上述二次线圈的散热效果， 防止烧损事故的发生。优选能够使液体在上述管中进行循环。根据该优选的方式，能够可靠地提高上述一次线圈和/或者上述二次线圈的散热 效果，防止烧损事故的发生。优选上述一次线圈和/或者上述二次线圈，在导体上具有两个以上的端子，上述 端子分别被配置在导体卷数相互不同的部位。根据该优选的发明，能够改变上述一次线圈和/或者上述二次线圈的卷数比，调 整供给电流。优选在上述一次线圈和/或者上述二次线圈的导体的周围涂敷有绝缘性树脂。根据该优选的方式，能够确保上述一次线圈和/或者上述二次线圈的导体的绝缘性，防止短路事故的发生。优选在上述一次线圈和上述二次线圈之间配置有绝缘体。根据该优选的方式，能够可靠地防止上述一次线圈和上述二次线圈的短路事故的 发生。根据本发明的高频感应加热用薄型变压器，能够缩短感应加热线圈彼此之间的距 离。另外，在本发明中，通过在上述多个一次线圈之间配置上述二次线圈，与一次线圈为一 个的情况相比，能够增加供给电流量。
图1是表示本发明的实施方式的高频感应加热用薄型变压器的正视图。图2是图1的高频感应加热用薄型变压器的右侧面图。图3表示从图2的高频感应加热用薄型变压器拆下装饰板后的状态。图4是图3的A-A截面图。图5是表示高频感应加热用薄型变压器的主要部件的分解立体图。图6是表示两个一次线圈中，一个一次线圈的右侧面图。图7是表示两个一次线圈中，另一个一次线圈的左侧面图。图8是表示本发明实施方式的高频感应加热用薄型变压器的电路图。图9是表示高频淬火装置和曲轴的示意图。
具体实施例方式下面，参照附图，对本发明的高频感应加热用薄型变压器的实施方式进行详细说 明。另外，以下的说明是为了便于理解实施方式的说明，不应该由此限制对本发明的理解。首先，对本发明实施方式的高频感应加热用薄型变压器1的结构进行说明。高频 感应加热用薄型变压器1是用于对感应加热线圈50输出高频电流的装置，由两个一次线圈 20、30和二次线圈40等构成(详细内容后述)。如图1、2所示，高频感应加热用薄型变压 器1为横宽薄，具有高度和深度的结构。高频感应加热用薄型变压器1具备电流端子2、液 体端子3和电压端子4，局部由装饰板5和铁芯6覆盖。电流端子2用于连接具有中空结构的感应加热线圈50，由金属性的接头等构成。液体端子3用于连接水道管等，由绝缘性的接头等构成。液体端子3由预备端子 10、一次用端子11、一次用端子12、二次用端子13、和感应加热用端子14构成。例如图3所 示，一次用端子11与一次线圈20连接(详细内容后述)。电压端子4用于与后述的供电板55、57连接，由金属性的板等构成。如图3所示， 电压端子4通过焊接加工等安装于一次线圈20的导体上(详细内容后述)。供电板55为导电板，具有给电端子56。在给电端子56连接有产生高频电压的装 置(省略图示)的电极的一方。另外，在供电板55的背面侧夹着绝缘体(省略图示)配置 有供电板57(省略图示)。供电板57同样也是导电板，具有供电端子58(省略图示)。在 供电端子58连接有产生高频电压的装置(省略图示)的电极的另一方。接着，对两个一次线圈20、30、二次线圈40、和铁芯6的位置关系进行说明。如作 为图3的A-A截面图的图4所示，在两个一次线圈20、30之间配置有二次线圈40。另外，以包围两个一次线圈20、30和二次线圈40的方式配置有铁芯6。另外，如图5的分解立体图(省略电压端子4的图示)所示，两个一次线圈20、30 以及二次线圈40以在正面观察相互重合的方式按照一次线圈20、二次线圈40、一次线圈30 的顺序相对配置。而且，以包围这些线圈的方式配置有铁芯6。在此，对一次线圈20、30、二次线圈40、和铁芯6的结构进行说明。一次线圈20不是变压器中通常使用的细的导线。如果进行详细说明，如图6所 示，一次线圈20是将中空的金属管卷绕四次成为涡卷状，或者是通过机械加工而形成的中 空的导体观。在导体观上安装有四个电压端子4。电压端子4由端子21、端子22、端子 23、和端子M构成。如果以端子21作为导体28的第0卷，则端子22配置在导体28的第 三卷，端子23配置在导体28的第一卷，端子M配置在导体28的第二卷。另外，导体28的 第四卷具备端子25。另外，如图5所示，导体洲的第0卷 第四卷位于同一平面上，在侧面 观察，导体观的第0卷 第四卷的至少一部分重叠。而且，在导体观的端部安装有作为液 体端子3的一次用端子11。并且，在导体观的周围涂敷有绝缘性树脂(省略图示)。一次线圈30不是变压器中通常使用的细的导线。如果进行详细说明，一次线圈 30，是与一次线圈20左右相反地如图示的图7所示那样，将中空的金属管卷绕四次成为涡 卷状，或者是通过机械加工而形成的中空的导体38。在导体38上安装有三个电压端子4。 电压端子4由端子31、端子32、和端子33构成。另外，在导体38的涡卷状的中心具备端子 35。如果以端子35作为导体38的第0卷，则端子31配置在导体38的第四卷，端子32配 置在导体38的第二卷，端子33配置在导体38的第三卷。另外，如图5所示，导体38的第 0卷 第四卷位于同一平面上，在侧面观察，导体38的第0卷 第四卷的至少一部分重叠。 而且，在导体38的端部安装有作为液体端子3的一次用端子12。并且在导体38的周围涂 敷有绝缘性树脂(省略图示)。二次线圈40不是变压器中通常使用的细的导线。如果进行详细说明，如图5所示， 二次线圈40是将中空的金属板卷绕一次成为环状或者是通过机械加工而形成的中空的导 体48。在导体48的端部具备端子41、42。端子41、42在同一方向上隔开间隔整齐排列，并 经由导电板(省略图示)等连接于电流端子2。另外，端子41、42的一部分分别与管46连 接。另外，如图5所示，形成环状的导体48在同一平面上，在侧面观察，导体48的至少一部 分重叠。而且，在管46的端部安装有作为液体端子3的二次用端子13。并且在导体48上 涂敷有绝缘性树脂(省略图示)。如图4、5所示，铁芯6为由铁氧体(ferrite)等构成的板状的强磁性体，并将四个 铁芯6连接成环状。接着，对高频感应加热用薄型变压器1的电结构进行说明。如图8的电路图所示， 高频感应加热用薄型变压器1与通常的变压器同样地具有铁芯。一次线圈20、30串联连接， 二次线圈40与一次线圈20、30相对，具有铁芯6。对一次线圈20、30进行说明，如图8所示，一次线圈20、30连接有一次线圈20的端 子25和一次线圈30的端子35。即，能够将两个一次线圈20、30看作是一个一次线圈60。 即，一次线圈60为8卷的线圈，具有多个端子。各端子分别位于一次线圈60的第0卷(端子 21)、第一卷(端子2 、第二卷(端子24)、第三卷(端子2 、第四卷(端子25、端子35)、 第六卷(端子3 、第七卷(端子3 、第八卷(端子31)。在这些第0卷(端子21) 第八6卷(端子31)的任意的端子中，如果适当选择两个端子设为η卷，则二次线圈40为一圈，因 此，成为η:1的变压器(0<η<8，η为整数)。因而，高频感应加热用薄型变压器1，能够 改变卷数比，能够调整供电电流。另外，已适当选择的两个端子中的一个端子与供电板55连接，另一个端子与给电 端子57连接。接着，对高频感应加热用薄型变压器1的安全方面进行说明。高频感应加热用薄 型变压器1为处理高电压且大电流的装置，温度非常高。因此，将水道管等连接于液体端子 3，从而能够使水或油等在中空结构的一次线圈20、30和二次线圈40中进行循环。由此，能 够冷却高频感应加热用薄型变压器1。因而，能够防止高频感应加热用薄型变压器1的烧损 事故的发生。另外，感应加热用端子14通过管(省略图示)连接于感应加热线圈50。由于 感应加热线圈50为中空结构，所以也能够使水或油等在感应加热线圈50中进行循环。由 此，能够冷却感应加热线圈50。另外，在一次线圈20、30和二次线圈40的导体观、38、48上涂敷有绝缘性树脂(省 略图示)。由此，确保一次线圈20、30和二次线圈40的绝缘性，防止短路事故的发生。如上所述，根据本实施方式，通过将一次线圈20、30和二次线圈40形成为涡卷状 或环状的结构，能够使高频感应加热用薄型变压器1的横宽变薄。由此，能够将高频感应加 热用薄型变压器1和感应加热线圈50相邻配置多台。因而，能够缩短感应加热线圈50相 互的距离。本实施方式中例示了具有两个一次线圈20、30的例子，但本发明并不仅限于此。 例如，也可以是只具有一个一次线圈的高频感应加热用薄型变压器。本实施方式中例示了在一次线圈20、30和二次线圈40的各自之间什么也不配置 的例子，但本发明并不仅限于此。例如，也可以在一次线圈20、30和二次线圈40的各自之 间配置绝缘体(省略图示)。通过配置绝缘体(省略图示)，能够可靠地防止一次线圈20、 30和二次线圈40的短路事故的发生。本实施方式中例示了将电压端子4与供电板55、57连接的例子，但是本发明并不 仅限于此。也可以不配置供电板55、57，而在电压端子4直接连接产生高频电压的装置(省 略图示)。
权利要求
1.一种高频感应加热用薄型变压器，其具有一次线圈和二次线圈，其特征在于 所述一次线圈和所述二次线圈均为涡卷状或者环状的导体，所述一次线圈和所述二次线圈以在正面观察相互重叠的方式相对配置。
2.一种高频感应加热用薄型变压器，其具有多个一次线圈、和二次线圈，其特征在于 所述多个一次线圈和所述二次线圈均为涡卷状或环状的导体，所述多个一次线圈以在正面观察相互重叠的方式相对配置， 所述二次线圈被配置在所述多个一次线圈相互之间。
3.如权利要求1或2所述的高频感应加热用薄型变压器，其特征在于 在所述一次线圈和所述二次线圈的附近或周围配置有铁芯。
4.如权利要求3所述的高频感应加热用薄型变压器，其特征在于 所述铁芯由强磁性体构成。
5.如权利要求1或2所述的高频感应加热用薄型变压器，其特征在于 所述一次线圈和/或者所述二次线圈由中空的管构成。
6.如权利要求5所述的高频感应加热用薄型变压器，其特征在于 能够使液体在所述管中进行循环。
7.如权利要求1或2所述的高频感应加热用薄型变压器，其特征在于所述一次线圈和/或者所述二次线圈，在导体上具有两个以上的端子，所述端子分别 被配置在导体的卷数相互不同的部位。
8.如权利要求1或2所述的高频感应加热用薄型变压器，其特征在于 在所述一次线圈和/或者所述二次线圈的导体的周围涂敷有绝缘性树脂。
9.如权利要求1或2所述的高频感应加热用薄型变压器，其特征在于 在所述一次线圈和所述二次线圈之间配置有绝缘体。
全文摘要
本发明提供一种高频感应加热用薄型变压器，其能够缩小感应加热线圈彼此的距离。所述高频感应加热用薄型变压器(1)具有两个一次线圈(20)、(30)、和二次线圈(40)，其中，一次线圈(20)、(30)和二次线圈(40)均为涡卷状的导体(28)、(38)、(48)，两个一次线圈(20)、(30)以在正面观察相互重叠的方式相对配置，二次线圈(40)被配置在一次线圈(20)、(30)彼此之间。
文档编号H01F27/32GK102044328SQ200910206059
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
发明者塚本升, 渡边哲正, 渡边弘子, 藤泽元一 申请人:富士电子工业株式会社