专利名称：不同导体的感应加热方法和装置及其高相对磁导率体的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于利用电磁感应对由相对磁导率不同的不同导体构成的被加热体进行加热的方法和感应加热装置，另外，还涉及该不同导体的感应加热方法和感应加热装置使用的高相对磁导率体。
感应加热是利用由交变电磁场的电磁感应在导电性材料中产生的涡流即趋肤电流的电阻损耗或磁滞损耗的加热方式，是使被加热体位于与交流电源连接的感应加热线圈内进行加热的。
利用电磁感应的感应加热装置与其他加热方法比较，由于作业环境好、处理时间短、加热效率高等理由，已用于各种被加热体的加热。
因此，在试运转之前预热发动机时也考虑使用感应加热。
另外，如特开平2-132703号公报所公开的那样，以往作为用于融解附着在送配电线上的冰雪的磁性发热复合材料，已知的是在将具有绝缘涂层的多根磁性基线集束而构成的集束磁性体的周围披覆导电性金属等涂层。该磁性发热复合材料配置在送配电线的周围，利用在送配电线的周围发生的磁场而发热。
例如，组装工序已完成的发动机为了检查异常声音等不正常情况，是在安装到车辆上之前以单体进行试运转的，但是，为了在适当的条件下进行该试运转，必须将发动机完全预热。
通常，发动机的汽缸体使用铁，汽缸盖使用铝合金。并且，在铁和铝合金中，相对磁导率不同。这样，当利用感应加热对由相对磁导率不同的不同导体构成的被加热体进行加热时，由于相对磁导率不同，加热度便随导体而不同，所以，具有不能均匀地有效地进行加热等各种问题。
即，若以利用感应加热进行发动机的预热的例子进行说明，由于相对磁导率不同，所以，使用铁的汽缸体容易被感应加热，而使用铝合金的汽缸盖则难于被感应加热。因此，为了将整个发动机加热到指定的温度，必须将汽缸盖感应加热到指定温度，所以，使整个发动机达到指定温度的感应加热装置的电力消耗和时间等有浪费。另外，这时在汽缸体和汽缸盖之间将产生大的温度差，要将整个汽缸加热到指定的温度，将会出现局部达到非常高的温度，从而有可能发生龟裂等现象，或者发生电气部件功能不良的问题。
本发明就是鉴于上述问题而提出的，目的旨在提供可以利用电磁感应对由相对磁导率不同的不同导体构成的被加热体均匀而有效地进行加热的感应加热方法。
另外，本发明的目的还要提供可以利用电磁感应对由相对磁导率不同的不同导体构成的被加热体均匀而有效地进行加热的感应加热装置。
此外，本发明的目的还在于提供适合用于对由相对磁导率不同的不同导体构成的被加热体均匀地进行加热的高相对磁导率体。
为了解决上述课题，本发明的相对磁导率不同的不同导体的感应加热方法是将由相对磁导率不同的不同导体构成的被加热体置于线圈内进行感应加热的方法，其特征在于将高相对磁导率体相对于线圈的轴向与被加热体的相对磁导率低的导体一侧接近地配置到线圈内，将被加热体与高相对磁导率体一起进行感应加热。
另外，本发明的感应加热装置是用于对由相对磁导率不同的不同导体构成的被加热体进行感应加热的装置，其特征在于具有线圈和相对于线圈的轴向与配置在线圈内的被加热体的相对磁导率低的导体一侧接近地配置在线圈内并与被加热体一起被感应加热的高相对磁导率体。
另外，为了解决上述课题，本发明的用于感应加热的高相对磁导率体的特征在于利用绝缘体披覆由强磁性体构成的多根基线。
通过按上述方式构成本发明的不同导体的感应加热方法和感应加热装置，将由相对磁导率不同的不同导体构成的被加热体置于线圈内，将高相对磁导率体相对与上述线圈的轴向与被加热体的相对磁导率低的导体一侧接近地配置到线圈内，当向线圈供给交流电流将被加热体与高相对磁导率体一起进行感应加热时，感应加热线圈便产生磁场，在被加热体中激励起感应电流，从而在被加热体中发生涡流。由被加热体的相对磁导率高的导体一侧和与被加热体的相对磁导率低的导体一侧接近配置的高相对磁导率体吸收的磁通便进入相对磁导率低的导体一侧，使涡流量增多，从而在相对磁导率低的导体一侧也发生比较多的焦耳热。因此，可以对由不同导体构成的被加热体的相对磁导率低的导体一侧与相对磁导率高的导体一侧同等地进行加热。
另外，使用本发明的高相对磁导率体时，通过利用绝缘体披覆由强磁性体构成的基线，可以抑制在高相对磁导率体中发生的涡流。因此，由于可以抑制高相对磁导率体的发热，所以，不需要进行冷却便可连续使用，此外，还可以减少电力消耗。
图1是本发明的感应加热装置的简略正面图。
图2是表示为了使本发明的感应加热装置的高相对磁导率体与被加热体的相对磁导率低的导体一侧接近使高相对磁导率体的形状与被加热体的相对磁导率低的导体一侧一致而形成的例子的简略正面图。
图3是本发明的感应加热装置的其他例子的简略正面图。
图4是本发明的感应加热装置使用的高相对磁导率体的平面图。
下面，参照图1根据为了对作为被加热体1的发动机进行预热而使用的情况说明本发明的一个实施例。图中，同一符号表示同一部分或相当的部分。在本实施例的发动机1中，汽缸体2使用铁作为相对磁导率高的导体，汽缸盖3使用铝合金作为相对磁导率低的导体。另外，本发明不限于本实施例，可以应用于对由发动机以外的相对磁导率不同的不同导体构成的被加热体进行感应加热的情况，另外，作为由相对磁导率不同的不同导体构成的被加热体，当然也可以使用铁和铝合金以外的不同导体。
本发明的感应加热装置设置在用于将完成组装的发动机1向进行试运转的场所传送的传送路7中，具有感应加热线圈10、用于将传送来的发动机1配置到感应加热线圈10内的配置装置11和以与配置在感应加热线圈10内的发动机1的汽缸盖3相对而与线圈的轴向接近的状态配置在感应加热线圈10内并与发动机1一起被感应加热的高相对磁导率体12。
感应加热线圈10设在传送路7的下方，其轴向与传送路7垂直，连接交流电源(图中未示出)。
配置装置11使发动机1在传送路7与设在其下方的感应加热线圈10之间升降移动，升降台14安装在流体压汽缸等的调节器(图中未示出)上。当发动机1位于感应加热线圈10内时，汽缸盖3配置成相对于感应加热线圈10的轴向位于上方。
门形支持框15跨越传送路7而设在感应加热线圈10的上方，高相对磁导率体12通过升降机及调节器等升降装置(图中未示出)支持为可以与发动机1的汽缸盖3接近。
本发明的感应加热装置的高相对磁导率体12最好采用后面所述的结构，但是，也可以利用单一结构形成强磁性体材料。
高相对磁导率体12为了能够尽可能与发动机1的汽缸盖3接近，如图2所示，最好与汽缸盖3的形状一致地形成突出部16或切口部17。
以往对发动机1的预热是使发动机1以大于空转的转数运转指定时间，或使温水在发动机1的冷却系统(图中未示出)中循环或者将发动机油加热后注入。但是，使发动机1以大于空转的转数运转指定时间将会产生噪音，对环境造成恶劣影响，同时也消耗燃料。另外，为了使温水在发动机1的冷却系统中循环或将发动机油加热后注入，需要冷却水和用于加热发动机油的大型设备，而且，由于难于将整个发动机1完全预热，所以，必须同时使用上述大于空转的转数的转动。并且，当利用感应加热对由使用相对磁导率不同的铁的汽缸体2和使用铝合金的汽缸盖3构成的发动机1进行预热时，如上所述，必须将汽缸盖3感应加热到指定温度，所以，使整个发动机1达到指定温度的感应加热装置的电力消耗及时间等有浪费。另外，这时由于在汽缸体2与汽缸盖3之间产生大的温度差，所以，若将整个发动机1加热到指定的温度，就会局部地成为非常高的温度，发生龟裂等现象，从而可能发生电气部件的功能不良。
但是，如上所述，构成本发明的感应加热装置，将作为被加热体的发动机1置于感应加热线圈10内，并且以与发动机1的汽缸盖3接近的状态将高相对磁导率体12配置到线圈10内，向感应加热线圈10供给交流电流与发动机1一起对高相对磁导率体12进行感应加热时，感应加热线圈10将产生磁场，在发动机1中激励起感应电流，从而发生涡流。由发动机1的汽缸体2和与汽缸盖3接近配置的高相对磁导率体12吸收发生的磁场的磁通，并进入汽缸盖3内，使涡流量增多，从而在汽缸盖3内也发生比较多的焦耳热。因此，可以将发动机1的汽缸盖3与汽缸体2同等地加热。
下面，参照图3说明本发明的感应加热装置的其他实施例。本实施例与上述实施例不同的地方大致在于，上述实施例是使高相对磁导率体12与从传送路7配置到感应加热线圈10内的发动机1接近，与此相反，在本实施例中，是将高相对磁导率体12与组装完成后为了进行试运转而进行预热的各发动机1的汽缸盖3接近地配置。对于与上述实施例相同的部分，说明从略，只说明与上述实施例不同的部分。
发动机1由从设在作为吊设的传送路的导轨20上的滑轮21垂下的吊架22吊挂着传送，配置到设在传送路的下方的感应加热线圈10内。高相对磁导率体12安装在吊架22上，以使其与汽缸盖3接近。
下面，参照图4说明用于本发明的理想的高相对磁导率体12的一个实施例。本发明的高相对磁导率体12为了不因发生涡流损失而发热，如图4以平面图所示的那样，是将多根由直径小于0.5mm的铁、镍、钴、锰等强磁性体金属或合金构成的线状的磁性基线集束后利用绝缘体26披覆、然后再将其多根集束后利用绝缘体27披覆、最后再将其多根集束后利用绝缘体28披覆而成的。
这样构成的高相对磁导率体12由于磁性基线25的线径设定为小于涡流的浸透深度，可以减少由趋肤效应抑制磁通密度降低而发生的涡流抵消焦耳热的发生，所以，可以连续地使用。
按照本发明，通过将高相对磁导率体与配置在感应加热线圈内的被加热体的相对磁导率低的导体一侧接近配置，由高相对磁导率体吸收由感应加热线圈发生的磁通，并进入相对磁导率低的导体一侧，使涡流量增加，从而在低相对磁导率一侧也发生比较多的焦耳热。因此，可以利用电磁感应对由相对磁导率不同的不同导体构成的被加热体均等而有效地进行加热，从而被加热体不会发生龟裂等现象。
另外，当使用利用绝缘体披覆由强磁性体构成的基线的高相对磁导率体时，可以抑制在高相对磁导率体中发生的涡流。因此，可以抑制高相对磁导率体的发热，不必冷却，能连续使用。从而可以减少电力消耗。
权利要求
1.一种将由相对磁导率不同的不同导体构成的被加热体置于线圈内进行感应加热的方法，其特征在于将高相对磁导率体相对于线圈的轴向与被加热体的相对磁导率低的导体一侧接近地配置到线圈内，将被加热体与高相对磁导率体一起进行感应加热。
2.一种用于对由相对磁导率不同的不同导体构成的被加热体进行感应加热的装置，其特征在于具有线圈和相对于线圈的轴向与配置在线圈内的被加热体的相对磁导率低的导体一侧接近地配置在线圈内并与被加热体一起被感应加热的高相对磁导率体。
3.感应加热装置使用的高相对磁导率体的特征在于高相对磁导率体利用绝缘体披覆由强磁性体构成的多根基线而成。
全文摘要
利用电磁感应对由相对磁导率不同的不同导体构成的被加热体均等而有效地进行加热,发动机1由使用相对磁导率高的铁的汽缸体2和使用相对磁导率低的铝合金的汽缸盖3构成。感应加热装置设在传送路7中,具有感应加热线圈10、具有用于将传送来的发动机1配置到感应加热线圈10内的升降台14的配置装置11和相对于感应加热线圈10的轴向与发动机1的汽缸盖3接近地配置在感应加热线圈10内的高相对磁导率体12。
文档编号H05B6/02GK1172411SQ9610937
公开日1998年2月4日 申请日期1996年7月30日 优先权日1996年7月30日
发明者小林贵广 申请人:丰田自动车株式会社