CN102044327A - 高频感应加热用薄型变压器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高频感应加热用薄型变压器，其能够缩短感应加热线圈彼此之间的距离。上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)均为涡卷状或环状的导体，两个一次线圈(20、30)和二次线圈(40)处于同一平面上，在一次线圈(20)的内侧配置有二次线圈(40)，在二次线圈(40)的内侧配置有一次线圈(30)。

Description

高频感应加热用薄型变压器

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，从而使其被淬火。

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。

例如图6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6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。

为了解决上述课题，本发明第一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处于同一平面上，在上述一次线圈和上述二次线圈的任意一方的线圈的内侧配置有另一方的线圈。

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处于同一平面上，在上述一次线圈和上述二次线圈的任意一方的线圈的内侧配置有另一方的线圈。

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，通过在同一平面上，“在上述一次线圈和上述二次线圈的任意一方线圈的内侧配置有另一方线圈”，能够将高频感应加热用变压器形成薄型的变压器。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。

此外，“同一平面上”不是仅指没有尺寸的误差地处于同一面的情况。例如在一次线圈和二次线圈放置于同一面的情况下，在侧面观察一次线圈和二次线圈，若一次线圈和二次线圈的至少一部分重叠，则两者处于“同一平面上”。

本发明其它方式提供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，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，上述多个一次线圈和上述二次线圈处于同一平面上，在上述多个一次线圈的任意一个的内侧配置有上述二次线圈，在该二次线圈的内侧配置有上述多个一次线圈的其它的一个。

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，上述多个一次线圈和上述二次线圈处于同一平面上，在上述多个一次线圈的任意一个的内侧配置有上述二次线圈，在该二次线圈的内侧配置有上述多个一次线圈的另一个。

所谓“涡卷状或环状的导体”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，通过在同一平面上，“在上述多个一次线圈的任意一个的内侧配置有上述二次线圈，在该二次线圈的内侧配置有上述多个一次线圈的其它的一个”，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，能够缩短感应加热线圈彼此之间的距离。另外，本方式中，由于配置有多个一次线圈，因此与一次线圈为一个的情况相比能够增加供给电流量。

此外，所谓“同一平面上”与上述相同，例如在侧面观察一次线圈和二次线圈，若一次线圈和二次线圈的至少一部分重叠，则两者处于“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的卷数相互不同的部位。

根据该优选的方式，能够改变上述一次线圈和/或上述二次线圈的卷数比，调节供给电流。

优选在上述一次线圈和/或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，由于配置有多个一次线圈，因此与一次线圈为一个的情况相比，能够增加供给电流量。

附图说明

图1是表示本发明实施方式的高频感应加热用薄型变压器的正视图。

图2是拆除图1的高频感应加热用薄型变压器的盖后的状态的右侧面图。

图3是表示高频感应加热用薄型变压器的主要部件的正视图(铁芯为一部分截面)；

图4是图2的A-A截面图。

图5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6是表示高频淬火装置和曲轴的示意图。

具体实施方式

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2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是用于与产生高频电压的装置(省略图示)连接的端子，由金属性的板等构成。如图2所示，电压端子4通过焊接加工等被安装于一次线圈20、30上(详细内容后述)。

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2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。即，两个一次线圈20、30、和二次线圈40位于同一平面上，在侧面观察一次线圈20、30、和二次线圈40的至少一部分重叠。

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3的正视图(省略电压端子4的图示)所示，两个一次线圈20、30和二次线圈40处于同一平面上。如果进行详细说明，在一次线圈20的内侧配置有二次线圈40。并且，在二次线圈40的内侧配置有一次线圈30。即，在同一平面内，二次线圈40由一次线圈20和一次线圈30夹着。另外，换句话说，一次线圈20、二次线圈40、一次线圈30按照该顺序处于“嵌套”的关系。

此外，按照包围两个一次线圈20、30和二次线圈40的方式配置有铁芯6。

在此，对一次线圈20、30、二次线圈40、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2、3所示，一次线圈20是将具有中空结构的金属管在同一平面上卷绕两次成为涡卷状，或者是通过机械加工而形成的中空的导体28。在导体28上安装有两个电压端子4。电压端子4由端子21、端子22构成。当将端子21作为导体28的第0卷时，端子22被配置于导体28的第一卷。另外，在导体28的第二卷具备端子25。另外，导体28的第0卷～第二卷处于同一平面上，在侧面观察，导体28的第0卷～第二卷的至少一部分重叠。此外，在导体28的端部安装有作为液体端子3的一次用端子11。另外，在导体28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，如图2、3所示，一次线圈30是将具有中空结构的金属管在同一平面上卷绕两次成为涡卷状，或者是通过机械加工而形成的中空的导体38。在导体38上安装有两个电压端子4。电压端子4由端子31、端子32构成。另外，在导体38的涡卷状的外侧具备端子35。当将端子35作为导体38的第0卷时，端子31被配置于导体38的第一卷，端子32被配置于导体38的第二卷。并且，导体38的第0卷～第二卷处于同一平面上，在侧面观察，导体38的第0卷～第二卷的至少一部分重叠。此外，在导体38的端部安装有作为液体端子3的一次用端子12。另外，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2、3所示，二次线圈40是将具有中空结构的金属板在同一平面上卷绕一次成为环状，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隙整齐排列，经由导电板(省略图示)等与电流端子2连接。另外，端子41、42的一部分分别与管46连接。并且，形成环状的导体48处于同一平面上，在侧面观察，导体48的至少一部分重叠。此外，在管46的端部安装有作为液体端子3的二次用端子13。另外，在导体48上涂敷有绝缘性树脂(省略图示)。

如图2～4所示，铁芯6是由铁氧体(ferrite)等构成的强磁性体。铁芯6形成将薄板配置成环状的形状。

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5中电路图所示，高频感应加热用薄型变压器1与通常的变压器同样具有铁芯。一次线圈20、30被串联连接，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5所示，对于一次线圈20、30而言，将一次线圈20的端子25和一次线圈30的端子35连接。即，两个一次线圈20、30能够看作一个一次线圈60。即，一次线圈60为四卷的线圈，具有多个端子。各端子位于一次线圈60的第0卷(端子21)、第一卷(端子22)、第二卷(端子25、端子35)、第三卷(端子31)、第四卷(端子32)。在这些第0卷(端子21)～第四卷(端子32)的任意端子中，如果适当选择两个端子设为n卷，则二次线圈40为一卷，因此，成为n:1的变压器(0≤n≤4，n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，能够调整供给电流。

此外，适当选择的两个端子与产生高频电压的装置(省略图示)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，通过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52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、二次线圈40的导体28、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，在同一平面上，在涡卷状的一次线圈20的内侧配置有环状的二次线圈40。另外，在二次线圈40的内侧配置有涡卷状的一次线圈30。由此，能够使高频感应加热用薄型变压器1的横宽变薄。即，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。因此，能够缩短感应加热线圈50彼此之间的距离。

在本实施方式中，表示出具有两个一次线圈20、30的例子，但本发明不仅限于此。例如也可以为只具有一个一次线圈的结构。

本实施方式中，表示出在一次线圈20、30和二次线圈40的各自之间什么也没有配置的例子，但本发明不仅限于此。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，表示出将电压端子4与产生高频电压的装置(省略图示)连接的例子，但本发明不仅限于此。例如也可以将产生高频电压的装置(省略图示)与供电板连接。而且，也可以将电压端子4连接在供电板。

Claims (9)

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环状的导体，

所述一次线圈和所述二次线圈处于同一平面上，

在所述一次线圈和所述二次线圈的任意一方线圈的内侧配置有另一方的线圈。

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，

所述多个一次线圈和所述二次线圈处于同一平面上，

在所述多个一次线圈的任意一个的内侧配置有所述二次线圈，

在该二次线圈的内侧配置有所述多个一次线圈的另一个。

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内进行循环。

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/或所述二次线圈在导体上具有两个以上的端子，所述端子被分别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。

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