CN102045908B - 高频加热线圈及工件的加热方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高频加热线圈，能够通过必要的电流量，且能够确保线圈间的距离。另外，一并提供一种能够解决同样课题的工件的加热方法。本发明的高频加热线圈为半开放型，具有靠近工件的轴部的圆弧状的导电部，对工件的轴部进行高频加热，其中，圆弧状的导电部覆盖轴部的180度以下的范围。圆弧状的导电部的截面形状为倾斜地压扁的形状的四角形为基调的形状。

Description

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，并且是具有在轴部的一方或双方在相对于轴部正交的方向扩展的壁部的形状的工件进行加热的高频加热线圈。另外，本发明涉及对上述的形状的工件进行加热的方法。

背景技术

发动机的曲轴，例如如图15所示，由多个轴部1、2、3、4、5和壁构成部件7、8、9、10所构成。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是活塞杆所卡合的连杆颈部。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，而图示没有重量部的形状。

在对曲轴的轴部进行高频淬火时，使用例如图16所示的半开放型的线圈100。

现有技术的半开放型线圈100，截面形状为圆形、长方形或正方形中的任一形状。

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，如图17所示，轴部3的根部分(轴部3和壁构成部件8、9的边界部分)由半开放型的线圈100的圆弧状的部分101、102感应加热。

发明内容

以前，装载于汽车等的多气缸发动机是以将气缸直列排列为主流，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，摩托车采用将气缸水平对置配置的发动机。

这种发动机，按气缸的个数来看，曲轴的长度短，上述的壁构成部件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之间的间隙甚小，存在线圈中流过的高频电流及工件上产生的感应电流产生干涉等的担心。

如果将线圈100的粗度减细，则圆弧状的部分101、102间的距离加宽，但可供给的电流量减少。

于是，本发明的课题在于，提供一种高频加热线圈，能够通过必要的电流量，且能够确保线圈间的距离。另外，本发明一并提供一种能够解决同样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，为半开放型，具有靠近工件的轴部的圆弧状的导电部，对工件的轴部进行高频加热，其中，所述工件为具有在轴部的一方或双方在相对于轴部正交的方向扩展的壁部的形状，其特征在于，

所述圆弧状的导电部的一部分或全部的截面形状为倾斜地压扁的形状。

本发明的高频加热线圈，由于圆弧状的导电部的一部分或全部的截面形状为倾斜地压扁的形状，所以导电部的宽度窄。因此，能够确保线圈间的距离。另外，根据本发明，线圈的截面积自身不变化，因此，能够流过必要量的电流。

另外，理想的是，所述圆弧状的导电部的一部分或全部的截面形状是以倾斜地压扁的形状的四角形为基调的形状。

理想的是，圆弧状的导电部覆盖轴部的180度以下的范围。

理想的是，具有沿工件的轴部配置的直线状导电部，该直线状导电部的截面形状是以正方形或长方形为基调的形状。

即，理想的是，线圈是加热轴部的部位的截面形状和加热轴部3与壁构成部件8、9的边界部分的部位的截面形状不同的线圈。

也可以在圆弧状的导电部安装多个磁芯。

理想的是，所述圆弧状的导电部的一部分或全部的截面形状是以大致平行四边形或菱形为基调的形状。

另外，也可以在平行四边形或菱形的向外的锐角的角形成倒角部或倒圆部。

理想的是，圆弧状的导电部的一部分或全部的截面形状是以大致平行四边形或菱形为基调的形状，具有面向工件的壁部侧的外侧的边A、与所述外侧对置的内侧的边B、面向工件的壁部侧的轴部侧的边C、远离工件的轴部的一侧的边D，在所述外侧的边A和工件的轴部侧的边C的交点或其附近设有突起部。

关于方法的发明是一种工件的加热方法，对具有轴部和在轴部的一方或双方在相对于轴部正交的方向扩展的壁部的形状的工件进行高频感应加热，其特征在于，

使高频加热线圈靠近工件的轴部，该高频加热线圈具有靠近工件的轴部的圆弧状的导电部，所述圆弧状的导电部的一部分或全部的截面形状是以倾斜地压扁的形状的四角形为基调的形状，向所述高频加热线圈供给高频电流，使工件上产生感应电流。

本发明的高频加热线圈能够具备规定的截面积，且能够确保线圈间的距离，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，能够恰当地实施淬火等热处理。

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，能够恰当地实施淬火等热处理。

附图说明

图1(a)中的实线是本发明实施方式的高频加热线圈的立体图，双点划线是曲轴的一部分，图1(b)是本发明实施方式的高频加热线圈的平面图；

图2是图1所示的高频加热线圈的A-A剖面图；

图3是图1所示的高频加热线圈及曲轴的B-B剖面图；

图4是图1所示的高频加热线圈及曲轴的C-C剖面图；

图5是图1所示的高频加热线圈及曲轴的D-D剖面图；

图6是本发明的变形例的在与图3相同的位置的高频加热线圈及曲轴的剖面图；

图7是本发明的另一变形例的在与图3相同的位置的高频加热线圈及曲轴的剖面图；

图8是本发明的再一变形例的在与图3相同的位置的高频加热线圈及曲轴的剖面图；

图9是本发明的又一变形例的在与图3相同的位置的高频加热线圈及曲轴的剖面图；

图10中实线是本发明另一实施方式的高频加热线圈的立体图，双点划线是曲轴的一部分；

图11是图10的E-E截面；

图12(a)是本发明另一实施方式的高频加热线圈的立体图，图12(b)是其平面图；

图13是本发明的再一变形例的在与图3相同的位置的高频加热线圈及曲轴的剖面图；

图14是本发明的又一变形例的在与图3相同的位置的高频加热线圈及曲轴的剖面图；

图15是曲轴的立体图；

图16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17是图14所示的高频加热线圈及曲轴的F-F剖面图。

具体实施方式

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与上述的高频加热线圈同样是对曲轴的轴部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，在两个电流导入部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26、第二圆弧状导电部27、跨接部28、第三圆弧状导电部29、第二直线状导电部30、第四圆弧状导电部31。

第一圆弧状导电部25和第三圆弧状导电部29处于大致同一平面。另外，第二圆弧状导电部27和第四圆弧状导电部31也处于大致同一平面。而且，第一圆弧状导电部25与第三圆弧状导电部29构成的平面、和第二圆弧状导电部27与第四圆弧状导电部31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29构成的曲线、和第二圆弧状导电部27与第四圆弧状导电部31构成的曲线为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29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26和第二直线状导电部30的长度相等，第一圆弧状导电部25与第三圆弧状导电部29构成的平面、和第二圆弧状导电部27与第四圆弧状导电部31构成的平面平行。

第一圆弧状导电部25、第二圆弧状导电部27、第三圆弧状导电部29、第四圆弧状导电部31如图2所示，截面形状都为平行四边形。另外，第一圆弧状导电部25、第二圆弧状导电部27、第三圆弧状导电部29、第四圆弧状导电部31的内部设有穿过冷却水的流路空间35。

与之不同，如图4所示，第一直线状导电部26和第二直线状导电部30的截面形状为长方形。

如图1、3、4、5所示，本实施方式的高频加热线圈20为对曲轴的轴部3进行淬火的线圈，从上盖在曲轴的轴部3上，被供给高频电流。

另外，本实施方式中，如图1所示，第一圆弧状导电部25和第三圆弧状导电部29靠近第二壁构成部件8，第二圆弧状导电部27和第四圆弧状导电部31靠近第三壁构成部件9。

在此，本实施方式的高频加热线圈20的第一圆弧状导电部25及第三圆弧状导电部29，在设面向作为工件的曲轴的第二壁构成部件8侧的外侧的边A8、与上述外侧对置的内侧的边B8、工件的轴部侧的边C8、远离工件的轴部的一侧的边D8时，如上所述，为平行四边形，处于图中下侧的轴部侧的边C8面向轴部3的根部分(轴部3和壁构成部件8的边界部分)。

另一方面，高频加热线圈20的第二圆弧状导电部27及第四圆弧状导电部31，在设面向第三壁构成部件9侧的外侧的边A9、与上述外侧对置的内侧的边B9、面向工件的壁部侧的轴部侧的边C9、远离工件的轴部的一侧的边D9时，平行四边形的角的部分(边A9和边C9的交点)朝向轴部3的根部分(轴部3和壁构成部件9的边界部分)。

这样，做成一方是平行四边形的边的部位面向轴部3的根部分，另一方是平行四边形的角的部位面向轴部3的根部分的结构，考虑的是第二壁构成部件8和第三壁构成部件9的形状的差异，考虑两者的热容量不同，而改变轴部3的两端的磁通密度。

但是，本发明不限于该结构，例如也可以是如图6所示，双方的边的部位面向轴部3的根部分的结构，也可以是如如图7那样，双方的角的部位朝向轴部3的根部分的结构。

在希望以同一条件加热两个壁构成部件8、9时，理想的是采用如图6所示的双方的边的部位面向轴部3的根部分的结构、或如图7所示的双方的角的部位朝向轴部3的根部分的结构。

在以上说明的实施方式中，构成高频加热线圈20的圆弧状导电部的部位的截面形状为平行四边形，但本发明不限于该结构，只要是以倾斜地压扁的形状的四角形为基调即可。

例如图8所示，也可以在锐角的部位形成倒角部或倒圆部38。该倒角部或倒圆部38是为了在进行线圈的更换作业等时防止作业者受伤而设置的。

另外，也可以在特定的部位设置突起。例如，在面向想要给予特别大的热能的部位的部位设置突起。

图9中，为使热能更加集中在轴部3的根部分(轴部3和壁构成部件8、9的边界部分)，而在朝向轴部3的根部分的角的附近设置了突起40。即，具有面向工件的壁部侧的外侧的边A、与上述外侧对置的内侧的边B、面向工件的壁部侧的轴部侧的边C、远离工件的轴部的一侧的边D，在上述外侧的边A和工件的轴部侧的边C的交点或其附近设置突起部40。

另外，也可以在高频加热线圈20的导线部分设置磁芯。图10、11表示在图10所示的高频加热线圈50的第一圆弧状导电部25、第二圆弧状导电部27、第三圆弧状导电部29、第四圆弧状导电部31上分别安装有多个磁芯41的例子。

本实施方式中采用的磁芯41，去掉了面向高频加热线圈20的壁构成部件8、9的部位。

另外，高频加热线圈20的整体的形状不限于之前的实施方式，例如也可以为图12所示的形状及现有技术的说明中例示的形状。

图12所示的高频加热线圈51为利用跨接导体55将两个单圈线圈52、53串联连接的形状。

此外，两个单圈线圈52、53的连接方法是任意的。

另外，上述的实施方式中，是以第一圆弧状导电部25、第二圆弧状导电部27、第三圆弧状导电部29、第四圆弧状导电部31的截面形状为平行四边形为基调来例示的，但也可以是以菱形为基调。另外，也可以是以图13、14所示的梯形为基调。

Claims (9)

1.一种高频加热线圈，其为半开放型，具有靠近工件的轴部的圆弧状的导电部，对工件的轴部进行高频加热，其中，所述工件为具有在轴部的一方或双方在相对于轴部正交的方向扩展的壁部的形状，其特征在于，

所述圆弧状的导电部的一部分或全部的截面形状为以使所述圆弧状的导电部的宽度变窄的方式倾斜地压扁的形状。

2.如权利要求1所述的高频加热线圈，其特征在于，所述圆弧状的导电部的一部分或全部的截面形状是以倾斜地压扁的形状的四角形为基调的形状。

3.如权利要求1所述的高频加热线圈，其特征在于，圆弧状的导电部覆盖轴部的180度以下的范围。

4.如权利要求1所述的高频加热线圈，其特征在于，具有沿工件的轴部配置的直线状导电部，该直线状导电部的截面形状是以正方形或长方形为基调的形状。

5.如权利要求1所述的高频加热线圈，其特征在于，在圆弧状的导电部安装有多个磁芯。

6.如权利要求1所述的高频加热线圈，其特征在于，所述圆弧状的导电部的一部分或全部的截面形状是以大致平行四边形或菱形为基调的形状。

7.如权利要求1所述的高频加热线圈，其特征在于，所述圆弧状的导电部的一部分或全部的截面形状是以大致平行四边形或菱形为基调的形状，在大致平行四边形或菱形的向外的锐角的角处形成有倒角部或倒圆部。

8.如权利要求1所述的高频加热线圈，其特征在于，所述圆弧状的导电部的一部分或全部的截面形状是以大致平行四边形或菱形为基调的形状，具有面向工件的壁部侧的外侧的边A、与所述外侧对置的内侧的边B、面向工件的壁部侧的轴部侧的边C、远离工件的轴部的一侧的边D，在所述外侧的边A和工件的轴部侧的边C的交点或其附近设有突起部。

9.一种工件的加热方法，对具有轴部和在轴部的一方或双方在相对于轴部正交的方向扩展的壁部的形状的工件进行高频感应加热，其特征在于，

使高频加热线圈靠近工件的轴部，该高频加热线圈具有靠近工件的轴部的圆弧状的导电部，所述圆弧状的导电部的一部分或全部的截面形状是以使所述圆弧状的导电部的宽度变窄的方式倾斜地压扁的形状的四角形为基调的形状，向所述高频加热线圈供给高频电流，使工件上产生感应电流。