CN105829549B - 感应加热线圈和感应加热方法 - Google Patents

Abstract

为了加热具有沿着工件的纵轴设置的凹部的工件，将工件插入到感应加热线圈，并且感应加热线圈或者工件沿着工件的轴向。感应加热线圈具有构造为绕着工件的轴线包围工件的导体。导体具有向内突出以面对工件的凹部的突出部。

Description

感应加热线圈和感应加热方法

技术领域

本发明涉及感应加热具有沿着工件纵轴设置的凹部的工件的一种感应加热线圈和一种感应加热方法。

背景技术

根据现有技术，为了圆柱形工件的表面淬火，通过感应加热线圈加热工件的外周表面(参见例如JP2913615B和JP3117008B)。感应加热线圈具有固定线圈和可动线圈，并且通过在工件的轴向移动可动线圈，能够根据整体工件的长度来调整轴向加热范围。

根据上述感应加热线圈，能够沿着指定轴向长度加热圆柱形工件的表面。然而，当工件具有沿着轴向变化的截面时，例如，当中空管部件部分地或整体地向内凹陷使得沿着纵轴设置向外开口的凹部时，不能使用这样的感应加热线圈。

发明内容

本发明的目的是提供感应加热具有沿着工件纵轴设置的凹部的工件的一种感应加热线圈和一种感应加热方法。

根据本发明方面，感应加热线圈构造为具有沿着工件的纵轴设置的凹部的工件。感应加热线圈具有构造为绕着工件的轴线包围工件的导体。导体具有向内突出以面对工件的凹部的突出部。所述导体构造为一对导体，在所述一对导体之间，在所述工件的轴向上设置间隔，所述一对导体互相串联连结。所述一对导体作为被构造为绕着所述工件的轴线包围所述工件的包围部。非导体支撑部固定到各个所述包围部，从而以恒定的间隙保持所述包围部。所述导体可以具有：第一导体，其具有包围部，在所述间隔设置在所述包围部之间的情况下，所述包围部共轴地布置；以及第二导体，其具有突出部并且布置在所述包围部之间，使得所述包围部中流动的电流产生感应电流以在所述第二导体中流动。

根据本发明的另一个方面，一种感应加热方法包括，当加热具有沿着工件的纵轴设置的凹部的工件时，将工件插入到上述感应加热线圈中，并且沿着工件的轴向移动感应加热线圈和工件中的一者。

根据上述感应加热线圈，导体构造为绕着工件的轴线包围工件，并且导体的突出部向内突出以面对工件的凹部。因此，能够感应加热具有沿着工件的纵轴设置的凹部的工件，即，加热包括工件的凹部的工件。

根据上述感应加热方法，工件插入感应加热线圈中，并且感应加热线圈和工件在工件的轴向上相对移动。因此，通过在感应线圈与工件的加热目标区重叠的同时向感应线圈施加电流，能够在工件的凹部和背侧部分产生感应电流。

附图说明

图1是根据本发明的实施例的感应加热线圈的俯视图。

图2是图1所示的感应加热线圈的前视图。

图3A是根据本发明的实施例的待由感应加热线圈加热的工件的透视图。

图3B是沿着图3A的线X-X截取的截面图。

图3C是根据具有不同的截面的另一个实例的截面图。

图4A至4D示出使用图1所示的感应加热线圈感应加热工件的过程。

图5是根据本发明的另一个实施例的感应加热线圈的俯视图。

图6是图5所示的感应加热线圈的前视图。

图7A至7D示出使用图5所示的感应加热线圈感应加热工件的过程。

图8A示出根据实例的结果，并且图8B示出根据比较例的结果。

具体实施方式

以下，将参考附图详细描述本发明的实施例。

图1是根据本发明的实施例的感应加热线圈1的俯视图，并且图2是图1所示的感应加热线圈1的前视图。感应加热线圈1用于感应加热具有沿着工件30纵轴设置的凹部31的工件30。

感应加热线圈1具有构造为绕着工件30的轴包围工件30的导体10，并且导体10具有向内突出以面对工件30的凹部31的突出部11。这样，能够将突出部11放置在工件30的凹部31中并且使突出部11面对凹部31，使得能够容易地产生流过工件30的凹部31的感应电流。

如图1中双点划线所示，感应加热线圈1的导体10具有即使当突出部11不放置在工件30的凹部31中时导体10也能够包围工件30的大小。因此，即使当凹部31的深度沿工件30的轴向变化时以及即使当凹部31部分地未形成时，能够使工件30遍及工件30的整个轴向长度地穿过感应加热线圈1。例如，如稍候参考图3A所描述的，即使当感应加热在工件30两端部未形成凹部31的工件30时，也能够在感应加热线圈1的导体10包围工件30的同时将突出部11插入凹部31中并且从凹部31取出突出部11。

在详细描述图1和2所示的感应加热线圈1之前，将描述待由感应加热线圈1加热的工件30的实例。图3A是工件30的透视图，图3B是沿着线X-X截取的截面图，并且图3C是具有不同的截面的另一个实例的截面图。

如图3A所示，工件30由例如具有圆形、椭圆形或多角形的截面的中空管或者实心棒制成，并且具有沿着轴向，即，沿着纵向形成的凹部或者凹陷部(在本申请中，统称为凹部)。形成凹部31的区域中的除了两端部之外的区段X1设定为加热目标区。工件30的一个端部36和其另一个端部37未形成有凹部。

将详细描述工件30的凹部31。工件30沿着纵向具有凹部31。凹部31形成为下陷形式，使得内侧部分32a、32b形成锐角以形成凹陷底部33。外侧部分34a沿着内侧部分32a布置，并且另一外侧部分34b沿着内侧部分32b布置。内侧部分32a和外侧部分34a互相连接以形成开口缘部35a，并且内侧部分32b和外侧部分34b互相连接以形成另一开口缘部35b。能够通过使坯料中空管冲压成型使得中空管的周壁的除中空管两端部之外的部分向中空管内部凹陷，来制造工件30。如图3B所示，工件30的开口缘部35a、35b与图3C所示的那些不同之处在于其稍微膨起。除此之外，图3B和3C所示的工件30的形状大致相同。在本发明的实施例中，开口缘部35a、35b可以如图3B所示的具有膨起部，或者如图3C所示的弯曲而没有膨起部。另外，只要工件具有沿着纵轴设置的凹部31，本发明的实施例能够应用于任意工件。

图1和图2示出其构造应用于感应加热图3所示的工件30的线圈的实例。下面描述具体的构造。感应加热线圈1具有导体10以及装接到导体10的引脚部14、16，该导体10布置成使得工件30穿过其中插入。导体10具有：突出部11，其布置为面对工件30的凹部31的开口并且具有与工件30的凹部31的截面形状相对应的形状；一对弯曲部12，其布置在工件30的凹部31不开口的一侧并且具有比工件30的截面的外部尺寸大的尺寸；以及连接部13，其使弯曲部12的一端和突出部11的一端互相连接，并且也使弯曲部12的另一端和突出部11的另一端互相连接。突出部11、弯曲部12和连接部13可以分别地设置并结合到一起，或者可以构造为单件结构。

突出部11具有布置为面对工件30的凹部31的开口的向内突出部。例如，当凹部31在纵向上观察具有V形截面时，突出部11在纵向上观察也具有V形。弯曲部12布置在工件30的凹部31不开口的一侧，即，在凹部31的开口的相反侧。在图1和2所示的实例中，每个弯曲部12具有圆弧状，并且弯曲部12a、12b中的每一个都定位于相同平面并且具有钝角的中心角。连接部13在凹部31的开口方向从弯曲部12a、12b的端部直线延伸，并且两次弯曲以包围工件30的凹部31的开口侧缘部。例如，当凹部31的开口面向左时，在工件30的纵向上观察时，连接部在顺时针方向连续弯曲90°，并且随后连结至突出部11的端部。

导体10优选地构造为：在空间设置在纵向，即，工件30的轴向上的情况下，各个包围部10a、10b同轴地布置，并且包围部10a、10b串联连结。在示出的实例中，引脚部14在凹部31的开口的相反侧连结至包围部10a的一端，并且连接部15从一个包围部10a的另一端垂直地延伸并且连结至另一包围部10b的一端，并且引脚部16在凹部31的开口的相反侧连结至另一包围部10b的另一端。这样，一个包围部10a和另一包围部10b串联连结，使得导体10以正绕组构造。引脚部14、16经由匹配箱连结至高频电源。

将描述期望以正绕组串联连结导体10的两个包围部10a、10b的理由。包围部10a的两端形成为互相靠近，并且另一包围部10b的两端形成为互相靠近。即，包围部10a、10b不是必须制成具有完美的环状。为了不旋转插入到包围部10a、10b中的工件30，各个包围部10a、10b的各个端部制成互相靠近但其之间具有间隙。由于高频电流不在间隙中流动，因此存在磁场不绕着轴线产生的区域。因此，代替一层结构，包围部10a、10b构造为两层结构。使电流在正绕组的方向上流动。因此，能够由包围部10a、10b绕着工件30的轴线产生尽可能均匀的感应磁场，而不需要绕轴线旋转工件30。

非导体支撑部17a、17b布置为竖直地延伸并且固定到各包围部10a、10b。从而，能够以恒定的间隙水平地保持包围部10a、10b。

通过钎焊等连接具有各自形状的中空导体部件而形成导体10。从而，能够从外部引入冷却剂，以将冷却剂供给到中空导体部件并冷却中空导体部件，并且将冷却剂排出到外部。虽然未示出导体10具有冷却剂引入口和冷却剂排出口，但是冷却剂引入口和冷却剂排出口设置在例如引脚部14、16处。

在图1和2所示的实例中，弯曲部12弯曲为具有比工件30的截面半径大的半径，并且经由连接部13连结至突出部11。因此，即使当工件30的截面具有如图1双点划线所示的、工件30的两端部36、37具有一定程度的平坦圆柱状并且除了两端部36、37之外的中间段具有V形凹部31，也能够将工件30在从一个端部36到另一个端部37的范围内插入到导体10中。

如图3所示，根据本发明的实施例的感应加热方法用于加热具有沿着工件30纵轴设置的凹部31的工件30。工件30插入到感应加热线圈1中，并且感应加热线圈1和工件30中的一个在轴向上移动。因此，通过在感应加热线圈1与工件30的加热目标区重叠的同时向感应加热线圈1施加电流，能够在工件30的凹部31和背侧部分38产生感应电流。

优选的是相对地移动感应加热线圈1和工件30中的任一个，使得感应加热线圈1的突出部11与工件30的凹部31之间的间隙在给定范围内。从而，能够不仅在工件30的背侧部分38而且在凹部31中都有效地产生感应电流，使得能够均匀地将工件30加热至例如转换点温度或者以上。

具体地，感应加热线圈1装接有移动机构(未示出)，并且移动机构构造为在水平双轴方向上移动感应加热线圈1。因此，能够水平地移动导体10，使得突出部11能够自由地进入并退出工件30的凹部31。在工件30的每个端部36、37插入导体10的状态下，突出部11不放置在凹部31中，并且在工件30的中间段插入导体10的状态下，突出部11放置在凹部31中。从而，即使工件30的凹部31的深度轴向地变化并且即使工件30的凹部31弯曲而未直线地延伸，也能够沿着凹部31的形状感应加热工件30的凹部31。如果突出部11不放置在凹部31中，则由于突出部11和凹部31之间的间隙大，所以感应电流在从突出部11向凹部31分散的情况下流动。从而，大感应电流穿过工件30的凹部31的相反侧，即，引脚部14、16的背侧。结果，造成了仅工件30的背侧部分被部分地加热的端面加热状态。与之相反，根据本发明的实施例，突出部11放置在凹部31中，并且突出部11和凹部31之间的间隙优选地根据凹部31的深度调整为处于给定的范围，使得感应电流在不从突出部11向工件30的凹部31分散的情况下流动，并且产生使感应电流以环状通过从工件30的凹部31和工件30的背侧部分38而流动。从而，能够使电流在工件30截面的周向上均匀地流动并且通过调整高频电流的大小来均匀地加热工件30。

在下文中，将描述如图3A和3B所示的、感应加热具有沿着纵向形成在工件30的两端部32、33之外的中间段的凹部31的工件的实例。描述通过使用图1和2所示的感应加热线圈1感应加热图3所示的工件30的凹部31的区段XI的方法。图4A至4D示出使用图1所示的感应加热线圈1感应加热工件30的过程。如图4A至4D顺序所示地，为了加热工件的凹部31，将感应加热线圈1的突出部11插入至工件30的凹部31中的加热起始点S，并且感应加热线圈1的突出部11沿着凹部31滑动至工件30的凹部31中的加热结束点F。在加热结束点F，突出部11从工件的凹部31取出，使得凹部31的预定部分的加热结束。此时，可以移动工件30和感应加热线圈1两者。

具体地，感应加热线圈1水平地布置，使得感应加热线圈1的中央轴线布置在竖直方向上，并且工件30随后插入到导体10中。例如，如图4所示，用于注入淬火液的中空护套40布置在导体10下方，并且两层包围部10a、10b共轴地布置在护套40上方。在这样的状态下，工件30的另一端部32共轴地插入到两层包围部10a、10b中。同时，工件30的一端部32和另一端部33分别装接有卡盘机构41、41，并且卡盘机构41、41通过移动机构(未示出)竖直地移动。

随后，如图4A所示，在没有将突出部11插入到工件30的凹部31中的情况下，工件30竖直地向下移动。当工件30的凹部31的一端通过下包围部10b时，突出部11放置在工件30的凹部31中。这成为凹部31的加热起始点S并且如图4B所示。

在导体10通过移动机构(未示出)相对地移动并且突出部11由此放置在凹部31中的同时或之前或之后，使高频电流流过感应加热线圈1。从而，插入感应加热线圈1的包围部10a、10b并且与感应加热线圈1的包围部10a、10b重叠的工件30的部分由导体10感应加热。

上和下卡盘机构41、41向下移动，使得工件30沿着纵向下降。从而，工件30的加热目标区从中间区段X1的下端朝着上端移位。

另外，在工件30的凹部31的上端穿过上包围部10a之前，即，在凹部31的加热结束点F，通过移动导体10从工件30的凹部31取出突出部11。在取出时或者取出之前或之后，停止向感应加热线圈1供给电流。

通过上述过程，例如，仅工件30的凹部31的X1区段(见图3)能够淬火。另外，通过将电流施加时间调整为突出部11放置在凹部31中的期间的仅部分时间，能够部分地加热工件，而不加热工件30的凹部31和背侧部分38的全长。

卡盘机构可以不必须向下移动来降低工件30。例如，卡盘机构可以向上移动以升高工件30，或者卡盘机构可以沿着工件30的纵向移动。

图5和6所示的感应加热线圈适用于感应加热图3所示的工件30，并且将描述其具体构造。第一导体110优选地构造为使得两层包围部110a、110b之间具有空间地共轴布置，并且包围部110a、110b串联连接或并联连接。一个包围部110a的两端形成为互相靠近，并且另一包围部110b的两端形成为互相靠近。引脚部14连结至一个包围部110a的一端，连接部15竖直地延伸至一个包围部110a的另一端并且连结至另一包围部110b的一端，并且引脚部16连结至另一包围部110b的另一端。从而，包围部110a、110b串联连结。引脚部14、16经由匹配箱连结至高频电源。

第二导体20布置在第一导体110的包围部110a、110b之间的间隙中，移动机构(未示出)连结至第二导体20使得第二导体20的部分能够通过移动机构进入或退出工件30的凹部31。从而，当使高频电流在两层包围部110a、110b中流动的高频电流时，在第二导体20中产生感应磁场并且由此使感应电流在第二导体20中流动的感应电流，使得在凹部31及其周围产生感应磁场。

第二导体20布置成面对凹部31的开口，并且具有：突出部21，其形状对应于工件30的凹部31的截面形状；弯曲部22，其部分地沿着第一导体110的包围部110a、110b布置；以及连接部23，其将突出部21和弯曲部22互相连接。突出部21、弯曲部22和连接部23是独立地部件并结合到一起。然而，它们可以构造为单件结构。第二导体20的突出部21具有与工件30的凹部31的截面形状相对应的形状，使得当突出部21放置在工件30的凹部31中时，能够在工件30的凹部31及其附近有效地产生感应磁场。

如图5所示，当工件30的凹部31具有V形截面形状时，突出部21由V形中空导体沿着工件30的凹部31而构造。即，通过以锐角将沿着工件30的凹部31的内侧部分32a直线延伸的一个突起21a与沿着工件30的内侧部分32b直线延伸的另一个突起21b连结，来形成突出部21，使得突出部21在俯视图中具有V形。当凹部31具有U形时，突出部21由U形中空导体构造。

弯曲部22具有比第一导体110的两层包围部110a、110b大的曲率。在第二导体20的突出部21放置在凹部31中的状态下，弯曲部22布置在包围部110a、110b的内侧(中央侧)，使得在平面图中弯曲部22不与包围部110a、110b重叠。从而，感应电流能够有效地从第一导体110流向第二导体20。

连接部23连结至突起21a的端部和另一个突起21b的端部。因此，连接部23具有在俯视图中分别具有L形的一对连接部23a、23b。弯曲部22连结至一对连接部23a、23b的端部。在第二导体20放置在凹部31中的状态下，第二导体20的弯曲部22具有与工件30的凹部31的角度大致相同的中央角。另外，第二导体的圆弧部沿着第一导体的包围部布置，使得能够产生从第一导体的包围部向第二导体的圆弧部流动的感应电流。

将描述优选将第一导体110的包围部110a、110b串联连接的理由。一个包围部110a的两端制成为互相靠近，并且另一包围部110b的两端制成为互相靠近。即，包围部110a、110b不是必须制成具有圆形的形状。各个包围部110a、110b的各个端部制成互相靠近但是其之间具有间隙。由于高频电流不在间隙中流动，因此存在磁场不绕着轴线产生的区域。另外，根据本发明的实施例，工件30不旋转。因此，第一导体110优选地构造有两层包围部110a、110b，而不是一层包围部，使得电流在正绕组方向流动。能够由包围部110a、110b绕着工件30的轴线尽可能均匀地产生感应磁场，而不需要绕着轴线旋转工件30。

绝缘片(未示出)可以插置在第一导体110的包围部110a、110b和第二导体20之间，特别是各个包围部110a、110b和弯曲部22之间。可替换地，绝缘片材26可以固定到第一导体110和第二导体20能够互相面对的部分，例如面对包围部110a、110b的弯曲部22的表面处。从而，能够防止在第一导体110和第二导体20之间产生火花。

非导体支撑部17a、17b布置为相对于第一导体110竖直地延伸并且固定到各个包围部110a、110b。从而，能够以恒定的间隙水平地保持包围部110a、110b。

通过钎焊等连接具有各自形状的中空导体部件而形成第一导体110和第二导体20两者。从而，能够从外部引入冷却剂，以将冷却剂供给到中空导体部件中并冷却该中空导体部件，并且将冷却剂排出到外部。虽然未示出导体110具有冷却剂引入口和冷却剂排出口，但是冷却剂引入口和冷却剂排出口设置在例如引脚部14、16处。

第二导体20在弯曲部22的中部设置分割部件24，优选地，导体分割部件24。弯曲部22a、22b两者分别装接有面对外部的管连接部25a、25b，分割部件24夹置在两者之间。

也可以考虑如下构造：工件30沿着第一导体110的包围部110a、110b的轴线布置，而不使用第二导体20，并且使高频电流从引脚部14、16流动以感应加热工件30。

然而，如果突出部21不放置在凹部31中，由于突出部21和工件30的凹部31之间的间隙大，则感应电流在从突出部21向凹部31分散的情况下流动。从而，大感应电流流过工件30的凹部31的相反侧，即，引脚部14、16的背侧部分38侧。结果，造成了仅工件30的背侧部分38侧被部分地加热的端面加热状态。

与之相反，根据本发明的实施例，突出部21放置在凹部31中，并且在弯曲部22和包围部110a、110b可能电磁地连结的状态下，使电流从引脚部14、16流向包围部110a、110b。从而，感应电流流过弯曲部22并且也经由连接部23流过突出部21。在工件30的内侧部分32a、32b中，感应电流由于突起21a、21b的感应磁场的影响而流动，并且在工件30的开口缘部35a、35b中，感应电流由于连接部23a、23b的感应磁场的影响而流动。在外侧部34a、34b中，感应电流由于包围部110a面对引脚部14、16的部分，即，面对外侧部34a、34b的部分的感应磁场的影响而流动。这样，由包围部110a、110b产生的磁场和由诸如突出部21的第二导体20产生的磁场互相叠加，使得能够增加温度，而不考虑工件30的部分。

这样，突出部21放置在凹部31中，使得感应电流在不从突出部21向工件30的凹部31分散的情况下流动，使感应电流以环状通过内侧部分32a、32b的凹部31和外侧部分38a、38b的背侧部分38而流动，电流在工件30的截面的周向均匀地流动并且工件30能够由此均匀地加热。

如图3所示，根据本发明的实施例的感应加热方法用于加热具有沿着工件30纵轴设置的凹部31的工件30。工件30插入到感应加热线圈101中，并且感应加热线圈101和工件30中的一个在轴向上移动。因此，通过在感应加热线圈101与工件30的加热目标区重叠的同时向感应加热线圈101施加电流，能够在工件30的凹部31和背侧部分38产生感应电流。

优选的是相对地移动感应加热线圈101和工件30中的任一个，使得感应加热线圈101的突出部21与工件30的凹部31之间的间隙在给定范围内。从而，能够不仅在工件30的背侧部分38而且在凹部31中都有效地产生感应电流，使得能够均匀地将工件30加热至例如转换点温度或者以上。

具体地，感应加热线圈101装接有移动机构(未示出)，并且移动机构构造为在水平双轴方向上移动感应加热线圈101。因此，能够水平地移动第二导体20，使得突出部21能够自由地进入并退出工件30的凹部31。在工件30的各个端部36、37插入第一导体110的状态下，突出部21不放置在凹部31中，并且在工件30的中间段插入第一导体110的状态下，突出部21放置在凹部31中。从而，即使工件30的凹部31的深度轴向地变化并且即使工件30的凹部31弯曲而未直线地延伸，也能够沿着凹部31的形状感应加热工件30的凹部31。

突出部21放置在凹部31中，并且突出部21和凹部31之间的间隙优选地根据凹部31的深度调整为处于给定的范围，使得感应电流在不从突出部21向工件30的凹部31分散的情况下流动并且使感应电流以环状通过工件30的凹部31和工件30的背侧部分38流动。从而，能够使电流在工件30截面的周向上均匀地流动并且通过调整流过感应加热线圈101的电流的大小来均匀地加热工件30。

在下文中，将描述如图3所示的、感应加热具有沿着纵向形成在工件30的除了两端部36、37之外的中间段的凹部31的工件30的实例。描述通过使用图5和6所示的感应加热线圈101感应加热图3所示的工件30的凹部31的区段X1的方法。图7示出使用图5所示的感应加热线圈感应加热工件的过程。如图7A至7D顺序所示地，为了加热工件的凹部31，将第二导体20的突出部21插入至工件30的凹部31中的加热起始点S，并且第二导体20沿着凹部31滑动至工件30的凹部31中的加热结束点F。在加热结束点F，将第二导体20的突出部21从工件的凹部31取出，使得凹部31的预定部分的加热结束。此时，可以移动工件30和感应加热线圈101两者。

具体地，本发明的实施例的感应加热线圈101水平地布置，使得感应加热线圈101的中央轴线布置在竖直方向，并且工件30的一个端部插入到第一导体110的包围部110a、110b中。例如，如图7A所示，用于注入淬火液的中空护套40布置在第一导体110的包围部110a、110b下方，并且两层包围部110a、110b共轴地布置在护套40上方。此时，第二导体20的突出部21不插入到包围部110a、110b的中空空间中。在这样的状态下，工件30的下端侧共轴地插入到两层包围部110a、110b中。同时，工件30的上端部和下端部分别装接有卡盘机构41、41，并且卡盘机构41、41通过移动机构(未示出)竖直地移动。

随后，如图7A所示，在第二导体20的突出部21不插入工件30的凹部31的情况下，工件30纵向地移动。当工件30的凹部31的一端通过第一导体110的上包围部110a时，第二导体20的突出部21放置在工件30的凹部31中。这成为凹部31的加热起始点S并且如图7B所示。

在第二导体20通过移动机构(未示出)相对地移动并且突出部21由此放置在凹部31中的同时或之前或之后，使高频电流流过第一导体110。从而，插入加热线圈101的包围部110a、110b中并且与加热线圈101的包围部110a、110b重叠的工件30的部分由第一导体110和第二导体20感应加热。

上和下卡盘机构41、41通过移动机构向下移动，使得工件30沿着纵向下降。从而，工件30的加热目标区从中间区段的下端朝着上端移位。

此外，在工件30的凹部31的上端穿过第一导体110的上包围部110a之前，即，在凹部31的加热结束点F，从工件30的凹部31取出第二导体20。在取出时或者取出之前或之后，停止向第一导体110供给电流。

通过上述过程，例如，仅工件30的凹部31的X1区段(见图3)能够淬火。另外，通过将电流施加时间调整为突出部21放置在凹部31中的期间的仅部分时间，能够部分地加热工件30，而不加热工件30的凹部31和背侧部分38的全长。

卡盘机构不是必须向下移动来降低工件30。例如，卡盘机构可以向上移动以升高工件30，或者卡盘机构可以沿着工件30的纵向移动。

实例

关于工件30，使用了除其两端部之外具有V形凹部的钢材，如图3A所示。如图3B所示，使用了具有比图3C所示的开口缘部膨起更多的开口缘部35a、35b的钢材。根据下列顺序使用上述感应加热方法进行淬火。在工件30移动的同时，在凹部31的下端穿过另一包围部110b之后，突出部21放置在凹部31中并且高频电流随后能够流过第一导体110。然后，在凹部31的上端穿过一个包围部110a之前停止电流供应，并且从凹部31取出突出部21。此时，热电偶布置在图3B中参考标记A、B和C示出的部分，并且测量其温度。参考标记A表示凹陷底部33，参考标记B表示开口缘部35b，并且参考标记C表示背侧部分38。

比较例

作为比较例，仅使用第一导体110而不使用实施例的第二导体20进行淬火。

图8A示出实施例的结果，并且图8B示出比较例的结果。在图8中，纵轴表示温度(℃)，并且横轴表示时间。在实施例中，如图8A所示，工件30的部分B和C显示出大致相同的温度曲线，并且与部分A的温度差异为大约200℃。另一方面，在比较例中，如图8B所示，工件30的部分B和C之间存在温度差异。此外，部分B和C之间的温度差异为大约275℃。因此，比较实施例与比较例，能够发现部分B和C之间的温差小于第二导体20移动而进出的构造的温差。

能够根据上述实施例和工件30的凹部31的形状适当改变本发明的实施例的感应加热线圈。下文中，为了方便，一起列出示出的附图标记。

工件30的凹部31的截面不限于V形截面。例如，凹部31可以具有不同的凹进形状，诸如大致直角形或大致U形。感应加热线圈1、101的突出部11、21可以构造为与凹部的形状一致。

此外，当工件凹部的截面形状不对称时，突出部11、21也可以与工件30的凹部31的形状一致地不对称。在此情况下，优选在凹部31的表面和突出部11、21的外周表面之间设置恒定间隙。

弯曲部12、22的形状不必定为圆弧。即，可以是构造为通过连接部13、23和突出部11、21环状地包围工件30的任意形状。

本发明的实施例的感应加热线圈和感应加热方法不限于图3示例的工件30。即，凹部31可以遍及工件30全长地形成，并且凹部31的深度可以沿轴向变化。在此情况下，可以调整感应加热线圈1、101的突出部11、21放置在工件30的凹部31中的部分。

另外，工件30沿着轴向的形状不必须为直线的。即，取决于工件30的用途，仅两端部可以具有弯曲形状。在此情况下，感应加热线圈1、101可以在轴向为法线的平面的至少两方向上由移动机构移动。

本专利申请基于2013年12月19日提交的日本专利申请2013-263118和2013-263119两者，其全部内容通过引用并入此处。

Claims (8)

1.一种感应加热线圈，该感应加热线圈构造为加热工件，该工件具有沿着该工件的纵轴设置的凹部，所述感应加热线圈包括导体，该导体构造为绕着所述工件的轴线包围所述工件，

其中，所述导体包括：

第一导体，该第一导体包括包围部，该包围部被构造为绕着所述工件的轴线包围所述工件，所述包围部在间隔设置在所述包围部之间的情况下共轴地布置并且彼此连结；以及

其特征在于，所述导体还包括第二导体，该第二导体包括突出部，该突出部向内突出以面对所述工件的所述凹部，并且所述第二导体布置在所述包围部之间，使得在所述包围部中流动的电流产生感应电流以在所述第二导体中流动。

2.根据权利要求1所述的感应加热线圈，其中，所述突出部布置成面对所述工件的所述凹部的开口，并且具有与所述工件的所述凹部的截面形状相对应的形状，并且

其中，所述第二导体还包括：弯曲部，该弯曲部沿着所述第一导体的所述包围部布置；以及连接部，该连接部使所述突出部和所述弯曲部互相连接。

3.根据权利要求2所述的感应加热线圈，其中，所述第二导体的所述弯曲部具有比所述第一导体的所述包围部大的曲率，并且

其中，在所述突出部放置在所述工件的所述凹部中的状态下，所述第二导体的所述弯曲部布置在所述第一导体的所述包围部的内侧。

4.一种感应加热方法，该感应加热方法用于加热具有沿着工件的纵轴设置的凹部的所述工件，所述感应加热方法包括：

将所述工件插入到根据权利要求1至3中的任一项所述的感应加热线圈中；以及

沿着所述工件的轴向移动所述感应加热线圈和所述工件中的一者。

5.根据权利要求4所述的感应加热方法，其中，移动所述感应加热线圈和所述工件中的一者，使得所述突出部和所述工件的所述凹部之间的间隙在给定的范围内。

6.根据权利要求4或5所述的感应加热方法，还包括：根据所述工件的所述凹部的深度，改变所述突出部和所述工件的所述凹部之间的间隙。

7.根据权利要求4或5所述的感应加热方法，还包括：

在所述工件的所述凹部上的加热起始点处，将所述突出部插入到所述凹部中；以及

在所述工件的所述凹部上的加热结束点处，从所述凹部取出所述突出部，

其中，所述导体相对于所述工件移动到所述加热结束点。

8.根据权利要求6所述的感应加热方法，还包括：

在所述工件的所述凹部上的加热起始点处，将所述突出部插入到所述凹部中；以及

在所述工件的所述凹部上的加热结束点处，从所述凹部取出所述突出部，

其中，所述导体相对于所述工件移动到所述加热结束点。