JPWO2021158604A5

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Publication number: JPWO2021158604A5
Application number: JP2022547789A
Authority: JP
Publication date: 2023-11-28

Claims

ベアリングコンポーネント上の複数のベアリング特徴部分を同時に加熱するためのスプリットインダクタアセンブリを有する、スプリットマルチコイル電気誘導加熱システムであって、前記スプリットインダクタアセンブリは、前記ベアリングコンポーネントの加熱位置から分離可能なマスターインダクタアセンブリ及びパッシブインダクタアセンブリを含み、前記スプリットマルチコイル電気誘導加熱システムは、
前記マスターインダクタアセンブリに配置された、以下を含むマスターインダクタ回路：
少なくとも１つの第１ベアリング特徴部分を加熱するためのマスター加熱インダクタ、
マスター磁束カプラー、
前記マスターインダクタ回路の電源端子、及び
前記マスターインダクタ回路の電源端子を前記マスター加熱インダクタに接続するマスターインダクタ回路導体ネットワークであって、前記マスターインダクタ回路導体ネットワークに対して、前記マスター磁束カプラーが隣接して配置されるか、又は、エアギャップ又は誘電体材料ギャップによって物理的に分離されるマスターインダクタ回路導体ネットワーク；及び
前記パッシブインダクタアセンブリに配置された、以下を含むパッシブインダクタ回路：
少なくとも１つの第２ベアリング特徴部分を加熱するためのパッシブ加熱インダクタ、
パッシブ磁束カプラー、及び
前記パッシブ加熱インダクタと閉直列電気回路を形成する、パッシブインダクタ回路導体ネットワーク
を含み、
前記パッシブ磁束カプラーは、前記パッシブインダクタ回路導体ネットワークに隣接して配置され、物理的に分離されており、前記パッシブ磁束カプラーは、前記マスター磁束カプラーに隣接して配置され、エアギャップ又は誘電体材料ギャップによって物理的に分離されており、これにより、前記マスターインダクタ回路及び前記パッシブインダクタ回路が、前記少なくとも１つの第１ベアリング特徴部分及び前記少なくとも１つの第２ベアリング特徴部分を誘導加熱のために前記ベアリングコンポーネントの加熱位置にあり、前記マスターインダクタ回路の電源端子にマスター回路の交流電流が印加されるとき、前記マスターインダクタ回路の磁場が、前記マスター磁束カプラーと磁気的に結合されている前記パッシブ磁束カプラーを介して、前記パッシブインダクタ回路と結合し、前記パッシブインダクタ回路導体ネットワークに、パッシブ回路の交流電流を生成する、スプリットマルチコイル電気誘導加熱システム。
前記マスター加熱インダクタはシングルターンソレノイドコイルを含み、前記パッシブ加熱インダクタはシングルターンソレノイドコイルを含む、請求項１に記載のスプリットマルチコイル電気誘導加熱システム。
前記少なくとも１つの第１ベアリング特徴部分及び前記少なくとも１つの第２ベアリング特徴部分は、前記ベアリングコンポーネントの内部ベアリング特徴部分を誘導的に加熱するために、前記マスター加熱インダクタ又は前記パッシブ加熱インダクタの外部の周りに少なくとも部分的に配置される、請求項１に記載のスプリットマルチコイル電気誘導加熱システム。
前記少なくとも１つの第１ベアリング特徴部分及び前記少なくとも１つの第２ベアリング特徴部分は、前記ベアリングコンポーネントの外部ベアリング特徴部分を誘導的に加熱するために、前記マスター加熱インダクタ又は前記パッシブ加熱インダクタの内部の周りに少なくとも部分的に配置される、請求項１に記載のスプリットマルチコイル電気誘導加熱システム。
前記マスター加熱インダクタと前記パッシブ加熱インダクタは、逆瞬時電流が流れるように構成された、請求項１に記載のスプリットマルチコイル電気誘導加熱システム。
更に、以下のいずれかに構成された、スプリットインダクタアセンブリ位置決め装置を含む、請求項１に記載のスプリットマルチコイル電気誘導加熱システム：
（ａ）前記少なくとも１つの第１ベアリング特徴部分を前記マスター加熱インダクタを使用した誘導加熱のために配置し、前記少なくとも１つの第２ベアリング特徴部分を前記パッシブ加熱インダクタを使用した誘導加熱のために配置して、前記少なくとも１つの第１ベアリング特徴部分及び前記少なくとも１つの第２ベアリング特徴部分を同時に加熱するとき、前記マスターインダクタアセンブリの前記マスター加熱インダクタを、前記パッシブインダクタアセンブリの前記パッシブ加熱インダクタと長手方向に位置合わせし、前記パッシブ磁束カプラーを、前記マスター磁束カプラーに隣接して、物理的に分離するように配置すること；
（ｂ）前記ベアリングコンポーネントを前記ベアリングコンポーネントの加熱位置に配置して、前記少なくとも１つの第１ベアリング特徴部分及び前記少なくとも１つの第２ベアリング特徴部分を誘導加熱するために、又は、前記ベアリングコンポーネントの加熱位置において、前記少なくとも１つの第１ベアリング特徴部分及び前記少なくとも１つの第２ベアリング特徴部分を誘導加熱した後、前記ベアリングコンポーネントを取り外すために、前記マスターインダクタアセンブリの前記マスター加熱インダクタを、前記パッシブインダクタアセンブリの前記パッシブ加熱インダクタから長手方向に分離すること。
更に、誘導加熱した後、前記少なくとも１つの第１ベアリング特徴部分及び前記少なくとも１つの第２ベアリング特徴部分のオーステナイト化された領域を焼入れするための焼入れシステムを含み、前記焼入れシステムは、前記ベアリングコンポーネントの加熱位置で、前記ベアリングコンポーネントの加熱位置から遠隔焼入れステーションへの移行中、又は遠隔焼入れステーションでの焼入れのいずれか又は組み合わせのための焼入れ剤塗布装置を含む、請求項１に記載のスプリットマルチコイル電気誘導加熱システム。
更に、第２のベアリングコンポーネント上の少なくとも１つの第１ベアリング特徴部分及び少なくとも１つの第２ベアリンをそれぞれ加熱するように構成された、前記マスター加熱インダクタと電気的に直列接続された第２のマスター加熱インダクタ及び前記パッシブ加熱インダクタと電気的に直列接続された第２のパッシブ加熱インダクタを含む、請求項１に記載のスプリットマルチコイル電気誘導加熱システム。
前記マスターインダクタアセンブリ及び前記パッシブインダクタアセンブリは、ベアリングワークピース加熱ステーションに隣接して配置されるように構成され、前記スプリットマルチコイル電気誘導加熱システムは更に、
以下を含む回転テーブル：
前記ベアリングコンポーネントと前記第２のベアリングコンポーネントを前記回転テーブルにロードし、及び前記ベアリングコンポーネントと前記第２のベアリングコンポーネントを前記回転テーブルからアンロードするための、ベアリングワークピース回転テーブル加熱前ロードと加熱後アンロードステーション、
前記マスターインダクタアセンブリ及び前記パッシブインダクタアセンブリに前記ベアリングコンポーネント及び前記第２のベアリングコンポーネントをロードして誘導加熱し、及び誘導加熱後、前記マスターインダクタアセンブリ及び前記パッシブインダクタアセンブリから前記ベアリングコンポーネント及び前記第２のベアリングコンポーネントをアンロードするための、前記ベアリングワークピース加熱ステーション、
誘導加熱後、前記ベアリングコンポーネント及び前記第２のベアリングコンポーネントを焼入れするためのベアリングワークピース焼入れステーション、及び
前記ベアリングコンポーネント及び前記第２のベアリングコンポーネントを、前記ベアリングワークピース回転テーブル加熱前ロードと加熱後アンロードステーション、前記ベアリングワークピース加熱ステーション、前記ベアリングワークピース焼入れステーション及び前記ベアリングワークピース回転テーブル加熱前ロードと加熱後アンロードステーションから移動するためのロータリーアクチュエータ
を含む、請求項８に記載のスプリットマルチコイル電気誘導加熱システム。
ベアリングコンポーネント上の複数のベアリング特徴部分を同時に加熱するためのスプリットインダクタアセンブリを含む、スプリットマルチコイル電気誘導加熱システムであって、前記スプリットインダクタアセンブリは、前記ベアリングコンポーネントの加熱位置から分離可能なマスターインダクタアセンブリ及びパッシブインダクタアセンブリを含み、前記スプリットマルチコイル電気誘導加熱システムは、
前記マスターインダクタアセンブリに配置された、以下を含むマスターインダクタ回路：
第１ベアリング特徴部分を加熱するためのマスター加熱インダクタであって、垂直方向のマンドレルの中心長手方向軸を有する垂直方向のマンドレルの外周の周りの第１のマンドレル端部に配置されたシングルターンのマスターソレノイドコイルを含む、マスター加熱インダクタ、
マスター磁束カプラー、
前記マスターインダクタ回路の電源端子、及び
前記マスターインダクタ回路の電源端子を前記マスター加熱インダクタに接続するマスターインダクタ回路導体ネットワークであって、前記マスター磁束カプラーが、前記マスターインダクタ回路導体ネットワークに隣接して配置され、物理的に分離される、マスターインダクタ回路導体ネットワーク；及び
前記パッシブインダクタアセンブリに配置された、以下を含むパッシブインダクタ回路：
第２ベアリング特徴部分を加熱するためのパッシブ加熱インダクタであって、垂直方向の支持構造の中心長手方向軸を有する垂直方向の支持構造の外側支持構造の周囲の第１の支持構造の端部に配置されたシングルターンのパッシブソレノイドコイルを含む、パッシブ加熱インダクタ、
パッシブ磁束カプラー、及び
前記パッシブ加熱インダクタと閉直列電気回路を形成する、パッシブインダクタ回路導体ネットワーク
を含み、
前記パッシブ磁束カプラーは、前記パッシブインダクタ回路導体ネットワークに隣接して配置され、エアギャップ又は誘電体材料ギャップによって物理的に分離されており、前記パッシブ磁束カプラーは、前記マスター磁束カプラーに隣接して配置され、物理的に分離されており、これにより、前記マスターインダクタ回路及び前記パッシブインダクタ回路が、前記第１ベアリング特徴部分及び第２ベアリング特徴部分を誘導加熱のためにベアリングコンポーネントの加熱位置にあり、前記マスターインダクタ回路の電源端子にマスター回路の交流電流が印加されるとき、前記マスターインダクタ回路の磁場が、前記マスター磁束カプラーと磁気的に結合されている前記パッシブ磁束カプラーを介して、前記パッシブインダクタ回路と結合し、前記パッシブインダクタ回路導体ネットワークに、パッシブ回路の交流電流を生成する、スプリットマルチコイル電気誘導加熱システム。
前記少なくとも１つの第１ベアリング特徴部分又は前記少なくとも１つの第２ベアリング特徴部分は、前記ベアリングコンポーネントの内部ベアリング特徴部分を誘導加熱するために、前記マスター加熱インダクタ及び前記パッシブ加熱インダクタの外部の周りに少なくとも部分的に配置される、請求項１０に記載のスプリットマルチコイル電気誘導加熱システム。
更に、前記垂直方向のマンドレル上の前記シングルターンのマスターソレノイドコイルの上又は下に配置された、少なくとも１つのマスターインダクタ磁束コンセントレータを含む、請求項１０に記載のスプリットマルチコイル電気誘導加熱システム。
更に、前記垂直方向の支持構造上の前記シングルターンのパッシブソレノイドコイルの上又は下に配置された、少なくとも１つのパッシブインダクタ磁束コンセントレータを含む、請求項１１に記載のスプリットマルチコイル電気誘導加熱システム。
前記垂直方向のマンドレルは、前記垂直方向のマンドレルの内部プレナムから前記第１ベアリング特徴部分及び前記第２ベアリング特徴部分に焼入れ剤を供給するための複数の焼入れ剤開口部を有する、請求項１０に記載のスプリットマルチコイル電気誘導加熱システム。
更に、以下のいずれかに構成された、スプリットインダクタアセンブリ位置決め装置を含む、請求項１０に記載のスプリットマルチコイル電気誘導加熱システム：
（ａ）前記第１ベアリング特徴部分を前記マスター加熱インダクタを使用した誘導加熱のために配置し、前記第２ベアリング特徴部分を前記パッシブ加熱インダクタを使用した誘導加熱のために配置して、前記第１ベアリング特徴部分及び前記第２ベアリング特徴部分を同時に加熱するとき、前記マスターインダクタアセンブリの前記マスター加熱インダクタを、前記パッシブインダクタアセンブリの前記パッシブ加熱インダクタと長手方向に位置合わせし、前記パッシブ磁束カプラーを、前記マスター磁束カプラーに隣接して、物理的に分離するように配置すること；
（ｂ）前記ベアリングコンポーネントを前記ベアリングコンポーネントの加熱位置に配置して、前記少なくとも１つの第１ベアリング特徴部分及び前記少なくとも１つの第２ベアリング特徴部分を誘導加熱するために、又は、前記少なくとも１つの第１ベアリング特徴部分及び前記少なくとも１つの第２ベアリング特徴部分を誘導加熱した後、前記ベアリングコンポーネントを取り外すために、前記スプリットインダクタアセンブリのマスター加熱インダクタを前記スプリットインダクタアセンブリの前記パッシブ加熱インダクタから長手方向に分離すること。
ベアリングコンポーネントの複数のベアリング特徴部分を同時に熱処理する方法であって、
マスターインダクタアセンブリ及びパッシブインダクタアセンブリから、スプリットインダクタアセンブリを組み立てること、
ここで、前記マスターインダクタアセンブリにはマスターインダクタ回路が配置され、前記マスターインダクタ回路は、
前記ベアリングコンポーネントの少なくとも１つの第１ベアリング特徴部分を加熱するためのマスター加熱インダクタ、
マスター磁束カプラー、
前記マスターインダクタ回路の電源端子、及び
前記マスターインダクタ回路の電源端子を前記マスター加熱インダクタに接続するマスターインダクタ回路導体ネットワークであって、前記マスターインダクタ回路導体ネットワークに対して、前記マスター磁束カプラーが隣接して配置され、又は、エアギャップ又は誘電体材料ギャップによって物理的に分離される、マスターインダクタ回路導体ネットワーク
を含み、
前記パッシブインダクタアセンブリには、パッシブインダクタ回路が配置され、前記パッシブインダクタ回路は、
前記ベアリングコンポーネントの少なくとも１つの第２ベアリング特徴部分を加熱するためのパッシブ加熱インダクタ、
パッシブ磁束カプラー、及び
前記パッシブ加熱インダクタと閉直列電気回路を形成する、パッシブインダクタ回路導体ネットワークであって、前記パッシブ磁束カプラーは、前記パッシブインダクタ回路導体ネットワークに隣接して配置され、エアギャップ又は誘電体材料ギャップによって物理的に分離されており、前記パッシブ磁束カプラーは、前記マスター磁束カプラーに隣接して配置され、物理的に分離されている、パッシブインダクタ回路導体ネットワーク
を含み；
前記マスター加熱インダクタを使用した前記少なくとも１つの第１ベアリング特徴部分の誘導加熱、及び前記パッシブ加熱インダクタを使用した前記少なくとも１つの第２ベアリング特徴部分の誘導加熱のため、前記マスター加熱インダクタ及び前記パッシブ加熱インダクタ内に配置された前記ベアリングコンポーネントの長手方向内軸を使用して前記ベアリングコンポーネントを配置すること；
前記マスターインダクタ回路の電源端子にマスター交流電流を印加して、これにより、前記マスターインダクタ回路及び前記パッシブインダクタ回路が組み立てられた位置にあるとき、マスターインダクタ回路の磁界が、前記パッシブ磁束カプラーを介してパッシブインダクタ回路と結合し、前記パッシブインダクタ回路導体ネットワークにパッシブ回路の交流電流を生成し、前記少なくとも１つの第１ベアリング特徴部分及び前記少なくとも１つの第２ベアリング特徴部分を誘導加熱すること
を含む、方法。
更に、前記ベアリングコンポーネントの外側の長手方向の表面を、前記マスター加熱インダクタ又は前記パッシブ加熱インダクタ内に少なくとも部分的に配置し、前記ベアリングコンポーネントの外部ベアリング特徴部分を加熱することを含む、請求項１６に記載の方法。
更に、前記ベアリングコンポーネントの内部の長手方向の表面を、前記マスター加熱インダクタ又は前記パッシブ加熱インダクタ内に少なくとも部分的に配置し、前記ベアリングコンポーネントの内部ベアリング特徴部分を加熱することを含む、請求項１６に記載の方法。
更に、前記ベアリングコンポーネントの誘導加熱後、ベアリングコンポーネントを組み立て位置から取り外すため、前記マスターインダクタアセンブリ及び前記パッシブインダクタアセンブリを前記ベアリングコンポーネントの対向する長手方向端部方向に分離すること、及び、組み立て位置での位置決めのため、ベアリングコンポーネントの対向する長手方向端部方向でマスターインダクタアセンブリとパッシブインダクタアセンブリを結合することを含む、請求項１６に記載の方法。
更に、前記ベアリングコンポーネントが前記スプリットインダクタアセンブリの組み立て位置に配置されている時、遠隔焼入れステーションで、又は、前記スプリットインダクタアセンブリの組み立て位置からの移動と前記遠隔焼入れステーションの組み合わせのいずれか又は組み合わせにおいて、前記少なくとも１つの第１ベアリング特徴部分及び前記少なくとも１つの第２ベアリング特徴部分のオーステナイト化された領域を焼入れすることを含む、請求項１６に記載の方法。
ベアリングコンポーネント上のベアリング特徴部分を同時に加熱するためのスプリットインダクタアセンブリを有し、前記スプリットインダクタアセンブリがベアリングコンポーネントの加熱位置から分離可能なマスターインダクタアセンブリ及びパッシブインダクタアセンブリを備えるスプリットマルチコイル電気誘導加熱システムであって、
前記マスターインダクタアセンブリに配置された、以下を含むマスターインダクタ回路：
前記ベアリング特徴部分を部分的に加熱するためのマスター加熱インダクタ、
マスター磁束カプラー、
前記マスターインダクタ回路の電源端子、及び
前記マスターインダクタ回路の電源端子を前記マスター加熱インダクタに接続するマスターインダクタ回路導体ネットワークであって、前記マスター磁束カプラーは、前記マスターインダクタ回路導体ネットワークに隣接して配置され、エアギャップ又は誘電体材料ギャップによって物理的に分離されたマスターインダクタ回路導体ネットワーク；及び
前記パッシブインダクタアセンブリに配置された、以下を含むパッシブインダクタ回路：
前記ベアリング特徴部分を部分的に加熱するためのパッシブ加熱インダクタ、
パッシブ磁束カプラー、及び
前記パッシブ加熱インダクタと閉直列電気回路を形成する、パッシブインダクタ回路導体ネットワーク
を含み、
前記パッシブ磁束カプラーは、前記パッシブインダクタ回路導体ネットワークに隣接して配置され、物理的に分離されており、前記パッシブ磁束カプラーは、前記マスター磁束カプラーに隣接して配置され、エアギャップ又は誘電体材料ギャップによって物理的に分離されており、これにより、前記マスターインダクタ回路及び前記パッシブインダクタ回路が、前記ベアリング特徴部分を誘導加熱のために前記ベアリングコンポーネントの加熱位置にあり、前記マスターインダクタ回路の電源端子にマスター回路の交流電流が印加されるとき、前記マスターインダクタ回路の磁場が、前記マスター磁束カプラーと磁気的に結合されている前記パッシブ磁束カプラーを介して、前記パッシブインダクタ回路と結合し、前記パッシブインダクタ回路導体ネットワークに、パッシブ回路の交流電流を生成する、スプリットマルチコイル電気誘導加熱システム。