加熱線圈和熱處理設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種對工件的多個側(cè)面進行感應(yīng)加熱的加熱線圈，以及一種具有該加熱線圈的熱處理設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]照慣例，已經(jīng)提出用于對工件的側(cè)面處的多個地點進行部分感應(yīng)加熱的加熱線圈(參見專利文獻I)。例如，如圖7所示，加熱線圈40是眾所周知的這樣一種線圈，其具有一對加熱導(dǎo)體41，其中一個加熱導(dǎo)體41布置在工件10的側(cè)面，另一個布置在工件10的相反側(cè)面；并且加熱導(dǎo)體41的端部分別與連接導(dǎo)體42連接。
[0003]在加熱線圈40中，工件10布置在一對加熱導(dǎo)體41之間；加熱導(dǎo)體41面向工件10的側(cè)面的一部分；電源與該對加熱導(dǎo)體41的另一個端部連接；并且電力通過加熱導(dǎo)體41和連接導(dǎo)體42供給，以對工件10的各側(cè)面進行部分感應(yīng)加熱。
[0004]引用列表
[0005]專利文獻PTL I:JP 2002270357A
[0006]在常規(guī)的加熱線圈40中，如圖7所示，具有寬度對應(yīng)于工件10的加熱側(cè)面或區(qū)域的一對加熱導(dǎo)體41通過連接導(dǎo)體42彼此連接。然而，由于電流沿最短路徑流動，因而電流不是均勻地流過加熱導(dǎo)體41和連接導(dǎo)體42的所有連接部分，而是朝內(nèi)側(cè)偏置，如圖7中的點劃線所示。因此，沿偏置電流路徑Ip，感應(yīng)加熱會進行得更強烈，而對工件10的所有加熱側(cè)面進行的熱處理會不均勻，實際上，這是最近發(fā)現(xiàn)不均勻性會導(dǎo)致不良熱處理。此外，觀察到寬度越寬，趨勢越明顯。
[0007]因此，本發(fā)明的目的在于提供一種具有簡單結(jié)構(gòu)的加熱線圈，使得沿寬度方向?qū)ぜM行均勻熱處理，以及提供一種具有該加熱線圈的熱處理設(shè)備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的加熱線圈包括:
[0009]至少一組加熱導(dǎo)體，其中一組加熱導(dǎo)體布置在工件的側(cè)面，另一組布置在工件的相反側(cè)面；以及
[0010]多個連接導(dǎo)體，用于將一組加熱導(dǎo)體的端部與另一組加熱導(dǎo)體的端部連接，其中
[0011]每個加熱導(dǎo)體與至少兩個連接導(dǎo)體連接，并且
[0012]連接導(dǎo)體從每個加熱導(dǎo)體的端部沿彼此不同的方向延伸。
[0013]在該加熱線圈中，優(yōu)選地，與連接導(dǎo)體連接的加熱導(dǎo)體的端部面向工件的側(cè)面。在那種情況下，優(yōu)選的是一對連接導(dǎo)體設(shè)置成從各自的加熱導(dǎo)體的一個端部對稱地延伸。
[0014]進一步，至少一組加熱導(dǎo)體可部分地面向工件并且彼此平行布置，并且至少兩個連接導(dǎo)體可圍繞工件對稱地布置。
[0015]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的處理設(shè)備包括:上述加熱線圈和與每個加熱導(dǎo)體的另一個端部連接的電源。
[0016]在熱處理設(shè)備中，優(yōu)選地，在加熱線圈的加熱期間，工件沿一個方向以預(yù)定速度移動。
[0017]本發(fā)明的有利效果:
[0018]根據(jù)本發(fā)明的加熱線圈和熱處理設(shè)備，連接加熱導(dǎo)體的端部的連接導(dǎo)體布置成從每個加熱導(dǎo)體的端部以彼此不同的方向延伸，因此，電流在各自加熱導(dǎo)體和連接導(dǎo)體的連接部分處不偏置。因為其可防止電流集中地流動到連接部分的一部分中，所以在對應(yīng)于連接部分的工件的側(cè)面處可以更均勻地進行感應(yīng)加熱。
[0019]因此，本發(fā)明提供一種具有簡單結(jié)構(gòu)的加熱線圈，使得工件沿寬度方向進行均勻感應(yīng)加熱，以及提供一種具有加熱線圈的熱處理設(shè)備。
【附圖說明】
[0020]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的熱處理設(shè)備的主要區(qū)段的結(jié)構(gòu)的示意透視圖。
[0021]圖2是示出圖1中的熱處理設(shè)備中的加熱線圈的前視圖。
[0022]圖3是示出圖2中的加熱線圈的左視圖。
[0023]圖4是示出圖2中的加熱線圈和工件之間的關(guān)系的示意透視圖。
[0024]圖5是示意性地示出圖2中加熱線圈的電流路徑的透視圖。
[0025]圖6是示出各個導(dǎo)體之間的位置關(guān)系的示意前視圖。
[0026]圖7是示出傳統(tǒng)熱處理設(shè)備中加熱線圈的示例的局部側(cè)視圖。
[0027]附圖標(biāo)記列表
[0028]10:工件
[0029]11:側(cè)面部分
[0030]12:上部面和下部面
[0031]13:拐角部分
[0032]14:凹面部分
[0033]20:熱處理設(shè)備
[0034]21:加熱線圈
[0035]22:冷卻區(qū)段
[0036]23:窄寬度導(dǎo)體
[0037]24:寬寬度導(dǎo)體
[0038]25，26:芯
[0039]27:端部導(dǎo)體
[0040]28:引線部分
[0041]28a:接觸板
[0042]29:連接導(dǎo)體
[0043]29a:上連接導(dǎo)體
[0044]29b:下連接導(dǎo)體
[0045]31:用于冷卻液體的入口
[0046]32:用于冷卻液體的出口
【具體實施方式】
[0047]在下文中，參考圖中所示的實施例將充分描述本發(fā)明。
[0048]首先，圖1示出根據(jù)本發(fā)明的具有加熱線圈的熱處理設(shè)備的實施例的結(jié)構(gòu)。
[0049](工件)
[0050]如圖1所示，在該實施例中用于熱處理的工件是具有大致恒定橫截面表面的長構(gòu)件，其垂直于縱向方向并沿一個方向延伸。工件10的軸線可以是弧形或圓形的。在該實施例中，工件具有直的軸線。
[0051]工件10具有大致矩形的橫截面表面。在該圖中，左側(cè)面部分和右側(cè)面部分11具有不同于形成為平坦的上部面和下部面12的形狀。側(cè)面部分11在拐角部分13處與上部面和下部面12相鄰。將側(cè)面部分11連接至上部面和下部面12的拐角部分13可具有任何期望的形狀，諸如尖銳的、圓的、斜面的和有溝槽的。在拐角部分13處的熱傳遞速度比在側(cè)面部分11或上部面和下部面12快。
[0052]側(cè)面部分11具有凹面部分14，在該實施例中，凹面部分14寬度方向上在側(cè)面部分11的中心處并沿縱向方向與拐角部分13分離。凹面部分14的形狀不限，但必須比兩個相鄰側(cè)面要凹。在該實施例中，凹面部分14設(shè)于側(cè)面部分11處、設(shè)于上部面和下部面12的兩個側(cè)面處。
[0053]凹面部分14在工件10的上側(cè)面部分11、上部面和下部面12以及下側(cè)面部分11處形成，并且沿整個工件10在縱向方向上以大致恒定形狀設(shè)置。
[0054](熱處理設(shè)備)
[0055]熱處理設(shè)備20用于對工件10進行熱處理如硬化，這里的該實施例中，其用于進行側(cè)面11的表面層的硬化。如圖1所示，熱處理設(shè)備20具有進行側(cè)面部分11的感應(yīng)加熱的加熱線圈21和布置在下游的以吹冷卻劑來冷卻工件10的冷卻區(qū)段22。此外，熱處理設(shè)備20還具有給料機(未示出)以預(yù)定恒定速度沿縱向方向移動工件10至方向X。
[0056](加熱線圈)
[0057]如圖1至圖3所示，加熱線圈21具有窄寬度導(dǎo)體23和寬寬度導(dǎo)體24，窄寬度導(dǎo)體23對著凹面部分14。寬寬度導(dǎo)體24對著側(cè)面部分11和凹面部分14。窄寬度導(dǎo)體23和寬寬度導(dǎo)體24連接形成加熱導(dǎo)體以部分加熱工件10的側(cè)面，并布置在工件10的兩側(cè)。
[0058]在圖2中，每個寬寬度導(dǎo)體24具有對應(yīng)于分別面向工件10的Y1、Y2的長度，即圖中豎直方向的長度，并以預(yù)定間隙面向側(cè)面部分11。每個窄寬度導(dǎo)體23的長度比寬寬度導(dǎo)體24的長度短，并以預(yù)定間隙面向具凹面部分14。
[0059]寬寬度導(dǎo)體24是矩形柱或塊狀，并具有面向側(cè)面部分11的大致平坦表面。在豎直方向上的表面長度可比Υ1、Υ2的長度略短，但是其優(yōu)選在該表面可加熱整個側(cè)面部分11的范圍內(nèi)。
[0060]窄寬度導(dǎo)體23的橫截面形狀是橢圓形，并具有對應(yīng)于凹面部分14的凸面部分。凸面部分的尺寸優(yōu)選為收存在凹面部分14中。
[0061]窄寬度導(dǎo)體23和寬寬度導(dǎo)體24沿著工件10的縱向方向的軸線平行布置，并沿該縱向方向設(shè)有預(yù)定長度。窄寬度導(dǎo)體23沿縱向方向的長度比寬寬度導(dǎo)體24沿縱向方向的長度長，并且窄寬度導(dǎo)體23可布置成與寬寬度導(dǎo)體24至少部分重疊，優(yōu)選為完全重疊。
[0062]在圖1中，窄寬度導(dǎo)體23沿縱向方向布置成與寬寬度導(dǎo)體24部分重疊。
[0063]窄寬度導(dǎo)體23和寬寬度導(dǎo)體24可為適當(dāng)?shù)臉?gòu)造，以將芯25，26布置在不面向工件10的部分，從而使磁通(flux)集中到側(cè)面部分11或凹面部分14。
[0064]各窄寬度導(dǎo)體23的端部與端部導(dǎo)體27連接，并且各端部導(dǎo)體27設(shè)有電源(未示出)和引線部分28。多個連接導(dǎo)體29在工件10的側(cè)面處與各寬寬度導(dǎo)體24的端部連接，以將寬寬度導(dǎo)體24彼此連接，而形成加熱導(dǎo)體對。
[0065]多個連接導(dǎo)體29分開地布置。具體地，這些連接導(dǎo)體29布置成從寬寬度導(dǎo)體24的同一端部延伸并沿不同方向分開。在該實施例中，如圖4所示，連接導(dǎo)體29布置成從工件周圍寬寬度導(dǎo)體24的端部對稱地延伸，即，如圖中所示的豎直方向Yl、Y2。在該實施例中，一對連接導(dǎo)體29由上連接導(dǎo)體29a和下連接導(dǎo)體29b組成，上連接導(dǎo)體29a和下連接導(dǎo)體29b分別為U形并且設(shè)于寬寬度導(dǎo)體24與窄寬度導(dǎo)體23連接的表面的相反表面上。
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