加熱裝置和加熱線圈的制作方法
【專利摘要】本申請涉及抑制在加熱線圈與工件之間產生火花的加熱裝置和加熱線圈。加熱裝置(1)包括：對工件(W)感應加熱的加熱線圈(2)；與加熱線圈(2)的一對導線部(14a)、(14b)連接并向加熱線圈(2)供給交流電的電源單元(3)，加熱線圈(2)的一對導線部(14a)、(14b)之間的部位被接地。
【專利說明】
加熱裝置和加熱線圈
技術領域
[0001 ]本發明涉及對工件進行感應加熱的加熱裝置和加熱線圈。
【背景技術】
[0002]在感應加熱中，將為了對工件加工所使用的潤滑被膜從工件剝離后的殘渣(磷化殘渣)、將在加熱的工件表面產生的氧化被膜(水銹)從工件剝離后的殘渣等會附著在加熱線圈。而且，如果水銹等堆積在加熱線圈，有的情況下加熱線圈與工件之間的間隙會變窄，加熱線圈會與工件接觸(線圈接觸)，另外，在加熱線圈與工件之間會產生火花。
[0003]在專利文獻I所公開的加熱裝置中，如圖4所示，向加熱部的加熱線圈供給高頻電力的匹配部(圖4中示出為互感部)的二次側Sec經由直流電源DC而接地，基于流過接地線的電流電平的變化來檢測線圈接觸。
[0004]現有技術文獻
[0005]專利文獻
[0006]專利文獻1:日本特開平9-118917號公報
【發明內容】
[0007]本發明欲解決的問題
[0008]在專利文獻I所公開的加熱裝置中，雖然檢測出了線圈接觸，但沒有抑制線圈接觸的產生，也沒有抑制火花的產生。
[0009]本發明是鑒于上述情況而完成的，其目的在于提供一種加熱裝置和加熱線圈，能夠抑制在加熱線圈與工件之間產生火花。
[0010]用于解決問題的方案
[0011 ]本發明的一個形態的加熱裝置包括:對工件感應加熱的加熱線圈；與所述加熱線圈的一對導線部連接并向所述加熱線圈供給交流電的電源單元，所述加熱線圈的所述一對導線部之間的部位被接地。
[0012]另外，本發明的一個形態的加熱線圈具有與電源單元連接的一對導線部，從電源單元供給交流電并對工件感應加熱，其中，與接地線連接的連接部設在所述一對導線部之間的部位。
[0013]發明的效果
[0014]根據本發明能夠抑制加熱線圈與工件之間的火花的產生。
【附圖說明】
[0015]圖1是示出用于說明本發明的實施方式的加熱裝置的一個例子的構成的圖。
[0016]圖2是示出圖1的加熱裝置的電路構成的圖。
[0017]圖3是示出圖1的加熱裝置的變形例的電路構成的圖。
[0018]圖4是示出以往的加熱裝置的一個例子的電路構成的圖。
[0019]附圖標記的說明
[0020]1:加熱裝置
[0021]2:加熱線圈
[0022]3:電源單元
[0023]4:運送部
[0024]5:線圈接觸檢測部
[0025]10:高頻電源
[0026]11:匹配部
[0027]13:頭部
[0028]14a:導線部
[0029]14b:導線部
[0030]15連接部[0031 ]W 工件
【具體實施方式】
[0032]圖1示出用于說明本發明的實施方式的加熱裝置的一個例子的構成。
[0033]圖1所示的加熱裝置I包括:對工件W感應加熱的加熱線圈2;向加熱線圈2供給交流電的電源單元3。
[0034]工件W是長條材料，被例如包含多個輥而構成的運送部4在長邊方向運送，被連續地送入加熱裝置I。從電源單元3向加熱線圈2供給交流電，加熱線圈2—邊在工件W的運送方向相對移動，一邊對工件W連續地感應加熱。
[0035]圖2示出圖1的加熱裝置I的電路構成。
[0036]電源單元3具有高頻電源(以下僅記作電源)10、匹配部11。電源10例如由逆變器型電源等構成，生成高頻的交流電。匹配部11包含高頻電流互感器(以下僅記作互感器)而構成，在互感器的一次側12a連接電源10，在互感器的二次側12b連接加熱線圈2。匹配部11實現與負載即加熱線圈2的匹配，將電源10生成的高頻的交流電高效地供給到加熱線圈2。
[0037]加熱線圈2具有頭部13、一對導線部14a、14b。頭部13例如由銅管等導電性的管材形成，管材成型為與工件W的被加熱部位相應的形狀而構成。在由管材形成的頭部13的內部流通有水等冷卻液。
[0038]導線部14a、14b例如由銅板等導電性的板材形成，利用釬焊等適當的方法分別接合在頭部13的端部。
[0039]一對導線部14a、14b與電源單元3(詳細而言為匹配部11所包含的互感器的二次側12b)連接，經由一對導線部14a、14b向頭部13供給交流電。通過在頭部13流過交流電流，從而在頭部13的周圍形成交變磁場。而且，在頭部13周圍形成的交變磁場的磁通與工件W交鏈，在工件W的交鏈部位產生渦電流，將交鏈部位(被加熱部位)加熱。
[0040]在加熱線圈2設有與接地線連接的連接部15ο連接部15沿著流過加熱線圈2的電流路徑，設在一對導線部14a、14b之間的部位(除了導線部14a、14b外)、即頭部13。
[0041]此處，由電源單元3施加在一對導線部14a、14b間電壓的峰值為V。
[0042]工件W通常經由運送部4等接地，在導線部14a接地、或者與導線部14a連接的電源單元3的輸出端側接地的情況下，接合有導線部14b的頭部13的導線部14b側端部與工件W之間的電位差的峰值為V。另外，在導線部14b接地、或者與導線部14b連接的電源單元3的輸出端側接地的情況下，導線部14a被接合的頭部13的導線部14a側端部與工件W之間的電位差的峰值為V。
[0043]在一對導線部14a、14b之間的連接部15被接地的本例中，接地的連接部15為基準電位，導線部14a的峰值電位和導線部14b的峰值電位的各絕對值都比V小。即，頭部13的導線部14a側端部與工件W之間的電位差的峰值、和頭部13的導線部14b側端部與工件W之間的電位差的峰值都比V小。
[0044]這樣，通過將一對導線部14a、14b之間的連接部15接地，從而能夠縮小頭部13的各部與工件W之間的電位差的最大值。換言之，能夠在整個頭部13縮小頭部13與工件W之間的電位差。由此，能夠在整個頭部13來抑制在頭部13與工件W之間產生火花，即使產生火花，也能使火花放出的能量減少，抑制頭部13、工件W恪損。
[0045]連接部15的設置部位優選的是將施加在一對導線部14a、14b間的電壓二分的中性點。由此，能夠在隔著連接部15的導線部14a側與導線部14b側，大致相等地縮小頭部13的各部與工件W之間的電位差，能夠更有效抑制火花。
[0046]此外，在抑制火花的產生的觀點下，也可以向加熱中的加熱線圈2的頭部13和工件W的被加熱部位以霧狀噴射水等冷卻流體。此外，以霧狀噴射冷卻流體是指:使冷卻流體為能在空氣介質下浮游程度的細微粒子來進行噴射。
[0047]由于以霧狀噴射的冷卻流體的粒子熱容極小，冷卻流體的粒子從工件W的被加熱部位奪走的汽化熱也極小，因此，工件W的被加熱部位不會因與以霧狀噴射的冷卻流體的粒子接觸而被過度冷卻。因此，即使在加熱中也能夠向加熱線圈2和工件W以霧狀噴射冷卻流體。
[0048]而且，從工件W剝離的磷化殘渣、水銹會被充滿加熱線圈2周圍的霧狀的冷卻流體捕捉，抑制水銹等附著到加熱線圈2。由此，能夠抑制水銹等堆積在加熱線圈2而引起的火花的產生。在加熱中向加熱線圈2的頭部13和工件W的被加熱部位以霧狀噴射冷卻流體，能夠去除附著在加熱線圈2的水銹等的方法，在如本例所示完成工件的加熱需要比較長時間的長條材料的連續感應加熱中特別有用。
[0049]圖3示出加熱裝置I的變形例的電路構成。
[0050]圖3所示的例子還包括檢測加熱線圈2是否與工件W接觸的線圈接觸檢測部5。
[0051]在工件W與加熱線圈2保持為非接觸的狀態下，在將連接部15與接地進行連接的接地線中流動有預定電平的電流，該電流被加熱線圈2和電源單元3的互感器的二次側12b的感應電抗器分流。對此，如果工件W與加熱線圈2接觸，所述感應電抗器所導致的分流平衡會破壞，流過接地線的電流電平會變化。
[0052]線圈接觸檢測部5例如使用電流互感器等，監視加熱線圈2與工件W接觸時流過接地線的電流，由此檢測加熱線圈2是否與工件W接觸。
[0053]下面，說明驗證在上述的加熱裝置I中抑制火花的效果的實驗例。
[0054]在實驗例I中，在加熱線圈2的一對導線部14a、14b之間的近似中央部位設有連接部15并將連接部15接地，將長條材料工件W—邊在長邊方向運送，一邊利用加熱線圈2對工件W連續地感應加熱。
[0055]在實驗例2中，將加熱線圈2的一對導線部14a、14b中的一個導線部14b接地，工件W的運送速度和電源單元3的輸出與實驗例I相同，一邊將長條材料工件W在長邊方向運送，一邊利用加熱線圈2對工件W連續地感應加熱。
[0056]在實驗例2中，在對工件W處理到50m時產生了火花，但在實驗例I中，即使處理300m的工件W也不會產生火花，確認了通過將一對導線部14a、14b之間的連接部15接地，能夠抑制火花的產生。
[0057]此外，以一邊運送工件W，一邊連續地感應加熱的情況為例說明了本發明，但本發明也能夠適用于沒有工件W運送的所謂固定加熱。
[0058]以上，如上所述，本說明書所公開的加熱裝置包括:對工件感應加熱的加熱線圈；與所述加熱線圈的一對導線部連接并向所述加熱線圈供給交流電的電源單元，所述加熱線圈的所述一對導線部之間的部位被接地。
[0059]另外，本說明書所公開的加熱裝置中，所述加熱線圈的接地部位是施加在所述一對導線部間的電壓的中性點。
[0060]另外，本說明書所公開的加熱裝置還包括:基于流過將所述加熱線圈接地的接地線的電流，檢測該加熱線圈是否與工件接觸的線圈接觸檢測部。
[0061]另外，本說明書所公開的加熱裝置中，一邊使所述加熱線圈相對于工件相對移動，一邊在相對移動方向對工件連續地感應加熱。
[0062]另外，本說明書所公開的加熱線圈具有與電源單元連接的一對導線部，從電源單元供給交流電并對工件感應加熱，其中，與接地線連接的連接部設在所述一對導線部之間的部位。
[0063]另外，本說明書所公開的加熱線圈中，所述連接部設在施加在所述一對導線部間的電壓的中性點。
【主權項】
1.一種加熱裝置，包括: 加熱線圈，對工件感應加熱； 電源單元，與所述加熱線圈的一對導線部連接并向所述加熱線圈供給交流電， 所述加熱線圈的所述一對導線部之間的部位被接地。2.如權利要求1所述的加熱裝置， 所述加熱線圈的接地部位是施加在所述一對導線部間的電壓的中性點。3.如權利要求1或2所述的加熱裝置， 還包括線圈接觸檢測部，基于流過將所述加熱線圈接地的接地線的電流，檢測該加熱線圈是否與工件接觸。4.如權利要求1或2所述的加熱裝置， 一邊使所述加熱線圈相對于工件相對移動，一邊在相對移動方向對工件連續地感應加熱。5.如權利要求3所述的加熱裝置， 一邊使所述加熱線圈相對于工件相對移動，一邊在相對移動方向對工件連續地感應加熱。6.—種加熱線圈，具有與電源單元連接的一對導線部，從電源單元供給交流電并對工件感應加熱， 其中，與接地線連接的連接部設在所述一對導線部之間的部位。7.如權利要求6所述的加熱線圈， 所述連接部設在施加在所述一對導線部間的電壓的中性點。
【文檔編號】H05B6/36GK105916227SQ201610098938
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年2月23日
【發明人】小川靖治, 蒲原秀昭, 高橋茂男
【申請人】高周波熱錬株式會社