加热装置和加热线圈的制作方法
【专利摘要】本申请涉及抑制在加热线圈与工件之间产生火花的加热装置和加热线圈。加热装置(1)包括：对工件(W)感应加热的加热线圈(2)；与加热线圈(2)的一对导线部(14a)、(14b)连接并向加热线圈(2)供给交流电的电源单元(3)，加热线圈(2)的一对导线部(14a)、(14b)之间的部位被接地。
【专利说明】
加热装置和加热线圈
技术领域
[0001 ]本发明涉及对工件进行感应加热的加热装置和加热线圈。
【背景技术】
[0002]在感应加热中，将为了对工件加工所使用的润滑被膜从工件剥离后的残渣(磷化残渣)、将在加热的工件表面产生的氧化被膜(水锈)从工件剥离后的残渣等会附着在加热线圈。而且，如果水锈等堆积在加热线圈，有的情况下加热线圈与工件之间的间隙会变窄，加热线圈会与工件接触(线圈接触)，另外，在加热线圈与工件之间会产生火花。
[0003]在专利文献I所公开的加热装置中，如图4所示，向加热部的加热线圈供给高频电力的匹配部(图4中示出为互感部)的二次侧Sec经由直流电源DC而接地，基于流过接地线的电流电平的变化来检测线圈接触。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本特开平9-118917号公报
【发明内容】
[0007]本发明欲解决的问题
[0008]在专利文献I所公开的加热装置中，虽然检测出了线圈接触，但没有抑制线圈接触的产生，也没有抑制火花的产生。
[0009]本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种加热装置和加热线圈，能够抑制在加热线圈与工件之间产生火花。
[0010]用于解决问题的方案
[0011 ]本发明的一个形态的加热装置包括:对工件感应加热的加热线圈；与所述加热线圈的一对导线部连接并向所述加热线圈供给交流电的电源单元，所述加热线圈的所述一对导线部之间的部位被接地。
[0012]另外，本发明的一个形态的加热线圈具有与电源单元连接的一对导线部，从电源单元供给交流电并对工件感应加热，其中，与接地线连接的连接部设在所述一对导线部之间的部位。
[0013]发明的效果
[0014]根据本发明能够抑制加热线圈与工件之间的火花的产生。
【附图说明】
[0015]图1是示出用于说明本发明的实施方式的加热装置的一个例子的构成的图。
[0016]图2是示出图1的加热装置的电路构成的图。
[0017]图3是示出图1的加热装置的变形例的电路构成的图。
[0018]图4是示出以往的加热装置的一个例子的电路构成的图。
[0019]附图标记的说明
[0020]1:加热装置
[0021]2:加热线圈
[0022]3:电源单元
[0023]4:运送部
[0024]5:线圈接触检测部
[0025]10:高频电源
[0026]11:匹配部
[0027]13:头部
[0028]14a:导线部
[0029]14b:导线部
[0030]15连接部[0031 ]W 工件
【具体实施方式】
[0032]图1示出用于说明本发明的实施方式的加热装置的一个例子的构成。
[0033]图1所示的加热装置I包括:对工件W感应加热的加热线圈2;向加热线圈2供给交流电的电源单元3。
[0034]工件W是长条材料，被例如包含多个辊而构成的运送部4在长边方向运送，被连续地送入加热装置I。从电源单元3向加热线圈2供给交流电，加热线圈2—边在工件W的运送方向相对移动，一边对工件W连续地感应加热。
[0035]图2示出图1的加热装置I的电路构成。
[0036]电源单元3具有高频电源(以下仅记作电源)10、匹配部11。电源10例如由逆变器型电源等构成，生成高频的交流电。匹配部11包含高频电流互感器(以下仅记作互感器)而构成，在互感器的一次侧12a连接电源10，在互感器的二次侧12b连接加热线圈2。匹配部11实现与负载即加热线圈2的匹配，将电源10生成的高频的交流电高效地供给到加热线圈2。
[0037]加热线圈2具有头部13、一对导线部14a、14b。头部13例如由铜管等导电性的管材形成，管材成型为与工件W的被加热部位相应的形状而构成。在由管材形成的头部13的内部流通有水等冷却液。
[0038]导线部14a、14b例如由铜板等导电性的板材形成，利用钎焊等适当的方法分别接合在头部13的端部。
[0039]一对导线部14a、14b与电源单元3(详细而言为匹配部11所包含的互感器的二次侧12b)连接，经由一对导线部14a、14b向头部13供给交流电。通过在头部13流过交流电流，从而在头部13的周围形成交变磁场。而且，在头部13周围形成的交变磁场的磁通与工件W交链，在工件W的交链部位产生涡电流，将交链部位(被加热部位)加热。
[0040]在加热线圈2设有与接地线连接的连接部15ο连接部15沿着流过加热线圈2的电流路径，设在一对导线部14a、14b之间的部位(除了导线部14a、14b外)、即头部13。
[0041]此处，由电源单元3施加在一对导线部14a、14b间电压的峰值为V。
[0042]工件W通常经由运送部4等接地，在导线部14a接地、或者与导线部14a连接的电源单元3的输出端侧接地的情况下，接合有导线部14b的头部13的导线部14b侧端部与工件W之间的电位差的峰值为V。另外，在导线部14b接地、或者与导线部14b连接的电源单元3的输出端侧接地的情况下，导线部14a被接合的头部13的导线部14a侧端部与工件W之间的电位差的峰值为V。
[0043]在一对导线部14a、14b之间的连接部15被接地的本例中，接地的连接部15为基准电位，导线部14a的峰值电位和导线部14b的峰值电位的各绝对值都比V小。即，头部13的导线部14a侧端部与工件W之间的电位差的峰值、和头部13的导线部14b侧端部与工件W之间的电位差的峰值都比V小。
[0044]这样，通过将一对导线部14a、14b之间的连接部15接地，从而能够缩小头部13的各部与工件W之间的电位差的最大值。换言之，能够在整个头部13缩小头部13与工件W之间的电位差。由此，能够在整个头部13来抑制在头部13与工件W之间产生火花，即使产生火花，也能使火花放出的能量减少，抑制头部13、工件W恪损。
[0045]连接部15的设置部位优选的是将施加在一对导线部14a、14b间的电压二分的中性点。由此，能够在隔着连接部15的导线部14a侧与导线部14b侧，大致相等地缩小头部13的各部与工件W之间的电位差，能够更有效抑制火花。
[0046]此外，在抑制火花的产生的观点下，也可以向加热中的加热线圈2的头部13和工件W的被加热部位以雾状喷射水等冷却流体。此外，以雾状喷射冷却流体是指:使冷却流体为能在空气介质下浮游程度的细微粒子来进行喷射。
[0047]由于以雾状喷射的冷却流体的粒子热容极小，冷却流体的粒子从工件W的被加热部位夺走的汽化热也极小，因此，工件W的被加热部位不会因与以雾状喷射的冷却流体的粒子接触而被过度冷却。因此，即使在加热中也能够向加热线圈2和工件W以雾状喷射冷却流体。
[0048]而且，从工件W剥离的磷化残渣、水锈会被充满加热线圈2周围的雾状的冷却流体捕捉，抑制水锈等附着到加热线圈2。由此，能够抑制水锈等堆积在加热线圈2而引起的火花的产生。在加热中向加热线圈2的头部13和工件W的被加热部位以雾状喷射冷却流体，能够去除附着在加热线圈2的水锈等的方法，在如本例所示完成工件的加热需要比较长时间的长条材料的连续感应加热中特别有用。
[0049]图3示出加热装置I的变形例的电路构成。
[0050]图3所示的例子还包括检测加热线圈2是否与工件W接触的线圈接触检测部5。
[0051]在工件W与加热线圈2保持为非接触的状态下，在将连接部15与接地进行连接的接地线中流动有预定电平的电流，该电流被加热线圈2和电源单元3的互感器的二次侧12b的感应电抗器分流。对此，如果工件W与加热线圈2接触，所述感应电抗器所导致的分流平衡会破坏，流过接地线的电流电平会变化。
[0052]线圈接触检测部5例如使用电流互感器等，监视加热线圈2与工件W接触时流过接地线的电流，由此检测加热线圈2是否与工件W接触。
[0053]下面，说明验证在上述的加热装置I中抑制火花的效果的实验例。
[0054]在实验例I中，在加热线圈2的一对导线部14a、14b之间的近似中央部位设有连接部15并将连接部15接地，将长条材料工件W—边在长边方向运送，一边利用加热线圈2对工件W连续地感应加热。
[0055]在实验例2中，将加热线圈2的一对导线部14a、14b中的一个导线部14b接地，工件W的运送速度和电源单元3的输出与实验例I相同，一边将长条材料工件W在长边方向运送，一边利用加热线圈2对工件W连续地感应加热。
[0056]在实验例2中，在对工件W处理到50m时产生了火花，但在实验例I中，即使处理300m的工件W也不会产生火花，确认了通过将一对导线部14a、14b之间的连接部15接地，能够抑制火花的产生。
[0057]此外，以一边运送工件W，一边连续地感应加热的情况为例说明了本发明，但本发明也能够适用于没有工件W运送的所谓固定加热。
[0058]以上，如上所述，本说明书所公开的加热装置包括:对工件感应加热的加热线圈；与所述加热线圈的一对导线部连接并向所述加热线圈供给交流电的电源单元，所述加热线圈的所述一对导线部之间的部位被接地。
[0059]另外，本说明书所公开的加热装置中，所述加热线圈的接地部位是施加在所述一对导线部间的电压的中性点。
[0060]另外，本说明书所公开的加热装置还包括:基于流过将所述加热线圈接地的接地线的电流，检测该加热线圈是否与工件接触的线圈接触检测部。
[0061]另外，本说明书所公开的加热装置中，一边使所述加热线圈相对于工件相对移动，一边在相对移动方向对工件连续地感应加热。
[0062]另外，本说明书所公开的加热线圈具有与电源单元连接的一对导线部，从电源单元供给交流电并对工件感应加热，其中，与接地线连接的连接部设在所述一对导线部之间的部位。
[0063]另外，本说明书所公开的加热线圈中，所述连接部设在施加在所述一对导线部间的电压的中性点。
【主权项】
1.一种加热装置，包括: 加热线圈，对工件感应加热； 电源单元，与所述加热线圈的一对导线部连接并向所述加热线圈供给交流电， 所述加热线圈的所述一对导线部之间的部位被接地。2.如权利要求1所述的加热装置， 所述加热线圈的接地部位是施加在所述一对导线部间的电压的中性点。3.如权利要求1或2所述的加热装置， 还包括线圈接触检测部，基于流过将所述加热线圈接地的接地线的电流，检测该加热线圈是否与工件接触。4.如权利要求1或2所述的加热装置， 一边使所述加热线圈相对于工件相对移动，一边在相对移动方向对工件连续地感应加热。5.如权利要求3所述的加热装置， 一边使所述加热线圈相对于工件相对移动，一边在相对移动方向对工件连续地感应加热。6.—种加热线圈，具有与电源单元连接的一对导线部，从电源单元供给交流电并对工件感应加热， 其中，与接地线连接的连接部设在所述一对导线部之间的部位。7.如权利要求6所述的加热线圈， 所述连接部设在施加在所述一对导线部间的电压的中性点。
【文档编号】H05B6/36GK105916227SQ201610098938
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年2月23日
【发明人】小川靖治, 蒲原秀昭, 高桥茂男
【申请人】高周波热錬株式会社