[发明专利]环状金属件感应加热装置和杯状金属件感应加热装置

说明书

技术领域

本发明涉及通过感应加热对形成为杯状或环状的非磁性金属件进行加热的金属件感应加热装置。

背景技术

如专利文献1所示，作为对作为被加热物的环状金属件进行感应加热的装置，沿环状金属件的周向设置有多个环状铁芯，通过向输入线圈施加交流电压，使短路电流流过环状金属件，由此对环状金属件进行感应发热。

具体地说，所述感应加热装置包括：多个环状铁芯，设置成沿作为被加热物的环状金属件的周向贯通该环状金属件；以及输入线圈，缠绕在各所述环状铁芯的一部分上，被施加交流电压。

可是，在所述感应加热装置中，针对一个被加热物使用多个环状铁芯，存在生产率低的问题。

可是，由于不能通过所述感应加热装置对形成为有底筒状的杯状金属件进行感应加热，所以仍然使用专利文献2所示的加热炉对所述杯状金属件进行加热。

可是，使用加热炉对杯状金属件进行加热，存在升温速度慢等升温效率差的问题以及热效率差的问题

现有技术文献

专利文献1：日本专利公开公报特开2011－23251号

专利文献2：日本专利公开公报特开2004－278930号

发明内容

鉴于所述的问题，本发明的主要目的在于提供环状金属件感应加热装置和杯状金属件感应加热装置，可以一举解决所述的问题，可以高效地对由非磁性金属制成的环状金属件或杯状金属件进行加热，并且可以通过一个感应加热装置同时对多个环状金属件或多个杯状金属件进行加热，从而可以提高生产率。

即，本发明提供一种环状金属件感应加热装置，其具有多个分割铁芯部，该多个分割铁芯部是通过把环状铁芯分割而形成的，通过把由非磁性金属制成的环状金属件安装于所述多个分割铁芯部中的至少一个所述分割铁芯部的多个分割端部，使所述环状铁芯贯通多个所述环状金属件，并向分别设于多个所述环状金属件的各自的外周部或内周部的输入线圈施加交流电压，由此对多个所述环状金属件进行感应加热。

按照所述的环状金属件感应加热装置，通过把环状金属件安装于分割铁芯部的分割端部，并向输入线圈施加交流电压，由此短路电流在由非磁性金属制成的环状金属件中流动，环状金属件产生感应发热，所以可以高效地对环状金属件进行加热。此外，由于把环状金属件分别安装于分割铁芯部的多个分割端部，所以通过一个环状铁芯可以对多个环状金属件进行感应加热，并可以同时对多个环状金属件进行加热，从而可以提高生产率。

此外，如果环状金属件由磁性金属制成，则即使不使磁路贯通环状金属件的内部，金属件本身也形成磁路和短路电路而发热。另一方面，正是由于环状金属件由非磁性金属制成，所以本发明需要在环状金属件的内周侧配置构成磁路的铁芯，由此使磁通贯通非磁性金属。

为了通过简单的结构把环状铁芯分割成多个，优选的是，所述环状铁芯由半环形铁芯式卷铁芯（カットコア型巻鉄心）构成。

作为由半环形铁芯式卷铁芯构成环状铁芯的情况下的具体实施方式，所述环状铁芯被分割成由半环形铁芯构成的第一分割铁芯部和第二分割铁芯部，所述环状金属件分别安装于所述第一分割铁芯部和所述第二分割铁芯部中的至少一方的多个分割端部。

在半环形铁芯式卷铁芯以外的结构中，为了通过简单的结构把环状铁芯分割成多个，优选的是，所述环状铁芯包括：多个铁芯柱；第一连接铁芯，分别与所述多个铁芯柱的一个端部连接；以及第二连接铁芯，分别与所述多个铁芯柱的另一个端部连接，所述多个铁芯柱是圆筒形的铁芯柱（以下也称为渐开线铁芯），该圆筒形的铁芯柱是通过把多个磁性钢板以放射状的方式层叠成圆筒形而形成的，所述多个磁性钢板具有弯曲成渐开线形状的弯曲部。

作为环状铁芯包括多个铁芯柱、第一连接铁芯和第二连接铁芯的结构的具体实施方式，优选的是，所述环状铁芯被分割成：第一分割铁芯部，由所述多个铁芯柱和所述第一连接铁芯构成；以及第二分割铁芯部，由所述第二连接铁芯构成，所述环状金属件分别安装于所述多个铁芯柱。按照该结构，利用作为其他部件构成的铁芯柱和第二连接铁芯的结构，不对铁芯柱实施分割等加工，就可以对环状金属件进行感应加热。

在因环状金属件内径的关系而使铁芯柱的截面面积受到限制的情况下，通过增大向输入线圈施加的交流电压的频率，可以在确保必要的输入电压的同时，把磁通密度抑制在饱和磁通密度以下。可是，在该情况下，存在因频率增大造成铁损增加从而使铁芯柱的温度升高的问题。为了通过利用渐开线铁芯的结构很好地解决该问题，优选的是，设置有冷却管，该冷却管贴紧所述多个铁芯柱的内侧周面，通过使冷却介质在所述冷却管中流动，对所述多个铁芯柱进行冷却。