[发明专利]感应加热线圈、加工构件的制造装置及制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及感应加热线圈、加工构件的制造装置及制造方法。本发明涉及例如适于在制造淬火钢管等淬火钢材时使用的感应加热线圈、具有该感应加热线圈的加工构件的制造装置及采用该感应加热线圈的加工构件的制造方法。

背景技术

金属制的强度构件、加强构件或者结构构件被用于汽车、各种机械。上述构件要求为高强度、轻型且小型。以往以来，上述构件通过焊接钢制的冲压加工品、冲切厚钢板、以及锻造铝合金等制造而成。由上述制造方法实现的轻型化及小型化已经达到极限。

对于上述构件而言，为了使其进一步轻型化及小型化，例如通过非专利文献1所公开的液压成形进行制造。液压成形通过向配置在模具内部的金属管的内部供给高压的加工液而使金属管发生鼓出变形，使金属管沿着模具的内表面变形，从而制造具有复杂形状的成形品。液压成形是冷加工，因此，难以将例如抗拉强度为780MPa以上这样的延展性较低的原材料成形为复杂的形状。液压成形通常需要弯曲、预成形及液压成形这三个工序，因此，工序比较复杂。并且，液压成形的加工机大型且比较昂贵。

本申请人通过专利文献1公开了一种弯曲构件的制造装置。图6是表示该制造装置0的概略的说明图。

金属管1（在以后的说明中，以金属管为钢管的情况为例）由支承机构2以向该金属管1的轴向移动自如的方式支承。进给机构3将钢管1从上游侧朝向下游侧地进给。制造装置0通过在支承机构2的下游对钢管1进行弯曲加工来制造弯曲构件8。

感应加热线圈5在支承机构2的下游将向钢管1的轴向进给的该钢管1快速地感应加热到可以局部地进行淬火的温度范围（Ac₃点以上）。水冷机构6在紧接在感应加热线圈5的下游快速地冷却钢管1。由此，在感应加热线圈5与水冷机构6之间的钢管1中局部地形成向钢管1的轴向移动的高温部1a。高温部1a的变形阻力比其他部分的变形阻力小得多。

可动辊模4具有至少一组辊对4a。辊对4a一边进给钢管1一边支承钢管1。可动辊模4在水冷机构6的下游区域中，一边支承钢管1一边向二维或者三维方向移动，由此，对高温部1a施加弯曲力矩。

制造装置0通过使用了比较廉价的构成设备2～6的简单的工序，以较高的作业效率对钢管1进行弯曲加工，从而制造具有所希望的形状的高强度（例如780MPa以上的抗拉强度）的弯曲构件8。

专利文献1：国际公开第2006／093006号小册子

非专利文献1：汽车技术（自動車技術）Nov.57，No.6（2003）23页～28页

发明内容

发明所要解决的问题

通常，在利用感应加热线圈对例如棒材这样的实心且金属制的被加热构件进行感应加热时，为了在被加热构件的周向上均匀地加热该被加热构件，一边使被加热构件绕中心轴线旋转一边对被加热构件进行感应加热。但是，对于在制造装置0中使钢管1绕其中心轴线旋转而言，由于在支承机构2的下游移动的可动辊模4的移动范围存在限制，因此无法实现。因此，制造装置0一边不使钢管1旋转地向钢管1的轴向进给钢管1，一边利用感应加热线圈5对钢管1进行感应加热。因此，难以在钢管1的周向上均匀地加热钢管1。

感应加热中的加热电力是由安培匝数（ATurn）来决定的，该安培匝数为向感应加热线圈5通入的电流值（A）和感应加热线圈5的匝数（Turn）之积。

制造装置0能够精度较佳地加工钢管1。为了进一步提高制造装置0的弯曲加工的精度，优选钢管1在轴向上的加热宽度尽量地窄。若感应加热线圈5的匝数变多，则该加热宽度会变宽。因此，为了缩窄加热宽度，优选感应加热线圈5的匝数尽量地少。

另一方面，可向一个感应加热线圈5中通入的电流值依赖于感应加热线圈5的材质及截面积，通常最大为10000A左右。因此，对于感应加热线圈5的匝数而言，在为了调和较高的生产率和良好的尺寸精度而需要更多的能量的情况下，有时必须为两匝以上。