專利名稱：感應(yīng)加熱線圈、加工構(gòu)件的制造裝置及制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及感應(yīng)加熱線圈、加工構(gòu)件的制造裝置及制造方法。本發(fā)明涉及例如適于在制造淬火鋼管等淬火鋼材時(shí)使用的感應(yīng)加熱線圈、具有該感應(yīng)加熱線圈的加工構(gòu)件的制造裝置及采用該感應(yīng)加熱線圈的加工構(gòu)件的制造方法。
背景技術(shù)：
金屬制的強(qiáng)度構(gòu)件、加強(qiáng)構(gòu)件或者結(jié)構(gòu)構(gòu)件被用于汽車、各種機(jī)械。上述構(gòu)件要求為高強(qiáng)度、輕型且小型。以往以來，上述構(gòu)件通過焊接鋼制的沖壓加工品、沖切厚鋼板、以及鍛造鋁合金等制造而成。由上述制造方法實(shí)現(xiàn)的輕型化及小型化已經(jīng)達(dá)到極限。對(duì)于上述構(gòu)件而言，為了使其進(jìn)一步輕型化及小型化，例如通過非專利文獻(xiàn)I所公開的液壓成形進(jìn)行制造。液壓成形通過向配置在模具內(nèi)部的金屬管的內(nèi)部供給高壓的加工液而使金屬管發(fā)生鼓出變形，使金屬管沿著模具的內(nèi)表面變形，從而制造具有復(fù)雜形狀的成形品。液壓成形是冷加工，因此，難以將例如抗拉強(qiáng)度為780MPa以上這樣的延展性較低的原材料成形為復(fù)雜的形狀。液壓成形通常需要彎曲、預(yù)成形及液壓成形這三個(gè)工序，因此，工序比較復(fù)雜。并且，液壓成形的加工機(jī)大型且比較昂貴。本申請(qǐng)人通過專利文獻(xiàn)I公開了一種彎曲構(gòu)件的制造裝置。圖6是表示該制造裝置O的概略的說明圖。金屬管I (在以后的說明中，以金屬管為鋼管的情況為例)由支承機(jī)構(gòu)2以向該金屬管I的軸向移動(dòng)自如的方式支承。進(jìn)給機(jī)構(gòu)3將鋼管I從上游側(cè)朝向下游側(cè)地進(jìn)給。制造裝置O通過在支承機(jī)構(gòu)2的下游對(duì)鋼管I進(jìn)行彎曲加工來制造彎曲構(gòu)件8。感應(yīng)加熱線圈5在支承機(jī)構(gòu)2的下游將向鋼管I的軸向進(jìn)給的該鋼管I快速地感應(yīng)加熱到可以局部地進(jìn)行淬火的溫度范圍(Ac3點(diǎn)以上)。水冷機(jī)構(gòu)6在緊接在感應(yīng)加熱線圈5的下游快速地冷卻鋼管I。由此，在感應(yīng)加熱線圈5與水冷機(jī)構(gòu)6之間的鋼管I中局部地形成向鋼管I的軸向移動(dòng)的高溫部la。高溫部Ia的變形阻力比其他部分的變形阻力小得多。可動(dòng)輥模4具有至少一組輥對(duì)4a。輥對(duì)4a —邊進(jìn)給鋼管I 一邊支承鋼管I。可動(dòng)輥模4在水冷機(jī)構(gòu)6的下游區(qū)域中，一邊支承鋼管I 一邊向二維或者三維方向移動(dòng)，由此，對(duì)高溫部Ia施加彎曲力矩。制造裝置O通過使用了比較廉價(jià)的構(gòu)成設(shè)備2 6的簡單的工序，以較高的作業(yè)效率對(duì)鋼管I進(jìn)行彎曲加工，從而制造具有所希望的形狀的高強(qiáng)度(例如780MPa以上的抗拉強(qiáng)度)的彎曲構(gòu)件8。專利文獻(xiàn)I :國際公開第2006 / 093006號(hào)小冊(cè)子非專利文獻(xiàn)I :汽車技術(shù)(自動(dòng)車技術(shù))Nov. 57，No. 6 (2003) 23頁 28頁

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的問題、
通常，在利用感應(yīng)加熱線圈對(duì)例如棒材這樣的實(shí)心且金屬制的被加熱構(gòu)件進(jìn)行感應(yīng)加熱時(shí)，為了在被加熱構(gòu)件的周向上均勻地加熱該被加熱構(gòu)件，一邊使被加熱構(gòu)件繞中心軸線旋轉(zhuǎn)一邊對(duì)被加熱構(gòu)件進(jìn)行感應(yīng)加熱。但是，對(duì)于在制造裝置O中使鋼管I繞其中心軸線旋轉(zhuǎn)而言，由于在支承機(jī)構(gòu)2的下游移動(dòng)的可動(dòng)輥模4的移動(dòng)范圍存在限制，因此無法實(shí)現(xiàn)。因此，制造裝置O —邊不使鋼管I旋轉(zhuǎn)地向鋼管I的軸向進(jìn)給鋼管1，一邊利用感應(yīng)加熱線圈5對(duì)鋼管I進(jìn)行感應(yīng)加熱。因此，難以在鋼管I的周向上均勻地加熱鋼管I。感應(yīng)加熱中的加熱電力是由安培匝數(shù)(ATurn )來決定的，該安培匝數(shù)為向感應(yīng)加熱線圈5通入的電流值(A)和感應(yīng)加熱線圈5的阻數(shù)(Turn)之積。制造裝置O能夠精度較佳地加工鋼管I。為了進(jìn)一步提高制造裝置O的彎曲加工的精度，優(yōu)選鋼管I在軸向上的加熱寬度盡量地窄。若感應(yīng)加熱線圈5的匝數(shù)變多，則該加熱寬度會(huì)變寬。因此，為了縮窄加熱寬度，優(yōu)選感應(yīng)加熱線圈5的匝數(shù)盡量地少。另一方面，可向一個(gè)感應(yīng)加熱線圈5中通入的電流值依賴于感應(yīng)加熱線圈5的材 質(zhì)及截面積，通常最大為10000A左右。因此，對(duì)于感應(yīng)加熱線圈5的匝數(shù)而言，在為了調(diào)和較高的生產(chǎn)率和良好的尺寸精度而需要更多的能量的情況下，有時(shí)必須為兩匝以上。圖7是表不基于以往的技術(shù)思想的感應(yīng)加熱線圈5的一例的說明圖。圖7的(a)是感應(yīng)加熱線圈5的立體圖。圖7的(b)是通過以擴(kuò)寬感應(yīng)加熱線圈5的第一匝感應(yīng)加熱線圈的主體9 一 I及第二匝感應(yīng)加熱線圈的主體9 - 2的、在與鋼管I的軸向平行的方向上的間隔的方式進(jìn)行描畫而以容易理解的方式表示感應(yīng)加熱線圈5的構(gòu)造的立體圖。圖7的(c)是表示感應(yīng)加熱線圈5在鋼管I軸向上的投影的說明圖，實(shí)線箭頭表示第一匝感應(yīng)加熱線圈的主體9 一 I中的電流流向，虛線箭頭表示第二匝感應(yīng)加熱線圈的主體9 一 2中的電流流向。并且，圖7的(d)是表示由使用感應(yīng)加熱線圈5加熱后的鋼管I的數(shù)值分析模擬得到的溫度分布的一例的說明圖。為了利用制造裝置O以較高的尺寸精度制造彎曲構(gòu)件8，鋼管I的高溫部Ia需要在鋼管I的軸向上盡量地窄，而且，在鋼管I的周向上均勻地形成。如圖的7 (a) 圖7的(C)所示，感應(yīng)加熱線圈5具有環(huán)狀的主體9 一 1、9 一 2。主體9 一 1、9 - 2自鋼管I隔開距離地配置在鋼管I的周圍。主體9 一 I具有通過隔著絕緣板而形成的絕緣部9 - Ia,并且，主體9 一 2具有通過隔著絕緣板而形成的絕緣部9 一2a。如圖7的(c)所示，兩個(gè)絕緣部9 一 la、9 一 2a設(shè)置在用于向主體9 一 1、9 一 2供給交流電流的電極9 — 3a、9 — 3b之間。如圖7的(C)中由實(shí)線的箭頭表示的那樣，經(jīng)由一電極9 - 3a供給到主體9 一 I的交流電流在主體9 - I中流動(dòng)。如圖7的(c)中用虛線的箭頭表示的那樣，在主體9 一I中流動(dòng)的電流按照主體9 一 2及電極9 一 3b的順序流動(dòng)。由此，在主體9 一 1、9 一 2的內(nèi)部產(chǎn)生磁通。由于流動(dòng)的電流為交流電流，因此磁通的大小和朝向會(huì)發(fā)生變化。因此，在鋼管I中會(huì)感應(yīng)產(chǎn)生渦電流來產(chǎn)生抵消該磁通的變化這樣的磁通。該渦電流因鋼管I的電阻而產(chǎn)生焦耳熱，由此，進(jìn)行加熱鋼管I這樣的感應(yīng)加熱(induction heating)。由于所謂的集膚效應(yīng)，被供給的交流電流的頻率越高，鋼管I的發(fā)熱越集中在鋼管I的表面層。如圖的7 (a) 圖7的(C)所示，為了使感應(yīng)加熱線圈5的匝數(shù)為兩匝，需要設(shè)置用于將第一匝感應(yīng)加熱線圈的主體9 一I和第二匝感應(yīng)加熱線圈的主體9 一 2連接起來的線圈連接部9 一 4。因此，設(shè)置兩處由絕緣板構(gòu)成的絕緣部9 一 la、9 一 2a。通常，線圈具有螺旋形狀，因此，盡量靠近被加熱體且以最短距離將第一匝感應(yīng)加熱線圈的主體9 一 I和第二匝感應(yīng)加熱線圈的主體9 一 2連接起來，這是本領(lǐng)域技術(shù)人員的常識(shí)。如圖7的(C)所示，在感應(yīng)加熱線圈5在鋼管I的軸向上的投影中，在配置有線圈連接部9 - 4的區(qū)域S (絕緣部9 - Ia與絕緣部9 一 2a之間的區(qū)域)中，電流向鋼管I的軸向流動(dòng)。因此，在區(qū)域S中，由于向周向流動(dòng)的電流為一個(gè)方向，因此感應(yīng)加熱線圈5的匝數(shù)實(shí)質(zhì)上為一。相對(duì)于此，在除了區(qū)域S之外的剩余區(qū)域中，由于向周向流動(dòng)的電流為兩個(gè)方向，因此感應(yīng)加熱線圈5的匝數(shù)實(shí)質(zhì)上為二。這樣，感應(yīng)加熱線圈5的匝數(shù)根據(jù)主體9 一
1、9 - 2的周向的位置不同而不同。因此，若使用感應(yīng)加熱線圈5對(duì)鋼管I進(jìn)行感應(yīng)加熱，則不可避免地會(huì)在鋼管I的周向上產(chǎn)生溫度差。例如一邊以80mm / sec的輸送速度以非旋轉(zhuǎn)的方式向普通鋼制的鋼管I的軸向輸送該鋼管I，一邊使該鋼管I穿過感應(yīng)加熱線圈5的內(nèi)部，由此，對(duì)該鋼管I進(jìn) 行感應(yīng)加熱，該鋼管I的外徑(直徑)為31. 8_，壁厚為I. 8_，在上述情況下，如圖7的(d)所示，鋼管I的與配置有線圈連接部9 - 4的區(qū)域S (絕緣部9 - Ia與絕緣部9 一 2a之間的區(qū)域)相對(duì)應(yīng)的部分的加熱溫度和鋼管I的與除了區(qū)域S之外的剩余的區(qū)域相對(duì)應(yīng)的部分的加熱溫度之差最大達(dá)到約240°C。這樣，感應(yīng)加熱線圈5無法在鋼管I的周向上均勻且在該鋼管I的軸向上的狹窄范圍內(nèi)穩(wěn)定地加熱該鋼管I。本發(fā)明的目的在于提供一種能夠在例如鋼管等金屬材料的周向上均勻且在該金屬材料的軸向上的狹窄范圍內(nèi)穩(wěn)定地加熱該金屬材料的感應(yīng)加熱線圈，并且，其目的還在于提供通過使用該感應(yīng)加熱線圈而能夠穩(wěn)定且可靠地制造具有較高的尺寸精度的加工構(gòu)件的加工構(gòu)件的制造裝置及制造方法。用于解決問題的方案如圖I所例示的那樣，本發(fā)明的感應(yīng)加熱線圈10的構(gòu)成如下其包括(i)第一單匝線圈主體11，其沿周向圍繞長尺寸的金屬材料I的外周，自金屬材料I隔開配置并包括第一絕緣部Ilb和第一導(dǎo)電體；(ii)第二單匝線圈主體12，其具有實(shí)質(zhì)上與第一單匝線圈主體11的內(nèi)周形狀相同的內(nèi)周形狀，自金屬材料I隔開距離且在金屬材料I的軸向上與第一單匝線圈主體11并列配置，并包括第二絕緣部12b和第二導(dǎo)電體；以及(iii)主體連接部14，其將在周向上與第一絕緣部Ilb鄰接的第一鄰接部分Ilc和在周向上與第二絕緣部12b鄰接的第二鄰接部分12c連接起來，并且，該感應(yīng)加熱線圈10 —邊相對(duì)于金屬材料I沿金屬材料I的軸向進(jìn)行相對(duì)移動(dòng)，一邊對(duì)金屬材料I進(jìn)行感應(yīng)加熱，其中，有效線圈長度Le與感應(yīng)加熱線圈的內(nèi)周線圈長度LO之間的關(guān)系為(L0 — Le) / LO為O. 05以下。在此,“內(nèi)周線圈長度(Inner — Coil 一 Length) L0”是指第一單阻線圈主體11或第二單匝線圈主體12的內(nèi)側(cè)表面的一周(包含絕緣部在內(nèi))的長度，“有效線圈長度(Effective 一 Coil 一 Length) Le”是指將第一導(dǎo)電體和第二導(dǎo)電體向與感應(yīng)加熱線圈10相對(duì)于金屬材料I的相對(duì)移動(dòng)方向正交的截面投影時(shí)的重疊(重合)的區(qū)域的內(nèi)周長度，即指實(shí)質(zhì)上在周向上的匝數(shù)與線圈整體的匝數(shù)相等時(shí)的內(nèi)周長度。例如，對(duì)于內(nèi)周線圈長度而言，在內(nèi)徑為R的圓形線圈中為2JI R，在內(nèi)側(cè)短邊為a及內(nèi)側(cè)長邊為b的長方形線圈中為2X(a + b)。在圖I所例示的本發(fā)明中，有效線圈長度Le為從內(nèi)周線圈長度LO減去兩處絕緣部lib、12b的周向長度LI、L2之和(LI + L2)而得到的 “2 π R — LI - L2”。并且，非有效線圈長度(Noneffective — Coil — Length) Ln 是指實(shí)質(zhì)上在周向上的匝數(shù)小于線圈整體的匝數(shù)的區(qū)域的線圈內(nèi)周長度，Ln = LO - Le。因而，本發(fā)明優(yōu)選的是一種感應(yīng)加熱線圈，其至少具有沿作為被加熱體的長尺寸的金屬材料的周向圍繞該金屬材料的外周的第一單匝線圈主體和第二單匝線圈主體，該感應(yīng)加熱線圈一邊相對(duì)于不伴隨有旋轉(zhuǎn)的長尺寸的金屬材料進(jìn)行相對(duì)移動(dòng)，一邊對(duì)該金屬材料進(jìn)行感應(yīng)加熱，其特征在于，將在將線圈向相對(duì)于上述金屬材料的相對(duì)移動(dòng)方向投影的情況下實(shí)質(zhì)上的線圈匝數(shù)小于線圈整體的匝數(shù)的區(qū)域的線圈內(nèi)周長度設(shè)為Ln，并且，將上述投影的線圈內(nèi)周長度設(shè)為L0,在該情況下，Ln / LO為0.05以下。并且，在本發(fā)明中，優(yōu)選第一鄰接部分Ilc和第二鄰接部分12c在上述截面內(nèi)位于彼此不同的位置，具體地講，優(yōu)選第一鄰接部分Ilc和第二鄰接部分12c在上述截面內(nèi)位于按第一單匝線圈主體11或第二單匝線圈主體12的中心角偏離5度 45度的位置。在基于以往的技術(shù)思想的感應(yīng)加熱線圈中，設(shè)計(jì)為使被加熱體與線圈之間的距離均勻，并為了提高加熱效率使線圈全長最短，這種做法是常識(shí)。但是，如圖I所例示的那樣， 本發(fā)明的感應(yīng)加熱線圈具有與根據(jù)以往的本領(lǐng)域技術(shù)人員的常識(shí)想到的形狀顯著不同的形狀。本發(fā)明不惜增加線圈全長、增大線圈與被加熱體之間的距離，而最重視使線圈匝數(shù)在周向上均勻，其結(jié)果，作為完成的感應(yīng)加熱線圈，得到能夠?qū)Ψ切D(zhuǎn)的被加熱體的外周均勻地進(jìn)行加熱這樣的意想不到的效果。從另一觀點(diǎn)出發(fā)，如圖2所例示的那樣，本發(fā)明為一種加工構(gòu)件的制造裝置20，其特征在于，包括感應(yīng)加熱線圈10 ;冷卻機(jī)構(gòu)23，其一邊與感應(yīng)加熱線圈10 —起相對(duì)于金屬材料I進(jìn)行相對(duì)移動(dòng)，一邊對(duì)由感應(yīng)加熱線圈10感應(yīng)加熱后的金屬材料I進(jìn)行冷卻，從而在金屬材料I中形成向金屬材料I的軸向移動(dòng)的高溫部Ia ;以及加工機(jī)構(gòu)24、29，其對(duì)高溫部Ia施加彎曲力矩。從再一觀點(diǎn)出發(fā)，如圖2所例示，本發(fā)明為一種加工構(gòu)件的制造方法，其特征在于，一邊使感應(yīng)加熱線圈10相對(duì)于不繞中心軸線旋轉(zhuǎn)的長尺寸的金屬材料I沿金屬材料I的軸向進(jìn)行相對(duì)移動(dòng)，一邊對(duì)金屬材料I進(jìn)行感應(yīng)加熱，并且，利用與感應(yīng)加熱線圈10—起相對(duì)于金屬材料I進(jìn)行相對(duì)移動(dòng)的冷卻機(jī)構(gòu)23對(duì)由感應(yīng)加熱線圈10感應(yīng)加熱后的金屬材料I進(jìn)行冷卻，從而在金屬材料I中形成向金屬材料I的軸向移動(dòng)的高溫部la，之后，對(duì)高溫部Ia施加彎曲力矩。在上述本發(fā)明中，優(yōu)選金屬材料I為具有閉合的橫截面形狀的空心的鋼材，例如為鋼管。發(fā)明的效果采用本發(fā)明，能夠在金屬材料的周向上均勻且在該金屬材料的軸向上的狹窄范圍內(nèi)穩(wěn)定地加熱該金屬材料，因此，能夠以較高的尺寸精度穩(wěn)定且可靠地制造加工構(gòu)件。


圖I是表示本發(fā)明的感應(yīng)加熱線圈的一例的說明圖，圖I的(a)是感應(yīng)加熱線圈的立體圖，圖I的(b)是通過以擴(kuò)寬感應(yīng)加熱線圈的第一單匝線圈主體及第二單匝線圈主體的、在與鋼管的軸向平行的方向上的間隔的方式進(jìn)行描畫而以易于理解的方式表示感應(yīng)加熱線圈的構(gòu)造的立體圖，圖I的(C)是表示感應(yīng)加熱線圈在鋼管的軸向上的投影的說明圖，圖I的(d)是表示由使用感應(yīng)加熱線圈加熱后的鋼管的數(shù)值分析模擬得到的溫度分布的一例的說明圖。圖2是示意地表示應(yīng)用了本發(fā)明的感應(yīng)加熱線圈的加工構(gòu)件的制造裝置的說明圖。圖3的(a)及圖3的(b)均是表示本發(fā)明的感應(yīng)加熱線圈與鋼管之間的位置關(guān)系的說明圖，圖3的(a)是第一單匝線圈主體和第二單匝線圈主體與鋼管之間的間隔均等地為3. Omm的情況，圖3的(b)是第一單匝線圈主體的絕緣部和第二單匝線圈主體的絕緣部與鋼管之間的間隔為2. 0mm，并且除絕緣部之外的部位中的感應(yīng)加熱線圈與鋼管之間的間隔在2. Omm 4. Omm的范圍內(nèi)并且不均勻的情況。圖4是表示在利用本發(fā)明的感應(yīng)加熱線圈加熱鋼管的情況下軸向的溫度分布的曲線圖。
圖5是表示在利用比較例的感應(yīng)加熱線圈加熱鋼管的情況下軸向的溫度分布的曲線圖。圖6是表示由專利文獻(xiàn)I公開的彎曲加工裝置的概略的說明圖。圖7是表示基于以往的技術(shù)思想的感應(yīng)加熱線圈的一例的說明圖，圖7的(a)是感應(yīng)加熱線圈的立體圖，圖7的(b)是通過以擴(kuò)寬感應(yīng)加熱線圈的第一匝感應(yīng)加熱線圈的主體及第二匝感應(yīng)加熱線圈的主體的、在與鋼管的軸向平行的方向上的間隔的方式進(jìn)行描畫而以易于理解的方式表示感應(yīng)加熱線圈的構(gòu)造的立體圖，圖7的(c)是表示感應(yīng)加熱線圈在鋼管的軸向上的投影的說明圖，圖7的(d)是表示由使用感應(yīng)加熱線圈加熱后的鋼管的數(shù)值分析模擬得到的溫度分布的一例的說明圖。附圖標(biāo)記說明O、彎曲加工裝置；1、鋼管；2、支承機(jī)構(gòu)；3、進(jìn)給機(jī)構(gòu)；4、可動(dòng)輥模；4a、輥對(duì)；5、感應(yīng)加熱線圈；6、水冷機(jī)構(gòu)；8、彎曲構(gòu)件；9 - I、第一匝感應(yīng)加熱線圈的主體；9 - 2、第二匝感應(yīng)加熱線圈的主體；9 — la、9 — 2a、絕緣部；9 一 3a、9 一 3b、電極；9 一 4、線圈連接部；10、本發(fā)明的感應(yīng)加熱線圈；11、第一單匝線圈主體；llb、第一絕緣部；llc、第一鄰接部分；12、第二單匝線圈主體；12b、第二絕緣部；12c、第二鄰接部分；13a、13c、電極；14、主體連接部；20、本發(fā)明的制造裝置；21、進(jìn)給機(jī)構(gòu)；22、支承機(jī)構(gòu)；23、冷卻機(jī)構(gòu)；24、把持機(jī)構(gòu)；25、夾持機(jī)構(gòu)；26、主體；27、第一底座；28、第二底座；29、移動(dòng)機(jī)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式在以后的說明中，以本發(fā)明的金屬材料為鋼管的情況為例。本發(fā)明并不限定于金屬材料為鋼管的情況。本發(fā)明適用于具有閉合的橫截面形狀的金屬制的空心構(gòu)件。作為該空心構(gòu)件可以例舉出，例如具有矩形、橢圓形、長圓形、多邊形、多邊形與圓組合的橫截面形狀或者多邊形與橢圓組合的橫截面形狀的空心的金屬材料。感應(yīng)加熱線圈10圖I是表示本發(fā)明的感應(yīng)加熱線圈10的一例的說明圖。圖I的(a)是感應(yīng)加熱線圈10的立體圖，圖I的(b)是通過以擴(kuò)寬感應(yīng)加熱線圈10的第一單匝線圈主體11及第二單匝線圈主體12的、在與鋼管I的軸向平行的方向上的間隔的方式進(jìn)行描畫而以易于理解的方式表示感應(yīng)加熱線圈10的構(gòu)造的立體圖，圖I的(C)是表示感應(yīng)加熱線圈10在鋼管I的軸向上的投影的說明圖，圖I的(d)是表示由使用感應(yīng)加熱線圈10加熱后的鋼管I的數(shù)值分析模擬得到的溫度分布的一例的說明圖。在圖I的(d)中，注釋中最上方的圖案表示大于950°C小于等于1000°C的情況，從上方數(shù)第二個(gè)圖案表示大于900°C小于等于950°C的情況，諸如此類，最下方的圖案表示小于等于550°C的情況。感應(yīng)加熱線圈10 —邊相對(duì)于鋼管I沿鋼管I的軸向進(jìn)行相對(duì)移動(dòng)，一邊對(duì)鋼管I進(jìn)行感應(yīng)加熱。感應(yīng)加熱線圈10包括第一單匝線圈主體11和第二單匝線圈主體12。感應(yīng)加熱線圈10實(shí)質(zhì)上與包括一阻第一加熱線圈11和一阻第二加熱線圈12相同。長尺寸的鋼管I以不繞中心軸線旋轉(zhuǎn)的方式朝向該鋼管I的軸向進(jìn)給。第一單匝線圈主體11為銅合金制，具有環(huán)狀的外形。第一單匝線圈主體11具有第ー導(dǎo)電體，并在周向的一部分上具有第一絕緣部lib。優(yōu)選第一絕緣部Ilb的厚度較薄。對(duì)于第一絕緣部Ilb的厚度而言，為了可靠地確保絕緣性，可以例舉出其為Imm 2mm左右。第一單匝線圈主體11自鋼管I隔開規(guī)定距離且覆蓋鋼管I的整周地配置在鋼管I的周圍。 電極13a設(shè)置在位于第一絕緣部Ilb旁邊的第一導(dǎo)電體的第一鄰接部分11c。自電極13a供給到第一單匝線圈主體11的交流電流在第一單匝線圈主體11的第一導(dǎo)電體中環(huán)繞之后，經(jīng)由后述的主體連接部14流向第二單匝線圈主體12的第二導(dǎo)電體。由此，在第ー單匝線圈主體11的內(nèi)部產(chǎn)生磁通。由于流動(dòng)的電流為交流電流，因此磁通的大小和朝向會(huì)發(fā)生變化，在鋼管I中會(huì)感應(yīng)產(chǎn)生渦電流來產(chǎn)生抵消該磁通的變化這樣的磁通。此時(shí)，渦電流因鋼管I的電阻而產(chǎn)生焦耳熱，由此，進(jìn)行加熱鋼管I這樣的感應(yīng)加熱(inductionheatingノ。第二單匝線圈主體12為銅合金制，具有環(huán)狀的外形。第二單匝線圈主體12具有第二導(dǎo)電體，并在周向的一部分上具有第二絕緣部12b。優(yōu)選第二絕緣部12b的厚度較薄。對(duì)于第二絕緣部12b的厚度而言，為了可靠地確保絕緣性，可以例舉出其為Imm 2mm左右。第二單匝線圈主體12自鋼管I隔開規(guī)定距離且覆蓋鋼管I的整周地配置在鋼管I的周圍。第二單匝線圈主體12在鋼管I的軸向上與第一單匝線圈主體11配置成一列。第二單匝線圈主體12具有與第一單匝線圈主體11的內(nèi)周形狀相同的內(nèi)周形狀。此外，第二單匝線圈主體12具有與第一單匝線圈主體11的外周形狀相同的外周形狀。電極13c設(shè)置在位于第二絕緣部12b旁邊的第二導(dǎo)電體的第二鄰接部分12c。自后述的主體連接部14供給到第二單匝線圈主體12的第二導(dǎo)電體的交流電流在第二單匝線圈主體12的第二導(dǎo)電體中環(huán)繞之后，流向電極13c。由此，在第二單匝線圈主體12的內(nèi)部產(chǎn)生磁通。由于流動(dòng)的電流為交流電流，因此磁通的大小和朝向會(huì)發(fā)生變化，在鋼管I中會(huì)感應(yīng)產(chǎn)生渦電流來產(chǎn)生抵消該磁通的變化這樣的磁通。此時(shí)，渦電流因鋼管I的電阻而產(chǎn)生焦耳熱，由此，進(jìn)行加熱鋼管I這樣的感應(yīng)加熱(induction heating)。主體連接部14將在周向上與第一絕緣部Ilb鄰接的第一鄰接部分Ilc和在周向上與第二絕緣部12b鄰接的第二鄰接部分12c連接起來。如后述那樣，在與感應(yīng)加熱線圈10相對(duì)于鋼管I的相對(duì)移動(dòng)方向正交且在鋼管I的軸向上投影而得的截面(以下，在本說明書中省略記載為“投影橫截面”)中，第一鄰接部分Ilc和第二鄰接部分12c位于彼此不同的位置，因此，如圖的I (a)及圖I的(b)所示，主體連接部14具有以90度彎曲成大致L字形的截面形狀。主體連接部14經(jīng)由第二單匝線圈主體的第二鄰接部分12c向第二單匝線圈主體12供給自第一單阻線圈主體11的第一鄰接部分Ilc流入的交流電流。如圖I的(C)所示，在感應(yīng)加熱線圈10中，周向的實(shí)質(zhì)上的線圈匝數(shù)小于整體的線圈匝數(shù)時(shí)的非有效線圈長度Ln是第二絕緣部12b的寬度與第一絕緣部Ilb的L2的合計(jì)長度(LI + L2)，非有效線圈長度Ln為內(nèi)周線圈長度LO的5%以下。優(yōu)選Ln < 0. 03XL0。此外，如圖I的(C)所示，在感應(yīng)加熱線圈10中，優(yōu)選第一鄰接部分Ilc和第二鄰接部分12c在投影橫截面中位于彼此不同的位置，具體地講，優(yōu)選第一鄰接部分Ilc和第二鄰接部分12c在投影橫截面中位于按第一單匝線圈主體11或第二單匝線圈主體12的中心角偏離5度 45度的位置。在圖7的(C)所示的采用以往技術(shù)思想的高頻感應(yīng)加熱線圈5中，線圈匝數(shù)實(shí)質(zhì)上為ー的非有效線圈長度是配置有線圈連接部9 一 4的區(qū)域S(絕緣部9 一 Ia與絕緣部9 一2a之間的區(qū)域)加上絕緣部9 一 Ia和絕緣部9 一 2a的長度，是與線圈寬度相同程度的較寬的寬度。相對(duì)于此，在本發(fā)明的圖I的(C)所示的感應(yīng)加熱線圈10中，線圈匝數(shù)實(shí)質(zhì)上為ー的區(qū)域僅是第一絕緣部Ilb所在的區(qū)域及第ニ絕緣部12b所在的區(qū)域，從而會(huì)大幅度地削減向周向流動(dòng)的電流實(shí)質(zhì)上流動(dòng)ー匝的量的區(qū)域。例如在第一絕緣部Ilb及第ニ絕緣部12b的厚度均為2mm的情況下，若將鋼管I的直徑設(shè)置為31. 8mm，并且將第一單匝線圈主體11或第二單匝線圈主體12的內(nèi)徑設(shè)置為37. 8mm，則第二絕緣部12b的寬度LI與第一絕緣部Ilb的寬度L2的合計(jì)長度(LI + L2)約為第一單匝線圈主體11或第二單匝線圈主體12的內(nèi)側(cè)線圈長度118. 75mm的3. 4%。此外，若將鋼管I的直徑設(shè)置為25. 4mm，并且將第一單匝線圈主體11或第二單匝線圈主體12的內(nèi)徑設(shè)置為31. 4mm，則合計(jì)長度(LI + L2)約為第一單匝線圈主體11或第ニ單匝線圈主體12的內(nèi)側(cè)線圈長度的4. 1%。另外，在基于以往的技術(shù)思想的感應(yīng)加熱線圈5中，非有效線圈長度與線圈寬度大致相等。在第一阻感應(yīng)加熱線圈的主體9 — I的內(nèi)徑為31. 4mm且線圈寬度為15mm的情況下，其非有效線圈長度約為內(nèi)側(cè)線圈長度的15%。像通過對(duì)比圖I的(d)和圖7的(d)所理解的那樣，若使用本發(fā)明的感應(yīng)加熱線圈10對(duì)鋼管I進(jìn)行感應(yīng)加熱，則與使用基于以往的技術(shù)思想的感應(yīng)加熱線圈5對(duì)鋼管I進(jìn)行感應(yīng)加熱的情況相比，會(huì)顯著地減少鋼管I的周向的溫度差。例如，ー邊以80mm / sec的輸送速度以非旋轉(zhuǎn)的方式向普通鋼制的鋼管I的軸向輸送該鋼管I，ー邊使該鋼管I穿過感應(yīng)加熱線圈10或感應(yīng)加熱線圈5的內(nèi)部，由此，對(duì)該鋼管I進(jìn)行感應(yīng)加熱，該鋼管I的外徑(直徑)為31. 8mm,壁厚為1.8mm。于是,對(duì)于在鋼管I中產(chǎn)生的周向的溫度差而言,在感應(yīng)加熱線圈5的情況下約為240°C，但在感應(yīng)加熱線圈10的情況下減少至約80°C左右。這樣，感應(yīng)加熱線圈10能夠在鋼管I的周向上均勻且在狹窄范圍內(nèi)穩(wěn)定地加熱該鋼管I。以上的說明是以感應(yīng)加熱線圈10包括兩個(gè)單匝線圈主體11、12的方式為例。本發(fā)明并不限定于上述方式。本發(fā)明的感應(yīng)加熱線圈可以具有三個(gè)以上單匝線圈主體。第三單匝線圈主體與第一單匝線圈主體11和第二單匝線圈主體12配置成一列地配置在第一單匝線圈主體11與第二單匝線圈主體12之間、或者配置在第一單匝線圈主體12或第二單匝線圈主體12的旁邊。鑒于縮窄加熱寬度、設(shè)置位置的制約等理由，優(yōu)選單匝線圈主體的設(shè)置數(shù)量為兩個(gè)或三個(gè)。另外，感應(yīng)加熱線圈的形狀并不限定于圓形。例如可以是矩形、橢圓形、長圓形、多邊形、多邊形與圓的組合的橫截面形狀或者多邊形與橢圓的組合的橫截面形狀。制造裝置20及制造方法對(duì)通過將感應(yīng)加熱線圈10應(yīng)用于彎曲加工裝置0中而制造加工構(gòu)件的狀況進(jìn)行說明。圖2是示意地表示應(yīng)用了本發(fā)明的感應(yīng)加熱線圈10的加工構(gòu)件的制造裝置20的說明圖。如該圖所示，上述制造裝置20包括進(jìn)給機(jī)構(gòu)21、支承機(jī)構(gòu)22、感應(yīng)加熱線圈10、冷卻機(jī)構(gòu)23及把持機(jī)構(gòu)24。依次說明上述結(jié)構(gòu)設(shè)備。
講給機(jī)構(gòu)21進(jìn)給機(jī)構(gòu)21用于將鋼管I向該鋼管I的縱長方向進(jìn)給。作為進(jìn)給機(jī)構(gòu)21例舉出采用電動(dòng)伺服缸的機(jī)構(gòu)。進(jìn)給機(jī)構(gòu)21并不限定于特定的型式的機(jī)構(gòu)。例如采用滾珠絲杠的機(jī)構(gòu)、采用同步帶、鏈的機(jī)構(gòu)這樣的、作為鋼管I的該種進(jìn)給機(jī)構(gòu)的公知的機(jī)構(gòu)，可同等地用作進(jìn)給機(jī)構(gòu)11。鋼管I由夾持機(jī)構(gòu)25以移動(dòng)自如的方式支承。進(jìn)給機(jī)構(gòu)21以規(guī)定的進(jìn)給速度向鋼管I的軸向(縱長方向)進(jìn)給該鋼管I。夾持機(jī)構(gòu)25為了進(jìn)給鋼管I而支承鋼管I。在設(shè)置有后述的支承機(jī)構(gòu)22的情況下，可以省略夾持機(jī)構(gòu)25。在制造裝置20中，進(jìn)給機(jī)構(gòu)21向鋼管I的軸向進(jìn)給該鋼管1，并且，固定地設(shè)置有感應(yīng)加熱線圈10和冷卻機(jī)構(gòu)23。但是，本發(fā)明并不限定于上述方式。感應(yīng)加熱線圈10和冷卻機(jī)構(gòu)23只要以相對(duì)于鋼管I相對(duì)移動(dòng)自如的方式設(shè)置即可。例如，容許以下情況Ca)不進(jìn)給鋼管I而固定地配置該鋼管1，并且，感應(yīng)加熱線圈10和冷卻機(jī)構(gòu)23相對(duì)于鋼管I移動(dòng)；(b)向鋼管I的軸向進(jìn)給該鋼管1，并且，感應(yīng)加熱線圈10和冷卻機(jī)構(gòu)23還相對(duì)于鋼管I移動(dòng)。支承機(jī)構(gòu)22支承機(jī)構(gòu)22在第I位置A以移動(dòng)自如的方式支承由進(jìn)給機(jī)構(gòu)21向鋼管I的軸向進(jìn)給的該鋼管I。作為支承機(jī)構(gòu)22例舉出固定引導(dǎo)件。支承機(jī)構(gòu)22并不限定于特定的型式的機(jī)構(gòu)。例如，作為支承機(jī)構(gòu)22可以使用相對(duì)配置的ー對(duì)或者ー對(duì)以上的非驅(qū)動(dòng)輥。作為該種支承機(jī)構(gòu)的公知的支承機(jī)構(gòu)，可同等地用作支承機(jī)構(gòu)22。鋼管I通過支承機(jī)構(gòu)的設(shè)置位置A，被向該鋼管I的軸向進(jìn)給。支承機(jī)構(gòu)22可以被夾持機(jī)構(gòu)25代替。感應(yīng)加熱線圈10感應(yīng)加熱線圈10用于在位于比第I位置A靠鋼管I的進(jìn)給方向下游的第2位置B處快速地對(duì)鋼管I進(jìn)行加熱。感應(yīng)加熱線圈10通過向第一單匝線圈主體11和第二單匝線圈主體12供給頻率為5kHz IOOkHz的交流電流，在第2位置B處對(duì)以5_ / sec 150_ / sec的進(jìn)給速度進(jìn)給的鋼管I進(jìn)行感應(yīng)加熱。通過改變感應(yīng)加熱線圈10相對(duì)于鋼管I的、在和與鋼管I的軸向正交的方向平行的方向上的距離，能夠以在鋼管I的周向上不均勻的方式對(duì)鋼管I的一部分進(jìn)行加熱。圖3的(a)及圖3的(b)均是表示感應(yīng)加熱線圈10和鋼管I之間的位置關(guān)系的說明圖，圖3的(a)是第一單匝線圈主體11和第二單匝線圈主體12與鋼管I之間的間隔均等地為3. Omm的情況，圖3的(b)是第一單匝線圈主體11的絕緣部Ilb和第二單匝線圈主體的第二絕緣部12b與鋼管I之間的間隔為2. Omm,并且除第一絕緣部Ilb和第二絕緣部12b之外的部位中的感應(yīng)加熱線圈10與鋼管I之間的間隔在2. Omm 4. Omm的范圍內(nèi)并且不均勻的情況。在圖3的(a)所示的情況下，鋼管I的在第一絕緣部Ilb和第二絕緣部12b附近的位置的溫度低于鋼管I的其他位置的溫度，鋼管I的周向的溫度差為80°C左右。相對(duì)于此，在圖3的(b)所示的情況下，鋼管I的在第一絕緣部Ilb和第二絕緣部12b附近的位置的溫度與鋼管I的其他位置的溫度之差變小，鋼管I的周向的溫度差為40°C左右。通過并用在感應(yīng)加熱線圈10的上游側(cè)設(shè)置的至少ー個(gè)以上的鋼管I的預(yù)熱部件，能夠?qū)︿摴躀進(jìn)行多次加熱。由此，能夠進(jìn)一歩減小鋼管I的周向的溫度差。 并且，通過并用在感應(yīng)加熱線圈10的上游側(cè)設(shè)置的至少ー個(gè)以上的鋼管I的預(yù)熱部件，還能夠以在被進(jìn)給的鋼管I的周向或軸向上不均勻的方式對(duì)該鋼管I進(jìn)行加熱。由此，能夠進(jìn)一歩減小鋼管I的周向的溫度差。如圖I的(d)所例示，利用感應(yīng)加熱線圈10，一邊顯著地降低鋼管I的周向的溫度差，ー邊快速地對(duì)鋼管I進(jìn)行加熱。冷卻機(jī)構(gòu)23冷卻機(jī)構(gòu)23配置在比第2位置B靠鋼管I的進(jìn)給方向下游的第3位置C上。冷卻機(jī)構(gòu)23用于冷卻加熱后的鋼管I。鋼管I通過被冷卻機(jī)構(gòu)23冷卻，局部地形成向鋼管I的軸向移動(dòng)的高溫部la。高溫部Ia與其他部分相比，變形阻力大幅度地降低。冷卻機(jī)構(gòu)23只要能夠以所希望的冷卻速度冷卻鋼管I即可，并不限定于特定的型式的冷卻機(jī)構(gòu)。通常，作為冷卻機(jī)構(gòu)23例舉出通過對(duì)鋼管I的外周面的規(guī)定的位置噴射冷卻水來冷卻鋼管I的水冷機(jī)構(gòu)。如圖I所示，朝向鋼管I的進(jìn)給方向傾斜地噴射冷卻水。通過改變冷卻機(jī)構(gòu)23相對(duì)于鋼管I的、在和與鋼管I的軸向正交的方向平行的方向上的距離，能夠調(diào)整高溫部Ia在軸向上的長度。把持機(jī)構(gòu)24把持機(jī)構(gòu)24配置在比第3位置C靠鋼管I的進(jìn)給方向下游的區(qū)域D中。把持機(jī)構(gòu)24 —邊把持鋼管I，ー邊在工作空間(work space)內(nèi)向三維方向移動(dòng)，該工作空間包含比第3位置C靠鋼管I的進(jìn)給方向上游側(cè)的空間。由此，把持機(jī)構(gòu)24對(duì)形成在鋼管I中的高溫部Ia施加彎曲カ矩。通常，卡盤機(jī)構(gòu)可用作把持機(jī)構(gòu)24。另外，在本發(fā)明中，當(dāng)然能夠使三維移動(dòng)自如的把持機(jī)構(gòu)24 ニ維移動(dòng)。通過使把持機(jī)構(gòu)24 ニ維移動(dòng)，能夠進(jìn)行彎曲方向在ニ維上不同的彎曲加工，從而能夠制造彎曲構(gòu)件、例如能夠制造S字彎曲這樣的彎曲方向在ニ維上不同的彎曲構(gòu)件。“工作空間”的意思是指由式(I)、式(2)及式(3)規(guī)定的三維空間。X < 0 且(y=0 或者 y 彡 0. 5D)且 0 彡 0 < 360。........(I)X2+ (y-Rmin) 2 彡 Rmin2.................(2)X2 + (y + Rmin) 2 ^ Rmin2- (0. 5D-Rmin) 2 + (0. 5D + Rmin)2.......................(3)其中，在式(I) 式(3)中，D的意思是指彎曲構(gòu)件的最小外形尺寸(mm)，Rmin的意思是指彎曲構(gòu)件的最小曲率半徑(mm)，x、y、6是將第2位置作為原點(diǎn)的圓柱坐標(biāo)系，將彎曲構(gòu)件的瞬時(shí)進(jìn)給方向設(shè)為X的正方向，將在水平面內(nèi)與X正交的方向設(shè)為y，將周向的角度設(shè)為0。
通過把持機(jī)構(gòu)24在工作空間內(nèi)向三維方向移動(dòng)來對(duì)鋼管I進(jìn)行彎曲加工，由此，制造沿著縱長方向斷續(xù)地或者連續(xù)地具有彎曲部的彎曲構(gòu)件。由于工作空間是在觀念上認(rèn)識(shí)到的空間，因此，也可以在該工作空間內(nèi)存在例如各種機(jī)構(gòu)這樣的有形物。把持機(jī)構(gòu)24包括具有柱狀外形的主體26及移動(dòng)機(jī)構(gòu)29。主體26由空心體構(gòu)成?？招捏w具有與鋼管I的外周面相適配的形狀的內(nèi)周面。主體26通過抵接于鋼管I的頂端部的外表面進(jìn)行配置來把持鋼管I。另外，主體26也可以與圖I所示的例子不同，由具有與鋼管I的內(nèi)周面相對(duì)應(yīng)的形狀的外周面的筒體構(gòu)成。在該情況下，主體26通過插入到鋼管I的頂端部的內(nèi)部進(jìn)行配置來把持鋼管I。移動(dòng)機(jī)構(gòu)29由第一底座27及第ニ底座28構(gòu)成。第一底座27搭載主體26，并且以向與鋼管I在第I位置A處的進(jìn)給方向正交的方向(圖I中的上下方向)移動(dòng)自如的方式配置。第二底座28以向上述進(jìn)給方向移動(dòng)自如的方式配置在第一底座27。第一底座27的移動(dòng)及第ニ底座28的移動(dòng)均是通過使用滾珠絲杠及驅(qū)動(dòng)馬達(dá)來進(jìn)行的。利用該移動(dòng)機(jī)構(gòu)29，主體26以在水平面內(nèi)ニ維移動(dòng)自如的方式配置。另外，圖I中的附圖標(biāo)記30表示X軸俯仰操縱馬達(dá)，附圖標(biāo)記31表示X軸移位馬達(dá)，附圖標(biāo)記32表示Y軸俯仰操縱馬達(dá)，附圖標(biāo)記33表示Y軸移位馬達(dá)，附圖標(biāo)記34表示Z軸俯仰操縱馬達(dá)，并且，附圖標(biāo)記35表示Z軸移位馬達(dá)。并且，也可以通過使用具有能夠繞至少ー個(gè)軸以上的軸旋轉(zhuǎn)的關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)型機(jī)器人來代替圖2所示的移動(dòng)機(jī)構(gòu)29而支承主體26。通過使用關(guān)節(jié)型機(jī)器人，會(huì)容易地以使主體26向三維方向移動(dòng)自如的方式支承該主體26。對(duì)利用制造裝置20制造朝向縱長方向斷續(xù)地或者連續(xù)地具有三維彎曲的彎曲加エ部的加工產(chǎn)品的狀況進(jìn)行說明。利用支承機(jī)構(gòu)22在第I位置A處支承具有閉合的截面形狀的長尺寸的鋼管1，并且利用進(jìn)給機(jī)構(gòu)21向鋼管I的縱長方向進(jìn)給該鋼管I。在第2位置B處，通過向感應(yīng)加熱線圈10供給頻率為5kHz IOOkHz的交流電流，對(duì)以5mm / sec 150mm / sec的進(jìn)給速度進(jìn)給的鋼管I進(jìn)行感應(yīng)加熱。通過在第3位置C處利用冷卻機(jī)構(gòu)23冷卻鋼管1，在鋼管I中形成高溫部la。并且，與作為目標(biāo)的產(chǎn)品形狀相對(duì)應(yīng)地繼續(xù)進(jìn)行這樣的處理在區(qū)域D中，通過在包含比第3位置C靠鋼管I的進(jìn)給方向上游側(cè)的空間的工作空間內(nèi)向三維方向改變把持機(jī)構(gòu)24的位置，對(duì)鋼管I的高溫部Ia施加彎曲カ矩。由此，連續(xù)地制造朝向縱長方向斷續(xù)地或者連續(xù)地具有三維彎曲的彎曲加工部的
彎曲加工產(chǎn)品。在該情況下，在第2位置B處將鋼管I加熱到可以局部地進(jìn)行淬火的溫度，并且，在第3位置C處以規(guī)定的冷卻速度進(jìn)行冷卻，由此，能夠?qū)︿摴躀的一部分或者全部進(jìn)行淬火。由此，彎曲加工產(chǎn)品至少沿縱長方向和/或與該縱長方向交叉的截面內(nèi)的外周方向斷續(xù)地或者連續(xù)地具有淬火部。通過以如下方式配置制造裝置20，能夠連續(xù)地制造彎曲加工產(chǎn)品(a)將制造裝置20配置在構(gòu)成電焊鋼管制造流水線的彎曲加工產(chǎn)品的連續(xù)制造裝置中的后處理裝置的出口側(cè)，該連續(xù)制造裝置包括開卷機(jī)，其連續(xù)地放出帶狀鋼板；成形裝置，其將放出來的帶狀鋼板成形為規(guī)定的截面形狀的管；焊接裝置，其通過將對(duì)接好的帶狀鋼板的兩側(cè)邊緣焊接起來而形成連續(xù)的管；以及后處理裝置，其用于切削焊道及根據(jù)需要進(jìn)行焊后退火、定徑加工(サィジンゲ)；或者(b)將制造裝置20配置在構(gòu)成輥成形流水線的彎曲加工產(chǎn)品的連續(xù)制造裝置中的成形機(jī)構(gòu)的出ロ側(cè)，該連續(xù)制造裝置包括開卷機(jī)，其連續(xù)地放出帶狀鋼板；以及成形機(jī)構(gòu)，其將放出來的帶狀鋼板成形為規(guī)定的截面形狀。
采用本發(fā)明，無論是在通過進(jìn)行彎曲方向在三維上不同的彎曲來制造彎曲加工產(chǎn)品的情況下，還是在需要對(duì)更高強(qiáng)度的金屬材料進(jìn)行彎曲加工的情況下，都能夠在作為被加熱體的金屬材料的周向上均勻且在金屬材料的軸向上的狹窄范圍內(nèi)穩(wěn)定地形成加熱區(qū)域。由此，能夠高效且廉價(jià)地制造高強(qiáng)度且形狀保持性較佳、具有規(guī)定的硬度分布且具有所希望的尺寸精度、并且縱長方向上的曲率半徑不為恒定而在縱長方向上具有至少兩個(gè)曲率半徑彼此不同的部分的彎曲加工產(chǎn)品。而且，利用例如由多關(guān)節(jié)型機(jī)器人等支承的把持部件來把持金屬材料地對(duì)金屬材料進(jìn)行彎曲加工，由此，能夠?qū)澢庸さ慕嵌却_保得較大，從而能夠確保表面特性、抑制表面缺陷，而且，能夠確保彎曲加工精度，并且，能夠以優(yōu)異的作業(yè)效率進(jìn)行彎曲加工。本發(fā)明例如能夠廣泛地用作彎曲加工產(chǎn)品的彎曲加工技術(shù)，例如要求進(jìn)ー步提高彎曲度的汽車用彎曲加工產(chǎn)品的彎曲加工技術(shù)。利用本發(fā)明制造的淬火鋼材例如能夠應(yīng)用于以下例示的用途(i) (vii)。(i)汽車懸架的下懸架臂、制動(dòng)踏板這樣的汽車的強(qiáng)度構(gòu)件；(ii)汽車的各種加強(qiáng)件、撐臂等加強(qiáng)構(gòu)件；(iii)保險(xiǎn)杠、車門防撞桿、側(cè)梁、懸架支撐件、車柱、下縱梁(サィドシル)等汽車的結(jié)構(gòu)構(gòu)件；(iv)自行車、機(jī)動(dòng)兩輪車等的車架、曲軸；(v)電車等車輛的加強(qiáng)構(gòu)件、載貨車部件(載貨車架、各種梁等);(Vi)船體等的框架部件、加強(qiáng)構(gòu)件；(Vii)家電產(chǎn)品的強(qiáng)度構(gòu)件、加強(qiáng)構(gòu)件或者結(jié)構(gòu)構(gòu)件；實(shí)施例使用將圖I所示的感應(yīng)加熱線圈10應(yīng)用于圖6所示的制造裝置0中而得的制造裝置、及將圖7所示的比較例的感應(yīng)加熱線圈5應(yīng)用于圖6所示的制造裝置0中而得的制造裝置，ー邊以80_ / sec的輸送速度以非旋轉(zhuǎn)的方式向普通鋼制的鋼管I的軸向輸送該鋼管1，ー邊使該鋼管I穿過感應(yīng)加熱線圈10或感應(yīng)加熱線圈5的內(nèi)部，由此，對(duì)該鋼管I進(jìn)行了感應(yīng)加熱，該鋼管I的外徑(直徑)為31. 8_，壁厚為I. 8_。而且，在鋼管I的周向的兩處部位P1、P2安裝多個(gè)熱電偶，ー邊輸送鋼管1，ー邊對(duì)加熱時(shí)的鋼管I的溫度進(jìn)行了測量。圖4是表示本發(fā)明的結(jié)果的曲線圖，圖5是表示比較例的結(jié)果的曲線圖。另外，測定位置為ー并記在圖4、圖5的曲線圖中的部位P1、P2。部位Pl是在橫截面內(nèi)第一絕緣部Ilb和第二絕緣部12b所夾著的區(qū)域的位置，即為在比較例的感應(yīng)加熱線圈5中線圈匝數(shù)實(shí)質(zhì)上為ー匝的位置。此外，部位P2是自部位Pl按主體11的中心角偏離90度的位置。圖4、圖5的曲線圖中的實(shí)線是部位P的測量結(jié)果，虛線是部位P2的測量結(jié)果。此外，圖4、圖5的曲線圖中的縱軸T表示鋼管I的溫度(°C)，橫軸SP表示在鋼管I的軸向上的進(jìn)給位置(mm)?！は裨趫D5中用曲線圖表示的那樣，在比較例中鋼管I的周向的溫度差約為260°C，相對(duì)于此，像在圖4中用曲線圖表示的那樣，采用本發(fā)明例，鋼管I的周向的溫度差降低到約 80。。。
權(quán)利要求
1.一種感應(yīng)加熱線圈，其一邊相對(duì)于不伴隨有旋轉(zhuǎn)的長尺寸的金屬材料進(jìn)行相對(duì)移動(dòng)，一邊對(duì)該金屬材料進(jìn)行感應(yīng)加熱，其特征在于， 在將非有效線圈長度設(shè)為Ln，將內(nèi)周線圈長度設(shè)為LO的情況下，Ln / LO為O. 05以下
2.—種加工構(gòu)件的制造裝置，其特征在于，包括 權(quán)利要求I所述的感應(yīng)加熱線圈； 冷卻機(jī)構(gòu)，其一邊與上述感應(yīng)加熱線圈一起相對(duì)于上述金屬材料進(jìn)行相對(duì)移動(dòng)，一邊對(duì)由上述感應(yīng)加熱線圈感應(yīng)加熱后的上述金屬材料進(jìn)行冷卻，從而在上述金屬材料中形成向上述金屬材料的軸向移動(dòng)的高溫部；以及加工機(jī)構(gòu)，其對(duì)上述高溫部施加彎曲力矩。
3.—種加工構(gòu)件的制造方法，其特征在于， 一邊使權(quán)利要求I所述的感應(yīng)加熱線圈相對(duì)于不繞中心軸線旋轉(zhuǎn)的長尺寸的金屬材料沿該金屬材料的軸向進(jìn)行相對(duì)移動(dòng)，一邊對(duì)該金屬材料進(jìn)行感應(yīng)加熱，并且，利用與上述感應(yīng)加熱線圈一起相對(duì)于上述金屬材料進(jìn)行相對(duì)移動(dòng)的冷卻機(jī)構(gòu)對(duì)由上述感應(yīng)加熱線圈感應(yīng)加熱后的上述金屬材料進(jìn)行冷卻，從而在上述金屬材料中形成向上述金屬材料的軸向移動(dòng)的高溫部，之后，對(duì)該高溫部施加彎曲力矩。
全文摘要
本發(fā)明提供感應(yīng)加熱線圈，其能夠在以非旋轉(zhuǎn)的方式向鋼管的軸向輸送的該鋼管的周向上均勻且在該鋼管的軸向上的狹窄范圍內(nèi)穩(wěn)定地加熱該鋼管。在作為被加熱體的長尺寸的金屬材料(1)的周向上圍繞該金屬材料(1)的外周的結(jié)構(gòu)的感應(yīng)加熱線圈(10)具有第一匝感應(yīng)加熱線圈的線圈主體(11)和第二匝感應(yīng)加熱線圈的線圈主體(12)這樣的兩個(gè)以上的單匝線圈，將在將上述線圈向軸向投影的情況下實(shí)質(zhì)上的線圈匝數(shù)小于線圈整體的匝數(shù)時(shí)的內(nèi)周長度設(shè)為Ln(非有效線圈長度)，將投影的線圈主體的內(nèi)周長度設(shè)為L0(內(nèi)周線圈長度)，Ln／L0為0.05以下，線圈主體(11)和線圈主體(12)在連接部具有絕緣部(11b)和絕緣部(12b)，絕緣部彼此位于按線圈主體的中心角偏離5度～45度的位置。
文檔編號(hào)C21D1/42GK102792771SQ20118001275
公開日2012年11月21日 申請(qǐng)日期2011年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月6日
發(fā)明者岡田信宏, 富澤淳, 島田直明 申請(qǐng)人:住友金屬工業(yè)株式會(huì)社