(57)【要約】【課題】簡便に誘導加熱用のコイルを取り替え可能な誘導加熱装置を提供する。【解決手段】ベース部材２０と、ベース部材２０に脱着可能に取り付けるオプション部材３０と、を備え、ベース部材２０はワークＷに誘導加熱を施す加熱位置へ当該ワークＷを搬送する搬送部２２を備え、オプション部材３０はワークＷを誘導加熱するコイル４３を備えていて、オプション部材３０をベース部材２０に取り付けた状態で、搬送部２２がワークＷを加熱位置へ搬送し、さらに当該コイル４３に高周波電力を供給することで当該ワークＷを誘導加熱する誘導加熱装置１０であって、他のワークに誘導加熱処理を施すために、オプション部材３０が別のコイルを搭載した他のオプション部材に取り替え可能に構成されている。【選択図】図３
2010236002.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース部材と、このベース部材に脱着可能に取り付けられるオプション部材と、を備え、
上記ベース部材は、ワークに誘導加熱を施す加熱位置へ当該ワークを搬送する搬送部を備え、
上記オプション部材は、上記ワークを誘導加熱するコイルを備えていて、
上記オプション部材を上記ベース部材に取り付けた状態で、上記搬送部により上記ワークを加熱位置へ搬送し、さらに当該コイルに高周波電力を供給することで当該ワークを誘導加熱する誘導加熱装置であって、
上記オプション部材が、別のコイルを搭載した他のオプション部材に取り替え可能に構成されていることを特徴とする、誘導加熱装置。
【請求項２】
前記オプション部材は、前記コイルに接続される電極を備え、
前記ベース部材は、上記電極を取り外し可能に挟むベース電極を備え、
前記オプション部材を前記ベース部材にセットすると、上記オプション部材の電極が上記ベース電極に接続されることを特徴とする、請求項１に記載の誘導加熱装置。
【請求項３】
前記ベース部材は、供給装置から送られてくる冷却水を前記オプション部材へ送出するための供給口を備え、
前記オプション部材は、上記供給口に連結する連結口を備え、
前記オプション部材を前記ベース部材にセットすると、上記連結口が上記供給口に連結されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の誘導加熱装置。
【請求項４】
前記ベース部材は、前記オプション部材の取付位置を案内するガイドピンを備え、
前記オプション部材は、上記ガイドピンを挿通させる穴部を備えていることを特徴とする、請求項１〜３の何れかに記載の誘導加熱装置。
【請求項５】
前記ベース部材は、前記オプション部材の取付状態をロックするロック部材を備えることを特徴とする、請求項１〜４の何れかに記載の誘導加熱装置。
【請求項６】
前記オプション部材は、当該オプション部材を移動させる移動機構のフック等の係合部と係合可能な被係合部を備えていることを特徴とする、請求項１〜５の何れかに記載の誘導加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は例えば環状の被加熱物の内周面又は外周面を誘導加熱する誘導加熱装置に係り、特に被加熱物を誘導加熱する複数のコイルを纏めて又は大型のコイルを取り替え可能にした誘導加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、一つの環状の被加熱物（以下、これをワークと称する。）の内周面を二つのコイルで連続して誘導加熱する装置が知られている。
この装置は、台に載置した環状のワークの内周面を誘導加熱する円弧状の第１誘導加熱コイルと、当該環状のワークの内周面のうち上記第１誘導加熱コイルが誘導加熱した部分を続けて誘導加熱する円弧状の第２誘導加熱コイルと、を備えている。
この装置では、第１誘導加熱コイルと第２誘導加熱コイルとに所定の高周波電力を所定時間供給しながら台と共に環状のワークを回転させる。これにより、ワークの内周面は、二つの円弧状の誘導加熱コイルによって誘導加熱されることになり、ワークの内周面の加熱面積を広くできるため、加熱効率を向上させることができる。
【０００３】
このように、一つのワークに対して二つのコイルで連続して誘導加熱する装置が特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４１２１１２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に示す従来の誘導加熱装置では、ワークの形状や寸法が変わる場合には、そのワークに応じて前述の二つのコイルを取り替える必要がある。この場合、ワークに合わせた二つのコイルをそれぞれ装置に取り付ける作業は手間と時間を要する。
【０００６】
本発明はこのような課題を解決するために、簡便に誘導加熱用のコイルを取り替え可能な誘導加熱装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は、ベース部材と、このベース部材に脱着可能に取り付けられるオプション部材と、を備え、ベース部材は、ワークに誘導加熱を施す加熱位置へ当該ワークを搬送する搬送部を備え、オプション部材は、ワークを誘導加熱するコイルを備えていて、オプション部材が上記ベース部材に取り付けられた状態で、上記搬送部が上記ワークを所定の加熱位置へ搬送し、さらに当該コイルに高周波電力が供給されることで当該ワークが誘導加熱される、誘導加熱装置であって、他のワークに誘導加熱処理を施すために、上記オプション部材が、別のコイルを搭載した他のオプション部材に取り替え可能に構成されている。
【０００８】
本発明の誘導加熱装置において、オプション部材は、コイルを取り付けるコイル取付部を備え、コイル取付部は、コイルのコイル電極に接続される中間電極を備え、ベース部材は、中間電極を取り外し可能に挟むベース電極と、を備え、オプション部材がベース部材にセットされると、中間電極がベース電極に接続される。
ベース部材は、好ましくは、供給装置から送られてくる冷却水をオプション部材へ送出するための供給口を備え、オプション部材は、供給口に連結する連結口を備え、オプション部材がベース部材にセットされると、連結口が供給口に連結し、供給口を介して冷却水が供給されてコイルによって誘導加熱されたワークが冷却される。
前記ベース部材は、オプション部材の取付位置を案内するガイドピンを備えていてよく、このオプション部材は、ガイドピンを挿通させる穴部を備えていてもよい。またベース部材は、オプション部材の取付状態をロックするロック部材を備えていてもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、簡便に誘導加熱用のコイルを取り替えることができる。これにより、コイル取り換えの作業の負担等を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る誘導加熱装置の正面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る誘導加熱装置の平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図４】図１の誘導加熱装置で誘導加熱するワークの構成を示す断面図である。
【図５】本発明の実施形態に係るコイルユニットに設けた電極、取付プレートに設けた中継電極、ベース部材に設けたベース電極の接続を示す図である。
【図６】本発明の他の実施形態に係る誘導加熱装置の正面図である。
【図７】図６のオプション部材３０Ａの断面図である。
【図８】図７のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は本実施形態に係る誘導加熱装置１０の正面図、図２は平面図、図３は図２のＡ−Ａ線に沿った断面図、図４は誘導加熱装置１０で誘導加熱されるワークＷの一例を示す断面図である。
図中のＦｒは誘導加熱装置１０の正面方向、Ｕｐは誘導加熱装置１０の上方向、ＬＨは誘導加熱装置１０の左方を示す。
【００１２】
誘導加熱装置１０は、ベース部材２０と、このベース部材２０に脱着可能に取り付けられるオプション部材３０と、を備えている。
ベース部材２０は、複数の棒状で中空の骨格部材２１Ａを外形が略直方体形状になるよう組み合わせて成るフレーム２１（図１）と、このフレーム２１の高さ方向の中間位置でワークＷを誘導加熱する位置へ搬送する搬送部２２と、を備えている。
搬送部２２は、図３に示すように、ワークＷを載置する台２３を搬入兼取出口Ｐ０から横方向へ移動させる横方向移動機構２４と、当該横方向移動機構によってワークＷを移動させた所定の位置、具体的には図３に示すように後述のオプション部材３０に搭載された各コイルユニットの下方位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３でワークＷと共に台２３を昇降させる昇降機構２５〜２７と、を備えている。
【００１３】
この搬送部２２によって搬送されるワークＷは図４に示すように略筒状に形成されており、本実施形態の誘導加熱装置１０によって、内周面Ｓが焼入れされると共にその焼入れされた領域の一部が焼き戻しされる。
【００１４】
このように、ワークＷの内周面Ｓを焼入れ及び焼き戻しするために、オプション部材３０は、誘導加熱用の複数のコイルを備えている。
本実施形態では、オプション部材３０に、コイルが焼入れ用に２台、焼戻し用に１台搭載されている。２台の焼入れ用コイルは、内周面Ｓの異なる領域をそれぞれ加熱する。
オプション部材３０は、図３に示すように、コイルユニット４０を取り付ける取付プレート３１と、この取付プレート３１の上面に立設した複数の垂直部材３２と、これらの複数の垂直部材３２の上端部を連結するよう水平に延びた水平部材３３と、を備えている。
【００１５】
取付プレート３１には、図２に示すように、コイルユニット取付用の穴部３４が互いに距離を置いて三つ形成されている。
これらの穴部３４に取り付けられるコイルユニット４０は、図３に示すように、円柱状の下部４１と、この下部４１の上面から立設し下部４１よりも断面を小径に形成された柱状の上部４２と、から構成されている。コイルユニット４０の下部４１は、図４のワークＷの内側領域に入れられるように寸法が選定されていて、当該ワークＷの内周面Ｓの所定領域を誘導加熱するように、下部４１の表面には円筒状のコイル４３が取り付けられている。コイルユニット４０の上部４２の高さ方向の中間部位からは外方向に鍔状の取り付けフランジ部４４が突出形成されており、このフランジ部４４を穴部３４（図２）に接合させることで、コイルユニット４０は取付プレート３１に取り付けられる。例えば、フランジ部４４は取付プレート３１にボルト締めによって固定される。
【００１６】
コイルユニット４０には、図３に示すようにコイル冷却用の冷却水の取り入れ口４５と排出口４６とが設けられている。また、コイルユニット４０には、ワークＷの誘導加熱された内周面を冷却するために冷却水を当該ワークに対して供給するための給水口４７も設けられており、この給水口４７からコイルユニット４０内に取り入れられた冷却水は、図示省略するコイルユニット４０の下部４１に形成された排出口からワークＷの内周面Ｓへ向けて噴出する。
【００１７】
なお、図１に示すように、冷却水供給装置(図示せず)から送られてくる冷却水が通る配管の複数の端部（供給口）１２１がベース部材２０に固定されており、これらの配管の端部１２１に接続する連結口３５がオプション部材３０に固定されている。これらの連結口３５はコイルユニット４０の上部４２に設けられた給水口４７（図３）に図示省略するホースを介して連結されている。なお、オプション部材３０をベース部材２０に取り付けた際、端部１２１と連結口３５とが連結するようカプラーを構成しており、例えば端部１２１にはソケットが設けられ、連結口３５には当該ソケットに嵌合するノズルが設けられている。
これらの連結口３５は、図２に示す取付プレート３１に設けたブラケット３６に取り付けられている。
【００１８】
図５は本実施形態に係るコイルユニットとベース部材との接続構造を示す平面図である。この図に示すように、コイルユニット４０にはコイル４３に接続された電極４８が設けられている。この電極４８は、コイルユニット４０の上部４２の付け根位置から上部４２の表面に沿って上方へ延出すると共に上部４２の上面を超えて後方まで延出している。
取付プレート３１にはコイルユニット４０の電極４８に接続される中継電極３７が設けられている。この中継電極３７は、図５に示すように一方の端部が取付プレート３１に形成した穴部３４の周縁領域に配置され、他方の端部が取付プレート３１からはみ出した位置に配置されている。
ここで、図５に示すように、コイルユニット４０が取付プレート３１に取り付けられた状態で、コイルユニット４０の電極４８と中継電極３７とは、例えば、それらの端部をそれぞれ２枚の銅板５０，５０で挟持されることで、電気的に接続される。２枚の銅板５０，５０はボルト締めされている。
【００１９】
ベース部材２０には、例えばこの中継電極３７の端部を着脱可能に挟むベース電極部２９が設けられている。ベース電極部２９は、シャコ万力のように中継電極３７の端部を挟み込むように一対の電極２９Ａ，２９Ｂを備えている。一方の電極２９Ａは固定部２９Ｃに取り付けられており、他方の電極２９Ｂは可動部２９Ｄに取り付けられている。可動部２９Ｄと固定部２９Ｃとの距離を可変に調整できるよう可動部２９Ｄは油圧シリンダー２９Ｅに支持されている。
ここで、図５に示すように、オプション部材３０がベース部材２０に取り付けられた状態で、中継電極３７はベース電極部２９に挟持されることで、電気的に接続される。より詳しくは、オプション部材３０がベース部材２０にセットされると、ベース電極部２９が中継電極３７を自働で挟み、両者は接続される。
【００２０】
なお、上記したように、本実施形態では、オプション部材３０をベース部材２０に取り付けた状態において、オプション部材３０の中継電極３７がベース部材２０のベース電極部２９に接続し、さらにオプション部材３０の連結口３５（図１）がベース部材２０に固定した配管の端部１２１（図１）に結合するよう、即ちオプション部材３０がベース部材２０に対して位置決めされるように、ベース部材２０はオプション部材３０の取付位置を案内するガイドピン６０（図１）を２本備え、オプション部材３０はそれらのガイドピン６０を挿通させる挿通孔３８（図２参照）を備えている。
さらに、ベース部材２０は、オプション部材３０の取付状態をロックするロック部材７０（図２）を備えている。
このロック部材７０を開放させた状態で、オプション部材３０を図示省略する吊下げ装置で持ち上げるように、オプション部材３０は吊下げ装置のフック１４１（図３参照）と係合する被係合部３９を備えている（図３参照）。
【００２１】
本実施形態に係る誘導加熱装置１０は以上のように構成されており、誘導加熱装置１０では、オプション部材３０がベース部材２０に取り付けられた状態で、搬送部２２がワークＷを所定の加熱位置へ搬送し、さらにコイルユニット４０のコイル４３（図３）に電源装置（図示省略）から高周波電力が供給されることで当該ワークＷが誘導加熱される。そして、オプション部材３０がベース部材２０にセットされた状態で、連結口３５（図１）が配管の端部１２１（図１）に連結していることで、図示省略する冷却水供給装置からの冷却水が供給されてコイル４３によって誘導加熱されたワークＷが冷却される。
【００２２】
さらに、本実施形態に係る誘導加熱装置１０では、他の形状のワークＷに対して誘導加熱処理を施す際には、ベース部材２０に取り付けているオプション部材３０を吊下げ装置（図示せず）によって持ち上げて取り外し、当該吊下げ装置によって別のコイルを搭載した他のオプション部材を運び、当該ベース部材２０に取り付ける。これにより、他のワークに対して誘導加熱を行うことができる。
【００２３】
このように本実施形態に係る誘導加熱装置１０によれば、簡便に複数の誘導加熱用のコイルを纏めて取り替えることができる。このようにしてコイル取り換えの作業の負担等を低減できる。
【００２４】
〔その他の実施形態〕
図６は本発明のその他の実施形態に係る誘導加熱装置１０Ａの正面図、図７はオプション部材３０Ａの断面図、図８は図７のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
本実施形態の誘導加熱装置１０Ａは、前述の誘導加熱装置１０と同様に、ベース部材２０Ａとオプション部材３０Ａとで構成され、当該オプション部材３０Ａがベース部材２０Ａに対して取り替え可能に構成され、さらにオプション部材３０Ａが複数のコイル（後述のコイル２１０，２２０）を備えている点で同様であるが、ワークに対する加熱方法が異なっている。
【００２５】
図７において、Ｗ２が誘導加熱される筒形状のワークであり、２１０がワークＷ２の内周面を加熱する内側コイルであり、２２０がワークＷ２の外周面を加熱する外側コイルである。
前述の実施形態では、ワークＷの異なる部位の加熱をそれぞれ別々に行っていたが、本実施形態では、図７に示すように複数のコイル２１０，２２０によってワークＷ２の異なる部位、即ち内周面と外周面とを同時に誘導加熱する。
このために、オプション部材３０Ａには、筒形状のワークＷ２の内周面と外周面とに対向する位置にコイル２１０，２２０がセットされている。
【００２６】
本実施形態においても、加熱対象を内径、外径、高さ等の寸法の異なる筒形状のワークＷ２に変える場合には、当該ワークＷ２に応じたコイルを搭載した別のオプション部材に取り替えることで誘導加熱することができる。
【００２７】
オプション部材３０Ａを取り替える際、ベース部材２０Ａに対する位置決め用にベース部材２０Ａは図６及び図７に示すようにガイドピン６０Ａを備え、オプション部材３０Ａは図７に示すようにガイドピン６０Ａを挿通させる挿通孔３８Ａを有する。
【００２８】
冷却水供給装置（図示せず）から送られてくる冷却水が通る配管の端部(供給口)１２１Ａがベース部材２０Ａに固定されており、この配管の端部１２１Ａに接続する連結口３５Ａが、オプション部材３０Ａに固定されている。オプション部材３０Ａをベース部材２０Ａに取り付けた際、端部１２１Ａと連結口３５Ａが連結するようカプラーを構成しており、例えば端部１２１Ａにはソケットが設けられ、連結口３５Ａにはこのソケットに嵌合するノズルが設けられている。
【００２９】
図８において、２１０が内側コイル、２２０が外側コイルであり、これらのコイル２１０，２２０にはそれぞれ電極２１５，２２５が接続されている。これらの電極２１５，２２５は、オプション部材３０Ａの後方へ突出するように設けられている。
これらのオプション部材３０Ａの電極２１５，２２５に対応して、ベース部材２０Ａには、図８に示すようにベース電極部２２９が設けられている。これらのベース電極部２２９はオプション部材３０Ａの電極２１５，２２５の端部を着脱可能に挟むよう一対の電極２２９Ａ，２２９Ｂを備えている。一方の電極２２９Ａは固定部２２９Ｃに取り付けられており、他方の電極２２９Ｂは可動部２２９Ｄに取り付けられている。可動部２２９Ｄと固定部２２９Ｃとの距離を可変に調整できるよう可動部２２９Ｄは油圧シリンダー２９２Ｅに支持されている。前述のベース電極部２９と同様に、ベース電極部２２９は、オプション部材３０Ａがベース部材２０Ａにセットされると、ベース電極部２２９が電極２１５，２２５を自動で挟み、両者は電気的に接続される。
【００３０】
本実施形態では、ワークＷ２を加熱する位置は一箇所であり、図６に示す装置の高さ方向中間の位置Ｐ’０から図７に示すようにオプション部材３０Ａ内の加熱位置Ｐ’１へワークを移動して、ワークＷ２を誘導加熱する。このために、誘導加熱装置１０Ａは、図６に示すように、ワークＷ２を載置する台２３を位置Ｐ’０（図６）からコイル２１０，２２０で囲まれる位置Ｐ’１（図７）へ上昇させ、また下降させる昇降機構を搬送部２２Ａとして備えている。
【００３１】
本実施形態に係る誘導加熱装置１０Ａは、前述の誘導加熱装置１０と同様に、他の形状のワークＷ２に対して誘導加熱処理を施す際には、ベース部材２０Ａに取り付けているオプション部材３０Ａを吊下げ装置によって持ち上げて取り外し、当該吊下げ装置によって別のコイルを搭載した他のオプション部材を運び、当該ベース部材２０Ａに取り付ける。これにより、他のワークに対して誘導加熱を行うことができる。
このように本実施形態に係る誘導加熱装置１０Ａにおいても、簡便に複数の誘導加熱用のコイルを纏めて取り替えることができる。これにより、コイル取り換えの作業の負担等を低減できる。
【００３２】
本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において様々な形態で実施をすることができる。
例えば、本発明の誘導加熱装置に設けるコイルユニットの数は上記の実施形態の構成例の数に限定されるものではない。また、オプション部材に搭載する複数のコイルの搭載位置も上記実施形態の構成例に限定されるものではない。さらに、オプション部材に搭載するコイルの数は複数に限定されるものではなく、例えば、図７及び図８に示すコイル２１０とコイル２２０とを一体にした大型コイルを一つ搭載するように構成してもよい。この種の大型コイルの取り替え作業も、本来、誘導加熱装置の設置場所で行うことは煩雑な作業であったが、本発明によれば容易に行える。
本発明は、図４に示すワークＷ等に使用が制限されるものではない。
なお、オプション部材の移動に、吊下げ装置を利用する場合を例示したが、マテリアルハンドによってオプション部材を移動させてもよい。
【符号の説明】
【００３３】
１０，１０Ａ  誘導加熱装置
２０，２０Ａ  ベース部材
２１  フレーム
２１Ａ  骨格部材
２２  搬送部
２３  台
２４  横方向移動機構
２５〜２７  昇降機構
２９  ベース電極部
２９Ａ，２９Ｂ，２２９Ａ，２２９Ｂ  電極
３０，３０Ａ  オプション部材
３１  取付プレート
３２  垂直部材
３３  水平部材
３４  穴部
３５，３５Ａ  連結口
３６  ブラケット
３７  中継電極
３８  挿通孔
３９  被係合部
４０  コイルユニット
４１  コイルユニットの下部
４２  コイルユニットの上部
４３  コイル
４４  フランジ部
４５  取り入れ口
４６  排出口
４７  給水口
４８  電極
５０  銅板
６０  ガイドピン
７０  ロック部材
１２１，１２１Ａ  複数の端部
Ｗ、Ｗ２  ワーク
【図１】
2010236002.tif 000003
【図２】
2010236002.tif 000004
【図３】
2010236002.tif 000005
【図４】
2010236002.tif 000006
【図５】
2010236002.tif 000007
【図６】
2010236002.tif 000008
【図７】
2010236002.tif 000009
【図８】
2010236002.tif 000010