(57)【要約】【課題】曲げ変形を抑えた歪取りが可能となる加熱コイル、鋼材の歪除去装置及び鋼材の歪除去方法を提供する。【解決手段】加熱コイル１１は、可撓変形自在の薄板１２と、該薄板１２の表面に設けられ、前記鋼材の表面に当接する絶縁層１３とから構成され、この薄板１２は、バネ反力を備えた略楕円形状の薄板１２としているので、湾曲した箇所もむらなく加熱することで、曲げ変形を抑えた歪取りが可能となる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼材の表面側に配設され、該鋼材に誘導電流による発熱を生起して該鋼材の変形部近傍を加熱する加熱コイルであって、
前記加熱コイルが、可撓変形自在な薄板と、
該薄板の表面に設けられ、前記鋼材の表面に当接する絶縁層と、を具備し、
鋼材の変形部に沿って一体となった絶縁層と薄板とが撓みつつ、歪を除去してなることを特徴とする加熱コイル。
【請求項２】
請求項１において、
前記絶縁層が、薄板の全面に亙って形成されたものからなることを特徴とする加熱コイル。
【請求項３】
請求項１において、
前記絶縁層が、薄板の全面に亙って所定間隙を持って複数配置された絶縁ブロックからなることを特徴とする加熱コイル。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一つの加熱コイルと、
加熱コイルを鋼材側に上下動自在とする昇降手段と、
加熱コイルに誘導電流を供給するトランスと、
前記トランス及び加熱コイルを備えた昇降手段とを一体として移動する走行台車とを具備することを特徴とする鋼材の歪除去装置。
【請求項５】
請求項４の鋼材の歪除去装置を用い、
鋼材の歪を除去する際、鋼材の加熱コイルの絶縁層が接触する表面の表面温度と、鋼材の裏面の裏面温度との温度差が所定温度となるまで加熱し、所定温度となった後、加熱を終了することを特徴とする鋼材の歪除去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船舶における船体溶接部等に生じる歪の除去に適用され、鋼材の変形部近傍を加熱することにより歪を除去するようにした鋼材の歪除去装置鋼材の歪除去方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
船舶の船体、特に客船のように薄板鋼材が大部分を占める船体では、溶接時の入熱の他、鋼材の自重によっても変形が生じる。かかる変形による歪を除去する手段として、ガスバーナーを用い、該ガスバーナーからのアルゴンガス等の高温ガスにより変形部近傍を加熱し、該鋼材の変形を修正する手段が多く用いられている。
【０００３】
しかしながら、かかるガスバーナーを用いて高温ガスにより変形部及びその近傍を加熱する手段にあっては、歪の除去作業自体は簡単であるが、溶接ビード部等の変形部及びその近傍をガス加熱するため、入熱量の調整が困難であり、また歪の除去を作業者の経験的要素等の人為的要素を加えて行うため、鋼材が目標形状になるように歪を確実に除去するのは実質的に不可能である。
かかる問題点に対処する手段として、高周波誘導加熱を応用した歪取り装置が提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２７２７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、高周波誘導加熱用の加熱コイルの表面は平坦であるので、湾曲した面を均一に加熱することが困難である、という問題がある。
また、高周波誘導加熱は材料のキュリー温度まで加熱（例えば表面温度が５００〜８００℃）するので、歪取り作業においては、多量の冷却水を使用し、歪除去作業に費用が嵩む、という問題がある。
【０００６】
よって、鋼材の歪除去において、湾曲した箇所もむらなく加熱することで、曲げ変形を抑えた歪取りが可能となる加熱コイル、鋼材の歪除去装置及び鋼材の歪除去方法の出現が切望されている。
【０００７】
本発明は、前記問題に鑑み、曲げ変形を抑えた歪取りが可能となる鋼材の歪除去装置及び鋼材の歪除去方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決するための本発明の第１の発明は、鋼材の表面側に配設され、該鋼材に誘導電流による発熱を生起して該鋼材の変形部近傍を加熱する加熱コイルであって、前記加熱コイルが、可撓変形自在な薄板と、該薄板の表面に設けられ、前記鋼材の表面に当接する絶縁層と、を具備し、鋼材の変形部に沿って一体となった絶縁層と薄板とが撓みつつ、歪を除去してなることを特徴とする加熱コイルにある。
【０００９】
第２の発明は、第１の発明において、前記絶縁層が、薄板の全面に亙って形成されたものからなることを特徴とする加熱コイルにある。
【００１０】
第３の発明は、第１の発明において、前記絶縁層が、薄板の全面に亙って所定間隙を持って複数配置された絶縁ブロックからなることを特徴とする加熱コイルにある。
【００１１】
第４の発明は、第１乃至３のいずれか一つの発明の加熱コイルと、加熱コイルを鋼材側に上下動自在とする昇降手段と、加熱コイルに誘導電流を供給するトランスと、前記トランス及び加熱コイルを備えた昇降手段とを一体として移動する走行台車とを具備することを特徴とする鋼材の歪除去装置にある。
【００１２】
第５の発明は、第４の発明の鋼材の歪除去装置を用い、鋼材の歪を除去する際、鋼材の加熱コイルの絶縁層が接触する表面の表面温度と、鋼材の裏面の裏面温度との温度差が所定温度となるまで加熱し、所定温度となった後、加熱を終了することを特徴とする鋼材の歪除去方法にある。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、湾曲した箇所もむらなく加熱することで、曲げ変形を抑えた歪取りが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、実施例１に係る鋼材の歪除去装置に用いる加熱コイルの概略図である。
【図２】図２は、加熱コイルの断面図である。
【図３】図３は、加熱コイルでの加熱状態を示す概略図である。
【図４】図４は、本実施例の加熱コイルを用いた歪除去装置の一例を示す概略図である。
【図５】図５は、実施例１に係る鋼材の歪除去装置に用いる他の加熱コイルの概略図である。
【図６】図６は、実施例２に係る鋼材の歪除去装置に用いる加熱コイルの概略図である。
【図７−１】図７−１は、実施例２に係る加熱コイルの概略図である。
【図７−２】図７−２は、実施例２に係る他の加熱コイルの概略図である。
【図７−３】図７−３は、実施例２に係る他の加熱コイルの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に添付図面を参照して、本発明の好適な実施例を詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではなく、また、実施例が複数ある場合には、各実施例を組み合わせて構成するものも含むものである。
【実施例１】
【００１６】
図１は、実施例１に係る鋼材の歪除去装置に用いる加熱コイルの概略図である。図２は、加熱コイルの断面図である。図３は、加熱コイルでの加熱状態を示す概略図である。
図１及び図２に示すように、本実施例に係る加熱コイル１１は、可撓変形自在の薄板１２と、該薄板１２の表面に設けられ、前記鋼材の表面に当接する絶縁層１３とから構成されている。
本実施例の薄板１２は、バネ反力を備えた略楕円形状の薄板１２であり、その表面の全体に亙って、絶縁層１３が所定厚みをもって形成されている。
【００１７】
この絶縁層１３は、厚さｄが１ｍｍ（±０．５ｍｍ）程度であり、例えばセラミック材料を溶射して形成されている。
【００１８】
また、絶縁層を形成するには、溶射以外の方法として例えば塗布により形成するようにしてもよい。
なお、薄板１２が撓む際の脱落を防止するために、結着剤を配合するようにしてもよい。
【００１９】
この絶縁層１３は、鋼材と当接するものであり、加熱コイルの薄板１２が直接接触することによる放電を防止している。
ここで、絶縁層１３を構成する材料として、例えばアルミナ、シリカ、ジルコニア、マグネシア等のセラミック材料を例示でき、絶縁抵抗の大きな材料を用いるようにしていている。なお、絶縁層１３の塗布膜厚としては、材料の絶縁性能により決定される。
【００２０】
本実施例の加熱コイル１１は、バネ反力を備えた薄板１２としているので、図３に示すように、鋼材３０に接した際、その凹凸があった場合でもその凹凸形状に沿って薄板１２が撓み、かつ絶縁層１３によりクリアランスが一定となることで均一な加熱が可能となる。
凹凸に沿って薄板１２が撓むことにより、むらなく加熱することができ、曲げ変形を抑えた歪取りが可能となる。
【００２１】
図４は、本実施例の加熱コイルを用いた歪除去装置の一例を示す概略図である。
図４に示すように、歪除去装置１０は、加熱コイル１１と、加熱コイル１１を鋼材３０側に、支持棒２６、２６を介して上下動自在とする昇降手段である加圧シリンダ２４と、加熱コイル１１に誘導電流を供給するトランス２５と、前記トランス２５及び加熱コイル１１を備えた加圧シリンダ２４とを一体として移動する走行車輪２３を有する走行台車２１とを具備する。
【００２２】
トランス２５においては、高周波電流を増幅し、加熱コイル１１に通電しており、鋼材３０に誘導電流による発熱を生起して該鋼材３０の変形部近傍を加熱することにより該変形部及びその近傍の歪を除去するものである。
【００２３】
そして、本実施例では、鋼材３０の歪を除去する際、鋼材３０の加熱コイル１１の絶縁層１３が接触する側の表面温度（Ｔ1）と、鋼材の裏面の側の裏面温度（Ｔ2）との温度差（Ｔ1-Ｔ2）が所定温度となるまで加熱し、所定温度となった後、加熱を終了する。
【００２４】
ここで、所定温度とは、１００℃前後とするのが好ましい。この温度差であれば、鋼材が弾性的に復帰するからである。
【００２５】
図１に示す加熱コイル１１は、全体でバネ反力を有する略楕円形状としているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば図５に示すように、略楕円形状のコイルを半分に切断したものを支持板２７で支持するようにしてもよい。
【実施例２】
【００２６】
図６は、実施例２に係る鋼材の歪除去装置に用いる加熱コイルの概略図である。図７−１乃至図７−３は、実施例２に係る加熱コイルの概略図である。
本実施例に係る加熱コイル１１では、絶縁層が、薄板の全面に亙って所定間隙を持って複数配置された絶縁ブロック１３ａの集合体からなるようにしている。
本実施例では、バネ反力を利用したコイル形状の薄板１２と、クリアランス確保のための薄板１２の表面に設けた絶縁層が複数のブロック１３ａの集合体としているので、鋼材３０に接した際、その凹凸があった場合でもその凹凸形状に沿ってコイルがたわみ、かつクリアランスが一定となることで均一な加熱が可能となる。
【００２７】
この撓む際、実施例１の場合では、一様に絶縁層１３を配置しているので、何度も撓むと絶縁層１３の剥離が発生する場合があるが、本実施例では、複数のブロック１３ａによる絶縁層としているので、複数回の撓みがあった場合でもその剥離が抑制される。
【００２８】
ここで、絶縁ブロック１３は図７−１に示すような断面形状が矩形状のものや、図７−２に示すように、断面形状が半円状のものや、図７−３に示すように、断面形状が逆三角形状のもの等を例示することができる。
【００２９】
鋼材３０の形状に沿って加熱コイル１１が撓み、かつクリアランスが絶縁層で一定となることで均一な加熱が可能となる。また、複数のブロック１３ａによる絶縁層としているので、複数回の撓みがあった場合でもその剥離が抑制される。この結果、長期間に亙っての歪除去作業を実施することができる。
【符号の説明】
【００３０】
１１  加熱コイル
１２  薄板
１３  絶縁層
３０  鋼材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2014112500.tif 000008
【図７−１】
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【図７−２】
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【図７−３】
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