(57)【要約】【課題】加熱時間の短縮化または均一化することができる電磁誘導加熱装置用の被加熱対象物、被加熱対象物の加熱方法およびアルミホイールの製造方法を提供する。【解決手段】電磁誘導加熱装置２００の加熱対象である被加熱対象物１００は、断面形状が台形形状に形成された全体として台形錐形状に形成されている。この被加熱対象物１００は、台形形状における上底となる側の面に平面部１０１が形成されている。平面部１０１は、電磁誘導加熱装置２００の磁石２０３に対向配置する部分であり、磁石２０３の回転面に対して平行な平面でかつ平面度が５ｍｍ以下に形成されている。被加熱対象物１００における平面部１０１以外の面である平面部１０１に隣接する４つの側面１０２および平面部１０１とは反対側の底面１０３はそれぞれ略平面に形成されている。この被加熱対象物１００は、アルミニウム材を鋳造加工して形成されている。【選択図】  図２
2019220449.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁誘導加熱装置による加熱対象である被加熱対象物であって、
前記電磁誘導加熱装置は、
複数の磁石の各磁極が同じ向きで平面的に配置されたテーブルと、
前記被加熱対象物と前記テーブルとを相対的に回転駆動するテーブル駆動手段と、
前記被加熱対象物を前記テーブルの前記各磁石に対向した状態で支持するワーク支持体とを有して、前記各磁石に対向配置した前記被加熱対象物と前記テーブルとを相対的に回転変位させることによって前記被加熱対象物に誘導電流を生じさせて加熱するものであり、
前記被加熱対象物は、
前記テーブルの前記各磁石に対向する部分が同各磁石の回転面に対して平行な平面でかつ平面度が５ｍｍ以下である平面部が形成されていることを特徴とする電磁誘導加熱装置用の被加熱対象物。
【請求項２】
請求項１に記載した電磁誘導加熱装置用の被加熱対象物において、
前記被加熱対象物は、
断面形状が台形形状で棒状に延びて形成されており、
前記平面部は、
前記台形形状の前記被加熱対象物における前記台形形状の上底側の面に形成されていることを特徴とする電磁誘導加熱装置用の被加熱対象物。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載した電磁誘導加熱装置用の被加熱対象物において、
前記被加熱対象物は、
前記テーブルの回転円の径方向に延びる板状または棒状に形成されているとともに、同被加熱対象物における前記テーブルが対向配置される部分であって前記相対的に回転する前記テーブルの中心部分に前記平面部が形成されていないラフ部が形成されており、
前記平面部は、
前記ラフ部の外側に形成されていることを特徴とする電磁誘導加熱装置用の被加熱対象物。
【請求項４】
複数の磁石の各磁極が同じ向きで平面的に配置されたテーブルと、
板状または棒状の被加熱対象物と前記テーブルとを相対的に回転駆動するテーブル駆動手段と、
前記被加熱対象物を前記テーブルの前記各磁石に対向した状態で支持するワーク支持体とを有して、前記各磁石に対向配置した前記被加熱対象物と前記テーブルとを相対的に回転変位させることによって前記被加熱対象物に誘導電流を生じさせて加熱する電磁誘導加熱装置を用いた前記被加熱対象物の加熱方法であって、
前記被加熱対象物の外表面のうちの最も平面度が高い部分を平面部として前記各磁石に対向配置するように同被加熱対象物を前記ワーク支持体に配置するワーク配置工程を含むことを特徴する被加熱対象物の加熱方法。
【請求項５】
請求項４に記載した被加熱対象物の加熱方法において、
前記被加熱対象物は、
外表面のうちの少なくとも一部に、前記各磁石の回転面に対して平行な平面でかつ平面度が５ｍｍ以下である平面部を有しており、
前記ワーク配置工程は、
前記平面部を前記各磁石に対向配置するように同被加熱対象物を前記ワーク支持体に配置することを特徴する被加熱対象物の加熱方法。
【請求項６】
請求項４に記載した被加熱対象物の加熱方法において、
前記被加熱対象物の外表面のうちの少なくとも一部に、前記各磁石の回転面に対して平行な平面でかつ平面度が５ｍｍ以下である平面部を形成する平面部形成工程を含み、
前記ワーク配置工程は、
前記平面部を前記各磁石に対向配置するように同被加熱対象物を前記ワーク支持体に配置することを特徴する被加熱対象物の加熱方法。
【請求項７】
請求項６に記載した被加熱対象物の加熱方法において、
前記被加熱対象物は、
断面形状が台形形状で棒状に延びて形成されており、
前記平面部形成工程は、
前記台形形状の前記被加熱対象物における前記台形形状の上底側の面に前記平面部を形成することを特徴とする被加熱対象物の加熱方法。
【請求項８】
複数の磁石の各磁極が同じ向きで平面的に配置されたテーブルと、
アルミホイールの原料である棒状の被加熱対象物と前記テーブルとを相対的に回転駆動するテーブル駆動手段と、
前記被加熱対象物を前記テーブルの前記各磁石に対向した状態で支持するワーク支持体とを有して、前記各磁石に対向配置した前記被加熱対象物と前記テーブルとを相対的に回転変位させることによって前記被加熱対象物に誘導電流を生じさせて加熱する電磁誘導加熱装置を用いた前記アルミホイールの製造方法であって、
前記被加熱対象物の外表面のうちの最も平面度が高い部分を平面部として前記各磁石に対向配置するように同被加熱対象物を前記ワーク支持体に配置するワーク配置工程を含むことを特徴するアルミホイールの製造方法。
【請求項９】
請求項８に記載したアルミホイールの製造方法において、
前記被加熱対象物は、
外表面のうちの少なくとも一部に、前記各磁石の回転面に対して平行な平面でかつ平面度が５ｍｍ以下である平面部を有しており、
前記ワーク配置工程は、
前記平面部を前記各磁石に対向配置するように同被加熱対象物を前記ワーク支持体に配置することを特徴するアルミホイールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被加熱対象物に誘導電流を生じさせて加熱する電磁誘導加熱装置用の被加熱対象物、被加熱対象物の加熱方法およびアルミホイールの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、導体からなる被加熱対象物に誘導電流を生じさせて加熱する電磁誘導加熱装置が知られている。例えば、下記特許文献１には、アルミホイールからなる被加熱対象物に対して複数の磁石が同じ磁極で対向する回転体を配置した状態で回転駆動することによって被加熱対象物に誘導電流を生じさせて加熱する電磁誘導加熱装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１８−１８６０４号公報
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に記載された電磁誘導加熱装置を用いて被加熱対象物を加熱した場合、同じ形状の被加熱対象物であっても被加熱対象物ごとに所定温度に達するまでの時間が異なるまたは時間を掛けても所定温度に達しない現象が生じて加熱効率が低いという問題があった。
【発明の概要】
【０００５】
本発明は上記問題に対処するためなされたもので、その目的は、加熱時間の短縮化または均一化することができる電磁誘導加熱装置用の被加熱対象物、被加熱対象物の加熱方法およびアルミホイールの製造方法を提供することにある。
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の特徴は、電磁誘導加熱装置による加熱対象である被加熱対象物であって、電磁誘導加熱装置は、複数の磁石の各磁極が同じ向きで平面的に配置されたテーブルと、被加熱対象物とテーブルとを相対的に回転駆動するテーブル駆動手段と、被加熱対象物をテーブルの各磁石に対向した状態で支持するワーク支持体とを有して、各磁石に対向配置した被加熱対象物とテーブルとを相対的に回転変位させることによって被加熱対象物に誘導電流を生じさせて加熱するものであり、被加熱対象物は、テーブルの各磁石に対向する部分が同各磁石の回転面に対して平行な平面でかつ平面度が５ｍｍ以下である平面部が形成されていることにある。
【０００７】
このように構成した本発明の特徴によれば、電磁誘導加熱装置に用いられる被加熱対象物は、テーブルの各磁石に対向する部分が同各磁石の回転面に対して平行な平面でかつ平面度が５ｍｍ以下である平面部が形成されているため、本発明者らの実験によれば、被加熱対象物の加熱時間を短縮化することができるとともに加熱時間を均一化することができる。
【０００８】
また、本発明の他の特徴は、前記電磁誘導加熱装置用の被加熱対象物において、被加熱対象物は、断面形状が台形形状で棒状に延びて形成されており、平面部は、台形形状の被加熱対象物における台形形状の上底側の面に形成されていることにある。
【０００９】
このように構成した本発明の他の特徴によれば、電磁誘導加熱装置に用いられる被加熱対象物は、断面形状が台形形状で棒状に延びて形成されているとともに、平面部が台形形状の被加熱対象物における台形形状の上底側の面に形成されている。これにより、被加熱対象物は、台形形状の下底側の面に平面部を形成する場合に比べて、被加熱対象物の製作の時間的負担および経済的負担を軽減することができる。特に、被加熱対象物を鋳造加工によって成形する場合においては、鋳造型の底部に平面部を形成する部分を形成できるため、被加熱対象物を容易に鋳造することができる。
【００１０】
また、本発明の他の特徴は、前記電磁誘導加熱装置用の被加熱対象物において、被加熱対象物は、テーブルの回転円の径方向に延びる板状または棒状に形成されているとともに、同被加熱対象物におけるテーブルが対向配置される部分であって相対的に回転するテーブルの中心部分に平面部が形成されていないラフ部が形成されており、平面部は、ラフ部の外側に形成されていることにある。
【００１１】
このように構成した本発明の他の特徴によれば、電磁誘導加熱装置に用いられる被加熱対象物は、板状または棒状に形成された被加熱対象物におけるテーブルが対向配置される部分であって相対的に回転するテーブルの中心部分に平面部が形成されていないラフ部が形成されるとともに、このラフ部の外側に平面部が形成されている。これにより、被加熱対象物は、テーブルの回転中心部分の誘導電流の発生が少ない部分について高い平面度の平面部を形成する必要がなく、加熱効果の低下を抑えつつ被加熱対象物の製作の時間的負担および経済的負担を軽減することができる。また、ラフ部は、被加熱対象物のロット番号または製造者名などの刻印のスペースとして使用することができる。
【００１２】
また、本発明は、電磁誘導加熱装置用の被加熱対象物の発明として実施できるばかりでなく、被加熱対象物の加熱方法およびアルミホイールの製造方法の発明としても実施できるものである。
【００１３】
具体的には、被加熱対象物の加熱方法は、複数の磁石の各磁極が同じ向きで平面的に配置されたテーブルと、板状または棒状の被加熱対象物とテーブルとを相対的に回転駆動するテーブル駆動手段と、被加熱対象物をテーブルの各磁石に対向した状態で支持するワーク支持体とを有して、各磁石に対向配置した被加熱対象物とテーブルとを相対的に回転変位させることによって被加熱対象物に誘導電流を生じさせて加熱する電磁誘導加熱装置を用いた被加熱対象物の加熱方法であって、被加熱対象物の外表面のうちの最も平面度が高い部分を平面部として各磁石に対向配置するように同被加熱対象物をワーク支持体に配置するワーク配置工程を含むようにすればよい。これによれば、被加熱対象物の加熱方法は、被加熱対象物における他の面を各磁石に対向配置した場合に比べて、加熱時間の短縮化および均一化を図ることができる。
【００１４】
この場合、被加熱対象物の加熱方法は、被加熱対象物は、外表面のうちの少なくとも一部に、各磁石の回転面に対して平行な平面でかつ平面度が５ｍｍ以下である平面部を有しており、ワーク配置工程は、平面部を各磁石に対向配置するように同被加熱対象物をワーク支持体に配置するとよい。これによれば、被加熱対象物の加熱方法は、上記被加熱対象物と同様の作用効果を期待することができる。
【００１５】
この場合、被加熱対象物の加熱方法は、被加熱対象物の外表面のうちの少なくとも一部に、各磁石の回転面に対して平行な平面でかつ平面度が５ｍｍ以下である平面部を形成する平面部形成工程を含み、ワーク配置工程は、平面部を各磁石に対向配置するように同被加熱対象物をワーク支持体に配置するとよい。これによれば、被加熱対象物の加熱方法は、被加熱対象物に平面部が存在していない場合であっても平面部形成工程によって平面部を形成することができ、上記被加熱対象物と同様の作用効果を期待することができる。
【００１６】
この場合、被加熱対象物の加熱方法は、被加熱対象物は、断面形状が台形形状で棒状に延びて形成されており、平面部形成工程は、台形形状の被加熱対象物における台形形状の上底側の面に平面部を形成するとよい。これによれば、被加熱対象物の加熱方法は、上記被加熱対象物と同様の作用効果を期待することができる。
【００１７】
また、アルミホイールの製造方法は、具体的には、複数の磁石の各磁極が同じ向きで平面的に配置されたテーブルと、アルミホイールの原料である棒状の被加熱対象物とテーブルとを相対的に回転駆動するテーブル駆動手段と、被加熱対象物をテーブルの各磁石に対向した状態で支持するワーク支持体とを有して、各磁石に対向配置した被加熱対象物とテーブルとを相対的に回転変位させることによって被加熱対象物に誘導電流を生じさせて加熱する電磁誘導加熱装置を用いたアルミホイールの製造方法であって、被加熱対象物の外表面のうちの最も平面度が高い部分を平面部として各磁石に対向配置するように同被加熱対象物をワーク支持体に配置するワーク配置工程を含むようにすればよい。これによれば、アルミホイールの製造方法は、上記被加熱対象物および被加熱対象物の加熱方法と同様の作用効果を期待することができる。
【００１８】
この場合、アルミホイールの製造方法は、被加熱対象物は、外表面のうちの少なくとも一部に、各磁石の回転面に対して平行な平面でかつ平面度が５ｍｍ以下である平面部を有しており、ワーク配置工程は、平面部を各磁石に対向配置するように同被加熱対象物をワーク支持体に配置するようにすればよい。これによれば、アルミホイールの製造方法は、上記被加熱対象物および被加熱対象物の加熱方法と同様の作用効果を期待することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係る電磁誘導加熱装置用被加熱対象物の外観構成の概略を示す斜視図である。
【図２】図１に示す電磁誘導加熱装置用被加熱対象物を図示上下方向の反対側から見た外観構成の概略を示す斜視図である。
【図３】図１および図２に示す電磁誘導加熱装置用被加熱対象物を加熱処理する電磁誘導加熱装置の構造を模式的に示す正面図である。
【図４】電磁誘導加熱装置の作動を制御する制御システムのブロック図である。
【図５】図２に示す電磁誘導加熱装置を構成する磁石を備えたテーブルの外観構成の概略を示す平面図である。
【図６】本発明に係る電磁誘導加熱装置用被加熱対象物の加熱処理作業の工程を示すフローチャートである。
【図７】本発明の効果を検証するための電磁誘導加熱装置用被加熱対象物であって、底面に平面部が形成されていない電磁誘導加熱装置用被加熱対象物の外観構成の概略を示す斜視図である。
【図８】本発明の効果を検証するための電磁誘導加熱装置用被加熱対象物であって、底面に平面部が形成されている電磁誘導加熱装置用被加熱対象物の外観構成の概略を示す斜視図である。
【図９】図７に示す電磁誘導加熱装置用加熱対象物および図８に示す電磁誘導加熱装置用加熱対象物をそれぞれテーブルに対向配置した場合におけるテーブルの回転駆動開始後の時間（秒）と温度変化との関係を示すグラフである。
【図１０】本発明の変形例に係る電磁誘導加熱装置用被加熱対象物の外観構成の概略を示す斜視図である。
【図１１】本発明の他の変形例に係る電磁誘導加熱装置用被加熱対象物の加熱処理作業の工程を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明に係る電磁誘導加熱装置用被加熱対象物（以下、単に「被加熱対象物」という）、被加熱対象物の加熱方法およびアルミホイールの加熱方法の一実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係る被加熱対象物１００の外観構成の概略を示す斜視図である。また、図２は、図１に示す被加熱対象物１００を図示上下方向の反対側から見た被加熱対象物１００の外観構成の概略を示す斜視図である。また、図３は、図１および図２に示す被加熱対象物１００を加熱処理する電磁誘導加熱装置２００の構造を模式的に示す正面図である。また、図４は、電磁誘導加熱装置２００の作動を制御する制御システムのブロック図である。この被加熱対象物１００は、アルミホールまたはアルミサッシなどのアルミニウム製の製品の原料であり、これらの製品の製造過程において後述する電磁誘導加熱装置２００によって加熱される対象物である。
【００２１】
（被加熱対象物１００の構成）
被加熱対象物１００は、電磁誘導加熱装置２００によって加熱される対象物であり、アルミニウム材を棒状に形成して構成されている。より具体的には、被加熱対象物１００は、断面形状が台形形状に形成された全体として台形錐形状に形成されている。この被加熱対象物１００は、台形形状における上底となる側の面（図１における上面）に平面部１０１が形成されている。
【００２２】
平面部１０１は、電磁誘導加熱装置２００の磁石２０３に対向配置する部分であり、磁石２０３の回転面に対して平行な平面でかつ平面度が５ｍｍ以下に形成されている。ここで、平面度とは、平面形体の幾何学的に正しい平面からの狂いの大きさであり、測定対象となる表面を２つの平行な仮想平面で挟んだときに、これら２つの仮想平面の間隔が最小となる場合の２平面の間隔で表されるものである。この平面度は、ダイヤルゲージ、オプティカルフラット（平面ゲージ）またはレーザー光を用いた測定器などで測定することができる。
【００２３】
被加熱対象物１００における平面部１０１以外の面、具体的には、平面部１０１に隣接する４つの側面１０２および平面部１０１とは反対側の底面１０３はそれぞれ略平面に形成されている。この被加熱対象物１００は、本実施形態においては、アルミニウム材を鋳造加工して形成されている。すなわち、被加熱対象物１００は、鋳塊である。このため、被加熱対象物１００における底面１０３は、中央部が鋳造加工時における所謂ヒケにより凹んで形成されている。また、被加熱対象物１００の長手方向の長さは、テーブル２０１の直径よりも長い長さに形成されている。
【００２４】
（電磁誘導加熱装置２００の構成）
電磁誘導加熱装置２００は、被加熱対象物１００に誘導電流を生じさせて加熱するための機械装置であり、主として、テーブル２０１、磁石２０３、電動モータ２０４、アプローチ機構２１０、ワーク支持体２２１および制御装置２３０をそれぞれ備えている。
【００２５】
テーブル２０１は、図５に示すように、複数の磁石２０３を保持するための部品であり、平面視で円形状の板状体（以下、「円板体」ともいう）で構成されている。より具体的には、テーブル２０１は、円板体の板面（図示上面）上に磁石２０３を露出した状態で保持する有底の穴が複数形成されている。また、テーブル２０１は、前記円板体の底面（図示下面）の中心部から図示下方に向かって棒状に延びた軸体２０１ａが設けられており、この軸体２０１ａにカップリング２０２を介して電動モータ２０４の出力軸が接続されている。
【００２６】
このテーブル２０１は、常磁性体（例えば、アルミニウム、マンガン、白金またはガラスなど）または反磁性体（例えば、銅、金、銀、亜鉛、鉛、ガラスまたは木材など）で構成されている。本実施形態においては、テーブル２０１は、アルミニウム製の円板体で構成されている。なお、図５においては、後述する磁石２０３およびワーク支持体２２１をそれぞれ二点鎖線で示している。
【００２７】
磁石２０３は、被加熱対象物１００に誘導電流を生じさせるための部品であり、円柱状に形成されている。この磁石２０３は、テーブル２０１の板面に複数設けられている。この場合、各磁石２０３は、テーブル２０１の板面側が互いに同じ磁極（本実施形態においては、Ｎ極）が露出する向きでテーブル２０１に埋め込まれている。また、各磁石２０３は、テーブル２０１の板面と面一の状態で保持されている。
【００２８】
また、各磁石２０３は、テーブル２０１の回転駆動中心を中心として同心円状に配置されるとともに各同心円の周方向に沿ってそれぞれ等間隔に配置されている。この場合、磁石２０３は、テーブル２０１の回転駆動中心部分の外側に形成されている。このように、テーブル２０１の回転駆動中心部分に磁石２０３を配置しない理由はこの回転駆動中心部分の回転駆動速度が遅く加熱効率が低いためである。
【００２９】
なお、各磁石２０３は、テーブル２０１の板面よりも内側に入り込んだ状態で保持していてもよいし、板面から突出した状態で保持していてもよい。また、各磁石２０３の配置態様は、被加熱対象物１００の加熱の仕様に応じて適宜決定されるものであり、本実施形態に限定されるものでないことは当然である。また、磁石２０３は、本実施形態においては、ネオジム磁石を用いているが、ネオジム磁石以外の磁石、例えば、フェライト、サマリウムコバルトまたはアルニコなどの各種磁石を用いることができる。
【００３０】
電動モータ２０４は、テーブル２０１を回転駆動するための駆動源であり、後述する制御装置２３０によって作動が制御されるサーボモータによって構成されている。この電動モータ２０４は、アプローチ機構２１０によって支持されている。
【００３１】
アプローチ機構２１０は、被加熱対象物１００に対してテーブル２０１を電動モータ２０４とともに一体的に接近または離隔させるための機械装置であり、主として、モータ支持体２１１、リニアガイド２１２、およびガイド支持体２１３および駆動機構２１４をそれぞれ備えて構成されている。
【００３２】
モータ支持体２１１は、電動モータ２０４を支持するための部品であり、金属材をＬ字状に形成して構成されている。このモータ支持体２１１は、リニアガイド２１２を介してガイド支持体２１３に連結された状態で駆動機構２１４に支持されている。
【００３３】
リニアガイド２１２は、テーブル２０１および電動モータ２０４を被加熱対象物１００に対して接近または離隔する方向に案内するための部品であり、ガイド支持体２１３に設けられたレールとモータ支持体２１１に設けられて前記レール上を往復変位するスライダとで構成されている。ガイド支持体２１３は、リニアガイド２１２を構成するレールを支持するための部品であり、金属材をＬ字状に形成して構成されている。この場合、ガイド支持体２１３は、前記レールをテーブル２０１および電動モータ２０４の案内方向に沿って支持するように同案内方向に沿って延びように形成されている。このガイド支持体２１３は、外側支持体２２０に支持されている。
【００３４】
駆動機構２１４は、テーブル２０１および電動モータ２０４を被加熱対象物１００に対して接近または離隔する方向に変位させるための駆動源を備えた機械装置である。この駆動機構２１４は、制御装置２３０によって作動制御される図示しない電動モータ（例えば、ＡＣサーボモータ）、この電動モータの回転駆動力を図示上下方向に変換するジャッキおよびこのジャッキを外側支持体２２０上で支持する支持台をそれぞれ有して構成されている。
【００３５】
外側支持体２２０は、アプローチ機構２１０およびワーク支持体２２１を支持するための部品であり、金属製の棒状体を箱状に組んで構成されている。この外側支持体２２０は、図示上端部にテーブル２０１の軸体２０１ａが貫通する貫通孔が形成された板状体からなる天板が取り付けられており、この天板上にワーク支持体２２１が設けられている。
【００３６】
ワーク支持体２２１は、テーブル２０１上にて被加熱対象物１００を支持するための部品であり、被加熱対象物１００がテーブル２０１の板面上に架けられるようにテーブル２０１の外側の外側支持体２２０上にそれぞれ設けられている。この場合、ワーク支持体２２１は、テーブル２０１の板面上における回転駆動中心部分に対して径方向外側にオフセットした位置で被加熱対象物１００を支持する位置に設けられている。このワーク支持体２２１は、平面部１０１を下方に向けた状態で被加熱対象物１００の両端部を下方から支持するように同両端部がそれぞれ上方から嵌り込むＶ字状に形成されている。
【００３７】
このワーク支持体２２１には、温度検出器２２２が設けられている。温度検出器２２２は、被加熱対象物１００の温度を検出して制御装置２３０に出力する。
【００３８】
制御装置２３０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどからなるマイクロコンピュータによって構成されており、電磁誘導加熱装置２００の全体の作動を総合的に制御するとともに、記憶装置に予め記憶された図示しない加熱処理プログラムを実行することにより被加熱対象物１００の加熱処理を行う。具体的には、制御装置２３０は、電動モータ２０４の作動を制御してテーブル２０１を回転駆動させるとともに、アプローチ機構２１０の作動を制御してテーブル２０１の図示上下方向の位置を制御する。
【００３９】
この制御装置２３０には、作業者からの指示を受け付けて制御装置２３０に入力するスイッチ群からなる入力装置および制御装置２３０の作動状況を表示する表示ランプおよび液晶表示装置をそれぞれ備えた操作盤２３１を備えている。なお、制御装置２３０は、外部電源か電力を受けて電力を必要とする電動モータ２０４およびアプローチ機構２１０などの各部に供給する電源部を備えているが本発明に直接関わらないため、その説明は省略する。また、制御装置２３０は、金属製の箱体内に収容されて外側支持体２２０の外側面に取り付けられていてもよいが、有線を介して外側支持体２２０から離れた位置に設けられていてもよい。
【００４０】
（被加熱対象物１００の作動）
次に、上記のように構成した被加熱対象物１００の作動について説明する。本作動説明においては、図６に示すように、アルミホールまたはアルミサッシなどのアルミニウム製の製品を製造する過程において、これらの原料となる被加熱対象物１００を溶解炉にて溶融する前工程で被加熱対象物１００を４００〜５００℃に加熱にして軟化させる予備加熱作業について説明する。
【００４１】
まず、作業者は、電磁誘導加熱装置２００の電源をＯＮにする。この場合、制御装置２３０は、図示しない制御プログラムを実行してアプローチ機構２１０の作動を制御してテーブル２０１を下降させて被加熱対象物１００から最も離隔した位置に位置決めする。
【００４２】
次に、作業者は、被加熱対象物１００を電磁誘導加熱装置２００上にセットするワーク配置工程を行う。具体的には、作業者は、電磁誘導加熱装置２００におけるワーク支持体２２１上に被加熱対象物１００を載置する。より具体的には、作業者は、被加熱対象物１００における平面部１０１がテーブル２０１に面する向きで被加熱対象物１００の両端部をそれぞれワーク支持体２２１上に載置する。この場合、ワーク支持体２２１は、上方に向かってＶ字状に開口した２つの傾斜面で構成されているため、被加熱対象物１００の傾斜面からなる側面１０２と嵌合して安定的に被加熱対象物１００を支持することができる。なお、被加熱対象物１００のセット作業は、作業者が直接手作業で行ってもよいし被加熱対象物１００を把持してワーク支持体２２１上に載置するロボットアームなどの機械装置を用いてもよい。
【００４３】
次いで、作業者は、被加熱対象物１００に対して磁石２０３を位置決めする。具体的には、作業者は、操作盤２３１を操作してアプローチ機構２１０の作動させることによってテーブル２０１の板面を被加熱対象物１００の平面部１０１に接触しない範囲で最接近させた位置に位置決めする。この場合、電磁誘導加熱装置２００は、被加熱対象物１００における平面部１０１が対向配置しているため、両者の間隔を互いに接触する直前の位置まで接近させた位置に位置決めすることができる。
【００４４】
次に、作業者は、被加熱対象物１００を加熱する。具体的には、作業者は、操作盤２３１を操作して制御装置２３０に加熱処理プログラムの実行を指示する。この指示に応答して制御装置２３０は、電動モータ２０４を作動させることによってテーブル２０１を回転駆動させる。これにより、被加熱対象物１００は、内部に生じた誘導電流によって急速に加熱される。
【００４５】
ここで、本発明者らが行なった被加熱対象物１００の加熱実験の結果について説明する。本発明者らは、図７および図８にそれぞれ示すように、被加熱対象物１００と同様に構成、すなわち、上底側の面に平面部１０１が形成されるとともに底面１０３に平面部１０１を形成することなく中央部が凹状に凹んだ形状の被加熱対象物１１０と、被加熱対象物１００における底面１０３にも平面部１０１（平面度１ｍｍ以下）を形成した被加熱対象物１２０とをそれぞれ複数組みずつ用意した。これらの被加熱対象物１１０および被加熱対象物１２０は、それぞれ５ｋｇである。そして、作業者は、図９に示すように、これらの被加熱対象物１１０および被加熱対象物１２０について、それぞれ各底面１０３をテーブル２０１に対向配置して互いに同じ条件で加熱した場合における加熱温度と加熱時間との関係を調べた。
【００４６】
図９に示すグラフにおいて、横軸はテーブル２０１の回転駆動を開始してからの時間であり、縦軸は被加熱対象物１００の温度である。図９に示すように、本発明に係る平面部１０１を磁石２０３に対向配置した被加熱対象物１２０の方が、本発明に係る平面部１０１を磁石２０３とは反対側に配置して底面１０３を対向配置した被加熱対象物１１０に比べて早期に高温に加熱することができる。具体的には、被加熱対象物１２０は、テーブル２０１の回転駆動を開始してから略１４１秒で４００℃に達するとともに、略２２１秒で５００℃に加熱される。一方、被加熱対象物１１０は、テーブル２０１の回転駆動を開始してから略４８１秒で４００℃に達するとともに、６０１秒経過しても５００℃に達することはなかった。
【００４７】
次に、作業者は、被加熱対象物１００が所定の温度に達した場合には、被加熱対象物１００の加熱を停止して電磁誘導加熱装置２００から取り出す。具体的には、作業者は、操作盤２３１を操作して制御装置２３０に加熱処理プログラムの実行停止を指示する。この指示に応答して制御装置２３０は、電動モータ２０４の作動を停止させることによってテーブル２０１の回転駆動を停止させる。これにより、作業者は、ワーク支持体２２１上の被加熱対象物１００を取り出すことができる。
【００４８】
この被加熱対象物１００の取出し作業において、作業者は、操作盤２３１に表示される被加熱対象物１００の温度を確認して被加熱対象物１００が所定の温度に達したことを確認することができる。また、作業者は、被加熱対象物１００が所定の温度に達するまでの時間を予め実験的に取得しておき、この所定時間の経過の有無によって被加熱対象物１００が所定の温度に達したことを把握することもできる。また、制御装置２３０は、前記所定温度に達したとき、または前記所定の時間が経過した場合には、自動的に電動モータ２０４の作動を停止させることもできる。なお、被加熱対象物１００の取出し作業は、作業者が直接手作業で行ってもよいし被加熱対象物１００を把持してワーク支持体２２１上から運び出すロボットアームなどの機械装置を用いてもよい。
【００４９】
そして、作業者は、電磁誘導加熱装置２００から取り出した被加熱対象物１００を溶解炉に投入した後、溶融した被加熱対象物１００を鋳型に流し込んでアルミホイールなどの成形品を成形する。この電磁誘導加熱装置２００から取り出した被加熱対象物１００の加工過程については本発明に直接関わらないため、その説明は省略する。
【００５０】
次に、作業者は、新たな被加熱対象物１００を加熱処理する場合には前記と同様にして新たな被加熱対象物１００をワーク支持体２２１上に配置して加熱処理を実行する。一方、作業者は、この予備加熱工程を終了する場合には電磁誘導加熱装置２００の電源をＯＦＦにして作業を終了する。
【００５１】
上記作動説明からも理解できるように、上記実施形態によれば、電磁誘導加熱装置２００に用いられる被加熱対象物１００は、テーブル２０１の各磁石２０３に対向する部分が同各磁石２０３の回転面に対して平行な平面でかつ平面度が５ｍｍ以下である平面部１０１が形成されているため、被加熱対象物１００の加熱時間を短縮化することができるとともに加熱時間を均一化することができる。
【００５２】
さらに、本発明の実施にあたっては、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。なお、下記に示す各変形例においては、上記実施形態における被加熱対象物１００と同様の構成部分には被加熱対象物１００に付した符号に対応する符号を付して、その説明は省略する。
【００５３】
例えば、上記実施形態においては、被加熱対象物１００は、平面部１０１を断面形状が台形状に形成された被加熱対象物１００における上底となる側の面（図１における上面）に形成した。しかし、平面部１０１は、被加熱対象物１００におけるテーブル２０１に設けられた磁石２０３に対向配置可能な面に形成されていればよい。したがって、平面部１０１は、被加熱対象物１００における側面１０２および底面１０３にそれぞれ形成することもできる。
【００５４】
また、上記実施形態においては、被加熱対象物１００は、平面部１０１を断面形状が台形状に形成された被加熱対象物１００における上底となる側の面（図１における上面）の全面に形成した。しかし、平面部１０１は、被加熱対象物１００におけるテーブル２０１に設けられた磁石２０３に対向配置可能な面に形成されていればよい。この場合、テーブル２０１の回転駆動の中心部分は、回転速度が径方向外側に比べて遅い。このため、被加熱対象物１００は、テーブル２０１の回転駆動の中心部分に対向配置される部分の加熱効果が相対的に低い。
【００５５】
したがって、被加熱対象物１００は、図１０に示すように、テーブル２０１の回転駆動の中心部分に対向配置される部分については平面部１０１を形成せず平面部１０１の平面度よりも低い平面度のラフ部１０４を形成しておき、このラフ部１０４の外側に平面部１０１を形成することもできる。これによれば、被加熱対象物１００は、平面部１０１の加工負担を軽減できるとともに、ラフ部１０４に被加熱対象物１００のロット番号または製造者名などの刻印のスペースとして使用することができる。なお、図９においては、ラフ部１０４と平面部１０１との相違に明確にするために、ラフ部１０４の外側に形成される平面部１０１をハッチングで示している。
【００５６】
また、上記実施形態においては、被加熱対象物１００は、断面形状が台形形状の台形錐形状で構成した。しかし、被加熱対象物１００は、被加熱対象物１００におけるテーブル２０１に設けられた磁石２０３に対向配置可能な形状に形成されていればよい。したがって、被加熱対象物１００は、断面形状が方形または三角形などの多角形状の棒状体のほか、平板状の板状体で構成することができる。
【００５７】
この場合、被加熱対象物１００は、外表面における少なくとも一部に平面部１０１が形成されているとよい。しかし、本発明は、被加熱対象物１００に平面部１０１が形成されていない場合であっても、被加熱対象物１００の外表面のうちの最も平面部１０１が高い部分を平面部１０１としてテーブル２０１の磁石２０３に対向配置することで被加熱対象物１００の加熱時間の短縮化および加熱時間の均一化について改善することができる。
【００５８】
また、被加熱対象物１００に平面部１０１が形成されていない場合においては、図１１に示すように、電磁誘導加熱装置２００による被加熱対象物１００の加熱加工の前に、被加熱対象物１００の外表面における少なくとも一部に平面部１０１を形成する平面部形成工程を行うことができる。この場合、平面部形成工程は、平面部１０１が形成されていない被加熱対象物１００の外表面における少なくとも一部に対して切削加工、鍛造加工または転造加工などの各種機械加工を施して平面部１０１を形成するとよい。
【００５９】
また、上記実施形態においては、被加熱対象物１００は、アルミホールまたはアルミサッシなどのアルミニウム製の製品の原料としての鋳塊で構成した。しかし、被加熱対象物１００は、アルミホイールまたはアルミサッシ以外の各種製品（例えば、アルミニウム製のシリンダブロックなど）の原料としての鋳塊であってもよいことは当然である。また、被加熱対象物１００は、アルミニウム材以外の常磁性体（例えば、アルミニウム、マンガン、白金またはガラスなど）または反磁性体（例えば、銅、金、銀、亜鉛、鉛、ガラスまたは木材など）の材料で構成することもできる。さらに、被加熱対象物１００は、アルミホイールまたはアルミサッシなどの完成品に至る前で原材料に対して加工が施された半製品であってもよい。この場合、半製品における磁石２０３に対向配置する部分の平面度を５ｍｍ以下に形成するとよい。
【００６０】
また、上記実施形態においては、テーブル２０１は、円板状に形成した。しかし、テーブル２０１は、平面視で円形（楕円を含む）以外の形状、例えば、方形、三角形または六角形などの多角形状に形成することもできる。この場合、平面部１０１は、テーブル２０１または磁石２０３が回転駆動する回転面に対して平行な平面で平面度が５ｍｍ以下に形成されていればよい。
【００６１】
また、上記実施形態においては、電磁誘導加熱装置２００は、被加熱対象物１００に対してテーブル２０１が回転駆動するように構成した。すなわち、電動モータ２０４が、本発明に係るテーブル駆動手段に相当する。しかし、電磁誘導加熱装置２００は、被加熱対象物１００に対してテーブル２０１が相対的に回転駆動するように構成されていればよい。したがって、電磁誘導加熱装置２００は、テーブル２０１に対して被加熱対象物１００が回転駆動するようにテーブル駆動手段を設けて構成することもできる。
【００６２】
また、上記実施形態においては、平面部１０１における平面度を５ｍｍ以下とした。しかし、この平面度は、隙間量が小さいほど平面度が高くなり、被加熱対象物１００の加熱時間の短縮化および加熱時間の均一化を向上させることができる。したがって、平面部１０１における平面度は、好ましくは３ｍｍ以下、より好ましくは１ｍｍ以下がよい。
【００６３】
また、上記実施形態においては、ワーク支持体２２１は、台形錐状に形成された被加熱対象物１００が上方から嵌り込む断面がＶ字状に形成した。しかし、ワーク支持体は、被加熱対象物１００を着脱自在に支持するように構成されていればよい。したがって、ワーク支持体２２１は、被加熱対象物１００が載置された状態で更に上方または側方から被加熱対象物を押えるクランプ機構を備えていてもよい。また、ワーク支持体２２１は、ベルトコンベアのように、被加熱対象物１００がテーブル２０１上を移動する状態で支持するように構成することもできる。
【符号の説明】
【００６４】
１００…被加熱対象物、１０１…平面部、１０２…側面、１０３…底面、１０４…ラフ部、
１１０…被加熱対象物、１２０…被加熱対象物、
２００…電磁誘導加熱装置、２０１…テーブル、２０１ａ…軸体、２０２…カップリング、２０３…磁石、２０４…電動モータ、
２１０…アプローチ機構、２１１…モータ支持体、２１２…リニアガイド、２１３…ガイド支持体、２１４…駆動機構、
２２０…外側支持体、２２１…ワーク支持体、２２２…温度検出器、
２３０…制御装置、２３１…操作盤。
【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】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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