(57)【要約】  工作物をスキャン誘導加熱するための装置及び方法が提供される。工作物がインダクタを貫いて移動され、その機能構造部分が誘導加熱処理される。誘導加熱のための電力は、その負荷サイクル及び周波数が変化され、周波数が変化するに従い電力値が制御される。
2008519401.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作物を誘導加熱するための装置であって、
パルス幅変調制御を使用する交流出力を有する電源と、
交流出力に連結され、交流磁界を発生するためのインダクタと、
インダクタを通して工作物を移動させて該工作物の選択部分を磁界にカップリングさせるための手段と、
工作物の選択部分の各々が誘導加熱処理のために磁界とカップリングされた場合に、交流出力の周波数を選択的に調節するための手段と、
選択部分の各々が誘導加熱処理のために磁界とカップリングされ且つ交流出力の周波数が調節された場合に、交流出力の負荷サイクルを変動させて交流出力の電力を調節するための手段と、
を含む装置。
【請求項２】
選択部分の各々が誘導加熱処理のために磁界とカップリングされる時間を選択的に調節するための手段を更に含む請求項１の装置。
【請求項３】
磁界とカップリングしている工作物の選択部分の各々を表示するための位置決め機構と、該位置決め機構により表示される工作物の選択部分の一つに対する交流出力の周波数、電力、負荷サイクルを決定するためのプロセッサと、を更に含む請求項１の装置。
【請求項４】
工作物の、磁界とカップリングされた各選択部分を表示するための位置決め機構と、該位置決め機構により表示される工作物の選択部分の一つに対する交流出力の周波数、電力、負荷サイクルと、時間と、を決定するためのプロセッサと、を更に含む請求項２の装置。
【請求項５】
工作物の多数の機能構造部分の一つ以上を誘導加熱するための方法であって、
少なくとも一つのインダクタに電力を供給して該少なくとも一つのインダクタの周囲に磁界を発生させること、
工作物の多数の機能構造部分の各々を磁界付近で逐次的に位置決めし、位置決めした機能構造部分を磁界と磁気的にカップリングさせて、該位置決めした機能構造部分を誘導加熱処理すること、
工作物の多数の機能構造部分の一つ以上が夫々磁界付近に逐次的に位置決めされる間、電力の周波数を選択的に変動させること、
工作物の多数の機能構造部分の一つ以上が夫々磁界付近に逐次的に位置決めされ、電力の周波数が調節される間、電力の負荷サイクルを変動させて電力の大きさを選択的に変動させること、
を含む方法。
【請求項６】
工作物の多数の機能構造部分の一つ以上が各々磁界と電磁的にカップリングされる加熱処理時間を選択的に変動させることを更に含む請求項５の方法。
【請求項７】
磁界と磁気的にカップリングされた、位置決めされた機能構造部分を決定し、該位置決めされた機能構造部分に対する電力の周波数、大きさ、負荷サイクルを決定することを更に含む請求項５の方法。
【請求項８】
磁界と磁気的にカップリングされた、位置決めされた機能構造部分を決定し、該位置決めされた機能構造部分に対する電力の周波数、大きさ、負荷サイクル、及び加熱処理時間、を決定することを更に含む請求項６の方法。
【請求項９】
工作物を誘導加熱処理するための方法であって、
少なくとも一つのインダクタを通して工作物を複数の位置に逐次的に位置決めすること、
該少なくとも一つのインダクタに電力を供給して工作物上の複数の位置にカップリングさせるための磁界を発生させること、
工作物の、磁界と現在カップリングされている位置を識別すること、
工作物の前記識別された位置に対する電力の周波数を調節すること、
工作物の前記識別された位置に対する電力の周波数が調節されたとき、電力の負荷サイクルを調節して電力の大きさを調節すること、
を含む方法。
【請求項１０】
工作物の、磁界とカップリングしていることが識別された位置に対する、磁界とのカップリング時間を調節することを更に含む請求項９の方法。
【請求項１１】
工作物の、磁界とカップリングしていることが識別された位置に対する電力の周波数を、該識別された位置のために記憶装置に記憶された周波数値に調節することを更に含む請求項９の方法。
【請求項１２】
記憶装置に記憶された電力値を、１００パーセントの負荷サイクルでの電力値に対して算出した値で除算することにより、電力の負荷サイクルを計算することを更に含む請求項１１の方法。
【請求項１３】
工作物の、磁界とカップリングしていることが識別された位置に対する電力の周波数を、該識別された位置のために記憶装置に記憶された周波数値に調節すること、該識別された位置のために記憶装置に記憶された電力値に対して必要とされる電力の負荷サイクルを調節すること、工作物の該識別された位置が磁界とカップリングされる時間長さを、該識別された位置のために記憶装置に記憶された時間長さに調節すること、を更に含む請求項１０の方法。
【請求項１４】
記憶装置に記憶された電力値を、１００パーセントの負荷サイクルでの電力値に対して算出した値で除算することにより、電力の負荷サイクルを計算することを更に含む請求項１３の方法。
【請求項１５】
実際の電力値を測定すること、測定した実際の電力値を記憶装置に記憶した電力値と比較すること、測定した電力値と記憶装置に記憶した電力値との間の差が無くなるように電力の負荷サイクルを更に調節すること、を更に含む請求項１３の方法。
【請求項１６】
記憶装置に記憶された時間値に対する、工作物の識別された位置が磁界に連結される実際の時間長さを測定し、実際の時間長さが記憶装置に記憶された時間長さと等しいとき、複数の位置の別の一つの位置に工作物を前進させることを更に含む請求項１５の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、誘導コイルでスキャニングすることによる、細長い工作物の誘導加熱に関する。
【背景技術】
【０００２】
ドライブシャフトのような細長い工作物の場合、工作物の選択された機能構造部分を加熱処理する必要がある。ドライブシャフトの一端には、例えば、ピニオンギアのような第１機能構造部分が、そして他端にはユニバーサルカップリングのような第２機能構造部分が設けられるが、ピニオンギヤやユニバーサルカップリングはその物理的構成が異なるのでこれらを冶金学的に硬化させるための加熱処理パターンは異なったものとなる他、加熱処理した機能構造部分は、これを焼き戻してその材料から冶金学的な応力を除去する必要もある。
【０００３】
工作物と、その機能構造部分とを加熱処理する一つの方法は、電磁誘導スキャン（あるいはプログレッシブ）加熱処理法によるものである。この方法では、静置させた工作物の長手方向に沿って一つ以上のスキャンインダクタ（コイル）を移動させる。スキャンインダクタに交流電力を印加するとスキャンインダクタの周囲に磁界が発生し、この磁界が工作物と磁気的に連結して工作物を誘導加熱する。スキャンインダクタに印加する交流電力は工作物がスキャンインダクタを通過する際に変動され得る。例えば米国特許第３，７４３，８０８号には、瞬間電力値と瞬間速度値とを既知のエネルギー分布プロファイルと比較して、誘導電力及びまたはスキャンインダクタのスキャン速度を制御することが教示される。工作物の、磁界とカップリングされる断面位置での加熱の度合いが、スキャンインダクタを通過する工作物の移動速度（スキャン速度）を用いて制御される。
工作物の誘導加熱の侵入深さ（誘起電流の侵入深さδ）は以下の式から算出され得る。
【０００４】
【数１】
2008519401.tif 000003
【０００５】
ここで、δはメーター値、ρは工作物のオーム計での電気抵抗値、μは工作物の相対透磁率、Ｆは供給される誘導電力のヘルツ周波数値である。つまり、磁界の透過深さは印加する電流の周波数の平方根に反比例するのである。仮に工作物が２つの機能構造部分を有し、一方を浅く（例えば２．５ｍｍ）加熱し、他方をもっと深く（例えば４．５ｍｍ）加熱する必要がある場合、従来法では出力周波数を、例えば１０，０００ヘルツに固定したインバーターを用いて浅い加熱を行う。上記式によれば、工作物の第２機能構造部分へのもっと深い加熱を行うにはインバーターの出力周波数は１０，０００ヘルツよりも低くなければならないが、周波数は固定されているので、そうした深い加熱を実現するためには第２機能構造部分に対する誘導加熱のスキャン速度を下げる必要がある。しかし、スキャン速度を遅くした場合に第２機能構造部分の表面が過熱するのを避けるため、誘導コイルへのインバーターの出力電力値を下げる必要がある。また、加熱処理した機能構造部分はその応力を減少させるための焼き戻し処理が必要となる。機能構造部分は代表的には、先ず、低電力の且つ高い周波数に固定した第１スキャンで必要な透過深さまで加熱処理し、次いで低い周波数に固定した第２スキャンで加熱して焼き戻しを行う。
【０００６】
【特許文献１】米国特許第３７４３８０８号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
工作物を誘導スキャンするに際して工作物の色々の機能構造部分を異なる透過深さで誘導加熱し及びまたは焼き戻すために、必要に応じてパルス幅変調を用いてインバーターの出力電力レベルを調節しつつインバーターの出力周波数を変化させるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一様相によれば、スキャン誘導コイルを貫いて移動する工作物の断面の加熱条件に基づいて、スキャン誘導コイルに異なる周波数の交流電力と負荷サイクルとを供給するための装置及び方法が提供される。プロセッサに工作物の瞬間位置のある値を入力するためにサーボモーターのような位置検出手段が使用され得る。プロセッサは、工作物の瞬間位置の入力値を、記憶している工作物位置の値の表と比較する。記憶される各工作物位置は、その位置で付加する必要熱エネルギーに相当する、周波数、電力レベル、時間長さ、と相関され得る。本発明の一実施例ではプロセッサは、低周波時にインバーターの電圧パルス幅が減少すると、インバーターの出力電力値を低下させてインバーターの出力電力値の増大が相殺されるようにするパルス幅変調コマンドを、インバーターのスイッチングゲート回路に出力するアルゴリズムを使用する。このアルゴリズムによれば、逆に高周波時にインバーターの電圧パルス幅が大きくなると、インバーターの出力電力値が増大されてインバーターからの出力電力値の減少が相殺される。
本発明のその他の様相は本明細書及び付随する請求項に記載されるとおりのものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明のスキャン誘導加熱装置の一例が図面に示され、図１に示すインバーター１０が、バスバーのような好適な伝導体を介して単相の交流電力をスキャンインダクタ（コイル）１２に供給している。スキャンインダクタは斯界に既知の任意形式のインダクタを含み得、例えば、シングルあるいはマルチ型のターンインダクタ、あるいは、一つ以上の交流電源に連結した個別のインダクタのアセンブリであり得る。工作物１４は、工作物をインダクタを通して移動させるための手段によって然るべく保持されるが、そうした手段は、例えば、工作物の各端部を保持する延長アーム１６ａを持つネジ駆動アセンブリ１６であり得る。あるいは工作物を静置してインダクタを工作物に沿って移動させ得、あるいは工作物とインダクタとを共に複合的且つ協調して移動させることもできる。工作物を回転させるための、例えば電気モーター１８のような手段を設け、インダクタを通り抜ける工作物を回転させることも可能である。位置検出用の、例えばサーボ機構２０のような手段がプロセッサ２２に位置出力信号２１を提供する。この位置出力信号は工作物の、インダクタ内の断面のＹ座標位置（即ち、工作物の、インダクタ内の電流流れにより生ずる磁界と有効にカップリングする部分）を表示する。
【００１０】
工作物は、インダクタを通過する際に異なる誘導電流透過深さで加熱処理及び又は焼き戻しを行う必要が生じ得る、例えば機能構造部分１４ａ、１４ｂ、１４ｃのような一つ以上の機能構造部分を有し得る。工作物のこれらの機能構造部分間の領域は加熱処理が必要かあるいは無用である。多数の機能構造部分は図１に示すように離間されるかあるいは相互に隣り合わせて位置付けられる。
プロセッサ２２が位置検出手段からの出力信号をプロセス処理し、以下に説明するように、誘導コイルに関する入力された工作物位置で達成されるべき誘導加熱の電力レベル、周波数及び時間長さを決定する。
図２は、インバーターにＤＣ電力を供給するための一方法を例示する、インバーター１０を用いたＤＣ電力供給の一例の簡易概略図である。整流器セクション３０が、ラインＡ、Ｂ、Ｃを介してユーティリティ電源のような好適な電源の交流電力を受ける全波整流器３２を含み、フィルターセクション３４が、電流制御装置（ＬCLR）と、ＤＣフィルターキャパシタ（ＣFIL）とを含み、インバーターセクション１０が、４つのスイッチング装置Ｓ1、Ｓ2、Ｓ3、Ｓ4と、関連するアンチパラレルダイオードＤ1、Ｄ2、Ｄ3、Ｄ4とを夫々含んでいる。各スイッチング装置は任意の好適なソリッドステート装置、例えば、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）のようなものであって良い。インバーター１０の出力に連接した負荷回路はスキャンインダクタ（Ｌコイル）と工作物１４とを含み、工作物は、この工作物かあるいはインダクタが相対移動したときにインダクタの周囲に発生する磁界とカップリングされる領域、あるいは機能構造部分を有する。工作物とスキャンインダクタ（Ｒコイル）の抵抗は負荷抵抗（Ｒ負荷）を含む。
【００１１】
図３（ａ）には、パルス幅を変調しない、図２に示すブリッジインバーターの代表的な出力電圧波形（全出力電圧）が例示される。第１時間Ｔ1ではスイッチング装置Ｓ1及びＳ4が導通され、オーバーラップしない第２時間Ｔ2ではスイッチング装置Ｓ2及びＳ3が導通され、例示した、１／２Ｔ1に等しい周波数での全出力電圧波形が創出される。図３（ｂ）には、ブリッジインバーターの、５０パーセント負荷サイクル（α）での代表的な出力電圧波形（ＨＡＬＦＶ出力）が例示される。各スイッチング装置は図３（ａ）におけると同じ時間Ｔ1に渡り継続して導通されるが、スイッチング装置Ｓ3及びＳ4の導通時間は、例示した全出力電圧の半分を発生するために、半分時間（即ち、負荷サイクルが５０パーセントに等しい）だけ先行される。こうすることで各半分時間毎に負荷がショートする。スイッチング装置Ｓ3及びＳ4の導通時間のオーバーラップ部分の長さを変化させることで負荷サイクルの値が異なってくる。電力は供給電圧の二乗に比例することから、インダクタに負荷される電力も負荷サイクルの変化に従い変化する。本発明では、負荷サイクルを変化させて電圧（電力）の大きさを調節する間の時間Ｔ1を変化させることで、可変周波数制御を達成する。
本発明のパルス幅変調制御を用いないで出力周波数を変化させた場合の電源の出力特性上の効果が、特定の工作物のための基準負荷回路と共に例示される。電圧６３５ボルト（Ｖ出力）、周波数（ｆ0）１０，０００ヘルツで電力出力値が１００，０００ワット（Ｐ（ｆ0））であるインバーターでの基準負荷回路特性は；
Ｌ0＝３０×１０-6Ｈ（インバーター負荷のインダクタンス値）
Ｒ0＝０．４Ω（インバーター負荷の抵抗値）
Ｑ0＝（２・π・ｆ0・Ｌ0）／Ｒ0＝４．７１２（負荷回路のＱ係数）
基準ピーク負荷電流Ｉ0は、以下の式（１）から７７２．４５アンペアと算出され得る。
【００１２】
【数２】
2008519401.tif 000004
【００１３】
図４（ａ）には、インバーターの出力周波数ｆを増大させるに従うインダクタ電流Ｉ（ｆ）の減少状況が、基準電流に対して標準化して例示される。Ｉ（ｆ）は以下の式（２）から求められる。
【００１４】
【数３】
2008519401.tif 000005
【００１５】
図４（ｂ）には、インバーターの出力周波数ｆを増大させるに従う誘導加熱電力Ｐ（ｆ）の減少状況が、基準電流に対して標準化して例示される。Ｐ（ｆ）は以下の式（３）から求められる。
【００１６】
【数４】
2008519401.tif 000006
【００１７】
図４（ｃ）には、インバーターの出力周波数ｆを増大させるに従う負荷抵抗値Ｒ（ｆ）の増大状況が、基準電流に対して標準化して例示される。Ｒ（ｆ）は以下の式（４）から求められる。
【００１８】
【数５】
2008519401.tif 000007
【００１９】
図４（ｄ）には、インバーターの出力周波数ｆを増大させるに従う負荷回路のＱ係数の増大状況が例示される。Ｑ係数は以下の式（５）から求められる。
【００２０】
【数６】
2008519401.tif 000008
【００２１】
図５（ａ）には、本発明のパルス幅変調制御を用いない特定例での、図４（ａ）〜図４（ｄ）に示す関係を一般化して例示したものであり、図５（ｃ）には、パルス幅変調制御を用いずに全電力及び周波数３０，０００ヘルツで動作するインバーターの電圧及び電流の各出力が図で表される。
図５（ａ）ではインバーターの出力周波数が３，０００ヘルツに落とされ、電流（及び電力）出力値が、パルス幅変調制御を用いることなく相対的に高められている。本発明ではインバーター出力のパルス幅変調制御は、比較的大きな負荷サイクルを使用してインバーターの電力出力値を下げるために使用され得る。
図５（ｂ）には、インバーターの出力周波数は１０，０００ヘルツであり、電力出力値は、パルス幅変調制御を用いない、出力周波数３，０００ヘルツ時のそれよりも小さいが、尚、図５（ｃ）に示すインバーターの定格全電力（電流）よりも大きい。本発明では、出力周波数３，０００ヘルツ時に使用するそれよりも低い負荷サイクルと共にインバーター出力のパルス幅変調制御を使用して、インバーターの電力出力値を定格値あるいはそれ以下に維持する。
【００２２】
一般に、本発明ではパルス幅変調制御は、インバーターの任意の運転周波数における出力電力値を、このパルス幅変調制御を使用しない場合に生じ得る出力電力値から変化させるために使用される。一般に、負荷サイクルは、周波数が減少するに従い増大し、かくしてインバーターの出力電力値を低下させ、また、負荷サイクルは、周波数が増大するに従い減少してインバーターの出力電力値を増大させる。
図６には、パルス幅変調制御を使用する場合の負荷電流の特性が例示される。インバーターの出力電圧値がゼロではない場合、負荷電流Ｉ負荷は以下の式（６）から求める。
【００２３】
【数７】
2008519401.tif 000009
【００２４】
インバーターの出力電圧値がゼロの場合は負荷電流は以下の式（７）から求められる。
【００２５】
【数８】
2008519401.tif 000010
【００２６】
ここで、Ｉ初期値はインバーター出力電圧値がゼロに移行した場合の電流の大きさである。
図６から、負荷サイクルが短い程、出力電圧値がゼロとなって負荷電流値が降下する以前の負荷電流（及び電力）のピーク値が小さくなることが分かる。逆に、負荷サイクルが長くなると、出力電圧値がゼロになって負荷電流が降下する以前の負荷電流（及び電力）のピーク値は大きくなる。
図７には、本発明のスキャン誘導加熱法の非限定例としての簡易フローチャートが示される。このフローチャートの各ルーチンは好適なハードウェアを使用して実施され得るコンピューターソフトウェアにおいて実行され得る。ルーチン１００でインダクタ１２内の工作物位置を表す工作物（ＷＰ）スキャン座標値（Ｙ）を入力し、ルーチン（１０２）でＹ座標位置での誘導加熱のための電力（ＰＹ）、周波数（ＦＹ）及び時間（ＴＹ）の各値を入力する。これらの値は、装置を使用した工作物の実証試験によって確立した値に基づく、例えばルックアップ表として記憶装置に予め記憶させておくことができる。あるいは、スキャン誘導装置のオペレーターがこれらの値を手動入力しても良いし、あるいはその他の方法を用いて、工作物を各位置で誘導加熱処理するために必要な周波数、電力レベル、また、使用するのであれば可変時間、の各値を決定することができる。ルーチン１０４では、以下の式（８）で得られるインバーター出力値に対する必要な負荷サイクル（ＤＣｙ）を計算する。
【００２７】
【数９】
2008519401.tif 000011
【００２８】
Ｐ（ＦＹ）は、誘導加熱処理する実際の工作物から決定した適宜の基準負荷回路を使用して式（３）から求める。
ルーチン１０６では電源のスイッチング装置の切替を制御して、所望の出力周波数と負荷サイクルとを達成する。この非限定例ではルーチン１０６はインバーターのスイッチング装置のためのゲート回路に、必要な周波数ＦＹ及び負荷サイクルＤＣＹを達成するためのゲートインバーター制御信号を出力する。ルーチン１０８では、実測した出力電力値が設定電力値ＰＹであるかを決定する。実測した出力電力値は好適な検出装置を使用して入力され得る。実測電力値が要求設定電力値と等値ではないときはルーチン１１０及びで負荷サイクルを適宜調節し、次いでルーチン１０８を反復する。実測電力値が要求設定電力値と等値の場合はルーチン１１２が設定時間ＴＹが過ぎていないかどうかをチェックし、仮に設定時間を過ぎていない場合はルーチン１０８を反復し、設定時間を過ぎていたときはルーチン１１４が工作物位置決め用システムに制御信号を出して工作物を次の誘導加熱処理のための増分位置に前進させ、ルーチン１００に戻して誘導加熱処理を実行させる。本発明の別の実施例では各Ｙ座標位置での誘導加熱時間はインダクタ内での工作物の全位置において同じであり、この構成上、周波数変化に従う周波数制御及び負荷サイクル制御が、工作物の各位置がインダクタを通して一定速度で段階的に進むに従い、これらの各位置を誘導加熱するために使用される。
【００２９】
本発明の他の実施例では、インダクタを通り抜ける工作物の移動及び位置が、例えば、誘導スキャン装置が多数の同じ工作物を逐次的に誘導加熱処理する場所に予め決定され得る。この構成では、工作物の各位置での電力、周波数、時間、負荷サイクルの設定値が、工作物及び本発明の誘導スキャン装置を使用した実証試験によって予め決定され、次いで、引き続く同じ工作物の各々のためのこれらの設定値の任意の或いは全てを更に入力或いは計算することなく、誘導スキャン装置を使用しての誘導加熱処理が実行される。インダクタ内の工作物の各部分或いは機能構造部分の増分的あるいは逐次的な位置決めは、工作物あるいはインダクタあるいはその組み合わせが、連続的に移動して見えるように細かく、微細に、あるいは段階的に移動して見えるように粗く、不連続に段階的に動くことで達成され得る。ここで、“選択された部分”、“多数の機能構造部分”、“位置”とは、インダクタ内に配置した工作物の、様々な周波数及び負荷サイクルで誘導加熱処理する各セクションを説明するために使用されるが、本発明には、そうした各部分、機能構造部分あるいは位置がインダクタを通過する間に周波数及びまたは負荷サイクルを変化させることが含まれる。即ち、工作物の各部分、機能構造部分あるいは位置は、それらがインダクタを通過する間に可変の周波数及び負荷サイクルを使用して加熱処理され得る。
【００３０】
本発明の別の実施例では、インバーターの出力周波数値が工作物の所定の位置で変化した場合にインバーターの電力出力値を制御して、例えば、工作物の機能構造部分のための加熱処理及び焼き戻しを達成させるべく、パルス幅変調制御を使用する。工作物に含まれる機能構造部分の逐次的な加熱処理は、工作物に位置決めされる順番で実施することに限定されるものではない。例えば、図１の工作物１４を参照するに、機能構造部分１４ａ、１４ｂ、１４ｃはインダクタ１２を通してこの順で逐次的に位置決めされ、加熱処理され得る。あるいは、例えば機能構造部分１４ａ、１４ｃ、１４ｂの順で逐次的に位置決め及び加熱処理することもできる。
【００３１】
本発明の方法実施例には、
（１）少なくとも一つのインダクタに電力を供給して該少なくとも一つのインダクタの周囲に磁界を発生させること、工作物の多数の機能構造部分の各々を磁界付近で逐次的に位置決めし、位置決めした機能構造部分を磁界に磁気的にカップリングさせて、該位置決めした機能構造部分を誘導加熱処理すること、工作物の多数の機能構造部分の一つ以上が夫々磁界付近に逐次的に位置決めされる間、電力の周波数を選択的に変動させること、工作物の多数の機能構造部分の一つ以上が夫々磁界付近に逐次的に位置決めされ、電力の周波数が調節される間、電力の負荷サイクルを変動させて電力の大きさを選択的に変動させること、を含む方法及び、
（２）少なくとも一つのインダクタを通して工作物を複数の位置に逐次的に位置決めすること、該少なくとも一つのインダクタに電力を供給して工作物上の複数の位置にカップリングさせるための磁界を発生させること、工作物の、磁界と現在カップリングされている位置を識別すること、工作物の前記識別された位置に対する電力の周波数を調節すること、工作物の前記識別された位置に対する電力の周波数が調節されたとき、電力の負荷サイクルを調節して電力の大きさを調節すること、を含む方法、も含まれる。
以上、本発明を実施例を参照して説明したが、本発明の内で種々の変更をなし得ることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明のスキャン誘導加熱装置の一例を略示するダイヤグラム図である。
【図２】本発明のスキャン誘導加熱装置と共に使用する電源及び負荷回路の一例を略示するダイヤグラム図である。
【図３ａ】インバーター出力をフルパワーからハーフパワーに変化させるパルス幅変調の適用例の例示図である。
【図３ｂ】パルス幅変調を適用してインバーター出力をフルパワーからハーフパワーに変化させた場合の例示図である。
【図４ａ】パルス幅変調を用いない場合の、インバーターの周波数出力変化に伴う負荷電流の大きさの変化を表す例示図である。
【図４ｂ】パルス幅変調を用いない場合の、インバーターの周波数出力変化に伴う負荷電力の大きさの変化を表す例示図である。
【図４ｃ】パルス幅変調を用いない場合の、インバーターの周波数出力変化に伴う負荷抵抗の大きさの変化を表す例示図である。
【図４ｄ】パルス幅変調を用いない場合の、インバーターの周波数出力変化に伴う負荷回路のＱ係数の変化を表す例示図である。
【図５ａ】パルス幅変調無しでの、インバーターの周波数出力を３，０００ヘルツとした場合のインバーターの出力電圧と負荷電流との間の関係を表す例示図である。
【図５ｂ】パルス幅変調無しでの、インバーターの周波数出力を１０，０００ヘルツとした場合のインバーターの出力電圧と負荷電流との間の関係を表す例示図である。
【図５ｃ】パルス幅変調無しでの、インバーターの周波数出力を３０，０００ヘルツとした場合のインバーターの出力電圧と負荷電流との間の関係を表す例示図である。
【図６】本発明の一実施例の、パルス幅変調を用いるインバーターにおける、出力電圧と負荷電流との間の関係を表す例示図である。
【図７】スキャン中にインバーターの出力周波数が変化するに際してスキャン誘導電力を制御するための、本発明の誘導電力制御スキームの一例を略示するフローチャートである。
【符号の説明】
【００３３】
１０  インバーター
１２  スキャンインダクタ
１４  工作物
１４ａ、１４ｂ、１４ｃ  機能構造部分
１６  ネジ駆動アセンブリ
１８  電気モーター
２０  サーボ機構
２１  位置出力信号
２２  プロセッサ
【図１】
2008519401.tif 000012
【図２】
2008519401.tif 000013
【図３ａ】
2008519401.tif 000014
【図３ｂ】
2008519401.tif 000015
【図４ａ】
2008519401.tif 000016
【図４ｂ】
2008519401.tif 000017
【図４ｃ】
2008519401.tif 000018
【図４ｄ】
2008519401.tif 000019
【図５ａ】
2008519401.tif 000020
【図５ｂ】
2008519401.tif 000021
【図５ｃ】
2008519401.tif 000022
【図６】
2008519401.tif 000023
【図７】
2008519401.tif 000024
【国際調査報告】
2008519401.tif 000025