(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱コイルに並列接続される複数の変成器と、
上記複数の変成器の何れかに接続される複数の整合器と、
商用電圧を直流電圧に変換する順変換部、及び該順変換部により変換された直流電圧を指定の周波数の電圧に変換する逆変換部を有するインバータと、
上記順変換部を制御する順変換制御部、及び上記逆変換部を制御して各々指定された周波数の電圧に変換させる複数の逆変換制御部を有するインバータ制御部と、
上記加熱コイルと上記複数の変成器の何れかとを接続し、上記複数の変成器の何れかと上記複数の整合器の何れかとを接続し、上記複数の整合器の何れかと上記インバータとを接続し、上記複数の逆変換制御部の何れかと上記逆変換部とを接続するスイッチ群と、
誘導加熱時間を複数に区分して区分毎に、上記インバータから出力される電圧の周波数の設定情報と上記複数の整合器及び上記複数の変成器の選択による組み合わせで構成されるマッチング回路の選択情報とを誘導加熱条件として設定する設定部と、
上記設定部で設定された誘導加熱条件に従って、区分毎に、上記複数の逆変換制御部の何れかを選択し上記逆変換部を制御して指定の周波数の電圧を出力すると共に、上記スイッチ群により一の整合器を上記インバータに接続し、この一の整合器を一の変成器に接続し、この一の変成器を上記加熱コイルに接続する切替制御部と、
を備える、誘導加熱装置。
【請求項２】
前記インバータは、出力インピーダンスを計測するインピーダンス計測部を備え、
前記切替制御部は、上記インピーダンス計測部から入力される計測結果が許容範囲を超えた場合には、前記設定部に設定されている誘導加熱条件のうち次の区分に関するものを参照することにより、前記複数の逆変換制御部の何れかを選択して上記インバータから出力される電圧の周波数を変化させ、かつ上記スイッチ群を切り替えてインピーダンス整合をとる、請求項１に記載の誘導加熱装置。
【請求項３】
環状体でなるワークに沿って周状に間隔をおいて配備した複数の誘導加熱装置と、誘導加熱条件を設定する設定部と、切替制御部と、を備え、
上記複数の誘導加熱装置が、それぞれ、上記ワークの加熱領域に対向するように配置される加熱コイルと、該加熱コイルに並列接続される複数の変成器と、該複数の変成器の何れかに接続される複数の整合器と、商用電圧を直流電圧に変換する順変換部、及び該順変換部により変換された直流電圧を指定の周波数の電圧に変換する逆変換部を有するインバータと、上記順変換部を制御する順変換制御部、及び上記逆変換部を制御して各々指定された周波数の電圧に変換させる複数の逆変換制御部を有するインバータ制御部と、上記加熱コイルと上記複数の変成器の何れかとを接続し、上記複数の変成器の何れかと上記複数の整合器の何れかとを接続し、上記複数の整合器の何れかと上記インバータとを接続し、複数の逆変換制御部の何れかと逆変換部とを接続するスイッチ群と、を備え、
上記設定部が、上記誘導加熱装置毎にかつ誘導加熱時間を複数に区分して区分毎に、上記インバータから出力される電圧の周波数の設定情報と、上記複数の整合器及び上記複数の変成器の選択による組み合わせで構成されるマッチング回路の選択情報と、を誘導加熱条件として設定し、
上記切替制御部が、上記設定部で設定された誘導加熱条件に従って、上記誘導加熱装置毎にかつ区分毎に、上記複数の逆変換制御部の何れかを選択して上記逆変換部を制御して指定の周波数の電圧を出力すると共に、上記スイッチ群により一の整合器を上記インバータに接続し、この一の整合器を一の変成器に接続し、この一の変成器を上記加熱コイルに接続する、誘導加熱設備。
【請求項４】
ワークを移動させながらワークを誘導加熱する際、ワークの加熱温度又は加熱時間に応じてワークに流す誘導電流の周波数を異ならせ、周波数の変化に併せて整合器及び変成器の組み合わせを交換する、誘導加熱方法。
【請求項５】
ワークに沿って複数の加熱コイルを配置し、ワークを移動しながら複数の加熱コイルにより誘導加熱をする際、ワークの加熱温度又は加熱時間に応じてワークに流す誘導電流の周波数を異ならせ、周波数の変化に併せて整合器及び変成器の組み合わせを交換する、誘導加熱方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はワーク、例えば環形状のワークを誘導加熱する誘導加熱装置、誘導加熱設備及び加熱方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一方向に連続する被加熱領域が設定されたワークを、加熱コイルを用いて誘導加熱することが行われている。例えば環形状を有する大きなワークを加熱する場合、一方向に連続する被加熱領域の一部に加熱コイルを対向させて回転させることで、被加熱領域の全長を加熱する熱処理装置が提案されている（例えば特許文献１及び２）。
【０００３】
一方、誘導加熱装置においては、一般に、加熱コイルに電力を投入するための誘導加熱装置として次のようなものが使用されている。即ち、誘導加熱装置は、商用電力を一旦直流に変換しその後所定の周波数の交流電流に変換するインバータと、このインバータに接続される一次巻き線と二次巻き線により構成される変成器と、一次巻き線に対して並列に接続される整合器と、二次巻き線に対して並列接続される加熱コイルとを備え、加熱コイルとワークとを誘導結合し、インバータと加熱コイルとのマッチングをとっている。
【０００４】
特許文献３に開示されている誘導加熱装置においては、電源として自制式サイリスタインバータにキャパシタ、整合変圧器を接続し、その整合変圧器に、被加熱体の昇温加熱時における適正電圧、適正周波数選択用のタップ群及び被加熱体の均熱加熱時における適正電圧、適正周波数選択用のタップ群を接続し、それぞれのタップ群を切替スイッチを介して加熱コイルに接続している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３２５４０９号公報
【特許文献２】特開２００９−２８７０７４号公報
【特許文献３】特公昭６３−４２８３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、半径が１ｍ以上、例えば３ｍといった大きなワークを誘導加熱するために、ワークの加熱領域の一部を局部的に誘導加熱しつつワークそれ自体を回転することでワークの加熱領域全体を加熱する手法が採用されている。そのため、従来数秒といった加熱時間では加熱領域の温度が上がらず、例えば数分単位の加熱時間が必要となる。
【０００７】
しかしながら、長時間加熱すると、インバータから見た出力インピーダンスが時間と共に変化し、インバータから整合器及び変成器を介在して加熱コイルに電力が投入され難くなり、ワークを所定の温度まで加熱することができなくなる。
【０００８】
そこで、本発明では、比較的長時間でもワークを所定の温度まで誘導加熱することができる加熱装置、加熱設備及び加熱方法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】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の誘導加熱装置は、加熱コイルに並列接続される複数の変成器と、複数の変成器の何れかに接続される複数の整合器と、商用電圧を直流電圧に変換する順変換部、及び該順変換部により変換された直流電圧を指定の周波数の電圧に変換する逆変換部を有するインバータと、順変換部を制御する順変換制御部、及び逆変換部を制御して各々指定された周波数の電圧に変換させる複数の逆変換制御部を有するインバータ制御部と、加熱コイルと複数の変成器の何れかとを接続し、複数の変成器の何れかと複数の整合器の何れかとを接続し、複数の整合器の何れかとインバータとを接続し、複数の逆変換制御部の何れかと逆変換部とを接続するスイッチ群と、誘導加熱時間を複数に区分して区分毎に、インバータから出力される電圧の周波数の設定情報と複数の整合器及び複数の変成器の選択による組み合わせで構成されるマッチング回路の選択情報とを誘導加熱条件として設定する設定部と、設定部で設定された誘導加熱条件に従って、区分毎に、複数の逆変換制御部の何れかを選択し逆変換部を制御して指定の周波数の電圧を出力すると共に、スイッチ群により一の整合器をインバータに接続し、この一の整合器を一の変成器に接続し、この一の変成器を上記加熱コイルに接続する切替制御部と、を備える。
【００１０】
上記目的を達成させるために、本発明の誘導加熱設備は、環状体でなるワークに沿って周状に間隔をおいて複数の誘導加熱装置が配備され、複数の誘導加熱装置が、それぞれ、ワークの加熱領域に対向するように配置される加熱コイルと、加熱コイルに並列接続される複数の変成器と、複数の変成器の何れかに接続される複数の整合器と、商用電圧を直流電圧に変換する順変換部、及び順変換部により変換された直流電圧を指定の周波数の電圧に変換する逆変換部を有するインバータと、順変換部を制御する順変換制御部、及び逆変換部を制御して各々指定された周波数の電圧に変換させる複数の逆変換制御部を有するインバータ制御部と、加熱コイルと複数の変成器の何れかとを接続し、複数の変成器の何れかと複数の整合器の何れかとを接続し、複数の整合器の何れかとインバータとを接続し、複数の逆変換制御部の何れかと逆変換部とを接続するスイッチ群と、を備え、さらに、誘導加熱装置毎にかつ誘導加熱時間を複数に区分して区分毎に、インバータから出力される電圧の周波数の設定情報と、複数の整合器及び上記複数の変成器の選択による組み合わせで構成されるマッチング回路の選択情報と、を誘導加熱条件として設定する設定部と、設定部で設定された誘導加熱条件に従って、誘導加熱装置毎にかつ区分毎に、複数の逆変換制御部の何れかを選択して逆変換部を制御して指定の周波数の電圧を出力すると共に、スイッチ群により一の整合器を上記インバータに接続し、この一の整合器を一の変成器に接続し、この一の変成器を加熱コイルに接続する切替制御部と、を備える。
【００１１】
上記目的を達成させるために、本発明の誘導加熱方法は、ワークを移動させながらワークを誘導加熱する際、ワークの加熱温度又は加熱時間に応じてワークに流す誘導電流の周波数を異ならせ、周波数の変化に併せて整合器及び変成器の組み合わせを交換する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ワークの加熱温度又は加熱時間に応じて、インバータから出力される周波数を異ならせ、かつ、それに併せて整合器及び変成器の組み合わせを交換することにより、インピーダンス整合をとり、もってワークに十分な電力を供給して所望の温度まで昇温することができる。特に、ワークの加熱領域の昇温により透磁率に適合させインピーダンス整合がとれる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係る誘導加熱装置の回路構成図である。
【図２】図１に示す設定部に表示されるステップデータ設定画面を示す図である。
【図３】図１に示す設定部に表示される画面であって、回路設定条件を設定するための画面を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係る誘導加熱方法により比較的長時間誘導加熱することができることを説明するための説明図である。
【図５】本発明の実施形態に係る誘導加熱設備を示す平面図である。
【図６】図５に示す誘導加熱設備を示す側面図であって、手前側に設けられている誘導加熱装置を省略して示したものである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。
図１は本発明の実施形態に係る誘導加熱装置１の回路図である。本発明の実施形態に係る誘導加熱装置１は、図１に示すように、加熱コイル２に対して並列に接続される複数の変成器１２と、複数の変成器１２の何れかに接続される複数の整合器１３と、複数の整合器１３の何れかに接続されるインバータ１４と、インバータ１４を制御するインバータ制御部１５と、インバータ１４と整合器１３、整合器１３と変成器１２、変成器１２と加熱コイル２をそれぞれ切り替えて接続するスイッチ群１６と、切替制御部１７と、設定部１８とを含んで構成される。
【００１５】
インバータ１４は、商用電源１９に接続されていて、商用電圧を直流電圧に変換する順変換部１４Ａと、順変換部１４Ａからの直流電圧を指定の周波数の交流電圧に変換する逆変換部１４Ｂと、を備えている。
【００１６】
インバータ制御部１５は、順変換部１４Ａを制御する順変換制御部１５Ａと、逆変換部１４Ｂを制御する複数の逆変換制御部１５Ｂと、を備えている。各逆変換制御部１５Ｂは、それぞれ逆変換部１４Ｂを制御し、逆変換部１４Ｂから互いに異なった周波数の電圧に変換して出力させるものである。
【００１７】
複数の整合器１３は、異なった容量を備える整合器１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃで構成される。整合器１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃは、コンデンサのほか、インダクタンスを含むようにしても構わない。
複数の変成器１２は、整合器１３にスイッチ１６Ｂ、１６Ｃを介して接続される一次巻き線と、加熱コイル２にスイッチ１６Ａを介して接続される二次巻き線と、を含んで構成されており、各変成器１２では一次巻き線と二次巻き線との比が異なっている。
【００１８】
スイッチ群１６は、加熱コイル２と複数の変成器１２の何れかとを接続する例えば３つのスイッチ１６Ａと、複数の変成器１２の何れかと複数の整合器１３の何れかとを接続する３対のスイッチ１６Ｂ，１６Ｃ、複数の整合器１３の何れかとインバータ１４を接続する例えば３つのスイッチ１６Ｄと、複数の逆変換制御部１５Ｂの何れかと逆変換部１４Ｂとを接続する例えば３つのスイッチ１６Ｅと、を備える。
【００１９】
設定部１８は、誘導加熱時間を複数に区分して区分毎に、インバータ１４から出力される電圧の周波数の設定情報と、複数の整合器１３及び複数の変成器１２の選択による組み合わせで構成されるマッチング回路（整合回路とも呼ぶ）の選択情報と、を誘導加熱条件として設定するためのものである。
【００２０】
切替制御部１７は、設定部１８で設定された誘導加熱条件に従って、誘導加熱時間を区分した区分毎に、複数の逆変換制御部１５Ｂの何れかを選択して逆変換部１４Ｂを制御して指定の周波数の電圧を出力する。それと共に、切替制御部１７は、スイッチ群１６、即ちスイッチ１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ及び１６Ｄにより、一の整合器１３をインバータ１４に接続し、この一の整合器１３を一の変成器１２に接続し、この一の変成器１２を加熱コイル２に接続する。
【００２１】
設定部１８には、インバータ１４からの出力状況を示すモニタとして、各種の誘導加熱条件を設定するための入出力操作画面としてのタッチパネル部が設けられている。図２は図１に示す設定部１８に表示されるステップデータ設定画面を示す図である。操作部１８には、例えば図２に示すようなステップデータ設定画面が表示され、このステップデータ設定画面において、ステップ単位で、ステップの時間、ワーク回転速度、インバータ１４からの出力条件として電力、電圧を設定することができる。このステップデータ設定画面により、インバータ１４から出力される電力の周波数を設定するようにしてもよい。
【００２２】
また、ある特定のステップにおいて、何れのインバータ１４から電力が供給されない状態を設定するためインバータ１４からの出力電力、電圧を例えばゼロや低い値に設定し、変成器１２及び整合器１３の組み合わせからなる整合回路の切り替えの選択をすることができる。図３は図１に示す設定部１８に表示され、回路設定条件を設定するための画面を示す図である。図２に示す画面において「整合回路の切替」を選択すると、図３のような回路設定条件の画面が表示され、変成器１２及び整合器１３の種類を選択することができる。例えば図３に示されているように、加熱コイル２の番号毎に、変成器を選択するために巻き数を選択するための「ＭＴｒ電圧選択」の選択肢と、整合器を選択するための「コンデンサ容量」の選択肢と、逆変換制御部の選択肢とが、回路設定条件選択画面として表示され、これらの選択肢を選んで設定される。図２及び図３に示す画面においては、インバータ１４から出力される交流の周波数は、図３に示す回路設定条件において逆変換制御部の選択により行うようになっているが、図２に示すステップデータ設定画面において、例えば最も右側に新たに列を設け、各ステップにおいて出力される周波数を設定することができるようになっていてもよい。また、整合回路及び周波数の切替を行う場合には、インバータ１４からの出力をゼロに設定する必要性は必ずしもなく、例えばインバータ１４からの出力レベルを低下させておけばよい。
【００２３】
本発明の実施形態に係る誘導加熱装置１では、このような回路構成を採用していることで、設定部１８により、誘導加熱時間を複数の区分に区分し、逆変換制御部１５Ｂを選択してその選択の前後において異なった周波数の電圧を出力することができる。それに伴ってスイッチ１６Ａ〜１６Ｄの組み合わせを選択することにより、整合器１３と変成器１２との組み合わせを換えることができる。よって、誘導加熱によりワークＷを昇温する途中で、インバータ１４の出力周波数を変化させ整合器１３及び変成器１２の組み合わせを交換することにより、ワークＷの透磁率が変化してもインバータ１４から出力された電力をワークＷの誘導加熱に使用させることができる。なお、逆変換制御部１５Ｂの選択は同一のワークＷを加熱する際に必ず変えねばならないというものではない。
【００２４】
図１に示す誘導加熱装置１により比較的長時間誘導加熱をしてワークを所望の温度まで昇温することができることを説明する。図４は、本発明の実施形態に係る誘導加熱方法により比較的長時間誘導加熱することができることを説明するための説明図であり、図１に示す装置とは異なり、加熱の途中でインバータ１４からの出力の周波数を変えないで比較的短時間で行ったときのワークの温度、インバータ１４の出力インピーダンスと、インバータ１４の出力を直流電圧で評価したときのグラフである。図４から、時間の経過に伴ってインバータ１４からの出力インピーダンスが一旦低下して極小値をとったのち、ワークＷの温度が約７００℃〜８００℃前後で出力インピーダンスが一定となる。その出力インピーダンスが上昇しなくなったときインバータ１４の出力電圧がピークとなり、その後低下する。よって、それ以降では、インバータ１４からの出力がワークに投入されなくなる。
【００２５】
しかしながら、本発明の実施形態では、加熱時間の経過に伴い、加熱温度に応じて、インピーダンス１４の出力周波数を変化させ、かつ、その出力周波数の値と整合器及び変成器を選択することが出来るようにしたので、加熱の途中で、ワークＷの素材、特に透磁率などの物性値が変化してもワークＷに誘導電流を流すことができ、ワークを所望の温度まで上昇させることができる。
【００２６】
図１に示す誘導加熱装置１の変形例について説明する。図１において、インバータ１４に出力インピーダンスを計測するインピーダンス計測部を備えていてもよい。インバータ計測部は、逆変換部１４Ｂから出力される電流、電圧及びそれらの位相差を計測する。その測定結果がインバータ１４から切替制御部１７に出力される。いま、例えば図２に示すように設定部１８のステップデータ設定画面において、ステップ４の「整合回路の切替」が「有」となっているとする。すると、切替制御部１７では、絶えずインバータ計測部から入力される計測結果をモニタリングして、現在のインピーダンスの許容範囲を超えた場合であって、次のステップにおいて整合回路の切り替えを行うことになっているような場合には、現在のステップで指定された時間が経過しなくても強制的に次のステップに移行する。即ち、切替制御部１７は、インピーダンス計測部から入力された計測結果がインピーダンスの許容範囲を超えたとき、設定部１８に設定されている誘導加熱条件のうち次の区分に関するものを参照した上で整合回路の切替の有無を判断する。そして整合回路を切り替えることになっている場合には、強制的に、次のステップで設定されている逆変換制御部１５Ｂを選択してインバータ１４から出力される電圧の周波数を変化させ、かつスイッチ群１６を切り替える。これにより、インバータ１４から出力される電圧の周波数を変え、かつ整合回路を切り替えてインピーダンス整合をとる。
【００２７】
次に、図１に示す誘導加熱装置１の設計思想を適用して一つのワークＷを回転走行させながら、移動加熱することができる誘導加熱設備について説明する。図５は本発明の実施形態に係る誘導加熱設備３を示す平面図であり、図６は図５に示す誘導加熱設備３を示す側面図であって、手前側に設けられている誘導加熱装置を省略して示したものである。なお、Ｐ１は搬入搬出位置、Ｐ２は吊り下げ位置、Ｐ３は加熱位置、Ｐ４は段取り位置、Ｐ５は吊り下げ位置である。なお、図５及び図６では、誘導加熱設備３を構成し各誘導加熱コイル２からワークに誘導電流を流すための誘導加熱装置１については、変成器１２や整合器１３などを収容した支持ボックスのみを模式的に示している。
【００２８】
先ず、誘導加熱設備の概略を説明する。誘導加熱設備３は、図５及び図６に概略を示すように、ワークＷを支持する治具１００と、ワークＷを搬入及び搬出する搬入搬出セクション３００と、治具１００を吊り下げて搬送する搬送機構２００と、治具１００に載置されたワークＷを回転させつつ加熱する加熱セクション４００と、加熱セクション４００の下方に設けられた冷却セクション５００と、搬入搬出セクション３００とは反対側に設けられた部品交換セクション６００と、各セクションを駆動するための電気設備と、を備える。
【００２９】
治具１００は、ワークＷを載置するワーク支持部１１０と、ワーク支持部１１０の中央に設けられた中央構造部１３０とを備える。ワーク支持部１１０は、放射方向に延びる複数の放射架台１１１の先端側に放射方向に沿って配置された相対移動手段としての回転ローラ１１２を備える。回転ローラ１１２は中央構造部１３０へ入力される駆動力で回転駆動可能である。ワークＷは各回転ローラ１１２を回転させることで環形状に沿って移動可能である。
【００３０】
搬入搬出セクション３００は、図５及び図６に示すように、搬入搬出位置Ｐ１でワークＷを治具１００のワーク支持部１１０に載置し、吊り下げ位置Ｐ２へ移動させて治具１００を吊り下げ位置Ｐ２に精度よく配置できる構造となっている。
【００３１】
搬送機構２００は、図５及び図６に示すように、各セクションの上方に配設された搬送レール２１０と、搬送レール２１０に沿って移動する搬送ローダ部２２０とを有する。搬送ローダ部２２０は、治具１００の中央構造部１３０に連結可能で、連結した状態で治具１００を吊り下げて搬送する構造を有する。搬送ローダ部２２０には回転駆動手段２２１が設けられており、搬送ローダ部２２０が治具１００の中央構造部１３０に連結することで、回転駆動手段２２１により治具１００の各回転ローラ１１２が回転駆動可能となる。
【００３２】
加熱セクション４００は、図５及び図６に示すように、治具１００を所定位置に配置した状態で、治具１００に載置されたワークＷを回転させつつ均一に加熱する。
【００３３】
冷却セクション５００は、図６に示すように、加熱セクション４００の下方に設けられ、治具１００を下降して配置した状態で、ワークＷを回転させつつ冷却ジャケットから冷却液を供給して冷却する構造を有する。
【００３４】
部品交換セクション６００は、図５及び図６に示すように、部品交換治具６１０に加熱セクション４００や冷却セクション５００の部品を支持させて搬送し、各セクションの部品を交換できる構造を有している。
【００３５】
このような誘導加熱設備３を用いてワークＷを焼入処理する際には、先ず準備工程としてワークＷに応じて各部を設定し、次に搬入工程としてワークＷを搬入して治具１００に載置し、次に搬送工程としてワークＷを載置した治具１００を搬送し、次いで加熱工程として治具１００上のワークＷを誘導加熱し、冷却工程として冷却治具１００上のワークＷを冷却し、最後に搬出工程として焼入れ後のワークＷを搬出する。
【００３６】
そのため、図５に示すように、加熱セクション４００の中心（図５の符号Ｃの位置）を取り囲むように、複数の誘導加熱装置１が間隔をあけて並べて配置されている。即ち、誘導加熱される位置に環状体のワークが搬送されてそのワークに沿って周状に間隔をおいて複数の誘導加熱装置１が配備された状態となる。
【００３７】
何れの誘導加熱装置１においても、図１で示したように、加熱コイル２と、複数の変成器１２と、複数の整合器１３と、順変換部１４Ａ及び逆変換部１４Ｂを有するインバータ１４と、順変換部１４Ａを制御する順変換制御部１５Ａ及び逆変換部１４Ｂを制御して各々指定された周波数の電圧に変換させる複数の逆変換制御部１５Ｂを有するインバータ制御部１５と、スイッチ群１６と、を備える。
【００３８】
そして、誘導加熱設備３は、図５に示すように、各誘導加熱装置１を統括的に誘導加熱条件を設定するための設定部３１と、その設定部３１により各誘導加熱装置１のスイッチ群１６を切り替え制御する切替制御部３２と、を備える。
【００３９】
設定部３１では、誘導加熱装置１毎に、かつ誘導加熱時間を複数に区分して区分毎に、各インバータ１４から出力される電圧の周波数の設定情報と、複数の整合器１３及び複数の変成器１２の選択による組み合わせで構成されるマッチング回路（整合回路）の選択情報と、が誘導加熱条件として設定される。
【００４０】
そのため、切替制御部３２は、誘導加熱装置１毎に、設定部３１で設定された誘導加熱条件に従って、区分毎に、複数の逆変換制御部１５Ｂの何れかを選択することにより逆変換部１４Ｂを制御して指定の周波数の電圧を出力すると共に、スイッチ群１６により一の整合器１３をインバータ１４に接続し、この一の整合器１３を一の変成器１２に接続し、この一の変成器１２を加熱コイル２に接続する。
【００４１】
その結果、誘導加熱装置１毎に、設定部３１により誘導加熱条件を設定することができ、誘導加熱開始から時間単位で、インバータ１４からの出力状態を設定したり整合回路を選択したりすることができる。これにより、切替制御部３２は、誘導加熱開始の信号の入力を受けると、設定部３１に設定されている誘導加熱条件に基いて、誘導加熱装置１毎に、誘導加熱開始からの経過時間に伴い、インバータ制御部１５の順変換制御部１５Ａと選択された逆変換制御部１５Ｂによりインバータ１４が制御され、指定された周波数の電圧がインバータ１４から出力され、さらに、選択された整合器１３及び変成器１２の組み合わせでその周波数に見合うインピーダンスと整合する。よって、ワークが誘導加熱により組織変形して透磁率等の物性値が変化しても、設定部３１により設定された回路設定条件に従って切替制御部３２により各スイッチ群１６が切り替えられる。
【００４２】
特に、図５及び図６に示す誘導加熱設備３においては、直径が１ｍ以上の大型の旋回輪や大型の軸受などを構成する外輪のような大きなワークＷを走行させながら誘導加熱する際、全体の誘導加熱時間が長時間とならざるを得ない。すると、ワークＷが昇温することで組織変形したことで、インピーダンスの整合がとれずに、インバータ１４から加熱コイル２に電力が投入され難くなるという問題を解決することもでき、ワークＷが大型であっても十分誘導加熱して所望の温度まで上昇させることができる。また、図５及び図６に示す誘導加熱設備３においては、ワークの焼入れ条件に応じて、各誘導加熱装置１毎に異なったタイミングで周波数を変えてもよいし、誘導加熱装置１の全てを同じタイミングで周波数を変えるようにしてもよい。
【００４３】
以上本発明の実施形態を説明したが、本発明の範囲において適宜変更して実施することができる。例えば、ワークＷの近辺に非接触式の温度センサを配置し、その温度センサの検出値を基準に誘導加熱条件を設定して、周波数、整合回路の組み合わせを変えてもよい。
【符号の説明】
【００４４】
１：誘導加熱装置
２：加熱コイル
３：誘導加熱設備
１２，１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ：変成器
１３，１３Ａ，１３Ａ，１３Ｃ：整合器
１４：インバータ
１４Ａ：順変換部
１４Ｂ：逆変換部
１５：インバータ制御部
１５Ａ：順変換制御部
１５Ｂ：逆変換制御部
１６：スイッチ群
１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄ，１６Ｅ：スイッチ
１７：切替制御部
１８：設定部
１９：商用電源
１００：治具
１１０：ワーク支持部
１１１：放射架台
１１２：回転ローラ
１３０：中央構造部
２００：搬送機構
２１０：搬送レール
２２０：搬送ローダ部
２２１：回転駆動手段
３００：搬入搬出セクション
４００：加熱セクション
５００：冷却セクション
６００：部品交換セクション
６１０：部品交換治具
Ｗ：ワーク
【図１】
0005733568.tif 000002
【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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