(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを対向するコイル要素の間に通過させることで誘導加熱する誘導加熱装置において、
ワークの通過方向両側で上下方向に複数段にわたって水平方向に並列配置したコイル要素と、並列したコイル要素どうしの上下方向の対向間隔を変更する上下方向間隔変更手段とを備え、
前記上下方向間隔変更手段は、ワークの通過方向両側でそれぞれ並列した各段のコイル要素をそれぞれ保持する複数の保持部材と、
前記保持部材の一つを固定され、その余の複数の保持部材を上下方向に移動可能に連結された縦フレーム部材と、
前記で固定された保持部材には回動可能に連結され、その余の複数の保持部材には保持部材側に設けられた長穴に摺動可能に係合したピンを介して連結されたアーム部材と、前記アーム部材の基端側に連結された回動手段とにより構成され、
前記長穴はいずれの保持部材に設けられたものも水平方向に長くなっているが、保持部材が上にあるものほど長くなっており、しかも、水平方向外方側には保持部材が上にあるものほど長穴端が延び、水平方向内方側には逆に保持部材が下にあるものほど長穴端が延びており、
前記アーム部材の回動により前記複数の保持部材を上下方向に伸縮することで並列したコイル要素どうしの上下方向の対向間隔を変更することを特徴とする誘導加熱装置。
【請求項２】
請求項１に記載した誘導加熱装置において、
上下方向間隔変更手段は、ワークの通過方向両側にそれぞれ一対のアーム部材を備え、回動手段は、ワークの通過方向に直交した状態で並列配置した一対の回転軸を備え、前記アーム部材は前記回転軸とそれぞれ噛合いを介して連結されていると共に、前記回転軸どうしも噛合いを介して連結されており、１本の回転軸の駆動回転によりワークの通過方向両側のそれぞれの一対のアーム部材を互いに反対方向に回動させることを特徴とする誘導加熱装置。
【請求項３】
請求項２に記載した誘導加熱装置において、
回動手段では、１本の回転軸に対して両側のアーム部材に対応して一対の歯車が設けられ、前記回転軸に対して一方側は歯車が固定結合され、他方側では摺動可能に結合されており、さらに、ワークの通過方向両側の保持部材どうしの横方向の対向間隔を変更調整する横方向間隔変更手段が備えられて、前記横方向間隔変更手段により横方向の間隔が変更されたときには前記他方側の歯車が追従して前記回転軸上を摺動することを特徴とする誘導加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークを対向するコイルの間に順次通過させることで連続的に加熱処理するタイプの誘導加熱装置に係り、特に、ワークの種々の大きさに対応してワーク毎に最適な加熱状態を実現できる誘導加熱装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
粉体塗料を施した金属塗装品であるワークの焼き付け乾燥には、誘導加熱方式を利用すると、ワーク自体を加熱するのでワークに接触している側の塗料から加熱されることになり塗膜がワークに強固に固定されることや、脱脂処理をせずとも油分等が消散することや、外から加熱するわけではないので乾燥ドーム設備も不要になることや、消費エネルギーやＣＯ２排出量を削減できることや、設置スパースも広く取らずに済むこと等から、好ましいとされている。
そして、処理効率を考慮して、特許文献１に記載のように、ワークを対向するコイルの間に順次通過させることで連続的に加熱処理することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２５９５７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１では、ワークの種々の大きさを考慮して、ワークの通過方向両側に複数段にわたって水平方向に平行に並列配置されたコイル要素を両側から移動可能にすることで、ワークとコイル要素との対向間隔を最適に接近させることができるようにしている。
しかしながら、コイル要素の上下方向の長さについては調整できず、一定のものとなっている。
そのため、上下方向に長いワークに対応して配置したコイルセットを設置すると、それより短いワークを加熱する場合には無駄なエネルギーを消費することになるだけでなく、ワークの上下端部側が過熱されることになる。
一方、ワーク毎にコイルセットを交換するのは非常に面倒である。
【０００５】
それ故、本発明は、上記課題を解決するために、コイル要素の上下方向の長さを変更できる、誘導加熱装置を提供することを、その目的とする。
また、本発明は、併せて、ワークを挟んで対応するコイル要素を両側からも移動可能にしてワークとコイル要素の対向間隔も変更できる、誘導加熱装置を提供することを、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、請求項１の発明は、ワークを対向するコイル要素の間に通過させることで誘導加熱する誘導加熱装置において、ワークの通過方向両側で上下方向に複数段にわたって水平方向に並列配置したコイル要素と、並列したコイル要素どうしの上下方向の対向間隔を変更する上下方向間隔変更手段とを備え、前記上下方向間隔変更手段は、ワークの通過方向両側でそれぞれ並列した各段のコイル要素をそれぞれ保持する複数の保持部材と、前記保持部材の一つを固定され、その余の複数の保持部材を上下方向に移動可能に連結された縦フレーム部材と、前記で固定された保持部材には回動可能に連結され、その余の複数の保持部材には保持部材側に設けられた長穴に摺動可能に係合したピンを介して連結されたアーム部材と、前記アーム部材の基端側に連結された回動手段とにより構成され、前記長穴はいずれの保持部材に設けられたものも水平方向に長くなっているが、保持部材が上にあるものほど長くなっており、しかも、水平方向外方側には保持部材が上にあるものほど長穴端が延び、水平方向内方側には逆に保持部材が下にあるものほど長穴端が延びており、前記アーム部材の回動により前記複数の保持部材を上下方向に伸縮することで並列したコイル要素どうしの上下方向の対向間隔を変更することを特徴とする誘導加熱装置である。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１に記載した誘導加熱装置において、上下方向間隔変更手段は、ワークの通過方向両側にそれぞれ一対のアーム部材を備え、回動手段は、ワークの通過方向に直交した状態で並列配置した一対の回転軸を備え、前記アーム部材は前記回転軸とそれぞれ噛合いを介して連結されていると共に、前記回転軸どうしも噛合いを介して連結されており、１本の回転軸の駆動回転によりワークの通過方向両側のそれぞれの一対のアーム部材を互いに反対方向に回動させることを特徴とする誘導加熱装置である。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項２に記載した誘導加熱装置において、回動手段では、１本の回転軸に対して両側のアーム部材に対応して一対の歯車が設けられ、前記回転軸に対して一方側は歯車が固定結合され、他方側では摺動可能に結合されており、さらに、ワークの通過方向両側の保持部材どうしの横方向の対向間隔を変更調整する横方向間隔変更手段が備えられて、前記横方向間隔変更手段により横方向の間隔が変更されたときには前記他方側の歯車が追従して前記回転軸上を摺動することを特徴とする誘導加熱装置である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の誘導加熱装置によれば、連続処理方式でありながら、ワークの種々の大きさに対応して最適な加熱状態を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態に係る誘導加熱装置の一方側の伸長時の正面図である。
【図２】図１の誘導加熱装置の一方側の収縮時の正面図である。
【図３】図１の誘導加熱装置の回動手段を説明する斜視図である
【図４】図１の誘導加熱装置の伸長時の断面図である。
【図５】図２の誘導加熱装置の収縮時の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の実施の形態に係る誘導加熱装置１を、図面に従って説明する。
図１において、符号３は保持部材群を示し、この保持部材群３は水平方向に細長い板状を為しており、板面は紙面の直交方向に向いている。保持部材群３は上下方向に５段にわたって並列している。そして、保持部材群３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅにはそれぞれコイル要素としてのパイプ部５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅが取り付けられて保持されている。図１はこの保持部材群３とパイプ部５からなるセットを正面側から示したものであり、奥側にも同じものが備えられている。そして、正面側のパイプ部５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅと奥側のパイプ部５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅとがそれぞれ同じ高さで向かい合った状態で対向配置している。この間をワークＷが通過する。
【００１３】
正面側のパイプ部５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅと奥側のパイプ部５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅは複数の可とう性通電冷却ホース（図示省略）で連結されて一続きになっており、全体として長円形のらせん状をなしている。この一続きで誘導コイルを為しており、この誘導コイルには高周波電源（図示量略）から高周波電流が供給されるようになっている。従って、正面側のパイプ部５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅと奥側のパイプ部５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅとでは電流方向が逆になっている。
【００１４】
保持部材群３とそれを駆動する機構は正面側と奥側は殆ど同じ構成になっているので、同じ構成について正面側を図示した図１に基づいて、以下に説明する。
保持部材群３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄには、水平方向に延びる一対の横長穴７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄがそれぞれ対応して形成されている。この横長穴は７ａ>７ｂ>７ｃ>７ｄの順に長くなり、しかも水平方向外方側には７ａ>７ｂ>７ｃ>７ｄの順に長穴端が延び、水平方向内方側には逆に７ｄ>７ｃ>７ｂ>７ａの順に長穴端が延びている。
【００１５】
保持部材群３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅは、水平バー部材９とその上に立設された４本の縦フレーム部材１１とでなるフレーム機台上に連結されて支持されており、具体的には縦フレーム部材１１に連結されて４箇所で支持されている。各縦フレーム部材１１には、縦方向に延びる縦長穴１３が形成されている。上記した保持部材群３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅのうち保持部材群３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄにはピン１５が取り付けられ、このピン１５の軸が上記した縦長穴１３に嵌め込まれており、保持部材群３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄは縦長穴１３内でのピン１５の軸の摺動により上下方向に移動できるようになっている。一方、残りの保持部材群３ｅは縦長穴１３の下方に形成された穴を利用したボルト１７によるボルトナット締結により縦フレーム部材１１に固定されている。
【００１６】
この誘導加熱装置１には、保持部材群３の駆動機構が３種類備えられている。以下、詳細に説明する。
図１において、符号１９はスライド台を示し、このスライド台１９が床面上に設置されている。このスライド台１９には一対の脚部２１が設けられ、各脚部２１の上部側内面に設けられたガイド溝には、スライダー板２３の左右両側縁が摺動可能に嵌め込まれており、スライダー板２３は紙面に直交する方向に移動可能となっている。図４に示すように、このスライダー板２３に吊り下げされたナット部材２５には移動ネジ２７が螺合している。スライド台１９の脚部２１から正面側に突き出した支持プレート上には中心移動モーター２９（図１）が設置されており、移動ネジ２７はこの中心移動モーター２９（図１）に連結している。この構成により、中心移動モーター２９の駆動によりスライダー板２３がその上に設置された保持部材群３と共に黒矢印（図４）に示す方向に横移動できるようになっている。この横移動により、対向する一対の保持部材群３の間の中心軸Ｃが移動することになる。
【００１７】
図１に示すように、上記したスライダー板２３の上には、紙面に直交する方向に並列した状態で一対のガイドレールが設けられ、この一対のガイドレール上には支持台３１のスライダー脚３３が摺動可能に係合しており、支持台３１はスライダー板２３に対して紙面に直交する方向に移動可能となっている。一方、正面側の支持台３１には、開閉モーター３５がスライダー板２３の上に設置されており、この開閉モーター３５には、図４に示すように開閉ネジ３７が連結されている。この開閉ネジ３７は両端側が互いに逆ネジの関係を為すようにネジが形成され、両端側がそれぞれ板状ナット３９と螺合している。板状ナット３９は両側に位置するフレーム機台の縦フレーム部材１１と連結している。この構成により、開閉モーター３５の駆動によりスライダー板２３に対して一対の板状ナット３９、３９がその上に設置された保持部材群３と共に白矢印（図４）に示すように互いに近接離間する方向に同期して横移動できるようになっている。そして、その際には支持台３１も共に移動するようになっている。
【００１８】
上記した２種類の駆動機構で、横方向間隔変更手段が構成されている。この駆動機構は互いに独立に駆動できるので、ハンガーに吊下げられたワークＷが一方側に突出している場合にも、パイプ部５がワークＷに接触しない範囲で両側から最接近した状態で横方向からワークＷに対峙させることができる。
【００１９】
図１において正面から奥側に向かって、即ち紙面に直交する方向に向かって一対の回転軸４３が水平に並列しており、いずれも回転自在に支持台３１上に取り付けられている。図３に示すように、各回転軸４３の両端側にはそれぞれ歯車４５が連結されており、各回転軸４３の一端側はメカロックにより歯車４５が固定されているが、他端側はスプライン軸４４になっており、歯車４５は軸方向に摺動可能になっている。
一対の回転軸４３のそれぞれ正面側に連結された歯車４５、４５は互いに噛合い、それぞれ奥側に連結された歯車４５、４５も互いに噛合っている。そして、正面側の一方の回転軸４３には伸縮モーター４７が連結されている。
【００２０】
図１において、符号４９はアーム部材を示し、このアーム部材４９は細板状でなる軸部５１の下方側先端側に円弧状部５３の一端が連結されている。このアーム部材４９は正面側に一対、奥側に一対備えられており、各一対のアーム部材４９は円弧状部５３が互いに対向している。
アーム部材４９の軸部５１には所定の間隔をあけて４本のピン５５、５５、５５、５５が一列に取り付けられ、このピン５５の軸が上記した保持部材群３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの横長穴７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄにそれぞれ嵌め込まれ、その下方では、ピン５７の軸は保持部材群３ｅに回動自在に連結されている。従って、アーム部材４９はピン５７を支点として回動自在となっている。
【００２１】
アーム部材４９の円弧状部５３の外周には歯５４が形成されており、この歯５４は上記した歯車４５と噛合っている。
従って、正面側と奥側でそれぞれ噛合った２組の一対のアーム部材４９があるが、各一対の互いに噛合ったアーム部材４９はそれぞれ時計周りと反時計周り、即ち互いに反対方向に回動するようになっており、ピン５５が横長穴７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄの内側縁に当たるまで保持部材群３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄをそれぞれ上方に持ち上げることになる。そして、その限界は縦フレーム部材１１の縦長穴１３の上側縁に規制される。一方、ピン５５が横長穴７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄの外側縁に当たるまで保持部材群３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄをそれぞれ下方に下げられることになる。そして、その限界は縦フレーム部材１１の縦長穴１３の下側縁に規制される。
このようにして、アーム部材４９の回動により各保持部材群３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの水平方向高さが決定され、縦フレーム部材１１の縦長穴１３に嵌り込んだピン１５によってその高さが安定的に維持されることとなる。
【００２２】
図１、図４はアーム部材４９のピン５５が横長穴７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄのそれぞれの内側縁に当接しさらに限界まで上方に押したときを示しており、保持部材群３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅどうしの上下方向の間隔が最も大きくなって、保持部材群３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄが保持部材群３ｅから上方に最大限伸びた状態になっている。
一方、図２、図５はアーム部材４９のピン５５が横長穴７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄのそれぞれの外側縁に当接しさらに限界まで下方に押したときを示しており、保持部材群３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅどうしの上下方向の間隔が最も小さくなって、保持部材群３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄが保持部材群３ｅに向かって下方に最大限収縮した状態になっている。
【００２３】
図３に示すように、中心移動モーター２９や開閉モーター３５の駆動により、保持部材群３と共にアーム部材４９も回転軸４３の軸方向を移動するが、歯車４５を設置した支持台３１も軸方向に同期して移動するので、歯車４５も噛合っているアーム部材４９と共にその噛合い状態を維持しながら移動する。そのため、上記した２つの横移動の駆動機構とこの上下移動の駆動機構は互いに独立して働かせることができる。
従って、誘導加熱装置１によれば、ワークＷの大きさに応じて加熱状態を最適に実現することができる。
【００２４】
次に、誘導加熱装置１の動作を説明する。
先ず、ワークＷの上下方向の長さに応じて、保持部材群３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅどうしの上下方向の間隔が調整される。また、ワークＷの横方向の長さと、ハンガーに吊り下げされたワークの横方向一方側への偏った突出度合がある場合にはそれを考慮して、対向する保持部材群３どうしの横方向、すなわち水平方向の対向間隔と保持部材群３、３の横方向の設置位置とが調整される。上下方向の間隔については、例えば、Ｗ１のように、上下方向に長い場合には、図４に示すように、保持部材群３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅは伸長して離間し、Ｗ２のように、上下方向に短い場合には、図５に示すように、保持部材群３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅは収縮して集まる。
その後、誘導加熱を開始すると、ハンガー（図示省略）に吊下げられてワークＷ、Ｗ、‥‥が、対向するパイプ部５、５どうしの間の通過経路に、順次一定の送り速度で搬送されてくる。
【００２５】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の具体的構成が上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨から外れない範囲での設計変更があっても本発明に含まれる。
例えば、金属塗装品の焼き付け乾燥だけでなく、ロー付け、焼き嵌め等にも利用できる。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明の誘導加熱装置によれば、消費エネルギーの削減、さらには省スペース化及びコストの低減も図れる。また、設置にスペースを取らず、消費エネルギーやＣＯ２排出量も少なくて済む。
【符号の説明】
【００２７】
１‥‥誘導加熱装置              ３ａ〜３ｅ‥‥保持部材群
５ａ〜５ｅ‥‥パイプ部          ７‥‥横長穴
９‥‥水平バー部材            １１‥‥縦フレーム部材
１３‥‥縦長穴                  １５‥‥ピン
１７‥‥ボルト                  １９‥‥スライド台
２１‥‥脚部                    ２３‥‥スライダー板
２５‥‥ナット部材              ２７‥‥移動ネジ
２９‥‥中心移動モーター        ３１‥‥支持台
３３‥‥スライダー脚            ３５‥‥開閉モーター
３７‥‥開閉ネジ                ３９‥‥板状ナット
４３‥‥回転軸                  ４５‥‥歯車
４７‥‥伸縮モーター            ４９‥‥アーム部材
５１‥‥軸部
５３‥‥円弧状部                ５４‥‥（円弧状部の）歯
５５‥‥ピン                    ５７‥‥ピン
Ｗ‥‥ワーク                    Ｃ‥‥中心軸
【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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