(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面及び曲面を有する被加熱体を載置具に固定した状態で、多関節ロボットのアームの先端部に設けられた高周波誘導加熱コイルを前記被加熱体に沿って移動させて、前記被加熱体を高周波誘導加熱する方法であって、
前記高周波誘導加熱コイルは、一定の高周波出力電圧を供給する高周波電源に接続されており、前記高周波誘導加熱コイルを前記被加熱体に沿って移動させる際に、前記高周波誘導加熱コイルと前記被加熱体とは互いに接触することなく間隔を隔てた状態になっており、
前記高周波誘導加熱コイルと前記被加熱体との間の距離の変化に伴って変化する前記高周波電源の高周波出力電流及び発振周波数のうちの少なくとも１つについての変化量を検出し、
（ａ）前記発振周波数が所定の周波数の値より大きくなった場合は、前記高周波誘導加熱コイルと前記被加熱体との間の距離を大きくし、前記発振周波数が前記所定の周波数の値より小さくなった場合は、前記高周波誘導加熱コイルと前記被加熱体との間の距離を小さくし、
（ｂ）前記高周波出力電流が所定の電流値より大きくなった場合は、前記高周波誘導加熱コイルと前記被加熱体との間の距離を大きくし、前記高周波出力電流が前記所定の電流値より小さくなった場合は、前記高周波誘導加熱コイルと前記被加熱体との間の距離を小さくし、
これにより、前記高周波誘導加熱コイルと前記被加熱体との間の距離を加熱に適正な距離に常に保持するようにしたことを特徴とする高周波誘導加熱方法。
【請求項２】
平面及び曲面を有する被加熱体を高周波誘導加熱する装置であって、
（ａ）前記被加熱体を載置する載置具と、
（ｂ）アームを有する多関節ロボットと、
（ｃ）前記多関節ロボットのアームの先端部に設けられ、前記被加熱体の加熱対象領域に対応配置される高周波誘導加熱コイルと、
（ｄ）前記高周波誘導加熱コイルに一定の高周波出力電圧を供給するように構成された高周波電源と、
（ｅ）前記高周波電源の高周波出力電流及び発振周波数のうちの少なくとも１つについての変化量を検出する検出手段と、
（ｆ）前記検出手段にて検出された変化量に基づいて、前記高周波誘導加熱コイルを前記被加熱体に対して移動させて、前記高周波誘導加熱コイルと前記被加熱体との相対距離を調整する制御手段と、
をそれぞれ備え、
前記制御手段は、前記高周波誘導加熱コイルと前記被加熱体とが互いに接触することなく間隔を隔てた状態になるように前記前記多関節ロボットの前記アームを制御するものであり、
前記制御手段は、
前記発振周波数が所定の周波数の値より大きくなった場合は、前記高周波誘導加熱コイルと前記被加熱体との間の距離を大きくし、前記発振周波数が前記所定の周波数の値より小さくなった場合は、前記高周波誘導加熱コイルと前記被加熱体との間の距離を小さくするように前記多関節ロボットの前記アームを制御し、
前記高周波出力電流が所定の電流値より大きくなった場合は、前記高周波誘導加熱コイルと前記被加熱体との間の距離を大きくし、前記高周波出力電流が前記所定の電流値より小さくなった場合は、前記高周波誘導加熱コイルと前記被加熱体との間の距離を小さくするように前記多関節ロボットの前記アームを制御し、
これにより、前記高周波誘導加熱コイルを前記被加熱体に対して加熱に適正な距離を保持する位置に常に配置するようにしたことを特徴とする高周波誘導加熱装置。
【請求項３】
平面及び曲面を有する被加熱体を高周波誘導加熱する装置であって、
（ａ）前記被加熱体を載置する載置具と、
（ｂ）アームを有する多関節ロボットと、
（ｃ）前記多関節ロボットのアームの先端部に設けられ、前記被加熱体の加熱対象領域に対応配置される高周波誘導加熱コイルと、
（ｄ）前記高周波誘導加熱コイルに一定の高周波出力電流を供給するように構成された高周波電源と、
（ｅ）前記高周波電源の発振周波数についての変化量を検出する検出手段と、
（ｆ）前記検出手段にて検出された変化量に基づいて、前記高周波誘導加熱コイルを前記被加熱体に対して移動させて、前記高周波誘導加熱コイルと前記被加熱体との相対距離を調整する制御手段と、
をそれぞれ備え、
前記制御手段は、前記高周波誘導加熱コイルと前記被加熱体とが互いに接触することなく間隔を隔てた状態になるように前記前記多関節ロボットの前記アームを制御するものであり、
前記制御手段は、
前記発振周波数が所定の周波数の値より大きくなった場合は、前記高周波誘導加熱コイルと前記被加熱体との間の距離を大きくし、前記発振周波数が前記所定の周波数の値より小さくなった場合は、前記高周波誘導加熱コイルと前記被加熱体との間の距離を小さくするように前記多関節ロボットの前記アームを制御し、
これにより、前記高周波誘導加熱コイルを前記被加熱体に対して加熱に適正な間隔を保持する位置に常に配置するようにしたことを特徴とする高周波誘導加熱装置。
【請求項４】
平面及び曲面を有する被加熱体を高周波誘導加熱する装置であって、
（ａ）前記被加熱体を載置する載置具と、
（ｂ）アームを有する多関節ロボットと、
（ｃ）前記多関節ロボットのアームの先端部に設けられ、前記被加熱体の加熱対象領域に対応配置される高周波誘導加熱コイルと、
（ｄ）前記高周波誘導加熱コイルに一定の高周波出力電力を供給するように構成された高周波電源と、
（ｅ）前記高周波電源の高周波出力電流及び発振周波数のうちの少なくとも１つについての変化量を検出する検出手段と、
（ｆ）前記検出手段にて検出された変化量に基づいて、前記高周波誘導加熱コイルを前記被加熱体に対して移動させて、前記高周波誘導加熱コイルと前記被加熱体との相対距離を調整する制御手段と、
をそれぞれ備え、
前記制御手段は、前記高周波誘導加熱コイルと前記被加熱体とが互いに接触することなく間隔を隔てた状態になるように前記前記多関節ロボットの前記アームを制御するものであり、
前記制御手段は、
前記発振周波数が所定の周波数の値より大きくなった場合は、前記高周波誘導加熱コイルと前記被加熱体との間の距離を大きくし、前記発振周波数が前記所定の周波数の値より小さくなった場合は、前記高周波誘導加熱コイルと前記被加熱体との間の距離を小さくするように前記多関節ロボットの前記アームを制御し、
前記高周波出力電流が所定の電流値より大きくなった場合は、前記高周波誘導加熱コイルと前記被加熱体との間の距離を大きくし、前記高周波出力電流が前記所定の電流値より小さくなった場合は、前記高周波誘導加熱コイルと前記被加熱体との間の距離を小さくするように前記多関節ロボットの前記アームを制御し、
これにより、前記高周波誘導加熱コイルを前記被加熱体に対して加熱に適正な間隔を保持する位置に常に配置するようにしたことを特徴とする高周波誘導加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高周波誘導加熱コイルと被加熱体とを互いに接触させることなく間隔を隔てた状態で、高周波誘導加熱コイルと被加熱体とを相対的に移動させながら被加熱体を高周波誘導加熱する方法及びその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
このような高周波誘導加熱方法及び装置は、従来より、平面或いは非平面でかつ長手方向に延びる加熱対象領域を有する長尺状部品を高周波移動加熱するために用いられている。従来においては、多くの場合、目視によって高周波誘導加熱コイルと被加熱体との間の間隔（相対距離）を確認しながら手動で高周波誘導加熱コイルと被加熱体との間の距離を加熱に適正な距離に保持するように調整を行なっていた。しかし、目視による調整を行なうには熟練した作業者でなければならず、しかも、たとえ熟練者が上述の如き距離調整（間隔調整）を行なったとしても、適正な距離に正確に調整するのは極めて難しいのが実状である。特に、被加熱体の加熱対象領域において高周波誘導加熱コイルと被加熱体との相対移動速度が速くなると、熟練者であっても前記距離の調整が困難になる。
【０００３】
そこで、このような実状に鑑みて、図３及び図４に示すように変位センサ１を備えた高周波誘導加熱装置２が従来より用いられている。本装置２は、多関節ロボット（図１では図示しない）を使用し、前記多関節ロボットのアームの先端に設けられた固定台４と、この固定台４に固定された小型変成器５と、この小型変成器５に取付けられた高周波誘導加熱コイル６と、小型変成器５に電源を供給するためのフレキシブル水冷ケーブル７とをそれぞれ有しており、上述の固定台４に変位センサ１が付設されている。ここで用いられている変位センサ１は、被加熱体８に接触した状態で使用される接触式のものであって（図５〜図７参照）、高周波誘導加熱コイル６の近傍位置に対応配置されている。なお、上述の高周波誘導加熱コイル６には、図５〜図７に示すように、加熱効率を向上させるために磁性材料９が配置されている。
【０００４】
かくして、上述の高周波誘導加熱装置２を用いて高周波誘導加熱を行なう際には、高周波誘導加熱コイル６の近傍に配置された変位センサ１にて高周波誘導加熱コイル６と被加熱体８（図５〜図７参照）との間の距離を検知し、その検知信号を高周波誘導加熱コイル６と被加熱体８との間の距離を相対的に変化させる機構（図示せず）にフィードバックすることにより、前記距離を調整しながら高周波誘導加熱を行なうようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の如く変位センサ１を使用して高周波誘導加熱コイル６と被加熱体８との距離を調整するようにした従来の高周波誘導加熱装置２では、変位センサ１と高周波誘導加熱コイル６との相対的な位置関係が被加熱体８の加熱面の形状に応じて変動してしまうため、高周波誘導加熱コイル６と被加熱体８との間の距離を正確に検出することができず、従って前記距離の調整を適正に行なうことができない場合がある。
【０００６】
この点について具体的に詳述すると、次の通りである。先ず、図５に示す如く、被加熱体８の加熱対象領域が平坦面Ｓ１である場合、変位センサ１が距離測定を行なう際の基準面（平坦面）Ｐｏを設定し、この基準面Ｐｏから高周波誘導加熱コイル６の基準点Ｔまでの距離をＬｏ（一定値）とし、高周波誘導加熱コイル６と被加熱体８との間の加熱に適正な距離をｄ１とし、基準面Ｐｏから変位センサ１の先端の接触ローラ１ａまでの距離すなわち前記基準面Ｐｏから被加熱体８と前記接触ローラ１ａとの接触点Ｍまでの距離をＬ１とすると、被加熱体８の加熱対象領域（被加熱面）が平坦面であることから、ｄ１＝Ｌ１−Ｌｏとなる。そこで、被加熱体８の加熱対象領域が平坦面である場合には、基準面Ｐｏから変位センサ１の先端の接触ローラ１ａまでの距離がＬ１の時に高周波誘導加熱コイル６と被加熱体８との間の距離が適正距離（適正値）ｄ１となるように加熱コイル移動機構３を図外の多関節ロボットにて作動するように設定することにより、変位センサ１による距離計測の結果に基づいて、高周波誘導加熱コイル６と被加熱体８との間の距離を適正距離ｄ１に調整制御することが可能である。
【０００７】
しかし、図６に示す如く、被加熱体８の加熱対象領域が凸状の円弧形状面Ｓ２であるような場合に上述のような条件の下で距離の調整制御を行なうようにすると、次のような不具合を生じる。なお、図６に示す状態は、高周波誘導加熱を開始していない状態であって、高周波誘導加熱コイル６が被加熱体８の円弧形状面Ｓ２に適正距離ｄ１を隔てて配置されると共に変位センサ１の先端の接触ローラ１ａが円弧形状面Ｓ２に接触された時点の状態である。この場合、高周波誘導加熱コイル６と被加熱体８の加熱対象領域（円弧形状面Ｓ２）との間の距離が適正距離ｄ１であっても、被加熱体８の加熱対象領域が円弧形状面Ｓ２であるため、基準面Ｐｏから変位センサ１の先端の接触ローラ１ａまでの距離Ｌ２が前記距離Ｌ１よりも大きくなる（Ｌ２＞Ｌ１）。従って、図５の場合に較べて（Ｌ２−Ｌ１）に相当する距離分だけ高周波誘導加熱コイル６と被加熱体８との間の間隔が離れたような状態として測定（検出）してしまうこととなり、高周波誘導加熱コイル６が適正位置に配置されているにも拘わらず、高周波誘導加熱コイル６を被加熱体８に近づけるような移動制御がなされて、これらの間の距離が適正距離ｄ１よりも狭く設定される結果となる。かくして、このような場合には、高周波誘導加熱コイル６と被加熱体８の円弧形状面Ｓ２との間の距離を適正距離ｄ１に保持することができなくなる。
【０００８】
さらに、図６に示す状態にした後に高周波誘導加熱を開始すると、図７に示す如く、被加熱体Ｓの円弧形状面Ｓ２が熱膨張等により加熱前の状態から変化量Ｚだけ膨出変形し、その変化量Ｚの分だけ高周波誘導加熱コイル６に接近し、高周波誘導加熱コイル６と被加熱体８の円弧形状面Ｓ２との間の距離ｄ１´はｄ１´＝ｄ１−Ｚ＜ｄ１となる。なお、図７において、破線αは変形前における被加熱体８の形状を示している。この場合、前記距離ｄ１´の値は加熱に適正な距離ｄ１の値よりも小さくなるので、被加熱体８が必要以上に過熱されてしまうか、或いは高周波誘導加熱コイル６が被加熱体８に接触してしまうおそれがある。
【０００９】
また、図示を省略したが、被加熱体８の加熱対象領域の形状が凹状の円弧形状面である場合には、上記とは全く逆の現象が生じる。この場合には、高周波誘導加熱コイル６が被加熱体８の円弧形状面に対して適正距離ｄ１よりも大きな距離を隔てた位置に調整制御されることとなり、このため高周波誘導加熱が充分に行われず、しかも加熱効率が低下することとなる。
【００１０】
本発明は、このような不具合を解消するためになされたものであって、その目的は、作業者の熟練を必要とせず、被加熱体の加熱対象領域がどのような形状であっても適正に高周波誘導加熱を行なうことができるような高周波誘導加熱方法及び装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明では、平面及び曲面を有する被加熱体を載置具に固定した状態で、多関節ロボットのアームの先端部に設けられた高周波誘導加熱コイルを前記被加熱体に沿って移動させて、前記被加熱体を高周波誘導加熱する方法が提供される。当該方法において、前記高周波誘導加熱コイルは、一定の高周波出力電圧を供給する高周波電源に接続されており、前記高周波誘導加熱コイルを前記被加熱体に沿って移動させる際に、前記高周波誘導加熱コイルと前記被加熱体とは互いに接触することなく間隔を隔てた状態になっており、
前記高周波誘導加熱コイルと前記被加熱体との間の距離の変化に伴って変化する前記高周波電源の高周波出力電流及び発振周波数のうちの少なくとも１つについての変化量を検出し、
（ａ）前記発振周波数が所定の周波数の値より大きくなった場合は、前記高周波誘導加熱コイルと前記被加熱体との間の距離を大きくし、前記発振周波数が前記所定の周波数の値より小さくなった場合は、前記高周波誘導加熱コイルと前記被加熱体との間の距離を小さくし、
（ｂ）前記高周波出力電流が所定の電流値より大きくなった場合は、前記高周波誘導加熱コイルと前記被加熱体との間の距離を大きくし、前記高周波出力電流が前記所定の電流値より小さくなった場合は、前記高周波誘導加熱コイルと前記被加熱体との間の距離を小さくし、
これにより、前記高周波誘導加熱コイルと前記被加熱体との間の距離を加熱に適正な距離に常に保持するようにしている。
また、本発明は、平面及び曲面を有する被加熱体を高周波誘導加熱する装置であって、
（ａ）前記被加熱体を載置する載置具と、
（ｂ）アームを有する多関節ロボットと、
（ｃ）前記多関節ロボットのアームの先端部に設けられ、前記被加熱体の加熱対象領域に対応配置される高周波誘導加熱コイルと、
（ｄ）前記高周波誘導加熱コイルに一定の高周波出力電圧を供給するように構成された高周波電源と、
（ｅ）前記高周波電源の高周波出力電流及び発振周波数のうちの少なくとも１つについての変化量を検出する検出手段と、
（ｆ）前記検出手段にて検出された変化量に基づいて、前記高周波誘導加熱コイルを前記被加熱体に対して移動させて、前記高周波誘導加熱コイルと前記被加熱体との相対距離を調整する制御手段と、
をそれぞれ備え、
前記制御手段は、前記高周波誘導加熱コイルと前記被加熱体とが互いに接触することなく間隔を隔てた状態になるように前記前記多関節ロボットの前記アームを制御するものであり、
前記制御手段は、
前記発振周波数が所定の周波数の値より大きくなった場合は、前記高周波誘導加熱コイルと前記被加熱体との間の距離を大きくし、前記発振周波数が前記所定の周波数の値より小さくなった場合は、前記高周波誘導加熱コイルと前記被加熱体との間の距離を小さくするように前記多関節ロボットの前記アームを制御し、
前記高周波出力電流が所定の電流値より大きくなった場合は、前記高周波誘導加熱コイルと前記被加熱体との間の距離を大きくし、前記高周波出力電流が前記所定の電流値より小さくなった場合は、前記高周波誘導加熱コイルと前記被加熱体との間の距離を小さくするように前記多関節ロボットの前記アームを制御し、
これにより、前記高周波誘導加熱コイルを前記被加熱体に対して加熱に適正な距離を保持する位置に常に配置するようにしている。
また、本発明は、平面及び曲面を有する被加熱体を高周波誘導加熱する装置であって、
（ａ）前記被加熱体を載置する載置具と、
（ｂ）アームを有する多関節ロボットと、
（ｃ）前記多関節ロボットのアームの先端部に設けられ、前記被加熱体の加熱対象領域に対応配置される高周波誘導加熱コイルと、
（ｄ）前記高周波誘導加熱コイルに一定の高周波出力電流を供給するように構成された高周波電源と、
（ｅ）前記高周波電源の発振周波数についての変化量を検出する検出手段と、
（ｆ）前記検出手段にて検出された変化量に基づいて、前記高周波誘導加熱コイルを前記被加熱体に対して移動させて、前記高周波誘導加熱コイルと前記被加熱体との相対距離を調整する制御手段と、
をそれぞれ備え、
前記制御手段は、前記高周波誘導加熱コイルと前記被加熱体とが互いに接触することなく間隔を隔てた状態になるように前記前記多関節ロボットの前記アームを制御するものであり、
前記制御手段は、
前記発振周波数が所定の周波数の値より大きくなった場合は、前記高周波誘導加熱コイルと前記被加熱体との間の距離を大きくし、前記発振周波数が前記所定の周波数の値より小さくなった場合は、前記高周波誘導加熱コイルと前記被加熱体との間の距離を小さくするように前記多関節ロボットの前記アームを制御し、
これにより、前記高周波誘導加熱コイルを前記被加熱体に対して加熱に適正な間隔を保持する位置に常に配置するようにしている。
また、本発明は、平面及び曲面を有する被加熱体を高周波誘導加熱する装置であって、
（ａ）前記被加熱体を載置する載置具と、
（ｂ）アームを有する多関節ロボットと、
（ｃ）前記多関節ロボットのアームの先端部に設けられ、前記被加熱体の加熱対象領域に対応配置される高周波誘導加熱コイルと、
（ｄ）前記高周波誘導加熱コイルに一定の高周波出力電力を供給するように構成された高周波電源と、
（ｅ）前記高周波電源の高周波出力電流及び発振周波数のうちの少なくとも１つについての変化量を検出する検出手段と、
（ｆ）前記検出手段にて検出された変化量に基づいて、前記高周波誘導加熱コイルを前記被加熱体に対して移動させて、前記高周波誘導加熱コイルと前記被加熱体との相対距離を調整する制御手段と、
をそれぞれ備え、
前記制御手段は、前記高周波誘導加熱コイルと前記被加熱体とが互いに接触することなく間隔を隔てた状態になるように前記前記多関節ロボットの前記アームを制御するものであり、
前記制御手段は、
前記発振周波数が所定の周波数の値より大きくなった場合は、前記高周波誘導加熱コイルと前記被加熱体との間の距離を大きくし、前記発振周波数が前記所定の周波数の値より小さくなった場合は、前記高周波誘導加熱コイルと前記被加熱体との間の距離を小さくするように前記多関節ロボットの前記アームを制御し、
前記高周波出力電流が所定の電流値より大きくなった場合は、前記高周波誘導加熱コイルと前記被加熱体との間の距離を大きくし、前記高周波出力電流が前記所定の電流値より小さくなった場合は、前記高周波誘導加熱コイルと前記被加熱体との間の距離を小さくするように前記多関節ロボットの前記アームを制御し、
これにより、前記高周波誘導加熱コイルを前記被加熱体に対して加熱に適正な間隔を保持する位置に常に配置するようにしている。
【００１２】
高周波誘導加熱コイルと被加熱体を相対的に移動させながら高周波誘導加熱する際、高周波出力電圧を一定とした場合、高周波電源から出力される高周波出力電流、高周波電源の発振周波数、及び、高周波誘導加熱コイルに流れる高周波電流は、高周波誘導加熱コイルと被加熱体との距離の変化に伴い変化する。その高周波出力電流の変化量、発振周波数の変化量、若しくは高周波誘導加熱コイルに流れる高周波電流の変化量の少なくとも１つの変化量を、高周波誘導加熱コイルと被加熱体との相対位置を変化させる機構を備えた装置の制御ユニットにフィードバックすることによって、高周波誘導加熱コイルと被加熱体との間の距離を加熱に適正な距離に保持しながら高周波誘導加熱コイルと被加熱体を相対的に移動させて高周波誘導加熱を行なうことが可能になる。これは、高周波出力電流或いは高周波出力電力を一定とした場合でも同様である。高周波出力電流を一定とした場合には、高周波出力電圧の変化量及び発振周波数の変化量のうちの少なくとも１つの変化量に基づいて、また高周波出力電力を一定とした場合には、高周波出力電圧の変化量、高周波出力電流の変化量、発振周波数の変化量、及び高周波誘導加熱コイルに流れる高周波電流の変化量のうちの少なくとも１つの変化量に基づいて、高周波誘導加熱コイルと被加熱体との間の距離を加熱に適正な距離に保持しながら高周波誘導加熱コイルと被加熱体を相対的に移動させて高周波誘導加熱を行なうことが可能になる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図１及び図２を参照して説明する。なお、図１及び図２において、図３〜図７と同様の部分には同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００１４】
図１及び図２は、本発明の一実施形態に係る高周波誘導加熱方法を施行する高周波誘導加熱装置１０を示すものである。図１及び図２に示すように、高周波誘導加熱装置１０は、自動車のボディーパネル１１を被加熱体（加熱対象）とし、載置治具１２上に固定されたボディーパネル（被加熱体）１１に対して高周波誘導加熱コイル６を相対的に移動させることにより、ボディーパネル（被加熱体）１１の所要の加熱対象領域を焼入処理等のために高周波誘導加熱する装置である。なお、高周波誘導加熱コイル６の移動手段として多関節ロボット１３が用いられており、後に詳述する如く、この多関節ロボット１３を駆動制御する駆動制御ユニット１４（図２参照）に所要の指令信号が入力されるのに応じて、高周波誘導加熱コイル６とボディーパネル（被加熱体）１１との間の距離が適正距離に調整されるようになっている。
【００１５】
多関節ロボット１３のアーム３の先端部分には固定台４が取付けられ、この固定台４に小型変成器５が取付けられている。そして、小型変成器５は、多関節ロボット１３のアーム３の動きを妨げないようなフレキシブルな水冷ケーブル２５を介して高周波電源（高周波発振器）１５に接続されると共に、この小型変成器５に高周波誘導加熱コイル６が接続されている。また、上述の高周波誘導加熱コイル６には、加熱効率を向上させるための磁性材料（図示せず）が取付けられている。一方、被加熱体であるボディーパネル（被加熱体）１１を載置するための載置治具１２は、アンカーボルト等で床面に固定されている。さらに、図１に示すように、焼入冷却水供給用ホース１６がアーム３に沿って配設され、この焼入冷却水供給用ホース１６を介して供給される焼入冷却水をボディーパネル（被加熱体）１１の加熱部分に向けて噴射する焼入冷却ジャケット１７が、高周波誘導加熱コイル６の近傍箇所に配置されている。
【００１６】
かくして、高周波電源（高周波発振器）１５により通電状態となされている高周波誘導加熱コイル６が、載置治具１２上に載置されたボディーパネル（被加熱体）１１の加熱対象領域に対して、後述の如く常に適正な間隔を保持した状態で加熱対象領域の始端から終端まで多関節ロボット１３により移動されて高周波誘導加熱が行なわれ、しかる後に、その加熱部分に焼入冷却ジャケット１７から焼入水が噴射されて焼入処理がなされるようになっている。
【００１７】
また、上述の高周波誘導加熱装置１０は、上述の高周波誘導加熱に際して高周波誘導加熱コイル６とボディーパネル（被加熱体）１１との間の距離を常に適正な距離に保持するための制御系２０（図２参照）を備えている。なお、制御系２０を構成するに当たっては、高周波電源（高周波発振器）１５の高周波出力電圧を一定とした状態の下で、高周波誘導加熱コイル６と被加熱体（例えばボディーパネル（被加熱体）１１）との間の距離ｄを変化させて、高周波電源（高周波発振器）１５から出力される高周波出力電流（高周波電源（高周波発振器）１５内の高周波電流）、及び、高周波電源（高周波発振器）１５の発振周波数（駆動周波数）をそれぞれ計測した。それにより得られたデータは、下記の表１に示す如くであった。
【００１８】
【表１】
0004644379.tif 000002
【００１９】
上記の表１に示されるデータを勘案した結果、高周波電源（高周波発振器）１５の高周波出力電圧を一定とした状態の下では、前記距離ｄが変化するのに伴って高周波出力電流及び発振周波数が変化することが確認された。そこで、本実施形態においては、図２のような構成の制御系２０を用いて高周波出力電流の変化を多関節ロボット１３の駆動制御ユニット１４にフィードバックして高周波誘導加熱コイル６とボディーパネル（被加熱体）１１との間の距離を常に適正な距離となるように調整するようにしている。
【００２０】
図２に示す制御系２０は、高周波電源（高周波発振器）１５から出力される高周波出力電圧を一定とした状態の下で、高周波誘導加熱コイル６とボディーパネル（被加熱体）１１との間の距離ｄを適正な距離ｄ１に設定し得るような構成となっている。具体的には、上述の制御系２０は、図２に示すように、高周波電源（高周波発振器）１５から出力される高周波出力電圧を検出する出力電圧検出器２１と、この出力電圧検出器２１から出力される電圧検出値と予め基準値として設定されている電圧設定値とを比較してその比較値に応じた高周波出力電圧調整指令を高周波電源（高周波発振器）１５に入力する出力電圧調整指令出力回路２２と、高周波電源（高周波発振器）１５から出力される高周波出力電流を検出するための出力電流検出器２３と、この出力電流検出器２３にて検出された高周波出力電流と予め基準値として設定されている電流設定値とを比較してその比較値に応じた距離調整指令を多関節ロボット１３の駆動制御ユニット１４に入力する距離調整指令出力回路２４とから構成されている。
【００２１】
上述の制御系２０により高周波誘導加熱装置１０は、次のように制御される。まず、高周波誘導加熱コイル６を通電状態にしてボディーパネル（被加熱体）１１の加熱対象領域を高周波誘導加熱しているときに、高周波電源（高周波発振器）１５の高周波出力電圧が出力電圧検出器２１にて検出され、検出された高周波出力電圧に応じて高周波出力電圧調整指令信号が出力電圧調整指令出力回路２２から多関節ロボット１３の駆動制御ユニット１４に送られ、これに基づいて、高周波電源（高周波発振器）１５から出力される高周波出力電圧が常に一定に維持される。
【００２２】
このような状態（出力電圧一定状態）の下で、高周波誘導加熱コイル６とボディーパネル（被加熱体）１１との間の距離が変化するのに応じて高周波電源（高周波発振器）１５からの高周波出力電流が変化すると、その変化量が出力電流検出器２３及び距離調整指令出力回路２４により検出され、その変化量に応じて、距離調整指令信号が多関節ロボット１３の駆動制御ユニット１４に入力される。これにより、多関節ロボット１３が上述の距離調整指令信号に基づいて作動されるのに伴って、高周波誘導加熱コイル６とボディーパネル（被加熱体）１１との間の距離ｄが常に適正距離ｄ１となるように調整制御される。
【００２３】
すなわち、本実施形態では、高周波誘導加熱中に高周波誘導加熱コイル６に供給される高周波電流を検知して増幅し、その変化量を多関節ロボット１３のアームの移動量に変換して成る距離調整指令信号を多関節ロボット１３の駆動制御ユニット１４に入力し、これにより、高周波誘導加熱コイル６とボディーパネル（被加熱体）１１との間の距離ｄが常に加熱に適正な距離ｄ１を保つように多関節ロボット１３を制御するように構成している。
【００２４】
また、上述の実施形態では、高周波電源（高周波発振器）１５から出力される高周波出力電圧を一定にした状態の下で高周波誘導加熱中における高周波出力電流の変化量をフィードバック要素としているが、これに限らず、高周波出力電圧を一定にした状態の下で高周波電源（高周波発振器）１５の発振周波数の変化量のみ、或いは、発振周波数の変化量及び既述の高周波出力電流の変化量の組合せ、それらを比較した結果をフィードバック要素として用いるようにしても良い。この場合にも、既述の実施形態と同様に、高周波誘導加熱コイル６とボディーパネル（被加熱体）１１との間の距離ｄを常に適正距離ｄ１に保持することができる。
【００２５】
また、高周波電源（高周波発振器）１５から出力される高周波出力電流を一定にした状態の下で、高周波誘導加熱中に高周波電源（高周波発振器）１５から出力される高周波出力電圧及び発振周波数のうちの少なくとも１つについての変化量を検出し、その変化量に基づいて多関節ロボット１３を作動させて高周波誘導加熱コイル６とボディーパネル（被加熱体）１１との間の距離ｄを適正距離ｄ１に調整制御するようにしても良い。
【００２６】
また、高周波電源（高周波発振器）１５から出力される高周波出力電力を一定にした状態の下で、高周波誘導加熱中に高周波電源（高周波発振器）１５から出力される高周波出力電圧、高周波出力電流、及び発振周波数のうちの少なくとも１つについての変化量を検出し、その変化量に基づいて多関節ロボット１３を作動させて高周波誘導加熱コイル６とボディーパネル（被加熱体）１１との間の距離ｄを適正距離ｄ１に調整制御するようにしても良い。
【００２７】
また、高周波電源（高周波発振器）１５から出力される高周波出力電圧又は高周波出力電力を一定にした状態の下で、高周波誘導加熱中に高周波誘導加熱コイルに流れる高周波電流の変化量を検出し、その変化量に基づいて多関節ロボット１３を作動させて高周波誘導加熱コイル６とボディーパネル（被加熱体）１１との間の距離ｄを適正距離ｄ１に調整制御するようにしても良い。このように高周波誘導加熱コイル６に流れる高周波電流の変化量をフィードバック要素とした場合には、距離調整をより高精度で行なうことが可能となる。なお、高周波誘導加熱コイル６に流れる高周波電流の計測（検出）のために、例えばロゴスキータイプの電流検出器等を使用することにより装置をコンパクトにすることができる。
【００２８】
以上、本発明の実施形態につき述べたが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変形及び変更が可能である。例えば、既述の実施形態では、被加熱体（ボディーパネル（被加熱体）１１等）を固定して高周波誘導加熱コイル６を移動させながら加熱を行なうようにしているが、高周波誘導加熱コイル６を固定（静止）した状態で被加熱体を移動させる場合でも本発明を適用できることは言う迄もない。また、被加熱体としては、ボディーパネル（被加熱体）１１の限らず、その他の各種の部材である場合にも本発明を適用可能である。
【００２９】
【発明の効果】
以上の如く、本発明は、高周波誘導加熱コイルと被加熱体を相対的に移動させながら高周波誘導加熱する際に、高周波誘導加熱コイルと被加熱体との距離の変化に伴って変化する発振周波数、出力電圧、出力電流、及び高周波誘導加熱コイルに流れる高周波電流のうちの少なくとも１つについての変化量を検出し、この変化量に基づいて、前記高周波誘導加熱コイルと被加熱体との相互間の距離を加熱に適正な距離に常に保持するようにしたものであるから、手動による距離（間隔）調整のように作業者の熟練を必要とせず、また特に被加熱体の加熱対象領域が非平面でかつ複雑な形状であったとしても、従来のように変位センサを使用する場合に較べてより平易にしかも適正に高周波誘導加熱することが可能となる。さらに、本発明によれば、変位センサを使用しないので高周波誘導加熱コイルの周辺の構造を簡素化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る高周波誘導加熱装置の側面図である。
【図２】図１の高周波誘導加熱装置に備えられた制御系の構成を示す構成図である。
【図３】接触式変位センサを備えた従来の高周波誘導加熱装置の正面図である。
【図４】図６の高周波誘導加熱装置の側面図である。
【図５】被加熱体の加熱面が平坦面である場合における被加熱体、変位センサ及び高周波誘導加熱コイルの配置関係を示す側面図である。
【図６】被加熱体の加熱面が凸状の円弧形状面である場合における被加熱体、変位センサ及び高周波誘導加熱コイルの加熱開始前の配置関係を示す側面図である。
【図７】加熱開始後に被加熱体が熱膨張した状態を示す図６と同様の側面図である。
【符号の説明】
１  変位センサ
２  高周波誘導加熱装置（図３、図４）
３  アーム
４  固定台
５  小型変成器
６  高周波誘導加熱コイル
７    フレキシブル水冷ケーブル（図３、図４）
８    被加熱体
９    磁性材料
１０  高周波誘導加熱装置
１１  ボディーパネル（被加熱体）
１３  多関節ロボット
１４  駆動制御ユニット
１５  高周波電源（高周波発振器）
１６  焼入冷却水供給用ホース
１７  焼入冷却ジャケット
２０  制御系
２１  出力電圧検出器
２２  出力電圧調整指令出力回路
２３  出力電流検出器
２４  距離調整指令出力回路
２５  水冷ケーブル
【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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