JP2016006766A - 誘導加熱式加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】均一な電磁誘導加熱を行うことで、加工の仕上がりの向上を図る。【解決手段】加工装置１０は、耐熱性のヘッド本体１２の内部に、複数の誘導コイル２０と圧着ローラ３０が組み込まれた構成となっている。前記誘導コイル２０は、ヘッド本体１２に対して上下動可能な耐熱プレート１８の底面１８Ａに配置されており、外部電源４８又は内部電源３８から高周波電流が供給される。また、圧着ローラ３０は、軸３２によって、前記ヘッド本体１２に対して回転可能に支持されている。ヘッド本体１２に設けられた取手１４を作業者が持ってヘッド本体１２を移動させると、誘導コイル２０によって発熱した金属プレート２８を介し、加工対象４０が加熱される。このとき、ヘッド本体１２を移動させているため、誘導コイル２０から生じる磁界が移動し、加熱ムラがなくなる。加熱後の加工対象４０は、圧着ローラ３０で圧接される。【選択図】図１

Description

本発明は、電磁誘導加熱を利用した誘導加熱式加工装置に関し、更に具体的には、加熱ムラの改善に関するものである。

電磁誘導加熱を使用した素材（ないし材料）、特に異種素材の接着に関する背景技術としては、例えば、下記特許文献１に記載の電磁誘導加熱接着方法及びその装置がある。当該技術によれば、電磁誘導加熱ヘッドによってワーク内の発熱体を発熱させることでワークを接着する電磁誘導加熱方法に用いる装置として、前記ワークを搬送する搬送手段，該搬送手段によって搬送されるワークを圧着するための複数の圧着手段，該圧着手段と交互に設けられており、圧着されたワークの発熱体に対して電磁波を照射するための複数の電磁誘導加熱ヘッド，を備えた電磁誘導加熱圧着装置が開示されている。

国際公開番号ＷＯ２０１２／０４３５５２号公報

しかしながら、前記特許文献１に記載の技術では、電磁誘導加熱ヘッドの位置を固定し、ワークを搬送して、ワークが所定の位置にきたら電磁誘導加熱ヘッドを圧着させることとしている。すなわち、磁界が固定している。このような固定磁界では、発熱体金属の品質のバラツキによる加熱温度のムラ，コイル品質のムラ，電圧変化による加熱ムラ，コイルと発熱体金属の距離ムラ，操作する人の感覚の差異等によって、均一な加熱ができなくなり、品質の低下を招くおそれがある。

本発明は、以上のような点に着目したもので、ムラなく均一な電磁誘導加熱を行うことで、加工の仕上がりの向上を図ることができる誘導加熱式の加熱装置を提供することを、その目的とする。

本発明は、加工対象を加熱したのち、所望の加工を施す誘導加熱式加工装置であって、耐熱性を有しており、一つ以上の誘導コイルが設けられたヘッド本体と、前記誘導コイルによって加熱された加工対象に対し、所定の加工を施す加工手段と、を備えるとともに、前記誘導コイルへの通電により生じる磁界が、前記加工対象に対し、移動ないし回転の少なくとも一方が可能であることを特徴とする。

主要な形態の一つは、前記ヘッド本体及び前記加工手段が、前記加工対象に対して移動可能であることを特徴とする。他の形態は、前記誘導コイルが、前記ヘッド本体に対して回転可能に支持されていることを特徴とする。更に他の形態は、前記ヘッド本体に対して回転可能に支持された一つ以上のローラの表面に、前記誘導コイルが配置されていることを特徴とする。更に他の形態は、前記誘導コイルが、前記ヘッド本体に対して移動可能であることを特徴とする。更に他の形態は、前記誘導コイルが複数設けられるとともに、該複数の誘導コイルへの通電を切り換えるための切換手段を備えており、該切換手段によって、前記複数の誘導コイルへの通電を切り換えることにより、磁界を移動させることを特徴とする。

更に他の形態は、前記加工手段が、前記ヘッド本体と一体に形成されていることを特徴とする。更に他の形態は、前記加工手段が、前記ヘッド本体に対して回転可能に支持されており、前記誘導コイルで加熱された加工対象を圧着する圧着ローラであることを特徴とする。更に他の形態は、前記ヘッド本体に、操作用の取手を設けたことを特徴とする。

更に他の形態は、前記加工手段が、前記ヘッド本体と別体に形成されていることを特徴とする。更に他の形態は、前記加工手段が、前記加工対象の上を移動するための移動手段を備えており、前記ヘッド本体を、前記移動手段に取り付けることで、前記ヘッド本体も前記加工対象の上を移動することを特徴とする。

更に他の形態は、前記加工手段が、前記誘導コイルで加熱した後の加工対象を圧接する圧接手段であることを特徴とする。あるいは、前記加工手段が、前記誘導コイルで加熱した後の加工対象を削る切削手段であることを特徴とする。

更に他の形態は、前記ヘッド本体に、長尺の延長手段が着脱可能に取り付けられることを特徴とする。更に他の形態は、前記ヘッド本体と前記延長手段を、前記ヘッド本体に設けた誘導コイル側が加工対象に接触するように付勢する付勢手段を介して接続することを特徴とする。更に他の形態は、前記延長手段が伸縮可能であることを特徴とする。更に他の形態は、前記ヘッド本体が、該ヘッド本体の誘導コイルに高周波電流を供給する電源とコードにより接続されるとともに、前記コードを着脱可能なコネクタを有することを特徴とする。更に他の形態は、前記コードに、通電のＯＮ／ＯＦＦを切り換えるスイッチを設けたことを特徴とする。

更に他の形態は、前記加工対象が金属を含まないときに、該ヘッド本体の表面側に、前記加工対象に接触させる範囲で金属層を設けたことを特徴とする。更に他の形態は、前記加工対象の上での前記ヘッド本体の移動を補助するために、前記ヘッド本体に、前記誘導コイルと前記加工対象の間に位置するように、耐熱性のシートを設けたことを特徴とする。

更に他の形態は、前記ヘッド本体が、前記加工対象の被加熱面の形状に沿う形状面を有しており、該形状面に沿って前記誘導コイルを複数配置したことを特徴とする。更に他の形態は、前記ヘッド本体が曲面部を有しており、該曲面部に複数の誘導コイルを配置したことを特徴とする。更に他の形態は、前記ヘッド本体に、前記誘導コイルを着脱可能に装着するコネクタを設けたことを特徴とする。本発明の前記及び他の目的，特徴，利点は、以下の詳細な説明及び添付図面から明瞭になろう。

本発明によれば、耐熱性を有しており、一つ以上の誘導コイルが設けられたヘッド本体と、前記誘導コイルによって加熱された加工対象に対し、所定の加工を施す加工手段と、を備えるとともに、前記誘導コイルへの通電により生じる磁界が、前記加工対象に対し、移動，移行，回転のいずれか、あるいは、これらの組み合わせにより変化可能であることとした。このため、磁界が変化することで、ムラなく均一な電磁誘導加熱が可能となり、加工の仕上がりの向上を図ることができる。

本発明の実施例１を示す図であり、(A)は加工装置の外観斜視図，(B)は前記加工装置の側面図，(C)は前記(A)を底面側から見た平面図である。 本発明の実施例２を示す図であり、(A)は加工装置の側面図，(B)は磁界発生ロールを示す側面図，(C)は前記磁界発生ロールの平面図，(D)は磁界発生ロールの他の例を示す図である。 本発明の実施例３を示す図であり、(A)は側面図，(B)は正面図，(C)及び(D)はヘッド本体の冷却機構の具体例を示す図である。 本発明の実施例４の全体構成を示す側面図である。 本発明の実施例５を示す図であり、(A)は接着対象のシートの積層構造を示す図，(B)は前記シートをコンクリートに接着する様子を示す図である。 本発明の実施例６を示す図であり、(A)はヘッド本体に設けた誘導コイルの配置を示す平面図，(B)及び(C)は前記誘導コイルへの通電の切り替えを示す図である。 前記実施例６の変形例を示す図である。 本発明の実施例７を示す図である。 本発明の実施例８及び実施例９を示す図である。 本発明の実施例１０を示す図である。 本発明の他の実施例を示す図である。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、実施例に基づいて詳細に説明する。

最初に、図１を参照しながら本発明の実施例１を説明する。本発明は、様々な加工対象への所望の加工（接着、剥離等）に適用可能であり、その装置の形態も、携帯型，半自動型，自動型等さまざまであるが、本実施例では、小規模な加工に適した携帯型かつ手動型を例に挙げて説明する。図１(A)は、本実施例の誘導加熱式加工装置の外観斜視図，図１(B)は側面図，図１(C)は前記(A)を底面側から見た平面図である。

図１(A)〜(C)に示すように、本実施例の誘導加熱式加工装置（以下「加工装置」とする）１０は、誘導コイル２０が収納されたヘッド本体１２と、加工対象を圧着する圧着ローラ３０が一体に構成された構造となっている。前記ヘッド本体１２は、図示の例では、底面が開放した略直方体状であって、上面１２Ａには、操作用の取手１４が設けられている。該取手１４の先端には、ボタン１６が設けられている。前記ボタン１６は、コード３６を介して接続された外部電源４８からの電力の供給のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるためのものである。なお、図１(A)の例では、外部電源４８から電力を供給することとしたが、図１(B)に点線で示すように内部電源３８を設け、該内部電源３８から前記誘導コイル２０に電力を供給するようにしてよい。

また、前記ヘッド本体１２の内部には、前記誘導コイル２０が設けられた耐熱プレート１８が設けられている。該耐熱プレート１８は、耐熱性の素材により形成されており、図示の例では、略コ字状であって、底面１８Ａの内側に、略長方形の平面渦巻状の誘導コイル２０が適宜間隔で２つ設けられている。また、前記耐熱プレート１８の一対の側面１８Ｂ，１８Ｃには、ピン２２が設けられており、前記ヘッド本体１２の一対の側面１２Ｂ，１２Ｃに設けられた長穴２４に収納されている。前記長穴２４は、前記側面１２Ｂ，１２Ｃに２つずつ形成されており、長穴２４の長軸がヘッド本体１２の上下方向となっている。このため、前記長穴２４に沿って前記ピン２２がスライドすることにより、前記耐熱プレート１８が上下動可能となっている。このような耐熱プレート１８の底面１８Ａには、加工対象上での移動をスムースにするために、必要に応じて、フッ素樹脂シートなどの耐熱性シート２６が設けられている。

また、加工対象が金属ではなく、金属を含むものでもない場合には、前記耐熱プレート底面１８Ａに、図１(B)に点線で示すように、金属プレート２８を装着して利用することが可能となっている。前記外部電源４８または内部電源３８から、前記誘導コイル２０に高周波電流を流すと強力な磁場が発生するので、その近くに配置された金属は、電磁誘導により渦電流が発生し、抵抗により金属が発熱する。この原理は、電磁誘導加熱として公知である。なお、前記ヘッド本体１２の内側には、前記誘導コイル２０の上部に、図１(B)に示すように、電磁波を遮断するためのフェライト板４６が、必要に応じて取り付けられる。これは、電磁波の拡散防止のほか、作業者に対する安全対策も兼ねている。

前記ヘッド本体１２の内部の後方（図１の右側）には、前記誘導コイル２０によって加熱された加工対象に対し、圧着処理を施すための圧着ローラ３０が設けられている。該圧着ローラ３０は、前記ヘッド本体１２の一対の側面１２Ｂ，１２Ｃ間にわたって設けられており、その両端面に設けられた軸３２を、前記側面１２Ｂ，１２Ｃに設けられた長穴３４に収納することで、回転可能かつ上下動可能に支持される。なお、図１(A)に示すように、前記長穴３４に前記軸３２を付勢するスプリング４２を設けるか、あるいは、ヘッド本体１２の内部に前記軸３２を付勢するスプリング４４を設けることで、加工対象４０に凹凸面があっても圧着が可能となる。

以上のような構成の加工装置１０を、図示しない作業者が、前記取手１４を持って手動で図１(B)に矢印Ｆ１で示す方向に移動させることにより、誘導コイル２０により加工対象４０が加熱され、その加熱された加工対象４０に前記圧着ローラ３０が接触するようになるので、加熱から圧着までの加工を連続して行うことができる。また、本実施例の加工装置１０を移動させて使用することにより、物理的に磁界が移動する（移行磁界を形成する）。このため、誘導コイルの位置を固定して、固定磁界により発熱させる場合に比べて、発熱体金属（例えば金属プレート２８や、加工対象４０に含まれる金属）の品質のバラツキによる加熱温度のムラ，コイル品質のムラ，電圧変化による加熱ムラ，コイルと発熱体金属の距離ムラ，操作する人の感覚の差異等によるムラのある加熱を防止できる。また、複数の誘導コイル２０を用いているため、より均一な加熱ができる。

このように、実施例１によれば、磁界を物理的に移動させることで、均一な加熱が可能であり、高品質な加工が可能となる。また、本実施例では、耐熱プレート１８の底面１８Ａに、耐熱性シート２６を設けて、加工対象４０に対するヘッド本体１２の滑りをよくすることとしたので、スムースな加熱が可能である。更に、誘導コイル２０を設けた耐熱プレート１８を、ヘッド本体１２に対して上下動可能に取り付けたので、加工対象の多少の凹凸や湾曲にも対応可能である。また、圧着ローラ３０の軸３２を付勢するスプリング４２又は４４を設けることで、加工対象４０に凹凸面があっても良好に圧着ができる。また、前記誘導コイル２０の上部をフェライト板４６で覆うことで、安全対策と電磁波の拡散防止を図ることができる。なお、前記圧着ローラ３０によってヘッド本体１２が自動で走行するような構成とし、作業者は、方向のみをコントロールするようにしてもよい。前記圧着ローラ３０の駆動を自動にすることで、作業者ごとに加工の仕上がりにバラツキが生じるのを防ぐことができる。

次に、図２を参照しながら本発明の実施例２を説明する。なお、上述した実施例１と同一ないし対応する構成要素には、同一の符号を用いることとする（以下の実施例についても同様）。上述した実施例１は、ヘッド本体１２を移動させることによって、誘導コイル２０により生じる磁界を移動させることとしたが、本実施例は、更に、誘導コイルを回転させて、磁界の回転も生じさせる例である。本実施例も、物理的に磁界を移動させる「移行磁界」であるという点では、前記実施例１と同様である。図２(A)は、本実施例の加工装置の側面図，(B)は磁界発生ロールを示す側面図，(C)は前記磁界発生ロールの平面図，(D)は磁界発生ロールの他の例を示す平面図である。

図２(A)に示すように、本実施例の加工装置５０は、ヘッド本体１２の内側に、磁界発生ロール５２Ａ，５２Ｂの軸５６が回転可能に支持されている。前記磁界発生ロール５２Ａ，５２Ｂは、図２(B)に示すように、略円柱状の回転ロール５４の表面に、複数の誘導コイル６０を設けた構成となっている。前記ヘッド本体１２の上部内側には、前記誘導コイル６０から発生する電磁波の拡散を防止するためのフェライト板５７等が設けられている。図２(B)及び(C)に示す例では、前記回転ロール５４の表面に、前記軸５６の軸方向に沿って略等間隔で複数設けられた突起５８を中心に、平面渦巻状に誘導コイル６０が形成されている。このような、磁界発生ロール５２Ａ，５２Ｂの表面は、前記誘導コイル６０が直に加工対象に接触しないように、耐熱性シート６２等により覆われている。また、図２(D)に示す磁界発生ロール５２Ｃのように、回転ロール５４の表面に、軸方向に複数個の誘導コイル６０を並べた列を、複数列設けるようにしてもよい。なお、前記誘導コイル６０と回転ロール５４の間にも、図２(B)に示すように、安全対策と電磁波の遮蔽を兼ねてフェライト６４等を設けるようにしてもよい。

前記磁界発生ロール５２Ａ，５２Ｂは、その両端面に設けられた軸５６を、前記ヘッド本体１２の側面１２Ｂ，１２Ｃに形成した長穴２４に収納することにより、回転可能かつ上下動可能にヘッド本体１２の内側に支持される。なお、図示しないが、加工対象が金属ではなく、金属を含むものでもない場合に備え、前記ヘッド本体１２の底面に、前記実施例１と同様な金属プレートを着脱可能な構成としてもよい。また、本実施例においても、前記実施例１と同様に、圧着ローラ３０の軸３２を、スプリング等により付勢し、加工対象４０の凹凸面があっても圧着可能な構成としてもよい。

本実施例によれば、図２(A)に矢印Ｆ２で示すようにヘッド本体１２を動かすことにより、ヘッド本体１２に支持された複数の誘導コイル６０により生じる磁界が移動するとともに、該誘導コイル６０が設けられた回転ロール５４が回転することにより、磁界が回転する。すなわち、本実施例によれば、磁界が回転しながら移動することになるため、上述した実施例１よりも更に、均一な加熱が可能となる。他の基本的な作用・効果は、上述した実施例１と同様である。なお、複数の誘導コイル６０のうち、加工対象４０に面した誘導コイルのみに通電するように制御したり、あるいは、加工対象４０に面した誘導コイルのみに通電する構造としたりしてもよい。例えば、図２(B)に示す例では、紙面の下側に加工対象４０があるとすれば、加工対象に面した誘導コイル６０Ａ〜６０Ｃのみに通電し、他の誘導コイル６０には通電しないという具合である。このように、通電を制御することで、移動及び回転する磁界を有効活用することができる。

次に、図３を参照しながら本発明の実施例３を説明する。上述した実施例１及び実施例２は、誘導コイルと加工手段である圧着ロールをヘッド本体に一体に形成したが、本実施例は、ヘッド本体と加工手段を別構成とした例である。図３(A)は、本実施例の加工装置の側面図，図３(B)は正面図，図３(C)及び(D)はヘッド本体の冷却機構の具体例を示す図である。図３(A)及び(B)に示すように、本実施例の加工装置７０は、内部に図示しない誘導コイルが設けられたヘッド本体７２と、圧接ロール７４により構成されている。前記ヘッド本体７２内に設けられる誘導コイルは、上述した実施例１と同様にヘッド本体７２内に固定されていてもよいし、前記実施例２と同様に、回転可能に支持されていてもよい。なお、本実施例では、加工装置７０をアスファルト舗装に用いることとしており、加工対象に金属が含まれないため、前記実施例１で図１(B)に示したように、金属プレート２８をヘッド本体７２の底面に装着して使用する。

図３(C)及び(D)には、前記ヘッド本体７２の冷却機構の具体例が示されている。まず、図３(C)に示すヘッド本体７２Ａでは、内部の底面７３Ａ近くに、誘導コイル８８を乗せるための台８４が設けられており、該台８４には複数の通気用の貫通孔８６が形成されている。前記台８４に設置された誘導コイル８８の一方の端部はリード線９０Ａに接続され、他方の端部はリード線９０Ｂに接続され、これらリード線９０Ａ，９０Ｂは、コード９４にまとめられて、図示しない外部電源に接続される。また、前記底面７３Ａと前記台８４の間には、冷却するためのファン９６が設けられ、前記ヘッド本体７２Ａの側面７３Ｂ，７３Ｃには、通気口９８が設けられている。前記ファン９６の駆動により、ヘッド本体７２Ａにたまった熱を、前記貫通孔８６及び前記通気口９８を介して外部に排出する。すなわち、図３(C)に示す例は、空冷式である。

また、図３(D)に示すヘッド本体７２Ｂのように、水冷式とすることも可能である。同図に示す例では、前記底面７３Ａと前記台８４の間には、冷却するための冷却水ないし冷却用エマルジョン等を通すための冷却用配管１０２が設けられている。前記冷却用配管１０２に冷却水又は冷却エマルジョン等を流すことにより、ヘッド本体７２Ａの底面７３Ａ側にたまった熱を、前記貫通孔８６及び前記通気口９８を介して外部に排出することができる。前記冷却水や冷却用エマルジョンは、図示しない外部タンク等から供給されることとなっている。

前記圧接ロール７４は、軸７６を中心に回転可能であって、ハンドル７８により手押しする構成となっている。前記ハンドル７８の下端には、前記圧接ロール７４の前方にフレーム８０が設けられており、該フレーム８０の先端の連結部８２を介して、前記ヘッド本体７２が取り付けられている。すなわち、前記ハンドル７８を押して圧接ロール７４を移動させると、前記ヘッド本体７２も同方向に移動可能な構成となっている。本実施例の加工装置７０でアスファルト舗装をする際には、図３(A)に示すように、アスファルト混合物１００を路盤に敷いた後、まず、ヘッド本体７２の内部の誘導コイル８８に通電し、図示しない金属プレートを発熱させる。そして、アスファルト混合物１００を加熱しながら、ハンドル７８を押して加工装置７０を移動させると、加熱されたアスファルト混合物１００の上を圧接ロール７４が通過して、締め固める。本実施例では、加工手段である圧接ロール７４がヘッド本体７２と別体に構成されているが、上述した実施例１及び実施例２と同様の効果が得られる。なお、ここでは、アスファルトの舗装に本実施例を適用したが、アスファルトの補修に適用することを妨げるものではない。また、前記ヘッド本体７２は、前記連結部８２に対して着脱可能であり、加工部位や施工場所によって適したヘッドに交換可能となっている。本実施例も、誘導コイルを物理的に移動させる移行磁界という点においては、上述した実施例１及び実施例２と同様である。

次に、図４を参照しながら本発明の実施例４を説明する。図４は、本実施例の加工装置の全体構成を示す側面図である。本実施例も、上述した実施例３と同様に、誘導コイルが設けられたヘッド本体と加工手段を別体に構成した例である。また、本実施例では、加工手段が自動で走行する構成となっている。すなわち、誘導コイルが機械的に移動させられて移行磁界を形成する。図４に示すように、本実施例の加工装置１１０は、図示しない誘導コイルを備えたヘッド本体１２４と、加工手段である切削用の爪１２８が設けられた車両１１２が別構成となっている。前記ヘッド本体１２４の誘導コイルの構成については、前記実施例３と同様であるが、本実施例では、アスファルトの輻射熱でコイルが高温になるため、ヘッド本体１２４に図３(C)又は(D)に示すような冷却機構を設けるようにしてもよい。

前記車両１１２は、タイヤ１１４，１１６と、電源や発電機を備えた電源ボックス１１８Ａを備えており、自動走行可能な構成となっている。また、前記車両１１２には、前記ヘッド本体１２４の冷却機構用の冷却水や冷却用エマルジョンのためのタンク１１８Ｂが必要に応じて設けられる。前記車両１１２のフロント１２０の上部には、アーム１２２の一端が取り付けられ、該アーム１２２の他端側には、前記ヘッド本体１２４が設けられる。また、前記フロント１２０の下方には、フレーム１２６を介して、切削用の爪１２８が設けられている。更に、前記フレーム１２６には、前記爪１２８によって削られたアスファルト１３０を除去するための除去手段１３４が設けられている。該除去手段１３４は、前記フレーム１２６に対して着脱可能であってもよい。本実施例では、前記車両１１２の駆動により、ヘッド本体１２４でアスファルト１３０が加熱されて軟化したところを、前記爪１２８で剥がす（ないし削る）構成となっており、アスファルト補修の再生基盤１３２を容易に造ることができる。なお、本実施例において、前記フレーム１２６に圧接ロールを取り付けるようにすれば、上述した実施例３のようなアスファルト舗装（ない補修）を、車両１１２の自動走行により行うことも可能となる。

次に、図５を参照しながら、本発明の実施例５を説明する。本実施例は、上述した実施例２の加工装置５０を、コンクリートにシートを接着するのに用いた例である。図５(A)は、接着対象のシートの積層構造を示す断面図，図５(B)は前記シートをコンクリートに接着する様子を示す図である。図５(A)に示すように、本実施例で使用する接着対象のシート１５０には、あらかじめアルミシート１５２が接着される。該アルミシート１５２は、アルミニウム層１５４の表裏に接着剤層１５６，１５８を設けた構成となっており、一方の接着剤層（図示の例では、接着剤層１５６）を前記シート１５０に接着する。そして、図５(B)に示すように、他方の接着剤層（図示の例では、接着剤層１５８）をコンクリート１６０に貼り、シート１５０側から加工装置５０で加熱及び圧着する。

前記加工装置５０の誘導コイル６０に高周波電流を流すと、アルミニウム層１５４が電磁誘導により発熱する。すると、アルミニウム層１５４の表裏の接着剤層１５６，１５８も加熱され、接着剤層１５８側がコンクリート１６０に接着する。このとき、前記加工装置５０を図５(B)に矢印で示すように動かすことで、加熱後に、続けて圧着ロール３０により圧着することができる。本実施例においても、磁界が移動しつつ、回転もするため、加熱ムラがなく、シート１５０をコンクリート１６０に均一に接着することが可能となる。

次に、図６を参照しながら、本発明の実施例６を説明する。上述した実施例１〜５は、いずれも誘導コイル側を、物理的・機械的に移動させる（ないしは滑らせる）か、回転させることで磁界を変化させる「移行磁界」の例を示した。一方、本実施例は、複数の誘導コイルへの通電を電気的に切り換えることで、電気的に磁界を変化させる「移動磁界」を形成するものである。図６(A)はヘッド本体に設けられた誘導コイルの配置を示す平面図，(B)及び(C)は前記誘導コイルへの通電の切り換えを示す図である。

図６(A)に示す耐熱プレート１７０には複数の誘導コイル１７２が設けられている。図示の例では、横に５つ、縦に９つ、合計４５個の誘導コイル１７２が等間隔で配列されている。前記耐熱プレート１７０は、それ自体をアプリケータとして使用してもよいし、あるいは、図１の加工装置１０のヘッド本体１２に、耐熱プレート１８及び誘導コイル２０の代わりに設けるようにしてもよい。本実施例では、複数の誘導コイル１７２が、列ごと、行ごと、あるいは、個別に、図示しない切換装置により、コイルへの通電が切り換え可能となっている。例えば、図６(B)に示すように、複数の誘導コイル１７２にランダムに通電している状態（図中、太線で示した誘導コイル１７２Ａが通電中）から、図６(C)に示すように、別の誘導コイル１７２Ａにランダムに通電している状態に切り換えることにより、電気的切換により、磁界が移動する（移動磁界を形成する）。このように、電気的リレーによって磁界を移動させることによっても、加熱ムラをなくす等、上述した実施例１と同様の効果が得られる。また、前記誘導コイル１７２を備えた耐熱プレート１７０を、例えば、実施例１の耐熱プレート１８の代わりに用いることで、電気的リレーによる移動磁界と、物理的移動による移行磁界を組み合わせることができるため、一層均一な加熱を行うことができる。

＜変形例＞ 図７には、本実施例の変形例が示されている。図７(A)に示す例は、耐熱プレート１７４に、横２個、縦４個、合計８個の誘導コイル１７６が等間隔で設けられた例である。また、図７(B)に示す例は、耐熱プレート１７８に、横５個の行と、横６個の行が、互い違いになるように全部で６行設けられており、合計で３３個の誘導コイル１８０が設けられた例である。前記耐熱プレート１７４，１７８のいずれも、前記図６に示した例と同様に、電気的リレーにより、通電する誘導コイルを切り換えることで、電気的に磁界を移動させることができる（移動磁界）。特に、図７(B)に示す例では、誘導コイル１８０を互い違いに配置することにより、いっそう加熱ムラを低減することができる。更に、図７(C)に示すように、前記図６と同様に誘導コイル１８４Ａ〜１８４Ｄが配列された４つの耐熱プレート１８２Ａ〜１８２Ｄを用意し、加工対象の面積に応じて、耐熱プレート１８２Ａ〜１８２Ｄを任意に連結して利用するようにしてもよい。この場合も、各耐熱プレート１８２Ａ〜１８２Ｄごとに通電の切り換えが可能であることはもちろん、各誘導コイル１８４Ａ〜１８４Ｄへの通電の仕方も、前記実施例６と同様に適宜切換可能としてよい。

次に、図８を参照しながら、本発明の実施例７を説明する。本実施例は、上述した実施例１の応用例である。図８に示すように、ヘッド本体１２´に対して伸縮可能なロッド２１２が取り付け可能な構成となっている。前記ヘッド本体１２´の構成は、上述した実施例１のヘッド本体１２と基本的には同じである。前記ヘッド本体１２´は、コード２０２によって電源４８（高周波電源）に接続されているが、前記コード２０２には必要に応じて中間スイッチ２０６が設けられている。更に、前記ヘッド本体１２´には、前記コード２０２を着脱可能に接続するコネクタ２０４が設けられている。また、前記ヘッド本体１２´には、他のコネクタ２１０Ａが設けられており、コイルヘッド２０８側に設けたコネクタ２１０Ｂと着脱可能に結合する。誘導コイル２１１は前記コイルヘッド２０８に設けられている。すなわち、本実施例では、誘導コイル２１１が、ヘッド本体１２´に対して着脱可能となっている。

前記ヘッド本体１２´と前記ロッド２１２の先端は、バネ蝶番などの連結部材２１４を介して連結されている。前記連結部材２１４を用いることにより、壁や床などの対象物に前記ヘッド本体１２´を当てる際に、該ヘッド本体１２´の誘導コイル２１１側全体が、前記壁や床に接触する。すなわち、前記ヘッド本体１２´とロッド２１２のなす角度が９０°より小さくなると、前記ヘッド本体１２´が前記ロッド２１２に対して直交するように付勢される。このため、ロッド２１２の操作により、ヘッド本体１２´を壁に対して上下させたり、床に対して往復させたりして、ヘッド本体１２´とロッド２１２のなす角度が変化しても、当該角度の変化に合わせて常にヘッド本体１２´を対象物に接触させることができる。このような構成としたので、天井等の高所に対しての施工でも、足場を組む必要がなく都合がよい。また、床に対して施工する場合も、かがむ必要がないため、都合がよい。なお、本実施例では、伸縮可能なロッド２１２の先端にヘッド本体１２´を取付け可能としたが、他の長尺物（掃除機の柄や選択竿やモップの柄など）の先端に設けることを妨げるものではない。

次に、図９(A)及び(B)を参照しながら、本発明の実施例８を説明する。本実施例は、ヘッド本体のコイル面の形態に係るものである。加熱対象物の端の部分は、一般的に加熱されやすいため、ヘッド本体のコイル面の端の温度が上がりすぎないように工夫するとよい。例えば、図９(A)に示すヘッド本体２２０の内側には、複数の誘導コイル２２２Ａ，２２２Ｂが設けられているが、中央部分には径の大きい誘導コイル２２２Ａを配置し、端の部分には径の小さい誘導コイル２２２Ｂが配置されている。あるいは、図９(B)に示すヘッド本体２３０では、コイル２３４が設けられる面が曲面２３２に形成されている。このため、端部において対象物との間隔が大きくなり、端部が加熱されすぎない。

次に、図９(C)及び(D)を参照しながら、本発明の実施例９を説明する。本実施例は、例えば、建築・土木の現場等において、金属板の端に樹脂板を接合する場合に、本発明の加工装置を適用した例を示す。図９(C)に示すように、本実施例のヘッド本体２５０は、金属板２６０の表裏面に接触する一対の主面２５２，２５４と、前記金属板２６０の端部に接触する接続部２５６により、略コ字状に構成されている。前記一対の主面２５２，２５４と前記接続部２５６には、それぞれ誘導コイル２５８が設けられている。このような金属板２６０の端部の形状に沿った面を有するヘッド本体２５０を、例えば、金属板２６０の端に当てて、上端から下端に向けて徐々に移動させると、ヘッド本体２５０で加熱した直後は、１５０℃〜２００℃に加熱されていても、ヘッド本体２５０を移動させるにつれ徐々に温度が下がる。しかしながら、ホットメルト接着剤は、通常、６０℃以上であれば接着は可能であるので、前記ヘッド本体２５０を滑らせて加熱した後、６０℃以下になる前に、図９(D)に示すように、あらかじめ接着剤２６４（ホットメルト接着剤）を塗布した樹脂シート２６２を、金属板２６０の端部を包むように貼り付ける。あるいは、金属板２６０側に接着剤２６４を塗布して、前記樹脂シート２６２を貼り付けるようにしてもよい。また、前記金属板２６０の端部に、図示しない石膏ボード等を直交するように貼り付けるようにしてもよい。本実施例のヘッド本体２５０を用いることにより、熟練の職人が不足している現場において、素人でも仕上がりが良好な施工を行うことができる。

次に、図１０を参照しながら、本発明の実施例１０を説明する。上述した実施例では、誘導コイルを設けたヘッド本体が移動可能であるか、誘導コイルがヘッド本体に対して回転するか、複数の誘導コイルへの通電を切り換えることにより磁界を変化させることとした。これらに対し、本実施例は、誘導コイルがヘッド本体に対して移動可能な構成としたものである。図１０(A)に示す加工装置３００は、ハンドル３０４を備えたヘッド本体（ないしアプリケータ）３０２と、該ヘッド本体３０２に対して着脱可能なコイルケース３０６により構成されている。図１０(B)は前記図１０(A)のコイルケース３０６を側面から見た図，図１０(C)は前記図１０(B)を＃Ａ−＃Ａ線に沿って切断し矢印方向に見た断面図，図１０(D)は前記図１０(B)のコイルケースを底面側から見た平面図である。前記図１０(B)〜(D)に示すように、コイルケース３０６の内部には、その長手方向に沿ってコイル収納部３０８が形成されている。該コイル収納部３０８の底面は、開口している。また、前記コイル収納部３０８の対向する長辺の厚み略中央部には、誘導コイルの移動をガイドするためのガイド溝３１０が一対設けられている。

一方、誘導コイル３２０は、図１０(D)に示すプレート３２１の両面に設けられており、前記プレート３２１の対向する縁部に、前記ガイド溝３１０に嵌る一対のスライド片３２２が形成されている。該スライド片３２２が前記ガイド溝３１０に沿って動くことで、誘導コイル３２０が、コイルケース３０６の長手方向に移動可能である。なお、誘導コイル３２０の移動は、例えば、ヘッド本体３０２内に図示しない小型モータを設けるとともに、前記ヘッド本体３０２に図示しないスイッチ等を設けることにより、自動で行うようにしてもよい。あるいは、前記スライド片３２２を、前記コイルケース３０６の側面から突出するように延長し、その突出部分を操作して手動で往復移動させるようにしてもよい。本実施例による加工装置３００によれば、ヘッド本体３０２を移動させずに、被加工対象に押し当てている場合でも、自動又は手動により誘導コイル３２０を移動させて磁界を変化させることができる。

なお、図示の例では、プレート３２１の表裏に誘導コイル３２０を設けることとしたが、これも一例であり、表面と裏面のいずれか一方の面に誘導コイルを設けるようにしてもよいし、他の実施例に示すように複数の誘導コイルを配置するようにしてもよい。更に、複数の誘導コイルを設けた場合には、上述した実施例に示すように、通電の切り換えによる移動磁界を付加してもよい。あるいは、コイルケース３０６内で誘導コイル３２０を移動させながら、ヘッド本体３０２を手動又は自動で移動させることを妨げるものではない。なお、モータを用いて往復移動させる場合には、当然、速度制御を可能としてよい。また、前記ヘッド本体３０２に対するコイルケース３０６の取り付けは、例えば、ボルト・ネジ等により行う。また、前記コイルケース３０６の形状や大きさは必要に応じて変更してよく、該コイルケース３０６に収納する誘導コイルの種類も用途に応じて適宜変更してよい。なお、本実施例では、前記ヘッド本体３０２に対して前記コイルケース３０６を着脱可能な構成としたが、着脱しない構成とすることを妨げるものではない。本実施例においても、移行磁界により加熱ムラを防ぎ、均一化する効果を得ることができる。

なお、本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることができる。例えば、以下のものも含まれる。
(1)前記実施例で示した形状，寸法は一例であり、必要に応じて適宜変更してよい。材質についても同様に、前記実施例５では、アルミニウムシート１５２を用いることとしたが、これも一例であり、他の公知の各種の金属を用いてもよい。
(2)前記実施例１及び実施例２では、ヘッド本体１２に取手１４を設けたハンディタイプとしたが、これも一例であり、実施例３や実施例４に示すように、ヘッド本体を加工装置等に取り付けるようにしてもよい。

(3)前記実施例で示した加圧や切削等の加工も一例であり、対象物の加熱後に行うことが適した加工であれば、他の公知の各種の加工に本発明は適用可能である。
(4)前記実施例２では、誘導コイル６０の回転も、ヘッド本体１２の移動も手動で行うこととしたが、いずれか一方もしくは両方を自動で行うようにしてもよい。例えば、図１１(A)に示す加工装置２７０では、ヘッド本体２７２に内蔵された誘導コイルの回転も自動で行われ、ヘッド本体２７２の移動自体も自動で行われる構成となっている。このように、双方を自動とすることで、作業者による仕上がりのムラを防止することができる。

(5)前記実施例１で示した電源との接続形態も一例であり、同様の効果を奏するように適宜設計変更してよい。例えば、加工装置が大型の場合には、電源を内蔵するという具合である。
(6)前記実施例１では、加熱後の圧着を圧着ローラ３０で行うこととしたが、これも一例であり、図１１(C)に示す加工装置１０´のように、圧着ローラ３０に替えて、複数の圧着板２９０を設けるようにしてもよい。図示の例では、４つの圧着板２９０が設けられている。これら圧着板２９０としては、例えば、弾性を有するゴム（ウレタンゴム等），樹脂（シリコン樹脂等），木材等の板状のものが用いられる。なお、図示の例では、前記圧着板２９０を４枚としたが、製造物，施工内容，接着剤の溶融温度等により、１枚としてもよく、その枚数は適宜増減してよい。また、図示の例では、板状のものを用いたが、立方体や直方体状の圧着材を用いてよい。例えば、前記圧着材としては、軟質ゴム，シリコンゴム，低発泡樹脂，軟質樹脂等が用いられる。また、寸法も必要に応じて適宜変更可能であるが、例えば、図１１(C)に示す例に適用する場合であれば、厚さ１０〜３０ｍｍ、幅は誘導コイル２０のコイル幅と同程度、長さは３０〜１００ｍｍ程度にするという具合である。
(7)前記実施例２では、磁界発生ロール５２Ａ、５２Ｂが回転するため、この回転を自動で行うようにすれば、ヘッド本体１２自体を移動させなくても、磁界が回転するため、加熱ムラの防止が可能である。むろん、磁界発生ロール５２Ａ，５２Ｂを自動で回転する構成とした場合であっても、ヘッド本体１２自体を移動させることを妨げるものではない。

(8)前記実施例６で示した誘導コイル１７２の数や配置は一例であり、必要に応じて適宜増減してよい。また、複数のコイル１７２の全てを、電源に対して並列に接続してもよいし、いくつかを直接に接続するなど、適宜変更可能である。図７に示す例についても同様である。
(9)本発明の加工装置は、携帯型，手押し車型，半自動型機，ロボット機（全自動機）等、加工対象や場所に応じて、各種の態様を採用しうる。例えば、小規模室内の場合には、携帯型機，手押し車型機，半自動型機が適しており、中規模室内の場合は、上記小規模室内の場合に加えて、ロボット機も適している。また、大規模室内（ビル，ホテル，会議場等の大広間など）の場合には、半自動型機，ロボット機が適している。例えば、前記実施例１では、携帯型で、かつ、ヘッド本体１２を手動で移動させることとしたが、これも一例であり、ヘッド本体１２自体がモータによって自動で移動する構成としてもよい。他の実施例についても同様である。

(10)本発明の加工装置は、上述した実施例で示した用途のほか、例えば、道路，建築内装，構築物の施工工程，解体・剥離工程に適用可能である。例えば、建築の場合には、床・壁・天井等の接着や、補修，解体，分離等に適用でき、土木の場合には、トンネル，橋，道路，軌道，桟橋，堤防，壁等の構築物の加工に適用できる。図１１(B)には、加工装置２８０により床にシートを貼る場合の、ヘッド本体２８２の移動手順が示されている。このほか、展示物，電化製品，建材等の製品の接着・解体・分離や、ＬＮＧ等のタンク・配管、建築物等の断熱材の取付や解体や、下水道等の補強工事や、高圧鉄塔等の補強工事等にも適用可能である。むろん、ここで示した例に限定されるものではなく、本発明は他の公知の各種の分野・用途に適用可能である。

本発明によれば、耐熱性を有しており、一つ以上の誘導コイルが設けられたヘッド本体と、前記誘導コイルによって加熱された加工対象に対し、所定の加工を施す加工手段と、を備えるとともに、前記誘導コイルへの通電により生じる磁界が、前記加工対象に対し、移動，移行，回転のいずれか、あるいは、これらの組み合わせにより変化可能であることとした。このため、磁界が変化することにより、ムラなく均一な電磁誘導加熱が可能となり、加工の仕上がりの向上を図ることができるため、加熱後に加工を行うための加工装置の用途に適用できる。

１０，１０´：誘導加熱式加工装置（加工装置）
１２，１２´：ヘッド本体
１２Ａ：上面
１２Ｂ，１２Ｃ：側面
１４：取手
１６：ボタン
１８：耐熱プレート
１８Ａ：底面
１８Ｂ，１８Ｃ：側面
２０：誘導コイル
２２：ピン
２４：長穴
２６：耐熱性シート
２８：金属プレート
３０：圧着ローラ
３２：軸
３４：長穴
３６：コード
３８：内部電源
４０：加工対象
４２，４４：スプリング
４６：フェライト板
４８：外部電源
５０：誘導加熱式加工装置（加工装置）
５２Ａ〜５２Ｃ：磁界発生ロール
５４：回転ロール
５６：軸
５７：フェライト板
５８：突起
６０，６０Ａ〜６０Ｃ：誘導コイル
６２：耐熱性シート
６４：フェライト
７０：加工装置
７２，７２Ａ，７２Ｂ：ヘッド本体
７３Ａ：底面
７３Ｂ，７３Ｃ：側面
７４：圧接ロール
７６：軸
７８：ハンドル
８０：フレーム
８２：連結部
８４：台
８６：貫通孔
８８：誘導コイル
９０Ａ，９０Ｂ：リード線
９４：コード
９６：ファン
９８：通気口
１００：アスファルト混合物
１０２：冷却用配管
１１０：誘導加熱式加工装置（加工装置）
１１２：車両
１１４，１１６：タイヤ
１１８Ａ：電源ボックス
１１８Ｂ：タンク
１２０：フロント
１２２：アーム
１２４：ヘッド本体
１２６：フレーム
１２８：爪
１３０：アスファルト
１３２：再生基盤
１３４：除去手段
１５０：シート
１５２：アルミシート
１５４：アルミニウム層
１５６，１５８：接着剤層
１６０：コンクリート
１７０，１７４，１７８：耐熱プレート
１７２，１７２Ａ，１７６，１８０：誘導コイル
１８２Ａ〜１８２Ｄ：耐熱プレート
１８４Ａ〜１８４Ｄ：誘導コイル
２００：加工装置
２０２：コード
２０４：コネクタ
２０６：中間スイッチ
２０８：コイルヘッド
２１０Ａ，２１０Ｂ：コネクタ
２１１：誘導コイル
２１２：ロッド
２１４：連結部材
２２０，２３０：ヘッド本体
２２２Ａ，２２２Ｂ：誘導コイル
２３２：曲面
２３４：誘導コイル
２５０：ヘッド本体
２５２，２５４：主面
２５６：接続部
２５８：誘導コイル
２６０：金属板
２６２：樹脂シート
２６４：接着剤
２７０，２８０：加工装置
２７２，２８２：ヘッド本体
２９０：圧着板
３００：加工装置
３０２：ヘッド本体（ないしアプリケータ）
３０４：ハンドル
３０６：コイルケース
３０８：コイル収納部
３１０：ガイド溝
３２０：誘導コイル
３２１：プレート
３２２：スライド片

Claims (23)

1. 加工対象を加熱したのち、所望の加工を施す誘導加熱式加工装置であって、
   耐熱性を有しており、一つ以上の誘導コイルが設けられたヘッド本体と、
   前記誘導コイルによって加熱された加工対象に対し、所定の加工を施す加工手段と、
   を備えるとともに、
   前記誘導コイルへの通電により生じる磁界が、前記加工対象に対し、移動ないし回転の少なくとも一方が可能であることを特徴とする誘導加熱式加工装置。
2. 前記ヘッド本体及び前記加工手段が、前記加工対象に対して移動可能であることを特徴とする請求項１記載の誘導加熱式加工装置。
3. 前記誘導コイルが、
   前記ヘッド本体に対して回転可能に支持されていることを特徴とする請求項１又は２記載の誘導加熱式加工装置。
4. 前記ヘッド本体に対して回転可能に支持された一つ以上のローラの表面に、前記誘導コイルが配置されていることを特徴とする請求項３記載の誘導加熱式加工装置。
5. 前記誘導コイルが、
   前記ヘッド本体に対して移動可能であることを特徴とする請求項１又は２記載の誘導加熱式加工装置。
6. 前記誘導コイルが複数設けられるとともに、
   該複数の誘導コイルへの通電を切り換えるための切換手段を備えており、
   該切換手段によって、前記複数の誘導コイルへの通電を切り換えることにより、磁界を移動させることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の誘導加熱式加工装置。
7. 前記加工手段が、前記ヘッド本体と一体に形成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の誘導加熱式加工装置。
8. 前記加工手段が、
   前記ヘッド本体に対して回転可能に支持されており、前記誘導コイルで加熱された加工対象を圧着する圧着ローラであることを特徴とする請求項７記載の誘導加熱式加工装置。
9. 前記ヘッド本体に、操作用の取手を設けたことを特徴とする請求項７又は８記載の誘導加熱式加工装置。
10. 前記加工手段が、前記ヘッド本体と別体に形成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の誘導加熱式加工装置。
11. 前記加工手段が、前記加工対象の上を移動するための移動手段を備えており、
    前記ヘッド本体を、前記移動手段に取り付けることで、
    前記ヘッド本体も前記加工対象の上を移動することを特徴とする請求項１０記載の誘導加熱式加工装置。
12. 前記加工手段が、
    前記誘導コイルで加熱した後の加工対象を圧接する圧接手段であることを特徴とする請求項１０又は１１記載の誘導加熱式加工装置。
13. 前記加工手段が、
    前記誘導コイルで加熱した後の加工対象を削る切削手段であることを特徴とする請求項１０又は１１記載の誘導加熱式加工装置。
14. 前記ヘッド本体に、長尺の延長手段が着脱可能に取り付けられることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載の誘導加熱式加工装置。
15. 前記ヘッド本体と前記延長手段を、前記ヘッド本体に設けた誘導コイル側が加工対象に接触するように付勢する付勢手段を介して接続することを特徴とする請求項１４記載の誘導加熱式加工装置。
16. 前記延長手段が伸縮可能であることを特徴とする請求項１４又は１５記載の誘導加熱式加工装置。
17. 前記ヘッド本体が、
    該ヘッド本体の誘導コイルに高周波電流を供給する電源とコードにより接続されるとともに、
    前記コードを着脱可能なコネクタを有することを特徴とする請求項１〜１６のいずれか一項に記載の誘導加熱式加工装置。
18. 前記コードに、通電のＯＮ／ＯＦＦを切り換えるスイッチを設けたことを特徴とする請求項１７記載の誘導加熱式加工装置。
19. 前記加工対象が金属を含まないときに、
    該ヘッド本体の表面側に、前記加工対象に接触させる範囲で金属層を設けたことを特徴とする請求項１〜１８のいずれか一項に記載の誘導加熱式加工装置。
20. 前記加工対象の上での前記ヘッド本体の移動を補助するために、
    前記ヘッド本体に、
    前記誘導コイルと前記加工対象の間に位置するように、耐熱性のシートを設けたことを特徴とする請求項１〜１９のいずれか一項に記載の誘導加熱式加工装置。
21. 前記ヘッド本体が、前記加工対象の被加熱面の形状に沿う形状面を有しており、該形状面に沿って前記誘導コイルを複数配置したことを特徴とする請求項１〜２０のいずれか一項に記載の誘導加熱式加工装置。
22. 前記ヘッド本体が曲面部を有しており、該曲面部に複数の誘導コイルを配置したことを特徴とする請求項１〜２０のいずれか一項に記載の誘導加熱式加工装置。
23. 前記ヘッド本体に、前記誘導コイルを着脱可能に装着するコネクタを設けたことを特徴とする請求項１〜２２のいずれか一項に記載の誘導加熱式加工装置。

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