JP2976767B2

JP2976767B2 - 誘導加熱設備

Info

Publication number: JP2976767B2
Application number: JP5233986A
Authority: JP
Inventors: 修三西野; 建平況
Original assignee: Daifuku Co Ltd
Current assignee: Daifuku Co Ltd
Priority date: 1993-09-21
Filing date: 1993-09-21
Publication date: 1999-11-10
Anticipated expiration: 2014-11-10
Also published as: JPH0794266A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、所定の搬送路を搬送中
の物品を加熱する誘導加熱設備に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】搬送中の物品を、直接炎や燃焼ガスが触
れることなく加熱する従来の加熱設備としては、隔壁を
介して伝熱する燃焼ガス加熱炉や電気ヒータから放射す
る熱により加熱する加熱炉などが使用されている。

【０００３】電気ヒータを使用した加熱炉の構成を図８
に示す。図示するように、被加熱体である物品１はパレ
ット２に載置され、搬送路であり、搬送手段であるコン
ベヤ装置３により、加熱炉４を通して搬送される。この
加熱炉４は、コンベヤ装置３の上方に所定間隔で電気ヒ
ータ５を設けている。この電気ヒータ５は交流電源装置
６に加熱コイル７を接続して形成されている。なお、コ
ンベヤ装置３は無端チェーンによりパレット２を搬送す
るチェーン式コンベヤ装置を使用している。

【０００４】この構成によると、物品１はコンベヤ３に
より搬送されながら、電気ヒータ５の放射熱により加熱
される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の加熱設備では、電気ヒータ５の設置に間隔があるた
めに、図８に破線で示すように、加熱炉４内では電気ヒ
ータ５部では温度が高く、電気ヒータ５間では温度が低
くなる温度分布となり、よって搬送中の物品１に温度変
化による歪みが発生する恐れがあった。また、電気ヒー
タ５毎に交流電源装置６が必要になり、大掛かりな設備
となることが多かった。

【０００６】本発明は上記問題を解決するものであり、
温度の変化をなくし、設備の小型化を実現した誘導加熱
設備を提供することを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
第１発明の誘導加熱設備は、所定の搬送路を搬送中の物
品を加熱する設備であって、前記物品を載置するパレッ
トと、このパレットを前記搬送路に沿って搬送する搬送
手段と、前記搬送路に沿って敷設された高周波の正弦波
電流を流す線路を備え、前記パレットに、前記物品を加
熱する加熱コイルと、前記線路の周波数に共振し、起電
力が生じる誘導コイルと、この誘導コイルを電源とし、
前記加熱コイルへ給電する給電回路を設けたことを特徴
とするものである。

【０００８】また第２発明の誘導加熱設備は、所定の搬
送路を搬送中の物品を加熱する設備であって、前記物品
を搭載し、前記搬送路に沿って移動自在な台車と、前記
搬送路に沿って敷設された高周波の正弦波電流を流す線
路を備え、前記台車に、前記物品を加熱する加熱コイル
と、前記線路の周波数に共振し、起電力が生じる誘導コ
イルと、この誘導コイルを電源とし、前記加熱コイルへ
給電する給電回路を設けたことを特徴とするものであ
る。

【０００９】また第３の発明の誘導加熱設備は、上記第
１発明、または第２発明の給電回路に加熱コイルへ流れ
る電流を調整する調整回路を付加したことを特徴とする
ものである。

【００１０】

【作用】上記第１発明の構成により、搬送手段により物
品を搬送中、線路へ高周波の正弦波電流を流すことによ
って、交番磁界が生じ、誘導コイルに線路の周波数に共
振して大きな起電力が生じ、誘導コイルから加熱コイル
へ給電されて、物品が加熱される。加熱コイルと物品が
とともに移動することから、温度変化なく連続加熱さ
れ、歪みの発生が防止される。

【００１１】また上記第２発明の構成により、台車によ
り物品を搬送中、線路へ高周波の正弦波電流を流すこと
によって、交番磁界が生じ、誘導コイルに線路の周波数
に共振し、起電力が生じ、誘導コイルから加熱コイルへ
給電されて、物品が加熱される。加熱コイルと物品がと
ともに移動することから、温度変化なく連続加熱され、
歪みの発生が防止される。

【００１２】また上記第３の発明の構成により、調整回
路で給電回路に加熱コイルへ流れる電流が調整されるこ
とによって、物品の加熱温度が調整される。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。なお、従来例の図８の構成と同一の構成には同
一の符号を付して説明を省略する。

【００１４】図１は本発明の一実施例における誘導加熱
設備の構成図である。パレット２上に物品１を囲んで枠
体11が設置され、この枠体11に、物品１に対向して加熱
コイル７が垂設されている。

【００１５】また、加熱炉４’には、コンベヤ装置３に
沿って、その上方に、誘導線路カートリッジＸが敷設さ
れている。この誘導線路カートリッジＸは、図２，図３
に示すように、磁界遮断部材であるアルミニウム部材か
ら形成された、断面がコ字状のブラケット16内にコンベ
ヤ装置３に沿って所定間隔置きにベース体17を設置し、
このベース体17上に左右１対のハンガー18が垂設された
ブラケット19を２個連設し、各ハンガー18の先端に設け
た袋状の凹部18Ａに、始端が電源装置Ｍに接続された通
電方向の異なる誘導線路20を長手方向に嵌め込んだ樹脂
製のカバー21のツメ部21Ａを挿入し、最後に、２対の誘
導線路20間に凹部22を形成するように、ブラケット16の
凹部16Ａ内にエポキシ樹脂23を注入し、誘導線路20を固
定して構成されている。この誘導線路カートリッジＸで
は、図２に示すように、１本の誘導線路20を２重のルー
プ状に巻いた状態となっている。前記誘導線路20は、絶
縁した細い素線を集めて形成した撚線（以下、リッツ線
と呼ぶ）を絶縁体、たとえば樹脂材によりカバーして構
成されている。

【００１６】また、枠体11上には、誘導線路カートリッ
ジＸに対向してピックアップユニットＰが取付けられて
いる。ピックアップユニットＰの構造を図３，図４に示
す。

【００１７】塩化ビニール樹脂で形成された断面がＥ字
状のプロック25を複数個、その左右の凹部25Ａを揃えて
横方向（図１においてコンベヤ装置３に沿う方向）にア
ルミニウムで形成されたコ字状フレーム30上に並べて裏
面よりネジ30Ａにより固定し、またブロック25の左右の
両端とフレーム30間にすきま材27を挟んで側面よりネジ
27Ａにより固定し、さらにブロック25の前後を支持材28
で挟んでネジ28Ａにより固定している。また、各ブロッ
ク25の凹部25Ａの底部に、それぞれ横方向にフェライト
板29Ａを載置し、凹部25Ａの側面に一対のフェライト板
29Ｂを載置し、さらにブロック25の凸部25Ｂの上部にフ
ェライト板29Ｃを載置し、それぞれのフェライト板29
Ａ，29Ｂ，29Ｃをブロック25にネジ29Ｄにより固定して
いる。さらに、ブロック25の凹部25Ａの一対のフェライ
ト板29Ｂ間の左右面に渡って、たとえば10〜20ターンの
上記リッツ線を巻いてピックアップコイル26を形成して
いる。また、表面を塩化ビニールで形成されたカバー30
Ｂで被覆している。

【００１８】このように形成されたピックアップユニッ
トＰを、図３に示すように、ピックアップユニットＰの
中心Ｌがほぼ誘導線路カートリッジＸの２対の誘導線路
20の中央で、垂直に位置するように調整して枠体11上に
固定している。誘導線路20に通電（交流）されると、ピ
ックアップコイル26に起電力が発生する。

【００１９】また、枠体11内には、ピックアップコイル
26と誘導線路20の周波数に共振する共振回路を形成する
コンデンサ12が設けられ、この共振回路に加熱コイル７
に接続されている。

【００２０】電源装置Ｍの詳細な回路構成を図５の回路
図にしたがって説明する。電源装置Ｍは、ＡＣ200 Ｖ３
相の交流電源41と、コンバータ42と、正弦波共振インバ
ータ43と、過電流保護用のトランジスタ44およびダイオ
ード45とを備えている。コンバータ42は全波整流用のダ
イオード46と、フィルタを構成するコイル47とコンデン
サ48と抵抗49とこの抵抗49を短絡するトランジスタ50と
から構成され、正弦波共振インバータ43は、図中に示す
ように交互に発振される矩形波信号により駆動されるト
ランジスタ51，52と、電流制限用のコイル53と、トラン
ジスタ51，52に接続される電流供給用のコイル54と、誘
導線路20と並列共振回路を形成するコンデンサ55とから
構成されている。なお、トランジスタ制御装置は省略し
ている。

【００２１】上記電源装置Ｍと誘導線路20とパレット２
の回路構成による作用を説明する。まず、加熱炉４’に
おいて、交流電源41から出力されるＡＣ200 Ｖ３相の交
流はコンバータ42により直流に変換され、正弦波共振イ
ンバータ43により高周波、たとえば10kHz の正弦波に変
換されて誘導線路20に供給される。

【００２２】そして、コンベヤ装置３により物品１が加
熱炉４’内に搬送されてくると、誘導線路20に発生する
磁束により、誘導線路20の周波数に共振するパレット２
のピックアップコイル26に起電力が発生し、加熱コイル
７に給電され、パレット２上の物品１が加熱される。こ
の加熱状態で、加熱炉４’の終端まで搬送され、ピック
アップコイル26が誘導線路20に対向しなくなると、ピッ
クアップコイル26に起電力が発生しなくなり、加熱は終
了する。

【００２３】このように、物品１はパレット２を介して
コンベヤ装置３により搬送されながら、加熱コイル７に
より連続して加熱され、よって温度変化による歪みの発
生を防止することができる。

【００２４】また、従来の加熱設備の如く、加熱コイル
７毎に交流電源装置６を設置する必要がなくなり、設備
を小型化できる。また、燃焼ガス加熱炉の如くガス洩れ
などの問題がなく、さらに誘導線路20に絶縁体で被覆さ
れたリッツ線を使用することにより導電部の露出がな
く、またスパークがでないことから引火の恐れがなくな
り、作業員の安全を図ることができる。

【００２５】また、電源装置Ｍのコンデンサ55と誘導線
路20は共振回路を構成していることから、誘導線路20に
ほぼ一定の大きな電流値で、高周波で正弦波の１次側電
流を流すことができ、またピックアップコイル26の２次
側が共振回路となることで、図６に示すように、共振周
波数ｆ_oで２次側に大きな起電圧ｖ（図中では1000〜20
00Ｖ）が発生し、誘導線路20とピックアップコイル26間
のギャップ長が変化しても、誘導線路20の周波数が多少
変動しても、さらに２次側の共振周波数が誘導線路20の
周波数から多少変動しても、周波数ｆ₁〜ｆ₂の範囲で
は所定値（図中では300 Ｖ）以上の２次側電圧を発生す
ることができ、よって大きな電力を安定して供給するこ
とができる。したがって、誘導線路カートリッジＸとピ
ックアップユニットＰ間のギャップ長の調整をラフに行
え、作業性がよくなり製作を容易にすることができる。
また、誘導線路20には正弦波が給電されることにより、
高調波が発生せず、ラジオノイズの発生を無くすことが
できる。

【００２６】またピックアップユニットＰの中心Ｌを誘
導線路カートリッジＸの中央に位置するように調整で
き、固定されることから、ピックアップコイル26は誘導
線路カートリッジＸの誘導線路20で発生する磁束密度が
最も大きい位置に位置し、最も大きい起電力が誘起さ
れ、効率よく給電できる。

【００２７】本発明の他の実施例を図７に示す。上記実
施例と同一の構成には同一の符号を付している。図示す
るように、枠体11内に、ピックアップコイル26の両端を
接続する短絡スイッチ13と、物品１に近接して物品１の
温度を計測する温度センサ14を設け、この温度センサ14
が所定値以上の温度を検出すると、短絡スイッチ13を閉
じて加熱コイル７への給電を中止し、所定値以下となる
と、短絡スイッチ13を開いて加熱コイル７への給電を再
開するようにしている。

【００２８】この他の実施例によると、物品１の温度が
所定値となるように調整することができ、さらに有効な
加熱を行うことができる。また、強制的に短絡スイッチ
13を閉じておくことにより、このパレット２の物品１に
対して加熱炉４’における加熱を中止でき、加熱炉４’
において物品１に対する選択加熱を行うことができる。
なお、この他の実施例では２点鎖線で示すように、短絡
スイッチ13をコンデンサ12の両端に接続することによっ
ても、物品１の温度を調整することができる。また、複
数台の温度センサ14を物品１の回りに近接して取付け、
これら温度センサにより検出した物品１の各部分の温度
をフィードバックして、短絡スイッチ13をオン・オフ
し、加熱コイル７への給電を制御することもできる。

【００２９】なお、上記実施例では、パレット２に物品
１を載置し、コンベヤ装置３により搬送する構成として
いるが、搬送路に沿って移動自在な台車に物品１を搭載
して加熱炉４’内に搬送するようにしてもよく、同様の
効果を上げることができる。

【００３０】また、上記実施例では、誘導線路カートリ
ッジＸをコンベヤ装置３の上方に敷設する構成としてい
るが、加熱炉４’の側面に誘導線路カートリッジＸをそ
のブラケット16の凹部16Ａを横に向けた状態で敷設し、
ピックアップユニットＰをそのフェライト25の中心Ｌを
凹部16Ａの中心に対向させて設けてもよく、同様の効果
を上げることができる。

【００３１】また、上記実施例では、誘導線路カートリ
ッジＸにおいて、ブラケット16に２対の誘導線路20を敷
設する構成としているが、２対の誘導線路20を敷設でき
ない場合、１対の誘導線路20のみをブラケット16に敷設
する構成としてもよい。なお、このときパワーダウンと
なることはいうまでもない。また、ブラケット16に、さ
らに誘導線路20を追加敷設して、パワーアップを図るこ
ともできる。また、加熱コイル７と物品１の距離を可変
できるように枠体11を変更することにより、加熱特性を
変更することもできる。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように第１発明によれば、
搬送手段により物品を搬送中、線路へ高周波の正弦波電
流を流すことにより、交番磁界が生じ、誘導コイルに線
路の周波数に共振して大きな起電力が生じ、誘導コイル
から加熱コイルへ給電されて、物品が加熱されることに
よって、物品を搬送しながら温度変化なく連続して加熱
することができ、歪みの発生を防止することができる。
また、従来の加熱設備の如く、加熱コイル毎に交流電源
装置を設置する必要がなくなり、設備を小型化できる。
また、燃焼ガス加熱炉の如くガス洩れなどの問題がな
く、さらに誘導線路に絶縁体で被覆されたリッツ線を使
用することにより導電部の露出がなく、またスパークが
でないことから引火の恐れがなくなり、作業員の安全を
図ることができる。

【００３３】また第２の発明によれば、台車により物品
を搬送中、線路へ高周波の正弦波電流を流すことによ
り、交番磁界が生じ、誘導コイルに線路の周波数に共振
し、起電力が生じ、誘導コイルから加熱コイルへ給電さ
れて、物品が加熱されることによって、物品を搬送しな
がら温度変化なく連続して加熱することができ、歪みの
発生を防止することができる。また、従来の加熱設備の
如く、加熱コイル毎に交流電源装置を設置する必要がな
くなり、設備を小型化できる。また、燃焼ガス加熱炉の
如くガス洩れなどの問題がなく、さらに誘導線路に絶縁
体で被覆されたリッツ線を使用することにより導電部の
露出がなく、またスパークがでないことから引火の恐れ
がなくなり、作業員の安全を図ることができる。

【００３４】また上記第３発明の発明によれば、調整回
路で給電回路に加熱コイルへ流れる電流が調整されるこ
とによって、物品の加熱温度が所定値となるように調整
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における誘導加熱設備の構成
図である。

【図２】同誘導加熱設備の誘導線路カートリッジの平面
図である。

【図３】同誘導加熱設備の誘導線路カートリッジ、およ
びピックアップユニットの断面図である。

【図４】同誘導加熱設備のピックアップユニットの側面
図、平面図、Ａ−Ａ矢視図である。

【図５】同誘導加熱設備の回路構成図である。

【図６】同誘導加熱設備の２次側周波数−起電圧特性図
である。

【図７】本発明の他の実施例における誘導加熱設備の一
部構成図である。

【図８】従来の誘導加熱設備の構成図である。

【符号の説明】

１物品２パレット３コンベヤ装置（搬送手段）４，４’ 加熱炉７加熱コイル 11 枠体 12 コンデンサ 13 短絡スイッチ 14 温度センサ 20 誘導線路 26 ピックアップコイル 42 コンバータ 43 正弦波共振インバータ 55 誘導線路と共振回路を形成するコンデンサＸ誘導線路カートリッジＭ電源装置Ｐピックアップユニット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H05B 6/10 341

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の搬送路を搬送中の物品を加熱する
設備であって、前記物品を載置するパレットと、このパレットを前記搬
送路に沿って搬送する搬送手段と、前記搬送路に沿って
敷設された高周波の正弦波電流を流す線路を備え、前記パレットに、前記物品を加熱する加熱コイルと、前
記線路の周波数に共振し、起電力が生じる誘導コイル
と、この誘導コイルを電源とし、前記加熱コイルへ給電
する給電回路を設けたことを特徴とする誘導加熱設備。
【請求項２】所定の搬送路を搬送中の物品を加熱する
設備であって、前記物品を搭載し、前記搬送路に沿って移動自在な台車
と、前記搬送路に沿って敷設された高周波の正弦波電流
を流す線路を備え、前記台車に、前記物品を加熱する加熱コイルと、前記線
路の周波数に共振し、起電力が生じる誘導コイルと、こ
の誘導コイルを電源とし、前記加熱コイルへ給電する給
電回路を設けたことを特徴とする誘導加熱設備。
【請求項３】給電回路に加熱コイルへ流れる電流を調
整する調整回路を付加したことを特徴とする請求項１ま
たは請求項２記載の誘導加熱設備。