JP3501311B2 - 揺動式誘導加熱装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、金属材料を高周波誘導
加熱する装置に関するものである。特に、本発明はこの
種の加熱装置を揺動自在とし、例えば金属インゴットの
如き被加熱材料を、加熱装置を横向きとして投入し、爾
後加熱装置を揺動させて垂直縦向きとし、被加熱材料を
加熱し、後工程へ被加熱材料を供給し得るようにした揺
動式の誘導加熱装置を、簡素な構成、作動の円滑、確実
を図って実現することができるようにした技術に関する
ものである。 【０００２】 【従来の技術】本出願人は、先に特開平５―２８５６２
５号公報において「金属成形体用射出成形装置」を提案
した。この技術によれば、連続的にインゴットを半凝固
スラリ化し、生産性を高めることができる。この技術の
概要を図１１で説明する。図１１は、従来の金属成形体
用射出成形装置の全体概略図である。金属成形体用射出
成形装置１００は、スクリューシャフト式射出機１０１
と、材料供給室１０２とからなる。材料供給室１０２
は、上から下にインゴット導入室１０３、加熱室１０
４、加熱材料供給室である保温室１０５、破砕カッター
１０６を備えた破砕材蓄積室１０７とで構成される。材
料供給室１０２は、真空、又は不活性ガス雰囲気に維持
され、各室１０３，１０４，１０５間は、シャッタ１０
８，１０９で仕切る構造である。 【０００３】以上の従来技術は、インゴット１１０を加
熱室１０４で加熱し、適宜保温室１０５へ移し、破砕カ
ッター１０６で破砕し、破砕材蓄積室１０７を介してス
クリュー１１１で直接、又は間接的に金型１１２のキャ
ビティ１１３に射出する。インゴット１１０はマグネシ
ウム（Ｍｇ）合金等の金属であり、加熱室１０４で加熱
することにより半溶融状態となり、この状態で射出する
ことに特徴がある。この技術においては、加熱室１０４
で加熱し、保温室１０５へ移し、破砕カッター１０６で
破砕するため、連続処理が可能となり、生産性が高い。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】以上の金属成形体用射
出成形装置において、装置の上流部の加熱室でインゴッ
トを高周波誘導加熱するが、インゴットの加熱室への投
入は、上から落下させる方式を用い、このため、誘導加
熱装置への材料供給時に、加熱装置、インゴットの双方
に落下衝撃を与え、好ましくない。又加熱装置を内装す
る加熱室の上に、背が高い材料供給室、この上に材料供
給機構が付与されることとなり、成形装置全体の高さが
極めて高くなる。 【０００５】そこで、加熱装置を縦、横に揺動可能に構
成し、材料を横方向から投入し、爾後垂直縦向きに揺動
させれば、上記した不都合を解決することが可能であ
る。ところで、従来の高周波誘導加熱装置は、例えば、
特開平２―２６７２１５号に開示されている如くで、加
熱コイルはリング枠状に構成され、この内部に被加熱材
料を保持具でセットし、通電加熱するように構成されて
いる。一般的にコイルは、被加熱材料の周囲、或いは両
側に配設されているので、前記した課題を解決するため
に揺動させることは実質上困難で、揺動させようとする
と、コイルの支持機構、揺動機構、構造が極めて大型化
する。又大型化の結果重量が極めて大きくなり、且つ構
造も複雑化する。 【０００６】本発明者等は、以上の課題を解決すべく本
発明をなしたものである。本発明者等は、筒部材に高周
波誘導コイルを巻回して加熱装置を構成し、筒部材内に
被加熱材料を収容して高周波加熱を実行する構造を採用
し、この筒部材を揺動自在に軸支すれば、加熱装置を揺
動させることが可能であることに着目し、本発明をなし
たものである。 【０００７】本発明は、筒部材外周に高周波誘導コイル
を巻回して高周波誘導加熱装置を構成し、筒部材をこれ
の軸方向と直交する回転軸で支持し、回転軸を中空軸と
し、この内部通路を着目して絶縁材を介してコイル基部
を通して保持し、回転軸を揺動手段で揺動させ、加熱装
置を横向きから垂直縦向き等に姿勢転換可能とした。従
って、加熱装置の揺動支持構造を簡単化し、又加熱装置
を含む揺動支持構造を軽量に構成することができ、且つ
加熱装置の円滑、確実な揺動姿勢転換が行える等の利点
がある、揺動式誘導加熱装置を提供することを目的とす
る。 【０００８】 【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めの手段は、中空の筒部材の外周に高周波加熱コイルを
巻回し、給電手段を介して前記コイルに給電し、筒部材
内の被加熱部材を半溶融状態に高周波加熱するようにし
た誘導加熱装置において、前記筒部材の軸方向の略中央
部に直交するように回転軸を固着し、該回転軸は中空軸
で構成し、内部に絶縁材を介して前記コイルの一部を挿
通させ、該回転軸を揺動させる揺動手段と、前記被加熱
部材が半溶融状態に加熱されるまで、前記筒状部材内に
保持する可動ストッパを備えることを特徴とする。 【０００９】 【作用】上記手段によれば、誘導コイルを巻回した中空
の筒部材が、中空軸で構成された回転軸に支持され、回
転軸を支点として揺動することができる。このため、半
溶融状態に高周波加熱する被加熱材料を中空部内で可動
ストッパで保持する中空の筒部材からなる加熱装置は、
垂直縦向き、水平横向き等に揺動することが可能であ
る。加熱装置は、これの材料保持部である中空の筒部材
が回転軸で軸支され、揺動させるので、加熱装置の揺動
は円滑、確実、容易に行える。又回転軸は、加熱装置を
収容した容器等に軸受部材で軸支するので、揺動、支持
構造は簡単な構造で足りる。また中空の筒状部材内の被
加熱材料は可動ストッパで保持され、被加熱材料の加熱
後に可動ストッパの下方への揺動で該材料を下方に供給
することができる。 【００１０】 【実施例】以下に本発明の一実施例を、添付した図面に
従って詳述する。図１は本発明にかかる揺動式誘導加熱
装置の縦断側面図で、部分的に模式図を含む図、図２は
図１の２―２線断面図、図３は加熱部の背面斜視図、図
４は揺動式誘導加熱装置の分解図で、縦断側面図、図５
は加熱装置の揺動機構を含む平面図、図６は図５の矢視
６方向の図、図７は本発明が実施される一例としての金
属成形体用射出成形装置の下半部を示す要部を断面とし
た縦断側面図、図８は図７の装置の上半部を示す要部を
断面とした縦断側面図、図９は図７の９―９線断面図、
図１０は加熱部の参考例の縦断面図である。 【００１１】図１は本発明にかかる揺動式誘導加熱装置
の縦断側面図で、揺動式誘導加熱装置１（以下単に「誘
導加熱装置１」又は「加熱装置１」と記す。）は、例え
ば、Ｍｇ合金の金属インゴット（以下単に「インゴッ
ト」と記す。）を被加熱材料として加熱する装置として
用いられる。加熱装置１は真空容器３で構成される室２
内に配設され、室２は真空容器３で構成され、外側の容
器本体、内側の磁気シールド材等で構成され、内部を真
空引きし、不活性ガス雰囲気内でインゴットを加熱す
る。図１で示される３ａ，３ｂは、容器３の壁面であ
る。 【００１２】加熱装置１の加熱部４は、セラミック等の
筒部材５、及びこの外周にスパイラル状に巻回された高
周波誘導コイル６で構成される。筒部材５は、実施例で
は、軸方向の両端部が完全に開口した筒部材で構成し、
筒部材５は外形が円筒状で、図３に示すように内部に被
加熱材料であるインゴットの断面よりも大きい矩形の通
路５ａを備える。筒部材５の外周に巻回されたコイル６
の巻回部６ａの上下端部は、各後方に延設され、この端
部６ｂ，６ｃは、対称的に、対向するように筒部材５の
軸方向に屈曲延設され、筒部材５の背面中央部に位置さ
せる。 【００１３】コイル６は、縦部６ｄ，６ｅを筒部材５の
軸線に対して直角に屈曲して屈曲部６ｆ，６ｇとし、後
方へ長い２本の延出基部６ｈ，６ｉとして容器３の壁面
３ａ外に導出する。筒部材５の背面には、図２、図３で
示したように、側面視がコ字型で、平面視が凹型の支持
スティ７を固着する。支持スティ７は、背面視が矩形板
状をなし、四隅をボルト８…で筒部材５の背面に固着さ
れている。前記コイル６の縦部６ｄ，６ｅは、スティ内
側の空間に上下の凹部７ａ，７ｂを介して収容される。 【００１４】スティ７の中央部には、中空ボス部７ｃを
背面方向に突設する。ボス部７ｃの内部には、先部に嵌
挿孔７ｄを、又この後部に雌ネジ７ｅを設ける。このボ
ス部７ｃ内に、回転、揺動軸を構成する中空軸状の回転
軸９の先部を嵌挿、螺合する。回転軸９の最先部９ａ
は、前記ボス部７ｃの嵌挿孔７ｄ内に緊密に嵌合し、最
先部９ａの後方外周には雄ネジ９ｂを設け、これを前記
ボス部７ｃの雌ネジ７ｅに螺合する。回転軸９の雄ネジ
９ｂは長めに形成し、前記ボス部７ｃの後端面にワッシ
ャ１０を介装し、ナット１１で螺締、結合し、スティ７
と回転軸９とを一体化する。 【００１５】前記したコイル６の、対向する屈曲部６
ｆ，６ｇ以降の直線状の延出基部６ｈ，６ｉは、絶縁材
１２で覆われ、絶縁材１２は前記筒部材５の軸方向と直
交する方向で、後方へ延設される円柱状をなす。図４に
示すように円柱状絶縁材１２には、上下に通路１２ａ，
１２ｂがその軸方向に形成されおり、この通路１２ａ，
１２ｂ内に、前記コイルの延出基部６ｈ，６ｉが嵌挿さ
れ、コイル延出基部６ｈ，６ｉ周を絶縁材で覆うように
構成されている。 【００１６】前記回転軸９の軸方向の形成された中空通
路９ｃ内に、以上の円柱状絶縁材１２を嵌挿し、図１は
嵌挿、組付状態を、又図４は分解した状態を示した。前
記した壁面３ａには、開口孔部３ｃを形成し、この部分
に軸受部材１３の先端内側突出部１３ａを嵌合して接合
し、又先部１３ｂの外周部を壁面３ａの外側面に接合
し、軸受部材１３を容器３の壁面外側に固着する。 【００１７】前記回転軸９を軸受部材１３内に嵌合し、
これの後半部を軸方向前後に設けたベアリング１４，１
４で回転自在に支持する。軸受部材１３は気密構造と
し、内部にシール機構１５を内装し、ベアリング１４の
後方のものは、回転軸９の中間後部に設けた段部９ｄに
係合し、又前部のものは、回転軸９の前半部周に嵌合し
たカラー２３後端部に係合し、ベアリング１４，１４に
対して回転軸９は位置決めされる。又軸受部材１３の前
部には、冷却水通路１６を環状に設け、冷却水を供給、
吐出し、軸受部材１３への加熱時の熱影響を防止する。 【００１８】回転軸９の後部９ｅは、軸受部材１３の後
端部から後方へ突出し、後端部にフランジ部９ｇを設
け、この外周に後述する揺動手段２４の揺動アーム２９
の基部２９ａを固定し、固定は回転軸９の後部９ｅ周に
設けた雄ネジ９ｆにナット１７、ワッシャ１８で行っ
た。前記コイル６の延出基部６ｈ，６ｉの後端部６ｊ，
６ｋは、絶縁材１２の後端部１２ｃとともに回転軸９の
後端部から外に導出させ、後端部６ｊ，６ｋを、給電ケ
ーブル２０，２０の給電端子１９，１９に接続する。給
電ケーブル２０，２０は、フレキシブルなものを用い
る。これら、給電ケーブル２０及び給電端子１９を「給
電手段」と呼ぶことにする。又コイル６は中空部材で構
成され、後端部６ｊ，６ｋの端部をフレキシブルホース
からなる冷却水ホース２１，２１に連結し、冷却水源２
２から冷却水の供給を受ける。 【００１９】以上により、回転軸９、これの先端部と結
合されたスティ７、これに固着された筒部材５、誘導コ
イル６からなる加熱部４、回転軸９内に嵌挿され、コイ
ル延出基部６ｈ，６ｉを含む円柱状絶縁材１２は一体化
される。そして、回転軸９は、軸受部材１３に回転自在
に支承されているので、回転軸９を支点とし、この回転
軸９廻りに加熱部４は揺動することとなる。図１乃至図
４は、何れも加熱部４が垂直縦向き位置にあり、回転軸
９の後述する揺動手段２４の作動で、図の状態から加熱
部４を、水平横向きに揺動させることができる。 【００２０】次に回転軸９の揺動手段２４について説明
する。前記容器３の前記壁面３ａには、支持プレート２
５を固設し、支持プレート２５の端部側上に支持スティ
２６を起設する。支持スティ２６にシリンダユニット２
７をピン２７ａで枢着し、これのロッド２７ｂに連結さ
れたフォーク２７ｃにリンクプレート２８の一端部をピ
ン２８ａで枢着する。一方、回転軸９の後端部に揺動ア
ーム２９の基部２９ａを固定、連結し、揺動アーム２９
の先端部を、前記リンクプレート２８の他端部に、ピン
２８ｂで枢着する。 【００２１】以上においては、シリンダユニット２７を
図５、図６の後退、縮小状態から伸張動させることで、
ロッド２７ｂは伸張し、リンクプレート２８を介して揺
動アーム２９を図６の実線位置ａから想像線ｂの位置に
揺動させ、これに連結された前記回転軸９は所定角度揺
動する。この結果、図１の垂直縦向きの加熱部４は、水
平横向きにその姿勢を転換することができる。尚、図
１、図５の中で示される３０は、垂直縦向きの加熱部筒
部材５内の通路５ａ内に収容されたインゴットを下から
保持する可動ストッパーである。可動ストッパー３０
は、図５の如く、容器３の外側に設けたロータリーアク
チュエータ３１の容器内に導入したロッド３１ａ先端部
に固着されており、ロッド３１ａの揺動で、図１の想像
線ｃに示すように下方に揺動し、インゴットの下からの
支持、拘束を解除し、加熱後のインゴットを下方に供給
する。 【００２２】ところで、加熱装置１のメンテナンスは、
前記したナット１１を弛め、加熱部４を回転させて回転
軸９と筒部材５のスティ７とのネジ結合を外す。これに
より、筒部材５、スティ７、コイル６、円柱状絶縁材１
２のユニットは回転軸９から抜出すことができる。セッ
トする場合には、図４の矢印のように、円柱状絶縁材１
２を回転軸９内に挿入し、ネジ７ｅ，９ｂを螺合し、ナ
ット１１で締着する。これにより、図１のように回転軸
９に加熱部４は結合、一体化されることとなる。 【００２３】以下に本発明にかかる揺動式誘導加熱装置
１を実施した一例としての金属成形体用射出成形装置４
０について説明する。図７乃至図９はこれを示し、装置
４０は支持基台４１に支持された射出機４２を備える。
射出機４２は、シリンダ４３、これに嵌挿されたスクリ
ューシャフト４４、シリンダ外周の保温材４２ａ、外側
の断熱材４２ｂ、シリンダの軸方向の温度分布を計測す
る温度計４５…等からなる。 【００２４】射出機４２の上には、シリンダ４３の一部
に連通、開口する保温された破砕材蓄積室４６、この上
に破砕カッター４７，４７を内装した保温破砕室４８、
この上に保温された加熱材料供給室４９を備える。図７
において５０，５０は、破砕材蓄積室４６内の破砕材の
レベルを検出する上下のセンサ、５１は加熱材料供給室
４９以下の系路の真空引き、及び不活性ガスの導入を行
う配管である。破砕カッター４７，４７は、支持基台４
１の上面４１ａ上に配置、支持された駆動装置５２で駆
動される。駆動装置５２は、各カッター駆動軸４７ａ、
自在軸５３、入力軸１本―出力軸２本の出力分配器をな
す二軸ギヤケース５４、減速機５５、モータ５６で構成
される。カッター４７，４７は、互いに逆向きに回転
し、真上の加熱材料供給室４９に導入されたインゴット
を破砕する。尚、図９において、５７，５７は、インゴ
ットの破砕室４８への供給をモニターする受・発光装置
である。 【００２５】支持基台４１上には、支持ポスト４１ｂ、
支持部４１ｃ間に架設した支持プレート４１ｄに、支持
フレーム５８の後端部を自在輪５８ａで支持し、支持フ
レーム５８の前端部５８ｂは金型１１２のプラテン部１
１２ａに支持し、この上に、レール５８ｃを介して加熱
室６０を車輪５９…で支持する。加熱室６０は、前記し
た真空容器３で構成し、内部に前記した揺動式誘導加熱
装置１を内装する。誘導加熱装置１関連の構造は前記と
同様なので、該当部分に同一符号を付し、説明は省略す
る。 【００２６】加熱室６０を構成する容器３の底板３ｄに
は、室内の図９では縦向きの加熱部４の直下に、開閉自
在なシャッター６１を設け、この下にインゴット導出部
６２を連設し、直下の加熱材料供給室４８と蛇腹材等の
密封ジョイント６３で連通、接続する。以上の真空容器
３で構成される加熱室６０の室２内を真空引きし、不活
性ガスの導入を行う配管６４が容器側壁の一部に設けら
れ、又加熱装置１で加熱されるインゴットの温度をモニ
ターする放射温度計６５が、同様に設けられており、こ
れを図９で示し、図１では放射温度計６５を模式的に示
した。 【００２７】加熱室６０内に配置された前記加熱部４の
揺動方向の軌跡外側には、図８に示すように弧状の固定
ストッパー６６を設ける。このストッパー６６で、加熱
部４の図８における想像線位置、即ち水平横向きの位置
ｄから図中反時計方向（左方向）へ揺動させ、実線で示
す垂直縦向きの位置ｅへの揺動時に、筒部材５内の加熱
インゴットが脱落するのを防止し、垂直縦向きの位置ｅ
では、真下に前記可動ストッパー３０が臨んで、インゴ
ットを筒部材５内に保持する。 【００２８】加熱室６０をなす真空容器３の側壁３ｅに
は、水平横向きの加熱部４の端部と対向するようにイン
ゴット投入口６７を設け、これの外側に投入室６８を連
通するように設ける。投入室６８の外側には、インゴッ
トの押出し、投入で想像線ｇに示すように開らく扉６９
を前端部に有するインゴット供給室７０を連設し、これ
の内側後端部には、インゴット供給室７０を押圧するプ
ッシュロッド７１の前端部が臨む。プッシュロッド７１
は、側壁３ｅの外側に、これ等室６８，７０と平行して
設置したシリンダユニット７２のロッド７２ａと連結板
７３で連結し、上面の蓋体７０ａを開けて供給室７０内
に導入したインゴットを、ロッド７２ａの縮小作動で、
ロッド７１を前進させ、インゴットを水平横向き位置ｄ
にある加熱部筒部材５内に投入する。 【００２９】以上のようにインゴットは、水平横向きの
状態で前記した投入装置により加熱室６０内に投入さ
れ、インゴットは、投入口６７の室内側に突出したブリ
ッジ７４を通って水平横向きの加熱部筒部材５内に投入
される。爾後、加熱部４を想像線ｄの位置から、前記揺
動手段２４で垂直縦向きに揺動させ、この位置ｆで加熱
し、加熱後前記した導出室６２を介して加熱材料供給室
４９、破砕室４８へ加熱インゴットを供給し、破砕して
蓄積室４６からシリンダ４３内に破砕材を投入する。破
砕材は、スクリューシャフト４４の回転で、攪拌、混練
され、スラリ化されてシリンダ先端部内に送られ、所定
量蓄積後金型１１２に金属成形材料を射出する。 【００３０】図１０は加熱装置の加熱部の参考例を示
す。参考例では、筒部材を底８１のある有底筒部材８０
とし、この外周にコイル６を巻回して加熱部４を構成し
た。スティ７、回転軸９、絶縁材１２以下の構造は、有
底筒部材８０以外は全く同様の構造なので、同一部分に
は同一符号を付し、説明は省略し、又図では要部のみを
示した。尚、図８、図９において、加熱室６０の天板３
ｆに設けられた７４は、インゴット下方送り用のプッシ
ュロッドで、天板３ｆ上に設けられた支持枠７５に支持
されたシリンダユニット７６で上下動する。 【００３１】 【発明の効果】以上の構成からなる本発明は次の効果を
発揮する。請求項１の誘導加熱装置は、中空の筒部材の
外周に高周波加熱コイルを巻回し、給電手段を介して前
記コイルに給電し、筒部材内の被加熱部材を半溶融状態
に高周波加熱するようにした誘導加熱装置において、筒
部材の軸方向の略中央部に直交するように回転軸を固着
し、該回転軸は中空軸で構成し、内部に絶縁材を介して
コイルの一部を挿通させ、該回転軸を揺動させる揺動手
段と、被加熱部材が半溶融状態に加熱されるまで、筒状
部材内に保持する可動ストッパを備えるので、加熱コイ
ルを含む筒部材は揺動自在となり、従って、回転軸を支
点として、筒部材を、例えば、水平横向き位置から垂直
縦向き位置に揺動させて姿勢転換させることができる。
また筒部材を中空筒としたので、筒部材の一方の開口か
らインゴットを入れ、他方の開口から加熱されたインゴ
ットを出す如くの連続処理に好適である。そして、中空
の筒状部材内の被加熱材料は可動ストッパで保持され、
被加熱材料の加熱後に可動ストッパの下方への揺動で該
材料を下方に供給することができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明にかかる揺動式誘導加熱装置の縦断側面
図で、部分的に模式図を含む図 【図２】図１の２―２線断面図 【図３】加熱部の背面斜視図 【図４】揺動式誘導加熱装置の分解図で、縦断側面図 【図５】加熱装置の揺動機構を含む平面図 【図６】図５の矢視６方向の図 【図７】本発明が実施される一例としての金属成形体用
射出成形装置の下半部を示す要部を断面とした縦断側面
図 【図８】図７の装置の上半部を示す要部を断面とした縦
断側面図 【図９】図７の９―９線断面図 【図１０】加熱部の参考例の縦断面図 【図１１】図１１は本発明が実施される一例としての金
属成形体用射出成形装置の従来例の概略を示す縦断側面
図 【符号の説明】 １…高周波誘導加熱装置（誘導加熱装置、加熱装置）、
５…筒部材、６…高周波誘導コイル（誘導コイル）、９
…回転軸（中空な回転軸）、１２…円筒状絶縁材、１９
…給電手段としての給電端子、２０…給電手段としての
給電ケーブル、２４…揺動手段、３０…可動ストッパ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浜添 宣正 埼玉県狭山市新狭山１丁目10番地１ ホ ンダエンジニアリング株式会社内 (56)参考文献 特開 平４−128322（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F27D 11/06 B22D 17/00 B22D 17/20 B22D 17/28 B22D 17/30

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 中空の筒部材の外周に高周波加熱コイル
   を巻回し、給電手段を介して前記コイルに給電し、筒部
   材内の被加熱部材を半溶融状態に高周波加熱するように
   した誘導加熱装置において、 前記筒部材の軸方向の略中央部に直交するように回転軸
   を固着し、該回転軸は中空軸で構成し、内部に絶縁材を
   介して前記コイルの一部を挿通させ、該回転軸を揺動さ
   せる揺動手段と、 前記被加熱部材が半溶融状態に加熱されるまで、前記筒
   状部材内に保持する可動ストッパを備える、 ことを特徴とする揺動式誘導加熱装置。