JP5424734B2

JP5424734B2 - 加熱ヘッド

Info

Publication number: JP5424734B2
Application number: JP2009144194A
Authority: JP
Inventors: 康弘荒田; 幸三長谷川
Original assignee: IHI Corp; Japan Marine United Corp
Current assignee: IHI Corp; Japan Marine United Corp
Priority date: 2009-06-17
Filing date: 2009-06-17
Publication date: 2014-02-26
Anticipated expiration: 2029-06-17
Also published as: JP2011000599A

Description

本発明は、高周波誘導加熱により鋼板等の金属板を曲げる曲げ加工装置に用いられる加熱ヘッドに関するものである。

従来、上記したような曲げ加工装置としては、例えば、金属板を載置して支持する金属板載置部と、この金属板載置部を跨いで走行する門型台車と、この門型台車の横梁にその長手方向に移動可能で且つ上下方向に移動可能に設けられた加熱ヘッドを備えたものがある。
この加熱ヘッドは、金属板載置部にセットした金属板の表面に対向する高周波加熱コイル及び冷却配管を具備しており、高周波加熱コイルの周囲を金属板の表面に当接するボールプランジャを複数配置することで、高周波加熱コイルと金属板の表面との間隔を一定に保持しつつ、加熱ヘッドの金属板の表面に沿う移動を円滑に行わせることができるようになっている（例えば、特許文献１参照）。

特開平11-090538号公報

ところが、上記した従来の曲げ加工装置の加熱ヘッドでは、金属板の表面に沿って移動させることで、金属板の全体を比較的緩やかに曲げることはできるものの、曲率が大きい端部の曲げ加工に対応することがほとんどできないという問題を有しており、この問題を解決することが従来の課題となっていた。
本発明は、上記した従来の課題に着目してなされたもので、金属板の中央部はもとより、端部の曲げ加工をも行うことができる加熱ヘッドを提供することを目的としている。

本発明の請求項１に係る発明は、高周波誘導加熱により金属板を曲げる曲げ加工装置の加熱ヘッドであって、前記曲げ加工装置のヘッド支持部に装着される基部と、金属板の表面を誘導加熱する高周波管を同一平面に配置してなる加熱プレートと、この加熱プレートと前記基部との間に位置して、該加熱プレートを揺動可能に支持すると共に負荷がない状態で所定の位置に復帰させる揺動機構を備え、前記揺動機構は、前記基部に設置したプレート支持部と、前記加熱プレートに適宜間隔（加熱プレートへの配管及び配線に必要な間隔）をおいて平行に固定されて前記プレート支持部と点対偶で接触する揺動プレートと、前記加熱プレートと前記基部との間で且つ前記揺動プレートの周囲の少なくとも三箇所に配置した引張りコイルばねや流体圧シリンダなどの所定位置復帰手段を具備している構成としたことを特徴としており、この加熱ヘッドの構成を前述した従来の課題を解決するための手段としている。

また、本発明の請求項２に係る加熱ヘッドは、前記プレート支持部及び揺動プレートのうちのいずれか一方に設けたボールピンと、いずれか他方に設けたボール受けとで点対偶をなしている構成としている。

このような構成を成す加熱ヘッドにおいて、プレート支持部に対する揺動プレートの回転を拘束する回転規制手段を必要に応じて講じることが望ましい。

本発明に係る加熱ヘッドは、例えば、門型台車の横梁に設けられてその長手方向に移動可能で且つ上下方向に移動可能としたヘッド支持部に装着することができるほか、６軸多関節ロボットのハンドをヘッド支持部としてこのハンドに装着することができる。
ここで、加熱ヘッドを６軸多関節ロボットのハンドに装着する場合、２台の６軸多関節ロボットを用意し、これらの６軸多関節ロボットの各ハンドに加熱ヘッドを装着するようにして、２個の加熱ヘッドで金属板を表裏側から加熱して曲げるようにすることが可能である。

本発明に係る加熱ヘッドでは、その加熱プレートを金属板載置部にセットした金属板の表面に対向させて加熱を開始すれば、金属板が曲がり始めるが、この際、加熱プレートと基部との間に位置する揺動機構によって、加熱プレートが金属板の曲がりに合わせて揺動することから、金属板の中央部は勿論のこと、端部においてもしわなく曲げ得ることとなる。

そして、曲げ加工後において、加熱ヘッドの加熱プレートを金属板の表面から離間させると、加熱プレートは負荷がない状態になるので、上記揺動機構により、所定の位置に復帰することとなる。

本発明の請求項１に係る加熱ヘッドでは、金属板の中央部だけでなく、端部に対する曲げ加工もしわを生じさせることなく行うことができ、加えて、加熱時における金属板の曲がり動作に円滑に追従することが可能であり、したがって、金属板の細かな形状（曲率）変化に対応することができるという非常に優れた効果がもたらされる。
また、本発明の請求項２に係る加熱ヘッドでは、本発明の請求項１に係る加熱ヘッドと同じく、加熱時における金属板の曲がり動作に円滑に追従することができ、したがって、金属板の細かな形状（曲率）変化に対応することが可能であるという非常に優れた効果がもたらされる。

本発明に係る加熱ヘッドの一実施例を示す正面説明図である。図１に示した加熱ヘッドの底面説明図である。図１に示した加熱ヘッドの側面説明図である。

以下、本発明に係る加熱ヘッドを図面に基づいて説明する。
図１〜図３は、本発明に係る加熱ヘッドの一実施例を示しており、この実施例では、本発明に係る加熱ヘッドを曲げ加工装置のヘッド支持部に装着した場合を例に挙げて説明する。
図１及び図２に示すように、この加熱ヘッド１は、門型台車の横梁に設けられてその長手方向に移動可能で且つ上下方向に移動可能としたヘッド支持部２０に装着されるベースプレート（基部）２と、冷却水を流通させつつ金属板である鋼板Ｗの表面を高周波誘導加熱する高周波管３を磁心材料であるフェライト板４上に渦巻状に配置してなる加熱プレート５と、この加熱プレート５に積層したガラスプレート６と、加熱プレート５及びベースプレート２の間に位置して、この加熱プレート５を揺動可能に支持すると共に、負荷がかからない状態において加熱プレート５をベースプレート２と平行を成す位置（所定位置）に復帰させる揺動機構１０を備えている。

この揺動機構１０は、ベースプレート２に設置したプレート支持部１１と、加熱プレート５に対して支柱７を介して配管及び配線に必要な間隔をおいて平行に固定した揺動プレート１２と、加熱プレート５とベースプレート２との間で且つ揺動プレート１２の周囲の四箇所に配置した引張りコイルばね（所定位置復帰手段）１３を具備しており、これらの引張りコイルばね１３の各端部は、ベースプレート２及びガラスプレート６にねじ８を介してそれぞれ連結してある。

この場合、プレート支持部１１にはボールピン１４が設けてあると共に、揺動プレート１２には上記ボールピン１４と嵌合するボール受け１５が設けてあり、プレート支持部１１と揺動プレート１２とが互いに点対偶を成して接触することで、揺動プレート１２及び加熱プレート５のベースプレート２に対する揺動を許容するようになっている。
なお、プレート支持部１１に対する揺動プレート１２及び加熱プレート５の回転を拘束する回転規制手段を必要に応じて講じることが望ましい。

次に、上記した本実施例に係る加熱ヘッド１の動作を説明する。
まず、本実施例に係る加熱ヘッド１が装着された曲げ加工装置のヘッド支持部２０を動作させて、金属板載置部に搬入されてセットされた鋼板Ｗの中央部における必要部位に加熱ヘッド１を順次移動させて、その部位毎に加熱冷却を繰り返して曲げ加工を施し、鋼板Ｗの中央部を所定形状に湾曲させる。

次いで、上記ヘッド支持部２０を動作させて、加熱ヘッド１を金属板載置部にセットされた鋼板Ｗの端部の表側に接触させ、この状態で加熱冷却することによって曲げ加工を行う。
上記した曲げ加工において、本実施例に係る加熱ヘッド１では、その加熱プレート５を金属板載置部にセットした鋼板Ｗ金属板の表面に対向させて加熱を開始することで、鋼板Ｗを曲げることができるが、鋼板Ｗが曲がる過程において、加熱プレート５とベースプレート２との間に位置する揺動機構１０によって、図１及び図３に仮想線で示すように、加熱プレート５が鋼板Ｗの曲がりに合わせて揺動することから、鋼板Ｗの中央部は勿論のこと、端部においてもしわなく曲げ得ることとなる。

上記した実施例では、曲げ加工装置の門型台車の横梁に設けられてその長手方向に移動可能で且つ上下方向に移動可能としたヘッド支持部２０に加熱ヘッド１を装着した場合を例に挙げて説明したが、６軸多関節ロボットのハンドをヘッド支持部としてこのハンドに加熱ヘッド１を装着するようにしてもよい。
この際、２台の６軸多関節ロボットを用意して、これらの６軸多関節ロボットの各ハンドに加熱ヘッド１を装着するようにして、２個の加熱ヘッド１で金属板を表裏側から加熱して曲げるようにすることが可能である。

また、上記した実施例では、プレート支持部１１にボールピン１４を設けると共に、揺動プレート１２に上記ボールピン１４と嵌合するボール受け１５を設けることで、プレート支持部１１と揺動プレート１２とを互いに点対偶を成して接触させる構成としているが、揺動プレート１２にボールピン１４を設けると共に、プレート支持部１１に上記ボールピン１４と嵌合するボール受け１５を設けることで、プレート支持部１１と揺動プレート１２とを互いに点対偶を成して接触させる構成としてもよい。

さらに、上記した実施例では、負荷がかからない状態において加熱プレート５をベースプレート２と平行を成す位置（所定位置）に復帰させる所定位置復帰手段として引張りコイルばね１３を採用した構成としているが、所定位置復帰手段として流体圧シリンダを採用するようにしてもよい。

１加熱ヘッド
２ベースプレート（基部）
３高周波管（加熱プレート）
４フェライト板（加熱プレート）
５加熱プレート
１０揺動機構
１１プレート支持部（揺動機構）
１２揺動プレート（揺動機構）
１３引張りコイルばね（所定位置復帰手段；揺動機構）
１４ボールピン
１５ボール受け
２０ヘッド支持部

Claims

高周波誘導加熱により金属板を曲げる曲げ加工装置の加熱ヘッドであって、
前記曲げ加工装置のヘッド支持部に装着される基部と、
金属板の表面を誘導加熱する高周波管を同一平面に配置してなる加熱プレートと、
この加熱プレートと前記基部との間に位置して、該加熱プレートを揺動可能に支持すると共に負荷がない状態で所定の位置に復帰させる揺動機構を備え、
前記揺動機構は、前記基部に設置したプレート支持部と、前記加熱プレートに適宜間隔をおいて平行に固定されて前記プレート支持部と点対偶で接触する揺動プレートと、前記加熱プレートと前記基部との間で且つ前記揺動プレートの周囲の少なくとも三箇所に配置した所定位置復帰手段を具備している
ことを特徴とする加熱ヘッド。
前記プレート支持部及び揺動プレートのうちのいずれか一方に設けたボールピンと、いずれか他方に設けたボール受けとで点対偶をなしている請求項１に記載の加熱ヘッド。