JP6490513B2 - 誘導加熱装置 - Google Patents

Description

本発明は、熱容量の異なる複数の部位を有する被加熱物を、一定の間隔で順次搬送して連続的に誘導加熱する誘導加熱装置に係り、特に金属塗装品の焼き付け乾燥に適した誘導加熱装置に関するものである。

例えばエアコン用のコンプレッサー本体とアキュムレーターとから成るＡＳＳＹ品（組み付け品）の場合には、本体内部にモーターのステータやローターなどの鉄系部材が詰まっているため、本体側の熱容量は大きく、その中でもステータに接触する部分は特に熱容量が大きくなっている。一方、アキュムレーターは内部が空洞になっているため、アキュムレーター側の熱容量は小さくなっている。従って、塗装品質を確保するためには、熱容量の大小に合わせた乾燥時間と温度設定が必要になる。
このようなＡＳＳＹ品の加熱後の温度差を小さくするために特許文献１に示す誘導加熱装置がある。この誘導加熱装置は搬送されてくる被加熱物を挟んで対向するよう配置されたコイル体に、対向間隔が狭い領域と対向間隔が広い領域とが交互に形成され、高周波電源は被加熱物とコイル体との位置関係に基づいて出力を増減またはＯＮ／ＯＦＦするようになっている。被加熱物は熱容量の大きい部位と小さい部位とが搬送方向に対して並列状態で搬送されるので、装置を通過する際には熱容量の大きい部位は狭い領域でコイル体に近付けた状態で主に加熱され、熱容量の小さい部位は広い領域でコイル体から遠ざけた状態で主に加熱されて、ＡＳＳＹ品の熱容量の大小に合わせた加熱を行うことができる。

特開２０１１−２５８３２７号公報

しかしながら、上記従来の誘導加熱装置は、高周波電源を被加熱物とコイル体との位置関係に基づいて出力を増減またはＯＮ／ＯＦＦするので、常時最大出力の加熱を行うことができない。このため、焼き付け乾燥に要する時間が長くなってしまうという問題がある。
本発明は上記従来の問題点に着目して為されたものであり、ＡＳＳＹ品の熱容量の大小に合わせた加熱が可能で、しかも焼き付け乾燥を最短の時間で行うことができる誘導加熱装置の提供を、その目的とする。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、請求項１の発明は、搬送されてくる被加熱物を挟んで互いに対向して配置された左側加熱部と右側加熱部を有するコイル体を備え、前記コイル体には左側加熱部と右側加熱部との対向間隔が狭い狭間隔領域と対向間隔が広い広間隔領域とが交互に形成されており、
前記コイル体に高周波電流を供給する高周波電源を有し、
熱容量の異なる複数の部位を有する被加熱物を、一定の間隔で順次搬送しながら連続的に誘導加熱する誘導加熱装置において、
前記左側加熱部と右側加熱部を互いに近接離間する方向へ駆動する近接離間方向駆動手段と、
前記被加熱物が搬送される進行方向と前記進行方向と逆の後退方向へ駆動する進退方向駆動手段とを具備し、
前記被加熱物の熱容量の大きい部分を前記コイル体の狭間隔領域に位置させ、被加熱物の熱容量の小さい部分を広間隔領域に位置させた状態で、前記進退方向駆動手段によってコイル体を被加熱物の搬送速度と同じ速度で進行方向へ移動させながら被加熱物を加熱し、
前記近接離間方向駆動手段によって前記左側加熱部と右側加熱部を互いに離間する方向へ駆動して大きく開いた状態として、前記進退方向駆動手段によって前記コイル体を後退方向へ移動して、前記近接離間方向駆動手段によって前記左側加熱部と右側加熱部を互いに近接する方向へ駆動し、次に加熱する被加熱物の熱容量の大きい部分を前記コイル体の狭間隔領域に位置させ、被加熱物の熱容量の小さい部分を広間隔領域に位置させることを特徴とする誘導加熱装置である。

請求項２の発明は、請求項１に記載した誘導加熱装置において、左側加熱部と右側加熱部とによって形成される狭間隔領域と広間隔領域は複数設けられ、且つ互いに等しい間隔で配置されていることを特徴とする誘導加熱装置。

請求項３の発明は、請求項１または２に記載した誘導加熱装置において、近接離間方向駆動手段は左側加熱部と右側加熱部を同期して等距離駆動するものであることを特徴とする誘導加熱装置である。

本発明の誘導加熱装置によれば、ＡＳＳＹ品の熱容量の大小に合わせた加熱が可能で、しかも焼き付け乾燥を最短の時間で行うことができるようになる。

本発明の実施の形態に係る誘導加熱装置の左側面図である。 図１の誘導加熱装置の平面図である。 図１の誘導加熱装置の正面図である。 図１の誘導加熱装置の動作を説明するための左側面図である。 図１の誘導加熱装置の動作を説明するための平面図である。 図１の誘導加熱装置の動作を説明するための正面図である。 図１の誘導加熱装置の動作を説明するための左側面図である。 図１の誘導加熱装置の動作を説明するための平面図である。 図１の誘導加熱装置の動作を説明するための正面図である。 図１の誘導加熱装置の動作を説明するための左側面図である。 図１の誘導加熱装置の動作を説明するための平面図である。 図１の誘導加熱装置の動作を説明するための正面図である。 図１の誘導加熱装置の近接離間手段の構成と動作を説明するための平面図である。 図１の誘導加熱装置の近接離間手段の構成と動作を説明するための平面図である。 図１の誘導加熱装置の構成図である。

本発明の第１の実施の形態に係る誘導加熱装置１を、図面に従って説明する。
この実施の形態では図１に示すようにハンガーＨが誘導加熱装置１の一対のコイル体３の左側加熱部としての左側のパイプ群５と右側加熱部としての右側のパイプ群７（後で詳述）の間を移動するようになっている。
ワークＷは、エアコンのコンプレッサー本体ｗ１とアキュムレーターｗ２とから成るＡＳＳＹ品である。本体ｗ１は内部にモーターのステータやローターなどの鉄系部材が詰まって熱容量は大きくなっており、その中でもステータは熱容量が特に大きい。一方、アキュムレーターｗ２は内部が空洞になっているため、熱容量は小さくなっている。ワークＷは、前工程で電着塗装が行われた後ハンガーＨに本体ｗ１が先行し、アキュムレーターｗ２が後行する並設状態で吊下げられて、矢印に示す方向に一定の送り速度で進行方向へ搬送されるようになっている。

先ず、誘導加熱装置１の構成を説明する。
誘導加熱装置１にはコイル体３が備えられている。
コイル体３は左側加熱部としての左側パイプ群５、右側加熱部としての右側パイプ群７及び可とう性通電冷却ホース６から成る。
左側パイプ群５は５本のパイプ部５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅによって構成され、右側パイプ群７は５本のパイプ部７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅによって構成されており、これらのパイプ部５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ、７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅが複数の可とう性通電冷却ホース６で連結されて一続きになっている。

コイル体３は、上下方向から見ると、パイプ部５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅとパイプ部７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅが略平行に対向している。また、図１に示すように、横方向から見ると、パイプ部５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅが上下方向に五段で並列された状態となっており、横方向両端側に位置する可とう性通電冷却ホース６は自重により下がっている。なお、パイプ部７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅも同様に構成されている。

左側パイプ群５と右側パイプ群７との間が、ワークＷの搬送経路となっている。
図１は左側パイプ群５を構成するパイプ部５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅを示している。パイプ部５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅには、図１５の矢印に示すように、高周波電流が同じ方向に流れる。すなわち、パイプ部５ａに高周波電流が搬送方向と同じ方向に流れる場合には、左側パイプ群５を構成するその余のパイプ部５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅにも高周波電流が搬送方向と同じ方向に流れることになり、パイプ部５ａに高周波電流が搬送方向と反対の方向に流れる場合には、左側パイプ群５を構成するその余のパイプ部５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅにも高周波電流が搬送方向と反対の方向に流れることになる。
図２、図３に示す右側パイプ群７を構成するパイプ部７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅにも同じ方向に高周波電流が流れるが、その方向は左側パイプ群５を構成するパイプ部５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅとは逆方向になっている。すなわち、パイプ部５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅに高周波電流が搬送方向と同じ方向に流れる場合には、パイプ部７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅには高周波電流が搬送方向と反対方向に流れることになる。

図２に示すように左側パイプ群５を構成するパイプ部５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅはいずれも同じように互いに周期的に曲げられて対向間隔が周期的に変更されている。右側パイプ群７を構成するパイプ部７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅも同様になっている。従って、互いに対向する左側パイプ群５と右側パイプ群７との対向間隔が広い広間隔領域Ｘと対向間隔が狭い狭間隔領域Ｙとが周期的に形成されている。狭間隔領域Ｙにおける左側パイプ群５と右側パイプ群７が外側へ円弧状に湾曲しており、広間隔領域Ｘにおける左側パイプ群５と右側パイプ群７は直線状となっている。

上記したように、広間隔領域Ｘと狭間隔領域Ｙの対向間隔に差があるので、一定の高周波電流が供給されると、対向間隔が広い領域ＸではワークＷが弱く加熱され、狭い領域ＹではワークＷが強く加熱される。
コイル体３には高周波電源８が接続されており、左側パイプ群５と右側パイプ群７には高周波電流が供給されるようになっている。この高周波電源には、出力をＯＮ／ＯＦＦする出力調整手段が内蔵されている（図１５参照）。
パイプ部５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅは、８つの立設ホルダ１１によって保持され、パイプ部７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅも同様に８つの立設ホルダ１２によって保持されている。

符号１３は固定ベースを示し、この固定ベース１３上には一対のガイドレール１５が設けられている。一対のガイドレール１５にはスライドベース１７が進行後退自在に支持されている。また、固定ベース１３にはアクチュエータ１８が取り付けられている。このアクチュエータ１８の駆動部（図示せず）はスライドベース１７に連結されており、スライドベース１７は進行後退方向へ駆動されるようになっている。
進退方向駆動手段は、一対のガイドレール１５、スライドベース１７及びアクチュエータ１８によって構成されている。

図１３、図１４に示すようにスライドベース１７は進行後退方向へ延び平行に配された２本の桁部材１９、２０と桁部材１９、２０に渡設された４本の連結部材２１、２２、２３、２４とから成る。連結部材２１、２２、２３、２４は等間隔を開けて互いに平行に配置されている。
連結部材２１、２２、２３、２４の中心部分には、スライドガイド２５がそれぞれ設けられている。４つのスライドガイド２５には、スライド杆２６が進行後退方向へスライド自在に保持されている。このスライド杆２６の後端部にはロックブロック２７が固定されている。

また、連結部材２１、２２、２３、２４には一対のガイドレール２８、２９がそれぞれ備えられており、ガイドレール２８、２９はスライドガイド２５を挟んで連結部材２１、２２、２３、２４の両端分に配置されスライド杆２６に直交する方向へ延びている。ガイドレール２８にはスライダ３１が、ガイドレール２９にはスライダ３２がスライド自在に支持されている。
符号３３、３５、３６はリンク杆を示し、リンク杆３６には切欠き３６ａ、３６ｂが形成されている。この切欠き３６ａはロックブロック２７の角部に嵌るように形成され、切欠き３６ｂがロックブロック２７に嵌るときにリンク杆３６の側辺がロックブロック２７に当たるのを避けるためのものである。

これらのリンク杆３３、３５、３６の先端部分は支持ピン３７を介してスライド杆２６に回動自在に連結されている。また、リンク杆３３、３６の後端部はスライダ３１に支持ピン３８を介して回動自在に連結され、リンク杆３５の後端部はスライダ３２に支持ピン３９を介して回動自在に連結されている。
また、スライドベース１７にはエアシリンダ４０が取り付けられ、このエアシリンダ４０の出入軸４０ａはスライド杆２６に連結されている。
近接離間方向駆動手段は、ガイドレール２８、２９、スライダ３１、３２、リンク杆３３、３５、３６、支持ピン３７、３８、３９、エアシリンダ４０及び近接離間ベース４１、４２によって構成されている。

４つのスライダ３１には近接離間ベース４１が取り付けられており、４つのスライダ３２には近接離間ベース４２が取付けられている。近接離間ベース４２にはパイプ部５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅを保持する立設ホルダ１１が備えられ、近接離間ベース４１にはパイプ部７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅを保持する立設ホルダ１２が備えられている。

次に、誘導加熱装置１の動作を説明する。
まず、図１から図３に示すようにパイプ群５とパイプ群７は離間状態となっている。この離間状態ではエアシリンダ４０の出入軸４０ａは突出し、高周波電源８はＯＦＦとなっている。
ハンガーＨに吊下げられてワークＷ、Ｗ、‥‥が、対向するパイプ群５とパイプ群７の間の搬送経路に、矢印（図１、図２）に示すように、順次一定の送り速度で進行方向へ搬送されてくる。なお、ワークＷは、熱容量の大きい部位である本体ｗ１が先行し、熱容量の小さい部位であるアキュムレーターｗ２が後行するように並設状態で搬送されてくる。

図４から図６に示すようにワークＷの本体ｗ１が狭間隔領域Ｙに位置し、アキュムレーターｗ２が広間隔領域Ｘに位置すると、エアシリンダ４０の出入軸４０ａが没入方向へ駆動する。これにより、図１４に示すようにスライド杆２６が進行方向へ動作し、支持ピン３７が進行方向へ移動する。支持ピン３７が進行方向へ移動すると、リンク杆３３、３５、３６の後端部が互いに近づく方向へ動作する。これにより、スライダ３１が近接離間ベース４１と共に、スライダ３２が近接離間ベース４２と共に、互いに近づく方向へ同期して等距離動作して、リンク杆３６の切欠き３６ａがロックブロック２７の角部に嵌り込んで近接離間ベース４１、４２が停止する。この状態では本体ｗ１がパイプ群５、７に狭い間隔を開けて対向し、アキュムレーターｗ２がパイプ群５、７に広い間隔を開けて対向する。そして、高周波電源８がＯＮになる。

アクチュエータ１８の駆動部はスライドベース１７と共に立設ホルダ１１、１２とパイプ群５、７をワークＷと同じ速度で進行方向へ移動させる。すなわち、ワークＷは、本体ｗ１がパイプ群５、７に狭い間隔を開けて対向し、アキュムレーターｗ２がパイプ群５、７に広い間隔を開けて対向する状態で搬送されながら、加熱されることになる。本体ｗ１は狭い領域Ｙで、換言すれば近づいたパイプ群５、７で加熱され、アキュムレーターｗ２は広い領域Ｘで、換言すれば遠ざかったパイプ群５、７で加熱される。従って、本体ｗ１とアキュムレーターｗ２に容量の差があっても、本体ｗ１はアキュムレーターｗ２よりも強く加熱されるので、誘導加熱装置１から出てきた後には、本体ｗ１とアキュムレーターｗ２の温度差は製品として許容できる程度に収まっている。

スライドベース１７が進行方向の終端位置に来ると、高周波電源８がＯＦＦになる。そして、エアシリンダ４０の出入軸４０ａが突出方向へ駆動する。これにより、スライド杆２６が後退方向へ動作し、支持ピン３７が後退方向へ移動する。支持ピン３７が後退方向へ移動すると、リンク杆３３、３５、３６の後端部が互いに離れる方向へ動作する。これにより、スライダ３１が近接離間ベース４１と共に、スライダ３２が近接離間ベース４２と共に、互いに離れる方向へ動作して、パイプ群５とパイプ群７は離間状態となる。

次いで、アクチュエータ１８の駆動部はスライドベース１７と共に立設ホルダ１１、１２とパイプ群５、７を後退方向へ前述の進行方向の移動よりかなり早い速度で移動させる。これにより、図１から図３に示した状態となり、更にこの状態から上述した図４から図６、図７から図９、図１０から図１２に示した動作を繰り返す。
このようにＡＳＳＹ品であるワークＷの熱容量の大小に合わせた加熱が可能で、しかも、高周波電源８をＯＦＦにするのはコイル体３を早い速度で後退方向へ移動するときだけなので、最大出力で加熱を行うことが可能であり、焼き付け乾燥を最短の時間で行うことができるようになる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の具体的構成は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨から外れない範囲での設計変更があっても本発明に含まれる。
例えば、金属塗装品の焼き付け乾燥だけでなく、ロー付け、焼き嵌め等にも利用できる。

本発明の誘導加熱装置によれば、消費エネルギーの削減、さらには省スペース化及びコストの低減も図れる。

１…誘導加熱装置 ３…コイル体
５…左側パイプ群
５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ…パイプ部
７…右側パイプ群
７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅ…パイプ部
６…可とう性通電冷却ホース ８…高周波電源
１１、１２…立設ホルダ １３…固定ベース
１５…ガイドレール １７…スライドベース
１８…アクチュエータ １９、２０…桁部材
２１、２２、２３、２４…連結部材 ２５…スライドガイド
２６…スライド杆 ２７…ロックブロック
２８、２９…ガイドレール ３１、３２…スライダ
３３、３５、３６…リンク杆 ３６ａ、３６ｂ…切欠き
３７、３８、３９…支持ピン ４０…エアシリンダ
４０ａ…エアシリンダの出入軸 ４１、４２…近接離間ベース
Ｘ…広間隔領域 Ｙ…狭間隔領域
Ｗ…ワーク ｗ１…本体 ｗ２…アキュムレーター
Ｈ…ハンガー

Claims (3)

1. 搬送されてくる被加熱物を挟んで互いに対向して配置された左側加熱部と右側加熱部を有するコイル体を備え、前記コイル体には左側加熱部と右側加熱部との対向間隔が狭い狭間隔領域と対向間隔が広い広間隔領域とが交互に形成されており、
   前記コイル体に高周波電流を供給する高周波電源を有し、
   熱容量の異なる複数の部位を有する被加熱物を、一定の間隔で順次搬送しながら連続的に誘導加熱する誘導加熱装置において、
   前記左側加熱部と右側加熱部を互いに近接離間する方向へ駆動する近接離間方向駆動手段と、
   前記被加熱物が搬送される進行方向と前記進行方向と逆の後退方向へ駆動する進退方向駆動手段とを具備し、
   前記被加熱物の熱容量の大きい部分を前記コイル体の狭間隔領域に位置させ、被加熱物の熱容量の小さい部分を広間隔領域に位置させた状態で、前記進退方向駆動手段によってコイル体を被加熱物の搬送速度と同じ速度で進行方向へ移動させながら被加熱物を加熱し、
   前記近接離間方向駆動手段によって前記左側加熱部と右側加熱部を互いに離間する方向へ駆動して大きく開いた状態として、前記進退方向駆動手段によって前記コイル体を後退方向へ移動して、前記近接離間方向駆動手段によって前記左側加熱部と右側加熱部を互いに近接する方向へ駆動し、次に加熱する被加熱物の熱容量の大きい部分を前記コイル体の狭間隔領域に位置させ、被加熱物の熱容量の小さい部分を広間隔領域に位置させることを特徴とする誘導加熱装置。
2. 請求項１に記載した誘導加熱装置において、左側加熱部と右側加熱部とによって形成される狭間隔領域と広間隔領域は複数設けられ、且つ互いに等しい間隔で配置されていることを特徴とする誘導加熱装置。
3. 請求項１または２に記載した誘導加熱装置において、近接離間方向駆動手段は左側加熱部と右側加熱部を同期して等距離駆動するものであることを特徴とする誘導加熱装置。

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