JPH03133085A - 誘導加熱における未焼検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は複数の分割型加熱コイルを有する誘導加熱装置
により高周波加熱を行う際の、加熱対象物の未焼状態を
検出する装置に関するものである。

（従来の技術） 誘導加熱装置の従来例としては、例えば第３図に示すも
のがある。この装置は高周波変成器３０と、変成器３０
の１次側に並列接続される、高周波電源装置３１および
高周波異常電圧検出手段としてのメータリレー３２と、
変成器３０の２次側に並列接続される複数（例えば５個
）の分割型加熱コイル３３と、コイル３３を構成する上
コイル３３ａおよび下コイル３３ｂを夫々連結する、こ
こでは図示しない連結手段としてのクランプ装置３４と
を具えて成るものである。ここで上コイル３３ａは、第
４図（ａ）およびその側面図である同図（ｂ）　　に示
すように、高周波変成器３０に接続するためのリード線
３３ｃ、　３３ｄを有するとともに、下方に半円形の切
欠３３ｅが設けられており、図示しないフレームに整列
状態で固定されている。一方、下コイル３３ｂは、上方
に半円形の切欠３３ｆおよび連結用の導電性のピン３３
ｇ。

３３ｈが設けられており、下面にクランプ装置３４が結
合されている。下コイル３３ｂは、加熱対象物３５をセ
ットする際にはクランプ装置３４のストロークの下端に
位置する分割状態になり、加熱対象物３５を切欠３３ｅ
内にコイルと接触しないように貫通させ位置決め保持し
た後に、クランプ装置３４の駆動により図示矢印へ方向
に移動してピン３３ｇ、　３３ｈを介して上コイル３３
ａと連結される。このときピン３３ｇ、　３３ｈは上下
コイル間を導通させるため、上コイル３３ａと下コイル
３３ｂとは１つのコイル３３を構成し、このコイル３３
により加熱対象物３５の各部分に対し高周波加熱が行わ
れる。

（発明が解決しようとする課題） ところでこの従来装置においては、高周波電圧の監視の
ためのメークリレー３２を高周波変成器３０の１次側に
接続したため、高周波電源装置３１からの高周波電源電
圧が変成器３００１次巻線に印加されたか否かを検出す
ることはできるが、変成器３０の２次巻線に接続される
各分割型加熱コイル３３の高周波電圧の有無を検出する
ことはできず、したがって分割型加熱コイル３３の少な
くとも何れか１つにおいて上コイル３３ａと下コイル３
３ｂとが導通していない場合であってもシステムは停止
しないため、加熱対象物３５の当該部分が未焼状態にな
ってしまう。

本発・明は、分割型加熱コイルの夫々に高周波電圧異常
検出手段を設けることにより、上述した問題を解決する
ことを目的とする。

（課題を解決するための手段） この目的のため本発明の誘導加熱における未焼検出装置
は、高周波変成器と、この高周波変成器の１次側に接続
される高周波電源と、この高周波変成器の２次側に並列
接続される複数の分割型加熱コイルと、これら分割型加
熱コイルを夫々連結するコイル連結手段とを具え、前記
各分割型加熱コイルの中空部を貫通して配置される加熱
対象物の高周波加熱を行う誘導加熱装置において、前記
分割型加熱コイルを構成する分割コイルの一方に高周波
電圧異常検出手段を夫々接続し、これら高周波電圧異常
検出手段により分割型加熱コイルの少なくとも１つの非
導通による加熱対象物の未焼状態を検出するようにした
ことを特徴とするものである。

（作　用） 本発明装置によれば、誘導加熱時複数の分割型加熱コイ
ルの何れかにおいて、この加熱コイルを構成する２つの
分割コイル間が非導通になった場合、当該分割コイルの
一方に接続された高周波電圧異常検出手段は、１次側の
高周波電源により高周波変成器の２次側に誘起される高
周波電圧の加熱コイルへの供給が遮断される異常状態を
検出する。

これにより加熱対象物の高周波加熱すべき部分の内の少
なくとも１個所が未焼状態になる不良品の発生を即座に
検出して、それ以後の不良品の製造を未然に防止するこ
とができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づき詳細に説明する。

第１図は本発明の誘導加熱における未焼検出装置の一実
施例の構成を示す回路図（一部ブロック図を含む）であ
り、図中１０は高周波変成器を示す。

高周波変成器１０の１次側には高周波電源装置１１を接
続する。ここで高周波電源装置１１は、加熱対象物（例
えばクランクシャフト）としての金属の材質、・形状、
寸法等に応じた最適周波数の高周波電圧を安定的に供給
し得るものとする。一方、高周波変成器１０の２次側に
は複数（本例では５個）の分割型加熱コイル１２を並列
接続し、各分割型加熱コイル１２には安定器１３を介し
てメータリレー（本例ではバーグラフメータ）１４を接
続する。なお実際の装置においては、２個所同時に誘導
加熱を行うために上述のような５個１組の加熱コイルを
夫々独立して２組設けるものとする。また安定器１３は
分割された加熱コイル１２が連結される際の突入電流を
平滑化するものとし、メータリレー１４は高周波電圧を
検出してその検出値が設定範囲外のとき信号出力を行う
ものであり、上限値、下限値の電圧設定が可能なものと
する。

各メータリレー１４の出力端をコントローラ１５に接続
し、コントローラ１５にはさらに異常表示灯１６、警報
装置１７および既設強電盤１８を接続する。コントロー
ラ１５は、ＣＰＵとして通常のマイクロコンピュータ等
を用いるプログラムコントローラとし、各メータリレー
１４からの人力信号に基づき、異常（非導通）が発生し
た加熱コイルに対応する、異常表示灯盤１６の表示灯を
点灯して異常の個別表示を行うとともに、警報装置１７
を作動させて警報を発する。なお本例に用いる誘導加熱
装置自体の制御を司る既設強電盤１８と、本例の未焼検
出装置のコントローラ１５とは、信号の授受により相互
にインターロックを取っておくものとする。

ところで各分割型加熱コイル１２は、第２図（ａ）およ
びその側面図である同図（ｂ）　　に示すように、上コ
イル１２ａ及び下コイル１２１１の１対の分割コイルか
ら成り、上コイル１２ａは、高周波変成器１０に接続す
るためのリード線１２Ｃ，１２ｄを有するとともに、下
方に半円形の切欠１２ｅが設けられており、図示しない
フレームに整列状態で固定されている。

一方、下コイル１２ｂは、上方に半円形の切欠１２ｆお
よび連結用の導電性のピン１２ｇ、　１２ｈが設けられ
ており、下方に下コイル１２ｂの巻線と接続された、リ
ード線１２ｊ、　１２にと接続される２点端子（本例で
はステレオジャック）１２１が設けられてオリ、さらに
その下面にクランプ装置１９（例えば油圧シリンダ）・
が結合されている。ここで２点端子１２βは下コイル１
２ｂの巻線と安定器１３との間を接続する図示しない電
線の着脱を容易にするものとする。

次に本例の未焼検出装置の作用について詳細に説明する
。

誘導加熱を行う際には、高周波電源装置１１より高周波
電源電圧が高周波変成器１００１次巻線に印加され、そ
の２次巻線に高周波電圧が誘起されている。ここでこの
２次巻線に並列接続された各分割型加熱コイル１２は、
その下コイル１２ｂが、加熱対象物２０をセットするた
めに当初クランプ装置１９がストロークの下端に位置す
ることにより上コイル１２ａ　と分割状態になり、した
がってコイル１２としては非導通状態になっている。こ
の状態で第２図には図示しない移動、保持装置により加
熱対象物２０を上コイル１２ａの切欠１２ｅ内に、コイ
ルと接触しないように貫通させて位置決め保持し、その
後クランプ装置１９の駆動により下コイル１２ｂを第２
図（ａ）の矢印Ｂ方向に移動させてピン１２ｇ、　１２
ｈを図示のように上コイル１２ａ内に貫入し、これによ
り上下コイル１２ａ、　１２ｂを連結する。このとき導
電性のピン１２ｇ、　１２ｈは、上下コイル１２ａ、　
１２ｂ間を導通させるため、リード線１２ｃ−上コイル
１２ａ　−ピン１２ｇ−下コイル１２ｂ−ピン１２ｈ−
上コイル１２ａ−！Ｊ−ド線１２ｄのループ回路が形成
されて１つの加熱コイル１２を構成し、この加熱コイル
１２に高周波変成器１０の２次巻線に誘起された高周波
電圧が印加され、加熱コイル１２を貫通する加熱対象物
２０はジュール熱を加熱源として誘導（高周波）加熱さ
れる。

ところでこの誘導加熱において未焼状態の部分を有する
不良品（以下未焼界と称す）が製造される場合がある。

第１に、クランプ装置１９に既設強電盤１８から駆動指
令が発せられたにも拘らず、ある加熱コイル１２におい
て、実際にクランプ装置１９が作動しないことにより上
下コイル１２ａ、　１２ｂ間が非導通状態になると、加
熱対象物２０の当該加熱コイル１２に対応する部分は未
焼状態になる。第２に、クランプ装置１９が正常に駆動
された場合であっても、上コイル１２ａ　と下コイルの
ピン１２に、１２ｈとの接触不良が生じると、同様に非
導通状態が生じて未焼界が生じる。ここでこの接触不良
の原因としては、接触時の大電流（突入電流）によりピ
ン１２ｇ、　１２ｈの接点能力が経時劣化することが考
えられる。

本例においてはこのような未焼界の対策として、各分割
型加熱コイル１２毎に、下コイル１２ｂに電圧監視用の
２点端子１２Ａを設け、この２点端子１２βとメータリ
レー１４とを安定器１３を介して接続したから、前述し
た非導通状態においてはメータリレー１４は高周波電圧
を検出せず、したがって検出電圧が設定範囲外になって
コントローラ１５に信号出力が成され、コントローラ１
５はこの信号に基づき未焼界と判定して異常表示灯盤１
６の対応する表示灯を点灯させるとともに警報装置１７
を作動させて警報を発し、さらに既設強電盤１８に作動
停止信号を出力してシステムを停止させる（なお前記未
焼の判定のタイミングは、例えば未焼状態が同時に２個
所発生するのは希であることに着目して、他のメータリ
レー１４が設定範囲内の正規の高周波電圧を検出するタ
イミングを用いるか、あるいは既設強電盤１８の指令に
基づく加熱対象物２０の位置決め保持完了のタイミング
を用いればよい）。

これにより未焼品の発生を即座に検出してその部位を特
定することができ、システム停止後異常原因を除去（例
えば当該加熱コイル１２の取替もしくは当該クランプ装
置１９０手直い　して図示しない個別リセットスイッチ
により警報表示をリセットしてからシステムを再起動す
れば、未焼品の発生を未然に防止することができる。

さらにこの未焼検出装置は、加熱対象物と加熱コイルと
が接触する、いわゆるコイルタッチをも、本願出願人に
よる実公昭６３−３７７４９号と同様に、検出すること
ができる。すなわち加熱コイル１２に金属の加熱対象物
２０が接触すると、その接触状況に応じて加熱コイル１
２の短絡または高周波変成器１００２次巻線の短絡が発
生して異常電流が流れることがあるが、この場合短絡さ
れた加熱コイルに接続されたメータリレー１４において
は検出電圧が急激に低下するから、前記と同様にしてコ
イルタッチをも即座に検出することができる。

（発明の効果） かくして本発明の誘導加熱における未焼検出装置は上述
の如く、分割型加熱コイルの夫々に高周波電圧異常検出
手段を設けたから、何れかの加熱コイルを構成する２つ
の分割コイル間が非導通になった際に高周波電圧の供給
が遮断される異常状態を検出することができ、したがっ
て、加熱対象物の高周波加熱すべき部分の内の少なくと
も１個所が未焼状態になる不良品の発生を即座に検出し
て、それ以後の不良品の製造を未然に防止することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の誘導加熱における未焼検出装置の一実
施例の構成を示す、一部ブロンク図を含む回路図、 第２図（ａ）および（ｂ）は夫々同側における分割型加
熱コイルの構成を示す図およびその側面図、第３図は従
来例の誘導加熱装置の構成を例示する回路図、 第４図（ａ）および（ｂ）は夫々従来例の分割型加熱コ
イルの構成を示す図およびその側面図である。 １０・・・高周波変成器　　　　１１・・・高周波電源
装置１２・・・分割型加熱コイル　　１２ａ・・・上コ
イル１２ｂ・・・下コイル　　　　　１２ｇ、　１２ｈ
・・・ピン１２β・・・２点端子　　　　　　１４・・
・メータリレー１５・・・コントローラ　　　　１６・
・・異常表示灯盤１７・・・警報装置 １９・・・クランプ装置（連結手段） ２０・・・加熱対象物。 （ｂ） （ｂ） ３４

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　１、高周波変成器と、この高周波変成器の１次側に接
   続される高周波電源と、この高周波変成器の２次側に並
   列接続される複数の分割型加熱コイルと、これら分割型
   加熱コイルを夫々連結するコイル連結手段とを具え、前
   記各分割型加熱コイルの中空部を貫通して配置される加
   熱対象物の高周波加熱を行う誘導加熱装置において、 前記分割型加熱コイルを構成する分割コイルの一方に高
   周波電圧異常検出手段を夫々接続し、これら高周波電圧
   異常検出手段により分割型加熱コイルの少なくとも１つ
   の非導通による加熱対象物の未焼状態を検出するように
   したことを特徴とする、誘導加熱における未焼検出装置
   。