JPH03295188A - ダイスの誘導加熱装置の測温装置 - 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〕 この発明は金属を熱間押出し成形するための金型すなわ
ちダイス及びこのダイスを収納するリング状のダイスホ
ルダを誘導加熱する誘導加熱装置の測温装置及び温度制
御装置に関する。

〔従来の技術〕

アルミニウム合金等の金属を常温のダイスで押出し成形
すると高温の押出し金属材料が冷却されて表面層が硬化
するので、押出し材料が冷却されないようにするために
ダイス及びダイスホルダ（以下、両方を含めダイスとも
いう）を押出機にセントする前に４００℃前後の温度に
なるように誘導加熱装置で予熱する。誘導加熱はガス雰
囲気炉のように酸化の恐れがなく短時間で加熱できるこ
とからよく使用される。

ダイスの誘導加熱装置には、筒状コイル方式のものとし
て特公昭５７−５７８３３号公報に示されたもの及び平
形コイル方式（端面加熱方式ともいう）のものとして特
願昭６３−２１２１４１号に示されたものがある。

そしていずれの方式の誘導加熱も、例えば１０〜３０分
の加熱時間中、始めは投入電力を大きくし、所望の加熱
時間に近ずくにつれて電力を小さくして被加熱体の各部
がほぼ等しい温度に均熱加熱されるようにする。

〔発明が解決しようとする課題〕 前記の従来の技術における後者の平形コイルによる誘導
加熱装置は、前者の筒状コイルによるものと比べ、被加
熱体を回転させたり、ダイスとダイスホルダとを分離、
加熱、組立することな（組立たま＼でも又は個別にも静
止したま＼両端面を均一に加熱できるという利点があり
、そして一対のコイルの各−は独立体であるので、直径
又は高さが異る様々な形の被加熱体にコイルを密着させ
て有効に加熱できる利点がある。

しかし被加熱体の測温と温度制御の点からみると、前者
は筒状コイルとダイスとの間に外部からのぞける空間が
あるので、ダイスの逐時上昇する表面温度を例えば放射
温度針で計測しながら加熱制御ができる。これに対し後
者はダイス、特に温度管理の必要なダイスの端面に平形
コイルが当接しているのでダイス端面温度の計測が困難
でダイス又はダイスホルダの筒状面の温度から端面温度
を間接的に計測する。

この発明の目的は、平形コイルによる誘導加熱の利点を
生かしたうえで、ダイス又はダイスホルダの端面の均熱
化のために、温度を正確に計測し、あわせて一対のコイ
ルのそれぞれの加熱速度を制御できるダイスの誘導加熱
装置の測温装置及び温度制御装置を提供することにある
。

〔課題を解決するための手段〕

この発明１のダイスの誘導加熱装置の測温装置は、 リング状のダイスホルダに収納して使用するダイス及び
ダイスホルダのうち少くとも一方の被加熱体の両端面に
軸心を合せて一対の平形うず巻状のコイルを対向させて
なるダイスの誘導加熱装置の測温装置において、 前記コイルの表面を覆う断熱板に、導熱性材料からなり
前記被加熱体に当接する平板状の保持具を取付け、この
保持具に設けた軸心と直角方向の穴に管状の温度計を挿
通するものである。

発明２のダイスの誘導加熱装置の測温装置は、発明１に
おいて、 前記温度計が位置する領域の前記保持具の表面に凹部を
形成するものである。

発明３のダイスの誘導加熱装置の測温装置は、発明１又
は２において、 前記保持具に冷却フィンを設けるものである。

発明４のダイスの誘導加熱装置の温度制御装置は、リン
グ状のダイスホルダに収納して使用するダイス及びダイ
スホルダのうち少くとも一方の被加熱体の両端面に軸心
を合せて一対の平形うず巻状のコイルを対向させてなる
ダイスの誘導加熱装置の温度制御装置において、前記−
対のコイルのそれぞれにリアクトルを開路可能に並列接
続するものである。

〔作用〕

発明１においては、保持具が被加熱体に平板状の面で全
面的に当接して熱が良好に管状の温度計に伝わり時間お
くれの少ない正しい測温をする。

温度計は軸心と直角方向に配置されるのでコイルにも被
加熱体にも干渉しないで配置上の困難がなく構造が簡単
になる。

発明２においては、発明１の作用に加えて、コイルが表
面の断熱板が被加熱体に強く圧接されることがあっても
、その力は凹部によって保持具の穴の部分には加わらな
いから、温度計に前記圧接力が加わらなくて温度計の破
損がない。

発明３においては、発明１又は２の作用に加えて、１の
被加熱体の加熱が完了して次の被加熱体の加熱に入る時
に温度計と保持具の温度は、冷却フィンによって前記加
熱温度から常温に素早く復帰する。したがって次の加熱
に入る時に誤って高い温度であるとして加熱装置の制御
が誤動作し、常温である被加熱体によって温度計が常温
に戻るまで加熱が開始しなかったり投入電力が低かった
りするようなことを防ぐ。

発明４においては、例えば温度の高い方のコイルにリア
クトルを並列接続すれば電流は分流して当該コイルへの
入力が低減し、加熱が小さくなって温度上昇が小さくな
り、ダイスの両端面の温度を等しくできる。もっとも押
出機側の要請から一方端を他方端より意識的に温度を上
げることもある。

〔実施例〕

第１図は実施例１の測温装置の断面図、第２図は第１図
の平面図、第３図は第１図のものを取付けた誘導加熱装
置の斜視図であり、第４図は実施例２の測温装置の断面
図、第５図は第４図の平面図であり、第６図は実施例３
の測温装置の断面図、第７図は第６図の平面図であり、
第８図は実施例４の測温装置の断面図、第９図は第８図
の平面図であり、第１０図は温度制御装置の実施例を示
す回路図である。各図と同一符号を付けるものはおよそ
同一機能を持ち、以下では説明を省くこともある。

はじめに第３図で誘導加熱装置の構造と測温装置の取付
状況を説明する。

引出導体１を持つ平形うず巻状の加熱用のコイル２は鉄
心３及び絶縁充填材４とともに、コイル支持体５に埋設
され、表面は断熱板６で覆われてコイルユニット７が形
成される。被加熱体であり押出形孔８ｃを持つダイス８
ａ、８ｂはダイスホルダ９に組込まれ、前記コイルユニ
ット７の一対の間に矢印のごとく挟まれる。そして前記
それぞれの断熱板６には複数個の温度計１０が取付けら
れる。

第１図及び第２図は実施例１の温度計１０の近辺を示し
、前記コイル２の表面を覆う断熱板６にばね１１で前記
被加熱体に当接される導熱性材料からなる平板状の保持
具１２をナツト１３で取付け、この保持具に設けた軸心
と直角方向の穴１４に管状の温度計１０を挿通する。こ
の温度計１０が位置する領域の前記保持具１２の表面に
凹部１５を形成する。

第４図及び第５図に示す実施例２においては保持具２２
に凹部１５を除く領域に軸心方向の孔２１ａ、２１ｂが
、第６図及び第７図に示す実施例３においては保持具３
２に溝３１ａ、３１ｂが、第８図及び第９図に示す実施
例４においては保持具４２に軸心と直角な孔４１ａ　、
４１ｂ　、４１ｃがそれぞれ設けられ、ダイスとの当接
面を残して冷却フィンを形成している。いずれの実施例
も断熱板６への取付は実施例１と同一にする。

前記実施例１から４までの構造によればコイル２と被加
熱体との相対位置に多少の寸法誤差があっても、ばね１
１で保持具１２．２２．３２又は４２が被加熱体に当接
して熱が良好に管状の温度計１０に伝わり正しい測温を
し、温度計１０は軸心と直角方向に配置されるのでコイ
ル２にも被加熱体にも干渉しないで配置上の困難がなく
構造が簡単になる。そして発明２係ることとして、コイ
ル２が被加熱体に強く圧接されることがあっても、その
力は凹部１５によって保持具の穴１４の部分には加わら
ないから、温度計１０に前記圧接力が加わらなくて温度
計１０の破損がない。

孔２１ａ、溝３１ａ、孔４１ａ等により冷却フィンを形
成する実施例２．３又は４は発明３に係わり実施例１の
利点に加え次のような利点がある。

ダイスの大きさにもよるが、ガス雰囲気炉では４００℃
程度に均一に加熱するのには通常１〜２時間を要するの
に比べ誘導加熱では内部発熱であるので２０〜３０分で
加熱がほぼ均一に行なわれる。しかし、ダイスの形状に
より磁束分布が不規則であったり、磁束の表面効果があ
ったりするので、加熱は始め急速に、所望温度に近くな
るにつれてゆっくりするようにコイルへの電力供給を制
御する。

ところで押出し成形品も多種少量化して成形機のダイス
の交換もかなり頻繁になりつつあるので、ダイスヒータ
の稼動率も高（なり、次から次へと新しい常温のダイス
を加熱することが多い。前記保持具性の温度計で良好な
温度上昇制御を行って加熱されたダイスを取り出し、新
たなダイスを誘導加熱装置に装着した時、保持具を含め
温度計の温度が常温になかなか戻らないと、ダイスがま
だ常温近くで大電力を投入して素早く温度の立ち上りを
行いたいにもかかわらず、温度計が誤った高い温度にあ
るため、電力投入の制御が誤動作し、少い電力しか投入
しない。しばらくして保持具に当接するダイスによって
冷されてからはじめて初期の大電力の投入が開始するこ
とになる。それだけ誘導加熱装置の能力が低下し、ダイ
ス加熱に無駄な時間が必要となる。

保持具にフィンを設ければ、加熱完了でダイスを取り出
すと温度計も周囲温度に早く戻り、前述の初期の加熱遅
れが防止される。

第１０図に示す温度制御装置の回路図において、ダイス
を保持するダイスホルダ９の両端の一対の各コイル２に
関し、リアクトル５１がスイッチ５２ａ又は５２ｂのい
ずれかを閉じればいずれかのコイル２に並列接続される
ように構成される。なお電源５３には共振コンデンサ５
４が接続されている。

図示のものではりアクドル５１は各コイル２に共通に使
用され、スイッチ５２ａと５２ｂとを同時に閉じてはな
らない。他の変形としてリアクトル５１を各コイル用に
一対設けてもよい。

このような回路によれば、ダイスの両端面の形状や熱容
量の差による温度差が生じても、例えば温度の高い方の
コイルにリアクトルを並列接続すれば電流は分流して当
該コイルへの入力が低減し、加熱が小さくなって温度上
昇が小さくなり、ダイスの両端面の温度を等しくできる
。もっとも押出機側の要請から一方端より意識的に温度
を上げることもある。

〔発明の効果〕

この発明群のダイスの誘導加熱装置の測温装置は、 リング状のダイスホルダに収納して使用するダイス及び
ダイスホルダのうち少くとも一方の被加熱体の両端面に
軸心を合せて一対の平形うず巻状のコイルを対向させて
なるダイスの誘導加熱装置の測温装置において、 前記コイルの表面を覆う断熱板に、導熱性材料からなり
前記被加熱体に当接する平板状の保持具を取付け、この
保持具に設けた軸心と直角方向の穴に管状の温度計を挿
通するようにしたので、”コイルに当接するダイスの端
面温度が熱伝導が良い状態で正しく計測されるという効
果がある。

発明２のダイスの誘導加熱装置の測温装置は、更に保持
具の凹部が温度計に当接力が働かないで、温度計を破損
から保護する。

発明３のダイスの誘導加熱装置の測温装置は、更に保持
具にフィンを設けるので、 １のダイスの加熱を完了するとフィンにより温度計が素
早く周囲温度に戻って、新たなダイスの装着の時に正し
い温度計測を行い、加熱開始から大電力を投入する加熱
制御ができるようになり、ダイスの加熱が早く、誘導加
熱装置の稼動率も、ダイスを使用する押出成形機の稼動
率も向上するという効果がある。

発明４のダイスの誘導加熱装置の温度制御装置は、リン
グ状のダイスホルダに収納して使用するダイス及びダイ
スホルダのうち少くとも一方の被加熱体の両端面に軸心
を合せて一対の平形うず巻状のコイルを対向させてなる
ダイスの誘導加熱装置の温度制御装置において、前記一
対のコイルのそれぞれにリアクトルを開路可能に並列接
続するようにしたので、 ダイスの両端面の温度差を任意に制御できるという効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例１の測温装置の断面図、第２図は第１図
の平面図、第３図は第１図のものを取付けた誘導加熱装
置の斜視図であり、第４図は実施例２の測温装置の断面
図、第５図は第４図の平面図であり、第６図は実施例３
の測温装置の断面図、第７図は第６図の平面図であり、
第８図は実施例４の測温装置の断面図、第９図は第８図
の平面図であり、第１０図は温度制御装置の実施例を示
す回路図である。 ２・・・コイル、６・・・断熱板、８ａ、８ｂ・・・ダ
イス、９・・・ダイスホルダ、１０・・・温度計、１２
，２２゜３２．４２・・・保持具、１５−・・凹部、２
１ａ　、　２１ｂ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）リング状のダイスホルダに収納して使用するダイス
   及びダイスホルダのうち少くとも一方の被加熱体の両端
   面に軸心を合せて一対の平形うず巻状のコイルを対向さ
   せてなるダイスの誘導加熱装置の測温装置において、 前記コイルの表面を覆う断熱板に、導熱性材料からなり
   前記被加熱体に当接する平板状の保持具を取付け、この
   保持具に設けた軸心と直角方向の穴に管状の温度計を挿
   通することを特徴とするダイスの誘導加熱装置の測温装
   置。 ２）請求項１記載のダイスの誘導加熱装置の測温装置に
   おいて、 前記温度計が位置する領域の前記保持具の表面に凹部を
   形成することを特徴とするダイスの誘導加熱装置の測温
   装置。 ３）請求項１又は２記載のダイスの誘導加熱装置の測温
   装置において、 前記保持具に冷却フィンを設けることを特徴とするダイ
   スの誘導加熱装置の測温装置。 ４）リング状のダイスホルダに収納して使用するダイス
   及びダイスホルダのうち少くとも一方の被加熱体の両端
   面に軸心を合せて一対の平形うず巻状のコイルを対向さ
   せてなるダイスの誘導加熱装置の温度制御装置において
   、前記一対のコイルのそれぞれにリアクトルを開路可能
   に並列接続することを特徴とするダイスの誘導加熱装置
   の温度制御装置。