JPH0773962A - 誘導加熱設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 設備を小型化でき、メンテナンスフリーを実
現した誘導加熱設備を提供する。 【構成】 コンベヤ装置３により搬送中の金属材料から
なる部品１に対向する位置に３台のコイルユニット11を
設け、これらコイルユニット11に高周波の正弦波電流を
給電する電源装置13を設けて構成する。 【効果】 部品１はコイルユニット11により発生する磁
界により誘導加熱されることにより、従来の加熱設備の
如く、周囲の空気まで同時に加熱することがないため、
外部と完全に遮断する必要がなくなり、設備を小型化で
きる。また、従来の加熱炉の隔壁や電気ヒータの如く、
自分自身で発する熱により表面が劣化することがないた
め、メンテナンスフリーを実現できる。また、燃焼ガス
加熱炉の如くガス洩れなどの問題がなく、作業員を危険
に曝す恐れがなくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、所定の搬送路を搬送中
の物品を加熱する誘導加熱設備に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の搬送中の物品を、直接炎や燃焼ガ
スが触れることなく加熱する加熱設備としては、隔壁を
介して伝熱する燃焼ガス加熱炉や電気ヒータから放射す
る熱により加熱する加熱炉などが使用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の加熱設備では、熱輻射および熱対流による加熱であ
り、効率が悪く、また周囲の空気まで同時に加熱するた
め、外部と遮断しなければならず、大掛かりな設備とな
ることが多かった。

【０００４】また、加熱炉では、隔壁、あるいは電気ヒ
ータの表面が、自分自身の加熱により劣化するため、定
期的なメンテナンスが不可欠であった。また、燃焼ガス
加熱炉では、ガス洩れなどにより引火する恐れがあり、
作業員を危険に曝す恐れがあった。

【０００５】本発明は上記問題を解決するものであり、
設備を小型化し、さらにメンテナンスフリーを実現した
誘導加熱設備を提供することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
第１の発明の誘導加熱設備は、所定の搬送路を搬送中の
金属材料から形成された物品を加熱する設備であって、
前記荷の搬送路の所定位置に、前記搬送路に対向して高
周波電流を流すコイルを設けたことを特徴とするもので
ある。

【０００７】また第２の発明の誘導加熱設備は、所定の
搬送路を搬送中の物品を加熱する設備であって、前記荷
の搬送路に対向した所定位置に、金属材料から形成され
た隔壁を介して高周波電流を流すコイルを設置したこと
を特徴とするものである。

【０００８】

【作用】上記第１の発明の構成により、コイルへの通電
（高周波電流）によって、交番磁界が生じ、搬送中の物
品がこの交番磁界中に入ると、物品表面に電磁誘導によ
り渦状の誘導電流が生じ、この渦電流が物品内表面を流
れることによりジュール熱が発生し、物品が加熱され
る。

【０００９】また上記第２の発明の構成により、コイル
への通電（高周波電流）によって、交番磁界が生じ、隔
壁表面に電磁誘導により渦状の誘導電流が生じ、この渦
電流が隔壁表面を流れることによりジュール熱が発生
し、隔壁が加熱され、搬送中の物品がこの隔壁内に入る
と、隔壁から放射される熱により物品が加熱される。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１は本発明の誘導加熱設備の概略正面図、図
２は同誘導加熱設備の概略側面図である。

【００１１】１は金属材料である鉄により形成された部
品であり、焼きばめを行うため、この部品１はアルミニ
ウムなどの常磁性体から形成されたパレット２に載せら
れ、搬送路であるコンベヤ装置３により、加熱炉４を通
して搬送され、終端において、その開口穴1Aに他の部品
（図示せず）が嵌合される。コンベヤ装置３は無端チェ
ーン５によりパレット２を搬送するチェーン式コンベヤ
装置を使用している。

【００１２】上記加熱炉４は、３台のコイルユニット11
と、これらコイルユニット11をコンベヤ装置３にて搬送
されている部品１に対して３方向から対向するよう支持
する枠体12と、コイルユニット11に通電する電源装置13
から構成されている。

【００１３】コイルユニット11は、図３に示すように、
アルミニウムなどの常磁性体から形成された枠体14内
に、長手方向（部品１の搬送方向）中央に凹部15が形成
されたフェライトなどの平板状の磁性部材16を左右方向
（部品１の搬送方向とは直角な方向）に一対として長手
方向に配置し、この磁性部材16の凹部15に渡ってそれぞ
れ長手方向に、通電方向の異なる誘導線路17をループ状
に敷設し、磁性部材16および誘導線路17の上方にモール
ド材18を充填して構成されている。コイルユニット11の
大きさは、部品１の特性、加熱上昇する設定温度により
設定されている。また誘導線路17は、絶縁した細い素線
を集めて形成した撚線（以下、リッツ線と呼ぶ）を絶縁
体、たとえば樹脂材によりカバーして構成されている。

【００１４】電源装置Ｍは、図４に示すように、ＡＣ20
0 Ｖ３相の交流電源21と、コンバータ22と、正弦波共振
インバータ23と、過電流保護用のトランジスタ24および
ダイオード25とを備えている。コンバータ22は全波整流
用のダイオード26と、フィルタを構成するコイル27とコ
ンデンサ28と抵抗29とこの抵抗29を短絡するトランジス
タ30とから構成され、正弦波共振インバータ23は、図中
に示すように交互に発振される矩形波信号により駆動さ
れるトランジスタ31，32と、電流制限用のコイル33と、
トランジスタ31，32に接続される電流供給用のコイル34
と、直列に接続されたコイルユニット11の誘導線路17と
並列共振回路を形成するコンデンサ35とから構成されて
いる。なお、トランジスタ制御装置は省略している。

【００１５】また、加熱炉４内において、コンベヤ装置
３には、その両側部の上面と中央部に長手方向にアルミ
ニウム板などから形成された磁界遮断部材36が取付けら
れている。

【００１６】上記構成による作用を説明する。まず、加
熱炉４において、交流電源21から出力されるＡＣ200 Ｖ
３相の交流はコンバータ22により直流に変換され、正弦
波共振インバータ23により高周波、たとえば10kHz の正
弦波に変換されて各コイルユニット11の誘導線路17に供
給され、交番磁界が生じる。

【００１７】そして、コンベヤ装置３により部品１が加
熱炉４内に搬送されてくると、部品１はこの交番磁界中
に入り、部品１表面には電磁誘導により渦状の誘導電流
が生じ、この渦電流が部品１表面を流れることによりジ
ュール熱が発生し、部品１が加熱される。

【００１８】そして、部品１はコンベヤ装置３の終端ま
で搬送され、他の部品の焼きばめが行われる。このよう
に、搬送中の部品１に対して、直接炎や燃焼ガスが触れ
ることなく、部品１の表面をクリーンな状態で加熱する
ことができる。また従来の加熱設備の如く、周囲の空気
まで同時に加熱することがないため、外部と完全に遮断
する必要がなくなり、設備を小型化できる。また、コイ
ルユニット11は、従来の加熱炉の隔壁や電気ヒータの如
く、自分自身で発する熱により表面が劣化することがな
いため、メンテナンスフリーを実現できる。また、燃焼
ガス加熱炉の如くガス洩れなどの問題がなく、さらに誘
導線路17に絶縁体で被覆されたリッツ線を使用すること
により導電部の露出がなく、またスパークがでないこと
から引火の恐れがなくなり、作業員の安全を図ることが
できる。また、電源装置13のコンデンサ35と誘導線路17
は共振回路を構成していることから、誘導線路17にほぼ
一定の大きな電流値で、高周波で正弦波の１次側電流を
流すことができ、大きな電力を安定して供給することが
できる。また、誘導線路17には正弦波が給電されること
により、高調波が発生せず、ラジオノイズの発生を無く
すことができる。

【００１９】本発明の他の実施例を図５に示す。上記実
施例と同一の構成には同一の符号を付している。図５に
示した加熱炉４’は、加熱炉４’内に長手方向に渡っ
て、かつ搬送路であるコンベヤ装置３に対向して、金属
材料から形成された隔壁41を設けている。よって、正弦
波共振インバータ23により高周波電流が各コイルユニッ
ト11の誘導線路17に供給され、交番磁界が生じると、隔
壁41表面に電磁誘導により渦状の誘導電流が生じ、この
渦電流が隔壁41表面を流れることによりジュール熱が発
生し、隔壁41が加熱され、コンベヤ装置３により搬送中
の部品１がこの加熱炉４’の隔壁41内に入ると、隔壁41
から放射される熱により部品１が加熱される。 この他
の実施例によると、搬送中の部品１に対して、直接炎や
燃焼ガスが触れることなく、部品１の表面をクリーンな
状態で加熱することができるとともに、コイルユニット
11は、自分自身で発する熱により表面が劣化することが
ないため、コイルユニット11に対してメンテナンスフリ
ーを実現でき、さらに隔壁41から放射される熱により部
品１が加熱されることにより、部品１が金属材料で形成
されている部品に限定されず、いろんな材料で形成され
た物品を加熱することができる。

【００２０】なお、本実施例では、コイルユニット11を
部品１の上方に配置する構成としているが、搬送路を天
井にレールを敷設して構成し、このレールに沿って移動
する搬送台車により部品１を搬送する場合は、コイルユ
ニット11を部品１の下方位置に配置することになる。ま
た、コイルユニット11の台数、および配列（長手方向の
配列も含む）は、目的とする温度分布や部品１の特性に
応じて変更することができる。

【００２１】また、本実施例では、コイルユニット11に
は１ループの誘導線路17を設けているが、複数のループ
の誘導線路17を設けることにより、加熱のパワーアップ
を図ることができる。また、コイルユニット11と部品１
間の距離を可変できるように枠体12を変更することによ
り、加熱特性を変更することもできる。

【００２２】なお、本実施例では、焼きばめを行う部品
１を加熱することについて述べているが、溶接を行う部
品に予熱を与えるためや試験を行うエンジンの暖機を行
うためなどに使用することができる。

【００２３】また、部品１に１台、あるいは複数台の温
度センサを所定位置に取付け、これら温度センサにより
検出した部品１の各部分の温度をフィードバックして、
複数の各コイルユニット11の誘導線路17に流す電流を制
御することにより、部品１の温度を目的の温度に加熱で
き、あるいは部品１内の温度分布を所定の分布にするこ
とができる。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように第１の発明によれ
ば、搬送中の物品に対して、直接炎や燃焼ガスが触れる
ことなく、物品の表面をクリーンな状態で加熱すること
ができる。また従来の加熱設備の如く、周囲の空気まで
同時に加熱することがないため、外部と完全に遮断する
必要がなくなり、設備を小型化できる。また、コイル
は、従来の加熱炉の隔壁や電気ヒータの如く、自分自身
で発する熱により表面が劣化することがないため、メン
テナンスフリーを実現できる。また燃焼ガス加熱炉の如
くガス洩れなどの問題がなく、作業員を危険に曝す恐れ
を無くすことができる。

【００２５】また第２の発明によれば、隔壁が加熱さ
れ、隔壁が放射する熱により物品が加熱されることによ
り、搬送中の物品に対して、直接炎や燃焼ガスが触れる
ことなく、物品の表面をクリーンな状態で加熱すること
ができるとともに、コイルは自分自身で発する熱により
表面が劣化することがないため、メンテナンスフリーを
実現でき、さらに物品が金属材料に限定されることがな
くなり、いろんな材料で形成された物品を加熱すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における誘導加熱設備の概略
正面図である。

【図２】同誘導加熱設備の概略側面図である。

【図３】同誘導加熱設備のコイルユニットの平面図、側
面図、断面図である。

【図４】同誘導加熱設備の回路構成図である。

【図５】本発明の他の実施例における誘導加熱設備の概
略正面図である。

【符号の説明】 １ 部品 ２ パレット ３ コンベヤ装置 ４，４’ 加熱炉 11 コイルユニット 12 枠体 13 電源装置 14 枠体 16 磁性部材 17 誘導線路 18 モールド材 22 コンバータ 23 正弦波共振インバータ 35 誘導線路と共振回路を形成するコンデンサ 41 隔壁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西野 修三 大阪府大阪市西淀川区御幣島３丁目２番11 号 株式会社ダイフク内 (72)発明者 加藤 利彦 大阪府大阪市西淀川区御幣島３丁目２番11 号 株式会社ダイフク内 (72)発明者 三好 和彦 大阪府大阪市西淀川区御幣島３丁目２番11 号 株式会社ダイフク内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の搬送路を搬送中の金属材料から形
   成された物品を加熱する設備であって、 前記荷の搬送路の所定位置に、前記搬送路に対向して高
   周波電流を流すコイルを設けたことを特徴とする誘導加
   熱設備。
2. 【請求項２】 所定の搬送路を搬送中の物品を加熱する
   設備であって、 前記荷の搬送路に対向した所定位置に、金属材料から形
   成された隔壁を介して高周波電流を流すコイルを設置し
   たことを特徴とする誘導加熱設備。