JPH08260033A

JPH08260033A - 加熱装置

Info

Publication number: JPH08260033A
Application number: JP7066134A
Authority: JP
Inventors: Toshihiko Natsume; 俊彦夏目; Chiyuuzou Satou; 仲造佐藤; Masayasu Fukazawa; 正保深沢
Original assignee: IKEDA KOGYO KK; JAPAN AJAX MAGNETHERMIC CO Ltd
Current assignee: IKEDA KOGYO KK; JAPAN AJAX MAGNETHERMIC CO Ltd
Priority date: 1995-03-24
Filing date: 1995-03-24
Publication date: 1996-10-08
Anticipated expiration: 2021-09-20
Also published as: JP3822921B2

Abstract

(57)【要約】【目的】ワークに付着した微粉を除去することができ
る熱処理装置を提供する。【構成】揺動自在に支持されて搬送されるワークＷを
誘導加熱する加熱コイル２０を備えている。加熱コイル
２０は、展開状態で矩形状に巻いたコイルをその略中央
部で曲げて略門型に形成されることにより、ワークＷの
搬送方向と略平行な複数の水平コイル部１Ａ，１Ｂと、
この水平コイル部１Ａ，１Ｂと略直交する複数の垂直コ
イル部８Ｆ，２Ｈとを有する。水平コイル部１Ａ，１Ｂ
と垂直コイル部８Ｆ，２Ｈとの角部は、当該角部からワ
ークＷの搬送経路の向こう側へ至った位置の角部とその
位置が互いにずれている。これにより、ワークＷに流れ
る誘導電流の方向がワークＷの軸線に対して傾斜し、ワ
ークＷに作用する力のバランスがくずれて振動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えばチューブ状の
金属製品を焼鈍するのに適した加熱装置に係り、特に、
熱処理中にワークに付着した微粉を振るい落とすように
した加熱装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】薬品などを注入するチューブは一般にア
ルミニウムから製造されている。このようなアルミ製チ
ューブは、アルミ素材に深絞り加工を行って成形され、
その後、内部応力の除去および軟化のための焼鈍と内外
面塗装とを経て製品とされる。ここで、アルミ製チュー
ブの焼鈍には、従来、バーナーや電熱ヒータ等を用いた
雰囲気加熱炉が用いられていた。また、アルミ製チュー
ブをプレス成形する際には、ステアリン酸亜鉛などを含
有する潤滑剤が使用される。このような潤滑剤は、形成
されたアルミ製チューブに付着しているが、通常は焼鈍
工程で蒸発するようになっている。したがって、アルミ
製チューブを焼鈍した後、洗浄せずに塗装を行うことも
可能であり、実際には洗浄工程を省くことが多かった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、アルミ製チ
ューブをプレス成形する際には、アルミニウムの微粉が
同時に生成され、これら微粉はアルミ製チューブの内外
周面に付着することがある。ところが、そのような微粉
が付着したまま塗装すると、塗装面に小さな突起が形成
されて製品不良となる。そして、製品不良の大半はアル
ミ製チューブに付着した微粉に起因しているのが現状で
あった。

【０００４】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、ワークに付着した微粉を除去することができる加熱
装置を提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の加熱装
置は、揺動自在に支持されて搬送されるワークを誘導加
熱する加熱コイルを備え、上記加熱コイルは、展開状態
で矩形状に巻いたコイルをその略中央部で曲げて略門型
に形成されることにより、上記ワークの搬送方向と略平
行な複数の水平コイル部と、この水平コイル部と略直交
する複数の垂直コイル部とを有する加熱装置において、
上記水平コイル部と垂直コイル部との角部は、当該角部
から上記ワークの搬送経路の向こう側へ至った位置の角
部とその位置が互いにずれていることを特徴としてい
る。

【０００６】請求項２に記載の加熱装置は、前記加熱コ
イルが、その展開状態において略矩形状のコイル軌跡が
一巡する毎に対角線方向へずれるように巻き重ねた形状
をなし、この巻き重ねたコイルをその略中央部で曲げて
略門型に形成することにより、前記ワークの搬送経路を
挟んで配置された一対の角部の位置が互いにずれてお
り、かつ、上記一対の角部のうち一方の角部の位置は、
上記加熱コイルを一巡する毎に搬送方向へ向けて段階的
に上昇または下降し、上記一対の角部のうち他方の角部
の位置は、上記加熱コイルを一巡する毎に搬送方向へ向
けて段階的に下降または上昇することを特徴としてい
る。

【０００７】

【作用】まず、本発明の基本原理について図５ないし図
７を参照して説明する。電磁誘導加熱は、図５に示すよ
うに、ワークＷの両側で電流Ｉ₀を流すことによりワー
クＷの内部に誘導電流Ｉ₁を生じさせて発熱させるもの
である。その際、ワークＷに水平コイル部Ｃが均等に面
していれば、誘導電流Ｉ₁はワークＷの軸線回りの方向
へ流れ、誘導電流Ｉ₁により生じる力Ｆも軸線側へ均一
に働いてつり合う。一方、ワークＷに水平コイル部Ｃが
均等に面していない場合には、図６に示すように、水平
コイル部Ｃの配置のアンバランスの程度に応じてワーク
Ｗの軸線に対して傾いた方向の誘導電流Ｉ₂が流れる。
この場合、誘導電流Ｉ₂により生じる力Ｆ₀は、誘導電流
Ｉ₂を含む平面上にあって互いに打ち消し合うように作
用するが、力Ｆ₀の水平方向の分力Ｆ₀₁および垂直方向
の分力Ｆ₀₂は、ワークＷを傾かせる方向へ作用する。そ
して、搬送されるワークＷが揺動することにより、上記
のような力Ｆ₀のバランスを失ってワークＷが激しく振
動する。

【０００８】請求項１は、上記のような原理を利用した
ものであり、この加熱装置では、水平コイル部と垂直コ
イル部との角部は、その角部からワークの搬送経路の向
こう側へ至った位置の角部と位置が互いにずれている。
これにより、水平コイル部と垂直コイル部とがワークに
対して均等に配置されず、その結果、上述したような振
動をワークに与えて微粉を振るい落とすことができる。

【０００９】次に、垂直コイル部に流れる電流によって
ワークの搬送方向と略平行な磁場Ｅが形成され（図７参
照）、この磁場Ｅと誘導電流Ｉ₂とによりワークＷに力
Ｆ₁，Ｆ₂が作用する。請求項２に記載の加熱装置は、こ
の力Ｆ₁，Ｆ₂のうちＦ₂を利用してワークＷを回転さ
せ、これによって、より確実に微粉を振るい落とすよう
にしたものである。

【００１０】すなわち、請求項２に記載の加熱装置で
は、水平コイル部と垂直コイル部との角部の位置が、加
熱コイルを一巡する毎に搬送経路の一方の側では段階的
に上昇し、他方の側では下降する。これにより、搬送方
向へ進むに従って一方の側では垂直部が段階的に長くな
り、他方の側では垂直部が段階的に短くなる。そのよう
な垂直部によって形成される磁場Ｅおよび誘導電流Ｉ₂
はねじれた方向を有する。また、このねじれの方向は、
ワークＷが加熱コイルの入口部および出口部を通過する
際に漸次変化する。

【００１１】誘導電流Ｉ₂にねじれが生じていない場合
には、ワークＷに作用する力（図中符号Ｆ₃で示す）の
方向は誘導電流Ｉ₂が流れる水平方向と直交して垂直方
向にバランスするため、それらの力によってワークは影
響を受けない。ところが、誘導電流Ｉ₂がねじれている
と、バランスした力Ｆ₁と傾斜した方向の力Ｆ₂が発生
し、この力Ｆ₂の分力Ｆ₂₁がワークＷに対する回転力と
して働く（図７（Ｃ）参照）。このように、請求項２の
加熱装置では、ワークＷを振動させるだけではなく回転
運動も与えるので、微粉を確実に振るい落とすことがで
きる。

【００１２】

【実施例】

Ａ．第１実施例（１）実施例の構成以下、図１ないし図８を参照しながら本発明の一実施例
について説明する。図１は実施例の加熱装置を示す側面
図である。図において符号１０は加熱装置の骨組みとな
るフレームである。フレーム１０は、水平に配置された
プレート１１の前後両端部に、下方へ向けて伸びる支柱
１２，１３を取り付けて構成されている。このフレーム
１０は、工場内に設置される図示しない炉本体に取り付
けられるようになっている。

【００１３】フレーム１０の支柱１２，１３には加熱コ
イル２０が懸架されている。加熱コイル２０は、図４に
示すように、１本の導体を矩形状をなすように巻き重
ね、図４中直線Ｌを中心として円弧状に湾曲させて両端
部にアーチ部２０Ａ，２０Ｂを有する形状とされてい
る。加熱コイル２０は、また、断面矩形状の銅製のパイ
プであり、内部に冷却水が流通させられるようになって
いる。

【００１４】図２は、加熱コイル２０の詳細を示す斜視
図であり、この図と図４に基づいて加熱コイル２０の巻
き方について説明する。図２において符号１Ｂは、加熱
コイル２０の一方の端部に形成された水平部（水平コイ
ル部）を示し、水平部１Ｂの一端には、ニップル２１を
有する管２２が接続されている（図１参照）。水平部１
Ｂの他端には、垂直上方へ延在する垂直部（垂直コイル
部）１Ｃが形成され、垂直部１Ｃに連続して半円弧状を
なす湾曲部１Ｄが形成されている。さらに、湾曲部１Ｄ
の端部には、これと連続して鉛直下方へ延在する垂直部
８Ｅが形成されている。

【００１５】垂直部８Ｅの下端部には、加熱コイル２０
の内側へ突出する凸部８Ｄが形成され、凸部８Ｄの端部
から水平部８Ａが延在させられている。そして、水平部
８Ａに連続して垂直部８Ｆ、湾曲部８Ｇ、垂直部２Ｈお
よび凸部２Ｊが形成され、水平部１Ｂよりも一段下の水
平部２Ｂへと連なっている。このようにして、水平部２
Ｂの下側に水平部３Ｂ，…８Ｂが順次配置され、水平部
８Ａの上側に水平部７Ａ，…１Ａが順次配置される。水
平部１Ａは、水平部１Ｂと同じ上下位置に配置され、そ
の端部にはニップル２１を有する管２３が接続されてい
る。また、水平部８Ｂも水平部８Ａと同じ上下位置に配
置されている。

【００１６】図２から理解できるように、水平部１Ｂか
ら発して加熱コイル２０を巡ってゆくと、湾曲部１Ｄ，
８Ｇの右隣の湾曲部２Ｄ，７Ｇに達し、以後、図１に示
すように湾曲部７Ｄ，２Ｇを経て最後に湾曲部８Ｄに至
り、湾曲部８Ｄから水平部１Ａに至る。このような配置
により、水平部１Ａ〜８Ａおよび水平部１Ｂ〜８Ｂは、
全て等しい長さとされている。また、左側手前の垂直部
８Ｆ，７Ｆ，…は、左側から右側へ移るに従って漸次長
さが短くなり、左側奥の垂直部２Ｈ，３Ｈ，…は、逆に
左側から右側へ移るに従って漸次長さが長くなってい
る。また、右側手前の垂直部８Ｅ，７Ｅ，…は、左側か
ら右側へ移るに従って漸次長さが短くなり、右側奥の垂
直部１Ｃ，２Ｃ，…は、逆に左側から右側へ移るに従っ
て漸次長さが長くなっている。さらに、アーチ部２０
Ａ，２０Ｂは、凸部２Ｊ，…９Ｄ，…によって横方向に
互いにずれている。

【００１７】上記構成の加熱コイル２０の内側には、そ
の入口から出口へ向けて走行可能なコンベア（図示略）
が配置されている。コンベアは複数のピン２５（図７
（Ｂ）参照）を有しており、ピン２５にワークＷを被せ
た状態で搬送するようになっている。ワークＷは、上端
部が閉塞されたチューブ状のもので、ピン２５よりも充
分大きな内径を有している。これにより、ワークＷは、
上端部を支点としてピン２５に揺動自在に支持されてい
る。

【００１８】次に、加熱コイル２０の両端の水平部１
Ａ，１Ｂには、電極２６，２７が接続され、電極２６，
２７は、電源入力端子２８に接続されている。なお、図
中符号２９は加熱コイル２０への冷却水の給排水ホース
を接続するためのニップル、３０は給排水管である。

【００１９】（２）実施例の作用・効果ワークＷは、アルミ素材から深絞り加工により形成さ
れ、実施例の加熱装置のピン２５に被せられる。なお、
加熱装置の加熱コイル２０には、高周波電流が供給され
る。コンベアにより搬送されたワークＷが加熱コイル２
０の入口に入ると、ワークＷに誘導電流が流れる。図８
に示すように、加熱コイル２０の入口に入った所では、
水平部２Ｈ，８Ｆは図中矢印Ｘで示す配置となってい
る。また、ワークＷの両側の最下段の水平部２Ｂ，８
Ａ，…の位置は、ワークＷがアーチ部２０Ａの出口に向
かうに従って矢印Ｘで示す配置から矢印Ｙで示す配置に
順次移行する。

【００２０】このため、加熱コイル２０の入口付近で
は、ワークＷには図６中矢印Ｓで示すような大きく傾斜
した方向の誘導電流Ｉ₂が流れ、水平部８Ａ，…で形成
される磁場により、ワークＷを傾斜させる方向の力Ｆ₀
が作用する。そして、ワークＷが搬送されるに従って、
誘導電流Ｉ₂の傾斜が小さくなり、アーチ部２０Ａの出
口に達した時点では図中矢印Ｒで示すような流れとな
る。逆に、加熱コイル２０の出口側のアーチ部２０Ｂで
は、その入口部では矢印Ｒ、アーチ部２０Ａの出口部で
は矢印Ｓで示すような誘導電流Ｉ₂が流れる。

【００２１】上記のような加熱コイル２０の形状のた
め、垂直部８Ｆ，…によって形成されるアーチ部２０Ａ
の出口側から入口側へ向かう磁場Ｅ（図７（Ａ）参照）
には、ねじれ（ゆがみ）が生じている。このため、図７
（Ａ）に示すように、誘導電流Ｉ₂によって生じる力Ｆ₂
の方向は互いにねじれた方向となり、その力Ｆ₂の分力
Ｆ₂₁がワークＷに回転力を与える。そして、ワークＷ
は、回転しながら揺動することによって、ワークＷの軸
側へ向かう力のバランスがこわれて激しく振動し、付着
した微粉が振るい落とされる。なお、アーチ部２０Ａを
通過した後では、水平部８Ａ，…がワークＷに対して均
等に配置されているので、ワークＷの回転運動や振動は
生じない。また、ワークＷが出口側のアーチ部２０Ｂに
達すると、上記と同様のワークＷの回転運動および振動
が生じて残った微粉が振るい落とされる。

【００２２】上記構成の加熱装置においては、ワークＷ
に対向する加熱コイル２０の水平部８Ａ，…および垂直
部２Ｈ，…を不均一に配置しているから、ワークＷに作
用する力のバランスを不安定にして振動を与えることが
できる。これにより、ワークＷに付着した微粉を振るい
落とすことができ、よって、焼鈍後のワークＷをそのま
ま塗装しても不良品の発生が少なく、生産歩留まりを向
上させることができる。

【００２３】特に、上記実施例では、水平部８Ａ，…と
垂直部２Ｈ，…の角部の位置がワークＷの一方の側では
段階的に上昇し、他方の側では下降する。このため、垂
直部２Ｈ，…による磁場にねじれが生じ、ワークＷを回
転させて微粉を確実に振り落とすことができる。また、
上記実施例では、水平部８Ａ，…の長さが全て等しいか
ら、水平部８Ａ，…と対向している時間がワークＷの上
下位置にかかわらず一定となる。よって、ワークＷをむ
らなく均一に加熱することができる。

【００２４】Ｂ．第２実施例次に、図９および図１１を参照して本発明の第２実施例
について説明する。なお、以下の説明においては、前記
第１実施例と同等の構成要素には同符号を付してその説
明を省略する。図１１に示すように、加熱コイル４０
は、展開状態における形状が渦巻き状とされ、この渦巻
き状コイルをその略中央部で曲げて略Ｕ字状に形成され
ている。ただし、図１１は、巻線の数を少なくして示し
たものである。図中符号４１，４２は加熱コイル２０の
垂直部、符号４３は水平部である。この実施例では、左
側の垂直部４１と水平部４３との角部は、コンベアを挟
んで同じ位置で向かい合っている。しかしながら、右側
の垂直部４２と水平部４３との角部は互いにずれてい
る。

【００２５】すなわち、図９において最も右端の垂直部
１Ａと相対向する垂直部は存在しない。次に、右から２
つ目の垂直部２Ａと対向する垂直部は最下段の水平部１
Ｂまで達している。また、右から３つ目の垂直部３Ａと
対向する垂直部は、下から２段目の水平部２Ｂまで達し
ている。このように、垂直部２Ａ，…と水平部２Ｂ，…
との角部は、コンベアの向こう側の角部よりも一段上に
配置されている。

【００２６】上記構成の加熱装置においては、加熱コイ
ル４０によってワークＷに誘導電流が流れて加熱され
る。そして、ワークＷが出口側のアーチ部４０Ａに達す
ると、コンベアを挟んで両側の加熱コイル４０の長さが
アンバランスであるため、前記第１実施例と同様にワー
クＷが振動して微粉が振るい落とされる。

【００２７】Ｃ．変更例本発明は前記実施例に限定されるものではなく、以下の
ような種々の変更が可能である。前記各実施例における加熱コイル２０，４０を上下逆
向きに配置することができる。この場合、ワークＷはト
ロリーコンベアに吊るして搬送するように構成すればよ
い。焼鈍用に限らず、その他あらゆる熱処理に用いること
ができる。加熱コイルの断面形状は、矩形に限らず円形、楕円形
など任意である。加熱コイルの巻き方は前記各実施例以外の種々の方法
を採用することができる。前記実施例では加熱コイルの水平部が直線状である
が、横方向へ湾曲させることもできる。アーチ部を湾曲させているが、矩形状に屈曲させても
よい。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、加
熱コイルがワークに対してアンバランスに配置されるよ
うに構成しているので、加熱中のワークに振動を与えて
付着した微粉を振るい落とすことができ、塗装後の不良
品の発生を大幅に低減することができる（請求項１）。
また、ワークに振動のみならず回転運動を与えることが
できるので、微粉を確実に振るい落とすことができる
（請求項２）。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の加熱装置を示す側面図である。

【図２】第１実施例の加熱装置の加熱コイルを示す斜視
図である。

【図３】第１実施例の加熱装置を示す裏面図である。

【図４】第１実施例の加熱装置の加熱コイルの巻き方を
説明するための展開図である。

【図５】誘電加熱を説明するための斜視図である。

【図６】（Ａ）は誘導電流によりワークに作用する力を
説明するための図であり、（Ｂ）および（Ｃ）は、ワー
クの一部において発生する力の分力を示した図である。

【図７】（Ａ）はワークが回転する作用を説明するため
の図、（Ｂ）はワークに作用する磁場を説明するための
図、（Ｃ）はワークに作用する力の分力を示した図であ
る。

【図８】第１実施例の加熱コイルを説明するための図で
ある。

【図９】本発明の第２実施例の加熱装置を示す側面図で
ある。

【図１０】本発明の第２実施例の加熱装置を示す裏面図
である。

【図１１】第２実施例の加熱コイルを説明するための図
である。

【符号の説明】

２０…加熱コイル、２５…ピン、１Ａ〜８Ａ，１Ｂ〜８
Ｂ…水平部（水平コイル部）、２Ｈ，８Ｆ，１Ｅ，１
Ｃ，…垂直部（垂直コイル部）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者佐藤仲造福島県白河市白坂字鶴巻30ー６池田工業株式会社内 (72)発明者深沢正保東京都中央区日本橋小伝馬町13ー４日本アジャックス・マグネサーミック株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】揺動自在に支持されて搬送されるワーク
を誘導加熱する加熱コイルを備え、上記加熱コイルは、
展開状態で矩形状に巻いたコイルをその略中央部で曲げ
て略門型に形成されることにより、上記ワークの搬送方
向と略平行な複数の水平コイル部と、この水平コイル部
と略直交する複数の垂直コイル部とを有する加熱装置に
おいて、上記水平コイル部と上記垂直コイル部との角部は、当該
角部から上記ワークの搬送経路の向こう側へ至った位置
の角部とその位置が互いにずれていることを特徴とする
加熱装置。
【請求項２】前記加熱コイルは、その展開状態におい
て略矩形状のコイル軌跡が１巻き毎に対角線方向へずれ
るように巻き重ねた形状をなし、この巻き重ねたコイル
をその略中央部で曲げて略門型に形成することにより、
前記ワークの搬送経路を挟んで配置された一対の角部の
位置が互いにずれており、かつ、上記一対の角部のうち
一方の角部の位置は、上記加熱コイルを一巡する毎に搬
送方向へ向けて段階的に上昇または下降し、上記一対の
角部のうち他方の角部の位置は、上記加熱コイルを一巡
する毎に搬送方向へ向けて段階的に下降または上昇する
ことを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。