JPS6010582A - ビレツトヒ−タ - 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】 〔発明の属する技術分野〕 この発明はビレット状の金属を筒状の誘導加熱コイルに
より加熱するビレットヒータに関する。

〔従来技術とその問題点〕

ビレットヒータのコイルには、筒状のコイルを連続配設
し電気的に三相接続して１Ｅ圧制御され商用周波数の電
源で駆動されるもの又は単相コイルで電圧及び周波数制
御されインバータ電源で駆動されるもの等がある。ビレ
ットを鍛造するためビレットヒータにより加熱する場合
には、ビレットの全長にわたる温度が均一であるいわゆ
る均一加熱が採用され、またアルミニウム等を金属押出
機により押出し成形して異形金絹棒としてのサツシュを
製造する場合には、ビレットの後端に行くほど少しづつ
温度の低いテーバ加熱が採用されることがある。前述の
三相コイルよりなるビレットヒータに於ては各コイル毎
に電圧を制御してテーバ加熱することができる。

従来、ビレットの一定の寸法に適合したビレットヒータ
を用いて多量生産的にビレットを加熱する場合には所望
の均−加熱又はテーバ加熱が得られたが、ビレットの寸
法特に全長が種々に変化する多種少量生産の場合にはビ
レットが所定の温度分布にならなくなるという事態が生
じるようになって来た。そしてビレットがコイルより長
いときは両端の温度が当然低いのであるがコイルよりあ
まり短いと両端が局部的に高温になることが判明して来
た。ビレットの温度分布を研究したところビレット内の
磁束分布が着目された。第１図はコイル１が所定の寸法
より短いビレット２を均一加熱している時の磁束分布を
示し、第２図はそのビレット２の軸方向の温度分布を示
す。この場合ビレット２の全長よりコイル１の全長がＡ
−１−Ｂだけかなり長くそのため金属から空気中へ磁束
Φが出入する近辺に於て第１図に示すように磁束Φがコ
イル中心軸の方へ収束されこの部分に於いてビレット断
面中に発生する誘起電流が増す。この結果第２図に示す
ようにビレット両端の温度は異常に旨くなる。この異常
温度は加熱後一定時間放置されれば解消されるが、操業
効率の向上と省エネルギーのため押出等の次工程へのリ
ードタイムが短縮されるようになって問題が明らかにな
った。

テーバ加熱の時も同様の現象が発生し、テーバ加熱及び
均一加熱のいずれの場合にも所望の温度分布に制御する
ことが困難となり、そのため特に金属押出機に適用した
場合には押出された異形金属棒は長手方向に微小な肉厚
不同力ｊ生じるという欠点があった。

〔発明の目的〕

この発明の目的は、１台のビレットヒータが処理するビ
レットの全長が変化してもビレット端部の異常県度が発
生せず、所望のテーバ加熱又は均一加熱を制御できるビ
レットヒータを得ることにあり、しかも搬入されるビレ
ットの全長が時間とともｌこ連続して変化する多種少量
生産に於てビレットの長さに応じて前記加熱制御の自動
化ができるようにすることにある。

〔発明の要点〕

この発明は、二つの発明とその実施態様からなる。

第一の発明は、藺用周波数電源云駆動されるビレットヒ
ータにおいて、連続して配設した三つの筒状の誘導加熱
コイルを三相接続し、この三つのコイルをそれぞれ独立
して電圧調整可能な変圧器を設け、前記コイルの両端の
コイルの少くとも一つに通電ｔ５３の軸方向長さを調整
する中間タップを設けるものであって、要するにビレッ
トの長さによって生じる端部の異常高６債が次工程への
リードタイムが短縮されてそのま＼保たれて不良となら
ないよう、コイル通電長さを可変としテーバ加熱又は均
一加熱の温度分布を梢度よく制御しようとするものであ
る。

第二の発明は、ビレットヒータを筒状の誘導加熱コイル
と、このコイル内にビレットを断続的に搬入して倣出す
る搬送手段と、前記コイルの搬出側所定位置にビレット
を停止させるストッパと、前記コイル内のビレット全長
を計測する副長手段と、前記ビレット全長に応じてコイ
ル通電部の軸方向長さを調整する調整手段とから溝成す
るものであって、要するにビレット長を測長して最適な
温度分布の加熱を迅速に実現しようとするものである。

〔発明の実施例〕 第３図、第４図及び第５図はこの発明になるコイルの実
施例を示し、三つの筒状の誘導加熱コイル３１．３２及
び３３はそれぞれ連成して配設され図のように三相接続
されている。コイル３１にはその両端の端子のほかに中
間タップ３１ａ及び３１ｂが設けられている。ビレット
２は適宜の手段でコイル３１の側から搬入されコイル３
３の側へ搬出される。ビレット２の両端は図のようにａ
及′ひｂだけコイル両端か、ら中に寄り、前記コイル３
１．３２及び３３に同一電圧を適宜な時間印加すること
により第４図の符号４に示すようにビレットは均一加熱
される。この際ａ及びｂはビレットの直径にもよるが２
０〜５０加がよい。ビレットをテーバ加熱したいときは
図示しないトランスのタップを切換えてコイル３３’、
３２．３１の順で印加電圧を低くすると第４図の符号５
に示すようにビレットはテーバ加熱される。次にビレッ
ト２の長さが〜↓３図の点に１で示すようにＣだけ短い
ものが搬入されたときはこれに適したタップ３１ｂが選
ばれ前述の要領で均−加熱又はテーバ加熱が実現でき、
その時の温度分布は第５図の符号６又は７に示すとうり
である。第３図には更に異る長さのビレットのための中
間タッグ３１ａがあるが、タップの数を更に増したり中
間タップをコイル３３に設けることもできる。ビレット
の長さによってはコイル３１には全く通電しないでコイ
ル３２及び３３のみを用いることもできる。

第６図及び第７図はこの発明になる搬送手段としてのプ
ッシャーと測長手段とが兼用された実施例であってビレ
ットはコイルの中で予熱及び最終加熱の２段階で加熱さ
れる場合を示す。第６図は加熱中ないしは加熱直後を示
し、コイル３の中に最終加熱の状態のビレット２１及び
予備加熱の状態のビレット２２があり、コイルの外には
待機中のビレット２３がある。ストッパ８のＬ７状の端
Ｍ８１はビレツ１−２１の端部に当接してビレットを停
止させている。ストッパ８はコイル３の外にあるシリン
ダ９により付勢さイーＬ、グツシャ１０はシリンダ１１
により伺勢される。

一段階の加熱が終了すると、シリンダ９により搬出側に
付勢されるストッパ８は図示しないカムによりシリンダ
９の軸心のまわりに序々に回動し第７図に示すように端
部かコイル３の軸心から外れる。次にシリンダ１１によ
りブツシャ１０を速度■１で付勢しながら搬出側から図
示しない装置によりビレット２１をＶ、より大きい速度
Ｖ２で搬出すると、ビレット２１とビレット２２とは相
対的に離れながら搬出側へ８動するとともに待機してい
たビレット２３もコイル３の中に搬入されて行く。

コイル３の搬出部付近には近接スイッチ等の位置検出装
置１２があってビレット２２の端部がこの位置に来ると
ブツシャ１０は停止するようになっている。ブツシャ１
０の先端の初期の位置と位置検出装置１２との距離を及
びブツシャ１０の移動１、ｔ　Ｓからコイル３の中のビ
レット２２及び２３の全長ｂ　十Ｃは算出される。この
ｂ　十ｃの値が判れば第６図及び第７図には図示しない
が第３図に示すように適切なタップを選定してビレット
２２及び２３の温度分布を速に制御できる。加熱ｌこ先
立ちブツシャ１０が後退しストッパ８がビレット２２に
当接して第３図に示すビレットのコイル内の位ｉべａ及
びｂを決める。

前述のストッパｌＯの移動量Ｓは公知の谷オ曵の方法で
検出できるが、第８図はその一実施例の概念図であって
、ブツシャ１０は一対のスプロケットホイール１３に張
られたチェーン１４に連結され、スプロケットホイール
１３の軸から任意の減速機１５を介して連結されたロー
タリーエンコード１６からの電気信号としてＳはとり出
される。

上述の測長手段の実施例である第６図ないし第８図は測
長手段の一部がブツシャ１０及びストッパ８さ兼用され
ているか、ブツシャｌＯ及びストッパ８と独立した測長
手段を設けることもできるし、測長手段による測長をコ
イルの中のビレットに対してではなくコイルに入る前の
ビレットに対して行ってもよい。

第９図及び第１０図はストッパの他の実施例であって、
ビレット２．コイル３．ストッパ８及びストッパを付勢
するシリンダ９はこれまでの説明ト同一である。ストッ
パ８のビレツ目こ当接する一端８１の他端８２に対向し
てねじ体１７と一体の位置決め板１８が設けられ、ねじ
体１７とねじ結合するねじ軸１９は軸受２０で支承され
てギャードモータ２４で駆動される。ねじ軸１９にはピ
ン２５を全周に等ピッチに配した絶縁板２６が固定され
、ピン２５に対向して近接スイッチ２７が固定配置され
ている。

キャードモータ２４を駆動することにより、ねじ１ｌｉ
ｌ＋　１９とねじ結合するねじ体１７の作用によりリニ
ヤウェイ２８に支承されて位置決め板１８は任意の位置
に移動させられ、近接スイッチ２７がピン２５をカウン
トすることにより前記位１丘決め板１８の位置を検知し
て制御することができる。

かくしてシリング９により軸９１を介してストッパ８を
第９図の左より右へ封装するとストッパ８の他端８２が
前記位置決め板１８に当接してストッパ８の停止位置を
制御することができ、その結果ストッパ８の一端８１に
よってビレット２の停止位５ｉを制御できる。すなわち
前述の第３図における寸法ａを制御し、ビレットの副長
結果と合せて寸法すを制御し結果として、ビレットの長
ざに応じ均−加熱又はテーバ加熱を４ｎ　）Ｍのよい温
度分布で央行することができる。この際寸法ａの制御は
ビレットの寸法に応じて行なイ）れるが、故意にビレッ
トの搬出側の一端の６を比較的高い温度になるようにａ
を大きくすることは金属押出機の運転上望ましいことが
ある。なお、第９図において位置決め板１８にはショッ
クアブソーバ２９の先端部２９ａが貫通突出するように
設けられ、位置決め板１８にストッパ８の他端部８２が
当接するときの衝撃を吸収する。

〔発明の効果〕

第一の発明によれば、ビレットの加熱に除してビレット
の長さが変っても端部の異常高温が避けられて任意の均
−加熱又はテーバ加熱が意図した正確な温度分布で得ら
れるから、次工程の各棟熱間塑性加工において精密な成
形ができる。自然放冷による温度分布の平頭化に依存し
ないで正イｔＶな温１ｆｆ−分布を実現するから次工程
へのり−トタイムを短縮して操業効率が向上する。不必
妥なコイルの通電を行なわないからリードタイムの短縮
による放冷による熱損失の低減とあいまってエネルギー
効率が向上する等の効果がある。

更に第二の発明によれは、ビレットヒータにｄｉｌｌ長
手段を有膜したので第一の発明の効果に加んて、副長結
果に基いて迅速な温度分布制御を行う自動化・無人化が
ｉｉＪ能になり、ビレット長が様々に変化する多イｉｆ
ｆ少最生産ζこ対応できるなどの効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のビレットヒータの断面図、第２図は誤３
１図により加熱されたビレットの温度分布図、第３図は
この発明の一部であるコイル部分の実施例の断面図、第
４図及び第５図は第３図により加熱されたそれぞれ異る
長さのビレットの温度分布図、第６図及び第７図は第二
の発イア一部であるｄｌｌ［長手段の実施例の断面図、
第８図は第６図及びす１↓７図の副長手段の一部である
検出手段の実施し０の概念図、並びに第９図及び第１Ｏ
図はこの発明になるストッパの実施例の平面図及び側面
図である。 １．３，３１，３２．３３・・コイル、２　、２１゜２
２．２３・・・ビレット、８・・・ストッパ、１０・・
ブツシャ、１２・・位置検出装置、１７・・・ねじ体、
１８・・位ＩＥＴ決め板、１９・・・ねじ軸、２７・・
近接スイッチ。 代理人た理十　山　口　島 ４６９− 才１聞 軸り同距輪

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）連続して配設した三つの筒状の誘導加熱コイルを三
   相接続し、この三つのコイルをそれぞれ独立して電圧調
   整可能な変圧器を設け、前記フィルの両端のコイルの少
   くとも一つに通電部の軸方向長さを調整する中間タップ
   を設けたことを’Ｉ？徴とするビレットヒータ。 ２）筒状の誘導加熱コイルと、このコイル内にビレット
   を断続的に搬入して搬出する搬送手段と、前記コイルの
   搬出側所定位置にビレットを停止させるストッパと、前
   記コイル内のビレット全長を計測する測長手段と、前記
   ビレット全長に応じてコイル通電部の軸方向長さを調整
   する調整手段とを備えてなることを特徴とするビレット
   ヒータ。 ３）特許請求の範囲第２項記載のビレットヒータにおい
   て、測長手段がコイルの搬出側でビレット端部の位置を
   検出する位置検出装置と、コイルの弧入側に軸方向に移
   動可能に設けた搬送手段の棒状ブツシャと、このブツシ
   ャの移動量を検出する検出手段とからなることを特徴と
   するビレットヒータ。 ４）特許請求の範囲第２項記載のビレットヒータにおい
   て、ストッパがシリンダによって付勢され一端がビレッ
   トｌこ当接する回転可能なストッパと、このストッパの
   他端に当接する位置決め板と、この位置決め板とねじ結
   合するねじ軸と、このねじ軸を回転駆動するモータと、
   前記ねじ軸の回転角を検出する装置とからなることを特
   徴とするビレットヒータ。