JP2012138175A - Induction heating apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ワークを対向するコイルの間に順次通過させることで連続的に加熱処理するタイプの誘導加熱装置に係り、特に、ワークの種々の大きさに対応してワーク毎に最適な加熱状態を実現できる誘導加熱装置に関するものである。 The present invention relates to an induction heating apparatus that continuously heats a workpiece by sequentially passing the workpiece between opposing coils, and in particular, an optimum heating state for each workpiece corresponding to various sizes of the workpiece. It is related with the induction heating apparatus which can implement | achieve.
粉体塗料を施した金属塗装品であるワークの焼き付け乾燥には、誘導加熱方式を利用すると、ワーク自体を加熱するのでワークに接触している側の塗料から加熱されることになり塗膜がワークに強固に固定されることや、脱脂処理をせずとも油分等が消散することや、外から加熱するわけではないので乾燥ドーム設備も不要になることや、消費エネルギーやCO2排出量を削減できることや、設置スパースも広く取らずに済むこと等から、好ましいとされている。
そして、処理効率を考慮して、特許文献1に記載のように、ワークを対向するコイルの間に順次通過させることで連続的に加熱処理することが提案されている。
The induction heating method is used to bake and dry a workpiece, which is a metal coated product with a powder coating, and the workpiece itself is heated, so the coating on the side in contact with the workpiece is heated. It can be firmly fixed to the workpiece, oil can be dissipated without degreasing, no drying dome equipment is required because it is not heated from the outside, and energy consumption and CO 2 emissions are reduced. It is preferable because it can be reduced and installation sparse is not necessary.
In consideration of the processing efficiency, as described in Patent Document 1, it has been proposed that heat treatment is continuously performed by sequentially passing a workpiece between opposing coils.
特許文献1では、ワークの種々の大きさを考慮して、ワークの通過方向両側に複数段にわたって水平方向に平行に並列配置されたコイル要素を両側から移動可能にすることで、ワークとコイル要素との対向間隔を最適に接近させることができるようにしている。
しかしながら、コイル要素の上下方向の長さについては調整できず、一定のものとなっている。
そのため、上下方向に長いワークに対応して配置したコイルセットを設置すると、それより短いワークを加熱する場合には無駄なエネルギーを消費することになるだけでなく、ワークの上下端部側が過熱されることになる。
一方、ワーク毎にコイルセットを交換するのは非常に面倒である。
In Patent Document 1, in consideration of various sizes of workpieces, coil elements arranged in parallel in the horizontal direction across a plurality of stages on both sides in the passing direction of the workpiece are movable from both sides, thereby enabling the workpiece and the coil elements to move. It is made possible to make the facing distance between and optimally approach.
However, the length of the coil element in the vertical direction cannot be adjusted and is constant.
For this reason, if a coil set placed corresponding to a workpiece that is long in the vertical direction is installed, not only wasteful energy is consumed when heating a workpiece shorter than that, but the upper and lower ends of the workpiece are overheated. Will be.
On the other hand, it is very troublesome to change the coil set for each workpiece.
それ故、本発明は、上記課題を解決するために、コイル要素の上下方向の長さを変更できる、誘導加熱装置を提供することを、その目的とする。
また、本発明は、併せて、ワークを挟んで対応するコイル要素を両側からも移動可能にしてワークとコイル要素の対向間隔も変更できる、誘導加熱装置を提供することを、その目的とする。
Therefore, in order to solve the above-described problems, an object of the present invention is to provide an induction heating device that can change the length of the coil element in the vertical direction.
Another object of the present invention is to provide an induction heating apparatus that can move the corresponding coil element from both sides with the workpiece sandwiched therebetween and can also change the facing distance between the workpiece and the coil element.
上記課題を解決するために、請求項1の発明は、ワークを対向するコイル要素の間に通過させることで誘導加熱する誘導加熱装置において、ワークの通過方向両側で上下方向に複数段にわたって水平方向に並列配置したコイル要素と、並列したコイル要素どうしの上下方向の対向間隔を変更する上下方向間隔変更手段とを備えることを特徴とする誘導加熱装置である。 In order to solve the above-mentioned problems, the invention of claim 1 is directed to an induction heating apparatus that performs induction heating by passing a workpiece between opposing coil elements. An induction heating apparatus comprising: coil elements arranged in parallel to each other; and vertical interval changing means for changing an interval in the vertical direction between the parallel coil elements.
請求項2の発明は、請求項1に記載した誘導加熱装置において、上下方向間隔変更手段は、ワークの通過方向両側でそれぞれ並列した各段のコイル要素をそれぞれ保持する複数の保持部材と、前記保持部材の一つには回動可能に連結され、その余の保持部材には保持部材側に設けられた長穴に摺動可能に係合したピンを介して連結されたアーム部材と、前記アーム部材の基端側に連結された回動手段とにより構成され、前記アーム部材の回動により前記複数の保持部材を上下方向に伸縮することで並列したコイル要素どうしの上下方向の対向間隔を変更することを特徴とする誘導加熱装置である。 The invention according to claim 2 is the induction heating apparatus according to claim 1, wherein the vertical interval changing means includes a plurality of holding members that respectively hold the coil elements of each stage arranged in parallel on both sides in the passing direction of the workpiece, One of the holding members is rotatably connected, and the other holding member is connected via a pin slidably engaged with an elongated hole provided on the holding member side; And a rotating means connected to the base end side of the arm member, and by vertically extending and retracting the plurality of holding members by the rotation of the arm member, the opposing spacing in the vertical direction between the parallel coil elements is increased. It is an induction heating device characterized by changing.
請求項3の発明は、請求項2に記載した誘導加熱装置において、上下方向間隔変更手段は、ワークの通過方向両側にそれぞれ一対のアーム部材を備え、回動手段は、ワークの通過方向に直交した状態で並列配置した一対の回転軸を備え、前記アーム部材は前記回転軸とそれぞれ噛合いを介して連結されていると共に、前記回転軸どうしも噛合いを介して連結されており、1本の回転軸の駆動回転によりワークの通過方向両側のそれぞれの一対のアーム部材を互いに反対方向に回動させることを特徴とする誘導加熱装置である。 According to a third aspect of the present invention, in the induction heating apparatus according to the second aspect, the vertical interval changing means includes a pair of arm members on both sides of the workpiece passing direction, and the rotating means is orthogonal to the workpiece passing direction. A pair of rotary shafts arranged in parallel with each other, and the arm members are connected to the rotary shafts through meshing, and the rotary shafts are connected to each other through meshing. The induction heating apparatus is characterized in that the pair of arm members on both sides of the workpiece passing direction are rotated in opposite directions by driving rotation of the rotating shaft.
請求項4の発明は、請求項3に記載した誘導加熱装置において、回動手段では、1本の回転軸に対して両側のアーム部材に対応して一対の歯車が設けられ、前記回転軸に対して一方側は歯車が固定結合され、他方側では摺動可能に結合されており、さらに、ワークの通過方向両側の保持部材どうしの横方向の対向間隔を変更調整する横方向間隔変更手段が備えられて、前記横方向間隔変更手段により横方向の間隔が変更されたときには前記他方側の歯車が追従して前記回転軸上を摺動することを特徴とする誘導加熱装置である。 According to a fourth aspect of the present invention, in the induction heating apparatus according to the third aspect, the rotating means is provided with a pair of gears corresponding to the arm members on both sides with respect to one rotating shaft, and the rotating shaft includes On the other hand, a gear is fixedly coupled on one side and slidably coupled on the other side, and further, a lateral distance changing means for changing and adjusting the lateral facing distance between the holding members on both sides of the workpiece passing direction is provided. The induction heating device is provided, wherein when the horizontal interval is changed by the horizontal interval changing means, the gear on the other side follows and slides on the rotating shaft.
本発明の誘導加熱装置によれば、連続処理方式でありながら、ワークの種々の大きさに対応して最適な加熱状態を実現できる。 According to the induction heating apparatus of the present invention, it is possible to realize an optimum heating state corresponding to various sizes of the workpiece while being a continuous processing method.
本発明の実施の形態に係る誘導加熱装置1を、図面に従って説明する。
図1において、符号3は保持部材群を示し、この保持部材群3は水平方向に細長い板状を為しており、板面は紙面の直交方向に向いている。保持部材群3は上下方向に5段にわたって並列している。そして、保持部材群3a、3b、3c、3d、3eにはそれぞれコイル要素としてのパイプ部5a、5b、5c、5d、5eが取り付けられて保持されている。図1はこの保持部材群3とパイプ部5からなるセットを正面側から示したものであり、奥側にも同じものが備えられている。そして、正面側のパイプ部5a、5b、5c、5d、5eと奥側のパイプ部5a、5b、5c、5d、5eとがそれぞれ同じ高さで向かい合った状態で対向配置している。この間をワークWが通過する。
An induction heating apparatus 1 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
In FIG. 1,
正面側のパイプ部5a、5b、5c、5d、5eと奥側のパイプ部5a、5b、5c、5d、5eは複数の可とう性通電冷却ホース(図示省略)で連結されて一続きになっており、全体として長円形のらせん状をなしている。この一続きで誘導コイルを為しており、この誘導コイルには高周波電源(図示量略)から高周波電流が供給されるようになっている。従って、正面側のパイプ部5a、5b、5c、5d、5eと奥側のパイプ部5a、5b、5c、5d、5eとでは電流方向が逆になっている。
The
保持部材群3とそれを駆動する機構は正面側と奥側は殆ど同じ構成になっているので、同じ構成について正面側を図示した図1に基づいて、以下に説明する。
保持部材群3a、3b、3c、3dには、水平方向に延びる一対の横長穴7a、7b、7c、7dがそれぞれ対応して形成されている。この横長穴は7a>7b>7c>7dの順に長くなり、しかも水平方向外方側には7a>7b>7c>7dの順に長穴端が延び、水平方向内方側には逆に7d>7c>7b>7aの順に長穴端が延びている。
Since the front side and the back side of the
The
保持部材群3a、3b、3c、3d、3eは、水平バー部材9とその上に立設された4本の縦フレーム部材11とでなるフレーム機台上に連結されて支持されており、具体的には縦フレーム部材11に連結されて4箇所で支持されている。各縦フレーム部材11には、縦方向に延びる縦長穴13が形成されている。上記した保持部材群3a、3b、3c、3d、3eのうち保持部材群3a、3b、3c、3dにはピン15が取り付けられ、このピン15の軸が上記した縦長穴13に嵌め込まれており、保持部材群3a、3b、3c、3dは縦長穴13内でのピン15の軸の摺動により上下方向に移動できるようになっている。一方、残りの保持部材群3eは縦長穴13の下方に形成された穴を利用したボルト17によるボルトナット締結により縦フレーム部材11に固定されている。
The
この誘導加熱装置1には、保持部材群3の駆動機構が3種類備えられている。以下、詳細に説明する。
図1において、符号19はスライド台を示し、このスライド台19が床面上に設置されている。このスライド台19には一対の脚部21が設けられ、各脚部21の上部側内面に設けられたガイド溝には、スライダー板23の左右両側縁が摺動可能に嵌め込まれており、スライダー板23は紙面に直交する方向に移動可能となっている。図4に示すように、このスライダー板23に吊り下げされたナット部材25には移動ネジ27が螺合している。スライド台19の脚部21から正面側に突き出した支持プレート上には中心移動モーター29(図1)が設置されており、移動ネジ27はこの中心移動モーター29(図1)に連結している。この構成により、中心移動モーター29の駆動によりスライダー板23がその上に設置された保持部材群3と共に黒矢印(図4)に示す方向に横移動できるようになっている。この横移動により、対向する一対の保持部材群3の間の中心軸Cが移動することになる。
The induction heating device 1 includes three types of drive mechanisms for the
In FIG. 1, the code |
図1に示すように、上記したスライダー板23の上には、紙面に直交する方向に並列した状態で一対のガイドレールが設けられ、この一対のガイドレール上には支持台31のスライダー脚33が摺動可能に係合しており、支持台31はスライダー板23に対して紙面に直交する方向に移動可能となっている。一方、正面側の支持台31には、開閉モーター35がスライダー板23の上に設置されており、この開閉モーター35には、図4に示すように開閉ネジ37が連結されている。この開閉ネジ37は両端側が互いに逆ネジの関係を為すようにネジが形成され、両端側がそれぞれ板状ナット39と螺合している。板状ナット39は両側に位置するフレーム機台の縦フレーム部材11と連結している。この構成により、開閉モーター35の駆動によりスライダー板23に対して一対の板状ナット39、39がその上に設置された保持部材群3と共に白矢印(図4)に示すように互いに近接離間する方向に同期して横移動できるようになっている。そして、その際には支持台31も共に移動するようになっている。
As shown in FIG. 1, a pair of guide rails are provided on the
上記した2種類の駆動機構で、横方向間隔変更手段が構成されている。この駆動機構は互いに独立に駆動できるので、ハンガーに吊下げられたワークWが一方側に突出している場合にも、パイプ部5がワークWに接触しない範囲で両側から最接近した状態で横方向からワークWに対峙させることができる。
The two types of drive mechanisms described above constitute a lateral interval changing means. Since the drive mechanisms can be driven independently from each other, even when the workpiece W suspended on the hanger protrudes on one side, the horizontal direction is maintained in the state where the
図1において正面から奥側に向かって、即ち紙面に直交する方向に向かって一対の回転軸43が水平に並列しており、いずれも回転自在に支持台31上に取り付けられている。図3に示すように、各回転軸43の両端側にはそれぞれ歯車45が連結されており、各回転軸43の一端側はメカロックにより歯車45が固定されているが、他端側はスプライン軸44になっており、歯車45は軸方向に摺動可能になっている。
一対の回転軸43のそれぞれ正面側に連結された歯車45、45は互いに噛合い、それぞれ奥側に連結された歯車45、45も互いに噛合っている。そして、正面側の一方の回転軸43には伸縮モーター47が連結されている。
In FIG. 1, a pair of
The
図1において、符号49はアーム部材を示し、このアーム部材49は細板状でなる軸部51の下方側先端側に円弧状部53の一端が連結されている。このアーム部材49は正面側に一対、奥側に一対備えられており、各一対のアーム部材49は円弧状部53が互いに対向している。
アーム部材49の軸部51には所定の間隔をあけて4本のピン55、55、55、55が一列に取り付けられ、このピン55の軸が上記した保持部材群3a、3b、3c、3dの横長穴7a、7b、7c、7dにそれぞれ嵌め込まれ、その下方では、ピン57の軸は保持部材群3eに回動自在に連結されている。従って、アーム部材49はピン57を支点として回動自在となっている。
In FIG. 1,
Four
アーム部材49の円弧状部53の外周には歯54が形成されており、この歯54は上記した歯車45と噛合っている。
従って、正面側と奥側でそれぞれ噛合った2組の一対のアーム部材49があるが、各一対の互いに噛合ったアーム部材49はそれぞれ時計周りと反時計周り、即ち互いに反対方向に回動するようになっており、ピン55が横長穴7a、7b、7c、7dの内側縁に当たるまで保持部材群3a、3b、3c、3dをそれぞれ上方に持ち上げることになる。そして、その限界は縦フレーム部材11の縦長穴13の上側縁に規制される。一方、ピン55が横長穴7a、7b、7c、7dの外側縁に当たるまで保持部材群3a、3b、3c、3dをそれぞれ下方に下げられることになる。そして、その限界は縦フレーム部材11の縦長穴13の下側縁に規制される。
このようにして、アーム部材49の回動により各保持部材群3a、3b、3c、3dの水平方向高さが決定され、縦フレーム部材11の縦長穴13に嵌り込んだピン15によってその高さが安定的に維持されることとなる。
Therefore, there are two pairs of
In this manner, the horizontal heights of the holding
図1、図4はアーム部材49のピン55が横長穴7a、7b、7c、7dのそれぞれの内側縁に当接しさらに限界まで上方に押したときを示しており、保持部材群3a、3b、3c、3d、3eどうしの上下方向の間隔が最も大きくなって、保持部材群3a、3b、3c、3dが保持部材群3eから上方に最大限伸びた状態になっている。
一方、図2、図5はアーム部材49のピン55が横長穴7a、7b、7c、7dのそれぞれの外側縁に当接しさらに限界まで下方に押したときを示しており、保持部材群3a、3b、3c、3d、3eどうしの上下方向の間隔が最も小さくなって、保持部材群3a、3b、3c、3dが保持部材群3eに向かって下方に最大限収縮した状態になっている。
1 and 4 show a state in which the
On the other hand, FIGS. 2 and 5 show the case where the
図3に示すように、中心移動モーター29や開閉モーター35の駆動により、保持部材群3と共にアーム部材49も回転軸43の軸方向を移動するが、歯車45を設置した支持台31も軸方向に同期して移動するので、歯車45も噛合っているアーム部材49と共にその噛合い状態を維持しながら移動する。そのため、上記した2つの横移動の駆動機構とこの上下移動の駆動機構は互いに独立して働かせることができる。
従って、誘導加熱装置1によれば、ワークWの大きさに応じて加熱状態を最適に実現することができる。
As shown in FIG. 3, the
Therefore, according to the induction heating device 1, the heating state can be optimally realized according to the size of the workpiece W.
次に、誘導加熱装置1の動作を説明する。
先ず、ワークWの上下方向の長さに応じて、保持部材群3a、3b、3c、3d、3eどうしの上下方向の間隔が調整される。また、ワークWの横方向の長さと、ハンガーに吊り下げされたワークの横方向一方側への偏った突出度合がある場合にはそれを考慮して、対向する保持部材群3どうしの横方向、すなわち水平方向の対向間隔と保持部材群3、3の横方向の設置位置とが調整される。上下方向の間隔については、例えば、W1のように、上下方向に長い場合には、図4に示すように、保持部材群3a、3b、3c、3d、3eは伸長して離間し、W2のように、上下方向に短い場合には、図5に示すように、保持部材群3a、3b、3c、3d、3eは収縮して集まる。
その後、誘導加熱を開始すると、ハンガー(図示省略)に吊下げられてワークW、W、‥‥が、対向するパイプ部5、5どうしの間の通過経路に、順次一定の送り速度で搬送されてくる。
Next, operation | movement of the induction heating apparatus 1 is demonstrated.
First, the vertical spacing between the holding
After that, when induction heating is started, the workpieces W, W,... Are suspended on a hanger (not shown) and are sequentially conveyed at a constant feed speed to the passage path between the opposing
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の具体的構成が上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨から外れない範囲での設計変更があっても本発明に含まれる。
例えば、金属塗装品の焼き付け乾燥だけでなく、ロー付け、焼き嵌め等にも利用できる。
Although the embodiment of the present invention has been described above, the specific configuration of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and even if there is a design change within a range not departing from the gist of the present invention. Included in the invention.
For example, it can be used not only for baking and drying of metal coated products but also for brazing and shrink fitting.
本発明の誘導加熱装置によれば、消費エネルギーの削減、さらには省スペース化及びコストの低減も図れる。また、設置にスペースを取らず、消費エネルギーやCO2排出量も少なくて済む。 According to the induction heating apparatus of the present invention, energy consumption can be reduced, and further, space saving and cost reduction can be achieved. Moreover, installation space is not required, and energy consumption and CO 2 emission amount can be reduced.
1‥‥誘導加熱装置 3a〜3e‥‥保持部材群
5a〜5e‥‥パイプ部 7‥‥横長穴
9‥‥水平バー部材 11‥‥縦フレーム部材
13‥‥縦長穴 15‥‥ピン
17‥‥ボルト 19‥‥スライド台
21‥‥脚部 23‥‥スライダー板
25‥‥ナット部材 27‥‥移動ネジ
29‥‥中心移動モーター 31‥‥支持台
33‥‥スライダー脚 35‥‥開閉モーター
37‥‥開閉ネジ 39‥‥板状ナット
43‥‥回転軸 45‥‥歯車
47‥‥伸縮モーター 49‥‥アーム部材
51‥‥軸部
53‥‥円弧状部 54‥‥(円弧状部の)歯
55‥‥ピン 57‥‥ピン
W‥‥ワーク C‥‥中心軸
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (4)
ワークの通過方向両側で上下方向に複数段にわたって水平方向に並列配置したコイル要素と、並列したコイル要素どうしの上下方向の対向間隔を変更する上下方向間隔変更手段とを備えることを特徴とする誘導加熱装置。 In an induction heating apparatus that performs induction heating by passing a workpiece between opposing coil elements,
Induction characterized by comprising coil elements arranged in parallel in the horizontal direction over a plurality of stages in the vertical direction on both sides of the workpiece passing direction, and vertical distance changing means for changing the vertical spacing between the parallel coil elements. Heating device.
上下方向間隔変更手段は、ワークの通過方向両側でそれぞれ並列した各段のコイル要素をそれぞれ保持する複数の保持部材と、前記保持部材の一つには回動可能に連結され、その余の保持部材には保持部材側に設けられた長穴に摺動可能に係合したピンを介して連結されたアーム部材と、前記アーム部材の基端側に連結された回動手段とにより構成され、前記アーム部材の回動により前記複数の保持部材を上下方向に伸縮することで並列したコイル要素どうしの上下方向の対向間隔を変更することを特徴とする誘導加熱装置。 In the induction heating apparatus according to claim 1,
The vertical direction interval changing means is connected to a plurality of holding members respectively holding the coil elements of the respective stages arranged in parallel on both sides of the workpiece passing direction, and is rotatably connected to one of the holding members. The member is composed of an arm member connected via a pin slidably engaged with a long hole provided on the holding member side, and a rotating means connected to the base end side of the arm member, An induction heating apparatus characterized in that the opposing spacing in the vertical direction between the parallel coil elements is changed by extending and contracting the plurality of holding members in the vertical direction by the rotation of the arm member.
上下方向間隔変更手段は、ワークの通過方向両側にそれぞれ一対のアーム部材を備え、回動手段は、ワークの通過方向に直交した状態で並列配置した一対の回転軸を備え、前記アーム部材は前記回転軸とそれぞれ噛合いを介して連結されていると共に、前記回転軸どうしも噛合いを介して連結されており、1本の回転軸の駆動回転によりワークの通過方向両側のそれぞれの一対のアーム部材を互いに反対方向に回動させることを特徴とする誘導加熱装置。 In the induction heating apparatus according to claim 2,
The vertical distance changing means includes a pair of arm members on both sides of the workpiece passing direction, the rotating means includes a pair of rotating shafts arranged in parallel in a state orthogonal to the workpiece passing direction, The rotating shafts are connected to each other through meshing, and the rotating shafts are also connected to each other via meshing, and a pair of arms on both sides in the passing direction of the workpiece by driving rotation of one rotating shaft. An induction heating device characterized in that members are rotated in opposite directions.
回動手段では、1本の回転軸に対して両側のアーム部材に対応して一対の歯車が設けられ、前記回転軸に対して一方側は歯車が固定結合され、他方側では摺動可能に結合されており、さらに、ワークの通過方向両側の保持部材どうしの横方向の対向間隔を変更調整する横方向間隔変更手段が備えられて、前記横方向間隔変更手段により横方向の間隔が変更されたときには前記他方側の歯車が追従して前記回転軸上を摺動することを特徴とする誘導加熱装置。 In the induction heating apparatus according to claim 3,
In the rotating means, a pair of gears are provided corresponding to the arm members on both sides with respect to one rotating shaft, and the gears are fixedly coupled to one side with respect to the rotating shaft and slidable on the other side. Further, there is provided a lateral interval changing means for changing and adjusting the lateral facing distance between the holding members on both sides of the workpiece passing direction, and the lateral interval is changed by the lateral interval changing means. The induction heating device is characterized in that the other side gear follows and slides on the rotating shaft.
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