JP6515397B1 - 電磁誘導加熱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被加熱対象物の加熱効率を低下させることなく被加熱対象物を加熱させるための磁石を冷却することができる電磁誘導加熱装置を提供する。【解決手段】電磁誘導加熱装置１００は、被加熱対象物ＷＫに対向する状態で複数の磁石を保持したテーブル１０１を備えている。テーブル１０１は、磁石１０５とは反対側の裏面１０１ａにヒートシンク１０３が形成されているとともにこのヒートシンク１０３が裏面ジャケット１０７で覆われている。ヒートシンク１０３は、テーブル１０１の回転駆動中心を中心とする４つの同心円の各円周上から同円周に沿って連続的に図示下方に下垂した環状に形成されている。裏面ジャケット１０７は、テーブル１０１の裏面１０１ａとの間に空洞部１０８を形成するとともに、この空洞部１０８に対して空気を供給または排気する気体供給機１１０および気体排出機１１１をそれぞれ備えている。【選択図】 図１

Description

本発明は、被加熱対象物に誘導電流を生じさせて加熱する電磁誘導加熱装置に関する。

従来から、導体からなる被加熱対象物に誘導電流を生じさせて加熱する電磁誘導加熱装置が知られている。例えば、下記特許文献１には、導電部材に対して複数の磁石を交互に異なる磁極で対向するように保持したフレームを回転駆動することによって導電部材に誘導電流を生じさせて加熱する磁気ヒータ装置が開示されている。この場合、下記特許文献１には、磁石を冷却するための冷却機構を備えることが開示されている。

特表２００４−５３７１４７号公報

しかしながら、上記特許文献１においては、冷却機構について何を何処にどのように設けて構成すれば磁石を冷却することができるかが記載されておらず、実質的に磁石を冷却することができない。また、磁気ヒータ装置のような被加熱対象物に誘導電流を生じさせて加熱する電磁誘導加熱装置においては、前記冷却機構を設けることで被加熱対象物の加熱効率を低下させる恐れもある。

本発明は上記問題に対処するためなされたもので、その目的は、被加熱対象物の加熱効率を低下させることなく被加熱対象物を加熱させるための磁石を冷却することができる電磁誘導加熱装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の特徴は、加熱対象である被加熱対象物を支持するワーク支持体と、ワーク支持体に支持された被加熱対象物側に複数の磁石の各磁極が同じ向きで平面的に配置されたテーブルと、テーブルを被加熱対象物に対して回転駆動するテーブル駆動手段とを備えて、複数の磁石を被加熱対象物に対して回転変位させることによって被加熱対象物に誘導電流を生じさせて加熱する電磁誘導加熱装置であって、テーブルに対してワーク支持体とは反対側の裏面側に気体を送る気体供給機と、テーブルの裏面側に空洞部を形成しつつ同空洞部とともに裏面を覆う裏面ジャケットとを備え、裏面ジャケットは、同裏面ジャケットの外部から空洞部に気体を送る気体供給機と、裏面ジャケットの内部と外部とに連通して空洞部内の気体を同空洞部の外に導く排気口とを備えることにある。

この場合、気体としては、空気のほか、窒素などの不活性ガスを用いることができる。また、気体供給機としては、ファンのほか、コンプレッサを用いることができる。

このように構成した本発明の特徴によれば、電磁誘導加熱装置は、被加熱対象物を加熱させるための磁石を保持するテーブルに対してワーク支持体とは反対側の裏面側に気体を送る気体供給機を備えているため、被加熱対象物の加熱効率を低下させることなく被加熱対象物を加熱させるための磁石を冷却することができる。また、このように構成した本発明の特徴によれば、電磁誘導加熱装置は、テーブルの裏面側に気体供給機および排気口をそれぞれ備えた裏面ジャケットを備えているため、テーブルの周囲の温度環境、特に、被加熱対象物から温度の伝搬によるテーブルの裏面側およびテーブルの裏面側に送る空気が加熱されることを防止して効果的にテーブルの裏面を冷却することができる。

また、本発明の他の特徴は、電磁誘導加熱装置において、気体供給機は、テーブルの裏面に向けて気体を送ることにある。

このように構成した本発明の他の特徴によれば、電磁誘導加熱装置は、気体供給機がテーブルの裏面に向けて気体を送るため、テーブルの裏面に沿って平行に気体を送る場合に比べて効率的に磁石を冷却することができる。

また、本発明の他の特徴は、電磁誘導加熱装置において、気体供給機は、テーブルにおける回転駆動中心と外縁部との間の部分に気体を送ることにある。

このように構成した本発明の他の特徴によれば、電磁誘導加熱装置は、気体供給機がテーブルにおける回転駆動中心と外縁部との間の部分に気体を送るため、テーブルにおける回転駆動中心部分、すなわち、回転駆動速度が相対的に遅い部分に気体を送る場合に比べて効率的に磁石を冷却することができる。

削 除

削 除

また、本発明の他の特徴は、電磁誘導加熱装置において、排気口は、テーブルの回転駆動中心からの距離が気体供給機のテーブルの回転駆動中心からの距離よりも遠い位置に形成されていることにある。

このように構成した本発明の他の特徴によれば、電磁誘導加熱装置は、排気口がテーブルの回転駆動中心からの距離が気体供給機のテーブルの回転駆動中心からの距離よりも遠い位置に形成されているため、回転駆動するテーブルによってテーブルの径方向外側に導かれる気体を効果的に排出口に導いて裏面ジャケットの外に排出させることができる。

また、本発明の他の特徴は、電磁誘導加熱装置において、排気口に空洞部内の気体を空洞部の外に導く気体排出機を備えることにある。

このように構成した本発明の他の特徴によれば、電磁誘導加熱装置は、排気口に空洞部内の気体を空洞部の外に導く気体排出機を備えているため、裏面ジャケット内の気体を積極的に排出して同裏面ジャケット内に新たな気体を導入することができ、テーブルの裏面を効果的に冷却することができる。

この場合、気体排出機としては、ファンのほか、コンプレッサを用いることができる。

また、本発明の他の特徴は、電磁誘導加熱装置において、裏面ジャケットおよびテーブルは、互いに接近した位置で対向し合う部分に、互いに非接触で張り出し合って空洞部と裏面ジャケットの外部とを屈曲しつつ連通させる絞り部を備えていることにある。

このように構成した本発明の他の特徴によれば、電磁誘導加熱装置は、裏面ジャケットおよびテーブルにおける互いに接近した位置で対向し合う部分に、互いに非接触で張り出し合って空洞部と裏面ジャケットの外部とを屈曲しつつ連通させる絞り部を備えているため、回転駆動するテーブルの裏面側に裏面ジャケットによって形成された空洞部内の気体の漏れを効果的に防止することができる。

また、本発明の他の特徴は、電磁誘導加熱装置において、絞り部は、裏面ジャケットの外部への開口部がテーブルに対向配置される被加熱対象物以外の方向に向いていることにある。

このように構成した本発明の他の特徴によれば、電磁誘導加熱装置は、絞り部における裏面ジャケットの外部への開口部がテーブルに対向配置される被加熱対象物以外の方向に向いているため、被加熱対象物の加熱を阻害することがなく被加熱対象物を効率的に加熱することができる。この場合、絞り部における裏面ジャケットの外部への開口部がテーブルに対向配置される被加熱対象物以外の方向とは、例えば、テーブルの径方向またはテーブルの裏面側が考えられる。

また、本発明の他の特徴は、電磁誘導加熱装置において、さらに、テーブル駆動手段および気体供給機の各作動をそれぞれ制御する制御装置を備え、制御装置は、テーブルの回転駆動を中断する際、テーブル駆動手段によるテーブルの回転駆動制御を中断した後に気体供給機の作動制御を終了することにある。

このように構成した本発明の他の特徴によれば、電磁誘導加熱装置は、制御装置がテーブルの回転駆動を中断する際、テーブル駆動手段によるテーブルの回転駆動制御を中断した後に気体供給機の作動制御を終了するため、テーブルの回転駆動の停止後における磁石の温度上昇を防止することができる。

また、本発明の他の特徴は、電磁誘導加熱装置において、さらに、テーブルの裏面側に突出して設けられた１つまたは複数の突起体からなるヒートシンクを備えることにある。

このように構成した本発明の他の特徴によれば、電磁誘導加熱装置は、テーブルの裏面側に突出して設けられた１つまたは複数の突起体からなるヒートシンクを備えているため、効率的にテーブルの裏面を冷却することができる。

また、本発明の他の特徴は、電磁誘導加熱装置において、ヒートシンクは、テーブルの回転駆動方向に連続的または断続的に延びて形成されていることにある。

このように構成した本発明の他の特徴によれば、電磁誘導加熱装置は、ヒートシンクがテーブルの回転駆動方向に連続的または断続的に延びて形成されているため、テーブルを円滑に回転駆動させることができるとともに、気体供給機によって供給された空気をテーブルの回転駆動方向に沿って円滑に流通させてテーブルの裏面を効果的に冷却することができる。

また、本発明の他の特徴は、電磁誘導加熱装置において、ヒートシンクは、テーブルに保持された磁石と磁石との間に形成されていることにある。

このように構成した本発明の他の特徴によれば、電磁誘導加熱装置は、ヒートシンクがテーブルに保持された磁石と磁石との間に形成されているため、気体供給機が供給した気体をテーブルに保持された磁石の直下部分に導くことができ、磁石を効果的に冷却することができる。

上記目的を達成するため、本発明は、加熱対象である被加熱対象物を支持するワーク支持体と、ワーク支持体に支持された被加熱対象物側に複数の磁石の各磁極が同じ向きで平面的に配置されたテーブルと、テーブルを被加熱対象物に対して回転駆動するテーブル駆動手段とを備えて、複数の磁石を被加熱対象物に対して回転変位させることによって被加熱対象物に誘導電流を生じさせて加熱する電磁誘導加熱装置であって、テーブルの裏面側に突出して設けられた１つまたは複数の突起体からなるヒートシンクを備え、ヒートシンクは、テーブルの回転駆動方向に連続的または断続的に延びて形成することができる。

この場合、気体としては、空気のほか、窒素などの不活性ガスを用いることができる。また、気体供給機としては、ファンのほか、コンプレッサを用いることができる。

これによれば、電磁誘導加熱装置は、テーブルの裏面側にテーブルの回転駆動方向に連続的または断続的に延びて形成された１つまたは複数の突起体からなるヒートシンクを備えているため、テーブルを円滑に回転駆動させることができるとともに、気体供給機によって供給された空気をテーブルの回転駆動方向に沿って円滑に流通させてテーブルの裏面を効果的に冷却することができる。すなわち、本発明に係る電磁誘導加熱装置は、被加熱対象物の加熱効率を低下させることなく被加熱対象物を加熱させるための磁石を冷却することができる。

上記目的を達成するため、本発明は、加熱対象である被加熱対象物を支持するワーク支持体と、ワーク支持体に支持された被加熱対象物側に複数の磁石の各磁極が同じ向きで平面的に配置されたテーブルと、テーブルを被加熱対象物に対して回転駆動するテーブル駆動手段とを備えて、複数の磁石を被加熱対象物に対して回転変位させることによって被加熱対象物に誘導電流を生じさせて加熱する電磁誘導加熱装置であって、テーブルの裏面側に突出して設けられた１つまたは複数の突起体からなるヒートシンクを備え、ヒートシンクは、テーブルに保持された磁石と磁石との間に形成することができる。

この場合、気体としては、空気のほか、窒素などの不活性ガスを用いることができる。また、気体供給機としては、ファンのほか、コンプレッサを用いることができる。

これによれば、電磁誘導加熱装置は、テーブルの裏面側にテーブルに保持された磁石と磁石との間に形成された１つまたは複数の突起体からなるヒートシンクを備えているため、気体供給機が供給した気体をテーブルに保持された磁石の直下部分に導くことができ、磁石を効果的に冷却することができる。すなわち、本発明に係る電磁誘導加熱装置は、被加熱対象物の加熱効率を低下させることなく被加熱対象物を加熱させるための磁石を冷却することができる。

本発明の一実施形態に係る電磁誘導加熱装置の構造を模式的に示す正面図である。 電磁誘導加熱装置の作動を制御する制御システムのブロック図である。 図１に示す電磁誘導加熱装置で加熱する対象である被加熱対象物の外観構成の概略を示す斜視図である。 図１に示す電磁誘導加熱装置を構成する磁石を備えたテーブルの表面側の外観構成の概略を示す平面図である。 図４に示すテーブルの裏面側の外観構成の概略を示す平面図である。 図１に示す破線円Ａ内の構成の詳細を示す部分拡大図である。 本発明の変形例に係る電磁誘導加熱装置の構造を模式的に示す正面図である。

以下、本発明に係る電磁誘導加熱装置の一実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係る電磁誘導加熱装置１００の構造を模式的に示す正面図である。また、図２は、電磁誘導加熱装置１００の作動を制御する制御システムのブロック図である。この電磁誘導加熱装置１００は、アルミホールまたはアルミサッシなど製品の製造過程において、これらの製品の原料となるアルミニウム材のインゴットからなる被加熱対象物ＷＫを予備加熱するための機械装置である。

まず、被加熱対象物ＷＫについて、簡単に説明しておく。被加熱対象物ＷＫは、図３に示すように、電磁誘導加熱装置１００によって加熱される対象物であり、アルミニウム材を棒状に形成して構成されている。より具体的には、被加熱対象物ＷＫは、断面形状が台形形状に形成された全体として台形錐形状に形成されている。

（電磁誘導加熱装置１００の構成）
電磁誘導加熱装置１００は、被加熱対象物ＷＫに誘導電流を生じさせて加熱するための機械装置であり、主として、テーブル１０１、磁石１０５、裏面ジャケット１０７、電動モータ１１８、上下動駆動機構１２２、ワーク支持体１２４および制御装置１３０をそれぞれ備えている。

テーブル１０１は、図４に示すように、複数の磁石１０５を保持するための部品であり、平面視で円形状の板状体（以下、「円板体」ともいう）で構成されている。より具体的には、テーブル１０１は、前記円板体に磁石保持部１０２、ヒートシンク１０３およびテーブル側絞り部形成部１０４がそれぞれ形成されているとともに、同円板体の図示下面となる裏面１０１ａの中心部から図示下方に向かって棒状に延びた連結軸部１０１ｂが形成されて構成されている。

磁石保持部１０２は、磁石１０５を保持するための部分であり、有底の穴で構成されている。この場合、磁石保持部１０２は、テーブル１０１に対向配置される被加熱対象物ＷＫに対してＮ極およびＳ極のうちの一方の端面を露出する深さに形成されている。この磁石保持部１０２は、テーブル１０１の回転駆動中心を中心とする３つの同心円の各円周上に複数の磁石保持部１０２がそれぞれ等間隔に形成されている。なお、図４においては、ワーク支持体１２４および被加熱対象物ＷＫをそれぞれ二点鎖線で示している。

ヒートシンク１０３は、図５に示すように、テーブル１０１が保持した磁石１０５の熱を吸収して放熱するための部分であり、テーブル１０１における磁石保持部１０２が開口する側とは反対側（図示下方側）となる裏面１０１ａ側に突出して形成されている。より具体的には、ヒートシンク１０３は、テーブル１０１の回転駆動中心を中心とする４つの同心円の各円周上から同円周に沿って連続的に図示下方に下垂した環状に形成されている。

この場合、ヒートシンク１０３は、裏面１０１ａ側から先端部に向かって厚さが薄くなる断面形状が台形形状に形成されている。また、ヒートシンク１０３は、３つの同心円上にそれぞれ形成された各磁石保持部１０２群の各間、最内周側の磁石保持部１０２の内側、および最外周側の磁石保持部１０２の外側にそれぞれ形成されている。

テーブル側絞り部形成部１０４は、図６示すように、後述するジャケット側絞り部形成部１１２と協働して絞り部１１３を形成して空洞部１０８内の空気の流出を抑制する部分であり、テーブル１０１の外周部に径方向外側に突出して形成されている。より具体的には、テーブル側絞り部形成部１０４は、テーブル１０１の外周部に径方向外側に突出した環状の突出片１０４ａがテーブル１０１の軸方向に所定の間隔を介して複数（本実施形態においては３つ）形成されている。

磁石１０５は、被加熱対象物ＷＫに誘導電流を生じさせるための部品であり、円柱状に形成されている。この磁石１０５は、テーブル１０１の板面に形成された複数の磁石保持部１０２内に両端面のうちの一方を露出した状態でそれぞれ収容されている。この場合、各磁石１０５は、テーブル１０１の板面側が互いに同じ磁極（本実施形態においては、Ｎ極）が露出する向きでテーブル１０１に収容されている。また、各磁石１０５は、テーブル１０１の板面と面一の状態で保持されている。

なお、各磁石１０５は、テーブル１０１の板面よりも内側に入り込んだ状態で保持されていてもよいし、板面から突出した状態で保持されていてもよい。また、各磁石１０５の配置態様は、被加熱対象物ＷＫの加熱の仕様に応じて適宜決定されるものであり、本実施形態に限定されるものでないことは当然である。また、各磁石１０５は、本実施形態においては、ネオジム磁石を用いているが、ネオジム磁石以外の磁石、例えば、フェライト、サマリウムコバルトまたはアルニコなどの各種磁石を用いることができる。

このテーブル１０１は、裏面１０１ａに形成された連結軸部１０１ｂにカップリングを有した中継軸１０６を介して電動モータ１１８の出力軸が接続されている。また、テーブル１０１の裏面１０１ａ側は、裏面ジャケット１０７によって覆われている。

裏面ジャケット１０７は、テーブル１０１の裏面１０１ａ側に空洞部１０８を形成しつつ覆う部品であり、金属材料を円筒状に形成して構成されている。より具体的には、裏面ジャケット１０７は、主として、対向部１０７ａおよび側面部１０７ｂを備えている。

対向部１０７ａは、テーブル１０１の裏面１０１ａに対して離隔した位置に対向配置された平板リング状の部品である。この場合、対向部１０７ａがテーブル１０１の裏面１０１ａに対して離隔した位置とは、空洞部１０８を形成するために必要な距離だけ離れた位置である。この対向部１０７ａには、２つの貫通孔が形成されているとともに、これらの各貫通孔に気体供給機１１０および気体排出機１１１がそれぞれ設けられている。

側面部１０７ｂは、対向部１０７ａの外縁部上に配置されてテーブル１０１の裏面１０１ａと対向部１０７ａとの間の空間を覆う円筒状の部品である。この側面部１０７ｂは、一方（図示下方）の端部が対向部１０７ａに溶接によって一体化しているとともに、他方の端部にジャケット側絞り部形成部１１２が設けられている。

これにより、テーブル１０１の裏面１０１ａ、対向部１０７ａおよび側面部１０７ｂによって囲まれた空間に空洞部１０８が形成される。この裏面ジャケット１０７は、側面部１０７ｂがカバースリーブ１１５に摺動自在に嵌合した状態で対向部１０７ａの中央部に形成された支持スリーブ１１６を介して可動支持ベース１１７によって支持されている。

空洞部１０８は、テーブル１０１の裏面１０１ａを冷却するための空気を溜める部分である。この空洞部１０８の大きさは、テーブル１０１の裏面１０１ａの表面積および冷却能力に応じて適宜設定される。

気体供給機１１０は、裏面ジャケット１０７の内側に形成された空洞部１０８内に空気を送り込むための機械装置である。具体的には、気体供給機１１０は、後述する制御装置１３０によって作動が制御されるファンによって構成されている。この気体供給機１１０は、裏面ジャケット１０７における対向部１０７ａに形成された貫通孔に嵌め込まれて設けられている。この場合、気体供給機１１０は、対向部１０７ａにおいて気体排出機１１１よりも径方向内側となる位置に設けられている。

気体排出機１１１は、裏面ジャケット１０７の内側に形成された空洞部１０８内に空気を裏面ジャケット１０７の外側に送り出すための機械装置である。具体的には、気体排出機１１１は、制御装置１３０によって作動が制御されるファンによって構成されている。この気体排出機１１１は、裏面ジャケット１０７における対向部１０７ａに形成された貫通孔に嵌め込まれて設けられている。この場合、気体排出機１１１は、対向部１０７ａにおいて気体排出機１１１よりも径方向外側となる位置に設けられている。

ジャケット側絞り部形成部１１２は、図６に示すように、前記テーブル側絞り部形成部１０４と協働して絞り部１１３を形成して空洞部１０８内の空気の流出を抑制する部分であり、テーブル側絞り部形成部１０４を構成する３つの突出片１０４ａの各間に各突出片１０４ａに対して非接触な状態で配置される金属製の２つの円板体で構成されている。この場合、２つの円板体は、側面部１０７ｂ上に重ねられてボルトによって固定されている。これにより、テーブル側絞り部形成部１０４とジャケット側絞り部形成部１１２との間には、空洞部１０８に連通した状態でテーブル１０１の上面側にジグザグに屈曲を繰り返しながら延びて外気に連通する円環状の絞り部１１３が形成される。

また、ジャケット側絞り部形成部１１２の図示上端部には、流路変更板１１４が設けられている。流路変更板１１４は、絞り部１１３が被加熱対象物ＷＫ側に向かって開口する開口部の向きを変更するための部品であり、金属製の平板環状体の外縁部が図示下方に屈曲した形状に形成されている。これにより、絞り部１１３における外気に連通する側の開口部は、テーブル１０１の径方向外側に屈曲した後、さらに図示下方に屈曲して開口している。

カバースリーブ１１５は、裏面ジャケット１０７とベース筐体１２３との間の空間を覆う部品であり、金属材料を円筒状に形成して構成されている。このカバースリーブ１１５は、一方（図示下方）の端部がベース筐体１２３上に固定されているとともに、他方の端部に裏面ジャケット１０７の側面部１０７ｂがシール材を介して図示上下方向に摺動自在な状態で嵌合している。

支持スリーブ１１６は、可動支持ベース１１７上で中継軸１０６および裏面ジャケット１０７をそれぞれ支持する部品であり、金属材料を円筒状に形成して構成されている。この支持スリーブ１１６は、一方（図示下方）の端部が可動支持ベース１１７上に固定されているとともに、他方（図示上側）の端部が裏面ジャケット１０７を固定的に支持している。また、支持スリーブ１１６は、内周部にベアリングを介して中継軸１０６を回転自在な状態で支持している。

可動支持ベース１１７は、テーブル１０１、裏面ジャケット１０７および電動モータ１１８をそれぞれ支持するための部品であり、金属製の板材を箱状に形成して構成されている。この可動支持ベース１１７は、リニアガイド１２０を介してガイド支持体１２１に連結された状態で上下動駆動機構１２２に支持されている。

電動モータ１１８は、テーブル１０１を回転駆動するための駆動源であり、制御装置１３０によって作動が制御されるサーボモータによって構成されている。すなわち、この電動モータ１１８が、本発明に係るテーブル駆動手段に相当する。この電動モータ１１８は、中継軸１０６を介してテーブル１０１に連結されている。

リニアガイド１２０は、テーブル１０１、裏面ジャケット１０７および電動モータ１１８を被加熱対象物ＷＫに対して接近または離隔する図示上下方向に案内するための部品であり、ガイド支持体１２１に設けられたレールと可動支持ベース１１７に設けられてガイド支持体１２１に設けられたレール上を往復変位するスライダとで構成されている。

ガイド支持体１２１は、リニアガイド１２０を構成するレールを支持するための部品であり、金属材をＬ字状に形成して構成されている。この場合、ガイド支持体１２１は、ガイド支持体１２１に設けられたレールをテーブル１０１、裏面ジャケット１０７および電動モータ１１８の案内方向に沿って支持するように同案内方向に沿って延びて形成されている。このガイド支持体１２１は、ベース筐体１２３に支持されている。

上下動駆動機構１２２は、テーブル１０１、裏面ジャケット１０７および電動モータ１１８を被加熱対象物ＷＫに対して接近または離隔する方向に変位させるための駆動源を備えた機械装置である。この上下動駆動機構１２２は、制御装置１３０によって作動制御される図示しない電動モータ（例えば、ＡＣサーボモータ）、この電動モータの回転駆動力を図示上下方向に変換するジャッキおよびこのジャッキをベース筐体１２３上で支持する支持台をそれぞれ有して構成されている。すなわち、可動支持ベース１１７、リニアガイド１２０、ガイド支持体１２１および上下動駆動機構１２２は、テーブル１０１、裏面ジャケット１０７および電動モータ１１８を被加熱対象物ＷＫに対して一体的に接近または離隔させるアプローチ機構を構成している。

ベース筐体１２３は、前記アプローチ機構および電動モータ１１８を収容しつつテーブル１０１、裏面ジャケット１０７、カバースリーブ１１５およびワーク支持体１２４を支持するための部品であり、金属製の棒状体を箱状に組んで構成されている。このベース筐体１２３は、図示上端部に支持スリーブ１１６が貫通する貫通孔１２３ａが形成された板状体からなる天板１２３ｂが取り付けられており、この天板上にカバースリーブ１１５およびワーク支持体１２４がそれぞれ支持されている。

ワーク支持体１２４は、テーブル１０１上にて被加熱対象物ＷＫを支持するための部品であり、被加熱対象物ＷＫがテーブル１０１の板面上に架けられるようにテーブル１０１の外側のベース筐体１２３上にそれぞれ設けられている。この場合、ワーク支持体１２４は、テーブル１０１の板面上における回転駆動中心部分に対して径方向外側にオフセットした位置で被加熱対象物ＷＫを支持する位置に設けられている。このワーク支持体１２４は、被加熱対象物ＷＫの両端部を下方から支持するように同両端部がそれぞれ上方から嵌り込むＶ字状に形成されている。

このワーク支持体１２４には、温度検出器１２５が設けられている。温度検出器１２５は、被加熱対象物ＷＫの温度を検出して制御装置１３０に出力する。

制御装置１３０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどからなるマイクロコンピュータによって構成されており、電磁誘導加熱装置１００の全体の作動を総合的に制御するとともに、記憶装置に予め記憶された図示しない加熱処理プログラムを実行することにより被加熱対象物ＷＫの加熱処理を行う。具体的には、制御装置１３０は、電動モータ１１８の作動を制御してテーブル１０１を回転駆動させるとともに、気体供給機１１０および気体排出機１１１の各作動を制御して裏面ジャケット１０７内の空洞部１０８に空気を供給する。また、制御装置１３０は、上下動駆動機構１２２の作動を制御してテーブル１０１の図示上下方向の位置を制御する。

この制御装置１３０には、作業者からの指示を受け付けて制御装置１３０に入力するスイッチ群からなる入力装置および制御装置１３０の作動状況を表示する表示ランプおよび液晶表示装置をそれぞれ備えた操作盤１３１を備えている。なお、制御装置１３０は、外部電源か電力を受けて電力を必要とする気体供給機１１０、気体排出機１１１、電動モータ１１８および上下動駆動機構１２２などの各部に供給する電源部を備えているが本発明に直接関わらないため、その説明は省略する。また、制御装置１３０は、金属製の箱体内に収容されてベース筐体１２３の外側面に取り付けられていてもよいが、有線を介してベース筐体１２３から離れた位置に設けられていてもよい。

（電磁誘導加熱装置１００の作動）
次に、上記のように構成した電磁誘導加熱装置１００の作動について説明する。本作動説明においては、アルミホールまたはアルミサッシなどのアルミニウム製の製品を製造する過程において、これらの原料となる被加熱対象物ＷＫを溶解炉にて溶融する前工程で被加熱対象物ＷＫを４００〜５００℃に加熱にして軟化させる予備加熱作業について説明する。

まず、作業者は、操作盤１３１を操作して電磁誘導加熱装置１００の電源をＯＮにする。これにより、制御装置１３０は、図示しない制御プログラムを実行して上下動駆動機構１２２の作動を制御することによってテーブル１０１を下降させて被加熱対象物ＷＫから最も離隔した位置に位置決めする。

次に、作業者は、被加熱対象物ＷＫを電磁誘導加熱装置１００上にセットする。具体的には、作業者は、電磁誘導加熱装置１００におけるワーク支持体１２４上に被加熱対象物ＷＫを載置する。より具体的には、作業者は、断面形状が台形形状に形成された被加熱対象物ＷＫにおける上底側の面（図示上側の面）をテーブル１０１に面する向きで被加熱対象物ＷＫの両端部をそれぞれワーク支持体１２４上に載置する。

この場合、ワーク支持体１２４は、上方に向かってＶ字状に開口した２つの傾斜面で構成されているため、被加熱対象物ＷＫの傾斜面からなる２つの側面と嵌合して安定的に被加熱対象物ＷＫを支持することができる。なお、被加熱対象物ＷＫのセット作業は、作業者が直接手作業で行ってもよいし被加熱対象物ＷＫを把持してワーク支持体１２４上に載置するロボットアームなどの機械装置を用いてもよい。また、被加熱対象物ＷＫは、台形形状における下底側の面（図示下側の面）をテーブル１０１に面する向きで配置してもよい。この場合、ワーク支持体１２４は、被加熱対象物ＷＫの両端部をそれぞれ載置する平面状に形成するとよい。

次いで、作業者は、被加熱対象物ＷＫに対して磁石１０５を位置決めする。具体的には、作業者は、操作盤１３１を操作して上下動駆動機構１２２の作動させることによってテーブル１０１の板面を被加熱対象物ＷＫの対向面に接触しない範囲で最接近させた位置に位置決めする。

次に、作業者は、被加熱対象物ＷＫを加熱する。具体的には、作業者は、操作盤１３１を操作して制御装置１３０に加熱処理プログラムの実行を指示する。この指示に応答して制御装置１３０は、電動モータ１１８を作動させることによってテーブル１０１を回転駆動させる。これにより、被加熱対象物ＷＫは、内部に生じた誘導電流によって急速に加熱される。

また、制御装置１３０は、電動モータ１１８の作動開始とともに気体供給機１１０および気体排出機１１１の各作動も開始させる。これにより、裏面ジャケット１０７の内側の空洞部１０８内は、気体供給機１１０によって空気が導入されるとともに空洞部１０８内の空気が気体排出機１１１によって空洞部１０８の外に排出される（図１において破線矢印参照）。この場合、空洞部１０８内に導かれた空気は、テーブル１０１の回転駆動によってテーブル１０１の径方向外側に導かれるため、気体排出機１１１から円滑に排出される。

本実施形態においては、空洞部１０８には、ベース筐体１２３内の空気が気体供給機１１０によって導入されるとともに気体排出機１１１によって空洞部１０８内の空気がベース筐体１２３内に排出される。これにより、空洞部１０８に対して導入または排出される空気の流れによる影響をベース筐体１２３内に収めることができる。

一方、テーブル１０１は、被加熱対象物ＷＫの加熱によって磁石１０５とともに加熱する。この場合、テーブル１０１は、裏面１０１ａにヒートシンク１０３が設けられているとともに、このヒートシンク１０３が空洞部１０８内に設けられていることで温度上昇が抑えられる。これにより、テーブル１０１に保持された磁石１０５の温度上昇が抑えられて磁力の低下が抑えられる。

また、空洞部１０８内の空気の一部は、絞り部１１３を介して電磁誘導加熱装置１００の外部に漏出する（図６における破線矢印参照）。この場合、絞り部１１３は、流路変更板１１４によって排出口が被加熱対象物ＷＫ側とは反対側に開口しているため、被加熱対象物ＷＫの加熱を阻害することがない。

次に、作業者は、被加熱対象物ＷＫが所定の温度に達した場合には、被加熱対象物ＷＫの加熱を停止して電磁誘導加熱装置１００から取り出す。具体的には、作業者は、操作盤１３１を操作して制御装置１３０に加熱処理プログラムの実行停止を指示する。この指示に応答して制御装置１３０は、電動モータ１１８の作動を停止させることによってテーブル１０１の回転駆動を停止させる。これにより、作業者は、ワーク支持体１２４上の被加熱対象物ＷＫを取り出すことができる。

この場合、制御装置１３０は、電動モータ１１８の作動停止とともに気体供給機１１０および気体排出機１１１の作動を停止させてもよいが、電動モータ１１８の作動停止後の暫くの間作動を継続させてもよい。例えば、制御装置１３０は、電動モータ１１８の作動停止後所定の時間経過後に気体供給機１１０および気体排出機１１１の作動を停止させてもよいし、温度検出器１２５によって検出される温度が所定温度以下になった場合に気体供給機１１０および気体排出機１１１の作動を停止させてよい。これらにより、電磁誘導加熱装置１００は、テーブル１０１の回転駆動の停止後における磁石１０５の温度上昇を防止することができる。

この被加熱対象物ＷＫの取出し作業において、作業者は、操作盤１３１に表示される被加熱対象物ＷＫの温度を確認して被加熱対象物ＷＫが所定の温度に達したことを確認することができる。また、作業者は、被加熱対象物ＷＫが所定の温度に達するまでの時間を予め実験的に取得しておき、この所定時間の経過の有無によって被加熱対象物ＷＫが所定の温度に達したことを把握することもできる。また、制御装置１３０は、前記所定温度に達したとき、または前記所定の時間が経過した場合には、自動的に電動モータ１１８の作動を停止させることもできる。なお、被加熱対象物ＷＫの取出し作業は、作業者が直接手作業で行ってもよいし被加熱対象物ＷＫを把持してワーク支持体１２４上から運び出すロボットアームなどの機械装置を用いてもよい。

そして、作業者は、電磁誘導加熱装置１００から取り出した被加熱対象物ＷＫを溶解炉に投入した後、溶融した被加熱対象物ＷＫを鋳型に流し込んでアルミホイールなどの成形品を成形する。この電磁誘導加熱装置１００から取り出した被加熱対象物ＷＫの加工過程については本発明に直接関わらないため、その説明は省略する。

次に、作業者は、新たな被加熱対象物ＷＫを加熱処理する場合には前記と同様にして新たな被加熱対象物ＷＫをワーク支持体１２４上に配置して加熱処理を実行する。一方、作業者は、この予備加熱工程を終了する場合には電磁誘導加熱装置１００の電源をＯＦＦにして作業を終了する。

上記作動説明からも理解できるように、上記実施形態によれば、電磁誘導加熱装置１００は、被加熱対象物ＷＫを加熱させるための磁石１０５を保持するテーブル１０１に対してワーク支持体１２４とは反対側の裏面１０１ａ側にヒートシンク１０３および空気を送る気体供給機１１０を備えているため、被加熱対象物ＷＫの加熱効率を低下させることなく被加熱対象物ＷＫを加熱させるための磁石１０５を冷却することができる。

さらに、本発明の実施にあたっては、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。なお、下記に示す各変形例においては、上記実施形態における電磁誘導加熱装置１００と同様の構成部分には同じ符号を付して、その説明は省略する。

例えば、上記実施形態においては、電磁誘導加熱装置１００は、テーブル１０１の裏面１０１ａ側にヒートシンク１０３および裏面ジャケット１０７をそれぞれ設けて構成した。しかし、電磁誘導加熱装置１００は、テーブル１０１の裏面１０１ａ側にヒートシンク１０３および裏面ジャケット１０７のうちの少なくとも一方を設けて構成することもできる。したがって、電磁誘導加熱装置１００は、ヒートシンク１０３を設けない場合には、テーブル１０１の裏面１０１ａを平らな平面状に形成することができる。

また、上記実施形態においては、気体供給機１１０は、テーブル１０１における裏面１０１ａに向けて空気を送るように構成した。これにより、電磁誘導加熱装置１００は、テーブル１０１の回転抵抗を抑えることができるとともにテーブル１０１を効果的に冷却することができる。しかし、気体供給機１１０は、テーブル１０１における裏面１０１ａに径方向に対して垂直方向以外の方向、例えば、径方向に平行な方向に向けて空気を送るように構成することもできる。この場合、気体供給機１１０は、裏面ジャケット１０７における側面部１０７ｂに設けることができる。

また、上記実施形態においては、気体供給機１１０は、テーブル１０１における回転駆動中心と外縁部との間の部分に空気を送るように構成した。しかし、気体供給機１１０は、テーブル１０１における回転駆動中心に向けて空気を送るように構成することもできる。この場合、テーブル１０１は、外縁部にテーブル１０１の回転駆動力を与えるように構成することができる。

また、上記実施形態においては、電磁誘導加熱装置１００は、テーブル１０１の裏面１０１ａ側に裏面ジャケット１０７を設けて構成した。しかし、電磁誘導加熱装置１００は、テーブル１０１の裏面１０１ａ側に空気流を形成すればよいため、裏面ジャケット１０７を省略して構成することもできる。この場合、電磁誘導加熱装置１００は、テーブル１０１の裏面１０１ａ側に空気流を形成するように気体供給機１１０を配置するとともに気体排出機１１１を省略して構成することもできる。

また、上記実施形態においては、裏面ジャケット１０７は、気体排出機１１１を備えて構成した。しかし、裏面ジャケット１０７は、図７に示すように、空洞部１０８内の空気を空洞部１０８の外に導くことができればよいため、気体排出機１１１を省略して構成することもできる。この場合、裏面ジャケット１０７は、空洞部１０８内の空気を空洞部１０８の外に導くための貫通孔からなる排気口１０９を設けて構成すればよい（図７における破線矢印参照）。

また、上記実施形態においては、気体排出機１１１は、裏面ジャケット１０７の対向部１０７ａにおいて気体供給機１１０よりもテーブル１０１の径方向外側の位置に設けた。これにより、空洞部１０８内の空気を効率的に空洞部１０８の外に導くことができる。しかし、裏面ジャケット１０７の対向部１０７ａにおいて気体供給機１１０と同じテーブル１０１の径方向の位置、または気体供給機１１０よりもテーブル１０１の径方向内側の位置に設けることもできる。なお、裏面ジャケット１０７は、上記したように気体排出機１１１に代えて排気口１０９を設けた場合においては、気体排出機１１１と同様に、裏面ジャケット１０７における気体供給機１１０よりも径方向外側、径方向で同じ位置または径方向内側に形成することができる。

また、上記実施形態においては、テーブル１０１の外周部と裏面ジャケット１０７との間に屈曲した流通路からなる絞り部１１３を形成した。しかし、テーブル１０１の外周部と裏面ジャケット１０７との間に直線的な流通路からなる絞り部１１３を形成して構成することもできる。また、絞り部１１３は、裏面ジャケット１０７の側面部１０７ｂの先端部をテーブル１０１の裏面１０１ａに対向配置することによって側面部１０７ｂの先端部と裏面１０１ａとの間に屈曲または直線的に延びる流通路からなる絞り部１１３を形成することもできる。また、電磁誘導加熱装置１００は、テーブル１０１と裏面ジャケット１０７とが互いに摺動可能に接触するように構成することで絞り部１１３を省略して構成することもできる。

また、上記実施形態においては、絞り部１１３は、外部に面する開口部が図示下方向に開口するように構成した。しかし、絞り部１１３は、空洞部１０８内の空気を外部に排出できるように構成されていればよい。したがって、絞り部１１３は、流路変更板１１４の外縁部を折り曲げず流路変更板１１４を平板環状に形成することで外部に面する開口部がテーブル１０１の径方向外側に向くように構成することができる。また、絞り部１１３は、流路変更板１１４を省略して外部に面する開口部が被加熱対象物ＷＫ側を向くように構成することもできる。

また、上記実施形態においては、気体供給機１１０および気体排出機１１１をそれぞれ送風機で構成して空洞部１０８に対して空気を流通させるように構成した。しかし、気体供給機１１０および気体排出機１１１は、空洞部１０８に対して気体を流通させるように構成すればよい。したがって、気体供給機１１０および気体排出機１１１は、ポンプなどのコンプレッサで構成してもよい。また、気体供給機１１０は、窒素などの不活性ガスを空洞部１０８に供給するように構成することもできる。

また、上記実施形態においては、ヒートシンク１０３は、テーブル１０１の裏面１０１ａ上において同心円上に配置されて周方向に連続的に延びる複数の円環体で構成した。しかし、テーブル１０１の裏面１０１ａ上に形成された１つまたは複数の突起体で構成されていればよい。したがって、ヒートシンク１０３は、同心円上に配置されて周方向に断続的に延びる複数の円環体で構成することができる。また、ヒートシンク１０３は、直線状に連続的または断続的に延びる壁状またはヒダ状に形成することもできる。また、ヒートシンク１０３は、テーブル１０１の裏面１０１ａに１つまたは複数の半球状の突起体で構成することもできる。

また、上記実施形態においては、ヒートシンク１０３は、テーブル１０１の裏面１０１ａ上において同心円上に配置された径方向上の磁石１０５群と磁石１０５群との間に形成されている。しかし、ヒートシンク１０３は、テーブル１０１の裏面１０１ａ上において同心円上に配置された径方向上の各磁石１０５群と同じ径方向の位置、換言すれば、各磁石１０５群の図示の真下の位置に形成することもできる。

また、上記実施形態においては、制御装置１３０は、テーブル１０１の回転駆動を中断する際、電動モータ１１８によるテーブル１０１の回転駆動制御を中断した後に気体供給機１１０の作動制御を終了するようした。これにより、電磁誘導加熱装置１００は、テーブル１０１の回転駆動の停止後における磁石１０５の温度上昇を防止することができる。しかし、制御装置１３０は、テーブル１０１の回転駆動を中断する際、電動モータ１１８によるテーブル１０１の回転駆動制御の中断と同時または同中断に先んじて気体供給機１１０の作動制御を終了するようにしてもよい。

また、上記実施形態においては、電磁誘導加熱装置１００は、気体供給機１１０、気体排出機１１１および電動モータ１１８の各作動を制御する制御装置１３０を備えて構成した。しかし、電磁誘導加熱装置１００は、制御装置１３０を省略して構成することもできる。この場合、電磁誘導加熱装置１００は、気体供給機１１０、気体排出機１１１および電動モータ１１８の各作動を作業者による手動操作によって制御するようにしてもよい。

また、上記実施形態においては、被加熱対象物ＷＫは、断面形状が台形形状に形成した。しかし、被加熱対象物ＷＫの形状は上記実施形態に限定されるものではなく、テーブル１０１に設けられた磁石１０５に対向配置可能な形状に形成されていればよい。したがって、被加熱対象物ＷＫは、断面形状が円形のほか、方形または三角形などの多角形状の棒状体のほか、平板状の板状体で構成することができる。

また、上記実施形態においては、被加熱対象物ＷＫは、アルミホールまたはアルミサッシなどのアルミニウム製の製品の原料としての鋳塊で構成した。しかし、被加熱対象物ＷＫは、アルミホイールまたはアルミサッシ以外の各種製品（例えば、アルミニウム製のシリンダブロックなど）の原料としての鋳塊であってもよいことは当然である。また、被加熱対象物ＷＫは、アルミニウム材以外の常磁性体（例えば、アルミニウム、マンガン、白金またはガラスなど）または反磁性体（例えば、銅、金、銀、亜鉛、鉛、ガラスまたは木材など）の材料で構成することもできる。さらに、被加熱対象物ＷＫは、アルミホイールまたはアルミサッシなどの完成品に至る前で原材料に対して加工が施された半製品であってもよい。

また、上記実施形態においては、ワーク支持体１２４は、台形錐状に形成された被加熱対象物ＷＫが上方から嵌り込む断面がＶ字状に形成した。しかし、ワーク支持体１２４は、被加熱対象物ＷＫを着脱自在に支持するように構成されていればよい。したがって、ワーク支持体１２４は、被加熱対象物ＷＫが載置された状態で更に上方または側方から被加熱対象物を押えるクランプ機構を備えていてもよい。また、ワーク支持体１２４は、ベルトコンベアのように、被加熱対象物ＷＫがテーブル１０１上を移動する状態で支持するように構成することもできる。

ＷＫ…被加熱対象物、
１００…電磁誘導加熱処理装置、１０１…テーブル、１０１ａ…裏面、１０１ｂ…連結軸部、１０２…磁石保持部、１０３…ヒートシンク、１０４…テーブル側絞り部形成部、１０４ａ…突出片、１０５…磁石、１０６…中継軸、１０７…裏面ジャケット、１０７ａ…対向部、１０７ｂ…側面部、１０８…空洞部、１０９…排気口、
１１０…気体供給機、１１１…気体排出機、１１２…ジャケット側絞り部形成部、１１３…絞り部、１１４…流路変更板、１１５…カバースリーブ、１１６…支持スリーブ、１１７…可動支持ベース、１１８…電動モータ、
１２０…リニアガイド、１２１…ガイド支持体、１２２…上下動駆動機構、１２３…ベース筐体、１２４…ワーク支持体、１２５…温度検出器、
１３０…制御装置、１３１…操作盤。

Claims (11)

1. 加熱対象である被加熱対象物を支持するワーク支持体と、
   前記ワーク支持体に支持された前記被加熱対象物側に複数の磁石の各磁極が同じ向きで平面的に配置されたテーブルと、
   前記テーブルを前記被加熱対象物に対して回転駆動するテーブル駆動手段とを備えて、前記複数の磁石を前記被加熱対象物に対して回転変位させることによって前記被加熱対象物に誘導電流を生じさせて加熱する電磁誘導加熱装置であって、
   前記テーブルに対して前記ワーク支持体とは反対側の裏面側に気体を送る気体供給機と、
   前記テーブルの前記裏面側に空洞部を形成しつつ同空洞部とともに前記裏面を覆う裏面ジャケットとを備え、
   前記裏面ジャケットは、
   同裏面ジャケットの外部から前記空洞部に前記気体を送る前記気体供給機と、
   前記裏面ジャケットの内部と外部とに連通して前記空洞部内の気体を同空洞部の外に導く排気口とを備えることを特徴とする電磁誘導加熱装置。
   
2. 請求項１に記載した電磁誘導加熱装置において、
   前記気体供給機は、
   前記テーブルの前記裏面に向けて前記気体を送ることを特徴とする電磁誘導加熱装置。
3. 請求項１または請求項２に記載した電磁誘導加熱装置において、
   前記気体供給機は、
   前記テーブルにおける回転駆動中心と外縁部との間の部分に前記気体を送ることを特徴とする電磁誘導加熱装置。
4. 請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１つに記載した電磁誘導加熱装置において、
   前記排気口は、
   前記テーブルの回転駆動中心からの距離が前記気体供給機の前記テーブルの回転駆動中心からの距離よりも遠い位置に形成されていることを特徴とする電磁誘導加熱装置。
5. 請求項１ないし請求項４のうちのいずれか１つに記載した電磁誘導加熱装置において、
   前記排気口に前記空洞部内の前記気体を前記空洞部の外に導く気体排出機を備えることを特徴とする電磁誘導加熱装置。
6. 請求項１ないし請求項５のうちのいずれか１つに記載した電磁誘導加熱装置において、
   前記裏面ジャケットおよび前記テーブルは、
   互いに接近した位置で対向し合う部分に、互いに非接触で張り出し合って前記空洞部と前記裏面ジャケットの外部とを屈曲しつつ連通させる絞り部を備えていることを特徴とする電磁誘導加熱装置。
7. 請求項６に記載した電磁誘導加熱装置において、
   前記絞り部は、
   前記裏面ジャケットの外部への開口部が前記テーブルに対向配置される前記被加熱対象物以外の方向に向いていることを特徴とする電磁誘導加熱装置。
8. 請求項１ないし請求項７のうちのいずれか１つに記載した電磁誘導加熱装置において、さらに、
   前記テーブル駆動手段および前記気体供給機の各作動をそれぞれ制御する制御装置を備え、
   前記制御装置は、
   前記テーブルの回転駆動を中断する際、前記テーブル駆動手段による前記テーブルの回転駆動制御を中断した後に前記気体供給機の作動制御を終了することを特徴とする電磁誘導加熱装置。
9. 請求項１ないし請求項８のうちのいずれか１つに記載した電磁誘導加熱装置において、さらに、
   前記テーブルの前記裏面側に突出して設けられた１つまたは複数の突起体からなるヒートシンクを備えることを特徴とする電磁誘導加熱装置。
10. 請求項９に記載した電磁誘導加熱装置において、
    前記ヒートシンクは、
    前記テーブルの回転駆動方向に連続的または断続的に延びて形成されていることを特徴とする電磁誘導加熱装置。
11. 請求項９または請求項１０に記載した電磁誘導加熱装置において、
    前記ヒートシンクは、
    前記テーブルに保持された磁石と磁石との間に形成されていることを特徴とする電磁誘導加熱装置。
    

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