JP7255370B2 - 誘導加熱装置 - Google Patents

Description

本発明は、コアと、該コアに巻回されたコイルとを備える誘導加熱装置に関する。

ワークとして金属などの誘電体を加熱するのに該ワークに誘起される渦電流を利用する誘導加熱装置が知られている。誘導加熱装置は、コアと、該コアのまわりに巻回されたコイルとを備えており、コイルに交流電流を通電することによって磁束を発生させ、該磁束をコアの端部からワークに供給することにより、ワークに渦電流を発生させる。誘導加熱はワーク内部の渦電流によって内部からの発熱ができるので効率が高く迅速な加熱が可能である。

ところで、誘導加熱装置は対象のワークの形状や物性に応じた専用設計がなされており、ワークが異なると加熱効率が変化する。そこで特許文献１においては、コイル位置を一定にしながらコアを相対的に昇降させてワークとの距離を調整することが提案されている。

特開２００１－３２０１６号公報

誘導加熱装置は、例えば熱容量が異なる２つの板材のロウ付けに用いられることがある。板材の加熱には表面から裏面にかけて磁束を通過させると効率的に加熱することができる。また、加熱に利用される磁束が２つの板材に対して共通に供給されるような磁束経路が実現されると効率的である。

上記の特許文献１に記載の誘導加熱装置では、ワークに対して表面からだけ磁束を供給しており効率的ではない。また、ワークの２か所に対して独立的な加熱装置で加熱をしており効率的ではない。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、複数のワークまたはワークの複数か所に対して効率的な加熱が可能となる誘導加熱装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる誘導加熱装置は、第１コアおよび第２コアと、前記第１コアおよび前記第２コアの各端部である磁極のまわりにそれぞれ巻回されたコイルと、を備え、前記第１コアの一対の前記磁極と前記第２コアの一対の前記磁極とはワークが配置される第１ギャップおよび第２ギャップを介して対向して配置され、前記第１コアの一方の前記磁極と他方の前記磁極とは別体であり、前記第１コアの一対の前記磁極を個別に進退させ、前記第１ギャップの幅および前記第２ギャップの幅を調節する駆動機構を有することを特徴とする。

二対の前記磁極は、前記第１コアおよび前記第２コアによるループ状の磁束経路の一部で前記第１ギャップおよび前記第２ギャップを形成していてもよい。

４つの前記コイルは、それぞれループ状の前記磁束経路に沿った同一方向に磁束を発生させる向きに巻回されており、それぞれ直列に接続されていてもよい。

対向する前記磁極はそれぞれ中空部を有し、それぞれの前記中空部にはロッドが挿通され、前記ワークは前記ロッドによって両面を挟持されてもよい。

前記ロッドには前記ワークの温度を計測する温度計測手段が設けられていてもよい。

前記温度計測手段は、前記ワークに接触して温度を計測してもよい。

前記ロッドは酸化アルミニウム、窒化ケイ素またはジルコニアで形成されていてもよい。

前記第１コアの一対の前記磁極は固定位置の中間コアを介して磁気的に接続されていてもよい。

一対の前記磁極と前記中間コアとの間には隙間が設けられていてもよい。

前記第１コアの一対の前記磁極は隣接して配置されて磁気的に接続されていてもよい。

前記ワークは異なる部材の第１ワークと第２ワークとを含み、前記第１ワークは前記第１ギャップに配置され、前記第２ワークは前記第２ギャップに配置されてもよい。

前記第１ワークの温度と前記第２ワークの温度とを計測する温度計測手段と、前記第１ワークの温度および前記第２ワークの温度に基づいて前記駆動機構を駆動して前記第１ギャップの幅および前記第２ギャップの幅を調整する制御部と、を有してもよい。

前記制御部は、前記第１ワークの温度と前記第２ワークの温度とが等しくなるように前記駆動機構を駆動してもよい。

前記制御部は、前記第１ギャップの幅と前記第２ギャップの幅との和が一定となるように前記駆動機構を駆動してもよい。

前記第１ワークと前記第２ワークとは端面同士が突き合わされ、加熱されて接合されてもよい。

本発明にかかる誘導加熱装置は、熱容量が異なる複数のワークの加熱において表面から裏面にかけて磁束を通過させることから効率的な加熱ができる。また、加熱に利用される磁束が複数のワークに対して共通に供給されるような磁束経路が実現されて効率的である。

図１は、実施の形態にかかる誘導加熱装置を示す斜視図である。 図２は、誘導加熱装置の模式側面図である。 図３は、誘導加熱装置の断面側面図である。 図４は、第２コアにおける磁極の上端とその近傍を示す断面側面図である。 図５は、誘導加熱装置および該誘導加熱装置を含む加熱システムのブロック図である。 図６は、制御部で実行されるインバータの制御手順を示すフローチャートである。 図７は、制御部で実行される駆動制御部の制御手順を示すフローチャートである。 図８は、誘導加熱装置によりワークを加熱した際の該ワークの温度プロファイルの例を示すグラフである。 図９は、変形例にかかる誘導加熱装置の模式図であり、（ａ）は第１の変形例を示し、（ｂ）は第２の変形例を示し、（ｃ）は第３の変形例を示し、（ｄ）は第４の変形例を示す。

以下に、本発明にかかる誘導加熱装置の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。

以下の実施例にかかる誘導加熱装置はほぼ左右対称の構造であり、基本的に左側の構成要素には符号の添え字に「ａ」を付し、右側の構成要素には「ｂ」を付す。また、左右を明示する場合には、左側の構成要素には符号の添え字に「Ｌ」を付し、右側の構成要素には「Ｒ」を付す。ただし上下、左右など方向の表記は説明の便宜上のものであり、発明を限定するものではない。

図１は、本発明の実施形態である誘導加熱装置１０を示す斜視図である。誘導加熱装置１０は、例えば熱容量の異なる２つのワーク（第１ワーク）１２ａとワーク（第２ワーク）１２ｂとを同時に加熱することに用いられる。また、例えば１つのワークの２か所を同時に加熱するという要求仕様がある場合には、ワーク１２ａに相当する部分とワーク１２ｂに相当する部分とが一体のものであってもよい。被加熱部材のワーク１２ａとワーク１２ｂとは薄板状の接合材料を介して端部同士が突き合わされ、加熱されることにより接合される。以下の例では、接合材料にロウ材が用いられワーク１２ａとワーク１２ｂとはロウ付けされるものとする。このような場合、ワーク１２ａとワーク１２ｂとが均等に加熱されることが好ましい。

ワーク１２ａ，１２ｂは、例えば長尺な薄板形状であって、図１の横方向に延在するように配置されている。ワーク１２ａ，１２ｂは、電気伝導性のよい金属（例えば、銅や銅合金等）である。ワーク１２ａとワーク１２ｂとは厚み、幅、材質等の違いにより熱容量が異なっている。ワーク１２ａは、ワーク１２ｂとの突合せ箇所であるロウ付け部１４から離れた箇所でセット台１６ａに載置され、上から押え板１８ａで押さえられている。同様にワーク１２ｂは、ロウ付け部１４から離れた箇所でセット台１６ｂに載置され、上から押え板１８ｂで押さえられている。

誘導加熱装置１０は、ワーク１２ａ，１２ｂの上方に配置された第１コア２０と、ワーク１２ａ，１２ｂの下方に配置された第２コア２２とを備える。第１コア２０および第２コア２２は磁性体で構成された鉄心であって、例えばフェライトが用いられる。

第１コア２０は２つの磁極２４ａ，２４ｂと、磁極２４ａと磁極２４ｂとの間に介在するブロック状の中間コア２６とを備える。磁極２４ａ，２４ｂは、それぞれＺ方向（図１の上下方向）に延在している。図１から明らかなように磁極２４ａと磁極２４ｂとは別体である。なお、本願で磁極とはコアにおけるコイルが巻回される部分で、ワークに対して磁気的な作用を与える部分を意味する。

磁極２４ａ，２４ｂは、Ｚ軸方向の軸中心に中空部２５ａ，２５ｂを備える。中空部２５ａ，２５ｂの水平断面形状は、例えば円形や矩形である。一般に、鉄心の中央部では磁力の発生が小さいため中空部２５ａ，２５ｂが設けられていても磁気的作用はほとんど低下しない。

磁性体のブロックを筒状に積層して磁極２４ａ，２４ｂを形成することにより、ブロックに囲まれた空間が中空部２５ａ，２５ｂとして形成される。磁極２４ａ，２４ｂの材質としてフェライトを用いる場合、このようにブロックを用いて中空部２５ａ，２５ｂを形成することは、中実体のフェライトに対して機械加工で形成するよりも容易である。中空部２５ａ，２５ｂは細長い空間であり、しかもフェライトは機械加工に適さないためである。後述する磁極５４ａ，５４ｂにおける中空部５５ａ，５５ｂについても同様である。

磁極２４ａの下端にはコイル２８ａが巻回されており、磁極２４ｂの下端にはコイル２８ｂが巻回されている。コイル２８ａ，２８ｂおよび後述するコイル５８ａ，５８ｂの導線はリッツ線および銅パイプ等で形成されている。これらのコイル２８ａ，２８ｂ，５８ａ，５８ｂ（以下、代表的にコイルＣとも呼ぶ。）には電気導電率の小さい冷媒を流通させてもよい。

中間コア２６は直方体部材であって、磁極２４ａと磁極２４ｂの双方の上方部を磁気的に接続している。中間コア２６は位置が固定されている。磁極２４ａ，２４ｂは後述するように個別に昇降するが、中間コア２６はその動作範囲内にあって磁極２４ａ，２４ｂと対向する面積が一定に保たれ、磁束経路断面積が狭まることがない。

磁極２４ａの下端およびコイル２８ａは上下左右の４面がカバー３０ａで覆われ、磁極２４ｂの下端およびコイル２８ｂは上下左右の４面がカバー３０ｂで覆われている。カバー３０ａ，３０ｂは絶縁性、耐熱性があり熱電伝導率の小さい材質（例えば、セラミックスやガラスクロス等からなる無機質系樹脂）で形成される。後述するカバー６０も同様である。カバー３０ａ，３０ｂは前後方向の２面が開口しており、図示しないファンの送気によりコイル２８ａ，２８ｂが冷却される。

カバー３０ａ，３０ｂは取付板３２ａ，３２ｂに取り付けられている。取付板３２ａ，３２ｂは可動ベース３４ａ，３４ｂに固定されている。磁極２４ａはカバー３０ａの内部において、コイル２８ａよりも上方の部分が下支持具３６ａによってカバー３０ａの内面に固定されている。また、磁極２４ａは上端近の部分が上支持具３８ａによって取付板３２ａに固定されている。下支持具３６ａおよび上支持具３８ａによって磁極２４ａの延在向きはＺ方向に正しく維持されている。同様に磁極２４ｂは、下支持具３６ｂおよび上支持具３８ｂによってカバー３０ｂおよび取付板３２ｂに固定されており、延在向きがＺ方向に維持されている。カバー３０ａ，３０ｂの下面には、後述するロッド４２ａ，４２ｂの挿通可能な孔が形成されている。

可動ベース３４ａは、駆動機構４０ａの可動テーブル４０ａａに固定されており、アクチュエータ４０ａｂの作用下にＺ方向の昇降が可能となっている。したがって、磁極２４ａは可動ベース３４ａとともにＺ方向に昇降し、変位可能である。同様に、可動ベース３４ｂ、駆動機構４０ｂの可動テーブル４０ｂａに固定されており、アクチュエータ４０ｂｂの作用下にＺ方向の昇降が可能となっている。したがって、磁極２４ｂおよびコイル２８ｂは可動ベース３４ｂとともにＺ方向に昇降し、変位可能である。したがって、磁極２４ａと磁極２４ｂとコイル２８ｂとは個別の駆動機構４０ａと駆動機構４０ｂとによる作用により、矢印Ｚａおよび矢印Ｚｂで示すように独立的な動作が可能である。駆動機構４０ａ，４０ｂは、例えば１軸型ロボットが適用されるが、他の機構でもよい。

なお、基本的にコイル２８ａは磁極２４ａに固定されていて該磁極２４ａとともに昇降し、コイル２８ｂは磁極２４ｂに固定されていて該磁極２４ｂとともに昇降するが、設計条件によってはコイル２８ａ，２８ｂのＺ方向位置は固定されていて、磁極２４ａ，２４ｂだけが昇降するようにしてもよい。コイル２８ａ，２８ｂが磁極２４ａ，２４ｂに固定されていて該磁極２４ａ，２４ｂと一体的に昇降する構成では、コイル２８ａ，２８ｂのＺ方向位置を保持しておく機構が不要であって簡便である。

磁極２４ａ，２４ｂの中空部２５ａ，２５ｂにはロッド４２ａ，４２ｂが挿通している。ロッド４２ａ，４２ｂの下端は磁極２４ａ，２４ｂの下端からやや突出してワーク１２ａ，１２ｂの上面に当接する。ロッド４２ａ，４２ｂの上部は磁極２４ａ，２４ｂの上端からさらに上方に延出しており、加圧ベース板４４の孔を通ってさらに上まで延出している。ロッド４２ａ，４２ｂは加圧ベース板４４に固定された中空のリニアガイド４６ａ，４６ｂによって摺動可能な状態で支持されている。リニアガイド４６ａ，４６ｂはそれぞれ加圧ベース板４４の孔を貫通して下方に突出する筒部と、加圧ベース板４４の上面に当接するフランジ部とを有する。ロッド４２ａ，４２ｂは絶縁性、耐熱性があり熱電伝導率の小さい材質、例えば酸化アルミニウム（通称はアルミナ）、窒化ケイ素またはジルコニアを主成分として形成されている。後述するロッド６２ａ，６２ｂも同様である。

ロッド４２ａ，４２ｂの上端は、下向きの力を発生させる加圧機構４８ａ，４８ｂの作用部である加圧ブロック４８ａａ，４８ｂａに接続されている。加圧機構４８ａ，４８ｂの本体部分は加圧ベース板４４の上面に固定されている。加圧機構４８ａ，４８ｂは、例えばトグルクランプであり、ロッド４２ａ，４２ｂに対して下向きの押圧力を与え、ワーク１２ａ，１２ｂに対して適度な圧力で当接させる。また、加圧機構４８ａ，４８ｂは所定の操作をすることによりロッド４２ａ，４２ｂを上方に退避させることができ、ワーク１２ａ，１２ｂの着脱が可能になる。加圧ベース板４４は左右端がサイドフレーム５０ａ，５０ｂによって支持され、該サイドフレーム５０ａ，５０ｂを介して図示しないメインフレームに固定されている。中間コア２６は固定具５２を介してメインフレームに固定されている。

図２は、誘導加熱装置１０の模式側面図である。図２に示すように、磁極２４ａと中間コア２６との間、および磁極２４ｂと中間コア２６との間にはそれぞれ微小な隙間ｄｘが形成されており、磁極２４ａ，２４ｂは摺動摩擦のないスムーズな昇降が可能である。また、磁極２４ａ，２４ｂおよび中間コア２６の材質が機械的強度の低いフェライトである場合にも、非接触で相対変位することから損傷することがない。隙間ｄｘは磁束Φが通るのに影響のない程度に十分狭く、かつ寸法誤差が許容されるように設定されており、例えば０．１～０．５ｍｍである。

磁極２４ａおよびコイル２８ａは駆動機構４０ａの作用下に矢印Ｚａのように昇降し、磁極２４ａの下端とワーク１２ａの上端との隙間Ｄａの調整が可能である。また、磁極２４ｂおよびコイル２８ｂは駆動機構４０ｂの作用下に矢印Ｚｂのように昇降し、磁極２４ｂの下端とワーク１２ｂの上端との隙間Ｄｂの調整が可能である。幅ｄＬと幅ｄＲとは個別に調整可能である。

図１および図２に示すように、第２コア２２は、２つの磁極５４ａ，５４ｂと、磁極５４ａと磁極５４ｂとの間に介在するブロック状の連接部５６とを備える。磁極５４ａ，５４ｂは中空部５５ａ，５５ｂを備える。磁極５４ａ，５４ｂは、それぞれＺ方向に延在している。

また、誘導加熱装置１０では、上方の第１コア２０と下方の第２コア２２とによる１つの閉じたループ状の磁束Φの経路が形成される。磁束Φは、実際上は交番磁束である。この経路上で磁極２４ａと磁極５４ａとの対によりギャップ５９ａが形成され、磁極２４ｂと磁極５４ｂとの対によりギャップ５９ｂが形成されている。これらのギャップ５９ａ，５９ｂにはワーク１２ａ，１２ｂが配置されておりそれぞれが加熱される。ギャップ５９ａ，５９ｂは磁束Φが通ることが出来る程度の幅であり、磁束漏れが小さく、効率的な加熱が可能である。なお、駆動機構４０ａ，４０ｂによる隙間Ｄａ，Ｄｂの調整は、ギャップ５９ａの幅ｄＬの調整、およびギャップ５９ｂの幅ｄＲの調整と実質的に同じである。

磁極５４ａの上端にはコイル５８ａが巻回および固定されており、磁極５４ｂの上端にはコイル５８ｂが巻回および固定されている。連接部５６は磁極５４ａと磁極５４ｂの双方の下端部を磁気的に接続している。連接部５６は、上記の第１コア２０における中間コア２６に相当する部材であるが、中間コア２６と磁極２４ａ，２４ｂとの間には微小な隙間が設けられているのに対して、連接部５６の両端は磁極５４ａ，５４ｂと接して固定されている。つまり、磁極５４ａと磁極５４ｂとは連接部５６を介して接続されて一体化している。磁極５４ａ，磁極５４ｂおよび連接部５６は締結具５７（図３参照）で周囲から加圧・締結されることにより一体的に接続されている。磁極５４ａ，５４ｂは基本的に上記の磁極２４ａ，２４ｂと同じ構造である。

磁極２４ａの下端と磁極５４ａの上端とは対を為し、ワーク１２ａが配置されるギャップ（第１ギャップ）５９ａを介してＺ方向に対向して配置され、磁極２４ｂの下端と磁極５４ｂの上端とは対を為し、ワーク１２ｂが配置されるギャップ（第２ギャップ）５９ｂを介してＺ方向に対向して配置されている。

磁極５４ａ，５４ｂ、コイル５８ａ，５８ｂおよび連接部５６は上下左右の４面がカバー６０で覆われている。カバー６０は、第２コア２２に沿って略Ｕ字形状となっている。カバー６０は前後方向の２面が開口しており、図示しないファンの送気によりコイル５８ａ，５８ｂが冷却される。カバー６０の上面には、ロッド６２ａ，６２ｂの挿通可能な孔が形成されている。カバー６０はメインフレームに固定されている。

図３は、誘導加熱装置１０の断面側面図である。図４は、第２コア２２における磁極５４ａの上端とその近傍を示す断面側面図である。図３および図４に示すように、磁極５４ａ，５４ｂの中空部５５ａ，５５ｂには、中空のロッド６２ａ，６２ｂが挿通している。ロッド６２ａ，６２ｂの上端は磁極５４ａ，５４ｂの上端からやや突出し、筒フランジ６４ａ，６４ｂを介してワーク１２ａ，１２ｂの下面に当接する。ロッド６２ａ，６２ｂの下部は磁極５４ａ，５４ｂの下端からさらに下方に延出しており、下フレーム６４に対して位置調整接続具６６ａ，６６ｂによって固定されている。下フレーム６４はメインフレームに固定されている。筒フランジ６４ａ，６４ｂの磁極５４ａ，５４ｂからの突出量は、位置調整接続具６６ａ，６６ｂによって調整可能である。位置調整接続具６６ａ，６６ｂは、例えばネジ・ナット式構造で工具を用いて調整する。筒フランジ６４ａ，６４ｂは、熱伝導率が小さい絶縁体（セラミックス、酸化アルミニウム、窒化珪素等）で形成してある。

ワーク１２ａはロッド４２ａと筒フランジ６４ａとによって上下両面を挟持されて安定する。ワーク１２ｂはロッド４２ｂと筒フランジ６４ｂとによって上下両面を挟持されて安定する。ロッド４２ａ，４２ｂと筒フランジ６４ａ，６４ｂとは同軸上で対向し、ワーク１２ａ，１２ｂを挟持する。ワーク１２ａとワーク１２ｂとのロウ付け部１４は、セット台１６ａ，１６ｂからやや離間しているが、近い箇所をロッド４２ａ，４２ｂおよび筒フランジ６４ａ，６４ｂによって支持されることから、それぞれ２点支持となり、いわゆる片持ち梁のような状態とならず安定する。したがって、ワーク１２ａとワーク１２ｂとは正確に突き合わされてロウ付け精度が向上する。また、ロウ付け部１４の近くがロッド４２ａ，４２ｂおよび筒フランジ６４ａ，６４ｂによって支持されていることから、加熱による反り返りなどの変形が抑制されてロウ付け精度が向上する。設計条件によっては（例えば、ワーク１２ａとワーク１２ｂとが一体である場合）、ロッド４２ａと筒フランジ６４ａとによる固定か、ロッド４２ｂと筒フランジ６４ｂによる固定のいずれか一方だけでもよい。

ロッド６２ａ，６２ｂおよび筒フランジ６４ａ，６４ｂの中空部には温度センサ（温度検出手段）６８ａ，６８ｂが挿通している。温度センサ６８ａ，６８ｂは、下端の本体部６８ａａ，６８ｂａと、上端の感熱部６８ａｂ，６８ｂｂと、これらの間を連接するパイプ６８ａｃ，６８ｂｃとを有する。パイプ６８ａｃ，６８ｂｃは、例えばステンレス製である。パイプ６８ａｃ，６８ｂｃは下フレーム６４の孔を通り該下フレーム６４よりも下方に突出している。下フレーム６４の下面にはベース部材７０ａ，７０ｂが固定されており、パイプ６８ａｃ，６８ｂｃはベース部材７０ａ，７０ｂの孔を貫通して下方に延在している。本体部６８ａａ，６８ｂａには中空部材７２ａ，７２ｂが固定されている。

ベース部材７０ａ，７０ｂと中空部材７２ａ，７２ｂとの間にはスプリング７４ａ，７４ｂが係止されている。スプリング７４ａ，７４ｂは中空部材７２ａ，７２ｂを介して温度センサ６８ａ，６８ｂを適度な力で上方に向かって引き上げるように付勢している。これにより、温度センサ６８ａ（図４参照）は上端の感熱部６８ａｂがワーク１２ａに当接する。感熱部６８ａｂには板バネ機構が設けられており、隙間なく適度な圧力でワーク１２ａに当接する。図４では、左側の温度センサ６８ａを例示しているが右側の温度センサ６８ｂも同様である。このように、温度センサ６８ａ，６８ｂは感熱部６８ａｂ，６８ｂｂがワーク１２ａ，１２ｂに接触することにより、該ワーク１２ａ，１２ｂの温度を正確に計測することができる。

図５は、誘導加熱装置１０および該誘導加熱装置１０を含む加熱システム８０のブロック図である。図５において動力線は実線矢印で示し、信号線は破線矢印で示す。図５に示すように、加熱システム８０は、誘導加熱装置１０と、制御部８２と、操作表示器８４と、インバータ８６と、駆動制御部８８ａ，８８ｂとを備える。これらの区分は便宜上のものであり、例えば制御部８２およびインバータ８６は誘導加熱装置１０の一部としてもよい。

制御部８２は加熱システム８０を統括的に制御する部分である。操作表示器８４は、制御部８２と接続されており各種の入力操作や状態表示を行う部分である。操作表示器８４は、ワーク１２ａ，１２ｂを加熱させる１以上の動作パターン（例えば、加熱温度や加熱時間）にかかる情報や駆動機構４０ａ，４０ｂの可動の上限値や下限値の設定情報を信号１００によって制御部８２に通知する。制御部８２は信号１０２によって各種の情報を操作表示器８４に表示させる。

インバータ８６は制御部８２の制御下において４つのコイルＣに交流電流を供給する。操作表示器８４に設けられた運転スイッチが操作されると、制御部８２は予めプログラムされた条件でインバータ８６に対して信号１０４により加熱を指令する。インバータ８６は４つのコイルＣの動作状態（例えば、消費電力、電流値、周波数など）の情報を信号１０６によって制御部８２に通知する。

駆動制御部８８ａ，８８ｂは制御部８２の制御下において駆動機構４０ａ，４０ｂの制御を行う。駆動制御部８８ａは、誘導加熱装置１０における左側の一対の磁極２４ａと磁極５４ａとのギャップ５９ａのＺ方向の幅ｄＬを制御部８２に供給する。駆動制御部８８ｂは、誘導加熱装置１０における右側の一対の磁極２４ｂと磁極５４ｂとのギャップ５９ｂのＺ方向の幅ｄＲを制御部８２に供給する。制御部８２は後述するロジックに基づいて幅ｄＬ，ｄＲを調整するための信号１０８，１１０を駆動制御部８８ａ，８８ｂに供給する。信号１０８，１１０には、駆動機構４０ａ，４０ｂにおける可動テーブル４０ａａ，４０ｂａの移動方向と移動距離とが含まれる。駆動制御部８８ａ，８８ｂと制御部８２との間で供給される幅ｄＬおよび幅ｄＲに係る信号は、幅ｄＬおよび幅ｄＲを特定することができる信号であれればよいことは勿論である。幅ｄＬ，ｄＲは、例えば所定の原点位置からの積算移動量として計算できる。

インバータ８６の２本の電力線はコイル５８ａ，５８ｂの各端部に接続されている。コイル５８ａとコイル２８ａとは接続線９０ａで接続され、コイル５８ｂとコイル２８ｂとは接続線９０ｂで接続されている。また、コイル２８ａとコイル２８ｂとは接続線９０ｃで接続されている。接続線９０ａ，９０ｂは、コイル２８ａ，２８ｂとコイル５８ａ，５８ｂとが適度に離間可能な程度に余裕のある長さとなっており、適度な弾性・可撓性を有する。

４つのコイルＣは、それぞれループ状の磁束経路に沿った同一方向に磁束Φ（図２参照）を発生させる向きに巻回されており、それぞれ直列に接続されている。このように、直列に接続された４つのコイルＣは１台のインバータ８６で駆動することができ、４つのコイルＣに加わる電流が同期し、周波数や位相のずれがなく磁気干渉が生じない。磁気干渉がないため、インバータ８６の出力ロスを低減できる。

温度センサ６８ａ，６８ｂで計測されたワーク１２ａ，１２ｂの温度ＴＬ，ＴＲは制御部８２に供給される。

次に、誘導加熱装置１０によってワーク１２ａ，１２ｂを加熱する手順について説明する。まず、図２に示すように、ワーク１２ａとワーク１２ｂとの接触面であるロウ付け部１４が、第１コア２０および第２コア２２の左右中心位置となるよう、セット台１６ａ，１６ｂおよび押え板１８ａ，１８ｂで固定する。ロウ付けされるのはロウ付け部１４であるが、温度センサ６８ａ，６８ｂによる温度測定点はロウ付け部１４から等距離となり、偏りのない計測が可能となる。

ワーク１２ａ，１２ｂをセットする際、位置調整接続具６６ａ，６６ｂによりロッド６２ａ，６２ｂの高さ調整を行っておく。そして、加圧機構４８ａを操作することによってワーク１２ａをロッド４２ａとロッド６２ａとにより挟持し、加圧機構４８ｂを操作することによってワーク１２ｂをロッド４２ｂとロッド６２ｂとにより挟持する。これにより、ワーク１２ａ，１２ｂが安定して支持される。ワーク１２ａ，１２ｂはロウ付け部１４の近傍をそれぞれ支持されることから、加熱の影響による反り返りが抑制される。ワーク１２ａ，１２ｂの高さは、例えば第１コア２０の両端の磁極２４ａ，２４ｂが所定の初期高さであるときに、ギャップ５９ａ，５９ｂの中間高さにセットされる。なお、ロッド４２ａ，６２ａ，４２ｂ，６２ｂ、セット台１６ａ，１６ｂおよび押え板１８ａ，１８ｂはワーク１２ａ，１２ｂの横方向の熱膨張を許容する程度の圧力で固定してもよい。セット台１６ａ，１６ｂおよび押え板１８ａ，１８ｂは、ワーク１２ａ，１２ｂをＺ方向および前後方向について固定し、横方向にはフリーであってもよい。

ワーク１２ａ，１２ｂをセットした後に、操作者は操作表示器８４によって加熱条件設定を行う。加熱条件設定は、例えばワーク１２ａ，１２ｂを加熱する目標温度Ｔ１および加熱時間ｔｉを連続して多段階に加熱する工程段階ごとの条件設定や、Ｚ方向に動作する磁極２４ａ，２４ｂの下端がワーク１２ａ，１２ｂの上面と接触しないように該ワーク１２ａ，１２ｂの厚さに応じて変動するギャップ５９ａ，５９ｂの下限値の設定などである。これらの加熱条件の設定を行った後に、運転スイッチを操作して加熱を開始する。これ以降の誘導加熱装置１０における加熱処理は基本的に制御部８２によって自動的に行われる。

図６は、制御部８２で実行されるインバータ８６の制御手順を示すフローチャートであり、図７は、制御部８２で実行される駆動制御部８８ａ，８８ｂの制御手順を示すフローチャートである。

概念的には、図６に示す処理でワーク１２ａ，１２ｂの統合的な温度調整制御を行い、図７に示す処理でワーク１２ａの温度ＴＬとワーク１２ｂの温度ＴＲとが等しくなるように駆動機構４０ａ，４０ｂを駆動する制御を行う。制御部８２では所定の初期設定を行った後に図６および図７で示される２つの制御を同時並行的に実行することにより加熱処理を行う。制御部８２が行う初期設定は、幅ｄＬ，ｄＲを初期値ｄＬ０、ｄＲ０にセットする処理や、ワーク１２ａ，１２ｂを加熱する目標温度設定などを含む。

幅ｄＬ，ｄＲを初期値ｄＬ０，ｄＲ０にセットする処理は、指令値ｄＬｃ，ｄＲｃを以下のように初期化することにより行われる。以下、各設定式における「←」は右辺を左辺に代入することを示す。
ｄＬｃ←ｄＬ０
ｄＲｃ←ｄＲ０

指令値ｄＬｃは駆動機構４０ａに供給されることになる幅ｄＬの目標値であり、該駆動機構４０ａが可動テーブル４０ａａを介して磁極２４ａをＺ方向に駆動することにより幅ｄＬが指令値ｄＬｃに一致する。同様に、指令値ｄＲｃは駆動機構４０ｂに供給されることになる幅ｄＲの目標値であり、該駆動機構４０ｂが可動テーブル４０ｂａを介して磁極２４ｂをＺ方向に駆動することにより幅ｄＲが指令値ｄＲｃに一致する。また、基本的にはｄＬ０＝ｄＲ０であり、この時点ではｄＬｃ＝ｄＲｃ＝ｄＬ＝ｄＲとなる。さらに、幅ｄＬとｄＲとの和Ｓは、Ｓ＝ｄＬ＋ｄＲ＝２×ｄＬ０＝２×ｄＲ０となる。後述するように和Ｓは一定に保たれる。

図６に示すように、インバータ８６の制御では、まずステップＳ１においてコイルＣに供給する電力量を調整する。ここでの電力量には周波数および電流を含むものとする。これらの出力はワーク１２ａ，１２ｂの材質特性などに基づいて設定され、該ワーク１２ａ，１２ｂが迅速に目標温度に到達可能な値として設定される。

ステップＳ２において、加熱時間ｔｉが終了したか確認し、終了していれば（Ｙｅｓ）ステップＳ３へ移り、未達であれば（Ｎｏ）ステップＳ１へ戻って加熱を継続する。加熱時間ｔｉは、例えば目標温度とロウ付け部１４のロウ材の性質などに基づいて設定される。

ステップＳ３において、次の工程段階があるか確認し、次の工程段階が無ければ処理を終了し、次の工程段階が有ればそれに対応した目標温度となるように設定温度を変更し（ステップＳ４）、ステップＳ１へ戻って加熱を継続する。

図７に示すように、駆動制御部８８ａ，８８ｂの制御では、まずステップＳ１１においてワーク１２ａの温度ＴＬ、および１２ｂの温度ＴＲを測定する。上記の通り温度ＴＬ，ＴＲは温度センサ６８ａ，６８ｂから制御部８２に供給される。温度ＴＬ，ＴＲの測定は、加熱処理を開始してから所定時間（例えば２秒程度）が経過してインバータ８６が安定してから計測する。温度ＴＬ，ＴＲの測定は図６に示す処理と共通の処理としてもよい。温度ＴＬ，ＴＲの測定および図７に示す全体の処理は所定の測定周期毎に繰り返し実行される。

ステップＳ１２において、温度ＴＲと温度ＴＬとの温度差ΔＴ（＝ＴＲ－ＴＬ）を算出する。

ステップＳ１３において、温度差ΔＴが所定の許容値θ以内であるか確認する。つまり、｜ΔＴ｜≦θが成立する場合（Ｙｅｓ）はステップＳ１１へ戻り、非成立の場合（Ｎｏ）はステップＳ１４へ移る。許容値θは、ワーク１２ａとワーク１２ｂとのロウ付けにおいて不都合が生じない温度差である。

温度差ΔＴの絶対値が許容値θよりも大きい場合には、ステップＳ１４において温度差ΔＴの符号による場合分けを行う。すなわち、温度ＴＲが温度ＴＬよりも大きく温度差ΔＴ＞０である場合（Ｙｅｓ）にはステップＳ１５へ移り、温度差ΔＴ＜０である場合（ＮｏにはステップＳ１８へ移る。

ステップＳ１５（温度ＴＲが温度ＴＬよりも許容値θ以上大きい場合）においては、温度差ΔＴが許容値θ以内に収まるようにギャップ５９ａの幅ｄＬを狭め、ギャップ５９ｂの幅ｄＲを広げる処理を行う。すなわち、指令値ｄＬｃおよび指令値ｄＲｃをギャップ補正量ηにより以下のように補正する。
ｄＬｃ←ｄＬｃ－η
ｄＲｃ←ｄＲｃ＋η
また、この２つの設定式は、ｄＬｃ←ｄＬ－η、ｄＲｃ←ｄＲ＋ηとしてもよい。

ギャップ補正量ηは固定値としてもよいし、温度差ΔＴによって調整される変数としてもよい。例えば、温度差ΔＴが大きいときには、速やかな温度調整が可能となるように大きい値に設定して補正動作回数を減らし、温度差ΔＴが小さいときには、微調整が可能なように適度に小さく設定する。

このステップＳ１５の処理によれば、磁極２４ａを下降させて低温側であるワーク１２ａに接近させて該ワーク１２ａの加熱を促進させるとともに、磁極２４ｂを上昇させて高温側であるワーク１２ｂから遠ざけて該ワーク１２ｂの加熱を緩和させる。これによりワーク１２ａの温度ＴＬは低下し、ワーク１２ｂの温度ＴＲは上昇する。

指令値ｄＬｃ，ｄＲｃは、ステップＳ１６において予め設定されたストローク範囲内であるかを確認した後、範囲内であれば（Ｙｅｓ）ステップＳ１７に移って駆動機構４０ａ，４０ｂに対して出力されギャップ調整が行われる。指令値ｄＬｃ，ｄＲｃが所定のストローク範囲外であれば（Ｎｏ）、補正動作を行わずにステップＳ１１へ戻って幅ｄＬ，ｄＲを維持する。

一方、ステップＳ１８（温度ＴＬが温度ＴＲよりも許容値θ以上大きい場合）においては、温度差ΔＴが許容値θ以内に収まるようにギャップ５９ａの幅ｄＬを広げ、ギャップ５９ｂの幅ｄＲを狭める処理を行う。すなわち、指令値ｄＬｃおよび指令値ｄＲｃをギャップ補正量ηにより以下のように補正する。これはステップＳ１５と逆の処理である。
ｄＬｃ←ｄＬｃ＋η
ｄＲｃ←ｄＲｃ－η
また、この２つの設定式は、ｄＬｃ←ｄＬ＋η、ｄＲｃ←ｄＲ－ηとしてもよい。

このステップＳ１８の処理によれば、磁極２４ａを上昇させて高温側であるワーク１２ａから遠ざけて該ワーク１２ａの加熱を緩和させるとともに、磁極２４ｂを下降させて低温側であるワーク１２ｂに接近させて該ワーク１２ｂの加熱を促進させる。これによりワーク１２ａの温度ＴＬは上昇し、ワーク１２ｂの温度ＴＲは低下する。ステップＳ１８の後、ステップＳ１６のストローク範囲の確認を行い、さらにステップＳ１７に移って駆動機構４０ａ，４０ｂに対して出力されギャップ調整が行われる。

図７に示す処理を繰り返し実行することにより、幅ｄＬ，ｄＲが指令値ｄＬｃ，ｄＲｃに一致して、ワーク１２ａとワーク１２ｂのうち低温側が昇温するとともに高温側が降温して温度差ΔＴが十分に小さくなりロウ付けが好適に行われる。図７の処理は、図６の処理の終了タイミングにあわせて終了する。

また、ステップＳ１５，Ｓ１８では指令値ｄＬｃと指令値ｄＲｃの一方にギャップ補正量ηを加算し、他方から減算していることから、これに応答する幅ｄＬと幅ｄＲも一方がηだけ増加し、他方がηだけ減少する。したがって、和Ｓは、Ｓ＝ｄＬ＋ｄＲ＝ｄＬ０＋ｄＲ０となり一定に保たれる。

このように、幅ｄＬと幅ｄＲとの和Ｓが一定となるように駆動機構４０ａ，４０ｂを駆動することにより、加熱体である直列の４つのコイルＣとインバータ８６との間におけるインダクタンスの変動が抑えられ、供給する電力が良好で適正な範囲となり安定する。

誘導加熱装置１０では４つのコイルＣが直列に接続されていて１台のインバータ８６でまとめて駆動するため、左右のワーク１２ａ，１２ｂを加熱するのに電気回路的な個別調整は困難な構成であるが、駆動機構４０ａ，４０ｂによる左右の磁極２４ａ，２４ｂの機械的な個別昇降によって個別の加熱が実現されており、電気回路と機械回路とが好適に補完し合っている。なお、図７では指令値ｄＬｃ，ｄＲｃおよび幅ｄＬ，ｄＲは、一方がギャップ補正量ηだけ広がり、他方が同じだけ狭まる処理を示したが、設計条件によっては広がる量と狭まる量が異なってもよい。

図８は、誘導加熱装置１０によりワークを加熱した際の該ワークの温度プロファイルの例を示すグラフである。

図８において温度ＴＬ，ＴＲは上記の通りワーク１２ａ，１２ｂの温度であり左側縦軸に対応している。左側縦軸のＴ１がワーク１２ａ，１２ｂを加熱する際の目標温度である。ギャップ差Ｇは幅ｄＲと幅ｄＬとの差であり右側縦軸に対応している。右側縦軸の上方は幅ｄＲが大きくて幅ｄＬが小さい向きであり、下方は幅ｄＲが小さくて幅ｄＬが大きい向きである。また、右側縦軸の中央がＧ＝０であり、磁極２４ａと磁極２４ｂのそれぞれのストローク範囲の中間値である。初期状態では幅ｄＬと幅ｄＲが等しくＧ＝０である。また、初期状態では駆動機構４０ａ，４０ｂに対するそれぞれの指令値ｄＬｃ，ｄＲｃは初期値ｄＬ０，ｄＲ０と等しい。右側縦軸のＬｕはギャップ差Ｇのストローク範囲の上限値であり、Ｌｄは下限値である。

インバータ出力Ｑはインバータ８６の出力である。インバータ出力Ｑの縦軸目盛は省略しているが、グラフの最下辺部が「０」である。横軸は時間でありワーク１２ａ，１２ｂに対する加熱時間ｔｉを含んでいる。ワーク１２ａとしては幅が３７ｍｍで厚さが５ｍｍの銅平板を用い、ワーク１２ｂとしては幅が３０ｍｍで厚さが５ｍｍの銅平板を用いた。したがって、ワーク１２ｂの方がワーク１２ａよりも熱容量が小さい。

図８に示すように、時刻ｔ_０から加熱時間ｔｉの期間、インバータ出力Ｑを所定値として出力することによりワーク１２ａ，１２ｂが加熱される。ワーク１２ａの方がワーク１２ｂよりも熱容量が小さいことから、当初はワーク１２ｂの温度ＴＲの方がワーク１２ａの温度ＴＬよりも速く上昇し温度差ΔＴ（図７参照）が生じる。当初の温度差ΔＴをΔＴ_１とする。温度差ΔＴ_１が許容値θ（図７参照）よりも大きければ、幅ｄＬ，ｄＲを補正量ηによって調整する（図７のステップＳ１５）。幅ｄＬと幅ｄＲの一方をギャップ補正量ηだけ広げ、他方をηだけ狭めることからギャップ差Ｇは２×ηだけ変化する。この場合のギャップ補正量ηは、初期値η_０となっている。

そして、所定の周期後にさらに温度ＴＬ，ＴＲを計測し、依然としてＴＬ＞ＴＲ＋θの状態が継続していることから、幅ｄＬ，ｄＲをギャップ補正量ηによってさらに調整する。この時点で温度差ΔＴがΔＴ＝ΔＴ_２であったとして、ΔＴ_２＞ΔＴ_１であれば、初回のギャップ補正量η＝η_０による調整の効果が不十分と判断されることから、ギャップ補正量ηをη←η_１（η_１＞η₀）と変更してから幅ｄＬ，ｄＲを補正量ηによって調整してもよい。変更補正量η_１は初期値η_０よりも大きく、例えばη_１＝２×η_０である。

このように、幅ｄＬ，ｄＲを補正量ηによって調整することを繰り返し実行すると、やがて温度ＴＲの昇温速度が温度ＴＬの昇温速度よりも遅くなり、温度差ΔＴは小さくなる。図８に示すプロファイルでは、幅ｄＬ，ｄＲの調整を５回繰り返したときにギャップ差Ｇがストローク範囲の上限値Ｌｕに達したため、その後は幅ｄＬ，ｄＲを維持する。幅ｄＬ，ｄＲを維持した状態でも温度ＴＬと温度ＴＲとは上昇し続ける。温度ＴＲは当初の急激な上昇の影響により当面の間は温度ＴＬよりも高い状態が続くが、幅ｄＬ，ｄＲが調整されたことにより、温度差ΔＴは減少する。

やがて温度ＴＬと温度ＴＲとは大小が逆転し、さらに時刻ｔ_１においてはＴＲ＞ＴＬ＋θとなる。この時点ではＴ１＞ＴＲとする。そうすると、幅ｄＬ，ｄＲを補正量ηによって調整するが、当初とは逆向きの調整となる（図７のステップＳ１８）。これによりギャップ差Ｇは上限値Ｌｕから段階的に減少する。ギャップ差Ｇは０よりも小さくなる場合もあり、さらに再度大きくなる場合もある。

このような幅ｄＬ，ｄＲの調整は加熱時間ｔｉが経過するまで継続され、温度ＴＬと温度ＴＲとがほぼ均等となる。そして加熱時間ｔｉでは温度ＴＲおよび温度ＴＬがそれぞれ目標温度Ｔ１よりもわずかに高い状態となり、インバータ出力Ｑを０に戻して加熱処理を終了する。このように、誘導加熱装置１０によれば温度ＴＲと温度ＴＬとが均等となるようにワーク１２ａ，１２ｂが加熱されることから、いずれか一方が必要以上に高温で、他方が低温で目標温度Ｔ１に到達するまでの時間が長くかかるということが回避され、加熱時間ｔｉを短くすることができてエネルギー的かつ時間的に効率的である。なお、加熱時間ｔｉは基本的には予め設定されている時間だが、ＴＲ＞Ｔ１、かつＴＬ＞Ｔ１となった時刻またはそれから多少の余裕時間後に加熱を終了させてもよい。

誘導加熱装置１０では、ワーク１２ａ，１２ｂの上側の第１コア２０について、磁極２４ａ，２４ｂが駆動機構４０ａ，４０ｂによって昇降可能な例を示したが、下側の第２コア２２についてもその磁極５４ａ，５４ｂが昇降可能な構成にしてもよい。この場合、例えばワーク１２ａに対しては磁極２４ａと磁極５４ａとを等しい距離に配置することができ、ワーク１２ｂに対しては磁極２４ｂと磁極５４ｂとを等しい距離に配置することができ、上下面からバランスよく加圧することができる。

誘導加熱装置１０は、熱容量が異なる２つのワーク１２ａ，１２ｂのロウ付けに好適に用いることができる。ワーク１２ａ，１２ｂの加熱には表面から裏面にかけて磁束Φを通過させることから効率的な加熱ができる。また、加熱に利用される磁束Φが２つのワーク１２ａ，１２ｂに対して共通に供給されるような磁束経路が実現されていて効率的である。

誘導加熱装置１０では、２つのワーク１２ａ，１２ｂに対して、４つのコイルＣからなる１つの直列回路を１台のインバータ８６で加熱をすることができ効率的である。

誘導加熱装置１０では、ワーク１２ａ，１２ｂの温度ＴＬ，ＴＲをロウ付け部１４の近傍において接触式の温度センサ６８ａ，６８ｂで正確に計測することができ、さらに計測した温度ＴＬ，ＴＲに基づいて温度差ΔＴを低減させる温度制御を行っている。したがって、ワーク１２ａ，１２ｂのサイズ、形状、熱容量などの物性データは特に必要なく、これらのデータベースの作成、更新などの手間が不要である。

誘導加熱装置１０は、ワーク１２ａ，１２ｂのサイズ、形状、熱容量などの物性にかかわらず適用可能であって、物性の異なるワークごとの専用加熱源が不要であって、汎用的である。誘導加熱装置１０は、加熱処理の前の段取り段階で専用加熱源の付け替えおよび調整などの手順が不要であって生産性に優れ、また複数の専用加熱源の保管ペースも不要である。

図９は、変形例にかかる誘導加熱装置の模式図であり、（ａ）は第１の変形例にかかる誘導加熱装置１０Ａを示し、（ｂ）は第２の変形例にかかる誘導加熱装置１０Ｂを示し、（ｃ）は第３の変形例にかかる誘導加熱装置１０Ｃを示し、（ｄ）は第４の変形例にかかる誘導加熱装置１０Ｄを示す。各変形例において上記の誘導加熱装置１０と同様の構成要素については同符号を付してその詳細な説明を省略する。

図９（ａ）に示すように、第１の変形例にかかる誘導加熱装置１０Ａでは、ワーク１２ａ，１２ｂの上方に配置された第１コア２０Ａが２つの磁極１１２ａ，１１２ｂを備えている。一対の磁極１１２ａ，１１２ｂは隙間を介して隣接して配置されており、磁気的に接続されている。一方の磁極１１２ａは上記の磁極２４ａ（図１参照）と中間コア２６とを一体にした形状であり、突出部１１２ａａの部分が中間コア２６に相当する。他方の磁極１１２ｂは上記の磁極２４ｂに相当する。突出部１１２ａａと磁極１１２ｂとの間には微小隙間が設けられている。磁極１１２ａの下端にはコイル２８ａが巻回され、磁極１１２ｂの下端にはコイル２８ｂが巻回されている。

このような誘導加熱装置１０Ａによれば、上記の中間コア２６に相当する突出部１１２ａａが駆動機構４０ａによって磁極１１２ａの本体部１１２ａｂとともに一体的に昇降する。第１コア２０Ａにおいては、突出部１１２ａａと磁極１１２ｂとの間でわずかな磁束漏れが生じ得るが、突出部１１２ａａと本体部１１２ａｂとの間では磁束漏れが生じない。また、突出部１１２ａａは上記のような固定具５２（図１参照）が不要である。

図９（ｂ）に示すように、第２の変形例にかかる誘導加熱装置１０Ｂでは、ワーク１２ａ，１２ｂの上方に配置された第１コア２０Ｂが２つの磁極１１４ａ，１１４ｂを備えている。磁極１１４ａ，１１４ｂは突出部１１４ａａ，１１４ｂａを備える同形状であり、突出部１１４ａａと突出部１１４ｂａが対向するように左右対称に配置されている。磁極１１４ａの下端にはコイル２８ａが巻回され、磁極１１４ｂの下端にはコイル２８ｂが巻回されている。

突出部１１４ａａと突出部１１４ｂａとは上記の中間コア２６を左右２つに分割したものに相当する。また２つの突出部１１４ａａ，１１４ｂａはＺ方向にやや長尺な形状となっており、磁極１１４ａ，１１４ｂが駆動機構４０ａ，４０ｂによって上下異なる方向に限度いっぱい昇降しても十分にひろい対向面積が確保される。このような誘導加熱装置１０Ｂは、誘導加熱装置１０Ａと比較すると機構的に左右対称でバランスがよい。

図９（ｃ）に示すように、第３の変形例にかかる誘導加熱装置１０Ｃは、第１コア２０Ｃにおける磁極２４ａと磁極２４ｂとの間に駆動ギア（駆動機構）１１５を備える。第１コア２０Ｃは上記の第１コア２０と同じである。駆動ギア１１５は左右両側が磁極２４ｂ，２４ｂの側面と接触している。これらの接触部の双方には噛み合い歯が設けられていてもよい。磁極２４ａ，２４ｂは図示しないガイドによってＺ方向に案内される。

駆動ギア１１５はＺ方向に昇降が可能な構成であり、駆動ギア１１５の昇降に応じて磁極２４ａ，２４ｂも昇降する。駆動ギア１１５は正逆転が可能な構成であり、駆動ギア１１５の回転に応じて磁極２４ａと磁極２４ｂの一方が下降し、他方が上昇する。磁極２４ａ，２４ｂの下降量と上昇量とは等しい。このように駆動ギア１１５は上記の２つの駆動機構４０ａ，４０ｂに代わるものであって、１つの機構で磁極２４ａ，２４ｂを個別に進退させることが可能になる。なお本願において、個別に進退するとは、磁極２４ａの動作と磁極２４ｂの動作とが異なることを示し、機構的には連動していてもよい。設計条件により駆動ギア１１５の昇降機構は省略し、回転機構だけとしてもよい。

上記のステップＳ１５，Ｓ１８（図７参照）によれば、幅ｄＬと幅ｄＲとはギャップ補正量ηに基づいて一方が狭められて他方が広められることから、磁極２４ａを駆動する駆動機構４０ａと磁極２４ｂを駆動する駆動機構４０ｂとは必ずしも別機構にする必要はなく、例えば、このような一つの駆動ギア１１５で磁極２４ａと磁極２４ｂとが反対方向に動作するように連動させてもよい。

図９（ｄ）に示すように、第４の変形例にかかる誘導加熱装置１０Ｄは、第１コア２０Ｄと第２コア２２Ｄとを備える。第１コア２０Ｄは、２つの磁極１１６ａ，１１６ｂと、中間コア１１８とを備える。磁極１１６ａと磁極１１６ｂとはアングル型で同形状であり、左右対称の向きに配置されている。磁極１１６ａ，１１６ｂの上端はＺ方向に延在する中間コア１１８の下面に対して隙間を介して対面している。磁極１１６ａ，１１６ｂは駆動機構４０ａ，４０ｂによってＺ方向に進退可能である。左側の磁極１１６ａの右端にはコイル２８ａが巻回され、右側の磁極１１６ｂの左端にはコイル２８ｂが巻回されている。

第２コア２２Ｄは磁極１１６ａと磁極１１６ｂとの間に設けられた直線状の鉄心である。第２コア２２Ｄ両端は磁極として作用し、左端にはコイル５８ａが巻回され、右端にはコイル５８ｂが巻回されている。

磁極１１６ａと第２コア２２Ｄとの間には、例えば熱容量の小さいワーク１２０ａが配置され、磁極１１６ｂと第２コア２２Ｄとの間には、熱容量の大きいワーク１２０ｂが配置される。この場合、幅ｄＬが大きくなるように駆動機構４０ａの作用下に磁極１１６ａが左方向に移動し、ワーク１２０ａが過度に加熱することを防止できる。また幅ｄＲが小さくなるように駆動機構４０ｂの作用下に磁極１１６ｂが左方向に移動し、ワーク１２０ｂの昇温を早めることができる。

本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で自由に変更できることは勿論である。

１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ 誘導加熱装置
１２ａ，１２０ａ ワーク（第１ワーク）
１２ｂ，１２０ｂ ワーク（第２ワーク）
１４ ロウ付け部
２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ 第１コア
２２，２２Ｄ 第２コア
２４ａ，２４ｂ，５４ａ，５４ｂ，１１２ａ，１１２ｂ，１１４ａ，１１４ｂ，１１６ａ，１１６ｂ 磁極
２５ａ，２５ｂ，５５ａ，５５ｂ 中空部
２６，１１８ 中間コア
２８ａ，２８ｂ，５８ａ，５８ｂ，Ｃ コイル
４０ａ，４０ｂ 駆動機構
４２ａ，４２ｂ，６２ａ，６２ｂ ロッド
４８ａ，４８ｂ 加圧機構
５９ａ ギャップ（第１ギャップ）
５９ｂ ギャップ（第２ギャップ）
６８ａ，６８ｂ 温度センサ（温度検出手段）
８０ 加熱システム
８２ 制御部
８４ 操作表示器
８６ インバータ
８８ａ，８８ｂ 駆動制御部
９０ａ，９０ｂ，９０ｃ 接続線
１１５ 駆動ギア（駆動機構）
ｄＬ，ｄＲ 幅
ｄＬｃ，ｄＲｃ 指令値
ｄｘ 隙間
Ｓ 和
ｔｉ 加熱時間
ＴＬ，ＴＲ 温度
η ギャップ補正量
Φ 磁束

Claims (15)

1. 第１コアおよび第２コアと、
   前記第１コアおよび前記第２コアの各端部である磁極のまわりにそれぞれ巻回されたコイルと、
   を備え、
   前記第１コアの一対の前記磁極と前記第２コアの一対の前記磁極とはワークが配置される第１ギャップおよび第２ギャップを介して対向して配置され、
   前記第１コアの一方の前記磁極と他方の前記磁極とは別体であり、
   前記第１コアの一対の前記磁極を個別に進退させ、前記第１ギャップの幅および前記第２ギャップの幅を調節する駆動機構を有することを特徴とする誘導加熱装置。
2. 二対の前記磁極は、前記第１コアおよび前記第２コアによるループ状の磁束経路の一部で前記第１ギャップおよび前記第２ギャップを形成していることを特徴とする請求項１に記載の誘導加熱装置。
3. ４つの前記コイルは、それぞれループ状の前記磁束経路に沿った同一方向に磁束を発生させる向きに巻回されており、それぞれ直列に接続されていることを特徴とする請求項２に記載の誘導加熱装置。
4. 対向する前記磁極はそれぞれ中空部を有し、それぞれの前記中空部にはロッドが挿通され、
   前記ワークは前記ロッドによって両面を挟持されることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の誘導加熱装置。
5. 前記ロッドには前記ワークの温度を計測する温度計測手段が設けられていることを特徴とする請求項４に記載の誘導加熱装置。
6. 前記温度計測手段は、前記ワークに接触して温度を計測することを特徴とする請求項５に記載の誘導加熱装置。
7. 前記ロッドは酸化アルミニウム、窒化ケイ素またはジルコニアで形成されていることを特徴とする請求項４～６のいずれか１項に記載の誘導加熱装置。
8. 前記第１コアの一対の前記磁極は固定位置の中間コアを介して磁気的に接続されていることを特徴とする請求項１～７のいずれか１項に記載の誘導加熱装置。
9. 一対の前記磁極と前記中間コアとの間には隙間が設けられていることを特徴とする請求項８に記載の誘導加熱装置。
10. 前記第１コアの一対の前記磁極は隣接して配置されて磁気的に接続されていることを特徴とする請求項１～７のいずれか１項に記載の誘導加熱装置。
11. 前記ワークは異なる部材の第１ワークと第２ワークとを含み、
    前記第１ワークは前記第１ギャップに配置され、前記第２ワークは前記第２ギャップに配置されることを特徴とする請求項１～１０のいずれか１項に記載の誘導加熱装置。
12. 前記第１ワークの温度と前記第２ワークの温度とを計測する温度計測手段と、
    前記第１ワークの温度および前記第２ワークの温度に基づいて前記駆動機構を駆動して前記第１ギャップの幅および前記第２ギャップの幅を調整する制御部と、
    を有することを特徴とする請求項１１に記載の誘導加熱装置。
13. 前記制御部は、前記第１ワークの温度と前記第２ワークの温度とが等しくなるように前記駆動機構を駆動することを特徴とする請求項１２に記載の誘導加熱装置。
14. 前記制御部は、前記第１ギャップの幅と前記第２ギャップの幅との和が一定となるように前記駆動機構を駆動することを特徴とする請求項１２または１３に記載の誘導加熱装置。
15. 前記第１ワークと前記第２ワークとは端面同士が突き合わされ、加熱されて接合されることを特徴とする請求項１１～１４のいずれか１項に記載の誘導加熱装置。

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