特許 7540934 高周波誘導加熱装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-08-19

(45)【発行日】2024-08-27

(54)【発明の名称】高周波誘導加熱装置

(51)【国際特許分類】

   H05B 6/10 20060101AFI20240820BHJP

   C21D 1/42 20060101ALI20240820BHJP

   C21D 1/00 20060101ALI20240820BHJP

【ＦＩ】

H05B6/10 341

C21D1/42 H

C21D1/00 112B

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2020185452

(22)【出願日】2020-11-05

(65)【公開番号】P2022074970

(43)【公開日】2022-05-18

【審査請求日】2023-03-07

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】390029089

【氏名又は名称】高周波熱錬株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100108062

【弁理士】

【氏名又は名称】日向寺 雅彦

(72)【発明者】

【氏名】笹川 秀幸

(72)【発明者】

【氏名】稲葉 智一

【審査官】木村 麻乃

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－１１２６９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０１４８６６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０５Ｂ ６／００－ ６／８０

Ｃ２１Ｄ １／４２

Ｃ２１Ｄ １／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

円盤状のワークを搬送する搬送方向に沿って配置された搬送部と、
前記ワークの前記搬送方向と直交する横方向の両側に配置され、かつ前記搬送方向に沿って配置され、前記ワークを高周波誘導加熱する加熱体を備える加熱ユニットと、
前記ワークを冷却する冷却ユニットと、
前記搬送部によって前記搬送方向に移動すると共に、前記ワークを支持し、前記搬送方向及び前記横方向に直交する縦方向を中心軸として回転可能であり、かつ前記縦方向に上下移動可能なワーク支持体と、を備え、
前記ワーク支持体は、前記ワークの下面側を支持すると共に前記回転かつ前記上下移動可能な下面支持体と、前記ワークの上面側を支持すると共に前記回転かつ前記上下移動可能な上面支持体と、前記ワークへの支持荷重を増加させる荷重増加部と、を備え、
前記搬送部がループ状に配置され、かつ前記ループ状に沿って周回移動し、
前記ワーク支持体が前記加熱ユニットを通過後、前記冷却ユニットを通過するように構成され、
前記加熱ユニット及び前記冷却ユニットは、前記周回移動する搬送区間の一部である高周波誘導加熱装置。

【請求項2】

前記荷重増加部は、前記上面支持体に取り付けられた重り設置部を有する請求項１に記載の高周波誘導加熱装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

実施形態は、高周波誘導加熱装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、搬送されるワークを高周波誘導加熱する２つの加熱体を備え、前記２つの加熱体が、前記ワークに対して前記ワークの搬送方向と直交する横方向の両側に配置され、かつ前記搬送方向に沿って配置される、高周波誘導加熱装置であって、前記ワークを支持し、前記搬送方向に移動し、かつ前記横方向に対して直交する第１旋回軸線を中心に旋回する支持体、及び前記支持体と一緒に前記搬送方向に移動し、かつ前記横方向に対して直交する第２旋回軸線を中心に旋回する回転体を有する回転支持機構と、前記回転体に係合するように前記搬送方向に沿って配置される係合部材とを備え、前記回転体が、前記係合部材に係合しながら前記支持体と一緒に前記搬送方向に移動することによって旋回し、前記回転体の旋回に伴って前記支持体が旋回するようになっている、高周波誘導加熱装置が開示されている（特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１９－１１２６９４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、ワークを回転させて高周波誘導加熱する際には、ワークの真円度等を向上させることが要求されている。
本発明の実施形態の目的は、ワークを回転させて高周波誘導加熱する際、ワークの真円度等を向上させることができる高周波誘導加熱装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の実施形態に係る高周波誘導加熱装置は、ワークを搬送する搬送方向に沿って配置された搬送部と、前記ワークの前記搬送方向と直交する横方向の両側に配置され、かつ前記搬送方向に沿って配置され、前記ワークを高周波誘導加熱する加熱体を備える加熱ユニットと、前記搬送部によって前記搬送方向に移動すると共に、前記ワークを支持し、前記搬送方向及び前記横方向に直交する縦方向を中心軸として回転可能であり、かつ前記縦方向に上下移動可能なワーク支持体と、を備え、前記ワーク支持体は、前記ワークの下面側を支持すると共に前記回転かつ前記上下移動可能な下面支持体と、前記ワークの上面側を支持すると共に前記回転かつ前記上下移動可能な上面支持体と、前記ワークへの支持荷重を増加させる荷重増加部と、を備えることを特徴とする。

【発明の効果】

【0006】

本発明の実施形態によれば、ワークを回転させて高周波誘導加熱する際、ワークの真円度等を向上させることができる高周波誘導加熱装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】実施形態に係る高周波誘導加熱装置１を示す上面概念図である。

【図2】図１のα方向から見たワーク支持部３０を示す側面概念図である。

【図3】図２のβ方向から見たワーク支持部３０を示す上面概念図である。

【図4】図１のＡ方向から見た高周波誘導加熱装置１を示す側面概念図である。

【図5】図１のＢ方向から見た高周波誘導加熱装置１を示す側面概念図である。

【図6】図１のＣ方向から見た高周波誘導加熱装置１を示す側面概念図である。

【図7】図１のＤ方向から見た高周波誘導加熱装置１を示す側面概念図である。

【図8】図１のＥ方向から見た高周波誘導加熱装置１を示す側面概念図である。

【図9】図２の好ましいワーク支持部３０を示す側面概念図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係る高周波誘導加熱装置１を示す上面概念図である。図２は、図１のα方向から見たワーク支持部３０の側面概念図である。図３は、図２のβ方向から見たワーク支持部３０の上面概念図である。図４から図８は、それぞれ図１のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ方向からそれぞれ見た高周波誘導加熱装置１の側面概念図である。図９は、図１の搬送部１０の具体的な一例を説明する概念図である。

【0009】

図１から図５に示すように、本実施形態に係る高周波誘導加熱装置１においては、搬送部１０、加熱ユニット２０及びワーク支持体３０が設けられている。
搬送部１０は、ワークＷを搬送する搬送方向に沿って配置されている。
搬送部１０は、例えば、図６に示すように、前記ワーク支持体３０が前記搬送方向Ｃ１に互いに間隔を有して、複数取り付けられたコンベア１０Ａを備える。コンベア１０Ａが移動することによって、前記ワーク支持体３０は、前記搬送方向Ｃ１に移動する。搬送部１０は、前記ワーク支持体３０を前記搬送方向Ｃ１に移動することができれば、あらゆる構成を採用することができる。

【0010】

加熱ユニット２０は、図４に示すように、ワークＷの前記搬送方向Ｃ１と直交する横方向Ｌ１の両側に配置され、かつ前記搬送方向Ｃ１に沿って配置され、前記ワークＷを高周波誘導加熱する加熱体２０Ａを備える。加熱体２０Ａは、例えば、加熱コイルで構成される。加熱ユニット２０は、搬送部１０により搬送されるワークＷを加熱することができれば、あらゆる構成を採用することができる。

【0011】

ワーク支持体３０は、図２から図５に示すように、搬送部１０によって搬送方向Ｃ１に移動すると共に、ワークＷを支持し、搬送方向Ｃ１及び横方向Ｌ１に直交する縦方向Ｖ１を中心軸Ｘ１として回転可能であり、かつ縦方向Ｖ１に上下移動可能である。
ワーク支持体３０は、具体的には、ワークＷの下面側を支持すると共に、縦方向Ｖ１を中心軸Ｘ１として回転可能であり、かつ縦方向Ｖ１に上下移動可能な下面支持体３０Ａと、ワークＷの上面側を支持すると共に、縦方向Ｖ１を中心軸Ｘ１として回転可能であり、かつ縦方向Ｖ１に上下移動可能な上面支持体３０Ｂと、ワークＷへの支持荷重を増加させる荷重増加部３０Ｃと、を備える。

【0012】

下面支持体３０Ａは、例えば、縦方向Ｖ１を中心軸Ｘ１としワークＷの下面側を支持する下面チャック部３０Ａ１と、下面チャック部３０Ａ１に固定され、縦方向Ｖ１を中心軸Ｘ１及び長軸とし、横方向Ｌ１及び搬送方向Ｃ１を短軸とする下面軸部３０Ａ２と、前記縦方向Ｖ１を中心軸Ｘ１として下面チャック部３０Ａ１及び下面軸部３０Ａ２を回転させると共に、下面チャック部３０Ａ１及び下面軸部３０Ａ２が縦方向Ｖ１に上下移動可能な下面駆動機構３０Ａ３と、を備える。

【0013】

下面チャック部３０Ａ１の材質は、前記高周波誘導加熱で、変形等しない物質であれば、特に限定されない。下面チャック部３０Ａ１の材質は、例えば、鋼材で構成されている。また、下面チャック部３０Ａ１の形状はワークＷが載置可能であれば特に限定されない。下面チャック部３０Ａ１の形状は、例えば、円盤状に構成されている。

【0014】

下面軸部３０Ａ２の材質は、前記高周波誘導加熱で、変形等しない物質であれば、特に限定されない。下面軸部３０Ａ２の材質は、例えば、鋼材で構成されている。また、下面下面軸部３０Ａ２の形状は、下面チャック部３０Ａ１を駆動機構３０Ａ３により前記縦方向Ｖ１を中心軸Ｘ１として回転させると共に、縦方向Ｖ１に上下移動可能に構成できれば特に限定されない。前記下面軸部３０Ａ２の形状は、例えば円錐状に構成されている。

【0015】

下面駆動機構３０Ａ３は、縦方向Ｖ１を中心軸Ｘ１として下面チャック部３０Ａ１及び下面軸部３０Ａ２を回転させると共に、下面チャック部３０Ａ１及び下面軸部３０Ａ２が縦方向Ｖ１に上下移動可能であれば、特に限定されない。駆動機構３０Ａ３は、例えば、下面軸部３０Ａ２（及び下面チャック部３１Ａ１）を回転させる図示しない回転機構と、下面軸部３０Ａ２（及び下面チャック部３１Ａ１）を上下移動させる図示しないピストン機構と、で構成されている。

【0016】

上面支持体３０Ｂは、例えば、縦方向Ｖ１を中心軸Ｘ１としワークＷの上面側を支持する上面チャック部３０Ｂ１と、上面チャック部３０Ｂ１に固定され、縦方向Ｖ１を中心軸Ｘ１及び長軸とし、横方向Ｌ１及び搬送方向Ｃ１を短軸とする上面軸部３０Ｂ２と、前記縦方向Ｖ１を中心軸Ｘ１として上面チャック部３０Ｂ１及び下面軸部３０Ｂ２を回転させると共に、縦方向Ｖ１に上下移動可能な上面駆動機構３０Ｂ３と、を備える。

【0017】

上面チャック部３０Ｂ１の材質は、前記高周波誘導加熱で、変形等しない物質であれば、特に限定されない。上面チャック部３０Ｂ１の材質は、例えば、鋼材で構成されている。また、上面チャック部３０Ｂ１の形状はワークＷの支持荷重を増加させることが可能であれば、特に限定されない。上面チャック部３０Ｂ１の形状は、例えば、円盤状に構成されている。

【0018】

上面軸部３０Ｂ２の材質は、前記高周波誘導加熱で、変形等しない物質であれば、特に限定されない。上面軸部３０Ｂ２の材質は、例えば、鋼材で構成されている。また、上面軸部３０Ｂ２の形状は、上面チャック部３０Ｂ１を上面駆動機構３０Ｂ３により前記縦方向Ｖ１を中心軸Ｘ１として回転させると共に、縦方向Ｖ１に上下移動可能に構成できれば特に限定されない。前記上面軸部３０Ａ２の形状は、例えば円錐状に構成されている。

【0019】

上面駆動機構３０Ｂ３は、縦方向Ｖ１を中心軸Ｘ１として上面チャック部３０Ｂ１及び上面軸部３０Ｂ２を回転させると共に、上面チャック部３０Ｂ１及び上面軸部３０Ｂ２が縦方向Ｖ１に上下移動可能であれば、特に限定されない。上面駆動機構３０Ａ３は、例えば、上面軸部３０Ｂ２の上部が上板３０Ｃ２（後述）の第１凹部３０Ｃ２ａに縦方向Ｖ１を中心軸Ｘ１として回転可能に埋め込まれており、第１凹部３０Ｃ２ａの底面と上面軸部３０Ｂ２の上面との間にはばね部材３０Ｂ２ａが配置されている。

【0020】

荷重増加部３０Ｃは、下面チャック部３０Ａ１及び下面軸部３０Ａ２が縦方向Ｖ１を中心軸Ｘ１として回転及び縦方向Ｖ１に上下移動可能になるように下面支持体３０Ａを固定する下板３０Ｃ１と、上面チャック部３０Ｂ１及び上面軸部３０Ｂ２が縦方向Ｖ１を中心軸Ｘ１として回転及び縦方向Ｖ１に上下移動可能になるように上面支持体３０Ｂを固定する上板３０Ｃ２と、下板３０Ｃ１と上板３０Ｃ２の両方に、前記下板３０Ｃ１と上板３０Ｃ２間の縦方向Ｖ１の距離を可変可能になるように固定された可変部３０Ｃ３、３０Ｃ３とを備える。

【0021】

下板３０Ｃ１及び上板３０Ｃ２の材質は、前記高周波誘導加熱で、変形等しない物質であれば、特に限定されない。下板３０Ｃ１の材質は、例えば、鋼材で構成されている。また、下板３０Ｃ１及び上板３０Ｃ２の形状も前記下板３０Ｃ１と上板３０Ｃ２間の縦方向Ｖ１の距離を可変可能になるように可変部３０Ｃ３、３０Ｃ３を固定できれば、特に限定されない。下板３０Ｃ１及び上板３０Ｃ２の形状は例えば長方形の平板で構成されている。

【0022】

可変部３０Ｃ３、３０Ｃ３は、例えば、一端に設けられた凹部Ｒ１、Ｒ１を縦方向Ｖ１に沿って、かつ縦方向Ｖ１側に開放するように、他端側を下板３０Ｃ１に固定された第１可変部材３０Ｃ３ａ、３０Ｃ３ａと、一端が前記凹部Ｒ１、Ｒ１に係合すると共に、他端が前記下板３０Ｃ１と上板３０Ｃ２間の縦方向Ｖ１の距離が可変できるように上板３０Ｃ２に固定された第２可変部材３０Ｃ３ｂ、３０Ｃ３ｂと、で構成されている。

【0023】

第１可変部材３０Ｃ３ａ、３０Ｃ３ａ及び第２可変部材３０Ｃ３ｂ、３０Ｃ３ｂの材質は、前記高周波誘導加熱で、変形等しない物質であれば、特に限定されない。第１可変部材３０Ｃ３ａ、３０Ｃ３ａ及び第２可変部材３０Ｃ３ｂ、３０Ｃ３ｂの材質は、例えば、鋼材で構成されている。第１可変部材３０Ｃ３ａ、３０Ｃ３ａ及び第２可変部材３０Ｃ３ｂ、３０Ｃ３ｂの形状は、下板３０Ｃ１と上板３０Ｃ２間の縦方向Ｖ１の距離が可変できるように構成できれば、特に限定されない。第１可変部材３０Ｃ３ａ、３０Ｃ３ａ及び第２可変部材３０Ｃ３ｂ、３０Ｃ３ｂの形状は、例えば、棒状部材で構成されている。

【0024】

本実施形態に係る高周波誘導加熱装置１は、上述した荷重増加部３０Ｃを備えているため、ワークＷへの支持荷重を増加させる。すなわち、本実施形態では、上板３０Ｃ２分の荷重をワークＷへの支持荷重として増加させることができる（図６中矢印Ｕ参考）。従って、ワークＷを回転させて高周波誘導加熱する際、ワークの真円度等を向上させることができる

【0025】

本実施形態に係る高周波誘導加熱装置１は、具体的には、図１に示すように、前記搬送部１０は、前記ワーク支持体３０が搬送方向Ｃ１に互いに間隔を有して、前記回転かつ前記上下移動可能に複数取り付けられ、前記搬送部１０の移動によって前記搬送方向Ｃ１に移動する構成となっている。また、本実施形態に係る高周波誘導加熱装置１は、前記搬送部１０がループ状に配置され、かつ、前記ループ状に沿って周回移動するように構成されている。なお、本実施形態に係る高周波誘導加熱装置１は、ループ状に沿って周回移動できればその構成は特に限定されないため、説明を省略する。

【0026】

また、本実施形態に係る高周波誘導加熱装置１は、ループ状に沿って周回移動する方向（すなわち搬送方向Ｃ１）に向かって順に、ワーク設置領域１００、高周波誘導加熱領域（加熱ユニット）２００、冷却領域（冷却ユニット）３００、ワーク取出領域４００及びワーク支持部戻し領域５００を有している。

【0027】

ワーク設置領域１００では、ワーク支持体３０にワークＷを取り付ける。その取付方法としては、ワーク支持部戻し領域５００を通って戻され、ワーク設置領域１００に入ったワーク支持部３０（図４参照）に対して、ワーク支持部３０の上面チャック部３０Ｂ１を上昇させる（図５参照）。その上昇させた上面チャック部３０Ｂ１と下面チャック部３０Ａ１との間にワークＷ１をセットする（図６参照）。次に、ワークＷ１をセットした状態でワーク支持体３０が高周波誘導加熱領域（加熱ユニット）２００に入り、加熱体（加熱コイル）２０ＡによりワークＷ１が高周波誘導加熱される（図７参照）。次に、高周波誘導加熱されたワークＷ１が冷却領域（冷却ユニット）３００に入り、冷却体（冷却ジャケット４０Ａ）によりワークＷ１が冷却される（図８参照）。次に、冷却されたワークＷ１がワーク取出領域４００に入り、上面チャック部３０Ｂ１を上昇させることで、前記冷却されたワークＷ１をワーク支持体３０から取り出す。ワークＷ１が取り出されたワーク支持体３０は、ワーク支持部戻し領域５００を通って、再度、ワーク設置領域１００に周回移動される。

【0028】

すなわち、本実施形態に係る高周波誘導加熱装置１は、前記ワークを冷却する冷却ユニット４０を更に備え、前記搬送部１０がループ状に配置され、かつ前記ループ状に沿って周回移動し、前記ワーク支持体３０が前記加熱ユニット２０を通過後、前記冷却ユニット３０を通過するように構成され、前記加熱ユニット２０及び前記冷却ユニット４０は、前記周回移動する搬送区間の一部である。
従って、本実施形態に係る高周波誘導加熱装置１は、高周波誘導加熱における焼き戻し処理にも適用することができる。

【0029】

図９は、図２の好ましいワーク支持部３０を示す側面概念図である。
前記荷重増加部３０Ｃは、図９に示すように、前記上面支持体３０Ｂに取り付けられた重り設置部３０Ｄを更に備えることが好ましい。
本実施形態に係る高周波誘導加熱装置１では、重り設置部３０Ｄは、前記上面支持体３０Ｂの上板３０Ｃ２の上面３０Ｄである。

【0030】

図９に示すように、重り設置部３０Ｄに、重りＷＢを積載することで、ワークＷへの支持荷重としてより増加させることができる（図９中矢印Ｕ参考）。これにより、ワークＷを回転させて高周波誘導加熱する際、ワークＷの真円度等を更に向上させることができる。
また、前記重りＷＢを上板３０Ｃ２の上面３０Ｄに積載する際、重りＷＢが落下しないように、前記上面３０Ｄに固定する固定手段を設けることが好ましい。

【0031】

前述の実施形態は、本発明を具現化した例であり、本発明はこの実施形態には限定されない。例えば、前述の各実施形態において、いくつかの構成要素又は工程を追加、削除又は変更したものも本発明に含まれる。

【符号の説明】

【0032】

１：高周波誘導加熱装置
１０：搬送部
２０：加熱ユニット
３０：ワーク支持体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】