JP3638968B2

JP3638968B2 - 誘導加熱装置

Info

Publication number: JP3638968B2
Application number: JP11020194A
Authority: JP
Inventors: 嘉昌田中; 明田守; 友昭大平
Original assignee: Neturen Co Ltd
Current assignee: Neturen Co Ltd
Priority date: 1994-04-27
Filing date: 1994-04-27
Publication date: 2005-04-13
Anticipated expiration: 2020-04-13
Also published as: JPH07296960A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、各種部品等の誘導加熱装置、特に被加熱物を直進移動させながら加熱できる誘導加熱装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、高周波誘導加熱により円盤状部品等の被加熱物を熱処理等の為に加熱する場合、加熱コイルは一般に図３（ａ）に示すような環状２ターンコイル１５又は同図（ｂ）に示すような矩形環状２ターンコイル１６からなる端面加熱用コイルが使用されている。このような端面加熱用コイルによる加熱は、単にその上方に被加熱物を位置させた状態で行なうと、加熱面に対してコイルからの距離が一様でなく、且つ部位によって電流の向きが相違するため、加熱ムラが生じる。
【０００３】
そのため、被加熱物を回転させながら加熱することによって均一に加熱するようにしているが、被加熱物を回転させる回転機構を必要とし、装置が複雑になる欠点がある。一方、加熱による酸化を防ぐためには不活性雰囲気で行う必要があるので、従来隔離された雰囲気室内に前記端面加熱用コイルと回転機構を配置して不活性ガス雰囲気で加熱処理している。従って、加熱装置は、装置が大掛かりになり、且つ被加熱物は１個づつ搬入−加熱−搬出の工程を経て処理されるので、連続処理による大量生産ができず、生産性が悪く、コスト高になる問題点があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記実情に鑑み創案されたものであって、被加熱物を回転させることなく均一に効率良く加熱でき、且つ連続して加熱処理ができて生産効率を向上させ、しかも雰囲気室も簡単に構成できて、大掛かりな装置を必要とすることなく大量生産ができ、コストを大幅に低減することができる誘導加熱装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決する本発明に係る誘導加熱装置は、同一平面内でほぼ直進波形状に１サイクル以上屈曲して複数回ターンし、かつ、電流が同一方向に流れる隣接配置された波形コイル部分を少なくとも一対有するように形成した多重波形状の加熱コイル体からなることを特徴とするものである。前記加熱コイル体として、例えば４重波形コイル部分に構成し、２重目の波形コイル部分と３重目の波形コイル部分が電流が同一方向に流れるように隣接配置することによって、より効率的な加熱ができる。
【０００６】
そして、前記加熱コイル体を水平に支持し、且つ該加熱コイル体の上面に近接して長手方向に被加熱物支持レールを架設すると共にその両側に長手方向に沿って被加熱物側方ガイドを設けることによって、被加熱物を確実に直進移動させながら均一に加熱することができる。前記被加熱物の側方ガイドは、電流が同一方向に流れるように隣接配置された波形コイル部分の振幅とほぼ一致する間隔に配置することによって、被加熱物を最も効率良く均一に加熱することができる。
【０００７】
さらに、前記加熱コイル体、前記被加熱物支持レール及び被加熱物側方ガイドをカバーで覆って、該カバー内に不活性ガスを噴出して不活性ガス雰囲気のトンネルを構成することによって、簡単に不活性雰囲気での連続的な加熱ができる。
【０００８】
【作用】
加熱コイルの波形ピッチ及び振幅は、被加熱物の大きさによって選定されるが、波形コイル部分長さを１サイクル以上、且つ振幅を被加熱物の直径又は幅以上にすることによって、被加熱物がコイル体の上面に接近して長手方向に移動する間に被加熱物底面全体が少なくとも波形コイル部分の直上面を１回以上通過することになり、被加熱物を回転させた場合と同様な若しくはそれ以上に均一に加熱することができる。
【０００９】
電流の流れが同一方向である隣接する少なくとも一対の波形コイル部分の振幅を、被加熱物の直径又は幅と略等しくすることによって、被加熱物を電流が同一方向に流れる一対の波形コイル部分の直上を通過させることができ、より効率的に且つ均一に加熱することができる。
【００１０】
また、被加熱物を搬送しながら加熱できるので、例えば、コイル体を適宜のカバーで形成されたトンネル内に配置し、該トンネル内を不活性雰囲気にすることによって、簡単な装置で不活性雰囲気での連続的な加熱処理ができる。
【００１１】
【実施例】
図１は、本発明の誘導加熱装置、特にその加熱コイル体の実施例を示している。
本実施例の加熱コイル体１は、高周波電源（図示せず）に接続された一端部から図示のように、同一平面内でほぼ波形状に１〜２サイクル屈曲して１重目波形コイル部分１ａを形成し、Ｕターンして１重目波形コイル部分１ａと所定の間隔を維持して平行に屈曲して二重目波形コイル部分１ｂを形成し、さらにＵターンして前記１重目と２重目の間隔より大きい間隔を経て同様に平行に伸びて４重目波形コイル部分１ｄを形成し、その端部を前記２重目波形コイル部分側にＵターンさせて、前記二重目波形コイル部分１ｂと隣接して平行に伸びる３重目波形コイル部分１ｃを形成してその端部を高周波電源に接続する回路から構成されている。そして、多重の波形コイル部分間に、図２で示すようにアルミナを主成分とした耐熱セメント等の非磁性体２を埋設して平板状の加熱コイル体１を形成している。
【００１２】
従って、該加熱コイル体１の中央部に隣接して配置されている２重目波形コイル部分１ｂと３重目波形コイル部分１ｃは電流が同一方向になる。該加熱コイルの波形ピッチ及び振幅は、被加熱物の大きさによって選択されるが、隣接する前記２重目波形コイル部分１ｂと３重目波形コイル部分１ｃの振幅が、被加熱物の直径と略等しく、且つ少なくとも１サイクル以上の長さを有するのが好ましく、本実施例では２サイクルに構成している。
【００１３】
該加熱コイル体１は、図２に示すように、適宜の支持手段５によって水平に支持され、その上面に近接して長手方向に非磁性体であるアルミナ又は窒化ケイ素系のセラミックスで形成された被加熱物支持レール６₁、６₂を平行に配置し、被加熱物が該支持レール上を摺動して長手方向に直進移動できるようになっている。また、７₁、７₂は加熱コイル体１の上方の長手方向両側に配置された被加熱物側方ガイドであり、被加熱物の幅に相当する間隔で配置されているが、本実施例では、図１及び図２から明らかなように、側方ガイド７₁の内側面が２重目波形コイル部分１ｂの谷部とほぼ一致する上方に配置され、且つ他方の側方ガイド７₂の内側面が３重目波形コイル部分１ｃの山部とほぼ一致するように配置されている。
【００１４】
そして必要に応じて、前記加熱コイル体１、前記被加熱物支持レール６及び被加熱物側方ガイド７の上方をカバー９で覆って、内部に不活性ガスを噴出して不活性ガス雰囲気のトンネルを構成し、不活性雰囲気内で加熱ができるようにした。なお、図１において無印の矢印は電流の方向を表している。
【００１５】
本実施例に係る加熱装置は、以上のように構成され、例えば円筒形状の被加熱物１０は、図１においてａ方向から支持レール６₁、６₂上を適宜の押圧手段により押されて側方ガイド７₁、７₂に案内されて加熱コイル体１上を直進移動する。その際、加熱コイル体１の中央部に隣接して位置している２重目波形コイル部分１ｂと３重目波形コイル部分１ｃは、同一方向に電流が流れ、且つその振幅がちょうど被加熱物１０の直径に等しいので、被加熱物は加熱コイル体１の上面に沿って移動する間に、ちょうどその底面全面が前記両波形コイル部分１ｂ、１ｃの直上を通過することになる。従って、その間に被加熱物１０は、２重目波形コイル部分１ｂと３重目波形コイル部分からの磁界が相乗されて効率良く且つ全面が同一条件で加熱されるので、部位による温度ムラがなく均一に加熱される。
【００１６】
また、被加熱物を不活性ガス雰囲気のトンネル内を搬送しながら加熱できるので、簡単な装置で不活性雰囲気での連続的な加熱ができ、従来と比べて特段に処理能力が向上させることができる。
【００１７】
以上、本発明の加熱装置の一実施例を示したが、本発明は前記実施例に限らず、種々の設計変更が可能である。例えば、図１のコイル体において、外側に位置する１重目波形コイル部分と４重目コイル分は必ずしも波形状にする必要はなく、ほぼ直線状に構成することも可能である。また、本発明に係る誘導加熱装置によれば、被加熱物は円筒物に限らず矩形状等異形の物品であっても均一な加熱が可能である。
【００１８】
【発明の効果】
本発明の誘導加熱装置は、次のような格別の効果を奏するものである。
被加熱物がコイル体の上面に接近して長手方向に移動する間に被加熱物底面全体が少なくとも波形コイル部分の上面を１回以上通過するので、被加熱物を回転させることなく均一に効率良く加熱でき、且つ連続加熱処理ができ、大掛かりな装置を必要とすることなく大量処理ができ、コストを大幅に低減することができる。
【００１９】
電流の流れが同一方向である隣接する少なくとも一対の波形コイル部を、被加熱物の直径又は幅と略等しい振幅にすることによって、被加熱物が該一対の波形コイル部分の直上を正確に通過することができ、より効率的に且つ均一に加熱することができる。
【００２０】
また、加熱コイル体を適宜のカバーで形成されたトンネル内に配置し、該トンネル内を不活性雰囲気にすることによって、簡単な装置で不活性雰囲気での連続的な加熱処理ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る加熱コイル体の平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面に相当する本発明の実施例に係る加熱装置の断面図である。
【図３】従来の誘導加熱装置の模式図で、（ａ）は環状２ターンコイルからなる端面加熱用コイル、（ｂ）は矩形環状２ターンコイルからなる端面加熱用コイルである。
【符号の説明】
１加熱コイル体２非磁性体
６被加熱物支持レール７被加熱物側方ガイド
９トンネル状カバー１０被加熱物

Claims

同一平面内でほぼ直進波形状に１サイクル以上屈曲して複数回ターンし、かつ、電流が同一方向に流れる隣接配置された波形コイル部分を少なくとも一対有するように形成した多重波形コイル部分を有する加熱コイル体からなり、該加熱コイル体は水平に支持され、該加熱コイル体の上面に近接して長手方向に被加熱物支持レールが架設され、且つその両側に長手方向に沿って被加熱物側方ガイドを設け、前記被加熱物支持レール上に被加熱物を載置し、該被加熱物が前記多重コイル部分の上面に沿って直進移動する間に該被加熱物を加熱することを特徴とする誘導加熱装置。
前記加熱コイル体は４重波形コイル部分からなり、２重目の波形コイル部分と３重目の波形コイル部分が電流が同一方向に流れるように隣接配置されている請求項１記載の誘導加熱装置。
前記被加熱物側方ガイドは、前記コイル体の電流が同一方向に流れるように隣接配置されたコイル分の振幅とほぼ一致する間隔に配置されている請求項１又は２記載の誘導加熱装置。
前記加熱コイル体、前記被加熱物支持レール及び被加熱物側方ガイドをカバーで覆って、該カバー内に不活性ガスを噴出して不活性ガス雰囲気のトンネルを構成できるようにした請求項１〜３何れかに記載の誘導加熱装置。