JP2001006865A

JP2001006865A - 電磁誘導加熱装置

Info

Publication number: JP2001006865A
Application number: JP11180063A
Authority: JP
Inventors: Masaomi Iguma; 正臣猪熊; Nobuhiro Kaneda; 信博兼田; Isamu Oku; 勇奥; Kazuto Kaneshige; 和人兼重; Tatsuro Araki; 達朗荒木
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 1999-06-25
Filing date: 1999-06-25
Publication date: 2001-01-12

Abstract

(57)【要約】【課題】ストリップの幅方向の温度分布を均一にする
ための更なる改良を加えた電磁誘導加熱装置を提供する
こと。【解決手段】電磁誘導加熱装置における複数の磁極セ
グメント１５のストリップ１と対向する部分を、ストリ
ップの中心部に近付くほど、ストリップの搬送方向と同
じ方向の幅寸法が大きくなるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電磁誘導加熱装置に
関し、特に所定の流れ方向に搬送されるストリップと呼
ばれる薄板を電磁誘導により連続して加熱する電磁誘導
加熱装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の電磁誘導加熱装置として、幅に
較べて長さの長いストリップを電磁誘導を用いて加熱す
るものがある。このような電磁誘導加熱装置はストリッ
プの幅方向にストリップと対向するようにストリップの
片側又は両側に配設された電磁石装置を備え、この電磁
石装置は交流電流によって励磁されている。この電磁誘
導加熱装置では、ストリップの幅方向に均一な温度分布
で加熱できることが望ましい。この種の電磁誘導加熱装
置は、ストリップの搬送方向に磁力線（磁束）を発生さ
せてストリップを加熱する電磁誘導加熱装置（ＬＦＸ型
電磁誘導加熱装置と呼ばれる）と、ストリップの垂直方
向に磁力線を発生させてストリップを加熱する電磁誘導
加熱装置（ＶＦＸ型電磁誘導加熱装置と呼ばれる）（以
下、ＶＦＸ装置と呼ぶ）との２つに分類される。なお、
ＬＦＸ、ＶＦＸのいずれも、住友重機械工業株式会社の
登録商標である。

【０００３】従来、ストリップの幅方向の温度分布を均
一に加熱する、ＶＦＸ装置が提案されている。

【０００４】例えば、特公昭６３−２７８３６号公報に
は、以下のようなＶＦＸ装置が提案されている。図５〜
図９を参照して、このＶＦＸ装置においては、幅に比較
して長さの長いストリップ１が加熱されるべき被加熱薄
板として矢印方向に、すなわち長さ方向に連続的に送ら
れる。

【０００５】ＶＦＸ装置を構成する電磁石装置２が、図
６に示すように、ストリップ１の幅方向に配設されてい
る。電磁石装置２は、図７に示すように、ストリップ１
の上下両面側に互いに対向して配置されている。各電磁
石装置２は、現在加熱されるストリップ１の幅とは無関
係に、このＶＦＸ装置で加熱される最大幅のストリップ
に対応した幅を有している。

【０００６】この種のＶＦＸ装置では、ストリップ１を
その幅方向に一様に加熱することが要求される。この要
求を達成するためには、各電磁石装置２の発生する磁場
がストリップ１の幅方向に予め定められた分布を有して
いることが必要である。この幅方向の磁場分布は一様で
はなく、且つ、ストリップ１の幅が変化すれば、磁場分
布も変えなければならない。

【０００７】図５を参照すると、ＶＦＸ装置を構成する
電磁石装置のうち、図７の線Ａ−Ａに沿う部分が一部破
断して示されている。また、図８を参照すると、図５の
線Ｂ−Ｂに沿う断面図が示されている。図５、図８で
は、一つの電磁石装置２の一部のみを示しているが、他
の電磁石装置も同様な構造を有している。図５からも明
らかな通り、電磁石装置２の端部はストリップ１のエッ
ジより外側にある。なお、電磁石装置２の他方の端部も
同様な構造を有している。

【０００８】図示された電磁石装置２はストリップ１の
幅方向に分割され、且つ、並列に配列された複数個の主
磁極要素（以下、磁極セグメントと呼ぶ）５を有し、各
磁極セグメント５はストリップ１と対向している。これ
らの磁極セグメント５は支持枠３内に支持されており、
且つ、磁極セグメント５に共通に、コイル４が施されて
いる。

【０００９】具体的に言えば、各磁極セグメント５は、
図８に示すように、四つの脚部及びこれらの脚部を結ぶ
橋絡部とを有する櫛形形状を有している。各磁極セグメ
ント５において互いに対応し合う脚部には共通にコイル
４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄが巻回されて４組の電磁石ブロ
ックが構成されている。隣り合うコイルには互いに逆極
性の電流が流される。各磁極セグメント５の橋絡部は駆
動棒１０に連結され、この駆動棒１０は支持枠３の外側
に延在している。駆動棒１０の側部にはラックが設けら
れており、このラックは駆動機構８を構成するギヤと噛
合している。更に、各磁極セグメント５の脚部は支持枠
３の内側に設けられた案内機構９により支持案内され
る。

【００１０】この構成では、駆動機構８を回転させるこ
とにより、磁極セグメント５をストリップ１の方向へ接
近させることができると共に、ストリップ１から磁極セ
グメント５を遠ざけることができる。この場合、コイル
４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄは、図５に示すように、その端
部を支持枠３に対し支持固定されており、各磁極セグメ
ント５はコイル４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄによって囲まれ
た空間内に個々に出し入れされる。このために、磁極セ
グメント５の数に対応した数の駆動機構が設けられ、図
示しない制御装置により各駆動機構が制御される。この
制御のために、各磁極セグメント５にはそれぞれ位置検
出器が設けられ、電磁石装置２の下流側には、ストリッ
プ１の幅方向の温度分布を計測するための温度センサ
（図示せず）が設けられる。制御装置は、各位置検出器
及び温度センサからの検出結果に基づいて、ストリップ
１の幅方向の温度分布が均一になるような制御を行う。

【００１１】更に、ＶＦＸ装置は、図５に示すように、
ストリップ１のエッジに近い領域に電気伝導率の良い非
磁性金属材料からなる板状の磁気遮蔽板７を有してい
る。磁気遮蔽板７は、４組の電磁石ブロックに対応でき
る大きさを有し、遮蔽板駆動機構１１により駆動され
て、遮蔽板支持案内機構６を介してストリップ１の幅方
向に出没自在に支持案内される。この磁気遮蔽板７は、
ストリップ１から離れる方向にコイル４から引き抜かれ
た退避位置の磁極セグメント５ａからの磁場を、ストリ
ップ１に対して遮蔽する磁気遮蔽手段として作用するも
のである。すなわち、磁気遮蔽板７の無い場合は、磁極
セグメント５をコイル４から引き抜いてもストリップ１
の端の部分に相当の磁場が残留して、これによりストリ
ップ１の端部が局所的に加熱され、幅方向の温度分布に
ムラが発生する。従って、この残留磁場を磁気遮蔽板７
により低減することは加熱温度分布改善に有効である。

【００１２】なお、図５では、便宜上、磁気遮蔽板７
は、磁極セグメント５の配列方向に関して両側のうちの
一方の側について示しているが、同様な磁気遮蔽板が他
方の側にも配設される。図９は、図５の線Ｃ−Ｃに沿う
断面図である。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上記の他にも、これま
でのＶＦＸ装置においては様々な改良が加えられている
が、ストリップの幅方向の温度分布を均一にすることは
難しい。

【００１４】そこで、本発明の課題は、ストリップの幅
方向の温度分布を均一にするための更なる改良を加えた
電磁誘導加熱装置を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の形態によ
れば、一定方向に搬送される薄板を電磁誘導により加熱
する電磁誘導加熱装置であって、前記薄板の板幅方向に
互いに並列に且つ該薄板と対向するように配列された複
数の磁極セグメントと、各磁極セグメントを前記薄板の
厚み方向に他の磁極セグメントとは独立に移動させるた
めの駆動機構と、前記複数の磁極セグメントを取り囲む
ように配設されて前記複数の磁極セグメントに共通なコ
イルとから成る組合せ体を少なくとも１組、前記薄板の
少なくとも一方の面側に配設して成る電磁誘導加熱装置
において、前記複数の磁極セグメントの前記薄板と対向
する部分を、該薄板の中心部に近付くほど、前記一定方
向と同じ方向の幅寸法が大きくなるようにしたことを特
徴とする電磁誘導加熱装置が提供される。

【００１６】本発明の第２の形態によれば、一定方向に
搬送される薄板を電磁誘導により加熱する電磁誘導加熱
装置であって、前記薄板の板幅方向に互いに並列に且つ
該薄板と対向するように配列されたＮ個の磁極セグメン
トと、各磁極セグメントを前記薄板の厚み方向に他の磁
極セグメントとは独立に移動させるための駆動機構と、
前記Ｎ個の磁極セグメントを取り囲むように配設されて
前記複数の磁極セグメントに共通なコイルとから成る組
合せ体を少なくとも１組、前記薄板の少なくとも一方の
面側に配設して成り、前記各磁極セグメントは、複数の
脚部とこれらをつなぐ橋絡部とを有して、互いに対応し
合うＮ個の脚部の周囲に共通に１つずつ、結果として前
記複数の脚部と同数のコイルが前記コイルとして巻回さ
れている電磁誘導加熱装置において、各磁極セグメント
を更に、各脚部あるいは橋絡部において前記一定方向に
関して複数に分割して、分割したそれぞれを前記薄板の
厚み方向に可動としたことを特徴とする電磁誘導加熱装
置が提供される。

【００１７】本発明の第３の形態によれば、一定方向に
搬送される薄板を電磁誘導により加熱する電磁誘導加熱
装置であって、前記薄板の板幅方向に互いに並列に且つ
該薄板と対向するように配列された複数の磁極セグメン
トと、各磁極セグメントを前記薄板の厚み方向に他の磁
極セグメントとは独立に移動させるための駆動機構と、
前記複数の磁極セグメントを取り囲むように配設されて
前記複数の磁極セグメントに共通なコイルとから成る組
合せ体を少なくとも１組、前記薄板の少なくとも一方の
面側に配設して成る電磁誘導加熱装置において、前記組
合せ体における前記薄板の入り口側及び出口側における
前記複数の磁極セグメントの先端と前記薄板との間であ
って前記複数の磁極セグメントの配列方向にわたって介
在するように非磁性材料による一対のマスクプレートを
設け、該一対のマスクプレートはそれぞれ、互いに対向
し合う辺縁部が、前記薄板のエッジに近付くにつれて前
記磁極セグメントに対する遮蔽領域が大きくなるような
形状にされていることを特徴とする電磁誘導加熱装置が
提供される。

【００１８】本発明の第４の形態によれば、一定方向に
搬送される薄板を電磁誘導により加熱する電磁誘導加熱
装置であって、前記薄板の板幅方向に互いに並列に且つ
該薄板と対向するように配列された複数の磁極セグメン
トと、各磁極セグメントを前記薄板の厚み方向に他の磁
極セグメントとは独立に移動させるための駆動機構と、
前記複数の磁極セグメントを取り囲むように配設されて
前記複数の磁極セグメントに共通なコイルとから成る組
合せ体を少なくとも１組、前記薄板の少なくとも一方の
面側に配設して成る電磁誘導加熱装置において、前記組
合せ体における前記薄板の入り口側及び出口側における
前記複数の磁極セグメントの先端と前記薄板との間であ
って前記複数の磁極セグメントの配列方向にわたって介
在するように非磁性材料による一対のマスクブロック構
成体を設け、該一対のマスクブロック構成体の各マスク
ブロックには作動装置を設けたことを特徴とする電磁誘
導加熱装置が提供される。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の第１の実施の形
態について説明する。図１を参照して、この第１の形態
は、図９で説明したようなＶＦＸ装置における各電磁石
ブロックに適用される。図１では、１つの電磁石ブロッ
クのみを示しているが、各電磁石ブロックにおける複数
の磁極セグメント１５のストリップ１と対向する部分、
厳密に言えばコイル１４で囲まれている部分を、ストリ
ップ１の中心部に近付くほど、ストリップ１の搬送方向
と同じ方向の幅寸法が大きくなるようにした点に特徴を
有する。言い換えれば、ストリップ１のエッジに近付く
ほど、磁極セグメント１５の幅方向寸法を従来の磁極セ
グメント５のそれよりも小さくしている。その結果、複
数の磁極セグメント１５の先端部分を結ぶ包絡線の形状
は略楕円形状になり、コイル１４も略楕円形状になるよ
うに巻回される。これにより、ストリップ１のエッジ近
くの温度上昇を抑制することができ、幅方向の温度分布
を均一にする効果が得られる。

【００２０】次に、図２を参照して、本発明の第２の実
施の形態について説明する。図８において説明したよう
に、１つの電磁石ブロックにおける磁極セグメント５の
数をＮ個とすると、磁極セグメント５はそれぞれ、複数
の脚部とこれらをつなぐ橋絡部とを有している。そし
て、互いに対応し合うＮ個の脚部の周囲に共通に１つず
つコイルが巻回され、結果として複数の脚部と同数のコ
イルが巻回されている。図２において、図８と同じ部分
には同一番号を付している。

【００２１】本形態においては、各磁極セグメント２５
は３つの脚部を有する。すなわち、電磁石ブロックを３
組有する。そして、各磁極セグメント２５を更に、各脚
部においてストリップ１の搬送方向に関して複数に分割
し、分割したそれぞれをストリップ１の厚み方向に可動
としたことを特徴とする。ここでは、磁極セグメント２
５は、その脚部において３つに分割され、ストリップ１
の搬送方向に関して言えば、２５−１〜２５−７の合計
７つに分割されている。これら７つに分割された各部分
が、図示しない油圧あるいは空気圧等による流体圧シリ
ンダ機構により独立して駆動される。また、本形態にお
いては、７つに分割された各部分にそれぞれ位置検出器
が設けられ、それぞれの位置が図示しない制御装置に送
られる。制御装置は、前に述べた温度センサからの幅方
向の温度分布と各位置検出器からの位置検出信号とに基
づいてストリップ１の幅方向の温度分布が均一になるよ
うに各流体圧シリンダ機構を制御する。

【００２２】本形態においては、磁極セグメント２５の
１個当たりの駆動機構の数が増えるが、その分だけスト
リップ１の幅方向の温度分布を均一にするための精度が
向上する。

【００２３】図３を参照して、本発明の第３の実施の形
態について説明する。本形態は、図９で説明した電磁石
装置におけるストリップ１の入り口側及び出口側に適用
される。ストリップ１の入り口側及び出口側における複
数の磁極セグメント５の先端とストリップ１との間であ
って、複数の磁極セグメント５の配列方向にわたって介
在するように非磁性材料による一対のマスクプレート３
０が設けられる。そして、これら一対のマスクプレート
３０はそれぞれ、互いに対向し合う辺縁部が、ストリッ
プ１のエッジに近付くにつれて磁極セグメント５に対す
る遮蔽領域が大きくなるような形状にされていることを
特徴とする。ここでは、一対のマスクプレート３０にお
いて互いに対向し合う辺縁部を湾曲した形状としてい
る。すなわち、入り口側のマスクプレート３０において
は搬送方向と反対向きに凸となるように湾曲し、出口側
のマスクプレート３０においては搬送方向と同じ向きに
凸となるように湾曲している。勿論、一体のマスクプレ
ートに限らず、図４の第４の実施の形態に示すように、
磁極セグメント１５の厚さと同程度の幅に分割形成され
た多数のマスクブロック１６から成り、これらのマスク
ブロック１６を個別に作動させる作動装置（図示せず）
を備えた構成でも良い。これにより、板幅や温度分布に
合わせて遮蔽領域の微調整を行うことができる。

【００２４】このようなマスクプレート３０を用いるこ
とにより、ストリップ１のエッジ付近における磁束のシ
ールド効果を向上させて、ストリップ１のエッジ付近に
おける温度上昇を抑制することができ、幅方向の温度分
布を均一にする効果が得られる。

【００２５】以上、本発明をいくつかの実施の形態をあ
げて説明したが、本発明は様々な変更が可能である。例
えば、ストリップの両側に電磁石装置を配置するＶＦＸ
装置に適用して説明したが、一方の側のみに電磁石装置
を配置するＶＦＸ装置にも適用できる。また、本発明に
よる電磁誘導加熱装置は、アルミ焼鈍、ラミネート塗装
焼き付け、ＳＵＳ焼鈍、銅焼鈍等の分野に適用可能であ
る。

【００２６】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、ストリップの幅方向の温度分布を均一にするために
有効な電磁誘導加熱装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態による電磁誘導加熱
装置のうち１つの電磁石ブロックについて示した図であ
る。

【図２】本発明の第２の実施の形態による電磁誘導加熱
装置を図８と同じ方向から見た図である。

【図３】本発明の第３の実施の形態による電磁誘導加熱
装置を図９と同じ方向から見た図である。

【図４】本発明の第４の実施の形態に使用されるマスク
ブロックを示した図である。

【図５】本発明が適用される従来の電磁誘導加熱装置の
構成を部分的に示した断面図である。

【図６】図５の電磁誘導加熱装置の構成全体を概略的に
示す平面図である。

【図７】図６に示された電磁誘導加熱装置を側面から見
た概略図である。

【図８】図５の線Ｂ−Ｂによる断面図である。

【図９】図５の電磁誘導加熱装置を線Ｃ−Ｃ方向から見
た図である。

【符号の説明】

１ストリップ２電磁石装置３支持枠４、４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、１４コイル５、５ａ、１５、２５磁極セグメント６遮蔽板支持案内機構７磁気遮蔽板８駆動機構９案内機構１０駆動棒１１遮蔽板駆動機構３０マスクプレート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者奥勇愛媛県新居浜市惣開町５番２号住友重機械工業株式会社新居浜製造所内 (72)発明者兼重和人愛媛県新居浜市惣開町５番２号住友重機械工業株式会社新居浜製造所内 (72)発明者荒木達朗東京都品川区北品川五丁目９番11号住友重機械工業株式会社内Ｆターム(参考） 3K059 AB00 AB19 AB20 AB26 AB28 AC10 AC33 AC37 AC54 AC72 AD04 AD05 CD53 CD73 CD77 CD79

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一定方向に搬送される薄板を電磁誘導に
より加熱する電磁誘導加熱装置であって、前記薄板の板
幅方向に互いに並列に且つ該薄板と対向するように配列
された複数の磁極セグメントと、各磁極セグメントを前
記薄板の厚み方向に他の磁極セグメントとは独立に移動
させるための駆動機構と、前記複数の磁極セグメントを
取り囲むように配設されて前記複数の磁極セグメントに
共通なコイルとから成る組合せ体を少なくとも１組、前
記薄板の少なくとも一方の面側に配設して成る電磁誘導
加熱装置において、前記複数の磁極セグメントの前記薄板と対向する部分
を、該薄板の中心部に近付くほど、前記一定方向と同じ
方向の幅寸法が大きくなるようにしたことを特徴とする
電磁誘導加熱装置。
【請求項２】一定方向に搬送される薄板を電磁誘導に
より加熱する電磁誘導加熱装置であって、前記薄板の板
幅方向に互いに並列に且つ該薄板と対向するように配列
されたＮ個の磁極セグメントと、各磁極セグメントを前
記薄板の厚み方向に他の磁極セグメントとは独立に移動
させるための駆動機構と、前記Ｎ個の磁極セグメントを
取り囲むように配設されて前記複数の磁極セグメントに
共通なコイルとから成る組合せ体を少なくとも１組、前
記薄板の少なくとも一方の面側に配設して成り、前記各
磁極セグメントは、複数の脚部とこれらをつなぐ橋絡部
とを有して、互いに対応し合うＮ個の脚部の周囲に共通
に１つずつ、結果として前記複数の脚部と同数のコイル
が前記コイルとして巻回されている電磁誘導加熱装置に
おいて、各磁極セグメントを更に、各脚部あるいは橋絡部におい
て前記一定方向に関して複数に分割して、分割したそれ
ぞれを前記薄板の厚み方向に可動としたことを特徴とす
る電磁誘導加熱装置。
【請求項３】一定方向に搬送される薄板を電磁誘導に
より加熱する電磁誘導加熱装置であって、前記薄板の板
幅方向に互いに並列に且つ該薄板と対向するように配列
された複数の磁極セグメントと、各磁極セグメントを前
記薄板の厚み方向に他の磁極セグメントとは独立に移動
させるための駆動機構と、前記複数の磁極セグメントを
取り囲むように配設されて前記複数の磁極セグメントに
共通なコイルとから成る組合せ体を少なくとも１組、前
記薄板の少なくとも一方の面側に配設して成る電磁誘導
加熱装置において、前記組合せ体における前記薄板の入り口側及び出口側に
おける前記複数の磁極セグメントの先端と前記薄板との
間であって前記複数の磁極セグメントの配列方向にわた
って介在するように非磁性材料による一対のマスクプレ
ートを設け、該一対のマスクプレートはそれぞれ、互い
に対向し合う辺縁部が、前記薄板のエッジに近付くにつ
れて前記磁極セグメントに対する遮蔽領域が大きくなる
ような形状にされていることを特徴とする電磁誘導加熱
装置。
【請求項４】一定方向に搬送される薄板を電磁誘導に
より加熱する電磁誘導加熱装置であって、前記薄板の板
幅方向に互いに並列に且つ該薄板と対向するように配列
された複数の磁極セグメントと、各磁極セグメントを前
記薄板の厚み方向に他の磁極セグメントとは独立に移動
させるための駆動機構と、前記複数の磁極セグメントを
取り囲むように配設されて前記複数の磁極セグメントに
共通なコイルとから成る組合せ体を少なくとも１組、前
記薄板の少なくとも一方の面側に配設して成る電磁誘導
加熱装置において、前記組合せ体における前記薄板の入り口側及び出口側に
おける前記複数の磁極セグメントの先端と前記薄板との
間であって前記複数の磁極セグメントの配列方向にわた
って介在するように非磁性材料による一対のマスクブロ
ック構成体を設け、該一対のマスクブロック構成体の各
マスクブロックには作動装置を設けたことを特徴とする
電磁誘導加熱装置。