JP2002198162A - 誘導加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 安価かつ小型で、製造及び取り付けが簡単で
ありながら、漏れ磁束抑制効果が高く、またそれ自体の
発熱対策が取られた漏れ磁束抑制機構を提供し、もって
漏れ磁束の少ない誘導加熱装置を提供する。 【解決手段】 コイル１２の入口側と出口側に、それぞ
れ、搬送されるストリップ１２の下方に位置する磁性体
製のパイプ３１を配置し、ホース３２及び分岐管３３を
用いて、パイプ３１内に冷却水を通水する。コイル１２
から外部へ向かう磁束は、パイプに侵入し、漏れ磁束が
抑えられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、誘導加熱装置に関
し、特に、誘導加熱装置からの漏れ磁束を低減する技術
に関する。

【０００２】

【従来の技術】誘導加熱装置は、電磁誘導作用により被
加熱体を加熱する装置であって、短時間に均一な加熱を
行なえることから、金属加工の分野では、加工ライン中
での被加工物の再加熱などに利用されている。

【０００３】従来の、この種の誘導加熱装置は、搬送さ
れる被加熱物（例えば、金属薄板）を受け入れるための
入口と、送り出すための出口と、これらを接続する搬送
路とを有し、搬送路の上下または搬送路を囲むように、
あるいは搬送路を形成するように、誘導コイルが設けら
れている。また、従来の誘導加熱装置は、その周囲に存
在する金属（例えば誘導加熱装置を支持する支持台や、
被加熱物を搬送するローラー等）を加熱することを防止
するため、その漏れ磁束を低減するための金属ブロック
を備えている。

【０００４】このような金属ブロックを備えた誘導加熱
装置は、例えば、特開平８-１１５７８７号公報に記載
されている。この誘導加熱装置では、金属ブロックとし
て、積層珪素鋼板、あるいは、水冷銅板を間に挟んだ積
層珪素鋼板を使用し、その金属ブロックを、搬送路の上
下に配置されたコイルの外側の磁路に配設している。

【０００５】また、他の金属ブロックを備えた誘導加熱
装置として、特許第２９７９４４７号掲載公報に記載さ
れているものがある。この誘導加熱装置では、積層珪素
鋼からなる金属ブロックを、搬送路の入口または出口に
配設している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の誘導加熱装置に
おいて使用されている、漏れ磁束を抑えるための金属ブ
ロックは、珪素鋼板を積層したものであって、その製造
に手間がかかり比較的高価であるという問題点があると
ともに、大きな設置スペースを必要とするという問題点
がある。

【０００７】また、珪素鋼板を積層した金属ブロック
は、それ自体の発熱について全く考慮されていないか、
あるいは考慮されている場合は、さらに製造に手間がか
かるという問題点もある。

【０００８】さらに、特開平８-１１５７８７号公報に
記載されているように、コイルの外側の磁路に金属ブロ
ックを配設することは容易ではないという問題点もあ
る。

【０００９】本発明は、安価かつ小型で、製造及び取り
付けが簡単でありながら、漏れ磁束抑制効果が高く、ま
たそれ自体の発熱対策が取られた漏れ磁束抑制機構を提
供し、もって漏れ磁束の少ない誘導加熱装置を提供する
ことを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、搬送さ
れる被加熱体を受け入れる入口と、前記被加熱体を送り
出す出口と、前記入口と前記出口とをつなぐ搬送路と、
前記搬送路内に位置する前記被加熱体に電磁誘導を生じ
させるためのコイルとを有する誘導加熱装置において、
前記被加熱体の進行方向に直交する方向に沿って延在す
る磁性体パイプを、前記入口の近傍及び前記出口の近傍
のうちの少なくとも一方に配置し、前記磁性体パイプ内
に冷却水を流すようにしたことを特徴とする誘導加熱装
置が得られる。

【００１１】ここで、前記磁性体パイプとしては、一対
のパイプが用いられる。これら一対の磁性体パイプは、
一方が前記入口の近傍に、他方が前記出口の近傍に配置
されるか、或いは、一方が前記入口または前記出口の近
傍であって搬送される前記被加熱体の上方に、他方がそ
の下方に配置される。また、これら一対の磁性体パイプ
は、一対の磁性体連結パイプにより端部同士または端部
近傍同士が互いに連結されるようにしてもよい。さら
に、非磁性体板をパイプの近傍であって、前記コイルか
ら遠い側に設けるようにしてもよい。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について詳細に説明する。

【００１３】本発明は、ＬＦＸと呼ばれるタイプの誘導
加熱装置にも、ＶＦＸと呼ばれるタイプの誘導加熱装置
にも適用可能である。なお、ＬＦＸは、図１（ａ）に示
すように、搬送されるストリップ（金属薄板）１１の搬
送方向と同じ向きの磁束を発生するもので、図１（ｂ）
に示すように、搬送路の周囲に巻き回されたコイル１２
を有している。このコイル１２は、メンテナンス等の便
宜のため、開閉可能となっている。また、ＶＦＸは、図
２（ａ）に示すように、搬送されるストリップ２１の搬
送方向と直交する向きの磁束を発生するもので、図２
（ｂ）に示すように、ストリップの上下に互いに対向す
るようは位置された２対のコイル２２と、一対の磁極２
３と、２対の磁束制限板２４とを有している。

【００１４】次に、図３を参照して、本発明の第１の一
実施の形態について説明する。なお、本実施の形態は、
本発明をＬＦＸに適用した場合の例である。

【００１５】図３に示すように、本実施の形態では、コ
イル１２が形成する搬送路の入口側と出口側とに、それ
ぞれ磁性体製のパイプ３１が配設されている。そして、
これらのパイプ３１の端部には、それぞれホース３２の
一端が接続されている。ホース３２の他端は、冷却水の
導入口及び排出口となる一対の分岐管３３のいずれか一
方に接続されている。

【００１６】一方の分岐管３３に冷却水を導入すると、
それに接続された２本のホース３２を通じて、２本のパ
イプ３１にそれぞれ冷却水が供給される。２本のパイプ
３１をそれぞれ通過した冷却水は、残りの２本のホース
３２を通じて他方の分岐管３３へと流れ込み、排出され
る。

【００１７】コイル１２によって生成され外部へ向かう
磁束は、その多くが磁性体であるパイプ３１へと向かう
ので、誘導加熱装置から外部へ磁束が漏れることを防止
でき、装置周囲の金属が加熱されることを防止できる。
ここで、パイプ３１自体は、加熱されることになるが、
内部を通過する冷却水によって冷却され、温度上昇はほ
とんどない。

【００１８】なお、図３の例では、パイプ３１が、搬送
されるストリップ１１の下方に位置するように設けた場
合の例を示したが、ストリップ１１の上方に位置するよ
うに設けてもよい。また、ストリップ１１の下方にパイ
プ３１を配置するとともに、さらに２本のパイプを上方
に配置し、合計４本のパイプを配置するようにしてもよ
い。その際、冷却水の流路は、上側と下側とで独立した
ものにしてもよいし、分岐供給するようにしてもよい。

【００１９】図４に、本発明の第２の実施の形態を示
す。本実施の形態では、第１の実施の形態におけるホー
ス３２及び分岐管３３に代えて、２本のパイプ３１の端
部同士または端部近傍同士を互いに連結する磁性体製の
連結パイプ４１、４２を有している。

【００２０】一方の連結パイプ４１の内部は、その中央
で仕切られており、連結パイプ４１に導入された冷却水
が、連結パイプ４１→一方のパイプ３１→連結パイプ４
２→他方のパイプ３１→連結パイプ４１と順番に流れる
ように構成されている。

【００２１】本実施の形態では、パイプ３１同士を連結
する連結パイプ４１，４２が、磁極でいうところのリタ
ーンヨークとして働き、そこを磁力線が通るようになる
ので、より効果的に磁束の漏れを抑制することができ
る。

【００２２】次に、図５に本発明の第３の実施の形態を
示す。本実施の形態では、搬送路の入口側と出口側にそ
れ磁性体製のパイプ３１を設けるのではなく、入口側に
おいて、ストリップ１１の上下に位置するようにパイプ
３１を配置している。

【００２３】本実施の形態においても、コイル１２から
外部へ向かう磁束の多くが、パイプ３１へと向かうの
で、誘導加熱装置から外部への磁束の漏れを抑制するこ
とができる。

【００２４】なお、本実施の形態では、入口側にパイプ
３１を設ける例について説明したが、誘導加熱装置の周
辺に漏れ磁束によって加熱されるような金属が存在する
側に設ければよいので、出口側に設けてよいし、入口側
と出口側の両方に設けてもよい。

【００２５】図６に、本発明の第４の実施の形態を示
す。本実施例は、ＶＦＸに本発明を適用した例である。

【００２６】本実施の形態においても、コイル２２、磁
極２３、及び磁束制限板２４によって形成される搬送路
の入口側と出口側とにそれぞれ磁性体製のパイプ３１が
配設されており、そして、これらパイプ３１は、連結パ
イプ４１，４２によって互いに連結されている。

【００２７】本実施形態においても、コイル２２から外
部へ向かう磁束は、パイプ３１へと向かうので、誘導加
熱装置から外部へ漏れる磁束を抑制することができる。
また、パイプ３１は、冷却水により冷却されるので、温
度が上昇することもない。

【００２８】なお、本実施の形態では、パイプを３１を
ストリップ２１の下側に設けるようにしたが、上側でも
よい。また、下側及び上側の双方に設けるようにしても
よい。また、連結パイプ４１，４２の代わりに、ホース
及び分岐管を用いてもよい。

【００２９】図７に、本発明の第５の実施の形態を示
す。本実施の形態は、パイプ３１を搬送路の出口側、ス
トリップ２１の上方及び下方に配置したものである。

【００３０】本実施の形態においても、コイル２２から
外部へ向かう磁束は、パイプ３１へと向かうので、誘導
加熱装置から外部へ漏れる磁束を抑制することができ
る。また、パイプ３１は、冷却水により冷却されるの
で、温度が上昇することもない。

【００３１】また、本実施の形態では、搬送路の出口側
にパイプ３１を設けたが、入口側に設けてもよいし、ま
た、出口側及び入口側の双方に設けるようにしてもよ
い。

【００３２】以上、本発明の好ましい実施の形態につい
て幾つか説明したが、本発明は上記実施の形態に限定さ
れるものではない。例えば、上記実施の形態では、漏れ
磁束を抑制することのみを目的とする専用のパイプを設
けたが、ストリップを搬送するためのローラーに、この
磁性体パイプとしての機能を持たせるようにしてもよ
い。即ち、ローラーを磁性体で構成し、その内部に冷却
水を流すようにしてもよい。この場合、ロータリージョ
イントを利用することで、ローラー内に冷却水を流すこ
とができる。また、銅板などの非磁性体を、磁性体パイ
プに関してコイルの反対側（磁束の発生がない側、コイ
ルから遠い側）に設け、さらに漏れ磁束を抑制するよう
構成することも可能である。

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、誘導加熱装置における
被加熱体の入口及び出口の少なくとも一方に、磁性体パ
イプを配置し、そのパイプ内部に冷却水を通すようにし
たことで、効果的に漏れ磁束を抑制することができる。

【００３４】また、漏れ磁束を抑制するための構成が簡
単なので、作製及び組み立てが簡単かつ安価であり、設
置スペースも小さくて済むため、装置全体の大型化を招
くことも無い。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は、本発明が適用されるＬＦＸと呼ばれ
る誘導加熱装置の動作原理を示す図であり、（ｂ）は、
その概略図である。

【図２】（ａ）は、本発明が適用されるＶＦＸと呼ばれ
る誘導加熱装置の動作原理を示す図であり、（ｂ）は、
その概略図である。

【図３】本発明の第１の実施の形態に係る誘導加熱装置
の概略図である。

【図４】本発明の第２の実施の形態にかかる誘導加熱装
置の概略図である。

【図５】本発明の第３の実施の形態に係る誘導加熱装置
の概略図である。

【図６】本発明の第４の実施の形態にかかる誘導加熱装
置の概略図である。

【図７】本発明の第５の実施の形態にかかる誘導加熱装
置の概略図である。

【符号の説明】

１１ ストリップ １２ コイル ２１ ストリップ ２２ コイル ２３ 磁極 ２４ 磁束制限板 ３１ パイプ ３２ ホース ３３ 分岐管 ４１，４２ 連結パイプ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 搬送される被加熱体を受け入れる入口
   と、前記被加熱体を送り出す出口と、前記入口と前記出
   口とをつなぐ搬送路と、前記搬送路内に位置する前記被
   加熱体に電磁誘導を生じさせるためのコイルとを有する
   誘導加熱装置において、 前記被加熱体の進行方向に直交する方向に沿って延在す
   る磁性体パイプを、前記入口の近傍及び前記出口の近傍
   のうちの少なくとも一方に配置し、前記磁性体パイプ内
   に冷却水を流すようにしたことを特徴とする誘導加熱装
   置。
2. 【請求項２】 前記磁性体パイプを一対備えていること
   を特徴とする請求項１の誘導加熱装置。
3. 【請求項３】 前記磁性体パイプの一方が前記入口の近
   傍に配置され、他方が前記出口の近傍に配置されている
   ことを特徴とする請求項２の誘導加熱装置。
4. 【請求項４】 前記磁性体パイプの一方が前記入口また
   は前記出口の近傍であって搬送される前記被加熱体の上
   方に配置され、他方が前記被加熱体の下方に配置されて
   いることを特徴とする請求項２の誘導加熱装置。
5. 【請求項５】 前記磁性体パイプの端部同士または端部
   近傍同士を互いに連結するための磁性体連結パイプを一
   対備えていることを特徴とする請求項２,３、または４
   の誘導加熱装置。
6. 【請求項６】 前記磁性体パイプの近傍であって、前記
   コイルから遠い側に非磁性体板を設けたことを特徴とす
   る請求項１,２,３,４、または５の誘導加熱装置。