JP2010287333A - 連続式誘導加熱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被加熱対象物に対し連続的に常に安定した均一な電磁誘導加熱処理を施す。
【解決手段】駆動モータ７３の駆動により一方向へ向けて移動されるコンベアベルト２０と、コンベアベルト２０の片面（上面）と対向する加熱面を有する磁性材料製の加熱シェル３０と、この加熱シェル３０の加熱面と反対側の面に沿って配置され、コンベアベルト２０の移動方向と直交する幅方向を巻き心方向として巻き回された電磁誘導コイル４０と、この電磁誘導コイル４０の内側でコンベアベルト２０と平行に配設された磁性コア５０と、電磁誘導コイル４０に交流電圧を印加する交流電源６０とを備える。加熱シェル３０および磁性コア５０は、電磁誘導コイル４０に交流電圧が印加された状態で発生する磁束を、コンベアベルト２０の幅方向に向けて透過させる磁路を提供する。
【選択図】図４

Description

本発明は、搬送されつつある被加熱対象物に対し、磁力線により連続的に電磁誘導加熱処理を施す連続式誘導加熱装置に関するものである。

従来、特許文献１に記載されているような、無端搬送ベルトを使用した電磁誘導加熱装置が知られている。この電磁誘導加熱装置は、上下で所定の間隙を隔てて対向配置された、被加熱対象物を挟持して搬送する上下一対の無端搬送ベルトと、各無端搬送ベルトにおける上下のベルト間の空間に配設された、前記被加熱対象物に磁力線を透過させる電磁誘導コイルと、この電磁誘導コイルに高周波電圧を印加する高周波発生装置とを備えて構成されている。

前記電磁誘導コイルは、巻芯の延びる方向がベルト面と直交するように巻線が巻回されている。従って、電磁誘導コイルに交流電圧が印加されたときに発生される磁力線（磁束）は、無端搬送ベルトのベルト面と直交する方向に向かうことになる。従って、上下一対の無端搬送ベルトに挟持された状態で、各ベルトの周回により搬送されつつある被加熱対象物は、その搬送方向と直交する方向に該被加熱対象物を透過した磁力線により、渦電流に起因したジュール熱で誘導加熱される。このような電磁誘導加熱装置によれば、被加熱対象物を次々と連続的に上下の無端搬送ベルト間へ供給していくことにより、複数の被加熱対象物に連続的な誘電加熱処理を施すことができ、大量の被加熱対象物に対する電磁誘導加熱処理の効率化に貢献することができる。

特開２００２−３７３７７０号公報

しかしながら、特許文献１の電磁誘導加熱装置においては、磁力線が被加熱対象物に対しベルト面と直交する方向に向けて透過されるため、当該磁力線の強度は、ベルトの幅方向で相違する。従って、被加熱対象物を無端搬送ベルトにより搬送しつつ、当該ベルトの幅方向で均一に被加熱対象物を加熱することが困難であるという問題点を有していた。

本発明は、従来のかかる問題点を解消するためになされたものであって、被加熱対象物に対し連続的に常に安定した均一な電磁誘導加熱処理を施すことが可能な連続式誘導加熱装置を提供することを目的としている。

本発明の一局面に係る連続式誘導加熱装置は、一方向へ向けて移動される帯状の被加熱体と、前記被加熱体の片面に対向される加熱面を有し、磁性材料からなる加熱部材と、前記加熱部材の加熱面と反対側の面に沿って配置され、前記被加熱体の移動方向と直交する幅方向を巻芯方向として巻回された電磁誘導コイルと、前記電磁誘導コイルの内側に、前記巻芯方向に沿って配設された磁性コアと、前記電磁誘導コイルに交流電圧を印加する交流電源と、を備え、前記加熱体及び前記磁性コアは、前記電磁誘導コイルに交流電圧が印加されたときに発生される磁束を、前記被加熱体の移動方向と直交する幅方向に向けて通過させる磁路を提供するものであることを特徴とする（請求項１）。

この構成によれば、交流電圧が印加されることにより当該電磁誘導コイルで発生される磁束は、磁性材料からなる加熱部材内を透過するため、加熱部材は渦電流に起因したジュール熱により誘電加熱される。従って、この加熱部材の加熱面に移動しながら対向配置された被加熱体は、当該加熱部材からの伝熱で加熱される。ここで、加熱部材および磁性コアは、前記磁束を、前記被加熱体の移動方向と直交する幅方向に向けて透過させる磁路を提供する。このため、前記加熱部材の誘導加熱は、その幅方向全長に亘って均一に行われる。従って、前記加熱面と対向して移動される被加熱体は、該被加熱体の搬送方向と直交する幅方向で常に均一に加熱されることになる。

上記構成において、前記加熱部材は、前記幅方向で見て環状に形成され、その内部に前記電磁誘導コイル及び前記磁性コアが配置されていることが望ましい（請求項２）。この構成によれば、加熱部材は、環状の周面を全長に亘って誘電加熱させることが可能となるため、被加熱体を加熱するための熱源としての汎用性を向上させることができる。

この場合、前記加熱部材は、互いに対向する平坦な第１加熱面及び第２加熱面と、これら第１加熱面及び第２加熱面の端部間を連結する円弧部とを含むことが望ましい（請求項３）。この構成によれば、２つの加熱面を有するので、帯状の被加熱体を移動させつつ加熱するに際し、装置レイアウトの柔軟性に優れた加熱部材とすることができる。

この構成において、前記被加熱体として、第１被加熱体及び第２被加熱体が加熱対象とされ、前記第１加熱面に前記第１被加熱体が対向され、前記第２加熱面に前記第２被加熱体が対向される構成とすることができる（請求項４）。この構成によれば、１台の連続式誘導加熱装置を用いて第１及び第２被加熱体の２つを同時に加熱することが可能になり、加熱処理効率を向上させることができる。

或いは、前記被加熱体の片面が前記第１加熱面に対向された後、前記円弧面にて前記被加熱体の進路が折り返され、前記被加熱体の片面が前記第２加熱面に再び対向される構成とすることができる（請求項５）。この構成によれば、被加熱体は第１加熱面及び第２加熱面の双方から伝熱を受けるため、加熱効率が２倍になる。

本発明の他の局面に係る連続式誘導加熱装置は、磁性材料からなり、一方向へ向けて移動される帯状の被加熱体と、前記被加熱体の移動方向と直交する幅方向を巻芯方向として巻回された電磁誘導コイルと、前記電磁誘導コイルの内側に、前記巻芯方向に沿って配設された磁性コアと、前記電磁誘導コイルに交流電圧を印加する交流電源と、を備え、電磁誘導コイルは、前記被加熱体の片面に対向されるコイル周面を有し、前記磁性コアは、前記電磁誘導コイルに交流電圧が印加されたときに発生される磁束を、前記被加熱体内に、該被加熱体の移動方向と直交する幅方向に向けて通過させる磁路を提供するものであることを特徴とする（請求項６）。

この構成によれば、交流電圧が印加されることにより当該電磁誘導コイルで発生される磁束は、前記コイル周面と対向する部位において被加熱体内を透過するため、被加熱部材は渦電流に起因するジュール熱により直接的に誘電加熱される。ここで、磁性コアは、前記磁束を、前記被加熱体内に、その移動方向と直交する幅方向に向けて透過させる磁路を提供する。このため、前記被加熱部材の誘導加熱は、その移動方向と直交する幅方向全長に亘って均一に行われ、該被加熱体は幅方向で常に均一に加熱されることになる。

上記構成において、前記電磁誘導コイルは、互いに対向する平坦な第１コイル周面及び第２コイル周面と、これら第１コイル周面及び第２コイル周面の端部間に位置する円弧コイル周面とを含むことが望ましい（請求項７）。この構成によれば、２つのコイル周面を有するので、帯状の被加熱体を移動させつつ加熱するに際し、装置レイアウトの柔軟性に優れた電磁誘導コイルとすることができる。

この場合、前記被加熱体として、第１被加熱体及び第２被加熱体が加熱対象とされ、前記第１コイル周面に前記第１被加熱体が対向され、前記第２コイル周面に前記第２被加熱体が対向される構成とすることができる（請求項８）。この構成によれば、１台の連続式加熱装置を用いて第１及び第２被加熱体の２つを同時に加熱することが可能になり、加熱処理効率を向上させることができる。

また、前記被加熱体の片面が前記第１コイル周面に対向された後、前記円弧コイル周面にて前記被加熱体の進路が折り返され、前記被加熱体の片面が前記第２コイル周面に再び対向される構成とすることができる（請求項９）。この構成によれば、被加熱体は第１コイル周面及び第２コイル周面の双方において磁束が透過されるため、加熱効率が２倍になる。

上記構成において、前記被加熱体を移動させる駆動手段をさらに備え、前記駆動手段は、前記被加熱体に対して移動力を与える駆動用プーリを含むことが望ましい（請求項１０）。この構成によれば、簡単な構成でありながらプーリの駆動回転により被加熱体を容易に移動させることができる。

さらに、上記の連続式誘導加熱装置が複数組並設され、前記被加熱体が、前記各加熱装置を経由して移動される構成とすることが望ましい（請求項１１）。この構成によれば、被加熱体に複数の加熱装置から累積的に誘導加熱処理が施されるため、より効果的な加熱処理が実現する。

本発明によれば、移動しつつある被加熱体を、その幅方向に亘って常に均一に加熱させることができる。これにより、均一加熱のための装置の大型化や複雑化を回避することが可能になり、少ない装置コストで最大限の加熱効率を確保することができる。

本発明に係る連続式誘導加熱装置の一実施形態を示す分解斜視図である。 図１に示す連続式誘導加熱装置の一部切り欠き組み立て斜視図である。 図２のIII−III線断面図である。 第１実施形態に係る連続式誘導加熱装置の作用を説明するための図であって、図２のIV−IV線断面図である。 本発明に係る連続式誘導加熱装置の第２実施形態を示す一部切り欠き斜視図である。 図５のVI−VI線断面図である。 図５のVII−VII線断面図である。 第１および第２実施形態に係る連続式誘導加熱装置１０，１０′の使用例を示す説明図であり、図８（Ａ）は、第１使用例、図８（Ｂ）は、第２使用例、図８（Ｃ）は、第３使用例、図８（Ｄ）は、第４使用例、図８（Ｅ）は、第５使用例をそれぞれ示している。

以下、図面に基づいて、本発明の具体的実施形態につき詳細に説明する。

［第１実施形態］
図１は、本発明に係る連続式誘導加熱装置の第１実施形態を示す分解斜視図であり、図２は、その一部切り欠き組み立て斜視図である。なお、図１および図２において、Ｘ方向を左右方向、Ｙ方向を前後方向といい、特に−Ｘを左方、＋Ｘを右方、−Ｙを前方、＋Ｙを後方という。

第１実施形態に係る連続式誘導加熱装置１０は、一方向へ向けて移動されるコンベアベルト（帯状の被加熱体）２０と、電磁誘導加熱で加熱された熱をコンベアベルト２０に伝達するための加熱シェル（加熱部材）３０と、磁力線の束（磁束）を発生させる電磁誘導コイル４０と、この電磁誘導コイル４０の内側に設けられた磁性コア５０と、電磁誘導コイル４０に交流電圧を印加する交流電源６０と、コンベアベルト２０を所定方向に移動させる駆動手段７０とを備えて構成されている。

コンベアベルト２０は、本実施形態においては長尺の無端ベルトであり、図１および図２ではその一部を示している。コンベアベルト２０は、図２に白抜き矢印で示すように、その下面が加熱シェル３０に接触乃至は近接した状態で、駆動手段７０の駆動で左方から右方へ向けて移動する。

加熱されたコンベアベルト２０は、加熱処理や乾燥処理の熱源として利用され、周回している途中で図略の加熱処理や乾燥処理の対象物と接触される。コンベアベルト２０は、熱容量が大きく、かつ、強靱な材料を採用することが好ましく、例えばポリテトラフルオロエチレンやシリコン樹脂等で形成されたベルトを用いることが好ましい。

加熱シェル３０は、磁性コア５０とで電磁誘導コイル４０から出力される磁束を透過させる磁路を形成するためのものであり、磁性材料によって形成されている。この加熱シェル３０は、磁束の通過により発生する渦電流によって生成されるジュール熱で発熱する。

加熱シェル３０は、互いに対向する平坦な上下一対の平板部３１（第１加熱面及び第２加熱面）と、これら一対の平板部３１の左右の端部間を連結するように架設された、半円状を呈する左右一対の円弧部３２とを備えている。加熱シェル３０は、−Ｙ方向（コンベアベルト２０の移動方向直交する幅方向）からの正面視で、横長の環状に形成されている。電磁誘導作用で加熱された加熱シェル３０の平板部３１（本実施形態では上側の平板部３１）は、コンベアベルト２０を加熱する熱源として機能する。

磁性コア５０は、電磁誘導コイル４０が巻回される環状部材であって、加熱シェル３０とで磁路を形成するべく磁性材料によって形成されている。この磁性コア５０もまた、互いに対向する平坦な上下一対の平板部５１と、これら一対の平板部５１の左右の端部間を連結する一対の半円状円弧部５２とを備えている。この磁性コア５０の筒心が延びる方向は、コンベアベルト２０の幅方向（移動方向と直交する方向）である。磁性コア５０の形状は加熱シェル３０と相似であって、加熱シェル３０よりも所定寸法だけ小さい形状を有しており、結果として磁性コア５０と加熱シェル３０との間には環状空間が形成されている。

本実施形態においては、加熱シェル３０内では渦電流を発生させる一方、磁性コア５０内では渦電流を発生させないように工夫されている。すなわち、磁性コア５０は、複数枚のケイ素鋼板が積層されることによって形成されている。これにより磁性コア５０内では渦電流の発生が抑制される。

電磁誘導コイル４０は、加熱シェル３０を誘導加熱するための磁束を発生するもので、磁性コア５０の表面に巻回された状態で、加熱シェル３０内に内装されている。すなわち、電磁誘導コイル４０は、平板部３１のコンベアベルト２０と対向している面（加熱面）の反対側の面に沿って配置され、コンベアベルト２０の幅方向を巻芯方向Ｄ（図１）として巻回されている。

かかる電磁誘導コイル４０は、磁性コア５０に巻き付けられた巻回部４１と、この巻回部４１の前後方向両端部からそれぞれ引き出された一対の引き出し線４２とを備えている。これら一対の引き出し線４２に交流電源６０からの電圧が印加されることにより、電磁誘導コイル４０の巻芯方向Ｄと平行な磁束が発生される。

交流電源６０は、予め設定された電圧および周波数の交流電圧を電磁誘導コイル４０に印加する電源であり、図略の変圧器や周波数変換器等を有している。交流電源６０から電磁誘導コイル４０に交流電圧が供給されると、上述の通り磁束が発生し、この磁束は、加熱シェル３０及び磁性コア５０によって提供される磁路を通過する。当該磁束の通過方向は、コンベアベルト２０の搬送方向と直交する幅方向である。

駆動手段７０は、コンベアベルト２０を移動させる（すなわち搬送する）ための機構であって、前後方向一対のプーリ部材７１（駆動用プーリ）と、これら一対のプーリ部材７１に掛け回された搬送用ベルト７２と、一対のプーリ部材７１の一方側に駆動力を与える駆動モータ７３とを備えている。図１および図２に示す例では、駆動モータ７３の駆動力は、左側のプーリ部材７１に伝達される。

各プーリ部材７１は、前後方向に延びるプーリ軸７１１と、このプーリ軸７１１に外嵌される各前後方向一対のベアリング７１２と、各ベアリング７１２を介してプーリ軸７１１にそれぞれ外嵌される前後方向各一対のプーリ７１３とを備えている。

ベアリング７１２は、内径寸法がプーリ軸７１１に摺接状態で外嵌され得るように設定されているとともに、外径寸法が前記磁性コア５０の円弧部５２の曲率内径寸法より僅かに小さめに設定されている。これにより前後一対のベアリング７１２は、プーリ軸７１１が磁性コア５０内の前後の端部に嵌め込まれた状態で、磁性コア５０の円弧部５２の内面に当接した状態になる。

各プーリ７１３は、それぞれ同心で穿設された中心孔７１３ａを有している。プーリ７１３は、中心孔７１３ａの孔径寸法がプーリ軸７１１に摺接状態で外嵌され得るようにプーリ軸７１１の径寸法より僅かに大きめに設定されているとともに、外径寸法が前記加熱シェル３０の円弧部３２の曲率外径寸法より僅かに大きめに設定されている。これにより前後一対のプーリ７１３は、プーリ軸７１１がベアリング７１２を介して磁性コア５０の円弧部５２内に嵌め込まれた状態で搬送用ベルト７２が掛け回された状態になる。

プーリ軸７１１の両側部には、周面から切り込まれることによって形成した前後方向へ延びるキー溝７１１ａがそれぞれ設けられている。これに対し各プーリ７１３には、中心孔７１３ａの内周面にもプーリ軸７１１のキー溝７１１ａに対応するようにキー溝７１３ｂが凹設されている。そして、プーリ７１３の中心孔７１３ａがプーリ軸７１１に外嵌された状態で、キー片７１４が、各キー溝７１１ａ，７１３ｂに亘るように圧入される。これによりプーリ７１３は、プーリ軸７１１に一体回転可能に装着された状態になる。

そして、このような左右一対のプーリ部材７１は、加熱シェル３０に内装された磁性コア５０の左右の円弧部５２にベアリング７１２を介して装着された状態で、各プーリ軸７１１が前後一対のフレームＦ（図４）に軸支され、それぞれ位置設定されている。

搬送用ベルト７２は、コンベアベルト２０の下面と接触し、コンベアベルト２０に移動力を与えるものである。搬送用ベルト７２は、コンベアベルト２０と同一の材料（フッ素樹脂あるいはシリコン樹脂）により可撓性を備えて無端ベルト状に形成されている。そして、この搬送用ベルト７２は、周長が前記加熱シェル３０の外周長より僅かに長めに設定されている。このような搬送用ベルト７２は、左右各前後一対のプーリ７１３に掛け回され、これによって左右のプーリ７１３間で周回可能とされている。

なお、本実施形態では、搬送用ベルト７２がコンベアベルト２０と同じ幅を有する態様を例示している。これに代えて、コンベアベルト２０と加熱シェル３０との間の熱伝導性を一層高める必要があるときは、プーリ７１３と同幅程度の搬送用ベルトを前後の各プーリ７１３間に架け渡すようにし、搬送用ベルトがコンベアベルト２０の幅方向両端部のみで接する態様としても良い。

上記構成において、例えば左方の前後一対のプーリ７１３が駆動回転されると、この駆動回転は、搬送用ベルト７２を介して右側の前後一対のプーリ７１３へ伝達され、これにより搬送用ベルト７２は、左右の一対のプーリ７１３間で周回することになる。従って、搬送用ベルト７２が、図２および図３に実線矢印で示すように、時計方向に向けて周回されたときには、当該搬送用ベルト７２に当接しているコンベアベルト２０は、図２および図３に白抜き矢印で示すように、右方へ向かって移動することになる。

駆動モータ７３は、その駆動力で一方のプーリ部材７１（図３では左側のプーリ部材７１）をプーリ軸７１１回りに一体回転させるものである。駆動モータ７３の駆動軸７３１とプーリ軸７１１との間には、変速用のギヤ機構７３２が介設されている。駆動モータ７３の駆動力は、駆動軸７３１およびギヤ機構７３２を介し所定の変速が行われた上で、左側のプーリ軸７１１に伝達され、これによる搬送用ベルト７２の左右各一対のプーリ７１３を介した周回によって、搬送用ベルト７２に当接されたコンベアベルト２０が右方へ向かって移動する。

以下、図４を基に、必要に応じて他の図面も参照しながら第１実施形態に係る連続式誘導加熱装置１０の作用について説明する。図４は、第１実施形態に係る連続式誘導加熱装置１０の作用を説明するための図２のＩＶ−ＩＶ線断面図である。なお、図４におけるＹによる方向表示は、図１の場合と同様（−Ｙ：前方、＋Ｙ：後方）である。

駆動モータ７３が駆動されると、その駆動力は、駆動軸７３１およびギヤ機構７３２を介して左側のプーリ軸７１１に伝達され、これによって左側のプーリ７１３がプーリ軸７１１回りに時計方向に向けて回転する。搬送用ベルト７２は、この回転によって左右のプーリ７１３間で周回する。この搬送用ベルト７２の周回によってその上面に当接されているコンベアベルト２０は、右方へ向けて移動することになる。

コンベアベルト２０が周回するのに先立って、交流電源６０からの交流電圧が電磁誘導コイル４０に印加される。これにより電磁誘導コイル４０は磁束を発生し、図４に実線矢印で示すように、この磁束は、加熱シェル３０と磁性コア５０との間で周回するようにこれらを透過する。因みに、矢印の向きが反対の２種類の矢印を示しているのは、当該磁束の向きが交流電圧の１／２周期毎に変化するからである。

加熱シェル３０は、かかる磁束の透過による渦電流の発生で、ジュール熱により加熱される。この加熱シェル３０の誘導加熱は、加熱シェル３０を透過する交番の磁束の強度が前後方向（図４に紙面に直交する方向）で変化することがないため、結果として加熱シェル３０は、前後方向（幅方向）でバラツキのない状態で均一に加熱される。つまり、磁束は加熱シェル３０をその幅方向に透過するため、自ずと加熱シェル３０は幅方向において均一に加熱されるようになる。

この状態で駆動モータ７３を駆動し、駆動軸７３１、ギヤ機構７３２、プーリ軸７１１およびプーリ７１３を介して搬送用ベルト７２を周回させると、この搬送用ベルト７２の周回に同伴して搬送されるコンベアベルト２０は、加熱シェル３０の平板部３１からの伝熱により均一に加熱される。従って、幅方向に加熱ムラが生じることなく、コンベアベルト２０は均一に加熱されるものである。

この加熱されたコンベアベルト２０を他の加熱対象物の熱源として使用する場合には、当該被加熱対象物をコンベアベルト２０に接触されればよい。こうすることで被加熱対象物に対し伝熱による加熱処理を施すことができる。

［第２実施形態］
次に、図５〜図７を基に、第２実施形態の連続式誘導加熱装置について説明する。図５は、第２実施形態に係る連続式誘導加熱装置を示す一部切り欠き斜視図であり、図６は、そのVI−VI線断面図、図７は、そのVII−VII線断面図である。なお、図５〜図７におけるＸおよびＹによる方向表示は、図１の場合と同様（−Ｘ：左方、＋Ｘ：右方、−Ｙ：前方、＋Ｙ：後方）である。

第２実施形態に係る連続式誘導加熱装置１０′は、被加熱体として、誘導加熱が可能な鉄やコバルト等を含む合金からなるスチールベルト２０′が採用されている点が、合成樹脂製のコンベアベルト２０が採用される第１実施形態の連続式誘導加熱装置１０と相違している。そして、スチールベルト２０′自体が直接的に誘導加熱され得る材料で形成されているため、第１実施形態で採用されているような加熱シェル３０が不要になる。従って、第２実施形態の連続式誘導加熱装置１０′においては、加熱シェル３０が採用されておらず、この点でも第１実施形態とは相違している。

すなわち、第２実施形態に係る連続式誘導加熱装置１０′は、一方向へ向けて移動されるスチールベルト２０′（帯状の被加熱体）２０と、磁束を発生させる電磁誘導コイル４０と、この電磁誘導コイル４０の内側に設けられた磁性コア５０と、電磁誘導コイル４０に交流電圧を印加する交流電源６０と、コンベアベルト２０を所定方向に移動させる駆動手段７０とを備えて構成されている。

スチールベルト２０′は、可撓性を有するように薄手のものが採用され、周回が可能な無端ベルト状とされている。電磁誘導コイル４０は、互いに対向する平坦なコイル周面（第１コイル周面及び第２コイル周面）と、これらコイル周面の端部間に位置する円弧コイル周面とを含んでいる。図５では、上方の平坦なコイル周面が、スチールベルト２０′の下面と対向している。その他の構成は、先の第１実施形態と同様である。なお、第２実施形態においても、搬送用ベルト７２がスチールベルト２０′と同じ幅を有する態様を例示しているが、これに代えて、プーリ７１３と同幅程度の搬送用ベルトを用いるようにしても良い。

図７に基づき、第２実施形態に係る連続式誘導加熱装置１０′の作用を説明する。スチールベルト２０′が周回されるのに先立って、交流電源６０からの交流電圧が電磁誘導コイル４０に印加される。これにより電磁誘導コイル４０は磁束を発生し、図７に実線矢印で示すように、この磁束は、磁性コア５０とスチールベルト２０′との間で周回するようにこれらを透過する。

スチールベルト２０′は、かかる磁束の透過による渦電流の発生で、ジュール熱により直接的に加熱される。このスチールベルト２０′の誘導加熱は、スチールベルト２０′を透過する交番の磁束の強度が前後方向（図７に紙面に直交する方向）で変化することがないため、結果としてスチールベルト２０′は、前後方向（幅方向）でバラツキのない状態で均一に加熱される。つまり、磁束はスチールベルト２０′をその幅方向に透過するため、自ずとスチールベルト２０′は幅方向において均一に加熱されるようになる。

第２実施形態の連続式誘導加熱装置１０′によれば、被加熱体として電磁誘導加熱が可能なスチールベルト２０′が採用され、これによって第１実施形態の加熱シェル３０を採用する必要がなくなったことから、当該加熱シェル３０を省略することが可能になり、その分部品点数が削減され、結果として装置コストの低減化に貢献することができる。

［各種使用態様の説明］
以下、図８を基に、第１および第２実施形態に係る連続式誘導加熱装置１０，１０′の使用例であって、上記の基礎的な使用例（１つの加熱面またはコイル周面のみに、コンベアベルト２０またはスチールベルト２０′が対向される使用例）とは異なる応用使用例について説明する。

図８は、第１および第２実施形態に係る連続式誘導加熱装置１０，１０′の応用使用例を示す説明図であり、図８（Ａ）は、第１応用使用例、図８（Ｂ）は、第２応用使用例、図８（Ｃ）は、第３応用使用例、図８（Ｄ）は、第４応用使用例、図８（Ｅ）は、第５応用使用例をそれぞれ示している。

こおで、上記の連続式誘導加熱装置１０，１０′において、コンベアベルト２０およびスチールベルト２０′を除いた構成要素（第１実施形態の連続式誘導加熱装置１０の場合は、加熱シェル３０、電磁誘導コイル４０、磁性コア５０および駆動手段７０であり、第２実施形態の連続式誘導加熱装置１０′の場合は、電磁誘導コイル４０、磁性コア５０および駆動手段７０である）からなるものを単位加熱装置１０ａと定義する。また、コンベアベルト２０およびスチールベルト２０′を総称して被加熱ベルト２０ａと定義する。なお、図８では、被加熱ベルト２０ａが水平方向に向けて移動される例を示している。

まず単位加熱装置１０ａの第１応用使用例は、図８（Ａ）に示すように、２本の被加熱ベルト２０ａ（第１被加熱体及び第２被加熱体）が加熱対象とされ、一方の被加熱ベルト２０ａが単位加熱装置１０ａの上面側（第１加熱面又は第１コイル周面）に対向されて一方向（図８に示す例では右方）に向けて移動されるとともに、他方の被加熱ベルト２０ａが単位加熱装置１０ａの下面側（第２加熱面又は第２コイル周面）に対向されて他方向（図８に示す例では左方）に向けて移動される。

第１応用使用例によれば、１つの単位加熱装置１０ａで２つの被加熱ベルト２０ａに対し同時に加熱処理を施すことができるため、単位加熱装置１０ａの加熱処理能力をフルに利用することができる。

単位加熱装置１０ａの第２応用使用例は、図８（Ｂ）に示すように、処理対象の被加熱ベルト２０ａは１つであるが、この１つの被加熱ベルト２０ａが、単位加熱装置１０ａの上面側で加熱処理された後に端部（図９に示す例では右端部）の円弧面（円弧コイル周面）で進路が折り返され、今度は単位加熱装置１０ａの下面側で加熱処理が施される態様を示している。第２応用使用例によれば、被加熱ベルト２０ａは、往復で単位加熱装置１０ａにより加熱処理されるため、その分被加熱ベルト２０ａをより迅速に加熱することができる。

ついで、単位加熱装置１０ａの第３応用使用例は、図８（Ｃ）に示すように、複数の単位加熱装置１０ａが直列に並設されている（因みに図９（Ｃ）では２つの単位加熱装置１０ａが並設されている）。そして、１つの被加熱ベルト２０ａがこれら複数の単位加熱装置１０ａの上面側に当接され、加熱処理に供される。第３応用使用例によれば、１つの被加熱ベルト２０ａは、複数の単位加熱装置１０ａによって加熱処理が施されるため、加熱効率が向上する。

また、単位加熱装置１０ａの第４応用使用例は、図８（Ｄ）に示すように、複数の単位加熱装置１０ａがジグザグ状に配設されている。そして、被加熱ベルト２０ａは、これらジグザグ状に配設された各単位加熱装置１０ａの上面および下面に折り返えしで当接された状態でジグザグ状に各単位加熱装置１０ａに掛け回されている。

第４応用使用例によれば、複数の単位加熱装置１０ａの上下の面が被加熱ベルト２０ａの加熱処理に使用されるため、第３応用使用例の場合よりも被加熱ベルト２０ａに対する加熱効率を向上させることができる。

最後に、単位加熱装置１０ａの第５応用使用例は、図８（Ｅ）に示すように、図８（Ｃ）に示す第３応用使用例と、図８（Ｄ）に示す第４応用使用例との折衷案であり、被加熱ベルト２０ａがジグザグ状に各単位加熱装置１０ａに掛け回される点については第４実施形態と同様である。しかしながら、第５応用使用例では、ジグザグ状の下層部分において単位加熱装置１０ａが直列に並設されている態様を示している。

そして、図８（Ａ）〜図８（Ｅ）に示した単位加熱装置１０ａの各応用使用例は、複数の単位加熱装置１０ａを組み合わせる場合の基本的な例を示したものであり、実際には、状況に応じて各種の組み合わせが採用される。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、以下の内容をも包含するものである。

（１）上記の第１実施形態の連続式誘導加熱装置１０においては、加熱シェル３０を環状に設定しているが、状況に応じて加熱シェル３０を環状にしなくてもよい場合がある。すなわち、図２に示すように、コンベアベルト２０を加熱シェル３０の上面との当接のみで加熱処理されるような場合には、連続式誘導加熱装置１０の下半分に加熱シェル３０を設ける必要がない。

（２）上記の実施形態においては、前後一対のプーリ部材７１間に搬送用ベルト７２が掛け回され、各プーリ７１３の駆動回転による搬送用ベルト７２の周回でコンベアベルト２０に伝熱による加熱処理を施す例を示した。これに代えて、特に搬送用ベルト７２を設けることなく、プーリ７１３の回転のみで当該プーリ７１３上に載置されたコンベアベルト２０を移動させるようにしてもよい。

（３）上記の実施形態においては、図示の都合上、電磁誘導コイル４０は、磁性コア５０に１重で巻き付けられた状態とされているが、１重であることに限定されるものではなく、２重以上の多重で巻き付けてもよいのは当然である。

（４）上記の実施形態においては、各単位加熱装置１０ａは、全て横置きで配設され、被加熱ベルト２０ａが水平方向に向けて搬送されるようになされているが、これに限定されるものではなく、単位加熱装置１０ａを縦置きで配設したり、斜め置きで配設したりしてもよい。

（５）上記の第１実施形態においては、磁性コア５０は、ベアリング７１２を介してプーリ軸７１１に支持されているとともに、加熱シェル３０は、電磁誘導コイル４０を介して磁性コア５０に支持されているが、こうする代わりにこれら加熱シェル３０および磁性コア５０を前後一対のフレームＦに支持させるようにしてもよい。こうすることで特にベアリング７１２を用いなくてもよくなり、その分部品点数を削減することができる。

本発明に係る連続式誘導加熱装置１０，１０′は、被加熱対象物を、均一に加熱されたコンベアベルト２０との熱交換で加熱するものであるため、被加熱対象物がコンベアベルト２０と面接触し得るようなものの加熱処理に適している。具体的には、連続式誘導加熱装置１０，１０′を適用することができる被加熱処理として、製紙工場における抄紙後の製紙の乾燥、製織工場における製織布の乾燥、複数枚の用紙の加熱による貼り合わせ処理、ラミネートやフィルムの加熱による貼り合わせ処理、各種の材料の予熱処理や乾燥処理、菓子やパン等の食品の表面加熱処理等に適用することができ、これによって製造工程の簡素化、製造設備の簡素化、エネルギー効率の向上、メンテナンス作業の省力化などを達成することができ、広範囲な温度領域で均一な加熱温度制御を行う上で極めて有用である。

１０，１０′ 連続式誘導加熱装置
１０ａ 単位加熱装置
２０ コンベアベルト（被加熱体）
２０′ スチールベルト（被加熱体）
２０ａ 被加熱ベルト（被加熱体）
３０ 加熱シェル（加熱部材）
３１ 平板部
３２ 円弧部
４０ 電磁誘導コイル
４１ 巻き付け部
４２ 引き出し線
５０ 磁性コア
５１ 平板部
５２ 円弧部
６０ 交流電源
７０ 駆動手段
７１ プーリ部材
７１１ プーリ軸
７１１ａ キー溝
７１２ ベアリング
７１３ プーリ
７１３ａ 中心孔
７１３ｂ キー溝
７１４ キー片
７２ 搬送用ベルト
７３ 駆動モータ
７３１ 駆動軸
７３２ ギヤ機構
Ｄ 心方向
Ｆ フレーム

Claims (11)

1. 一方向へ向けて移動される帯状の被加熱体と、
   前記被加熱体の片面に対向される加熱面を有し、磁性材料からなる加熱部材と、
   前記加熱部材の加熱面と反対側の面に沿って配置され、前記被加熱体の移動方向と直交する幅方向を巻芯方向として巻回された電磁誘導コイルと、
   前記電磁誘導コイルの内側に、前記巻芯方向に沿って配設された磁性コアと、
   前記電磁誘導コイルに交流電圧を印加する交流電源と、を備え、
   前記加熱体及び前記磁性コアは、前記電磁誘導コイルに交流電圧が印加されたときに発生される磁束を、前記被加熱体の移動方向と直交する幅方向に向けて通過させる磁路を提供するものであることを特徴とする連続式誘導加熱装置。
2. 前記加熱部材は、前記幅方向で見て環状に形成され、その内部に前記電磁誘導コイル及び前記磁性コアが配置されていることを特徴とする請求項１に記載の連続式誘導加熱装置。
3. 前記加熱部材は、互いに対向する平坦な第１加熱面及び第２加熱面と、これら第１加熱面及び第２加熱面の端部間を連結する円弧部とを含むことを特徴とする請求項２に記載の連続式誘導加熱装置。
4. 前記被加熱体として、第１被加熱体及び第２被加熱体が加熱対象とされ、
   前記第１加熱面に前記第１被加熱体が対向され、前記第２加熱面に前記第２被加熱体が対向されることを特徴とする請求項３に記載の連続式誘導加熱装置。
5. 前記被加熱体の片面が前記第１加熱面に対向された後、前記円弧面にて前記被加熱体の進路が折り返され、前記被加熱体の片面が前記第２加熱面に再び対向されることを特徴とする請求項３に記載の連続式誘導加熱装置。
6. 磁性材料からなり、一方向へ向けて移動される帯状の被加熱体と、
   前記被加熱体の移動方向と直交する幅方向を巻芯方向として巻回された電磁誘導コイルと、
   前記電磁誘導コイルの内側に、前記巻芯方向に沿って配設された磁性コアと、
   前記電磁誘導コイルに交流電圧を印加する交流電源と、を備え、
   電磁誘導コイルは、前記被加熱体の片面に対向されるコイル周面を有し、
   前記磁性コアは、前記電磁誘導コイルに交流電圧が印加されたときに発生される磁束を、前記被加熱体内に、該被加熱体の移動方向と直交する幅方向に向けて通過させる磁路を提供するものであることを特徴とする連続式誘導加熱装置。
7. 前記電磁誘導コイルは、互いに対向する平坦な第１コイル周面及び第２コイル周面と、これら第１コイル周面及び第２コイル周面の端部間に位置する円弧コイル周面とを含むことを特徴とする請求項６に記載の連続式誘導加熱装置。
8. 前記被加熱体として、第１被加熱体及び第２被加熱体が加熱対象とされ、
   前記第１コイル周面に前記第１被加熱体が対向され、前記第２コイル周面に前記第２被加熱体が対向されることを特徴とする請求項７に記載の連続式誘導加熱装置。
9. 前記被加熱体の片面が前記第１コイル周面に対向された後、前記円弧コイル周面にて前記被加熱体の進路が折り返され、前記被加熱体の片面が前記第２コイル周面に再び対向されることを特徴とする請求項７に記載の連続式誘導加熱装置。
10. 前記被加熱体を移動させる駆動手段をさらに備え、
    前記駆動手段は、前記被加熱体に対して移動力を与える駆動用プーリを含むことを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の連続式誘導加熱装置。
11. 請求項１〜１０のいずれかに記載の連続式誘導加熱装置が複数組並設され、
    前記被加熱体が、前記各加熱装置を経由して移動されることを特徴とする連続式誘導加熱装置。

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