JP2693696B2 - 長尺物の誘導加熱装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、板又は棒状の長尺の被
加熱物に金属材料的な熱処理又は塗装などの焼き付け処
理を行う長尺物の誘導加熱装置に関する。なお、以下に
おいては長尺の被加熱物を単に長尺物と称することもあ
る。

【０００２】

【従来の技術】例えば圧延ローラから移送されてくる例
えば厚さ３０mmの鉄鋼は、前後端で１００〜１５０mm反
り返っている。薄板フープ材も同様に前後端で反り返っ
ている。このような鉄鋼をその全幅に亘って均一に誘導
加熱することが望まれている。長尺物の誘導加熱では被
加熱物とのギャップが大きいと、効率が低下し大出力が
投入できない。また被加熱物の厚さなどに対応してギャ
ップを可変にする必要もある。

【０００３】そこで、従来では、例えば特開昭６３−１
２８５８０号公報においては、それぞれ矩形状に形成さ
れた一対のリニアインダクタが長尺物を挟んで上下に対
向配置される。さらに、各リニアインダクタは両端を計
４か所油圧シリンダに結合される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来例では、被加熱物の全幅に亘って効率良く均一に誘
導加熱する点に関して難点がある。即ち、ギャップを４
か所で調整するので、被加熱物の幅方向に関してギャッ
プが正確ではなくて幅方向の均一加熱がされにくく、ま
た移送されてくる被加熱物の反り返りに対応してギャッ
プを調整する応答速度が遅く移送方向の均一加熱がされ
にくい。また、従来例のリニヤインダクタは主として矩
形状コイルとこの矩形状コイルの長尺物に面する部分を
除いてコイルを取巻く断面コ字状の磁極とによって構成
されているので、被加熱物の反り対策のために上下に対
向配置された両リニアインダクタ間の間隔が大きくなる
と、各リニアインダクタにおいて断面コ字状の磁極から
出た磁束は長尺物を貫通しないでコイルの周囲を循環す
る漏洩磁束となる。この漏洩磁束は上下リニアインダク
タ間の間隔が大きくなると、ますます大きくなって被加
熱物の加熱に用いられる有効磁束が減少し、所望の加熱
能力が得られないという欠点がある。

【０００５】そこで、本発明の目的は、インダクタの幅
方向に関するギャップ調整が正確で応答速度が早く、幅
方向にも移送方向にも長尺の被加熱物を均一加熱するこ
とができる長尺物の誘導加熱装置を提供することにあ
る。さらに、本発明の他の目的は、上下インダクタ間距
離が大きくなっても漏洩磁束が増加せず、長尺の被加熱
物を全幅に亘って効率良く均一に加熱することができ、
大加熱容量を有する長尺物の誘導加熱装置を提供するこ
とにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このような目的は、本発
明によれば、長尺物の誘導加熱装置は、コイルと磁極と
から成り長尺の被加熱物を挟んで前記磁極を対向させる
一対のインダクタと、対向して前記各インダクタを取付
ける一対の直動リンクと対向して揺動可能な一対の揺動
リンクとを４点でピン結合する平行四辺形リンクと、前
記揺動リンクにおける前記対をなす一方の直動リンクか
ら等距離の点で架台にピン結合する支持ピンと、前記各
直動リンクに対し前記各インダクタをそれぞれ直動可能
にガイドする直動手段と、前記各インダクタを前記架台
に対し直動方向に動きを規制しこれと直角方向に移動可
能にするガイドとから構成される。

【０００７】本発明の第１の実施態様によれば、長尺物
の誘導加熱装置は、コイルと磁極とからなり長尺の被加
熱物を挟んで前記磁極を対向させる一対のインダクタ
と、対向して前記各インダクタを取付ける一対のリンク
と対向して揺動可能な一対の揺動リンクとを４点でピン
結合する平行四辺形リンクと、前記対をなす一方のリン
クを架台に結合する取付手段と、前記他方のリンクに対
し前記他方のインダクタを直動可能にガイドする直動手
段と、前記他方のインダクタを前記架台に対し直動方向
に動きを規制しこれと直角方向に移動可能にするガイド
とから構成するものである。

【０００８】本発明の第２の実施態様によれば、長尺物
の誘導加熱装置は、コイルと磁極とからなり長尺の被加
熱物を挟んで前記磁極を対向させる一対のインダクタ
と、対向して配置され前記各インダクタが取付けされた
直動リンクおよび固定台と、対向して配置されそれぞれ
一端側が前記直動リンクにピン結合されかつそれぞれ他
端側が前記直動リンクから等距離の点で架台にピン結合
された揺動可能な一対の揺動リンクと、前記直動リンク
に対しこの直動リンクに取付けられたインダクタを直動
可能にガイドする直動手段と、前記直動リンクに取付け
られたインダクタを前記架台に対し直動方向に動きを規
制しこれと直角方向に移動可能にするガイドとから構成
するものである。

【０００９】本発明の第３の実施態様によれば、ピン結
合する複数のリンク磁路から構成される外部磁路の両端
は前記磁極の両磁極外端部とピン結合される。このと
き、本発明の第４の実施態様によれば、前記外部磁路は
前記被加熱物を囲んで一対に構成される。

【００１０】

【作用】本発明においては、外力により揺動リンクを揺
動させるか、直動リンクを被加熱物の幅方向に動かせ
ば、平行四辺形リンクの直動リンクは平行を保ったまま
間隔を変え、左右反対方向に直動する。少なくとも一方
のインダクタは直動リンクに対して直動可能であり、か
つガイドで直動を規制されこれと直角方向に上下可能で
ある。このため、両インダクタは軸心を保ってギャップ
を変化させ、幅方向に関してギャップ調整が正確で応答
速度が早い。また、リンク磁路によって一対の外部磁路
を被加熱物の幅方向外側に対称に設けることにより、被
加熱物の全幅に亘って均一に磁束が貫通し、被加熱物に
誘起される誘導電流によって被加熱物はその全幅に亘っ
て均一に加熱されるようになる。また、これにより上下
インダクタ距離を大きくしても磁束が漏洩する磁気回路
の抵抗を高く取れ、漏洩磁束の増大を防げる。

【００１１】

【実施例】図１は本発明の第１実施例の正面図、図２は
図１の右側面図である。図１および図２において、一対
の揺動リンク２３は一対の直動リンク２４にピン２５で
ピン結合されて平行四辺形リンク２６を形成し、２組が
用意される。２組の一対の揺動リンク２３は一方の直動
リンク２４のピン２５から等距離の支持ピン２２によ
り、台座２０に固定した支柱状の一対２組の架台２１
に、回動可能に支持される。このため、直動リンク２４
は平行を保ったまま間隔を変え、左右反対方向に直動す
る。一方、磁極２，３と、この磁極２，３の外周に巻回
されたコイル４，５とからなる上下一対のインダクタ
６，７は磁極２，３がその間にギャップを介して長尺の
被加熱物１を挟んでいる。磁極２，３の幅、従ってイン
ダクタ６，７の幅は被加熱物１の幅と同等もしくはそれ
よりも大きく形成されている。磁極２とコイル４とから
構成された上側インダクタ６は上側の直動リンク２４に
支持され、磁極３とコイル５とから構成された下側イン
ダクタ７は下側の直動リンク２４に支持されている。即
ち、上側磁極２の磁極外端部２７が軸２８のローラ３０
により上側の直動リンク２４の上面で支えられてガイド
され、下側磁極３の磁極外端部２７は軸２９のローラ３
１により下側の直動リンク２４の底板３２の上面で支え
られてガイドされる。直動手段であるローラ３０、３１
に代わり滑り対偶でもよい。上下の磁極外端部２７の両
側には固定の架台２１側に固定したガイド３３が配置さ
れ、直動リンク２４が幅方向に直動しても、磁極外端部
２７、すなわち両インダクタ６，７は上下するだけであ
る。両磁極外端部２７には外部磁路３５の両端がピン３
７でピン結合され、外部磁路３５自身はピン４０でピン
結合する２以上のリンク磁路３６から構成される。

【００１２】このような構造によれば、外力により揺動
リンク２３を揺動させるか、直動リンク２４を被加熱物
１の幅方向に動かせば、平行四辺形リンク２６の直動リ
ンク２４は平行を保ったまま間隔を変え、左右反対方向
に直動する。磁極外端部２７は直動リンク２４に対し直
動可能であり、ガイド３３で直動を規制されこれと直角
方向に上下可能である。このため、両インダクタ６，７
は軸心を保ってギャップを変化させる。その結果、被加
熱物１に反り返りや波うちがあっても、これを図示しな
いセンサで検出して平行四辺形リンク２６を駆動すれ
ば、インダクタ６，７のギャップを迅速に変更できる。
幅方向に関してギャップ調整が正確で応答速度が早いか
ら、幅方向にも移送方向にも被加熱物を均一加熱するこ
とができる。外部磁路３５は漏洩磁束を減少させて加熱
効率を向上させるとともに、２以上のリンク磁路３６か
ら構成されるから、インダクタ６，７のギャップの変化
に容易に対応する。また前記した従来例のものが、加熱
コイルをインダクタ鉄心部を欠いたスロット部に収める
ために有効鉄心断面積を大きくできないのに対し、この
実施例のコイル４，５はインダクタ鉄心の外周に配置さ
れるので有効鉄心面積が大きく、大加熱容量を有する。

【００１３】このように構成された第１実施例によれ
ば、一対のインダクタ６，７は平行四辺形リンク２６に
より、インダクタ６，７の幅方向に関するギャップ調整
が正確で応答速度が早く、幅方向にも移送方向にも被加
熱物を効率良く均一加熱できるという効果が奏される。

【００１４】次に第１実施例の変形例を説明する。一対
の揺動リンク２３を一方の直動リンク２４から等距離の
支持ピン２２で支持すると説明したが、揺動リンク２３
の中点で支持すれば両インダクタ６，７はギャップ０の
状態から上下に同寸法で開くし、より下方で支持すれば
下側インダクタ７の動きより上側インダクタ６の動きの
方が大きい。これは、コンベアで移送されてくる被加熱
物１の反り返りや波うちがコンベアの上面より上方に起
きると考えたときに有利である。一方、被加熱物１の終
端は下方に反り返ることが多いのでさまざまな設計がで
きる。

【００１５】極端な例として支持ピン２２を下側の直動
リンク２４のピン２５と一致させれば、架台２１と支持
ピン２２は必要なくなり、下側の直動リンク２４と下側
インダクタ７とを取付手段を介して台座２０に固定すれ
ば、下側ローラ３１は必要なくなる。

【００１６】図３はこのような実施例の正面図、図４は
図３の右側面図である。この第２実施例においては、下
側のリンク２４は図示されていない取付手段を介して台
座２０に固定され、下側インダクタ７は同様に図示され
ていない取付手段を介して取付台３９に固定され、この
取付台３９は同様に図示されていない取付手段を介して
台座２０に固定されている。従って、下側インダクタ７
は不動となっている。このような構造によれば、外力に
より揺動リンク２３を揺動させると、揺動リンク２３は
下側のリンク２４に結合されているピン２５を支点とし
て左右に傾動し、その結果平行四辺形リンク２６の上側
の直動リンク２４は下側のリンク２４と平行を保ったま
ま上下に移動する。

【００１７】この第２実施例は、一方のインダクタ（上
側インダクタ６）は固定されて構造が簡単になるという
効果を有する。

【００１８】なお、図３および図４に示された実施例に
おいては下側インダクタ７が固定される構造であるが、
この実施例と同様にして上側インダクタ６を固定するこ
ともできる。

【００１９】図５および図６は図３および図４に示され
た実施例のさらに異なる変形例を示し、図５はその正面
図、図６は図５の右側面図である。この第３実施例にお
いては下側のリンク２４は取外されている。揺動リンク
２３は上側の直動リンク２４にピン７２５を介して結合
され、かつ架台２１に支持ピン２２を介して結合されて
いる。このような構造によれば、同様に外力により揺動
リンク２３を揺動させると、揺動リンク２３は支持ピン
２２を支点として左右に傾動する。

【００２０】この第３実施例は、第２実施例と同様に、
一方のインダクタ（上側インダクタ６）は固定されて構
造が簡単になるという効果を有する。

【００２１】また、図１および図２の実施例においては
平行四辺形リンク２６はインダクタ６，７の前後に２組
配置したが、この平行四辺形リンク２６は１組でもよ
い。このとき、１組の平行四辺形リンク２６は両インダ
クタ６，７の搬送方向中央に、両インダクタ６，７を囲
むように配置され、ガイド３３の位置を変える。直動リ
ンク２４をスプライン軸又は角柱とし、磁極外端部２７
と結合して直動手段を形成する。この直動手段に摩擦係
数を減らすための転動体を組み込んだ、いわゆるボール
スライドやリニヤガイドを使用するとよい。結合部の磁
気抵抗に注意してリンク磁路３６と揺動リンク２３とを
一体に兼用してもよい。

【００２２】図２に示し、煩雑を避けるため図１には示
さないが、磁気シールド装置３８はコイル４，５と磁極
２，３の、被加熱物１の搬送方向の外周に配置され、銅
などの非磁性で低抵抗材からなり、被加熱物１に近接す
る先端部分を半円形にする。半円形にすることで漏洩磁
束の集中を分散して発熱を抑える。

【００２３】図７は、上記各実施例における磁束の流れ
を説明するための原理図である。この図中に矢印で示す
ように、外部磁路３５によって磁束は、リンク磁路３
６、上下の磁極外端部２７、磁極２，３間の空隙を通る
左右一対の閉ループを形成する。すなわちインダクタ
６，７および外部磁路３５は被加熱物１の幅方向に対し
て磁気的に対称に構成されているので、磁束は被加熱物
１に対して均一に貫通するようになる。その結果、被加
熱物１に誘起される誘導電流によって被加熱物１はその
全幅に亘って均一に加熱される。

【００２４】

【発明の効果】本発明による長尺物の誘導加熱装置によ
れば、一対のインダクタは平行四辺形リンクにより、イ
ンダクタの幅方向に関するギャップ調整が正確で応答が
早く、幅方向にも移送方向にも被加熱物を均一に加熱で
きるという効果がある。また、少なくとも一対の外部磁
路を被加熱物の幅方向外側に対称に設けることにより、
被加熱物の全幅に亘って均一に磁束が貫通し、それによ
り被加熱物に誘起される誘導電流によって被加熱物をそ
の全幅に亘って効率良く均一に加熱することができる。
さらに、長尺物への貫通磁束を作成するように外部磁路
が形成されているので、磁極間つまりインダクタ間のギ
ャップを大きくしても、従来技術において説明したよう
な漏洩磁束は発生せず、従って効率の低下の少ない加熱
装置を実現可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の正面図

【図２】図１の右側面図

【図３】本発明の第２実施例の正面図

【図４】図３の右側面図

【図５】本発明の第３実施例の正面図

【図６】図５の右側面図

【図７】本発明の各実施例における磁束の流れを説明す
るための原理図

【符号の説明】

１ 被加熱物 ２，３ 磁極 ４，５ コイル ６，７ インダクタ ２０ 台座 ２１ 架台 ２２ 支持ピン ２３ 揺動リンク ２４ 直動リンク ２５ ピン ２６ 平行四辺形リンク ２７ 磁極外端部 ３０，３１ ローラ ３２ 底板 ３３ ガイド ３５ 外部磁路 ３６ リンク磁路 ３７ ピン ３８ 磁気シールド装置 ３９ 取付台 ４０ ピン

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】コイルと磁極とからなり長尺の被加熱物を
   挟んで前記磁極が対向配置された一対のインダクタと、
   前記各インダクタが対向するように取付けられた一対の
   直動リンクと対向して揺動可能な一対の揺動リンクとが
   ４点でピン結合されて成る平行四辺形リンクと、前記対
   をなす一方の直動リンクから等距離の点で前記揺動リン
   クを架台にピン結合する支持ピンと、前記各直動リンク
   に対し前記各インダクタをそれぞれ直動可能にガイドす
   る直動手段と、前記各インダクタを前記架台に対し直動
   方向に動きを規制しこれと直角方向に移動可能にするガ
   イドとから構成されることを特徴とする長尺物の誘導加
   熱装置。
2. 【請求項２】コイルと磁極とからなり長尺の被加熱物を
   挟んで前記磁極を対向させる一対のインダクタと、対向
   して前記各インダクタが取付けられた一対のリンクと対
   向して揺動可能な一対の揺動リンクとが４点でピン結合
   されてなる平行四辺形リンクと、前記対をなす一方のリ
   ンクを固定台に結合する取付手段と、前記他方のリンク
   に対し前記他方のインダクタを直動可能にガイドする直
   動手段と、前記他方のインダクタを前記固定台に対し直
   動方向に動きを規制しこれと直角方向に移動可能にする
   ガイドとから構成することを特徴とする長尺物の誘導加
   熱装置。
3. 【請求項３】コイルと磁極とからなり長尺の被加熱物を
   挟んで前記磁極を対向させる一対のインダクタと、対向
   して配置され前記各インダクタが取付けられた直動リン
   クおよび固定台と、対向して配置されそれぞれ一端側が
   前記直動リンクにピン結合されかつそれぞれ他端側が前
   記直動リンクから等距離の点で架台にピン結合された揺
   動可能な一対の揺動リンクと、前記直動リンクに対しこ
   の直動リンクに取付けられたインダクタを直動可能にガ
   イドする直動手段と、前記直動リンクに取付けられたイ
   ンダクタを前記架台に対し直動方向に動きを規制しこれ
   と直角方向に移動可能にするガイドとから構成すること
   を特徴とする長尺物の誘導加熱装置。
4. 【請求項４】請求項１ないし３の１つに記載の長尺物の
   誘導加熱装置において、ピン結合された複数のリンク磁
   路から構成される外部磁路の両端を前記磁極の両磁極外
   端部とピン結合することを特徴とする長尺物の誘導加熱
   装置。
5. 【請求項５】請求項４記載の長尺物の誘導加熱装置にお
   いて、前記外部磁路は前記被加熱物を囲んで一対をなす
   ことを特徴とする長尺物の誘導加熱装置。