JPH02139890A - 二線材同時通電加熱方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は可撓性に乏しい線材を直線的に走行させつつ加
熱したり、直線状態での熱処理が要求される場合等に通
用され、特に細径の場合に好適な二線材同時通電加熱方
法および装置に関する。

（従来の技術および問題点） 線材を連続的に走行させつつ通電加熱する方法は各種あ
るが、外部電源方式とリングトランス方式とに大別され
る。

外部電源方式は可撓性に乏しい線材を加熱する場合７あ
るいは直線状態での熱処理が要求される場合に採られる
方式で、当該方式の基本型を第４図（ａ）に従って概説
する。

図示の如（、線材Ｗ１の送り通路Ｌ１を挟んで周面を相
対向させるロールａ、ｂからなる対ロール電極ＲＯＩと
ＲＯ２とを所定間隔を隔てて配置し、各対ロール電極Ｒ
ＯＩ、ＲＯ２それぞれの何れか一方または両方のロール
（図ではｂ）をＳとして示す摺動子を介して電源已に接
続する構成である。走行する線材Ｗ１は６対になって相
対向するロールａ、ｂの周面と接触しつつ通過し、対ロ
ール電＋ｆＡＲＯ１・ＲＯＺ間で抵抗加熱される。

当該外部電源方式では、摺動子Ｓが回転するロールａ、
ｂと接触して給電するので、摺動子Ｓの損耗が激しい点
が欠点とされ。また、走行中の線材Ｗは、各対ロール電
極ＲＯＩ・ＲＯ２間で弛まないよう、張力を付与しつつ
直線状態下で加熱するのが通例であるが、線材Ｗが３．
４ｍｍ以下の細径の場合には摺動子Ｓの摩擦抵抗が目立
ち、無意味な牽引力が必要となる。即ち、第４図（ｂ）
として示す縦軸に牽引力Ｐ、横軸に線径ｄをとったグラ
フを用いて説明すれば、線材Ｗに直線状態を維持させる
ためには摺動子Ｓの摩擦抵抗に対応する一定の牽引力ｐ
１と線径ｄに対応して増大する牽引力ｐ２との和からな
る牽引力Ｐが必要である。それ故、大径線材Ｗではｐ２
が極めて大であって、ｐｌの占める割合が僅少で意に介
するに足らぬ状態であるが、細径線材Ｗになればなるほ
どｐ２の占める割合が大となり、摺動子Ｓが存在するが
ためのエネルギーロスならびに設備ロスが問題視される
。

次にリングトランス方式を第５図に従って概説する。

図示の如＜７．第１の導電性シーブＥＳＩを線材送り通
路Ｌ°が接線となる如く配置、また第２の導電性シーブ
ＥＳ２を例えば第１のシーブＥＳＩと同一平面上で線材
送り通路Ｉ、°から離間した位置に配置し、線材Ｗ′を
両シーブＥＳＩ、ＥＳ２それぞれの半周面づつに接触さ
せてｌループないし複数ループを形成する如く走行せし
め、Ｔ′　として示す内鉄型トランスを、その環内が両
シーブＥＳＩ・ＥＳ２間を結ぶ走路ｔａもしくはｔｂの
いずれか一方（図ではｔａ）となる如く配置し、図示し
ない電源から環状トランスＴ”へ給電することにより、
ループを形成する線材Ｗ′に誘起される二次電流ｉによ
り当該線材を加熱する。

当該リングトランス方式は線材Ｗ″が可撓性を有する場
合以外は適用し得ない点が致命的欠点である。

（発明の目的） 本発明は従来外部電源方式およびリングトランス方式そ
れぞれが有する問題点を克服するためになされたもので
、可撓性に乏しい線材、ないし直線状態下での熱処理が
要請される線材を、摺動子を用いることなく加熱可能、
しかも２条の線材を同時に並列処理する高能率的加熱が
可能、特に細径線材には好適な二線材同時通電加熱方法
および装置を提供することを目的とする。

（発明の要旨） 本発明の要旨は、線材を直線的に走行させつつ通電加熱
する場合において、２条の線材それぞれが相逆方向を指
向する磁路内を同時に通過するように走行させ、上記磁
路通過前、後それぞれの線材どおしを各線材に接触しつ
つ回動する電極輪を介して電気的に接続して閉ループが
形成される如く設定することにより、２条の線材を同時
加熱するにある。

（実施例＝１） 本発明を第１図（ａ＞および（ｂ）として示す実施例装
置に従って以下に詳述する。

第１図（ａ）において、ＷｌおよびＷ２それぞれは所定
平面上を所定間隔を維持して同方向へ同速度で走行する
線材である。

１１〜１８は電極輪であり、電極輪１１と１２゜１３と
１４．１５と１６．および１７と１８それぞれは上記線
材Ｗ１・Ｗ２間の間隔と等しい間隔を隔てて軸回転可能
な軸材２１〜２４それぞれに枢着されている。各軸材２
１〜２４それぞれに枢着された電掘輪同志は、例えば導
電材で連結するか、あるいは軸材自体を導電材製とする
ことにより、電気的に接続され、４組の複合電極輪Ａ−
Ｄを構成している。

上記４組の複合電極輪Ａ−ＤはＡとＢ、　ＣとＤの如く
２組づつを１対として所定距離を隔てた位置に配置され
、それぞれの対は走行する線材Ｗ１およびＷ２それぞれ
を挟着、かつ矢印に従って回動可能である。線材Ｗ１お
よびＷ２は導電性を有するので、上記配置により線材Ｗ
ｌおよびＷ２の所定長さ範囲は対複合電極輪Ａ、Ｂおよ
び対複合電極輪Ｃ，Ｄを介して電気的に閉ループを形成
することとなる。

３０は逆方向を指向する磁路を同時に形成可能なトラン
ス装置である。当該トランス装置３０は、鉄心３１が眼
鏡状を呈する外鉄型トランスからなり、連結部３１１に
巻回された一次コイル３２は例えば図示される如く二分
割して巻回し、２つ孔それぞれに両端面間を貫通する所
定範囲の空間イおよびイが確保されるようにする。

当該トランス装置３０は所定距離を隔てて配置された対
複合電極輪Ａ、Ｂと対複合電極輪Ｃ，Ｄとの中間位置に
配置される。而して諸元を所定に設定することにより、
２つ孔それぞれに確保されている上記所定範囲の空間イ
、イを線材Ｗｌ、Ｗ２それぞれの通路とすることは可能
である。

上記装置を用いて線材Ｗ！、Ｗ２を通電加熱する場合を
以下に述べる。

図示しない２例えば商用周波数、所定出力の電源をＯＮ
とじて−へコイル３２に通電する。

当該一次コイル３２への通電により、鉄心３１には、あ
る瞬間をとらえれば、第１図（ｂ）に−点破線で示す如
き、連結部３１１を中心として、互いに逆方向の辺部へ
導かれる磁路Φ１およびΦ２が形成される。当該磁路Φ
ｌおよびφ２の発生により、トランス装置３０の２つ孔
それぞれに設けた所定範囲の空間イ、イを通過する線材
Ｗｌ、Ｗ２それぞれには上記磁路Φ１およびΦ２の指向
方向に従った互いに逆方向の二次電圧が誘起される。

線材Ｗｌ、Ｗ２それぞれは上述の如く対複合電極輪Ａ、
Ｂおよび対複合電極輪Ｃ，Ｄを介して電気的閉ループを
形成しているので、線材Ｗ１に誘Ｅされた電圧は、線材
Ｗ１一対複金型極輪Ａ、Ｂ−線材Ｗ２一対複合電極輪Ｃ
，Ｄ−線材Ｗ１と流れる図示０方向の二次電流を生じ、
また線材Ｗ２に誘起された電圧は、線材Ｗ２一対複金型
極輪Ｃ１Ｄ−線材Ｗｌ−金型合電極輪Ａ、Ｂ−線材Ｗ２
と流れる図示０方向の二次電流を生ずる。

換言すれば、線材Ｗ１に誘起された電圧は線材Ｗ２を帰
線とした。また線材Ｗ２に誘起された電圧は線材Ｗ１を
帰線とした二次電流を生起させることとなる。

従って、線材ＷｌおよびＷ２それぞれは生起した二次電
流により同時に抵抗発熱し、対複合電極輪Ａ、　Ｂと対
複合電極輪Ｃ，Ｄとの間を所定速度で同時走行する間に
所定温度まで加熱される。

（実施例：２） 本発明の他の実施例を第２図に示す。

同図における線材Ｗ１およびＷ２は、上記実施例：１の
場合と異なって、所定平面上を所定間隔を維持して相通
方向へ同速度で走行する。

ＥおよびＦそれぞれは所定距離を隔てて配置された電極
輪装置で、それぞれ４として示す電極輪と５として示す
２個の補助輪からなる。上記電極輪４は所定間隔を隔て
て相通走行する線材Ｗ１およびＷ２と１８０°隔てた周
面上で接触可能な外径を有し、線材Ｗｌ、Ｗ２それぞれ
の走行に伴って矢印方向へ回動可能である。上記補助輪
５は自由回転可能であり、線材Ｗｌ、Ｗ２それぞれが電
極輪４と接触する位置の外側に配置され、線材Ｗ１、Ｗ
２それぞれが電極輪４と密着しつつ走行可能に設定され
ている。

３０は実施例＝１に用いたものと同じトランス装置であ
る。ただ、連結部３１１に巻回した一次コイル３２は２
分割せず、両端面間をＮ通ずる所定範囲の空間イ、イを
図示上方に確保し、従って線材Ｗｌ、Ｗ２それぞれ走行
路が偏っている点が異なるが、空間イ、イの他の形成例
を示しただけで、相通方向を指向する磁路を形成する作
用は実施例：１の場合と全く同様である。

上記構成からなる装置では、線材Ｗｌ、Ｗ２それぞれは
電極輪装置ＥおよびＦを介して電気的に閉ループを形成
するので、図示しない電源から一次コイル３２へ給電す
れば、線材Ｗ１に誘起された二次電流は線材Ｗ２を帰線
として、また線材Ｗ２誘起された二次電流は線材Ｗｌを
帰線として、それぞれ閉ループを流れるので、相通方向
に走行する線材Ｗ１．Ｗ２それぞれは二次電流により同
時に加熱される。

（実施例：３） 第３図として示す側面図は対複合電極輪Ａ、　Ｂを用い
ているが、相通方向を指向する磁路を同時に形成可能な
トランス装置として実施例：１，２の場合とは異なる構
成のものを用いた場合を示す。

本実施例では、６および７として示す２個の内鉄型トラ
ンスを構成部材としたトランス装置３００が用いられ、
両トランス６．７が協同して相通方向を指向する磁路を
同時に形成可能としである。

即ち、トランス６．７それぞれの鉄心６１．７１は同形
であり、当該鉄心６１．７１それぞれに巻回されている
一次コイル６２．、７２は図示しない同一電源に接続さ
れているが、巻回方向は両者が相通巻とされている。

従って、各トランス６．７それぞれの環内を通路とする
線材Ｗｌ、Ｗ２それぞれに誘起する電圧は相通相の電圧
となり、これに伴い生起する二次電流も線材Ｗ１とＷ２
とでは逆方向となるので、実施例：１と全く同様、互い
に他を帰線として流れ、当該二次電流により線材Ｗｌ、
Ｗ２は同時加熱される。

当該トランス装置３００は線材線材Ｗｌ、　Ｗ２を電極
輪装置Ｅ、　　Ｆを介して電気的閉ループに形成する場
合にも、勿論用いられる。

尚、トランス６．７それぞれの鉄心６１．７１に巻回す
る一次コイル６２．７２は、線材通路を中心として複数
周方向で対称を維持する如く巻回し、電磁力を周方向で
偏らせない配慮が必要であり、当該配慮は走行する線材
に振動を生じさせず。

従って線材が一次コイル６２ないし７２と接触して焼損
する虞をなくすこととなる。

（発明の作用） 本発明は、従来外部電源方式が必須とする摺動子を用い
ずに線材を直線状態下で加熱し得る作用、しかも２条の
線材を所定区間にわたって相互に他方を帰線とする二次
電流を生起させて同時加熱する作用、さらには線材を直
線状態下で加熱する場合の嚢引力を減少する作用がある
。

（発明の効果） 本発明は、可撓性に乏しいがために従来リングトランス
方式を採り得す、あるいは直線的走行中に加熱処理を余
儀なくされる線材の直線状態下での加熱を消耗品として
位置付けられている摺動子を用いずに行い得るので、摺
動子交換に要したロスタイムがなくなるとともに、ラン
ニングコストを大幅に逓減する。

しかも本発明は、２条の線材の同時加熱であり、従って
従来法に比べて同一時間内に２倍量を、換言すれば同一
量を半分の時間で処理することとなって、生産性を飛Ｗ
ｉａ的に向上させる。このことは、線径が例えば２〜３
ｍｍ程度、材質が可撓性に乏しい例えばステンレス材で
ある線材等を焼入れ。

焼戻等の熱処理するが如き場合に顕著に現れる。

何故ならば、線径２ｍｍの線材の１コイルは長さが４０
　Ｋｍ／　ｔｏｎ、線径３ｍｍの線材の１コイルは１８
にｍ／ｌｏｎもあり、ｌコイルを走行させつつ加熱処理
するに要する時間は極めて長時間−・−一一一一例えば
ｌコイルを線材走行速度１ｍ／ｓｅｃで処理する場合に
は、線径２ｍｍでは処理時間がほぼ１１時間。

線径３ｍｍでは処理時間がほぼ５時間−・・−にわたる
が、同一時間内に従来方式による場合の２倍量を処理可
能な本発明の効果は絶大である。

そのうえ、線径が細径になればなるほど加熱処理に直接
必要がないとして問題視される摺動子の摩擦抵抗に対応
する牽引力を省くことが可能なので、牽引設備が小さく
て済むとともにエネルギロスが避けられ、さらには走行
速度制御も極めて容易となり、本発明は上記生産性の観
点と相俟って細径線材の加熱に特に顕著な効果を上げる
ことが出来る。

勿論、他の成分系、あるいは太径線材にも本発明が適用
されることは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）および（ｂ）それぞれは本発明法に従う実
施例の斜視図および部分側面図、第２図は本発明方法に
従う他の実施例の斜視図、第３図は本発明に従う装置が
用いる他のトランス装置例を示す側面図、第４図（ａ）
および（ｂ）それぞれは基本的な従来外部電源方式装置
例の正面図および問題点を説明する牽引カー線径関係線
図、第５図は従来リングトランス方式装置例の正面図で
ある。 Ｗｌ、Ｗ２−一−・−・−・・−＝・−線材Φ１．Φ２
−−−−−−−・−・・・・−それぞれ相通方向を指向
する磁路 Ａ−Ｄ−・−−−−−・−・・−・−・−・・−複合電
極輪Ｅ、Ｆ−＝−・−・・・・・−・−・−・−電極輪
装置１１〜１８．ｌｌ−・−電極輪 ２１〜２４・・−・−・・・−−−一−−・軸材３０．
３００−・−一一一−・トランス装置３１．６１ ３２．６２゜ ６、７−・・ ７１−鉄心 −・・−・連結部 ７２・−・一次コイル 補助輪 ・−・・−・・−内鉄型トランス １！　１　　図　　（α） 第 図 第 図 第 図 （ｂ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）線材を直線的に走行させつつ通電加熱する場合にお
   いて、２条の線材それぞれが相逆方向を指向する磁路内
   を同時に通過するように走行させ、上記磁路通過前、後
   それぞれの線材どおしを各線材に接触しつつ回動する電
   極輪を介して電気的に接続して閉ループが形成される如
   く設定することにより、２条の線材を同時加熱すること
   を特徴とする二線材同時通電加熱方法。 ２）２条の線材を所定平面上で所定間隔を維持して同方
   向へ同速度で走行させつつ同時加熱する装置として、２
   個の電極輪を上記走行する線材間の間隔と等しい間隔を
   隔てて軸回転可能な軸材に枢着、かつそれぞれを電気的
   に接続してなる４組の複合電極輪、および相逆方向を指
   向する磁路を同時に形成可能なトランス装置を備え、上
   記複合電極輪は２組づつを１対とし、所定距離を隔てて
   各対が走行する線材それぞれを挟着する如く配置され、
   上記トランス装置は上記２対の複合電極輪間に配置され
   てそれぞれの磁路内を線材通路としたことを特徴とする
   二線材同時通電加熱装置。 ３）２条の線材を所定平面上で所定間隔を維持して相逆
   方向へ同速度で走行させつつ同時加熱する装置として、
   １８０°隔てた周面上で走行する線材それぞれと接触可
   能な外径を有する回転可能な電極輪と、当該電極輪にそ
   れぞれの線材を圧着する回転可能な補助ロールとからな
   る２組の電極輪装置、および相逆方向を指向する磁路を
   同時に形成可能なトランス装置を備え、上記電極装輪置
   は所定距離を隔てて配置され、上記トランス装置は上記
   電極装輪置間に配置されてそれぞれの磁路内を線材通路
   としたことを特徴とする二線材同時通電加熱装置。 ４）相逆方向を指向する磁路を同時に形成可能なトラン
   ス装置が、外鉄型トランスであることを特徴とする請求
   項２および３記載の二線材同時通電加熱装置。 ５）相逆方向を指向する磁路を同時に形成可能なトラン
   ス装置が、２個の内鉄型トランスであつて、それぞれの
   一次コイルは互いに逆巻として同一電源に接続されてな
   ることを特徴とする請求項２および３記載の二線材同時
   通電加熱装置。 ６）環状トランスに巻回されている一次コイルが線材通
   路を中心として複数方向周対称で、ある請求項５記載の
   二線材同時通電加熱装置。