JPH02273493A

JPH02273493A - 金属板の高周波誘導加熱方法

Info

Publication number: JPH02273493A
Application number: JP9498789A
Authority: JP
Inventors: Tsuneo Hokimoto; 保木本　恒生
Original assignee: Denki Kogyo Co Ltd
Current assignee: DKK Co Ltd
Priority date: 1989-04-14
Filing date: 1989-04-14
Publication date: 1990-11-07

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】ａ、産業上の利用分野本発明は、金属板の高周波誘導加熱方法に関し、特に、
リール等から繰り出されて１般送機にて移送されるメタ
ルストップを加熱するのに好適な高周波誘導加熱方法に
関する。

ｂ、従来の技術鋼板、アルミ合金薄板、真鍮板等の如き金属板の連続ア
ニーリング（焼なまし）工程、連続焼付塗装工程や鋼板
の防錆処理工程等においては、金属板の加熱手段として
熱風炉や燃焼炉が従来より一般的に用いられている。

しかし、熱風炉や燃焼炉を加熱手段として用いるように
した場合には、加熱装置が大型化（例えば長さが２０ｍ
〜７０ｍ程度）するので広い設置スペースを必要とする
」二に、加熱の立上りに時間がかかるため炉の予熱が必
要で加熱効率が悪いといった大きな問題点がある。また
、焼付塗装のために熱風炉で加熱する場合、炉壁等が熱
風にて剥離されて塵埃として飛散し、被加熱物である金
属板にその塵埃が付着してしまう可能性が大きいため、
防塵対策が必要である。

このような好ましくない事情を勘案して、熱風炉あるい
は燃焼炉に代えて高周波誘導加熱コイルを金属板の加熱
手段として利用する提案がなされている。

Ｃ０発明が解決しようとする課題しかしながら、従来より提案されている高周波誘導加熱
方法では次のような問題点があった。

すなわち、高周波誘導加熱手段として主コイルのみなら
ず補助コイルを用いるようにした方法が提案されている
が、この場合には、２種類のコイルを用意し、各コイル
用の電源を別々に設ける必要があるため、部品点数の多
い高価な装置となってしまう不都合がある。

その上、従来では何れの場合も、被加熱物である金属板
の幅（金属板の移動方向に対して直交する方向の長さ）
が変更されると、その幅に応して高周波誘導加熱コイル
の長さ（金属板の幅方向に対向する部分の長さ）をいち
いぢ調整する必要があり、その段取りに手間を要する。

また、金属板の移動方向に沿って並列状に配置される複
数の高周波誘導加熱コイルの間隔（コイルピッチ）を相
当に大きくとらないと、金属板の両縁部が他の部分に比
べて高温になり、可成り大きな温度差（例えば、６０°
Ｃ程度）を生しる。このため、コイルのピンチを相当に
大きくとる必要があるが、このようにする七必然的に、
前段の高周波誘導加熱コイルにて加熱された部分が後段
の高周波誘導加熱コイルにて加熱される領域に入るまで
に時間を要し、その結果、加熱効率が悪くなる上に金属
板の均一加熱を行なうことができないこととなる。

本発明は上述の如き種々の問題点に鑑みてなされたもの
であって、その目的は、加熱効率が良くしかも均一加熱
を行なうことができると共に、加熱装置を小型に構成で
きひいては設置スペースを小さく抑えることが可能であ
り、さらに加熱すべき金属板のサイズ（幅）が変更され
た場合でも高周波誘導加熱コイルの長さを変えることな
く短時間のうちに極めて容易に対処できるような金属板
の高周波誘導加熱方法を提供することにある。

ｄ、　課題を解決するための手段上述の目的を達成するために、本発明では、互いにほぼ
平行状に延びる一対の対向部と、これらの対向部の両側
にそれぞれ形成された曲げ返し部とを有する高周波誘導
加熱コイルを金属板に対応配置し、前記高周波誘導加熱
コイルに対して前記金属板を相対的に移動させて前記金
属板の高周波誘導加熱を行なうようにした金属板の高周
波誘導加熱方法において、前記高周波ｇ導加熱コイルの
一対の対向部を前記金属板の移動方向に対して傾斜せし
めた状態で高周波誘導加熱を行なうようにしている。

ここで、このような手段を採用するに至るまでの考察を
述へる。

まず、被加熱物である金属板１に対して高周波誘導加熱
コイル２を第３図及び第４図に示す如く配置した場合を
考察する。すなわち、偏平楕円形状の複数の高周波誘導
加熱コイル２を金属板１の表裏両面側にその移動方向Ａ
と直交する方向Ｂに沿って並列状に固定配置すると共に
、これら複数の高周波誘導加熱コイル２を導線３によっ
て直列接続し、この直列接続されたコイルに高周波電源
４から高周波電流を供給することによって金属板１を高
周波誘導加熱する場合を考察する。なお、この場合、高
周波誘導加熱コイル２の両端のＵ字状の曲げ返し部２ａ
、２ｂは金属板１の両端縁から外方へ突出した位置に配
置されると共に、高周波誘導加熱コイル２のうち前記曲
げ返し部分２ａ、２ｂ以外の部分（金属板１に対応する
部分）には磁束を集中させて加熱効率を上昇させるため
に珪素ｆＡ板等から成るコア５が対応配設される。

このような状態の下で金属板１を矢印六方向に移動させ
ながら高周波誘導加熱コイル２にて高周波誘導加熱を行
なうと、第７図に示すように金属板１の両端縁部分の温
度が他の部分に比べて可成り高温に過熱されてしまい、
金属板１の全面が均一に加熱されない。なお、金属板１
を静止させた場合の加熱パターンは第６図において斜線
Ｃで示す如くになり、金属板１の両端縁部分の一部領域
りが高温に過熱される。このような現象を生じる原因と
しては、■高周波誘導加熱コイル２のＵ字状曲げ返し部
２ａ、２ｂが金属板１の両端縁部分の加熱に影響を及ぼ
していること、或いは■第３図に示ずコイルピッチＰＩ
　（互いに隣接するコイル２間の距離）及びコイル幅Ｐ
２の大きさが金＠板１の両端縁部分の加熱に関係してい
ることが想定される。

そこで、前記■の原因の真偽を調べるべく、高周波誘導
加熱コイル２のＵ字状曲げ返し部２ａ　、　２ｂを第５
図に示す如く金属板１の両端縁部分から外方へ太き（離
した位置に配置して高周波誘導加熱を行なってみたが、
この場合にも第７図とほぼ同じ温度分布になった。従っ
て、金属板１の両端縁部分が高温に加熱されるのは、Ｕ
字状曲げ返し部２ａ、２ｂが金属板１の両端縁部分の近
くにあるか遠（にあるかに起因するものではないことが
判明した。

次に、前記■の原因の真偽を調べるべく、コイル幅Ｐ２
（第３図参照）を広げてコイルビ・ンチＰＩを種々に太
き（して高周波誘導加熱を行なったところ、高周波誘導
加熱コイル２を正方形に近い形状になるまでコイル幅Ｐ
２を広げないと金属板１の両端縁部分が他の部分より高
温に加熱される現象はなくならなし）ことが判明した。

従って、コイル幅Ｐ２を大きくしてコイルピッチＰ＋を
大きくとれば金属板１を均一加熱することができること
がわかった。しかし、このようにすると、金属板１の加
熱は移動加熱方式であるため、前段の高周波誘導加熱コ
イル２にて加熱された金属板１の部分が後段のコイル２
に対応する位置に移動されるまで熱源が存在しないので
加熱されない。そのため、金属板１を高速で移動させる
ように構成したとしても、加熱効率の大幅な低下を招来
することとなる。

一方、加熱効率の低下を来たさないようにするには、高
周波誘導加熱コイル２を金属板１の移動方向Ａに沿って
配置（第３図に示す位置から９０°回転させた位置に配
置）することが考えられるが、この場合にはコイル幅Ｐ
２の間の領域が殆んど加熱されないため、金属板１の温
度分布が鋸刃状になってしまい、均一加熱を施すことが
できない。

以上のような実状を勘案した結果、本発明者は、高周波
誘導加熱コイル２を金属板１の移動方向Ａに対して傾斜
させた状態に設置して高周波誘導加熱する方法を創案し
たのである。このような方法によれば、高周波誘導加熱
コイル２の両端の曲げ返し部２ａ２ｂによる金属板１の
両端縁部分の加熱作用が抑えられることとなり、良好な
加熱効率をもって金属板の均一加熱を行なうことが可能
となる。

ｅ、実施例第１図及び第２図は、本発明に係る金属板の高周波誘導
加熱方法を示すものであって、同図において、１は被加
熱物である金属板、２は高周波誘導加熱コイル、４は高
周波電源である。上述の金属板１は図外のリールにフー
プ状に巻回されているものを引き出して図外の搬送機に
て所定方向に移動されるように構成されている。

一方、上述の高周波誘導加熱コイル２は、銅製パイプ材
から成るものであって、互いにほぼ平行状にかつ直線状
に延びる一対の対向部分２ｃ、２ｄと、これらの対向部
２ｃ、２ｄの両側にそれぞれ形成されたＵ字状の曲げ返
し部２ａ、２ｂとから成る偏平楕円形状に屈曲成形した
ものである。なお、これら一対の対向部２ｃ、２ｄの幅
（コイル幅Ｐ２）は、金属板１の幅Ｗよりも小さく構成
されると共に、これらに流れる電流は逆になるので誘導
作用が互いに打ち消されない程度の間隔を有するように
構成されている。また、各コイル２の対向部２ａのほぼ
中央部分に一対のリード部２ｅ、　２ｆが僅かな間隔を
隔てて設けられており、互いに隣接するコイル２のリー
ド部２ｅ、２ｆが導電性のフレックス管（蛇腹管）７に
て互いに接続され、これによって複数のコイル２が直列
接続されている。さらに、この直列接続された一連のコ
イル２に高周波電源４から高周波電流が供給されるよう
になっている。また、高周波誘導加熱コイル２には、一
対の対向部２ｃ、　２ｄに珪素鋼板等より成る断面はぼ
コ字状のコア５内に収容されており、このコア５によっ
て磁束集中が図られるよ・うになっている。

そして、複数の高周波誘導加熱コイル２ばその中央部に
設けられた支軸６を中心にコア５と一緒にそれぞれ回転
可能に取付けられている。

次に、金属板１を高周波誘導加熱する際の操作及び作用
に付き述べる。

まず始めに、高周波誘導加熱コイル２を支軸６を中心に
回動させ、第１図に示すように、各々の高周波誘導加熱
コイル２を互いに並列状態にすると共に、これらのコイ
ル２の中心線Ｅ（一対の対向部２Ｃと２ｄとの間の中間
線）が金属板１の移動方向Ａに対して角度θ（但し、０
くθ〈９０°）だけ傾斜した状態に設置固定する。しか
る後、金属板１を矢印へ方向に定速で移動させると共に
、高周波誘導加熱コイル２に高周波電源４から高周波電
流を供給し、これにより金属板１を高周波誘導加熱する
。

このような方法により金属板１の加熱を行なった場合、
各々の高周波誘導加熱コイル２が金属板１の移動方向Ａ
に対して傾斜されているので、これに伴って高周波誘導
加熱コイル２の両端のＵ字状曲げ返し部２ａ、２ｂが金
属板１の両端縁部分に対向する位置から中央部分の側に
配置されると共に前記両端縁部分に対向するコイル部分
が少なくなり、金属板１の両端縁部分の過熱が抑えられ
る。また、上述の如く高周波誘導加熱コイル２の対向部
２ｃ、２ｄが移動方向Ａに対して傾斜されているので、
金属板１の全面が従来より長い対向部２ｃ、２ｄにて効
率良く加熱される。

その結果、金属板１の温度分布が第８図に示す如く幅方
向において平坦となり、金属板１が均一に加熱されるこ
ととなる。なお、コイルピッチＰ、及びコイル幅Ｐ２は
従来と同様に設定しても均一加熱を行なうことができる
ので端縁部分の過熱防止のためにコイル幅Ｐ２を広くと
る必要がなく、従って加熱効率を良好に保つことができ
る。

また、被加熱物である金属板１の横幅が変わった場合に
は、各高周波誘導加熱コイル２を支軸６を中心に回動さ
せるごとによって板幅に応じたコイル２の設定を極めて
容易にかつ短時間の・うちに行なうことができる。

以上、本発明の一実施例に付き述べたが、本発明は既述
の実施例に限定されるものではなく、本発明の技術的思
想に基いて各種の変形及び変更が可能である。

例えば、高周波誘導加熱コイル２の回動機構は種々に変
更可能であり、また各々のコイル２を連動させるように
してもよい。また、コイル数も必要に応じて変更可能で
ある。さら、高周波誘導加熱コイル２の両端の曲げ返し
部２ａ、２ｂがＵ字状でなくコ字状■字状等であっても
よいことは言う迄もない。

ｆ、　発明の効果以」二の如く、本発明によれば、高周波誘導加熱コイル
の一対の対向部を被加熱体たる金属板の移動方向に対し
て傾斜せしめた状態で高周波誘導加熱を行なうようにし
たので、高周波誘導加熱コイルの両端の曲げ返し部が金
属板の両端縁部分に対向する位置から外れて板幅内の側
に配置されると共にこの両端縁部分に対向するコイル部
分が少なくなり、これにより、金属板の両端縁部分の過
熱を抑え得て均一な高周波誘導加熱を効率良く行なうこ
とができる。

また、熱風炉や燃焼炉を用いる場合に比べて、装置が小
型になり設置スペースが少なくて済む（約１７１０〜１
７２０程度）上に、被加熱物である金属板の幅が変わっ
た場合でも高周波誘導加熱コイルの傾斜角を適宜に変更
するだけで容易かつ迅速に対処できる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の一実施例を示すものであっ
て、第１図は金属板及び高周波誘導加熱コイルの配置状
態を示す平面図、第２図は同上の側面図、第３図及び第
４図は従来の高周波誘導加熱方法を示すものであって、
第３図は第１図と同様の平面図、第４図は第３図におけ
るＩＶ−ＩＶ線断面図、第５図は高周波誘導加熱コイル
のＵ字状曲げ返し部を金属板の端縁部分から遠くへ離し
た状態を示す平面図、第６図は第５図に示す高周波誘導
加熱コイルにて静止状態の金属板を高周波誘導加熱した
場合の金属板上の加熱パターンを示す平面図、第７図は
第５図に示す高周波誘導加熱コイルを用いて高周波誘導
加熱した場合の金属板の温度分布を示すグラフ、第８図
は第１図に示す如き本発明に係る方法にて高周波誘導加
熱した場合の金属板の温度分布を示すグラフである。１・・・被加熱物である金属板、２・・・高周波誘導加熱コイル、２ａ、２ｂ・・・Ｕ字状曲げ返し部、　２ｃ、２ｄ・・
・対向部、６・・・支軸、　　　　　　　　　θ・・・
傾斜角。

Claims

【特許請求の範囲】

互いにほぼ平行状に延びる一対の対向部と、これらの対
向部の両側にそれぞれ形成された曲げ返し部とを有する
高周波誘導加熱コイルを金属板に対応配置し、前記高周
波誘導加熱コイルに対して前記金属板を相対的に移動さ
せて前記金属板の高周波誘導加熱を行なうようにした金
属板の高周波誘導加熱方法において、前記高周波誘導加
熱コイルの一対の対向部を前記金属板の移動方向に対し
て傾斜せしめた状態で高周波誘導加熱を行なうようにし
たことを特徴とする金属板の高周波誘導加熱方法。