JPH0237689A - 誘導加熱コイル装置 - 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】 八　産業」二の同相分ジ［Ｆ この発明は搬送される帯板状の被加熱１耶材を誘導加熱
する誘導加熱コイル装置に関する。

Ｂ１発明の概要 この発明は搬送されろ帯板状の被加熱部材（金属材）を
誘導加熱装置にて加熱する誘導加熱フィル装置において
、 横断磁束型の加熱コイルを被加熱材の搬送方向に沿って
復敗対一定の間隔を隔て連続して配設するとともに隣合
う加熱コイルの極性を異なる極性となるようにしたこと
により、 被加熱部材の幅方向の中央部分での温１度低下が生しな
いようにして、それの幅方向を均一な温度分布となるよ
うにしたものである。

Ｃ従来の技術 一般に、金属またはグラファイト等の導電性物質からな
る帯板状の被加熱部材を発熱させるには、被加熱部材の
板面にうず電流を発生させ、このうず電流と被加熱部材
の抵抗とによりジュール熱を生しさせる誘導加熱法が知
られている。この誘導加熱法は、誘導加熱コイルに交番
電圧を印加して電流を流すことにより、被加熱部材の板
面に直交する磁束を形成してその板面にうず電流を発生
させるものである。

従来の誘導加熱コイルは、例えば第６図に示すようなら
ので、金属からなる帯板状の被加熱部材１の両板面近傍
には、被加熱ｒ１＜材Ｉを介して対称にコイル２．３が
それぞれ配置されている。これら各コイル２．３は、被
加熱部材１の板幅とほぼ同一幅の鉄心（図示省略）の一
定箇所にコイル導体を集中して巻装されており、長方形
状の束となっている。そして、両コイル２．３には、電
流の方向か同一方向となるように交番電圧が印加されて
電流が供給される。

このような従来の誘導加熱コイルにおいて、コイルに電
流が供給されると、被加熱部材１の板面と直交する鎖交
磁束が生じ、この鎖交磁束に基つき被加熱部材１の板面
にうず電流が発生する。これにより、萌述の如く、被加
熱部材Ｉには、ジュール熱による発熱が生じる。

上記帯板状の被加熱部材の加熱に当たって搬送される部
材の幅方向（板幅方向）に均一な温度分布としたことが
多い。ところが第７図のように板幅Ｗｌに対してコイル
幅ＣＩが過大であると、板の幅方向の端部（エツジ部）
がオーバーヒートするおそれがある。また、第８図に示
すように、板幅Ｗ２に７．ｔ　ｌ、てコイル幅Ｃ３が小
さすぎると、板の幅方向の端部の温度が他の部分より低
くなる。この１こめ、被加熱部材か均一な温度分布また
は均一に近い温度分布を得るためには板幅とコイル幅が
ほぼ同じか、一定範囲内の近い値にあることが必要（て となる。従って、板幅が変わるたびご２石イル幅の冗な
る多数のコイルを阜備する必要があり、かつコイルの交
換作業をしなければならない。

そこで、−に記のような問題を解決するために、同一の
一つの加熱コイルで、板幅の異なる板を均な温度分布で
加熱を行うことを容易にすべく、多数回巻きコイルに多
数のタップを設けた横断磁束型加熱コイルを用いたもの
がある。（特願昭６０−５７３９９号参照）この多数回
巻き加熱コイルにより、被加熱部材を加熱する当たって
、部材か１対のコイル間を通過する間に所定の温度まで
昇温することが困難または不適当なことがある。

これは加熱温度が低かったり、部材の搬送速度が遅いよ
うな場合以外は余りにも急激な加熱（昇温）となるため
、加熱が容易でなかったり、また電力を増加させれば加
熱昇温は錐しくないけれども、昇温が急激すぎると部材
が反って変形したり、あるいはｒ’ｘ＜材の幅方向の温
度を均一にすることが極めて困難であるなどの問題か生
じる。

０１発明か解決しようとする課題 上記のような問題を解決するために１．第９図ＡＢに示
すように、被加熱部材１の搬送方向に沿って複数対の加
熱コイル２２Ｌ、３ａ及び２ｂ、３ｂを連続的に配置し
て、被加熱部材ｌを順次加熱昇温することが行われるよ
うになってきた。ところが、第９図Ａ、Ｂのように複数
対の加熱コイル２ユ、３ａ及び２ｂ、３ｂを配設して被
加熱部材Ｉの加熱を行う場合、部材１の幅方向の温度分
布において両端部の温度が第９図Ｃに示すように高く、
部材１の中央部分の温度が低くなってしまう問題が新た
に発生する。この原因としては第９図Ａに示す実線矢印
のように各コイル２ａ、３ａ及び２ｂ　　３ｂに交番電
流を流し、部材Ｉの同じ面（例えば上面とか）に対向し
て部材１の搬送方向に配設したコイル２ａ、３ａ及び２
ｂ、３ｂに発生ずる磁極性が同一の磁極性（Ｎ、Ｎ・・
またはＳ、Ｓ・・）となる場合である。これはコイルを
流れる交番電流によって、部材に誘起されて部材内を流
れろ誘起電流（第９図へに示す点線矢印）が、第９図Ａ
、Ｂに示すコイル構成では、部材の搬送方向に配設され
た各コイルの隣合う導体部分による誘起電流の方向が互
いに逆方向となる。このため、印材に誘起された誘起電
流の多くが第９図Ａ、Ｂに示す循環電流通路を流れるこ
とにより、部材の中央部分の温度が低下してしまう。つ
まり、第９図Δ、Ｂの場合には印材に生じた誘起電流に
よって、部材の中央部がノユール加熱される機会（比率
）が減少するため、部材の幅方向の両端部が高温になり
、反対に部材の中央部分の温度か低下してしまう原因に
なる。なお部材１を挟んで対向する加熱コイル２ａ、３
ａおよび２ｂ、３．ｂ間の間隔をＰ、隣合う加熱コイル
２ａ、２ｂ及び３ａ３ｂ間の間隔をＱとして、Ｑの値が
Ｐの値より大きい範囲からＰの値に近づき更にＰの値よ
り小さくなる程部材の中央部分での温度の低下は顕著に
なる。なお、４はコイル導体である。

この発明は」−記の事情に鑑みてなされたもので、被加
熱部材の幅方向の中央部分での温度低下を生しろことな
く、部材の幅方向に亘って均一な温度分布となるように
した誘導加熱コイル装置を提供することを目的とするも
のである。

Ｅ。課題を解決するための手段 この発明は搬送される帯板状の金属材よりなる被加熱部
材を横断磁束型の加熱コイルによって誘導加熱する誘導
加熱コイル装置において、被加熱部材の搬送方向に沿っ
てＩＹＩ記横断磁束型加熱コイルを一定の間隔を隔て連
続して複数対配設するとともに電源に接続し、且つ被加
熱１＜材の搬送方向に沿って相隣合う１ｉ？ｉ記加熱コ
イルが発生ずる磁束方向がそれぞれ異なるように１１η
＋ｉ２　ｒＨ源に接続したことを特徴とするものである
。

また、１盲記加熱フイルは平面的多数回巻きコイルとし
、（↓つ巻回数ごとに複数の外部接続喘子を設けて構成
したものである。

２１作用 加熱コイルに交番電流を流すとともにこの電流によって
、被加熱部材の搬送方向に配設した加熱コイルから発生
する磁束方向が相隣合う加熱コイル同志では胃なるよう
になる。これによって、被加熱部材の中央部分での温度
低下が防ＩＬされ、部材の幅方向の温度分布を均一にで
きるようになる。

また、被加熱印材の幅が異なる場合には加熱コイルを多
数回巻きにして、巻回数ごとに設けた外部接続端子を切
換えることによって行う。

Ｇ　実施例 以−ドこの発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図Ａ、Ｂ、Ｃにおいて、１０は金属からなる帯板状
の被加熱部材で、この被加熱部材ＩＯの両面近傍には部
材１０を挟んて対称にそれぞれ一対の横断磁束型の加熱
コイルｌｌａ、＋２ａ及び１１ｂ、＋２ｂが連続して、
Ｉｉつ一定の間隔を隔て配設される。加熱コイルＩｌａ
、＋２ａ及びＩＩｂ、＋２ｂは多数回巻きに形成されて
１つの電源Ｉ３に直列に接続され、隣合う加熱コイル１
１ａ、１２ａ及びＩｌｂ、＋２ｂに流れる電流の極性が
異なるように接続される。これにより隣合う加熱コイル
Ｉｌａ　　１２ａ及びＩｌｂ　　＋２ｂによって発生す
る磁束φは第１図Ｂに示すように加熱コイルＩｌａ、１
２ａとＩｌｂ、＋２ｂとでは逆方向となる。このため、
磁極は第１図Ｂに示すように加熱コイルＩｌａ、１２ａ
では」三方がＮ極下方かＳ極となり、加熱１１ｂ、＋２
ｂては１一方がＳ極、下方がＮ極となる。なお、２１は
コイル導体である。

上記のように加熱コイルｌｌａ、１２ａ及びＩｌｂ、＋
２ｂを構成することにより、加熱コイル１１ａ、１２ａ
及びＩｌｂ、１２ｂを流れる交番電流によって、被加熱
部材１０ｉ、、：誘起電流が第１図Ａに点線矢印にてお
よび第１図Ｂに示すように流れる。この誘起電流は各コ
イルＩｌａ”、１２ａ及びＩｌｂ、＋２ｂに対向する被
加熱部材ｔｏｉ１分にてそれぞれ循環通路を形成して流
れるようになる。この結果、第１図Ｃに示すように被加
熱部材ＩＯは中央部分にて温度低下を生じない温度分布
となる。これにより、被加熱部材１０の幅方向の温度分
布が第１図Ｃに示すようにほぼ一定となろ。

」二足実施例の加熱コイルｌｌａ、１２ａ及び１１ｂ、
＋２ｂは多数回巻きとしたか、第２図に示すように１回
巻き（ワンターン）の加熱コイル１４ａ、１５ａ及び＋
４ｂ、１５ｂに形成してもよい。

第３図Δ、Ｂはこの発明の他の実施例で、この第３図Ａ
、Ｂの実施例は被加熱部材ｌＯの搬送方向に沿って３対
加熱コイルＩｌａ、１２ａ、Ｉｌｂ、＋２ｂ及びＩｌｃ
、１２ｃを配設したもので、この実施例の加熱コイルＩ
ｌａ、＋２ａ〜ｌ１ｃ１２ｃは電源１３に・１２列接続
して、各コイルに発生ずる磁束方向が交Ｊｔに異なるよ
うにし、磁極性が図示のように、Ｎ、Ｓ、Ｎ　（Ｓ、Ｎ
、Ｓ）となるようにする。なお、加熱コイルは４対以−
ヒ配設してもよく、このときにも各コイルが発生ずる磁
束方向か交互に異なるようにすればよい。

第４図は２対の加熱コイルｌｌａ、Ｉｌｂにそれぞれ、
外部接続端子（タップ）１６ａ〜１６ｄ及び１７ａ〜＋
７ｄを設けて、これらをタップ切換器１８．１９に接続
した実施例で、この実施例のように構成すれば被加熱印
材ｌＯの幅、すなわｌ：）反幅が一■なる場合にもタッ
プ切換器１８．１９により切換で使用できるために多数
回巻きのコイルで対応でき、板幅が異なるごとにコイル
を用意したり、交換したりする必要がない。

第５図は上記各実施例の加熱コイルＩｌａに鉄心２０（
磁性鋼板の積層等によるもの）を設けた実施例で、この
実施例は各加熱コイルのコイル導体２１と仮ＩＯとの対
向面以外の部分の磁束の集中を計って加熱効率を向上さ
せるようにしたものである。なお、２２は冷却水孔であ
る。

１−１　　発明の効果 以」−述へたように、この発明によれば、搬送される被
加熱部材に沿って複数対の加熱コイルを一定の間隔で隔
て連続して配設するとともに電源に接続し、且つ被加熱
部材の搬送方向に沿って隣合う加熱コイルに流す電流極
性を異なるように電源に接続したことにより、 被加熱ｉπ（材の幅方向の中央部分での温度低下を防ｊ
」−シて１Ｍ（材の幅方向の温度分布が均一にできる得
るようにした。また、被加熱部材の幅方向の長さか冗な
る場合にはコイルに設けた外部接続端子を切換で使用す
ることにより、多数回巻きの加熱コイルをそのまま使用
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａ、ｒ３．Ｃはこの発明の一実施例を示す乙ので
、第１図Ａは平面図、第１図Ｂは側面断面図、第１図Ｃ
は被加熱部材の幅方向の温度分布特性図、第２図から第
５図はこの発明の他の実施例を示すしので、第２図はワ
ーンターンの加熱コイルを２対配設したときの概略構成
図、第３図ＡＢは加熱コイルを３対配設したときもので
、第３図Ａは平面図、第３図Ｂは第３図ＡのＸ−Ｘ線断
面図、第４図はタップ切換器付誘導加熱コイルの平面図
、第５図は鉄心を設けたときの概略構成図、第６図は従
来の誘導加熱コイルの概略斜視図、第７図及び第８図は
彼加Ｍ３Ｂ材の幅方向に対して加ハコイルの形が大きい
場合と小さい場合を示す平面図、第９図Δ、Ｂ、Ｃは複
数対の加熱コイルを配設して被加熱部材を加熱１．たと
きのもので、第第１図Ａ 実施例の平面図 は被加熱部材の幅方向の温度分布特性図である。 １０−被加熱部材、Ｉｌａ、１２ａ、Ｉｌｂ。 ＋２ｂ・・・加熱コイル、１３・・・電源、１８．１９
・・・タップ切換器。 第１図Ｂ 実施例の側面断面図 誘起Ｔｉ流 第１図Ｃ 実施例の温度分布特性図 第２図 池の実進例の概略構成図 第５図 鉄心を設けｆ二ときの概略構成図 第６図 従来の誘導Ｉ］ｌＵ熱コイＦしの概略斜視図ワ 第７図 加熱フィル形が大きい場合の平面図 第８図 加熱コイル形が小さい場合の平面図 ｊｊｔ来例、′″）平面図 第９図Ｂ 従来例の側面断面図 第９図Ｃ 従来例の温度分布特性図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）搬送される帯板状の金属材よりなる被加熱部材を
   横断磁束型の加熱コイルによって誘導加熱する誘導加熱
   コイル装置において、 被加熱部材の搬送方向に沿って前記横断磁束型加熱コイ
   ルを一定の間隔を隔て連続して複数対配設するとともに
   電源に接続し、且つ被加熱部材の搬送方向に沿って相隣
   合う前記加熱コイルが発生する磁束方向がそれぞれ異な
   るように前記電源に接続したことを特徴とする誘導加熱
   コイル装置。
2. （２）前記加熱コイルは平面的多数回巻きコイルとし、
   且つ巻回数ごとに複数の外部接続端子を設け、この接続
   端子を被加熱部材の幅方向に応じて切換接続したことを
   特徴とする請求項第１項に記載の誘導加熱コイル装置。