JPS59198684A - 線材通電加熱装置における地絡電流防止方法 - 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】 本発明は線材通電加熱装置における地絡電流防止方法に
関する。

線材を送行せしめつつ、複数のコンタク１−ロールによ
って当該線材に通電し、複数のコンタクトロール間にあ
る線材を加熱する線材通電加熱装置では、接地されてい
る線材送りローラ方向へ上記コンタクトロール間の通電
電流から漏洩した地絡電流が流れる傾向があり、宙該地
絡電流を制限しないと他の機器を損傷させるので危険で
あり、かつ火経済的であるので、従来第１図（ａｌに示
す如く、チョークコアを用いて地絡電流を限流するよう
にしている。第１図（ａ）において、■は線材Ｗを連続
送りするための送りローラ、２ａおよび２ｂは電源Ｅに
接続する２対のコンタクトロール、ａ／ａおよび３’ｂ
はそれぞれチョークコア、４ａおよび４ｂはそれぞれ接
地ローラである。

ところで、上記構成を見ても明らかに判断されるように
、従来装置ではチョークコア３′ａ・３／　ｂの地絡電
流限流効果は十分とはいえず、例えば通電電圧に比例し
て漏洩電流１１が送りローラ１゜１方向へ流れて線材の
設定加熱温度に対する温度誤差を生じたり、他機構部へ
漏電するなどの不具合が発生するのを防止するため、当
該チョークコアａ／ａ・ａ　／　ｂに近接して接地ロー
ラ４ａおよび４ｂを必ず配置するようにしている。

而して通電加３’、４５の目的が、例えば銅線やアルミ
線の伸線加工工程における加工硬化の軟化焼鈍であるよ
うな場合には、加熱温度が低いので送行する線材の昇温
側に配置されている接地ローラ４　ｂの損耗（コ問題に
なる程ではないが、線材が鋼材であって通電加熱の目的
か焼入れであるような場合ニは、８５０〜９５０’Ｃ，
含有元素によっては１０００’Ｃを超えるような高？Ｍ
Ｌ域にまで加；）目−るので接地ローラ４ｂは極めて高
温の線材と接触するごとになり消耗が激しく、高温にな
る接地ローラ４ｂを冷却するようにしていても耐用時間
が極めて短い。そのうえ、接地ローラ４ｂを冷却するこ
とは、軟化焼鈍では線材を所定温度まで一度昇温せしめ
れはそこで目的が達せられるので、その後冷却中の接地
１コーラ４ｂに線材Ｗが接触して部分的に冷されても何
等支障を生することもない。

しかし、加熱目的が焼入れである場合には、加熱後の急
冷時まで線材Ｗの全周ないし全断面を均一加熱状態に保
持しておく必要があるにも拘わらす、急冷前に冷却中の
接地ローラ４ｂと接触すると、線材Ｗの接触周面部分に
温度低下を生せしめることとなり、熱損失があるたけに
止まらず温度むらか起因する焼入れ線材の品質を損ねる
。さらに接地ローラ４ｂは地絡作用を完全にするため、
送行する線材Ｗと十分に接触するよう相対向するロール
で線材Ｗを抑圧する構成としなければならないが、この
押圧力によって］　ＯＯＯ＠Ｃ前後に加熱されている線
）２Ｗが塑性変形せしめられるという形状品質上の大き
な欠陥をも惹起する。これに加えてコンタクトロール２
ａ・２ｂ間外に流れる漏洩電流■１は線材Ｗをコンタク
トロール２ａ・２ｂ間外で発熱せしめ、加熱温度制御を
困難ならしめるという問題点もある。

不発明は従来線材通電加熱装置に存する上述の各種問題
点を解決する目的でなされたもので、地絡電流を殆ど零
にし、接地ローラの廃止をも可能とする地絡電流防止方
法を提供するものである。

本発明の要旨は、 （１）複数のコンタク１〜ロールを用いて送行する線材
に通電して当該線材を加熱するに際し、上記コンタクト
ロール間から漏洩する地絡電流をチョークコアによって
限流する場合におい−（、 （２）上記チョークコア内の線材通路に沿って設けた４
体に、 （３）上記コンタクトロールへの給電電流と相を同じ（
する電流を通電し、 （４）当該導体と通過する線材との相互インダクタンス
によって当該線材に漏洩電流とは逆向きの起電力を発生
せしめるようにした ことを特徴とする線材通電加熱装置におげろ地絡電流防
止方法にある。

本発明を以下に詳述する。

従来のチョークコアによる地絡電流の限流の原理は、第
１図（ｂｌに示す如く、線材Ｗを流れる漏洩電流１１に
よって生ずる磁束φ１をチョークコア３′によって収束
し、当該チョークコア３′を構成する上記線材Ｗの軸方
向に直角または円周方向に積層された、例えば珪素鋼板
等の強磁性体それぞれの平面方向に誘起される誘導電流
■１によって生する二次誘導磁束に起因して線材Ｗに生
ずる、漏洩電流■１とは逆向きの起電力による二次誘導
電圧Ｕ１をもって限流しようとする、所謂自己インタフ
タンスをチョークコア３′で強調したものであるので、
漏洩電流■１を完全に阻止することは理論」二からも不
可能である。

これに対して本発明は、第２図（ａ）の原理図および第
２図（ｂｌの構成図に示す如く、チョークコア３の洗剤
通路にそって導体５を配設しておき、当該導体５にコン
タクトロール２ａ、２ｂへの給電電流と相を同じくする
電流■２を通電するように構成する。当該構成では、導
体５を流れる電流Ｉ２によって生ずる磁束φ２がチョー
クコア３によって収束され、当該チョークコア３に誘起
される誘導電流０２によって生ずる二次誘導磁束に起因
する漏洩電流１１とは逆向きの起電力による二次誘導電
圧Ｕ２を線材Ｗに発生せしめようとするにあり、所謂相
互インダクタンスをチョークコア３で強調せしめ、当該
相互インダクタンスと前自己インダクタンスとを相乗的
に作用させるものである。

従って、線材Ｗには漏洩電流■１に逆行する二次誘導電
圧Ｕ２およびＵｌとが誘起されることになり、しかも二
次誘導電圧Ｕ２ば、Ｕｌが線材Ｗを流れる漏洩電流ｊｌ
自体の強さに１．色じて自己規制される性格であるのに
反し、全く自己規制されず、導体５への通電電流の強さ
を変えることによって当該二次誘導電圧Ｕ２の強さを自
由に設定可１ｊヒであるので、諸元を所定の如く設定す
ることによって Ｕ−（Ｕ１＋０２） １１　＝　−＃　Ｏ としえて、接地ローラが不要となる。

但し、Ｚは線材Ｗのインピーダンス、Ｕは線材Ｗに印加
される給電電圧である。

本発明に、使用されるチョークコア３の一実施例を第３
図にポす。

チョークコア３′は強硼性体である例えば珪素鋼板３１
等を積層し、両端の端板３２・３２を介して当該積層珪
素鋼板３１を貫通する絶縁されたタイロッド３３とナラ
Ｉ−３３１によって緊定してなる構成については公知チ
ョークコア３′と同様である。尚３４は＠層珪素鋼板３
１の所定位置に挟み込まれた良熱伝導材からなる冷却板
であって、当該冷却板３４の端縁間にば冷却パイプ３４
１が付設されている。ところで、本発明を実施するチョ
ークコア３では、当該チョークコア３の中央を貫通する
線材Ｗの送り通路に、例えば鋼管等の導電性本質を用い
た２重管からなる導体５が絶縁材６を介して全長にわた
り配設されていて、当該導体５の内管内周壁が送り通路
を画するようになっている。而して導体５の両端には端
板３２・３２それぞれの外側で内管と同一径の孔口をも
つ環状のキャップ５１ａおよび５１ｂが当該導体５と一
体に形成されているので、外管内周と内管外周との間に
形成されている環筒状の間隙５０は両端で盲となってい
る。キャップ５１ａ及び５１ｂそれぞれにば上記間隙５
０に通づる二・ノプル５２ａおよび５２ｂそれぞれが設
けられていて、いづれか一方のニップル５２を冷却流体
供給ホースに、また他方のニップル５２を冷却流体排出
ボース接続すれば、導体５は環筒状間隙５０を流通する
冷３ｈｕ流体に依って冷却可能である。また上記キャッ
プＳｔａには締付ポルｌ−５４３によって電源Ｅの一方
側出力端子５３ａか、また上記キャップ５ｉｂにも締付
ポルｌ−５４，ａによ、って電源Ｅの他方出力端子５３
ｂがそれぞれ緊定接続されて接点となっている。上記出
力端子５；うおよび５３ｂは、第２図（１１）に示され
るように、チョークコア３の配置位置に応じて導体５を
流れる電流Ｉ２が線材Ｗを流れる漏洩電流１１と相を同
軸するように接続されなければならない。第２図（ｂｌ
の回路構成によるある瞬間における極性をとりあげれば
、チョークコア３ａ・３ｂ内の線材Ｗに流れる漏洩電流
■１と導体５・５に流れる電流Ｉ２とはそれぞれ図示さ
れたとおり同相となるので、前述本発明の原理に従って
地絡電流を防止することとなる。

尚、線材Ｗは送りローラ１や巻戻しスタンドあるいは巻
取りスタンド等によって接地状態となっていることは云
うまでもない。

また第２図（ｂ）では図示してないが、線材通電加熱が
焼入れを目的とする場合には高温側チョークコア３ｂと
線材送り方向前方に位置する図示右方にある送りローラ
１との間に線材Ｗ急冷用冷却ジャケットを設ければよい
。

上記実施例チョークコアでは導体５として二重管を用い
、当該導体５の二重管の内管内を線材Ｗの送り通路とし
たが、チョークコア３の線材Ｗの送り通路に単体または
複数本のノ＼−状導体５を線材５Ｗとは非接触を保って
平行配置して、それぞれの導体５を電源Ｅに接続するよ
うにしてもよい。

また、導体５を接続する電源は必ずしも第２図（ａ）の
如く加熱電源Ｅとするか必要はなく、加熱電源Ｅから給
電されて線材Ｗを流れる加熱電流■−漏洩電流１１と導
体５に給電される電流■２とが必ず同相となるように調
整されているならば別電源であっても本発明の目的は達
せられる。

本発明によれば、線材通電加熱装置のコンタクトロール
間から漏洩する電流はチョークコアによって殆ど完全に
阻止されることになるので、（１）損耗が激しく頻繁に
新替えせねばならなかった高価な接地ローラの廃止が可
能となって設備上の負担と交換時間が不要となり、 （２）接地ローラによる熱損失が防止され、（３）線材
加熱温度制御が容易となり、（４）接地ローラの押圧に
よってもたらされていた焼入れ加熱線材の塑性変形がな
くなり、線材の真円度が保証されることとなり、 （５）温度むらがなくなるので焼入れ線材の均質化が達
成されるなどの顕著な効果があり、その生産上の実益は
極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図Ｃａｌは従来線材通電加熱装置の正面図、第１図
（ｂｌは第１図（ａ）に使用されているチョークコアの
作用原理を説明する断面正面図、第２図（ａｌは本発明
方法におけるチョークコアの作用原理を説明する断面正
面図、第２図（ｂ）は本発明方法実施例線材通電加熱装
置の正面図、第３図は本発明方法の一実施例チョークコ
アの一部切欠き正面図である。 ２　ａ、　　２　ｂ−’ｆｒ　ｙタクトロール、３ａ、
３ｂ−−−チョークコア、５−導体、■−コンタクトロ
ールへの給電電流、 １１−地絡電流、Ｉ２−導体への通電電流。 特許出願人 高周波熱錬株式会社 代理人　弁理士　小林　傅

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数のコンタクトロールを用いて送行する線材に通電し
   て当該線材を加熱するに際し、上記コンタクトロール間
   から漏洩する地絡電流をチョークコアによって限流する
   場合において、上記チョークコア内の線材通路に沿って
   設けた導体に、上記コンタクトロールへの給電電流と相
   を同じくする電流を通電し、当該導体と通過する線材と
   の相互インダクタンスによって当該線材に漏洩電流とは
   逆向きの起電力を発生せしめるようにしたことを特徴と
   する線材通電加熱装置における地絡電流防止方法。