JPS61216289A

JPS61216289A - 誘導加熱コイル

Info

Publication number: JPS61216289A
Application number: JP5739985A
Authority: JP
Inventors: 石坂　雄二
Original assignee: Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1985-03-20
Filing date: 1985-03-20
Publication date: 1986-09-25

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、帯板状の被加熱部材を誘導加熱により加熱す
る誘導加熱コイルに関する。

発明の概要帯板状の被加熱部材を誘導加熱により加熱すべく被加熱
部材を介して一対のコイルを対向配置してなる誘導加熱
コイルにおいて、コイルをうず巻状に巻回するとともに外部接続端子を複
数設け、コイルを回転できる構成とすることにより、局部過熱を防止し、また被加熱部材の板幅の変化に応じ
た通切な誘導加熱を行なうことができるようにしたもの
である。

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、とのうず電流
と被加熱部材の抵抗とによりジュール熱を生じさせる誘
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７図に示すようなも
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、被加熱部材１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
束となつている。そして１両コイル２，３には、謂１流
の方向が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’
Ｉ！１ｍ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、この鎖交磁束に基づき被加熱部材１
の板面にうず°電流が発生する。これにより、前述の如
く、被加熱部材１には、ジュール熱による発熱が生じる
。

発明が解決しようとする間趙点しかしながら、かかる誘導加熱コイルは、コイル２，３
のコイル導体が一定箇所に集中して巻装されているので
、被加熱部材１に誘起される電流は１束となった各コイ
ル２．３に対応する長方形状部分に集中分布する。これ
により、被加熱部材１の幅方向両端部に磁束が集中し、
その両端部が局部的に過熱されるという欠点があった。

また、被加熱部材１の板幅は１例えば６００朋から１６
００鰭程度に大きく変化する場合がある。この場合、従
来の誘導加熱コイルにおいては、コイル２．３の各両端
部にのみ外部接続端子（給電端子）が設けられていただ
けであり、しかもコイル２，３のコイル導体は一定箇所
に集中して巻回されていたので、被加熱部材１の板幅の
変化に応じて誘導加熱コイルのコイル２，３の幅やその
巻数を変化させることができなかった。

問題点を解決するための手段本発明は、金属、グラファイト等からなる帯板状の被加
熱部材を鋳導加熱により加熱すべくこの被加熱部材を介
して一対のコイルを対向配置してなる誘導加熱コイルに
おいて、コイルの各コイル導体を被加熱部材の板面とそ
れぞれ平行な一平面内に位置するが如くして長方形状に
複数巻回している。また、これら各コイル導体には、複
数の外部接続端子を設けている。さらに、コイルの支持
部には、コイルの長手方向と被加熱部材の幅方向とを平
行または直交にすべく、コイル回転機構を設けている。

作用かかる構成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、被加熱部材の板面と直交する鎖交磁束が
生じる。そして、との鎖交磁束に基づき被加熱部材の板
面にうず電流が生じ、被加熱部材が発熱する。この際、
コイルのコイル導体は一平面内において巻回されている
ので、被加熱部材に誘起される電流の分布は均一化され
、被加熱部材における局部だけが異常に高温となること
はない。

また、コイルの特徴的な巻回に加えて、そのコイル導体
に複数の外部接続端子を設け、さらには、コイルの支持
部にコイル回転機構を設けているので、被加熱部材の板
幅の変化に応じて、外部接続端子を適宜選択してコイル
の幅やその巻数を変化させたり、コイルを回転させて被
加熱部材の幅方向にコイルの長手方向または短手方向を
合゛わせて。

適切な誘導加熱をすることができる。

実施例第１図は本考案の誘導加熱コイルの一実施例を示すもの
で、コイル４を構成するコイル導体４ａは、第２図およ
び第３図に示すように、冷却水を内部にて流動すべく中
空状に形成されており、被加熱部材１の根面と平行な一
平面内に位置せしめて、長刀形状に抜部巻回されている
。そして、このコイル導体４ａの巻回により形成された
コイル４は、セメント等の絶縁物５中に埋設されて固定
されている。また、コイル導体４ａには、巻回されたコ
イル４の中心部側端部から他方の端部まで中心部近傍を
除いてコイル４の長子方向−列に、複数の外部接続端子
６，６．・・・が適官設けられている。

一万、コイル４における被加熱部材１側の反対側には、
コイル４の長手方向に延在する鉄芯７が、コイル４の短
手方向両側に配設されている。この鉄芯７は、コイル４
により生じた磁束をとじこめ。

加熱を効率良くするためのものである。コイル４および
鉄芯７等は、第２図および第４図に示すように、枠体８
に一体的に収納支持されている。この枠体８には、取付
金具９が設けられている。また、各枠体８の近傍には、
第１図に示すように、固定された支持台１０が配設され
ている。そして、各支持台１０には、コイル回転機構１
１が固設されている。枠体８は、取付金具９を介してコ
イル回転機構１１に取付けられている。

コイル回転機構１１は、支持台１０に取付けられたモー
タ１２と、同じく支持台１０に取付けられかつモ゛−夕
１２に連結された減速機１３と、支持台１０に設けられ
た孔１４を貫通する減速機１３の出力軸１３　ａに固着
された連結部材１５とからなっている。前記取付金具９
は、ボルト１６により連結部材１５に取付けられている
。コイル回転機構１１は、コイル４の長手方向と被加熱
部材１の幅方向とが平行または直交になるように、コイ
ル４を回転させるものである。

一方、コイル導体４ａに設けられた外部接続端子６は、
ケーブル１７を介して高周波電源１８に接続される。ま
た、被加熱部材１を介して対向配置された一対のコイル
４は、同一方向かつ同一巻数巻回された対称形に配置さ
れている。

なお、第３図において、符号】９および２０は、それぞ
れコイル導体４ａに取付けられた冷却水注入管および冷
却水排出管である。

かかる構成の誘導加熱コイルにおいて、第５図に示すよ
うに、各コイル４に同一方向の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る。そして
、この鎖交磁束に基づきそＵ加熱部材１の板面にうす電
流が生じ、従来と四〇にして被加熱部材１が発熱する。

ところが、上記構成の誘導加熱コイルにおいては、各コ
イル４のコイル導体４ａが、仮加熱部材１の板面とそれ
ぞれ平行な一平面内に位置せしめて巻回されており、従
来の如く一定箇所に集中して巻回されていない。したが
って、被加熱部材１に誘起される電流の分布は均一化さ
れ、被加熱部材１における局部、例えば幅方向両端部が
、他の部分と比較して異常に高温となることがない。例
えば、被加熱部材１全体を１０００℃に加熱する場合第
７図に示す従来法においては両端部が他の部分より１０
０℃以上も高温となっていたが、従来法と同一条件にて
本実施例を適用した場合には、両端部の過熱を他の部分
に比し５０℃以下に抑制することができた。

一方、被加熱剖材１の板幅を１例えば□ＱＱｍから１２
００龍程度に梱々変更する場合がある。この場合、従来
の誘導加熱コイルにおいては、コイルのコイル導体両端
部のみに外部接続端子が設けられていただけであり、し
かもコイル導体は一定箇所に集中して巻回されていたの
で、被加熱部材の板幅の変化に応じて誘導加熱コイルの
コイルの幅やその巻数を変化させることができなかった
。

これに対し１本実施例においては、コイル４の特徴的な
巻回に加えて、コイル導体４ａにその両端部の他に複数
の外部接続端子６が設けられており、さらにコイル４は
その長手方向を被加熱部材１０幅方向と平行または直交
にすることができるので、任意の外部接続端子６を選択
し、あるいはコイル４の向きを変えることにより、被加
熱部材１の板幅の変更に応じて適切な誘導加熱を行なう
ことができる。

例えば、被加熱部材１の板幅を６００朋から１２００１
１３１に段階的に変更する場合、６００１ｍから９００
１１までは、コイル４の長手方向をコイル回転機構１１
により被加熱部材１の幅方向と直交させて適宜外部接続
端子６を選択して誘導加熱を行なう□。また、９００＆
ｌから１２００１１までは、コイル４の長手方向をコイ
ル回転機構１１により被加熱部材１０幅方向と平行させ
て適宜外部接続端子６を選択して誘導加熱を行なうもの
である。

ここで、第６図に示すように、一平面内にて長方形状に
巻回されたコイル４の短径をＭ、長径をＮ、また最も中
心寄りの外部接続端子６にて高周波電源１８との接続を
したときの有効コイル短径をｍ、有効コイル長径をｎと
すると、被加熱部材１の板幅の変化に応じてコイル４を
回転させ、連続的に対応できるためには、ｎ＝ｉ＝Ｍ（
ｎ＝Ｍでもよい）の関係が必要である。

また、Ｍ／ｍ＝にとすると、Ｎ／ｎ　＝　ｋでありかつ
ｎ中Ｍより１Ｍ幸ｋＭ　　となる。したがって、被加熱
部材１の板幅の変化が、例えば最大値は最小値の２倍と
いう条件に対応できるためには、ｋ中１．４とすればよ
い。すなわち、Ｎ中ｋＭ　ゆえＮ、　”：”　１．４　
Ｍ。

Ｍ　＝　ｋｍ　ゆえＮ中１．４．　Ｘ　１．４　ｘ　ｍ
中２ｍとなり、ｍ−−Ｎ（Ｎ中２ｍ）の範囲で連続的に
遍切な誘導加熱をすることができる。

実用上、設備および操業上の問題から被加熱部材１の板
幅の変化に対応するにはその板幅の最大値が最小値の約
２倍程度までであり、一方コイル４回転の効果を考慮す
ると、に＝１．２〜１．５であることが好ましい。

なお、上記実施例においては、コイル導体回転機構１１
をモータ１２および減速機１３等により構成したが、本
発明はかかる実施例に限定されるものではなく、コイル
４を手動操作により回転するようなコイル導体回転機構
としてもよい。コイル導体回転機構を設けたものは、そ
れを設けずして単に複数の外部接続端子を設けたものよ
りも−その端子数および整合コンデンサ数を少なくして
被加熱・　　部材の板幅の変化に応じた誘導加熱をする
ことができ、コイルの製作費や整合コンデンサの費用を
大巾に節減することができる。

発明の効果以上のように本発明の誘導加熱コイルによれば、一対の
コイルの各コイル導体がその軸線を被加熱部材の板面と
それぞれ平行な一平面内に位置させ１て巻回されている
ので、被加熱部材に誘起される電流の分布は均一化され
、従来の如く被加熱部材の輪方向両端部が局部的に過熱
されることなく、均一した誘導加熱を行なうことができ
る。また、コイル導体には複数の外部端子が設けられ、
コイル導体の支持部にはコイル導体の長手方向と被加熱
部材の幅方向とを平行または直交にできるコイル導体同
転機構が設けられているので、一台の誘導加熱コイルで
被加熱部材の板幅の大きな変化に応じて適切な誘導加熱
を行なうことができ、しかもその準備作業が簡単である
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す一部縦断正面図、第２
図は第１図における要部の一部破断正面図、第３図は第
１図における要部の平面図、第４図は第１図における要
部の一部縦断側面図、第５図は第１図に示す誘導加熱コ
イルに電流を供給した場合の概略斜視図、第６図は有効
なコイル寸法を説明するためのコイルの平面図、第７図
は従来の誘導加熱コイルに電流を供給した場合の概略斜
視図である。１・・・被加熱部材、４・・・コイル、４ａ・・・コイ
ル導体、６・・・外部液。続端子、８・・・枠体、９・
・・取付金具、１０・・・支持台、１１・・・コイル導
体回転機構、１２・・・モータ、１３・・・減速機、１
５・・・連結部材。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）帯板状の被加熱部材を誘導加熱により加熱すべく
被加熱部材を介して一対のコイルを対向配置してなる誘
導加熱コイルにおいて、前記コイルの各コイル導体を前
記被加熱部材の板面とそれぞれ平行な一平面内に位置す
るが如くして長方形状に複数巻回するとともに、前記各
コイル導体に複数の外部接続端子を設けてコイルを形成
し、これらコイルの支持部にコイルの長手方向と被加熱
部材の幅方向とを平行または直交にすべくコイル回転機
構を設けたことを特徴とする誘導加熱コイル。