JPS63279592A - 誘導加熱装置 - 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】 Ａ、産業上の利用分野 本発明は誘導加熱装置に係り、特に板材の板１万同の誘
導加熱に用いる誘導子を備えた誘導加熱装置に関する。

Ｂ０発明の概要 本発明を１被加熱材たる板材の幅方向に導体から成る矩
形状の誘導子を配設し、仁の誘導子に交流電力を供給し
て被加熱材を加熱する誘導加熱装置において、前記誘導
子を側路導体と端路導体とで矩形状に形成し、その端路
導体の中央部分に前記側路導体と平行な中心導体を設け
て該中心導体に前記両側路導体の電流を合流して流し、
前記被加熱材の板材に幅方向の中心電流とこれをエツジ
部分で分流および合流して循環する誘起電流を発生させ
て被加熱材を加熱するようにして被加熱材に生じる誘起
電流の流れをエツジ部と中央部とバランスをとり、特ニ
非磁性材の板材や、キューり点以上の加熱温度の母性材
から成る板材の昇温カロ熱による温度分布の均熱化を図
ったものである。

Ｃ０従来の技術 誘導加熱ｆｅ飲を用いて薄い鋼材の、板幅方向に加■ 熱処理を行う場合には、第４図（ａｌおよび＋ｂｌに示
すような横断磁束加熱（ＴＲＣ）方法が用いられるよう
になった。即ち累１図（ａ）は導体を矩形状に形成した
誘導子１０１を被加熱材である板材１１０表面の板幅方
向に延設して、矩形面を板材１１０と平行となるように
配設し、誘導加熱を板材１１０の板幅方向に対して施し
た図である。この誘導子１０１に中周波又は高周波の交
流電源Ｅから電力を供給すると第６図！ａｌＫ示すよう
に取材１１０に誘起１流ｔが流れ、この電流ｔにより板
材１１０が加熱される。

第に図は、この板材１１０に生じた誘起電流ｔの流れを
示したもので１図に示すように板材１１０に誘起された
電流ｔは、誘導子１０１の導体に対向する循環流路ア、
イを形成して流れる。そして両端のエツジ部イでは、誘
起室Ｒ，１がエツジの先端部に集中して流れるので、こ
の部分で電流密度が高くなり第Ｘ図１ａｌに示すように
、板材１１０のエツジ部１１０ａ、１１０ｂがｑ＃に加
熱されてオーバーヒートを生じた。

ぎ また第χ図１ｂｌは導体を矩形状に形成した誘導子１０
１を、板材１１０に対して矩形面が垂直となるように配
設して加熱処理を施したもので、この誘導子１０１を用
いた加熱による誘起電流１は第メ図（ｂｌに示すように
流れる。この誘起ｔＲｔは同図に示すように誘導子１０
１の導体に対向する部分でを工事中して流れて板材１１
０の中央部分を加熱するが、導体の両側では分散して低
い電流密度で流れて循環流路ア、イ、つな生成する。板
材１１０が磁性体の場合は、板材１１０を通る磁束の通
路がエツジ部で整列化されるためにエツジ部１１０ａ、
１１０ｂでの誘起電流の分散は小さくなり、中央部と同
様にエツジ部１１０ａ、１１０ｈも加熱昇温する。しか
し、板材１１．０が非磁性体や、磁性体がキューり点以
上の温度に至って非磁性体となった場合には、電流密度
の高いアの中央部分は昇温するが、エツジ部のイの部分
では電流の分散により電流密度が但くなるためエツジ部
１１０＾、１１０ｂの昇温は中央部分よりかなり低いも
のとなってアンダーヒートを生じていた。

なおつの部分では電流が分散して流れるので昇温は更に
非常に低いものとなる。

Ｄ０発明が解決しようとする問題点 ド 上記のようにＷＪｊ図１ａ）ではエツジ部がオーバーブ ヒートを生じ、また第暮図１ｂｌに示した形状の誘導子
を用いた板偏方向の誘導加熱装置では、被加熱材が磁性
体である鋼板の場合、磁性体の変態点であるキューり温
度近傍（普通鋼で７２０〜７４０℃）まではエツジ部と
中央部の温度差は大きく生じることはないが、しかし板
材が非磁性体あるいは磁性体がキューり温度以上に加熱
されて非磁性体となった場合には、板材のエツジ部がア
ンダーヒートを生じ中央部との温度差が大きくなる。従
っていづれの場合も板幅方向の均熱化を図ることには困
難があり、特に被加熱材が非磁性材や非磁性額縁にある
場合には固着である等の問題がある。

本発明は上記問題点に鑑み創出されたもので、被加熱材
が非磁性体やキューリ点以上の加熱温度範囲の磁性体か
ら成る板材であっても板材のエツジ部と中央部との板幅
方向の均熱化を図る誘導子を備えた誘導加熱装置の提供
を目的とする。

Ｅ０問題点を解決するための手段 このために本発明が用いる具体的手段は、被加熱材たる
板材の幅方向に導体から成る矩形状の誘導子を配設しこ
の誘導子に交流電力を供給して被加熱材を加熱する誘導
加熱装置において、前記誘導子を側路導体と端絡導体と
で矩形状に形成し、その端絡導体の中央部に前記側路導
体と平行な中心導体を設けて該中心導体に前記両側路導
体の電流を合流して流し、前記被加熱材の板材に幅方向
の中心電流とこれを分流および合流して循環する誘起電
流を発生させて被加熱材を加熱するようにしたものであ
る。

２０作用 上記の具体的手段により、誘導子に交流電力を供給する
と、被加熱材の板材には、その幅方向に中心電流が誘起
され、その誘起電流は一方のエツジ部で両側に分流して
他方のエツジ部側に流ｔ１、この他方のエツジ部でまた
合流する循環電流が流れろ。この循環電流により板材の
板幅方向に中央部分とエツジ部との均熱化が図られろ。

Ｇ、実施例 以下、本発明の実施例を図面を３照して詳細に説明する
。

ｍ１図は本発明の実施例の誘導子要部を示すもので、ｌ
ａ１図は平面図で１ｌ−ｔ１図は＋ａ１図のｘ−ｘ矢悦
図を示している。最初に実施例の構成から説明する。

本発明の誘導加熱！！置の誘導子】は、第１因に示すよ
うに矩形状を形成している。誘導子ｌは、被加熱材であ
る静止状態の板材５の板幅方向に板１１１！を越えて配
設され一１板嘱方回に延設した直線状の中心導体１ａと
、この中心導体】ａの両側に互に平行して設けられた側
路導体ｌｂ、１ｂ及びこの側路導体と中心導体とを連結
する端絡導体１ｄとで形成されている。この−路導体１
ｈ、ｌｂは、板幅方向の長さを２等分に分割し１、＠１
図１ｃ）に示すように板材５の板幅の略中央で上方に直
角に折り曲げてリード部１ｃ９形成し県１図（ａｌに示
すようにこれを絶縁板２を介設して一体に形成され、リ
ード部１ｃ、ｌｃ相互の電気的給線を図り、このリード
部１ｃ、ｌｃｒ誘導加熱用電源４が接続される。誘導子
ｌの直線状の中心導体１ａにはＵ形のコア３が覆設され
、磁気＠洩を防止して誘導子１の加熱効率を高めている
。なお、誘導子１は、第１図１ｃ）に示すように、側路
導体１ｅｌを２ブロツりにした場合について説明したが
ｍ４図（ルーのよう氏 に一体に構成しても、また（に１のように端導体１ｄ部
分で２分割しても同様の作用効果が得られる。

次に板材５が静止して板巾方向に筋状に誘導加熱する場
合の実施例の作用について説明する。

今、中周波又は高周波の誘導加熱用′遡源４から電力を
誘導子ｌに供給すると、この電力は、誘導子１のリード
部１ｃ、ｌｃに入力され、第１図［ａｌの矢印で示すよ
うに電流工が誘導子χの導体を流れる。即ち平行した細
路導体１ｂを分流して流れ。

それが端絡導体】ｄを介して中心導体１ａに集電されて
流れる。そしてこのｔ流工によって誘起された磁束によ
り板材５には、第２図（ａ）に示すように電流ｔが誘起
される。この誘起ｔｆｉｉは第２図１ｂ＋に示すように
流路ア、つとエツジ部のイによって循環流路を形成して
流れる。アを流れろ中心電流は両側に分流して、イとつ
の部分では≠の電流が流れる。このためアの部分を流れ
る電流１による板材５の中央部の加熱と比較して、つの
部分の加熱は（ＶＯ２であるからＶ４と少なくなる。１
方イの部分を流れる１［Ｒもｔ／２であるがエツジ先端
部に集中して流れるためその加熱は、中央部の加熱とほ
ぼ同程度となり、昇温のバランスが得られる。

上記の誘導加熱を行った時の板材５の加熱状態を示した
ものが第２図１ｂｌであり、斜線で示した部分がほぼ同
程度に昇温加熱されていることを示しド ている。即ち第４図１ａｌに示した従来の場合には第に
図（ａｌにて説明したようにイを流れる誘起’ＩＥＲ１
がエツジ部に集中して流れるためエツジのオーバーヒー
トが生じるのに対して５本実施例の場合にはアを流れる
誘起電流１に対してイを流れる電流ｋｌ　’Ａ　テする
のでエツジ部に集中して流れてもオーバーヒートに到ら
ず中央部とエツジ部の温度上昇は同程度となる。そして
被加熱材が非磁性材または非磁性領埴となった場合にも
ほぼ同じ結果となった。

第３図は上記第２図（ｂｌＫ示す板材５０Ｐ、Ｑ、’Ｒ
の各点における昇温加熱の時間的推移を示したもので、
横軸に時間ｔをとり、縦軸に温度θと、供給電力１１を
とって上記板材５のＰ、Ｑ、Ｒ点の測足温度を示してい
る。第３図に示されたようにＰ点とＲ点はほぼ同じに昇
温して、許容加熱温度範θ 囲である＃ｈｍａｘ　Ｓ−ｉ５−１１ｈ　　の間に急速
に到達する。従って従来のようにエツジ部のオーバーヒ
ートやアンダーヒートを生じることなくほぼ均一に加熱
することができる。なおこの場合でもｗ、２図１ａｌに
おいて工で示され、誘起を流１の分散が生じた部分であ
る第２図１ｂ＋における０点の昇温は上記Ｐ点とＲ点に
対して遅れるので、更にこの部分の均熱化？図るために
はある程度の時間をとることにより、Ｐ点、Ｒ点からの
熱伝導が行われ、Ｐ。

Ｑ、Ｈの３点の均熱化が図られ、許容加熱温度範θ　　
　　　　θ 囲〆ｈｍａｘ〜ｃｈａｉｎを満足させる。

上記均熱化において第３図に示すようＫＰ点のθ 温度が許容加熱温度範囲−ｈｍａ　ｘ　以上になる場合
には誘導子１に供給する電力を少なくしてＰ点。

θ Ｒ点の温度が許容加熱温度範囲の＠ｈｍａｘ　以上にな
らないように制御を行う。このように熱伝導による均熱
化を計りながら加熱を行なうことによって板幅方向に更
に均熱な加熱を行なうことができる。

Ｈ０発明の効果 以上のように本発明は、被加熱材の板材に巾方向の中心
電流とこれをエツジ部分で分流および合流する循ｆＲ′
ｔＩＬ流を誘起させて被加熱材を誘導加熱でるようにし
たものであるから、被加熱体の中央部とエツジ部の昇温
は均熱化され、特に′ｗｌ加熱材が非磁性材あるいは母
性材であっても加熱温度が磁性を失う賓態点以上の場合
でも中央部分とエツジ部の均熱化が図れる等その効果は
大なるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の誘導子要部を示したもので、
第２図は第１図の誘導子による板材の誘起電流の流路を
示し、第３図は板暢方回の板材の昇温温度分布を示した
ものである。男４図は本発明の実施例の誘導子の形状を
示したもので第５図第６図は従来技術による実施例を示
す。 ｌ・・・誘導子、ｌａ・・・中心導体、ｘｈ−側路導体
、１ｃ・・・リード部導体、１（１・・・端絡導体、２
・・・絶縁板、４・・・誘導加熱用電源、５・・・板材
（被加熱材）。 ｔ・・・誘起を流。 第２図（ａ）　　　　　　第２図（ｂ）第３図 第１図（−） 第１図（ｂ）　　　　　　第１図（Ｃ）Ｃ 第５図（−） １１”１１ 第６図（−） 第５図（ｂ） 第６図（ｂ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被加熱材たる板材の巾方向に導体から成る矩形状の誘導
   子を配設しこの誘導子に交流電力を供給して被加熱材を
   加熱する誘導加熱装置において、前記誘導子を側路導体
   と端路導体とで矩形状に形成し、その端路導体の中央部
   分に前記側路導体と平行な中心導体を設けて該中心導体
   に前記両側路導体の電流を合流して流し、前記被加熱材
   の板材に巾方向の中心電流とこれをエッジ部分で分流お
   よび合流して循環する誘起電流を発生させて被加熱材を
   加熱するようにしたことを特徴とした誘導加熱装置。