JPWO2016035867A1 - 金属帯板の誘導加熱装置 - Google Patents

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Abstract

長手方向に走行する金属帯板の板厚方向一方側又は板厚方向両側に設けられ、１次電流を流したときに前記金属帯板の板厚方向から見て閉ループを成す誘導電流を前記金属帯板に形成させる誘導コイルと、前記金属帯板の板厚方向に対向し且つ前記金属帯板から所定距離離間された所定位置に配置されることで前記誘導コイルによって発生する磁束を集中させる複数の磁性体コアと、前記磁性体コアに連結され、前記磁性体コアを移動させることで前記所定位置において前記金属帯板の板幅方向に並ぶ前記磁性体コアの配置数を増減させる移動機構と、を備えた金属帯板の誘導加熱装置。

Description

本発明は、金属帯板の誘導加熱装置に関する。
熱処理炉における金属帯板の加熱は、主としてラジアントチューブを用いる間接加熱で行っている。この間接加熱は、熱慣性が大きいことに加え、金属帯板温度と炉温との差が小さくなるにつれて、金属帯板への有効な入熱が難しくなるので、生産性が制約される。さらに、この間接加熱においては、吸熱反応をする変態点近傍での急速加熱や、ラジアントチューブの耐熱性の制約から高温焼鈍の実現が困難であるので、金属帯板の熱処理条件の選択の自由度が制約される。
これに対し、金属帯板を高周波電流で加熱する誘導加熱は、加熱速度や加熱温度を自由に制御することができる。このため、誘導加熱は、熱処理操業や金属帯板商品開発の点で自由度が大きく、近年、注目されている加熱方法である。
この誘導加熱には、大きく２つの方式がある。１つは、金属帯板の周囲を囲んだ誘導コイルに高周波電流を流して、磁束を、金属帯板の長手方向（進行方向）断面（金属帯板の長手方向に直交した断面）に貫通させて、この磁束に垂直な金属帯板の長手方向（進行方向）断面内に周回する誘導電流を発生させて金属帯板を加熱するＬＦ（縦断磁束加熱）方式である。
他の方法は、金属帯板を挟んで１次コイルを巻回したインダクター（良磁性体）を配置し、１次コイルに電流を流して発生させた磁束を、インダクターを介して金属帯板の板面に貫通させ、金属帯板の板面に誘導電流を発生させて金属帯板を加熱するＴＦ（横断磁束加熱）方式である。
誘導電流が金属帯板の長手方向（進行方向）断面内を周回するＬＦ方式の誘導加熱では、電流の浸透深さδと電流周波数ｆの関係（δ（ｍｍ）＝５．０３×１０５√（ρ／μr・ｆ）、ρ（Ωｍ）：比抵抗、μr：比透磁率、ｆ：周波数（Ｈz））から、金属帯板の表裏板面で発生する誘導電流の浸透深さが鋼板の厚みより大きいと、発生した誘導電流が干渉しあい、結局、金属帯板の長手方向（進行方向）断面内に誘導電流は発生しない。
例えば、非磁性金属帯板や、キュリー温度を超えて磁性を失う鋼板の場合など、電流の浸透深さδが深くなるので、金属帯板の板厚が薄いと誘導電流は発生しない。また、例え磁性金属帯板であっても、浸透深さに比べ、板厚が薄すぎる場合にも、ＬＦ方式では、誘導電流は金属帯板の長手方向（進行方向）断面内に発生しない。
一方、ＴＦ方式の誘導加熱では、磁束が金属帯板の板面を貫通するので、板厚に依らず、また、磁性、非磁性の区別なく金属帯板を加熱できる。しかし、ＴＦ方式の誘導加熱の場合、金属帯板の端部において過加熱が生じ易いという問題もある（例えば、日本国特許出願公開２００２−１５１２４５号参照）。
また、通常のＴＦ方式の誘導加熱では、金属帯板の板面に対向するインダクターの形状を容易に変更できないため、金属帯板の板幅変更への対応が難しいという問題もある。
そのため、例えば、日本国特許公報昭６３−０２７８３６号には、薄板の板幅方向に並列に、薄板の板面に対向して配置され、かつ、薄板の板厚方向に独立して移動可能な磁極セグメントと、薄板の板幅方向に出没自在で、磁極セグメントによる磁場を調整する非磁性金属の可動遮蔽版を備える電磁誘導加熱装置が開示されている。
この電磁誘導加熱装置は、薄板の板幅変化に対応して磁束を調整し得るものであるが、薄板の板幅が大きく変化した場合、板幅方向の磁束調整を迅速に行うことが難しい。
また、日本国特許出願公表平１１−５００２６２号には、複数の独立した磁気棒を有し、金属ストリップの板幅に適合し得る可変幅の磁気回路を備える横方向磁束誘導加熱装置が開示されている。しかし、この誘導加熱装置においては、誘導コイルと磁気棒が一体化しているので、金属ストリップの板幅が誘導コイルを超えると、板幅方向の磁束調整が難しくなる。また、金属ストリップの板幅が磁気棒の幅の合計を下回ると、板幅方向の磁束調整が困難となる。
さらに、日本国特許出願公開２００２−８８３８号には、複数の磁気棒を有する誘導加熱装置が開示されている。この誘導加熱装置では、複数の磁気棒が金属ストリップの板幅方向に移動可能に構成されている。これにより、複数の磁気棒の間隔を調整することで、金属ストリップの板幅寸法の変更に対応できる。しかしながら、この誘導加熱装置では、板幅寸法の異なる金属ストリップにおいても、金属ストリップに対向して配置される磁気棒の数が一定であり、磁気棒の間隔のみを調整して、板幅寸法の異なる金属ストリップに対応している。このため、以下に示す問題点が考えられる。すなわち、板幅の広い金属ストリップを加熱するときには、金属ストリップに対向する磁気棒の数が一定であるため、金属ストリップの板幅が大きく変化すると、磁気棒の間隔が大きくなる。換言すると、金属ストリップの板幅方向における磁気棒間の隙間が大きくなる。そして、当該隙間の部分には、磁気棒が配置されていないため、この隙間に対応する金属ストリップの部分の加熱温度が低下する傾向になる。その結果、金属ストリップの板幅方向において加熱温度が不均一になる可能性がある。
本発明は、上記事実を考慮し、金属帯板の板幅が大きく変化しても、金属帯板の板幅方向において加熱温度の均一化を図ることができる金属帯板の誘導加熱装置を提供することを目的とする。
本開示の誘導加熱装置は、長手方向に走行する金属帯板の板厚方向一方側又は板厚方向両側に設けられ、１次電流を流したときに前記金属帯板の板厚方向から見て閉ループを成す誘導電流を前記金属帯板に形成させる誘導コイルと、前記金属帯板の板厚方向に対向し且つ前記金属帯板から所定距離離間された所定位置に配置されることで前記誘導コイルによって発生する磁束を集中させる複数の磁性体コアと、前記磁性体コアに連結され、前記磁性体コアを移動させることで前記所定位置において前記金属帯板の板幅方向に並ぶ前記磁性体コアの配置数を増減させる移動機構と、を備えている。
上記構成の金属帯板の誘導加熱装置によれば、長手方向に走行する金属帯板の板厚方向一方側又は板厚方向両側に誘導コイルが設けられている。この誘導コイルに１次電流を流したときには、金属帯板の板厚方向から見て閉ループを成す誘導電流が金属帯板に形成される。
また、磁性体コアが、金属帯板の板厚方向に対向して配置されており、磁性体コアが金属帯板から所定距離離間された所定位置に配置されることで、誘導コイルによって発生する磁束が磁性体コアによって集中される。
ここで、磁性体コアには、移動機構が連結されている。そして、移動機構は、磁性体コアを移動させて、所定位置において金属帯板の板幅方向に並ぶ磁性体コアの配置数を増減させる。
このため、誘導加熱によって金属帯板を連続的に加熱する際、金属帯板の板幅が変化しても、金属帯板の板幅に対応した数の磁性体コアを所定位置に配置することができる。すなわち、板幅の広い金属帯板を加熱するときには、板幅の狭い金属帯板を加熱するときに比べて、所定位置に配置される磁性体コアの配置数を増加させることができる。これにより、板幅の広い金属帯板を加熱するときでも、金属帯板の板幅方向における、所定位置に配置された磁性体コアの間隔が大きくなることを抑制できる。したがって、金属帯板の板幅方向において加熱温度の均一化を図ることができる。
本開示の金属帯板の誘導加熱装置によれば、金属帯板の板幅が大きく変化しても、金属帯板の板幅方向において加熱温度の均一化を図ることができる。
図１は、第１の実施の形態に係る金属帯板の誘導加熱装置の要部を金属帯板の板幅方向一方側から見た模式的な側面図である。 図２は、図１に示される金属帯板の誘導加熱装置の要部を金属帯板の長手方向から見た模式的な正面図である。 図３は、図２に示される金属帯板の誘導加熱装置の要部を示す模式的な平面図である。 図４は、図３に示される誘導コイルによって生じる磁束を説明するための金属帯板の板幅方向一方側から見た説明図である。 図５は、図４に示される磁束によって金属帯板に生じる誘導電流を説明するための説明図である。 図６Ａは、板幅の狭い金属帯板を加熱するときの誘導コイルの配置を模試的に示す平面図である。 図６Ｂは、板幅の広い金属帯板を加熱するときの誘導コイルの配置を模試的に示す平面図である。 図７は、第２の実施の形態に係る金属帯板の誘導加熱装置の要部において、板幅の広い金属帯板が配置された状態を金属帯板の長手方向から見た模式的な正面図である。 図８は、図７に示される金属帯板の誘導加熱装置の要部を示す模式的な平面図である。 図９は、図７に示される金属帯板の誘導加熱装置の要部において、板幅の狭い金属帯板に変更した状態を金属帯板の長手方向から見た模式的な正面図である。 図１０は、図９に示される金属帯板の誘導加熱装置の要部を示す模式的な平面図である。 図１１は、第３の実施の形態の金属帯板の誘導加熱装置の要部を示す金属帯板の板幅方向一方側から見た側面図である。 図１２は、図１１に示される金属帯板の誘導加熱装置の要部を金属帯板の長手方向から示す模式的な正面図である。 図１３は、第４の実施の形態の金属帯板の誘導加熱装置の要部を示す金属帯板の板幅方向一方側から見た側面図である。 図１４は、図１３に示される金属帯板の誘導加熱装置の要部を金属帯板の長手方向から示す模式的な正面図である。 図１５は、変形例の磁性体コア２０を適用した誘導加熱装置を示す図７に対応する模式的な側面図である。 図１６は、第５の実施の形態の金属帯板の誘導加熱装置の要部を示す金属帯板の長手方向から見た正面図である。 図１７は、図１６のＸ矢視図である。 図１８Ａは、第１の実施の形態〜第４の実施の形態の金属帯板の誘導加熱装置に用いられる誘導コイルの配置位置の変形例を示す平面図である。 図１８Ｂは、第１の実施の形態〜第４の実施の形態の金属帯板の誘導加熱装置に用いられる誘導コイルの変形例を示す平面図である。
（第１の実施の形態）
以下、図１〜図６を用いて、第１の実施の形態に係る金属帯板の誘導加熱装置１０（以下、単に「誘導加熱装置１０」という）について説明する。図１及び図２に示されるように、誘導加熱装置１０は、金属帯板４０を加熱するための一対の誘導コイル１２と、複数の磁性体コア２０と、磁性体コア２０を移動させるための一対の移動機構３０と、金属帯板４０の板幅方向の形状を検出する板幅・エッジ位置検出装置５１（図１参照）と、金属帯板４０の温度分布を検出する温度分布検出装置５２と、板幅・エッジ位置検出装置５１及び温度分布検出装置５２の少なくとも一方からの信号に基づいて移動機構３０を制御する制御部３８（図１参照）と、を含んで構成されている。板幅・エッジ位置検出装置５１による板幅方向の形状の検出は、例えば、画像検出装置により、金属帯板４０の板幅方向の両端の位置を検出するように構成されている。そして、板幅・エッジ位置検出装置５１は、金属帯板４０の板幅方向の両端の位置を検出することで、金属帯板４０の板幅及び蛇行を検出できるようになっている。また、温度分布検出装置５２による温度分布の検出は、放射温度計等を用いて行ってもよい。温度分布検出装置５２による温度分布の検出を行わずに、予めシミュレーションで求めた複数の磁性体コア２０の配置と温度分布とに関する情報に基づいて、制御部３８により金属帯板４０の温度分布の制御を行ってもよく、その場合には、制御部３８は、予めシミュレーションで求めた複数の磁性体コア２０の配置情報および板幅・エッジ位置検出装置５１からの信号に基づいて移動機構３０を制御して、複数の磁性体コア２０を移動させる。なお、金属帯板４０は、略長尺板状（帯状）に形成され、誘導加熱装置１０内において自身の長手方向（図１の矢印Ｅ方向）に搬送されて、誘導加熱装置１０によって連続的に加熱されるようになっている。また、誘導加熱装置１０では、板幅の異なる各種金属帯板４０を加熱可能に構成されており、図１では、板幅の広い（誘導加熱装置１０によって加熱可能な最大板幅の）金属帯板４０が誘導加熱装置１０内に配置された例として図示されている。
そして、以下の説明では、金属帯板４０の板厚方向を誘導加熱装置１０の上下方向とし、金属帯板４０の表面側（図２の矢印Ａ方向側）を上側、金属帯板４０の裏面側（図２の矢印Ｂ方向側）を下側としている。また、誘導加熱装置１０の幅方向は、金属帯板４０の板幅方向（幅方向）と一致しており、図２の矢印Ｃ方向側を金属帯板４０の板幅方向一方側とし、図２の矢印Ｄ方向側を金属帯板４０の板幅方向他方側としている。また、誘導加熱装置１０（詳しくは、図面において図示された誘導加熱装置１０の要部）では、誘導加熱装置１０の上部（金属帯板４０に対して上側部分）と下部（金属帯板４０に対して下側部分）とが、金属帯板４０の長手方向から見た断面視で金属帯板４０の中心点（図示省略）に対して点対称に構成されている。このため、以下の説明では、誘導加熱装置１０の上部について説明し、誘導加熱装置１０の下部についての説明は省略する。
誘導コイル１２は、銅などの導体で構成されて、金属帯板４０に対して上側に離間して設けられている。なお、誘導コイル１２は、一本の導体によって構成されてもよいし、複数本の導体によって構成されていてもよい。また、図３に示されるように、誘導コイル１２は、上側から見た平面視で、金属帯板４０の板幅方向他方側へ開放された略Ｕ字形状に形成されている。具体的には、誘導コイル１２は、誘導コイル１２の長手方向一端部を構成する湾曲部１４と、一端が湾曲部１４の長手方向両端に連結され且つ湾曲部１４の長手方向両端から金属帯板４０の板幅方向他方側へ延出された一対の直線部１６と、を含んで構成されている。そして、湾曲部１４が、平面視で、金属帯板４０の板幅方向他方側へ開放された略半円弧状に湾曲されると共に、金属帯板４０の板幅方向一端部と上下方向に対向して配置されている。なお、図３では、便宜上、後述する移動機構３０を図示省略している。
一対の直線部１６は、金属帯板４０の長手方向に並んで配置されている。また、図２に示されるように、直線部１６における他端側の部分は、可撓性を有する可撓導体１６Ａによって構成されており、可撓導体１６Ａは連結部１６Ｂによって直線部１６の長手方向一方側の部分に連結されている。また、可撓導体１６Ａは、金属帯板４０に対して金属帯板４０の幅方向外側の位置で上側へ屈曲されている。そして、可撓導体１６Ａの他端（誘導コイル１２の他端）が制御装置（不図示）を介して交流電源に接続されている。これにより、制御装置によって可撓導体１６Ａの他端部が上下方向（金属帯板４０に対して接離する方向）に移動されることで、誘導コイル１２の一端側の部分（湾曲部１４及び直線部１６の一部）が金属帯板４０の板幅方向に移動する構成にされている。なお、誘導コイル１２の一端側の部分が金属帯板４０の板幅方向に移動するときには、可撓導体１６Ａの屈曲された部分の位置は一定の位置に保持されている。
複数の磁性体コア２０は、誘導コイル１２の直線部１６に対して、金属帯板４０とは反対側（すなわち上側）に配置されている。この磁性体コア２０は、強磁性体コアにより構成されており、例えば、フェライト、積層した電磁鋼板、アモルファス合金等で構成されている。なお、磁性体コア２０は、誘導加熱装置１０に付与する加熱能力に応じ、磁束が飽和しないように適宜選択設計されていればよい。さらに、磁性体コア２０において発熱の懸念がある場合には、水冷銅板などの冷却装置などで磁性体コア２０を冷却するのが望ましい。
磁性体コア２０は直方体形状に形成されている。そして、磁性体コア２０の幅寸法（金属帯板４０の板幅方向の長さ）、高さ寸法（上下方向の長さ）、及び奥行き寸法（金属帯板４０の長手方向の長さ）は、誘導コイル１２の形状や長さに基づいて適宜設定されている。なお、磁性体コア２０の形状は、直方体形状に限定されない。そして、磁性体コア２０は、後述する移動機構３０に連結されて、誘導コイル１２の直線部１６の上側において、金属帯板４０の板幅方向に所定間隔ｄ毎に並んで配置されている。すなわち、図３に示されるように、平面視で、金属帯板４０の板幅方向に並ぶ複数の磁性体コア２０によって構成された磁性体コア２０の列が、金属帯板４０の長手方向に２列で配置されている。
ここで、誘導コイル１２によって発生する磁束について説明する。図４に示されるように、金属帯板４０に対して上側に配置された誘導コイル１２の一方の直線部１６−１では、電流が金属帯板４０の板幅方向一方側（紙面に対して垂直に手前（紙面上側））に流れ、誘導コイル１２の他方の直線部１６−２では、電流が金属帯板４０の板幅方向他方側（紙面に対して垂直に向こう（紙面下側））に流れるようになっている。これにより、直線部１６−１には、磁束２２−１が発生し、直線部１６−２には磁束２２−２が発生する。
そして、直線部１６−１で発生した磁束２２−１は、透磁率の大きい磁性体コア２０の内部を優先的に通過して、直線部１６−１の直下の金属帯板４０の長手方向（進行方向）断面を貫通する。一方、直線部１６−２で発生した磁束２２−２は、透磁率の大きい磁性体コア２０の内部を優先的に通過し、直線部１６−２の直下の金属帯板４０の長手方向（進行方向）断面を貫通する。この場合、ＬＦ方式の誘導加熱とは異なり、金属帯板４０の表板面にて、一方向のみに誘導電流が流れるので、誘導電流の浸透深さが金属帯板４０の板厚より大きくても、金属帯板４０の内部に誘導電流が流れるようになっている。また、上述のように、誘導コイル１２によって発生した磁束を磁性体コア２０によって集めて（集中させて）、当該磁束を金属帯板４０へ導く磁路が磁性体コア２０によって形成するようになっている。よって、磁性体コア２０における上下位置は、上記磁束を有効に集める（集中させる）ことができる位置とされており、磁性体コア２０におけるこの上下位置が本発明の「所定位置」に対応している。つまり、所定位置では、磁性体コア２０が、金属帯板４０に対して上側に所定距離離間して配置されており、当該所定距離は、磁性体コア２０の形状等に対応して適宜変更可能となっている。
なお、金属帯板４０の下側に配置された誘導コイル１２においても、上記と同様に、直線部１６で発生した磁束が、金属帯板４０の下側に配置された磁性体コア２０の内部を優先的に通過して、直線部１６の直上の金属帯板４０の長手方向（進行方向）断面を貫通する。この場合、上述と同様に、金属帯板４０の裏板面にて、一方向のみに誘導電流が流れるので、誘導電流の浸透深さが金属帯板４０の板厚より大きくても、金属帯板４０の内部に誘導電流が流れるようになっている。すなわち、誘導電流は、金属帯板４０の表裏板面で各々独立して発生するが、本実施の形態では、誘導電流が同じ方向であるため、図５に示されるように、金属帯板４０には、平面視で略トラック状（閉ループ状）となる一つの閉回路２４が形成され、この閉回路２４を流れる誘導電流２６によって、金属帯板４０が加熱される構成となっている。
誘導加熱装置１０の構成の説明に戻って、図２に示されるように、磁性体コア２０は、移動機構３０に連結され、金属帯板４０の板幅方向に移動可能に構成されている。この移動機構３０は、磁性体コア２０の背面側（上側であり、磁性体コア２０に対して誘導コイル１２とは反対側）に配置されている。これにより、誘導コイル１２で発生した磁束による誘導を移動機構３０が受けないように構成されている。また、移動機構３０の材質は、できるだけ金属を使用しない方がよいが、やむを得ない場合には、非磁性の金属を用いる。
移動機構３０は、略長尺状に形成された一対のガイドレール（軌条）３２を有しており、一対のガイドレール３２は、２列の磁性体コア２０に対応して、金属帯板４０の長手方向に並んで配置されている（図２では、１列のガイドレールのみを図示している）。このガイドレール３２は、ガイドレール３２の長手方向一方側の部分を構成する第１レール部３２Ａと、ガイドレール３２の長手方向他方側の部分を構成する第２レール部３２Ｂと、を有している。第１レール部３２Ａは、金属帯板４０の板幅方向に並ぶ複数の磁性体コア２０の真上に配置されて、金属帯板４０の板幅方向に延在されている。そして、第１レール部３２Ａの延在長さは、各種板幅の異なる金属帯板４０の内の幅の広い金属帯板４０よりも長く設定されている。このため、平面視で第１レール部３２Ａの長手方向一端部が金属帯板４０に幅方向外側へ突出されている。
第２レール部３２Ｂは、第１レール部３２Ａの長手方向他端部において上側へ屈曲されて、第１レール部３２Ａから誘導コイル１２に対して離間する方向に延出されている。そして、ガイドレール３２には、チェーンなどの複数の移動部材３４が設けられている。この移動部材３４は、ガイドレール３２に移動可能に連結されると共に、ガイドレール３２の長手方向に沿って連続的に配置されている。また、移動部材３４には、駆動部３６が連結されており、駆動部３６によって移動部材３４がガイドレール３２を移動するように構成されている。さらに、駆動部３６には、駆動部３６を制御する制御部３８が電気的に接続されている。そして、制御部３８の制御によって駆動部３６が作動すると、複数の移動部材３４が駆動部３６によってガイドレール３２の長手方向に沿って連続的に移動するようになっている。
さらに、移動部材３４には、前述した磁性体コア２０が固定されており、磁性体コア２０は、所定間隔ｄ毎にガイドレール３２の長手方向に沿って連続的に配置されている。このため、駆動部３６によって移動部材３４がガイドレール３２の長手方向に沿って移動することで、磁性体コア２０が所定間隔ｄを維持したまま、ガイドレール３２に対して相対移動する。換言すると、複数の磁性体コア２０が一体にガイドレール３２の長手方向に移動する構成とされている。これにより、第１レール部３２Ａに配置される磁性体コア２０（すなわち、所定位置に配置される磁性体コア２０）の配置数を増減可能に構成されている。したがって、誘導加熱装置１０では、誘導加熱装置１０内において搬送される金属帯板４０の板幅寸法に対応した数の磁性体コア２０が所定位置に配置されるようになっている。
なお、本実施の形態では、上下の誘導コイル１２の直線部１６の背面側に、それぞれ、同数の磁性体コア２０が間隔ｄで配置されているが、磁性体コア２０の配置数は、金属帯板４０の上側、下側で特定の範囲に限定されない。そのため、磁性体コア２０の配置数が、金属帯板４０の上側、下側で異なる場合も生じるが、磁性体コア２０の配置数は、当初の設定時及び／又は走行中、必ずしも上下同数である必要はない。また、ガイドレール３２の長手方向に隣接する磁性体コア２０の間隔ｄは、必ずしも等間隔である必要はない。さらに、磁性体コア２０の配置数（又は、磁性体コア２０の間隔）は、磁性体コア２０を配置する誘導コイル１２の長さや、磁性体コア２０の寸法形状、さらに、板幅方向における金属帯板４０の温度分布に基づいて、所要の加熱効率を確保できるように設定する。
次に第１の実施の形態の作用及び効果について説明する。
上記のように構成された誘導加熱装置１０では、図６Ｂに示されるように、板幅の広い金属帯板４０に対応して、誘導コイル１２の湾曲部１４が配置されており、複数の磁性体コア２０が第１レール部３２Ａに配置されている。なお、図６Ｂでは、便宜上、金属帯板４０に対して上側に配置された磁性体コア２０のみを図示しており、金属帯板４０に対して下側に配置された磁性体コア２０は図示省略している。
そして、誘導コイル１２に電流（１次電流）を流すことで、前述のように、金属帯板４０に閉回路２４が形成されて、この閉回路２４を流れる誘導電流２６によって金属帯板４０が加熱される。これにより、誘導加熱装置１０内において、板幅の広い金属帯板４０を長手方向に搬送させることで、当該金属帯板４０が連続的に加熱される。
一方、幅の広い金属帯板４０から幅の狭い金属帯板４０に変更するときには、図６Ａに示されるように、上下方向において、誘導コイル１２の湾曲部１４を金属帯板４０の長手方向両端部と対向する位置に配置させる。具体的には、制御装置によって可撓導体１６Ａの他端部を金属帯板４０に対して離間する方向（上側）へ移動させて、誘導コイル１２（湾曲部１４）を金属帯板４０の板幅方向中央側に移動させる。
また、このときには、金属帯板４０の幅寸法に対応させて、移動機構３０の駆動部３６によって移動部材３４をガイドレール３２に沿って移動させ、移動部材３４と共に磁性体コア２０を金属帯板４０の幅方向中央側へ移動させる。これにより、板幅の狭い金属帯板４０に対応した数の磁性体コア２０が第１レール部３２Ａ（すなわち、所定位置）に配置されるため、上下方向において、誘導コイル１２及び金属帯板４０と対向して配置される磁性体コア２０の配置数を減少させることができる。したがって、板幅の狭い金属帯板４０に対して磁性体コア２０の配置数を減少させて、金属帯板４０を加熱することができる。なお、図６Ａでは、便宜上、金属帯板４０に対して上側に配置された磁性体コア２０のみを図示しており、金属帯板４０に対して下側に配置された磁性体コア２０は図示省略している。
さらに、幅の狭い金属帯板４０から幅の広い金属帯板４０に戻すときには、図６Ａに示される状態から図６Ｂに示される状態に戻す。具体的には、制御装置によって可撓導体１６Ａの他端部を金属帯板４０に対して接近する方向（下側）へ移動させて、誘導コイル１２（湾曲部１４）を金属帯板４０の板幅方向外側に移動させる。また、このときには、金属帯板４０の幅寸法に対応させて、移動機構３０の駆動部３６によって移動部材３４をガイドレール３２に沿って移動させ、移動部材３４と共に磁性体コア２０を金属帯板４０の幅方向外側側へ移動させる。これにより、板幅の広い金属帯板４０に対応した数の磁性体コア２０が第１レール部３２Ａ（すなわち、所定位置）に配置されるため、上下方向において、誘導コイル１２及び金属帯板４０と対向して配置される磁性体コア２０の配置数を増加させることができる。
以上説明したように、第１の実施の形態の誘導加熱装置１０によれば、磁性体コア２０には、移動機構３０が連結されており、金属帯板４０の板幅寸法に応じて、所定位置において金属帯板４０の板幅方向に並ぶ磁性体コア２０の配置数が増減される。すなわち、金属帯板４０の板幅寸法に対応した数の磁性体コア２０を、移動機構３０によって、所定位置に配置することができる。これにより、金属帯板４０の板幅方向において加熱温度の均一化を図ることができる。以下、この点について従来技術と比較して説明する。
すなわち、仮に誘導加熱装置１０を日本国特許出願公開２００２−８８３８号に記載された誘導加熱装置のように構成した場合には、第１レール部３２Ａに配置される磁性体コア２０の配置数が一定となり、複数の磁性体コア２０の間隔のみを変更（調整）することで、板幅の異なる金属帯板４０に対応することになる。そして、この場合には、板幅の狭い金属帯板４０に対応した数の磁性体コア２０が第１レール部３２Ａに配置され、板幅の広い金属帯板４０を加熱するときには、磁性体コア２０の間隔を広げる（大きくする）ように磁性体コア２０を移動させることになる。つまり、複数の磁性体コア２０が、比較的大きな隙間を介して金属帯板４０の板幅方向に断続的に配置される。そして、当該隙間には、磁性体コア２０が配置されていないため、当該隙間に対応する金属帯板４０の部分では、金属帯板４０に貫通する磁束密度が低下して、加熱温度が低下する。その結果、金属帯板４０の板幅方向において、加熱温度の高い部分と加熱温度の低い部分とが交互に並ぶようになり、金属帯板４０の板幅方向において加熱温度が不均一になる（ばらつきが大きくなる）。
これに対して、本実施の形態の誘導加熱装置１０では、移動機構３０が、金属帯板４０の板幅寸法に応じて、磁性体コア２０をガイドレール３２に沿って移動させて、所定位置において金属帯板４０の板幅方向に並ぶ磁性体コア２０の配置数を増減させる。このため、金属帯板４０の板幅が変化しても、金属帯板４０の板幅に対応した数の磁性体コア２０を所定位置に配置することができる。すなわち、板幅の広い金属帯板４０を加熱するときには、板幅の狭い金属帯板４０を加熱するときに比べて、所定位置に配置される磁性体コア２０の配置数を増加させることができる。これにより、板幅の広い金属帯板４０を加熱するときでも、金属帯板４０の板幅方向において、磁性体コア２０間の隙間が大きくなることを抑制できる。換言すると、金属帯板４０の板幅寸法が大きく変化しても、磁性体コア２０を適正な間隔で配置することができる。したがって、金属帯板４０の板幅方向において、加熱温度を均一化することができる（加熱温度のばらつきを抑制することができる）。
なお、誘導加熱装置１０は、板幅・エッジ位置検出装置５１及び温度分布検出装置５２を備えている。このため、例えば、金属帯板４０を加熱するときに、金属帯板４０の蛇行に対応して、板幅・エッジ位置検出装置５１から出力される信号に基づいて、制御部３８によって駆動部３６を制御して、金属帯板４０の板幅方向における磁性体コア２０の位置を微調整してもよい。また、例えば、金属帯板４０を加熱するときに、金属帯板４０の温度分布に対応して、温度分布検出装置５２から出力される信号に基づいて、制御部３８によって駆動部３６を制御して、金属帯板４０の板幅方向における磁性体コア２０の位置を微調整してもよい。これらにより、金属帯板４０の板幅方向において、加熱温度の均一化を効果的に行うことができる。
（第２の実施の形態）
以下、図７〜図１０を用いて、第２の実施の形態の誘導加熱装置２００について説明する。第２の実施の形態の誘導加熱装置２００は、以下に示す点を除いて第１の実施の形態の誘導加熱装置１０と同様に構成されている。なお、図７及び図８では、板幅の広い金属帯板４０が誘導加熱装置２００内に配置された例として図示されており、図９及び図１０では、板幅の狭い金属帯板４０が誘導加熱装置２００内に配置された例として図示されている。
第２の実施の形態の誘導コイル１２は、第１の実施の形態の誘導コイル１２と同様に構成されているが、第１の実施の形態と比べて、湾曲部１４及び可撓導体１６Ａの位置が異なっている。つまり、第２の実施の形態では、湾曲部１４が、平面視で、金属帯板４０の幅方向外側に配置されている（図９及び図１０参照）。換言すると、上下方向において、誘導コイル１２の直線部１６のみが金属帯板４０と対向して配置されている。
さらに、金属帯板４０に対して上側（下側）に配置された誘導コイル１２の可撓導体１６Ａは、金属帯板４０の板幅方向中心線に対して板幅方向他方側（板幅方向一方側）の位置において上側（下側）へ屈曲されている。つまり、平面視で、金属帯板４０に対して上側及び下側に配置された誘導コイル１２の直線部１６の一部が重なって（ラップして）配置されている。
移動機構３０は、誘導コイル１２に対応して配置されている。すなわち、移動機構３０におけるガイドレール３２の第１レール部３２Ａが、誘導コイル１２の直線部１６の上側の位置において、直線部１６と平行に金属帯板４０の板幅方向に延在されている。また、ガイドレール３２の第２レール部３２Ｂが、可撓導体１６Ａに対して金属帯板４０の板幅方向一方側の位置において、可撓導体１６Ａと平行に上下方向に延在されている。
また、第２の実施の形態では、図８及び図１０に示されるように、磁性体コア２０が、上側から見た平面視で、誘導コイル１２の一対の直線部１６を跨ぐように金属帯板４０の長手方向に沿って延在されている。つまり、第２の実施の形態では、金属帯板４０の板幅方向に並ぶ複数の磁性体コア２０の列が１列として構成されている。また、磁性体コア２０は、ガイドレール３２の長手方向に不連続に配置されている。すなわち、隣接する磁性体コア２０間の間隔が一定となっていない。このため、隣接する磁性体コア２０間の隙間が大きくなる部分が存在するが、当該隙間は、金属帯板４０に対する加熱温度が低下しない範囲内に設定されている。
そして、図７及び図８に示されるように、板幅の広い金属帯板４０を加熱するときには、誘導コイル１２の湾曲部１４を金属帯板４０の板幅方向外側の位置に配置させる。具体的には、制御装置によって可撓導体１６Ａの他端部を金属帯板４０に接近する方向（下側）へ移動させて、誘導コイル１２（湾曲部を金属帯板４０の板幅方向外側へ移動させる。
また、このときには、金属帯板４０の板幅寸法に対応させて、移動機構３０の駆動部３６によって移動部材３４をガイドレール３２に沿って移動させて、磁性体コア２０を移動部材３４と共に金属帯板４０の板幅方向へ移動させる。これにより、幅の広い金属帯板４０に対応して、複数の磁性体コア２０が第１レール部３２Ａに配置されるため、上下方向において、誘導コイル１２及び金属帯板４０に対向して配置される磁性体コア２０の配置数を増加させることができる。
一方、図９及び図１０に示されるように、板幅の広い金属帯板４０から板幅の狭い金属帯板４０に変更するときには、制御装置によって可撓導体１６Ａの他端部を金属帯板４０に対して離間する方向（上側）へ移動させて、誘導コイル１２の湾曲部１４を金属帯板４０の板幅方向中央側に移動させる。
また、このときには、金属帯板４０の板幅寸法に対応させて、移動機構３０の駆動部３６によって移動部材３４をガイドレール３２に沿って移動させて、移動部材３４と共に磁性体コア２０を金属帯板４０の板幅方向中央側へ移動させる。これにより、板幅の狭い金属帯板４０に対応した磁性体コア２０が第１レール部３２Ａに配置されるため、上下方向において、誘導コイル１２及び金属帯板４０に対向して配置される磁性体コア２０の配置数が減少する。
以上により、第２の実施の形態においても、金属帯板４０の板幅に対応した数の磁性体コア２０を所定位置に配置することができる。したがって、第２の実施の形態においても、金属帯板４０の板幅において加熱温度の均一化を図ることができる。
また、第２の実施の形態においても、誘導加熱装置２００が、板幅・エッジ位置検出装置５１及び温度分布検出装置５２を備えている。このため、第１の実施の形態と同様に、例えば、金属帯板４０の蛇行に対応して、金属帯板４０の板幅方向における磁性体コア２０の位置を微調整してもよい。また、例えば、金属帯板４０の温度分布に対応して、金属帯板４０の板幅方向における磁性体コア２０の位置を微調整してもよい。
（第３の実施の形態）
以下、図１１及び図１２を用いて、第３の実施の形態の誘導加熱装置３００について説明する。第３の実施の形態の誘導加熱装置３００は、以下に示す点を除いて第１の実施の形態の誘導加熱装置１０と同様に構成されている。なお、図１１では、誘導加熱装置３００の要部における上部（金属帯板４０に対して上側部分）のみが金属帯板４０の板幅方向一方側から見た側面図で示されており、図１２では、誘導加熱装置３００の要部における上部のみが金属帯板４０の長手方向から模式的な正面図で示されている。
そして、第１の実施の形態では、複数の磁性体コア２０が移動機構３０によって一体に移動される構成になっているが、第３の実施の形態では、磁性体コア２０のそれぞれが移動機構３０によって独立して移動可能に構成されている。以下、具体的に説明する。
第３の実施の形態では、移動機構３０において、移動部材３４及び駆動部３６が省略されており、移動機構３０が、複数の移動装置３０２及び接離装置３０４を有している。各々の移動装置３０２は、ガイドレール３２に移動可能に連結されると共に、図示しない駆動部を有している。また、各々の移動装置３０２は、制御部３８（図１１参照）に電気的に接続されており、制御部３８の制御によって独立してガイドレール３２に沿って移動される構成になっている。
接離装置３０４は、移動装置３０２に固定されている。このため、移動装置３０２がガイドレール３２に対して移動されることで、接離装置３０４は、移動装置３０２と一体に移動される構成となっている。この接離装置３０４は、油圧式などのシリンダ３０４Ａを有しており、シリンダ３０４Ａは接離装置３０４から下側へ突出されている。そして、接離装置３０４は、制御部３８（図１１参照）に電気的に接続されており、制御部３８の制御によってシリンダ３０４Ａが上下方向に伸縮する構成になっている。
また、シリンダ３０４Ａの下端には、磁性体コア２０が固定されている。磁性体コア２０は、第２の実施の形態と同様に、誘導コイル１２の一対の直線部１６を跨ぐように金属帯板４０の長手方向に沿って延在されている。つまり、第３の実施の形態では、金属帯板４０の板幅方向に並ぶ複数の磁性体コア２０の列が１列として構成されている。また、磁性体コア２０の下面には、誘導コイル１２の一対の直線部１６に対応する位置において、下側へ開放された凹部２０Ａが形成されており、凹部２０Ａは、金属帯板４０の板幅方向に貫通されている。
そして、接離装置３０４のシリンダ３０４Ａが上下方向に伸縮することで、磁性体コア２０が上下方向（金属帯板４０の板厚方向において金属帯板４０に対して接離する方向）に移動する構成になっている。具体的には、磁性体コア２０が、シリンダ３０４Ａによって、所定位置（図１１及び図１２において２点鎖線で示される磁性体コア２０の位置）と、所定位置よりも上側に位置する待機位置（図１１及び図１２において実線で示される磁性体コア２０の位置）と、の間を移動する構成となっている。そして、所定位置では、誘導コイル１２の直線部１６が凹部２０Ａ内に配置される構成となっている。一方、待機位置は、誘導コイル１２によって発生した磁束を磁性体コア２０によって有効に集中させることができない位置として設定されている。すなわち、待機位置に磁性体コア２０が配置された状態では、誘導コイル１２の磁束に対して磁性体コア２０が磁束の集中に寄与しないようになっている。なお、金属帯板４０の加熱時以外のときには、磁性体コア２０が待機位置に配置されている。
そして、第３の実施の形態の誘導加熱装置３００では、移動機構３０の制御部３８が、金属帯板４０の板幅寸法に応じて、移動装置３０２をガイドレール３２に沿ってそれぞれ独立して移動させる。これにより、金属帯板４０の板幅寸法に対応した数の磁性体コア２０が第１レール部３２Ａに配置される。この状態では、磁性体コア２０が待機位置に配置されているため、移動機構３０の制御部３８によって接離装置３０４を作動させて、磁性体コア２０を所定位置に配置させる。すなわち、シリンダ３０４Ａを金属帯板４０側へ伸長（接近）させて、磁性体コア２０を所定位置に配置させる。これにより、金属帯板４０の板幅寸法に対応した数の磁性体コア２０が所定位置に配置される。以上により、第３の実施の形態においても、金属帯板４０の板幅寸法に応じて、所定位置において金属帯板４０の板幅方向に並ぶ磁性体コア２０の配置数を増減させることができる。したがって、金属帯板４０の板幅方向において加熱温度の均一化を図ることができる。
また、第３の実施の形態では、複数の移動装置３０２は、それぞれ独立してガイドレール３２に沿って移動可能に構成されているため、隣り合う磁性体コア２０の間隔を移動装置３０２によって変更（調整）することができる。これにより、金属帯板４０の板幅方向における加熱温度の分布に対応して、磁性体コア２０の配置密度を変更することができる。例えば、金属帯板４０の板幅方向両端より内側の部分では、金属帯板４０の加熱温度が一旦下がる傾向にあることが判明されている。このため、金属帯板４０の板幅方向両端より内側の部分に対応する磁性体コア２０の間隔を、金属帯板４０の板幅方向中央部に対応する磁性体コア２０の間隔よりも狭く設定してもよい。これにより、金属帯板４０の板幅方向において、金属帯板４０を貫通する磁束密度を調整することができる。その結果、金属帯板４０の板幅方向において加熱温度の均一化を効果的に行うことができる。また、温度分布検出装置５２から出力される信号に基づいて、制御部３８によって移動装置３０２を移動させて、金属帯板４０の板幅方向における加熱温度の分布に対応して、磁性体コア２０の位置を微調整してもよい。
さらに、第３の実施の形態では、それぞれの磁性体コア２０が、接離装置３０４によって上下方向に移動可能に構成されている（すなわち、金属帯板４０の板厚方向において金属帯板４０に対して接離可能に構成されている）。このため、所定位置に配置された磁性体コア２０の位置を上下方向に調整することで、金属帯板４０を貫通する磁束密度を調整することができる。これにより、例えば、制御部３８が、温度分布検出装置５２から出力される信号に基づいて接離装置３０４を作動させることで、金属帯板４０の板幅方向における加熱温度の分布に対応して、金属帯板４０の加熱温度を細かく制御することができる。したがって、この場合においても、金属帯板４０の板幅方向において加熱温度の均一化を効果的に行うことができる。
また、第３の実施の形態では、接離装置３０４のシリンダ３０４Ａが縮んだ状態で磁性体コア２０を移動装置３０２によって金属帯板４０の板幅方向に移動させた後に、接離装置３０４のシリンダ３０４Ａを金属帯板４０側へ伸長させて、磁性体コア２０を待機位置から所定位置に配置する構成になっている。すなわち、磁性体コア２０が金属帯板４０の板幅方向に移動されるときには、磁性体コア２０が誘導コイル１２に対して上側に離間して配置されている。このため、磁性体コア２０を金属帯板４０の板幅方向に移動させたときに、仮に磁性体コア２０が振動して金属帯板４０の長手方向に変位した場合でも、磁性体コア２０の凹部２０Ａの内周面が誘導コイル１２の直線部１６に当たることを回避することができる。
また、第３の実施の形態においても、誘導加熱装置３００が、板幅・エッジ位置検出装置５１を備えている。このため、第１の実施の形態と同様に、例えば、金属帯板４０の蛇行に対応して、金属帯板４０の板幅方向における磁性体コア２０の位置を微調整してもよい。
なお、第３の実施の形態では、移動装置３０２によって、磁性体コア２０を待機位置に移動させた後に、接離装置３０４によって磁性体コア２０を待機位置から所定位置へ移動させる構成になっている。これに代えて、予め接離装置３０４のシリンダ３０４Ａを伸長させた状態で、移動装置３０２をガイドレール３２に沿って移動させて、磁性体コア２０を所定位置に配置させてもよい。この場合には、磁性体コア２０を所定位置に配置させた後に、接離装置３０４を作動させることで、上述と同様に上下方向における磁性体コア２０の位置を調整することができる。
また、第３の実施の形態では、移動機構３０が、複数の移動装置３０２及び接離装置３０４を含んで構成されている。これに代えて、移動機構３０において、接離装置３０４を省略して、磁性体コア２０を移動装置３０２に固定させてもよい。この場合には、移動装置３０２によって磁性体コア２０が金属帯板４０の板幅方向に移動されることで、磁性体コア２０が所定位置に配置される構成になる。
（第４の実施の形態）
以下、図１３及び図１４を用いて、第４の実施の形態の誘導加熱装置４００について説明する。第４の実施の形態の誘導加熱装置４００は、以下に示す点を除いて第３の実施の形態の誘導加熱装置３００と同様に構成されている。なお、図１３では、誘導加熱装置４００の要部における上部（金属帯板４０に対して上側部分）のみが金属帯板４０の板幅方向一方側から見た側面図で示されており、図１４では、誘導加熱装置４００の要部における上部のみが金属帯板４０の長手方向から見た模式的な正面図で示されている。
そして、第３の実施の形態では、磁性体コア２０が、移動装置３０２によって金属帯板４０の板幅方向にそれぞれ移動可能に構成されているが、第４の実施の形態では、磁性体コア２０が金属帯板４０の板幅方向に移動不能に構成され、磁性体コア２０のそれぞれが金属帯板４０の板厚方向に移動可能に構成されている。以下、具体的に説明する。
第４の実施の形態では、ガイドレール３２の代わりに金属帯板４０の板幅方向に延在された支持部材４０２が設けられている。また、第４の実施の形態では、第３の実施の形態の移動機構３０において、移動装置３０２が省略されており、接離装置３０４が支持部材４０２に固定されている。また、図示は省略するが、誘導コイル１２は金属帯板４０の板幅方向に沿って延在されている。すなわち、誘導コイル１２の可撓導体１６Ａにおいて、湾曲部１４が省略されており、可撓導体１６Ａが金属帯板４０の板幅方向に沿って延在されている。
そして、接離装置３０４及び磁性体コア２０が予め金属帯板４０の板幅方向に所定間隔毎に並んで配置されている。そして、この配置数は、板幅の広い金属帯板４０に対応した数に設定されている。また、磁性体コア２０は、接離装置３０４のシリンダ３０４Ａが伸縮することによって、待機位置（図１３及び図１４において実線で示される磁性体コア２０を参照）と所定位置（図１３及び図１４において２点鎖線で示される磁性体コア２０を参照）との間を移動する構成になっている。
そして、第４の実施の形態の誘導加熱装置４００では、移動機構３０の制御部３８が、金属帯板４０の板厚方向に対向する接離装置３０４を作動させ、シリンダ３０４Ａを伸長させることで、磁性体コア２０が待機位置から所定位置へ移動される。このため、金属帯板４０の板幅寸法に対応した数の磁性体コア２０が所定位置に配置される。これにより、金属帯板４０の板幅寸法に応じて、所定位置において金属帯板４０の板幅方向に並ぶ磁性体コア２０の配置数を増減させることができる。したがって、第４の実施の形態においても、金属帯板４０の板幅方向において加熱温度の均一化を図ることができる。
また、第４の実施の形態では、磁性体コア２０がガイドレール３２の長手方向に移動不能になっているが、制御部３８が接離装置３０４をそれぞれ独立して制御する構成になっている。これより、金属帯板４０の板厚方向に対向する接離装置３０４の内のいくつかの接離装置３０４を非作動状態とすることで、所定位置に配置される磁性体コア２０の間隔を適宜変更（調整）することができる。これにより、第３の実施の形態と同様に、金属帯板４０の板幅方向における加熱温度の分布に対応して、磁性体コア２０の配置密度を変更することができる。したがって、金属帯板４０の板幅方向において加熱温度の均一化を効果的に行うことができる。
さらに、第４の実施の形態では、第３の実施の形態と同様に、それぞれの磁性体コア２０が、接離装置３０４によって上下方向に移動可能に構成されている。このため、所定位置に配置された磁性体コア２０の位置を上下方向に調整することで、金属帯板４０を貫通する磁束密度を調整することができる。したがって、第４の実施の形態においても、第３の実施の形態と同様に、金属帯板４０の板幅方向において加熱温度の均一化を効果的に行うことができる。
なお、第１及び第２の実施の形態における磁性体コア２０では、第３及び第４の実施の形態の凹部２０Ａが磁性体コア２０に形成されていないが、図１５に示されるように、第１及び第２の実施の形態においても、凹部２０Ａを形成して、凹部２０Ａ内に誘導コイル１２の直線部１６を配置するように構成してもよい。この場合には、金属帯板４０に対して上側（下側）に配置された磁性体コア２０の下端部（上端部）が直線部１６に対して金属帯板４０側へ突出するように、磁性体コア２０の高さ寸法を設定してもよい。なお、図１５では、第２の実施の形態の誘導加熱装置２００を用いた例として図示している。
また、第１〜第４の実施の形態では、誘導コイル１２が金属帯板４０に対して板厚方向両側（上側及び下側）に配置されているが、誘導コイル１２を金属帯板４０に対して上側又は下側に配置する構成にしてもよい。例えば、誘導コイル１２を、平面視で略トラック形状に形成すると共に、誘導コイル１２の長さを予め板幅の広い金属帯板４０に対応した長さに設定しておく。また、誘導コイル１２を、移動不能に構成すると共に、予め板幅の広い金属帯板４０に対応した位置に誘導コイル１２を配置する。これにより、板幅の異なる（板幅の狭い）金属帯板４０に対して誘導コイル１２を対応することができる。そして、この場合には、移動機構３０のガイドレール３２が、第４の実施の形態の支持部材４０２のように金属帯板４０の板幅方向に延在されるようになり、金属帯板４０の板幅寸法に応じて、移動機構３０を作動させることで、金属帯板４０の板幅寸法に対応した数の誘導コイル１２を所定位置に配置することができる。
また、第１、第３、第４の実施の形態では、金属帯板４０の板厚方向において誘導コイルの湾曲部１４が金属帯板４０の幅方向両端部と対向して配置されている。これに代えて、図１８Ａに示されるように、湾曲部１４を、第２の実施の形態と同様に、金属帯板４０の幅方向外側に配置するように、誘導コイル１２の配置位置を設定してもよい。この場合には、磁性体コア２０を平面視で金属帯板４０の板幅方向一端部から板幅方向他端部に亘って配置するように構成してもよい。
また、第１〜第４の実施の形態では、誘導コイル１２（湾曲部１４）が金属帯板４０の板幅方向に移動可能に構成されているが、誘導コイル１２を移動不能に構成してもよい。例えば、予め板幅の広い金属帯板４０に対応して、金属帯板４０の板幅方向における誘導コイル１２の長さを設定しておくことで、板幅の異なる（板幅の狭い）金属帯板４０に対応することができる。そして、この場合には、板幅の異なる金属帯板４０に対応して、移動機構３０を作動させることで、所定位置に配置される磁性体コア２０を増減させることができる。これにより、誘導加熱装置１０，２００．３００，４００において誘導コイル１２を移動可能に構成する場合に比べて、誘導加熱装置１０，２００．３００，４００の構成を簡易な構成にすることができる。
（第５の実施の形態）
以下、図１６及び図１７を用いて、第５の実施の形態の誘導加熱装置５００について説明する。第１の実施の形態〜第４の実施の形態は、ＴＦ方式に関するものであったが、第５の実施の形態は、誘導コイル１２の一対の直線部１６が、金属帯板４０の板面に対して互いに反対側に設けられた傾斜磁束方式に関するものである。第５の実施の形態の誘導加熱装置５００は、以下に示す点を除いて第３の実施の形態の誘導加熱装置３００と同様に構成されている。なお、図１６では、誘導加熱装置５００の要部が金属帯板４０の搬送方向から見た側面図で示されており、図１７は、図１６のＸ矢視図である。
第３の実施の形態では、周回する誘導コイル１２の一対の直線部１６が、金属帯板４０の板面に対して同じ側に設けられているが、第５の実施の形態では、周回する誘導コイル１２の一対の直線部１６の一方（符号１６Ｃが付された直線部１６）が、金属帯板４０の表面側（図１６の矢印Ａ方向側）に設けられ、一対の直線部１６の他方（符号１６Ｄが付された直線部１６）が、金属帯板４０の裏面側（図１６の矢印Ｂ方向側）に設けられている。一対の直線部１６は金属帯板４０の搬送方向（図１７の矢印Ｅ方向）に偏位して設けられている。すなわち、一対の直線部１６は、平面視で金属帯板４０の搬送方向（図１７の矢印Ｅ方向）で重ならないように設けられている。一対の直線部１６の板幅方向一方側（矢印Ｃ方向側）の端部同士は、導線１７Ｂで接続され、一対の直線部１６の板幅方向他方側（矢印Ｄ方向側）の端部同士は、導線１７Ａで接続されている。導線１７Ａの途中には、高周波電源６０が設けられている。そして、誘導コイル１２は、金属帯板４０の板幅方向において移動不能に構成されており、金属帯板４０の板幅方向における一対の直線部１６の長さは、誘導加熱装置５００によって、加熱可能な最大板幅の金属帯板４０に対応できる長さに設定されている。
そして、前述したＬＦ方式の場合、誘導電流が、金属帯板の４０の表裏面で、同じ大きさで逆向きに流れるので、金属帯板の４０が非磁性の場合や、キュリー温度を超えて磁性を失う鋼板の場合などには、電流の浸透深さδが深くなり干渉し、誘導電流が流れなくなる。一方、第５の実施の形態では、一対の直線部１６は金属帯板４０の搬送方向（図１７の矢印Ｅ方向）に偏位して設けられている。このため、金属帯板４０の一対の直線部１６が対面する領域では、それぞれ一方向のみに流れる電流となるので、電流の浸透深さδが深い場合でも、干渉することなく電流が流れるようになっている。
複数の磁性体コア２０は、誘導コイル１２の一対の直線部１６に対して、金属帯板４０とはそれぞれ反対側に配置されている。すなわち、複数の磁性体コア２０が、金属帯板４０の長手方向から見て、一対の直線部１６のそれぞれ背面側に配置されている。金属帯板４０の表面側（矢印Ａ方向側）に設けられた複数の磁性体コア２０は、当該表面側（矢印Ａ方向側）に設けられた移動機構３０にそれぞれ連結されている。そして、制御部３８によって移動機構３０を制御することにより、金属帯板４０の表面側に設けられた複数の磁性体コア２０が、移動機構３０によりそれぞれ独立に、上下方向（矢印ＡＢ方向）および金属帯板４０の板幅方向（矢印ＣＤ方向）に移動可能に構成されている。一方、金属帯板４０の裏面側（矢印Ｂ側）に設けられた複数の磁性体コア２０は、当該裏面側（矢印Ｂ方向側）に設けられた移動機構３０にそれぞれ連結されている。そして、制御部３８によって移動機構３０を制御することにより、金属帯板４０の裏面側に設けられた複数の磁性体コア２０が、移動機構３０によりそれぞれ独立に、上下方向（矢印ＡＢ方向）および金属帯板４０の板幅方向（矢印ＣＤ方向）に移動可能に構成されている。
そして、磁性体コア２０は、移動機構３０によって、上下方向（矢印ＡＢ方向）に、所定位置と待機位置との間を移動するようになっている。なお、磁性体コア２０を所定位置または待機位置のいずれかの位置に配置してもよく、所定位置と待機位置の間の中間の位置（中間位置）に配置してもよい。磁性体コア２０が所定位置に配置されると、第３の実施の形態と同様に、誘導コイル１２の直線部１６を跨ぐようにして、直線部１６の背面に配置される。
また、複数の磁性体コア２０の配置数は、誘導加熱装置５００によって、加熱可能な最大板幅の金属帯板４０に対応できる数に設定されている。そして、金属帯板４０の板幅や蛇行の状態に応じて、移動機構３０により、複数の磁性体コア２０のうち適切な位置と数の磁性体コア２０を適宜誘導コイル１２の直線部１６から遠ざけ（離間させ）、また板幅方向（矢印ＣＤ方向）に移動させる。なお、金属帯板４０の板幅や蛇行の状態は、例えば、画像検出装置を備える板幅・エッジ位置検出装置５１（図１参照）によって、金属帯板４０の板幅方向の両端部を検出することによって検出することができる。そして、板幅・エッジ位置検出装置５１（図１参照）からの信号に応じて、制御部３８によって移動機構３０を制御して、磁性体コア２０を適宜、上下方向（矢印ＡＢ方向）および金属帯板４０の板幅方向（矢印ＣＤ方向）に移動させる。
なお、複数の磁性体コア２０による金属帯板４０の板幅方向（矢印ＣＤ方向）の温度分布の調整は、温度分布検出装置５２（図１参照）からの信号に応じて、制御部３８によって移動機構３０を制御して、磁性体コア２０を適宜、上下方向（矢印ＡＢ方向）および金属帯板４０の板幅方向（矢印ＣＤ方向）に移動させてもよい。温度分布検出装置５２による温度分布の検出を行わずに、予めシミュレーションで求めた複数の磁性体コア２０の配置と温度分布に関する情報に基づいて、制御部３８により金属帯板４０の温度分布の制御を行ってもよく、その場合には、制御部３８は、予めシミュレーションで求めた複数の磁性体コア２０の配置情報および板幅・エッジ位置検出装置５１からの信号に基づいて移動機構３０を制御して、複数の磁性体コア２０を移動させる。
そして、図１６及び図１７では、金属帯板４０の板幅方向（矢印ＣＤ方向）の中央部の磁性体コア２０Ｙ（２０Ｙ’）と、板幅方向（矢印ＣＤ方向）の両端の内側の磁性体コア２０Ｘ（２０Ｘ’）、２０Ｚ（２０Ｚ’）が所定位置に配置されている。複数の磁性体コア２０のうち、これらの磁性体コア２０Ｘ（２０Ｘ’）２０Ｙ（２０Ｙ’）、２０Ｚ（２０Ｚ’）以外の磁性体コア２０は、待機位置に配置されている。そして、前述のように、金属帯板４０の板幅方向両端より内側の部分では、金属帯板４０の加熱温度が一旦下がる傾向にある。このため、板幅方向（矢印ＣＤ方向）の両端の内側の所定位置に配置された磁性体コア２０Ｘ（２０Ｘ’）、２０Ｚ（２０Ｚ’）によって、この内側の部分の温度を上昇させることができる。以上により、第５の実施の形態においても、金属帯板４０の板幅寸法に応じて、所定位置において金属帯板４０の板幅方向に並ぶ磁性体コア２０の配置数を増減させることができ、金属帯板４０の板幅方向において加熱温度の均一化を効果的に行うことができる。
なお、前述した第１の実施の形態〜第４の実施の形態では、誘導コイル１２が、湾曲部１４と、一対の直線部１６と、を含んで構成されていが、第１〜第４の実施の形態における誘導コイル１２を、第５の実施の形態と同様に構成してもよい。すなわち、図１８Ｂに示されるように、第１〜第４の実施の形態の誘導コイル１２を、一対の直線部１６と、一対の直線部１６の板幅方向一方側の端部同士を接続する導線１７Ｂと、一対の直線部１６の板幅方向他方側の端部同士を接続する導線１７Ａと、によって構成し、且つ一対の直線部１６を、金属帯板４０の板面に対して同じ側に配置してもよい。そして、この場合には、誘導コイル１２が金属帯板４０の板幅方向において移動不能に構成される。
なお、２０１４年９月３日に出願された日本国特許出願２０１４−１７９６６４号の開示、及び２０１４年９月５日に出願された日本国特許出願２０１４−１８１６９２号の開示は、その全体が参照により本明細書に取り込まれる。
（付記）
（１）長手方向に走行する金属帯板の板厚方向一方側又は板厚方向両側に設けられ、１次電流を流したときに前記金属帯板の板厚方向から見て閉ループを成す誘導電流を前記金属帯板に形成させる誘導コイルと、前記金属帯板の板厚方向に対向し且つ前記金属帯板から所定距離離間された所定位置に配置されることで前記誘導コイルによって発生する磁束を集中させる複数の磁性体コアと、前記磁性体コアに連結され、前記磁性体コアを移動させることで前記所定位置において前記金属帯板の板幅方向に並ぶ前記磁性体コアの配置数を増減させる移動機構と、を備えた金属帯板の誘導加熱装置。
（２）前記移動機構は、前記誘導コイルに対して前記金属帯板とは反対側に設けられ、前記金属帯板の板幅方向に延在されたガイドレールと、前記ガイドレールに移動可能に設けられ、前記磁性体コアに連結されると共に、前記ガイドレールの長手方向に移動されることで前記ガイドレールの長手方向における複数の前記磁性体コアの間隔を維持した状態で複数の前記磁性体コアを前記所定位置に配置させる移動部材と、を含んで構成されている（１）の金属帯板の誘導加熱装置。
（３）前記移動機構は、前記誘導コイルに対して前記金属帯板とは反対側に設けられ、前記金属帯板の板幅方向に延在されたガイドレールと、前記ガイドレールに移動可能に設けられ、複数の前記磁性体コアのそれぞれに連結されると共に、前記ガイドレールの長手方向に移動されることで前記磁性体コアを前記所定位置に配置させる複数の移動装置と、を含んで構成されており、複数の前記移動装置は、前記ガイドレールの長手方向にそれぞれ独立して移動可能に構成されている（１）の金属帯板の誘導加熱装置。
（４） 前記移動機構は、複数の前記移動装置にそれぞれに固定され且つ前記移動装置と前記磁性体コアとを連結する複数の接離装置を有しており、複数の前記接離装置は、前記金属帯板の板厚方向において、それぞれ独立して前記磁性体コアを前記金属帯板に対して接近可能に構成されている（３）の金属帯板の誘導加熱装置。
（５）前記移動機構は、前記磁性体コアのそれぞれに連結された複数の接離装置を有しており、複数の前記接離装置は、前記磁性体コアに対して前記金属帯板とは反対側に設けられ、前記金属帯板の板厚方向において、それぞれ独立して前記磁性体コアを前記金属帯板に対して接離可能に構成されており、複数の前記接離装置が作動することで、前記誘導コイルによって発生する磁束に対して磁束の集中に寄与しない待機位置又は前記所定位置に前記磁性体コアが配置される（１）の金属帯板の誘導加熱装置。
（６）前記接離装置は、前記所定位置と前記待機位置との間の中間位置に前記磁性体コアを移動可能に構成されている（５）の金属帯板の誘導加熱装置。
（７）前記移動機構は、複数の前記接離装置にそれぞれ連結された複数の移動装置を備えており、複数の前記移動装置は、それぞれ独立して前記接離装置を前記金属帯板の板幅方向に移動可能に構成されている（５）又は（６）の誘導加熱装置。
（８）前記移動機構には、制御部が接続されており、前記制御部は、前記金属帯板の温度分布及び前記金属帯板の板幅方向の形状の少なくとも一方の情報に基づいて前記移動機構を作動させる（１）〜（７）の何れか１つの誘導加熱装置。
（９）前記制御部には、前記金属帯板の温度分布を検出する温度分布検出装置及び前記金属帯板の板幅方向の形状を検出する板幅・エッジ位置検出装置が接続されており、前記温度分布検出装置及び前記板幅・エッジ位置検出装置から前記制御部に出力される少なくとも一方の信号に基づいて、前記制御部が前記移動機構を作動させる（８）の誘導加熱装置。
また、本開示の金属帯板の誘導加熱装置は、長手方向に走行する金属帯板の板面の同一面側又は両面側に、同一の板面側で、板面に対向する誘導コイルの導体面が、２つ以上、距離を離して形成され、誘導コイルに１次電流を流したとき、磁束が、金属帯板の厚み方向に貫通せず、金属帯板の走行方向に貫通して、金属帯板の板面に誘導電流の閉回路が形成される誘導加熱装置であって、誘導コイルの背面近傍に、誘導コイルに沿って移動する磁性体コアを、誘導コイルとは独立に複数配置する。
また、本開示の金属帯板の誘導加熱装置は、長手方向に走行する金属帯板の表裏板面の一方の板面に対向して誘導コイルの導体面が、同一平面上で、距離を離して形成され、かつ、金属帯板の表裏板面の他方の面に対向して誘導コイルの導体面が、同一平面上で、距離を離して形成され、誘導コイルに１次電流を流したとき、金属帯板の板厚方向に貫通する磁束が発生する誘導加熱装置であって、誘導コイルの背面近傍に、誘導コイルに沿って移動する磁性体コアを、誘導コイルとは独立に複数配置する。
【０００３】
おいては、誘導コイルと磁気棒が一体化しているので、金属ストリップの板幅が誘導コイルを超えると、板幅方向の磁束調整が難しくなる。また、金属ストリップの板幅が磁気棒の幅の合計を下回ると、板幅方向の磁束調整が困難となる。
［００１３］
さらに、日本国特許出願公開２００２−８８３８号には、複数の磁気棒を有する誘導加熱装置が開示されている。この誘導加熱装置では、複数の磁気棒が金属ストリップの板幅方向に移動可能に構成されている。これにより、複数の磁気棒の間隔を調整することで、金属ストリップの板幅寸法の変更に対応できる。しかしながら、この誘導加熱装置では、板幅寸法の異なる金属ストリップにおいても、金属ストリップに対向して配置される磁気棒の数が一定であり、磁気棒の間隔のみを調整して、板幅寸法の異なる金属ストリップに対応している。このため、以下に示す問題点が考えられる。すなわち、板幅の広い金属ストリップを加熱するときには、金属ストリップに対向する磁気棒の数が一定であるため、金属ストリップの板幅が大きく変化すると、磁気棒の間隔が大きくなる。換言すると、金属ストリップの板幅方向における磁気棒間の隙間が大きくなる。そして、当該隙間の部分には、磁気棒が配置されていないため、この隙間に対応する金属ストリップの部分の加熱温度が低下する傾向になる。その結果、金属ストリップの板幅方向において加熱温度が不均一になる可能性がある。
［発明の概要］
発明が解決しようとする課題
［００１４］
本発明は、上記事実を考慮し、金属帯板の板幅が大きく変化しても、金属帯板の板幅方向において加熱温度の均一化を図ることができる金属帯板の誘導加熱装置を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
［００１５］
本開示の誘導加熱装置は、長手方向に走行する金属帯板の表面側及び裏面側のうちの一方側又は両側に設けられ、１次電流を流したときに前記金属帯板の板面に垂直な方向から見て閉ループを成す誘導電流を前記金属帯板に形
【０００４】
成させる誘導コイルと、前記誘導コイルの背面側の位置であって前記金属帯板から所定距離離間された所定位置に配置されることで前記誘導コイルによって発生する磁束を前記金属帯板に集中させる複数の磁性体コアと、前記磁性体コアに連結され、前記磁性体コアを移動させることで前記所定位置において前記金属帯板の板幅方向に並ぶ前記磁性体コアの配置数を増減させる移動機構と、を備えている。
［００１６］
上記構成の金属帯板の誘導加熱装置によれば、長手方向に走行する金属帯板の表面側及び裏面側のうちの一方側又は両側に誘導コイルが設けられている。この誘導コイルに１次電流を流したときには、金属帯板の板面に垂直な方向から見て閉ループを成す誘導電流が金属帯板に形成される。
［００１７］
また、磁性体コアが、 誘導コイルの背面側の位置であって金属帯板から所定距離離間された所定位置に配置されることで、誘導コイルによって発生する磁束が磁性体コアによって金属帯板に集中される。
［００１８］
ここで、磁性体コアには、移動機構が連結されている。そして、移動機構は、磁性体コアを移動させて、所定位置において金属帯板の板幅方向に並ぶ磁性体コアの配置数を増減させる。
［００１９］
このため、誘導加熱によって金属帯板を連続的に加熱する際、金属帯板の板幅が変化しても、金属帯板の板幅に対応した数の磁性体コアを所定位置に配置することができる。すなわち、板幅の広い金属帯板を加熱するときには、板幅の狭い金属帯板を加熱するときに比べて、所定位置に配置される磁性体コアの配置数を増加させることができる。これにより、板幅の広い金属帯板を加熱するときでも、金属帯板の板幅方向における、所定位置に配置された磁性体コアの間隔が大きくなることを抑制できる。したがって、金属帯板の板幅方向において加熱温度の均一化を図ることができる。
発明の効果
［００２０］
本開示の金属帯板の誘導加熱装置によれば、金属帯板の板幅が大きく変化しても、金属帯板の板幅方向において加熱温度の均一化を図ることができる。
図面の簡単な説明
【０００７】
検出できるようになっている。また、温度分布検出装置５２による温度分布の検出は、放射温度計等を用いて行ってもよい。温度分布検出装置５２による温度分布の検出を行わずに、予めシミュレーションで求めた複数の磁性体コア２０の配置と温度分布とに関する情報に基づいて、制御部３８により金属帯板４０の温度分布の制御を行ってもよく、その場合には、制御部３８は、予めシミュレーションで求めた複数の磁性体コア２０の配置情報および板幅・エッジ位置検出装置５１からの信号に基づいて移動機構３０を制御して、複数の磁性体コア２０を移動させる。なお、金属帯板４０は、略長尺板状（帯状）に形成され、誘導加熱装置１０内において自身の長手方向（図１の矢印Ｅ方向）に搬送されて、誘導加熱装置１０によって連続的に加熱されるようになっている。また、誘導加熱装置１０では、板幅の異なる各種金属帯板４０を加熱可能に構成されており、図２では、板幅の広い（誘導加熱装置１０によって加熱可能な最大板幅の）金属帯板４０が誘導加熱装置１０内に配置された例として図示されている。
［００２３］
そして、以下の説明では、金属帯板４０の板厚方向を誘導加熱装置１０の上下方向とし、金属帯板４０の表面側（図２の矢印Ａ方向側）を上側、金属帯板４０の裏面側（図２の矢印Ｂ方向側）を下側としている。また、誘導加熱装置１０の幅方向は、金属帯板４０の板幅方向（幅方向）と一致しており、図２の矢印Ｃ方向側を金属帯板４０の板幅方向一方側とし、図２の矢印Ｄ方向側を金属帯板４０の板幅方向他方側としている。また、誘導加熱装置１０（詳しくは、図面において図示された誘導加熱装置１０の要部）では、誘導加熱装置１０の上部（金属帯板４０に対して上側部分）と下部（金属帯板４０に対して下側部分）とが、金属帯板４０の長手方向から見た断面視で金属帯板４０の中心点（図示省略）に対して点対称に構成されている。このため、以下の説明では、誘導加熱装置１０の上部について説明し、誘導加熱装置１０の下部についての説明は省略する。
［００２４］
誘導コイル１２は、銅などの導体で構成されて、金属帯板４０に対して上側に離間して設けられている。なお、誘導コイル１２は、一本の導体によっ

Claims (8)

  1. 長手方向に走行する金属帯板の板厚方向一方側又は板厚方向両側に設けられ、１次電流を流したときに前記金属帯板の板厚方向から見て閉ループを成す誘導電流を前記金属帯板に形成させる誘導コイルと、
    前記金属帯板の板厚方向に対向し且つ前記金属帯板から所定距離離間された所定位置に配置されることで前記誘導コイルによって発生する磁束を集中させる複数の磁性体コアと、
    前記磁性体コアに連結され、前記磁性体コアを移動させることで前記所定位置において前記金属帯板の板幅方向に並ぶ前記磁性体コアの配置数を増減させる移動機構と、
    を備えた金属帯板の誘導加熱装置。
  2. 前記移動機構は、
    前記誘導コイルに対して前記金属帯板とは反対側に設けられ、前記金属帯板の板幅方向に延在されたガイドレールと、
    前記ガイドレールに移動可能に設けられ、前記磁性体コアに連結されると共に、前記ガイドレールの長手方向に移動されることで前記ガイドレールの長手方向における複数の前記磁性体コアの間隔を維持した状態で複数の前記磁性体コアを前記所定位置に配置させる移動部材と、
    を含んで構成されている請求項１に記載の金属帯板の誘導加熱装置。
  3. 前記移動機構は、
    前記誘導コイルに対して前記金属帯板とは反対側に設けられ、前記金属帯板の板幅方向に延在されたガイドレールと、
    前記ガイドレールに移動可能に設けられ、複数の前記磁性体コアのそれぞれに連結されると共に、前記ガイドレールの長手方向に移動されることで前記磁性体コアを前記所定位置に配置させる複数の移動装置と、
    を含んで構成されており、
    複数の前記移動装置は、前記ガイドレールの長手方向にそれぞれ独立して移動可能に構成されている請求項１に記載の金属帯板の誘導加熱装置。
  4. 前記移動機構は、複数の前記移動装置にそれぞれに固定され且つ前記移動装置と前記磁性体コアとを連結する複数の接離装置を有しており、
    複数の前記接離装置は、前記金属帯板の板厚方向において、それぞれ独立して前記磁性体コアを前記金属帯板に対して接近可能に構成されている請求項３に記載の金属帯板の誘導加熱装置。
  5. 前記移動機構は、前記磁性体コアのそれぞれに連結された複数の接離装置を有しており、
    複数の前記接離装置は、前記磁性体コアに対して前記金属帯板とは反対側に設けられ、前記金属帯板の板厚方向において、それぞれ独立して前記磁性体コアを前記金属帯板に対して接離可能に構成されており、
    複数の前記接離装置が作動することで、前記誘導コイルによって発生する磁束に対して磁束の集中に寄与しない待機位置又は前記所定位置に前記磁性体コアが配置される請求項１に記載の金属帯板の誘導加熱装置。
  6. 前記移動機構は、複数の前記接離装置にそれぞれ連結された複数の移動装置を備えており、
    複数の前記移動装置は、それぞれ独立して前記接離装置を前記金属帯板の板幅方向に移動可能に構成されている請求項５に記載の誘導加熱装置。
  7. 前記移動機構には、制御部が接続されており、
    前記制御部は、前記金属帯板の温度分布及び前記金属帯板の板幅方向の形状の少なくとも一方の情報に基づいて前記移動機構を作動させる請求項１〜請求項６の何れか１項に記載の誘導加熱装置。
  8. 前記制御部には、前記金属帯板の温度分布を検出する温度分布検出装置及び前記金属帯板の板幅方向の形状を検出する板幅・エッジ位置検出装置が接続されており、
    前記温度分布検出装置及び前記板幅・エッジ位置検出装置から前記制御部に出力される少なくとも一方の信号に基づいて、前記制御部が前記移動機構を作動させる請求項７に記載の誘導加熱装置。
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