KR101368528B1

KR101368528B1 - 트랜스버스 방식의 유도 가열 장치

Info

Publication number: KR101368528B1
Application number: KR1020127021263A
Authority: KR
Inventors: 겐지 우메쯔; 쯔또무 우에끼; 야스히로 마유미; 도시야 다께찌
Original assignee: 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤
Priority date: 2010-02-19
Filing date: 2011-02-18
Publication date: 2014-02-27
Also published as: EP2538748A4; US9578693B2; JP4943561B2; CN102783248A; CA2789927A1; US20120312805A1; CA2789927C; WO2011102454A1; EP2538748B1; MX2012009521A; US20170127482A1; US10085306B2; BR112012020616B1; PL2538748T3; RU2012134920A; JPWO2011102454A1; RU2518175C2; EP2538748A1; CN102783248B; KR20120105052A

Abstract

이 트랜스버스 방식의 유도 가열 장치는, 일방향으로 반송되는 도체판의 판면에 교번 자계를 교차시켜서 이 도체판을 유도 가열하는 트랜스버스 방식의 유도 가열 장치이며, 상기 도체판의 판면에 대하여 코일면이 대향하도록 배치된 가열 코일과, 이 가열 코일이 권회된 코어와, 이 코어와, 상기 도체판의 반송 방향에 수직한 방향에 있어서의 측단부 사이에 배치되고, 도체로 형성된 차폐판을 구비하고, 상기 차폐판이, 볼록부를 갖고, 이 볼록부의 측면이, 상기 코일면에 수직한 방향에서 본 경우에 폐쇄 루프를 그린다.

Description

트랜스버스 방식의 유도 가열 장치{TRANSVERSE FLUX INDUCTION HEATING DEVICE}

본 발명은, 트랜스버스 방식의 유도 가열 장치에 관한 것이다. 특히, 도체판에 교번 자계를 대략 수직으로 교차시켜서 도체판을 유도 가열하기 위해서 사용하기에 적합한 것이다.

본원은, 2010년 2월 19일에, 일본에 출원된 일본 특허 출원 제2010-35199호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.

종래부터, 유도 가열 장치를 사용해서 강판 등의 도체판을 가열하는 것이 행해지고 있다. 유도 가열 장치는, 코일로부터 발생한 교번 자계(교류 자계)에 의해 도체판에 유기되는 와전류에 기초한 줄열을 도체판에 발생시키고, 이 줄열에 의해 도체판을 가열한다. 이러한 유도 가열 장치로서, 트랜스버스 방식의 유도 가열 장치가 있다. 트랜스버스 방식의 유도 가열 장치는, 가열 대상의 도체판에 교번 자계를 대략 수직으로 교차시켜서 도체판을 가열한다.

이러한 트랜스버스 방식의 유도 가열 장치를 사용한 경우에는, 솔레노이드 방식의 유도 가열 장치를 사용한 경우와 달리, 가열 대상의 도체판의 폭 방향에 있어서의 양단부(양측단부)가 과가열이 된다고 하는 문제점이 있다.

이 문제점에 관한 기술로서, 특허 문헌 1, 2에 기재된 기술이 있다.

특허 문헌 1에 기재된 기술에서는, 코일과, 가열 대상의 도체판의 양측단부 사이의 각각에, 비자성 금속 재료로 이루어지는 판형상의 가동 차폐판을 설치하고 있다.

또한, 특허 문헌 2에 기재된 기술에서는, 가열 대상의 도체판의 반송 방향을 따라, 가열 패턴이 서로 다른 마름모꼴 코일과 타원형 코일을 배치하여, 도체판의 폭 방향에 대해서 원하는 가열 패턴으로 도체판을 가열하고 있다.

일본 특허 출원 공개 소62-35490호 공보 일본 특허 출원 공개 제2003-133037호 공보

그러나, 특허 문헌 1에 기재된 기술과 같이, 코일과, 가열 대상의 도체판의 양측단부 사이에 단순한 판형상의 차폐판을 설치하는 것만으로는, 도체판의 양측단부보다도 약간 내측의 영역에서는 와전류가 확산되기 때문에, 와전류 밀도가 작아지고, 또한 도체판의 양측단부에 흐르는 와전류를 도체판 밖으로 유출할 수 없기 때문에, 양측단부에서는 와전류 밀도가 커진다. 따라서, 도체판의 양측단부의 온도를 저하시키는 것이 곤란한 동시에, 도체판의 폭 방향의 온도 분포의 평활도가 크게 저하한다(특히, 도체판의 양측단부에서의 온도 분포의 기울기가 커진다).

또한, 특허 문헌 2에 기재된 기술에서는, 도체판의 폭 방향에 있어서의 온도 분포의 평활도가 저하하는 것을 억제할 수 있다. 그러나, 도체판의 판 폭이 변경되면, 판 폭에 따라서 코일 자체를 재설정해야만 한다. 따라서, 코일 자체를 움직이기 위한 기구가 필요해져서, 판 폭의 변경에 대하여 용이하고 또한 신속하게 대응하는 것이 곤란하다.

또한, 특허 문헌 1, 2에 기재된 기술에서는, 도체판이 사행되면, 도체판의 폭 방향의 온도 분포의 평활도가 저하해 버린다.

본 발명은, 이러한 문제점을 감안해서 이루어진 것으로, 가열 대상의 도체판의 폭 방향에 있어서의 온도 분포가 불균일해지는 것을 완화하고, 가열 대상의 도체판이 사행됨으로써 도체판의 폭 방향에 있어서의 온도 분포가 변동하는 것을 완화할 수 있는 트랜스버스 방식의 유도 가열 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

(1) 본 발명의 일 형태에 따른 트랜스버스식의 유도 가열 장치는, 일방향으로 반송되는 도체판의 판면에 교번 자계를 교차시켜서 이 도체판을 유도 가열하는 트랜스버스 방식의 유도 가열 장치이며, 상기 도체판의 판면에 대하여 코일면이 대향하도록 배치된 가열 코일과, 이 가열 코일이 권회된 코어와, 이 코어와, 상기 도체판의 반송 방향에 수직한 방향에 있어서의 측단부 사이에 배치되고, 도체로 형성된 차폐판을 구비하고, 상기 차폐판이, 볼록부를 갖고, 이 볼록부의 측면이, 상기 코일면에 수직한 방향에서 본 경우에 폐쇄 루프를 그린다.

(2) 상기 (1)에 기재된 트랜스버스식의 유도 가열 장치는, 상기 차폐판에 부착되는 비도전성 연자성재를 더 구비하고, 상기 코어와, 상기 비도전성 연자성재 사이에는, 상기 차폐판이 개재되어 있어도 된다.

(3) 상기 (2)에 기재된 트랜스버스식의 유도 가열 장치는, 상기 비도전성 연자성재에 부착되는 내열재를 더 구비하고, 상기 내열재가 상기 비도전성 연자성재보다도 상기 도체판 가까이에 배치되어 있어도 된다.

(4) 상기 (2)에 기재된 트랜스버스식의 유도 가열 장치에서는, 상기 차폐판이, 상기 비도전성 연자성재를 포함하는 상기 코일면에 평행한 절단면을 갖고 있어도 된다.

(5) 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 트랜스버스식의 유도 가열 장치에서는, 상기 볼록부가, 상기 코일면에 수직한 방향에서 일부 절연되어 있어도 된다.

(6) 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 트랜스버스식의 유도 가열 장치에서는, 상기 차폐판의 상기 도체판과 대향하는 면에는, 상기 도체판의 반송 방향에 수직한 방향에 있어서의 상기 측단부와 대향하는 오목부가 형성되어 있어도 된다.

(7) 상기 (6)에 기재된 트랜스버스식의 유도 가열 장치에서는, 상기 오목부의 측면에, 이 측면의 둘레 방향을 따라, 상기 측면으로부터 상기 오목부의 내측을 향해서 돌출되도록 상기 볼록부가 형성되어 있어도 된다.

(8) 상기 (6)에 기재된 트랜스버스식의 유도 가열 장치에서는, 상기 오목부에, 상기 도체판의 반송 방향에 수직한 방향에 있어서의 중심부에서 먼 측으로부터 상기 도체판의 반송 방향에 수직한 방향에 있어서의 중심부에서 가까운 측을 향해서 끝으로 갈수록 가늘어지는 부분이 포함되어 있어도 된다.

(9) 상기 (6)에 기재된 트랜스버스식의 유도 가열 장치에서는, 상기 오목부에, 상기 도체판의 반송 방향에 있어서의 상류측으로부터 하류측을 향해서 끝으로 갈수록 가늘어지는 제1 부분과, 상기 도체판의 반송 방향에 있어서의 하류측으로부터 상류측을 향해서 끝으로 갈수록 가늘어지는 제2 부분이 포함되고, 이들 제1 부분 및 제2 부분이, 상기 도체판의 반송 방향에서 서로 대향하고 있어도 된다.

(10) 상기 (9)에 기재된 트랜스버스식의 유도 가열 장치는, 상기 제1 부분이, 상기 하류측을 향해서 둥그스름하고, 상기 제2 부분이, 상기 상류측을 향해서 둥그스름해도 된다.

본 발명에 따르면, 코일이 권회된 코어와, 도체판의 폭 방향에 있어서의 단부 사이에 배치되는 차폐판에, 볼록부의 측면이 차폐판의 판 두께 방향에서 본 경우에 폐쇄 루프를 그리도록, 볼록부를 형성 또는 배치하고 있다. 이 볼록부에 의해, 볼록부 근방에 흐르는 와전류를 확보할 수 있다. 즉, 볼록부가 형성하는 폐쇄 루프를 따르도록 와전류를 확실하게 흘릴 수 있다. 따라서, 가열 대상의 도체판의 폭 방향에 있어서의 온도 분포가 불균일해지는 것을 완화하고, 가열 대상의 도체판이 사행됨으로써 도체판의 폭 방향에 있어서의 온도 분포가 변동하는 것을 완화할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 있어서의 강판의 연속 어닐링 라인의 개략 구성의 일례를 나타내는 측면도이다.
도 2a는 제1 실시 형태에 있어서의 유도 가열 장치의 구성의 일례를 도시하는 종단면도이다.
도 2b는 제1 실시 형태에 있어서의 유도 가열 장치의 구성의 일례를 도시하는 종단면도이다.
도 2c는 제1 실시 형태에 있어서의 유도 가열 장치의 구성의 일례를 도시하는 부분 사시도이다.
도 3은 제1 실시 형태에 있어서의 상측 가열 코일 및 하측 가열 코일의 구성의 일례를 도시하는 도면이다.
도 4a는 제1 실시 형태에 있어서의 차폐판의 구성의 일례를 도시하는 상면도이다.
도 4b는 제1 실시 형태에 있어서의 차폐판의 구성의 일례를 도시하는 종단면도이다.
도 4c는 제1 실시 형태에 있어서의 차폐판의 구성의 일례를 도시하는 종단면도이다.
도 4d는 제1 실시 형태에 있어서의 차폐판(31d)을 포함하는 영역을 띠형상 강판(10)의 바로 위에서 본 부분도이다.
도 5a는 제1 실시 형태의 제1 변형예에 있어서의 차폐판의 구성의 일례를 도시하는 상면도이다.
도 5b는 제1 실시 형태의 제2 변형예에 있어서의 차폐판의 구성의 일례를 도시하는 상면도이다.
도 5c는 제1 실시 형태의 제3 변형예에 있어서의 차폐판의 구성의 일례를 도시하는 종단면도이다.
도 5d는 제1 실시 형태의 제4 변형예에 있어서의 차폐판의 구성의 일례를 도시하는 종단면도이다.
도 6a는 본 발명의 제2 실시 형태에 있어서의 차폐판의 구성의 일례를 도시하는 상면도이다.
도 6b는 제2 실시 형태에 있어서의 차폐판의 구성의 일례를 도시하는 종단면도이다.
도 6c는 제2 실시 형태에 있어서의 차폐판의 구성의 일례를 도시하는 종단면도이다.
도 6d는 제2 실시 형태에 있어서의 차폐판(101)을 포함하는 영역을 띠형상 강판(10)의 바로 위에서 본 부분도이다.
도 7은 제2 실시 형태를 사용한 실시예에 있어서의 차폐판 삽입량과 폭 온도 편차비의 관계의 일례를 도시하는 도면이다.
도 8a는 제1 실시 형태의 제5 변형예에 있어서의 차폐판의 구성의 일례를 도시하는 종단면도이다.
도 8b는 제1 실시 형태의 제6 변형예에 있어서의 차폐판의 구성의 일례를 도시하는 종단면도이다.
도 8c는 제1 실시 형태의 제7 변형예에 있어서의 차폐판의 구성의 일례를 도시하는 종단면도이다.
도 8d는 제1 실시 형태의 제8 변형예에 있어서의 차폐판의 구성의 일례를 도시하는 종단면도이다.
도 8e는 제1 실시 형태의 제9 변형예에 있어서의 차폐판의 구성의 일례를 도시하는 종단면도이다.
도 8f는 제1 실시 형태의 제10 변형예에 있어서의 차폐판의 구성의 일례를 도시하는 종단면도이다.
도 8g는 제1 실시 형태의 제11 변형예에 있어서의 차폐판의 구성의 일례를 도시하는 종단면도이다.
도 8h는 제1 실시 형태의 제12 변형예에 있어서의 차폐판의 구성의 일례를 도시하는 종단면도이다.
도 9a는 제1 실시 형태의 제13 변형예에 있어서의 차폐판의 구성의 일례를 도시하는 종단면도이다.
도 9b는 제1 실시 형태의 제14 변형예에 있어서의 차폐판의 구성의 일례를 도시하는 종단면도이다.
도 9c는 제1 실시 형태의 제15 변형예에 있어서의 차폐판의 구성의 일례를 도시하는 종단면도이다.
도 9d는 제1 실시 형태의 제16 변형예에 있어서의 차폐판의 구성의 일례를 도시하는 종단면도이다.
도 9e는 제1 실시 형태의 제17 변형예에 있어서의 차폐판의 구성의 일례를 도시하는 종단면도이다.
도 10a는 제1 실시 형태의 제18 변형예에 있어서의 차폐판의 구성의 일례를 도시하는 종단면도이다.
도 10b는 제1 실시 형태의 제19 변형예에 있어서의 차폐판의 구성의 일례를 도시하는 종단면도이다.
도 10c는 제1 실시 형태의 제20 변형예에 있어서의 차폐판의 구성의 일례를 도시하는 종단면도이다.
도 10d는 제1 실시 형태의 제21 변형예에 있어서의 차폐판의 구성의 일례를 도시하는 종단면도이다.
도 11a는 제1 실시 형태의 제22 변형예에 있어서의 차폐판의 구성의 일례를 도시하는 종단면도이다.
도 11b는 제1 실시 형태의 제23 변형예에 있어서의 차폐판의 구성의 일례를 도시하는 종단면도이다.
도 11c는 제1 실시 형태의 제24 변형예에 있어서의 차폐판의 구성의 일례를 도시하는 종단면도이다.
도 11d는 제1 실시 형태의 제25 변형예에 있어서의 차폐판의 구성의 일례를 도시하는 종단면도이다.
도 11e는 제1 실시 형태의 제26 변형예에 있어서의 차폐판의 구성의 일례를 도시하는 종단면도이다.
도 11f는 제1 실시 형태의 제27 변형예에 있어서의 차폐판의 구성의 일례를 도시하는 종단면도이다.
도 11g는 제1 실시 형태의 제28 변형예에 있어서의 차폐판의 구성의 일례를 도시하는 종단면도이다.
도 11h는 제1 실시 형태의 제29 변형예에 있어서의 차폐판의 구성의 일례를 도시하는 종단면도이다.
도 11i는 제1 실시 형태의 제30 변형예에 있어서의 차폐판의 구성의 일례를 도시하는 종단면도이다.
도 12a는 제1 실시 형태의 제31 변형예에 있어서의 차폐판의 구성의 일례를 도시하는 종단면도이다.
도 12b는 제1 실시 형태의 제32 변형예에 있어서의 차폐판의 구성의 일례를 도시하는 종단면도이다.
도 12c는 제1 실시 형태의 제33 변형예에 있어서의 차폐판의 구성의 일례를 도시하는 종단면도이다.
도 13a는 제1 실시 형태의 제34 변형예에 있어서의 차폐판의 구성의 일례를 도시하는 사시도이다.
도 13b는 제1 실시 형태의 제35 변형예에 있어서의 차폐판의 구성의 일례를 도시하는 사시도이다.

이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 실시 형태를 설명한다. 이하의 각 실시 형태에서는, 트랜스버스 방식의 유도 가열 장치를, 강판의 연속 어닐링 라인에 적용한 경우를 예로 들어 설명한다. 또한, 이하의 설명에서는, 「트랜스버스 방식의 유도 가열 장치」를, 필요에 따라서 「유도 가열 장치」라 약칭한다.

(제1 실시 형태)

우선, 제1 실시 형태에 대해서 설명한다.

[연속 어닐링 라인의 구성]

도 1은 강판의 연속 어닐링 라인의 개략 구성의 일례를 나타내는 측면도이다. 또한, 각 도면에서는, 설명의 편의상, 필요한 구성만을 간략화해서 도시하고 있다.

도 1에서, 연속 어닐링 라인(1)은, 제1 용기(11)와, 제2 용기(12)와, 제3 용기(13)와, 제1 시일 롤러 조립체(14)와, 이송기(15)와, 제2 시일 롤러 조립체(16)와, 기체 공급 장치(17)와, 교류 전원 장치(18)와, 롤러(19a 내지 19u; 19)와, 유도 가열 장치(20)를 구비하고 있다.

제1 시일 롤러 조립체(14)는, 제1 용기(11)와 외기를 차폐하면서 띠형상 강판(띠형상판)(10)을 제1 용기(11) 내로 반송한다. 이 제1 시일 롤러 조립체(14)에 의해 제1 용기(11) 내로 반송된 띠형상 강판(10)은, 제1 용기(11) 내의 롤러(19a, 19b)에 의해 제2 용기(12) 내로 반송된다. 제2 용기(12) 내로 반송된 띠형상 강판(10)은, 제2 용기(12)의 수평 부분[반송되는 띠형상 강판(10)]의 상하에 배치된 유도 가열 장치(20)에 의해 가열되면서, 롤러(19g, 19h)에 의해 제1 용기(11) 내로 다시 반송된다. 여기서, 유도 가열 장치(20)는, 교류 전원 장치(18)에 전기적으로 접속되어 있고, 이 교류 전원 장치(18)로부터 교류 전력을 받음으로써, 띠형상 강판(10)의 판면에 대해 대략 수직으로 교차하는 교번 자계를 발생하여, 띠형상 강판(10)을 유도 가열한다. 또한, 유도 가열 장치(20)의 구성의 상세에 대해서는 후술한다. 또한, 이하의 설명에서는, 「전기적으로 접속」을 필요에 따라서 「접속」이라고 약칭한다.

제1 용기(11) 내로 되돌아간 띠형상 강판(10)은, 롤러(19c 내지 19f)에 의해, 균열 온냉 스테이지를 통과해서 이송기(15)로 반송된다. 이송기(15)로 반송된 띠형상 강판(10)은, 롤러(19i, 19j)에 의해, 제3 용기(13)로 반송된다. 제3 용기(13)로 반송된 띠형상 강판(10)은, 롤러(19k 내지 19u)에 의해 상하로 사행되면서 반송되어, 제3 용기(13) 내에서 급냉된다.

제2 시일 롤러 조립체(16)는, 이와 같이 하여 급냉된 띠형상 강판(10)을, 제3 용기(13)와 외기를 차단하면서 후공정으로 송출한다.

이상과 같은 「띠형상 강판(10)의 반송 경로」가 되는 「제1 용기(11), 제2 용기(12), 제3 용기(13) 및 이송기(15)」에는, 기체 공급 장치(17)에 의해 비산화성 기체가 공급되고 있다. 그리고, 외부(외기)와 내부[연속 어닐링 라인(1)의 내부]를 차단하는 「제1 시일 롤러 조립체(14) 및 제2 시일 롤러 조립체(16)」에 의해, 제1 용기(11), 제2 용기(12), 제3 용기(13) 및 이송기(15)는, 비산화성 기체 분위기가 유지된 상태가 된다.

[유도 가열 장치의 구성]

도 2a 내지 도 2c는, 유도 가열 장치의 구성의 일례를 도시하는 도면이다.

구체적으로 도 2a는 본 실시 형태의 유도 가열 장치(20)의 일례를, 라인의 측방에서 본 도면으로, 띠형상 강판(10)의 길이 방향을 따라서(도 1의 상하 방향으로) 자른 종단면도이다. 도 2a에서는, 좌측 방향으로 띠형상 강판(10)이 반송되고 있다(도 2a의 우측에서 좌측을 향하는 화살표를 참조). 또한, 도 2b는 본 실시 형태의 유도 가열 장치(20)의 일례를 도 1의 A-A’ 방향에서 본 종단면도(즉 통판 방향의 하류에서 본 도면)이다. 도 2b에서는, 도면의 안 쪽에서 앞의 방향으로 띠형상 강판(10)이 반송되고 있다. 또한, 도 2c는, 본 실시 형태의 유도 가열 장치(20)의 일례의 일부를 도시하는 부분 사시도이다. 도 2c에서는, 도 2b에 도시한 우측 하방의 영역을, 띠형상 강판(10)의 상방에서 부감하고 있다.

도 2a 내지 도 2c에 있어서, 유도 가열 장치(20)는, 상측 유도기(21)와, 하측 유도기(22)를 구비하고 있다.

상측 유도기(21)는, 코어(23)와, 상측 가열 코일(가열 코일)(24)과, 차폐판(31a, 31c)을 구비하고 있다.

상측 가열 코일(24)은, 코어(23)의 슬롯[여기서는 코어(23)의 오목부]을 통해서 코어(23)에 권회된 도체이며, 권수가 「1」인 코일(소위 싱글 턴)이다. 또한, 도 2a에 도시한 바와 같이, 상측 가열 코일(24)은, 그 종단면의 형상이 중공의 직사각형인 부분을 갖는다. 이 중공의 직사각형인 중공 부분의 단부면에는, 수냉 파이프가 접속되어 있다. 이 수냉 파이프로부터 공급되는 냉각수가 중공의 직사각형인 중공 부분[상측 가열 코일(24)의 내부]으로 흘러서, 상측 유도기(21)가 냉각된다. 또한, 코어(23)의 저면(슬롯측)에는, 차폐판(31a, 31c)이 부착되어 있다.

또한, 도 2a에 있어서, 상측 유도기(21)의 길이 l₁은 45[㎜], 길이 l₂는 180[㎜], 길이 l₃은 80[㎜], 길이 l₄는 180[㎜], 길이 l₅는 45[㎜], 길이 l₆는 45[㎜], 길이 l₇은 45[㎜]이다. 또한, 띠형상 강판(10)의 폭 W는 900[㎜], 두께 d_s는, 0.3[㎜]이다. 단, 이들 치수는, 상기 각 값에 한정되는 것은 아니다.

하측 유도기(22)도 상측 유도기(21)와 마찬가지로, 코어(27)와, 하측 가열 코일(가열 코일)(28)과, 차폐판(31b, 31d)을 구비하고 있다.

하측 가열 코일(28)도, 상측 가열 코일(24)과 마찬가지로, 코어(27)의 슬롯을 통해서 코어(27)에 권회된 도체이며, 권수가 「1」인 코일(소위 싱글 턴)이다. 또한, 하측 가열 코일(28)은, 상측 가열 코일(24)과 마찬가지로, 그 종단면의 형상이 중공의 직사각형인 부분을 갖고 있다. 이 중공의 직사각형인 중공 부분의 단부면에는, 수냉 파이프가 접속되어, 중공의 직사각형인 중공 부분에 냉각수를 흘릴 수 있다.

또한, 상측 유도기(21)의 상측 가열 코일(24)의 코일면(루프가 형성되어 있는 면, 자력선이 가로지르는 면)과, 하측 유도기(22)의 하측 가열 코일(28)의 코일면이, 띠형상 강판(10)을 사이에 두고 대향하고 있다. 또한, 차폐판(31a 내지 31d; 31)의 판면이, 띠형상 강판(10)의 판 폭 방향에 있어서의 측단부(엣지)와 대향하고 있다. 이러한 위치 관계를 만족하도록, 상측 유도기(21)는, 띠형상 강판(10)보다도 상측[제2 용기(12)의 수평 부분의 상면 부근]에 설치되고, 하측 유도기(22)는, 띠형상 강판(10)보다도 하측[제2 용기(12)의 수평 부분의 하면 부근]에 설치되어 있다.

이상과 같이, 상측 유도기(21)와, 하측 유도기(22)는, 배치하는 위치가 서로 다르지만, 동일한 구성을 갖는다.

또한, 본 실시 형태에서는, 도시하지 않은 구동 장치의 동작에 기초하여, 차폐판(31a 내지 31d)을, 각각 띠형상 강판(10)의 폭 방향(도 2b에 도시하는 양쪽 화살표의 방향)으로 개별로 이동시킬 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는, 상측 가열 코일(24)과 하측 가열 코일(28)의 간격 d와, 상측 가열 코일(24)의 가열 코일폭 l₂, l₄와, 하측 가열 코일(28)의 가열 코일폭 l₂, l₄가 동일하다. 또한, 띠형상 강판(10)의 양측단부와, 차폐판(31a 내지 31d)의 「띠형상 강판(10)에 있어서의 폭 방향의 겹치는 길이 R」이 90[㎜]인 위치를 기준 위치라 정의하고 있다.

여기서, 가열 코일폭은, 슬롯 내에 있는 상측 가열 코일(24)[하측 가열 코일(28)]의 폭 방향에 있어서의 길이이다. 도 2a에 도시하는 예에서는, 가열 코일폭은, 후술하는 도 3에 도시하는 각 구리 파이프(41a 내지 41d)의 폭 방향의 길이와 같고, 코어(23, 27)의 슬롯의 폭과 대략 동일 치수이다.

또한, 이하의 설명에서는, 상측 가열 코일(24)의 가열 코일폭 및 하측 가열 코일(28)의 가열 코일폭을, 필요에 따라서 단순히 가열 코일폭이라 칭하고, 상측 가열 코일(24)과 하측 가열 코일(28)의 간격을, 필요에 따라서 갭이라 칭한다.

<가열 코일의 구성>

도 3은, 상측 가열 코일(24) 및 하측 가열 코일(28)의 구성의 일례를 도시하는 도면이다. 또한, 도 3에 도시하는 화살표는, 어떤 시각에서의 전류가 흐르는 방향의 일례를 나타내고 있다.

도 3에 도시한 바와 같이, 상측 가열 코일(24)은, 구리 파이프(41a, 41b)와, 구리 파이프(41a, 41b)의 기단부측에 접속되어 있는 구리 부스 바(결선판)(42b)를 갖는다. 또한, 하측 가열 코일(28)은, 구리 파이프(41c, 41d)와, 구리 파이프(41c, 41d)의 기단부측에 접속되어 있는 구리 부스 바(42f)를 구비하고 있다.

상측 가열 코일(24)의 일단부[구리 파이프(41a)의 선단측]는, 구리 부스 바(42a)를 개재해서 교류 전원 장치(18)의 한쪽의 출력 단부와 서로 접속되어 있다. 한편, 상측 가열 코일(24)의 타단부[구리 파이프(41b)의 선단측]는, 구리 부스 바(42c 내지 42e)를 개재해서 하측 가열 코일(28)의 일단부[구리 파이프(41c)의 선단측]와 서로 접속되어 있다. 또한, 하측 가열 코일(28)의 타단부[구리 파이프(41d)의 선단측]는, 구리 부스 바(42i, 42h, 42g)를 개재해서 교류 전원 장치(18)의 다른 쪽의 출력 단부와 서로 접속되어 있다.

이상과 같이, 상측 가열 코일(24) 및 하측 가열 코일(28)은, 구리 파이프(41a 내지 41d; 41)와, 구리 부스 바(42a 내지 42i; 42)를 조합함으로써, 교류 전원 장치(18)에 대하여 직렬로 접속되고, 각각 권수가 「1」인 코일을 형성하고 있다. 이 도 3에서는, 큰 자속이 구리 파이프(41)와 구리 부스 바(42)에 의해 둘러싸인 중앙부의 위에서 아래를 향해서 생성되고, 이 자속이 띠형상 강판(10)을 관통함으로써, 띠형상 강판(10) 내에 줄열이 발생하여, 띠형상 강판(10)이 가열된다.

또한, 여기서는, 상측 가열 코일(24) 및 하측 가열 코일(28)의 구성을 알기 쉽게 나타내기 위해, 도 3에 도시한 바와 같이, 구리 파이프(41a 내지 41d)와, 구리 부스 바(42a 내지 42g)를 접속하고 있다. 그러나, 상측 가열 코일(24), 하측 가열 코일(28)을 코어(23, 27)에 권회할 때는, 구리 파이프(41a 내지 41d)를, 코어(23, 27)의 슬롯에 통과시킬(부착할) 필요가 있다. 따라서, 실제로는, 구리 부스 바(42)는, 구리 파이프(41)가 코어(23, 27)에 부착되는 부분을 피해서 구리 파이프(41a 내지 41d)에 부착된다.

<차폐판의 구성>

도 4a 내지 도 4d는 차폐판(31)의 구성의 일례를 도시하는 도면이다.

구체적으로 도 4a는, 차폐판(31)을 그 바로 위[띠형상 강판(10)측]에서 본 상면도이다. 또한, 도 4b는 도 4a의 A-A’ 방향에서 본 종단면도이다. 또한, 도 4c는 도 4a의 B-B’ 방향에서 본 종단면도이다. 또한, 도 4d는 도 2c에 도시한 차폐판(31d)을 포함하는 영역을 띠형상 강판(10)의 바로 위에서 본 부분도이다. 또한, 도 4d에서는 띠형상 강판(10)과 차폐판(31d)의 위치 관계를 설명하기 위해서 필요한 부분만을 도시하고 있다. 또한, 도 4d에서는 차폐판(31d)에 흐르는 와전류 I_e, I_h1, I_h2를 개념적으로 도시하고 있다. 또한, 도 4a 및 도 4d의 우측 단부에 도시하고 있는 화살표의 방향으로 띠형상 강판(10)이 반송되고 있다.

또한, 띠형상 강판(10)의 반송 방향이 차폐판(31)의 깊이 방향과 대략 일치하고, 판면 위에 있어서의 띠형상 강판(10)의 반송 방향에 수직한 방향[띠형상 강판(10)의 폭 방향]이 차폐판의 폭 방향과 대략 일치하고 있다. 또한, 차폐판(31)의 판 두께(두께) 방향은, 가열 코일[예를 들어, 상측 가열 코일(24)]의 코일면에 수직한 방향[띠형상 강판(10)의 판 두께 방향]과 대략 일치하고 있다.

도 4a 내지 도 4c에 있어서, 차폐판(31)은, 구리제이며, 각각 크기와 형상이 동일한 오목부(51a, 51b; 51)를 갖고 있다. 이들 오목부(51a, 51b)는, 띠형상 강판(10)의 반송 방향으로 간격을 두고 배치되어 있다.

도 4a에 도시한 바와 같이, 오목부(51a, 51b)의 판면 방향[차폐판(31)의 판 두께 방향]에 있어서의 형상(개구 형상)은, 각각의 모서리부(53a 내지 53h; 53)가 둥그스름한 마름모꼴이다. 또한, 도 4a 내지 도 4c에 도시한 바와 같이, 오목부(51a, 51b)의 측면의 상단부에는, 이 측면의 둘레 방향을 따라, 측면의 상단부로부터 오목부(51a, 51b)의 내측(대향하는 측면측)을 향해서 돌출되는 플랜지(볼록부)(52a, 52b; 52)가 형성되어 있다.

도 4a에 있어서, 오목부(51a)의 단부이며, 띠형상 강판(10)의 반송 방향에 있어서의 상류측의 코너부와, 오목부(51b)의 단부이며, 띠형상 강판(10)의 반송 방향에 있어서의 하류측의 코너부의 거리 P는, 150[㎜]이다. 또한, 오목부(51a)의 단부이며, 띠형상 강판(10)의 반송 방향에 있어서의 중앙에 위치하는 코너부와, 오목부(51b)의 단부이며, 띠형상 강판(10)의 반송 방향에 있어서의 중앙에 위치하는 코너부의 거리 Q는, 310[㎜]이다.

도 4d에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 띠형상 강판(10)의 측단부(10a)와, 오목부(51a, 51b)가 상하 방향에서 본 경우에 서로 겹치도록, 띠형상 강판(10)의 폭 방향으로 차폐판(31)을 이동시키고 있다. 그 구체예로서, 띠형상 강판(10)의 측단부(10a)와, 오목부(51a, 51b)의 판면 위의 최장부[띠형상 강판(10)의 반송 방향에 평행한 둥그르슴한 마름모꼴의 대각선부]가, 상하 방향[띠형상 강판(10)의 판면에 수직한 방향]에서 본 경우에 서로 겹치고 있다.

이러한 위치 관계가 되도록 차폐판(31)을 배치함으로써, 유도 가열 장치(20)를 동작시켜, 상측 가열 코일(24) 및 하측 가열 코일(28)에 교류 전류를 흘림으로써 발생하는 주자속을, 차폐판(31)에서 차폐할 수 있다. 그러나, 주자속에 의해 띠형상 강판(10)의 양측단부에는 와전류가 발생하고, 와전류가 띠형상 강판의 측단부에 부딪쳐, 이 측단부에 있어서의 전류 밀도가 높아져서, 측단부와 그 근방 사이에 온도차가 발생한다. 따라서, 본 발명자들은, 예의 연구한 결과, 전술한 오목부(51a, 51b)를 차폐판(31)에 형성함으로써, 이 온도차를 완화할 수 있는 것을 발견하였다.

즉, 도 4d에 도시한 바와 같이, 차폐판(31)의 단부를 주회하도록 흐르는 와전류 I_e의 일부를 분기시키고, 오목부(51a, 51b)의 가장자리를 따라 와전류 I_h1, I_h2가 흐르도록 하면, 와전류 I_h1, I_h2가 생성하는 자계에 의해 발생하는 띠형상 강판(10)의 와전류가, 띠형상 강판(10)의 측단부에 흐르고 있는 와전류(주자속에 의한 와전류)를 상쇄해서 약화시킨다. 그 결과, 띠형상 강판(10)의 측단부에 흐르고 있는 와전류를, 띠형상 강판(10)의 폭 방향에 있어서의 내측으로 밀어 넣는 효과를 만들어 낼 수 있어, 띠형상 강판(10)의 측단부(10a) 근방의 와전류 밀도의 균질화가 진행되고, 띠형상 강판(10)의 측단부(고온부)와, 이 측단부보다도 내측의 부분(저온부) 사이의 온도차가 완화된다.

따라서, 차폐판에 형성한 오목부의 가장자리를 따라 와전류 I_h1, I_h2를 확실하게 흘릴 필요가 있다. 본 발명자들은, 단순히 차폐판에 오목부를 형성한 것만으로는, 전술한 온도차의 완화의 효과를 확실하게 얻을 수 없을 우려가 있다고 하는 지식을 얻었다. 이는 와전류가 오목부의 저면을 통해서 연속적으로 흘러버리기 때문이라고 생각된다. 따라서, 본 발명자들은, 전술한 바와 같은 플랜지(52a, 52b)를 오목부(51a, 51b)에 형성함으로써, 와전류가 플랜지(52a, 52b)의 하측[즉 오목부(51a, 51b)의 내부]으로 돌아서 들어가는 것을 억제할 수 있는 것을 발견하였다. 이와 같이 하면, 오목부(51a, 51b)의 내부(저면)에 흐르는 와전류를 대폭 저감하여, 오목부(51a, 51b)의 가장자리를 따라 와전류 I_h1, I_h2를 집중해서 흘릴 수 있다. 특히, 오목부(51a, 51b)의 내부(저면)에 와전류가 흐르지 않도록, 오목부(51a, 51b)에 플랜지(52a, 52b)를 형성하는 것이 바람직하다.

이상과 같은 이유로, 본 실시 형태에서는, 차폐판(31)에 형성한 오목부(51a, 51b)에 플랜지(52a, 52b)를 형성하고 있다.

도 4a 내지 도 4c에 있어서, 차폐판(31)의 두께 D는 25[㎜], 오목부(51a, 51b)의 깊이 D_m은 15[㎜], 플랜지(52a, 52b)의 돌출 길이 C는 5[㎜], 플랜지(52a, 52b)의 높이(두께) D_t는 5[㎜]이다. 단, 이들 치수는, 상기 각 값에 한정되지 않는다. 여기서, 플랜지(52a, 52b)의 높이(두께) D_t는, 전술한 와전류의 유입의 억제에 크게 기여하지 않으므로, 차폐판(31)의 가공 정밀도에서 요구되는 두께까지 얇게 할 수 있다. 물론, 플랜지(52a, 52b)의 높이(두께) D_t를 두껍게 해도 된다. 또한, 플랜지(52a, 52b)의 돌출 길이 C는, 차폐판(31)에 흐르는 와전류 I_h1, I_h2의 주파수에 따라서 결정할 수 있다[차폐판(31)에 흐르는 와전류 I_h1, I_h2의 주파수가 높으면, 플랜지(52a, 52b)의 돌출 길이 C를 길게 하면 된다]. 본 발명자들은, 유도 가열 장치(20)에서 사용되는 주파수 범위(5[㎑] 내지 10[㎑])에 있어서, 플랜지(52a, 52b)의 돌출 길이 C가 1[㎜] 이상이면, 플랜지(52a, 52b)를 형성한 경우와 형성하지 않은 경우에서, 전술한 온도차의 완화의 효과에 충분한 차이가 발생하는 것을 확인하였다.

또한, 전술한 바와 같이 본 실시 형태에서는, 오목부(51a, 51b)의 모서리부(53a 내지 53h)는, 둥그스름하다. 이 경우, 적어도 오목부(51a, 51b)의 「띠형상 강판(10)의 반송 방향에 있어서의 하류측의 코너부」인 모서리부(53a, 53e)가, 하류측 방향으로 돌출되도록 둥그스름하고, 또한 오목부(51a, 51b)의 「띠형상 강판(10)의 반송 방향에 있어서의 상류측의 코너부」인 모서리부(53b, 53f)가, 상류측 방향으로 돌출되도록 둥그스름한 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 띠형상 강판(10)이 사행되어도, 상하 방향에서 본 경우에 있어서의 「띠형상 강판의 측단부(10a)와 오목부(51a, 51b)의 『띠형상 강판(10)의 반송 방향에 있어서의 겹치는 길이』」의 변화량을 작게 할 수 있다. 또한, 전술한 바와 같이, 오목부(51a, 51b)에 플랜지(52a, 52b)를 형성함으로써, 오목부(51a, 51b)의 가장자리를 따라 와전류 I_h1, I_h2를 집중해서 흘릴 수 있어, 띠형상 강판(10)이 사행되어도, 와전류 I_h1, I_h2와, 띠형상 강판(10)의 측단부에 흐르고 있는 와전류 사이에 발생하는 반발력이 작아지는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 띠형상 강판(10)이 사행되어도, 띠형상 강판(10)의 폭 방향에 있어서의 온도 분포의 변화를 완화할 수 있다.

[정리]

이상과 같이 본 실시 형태에서는, 띠형상 강판(10)의 측단부와, 코어(23, 27)[상측 가열 코일(24) 및 하측 가열 코일(28)] 사이에 차폐판(31)을 배치한다. 이 차폐판(31)에는, 띠형상 강판(10)의 반송 방향에 있어서 간격을 갖도록 2개의 오목부(51a, 51b)가 형성되어 있다. 또한, 이들 오목부(51a, 51b)의 측면의 상단부에는, 측면의 둘레 방향을 따라, 측면의 상단부로부터 오목부(51a, 51b)의 내측을 향해서 돌출되는 플랜지(52a, 52b)가 형성되어 있다. 따라서, 차폐판(31)을 흐르는 와전류는, 플랜지(52a, 52b)의 하측으로 돌아서 들어가는 것이 곤란해진다. 또한, 이 와전류가 플랜지(52a, 52b)의 하측으로 돌아서 들어가는 것을 완전히 방지할 수도 있다. 따라서, 오목부(51a, 51b)의 내부(저면)에 흐르는 와전류를 대폭 저감하고, 오목부(51a, 51b)의 가장자리를 따라 와전류 I_h1, I_h2를 집중해서 흘릴 수 있다. 이 결과, 띠형상 강판(10)의 폭 방향에 있어서의 온도 분포의 평활화를 실현할 수 있다. 또한, 이와 같이 오목부(51a, 51b)의 가장자리[즉, 플랜지(52a, 52b)를 포함하는 영역]를 따라 와전류 I_h1, I_h2를 집중해서 흘림으로써, 띠형상 강판(10)이 사행되어도, 와전류 I_h1, I_h2가, 띠형상 강판(10)의 측단부에 흐르고 있는 와전류를 이 측단부보다 내측으로 밀어 넣는 효과를 어느 정도 유지할 수 있다. 따라서, 띠형상 강판(10)이 사행되어도, 띠형상 강판(10)의 폭 방향에 있어서의 온도 분포의 변화를 완화할 수 있다. 또한, 띠형상 강판(10)이 사행된 경우라도, 차폐판(31d)에 흐르는 와전류에 의해 발생하는 자계가, 띠형상 강판(10)의 측단부를 띠형상 강판(10)의 폭 방향의 중심측으로 되밀어, 띠형상 강판(10)의 사행을 억제할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는, 오목부(51a, 51b)의 「띠형상 강판(10)의 반송 방향에 있어서의 하류측의 코너부」인 모서리부(53a, 53e)가, 하류측 방향으로 돌출되도록 둥그스름하고, 또한 오목부(51a, 51b)의 「띠형상 강판(10)의 반송 방향에 있어서의 상류측의 코너부」인 모서리부(53b, 53f)가, 상류측 방향으로 돌출되도록 둥그스름하다. 따라서, 띠형상 강판(10)이 사행되어도, 상하 방향에서 본 경우에 있어서의 「띠형상 강판의 측단부(10a)와 오목부(51a, 51b)의 『띠형상 강판(10)의 반송 방향에 있어서의 겹치는 길이』」의 변화량을 작게 할 수 있어, 띠형상 강판(10)의 측단부에 흐르는 와전류의 밀어 넣는 효과의 변화량도 작게 할 수 있다. 따라서, 띠형상 강판(10)이 사행되었을 때의, 띠형상 강판(10)의 폭 방향에 있어서의 온도 분포의 변화를, 한층 더 완화할 수 있다.

[변형예]

<차폐판>

도 5a 내지 도 5c는, 차폐판의 구성의 변형예를 도시하는 도면이다. 도 5a, 도 5b는, 각각 차폐판의 제1, 제2 변형예를 나타내고, 차폐판을 그 바로 위[띠형상 강판(10)측]에서 본 도면이다. 이들은, 도 4a에 대응하고 있다.

도 5a에 있어서, 차폐판(61)은, 구리제이며, 띠형상 강판(10)의 반송 방향으로 간격을 두고 배치되고, 각각 크기와 형상이 동일한 오목부(62a, 62b; 62)를 갖고 있다. 이들 점에서는, 차폐판(61)은, 도 4a 내지 도 4c에 도시한 차폐판(31)과 동일하다. 단, 도 5a에 도시한 바와 같이, 오목부(62a)의 판면 방향에 있어서의 형상(개구 형상)은, 띠형상 강판(10)의 반송 방향(도 5a 및 도 5b에 도시되어 있는 화살표의 방향)에 있어서의 하류측으로부터 상류측을 향해서 끝으로 갈수록 가늘어지고, 또한 각각의 모서리부(63a 내지 63c; 63)가 둥그스름한 삼각형이다. 이러한 경우에는, 적어도, 오목부(62a)의 「띠형상 강판(10)의 반송 방향에 있어서의 상류측의 코너부」인 모서리부(63a)가, 상류측 방향으로 돌출되도록 둥그스름하게 하는 것이 바람직하다.

또한, 오목부(62b)의 판면 방향에 있어서의 형상(개구 형상)은, 띠형상 강판(10)의 반송 방향에 있어서의 상류측으로부터 하류측을 향해서 끝으로 갈수록 가늘어지고, 또한 각각의 모서리부(63d 내지 63f; 63)가 둥그스름한 삼각형이다. 이러한 경우에는, 적어도, 오목부(62b)의 「띠형상 강판(10)의 반송 방향에 있어서의 하류측의 코너부」인 모서리부(63d)가, 하류측 방향으로 돌출되도록 둥그스름하게 하는 것이 바람직하다.

또한, 오목부(62a, 62b)의 측면의 상단부에는, 전술한 바와 같은 플랜지(64a, 64b)가 형성되어 있다.

또한, 도 5b에 있어서, 차폐판(71)은, 구리제이다. 도 5b에 도시한 바와 같이, 차폐판(71)에 형성되는 오목부(72)의 수는 1개이다. 도 5b에 도시한 바와 같이, 오목부(72)의 판면 방향에 있어서의 형상은, 도 4a 내지 도 4c에 도시한 오목부(51a)의 「띠형상 강판(10)의 반송 방향에 있어서의 상류측의 코너부[모서리부(53b)]」와, 오목부(51b)의 「띠형상 강판(10)의 반송 방향에 있어서의 하류측의 코너부[모서리부(53e)]」를 서로 연결한 형상이며, 각각의 모서리부(73a 내지 73f; 73)가 둥그스름하다. 또한, 적어도, 오목부(72)의 「띠형상 강판(10)의 반송 방향에 있어서의 상류측의 코너부」가 되는 모서리부(73f)가, 상류측 방향으로 돌출되도록 둥그스름하게 하는 것이 바람직하다. 또한, 오목부(72)의 「띠형상 강판(10)의 반송 방향에 있어서의 하류측의 코너부」가 되는 모서리부(73a)가, 하류측 방향으로 돌출되도록 둥그스름하게 하면 좋다. 또한, 오목부(72)의 측면의 상단부에는, 전술한 바와 같은 플랜지(74)가 형성되어 있다.

이상과 같이, 차폐판에 형성하는 오목부에는, 띠형상 강판(10)의 반송 방향에 있어서의 하류측으로부터 상류측을 향해서 끝으로 갈수록 가늘어지는 부분(제2 부분)과, 띠형상 강판(10)의 반송 방향에 있어서의 상류측으로부터 하류측을 향해서 끝으로 갈수록 가늘어지는 부분(제1 부분)을 포함하고 있는 것이 바람직하다. 이들 제1 부분과 제2 부분은, 개별로(도 4a, 도 5a, 도 5c, 도 5d) 형성되거나, 일체(도 5b)로 형성되어도 된다. 또한, 이들 끝으로 갈수록 가늘어지는 제1 부분과 제2 부분이, 띠형상 강판(10)의 반송 방향에서 서로 대향하고 있는 것이 바람직하다. 오목부의 판면 방향에 있어서의 형상이 이러한 형상이면, 띠형상 강판(10)을 흐르는 와전류의 경로에 맞추어, 차폐판의 오목부의 가장자리를 형성하는 것이 가능해진다. 또한, 이 경우에는, 오목부의 「띠형상 강판(10)의 반송 방향에 있어서의 상류측 및 하류측의 코너부」 중, 적어도 끝으로 갈수록 가늘어지는 단부(부분)가, 둥그스름한 것이 바람직하다.

또한, 차폐판에 형성하는 오목부의 판면 방향에 있어서의 형상(개구 형상)은, 어떤 형상(예를 들어, 1개의 삼각 형상)이어도 되며, 그 수는 1이나, 2이상이어도 된다.

또한, 오목부에는 도체판의 폭 방향(반송 방향에 수직한 방향)에 있어서의 중심부에서 먼 측으로부터 도체판의 폭 방향에 있어서의 중심부에서 가까운 측을 향해서 끝으로 갈수록 가늘어지는 부분(제3 부분)이 포함되는 것이 바람직하다. 이 경우에는, 차폐판에 흐르는 와전류에 의해 발생하는 자계가 띠형상 강판의 측단부를 띠형상 강판의 폭 방향의 중심측으로 밀어 넣는 효과의 변화량을 서서히 크게 할 수 있어, 도체판의 사행의 억제를 보다 유연하게 제어할 수 있다. 예를 들어, 도 4a에서는, 차폐판(31)의 2개의 오목부(51a, 51b)에, 이 제3 부분이 2개 포함되어 있다. 또한, 차폐판에 오목부가 1개만 형성되고, 이 1개의 오목부에 제3 부분이 포함되어도 된다. 그러나, 차폐판의 오목부에 복수의 제3 부분이 포함되면, 상기한 밀어 넣는 효과를 보다 균일하게 발생시킬 수 있다. 또한, 도체판의 폭 방향에 있어서의 중심부에서 가까운 측으로부터 도체판의 폭 방향에 있어서의 중심부에서 먼 측을 향해서 끝으로 갈수록 가늘어지는 부분(제4 부분)이 포함되어도 된다.

도 5c, 도 5d는, 각각 차폐판의 제3, 제4 변형예를 나타내고, 차폐판을, 띠형상 강판(10)의 반송 방향을 따라 차폐판의 두께 방향으로 잘랐을 때의 종단면도이다. 이들은 도 4b에 대응하고 있다.

도 5c에 있어서, 차폐판(81)은 구리제이며, 띠형상 강판(10)의 반송 방향으로 간격을 두고 배치되고, 각각 크기와 형상이 동일한 오목부(82a, 82b; 82)를 갖고 있다. 또한, 오목부(82a, 82b)의 판면 방향에 있어서의 형상(개구 형상)은, 각각의 모서리부가 둥그스름한 마름모꼴이다. 이들에 대해서, 도 5c의 차폐판과, 도 4a에 도시하는 차폐판(31)은 동일하다. 단, 도 5c에 도시한 바와 같이, 플랜지(83a, 83b)는, 오목부(82a, 82b)의 측면의 상단부가 아닌, 오목부(82a, 82b)의 측면의 중간부에 형성되어 있다.

이상과 같이, 오목부의 측면의 둘레 방향을 따라, 이 측면으로부터 오목부의 내측을 향해서 돌출되도록 오목부의 측면에(상면 및 하면을 가짐) 플랜지가 형성되어 있으면 된다.

또한, 도 5d에 있어서, 차폐판(91)은, 구리제이며, 띠형상 강판(10)의 반송 방향으로 간격을 두고 배치되고, 각각 크기와 형상이 동일한 오목부(92a, 92b; 92)를 갖고 있다. 또한, 오목부(92a, 92b)의 판면 방향에 있어서의 형상(개구 형상)은, 각각의 모서리부가 둥그스름한 마름모꼴이다. 또한, 오목부(92a, 92b)의 측면의 상단부에는, 이 측면의 둘레 방향을 따라, 측면의 상단부로부터 오목부(92a, 92b)의 내측을 향해서 돌출되는 플랜지(93a, 93b; 93)가 형성되어 있다. 이와 같이, 도 5d에 도시하는 차폐판(91)과, 도 4a에 도시한 차폐판(31)은, 재질, 형상 및 크기가 동일하다. 단, 도 5d에 도시하는 차폐판(91)은, 상부판(94a)과 하부판(94b)을 서로 겹쳐서 그들을 고정함으로써 형성된다.

이상과 같이, 차폐판은, 일체로 형성하거나, 복수의 부재를 조합시켜서 형성해도 된다.

이들 외에, 본 실시 형태에서는, 차폐판이 구리제이지만, 차폐판은 구리제의 판에 한정되지 않는다. 즉, 차폐판이, 도체, 바람직하게는 비투자율이 1인 도체이면, 어떤 재료로 차폐판을 형성해도 된다. 예를 들어, 알루미늄으로 차폐판을 형성할 수 있다.

그 외 변형예에 대해서 설명한다. 도 8a 내지 도 12c는, 각각 차폐판의 제5 내지 제33 변형예를 나타내고, 차폐판을, 띠형상 강판(10)의 반송 방향을 따라 차폐판의 두께 방향으로 잘랐을 때의 종단면도이다.

도 8a 내지 도 8h에서는, 오목부의 가장자리를 따라 돌기부(볼록부)가 형성되고, 이 돌기부는, 도체판의 측단부와 대향하는 차폐판의 상면으로부터 도체판의 방향으로 연장되어 있다.

도 8a에 도시하는 본 실시 형태의 제5 변형예에서는, 도체판의 측단부와 대향하는 차폐판(111)의 상면에 있어서의 차폐판(111)의 오목부(114a, 114b; 114)의 가장자리를 따르는 가장자리부로부터 차폐판의 두께 방향으로 연장되는 돌기부(113a, 113b; 113)가 형성되어 있다. 또한, 도 8b에 도시하는 본 실시 형태의 제6 변형예에서는, 차폐판(121)의 상면에 있어서의 차폐판(121)의 오목부(124a, 124b; 124)의 가장자리를 따르는 가장자리부로부터 차폐판의 두께 방향으로 연장되는 제1 돌기부(123a, 123b; 123)가 형성되어 있다. 또한, 이 제1 돌기부(123a, 123b)의 선단으로부터, 이 제1 돌기부(123a, 123b)에 의해 형성되는 닫힌 선(이하, 폐쇄 루프라 칭함)의 외측을 향해서 연장되는 제2 돌기부(123c, 123d; 123)가 형성되어 있다. 도 8c에 도시하는 본 실시 형태의 제7 변형예에서는, 차폐판(131)의 상면에 있어서의 차폐판(131)의 오목부(134a, 134b; 134)의 가장자리를 따르는 가장자리부로부터 차폐판의 두께 방향으로 연장되는 제1 돌기부(133a, 133b; 133)가 형성되어 있다. 또한, 이 제1 돌기부(133a, 133b; 133)의 선단으로부터, 이 제1 돌기부(133a, 133b)에 의해 형성되는 폐쇄 루프의 내측을 향해서 연장되는 제2 돌기부(133c, 133d; 133)가 형성되어 있다. 도 8d에 도시하는 본 실시 형태의 제8 변형예에서는, 차폐판(141)의 상면에 있어서의 차폐판(141)의 오목부(144a, 144b; 144)의 가장자리를 따르는 가장자리부로부터 차폐판의 두께 방향으로 연장되는 제1 돌기부(143a, 143b; 143)가 형성되어 있다. 또한, 제1 돌기부(143a, 143b)의 선단으로부터, 이 제1 돌기부(143a, 143b)에 의해 형성되는 폐쇄 루프의 내측과 외측을 향해서 연장되는 제2 돌기부(143c, 143d; 143)가 형성되어 있다. 도 8e에 도시하는 본 실시 형태의 제9 변형예에서는, 차폐판(151)의 오목부(154a, 154b; 154)의 가장자리를 따르는 가장자리부로부터, 차폐판(151)의 두께 방향을 오목부(154a, 154b)의 내측으로 기울인 방향을 향해서 연장되는 돌기부(153a, 153b; 153)가 형성되어 있다. 도 8f에 도시하는 본 실시 형태의 제10 변형예에서는, 차폐판(161)의 오목부(164a, 164b; 164)의 가장자리를 따르는 가장자리부로부터, 차폐판(161)의 두께 방향을 오목부(164a, 164b)의 외측으로 기울인 방향을 향해서 연장되는 돌기부(163a, 163b; 163)가 형성되어 있다. 도 8g에 도시하는 본 실시 형태의 제11 변형예에서는, 차폐판(171)의 오목부(174a, 174b; 174)의 가장자리를 따르는 가장자리부로부터, 차폐판(171)의 두께 방향을 오목부(174a, 174b)의 내측 및 외측으로 기울인 방향을 향해서 연장되는 돌기부(173a, 173b; 173)가 형성되어 있다. 도 8h에 도시하는 본 실시 형태의 제12 변형예에서는, 차폐판(181)의 오목부(184a, 184b; 184)의 가장자리를 따르는 가장자리부로부터, 차폐판(181)의 두께 방향을 오목부(184a, 184b)의 내측 및 외측으로 기울인 방향을 향해서 연장되는 곡선 형상의 돌기부(183a, 183b; 183)가 형성되어 있다. 이 돌기부(183a, 183b)에는, 예를 들어, 파이프를 그 길이 방향으로 절단한 도전 부재를 사용할 수 있다. 또한, 이들 도 8a 내지 도 8h에 도시하는 제5 내지 제12 변형예에서는, 반드시 차폐판에 오목부(차폐판의 두께가 얇은 부분)를 형성해 둘 필요는 없고, 돌기부에 의해 차폐판 위에 오목부가 형성되면 된다.

도 9a 내지 도 9e 및 도 10a 내지 도 10d에서는, 오목부의 측면을 따라, 이 측면으로부터 오목부의 내측(대향하는 측면측)을 향해서 연장되는 돌기부(볼록부)가 형성되어 있다.

도 9a에 도시하는 제13 변형예에서는, 차폐판(191)의 오목부(194a, 194b; 194)의 측면의 상단부(개구단부)와 하단부(폐쇄단부) 사이에, 오목부(194a, 194b)의 내측을 향해서 연장되는 돌기부(193a, 193b; 193)가 형성되어 있다. 이 제13 변형예에서는, 전술한 제3 변형예의 돌기부가 개구부측으로 시프트되어 있다. 도 9b에 도시하는 제14 변형예에서는, 차폐판(201)의 오목부(204a, 204b; 204)의 측면(측면의 상단부)으로부터 오목부(204a, 204b)의 내측을 향해서 연장되는 제1 돌기부(203a, 203b; 203)와, 이 제1 돌기부(203a, 203b)로부터 오목부(204a, 204b)의 저면(차폐판의 두께 방향)을 향해서 연장되는 제2 돌기부(203c, 203d; 203)가 형성되어 있다. 도 9c에 도시하는 제15 변형예에서는, 차폐판(211)의 오목부(214a, 214b; 214)의 측면[오목부(214a, 214b)의 측면의 상단부와 하단부 사이]으로부터 오목부(214a, 214b)의 내측을 향해서 연장되는 제1 돌기부(213a, 213b; 213)와, 이 제1 돌기부(213a, 213b)로부터 오목부(214a, 214b)의 개구면[차폐판(211)의 두께 방향]을 향해서 연장되는 제2 돌기부(213c, 213d; 213)가 형성되어 있다. 또한, 이 제15 변형예에서는, 제2 돌기부(213c, 213d)의 선단면이, 차폐판(211)의 상면과 동일한 면에 포함되어 있다. 이들 제14 및 제15 변형예에서는, 제1 돌기부의 형성 위치는, 제1 돌기부 및 제2 돌기부가 오목부의 저면과 접촉하지 않으면, 오목부의 측면의 상단부와 하단부 사이의 어느 위치여도 된다. 또한, 이들의 경우, 제2 돌기부는, 제9 및 제10 변형예와 마찬가지로, 그 연장 방향이 차폐판의 두께 방향으로부터 기울어져 있어도 되고, 제11 변형예와 마찬가지로, 복수 형성되어도 된다. 또한, 도 9d에 도시하는 제16 변형예에서는, 차폐판(221)의 오목부(224a, 224b; 224)의 측면의 상단부와 하단부 사이에, 도전성의 둥근 부재(223a, 223b; 223)가 배치되어 있다. 이 둥근 부재(223a, 223b)는, 중실의 환봉이나, 중공의 파이프여도 된다. 도 9e에 도시하는 제17 변형예에서는, 차폐판(231)의 오목부(234a, 234b; 234)의 측면(측면의 상단부)에, 도전성의 각 파이프(233a, 233b; 233)가 배치되어 있다. 또한, 제16 및 제17 변형예에 있어서의 둥근 부재 및 각 파이프의 배치 위치는, 둥근 부재 및 각 파이프가 오목부의 저면과 접촉하지 않으면, 오목부의 측면의 상단부와 하단부 사이의 어느 위치여도 된다. 이들 둥근 부재 및 각 파이프는, 돌기부(볼록부)로서 작용하고, 용접 또는 접착에 의해 차폐판에 고정할 수 있다.

도 10a에 도시하는 제18 변형예에서는, 차폐판(241)의 오목부(244a, 244b; 244)의 측면[오목부(244a, 244b)의 측면의 상단부와 하단부 사이]으로부터 오목부(244a, 244b)의 내측을 향해서 연장되는 제1 돌기부(243a, 243b; 243)와, 이 제1 돌기부(243a, 243b)로부터 오목부(244a, 244b)의 개구면(차폐판의 두께 방향)을 향해서 연장되는 제2 돌기부(243c, 243d)가 형성되어 있다. 이와 같이, 제2 돌기부(243c, 243d)는, 오목부(244a, 244b)[오목부(244a, 244b)의 개구면]의 외측으로 돌출되어도 되고, 제2 돌기부(243c, 243d)의 연장 방향에 있어서의 길이는, 특별히 제한되지 않는다. 도 10b에 도시하는 제19 변형예에서는, 차폐판(251)의 오목부(254a, 254b; 254)의 측면[오목부(254a, 254b)의 측면의 상단부와 하단부 사이]으로부터 오목부(254a, 254b)의 내측을 향해서 연장되는 돌기부(253a, 253b; 253)가 형성되고, 이 돌기부(253a, 253b)의 개구면측의 측면(측면 위의 선단과 기단부 사이)에 도전성의 둥근 부재(253c, 253d; 253)가 배치되어 있다. 도 10c에 도시하는 제20 변형예에서는, 차폐판(261)의 오목부(264a, 264b; 264)의 측면(측면의 상단부)으로부터 오목부(264a, 264b)의 내측을 향해서 연장되는 돌기부(263a, 263b; 263)가 형성되고, 돌기부(263a, 263b)의 선단에 도전성의 각진 부재(263c, 263d; 263)가 배치되어 있다. 이들 제19 및 제20 변형예에서는, 둥근 부재 및 각진 부재가 오목부(오목부의 개구면)의 외측으로 돌출되어 있다. 또한, 이들의 경우에서는, 둥근 부재 및 각진 부재는, 중실의 봉재(환봉 또는 각봉)나, 중공의 파이프(둥근 파이프 또는 각 파이프)여도 된다. 또한, 도 10d에 도시하는 제21 변형예와 같이, 직접 차폐판(271)의 오목부(274a, 274b; 274)의 측면에, 도전성의 각진 부재(273a, 273b; 273)를 배치해도 된다. 이들 둥근 부재 및 각진 부재는, 돌기부(볼록부)로서 작용하여, 용접 또는 접착에 의해 차폐판에 고정할 수 있다.

도 11a 내지 도 11i에서는, 차폐판의 상면에서 폐쇄 루프를 그리도록, 차폐판의 상면에 도전성의 돌출 부재(볼록부)가 배치되어 있다.

도 11a에 도시하는 제22 변형예에서는, 차폐판(281)의 상면에서 폐쇄 루프를 그리도록, 차폐판(281)의 상면에 U자 형상의 도전 부재(283a, 283b; 283)가 볼트(285a, 285b; 285)에 의해 접속되어 있다. 또한, 도 11b에 도시하는 제23 변형예에서는, 차폐판(291)의 상면에서 폐쇄 루프를 그리도록, 차폐판(291)의 상면에 Z자 형상의 도전 부재(293a, 293b; 293)가 볼트(295a, 295b; 295)에 의해 접속되어 있다. 도 11c에 도시하는 제24 변형예에서는, 차폐판(301)의 상면에서 폐쇄 루프를 그리도록, 차폐판(301)의 상면에 H자 형상의 도전 부재(303a, 303b; 303)가 볼트(305a, 305b; 305)에 의해 접속되어 있다. 도 11d에 도시하는 제25 변형예에서는, 차폐판(311)의 상면에서 폐쇄 루프를 그리도록, 차폐판(311)의 상면에 도전성의 둥근 부재(313a, 313b; 313)가 배치되어 있다. 도 11e에 도시하는 제26 변형예에서는, 차폐판(321)의 상면에서 폐쇄 루프를 그리도록, 차폐판(321)의 상면에 도전성의 각진 부재(323a, 323b)가 볼트(325a, 325b; 325)에 의해 접속되어 있다. 이들 제25 및 제26 변형예에서는, 둥근 부재 및 각진 부재가, 중실의 봉재(환봉 또는 각봉)나, 중공의 파이프(둥근 파이프 또는 각 파이프)여도 된다. 도 11f에 도시하는 제27 변형예에서는, 차폐판(331)의 상면에서 폐쇄 루프를 그리도록, 차폐판(331)의 상면에 V자 형상의 도전 부재(333a, 333b; 333)가 볼트(335a, 335b; 335)에 의해 접속되어 있다. 도 11g에 도시하는 제28 변형예에서는, 차폐판(341)의 상면에서 폐쇄 루프를 그리도록, 차폐판(341)의 상면에 L자 형상의 도전 부재(343a, 343b; 343)가 볼트(345a, 345b; 345)에 의해 접속되어 있다. 도 11h에 도시하는 제29 변형예에서는, 차폐판(351)의 상면에서 폐쇄 루프를 그리도록, 차폐판(351)의 상면에 곡률을 갖는 도전 부재(353a, 353b; 353)가 볼트(355a, 355b; 355)에 의해 접속되어 있다. 이 곡률을 갖는 도전 부재(353a, 353b)에는, 예를 들어, 파이프를 그 길이 방향으로 절단한 도전 부재를 사용할 수 있다. 또한, 제22, 제23, 제24, 제27 및 제28 변형예의 각 부재가, 곡률을 가져도 된다. 또한, 제22, 제27 및 제29 변형예에서는, 각 부재의 개구부가 폐쇄 루프의 외측에 존재하지만, 이 개구부가 폐쇄 루프의 내측에 존재해도 된다. 또한, 제22 내지 제29 변형예에서는, 볼트를 사용해서 각 도전 부재를 차폐판에 고정하고 있지만, 금속성의 볼트와 비금속의 볼트의 양쪽을 사용할 수 있고, 용접 또는 접착에 의해 각 도전 부재를 차폐판에 고정해도 된다. 도 11i에 도시하는 제30 변형예에서는, 차폐판(361)의 상면에서 폐쇄 루프를 그리도록, 차폐판(361)의 상면에 비자성의 절연재(366a, 366b; 366)가 배치되고, 이 비자성의 절연재(366a, 366b)의 폐쇄 루프를 그리는 면 위에 L자 형상의 도전 부재(363a, 363b; 363)가 배치되어 있다. 또한, 차폐판(361)과, 비자성의 절연재(366a, 366b)와, L자 형상의 도전 부재(363a, 363b)는, 절연 볼트(볼트; 365a, 365b)에 의해 접속되어 있다. 이와 같이, 비자성의 절연재(366a, 366b)를 사용함으로써, 차폐판 본체의 와전류와 독립한 와전류를 도전 부재 내에 확보할 수 있다. 또한, 이 비자성의 절연재를, 상기 제22 내지 제29 변형예에 대하여 적용할 수 있다. 또한, 차폐판의 상면 전체를 덮도록 이 비자성의 절연재를 배치해도 된다. 또한, 비자성의 절연재를 사용하는 경우에는, 절연 볼트를 사용하여, 비자성의 절연재 및 도전 부재를 차폐판에 고정하는 것이 바람직하다. 더하여, 상기 제22 내지 제30 변형예에서는, 차폐판 본체에 오목부를 형성하지 않았지만, 차폐판 본체에 오목부를 형성하고, 이 오목부의 가장자리를 따라, 각 도전 부재가 배치되어도 된다.

또한, 상기 제16, 제17, 제19, 제20, 제21, 제25, 제26 변형예에서, 중공의 도전 부재(파이프)를 사용하는 경우에는, 이 도전 부재의 중공부에 냉각수를 흘려서, 냉각을 행해도 된다.

도 12a 내지 도 12c에서는, 차폐판의 상면에, 볼록부가 형성되어 있다.

도 12a에 도시하는 제31 변형예에서는, 차폐판(371)의 상면에, 차폐판(371)의 두께 방향으로 연장되는 볼록부(373a, 373b; 373)가 형성되어 있다. 또한, 이 볼록부(373a, 373b)의 측면의 기단부를 따라, 볼록부(373a, 373b)의 중심 방향으로 오목부(377a, 377b; 377)가 형성되어 있다. 도 12b에 도시하는 제32 변형예에서는, 차폐판(381)의 상면에, 차폐판(381)의 두께 방향으로 연장되도록 절연재(386a, 386b; 386)가 배치되고, 이 절연재(386a, 386b) 위에[절연재(386a, 386b)의 연장 방향으로] 판형상의 도전 부재(383a, 383b; 383)가 배치되어 있다. 이 도전 부재(383a, 383b)가 절연재(386a, 386b)와 접촉하는 도전 부재(383a, 383b)의 기단부면의 면적은, 절연재(386a, 386b)가 도전 부재(383a, 383b)에 접촉하는 선단면의 면적보다도 넓게 되어 있다. 그 때문에, 차폐판(381)과 도전 부재(383a, 383b) 사이에는, 절연재(386a, 386b)의 측면을 따라 오목부(387a, 387b; 387)가 형성되어 있다. 도 12c에 도시하는 제33 변형예에서는, 제32 변형예와 마찬가지로, 차폐판(391)의 상면에, 차폐판(391)의 두께 방향으로 연장되도록 절연재(396a, 396b; 396)가 배치되고, 이 절연재(396a, 396b) 위에[절연재(396a, 396b)의 연장 방향으로] 판형상의 도전 부재(393a, 393b; 393)가 배치되어 있다. 이 도전 부재(393a, 393b)가 절연재(396a, 396b)와 접촉하는 도전 부재(393a, 393b)의 기단부면의 면적은, 절연재(396a, 396b)가 도전 부재(393a, 393b)에 접촉하는 선단면의 면적과 동일하다. 그 때문에, 도전 부재(393a, 393b)의 측면과 절연재(396a, 396b)의 측면이 연속적으로 이어져 있다. 이와 같이, 제32 및 제33 변형예에서는, 절연재와 도전 부재에 의해, 차폐판의 상면에, 볼록부가 형성되어 있다. 상기 제31 내지 제33 변형예에서는, 볼록부의 선단면의 가장자리에 와전류를 확보할 수 있게, 볼록부 측면의 선단과 기단부 사이에 절연부(즉, 제31 및 제32 변형예에서는, 오목부이며, 제33 변형예에서는, 절연재임)가 형성되어 있다.

이상, 차폐판(차폐판 본체)의 상면의 최외측 가장자리에 흐르는 제1 와전류와 독립한 제2 와전류를 확보하는 볼록부(돌기부, 돌출 부재를 포함함)에 대해서 설명을 행하였다. 또한, 차폐판의 형상(상면의 형상)에 대해서도, 사각형 형상으로 제한되지 않고, 예를 들어, 차폐판 내부의 제2 와전류를 흘리는 위치에 따라서 변화시켜도 된다.

도 13a 및 도 13b는, 각각 차폐판의 제34 및 제35 변형예를 도시하는 사시도이다. 이들 도 13a 및 도 13b에서는, 차폐판 내부의 제2 와전류를 흘리는 위치를 따른 프레임부를 갖고 있다.

도 13a에 도시하는 제34 변형예에서는, 차폐판(401)에 오목부(2개의 마름모꼴부)(404a, 404b; 404)가 형성되고, 차폐판(401)은, 이 오목부(404a, 404b)의 외주 형상(개구 형상)을 따른 프레임부(408a, 408b ; 408)를 갖고 있다. 또한, 오목부(404a, 404b)에는, 플랜지(볼록부)(403a, 403b; 403)가 형성되어 있다. 또한, 도 13b에 도시하는 제35 변형예에서는, 차폐판(411)에 오목부(2개의 삼각형부)(414a, 414b; 414)가 형성되고, 차폐판(411)은 이 오목부(414a, 414b)의 외주 형상(개구 형상)을 따른 프레임부(418a, 418b; 418)를 갖고 있다. 또한, 오목부(414a, 414b)에는 플랜지(볼록부)(413a, 413b; 413)가 형성되어 있다. 또한, 이들 제34 및 제35 변형예에서는, 오목부와 플랜지에 의해 차폐판 내부의 제2 와전류를 흘리는 위치를 결정했지만, 이 제34 및 제35 변형예에 상기 제3 내지 제33 변형예를 조합할 수 있다.

본 실시 형태 및 그 변형예에서는, 차폐판이 볼록부를 갖고, 이 볼록부의 측면이, 차폐판의 판 두께 방향(코일면에 수직한 방향)에서 본 경우에 폐쇄 루프를 그림으로써, 차폐판 내부에 와전류를 흘릴 수 있다. 또한, 이 와전류를 볼록부 근방에 보다 확실하게 흘리기 위해서, 볼록부를 포함하는 차폐판의 판 두께 방향으로 절연부가 포함되는 것이 바람직하다(예를 들어, 제1 내지 제4, 제6 내지 제25, 제27, 제29 내지 제35 변형예). 즉, 볼록부(볼록부의 측면 또는 단부)가, 코일면에 수직한 방향에서 일부 절연되어 있는 것이 바람직하다.

<그 외>

본 실시 형태에서는, 유도 가열 장치(20)의 배치 개소는, 도 1에 도시한 위치에 한정되지 않는다. 즉, 도체판을 트랜스버스 방식으로 유도 가열하는 것이 가능하면, 유도 가열 장치(20)를 어떻게 배치해도 된다. 예를 들어, 제2 용기(12) 내에 유도 가열 장치(20)를 배치해도 된다. 또한, 연속 어닐링 라인 이외에 유도 가열 장치(20)를 적용해도 된다.

또한, 본 실시 형태에서는, 가열 코일폭과 가열 코일 간의 갭이 동일한 경우를 예로 들어 설명했지만, 가열 코일폭 및 이 갭의 크기는, 특별히 한정되는 것은 아니다. 단, 가열 코일폭이 갭 이상인(또는 가열 코일폭이 갭보다도 큰) 것이 바람직하다. 이 경우에는, 유도 가열 장치(20)로부터 발생하는 주자장이 누설되어 자장보다도 많아져, 유도 가열 장치(20)의 가열 효율을 양호하게 할 수 있다. 또한, 가열 코일폭의 상한값은, 유도 가열 장치(20)를 배치하는 스페이스나, 유도 가열 장치(20)에 요구되는 중량이나 비용 등의 조건에 따라 적절하게 결정할 수 있다. 또한, 가열 코일 및 코어의 배치수는, 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 가열 코일 및 코어는, 띠형상 강판의 가열 제어를 유연하게 행하기 위해서, 띠형상 강판의 반송 방향으로 복수 배치할 수 있다.

더하여, 차폐판의 배치수도, 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 가열 코일 및 코어의 배치수에 따라, 띠형상 강판의 반송 방향으로 복수 배치해도 된다. 1개의 오목부를 갖는 차폐판을 복수 배치하고, 복수의 오목부를 갖는 차폐판 유닛을 형성해도 된다.

또한, 본 실시 형태에서는, 상측 유도기(21)와 하측 유도기(22)를 설치하는 경우를 예로 들어 나타냈지만, 상측 유도기(21)와 하측 유도기(22) 중 어느 한쪽만을 설치해도 된다.

(제2 실시 형태)

다음에, 본 발명의 제2 실시 형태에 대해서 설명한다. 제1 실시 형태에서는, 차폐판의 오목부에는 아무것도 수납하지 않았다(차폐판의 오목부에는, 공기만 들어 있음). 이에 반해, 본 실시 형태에서는, 차폐판의 오목부에, 비도전성의 연자성재를 수납하고 있다. 이와 같이, 본 실시 형태는, 주로, 차폐판의 오목부에, 비도전성의 연자성재를 수납하는 점에서 제1 실시 형태와 서로 다르다. 따라서, 본 실시 형태의 설명에 있어서, 제1 실시 형태와 동일한 부분에 대해서는, 도 1 내지 도 5d에 붙인 부호와 동일한 번호를 붙이고 상세한 설명을 생략한다.

도 6a 내지 도 6d는, 차폐판의 구성의 일례를 도시하는 도면이다.

구체적으로 도 6a는, 차폐판(101)을 그 바로 위[띠형상 강판(10)측]에서 본 상면도이다. 또한, 도 6b는 도 6a의 A-A’ 방향에서 본 종단면도이다. 또한, 도 6c는 도 6a의 B-B’ 방향에서 본 종단면도이다. 또한, 도 6d는 하측에 배치되어 있는 차폐판(101)을 포함하는 영역을 띠형상 강판(10)의 바로 위에서 본 부분도이다. 또한, 도 6d에서는 띠형상 강판(10)과 차폐판(101)의 위치 관계를 설명하기 위해서 필요한 부분만을 도시하고 있다. 또한, 도 6d에서는, 차폐판(101)에 흐르는 와전류 I_e, I_h1, I_h2를 개념적으로 도시하고 있다. 또한, 도 6a, 도 6d의 우측 단부에 도시하는 화살표의 방향으로 띠형상 강판(10)이 반송되고 있다. 도 6a 내지 도 6d는, 각각 도 4a 내지 도 4d에 대응하고 있다.

도 6a 내지 도 6c에 있어서, 차폐판(101)은, 구리제이며, 띠형상 강판(10)의 반송 방향으로 간격을 두고 배치되고, 각각 크기와 형상이 동일한 오목부(104a, 104b; 104)를 갖고 있다. 도 6a에 도시한 바와 같이, 오목부(104a, 104b)의 판면 방향[차폐판(101)의 판 두께 방향]에 있어서의 형상(개구 형상)은, 각각의 모서리부(53a 내지 53h; 53)가 둥그스름한 마름모꼴이다. 또한, 도 6b에 도시한 바와 같이, 오목부(104a, 104b)의 측면의 중간부에는, 이 측면의 둘레 방향을 따라, 후술하는 내열판(102a, 102b; 102)에 대응하는 두께의 오목부가 형성되어 있다. 이에 의해, 오목부(104a, 104b)의 측면의 상단부에는, 이 측면의 상단부로부터 오목부(104a, 104b)의 내측(대향하는 측면측)을 향해서 돌출된 플랜지(52a, 52b)가 형성된다.

오목부(104a, 104b)의 저부에는, 연자성 페라이트(예를 들어, Mn-Zn계 페라이트, Ni-Zn계 페라이트)로 구성되는 비도전성 연자성판(103a, 103b; 103)이 수납되어 있다. 비도전성 연자성판(103a, 103b)은 오목부(104a, 104b)의 저부의 판면 방향의 형상[차폐판(101)의 두께 방향에 수직한 단면의 형상]에 맞는 형상을 가지며, 그 두께 D_F는 5[㎜]이다. 또한, 본 발명자들은, 유도 가열 장치(20)에서 사용되는 주파수 범위(5[㎑] 내지 10[㎑])에 있어서, 이 두께 D_F가 1[㎜] 이상[또한 오목부(104a, 104b)의 깊이 이하]이면, 비도전성 연자성판(103a, 103b)을 수납한 경우와 수납하지 않은 경우에서, 전술한 온도차의 완화의 효과에 충분한 차이가 발생하는 것을 확인하였다.

또한, 오목부(104a, 104b)에 있어서, 비도전성 연자성판(103a, 103b) 위[띠형상 강판(10)측]에, 비도전성 연자성판(103a, 103b)을 외부로부터의 열로부터 보호하는 내열판(102a, 102b)이 수납되어 있다. 내열판(102a, 102b)의 두께 D_D는, 10[㎜]이다. 여기에서는, 내열판(102a, 102b)의 단부가, 오목부(104a, 104b)의 측면의 중간부에 형성되어 있는 오목부에 들어가도록 하여, 내열판(102a, 102b)이 오목부(104a, 104b)로부터 빠지지 않도록 하고 있다. 이와 같이 하여 내열판(102a, 102b)을 오목부(104a, 104b)에 수납하기 위해서, 변형 가능한 재료로 내열판(102a, 102b)을 구성하면 좋다.

이상과 같이, 오목부(104a, 104b)에 비도전성 연자성판(103a, 103b)을 수납함으로써, 주자속에 의해 차폐판(101)에 흐르는 와전류에 의해 발생하는 자계가 강화된다. 이 자계의 강화에 의해, 오목부(104a, 104b)의 가장자리를 따라 흐르는 와전류 I_h1, I_h2의 크기도 더 커진다. 따라서, 이들 와전류에 의해 발생하는 자계도 커지고, 띠형상 강판(10)의 측단부에 흐르고 있는 와전류를 상쇄하는 보다 큰 와전류를 측단부 근방에 생성시킬 수 있다. 결과적으로는, 주자속에 의해 생성되는 띠형상 강판(10)의 측단부의 와전류를, 띠형상 강판(10)의 폭 방향에 있어서의 내측에 충분히 밀어 넣는 효과를 만들어 낸다. 또한, 오목부(104a, 104b)의 가장자리를 따라 흐르는 와전류 I_h1, I_h2가 커지기 때문에, 띠형상 강판(10)이 사행되어도, 와전류 I_h1, I_h2의 크기와, 띠형상 강판(10)의 측단부에 흐르고 있는 와전류를 측단부보다 내측으로 밀어 넣는 효과를 어느 정도 유지할 수 있다. 따라서, 띠형상 강판(10)이 사행되어도, 띠형상 강판(10)의 폭 방향에 있어서의 온도 분포의 변화를 완화하는 효과를 높일 수 있다. 만일 비도전성 연자성판(103a, 103b) 대신에 도전성의 재료를 사용한 경우에는, 차폐판 그 자체가 도전성이기 때문에, 이 도전성의 재료와 차폐판이 일체의 도전 부재로서 작용하여, 와전류의 분포를 오목부(104a, 104b)의 가장자리에 강하게 한정할 수는 없다.

이상과 같이, 본 실시 형태에서는, 오목부(104a, 104b)에 비도전성 연자성판(103a, 103b)을 수납하고 있다. 따라서, 띠형상 강판(10)의 폭 방향에 있어서의 온도 분포의 평활화와, 띠형상 강판(10)이 사행되었을 때의 띠형상 강판(10)의 폭 방향에 있어서의 온도 분포의 변화의 완화의 양쪽을, 보다 효과적으로 실현할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는, 비도전성 연자성판(103a, 103b) 위[띠형상 강판(10)측]에, 내열판(102a, 102b)을 수납하고 있으므로, 유도 가열 장치를 고온 하에서 사용해도, 비도전성 연자성판(103a, 103b)의 특성이 열화하는 것을 방지할 수 있다. 단, 유도 가열 장치를 고온 하에서 사용하지 않을 경우에는, 반드시 내열판(102a, 102b)을 사용하는 필요는 없다.

또한, 비도전성 연자성판(103a, 103b)을 구성하는 재료는, 비도전성의 연자성체이면, 연자성 페라이트에 한정되지 않는다. 또한, 비도전성 연자성재는, 판이 아니라, 분체나 입체를 눌러서 굳힌 재료나, 복수의 블록을 조합한 재료여도 된다. 또한, 내열판(102a, 102b)에 대해서도, 반드시 판일 필요는 없고, 내열재를 사용하고 있으면 어떤 재료여도 된다. 또한, 비도전성 연자성판(103a, 103b)의 형상은, 특별히 한정되지 않는다. 차폐판(101)의 내측의 와전류가 흐르는 부분(예를 들어, 오목부의 가장자리)에 맞춰서 비도전성 연자성판을 배치할 수 있으면, 이 와전류를 강화하는 자계를 얻을 수 있기 때문에, 예를 들어, 비도전성 연자성판이, 중공부를 가져도 된다. 그러나, 비도전성 연자성판의 자성을 충분히 이용하기 위해서는, 비도전성 연자성판은, 중실인 것이 바람직하다. 본 실시 형태에서는, 차폐판 내부에 와전류를 확보하는 볼록부와, 이 와전류를 강화하는 비도전성 연자성체에 의해, 가열 대상의 도체판이 사행된 경우에 도체판의 폭 방향에 있어서의 온도 분포의 변동을 보다 확실하게 방지할 수 있다.

또한, 오목부(104a, 104b)에 수납되는 비도전성 연자성판(103a, 103b) 및 내열판(102a, 102b)을, 오목부(104a, 104b) 내에 고정하는 방법은, 전술한 방법에 한정되지 않는다. 예를 들어, 접착제를 사용해서 이들을 오목부에 고정하거나, 차폐판(101)과, 비도전성 연자성판(103a, 103b) 및 내열판(102a, 102b)의 절연을 확보한 후에 나사를 사용해서 이들을 오목부에 고정하거나 할 수 있다.

또한, 본 실시예에서도 제1 실시 형태에서 설명한 다양한 변형예(제1 내지 제30, 제34 및 제35 변형예)를 채용할 수 있다. 예를 들어, 제5 내지 제21, 제34 및 제35 변형예에 있어서의 차폐판의 오목부, 제22 내지 제30 변형예에 있어서의 도전 부재에 의해 형성되는 오목부에, 비도전성 연자성판을 배치할 수 있다.

또한, 판면 방향에 있어서의 차폐판의 오목부 또는 볼록부의 형상 및 수는, 특별히 한정되지 않는다. 또한, 비도전성 연자성판의 형상 및 수도, 특별히 한정되지 않는다.

또한, 비도전성 연자성재를 사용하는 경우에는, 비도전성 연자성재의 근방을 흐르는 차폐판 내의 와전류의 크기를 가능한 한 크게 하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 차폐판이, 비도전성 연자성재를 포함하는 두께 방향에 수직한 절단면(코일면에 평행한 절단면)을 갖고 있으면, 비도전성 연자성재와, 이 비도전성 연자성판에 의해 강화되는 차폐판 내의 와전류의 거리를 짧게 할 수 있다. 또한, 전술한 경계부가 폐곡선을 그림으로써(링 형상임), 강화되는 와전류의 영역을 늘릴 수 있으며, 비도전성 연자성판의 특성을 충분히 살릴 수 있다. 또한, 비도전성 연자성재의 근방을 흐르는 차폐판 내의 와전류의 크기를 가능한 한 크게 하기 위해서, 차폐판과 비도전성 연자성재가 접촉하고 있는 것이 바람직하다. 그러나, 비도전성 연자성재를 차폐판에 용이하게 부착할 수 있도록, 차폐판과 비도전성 연자성재 사이에 간극(경계부로서의 간극)이 존재해도 된다.

또한, 유도 가열 장치를 고온 하에서 사용하는 경우나 띠형상 강판을 급속 가열하는 경우에는, 와전류에 의해 차폐판의 온도가 높아지는 경우가 있다. 이 경우에는, 수냉 파이프 등의 냉각기를 사용해서 차폐판 및 비도전성 연자성재를 냉각하는 것이 바람직하다. 이 냉각 방법은, 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 차폐판 내에 수냉 라인을 일체적으로 형성해서 차폐판을 냉각하거나, 송풍기에 의해 차폐판에 송풍해서 차폐판을 냉각하거나 해도 된다.

(실시예)

도 7은 차폐판 삽입량과, 폭 온도 편차비의 관계의 일례를 도시하는 도면이다.

차폐판 삽입량은, 띠형상 강판(10)의 양측단부와, 차폐판의 「띠형상 강판(10)에 있어서의 폭 방향의 겹치는 길이 R」에 대응하고 있다(도 2b를 참조). 또한, 폭 온도 편차비는, 띠형상 강판(10)에 있어서의 폭 방향의 온도 분포에 있어서의 중앙부의 온도(판폭 중앙부 온도)를 단부의 온도(판 단부 온도)로 나눈 값(=판폭 중앙부 온도/판 단부 온도)이다.

도 7에 있어서, 그래프 A1에서는, 오목부를 형성하지 않은 평판 형상의 차폐판을 사용하였다. 그래프 A2에서는, 제1 실시 형태와 같이 플랜지가 부착된 오목부가 형성된 차폐판을 사용하였다. 그래프 A3에서는, 제2 실시 형태와 같이 플랜지가 부착된 오목부가 형성되고, 이 오목부에 비도전성 연자성판을 수납한 차폐판을 사용하였다.

여기서, 도 7에 도시하는 그래프는, 이하의 조건에서 실험을 행한 결과에 기초하고 있다.

가열 코일폭 : 1300[㎜]

코어의 재질 : Ni-Zn 페라이트

가열 재료 : 스테인리스 강판(폭 900[㎜], 두께 0.3[㎜])

코일 간 갭 : 180[㎜]

통판 속도 : 50[mpm(m/분)]

가열 온도 : 400 내지 730[℃](중앙 승온량을 330[℃]로 설정)

전원 주파수 : 8.5[㎑]

통전 전류 : 3650[AT]

차폐판의 재질 : 구리

차폐판의 외형 치수 : 폭 230[㎜], 깊이 600[㎜], 두께 25[㎜]

차폐판의 오목부의 형상 : 도 4a(그래프 A2), 도 6a(그래프 A3)

오목부의 플랜지의 돌출 길이 : 5[㎜]

오목부의 플랜지의 두께 : 5[㎜]

비도전성 연자성판의 재질 : Ni-Mn 페라이트

비도전성 연자성판의 두께 : 5[㎜]

차폐판 삽입량의 기준 : 90[㎜]

도 7에서는, 폭 온도 편차비가 작을수록(폭 온도 편차비가 1에 가까울수록), 띠형상 강판(10)의 폭 방향에 있어서의 온도 분포의 평활화를 실현할 수 있는 것을 나타낸다. 또한, 그래프의 기울기가 작을수록, 띠형상 강판(10)이 사행되어도, 띠형상 강판(10)의 폭 방향에 있어서의 온도 분포의 변화를 완화할 수 있는 것을 나타낸다.

도 7에 있어서, 제1 실시 형태와 같이, 플랜지가 부착된 오목부가 형성된 차폐판을 사용하면, 띠형상 강판(10)의 폭 방향에 있어서의 온도 분포의 평활화와, 띠형상 강판(10)이 사행되었을 때의 띠형상 강판(10)의 폭 방향에 있어서의 온도 분포의 변화의 완화의 양쪽을 실현할 수 있는 것을 알 수 있다(그래프 A1, A2를 참조). 또한, 제2 실시 형태와 같이, 비도전성 연자성판을 오목부에 수납하면, 이들 효과가 한층 더 현저해지는 것을 알 수 있다(그래프 A2, A3를 참조).

또한, 이상 설명한 본 발명의 실시 형태는, 모두 본 발명을 실시함에 있어서의 구체화의 예를 나타낸 것에 지나지 않고, 이들에 의해 본 발명의 기술적 범위가 한정적으로 해석되어서는 안된다. 즉, 본 발명은 그 기술 사상, 또는 그 주요한 특징으로부터 일탈하지 않고, 여러 형태로 실시할 수 있다.

가열 대상의 도체판의 폭 방향에 있어서의 온도 분포가 불균일해지는 것을 완화하고, 가열 대상의 도체판이 사행됨으로써 도체판의 폭 방향에 있어서의 온도 분포가 변동하는 것을 완화할 수 있는 트랜스버스 방식의 유도 가열 장치를 제공한다.

10 : 띠형상 강판(도체판)
18 : 교류 전원 장치
20 : 유도 가열 장치
21 : 상측 유도기
22 : 하측 유도기
23, 27 : 코어
24 : 상측 가열 코일(가열 코일)
28 : 하측 가열 코일(가열 코일)
31, 61, 71, 81, 91, 101, 111, 121, 131, 141, 151, 161, 171, 181, 191, 201, 211, 221, 231, 241, 251, 261, 271, 281, 291, 301, 311, 321, 331, 341, 351, 361, 371, 381, 391, 401, 411 : 차폐판
51, 62, 72, 82, 92, 104, 114, 124, 134, 144, 154, 164, 174, 184, 194, 204, 214, 224, 234, 244, 254, 264, 274, 377, 387, 404, 414 : 오목부
52, 64, 74, 83, 93, 403, 413 : 플랜지(볼록부)
113, 123, 133, 143, 153, 163, 173, 183, 193, 203, 213, 223, 233, 243, 253, 263, 273 : 돌기부(볼록부)
283, 293, 303, 313, 323, 333, 343, 353, 363 : 돌출 부재(볼록부)
373, 383, 393 : 볼록부
285, 295, 305, 315, 325, 335, 345, 355, 365 : 볼트
102 : 내열판(내열재)
103 : 비도전성 연자성판(비도전성 연자성재)

Claims

일방향으로 반송되는 도체판의 판면에 교번 자계를 교차시켜서 이 도체판을 유도 가열하는 트랜스버스 방식의 유도 가열 장치이며,
상기 도체판의 판면에 대하여 코일면이 대향하도록 배치된 가열 코일과,
이 가열 코일이 권회된 코어와,
이 코어와, 상기 도체판의 반송 방향에 수직한 방향에 있어서의 측단부 사이에 배치되고, 도체로 형성된 차폐판
을 구비하고,
상기 차폐판이, 볼록부를 갖고,
이 볼록부의 측면이, 상기 코일면에 수직한 방향에서 본 경우에 폐쇄 루프를 그리는 것을 특징으로 하는, 트랜스버스 방식의 유도 가열 장치.
제1항에 있어서,
상기 차폐판에 부착되는 비도전성 연자성재를 더 구비하고,
상기 코어와, 상기 비도전성 연자성재 사이에는, 상기 차폐판이 개재되어 있는 것을 특징으로 하는, 트랜스버스 방식의 유도 가열 장치.
제2항에 있어서,
상기 비도전성 연자성재에 부착되는 내열재를 더 구비하고,
상기 내열재가 상기 비도전성 연자성재보다도 상기 도체판 가까이에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 트랜스버스 방식의 유도 가열 장치.
제2항에 있어서,
상기 차폐판이, 상기 비도전성 연자성재를 포함하는 상기 코일면에 평행한 절단면을 갖고 있는 것을 특징으로 하는, 트랜스버스 방식의 유도 가열 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 볼록부가, 상기 코일면에 수직한 방향에서 일부 절연되어 있는 것을 특징으로 하는, 트랜스버스 방식의 유도 가열 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 차폐판의 상기 도체판과 대향하는 면에는, 상기 도체판의 반송 방향에 수직한 방향에 있어서의 상기 측단부와 대향하는 오목부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 트랜스버스 방식의 유도 가열 장치.
제6항에 있어서,
상기 오목부의 측면에는, 이 측면의 둘레 방향을 따라, 상기 측면으로부터 상기 오목부의 내측을 향해서 돌출되도록 상기 볼록부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 트랜스버스 방식의 유도 가열 장치.
제6항에 있어서,
상기 오목부에는, 상기 도체판의 반송 방향에 수직한 방향에 있어서의 중심부에서 먼 측으로부터 상기 도체판의 반송 방향에 수직한 방향에 있어서의 중심부에서 가까운 측을 향해서 끝으로 갈수록 가늘어지는 부분이 포함되어 있는 것을 특징으로 하는, 트랜스버스 방식의 유도 가열 장치.
제6항에 있어서,
상기 오목부에는, 상기 도체판의 반송 방향에 있어서의 상류측으로부터 하류측을 향해서 끝으로 갈수록 가늘어지는 제1 부분과, 상기 도체판의 반송 방향에 있어서의 하류측으로부터 상류측을 향해서 끝으로 갈수록 가늘어지는 제2 부분이 포함되고,
이들 제1 부분 및 제2 부분이, 상기 도체판의 반송 방향에서 서로 대향하고 있는 것을 특징으로 하는, 트랜스버스 방식의 유도 가열 장치.
제9항에 있어서,
상기 제1 부분이, 상기 하류측을 향해서 둥그스름하고,
상기 제2 부분이, 상기 상류측을 향해서 둥그스름한 것을 특징으로 하는, 트랜스버스 방식의 유도 가열 장치.