KR20100105399A

KR20100105399A - 유도가열장치

Info

Publication number: KR20100105399A
Application number: KR1020100021711A
Authority: KR
Inventors: 츠토무 이시마; 세이치 데라카와; 사토시 스즈키
Original assignee: 에스피씨 일렉트로닉스 코포레이션
Priority date: 2009-03-17
Filing date: 2010-03-11
Publication date: 2010-09-29
Also published as: CN101841944A; KR101123810B1; CN101841944B

Abstract

본원 발명은 장치 전체로서의 중량의 증가를 억제하고, 피가열물의 에지부를 과잉 가열하지 않는 유도과열장치에 관한 것이다.
이를 위해 본원 발명은, 가열코일에 고주파전류를 급전해서 피가열물을 유도 가열하는 유도가열장치에 있어서, 고주파전류를 급전시키는 제1가열코일과, 고주파전류를 급전시키는 제2가열코일을 가지고, 상기 제1가열코일은 거의 V자형 부위를 구비하고, 상기 제2가열코일은 거의 M자형 부위를 구비하고, 상기 제1코일의 상기 거의 V자형 부위와 상기 제2코일의 상기 거의 M자형 부위가 전기접속하지 않도록 교차해서 거의 사각형상의 공간이 형성되도록 상기 제1가열코일과 상기 제2가열코일을 거의 평행으로 배치하고, 상기 제1가열코일과 상기 제2가열코일 중 적어도 일방을 거의 평행 방향으로 이동이 자유롭게 했다.

Description

유도가열장치{INDUCTION HEATING DEVICE}

본 발명은 유도가열장치에 관한 것이고, 더욱 상세하게는, 비자성재 및 자성재로 이루어지는 박판모양의 피가열물(이하, 박판모양의 피가열물을 박판형 피가열물이라 함)을 가열할 때에 사용하는 호적한 유도가열장치에 관한 것이다.

일반적으로, 자성재의 박판형 피가열물을 유도가열하는 때는, 가열 코일로서, 소위, 터널형 코일을 구비한 유도가열장치를 이용해서 가열하는 것이 행해지고 있다.

그러나, 비자성재의 박판형 가열물을 유도가열할 때에, 이러한 터널형 코일을 구비한 유도가열장치를 사용해서 가열하려고 하면, 박판형 피가열물의 표면 및 이면의 각각에서 생긴 유도전류가 상쇄되어 가열할 수 없었다.

이 때문에, 비자성재의 박판형 피가열물을 유도가열하는 때는, 가열 코일로서, 소위, 트랜스버스형 코일을 구비한 유도가열장치를 이용해서 가열하는 것이 행해져 있었다.

여기서, 상기한 트랜스버스형 코일을 구비한 유도가열장치의 일 예로서, 소정의 형상으로 형성된 가열 코일의 상방측 또는 하방측에서 박판형 피가열물을 반송하는 것에 의해, 해당 박판형 피가열물을 가열하는 수법이 알려져 있다.

그렇지만, 가열 코일을 소정의 형상으로 고정적으로 형성해버리면, 가열 코일이 형성하는 형상의 폭 방향의 길이 L1이 가열 코일의 상방측 혹은 하방측을 반송하여 가열되는 박판형 피가열물의 폭 W1과 같거나 그보다 클 경우에는 해당 박판형 피가열물의 에지부에 유도전류가 집중해버려, 해당 에지부가 과잉 가열되어 버린다고 하는 문제가 생겼다(도 1을 참조)

이러한 문제점을 해결하기 위한 수단으로서는, 예를 들면, 특허문헌1로서 제시하는 일본 공개특허공보 소63-317630호, 특허문헌2로서 제시하는 일본 공개특허공보 제2007-122924호 혹은 특허문헌3로서 제시하는 일본 공개특허공보 평8-37084호에 개시되어 있는 기술 등이 제안되어 있다.

즉, 이 일본 공개특허공보 소63-317630호에 개시되어 있는 기술은, 볼록부에 가열 코일이 권회된 페라이트 코어(ferrite core)를 대향되게 배치하여 형성된 공간 내에, 박판형 피가열물을 통과시켜서 해당 박판형 피가열물을 가열하는 트랜스버스형의 유도가열장치에 있어서, 형성된 공간 내를 통과하는 박판의 양단 부근에 거의 コ모양의 페라이트 코어를 마련하는 것에 의해, 공간 내를 통과하는 박판형 피가열물의 에지부에 집중하는 2차전류를 분산되게 해, 박판형 피가열물의 에지부가 과잉 가열되는 것을 막도록 한 것이다.

또한 일본 공개특허공보 제2007-122924호에 개시되어 있는 기술은, 볼록부에 가열 코일이 권회된 페라이트 코어의 상방측을 박판형 피가열물을 통과시켜서 가열하는 트랜스버스형의 유도가열장치에 있어서, 박판형 피가열물과 페라이트 코어의 사이에 페라이트 코어에 권회된 가열 코일인 일차 코일이 발생하는 일차 자속의 누설 자속을 이용해서 2차 자속을 발생하는 2차 코일을 마련하는 것에 의해, 금속판의 양단부의 온도상승과 양단부의 내측부분의 온도강하를 완화하도록 한 것이다.

게다가, 일본 공개특허공보 평8-37084호에 개시되어 있는 기술은, 각각 자속 가이드 위에 배치된 2개의 대략 J자형 도체를 조합시켜서 중앙부 공간을 형성한 가열 코일 어셈블리를 대향되게 배치하고, 가열 코일 어셈블리에 의해 형성된 공간에 박판형 피가열물을 통과시켜서 해당 박판형 피가열물을 가열하는 유도 가열 장치에 있어서, 2개의 대략 J자형 도체가 조합되는 부분에 있어서 탭을 형성하는 것으로, 박판형 피가열물의 단부를 과잉 가열할 수 없도록 한 것이다.

그렇지만, 특허문헌 1 및 특허문헌 2에 개시되어 있는 기술에 있어서는, 유도 가열 장치중의 유도 가열 부분의 거의 모두가 자성재로 구성되고, 또한, 특허문헌 3에 개시되어 있는 기술에 있어서는, 소정의 길이의 자속 가이드 위로 가열 코일 어셈블리에 꼬임을 대향 배치하여 구성되어 있기 때문에, 장치 전체로서의 중량이 대단히 커지고, 설치나 수송시 등에 높은 비용을 초래한는 문제가 지적되어 있었다.

특허문헌1:일본공개특허공보소63-317630호 특허문헌2:일본공개특허공보제2007-122924호 특허문헌3:일본공개특허공보평8-37084호

본 발명은 상기 한 바와 같은 종래의 기술이 가지는 여러 가지의 문제점에 비추어 보아 이루어진 것이며, 그 목적은, 장치 전체로서의 중량의 증가를 억제하고, 피가열물의 에지부를 과잉 가열하지 않도록 한 유도가열 장치를 제공하려고 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 가열 코일에 고주파전류를 급전해서 피가열물을 유도 가열하는 유도가열장치에 있어서, 고주파전류를 급전시키는 제1가열코일과 고주파전류를 급전시키는 제2가열코일을 가지고, 상기 제1가열코일은 거의 V자형 부위를 구비하고 상기 제2가열코일은 거의 M자형 부위를 구비하고, 상기 제1코일의 상기 거의 V자형 부위와 상기 제2코일의 상기 거의 M자형 부위가 전기접속하지 않도록 교차하여 거의 사각형상의 공간이 형성되도록 상기 제1가열코일과 상기 제2가열코일을 대략 평행하게 배치하고, 상기 제1가열코일과 상기 제2가열코일 중 적어도 어느 하나를 거의 평행 방향으로 이동이 자유롭게 한 것이다.

또한, 본 발명은, 상기한 본 발명에 있어서, 상기 제1가열코일과 상기 제2가열코일이 전기접속하지 않도록 교차하여 형성되는 상기 거의 사각형상의 공간의 외측에, 상기 제1가열코일과 상기 제2가열코일이 전기접속하지 않도록 교차해서 거의 삼각형상의 공간을 형성하고, 상기 거의 사각형상의 공간과 상기 거의 삼각형상의 공간에서는, 고주파전류에 의해 생기는 자속의 방향이 역방향이 되도록 한 것이다.

또한, 본 발명은, 상기한 본 발명에 있어서, 상기 제1가열코일과 상기 제2가열코일은 일방의 단부에 있어서 이동이 자유롭게 접촉하고, 상기 제1가열코일과 상기 제2가열코일은 타방의 단부가 고주파전류의 급전선에 접속되도록 한 것이다.

또한, 본 발명은, 상기한 본 발명에 있어서, 상기 제1가열코일의 대략 V자형 부위의 굴곡부는 곡선에 의해 구성된 원호형 형상을 구비하고, 상기 제2가열코일의 대략 M자형 부위의 굴곡부는 곡선에 의해 구성된 원호형 형상을 구비하도록 한 것이다.

또한, 본 발명은, 상기한 발명에 있어서, 상기 제1가열코일에서의 대략 V자형 부위 중앙에 위치하는 굴곡부가 상기 제1가열코일에서 상기 피가열물의 가장 근방에 위치하도록 형성되고, 상기 제2가열코일에서의 대략 M자형 부위 중앙에 위치하는 굴곡부가 상기 제2가열코일에서 상기 피가열물의 가장 근방에 위치하도록 형성된 것이다.

또한, 본 발명은, 가열코일에 고주파전류를 급전해서 피가열물을 유도가열하는 유도가열장치에 있어서, 상기한 발명에 기재된 유도가열장치에서의 상기 제1가열코일과 상기 제2가열코일로 이루어지는 조를 2조 마련하고, 상기 2조 각각의 조가 생성하는 자계의 방향이 서로 반대가 되도록 고주파전류를 급전하도록 한 것이다.

또한, 본 발명은, 상기한 발명에 있어서, 상기 제1가열코일과 상기 제2가열 코일을 상기 피가열물에 대해 일방의 측에 배치하도록 한 것이다.

또한, 본 발명은, 상기한 발명에 있어서, 상기 피가열물에 대해 일방의 측에 배치된 상기 제1가열코일과 상기 제2가열코일을 상기 피가열물에 의해 끼워지도록 해서 판형 자성재를 배치하도록 한 것이다.

또한, 본 발명은, 상기한 발명에 있어서, 상기 제1가열코일과 상기 제2가열 코일을 상기 피가열물에 대해 일방의 측과 타방의 측 쌍방에 각각 배치하도록 한 것이다.

또한, 본 발명은, 상기한 발명에 있어서, 상기 피가열물에 대한 일방의 측에 배치한 상기 제1가열코일과 상기 제2가열코일을 상기 피가열물에 의해 끼워지도록해서 제1판형 자성재를 배치하고, 상기 피가열물에 대해 타방의 측에 배치한 상기 제1가열코일과 상기 제2가열코일을 상기 피가열물에 의해 끼워지도록 해서 제2의 판형 자성재를 배치하도록 한 것이다.

또한, 본 발명은, 상기한 발명에 있어서, 상기 제1가열코일을 상기 피가열물에 대해 일방의 측에 배치하고, 상기 제2가열코일을 상기 피가열물에 대해 타방의 측에 배치하도록 한 것이다.

또한, 본 발명은, 상기한 발명에 있어서, 상기 피가열물에 대해 일방의 측에 배치한 상기 제1가열코일 혹은 상기 피가열물에 대해 타방의 측에 배치한 상기 제2가열코일 중 어느 하나를 상기 피가열물에 의해 끼워지도록 해서 판형 자성재를 배치하도록 한 것이다.

또한, 본 발명은, 상기한 발명에 있어서, 상기 피가열물에 대해 일방의 측에 배치한 제1가열코일을 상기 피가열물에 의해 끼워지도록 해서 제1판형 자성재를 배치하고, 상기 피가열물에 대해 타방의 측에 배치한 제2가열코일을 상기 피가열물에 의해 끼워지도록 해서 제2판형 자성재를 배치하도록 한 것이다.

또한, 본 발명은, 상기한 발명에 있어서, 상기 피가열물에 대하여, 상기 제1가열코일 혹은 상기 제2가열코일 중 어느 하나를 끼워서 판형 자성재를 배치하도록 한 것이다.

또한, 본 발명은, 상기한 발명에 있어서, 상기 피가열물에 대하여, 상기 제1가열코일을 끼워서 제1판형 자성재를 배치하는 동시에, 상기 제2가열코일을 끼워서 제2판형 자성재를 배치하도록 한 것이다.

본 발명은 이상 설명한 바와 같이 구성되어 있으므로, 장치 전체로서의 중량의 증가가 억제되고 피가열물의 에지부를 과잉 가열하지 않는다고 하는 뛰어난 효과를 나타낸다.

도 1은 종래의 트랜스버스형 코일을 구비한 유도가열장치의 일 예의 설명 도이다.
도 2(a), (b)는 본 발명의 실시의 형태의 일 예에 의한 유도가열장치의 개략구성 설명도이며, 도 2(a)는 상면 개략 구성 설명도이고, 도 2(b)는 도 2(a)의 A에서 본 측면 개략 구성 설명도이다.
도 3은 도2(a), (b)에 보이는 본 발명의 실시의 형태의 일 예에 의한 유도가열장치의 동작 설명도이다.
도 4는 도 2(a), (b)에 보이는 본 발명의 실시의 형태의 일 예에 의한 유도가열장치의 동작 설명도이다.
도 5는 본 발명에 의한 유도가열장치의 다른 실시의 형태를 보이고, 도 2(b)에 상응하는 측면 개략 구성 설명도이다.
도 6(a)는 도 2(a)에 보이는 본 발명의 실시의 형태의 일 예에 의한 유도가열장치의 설명도이며, 도 6(b)는 본 발명에 의한 유도가열장치의 다른 실시의 형태를 나타내는 도 2(a)에 상응하는 상면 개략 구성 설명도이다.
도 7은 본 발명에 의한 유도가열장치의 다른 실시의 형태를 보이고, 도 2(a)에 상응하는 상면 개략 구성 설명도이다.
도8(a), (b)는 본 발명에 의한 유도가열장치의 다른 실시의 형태의 개략구성 설명도이며, 도 8(a)는 상면 개략 구성 설명도이며, 도 8(b)는 도 8(a)의 B에서 본 측면 개략 구성 설명도이다.
도 9(a), (b)는 본 발명에 의한 유도가열장치의 다른 실시의 형태의 개략 구성 설명도이며, 도 9(a)는 상면 개략 구성 설명도이며, 도 9(b)는 도 9(a)의 C에서 본 측면 개략 구성 설명도이다.
도 10은 본 발명에 의한 유도가열장치의 다른 실시의 형태를 보이는 개략 구성 설명도이며, 도 10(a)는 상면 개략 구성 설명도이며, 도 10(b)는 도 10(a)의 D에서 본 측면 개략 구성 설명도이다.
도 11은 본 발명에 의한 유도가열장치의 다른 실시의 형태를 보이는 개략 구성 설명도이다.
도 12는 본 발명에 의한 유도가열장치의 다른 실시의 형태를 보이는 개략 구성 설명도이다.

이하, 첨부의 도면을 참조하여, 본 발명에 의한 유도가열장치의 실시의 형태의 일 예에 대해서 상세히 설명하도록 한다.

여기서, 도 2(a), (b)에는 본 발명의 실시의 형태의 일 예에 의한 유도가열장치의 개략 구성 설명도가 도시되어 있고, 도 2(a)는 상면 개략 구성 설명도이며, 도 2(b)는 도 2(a)의 A에서 본 측면 개략 구성 설명도이다.

이 도2(a),(b)에 도시된 유도가열장치(10)는 고주파전원(12)과 피더(feeder, 14)를 통해 고주파전원(12)과 일방의 단부(16a)에서 접속되는 가이드(16)와, 일방의 단부측에서 가이드(16) 위를 슬라이딩 하는 슬라이드부(18a)를 형성하는 동시에 타방의 단부측에서도 슬라이드부(18b)를 형성하는 대략 V자형 부위를 구비한 가열코일(18)과, 가열코일(18)의 타방의 단부측에 형성된 슬라이드부(18b)를 가이드 하는 가이드부(20a)를 일방의 단부측에 형성하는 동시에 타방의 단부측에 형성된 직선부(20b)에 있어서 피더(feeder, 22)를 통해 고주파전원(12)과 접속되는 대략 M자형 부위를 구비한 가열코일(20)을 가지고 구성되어 있다.

또한, 가이드부(16), 가열코일(18) 및 가열코일(20)은, 예를 들면, 구리에 의해 형성되어 있고, 같은 소재에 의해 구성하는 것이 바람직하다.

보다 상세하게는, 상기한 가열코일(18) 및 가열코일(20)은 박판형 피가열물(24)이 반송되는 반송로(26)의 상방측에서 가열코일(18)의 대략 V자형 부위와 가열코일(20)의 대략 M자형 부위가 전기접속하지 않도록 교차해서 거의 사각형상이 형성되도록 가열코일(18), 가열코일(20), 및 반송로(26)가 각각 대략 평행하게 위치하도록 배설되어 있다.

또한, 가열코일(18)은 가열코일(20)의 상방측에 배설되고, 슬라이드부(18a)의 단부(18aa) 및 슬라이드부(18b)의 단부(18ba)로부터 박판형 피가열물(24)이 반송되는 반송 방향의 전방측에 반송로(26)의 중심축 O를 향해 연설된 굴곡부(18c)를 형성하고 있고, 반송로(26)의 중심축 O위에 위치하는 첨부와 슬라이드부(18a, 18b)가 동일 평면위에 위치하도록 형성되어, 가열코일(18) 전체로서 거의 V자 모양을 형성하고 있다.

한편, 가열코일(20)은 가이드부(20a)의 타단부(20aa) 및 가이드(16)의 근방에 배설된 직선부(20b)의 단부(20ba)로부터 박판형 피가열물(24)이 반송되는 반송 방향의 후방측에 반송로(26)의 중심축 O를 향해서 연설된 굴곡부(20c)를 형성하고 있고, 반송로(26)의 중심축 O위에 위치하는 첨부와 가이드부(20a) 및 직선부(20b)가 동일 평면 위에 형성되고, 가열 코일(20) 전체로서 거의 M자형을 형성하고 있다.

또한, 가이드(16) 및 가열코일(20)에 마련된 가이드부(20a)는 소정의 길이를 가지고 구성되어 있고, 가열코일(18)이 이동했을 때에, 가열코일(18)에 마련된 슬라이드부(18a, 18b)를 가이드하는 길이를 가지고 구성되어 있다.

이상의 구성에 있어서, 도 3 및 도 4에 보이는 동작 설명도를 참조하면서, 유도가열장치(10)를 사용해서 박판형 피가열물(24)을 가열하는 방법에 대해서 설명한다.

즉, 유도가열장치(10)를 이용해서 박판형 피가열물(24)을 가열하기 위해서는, 우선, 미도시된 이동수단에 의해 가열코일(18)을 반송 방향의 전방측 또는 후방측으로 이동시키고, 가열코일(18)과 가열코일(20)이 교차하는 점 P와 점 Q의 위치가 가열코일(18) 및 가열코일(20)의 하방측을 반송되는 박판형 피가열물(24)의 에지부(24a, 24b)의 각각의 근방에 위치하도록 조정한다(도 3 참조).

또한, 점 P와 점 Q가 에지부(24a, 24b)의 근방에 위치하는 때는, 점 P와 에지부(24a)가 도 1에서의 지면의 수직방향에서 대향되고, 점 Q와 에지부(24b)가 도 1에서의 지면의 수직방향에서 대향되도록 조정하는 것이 바람직하다.

구체적으로는, 유도가열장치(10)에서, 박판형 피가열물(24) 보다 폭이 작은 판형 피가열물(36)을 가열할 경우에는, 가열코일(18)을 화살표 B방향으로 이동시키고, 가열코일(18)과 가열코일(20)이 교차하는 점 P와 점 Q의 위치를 판형 피가열물(36)의 에지부(36a, 36b)와 각각 대향되는 위치로 조정한다(도 4에서의 파선부를 참조).

또한, 유도가열장치(10)에 있어서, 박판형 피가열물(24) 보다 폭이 큰 판형 피가열물(38)을 가열할 경우에는, 가열코일(18)을 화살표 C방향으로 이동시켜서 가열코일(18)과 가열코일(20)이 교차하는 점 P와 점 Q의 위치를 판형 피가열물(38)의 에지부(38a, 38b)와 각각 대향되는 위치로 조정한다(도 4에서의 일점 쇄선부를 참조).

그 후에, 고주파전원(12)으로부터 피더(14)를 통해 가이드(16)에 고주파전류가 급전되면, 급전된 고주파전류는, 도 3에서 화살표로 가리키는 바와 같이, 피더(14)로부터 가이드(16)를 통과하여 가이드(16)로부터 가이드(16)에 가이드 되는 슬라이드부(18a)가 마련되어 있는 가열코일(18)에 급전되고, 또한, 가열코일(18)에서의 슬라이드부(18b)로부터 슬라이드부(18b)를 가이드 하는 가이드부(20a)가 마련된 가열코일(20)을 지나 가열코일(20)의 직선부(20b)로부터 피더(22)를 통해 고주파전원(12)으로 돌아가도록 하여, 가열코일(18) 및 가열코일(20)에서 고주파전류의 흐름이 생긴다.

이 가열코일(18) 및 가열코일(20)에서의 고주파전류의 흐름에 의해, 가열코일(18)의 대략 V자형 부위와 가열코일(20)의 대략 M자형 부위에 의해 형성되는 대략 사각형상의 공간 S1에 있어서, 도 3에서의 지면의 표면에서 이면을 향해서 자속이 생기는 것이 되고, 발생한 자속이 박판형 피가열물(24)을 통과하는 것에 의해, 박판형 피가열물(24)의 표면에서 과전류가 유도되어 박판형 피가열물(24)을 가열한다.

여기에서, 통상, 상기한 종래의 기술에서도 설명한 바와 같이, 가열코일의 폭과 판형 피가열물의 폭이 같더라도, 해당 가열코일의 상방측 또는 하방측을 반송하는 박판형 피가열물(24)에 있어서는 에지부가 과잉 가열되는 것이 된다.

그러나, 유도가열장치(10)에 있어서는, 가열코일(18) 및 가열코일(20)을 조합시키는 것에 의해, 거의 사각형상의 공간 S1 뿐만 아니라 가열코일(18)과 가열코일(20)이 전기 접속하지 않도록 교차해서 형성되는 대략 사각형상의 공간 S1의 외측에 하방측을 박판형 피가열물(24)이 반송되지 않고 있는 영역에 거의 삼각형상의 공간 S2, S3이 형성되어 있다.

이 대략 삼각형상의 공간 S2, S3에서는, 고주파전류의 흐름에 의해, 도 3에서의 지면의 이면에서 표면을 향해서 자속이 생기고 있고, 공간 S1에서 생긴 자속과는 역방향의 자속이 생기는 것이 된다.

이 때문에, 공간 Sl의 하방측을 반송되어 있는 박판형 피가열물(24)의 에지부(24a, 24b)의 근방에서, 박판형 피가열물(24)을 통과하는 자속과는 역방향의 자속이 생성되고, 이러한 역방향의 자속의 일부가 에지부(24a, 24b)를 통과하는 것이 되고, 박판형 피가열물(24)의 에지부(24a, 24b)에서 박판형 피가열물(24)에 유도된 과전류와는 역방향의 과전류를 유도시키기 때문에, 에지부(24a, 24)에서 과잉 가열되는 것을 억제할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 유도가열장치(10)에서는 거의 V자형의 가열코일(18)을 거의 M자형의 가열코일(20)에 슬라이딩 가능하게 배설하는 것에 의해, 박판형 피가열물(24)의 폭에 따라서 가열코일(18) 및 가열코일(20)이 형성하는 공간 Sl의 크기를 조정할 수 있고, 또한, 공간 Sl에 인접해서 공간 Sl이 생기는 자속과 역방향의 자속을 보이는 공간 S2, S3이 형성되어 있기 때문에, 공간 Sl에 의해 생긴 자속에 의해 과잉 가열된 박판형 피가열물(24)의 에지부(24a, 24b)에 역방향의 과전류가 유도되어, 에지부(24a, 24b)가 과잉 가열되는 것은 없어진다.

따라서, 유도가열장치(10)에서는 자성재 또는 비자성재를 막론하고 여러 가지 폭의 판형 피가열물을 균일하게 가열할 수 있다.

또한, 유도가열장치(10)에 있어서는 자성재를 사용하고 있지 않기 때문에, 유도 가열 부분의 많은 자성재를 사용한 종래 기술의 유도가열장치와 비교하여 장치 전체의 중량이 가벼워진다.

이에 의해, 유도가열장치의 설치나 수송시 비용이 감소될 수 있다.

다음으로, 이하의 (1) 내지 (10)에 본 발명의 다른 실시의 형태를 보인다.

(1) 상기한 실시의 형태에서는, 가열코일(18)을 미도시한 이동수단에 의해 이동시키고, 가열코일(18)과 가열코일(20)의 교점인 점 P와 점 Q를 박판형 피가열물(24)의 에지부(24a, 24b)의 근방에 위치하도록 조정했지만, 이에 한정되는 것이 아님은 물론이며, 예를 들면, 작업자가 수동에 의해 가열코일(18)의 위치를 이동시키고, 가열코일(18)과 가열코일(20)과의 교점인 점 P와 점 Q의 위치를 조정하도록 해도 좋다.

(2) 상기한 실시의 형태에서는 박판형 피가열물(24)의 상방측에 가열코일(18) 및 가열코일(20)을 마련하도록 했지만, 이에 한정되는 것이 아님은 물론이며, 박판형 피가열물(24)의 하방측에 가열코일(18) 및 가열코일(20)을 마련하도록 해도 좋다.

게다가, 도 5에 나타낸 바와 같이, 박판형 피가열물(24)의 상방측과 하방측의 쌍방에, 가열코일(18) 및 가열코일(20)을 마련하도록 해도 좋다.

(3) 상기한 실시의 형태에서는, 가열코일(20)의 상방측에 가열코일(18)을 배치하도록 했지만, 가열코일(20)의 하방측에 가열코일(18)을 배치하도록 해도 좋은 것은 물론이다.

(4) 상기한 실시의 형태에서, 가열코일(20)에 슬라이드부를 마련하는 동시에 가열코일(18)에 가이드부를 마련하고, 가열코일(20)이 가열코일(18)과 가이드(16)에 가이드 되어서 이동하도록 해도 좋은 것은 물론이다.

(5) 상기한 실시의 형태에서는, 도 6(a)에 나타낸 바와 같이, 가열 코일(18) 및 가열코일(20)을 소정 위치에서 접어 구부리고, 해당 접어 구부린 개소에 첨부를 마련하도록 구성했지만, 이에 한정되는 것이 아님은 물론이다. 예를 들면, 도 6(b)에 나타낸 바와 같이, 가열코일(18) 및 가열코일(20)의 접어 구부린 개소를 곡선에 의해 구성된 원호형부로 형성하고, 첨부를 마련하지 않도록 해도 좋다.

(6) 상기한 실시의 형태에서는, 반송되는 박판형 피가열물(24)의 상방측에 가열코일(18) 및 가열코일(20)을 1조만 마련하도록 했지만, 이에 한정되는 것이 아님은 물론이며, 도 7에 나타낸 바와 같이, 반송되는 박판형 피가열물(24)의 상방측에서 가열코일(18) 및 가열코일(20) 이외에, 예를 들면, 가열코일(18) 및 가열코일(20)에 각각 상당하는 가열코일(40) 및 가열코일(41)을 마련하도록 하고, 가열코일의 조를 복수개 마련하도록 해도 좋다.

이 때, 가열코일(18)과 가열코일(40)은 일체가 되어 형성되어 있고, 고주파전원(12)과 가열코일(20) 및 가열코일(41)이 접속되어 있기 때문에, 가이드(16)를 마련하지 않고 있다.

또한, 가열코일(18, 20, 40, 41)에 흐르는 고주파전류는, 도 7에 나타낸 바와 같이 흐르므로, 가열코일(18)과 가열코일(20)로 형성되는 공간 Sl에는, 도 7에서 지면의 표면에서 이면을 향해서 자속이 생기고, 공간S2, S3에는, 도 7에서 지면의 이면에서 표면을 향해서 자속이 생기고, 가열코일(40)과 가열코일(41)로 형성되는 공간 S4에는, 도 7에서 지면의 이면에서 표면을 향해서 자속이 생기고, 공간 S5, S6에는, 도 7에서 지면의 표면에서 이면을 향해서 자속이 생기고 있다.

이와 같이 가열코일의 조를 복수개 마련하는 것에 의해, 보다 효율적으로 박판형 피가열물(24)을 가열할 수 있게 된다.

(7) 상기한 실시의 형태에서는, 가열코일(18) 및 가열코일(20)을 함께 반송되는 박판형 피가열물(24)의 상방측에 마련하도록 했지만, 이에 한정되는 것이 아님은 물론이다. 예를 들면, 도 8에 나타낸 바와 같이, 가열코일(18)과 가열코일(20)을 배치할 때, 가열코일(18)을 박판형 피가열물(24)의 상방측에 마련하는 동시에, 가열코일(20)을 박판형 피가열물(24)의 하방측에 마련하도록 해도 좋고, 가열코일(18)과 가열코일(20)을 반송되는 박판형 피가열물(24)의 다른 측에 각각 마련하도록 해도 좋다.

(8) 상기한 실시의 형태에서는, 가열코일(18)을 반송로(26)의 중심축 O위에 위치하는 첨부와 각 슬라이드부가 동일 평면 위에 위치하도록 형성되고 가열코일(20)을 반송로(26)의 중심축 O위에 위치하는 첨부와 가이드부(20a) 및 직선부(20b)가 동일 평면 위에 형성되도록 했지만, 이에 한정되는 것이 아님은 물론이며, 도 9에 가리키는 바와 같이, 가열코일(18)을 반송로(26)의 중심축 O위에 위치하는 첨부가 각 슬라이드부에서 하방측에 위치하도록 형성하고, 가열코일(20)을 반송로(26)의 중심축 O 위에 위치하는 첨부가 가이드부(20a) 및 직선부(20b)에서 하방측에 위치하도록 형성해도 좋다.

즉, 가열코일(18)은 거의 V자형 부위 중앙에 위치하는 첨부가 박판형 피가열물(24)의 가장 근방에 위치하도록 형성되고, 가열코일(20)은 거의 M자형 부위 중앙에 위치하는 첨부가 박판형 피가열물(24)의 가장 근방에 위치하도록 형성되어 있다.

(9) 상기한 실시의 형태에 있어서는, 유도가열장치(10)를 자성재를 사용하지 않고 구성하도록 했지만, 효율이 좋게 가열하기 위해서는 자성재를 이용해도 좋다.

즉, 도 10에 나타낸 바와 같이, 박판형 피가열물(24)의 상방측에 위치하는 가열코일(18) 및 가열코일(20)의 상방측에, 판형의 자성재를 배치하도록 해도 좋다. 이에 의해, 가열코일(18)의 대략 V자형 부위와 가열코일(20)의 대략 M자형 부위에 의해 형성되는 대략 사각형상의 공간 S1에서 보인 자속을 자성재에 의해 집중할 수 있고, 가열 효율을 향상할 수 있다. 본원 발명자에 의한 실험에 있어서는 약 15% 가열 효율을 상승할 수 있었다.

또한, 상기한 다른 실시 형태의 (2)에 기재한 바와 같이, 박판형 피가열물 (24)의 하방측에 가열코일(18) 및 가열코일(20)을 마련하도록 했을 경우에는, 박판형 피가열물(24)의 하방측에 위치하는 가열코일(18) 및 가열코일(20)의 하방측에 판형의 자성재를 배치하도록 하면 좋다.

또한, 박판형 피가열물(24)의 상방측과 하방측 쌍방에 가열코일(18) 및 가열 코일(20)을 마련하도록 했을 경우에는, 박판형 피가열물(24)의 상방측에 위치하는 가열코일(18) 및 가열코일(20)의 상방측에 판형의 자성재를 마련하는 동시에, 박판형 피가열물(24)의 하방측에 위치하는 가열코일(18) 및 가열코일(20)의 하방측에 판형의 자성재를 마련하도록 하면 좋다.

즉, 판형의 자성재는 가열코일(18) 및 가열코일(20)을 박판형 피가열물(24)과 끼워지도록 해서 배치되는 것이 된다.

또한, 상기한 실시 형태의 (7)에 기재한 바와 같이, 박판형 피가열물(24)의 상방측에 가열코일(18)이 배치되고, 박판형 피가열물(24)의 하방측에 가열코일(20)이 배치될 경우에는, 가열코일(18)의 상방측에 판형의 자성재를 배치하도록 해도 좋고, 가열코일(20)의 하방측에 판형의 자성재를 배치하도록 해도 좋고, 혹은, 가열코일(18)의 상방측에 판형의 자성재를 배치하는 동시에 가열코일(20)의 하방측에 판형의 자성재를 배치하도록 해도 좋다.

또한, 박판형 피가열물(24)의 상방측에 가열코일(20)이 배치되고, 박판형 피가열물(24)의 하방측에 가열코일(18)이 배치될 경우에는, 가열코일(20)의 상방측에 판형의 자성재를 배치하도록 해도 좋고, 가열코일(18)의 하방측에 판형의 자성재를 배치하도록 해도 좋고, 혹은, 가열코일(20)의 상방측에 판형의 자성재를 배치하는 동시에 가열코일(18)의 하방측에 판형의 자성재를 배치하도록 해도 좋다.

한편, 이러한 판형의 자성재는, 박판형 피가열물(24)의 폭방향에 분할해서 각각 폭방향의 위치를 조정할 수 있게 해도 좋다.

또한, 상기한 다른 실시 형태의 (6)에 기재한 바와 같이, 도 7에 나타낸, 가열코일의 조를 2개 마련했을 경우 등에는, 도 11이나 도 12에 나타낸 바와 같이, 판형의 자성재를 배치하면 좋고, 보다 효율적으로 박판형 피가열물(24)을 가열할 수 있게 된다.

즉, 도 11에 있어서는 가열코일(18)의 첨부에서 가열코일(41)의 후방측에 위치하는 첨부까지 연설될 판형의 자성재를 배치하고 있고, 도 12에 있어서는 가열코일(18)과 가열코일(20)이 교차하는 점 P와 점 Q를 잇는 직선으로부터, 가열코일(40)과 가열코일(41)이 교차하는 점 P'와 점 Q'를 잇는 직선까지 연설된 판형의 자성재를 배치하고 있다.

이러한 가열코일의 조를 2개 마련하도록 한 때는 가열코일의 조가 1개인 경우와 같이 하고, 가열코일의 조가 박판형 피가열물(24)의 상방측에 위치할 경우에는 가열코일의 상방측에 판형의 자성재를 배치하고, 가열코일의 조가 박판형 피가열물(24)의 하방측에 위치할 경우에는 가열코일의 하방측에 판형의 자성재를 배치한다.

또한, 가열코일의 조가 박판형 피가열물(24)의 상방측 및 하방측에 위치할 경우에는 박판형 피가열물(24)의 상방측에 위치하는 가열코일의 조의 상방측에 판형의 자성재를 배치하는 동시에, 박판형 피가열물(24)의 하방측에 위치하는 가열코일의 조의 하방측에 판형의 자성재를 배치하도록 하면 좋다.

즉, 판형의 자성재는 가열코일의 조를 박판형 피가열물(24)로 끼워지도록 해서 배치되는 것이 된다.

한편, 가열코일의 조가 박판형 피가열물(24)의 상방측과 하방측에 마련되어지는 동시에, 박판형 피가열물(24)의 상방측에 위치하는 가열코일의 조의 상방측에 도 11 또는 도 12에 나타낸 바와 같이 판형의 자성재가 배치되고, 박판형 피가열물(24)의 하방측에 위치하는 가열코일의 조의 하방측에 도 11 또는 도 12에 나타낸 바와 같이 판형의 자성재가 배치되었을 경우에는 박판형 피가열물(24)의 상방측과 하방측에 위치하는 자성재에 의해 자속의 흐름이 형성되고, 보다 효율적으로 박판형 피가열물(24)을 가열할 수 있다.

또한, 상기한 다른 실시 형태의 (6)과 (7)과를 조합시켰을 경우와 같이, 박판형 피가열물(24)의 상방측에 가열코일(18)과 가열코일(40)이 배치되고, 박판형 피가열물(24)의 하방측에 가열코일(20)과 가열코일(41)이 배치되었을 경우에는, 가열코일(18)과 가열코일(40)의 상방측에 판형의 자성재를 배치하도록 해도 좋고, 가열코일(20)과 가열코일(41)의 하방측에 판형의 자성재를 배치하도록 해도 좋고, 혹은, 가열코일(18)과 가열코일(40)의 상방측에 판형의 자성재를 배치하는 동시에 가열코일(20)과 가열코일(41)의 하방측에 판형의 자성재를 배치하도록 해도 좋다.

또한, 박판형 피가열물(24)의 상방측에 가열코일(20)과 가열코일(41)이 배치되고 박판형 피가열물(24)의 하방측에 가열코일(18)과 가열코일(40)이 배치되었을 경우에는, 가열코일(20)과 가열코일(41)의 상방측에 판형의 자성재를 배치하도록 해도 좋고, 가열코일(18)과 가열코일(40)의 하방측에 판형의 자성재를 배치하도록 해도 좋고, 혹은, 가열코일(20)과 가열코일(41)의 상방측에 판형의 자성재를 배치하는 동시에 가열코일(18)과 가열코일(40)의 하방측에 판형의 자성재를 배치하도록 해도 좋다.

한편, 이러한 판형의 자성재는 박판형 피가열물(24)의 폭방향에 분할해서 각각 폭방향의 위치를 조정할 수 있게 해도 좋다.

이와 같이 판형의 자성재를 사용함으로써, 에지부를 과잉 가열하지 않고, 보다 효율 좋게 박판형 피가열물(24)을 가열할 수 있다.

한편, 판형의 자성재를 일부 사용하고 있기 때문에, 도 2이나 도 7에 기재되어 있는 유도가열장치에 비교하면 장치 전체의 무게가 커지지만, 유도가열부분의 구성을 거의 자성재에 의해 구성되어 있는 종래 기술에 의한 유도가열장치에 비교하면, 장치 전체의 중량은 충분히 경량이 된다.

(10) 상기한 실시의 형태 및 상기한 (1) 내지 (9)에 보이는 실시 형태는 적절히 조합시켜도 좋다.

본 발명은 판형의 피가열물, 특히, 박판형의 피가열물을 가열할 때에 채용하기에 호적한 것이다.

10 : 유도가열장치 12 : 고주파전원
14 : 피더 16 : 가이드
16a : 단부 18 : 가열코일
18a : 슬라이드부 18aa : 단부
18b : 슬라이드부 18ba : 단부
18c : 굴곡부 20 : 가열코일
20a : 가이드부 20aa : 단부
20b : 직선부 20ba : 단부
20c : 굴곡부 22 : 피더
24 : 박판형 피가열물 24a, 24b : 에지부
26 : 반송로 36 : 박판형 피가열물
36a, 36b : 에지부 38 : 박판형 피가열물
38a, 38b : 에지부 40, 41 : 가열코일

Claims

가열코일에 고주파전류를 급전해서 피가열물을 유도 가열하는 유도가열장치에 있어서,
고주파전류를 급전시키는 제1가열코일과,
고주파전류를 급전시키는 제2가열코일을 가지고,
상기 제1가열코일은 거의 V자형 부위를 구비하고,
상기 제2가열코일은 거의 M자형 부위를 구비하고,
상기 제1코일의 상기 거의 V자형 부위와 상기 제2코일의 상기 거의 M자형 부위가 전기접속하지 않도록 교차해서 거의 사각형상의 공간이 형성되도록, 상기 제1가열코일과 상기 제2가열코일을 거의 평행하게 배치하고,
상기 제1가열코일과 상기 제2가열코일 중 적어도 어느 하나를 거의 평행 방향으로 이동이 자유롭게 한 것을 특징으로 하는 유도가열장치.
제1항에 있어서,
상기 제1가열코일과 상기 제2가열코일이 전기접속하지 않도록 교차해서 형성되는 상기 거의 사각형상의 공간의 외측에, 상기 제1가열 코일과 상기 제2가열코일이 전기접속하지 않도록 교차해서 거의 삼각형상의 공간을 형성하고,
상기 거의 사각형상의 공간과 상기 거의 삼각형상의 공간에서는, 고주파전류에 의해 생기는 자속의 방향이 역방향이 되는 것을 특징으로 하는 유도가열장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제1가열코일과 상기 제2가열코일은 일방의 단부에서 이동이 자유롭게 접촉되고,
상기 제1가열코일과 상기 제2가열코일은 타방의 단부가 고주파전류의 급전선에 접속된 것을 특징으로 하는 유도가열장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제1가열코일의 대략 V자형부위의 굴곡부는 곡선에 의해 구성된 원호형 형상을 구비하고,
상기 제2가열 코일의 대략 M자형 부위의 굴곡부는 곡선에 의해 구성된 원호형 형상을 구비한 것을 특징으로 하는 유도가열장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제1가열코일에서의 대략 V자형 부위 중앙에 위치하는 굴곡부가 상기 제1가열코일에서 상기 피가열물의 가장 근방에 위치하도록 형성되고,
상기 제2가열코일에서의 대략 M자형 부위 중앙에 위치하는 굴곡부가 상기 제2가열코일에서 상기 피가열물의 가장 근방에 위치하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 유도가열장치.
가열코일에 고주파전류를 급전해서 피가열물을 유도가열하는 유도가열장치에 있어서,
제1항 또는 제2항에 기재된 유도가열장치에서의 제1가열코일과 제2가열코일로 이루어지는 조가 2조 마련되고,
상기 2조 각각의 조가 생성하는 자계의 방향은 서로 반대가 되도록 고주파전류를 급전하는 것을 특징으로 하는 유도 가열 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제1가열코일과 상기 제2가열코일을 상기 피가열물에 대한 일방의 측에 배치한 것을 특징으로 하는 유도가열장치.
제6항에 있어서,
상기 제1가열코일과 상기 제2가열코일을 상기 피가열물에 대한 일방의 측에 배치한 것을 특징으로 하는 유도가열장치.
제7항에 있어서,
상기 피가열물에 대한 일방의 측에 배치된 상기 제1가열코일과 상기 제2가열코일을 상기 피가열물에 의해 끼워지도록 해서 판형 자성재를 배치한 것을 특징으로 하는 유도 가열 장치.
제8항에 있어서,
상기 피가열물에 대한 일방의 측에 배치된 상기 제1가열코일과 상기 제2가열코일을 상기 피가열물에 의해 끼워지도록 해서 판형 자성재를 배치한 것을 특징으로 하는 유도 가열 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제1가열코일과 상기 제2가열코일을 상기 피가열물에 대한 일방의 측과 타방의 측 쌍방에 각각 배치한 것을 특징으로 하는 유도 가열 장치.
제6항에 있어서,
상기 제1가열코일과 상기 제2가열코일을 상기 피가열물에 대한 일방의 측과 타방의 측 쌍방에 각각 배치한 것을 특징으로 하는 유도 가열 장치.
제11항에 있어서,
상기 피가열물에 대한 일방의 측에 배치한 상기 제1가열코일과 상기 제2가열코일을 상기 피가열물에 의해 끼워지도록 해서 제1판형 자성재를 배치하고,
상기 피가열물에 대한 타방의 측에 배치한 상기 제1가열코일과 상기 제2가열코일을 상기 피가열물에 의해 끼워지도록 해서 제2판형 자성재를 배치한 것을 특징으로 하는 유도 가열 장치.
제12항에 있어서,
상기 피가열물에 대한 일방의 측에 배치한 상기 제1가열코일과 상기 제2가열코일을 상기 피가열물에 의해 끼워지도록 해서 제1판형 자성재를 배치하고,
상기 피가열물에 대한 타방의 측에 배치한 상기 제1가열코일과 상기 제2가열코일을 상기 피가열물에 의해 끼워지도록 해서 제2판형 자성재를 배치한 것을 특징으로 하는 유도 가열 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제1가열코일을 상기 피가열물에 대한 일방의 측에 배치하고,
상기 제2가열코일을 상기 피가열물에 대한 타방의 측에 배치한 것을 특징으로 하는 유도 가열 장치.
제6항에 있어서,
상기 제1가열코일을 상기 피가열물에 대한 일방의 측에 배치하고,
상기 제2가열코일을 상기 피가열물에 대한 타방의 측에 배치한 것을 특징으로 하는 유도 가열 장치.
제15항에 있어서,
상기 피가열물에 대한 일방의 측에 배치한 상기 제1가열코일 혹은 상기 피가열물에 대한 타방의 측에 배치한 상기 제2가열코일 중 어느 하나를 상기 피가열물에 의해 끼워지도록 해서 판형 자성재를 배치한 것을 특징으로 하는 유도 가열 장치.
제16항에 있어서,
상기 피가열물에 대한 일방의 측에 배치한 상기 제1가열코일 혹은 상기 피가열물에 대한 타방의 측에 배치한 상기 제2가열코일 중 어느 하나를 상기 피가열물에 의해 끼워지도록 해서 판형 자성재를 배치한 것을 특징으로 하는 유도 가열 장치.
제15항에 있어서,
상기 피가열물에 대한 일방의 측에 배치한 제1가열코일을 상기 피가열물에 의해 끼워지도록 해서 제1판형 자성재를 배치하고,
상기 피가열물에 대한 타방의 측에 배치한 제2가열코일을 상기 피가열물과에 의해 끼워지도록 해서 제2판형 자성재를 배치한 것을 특징으로 하는 유도 가열 장치.
제16항에 있어서,
상기 피가열물에 대한 일방의 측에 배치한 제1가열코일을 상기 피가열물에 의해 끼워지도록 해서 제1판형 자성재를 배치하고,
상기 피가열물에 대한 타방의 측에 배치한 제2가열코일을 상기 피가열물에 의해 끼워지도록 해서 제2판형 자성재를 배치한 것을 특징으로 하는 유도 가열 장치.