(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性板材を周波数５０Ｈｚ〜１０００Ｈｚの中周波で誘導加熱するものであって、
前記導電性板材が搬送される搬送通路と、
前記搬送通路の上側に配置されて、中心部に前記搬送通路に直交する磁路が設けられた第１の平板状コイルと、
前記搬送通路の下側に配置されて、中心部に前記搬送通路に直交する磁路が設けられた第２の平板状コイルと、
前記第１の平板状コイルの周囲に配置され、前記第１の平板状コイルにより発生した磁束を前記搬送通路の左右外側に導く外周磁路を形成する第１の外周磁路部材と、
前記第２の平板状コイルの周囲に配置され、前記第２の平板状コイルにより発生した磁束を前記搬送通路の左右外側に導く外周磁路を形成するとともに、前記第１の外周磁路部材と接続される第２の外周磁路部材とを備え、
前記第１の外周磁路部材及び前記第２の外周磁路部材によって、前記第１及び第２の平板状コイルにより発生した磁束が前記搬送通路に搬送される導電性板材の左右両端部を通るように構成されており、
前記第１の平板状コイル及び前記第２の平板状コイルが、同一構成及び同一形状をなす２つの平板状分割コイルに分割されており、一方の平板状分割コイルの中心軸が、他方の平板状分割コイルの巻回コイルの巻回径を２分割する位置となるように左右にずれて配置されていることを特徴とする誘導加熱装置。
【請求項２】
導電性板材を周波数５０Ｈｚ〜１０００Ｈｚの中周波で誘導加熱するものであって、
前記導電性板材の上側に配置されて、中心部に前記導電性板材に直交する磁路が設けられた第１の平板状コイルと、
前記導電性板材の下側に配置されて、中心部に前記導電性板材に直交する磁路が設けられた第２の平板状コイルと、
前記第１の平板状コイルの周囲に配置されて、当該第１の平板状コイルにより発生した磁束が通る外周磁路を形成する第１の外周磁路部材と、
前記第２の平板状コイルの周囲に配置されて、当該第２の平板状コイルにより発生した磁束が通る外周磁路を形成する第２の外周磁路部材と、
前記第１の外周磁路部材又は前記第１の外周磁路部材の周囲に配置される磁性金属容器の周囲に、前記第１の平板状コイルと同心状に巻回された第１の外周コイルと、
前記第２の外周磁路部材又は前記第２の外周磁路部材の周囲に配置される磁性金属容器の周囲に、前記第２の平板状コイルと同心状に巻回された第２の外周コイルとを備え、
前記第１及び第２の外周コイルにより発生した磁束が前記導電性板材の左右両端部を通るように構成したことを特徴とする誘導加熱装置。
【請求項３】
導電性板材を周波数５０Ｈｚ〜１０００Ｈｚの中周波で誘導加熱するものであって、
前記導電性板材の上側に配置されて、中心部に前記導電性板材に直交する磁路が設けられた第１の平板状コイルと、
前記導電性板材の下側に配置されて、中心部に前記導電性板材に直交する磁路が設けられた第２の平板状コイルと、
前記第１の平板状コイルの周囲に設けられて、前記第１の平板状コイルにより発生した磁束が通る外周磁路を形成する第１の外周磁路部材と、
前記第２の平板状コイルの周囲に設けられて、前記第２の平板状コイルにより発生した磁束が通る外周磁路を形成する第２の外周磁路部材と、
前記第１の外周磁路部材又は前記第１の外周磁路部材の周囲に配置される磁性金属容器と、前記第２の外周磁路部材又は前記第２の外周磁路部材の周囲に配置される磁性金属容器とにおける前記導電性板材の左右外側の面にそれぞれ接触して設けられた鉄心部材と、
前記鉄心部材に巻回された外周コイルとを備え、
前記鉄心部材によって前記外周コイルにより発生した磁束が前記導電性板材の左右両端部を通るように構成したことを特徴とする誘導加熱装置。
【請求項４】
導電性板材を周波数５０Ｈｚ〜１０００Ｈｚの中周波で誘導加熱するものであって、
前記導電性板材の上側に配置されて、中心部に前記導電性板材に直交する磁路が設けられた第１の平板状コイルと、
前記導電性板材の下側に配置されて、中心部に前記導電性板材に直交する磁路が設けられた第２の平板状コイルと、
前記第１の平板状コイルの周囲に配置され、前記第１の平板状コイルにより発生した磁束を前記導電性板材の外側に導く外周磁路を形成する第１の外周磁路部材と、
前記第２の平板状コイルの周囲に配置され、前記第２の平板状コイルにより発生した磁束を前記導電性板材の外側に導く外周磁路を形成するとともに、前記第１の外周磁路部材と接続される第２の外周磁路部材とを備え、
前記第１の外周磁路部材及び前記第２の外周磁路部材によって、前記第１及び第２の平板状コイルにより発生した磁束が前記導電性板材の端部を通るように構成されており、
前記第１の平板状コイル及び前記導電性板材の間に設けられて、前記導電性板材からの熱を断熱する第１の断熱部材と、
前記第２の平板状コイル及び前記導電性板材の間に設けられて、前記導電性板材からの熱を断熱する第２の断熱部材とをさらに備え、
前記第１の断熱部材及び前記第２の断熱部材が、前記導電性板材を上下から保持することを特徴とする誘導加熱装置。
【請求項５】
導電性板材を周波数５０Ｈｚ〜１０００Ｈｚの中周波で誘導加熱するものであって、
前記導電性板材の上側に配置されて、中心部に前記導電性板材に直交する磁路が設けられた第１の平板状コイルと、
前記導電性板材の下側に配置されて、中心部に前記導電性板材に直交する磁路が設けられた第２の平板状コイルと、
前記第１の平板状コイルの周囲に設けられて、前記第１の平板状コイルにより発生した磁束が通る外周磁路を形成する第１の外周磁路部材と、
前記第２の平板状コイルの周囲に設けられて、前記第２の平板状コイルにより発生した磁束が通る外周磁路を形成する第２の外周磁路部材と、
前記第１の外周磁路部材又は前記第１の外周磁路部材の周囲に配置される磁性金属容器と、前記第２の外周磁路部材又は前記第２の外周磁路部材の周囲に配置される磁性金属容器とにおける前記導電性板材の外側の面にそれぞれ接触して設けられた鉄心部材と、
前記鉄心部材に巻回された外周コイルとを備え、
前記鉄心部材によって前記外周コイルにより発生した磁束が前記導電性板材の端部を通るように構成したことを特徴とする誘導加熱装置。
【請求項６】
前記第１の平板状コイル及び前記導電性板材の間に設けられて、前記導電性板材からの熱を断熱する第１の断熱部材と、
前記第２の平板状コイル及び前記導電性板材の間に設けられて、前記導電性板材からの熱を断熱する第２の断熱部材とを備え、
前記第１の断熱部材及び前記第２の断熱部材が、前記導電性板材を上下から保持する請求項５記載の誘導加熱装置。
【請求項７】
前記第１の断熱部材及び前記第２の断熱部材が、前記導電性板材の全周を覆うことにより保持する請求項４又は６記載の誘導加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば金属ベルトや金属シート等を誘導加熱する誘導加熱装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、金属ベルトや金属シート等をソレノイドコイル方式又はトランスバースコイル方式の誘導加熱装置によって誘導加熱するものがある。
【０００３】
しかしながら、この誘導加熱装置を用いて、金属シートを５０Ｈｚ〜１０００Ｈｚの中周波電源で誘導加熱する場合、比較的磁気抵抗が小さい磁気回路を構成する必要がある。磁気抵抗が大きいほど力率は低くなり、加熱効率が悪くなるからである。
【０００４】
また、従来の誘導加熱装置で金属シートを誘導加熱するものでは、金属シートの搬送方向に直交する方向（幅方向）の両端部は温度上昇が押さえられて低温となってしまうという問題がある。特に被加熱物を油圧で加圧しながら送り出す油圧加圧方式の誘導加熱装置では、油圧のシール構造部分よりも外側にコイルにより発生する磁束を循環させることが難しく、そのシール構造部分よりも外側に位置する金属シートの温度が低くなる不具合があるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平４−１４７５９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、金属シート等の導電性板材を全体に亘って均一に加熱できる誘導加熱装置を提供することをその主たる所期課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
すなわち本発明に係る誘導加熱装置は、導電性板材を周波数５０Ｈｚ〜１０００Ｈｚの中周波で誘導加熱するものであって、前記導電性板材が搬送される搬送通路と、前記搬送通路の上側に配置されて、中心部に前記搬送通路に直交する磁路が設けられた第１の平板状コイルと、前記搬送通路の下側に配置されて、中心部に前記搬送通路に直交する磁路が設けられた第２の平板状コイルと、前記第１の平板状コイルの周囲に配置され、前記第１の平板状コイルにより発生した磁束を前記搬送通路の左右外側に導く外周磁路を形成する第１の外周磁路部材と、前記第２の平板状コイルの周囲に配置され、前記第２の平板状コイルにより発生した磁束を前記搬送通路の左右外側に導く外周磁路を形成するとともに、前記第１の外周磁路部材と接続される第２の外周磁路部材とを備え、前記第１の外周磁路部材及び前記第２の外周磁路部材によって、前記第１及び第２の平板状コイルにより発生した磁束が前記搬送通路に搬送される導電性板材の左右両端部を通るように構成したことを特徴とする。なお、導電性板材の左右両端部とは、導電性板材の幅方向の両端部である。
【０００８】
このようなものであれば、第１及び第２の平板状コイルで発生した磁束は、コイルの中心磁路から外周磁路を通って循環することになり、第１及び第２の平板状コイルの間にある導電性板材に誘導電流が誘起されて導電性板材が加熱される。特に、第１及び第２の外周磁路部材が、搬送通路の左右外側に外周磁路を延長するとともに、第１及び第２の外周磁路部材が互いに接続されているので、導電性板材の左右端部を中央部と同様に加熱させることができるだけでなく、外周磁路の磁気抵抗を小さくすることができる。また、第１及び第２の外周磁路部材の寸法を調整することによって、搬送通路の左右方向寸法を適宜設定することができる。
【０００９】
また本発明に係る誘導加熱装置は、導電性板材を周波数５０Ｈｚ〜１０００Ｈｚの中周波で誘導加熱するものであって、前記導電性板材の上側に配置されて、中心部に前記導電性板材に直交する磁路が設けられた第１の平板状コイルと、前記導電性板材の下側に配置されて、中心部に前記導電性板材に直交する磁路が設けられた第２の平板状コイルと、前記第１の平板状コイルの周囲に配置されて、当該第１の平板状コイルにより発生した磁束が通る外周磁路を形成する第１の外周磁路部材と、前記第２の平板状コイルの周囲に配置されて、当該第２の平板状コイルにより発生した磁束が通る外周磁路を形成する第２の外周磁路部材と、前記第１の外周磁路部材又は前記第１の外周磁路部材の周囲に配置される磁性金属容器の周囲に、前記第１の平板状コイルと同心状に巻回された第１の外周コイルと、前記第２の外周磁路部材又は前記第２の外周磁路部材の周囲に配置される磁性金属容器の周囲に、前記第２の平板状コイルと同心状に巻回された第２の外周コイルとを備え、前記第１及び第２の外周コイルにより発生した磁束が前記導電性板材の左右両端部を通るように構成したことを特徴とする。
【００１０】
このようなものであれば、第１及び第２の平板状コイルによって導電性板材の中央部を加熱することができる。また、第１及び第２の外周磁路部材又は磁性金属容器の周囲に第１及び第２の外周コイルを設けているので、この第１及び第２の外周コイルにより発生する磁束によって導電性板材の左右両端部を加熱することができる。さらに、第１及び第２の平板状コイルの通電量と第１及び第２の外周コイルの通電量とを調節することによって、導電性板材の幅方向の温度分布を制御することが可能となる。
【００１１】
さらに本発明に係る誘導加熱装置は、導電性板材を周波数５０Ｈｚ〜１０００Ｈｚの中周波で誘導加熱するものであって、前記導電性板材の上側に配置されて、中心部に前記導電性板材に直交する磁路が設けられた第１の平板状コイルと、前記導電性板材の下側に配置されて、中心部に前記導電性板材に直交する磁路が設けられた第２の平板状コイルと、前記第１の平板状コイルの周囲に設けられて、前記第１の平板状コイルにより発生した磁束が通る外周磁路を形成する第１の外周磁路部材と、前記第２の平板状コイルの周囲に設けられて、前記第２の平板状コイルにより発生した磁束が通る外周磁路を形成する第２の外周磁路部材と、前記第１の外周磁路部材又は前記第１の外周磁路部材の周囲に配置される磁性金属容器と、前記第２の外周磁路部材又は前記第２の外周磁路部材の周囲に配置される磁性金属容器とにおける前記導電性板材の左右外側の面にそれぞれ接触して設けられた鉄心部材と、前記鉄心部材に巻回された外周コイルとを備え、前記鉄心部材によって前記外周コイルにより発生した磁束が前記導電性板材の左右両端部を通るように構成したことを特徴とする。
【００１２】
このようなものであれば、第１及び第２の平板状コイルによって導電性板材の中央部を加熱することができる。また、第１及び第２の外周磁路部材又は磁性金属容器に接触して鉄心部材を設け、この鉄心部材に外周コイルを巻回しているので、外周コイルにより発生する磁束を第１及び第２の外周磁路部材又は磁性金属容器と導電性板材の左右端部とに通過させることができ、導電性板材の左右両端部を加熱することができる。さらに、第１及び第２の平板状コイルの通電量と外周コイルの通電量とを調節することによって、導電性板材の幅方向の温度分布を制御することが可能となる。
【００１３】
上記の誘導加熱装置において、導電性板材の左右の温度分布をより一層均一化するためには、前記第１の平板状コイル及び前記第２の平板状コイルが、複数の平板状分割コイルに分割されており、それら複数の平板状分割コイルが、左右にずれて配置されていることが望ましい。特に、前記第１の平板状コイル及び前記第２の平板状コイルが、同一構成及び同一形状をなす２つの平板状分割コイルに分割されており、一方の平板状分割コイルの中心軸が、他方の平板状分割コイルの巻回コイルの巻回径を２分割する位置となるように配置されていることが望ましい。
【００１４】
また本発明に係る誘導加熱装置は、導電性板材を周波数５０Ｈｚ〜１０００Ｈｚの中周波で誘導加熱するものであって、前記導電性板材の上側に配置されて、中心部に前記導電性板材に直交する磁路が設けられた第１の平板状コイルと、前記導電性板材の下側に配置されて、中心部に前記導電性板材に直交する磁路が設けられた第２の平板状コイルと、前記第１の平板状コイルの周囲に配置され、前記第１の平板状コイルにより発生した磁束を前記導電性板材の外側に導く外周磁路を形成する第１の外周磁路部材と、前記第２の平板状コイルの周囲に配置され、前記第２の平板状コイルにより発生した磁束を前記導電性板材の外側に導く外周磁路を形成するとともに、前記第１の外周磁路部材と接続される第２の外周磁路部材とを備え、前記第１の外周磁路部材及び前記第２の外周磁路部材によって、前記第１及び第２の平板状コイルにより発生した磁束が前記導電性板材の端部を通るように構成したことを特徴とする。
【００１５】
さらに本発明に係る誘導加熱装置は、導電性板材を周波数５０Ｈｚ〜１０００Ｈｚの中周波で誘導加熱するものであって、前記導電性板材の上側に配置されて、中心部に前記導電性板材に直交する磁路が設けられた第１の平板状コイルと、前記導電性板材の下側に配置されて、中心部に前記導電性板材に直交する磁路が設けられた第２の平板状コイルと、前記第１の平板状コイルの周囲に設けられて、前記第１の平板状コイルにより発生した磁束が通る外周磁路を形成する第１の外周磁路部材と、前記第２の平板状コイルの周囲に設けられて、前記第２の平板状コイルにより発生した磁束が通る外周磁路を形成する第２の外周磁路部材と、前記第１の外周磁路部材又は前記第１の外周磁路部材の周囲に配置される磁性金属容器と、前記第２の外周磁路部材又は前記第２の外周磁路部材の周囲に配置される磁性金属容器とにおける前記導電性板材の外側の面にそれぞれ接触して設けられた鉄心部材と、前記鉄心部材に巻回された外周コイルとを備え、前記鉄心部材によって前記外周コイルにより発生した磁束が前記導電性板材の端部を通るように構成したことを特徴とする。
【００１６】
加熱された導電性板材と第１及び第２の平板状コイルとを断熱するとともに、当該断熱構造を活かして導電性板材を保持するためには、前記第１の平板状コイル及び前記導電性板材の間に設けられて、前記導電性板材からの熱を断熱する第１の断熱部材と、前記第２の平板状コイル及び前記導電性板材の間に設けられて、前記導電性板材からの熱を断熱する第２の断熱部材とを備え、前記第１の断熱部材及び前記第２の断熱部材が、前記導電性板材を上下から保持することが望ましい。これならば、断熱部材の他に別途導電性板材を保持するための保持機構を不要にして装置構成を簡略化することができる。ここで、断熱及び保持を確実に行うためには、前記第１の断熱部材及び前記第２の断熱部材が、前記導電性板材の全周を覆うことにより保持することが望ましい。
【発明の効果】
【００１７】
このように構成した本発明によれば、金属シート等の導電性板材の平面方向端部の温度低下を抑えて、導電性板材の平面方向の均温化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１実施形態に係る誘導加熱装置の搬送方向に直交する断面を示す断面図。
【図２】第２実施形態に係る誘導加熱装置の搬送方向に直交する断面を示す断面図。
【図３】従来の油圧加圧方式の誘導加熱装置の一部断面を示す正面図。
【図４】従来の油圧加圧方式の誘導加熱装置を用いてＳＵＳ４２０・厚さ１．６ｍｍ×幅３００ｍｍを誘導加熱した場合の力率−周波数特性を示す図。
【図５】第２実施形態の誘導加熱装置を用いてＳＵＳ４２０・厚さ１．６ｍｍ×幅３００ｍｍを誘導加熱した場合の温度センサー位置を示す図。
【図６】第２実施形態の誘導加熱装置を用いてＳＵＳ４２０・厚さ１．６ｍｍ×幅３００ｍｍを誘導加熱したときのｂ４位置の昇温特性を示す図。
【図７】第２実施形態の誘導加熱装置において平板状コイルのみに通電した場合のａ位置及びｂ位置の温度分析と平均温度分布を示す図。
【図８】第２実施形態の誘導加熱装置において平板状コイル及び外周コイルの両方に通電した場合のａ位置及びｂ位置の温度分析と平均温度分布を示す図。
【図９】第３実施形態に係る誘導加熱装置の搬送方向に直交する断面を示す断面図。
【図１０】第３実施形態に係る誘導加熱装置の搬送方向に沿った断面を示す断面図。
【図１１】変形実施形態に係る誘導加熱装置の平板状コイルを示す平面図。
【図１２】変形実施形態に係るバッチ処理タイプの誘導加熱装置の縦断面図。
【図１３】変形実施形態に係るバッチ処理タイプの誘導加熱装置の縦断面図。
【図１４】変形実施形態に係るバッチ処理タイプの誘導加熱装置の横断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に本発明に係る誘導加熱装置の実施形態について図面を参照して説明する。
【００２０】
＜第１実施形態＞
第１実施形態に係る誘導加熱装置１００は、薄板状金属シート等の導電性板材を周波数５０Ｈｚ〜１０００Ｈｚの中周波で連続的に誘導加熱するものである。導電性板材としては、例えばアルミニウム等の金属からなる板状又はシート状をなすものである。なお、アルミニウムシート等は、従来の中周波誘導加熱装置において誘導加熱しにくいものである。
【００２１】
具体的にこのものは、図１に示すように、金属シートＷが搬送される搬送通路２と、この搬送通路２の上側に配置されて、中心部に搬送通路２に直交する磁路が設けられた第１の平板状コイル３と、搬送通路２の下側に配置されて、中心部に搬送通路２に直交する磁路が設けられた第２の平板状コイル４と、第１の平板状コイル３の周囲に配置され、第１の平板状コイル３により発生した磁束を搬送通路２の左右外側に導く外周磁路を形成する第１の外周磁路部材５と、第２の平板状コイル４の周囲に配置され、第２の平板状コイル４により発生した磁束を搬送通路２の左右外側に導く外周磁路を形成する第２の外周磁路部材６とを備えている。
【００２２】
第１の平板状コイル３及び第２の平板状コイル４は互いに同一構成及び同一形状をなし、平面視において概略矩形状をなすものである。これら平板状コイル３、４の中心部には、コイル中心磁路を形成する中心鉄心３１、４１が設けられている。また、平板状コイル３、４の搬送方向に直交する幅方向の寸法は、搬送通路２の幅方向の寸法と略同じかそれよりも大きい。このように構成することで、搬送通路２に搬送される金属シートＷの幅方向の寸法よりも平板状コイル３、４の幅方向の寸法の方が大きくなるように構成している。さらに、第１及び第２の平板状コイル４と搬送通路２との間には絶縁板７が設けられており、コイル３、４と金属シートＷとの間の短絡を防止している。なお、この絶縁板７により搬送通路２の上下面（上下の境界）が形成される。
【００２３】
第１の外周磁路部材５及び第２の外周磁路部材６はそれぞれ、第１の平板状コイル３及び第２の平板状コイル４の周囲に配置されるものである。具体的には、第１の外周磁路部材５は、第１の平板状コイル３の上面、前後側面（搬送方向に沿った方向に対向する側面）及び左右側面（搬送方向に直交する方向に対向する側面）を覆うことにより第１の平板状コイル３を収容する磁性体金属からなるコイル収容容器であり、下面が開口する概略中空直方体形状をなす。また、第２の外周磁路部材６は、第２の平板状コイル４の下面、前後側面及び左右側面を覆うことにより第２の平板状コイル４を収容する磁性体金属からなるコイル収容容器であり、上面が開口する概略中空直方体形状をなす。
【００２４】
また、本実施形態では、第１及び第２の外周磁路部材５、６の発熱を避けるために、第１及び第２の外周磁路部材５、６に、短絡電流防止用のスリットＳを形成している。その他、第１及び第２の外周磁路部材５、６の発熱を避けるために、第１及び第２の外周磁路部材５、６を、珪素鋼鉄等の絶縁薄板磁性体を積層して構成しても良い。また、補助加熱等に使用するため積極的に第１及び第２の外周磁路部材５、６も加熱する場合には、中実又はスリットの深さを調整した磁性体を採用することが考えられる。
【００２５】
さらに、第１の外周磁路部材５の左右側壁５１、５２は、搬送通路２よりも外側に位置しており、本実施形態ではこの左右側壁５１、５２が搬送通路２の左右側面（左右の境界）を形成する。同様に、第２の外周磁路部材６の左右側壁６１、６２は、搬送通路２よりも外側に位置しており、この左右側壁６１、６２が金属板搬送通路２の左右側面（左右の境界）を形成する。このように本実施形態では、第１の外周磁路部材５の左右側壁５１、５２及び第２の外周磁路部材６の左右側壁６１、６２が搬送通路２の幅方向の寸法を規定する。
【００２６】
そして、第１の外周磁路部材５の左右側壁５１、５２の下端部と第２の外周磁路部材６の左右側壁６１、６２の上端部とは、互いに接続されている。このように第１の外周磁路部材５及び第２の外周磁路部材６を接続することで、第１及び第２の平板状コイル３、４により発生した磁束が通る磁路の磁気抵抗を小さくし、力率を高くして加熱効率を改善している。
【００２７】
この誘導加熱装置１００では、平板状コイル３、４により発生した磁束は、コイル中心に設置してある中心鉄心３１、４１により形成されるコイル中心磁路から外周磁路部材５、６により形成される外周磁路を通って循環する。これにより、第１の平板状コイル３及び第２の平板状コイル４の間にある金属シートＷに誘導電流が誘起されて金属シートＷが加熱される。また、第１の外周磁路部材５の左右側壁５１、５２及び第２の外周磁路部材６の左右側壁６１、６２が金属シートＷの外側まで延長しているので、第１及び第２の平板状コイル３、４による磁路が、搬送通路２に搬送される金属シートＷの左右両端部を通り、金属シートＷの左右両端部を確実に加熱することができる。
【００２８】
＜第２実施形態＞
第２実施形態に係る誘導加熱装置１００は、被処理物である絶縁物Ｗを上下１組の金属シートベルトＢで加圧するとともに、その金属シートベルトＢを周波数５０Ｈｚ〜１０００Ｈｚの中周波で誘導加熱することで、被加熱物Ｗを加熱するものである。なお、図２において、前記第１実施形態に対応する部材には、同一の符号を付している。
【００２９】
具体的にこのものは、図２に示すように、被加熱物Ｗが搬送される搬送通路２を形成する上下１組の金属シートベルトＢ（例えばＳＵＳ４００の金属薄板）と、この金属シートベルトＢの上側に配置されて、中心部に金属シートベルトＢに直交する磁路が設けられた第１の平板状コイル３と、金属シートベルトＢの下側に配置されて、中心部に金属シートベルトＢに直交する磁路が設けられた第２の平板状コイル４と、第１の平板状コイル３の周囲に配置されて、当該第１の平板状コイル３により発生した磁束が通る外周磁路を形成する第１のコイル収容容器５と、第２の平板状コイル４の周囲に配置されて、第２の平板状コイル４により発生した磁束が通る外周磁路を形成する第２のコイル収容容器６と、上下１組の金属シートベルトＢにより被加熱物Ｗを加圧するための加圧構造８とを有する。
【００３０】
具体的に加圧構造８は、第１のコイル収容容器５を収容する磁性体金属からなる第１の油圧容器８１と、第２のコイル収容容器６を収容する磁性体金属（例えばＳＳ４００）からなる第２の油圧容器８２と、第１及び第２の油圧容器８１、８２と金属シートベルトＢとの間に介在して設けられた絶縁物からなる油圧シール８３、８４と、第１及び第２の油圧容器８１、８２に封入された油圧用オイル８５とを備える。このように、誘導加熱装置１００に油圧加圧機構を付加した場合、高圧の油圧がかかるため、コイル収容容器５、６の外側に油圧容器８１、８２と油圧シール８３、８４が配置される構成となり、コイル収容容器５、６の幅方向の寸法が、金属シートベルトＢの幅方向の寸法よりも小さい構造となる。このため、金属シートベルトＢにおける油圧シール８３、８４から左右外側に出た部分は加熱されず、金属シートベルトＢの左右両端部の温度上昇が大幅に低くなってしまう。
【００３１】
しかして第２実施形態に係る誘導加熱装置１００は、第１の外周磁路部材５の外側に、第１の平板状コイル３と同心状に巻回された第１の外周コイル９と、第２の外周磁路部材６の外側に、第２の平板状コイル４と同心状に巻回された第２の外周コイル１０とを備える。
【００３２】
具体的には、第１の外周磁路部材５の周囲に設けられた第１の油圧容器８１の周囲に第１の外周コイル９が設けられるとともに、第２の外周磁路部材６の周囲に設けられた第２の油圧容器８２の周囲に第２の外周コイル１０が設けられている。第１の外周コイル９は、第１の平板状コイル３と同心円状に第１の油圧容器８１の周囲に巻回して設けられている。また、第２の外周コイル１０は、第１の平板状コイル３と同心円状に第２の油圧容器８２の周囲に巻回して設けられている。
【００３３】
そして、この第１の外周コイル９の周囲には、第１の外周コイル９の上面及び側周面を覆う磁性体金属からなる第１のカバー部材１１が設けられ、第２の外周コイル１０の周囲には、第２の外周コイル１０の下面及び側周面を覆う磁性体金属からなる第２のカバー部材１２が設けられている。また、第１のカバー部材１１及び第２のカバー部材１２は、それぞれ第１の油圧容器８１及び第２の油圧容器８２に設けられている。なお、第１のカバー部材１１及び第２のカバー部材１２には、発熱を防止するためのスリットＳが形成されている。
【００３４】
この第１及び第２のカバー部材１１、１２によって、第１及び第２の外周コイル９、１０により発生した磁束が第１の油圧容器８１の側壁及び第２の油圧容器８２の側壁を介して金属シートベルトＢの左右両端部を通過する磁路が形成される。これにより、金属シートベルトＢの左右両端部を確実に加熱することができる。
【００３５】
なお、第１のカバー体１１の自由端部（側壁の下端部）と第２のカバー体１２の自由端部（側壁の上端部）とを互いに接続して、第１及び第２の外周コイル９、１０により発生した磁束が通る磁路の磁気抵抗を小さくし、力率を高くして加熱効率を改善しても良い。
【００３６】
ここで、図３に示す従来の油圧加圧方式の誘導加熱装置を用いて、厚さ１．６ｍｍ×幅３００ｍｍのＳＵＳ４２０を誘導加熱した場合の力率−周波数特性を図４に示す。この図４から分かるように、周波数５００Ｈｚ以上では、力率がほぼ同じであり、金属シート（特にＳＵＳ４２０）の誘導加熱においては、中周波数が適していることが分かる。
【００３７】
次に、第２実施形態の誘導加熱装置を用いて厚さ１．６ｍｍ×幅３００ｍｍのＳＵＳ４２０を誘導加熱した場合の実験結果を示す。なお、この実験において、平板状コイルの中心鉄心は、２つのインボリュート鉄心（インボリュート曲線状に湾曲された湾曲部を有する多数の磁性鋼板を積層して円筒状に形成した鉄心）を用いている。また、温度センサーの設置位置は、図５に示すとおりである。
【００３８】
まず第２実施形態の誘導加熱装置を用いて、温度センサー位置ｂ４における昇温特性を図６に示す。このとき、平板状コイルには、交流電圧２００Ｖ（周波数５４０Ｈｚ）を印加し、外周コイルには、交流電圧３００Ｖ（周波数５４０Ｈｚ）を印加した。
【００３９】
次に、第２実施形態の誘導加熱装置において、平板状コイルのみに通電した場合の、ａ位置及びｂ位置の温度分析とａ位置及びｂ位置の平均温度分布を図７に示す。なお、平板状コイルには、流電圧２００Ｖ（周波数５４０Ｈｚ）を印加した。このとき、金属シートベルトの幅方向の平均温度分布において最高温度と最低温度との差が、７０．８℃であった。
【００４０】
一方、第２実施形態の誘導加熱装置において、平板状コイル及び外周コイルの両方に通電した場合の、ａ位置及びｂ位置の温度分析とａ位置及びｂ位置の平均温度分布を図８に示す。なお、平板状コイルには、交流電圧２００Ｖ（周波数５４０Ｈｚ）を印加し、外周コイルには、交流電圧３００Ｖ（周波数５４０Ｈｚ）を印加した。このとき、金属シートベルトの幅方向の平均温度分布において最高温度と最低温度との差が、１７．１℃であった。このように、平板状コイルだけでなく外周コイルに通電することによって、金属シートベルトの幅方向の温度分布において均温化させることが分かる。
【００４１】
なお、第２実施形態の誘導加熱装置１００において、平板状コイル３、４の通電量と外周コイル９、１０の通電量とを調整することで、金属シートベルトＢの幅方向の温度分布を制御することが可能となる。
【００４２】
＜第３実施形態＞
第３実施形態に係る誘導加熱装置１００は、前記第２実施形態と同様に、被加熱物である絶縁物Ｗを上下１組の金属シートベルトＢで加圧するとともに、その金属シートベルトＢを周波数５０Ｈｚ〜１０００Ｈｚの中周波で誘導加熱することで、被加熱物Ｗを加熱するものである。なお、図９及び図１０において、前記第１、第２実施形態に対応する部材には、同一の符号を付している。
【００４３】
しかして第３実施形態の誘導加熱装置１００は、図９及び図１０に示すように、前記第２実施形態の外周コイル９、１０及びカバー部材１１、１２の構成が異なり、第１の油圧容器８１及び第２の油圧容器８２における左右外側面にそれぞれ接触して設けられた鉄心部材１３と、この鉄心部材１３に巻回された外周コイル１４とを有する。
【００４４】
鉄心部材１３は、カットコア型の巻鉄心であり、一方のカット面が第１の油圧容器８１の側面に面接触して設けられ、他方のカット面が第２の油圧容器８２の側面に面接触して設けられている。また、この鉄心部材１３及び外周コイル１４は、図９に示すように、被加熱物Ｗの搬送方向に沿って左右に複数個（図９では左右に３個）設けられている。
【００４５】
この鉄心部材１３によって、外周コイル１４により発生した磁束が、第１の油圧容器８１の側壁及び第２の油圧容器８２の側壁を介して金属シートベルトＢの左右両端部を通過する磁路が形成される。これにより、金属シートベルトＢの左右両端部を確実に加熱することができる。
【００４６】
なお、第１及び第２の油圧容器８１、８２の発熱を抑えて金属シートベルトＢの左右両端部の発熱比率を大きくするために、第１及び第２の油圧容器８１、８２における鉄心部材接触面に適度の深さのスリットＳを加工して短絡電流を低下させるようにしている。
【００４７】
また、前記第２実施形態と同様に、平板状コイル３、４の通電量と外周コイル１４の通電量とを調整することによって、金属シートベルトＢの幅方向の温度分布を制御することが可能となる。
【００４８】
なお、本発明は前記各実施形態に限られるものではない。
【００４９】
例えば、前記第２実施形態においては、油圧加圧方式の誘導加熱装置を前提として外周コイル９、１０及びカバー部材１１、１２を備えたものであったが、前記第１実施形態において、外周コイル９、１０及びカバー部材１１、１２を備えたものであっても良い。この場合、誘導加熱装置１００は、油圧容器８１、８２を有さないので、第１及び第２の外周磁路部材５、６の周囲に外周コイル９、１０が設けられるとともに、第１及び第２のカバー部材１１、１２は、第１及び第２の外周磁路部材５、６に設けられる。
【００５０】
また、前記第３実施形態においては、油圧加圧方式の誘導加熱装置を前提として鉄心部材１３及び外周コイル１４を備えたものであったが、前記第１実施形態において、鉄心部材１３及び外周コイル１４を有するものであっても良い。この場合、誘導加熱装置１００は、油圧容器８１、８２を有さないので、第１及び第２の外周磁路部材５、６の側面にそれぞれ接触するように鉄心部材１３を設ける。
【００５１】
さらに図１１に示すように、第１の平板状コイル３及び第２の平板状コイル４が、複数の平板状分割コイルに分割して、それら複数の平板状分割コイルを、左右にずれて配置させても良い。図１１には、平板状コイル３、４を、互いに同一構成及び同一形状をなす２つの平板状分割コイルＣ１、Ｃ２に分割した場合を示している。この２つの平板状分割コイルＣ１、Ｃ２は、平板状コイル３、４と同様に、平面視において概略矩形状をなすものであり、その中心部には、コイル中心磁路を形成する中心鉄心Ｃ１１、Ｃ１２が設けられている。そして、２つの平板状分割コイルＣ１、Ｃ２は、中心軸が同一方向を向いて配置されるとともに、一方の平板状分割コイルＣ１の中心軸が、他方の平板状分割コイルＣ２の巻回コイルの巻回径を２分割する位置となるように配置している。つまり、平板状分割コイルＣ１、Ｃ２の中心鉄心Ｃ１１、Ｃ１２の幅寸法を２Ｓ、平板状分割コイルＣ１、Ｃ２の巻回コイルの巻回径をＤとした場合、２つの中心軸のずれ幅が、Ｄ／２＋Ｓとなるように配置している。これにより、金属シートの左右の温度分布をより一層均一化することができる。
【００５２】
その上、前記実施形態では、導電性板材を搬送して処理する搬送処理タイプの誘導加熱装置であったが、本発明は、導電性板材毎に誘導加熱するバッチ処理タイプの誘導加熱装置にも適用可能である。
【００５３】
この場合、図１２に示すように、導電性板材Ｗの上側に配置されて、中心部に導電性板材Ｗに直交する磁路が設けられた第１の平板状コイル３と、導電性板材Ｗの下側に配置されて、中心部に導電性板材Ｗに直交する磁路が設けられた第２の平板状コイル４と、第１の平板状コイル３の周囲に配置され、第１の平板状コイル３により発生した磁束を導電性板材Ｗの外側に導く外周磁路を形成する第１の外周磁路部材５と、第２の平板状コイル４の周囲に配置され、第２の平板状コイル４により発生した磁束を導電性板材Ｗの外側に導く外周磁路を形成するとともに、第１の外周磁路部材５と接続される第２の外周磁路部材６とを備えている。そして、第１の外周磁路部材５及び第２の外周磁路部材７によって、第１及び第２の平板状コイル３、４により発生した磁束が導電性板材Ｗの平面方向端部を通るように構成されている。なお、図１２においては、第１の外周磁路部材５及び第２の外周磁路部材６が直方体形状をなすことから、平面視矩形状をなす導電性板材Ｗを誘導加熱した場合には、その４つの側端部（周端部）を、導電性板材の中央部と同様に加熱させることができ、導電性部材の平面方向における温度分布を均一化することができる。
【００５４】
ここで、第１の平板状コイル３及び導電性板材Ｗの間には、導電性板材Ｗからの熱を断熱する第１の断熱部材Ｄ１が設けられており、第２の平板状コイル４及び導電性板材Ｗの間には、導電性板材Ｗからの熱を断熱する第２の断熱部材Ｄ２が設けられている。第１の断熱部材Ｄ１は、第１の平板状コイル４の下面に設けられた絶縁板７と、４つの側壁（前後左右の側壁）とにより囲まれた空間全体に設けられている。また、第２の断熱部材Ｄ２は、第２の平板状コイル４の上面に設けられた絶縁板７と、４つの側壁（前後左右の側壁）とに囲まれた空間全体に設けられている。そして、これら第１の断熱部材Ｄ１及び第２の断熱部材Ｄ２により、導電性板材Ｗが上下から保持されるように構成されている。具体的には、第１の断熱部材Ｄ１及び第２の断熱部材Ｄ２が、導電性板材Ｗの全周を覆うことにより保持する。これならば、断熱部材Ｄ１、Ｄ２の他に別途導電性板材Ｗを保持するための保持機構を不要にして装置構成を簡略化することができる。また、第１の断熱部材Ｄ１及び第２の断熱部材Ｄ２が、導電性板材Ｗの全ての面を覆うことにより保持することから、断熱及び保持を確実に行うことができる。
【００５５】
また、図１３及び図１４に示すように、前記第３実施形態の搬送処理タイプの誘導加熱装置をバッチ処理タイプの誘導加熱装置としても良い。この場合、鉄心部材１３及び外周コイル１４を、第１の外周磁路部材５の周囲に設けられた第１の容器１５１及び第２の外周磁路部材６の周囲に設けられた第２の容器１５２の４つの側面（前後左右の側面）にそれぞれ複数個設けるように構成する。この場合であっても、第１の断熱部材Ｄ１及び第２の断熱部材Ｄ２により導電性板材Ｗを保持する。なお、第１及び第２の容器１５１、１５２を有さずに、第１及び第２の外周磁路部材５、６の側面にそれぞれ接触するように鉄心部材１３を設けても良い。
【００５６】
その他、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。
【符号の説明】
【００５７】
１００・・・誘導加熱装置
Ｗ    ・・・導電性板材（金属シート）
２    ・・・搬送通路
３    ・・・第１の平板状コイル
４    ・・・第２の平板状コイル
５    ・・・第１の外周磁路部材（第１の磁性金属容器）
６    ・・・第２の外周磁路部材（第２の磁性金属容器）
７    ・・・絶縁板
８    ・・・加圧構造
９    ・・・第１の外周コイル
１０  ・・・第２の外周コイル
１１  ・・・第１のカバー部材
１２  ・・・第２のカバー部材
１３  ・・・鉄心部材
１４  ・・・外周コイル
Ｃ１  ・・・平板状分割コイル
Ｃ２  ・・・平板状分割コイル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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