(57)【要約】【課題】複数の金属材を磁気加熱にて均一に加熱することができる磁気加熱装置を提供する。【解決手段】被加熱物６を誘導電流による発熱作用にて所定温度まで加熱する磁気加熱装置において、積層された電磁鋼板で閉磁路を構成すると共に、上記閉磁路の一部に空隙を有する主鉄心１、２、上記空隙内で上記閉磁路に対して並列に配設され、積層された電磁鋼板で構成されると共に上記主鉄心より小さい断面積を有し、被加熱物が装着される複数の集束鉄心９、上記主鉄心に巻回された主磁束発生コイル４、５、上記主磁束発生コイルに交流を印加するインバータ装置７および上記インバータ装置の発生する電圧および周波数を制御する制御装置８を備えた構成とする。【選択図】図１
2008277216.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加熱物を誘導電流による発熱作用にて所定温度まで加熱する磁気加熱装置において、積層された電磁鋼板で閉磁路を構成すると共に、上記閉磁路の一部に空隙を有する主鉄心、上記空隙内で上記閉磁路に対して並列に配設され、積層された電磁鋼板で構成されると共に上記主鉄心より小さい断面積を有し、被加熱物が装着される複数の集束鉄心、上記主鉄心に巻回された主磁束発生コイル、上記主磁束発生コイルに交流を印加するインバータ装置および上記インバータ装置の発生する電圧および周波数を制御する制御装置を備えたことを特徴とする磁気加熱装置。
【請求項２】
被加熱物を誘導電流による発熱作用にて所定温度まで加熱する磁気加熱装置において、積層された電磁鋼板で閉磁路を構成すると共に、上記閉磁路の一部に空隙を有する主鉄心、上記空隙内で上記閉磁路に対して並列に配設され、積層された電磁鋼板で構成されると共に上記主鉄心より小さい断面積を有し、被加熱物が装着される複数の集束鉄心、上記主鉄心に巻回された主磁束発生コイル、上記主磁束発生コイルに交流を印加するインバータ装置および上記集束鉄心の磁束密度を飽和させるに必要な貫通磁束を計算すると共に、上記貫通磁束を発生させるように上記インバータ装置の発生電圧および周波数を制御する制御装置を備えたことを特徴とする磁気加熱装置。
【請求項３】
被加熱物を誘導電流による発熱作用にて所定温度まで加熱する磁気加熱装置において、積層された電磁鋼板で閉磁路を構成すると共に、上記閉磁路の一部に空隙を有する主鉄心、上記空隙内で上記閉磁路に対して並列に配設され、積層された電磁鋼板で構成されると共に上記主鉄心より小さい断面積を有し、被加熱物が装着される複数の集束鉄心、上記主鉄心に巻回された主磁束発生コイル、上記主磁束発生コイルに交流を印加するインバータ装置、上記各集束鉄心に設けられ、各集束鉄心の磁束を検出する磁束検出コイルおよび上記磁束検出コイルの検出結果にもとづいて上記各集束鉄心の磁束密度が飽和値以上となるように上記インバータ装置の発生電圧および周波数を制御する制御装置を備えたことを特徴とする磁気加熱装置。
【請求項４】
被加熱物を誘導電流による発熱作用にて所定温度まで加熱する磁気加熱装置において、積層された電磁鋼板で閉磁路を構成すると共に、上記閉磁路の一部に空隙を有する主鉄心、上記空隙内で上記閉磁路に対して並列に配設され、積層された電磁鋼板で構成されると共に上記主鉄心より小さい断面積を有し、被加熱物が装着される複数の集束鉄心、上記各集束鉄心に巻回され、抵抗器を介して並列に接続された磁束バランスコイル、上記主鉄心に巻回された主磁束発生コイル、上記主磁束発生コイルに交流を印加するインバータ装置および上記インバータ装置の発生する電圧および周波数を制御する制御装置を備えたことを特徴とする磁気加熱装置。
【請求項５】
上記各集束鉄心は、各集束鉄心を貫通する磁束の磁路の磁気抵抗が等しくなるように断面積が設定されることを特徴とする請求項１に記載の磁気加熱装置。
【請求項６】
上記各集束鉄心には、集束鉄心を貫通する磁束の方向に対して複数個の被加熱物が装着されることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の磁気加熱装置。
【請求項７】
上記被加熱物は環状とされ、上記集束鉄心が中心部を貫通するように装着されることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の磁気加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、磁気加熱装置、特に歯車や軸受などの金属材の熱処理などにおける加熱に使用される磁気加熱装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の歯車や軸受などの金属材を加熱する磁気加熱装置としては、金属の磁気的な発熱作用を利用したものがいくつか提案されている。例えば閉磁路を形成する鉄心の一部に空隙を形成すると共に、この空隙に配設された接続コアに環状の被加熱物を貫通させる形で装着し、被加熱物に誘起された起電力によって被加熱物を加熱するようにされている。（例えば特許文献１および２参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−７３７２９号公報
【特許文献２】特開２００６−２５２７９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に示されたものは、環状の被加熱物の内側を貫通する接続コアの磁束貫通方向の断面積が閉磁路を形成する主鉄心と同じであり、被加熱物は１個のみが装着されて加熱され、昇温される構成であるため、処理能力を高めるために複数の被加熱物を同時に加熱して昇温させることができないという問題点があった。
【０００５】
特許文献２に示されたものは、環状の被加熱物の内側を貫通する接続コアの磁束貫通方向の断面積は閉磁路を形成する主鉄心より小さくされているが、処理能力を高めるために複数の被加熱物を同時に加熱して昇温させる方法が開示されていないという問題点があった。
【０００６】
この発明は上記のような問題点を解決するためになされたもので、複数の被加熱物を同時に均等に昇温させることができる磁気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】
【０００７】
この発明に係る磁気加熱装置は、被加熱物を誘導電流による発熱作用にて所定温度まで加熱する磁気加熱装置において、積層された電磁鋼板で閉磁路を構成すると共に、上記閉磁路の一部に空隙を有する主鉄心、上記空隙内で上記閉磁路に対して並列に配設され、積層された電磁鋼板で構成されると共に上記主鉄心より小さい断面積を有し、被加熱物が装着される複数の集束鉄心、上記主鉄心に巻回された主磁束発生コイル、上記主磁束発生コイルに交流を印加するインバータ装置および上記インバータ装置の発生する電圧および周波数を制御する制御装置を備えたものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明に係る磁気加熱装置は上記のように構成されているため、複数個の金属の被加熱物を同時に均等に所定温度に加熱して昇温させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図にもとづいて説明する。図１は、実施の形態１による磁気加熱装置の全体構成を示す概略図、図２は図１における集束鉄心近傍の拡大図で、主鉄心および集束鉄心の磁束と被加熱物に流れる誘導電流を説明するための説明図で、被加熱物は１個のみを示している。
【００１０】
また、図２(a)は被加熱物が環状の場合を示し、図２(b)は図２（ａ）における被加熱物中の誘導電流Iwを示す。図２（ｃ）は被加熱物が環状でなく、円柱状の場合を示し、図２（ｄ）は図２（ｃ）における被加熱物中の誘導電流Iwを示す。図３は集束鉄心の配設位置によって断面積を変えた実施例を示す概略図で、図３（ａ）は被加熱物が環状の場合を示す全体概略図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ−Ａ線における断面図、図３（ｃ）は集束鉄心の他の実施例を示す断面図、図４は被加熱物が環状でなく、円柱状の場合を示す全体外略図である。
【００１１】
実施の形態１の磁気加熱装置は図１に示すように、Ｌ字状に形成され、下端部に小径の集束鉄心９を複数個装着した上部鉄心１と、同様にＬ字状に形成され、上端部が集束鉄心９の下端に当接する形で対向配置された下部鉄心２と、上記両鉄心と磁気的に結合して閉磁路を形成する後部鉄心３とから構成された鉄心構造を有する。なお、集束鉄心９を配設した上部鉄心１の下端と下部鉄心２の上端との間は閉磁路に対して空隙を形成する部分であり、この空隙に複数個の小径の集束鉄心９が配設された構成となっている。
【００１２】
上部鉄心１、下部鉄心２および後部鉄心３はそれぞれ積層された電磁鋼板で作られ、製作上の容易さからその断面形状は正方形または長方形とされている。また、上部鉄心１の下端と下部鉄心２の上端との間には、集束鉄心９が上部鉄心１側に装着された状態で配設され、環状の被加熱物６が後述するような形で装着されている。即ち、歯車や軸受などの環状の被加熱物６を装着しようとする場合、集束鉄心９は被加熱物６の内径より小さい外径を有する円柱状となるように積層された電磁鋼板で形成され、被加熱物６を貫通する形で上部鉄心１、下部鉄心２、後部鉄心３と共に閉磁路を形成するようにされている。なお被加熱物６は下部鉄心２の上端に固定されている受け台１６上に載置される。
【００１３】
受け台１６は磁束の影響を受けないように、また熱的影響を受けないように耐熱性の絶縁物で作られている。上部鉄心１には主磁束発生上部コイル４が巻装され、下部鉄心２には主磁束発生下部コイル５が巻装され、両コイルは直列接続されてインバータ装置７に接続され、所定の電圧および周波数の交流が印加されて上部鉄心１および下部鉄心２に磁束を発生すると共に、これらの磁束が集束鉄心９を貫通するようにされている。
【００１４】
主磁束発生上部コイル４、主磁束発生下部コイル５による加熱の開始と終了時には、被加熱物６の図１に示す位置への搬入、搬出のために、上部鉄心１と集束鉄心９とを一体的に昇降させる必要があるため、上部鉄心１に昇降機構１２が取り付けられている。この昇降機構１２は例えば周知のシリンダ機器で構成されている。一方、被加熱物６は図示しない搬送機構によって、受け台１６上に搬送され載置される。また、上部鉄心１が昇降する時に、後部鉄心３との干渉を防ぐため、後部鉄心３を上部鉄心１から離す必要があるため、後部鉄心３には水平方向移動用の機構１３が設けられている。この水平移動用の機構１３も例えばシリンダ機器で構成されている。
【００１５】
次に、図２を用いて被加熱物６の発熱と昇温の原理について説明する。説明を簡略化するために被加熱物６は１個のみを示している。図２（ａ）に示すように、上部鉄心１と、下部鉄心２から供給される主磁束ΦOが集束鉄心９を貫通する磁束Φ１と、被加熱物６に誘起される電圧Vwとの関係は次の式で示される。
Vw＝ｋ・ｆ・Φ１      ……(1)
ただし、  ｋ：定数
式（１）の電圧Vwによって被加熱物６の内部に図２（ｂ）に示すように誘導電流Iwが発生し、ジュール損失の発熱で被加熱物６が昇温する。誘起される電圧Vwと誘導電流Iwの大きさは、式（１）から明らかなように、集束鉄心９を貫通する磁束Φ１の量と周波数ｆで決定される。
【００１６】
一方、図２(ｃ)に示すように、被加熱物６が環状でなく、例えば円柱状の場合には、集束鉄心９を上下に分割して一方を上部鉄心１の下端に固定し、他方を下部鉄心２の上端に固定して被加熱物６は上下の集束鉄心９で挟むように固定する。このようにすると、主磁束Φoの内、上部の集束鉄心９を通じて被加熱物６に入る磁束Φ１によって被加熱物６自体が集束鉄心の一部の役目を果たし、式(1)と同様に被加熱物６の外周に誘起される電圧Vwによって図２（ｄ）に示すように、誘導電流Iwが発生し、ジュール損失の発熱で被加熱物６が昇温する。
【００１７】
実施の形態１では、図３(a)に示すように、複数の集束鉄心９ａ、９ｂを上部鉄心１と下部鉄心２の間の空隙に上記両鉄心に接して並列に配置し、各集束鉄心９ａ、９ｂに被加熱物６ａ、６ｂを貫挿する形で装着する。これらの被加熱物６ａ、６ｂは図３（ａ）のＡ−Ａ線における断面を図３（ｂ）に示すように、例えば、後部鉄心３に近い側に２個の被加熱物６ａと、それを貫通する２個の集束鉄心９ａを配設し、後部鉄心３より遠い側に２個の被加熱物６ｂと、それを貫通する２個の集束鉄心９ｂを配設する。
【００１８】
一般に、鉄心内を通る磁束は磁気抵抗の小さい経路（磁路）に通りやすいため、集束鉄心９ａ、９ｂを貫通する磁束は図３(a)に示す主磁束ΦoａとΦoｂの経路の磁気抵抗によって増減し、磁気抵抗が小さい経路の磁束量が多くなる。ここで、集束鉄心９ａを貫通する磁束Φoａの磁路は上部鉄心１、下部鉄心２を含む閉磁路全体の内側になるため、集束鉄心９ｂを貫通する磁束Φoｂの磁路より短い。集束鉄心９ａと９ｂが同じ断面積を持つと仮定すれば、磁束Φoａの磁路の磁気抵抗は小さく、磁束は磁気抵抗の小さい磁束Φoａの磁路に流れ易くなるから、磁束Φoａ＞磁束Φoｂの関係となる。そのため、この状態では式(1)から明らかなように、被加熱物６ａに誘起される電圧Vwおよび誘導電流Iwが被加熱物６ｂに比べて大きくなり、両者の発熱量に差が生じて均等に昇温することができない。
【００１９】
このような問題点を解消するため、実施の形態１では、図３(a)および図３(b)に示すように、集束鉄心９ａの磁束貫通方向の断面積S１を、集束鉄心９ｂの磁束貫通方向の断面積S２より小さくしている。鉄心の磁気抵抗は磁束貫通方向の長さに比例し、断面積に反比例するため、集束鉄心９ａを含む磁路の磁気抵抗は集束鉄心９ｂを含む磁路の磁気抵抗より大きくなる。
従って、集束鉄心９ａを含む磁路の磁気抵抗R１と、集束鉄心９ｂを含む磁路の磁気抵抗R２とがほぼ等しくなるように、S１とS２の値を選定するようにしている。磁気抵抗R１とR2が等しくなれば、磁束Φoａは磁束Φoｂと等しくなり、被加熱物６ａと６ｂに誘起される誘導電流Iwも等しくなって、４個の被加熱物を均等に昇温することができる。
【００２０】
以上の説明では、集束鉄心９ａ、９ｂは、いずれも磁束の貫通方向に一様な径を有する円柱状としているが、図３(c)の右側に示すように、集束鉄心９ａの断面積S1を磁束貫通方向の中間部でS1より大きいS2に変わるような構成としてもよい。このような構成とすることにより、集束鉄心９ａの磁気抵抗R１と、集束鉄心９ｂの磁気抵抗R２とをほぼ等しくし易くなり、上述の場合と同様の効果が期待できる。
【００２１】
また、被加熱物６が環状でなく、例えば円柱状の場合には図４に示すように、被加熱物６ａに対応して断面積の小さい集束鉄心９ａを配設し、被加熱物６ｂに対応して断面積の大きい集束鉄心９ｂを配設する。この結果、集束鉄心９ａを含む磁路の磁気抵抗R１と、集束鉄心９ｂを含む磁路の磁気抵抗R２とをほぼ等しくすることができ、従って、被加熱物６ａと６ｂに誘起される誘導電流Iwを等しくして４個の被加熱物６ａと６ｂとを均等に昇温することができる。
【００２２】
なお、上記の説明では、被加熱物６が４個の場合を例示したが、４個以外の場合、例えば１個または２個の場合でも、被加熱物６の配置される位置に応じた磁気抵抗の大小に対応して同様な考え方で集束鉄心の断面積を選定することにより、各被加熱物を均等に昇温させることができる。
【００２３】
実施の形態１は上記のように、複数の集束鉄心９ａ、９ｂを含む磁路の磁気抵抗が等しくなるように、集束鉄心の磁束貫通方向の断面積を選定するようにしたため、被加熱物６に誘起される誘導電流Iwが等しくなって、複数の被加熱物６を均等に昇温させることができる。
【００２４】
実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２を図５にもとづいて説明する。この図において図３（ａ）と同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。図３（ａ）と異なる点は、被加熱物６を各集束鉄心ごとに、その上下方向、即ち磁束の貫通方向に複数個、例えば２個ずつ配置するようにした点である。
【００２５】
図５において、鉄心の内側磁路に配置されている下側の被加熱物６a1と上側の被加熱物６a2は同一の集束鉄心９ａに挿入する形で装着されているため、式(１)から明らかなように、各被加熱物には同一の電圧Vwが誘起され、同一の誘導電流Iwが流れる。従って、下側の被加熱物６a1と上側の被加熱物６a2は均等に昇温させることができる。また、鉄心の外側磁路に配置されている下側の被加熱物６b1と上側の被加熱物６b2は同一の集束鉄心９ｂに挿入する形で装着されているため、同様に均等に昇温させることができる。一方、実施の形態１で説明したように、集束鉄心９ａと集束鉄心９ｂとは、それぞれを貫通する磁束が通る磁路の磁気抵抗が等しくなるように、磁束貫通方向の断面積が選定されているので、各被加熱物に誘起される誘導電流Iwは全て等しくなり、全ての被加熱物６を均等に昇温させることができる。
【００２６】
実施の形態２は、実施の形態１に比べて上部鉄心１、下部鉄心２の断面積が同じであれば多くの被加熱物を同時に加熱することができるという利点がある。
なお、以上の説明では、上下方向に配置する被加熱物が２個ずつ計８個の場合を例示したが、寸法上の制約範囲内でこの数を増やすことができる。
【００２７】
一方、被加熱物６が環状でなく、例えば円柱状の場合でも、上記と同様に被加熱物を上下方向に複数個配置することにより、全ての被加熱物を均等に昇温することができる。
【００２８】
実施の形態２は上記のように構成されているので、上下方向に配置した複数個の被加熱物６に発生する誘導電流を等しくさせて、多数の被加熱物６を常に均等に昇温させることができる。
【００２９】
実施の形態３．
次に、この発明の実施の形態３を図６にもとづいて説明する。この図において、図１、図５と同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。図１、図５と異なる点は、全ての集束鉄心９を磁束貫通方向に対して一様な断面積にすると共に、集束鉄心の磁束密度を飽和させるに必要な貫通磁束を計算し、上記貫通磁束を発生させるに必要なインバータ装置の発生電圧を求めて、この電圧を主磁束発生上部コイルと主磁束発生下部コイルに印加するようにしたものである。
【００３０】
図６において、インバータ装置７の発生電圧、即ち主磁束発生上部コイル４と主磁束発生下部コイル５に供給される電圧Voと、上部鉄心１、下部鉄心２を貫通する主磁束Φoとの関係は次の式で示される。
Vo＝ｋ・ｆ・Ｎo・Φo  ……(2)
ただし、  ｋ：定数
ｆ：電源装置８が発生する周波数
Ｎo：主磁束発生上部コイル４および主磁束発生下部コイル５の巻数の合計
【００３１】
また、集束鉄心９を貫通する磁束Φ１は次の式で示されるように、集束鉄心９の断面積Ｓに比例する。
Φ１＝B１×Ｓ      ……(3)
ただし、  B１：集束鉄心９の磁束密度
また、主磁束Φoによって、集束鉄心９を貫通する磁束Φ１が作られるので、両者は次の関係を有する。
主磁束Φo≧集束鉄心９を貫通する磁束Φ１の合計  ……(4)
【００３２】
実施の形態３による磁気加熱装置においては、主磁束発生上部コイル４および主磁束発生下部コイル５（1次コイル）の巻数の合計NO、集束鉄心９の個数、集束鉄心９の断面積Ｓ、集束鉄心９の飽和磁束密度Bsはあらかじめ制御装置８に入力されている。また、周波数ｆも制御装置８にあらかじめ入力されている。
【００３３】
先ず式(3)から集束鉄心９の磁束密度を飽和磁束密度Bsとするために必要な貫通磁束Φ１を計算する。これは式（３）においてB1をBsに置き換えることにより容易に求めることができる。求めた貫通磁束Φ１から主磁束Φoを計算し、式(2)を用いてインバータ装置７が発生すべき電圧Voを計算する。主磁束Φoの計算に際しては、式(4)の主磁束Φo≧集束鉄心９を貫通する磁束Φ１の合計とすればよいが、主磁束Φoの内、集束鉄心９を貫通せず空隙に漏れる磁束も存在するため、これを考慮して、主磁束Φo＝1.2〜1.5×Φ１として計算する。
【００３４】
上記のように算出された電圧Voを印加することにより、集束鉄心９の磁束密度B１を集束鉄心の位置に関わらず常時その飽和値に保つようにすれば、各集束鉄心９の断面積Sは等しいから、式(3)に示すように貫通する磁束Φ１は等しくなる結果、実施の形態１と同様に、４個の被加熱物６に誘起される誘導電流Iwは均等になり、被加熱物６の昇温も均等になる。この実施の形態において、被加熱物６の昇温程度を変えるためには、集束鉄心９の磁束密度B１を飽和値にしておいて、周波数ｆを変更する。すると、式(1)に示すように被加熱物６に誘起される電圧Vwが変わるので、誘導電流Iwを変えることができ、被加熱物６の昇温程度も変えることができる。
【００３５】
なお、被加熱物６が環状でなく、例えば円柱状の場合には、図６に示す構成で上述した計算手順を採用することにより、集束鉄心９を通る磁束が常に同じとなり、被加熱物６に発生させる誘導電流Iwを等しくさせて、４個の被加熱物６を常に均等に昇温させることができる。
【００３６】
上記の実施の形態３の説明では、被加熱物６が４個の場合を例示したが、４個以外の場合、例えば１個または２個の場合でも同様な構成により、各被加熱物６を均等に昇温させることができる。また、図５のように、各集束鉄心の磁束貫通方向に複数個の被加熱物６を装着した場合でも、各被加熱物６を均等に昇温させることができる。
【００３７】
実施の形態３は以上のように構成され、全ての集束鉄心９の磁束密度が鉄心の飽和値以上とされる結果、常に同じになるため、複数の被加熱物６に発生させる誘導電流も等しくなり、複数の被加熱物６を常に均等に昇温させることができる。
【００３８】
実施の形態４．
次に、この発明の実施の形態４を図にもとづいて説明する。磁気加熱装置の全体構成は図１と同様であるため図示を省略する。図７(a)は、実施の形態４による磁気加熱装置の被加熱物付近の構成を拡大して示す図で、被加熱物６が４個の場合を示す。図７(b)は図７（ａ）のＢ−Ｂ線における断面図である。符号は図１と同一または相当部分に同一符号を付している。図１と異なる点は、環状の被加熱物６を装着した４個の集束鉄心９に、それぞれ磁束検出コイル２１を巻回し、磁束検出コイル２１の出力を制御装置８に入力するようにした点である。
【００３９】
ここで、磁束検出コイル２１に誘起される電圧V１と、集束鉄心９の磁束Φ１との関係は次の式で示される。
V１＝ｋ・ｆ・Ｎ１・Φ１      ……(5)
ただし、Ｎ１：磁束検出コイル２１の巻数
【００４０】
磁束検出コイル２１の出力、即ち誘起される電圧V１は制御装置８に入力されているため、集束鉄心９の磁束Φ１は式(5)により計算して求めることができる。また、磁束Φ１が求まると式(３)から集束鉄心９の磁束密度B１を求めることができる。これによって、集束鉄心９の磁束密度B１を常に把握することができるため、集束鉄心９の磁束密度B１を飽和値Bs以上にするようにインバータ装置７の発生電圧Voと周波数fを調節する。具体的には、磁束密度B１を増加させるには、電圧Voを増大させるか、または周波数ｆを減少させることになる。
【００４１】
実施の形態３と異なり、磁束検出コイル２１に誘起される電圧V１を利用して集束鉄心９の磁束密度B１を常時把握することができるため、集束鉄心９の磁束密度B１が飽和値となるように、インバータ装置７の発生電圧Voと周波数fを正確に調節することができるという利点がある。実施の形態４の制御手順を図８に示す。
【００４２】
即ち、図８において、ステップＳ８１で磁束検出コイル２１により集束鉄心９の誘起電圧V１を検出し、制御装置８に入力する。制御装置８ではステップＳ８２に示すように、１次コイルの巻数の合計Ｎ０と、集束鉄心９の数量と、磁束検出コイル２１の巻数Ｎ１と、集束鉄心９の断面積Sと、集束鉄心９の飽和磁束密度Bsとがデータとして事前に入力されている。
【００４３】
従ってステップＳ８３で磁束検出コイル２１から入力された誘起電圧V１と事前に入力されている磁束検出コイル２１の巻数Ｎ１とを用いて式（５）により集束鉄心９の磁束Φ１を計算する。その後、ステップＳ８４で上述したように、磁束Φ１に1.2〜1.5を乗じて主磁束Φoを計算した後、ステップＳ８５で式（２）によりインバータ装置７の発生すべき電圧Voを計算し、この電圧を主磁束発生上部コイル４と主磁束発生下部コイル５に印加し集束鉄心９の磁束密度B１を上昇させる。
【００４４】
次いでステップＳ８６で上記の磁束密度B１が飽和値Bs以上かどうかを確認する。飽和値以上である場合はステップＳ８７でインバータ装置７の電圧と周波数を維持し、飽和値以上でない場合はステップＳ８８でインバータ装置７の電圧を増加させると共に、周波数を減少させてステップＳ８６に戻る。
【００４５】
実施の形態４の以上の説明では、被加熱物６が環状である場合を例示したが、環状でなく、例えば円柱状の場合には、被加熱物６に対応して集束鉄心９を図２（ｃ）に示すように構成し、上部と下部の集束鉄心９に磁束検出コイル２１を巻回することにより、被加熱物６が環状である場合と同様の効果を得ることができる。
【００４６】
また、以上の説明では、被加熱物６が４個である場合を例示したが、４個以外の場合、例えば１個または２個の場合でも、被加熱物６に対応して集束鉄心９および磁束検出コイル２１を１個ずつ配設することにより、実施の形態３と同様の動作により各集束鉄心を貫通する磁束の量を同じにすることができる。また、図５に示すように、各集束鉄心の磁束貫通方向に複数個の被加熱物を装着した場合でも各被加熱物６を均等に昇温させることができる。
【００４７】
実施の形態４は以上のように構成され、全ての集束鉄心９の磁束密度が鉄心の飽和値以上とされる結果、各集束鉄心の磁束が常に同じとなるため、複数個の被加熱物６に発生させる誘導電流も等しくなり、複数個の被加熱物６を常に均等に昇温させることができる。また、磁束検出コイル２１の検出信号により集束鉄心９の磁束密度B１が常時把握できるため、集束鉄心９の磁束密度B１を飽和値以上にするように、インバータ装置７の発生電圧Voと周波数fを正確に調節することができる。
【００４８】
実施の形態５．
次に、この発明の実施の形態５を図にもとづいて説明する。磁気加熱装置の全体構成は図１と同様であるため図示を省略する。図９(a)は、実施の形態５による磁気加熱装置の被加熱物付近の構成を拡大して示す図、図９(b)は図９（a）のＣ−Ｃ線における断面図で、被加熱物が２個の場合を示す。図９(c)は実施の形態５の原理を説明するための説明図、図９(d)は被加熱物が４個の場合を示す断面図である。符号は図３と同一または相当部分にそれぞれ同一符号を付している。
【００４９】
図３と異なる点は、集束鉄心９ａ，９ｂに磁束バランスコイル２２ａ，２２ｂを巻回し、各磁束バランスコイルに抵抗器２３ａ、２３ｂを直列に接続すると共に、磁束バランスコイルと抵抗器の対を並列に接続した点である。
【００５０】
ここで、２個の磁束バランスコイル２２ａ，２２ｂの動作を図９(c)にて説明する。磁束バランスコイル２２ａ，２２ｂに誘起される電圧VBと集束鉄心９ａ，９ｂの磁束Φ１には式(5)と同様の関係がある。仮に一方の集束鉄心９ａを通る磁束Φ１ａが他方の集束鉄心９ｂの磁束Φ１ｂより多くなると、式(5)の関係から、集束鉄心９ａに巻かれた磁束バランスコイル２２ａの誘起電圧VBａが、集束鉄心９ｂに巻かれた磁束バランスコイル２２ｂの誘起電圧VBｂより大きくなり、磁束バランスコイル２２ｂに電圧差に応じた電流が流れ込む。
【００５１】
磁束バランスコイル２２ｂに流れ込む電流は集束鉄心９ｂの磁束を増やす方向に働くので、結果的に集束鉄心９ａと集束鉄心９ｂの磁束を等しくする方向に働くことになる。
一方、主磁束から集束鉄心９ａおよび９ｂに供給される磁束の合計量はほぼ一定であるため、上記の動作は、集束鉄心９ａを通る磁束の増加を抑えることになる。即ち、この動作は、集束鉄心９ａと集束鉄心９ｂの磁束が同じになるように働く。これは、集束鉄心９ａを通る磁束が少なくなる場合も同様で、磁束バランスコイル２２ａと２２ｂは集束鉄心９ａおよび９ｂの磁束が常に同じ量になるように動作する。
【００５２】
ここで、抵抗器２３ａ、２３ｂは、磁束バランスコイル２２ａと２２ｂの間で流れる電流を消費するために設置されるもので、比較的高い抵抗値、例えば１ｋΩのような値を持ち、同一の抵抗値である必要がある。
【００５３】
以上の説明では、被加熱物６が環状である場合の例を示したが、環状でなく、例えば円柱状の場合には、被加熱物６ａ，６ｂの上下に配設された集束鉄心９ａ、９ｂに磁束バランスコイル２２ａ，２２ｂを巻回し、磁束バランスコイル２２ａ，２２ｂと直列抵抗器２３ａ、２３ｂの対を並列に接続する。よって、被加熱物６ａ、６ｂが環状である場合と同様に、磁束バランスコイル２２ａ，２２ｂは集束鉄心９ａ，９ｂの磁束が常に同じ量になるように調節して、２個の被加熱物６ａ，６ｂの温度を常に均等に昇温させることができる。
【００５４】
以上の説明では、被加熱物６が２個である場合の例を示したが、図９(d)に示すように例えば４個の場合であっても、被加熱物６に対応して集束鉄心、磁束バランスコイルおよび抵抗器を１個ずつ配置することにより、上述の場合と同様に各集束鉄心を貫通する磁束の量を同じにすることができ、被加熱物６の温度を常に均等に昇温させることができる。さらに、被加熱物６が２個または４個以外の場合であっても、同様の構成とすることにより同様の効果を得ることができる。また、図５のように、各集束鉄心の磁束貫通方向に複数個の被加熱物６を装着した場合でも各被加熱物６を均等に昇温させることができる。
【００５５】
実施の形態５は以上のように構成されているので、各集束鉄心を貫通する磁束の量を常に同じにすることができ、被加熱物６に発生させる誘導電流Iwも等しくして、複数個の被加熱物６を常に均等に昇温させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】この発明の実施の形態１による磁気加熱装置の全体構成を示す概略図である。
【図２】被加熱物の発熱の原理を説明するための説明図で、（ａ）は被加熱物が環状の場合を示し、（ｂ）は被加熱物が円柱状の場合を示す。
【図３】図１において、集束鉄心の断面積を変えた例を示す図で、（ａ）は被加熱物が環状の場合を示す側面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における断面図、(c)は集束鉄心の付近の構成を示す説明図である。
【図４】実施の形態１による磁気加熱装置の被加熱物付近の構成を拡大して示す側面図で、被加熱物が円柱状の場合の例を示す。
【図５】この発明の実施の形態２による磁気加熱装置の構成を示す概略図である。
【図６】この発明の実施の形態３による磁気加熱装置の全体構成を示す概略図である。
【図７】この発明の実施の形態４による磁気加熱装置の被加熱物付近の構成を拡大して示す側面図で、（ａ）は被加熱物が環状の場合を示し、（ｂ）は被加熱物が円柱状の場合を示す。
【図８】実施の形態４による磁気加熱装置の制御の流れを示すフロー図である。
【図９】この発明の実施の形態５による磁気加熱装置の被加熱物付近の構成を拡大して示す図で、(a)は側面図、(b)は（a）のＣ−Ｃ線における断面図で、被加熱物が２個の場合を示す。(c)は実施の形態５の原理を説明するための説明図、(d)は被加熱物が４個の場合を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５７】
１  上部鉄心、  ２  下部鉄心、  ３  後部鉄心、  ４  主磁束発生上部コイル、
５  主磁束発生下部コイル、  ６  被加熱物、  ７  インバータ装置、
８  制御装置、  ９  集束鉄心、  １２  昇降機構、  １３  移動機構、
１６  受け台、  ２１  磁束検出コイル、  ２２  磁束バランスコイル。
【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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