(57)【要約】【課題】板状導電性材料に流れる軸電流を低減して、板状導電性材料の幅方向における温度分布の均一化を図る。【解決手段】加熱コイルのターン部位は、板状導電性材料の中心軸に沿う軸線方向に直交する方向に巻回されており、加熱コイルの連結部位は、板状導電性材料の一方の面における中心軸の略直上において、中心軸と略一致するようにして軸線方向に略平行に位置されており、給電線の平行部位が、加熱コイルの軸線方向における略中間部位において、ターン部位と平行するように連結部位に隣接する位置まで延長して配置され、給電線の軸線方向部位が、板状導電性材料の一方の面における中心軸の略直上において、連結部位と隣接するとともに板状導電性材料の中心軸と略一致するようにして延設されてターン部位に接続されている。【選択図】        図２
2004179130.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数ターン巻回してトンネル状に形成された加熱コイルと、
高周波電流を発生する高周波電源と、
前記高周波電源により発生された高周波電流を前記加熱コイルへ給電する給電線と
を有し、
前記加熱コイルのトンネル内に板状導電性材料を通過させて加熱する高周波誘導加熱装置において、
前記加熱コイルは、トンネル状に形成されたターン部位と隣接する前記ターン部位同士を連結する連結部位とを有して構成され、前記加熱コイルの軸線方向の一方の端部側に位置する前記ターン部位のターン開始部位から他方の端部側に位置する前記ターン部位のターン終了部位までトンネル状に順次に複数ターン巻回されており、
前記ターン部位は、板状導電性材料の中心軸に沿う軸線方向に直交する方向に巻回されており、
前記連結部位は、前記板状導電性材料の一方の面における中心軸の略直上において、前記中心軸と略一致するようにして軸線方向に略平行に位置されており、
前記給電線は、高周波電源の一方側の端子と前記ターン開始部位とを接続する第１の給電線と、前記高周波電源の他方側の端子と前記ターン終了部位とを接続する第２の給電線とを有して構成され、
前記第１の給電線は、前記ターン部位と平行する第１の平行部位と前記板状導電性材料の中心軸に沿って延長する第１の軸線方向部位とを有して構成されており、
前記第１の平行部位が、前記加熱コイルの軸線方向における略中間部位において、前記ターン部位と平行するように前記連結部位に隣接する第１の位置まで延長して配置され、
前記第１の軸線方向部位が、前記板状導電性材料の前記一方の面における中心軸の略直上において、前記連結部位と隣接するとともに前記板状導電性材料の中心軸と略一致するようにして前記第１の位置から延設されて前記ターン開始部位に接続されており、
前記第２の給電線は、前記ターン部位と平行する第２の平行部位と前記板状導電性材料の中心軸に沿って延長する第２の軸線方向部位とを有して構成されており、
前記第２の平行部位が、前記加熱コイルの軸線方向における略中間部位において、前記ターン部位と平行するように前記連結部位に隣接する第２の位置まで延長して配置され、
前記第２の軸線方向部位が、前記板状導電性材料の前記一方の面における中心軸の略直上において、前記連結部位と隣接するとともに前記板状導電性材料の中心軸と略一致するようにして前記第２の位置から延設されて前記ターン終了部位に接続されている
ものである高周波誘導加熱装置。
【請求項２】
複数ターン巻回してトンネル状に形成された加熱コイルと、
高周波電流を発生する高周波電源と、
前記高周波電源により発生された高周波電流を前記加熱コイルへ給電する給電線と
を有し、
前記加熱コイルのトンネル内に板状導電性材料を通過させて加熱する高周波誘導加熱装置において、
前記加熱コイルは、トンネル状に形成されたターン部位と、隣接する前記ターン部位同士を連結する連結部位と、前記加熱コイルの軸線方向における略中間部位に位置する前記ターン部位と前記ターン部位のターン開始部位が位置する一方の端部側とは異なる他方の端部側に位置する前記ターン部位とを連結する軸線方向延長部位とを有して構成され、前記加熱コイルの軸線方向の前記一方の端部側に位置する前記ターン部位の前記ターン開始部位から前記加熱コイルの軸線方向における前記略中間部位に位置する前記ターン部位まで順次に複数ターン巻回されるとともに、前記加熱コイルの軸線方向における前記略中間部位に位置する前記ターン部位と前記加熱コイルの軸線方向における前記他方の端部側に位置する前記ターン部位とを前記軸線方向延長部位により連結し、前記加熱コイルの軸線方向の前記他方の端部側に位置する前記ターン部位から前記加熱コイルの軸線方向における前記略中間部位に位置する前記ターン部位のターン終了部位まで順次に複数ターン巻回されて、前記加熱コイルの軸線方向における前記略中間部位を境界として高周波電流の流れる方向が逆向きとなるように接続されており、
前記ターン部位は、板状導電性材料の中心軸に沿う軸線方向に直交する方向に巻回されており、
前記連結部位は、前記板状導電性材料の一方の面における中心軸の略直上において、前記中心軸と略一致するようにして軸線方向に略平行に位置されており、
前記軸線方向延長部位は、前記板状導電性材料の一方の面における中心軸の略直上において、前記中心軸と略一致するようにして軸線方向に略平行に位置されており、
前記給電線は、高周波電源の一方側の端子と前記ターン開始部位とを接続する第１の給電線と、前記高周波電源の他方側の端子と前記ターン終了部位とを接続する第２の給電線とを有して構成され、
前記第１の給電線は、前記ターン部位と平行する第１の平行部位と前記板状導電性材料の中心軸に沿って延長する第１の軸線方向部位とを有して構成されており、
前記第１の平行部位が、前記加熱コイルの軸線方向における略中間部位において、前記ターン部位と平行するように前記連結部位に隣接する第１の位置まで延長して配置され、
前記第１の軸線方向部位が、前記板状導電性材料の前記一方の面における中心軸の略直上において、前記連結部位と隣接するとともに前記板状導電性材料の中心軸と略一致するようにして前記第１の位置から延設されて前記ターン開始部位に接続されており、
前記第２の給電線は、前記ターン部位と平行する第２の平行部位を有して構成されており、
前記第２の平行部位が、前記加熱コイルの軸線方向における略中間部位において、前記ターン部位と平行するように前記連結部位に隣接する第２の位置まで延長して配置され、前記板状導電性材料の前記一方の面における中心軸の略直上において、前記連結部位と隣接するとともに前記板状導電性材料の中心軸と略一致するようにして配置された前記ターン終了部位に接続されている
ものである高周波誘導加熱装置。
【請求項３】
請求項１に記載の高周波誘導加熱装置において、
前記第１の給電線の前記第１の軸線方向部位と、前記第１の給電線の前記第１の軸線方向部位に隣接する前記加熱コイルの前記連結部位とは、いずれか一方が筒状部材により形成されており、他方が前記筒状部材内を通過する線状部材により形成されたものであり、
前記第２の給電線の前記第２の軸線方向部位と、前記第２の給電線の前記第２の軸線方向部位に隣接する前記加熱コイルの前記連結部位とは、いずれか一方が筒状部材により形成されており、他方が前記筒状部材内を通過する線状部材により形成された
ものである高周波誘導加熱装置。
【請求項４】
請求項２に記載の高周波誘導加熱装置において、
前記第１の給電線の前記第１の軸線方向部位と、前記第１の給電線の前記第１の軸線方向部位に隣接する前記加熱コイルの前記連結部位とは、いずれか一方が筒状部材により形成されており、他方が前記筒状部材内を通過する線状部材により形成されたものであり、
前記加熱コイルの前記軸線方向延長部位と、前記加熱コイルの前記軸線方向延長部位に隣接する前記加熱コイルの前記連結部位とは、いずれか一方が筒状部材によりそれぞれ形成されており、他方が前記筒状部材内を通過する線状部材により形成された
ものである高周波誘導加熱装置。
【請求項５】
請求項１に記載の高周波誘導加熱装置において、
前記第１の給電線の前記第１の軸線方向部位と、前記第１の給電線の前記第１の軸線方向部位に隣接する前記加熱コイルの前記連結部位とは、凹所を形成された板状部材によりそれぞれ形成され、互いの凹所が隣接するように前記板状部材を噛み合わせて配置されたものであり、
前記第２の給電線の前記第２の軸線方向部位と、前記第２の給電線の前記第２の軸線方向部位に隣接する前記加熱コイルの前記連結部位とは、凹所を形成された板状部材によりそれぞれ形成され、互いの凹所が隣接するように前記板状部材を噛み合わせて配置された
ものである高周波誘導加熱装置。
【請求項６】
請求項２に記載の高周波誘導加熱装置において、
前記第１の給電線の前記第１の軸線方向部位と、前記第１の給電線の前記第１の軸線方向部位に隣接する前記加熱コイルの前記連結部位とは、凹所を形成された板状部材によりそれぞれ形成され、互いの凹所が隣接するように前記板状部材を噛み合わせて配置されたものであり、
前記加熱コイルの前記軸線方向延長部位と、前記加熱コイルの前記軸線方向延長部位に隣接する前記加熱コイルの前記連結部位とは、凹所を形成された板状部材によりそれぞれ形成され、互いの凹所が隣接するように前記板状部材を噛み合わせて配置された
ものである高周波誘導加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高周波誘導加熱装置に関し、さらに詳細には、板状の導電性の材料（本明細書においては、「板状の導電性の材料」を、単に「板状導電性材料」と適宜に称する。）、例えば、鋼板やアルミ板などの金属製の板状導電性材料（本明細書においては、「鋼板やアルミ板などの金属製の板状導電性材料」を、単に「金属板」と適宜に称する。）を加熱する際に用いて好適な高周波誘導加熱装置に関し、具体的には、トンネル状に形成された加熱コイルのトンネル内に金属板などの板状導電性材料を通過させて加熱する高周波誘導加熱装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、高周波による誘導加熱を利用して、金属板などの板状導電性材料を加熱する高周波誘導加熱装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−３１３５４７号公報
こうした従来の高周波誘導加熱装置として、トンネル状に形成された加熱コイルのトンネル内に板状導電性材料を通過させて加熱するタイプの高周波誘導加熱装置がある。
【０００４】
図１には、こうしたタイプの高周波誘導加熱装置の一例が示されており、この図１に示す高周波誘導加熱装置１００は、トンネル状に複数ターン巻回されて形成された加熱コイル１０２と、高周波電流を発生する高周波電源１０４と、高周波電源１０４により発生された高周波電流を加熱コイル１０２に給電する給電線１０６ａ、１０６ｂとを有し、モーターなどの駆動源（図示せず。）により回転される搬送ローラー（図示せず。）上に板状導電性材料１０８を載置して、当該搬送ローラーの回転に伴い加熱コイル１０２により形成されたトンネル１０２ａ内に板状導電性材料１０８が搬送されるように構成されている。
【０００５】
以上の構成において、高周波電源１０４により発生された高周波電流Ｉを給電線１０６ａ、１０６ｂを介して加熱コイル１０２に通電すると磁束が発生し、この磁束内に鎖交する板状導電性材料１０８に誘導電流が誘起される。
【０００６】
板状導電性材料１０８はこの誘導電流により発熱し、高周波誘導加熱装置１００は板状導電性材料１０８を所望の温度まで加熱することができる。
【０００７】
しかしながら、上記した従来の高周波誘導加熱装置１００においては、トンネル１０２ａ内における板状導電性材料１０８の通過方向、即ち、板状導電性材料１０８の軸線方向（図１において、Ｏ−Ｏは板状導電性材料１０８の中心軸を示す。）に対して角度αをもって斜めに加熱コイル１０２が巻回されているため、誘起される誘導電流の一部として、板状導電性材料１０８の中心軸Ｏ−Ｏに沿う軸線方向に平行な成分たる軸線方向成分（本明細書においては、誘起される誘導電流の板状導電性材料１０８の中心軸Ｏ−Ｏに沿う軸線方向に平行な成分たる軸線方向成分を、「軸電流」と適宜に称する。）が、板状導電性材料１０８に流れる。こうした軸電流は、高周波電流の性質により板状導電性材料１０８の幅方向Ｗにおける両方の側端部位１０８ａ、１０８ｂに集中しやい。
【０００８】
このため、上記した従来の高周波誘導加熱装置１００においては、板状導電性材料１０８を加熱した際に、幅方向Ｗにおける温度分布を均一にすることが極めて困難であるという問題点があった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記したような従来の技術の有する問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、板状導電性材料に流れる軸電流を低減して、板状導電性材料の幅方向における温度分布の均一化を図ることができるようにした高周波誘導加熱装置を提供しようとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明による高周波誘導加熱装置は、加熱コイルをトンネル状に複数ターン巻回する際の巻回の手法ならびに加熱コイルに高周波電流を給電する給電線の配置の手法を改良したものである。
【００１１】
即ち、本発明のうちの請求項１に記載の発明は、複数ターン巻回してトンネル状に形成された加熱コイルと、高周波電流を発生する高周波電源と、上記高周波電源により発生された高周波電流を上記加熱コイルへ給電する給電線とを有し、上記加熱コイルのトンネル内に板状導電性材料を通過させて加熱する高周波誘導加熱装置において、上記加熱コイルは、トンネル状に形成されたターン部位と隣接する上記ターン部位同士を連結する連結部位とを有して構成され、上記加熱コイルの軸線方向の一方の端部側に位置する上記ターン部位のターン開始部位から他方の端部側に位置する上記ターン部位のターン終了部位までトンネル状に順次に複数ターン巻回されており、上記ターン部位は、板状導電性材料の中心軸に沿う軸線方向に直交する方向に巻回されており、上記連結部位は、上記板状導電性材料の一方の面における中心軸の略直上において、上記中心軸と略一致するようにして軸線方向に略平行に位置されており、上記給電線は、高周波電源の一方側の端子と上記ターン開始部位とを接続する第１の給電線と、上記高周波電源の他方側の端子と上記ターン終了部位とを接続する第２の給電線とを有して構成され、上記第１の給電線は、上記ターン部位と平行する第１の平行部位と上記板状導電性材料の中心軸に沿って延長する第１の軸線方向部位とを有して構成されており、上記第１の平行部位が、上記加熱コイルの軸線方向における略中間部位において、上記ターン部位と平行するように上記連結部位に隣接する第１の位置まで延長して配置され、上記第１の軸線方向部位が、上記板状導電性材料の上記一方の面における中心軸の略直上において、上記連結部位と隣接するとともに上記板状導電性材料の中心軸と略一致するようにして上記第１の位置から延設されて上記ターン開始部位に接続されており、上記第２の給電線は、上記ターン部位と平行する第２の平行部位と上記板状導電性材料の中心軸に沿って延長する第２の軸線方向部位とを有して構成されており、上記第２の平行部位が、上記加熱コイルの軸線方向における略中間部位において、上記ターン部位と平行するように上記連結部位に隣接する第２の位置まで延長して配置され、上記第２の軸線方向部位が、上記板状導電性材料の上記一方の面における中心軸の略直上において、上記連結部位と隣接するとともに上記板状導電性材料の中心軸と略
一致するようにして上記第２の位置から延設されて上記ターン終了部位に接続されているようにしたものである。
【００１２】
また、本発明のうちの請求項２に記載の発明は、複数ターン巻回してトンネル状に形成された加熱コイルと、高周波電流を発生する高周波電源と、上記高周波電源により発生された高周波電流を上記加熱コイルへ給電する給電線とを有し、上記加熱コイルのトンネル内に板状導電性材料を通過させて加熱する高周波誘導加熱装置において、上記加熱コイルは、トンネル状に形成されたターン部位と、隣接する上記ターン部位同士を連結する連結部位と、上記加熱コイルの軸線方向における略中間部位に位置する上記ターン部位と上記ターン部位のターン開始部位が位置する一方の端部側とは異なる他方の端部側に位置する上記ターン部位とを連結する軸線方向延長部位とを有して構成され、上記加熱コイルの軸線方向の上記一方の端部側に位置する上記ターン部位の上記ターン開始部位から上記加熱コイルの軸線方向における上記略中間部位に位置する上記ターン部位まで順次に複数ターン巻回されるとともに、上記加熱コイルの軸線方向における上記略中間部位に位置する上記ターン部位と上記加熱コイルの軸線方向における上記他方の端部側に位置する上記ターン部位とを上記軸線方向延長部位により連結し、上記加熱コイルの軸線方向の上記他方の端部側に位置する上記ターン部位から上記加熱コイルの軸線方向における上記略中間部位に位置する上記ターン部位のターン終了部位まで順次に複数ターン巻回されて、上記加熱コイルの軸線方向における上記略中間部位を境界として高周波電流の流れる方向が逆向きとなるように接続されており、上記ターン部位は、板状導電性材料の中心軸に沿う軸線方向に直交する方向に巻回されており、上記連結部位は、上記板状導電性材料の一方の面における中心軸の略直上において、上記中心軸と略一致するようにして軸線方向に略平行に位置されており、上記軸線方向延長部位は、上記板状導電性材料の一方の面における中心軸の略直上において、上記中心軸と略一致するようにして軸線方向に略平行に位置されており、上記給電線は、高周波電源の一方側の端子と上記ターン開始部位とを接続する第１の給電線と、上記高周波電源の他方側の端子と上記ターン終了部位とを接続する第２の給電線とを有して構成され、上記第１の給電線は、上記ターン部位と平行する第１の平行部位と上記板状導電性材料の中心軸に沿って延長する第１の軸線方向部位とを有して構成されており、上記第１の平行部位が、上記加熱コイルの軸線方向における略中間部位において、上記ターン部位と平行するように上記連結部位に隣接する第１の位置まで延長して配置され、上記第１の軸線方向部位が、上記板状導電性材料の上記一方の面における中心軸の略直上において、上記連結部位と隣接するとともに上記板状導電性材料の中心軸と略一致するようにして上記第１の位置から延設されて上記ターン開始部位に接続されており、上記第２の給電線は、上記ターン部位と平行する第２の平行部位を有して構成されており、上記第２の平行部位が、上記加熱コイルの軸線方向における略中間部位において、上記ターン部位と平行するように上記連結部位に隣接する第２の位置まで延長して配置され、上記板状導電性材料の上記一方の面における中心軸の略直上において、上記連結部位と隣接するとともに上記板状導電性材料の中心軸と略一致するようにして配置された上記ターン終了部位に接続されているようにしたものである。
【００１３】
また、本発明のうちの請求項３に記載の発明は、本発明のうちの請求項１に記載の発明において、上記第１の給電線の上記第１の軸線方向部位と、上記第１の給電線の上記第１の軸線方向部位に隣接する上記加熱コイルの上記連結部位とは、いずれか一方が筒状部材により形成されており、他方が上記筒状部材内を通過する線状部材により形成されたものであり、上記第２の給電線の上記第２の軸線方向部位と、上記第２の給電線の上記第２の軸線方向部位に隣接する上記加熱コイルの上記連結部位とは、いずれか一方が筒状部材により形成されており、他方が上記筒状部材内を通過する線状部材により形成されたものとした。
【００１４】
また、本発明のうちの請求項４に記載の発明は、本発明のうちの請求項２に記載の発明において、上記第１の給電線の上記第１の軸線方向部位と、上記第１の給電線の上記第１の軸線方向部位に隣接する上記加熱コイルの上記連結部位とは、いずれか一方が筒状部材により形成されており、他方が上記筒状部材内を通過する線状部材により形成されたものであり、上記加熱コイルの上記軸線方向延長部位と、上記加熱コイルの上記軸線方向延長部位に隣接する上記加熱コイルの上記連結部位とは、いずれか一方が筒状部材によりそれぞれ形成されており、他方が上記筒状部材内を通過する線状部材により形成されたものとした。
【００１５】
また、本発明のうちの請求項５に記載の発明は、本発明のうちの請求項１に記載の発明において、上記第１の給電線の上記第１の軸線方向部位と、上記第１の給電線の上記第１の軸線方向部位に隣接する上記加熱コイルの上記連結部位とは、凹所を形成された板状部材によりそれぞれ形成され、互いの凹所が隣接するように上記板状部材を噛み合わせて配置されたものであり、上記第２の給電線の上記第２の軸線方向部位と、上記第２の給電線の上記第２の軸線方向部位に隣接する上記加熱コイルの上記連結部位とは、凹所を形成された板状部材によりそれぞれ形成され、互いの凹所が隣接するように上記板状部材を噛み合わせて配置されたものとした。
【００１６】
また、本発明のうちの請求項６に記載の発明は、本発明のうちの請求項２に記載の発明において、上記第１の給電線の上記第１の軸線方向部位と、上記第１の給電線の上記第１の軸線方向部位に隣接する上記加熱コイルの上記連結部位とは、凹所を形成された板状部材によりそれぞれ形成され、互いの凹所が隣接するように上記板状部材を噛み合わせて配置されたものであり、上記加熱コイルの上記軸線方向延長部位と、上記加熱コイルの上記軸線方向延長部位に隣接する上記加熱コイルの上記連結部位とは、凹所を形成された板状部材によりそれぞれ形成され、互いの凹所が隣接するように上記板状部材を噛み合わせて配置されたものとした。
【００１７】
従って、本発明による高周波誘導加熱装置によれば、鋼板やアルミ板などの金属板を含む板状導電性材料を加熱した際に、板状導電性材料を流れる軸電流を相殺することができるので、板状導電性材料の幅方向の温度分布を均一にすることができるようになり、板状導電性材料の加熱による当該板状導電性材料の塗装後の乾燥やラミネートの溶着、メッキリフロー加熱などの用途で均一加熱により、従来の手法と比較して製品品質の格段の向上を図ることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面に基づいて、本発明による高周波誘導加熱装置の実施の形態の一例について詳細に説明するものとする。
【００１９】
図２は、本発明の第１の実施の形態による高周波誘導加熱装置の構成説明図であり、図１に対応する構成説明図である。なお、図２に示す構成説明図においては、図１に示す構成説明図における各構成と同一または相当する構成には図１において用いた符号と同一の符号を用いて示すこととする。
【００２０】
ここで、この図２に示す高周波誘導加熱装置と図１に示す高周波誘導加熱装置とを比較すると、両者は、加熱コイルをトンネル状に複数ターン巻回する際の巻回の手法ならびに加熱コイルに高周波電流を給電する給電線の配置の手法において異なっている。
【００２１】
即ち、図２に示す高周波誘導加熱装置１０においては、加熱コイル１２の一方の端部側に位置するターン部位１２ａのターン開始部位１２ｓから加熱コイル１２の他方の端部側に位置するターン部位１２ａのターン終了部位１２ｅまで、加熱コイル１２をトンネル状に順次に複数ターン巻回する際に、加熱コイル１２の各ターンを構成するターン部位１２ａが、板状導電性材料１０８の幅方向Ｗと平行する方向に位置するように巻回されている。ここで、板状導電性材料１０８の幅方向Ｗに平行する方向とは、換言すれば、板状導電性材料１０８の中心軸Ｏ−Ｏに沿う軸線方向に直交する方向、即ち、板状導電性材料１０８の移動方向Ｍに直交する方向である。
【００２２】
そして、加熱コイル１２の各ターンを構成するターン部位１２ａは、板状導電性材料１０８の一方の面１０８ｃの幅方向Ｗの略中央部位、即ち、板状導電性材料１０８の中心軸Ｏ−Ｏ上において、連結部位１２ｂを介して互いに隣り合うターンを構成するターン部位１２ａと連結されている。
【００２３】
ここで、互いに隣り合うターンを構成するターン部位１２ａの連結部位１２ｂは、板状導電性材料１０８の中心軸Ｏ−Ｏの直上において、中心軸Ｏ−Ｏと略一致するようにして軸線方向に略平行に位置されて、互いに隣り合うターン部位１２ａを連結している。
【００２４】
また、高周波電源１０４の一方側の端子に接続された給電線１６ａと高周波電源１０４の他方側の端子に接続された給電線１６ｂとは、加熱コイル１２への高周波電流Ｉの通電により板状導電性材料１０８に誘起される誘導電流の板状導電性材料１０８の軸線方向の成分（軸電流）と、給電線１６ａ、１６ｂへの高周波電流の通電により板状導電性材料１０８に誘起される誘導電流の板状導電性材料１０８の軸線方向の成分（軸電流）とが、互いに逆向きとなってうち消し合うことにより相殺されるように、加熱コイル１２に接続されている。
【００２５】
より詳細には、高周波電源１０４に接続された一方の給電線１６ａの端部１６ａｅは、加熱コイル１２の一方の端部側に位置するターン部位１２ａのターン開始部位１２ｓに接続されており、一方、高周波電源１０４に接続された他方の給電線１６ｂの端部１６ｂｅは、加熱コイル１２の他方の端部側に位置するターン部位１２ａのターン終了部位１２ｅに接続されている。
【００２６】
ここで、給電線１６ａは、加熱コイル１２のターン部位１２ａと平行する平行部位１６ａｐと板状導電性材料１０８の中心軸Ｏ−Ｏに沿って延長する軸線方向部位１６ａｘとを有して構成されている。即ち、高周波電源１０４から延設された給電線１６ａは、中心軸Ｏ−Ｏに沿う加熱コイル１２の軸線方向における略中間部位において、加熱コイル１２のターン部位１２ａと平行するように、即ち、板状導電性材料１０８の幅方向Ｗに平行する方向に位置するように平行部位１６ａｐが延長して、ターン部位１２ａの連結部位１２ｂに隣接する地点Ａまで至り、地点Ａから板状導電性材料１０８の中心軸Ｏ−Ｏの直上において、中心軸Ｏ−Ｏと略一致するようにして軸線方向に略平行に軸線方向部位１６ａｘが延長して、加熱コイル１２の一方の端部側に位置するターン部位１２ａのターン開始部位１２ｓに接続されている。
【００２７】
一方、給電線１６ｂは、加熱コイル１２のターン部位１２ａと平行する平行部位１６ｂｐと板状導電性材料１０８の中心軸Ｏ−Ｏに沿って延長する軸線方向部位１６ｂｘとを有して構成されている。即ち、高周波電源１０４から延設された給電線１６ｂは、中心軸Ｏ−Ｏに沿う加熱コイル１２の軸線方向における略中間部位において、加熱コイル１２のターン部位１２ａと平行するように、即ち、板状導電性材料１０８の幅方向Ｗに平行する方向に位置するように平行部位１６ｂｐが延長して、ターン部位１２ａの連結部位１２ｂに隣接する地点Ｂまで至り、地点Ｂから板状導電性材料１０８の中心軸Ｏ−Ｏの直上において、中心軸Ｏ−Ｏと略一致するようにして軸線方向に略平行に軸線方向部位１６ｂｘが延長して、加熱コイル１２の一方の端部側に位置するターン部位１２ａのターン終了部位１２ｅに接続されている。
【００２８】
従って、加熱コイル１２の連結部位１２ｂと給電線１６ａ、１６ｂの軸線方向部位１６ａｘ、１６ｂｘとは、板状導電性材料１０８の中心軸Ｏ−Ｏの直上において、中心軸Ｏ−Ｏと略一致するようにして軸線方向に略平行に延長して互いに隣接して配置されることになる。
【００２９】
以上の構成において、高周波電源１０４により発生された高周波電流Ｉを給電線１６ａ、１６ｂを介して加熱コイル１２に通電すると磁束が発生し、この磁束内に鎖交する板状導電性材料１０８に誘導電流が誘起される。
【００３０】
板状導電性材料１０８はこの誘導電流により発熱し、高周波誘導加熱装置１０は板状導電性材料１０８を所望の温度まで加熱することができる。
【００３１】
ここで、軸線方向に直交する加熱コイル１２のターン部位１２ａに隣接する板状導電性材料１０８の領域においては、加熱コイル１２に高周波電流Ｉを通電することにともなって、軸線方向成分たる軸電流が板状導電性材料１０８を流れることはほとんどない。
【００３２】
一方、加熱コイル１２に高周波電流Ｉを通電することにともなって、軸線方向に延長する加熱コイル１２の連結部位１２ｂに隣接する板状導電性材料１０８の領域においては、発生する誘導電流の一部として軸電流が板状導電性材料１０８を流れる。
【００３３】
また、軸線方向に直交する給電線１６ａ、１６ｂの平行部位１６ａｐ、１６ｂｐに隣接する板状導電性材料１０８の領域においては、給電線１６ａ、１６ｂに高周波電流Ｉを通電することにともなって、軸線方向成分たる軸電流が板状導電性材料１０８を流れることはほとんどない。
【００３４】
一方、軸線方向に延長する給電線１６ａ、１６ｂの軸線方向部位１６ａｘ、１６ｂｘに隣接する板状導電性材料１０８の領域においては、給電線１６ａ、１６ｂに高周波電流Ｉを通電することにともなって、発生する誘導電流の一部として軸電流が板状導電性材料１０８を流れる。
【００３５】
しかしながら、加熱コイル１２の連結部位１２ｂに隣接する板状導電性材料１０８の領域と、給電線１６ａ、１６ｂの軸線方向部位１６ａｘ、１６ｂｘに隣接する板状導電性材料１０８の領域とは、その領域が重なるものであって、加熱コイル１２の連結部位１２ｂに隣接する板状導電性材料１０８の領域を流れる軸電流と、給電線１６ａ、１６ｂの軸線方向部位１６ａｘ、１６ｂｘに隣接する板状導電性材料１０８の領域を流れる軸電流とは、軸電流の流れる向きが互いに逆方向となっている。
【００３６】
即ち、連結部位１２ｂと軸線方向部位１６ａｘ、１６ｂｘとは、隣接する板状導電性材料１０８の領域を流れる軸電流の向きが対向するように接続されているので、これら二種類の軸電流は互いにうち消しあって、その結果、板状導電性材料１０８の軸線方向に流れる誘導電流成分を著しく減少することができるようになる。
【００３７】
つまり、軸線方向部位１６ａｘに隣接する連結部位１２ｂで発生する軸電流を、軸線方向部位１６ａｘで発生する軸電流で相殺することができ、また、軸線方向部位１６ｂｘに隣接する連結部位１２ｂで発生する軸電流を、軸線方向部位１６ｂｘで発生する軸電流で相殺することができ、板状導電性材料１０８の領域を流れる軸電流を実質的に低減することが可能となる。このため、板状導電性材料１０８の幅方向Ｗの温度分布が改善されて、板状導電性材料１０８の幅方向Ｗにおける温度分布の均一化を図ることができるようになる。
【００３８】
さらには、板状導電性材料１０８の領域を流れる軸電流を実質的に低減することが可能となるので、板状導電性材料１０８と搬送ローラーとの間でのスパークの発生が激減するようになり、板状導電性材料１０８や当該板状導電性材料を載置する搬送ローラーの損傷が発生する恐れを低減することができる。
【００３９】
また、上記した高周波誘導加熱装置１０においては、軸電流が発生する領域を板状導電性材料１０８の幅方向Ｗの中心軸Ｏ−Ｏに沿う領域に限定するようにしたので、軸電流の発生にともなう板状導電性材料１０８の幅方向Ｗの両端部における温度上昇を極力抑制することができ、幅方向Ｗにおける温度分布の均一化を一層促進することができる。
【００４０】
次に、図１に示す従来の高周波誘導加熱装置１００と図２に示す本発明による高周波誘導加熱装置１０とにそれぞれ相当する実験装置を用いて行った実験結果について、図３ならびに図４を参照しながら説明する。
【００４１】
この実験においては、高周波誘導加熱装置１０、１００にそれぞれ相当する実験装置を用いて板状導電性材料として図３に示す寸法の鋼板を誘導加熱して、当該鋼板の測定点Ａ〜Ｅにおける温度を測定した。
【００４２】
なお、上記実験においては、高周波電源１０４の電力を８５．５ｋＷ（１６５Ａ、５２０Ｖ）とし、鋼板の移動速度を１０ｍ／分とし、誘導加熱による到達目標温度を２１０℃とした。
【００４３】
図４には、温度測定結果が示されており、従来の高周波誘導加熱装置１００に相当する実験装置では、鋼板の中央部に比べて幅方向Ｗの両端部における温度上昇が著しく、鋼板の幅方向Ｗの温度分布が極めて不均一である。しかしながら、本発明による高周波誘導加熱装置１０に相当する実験装置では、鋼板の中央部と幅方向Ｗの両端部との温度差がほとんどなく、鋼板の幅方向Ｗの温度分布を均一化することができた。
【００４４】
図５は本発明の第２の実施の形態による高周波誘導加熱装置の構成説明図であり、図２に対応する構成説明図である。なお、図５に示す構成説明図においては、図２に示す構成説明図における各構成と同一または相当する構成には図２において用いた符号と同一の符号を用いて示すこととする。
【００４５】
ここで、この図５に示す高周波誘導加熱装置と図２に示す高周波誘導加熱装置と比較すると、両者は、加熱コイルをトンネル状に複数ターン巻回する際の巻回の手法ならびに加熱コイルに高周波電流を給電する給電線の配置の手法において異なっている。
【００４６】
即ち、図５に示す高周波誘導加熱装置２０は、軸線方向の誘導電流たる軸電流をさらに減少させるために、加熱コイル２２の軸線方向略中央部位において加熱コイル２２の巻回方向を切り替えて、加熱コイル２２の軸線方向略中央部位において、加熱コイル２２を流れる高周波電流の方向が対向するようにしたものである。
【００４７】
具体的には、加熱コイル２２は、トンネル状に形成されたターン部位２２ａと、隣接するターン部位２２ａ同士を連結する連結部位２２ｂと、加熱コイル２２の軸線方向における略中間部位に位置するターン部位２２ａとターン部位２２ａのターン開始部位２２ｓが位置する軸線方向における一方の端部側とは異なる他方の端部側に位置するターン部位２２ａとを連結する軸線方向延長部位２２ｃとを有して構成されている。
【００４８】
そして、この加熱コイル２２は、加熱コイル２２の軸線方向の一方の端部側に位置するターン部位２２ａのターン開始部位２２ｓから加熱コイル２２の軸線方向における略中間部位に位置するターン部位２２ａまで順次に複数ターン巻回されるとともに、加熱コイル２２の軸線方向における略中間部位に位置するターン部位２２ａと加熱コイル２２の軸線方向における他方の端部側に位置するターン部位２２ａとを軸線方向延長部位２２ｃにより連結し、加熱コイル２２の軸線方向の他方の端部側に位置するターン部位２２ａから加熱コイル２２の軸線方向における略中間部位に位置するターン部位２２ａのターン終了部位２２ｅまで順次に複数ターン巻回されて、加熱コイル２２の軸線方向における略中間部位を境界として高周波電流の流れる方向が逆向きとなるように接続されている。
【００４９】
ここで、ターン部位２２ａは、板状導電性材料１０８の中心軸Ｏ−Ｏに沿う軸線方向に直交する方向に巻回されている。
【００５０】
また、連結部位２２ｂは、板状導電性材料１０８の一方の面１０８ｃにおける中心軸Ｏ−Ｏの略直上において、中心軸Ｏ−Ｏと略一致するようにして軸線方向に略平行に配置されている。
【００５１】
さらに、軸線方向延長部位２２ｃは、板状導電性材料１０８の面１０８ｃにおける中心軸Ｏ−Ｏの略直上において、中心軸Ｏ−Ｏと略一致するようにして軸線方向に略平行に配置されている。
【００５２】
一方、給電線２６は、高周波電源１０４の一方側の端子とターン開始部位２２ｓとを接続する給電線２６ａと、高周波電源１０４の他方側の端子とターン終了部位２２ｅとを接続する給電線２６ｂとを有して構成されている。
【００５３】
給電線２６ａは、ターン部位２２ａと平行する平行部位２６ａｐと板状導電性材料１０８の中心軸Ｏ−Ｏに沿って延長する軸線方向部位２６ａｘとを有して構成されている。
【００５４】
そして、平行部位２６ａｐが、加熱コイル２２の軸線方向における略中間部位において、ターン部位２２ａと平行するように連結部位２２ｂに隣接する位置Ｃまで延長して配置されている。
【００５５】
一方、軸線方向部位２６ａｘが、板状導電性材料１０８の面１０８ｃにおける中心軸Ｏ−Ｏの略直上において、連結部位２２ｂと隣接するとともに板状導電性材料１０８の中心軸Ｏ−Ｏと略一致するようにして第１の位置Ｃから延設されてターン開始部位２２ｓに接続されている。
【００５６】
次に、給電線２６ｂは、ターン部位２２ａと平行する平行部位２６ｂｐを有して構成されている。
【００５７】
そして、平行部位２６ｂｐが、加熱コイル２２の軸線方向における略中間部位において、ターン部位２２ａと平行するように連結部位２２ｂに隣接する位置Ｄまで延長して配置され、板状導電性材料１０８の面１０８ｃにおける中心軸Ｏ−Ｏの略直上において、連結部位２２ｂと隣接するとともに板状導電性材料１０８の中心軸Ｏ−Ｏと略一致するようにして配置されたターン終了部位２２ｅに接続されている。
【００５８】
以上の構成において、高周波電源１０４により発生された高周波電流Ｉを給電線２６ａ、２６ｂを介して加熱コイル１２に通電すると磁束が発生し、この磁束内に鎖交する板状導電性材料１０８に誘導電流が誘起される。
【００５９】
板状導電性材料１０８はこの誘導電流により発熱し、高周波誘導加熱装置２０は板状導電性材料１０８を所望の温度まで加熱することができる。
【００６０】
この高周波誘導加熱装置２０においても、上記した高周波誘導加熱装置１０と同様に、軸線方向部位２６ａｘに隣接する連結部位２２ｂで発生する軸電流を、軸線方向部位１６ａｘで発生する軸電流で相殺することができ、また、軸線方向延長部位２２ｃに隣接する連結部位２２ｂで発生する軸電流を、軸線方向延長部位２２ｃで発生する軸電流で相殺することができ、板状導電性材料１０８の領域を流れる軸電流を実質的に低減することが可能となる。このため、板状導電性材料１０８の幅方向Ｗの温度分布が改善されて、板状導電性材料１０８の幅方向Ｗにおける温度分布の均一化を図ることができるようになる。
【００６１】
さらには、板状導電性材料１０８の領域を流れる軸電流を実質的に低減することが可能となるので、板状導電性材料１０８と搬送ローラーとの間でのスパークの発生が激減するようになり、板状導電性材料１０８や当該板状導電性材料を載置する搬送ローラーの損傷が発生する恐れを低減することができる。
【００６２】
また、上記した高周波誘導加熱装置２０においては、加熱コイル２２の軸線方向略中央部位において、加熱コイル２２を流れる高周波電流の方向が対向するように接続されているので、板状導電性材料１０８を流れる軸電流を一層低減することができる。
【００６３】
ここで、給電線１６ａ、１６ｂ、２６ａの軸線方向部位１６ａｘ、１６ｂｘ、２６ａｘとこれら軸線方向部位１６ａｘ、１６ｂｘ、２６ａｘにそれぞれ隣接する加熱コイル１２、２２の連結部位１２ｂ、２２ｂ、ならびに、加熱コイル２２の軸線方向延長部位２２ｃとこの軸線方向延長部位２２ｃに隣接する加熱コイル２２の連結部位２２ｂとは、それら隣接部の構造が、例えば、図６あるいは図７に示すようにして、連結部１２ｂ、２２ｂと給電線１６ａ、１６ｂ、２６ａの軸線方向部位１６ａｘ、１６ｂｘ，２６ａｘとの間の磁束、ならびに、加熱コイル２２の連結部位２２ｂと加熱コイル２２の軸線方向延長部位２２ｃとの間の磁束が相殺されるような構造として、板状導電性材料１０８に誘起される軸電流をさらに相殺するようにしてもよい。
【００６４】
具体的には、図７に示す構造は、軸線方向部位１６ａｘ、１６ｂｘ、２６ａｘとこれら軸線方向部位１６ａｘ、１６ｂｘ、２６ａｘにそれぞれ隣接する連結部位１２ｂ、２２ｂとを、そのいずれか一方を筒状部材２００により形成し、他方を筒状部材２００内を通過する線状部材２０２により形成した同軸構造をとるようにしたものである。具体的には、軸線方向部位１６ａｘ、１６ｂｘ、２６ａｘを筒状部材２００により形成した場合には、連結部位１２ｂ、２２ｂを線状部材２０２により形成し、それとは逆に、軸線方向部位１６ａｘ、１６ｂｘ、２６ａｘを線状部材２０２により形成した場合には、連結部位１２ｂ、２２ｂを筒状部材２００により形成する。
【００６５】
また、同様に、軸線方向延長部位２２ｃとこの軸線方向延長部位２２ｃに隣接する加熱コイル２２の連結部位２２ｂとを、そのいずれか一方を筒状部材２００により形成し、他方を筒状部材２００内を通過する線状部材２０２により形成した同軸構造をとるようにしたものである。具体的には、軸線方向延長部位２２ｃを筒状部材２００により形成した場合には、連結部位２２ｂを線状部材２０２により形成し、それとは逆に、軸線方向延長部位２２ｃを線状部材２０２により形成した場合には、連結部位２２ｂを筒状部材２００により形成する。
【００６６】
一方、図８に示す構造は、軸線方向部位１６ａｘ、１６ｂｘ、２６ａｘとこれら軸線方向部位１６ａｘ、１６ｂｘ、２６ａｘにそれぞれ隣接する連結部位１２ｂ、２２ｂとを、凹所３００ａ、３０２ａを形成した板状部材３００、３０２によりそれぞれ形成し、互いの凹所３００ａ、３０２ａが隣接するように板状部材３００、３０２を噛み合わせて配置したものである。具体的には、軸線方向部位１６ａｘ、１６ｂｘ、２６ａｘを板状部材３００により形成した場合には、連結部位１２ｂ、２２ｂを板状部材３０２により形成し、それとは逆に、軸線方向部位１６ａｘ、１６ｂｘ、２６ａｘを板状部材３０２により形成した場合には、連結部位１２ｂ、２２ｂを板状部材３００により形成する。
【００６７】
また、同様に、軸線方向延長部位２２ｃとこの軸線方向延長部位２２ｃに隣接する加熱コイル２２の連結部位２２ｂとを、凹所３００ａ、３０２ａを形成した板状部材３００、３０２によりそれぞれ形成し、互いの凹所３００ａ、３０２ａが隣接するように板状部材３００、３０２を噛み合わせて配置したものである。具体的には、軸線方向延長部位２２ｃを板状部材３００により形成した場合には、連結部位２２ｂを板状部材３０２により形成し、それとは逆に、軸線方向延長部位２２ｃを板状部材３０２により形成した場合には、連結部位２２ｂを板状部材３００により形成する。
【００６８】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成されているので、板状導電性材料に流れる軸電流を低減して、板状導電性材料の幅方向における温度分布の均一化を図ることができるようになるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】加熱コイルのトンネル内に板状導電性材料を通過させて加熱するタイプの高周波誘導加熱装置の従来の技術を示す構成説明図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態による高周波誘導加熱装置の構成説明図であり、図１に対応する構成説明図である。
【図３】実験に用いた鋼板の寸法ならびに温度の測定点を示す説明図である。
【図４】実験結果を示す表である。
【図５】本発明の第２の実施の形態による高周波誘導加熱装置の構成説明図であり、図２に対応する構成説明図である。
【図６】加熱コイルの連結部位と当該連結部位に隣接する給電線の軸線方向部位、ならびに、加熱コイルの連結部位と当該連結部位に隣接する加熱コイルの軸線方向延長部位との隣接部の構造を示す要部構成説明図である。
【図７】加熱コイルの連結部位と当該連結部位に隣接する給電線の軸線方向部位、ならびに、加熱コイルの連結部位と当該連結部位に隣接する加熱コイルの軸線方向延長部位との隣接部の構造を示す要部構成説明図である。
【符号の説明】
１０、２０、１００        高周波誘導加熱装置
１２、２２                加熱コイル
１２ａ，２２ａ            ターン部位
１２ｂ、２２ｂ            連結部位
１２ｓ、２２ｓ            ターン開始部位
１２ｅ，２２ｅ            ターン終了部位
１６ａ、１６ｂ、２６ａ、２６ｂ      給電線
１６ａｅ、１６ｂｅ        端部
１６ａｐ、２６ａｐ        平行部位
１６ａｘ、２６ａｘ        軸線方向部位
１６ｂｐ、２６ｂｐ        平行部位
１６ｂｘ                  軸線方向部位
２２ｃ                    軸線方向延長部位
１０２ａ                    トンネル
１０４                      高周波電源
１０６ａ、１０６ｂ          給電線
１０８                      板状導電性材料
１０８ａ、１０８ｂ          側端部位
２００                      筒状部材
２０２                      線状部材
３００、３０２              板状部材
３００ａ、３０２ａ          凹所
【図１】
2004179130.tif 000003
【図２】
2004179130.tif 000004
【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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