(57)【要約】【課題】加熱コイルと高周波電源とを備えプラスチックフィルムに金属を蒸着させる蒸着電源装置の、各加熱コイルから発生する磁束による相互の影響を低減し、高周波電源を安定に動作可能とする。【解決手段】全ての加熱コイル２の近傍に、強磁性体であるフェライトコア５を配置することにより、互いに隣り合う加熱コイル２からの磁束をフェライトコア５により吸収し、磁束の影響をほとんど受けないようにする。なお、符号３はアルミなどの金属を溶解するるつぼ、符号４はるつぼ３から蒸発する金属が蒸着されるプラスチックフィルムを示す。【選択図】　　　　図１
2004139794.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平方向に互いに近接して配置され鉛直方向に磁束を発生する加熱コイルと、各加熱コイルに接続され個別に電流を供給する高周波電源とを備えた蒸着電源装置において、
全ての加熱コイルの近傍に磁性体を設置したことを特徴とする蒸着電源装置。
【請求項２】
水平方向に互いに近接して配置され鉛直方向に磁束を発生する加熱コイルと、各加熱コイルに接続され個別に電流を供給する高周波電源とを備えた蒸着電源装置において、
一部の加熱コイルの近傍にのみ磁性体を設置したことを特徴とする蒸着電源装置。
【請求項３】
水平方向に互いに近接して配置され鉛直方向に磁束を発生する加熱コイルと、各加熱コイルに接続され個別に電流を供給する高周波電源とを備えた蒸着電源装置において、
全ての加熱コイルの間に磁性体を設置したことを特徴とする蒸着電源装置。
【請求項４】
水平方向に互いに近接して配置され鉛直方向に磁束を発生する加熱コイルと、各加熱コイルに接続され個別に電流を供給する高周波電源とを備えた蒸着電源装置において、
一部の加熱コイルの間にのみ磁性体を設置したことを特徴とする蒸着電源装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、互いに近接して複数個配置された加熱コイルと、各加熱コイルに接続され個別に電流を供給する高周波電源とからなる蒸着電源装置、特にその改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５に、従来公知（例えば、特許文献１参照）の蒸着電源装置の加熱コイル部外形図を示す。同図（ａ）は平面図、（ｂ）は横方向の側面図、（ｃ）は縦方向の側面図である。
加熱コイル２は一般に、冷却のため１０〜２０ｍｍφ程度の絶縁された水冷銅管などで製作され、外形寸法は直径２００〜３００ｍｍφ，高さ１５０〜３００ｍｍφ程度である。また、高周波電源との接続は端子１により行なう。各加熱コイル２は、鉛直方向に主磁束を発生する方向に置かれ、水平方向には千鳥足状に複数個近接配置されている。
【０００３】
加熱コイル２内には、るつぼ３が置かれアルミなどの金属を溶解させる。蒸着電源装置では、加熱コイル部は真空容器中に置かれ溶解した金属を蒸発し易くし、加熱コイル２の上部に送られてくるプラスチックフィルム４に、蒸発する金属を蒸着させる。例えば、アルミを蒸着したプラスチックフィルムは、コンデンサの電極やスナック菓子の食品包装用材料などに使用され、高機能フィルムとしてその応用は多岐に渡っている。
【０００４】
図６に、一般的な蒸着電源装置主回路部を示す。
商用周波数の交流電源に接続されている電動機１０と同じ軸に高周波発電機１１を接続し、電動機１０から伝達される動力と界磁電源１２より界磁電流が供給される界磁巻線１３が発生する磁束により、単相の１００〜３００ｋＷ，４００Ｖ，１０ｋＨｚ程度の高周波電力を発生させる。リアクトル１４を介する高周波発電機１１の出力側は、共振コンデンサ９と加熱コイル２が接続された並列共振回路がさらに５〜１５並列程度接続された構成になっている。各加熱コイル２の出力調整は、出力調整用共振コンデンサ１５をコンタクタ１６で入り，切りすることにより行なう。
【０００５】
【特許文献１】
特開平０５−２９９１６３号公報（第２頁、図２）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図６に示すような電動機１０と高周波発電機１１による主回路は、インバータの発達により生産中止の傾向にあるだけでなく、その機械的稼動部分やコンタクタ１６などはメンテナンスに多くの時間とコストを必要とするという問題がある。さらに、故障により高周波電源が停止した場合、蒸着電源装置による生産も停止する。大容量３００ｋＷの電動機と高周波発電機の修理，またコンタクタなどの交換には時間がかかり、ロスタイムを短くすることも課題になっている。このため、蒸着電源装置の高周波電源をインバータに置き換えることが急務になっている。
【０００７】
図７に、インバータによる主回路例を示す。
商用周波数の交流電源が各インバータの整流器６に接続され、インバータはここではＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）７と直流中間コンデンサ８からなる単相出力電圧形ハーフブリッジ構成となっている。各インバータの出力側は、共振コンデンサ９と加熱コイル２が接続された直列共振回路で構成されている。各加熱コイル２の出力調整は、各インバータの出力周波数を可変とすることにより行なう。また、インバータは各コイルに個別に設けているため２０ｋＷ程度の小容量であり、インバータの予備を準備しておくことが容易である。その結果、インバータの故障時には予備のインバータに交換することにより、早急に故障復帰させることが可能である。
【０００８】
ここで、図７の電源に図５のような加熱コイルを接続し、高周波電源を運転したときの、インバータの出力電流波形例を図８に示す。同図のインバータａ，ｂは、図５の加熱コイルａ，ｂに対応している。加熱コイルａおよびｂの出力を調整するため、インバータａおよびｂの出力周波数を個別に調整する。図８では、インバータａでは出力を下げるため出力周波数を高くし、インバータｂでは出力を上げるため出力周波数を低くしている例を示す。Ａの時点で出力周波数および位相が一致している。このとき、加熱コイルａおよびｂは近接配置されているため磁束の影響を受け易く、出力周波数および位相が一致したとき、より一層大きい影響を受ける。
【０００９】
加熱コイルａの発生する磁束と加熱コイルｂの発生する磁束が相互に増減し合い、出力電流に影響を及ぼし、結果として出力電流を急激に変化させ、Ｂの時点では過電流レベルを越え故障停止する。このまま運転を継続しようとすると、過電流レベルを定格電流の２倍以上に設定しなければならず、出力容量に対して装置容量が著しく大きくなり、コストアップや大型化が避けられない。
したがって、この発明の課題は、互いに近接配置された加熱コイル間に発生する磁束の影響を低減し、高周波電源を安定に運転できるようにすることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決するため、請求項１の発明では、水平方向に互いに近接して配置され鉛直方向に磁束を発生する加熱コイルと、各加熱コイルに接続され個別に電流を供給する高周波電源とを備えた蒸着電源装置において、全ての加熱コイルの近傍に磁性体を設置したことを特徴とする。
また、請求項２の発明では、水平方向に互いに近接して配置され鉛直方向に磁束を発生する加熱コイルと、各加熱コイルに接続され個別に電流を供給する高周波電源とを備えた蒸着電源装置において、一部の加熱コイルの近傍にのみ磁性体を設置したことを特徴とする。
【００１１】
請求項３の発明では、水平方向に互いに近接して配置され鉛直方向に磁束を発生する加熱コイルと、各加熱コイルに接続され個別に電流を供給する高周波電源とを備えた蒸着電源装置において、全ての加熱コイルの間に磁性体を設置したことを特徴とする。
さらに、請求項４の発明では、水平方向に互いに近接して配置され鉛直方向に磁束を発生する加熱コイルと、各加熱コイルに接続され個別に電流を供給する高周波電源とを備えた蒸着電源装置において、一部の加熱コイルの間にのみ磁性体を設置したことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１はこの発明の第１の実施の形態を示す構成図である。
同図からも明らかなように、全ての加熱コイル２の近傍に強磁性体である、幅１５０×高さ２００×厚さ５ｍｍ程度のフェライトコア５を配置した点が特徴である。これにより、隣り合うコイルなどからの磁束がフェライトコア５により吸収され、磁束の影響を殆ど受けないようになる。各インバータの出力周波数および位相が一致した場合でも、出力電流は殆ど変化せず、安定な運転を継続することができる。
【００１３】
図２はこの発明の第２の実施の形態を示す構成図である。
磁束の影響を特に受け易い中心部に置かれた加熱コイル２の近傍に、強磁性体であるフェライトコア５を配置し、磁束の影響を受け難い端部に置かれた加熱コイル２には特に何も設置しないようにしたものである。この場合でも、中心部の隣り合うコイルなどからの磁束をフェライトコア５により吸収するので、磁束の影響を殆ど受けることがない。各インバータの出力周波数および位相が一致した場合でも、出力電流は殆ど変化せず、安定な運転を継続する。図１の場合と比較して磁束による影響の低減効果はやや落ちるが、フェライトコア５の個数を削減でき、また加熱コイル２付近は数百度の温度であり、フェライトコア５のメンテナンスも必要なので、その時間を短縮しなければならない場合に有効な方法となる。
【００１４】
図３はこの発明の第３の実施の形態を示す構成図である。
これは、全ての加熱コイル２の間に強磁性体であるフェライトコア５を配置した例である。磁束の影響は、隣り合うコイルからのものが最も大きいので、隣り合うコイルからの磁束をフェライトコア５により吸収させる。結果として、磁束による影響を殆ど受けない。各インバータの出力周波数および位相が一致した場合でも、出力電流は殆ど変化せず、安定な運転を継続する。図１の場合と比較して磁束による影響の低減効果はやや落ちるが、フェライトコア５の個数を削減でき、また、フェライトコア５の設置スペースが限られるような場合には有効な方法となる。
【００１５】
図４はこの発明の第４の実施の形態を示す構成図である。
磁束の影響を特に受け易い中心部に置かれた加熱コイル２の間に強磁性体であるフェライトコア５を配置し、磁束の影響を受け難い端部に置かれた加熱コイル２には特に何も設置しないようにしたものである。この場合でも、中心部の隣り合うコイルなどからの磁束をフェライトコア５により吸収し、磁束の影響を殆ど受けることがない。各インバータの出力周波数および位相が一致した場合でも、出力電流は殆ど変化せず、安定な運転を継続する。図１〜図３の例と比較して、磁束による影響の低減効果は最も小さいが、フェライトコア５の個数を最も少なくでき、フェライトコア５の設置スペースも狭くて済ませることができる。
【００１６】
【発明の効果】
この発明によれば、互いに近接して複数個配置された加熱コイルの近傍または加熱コイル間に磁性体を配置することにより、各加熱コイルに接続され個別に制御される高周波電源を安定に運転することが可能となる。その結果、過電流レベルを定格電流の数十％増程度の値に設定できるので、出力容量に対して装置容量が妥当で、コスト，大きさともに競争力のあるものにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施の形態を説明する説明図
【図２】この発明の第２の実施の形態を説明する説明図
【図３】この発明の第３の実施の形態を説明する説明図
【図４】この発明の第４の実施の形態を説明する説明図
【図５】コイル配置の従来例を示す構成図
【図６】高周波電源の一般的な例を示す回路図
【図７】インバータを用いた高周波電源例を示す回路図
【図８】図７の出力波形例を示す波形図
【符号の説明】
１…端子、２…加熱コイル、３…るつぼ、４…プラスチックフィルム、５…フェライトコア、６…整流器、７…ＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）、８…直流中間コンデンサ、９…共振コンデンサ、１０…電動機、１１…高周波発電機、１２…界磁電源、１３…界磁巻線、１４…リアクトル、１５…出力調整用共振コンデンサ、１６…コンタクタ。
【図１】
2004139794.tif 000003
【図２】
2004139794.tif 000004
【図３】
2004139794.tif 000005
【図４】
2004139794.tif 000006
【図５】
2004139794.tif 000007
【図６】
2004139794.tif 000008
【図７】
2004139794.tif 000009
【図８】
2004139794.tif 000010