(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インバータ装置の出力を加熱コイルに供給して加熱コイル内の負荷を移動させながら誘導加熱する際に、インバータ装置と加熱コイルとを電気的に接続する電路に、負荷整合回路を設けてインバータ装置から加熱コイルに最大出力が供給できるようにした誘導加熱装置において、
前記加熱コイルは固定し、
前記負荷整合回路には、ダミーコイルとそのコイルを短絡する回路からなるマッチング調整部とを設け、そのマッチング調整部を加熱コイルの軸方向に対して直交する方向に移動可能に構成し、
前記加熱コイル内の負荷を、マッチング調整部のダミーコイル内に供給させて負荷整合をとるか、供給させないで負荷整合を取るかを、マッチング調整部を移動させることによって選択するようにしたことを特徴とする誘導加熱装置。
【請求項２】
インバータ装置の出力を加熱コイルに供給して加熱コイル内の負荷を移動させながら誘導加熱する際に、インバータ装置と加熱コイルとを電気的に接続する電路に、負荷整合回路を設けてインバータ装置から加熱コイルに最大出力が供給できるようにした誘導加熱装置において、
前記負荷整合回路には、ダミーコイルとそのコイルを短絡する回路からなるマッチング調整部とを設け、
前記加熱コイルと前記マッチング調整部を有するダミーコイルとを、同一コイル載置台に一定の間隔を隔てて配置するとともに、ダミーコイルを加熱コイルの軸方向に配置し、前記加熱コイル内の負荷を、マッチング調整部のダミーコイル内に供給させて負荷整合をとるか、供給させないで負荷整合を取るかを、負荷を移動させることによって選択するようにしたことを特徴とする誘導加熱装置。
【請求項３】
前記ダミーコイルの内径と加熱コイルとの内径とを同一寸法となるようにした請求項１又は２記載の誘導加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、マッチング調整部に改良を加えた誘導加熱装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように誘導加熱装置は、インバータ装置で得た出力（例えば、３kHzの出力周波数）を負荷整合回路を介して加熱コイルに供給し、被加熱部材を加熱するものである。図７、図８は誘導加熱装置の概略構成図で、図７において、１１はインバータ装置である。インバータ装置１１の出力端には、負荷整合回路１２を介して加熱コイル１３が接続されている。負荷整合回路１２はタップ付きのマッチング変圧器１４、そのタップの切替器１５およびコンデンサ１６から構成されている。また、図８において、インバータ装置１１ａの出力端には、負荷整合回路１２ａを介して加熱コイル１３ａが接続されている。負荷整合回路１２ａは、コンデンサ１７、空心のコイル（以下ダミーコイルと称す）１８およびスイッチからなる短絡回路１９から構成されている。
【０００３】
図７，図８に示すように構成された誘導加熱装置におけるインバータ装置１１、１１ａの運転範囲は、インバータ出力電圧と出力電流から、一般に図９の実線で囲んだ範囲に示す領域となっている。
【０００４】
また、図９に示すインバータ出力電圧と出力電流の関係は、負荷のＲ・Ｌにより決定されるため、加熱コイル１３、１３ａ及びコイル内の材料が変化すると、インバータ出力電圧・出力電流の関係も変化してくる。この結果、図９に示す負荷Ｂの場合、インバータ定格出力まで電力を与えることができるが、負荷Ａ，Ｃの場合には、各々過電流リミット、過電圧リミットにより、定格出力まで電力を与えることができない。これを解決するために、インバータ装置１１，１１ａと加熱コイル１３、１３ａとの間に、上述した負荷整合回路１２、１２ａを設けてマッチングをとる手段を講じている。
【０００５】
上述した図７では、負荷整合回路１２のマッチング調整部としてタップ付きのマッチング変圧器１４を設け、タップを切替器１５により切り替えて、インバータ出力電圧・出力電流の関係を調整するようにしたものである。また、図８では、マッチング調整部としてダミーコイル１８とこのコイル１８を短絡する回路１９を設け、この短絡回路１９の開閉により、インバータ出力電圧・出力電流の関係を調整するようにしたものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、誘導加熱装置では、インバータ装置と加熱コイルとの間には、負荷効率を向上させるために、図７，図８に示すようにタップ付きのマッチング変圧器やダミーコイルと短絡回路からなるマッチング調整部が設けられる。これらマッチング調整部の内、図７に示すマッチング変圧器は、大変高価であるために、設備の経済的負担を招く問題がある。また、図８に示すダミーコイルと短絡回路では、マッチングの切換が「短絡回路開放時」と「短絡回路接続時」の２種類しか無いために、負荷の種類が増えた場合に対応できなくなってしまう問題もある。
【０００７】
この発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、負荷とマッチング調整範囲を広くして良好なマッチングが得られるようにした誘導加熱装置を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記の課題を達成するために、第１発明は、インバータ装置の出力を加熱コイルに供給して加熱コイル内の負荷を移動させながら誘導加熱する際に、インバータ装置と加熱コイルとを電気的に接続する電路に、負荷整合回路を設けてインバータ装置から加熱コイルに最大出力が供給できるようにした誘導加熱装置において、
前記加熱コイルは固定し、
前記負荷整合回路には、ダミーコイルとそのコイルを短絡する回路からなるマッチング調整部とを設け、そのマッチング調整部を加熱コイルの軸方向に対して直交する方向に移動可能に構成し、
前記加熱コイル内の負荷を、マッチング調整部のダミーコイル内に供給させて負荷整合をとるか、供給させないで負荷整合を取るかを、マッチング調整部を移動させることによって選択するようにしたことを特徴とするものである。
【０００９】
第２発明は、インバータ装置の出力を加熱コイルに供給して加熱コイル内の負荷を移動させながら誘導加熱する際に、インバータ装置と加熱コイルとを電気的に接続する電路に、負荷整合回路を設けてインバータ装置から加熱コイルに最大出力が供給できるようにした誘導加熱装置において、
前記負荷整合回路には、ダミーコイルとそのコイルを短絡する回路からなるマッチング調整部とを設け、
前記加熱コイルと前記マッチング調整部を有するダミーコイルとを、同一コイル載置台に一定の間隔を隔てて配置するとともに、ダミーコイルを加熱コイルの軸方向に配置し、前記加熱コイル内の負荷を、マッチング調整部のダミーコイル内に供給させて負荷整合をとるか、供給させないで負荷整合を取るかを、負荷を移動させることによって選択するようにしたことを特徴とするものである。
【００１０】
第３発明は、前記ダミーコイルの内径と加熱コイルとの内径とを同一寸法となるようにしたものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１Ａ．Ｂはこの発明の実施の第１形態を示す概略的な平面図および正面図で、図８と同一部分は同一符号を付してその説明を省略する。図１Ａ，Ｂにおいて、加熱コイル１３ａは第１コイル載置台２１に固定される。加熱コイル１３ａの軸方向の図示右端には、第１コイル載置台２１から一定の間隔を隔てて、加熱コイル１３ａの軸方向とは直交する方向に移動可能な第２コイル載置台２２を配置する。第２コイル載置台２２には、マッチング調整部を構成するダミーコイル２３が加熱コイル１３ａと同軸方向に載置される。
【００１２】
ダミーコイル２３は、加熱コイル１３ａと内径寸法が同一形状に形成されるとともに、加熱コイル１３ａとは、フレキシブル性のあるケーブル２４で電気的に接続される。第２コイル載置台２２には、車輪等からなる移動機構２５が設けられていて、第２コイル載置台２２は、必要に応じて移動できるように形成されている。
【００１３】
上記のように構成された実施の第１形態において、加熱コイル１３ａの中に可撓性の無い被加熱部材の負荷２６を図示左端の矢印方向から通して加熱するとともに、ダミーコイル２３の中を通すことによって、インバータ装置１１とのマッチングを取る。このとき、短絡回路１９は、図２の等価回路に示すように開放にしておく。
【００１４】
図３Ａ，Ｂは図８で示した場合のマッチング手段を示す第１形態の動作例で、ダミーコイル２３の中に負荷２６を通さないように、移動機構２５により第２コイル載置台２２を移動させた場合のものである。このとき、短絡回路１９は開放にしておく。なお、負荷によっては、ダミーコイル２３を必要としなくてもマッチングが取れる場合には、短絡回路１９を接続する。図４は、図３Ａ，Ｂの等価回路である。
【００１５】
上記のように、この実施の第１形態では、負荷の種類に応じて、インバータ装置１１と加熱コイル１３ａとのマッチング手段を１つ増加させたので、マッチングの選択範囲が広くなり、よりマッチングが確実にできるようになる。
【００１６】
図５Ａは、線材等可撓性のある負荷２７を加熱する場合の実施の第２形態を示す概略的な正面図で、図５Ａはダミーコイル２３の中に負荷２７を通してマッチングを取る場合の例で、図中２８はロール、２９はロール等からなる負荷回避機構である。なお、加熱コイル１３ａとダミーコイル２３は、同一のコイル載置台３０に一定の間隔を隔てて配置されている。なお、ダミーコイル２３の内径寸法は第１形態と同様に加熱コイル１３ａと同一形状である。また、作用効果も第１形態と同様にマッチングの選択範囲が広くなる。
【００１７】
図６Ａはダミーコイル２３の中に負荷２７を通さないでマッチングを取る第２形態の動作例で、この場合には、負荷２７を図示のようにダミーコイル２３の手前で回避機構２９に導くようにしたものである。なお、図５Ｂは図５Ａの等価回路、図６Ｂは図６Ａの等価回路である。
【００１８】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明によれば、ダミーコイル接続方式によるマッチング調整回路よりもマッチングの選択範囲が広くなり、よりマッチング調整が良好にできるようになる利点を持っている。また、マッチング変圧器を使用しないために、構成の簡素化を図ることができるとともに、経済的にも有利になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】Ａ，Ｂはこの発明の実施の第１形態を示す概略的な平面図および正面図。
【図２】第１形態の等価回路図。
【図３】Ａ，Ｂは第１形態の動作例を示す概略的な平面図および正面図。
【図４】第１形態の動作例の等価回路図。
【図５】Ａ，Ｂはこの発明の実施の第２形態を示す概略的な正面図および等価回路図。
【図６】Ａ，Ｂは第２形態の動作例の概略的な正面図および等価回路図。
【図７】誘導加熱装置の概略構成図。
【図８】誘導加熱装置の概略構成図。
【図９】負荷に対するインバータ運転範囲の特性図。
【符号の説明】
１１、１１ａ…インバータ装置
１２、１２ａ…負荷整合回路
１３、１３ａ…加熱コイル
２１…第１コイル載置台
２２…第２コイル載置台
２３…ダミーコイル
２４…ケーブル
２５…移動機構
２９…回避機構
３０…コイル載置台
【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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