JPH02270287A

JPH02270287A - 誘導加熱装置における薄板の加熱方法

Info

Publication number: JPH02270287A
Application number: JP8994989A
Authority: JP
Inventors: Shigeji Matsubara; 茂次松原; Yutaka Sekino; 裕関野; Yukio Sakimoto; 咲本　幸男
Original assignee: Meidensha Corp; Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd; Sumitomo Special Metals Co Ltd
Current assignee: Meidensha Corp; Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd; Proterial Ltd
Priority date: 1989-04-10
Filing date: 1989-04-10
Publication date: 1990-11-05

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】Ａ、産業上の利用分野この発明は横断磁束形の誘導加熱装置における薄板の加
熱方法に関する。

Ｂ０発明の概要この発明は誘導加熱装置における薄板の加熱方法におい
て、薄板の搬送方向に複数組の横断磁束形タップ付きコイル
を設け、各コイルのタップを薄板の材質や板幅に応じて
タップ切換器により切り換えるか、コイル間のギヤ、ブ
を調整するかあるいは両者を組み合わせることにより、薄板の材質や幅、厚みに左右されないでほぼ仮全体を均
一にまたは所定の温度分布に加熱することができるよう
にしたものである。

Ｃ９従来の技術横断磁束形の薄板誘導加熱装置において、薄板を加熱す
る際、板の幅方向端部の温度分布を改善する方式として
、従来からコイルの巻き幅のタップによる切り換えや、
コア位置の調整、コア積み量の調整、補助加熱導体の位
置調整等種々な方式が各コイル形状に合わせて実施され
て来た。

Ｄ１発明が解決しようとする課題上記方式のうち第１０図、第１１図に示す横断磁束形の
薄板誘導加熱装置におけるうず巻型加熱コイルにおいて
、コイル幅より板幅が狭くなった場合、板の両側端部に
オーバーヒートか発生することが知られている。このた
め、板幅に合わせて第１１図に示すようにコイル導体Ａ
−Ｄ（Ａ’〜Ｄ’）をＡ−Ｃ（Ａ’〜Ｃ′）のようにタ
ップ切換して、板端部のオーバーヒートを避ける手段を
とっている。このとき、板幅がコイル導体りとＣの中間
当たり（第１２図に示す）あると、コイル導体りでは板
端部がオーバーヒートぎみになり、コイル導体Ｃでは板
端部が加熱不足（アンダーヒート）になって、板幅方向
の均熱が図れない問題がある。

また、横断磁束形の薄板誘導加熱装置では磁束の漏洩を
防いで加熱効率を高めるため、コイル導体の背後に第１
３図に示すような鉄心を配置することが多い。このよう
な構成にすることにより鉄心が配置されている部分の磁
束密度か高められ、鉄心直下の板の発熱量か増大される
。従って鉄心を板幅に対し最適に配置することにより板
幅方向の温度分布を調節して均熱化することが行われて
いる。例えば、第１４図に示すように鉄心が配設されて
いるとき、板の端部がオーバーヒートとなる場合には図
示、鉄心Ｙの量や長さを減らす手段を講じることによっ
て板の端部のオーバーヒートを回避することができる。

しかし、鉄心Ｙは第１５図に示すように導体Ｚを囲んで
導体に直接設けられているので、鉄心Ｙを取り除いて減
らしたり、逆に追加して増したりするのは困難を伴う。

そして、実際に上記の手段を行うと多大の時間と労力を
必要とする問題が発生する。

この発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、薄板を
誘導加熱する際、板幅方向の温度分布の調整をきめ細か
く行って薄板の中央部と両側端部の温度差をなくして薄
板を幅方向に均熱または所定の温度分布に昇温させるこ
とができるようにした誘導加熱装置における加熱方法を
提供することを目的とする。

Ｅ８課題を解決するための手段この発明は搬送される金属薄板を横断磁束形の誘導加熱
装置で加熱する薄板の誘導加熱方法において、薄板の搬送方向に複数組の横断磁束形のタップ付き加熱
コイルを配設し、各コイルのタップをタップ切換器によ
り切り換えて、薄板の幅方向に応じて複数のコイル幅の
組み合わせを選択するようにしたものである。薄板の両
面に対向配置したコイル間のギャップを可変可能とした
り、前記タップ切換装置によるコイル幅の組み合わせと
コイル間のギャップ調節の両者を組み合わた加熱方法と
してもよい。

Ｆ６作用薄板を誘導加熱装置で加熱する際、薄板の板幅と加熱コ
イル幅が異なるとき、板幅に応じて複数のコイルのタッ
プを切り換えて各コイルの実際に通電されるコイル幅を
調節することにより板の幅方向の温度分布が均一となる
ようにして薄板の均一加熱を図る。また、薄板の板幅に
対して加熱コイル幅は一定のままで、コイルと薄板との
間隔（コイル間のギヤノブ）を可変させて板の幅方向の
温度分布が均一となるようにする。

さらに薄板の板幅に対してコイルのタップを切り換える
手段と、コイル間のギャップを可変させる手段との両手
段で板幅の温度分布の均一化を可能とする。

Ｇ、実施例以下この発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

［第１実施例］第１図Ａ、Ｂおよび第２図において、■は薄板で、この
薄板１の搬送方向く図示矢印方向）に薄板１を挟んで複
数組の横断磁束形のタップ付き加熱コイル（渦巻き型の
コイル）２ａ、３ａおよび２ｂ、３ｂ・・・を一定の間
隔を隔て配設する。加熱コイル２ａ、３ａおよび２ｂ、
３ｂ・・・には第２図に示すようにタップ切換器４が設
けられて板幅に応じてタップ５ａ、５ｂ、５ｃを切換選
択することによって各加熱コイルの通電が行われる実質
のコイル幅が調節される。６は例えば加熱コイル２ａ、
３ａに加熱電力を供給する電源である。

上記のように構成された第１実施例において、いま、あ
る板幅に対して１個の加熱コイルのタップを切り換えて
通電するコイル幅を板幅に対して広くしたときと、逆に
狭くしたときの板の幅方向温度分布を計測すると第３図
Ａ、Ｂ、Ｃのようになることが知られている。すなわち
、第３図Ａは板幅に対してコイル幅が広いときの温度分
布で、このときには板の幅方向端部の温度が上昇する。

第３図Ｂは板幅とコイル幅とが適合したときの温度分布
で、この場合には板の幅方向の温度分布はほぼ均一とな
る。第３図Ｃは板幅に対してコイル幅が狭いときの温度
分布で、このときには板の幅方向端部の温度が下降する
。

上記のように加熱コイルのタップを切り換えて薄板を加
熱させると、薄板の温度分布は第３図Ａ。

Ｂ、　Ｃのようになるから、第１実施例のように複数個
の加熱コイル２ａ、３ａおよび２ｂ、３ｂ・・・を薄板
搬送方向に配設させて、タップ切換器４により各加熱コ
イルのタップを適宜選択すると、非常に細かな温度分布
調整および昇温履歴を調整することができるようになる
。

例えば、２タップ付き加熱コイル２ａ、３ａおよび２ｂ
、３ｂの２組を用いた第４図に示す加熱装置の薄板ｌの
出側における板幅方向温度分布を示すと、第５図のよう
になる。第５図において、温度分布ａは加熱コイル２ａ
、３ａおよび２ｂ。

３ｂの幅を板幅よりすべて広くしたときのもの、温度分
布すは加熱コイル２ａ、３ａおよび２ｂを広く、３ｂだ
け狭くしたときのもの、温度分布Ｃは加熱コイル２ａ、
３ａは広く、２ｂ、３ｂは狭くしたときのもの、温度分
布ｄは加熱コイル２ａだけ広くして、３ａ、２ｂ、３ｂ
を狭くしたときのもの、温度分布ｅはすべてのコイル幅
を板幅より狭くしたときのものである。この第５図から
２組の加熱コイル２ａ、３ａおよび２ｂ、３ｂのタップ
を適宜可変させると２組で４個のコイルのコイル幅の組
み合わせ方によって薄板の板幅方向の温度分布を５段階
に細かく変化させて温度分布の調節や均一化（板幅方向
の均熱）を図ることができる。

第６図は第４図における加熱装置の成端部と中央部の昇
温温度履歴を示す特性図で、図中、実線は板の中央部の
温度履歴、点線は板の側端部の温度履歴を示すもので、
加熱コイル２ａ、３ａがコイル幅を広くし、２ｂ、３ｂ
を狭くしたとき、−点鎖線は同じく板の側端部の温度履
歴を示すもので、加熱コイル２ａ、３ａのコイル幅を狭
＜、２ｂ、３ｂを広くしたときのものである。このよう
に各コイルのコイル幅の組み合わせ方によって加熱の際
の温度履歴を変えたり調節して薄板の変形を防止する等
のこともできる。

上記実施例において、コイル幅の切り換えタップは第１
図Ａおよび第２図に示したようにそれぞれ３段階以上設
けてもよく、また薄板の搬送方向に３組以上のタップ付
きコイルを配設してもよい。

このように構成することにより、さらに多くの組み合わ
せ加熱条件を作り出して薄板の中央部と側端部の加熱条
件をより細かく調節して板幅方向の均熱性をより高める
ことができる。

［第２実施例］第７図は薄板１を一組の横断磁束形の加熱コイル１１．
１２で上下から挟んで構成した実施例で、この第７図に
示す加熱コイル１１．１２は上下にコイル間隔（ギャッ
プ）が可変できるように構成される。第７図において、
Ｇ、は加熱コイル１１゜１２のギャップを広くしたとき
の、Ｇ、は加熱コイル１１．１２のギャップを狭くした
ときの場合である。

第８図は第７図に示す実施例の具体的な構成を示すもの
で、第８図において、加熱コイル１１゜１２はコイルサ
ポート１３，１４に取り付けられる。コイルサポート１
３．１４はねじ軸１５，１６に螺装され、ねじ軸１５．
１６が回転することによりコイルサポート１３．１４は
上下動する。

ねじ軸１５．１６はギヤーボックス１７．１８を介して
モータ１９，２０に連結され、モータ１９゜２０を駆動
することによって、ねじ軸１５．１６が駆動される。２
１，２２．２３はフレキシブルリード、２４は加熱コイ
ル１１．１２に電力を供給する電源である。

この第８図に示す加熱コイル可変機構を用いて１組の加
熱コイルのコイル間のギャップを変えることによって薄
板１の板幅方向の温度分布を調整することができるよう
になり、板幅方向の均熱化を図ることができる。

第９図Ａ、Ｂ、Ｃは上記構成を用いたときの薄板の板幅
方向の温度分布を示す特性図で、第９図Ａはコイル間の
ギャップを広く　（第７図に示すギャップＧ１）シたと
きのもので、このときには板の両側端部の温度に比べて
成牛央部の温度が低下する。第９図ＢはギャップＧが最
適なときの温度分布であり、第９図ＣはギャップＧが狭
い（第７図に示すＧ、のとき）ときの場合で、このとき
には仮中央部の温度が上昇する。

上述したように第１実施例の方法では主に板の両側端部
の温度分布が変化し、これに対して第２実施例の方法で
は主に板の中央部分の温度分布が変化する。従って上述
した第１実施例と第２実施例を組み合わせて、薄板の搬
送方向に複数組の横断磁束形のタップ付き加熱コイルと
少なくとも一組のコイル間のギャップを可変可能にした
横断磁束形の加熱コイルとを配設してタップ付きの複数
個のコイルのコイル幅の組み合わせ方を選択するととも
にコイル間のギヤツブを可変可能にしたコイルのコイル
間ギヤツブを調節することにより板の両側端部および中
央部分の温度分布を夫々個別に調整が可能となるので、
更に一層精度の良い板幅方向の温度分布の調整か可能と
なる。また同一加熱コイルによる加熱適応板幅゛の範囲
を増大させることができる。

なおこの上述の第１実施例と第２実施例の方法を組み合
わせて実施する場合において、上記のようにタップ付き
の複数組の加熱コイルの他にコイル間のギャップを可変
可能としたコイルを配設する代わりに、複数組のタップ
付き加熱コイルのうちの少なくとも１組のコイルのフィ
ル間ギヤノブを可変可能として、コイル幅の変更９選択
とコイル間のギャップの調節を行うようにしてもよい。

なお前記の第１実施例および第２実施例とも薄板１の搬
送方向が水平方向である場合について図示して説明した
が、薄板１の搬送方向が水平方向以外の上・下方向など
である場合においても全く同様に実施することができる
。

また上述の各方法で薄板の誘導加熱を行うことによって
、板幅方向に均一な温度分布にて薄板を誘導加熱するこ
とができるほかに、例えば加熱後の搬送途中における放
熱によって他の部分より速やかに温度降下が生じ易い両
側端部の温度を高目に設定して加熱するなど、任意に設
定した板幅方向の温度分布にて精度良く薄板を誘導加熱
することができる。

なおまた、薄板の誘導加熱における板幅方向の温度分布
は板幅の変化に加えて更に薄板の材質や板厚等によって
も変化することが知られている。

そして薄板の材質や板厚が変化した場合にも上述の方法
によって同様に板幅方向の温度分布を精度良く調整して
誘導加熱することができる。

Ｈ０発明の効果以上述べたように、この発明によれば、薄板の搬送方向
に複数組の横断磁束形タップ付き加熱コイルを配設し、
各コイルのコイル幅を種々組み合わせるか、または横断
磁束形の加熱コイルのコイル間のギャップを調整するよ
うにしたことにより、薄板の誘導加熱における板幅方向
の温度分布の調整を多様蚤こきめ細かく行うことが容易
にでき、薄板の加熱に当たって板の中央部と側端部の温
度差をなくして、高い精度に板幅方向に均熱したり、ま
たは予め設定した板幅方向の任意の温度分布に精度良く
合致せしめて加熱昇温することかできる。

また、コイル幅を種々組み合わせる方法とコイル間のギ
ャップを調節する方法を組み合わせることにより、より
高い精度で板幅方向の均熱化や所定の温度分布に合致せ
しめた加熱昇温か可能となる。

さらに同一の加熱コイル装置にて、薄板の材質や板幅、
板厚などが変わった場合にもタップの切り換えによって
コイル幅の組み合わせを選定したり、コイル間のギャッ
プを調節するのみで広範囲の変化に適応し、板幅方向の
均熱や、所定の温度分布に合致せしめた加熱昇温を行う
ことかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａ、　　Ｂはこの発明の第１実施例を示す平面図
および側面図、第２図は加熱コイルの概略的な斜視図、
第３図Ａ、Ｂ、Ｃは第１実施例の動作を説明するための
特性図、第４図は第１実施例におけるタップ組み合わせ
の例を示す側面図、第５図は第４図における加熱装置出
側の板幅方向温度分布特性図、第６図は板端部と中央部
との昇温温度履歴を示す特性図、第７図はこの発明の第
２実施例を示す側面図、第８図は第７図の具体例を示す
側面図、第９図は第７図の実施例の動作を述べるための
特性図、第１０図から第１５図は従来例を示すもので、
第１０図は平面図、第１１図は断面図、第１２図は拡大
断面図、第１３図は斜視図、第１４図は平面図、第１５
図は斜視図である。１−・薄板、２ａ、３ａ、２ｂ、３ｂ・＝、１１゜１２
・・・加熱コイル、４・・・タ、ノブ切換器。第１図１・・薄板２ａ、２ｂ　　上加鵡コイル３ａ、３ｂ　　下加鴫コイル第３図第４図　　　　第５図一仮の中央部　　　　　　　　　　　　　　　　！！・
上加熱コイルー−（の側端（エブノ）部　　　　　　　
　　　　　１２　・下加熱コイルＧ、、Ｇｔ・・ギャッ
プ第８図１３．１４　　コイルサポート１５．１６・ねじ軸１７．１８　　・ギヤボックス１９．２０・モーター２１．２２．２３　　フレキノプルリード第９図第１０図２ａ−０００口　　０口００第１４図第１５図ＩＹ　　　　　　Ｚ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）搬送される金属薄板を横断磁束形の誘導加熱装置
で加熱する薄板の誘導加熱方法において、薄板の搬送方
向に複数組の横断磁束形のタップ付き加熱コイルを配設
し、各コイルのタップをタップ切換器により切り換えて
、薄板の材質や板幅、板厚に応じて前記の複数組の加熱
コイルにおける各コイルのコイル幅の組み合わせを選択
することを特徴とする誘導加熱装置における薄板の加熱
方法。
（２）搬送される金属薄板を横断磁束形の誘導加熱装置
で加熱する薄板の誘導加熱方法において、薄板の両面に
対向配置した横断磁束形の加熱コイルのコイル間ギャッ
プを薄板の材質や板幅、板厚に応じて調節することを特
徴とする誘導加熱装置における薄板の加熱方法。
（３）搬送される金属薄板を横断磁束形の誘導加熱装置
で加熱する薄板の誘導加熱方法において、薄板の搬送方
向に複数組の横断磁束形のタップ付き加熱コイルを配設
し、各コイルのタップを切り換えるタップ切換器を設け
るとともに前記の複数組のタップ付き加熱コイルのうち
の少なくとも一組の加熱コイル、または前記の複数組の
タップ付き加熱コイルのなかに薄板の搬送方向に更に配
設した少なくとも一組の横断磁束形の加熱コイルのコイ
ル間のギャップを可変可能に構成し、薄板の材質や板幅
、板厚に応じて前記の複数組のコイルにおける各コイル
のコイル幅の組み合わせを選択するとともに前記の少な
くとも一組のコイルのコイル間のギャップを調節して薄
板の板幅方向の温度分布を調節することを特徴とする誘
導加熱装置における薄板の加熱方法。