JPH08106977A - 金属線材の誘導加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 フラックス入りワイヤ又はソリッドワイヤ等
の金属線材の加熱効率を高めることができる金属線材の
誘導加熱装置を提供する。 【構成】 誘導加熱コイルを並列に配置し、その電源側
端子を同一方向に位置させる。このため、電源とこの各
コイルの電源側端子とを短い配線で接続することができ
る。これにより、エネルギロスを著しく低減できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は金属線材を連続的に加熱
する金属線材の誘導加熱装置に関し、特に、軟鋼製又は
合金鋼製外皮にフラックスを充填したフラックス入りワ
イヤ又はソリッドワイヤ等の連続加熱に好適の金属線材
の誘導加熱装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】フラックス入りワイヤ又はソリッドワイ
ヤ等の金属線材を連続的に加熱する装置として、誘導加
熱装置がある。この誘導加熱装置は誘導加熱コイルに高
周波電流を通電させることにより、コイル軸に沿ってコ
イル内を連続的に通過する金属線材を誘導加熱するもの
である。

【０００３】この従来の誘導加熱装置は、加熱効率が悪
く、加熱効率を向上させるための種々の改良が施されて
いる。例えば、特公平５−２７６９３号公報において
は、誘導加熱コイルの巻き方を工夫し、更に、通電加熱
をも併用することにより、加熱効率を向上させている。
これにより、この公報に記載の誘導加熱装置は、軟鋼の
場合に加熱効率が約１０％向上した。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来技術により多少の加熱効率の向上は認められるもの
の、実用上未だ十分な加熱効率を有しているとはいえな
い。

【０００５】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、金属線材を高効率で連続加熱することがで
きる金属線材の誘導加熱装置を提供することを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る金属線材の
誘導加熱装置は、並列に設置された複数本の誘導加熱コ
イルと、金属線材を各誘導加熱コイルに順次通す線材誘
導装置とを有することを特徴とする。

【０００７】

【作用】本発明においては、複数個の誘導加熱コイルを
並列に配置している。このため、電気的には電源端子間
に直列に接続された誘導加熱コイルの電源側端子の相互
間隔を短くすることができる。これにより、電源と誘導
加熱コイルとの間の距離も短くすることができ、電源
（高周波発振器）から誘導加熱コイル迄のエネルギロス
を著しく低減することができる。これにより加熱効率が
著しく向上する。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例について添付の図面を
参照して具体的に説明する。図１は本発明の実施例に係
る誘導加熱装置を示す模式図である。例えば、１本当た
りの長さが１０ｃｍ〜１ｍの２本の誘導加熱コイル１,
２がその両端部を揃えて相互に平行になるように、その
長手方向を垂直にして配置されている。

【０００９】誘導加熱コイル１,２の下端部には夫々タ
ーンローラ４,６が配置されており、上端部間には１個
のターンローラ５が配置されている。

【００１０】各誘導加熱コイル１,２の電源側端子は夫
々配線８により電源７に接続されており、各誘導加熱コ
イル１,２の他端側端子は配線８により相互に接続され
ている。これにより誘導加熱コイル１,２は電気的には
電源７との間に直列に接続されている。

【００１１】一方、フラックス入りワイヤ等の金属線材
３は図中矢印にて示すように、先ず、ターンローラ４に
より上方に向きを変えて誘導加熱コイル１内に入り、こ
れを上方に通過する。この線材３はコイル１を出た後、
ターンローラ５で反転し、誘導加熱コイル２内にその上
端から入る。そして、線材３はコイル２内に下方に通過
し、コイル２から出た後、ターンローラ６により水平方
向に向きを変える。線材３はこの誘導加熱コイル１,２
内を通過する間に誘導加熱される。なお、ワイヤを折り
曲げる角度は図１に示すように９０°に限定されるもの
ではない。

【００１２】この場合に、本実施例においては、誘導加
熱コイル１,２は相互に平行に、且つその端部を揃えて
配置されているので、並列設置されており、電気的には
直列に接続された２個の誘導加熱コイル１,２の電源側
端子は同一側、図示例はいずれも下端になる。従って、
この電源側端子と電源７との間には例えば１ｍ以内の短
かい配線８により接線することができる。このため、こ
の電源７とコイル１,２との間を接続する配線８におい
て高周波電流の損失が低減される。このため、線材３の
加熱効率が高い。

【００１３】これに対して、従来の誘導加熱装置におい
ては、図２に示すように、複数個の誘導加熱コイル１,
２を直線上に配置して、ワイヤ３を直線状に各コイル
１,２に通していた。このため、電源７と各コイル１,２
の電源側端子とを接続する配線８は極めて長くなり、例
えば、数ｍにも及ぶ。

【００１４】本願発明者等は誘導加熱コイル１,２にお
ける加熱効率が十分なものではない原因について種々実
験研究した結果、ワークの種類（組成、サイズ等）が同
一である場合、誘導加熱用電源と誘導加熱コイルとの間
の距離が長い程、加熱効率が低いことを見い出した。具
体的には、誘導加熱コイルが数ｍと長い場合、即ちライ
ンスピードが速い場合又は昇温温度が高い場合等、また
スペース的な見地から電源を誘導コイルから離さざるを
得なかった場合は、加熱効率が低くなることが判明し
た。

【００１５】本発明は上述の知見から、誘導加熱コイル
の高周波入力端子と、高周波出力端子との間を近接させ
ると、電源と誘導コイルとの間に生じるエネルギロスを
大幅に低減できることに想到し、実際に本発明にて規定
したように構成することにより、１０％以上の加熱効率
の向上が得られた。

【００１６】図１に示す実施例においては、高周波誘導
加熱コイル１,２が垂直に並置されている。通常、誘導
コイル内には石英管が設置され、誘導加熱コイルとワー
クである金属線材とが短絡しないようになっている。し
かし、長時間使用していると、この石英管内に金属線材
表面に付着していた油分、水分及び異物が蒸発し、脱落
して、誘導加熱装置の異常発生の原因となる。しかしな
がら、本実施例のように、誘導加熱コイルを地面に垂直
に並列配置すると、油分及び水分は石英管上部から散逸
し、金属線材から脱落した異物は石英管下部から落下し
て石英管内には異物は蓄積しない。

【００１７】また、特公平５−２７６９３号公報に記載
された従来技術のように、高周波誘導加熱に通電加熱を
併用する場合、即ち、金属線材の軸方向に発生する高周
波電圧を利用して通電加熱の効果を併用する場合には、
金属線材を短絡させる機構が必要である。本実施例装置
は、このように通電加熱を併用する場合も、ターンロー
ラ４,６が線材３に接触しているので、このターンロー
ラ４,６の回転軸同士を短絡させるだけで線材を容易に
短絡させることができる。

【００１８】図３、図４は本発明の他の実施例を示す模
式図である。図３は上方に３個のローラ群１１を配置
し、下方に４個のローラ群１０を配置し、上方のローラ
群１１及び下方のローラ群１０においては、夫々そのタ
ーンローラが同軸的に連結されている。上方のローラ群
１１と下方のローラ群１０との間には６個の誘導コイル
１２がそれらの端部を揃えて垂直に配置されている。

【００１９】金属線材３は下方のローラ群１０のローラ
と上方のローラ群１１のローラとを順次通過する間に誘
導加熱コイル１２を通過して誘導加熱される。本実施例
においても、誘導加熱コイル１２は並列に配置されてい
るので、電源を短い配線で接続できるので、エネルギロ
スが少なく、高効率で線材３を加熱することができる。

【００２０】図４（ａ）は上下に２対のターンローラ１
２,１３が配置されており、ローラ１２,１３の共通接線
上に誘導加熱コイル１６が配置されている。

【００２１】線材３は導入口側の下ローラ１３を２回通
過し、導出口側の上ローラ１２を２回通過してその間に
各コイル１６を通過する。

【００２２】図４（ｂ）は上方に２個のターンローラ１
４が配置され、下方に３個のターンローラ１５が配置さ
れている。そして、ローラ１４,１５間には誘導加熱コ
イル１７が配置されており、金属線材３はターンローラ
１５と、誘導加熱コイル１７と、ターンローラ１４とを
順次通過して加熱される。この図４（ａ），（ｂ）に示
す実施例も誘導加熱コイル１６,１７は夫々並列配置さ
れている。従って、その加熱効率は高い。

【００２３】図５は本発明の他の実施例を示す模式図で
ある。本実施例は一対の誘導加熱コイル１８を水平に並
列配置した例であり、金属線材３はターンローラ２０を
介してコイル１８に入り、更にターンローラ２０を介し
て誘導加熱装置から出ていく。本実施例もコイル１８同
士は並列配置されているので、その電源側端子と電源１
９との間の配線２２の長さは短くすることができ、この
配線２２で発生するエネルギロスは極めて少ない。

【００２４】図６は本発明の更に他の実施例を示す模式
図である。上方のターンローラ２３と下方のターンロー
ラ２４との間には、その２本の共通接線上に誘導加熱コ
イル２５が並列配置されている。

【００２５】各コイル２５はその電源側端子が電源２６
に接続されている。ワイヤ３は先ず下方のターンローラ
２４により上方に進路を変え、ターンローラ２３により
反転して下進し、下方のターンローラ２４を経て水平に
進行する。この間にワイヤ３は２つの誘導加熱コイル２
５を通過して加熱される。

【００２６】本実施例においても、２個の誘導加熱コイ
ル２５は並列に配置されているので、配線におけるエネ
ルギ損失が少なく、金属線材３の加熱効率が高い。

【００２７】なお、本実施例は、ターンローラ２３とタ
ーンローラ２４とを短絡させることにより、ソリッドワ
イヤ（金属線材３）の軸方向に発生する高周波電圧を、
ターンローラ２３,２４間でソリッドワイヤにより形成
される閉回路中に流すことにより、通電加熱を併用する
ことができる。

【００２８】なお、通電加熱の効果を得るためのローラ
間の短絡は、この図６に示すものに限らず、種々の態様
に適用することができる。例えば、図３、図４に示す実
施例においては、第１番目のローラと第２番目のローラ
との間、又は第１番目のローラと第３番目のローラとの
間等、種々の組み合わせが可能である。

【００２９】次に、実際に本実施例装置により線材を高
周波誘導加熱した結果にて説明する。先ず、図１に示す
装置により軟鋼外皮のフラックス入りワイヤ（直径１．
２ｍｍ）を加熱した。加熱コイルは長さが約１ｍであ
り、これを２本並列に配置した。線材３のラインスピー
ドは４００ｍ／分であり、ワイヤ加熱温度は室温から１
５０℃まで昇温した。この場合、フィーダ線の長さは１
ｍであり、従来のコイルを直線上に配置した場合（図
２）はフィーダ線の長さが４ｍであったので、本実施例
においては、加熱効率が約１０％上昇して３６％となっ
た。

【００３０】次に、図６に示す装置を使用してステンレ
ス鋼（ＪＩＳ３０８；直径２．４ｍｍ）製ソリッドワイ
ヤを加熱した結果について説明する。加熱コイルは長さ
が約１ｍであり、これを２本使用した。ラインスピード
は２００ｍ／分、ワイヤ加熱温度は室温から２００℃ま
で昇温させた。本実施例もフィーダ線の長さは１ｍであ
り、従来の４ｍより極めて短い。その結果、本実施例に
より加熱効率が４％上昇して１０％となった。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば誘
導加熱コイルを並列に配置したので金属線材の加熱効率
を著しく高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例装置を示す模式図である。

【図２】従来装置を示す模式図である。

【図３】本発明の他の実施例を示す模式図である。

【図４】本発明の更に他の実施例を示す模式図である。

【図５】本発明の更に他の実施例を示す模式図である。

【図６】本発明の更に他の実施例を示す模式図である。

【符号の説明】

１,１２,１６,１７,１８,２５;誘導加熱コイル ３；線材 ４,５,６,１２,１３,１４,１５,２０,２１；ターンロー
ラ ７；電源

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 並列に設置された複数本の誘導加熱コイ
   ルと、金属線材を各誘導加熱コイルに順次通す線材誘導
   装置とを有することを特徴とする金属線材の誘導加熱装
   置。