JP2012129071A - Electromagnetic induction heating coil, electromagnetic induction heating device and heating method of metal body - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、金属体を移動させながら、該金属体を電磁誘導により加熱する用途に用いられる電磁誘導加熱コイル、並びに該電磁誘導加熱コイルを用いた電磁誘導加熱装置に関する。また、本発明は、電磁誘導加熱コイルに電流を流すことにより渦電流を発生させ、上記金属体を加熱する金属体の加熱方法に関する。 The present invention relates to an electromagnetic induction heating coil used for an application of heating a metal body by electromagnetic induction while moving the metal body, and an electromagnetic induction heating apparatus using the electromagnetic induction heating coil. Moreover, this invention relates to the heating method of the metal body which generates an eddy current by sending an electric current through an electromagnetic induction heating coil, and heats the said metal body.
金属を加熱する方法として、電磁誘導加熱を用いる方法が知られている。金属体上に配置された電磁誘導加熱コイルに電流を流して、強力な磁場を発生させると、電磁誘導により渦電流が発生し、金属体が加熱される。 As a method for heating a metal, a method using electromagnetic induction heating is known. When a current is passed through an electromagnetic induction heating coil arranged on the metal body to generate a strong magnetic field, an eddy current is generated by the electromagnetic induction, and the metal body is heated.
例えば、下記の特許文献１には、予め定められた流れ方向に送られる金属体などのストリップを電磁誘導により加熱するための電磁誘導加熱装置が開示されている。特許文献１に記載の電磁誘導加熱装置は、上記ストリップの板幅方向に、互いに並列に且つ上記ストリップと対向するように配列された複数個の磁極セグメントと、各磁極セグメントを上記ストリップの厚み方向に、他の磁極セグメントとは独立に移動させるための駆動機構と、上記複数個の磁極セグメントをそれぞれ取り囲むように設けられた電磁誘導加熱コイルとを有する。特許文献１に記載の電磁誘導加熱装置は、上記ストリップのエッジ部が局所的に高温に加熱されるのを抑制するために、上記ストリップのエッジ部を冷却するための冷却手段をさらに有する。該冷却手段は、ストリップのエッジ部に渦電流が集中して、エッジ部が他の部分よりも加熱されるのを抑制するために設けられている。冷却手段としては、具体的には、エアーブローノズルにより、局所的に加熱されやすい上記ストリップのエッジ部に、エアーを吹き付ける手段が用いられている。
For example,
特許文献１に記載の電磁誘導加熱装置に記載のように、エアーブローノズルなどの冷却手段を用いて、局所的に加熱されやすい金属体部分を冷却する方法では、金属体の温度を高精度に制御することは困難である。具体的には、金属体が局所的に高温に加熱されるのを十分に抑制できなかったり、逆に局所的に温度が低下してしまったりすることがある。さらに、特許文献１に記載の電磁誘導加熱装置では、エアーブローノズルなどの冷却手段を別途設けなければならず、かつエアーの吹き付け速度及び吹き付け量などを制御しなければならない。
As described in the electromagnetic induction heating device described in
本発明の目的は、金属体を移動させながら、該金属体を電磁誘導により加熱するための電磁誘導加熱コイルであって、金属体を均一に加熱することができる電磁誘導加熱コイル、並びに該電磁誘導加熱コイルを用いた電磁誘導加熱装置及び金属体の加熱方法を提供することである。 An object of the present invention is an electromagnetic induction heating coil for heating a metal body by electromagnetic induction while moving the metal body, the electromagnetic induction heating coil capable of uniformly heating the metal body, and the electromagnetic An electromagnetic induction heating apparatus using an induction heating coil and a method for heating a metal body are provided.
本発明に係る電磁誘導加熱コイルは、金属体を移動させながら、該金属体を電磁誘導により加熱するための電磁誘導加熱コイルであって、長さ方向と幅方向とを有し、２層以上に導線が巻かれて形成されており、２層以上に上記導線が巻かれていることによって、上記導線の積層方向に並んで配置された第１の巻き導線部と第２の巻き導線部とを有し、コイルの長さ方向の一端側において、上記第１の巻き導線部と上記第２の巻き導線部との内の少なくとも一方が、上記導線の積層方向の片側に向かって曲げられた領域を有する、電磁誘導加熱コイルが提供される。 An electromagnetic induction heating coil according to the present invention is an electromagnetic induction heating coil for heating a metal body by electromagnetic induction while moving the metal body, and has a length direction and a width direction, and has two or more layers. A conductive wire is wound around the first and second conductive wire portions arranged side by side in the stacking direction of the conductive wires by winding the conductive wire in two or more layers. And at least one of the first winding conductor and the second winding conductor is bent toward one side in the lamination direction of the conductors at one end side in the length direction of the coil. An electromagnetic induction heating coil having a region is provided.
本発明に係る電磁誘導加熱コイルのある特定の局面では、コイルの長さ方向の一端側において、上記第１の巻き導線部と上記第２の巻き導線部との双方が、上記導線の積層方向の片側に向かって曲げられた領域を有する。 In a specific aspect of the electromagnetic induction heating coil according to the present invention, at one end side in the length direction of the coil, both the first winding wire portion and the second winding wire portion are stacked in the conducting wire. It has the area | region bent toward one side.
本発明に係る電磁誘導加熱コイルの他の特定の局面では、上記第１の巻き導線部と上記第２の巻き導線部とは、上記曲げられた領域に、巻かれた上記導線が曲線状に延びる曲線部を有する。 In another specific aspect of the electromagnetic induction heating coil according to the present invention, the first winding wire portion and the second winding wire portion are formed such that the wound wire is curved in the bent region. It has a curved part that extends.
本発明に係る電磁誘導加熱コイルの他の特定の局面では、上記第１の巻き導線部と上記第２の巻き導線部とは、上記曲げられた領域全体に、上記曲線部を有する。 In another specific aspect of the electromagnetic induction heating coil according to the present invention, the first winding wire portion and the second winding wire portion have the curved portion in the entire bent region.
本発明に係る電磁誘導加熱コイルの別の特定の局面では、上記第１，第２の巻き導線部はそれぞれ、巻かれた上記導線が直線状に延びる第１の直線部と、巻かれた上記導線が直線状に延びる第２の直線部と、該第１の直線部に一端が連なっておりかつ該第２の直線部に他端が連なっている上記曲線部とを有する。 In another specific aspect of the electromagnetic induction heating coil according to the present invention, each of the first and second wound conductive wire portions includes a first straight portion in which the wound conductive wire extends linearly and the wound wound wire described above. The conductive wire has a second straight line portion extending linearly, and the curved portion having one end connected to the first straight line portion and the other end connected to the second straight line portion.
本発明に係る電磁誘導加熱コイルのさらに別の特定の局面では、上記曲線部が、コイルの長さ方向の外側に向かって突出した円弧状である。 In still another specific aspect of the electromagnetic induction heating coil according to the present invention, the curved portion has an arc shape protruding toward the outside in the length direction of the coil.
前記導線の積層方向における上記第１の巻き導線部と上記第２の巻き導線部との曲げ最大距離はそれぞれ、２ｍｍ以上、２０ｍｍ以下であることが好ましい。 It is preferable that the maximum bending distance between the first winding conductor and the second winding conductor in the lamination direction of the conductors is 2 mm or more and 20 mm or less, respectively.
本発明に係る電磁誘導加熱コイルの他の特定の局面では、上記第１の巻き導線部と上記第２の巻き導線部とが、１本の同じ導線により形成されている。 On the other specific situation of the electromagnetic induction heating coil which concerns on this invention, the said 1st winding conducting wire part and the said 2nd winding conducting wire part are formed of the same 1 conducting wire.
本発明に係る電磁誘導加熱装置は、本発明に従って構成された電磁誘導加熱コイルと、該電磁誘導加熱コイルに電流を流すための電流供給装置とを備える。 The electromagnetic induction heating device according to the present invention includes an electromagnetic induction heating coil configured according to the present invention, and a current supply device for causing a current to flow through the electromagnetic induction heating coil.
また、本発明の広い局面によれば、金属体の少なくとも一方の表面上に、本発明に従って構成された電磁誘導加熱コイルを、上記第１の巻き導線部と上記第２の巻き導線部との上記曲げられた領域が上記金属体の表面に対向するように、かつ上記曲げられた領域の曲げ方向が上記金属体から遠ざかる方向であるように配置して、上記金属体を移動させ、かつ上記電磁誘導加熱コイルに電流を流すことにより渦電流を発生させ、上記金属体を加熱する、金属体の加熱方法が提供される。 Moreover, according to the wide situation of this invention, the electromagnetic induction heating coil comprised according to this invention is provided on the surface of at least one of a metal body with the said 1st winding conductor part and the said 2nd winding conductor part. The bent body is arranged so as to face the surface of the metal body and the bending direction of the bent area is a direction away from the metal body, the metal body is moved, and the Provided is a method for heating a metal body, in which an eddy current is generated by passing a current through an electromagnetic induction heating coil to heat the metal body.
本発明に係る金属体の加熱方法のある特定の局面では、上記金属体の移動方向と直交する方向と、上記電磁誘導加熱コイルの長さ方向とが略平行となるように、上記電磁誘導加熱コイルを配置して、上記金属体を加熱する。 In a specific aspect of the method for heating a metal body according to the present invention, the electromagnetic induction heating is performed so that a direction orthogonal to a moving direction of the metal body and a length direction of the electromagnetic induction heating coil are substantially parallel to each other. A coil is disposed to heat the metal body.
本発明に係る金属体の加熱方法の他の特定の局面では、上記金属体と上記電磁誘導加熱コイル（上記曲げられた領域を除く）との間の隙間の距離の、導線の積層方向における上記第１の巻き導線部と上記第２の巻き導線部との曲げ最大距離に対する比が０．５以上、５以下となるように、上記金属体と上記電磁誘導加熱コイルとを配置して、上記金属体を加熱する。 In another specific aspect of the method for heating a metal body according to the present invention, the distance of the gap between the metal body and the electromagnetic induction heating coil (excluding the bent region) in the direction in which the conductors are stacked is described above. The metal body and the electromagnetic induction heating coil are arranged so that the ratio to the maximum bending distance between the first winding wire portion and the second winding wire portion is 0.5 or more and 5 or less, and Heat the metal body.
本発明に係る電磁誘導加熱コイルは、長さ方向と幅方向とを有し、２層以上に導線が巻かれて形成されており、２層以上に上記導線が巻かれていることによって、導線の積層方向に並んで配置された第１の巻き導線部と第２の巻き導線部とを有し、コイルの長さ方向の一端側において、上記第１の巻き導線部と上記第２の巻き導線部との内の少なくとも一方が上記導線の積層方向の片側に向かって曲げられた領域を有するので、本発明に係る電磁誘導加熱コイルを用いて、金属体を移動させながら、該金属体を電磁誘導により加熱したときに、金属体を均一に加熱することができる。 The electromagnetic induction heating coil according to the present invention has a length direction and a width direction, and is formed by winding a conductive wire in two or more layers, and the conductive wire is wound in two or more layers. The first winding wire portion and the second winding wire portion arranged side by side in the laminating direction of the coil, and at one end side in the length direction of the coil, the first winding wire portion and the second winding wire. Since at least one of the conductor portions has a region bent toward one side in the lamination direction of the conductor wires, the metal body is moved while moving the metal body using the electromagnetic induction heating coil according to the present invention. When heated by electromagnetic induction, the metal body can be heated uniformly.
以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。 Hereinafter, the present invention will be clarified by describing specific embodiments of the present invention with reference to the drawings.
図１に、本発明の一実施形態に係る電磁誘導加熱コイルを備えた電磁誘導加熱装置を斜視図で示す。図２に、図１に示す電磁誘導加熱装置を平面図で示す。図１〜２では、電磁誘導加熱装置の電磁誘導加熱コイルが、金属体の表面上に配置された状態が示されている。 FIG. 1 is a perspective view of an electromagnetic induction heating apparatus including an electromagnetic induction heating coil according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a plan view of the electromagnetic induction heating device shown in FIG. 1-2, the state by which the electromagnetic induction heating coil of the electromagnetic induction heating apparatus was arrange | positioned on the surface of a metal body is shown.
図１〜２に示す電磁誘導加熱装置２１は、コイル１を備える。コイル１は、電磁誘導加熱コイルである。具体的には、コイル１は、金属体２２を移動させながら、金属体２２を電磁誘導により加熱するための電磁誘導加熱コイルである。コイル１は、金属体２２を移動させながら、金属体２２を電磁誘導により加熱する用途に用いられる。金属体２２は、被加熱体である。
The electromagnetic
図１〜２では、金属体２２の第１の表面２２ａ上に、電磁誘導加熱コイル１が配置されている。金属体２２を加熱する際には、例えば、金属体２２を矢印Ｘで示す方向に移動させる。金属体２２は、長尺状であり、長さ方向と幅方向とを有する。図１〜２では、金属体２２は、該金属体２２の長さ方向に移動される。コイル１は、長さ方向と幅方向とを有する金属体２２を長さ方向に移動させながら、該金属体２２を電磁誘導により加熱するために好適に用いられる。金属体２２は、例えば、板状体である。
In FIGS. 1 and 2, the electromagnetic
コイル１は、長さ方向と幅方向とを有する。コイル１は、２層以上に導線が巻かれて形成されている。該導線は、コイル１が長さ方向と幅方向とを有するように巻かれている。コイル１は、導線が環状に巻かれて形成されている。
The
コイル１の長さ方向の一端１ａ側において、導線は２層以上に積層されており、コイルの長さ方向の他端１ｂ側において、導線は一端１ａ側より一層少なく積層されている。電磁誘導加熱コイルの一部の領域及び導線の一部の領域は、２層以上に積層されていなくてもよい。例えば、電磁誘導加熱コイルの長さ方向の一端側において、導線が２層以上に積層されており、電磁誘導加熱コイルの長さ方向の他端側において、導線が２層以上に積層されていなくてもよい。なお、他端１ｂは、導線が巻かれている部分を示し、導線が巻かれていない部分を除くこととする。
On the one
２層以上に導線が巻かれていることによって、コイル１は、導線の積層方向に並んで配置された第１の巻き導線部１１と第２の巻き導線部１２とを有する。
The
コイル１は、１本の導線により形成されている。第１の巻き導線部１１と第２の巻き導線部１２とは、１本の同じ導線により形成されている。コイル１を形成する導線の両端は、コイル１に電流を流すための電流供給装置２３に接続されている。電流供給装置２３は、コイル１の他端１ｂ側に配置されている。
The
コイル１は、コイル１の長さ方向の一端１ａ側において、導線の積層方向に並んで配置された第１の巻き導線部１１と第２の巻き導線部１２とが上記導線の積層方向の片側に向かって曲げられた領域Ｒを有する。具体的には、コイル１では、第１の巻き導線部１１と第２の巻き導線部１２との曲げられた領域Ｒの曲げ方向が、金属体２２に対して遠ざかる方向であるように、第１，第２の巻き導線部１１，１２が形成されている。言い換えれば、第１の巻き導線部１１（上記曲げられた領域Ｒを除く）の主面に対して、第１の巻き導線部１１が片側に向かって突出するように、第１の巻き導線部１１が曲げられている。第２の巻き導線部１２（上記曲げられた領域Ｒを除く）の主面に対して、第２の巻き導線部１２が片側に向かってに突出するように、第２の巻き導線部１２が曲げられている。
The
本実施形態の主な特徴の一つは、コイル１の長さ方向の一端１ａ側において、上記導線の積層方向の片側に向かって、導線の積層方向に並んで配置された第１の巻き導線部１１と第２の巻き導線部１２とが曲げられた領域Ｒを、コイル１が有することである。コイル１の長さ方向の一端１ａ側において、第１の巻き導線部１１の主面に対して片側方向に、第１の巻き導線部１１が曲げられた領域Ｒを、コイル１は有する。また、コイル１の長さ方向の一端１ａ側において、第２の巻き導線部１２の主面に対して片側に、第２の巻き導線部１２が曲げられた領域Ｒを、コイル１は有する。
One of the main features of this embodiment is that the first coiled conductor arranged side by side in the lamination direction of the conductor toward the one
コイル１は、導線の積層方向において、第１の巻き導線部１１と第２の巻き導線部１２とが導線の積層方向の片側に向かって曲げられた領域Ｒを有する。仮に、電磁誘導加熱コイルの長さ方向の一端側において、第１，第２の巻き導線部が、導線の積層方向の一方向側又はその反対側に向かって曲げられておらず、曲げられた領域Ｒが設けられていない場合には、電磁誘導加熱コイルの長さ方向の一端に対向する金属体部分に、渦電流が集中し、金属体が局所的に高温に加熱されやすい。これに対して、上記曲げられた領域Ｒを設けることにより、該曲げられた領域Ｒに対向する金属体部分に、渦電流が集中し難くなり、金属体が局所的に加熱されるのを抑制でき、金属体を均一に加熱することができる。
The
電磁誘導加熱コイルは、コイルの長さ方向の一端側において、第１の巻き導線部と第２の巻き導線部との内の少なくとも一方が、導線の積層方向の片側に向かって曲げられた領域Ｒを有していればよい。すなわち、電磁誘導加熱コイルは、コイルの長さ方向の一端側において、第１の巻き導線部と第２の巻き導線部との双方が、導線の積層方向の片側に向かって曲げられた領域を有していなくてもよい。但し、金属体が局所的に加熱されるのをより一層抑制し、かつ金属体をより一層均一に加熱する観点からは、コイルの長さ方向の一端側において、第１の巻き導線部と第２の巻き導線部との双方が、導線の積層方向の片側に向かって曲げられた領域Ｒを有することが好ましい。 The electromagnetic induction heating coil is a region in which at least one of the first winding wire portion and the second winding wire portion is bent toward one side in the lamination direction of the wires on one end side in the coil length direction. What is necessary is just to have R. That is, in the electromagnetic induction heating coil, at one end side in the length direction of the coil, an area where both the first winding wire portion and the second winding wire portion are bent toward one side in the lamination direction of the wires is formed. It may not have. However, from the viewpoint of further suppressing the local heating of the metal body and heating the metal body more uniformly, the first winding wire portion and the first winding portion are arranged on one end side in the length direction of the coil. It is preferable that both of the two winding conductors have a region R that is bent toward one side in the lamination direction of the conductors.
第１の巻き導線部１１は、曲げられた領域Ｒ全体に、巻かれた導線が曲線状に延びる曲線部１１ａを有する。第２の巻き導線部１２は、曲げられた領域Ｒ全体に、巻かれた導線が曲線状に延びる曲線部１２ａを有する。曲線部１１ａ，１２ａは、コイルの長さ方向の外側に向かって突出した円弧状である。曲線部１１ａ，１２ａは、コイル１の長さ方向の一端に位置している。このように、第１の巻き導線部１１と第２の巻き導線部１２とが、曲げられた領域Ｒ全体に曲線部１１ａ，１２ａを有すると、コイル１の長さ方向の一端１ａに対向する金属体２２部分に渦電流がより一層集中し難くなり、金属体２２が局所的に加熱されるのをより一層効果的に抑制できる。また、曲線部１１ａ，１２ａが、コイルの長さ方向の外側に向かって突出した円弧状であれば、金属体２２をより一層均一に加熱することができる。
The 1st winding
第１の巻き導線部１１は、巻かれた導線が直線状に延びる第１の直線部１１ｂと、巻かれた導線が直線状に延びる第２の直線部１１ｃと、第１の直線部１１ｂに一端が連なっておりかつ第２の直線部１１ｃに他端が連なっている曲線部１１ａとを有する。第１，第２の直線部１１ｂ，１１ｃは、コイル１の長さ方向に延びている。曲線部１１ａは、コイル１の幅方向に延びている。第１の直線部１１ｂと第２の直線部１１ｃとは、略平行に配置されている。第１の直線部１１ｂと第２の直線部１１ｃとは、対向している。
The first winding
第２の巻き導線部１２は、巻かれた導線が直線状に延びる第１の直線部１２ｂと、巻かれた導線が直線状に延びる第２の直線部１２ｃと、第１の直線部１２ｂに一端に連なっておりかつ第２の直線部１２ｃに他端が連なっている曲線部１２ａとを有する。第１，第２の直線部１２ｂ，１２ｃは、コイル１の長さ方向に延びている。曲線部１２ａは、コイル１の幅方向に延びている。第１の直線部１２ｂと第２の直線部１２ｃとは、略平行に配置されている。第１の直線部１２ｂと第２の直線部１２ｃとは、対向している。
The second winding
このように、２つの第１，第２の直線部が１つの曲線部に連なっている場合には、曲線部に対向する金属体部分が他の部分よりも高温に加熱されやすくなる傾向がある。しかし、曲線部１１ａと曲線部１２ａとが導線の積層方向の片側に向かって曲げられていることによって、曲線部１１ａ，１２ａと金属体２２との隙間の距離が遠くなることから、曲線部１１ａ，１２ａに対向する金属体部分が他の部分よりも高温に加熱され難くなる。この結果、金属体２２をむらなく均一に加熱することができる。
As described above, when the two first and second straight portions are connected to one curved portion, the metal body portion facing the curved portion tends to be heated to a higher temperature than the other portions. . However, since the
なお、第１の巻き導線部１１の第２の直線部１１ｃは、曲線部１３の一端に連なっており、第２の巻き導線部１２の第１の直線部１２ｂは、曲線部１３の他端に連なっている。従って、コイル１は、第１の直線部１１ｂと、曲線部１１ａと、第２の直線部１１ｃと、曲線部１３と、第１の直線部１２ｂと、曲線部１２ａと、第２の直線部１２ｃとがこの順で連なっている。第１の直線部１１ｂの曲線部１１ａ側とは反対側の端部が、電流供給装置２３に接続されている。第２の直線部１１ｃの曲線部１２ａ側とは反対側の端部が、電流供給装置２３に接続されている。
In addition, the 2nd
図１〜３に示すように、電磁誘導加熱コイル１を備えた電磁誘導加熱装置２１を用いて、金属体２２を加熱する際には、金属体２２の第１の表面２２ａ上に、電磁誘導加熱コイル１を配置する。このとき、第１の巻き導線部１１と第２の巻き導線部１２とが曲げられた領域Ｒが金属体２２の第１の表面２２ａに対向するように、コイル１を配置する。すなわち、曲げられた領域Ｒが、金属体２２の第１の表面２２ａ上に位置するように、コイル１を配置する。さらに、曲げられた領域Ｒの曲げ方向が金属体に対して遠ざかる方向であるように、コイル１を配置する。この配置では、コイル１の曲げられた領域Ｒと金属体２２との隙間の距離は、コイル１の曲げられた領域Ｒを除く部分と金属体２２との隙間の距離よりも大きくなる。
As shown in FIGS. 1 to 3, when the
ここでは、第１の巻き導線部１１が金属体２２側、第２の巻き導線部１２が金属体２２側とは反対側に位置するように、コイル１が配置されている。
Here, the
図１〜３に示す配置で、金属体２２を矢印Ｘの方向に移動させ、かつ電流供給装置２３からコイル１に電流を流すことにより渦電流を発生させる。この結果、金属体２２が加熱される。金属体２２を矢印Ｘの方向とは反対側の方向に移動させてもよい。
1-3, the
図１〜２に示すように、金属体２２の移動方向（矢印Ｘの方向）と直交する方向と、電磁誘導加熱コイル１の長さ方向とが略平行となるように、電磁誘導加熱コイル１を配置して、金属体２２を加熱することが好ましい。この場合には、金属体２２を広範囲にわたり効果的に加熱することができる。
As shown in FIGS. 1-2, the electromagnetic
コイル１の長さ方向寸法Ｌ（ｍｍ）は、コイル１の幅方向寸法Ｗを超えていればよく、任意に選ぶことができる。長さ方向寸法Ｌは特に限定されない。長さ方向寸法Ｌは、好ましくは２０ｍｍ以上、より好ましくは１００ｍｍ以上である。コイル１の長さ方向寸法Ｌは、加熱される金属体２２の長さ方向寸法Ｌ２（ｍｍ）に応じて適宜決められる。コイル１の長さ方向寸法Ｌは、加熱される金属体２２の長さ方向寸法Ｌ２よりも小さいことが好ましい。好ましくはＬ≦（Ｌ２−１０）であり、より好ましくはＬ≦（Ｌ２−１５）である。
The length direction dimension L (mm) of the
コイル１の長さ方向における第１の巻き導線部１１と第２の巻き導線部１２との曲げ最大距離Ｄ１は、適宜変更することができる。図３に示す曲げ最大距離Ｄ１は、好ましくは２ｍｍ以上、好ましくは２０ｍｍ以下である。曲げ最大距離Ｄ１は、第１の巻き導線部１１の主面に対して、第１の巻き導線部１１が導線の積層方向に曲げられた領域Ｒの曲げ最大距離を示す。言い換えれば、曲げ最大距離Ｄ１は、第１の巻き導線部１１の主面と、曲げられた領域Ｒの曲げ先端部分における第１の巻き導線部１１の主面と平行な面との距離を示す。また、曲げ最大距離Ｄ１は、第２の巻き導線部１２の主面に対して、第２の巻き導線部１２が導線の積層方向に曲げられた領域Ｒの曲げ最大距離を示す。言い換えれば、曲げ最大距離Ｄ１は、第２の巻き導線部１２の主面と、曲げられた領域Ｒの曲げ先端部分における第１の巻き導線部１１の主面と平行な面との距離を示す。コイル１では、曲げ最大距離Ｄ１は、第１の巻き導線部１１の主面と曲げられた領域Ｒの先端との導線の積層方向における距離を示し、第２の巻き導線部１２の主面と曲げられた領域Ｒの先端との導線の積層方向における距離を示す。
The maximum bending distance D1 between the first winding
曲げられた領域Ｒの曲げ角度αは、適宜変更することができる。図３に示す曲げ角度αは、好ましくは１２０度以上、好ましくは１８０度未満である。曲げ角度αは、第１の巻き導線部１１の主面と、曲げられた領域Ｒの曲げ開始部分と曲げ先端部分とを結ぶ直線とのなす角度である。また、曲げ角度αは、第２の巻き導線部１２の主面と、曲げられた領域Ｒの曲げ開始部分と曲げ先端部分とを結ぶ直線とのなす角度である。
The bending angle α of the bent region R can be changed as appropriate. The bending angle α shown in FIG. 3 is preferably 120 degrees or more, and preferably less than 180 degrees. The bending angle α is an angle formed between the main surface of the first winding
図３に示すように、金属体２２と電磁誘導加熱コイル１（曲げられた領域Ｒを除く）との間の隙間の距離Ｄ２の、導線の積層方向における第１の巻き導線部１１と第２の巻き導線部１２との曲げ最大距離Ｄ１に対する比（Ｄ２／Ｄ１）が０．５倍以上、５倍以下となるように、金属体２２と電磁誘導加熱コイル１とを配置して、金属体２２を加熱することが好ましい。この場合には、金属体２２をより一層均一に加熱することができる。
As shown in FIG. 3, the first winding
図４に示すように、金属体２２の第１の表面２２ａ上には、２つの電磁誘導加熱コイル１が積層されて配置されてもよい。ここでは、２つのコイル１，１の曲げられた領域Ｒの曲げ方向がそれぞれ、金属体２２に対して遠ざかる方向であるように、２つのコイル１，１が配置されている。また、１つのコイル１に対して、他のコイル１が、長さ方向に反転された状態で、２つのコイル１，１が配置されている。この場合には、金属体をより一層効果的に加熱することができる。さらに、金属体の幅方向の一端と他端側とにおいて、金属体が局所的に加熱されるのをより一層効果的に抑制できる。
As shown in FIG. 4, two electromagnetic
図５に示すように、金属体２２の第１の表面２２ａ上だけでなく、第１の表面２２ａとは反対の第２の表面２２ｂ上にも、コイル１が配置されていてもよい。ここでは、２つのコイル１，１の曲げられた領域Ｒの曲げ方向がそれぞれ、金属体２２に対して遠ざかる方向であるように、２つのコイル１，１を配置されている。また、１つのコイル１に対して、他のコイル１が、長さ方向に反転された状態で、２つのコイル１，１が配置されている。
As shown in FIG. 5, the
図１〜３に示すコイル１では、第１の巻き導線部１１と第２の巻き導線部１２とは、曲げられた領域Ｒ全体に、曲線部１１ａ，１２ａを有する。図６（ａ）及び（ｂ）に示すコイル３１のように、第１の巻き導線部３２と第２の巻き導線部３３とは、曲げられた領域Ｒの一部に、巻かれた導線が曲線状に延びる曲線部３２ａ，３３ａを有していてもよい。コイル３１では、第１の巻き導線部３２は、曲げられた領域Ｒに、２つの曲線部３２ａを有する。２つの曲線部３２ａは、巻かれた導線が直線状に延びる直線部３２ｂの一端と他端とに連なっている。第２の巻き導線部３３は、曲げられた領域Ｒに、２つの曲線部３３ａを有する。２つの曲線部３３ａは、巻かれた導線が直線状に延びる直線部３３ｂの一端と他端とに連なっている。
In the
また、図７（ａ）及び（ｂ）に示すコイル３６のように、第１の巻き導線部３７と第２の巻き導線部３８とは、曲げられた領域Ｒに、巻かれた導線が直線状に延びる直線部３７ａ，３８ａを有していてもよく、曲線部を必ずしも有していなくてもよい。コイル３６では、第１の巻き導線部３７は、曲げられた領域Ｒに直線部３７ａを有し、第２の巻き導線部３８は、曲げられた領域Ｒに直線部３８ａを有する。直線部３７ａは、巻かれた導線が直線状に延びる第１の直線部（図７（ａ）及び（ｂ）に現れていない）に一端が直角に連なっており、巻かれた導線が直線状に延びる第２の直線部３７ｃに他端が直角に連なっている。直線部３８ａは、巻かれた導線が直線状に延びる第１の直線部３８ｂに一端が直角に連なっており、巻かれた導線が直線状に延びる第２の直線部３８ｃに他端が直角に連なっている。
Moreover, like the
図１に示すコイル１は、導線の積層方向に並んで配置された第１の巻き導線部１１と第２の巻き導線部１２とを有し、２層に導線が巻かれている。図８に示すように、コイル４１は、導線の積層方向に並んで配置された第１の巻き導線部４２と第２の巻き導線部４３と第３の巻き導線部４４と有し、３層に導線が巻かれていてもよい。さらに、４層以上に導線が巻かれていてもよい。
A
コイル４１では、コイル４１の長さ方向の一端４１ａ側において、第１の巻き導線部４２と第２の巻き導線部４３と第３の巻き導線部４４とが、導線の積層方向の片側に向かって曲げられた領域Ｒを有する。このように、コイルの長さ方向の一端側において、第１の巻き導線部と第２の巻き導線部と第３の巻き導線部とが、導線の積層方向の片側に向かって曲げられた領域Ｒを有することが好ましい。この場合には、金属体２２をより一層均一に加熱することができる。但し、コイルの長さ方向の一端側において、第１の巻き導線部と第２の巻き導線部と第３の巻き導線部との内の少なくとも１つが、導線の積層方向の片側に向かって曲げられた領域Ｒを有していればよく、第１の巻き導線部と第２の巻き導線部と第３の巻き導線部との内の全てが、導線の積層方向の片側に向かって曲げられた領域Ｒを有していなくてもよい。
In the
図１〜３に示すコイル１では、第１，第２の巻き導線部１１，１２の曲げられた領域Ｒは、第１，第２の巻き導線部１１，１２の主面に対して、所定の角度で直線状に延びるように折り曲げられている。すなわち、図３に示す正面視において、曲げられた領域Ｒの第１，第２の巻き導線部１１，１２は、第１，第２の巻き導線部１１，１２の主面に対して、所定の角度で直線状に延びている。
In the
図９に示すコイル４６のように、第１，第２の巻き導線部４７，４８の曲げられた領域Ｒは、第１，第２の巻き導線部４７，４８の主面に対して、曲線状に曲げられていてもよい。すなわち、図９に示す正面視において、曲げられた領域Ｒの第１，第２の巻き導線部１１，１２は、第１，第２の巻き導線部４７，４８の主面に対して、曲線状に延びていてもよい。
Like the
電磁誘導加熱コイル１は、金属体が加熱される様々な用途に用いられる。電磁誘導加熱コイル１は、例えば、樹脂層により被覆された金属体を得る用途などに用いることができる。
The electromagnetic
具体的に説明すると、図１０に示すように、例えば、ローラー６１，６２を回転させて、金属体２２を移動させながら、電磁誘導加熱コイル１により金属体２２を加熱する。金属体２２が加熱された状態で、金属体２２の第１の表面２２ａ上に、ローラー６３により樹脂シート５１を圧接しながら積層して、金属体２２の熱により樹脂シート５１を加熱する。それによって、金属体２２と樹脂シート５１とを接着させる。このようにして、樹脂層により被覆された金属体を得ることができる。本発明に係る電磁誘導加熱コイルは、この用途以外にも用いることができる。なお、図１０では、電磁誘導加熱装置２１は、略図的に示されている。
More specifically, as shown in FIG. 10, for example, the electromagnetic
以下、本発明の具体的な実施例及び比較例を挙げて、本発明の効果を明らかにする。 Hereinafter, specific examples and comparative examples of the present invention will be given to clarify the effects of the present invention.
（実施例１）
金属体として、厚み０．３ｍｍ、幅方向寸法４００ｍｍのＳＵＳ３０４を用意した。図１に示す電磁誘導加熱コイル１を用意した。コイル１の長さ方向寸法Ｌは３６０ｍｍ、コイル１の幅方向寸法は６０ｍｍ、曲げ最大距離Ｄ１は１０ｍｍとした。
Example 1
As the metal body, SUS304 having a thickness of 0.3 mm and a width direction dimension of 400 mm was prepared. An electromagnetic
金属体の表面上に、コイル１を配置した。金属体と電磁誘導加熱コイル１（曲げられた領域Ｒを除く）との間の隙間の距離Ｄ２は、１０ｍｍとした。また、コイル１の長さ方向において、第１の巻き導線部１１が金属体２２側に、第２の巻き導線部１２が金属体２２側とは反対側に位置するように、第１，第２の巻き導線部１１，１２を配置した。また、曲げられた領域Ｒが金属体２２の表面２２ａに対向するように、かつ曲げられた領域Ｒの曲げ方向が金属体２２に対して遠ざかる方向であるように、コイル１を配置した。
The
金属体を１．２ｍ／分の移動速度で移動させ、コイル１に４００ｋＨｚの高周波で２４Ａの電流を流し、金属体を加熱した。
The metal body was moved at a moving speed of 1.2 m / min, and a current of 24 A was passed through the
（実施例２）
曲げ最大距離Ｄ１を１０ｍｍから７ｍｍに変更したこと以外は実施例１と同様に構成されたコイルを用いて、金属体を加熱した。
(Example 2)
The metal body was heated using the coil comprised similarly to Example 1 except having changed the bending maximum distance D1 from 10 mm to 7 mm.
（実施例３）
曲げ最大距離Ｄ１を１０ｍｍから１５ｍｍに変更したこと以外は実施例１と同様に構成されたコイルを用いて、金属体を加熱した。
(Example 3)
The metal body was heated using the coil comprised similarly to Example 1 except having changed the bending maximum distance D1 from 10 mm to 15 mm.
（実施例４）
金属体の移動速度を１．２ｍ／分から１．８ｍ／分に変更したこと以外は実施例１と同様にして、金属体を加熱した。
Example 4
The metal body was heated in the same manner as in Example 1 except that the moving speed of the metal body was changed from 1.2 m / min to 1.8 m / min.
（比較例１）
曲げられた領域Ｒが存在せず、曲げ最大距離Ｄ１を０ｍｍに変更したこと以外は実施例１と同様に構成されたコイルを用いて、金属体を加熱した。
(Comparative Example 1)
The metal body was heated using a coil configured in the same manner as in Example 1 except that the bent region R did not exist and the maximum bending distance D1 was changed to 0 mm.
（評価）
金属体が、該金属体の幅方向に均一に加熱されているか否かを評価した。
(Evaluation)
It was evaluated whether the metal body was heated uniformly in the width direction of the metal body.
金属体の幅方向全体の温度をサーモビュアで観察し、温度を計測した。コイルの中心部に対向する金属体の温度をＴ（℃）としたときに、金属体の温度が０．９５Ｔ以上、１．０５Ｔ以下である温度を示す部分を、均一加熱範囲とした。該均一加熱範囲の金属体の幅方向における距離を、金属体が均一に加熱されているか否かの指標とした。均一温度範囲は大きいほどよい。 The temperature of the whole metal body in the width direction was observed with a thermoviewer, and the temperature was measured. When the temperature of the metal body facing the central portion of the coil was T (° C.), the portion where the temperature of the metal body was 0.95 T or higher and 1.05 T or lower was defined as the uniform heating range. The distance in the width direction of the metal body in the uniform heating range was used as an index as to whether or not the metal body was uniformly heated. The larger the uniform temperature range, the better.
金属体が、該金属体の幅方向に均一に加熱されているかを下記の判定基準で判定した。 Whether the metal body was uniformly heated in the width direction of the metal body was determined according to the following criteria.
［判定基準］
○○：コイルの長さ方向寸法Ｌ対して、均一加熱範囲の金属体の幅方向における距離が、１００％以上
○：コイルの長さ方向寸法Ｌに対して、均一加熱範囲の金属体の幅方向における距離が、９７％以上、１００％未満
△：コイル長さ方向寸法Ｌに対して、均一加熱範囲の金属体の幅方向における距離が、９０％以上、９７％未満
×：コイル長さ方向寸法Ｌに対して、均一加熱範囲の金属体の幅方向における距離が、９０％未満
[Criteria]
◯: The distance in the width direction of the metal body in the uniform heating range is 100% or more relative to the length direction dimension L of the coil. ○: The width of the metal body in the uniform heating range with respect to the dimension L in the coil length direction. The distance in the direction is 97% or more and less than 100%. Δ: The distance in the width direction of the metal body in the uniform heating range with respect to the dimension L in the coil length direction is 90% or more and less than 97%. For the dimension L, the distance in the width direction of the metal body in the uniform heating range is less than 90%
結果を下記の表１に示す。 The results are shown in Table 1 below.
表１に示すように、コイル１に曲げられた領域Ｒが存在することで、金属体を均一に加熱することができることがわかる。また、金属体の移動速度をかえると場合に、金属体の温度はかわるものの、金属体が均一に加熱される幅方向における距離に大きな変化はないことがわかる。
As shown in Table 1, it can be seen that the presence of the bent region R in the
１…コイル
１ａ…一端
１ｂ…他端
１１…第１の巻き導線部
１１ａ…曲線部
１１ｂ…第１の直線部
１１ｃ…第２の直線部
１２…第２の巻き導線部
１２ａ…曲線部
１２ｂ…第１の直線部
１２ｃ…第２の直線部
１３…曲線部
２１…電磁誘導加熱装置
２２…金属体
２２ａ…第１の表面
２２ｂ…第２の表面
２３…電流供給装置
３１…コイル
３２，３３…第１，第２の巻き導線部
３２ａ，３３ａ…曲線部
３２ｂ，３３ｂ…直線部
３６…コイル
３７，３８…第１，第２の巻き導線部
３７ａ，３８ａ…直線部
３８ｂ…第１の直線部
３７ｃ，３８ｃ…第２の直線部
４１…コイル
４１ａ…一端
４２〜４４…第１〜第３の巻き導線部
４６…コイル
４７，４８…第１，第２の巻き導線部
４７ａ，４８ａ…曲線部
５１…樹脂シート
６１〜６３…ローラー
DESCRIPTION OF
Claims (12)
長さ方向と幅方向とを有し、
２層以上に導線が巻かれて形成されており、２層以上に前記導線が巻かれていることによって、前記導線の積層方向に並んで配置された第１の巻き導線部と第２の巻き導線部とを有し、
コイルの長さ方向の一端側において、前記第１の巻き導線部と前記第２の巻き導線部との内の少なくとも一方が、前記導線の積層方向の片側に向かって曲げられた領域を有する、電磁誘導加熱コイル。 An electromagnetic induction heating coil for heating the metal body by electromagnetic induction while moving the metal body,
Having a length direction and a width direction,
A conductive wire is wound on two or more layers, and the conductive wire is wound on two or more layers, so that a first wound conductive wire portion and a second winding are arranged side by side in the stacking direction of the conductive wires. A conductor portion;
On one end side in the length direction of the coil, at least one of the first winding conductor and the second winding conductor has a region bent toward one side in the lamination direction of the conductors. Electromagnetic induction heating coil.
前記電磁誘導加熱コイルに電流を流すための電流供給装置とを備える、電磁誘導加熱装置。 The electromagnetic induction heating coil according to any one of claims 1 to 8,
An electromagnetic induction heating device, comprising: a current supply device for causing a current to flow through the electromagnetic induction heating coil.
前記金属体を移動させ、かつ前記電磁誘導加熱コイルに電流を流すことにより渦電流を発生させ、前記金属体を加熱する、金属体の加熱方法。 The electromagnetic induction heating coil according to any one of claims 1 to 8, wherein the first and second winding wire portions are bent on at least one surface of a metal body. Arranged so that the region faces the surface of the metal body and the bending direction of the bent region is away from the metal body,
A method of heating a metal body, wherein the metal body is moved by generating an eddy current by moving the metal body and passing a current through the electromagnetic induction heating coil.
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|---|---|---|---|---|
| JP2015028908A (en) * | 2013-06-27 | 2015-02-12 | トヨタ車体株式会社 | Induction heating drying apparatus |
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2010
- 2010-12-15 JP JP2010279642A patent/JP2012129071A/en active Pending
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