JP2001351775A - 誘導加熱コイル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 鉄心の発熱量を抑制し耐久性に優れた高性能
の誘導加熱コイルの提供 【解決手段】 内部冷却板及び外部冷却板を有する鉄心
と巻線とを備え、前記鉄心に被加熱物に相対される対物
面が設定された誘導加熱コイルにおいて、前記外部冷却
板の被加熱物側端面を前記対物面から後退させた位置と
したり、前記外部冷却板側積層体部分に刑斜状面を設け
たり、前記巻線の被加熱側端面を、後退させた位置の前
記外部冷却板の被加熱側端面と一致若しくは一致する位
置から更に後退させた位置としたり、前記傾斜状面は、
当該傾斜状面を構成する鋼板が、鉄心を構成する他の鋼
板の積層方向及び対物面に対して直交する方向に積層し
た構成したり、これらを適宜組み合わせた構成としたこ
とを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、冷却板を積層方向
両端外側に備えた誘導加熱コイル、例えば鉄心付平面加
熱用誘導加熱コイルに関し、詳しくは、積層される鋼板
の適当間隔毎に配設された内部冷却板及び積層方向両端
に配設された外部冷却板を有する鉄心と、前記鉄心の周
囲に巻回され交番電流が印加される巻線とを備え、前記
鉄心には、当該鉄心を構成する前記の鋼板、内部及び外
部冷却板の各被加熱物側端面によって構成され、被加熱
物に対し平行に相対される対物面が設定された誘導加熱
コイルに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の誘導加熱コイルとして
は、例えば、特公昭６２−２９８７５号公報及び特開平
５−２９９１６８号公報に記載のものが知られている。

【０００３】先ず、従来例１として、特公昭６２−２９
８７５号公報に記載された誘導加熱コイルの構成を図６
に基づいて説明する。図６は従来例１の誘導加熱コイル
の断面図である。図６において、１は鉄心２を構成する
よう積層される鋼板としてのケイ素鋼板である。３Ａ、
３Ｅは、同じく鉄心２を構成する冷却板としての水冷銅
板であって、積層された鋼板１の両端側にあって、両外
側から挟んでいる（以下、これらを外部冷却板とい
う）。又、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄも、同じく鉄心２を構成す
る冷却板としての水冷銅板であって、これらは積層され
た鋼板１の間に適等間隔にて挟まれている（以下、これ
らを内部冷却板という）。尚、上記の外部冷却板及び内
部冷却板を単に冷却板ともいう。

【０００４】４は絶縁締結ボルトであり、積層された上
記鋼板１及び冷却板３Ａ〜３Ｅを積層方向に締結する。
５は巻線で、上記鋼板１や冷却板３Ａ〜３Ｅからなる鉄
心２の周囲に巻回されており、交番電流が印加される。
以上のように構成された従来例１の誘導加熱コイルは、
その鉄心２に、被加熱物６の面（平面）に相対する平行
な面即ち対物面が設定されている。この鉄心２の対物面
は、鉄心２を構成する積層された多数の鋼板１及び冷却
板３Ａ〜３Ｅの各々の被加熱側端面の集合で構成される
面である。

【０００５】次に、図７において、上記の冷却板として
の水冷銅板３Ａ〜３Ｅの構成の一例を説明する。図示の
水冷銅板は、口出管８を有する銅管９が所定形状の銅板
７の周囲を囲むようにロウ付けされた構成である。尚、
次に説明する従来例２の誘導加熱コイルの冷却板として
の水冷銅板も同じ構造である。

【０００６】次に、従来例２として、特開平５−２９９
１６８号公報に記載された誘導加熱コイルを説明する。
この誘導加熱コイルは、上記従来例１の誘導加熱コイル
を改良したものである。以下、図８を参照しながら説明
する。図８は従来例２の誘導加熱コイルの断面図であ
る。尚、図８において、図中の符号１〜６は上記従来例
１（図６、図７）と同様であるからその説明を省略す
る。

【０００７】上記従来例１とこの従来例２の誘導加熱コ
イルとの構成の違いは次の通りである。即ち、従来例１
では、鉄心２の対物面が被加熱物６の面と全面的に平行
に相対するよう設定されていた。従って、鉄心２の対物
面に垂直な縦断面である図６に示すように、鉄心２を構
成する鋼板１や冷却板３Ａ〜３Ｂの各被加熱側端面が直
線的に横並びとなり、被加熱物６の面との間即ち対物距
離ｇが一定となっている。以下、各鋼板の被加熱側端面
を鋼板の端面、各冷却板の被加熱側端面を冷却板の端面
ともいう。

【０００８】上記従来例１に対して従来例２では、被加
熱物６の端部側に対して相対する位置側の外部冷却板、
図８では、図の左側の外部冷却板３Ａの端面だけが、鉄
心２の本来の対物面の位置よりも、被加熱物６から遠ざ
かる方向に後退した位置とされている点が異なってい
る。従って、鉄心２の対物面に垂直な縦断面である図８
に示すように、当該外部冷却板３Ａの端面のみが、鉄心
２の対物面と被加熱物６の面との間の本来の一定な対物
距離ｇに対して、距離ｈ分だけ大きく離れ、当該外部冷
却板３Ａの被加熱物６に対する対物間隔が（ｇ＋ｈ）と
なっている。以下、この従来例２の対物間隔（ｇ＋ｈ）
の距離ｈ分の差が当該外部冷却板３Ａに接する鋼板１と
の間で垂直方向に生じている点から、この距離ｈの落差
及びその形態を垂直段差という。

【０００９】次に、上記従来例１の動作を説明する。鉄
心２に巻回された巻線５に交番電流を流すと、鉄心２に
交番磁束が発生し、この交番磁束が被加熱物６としての
被加熱金属体に流入して、被加熱物６を誘導加熱する。
この際、鉄心２は、多数の鋼板１、この例ではケイ素鋼
板１が積層されて形成されているため、外部への磁束の
漏れが少ない。又、この鉄心２は、図６乃び図８に示す
Ｂ方向の磁束や図９に示すＡ方向の磁束によるヒステリ
シス損及び渦電流損によって自己発熱する。

【００１０】この鉄心２の自己発熱量が少ない場合に
は、鉄心２自体を冷却する必要はないが、被加熱物６の
発熱密度を上げるためには、鉄心２における磁束密度を
高磁束密度（１Ｔ（テスラ）〜２Ｔ）にする必要がある
ため、誘導加熱コイルの場合には、当然、鉄心２内での
発熱量が大きくなるため、鉄心２自体を冷却しなくては
ならない。このため、図７に示すような冷却板３Ａ〜３
Ｅが積層される多数の鋼板１の間や両端側に配置されて
いる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上記従来例１の誘導加
熱コイル（図６）では、磁束Ｂにより、被加熱物６の端
部側に相対して位置する側の外部冷却板３Ａが誘導加熱
され易く、多大な熱損失が発生して、当該外部冷却板３
Ａの銅管９（図７）の寿命が短くなったり、亀裂が生じ
たりして水漏れが発生するという課題があった。

【００１２】この従来例１の解題を解決するため、上記
従来例２の誘導加熱コイル（図８）では、当該外部冷却
板３Ａを大きく後退させて垂直段差ｈを設けた改良を加
えたところ、更に次のような課題が生じた。即ち、この
垂直段差ｈが小さいと、従来例１の誘導加熱コイルの場
合と同様に、磁束Ｂにより外部冷却板３Ａが誘導加熱さ
れていしまい、その銅管９の寿命が短くなったり、亀裂
が生ずる等して、当初の課題を十分に解消することがで
きないのである。

【００１３】他方、この課題を解消すべく、上記の垂直
段差ｈを十分に大きくすると、鉄心２の外部冷却板３Ａ
を越えて、当該外部冷却板３Ａに接する内側の、即ち積
層方向内側に積層された、当該外部冷却板３Ａ寄りの一
定幅内（後述の外部冷却板側積層体部分２Ａ、図１、図
２参照）の鋼板１において、各鋼板１の被加熱物側の端
部（鋼板の端部）、即ち鉄心端部１Ａ（図８）が誘導加
熱されて熱損失が増大する上に、当該外部冷却板３Ａが
前記鋼板１の端部から大きく離れているため、当該鉄心
端部１Ａに対する冷却効果が大きく低下して、高温とな
りやすく、熱疲労と電磁振動とで破断したりする。又、
磁束Ｂによって、前記外部冷却板３Ａに最寄りの、即
ち、当該外部冷却板３Ａの内側に配設されている内部冷
却板３Ｂまでもが誘導加熱されてしまい、上記従来例１
の場合と同様に、内部冷却板３Ｂの銅管に亀裂が生じて
水漏れを起こしてしまう等の課題があった。本発明は、
上記課題を解決し、鉄心の発熱量を抑制し、耐久性に優
れた高性能の誘導加熱コイルの提供を目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、積層
される鋼板の適当間隔毎に配設された内部冷却板及び積
層方向両端に配設された外部冷却板を有する鉄心と、前
記鉄心の周囲に巻回され交番電流が印加される巻線とを
備え、前記鉄心には、当該鉄心を構成する前記の鋼板、
内部及び外部冷却板の各被加熱物側端面によって構成さ
れ、被加熱物に対し平行に相対される対物面が設定され
た誘導加熱コイルにおいて、前記の両外部冷却板の各被
加熱物側端面は、前記対物面から後退させた位置とした
ことを特徴とする。

【００１５】請求項２の発明は、積層される鋼板の適当
間隔毎に配設された内部冷却板及び積層方向両端に配設
された外部冷却板を有する鉄心と、前記鉄心の周囲に巻
回され交番電流が印加される巻線とを備え、前記鉄心に
は、当該鉄心を構成する前記の鋼板、内部及び外部冷却
板の各被加熱物側端面によって構成され、被加熱物に対
し平行に相対される対物面が設定された誘導加熱コイル
において、前記被加熱物の端部側に位置する外部冷却板
の被加熱物側端面は、前記対物面から後退させた位置と
すると共に、前記巻線の被加熱側端面は、後退させた位
置の前記外部冷却板の被加熱側端面と一致若しくは一致
する位置から前進させた位置としたことを特徴とする。

【００１６】請求項３の発明は、積層される鋼板の適当
間隔毎に配設された内部冷却板及び積層方向両端に配設
された外部冷却板を有する鉄心と、前記鉄心の周囲に巻
回され交番電流が印加される巻線とを備え、前記鉄心に
は、当該鉄心を構成する前記の鋼板、内部及び外部冷却
板の各被加熱物側端面によって構成され、被加熱物に対
し平行に相対される対物面が設定された誘導加熱コイル
において、前記の両外部冷却板の被加熱物側端面は前記
対物面から後退させた位置とすると共に、前記巻線の被
加熱側端面は、後退させた位置の前記外部冷却板の被加
熱側端面と一致若しくは一致する位置から前進させた位
置としたことを特徴とする。

【００１７】請求項４の発明は、請求項１乃至請求項３
の何れかに記載の誘導加熱コイルにおいて、被加熱側端
面が後退させられた外部冷却板から積層方向の一定幅内
に積層された鋼板の対物面側は、積層方向内側から外側
に向けて並ぶ各鋼板の被加熱側端面を、対物面から次第
に後退させて行き、前記の後退させられた外部冷却板の
被加熱物側端面へ連なる傾斜状面としたことを特徴とす
る。

【００１８】請求項５の発明は、請求項４に記載の誘導
加熱コイルにおいて、対物面の傾斜状面側に内部冷却板
が配設されたことを特徴とする。

【００１９】請求項６の発明は、請求項１乃至請求項３
の何れかに記載の誘導加熱コイルにおいて、被加熱側端
面が後退させられた外部冷却板側の外部冷却板側積層体
部分における鋼板を、鉄心を構成する他の鋼板の積層方
向及び対物面に対して直交する方向に積層すると共に、
鋼板の対物面側には、各鋼板の被加熱物側端面を前記の
後退させられた外部冷却板側の被加熱物端面に連なるよ
う形成して傾斜状面としたことを特徴とする。

【００２０】請求項７の発明は、請求項４乃至請求項６
の何れかに記載の誘導加熱コイルにおいて、傾斜状面は
その断面が直線状であることを特徴とする。

【００２１】請求項８の発明は、請求項４乃至請求項６
の何れかに記載の誘導加熱コイルにおいて、傾斜状面は
その断面が階段状であることを特徴とする。

【００２２】請求項９の発明は、請求項４乃至請求項６
の何れかに記載の誘導加熱コイルにおいて、傾斜状面は
その断面が曲線状であることを特徴とする。

【００２３】

【発明の実施の形態】実施の形態１．実施の形態１の誘
導加熱コイルは、鉄鋼圧延ラインにおいて、粗圧延機と
仕上げ圧延機との間に設置され、連続的に流れてくる被
加熱物が圧延されてテーブルローラによって次工程に搬
送される間に被加熱物が温度低下するのを補償するため
に用いられるものであり、次のように構成されている。

【００２４】即ち、積層される鋼板１の適当間隔毎に配
設された冷却板としての内部冷却板３Ｂ〜３Ｄ及び積層
方向両端に配設された同じく冷却板としての外部冷却板
３Ａ、３Ｅを有する鉄心２と、この鉄心２の周囲に巻回
され交番電流が印加される巻線５とを備え、前記の鉄心
２には、当該鉄心２を構成する前記の鋼板１及び冷却板
３Ａ〜３Ｅの各々の被加熱物側端面によって構成され、
被加熱物６に対し平行に相対する対物面が設定されてい
る。

【００２５】以下、実施の形態１を図１に基づいて説明
する。図１は対物面に垂直な縦断面である。尚、上記従
来例１及び従来例２で説明した符号や用語と同一の符号
及び用語は同一若しくは実質的に同様であるので、その
説明を省略する。

【００２６】図１において、１は鋼板としてのケイ素鋼
板、２は鉄心であり、多数の鋼板１や後述する冷却板３
Ａ〜３Ｅが積層されて構成されている。３Ａ、３Ｅは外
部冷却板としての水冷銅板であり、鉄心２の積層方向の
両端外側に配置されている。又、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄは内
部冷却板としての水冷銅板であり、鉄心２を構成する多
数の鋼板１の積層方向の適所適所に介在し、挟まれて配
設されている。４は絶縁締結ボルトであり、積層された
多数の鋼板１及び冷却板３Ａ〜３Ｅを積層方向に締結し
ている。５は巻線であり、上記の鉄心２即ち、鋼板１及
び冷却板３Ａ〜３Ｅからなる積層体の周囲に巻回されて
おり、交番電流が印加される。６は被加熱物としての平
らな鋼鉄板である。

【００２７】図１において、鉄心２に巻回された巻線５
に交番電流を流すと、鉄心２に交番磁束が発生し、この
交番磁束が被加熱金属体、即ち上記の被加熱物６に流入
して、被加熱物が誘導加熱される。

【００２８】さて、この実施の形態１では、鉄心２の積
層方向両端側に配置された外部冷却板としての両水冷銅
板３Ａ、３Ｅの各被加熱物側の端面（外部冷却板の端
面）を、鉄心２の対物面よりも間隔ｈ分だけ被加熱物６
から遠ざかるように後退させた位置となるよう、即ち、
被加熱物６の面との間が間隔ｇ＋ｈ（ｇは鉄心２の対物
面と被加熱物６の面との間の間隔）となるように、鉄心
２の積層方向両端側に位置する各々の外部冷却板３Ａ、
３Ｅを配設した構成としている。

【００２９】次に、上記のように後退した位置に配設さ
れた両外部冷却板３Ａ、３Ｅの各々に接する鋼板１か
ら、積層方向の内側へ積層されている一定幅内の鋼板２
Ａ（以下、外部冷却板側積層体部分ともいう）について
は、この外部冷却板側積層体部分２Ａにおいて、鉄心２
の内側の鋼板１から外側の鋼板１に向けて、これら鋼板
１の各被加熱側端面（鋼板の端面）が対物面から次第に
後退するように配置され、積層方向の中央側に残された
鉄心２の本来の対物面から前記の後退した位置に配設さ
れた各々の外部冷却板３Ａ、３Ｅの被加熱物側端面（外
部冷却板の端面）へと各々連なる傾斜状面となるように
構成されている。

【００３０】ここで、上記の傾斜状面は、各鋼板１の端
面や、場合によってはこれらの鋼板１の間に介在された
冷水板の端面（非図示）等、多数の端面の集合によって
概括的に形成される斜め方向の面、例えば、その断面が
直線状、階段状或いは曲線状である面をいい、必ずしも
その斜め方向の面は、平滑な面であるに限らず、例え
ば、各端面は対物面や被加熱物６の面に対して平行であ
ってもよい。上記のように、この形態１に示す傾斜状面
は、両側の外部冷却板３Ａ、３Ｅの各端面の延在方向か
ら鉄心２の中央側に残された対物面、図上において被加
熱物６の面と平行な対物面に接するまでを傾斜領域とし
ている。

【００３１】鉄心２の積層方向両端側の被加熱物側、即
ち外部冷却板側積層体部分２Ａに設けられた上記傾斜状
面は、後退させられた外部冷却板３Ａ、３Ｅを越えて、
その内側の鋼板１や内部冷却板３Ｂ、３Ｄへの、上記の
従来技術で説明した磁束Ｂの流入を有効に阻止できるよ
うに形成されている。従って、上記の一定幅内（の鋼板
２Ａ）とは、この磁束Ｂが流入し易い領域（外部冷却板
側積層体部分）をいう。

【００３２】この実施の形態１では、外部冷却板３Ａ、
３Ｂと各々の最寄りの内側に位置する内部冷却板３Ｂ、
３Ｄとの間を、磁束Ｂが流入し易い領域、即ち一定幅内
とし、この幅内に積層された外部冷却板側積層体部分２
Ａを構成する多数の鋼板１を、数枚毎の組みとし、この
組みを単位として、例えば３枚組み毎の各鋼板１の端面
を一連の面となし、この面の両隣が一方は低く、他方は
高い階段状となるように、順次段差をつけて各３枚組み
毎の鋼板１を配置していくことで、階段状の傾斜状面を
構成している。

【００３３】上記実施の形態１によれば、鉄心２の発熱
量を大幅に低減させることができる。その理由は次の通
りである。先ず、上記の従来例１や従来例２において、
鉄心２の対物面側の積層方向両端部側に、即ち従来例２
でいう鉄心端部１Ａ（図８）における発熱の原因が、外
部冷却板の端面とその内側に積層された枚数の鋼板、即
ち外部冷却板側積層体部分２Ａの各被加熱物側端面との
段差量（ｈ）が要因の１つであることが判った。

【００３４】即ち、上記の段差量ｈを種々変更して、鉄
心２に貫通する磁束と上記鉄心端部１Ａ（図８）におけ
る発熱量を調べたところ、当該鉄心端部１Ａ（図８）の
発熱量は、外部冷却板から突き出している鋼板１の部分
の面積の２乗に比例し、その周囲長さの２乗に反比例し
ていることが判ったのである。つまり、積層方向長さが
同じ場合、上記段差量ｈの２乗に比例するということで
ある。又、鋼板１と鋼板１との段差についても同様の結
果が得られた。

【００３５】このような理由から、上記実施の形態１の
ように構成することによって、鉄心２の発熱量を大幅に
抑制することができたのである。尚、上記実施の形態１
では、鉄心２の積層方向両端側において、両外部冷却板
３Ａ、３Ｂを後退させ、且つ、各々に傾斜状面を設けて
いるが、磁束Ｂの流入が激しい被加熱物６側の端面部側
に位置する外部冷却板側だけに、当該外部冷却板を後退
させたり、更に上記のような傾斜状面を設けてもよい。
又、磁束Ｂの流入量如何によっては、傾斜状面を設け
ず、両外部冷却板３Ａ、３Ｂを後退させる構成を採用す
るだけでも、十分に磁束Ｂの流入を阻止することができ
る。

【００３６】実施の形態２．実施の形態２の誘導加熱コ
イルは、上記実施の形態１の誘導加熱コイルと基本的に
は略同様のものである。以下、図２に基づいて説明す
る。図２は対物面に垂直な縦断面である。尚、上記実施
の形態１と同一の符号若しくは用語は同一若しくは実質
的には同様な内容であるので、その説明を省略する。

【００３７】図２に示すように、この誘導加熱コイルも
また、積層される鋼板１の適当間隔毎に挟み込まれる内
部冷却板３Ｂ〜３Ｄ及び積層方向両端に配設される外部
冷却板３Ａ、３Ｅを有する鉄心２と、この鉄心２の周囲
に巻回され交番電流が印加される巻線５とを備え、前記
の鉄心２には、当該鉄心２を構成する前記の鋼板１及び
前記の冷却板３Ａ〜３Ｅの被加熱物側端面によって構成
され、被加熱物６に対し平行に対面する対物面が設定さ
れている。これらの構成は、上記実施の形態１と同様で
ある。

【００３８】この実施の形態２では、上記の外部冷却板
３Ａ、３Ｅの被加熱物側端面（外部冷却板３Ａ、３Ｅの
端面）に対して、巻線５を、その巻線５の被加熱側端面
（以下、巻線５の端面ともいう）が一致若しくは一致す
る位置から更に被加熱物６から遠ざかるように後退させ
た位置に配置した構成としたものである。以下、図４及
び図５に基づいて説明する。図４は、外部冷却板として
の水冷銅板３Ａの発熱比と、外部冷却板としての水冷銅
板３Ａ（の端面）の巻線５の端面からの突き出し量ｈ
（ｍｍ）との関係を示す図である。

【００３９】図４に示すように、外部冷却板３Ａ、３Ｅ
を後退させる程、発熱量比は、減少する。しかし、外部
冷却板３Ａ、３Ｅに接する鋼板１から鉄心２の内側即ち
積層方向に積層された一定幅内の鋼板、即ち外部冷却板
側積層体部分２Ａ（図２）の被加熱物側端部（鋼板の端
部）側の熱に対する冷却効果及び機械的強度の観点か
ら、上記突き出し量ｈの最適値を適宜選択しなければな
らない。この例では、ｋ＝０〜−５ｍｍとしている。

【００４０】これは、外部冷却板３Ａ、３Ｅの発熱の原
因において、発熱量が巻線５の端面と外部冷却板３の端
面との位置関係にあることが判ったからであり、そこ
で、例えば、外部冷却板３Ａを被加熱物６の方向の種々
の位置に動かして、当該外部冷却板３Ａの発熱量を調べ
たところ、外部冷却板３Ａの端面の位置を巻線５の端面
の位置から被加熱物６に向けて突き出す程、当該外部冷
板３Ａの発熱量が急激に増加することが判った。以下、
この巻線５の端面を巻線端面ともいう。図４に水冷銅板
の発熱量と水冷銅板の巻線端面からの突き出し量ｋとの
関係を測定した結果を示す。

【００４１】図５に示すように、鉄心２の対物面から巻
線５の端面までの間を、距離ｊ＝１０ｍｍにセットし、
巻線５の端面からの外部冷却板３Ａの端面の突き出し量
ｋを変化させ、外部冷却板３Ａの発熱量を測定したとこ
ろ、図４に示される通り、ｋ＝０ｍｍの時を１．０とし
た場合、ｋ＝−１０ｍｍの時は約０．８倍なのに対し
て、ｋ＝１０ｍｍの時は約１．７倍となり、巻線５の端
面から外部冷却板３Ａの端面を被加熱物６の方向、即ち
鉄心２の対物面側方向へと突き出す程、外部冷却板３Ａ
の発熱量が急激に増加したのである。

【００４２】従って、上記実施の形態２のように、外部
冷却板３Ａ、３Ｅの端面に対して、巻線５を、その巻線
５の端面と一致させるか若しくは一致する位置から更に
被加熱物６に近づくように前進させた位置に配置した構
成とすることによって、外部冷却板３Ａ、３Ｅの当該部
位における発熱量を大幅に抑制させることができる。
又、上記実施の形態１で説明した各種形態とこの実施の
形態２の構成とを組み合わせることによって、更に、全
体としての鉄心２及び冷却板の発熱量を抑制することが
できる。又、磁束Ｂの流入量に応じた性能の良い誘導加
熱コイルを提供することができる。

【００４３】上記実施の形態１においては、この実施の
形態２における上記構成の特徴部分について説明してい
ないが、図１に示すように、上記実施の形態１において
も、この実施の形態２の上記特徴部分を備えた構成とな
っている。従って、上記実施の形態１においても、この
実施の形態２の上記特徴部分の構成を組み合わせること
により、この実施の形態２と同様の作用効果は勿論、相
乗効果によって、効果的に鉄心２の発熱量を抑制するこ
とができる。

【００４４】実施の形態３．実施の形態３は、上記実施
の形態１や実施の形態２において、被加熱側端面が後退
させられた外部冷却板の外部冷却板側積層体部分（２
Ａ）における鋼板の積層方向を改良したものである。即
ち、被加熱側端面が後退させられた外部冷却板側の外部
冷却板側積層体部分における鋼板を、鉄心を構成する他
の鋼板の積層方向及び対物面に対して直交する方向に積
層し、更に、こうして積層された外部冷却板側積層体部
分の鋼板の対物面側に、各鋼板の被加熱物側端面を、前
記の後退させられた外部冷却板側の被加熱物端面に連な
るよう傾けた形に形成して傾斜状面を設けた構成とした
ものである。

【００４５】以下、図３に基づいて説明する。図３は、
鉄心２の対物面を被加熱物の下面側に向けた状態を示す
斜視図である。図３において、３Ａ、３Ｅは後退させら
れた外部冷却板であり、この外部冷却板３Ａ、３Ｅに接
する鋼板１から内側方向に積層される一定幅内の鋼板
１、即ち図１及び図２において示す外部冷却板側積層体
部分２Ａを構成する鋼板１について、他の鋼板１の積層
方向及び鉄心２の対物面に対して直交する方向に積層し
ている。

【００４６】そして、この直交する方向に積層された外
部冷却板側積層体部分２Ａを構成する各鋼板１の被加熱
物側端面は、鉄心２の対物面から、前記の後退された外
部冷却板３Ａ、３Ｅの被加熱物側端面へと連なるよう、
鋼板１の幅方向の一方側肩部を削除して被加熱物側端面
に傾斜を設け、当該外部冷却板側積層体部分２Ａの被加
熱物側即ち鉄心２の対物面側の外側端部に傾斜状面を設
けている。

【００４７】この実施の形態３の傾斜状面の態様は、上
記実施の形態１で説明した傾斜状態と同様に、その断面
を階段状や曲線状に形成してもよい。この場合、この実
施の形態３では、傾斜状面を構成する多数の積層された
鋼板１の幅方向が、鉄心２を構成する他の鋼板１の積層
方向に向けられた構成とされているので、例えば、当該
傾斜状面を構成する各鋼板１の幅方向の一方側の角部を
適宜、直線状、階段状、或いは湾曲する曲面状等、所望
のラインに容易に形成することができる。そして、こう
して形成した同一形状の鋼板１を必要な積層枚数積層す
るだけで、比較的容易に傾斜状面を設けることができ
る。

【００４８】又、この実施の形態３の傾斜状面を構成す
る鋼板１としてケイ素鋼板を用いることにより、当該傾
斜状面が構成された外部冷却板側積層体部分２Ａにおい
て、熱伝導率を５倍程向上させることができる。これ
は、ケイ素鋼板の熱伝導率が鉛直方向よりも沿面方向の
方が５倍程度良い点を利用したからである。従って、外
部冷却板３Ａ、３Ｂへの熱伝導が著しく高められ、鉄心
２の当該部位及びその周辺部位の冷却効果を飛躍的に向
上させることができる。

【００４９】上記実施の形態３の傾斜状面は、図３に示
す通り、鉄心２の両側の外部冷却板側積層体部分２Ａに
設けてあるが、被加熱物６の端部側に相対する位置側の
外部冷却板３Ａ（図１、図２参照）側のみに外部冷却板
側積層体部分２Ａに設けてもよい。又、上記実施の形態
１や実施の形態２において、この実施の形態３にしめす
構成を組み合わせることにより、この実施の形態３と同
様の作用効果は勿論、相乗効果によって、鉄心２全体の
発熱量を効果的に抑制することができる。

【００５０】

【発明の効果】請求項１乃至請求項９の発明によれば、
何れも、従来に比べて、鉄心の発熱量を低減することが
でき、耐久性に富み、安定した操業が行える高性能の誘
導加熱コイルを提供することができる。

【００５１】請求項２の発明によれば、被加熱物の端面
側に相対する鉄心端部の発熱を効率よく抑制することが
できる。

【００５２】請求項３の発明によれば、鉄心両側の外部
冷却板の耐久性を向上させると共に、外部冷却板側積層
体部分への磁束の流入を効率よく阻止することができる
ので、全体として鉄心の発熱を効率よく抑制することが
できる。

【００５３】請求項５の発明によれば、鉄心の外部冷却
板側積層体部分の発熱を外部冷却板と協働して効率よく
抑制することができる。

【００５４】請求項６の発明によれば、鉄心の外部冷却
板の冷却効率を著しく高めることができ、鉄心の外部冷
却板側積層体部分の発熱を大幅に抑制させることができ
る。従って又、内部冷却板や鋼板の寿命を大幅に延長す
ることができる

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施の形態１の誘導加熱コイルの縦断面であ
る。

【図２】 実施の形態２の誘導加熱コイルの縦断面であ
る。

【図３】 実施の形態３の誘導加熱コイルを被加熱物の
下面側に向けた状態を示す斜視図である。

【図４】 外部冷却板の発熱比と巻線端面からの突き出
し量ｋとの関係を示す図である。

【図５】 鉄心を構成する鋼板及び外部冷却板の巻線か
らの突き出し量を示す説明図である。

【図６】 従来例１の誘導加熱コイルの断面図である。

【図７】 水冷銅板の平面図である。

【図８】 従来例２の誘導加熱コイルの断面図である。

【図９】 従来例２の鉄心の堰双方向からみた側面図で
ある。

【符号の説明】

１ ケイ素鋼板（鋼板）、２ 鉄心、２Ａ 外部冷却板
側積層体部分、３Ａ、３Ｅ 外部水冷銅板（外部冷却
板）、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ 内部水冷銅板（内部冷却
板）、５ 巻線、６ 被加熱物、ｇ 対物距離（被加熱
物の面と鉄心の対物面との距離）、ｈ 鉄心の対物面と
外部冷却板の端面との距離）、ｊ 巻線の端面と鉄心の
対物面との距離、ｋ 巻線端の面と外部冷却板の端面と
の距離。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3K059 AA10 AB19 AB26 AB28 AC10 AC54 AD07 AD15 AD28 AD34 CD44 CD48 CD52 CD53 CD73 CD77

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 積層される鋼板の適当間隔毎に配設され
   た内部冷却板及び積層方向両端に配設された外部冷却板
   を有する鉄心と、前記鉄心の周囲に巻回され交番電流が
   印加される巻線とを備え、前記鉄心には、当該鉄心を構
   成する前記の鋼板、内部及び外部冷却板の各被加熱物側
   端面によって構成され、被加熱物に対し平行に相対され
   る対物面が設定された誘導加熱コイルにおいて、 前記の両外部冷却板の各被加熱物側端面は、前記対物面
   から後退させた位置としたことを特徴とする誘導加熱コ
   イル。
2. 【請求項２】 積層される鋼板の適当間隔毎に配設され
   た内部冷却板及び積層方向両端に配設された外部冷却板
   を有する鉄心と、前記鉄心の周囲に巻回され交番電流が
   印加される巻線とを備え、前記鉄心には、当該鉄心を構
   成する前記の鋼板、内部及び外部冷却板の各被加熱物側
   端面によって構成され、被加熱物に対し平行に相対され
   る対物面が設定された誘導加熱コイルにおいて、 前記被加熱物の端部側に位置する外部冷却板の被加熱物
   側端面は、前記対物面から後退させた位置とすると共
   に、 前記巻線の被加熱側端面は、後退させた位置の前記外部
   冷却板の被加熱側端面と一致若しくは一致する位置から
   前進させた位置としたことを特徴とする誘導加熱コイ
   ル。
3. 【請求項３】 積層される鋼板の適当間隔毎に配設され
   た内部冷却板及び積層方向両端に配設された外部冷却板
   を有する鉄心と、前記鉄心の周囲に巻回され交番電流が
   印加される巻線とを備え、前記鉄心には、当該鉄心を構
   成する前記の鋼板、内部及び外部冷却板の各被加熱物側
   端面によって構成され、被加熱物に対し平行に相対され
   る対物面が設定された誘導加熱コイルにおいて、 前記の両外部冷却板の被加熱物側端面は前記対物面から
   後退させた位置とすると共に、 前記巻線の被加熱側端面は、後退させた位置の前記外部
   冷却板の被加熱側端面と一致若しくは一致する位置から
   前進させた位置としたことを特徴とする誘導加熱コイ
   ル。
4. 【請求項４】 被加熱側端面が後退させられた外部冷却
   板から積層方向の一定幅内に積層された鋼板の対物面側
   は、積層方向内側から外側に向けて並ぶ各鋼板の被加熱
   側端面を、対物面から次第に後退させて行き、前記の後
   退させられた外部冷却板の被加熱物側端面へ連なる傾斜
   状面としたことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何
   れかに記載の誘導加熱コイル。
5. 【請求項５】 対物面の傾斜状面側に内部冷却板が配設
   されたことを特徴とする請求項４に記載の誘導加熱コイ
   ル。
6. 【請求項６】 被加熱側端面が後退させられた外部冷却
   板側の外部冷却板側積層体部分における鋼板を、鉄心を
   構成する他の鋼板の積層方向及び対物面に対して直交す
   る方向に積層すると共に、鋼板の対物面側には、各鋼板
   の被加熱物側端面を前記の後退させられた外部冷却板側
   の被加熱物端面に連なるよう形成して傾斜状面としたこ
   とを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の
   誘導加熱コイル。
7. 【請求項７】 傾斜状面はその断面が直線状であること
   を特徴とする請求項４乃至請求項６の何れかに記載の誘
   導加熱コイル。
8. 【請求項８】 傾斜状面はその断面が階段状であること
   を特徴とする請求項４乃至請求項６の何れかに記載の誘
   導加熱コイル。
9. 【請求項９】 傾斜状面はその断面が曲線状であること
   を特徴とする請求項４乃至請求項６の何れかに記載の誘
   導加熱コイル。