高周波誘導加熱装置
【課題】高周波電流の損失を抑え、加熱コイルに大きな高周波電流を給電するときにも装置が大型化することなく、安定して高周波電源の動作および制御を可能にする。
【解決手段】加熱コイルとマッチングトランスと高周波電流を出力する高周波電源とを有する高周波回路を複数配置し、該各高周波回路において生成された高周波電流を該各加熱コイルに同時に給電することにより、該各加熱コイルにより被加熱物を加熱する高周波誘導加熱装置において、隣接して配置された加熱コイルを有する高周波回路のマッチングトランスの１次側において、該高周波回路同士を逆結合させる逆結合トランスを有し、上記逆結合トランスにより、上記隣接して配置された加熱コイルを有する高周波回路間に発生する干渉起電力を相殺するようにした。
【解決手段】加熱コイルとマッチングトランスと高周波電流を出力する高周波電源とを有する高周波回路を複数配置し、該各高周波回路において生成された高周波電流を該各加熱コイルに同時に給電することにより、該各加熱コイルにより被加熱物を加熱する高周波誘導加熱装置において、隣接して配置された加熱コイルを有する高周波回路のマッチングトランスの１次側において、該高周波回路同士を逆結合させる逆結合トランスを有し、上記逆結合トランスにより、上記隣接して配置された加熱コイルを有する高周波回路間に発生する干渉起電力を相殺するようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波誘導加熱装置に関し、さらに詳細には、それぞれ別個の高周波電源で駆動される複数の加熱コイルを隣接して配置するようにして構成された高周波誘導加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、真空中または減圧中で放電を起こさずに大電力を用いて誘導加熱を行う場合には、加熱コイルに掛かる電圧が大きくならないように加熱コイルを複数設けるとともに当該複数の加熱コイルを互いに隣接して配置し、各加熱コイルに高周波電流を給電する高周波電源により駆動するようにしてなる高周波誘導加熱装置が用いられている。
【０００３】
しかしながら、上記したようなそれぞれ別個の高周波電源で駆動される複数の加熱コイルを隣接して配置するようにして構成された高周波誘導加熱装置においては、隣接する加熱コイル間において、一方の加熱コイルが発生する磁束と他方の加熱コイルが発生する磁束とが互いに鎖交し合い相互干渉を起こすため、加熱コイルに接続される高周波電源の出力が乱され、被加熱物における加熱温度の制御に影響を及ぼすという問題点あった。
【０００４】
そして、この相互干渉の度合いが大きいときには、高周波電源における出力の位相やレベルを制御する回路が悪影響を受けて高周波の発振動作が不可能になったり、出力段にトランジスタが配されている場合には、トランジスタが破損してしまう恐れがあるなどといった問題点もあった。
【０００５】
また、隣接する加熱コイル間の上記した相互干渉により、加熱コイルや被加熱物から大きなビート音が発生し、作業環境が悪化するといった問題点も指摘されていた。
【０００６】
ここで、上記したような問題点を解決する技術として、例えば、特許第３２７２６８０号公報に開示されたような誘導加熱装置が提案されている。
【０００７】
この特許第３２７２６８０号公報に開示された誘導加熱装置は、具体的には、加熱コイルと高周波信号により生成される高周波電流を給電する高周波電源とにより構成される高周波回路を複数隣接した誘導加熱装置であって、隣接した高周波回路における加熱コイルの近傍に逆結合トランスを設けることにより、一方の高周波回路の加熱コイルによって他方の高周波回路の加熱コイルに発生する起電力たる干渉起電力に基づく干渉電流を当該逆結合トランスにより相殺し、また、当該逆結合トランスを構成する一次側鉄心と二次側鉄心との間隔を調整することにより干渉電流の相殺量を調整するようにしたものである。
【０００８】
しかしながら、加熱コイルの近傍、つまり、共振回路内に逆結合トランスを設けるようにした特許第３２７２６８０号公報に開示された誘導加熱装置においては、加熱コイルに大きな高周波電流を給電する場合に、逆結合トランスにおける高周波電流の損失が大きくなることや、加熱コイルや共振回路におけるフィーダーの径が大きくなるのでフィーダーを鉄心に巻回して構成される逆結合トランスを形成することが困難になることや、逆結合トランスを形成できたとしても形成された逆結合トランスが大型化し高周波誘導加熱装置全体が大型化することなどが、新たに招来される問題点として指摘されていた。
【特許文献１】特許第３２７２６８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記したような従来の技術の有する種々の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、高周波電流の損失を抑え、加熱コイルに大きな高周波電流を給電するときにも装置が大型化することなく、しかも、安定して高周波電源の動作および制御を可能にした高周波誘導加熱装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明は、加熱コイルとマッチングトランスと高周波電源とを備えた高周波回路を複数配置して構成された高周波誘導加熱装置において、各高周波回路間の相互干渉を抑制する逆結合トランスを、マッチングトランスの１次側に配置するようにしたものである。
【００１１】
従って、本発明によれば、電流レベルの小さな箇所で隣接した加熱コイル間に生じる干渉起電力を相殺することができるようになり、逆結合トランスにおける高周波電流の損失が軽減される。
【００１２】
また、本発明によれば、電流レベルの小さな箇所で隣接した加熱コイル間に生じる干渉起電力を相殺することができるので、加熱エネルギーが増大し加熱コイルに流れる高周波電流が大きくなる場合であっても、逆結合トランスを小さく形成することができ、高周波誘導加熱装置全体の大型化を抑制することができる。
【００１３】
即ち、本発明のうち請求項１に記載の発明は、加熱コイルとマッチングトランスと高周波電流を出力する高周波電源とを有する高周波回路を複数配置し、該各高周波回路において生成された高周波電流を該各加熱コイルに同時に給電することにより、該各加熱コイルにより被加熱物を加熱する高周波誘導加熱装置において、隣接して配置された加熱コイルを有する高周波回路のマッチングトランスの１次側において、該高周波回路同士を逆結合させる逆結合トランスを有し、上記逆結合トランスにより、上記隣接して配置された加熱コイルを有する高周波回路間に発生する干渉起電力を相殺するようにしたものである。
【００１４】
また、本発明のうち請求項２に記載の発明は、本発明のうち請求項１に記載の発明において、上記逆結合トランスは、上記隣接して配置された加熱コイルを有する高周波回路のうち所定の方向に高周波電流が流れる一方の高周波回路に設けられたマッチングトランスの１次側においてフィーダーを順方向に巻回されて配設された第１のフェライトコアと、上記隣接して配置された加熱コイルを有する高周波回路のうち上記所定の方向に高周波電流が流れる他方の高周波回路に設けられたマッチングトランスの１次側においてフィーダーを逆方向に巻回されて配設された第２のフェライトコアとを有し、上記第１のフェライトコアと上記第２のフェライトコアとを所定の間隔を開けて対向して配置するようにしたものである。
【００１５】
また、本発明のうち請求項３に記載の発明は、本発明のうち請求項１に記載の発明において、上記逆結合トランスは、上記隣接して配置された加熱コイルを有する高周波回路のうち所定の方向に高周波電流が流れる一方の高周波回路に設けられたマッチングトランスの１次側においてフィーダーを順方向に巻回されて配設された第１のフェライトコアと、上記隣接して配置された加熱コイルを有する高周波回路のうち上記所定の方向とは逆方向に高周波電流が流れる他方の高周波回路に設けられたマッチングトランスの１次側においてフィーダーを順方向に巻回されて配設された第２のフェライトコアとを有し、上記第１のフェライトコアと上記第２のフェライトコアとを所定の間隔を開けて対向して配置するようにしたものである。
【００１６】
また、本発明のうち請求項４に記載の発明は、加熱コイルとマッチングトランスと高周波電流を出力する高周波電源とを有する高周波回路を複数配置し、該各高周波回路において生成された高周波電流を該各加熱コイルに同時に給電することにより、該各加熱コイルにより被加熱物を加熱する高周波誘導加熱装置において、隣接して配置された加熱コイルを有する高周波回路のマッチングトランスの１次側において、該高周波回路同士を逆結合させる逆結合トランスと、上記逆結合トランスの結合度を変化させる結合度調整手段とを有し、上記結合度制御手段によって上記逆結合トランスの結合度を制御することにより、上記隣接して配置された加熱コイルを有する高周波回路間に発生する干渉起電力を低減するようにしたものである。
【００１７】
また、本発明のうち請求項５に記載の発明は、本発明のうち請求項４に記載の発明において、上記逆結合トランスは、上記隣接して配置された加熱コイルを有する高周波回路のうち所定の方向に高周波電流が流れる一方の高周波回路に設けられたマッチングトランスの１次側においてフィーダーを順方向に巻回されて配設された第１のフェライトコアと、上記隣接して配置された加熱コイルを有する高周波回路のうち上記所定の方向に高周波電流が流れる他方の高周波回路に設けられたマッチングトランスの１次側においてフィーダーを逆方向に巻回されて配設された第２のフェライトコアとを有し、上記第１のフェライトコアと上記第２のフェライトコアとを所定の間隔を開けて対向して配置してなり、上記結合度制御手段は、上記第１のフェライトコアと上記第２のフェライトコアとの間隔を調整して、上記逆結合トランスの結合度を制御するようにしたものである。
【００１８】
また、本発明のうち請求項６に記載の発明は、本発明のうち請求項４に記載の発明において、上記逆結合トランスは、上記隣接して配置された加熱コイルを有する高周波回路のうち所定の方向に高周波電流が流れる一方の高周波回路に設けられたマッチングトランスの１次側においてフィーダーを順方向に巻回されて配設された第１のフェライトコアと、上記隣接して配置された加熱コイルを有する高周波回路のうち上記所定の方向とは逆方向に高周波電流が流れる他方の高周波回路に設けられたマッチングトランスの１次側においてフィーダーを順方向に巻回されて配設された第２のフェライトコアとを有し、上記第１のフェライトコアと上記第２のフェライトコアとを所定の間隔を開けて対向して配置してなり、上記結合度制御手段は、上記第１のフェライトコアと上記第２のフェライトコアとの間隔を調整して、上記逆結合トランスの結合度を制御するようにしたものである。
【００１９】
また、本発明のうち請求項７に記載の発明は、本発明のうち請求項２、３、５または６のいずれか１項に記載の発明において、上記第１のフェライトコアは、インダクタンスが上記一方の高周波回路に設けられたマッチングトランスの巻数比の二乗と上記一方の高周波回路に設けられた加熱コイルのインダクタンスとの積と等しくなるようにしてフィーダーの巻数を調整して巻回され、上記第２のフェライトコアは、インダクタンスが上記他方の高周波回路に設けられたマッチングトランスの巻数比の二乗と上記他方の高周波回路に設けられた加熱コイルのインダクタンスとの積と等しくなるようにしてフィーダーの巻数を調整して巻回されるようにしたものである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明は、以上説明したように構成されているので、高周波電流の損失を抑えることができ、加熱コイルに大きな高周波電流を給電するときにも装置の大型化を抑制することができ、しかも、安定した高周波電源の動作および制御が可能になるという優れた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、添付の図面を参照しながら、本発明による高周波誘導加熱装置の実施の形態の一例を詳細に説明するものとする。
【００２２】
ここで、図１には、本発明による高周波誘導加熱装置の実施の形態の一例を示す概略構成説明図が示され、また、図２には、図１における逆結合トランスの概略構成説明図が示されている。
【００２３】
この高周波誘導加熱装置１０は、第１の高周波発振器（図示せず。）と当該第１の高周波発振器で発振された信号に基づいて高周波電流を生成する第１の電流生成回路（図示せず。）とを有して構成されるとともに当該第１の電流生成回路で生成された高周波電流を一方の端子１２ａから出力する電源１２と、電源１２の一方の端子１２ａに一方の端部１４ａを電気的に接続された高周波電流を導通する線路たるフィーダー１４および電源１２の他方の端子１２ｂに一方の端部１６ａを電気的に接続された高周波電流を導通する線路たるフィーダー１６と、フィーダー１４の他方の端部１４ｂに第１の端子１８ａを電気的に接続されるとともにフィーダー１６の他方の端部１６ｂに第２の端子１８ｂを電気的に接続されたマッチングトランス１８と、共振コンデンサ１９が設けられマッチングトランス１８の第３の端子１８ｃに一方の端部２０ａを電気的に接続された高周波電流を導通する線路たるフィーダー２０およびマッチングトランス１８の第４の端子１８ｄに一方の端部２２ａを電気的に接続された高周波電流を導通する線路たるフィーダー２２と、フィーダー２０の他方の端部２０ｂに一方の端部２４ａを電気的に接続されるとともにフィーダー２２の他方の端部２２ｂに他方の端部２４ｂを電気的に接続されトンネル状に巻回されて配設された加熱コイル２４とを有して構成される第１の高周波回路２６を有している。
【００２４】
また、高周波誘導加熱装置１０は、第２の高周波発振器（図示せず。）と当該第２の高周波発振器で発振された信号に基づいて高周波電流を生成する第２の電流生成回路（図示せず。）とを有して構成されるとともに当該第２の電流生成回路で生成された高周波電流を一方の端子２８ａから出力する電源２８と、電源２８の一方の端子２８ａに一方の端部３０ａを電気的に接続された高周波電流を導通する線路たるフィーダー３０および電源２８の他方の端子２８ｂに一方の端部３２ａを電気的に接続された高周波電流を導通する線路たるフィーダー３２と、フィーダー３０の他方の端部３０ｂに第１の端子３４ａを電気的に接続されるとともにフィーダー３２の他方の端部３２ｂに第２の端子３４ｂを電気的に接続されたマッチングトランス３４と、マッチングトランス３４の第３の端子３４ｃに一方の端部３６ａを電気的に接続させた高周波電流を導通する線路たるフィーダー３６および共振コンデンサ３７が設けられマッチングトランス３４の第４の端子３４ｄに一方の端部３８ａを電気的に接続された高周波電流を導通する線路たるフィーダー３８と、フィーダー３６の他方の端部３６ｂに一方の端部４０ａを電気的に接続されるとともにフィーダー３８の他方の端部３８ｂに他方の端部４０ｂを電気的に接続されトンネル状に巻回されて配置された加熱コイル４０とを有して構成される第２の高周波回路４２を有している。
【００２５】
さらに、高周波誘導加熱装置１０は、第１の高周波回路２６の加熱コイル２４が発生する磁束と第２の高周波回路４２の加熱コイル４０が発生する磁束とが互いに鎖交し合い相互干渉を起こすために生じる干渉起電力を相殺するための逆結合トランス４４と、第１の高周波回路２６の加熱コイル２４が発生する磁束と第２の高周波回路４２の加熱コイル４０が発生する磁束とが互いに鎖交し合い相互干渉を起こすために生じる干渉起電力に基づく干渉電流を検知するための検出部４６と、検出部４６により検出された干渉電流を表示する表示部４８と、検出部４６により検出された干渉電流に基づいて逆結合トランス４４の位置を制御し、逆結合トランス４４における干渉起電力の相殺量、つまり、逆結合トランス４４の結合度を制御する結合度制御部５０とを有している。
【００２６】
より詳細には、第１の高周波回路２６と第２の高周波回路４２とは互いに隣接して配設されており、第１の高周波回路２６の加熱コイル２４と第２の高周波回路４２の加熱コイル４０とは互いに左右方向で隣接した状態とされる。
【００２７】
また、逆結合トランス４４は、断面Ｅ型形状を備えるとともに当該断面Ｅ型形状における中央に位置する凸部５２ａにフィーダー１６が所定の方向に巻回されたフェライトコア５２と、フェライトコア５２と間隔ｇを開けて断面Ｅ型形状における凹凸面を対向させて配設された当該断面Ｅ型形状を備えたフェライトコア５４であって、当該断面Ｅ型形状における中央に位置する凸部５４ａにフィーダー１６が巻回された方向とは逆方向にフィーダー３０が巻回されたフェライトコア５４とを有して構成されている。
【００２８】
ここで、フィーダー１６は、フィーダー３０がフェライトコア５４の凸部５４ａに巻回されていない状態のときに、マッチングトランス１８における巻数比がＮ：１、加熱コイル２４のインダクタンスをＬ１とするとインダクタンスがＮ２Ｌ１となるようにフェライトコア５２に順方向に巻回されており、フィーダー３０は、フィーダー１６がフェライトコア５２の凸部５２ａに巻回されていない状態のときに、マッチングトランス３４における巻数比がＮ：１、加熱コイル４０のインダクタンスをＬ２とすると、インダクタンスがＮ２Ｌ２となるようにフェライトコア５４に逆方向に巻回されている。
【００２９】
また、検出部４６は、フィーダー３２に接続され、第１の高周波回路２６の加熱コイル２４により第２の高周波回路４２の加熱コイル４０に生じた干渉起電力に基づいて発生する干渉電流を検出し、検出した干渉電流は高周波増幅回路５８により増幅され電源１２に設けられた図示しない第１の高周波発振器により発振された高周波信号の周波数で同期検波され、表示部４８に出力される。
【００３０】
さらに、結合度制御部５０は、モーター６０によりフェライトコア５４に取り付けられた変位機構６２を制御してフェライトコア５２とフェライトコア５４との間隔ｇを調整するようになされている。この際、モーター６０は高周波増幅回路５８の出力に基づいて、検出部４６で検出された干渉電流をゼロ値に近づけるように動作するように変位機構６２を制御する。
【００３１】
つまり、逆結合トランス４４は、結合度制御部５０によりフェライトコア５２とフェライトコア５４との間隔ｇを調整することによって、第１の高周波回路２６の加熱コイル２４により第２の高周波回路４２の加熱コイル４０に生じた干渉起電力に基づいて発生する干渉電流の相殺量を調整して、当該干渉電流を低減するようになされている。
【００３２】
以上の構成において、高周波誘導加熱装置１０の第１の高周波回路２６では、第１の高周波発振装置より高周波信号が発振され、発振された信号に基づいて第１の電流生成回路により生成した高周波電流が電源１２からフィーダー１４を介してマッチングトランス１８に給電されると、マッチングトランス１８において電源１２から出力された高周波電流は所定の大きさに変換され、所定の大きさに変換された高周波電流がフィーダー２０、２２を介して加熱コイル２４に給電され、第２の高周波回路４２では、第２の高周波発振器により高周波信号が発振され、発振された信号に基づいて第２の電流生成回路により生成した高周波電流が電源２８からフィーダー３０を介してマッチングトランス３４に給電されると、マッチングトランス３４において電源２８から出力された高周波電流は所定の大きさに変換され、所定の大きさに変換された高周波電流がフィーダー３６、３８を介して加熱コイル４０に給電されて、加熱コイル２４および加熱コイル４０が作る磁束が加熱コイル２４および加熱コイル４０により形成されるトンネル内を通過することにより、加熱コイル２４および加熱コイル４０により形成されるトンネル内を通過する被加熱物が加熱される。
【００３３】
このとき、隣接する２つの高周波回路たる第１の高周波回路２６と第２の高周波回路４２とにおいては、第１の高周波回路２６に設けられた加熱コイル２４によって第２の高周波回路４２に設けられた加熱コイル４０に干渉起電力が発生し、この干渉起電力に基づいて第２の高周波回路４２に干渉電流が発生する。
【００３４】
この第２の高周波回路４２に発生した干渉電流は、検出部４６により検出されて検出結果が表示部４８に表示される。
【００３５】
具体的には、第２の高周波回路４２に発生した干渉電流は、フィーダー３２に接続された検出コイル５６により検出され、高周波増幅回路５８で増幅されて電源１２に設けられた高周波発振器により発振された高周波信号の周波数で同期検波されて表示部４８に表示される。
【００３６】
そして、検出部４６により検出された干渉電流に基づいて、干渉電流をゼロ値に近づけるように結合度制御部５０によりモーター６０を制御し、変位機構６２を調整してフェライトコア５２とフェライトコア５４との間隔ｇが調整されることによって、第２の高周波回路４２に生じた干渉電流を逆結合トランス４４で相殺してゼロ値に近づけるようになされている。
【００３７】
また、第２の高周波回路４２に生じる干渉電流を相殺してゼロ値に近づけるためにフェライトコア５２とフェライトコア５４との間隔ｇを調整する際に、表示部４８を併用することでリアルタイムで逆結合トランス４４における結合度を視認できるようになる。
【００３８】
このように、本発明による高周波誘導加熱装置１０においては、加熱コイル２４、４０に大きな高周波電流を給電する場合であっても、比較的小さい高周波電流が流れるマッチングトランス１８、３４の１次側に逆結合トランス４４を設けるようにしたため、加熱コイル２４、４０の近傍、つまり、共振回路において逆結合トランスを設けるようにした従来技術ではフィーダーの径が大きすぎて逆結合トランスを設けることができない構成の高周波誘導加熱装置でも、逆結合トランスを設けることができる。
【００３９】
また、本発明による高周波誘導加熱装置１０においては、加熱コイル２４、４０に大きな高周波電流を給電する場合であっても、比較的小さい高周波電流が流れるマッチングトランス１８、３４の１次側に干渉電流を相殺する逆結合トランス４４を設けるようにしたため、加熱コイル２４、４０の近傍、つまり、共振回路において逆結合トランスを設けるようにした従来技術に比べて、逆結合トランスを構成するフェライトコアに巻回されるフィーダーの径が小さくてすみ、逆結合トランスを小さく構成することができるため、装置全体の大型化を抑止することができる。
【００４０】
さらに、本発明による高周波誘導加熱装置１０においては、比較的小さい電流が流れるマッチングトランス１８、３４の１次側に逆結合トランス４４を設けるようにしたため、従来技術に比べ逆結合トランスにおける高周波電流の損失が軽減される。
【００４１】
なお、上記した実施の形態は、以下の（１）乃至（７）に示すように変形することができるものである。
【００４２】
（１）上記した実施の形態においては、逆結合トランスに断面Ｅ型形状のフェライトコアを用いるようにしたが、これに限られるものではないことは勿論であり、断面Ｕ型形状のフェライトコアを用いて逆結合トランスを構成するようにしてもよい。
【００４３】
（２）上記した実施の形態においては、結合度制御部により逆結合トランスの結合度をゼロ値にするように制御していたが、これに限られるものではないことは勿論であり、作業者が表示部に表示された逆結合トランスにおける結合度を視認しながら制御するようにしてもよい。
【００４４】
（３）上記した実施の形態においては、加熱コイルを含む高周波回路を２個備え、これら２個の高周波回路のそれぞれの加熱コイルが隣り合って配置された、即ち、一対の加熱コイルが隣接して配置された高周波誘導加熱装置について説明したが、加熱コイルを含む高周波回路を３個以上でもよいことは勿論であり、加熱コイルを含む高周波回路の数は適宜に選択すればよい。
【００４５】
（４）上記した実施の形態においては、第１の高周波回路２６の加熱コイル２４と第２の高周波回路４２の加熱コイル４０とが互いに左右方向で隣接するようにしたが、これに限られるものではないことは勿論であり、加熱コイル２４と加熱コイル４０とが上下方向で隣接するなど、加熱コイル２４と加熱コイル４０とが互いに近接して配置される状態であればよい。
【００４６】
（５）上記した実施の形態においては、第１の高周波回路においては電源１２の一方の端部１２ａから高周波電流を出力し、第２の高周波回路においては電源２８の一方の端部２８ａから高周波電流を出力し、逆結合トランス４４はフィーダー１６が所定の方向に巻回されたフェライトコア５２とフィーダー３０が当該所定の方向とは逆方向に巻回されたフェライトコア５４とを有して構成されていたが（図２を参照する。）、第１の高周波回路においては電源１２の他方の端部１２ｂから高周波電流を出力し、第２の高周波回路においては電源２８の一方の端部２８ａから高周波電流を出力させ、逆結合トランス４４をフィーダー１６が当該所定の方向とは逆方向に巻回されたフェライトコア５２’とフィーダー３０が当該所定の方向とは逆方向に巻回されたフェライトコア５４とを有して構成するようにしてもよい（図３を参照する。）。
【００４７】
（６）上記した実施の形態においては、逆結合トランスにおいてコア材としてフェライトコアを用いるようにしたが、これに限られるものではないことは勿論であり、インダクタンスを上昇させるために、例えば、珪素鋼板やアモルファスなどの透磁率が高いコア材であればよい。
【００４８】
また、十分な巻数を確保しインダクタンスを得ることができれば、逆結合トランスは磁性体コアを用いることなく形成することができる。この際、逆結合トランスにおける結合度の調整は、巻回されたフィーダー自体の位置関係を制御することになる。
【００４９】
（７）上記した実施の形態ならびに上記した（１）乃至（６）に示す変形例は、適宜に組み合わせるようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は、焼鈍などの熱処理や表面処理における加熱手段や、洗浄または塗装後の乾燥工程における乾燥手段などとして利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】図１は、本発明による高周波誘導加熱装置の概略構成説明図である。
【図２】図２は、図１における高周波誘導加熱装置における逆結合トランスの概略構成説明図である。
【図３】図３は、本発明による高周波誘導加熱装置における逆結合トランスの変形例である。
【符号の説明】
【００５２】
１０ 高周波誘導加熱装置
１２、２８ 電源
１４、１６、２０、２２、３０、３２、３６、３８ フィーダー
１８、３４ マッチングトランス
１９、３７ 共振コンデンサ
２４、４０ 加熱コイル
２６ 第１の高周波回路
４２ 第２の高周波回路
４４ 逆結合トランス
４６ 検出部
４８ 表示部
５０ 結合度制御部
５２、５４ フェライトコア
５６ 検出コイル
５８ 高周波増幅回路
６０ モーター
６２ 変位機構
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波誘導加熱装置に関し、さらに詳細には、それぞれ別個の高周波電源で駆動される複数の加熱コイルを隣接して配置するようにして構成された高周波誘導加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、真空中または減圧中で放電を起こさずに大電力を用いて誘導加熱を行う場合には、加熱コイルに掛かる電圧が大きくならないように加熱コイルを複数設けるとともに当該複数の加熱コイルを互いに隣接して配置し、各加熱コイルに高周波電流を給電する高周波電源により駆動するようにしてなる高周波誘導加熱装置が用いられている。
【０００３】
しかしながら、上記したようなそれぞれ別個の高周波電源で駆動される複数の加熱コイルを隣接して配置するようにして構成された高周波誘導加熱装置においては、隣接する加熱コイル間において、一方の加熱コイルが発生する磁束と他方の加熱コイルが発生する磁束とが互いに鎖交し合い相互干渉を起こすため、加熱コイルに接続される高周波電源の出力が乱され、被加熱物における加熱温度の制御に影響を及ぼすという問題点あった。
【０００４】
そして、この相互干渉の度合いが大きいときには、高周波電源における出力の位相やレベルを制御する回路が悪影響を受けて高周波の発振動作が不可能になったり、出力段にトランジスタが配されている場合には、トランジスタが破損してしまう恐れがあるなどといった問題点もあった。
【０００５】
また、隣接する加熱コイル間の上記した相互干渉により、加熱コイルや被加熱物から大きなビート音が発生し、作業環境が悪化するといった問題点も指摘されていた。
【０００６】
ここで、上記したような問題点を解決する技術として、例えば、特許第３２７２６８０号公報に開示されたような誘導加熱装置が提案されている。
【０００７】
この特許第３２７２６８０号公報に開示された誘導加熱装置は、具体的には、加熱コイルと高周波信号により生成される高周波電流を給電する高周波電源とにより構成される高周波回路を複数隣接した誘導加熱装置であって、隣接した高周波回路における加熱コイルの近傍に逆結合トランスを設けることにより、一方の高周波回路の加熱コイルによって他方の高周波回路の加熱コイルに発生する起電力たる干渉起電力に基づく干渉電流を当該逆結合トランスにより相殺し、また、当該逆結合トランスを構成する一次側鉄心と二次側鉄心との間隔を調整することにより干渉電流の相殺量を調整するようにしたものである。
【０００８】
しかしながら、加熱コイルの近傍、つまり、共振回路内に逆結合トランスを設けるようにした特許第３２７２６８０号公報に開示された誘導加熱装置においては、加熱コイルに大きな高周波電流を給電する場合に、逆結合トランスにおける高周波電流の損失が大きくなることや、加熱コイルや共振回路におけるフィーダーの径が大きくなるのでフィーダーを鉄心に巻回して構成される逆結合トランスを形成することが困難になることや、逆結合トランスを形成できたとしても形成された逆結合トランスが大型化し高周波誘導加熱装置全体が大型化することなどが、新たに招来される問題点として指摘されていた。
【特許文献１】特許第３２７２６８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記したような従来の技術の有する種々の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、高周波電流の損失を抑え、加熱コイルに大きな高周波電流を給電するときにも装置が大型化することなく、しかも、安定して高周波電源の動作および制御を可能にした高周波誘導加熱装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明は、加熱コイルとマッチングトランスと高周波電源とを備えた高周波回路を複数配置して構成された高周波誘導加熱装置において、各高周波回路間の相互干渉を抑制する逆結合トランスを、マッチングトランスの１次側に配置するようにしたものである。
【００１１】
従って、本発明によれば、電流レベルの小さな箇所で隣接した加熱コイル間に生じる干渉起電力を相殺することができるようになり、逆結合トランスにおける高周波電流の損失が軽減される。
【００１２】
また、本発明によれば、電流レベルの小さな箇所で隣接した加熱コイル間に生じる干渉起電力を相殺することができるので、加熱エネルギーが増大し加熱コイルに流れる高周波電流が大きくなる場合であっても、逆結合トランスを小さく形成することができ、高周波誘導加熱装置全体の大型化を抑制することができる。
【００１３】
即ち、本発明のうち請求項１に記載の発明は、加熱コイルとマッチングトランスと高周波電流を出力する高周波電源とを有する高周波回路を複数配置し、該各高周波回路において生成された高周波電流を該各加熱コイルに同時に給電することにより、該各加熱コイルにより被加熱物を加熱する高周波誘導加熱装置において、隣接して配置された加熱コイルを有する高周波回路のマッチングトランスの１次側において、該高周波回路同士を逆結合させる逆結合トランスを有し、上記逆結合トランスにより、上記隣接して配置された加熱コイルを有する高周波回路間に発生する干渉起電力を相殺するようにしたものである。
【００１４】
また、本発明のうち請求項２に記載の発明は、本発明のうち請求項１に記載の発明において、上記逆結合トランスは、上記隣接して配置された加熱コイルを有する高周波回路のうち所定の方向に高周波電流が流れる一方の高周波回路に設けられたマッチングトランスの１次側においてフィーダーを順方向に巻回されて配設された第１のフェライトコアと、上記隣接して配置された加熱コイルを有する高周波回路のうち上記所定の方向に高周波電流が流れる他方の高周波回路に設けられたマッチングトランスの１次側においてフィーダーを逆方向に巻回されて配設された第２のフェライトコアとを有し、上記第１のフェライトコアと上記第２のフェライトコアとを所定の間隔を開けて対向して配置するようにしたものである。
【００１５】
また、本発明のうち請求項３に記載の発明は、本発明のうち請求項１に記載の発明において、上記逆結合トランスは、上記隣接して配置された加熱コイルを有する高周波回路のうち所定の方向に高周波電流が流れる一方の高周波回路に設けられたマッチングトランスの１次側においてフィーダーを順方向に巻回されて配設された第１のフェライトコアと、上記隣接して配置された加熱コイルを有する高周波回路のうち上記所定の方向とは逆方向に高周波電流が流れる他方の高周波回路に設けられたマッチングトランスの１次側においてフィーダーを順方向に巻回されて配設された第２のフェライトコアとを有し、上記第１のフェライトコアと上記第２のフェライトコアとを所定の間隔を開けて対向して配置するようにしたものである。
【００１６】
また、本発明のうち請求項４に記載の発明は、加熱コイルとマッチングトランスと高周波電流を出力する高周波電源とを有する高周波回路を複数配置し、該各高周波回路において生成された高周波電流を該各加熱コイルに同時に給電することにより、該各加熱コイルにより被加熱物を加熱する高周波誘導加熱装置において、隣接して配置された加熱コイルを有する高周波回路のマッチングトランスの１次側において、該高周波回路同士を逆結合させる逆結合トランスと、上記逆結合トランスの結合度を変化させる結合度調整手段とを有し、上記結合度制御手段によって上記逆結合トランスの結合度を制御することにより、上記隣接して配置された加熱コイルを有する高周波回路間に発生する干渉起電力を低減するようにしたものである。
【００１７】
また、本発明のうち請求項５に記載の発明は、本発明のうち請求項４に記載の発明において、上記逆結合トランスは、上記隣接して配置された加熱コイルを有する高周波回路のうち所定の方向に高周波電流が流れる一方の高周波回路に設けられたマッチングトランスの１次側においてフィーダーを順方向に巻回されて配設された第１のフェライトコアと、上記隣接して配置された加熱コイルを有する高周波回路のうち上記所定の方向に高周波電流が流れる他方の高周波回路に設けられたマッチングトランスの１次側においてフィーダーを逆方向に巻回されて配設された第２のフェライトコアとを有し、上記第１のフェライトコアと上記第２のフェライトコアとを所定の間隔を開けて対向して配置してなり、上記結合度制御手段は、上記第１のフェライトコアと上記第２のフェライトコアとの間隔を調整して、上記逆結合トランスの結合度を制御するようにしたものである。
【００１８】
また、本発明のうち請求項６に記載の発明は、本発明のうち請求項４に記載の発明において、上記逆結合トランスは、上記隣接して配置された加熱コイルを有する高周波回路のうち所定の方向に高周波電流が流れる一方の高周波回路に設けられたマッチングトランスの１次側においてフィーダーを順方向に巻回されて配設された第１のフェライトコアと、上記隣接して配置された加熱コイルを有する高周波回路のうち上記所定の方向とは逆方向に高周波電流が流れる他方の高周波回路に設けられたマッチングトランスの１次側においてフィーダーを順方向に巻回されて配設された第２のフェライトコアとを有し、上記第１のフェライトコアと上記第２のフェライトコアとを所定の間隔を開けて対向して配置してなり、上記結合度制御手段は、上記第１のフェライトコアと上記第２のフェライトコアとの間隔を調整して、上記逆結合トランスの結合度を制御するようにしたものである。
【００１９】
また、本発明のうち請求項７に記載の発明は、本発明のうち請求項２、３、５または６のいずれか１項に記載の発明において、上記第１のフェライトコアは、インダクタンスが上記一方の高周波回路に設けられたマッチングトランスの巻数比の二乗と上記一方の高周波回路に設けられた加熱コイルのインダクタンスとの積と等しくなるようにしてフィーダーの巻数を調整して巻回され、上記第２のフェライトコアは、インダクタンスが上記他方の高周波回路に設けられたマッチングトランスの巻数比の二乗と上記他方の高周波回路に設けられた加熱コイルのインダクタンスとの積と等しくなるようにしてフィーダーの巻数を調整して巻回されるようにしたものである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明は、以上説明したように構成されているので、高周波電流の損失を抑えることができ、加熱コイルに大きな高周波電流を給電するときにも装置の大型化を抑制することができ、しかも、安定した高周波電源の動作および制御が可能になるという優れた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、添付の図面を参照しながら、本発明による高周波誘導加熱装置の実施の形態の一例を詳細に説明するものとする。
【００２２】
ここで、図１には、本発明による高周波誘導加熱装置の実施の形態の一例を示す概略構成説明図が示され、また、図２には、図１における逆結合トランスの概略構成説明図が示されている。
【００２３】
この高周波誘導加熱装置１０は、第１の高周波発振器（図示せず。）と当該第１の高周波発振器で発振された信号に基づいて高周波電流を生成する第１の電流生成回路（図示せず。）とを有して構成されるとともに当該第１の電流生成回路で生成された高周波電流を一方の端子１２ａから出力する電源１２と、電源１２の一方の端子１２ａに一方の端部１４ａを電気的に接続された高周波電流を導通する線路たるフィーダー１４および電源１２の他方の端子１２ｂに一方の端部１６ａを電気的に接続された高周波電流を導通する線路たるフィーダー１６と、フィーダー１４の他方の端部１４ｂに第１の端子１８ａを電気的に接続されるとともにフィーダー１６の他方の端部１６ｂに第２の端子１８ｂを電気的に接続されたマッチングトランス１８と、共振コンデンサ１９が設けられマッチングトランス１８の第３の端子１８ｃに一方の端部２０ａを電気的に接続された高周波電流を導通する線路たるフィーダー２０およびマッチングトランス１８の第４の端子１８ｄに一方の端部２２ａを電気的に接続された高周波電流を導通する線路たるフィーダー２２と、フィーダー２０の他方の端部２０ｂに一方の端部２４ａを電気的に接続されるとともにフィーダー２２の他方の端部２２ｂに他方の端部２４ｂを電気的に接続されトンネル状に巻回されて配設された加熱コイル２４とを有して構成される第１の高周波回路２６を有している。
【００２４】
また、高周波誘導加熱装置１０は、第２の高周波発振器（図示せず。）と当該第２の高周波発振器で発振された信号に基づいて高周波電流を生成する第２の電流生成回路（図示せず。）とを有して構成されるとともに当該第２の電流生成回路で生成された高周波電流を一方の端子２８ａから出力する電源２８と、電源２８の一方の端子２８ａに一方の端部３０ａを電気的に接続された高周波電流を導通する線路たるフィーダー３０および電源２８の他方の端子２８ｂに一方の端部３２ａを電気的に接続された高周波電流を導通する線路たるフィーダー３２と、フィーダー３０の他方の端部３０ｂに第１の端子３４ａを電気的に接続されるとともにフィーダー３２の他方の端部３２ｂに第２の端子３４ｂを電気的に接続されたマッチングトランス３４と、マッチングトランス３４の第３の端子３４ｃに一方の端部３６ａを電気的に接続させた高周波電流を導通する線路たるフィーダー３６および共振コンデンサ３７が設けられマッチングトランス３４の第４の端子３４ｄに一方の端部３８ａを電気的に接続された高周波電流を導通する線路たるフィーダー３８と、フィーダー３６の他方の端部３６ｂに一方の端部４０ａを電気的に接続されるとともにフィーダー３８の他方の端部３８ｂに他方の端部４０ｂを電気的に接続されトンネル状に巻回されて配置された加熱コイル４０とを有して構成される第２の高周波回路４２を有している。
【００２５】
さらに、高周波誘導加熱装置１０は、第１の高周波回路２６の加熱コイル２４が発生する磁束と第２の高周波回路４２の加熱コイル４０が発生する磁束とが互いに鎖交し合い相互干渉を起こすために生じる干渉起電力を相殺するための逆結合トランス４４と、第１の高周波回路２６の加熱コイル２４が発生する磁束と第２の高周波回路４２の加熱コイル４０が発生する磁束とが互いに鎖交し合い相互干渉を起こすために生じる干渉起電力に基づく干渉電流を検知するための検出部４６と、検出部４６により検出された干渉電流を表示する表示部４８と、検出部４６により検出された干渉電流に基づいて逆結合トランス４４の位置を制御し、逆結合トランス４４における干渉起電力の相殺量、つまり、逆結合トランス４４の結合度を制御する結合度制御部５０とを有している。
【００２６】
より詳細には、第１の高周波回路２６と第２の高周波回路４２とは互いに隣接して配設されており、第１の高周波回路２６の加熱コイル２４と第２の高周波回路４２の加熱コイル４０とは互いに左右方向で隣接した状態とされる。
【００２７】
また、逆結合トランス４４は、断面Ｅ型形状を備えるとともに当該断面Ｅ型形状における中央に位置する凸部５２ａにフィーダー１６が所定の方向に巻回されたフェライトコア５２と、フェライトコア５２と間隔ｇを開けて断面Ｅ型形状における凹凸面を対向させて配設された当該断面Ｅ型形状を備えたフェライトコア５４であって、当該断面Ｅ型形状における中央に位置する凸部５４ａにフィーダー１６が巻回された方向とは逆方向にフィーダー３０が巻回されたフェライトコア５４とを有して構成されている。
【００２８】
ここで、フィーダー１６は、フィーダー３０がフェライトコア５４の凸部５４ａに巻回されていない状態のときに、マッチングトランス１８における巻数比がＮ：１、加熱コイル２４のインダクタンスをＬ１とするとインダクタンスがＮ２Ｌ１となるようにフェライトコア５２に順方向に巻回されており、フィーダー３０は、フィーダー１６がフェライトコア５２の凸部５２ａに巻回されていない状態のときに、マッチングトランス３４における巻数比がＮ：１、加熱コイル４０のインダクタンスをＬ２とすると、インダクタンスがＮ２Ｌ２となるようにフェライトコア５４に逆方向に巻回されている。
【００２９】
また、検出部４６は、フィーダー３２に接続され、第１の高周波回路２６の加熱コイル２４により第２の高周波回路４２の加熱コイル４０に生じた干渉起電力に基づいて発生する干渉電流を検出し、検出した干渉電流は高周波増幅回路５８により増幅され電源１２に設けられた図示しない第１の高周波発振器により発振された高周波信号の周波数で同期検波され、表示部４８に出力される。
【００３０】
さらに、結合度制御部５０は、モーター６０によりフェライトコア５４に取り付けられた変位機構６２を制御してフェライトコア５２とフェライトコア５４との間隔ｇを調整するようになされている。この際、モーター６０は高周波増幅回路５８の出力に基づいて、検出部４６で検出された干渉電流をゼロ値に近づけるように動作するように変位機構６２を制御する。
【００３１】
つまり、逆結合トランス４４は、結合度制御部５０によりフェライトコア５２とフェライトコア５４との間隔ｇを調整することによって、第１の高周波回路２６の加熱コイル２４により第２の高周波回路４２の加熱コイル４０に生じた干渉起電力に基づいて発生する干渉電流の相殺量を調整して、当該干渉電流を低減するようになされている。
【００３２】
以上の構成において、高周波誘導加熱装置１０の第１の高周波回路２６では、第１の高周波発振装置より高周波信号が発振され、発振された信号に基づいて第１の電流生成回路により生成した高周波電流が電源１２からフィーダー１４を介してマッチングトランス１８に給電されると、マッチングトランス１８において電源１２から出力された高周波電流は所定の大きさに変換され、所定の大きさに変換された高周波電流がフィーダー２０、２２を介して加熱コイル２４に給電され、第２の高周波回路４２では、第２の高周波発振器により高周波信号が発振され、発振された信号に基づいて第２の電流生成回路により生成した高周波電流が電源２８からフィーダー３０を介してマッチングトランス３４に給電されると、マッチングトランス３４において電源２８から出力された高周波電流は所定の大きさに変換され、所定の大きさに変換された高周波電流がフィーダー３６、３８を介して加熱コイル４０に給電されて、加熱コイル２４および加熱コイル４０が作る磁束が加熱コイル２４および加熱コイル４０により形成されるトンネル内を通過することにより、加熱コイル２４および加熱コイル４０により形成されるトンネル内を通過する被加熱物が加熱される。
【００３３】
このとき、隣接する２つの高周波回路たる第１の高周波回路２６と第２の高周波回路４２とにおいては、第１の高周波回路２６に設けられた加熱コイル２４によって第２の高周波回路４２に設けられた加熱コイル４０に干渉起電力が発生し、この干渉起電力に基づいて第２の高周波回路４２に干渉電流が発生する。
【００３４】
この第２の高周波回路４２に発生した干渉電流は、検出部４６により検出されて検出結果が表示部４８に表示される。
【００３５】
具体的には、第２の高周波回路４２に発生した干渉電流は、フィーダー３２に接続された検出コイル５６により検出され、高周波増幅回路５８で増幅されて電源１２に設けられた高周波発振器により発振された高周波信号の周波数で同期検波されて表示部４８に表示される。
【００３６】
そして、検出部４６により検出された干渉電流に基づいて、干渉電流をゼロ値に近づけるように結合度制御部５０によりモーター６０を制御し、変位機構６２を調整してフェライトコア５２とフェライトコア５４との間隔ｇが調整されることによって、第２の高周波回路４２に生じた干渉電流を逆結合トランス４４で相殺してゼロ値に近づけるようになされている。
【００３７】
また、第２の高周波回路４２に生じる干渉電流を相殺してゼロ値に近づけるためにフェライトコア５２とフェライトコア５４との間隔ｇを調整する際に、表示部４８を併用することでリアルタイムで逆結合トランス４４における結合度を視認できるようになる。
【００３８】
このように、本発明による高周波誘導加熱装置１０においては、加熱コイル２４、４０に大きな高周波電流を給電する場合であっても、比較的小さい高周波電流が流れるマッチングトランス１８、３４の１次側に逆結合トランス４４を設けるようにしたため、加熱コイル２４、４０の近傍、つまり、共振回路において逆結合トランスを設けるようにした従来技術ではフィーダーの径が大きすぎて逆結合トランスを設けることができない構成の高周波誘導加熱装置でも、逆結合トランスを設けることができる。
【００３９】
また、本発明による高周波誘導加熱装置１０においては、加熱コイル２４、４０に大きな高周波電流を給電する場合であっても、比較的小さい高周波電流が流れるマッチングトランス１８、３４の１次側に干渉電流を相殺する逆結合トランス４４を設けるようにしたため、加熱コイル２４、４０の近傍、つまり、共振回路において逆結合トランスを設けるようにした従来技術に比べて、逆結合トランスを構成するフェライトコアに巻回されるフィーダーの径が小さくてすみ、逆結合トランスを小さく構成することができるため、装置全体の大型化を抑止することができる。
【００４０】
さらに、本発明による高周波誘導加熱装置１０においては、比較的小さい電流が流れるマッチングトランス１８、３４の１次側に逆結合トランス４４を設けるようにしたため、従来技術に比べ逆結合トランスにおける高周波電流の損失が軽減される。
【００４１】
なお、上記した実施の形態は、以下の（１）乃至（７）に示すように変形することができるものである。
【００４２】
（１）上記した実施の形態においては、逆結合トランスに断面Ｅ型形状のフェライトコアを用いるようにしたが、これに限られるものではないことは勿論であり、断面Ｕ型形状のフェライトコアを用いて逆結合トランスを構成するようにしてもよい。
【００４３】
（２）上記した実施の形態においては、結合度制御部により逆結合トランスの結合度をゼロ値にするように制御していたが、これに限られるものではないことは勿論であり、作業者が表示部に表示された逆結合トランスにおける結合度を視認しながら制御するようにしてもよい。
【００４４】
（３）上記した実施の形態においては、加熱コイルを含む高周波回路を２個備え、これら２個の高周波回路のそれぞれの加熱コイルが隣り合って配置された、即ち、一対の加熱コイルが隣接して配置された高周波誘導加熱装置について説明したが、加熱コイルを含む高周波回路を３個以上でもよいことは勿論であり、加熱コイルを含む高周波回路の数は適宜に選択すればよい。
【００４５】
（４）上記した実施の形態においては、第１の高周波回路２６の加熱コイル２４と第２の高周波回路４２の加熱コイル４０とが互いに左右方向で隣接するようにしたが、これに限られるものではないことは勿論であり、加熱コイル２４と加熱コイル４０とが上下方向で隣接するなど、加熱コイル２４と加熱コイル４０とが互いに近接して配置される状態であればよい。
【００４６】
（５）上記した実施の形態においては、第１の高周波回路においては電源１２の一方の端部１２ａから高周波電流を出力し、第２の高周波回路においては電源２８の一方の端部２８ａから高周波電流を出力し、逆結合トランス４４はフィーダー１６が所定の方向に巻回されたフェライトコア５２とフィーダー３０が当該所定の方向とは逆方向に巻回されたフェライトコア５４とを有して構成されていたが（図２を参照する。）、第１の高周波回路においては電源１２の他方の端部１２ｂから高周波電流を出力し、第２の高周波回路においては電源２８の一方の端部２８ａから高周波電流を出力させ、逆結合トランス４４をフィーダー１６が当該所定の方向とは逆方向に巻回されたフェライトコア５２’とフィーダー３０が当該所定の方向とは逆方向に巻回されたフェライトコア５４とを有して構成するようにしてもよい（図３を参照する。）。
【００４７】
（６）上記した実施の形態においては、逆結合トランスにおいてコア材としてフェライトコアを用いるようにしたが、これに限られるものではないことは勿論であり、インダクタンスを上昇させるために、例えば、珪素鋼板やアモルファスなどの透磁率が高いコア材であればよい。
【００４８】
また、十分な巻数を確保しインダクタンスを得ることができれば、逆結合トランスは磁性体コアを用いることなく形成することができる。この際、逆結合トランスにおける結合度の調整は、巻回されたフィーダー自体の位置関係を制御することになる。
【００４９】
（７）上記した実施の形態ならびに上記した（１）乃至（６）に示す変形例は、適宜に組み合わせるようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は、焼鈍などの熱処理や表面処理における加熱手段や、洗浄または塗装後の乾燥工程における乾燥手段などとして利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】図１は、本発明による高周波誘導加熱装置の概略構成説明図である。
【図２】図２は、図１における高周波誘導加熱装置における逆結合トランスの概略構成説明図である。
【図３】図３は、本発明による高周波誘導加熱装置における逆結合トランスの変形例である。
【符号の説明】
【００５２】
１０ 高周波誘導加熱装置
１２、２８ 電源
１４、１６、２０、２２、３０、３２、３６、３８ フィーダー
１８、３４ マッチングトランス
１９、３７ 共振コンデンサ
２４、４０ 加熱コイル
２６ 第１の高周波回路
４２ 第２の高周波回路
４４ 逆結合トランス
４６ 検出部
４８ 表示部
５０ 結合度制御部
５２、５４ フェライトコア
５６ 検出コイル
５８ 高周波増幅回路
６０ モーター
６２ 変位機構
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱コイルとマッチングトランスと高周波電流を出力する高周波電源とを有する高周波回路を複数配置し、該各高周波回路において生成された高周波電流を該各加熱コイルに同時に給電することにより、該各加熱コイルにより被加熱物を加熱する高周波誘導加熱装置において、
隣接して配置された加熱コイルを有する高周波回路のマッチングトランスの１次側において、該高周波回路同士を逆結合させる逆結合トランスを有し、
前記逆結合トランスにより、前記隣接して配置された加熱コイルを有する高周波回路間に発生する干渉起電力を相殺する
ことを特徴とする高周波誘導加熱装置。
【請求項２】
請求項１に記載の高周波誘導加熱装置において、
前記逆結合トランスは、
前記隣接して配置された加熱コイルを有する高周波回路のうち所定の方向に高周波電流が流れる一方の高周波回路に設けられたマッチングトランスの１次側においてフィーダーを順方向に巻回されて配設された第１のフェライトコアと、前記隣接して配置された加熱コイルを有する高周波回路のうち前記所定の方向に高周波電流が流れる他方の高周波回路に設けられたマッチングトランスの１次側においてフィーダーを逆方向に巻回されて配設された第２のフェライトコアとを有し、前記第１のフェライトコアと前記第２のフェライトコアとを所定の間隔を開けて対向して配置した
ことを特徴とする高周波誘導加熱装置。
【請求項３】
請求項１に記載の高周波誘導加熱装置において、
前記逆結合トランスは、
前記隣接して配置された加熱コイルを有する高周波回路のうち所定の方向に高周波電流が流れる一方の高周波回路に設けられたマッチングトランスの１次側においてフィーダーを順方向に巻回されて配設された第１のフェライトコアと、前記隣接して配置された加熱コイルを有する高周波回路のうち前記所定の方向とは逆方向に高周波電流が流れる他方の高周波回路に設けられたマッチングトランスの１次側においてフィーダーを順方向に巻回されて配設された第２のフェライトコアとを有し、前記第１のフェライトコアと前記第２のフェライトコアとを所定の間隔を開けて対向して配置した
ことを特徴とする高周波誘導加熱装置。
【請求項４】
加熱コイルとマッチングトランスと高周波電流を出力する高周波電源とを有する高周波回路を複数配置し、該各高周波回路において生成された高周波電流を該各加熱コイルに同時に給電することにより、該各加熱コイルにより被加熱物を加熱する高周波誘導加熱装置において、
隣接して配置された加熱コイルを有する高周波回路のマッチングトランスの１次側において、該高周波回路同士を逆結合させる逆結合トランスと、
前記逆結合トランスの結合度を変化させる結合度調整手段と
を有し、
前記結合度制御手段によって前記逆結合トランスの結合度を制御することにより、前記隣接して配置された加熱コイルを有する高周波回路間に発生する干渉起電力を低減する
ことを特徴とする高周波誘導加熱装置。
【請求項５】
請求項４に記載の高周波誘導加熱装置において、
前記逆結合トランスは、
前記隣接して配置された加熱コイルを有する高周波回路のうち所定の方向に高周波電流が流れる一方の高周波回路に設けられたマッチングトランスの１次側においてフィーダーを順方向に巻回されて配設された第１のフェライトコアと、前記隣接して配置された加熱コイルを有する高周波回路のうち前記所定の方向に高周波電流が流れる他方の高周波回路に設けられたマッチングトランスの１次側においてフィーダーを逆方向に巻回されて配設された第２のフェライトコアとを有し、前記第１のフェライトコアと前記第２のフェライトコアとを所定の間隔を開けて対向して配置してなり、
前記結合度制御手段は、
前記第１のフェライトコアと前記第２のフェライトコアとの間隔を調整して、前記逆結合トランスの結合度を制御する
ことを特徴とする高周波誘導加熱装置。
【請求項６】
請求項４に記載の高周波誘導加熱装置において、
前記逆結合トランスは、
前記隣接して配置された加熱コイルを有する高周波回路のうち所定の方向に高周波電流が流れる一方の高周波回路に設けられたマッチングトランスの１次側においてフィーダーを順方向に巻回されて配設された第１のフェライトコアと、前記隣接して配置された加熱コイルを有する高周波回路のうち前記所定の方向とは逆方向に高周波電流が流れる他方の高周波回路に設けられたマッチングトランスの１次側においてフィーダーを順方向に巻回されて配設された第２のフェライトコアとを有し、前記第１のフェライトコアと前記第２のフェライトコアとを所定の間隔を開けて対向して配置してなり、
前記結合度制御手段は、
前記第１のフェライトコアと前記第２のフェライトコアとの間隔を調整して、前記逆結合トランスの結合度を制御する
ことを特徴とする高周波誘導加熱装置。
【請求項７】
請求項２、３、５または６のいずれか１項に記載の高周波誘導加熱装置において、
前記第１のフェライトコアは、インダクタンスが前記一方の高周波回路に設けられたマッチングトランスの巻数比の二乗と前記一方の高周波回路に設けられた加熱コイルのインダクタンスとの積と等しくなるようにしてフィーダーの巻数を調整して巻回され、
前記第２のフェライトコアは、インダクタンスが前記他方の高周波回路に設けられたマッチングトランスの巻数比の二乗と前記他方の高周波回路に設けられた加熱コイルのインダクタンスとの積と等しくなるようにしてフィーダーの巻数を調整して巻回される
ことを特徴とする高周波誘導加熱装置。
【請求項１】
加熱コイルとマッチングトランスと高周波電流を出力する高周波電源とを有する高周波回路を複数配置し、該各高周波回路において生成された高周波電流を該各加熱コイルに同時に給電することにより、該各加熱コイルにより被加熱物を加熱する高周波誘導加熱装置において、
隣接して配置された加熱コイルを有する高周波回路のマッチングトランスの１次側において、該高周波回路同士を逆結合させる逆結合トランスを有し、
前記逆結合トランスにより、前記隣接して配置された加熱コイルを有する高周波回路間に発生する干渉起電力を相殺する
ことを特徴とする高周波誘導加熱装置。
【請求項２】
請求項１に記載の高周波誘導加熱装置において、
前記逆結合トランスは、
前記隣接して配置された加熱コイルを有する高周波回路のうち所定の方向に高周波電流が流れる一方の高周波回路に設けられたマッチングトランスの１次側においてフィーダーを順方向に巻回されて配設された第１のフェライトコアと、前記隣接して配置された加熱コイルを有する高周波回路のうち前記所定の方向に高周波電流が流れる他方の高周波回路に設けられたマッチングトランスの１次側においてフィーダーを逆方向に巻回されて配設された第２のフェライトコアとを有し、前記第１のフェライトコアと前記第２のフェライトコアとを所定の間隔を開けて対向して配置した
ことを特徴とする高周波誘導加熱装置。
【請求項３】
請求項１に記載の高周波誘導加熱装置において、
前記逆結合トランスは、
前記隣接して配置された加熱コイルを有する高周波回路のうち所定の方向に高周波電流が流れる一方の高周波回路に設けられたマッチングトランスの１次側においてフィーダーを順方向に巻回されて配設された第１のフェライトコアと、前記隣接して配置された加熱コイルを有する高周波回路のうち前記所定の方向とは逆方向に高周波電流が流れる他方の高周波回路に設けられたマッチングトランスの１次側においてフィーダーを順方向に巻回されて配設された第２のフェライトコアとを有し、前記第１のフェライトコアと前記第２のフェライトコアとを所定の間隔を開けて対向して配置した
ことを特徴とする高周波誘導加熱装置。
【請求項４】
加熱コイルとマッチングトランスと高周波電流を出力する高周波電源とを有する高周波回路を複数配置し、該各高周波回路において生成された高周波電流を該各加熱コイルに同時に給電することにより、該各加熱コイルにより被加熱物を加熱する高周波誘導加熱装置において、
隣接して配置された加熱コイルを有する高周波回路のマッチングトランスの１次側において、該高周波回路同士を逆結合させる逆結合トランスと、
前記逆結合トランスの結合度を変化させる結合度調整手段と
を有し、
前記結合度制御手段によって前記逆結合トランスの結合度を制御することにより、前記隣接して配置された加熱コイルを有する高周波回路間に発生する干渉起電力を低減する
ことを特徴とする高周波誘導加熱装置。
【請求項５】
請求項４に記載の高周波誘導加熱装置において、
前記逆結合トランスは、
前記隣接して配置された加熱コイルを有する高周波回路のうち所定の方向に高周波電流が流れる一方の高周波回路に設けられたマッチングトランスの１次側においてフィーダーを順方向に巻回されて配設された第１のフェライトコアと、前記隣接して配置された加熱コイルを有する高周波回路のうち前記所定の方向に高周波電流が流れる他方の高周波回路に設けられたマッチングトランスの１次側においてフィーダーを逆方向に巻回されて配設された第２のフェライトコアとを有し、前記第１のフェライトコアと前記第２のフェライトコアとを所定の間隔を開けて対向して配置してなり、
前記結合度制御手段は、
前記第１のフェライトコアと前記第２のフェライトコアとの間隔を調整して、前記逆結合トランスの結合度を制御する
ことを特徴とする高周波誘導加熱装置。
【請求項６】
請求項４に記載の高周波誘導加熱装置において、
前記逆結合トランスは、
前記隣接して配置された加熱コイルを有する高周波回路のうち所定の方向に高周波電流が流れる一方の高周波回路に設けられたマッチングトランスの１次側においてフィーダーを順方向に巻回されて配設された第１のフェライトコアと、前記隣接して配置された加熱コイルを有する高周波回路のうち前記所定の方向とは逆方向に高周波電流が流れる他方の高周波回路に設けられたマッチングトランスの１次側においてフィーダーを順方向に巻回されて配設された第２のフェライトコアとを有し、前記第１のフェライトコアと前記第２のフェライトコアとを所定の間隔を開けて対向して配置してなり、
前記結合度制御手段は、
前記第１のフェライトコアと前記第２のフェライトコアとの間隔を調整して、前記逆結合トランスの結合度を制御する
ことを特徴とする高周波誘導加熱装置。
【請求項７】
請求項２、３、５または６のいずれか１項に記載の高周波誘導加熱装置において、
前記第１のフェライトコアは、インダクタンスが前記一方の高周波回路に設けられたマッチングトランスの巻数比の二乗と前記一方の高周波回路に設けられた加熱コイルのインダクタンスとの積と等しくなるようにしてフィーダーの巻数を調整して巻回され、
前記第２のフェライトコアは、インダクタンスが前記他方の高周波回路に設けられたマッチングトランスの巻数比の二乗と前記他方の高周波回路に設けられた加熱コイルのインダクタンスとの積と等しくなるようにしてフィーダーの巻数を調整して巻回される
ことを特徴とする高周波誘導加熱装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００９−１８１８８６（Ｐ２００９−１８１８８６Ａ）
【公開日】平成２１年８月１３日（２００９．８．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２１４４５（Ｐ２００８−２１４４５）
【出願日】平成２０年１月３１日（２００８．１．３１）
【出願人】（０００２１９００４）島田理化工業株式会社 (205)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年８月１３日（２００９．８．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月３１日（２００８．１．３１）
【出願人】（０００２１９００４）島田理化工業株式会社 (205)
【Ｆターム（参考）】
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