特許 5951246 カップ状金属体誘導加熱装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5951246

(24)【登録日】2016年6月17日

(45)【発行日】2016年7月13日

(54)【発明の名称】カップ状金属体誘導加熱装置

(51)【国際特許分類】

   H05B 6/10 20060101AFI20160630BHJP

   H05B 6/36 20060101ALI20160630BHJP

   H05B 6/42 20060101ALI20160630BHJP

   H05B 6/44 20060101ALI20160630BHJP

   H05B 6/04 20060101ALI20160630BHJP

   C21D 1/42 20060101ALI20160630BHJP

   C21D 9/00 20060101ALI20160630BHJP

【ＦＩ】

   H05B6/10 331

   H05B6/36 Z

   H05B6/42

   H05B6/44

   H05B6/04 311

   C21D1/42 J

   C21D9/00 L

   C21D9/00 M

【請求項の数】4

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2011-269901(P2011-269901)

(22)【出願日】2011年12月9日

(65)【公開番号】特開2013-122824(P2013-122824A)

(43)【公開日】2013年6月20日

【審査請求日】2014年11月7日

(73)【特許権者】

【識別番号】000110158

【氏名又は名称】トクデン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100121441

【弁理士】

【氏名又は名称】西村 竜平

(74)【代理人】

【識別番号】100113468

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 明子

(74)【代理人】

【識別番号】100154704

【弁理士】

【氏名又は名称】齊藤 真大

(72)【発明者】

【氏名】外村 徹

(72)【発明者】

【氏名】藤本 泰広

【審査官】 礒部 賢

(56)【参考文献】

【文献】 実開昭５７−０１８２９２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 米国特許第０４２８１２３４（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開２００２−１８１４５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０７１６２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０２３２５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０８２３８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−０５５８８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５７−０５３０９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０４７６１５２７（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開平０６−２０８８８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−１８３０７９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０５Ｂ ６／００ − ６／１０

Ｈ０５Ｂ ６／１４ − ６／４４

Ｃ２１Ｄ １／０２ − １／８４

Ｃ２１Ｄ ９／００ − ９／５０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の脚鉄心及び前記複数の脚鉄心の一端部に接続される第１の継鉄心からなる第１の分割鉄心部と、前記複数の脚鉄心の他端部に接続される第２の継鉄心からなる第２の分割鉄心部とを有し、前記複数の脚鉄心の他端部それぞれにカップ状金属体を覆い被せた状態でそれら非磁性金属からなるカップ状金属体を前記第１の分割鉄心部及び前記第２の分割鉄心部により挟むとともに、当該カップ状金属体の外周部又は内周部に設けた入力巻き線に交流電圧を印加して前記カップ状金属体を誘導加熱するものであり、
前記複数の脚鉄心が、インボリュート形状に湾曲された湾曲部を有する多数の磁性鋼板を放射状に積層して円筒状に形成した円筒状をなすものであり、
前記第２の分割鉄心部を、前記第１の分割鉄心部及び前記第２の分割鉄心部により前記カップ状金属体を挟んだ挟持位置及び前記カップ状金属体を前記第１の分割鉄心部から取り外すことができる取り外し位置の間で移動させる着脱機構を備えており、
前記複数の脚鉄心の内側周面に密着して冷却管を設け、当該冷却管に冷却媒体を流通させることにより前記複数の脚鉄心を冷却するものであり、
前記冷却管における前記脚鉄心の一端部側に前記冷却媒体を導入する導入ポート及び前記冷却媒体を導出する導出ポートが設けられているカップ状金属体誘導加熱装置。

【請求項2】

複数の脚鉄心及び前記複数の脚鉄心の一端部に接続される第１の継鉄心からなる第１の分割鉄心部と、前記複数の脚鉄心の他端部に接続される第２の継鉄心からなる第２の分割鉄心部とを有し、前記複数の脚鉄心の他端部それぞれにカップ状金属体を覆い被せた状態でそれら非磁性金属からなるカップ状金属体を前記第１の分割鉄心部及び前記第２の分割鉄心部により挟むとともに、当該カップ状金属体の外周部又は内周部に設けた入力巻き線に交流電圧を印加して前記カップ状金属体を誘導加熱するものであり、
前記複数の脚鉄心が、インボリュート形状に湾曲された湾曲部を有する多数の磁性鋼板を放射状に積層して円筒状に形成した円筒状をなすものであり、
前記第２の分割鉄心部を、前記第１の分割鉄心部及び前記第２の分割鉄心部により前記カップ状金属体を挟んだ挟持位置及び前記カップ状金属体を前記第１の分割鉄心部から取り外すことができる取り外し位置の間で移動させる着脱機構を備えており、
前記複数の脚鉄心の内側周面に密着してヒートパイプを設け、当該ヒートパイプに冷却媒体を流通させることにより前記複数の脚鉄心を冷却するものであり、
前記ヒートパイプの一端部が、前記脚鉄心の一端部側から外部に延出するとともに、この延出した部分が冷却されるように構成されているカップ状金属体誘導加熱装置。

【請求項3】

前記カップ状金属体及び入力巻き線が２組設けられており、前記入力巻き線に交流電圧を印加する入力電源が単相電源である請求項１又は２記載のカップ状金属体誘導加熱装置。

【請求項4】

前記カップ状金属体及び入力巻き線が３組設けられており、前記入力巻き線に交流電圧を印加する入力電源が三相電源である請求項１、２又は３記載のカップ状金属体誘導加熱装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、誘導加熱によりカップ状をなす非磁性金属体を加熱するカップ状金属体誘導加熱装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

被加熱物である環状金属体を誘導加熱する装置としては、特許文献１に示すように、環状金属体の周方向に沿って複数の環状鉄心を設け、入力巻き線に交流電圧を印加することによって、環状金属体に短絡電流を流すことにより環状金属体を誘導発熱するものがある。

【0003】

具体的にこの誘導加熱装置は、被加熱物である環状金属体の周方向に沿って当該環状金属体が貫通するように設けられた複数の環状鉄心と、前記各環状鉄心の一部に巻装されて交流電圧が印加される入力巻き線とを備えている。

【0004】

ところで、有底筒状をなすカップ状金属体は、上記の誘導加熱装置では誘導加熱することができないことから、依然として特許文献２に示すような加熱炉を用いて加熱するようにしている。

【0005】

しかしながら、加熱炉を用いてカップ状金属体を加熱するものでは、昇温速度が遅い等の昇温効率の問題や、熱効率が悪いという問題がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１１−２３２５１号公報

【特許文献2】特開２００４−２７８９３０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

そこで本発明は、上記問題点を一挙に解決するためになされたものであり、非磁性金属からなるカップ状金属体を効率良く加熱することができるとともに、複数のカップ状金属体を同時に加熱して生産性を向上させることをその主たる所期課題とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

すなわち本発明に係るカップ状金属体誘導加熱装置は、環状鉄心を分割して構成される複数の分割鉄心部を有し、それら分割鉄心部の複数の分割端部それぞれに非磁性金属からなるカップ状金属体を覆い被せた状態でそれらカップ状金属体を複数の分割鉄心部により挟むとともに、当該カップ状金属体の外周部又は内周部に設けた入力巻き線に交流電圧を印加して前記カップ状金属体を誘導加熱することを特徴とする。

【0009】

このようなものであれば、分割鉄心部の分割端部に非磁性金属からなるカップ状金属体を覆い被せて複数の分割鉄心部によって挟み入力巻き線に交流電圧を印加させることによって、カップ状金属体に短絡電流が流れて誘導発熱するので、カップ状金属体を効率良く加熱することができる。また、分割鉄心部の複数の分割端部それぞれにカップ状金属体を覆い被せているので１つの環状鉄心により複数のカップ状金属体を誘導加熱することができ、複数のカップ状金属体を同時に加熱して生産性を向上させることができる。

【0010】

なお、カップ状金属体が磁性金属からなるものであれば、あえてカップ状金属体の内部に磁路を貫通させる構成にしなくてもカップ状金属体自身が磁路と短絡回路を形成して発熱する。一方、本発明は、カップ状金属体が非磁性金属からなるからこそ、カップ状金属体の内周側に磁路を構成する鉄心を配置して、非磁性金属に磁束を貫通させる構成が必要となる。

【0011】

ここで、分割した分割鉄心部（閉磁路鉄心）における互いに対応して対をなす分割端部の間に被加熱物であるカップ状金属体を挟むと、その厚さ分だけ鉄心長が増加する。互いに対向して対をなす分割端部が複数あり、その１つに被加熱物を挟む場合には、その他の対をなす分割端部の少なくとも一方を被加熱物の厚み分だけ長くしておけば、被加熱物を挟んだ状態でもその他の対をなす分割端部を密着させることができる。個の構成は、常に被加熱物が同一形状であれば問題無いが、異なる厚みを有する被加熱物を挟む場合には、対をなす分割端部の長さ（鉄心長）を調節する機構が必要となってしまう。したがって、複数対の全てに同一の被加熱物を挟むことによって、分割端部の長さ（鉄心長）を調節する機構が不要となり、一度の複数の被加熱物を加熱することができる。これは、毎回被加熱物の厚みが異なる場合であっても、各回毎に加熱する被加熱物が同一であれば良い。

【0012】

環状鉄心を簡単な構成により複数に分割するためには、前記環状鉄心がカットコア型巻鉄心により構成されていることが望ましい。

【0013】

環状鉄心をカットコア型巻鉄心により構成する場合の具体的な実施の態様としては、前記環状鉄心がカットコアからなる第１の分割鉄心部及び第２の分割鉄心部に分割されており、前記第１の分割鉄心部又は前記第２の分割鉄心部の少なくとも一方における複数の分割端部に前記カップ状金属体を覆い被せた状態でそれらカップ状金属体を前記第１の分割鉄心部及び前記第２の分割鉄心部により挟むように構成されていることが望ましい。

【0014】

このとき、第１の分割鉄心部及び前記第２の分割鉄心部の両方における複数の分割端部に前記カップ状金属体を覆い被せた状態でそれらカップ状金属体を前記第１の分割鉄心部及び前記第２の分割鉄心部により挟むように構成したものであれば、同時に加熱することができるカップ状金属体の数を増やすことができ、カップ状金属体の生産性をより一層向上させることができる。

【0015】

カットコア型巻鉄心以外の構成において環状鉄心を簡単な構成により複数に分割するためには、前記環状鉄心が、複数の脚鉄心と、前記複数の脚鉄心の一端部に接続される第１の継鉄心と、前記複数の脚鉄心の他端部に接続される第２の継鉄心とから構成されており、前記複数の脚鉄心が、インボリュート形状に湾曲された湾曲部を有する多数の磁性鋼板を放射状に積層して円筒状に形成した円筒状をなすもの（以下、インボリュート鉄心ともいう。）であることが望ましい。

【0016】

環状鉄心を複数の脚鉄心、第１の継鉄心及び第２の継鉄心により構成する場合の具体的な実施の態様としては、前記環状鉄心が、前記複数の脚鉄心及び前記第１の継鉄心からなる第１の分割鉄心部と、前記第２の継鉄心からなる第２の分割鉄心部とに分割されており、前記複数の脚鉄心の他端部に前記カップ状金属体を覆い被せた状態でそれらカップ状金属体を前記第１の下部鉄心部及び前記第２の分割鉄心部により挟むように構成されていることが望ましい。これならば、別部材として構成される脚鉄心及び第２の継鉄心の構成を活かして、脚鉄心を分割する等の加工を施すことなく、カップ状金属体を誘導加熱することができる。

【0017】

カップ状金属体の内径の関係により、脚鉄心の断面積に制約がある場合には、入力巻き線に印加する交流電圧の周波数を上げることによって、必要な入力電圧を確保しながら、磁束密度を飽和磁束密度以下に抑えることが可能となる。ところが、この場合、周波数の上昇によって鉄損が増加して脚鉄心の温度が上昇してしまうという問題が生じる。この問題をインボリュート鉄心の構成を活かして好適に解決するためには、前記複数の脚鉄心の内側周面に密着して冷却管を設け、当該冷却管に冷却媒体を流通させることにより前記複数の脚鉄心を冷却することが望ましい。

【0018】

カップ状金属体の着脱を容易に行うためには、前記複数の分割鉄心部における少なくとも１つの分割鉄心部を、前記複数の分割鉄心部により前記カップ状金属体を挟んだ挟持位置及び前記カップ状金属体を前記分割鉄心部から取り外すことができる取り外し位置の間で移動させる着脱機構を備えていることが望ましい。

【発明の効果】

【0019】

このように構成した本発明によれば、カップ状金属体を均一に加熱するとともに、複数のカップ状金属体を同時に加熱して生産性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明の第１実施形態に係るカップ状金属体誘導加熱装置の構成を示す縦断面図である。

【図2】着脱機構の具体的な構成を示す縦断面図である。

【図3】本発明の第２実施形態に係るカップ状金属体誘導加熱装置の構成を示す縦断面図である。

【図4】本発明の変形実施形態に係るカップ状金属体誘導加熱装置の構成を示す縦断面図である。

【図5】本発明の変形実施形態に係るカップ状金属体誘導加熱装置の構成を示す縦断面図である。

【図6】本発明の変形実施形態に係るカップ状金属体誘導加熱装置の構成を示す縦断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下に本発明に係るカップ状金属体誘導加熱装置の一実施形態について図面を参照して説明する。

【0022】

１．第１実施形態
第１実施形態に係るカップ状金属体誘導加熱装置１００は、例えばステンレス製の非磁性金属からなる有底筒状をなすカップ状金属体Ｗを誘導加熱して熱処理するものである。なお、カップ状金属体Ｗとしては、例えば金属製缶容器や金型などが考えられる。

【0023】

具体的にこのものは、図１に示すように、環状鉄心２を分割して構成される複数の分割鉄心部２１、２２を有し、それら分割鉄心部２１、２２の複数の分割端部２１ｘ、２１ｙそれぞれにカップ状金属体Ｗを覆い被せた状態でそれらカップ状金属体Ｗを複数の分割鉄心部２１、２２により挟むとともに、当該カップ状金属体Ｗの外周部又は内周部に設けた入力巻き線３に交流電圧を印加して前記カップ状金属体Ｗを誘導加熱するものである。なお、このカップ状金属体誘導加熱装置１００は、同一形状をなす複数のカップ状金属体Ｗを同時に誘導加熱するものである。

【0024】

環状鉄心２は、カットコア型巻鉄心により構成された概略矩形環状をなすものであり、カットコアからなる第１の分割鉄心部２１及び第２の分割鉄心部２２に分割されている。第１の分割鉄心部２１及び第２分割鉄心部２２は共に、正面視において概略Ｕ字形状をなすものである。

【0025】

下側に位置する第１の分割鉄心部２１は、その左右２つの分割端部２１ｘ、２１ｙにそれぞれカップ状金属体Ｗが覆い被された状態で設置される。このとき、カップ状金属体Ｗの底壁の内面は第１の分割鉄心部２１の分割端部２１ｘ、２１ｙの先端面（平面状のカット面２１ｘ１、２１ｙ１）に接触又は近接する。また、第１の分割鉄心部２１における垂直部（脚鉄心部）２１１は、カップ状金属体Ｗの長さ寸法（具体的には深さ寸法等）よりも大きく構成されている。なお、第１の分割鉄心部２１の垂直部２１１（特に分割端部２１ｘ、２１ｙ）は、カップ状金属体Ｗに挿入できる程度の断面積を有するものである。

【0026】

上側に位置する第２の分割鉄心部２２は、着脱機構（図１には不図示）により第１の分割鉄心部２１に対して進退移動可能に構成されており、その左右２つの分割端部２２ｘ、２２ｙの先端面（平面状のカット面２２ｘ１、２２ｙ１）は、第１の分割鉄心部２１に設置されたカップ状金属体Ｗの底壁の外面に接触又は近接する。これにより、カップ状金属体Ｗは第１の分割鉄心部２１及び第２の分割鉄心部２２により挟まれるようにして設置される。なお、第２の分割鉄心部２２の分割端部２２ｘ、２２ｙは、前記第１の分割鉄心部２１の分割端部２１ｘ、２１ｙと略同一の断面積を有するものである。

【0027】

また、上記の通り第１の分割鉄心部２１に設置された２つのカップ状金属体Ｗそれぞれの外周部には、周波数５０Ｈｚ〜１０００Ｈｚの中周波電源（不図示）により単相交流電圧が印加される入力巻き線３が設けられている。この入力巻き線３の上下方向の巻回幅は、カップ状金属体Ｗの外形の長さ寸法と略同一である。そして、入力巻き線３に単相交流電圧が印加されることにより、第１の分割鉄心部２１及び第２の分割鉄心部２２に生じる磁束を介して、カップ状金属体Ｗに二次電流（短絡電流）が誘起されて、カップ状金属体Ｗが誘導発熱することにより加熱することができる。

【0028】

このように構成した本実施形態のカップ状金属体誘導加熱装置１００によれば、第１の分割鉄心部２１の分割端部２１ｘ、２１ｙにカップ状金属体Ｗを覆い被せて２つの分割鉄心部２１、２２によって挟み入力巻き線３に交流電圧を印加させることによって、カップ状金属体Ｗに短絡電流が流れて誘導発熱するので、カップ状金属体Ｗを効率良く加熱することができる。また、第１の分割鉄心部２１の２つの分割端部２１ｘ、２１ｙそれぞれにカップ状金属体Ｗを覆い被せているので１つの環状鉄心２により複数のカップ状金属体Ｗを誘導加熱することができ、複数のカップ状金属体Ｗを同時に加熱して生産性を向上させることができる。

【0029】

次に本実施形態のカップ状金属体誘導加熱装置１００における着脱機構４について説明する。

【0030】

本実施形態の着脱機構４は、図２に示すように、下側に位置する第１の分割鉄心部２１に対して上側に位置する第２の分割鉄心部２２を進退移動させて、カップ状金属体Ｗを第１の分割鉄心部２１に取り付け又は取り外しを可能にするものである。つまりこの着脱機構４は、上側に位置する第２の分割鉄心部２２を、第１の分割鉄心部２１及び第２の分割鉄心部２２によりカップ状金属体Ｗを挟む挟持位置Ｐとカップ状金属体Ｗを第１の分割鉄心部２１から取り外すことができる取り外し位置Ｑとの間で移動させるものである。なお、挟持位置Ｐは、第１の分割鉄心部２１及び第２の分割鉄心部２２により閉磁路が形成される状態であり、取り外し位置Ｑは、第２の分割鉄心部２２が第１の分割鉄心部２１から離間して第１の分割鉄心部２１の上部が開放された状態である。

【0031】

具体的に着脱機構４は、例えば油圧機構を用いたものが考えられ、手動又は自動により、図２に示すように、所定の回転軸Ｃを回転中心として第２の分割鉄心部２２を回転させて、第１の分割鉄心部２１の上部を開放する方式や、第２の分割鉄心部２２を第１の分割鉄心部２１に対して上方に離間させて、第１の分割鉄心部２１の上部を開放する方式や、第２の分割鉄心部２２を第１の分割鉄心部２１に対して側方に離間させて、第１の分割鉄心部２１の上方を開放する方式等が考えられる。なお、第１の分割鉄心部２１の上部が開放された状態で、カップ状金属体Ｗの取り付け又は取り外しを行う。

【0032】

なお、第１の分割鉄心部２１の上部を開放する方式であれば、各部材をどのように移動させるものであっても良い。例えば、第１の分割鉄心部２１を、第２の分割鉄心部２２に対して下方に離間させる、第１の分割鉄心部２１を所定の回転軸を回転中心として回転させる、又は側方に移動させるものであっても良い。

【0033】

２．第２実施形態
次に本発明の第２実施形態に係るカップ状金属体誘導加熱装置１００について説明する。第２実施形態に係るカップ状金属体誘導加熱装置１００は、前記第１実施形態と環状鉄心２の構成が異なる。

【0034】

本実施形態の環状鉄心２は、図３に示すように、２つの脚鉄心２ａ、２ａと、これら２つの脚鉄心２ａ、２ａの一端部（下端部）に接続される第１の継鉄心２ｂと、２つの脚鉄心２ａ、２ａの他端部（上端部）に接続される第２の継鉄心２ｃとから構成されている。そして、２つの脚鉄心２ａ、２ａが、インボリュート形状に湾曲された湾曲部を有する多数の磁性鋼板を円周方向に放射状に積層して円筒状に形成した円筒状をなすインボリュート鉄心である。

【0035】

この構成の環状鉄心２は、２つの脚鉄心２ａ、２ａ及び第１の継鉄心２ｂからなる第１の分割鉄心部２１と、第２の継鉄心２ｃからなる第２の分割鉄心部２２とに分割されている。

【0036】

下側に位置する第１の分割鉄心部２１の左右２つの分割端部２１ｘ、２１ｙ（２つの脚鉄心２ａ、２ａ）にそれぞれカップ状金属体Ｗが覆い被された状態で設置される。このとき、カップ状金属体Ｗの底壁の内面は第１の分割鉄心部２１の分割端部２１ｘ、２１ｙの先端面（脚鉄心２ａの上端面）に接触又は近接する。また、第１の分割鉄心部２１における脚鉄心２ａ、２ａは、カップ状金属体Ｗの長さ寸法よりも大きく構成されており、カップ状金属体Ｗに挿入できる程度の断面積を有するものである。

【0037】

上側に位置する第２の分割鉄心部２２は、着脱機構により第１の分割鉄心部２１に対して進退移動可能に構成されており、その下面は、第１の分割鉄心部２１に設置されたカップ状金属体Ｗの底壁の外面に接触又は近接する。これにより、カップ状金属体Ｗは第１の分割鉄心部２１及び第２の分割鉄心部２２により挟まれるようにして設置される。

【0038】

また、本実施形態の環状鉄心２は、脚鉄心２ａの円形状をなす内側周面に密着して設けられた円筒状の冷却管５を備えており、冷却管５に冷却媒体を流通させることによって脚鉄心２ａを冷却するように構成している。

【0039】

冷却管５は、脚鉄心２ａ及び第１の継鉄心２ｂの上下を貫通するように設けられており、その第１の継鉄心２ｂの下部に位置する端部に、冷却媒体を導入する導入ポートＰ１及び冷却媒体を導出する導出ポートＰ２を有する。導入ポートＰ１には冷却媒体供給配管（不図示）が接続され、導出ポートＰ２には冷却媒体導出配管（不図示）が接続されており、これら配管に接続された冷却媒体源（不図示）から冷却媒体が供給されることにより冷却管５内を冷却媒体が流通する。冷却媒体の温度及び流量は、図示しない例えば熱交換機などの温調機構及び例えばマスフローコントローラ等の流量制御機器等によって制御される。

【0040】

具体的に冷却管５は、ステンレス製であり、導入ポートＰ１及び導出ポートＰ２が同一端部（下側端部）に設けられた二重管構造であり、導入ポートＰ１から内管５１内を通って内管５１及び外管５２の間に冷却媒体が流れ、そして外管５２に設けられた導出ポートＰ２から導出されるように構成されている。なお、上部の第２の継鉄心２ｃが脚鉄心２ａに対して着脱可能に構成されていることから、当該継鉄心２ａの着脱の邪魔とならないように、本実施形態の冷却管５は、脚鉄心２ａの上部には延出しておらず、冷却管５の上端面と脚鉄心２ａの上端面とが略面一となるように構成されている。このため導入ポートＰ１及び導出ポートＰ２は、第１の継鉄心２ｂの下部に位置するように構成されている。

【0041】

ここで、冷却管５において内管５１の外側周面及び外管５２の内側周面に螺旋状のリブや溝を設けることが望ましい。この螺旋状のリブや溝により、冷却媒体が内管５１及び外管５２の間の空間で撹拌されることになり、外管５２と脚鉄心２ａとの熱交換を効率良く行うことができる。また、冷却管５と脚鉄心２ａとの間に例えばエポキシ樹脂等の耐熱性に優れ熱伝導性に優れた接着剤を充填することで脚鉄心等をより一層効率良く冷却することができる。

【0042】

このように構成した第２実施形態のカップ状金属体誘導加熱装置１００によれば、インボリュート鉄心の上端部にカップ状金属体Ｗを覆い被せて第２の継鉄心２ｃとの間で挟み入力巻き線３に交流電圧を印加させることによって、カップ状金属体Ｗに短絡電流が流れて誘導発熱するので、カップ状金属体Ｗを効率良く加熱することができる。また、左右２つの脚鉄心２ａ、２ａの上端部それぞれにカップ状金属体Ｗを覆い被せているので１つの環状鉄心２により２つのカップ状金属体Ｗを誘導加熱することができ、２つのカップ状金属体Ｗを同時に加熱して生産性を向上させることができる。

【0043】

特に本実施形態では、冷却管５によりインボリュート鉄心２ａを冷却しているので、入力巻き線３に印加する交流電圧の周波数を上げてカップ状金属体Ｗを効率良く加熱しながらも、磁束密度を飽和磁束密度以下に抑えることが可能となる。

【0044】

なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。
例えば、図４に示すように、カットコア型巻鉄心を用いて構成された環状鉄心２においては、第１の分割鉄心部２１及び第２の分割鉄心部２２を共に、正面視において概略Ｅ字形状をなすものとして、３つの脚鉄心部を有する環状鉄心２としても良い。この場合、第１の分割鉄心部２１には、その左右３つの分割端部２１ｘ、２１ｙ、２１ｚにそれぞれカップ状金属体Ｗが覆い被された状態で設置される。また、各カップ状金属体Ｗに対応して３つの入力巻き線３が設けられている。この３つの入力巻き線３には、三相電源により三相交流電圧が印加される。このようなものであれば、１つのカップ状金属体誘導加熱装置により同時に３つのカップ状金属体Ｗを誘導加熱することができる。

【0045】

また、図５に示すように、インボリュート鉄心（脚鉄心）２ａ及び継鉄心２ｂ、２ｃを用いて構成された環状鉄心２においては、インボリュート鉄心（脚鉄心）を３つ有するものとしても良い。この場合、３つのインボリュート鉄心２ａ、２ａ、２ａ及び第１の継鉄心２ｂにより第１の分割鉄心部２１が構成される。このようなものであっても、１つのカップ状金属体誘導加熱装置１００により同時に３つのカップ状金属体Ｗを誘導加熱することができる。

【0046】

さらに、前記実施形態では、第１の分割鉄心部２１の分割端部２１ｘ、２１ｙにカップ状金属体Ｗを設置するものであったが、図６に示すように、第１の分割鉄心部２１に加えて、第２の分割鉄心部２２の分割端部２２ｘ、２２ｙにカップ状金属体Ｗを設置するとともに、当該カップ状金属体Ｗの外周部にそれぞれ入力巻き線３を設けた構成としても良い。これならば、２つの脚鉄心を有する環状鉄心２では４つのカップ状金属体Ｗを同時に誘導加熱することができ、３つの脚鉄心を有する環状鉄心２では６つのカップ状金属体Ｗを同時に誘導加熱することができる。

【0047】

その上、前記各実施形態では、環状鉄心２を上下２つの分割鉄心部２１、２２に分割するものであったが、上下３つ以上の分割鉄心部に分割するものであっても良い。このように分割数を増やすことにより、分割端部の数が増えるので、同時に誘導加熱できるカップ状金属体Ｗの個数を増やすことができる。

【0048】

その上、前記第２実施形態においては、冷却管５の替わりにヒートパイプを脚鉄心の内側周面に密着して設けても良い。この場合、ヒートパイプの一端部を脚鉄心の下面から外部に延出するようにして、この延出した部分を冷却するように構成しても、前記実施形態と同様の効果を得ることができる。

【0049】

また、前記実施形態では入力巻き線３がカップ状金属体Ｗの外周部に設けられているが、入力巻き線３をカップ状金属体Ｗの内周部に設けたものであっても良い。

【0050】

その他、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。

【符号の説明】

【0051】

１００・・・カップ状金属体誘導加熱装置
Ｗ・・・カップ状金属体
２・・・環状鉄心
２１・・・第１の分割鉄心部
２１ｘ、２１ｙ・・・分割端部
２２・・・第２の分割鉄心部
２２ｘ、２２ｙ・・・分割端部
２ａ・・・脚鉄心
２ｂ・・・第１の継鉄心
２ｃ・・・第２の継鉄心
３・・・入力巻き線
４・・・着脱機構
５・・・冷却管

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】