JP2001052850A - 誘導発熱ローラ装置 - Google Patents
誘導発熱ローラ装置Info
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- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- H05B6/02—Induction heating
- H05B6/10—Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications
- H05B6/14—Tools, e.g. nozzles, rollers, calenders
- H05B6/145—Heated rollers
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
- G03G15/20—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat
- G03G15/2003—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat
- G03G15/2014—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat using contact heat
- G03G15/2053—Structural details of heat elements, e.g. structure of roller or belt, eddy current, induction heating
Abstract
(57)【要約】
【課題】 三相電源をローラ発熱のための電源として使
用しても、三相電源の相間にアンバランスが発生しない
ようにすることを目的とする。 【解決手段】 三相電源を入力電源として単相電圧を出
力するインバータを備える。このインバータの単相出力
電圧を、回転するローラの内部に設けられた誘導発熱機
構の誘導コイルに励磁電圧として印加する。インバータ
により相変換されて得た単相電圧を使用するので、入力
電源である三相電源の相間にはアンバランスは生じな
い。
用しても、三相電源の相間にアンバランスが発生しない
ようにすることを目的とする。 【解決手段】 三相電源を入力電源として単相電圧を出
力するインバータを備える。このインバータの単相出力
電圧を、回転するローラの内部に設けられた誘導発熱機
構の誘導コイルに励磁電圧として印加する。インバータ
により相変換されて得た単相電圧を使用するので、入力
電源である三相電源の相間にはアンバランスは生じな
い。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は誘導発熱ローラ装置
に関する。
に関する。
【０００２】
【従来の技術】周知のように誘導発熱ローラ装置は、回
転するローラの内部に、誘導コイルを備えた誘導発熱機
構を配置することによって構成されている。このような
構成において、誘導コイルを交流電源によって励磁する
と、ローラの軸心方向に沿って磁束が発生し、これがロ
ーラの周壁を一部とする閉磁路を通り、この磁束によっ
てローラに電流が誘起し、これによるジュール熱によっ
てローラの周壁が発熱するようになる。
転するローラの内部に、誘導コイルを備えた誘導発熱機
構を配置することによって構成されている。このような
構成において、誘導コイルを交流電源によって励磁する
と、ローラの軸心方向に沿って磁束が発生し、これがロ
ーラの周壁を一部とする閉磁路を通り、この磁束によっ
てローラに電流が誘起し、これによるジュール熱によっ
てローラの周壁が発熱するようになる。
【０００３】この説明から理解されるように、発生した
磁束のための閉磁路は、ローラの周壁を含む単一の閉磁
路であるため、誘導コイルを励磁する交流電源として
は、単相電源に限られる。一方、一般の工場では三相電
源を主要電源としているので、誘導コイルを三相電源に
よって励磁することが望まれる。
磁束のための閉磁路は、ローラの周壁を含む単一の閉磁
路であるため、誘導コイルを励磁する交流電源として
は、単相電源に限られる。一方、一般の工場では三相電
源を主要電源としているので、誘導コイルを三相電源に
よって励磁することが望まれる。
【０００４】しかし三相電源から単相電圧を得るために
三相線路のうちの二線を利用し、その線間から単相電圧
を得て、これを各誘導コイルに印加したとすると、誘導
コイルが接続された線間と接続されない線間との間で電
源アンバランスが生じる。そのため電源の利用効率は低
下してしまう。
三相線路のうちの二線を利用し、その線間から単相電圧
を得て、これを各誘導コイルに印加したとすると、誘導
コイルが接続された線間と接続されない線間との間で電
源アンバランスが生じる。そのため電源の利用効率は低
下してしまう。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、三相電源を
ローラ発熱のための電源として使用するにあたって、三
相電源にアンバランスをなんら発生することなく単相電
圧を印加することを目的とする。
ローラ発熱のための電源として使用するにあたって、三
相電源にアンバランスをなんら発生することなく単相電
圧を印加することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、回転するロー
ラの内部に、誘導コイルを備えた誘導発熱機構を配置し
た構成において、三相電源を入力電源とし、単相電圧を
相変換によって出力するインバータを用意し、前記イン
バータからの単相の出力電圧を、前記誘導コイルに励磁
電圧として印加するようにしたことを特徴とする。
ラの内部に、誘導コイルを備えた誘導発熱機構を配置し
た構成において、三相電源を入力電源とし、単相電圧を
相変換によって出力するインバータを用意し、前記イン
バータからの単相の出力電圧を、前記誘導コイルに励磁
電圧として印加するようにしたことを特徴とする。
【０００７】インバータとしてはたとえばＳＣＲを使用
したもの、あるいはトランジスタを使用したものなどが
適宜利用できる。いずれのインバータにおいても、三相
電圧から単相電圧を得るためには、三相電圧をいったん
直流電圧に変換し、この直流電圧を再び変換して単相電
圧を得るようにしている。このようにして三相電圧から
得た単相電圧を誘導コイルの励磁に使用すれば、入力電
源である三相電源にはなんらアンバランスが生じること
はない。
したもの、あるいはトランジスタを使用したものなどが
適宜利用できる。いずれのインバータにおいても、三相
電圧から単相電圧を得るためには、三相電圧をいったん
直流電圧に変換し、この直流電圧を再び変換して単相電
圧を得るようにしている。このようにして三相電圧から
得た単相電圧を誘導コイルの励磁に使用すれば、入力電
源である三相電源にはなんらアンバランスが生じること
はない。
【０００８】誘導発熱機構を構成している誘導コイルを
複数設けた場合、インバータから得られる単相電圧を各
誘導コイルに励磁電圧として印加するようにしてもよ
い。この場合各誘導コイルに印加される単相電圧を互い
に同相とすれば、各誘導コイルによって誘起する磁束の
ための閉磁路は互いに独立し、干渉し合うことはない。
複数設けた場合、インバータから得られる単相電圧を各
誘導コイルに励磁電圧として印加するようにしてもよ
い。この場合各誘導コイルに印加される単相電圧を互い
に同相とすれば、各誘導コイルによって誘起する磁束の
ための閉磁路は互いに独立し、干渉し合うことはない。
【０００９】インバータの単相出力電圧の値は、インバ
ータを構成しているＳＣＲの点弧角を変更することによ
り調整可能である。したがって複数のインバータを用意
し、そのそれぞれの単相出力電圧をそれぞれの誘導コイ
ルに印加した場合、個々のインバータを独立して調整す
れば、各誘導コイルが誘起する磁束の量を調整すること
ができ、したがってローラの周壁温度を、その長さ方向
に沿って自在に変更することができるようになる。
ータを構成しているＳＣＲの点弧角を変更することによ
り調整可能である。したがって複数のインバータを用意
し、そのそれぞれの単相出力電圧をそれぞれの誘導コイ
ルに印加した場合、個々のインバータを独立して調整す
れば、各誘導コイルが誘起する磁束の量を調整すること
ができ、したがってローラの周壁温度を、その長さ方向
に沿って自在に変更することができるようになる。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明の実施態様を図によって説
明する。図１において、１はローラ本体、２はその両側
に一体的に取り付けられているジャーナルで、図示しな
い軸受を介して機台に回転自在に支持されている。３は
ローラ１の周壁の内部に設けられたジャケット室で、こ
れはたとえばドリルによって穿孔されて複数形成されて
あり、各ジャケット室３の端部は互いに連通されてい
る。各ジャケット室３の内部には気液二相の熱媒体が封
入されている。
明する。図１において、１はローラ本体、２はその両側
に一体的に取り付けられているジャーナルで、図示しな
い軸受を介して機台に回転自在に支持されている。３は
ローラ１の周壁の内部に設けられたジャケット室で、こ
れはたとえばドリルによって穿孔されて複数形成されて
あり、各ジャケット室３の端部は互いに連通されてい
る。各ジャケット室３の内部には気液二相の熱媒体が封
入されている。
【００１１】４は誘導発熱機構で、支持ロッド５によっ
て支持されている。支持ロッド５はジャーナル２内に挿
通され、軸受６を介してジャーナル２に支持されてい
る。誘導発熱機構４は、鉄心７と、この鉄心７に巻装さ
れた誘導コイル８とによって構成されてある。誘導コイ
ル８に接続されている電源リード線９は支持ロッド５の
内部を通って、その端部より外部に導出されている。
て支持されている。支持ロッド５はジャーナル２内に挿
通され、軸受６を介してジャーナル２に支持されてい
る。誘導発熱機構４は、鉄心７と、この鉄心７に巻装さ
れた誘導コイル８とによって構成されてある。誘導コイ
ル８に接続されている電源リード線９は支持ロッド５の
内部を通って、その端部より外部に導出されている。
【００１２】１１はローラ本体１の周壁に差し込まれて
いる温度センサで、ローラ本体１の周壁の温度を検出す
るためのものであり、温度に応じた電圧信号を出力す
る。この電圧信号は信号リード線１２を介して温度信号
伝送機構１３に送られる。具体的には温度信号伝送機構
１３は磁気的に結合している一対のコイルからなる回転
トランスによって構成されているものを使用する。
いる温度センサで、ローラ本体１の周壁の温度を検出す
るためのものであり、温度に応じた電圧信号を出力す
る。この電圧信号は信号リード線１２を介して温度信号
伝送機構１３に送られる。具体的には温度信号伝送機構
１３は磁気的に結合している一対のコイルからなる回転
トランスによって構成されているものを使用する。
【００１３】図のものは固定側のコイルを備えたステー
タ１４は支持ロッド５に支持されてあり、回転側のコイ
ルを備えたロータ１５は、ジャーナル２に支持されてい
る。この回転側のコイルに信号リード線１２が接続され
ている。ローラ本体１の周壁の温度に対応する電圧は信
号リード線１２を介して回転側のコイルに送られる。そ
してこのコイルに結合されている固定側のコイルに電圧
を伝送する。この電圧を計測することにより、コイル１
の周壁の温度が求められる。この計測値は出力端子１６
から外部に取りだされる。
タ１４は支持ロッド５に支持されてあり、回転側のコイ
ルを備えたロータ１５は、ジャーナル２に支持されてい
る。この回転側のコイルに信号リード線１２が接続され
ている。ローラ本体１の周壁の温度に対応する電圧は信
号リード線１２を介して回転側のコイルに送られる。そ
してこのコイルに結合されている固定側のコイルに電圧
を伝送する。この電圧を計測することにより、コイル１
の周壁の温度が求められる。この計測値は出力端子１６
から外部に取りだされる。
【００１４】本発明にしたがい、電源として三相電源を
使用する。図２において、２０は三相電源、２１はこの
三相電源を入力電源とし、単相の交流電圧を出力するイ
ンバータである。インバータ２１は三相電圧を整流する
整流装置、およびこの整流装置からの直流電圧を単相交
流電圧に変換するＳＣＲ回路またはトランジスタ回路な
どによって主として構成されている。この種インバータ
はすでに周知のものであり、任意の構成のものを適宜使
用することができる。
使用する。図２において、２０は三相電源、２１はこの
三相電源を入力電源とし、単相の交流電圧を出力するイ
ンバータである。インバータ２１は三相電圧を整流する
整流装置、およびこの整流装置からの直流電圧を単相交
流電圧に変換するＳＣＲ回路またはトランジスタ回路な
どによって主として構成されている。この種インバータ
はすでに周知のものであり、任意の構成のものを適宜使
用することができる。
【００１５】２２はインバータ１６の出力回路で、ここ
から単相電圧が出力される。この出力回路２２から出力
される単相電圧は電源リード線９を介して誘導コイル８
に印加され、これを励磁する。信号リード線１２からの
電圧信号、したがって温度信号伝送機構１３の固定側の
コイルから得られる電圧信号は、出力端子１６より温度
調整器２４に与えられる。ここでローラ本体１の設定温
度値と比較され、その差に応じた信号がインバータ２０
に送られる。インバータ２０ではその信号にしたがっ
て、ＳＣＲの点弧角を調整して、単相出力電圧値を調整
する。これによりローラ本体１の表面温度は設定値に調
整される。
から単相電圧が出力される。この出力回路２２から出力
される単相電圧は電源リード線９を介して誘導コイル８
に印加され、これを励磁する。信号リード線１２からの
電圧信号、したがって温度信号伝送機構１３の固定側の
コイルから得られる電圧信号は、出力端子１６より温度
調整器２４に与えられる。ここでローラ本体１の設定温
度値と比較され、その差に応じた信号がインバータ２０
に送られる。インバータ２０ではその信号にしたがっ
て、ＳＣＲの点弧角を調整して、単相出力電圧値を調整
する。これによりローラ本体１の表面温度は設定値に調
整される。
【００１６】以上の構成において、三相電源２０から得
られる電圧をインバータ２１に入力して、これから得ら
れる単相電圧を、出力回路２２より、回転しているロー
ラ本体１内の誘導コイル８に印加する。これにより磁束
が発生してローラ本体１の周壁部分に電流が誘起し、こ
の電流によってローラ本体１が発熱する。この場合、イ
ンバータ２１は三相電圧を整流してこれを単相電圧に変
換しているので、インバータ２１が単相電圧を出力して
も、三相電源２０側にはなんらのアンバランスも発生し
ない。
られる電圧をインバータ２１に入力して、これから得ら
れる単相電圧を、出力回路２２より、回転しているロー
ラ本体１内の誘導コイル８に印加する。これにより磁束
が発生してローラ本体１の周壁部分に電流が誘起し、こ
の電流によってローラ本体１が発熱する。この場合、イ
ンバータ２１は三相電圧を整流してこれを単相電圧に変
換しているので、インバータ２１が単相電圧を出力して
も、三相電源２０側にはなんらのアンバランスも発生し
ない。
【００１７】図３に示す本発明の別の実施態様は、誘導
発熱機構４として、インボリュート曲線に沿うようにわ
ん曲させた長尺の鋼板を、筒状に積層して構成した長尺
の筒状の鉄心（実用新案登録第２５３２９８６号公報参
照。）に、この鉄心７を共用し、これに複数（図の例で
は６個）の誘導コイル８を並設して巻装して構成したも
のを示している。各誘導コイル８にはそれぞれ電源リー
ド線９が接続されている。
発熱機構４として、インボリュート曲線に沿うようにわ
ん曲させた長尺の鋼板を、筒状に積層して構成した長尺
の筒状の鉄心（実用新案登録第２５３２９８６号公報参
照。）に、この鉄心７を共用し、これに複数（図の例で
は６個）の誘導コイル８を並設して巻装して構成したも
のを示している。各誘導コイル８にはそれぞれ電源リー
ド線９が接続されている。
【００１８】またインバータ２１は複数の出力回路２２
を備えており、各出力回路２２からは単相でかつ同相の
交流電圧が出力される。この出力電圧は各誘導コイル８
に電源リード線９を介して印加され、これを励磁する。
他の構成は図１のものと特に相違するものではない。
を備えており、各出力回路２２からは単相でかつ同相の
交流電圧が出力される。この出力電圧は各誘導コイル８
に電源リード線９を介して印加され、これを励磁する。
他の構成は図１のものと特に相違するものではない。
【００１９】一般に長尺の鉄心を共用し、これに３個ま
たはその倍数の数の誘導コイルを並設して巻装して誘導
発熱機構を構成した場合、各誘導コイルを三相電源によ
って励磁したとすると、これによって誘起する磁束は、
共用されている鉄心を通って他の誘導コイルにも鎖交す
るようになる。そのため各誘導コイルにより誘起される
磁束が干渉し合ってしまう。
たはその倍数の数の誘導コイルを並設して巻装して誘導
発熱機構を構成した場合、各誘導コイルを三相電源によ
って励磁したとすると、これによって誘起する磁束は、
共用されている鉄心を通って他の誘導コイルにも鎖交す
るようになる。そのため各誘導コイルにより誘起される
磁束が干渉し合ってしまう。
【００２０】このように各誘導コイルによって誘起する
磁束が互いに干渉し合うようになると、三相回路Ｕ，
Ｖ，Ｗ相のうちのＶ相を逆相にして、各誘導コイルにそ
れぞれ６０度ずつ位相のずれた電圧を印加して、各誘導
コイルに印加される電圧の位相差を小さくしても、各誘
導コイルに誘起する電流は互いに影響を受ける。具体的
にはＵ相に接続される誘導コイルに誘起する電流は、Ｖ
相、Ｗ相に接続された他の誘導コイルによって誘起する
電流よりも位相が遅れ、力率が低下する傾向がある。そ
のため相間における負荷にアンバランスが生じてしま
う。もちろん三相線路間での電源アンバランスも発生
し、電源の利用効率も低下する。
磁束が互いに干渉し合うようになると、三相回路Ｕ，
Ｖ，Ｗ相のうちのＶ相を逆相にして、各誘導コイルにそ
れぞれ６０度ずつ位相のずれた電圧を印加して、各誘導
コイルに印加される電圧の位相差を小さくしても、各誘
導コイルに誘起する電流は互いに影響を受ける。具体的
にはＵ相に接続される誘導コイルに誘起する電流は、Ｖ
相、Ｗ相に接続された他の誘導コイルによって誘起する
電流よりも位相が遅れ、力率が低下する傾向がある。そ
のため相間における負荷にアンバランスが生じてしま
う。もちろん三相線路間での電源アンバランスも発生
し、電源の利用効率も低下する。
【００２１】しかし図３、図４に示すようにインバータ
２１からの同相の単相電圧を各誘導コイル８に印加して
励磁するようにすれば、鉄心を共用している場合でも、
各誘導コイル８を励磁する電源に位相差がないので、相
互に干渉し合って力率が変動することはない。これによ
って三相電源側におけるアンバランス並びに負荷側のア
ンバランスはなんら発生しないようになる。
２１からの同相の単相電圧を各誘導コイル８に印加して
励磁するようにすれば、鉄心を共用している場合でも、
各誘導コイル８を励磁する電源に位相差がないので、相
互に干渉し合って力率が変動することはない。これによ
って三相電源側におけるアンバランス並びに負荷側のア
ンバランスはなんら発生しないようになる。
【００２２】図３に示す構成は一つの温度センサ１１を
設置し、各誘導コイル８の励磁電圧を同じに一斉にコン
トロールする場合を示している。これによればローラ本
体１の表面温度をその全表面にわたって一律にコントロ
ールできる利点がある。しかしローラ本体１の各局部に
おける表面温度を、その変化に即応してコントロールす
ることが要求される場合、あるいはローラ本体１の利用
目的によっては、ローラ本体１の軸心方向に沿う各局部
における表面温度を、部分的に異なる値にコントロール
することが要求される場合がある。
設置し、各誘導コイル８の励磁電圧を同じに一斉にコン
トロールする場合を示している。これによればローラ本
体１の表面温度をその全表面にわたって一律にコントロ
ールできる利点がある。しかしローラ本体１の各局部に
おける表面温度を、その変化に即応してコントロールす
ることが要求される場合、あるいはローラ本体１の利用
目的によっては、ローラ本体１の軸心方向に沿う各局部
における表面温度を、部分的に異なる値にコントロール
することが要求される場合がある。
【００２３】このような要求に対応して構成したのを図
５に示す。同図から容易に理解されるように複数の温度
センサ１１を用意する。そしてこれらをローラ本体１の
周壁内にあって、各誘導コイル８の設置位置と向い合う
位置に設置する。また図６に示すように、インバータ２
１並びに温度調整器２４をそれぞれ誘導コイル８と同数
用意する。各インバータ２１から出力される単相電圧は
互いに同相であることはいうまでもない。
５に示す。同図から容易に理解されるように複数の温度
センサ１１を用意する。そしてこれらをローラ本体１の
周壁内にあって、各誘導コイル８の設置位置と向い合う
位置に設置する。また図６に示すように、インバータ２
１並びに温度調整器２４をそれぞれ誘導コイル８と同数
用意する。各インバータ２１から出力される単相電圧は
互いに同相であることはいうまでもない。
【００２４】各インバータ２１の出力電圧は電源リード
線９を介して各誘導コイル８に印加される。また各温度
センサ１１によって検出された温度信号は、各温度調整
器２４に送られる。各温度調整器２４からの出力によっ
てインバータ２１の出力電圧がコントロールされる。他
の構成は図３、図４と特に相違するものではない。この
構成によれば、図３に示す構成と同様に、三相電源側並
びに負荷側におけるアンバランスは発生しない。
線９を介して各誘導コイル８に印加される。また各温度
センサ１１によって検出された温度信号は、各温度調整
器２４に送られる。各温度調整器２４からの出力によっ
てインバータ２１の出力電圧がコントロールされる。他
の構成は図３、図４と特に相違するものではない。この
構成によれば、図３に示す構成と同様に、三相電源側並
びに負荷側におけるアンバランスは発生しない。
【００２５】そしてローラ本体１の表面におけるその軸
心方向に沿う各温度は、各温度センサ１１によって検出
され、その検出値に応じて各インバータ２１の出力電圧
が調整される。この場合すべての温度調整器２４に設定
されている温度設定値が同じであれば、ローラ本体１の
表面における温度が局部的に変化した場合、その変化部
分を温度センサ１１が検出して、その温度センサ１１に
対応する温度調整器２４を介してこれに対応するインバ
ータ２１がコントロールされる。
心方向に沿う各温度は、各温度センサ１１によって検出
され、その検出値に応じて各インバータ２１の出力電圧
が調整される。この場合すべての温度調整器２４に設定
されている温度設定値が同じであれば、ローラ本体１の
表面における温度が局部的に変化した場合、その変化部
分を温度センサ１１が検出して、その温度センサ１１に
対応する温度調整器２４を介してこれに対応するインバ
ータ２１がコントロールされる。
【００２６】これによりローラ本体１の表面温度を、そ
の変化に即応して修復することができる。また各温度調
整器２４に設定される温度設定値を、ローラ本体１の各
局部における目標温度値としておけば、その各局部を設
定値通りの温度にコントロールすることができる。
の変化に即応して修復することができる。また各温度調
整器２４に設定される温度設定値を、ローラ本体１の各
局部における目標温度値としておけば、その各局部を設
定値通りの温度にコントロールすることができる。
【００２７】図７に本発明の更に別の実施態様を示す。
同図に示す構成は、鉄心７と誘導コイル８とによって構
成される誘導発熱機構４の複数を、ローラ本体１の軸心
方向に沿って配置した構成である。この場合各誘導発熱
機構４にはその両側に継鉄１８を設けることによって、
各誘導発熱機構４における磁路を互いに独立させ、各磁
路を通る磁束が互いに干渉し合わないようにした構成で
ある。
同図に示す構成は、鉄心７と誘導コイル８とによって構
成される誘導発熱機構４の複数を、ローラ本体１の軸心
方向に沿って配置した構成である。この場合各誘導発熱
機構４にはその両側に継鉄１８を設けることによって、
各誘導発熱機構４における磁路を互いに独立させ、各磁
路を通る磁束が互いに干渉し合わないようにした構成で
ある。
【００２８】一般にこのように継鉄１８を設置すれば、
各誘導コイルを三相電源によって直接励磁した場合で
も、各磁路を理論的には互いに独立させることができる
のであるが、実際には僅かではあるにしても漏洩磁束が
発生し、これが他の磁路を通ることがある。そのため電
源側、負荷側におけるアンバランスを解消させることは
極めて困難である。
各誘導コイルを三相電源によって直接励磁した場合で
も、各磁路を理論的には互いに独立させることができる
のであるが、実際には僅かではあるにしても漏洩磁束が
発生し、これが他の磁路を通ることがある。そのため電
源側、負荷側におけるアンバランスを解消させることは
極めて困難である。
【００２９】更に図のように誘導発熱機構を３個または
その倍数個設置した場合は、そのそれぞれを三相線路に
均等に接続すれば、電源側のアンバランスを減少させる
ことが可能であるとしても、これ以外の数の誘導発熱機
構を設置した場合は、これらを三相線路に均等に接続す
ることができなくなり、その結果前記したようなアンバ
ランスの発生は避けられない。
その倍数個設置した場合は、そのそれぞれを三相線路に
均等に接続すれば、電源側のアンバランスを減少させる
ことが可能であるとしても、これ以外の数の誘導発熱機
構を設置した場合は、これらを三相線路に均等に接続す
ることができなくなり、その結果前記したようなアンバ
ランスの発生は避けられない。
【００３０】しかしこのような場合でも、図４示すよう
な三相電圧を入力とするインバータ２１を用意し、その
出力電圧をもって各誘導発熱機構４の誘導コイル８を励
磁すれば、これまで述べた各実施態様と同様に、三相電
源側、負荷側におけるアンバランスはなんら発生しな
い。
な三相電圧を入力とするインバータ２１を用意し、その
出力電圧をもって各誘導発熱機構４の誘導コイル８を励
磁すれば、これまで述べた各実施態様と同様に、三相電
源側、負荷側におけるアンバランスはなんら発生しな
い。
【００３１】図８に示す実施態様は、図５に対応するも
ので複数の温度センサ１１を、各誘導発熱機構４に対応
させて設置したものである。この場合は図６に示すのと
同様に複数のインバータ２１、温度調整器２４を用意し
ておけばよい。これによれば各誘導発熱機構４に対応す
るローラ本体１部分の発熱温度を、図５と同様に互いに
独立してコントロールすることができる。
ので複数の温度センサ１１を、各誘導発熱機構４に対応
させて設置したものである。この場合は図６に示すのと
同様に複数のインバータ２１、温度調整器２４を用意し
ておけばよい。これによれば各誘導発熱機構４に対応す
るローラ本体１部分の発熱温度を、図５と同様に互いに
独立してコントロールすることができる。
【００３２】本発明において相変換するのに使用するイ
ンバータは、その出力電圧の周波数を任意に設定、変更
可能の調整機能を備えている。この機能を利用すれば、
単相電源が得られるという利点の他にさらに別の利点が
得られる。すなわち誘導発熱ローラ装置における誘導発
熱原理は、交番磁束をローラ本体と鎖交させ、これによ
りローラ本体の周壁にローラ本体を１ターンとする短絡
電流を誘起させる。またこの磁束がローラ本体の周壁の
肉厚部分を通るときにうず電流が発生する。この短絡電
流とうず電流とによるジュール熱によってローラ本体が
発熱する。
ンバータは、その出力電圧の周波数を任意に設定、変更
可能の調整機能を備えている。この機能を利用すれば、
単相電源が得られるという利点の他にさらに別の利点が
得られる。すなわち誘導発熱ローラ装置における誘導発
熱原理は、交番磁束をローラ本体と鎖交させ、これによ
りローラ本体の周壁にローラ本体を１ターンとする短絡
電流を誘起させる。またこの磁束がローラ本体の周壁の
肉厚部分を通るときにうず電流が発生する。この短絡電
流とうず電流とによるジュール熱によってローラ本体が
発熱する。
【００３３】一般に周波数の低い電流の場合は、その浸
透深さが深くなることが知られている。したがってロー
ラ本体に発生する電流の周波数が低いときは、短絡電流
による発熱が支配的となる。逆に周波数が高い電流の場
合は、その浸透深さが浅くなる。そのためローラ本体に
発生する電流の周波数が高いときは、うず電流による発
熱が支配的となる。
透深さが深くなることが知られている。したがってロー
ラ本体に発生する電流の周波数が低いときは、短絡電流
による発熱が支配的となる。逆に周波数が高い電流の場
合は、その浸透深さが浅くなる。そのためローラ本体に
発生する電流の周波数が高いときは、うず電流による発
熱が支配的となる。
【００３４】そのためローラ本体の肉厚、内径、誘導コ
イルの径、長さなどに応じて、インピーダンスマッチン
グがとれるように、誘導コイルに励磁電圧として印加さ
れるインバータの単相出力電圧の周波数を調整して、誘
導コイルによって発生する交番磁束の周波数を選択すれ
ば、効率の良い運転条件を選定することができるように
なる。
イルの径、長さなどに応じて、インピーダンスマッチン
グがとれるように、誘導コイルに励磁電圧として印加さ
れるインバータの単相出力電圧の周波数を調整して、誘
導コイルによって発生する交番磁束の周波数を選択すれ
ば、効率の良い運転条件を選定することができるように
なる。
【００３５】またローラ本体が磁性体である場合は、ロ
ーラ本体自身が磁路としての作用を果たす。したがって
ここには短絡電流とうず電流とが発生し、ローラ本体を
発熱させる。これに対しローラ本体がステンレス、アル
ミニウム、銅などのような非磁性体である場合は、ロー
ラ本体自身は磁路としての作用を果たさず、誘導コイル
によって発生する交番磁束は、誘導コイルの外部空間を
通過し、その一部がローラ本体と鎖交するようになる。
ーラ本体自身が磁路としての作用を果たす。したがって
ここには短絡電流とうず電流とが発生し、ローラ本体を
発熱させる。これに対しローラ本体がステンレス、アル
ミニウム、銅などのような非磁性体である場合は、ロー
ラ本体自身は磁路としての作用を果たさず、誘導コイル
によって発生する交番磁束は、誘導コイルの外部空間を
通過し、その一部がローラ本体と鎖交するようになる。
【００３６】このように鎖交した磁束に見合ってローラ
本体に短絡電流が流れるが、一方磁束はローラ本体の肉
厚部内を軸方向に貫通するようには通らず、半径方向に
向かって横切るように通ってローラ本体の外部空間を飛
び出すこととなり、このときローラ本体を横切った磁束
によってのみ、うず電流が発生することになる。
本体に短絡電流が流れるが、一方磁束はローラ本体の肉
厚部内を軸方向に貫通するようには通らず、半径方向に
向かって横切るように通ってローラ本体の外部空間を飛
び出すこととなり、このときローラ本体を横切った磁束
によってのみ、うず電流が発生することになる。
【００３７】したがってローラ本体が非磁性体の場合
は、インバータの出力周波数を適宜調整して、誘導コイ
ルにより発生する交番磁束の周波数を高くし、磁束の交
番回数を増加させることによって、うず電流を増加させ
るようにすれば、従来では誘導発熱しにくかった非磁性
体のローラ本体であっても、これを効率良く誘導発熱さ
せることができるようになる。
は、インバータの出力周波数を適宜調整して、誘導コイ
ルにより発生する交番磁束の周波数を高くし、磁束の交
番回数を増加させることによって、うず電流を増加させ
るようにすれば、従来では誘導発熱しにくかった非磁性
体のローラ本体であっても、これを効率良く誘導発熱さ
せることができるようになる。
【００３８】なおインバータの出力周波数が高くなれ
ば、電流浸透深さが浅くなり、短絡電流による発熱は減
少するため、うず電流の増加と短絡電流の減少のバラン
スがあるので、インピーダンスマッチングがとれるよう
に、誘導コイルに励磁電圧として印加されるインバータ
の単相出力電圧の周波数を調整して、誘導コイルによっ
て発生する交番磁束の周波数を選択すれば、効率の良い
運転条件を選定することができるようになる。したがっ
てその使用に適する周波数範囲としては、１０Ｈｚ〜１
ＫＨｚが適当である。
ば、電流浸透深さが浅くなり、短絡電流による発熱は減
少するため、うず電流の増加と短絡電流の減少のバラン
スがあるので、インピーダンスマッチングがとれるよう
に、誘導コイルに励磁電圧として印加されるインバータ
の単相出力電圧の周波数を調整して、誘導コイルによっ
て発生する交番磁束の周波数を選択すれば、効率の良い
運転条件を選定することができるようになる。したがっ
てその使用に適する周波数範囲としては、１０Ｈｚ〜１
ＫＨｚが適当である。
【００３９】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、誘
導発熱機構の誘導コイルを三相電源を励磁電源として利
用して励磁する場合でも、インバータを使用して三相を
単相に変換することにより、その三相電源側に、あるい
は負荷側にアンバランスが生じることはなく、したがっ
て三相電源を効率よく利用することができ、またこのよ
うに三相電源を用いた場合において、誘導発熱機構を複
数設けてローラの周壁の発熱温度を部分的に任意にコン
トロールする場合でも三相電源の利用効率を低下させる
ことがないし、さらにインバータとしてその出力周波数
の調整、設定が自在のものを使用するときは、その出力
周波数を選定することにより、効率の良い運転条件を選
定することができるとともに、従来では誘導発熱が困難
であった非磁性体からなるローラをも効率良く誘導発熱
させることができるといった効果を奏する。
導発熱機構の誘導コイルを三相電源を励磁電源として利
用して励磁する場合でも、インバータを使用して三相を
単相に変換することにより、その三相電源側に、あるい
は負荷側にアンバランスが生じることはなく、したがっ
て三相電源を効率よく利用することができ、またこのよ
うに三相電源を用いた場合において、誘導発熱機構を複
数設けてローラの周壁の発熱温度を部分的に任意にコン
トロールする場合でも三相電源の利用効率を低下させる
ことがないし、さらにインバータとしてその出力周波数
の調整、設定が自在のものを使用するときは、その出力
周波数を選定することにより、効率の良い運転条件を選
定することができるとともに、従来では誘導発熱が困難
であった非磁性体からなるローラをも効率良く誘導発熱
させることができるといった効果を奏する。
【図１】本発明の実施態様を示す断面図である。
【図２】図１に示す誘導発熱機構のための回路図であ
る。
る。
【図３】本発明の他の実施態様を示す断面図である。
【図４】図３に示す誘導発熱機構のための回路図であ
る。
る。
【図５】本発明の更に他の実施態様を示す断面図であ
る。
る。
【図６】図５に示す誘導発熱機構のための回路図であ
る。
る。
【図７】本発明の更に他の実施態様を示す断面図であ
る。
る。
【図８】本発明の更に他の実施態様を示す断面図であ
る。
る。
１ ローラ本体 ４ 誘導発熱機構 ７ 鉄心 ８ 誘導コイル １１ 温度センサ ２０ 三相電源 ２１ インバータ ２４ 温度調整器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堀江 行雄 京都市山科区西野離宮町40番地 トクデン 株式会社内 Ｆターム(参考） 3K059 AA02 AA08 AB08 AB24 AC03 AC10 AC12 AC33 AD03 AD15 AD18 AD23 BD02 CD14 CD73
Claims (5)
- 【請求項１】 回転するローラの内部に、誘導コイルを
備えた誘導発熱機構を配置してなる誘導発熱ローラ装置
において、三相電源を入力電源とし、単相電圧を出力す
るインバータを備え、前記インバータからの単相の出力
電圧を、前記誘導コイルに励磁電圧として印加してなる
誘導発熱ローラ装置。 - 【請求項２】 回転するローラの内部に、複数の誘導コ
イルを前記ローラの軸心方向に沿って設置された誘導発
熱機構を配置してなる誘導発熱ローラ装置において、三
相電源を入力電源とし、単相電圧を出力するインバータ
を備え、前記インバータからの単相でかつ同相の出力電
圧を、前記各誘導コイルのそれぞれに励磁電圧として印
加してなる誘導発熱ローラ装置。 - 【請求項３】 回転するローラの内部に、複数の誘導コ
イルを前記ローラの軸心方向に沿って設置された誘導発
熱機構を配置してなる誘導発熱ローラ装置において、三
相電源を入力電源とし、単相電圧を出力する複数のイン
バータを備え、前記各インバータからの単相でかつ同相
の出力電圧を、前記各誘導コイルのそれぞれに励磁電圧
として印加してなる誘導発熱ローラ装置。 - 【請求項４】 回転するローラの内部に、複数の誘導コ
イルを前記ローラの軸心方向に沿って設置された誘導発
熱機構を配置してなる誘導発熱ローラ装置において、三
相電源を入力電源とし、単相電圧を出力する複数のイン
バータを備え、前記各インバータからの単相でかつ同相
の出力電圧を、前記各誘導コイルのそれぞれに励磁電圧
として印加してなり、および前記各インバータはそれぞ
れ独立して出力電圧が調整自在とされてある誘導発熱ロ
ーラ装置。 - 【請求項５】 インバータは、その出力周波数の調整が
自在である請求項１乃至４に記載の誘導発熱ローラ装
置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11228479A JP2001052850A (ja) | 1999-08-12 | 1999-08-12 | 誘導発熱ローラ装置 |
| US09/731,063 US6670588B2 (en) | 1999-08-12 | 2000-12-07 | Inductive heating roller apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11228479A JP2001052850A (ja) | 1999-08-12 | 1999-08-12 | 誘導発熱ローラ装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2004058379A Division JP2004165173A (ja) | 2004-03-03 | 2004-03-03 | 誘導発熱ローラ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001052850A true JP2001052850A (ja) | 2001-02-23 |
Family
ID=16877124
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11228479A Pending JP2001052850A (ja) | 1999-08-12 | 1999-08-12 | 誘導発熱ローラ装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6670588B2 (ja) |
| JP (1) | JP2001052850A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004068905A1 (ja) * | 2003-01-31 | 2004-08-12 | Harison Toshiba Lighting Corp. | 誘導加熱ローラ装置および画像形成装置 |
| JP2006038436A (ja) * | 2004-07-22 | 2006-02-09 | Nabio Kk | 小型金属溶解炉 |
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| JP2003323970A (ja) * | 2002-04-30 | 2003-11-14 | Harison Toshiba Lighting Corp | 誘導加熱装置、定着装置、および画像形成装置 |
| JP2004273337A (ja) * | 2003-03-11 | 2004-09-30 | Fuji Photo Film Co Ltd | 加熱ローラ、該加熱ローラを使用したカレンダー処理装置、及び該カレンダー処理装置を使用した磁気記録媒体の製造方法 |
| US6861627B2 (en) * | 2003-03-26 | 2005-03-01 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Induction heat fixing device |
| US20050000083A1 (en) * | 2003-05-19 | 2005-01-06 | Bristol Compressors | Method of attaching a rotor to a shaft |
| US7459658B2 (en) | 2005-08-31 | 2008-12-02 | Xerox Corporation | Drum heater systems and methods |
| DE102007054147A1 (de) * | 2007-11-12 | 2009-05-20 | Khs Ag | Leimwalze sowie Etikettieraggregat mit einer solchen Leimwalze |
| JP7228126B2 (ja) * | 2017-01-24 | 2023-02-24 | 住友電気工業株式会社 | エネルギー貯蔵システムおよび変動電力安定利用システム |
| WO2021194492A1 (en) * | 2020-03-26 | 2021-09-30 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Heating for a printing drum |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2530812B2 (ja) * | 1985-12-12 | 1996-09-04 | 富士電機株式会社 | 高周波誘導加熱装置 |
| US5272719A (en) * | 1991-12-12 | 1993-12-21 | Inductotherm Corp. | Plural output power supply for induction holding and melting furnaces |
| ATE134087T1 (de) * | 1993-03-22 | 1996-02-15 | Siemens Ag | Verfahren und vorrichtung zur arbeitspunktregelung eines reihenschwingkreis- wechselrichters |
| JPH07150437A (ja) | 1993-12-01 | 1995-06-13 | Murata Mach Ltd | ホットローラ |
| JP3556287B2 (ja) * | 1994-08-30 | 2004-08-18 | トクデン株式会社 | 誘導発熱ローラ装置 |
| US5752150A (en) * | 1995-09-04 | 1998-05-12 | Minolta Co., Ltd. | Heating apparatus |
| JPH09161963A (ja) | 1995-12-08 | 1997-06-20 | Fuji Electric Co Ltd | ローラの加熱装置 |
| JP3720152B2 (ja) * | 1996-10-16 | 2005-11-24 | トクデン株式会社 | 誘導発熱ローラ装置 |
| US6405000B1 (en) * | 1999-05-06 | 2002-06-11 | Ricoh Company, Ltd. | Image forming apparatus and starting-up method |
| US6148019A (en) * | 1999-05-10 | 2000-11-14 | Inductotherm Corp. | Modular high power induction heating and melting system |
-
1999
- 1999-08-12 JP JP11228479A patent/JP2001052850A/ja active Pending
-
2000
- 2000-12-07 US US09/731,063 patent/US6670588B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004068905A1 (ja) * | 2003-01-31 | 2004-08-12 | Harison Toshiba Lighting Corp. | 誘導加熱ローラ装置および画像形成装置 |
| JP2006038436A (ja) * | 2004-07-22 | 2006-02-09 | Nabio Kk | 小型金属溶解炉 |
| JP4511283B2 (ja) * | 2004-07-22 | 2010-07-28 | ナビオ株式会社 | 金属溶解ルツボ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20030042251A1 (en) | 2003-03-06 |
| US6670588B2 (en) | 2003-12-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040511 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040611 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040928 |