JP2010112629A - 熱風発生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】接触型または非接触型のセンサを用いることなく熱風や発熱体の温度調整が行え、かつ定期的なメンテナンスを行うことなく長期間使用できる熱風発生装置を提供することを課題とする。
【解決手段】一端部１ａに空気を排出する排出部２が形成され、他端部１ｂに外気を取り込む吸引口３が形成されたケース本体１の排出部２に、電熱線を内蔵した発熱体４が設けられ、この発熱体４の他端部１ｂ側にフロントケース５が形成されるとともに、このフロントケース５内に、吸引口３から空気を吸引して、排出部２から空気を排出させるための送風装置６が配設された熱風発生装置であって、発熱体４が内設された排出部２は、その断面積が送風装置６が配設されたフロントケース５の断面積よりも小さく形成されるとともに、フロントケース５の他端部１ｂ側には、送風装置６のモータ７の回転数を検知して、発熱体４の通電を制御する制御手段８が設けられていることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、非溶剤系接着剤の再活性化やホットメルト等の溶解を行う際に、熱風の温度制御をセンサを設けることなく、モータの回転数により制御することができる工業用の熱風発生機に関するものである。

従来より、非溶剤系接着剤の再活性化や各種ラベル・シール剥がし、または熱可塑性プラスチックを成型する際の予備加熱、さらにはホットメルトの溶解など工業用として熱風発生装置が使用されている。この熱風発生装置は、電熱線を内蔵したヒータを電気加熱させて、ファンなどの送風装置により熱風を発生させている。また、用途や対象物により温度設定を変更する場合には、温調ボリュームなどにより設定温度を変更できるようになっている。このときに、熱風の温度調整やヒータの通電を制御する方法として、熱電対などの接触型センサや赤外線センサ・光学センサなどの非接触型センサが使用されている。

上記熱電対の接触型センサを用いたものとして、例えば、下記特許文献１のような熱風発生装置が提案されている。この熱風発生装置は、電気的に加熱された熱風を送風装置により細長い幅広の送風口より噴出させるもので、送風ダクト内に、複数に分割して直線的に並べた発熱体を内蔵した１本のカートリッジヒータと、該分割された発熱体各々に対応する専用の温度センサとを設置し、温度コントロールと電力制御装置よりなるコントロ
ーラにより送風温度を制御する手段が備えられている。

特開２０００−１８２７５０号公報

ところが、特許文献１に用いられている接触型の温度センサは、接触子を直接ヒータに取り付けるため故障が多いとともに、劣化が激しく寿命が短いため、長期に渡って安定したセンサ特性を保つことができない。また、定期的なメンテナンスや部品の交換を行う必要が生じてしまうため、コストが掛かってしまうという問題がある。

また、上記非接触型の赤外線センサや光学センサなどは、使用環境によりセンサ感知部に塵や埃が付着して、センサ特性にバラツキが生じてしまう。また、センサをヒータなどの発熱体の近傍に設置する必要があるため、センサ感知部に煤が付着して、検知レベルの低下によりセンサ特性にバラツキが生じてしまう。そのため、センサに塵や塵が付着しないように使用環境を限定したり、煤や埃を定期的に拭き取るなどメンテナンスが必要であるとともに、特性のバラツキを制御する装置を別途設ける必要があるという問題もある。

本発明は、接触型または非接触型のセンサを用いることなく熱風や発熱体の温度調整が行え、かつ定期的なメンテナンスを行うことなく長期間使用できる熱風発生装置を提供することを課題とするものである。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、一端部に空気を排出する排出部が形成され、他端部に外気を取り込む吸引口が形成されたケース本体の上記排出部に、電熱線を内蔵した発熱体が設けられ、この発熱体の上記他端部側にフロントケースが形成されるとともに、このフロントケース内に、上記吸引口から空気を吸引して、上記排出部から空気を排出させるための送風装置が配設された熱風発生装置であって、上記発熱体を内設した上記排出部は、その断面積が上記送風装置が配設された上記フロントケースの断面積よりも小さく形成されるとともに、上記フロントケースの上記他端部側は、上記送付装置のモータの回転数を検知して、上記発熱体の通電を制御する制御手段が設けられていることを特徴とするものである。

また、請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の熱風発生装置において、上記排出部の上記一端側に、空気を排出させる排出口が、上記排出部の断面積よりも小さく形成され、この排出口にはさらに断面積の小さなアダプタノズルが着脱自在に取り付けられることを特徴とするものである。

そして、請求項３に記載の本発明は、請求項１または請求項２に記載の熱風発生装置において、上記送風装置は、モータの主軸にファンが回転自在に取り付けられているとともに、当該ファンは上記発熱体に向けて配設されていることを特徴とするものである。

さらに、請求項４に記載の本発明は、請求項１〜３の何れか１項に記載の熱風発生装置において、上記制御手段は、上記モータの回転数の上限しきい値に基づき、上記モータの回転数が当該しきい値を超える回転数のときに、上記発熱体の通電を遮断させるとともに、上記モータの回転数が当該しきい値より下がったときに、上記発熱体の通電を自動的に復帰させることを特徴とするものである。

また、請求項５に記載の本発明は、請求項１〜４の何れか１項に記載の熱風発生装置において、上記制御手段は、上記モータの回転数の下限しきい値に基づき、上記モータの回転数が当該しきい値を下回ったときに、上記発熱体の通電を遮断させることを特徴とするものである。

そして、請求項６に記載の本発明は、請求項２〜５の何れか１項に記載の熱風発生装置上記制御手段は、上記アダプタノズルの着脱を上記モータの回転数により検知して、通電デューティ値を自動的に変更することを特徴とするものである。

請求項１〜６のいずれかに記載の本発明によれば、上記熱風発生装置の上記排出部を、上記送風装置を内設した上記フロントケースの断面積よりも小さく形成しているため、上記ケース本体の上記他端部に形成されている上記吸引口から吸引した空気が、上記排出部に引き込まれる際に、上記フロントケース内に背圧が発生するとともに、上記排出部に引き込まれる空気が、上記発熱体により温められ密度が減少することにより、熱風の流速が上がる。これにより、上記フロントケース内の背圧が低くなるとともに、上記送風装置の負荷が軽減され、同じ給電によっても上記送風装置の上記モータの回転数が上昇する。この結果、上記フロントケースの上記他端部側に配設されている上記制御手段は、上記発熱体の過熱や異常、または上記吸引口の目詰まりによる空気の遮断を上記モータの回転数により検知して、上記発熱体の通電を制御することができる。さらに、接触型または非接触型のセンサを別途設ける必要がなく、センサを設けることにより起こる感知部の煤や埃の付着によるセンサ特性のバラツキも生じない。したがって、定期的なメンテナンスを行う必要がないとともに、使用環境を限定することなく使用することができる。

請求項２に記載の本発明によれば、上記排出部の一端側に、空気が排出する排出口を上記排出部の断面積よりも小さく形成しているため、上記排出口から排出する空気の流路を絞ることができる。これにより、流速が高められた熱風を対象物に噴出させることができ、作業効率を向上させることができる。また、上記排出口には、さらに断面積の小さなアダプタノズルを着脱自在に取り付けることができるため、さらに流速の高められた熱風を局所的にあてることができ、使用場所に応じた作業を効率よく行うことができる。

請求項４に記載の本発明によれば、上記発熱体の異常な温度上昇によって熱風の流速が上がり、上記フロントケース内の背圧が下がった場合には、上記モータの回転数が上昇するため、上記制御手段の上限しきい値に基づき、上記発熱体の通電を遮断させることができる。これにより、接触型や非接触型のセンサを用いることなく、上記モータの回転数のみにより熱風の温度を制御することができ、上記発熱体の過熱による故障や破損を防止することができる。

また、上記発熱体の通電を遮断する際に、上記フロントケース内の温度が下がり、熱風の流速が下がることによって背圧が上がった場合には、上記ファンに負荷が掛かり、上記モータの回転数が上限しきい値より下がるため、上記制御手段により上記発熱体の通電が自動的に復帰される。これにより、作業者は、上記発熱体の温度管理を気にすることなく作業を行うことができる。

請求項５に記載の本発明によれば、上記モータの異常や上記吸気口の目詰まりにより空気の吸気が行われずに、モータの回転数が上がらなかった場合には、上記制御手段の下限しきい値に基づき、上記発熱体の通電を自動的に遮断することができる。また、上記発熱体の通電は、自動的におこなわれないため、万一モータや目詰まりによるトラブルが生じた場合には、作業者はその原因を確認することができるとともに、無理な通電による他部の故障を防止することができる。

請求項６に記載の本発明によれば、上記制御手段は、上記アダプタノズルの着脱を上記モータの回転数により検知して、通電デューティ値を自動的に変更することができるため、上記アダプタノズルの着脱によって、上記発熱体の通電を制御する装置を別途設ける必要がなく簡便に作業をおこなうことができ、作業の効率を図ることができる。

図１〜５は、本発明の熱風発生装置の一実施形態を示すものである。
図１の概略図に示すように、本発明の熱風発生装置は、ケース本体１の一端部１ａ側に空気を排出する排出部２が形成され、他端部１ｂに外気を取り込む吸引口３が形成されている。また、排出部２に電熱線を内蔵した発熱体４が内設されて、この発熱体４の他端部１ｂ側にフロントケース５が形成されている。このフロントケース５には、吸引口３から空気を吸引して、排出部２から空気を排出させるための送風装置６が配設されている。

ケース本体１は、図２および図３に示すように、略円筒状に形成されるとともに、排出部２は、この排出部２の他端側に設けられたフロントケース５の断面積よりも小さく形成されている。また、排出部２の端部には空気を排出する排出口２ａが、排出部２の断面積より小さく形成されている。

また、上記フロントケース５は、排出部２の他端部１ｂ側に略円筒状に形成されている。このフロントケース５には、吸引口３より空気を吸引して、排出部２に流入させるための送風装置６が内設されている。この送風装置６は、モータ７の主軸にファン１０が回転自在に取り付けられている。このファン１０は、発熱体４側に向けて配設されている。またモータ７は、ブラシレスモータにより構成されている。さらに、発熱体４には、温度過昇防止のサーマルプロテクタ１４が設けられている。

さらに、ケース本体１には、フロントケース５の他端部１ｂ側にリアケース１７が連設されている。このリアケース１７には、電源基板１１と送風装置６のモータ７の回転数を検知して、発熱体４の通電を制御するための制御手段８が内設されている。この制御手段８は、モータ７の回転により信号を取り出し、その信号をパラメータとして発熱体４の通電を制御している。また、制御手段８には、発熱体の通電のＯＮ／ＯＦＦをおこなうトライアック１５が設けられている。

さらに、ケース本体１の他端部１ｂに形成された吸引口３には、塵や埃の侵入を阻止するためのフィルタが介装されている。また、この他端部１ｂには、熱風発生装置のメインスイッチ１６が配設されているとともに、排出口２ａから排出される熱風の温度を設定する温調ボリューム１２が配設されている。さらに、この他端部１ｂには、電力を供給するためのコンセントケーブル１３が配設されている。

また、図４に示すように、作業用途に応じて、排出部２の排出口２ａ側にアダプタノズル９が着脱自在に取り付けられるようになっている。このアダプタノズル９は、図５に示すように、排出部２の排出口２ａ側に嵌合される嵌合部９ａと熱風を排出するノズル部９ｂにより構成されている。このノズル部９ｂは、排出口２ａの断面積より小さく形成されるとともに、嵌合部９ａの軸方向に対して１０°傾けて形成されている。そして、排出口２の一端側に嵌合部９ａを嵌合させて、ボルトによって着脱自在に取り付けられるようになっている。

以上の構成からなる熱風発生装置を用いて、非溶剤系接着剤の再活性化や各種ラベル・シール剥がし、または熱可塑性プラスチックを成型する際の予備加熱、さらにはホットメルトの溶解をおこなうためには、まず図１に示されたコンセントケーブル１３をコンセントに接続して、電力の供給を行う。

次いで、メインスイッチ１６をＯＮにして、送風装置６のモータ７と発熱体４とを通電させる。このとき、モータ７の回転により、ケース本体１の他端部１ｂの吸引口３から外気が吸引されて、モータ７の主軸に取り付けられたファン１０により、発熱体４に空気が送り込まれる。そして、排出部２の排出口２ａから熱風Ｆが排出される。この際に、フロントケース５の断面積よりも排出部２の断面積のほうが小さいため、排出部２の他端側に背圧が生じる。

そして、図７の通常運転時のチャームタイム図に示すように、温調ボリューム１２の設定温度を変えて、熱風Ｆの温度を上昇させると、モータ７の回転数が上昇するとともに、ヒータデューティ値も変動する。すなわち、モータ７は、発熱体４の加熱によりフロントケース５内の空気の温度が上昇して密度が減少することにより流速が上がり、排出部２の他端側の背圧が低くなることによって、ファン１０に掛かる負荷が軽減され回転数が上昇する。このモータ７の回転数と熱風Ｆとの関係は、図６に示すように、熱風Ｆの温度が上昇するとモータ７の回転数も上昇することになる。

このモータ７の回転数と熱風Ｆとの関係から、図８に示すように、モータ７の回転数の上限にしきい値を予め設定しておくことにより、モータ７の回転数から信号を取り出し、熱風Ｆの過剰な温度上昇を制御手段８によって検知して、この制御手段８に設けられたトライアック１５により発熱体４の通電を遮断する。そして、熱風Ｆの温度が下がり、モータ７の回転数が上限しきい値より下がったときには、制御手段８に設けられたトライアック１５により自動的に発熱体４の通電を復帰するように制御される。

また、モータ７の回転数の下限にしきい値を予め設定しておくことにより、モータ７の異常やケース本体１の他端部１ｂ側の吸気口３の目詰まりなどによって、モータ７の回転数が上がらなかった場合には、発熱体４への通電を遮断するように制御される。この場合は、発熱体４の通電が自動的に行われないため、再度メインスイッチ１６を投入することにより、発熱体４の通電が行われる。

さらに、本発明の熱風発生装置を面積の小さい対象物や狭い場所に局所的に使用する場合には、アダプタノズル９を排出部２の排出口２ａ側に取り付けて使用する。この際には、排出部２の排出口２ａ側にアダプタノズル９の嵌合部９ａを嵌め込み、ネジにより固定する。そして、メインスイッチ１６をONにして、ノズル部９ｂより熱風Ｆを噴出させて作業を行う。このとき、図９のアダプタノズル装着時のタイムチャート図に示すように、アダプタノズル９の装着により、排出部２の他端側には背圧が生じて、温度が上昇するとともに密度が低くなり、流速が上がることによって、モータ７の回転数が上昇する。このとき、モータ７の回転数にしきい値が予め設定されているため、このしきい値を超える回転数になると制御手段８は、アダプタノズル９が装着されたことを検知して、通電デューティ値を下げることにより発熱体４の通電量を制御する。

上述の実施形態の熱風発生装置によれば、熱風発生装置の排出部２を、送風装置６を内設したフロントケース５の断面積よりも小さく形成したため、ケース本体１の他端部１ｂに形成されている吸引口３から吸引した空気が、排出部２に引き込まれる際に、上記フロントケース内に背圧が発生するとともに、排出部２に引き込まれる空気が、発熱体４により温められ密度が減少することよって、熱風Ｆの流速が上がる。これにより、上記背圧が低くなるとともに、送風装置６のファン１０の負荷が軽減され、同じ給電によっても送風装置６のモータ７の回転数が上がる。この結果、フロントケース５の他端部１ｂ側に配設されている制御手段８は、発熱体４の過熱や異常、または吸引口３の目詰まりによる空気の遮断をモータ７の回転数から信号を取り出し、その信号を制御手段８により検知して、発熱体４の通電を制御することができる。これにより、接触型または非接触型のセンサを別途設ける必要がなく、センサを設けることにより起こる感知部の煤や埃の付着によるセンサ特性のバラツキも生じない。また、モータ７をブラシレスモータにすることによって、モータ７のメンテナンスも必要がないため、使用頻度による定期的なメンテナンスを行う必要がないとともに、使用環境を限定することなく使用することができる。

また、排出部２の一端側に空気を排出させる排出口２ａを、排出部２の断面積よりも小さく形成しているため、排出口２ａから排出する空気の流路を絞ることができる。これにより、流速が高められた熱風Ｆを対象物に噴出させることができ、作業効率を向上させることができる。また排出口２ａには、さらに断面積の小さなアダプタノズル９を着脱自在に取り付けることができるため、さらに流速の高められた熱風Ｆを局所的にあてることができ、使用場所に応じた作業を効率よく行うことができる。

さらに、発熱体４の異常な温度上昇によって熱風Ｆの流速が上がり、フロントケース５内の背圧が下がった場合には、モータ７の回転数が上昇するため、制御手段８の上限しきい値に基づき、発熱体４の通電を制御手段８に設けたトライアック１５により自動的に遮断させることができる。これにより、接触型や非接触型のセンサを用いることなく、モータ７の回転数のみによって、熱風Ｆの温度を制御することができ、発熱体４の過熱による故障や破損を防止することができる。

また、発熱体４の通電を遮断する際に、フロントケース５内の温度が下がり、熱風Ｆの流速が下がることによって背圧が上がった場合には、ファン１０に負荷が掛かり、モータ７の回転数が上限しきい値より下がるため、制御手段８により発熱体４の通電が自動的に復帰される。これにより作業者は、発熱体４の温度管理を気にすることなく作業を行うことができる。

そして、モータ７の異常や吸気口３の目詰まりによって、空気の吸気が行われずに、モータ７の回転数が上がらなかった場合には、制御手段８の下限しきい値に基づき、発熱体４の通電を自動的に遮断することができる。また、発熱体４の通電は、自動的におこなわれないため、万一モータや目詰まりによるトラブルの場合に作業者は、その原因を確認することができるとともに、無理な通電による他部の故障を防止することができる。

さらに、制御手段８は、アダプタノズル９の着脱をモータ７の回転数により検知して、通電デューティ値を自動的に変更することができるため、アダプタノズル９の着脱によって、発熱体４の通電を制御する装置を別途設ける必要がなく簡便に作業をおこなうことができ、作業の効率を図ることができる。

また、万一制御手段８の故障によって温度制御が行われずに、発熱体４が異常な温度上昇をした場合であっても、発熱体４に設けられたサーマルプロテクタ１４によって、通電が遮断され、熱風発生装置の破損を防止することができる。

なお、上記実施の形態において、送付装置６のモータ７をブラシレスモータを用いた場合についてのみ説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、ステッピングモータやサーボモータ、またはＤＣモータなどモータの回転数を検出できるものであれば、どのタイプのモータを用いても対応可能である。また、モータの回転数を検出するための信号を、磁気的、光学的、機械的なものであっても対応可能である。

本発明の熱風発生装置の一実施形態を示した概略図である。 本発明の熱風発生装置の一実施形態を示した右側面図である。 本発明の熱風発生装置の一実施形態を示した斜視図である。 本発明の熱風発生装置の一実施形態を示し、（ａ）はアダプタノズルを装着した右側面図、（ｂ）はアダプタノズルの斜視図である。 本発明の熱風発生装置のアダプタノズルの一実施形態を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は平面図、（ｄ）は正面断面図である。 本発明の熱風発生装置のモータ回転数と熱風温度の関係を示したグラフである。 本発明の熱風発生装置の通常運転時のタイムチャート図である。 本発明の熱風発生装置の異常検出時のタイムチャート図である。 本発明の熱風発生装置のアダプタノズル装着時のタイムチャート図である。

符号の説明

１ ケース本体
１ａ 一端部
１ｂ 他端部
２ 排出部
２ａ 排出口
３ 吸引口
４ 発熱体
５ フロントケース
６ 送風装置
７ モータ
８ 制御手段
９ アダプタノズル
１０ ファン
Ｆ 熱風

Claims (6)

1. 一端部に空気を排出する排出部が形成され、他端部に外気を取り込む吸引口が形成されたケース本体の上記排出部に、電熱線を内蔵した発熱体が設けられ、この発熱体の上記他端部側にフロントケースが形成されるとともに、このフロントケース内に、上記吸引口から空気を吸引して、上記排出部から空気を排出させるための送風装置が配設された熱風発生装置であって、
   上記発熱体が内設された上記排出部は、その断面積が上記送風装置が配設された上記フロントケースの断面積よりも小さく形成されるとともに、
   上記フロントケースの上記他端部側には、上記送風装置のモータの回転数を検知して、上記発熱体の通電を制御する制御手段が設けられていることを特徴とする熱風発生装置。
2. 上記排出部の上記一端側に、空気を排出させる排出口が、上記排出部の断面積よりも小さく形成され、この排出口には、さらに断面積の小さなアダプタノズルが着脱自在に取り付けられることを特徴とする請求項１に記載の熱風発生装置。
3. 上記送風装置は、上記モータの主軸にファンが回転自在に取り付けられているとともに、当該ファンは上記発熱体に向けて配設されていることを特徴とする請求項１または２に記載の熱風発生装置。
4. 上記制御手段は、上記モータの回転数の上限しきい値に基づき、上記モータの回転数が当該しきい値を超える回転数のときに、上記発熱体の通電を遮断させるとともに、上記モータの回転数が当該しきい値より下がったときに、上記発熱体の通電を自動的に復帰させることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の熱風発生装置。
5. 上記制御手段は、上記モータの回転数の下限しきい値に基づき、上記モータの回転数が当該しきい値を下回ったときに、上記発熱体の通電を遮断させることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の熱風発生装置。
6. 上記制御手段は、上記アダプタノズルの着脱を上記モータの回転数により検知して、通電デューティ値を自動的に変更することを特徴とする請求項２〜５の何れか１項に記載の熱風発生装置。

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