JP3798240B2 - 誘導発熱ローラ装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数個に分割された誘導コイル端部間の電位差に基づくロ−ル表面温度の低下を防止した誘導発熱ローラ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように誘導発熱ロール装置は、回転するロールの内部に、鉄心と、これに巻装された誘導コイルとからなる誘導発熱機構を備えている。この構成の一例を図９の断面図によって説明すると、１はロールで、架台２に対して軸受３によって回転可能に支持され、図示しない回転源によって回転駆動される。４はロール１の肉厚部分に形成されてあるジャケット室で、内部に気液二相の熱媒体が封入されている。
【０００３】
ロール１の中空内部には、複数に分割された誘導コイル５と、この誘導コイル５が巻装されている鉄心６とによって誘導発熱機構７が構成されている。８は各誘導コイル間に介在している磁性円板、９は誘導発熱機構７を支持する支持ロッドで、これは軸受１０を介してロール１に連なるジャーナル１１の内部に支持されている。１２は誘導コイル５のリード線で、支持ロッド９内を通って外部に導出され、外部の交流電源に接続されている。
【０００４】
図９の断面図に示すように、ロール１の内部には誘導コイル５が複数に分割されて鉄心６に巻装されており、リ−ド線１２を介して単相交流電源、または三相交流電源のような多相交流電源に接続されている。図８（ｂ）は、図９で説明したような複数に分割された誘導コイルを単相交流電源に接続した例を示す配線図であり、図８（ａ）はロ−ルの長さ方向の温度分布を示す特性図である。
【０００５】
図８（ｂ）において、誘導コイルＡ、Ｂ、Ｃの巻回方向を同じ順巻のＴａとする。また、単相交流電源Ｕ、Ｖの端子をそれぞれＵ１、Ｕ２、Ｕ３、およびＶ１、Ｖ２、Ｖ３とする。誘導コイルＡを端子Ｕ１−Ｖ１間に接続し、誘導コイルＢを端子Ｕ２−Ｖ２間に接続する。また、誘導コイルＣを端子Ｕ３−Ｖ３間に接続する。
【０００６】
各誘導コイルＡ、Ｂ、Ｃは、順方向に巻回されており、巻き始めの端部はＵ相に、巻き終わりの端部はＶ相にそれぞれ接続されている。このため、各誘導コイルＡ、Ｂ、Ｃによる発生磁束の方向は、図示のように同じΦａとなる。
【０００７】
図８（ｂ）に示されているように、誘導コイルＡの巻き終わり端部は単相交流電源の端子Ｖ１に接続され、また、誘導コイルＢの巻き始め端部は単相交流電源の端子Ｕ２に接続されている。このように、隣接して配置される誘導コイルＡの巻き終わり端部と誘導コイルＢの巻き始め端部とは、単相交流電源の異なる相に接続されており、両者の間に電位差が発生している。また、隣接して配置される誘導コイルＢの巻き終わり端部と誘導コイルＣの巻き始め端部とは、それぞれ単相交流電源の端子Ｖ２とＵ３に接続されており、両者の間に電位差が発生している。
【０００８】
このように、ロール１の内部に複数に分割された誘導コイルを鉄心に巻装して配置し、単相交流電源に接続したときに、隣接して配置される誘導コイルの端部間には電位差が発生している。このため、各誘導コイルの端部間に一定以上の絶縁距離を設けて、両者間を電気的に絶縁する必要がある。図９の例では、各誘導コイル間に介在している磁性円板８がこのような電気的絶縁手段として機能している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ロール１の内部に配置された複数の誘導コイル間に前記のように電気的絶縁手段を設けているので、この個所には誘導コイルが配置されないことになる。したがって、誘導コイルが配置されない個所では磁束が発生していないため、ロ−ル表面の温度分布の特性は図８（ａ）のＤａで示されるように、前記誘導コイルの端部間に相当するＰ、Ｑの２個所において他の個所よりも表面温度が低くなり、温度分布の特性がロ−ルの長さ方向で平坦にならないという問題があった。
【００１０】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、複数に分割された誘導コイルをロ−ル内部に配置したときに、各誘導コイル端部間の電位差に基づくロ−ル表面温度の低下を防止した誘導発熱ローラ装置の提供を目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、回転するロ−ルと、前記ロ−ルの中空内部にあって、前記ロ−ルの軸方向に沿って順次並んで配置された誘導発熱機構のための複数個に分割された誘導コイルと、前記各誘導コイルを励磁する単相交流電源とからなり、誘導コイルの巻き終わり端部と、前記誘導コイルに隣接する誘導コイルの巻き始め端部に同電位を印加すると共に、発生磁束の方向が同方向となるように各誘導コイルの巻回方向を互いに逆にし、複数個に分割された各誘導コイルを近接配置してなることを特徴とする。
【００１２】
【００１３】
【００１４】
請求項１に係る発明によれば、複数個に分割された誘導コイルの巻き終わり端部と、前記誘導コイルに隣接する誘導コイルの巻き始め端部に単相交流電源の同電位を印加すると共に、発生磁束の方向が同方向となるように各誘導コイルの巻回方向を設定し、複数個に分割された各誘導コイルを近接配置している。このため、ロ−ルのほぼ全長にわたり磁束が発生することになるので、ロ−ル表面の温度分布の特性をロ−ルの全長にわたりほぼ平坦に近づけることができる。
【００１５】
【００１６】
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施態様を図によって説明する。図１（ｂ）は、図９で説明したような複数に分割された誘導コイルを単相交流電源に接続した例を示す配線図、図１（ａ）はロ−ルの長さ方向の温度分布を示す特性図、図２は誘導発熱ローラ装置の断面図である。従来例の図８（ａ）、（ｂ）、図９と同じところ、または対応する部分には同一の符号を付しており、詳細な説明は省略する。
【００１８】
図１（ｂ）に示すように、誘導コイルＡ、Ｃの巻回方向を順巻のＴａとし、誘導コイルＢの巻回方向を逆巻のＴｂとする。誘導コイルＡを端子Ｕ１−Ｖ１間に接続し、誘導コイルＢを端子Ｖ２−Ｕ２間に接続する。また、誘導コイルＣを端子Ｕ３−Ｖ３間に接続する。
【００１９】
各誘導コイルＡ、Ｃは、順巻方向に巻回されており、巻き始めの端部はＵ相に、巻き終わりの端部はＶ相にそれぞれ接続されている。このため、誘導コイルＡ、Ｃの発生磁束Φａは同じ方向となる。また、逆巻方向に巻回されている誘導コイルＢの巻き始めの端部はＶ相に、巻き終わりの端部はＵ相にそれぞれ接続されている。このため、誘導コイルＢの発生磁束Φｂの方向は、図示のようにΦａと同方向になる。
【００２０】
図１（ｂ）に示されているように、誘導コイルＡの巻き終わり端部は単相交流電源の端子Ｖ１に接続され、また、誘導コイルＢの巻き始め端部は単相交流電源の端子Ｖ２に接続されている。このように、隣接して配置される誘導コイルＡの巻き終わり端部と誘導コイルＢの巻き始め端部とは、単相交流電源の同じ相に接続されており、両者の間に電位差は発生しない。また、隣接して配置される誘導コイルＢの巻き終わり端部と誘導コイルＣの巻き始め端部とは、それぞれ単相交流電源端子Ｕ２とＵ３に接続されており、両者の間に電位差は発生していない。
【００２１】
このように、図１（ｂ）の例では、ロール１の内部に複数の誘導コイルを鉄心に巻装して配置し、単相交流電源に接続したときに、隣接して配置される誘導コイルの端部間には電位差が発生していない。このため、各誘導コイルの端部間には両者間を電気的に絶縁する手段は不要となる。すなわち、各誘導コイルの端部間に絶縁距離を設定する必要がなく、図２の断面図に示すように、各誘導コイル５の端部を接近して配置することができる。
【００２２】
すなわち、図１（ｂ）の例ではロール１の内部に複数に分割された誘導コイルを鉄心に巻装して配置する際に、各誘導コイルの端部を接近して配置することができるので、ロ−ル１の長さ方向において誘導コイルが欠ける部分はほぼなくなることになる。このため、ロ−ル１のほぼ全長にわたり磁束が発生することになるので、温度分布の特性は図１（ａ）のＤｂに示すように各誘導コイルの端部間に相当する位置Ｐ、Ｑの２個所においても、表面温度の低下を少なくすることができ、ロ−ル全長にわたりほぼ平坦な温度分布の特性が得られる。
【００２３】
【００２４】
【００２５】
【００２６】
【００２７】
【００２８】
【００２９】
【００３０】
【００３１】
【００３２】
【００３３】
【００３４】
【００３５】
【００３６】
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る発明によれば、複数個に分割された誘導コイルの巻き終わり端部と、前記誘導コイルに隣接する誘導コイルの巻き始め端部に同電位を印加すると共に、発生磁束の方向が同方向となるように各誘導コイルの巻回方向を設定し、各誘導コイルの端部を接近して配置しているので、ロ−ルの長さ方向において誘導コイルが欠ける部分はほぼなくなることになる。すなわち、ロ−ルのほぼ全長にわたり磁束が発生することになるので、ロ−ル表面の温度分布の特性をロ−ルの全長にわたりほぼ平坦に近づけることができる。
【００３８】
【００３９】
【図面の簡単な説明】
【図１】 （ａ）は本発明の実施態様における特性図、（ｂ）は配線図である。
【図２】 本発明の実施態様における誘導発熱ロール装置の断面図である。
【図３】 （ａ）は従来例における特性図、（ｂ）は配線図である。
【図４】 従来例の誘導発熱ロール装置の断面図である。
【符号の説明】
１ ロール
５ 誘導コイル
６ 鉄心
７ 誘導発熱機構
Ｔａ 巻回方向が順巻の誘導コイル
Ｔｂ 巻回方向が逆巻の誘導コイル

Claims (1)

1. 回転するロ−ルと、前記ロ−ルの中空内部にあって、前記ロ−ルの軸方向に沿って順次並んで配置された誘導発熱機構のための複数個に分割された誘導コイルと、前記各誘導コイルを励磁する単相交流電源とからなり、誘導コイルの巻き終わり端部と、前記誘導コイルに隣接する誘導コイルの巻き始め端部に同電位を印加すると共に、発生磁束の方向が同方向となるように各誘導コイルの巻回方向を互いに逆にし、複数個に分割された各誘導コイルを近接配置してなることを特徴とする誘導発熱ローラ装置。

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