JP4065624B2 - 誘導発熱ローラ装置 - Google Patents
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Description
【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。
【0002】
【従来の技術】
回転されるローラ本体と、その内部に配置され、鉄心と、これに巻装される誘導コイルとからなる誘導発熱機構を備えた誘導発熱ローラ装置において、例えばローラ本体の表面のサーマルクラウンの発生を避けるために、誘導コイルをローラ本体の軸心方向に沿って複数に分割した構成は、既に多く使用されている。
【0003】
図7は従来の誘導発熱機構の上半部のみを示した部分断面図で、Aは支持パイプで、ローラ本体の軸心方向に沿って延びており、Bは支持パイプAに適当な間隔を置いて固定されてあるリング状の磁性板、Cは隣合う磁性板Bの間に位置するように設置された環状の鉄心、Dは鉄心Cの外周に絶縁物Eを介して巻装されてある誘導コイルである。このように各鉄心、誘導コイルを設置すれば、誘導コイルをローラ本体の軸心方向に沿って複数に分割した構成とすることができる。このような構成は例えば特開平9−7754号公報に開示されている。
【0004】
しかしこのような構成によれば、鉄心Cが各誘導コイルDにしたがって分割するようにしているため、その製作が面倒であり、また機械的に高い剛性を持たせることが困難である。更に各誘導コイルに接続される給電用電線を外部に引出すのに、鉄心C、支持パイプAに孔を明け、この孔を通して支持パイプA内に給電用電線を挿通する必要があるが、鉄心Cに孔を明ける作業は極めて面倒である。
【0005】
またこのように磁性板Bを使用した場合、誘導コイルDを励磁することによって発生する交番磁束は、この磁性板Bを集中的に通過してローラ本体に向かう。しかし隣合う誘導コイルDに流れる励磁電流に位相差があると、磁性板Bを通る磁束が打ち消し合うようになるので、ローラ本体の磁性板Bの先端に向い合う部分を通る磁束が他の部分より少なくなる。そのためその部分の温度が他の部分より低くなり、ローラ本体の表面温度の均一化が損なわれることがある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、誘導コイルを分割して誘導発熱機構を構成するにあたり、機械的剛性の強化を図るとともに、給電用電線の引出を容易とし、更に磁束の集中を避けてローラ本体の表面温度の均一化を図ることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は、回転されるローラ本体と、前記ローラ本体の内部に配置される誘導発熱機構とからなる誘導発熱ローラ装置において、前記誘導発熱機構を、長尺筒状の鉄心と、前記鉄心の外周面に間隔をおいて配置されてあって、その軸心方向に延びる非磁性材からなる断面コ字状の保持枠と、前記保持枠の外周に間隔を置いて巻装される複数の誘導コイルとにより構成し、前記保持枠のコ字状の凹部に前記誘導コイルと鉄心との間を絶縁するスペーサと各誘導コイルの端面間の間隔を維持して絶縁するスペーサとを嵌合して保持し、前記保持枠間によって形成される空間の前記誘導コイルと鉄心の外表面との間に前記誘導コイルに給電する電線を通してなることを特徴とする。
【0008】
分割された複数の誘導コイルは単一の長尺筒状の鉄心に対して共通に巻装されるとともに、各誘導コイルの間にはその間隔を維持するためのスペーサが配置されるので、誘導発熱機構としての機械的剛性は十分に高められる。
【0009】
保持枠が鉄心の外周面に間隔を置いて配置され、その外周に誘導コイルが巻装されることにより、鉄心の外周と誘導コイルとの間には保持枠の高さに相当する隙間が形成される。この隙間を利用して給電用電線を引出すことができるし、また自然対流または強制空冷によるコイル及び鉄心の冷却も可能となる。
【0010】
隣合う誘導コイルの間にはスペーサが介在しているので、隣合う誘導コイルの間に磁束が集中して通ることがなく、したがって磁束打消によるローラ本体の表面温度の低下が回避できる。
【0011】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図により説明する。図1において、1は回転されるローラ本体、2はローラ本体1の両端に連なる駆動軸で、軸受3を介して機台4に回転自在に支持されている。5は駆動軸2及びローラ本体を貫通している支持ロッドで、駆動軸2に対して軸受6を介して支持されており、駆動軸2が回転するとき、共回りすることなく静止状態を維持している。支持ロッド5に誘導発熱機構7が支持されている。8はローラ本体1の周壁内部に設けられたジャケット室で内部に気液二相の熱媒体が封入されてある。これらの構成は通常の誘導発熱ローラ装置と特に相違するものではない。
【0012】
本発明による誘導発熱機構7は次のように構成されている。すなわち11は長尺筒状の鉄心である。この鉄心は広幅の磁性鋼板を巻回した巻鉄心により構成してもよいが、また細幅で長尺の磁性鋼板を利用し、その長手方向の端縁をインボリュート曲線に近似するようにわん曲させたものを順次積層して筒状の鉄心としたものを使用してもよい。これによれば長尺筒状の鉄心を簡単に製作することができる。このような鉄心は例えば実用新案登録第2532986号公報に例示されている。
【0013】
12は保持枠で、例えば断面がコ字状とされてあり、これは鉄心11の外周面に間隔をおいて複数(図3に示す例では4個)配置されてあって、鉄心11の軸心方向に延びるように鉄心11とほぼ同じ長さとされている。この保持枠12は磁界の中に配置されるので、非磁性材であって、電気抵抗値の高い金属、たとえばステンレスによって構成するのが望ましい。
【0014】
保持枠12の外周に、鉄心11の長さ方向に沿って適当な間隔を置いて複数の誘導コイル13が巻装される。保持枠12の内部にあって誘導コイル7の内面に向かい合う位置に、絶縁性のスペーサ14が嵌合されるようにして配置される。これは鉄心11と誘導コイル7との間を絶縁するためのものであるが、誘導コイル7、鉄心11の熱によって加熱されるので、そのため耐熱性が高く、かつ圧縮強度の高い絶縁物、例えばセラミックのような無機質材を使用するとよい。
【0015】
15は隣合う誘導コイル7の向い合う端面間に配置されたスペーサで、これは各誘導コイル7間を絶縁するとともに、その間隔を維持するためののものである。誘導コイルが励磁されたときに作用する電磁吸引力によって誘導コイル同志が吸引、反発しても、これをこのスペーサ15が受けて、誘導コイル間の間隔を維持する。
【0016】
図1〜図3に示すスペーサ15は台部16と、その中央に起立する突出部17とによって、正面から見て凸状に構成されてある。そして台部16が保持枠12に嵌合されるとともに、誘導コイル12の内面にまで差し込まれるようにしてある。この差し込みによりスペーサ15は保持枠12から抜け出るのが防止される。なおこのスペーサ15はスペーサ14と同じく、耐熱性が高く、かつ圧縮強度の高い絶縁物、例えばセラミックのような無機質材を使用するとよい。18は誘導コイル13の給電用電線である。
【0017】
これらの説明から理解されるように、誘導コイル7を分割して誘導発熱機構7を構成するにあたり、長尺筒状の鉄心11を使用し、これに絶縁性のスペーサ14を保持する保持枠12を介して各誘導コイル7を巻装しているので、従来のように鉄心を分割する必要がなくなり、誘導発熱機構7の機械的剛性を高めることができる。
【0018】
また隣合う誘導コイル7の間には従来のような磁性板が介在していないので、誘導コイル7の間で磁束が集中して通るようなことはない。そのためローラ本体1の表面において局部的に温度が低下するといったことは、これにより回避されるようになる。
【0019】
更に誘導コイル7と鉄心11との間には、保持枠12の高さに相当する高さの空間19が形成されるようになる。この空間を利用して給電用電線18を引出すようにすれば、従来のように引出用の孔を鉄心、支持パイプに明ける必要はなくなる。またこのような空間の存在により、自然対流によるコイル及び鉄心の冷却も可能となり、場合によってはこの空間を冷却エアーの通路に利用することにより、強制空冷も可能となる。
【0020】
図4に他の実施形態の誘導発熱機構7を示す。図1の構成ではスペーサ14を誘導コイル13の内面に向い合う個所にのみ配置しているが、図4に示すものは保持枠12内にその全長にわたって配置してあり、また図1に示す例ではスペーサ15はその台部16が保持枠12内にあって保持されているが、図4に示すスペーサ15は、リング状に形成されてあり、誘導コイル13の隣合って向い合う端面に固定して取り付けられている。
【0021】
この場合のスペーサ15は、図1におけるスペーサ15と同じような材質の絶縁物で製作し、これを誘導コイル13の端面に貼付てもよいし、あるいは未焼成の液相のセラミックセメント、硬化性樹脂などを誘導コイル13の端面に充填して固化することにより設置するようにしてもよい。
【0022】
これによるとスペーサ15は誘導コイル13の端面に固定して取り付けられるので、誘導コイル13同志を接触して設置することができる。また誘導コイル13間に作用する電磁吸引力は、誘導コイル13の端面全周で受けることができるようになって都合がよい。
【0023】
図5に更に他の実施形態の誘導発熱機構7を示す。スペーサ14は図1の場合と同様に各誘導コイル13毎にその内側に位置するように保持枠12に嵌合し、またスペーサ15は図4の場合と同様にリング状とされて誘導コイル13の隣合って向い合う端面に固定して取り付けられている。
【0024】
ここに示す実施形態では、更に絶縁材によって製作されたスペーサ20を用意し、これを保持枠12に図6に示すように嵌合して取り付ける。スペーサ20は各誘導コイル13の間に配置される。これによると電磁吸引力はスペーサ20を介して誘導コイル13間に作用するので、1ヶ所に電磁吸引力が集積してしまうことがなく、したがって誘導コイル13の電磁吸引力による経時的な劣化が回避できる利点がある。
【0025】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、誘導コイルを多分割する構成においても機械的剛性の高い誘導発熱機構が得られるとともに、隣合う誘導コイル間に磁性板を取り付けないことによりローラ本体の表面温度分布が均一化されるし、更に給電用電線の引出のために鉄心などに引出用の孔を設ける必要がないといった各種の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態を示すもので上半部を断面とした正面図である。
【図2】図1に示す誘導発熱機構を示すもので、上半部を断面とした正面図である。
【図3】図2に示す誘導発熱機構の、一部を分解して示す斜視図である。
【図4】本発明の他の実施形態の誘導発熱機構を示すもので、上半部を断面とした正面図である。
【図5】本発明の更に他の実施形態の誘導発熱機構を示すもので、上半部を断面とした正面図である。
【図6】図5に示す誘導発熱機構の一部を示す斜視図である。
【図7】従来の誘導発熱機構の上半部の部分断面図である。
【符号の説明】
1 ローラ本体
7 誘導発熱機構
11 鉄心
12 保持枠
13 誘導コイル
14 スペーサ
15 スペーサ
18 給電用電線
19 空間
Claims (1)
- 回転されるローラ本体と、前記ローラ本体の内部に配置される誘導発熱機構とからなる誘導発熱ローラ装置において、前記誘導発熱機構を、長尺筒状の鉄心と、前記鉄心の外周面に間隔をおいて配置されてあって、その軸心方向に延びる非磁性材からなる断面コ字状の保持枠と、前記保持枠の外周に間隔を置いて巻装される複数の誘導コイルとにより構成し、前記保持枠のコ字状の凹部に前記誘導コイルと鉄心との間を絶縁するスペーサと各誘導コイルの端面間の間隔を維持して絶縁するスペーサとを嵌合して保持し、前記保持枠間によって形成される空間の前記誘導コイルと鉄心の外表面との間に前記誘導コイルに給電する電線を通してなる誘導発熱ローラ装置。
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JP08525499A Expired - Fee Related JP4065624B2 (ja) | 1999-03-29 | 1999-03-29 | 誘導発熱ローラ装置 |
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1999
- 1999-03-29 JP JP08525499A patent/JP4065624B2/ja not_active Expired - Fee Related
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