JP4786725B2 - 加熱コイル保護カバー - Google Patents

Description

本発明は、加熱コイル保護カバーに関し、さらに詳細には、塗料乾燥用の誘導加熱装置に用いて好適な加熱コイル保護カバーに関する。

従来より、対象物に塗布された塗料を乾燥する際には、例えば、電気炉を備えた加熱装置などで加熱して塗料を乾燥するという手法が用いられてきた。

図１（ａ）には、こうした従来の電気炉を備えた加熱装置を用いた塗料の乾燥の手法の一例の説明図が示されており、電気炉５２を備えた加熱装置５０において、塗料が塗布された対象物１２（例えば、アルミホイールなどである。）が、所定の温度に加熱された電気炉５２内を通過することによって加熱されることにより、対象物１２に塗布された塗料が乾燥されるようになされている。

そして、塗料が加熱されることにより生じた気化した塗料中の成分（以下、「気化した塗料中の成分」を、単に「ガス」と称することとする。）は、電気炉５２に設けられた排気ライン（図示せず。）から排気されるようになされている。

しかしながら、電気炉５２を用いて対象物１２を移動させながら加熱により塗料を乾燥させるには、対象物１２を移動させながら加熱するための加熱ラインたる電気炉５２を長く設けなければならず、装置全体が大きな構成となってしまという問題点があった。

このため、上記したような問題点を解決するための手法として、誘導加熱装置を用いて塗料の乾燥を行うことが行われている。

図１（ｂ）には、こうした従来の誘導加熱装置を用いた塗料の乾燥の手法の一例の説明図が示されており、誘導加熱装置１０による塗料の乾燥においては、塗料を塗布されてテーブル（図示せず。）上に載置された対象物１２が、加熱コイル１４により形成された空間内に配置され、誘導加熱されることにより塗料が乾燥するようになされている。

従って、誘導加熱装置１０を用いた塗料の乾燥の手法は、上記した電気炉５２によって加熱する加熱装置５０を用いた手法と比較すると、加熱するための加熱ラインを大幅に短縮することができ、装置全体の構成を小型化することができるようになる。

しかしながら、誘導加熱装置１０によれば、加熱コイル１４周辺において、塗料を塗布された対象物１２を加熱した際に生じるガスが充満することとなり、こうしたガスが加熱コイルに付着することで、加熱コイル１４が汚染されてしまい、その結果、加熱コイル１４においてスパークを生じてしまうという問題点があった。

このため、加熱コイル１４周辺に生じたガスを排気する機構が必要とされたが、こうした加熱コイル１４周辺に、排気ファンのような排気手段を単に設けたとしても、加熱コイル１４周辺に充満したガスを十分に排気できにないといった問題点が指摘されていた。

さらに、誘導加熱装置１０に設けられた加熱コイル１４を外的要因から保護するために、加熱コイル１４に保護カバーを設けることがあるが、こうした保護カバーを加熱コイル１４に設けた場合には、排気ファンなどの排気手段による排気効果が低減してしまうといった問題点も指摘されていた。

なお、本願出願人が特許出願のときに知っている先行技術は、文献公知発明に係る発明ではないため、本願明細書に記載すべき先行技術文献情報はない。

図１（ａ）は、従来の電気炉を備えた加熱装置を用いた塗料の乾燥の手法の一例の説明図であり、また、図１（ｂ）は、従来の誘導加熱装置を用いた塗料の乾燥の手法の一例の説明図である。 図２（ａ）は、本発明による加熱コイル保護カバーの概略構成上面斜視説明図であり、また、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ線による要部の断面説明図であり、また、図２（ｃ）は、図２（ａ）のＢ−Ｂ線によるホイール包囲部の断面説明図である。 図３（ａ）は、本発明による加熱コイル保護カバーの概略構成底面斜視説明図であり、また、図３（ｂ）は、加熱装置に用いられる加熱コイルを示す概略構成斜視説明図である。 図４（ａ）は、本発明による加熱コイル保護カバーの変形例を示す概略構成上面斜視説明図であり、また、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＣ−Ｃ線による要部の断面説明図である。 図５（ａ）は、本発明による加熱コイル保護カバーの変形例を示す概略構成上面斜視説明図であり、また、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＤ−Ｄ線による要部の断面説明図である。 図６（ａ）（ｂ）は、本発明による加熱コイル保護カバーの変形例を示す説明図であり、図６（ａ）（ｂ）は、それぞれ図２（ｂ）に対応する。

本発明は、上記したような従来の技術の有する種々の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、加熱コイルを外的要因から保護することができるとともに、加熱コイル周辺に生じたガスを効率よく排気することができるようにした加熱コイル保護カバーを提供しようとするものである。

上記目的を達成するために、本発明は、塗料の乾燥に用いる誘導加熱装置の加熱コイルを保護する加熱コイル保護カバーにおいて、加熱コイルを覆うとともに、略半円錐形状を備えた第１の上部と略円筒形状を備えた第１の下部とにより形成された先端部と、上記先端部の上記第１の上部から延設されたダクト部とを有し、上記ダクト部は、上方に角部を有するようにして三角形状に突出した略三角屋根形状を備えた第２の上部と上記第２の上部の下端部から略垂直方向下方に垂れ下がり形成された第２の下部とにより構成されるとともに、上記第２の上部により形成される断面が略三角形状を備えた空間である上層と上記第２の下部により形成される断面が略四角形状を備えた空間である下層とが、仕切部により互いに連通することのないように仕切られた２層構造を備え、上記ダクト部の上記上層は、上記先端部の上記第１の上部により形成される空間と連通して形成され、上記ダクト部の上記下層は、上記先端部の上記第１の上部により形成される空間とはスペーサーにより仕切られて形成されてなり、上記ダクト部の上記下層に加熱コイルを形成する線材を挿通したものである。

また、本発明は、上記した発明において、上記ダクト部が、上記先端部の上記第１の上部から略水平方向に延設されるようにしたものである。

また、本発明は、上記した発明において、上記ダクト部が、上記先端部の上記第１の上部から水平方向より上方側に向かって延設されるようにしたものである。

また、本発明は、上記した発明において、上記ダクト部の上記角部の角度が、鋭角であるようにしたものである。

また、本発明は、上記した発明において、上記上層における開口部近傍に、排気手段を備えるようにしたものである。

また、本発明は、上記した発明において、上記先端部の上記第１の下部の下端部に樋を形成するようにしたものである。

また、本発明は、上記した発明において、上記先端部および上記ダクト部を非金属材料により形成するようにしたものである。

本発明は、以上説明したように構成されているので、加熱コイルを外的要因から保護することができるとともに、加熱コイル周辺に生じたガスを効率よく排気することができるという優れた効果を奏する。

以下、添付の図面を参照しながら、本発明による加熱コイル保護カバーの実施の形態の一例を詳細に説明するものとする。

まず、図２乃至図３を参照しながら、本発明による加熱コイル保護カバーの実施の形態の一例について説明する。

ここで、図２（ａ）には、本発明による加熱コイル保護カバーの概略構成上面斜視説明図が示されており、また、図２（ｂ）には、図２（ａ）のＡ−Ａ線による要部の断面説明図が示されており、また、図２（ｃ）には、図２（ａ）のＢ−Ｂ線によるホイール包囲部の断面説明図が示されている。

一方、図３（ａ）には、本発明による加熱コイル保護カバーの概略構成底面斜視説明図が示されており、また、図３（ｂ）には、加熱コイルを示す概略構成斜視説明図が示されている。

なお、以下における本発明による加熱コイル保護カバーに関する説明においては、当該本発明による加熱コイル保護カバーを誘導加熱装置１０の加熱コイル１４に対して用いる場合を例にして示している。

この図２（ａ）（ｂ）（ｃ）および図３（ａ）に示す加熱コイル保護カバー２０は、略半円錐形状を備えた上部２２ａと略円筒形状を備えた下部２２ｂとにより形成されている先端部２２と、先端部２２の上部２２ａから略水平方向に延設されたダクト部２４とを有して構成されている。

なお、加熱コイル保護カバー２０は、塗料乾燥時に発生するガスに対する耐性や加熱温度に対する耐熱性などを有する材料が用いられ、例えば、樹脂などの導電性がない非金属材料により構成されている。

この先端部２２は、上部２２ａと下部２２ｂとが一体となって形成されており、下部２２ｂの下面は開口している。

そして、先端部２２内に加熱コイル１４を配置して、先端部２２により加熱コイル１４を覆うことができるように寸法設定されて形成されている。

即ち、先端部２２の下部２２ｂの高さ方向の長さＬ１は、加熱コイル１２の高さ方向の長さＬ２と同等かそれ以上の寸法に設定することが好ましく、先端部２２の下部２２ｂの内径の長さＬ３は、加熱コイル１４の外径の長さＬ４より大きく寸法設定するように設計されている（図３（ａ）（ｂ）を参照する。）。

上記した寸法に先端部２２の下部２２ｂを形成することにより、先端部２２の下部２２ｂにより加熱コイル１４全体を覆うことができる。

ダクト部２４は、上方に角部２５を有するようにして三角形状に突出した略三角屋根形状を備えた上部２４ａと該上部２４ａの下端部から略垂直方向下方に垂れ下がり形成された下部２４ｂとにより構成されており、上部２４ａおよび下部２４ｂの内周面によりダクト部２４の内壁が形成されている。

なお、角部２５の角度α（図２（ｃ）および図５（ａ）を参照する。）については、特に制限はなく、鈍角でも鋭角でもよいが、後述するように、液化した液滴を壁面に沿って加熱コイル保護カバー２０の外部に排出する作用効果を高めるためには、鋭角であることが好ましい。

そして、ダクト部２４の内壁側は、上部２４ａにより形成される断面が略三角形状を備えた空間である上層２４ａａと下部２４ｂにより形成される断面が略四角形状を備えた空間である下層２４ｂａとが、仕切部３０により互いに連通することのないように仕切られた２層構造を備えている。

そして、ダクト部２４の上部２４ａにより形成される上層２４ａａは、先端部２２の上部２２ａにより形成される空間と連通して形成されている。

一方、ダクト部２４の下部２４ｂにより形成される下層２４ｂａは、先端部２２の上部２２ａにより形成される空間とはスペーサー２８により仕切られて形成されている。

なお、スペーサー２８は、例えば、樹脂型の材料やセラミックなどにより形成することができる。

ここで、加熱コイル保護カバー２０と加熱コイル１４との配置の関係について説明すると、ダクト部２４の下層２４ｂａの開口部２４ｂａａから、加熱コイル１４を形成する線材である加熱コイル形成用パイプ１４ａが挿入され、スペーサー２８を貫通して先端部２２内まで延長されて、先端部２２の下部２２ｂ内において加熱コイル形成用パイプ１４ａが巻回されて加熱コイル１４を形成している。

なお、この誘導加熱装置１０においては、加熱コイル１４を形成する加熱コイル形成用パイプ１４ａ内に冷却水を給水することにより、誘導加熱装置１０の冷却が図られている。

そして、加熱コイル保護カバー２０は、ダクト部２４の上層２４ａａの開口部２４ａａａ側およびダクト部２４の下層２４ｂａの開口部２４ｂａａ側で、開口部２４ａａａに対応する開口を備えた所定の壁面と直接的に固定されることにより、加熱コイル保護カバー２０が誘導加熱装置１０において固定的に配設されるようになされている。

加熱コイル保護カバー２０を壁面に取り付ける際の構成としては、例えば、ダクト部２４における開口部２４ａａａ、２４ｂａａ側の外周面に固定部材を設けて壁面と固定するようになされている。

また、加熱コイル保護カバー２０が取り付けられる壁面とは、例えば、高周波発振器などの電気系統や冷却のための給排水装置などの水系統と加熱コイル１４が仕切られている壁面である。

以上の構成において、加熱コイル１４に加熱コイル保護カバー２０が設けられた誘導加熱装置１０により、対象物１２に塗布された塗料を乾燥させる場合には、加熱コイル１４により形成された空間内に対象物１２を載置する。

この際に、対象物１２を載置したテーブルと先端部２２の下部２２ｂとの間には、所定の間隔だけ隙間が空くように、テーブルの寸法を設定しておく。

そして、加熱コイル１４に電流を印加すると、加熱コイル１４により形成された空間内に載置された対象物１２が誘導加熱され、これにより対象物１２に塗布された塗料が加熱され、当該塗料が乾燥する。

こうして塗料が加熱されることにより乾燥される際にガスが発生することになるが、当該発生したガスの一部は、先端部２２の上部２２ａを形成する傾斜面２２ａａに接触して冷却されて液化し、傾斜面２２ａａ表面に液滴が生じる。

上記のようにして生じた液滴は、傾斜面２２ａａから下部２２ｂの壁面２２ｂａを伝って、先端部２２の下方へ落下し、加熱コイル保護カバー２０の外部へ排出される。

また、発生したガスのうちで液化しなかったガスは、ダクト部２４の上部２４ａを通過して、開口部２４ａａａから加熱コイル保護カバー２０の外部へ排出される。

ここで、加熱コイル保護カバー２０内においては、対象物１２を載置するテーブルと先端部２２の下部２２ｂの下端部との間の隙間から外気が引き込まれるため、対象物１２に塗布された塗料が乾燥する際に発生するガスは、常にダクト部２４の上部２４ａから開口部２４ａａａ側へ流れる気流によって、開口部２４ａａａから加熱コイル保護カバー２０の外部へ排出されるようになされる。

その結果、加熱コイル１４周辺に当該ガスが留まることはなく、当該ガスにより加熱コイル１４が汚染されることがなくなる。

また、塗料を乾燥する際に発生するガスは、加熱コイル保護カバー２０の壁面において冷却されて液化しても、先端部２２の上部２２ａが円錐形状に形成されているため、冷却されて生じた液滴は傾斜面２２ａａから下部２２ｂの壁面２２ｂａを伝って加熱コイル保護カバー２０の外部に排出されるため、当該液滴が対象物１２や加熱コイル１４上に落下することがなく、対象物１２や加熱コイル１４が汚染されることはない。

このように、誘導加熱装置１０によって対象物１２に塗布された塗料を乾燥する際に、本発明による加熱コイル保護カバー２０を用いることによって、塗料乾燥時に発生するガスで加熱コイル１４が汚染されることがなくなるため、加熱コイル１４においてスパークの発生が抑制される。

なお、上記した実施の形態は、以下の（１）乃至（５）に示すように変形することができるものである。

（１）上記した実施の形態においては、ダクト部２４を先端部２２の上部２２ａから略水平方向に延設するようにしたが、これに限られるものではないことは勿論である。

例えば、図４（ａ）（ｂ）に示すように、ダクト部２４を先端部２２の上部２２ａから水平方向より上方側に向かって延設するようにしてもよい。

このようにダクト部２４を形成することにより、先端部２２の上部２２ａで冷却されて生じた液滴だけでなく、ダクト部２４の上部２４ａで冷却されて生じた液滴も先端部２２の上部２２ａを構成する傾斜面２２ａａや先端部２２の下部２２ｂの壁面２２ｂａを伝って、先端部２２の下方へ落下し、加熱コイル保護カバー２０の外部へ排出されるようになる。

（２）上記した実施の形態においては、先端部２２の上部２２ａで冷却されて液化した液滴を傾斜面２２ａａから下部２２ｂの壁面２２ｂａを伝って、先端部２２の下方に落下するように構成したが、これに限られるものではないことは勿論である。

例えば、先端部２２の下部２２ｂの下端部に樋２６を設けるとともに、当該樋２６にホース３２などを連接し、ホース３２を介して廃液を貯留するようなタンク３４へ液化されたガスを排出するようにしてもよい（図５（ａ）（ｂ）を参照する。）。

上記した構成を用いると、先端部２２の上部２２ａで冷却されて生じた液滴が加熱コイル保護カバー２０の壁面を伝って樋２６に集められ、ホース３２などを介してタンク３４に貯留されるため、加熱コイル保護カバー２０から排出された液滴により、誘導加熱装置１０内を汚染することを防止することができる。

（３）上記した実施の形態においては、加熱コイル１４を形成する線材として加熱コイル形成用パイプ１４ａを用い、加熱コイル形成用パイプ１４ａ内に冷却水を給水することにより、加熱コイルに冷却機能を持たせるようにしたが、これに限られるものではないことは勿論である。

例えば、加熱コイルを形成する線材として中空の加熱コイル形成用パイプではなくて、中実の線材を用いるようにしてもよい。

また、冷却機能を実現するためには、別途に冷却装置を配設するようにしてもよいことは勿論である。

（４）上記した実施の形態においては、塗料乾燥時に発生したガスのうちで液化しかなったガスは、加熱されたガスの気流によって、ダクト部２４の上部２４ａを通過して開口部２４ａａａから加熱コイル保護カバー２０の外部へ排出されるようにしたが、これに限られるものではないことは勿論であり、加熱コイル保護カバー２０の外部または内部において開口部２４ａａａの近傍に排気手段として、例えば、排気ファン３６を設けて、排気ファン３６による排気によって、加熱コイル保護カバー２０の外部へ当該ガスの排気を促進するようにしてもよい（図６（ａ）（ｂ）を参照する。）。

なお、加熱コイル保護カバー２０の外部に排気手段を設ける場合には、例えば、加熱コイル保護カバー２０が固定された壁面に排気手段を設けるようにすればよい。

（５）上記した実施の形態ならびに上記した（１）乃至（４）に示す変形例は、適宜に組み合わせるようにしてもよい。

本発明は、塗料乾燥用の誘導加熱装置に利用することができる。

１０ 誘導加熱装置
１２ 対象物
１４ 加熱コイル
２０ 加熱コイル保護カバー
２２ 先端部
２４ ダクト部
２５ 角部
２６ 樋
２８ スペーサー
３０ 仕切部
３２ ホース
３４ タンク
３６ 排気ファン
５０ 加熱装置
５２ 電気炉

Claims (7)

1. 塗料の乾燥に用いる誘導加熱装置の加熱コイルを保護する加熱コイル保護カバーにおいて、
   加熱コイルを覆うとともに、略半円錐形状を備えた第１の上部と略円筒形状を備えた第１の下部とにより形成された先端部と、
   前記先端部の前記第１の上部から延設されたダクト部とを有し、
   前記ダクト部は、上方に角部を有するようにして三角形状に突出した略三角屋根形状を備えた第２の上部と前記第２の上部の下端部から略垂直方向下方に垂れ下がり形成された第２の下部とにより構成されるとともに、前記第２の上部により形成される断面が略三角形状を備えた空間である上層と前記第２の下部により形成される断面が略四角形状を備えた空間である下層とが、仕切部により互いに連通することのないように仕切られた２層構造を備え、
   前記ダクト部の前記上層は、前記先端部の前記第１の上部により形成される空間と連通して形成され、
   前記ダクト部の前記下層は、前記先端部の前記第１の上部により形成される空間とはスペーサーにより仕切られて形成されてなり、
   前記ダクト部の前記下層に加熱コイルを形成する線材を挿通した
   ことを特徴とする加熱コイル保護カバー。
2. 請求項１に記載の加熱コイル保護カバーにおいて、
   前記ダクト部は、前記先端部の前記第１の上部から略水平方向に延設された
   ことを特徴とする加熱コイル保護カバー。
3. 請求項１に記載の加熱コイル保護カバーにおいて、
   前記ダクト部は、前記先端部の前記第１の上部から水平方向より上方側に向かって延設された
   ことを特徴とする加熱コイル保護カバー。
4. 請求項１、２または３のいずれか１項に記載の加熱コイル保護カバーにおいて、
   前記ダクト部の前記角部の角度は、鋭角である
   ことを特徴とする加熱コイル保護カバー。
5. 請求項１、２、３または４のいずれか１項に記載の加熱コイル保護カバーにおいて、
   前記上層における開口部近傍に、排気手段を備える
   ことを特徴とする加熱コイル保護カバー。
6. 請求項１、２、３、４または５のいずれか１項に記載の加熱コイル保護カバーにおいて、
   前記先端部の前記第１の下部の下端部に樋を形成した
   ことを特徴とする加熱コイル保護カバー。
7. 請求項１、２、３、４、５または６いずれか１項に記載の加熱コイル保護カバーにおいて、
   前記先端部および前記ダクト部は、非金属材料により形成された
   ことを特徴とする加熱コイル保護カバー。

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