(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒータから放射された熱によって、当該ヒータから離間した位置の被処理物を加熱する加熱装置であって、
前記ヒータは、バルブ内に発光コイルが配置され両端の封止部にベース部が設けられた棒状の白熱ランプで構成されるとともに、その長手方向に支持軸を有し、
前記ベース部は支持軸上に位置しヒータの少なくとも一部の発光コイルからなる発熱部が、前記支持軸から偏心した軸上に存在し、
前記支持軸を中心に、前記ベース部を回転自在に支持することによって、前記ヒータの発熱部と被処理物の離間距離を部分的に調整可能に設置したことを特徴とする加熱装置。
【請求項２】
前記棒状ヒータは、少なくとも一部が略円弧状の形状のものであることを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
【請求項３】
前記ヒータが、ハロゲンヒータであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被処理物を加熱する加熱装置に関するものであり、更に詳しくは、ヒータから放射された熱によって、当該ヒータから離間した位置の被処理物を加熱する加熱装置であって、被処理物とヒータとの離間距離を部分的に任意に変化させて被処理物の加熱の程度を任意に調整することを可能とする新規加熱装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、複数の白熱ランプを組み合わせて構成した加熱装置が知られている。その一例を図８に示す。この種の加熱装置では、被処理物Ｗが受ける加熱の程度を変えるために、例えば、白熱ランプの電気入力を制御したり、あるいは、被処理物Ｗの加熱領域を変えるために、ランプと被処理物の離間距離を変えたりすることが必要であった。また、被処理物Ｗの端部（被処理物ＷのＸ軸方向の端部やＹ軸方向の端部) の温度は中央部に比べて低くなることから、端部の加熱の程度を上げるために、ランプの配置を、被処理物の中央部より端部が多くなるように設計していた。
【０００３】
しかし、加熱の程度を変えるために、白熱ランプの電気入力を制御する場合には、電源回路に制御部を設ける必要があり、別途、制御回路が必要になる。また、複数のランプで被処理物を加熱する場合には、被処理物の端部を加熱するランプの回路と、中央部を加熱するランプの回路の２系統の回路が必要になる。
【０００４】
また、被処理物の加熱領域を変えるために、ランプと被処理物の離間距離を変えるには、ランプが組み込まれているユニットごとに位置を調整しなければならなくなる。また、１つのランプにおいては、フィラメントの設計は固定化されており、部分的に、ランプの端部の発熱を大きくしたり、あるいは小さくしたりすることはできない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このような状況の中で、本発明者は、上記従来技術に鑑みて、上記従来技術の問題点を抜本的に解消することを可能とする新しい加熱装置を開発することを目標として鋭意研究を積み重ねた結果、長手方向に支持軸を有するヒータを支持軸に対して回転自在に支持することにより、ヒータの発熱部と被処理物との離間距離を任意に変えて、被処理物の加熱の程度とその加熱領域を制御することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明は、被処理物とヒータの発熱部との離間距離を部分的に任意に変化させることができる加熱装置を提供することを目的とするものである。また、本発明は、被処理物の加熱の程度とその加熱領域を任意に制御することが可能な加熱装置を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明は、以下の技術的手段から構成される。
（１）ヒータから放射された熱によって、当該ヒータから離間した位置の被処理物を加熱する加熱装置であって、
前記ヒータは、バルブ内に発光コイルが配置され両端の封止部にベース部が設けられた棒状の白熱ランプで構成されるとともに、その長手方向に支持軸を有し、
前記ベース部は支持軸上に位置しヒータの少なくとも一部の発光コイルからなる発熱部が、前記支持軸から偏心した軸上に存在し、
前記支持軸を中心に、前記ベース部を回転自在に支持することによって、前記ヒータの発熱部と被処理物の離間距離を部分的に調整可能に設置したことを特徴とする加熱装置。
（２）前記棒状ヒータは、少なくとも一部が略円弧状の形状のものであることを特徴とする前記（１）に記載の加熱装置。
（３）前記ヒータが、ハロゲンヒータであることを特徴とする前記（１）又は（２）に記載の加熱装置。
【０００７】
次に、本発明について、更に詳細に説明する。
本発明は、ヒータから放射された熱によって、当該ヒータから離間した位置の被処理物を最適化した加熱条件で加熱することを可能とする加熱装置に係るものである。前記ヒータは、任意の形状の棒状ヒータで構成されるとともに、その長手方向に支持軸を有し、当該ヒータの少なくとも一部の発熱部が、前記支持軸から偏心した軸上に存在し、前記ヒータをその支持軸を中心に回転自在に支持することによって、前記ヒータの発熱部と被処理物の離間距離を部分的に調整可能に設置したことを特徴としている。
【０００８】
本発明では、任意の形状に加工された任意の形状を有する棒状ヒータを使用することが可能である。当該棒状ヒータの形状は、例えば、図１に示されるように、全体として直線状であって、一部の発熱部が、その支持軸から偏心した軸上に存在しているものが例示されるが、その他にも、例えば、図７に示されるように、全体として略円弧状のもの、三角形状のもの、複数の発熱部が支持軸から偏心した軸上に形成されているもの、それらの形状をいくつか組み合わせたもの、等が例示される。しかし、これらに制限されるものではなく、本発明では、適宜の形状のヒータを使用することができる。
【０００９】
本発明において、上記棒状のヒータは、その発熱部が連続的に存在していてもよく、また、発熱部が非連続的に存在していてもよい。これらの発熱部としては、例えば、白熱ランプの場合、当該白熱ランプのバルブ内に配置されたフィラメント素線を密に巻回した発光コイルが例示されるが、これに制限されるものではない。また、本発明では、これらのヒータとして、好適には、例えば、白熱ランプ、特に、ダブルエンドタイプのハロゲンヒータ、電熱線を石英管に通したいわゆるコルツヒータ、金属パイプにコイルを通したシーズヒータ等が使用されるが、これらに制限されるものではなく、同効のヒータであれば同様に使用することができる。
【００１０】
本発明において、前記ヒータとしては、前記したように、例えば、その長手方向に支持軸を有し、ヒータの両端の支持軸の軸線が、一直線上に存在するものが例示されるが、この種のものに制限されるものではなく、例えば、図６に示されるように、ヒータの両端の支持軸の軸線が、一直線上に存在しないものであってもよい。前記ヒータは、その支持軸を中心に回転自在に支持することによって、前記ヒータの発熱部と被処理物との離間距離を部分的に調整可能に設置される。
【００１１】
前記ヒータは、例えば、その両端のベース部を、当該ベース部を挿入する穴を有する適宜の手段を利用して回転自在に支持することにより、その支持軸を中心に所定の角度で支持される。この場合、好適には、前記ヒータを任意の角度で支持することが可能な固定手段を用いることができるが、当該固定手段は、前記ヒータをその支持軸を中心に所定の角度で回転させた状態で固定する機能を有するものであればよく、その具体的な構成は特に制限されるものではない。このような固定手段により、前記ヒータの両端部のベース部を固定するか、あるいは、その中央部の任意の位置を固定することにより、前記ヒータは、その支持軸を中心に任意の角度で支持される。
【００１２】
本発明の加熱装置は、前記ヒータを単一又は複数組み合わせて構成されるが、本発明では、各ヒータは、その支持軸を中心にそれらの角度を任意に変化させて設置することが可能であり、それにより、前記ヒータの発熱部と被処理物の離間距離を部分的に調整して被処理物に対する配熱量を任意に調節することが可能となる。本発明の加熱装置は、固定又は移動する被処理物に対して任意に調節された熱量で配熱し、それにより、被処理物が受ける加熱の程度及び加熱領域を任意に制御することを可能とするものである。
【００１３】
【作用】
本発明は、ヒータから放射された熱によって、当該ヒータから離間した位置の被処理物を最適化した加熱条件で加熱することを可能とする加熱装置に係るものである。本発明では、前記ヒータは、任意の形状の棒状ヒータで構成されるとともに、その長手方向に支持軸を有し、当該ヒータの少なくとも一部の発熱部が、前記支持軸から偏心した軸上に存在していること、及び前記ヒータは、その支持軸を中心に回転自在に支持することによって、前記ヒータの発熱部と被処理物の離間距離を部分的に調整可能に設置されること、が重要な構成要件とされる。
【００１４】
本発明の加熱装置は、前記ヒータを単一又は複数組み合わせて構成されるが、この場合、各ヒータをその支持軸を中心に所定の角度に傾けて設置することにより、前記ヒータの発熱部と被処理物の離間距離を任意に調整し、それにより、被処理物が受ける加熱の程度及び加熱領域を任意に調節することが実現される。また、本発明では、前記棒状ヒータの種類及び形状、当該ヒータの数量、それらの傾きの程度、被処理物と前記ヒータの発熱部との離間距離、被処理物の移送の速度などを総合的に調整することにより、加熱条件を容易に最適化することが可能であり、それにより、被処理物を最適化した加熱条件で加熱することが可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、図面の記載に基づいて本発明の実施の態様について具体的に説明する。
図１は、本発明の加熱装置のヒータの一実施例を示す説明図である。この実施の態様では、本発明のヒータは、図１に示されるように、棒状の白熱ランプ（ヒータ外径φ１０、２００Ｖ−１０００Ｗ、全長５００ｍｍ、高さ１００ｍｍ）で構成されるとともに、その長手方向に支持軸を有し、当該ヒータの少なくとも一部の発熱部が、前記支持軸から偏心した軸上に存在している。図中、Ａ及びＢは発熱部であり、この場合、発熱部Ｂは支持軸上に存在し、発熱部Ａは支持軸から偏心した軸上に存在している。前記ヒータは、その支持軸を中心に回転自在に支持することによって、前記ヒータの発熱部と被処理物の離間距離を部分的に調整可能に設置される。上記棒状の白熱ランプをその支持軸を中心に回転自在に支持することにより、発熱部である発光部Ａ及び発光部Ｂと被処理物との離間距離を任意に変えることができる。
【００１６】
図２は、同じランプを、その支持軸を中心に回転角度を変えて支持した場合に、被処理物が受ける熱量の違いを照度で比較した結果を示している。白熱ランプを０度（水平）に設置したときとその支持軸を中心に４５度傾けて設置したときの配熱による熱量比率を比較すると、白熱ランプを水平に設置した場合は、図中、左図に示されるように、両端部及び中央部の熱量は１００であり、同一となる。一方、４５度傾けて設置した場合は、図中、中央図及び右図に示されるように、両端部の熱量は、２３７であり、中央部の熱量１００の約２．７倍となる。この場合の両端部の熱量は、照度Ｅ、光量Ｉ及び距離Ｒの関係を表す式、Ｅ＝Ｉ／Ｒ2 から、１／６５2 ／１００2 ＝２．３７と計算される。
【００１７】
図３は、本発明の加熱装置をコンベアの上方に設置して、移動する被処理物を連続的に加熱する場合の一実施例を示す。図中、右図に具体的に示されるように、端部の配熱を大にする場合、被処理物と発熱部の離間距離を端部の距離Ａより中央部の距離Ｂが大きくなるようにヒータを設置する（図中、（１）端部配熱大）。同様に、ヒータをその支持軸を中心に所定の角度で傾けて設置することにより、端部と中央部の配熱をフラットにすることが可能であり（図中、（２）配熱フラット）、また、中央部の配熱を大（端部配熱小）とすることができる（図中、（３）中央部大）。
【００１８】
図３に示すように、被処理物がコンベアで流れている場合に、１種類のランプで、その支持軸Ｘ−Ｘを中心にランプの角度を回転させ、所定の角度で設置することにより、被処理物を任意の領域別にその加熱の程度を制御することができる。このような加熱装置は、例えば、一例として、自動車のドアなどの曲面に塗布された塗料の乾燥等に好適に利用されるが、本発明の加熱装置は、適宜の技術分野で使用することが可能であり、これらに制限されるものではない。
【００１９】
図４、図５は、ヒータをその支持軸を中心に所定の角度で固定する方法及びその固定機構の一例を示す説明図である。図４は、側板穴Ｃにヒータの支持軸Ｘ−Ｘ上に位置するベース部を通し、ランプのセンター部をセラミックのフック状部材Ｄで支持する構成を示す。図５は、上記フック状部材Ｄの一実施例を示すものであり、ランプのセンター部Ｈをフック状部材Ｄのフック部に挿入し、これを所定の位置にネジで固定する手段を有する。しかし、本発明は、これらに制限されるものではなく、ランプのベース部又はランプのセンター部を所定の角度で任意に固定できる機能を有するものであれば適宜の手段を使用することができる。このように、本発明では、ランプはベース部を中心に自在に回転するので、封止部に負荷がかからず、封止部が破損する心配がない。
【００２０】
本発明の加熱装置では、複数のヒータを並べて設置することができる。この際に、被処理物の端部を強く加熱し、被処理物の加熱温度を均一にしたい場合には、ヒータをその支持軸を中心に回転させ、被処理物の端部とヒータの発光部を所定の距離に近づけるようにする。なお、ヒータは、前述のように、白熱ランプに限らず、コルツヒータ、シーズヒータ等であってもよく、また、白熱ランプの場合、例えば、バルブ内のフィラメントは全て連続した発光部よりなるものであってもよく、それらの構成は特に制限されない。図６及び図７は、本発明の棒状ヒータに用いられる他のランプの例及び棒状ランプの他の形状の例を示す説明図である。
【００２１】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明は、ヒータから放射された熱によって、当該ヒータから離間した位置の被処理物を加熱する加熱装置に係るものであり、本発明により、以下のような効果が奏される。
（１）被処理物とヒータとの離間距離を任意に変化させることができる。
（２）それにより、被処理物の加熱の程度及び加熱領域を任意に制御することができる。
（３）被処理物を、その加熱の程度を任意に制御して、最適化した加熱条件で加熱することが可能な加熱装置を提供することができる。
（４）被処理物の種類、求められる加熱条件等を総合的に考慮して、最適化された加熱を可能とする加熱装置を設計し、提供することができる。
（５）任意の形状の棒状ヒータを用いることにより、被処理物の加熱に最適な加熱装置を構築することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の加熱装置の棒状ヒータの一例を示す説明図である。
【図２】ランプの回転角度を変えた場合に被処理物が受ける熱量の違いを照度で比較した結果を示す。
【図３】被処理物が移動している場合のランプの設置方法の一実施の態様を示す。
【図４】ヒータの固定方法の一例の説明図である。
【図５】ヒータの固定機構の一例の説明図である。
【図６】他のランプの一例を示す説明図である。
【図７】棒状ランプの形状の他の例を示す説明図である。
【図８】従来の白熱ランプを利用した加熱装置を示す説明図である。
【符号の説明】
Ａ  発熱部
Ｂ  発熱部
Ｃ  側板穴
Ｄ  フック状部材
Ｈ  ランプのセンター部
１  白熱ランプ
２  カバー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0003937430.tif 000006
【図６】
0003937430.tif 000007
【図７】
0003937430.tif 000008
【図８】
0003937430.tif 000009