(57)【特許請求の範囲】
【請求項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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【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
【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】
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【図６】
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【図７】
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