(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転するローラと、前記ローラの中空内部にあって、前記ローラの軸方向に沿って第１、第２、第３と順次直列に並んで配置された、誘導発熱機構のための誘導コイルと、前記第１ないし第３の誘導コイルを励磁する第１相、第２相、第３相を有する三相交流電源とからなる誘導発熱ローラ装置において、第１の誘導コイルの一端と第１の誘導コイルに隣接する側の前記第２の誘導コイルの一端並びに第３の誘導コイルの前記第２の誘導コイルに隣接する反対側の一端とを結線するとともに、前記第２の誘導コイルの他端を前記三相交流電源の第２相に接続し、前記第１の誘導コイルの他端と前記第３の誘導コイルの他端に接続する前記三相交流電源の第１相と第３相を所定の時間毎に切り替える制御手段を設けたことを特徴とす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】
周知のように誘導発熱ローラ装置は、回転するローラの内部に、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１によって説明すると、１はローラで、これに連なるジャーナル２が架台３に対して軸受４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。５はローラ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ある。
【０００３】
ローラ１の中空内部には、誘導コイル６１〜６３とこれが巻装されてある鉄心７とによって構成されている誘導発熱機構８が設置される。９は誘導発熱機構８を支持する支持ロッドで、これは軸受１０を介してジャーナル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、外部の三相交流電源１３に接続されている。
【０００４】
ところで誘導コイルの励磁に三相電源を利用することが行われている。これは三相電源が身近にあることに基づくものである。しかし対称の三相電圧を誘導コイルに印加した場合、その誘導コイルと対峙するローラ部分に磁気流れが生じ、そのためにローラを通る磁束が不均一となることがある。
【０００５】
これを説明すると、図４に示すように、誘導コイル６１〜６３を用意し、これをローラ１の内部に配置して、各誘導コイルに三相電圧を印加する。なおこのままでもよいが、この構成では相電圧の位相差は１２０度であるので、この位相差を小さくして、隣合う誘導コイルの間に対峠するローラ部分の表面温度が、誘導コイルに対峠する個所より極端に低くならないようにするため、図２に示すようにＵ，Ｖ，Ｗ相を１８０度移相してＸ，Ｙ，Ｚ相とし、そのうちのＶ相を１８０度移相したＹ相と、Ｕ，Ｗ相とを利用すると、Ｕ，Ｙ，Ｗ相の位相差は６０度となる。
【０００６】
この場合Ｕ相に対してＹ相は６０度進みの位相となり、またＹ相に対してＷ相は６０度進みの位相となる。Ｕ，Ｙ，Ｗ相にそれぞれ誘導コイル６１，６２，６３を接続し、ローラ１を誘導発熱させると、たとえばＵ相を基準にすると、誘導コイル６１に対峙するローラ部分から、これより進み位相のＹ相の誘導コイル６２に対峙するローラ部分に向かって多くの磁束が流れるようになる。同様に誘導コイル６２に対峙するローラ部分から、Ｙ相より進み位相のＷ相の誘導コイル６３に対峙するローラ部分に向かって多くの磁束が流れるようになる。このような現象を磁気流れと呼んでいる。
【０００７】
すなわち図４に示すように、誘導コイル６３から誘導コイル６１に向かって磁束が流れる結果、発熱分布曲線Ａは誘導コイル６１に対峙する部分が高く、誘導コイル６２，６３に対峙する部分にしたがって次第に低くなる傾向を示す。したがってこのような磁気流れ現象が発生すると、各誘導コイルにそれぞれ等しい電力を供給しても、各誘導コイルに対峙しているローラ部分の表面温度は不均一となり、表面温度分布を平滑化することができないようになる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、多相交流電源により、ローラ内部の誘導コイルを励磁するに際し、相電圧の位相の進み方向、または遅れ方向にしたがって発生する磁気流れによるローラの発熱量の不均一化を改善することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ローラの内部にあって、ローラの軸方向に沿って第１、第２、第３と順次直列に並んで配置された、誘導発熱機構のための誘導コイルのうち、第１ないし第３の誘導コイルを励磁する第１相、第２相、第３相を有する三相交流電源とからなる誘導発熱ローラ装置において、第１の誘導コイルの一端と第１の誘導コイルに隣接する側の前記第２の誘導コイルの一端並びに第３の誘導コイルの前記第２の誘導コイルに隣接する反対側の一端とを結線するとともに、前記第２の誘導コイルの他端を前記三相交流電源の第２相に接続し、前記第１の誘導コイルの他端と前記第３の誘導コイルの他端に接続する前記三相交流電源の第１相と第３相を所定の時間毎に切り替える制御手段を設けたことを特徴とする。
【００１０】
第１の誘導コイルの他端に三相交流電源の第１相を、第３の誘導コイルの他端に三相交流電源の第３相を接続した第１の印加状態では、磁気流れによって一方の端部にある第３の誘導コイルに対峠するローラ部分の発熱量が最も多く、他方の端部にある第１の誘導コイルに対峠するローラ部分の発熱量が最も少ない。この状態を所定の時間続けたのち、第１の誘導コイルの他端に三相交流電源の第３相を、第３の誘導コイルの他端に三相交流電源の第１相を接続した第２の印加状態に切り替える。これにより各誘導コイルの発熱量の大小関係は逆転する。
【００１１】
この第２の印加状態を所定の時間にわたって継続する。そのあと再び第１の印加状態に切り替わる。以下これを繰り返す。その結果ローラ部分の発熱量は、第１の印加状態時の発熱量と第２の印加状態時の発熱量との平均値となる。これによりローラの軸方向に沿ってほぼ均一となり、したがってローラの表面温度が平均化するようになる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施態様を図２によって説明する。図２はＵ，Ｖ，Ｗ相の三相線路をスター結線し、また３個の誘導コイル６１，６２，６３を使用した場合の例を示している。そしてＵ，Ｗ相と、Ｕ，Ｖ，Ｗ相を１８０度移相して得たＸ，Ｙ，Ｚ相のうちのＹ相とを利用する。このＵ，Ｙ，Ｗ相の各線路に誘導コイル６１〜６３を接続する。またローラ１の内部に図１、図３に示すように誘導コイル６１から誘導コイル６３まで順次直列に並べて配置する。
【００１３】
１５は第１の印加状態と第２の印加状態とを交互に切り替えるべく制御する制御装置で、ここでは６個の切替スイッチＳによって構成されている。各切替スイッチＳはそれぞれａ接点とｂ接点とを備えている。今各切替スイッチＳが図のようにａ接点を閉じた状態にあるときは、誘導コイル６１〜６３にはＵ相、Ｙ相、Ｗ相の電圧がそれぞれ印加される（第１の印加状態）。
【００１４】
これによりローラは誘導発熱するが、磁気流れによって誘導コイル６１に対峠するローラ部分の発熱量が最も多く、誘導コイル６３に対峠するローラ部分の発熱量が最も低くなる（図４の発熱分布曲線Ａを参照。）。この状態を所定時間、具体的にはローラの発熱分布のむらに基づく熱膨張差によっても、ローラ直径の変化が使用上影響のない程度の発熱時間（たとえば数分以内）を経過したのち、切替スイッチＳをａ接点からｂ接点に切り替える。これにより各相の位相の進み関係が逆転し、誘導コイル６１〜６３にはＷ相、Ｙ相、Ｕ相の電圧がそれぞれ印加される（第２の印加状態）。
【００１５】
これによってもローラの誘導発熱は継続されるが、この状態では、磁気流れによって第１の状態とは逆に、誘導コイル６３に対峠するローラ部分の発熱量が最も多く、誘導コイル６１に対峠するローラ部分の発熱量が最も低くなる（図４の発熱分布曲線Ｂを参照。）。この状態を所定時間、すなわち前記した程度の時間を経過したのち、再び切替スイッチＳをｂ接点からａ接点に切り替える。以下これを繰り返す。
【００１６】
このように第１および第２の印加状態を交互に繰り返すと、誘導コイル６１〜６３に対峠するローラ部分の発熱量は、第１の印加状態時の発熱量と、第２の印加状態時の発熱量との平均値に匹敵する値を呈するようになる（図４の発熱分布曲線Ｃを参照。）。この結果ローラの表面温度は、磁気流れによる発熱量の不均衡に基づく影響は回避され、より均一化されるようになる。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、誘導コイルを三相交流電源によって励磁する場合における、位相の進み、遅れによる磁気流れに基づくローラの発熱量の不均衡を解消することができ、したがってローラの表面温度を磁気流れに影響されることなく均一化できるといった効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施態様を示す断面図である。
【図２】誘導コイルの地形図である。
【図３】本発明の実施態様を示す配線図である。
【図４】誘導コイルと発熱量との関係を示す説明図である。
【符号の説明】
１  ローラ
６１  誘導コイル
６２  誘導コイル
６３  誘導コイル
８  誘導発熱機構
１５  制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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