(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能のローラ本体と、前記ローラ本体の内部に配置されてあって、筒状の鉄心とこの鉄心に巻装されてある誘導コイルから構成されてあり、前記ローラ本体を誘導発熱させるための誘導発熱機構とを備えてなる誘導発熱ローラ装置において、前記鉄心部を、わん曲部と前記わん曲部に連続する屈曲部を有する鉄心鋼板と、両側の側壁の形状が、前記鉄心鋼板のわん曲部と前記わん曲部に連続する屈曲部の形状と合致する中空管とを有し、前記鉄心鋼板の複数と前記中空管を合わせて前記鉄心鋼板および前記中空管の側壁の屈曲部の端縁を円筒状の内周側にして放射状に配列積層して構成し、配列積層した前記中空管の内部に冷却媒体を流通させ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】
本発明は回転する誘導発熱ローラ装置、特に誘導発熱機構を冷却するための冷却機構を備えた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、回転するローラ本体の内部に、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。誘導コイルを交流電源によって励磁すると、この励磁によって発生する交番磁束によりローラ本体が誘導発熱する。
【０００３】
この構成において、誘導発熱機構は自己の鉄損、銅損により発熱するものの、その発熱量はごく僅かであるが、発熱しているローラ本体からの輻射熱および空気の熱伝導により、徐々に高温となり、やがてはローラ本体と同一あるいはこれよりやや高い温度まで上昇する。
【０００４】
このように誘導発熱機構が高い温度まで上昇すると、誘導コイルを構成している電線が酸化したり、絶縁物の絶縁性能が低下したりして、長期にわたって使用できないようになる。のみならず前記温度が著しく高くなって、誘導発熱機構の鉄心の温度がキューリーポイントに近づいていくのにともなって透磁率が１に近づき、そのためローラ本体を誘導発熱させるのが困難となる。
【０００５】
このような誘導発熱機構の温度上昇を防ぐために、鉄心として、鉄心鋼板の複数を放射状に配列積層して構成するとともに、鉄心の内周面に当接する中空管を溶接し、この中空管に冷却媒体を流通させ、この冷却媒体によって鉄心の熱、ひいては誘導コイルの熱を吸収させるようにした構成が別途提案されている（特開平１０−５５８８１号公報参照。）。
【０００６】
これによれば、誘導発熱機構を構成している誘導コイル、鉄心は冷却される。特に鉄心を構成している鉄心鋼板を放射状に配列積層しているので、巻鉄心を使用した場合のように、半径方向に多数の層間接触部が存在することはないので、鉄心を効率良く冷却することができる。
【０００７】
しかしこのような冷却手段によれば、誘導コイルは鉄心を介して冷却されるので、冷却効率は低い。また中空管は溶接によって鉄心に固着するのであるが、長尺状の鉄心となると、その端面から溶接個所までの間の距離が長くなるので、溶接作業が極めて困難となる。さらにいったん中空管を固着してしまうと、その取外しが困難となるため、たとえば内部に水垢のようなスケールが堆積したり、あるいは破損が生じても、内部の洗浄あるいは補修などの保守を実施するのが極めて困難である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、誘導発熱機構を中空管に冷却媒体を流通させることにより冷却させるにあたり、鉄心および誘導コイルの冷却効率を高めるとともに、この中空管の設置ならびに保守の容易化を図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、回転可能のローラ本体と、前記ローラ本体の内部に配置されてあって、筒状の鉄心とこの鉄心に巻装されてある誘導コイルから構成されてあり、前記ローラ本体を誘導発熱させるための誘導発熱機構とを備えてなる誘導発熱ローラ装置において、前記鉄心部を、わん曲部と前記わん曲部に連続する屈曲部を有する鉄心鋼板と、両側の側壁の形状が、前記鉄心鋼板のわん曲部と前記わん曲部に連続する屈曲部の形状と合致する中空管とを有し、前記鉄心鋼板の複数と前記中空管を合わせて前記鉄心鋼板および前記中空管の側壁の屈曲部の端縁を円筒状の内周側にして放射状に配列積層して構成し、配列積層した前記中空管の内部に冷却媒体を流通させたことを特徴とする。
【００１１】
鉄心部は、わん曲部と前記わん曲部に連続する屈曲部を有する鉄心鋼板と、両側の側壁の形状が、前記鉄心鋼板のわん曲部と前記わん曲部に連続する屈曲部の形状と合致する中空管とを合わせて、鉄心鋼板および中空管の側壁の屈曲部の端縁を円筒状の内周側にして放射状に配列積層して構成されるので、中空管全長にわたって溶接などによる、鉄心に対する固着を必要としない。これによりその設置は容易となるとともに、保守も容易となる。中空管は鉄心鋼板に対しても、また誘導コイルに対しても広く直接当接するので、これらを効率良く冷却することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施態様を図１によって説明する。１はローラ本体、２はその両側に一体的に取り付けられてあるジャーナルで、これは軸受３を介して機台４に回転自在に支持されてあり、任意の駆動源によって回転駆動される。５は誘導発熱機構で、筒状に構成された鉄心６と、これに巻装されてある誘導コイル７とによって構成されてある。
【００１３】
誘導発熱機構５はその両側を支持ロッド８によりローラ本体１の内部に支持されている。支持ロッド８は回転が拘束された状態でジャーナル２内に挿通され、軸受９を介してジャーナル２に支持されている。誘導コイル７はリード線１０に接続され、このリード線１０は、支持ロッド８内を通って外部に導出される。そして外部の交流電源に接続されている。１１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いる。
【００１４】
鉄心６は図２に示すように、鉄心鋼板１２の複数を放射状に配列積層して構成されている。ここに示す鉄心鋼板１２は、例えばインボリュート曲線状にわん曲されたわん曲部１３と、このわん曲部１３に連続する屈曲部１４とによって構成されてあり、この鉄心鋼板１２を、屈曲部１４の端縁を円筒状内周に、またわん曲部１３の端縁を円筒状外周に沿うように放射状に配列積層する。
【００１５】
そしてこの鉄心鋼板１２の積層部分中に、鉄心６の軸心方向に沿って延びる空所１５が介在するように鉄心６を構成する。原理的には側面が鉄心鋼板１２と同形とされた側壁１６と、底壁１７とからなる長尺の樋１８を用意し、この樋１８を鉄心鋼板１２の積層部分に介在させて、空所１５を形成するとよい。具体的には、図３に示すように側面が鉄心鋼板１２と同形とされた側壁を有する長尺の中空管２０を用意し、この中空管２０を鉄心鋼板１２の積層部分に介在させて、空所１５を形成する。
【００１６】
中空管２０の管部は、図４に示すように先端においてＵ字状の連結部により連結されてある一対の直線状の管本体２１と、管本体２１の一端に連結管体２２を介して連なる供給管体２３と、管本体２１の他端に連結管体２４を介して連なる排出管体２５とにより構成されている。
【００１７】
管本体２１は鉄心６の空所１５に挿通され、配置される。供給管体２３および排出管体２５は、支持ロッド８の内部を通ってその端部より外部に導出されている。実際には、管本体２１を空所１５に挿通し、供給管体２３および排出管体２５を支持ロッド８の内部に挿通しておいてから、管本体２１と供給管体２３および排出管体２５とを、各連結管体２２および２４により互いに連結すればよい。
【００１８】
以上の構成において、ローラ本体１を回転駆動させてから、誘導コイル７を交流電源により励磁すると、ローラ本体１は誘導発熱する。このとき供給管体２３から冷却水のような冷却媒体を供給すると、これは管本体２１を経由して排出管体２５より排出される。この過程で鉄心６および誘導コイル７は冷却される。これにより高温状態にある鉄心６あるいは誘導コイル７の熱が冷却媒体により吸収され、その温度の上昇が阻止される。
【００１９】
この場合、管本体２１は、鉄心６および誘導コイル７に向き合っているので、
これらを効率良く冷却することができる。
【００２０】
また、中空管２０の外周全体を鉄心鋼板１２ならびに誘導コイル７に直接接触させることができので、これらをさらに効率良く冷却することができる。
【００２６】
以上の実施態様は、中空管２０の管本体２１は空所１５でＵターンするように屈曲して形成されてあるが、これに限られるものではなく、空所１５が複数存在する場合は、図５に示すように、中空管２０の一方の管本体２１を一つの空所１５に挿通し、他方の管本体２１を他の一つの空所１５に挿通するようにしてもよい。この場合は図５に示すように、鉄心６の外側で両管本体２１を連結管４３により連結する。４４はそのジョイント器具を示す。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ローラ本体の内部に配置された鉄心、誘導コイルの冷却のために、冷却媒体が供給される中空管を設けるにあたり、これを放射状に鉄心鋼板を配列積層して構成した鉄心の積層部分、またはその鉄心と誘導コイルとの間の空隙に挿通して設置するようにしたので、鉄心、誘導コイルを直接的に冷却することができ、また中空管は前記積層部分または空隙に挿通されるものであるから、その設置ならびに保守は、従来構成のように溶接などにより固着する構成に比較して極めて容易であ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】図１に示す鉄心の斜視図である。
【図３】中空管を使用した場合の部分縦断面図である。
【図４】中空管本体の斜視図である。
【図５】本発明の他の実施態様を示す断面図である。
【符号の説明】
１  ローラ本体
５  誘導発熱機構
６  鉄心
７  誘導コイル
１２  鉄心鋼板
１５  空所
２０  中空管
２１  管本体
４１  空隙
【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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