JPH079355Y2 - 誘導発熱ローラ装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この考案は誘導発熱ローラ装置に関する。

（従来の技術） たとえばプラスチック、紙、布、不織布、金属泊などの
シート材、ウェブ材の加熱において、この種誘導発熱ロ
ーラ装置を使用することは広く知られている。

一般にこの装置に使用されるロールの表面温度は、100
〜300℃程度で十分にその目的を達成することができ
る。

しかし最近に至って、エンジニアリングプラスチックそ
の他の耐熱性の高い材料の需要増から、ロールの表面温
度も300℃以上の高温化の傾向が強まってきており、場
合によっては400℃を超えるものも要求されることがあ
る。

これらの要求に対し最も問題となるのは、ロールの内部
に設けられる誘導発熱機構を構成する誘導コイルの、高
温に対する絶縁性能である。

その対策として、実公昭57-52874号公報に開示されてい
るように、耐熱性の電気絶縁材からなるスペーサを電線
相互間、および鉄心と誘導コイルとの間に挿入すること
により、十分な電気絶縁と熱的な効率を改善するように
している。

あるいは特公昭57-5356号公報に示されているように、
電線に対してセラミックコーティングを施工するか、も
しくはアルミ電線に対してアルマイト被覆を施し、その
電線を使用して誘導コイルを構成するようにしている。

（考案が解決しようとする課題） しかし前者のようにスペーサを使用する場合は、そのス
ペーサとして、耐熱性のみならず、機械的強度も要求さ
れる。機械的強度が十分でないと、振動その他の外力に
よって破損してしまうことがあり、そのため一部分もし
くは全部が脱落し、それによって電線の保持が維持でき
なくなってしまう。

このように機械的強度が要求されるところから、この種
スペーサとして、あまり薄いものは使用できないため、
誘導コイルにおける電線の占積率が低下してしまうよう
になる。特に小型のロール装置では、これが極めて不利
な設計条件となってしまう。

すなわちロールが発生すべき必要熱量（容量）は、その
ロールの使用条件によって決定され、誘導コイルに流れ
る電流値から電線の必要断面積が決定される。またロー
ル本体の周回方向の電気抵抗値と前記容量とから、電線
の必要巻回数も決定されるので、ロールの胴長さとほぼ
等しい長さの鉄心の外周面に電線を巻回する際には、必
要巻回数が巻き切れるように、スペーサの厚さ、電線の
厚さならびに高さが決められていなければならない。

しかし小型のロールではその巻回数が多くなる傾向があ
り、そこにスペーサと電線とを共存させるためには、極
めて薄い電線をエッジワイズ方向に巻回する必要があ
る。すなわち薄いものの代りに高さの高いものとなるの
で、巻回作業が極めて困難となってしまう。

またこれによって鉄心の外径が制約を受けるので、鉄心
断面積が小さくなり、磁束密度が高くなる傾向を生じ、
その結果鉄心部分が過熱したり、磁気飽和を発生するこ
とになる。

また後者のように、電線に対してセラミックコーティン
グを施工するか、もしくはアルミ電線に対してアルマイ
ト被覆を施し、その電線を使用して誘導コイルを構成す
る場合、いうまでもなくセラミックなるものは、焼成も
しくは化学反応によって得られる酸化物であり、極めて
硬度が高く、かつ脆い性質を有しており、また金属に比
較すると、熱膨張率が極めて小さい。

一方セラミックの特性として、絶縁性能は良好で、薄い
皮膜でも十分な絶縁耐力が得られるばかりでなく、その
特性は800℃以上でも極端に低下することはない。以上
の理由から前記した電線は、この種誘導発熱ローラ装置
の誘導コイル用として極めて有用である。

しかし前記のようにセラミックは極めて硬く、かつ脆い
ために、鉄心への巻装作業時の機械的外力に対する皮膜
の破損の可能性が高い。また電線メーカから納入され
た、電線用ドラムに巻回されている電線を、いったん繰
り出してから、更にそれを鉄心に巻装するという工程を
とらなければならず、その過程での曲げ、延ばしの繰り
返しは避けられない。そのためセラミック層の微小クラ
ックの発生は回避できない。

この傾向は、鉄心の外径が小さければ小さい程、電線の
曲げ半径が小さくなるため、顕著となる。

一方ロールの温度を上昇させることは、内部の誘導コイ
ルもロールと同等またはそれ以上の温度上昇をうなが
す。そのため誘導コイルはヒートサイクルによる膨張、
収縮を繰り返すこととなる。したがって導体部との熱膨
張率の差から、同じく微小クラックの発生原因として無
視できない。

これらセラミック皮膜の破損または微小クラックは、す
べて線間もしくは対地間の絶縁破壊事故の原因となる。

またこれを防止しようとしてセラミック皮膜を厚くする
と、上述の説明から理解されるように、全くの逆効果と
なることは明白であり、事実上対策が無いのが実情であ
る。

この考案は、誘導コイルの電線の占積率を十分に高めな
がら、絶縁物の脱落、破損の発生あるいは微小クラック
の発生を回避することを目的とする。

（課題を解決するための手段） この考案は耐熱性の絶縁被覆が施されてあって、かつ前
記絶縁被覆に無機ポリマを主体とする未焼成セラミック
を含浸してなる電線によって、誘導コイルを構成したこ
とを特徴とする。

（作用） 絶縁被覆に未焼成のセラミックを含浸させることで、電
線の絶縁を、可撓性を失うことなく構成することができ
るようになる。そのためコイルの巻装作業にあたって、
セラミック被覆電線のようにセラミックの破損、クラッ
クの発生などは何等ない。

また絶縁スペーサを使用する必要はなくなり、それだけ
占積率を高くすることが可能となる。しかもこのような
絶縁スペーサを同時に巻装する手間はなくなるので、作
業が容易となるし、しかもこれらの脱落、破損といった
不祥事故は皆無となる。

（実施例） この考案の実施例を図によって説明する。１は回転軸
で、その先端には一端が開放された有蓋の円筒状のロー
ラ２が、その蓋の中心部において、ボルト３によって取
り付けられている。

４はローラ２の開放面を閉塞するように、機台に取り付
けられている非回転系のフランジ、５はフランジ４の水
平部の外面に装着された鉄心で、その外側に絶縁層６を
介して誘導コイル７が巻装されている。

ローラ２の周壁にはジャケット室８が構成されてあり、
その内部に気液２相の熱媒体が封入されてある。

誘導コイル７は、電線９に、たとえばガラス糸、ガラス
テープ、セラミックテープのような耐熱性で良含浸性の
糸またはテープを巻装して絶縁被覆10を施したものを使
用する。

この絶縁被覆10には、無機ポリマを主体とした液状の未
焼成のセラミック（たとえばアルミナセラミック）が含
浸させてある。この場合予め絶縁被覆10に前記した未焼
成のセラミックを含浸し、乾燥させてから電線９に巻装
してもよいし、あるいは電線９に絶縁被覆10を巻装して
から、そのあとで前記した未焼成のセラミックの液中に
浸して含浸させ、乾燥させるようにしてもよい。

いずれにしても絶縁被覆10自身には可撓性があり、また
含浸させた未焼成のセラミックも未焼成であるため、絶
縁被覆10の可撓性は失われない。

このような未焼成のセラミックを含浸させる目的として
は、前述したような耐熱性の絶縁被覆は、極めてポーラ
ス（空隙）性が高く、良好な絶縁抵抗、絶縁破壊電圧な
どの特性が得られないが、前記のようなセラミックを含
浸させることによって、セラミック自身の絶縁性能によ
って、絶縁被覆の絶縁性能を向上させることができるよ
うになる。また絶縁被覆の機械的強度の改善にも有効に
作用する。

前記のように未焼成のセラミックを含浸させた絶縁被覆
を巻装した電線を使用することにより、絶縁スペーサを
不必要とし、これによって占積率は高くなるし、作業も
簡単となり、更にこれらの脱落、破損の事故はなくな
る。

またセラミックを被覆した電線を使用した場合のよう
に、セラミック層の破損、クラックの発生もなく、小径
の鉄心にも対応できるようになる。

また絶縁被覆が電線に巻装されているとはいえ、完全に
一体化しているわけではなく、微小な隙間を持って覆わ
れているものであり、また未焼成のセラミックが完全に
焼成される温度は、たとえば450〜500℃であることか
ら、それ以下の温度であれば完全な硬化層にはならず、
可撓性を維持している。これらの理由によりヒートサイ
クルにより生ずる熱膨張差の問題も同時に解消できる。

なお電線としてはアルミニュム電線、銅電線、銀入電線
などが使用できるが、銅電線の場合は、高温下での耐酸
化対策として、耐酸化皮膜のコーティングを施工してお
くとよい。

（考案の効果） 以上詳述したようにこの考案によれば、誘導コイルの電
線の占積率を十分に上げることができるとともに、絶縁
物の脱落、破損、クラックの発生を確実に回避すること
ができるといった効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例を示すもので上半部を断面
とした正面図、第２図は第１図の誘導コイルの部分拡大
断面図である。 ２……ローラ、５……鉄心、７……誘導コイル、８……
ジャケット室、９……電線、10……絶縁被覆、

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】回転自在に支持された中空のローラの周壁
   内に、気液２相の熱媒体を封入したジャケット室を備え
   るとともに、前記ローラの内部に、鉄心と、前記鉄心に
   巻回される誘導コイルとによって構成されてある誘導発
   熱機構を設けてなる誘導発熱ローラ装置において、 ガラス糸、ガラステープ、セラミックテープなどの耐熱
   性の糸またはテープを巻装することによって絶縁被覆が
   施されてあって、かつ前記絶縁被覆に無機ポリマを主体
   とする液状の未焼成セラミックを含浸してなる電線によ
   って、前記誘導コイルを構成してなる誘導発熱ローラ装
   置。