JP2012094440A - 誘導加熱装置に用いる加熱コイル用の電線及びそれを用いた誘導加熱装置に用いる加熱コイル - Google Patents

Abstract

【課題】特に誘導加熱による乾燥工程を採用した塗装システムにおき、形状を容易に変更可能であるとともに、大電流を流した場合でも燃えることが無い誘導加熱装置に用いる加熱コイル用の電線及びそれを用いた加熱コイルを提供する。
【解決手段】誘導加熱装置に用いる加熱コイル用の電線１は、フレキシブルなシリコン製のホースにより構成された外殻部２と、該外殻部２の内部に装填された１又は複数本の電線本体３と、前記外殻部２の内部に充填された冷却材４と、を具備して構成されたことを特徴とし、加熱コイル５はこの電線１を所望する形状に加工することで構成されており、これにより、ワークＷの形状に合わせて所望する形状に変形することが容易であるとともに、塗装システムにおける誘導加熱用に大電流の高周波を流した場合でも燃えることが無い誘導加熱装置用の加熱コイルを得ることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、誘導加熱装置に用いる加熱コイル用の電線及びそれを用いた誘導加熱装置に用いる加熱コイルに係り、より詳しくは、大電流に耐えることができるとともに形状を容易に変形可能とした、誘導加熱装置に用いる加熱コイル用の電線及びそれを用いた誘導加熱装置に用いる加熱コイルに関する。

周知の通り、塗装システムにおける被塗装物（以下「ワーク」という。）の塗装に際しては、スプレーガン等によってワークに塗料を塗布した後に、この塗布した塗料を乾燥させてワークに定着させる必要がある。そして、従来からこの乾燥は、乾燥炉を用いて、塗料を塗布したワークを前記乾燥炉に入れた後に、ワークに熱風を吹き付けることにより行なわれていた。

しかしながら、一般的に、乾燥炉内を１６０度程度にするためには約４０分程度が必要なために、熱風乾燥では乾燥時間が長時間に及んでしまい、これにより塗装時間全体が長くなってしまうという問題点が指摘できる。

また、乾燥炉内での乾燥においては、有毒ガス等が発生するために、この有毒ガスを排気する必要上、乾燥炉内は換気されており、これにより熱ロスが生じてしまい、このことが乾燥炉内を所定温度にするまでの時間を長引かせている。

そのため、このような熱風による乾燥の問題点を解決する手法として、高周波誘導加熱を利用した乾燥方法が提案されている。

そして、塗装システムにおいて、誘導加熱を利用してワークに塗布した塗料を乾燥する場合には、円筒状とした加熱コイルを用いてこの加熱コイルの中にワークを入れ、その状態で加熱コイルに高周波電流を流す必要があるが、このとき、塗装システムにおいてワークに塗布した塗料を乾燥させるためには、大電流を流す必要があるために、一般的には、銅パイプによって加熱コイルを構成するとともに、銅パイプの中に冷却水を流すことが行われている。

特開２００９−３６３８９号公報 特開２００７−２７５７２０号公報 特開２００７−２０３１６６号公報 特開２００７−１０７３７号公報 特開２０００−２３９８９６号公報

ところで、誘導加熱においては、ワークをできるだけ加熱コイルに近づけることで加熱効率が良くなるために、ワークの形状に沿った形状の加熱コイルを用いることが望ましい。

しかしながら、塗装システムにおいては、塗装対象となるワークの形状は様々であるため、一つの加熱コイルで効率よく、様々なワークを効率よく加熱することは困難である。

この点、ワークの形状に合わせて加熱コイルの形状を変更可能であれば、ワークの形状にかかわらず、様々なワークを効率良く加熱することができるが、前述のように、塗装システムにおいてワークを加熱する場合には大電流を流す必要があるため、塗装システムにおける誘導加熱に用いる従来の加熱コイルは、大電流に耐えることができるようにするために銅パイプを用いており、加熱対象となるワークの形状に合わせて形状を容易に変更することができず、そのため、形状の異なる個々のワークごとに、ワークの形状に沿った加熱コイルを用意する必要があり、コストを上げる要因になっていた。

一方、細い電線を用いてコイルを形成することで、形状を容易に変更可能な加熱コイルを得ることが可能だが、細い電線の場合には、大電流を流した場合に高温によって燃えてしまうおそれがある。

そこで、本発明は、特に誘導加熱による乾燥工程を採用した塗装システムにおいて、形状を容易に変更可能であるとともに、大電流を流した場合でも燃えることが無い誘導加熱装置に用いる加熱コイル用の電線及びそれを用いた誘導加熱装置に用いる加熱コイルを提供することを課題としている。

本発明の誘導加熱装置に用いる加熱コイル用の電線は、
塗装システムにおける誘導加熱装置に用いる加熱コイル用の電線であって、
フレキシブルなホースにより構成された外殻部と、
該外殻部の内部に装填された電線本体と、
前記外殻部の内部に充填された冷却材と、を具備して構成されたことを特徴としている。

本発明の誘導加熱装置に用いる加熱コイル用の電線は、フレキシブルなホースにより構成された外殻部の内部に電線本体を装填するとともに、この電線本体を装填した前記外殻部内に冷却水を充填して構成されている。

そのために、加熱対象となるワークの形状に合わせて容易に形状を変更可能であるとともに、電線本体の周囲には冷却水が充填されているために、塗装システムにおける誘導加熱のような、大電流を流した場合でも、燃えることが無い加熱コイルを得ることが可能である。

本発明の加熱コイル用の電線の実施例の構造を説明するための図である。 本発明の加熱コイル用の電線の実施例の構造を説明するための図である。 本発明の加熱コイル用の電線の実施例を用いた加熱コイルを説明するための図である。 本発明の加熱コイル用の電線の実施例を用いた加熱コイルを説明するための図である。

本発明の誘導加熱装置に用いる加熱コイル用の電線では、ホース状の外殻部を備えており、この外殻部は、シリコン製のフレキシブルなホースにより構成されている。

そして、この外殻部の中には、１又は複数本の電線本体が装填されており、この電線本体に電流を流すこととしている。

また、前記外殻部内において、電線本体の周囲には、電線本体が高温になることを防止するための冷却水が充填されており、これにより、電線本体に大電流を流した場合でも、電線本体が高温になって燃えてしまうことを防止することが可能である。

ここで、前記電線本体としてはリッツ線を用いるとよく、これにより、効率よく大電流を流すことが可能である。

本発明の誘導加熱装置に用いる加熱コイル用の電線の実施例について図面を参照して説明すると、図１は本実施例の加熱コイル用の電線を長手方向に見た縦断構造を示す断面図であり、また、図２は、本実施例の加熱コイル用の電線を長手方向に沿って見た縦断構造を示す断面図である。

そして、図において１が本実施例の電線であり、本実施例において前記電線１は、外殻部を有している。即ち、図において２が外殻部であり、本実施例において前記外殻部２は、中空のホースとしており、具体的には、シリコン製のフレキシブルなホースにより構成されており、所望する形状に容易に変形可能としている。

次に、図において３は電線本体である。即ち、本実施例における電線１では、前記外殻部２内に電線本体３を装填しており、この電線本体３に電流を流すこととしている。

ここで、前記電線本体３について説明すると、本実施例において前記電線本体３は、リッツ線を用いており、これにより効率よく高周波の大電流を流すことを可能としている。

即ち、周知のように、高周波電流を導体に流した場合には、この電流は導体の表面のみを流れる性質がある。そのために、太い導線を用いて電線とした場合でも大電流を効率よく流すことができない。また、細い電線を多数本束ねた場合でも全体の外周のみを絶縁している場合には太い導線１本と同様の構成になってしまい、効率よく高周波電流を流すことができない。

それに対して、１本１本を絶縁した細い導線を多数本束ねたリッツ線を用いた場合には、リッツ線に電流を流した場合は、リッツ線を構成する各導線のすべてが電流を流すために、大電流を効率よく流すことが可能である。

そのために、このリッツ線を電線本体３として用い、この電線本体３を前記外殻部２内に装填している本実施例の電線１では、高周波の大電流を効率よく流すことが可能となる。

また、図に示す本実施例においては、前記外殻部２内にリッツ線で構成される電線本体３を２本装填しているために、より大電流の高周波を流すことが可能である。但し、必ずしも電線本体２を２本装填する必要は無く、１本のみでもよく、あるいは、３本以上にしてもよい。

なお、本実施例においては、前記リッツ線として、約５ｍｍ径程度でフレキシブルなものを用いており、これにより、電線本体３を容易に、所望する形状に変形可能としている。

次に、図において４は冷却水である。即ち、本実施例の電線１では、前記外殻部２内に冷却水４を充填しており、これにより、前記電線本体３が燃えてしまうことを防止している。

前述したように、塗装システムにおいて、ワークに塗布した塗料を乾燥させる工程で誘導加熱を用いる場合には、加熱コイルに大電流を流す必要があるため、加熱コイルとして細い電線を用いた場合には、燃えてしまうおそれがあった。

しかし、本実施例の電線１では、電線本体３を装填した外殻部２内に冷却水４を充填しているために、電線本体３が高温になって燃えてしまうことを有効に防止することが可能である。

なお、図示は省略するが、本実施例において、前記外殻部２の両端は、冷却水４の漏れを防止するために、壁等によって閉鎖してあり、一方、前記電線３は、外殻部２の外壁を貫通して外部に延出し、これにより、電線本体３に電流を流しつつ、電線本体３を冷却可能としている。

次に、このように構成される本実施例の電線１の作用について説明すると、本実施例の電線１では、約５ｍｍ径の細いリッツ線を電線本体３として用いるとともに、この電線本体３をシリコン製のフレキシブルなホースから成る外殻部２内に装填しているために、電線１の全体を所望する形状に加工することが可能であり、加熱対象となるワークの形状に合わせて容易に所望する形状の加熱コイルを形成することが可能である。

また、前記外殻部２内には、電線本体３の周囲を囲むようにして冷却水４が充填されているために、前記電線本体３に大電流を流した場合でも、電線本体３が高温になり燃えてしまう事態を防止することも可能であり、従って、塗装システムにおける誘導加熱のような、大電流を流した場合でも、燃えることが無い加熱コイルを得ることが可能である。

次に、このように構成される本実施例の電線を用いた加熱コイルの実施例について説明すると、図３及び図４は、本実施例の誘導加熱装置用の加熱コイルを説明するための図である。

そして、図において５が本実施例の加熱コイルであり、本実施例の加熱コイル５は、前述した電線１を、ワークの形状に合うように所定の形状に加工して、形成されている。

即ち、図においてＷがワークであり、本実施例において前記ワークＷは、自動車用のホイールとしている。

そして、本実施例における前記加熱コイル５は、前述の電線１を１本用いて、この１本の電線１を、正面側とその近傍を開口とした円筒形状に加工することで構成されている。

即ち、本実施例における加熱コイル５は、前述の電線１を筒状に変形させて形成した側壁部６と、前記電線１をうずまき状にして形成した天井部を７とを有しており、側壁部６を形成している電線１の先端部と天井部７を形成している電線２の基端部を連続させ、側壁部６を形成している電線１の基端部と天井部７を形成している電線１の先端部を加熱コイル５の外側に延出させて接続部５ａ、５ｂとし、この接続部に電源を接続することとしている。

また、前記側壁部６における正面側を形成する部分は上方に変形させており、これにより、側壁部６の正面側を開口部８とし、この開口部８を介して、側壁部６と天井部７で囲まれる空間内にワークＷを装挿することを可能としている。

そして、このように構成される本実施例の加熱コイル５を用いて塗料が噴射されたワークの加熱を行う場合には、前述のように、開口部８を介して、側壁部６と天井部７で囲まれる空間内にワークＷを装挿し、その後に、前記接続部を介して加熱コイル５に電流を流す。

そうすると、周知のように、加熱コイル５の内に磁界が発生し、この磁界の中に位置するワークＷには渦電流が発生し、この渦電流とワークＷの電気抵抗でワークＷにジュール熱が発生してワークＷを加熱することができる。

そしてこのとき、本実施例の加熱コイルでは、前述の電線１を用いて形成しているために、加熱対象となるワークＷの形状に合わせて容易に所望する形状の加熱コイルを形成することが可能である。

また、電線１の内部には、リッツ線により構成されている電線本体の周囲を囲むようにして冷却水が充填されているため、大電流を加熱コイル５に流した場合でも、電線１の内部の電線本体３が高温になり燃えてしまう事態を防止することが可能である。

このように、本実施例の電線及びこの電線を用いた本実施例の誘導加熱装置用の加熱コイルでは、ワークの形状に合わせて所望する形状に変形することが容易であるとともに、塗装システムにおける誘導加熱用に大電流の高周波を流した場合でも燃えることが無いという効果を得ることができる。

本発明の誘導加熱装置に用いる加熱コイル用の電線及びこれを用いた誘導加熱装置に用いる加熱コイルは、容易に変形可能であるとともに大電流を流した場合でも燃えることがないため、加熱対象となるワークの形状が均一でないとともに加熱のために大電流を流す必要のある誘導加熱装置に用いる加熱コイル及びそのための電線の全般に適用可能である。

１ 電線
２ 外殻部
３ 電線本体
４ 冷却水
５ 加熱コイル
６ 加熱コイルの側壁部
７ 加熱コイルの天井部
８ 加熱コイルの側壁部の開口部

Claims (4)

1. 誘導加熱装置に用いる加熱コイル用の電線であって、
   フレキシブルなホースにより構成された外殻部（２）と、
   該外殻部（２）の内部に装填された電線本体（３）と、
   前記外殻部（２）の内部に充填された冷却材（４）と、を具備して構成されたことを特徴とする誘導加熱装置に用いる加熱コイル用の電線。
2. 前記電線本体（３）がリッツ線であることを特徴とする請求項１に記載の誘導加熱装置に用いる加熱コイル用の電線。
3. 前記電線本体（３）を複数本装填したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の誘導加熱装置に用いる加熱コイル用の電線。
4. 誘導加熱装置に用いる加熱コイルであって、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の電線（１）によって形成されたことを特徴とする誘導加熱装置に用いる加熱コイル。

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