コンベア搬送の冷却課題を解決！急速冷却ユニットの仕組みを紹介

記事更新日：2026年10月20日

搬送システムにおける冷却は、製品の品質維持や設備の長寿命化、生産効率の向上など、さまざまな側面で重要な役割を果たします。

特に、搬送中に発生する熱は、適切に管理されなければ、製品の変形や劣化、設備の摩耗が進行し、最終的な品質や稼働率に悪影響を及ぼす可能性があります。

本記事では、搬送システムにおける冷却の重要性と、コンベア搬送をはじめとして様々な用途に対応可能な日本高熱工業社が提供する「急速冷却ユニット」について紹介いたします。

この記事でわかること

• 搬送中のワークに残る熱が、製品品質・設備寿命・生産効率に与える影響
• 空冷式・水冷式冷却の違いと、ライデンフロスト現象・速度境界層によって冷却が遅れる理由
• 高速の風でミストをワークに衝突させる「RC急速冷却ユニット」の仕組み・特徴と、コンベア搬送などの使用事例

ワーク搬送において熱が製品や設備に与える影響

搬送中に発生する熱は、製品や設備に多大な影響を及ぼします。特に、製品が高温にさらされることで、変形や劣化、品質の低下が発生する可能性が高まります。

例えば、プラスチックやゴムなどの素材は熱に弱く、搬送過程での適切な温度管理が求められます。また、設備も過度な熱によって摩耗が早まり、寿命が短くなることがあります。

これにより、メンテナンス頻度が増加し、運用コストが上昇するリスクもあります。これらの理由から、搬送中の冷却は不可欠であり、適切な対策を講じることが重要です。

冷却が生産効率に与える効果

冷却は、生産効率の向上において重要な役割を果たします。搬送中の冷却が適切に行われることで、製品の品質が維持されるだけでなく、加工速度が安定し、全体の生産プロセスがスムーズに進行します。例えば、金属加工では、冷却を行うことで熱による膨張を抑え、精密な加工が可能となります。

これにより、リワークや廃棄物の発生を抑制し、生産ラインの稼働率を高めることができます。さらに、適切な冷却は設備の過熱を防ぎ、故障やダウンタイムのリスクを軽減します。

結果として、トータルの生産効率が大幅に向上するのです。

ワーク冷却の基本原理

ワーク冷却の基本原理は、温度差を利用して熱を移動させることにあります。搬送中の冷却では、製品や設備から発生する熱を効率的に外部に逃がすことが重要です。

これを実現するために、様々な冷却技術が用いられます。例えば、熱交換器は、温度の高い流体と低い流体を接触させることで、熱を移動させ、温度を調整します。

熱交換は、冷却水や空気を使用して行われることが多く、これにより、製品や設備の温度を迅速に下げることが可能です。

正確で効率的な熱交換が行われることで、搬送中の温度管理が容易になり、製品の品質維持や設備の保護が実現されます。

空冷式冷却と水冷式冷却の違い

工場でワークを冷却するためなどに用いられる冷却装置はこれまで空冷式と水冷式、2つの冷却方法が一般的に用いられてきました。ここでは、2つの冷却方法のメリットとデメリットを紹介いたします。

空冷式冷却

空冷式冷却装置は、空気を冷媒として使用し、ファンやフィンを通じて熱を放散させるシステムです。設備構成が簡単でメンテナンスが容易であるというメリットがございますが、効率が水冷式と比べてやや低いため、冷却時間が長く生産性が悪いというデメリットがございます。

水冷式冷却

水冷式冷却装置は、水を冷媒として使用し、熱交換器を通じて熱を効率的に移動させるシステムです。水は高い比熱容量を持ち、大量の熱を運搬できるため、冷却効率が高く、サイクルを早くすることができます。一方で、割れが発生する可能性が高まる他、冷却に水を使用するため、水残りが発生してしまう恐れがあります。

ワーク冷却の課題

従来の冷却装置において、ワークの冷却が進みにくい理由としては2つあります。

ライデンフロスト現象の発生

従来の水冷冷却において、高温のワークにミストを散布した際、ワークとミストの間に水蒸気層が発生し、熱交換が阻害されます。

速度境界層による阻害

従来の空冷冷却において、通常の送風をワークに衝突させた際、速度境界層によって送風がワークの熱を奪うことが阻害されます。

搬送時のワーク冷却の課題

搬送冷却の時間短縮には「水蒸気膜」と「速度境界層」を突破する冷却方式が必要です。

搬送時のワーク冷却で求められるのは、冷却品質を保ったまま冷却時間を短くすることです。

そのためには、水冷で生じる水蒸気膜と、空冷で生じる速度境界層の両方を突破し、ワークの熱を直接奪える冷却方式が欠かせません。

この課題を解決するために日本高熱工業社が開発したのが、空冷と水冷の長所を組み合わせた「RCシリーズ急速冷却ユニット」です。

RC急速冷却ユニットの特徴

RC急速冷却ユニットは、「冷却時間の短縮」「ワークに合わせた冷却調整」「工場エアーが不要」の3点を両立した冷却装置です。

特徴①　冷却時間の大幅短縮

バッチ式、コンベア搬送などさまざまなラインでご使用いただけるユニット構成です。ワークサイズにも広く対応可能です。

特徴②　ニーズに対応した冷却モード

冷却スピードのコントロール（エアーとミストの制御）により、ワークの割れ/ 変形を抑える・水残りを減らすなどの対応調整が可能です。

特徴③　工場エアーレスにも対応

ファンを採用し工場エアーレスでの急速冷却が可能で、工場の省エネにも貢献できます。

RC急速冷却ユニットの原理

急速冷却ユニットでの冷却

従来の水冷式冷却ではワークとミストの間に水蒸気膜が発生してしまい、熱交換が妨害されておりましたが、急速冷却ユニットでは高速の風でミストをワークに衝突させることによって、効率的な冷却を可能にしております。

工程・ワーク別に見るRC急速冷却ユニットの使用事例

RC急速冷却ユニットは、ノズルの噴射口の角度を調整できるため、搬送冷却をはじめとしたさまざまな冷却に使えます。

組み付けも簡単で、複数台を連結すれば連続式のラインにもできます。

〇　ロボット搬送 ノズル角度を調整できるため、ロボットの動作範囲や搬送経路に合わせてユニットを配置できます。移載工程の中で冷却を組み込みたい場合に適しています。	〇　押出成形品 連続して押し出される長尺のワークでも、ユニットを連結することで冷却区間を延ばせます。冷却ムラによる反りや変形を抑えたい工程に向いています。	〇　ランダムに置かれたワーク 向きや位置が一定でないワークにも、噴射角度を調整することで風とミストを当てられます。
〇　コンベア搬送 コンベア上を流れるワークに、上方や側方からミストを含んだ高速の風を当てて冷却します。複数ユニットを連結して連続式にすれば、ライン速度を落とさずに冷却区間を確保できます。	〇　高さのあるワーク ノズル角度の調整により、高さ方向にも風とミストを届けられます。	〇　大型樹脂成形品 熱が抜けにくい大型の樹脂成形品でも、冷却モードを調整して割れや変形を抑えながら冷却時間を短縮できます。

RC急速冷却ユニットの性能

ここからは、RC冷却ユニットの性能を従来の方法と比較しながら、イラストを使って解説します。

従来方法と急速冷却ユニットの冷却時間の比較

従来の空冷で30分かかっていた冷却が、RC急速冷却ユニットでは約2分半に短縮される計算です（約92％短縮）。

ミスト装置で30分かかっていた場合も、約3分半まで短縮できる計算になります（約88％短縮）。

※試験結果の短縮率をもとにした試算です。効果はワークの材質・サイズ・形状により異なります。

ミスト噴射時間と温度変化

ミストの噴射時間を調整することで、ワークの温度の下がり方をコントロールできます。

ワーク材質の違いによる冷却時間の比較

鋳鉄管、鉄製スプロケット、アルミワーク2種の4種類で冷却時間を比較しました。

約250℃から30℃前後まで冷却するのにかかった時間は、鋳鉄管とアルミワークが約50〜60秒、鉄製スプロケットが約125秒、アルミワーク（24.1kg）が約200秒でした。

鋳鉄管とアルミワーク（2.6kg）はほぼ同じペースで冷えており、材質を問わず急速冷却できることがわかります。

ワーク重量（アルミ材）の違いによる冷却時間の比較

アルミ材の重量が2.6kgから24.1kgの範囲で、約260℃から約50℃までの冷却時間は約50秒〜約170秒でした。

2.6kgのワークはミスト時間20秒で約50秒、24.1kgのワークはミスト時間90秒で約170秒で冷却が完了しており、重量に合わせてミスト時間を調整することで、大型のワークにも対応できます。

まとめ

搬送システムにおける冷却の重要性と、コンベア搬送をはじめとして様々な用途に対応可能な日本高熱工業社が提供する「急速冷却ユニット」について紹介いたしました。

コンベア搬送をはじめとしたワーク冷却の冷却効率・冷却時間でお悩みの方はぜひお問い合わせください。