JP2018045800A - Induction heat generation roller device - Google Patents

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Fukashi Mizushima
深 水嶋
孝次 北野
Koji Kitano
孝次 北野
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress various failures caused by arranging a roll bearing between a roller body and a stationary member in an induction heat generation roller device and to reduce the bias of a magnetic repulsive force caused by a permanent magnet.SOLUTION: The induction heat generation roller device includes a hollow roller body 2 which is freely rotatably supported, a stationary member 3 which includes at least an induction coil 312 and is arranged in a still state in the hollow space of the roller body 2, a rotation-side permanent magnet part 4 and a stationary-side permanent magnet part 5 which are provided in the roller body 2 and the stationary member 3 and support the stationary member 3 in a non-contact manner to the roller body 2, and a magnet holder 5X which is interposed between the stationary member 3 and the stationary-side permanent magnet part 5 and holds the stationary-side permanent magnet part 5. The magnet holder 5X is attached so that the stationary-side permanent magnet part 5 is rockable with respect to the rotation-side permanent magnet part 4.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、誘導発熱ローラ装置に関するものである。   The present invention relates to an induction heat roller device.

従来、例えばプラスチックフィルム、紙、布、不織布、合成繊維、金属箔等のシート材又はウェブ材、線(糸)材等の連続材の連続熱処理工程等には、回転するローラ本体の内部に誘導発熱機構を配置し、これによりローラ本体の周壁部を誘導電流によってジュール発熱させる誘導発熱ローラ装置が用いられている。   Conventionally, for example, a continuous heat treatment process for a sheet material such as plastic film, paper, cloth, non-woven fabric, synthetic fiber, metal foil, or a continuous material such as a web material, a wire (thread) material, etc., is guided inside the rotating roller body. An induction heating roller device is used in which a heating mechanism is arranged to cause Joule heating of the peripheral wall portion of the roller body by an induced current.

この誘導発熱ローラ装置では、ローラ本体の内部に誘導発熱機構を支持する支持体が設けられており、当該支持体は転がり軸受を介してローラ本体に支持されている。具体的には、支持体の外側周面とローラ本体のジャーナル部の内側周面との間に転がり軸受が設けられている。   In this induction heating roller device, a support body that supports an induction heating mechanism is provided inside the roller body, and the support body is supported by the roller body via a rolling bearing. Specifically, a rolling bearing is provided between the outer peripheral surface of the support and the inner peripheral surface of the journal portion of the roller body.

特開2000−277245号公報JP 2000-277245 A

しかしながら、誘導発熱機構を支持する支持体のたわみにより転がり軸受にストレスがかかり転がり軸受の寿命が短くなってしまうという問題がある。また、ローラ本体の回転数や使用温度などの使用条件により、転がり軸受の寿命が異なるため、誘導発熱ローラ装置ごとに異なるタイミングで交換が必要となってしまう。さらに、転がり軸受に対して給脂等のメンテナンス作業を行う必要がある。その他、支持体の外側周面に転がり軸受が配置される構造のため、ジャーナル部の径方向寸法が大きくなってしまい、ローラ本体を取り付けるための装置設計に支障が出る場合がある。また、ジャーナル部の径方向寸法が大きくなってしまうと、その径方向寸法によりローラ本体の小径化が阻害されてしまう。   However, there is a problem that the rolling bearing is stressed by the deflection of the support that supports the induction heating mechanism, and the life of the rolling bearing is shortened. In addition, since the life of the rolling bearing differs depending on the use conditions such as the number of rotations of the roller body and the use temperature, the induction heat roller device needs to be replaced at a different timing. Furthermore, it is necessary to perform maintenance work such as lubrication on the rolling bearing. In addition, due to the structure in which the rolling bearing is arranged on the outer peripheral surface of the support, the radial dimension of the journal portion increases, which may hinder the design of the apparatus for mounting the roller body. Further, when the radial dimension of the journal portion is increased, the diameter of the roller body is hindered by the radial dimension.

一方で、本発明者は、転がり軸受を用いることなく、永久磁石を用いてローラ本体に対して支持体を非接触に支持する構成を考えている。このとき、永久磁石の個体差や取り付け精度等により、磁気反発力に偏りが生じてしまい、ローラ本体に対する誘導発熱機構及びこれを支持する支持体を安定して支持することが難しくなってしまう。   On the other hand, this inventor has considered the structure which supports a support body non-contactingly with respect to a roller main body using a permanent magnet, without using a rolling bearing. At this time, the magnetic repulsion force is biased due to individual differences of the permanent magnets, mounting accuracy, and the like, and it becomes difficult to stably support the induction heating mechanism for the roller body and the support body that supports the induction heating mechanism.

そこで本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、誘導発熱ローラ装置においてローラ本体及び静止部材の間に転がり軸受を設けることによる種々の不具合を抑制するとともに、永久磁石による磁気反発力の偏りを低減することをその主たる課題としたものである。   Therefore, the present invention has been made to solve the above-described problems. In the induction heating roller device, various problems caused by providing a rolling bearing between the roller main body and the stationary member are suppressed, and the magnetism generated by the permanent magnet is reduced. The main problem is to reduce the bias of the repulsive force.

すなわち、本発明に係る誘導発熱ローラ装置は、回転自在に支持された中空のローラ本体と、少なくとも誘導コイルを有し、前記ローラ本体の中空内に静止状態で配置される静止部材と、前記ローラ本体及び前記静止部材に設けられ、前記静止部材を前記ローラ本体に対して非接触で支持する回転側永久磁石及び静止側永久磁石と、前記静止部材及び前記静止側永久磁石の間に介在し、前記静止側永久磁石を保持する磁石保持体とを備え、前記磁石保持体は、前記回転側永久磁石に対して前記静止側永久磁石が揺動可能となるように取り付けられていることを特徴とする。   That is, an induction heating roller device according to the present invention includes a hollow roller body that is rotatably supported, a stationary member that has at least an induction coil, and is disposed in a stationary state in the hollow of the roller body, and the roller A rotation-side permanent magnet and a stationary-side permanent magnet that are provided on the main body and the stationary member and support the stationary member in a non-contact manner with respect to the roller body, and are interposed between the stationary member and the stationary-side permanent magnet; A magnet holder that holds the stationary permanent magnet, and the magnet holder is attached so that the stationary permanent magnet can swing with respect to the rotating permanent magnet. To do.

この誘導発熱ローラ装置によれば、転がり軸受を不要とすることができるので、転がり軸受の劣化による軸受の交換や給脂等のメンテナンス作業を不要にすることができる。また、静止部材が回転側永久磁石及び静止側永久磁石によってローラ本体に非接触で支持されているので、静止部材及びローラ本体の間に転がり軸受の設置スペースを要さず、転がり軸受を設置することによる径方向寸法の大型化を防ぎ、小径化が可能となる。
特に本発明では、静止側永久磁石を保持する磁石保持体が、回転側永久磁石に対して静止側永久磁石が揺動可能となるように取り付けられているので、回転側永久磁石及び静止側永久磁石の間に生じる磁気反発力の偏りに応じて磁石保持体が傾いて磁気反発力の偏りを低減することができる。これにより、ローラ本体に対して静止部材を安定的に支持させることができる。
According to this induction heating roller device, since the rolling bearing can be made unnecessary, maintenance work such as replacement of the bearing and lubrication due to deterioration of the rolling bearing can be made unnecessary. In addition, since the stationary member is supported by the rotation-side permanent magnet and the roller body in a non-contact manner by the stationary-side permanent magnet, no rolling bearing installation space is required between the stationary member and the roller body, and the rolling bearing is installed. Therefore, it is possible to prevent an increase in the radial dimension and to reduce the diameter.
Particularly in the present invention, the magnet holder for holding the stationary permanent magnet is attached so that the stationary permanent magnet can swing relative to the rotating permanent magnet. The magnet holder can be tilted according to the bias of the magnetic repulsive force generated between the magnets, and the bias of the magnetic repulsive force can be reduced. Thereby, a stationary member can be stably supported with respect to a roller main body.

具体的には、磁石保持体は、主としてローラ本体の軸方向に沿った磁気反発力の偏りを低減するように、揺動可能に取り付けられる。つまり、磁石保持体は、少なくともローラ本体の軸方向を含む平面に対して傾斜するように揺動可能に取り付けられる。   Specifically, the magnet holder is swingably attached so as to reduce the bias of the magnetic repulsion force mainly along the axial direction of the roller body. That is, the magnet holder is swingably attached so as to be inclined with respect to a plane including at least the axial direction of the roller body.

前記磁石保持体は、前記静止部材の装着部に装着される円筒形状をなすものであり、前記静止側永久磁石は、前記磁石保持体の周方向全体に亘って設けられていることが望ましい。ここで、周方向全体に亘って設けられることには、周方向全体に連続的に設けられる構成、又は、周方向全体に間欠的に設けられる構成が含まれる。
この構成であれば、磁石保持部材を装着部に装着することによって静止部材の周方向全体に静止側永久磁石を配置することができる。また、周方向全体に亘って静止側永久磁石が磁気反発力の偏りを低減するように揺動できる構成にすることができる。
Preferably, the magnet holder has a cylindrical shape that is mounted on the mounting portion of the stationary member, and the stationary permanent magnet is provided over the entire circumferential direction of the magnet holder. Here, the provision over the entire circumferential direction includes a configuration provided continuously over the entire circumferential direction or a configuration provided intermittently over the entire circumferential direction.
If it is this structure, a stationary side permanent magnet can be arrange | positioned to the whole circumferential direction of a stationary member by mounting | wearing a mounting part with a magnet holding member. Moreover, it can be set as the structure which can rock | fluctuate so that a stationary side permanent magnet may reduce the bias | inclination of a magnetic repulsion force over the whole circumferential direction.

磁石保持体をローラ本体の軸方向を含む平面に対して揺動可能にするための具体的構成としては、前記磁石保持体及び前記装着部の対向面の何れか一方が、他方の対向面に向かって突出する突出部を有し、前記突出部に前記他方の対向面が接触して揺動可能とされていることが望ましい。
この構成であれば、突出部を形成するだけで、当該突出部を揺動中心として磁石保持体が揺動することになり、その構成を簡単にすることができる。
As a specific configuration for enabling the magnet holder to swing with respect to a plane including the axial direction of the roller body, either one of the opposing surfaces of the magnet holder and the mounting portion is arranged on the other opposing surface. It is desirable to have a protruding portion that protrudes toward the surface, and that the other opposing surface is in contact with the protruding portion and can swing.
With this configuration, the magnet holder swings about the protrusion as a swing center simply by forming the protrusion, and the configuration can be simplified.

ローラ本体の軸方向に沿った磁気反発力の偏りを好適に低減するためには、前記磁石保持体の外側周面に前記軸方向に沿って複数の静止側永久磁石が設けられており、前記突出部は、前記軸方向において前記静止側永久磁石の中央部に位置していることが望ましい。   In order to suitably reduce the bias of the magnetic repulsion force along the axial direction of the roller body, a plurality of stationary-side permanent magnets are provided along the axial direction on the outer peripheral surface of the magnet holder, It is desirable that the protrusion is located at the center of the stationary permanent magnet in the axial direction.

前記ローラ本体の軸方向において前記回転側永久磁石及び前記静止側永久磁石それぞれの両側に設けられて、前記軸方向に直交する方向において対向配置された回転側ヨーク及び静止側ヨークをさらに備えることが望ましい。
この構成であれば、回転側永久磁石及び静止側永久磁石の磁力を強化して、それらの反発力を高めることができる。これにより、永久磁石のサイズのみに頼ることなくローラ本体に対する静止部材の支持力を高めて、静止部材の非接触支持を安定させることができる。
A rotation-side yoke and a stationary-side yoke provided on both sides of each of the rotation-side permanent magnet and the stationary-side permanent magnet in the axial direction of the roller body, and arranged opposite to each other in a direction orthogonal to the axial direction; desirable.
If it is this structure, the magnetic force of a rotation side permanent magnet and a stationary side permanent magnet can be strengthened, and those repulsive forces can be raised. Thereby, the support force of the stationary member with respect to the roller body can be increased without depending only on the size of the permanent magnet, and the non-contact support of the stationary member can be stabilized.

前記回転側ヨーク及び前記静止側ヨークが、前記磁石保持体に設けられているものであれば、その構成を簡単にすることができ、組み立てを容易にすることができる。   If the rotation side yoke and the stationary side yoke are provided on the magnet holder, the configuration can be simplified and the assembly can be facilitated.

このように構成した本発明によれば、誘導発熱ローラ装置においてローラ本体及び静止部材の間に転がり軸受を設けることによる種々の不具合を抑制するとともに、永久磁石による磁気反発力の偏りを低減することができる。   According to the present invention configured as described above, various problems due to the provision of a rolling bearing between the roller body and the stationary member in the induction heat roller device can be suppressed, and the bias of the magnetic repulsive force due to the permanent magnet can be reduced. Can do.

本実施形態の誘導発熱ローラ装置の構成を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the structure of the induction heating roller apparatus of this embodiment. 同実施形態の回転側永久磁石部及び静止側永久磁石部の構成を示す部分拡大断面図である。It is a partial expanded sectional view which shows the structure of the rotation side permanent magnet part of the same embodiment, and a stationary side permanent magnet part. 同実施形態の磁石ユニットの構成を示す軸方向に直交した方向から見た図である。It is the figure seen from the direction orthogonal to the axial direction which shows the structure of the magnet unit of the embodiment. 同実施形態の磁石保持体の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the magnet holding body of the embodiment. 同実施形態の磁石保持体の揺動の様子を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the mode of the rocking | fluctuation of the magnet holder of the embodiment. 同実施形態の第2回転側永久磁石部及び第2静止側永久磁石部の構成を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the structure of the 2nd rotation side permanent magnet part of the same embodiment, and a 2nd stationary side permanent magnet part.

本実施形態に係る誘導発熱ローラ装置100は、例えばプラスチックフィルム、紙、布、不織布、合成繊維、金属箔等のシート材又はウェブ材、線(糸)材等の連続材の連続熱処理工程等において用いられるものである。   The induction heating roller device 100 according to the present embodiment is, for example, in a continuous heat treatment process of a continuous material such as a sheet material such as a plastic film, paper, cloth, nonwoven fabric, synthetic fiber, and metal foil, a web material, and a wire (thread) material. It is used.

<装置構成>
具体的にこの誘導発熱ローラ装置100は、図1に示すように、回転自在に支持された中空円筒状のローラ本体2と、このローラ本体2の中空内に静止状態で配置される静止部材3と、ローラ本体2に対して静止部材3をラジアル方向に非接触に支持する回転側永久磁石部4及び静止側永久磁石部5とを備えている。
<Device configuration>
Specifically, as shown in FIG. 1, the induction heat roller device 100 includes a hollow cylindrical roller body 2 that is rotatably supported, and a stationary member 3 that is disposed in a stationary state in the hollow of the roller body 2. And a rotating-side permanent magnet portion 4 and a stationary-side permanent magnet portion 5 that support the stationary member 3 in the radial direction in a non-contact manner with respect to the roller body 2.

ローラ本体2は、円筒状をなすシェル部21と、当該シェル部21の両端部に設けられた一対のジャーナル部22とを有している。このジャーナル部22は、シェル部21の端部開口を覆うフランジ部221と、当該フランジ部221に一体形成された中空の駆動軸222とを有している。また、駆動軸222は、転がり軸受等の軸受61を介して機台62に回転自在に支持されている。そして、ローラ本体2は、例えばモータ等により外部から与えられる駆動力によって回転されるように構成されている。   The roller body 2 includes a cylindrical shell portion 21 and a pair of journal portions 22 provided at both ends of the shell portion 21. The journal portion 22 includes a flange portion 221 that covers the end opening of the shell portion 21, and a hollow drive shaft 222 that is integrally formed with the flange portion 221. The drive shaft 222 is rotatably supported by the machine base 62 via a bearing 61 such as a rolling bearing. The roller body 2 is configured to be rotated by a driving force applied from the outside, for example, by a motor or the like.

静止部材3は、ローラ本体2のシェル部21を誘導発熱させるための誘導発熱機構31と、当該誘導発熱機構31を支持するための軸状をなす支持体32とを有している。   The stationary member 3 includes an induction heat generating mechanism 31 for causing the shell portion 21 of the roller body 2 to generate heat, and a support body 32 having an axial shape for supporting the induction heat generating mechanism 31.

誘導発熱機構31は、円筒形状をなす円筒状鉄心311と、当該円筒状鉄心311の外側周面に巻装された誘導コイル312とから構成されている。そして、円筒状鉄心311の両端部それぞれに、支持体32が取り付けられている。支持体32は、それぞれ駆動軸222の内部に挿通されており、回転側永久磁石部4及び静止側永久磁石部5により、駆動軸222に対して回転自在に支持されている。なお、本実施形態の支持体32は、回転しないように機台62等の静止側部材に固定金具63により固定されている。   The induction heat generating mechanism 31 includes a cylindrical iron core 311 having a cylindrical shape and an induction coil 312 wound around the outer peripheral surface of the cylindrical iron core 311. And the support body 32 is attached to each of the both ends of the cylindrical iron core 311. Each of the support bodies 32 is inserted into the drive shaft 222 and is rotatably supported by the drive shaft 222 by the rotation-side permanent magnet portion 4 and the stationary-side permanent magnet portion 5. In addition, the support body 32 of this embodiment is being fixed to the stationary side members, such as the machine base 62, with the fixture 63 so that it may not rotate.

これにより、誘導発熱機構31は、ローラ本体2の内部において宙づり状態で支持され、ローラ本体2の回転に関わらず静止状態に保持される。誘導コイル312には、リード線(不図示)が接続されており、このリード線には、交流電圧を印加するための交流電源(不図示)が電力調整装置(不図示)を介して接続されている。   Thus, the induction heat generating mechanism 31 is supported in a suspended state inside the roller body 2 and is held stationary regardless of the rotation of the roller body 2. A lead wire (not shown) is connected to the induction coil 312, and an AC power source (not shown) for applying an AC voltage is connected to the lead wire via a power adjustment device (not shown). ing.

このような誘導発熱機構31により、誘導コイル312に交流電圧が印加されると交番磁束が発生し、その交番磁束はローラ本体2のシェル部21を通過する。この通過によりシェル部21に誘導電流が発生し、その誘導電流でシェル部21はジュール発熱する。   By such an induction heating mechanism 31, an alternating magnetic flux is generated when an AC voltage is applied to the induction coil 312, and the alternating magnetic flux passes through the shell portion 21 of the roller body 2. This passage generates an induced current in the shell portion 21, and the shell portion 21 generates Joule heat by the induced current.

回転側永久磁石部4及び静止側永久磁石部5は、ローラ本体2及び静止部材3に設けられ、ローラ本体2の回転軸C周りに沿って配置されるとともに、回転軸Cに直交する方向において互いに反発し合うように、つまり、互いに対向する面の各極性が同一となるように対向配置されている。   The rotation-side permanent magnet portion 4 and the stationary-side permanent magnet portion 5 are provided on the roller body 2 and the stationary member 3 and are arranged around the rotation axis C of the roller body 2 and in a direction orthogonal to the rotation axis C. The electrodes are arranged so as to repel each other, that is, so that the polarities of the surfaces facing each other are the same.

本実施形態の回転側永久磁石部4及び静止側永久磁石部5は、ネオジウム磁石を用いているが、その他、アルニコ磁石やフェライト磁石を用いても良い。   Although the rotation side permanent magnet part 4 and the stationary side permanent magnet part 5 of this embodiment use a neodymium magnet, other than that, an alnico magnet or a ferrite magnet may be used.

具体的に回転側永久磁石部4は、図2及び図3に示すように、回転軸Cの軸方向に分割された複数の回転側永久磁石(磁石ユニット)4Uを有する。なお、この複数の磁石ユニット4Uは、ローラ本体2の駆動軸222の内側周面に形成された装着部に装着されて、回転側押圧部材10を駆動軸222に固定することによって固定される。   Specifically, the rotation-side permanent magnet unit 4 includes a plurality of rotation-side permanent magnets (magnet units) 4U that are divided in the axial direction of the rotation axis C, as shown in FIGS. The plurality of magnet units 4U are mounted on a mounting portion formed on the inner peripheral surface of the drive shaft 222 of the roller body 2, and are fixed by fixing the rotation-side pressing member 10 to the drive shaft 222.

各磁石ユニット4Uは、回転軸Cに直交する平面において放射状に等間隔に設けられた複数(図3では6つ)の永久磁石要素4a〜4fによりユニット化したものである。   Each magnet unit 4U is formed as a unit by a plurality (six in FIG. 3) of permanent magnet elements 4a to 4f provided radially at equal intervals on a plane orthogonal to the rotation axis C.

複数の永久磁石要素4a〜4fは、図3に示すように、互いに同一形状をなすものであり、例えば円環を周方向に分割した扇形状をなすものである。そして、各永久磁石要素4a〜4fは、軸方向において等断面形状を有するものであり、その先端面(内側面)41は、凹んだ円弧状をなしている。このように構成された複数の永久磁石要素4a〜4fは、軸方向から見てそれらの先端面41が同一円上に位置するように配置されている。なお、複数の永久磁石要素4a〜4fの先端面41の極性はN極である。また、各磁石ユニット4Uは、6つ以外の複数の永久磁石要素からなるものであっても良いし、等分割されたものに限られない。   As shown in FIG. 3, the plurality of permanent magnet elements 4 a to 4 f have the same shape as each other, for example, a fan shape obtained by dividing an annular ring in the circumferential direction. And each permanent magnet element 4a-4f has an equal cross-sectional shape in an axial direction, The front end surface (inner side surface) 41 has comprised the concave circular arc shape. The plurality of permanent magnet elements 4a to 4f configured in this way are arranged such that their tip surfaces 41 are located on the same circle as viewed from the axial direction. The polarities of the tip surfaces 41 of the plurality of permanent magnet elements 4a to 4f are N poles. Each magnet unit 4U may be composed of a plurality of permanent magnet elements other than six, and is not limited to being equally divided.

また、静止側永久磁石部5も、図2及び図3に示すように、回転側永久磁石部4と同様に、回転軸Cの軸方向に分割された複数の静止側永久磁石(磁石ユニット)5Uを有する。   Further, as shown in FIGS. 2 and 3, the stationary-side permanent magnet portion 5 is also a plurality of stationary-side permanent magnets (magnet units) divided in the axial direction of the rotation axis C, similarly to the rotating-side permanent magnet portion 4. 5U.

各磁石ユニット5Uは、回転側永久磁石部4の回転側永久磁石4Uに対応して設けられており、回転軸Cに直交する平面において放射状に設けられた複数(図3では6つ)の永久磁石要素5a〜5fによりユニット化したものである。   Each magnet unit 5U is provided corresponding to the rotation-side permanent magnet 4U of the rotation-side permanent magnet portion 4, and a plurality of (six in FIG. 3) permanents are provided radially on a plane orthogonal to the rotation axis C. The magnet elements 5a to 5f are unitized.

複数の永久磁石要素5a〜5fは、図3に示すように、互いに同一形状をなすものであり、例えば円環を周方向に分割した扇形状をなすものである。そして、各永久磁石要素5a〜5fは、軸方向において等断面形状を有するものであり、その先端面(外側面)51は、回転側永久磁石部4の磁石ユニット4Uを構成する永久磁石要素4a〜4fの先端面41に対応した、突出した円弧状をなしている。このように構成された複数の永久磁石要素5a〜5fは、軸方向から見てそれらの先端面51が同一円上に位置するように配置されている。なお、複数の永久磁石要素5a〜5fの先端面51の極性は、回転側永久磁石部4と同様に、N極である。また、各磁石ユニット5Uは、6つ以外の複数の永久磁石要素からなるものであっても良いし、等分割されたものに限られない。   As shown in FIG. 3, the plurality of permanent magnet elements 5 a to 5 f have the same shape as each other, for example, a fan shape obtained by dividing an annular ring in the circumferential direction. And each permanent magnet element 5a-5f has an equal cross-sectional shape in an axial direction, The front end surface (outer surface) 51 has the permanent magnet element 4a which comprises the magnet unit 4U of the rotation side permanent magnet part 4. FIG. A protruding arc shape corresponding to the tip surface 41 of ˜4f is formed. The plurality of permanent magnet elements 5a to 5f configured in this way are arranged such that their front end surfaces 51 are located on the same circle when viewed from the axial direction. In addition, the polarity of the front end surface 51 of the plurality of permanent magnet elements 5 a to 5 f is the N pole, like the rotation side permanent magnet portion 4. Further, each magnet unit 5U may be composed of a plurality of permanent magnet elements other than six, and is not limited to being equally divided.

しかして、本実施形態の誘導発熱ローラ装置100においては、特に図2に示すように、静止部材3及び静止側永久磁石部5の間に介在し、静止側永久磁石部5を保持する磁石保持体5Xを備えている。   Therefore, in the induction heating roller device 100 of the present embodiment, as shown in FIG. 2 in particular, the magnet holding unit that is interposed between the stationary member 3 and the stationary side permanent magnet unit 5 and holds the stationary side permanent magnet unit 5. A body 5X is provided.

この磁石保持体5Xは、図2及び図4に示すように、支持体32の軸方向端部に形成された装着部321に装着される円筒形状をなすものである。磁石保持体5Xは、静止側押圧部材12を支持体32に固定することによって揺動可能に取り付けられる。   As shown in FIGS. 2 and 4, the magnet holder 5 </ b> X has a cylindrical shape that is attached to a mounting portion 321 formed at an end portion in the axial direction of the support body 32. The magnet holder 5X is attached to be swingable by fixing the stationary side pressing member 12 to the support body 32.

この磁石保持体5Xの外側周面に、静止側永久磁石部5が周方向全体に亘って設けられる。具体的に磁石保持体5Xは、回転体形状をなすものであり、その外側周面には、軸方向に複数の静止側永久磁石(磁石ユニット5U)を取り付けるための取り付け凹部5X1が軸方向に沿って等間隔に形成されている。なお、この取り付け凹部5X1の両側に位置する凸部5X2が後述する静止側ヨーク5Yとなる。   The stationary side permanent magnet portion 5 is provided over the entire circumferential direction on the outer peripheral surface of the magnet holder 5X. Specifically, the magnet holding body 5X has a rotating body shape, and an attachment recess 5X1 for attaching a plurality of stationary-side permanent magnets (magnet units 5U) in the axial direction is provided in the axial direction on the outer peripheral surface thereof. It is formed at equal intervals along. In addition, the convex part 5X2 located in the both sides of this attachment recessed part 5X1 becomes the stationary side yoke 5Y mentioned later.

そして、磁石保持体5Xは、回転側永久磁石部4に対して静止側永久磁石部5が揺動可能となるように、支持体32の装着部321に取り付けられている。具体的に磁石保持体5Xは、ローラ本体2の回転軸Cを含む平面に対して傾斜するように揺動可能に取り付けられる。これにより、回転側永久磁石部4の磁石ユニット4Uを構成する永久磁石要素4a〜4fの先端面41に対して、静止側永久磁石部5の磁石ユニット5Uを構成する永久磁石要素5a〜5fの先端面51が傾斜可能となる。   The magnet holder 5 </ b> X is attached to the mounting portion 321 of the support body 32 so that the stationary permanent magnet portion 5 can swing with respect to the rotating permanent magnet portion 4. Specifically, the magnet holder 5X is swingably attached so as to be inclined with respect to a plane including the rotation axis C of the roller body 2. As a result, the permanent magnet elements 5a to 5f constituting the magnet unit 5U of the stationary side permanent magnet part 5 with respect to the tip surfaces 41 of the permanent magnet elements 4a to 4f constituting the magnet unit 4U of the rotation side permanent magnet part 4 are arranged. The tip surface 51 can be inclined.

具体的に磁石保持体5Xの内側周面には、装着部321の外側周面に向かって突出する突出部5X3が形成されている。この突出部5X3は、ローラ本体2の軸方向に沿った断面が円弧状をなすものであり、磁石保持体5Xの内側周面の周方向全体に亘って連続的に形成されている。   Specifically, a protruding portion 5X3 that protrudes toward the outer peripheral surface of the mounting portion 321 is formed on the inner peripheral surface of the magnet holder 5X. The projecting portion 5X3 has an arc-shaped cross section along the axial direction of the roller body 2, and is continuously formed over the entire inner circumferential surface of the magnet holder 5X.

突出部5X3は、磁石保持体5Xの軸方向中央部に形成されている。磁石保持体5Xの外側周面には、複数の静止側永久磁石(磁石ユニット5U)が軸方向中央に対して上下対称に設けられており、突出部5X3は、軸方向において複数の磁石ユニット5Uの中央部に位置することになる。突出部5X3の頂点部分の内径は、装着部321の外径よりも若干大きく、がたつきをもって取り付けられる。   The protrusion 5X3 is formed at the axial center of the magnet holder 5X. A plurality of stationary-side permanent magnets (magnet units 5U) are provided vertically symmetrically with respect to the axial center on the outer peripheral surface of the magnet holder 5X, and the protruding portion 5X3 has a plurality of magnet units 5U in the axial direction. It will be located in the center of. The inner diameter of the apex portion of the protruding portion 5X3 is slightly larger than the outer diameter of the mounting portion 321 and is attached with rattling.

この構成において、図5に示すように、磁石保持体5Xは、ローラ本体2の回転軸Cの軸方向における磁気反発力の偏り及び周方向における磁気反発力の偏りに応じて、ローラ本体2の回転軸Cに対して磁石保持体5Xの中心軸C’が傾くように揺動する。   In this configuration, as shown in FIG. 5, the magnet holder 5 </ b> X has the roller body 2 in accordance with the bias of the magnetic repulsion force in the axial direction of the rotation axis C of the roller body 2 and the bias of the magnetic repulsion force in the circumferential direction. It swings so that the central axis C ′ of the magnet holder 5X is inclined with respect to the rotation axis C.

さらに本実施形態の誘導発熱ローラ装置において、図2に示すように、回転側永久磁石部4は、ローラ本体2の軸方向において回転側永久磁石(磁石ユニット4U)の両側に設けられた回転側ヨーク4Yを有している。また、静止側永久磁石部5は、前記軸方向において静止側永久磁石(磁石ユニット5U)の両側に設けられた静止側ヨーク5Yを有している。そして、回転側ヨーク4Y及び静止側ヨーク5Yは、回転軸Cに直交する方向において対向配置されている。   Furthermore, in the induction heating roller device of this embodiment, as shown in FIG. 2, the rotation-side permanent magnet portion 4 is provided on the rotation side provided on both sides of the rotation-side permanent magnet (magnet unit 4 </ b> U) in the axial direction of the roller body 2. It has a yoke 4Y. In addition, the stationary side permanent magnet portion 5 has stationary side yokes 5Y provided on both sides of the stationary side permanent magnet (magnet unit 5U) in the axial direction. The rotation-side yoke 4Y and the stationary-side yoke 5Y are arranged to face each other in the direction orthogonal to the rotation axis C.

回転側ヨーク4Yは、円環形状をなすものであり、複数の回転側永久磁石(磁石ユニット4U)それぞれの両側に設けられている。本実施形態では、4つの回転側永久磁石(磁石ユニット4U)それぞれの両側に5つの回転側ヨーク4Yに設けられている。本実施形態では、回転側ヨーク4Yの先端面(内側面)の極性は、S極となる。   The rotation-side yoke 4Y has an annular shape, and is provided on both sides of each of a plurality of rotation-side permanent magnets (magnet units 4U). In the present embodiment, five rotation-side yokes 4Y are provided on both sides of each of the four rotation-side permanent magnets (magnet unit 4U). In the present embodiment, the polarity of the front end surface (inner side surface) of the rotation side yoke 4Y is the S pole.

静止側ヨーク5Yは、磁石保持体5Xに一体に形成された円環形状をなすものであり、複数の静止側永久磁石(磁石ユニット5U)それぞれの両側に設けられている。本実施形態では、静止側ヨーク5Yは、磁石保持体5Xの凸部5X2により構成されており、4つの静止側永久磁石(磁石ユニット5U)それぞれの両側に5つの静止側ヨーク5Yに設けられている。本実施形態では、静止側ヨーク5Yの先端面(外側面)の極性は、S極となる。これにより、回転側ヨーク4Yの先端面とそれに対向する静止側ヨーク5Yの先端面とは同一極性となる。   The stationary-side yoke 5Y has an annular shape formed integrally with the magnet holder 5X, and is provided on both sides of each of the plurality of stationary-side permanent magnets (magnet units 5U). In the present embodiment, the stationary side yoke 5Y is configured by the convex portion 5X2 of the magnet holder 5X, and is provided on the five stationary side yokes 5Y on both sides of each of the four stationary side permanent magnets (magnet unit 5U). Yes. In the present embodiment, the polarity of the distal end surface (outer surface) of the stationary side yoke 5Y is the S pole. Thereby, the front end surface of the rotation side yoke 4Y and the front end surface of the stationary side yoke 5Y facing it have the same polarity.

<本実施形態の効果>
このように構成した誘導発熱ローラ装置100によれば、静止部材3を支持する転がり軸受を不要とすることができるので、転がり軸受の劣化による軸受の交換や給脂等のメンテナンス作業を不要にすることができる。
<Effect of this embodiment>
According to the induction heating roller device 100 configured in this way, the rolling bearing that supports the stationary member 3 can be eliminated, and therefore maintenance work such as replacement of the bearing and lubrication due to deterioration of the rolling bearing is eliminated. be able to.

また、静止部材3が回転側永久磁石部4及び静止側永久磁石部5によってローラ本体2に非接触で支持されているので、静止部材3及びローラ本体2の間に転がり軸受の設置スペースを要さず、転がり軸受を設置することによる径方向寸法の大型化を防ぎ、ローラ本体2、特にジャーナル部22の小径化が可能となる。   In addition, since the stationary member 3 is supported by the rotation-side permanent magnet portion 4 and the stationary-side permanent magnet portion 5 in a non-contact manner on the roller body 2, a space for installing the rolling bearing is required between the stationary member 3 and the roller body 2. In addition, an increase in the radial dimension due to the installation of the rolling bearing can be prevented, and the diameter of the roller body 2, particularly the journal portion 22, can be reduced.

特に本実施形態では、静止側永久磁石部5を保持する磁石保持体5Xが、回転側永久磁石部4に対して静止側永久磁石部5が揺動可能となるように取り付けられているので、回転側永久磁石部4及び静止側永久磁石部5の間に生じる磁気反発力の偏りを低減することができる。これにより、ローラ本体2に対して静止部材3を安定的に支持させることができる。   In particular, in this embodiment, the magnet holder 5X that holds the stationary permanent magnet unit 5 is attached so that the stationary permanent magnet unit 5 can swing with respect to the rotating permanent magnet unit 4. The bias of the magnetic repulsion force generated between the rotation side permanent magnet part 4 and the stationary side permanent magnet part 5 can be reduced. Thereby, the stationary member 3 can be stably supported with respect to the roller body 2.

さらに、円筒形状をなす磁石保持体5Xを支持体32の装着部321に装着することで、支持体32の周方向全体に静止側永久磁石部5を配置することができるので、静止側永久磁石部5の支持体32への取り付けを容易にすることができる。また、磁石保持体5Xに突出部5X3を設けているので、支持体32の装着部321を等断面形状にすることができ、その加工を容易にすることができる。   Further, by mounting the cylindrical magnet holder 5X on the mounting portion 321 of the support body 32, the stationary permanent magnet section 5 can be disposed in the entire circumferential direction of the support body 32. Attachment of the part 5 to the support body 32 can be facilitated. In addition, since the protrusion 5X3 is provided on the magnet holder 5X, the mounting portion 321 of the support 32 can be formed in an equal cross-sectional shape, and the processing can be facilitated.

その上、回転側永久磁石(磁石ユニット4U)及び静止側永久磁石(磁石ユニット5U)それぞれの両側に回転側ヨーク4Y及び静止側ヨーク5Yを設けているので、回転側永久磁石及び静止側永久磁石の磁力を強化して、それらの反発力を高めることができる。これにより、永久磁石のサイズのみに頼ることなくローラ本体2に対する静止部材3の支持力を高めて、静止部材3の非接触支持を安定させることができる。   In addition, since the rotation-side yoke 4Y and the stationary-side yoke 5Y are provided on both sides of the rotation-side permanent magnet (magnet unit 4U) and the stationary-side permanent magnet (magnet unit 5U), the rotation-side permanent magnet and the stationary-side permanent magnet are provided. These magnetic forces can be strengthened to increase their repulsive force. Thereby, the supporting force of the stationary member 3 with respect to the roller main body 2 can be increased without depending only on the size of the permanent magnet, and the non-contact support of the stationary member 3 can be stabilized.

<その他の変形実施形態>
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。
<Other modified embodiments>
The present invention is not limited to the above embodiment.

例えば、前記実施形態では、磁石保持体5Xの内側周面に突出部5X3を設けることにより揺動可能に構成しているが、装着部321の外側周面に突出部を設けることにより揺動可能に構成しても良い。   For example, in the above embodiment, the protrusion 5X3 is provided on the inner peripheral surface of the magnet holder 5X so as to be swingable. However, the protrusion is provided on the outer peripheral surface of the mounting portion 321. You may comprise.

また、突出部は、磁石保持体5X又は装着部321に一体形成されたものでは無く、別体に形成して磁石保持体5X又は装着部321に固定したものであっても良い。   Further, the projecting portion is not integrally formed with the magnet holder 5X or the mounting portion 321 but may be formed separately and fixed to the magnet holder 5X or the mounting portion 321.

さらに、突出部は、周方向全体に形成されたものの他、周方向に間欠的に形成されたものであっても良い。   Furthermore, the protrusions may be formed intermittently in the circumferential direction in addition to those formed in the entire circumferential direction.

その上、突出部の先端部の断面形状は円弧状に限られず、揺動可能に接触するものであれば、曲面形状、屈曲形状であっても良い。   In addition, the cross-sectional shape of the tip of the protruding portion is not limited to an arc shape, and may be a curved surface shape or a bent shape as long as it can come into contact with the rocking portion.

加えて、前記実施形態では、ローラ本体2に対する静止部材3の軸方向における位置決めは、固定金具63により行われているが、図6に示すように、静止部材3をローラ本体2に対して軸方向(スラスト方向)に非接触で位置決めするための第2回転側永久磁石部7及び第2静止側永久磁石部8を用いたものであっても良い。
第2回転側永久磁石部7及び第2静止側永久磁石部8は、ローラ本体2及び静止部材3に設けられ、ローラ本体2の軸方向において互いに反発し合うように対向配置されている。具体的には、第2静止側永久磁石部8は、第2回転側永久磁石部7を軸方向両側から挟み込むように配置されている。第2回転側永久磁石部7は、ローラ本体2のジャーナル部22に取り付けられる磁石ホルダ7Hに支持されており、第2静止側永久磁石部8は、支持体32の軸方向端部に取り付けられる磁石ハウジング8Hにより支持されている。
これにより、第2回転側永久磁石部7及び第2静止側永久磁石部8を用いて、ローラ本体2に対する静止部材3の軸方向の位置決めを非接触で行うことができる。したがって、静止部材3を回転側永久磁石部4及び静止側永久磁石部5によりラジアル方向に非接触支持したことにより生じる軸方向の位置ずれを簡単かつコンパクトな構成により解消することができる。
In addition, in the above-described embodiment, the positioning of the stationary member 3 in the axial direction with respect to the roller body 2 is performed by the fixing bracket 63. However, as shown in FIG. The second rotating side permanent magnet portion 7 and the second stationary side permanent magnet portion 8 for positioning without contact in the direction (thrust direction) may be used.
The second rotation-side permanent magnet portion 7 and the second stationary-side permanent magnet portion 8 are provided on the roller body 2 and the stationary member 3, and are disposed so as to face each other in the axial direction of the roller body 2. Specifically, the second stationary side permanent magnet portion 8 is disposed so as to sandwich the second rotating side permanent magnet portion 7 from both sides in the axial direction. The second rotation-side permanent magnet portion 7 is supported by a magnet holder 7H attached to the journal portion 22 of the roller body 2, and the second stationary-side permanent magnet portion 8 is attached to the axial end of the support body 32. It is supported by the magnet housing 8H.
Thereby, the axial positioning of the stationary member 3 with respect to the roller body 2 can be performed in a non-contact manner using the second rotating side permanent magnet portion 7 and the second stationary side permanent magnet portion 8. Therefore, the positional deviation in the axial direction caused by non-contact support of the stationary member 3 in the radial direction by the rotation-side permanent magnet portion 4 and the stationary-side permanent magnet portion 5 can be eliminated with a simple and compact configuration.

その他、本発明は前記各実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。   In addition, it goes without saying that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

100・・・誘導発熱ローラ装置
2・・・ローラ本体
C・・・回転軸
3・・・静止部材
312・・・誘導コイル
4・・・回転側永久磁石部
4U・・・磁石ユニット
4a〜4d・・・永久磁石要素
5・・・静止側永久磁石部
5U・・・磁石ユニット
5a〜5d・・・永久磁石要素
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Induction heating roller apparatus 2 ... Roller main body C ... Rotating shaft 3 ... Static member 312 ... Induction coil 4 ... Rotation side permanent magnet part 4U ... Magnet unit 4a-4d ... Permanent magnet element 5 ... Static side permanent magnet part 5U ... Magnet units 5a to 5d ... Permanent magnet element

Claims (6)

回転自在に支持された中空のローラ本体と、
少なくとも誘導コイルを有し、前記ローラ本体の中空内に静止状態で配置される静止部材と、
前記ローラ本体及び前記静止部材に設けられ、前記静止部材を前記ローラ本体に対して非接触で支持する回転側永久磁石及び静止側永久磁石と、
前記静止部材及び前記静止側永久磁石の間に介在し、前記静止側永久磁石を保持する磁石保持体とを備え、
前記磁石保持体は、前記回転側永久磁石に対して前記静止側永久磁石が揺動可能となるように取り付けられている誘導発熱ローラ装置。
A hollow roller body rotatably supported;
A stationary member having at least an induction coil and disposed stationary in the hollow of the roller body;
A rotation-side permanent magnet and a stationary-side permanent magnet that are provided on the roller body and the stationary member and support the stationary member in a non-contact manner with respect to the roller body;
A magnet holder interposed between the stationary member and the stationary permanent magnet, and holding the stationary permanent magnet;
The induction heating roller device, wherein the magnet holder is attached so that the stationary permanent magnet can swing relative to the rotating permanent magnet.
前記磁石保持体は、前記静止部材の装着部に装着される円筒形状をなすものであり、
前記静止側永久磁石は、前記磁石保持体の周方向全体に亘って設けられている、請求項1記載の誘導発熱ローラ装置。
The magnet holder has a cylindrical shape that is mounted on the mounting portion of the stationary member,
The induction heat roller device according to claim 1, wherein the stationary permanent magnet is provided over the entire circumferential direction of the magnet holder.
前記磁石保持体及び前記装着部の対向面の何れか一方が、他方の対向面に向かって突出する突出部を有し、
前記突出部に前記他方の対向面が接触して揺動可能とされている、請求項2記載の誘導発熱ローラ装置。
Either one of the opposing surfaces of the magnet holder and the mounting portion has a protruding portion that protrudes toward the other opposing surface,
The induction heating roller device according to claim 2, wherein the other opposing surface is brought into contact with the protrusion and can be swung.
前記磁石保持体の外側周面に前記ローラ本体の軸方向に沿って複数の静止側永久磁石が設けられており、
前記突出部は、前記軸方向において前記静止側永久磁石の中央部に位置している、請求項3記載の誘導発熱ローラ装置。
A plurality of stationary side permanent magnets are provided along the axial direction of the roller body on the outer peripheral surface of the magnet holder,
The induction heating roller device according to claim 3, wherein the protruding portion is located in a central portion of the stationary permanent magnet in the axial direction.
前記ローラ本体の軸方向において前記回転側永久磁石及び前記静止側永久磁石それぞれの両側に設けられて、前記軸方向に直交する方向において対向配置された回転側ヨーク及び静止側ヨークをさらに備える、請求項1乃至4の何れか一項に記載の誘導発熱ローラ装置。   A rotation-side yoke and a stationary-side yoke that are provided on both sides of each of the rotation-side permanent magnet and the stationary-side permanent magnet in the axial direction of the roller body, and are opposed to each other in a direction orthogonal to the axial direction. Item 5. The induction heating roller device according to any one of Items 1 to 4. 前記回転側ヨーク及び前記静止側ヨークは、前記磁石保持体に設けられている、請求項5記載の誘導発熱ローラ装置。   The induction heating roller device according to claim 5, wherein the rotation side yoke and the stationary side yoke are provided on the magnet holder.
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