JP2022013461A - 誘導発熱ローラ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】誘導発熱ローラ装置の転がり軸受の着脱を補助する機構を設けつつ、部品点数の削減と省スペース化を実現する。【解決手段】誘導発熱機構３を支持する支持ロッド６を、ローラ２の駆動軸２２内に挿通し、支持ロッド６を転がり軸受７を介して駆動軸２２の内側周面で支持することにより、誘導発熱機構３をローラ２内に宙吊り状態で保持してなる誘導発熱ローラ装置１００において、転がり軸受７の内輪７１または外輪７２に転がり軸受７の着脱を補助する機構８を備えている。【選択図】図１

Description

本発明は、誘導発熱ローラ装置に関するものである。

従来の誘導発熱ローラ装置は、特許文献１に示すように、誘導発熱機構を支持する支持ロッド（支持軸）を静止支持するための転がり軸受と、当該転がり軸受の内輪の内側周面に嵌合するようなスペーサ部材とを備え、当該スペーサ部材が、転がり軸受の交換作業における着脱を補助する着脱補助機構を有する構成とされている。なお、このスペーサ部材は、転がり軸受の内輪の内側周面と支持ロッドの外側周面との間に設けられている。また、従来の誘導発熱ローラ装置には、前記転がり軸受の外輪の外側周面に嵌合するようなハウジング部材を備え、当該ハウジング部材が、転がり軸受の着脱を補助する着脱補助機構を有する構成とされている。なお、このハウジング部材は、転がり軸受の外輪の外側周面とローラの駆動軸の内側周面との間に設けられている。

しかしながら、スペーサ部材やハウジング部材を有することから、転がり軸受により回転自在に支持される支持ロッドの外径が制約されてしまい、支持ロッドの内部に挿通される電源リード線の太さも制約され、大きな電気容量の誘導発熱機構を備えることが難しい。また、着脱補助機構のために転がり軸受とは別の部材を設ける必要があり、部品点数の削減も難しい。

特開２００６－３５１２０８号公報

そこで本発明は、上記問題点を解決すべくなされたものであり、誘導発熱ローラ装置の転がり軸受の着脱を補助する機構を設けつつ、部品点数の削減と省スペース化を実現することをその主たる課題とするものである。

すなわち本発明に係る誘導発熱ローラ装置は、誘導発熱機構を支持する支持ロッドを、ローラの駆動軸内に挿通し、前記支持ロッドを転がり軸受を介して前記駆動軸の内側周面で支持することにより、前記誘導発熱機構を前記ローラ内に宙吊り状態で保持してなる誘導発熱ローラ装置において、前記転がり軸受の内輪または外輪に前記転がり軸受の着脱を補助する着脱補助機構を備えたことを特徴とする。

このようなものであれば、転がり軸受の内輪または外輪自身に着脱補助機構を備えることにより、従来からの部品点数の削減と省スペース化を達成することができる。
部品点数の削減については、従来は転がり軸受と別途に、着脱補助機構を備えたスペーサ部材を備えていたが、転がり軸受自身にその機能を持たせることで部品点数を減らし、作業効率の向上とコスト低減も図れる。
また、省スペース化については、支持ロッドの内部に誘導発熱機構に給電するための電源リード線を挿通させる場合に、スペーサ部材を無くすことにより、支持ロッドの外径をその分大径化させることができる。その結果、支持ロッドの内部に従来よりも太い電源リード線を挿通することが可能となり、ゆえに大きな電気容量の誘導発熱機構を備えることができるといった利点がある。

着脱補助機構の具体的な実施の態様としては、前記内輪又は前記外輪の一方は、前記内輪又は前記外輪の他方よりも前記駆動軸の軸方向外側に延長された延長部を有しており、前記着脱補助機構は、前記延長部に設けられていることが考えられる。

前記着脱補助機構は、前記延長部に設けられて引抜治具がねじ込まれるネジ部であることが望ましい。この構成であれば、引抜治具により転がり軸受を取り外す際に円周方向に均一に力を加えて取り外すことができる。

前記着脱補助機構は、前記延長部に設けられて引抜治具が引っ掛けられる引っ掛け部であることが望ましい。この構成であれば、着脱補助機構の構成を簡単にできる。

その他、前記着脱補助機構は、前記延長部に設けられて押しボルトが螺合される貫通ネジ孔とすることもできる。

また、前記外輪は、前記駆動軸の外側端面に対向する対向部を有しており、前記着脱補助機構は、前記対向部に設けられて押しボルトが螺合される貫通ネジ孔とすることもできる。

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の転がり軸受の着脱を補助する機構を設けつつ、部品点数の削減と省スペース化を実現することができる。

本発明の一実施形態に係る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。 本発明の実施例における転がり軸受の（ａ）斜視図、（ｂ）自由端側断面図、（ｃ）固定端側断面図である。 本発明の実施例における転がり軸受の（ａ）斜視図、（ｂ）自由端側断面図、（ｃ）固定端側断面図である。 本発明の実施例における転がり軸受の（ａ）斜視図、（ｂ）自由端側断面図、（ｃ）固定端側断面図である。 本発明の実施例における転がり軸受の（ａ）斜視図、（ｂ）自由端側断面図、（ｃ）固定端側断面図である。 本発明の実施例における転がり軸受の（ａ）斜視図、（ｂ）自由端側断面図、（ｃ）固定端側断面図である。 本発明の実施例における転がり軸受の（ａ）斜視図、（ｂ）自由端側断面図、（ｃ）固定端側断面図である。 本発明の実施例における転がり軸受の（ａ）斜視図、（ｂ）自由端側断面図、（ｃ）固定端側断面図である。 本発明の実施例における転がり軸受の（ａ）斜視図、（ｂ）自由端側断面図、（ｃ）固定端側断面図である。 本発明の実施例における転がり軸受の（ａ）斜視図、（ｂ）自由端側断面図である。 従来の転がり軸受の（ａ）斜視図、（ｂ）自由端側断面図、（ｃ）固定端側断面図である。

以下に本発明に係る誘導発熱ローラ装置の一実施形態について図面を参照して説明する。

＜１．装置構成＞
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。

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のローラ２と、このローラ２の内部に設けられた誘導発熱機構３とを備えている。

ローラ２は、連続材が接触して連続材を熱処理するための中空円筒状をなすローラ本体２１と、当該ローラ本体２１の両端部に設けられた中空の駆動軸２２とを有している。当該駆動軸２２は、転がり軸受等の軸受４を介して機台５に回転自在に支持されている。なお、駆動軸２２は、ローラ本体２１の軸方向端面に接続されるフランジ２２１を有している。ローラ本体２１及び駆動軸２２は、炭素鋼などの磁性材から形成されている。そして、ローラ２は、例えばモータ等の回転駆動機構（不図示）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。また、本実施形態のローラ本体２１の肉厚部である側周壁には、気液二相の熱媒体が減圧封入された複数のジャケット室が形成されていても良い。

誘導発熱機構３は、円筒形状をなす円筒状鉄心３１と、当該円筒状鉄心３１の外側周面に巻装された誘導コイル３２とを備えている。

円筒状鉄心３１の両端部には支持ロッド（コイルロッド）６が設けられており、当該支持ロッド６は、それぞれ駆動軸２２の内部に挿通されて、転がり軸受等の軸受７を介して駆動軸２２の内側周面に回転自在に支持されている。これにより、誘導発熱機構３は、回転するローラ２の内部に宙吊り状態で保持され、つまり、機台５（固定側）に対して静止状態に保持される。

また、誘導コイル３２には、電源リード線Ｌ１が接続されており、この電源リード線Ｌ１には、商用周波数（５０Ｈｚ又は６０Ｈｚ）の交流電圧を印加するための電源装置（不図示）が接続されている。

このような誘導発熱機構３により、誘導コイル３２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２１の側周壁を通過する。この通過によりローラ本体２１に誘導電流が発生し、その誘導電流でローラ本体２１はジュール発熱する。

しかして、本実施形態の誘導発熱ローラ装置１００の支持ロッド６を支持するための転がり軸受７には、その交換作業における着脱作業を容易にするための着脱補助機構８が設けられている。

図２～１０に本発明に係る着脱補助機構８の実施例を、図１１に従来技術の着脱補助機構の実施例を示す。各図において、左から順番に、転がり軸受７の（ａ）斜視図、（ｂ）自由側端断面図、（ｃ）固定側端断面図を示す。ここでは、転がり軸受７の代表例として、深溝玉軸受を示したが、内輪７１及び外輪７２の間に転動体７３が介在し、当該転動体７３の転がりによって回転荷重を支えるものであれば、この限りではない。

図２に示す転がり軸受７は、その内輪７１の内側周面がコイルロッド６の外側周面に嵌合し、外輪７２の外側周面が駆動軸２２の内側周面に嵌合している。ここで、内輪７１は、外輪７２よりも駆動軸２２の開口側（軸方向外側）に延長されており、この延長部７１１の外側周面にネジが切られている。この延長部７１１に形成されたネジ部７１１ａが着脱補助機構８となる。

そして、転がり軸受７を取り外す際には、ネジ部７１１ａに引抜治具（不図示）をねじ込み、引抜治具に軸方向外側（駆動軸２２の開口側）向けて外力を与えることで、転がり軸受７が駆動軸２２及びコイルロッド６の間から取り外される。一方、転がり軸受７を取り付ける際には、ネジ部７１１ａに引抜治具（不図示）をねじ込み、引抜治具に軸方向内側に向けて外力を与えることで、転がり軸受７が駆動軸２２及びコイルロッド６の間に取り付けられる。なお、転がり軸受７は、引抜治具を用いることなく、駆動軸２２及びコイルロッド６の間に押し込んでも良い。

図３に示す転がり軸受７は、その内輪７１の内側周面がコイルロッド６の外側周面に嵌合し、外輪７２の外側周面が駆動軸２２の内側周面に嵌合している。ここで、外輪７２は、内輪７１よりも駆動軸２２開口側に延長されており、この延長部７２１の内側周面にネジが切られている。この延長部７２１に形成されたネジ部７２１ａが着脱補助機構８となる。

そして、転がり軸受７を取り外す際には、ネジ部７２１ａに引抜治具（不図示）をねじ込み、引抜治具に軸方向外側（駆動軸２２の開口側）向けて外力を与えることで、転がり軸受７が駆動軸２２及びコイルロッド６の間から取り外される。一方、転がり軸受７を取り付ける際には、ネジ部７２１ａに引抜治具（不図示）をねじ込み、引抜治具に軸方向内側に向けて外力を与えることで、転がり軸受７が駆動軸２２及びコイルロッド６の間に取り付けられる。なお、転がり軸受７は、引抜治具を用いることなく、駆動軸２２及びコイルロッド６の間に押し込んでも良い。

図４に示す転がり軸受７は、その内輪７１の内側周面がコイルロッド６の外側周面に嵌合し、外輪７２の外側周面が駆動軸２２の内側周面に嵌合している。ここで、内輪７１は、外輪７２よりも駆動軸２２の開口側（軸方向外側）に延長されており、この延長部７１１に２ヶ所以上に引っ掛け部（例えば孔）７１１ｂが設けられている。この延長部７１１に設けられた引っ掛け部７１１ｂが着脱補助機構８となる。

そして、転がり軸受７を取り外す際には、引っ掛け部７１１ｂに引抜治具（不図示）を引っ掛け、引抜治具に軸方向外側（駆動軸２２の開口側）向けて外力を与えることで、転がり軸受７が駆動軸２２及びコイルロッド６の間から取り外される。一方、転がり軸受７を取り付ける際には、例えば、引っ掛け部７１１ｂに引抜治具を引っ掛け、引抜治具に軸方向内側に向けて外力を与えることで、転がり軸受７が駆動軸２２及びコイルロッド６の間に取り付けられる。なお、転がり軸受７は、引抜治具を用いることなく、駆動軸２２及びコイルロッド６の間に押し込んでも良い。

図５に示す転がり軸受７は、その内輪７１の内側周面がコイルロッド６の外側周面に嵌合し、外輪７２の外側周面が駆動軸２２の内側周面に嵌合している。ここで、外輪７２は、内輪７１よりも駆動軸２２の開口側（軸方向外側）に延長されており、この延長部７２１に２ヶ所以上に引っ掛け部（例えば孔）７２１ｂが設けられている。この延長部７２１に設けられた引っ掛け部７２１ｂが着脱補助機構８となる。

そして、転がり軸受７を取り外す際には、引っ掛け部７２１ｂに引抜治具（不図示）を引っ掛け、引抜治具に軸方向外側（駆動軸２２の開口側）向けて外力を与えることで、転がり軸受７が駆動軸２２及びコイルロッド６の間から取り外される。一方、転がり軸受７を取り付ける際には、例えば、引っ掛け部７２１ｂに引抜治具を引っ掛け、引抜治具に軸方向内側に向けて外力を与えることで、転がり軸受７が駆動軸２２及びコイルロッド６の間に取り付けられる。なお、転がり軸受７は、引抜治具を用いることなく、駆動軸２２及びコイルロッド６の間に押し込んでも良い。

図６に示す転がり軸受７は、その内輪７１の内側周面がコイルロッド６の外側周面に嵌合し、外輪７２の外側周面が駆動軸２２の内側周面に嵌合している。ここで、内輪７１は、外輪７２よりも駆動軸２２の開口側（軸方向外側）に延長されており、この延長部７１１の例えば先端部に径方向外側に突出した段差部７１１ｃ（引っ掛け部の一態様）を設ける。この延長部７１１に設けられた段差部７１１ｃが着脱補助機構８となる。

そして、転がり軸受７を取り外す際には、段差部７１１ｃに引抜治具（不図示）を引っ掛け、引抜治具に軸方向外側（駆動軸２２の開口側）に向けて外力を与えることで、転がり軸受７が駆動軸２２及びコイルロッド６の間から取り外される。一方、転がり軸受７を取り付ける際には、例えば、段差部７１１ｃに引抜治具を引っ掛け、引抜治具に軸方向内側に向けて外力を与えることで、転がり軸受７が駆動軸２２及びコイルロッド６の間に取り付けられる。なお、転がり軸受７は、引抜治具を用いることなく、駆動軸２２及びコイルロッド６の間に押し込んでも良い。

図７に示す転がり軸受７は、その内輪７１の内側周面がコイルロッド６の外側周面に嵌合し、外輪７２の外側周面が駆動軸２２の内側周面に嵌合している。ここで、外輪７２は、内輪７１よりも駆動軸２２の開口側（軸方向外側）に延長されており、この延長部７２１の例えば先端部に径方向内側に突出した段差部７２１ｃ（引っ掛け部の一態様）を設ける。この延長部７２１に設けられた段差部７２１ｃが着脱補助機構８となる。

そして、転がり軸受７を取り外す際には、段差部７２１ｃに引抜治具（不図示）を引っ掛け、引抜治具に軸方向外側（駆動軸２２の開口側）に向けて外力を与えることで、転がり軸受７が駆動軸２２及びコイルロッド６の間から取り外される。一方、転がり軸受７を取り付ける際には、例えば、段差部７２１ｃに引抜治具を引っ掛け、引抜治具に軸方向内側に向けて外力を与えることで、転がり軸受７が駆動軸２２及びコイルロッド６の間に取り付けられる。なお、転がり軸受７は、引抜治具を用いることなく、駆動軸２２及びコイルロッド６の間に押し込んでも良い。

図８に示す転がり軸受７は、その内輪７１の内側周面がコイルロッド６の外側周面に嵌合し、外輪７２の幅の一部を大径化し、残りの部分を駆動軸２２の開口端部の内側周面に嵌合させる。また、外輪７２の大径化された部分が固定ネジ９によって駆動軸２２に固定される。ここで、外輪７２の大径化させた部分７２２は、駆動軸２２の外側端面２２ａに対向する対向部となる。そして、大径化させた部分７２２には、軸方向に沿って２つ以上の貫通ネジ孔７２２ａが設けられている。なお、２つ以上の貫通ネジ孔７２２ａは、円周方向に例えば等間隔に設けられている。この２つ以上の貫通ネジ孔７２２ａが着脱補助機構８となる。

そして、転がり軸受７を取り外す際には、固定ネジ９を取り外し、貫通ネジ孔７２２ａに押しボルト（不図示）等を螺合させて、当該押しボルト等が駆動軸２２の外側端面２２ａを押すことにより、転がり軸受７が駆動軸２２及びコイルロッド６の間から取り外される。一方、転がり軸受７を取り付ける際には、転がり軸受７を駆動軸２２及びコイルロッド６の間に押し込んで取り付け、固定ネジ９により固定する。

図９に示す転がり軸受７は、その内輪７１の内側周面がコイルロッド６の外側周面に嵌合し、外輪７２の外側周面が駆動軸２２の内側周面に嵌合している。ここで、外輪７２は、内輪７１よりも駆動軸２２の開口側（軸方向外側）に延長されており、この延長部７２１は、駆動軸２２よりも外側に延出している。この延出した部分を大径化してフランジ部７２３を形成する。フランジ部７２３は、駆動軸２２の外側端面２２ａに対向する対向部となる。なお、フランジ部７２３は固定ネジ９によって駆動軸２２に固定される。そして、フランジ部７２３には、軸方向に沿って２つ以上の貫通ネジ孔７２３ａが設けられている。なお、２つ以上の貫通ネジ孔７２３ａは、円周方向に例えば等間隔に設けられている。この２つ以上の貫通ネジ孔７２３ａが着脱補助機構８となる。

そして、転がり軸受７を取り外す際には、固定ネジ９を取り外し、貫通ネジ孔７２３ａに押しボルト（不図示）等を螺合させて、当該押しボルト等が駆動軸２２の外側端面２２ａを押すことにより、転がり軸受７が駆動軸２２及びコイルロッド６の間から取り外される。一方、転がり軸受７を取り付ける際には、転がり軸受７を駆動軸２２及びコイルロッド６の間に押し込んで取り付け、固定ネジ９により固定する。

図１０に示す転がり軸受７は、その内輪７１の内側周面がコイルロッド６の外側周面に嵌合し、外輪７２の外側周面が駆動軸２２の内側周面に嵌合している。ここで、内輪７１は、外輪７２よりも駆動軸２２の開口側（軸方向外側）に延長されており、その先端はコイルロッド６の外側端面６ａを覆う蓋形状とされている。そして、当該蓋部７１２の中央には貫通ネジ孔７１２ａが切られている。この貫通ネジ孔７１２ａが着脱補助機構８となる。この構成は、電源リード線Ｌ１が挿通されない自由端側において有効である。

そして、転がり軸受７を取り外す際には、貫通ネジ孔７１２ａに押しボルト（不図示）等を螺合させて、当該押しボルト等がコイルロッド６の外側端面６ａを押すことにより、転がり軸受７が駆動軸２２及びコイルロッド６の間から取り外される。一方、転がり軸受７を取り付ける際には、転がり軸受７を駆動軸２２及びコイルロッド６の間に押し込んで取り付ける。

図１１は転がり軸受７の従来例であり、外輪７２の外側周面は駆動軸２２の内側周面に嵌合し、内輪７１の内側周面はスペーサ部材１０を介してコイルロッド６に嵌合している。そして、スペーサ部材１０の駆動軸２２の開口側にネジ部１０ａが形成されている。このネジ部１０ａに引抜治具（不図示）をねじ込み、引抜治具に外力を与えることで軸受の着脱を可能とする。

なお、誘導発熱ローラ装置１００における転がり軸受７は、外輪７２が回転し、内輪７１が固定であることから、外輪７２の外側周面と駆動軸２２の内側周面との嵌め合いは、内輪７１の内側周面とコイルロッド６の外側周面との嵌め合いよりも厳し目に設定されている。よって、転がり軸受７の着脱は外輪７２への外力付与が望ましく、上述した実施例でいうと図３、５、７、８、９の構成が望ましい。

＜２．本実施形態の効果＞
このように構成された本実施形態に係る誘導発熱ローラ装置１００によれば、転がり軸受７の内輪７１または外輪７２自身に着脱補助機構８を備えることにより、従来からの部品点数の削減と省スペース化を達成することができる。

部品点数の削減については、従来は転がり軸受と別に、着脱補助機構を備えたスペーサ部材を備えていたが、転がり軸受自身にその機能を持たせることで部品点数を減らし、作業効率の向上とコスト低減も図れる。

また、省スペース化については、支持ロッド６の内部に誘導発熱機構３に給電するための電源リード線Ｌ１を挿通させる場合に、スペーサ部材をなくすことにより、支持ロッド６の外径をその分大径化させることができる。その結果、支持ロッド６の内部に従来より太い電源リード線Ｌ１を挿通することが可能となり、ゆえに大きな電気容量の誘導発熱機構３を備えることができるといった利点がある。

＜３．その他の実施形態＞
なお、本発明は前記実施形態に限られない。
例えば、前記実施形態では、着脱補助機構８が内輪７１又は外輪７２の何れか一方のみに設けられた構成であったが、内輪７１及び外輪７２の両方に設けられた構成としても良い。この場合、前記各実施例に記載した構成を組み合わせることができる。

また、前記実施形態の誘導発熱ローラ装置は、ロール本体の軸方向両端部が回転自在に支持された所謂両持ち式の誘導発熱ローラ装置であったが、有底筒状をなすロール本体の底部に回転軸を接続して回転自在に支持された所謂片持ち式の誘導発熱ローラ装置であっても良い。

その他、本発明は前記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。

１００ ・・・誘導発熱ローラ装置
３ ・・・誘導発熱機構
６ ・・・支持ロッド（コイルロッド）
２ ・・・ローラ
２２ ・・・駆動軸
７ ・・・転がり軸受
７１ ・・・内輪
７２ ・・・外輪
８ ・・・着脱補助機構
７１１・・・内輪の延長部
７１１ａ・・・ネジ部
７１１ｂ・・・引っ掛け部
７１１ｃ・・・段差部
７１２ａ・・・貫通ネジ孔
７２１・・・外輪の延長部
７２１ａ・・・ネジ部
７２１ｂ・・・引っ掛け部
７２１ｃ・・・段差部
７２２ａ・・・貫通ネジ孔

Claims (6)

1. 誘導発熱機構を支持する支持ロッドを、ローラの駆動軸内に挿通し、前記支持ロッドを転がり軸受を介して前記駆動軸の内側周面で支持することにより、前記誘導発熱機構を前記ローラ内に宙吊り状態で保持してなる誘導発熱ローラ装置において、
   前記転がり軸受の内輪または外輪に前記転がり軸受の着脱を補助する着脱補助機構を備えている、誘導発熱ローラ装置。
2. 前記内輪又は前記外輪の一方は、前記内輪又は前記外輪の他方よりも前記駆動軸の軸方向外側に延長された延長部を有しており、
   前記着脱補助機構は、前記延長部に設けられている、請求項１に記載の誘導発熱ローラ装置。
3. 前記着脱補助機構は、前記延長部に設けられて引抜治具がねじ込まれるネジ部である、請求項２に記載の誘導発熱ローラ装置。
4. 前記着脱補助機構は、前記延長部に設けられて引抜治具が引っ掛けられる引っ掛け部である、請求項２に記載の誘導発熱ローラ装置。
5. 前記着脱補助機構は、前記延長部に設けられて押しボルトが螺合される貫通ネジ孔である、請求項２に記載の誘導発熱ローラ装置。
6. 前記外輪は、前記駆動軸の外側端面に対向する対向部を有しており、
   前記着脱補助機構は、前記対向部に設けられて押しボルトが螺合される貫通ネジ孔である、請求項１に記載の誘導発熱ローラ装置。

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