JP2562944B2 - 誘導発熱ローラ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明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、金属箔など
のシート材、あるいはウエブ材の連続熱圧延工程におい
て、ホットカレンダローラ、エンボスローラ、サーマル
ボンディングローラなどと呼ばれるローラ類が使用され
ることは、よく知られている。

通常この種ローラは、第７図に示すように２本のロー
ラＡ、Ｂを１組とし、または１本のローラとこれに対向
する弾性ローラとをもって１組とするなどして組み合わ
される。いずれにしても、１組とされた両ローラ間にウ
エブまたはシートをニップして、ホットローラによって
加熱することに変わりはない。

ところでこの種ホットローラによる加熱にあたり、ウ
エブまたはシートに一定の均等なニップ圧を加えるため
には、ローラの加熱温度分布の精度が重要な要素とな
る。

すなわちたとえば直径500mmのホットカレンダローラ
において、もし10℃の表面温度差があるとするときは、
0.05mm程度の熱膨張差が生じるとされている。このよう
な熱膨張差が存在すると、被処理製品の品質に重大な影
響を及ぼすことがある。したがってローラの表面温度
は、均一でムラのない均温特性が要求されるようにな
る。

これを解決するために、ローラの周壁に密閉された中
空室を設け、ここに気液２相の熱媒体を封入し、その潜
熱によってローラの表面温度分布の均一化を図るように
したものは、すでに多く実用化されている。

しかしながらこのようにローラの表面温度の均温化が
可能となっても、なお前記したニップ圧の均等化は充分
でない。それは被処理製品の加圧のためにローラに荷重
をかけるとき、その荷重によりローラにたわみが生ずる
ことに基因する。

このようなたわみにより、ローラの軸心方向に沿う中
央部付近において、対をなすローラ間に隙間が生ずるか
らである。

このような隙間を解消するためにクラウンローラが実
用化されている。これは第８図に示すように、ローラ
Ａ、Ｂの中央部の外形を、その各端部よりも予めたわみ
量に見合った分だけ大きくなるように、弧形の形状に加
工したものである。これによって荷重を加えたときのた
わみは補正されるようになる。

（発明が解決しようとする問題点） しかしこのたわみ量は加える荷重の大きさに比例する
ものであるのに対し、加工されたローラの形状は不変で
あるから、荷重が変れば、加工された形状ではニップ圧
の均等化が不可能となる。

この発明はローラの表面温度を均一化しつつ、ローラ
のたわみ量に応じて、ローラの形状を変更可能とするこ
とを目的とする。

（問題点を解決するための手段） この発明はローラの内部に、その軸心方向に沿い、誘
導発熱機構を構成する複数の誘導コイルを配置し、各誘
導コイルの間に、ローラの内周壁面に、その半径方向に
向かって拡散または縮小させる膨縮機構を設けたことを
特徴とする。

（作用） ローラの内周面にその半径方向に向かって膨張または
収縮する力を加えると、ローラはその端部付近を支点と
して圧力が与えられ、わん曲するようになる。このわん
曲の程度を調整することにより、荷重がかかったことに
よって発生するたわみが解消されるようになる。

（実施例） この発明の実施例を図によって説明する。第１図に示
す実施例において、１は固定軸であって、その両端は機
台２に固定されている。３は磁性材料からなり、内部が
中空とされているローラで、自動調心ロールベアリング
４により、固定軸１のまわりを回転する。

ローラ３の内部に位置するように、固定軸１の外周に
軸方向に沿って細分化された鉄心５と誘導コイル６とが
配置されてある。その両者によって電磁誘導発熱機構が
構成されている。

誘導コイル６が交流電源によって励磁されると、その
誘導コイル６に向い会っているローラ３の内周壁がジュ
ール熱によって発熱するようになる。その作用はすでに
よく知られている。

この発明にしたがい、各鉄心５間に位置するように、
固定軸１にその半径方向に沿ってシリンダ７を設ける。
シリンダ７には油圧によって作動するピストン８が挿入
されてある。

ピストン８の先端には、ブッシュ９が取り付けられて
あり、このブッシュ９に嵌め込まれた内輪10と、その外
周に配置されてある、コロのような転動体11とによっ
て、軸受機構が構成されてある（第２図参照。）。転動
体11は内輪10とローラ３の内周壁面とにはさまれて、そ
の間を転動する。

固定軸１の一方の端部、たとえば図では左側の端部か
ら各シリンダ７に通ずる油圧孔13が設けられてあり、こ
こから供給される作動油によって、ピストン８には外側
に向かって押し出される方向の力が作用する。

固定軸１の他方の端部からは、誘導コイル６に励磁用
の交流電圧を印加するためのリード線14を導出する孔15
が設けられてある。

16はローラ３の周壁に設けられたジャケット室で、こ
こには気液２相の熱媒体が減圧封入されてある。この熱
媒体の潜熱の授受によって、ローラ３の表面温度が均一
化されることは、すでによく知られている。

以上の構成において、いま油圧孔13から一定の圧力の
作動油を供給すると、これがシリンダ７に送られ、ここ
でピストン８を外側に向けて押し上げる。これによって
ブッシュ９、内輪10、転動体11を介して、ローラ３にこ
れを上方に押し上げる力が、ベアリング14を支点として
作用する。

この力によりピストン８によって押し上げられたロー
ラ３の個所が、局部的に上方にわん曲する。ローラ３は
回転しているので、ローラ３の押し上げ個所は順次移動
していくようになるが、ピストン８は固定位置にあるの
で、固定軸１に対する相対的位置に不動である。

このようにしてわん曲されるローラを２本一対にして
第７図に示すように組み合せ、各ローラの固定軸１の両
端部に荷重を加え、回転する両ローラ間にウエブなどの
通して熱処理する。

この場合加える荷重により発生するローラのたわみを
補正する程度に、ローラにわん曲を与えるように、油圧
孔13からの油圧を調整し、設定することはいうまでもな
い。

第３図、第４図に示す別の実施例では、油圧孔13をシ
リンダ７と同じ数だけ設け、各シリンダ７に対し個別に
必要な油圧を印加できるようにしたものである。これに
よればローラ３のわん曲の度合を微細に調整することが
できる。

第４図、第５図に示す更に別の実施例は、ローラ３に
吸引力を発生させる機構を設けたものである。この例で
は固定軸１に鉄心21と、コイル22とからなる電磁石23を
用意し、鉄心21の磁極をローラ３の内周壁に向い合わせ
てある。

これによればコイル22を励磁すると、鉄心21とローラ
３の内周壁との間に、電磁的に吸引力が発生する。この
電磁力によってローラ３は内側に引き込まれるようにし
て、わん曲される。これによっても荷重がかけられたこ
とによるローラ３のたわみを補正することができる。

第６図に示す更に別の実施例は、第１図の構成におけ
る各誘導コイル６に印加すべき電圧を個々に制御するよ
うにした構成である。そのために各誘導コイル６にそれ
ぞれリード線14を接続し、これによって各誘導コイル６
に印加する電圧を別個に制御する。

誘導コイル６に印加される電圧が変化されると、その
誘導コイル６に向い合っているローラ３の部分の発熱温
度が変化される。したがって他の部分とは独立して局部
的な半径方向の熱膨張に差が生じるようになる。

この実施例ではピストン８、ブッシュ９、内輪10、転
動体11を介したローラ３のわん曲により、大体のたわみ
を補正すると同時に、各誘導コイル６への個別の電圧制
御による局部的な半径方向の熱膨張により、ローラ３の
幅方向に対するニップ圧を微調整できるようにしたもの
である。

（発明の効果） 以上詳述したようにこの発明によれば、ローラの表面
温度を均一化しつつ、ローラの量に応じてローラの形状
を変更可能とすることができる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示す断面図、第２図は第１
図の一部の横断面図、第３図はこの発明の他の実施例を
示す断面図、第４図はこの発明の更に別の実施例を示す
断面図、第５図は第４図の一部の横断面図、第６図はこ
の発明の更に別の実施例を示す断面図、第７図はローラ
の使用状態を示す正面図、第８図は従来のローラの正面
図である。 ３……ローラ、５……鉄心、６……誘導コイル、７……
シリンダ、８……ピストン、９……ブッシュ、23……電
磁石、16……ジャケット室、

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転自在に支持されたローラの周壁内に、
   気液２相の熱媒体を封入したジャケット室を設けるとと
   もに、前記ローラの内部に、その軸心方向に沿い、誘導
   発熱機構を構成する複数の誘導コイルを配置し、前記各
   誘導コイルの間に、前記ローラの内周壁面に、その半径
   方向に向かって拡散または縮小させる膨縮機構を設けて
   なる誘導発熱ローラ装置。
2. 【請求項２】ローラを局部的に半径方向に熱膨張させる
   ように、誘導コイルのそれぞれに、調整自在の電圧を印
   加してなる請求項１記載の誘導発熱ローラ装置。