JP3012284B2 - 熱処理用回転ローラ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、糸条やシート状体を巻掛けて加熱または冷
却する熱処理用回転ローラに関する。

〔従来の技術〕

従来の糸条やシート状体を巻掛けて加熱または冷却す
る熱媒加熱の熱処理用回転ローラにおいては、回転自在
に支承した中空の回転軸に一体的にローラを止着すると
ともに回転軸の一端には流体回転継手を設けて、流体回
転継手を介してローラの内部に熱媒を循環させ、熱媒に
よりローラの外周を加熱または冷却をしている。

〔発明が解決しようとする課題〕 しかしながら、このような従来の熱媒加熱の回転ロー
ラにおいては、回転軸の一端に設けた流体回転継手を介
してローラに熱媒を供給するため、高速回転になると回
転継手のシール部が摩耗して熱媒が漏れるという問題が
ある。

また、回転するローラの中を熱媒が循環するため、ロ
ーラのダイナミックバランスが崩れて回転中のローラに
振動が発生するという問題点がある。

〔発明の目的〕

そこで本発明は、熱処理用回転ローラの高速回転時に
おける耐久性を向上し、回転ローラ振動を防止すること
を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明による熱処理用回転ローラは上記目的を達成す
るため、ローラを加熱または冷却する円筒状をした容器
および円筒外周面が熱処理面となっているとともに内径
部が該円筒状容器の外径部と同軸状に回転可能に係合さ
れたローラからなり、該円筒状容器は容器芯部に熱媒配
管または誘導加熱コイルを具備するとともに、該円筒状
容器内の前記外径部近傍に軸線方向に延びる流体供給路
が形成され、該流体供給路から前記円筒状容器と前記ロ
ーラとの周方向隙間へ連通するノズルが該円筒状容器の
外径部に形成されていることを特徴とする熱処理用回転
ローラとしている。

〔作 用〕

本発明においては、ローラを加熱または冷却する固定
設置された円筒状容器の外径部にローラの内径部を同軸
状に回転可能に係合させており、回転するローラ内を熱
媒が循環せず、ローラのダイナミックバランスが崩され
ない。

また、本発明の円筒状容器とローラとの係合部の周方
向隙間に流体軸受を形成しており、高速回転時の耐久性
が高く、振動も少ない。

更に、本発明では固定設置した円筒状容器の熱媒の熱
を、流体軸受部の微小隙間を介してローラに伝えてロー
ラ表面の温度を所定温度とすることができる。

本発明では、円筒状容器の容器芯部に熱媒配管または
誘導加熱コイルを設け、容器の外径部近傍に流体供給路
を形成している。このため、十分大きな熱媒配管または
誘導加熱コイルを設置でき、ローラを確実に加熱または
冷却できる。また、熱媒配管または誘導加熱コイルから
なる加熱または冷却手段と、流体軸受への流体供給路と
が、分離しているため、ローラの加熱または冷却と、流
体軸受によるローラの支持とが、相互に影響を受けず、
それぞれ独自に最適状態とすることができる。

本発明は、固定設置した円筒状容器が熱媒配管を具備
した熱媒加熱ローラも適用でき、また、固定設置した円
筒状容器内に誘導加熱コイルを具備した誘導加熱ローラ
でも適用できる。

〔実施例〕 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は糸条を巻掛けて冷却するための熱媒加熱の回
転ローラの断面図である。

円筒状をした容器２が固定設置されており、この容器
２にローラを構成する円筒状のローラシェル１が回転可
能に支承されている。

ローラシェル１の内径部1cと容器２の外径部2gとが微
小の周方向隙間（本実施例では10〜30μｍとしてい
る。）をもって係合している。

また、ローラシェル１の前側に一体的に形成された側
板1bと容器２の前側の側面2hとが微小の軸方向隙間（本
実施例では10〜30μｍとしている。）をもって係合して
いる。更に、ローラシェル１の後側を端面にボルト14に
よってフランジ15が止着され、フランジ15と容器２の後
側の側面とが微小の軸方向隙間（本実施例では10〜30μ
ｍとしている。）をもって係合している。

円筒状容器２の根元部の内部に環状のエア供給路2fが
成形され、前述のフランジ15の外側位置において、エア
供給パイプ21が円筒状容器２のエア供給路2fに接続され
ている。

エア供給路2fから第１図に示すように円筒状容器の外
径部近傍に設けられ軸方向に延びる複数本（第１図には
１本のみ図示）のエア供給路2eが分岐され、各エア供給
路2eには前述した微小隙間に向けてそれぞれノズル2a、
2b、2cが配設され、エア供給パイプ21から供給された圧
縮空気がノズル２、2b、2cから前述したローラシェル１
内の内径部1cと容器の２の外径部2g、ローラシェル１の
前側の側板1bと容器２の前側の側面2h、ローラシェル１
の後側の端面にボルト14によって止着されたフランジ15
と容器２の側面に形成された隙間に吹出し、更に、図中
矢印Ｈ、１のように排気され、いわゆる静圧空気軸受が
構成されている。

円筒状容器２は機枠５の端面にボルト４によって螺着
されており、機枠５内にはコイル12を巻いた固定子11を
機枠５と同軸に止着している。

ローラシェル１の側板1bの内面から中空のボス1aがロ
ーラシェル１の内側にローラシェル１と同軸状に突設さ
れており、ボス1aと同軸状に回転軸３が圧入され、回転
軸３の先端は座金18およびナット17によりローラシェル
１の側板1bに締付け固定されている。

回転軸３には、前記固定子11に対応する軸方向位置に
回転子13が固着されている。

機枠５の右端にボルト６によってフランジ７が固着さ
れ、フランジ７の中央部に円筒状のブッシュ９が弾性支
持され、ブッシュ９と微小の隙間をもって回転軸３の後
端が係合している。すなわち、ブッシュ９は２本のＯリ
ング10によってブッシュ９の中央部が揺動可能に支持さ
れておりローラシェル１の部分の静圧空気軸受との芯違
いを吸収するように構成されている。また、ブッシュ９
にはノズル9aが複数個配設され、フランジ７に設けたエ
ア供給パイプ８から供給された圧縮空気をノズル9aから
ブッシュ９とシャフト３との隙間に吹出し、静圧空気軸
受を構成している。

フランジ７には排気穴7aが穿設され、矢印Ｈを経て機
枠５の内部に排気された空気が排気穴7aから外部に排出
される。

円筒状容器２の内部は中空となっており、熱媒供給パ
イプ20から供給された熱媒（本実施例では冷却水）が容
器２内部に突設されたパイプ19を経て矢印Ｄで示すよう
に容器２内に供給され、円筒状容器２を冷却後、矢印Ｅ
に示すように熱媒排出パイプ16を経て排出される。

冷却された円筒状容器２は微小隙間を介してローラシ
ェル１を冷却する。

本実施例では冷却ローラについて説明したが、本発明
は熱媒を過熱することにより加熱ローラとすることもで
きる。

また、本実施例ではローラ１の温度を検出するセンサ
を使用していないが、ローラ１にセンサを埋設してセン
サで検出した検出値を回転体の外部に取り出し、検出値
に応じて熱媒の供給量または温度を調整するようにして
もよい。

本実施例では円筒状容器に対するローラ（ローラシェ
ル２）の支持を静圧空気軸受としたが、動圧空気軸受ま
たは空気の代わりに他の気体または液体を使用してもよ
い。

本実施例ではローラを中実構造としたが、ローラ内に
ヒートパイプを埋込んでもよい。

本実施例ではモータにて駆動するローラとしたが、セ
パレートローラ等の自由回転するローラであってもよ
い。

〔発明の効果〕

本発明では、従来の回転ローラのように流体回転継手
等の摩耗部材を使用していないため、熱媒の漏れがな
く、高速回転させることができる。

また、本発明では熱媒が回転体内を循環せず、高速回
転時においても、熱媒の循環によってダイナミックバラ
ンスが崩れることがなく、振動が発生することもなく、
高速回転体の加熱・冷却が可能となる。

ローラを加熱する円筒状容器とローラシェルとが流体
軸受で係合しているため、微小隙間で嵌合させることが
でき熱の伝達効率がよい。

また、本発明では、円筒状容器の容器芯部に熱媒配管
または誘導加熱コイルを設け、容器の外径部近傍に流体
供給路を形成している。このため、十分大きな熱媒配管
または誘導加熱コイルを設置でき、ローラを確実に加熱
または冷却できる。更に、熱媒配管または誘導加熱コイ
ルからなる加熱または冷却手段と、流体軸受への流体供
給路とが、分離しているため、ローラの加熱または冷却
と、流体軸受によるローラの支持とが、相互に影響を受
けず、それぞれ独自に最適状態とすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を糸条を巻掛けて冷却するための回転ロ
ーラに実施した一実施例の断面図である。 １……ローラシェル、２……円筒状容器、 ３……回転軸。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ローラを加熱または冷却する円筒状をした
   容器および円筒外周面が熱処理面となっているとともに
   内径部が該円筒状容器の外径部と同軸状に回転可能に係
   合されたローラからなり、該円筒状容器は容器芯部に熱
   媒配管または誘導加熱コイルを具備するとともに、該円
   筒状容器内の前記外径部近傍に軸線方向に延びる流体供
   給路が形成され、該流体供給路から前記円筒状容器と前
   記ローラとの周方向隙間へ連通するノズルが該円筒状容
   器の外径部に形成されていることを特徴とする熱処理用
   回転ローラ。
2. 【請求項２】前記円筒状容器と前記ローラとの間に軸方
   向隙間が形成されており、該軸方向隙間に流体軸受が形
   成されていることを特徴とする請求項１記載の熱処理用
   回転ローラ。
3. 【請求項３】前記円筒状容器が熱媒配管を具備している
   ことを特徴とする請求項１または２記載の熱処理用回転
   ローラ。