JPH0231999Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は誘導発熱ローラに関する。

回転自在のローラ本体の内部に磁束発生機構を
配置し、これによりローラ本体の周壁部を誘導電
流によつて発熱させるようにした誘導発熱ローラ
は既によく知られている。

第１図は従来のこの種ローラの一例を示すもの
で、１はローラ本体、２はローラ本体１の端部に
嵌合されてある端板３と一体の軸、４は固定され
た軸で、これに前記軸２が軸受５によつて回転自
在に支持されている。６はローラ本体１と端板３
とを結合するビス、７は磁速発生機構で、鉄心８
と、その周囲に巻装された誘導コイル９とから主
として構成されている。鉄心８は軸４と機械的に
一体とされてあり、かつローラ本体１の内部に位
置している。１０は誘導コイル９のリードで、交
流電源に接続される。１１はローラ本体１の周壁
部内に設けられたジヤケツト室で、気液二相の熱
媒体が封入されている。

誘導コイル９を交流電源によつて励磁すると、
交番磁束が発生し、これがローラ本体１と鎖交
し、ローラ本体１に誘導電流が発生して発熱す
る。又ジヤケツト室１１の熱媒体の気液相変化に
ともなう高熱伝達により、ローラ本体１の表面温
度の均一性が得られる。これらのことはすでによ
く知られている。

しかしながらこの種ローラでは図からも理解さ
れるように、ローラ本体１には軸２が連結されて
おり、この軸２は発熱領域ではない。そのためロ
ール本体１の温度が上つたあと、熱伝導によりロ
ーラ本体１の端部から端板３、軸２へと大きな熱
流束が生じ、軸２の材料の熱伝導率、寸法等によ
つて決定される飽和温度に至るまでの間、ローラ
本体１の端部附近における温度降下は回避できな
かつた。特に高荷重負荷を受けるローラでは、軸
２の強度を上げるため極めて大きな体積を有する
軸とするので、前記熱流束も大きく、飽和温度に
到達するまでに長時間を要するようになる。

また一般にこの種の、ローラ本体の内部に誘導
コイルが配置されるローラでは、この誘導コイル
を組込むためロール本体の一端あるいは両端に脱
着可能な支持部材を装着させることが必須とな
る。

すなわち図に示すようにローラ本体１と、軸２
および端板３とは嵌合部を有すると同時にボルト
等の機械要素で締結される。この際嵌合部は普通
焼きバメなどの処置によつて、ローラ本体１と軸
２とが同心的になるように工夫されている。

このような構成において、ローラ本体１が昇温
させられると、これが熱膨張して径が大きくなろ
うとする。このとき前記嵌合部、特に端板側の部
位は、ローラ本体１からの伝熱により昇温するた
め、温度の上がり方が遅く、その熱膨張も小さ
い。

その結果、前記した焼きバメの効果が失われ、
嵌合部に隙間が生ずることになり、それによつて
ローラ本体と軸との同心的位置関係がずれてしま
い、ローラ本体が偏心して回転するようになり、
この種ローラの使用目的によつては不都合が生ず
る。

このような傾向はジヤケツト室１１を備えたロ
ーラでも、すなわち、ここに封入された熱媒体に
よる表面温度分布の均一作用が働いても回避でき
ない。

たとえば第２図は、ローラの断面とその温度分
布の経時データを示すもので、Ａは昇温完了直後
の（常温状態のローラに誘導コイルへの通電によ
り加熱を開始し、あらかじめ定めた目標温度に到
達した時点直後）、Ｂは昇温完了した直後から30
分経過後、Ｃは60分経過後、Ｄは90分経過後の各
温度分布を示す。目標温度をT₂（℃）とすると
き、ローラ本体１の周壁部がその軸心方向に沿つ
てほぼ均一となるのに、曲線Ｄのように昇温完了
後90分を必要とする。すなわちローラ本体１が昇
温して所定の表面温度T₂になつてからでもしば
らくの間は表面温度分布が安定しないし、場合に
よつてはその間操業にかかれないこともある。

この考案は、ローラの昇温完了後においても、
その表面温度分布の安定に要する時間を短縮する
ことを目的とする。

この考案では、ローラの、これまで発熱領域と
されていなかつた端部附近に、補助誘導コイルを
配置し、これに電力を供給して軸等を発熱させ、
この熱によつて軸等への熱流を補い、これによつ
てローラ本体の端部における温度降下を小さく
し、これによりローラの昇温完了直後より表面温
度分布を安定させるようにしたことを特徴とす
る。

この考案の実施例を第３図により説明する。な
お第１図と同じ符号を付した部分は同一又は対応
する部分を示す。同図から理解されるように補助
誘導コイル１２を、ローラ本体１の内部にあつて
ローラ本体１の端部附近に位置するように端板３
と向かい合せに配置する。補助誘導コイル１２は
誘導コイル９と同じように軸２と同軸に設置され
る。１３は補助誘導コイル１２が巻装される環状
の鉄心、１４は通電用のリードで交流電源に接続
されてある。なお軸４は非磁性材たとえばステン
レスで製作しておくとよい。

以上の構成において、誘導コイル９に通電開始
するとき、補助誘導コイル１２へも同時に通電開
始する。誘導コイル９への通電によつてローラ本
体１の周壁部が誘導発熱することは従来の場合と
特に相違する所はない。一方補助誘導コイル１２
への通電により発生する交番磁束は、鉄心１３、
鉄心８、端板３を磁路として還流する。この磁束
によつて端板３、軸２の一部が誘導発熱する。発
生した熱は、いまだ低温状態にある端板、軸に伝
導され、したがつて端板３、軸２は速やかに昇温
する。そしてローラ本体１が目標温度T₂まで昇
温してその昇温完了状態となつたとき、それ以後
補助誘導コイルへの通電を停止する。この補助誘
導コイル１２への通電期間は、ローラの発熱特
性、軸２の熱容量特性等に応じて適宜決定され
る。

またロール本体１と端板３とが嵌合されている
ような場合でも、補助誘導コイル１２による発熱
によつて嵌合部での隙間の発生は回避され、昇温
状態であつても、ローラ本体１と軸２との同心的
位置を維持することができるようになる。

第４図はこの考案による温度分布データを第２
図に合わせて示したものである。これから理解さ
れるように昇温完了後30分（曲線Ｂ）で、第１図
の構成における90分後とほぼ同じの良好な温度分
布を示している。

以上詳述したようにこの考案によれば、ローラ
本体の端部における温度降下を充分小さくし、ロ
ーラの昇温完了直後より極めて良好で安定した温
度分布が得られるといつた効果を奏する。なおこ
の考案は片持式のローラにおいても適用できるこ
とはもちろんである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例の断面図、第２図は同温度分布
特性曲線図、第３図はこの考案の実施例を示す断
面図、第４図は同温度分布特性曲線図である。 １……ローラ本体、２……軸、３……端板、４
……軸、７……磁束発生機構、９……誘導コイ
ル、１２……補助誘導コイル、１３……鉄心。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 回転自在のローラ本体と、前記ローラ本体の端
   部に嵌合されてある端板と、前記ローラ本体の内
   部に配置されてあつて、前記ローラ本体を誘導発
   熱させるための磁束を発生する誘導コイルを有す
   る磁束発生機構とを備えてなる誘導発熱ローラに
   おいて、前記ローラ本体が目標温度に昇温するま
   での間、前記磁束発生機構による前記ローラ本体
   の発熱領域から外れた端部付近に向かう熱流を補
   うように、前記端部付近を誘導発熱させるための
   磁束を発生する補助誘導コイルを、前記誘導コイ
   ルと同軸にして前記ローラ本体の内部に配置して
   なる誘導発熱ローラ。