JPH03174046A - 加熱ローラ用回転機の冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、糸条、フィルム等の帯状の熱可塑性合成繊維
の直接紡糸延伸工程などに用いられる加熱ローラの駆動
部の冷却装置に関する。

より具体的には、軸受箱を使用することなくモータ軸の
外周に直接取付けられる形式の加熱ローラの駆動部に適
用される冷却装置に・関する。

［従来の技術］ この種の加熱ローラの駆動装置としては、使用温度、糸
速度、デニールの数等によって、モータ軸に直接加熱ロ
ーラを取付けるものと、第５図に示すように、モータ２
の回転軸の延長上に軸受箱２６などを設けて軸受を支持
し、更にその延長上の別の軸の外周に、誘導加熱コイル
１９と加熱ローラ１７を取付はモータ軸と別の軸とをカ
ップリング等で連結したものとがある。

これらの加熱ローラは、主として誘導コイルなどにより
加熱されるが、この熱により軸受部の温度が上昇し、軸
受が損傷したり潤滑油が劣化するなど各種の不具合が生
ずる。

そこで、このような不具合を解消するために、軸受部を
冷却する装置が各種提案されているが、この冷却装置と
しては、例えば軸受の周囲に冷却水のパイプを配設し、
循環装置により冷却水をこのパイプに循環させる構造と
している。

他の冷却装置としては、軸受の潤滑液を循環させ、冷却
装置により循環途中でこの潤滑液を常に冷却する形式の
ものもある。

また、別の冷却手段として実願昭６０−１４０２２５号
（実開昭６２−４９８８６　）の第６図に示す様に、加
熱ローラ１７と軸受箱２６内でこの加熱ローラ１７に近
い軸受８との間の回転軸１８の外周に、冷却フィン２８
を設け、冷却用空気により加熱ローラ１７から軸受への
熱伝達量を低減させる装置も提案されている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、このような冷却水や潤滑液を循環させる
従来の方式では、冷却水や潤滑液を循環させる装置や冷
却装置が必要となり、配管等の付加的な設備、装置等が
必要となり、装置全体が複雑化し、大型化するとともに
、大幅なコストアップになるという問題があった。

更に、潤滑液を直接冷却する場合には、上記問題に加え
て、さらに潤滑液自体の品質的な保守作業が必要になる
という問題が生じていた。

また、加熱ローラと、それに最も近い軸受との間の回転
軸に冷却フィンを設ける方式は、比較的に内容積の大な
軸受箱を使用するタイプの回転機には適用できるが、軸
受箱を使用せずモータ軸に直接加熱ローラを取付けるタ
イプの回転機には冷却フィンを設けるだけのスペースが
なく適用不可能である。

［課題を解決する手段］ 本発明に係る加熱ローラの駆動部冷却装置は、軸受箱を
使用せず、内部に加熱手段を有し、その回転軸が、軸受
とモータフランジを介してモータの回転軸の外側に直接
回転自在に支持される加熱ローラと、この加熱ローラの
駆動手段とを備えた加熱ローラの駆動装置に対し適用さ
れる冷却装置であって、上記加熱ローラを駆動モータの
内側面に固定するモータフランジに、冷却空気の流入通
路となる内側通路と、冷却を終って外側を向流する戻り
空気の通路から成る戻り空気通路を設けることにより解
決した。

この流入通路は、モータフランジのフランジ部の外周に
開口しフランジ部内を貫通して軸に直角に明けられた流
入孔の部分と、それに連通し軸に沿い軸受まで延びる環
状通路部分とから成る。

一方、空気の流出通路は、軸に沿って延びる流入通路の
部分の外側に平行に、流入路の末端に連通してモータフ
ランジのフランジ部の中心近くまで延びる通路と、これ
と直角にモータフランジのフランジ部の外側面と電磁誘
導コイルを固定し保持する固定部のフランジ部の内側面
との間の空隙を、軸に直角に半径方向に延在し排出口に
達する複数の扇型通路とから構成される。

前記の流入通路は、軸受に達したところで末端となるが
、そこには戻り通路に通ずる貫通孔が設けられて、その
貫通孔を出発点としてそこから下流が戻り通路となる。

モータフランジのフランジ部から軸方向に直角に突出す
るボスは、外壁と内壁からなり、両壁の中間に環状の空
隙が画制される２重壁構造で、外壁はその外周から放射
状にフランジ部の外周まで達し、中心近くに段部を有す
る複数のリブが設られ、ボスの外壁の突出長は前記リブ
を設は得る程度の比較的に短いものであり、一方、内壁
は外壁よりは長く軸に沿い軸受部にまで達する。

従って、このままの状態では両壁の中間の環状の空隙は
ボスの外壁の軸方向長さに過ぎない。

そこで、金属板を曲げ溶接などで円筒状に成形した空気
遮断板を準備し、その軸方向−万端を前記の複数のリブ
の段部上に着生させ、他方端は前記の流入通路の末端に
位置するようにする。

これにより、空気遮断板の内周面とモータフランジのボ
ス部の外周面との間に空気の流入側環状通路が画制され
、またこの空気遮断板の外周面と前記電磁誘導コイルを
固定し保持する固定部のボス部の内側面との間には空気
の流出側環状通路が画制される。

また、この空気遮断板の軸受けに近い他方端には、その
側壁を半径方向に貫通する複数の孔が明けられて前記の
戻り通路に通ずる貫通孔となるようにした。

［作用］ コンプレッサなどにより加圧された工場内冷却空気は、
モータフランジのフランジ部の流入通路の入口から、通
路内を半径方向内方に流れ、モータフランジのボス部に
達してからは、流入通路の軸に沿って延び断面積が大き
い環状空隙部分に流入し断熱膨張により温度が低下し、
その内部を軸に平行に流れ軸受の上で流入通路の終点と
なる。

そこで冷却空気は、流入通路の終点で空気遮断板に明け
られた貫通孔を通って戻り通路に入り、戻り通路の軸に
平行な部分内を、流入通路内とは反対の方向に流れてか
ら、流出通路の軸に直角に延びる部分内を半径方向外方
に流れ、軸受とモータフランジの部分の熱伝達を低減し
て冷却作用を達成する。

［実施例］ 第１図（Ａｌ　に示すのは９本発明の第１実施例による
冷却装置を、加熱ローラ回転機に取り付けた状態を示す
一部切断正面図で、第１図ＦＢ＋は第１図（Ａ　］のＢ
部の拡大正面図で、第１図（Ｃ）は第１図ｆＡ）の一部
を断面で示した拡大斜視図である。

これらの図面に示されるように、回転機ｌのモータ２の
一端部を構成するモータフランジ３は、厚みのある円板
形のフランジ部４と、このフランジ部の中央部から直角
に延びるボス部５とから成り、このボス部５は、比較的
に短い距離だけ軸方向に延びる外壁５°と、軸受部まで
長く延びる内壁５”とを有し中空円筒状（第２図のモー
タフランジ側面図参照）である。

フランジ部４の外周面上には、軸方向外側の側面に複数
個（この例では４個）の放射状に延びるノブ６が形成さ
れ、また板状のフランジ部４の厚みの中心付近に複数個
（この例では４個）の通気孔７が放射状にドリルなどで
明けられている。

ボス部５は外壁５゛と内壁５”からなり、両壁の中間に
環状の空隙５ａが画制される２重壁構造であり、外壁５
°はその外周に、段部６°を有する放射状の複数のリブ
６が設られ、ボスの外壁５゜の突出長は前記リブ６を設
は得る程度の比較的に短いものであり、一方、内壁５”
は外壁よりは長く軸に沿い軸受部にまで達する。

モータフランジのボス部５の内壁５”の自由端部の内周
には軸受８が固く取り付けられ、ボスの外壁５°の外周
には空気遮断板１２が嵌込まれ、その軸方向内側端は前
記リブ６の段部６°に着生して保持される。

これにより、ボス部５の内壁５”の外周と空気遮断板１
２の内周面との間には、軸に平行な環状の空気流入通路
１２ａが画制される。

モータフランジ３のフランジ部４の、この環状の空気流
入通路１２ａと交差する位置には、軸方向に延びてそれ
ぞれが前記の通気孔７と通ずる複数の通気孔１１が明け
られている。

エア遮断板１２は、斜視図としての第３図に示すように
、薄板を巻いて溶接などで接合して円筒状に形成され、
軸受に近く配置される一方の端部（図で右端）付近に複
数個の貫通孔１３が円周上に複数個明けられ、第１図（
Ａｌ　とｆＢｌに示すように貫通孔１３がある端部が軸
受エンドカバー１４の環状突起１５の半径方向の外周に
装着され、他端部はリブ６の段部６ａの外周に係合する
。

これにより、モータフランジ３のボス部５の内壁５”の
外周とエア遮断板１２の内周の間には環状空隙１２ａが
画制され、エア遮断板１２の外周と電磁誘導コイル１９
を固定し保持する固定部１９°のボス部の内側面１９”
との間には空気の流出側の環状通路１２ｂが画制される
。

また、モータフランジ３のフランジ部４の外周４゛　と
エア遮断板１２の外周の間には軸に直角に見た断面が扇
形で間隔が前記のリブ６の段部上面までの高さの複数の
扇形空隙５ａが画制される。

前記の軸受エンドカバー１４は円環状で、その軸方向外
側にある環状突起１５の内面はモータフランジ３のボス
部５の内壁５”の自由端部の外周に係合し、その外周は
上記のようにエア遮断板１２の端部と係合して図示しな
いボルトなどの締付具でボス部５の端部に取り付けられ
、ボス部の端部と協働して軸受８を保持する。

前記の軸受８にはモータ２の回転軸でもあり、また加熱
ローラ１７の回転軸をち兼ねる軸１８が支持され、回転
軸１８の端部に加熱ローラ１７のカバー１４を介して固
定され、一方加熱ローラ１７の内側に収容されている電
磁誘導コイル１９を保持する固定部１９°は、モータフ
ランジ３のリブ６に、図示しない取付ボルトにより、モ
ータフランジ３に固定されている。

この固定部１９°の内径と軸受エンドカバー１４の外径
との間の隙間１４ａは、第４Ａ図に示すように極めて小
さくしてエアが漏れ難く、従って加熱ローラ１７自体を
冷却しないようになっている。

以上が第１実施例であるが、第２実施例として第４Ｂ図
に示すように軸受エンドカバー１４の外周部に溝２２を
設け、Ｏリング２３をはめ込み固定部１９の内周と軸受
エンドカバー１４の外周との隙間１４ａからエアが殆ん
ど完全に漏れないようにした。

次に本発明による作動装置の冷却方法について説明する
。

工場内の圧縮エア又は低温エアをホース、または配管で
エア人口２４から、モータフランジ３の通気孔７内に流
入させると、エアは通気孔７及び１１を通りボス部５と
空気遮断板１２との間の空隙１２ａを経て、空気遮断板
１２にある貫通孔１３を通り、遮断板１２の外側と固定
部１９の内周との間の空間１２ｂを向流して、環状円板
形の固定部１９°の端部１９ａとモータフランジ３のフ
ランジ部４の外周端４゜との間の扇形空隙５ｂを通って
排出される。

このようなエアの流れにより、加熱ローラ１７に発生し
た熱がモータフランジ３のボス部５及びフランジ部４、
更に軸受８へ伝達される量は最小に抑止される。

［発明の効果］ エアは冷却効果とともに断熱効果が大であり、このエア
を電磁加熱コイルの固定部１７の内周部及びモータフラ
ンジ３のフランジ部４との間および軸受部近くに通して
、軸受８及びモータ２に対して加熱ローラ１７の熱を遮
断し、軸受エンドカバー１４の外周と軸受固定部１９’
の内周との隙間を極めて小さくするか、またはＯリング
を使用してエアの漏れをなくして、実質的に加熱ローラ
１７を冷却することなく、しかも使用エア量を調節する
ことにより適切な冷却効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）は、本発明の第１実施例による冷却装置を
加熱ローラ回転機に取り付けた一部切断正面図、第１図
（Ｂｌは第１図（Ａ）のＢ部の部分拡大断面図、第１図
（Ｃ１は同じ部分の拡大斜視図、第２図は本発明による
冷却装置のモータフランジの側面図、第３図は本発明に
よる冷却装置の空気遮断板の斜視図、第４図ｆＡｌ　は
第１図のＩＶ部分の拡大図、第４図＋Ｂｌは、第１実施
例の第４図ＦＡ）に示した部分の第２実施例の図、第５
図と第６図は従来の冷却装置を取り付けた加熱ローう回
転機の一部切断正面図である。 （符号の説明） １：加熱ローラ用回転機 ２：モータ、　　　３：モータフランジ、４：フランジ
部、５：ボス部、 ５°　：ボス部の外壁、５”　：ボス部の内壁、６：リ
ブ、６ａ：段部、７：空気孔、８：軸受、ｌＯ：平面部
、１１：空気孔、１２：空気遮断板、１２ａ：流入側の
環状通路、１２ｂ：流出側の環状通路、１３：空気遮断
板の貫通孔、１４：軸受エンドカバー１４ａ：隙間、ｉ
５：突出部、１７：加熱ローラ、１８：回転軸、１９：
電磁誘導コイル、１９°：固定部。 ２３：Ｏリング、２４：エア入口、２５：エア出口、２
６：軸受箱、２８：冷却用フィン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、加熱手段を内蔵する加熱ローラと、この加熱ローラ
   の駆動モータとを備え、糸条、フィルム等の帯状の熱可
   塑性合成繊維の直接紡糸延伸工程などに適用される加熱
   ローラ装置として、前記加熱ローラが駆動モータの駆動
   軸の外周に軸受に支承されて設けられる形式の加熱ロー
   ラ装置に適用される駆動軸および軸受部の冷却装置にお
   いて、前記冷却装置は、前記の加熱ローラを駆動モータ
   の軸方向内側面に固定するモータフランジのフランジ部
   とボス部内とに連通して配置され、冷却用空気が流入し
   て駆動モータの回転軸の外周の近くを流れる通路となる
   内側空気通路と、モータフランジのフランジ部とボス部
   の軸方向外側と、電磁誘導コイルの保持部のボス部とフ
   ランジ部の内側との間に画制され、冷却を終了した空気
   が流入空気と向流して冷却用空気の流入口辺くに戻る外
   側空気通路とから成る２重通路として構成されているこ
   とを特徴とする加熱ローラ用回転機の冷却装置。 ２、請求項１に記載の加熱ローラ用回転機の冷却装置に
   おいて； 前記の内側空気通路は、 前記モータフランジの回転軸に直角な円環状フランジ部
   に放射状に開けられた複数の流入孔と、前記のフランジ
   部に連続し回転軸に沿って平行に、前記駆動軸の外周に
   配置された軸受まで延在するボス部の環状内壁と、 前記の複数の流入孔に連通して前記ボス部の環状内壁の
   外側に所定の間隔の隙間を保ってフランジ部から僅かの
   距離だけ軸方向外側に延在するボス部の環状外壁と、 前記環状外壁の軸方向外端から軸受まで軸方向に延在し
   て前記環状外壁の延長部を構成し、断面が円環状で前記
   軸受の外周近くに半径方向外周に通ずる複数の通気孔を
   有し、前記モータフランジのフランジ部の軸方向の外壁
   から軸方向に突出して設けられた複数のリブ上に着坐し
   、前記ボス部の環状外壁に外嵌して設けられた中空円筒
   状の空気遮断板とによって画制され、回転軸と同心で流
   入空気の軸方向通路となる環状空隙とを有し；前記の外
   側空気通路は、 前記の空気遮断板と電磁誘導コイルの保持部のボス部の
   内周との間の軸受の外周近くから空気遮断板に至る間の
   軸と同心の環状空隙部と、 軸方向の前後が前記モータフランジのフランジ部の軸方
   向の外壁と電磁誘導コイルの保持部のフランジの内壁と
   の間に、円周方向では隣接する２個のリブの間に、半径
   方向内側が前記空気遮断板の外周に、それぞれ拘束され
   半径方向外側のみが自由にされて軸に直角に見た断面が
   扇形の冷却空気の排出路とを有し； 前記の内側空気通路の流入孔から流入した冷却空気が回
   転軸に沿って平行に、前記駆動軸の外周の軸受の近くま
   で達した後に、前記空気遮断板に設けられた複数の通気
   孔を通過して前記の外側空気通路に流入し軸と同心の前
   記環状空隙部を向流して断面が扇形の前記の排出路から
   排出されることを特徴とする加熱ローラ用回転機の冷却
   装置。 ３、請求項１または２に記載の加熱ローラ用回転機の冷
   却装置において、 前記加熱ローラ用回転機内周との回転軸の間に前記と電
   磁誘導コイルの保持部ボスとの間で前記軸受の軸方向外
   側に前記の軸受と、モータフランジのボスと空気遮断板
   とのそれぞれの軸方向外側に軸受エンドカバーが配置さ
   れていることを特徴とする加熱ローラ用回転機の冷却装
   置。 ４、請求項１から３までのいずれかに記載の加熱ローラ
   用回転機の冷却装置において、 前記軸受エンドカバーの外周と前記電磁誘導コイルの保
   持部ボスの内周面との間に空気の漏洩を防止するＯリン
   グが配置されていることを特徴とする加熱ローラ用回転
   機の冷却装置。