JPH0869869A - 誘導発熱ローラ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 内部に誘導発熱のための磁束発生機構を備え
たローラ本体を、簡単な機構によって、効率良く及び熱
応答性良く冷却することを目的とする。 【構成】 ローラ本体の内周に、ローラ本体と同心状
に、非導電材料で構成された内筒を配置する。この内筒
の軸心方向に沿う少なくとも一方の端部を、ローラ本体
に対して軸心方向に相対的摺動が可能となるようにロー
ラ本体の内周に、弾性体からなる密封機構を介して取り
付ける。ローラ本体と内筒との間に形成される空隙部
に、ローラ本体を冷却するための冷却媒体を流通させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は誘導発熱ローラ装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】回転する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
によって発熱させる誘導発熱ローラ本体装置において、
負荷の加熱条件の変更によってローラ本体の表面温度を
低くすることが要求される場合があり、このような要求
を満足させるために冷却機能を具備させることがある。
又負荷をローラ本体の表面に接触させて冷却することが
要求される場合がある。

【０００３】このときはローラ本体の表面温度を負荷の
温度より低く維持すればよく、そのためにはローラ本体
を強制的に冷却して、その表面温度を目標温度よりやや
低い温度とし、この状態でローラ本体を誘導発熱によっ
て目標値まで温度を上昇させるようにしている。

【０００４】ローラ本体にこのような冷却機能を具備さ
せるために、ローラ本体の内部にシリコンオイルのよう
な中間熱媒体を封入し、この中間熱媒体に浸積されたパ
イプに冷却用媒体を通すようにした構成が先に提案され
ている（実公昭６２−１３３５２号公報参照。）。これ
によれば中間熱媒体が冷却媒体により冷却され、冷却さ
れた中間熱媒体によりローラ本体が冷却されるようにな
る。しかしこのような構成では中間熱媒体を介してのロ
ーラ本体の冷却となるため、高効率の冷却は望めない。

【０００５】ローラ本体に冷却機能を具備させる他の手
段として、ローラ本体の周壁内部に、気液二相の熱媒体
を減圧封入したジャケット室の一端を、ローラ本体の端
部より突出させ、その突出部分を副ジャケット室とし、
これを冷却媒体により冷却する構成も別途提案されてい
る（実公平５−４８３９４号公報参照。）。しかしこの
ような構成ではローラ本体の端部より突出した部分のみ
が熱交換部となるため、冷却面積を大きくとることはで
きず、冷却能力に制限が生じる。

【０００６】冷却能力を向上させるために、ローラ本体
の周壁にその軸心方向に沿って孔を形成し、この孔に冷
却媒体を直接流入させる構成も提案されているが、これ
によればローラ本体の表面の均温作用を果たすジャケッ
ト室を、冷却媒体の流通路となる前記孔の外周側に形成
する必要があるため、ローラ本体としてその肉厚を厚く
する必要があり、その結果ローラ本体の重量が増大する
ばかりでなく、熱時定数が大きくなることにより、熱応
答性が低下してしまう欠点がある。またこの孔の加工も
極めて面倒である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、内部に誘導
発熱のための磁束発生機構を備えたローラ本体を冷却す
るにあたり、簡単な冷却機構によって、冷却能力及び熱
応答性の向上を図ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、ローラ本体の
内周に、ローラ本体と同心状に、非導電材料で構成され
た内筒を、その軸心方向に沿う少なくとも一方の端部に
おいてローラ本体に対して軸心方向に相対的摺動が可能
となるようにローラ本体の内周に、弾性体からなる密封
機構を介して取り付けるとともに、ローラ本体と内筒と
の間に形成される空隙部に、ローラ本体を冷却するため
の冷却媒体を流通させてなることを特徴とする。

【０００９】

【作用】内筒が非導電性であるため、ローラ本体の内部
の磁束発生機構によってローラ本体を誘導発熱させて
も、内筒は誘導発熱されることはない。そしてローラ本
体と内筒との間の温度差に起因する軸心方向に沿う熱膨
張差は、ローラ本体と内筒との間の相対的摺動によって
吸収される。また半径方向に沿う熱膨張差は密封機構の
弾性によって吸収される。ローラ本体と内筒との間の空
隙部に冷却媒体が流通するので、ローラ本体の内周全面
が熱交換部となり、効率良くローラ本体が冷却される。

【００１０】本発明の実施例を図１によって説明する。
１はローラ本体、２はローラ本体１の開口端面を閉塞す
る端板、３は端板２に一体的に連結されている駆動軸
で、機台に対して軸受４を介して回転自在に支持されて
いる。５は支持ロッドで、駆動軸３の内部に挿通されて
あり、駆動軸３に対して軸受６を介して回転可能とされ
ており、かつ機台に連結されている。

【００１１】７は磁束発生機構で、これはローラ本体１
の内部にあって、鉄心８と、その周囲に巻装されている
誘導コイル９とから主として構成されている。１０は誘
導コイル９のリード、１１はローラ本体１の周壁内部に
設けられたジャケット室で、気液二相の熱媒体１２が封
入されている。以上の構成は従来の構成と特に相違する
ものではない。

【００１２】本発明にしたがい、ローラ本体１の内周
に、ローラ本体１と同心状に非導電材料（たとえば耐熱
ガラス、セラミックなど）で構成された内筒１３を配置
する。この内筒１３はその軸心方向に沿う少なくとも一
方の端部（図では両端部）において、ローラ本体１に対
して軸心方向に相対的摺動が可能となるようにローラ本
体１の内周に密封状態で嵌合される。

【００１３】この軸心方向に沿う相対的摺動を可能とす
るため、内筒１３の端部を、弾性体たとえばＯリングか
らなる密封機構１４を介してローラ本体１に対して取り
付ける。そしてこの取付によって、ローラ本体１と内筒
１３との間に形成される空隙部１５に、ローラ本体１を
冷却するための冷却媒体例えば冷却水を流通させる。

【００１４】図の例では空隙部１５の一方の端部に給水
配管１６を、また他方の端部に排水配管１７を連結す
る。給水配管１６および排水配管１７は、駆動軸３の内
部に設けられた給水路１８および排水路１９に連結され
る。給水路１８および排水路１９は給排水ユニット２０
に連結されている。給排水ユニット２０は静止状態にあ
って、この静止状態からローラ本体１とともに回転する
給水路１８、排水路１９に連通するようにしてある。

【００１５】この構成において、駆動軸３によってロー
ラ本体１が回転されるが、このとき誘導コイル９を交流
電源によって励磁すれば、ローラ本体１は誘導発熱され
る。しかし内筒１３は誘導発熱されることはない。ロー
ラ本体１と内筒１３との間の温度差、材質による熱膨張
差は、軸心方向については密封機構１４の部分において
相対的摺動によって、および半径方向については密封機
構１４の弾性によってそれぞれ吸収される。

【００１６】一方ローラ本体１を冷却する必要が生じた
ときは、給排水ユニット２０を動作させて、給水路１
８、給水配管１６を介して空隙部１５の一方の端部に冷
却水を供給する。供給された冷却水は空隙部１５をロー
ラ本体１の軸心方向に沿って流れ、空隙部１５の他方の
端部より、排水配管１７、排水路１９を経て給排水ユニ
ット２０に還流する。これによってローラ本体１の内周
全面が熱交換部となり、ローラ本体１を効率良く冷却す
ることができる。

【００１７】冷却水による熱交換効率を向上させるため
に、空隙部１５に内筒１３の軸心方向に沿ってスパイラ
ル状となる流通路を形成するとよい。この流通路の形成
のために、内筒１３の外周またはローラ本体１の内周に
非導電性材料からなる仕切壁２１をスパイラル状に取り
付けるとよい。これによれば冷却水は空隙部１５の内部
をその円周方向に沿ってスパイラル状に流れるようにな
る。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ロ
ーラ本体の内周に内筒を設け、ローラ本体と内筒との間
の空隙部に冷却媒体を流通するようにした簡単な構成
で、ローラ本体の内周全面を熱交換部とすることがで
き、これによりローラ本体を高効率で冷却することがで
きるとともに、ローラ本体の肉厚を厚く構成する必要が
ないことにより、重量の増大を伴うことなく、かつ熱応
答性を良好とすることができる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す断面図である。

【符号の説明】

１ ローラ本体 ７ 磁束発生機構 １１ ジャケット室 １３ 内筒 １４ 密封機構 １５ 空隙部 ２１ 仕切壁

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転するローラ本体と、前記ローラ本体
   の内部に配置されてあって、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磁束発生機構とを備えてな
   る誘導発熱ローラ装置において、前記ローラ本体の内周
   に、前記ローラ本体と同心状に、非導電材料で構成され
   た内筒を、その軸心方向に沿う少なくとも一方の端部に
   おいて、前記ローラ本体に対して軸心方向に相対的摺動
   が可能となるように前記ローラ本体の内周に、弾性体か
   らなる密封機構を介して取り付けるとともに、前記ロー
   ラ本体と前記内筒との間に形成される空隙部に、前記ロ
   ーラ本体を冷却するための冷却媒体を流通させてなる誘
   導発熱ローラ装置。
2. 【請求項２】 前記空隙部に、前記内筒の軸心方向に沿
   ってスパイラル状となる冷却媒体用の流通路を形成して
   なる請求項１に記載の誘導発熱ローラ装置。