JPS60264078A - 誘導発熱ロ−ラ装置 - 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】 この発明は誘導発熱ローラ装置に関する。

たとえばプラスチック、紙、布、不織布、金属箔等のシ
ート材、あるーはウェブ材の連続熱圧延工程において、
ホットカレンダロール、エンボスロール、サーマｖボン
ディングローｖ等のローＶ類が使用さ台ることけよ（知
られている。通常この種口−Ｖは、第１図に示すように
その２木Ａ。

Ｂを１組とする力≧、１本のローＶとこれに対向する弾
性ロールとをもって１組とするなどして組み合わされる
。ｂずれにしても、画ローに間にウェブ又はシートをニ
ップして、ホットローＶによって加熱することに変りは
なり０ ところでこの種ホットロールによる加熱にあたり、材料
に一定の均等なニップ圧を加えるためには、ロールの加
熱混炭分布の精度が重要な要素と々る。すなわちたとえ
ば直径６００ｆｆのホットカレンダロールにｂｏｘで、
もし１０℃の表面温度差があるときは、０．（１５１１
１１程度の熱膨張差が生じるとされており、このような
熱膨張差の存在により、被処理製品の品質に重大な影響
を及ぼすことがある。したがってロールの表面温度は均
一でムラのな−均温特性が要求されるように々る。これ
を解決するために、ローラの周壁の肉厚部内に密閉され
た中空室を設け、ここに覚液二相の熱媒を封入し、その
潜熱によってロールの表面温度分布の均一化を図ってお
り、すでに多（実用化されてｂる。

しかしながらこのようにロールの表面温度の均濃化が可
能となっても、なか前記したニップ圧の均等化は十分で
なり０これは彼処ｆ！Ｊ製品の加圧のためにローＶに荷
重をかけるとき、その荷重によりローＶにたわみが生ず
ることに基因する。この種のたわみにより、ロールの軸
心方向に沿う中央部附近におりで、対をなすロール間に
隙間が生ずるようになる。このような傾向は、ロールＡ
、Ｂの回転軸Ｃ，Ｄを互いに接近させるように各回転軸
に荷重をかけるとき顕著に現われる。

これを解決するためにクラウンロールが実用化されて因
る。これは第２図に示すようにロールＡ。

Ｂの中央部の外径を両端部よりもあらかじめ、たわみ量
に見合った分だけ大きくなるように、台形もしくは弧形
の形状に加工しｋものであり、これによって荷重ケ加え
たときのたわみは補正されるようになる。

これによれはニップ圧の均等化が可能となるにしても、
実際問題と１−てたわみ量に応じて台形もしくけ弧形の
形状にローＶ外／ｉ！ｉｌを加工しなければならず、そ
の加工は極めて面倒であり、かつ高精崖が要求される。

のみならず、たわみ量は荷重の大きさによって異なるも
のであるのに対し、加工された形状は不変であるから、
荷重の大小によっては、加工された形状ではニップ圧の
均等化が不可能になることもある。

この発明はローラの表面温度分布を均一化しつつ、ロー
Ｖのたわみ量に応じてローＶ形状を変更可能とすふこと
を目的とする。

この発明け、ローＶの軸心方向に沿う発熱量を部分的に
制御自在とし、その制御された発熱量に基（熱膨張差に
よってローＶの外周形状を変更可能とし、かつロールの
周壁の肉厚部内に、剣液二相の熱媒を封入した中空室の
設置によってロールの表面温度分布の均一化を図ったこ
とを特徴とする。

１つ金部そのための発熱機構として、この発明では特に
誘導発熱機構を使用する。この種機構はすでに知られて
込るように、鉄心（たとえば巻鉄心）とその外周に巻装
した電磁線輪とによって主として構成されてあり、これ
を回転ローラの内部に設置して使用する。電磁線輪を交
流電源によって附勢するとき、これによって生じる交番
磁束が回転ローラの円周側壁に円周方向の短絡電流を誘
導！〜、ローラ自体をジューに熱によって発熱させる。

前記電磁線輪を変圧器の１次コイルとし、ローラを２次
短絡コイ！しとした両者間に形成される電磁結合に基（
度圧分布、したがって発熱分布は、電磁線輪の軸心方向
に沿う中央部で最も強込放物線状の分布となることが推
察できる。この発明ではこの分布状態（＋−積極的に変
更自在として発熱温度の差を制御するために、ローラの
細心方向に沿う電磁線輪の各部分のアンペアターンを制
御自在とＬでしたものである。

この発明の実施例を第８図以降の各１によって説明する
。第３図において、１は磁性材料からなるローラで、そ
の両端は回転軸２．８に連なるフランジ４．５に連結さ
れてあり、一方の回転軸が回転駆動源によって回転され
るとき、ローラ１は回転するようになっている。６けロ
ーラ１の周壁の肉厚部に形成されたジャケット室で、と
れはローラｌの円周方向に沿って互訊に独立又は端部で
連通ずるように複数並設されである。そＩ７て内部に檗
液二相の熱媒体が封入されて−る。

熱媒体はローラｌの発熱によって蒸発貧化し、これがロ
ーラ１内の温度の低い部分（ローラ１の表面側のジャケ
ット室内壁面）に触れたときに凝縮して潜熱を発生する
。この潜熱によって前記温度の低区部分を加熱する。こ
れによってローラ１の表面温度は均一化されるようにな
る。凝縮した熱媒体は、ローラ１内の温度の高す部分（
ローラ１の内面側のジャケット室内壁面）に勉れたとき
に蒸発電化する。以下これを繰返す。

な：１？熱媒体の均熱作用により、外周壁面が均温化す
ると同時に内周壁面本均温化する傾向はあるものの、発
熱の熱流束はローラの肉厚内を半径方向に外方へ向≠）
うので、発熱分布曲線は多少平坦化するにしても、これ
が均一な分布となる程度まで均温するものではない。

７け回転軸２．３内を通る固定された軸、８け軸７に支
持され、ローラ１内に配置された磁束発生機構で、ｌ１
ｌｈ７に支持された鉄心（たとえば巻鉄心）９及び鉄心
９に巻装された揮散の電磁線輪Ｉｎ。

１１．１２　によって構成されである。ここでは中央の
電磁線輪１０はその両端附近で、両何の電磁線輪１１．
１２の端部と重にるように巻回しである。

各ａＭｉ紳輪は互いに独立し２てそのアンペアターンが
制御自在となるようにしである。具体例としてけ各電磁
線輪の附勢′ぺ流をたとえば可飽和リアクトｖＶＣよっ
て調整自在としている。

そのノｒめの回路間１を示したのが第４図である。

ここでは三相電源を用すて各電磁線輪を附勢するように
１−でおり、すなわちＴＪ−Ｖ相間、　Ｖ−Ｗ相１用及
びＷ−Ｕ相間のそれぞれに電磁ｆｉ１輪１１．１０゜１
２’ｉ、可飽和リアクトｎ／ｌｌ　１４．１５を介して
接続する。

この構成でけローラｌの表面温度を均一に保ち、ローラ
１の中央部にかける発熱量を喘部の発熱量より太き（１
，て、ローラ１の中央部を端部よりも熱膨張差によって
径を大＠（することを意図しており、そのために第８図
に示すように、ローラ１の表面温度を検出する温度検出
器１ｆｌ　、ローラ１の内面側における中央部及び端部
の温度を検出する温度検出器１７．１８　を設電する。

各温度検出器１６〜１８の各検出値をθＳ、θ■、θＬ
　とするとき、検出値θＢが一定とたるように、及び検
出値θ■、θＬ　の差が所望のたわみ量から決まる値と
なるように制御されるようにすればよい。

そのため第４図に示すように検出値θＳは比較器２］に
より、維持しようとするローラ表面温度に応じた設定基
準値と比較され、両値が一定となるように、その出力に
よって可飽和リアクトル１８゜１５の制御巻線Ｎ３ａ、
１５ａを制御して、電磁線輪１１，１２０附勢電流を制
御する。又検出値θＢ。

θＬは引算器ｚ２により両値の差が演算される。その出
力は比較器２８により、維持しようとするたわＡ１１（
クラウン量）に応じた温度差により定められる設定基準
値と比較され、両値が一定となるようにその比較出力に
より可飽和リアク）７Ｌ／１４の制御巻線１４ａを制御
して、！磁線輪１０の附勢電流を制御する。

各電磁線輪が附勢されたことによって、その各電磁線輪
と向かい合うローラ１の各部分に磁束が誘起する。各磁
束は、各電磁線輪の軸心方向に沿う中央部と向かい合う
部分で最大と々す、端部側に向う程少な（なる。す々わ
ち第５図に示すように、横軸にローラ１の軸心方向の距
離をとった場　合、各電磁線輪１（１，１１，１９によ
り発生する磁束はそれぞれφ１．φ２．φ♂のようか分
布と々る。

各電磁線輪と向かい合うローラ１の部分に誘起する電圧
はローラの部分に鎖交する磁束量に比例することから、
電磁線輪が互すに重なり合っている部分と向か込合う部
分に誘起する電圧もベク）７ｕ的に合成され＋ｍとなる
。ただし中央の電磁線輪１０の極性を逆としている。

以上の結果、各磁束φ１−→ｇは合成されて中央におい
て最大となる山形又は弧状の分布状態となる。

Ｌまたがってこのような分布による磁束に基（発熱の分
布も山形又は弧状となるから、ローラｌＶＣおける中央
部と端部とでの発熱に差が生じ、ローラｌがその軸心方
向に沿って山形又は弧状に、す々わち第２図に示すよう
なりラウンローラのように変形されてｌ／＞（ようにな
るのである。ただしローラの外径方向の熱膨張は、ロー
ラの肉厚の半径方向における平均温度によって発生する
。ローラの内周壁面の温度分布がそのままクラウン量に
反映するわけではな層。この変形の程度は検出値θＨ９
θＬの差にしたがうことは言う寸でもな（、シたがって
比較器２８の設定基準値を適宜変更すればより０ たとえば電磁線輪１０の附勢電流が増大されるとすれば
、第４図中の磁束φ１け点線で示すように磁束φ′１と
なる。したがって合成磁束本φ′０となるので、ローラ
１のクラウン量はそれまでより本太き（なる。

なお検出値θＬ、θＨの温度差はローラｌの周壁内面に
おける値である。ローラ１の表面はジャケット室６内の
熱媒体の凝縮環化によって均温化されることは言うまで
本に込。

第６ばは単相電源を用すて電磁線輪を附勢する場合の実
施例を示す。この場合は中央部に電磁線輪１０を、又ロ
ーラ１の軸心方向のほぼ全長にわたる電磁線輪１１を設
置し、画電磁線輪１（１，１１を可飽和リアク）／Ｌ’
１４．１８を介して単相を線の線路間に並列に接続する
。第７Ｕはこの場合の磁束分布を示し、電磁線輪１０に
よる磁束をφ１゜電磁線輪１１による磁束をφ３１画磁
束の合成磁束をφ０とする。合成磁束φ０から理解され
るように、これは山形又は弧形となり、したがってロー
ラ１の発熱分布もほぼこれと同形となる。ローラｌの中
央部分と端部との発熱分布の差によってローラ１の周壁
が山形又は弧形に変形すること、及びその変形の種度が
電磁線輪ｌＯの附勢電流の増減によることは第４ｈ、第
す図の場合と同じである。

なお以上の炉間では、電磁線輪に流れる電流の変更によ
ってアンペアターンを調整してイルカ、これに代えて電
磁線輪に印加する電圧を変更するなり、或いはターン数
を変更するなりしてアンペアターンを調整するようにし
てもよ−。

以上詳述したようにこの発明によれば、ローラへの荷重
によるたわみに基にツブ圧の不均一性を、ローラのクラ
ウン加工を必要とせずに、熱膨張差による外周形状によ
って解決することができ、したがってローラ加工の煩雑
さが解消できるとともに、ローラのたわみ量に応じた補
正も可能となるといった効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はローラ装置の使用例を示す正面図、第２図は従
来例の正面１、第８図はこの発明の実施例を示すもので
、上半部を断面としに正面図、第４図は回路図、第５図
は磁束分布曲＃Ｉ（財）、第６図はこの発明の別の実施
例の回路１、第７ばは同磁束分布曲線−である。 １・・・・−ローラ、２．３・・・・・・回転軸、６・
・・・・・ジャケット室、８・−・・・・磁束発生機構
、９・・・・・・鉄心、ｌＯ〜１２・・・・・・電磁線
輪、１８〜１５・・・・・・可飽和リアクトル第５図 第６図 ／ｎ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 回転スるローラの周壁内に、ケ液二相の熱謀体を封入し
   たジャケット室を設けるとともに、前記ローラの内部に
   鉄心及び電磁線輪からなる磁束発生機構を設置し、前記
   ローラの軸心方向に沿う内周面を部分的に他の部分とは
   発熱量を異ならせて熱膨張差を発生させるように、前記
   電磁線輪のアンペアターンを局部的に制御自在としてな
   る銹端発熱ローラ装置。