KR20080110758A - 회전식 롤의 온도측정장치, 이 온도측정장치를 구비한 회전식 롤 및 온도측정방법 - Google Patents

Abstract

<과제> 회전식 롤의 온도측정장치를 제공한다.

<해결 수단> 회전식 롤의 온도측정장치는 원통체(11)의 표면층에 매설되어 있는 측온(測溫)저항체(30)와, 수지제 엔드 커버(23)의 내측면에 부착된 송신유니트(31)와, 2개의 수신기와 각 수신기의 수신상태의 양부(良否)를 각각 판별하여 양호한 수신상태에 있어서의 온도정보를 선택하고, 이 선택된 온도정보에 근거하여 온도 데이터의 표시 등을 실시하는 제어유니트를 가진다. 송신유니트(32)는 송신안테나(31)를 구비하는 송신기와, 송신기에 전원을 공급하는 전지를 가진다. 2개의 수신안테나는 냉각 롤의 1회전 중에 있어서 송신안테나(31)에 대해서 동시에 냉각 롤 회전축(12)의 그림자가 되지 않는 위치에 배치되어 있다.

Description

회전식 롤의 온도측정장치, 이 온도측정장치를 구비한 회전식 롤 및 온도측정방법 {ROTARY ROLL TEMPERATURE MEASURING DEVICE, ROTARY ROLL USING THE TEMPERATURE MEASURING DEVICE, AND TEMPERATURE MEASURING METHOD}

본 발명은 회전식 롤(roll)의 온도측정장치, 이 온도측정장치를 구비한 회전식 롤 및 온도측정방법에 관한 것이고, 더욱 상세한 것은 셀로판, 알루미늄 박, 종이, 합성수지 등의 각종 시트나 각종 필름의 제조장치 또는 이들 각종 시트나 각종 필름의 가공장치 혹은 이들 각종 시트나 각종 필름 중 동종 또는 이종의 복수매를 접합 또는 적층하는 래미네이트 장치 혹은 상기 각종의 시트나 각종 필름에 대해서 합성수지를 필름상(狀)으로 압출(壓出)하면서 접합시키는 압출 래미네이트 장치 등에 사용되는 회전식 롤의 온도측정장치, 이 온도측정장치를 구비한 회전식 롤 및 온도측정방법에 관한 것이다.

이런 종류의 회전식 롤의 일례로서 회전식 냉각 롤을 들어 설명하면, 이와 같은 회전식 냉각 롤에서는 수지시트 등의 피냉각물을 신속히 냉각하기 위해 혹은 제품표면 온도관리 등을 위해서, 냉각 롤의 표면온도를 항상 감시하고, 필요에 따라서 냉각수의 공급량을 제어할 필요가 있다. 그래서, 냉각 롤의 표면에 온도센서를 설치하고, 이 온도센서에 의해 검출된 측정온도를 모니터하는 것이 행해지고 있 다.

그런데, 이와 같은 온도측정장치에서는 냉각 롤이 회전체이기 때문에, 온도센서로부터의 온도정보를 신호선(信號線)에 의해 외부로 인출하여 표시모니터에 데이터를 주는 유선방식으로는 배선의 접속이 곤란하게 된다. 그래서, 무선식의 온도측정장치가 제안되고 있다(예를 들면, 일본국 특개소62-207146호 공보 참조). 이 무선식의 온도측정장치는 냉각 롤의 회전축에 송신용 루프 안테나(loop antenna)를 외장(外裝)하고, 이 루프 안테나로부터 온도센서에 의해 검출된 측정치를 미약(微弱) 전파로 송신하며, 회전식 냉각 롤의 근방에 설치된 수신용 루프 안테나로 수신하여 표면온도를 검출하도록 구성되어 있다.

특허문헌 1 : 일본국 특개소62-207146호 공보

<발명이 해결하고자 하는 과제>

그런데, 이런 종류의 냉각 롤은 정기점검 외에 생산라인의 변경 등에 의해 빈번히 롤 교체작업을 하고 있다. 구체적으로 설명하면, 이하와 같은 경우에 교체작업이 필요하다.

피냉각물인 수지필름이나 수지시트의 생산라인의 변경 등에 의해, 롤 교체를 한다. 예를 들면, 수지필름 등의 수지의 종류가 다른 경우, 그것에 따른 표면가공이 실시된 롤의 사용 혹은 수지필름 등의 두께나 필름 폭길이의 변화 등에 의해, 그것에 대응한 지름이나 길이를 가지는 롤의 사용 등에 의해, 교환작업이 필요하다.

이와 같이 빈번히 냉각 롤의 교체작업이 필요하고 있기 때문에, 상기 특허문헌 1에 기재한 무선식을 적용한 온도측정장치와 같이 회전축에 안테나나 발전기가 장착되어 있으면, 그 부분을 피해 회전축에 인상(引上)도구를 장착해야 하게 되며, 교체작업시에 방해가 되어 교체작업이 곤란하게 된다.

그래서, 회전축에 송신안테나를 외장하는 것에 대신하여, 냉각 롤의 엔드 커버의 외측면에 송신안테나를 설치하고, 냉각 롤의 회전축의 근방에 1개의 수신안테나를 배치하는 것을 생각할 수 있다. 그렇지만, 이와 같은 구성으로 하면, 냉각 롤의 1회전 중에 있어서, 송신안테나에 대해서 이 수신안테나가 회전축의 그림자에 비집고 들어가 수신상태가 지극히 나쁜 상황이 발생한다. 환언하면, 냉각 롤의 회전 중에 있어서 롤 표면온도를 상시 정확하게 수신할 수 없다고 하는 문제가 존재한다.

또한, 회전식 열(熱) 롤에 있어서도, 상기 회전식 냉각 롤에 있어서의 문제와 동일한 문제가 존재한다.

본 발명은 상기의 실정을 감안하여 생각해낸 것으로, 그 목적은 롤 표면온도를 항상 정확하게 수신할 수 있음과 동시에 롤 교체작업시에 특별한 조작을 불필요하게 하여, 간단한 조작으로 용이하게 교체작업을 실시하는 것을 가능하게 한 회전식 롤의 온도측정장치, 이 온도측정장치를 구비한 회전식 롤 및 온도측정방법을 제공하는 것이다.

<과제를 해결하기 위한 수단>

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명 중 청구항 1 기재의 발명은 외주면에 가열 또는 냉각이 이루어지는 피열처리물이 접촉하는 원통체와, 이 원통체의 양(兩) 단부(端部)를 각각 가리는 엔드 커버와, 이 양(兩) 엔드 커버의 중심으로부터 밖으로 향하여 돌출하는 회전축을 구비함과 동시에, 이 양 엔드 커버 중 적어도 일단 측의 엔드 커버는 비금속제로 이루어진 구조의 회전식 롤의 온도측정장치로서, 상기 원통체의 피열처리물과의 접촉영역에 설치된 온도검출수단과, 상기 일단 측의 비금속제 엔드 커버의 내측면에 부착된 송신유니트로서, 송신안테나를 구비함과 동시에 상기 온도검출수단으로부터의 온도정보를 송신하는 송신기와, 송신기에 전원을 공급하는 전지를 가지는 그와 같은 송신유니트와, 수신안테나를 구비함과 동시에 상기 송신안테나로부터 송신되는 온도정보를 수신하는 제1 및 제2 수신기로서, 각 수신기의 수신안테나는 상기 롤의 1회전 중에 있어서 송신안테나에 대해서 동시에 상기 회전축의 그림자가 되지 않는 위치에 배치되어 있는 그와 같은 제1 및 제2 수신기와, 상기 제1 및 제2 수신기의 수신상태의 양부(良否)를 각각 판별하여 양호한 수신상태에 있어서의 온도정보를 선택하고, 이 선택된 온도정보에 근거하여 표시기에 온도표시를 실시하는 제어유니트를 구비한 것을 특징으로 한다.

상기와 같이, 송신안테나를 구비한 송신기를 가지는 송신유니트를 비금속제 엔드 커버의 내측면에 부착하는 것에 의해, 송신안테나로부터의 미약 전파가 엔드 커버에 의해서 차폐되지 않는다. 또, 회전축에 송신기를 부착하는 종래예와 마찬가지로 롤의 교환작업의 방해가 된다고 하는 과제가 해소된다.

또, 제1 및 제2 수신기의 각 수신안테나를 롤의 1회전 중에 있어서 송신안테나에 대해서 동시에 회전축의 그림자가 되지 않는 위치에 배치하는 것에 의해, 롤의 1회전 중에 있어서, 제1 및 제2 수신기 중 적어도 어느 한쪽의 수신상태는 반드시 양호하게 된다. 또한, 제어유니트에 있어서, 제1 및 제2 수신기의 수신상태의 양부를 각각 판별하여 양호한 수신상태에 있어서의 온도정보를 선택하고, 이 선택된 온도정보에 근거하여 표시기에 온도표시를 실시한다. 이 결과, 표시기에는 롤의 회전 중에 있어서 일시적으로 표시불능이 되는 일 없이, 항상 표면온도가 모니터되게 된다.

또한, 용어 「비금속제」란, 금속제 이외의 예를 들면, 수지제, 목제, 판지제, 유리제, 강화유리제, 광물재의 가공물(예를 들면, 마이카(M1ca) 보드(운모(雲母))) 등의 어느 것을 포함한다. 또, 용어 「회전식 롤」이란, 회전식 냉각 롤과 회전식 열 롤의 양자를 포함한다. 회전식 냉각 롤로서는 원통체의 내부에 증발과 응축을 반복하는 작동유체를 충전함과 동시에, 내부를 냉각수가 흐르는 냉각관을 설치하여 이루어지는 소위 히트 파이프식의 냉각 롤로 하여도 좋고, 또, 예를 들면, 파이프 모양의 롤에 중공축이 부착된 덮개를 부착하고, 한쪽의 축부로부터 냉각수를 공급하며, 다른 쪽의 축부로부터 배출하는 구조의 냉각 롤로 하여도 좋고, 또, 내부에 스파이럴(spiral) 모양의 냉각수 파이프를 설치하고, 롤 표면의 온도가 균일하게 되도록 구성한 스파이럴식 냉각 롤 등으로 하여도 좋다. 회전식 열 롤로서는 원통체의 내부에 증발과 응축을 반복하는 작동유체를 충전함과 동시에, 내부를 과열수(過熱水)(또는 과열증기)가 흐르는 과열관을 설치하여 이루어지는 소위 히트 파이프식의 열 롤로 하여도 좋으며, 또, 예를 들면, 파이프 모양의 롤에 중공축이 부착된 덮개를 부착하고, 한쪽의 축부로부터 과열수(또는 과열증기)를 공급하며, 다른 쪽의 축부로부터 배출하는 구조의 열 롤로 하여도 좋고, 또, 내부에 스파이럴 모양의 과열수(또는 과열증기) 파이프를 설치하고, 롤 표면의 온도가 균일하게 되도록 구성한 스파이럴식 열 롤 등으로 하여도 좋다.

또, 용어 「피열처리물」이란, 회전식 열 롤에 있어서는 가열이 이루어지는 피가열물을 회전식 냉각 롤에 있어서는 냉각이 이루어지는 피냉각물의 양자를 포함한다.

또, 청구항 2 기재의 발명은 청구항 1 기재의 회전식 롤의 온도측정장치로서, 상기 송신안테나의 형상이 L자형인 것을 특징으로 한다.

상기 구성에 의해, 더욱 수신상태가 향상한다.

또, 청구항 3 기재의 발명은 청구항 1 또는 2 기재의 회전식 롤의 온도측정장치로서, 상기 수신안테나는 상기 송신안테나에 대해서 수직으로 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기 구성에 의해, 더욱 수신상태가 향상한다.

또, 청구항 4 기재의 발명은 청구항 1 기재의 회전식 롤의 온도측정장치로서 상기 회전식 롤은 외주면에 피냉각시트가 접촉하는 원통체와, 이 원통체의 양 단부를 각각 가리는 엔드 커버와, 이 양 엔드 커버의 중심으로부터 밖으로 향하여 돌출하는 중공형상의 회전축을 구비함과 동시에, 이 양 엔드 커버 중 적어도 일단 측의 엔드 커버는 비금속제로 이루어지고, 상기 원통체의 내부에 증발과 응축을 반복하는 작동유체를 충전함과 동시에, 상기 중공형상 회전축으로부터의 냉각 유체가 내부를 흐르는 냉각관을 가지며, 상기 냉각관 내부를 흐르는 상기 냉각 유체로 상기 작동유체를 간접 냉각하도록 구성된 회전식 냉각 롤인 것을 특징으로 한다.

상기 구성에 의해, 소위 히트 파이프식의 냉각 롤의 표면온도를 항상 정확하게 모니터할 수 있다.

또, 청구항 5 기재의 발명은 청구항 1 기재의 회전식 롤의 온도측정장치로서 상기 회전식 롤은 외주면에 피과열시트가 접촉하는 원통체와, 이 원통체의 양 단부를 각각 가리는 엔드 커버와, 이 양 엔드 커버의 중심으로부터 밖으로 향하여 돌출하는 중공형상의 회전축을 구비하고, 상기 원통체의 내부에 증발과 응축을 반복하는 작동유체를 충전함과 동시에, 상기 중공형상 회전축으로부터 공급되는 과열유체가 내부를 흐르는 과열관을 가지며, 상기 과열관 내부를 흐르는 상기 과열유체로 상기 작동유체를 간접 가열하도록 구성된 회전식 가열 롤인 것을 특징으로 한다.

상기 구성에 의해, 소위 히트 파이프식의 열 롤의 표면온도를 항상 정확하게 모니터 할 수 있다.

또, 청구항 6 기재의 발명은 청구항 1 ~ 5 중 어느 하나에 기재한 회전식 롤의 온도측정장치를 구비한 것을 특징으로 하는 회전식 롤이다.

또, 청구항 7 기재의 발명은 청구항 6 기재의 회전식 롤로서, 상기 일단 측의 비금속제 엔드 커버에는 엔드 커버의 내측 공간과 외부를 연통하는 연통구멍이 형성되어 있고, 이 내측 공간 내의 공기가 소정 온도 미만인 경우에는 상기 연통구멍을 폐색(閉塞)하고, 이 내측 공간 내의 공기가 소정 온도 이상에 이르른 경우에는 상기 연통구멍을 개방하는 개폐수단이 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기 구성에 의해, 내측 공간의 온도 변화에 따라 연통구멍의 개폐동작이 행해지는 것으로, 내측 공간 내가 고온이 되는 것이 방지된다. 이 결과, 내부 공간 내에 존재하는 송신기 등의 전자부품이 고온에 기인하여 오작동하는 것을 방지할 수 있음과 동시에, 송신기 등의 전자부품이 열에 의해 파괴되는 것을 방지할 수 있다.

더욱 상세한 것은, 예를 들면, 회전식 롤이 히트 파이프식의 냉각 롤의 경우는 피열처리물(피냉각물)의 열이 원통체 표면을 통하여 이 내측 공간 내의 공기에 전달되고, 회전식 롤이 히트 파이프식의 열 롤의 경우는 작동유체의 열이 원통체 표면을 통하여 이 내측 공간 내의 공기에 전달된다. 이 때, 엔드 커버가 비금속제이기 때문에, 방열효과가 작고, 이 때문에, 이 내측 공간 내의 온도가 상승한다. 그리고, 이 내측 공간 내의 공기가 소정 온도 이상이 되면, 연통구멍이 개방되고, 이 내측 공간이 연통구멍을 통하여 외부와 연통한다. 이 결과, 내측 공간 내의 고온 공기는 그것보다 저온의 외부 공기와 혼합 혹은 치환되어, 내측 공간 내의 온도가 하강한다. 이와 같이 하여, 내측 공간의 온도 변화에 따라 연통구멍의 개폐동작이 행해지는 것으로, 내측 공간 내가 고온이 되는 것이 방지된다. 이 결과, 내부 공간 내에 존재하는 송신기 등의 전자부품이 고온에 기인하여 오작동하는 것을 방지할 수 있음과 동시에, 송신기 등의 전자부품이 열에 의해 파괴되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 항상 정확하게 롤 표면온도를 모니터할 수 있다.

또, 청구항 8 기재의 발명은 청구항 7 기재의 회전식 롤로서, 상기 개폐수단은 상기 연통구멍을 가리는 개폐덮개와, 개폐덮개를 개방방향으로 가압하는 형상기억합금제(製) 제1 스프링과, 개폐덮개를 폐색방향으로 가압하는 제2 스프링을 구비함과 동시에, 상기 형상기억합금제 제1 스프링은 소정 온도 미만인 경우에 인장력이 소실하고, 소정 온도 이상인 경우에는 제2 스프링의 스프링력보다 큰 인장력이 생기도록 구성되며, 상기 내측 공간 내의 공기가 소정 온도 미만인 경우에는 제1 스프링은 인장력이 소실하고, 제2 스프링의 스프링력에 의해 개폐덮개가 폐색방향으로 가압되어 연통구멍이 폐색상태로 되며, 상기 내측 공간 내의 공기가 소정 온도 이상인 경우에는 제2 스프링의 스프링력에 저항하여 제1 스프링의 인장력에 의해 개폐덮개가 개방방향으로 가압되어 연통구멍이 개방상태로 되는 것을 특징으로 한다.

상기 구성에 의해, 연통구멍을 개폐하는 개폐수단은 형상기억합금제의 스프링을 이용한 간단한 구조로 실현될 수 있다. 또, 상용 전원이나 전지 등의 전원을 필요로 하지 않으므로, 코스트의 저감을 도모할 수 있다. 또한, 「제1 스프링」및 「제2 스프링」은, 코일 스프링으로 하여도 좋고, 또 판스프링으로 하여도 좋다.

또, 청구항 9 기재의 발명은 외주면에 가열 또는 냉각이 이루어지는 피열처리물이 접촉하는 원통체와, 이 원통체의 양 단부를 각각 가리는 엔드 커버와, 이 양 엔드 커버의 중심으로부터 밖으로 향하여 돌출하는 회전축을 구비함과 동시에, 이 양 엔드 커버 중 적어도 일단 측의 엔드 커버는 비금속제로 이루어진 구조의 회전식 롤의 온도측정방법으로서, 상기 원통체의 피열처리물과의 접촉영역에 설치된 온도검출수단에 의해, 상기 접촉영역의 표면온도를 측정하는 온도측정 스텝과, 상기 온도측정 스텝에 의해 측정된 온도정보를 상기 일단 측의 비금속제 엔드 커버의 내측면에 설치된 송신기를 이용하여 송신하는 송신 스텝과, 상기 롤의 1회전 중에 있어서 송신기에 대해서 동시에 상기 회전축의 그림자가 되지 않는 위치에 배치되어 있는 제1 및 제2 수신기를 이용하여 상기 송신기로부터 송신되는 온도정보를 수신하는 수신 스텝과, 상기 제1 및 제2 수신기의 수신상태의 양부를 각각 판별하여 양호한 수신상태에 있어서의 온도정보를 선택하고, 이 선택된 온도정보에 근거하여 온도표시를 실시하는 온도표시제어 스텝을 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 구성에 의해, 롤의 회전 중에 있어서 일시적으로 표시불능이 되는 일 없이, 항상 표면온도를 표시기에 계속 모니터하는 것이 가능하게 된다.

<발명의 효과>

본 발명에 의하면, 롤 표면온도를 항상 정확하게 수신할 수 있음과 동시에, 롤 교체작업시에 특별한 조작을 불필요하게 하여, 간단한 조작으로 용이하게 교체작업을 실시하는 것이 가능하게 된다.

도 1은 실시형태 1에 관한 회전식 냉각 롤의 온도측정장치를 구비한 압출형 래미네이트 가공기의 개략 구성을 나타내는 도.

도 2는 실시형태 1에 관한 회전식 냉각 롤의 온도측정장치를 구비한 냉각 롤의 전체 구성을 나타내는 도.

도 3은 냉각 롤의 단면도.

도 4는 냉각 롤의 단부 부근의 확대 단면도.

도 5는 냉각 롤의 일단 측에 구비되는 수지제 엔드 커버를 안쪽에서 본 도.

도 6은 수신안테나의 확대 평면도.

도 7은 냉각 롤의 지지구조를 나타내는 도.

도 8은 도 7에 나타내는 냉각 롤의 지지구조의 우측에서 본 측면도.

도 9는 온도측정장치에 의한 온도측정동작을 설명하기 위한 도.

도 10은 온도측정장치의 전기적 구성을 나타내는 블럭도.

도 11은 실시형태 2에 관한 회전식 냉각 롤의 단면도.

도 12는 실시형태 2에 관한 회전식 냉각 롤의 단부 부근의 확대 단면도.

도 13은 실시형태 2에 관한 회전식 냉각 롤의 일단 측에 구비되는 수지제 엔드 커버를 안쪽에서 본 도.

도 14는 실시형태 2에 관한 회전식 냉각 롤에 구비되는 개폐덮개에 의해 연통구멍이 폐색된 상태를 나타내는 단면도.

도 15는 실시형태 2에 관한 회전식 냉각 롤에 구비되는 연통구멍 부근의 분해 사시도.

도 16은 실시형태 2에 관한 회전식 냉각 롤에 구비되는 개폐덮개에 의해 연통구멍이 개방된 상태를 나타내는 단면도.

도 17은 실시형태 3에 관한 회전식 냉각 롤에 구비되는 개폐덮개에 의해 연통구멍이 폐색된 상태를 나타내는 단면도.

도 18은 실시형태 2에 관한 연통구멍 부근의 분해 사시도.

도 19는 실시형태 3에 관한 회전식 냉각 롤에 구비되는 개폐덮개에 의해 연통구멍이 개방된 상태를 나타내는 단면도.

<부호의 설명>

4 : 회전식 냉각 롤 11 : 원통체

12 : 회전축 13, 14 :봉지판

22 :금속제 엔드 커버 23 : 수지제 엔드 커버

23a : 엔드 커버(23)의 내측면 25 : 내측 공간

30 : 측온(測溫;온도측정)저항체 31 : 송신안테나

32 : 송신유니트 34, 35 : 수신안테나

36, 37 : 수신기 38 : 제어유니트

40 : 전지 42 : 연통구멍

43 : 개폐덮개 44 : 대경부

45 : 소경부 46 : 제1 코일 스프링

49 : 제2 코일 스프링 52, 57 : 제어회로

53 : 송신기 55 : 전환회로

56 : 레벨판별회로 58 : 표시기

<발명을 실시하기 위한 바람직한 형태>

이하의 실시형태에서는 본 발명에 관한 회전식 롤의 온도측정장치의 일례로서 회전식 냉각 롤의 온도측정장치를 들어 상세하게 설명한다. 또한, 본 발명은 이하의 실시형태로 한정되는 것이 아니고, 회전식 열 롤의 온도측정장치에도 적용할 수 있다.

(실시형태 1)

도 1은 실시형태 1에 관한 회전식 냉각 롤의 온도측정장치를 구비한 압출형 래미네이트 가공기의 개략 구성을 나타내는 도이다.

종이에 대해서 합성수지필름을 접합한 래미네이트 적층지의 제조시에는 도 1에 나타내는 바와 같이, 롤 모양 원지(原紙)(1)로부터 잇달아 내보내진 원료지(2)를 한 쌍의 회전식 가압 롤(3)과 회전식 냉각 롤(4)과의 사이를 통과한 후, 감김 롤(5)로 감아 꺼내게 하는 한편, 상기 회전식 가압 롤(3)과 회전 냉각 롤(4)과의 사이의 상부에 수지 홀더(6a) 내의 용융합성수지(7)를 필름 모양으로 압출하도록 한 압출 다이스(dice)(6b)를 배치하고, 이 압출 다이스(6b)로부터 압출되는 합성수지필름(8)을 상기 원료지(2)와 함께 회전식 가압 롤(3)과 회전식 냉각 롤(4)과의 사이로 보내는 것에 의해, 이 합성수지필름(8)을 회전식 냉각 롤(4)로 냉각하면서 상기 원료지(2)에 접합시켜 래미네이트 적층지(9)를 제조한다.

도 2는 실시형태 1에 관한 회전식 냉각 롤의 온도측정장치를 구비한 냉각 롤의 전체 구성을 나타내는 도, 도 3은 냉각 롤의 단면도, 도 4는 냉각 롤의 단부 부근의 확대 단면도, 도 5는 냉각 롤의 일단 측에 구비되는 수지제 엔드 커버를 안쪽에서 본 도, 도 6은 수신안테나의 확대 평면도, 도 7은 냉각 롤의 지지구조를 나타내는 도, 도 8은 도 7에 나타내는 냉각 롤의 지지구조의 우측에서 본 측면도, 도 9는 온도측정장치에 의한 온도측정동작을 설명하기 위한 도이다.

도 2 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 회전식 냉각 롤(4)은 상기 도 1에 나타내는 원료지(2) 등의 피냉각시트가 외주면에 접촉하는 원통체(11)와, 이 원통체(11)에 있어서의 좌우 양단의 중심으로부터 밖으로 향하여 돌출하도록 삽입된 중 공형상의 회전축(12)을 구비한다. 원통체(11)에는 그 내부를 밀폐하는 봉지판(封止板)(13, 14)이 설치되어 있다. 이 봉지판(13, 14)의 중심으로는 상기 회전축(12)이 관통함과 동시에, 이 봉지판(13, 14)은 회전축(12)에 고착되고, 또한, 이 양(兩) 봉지판(13, 14)에 의해서 원통체(11) 내가 밀폐되어 있다. 원통체(11)의 내부에는 나프탈린(naphthalene) 또는 키놀린(quinoline) 등과 같이 증발과 응축을 반복하도록 한 작동유체가 충전되어 있다.

또한, 회전식 냉각 롤(4)은 회전축(12)의 양 단부(12a, 12b)에 있어서, 기계 몸체 측의 베어링(15, 16)(도 7 참조)에 축지(軸支)되어 있다.

상기 원통체(11) 내에 있어서 양 봉지판(13, 14)의 외측에는 수실(水室) 덮개판(17, 18)이 각각 설치되어 있고, 이 수실 덮개판(17, 18)과 봉지판(13, 14)과 원통체(11) 내주면에 의해서 수실(19, 20)이 구성되어 있다. 원통체(11)의 내부에는 원통체(11)의 축선방향으로 늘어나 양단이 상기 양 봉지판(13, 14)을 관통하여 양(兩) 수실(19, 20)에 연통하는 냉각관(21)의 복수 개가 원주방향에 따라서 늘어놓아서 설치되고, 상기 회전축(12)의 축구멍 내를 지나 상기 양 수실(19, 20) 중 한쪽의 수실(20) 내에 공급된 냉각수는 이 한쪽의 수실(20)로부터 상기 각 냉각관(21) 내에 분배되며, 이 각 냉각관(21) 내를 통과한 후 다른 쪽의 수실(19)로부터 배출되도록 구성되어 있다.

또, 원통체(11)의 양 수실 덮개판(17, 18)의 외측에는 원통체(11)의 양단을 가리는 원형 모양의 엔드 커버(22, 23)가 각각 설치되어 있다. 이 엔드 커버(22, 23)의 각 중심에는 회전축(12)이 관통하고 있다. 이 엔드 커버(22, 23)는 수실 덮 개판(17, 18)을 가리는 화장판(化粧板)으로서의 기능을 하는 것이다. 여기서, 본 실시형태에 있어서는, 후술하는 바와 같이, 양 엔드 커버(22, 23) 중 한쪽의 엔드 커버(23)의 내측면에 송신안테나(31)를 포함한 송신유니트(32)(도 4 및 도 5 참조)가 부착되어 있다. 또한, 엔드 커버(22, 23)의 장착에 의해, 수실 덮개판(17, 18)과 엔드 커버(22, 23)와의 사이에 공간(24, 25)이 형성되고, 이 공간(24, 25)은 냉각 롤의 회전시에 있어서의 좌우의 밸런스를 취하기 위한 평형추를 부착하는 공간으로서도 이용된다. 단, 상기와 같이 엔드 커버(23)의 내측면에 송신안테나(31)를 부착하는 구조로 하기 때문에, 공간(25)을 공간(24)보다 크게 구성하기 위해서, 수실 덮개판(18)과 엔드 커버(23)와의 사이에 환상(環狀)의 스페이서(26)를 개재시키고 있다. 또한, 엔드 커버(23)는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 나사(84)에 의해서 스페이서(26)를 통하여 수실 덮개판(18)에 고착되어 있다.

이 구성에 있어서, 상기 원통체(11) 내에 충전한 작동유체는 원통체(11)의 내면에 접했을 때, 이 원통체(11)의 외주면에 접촉하는 피냉각시트로부터의 열로 증발하고, 각 냉각관(21)으로의 접촉으로 냉각·응축하여 액화하여, 상기 원통체(11)의 내면에 이르러 이것에 접하는 것을 반복하는 것에 의해, 상기 피냉각시트의 냉각을 실시한다. 또한, 중공형상 회전축(12)의 한쪽 단에는 냉각수 공급용 로터리 조인트(27)(도 7 참조)가 접속되어 있다.

그런데, 상기 구성의 냉각 롤에 있어서, 냉각 롤 표면온도를 측정하기 위한 온도측정장치가 구비되어 있다. 이 온도측정장치는 원통체(11)의 표면층에 매설되고 있는 백금으로 이루어진 온도검출수단으로서의 측온(測溫)저항체(30)(도 2 참 조)와, 엔드 커버(23)의 안쪽에 설치되어 있는 송신안테나(31)를 구비한 송신기(구체적으로는 송신회로부)나 전지 등을 포함한 송신유니트(32)(도 4 및 도 5 참조)와, 냉각 롤의 가대(架臺) 다리부(33a, 33b)(도 7 및 도 8 참조)에 부착되는 수신안테나(34, 35)를 구비한 수신기(36, 37)(도 7 및 도 8 참조)와, 수신기(36, 37)로부터의 온도 데이터의 표시 등을 실시하는 제어유니트(38)(도 7 참조) 등을 포함하여 구성된다. 또한, 본 실시형태에 있어서, 송신기로 사용되는 전파는 그 통신 거리가 1m정도의 미약 전파를 이용하고 있다. 이 결과, 냉각 롤의 주변에 존재하는 다수의 주변기기가 송신기로부터의 전파에 의해 오동작하는 등의 악영향이 생기지 않는다고 하는 메리트를 가진다.

측온저항체(30)의 매설위치는 원통체(11) 외주 표면으로 또한 적어도 피냉각시트가 접촉하는 영역으로 되어 있다. 이 측온저항체(30)의 리드선은 엔드 커버(23)의 내측면에 부착되어 있는 송신유니트(32)에 접속되어 있다. 송신유니트(32)에는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 전원으로서의 전지(40)를 구비한다. 전지(40)로서는 공간(25) 내가 고열이 되는 것을 고려하여 내열(耐熱)사양전지(예를 들면, Electrocbem사제의 단3형전지)를 사용하는 것이 바람직하다. 그리고, 전지(40)는 전지박스에 수납되어 있다. 또한, 엔드 커버(23)의 외측면에는 나사(85)에 의해서 개폐덮개(41)(도 4 및 도 5 참조)가 고착되어 있고, 이 나사(85)를 떼어내 엔드 커버(23)의 외측면으로부터 개폐덮개(41)를 떼어내는 것에 의해, 전지교환을 실시할 수 있도록 되어 있다.

또 엔드 커버(22)는 금속제이지만, 엔드 커버(23)는 수지제(예를 들면 염화 피닐제)이다. 엔드 커버는 금속제인 것이 일반적이지만, 엔드 커버(23)로서 금속제의 것을 사용하면, 송신안테나(31)로부터의 미약 전파가 금속제 엔드 커버로 차폐되어 충분한 수신상태를 얻을 수 없다. 그래서, 본 실시형태에서는 엔드 커버(23)로서는 수지제의 것을 이용하는 것으로 하고 있다. 또한, 본 실시형태에서는 엔드 커버(23)는 수지제로 엔드 커버(22)는 금속제로 되었지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않고, 엔드 커버(22, 23) 모두 수지제로 하여도 좋다. 또, 엔드 커버(23)는 비금속제이면 좋고, 수지제 외에 목제, 판지제, 유리제, 강화유리제, 광물재의 가공물(마이카 보드(운모)) 등에서 어느 하나로 하여도 좋다. 또, 엔드 커버(22)도 금속제 외에, 수지제, 목제, 판지제, 유리제, 강화유리제, 광물재의 가공물(마이카 보드(운모)) 등에서 어느 하나로 하여도 좋다. 또한, 엔드 커버(23)가 비금속제이다라고 하는 제한을 만족하고 있는 한에 있어서는 엔드 커버(22)와 엔드 커버(23)가 다른 재질(예를 들면, 엔드 커버(22)가 수지제로 엔드 커버(23)가 유리제)이어도 좋다.

또, 송신안테나(31)를 엔드 커버(23)의 내측면에 설치하는 것은 이하의 이유에 의한다. 즉, 엔드 커버(23)의 외측면에 송신안테나(31)를 부착하면, 송신안테나(31)를 파손할 우려가 있는 것에 더하여, 냉각 롤 교환작업 시에 방해가 되어 원활한 교환작업을 실시할 수 없기 때문이다.

또한, 엔드 커버(23)의 안쪽에 송신안테나(31)를 가지는 송신기를 부착하여도 송신기는 비교적 경량이므로, 냉각 롤의 회전시에 있어서의 밸런스에 영향을 주지 않는다. 단, 지름이 작은 소형의 냉각 롤의 경우에는 약간의 영향을 줄 우려가 있다. 그와 같은 경우에는 엔드 커버(22) 측에 평형추를 설치하도록 하면 좋다.

또, 본 실시형태에서는 2개의 수신기(36, 37)를 설치하는 것은 이하의 이유에 의한다. 즉, 1개의 수신안테나를 이용하는 방식으로 하면, 송신안테나(31)의 형상이 작은 경우에는 송신안테나(31)로부터의 전파가 회전축(12)으로 차폐되어 수신안테나에 수신되지 않는 경우가 생긴다. 한편, 송신안테나(31)의 형상이 큰 경우에는 회전축(12)에 차폐되는 영역이 적게 되므로, 수신상태는 양호하게 되는 경향이 강해진다. 그렇지만, 송신안테나(31)의 형상을 크게 하면, 송신에너지가 커져 미약 전파의 무선방식의 채용에 의해 소비전력을 가급적으로 작게 하는 구성에 대해서 적절하지 않다. 또, 송신안테나(31)의 형상이 너무 커지면, 엔드 커버(23)의 내측면에 설치하는 것이 곤란하게 된다. 따라서, 소비전력이 작고, 또한 양호한 수신상태를 얻는 것의 요청으로부터 송신안테나(31)의 형상의 크기에 일정한 제약이 부과된다. 그렇게 하면, 1개의 수신안테나를 이용하는 방식으로 냉각 롤의 회전 중에 있어서 항상 양호한 수신상태를 얻을 수 없을 우려가 있다. 그래서, 이러한 문제를 해결하기 위해, 본 실시형태에서는 2개의 수신안테나(34, 35)를 이용하는 방식을 채용하는 것으로 하고 있다.

또, 본 실시형태에서는 송신안테나(31)는 L자형으로 굽혀진 와이어 안테나가 이용된다. 이와 같이 안테나 형상을 L자형으로 하는 것에 의해, 한 개의 막대 모양 안테나 형상에 비해 광범위의 지향특성을 얻을 수 있으므로, 수신안테나에서의 수신 정밀도가 향상한다. 또한, 송신안테나(31)는, 도 6에 나타내는 바와 같이, 제1 직선부(31a)와, 제1 직선부(31a)에 직각으로 굽혀진 제2 직선부(31b)를 가지고, 제 1 직선부(31a)와 제2 직선부(31b)는 그 전체 길이가 동일하게 설정되어 있다. 그리고, 송신안테나(31)는 엔드 커버(23)에 접착되고, 도 5에 나타내는 바와 같이 엔드 커버(23)가 정지상태시에 있어서 송신유니트(32)(발신기 본체에 상당)가 엔드 커버(23)의 중심과 정점(頂点)을 잇는 직선(L1)상에 위치함과 동시에, 제1 직선부(31a)가 직선(L1)에 수직으로, 또한, 제2 직선부(31b)가 직선(L1)에 평행하게 되도록 배치된다.

한편, 수신안테나(34, 35)는, 어느 쪽도 도 7에 나타내는 바와 같이, 수신 감도를 향상하기 위하여 송신안테나(31)와 수직이 되는 배치로 되고, 또한, 수신안테나(34)와 수신안테나(35)는 가대(60)의 다리부(33a, 33b)에 각각 부착되어 있다. 그리고, 송신안테나(31)와 2개의 수신안테나(34, 35)는, 도 8에 나타내는 배치 상태가 되도록 부착되어 있다. 즉, 수신안테나(34)와 수신안테나(35)는 엔드 커버(23)의 평면상에서 보아 엔드 커버(23)의 중심을 통과하는 연직선에 관해서 대칭으로 배치된다. 그리고, 바람직하게는 냉각 롤의 회전에 동반하여 송신안테나(31)가 1회전하는 사이에 2개의 수신안테나(34, 35)가 동시에 회전축(12)의 그림자가 되는 영역이 되지 않는 범위를 제외한 위치로 한다. 이와 같은 배치로 하는 것에 의해 수신상태를 항상 양호한 것으로 하는 것이 가능하게 된다. 이하에 그 이유에 대해 설명한다.

송신안테나(31)는 냉각 롤의 회전에 동반하여 회전한다. 그렇게 하면, 수신안테나(34, 35)에 대해서 송신안테나(31)가 회전축(12)의 그림자가 되는 영역이 생긴다. 그리고, 회전축(12)의 그림자가 되는 영역에 수신안테나가 위치하면, 회전 축(12)에 차단되어 양호한 수신이 불가능하게 된다. 그래서, 2개의 수신안테나(34, 35)가 동시에 회전축(12)의 그림자가 되는 영역에 존재하지 않도록 하는 배치로 하면, 적어도 한쪽의 수신안테나에 있어서 양호한 수신상태를 얻을 수 있게 된다. 그래서, 도 9(1)에 나타내는 바와 같이, 송신안테나(31)가 회전축(12)에 수직인 선상의 정점(P1)에 존재하고 있는 경우를 상정하고, 이 위치에 대해서 수신안테나(34, 35)의 설치위치를 결정한다. 즉, 정점(P1)에 존재하는 송신안테나(31)로부터 회전축(12)의 외주면에 접선(M1, M2)을 긋고, 이 접선(M1, M2)에 의해서 규정되는 범위(S1) 외에 수신안테나를 설치한다. 범위(S1) 내에 수신안테나(34, 35)를 모두 설치하면, 수신안테나(34, 35)가 동시에 회전축(12)의 그림자가 되어 수신상태가 불량하게 된다. 이것에 대해서, 수신안테나(34, 35)가 범위(S1) 외에 존재하면, 수신안테나(34, 35) 중 적어도 한쪽의 수신안테나에 있어서 양호한 수신상태를 얻을 수 있게 된다. 따라서, 후술하는 바와 같이, 수신안테나(34, 35)의 각 수신레벨의 양부를 판별하여 두고, 수신레벨의 양호한 쪽의 수신신호를 선택하도록 하면, 냉각 롤과 같은 회전체에 있어서, 항상 양호한 수신상태를 얻을 수 있게 된다. 이 점에 관해서는 후술하는 「온도측정장치에 의한 온도측정동작」의 항에 있어서 상술한다.

도 10은 온도측정장치의 전기적 구성을 나타내는 블럭도이다. 송신유니트(32)의 전기적 구성으로서는 측온저항체(30)로부터의 검출신호를 증폭하는 센서 앰프(50)와, 센서 앰프(50)에서 신호증폭된 아날로그 검출신호를 디지털 검출신호로 변환하는 A/D컨버터(51)의 기능을 구비한 마이크로 컴퓨터에 의해서 실현되는 제어회로(52)와, 상기한 송신안테나(31)를 구비한 송신기(53)와, 상기한 전지(40)로 구성되어 있다. 측온저항체(30)는 온도에 의해 저항값이 변화하고, 이 변화가 아날로그 전압치로서 센서 앰프(50)에 주어지며, 소정 게인으로 증폭된다. 센서 앰프(50)에 의해서 신호 증폭된 아날로그 검출신호는 A/D컨버터(51)에 의해 디지털 검출신호로 변환되어 제어회로(52)에 주어진다. 제어회로(52)는 송신기(53)에 디지털 검출신호를 준다. 송신기(53)는 디지털 검출신호를 변조하는 변조회로를 포함한 송신회로를 구비하고, 소정 주파수의 반송파에 변조신호를 중첩하여 송신안테나(31)로부터 송신한다. 또한, 변조회로에 있어서, FM변조 혹은 FSK 변조가 행해진다.

수신안테나(34, 35)를 구비한 수신기(36, 37)는 복조(複調)회로를 포함한 수신회로를 구비하고 있다.

제어유니트(38)는 수신기(36, 37)로부터의 수신신호를 입력하여 어느 한쪽의 신호로 전환하는 전환회로(55)와, 각 수신신호의 신호레벨을 판별하여 상기 전환회로(55)의 전환신호를 출력하는 레벨판별회로(56)와, 검출온도 데이터를 입력하여 소정의 제어신호를 출력하는 제어회로(57)와, 제어회로(57)로부터의 표시 데이터에 의해 표면온도를 모니터하는 표시기(58)와, 상용 교류전원(59)으로부터 공급되는 전원을 소정 전압의 직류전원으로 변환하는 전원회로(60)를 구비하고 있다. 또한, 전원회로(60)로부터의 직류전압은 제어유니트(38) 내의 각 회로요소에 공급됨과 동시에 2개의 수신기(36, 37) 내의 동작전원으로서도 공급되고 있다.

또, 레벨판별회로(56)는 2개의 수신기(36, 37)의 수신레벨 중 어느 한쪽의 수신신호가 미리 정한 기준레벨 미만인 경우에는 다른 수신신호 측으로 전환하는 전환신호를 전환회로(55)에 출력한다. 2개의 수신신호가 모두 기준레벨 이상인 경우에는 2개의 수신기(36, 37) 중 미리 정해진 수신기, 본 실시형태에서는 수신기(37)로부터의 수신신호를 선택하도록 구성되어 있다. 따라서, 예를 들면, 2개의 수신기(36, 37)의 수신레벨이 모두 기준레벨 이상인 경우에는 수신기(37)로부터의 수신신호가 선택된다. 수신기(37)의 수신레벨이 기준레벨 미만이 되면, 수신기(36)로부터의 수신신호가 선택된다. 수신기(36)의 수신레벨이 기준레벨 미만이 되면, 수신기(37)로부터의 수신신호가 선택된다.

(온도측정장치에 의한 온도측정동작)

그 다음에, 도 9를 참조하여, 상기 구성의 측정장치에 의한 온도측정동작에 대해 설명한다. 또한, 도 9는 엔드 커버(23)의 안쪽에서 본 도로서, 도 9에 있어서 P2는 수신안테나(35)의 설치위치, P3는 수신안테나(34)의 설치위치이다. 도 9(1) 상태에서는 냉각 롤의 1회전 중에 있어서, 송신안테나(31)에 대해서 수신안테나(34, 35)가 모두 회전축(12)의 그림자 외의 영역에 위치하므로, 수신상태는 모두 양호하다. 이 경우는 전환회로(55)는 수신기(37)의 수신신호로 전환되어 있으므로, 수신기(37)로부터의 수신신호가 제어회로(57)에 주어진다. 그 다음에, 냉각 롤의 회전에 수반하여 도 9(2) 상태가 되면, 송신안테나(31)에 대해서 수신안테나(34)는 회전축(12)의 그림자 외의 영역에 위치하지만, 수신안테나(35)는 회전축(12)의 그림자의 영역(S1)에 위치하는 상태가 된다. 이 때, 수신기(37)로부터의 수신상태는 불량한 것이기 때문에, 레벨판별회로(56)에 있어서는 수신기(37)로부터의 수신신호 가 기준레벨 미만으로 판정되어 전환회로(55)에 수신기(36)로부터의 수신신호 측으로 전환하는 전환신호를 출력한다. 이것에 의해, 수신기(36)로부터의 수신신호가 제어회로(57)에 주어진다.

냉각 롤의 회전에 수반하여, 도 9(3) 상태가 되면, 송신안테나(31)에 대해서 수신안테나(34, 35)가 모두 회전축(12)의 그림자 외의 영역에 위치하므로, 수신상태는 모두 양호하다. 이 때, 레벨판별회로(56)에 있어서는 수신기(36, 37)로부터의 수신신호가 어느 쪽도 기준레벨 이상으로 판정되므로, 레벨판별회로(56)는 전환회로(55)에 수신기(37)로부터의 수신신호 측으로 전환하는 전환신호를 출력한다. 이것에 의해, 수신기(37)로부터의 수신신호가 제어회로(57)에 주어진다.

다음으로, 냉각 롤의 회전에 수반하여, 도 9(4) 상태가 되면, 송신안테나(31)에 대해서 수신안테나(35)는 회전축(12)의 그림자 외의 영역에 위치하지만, 수신안테나(34)는 회전축(12)의 그림자의 영역(S1)에 위치하는 상태가 된다. 이 때, 수신기(36)로부터의 수신상태는 불량한 것이기 때문에, 레벨판별회로(56)에 있어서는 수신신호가 기준레벨 미만으로 판정되지만, 수신기(37)로부터의 수신상태는 양호하다. 따라서, 전환회로(55)의 전환상태를 현상태 그대로, 즉, 수신기(37)로부터의 수신신호 측 그대로 유지한다. 이것에 의해, 수신기(37)로부터의 수신신호가 제어회로(57)에 주어진다.

그리고, 그 후 1회전하기 직전에 있어서, 수신안테나(34, 35)가 모두 회전축(12)의 그림자 외의 영역에 위치하면, 수신상태는 모두 양호한 것으로, 전환회로(55)는 수신기(37)의 수신신호 측을 유지하고, 이것에 의해 수신기(37)로부터의 수신신호가 제어회로(57)에 주어진다. 이와 같이 하여, 냉각 롤의 1회전 중에 있어서 항상 양호한 수신신호가 제어회로(57)에 주어지게 된다. 따라서, 표시기(58)에는 냉각 롤의 회전 중에 있어서 일시적으로 표시불능이 되는 일 없이, 항상 표면온도가 모니터되게 된다. 또, 제어회로(57)는 표시기(58)에 표면온도를 모니터하는 것 외에 냉각수를 자동제어하기 위한 제어를 실시하는 구성의 경우에는 상시 얻어지는 표면온도계측 데이터에 근거하여 소정의 연산 등 행동 제어량을 산출하여, 냉각수 공급 밸브(90)(도 7 참조)의 개방도를 조정한다.

(실시형태 2)

도 11은 실시형태 2에 관한 회전식 냉각 롤의 단면도, 도 12는 실시형태 2에 관한 회전식 냉각 롤의 단부 부근의 확대 단면도, 도 13은 실시형태 2에 관한 회전식 냉각 롤의 일단 측에 구비되는 수지제 엔드 커버를 안쪽에서 본 도, 도 14는 실시형태 2에 관한 회전식 냉각 롤에 구비되는 개폐덮개에 의해 연통구멍이 폐색된 상태를 나타내는 단면도, 도 15는 실시형태 2에 관한 회전식 냉각 롤에 구비되는 연통구멍 부근의 분해 사시도, 도 16은 실시형태 2에 관한 회전식 냉각 롤에 구비되는 개폐덮개에 의해 연통구멍이 개방된 상태를 나타내는 단면도이다. 이러한 도면을 참조하여, 실시형태 2에 대해 설명한다.

엔드 커버(23)에는, 도 14 및 도 15에 분명하게 나타내는 바와 같이, 내측 공간(25)과 외부를 연통하는 원형 모양의 연통구멍(42)이 형성되어 있다. 연통구멍(42)은 원형으로 한정하지 않고, 그 외의 형상으로 하여도 좋다. 이 연통구멍(42)은 엔드 커버(23)의 내측면(23a)에 설치된 개폐덮개(43)에 의해서 개폐가 자 유롭게 되어 있다. 개폐덮개(43)는 금속제 대경부(44)와 고무제 소경부(45)로 이루어진다. 소경부(45)의 지름은 연통구멍(42)을 폐색 가능하도록 연통구멍(42)의 지름보다 크게 설정되어 있다. 이와 같이 소경부(45)를 고무제로 하면, 엔드 커버(23)의 내측면(23a)에 탄발(彈發)적으로 맞닿고, 연통구멍(42)을 완전하게 폐색 하는 것이 가능하게 된다. 또한, 소경부(45)는 금속제로서, 그 단면에 고무판이 부착된 구성으로 하여도 좋다.

상기 소경부(45)의 외주에는 형상기억합금제 제1 코일 스프링(46)이 끼워 장착되어 있다. 이 형상기억합금제 제1 코일 스프링(46)의 일단은 대경부(44)의 한쪽 단면(44a)(도 14의 우측 단면)에 고착되고, 타단은 엔드 커버(23)의 내측면(23a)에 고착되어 있다. 또, 대경부(44)의 다른 쪽 단면(44b)(도 14의 좌측 단면)에는 지축(47)이 일체적으로 형성되어 있고, 이 지축(47)의 선단은 수실 덮개판(18)에 형성되어 있는 오목부(48)에 끼워 넣어지고 있다. 이 지축(47)의 외주에는 형상기억합금제가 아닌 제2 코일 스프링(49)이 끼워 장착되어 있다. 제2 코일 스프링(49)의 일단은 수실 덮개판(18)의 표면에 고착되고, 타단은 대경부(44)의 다른 쪽 단면(44b)에 고착되어 있다.

그리고, 형상기억합금제 제1 코일 스프링(46)은 개폐덮개(43)를 개방방향으로 가압하고, 제2 코일 스프링(49)은 개폐덮개(43)를 폐색방향으로 가압함과 동시에, 형상기억합금제 제1 코일 스프링(46)은 소정 온도 미만인 경우에 인장력이 소실하고, 소정 온도 이상인 경우에는 제2 코일 스프링(49)의 스프링력보다 큰 인장력이 생기도록 구성되어 있다.

따라서, 엔드 커버(23)의 내측 공간(25) 내의 공기가 소정 온도 미만인 경우에는 제1 코일 스프링(46)은 인장력이 소실하고, 제2 코일 스프링(49)의 스프링력에 의해 개폐덮개(43)가 폐색방향으로 가압되어 연통구멍(42)을 폐색상태(도 14에 나타내는 상태)로 한다. 이것에 의해, 피냉각물의 열이 내측 공간(25) 내의 공기에 전달되어 내측 공간(25)의 온도가 상승한다.

그리고, 내측 공간(25) 내의 공기가 소정 온도 이상이 되면, 제2 코일 스프링(49)의 스프링력에 저항하여 제1 코일 스프링(46)의 인장력에 의해 개폐덮개(43)가 개방방향으로 가압되어 연통구멍(42)이 개방상태(도 16에 나타내는 상태)가 된다. 이것에 의해, 내측 공간(25)이 연통구멍(42)을 통하여 외부와 연통한다. 이 결과, 내측 공간(25) 내의 고온 공기는 그것보다 저온의 외부 공기와 혼합 혹은 치환되어 온도가 하강한다.

이와 같이 하여, 내측 공간(25)의 온도 변화에 따라 덮개판(43)의 개폐동작이 행해지므로, 내측 공간(25) 내가 고온이 되는 것이 방지된다. 이 결과, 내부 공간(25) 내에 존재하는 전지(40)나 송신기(53)를 구성하는 전자부품 등의 열파괴를 방지할 수 있다. 이에 더하여, 내부 공간 내에 존재하는 송신기 등의 전자부품이 고온에 기인하여 오작동하는 것을 방지할 수 있어, 항상 정확하게 롤 표면온도를 모니터 할 수 있다. 또한, 연통구멍(42)은 송신기 등의 근방에 설치하는 것이 바람직하다. 연통구멍(42)이 송신기(53) 등으로부터 떨어진 위치에 설치되어 있는 경우에는 연통구멍(42)의 개방에 의한 온도하강의 영향을 받는데 시간을 요하고, 송신기 등이 고온에 노출되고 있는 시간이 길어져 송신기를 구성하는 전자부품 등의 열 파괴의 위험성이 커지기 때문이다. 또, 본 실시형태에 있어서는 내측 공간(25) 내가 고온이 되는 것이 방지되므로, 전지(40)로서는 실시형태 1에 이용된 내열사양전지(예를 들면, Electrocbem사제의 단3형전지)에 대신해 내열사양이 아닌 통상 전지를 이용할 수 있다. 내열사양전지는 고액이며, 따라서, 통상 전지의 사용에 의해, 코스트의 저감을 도모할 수 있다.

여기서 소정 온도란, 예를 들면, 35℃ ~ 45℃의 범위 내의 온도가 선택된다.본 실시형태에서는 40℃을 경계로 하여 인장력이 생기고, 또, 소실하도록 형성되어 있다. 또한, 이 온도로 하면, 전지나 송신기를 구성하는 전자부품 등의 열파괴 방지에 더하여, 냉각 롤에 있어서의 피냉각물이 접촉하는 영역 외의 이른바 비접촉영역에서의 결로(結露)의 방지에도 유효하다.

이하에, 냉각 롤 비접촉영역에서의 결로의 방지에 유효한 이유에 대해 상세히 설명한다. 즉, 원통체의 내부에 증발과 응축을 반복하는 작동유체를 충전함과 동시에, 내부를 냉각수가 흐르는 냉각관을 설치하여 이루어지는, 소위 히트 파이프식의 회전식 냉각 롤에 있어서는 비접촉영역에서의 결로의 발생이 문제가 되고 있다(일본국 특개2004-116548호 공보, 단락 0007 ~ 단락 0012 참조). 이와 같은 비접촉영역에서의 결로의 발생은 원통체의 양단에 금속제 엔드 커버를 설치한 회전식 냉각 롤의 경우에 있어서는 방열(放熱)효과가 큰 금속제 엔드 커버의 사용에 기인하여, 한층 현저하게 되어 큰 문제가 되고 있다.

그런데, 본 실시형태와 같이 엔드 커버(23)로서 수지제의 것을 이용하면, 종래와 같은 금속제 엔드 커버보다 방열효과가 작기 때문에, 내측 공간(25) 내에 열 이 체류하여 고온이 된다. 그렇다면, 예를 들면, 냉각수가 대량으로 수실(20) 내에 흘러들었을 경우 등에 있어서도 내측 공간(25) 내로부터 수실 덮개판(18)에 열이 전달되므로, 수실(20) 내의 냉각수에 의해 수실 덮개판(18)을 통하여 비접촉영역이 차가워지는 것을 완화하는 기능이 된다. 그 결과, 결로의 방지를 억제하는 것이 가능하게 된다. 그렇지만, 내측 공간(25) 내에 열이 체류하여 고온이 되면, 전자부품의 열파괴의 방지의 관점에서는 역효과가 된다. 그래서, 개폐덮개(43)가 개방되는 소정 온도를 40℃로 하는 것에 의해, 비접촉영역에서의 결로의 방지 및 전자부품의 열파괴의 방지라고 하는 양 효과가 동시에 달성할 수 있게 된다.

(실시형태 3)

도 17은 실시형태 3에 관한 회전식 냉각 롤에 구비되는 개폐덮개에 의해 연통구멍이 폐색된 상태를 나타내는 단면도, 도 18은 실시형태 2에 관한 연통구멍 부근의 분해 사시도, 도 19는 실시형태 3에 관한 회전식 냉각 롤에 구비되는 개폐덮개에 의해 연통구멍이 개방된 상태를 나타내는 단면도이다.

상기 실시형태 2에서는 형상기억합금제 제1 코일 스프링(46)은 소경부(45)의 외주에 끼워 장착되어 있었지만, 본 실시형태 3에서는 형상기억합금제 제1 코일 스프링(46)을 대경부(44)와 엔드 커버(23)와의 사이에 끼워 장착함과 동시에, 제1 코일 스프링(46)을 소경부(45)의 주위에 복수개 배치하여 구성된다. 이와 같은 구성에 있어서도 상기 실시형태 2와 마찬가지로, 내측 공간(25)의 온도 변화에 따라 개폐덮개(43)의 개폐동작이 행해지므로, 내측 공간(25) 내가 고온이 되는 것이 방지된다. 또한, 개폐덮개(43)의 개폐동작을 균형있고 원활히 실시하게 하기 위해서는 복수의 제1 코일 스프링(46)은 소경부(45)의 둘레방향으로 등간격을 두고 배치하는 것이 바람직하다.

(그 외의 사항)

(1) 상기 실시형태에서는, 회전식 냉각 롤로서는 원통체의 내부에 증발과 응축을 반복하는 작동유체를 충전함과 동시에, 내부를 냉각수가 흐르는 냉각관을 설치하여 이루어지는 소위 히트 파이프식의 냉각 롤을 이용했지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않고, 예를 들면, 파이프 모양의 롤에 중공축이 부착된 덮개를 부착하고, 한쪽의 축부로부터 냉각수를 공급하며, 다른 쪽의 축부로부터 배출하는 구조의 냉각 롤이나 내부에 스파이럴 모양의 냉각수 파이프를 설치하고, 롤 표면의 온도가 균일하게 되도록 구성한 스파이럴식 냉각 롤 등을 이용하도록 하여도 좋다.

또, 상기 실시형태에서는 회전식 냉각 롤의 온도측정장치에 대해 설명했지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않고, 회전식 열 롤의 온도측정장치에 대해서도 적용할 수 있다. 또한, 회전식 열 롤로서는 원통체의 내부에 증발과 응축을 반복하는 작동유체를 충전함과 동시에, 내부를 과열수(또는 과열증기)가 흐르는 과열관을 설치하여 이루어지는 소위 히트 파이프식의 열 롤로 하여도 좋고, 또, 예를 들면, 파이프 형상의 롤에 중공축이 부착된 덮개를 부착하고, 한쪽의 축부로부터 과열수(또는 과열증기)를 공급하며, 다른 쪽의 축부로부터 배출하는 구조의 열 롤로 하여도 좋고, 또, 내부에 스파이럴 모양의 과열수(또는 과열증기) 파이프를 설치하고, 롤 표면의 온도가 균일하게 되도록 구성한 스파이럴식 열 롤 등으로 하여도 좋다.

(2) 상기 실시형태에서는 송신안테나는 L자형으로 형성되어 있었지만, 본 발 명은 이것으로 한정되는 것이 아니고, 그 외의 형상으로 하여도 좋다. 또, 상기 실시형태에서는 송신안테나는 와이어 안테나로 하였지만, 패턴 안테나, 칩 안테나 등을 이용하여도 좋다.

(3) 상기 실시형태에서는 2개의 수신기(36, 37)의 수신레벨이 모두 기준레벨 이상인 경우에는 수신기(37)로부터의 수신신호가 선택되도록 구성되어 있었지만, 2개의 수신기(36, 37)의 수신레벨이 모두 기준레벨 이상인 경우에는 수신기(36)로부터의 수신신호가 선택되도록 구성하여도 좋다.

(4) 상기 실시형태에서는 수신기와 제어유니트와는 별개 독립하여 구성되어 있었지만, 수신기에 제어유니트를 조립하여 온도표시 기능을 구비한 수신기로서 구성하여도 좋다.

본 발명은 셀로판, 알루미늄 박, 종이, 합성수지 등의 각종 시트나 각종 필름의 제조장치 또는 이들 각종 시트나 각종 필름의 가공장치 혹은 이들 각종 시트나 각종 필름 중 동종 또는 이종의 복수 매를 접합 또는 적층하는 래미네이트 장치 혹은 상기 각종의 시트나 각종 필름에 대해서 합성수지를 필름 모양으로 압출하면서 접합시키는 압출 래미네이트 장치 등에 사용되는 회전식 롤의 온도측정장치에 바람직하게 실시할 수 있다.

Claims (9)

1. 외주면에 가열 또는 냉각이 이루어지는 피열처리물이 접촉하는 원통체와, 이 원통체의 양(兩) 단부(端部)를 각각 가리는 엔드 커버와, 이 양 엔드 커버의 중심으로부터 밖으로 향하여 돌출하는 회전축을 구비함과 동시에, 이 양 엔드 커버 중 적어도 일단 측의 엔드 커버는 비금속제로 이루어진 구조의 회전식 롤의 온도측정장치로서,

   상기 원통체의 피열처리물과의 접촉영역에 설치된 온도검출수단과,

   상기 일단 측의 비금속제 엔드 커버의 내측면에 부착된 송신유니트로서, 송신안테나를 구비함과 동시에 상기 온도검출수단으로부터의 온도정보를 송신하는 송신기와, 송신기에 전원을 공급하는 전지를 가지는 그와 같은 송신유니트와,

   수신안테나를 구비함과 동시에 상기 송신안테나로부터 송신되는 온도정보를 수신하는 제1 및 제2 수신기로서, 각 수신기의 수신안테나는 상기 롤의 1회전 중에 있어서 송신안테나에 대해서 동시에 상기 회전축의 그림자가 되지 않는 위치에 배치되어 있는 그와 같은 제1 및 제2 수신기와,

   상기 제1 및 제2 수신기의 수신상태의 양부(良否)를 각각 판별하여 양호한 수신상태에 있어서의 온도정보를 선택하고, 이 선택된 온도정보에 근거하여 표시기에 온도표시를 실시하는 제어유니트를 구비한 것을 특징으로 하는 회전식 롤의 온도측정장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 송신안테나의 형상이 L자형인 것을 특징으로 하는 회전식 롤의 온도측정장치.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 수신안테나는 상기 송신안테나에 대해서 수직으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 회전식 롤의 온도측정장치.
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 회전식 롤은 외주면에 피냉각시트가 접촉하는 원통체와, 이 원통체의 양 단부를 각각 가리는 엔드 커버와, 이 양 엔드 커버의 중심으로부터 밖으로 향하여 돌출하는 중공형상의 회전축을 구비함과 동시에, 이 양 엔드 커버 중 적어도 일단 측의 엔드 커버는 비금속제로 이루어지고, 상기 원통체의 내부에 증발과 응축을 반복하는 작동유체를 충전함과 동시에, 상기 중공형상 회전축으로부터 공급되는 냉각 유체가 내부를 흐르는 냉각관을 가지고, 상기 냉각관 내부를 흐르는 상기 냉각 유체로 상기 작동유체를 간접 냉각하도록 구성된 회전식 냉각 롤인 것을 특징으로 하는 회전식 롤의 온도측정장치.
5. 청구항 1에 있어서,

   상기 회전식 롤은 외주면에 피과열시트가 접촉하는 원통체와, 이 원통체의 양 단부를 각각 가리는 엔드 커버와, 이 양 엔드 커버의 중심으로부터 밖으로 향하여 돌출하는 중공형상의 회전축을 구비하고, 상기 원통체의 내부에 증발과 응축을 반복하는 작동유체를 충전함과 동시에, 상기 중공형상 회전축으로부터 공급되는 과열유체가 내부를 흐르는 과열관을 가지고, 상기 과열관 내부를 흐르는 상기 과열유체로 상기 작동유체를 간접 가열하도록 구성된 회전식 가열 롤인 것을 특징으로 하는 회전식 롤의 온도측정장치.
6. 청구항 1 내지 5 중 어느 하나에 기재한 회전식 롤의 온도측정장치를 구비한 것을 특징으로 하는 회전식 롤.
7. 청구항 6에 있어서,

   상기 일단 측의 비금속제 엔드 커버에는 엔드 커버의 내측 공간과 외부를 연통하는 연통구멍이 형성되어 있고, 이 내측 공간 내의 공기가 소정 온도 미만인 경우에는 상기 연통구멍을 폐색(閉塞)하며, 이 내측 공간 내의 공기가 소정 온도 이상에 이르렀을 경우에는 상기 연통구멍을 개방하는 개폐수단이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 회전식 롤.
8. 청구항 7에 있어서,

   상기 개폐수단은 상기 연통구멍을 가리는 개폐덮개와, 개폐덮개를 개방방향으로 가압하는 형상기억합금제(製) 제1 스프링과, 개폐덮개를 폐색방향으로 가압하 는 제2 스프링을 구비함과 동시에, 상기 형상기억합금제 제1 스프링은 소정 온도 미만인 경우에 인장력이 소실하고, 소정 온도 이상인 경우에는 제2 스프링의 스프링력보다 큰 인장력이 생기도록 구성되며,

   상기 내측 공간 내의 공기가 소정 온도 미만인 경우에는 제1 스프링은 인장력이 소실하고, 제2 스프링의 스프링력에 의해 개폐덮개가 폐색방향으로 가압되어 연통구멍이 폐색상태로 되며, 상기 내측 공간 내의 공기가 소정 온도 이상인 경우에는 제2 스프링의 스프링력에 저항하여 제1 스프링의 인장력에 의해 개폐덮개가 개방방향으로 가압되어 연통구멍이 개방상태로 되는 것을 특징으로 하는 회전식 롤.
9. 외주면에 가열 또는 냉각이 이루어지는 피열처리물이 접촉하는 원통체와, 이 원통체의 양 단부를 각각 가리는 엔드 커버와, 이 양 엔드 커버의 중심으로부터 밖으로 향하여 돌출하는 회전축을 구비함과 동시에, 이 양 엔드 커버 중 적어도 일단 측의 엔드 커버는 비금속제로 이루어진 구조의 회전식 롤의 온도측정방법으로서,

   상기 원통체의 피열처리물과의 접촉영역에 설치된 온도검출수단에 의해, 상기 접촉영역의 표면온도를 측정하는 온도측정 스텝과,

   상기 온도측정 스텝에 의해 측정된 온도정보를 상기 일단 측의 비금속제 엔드 커버의 내측면에 설치된 송신기를 이용하여 송신하는 송신 스텝과,

   상기 롤의 1회전 중에 있어서 송신기에 대해서 동시에 상기 회전축의 그림자가 되지 않는 위치에 배치되어 있는 제1 및 제2 수신기를 이용하여, 상기 송신기로 부터 송신되는 온도정보를 수신하는 수신 스텝과,

   상기 제1 및 제2 수신기의 수신상태의 양부를 각각 판별하여 양호한 수신상태에 있어서의 온도정보를 선택하고, 이 선택된 온도정보에 근거하여 온도표시를 실시하는 온도표시제어 스텝을 구비한 것을 특징으로 하는 회전식 롤의 온도측정방법.

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