JP3920082B2

JP3920082B2 - 誘導発熱ローラ装置

Info

Publication number: JP3920082B2
Application number: JP2001359121A
Authority: JP
Inventors: 良夫北野; 幸三岡本; 洋平常谷
Original assignee: Tokuden Co Ltd Kyoto
Current assignee: Tokuden Co Ltd Kyoto
Priority date: 2001-11-26
Filing date: 2001-11-26
Publication date: 2007-05-30
Anticipated expiration: 2021-11-26
Also published as: JP2003157962A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は誘導発熱ローラ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
たとえばプラスチックフイルム、紙、布、不織布、金属箔などのシート材あるいはウエブ材の連続熱処理工程において、適度の温度に誘導発熱して回転するローラが使用されることは、すでによく知られており、具体的には、内部を中空としたローラの両側に一体的にジャーナルを取り付け、このジャーナルと一体の駆動軸を機台に対して回転自在に支持するとともに、ローラの内部に誘導発熱機構を配置し、駆動軸に対して軸受によって支持することにより、誘導発熱機構をローラの内部において宙吊り状態で支持することにより構成されている。
【０００３】
このような誘導発熱ローラ装置の従来例を示したのが図６である。この構成を説明すると、１はローラ、２Ａ，２Ｂはローラ１の両側に取り付けられたジャーナル、３Ａ，３Ｂは各ジャーナル２Ａ，２Ｂに一体であって、かつ中空の駆動軸で、これは軸受４Ａ，４Ｂを介して機台５に回転自在に支持されている。６は誘導発熱機構で、筒状のホルダー７の外周に支持されている筒状の鉄心８と、その外周に巻装されている誘導コイル９とによって構成されている。
【０００４】
１０Ａ，１０Ｂはホルダー７の各端部に一体的に延びるように取り付けられた支持ロッドで、各支持ロッドはそれぞれ駆動軸３Ａ，３Ｂの内部に挿通されてあり、軸受１１Ａ，１１Ｂを介して駆動軸３Ａ，３Ｂに対して支持されている。これにより誘導発熱機構６は、ローラ１の内部において宙吊り状態で支持されることになる。１２は誘導コイル９に接続されるリード線で、一方の支持ロッド１０Ｂ内を通り、その外端から外部に導出され、所要の交流電源に接続されている。１３は支持ロッド１０Ｂがローラ１の回転に連れられて回転することのないようにするための回り止め具である。
【０００５】
このような従来構成によると、各駆動軸３Ａ，３Ｂの外周は軸受４を介して機台５に回転自在に支持され、内周には軸受１１Ａ，１１Ｂを介して支持ロッド１０Ａ，１０Ｂが配置されているので、各駆動軸の内周の軸心と外周の軸心とが一致していないと、ローラ１の回転時において支持ロッドの軸心が周期的に偏心してしまい、これにより支持ロッドとともに誘導発熱機構６が振動する。いずれか一方のみならず両方の駆動軸の内周と外周との軸心が一致していない場合でも誘導発熱機構６は振動する。更に両側の駆動軸の内周同志の軸心、および外周同志の軸心が一致していないと、その振動は更に顕著となる。
【０００６】
このような振動の発生を回避するために、駆動軸の内周と外周との軸心が一致するように駆動軸を加工する必要がある。そのため具体的には、まずジャーナルとこれに一体の駆動軸を単体で加工を仕上げる。次にこれをローラに組付けてローラの外周を仕上げ加工し、またこのとき駆動軸の外周も同じように仕上げ加工して、ローラの外周の軸心と駆動軸の外周の軸心とを一致させる。このあとローラが組付けられている状態で、駆動軸の内周を仕上げ加工して、その内周と外周の軸心を一致させる。このような加工作業は両駆動軸において必要であるし、また両駆動軸の内外周の軸心が互いに一致するように仕上げなければならない。このように誘導発熱機構、支持ロッドの振動を回避するためには、精度の高い加工が要求されるし、また調整加工が必要となる。
【０００７】
また誘導発熱機構がローラの内部において宙吊り状態にあるとき、誘導発熱機構にたわみが生じたり、あるいは支持ロッドにたわみが生じたりすると、軸受１１Ａ，１１Ｂに不規則な負荷が加わるため、駆動軸およびローラの回転が不安定となり、滑らかな回転が得られないようになる。これを回避するため従来では、支持ロッドならびにホルダー７として機械的強度の大きいものを使用していた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、誘導発熱機構の振動を回避する手段を、簡易化することを目的とする。
【０００９】
本発明は、誘導発熱機構の宙吊り状態にたわみが発生しても、ローラが滑らかに回転できるようにすることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、回転するローラと、前記ローラの各端部に連なる駆動軸と、前記ローラの内部に配置される誘導発熱機構と、前記誘導発熱機構の各端部を支持する支持ロッドとを備え、前記支持ロッドの一方を、自動調心機能を有する軸受機構を介して前記駆動軸の一方の内面に支持し、前記支持ロッドの他方を、前記駆動軸の他方より外部に導出し、導出された前記支持ロッドを、機台に連結具を介して固定されたリングにはめ込んで支持してなる誘導発熱ローラ装置であって、前記外部に導出された支持ロッドの外周に軸心方向に沿って延びる溝を設けるとともに、前記リングの内側に前記溝にはめ込む突起を設け、前記溝に前記突起をはめ込んで前記リングに対して前記支持ロッドを回転不能にするとともに軸心方向に沿ってスライド自在としたことを特徴とする。
【００１１】
少なくも一方の支持ロッドは駆動軸からはフリーとされ、駆動軸より外部に導出しているので、この駆動軸については、その内周、外周の軸心を必ずしも高精度で一致させる必要はなくなる。他方の支持ロッドは自動調心機能を有する軸受機構を介して駆動軸に支持されるので、この駆動軸については、その内周、外周の軸心を一致させる必要はあるが、従来のように両駆動軸について軸心を調整する必要はなくなるし、両駆動軸の軸心を互いに一致させるような修正加工も不要となる。
【００１２】
そして自動調心機能を有する軸受機構を介して駆動軸に支持しているので、支持ロッド、誘導発熱機構にたわみが生じても、そのたわみに応じて調心作用が発生し、ローラは滑らかに回転するようになる。この場合従来のように支持ロッド、誘導発熱機構に大きな機械的強度を付与する必要はない。
【００１３】
一方の支持ロッドは駆動軸より外部に導出され、固定部に対して支持されているが、この支持ロッドはスライド自在とされているので、熱膨張により支持ロッド、誘導発熱機構が延びることがあっても、支持ロッドのスライドによって、熱膨張は吸収される。したがって熱膨張による機械的な破壊は回避できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施態様を図１によって説明する。なお図６と同じ符号を付した部分は、同一または対応する部分を示す。本発明にしたがい、一方の支持ロッド１０Ａと駆動軸３Ａとの間に、従来の軸受１１Ａに代えて、自動調心機能を有する軸受機構２１を介在させる。図示する軸受機構２１は、自動調心軸受２２と、その外側に設けられたころがり軸受２３とによって構成されている。
【００１５】
軸受機構２１を図２により説明すると、自動調心軸受２２は、外周面を球面とする内輪２４と、内輪２４の外周面に対してスライド自在の球面を内周面に有する外輪２５と、外輪２５を支持する軸受スリーブ２６と、外輪２５を軸受スリーブ２６に固定するスペーサ２７、リング２８とにより構成されている。内輪２４は支持ロッドの外周に取り付けられてあり、ころがり軸受２３は軸受スリーブ２６と駆動軸３Ａの内周との間に介在し、ころがり軸受２３の外輪は駆動軸３Ａの内周に取り付けられている。
【００１６】
内輪２４と外輪２５の球面において滑りが生じ、自動調心機能が生じる。したがって支持ロッド１０Ａが傾いたり、たわむことがあっても、駆動軸３Ａは滑らかに回転する。またたわみがあっても、円滑な回転が可能であることから、誘導発熱機構６を強固にホールドする必要はなくなるので、図６に示すようなホルダー７を省略することも可能である。なお内輪２４は固定リング２９により支持ロッド１０Ａに固定されている。
【００１７】
支持ロッド１０Ｂは駆動軸３Ｂより外部に導出され、その導出端部は固定部、たとえば機台５に連結具３０を介して支持されている。具体的には支持ロッド１０Ｂの導出端部の外周にはめこまれたリング３１が、連結具３０に固着されている。この例では支持ロッド１０Ｂがリング３１に対してスライド自在とされている。ここでは図３に示すように、支持ロッド１０Ｂの外周に、その軸心方向に沿って延びる溝３２が設けてあり、この溝３２内をスライド自在の突起部３３がリング３１に一体となっている。またこの連結具３０に支持ロッド１０Ｂを上下左右に位置調整できる機構を付加することも可能である。
【００１８】
ローラ１の発熱にともなって誘導発熱機構６、支持ロッド１０Ａ，１０Ｂが熱膨張した場合、自動調心軸受２２の内輪２４が固定リング２９により固定されているので、誘導発熱機構６、支持ロッド１０Ａ，１０Ｂは全体的に図において右側に向かって膨張していく。突起部３３が溝３２内にあってスライド自在とされているので、これらの膨張はなんら支障なく膨張していく。したがって各部分の機械的損傷はなんら生じない。
【００１９】
この構成では、自動調心軸受２２を設置する側の駆動軸１０Ａについては、従来と同様にその内周と外周の軸心が一致するように修正加工が必要であるが、他方の駆動軸１０Ｂについては、その修正加工は不要である。したがってそれだけ修正加工が簡略化される。なお図１の構成に代えて図４のように、ころがり軸受２３と自動調心軸受２２との位置を取り替えて、ころがり軸受２３を支持ロッド１０Ａの外周と自動調心軸受２２との間に配置してもよい。具体的にはころがり軸受２３の内輪を支持ロッドの外周に取り付け、自動調心軸受２２の外輪を駆動軸の内周に取り付けるようにすればよい。
【００２０】
なお図１において、４１はローラ１の周壁の温度を測定するための温度センサで、この温度センサ４１により検出された温度信号は、リード線４２を経て回転トランス４３に送られる。回転トランス４３は、駆動軸３Ｂと一体の回転側コイル４４と、支持ロッド１０Ｂと一体の固定側コイル４５とによって構成されている。固定側コイル４５に誘起する温度信号は、端子４６から取りだされる。
【００２１】
４７はシール機構で、内周端が支持ロッド１０Ａに固定されてあり、外周端が駆動軸３Ａの内周面をスライド自在とされているリングからなり、誘導コイル８から発生するガス、蒸気が軸受機構２１側に流れてきて軸受機能の低下を起こさないようにするためのものである。４８はローラ１の周壁の内部に設けられたジャケット室で、内部に気液二相の熱媒体が封入されている。４９は軸受４を駆動軸３Ａと機台５との間に固定するための固定リングである。
【００２２】
【００２３】
【００２４】
【００２５】
【００２６】
【００２７】
図５に別の軸受機構２１を示す。ここに示す軸受機構２１は自動調心ころ軸受であり、支持ロッド１０Ａに対してスライド自在としたものである。この構成を説明すると、内周面が球面とされた外輪６１と、外周面が球面とされた内輪６２と、両輪の間に介在するころ６３とによって主として構成されている。外輪６１はキャップ６４により段部６５に押しつけられ、固定されている。内輪６２は支持ロッド１０Ａの周面においてスライド自在とされている。ころ６３によって駆動軸３Ａの回転に対して支持ロッド１０Ａは静止状態を保つし、両輪６１，６２の球面によって、支持ロッド１０Ａの傾きに対しても駆動軸３Ａの回転を安定に保つ。なお６６はオイルシールである。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、誘導発熱機構の一方の支持ロッドを、自動調心機能を有する軸受機構を介して一方の駆動軸の内面に支持し、他方の支持ロッドを、他方の駆動軸より外部に導出し、導出された支持ロッドを連結具を介して軸心方向に沿ってスライド自在に機台により支持したので、一方の駆動軸については、その内外周の軸心を必ずしも高精度で一致させる必要はなくなるとともに、熱膨張の吸収も可能となり、更に支持ロッド、誘導発熱機構にたわみが生じても、ローラは滑らかに回転するし、また支持ロッド、誘導発熱機構に大きな機械的強度を付与する必要はないといった効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施態様を示す断面図である。
【図２】図１の一部の拡大断面図である。
【図３】図１の他の一部の拡大断面図である。
【図４】図２の構成の変更例を示す拡大断面図である。
【図５】自動調心機能を備えた軸受機構の他の例を示す断面図である。
【図６】従来例の断面図である。
【符号の説明】
１ローラ
３Ａ駆動軸
３Ｂ駆動軸
５固定部（機台）
６磁束発生機構
１０Ａ支持ロッド
１０Ｂ支持ロッド
２１自動調心機能を備えた軸受機構
３０連結具
３１固定リング
３２溝
３３突起

Claims

回転するローラと、前記ローラの各端部に連なる駆動軸と、前記ローラの内部に配置される誘導発熱機構と、前記誘導発熱機構の各端部を支持する支持ロッドとを備え、前記支持ロッドの一方を、自動調心機能を有する軸受機構を介して前記駆動軸の一方の内面に支持し、前記支持ロッドの他方を、前記駆動軸の他方より外部に導出し、導出された前記支持ロッドを、機台に連結具を介して固定されたリングにはめ込んで支持してなる誘導発熱ローラ装置であって、前記外部に導出された支持ロッドの外周に軸心方向に沿って延びる溝を設けるとともに、前記リングの内側に前記溝にはめ込む突起を設け、前記溝に前記突起をはめ込んで前記リングに対して前記支持ロッドを回転不能にするとともに軸心方向に沿ってスライド自在とした誘導発熱ローラ装置。
前記軸受機構は、外周面を球面とする内輪と、前記内輪の外周面に対してスライド自在の球面を内周面に有する外輪とを備えた自動調心軸受と、前記自動調心軸受の外側または内側に設けられたころがり軸受とからなる請求項１記載の誘導発熱ローラ装置。