JP4145461B2

JP4145461B2 - Induction heating roller device

Info

Publication number: JP4145461B2
Application number: JP2000062801A
Authority: JP
Inventors: 良夫北野; 幸三岡本
Original assignee: Tokuden Co Ltd Kyoto
Current assignee: Tokuden Co Ltd Kyoto
Priority date: 2000-03-08
Filing date: 2000-03-08
Publication date: 2008-09-03
Anticipated expiration: 2020-03-08
Also published as: JP2001250668A

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】
周知のように誘導発熱ローラ装置は、回転するローラシェルと、その内部にあって、鉄心と、これに巻装された誘導コイルとからなり、前記ローラシェルを誘導発熱させるための誘導発熱機構を備えている。そしてローラシェルの過昇温を防止する目的で、ローラシェルの温度を測定するための温度センサを設置するのを普通としている。温度センサが設定された温度を検出したとき、誘導コイルの電源を断ってその励磁を停止するなどして、ローラシェルの温度が許容値を超えないようにしている。
【０００３】
本発明による誘導発熱ローラ装置の構成を図４によって説明すると、１はローラ本体、２は本発明にしたがい、ローラ本体１の一方の端部に突き合わされて一体的に固定された補助ローラで、このローラ本体１と補助ローラ２とにより、ローラシェル３が構成されている。
【０００４】
４はローラシェル３の両側に一体的に取り付けられてあるジャーナルで、これは軸受５を介して機台６に回転自在に支持されてあり、任意の駆動源によって回転駆動される。７はローラシェル３を誘導発熱させるための誘導発熱機構で、コイルホルダ８に支持されている筒状の鉄心９と、これに巻装される誘導コイル１０とによって構成されている。誘導発熱機構７はその両側を支持ロッド１１によりローラシェル３の内部に支持されている。
【０００５】
支持ロッド１１は回転が拘束された状態でジャーナル４内に挿通され、軸受１２を介してジャーナル４に支持されている。誘導コイル１０はリード線１３に接続され、このリード線１３は、支持ロッド１１内を通って外部に導出され、外部の交流電源に接続されている。１４はローラ本体１の肉厚部分にドリル加工によって開けられたジャケット室で、内部には気液二相の熱媒体が気密に封入されている。
【０００６】
１５は補助ローラ２の肉厚部分にドリル加工などによって開けられたジャケット室で、その一方の端部は閉塞されており、他方は開放されている。そしてこの開放された端部においてジャケット室１４と連通している。この連通のために、図示する構成では、補助ローラ２の、ローラ本体１との突合せられている端面側に、環状の溝（以下この溝を連通溝という。）１６を設けている。両ジャケット室１４、１５は連通溝１６において開口しているので、この開口によって両ジャケット室１４、１５は互いに連通するようになる。
【０００７】
図の例ではローラ本体１の一方の端部には閉塞環１７が取り付けられてあり、これによりジャケット室１４の一方の端部は閉塞されている。そして閉塞環１７には環状の連通溝１８が形成されてあり、この連通溝１８によって各ジャケット室１４はその一方の端部で連通されている。なおこの連通溝１８は必ずしも必要ではなく、他方の端部での連通溝１６による連通で十分足りるときは、あえて設ける必要はない。
【０００８】
ところで従来では図５に示すローラシェル３０の部分断面図から理解されるように、肉厚部分にジャケット室３１をドリル加工して形成し、このジャケット室３１を閉塞するリング状の閉塞環３２を、ローラシェル３０の両端部に溶接などにより固定していた。そしてこの閉塞環３２をジャーナル４にボルトなどにより取り付けるようにしていた。
【０００９】
またジャケット室３１はローラシェル３０の円周方向に沿って多数設けるが、これらジャケット室３１を互いに連通する必要があり、そのため閉塞環３２の、ジャケット室３１の端部に突き合わされている面に、環状の連通溝３３が設けてある。各ジャケット室３１はこの連通溝３３を介して互いに連通されている。
【００１０】
このような構成において、ローラシェル３０の肉厚部分に温度センサを設置しようとするとき、図５に示すように肉厚部分にローラシェル３０の軸心方向に伸びる細孔３４をドリル加工などにより開ける。そしてこの細孔３４に温度センサを挿入するようにしている。
【００１１】
しかしこのように細孔３４を設ける場合、これを設けた位置におけるローラシェル３０の機械的強度が維持されるように、ローラシェル３０の表面から細孔３４までの距離ならびに細孔３４から連通溝３３までの距離を十分にとる必要がある。ローラシェル３０の表面から、連通溝３３までの肉厚部分を十分に厚くしておかなければならないことになり、したがってローラシェル３０の径を大きくしなければならず、そのためローラシェルの大型化、大重量化する。
【００１２】
これを改善するために温度センサをジャケット室３１の内部に設置することが考えられる。そのための構成を示したのが図７である。ジャケット室３１は密封されることが必要であり、また温度センサは取外し自在であることが必要であるので、閉塞環３２を貫通してジャケット室３１の内部に至る保護パイプ３５を取り付けておき、この保護パイプ３５の内部に温度センサを挿入するようにする。
【００１３】
これによればジャケット室３１の気密を破ることなく温度センサを取外し自在とすることができるが、保護パイプ３５の設置が必要であることから、構成が煩雑となる。また保護パイプ３５はジャケット室３１の内部の熱媒体に曝されるので、耐腐食性としなければならない。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、ローラシェルの温度を測定するための温度センサを、ローラシェルの肉厚部分に設置するにあたり、肉厚部分の厚いローラシェルを不要とすることを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、肉厚部分に、内部に気液二相の熱媒体が封入されるジャケット室が複数設けてあるローラ本体と、前記ローラ本体と同径で、内部に複数のジャケット室が設けてある補助ローラとを互いに突き合わせて一体に固定し、その突合せ面で前記両ジャケット室を連通させてローラシェルを構成し、前記ローラシェルの内部に、前記ローラシェルを誘導発熱させる誘導発熱機構を配置してなり、前記補助ローラの肉厚部分に、前記補助ローラの隣合うジャケット室の間に重なる位置にあって、かつ前記ローラ本体のジャケット室と前記補助ローラのジャケツト室との連通個所には重ならない程度の長さをもって、前記ローラ本体との突合せ面とは反対側の前記補助ローラの端面側から、温度センサ挿通用の細孔を設けたことを特徴とする。
【００１６】
温度センサ挿通用の細孔は、補助ローラの肉厚部分に設けられるが、この細孔は補助ローラのジャケット室との間に重なる位置にあって、かつローラ本体のジャケット室と、補助ローラのジャケット室との連通個所には重ならない程度の長さに設けられるので、ジャケット室および連通個所のいずれの存在にはなんら制約を受けることなく設けることができる。
【００１７】
したがって細孔と補助ローラの表面までの距離を確保するのに、ローラシェルとして肉厚部分が厚いものを用意する必要はない。これによりローラシェルの大型化、大重量化をともなうことなく、肉厚部分に温度センサを設置することができるようになる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施態様を図１〜図３によって説明する。なお図５、図７に示す符号と同じ符号を附した部分は同一または対応する部分を示す。すでに図４においてすでに説明したように、ローラ本体１の一方の端面に突き合わせて固定されてある補助ローラ２に、その突合せ面とは反対側の面より、細孔２０を、ドリル加工などによって設ける。
【００１９】
実際には図１で点線で示してあるように、ジャーナル４側から細孔を開け、これを細孔２０に連通させておく。そしてジャーナル４の細孔を利用して温度センサを挿脱する。２１は細孔２０に挿通された温度センサの電源用ならびに測定用電線である。誘導発熱機構７によりローラ本体１ならびに補助ローラ２も誘導発熱する。したがってローラ本体１、補助ローラ２はともに誘導発熱ローラとして稼働する。なお図では測定用電線２１をジャーナル４から外側に引き出しているが、実際はジャーナル４は回転しているので、回転トランスなどを利用して電源の供給、信号の授受などを行う。
【００２０】
前記のように細孔２０は隣合うジャケット室１５の間に重なる位置にある。これによりジャケット室１５に接近することなく、補助ローラ２の外表面から十分に離れた位置に細孔２０を設けることができる。これにより補助ローラ２としてその肉厚の厚いもの、したがってローラ本体１として、肉厚の厚いものを使用しなくとも、細孔２０の存在による補助ローラ２の外表面における機械的強度を十分に維持させることができる。
【００２１】
また細孔２０は連通溝１６とは重ならない程度の長さに形成されてある。すなわち図１に示すように細孔２０の先端は、連通溝１６が位置している個所と向かいあう個所まで到達していない。もし細孔２０を連通溝１６と重なる位置まで設けたとすると、その細孔２０と連通溝１６とは互いに接近するので、この部分の機械的維持のために肉厚を厚くしておく必要がある。このようにこの部分の肉厚を厚くすれば、ローラシェルとして肉厚の厚いものを使用しなければならないことになる。
【００２２】
しかし前記のように細孔２０は連通溝１６とは重ならない程度の長さとしてあるので、補助ローラ２の肉厚を厚くする必要はなく、そして厚くしなくとも、細孔２０と連通溝１６との間の部分の機械的強度の低下をもたらすことがない。したがってこのことから、細孔２０を隣合うジャケット室１５の間と重なる位置にあって、補助ローラ２の表面から十分に離れた個所に設けても、なんら差し支えることはないのである。
【００２３】
前記の説明から理解されるように、補助ローラ２は、その軸心方向に沿う長さとして、ここに設ける細孔２０の長さに対応して設定すればよい。また図１に示す構成では連通溝１６を補助ローラ２の端面に設けているが、これに代えてローラ本体１の、補助ローラ２に向かいあう端面に設けてよい。これによっても各ジャケット室１４，１５は互いに連通し合うようになる。
【００２４】
更に図１の構成ではローラ本体１のジャケット室１４の一方の端面を閉塞環１７で閉塞しているが、ローラ本体１の両側に温度センサを設ける必要があるときは、閉塞環１７に代えて、補助ローラ２と同じ構成のローラをもって閉塞するようにし、その補助ローラに温度センサ挿通用の細孔を設ければよい。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ローラシェルの温度を測定するための温度センサを、その肉厚部分に設置するにあたり、温度センサ挿通用の細孔を、ローラ本体に一体的に固定されている補助ローラの肉厚部分に設けるとともに、この細孔は補助ローラの隣合うジャケット室の間に重なる位置にあって、かつローラ本体のジャケット室と、補助ローラのジャケット室との連通個所には重ならない程度に設けたので、ジャケット室の存在にはなんら制約を受けることなく細孔を設けることができ、したがってローラシェルの大型化、大重量化を伴うことなく、温度センサを設置することができる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施態様を示す部分断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う拡大横断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ線に沿う拡大横断面図である。
【図４】本発明の実施態様を示す断面図ある。
【図５】従来例の部分断面図である。
【図６】図５のＣ−Ｃ線に沿う拡大横断面図である。
【図７】他の従来例の部分断面図である。
【図８】図７のＤ−Ｄ線に沿う拡大横断面図である。
【符号の説明】
１ローラ本体
２補助ローラ
３ローラシェル
７誘導発熱機構
１４ジャケット室
１５ジャケット室
１６連通溝
２０温度センサ用細孔[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an induction heat roller device.
[0002]
[Prior art]
As is well known, an induction heating roller device includes a rotating roller shell, an iron core inside thereof, and an induction coil wound around the roller shell, and an induction heating mechanism for causing the roller shell to generate heat. I have. For the purpose of preventing excessive temperature rise of the roller shell, it is usual to install a temperature sensor for measuring the temperature of the roller shell. When the temperature sensor detects the set temperature, the temperature of the roller shell is prevented from exceeding the allowable value by cutting off the power to the induction coil and stopping its excitation.
[0003]
The structure of the induction heating roller device according to the present invention will be described with reference to FIG. 4. 1 is a roller body, 2 is an auxiliary roller which is abutted against one end of the roller body 1 and fixed integrally therewith in accordance with the present invention. The roller main body 1 and the auxiliary roller 2 constitute a roller shell 3.
[0004]
Reference numeral 4 denotes a journal integrally attached to both sides of the roller shell 3, which is rotatably supported by a machine base 6 through a bearing 5 and is driven to rotate by an arbitrary drive source. Reference numeral 7 denotes an induction heating mechanism for induction heating of the roller shell 3, which is composed of a cylindrical iron core 9 supported by the coil holder 8 and an induction coil 10 wound around the cylindrical iron core 9. The induction heating mechanism 7 is supported on the inside of the roller shell 3 by support rods 11 on both sides thereof.
[0005]
The support rod 11 is inserted into the journal 4 in a state in which the rotation is restricted, and is supported by the journal 4 via the bearing 12. The induction coil 10 is connected to a lead wire 13, and the lead wire 13 is led out through the support rod 11 and connected to an external AC power source. A jacket chamber 14 is opened in the thick part of the roller body 1 by drilling, and a gas-liquid two-phase heat medium is hermetically sealed therein.
[0006]
A jacket chamber 15 is opened in the thick part of the auxiliary roller 2 by drilling or the like, one end of which is closed and the other is opened. The open end communicates with the jacket chamber 14. For this communication, in the configuration shown in the figure, an annular groove (hereinafter referred to as a communication groove) 16 is provided on the end surface of the auxiliary roller 2 that is abutted with the roller body 1. Since the jacket chambers 14 and 15 are opened in the communication groove 16, the jacket chambers 14 and 15 are communicated with each other through this opening.
[0007]
In the example shown in the figure, a closing ring 17 is attached to one end of the roller body 1, thereby closing one end of the jacket chamber 14. An annular communication groove 18 is formed in the closing ring 17, and the jacket chambers 14 are communicated at one end thereof by the communication groove 18. The communication groove 18 is not necessarily required. If the communication by the communication groove 16 at the other end is sufficient, it is not necessary to provide it.
[0008]
Incidentally, conventionally, as understood from the partial sectional view of the roller shell 30 shown in FIG. 5, a jacket chamber 31 is formed by drilling a thick portion, and a ring-shaped closing ring 32 for closing the jacket chamber 31 is formed. The roller shell 30 was fixed to both ends by welding or the like. The closing ring 32 is attached to the journal 4 with a bolt or the like.
[0009]
A number of jacket chambers 31 are provided along the circumferential direction of the roller shell 30, and these jacket chambers 31 need to be communicated with each other, and therefore, the surface of the closing ring 32 that abuts against the end of the jacket chamber 31. An annular communication groove 33 is provided. The jacket chambers 31 communicate with each other via the communication groove 33.
[0010]
In such a configuration, when a temperature sensor is to be installed in the thick part of the roller shell 30, a hole 34 extending in the axial direction of the roller shell 30 is drilled in the thick part as shown in FIG. Open. A temperature sensor is inserted into the pore 34.
[0011]
However, when the pores 34 are provided in this way, the distance from the surface of the roller shell 30 to the pores 34 and the communication grooves from the pores 34 so that the mechanical strength of the roller shell 30 at the position where the pores 34 are provided is maintained. A sufficient distance to 33 is required. The thick part from the surface of the roller shell 30 to the communication groove 33 must be made sufficiently thick. Therefore, the diameter of the roller shell 30 must be increased. Increases weight.
[0012]
In order to improve this, it is conceivable to install a temperature sensor inside the jacket chamber 31. FIG. 7 shows the configuration for that purpose. Since the jacket chamber 31 needs to be sealed and the temperature sensor needs to be removable, a protective pipe 35 that passes through the closing ring 32 and reaches the inside of the jacket chamber 31 is attached. A temperature sensor is inserted into the protective pipe 35.
[0013]
According to this, the temperature sensor can be freely removed without breaking the hermeticity of the jacket chamber 31, but since the protection pipe 35 is required to be installed, the configuration becomes complicated. Further, since the protective pipe 35 is exposed to the heat medium inside the jacket chamber 31, it must be resistant to corrosion.
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to eliminate the need for a thick roller shell when the temperature sensor for measuring the temperature of the roller shell is installed in the thick portion of the roller shell.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
The present invention comprises a roller main body in which a plurality of jacket chambers in which a gas-liquid two-phase heat medium is enclosed is provided in a thick portion, a diameter of the roller main body, and a plurality of jacket chambers provided therein. A certain auxiliary roller is abutted against each other and fixed together, the jacket surface is communicated with each other to form a roller shell, and an induction heating mechanism for inducing heat generation of the roller shell is disposed inside the roller shell. The auxiliary roller is located at a position where it overlaps the adjacent jacket chamber of the auxiliary roller, and at the communicating portion between the jacket chamber of the roller body and the jacket chamber of the auxiliary roller. It has a length that does not overlap, and is provided with pores for temperature sensor insertion from the end surface side of the auxiliary roller opposite to the abutting surface with the roller body.
[0016]
The pore for inserting the temperature sensor is provided in the thick portion of the auxiliary roller, and the pore is located between the auxiliary roller and the jacket chamber of the auxiliary roller. Since it is provided in such a length that it does not overlap with the communicating part with the jacket chamber, the existence of either the jacket chamber or the communicating part can be provided without any restriction.
[0017]
Therefore, it is not necessary to prepare a roller shell having a thick wall portion in order to secure the distance from the pores to the surface of the auxiliary roller. As a result, the temperature sensor can be installed in the thick portion without increasing the size and weight of the roller shell.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 5 and 7 denote the same or corresponding parts. As already described with reference to FIG. 4, the auxiliary roller 2 that is abutted and fixed to one end surface of the roller body 1 is provided with the pores 20 by drilling or the like from the surface opposite to the abutting surface. .
[0019]
Actually, as indicated by a dotted line in FIG. 1, a pore is opened from the journal 4 side, and this is communicated with the pore 20. Then, the temperature sensor is inserted and removed using the pores of the journal 4. Reference numeral 21 denotes a power source for the temperature sensor and a measurement electric wire inserted through the pore 20. The roller body 1 and the auxiliary roller 2 also generate heat by the induction heating mechanism 7. Therefore, both the roller body 1 and the auxiliary roller 2 operate as induction heating rollers. In the figure, the measurement electric wire 21 is drawn out from the journal 4, but since the journal 4 is actually rotating, power is supplied and signals are transmitted and received using a rotary transformer or the like.
[0020]
As described above, the pores 20 are positioned so as to overlap between the adjacent jacket chambers 15. Accordingly, the pores 20 can be provided at positions sufficiently away from the outer surface of the auxiliary roller 2 without approaching the jacket chamber 15. Accordingly, the mechanical strength on the outer surface of the auxiliary roller 2 is sufficiently maintained due to the presence of the pores 20 without using the thick auxiliary roller 2 and hence the roller body 1 having a large thickness. Can be made.
[0021]
The pores 20 are formed to a length that does not overlap with the communication groove 16. That is, as shown in FIG. 1, the tip of the pore 20 does not reach the location facing the location where the communication groove 16 is located. If the pore 20 is provided up to a position where it overlaps with the communication groove 16, the pore 20 and the communication groove 16 are close to each other. Therefore, it is necessary to increase the thickness in order to maintain this portion mechanically. . In this way, if the thickness of this portion is increased, a roller shell having a large thickness must be used.
[0022]
However, as described above, the pore 20 has a length that does not overlap with the communication groove 16. Therefore, it is not necessary to increase the thickness of the auxiliary roller 2, and the pore 20 and the communication groove 16 do not need to be thickened. The mechanical strength of the portion between the two is not reduced. Therefore, even if the pores 20 are located in positions overlapping the adjacent jacket chambers 15 and sufficiently separated from the surface of the auxiliary roller 2, there is no problem.
[0023]
As can be understood from the above description, the auxiliary roller 2 may be set in accordance with the length of the pore 20 provided therein as the length along the axial direction. In the configuration shown in FIG. 1, the communication groove 16 is provided on the end surface of the auxiliary roller 2, but instead, it may be provided on the end surface of the roller body 1 that faces the auxiliary roller 2. This also allows the jacket chambers 14 and 15 to communicate with each other.
[0024]
Further, in the configuration of FIG. 1, one end face of the jacket chamber 14 of the roller body 1 is closed by the closing ring 17, but when it is necessary to provide temperature sensors on both sides of the roller body 1, The auxiliary roller 2 may be closed with a roller having the same configuration, and the auxiliary roller may be provided with a pore for inserting a temperature sensor.
[0025]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when the temperature sensor for measuring the temperature of the roller shell is installed in the wall thickness portion, the pore for inserting the temperature sensor is integrally fixed to the roller body. Provided in the thick portion of the auxiliary roller, and the pores are located in a position overlapping the adjacent jacket chamber of the auxiliary roller, and in the communication portion between the jacket chamber of the roller body and the jacket chamber of the auxiliary roller. Since there is no overlap, the existence of the jacket chamber can be used to provide pores without any restrictions, so a temperature sensor can be installed without increasing the size and weight of the roller shell. There is an effect that can.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partial sectional view showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view taken along line AA in FIG.
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view taken along the line BB in FIG.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a partial cross-sectional view of a conventional example.
6 is an enlarged cross-sectional view taken along the line CC of FIG.
FIG. 7 is a partial cross-sectional view of another conventional example.
8 is an enlarged cross-sectional view taken along the line DD of FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Roller body 2 Auxiliary roller 3 Roller shell 7 Induction heating mechanism 14 Jacket chamber 15 Jacket chamber 16 Communication groove 20 Temperature sensor pore

Claims

A roller main body provided with a plurality of jacket chambers in which a gas-liquid two-phase heat medium is enclosed, and an auxiliary roller having the same diameter as the roller main body and provided with a plurality of jacket chambers inside. The two jacket chambers communicated with each other at the abutting surface to form a roller shell, and an induction heating mechanism that induces heat generation of the roller shell is disposed inside the roller shell, The thick portion of the auxiliary roller is positioned so as to overlap between adjacent jacket chambers of the auxiliary roller and does not overlap with the communication portion between the jacket chamber of the roller body and the jacket chamber of the auxiliary roller. An induction heating roller device having a length and provided with pores for insertion of a temperature sensor from the end surface side of the auxiliary roller opposite to the abutting surface with the roller body.