(57)【要約】【課題】ローラ本体の径に左右されることなく、ローラ本体の端面で開口する気液二相の熱媒体を封入するジャケット室となる複数の孔を確実に封止するとともに、ローラ本体のジャケット室から外表面までの肉厚を薄くした熱ローラを提供すること。【解決手段】肉厚部分に気液二相の熱媒体を封入するジャケット室２５となる複数の孔が軸心方向に沿って貫通して設けた中空円筒状のローラ本体１Ａの中空内に誘導発熱機構７を設け表面に当接する被処理物を熱処理する熱ローラ１において、ローラ本体１Ａの一方の端面に開口する前記複数の孔を、ローラ本体１Ａと同径で中実の環状のリング２７の摩擦圧接による面接合によって気密に封止し、他方の端面に開口する前記複数の孔を、ジャーナル３の摩擦圧接による面接合によって気密に封止する。【選択図】      図１
2006207827.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
肉厚部分に気液二相の熱媒体を封入するジャケット室となる複数の孔が軸心方向に沿って貫通して設けた中空円筒状のローラ本体の中空内に熱源を設け表面に当接する被処理物を熱処理する熱ローラにおいて、前記ローラ本体の少なくとも一方の端面に開口する前記複数の孔を、前記ローラ本体と同径で中実の環状のリングの摩擦圧接による面接合によって気密に封止してなることを特徴とする熱ローラ。
【請求項２】
リングの端面に、ローラ本体の複数のジャケットを連通する環状の連通溝を形成してなることを特徴とする請求項１に記載の熱ローラ。
【請求項３】
ローラ本体の端面に複数のジャケットを連通する環状の連通溝を形成してなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の熱ローラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、肉厚部分に気液二相の熱媒体を封入するジャケット室を設けた熱ローラ、詳細にはジャケット室の気密封止に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
たとえばプラスチックフイルム、不織布、金属箔などのシート材、あるいはウエブ材などの被処理材を連続して熱処理する工程において、回転しつつ発熱するローラを使用することはよく知られている。その典型的な例を図７以降の各図に示す誘導発熱機構を熱源とする誘導発熱ローラ装置により説明する。１はローラ、２，３はローラ１の両端に一体的に連結されているジャーナルで、そのそれぞれの外端は駆動軸部２Ａ，３Ａとされ、これらが軸受４，５を介して機台６に回転自在に支持されている。そして外部から与えられる駆動力によって回転される。
【０００３】
７は誘導発熱機構で、ホルダー８の外周に支持されている筒状の鉄心９と、その外周に巻装されている誘導コイル１０とによって構成されている。誘導コイル１０を交流電源により励磁することにより、交番磁束が発生し、この交番磁束によりローラ１が誘導発熱することは周知のとおりである。１１，１２は誘導発熱機構７の両端部のそれぞれから一体的に延びる支持ロッドで、そのそれぞれはジャーナル２，３のそれぞれの内部に挿通され、軸受１３，１４を介して駆動軸部２Ａ，３Ａに対して支持されている。これにより誘導発熱機構７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。
【０００４】
１５は誘導コイル１０に接続されるリード線で、一方の支持ロッド１２の中を通り、その外端から外部に導出され、励磁用の交流電源に接続される。１６は支持ロッド１２がローラ１の回転につ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。１７はローラ１の温度を検出するための温度検出器で、ローラ１の周壁の肉厚部分に挿通されている。１８はそのリード線で、図のようにジャーナル３、駆動軸部３Ａの中を通り、回転トランス１９の回転側線輪２０に接続されている。回転トランス１９の固定側線輪２１は出力端子２２に接続されている。温度検出器１７が検出した温度信号は、回転トランス１９を経て、外部に取りだされる。
【０００５】
このような構成の熱ローラ装置においては、ローラ１の外周の温度分布が均一になるようにするため、ローラ１の周壁にその軸心方向に沿って貫通している、複数のジャケット室２５が設けられる。ジャケット室２５はローラ１の肉厚部にドリル加工によつて孔を設けることによって構成される。そしてその内部には気液二相の熱媒体が気密に封入される。また各ジャケット室２５は互いに連通されることがある。
【０００６】
従来のローラ１は、ローラ本体１Ａと、その各端面に向かいあうリング２７，２８とからなる。すなわち各リング２７，２８はローラ本体に溶接によって一体化され、ジャケット室を気密に封止している。各ジャケット室を連通する必要があるときは、リングの端面にその円周方向に沿って環状溝２９を形成しておき、その環状溝２９がジャケット室２５の端部に向かいあうように、各リング２７，２８をローラ本体１Ａの端面に突き合わせる。
【０００７】
そして、その突き合わせ部分の内周および外周を溶接して、ローラ本体１Ａとリング２７，２８とを一体化し、ジャケット室を気密に封止する。３０はその溶接個所を示す。各リング２７，２８はボルト３１によつて、ジャーナル２，３に固定される（図７参照。）。環状溝２９が各ジャケット室２５の開口端部と向かいあうことにより、各ジャケット室２５は前記のように互いに連通することになる。
【０００８】
しかし、リングを溶接するためには、溶接に先立って、その溶接個所に、開先加工を施しておかなければならない。また溶接によるとき、ローラ本体１Ａの外周における溶接作業は容易であるとしても、内周における溶接に際しては、溶接機をローラ本体１Ａの内部にまで入れ込む必要があり、特にローラ本体１Ａの径が小さいときは困難であり、ジャケット室の封入が不完全となることがある。
【０００９】
また、温度検出器１７をローラ本体の肉厚部分のうち、ジャケット室２５より外側に設置しようとするときは、その設置個所に温度検出器を挿入するための孔を設けなければならない。しかしローラ本体１Ａの外周には溶接個所３０が存在しているので、この部分を避けて温度検出器を挿入するための孔を設ける必要がある。そのためジャケット室２５とローラ本体１Ａの外周との間を、十分な肉厚とし、溶接個所３０の底部とジャケット室２５との間を十分な厚さとしておかなければならず、そのためローラ本体１Ａが大型化する欠点がある。これを避けるためには図４に示すように温度検出器をジャケット室の中に挿入すればよいが、そのためにはパイプ３２を設けて、ジャケット室の気密を保持しなければならず、そのため構成が複雑かつ面倒となるといった問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明が解決しようとする課題は、ローラ本体の径に左右されることなく、ローラ本体の端面で開口する気液二相の熱媒体を封入するジャケット室となる複数の孔を確実に封止するとともに、ローラ本体のジャケット室から外表面までの肉厚を薄くした熱ローラを提供し、斯かる問題を解消する点にある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、肉厚部分に気液二相の熱媒体を封入するジャケット室となる複数の孔が軸心方向に沿って貫通して設けた中空円筒状のローラ本体の中空内に熱源を設け表面に当接する被処理物を熱処理する熱ローラにおいて、前記ローラ本体の少なくとも一方の端面に開口する前記複数の孔を、前記ローラ本体と同径で中実の環状のリングの摩擦圧接による面接合によって気密に封止してなることを主な特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明では、ローラ本体に設けられたジャケット室の複数の開口孔を、環状の中実リングを摩擦圧接による面接合によって気密に封止するので、溶接にさきだって必要とした開先加工は不要であり、その分封止に要する作業が溶接作業に比較して簡単であり、作業時間が短縮できるとともにその作業手間を削減することができる。またローラ本体の径および肉厚に左右されることなく完全な封止が得られ、ジャケット室内の液漏れのない信頼性の高い熱ローラとなる。さらには、温度検出器をローラ本体の肉厚部の中に設置する場合でも、溶接による場合の開先加工分の肉厚を薄くすることができ、ローラ本体として小型のもので足りるといった効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
ローラ本体の径に左右されることなく、ローラ本体の端面で開口する気液二相の熱媒体を封入するジャケット室となる複数の孔を確実に封止するとともに、ローラ本体１Ａのジャケット室から外表面までの肉厚を薄くした熱ローラを提供する目的を、ローラ本体の端面で開口するジャケット室となる複数の孔を、ローラ本体と同径で中実の環状のリングの摩擦圧接による面接合によって気密に封止することにより実現した。以下、本発明の実施例に係る熱ローラを図１以降の各図によって説明する。
【実施例】
【００１４】
図１は本発明の実施例に係る熱ローラ装置の断面図、図２および図３は要部を分解して示す拡大斜視図である。なお、図７以降の各図の符号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。図１および図２に示すように、ローラ本体１Ａの少なくとも一方の端面に、ローラ本体１Ａと同径で中実の環状のリング２７の端面を直接向い合わせる。ジャケット室２５を連通する必要があるときは、リング２７のローラ本体１Ａの端面に向いあう端面に、環状の連通溝２９を設ける。そしてこの向かいあう端面同志を摩擦圧接によって一体的に面接合する。
【００１５】
具体的には、ローラ本体１Ａを固定しておいてから、その端面にリング２７の端面を圧接させた状態で回転させ、そのとき発生する摩擦熱によって両者を面接合する。この接合によってローラ本体１Ａの端面で開口するジャケット室２５となる複数の孔の開口を一挙に気密に封止することができる。図１の符号４０はその面接合部を示している。また、リング２７をローラ本体１Ａに面接合したとき、連通溝２９がジャケット室２５の開口端面に向かいあい、これによりジャケット室２５を互いに連通する。
【００１６】
ローラ本体１Ａの他方の端面は、図１および図３に示すように、ジャーナル３の端面を直接向い合わせる。ジャケット室２５を連通する必要があるときは、ジャーナル３のローラ本体１Ａの端面と向いあう端面に、環状の連通溝２９Ａを設ける。そしてこの向かいあう端面同志を摩擦圧接によって一体的に面接合する。具体的には、リング２７の面接合と同様に、ローラ本体１Ａを固定しておいてから、その端面にジャーナル３の端面を圧接させた状態で回転させ、そのとき発生する摩擦熱によって両者を面接合する。図１の符号４０Ａはその面接合部を示す。また、ジャーナル３をローラ本体１Ａに面接合したとき、連通溝２９Ａがジャケット室２５の開口端面に向かいあい、これによりジャケット室２５を互いに連通する。
【００１７】
このように、ローラ本体１Ａの端面にリング２７とジャーナル３を面接合したあと、リング２７側から誘導発熱機構７およびこれと一体の支持ロッド１１，１２などをローラ本体１Ａの内部に設置してから、ジャーナル２をリング２７にボルト３１の締付（図１を参照。）により固定する。図１は、このようにして完成されたローラ装置を示している。
【００１８】
温度検出器１７を設置するときは、図４、図５に示すようにローラ本体１Ａの肉厚部分における、ジャケット室２５とローラ本体１Ａの外周との間に細孔４２を、ジャーナル３を通して設ける。そしてここに温度検出器１７を挿入して設置する。この場合従来のような溶接個所が存在していないので、ジャケット室２５とローラ本体１Ａの外周との間の肉厚部分は、細孔４２を形成するだけの厚さがあればよく、したがって従来のものよりも肉厚の薄い、すなわち外径の小さいローラとすることができる。なお、細孔４２をジャーナル２とリング２７を通して設けるようにしても、従来のものよりも肉厚の薄い、すなわち外径の小さいローラとすることができる。
【００１９】
以上の実施例では、図６の（Ａ）に示すように、連通溝２９または２９Ａを、リング２７またはジャーナル３側に設けているが、これに代えて図６の（Ｂ）に示すように、ローラ本体１Ａの一方の端面または両端面に、連通溝２９´または２９Ａ´を設けてもよい。更には図６の（Ｃ）に示すように、連通溝２９または２９Ａをリング２７またはジャーナル３側に設けた構成に加えて、図８の（Ｃ）に示すように、連通溝２９または２９Ａに向かいあうように、ローラ１Ａの一方の端面または両端面に、連通溝２９″または２９Ａ″を設けてもよい。
【００２０】
なお、各実施例では、ローラ本体１Ａの一方の端面にローラ本体１Ａと同径で中実の環状のリング２７を面接合し、他方の端面にジャーナル３を面接合し、    ローラ本体１Ａの肉厚内に形成したローラ本体１Ａの端面で開口するジャケット室となる複数の孔の開口２５を気密に封止しているが、多少手間がかかるもののこのジャーナル３に代え他方の端面も一方の端面と同様に、中実の環状のリング２７を摩擦圧接することにより気密に封止するようにしてもよい。この場合には、ジャーナル３をリング２７にボルト３１の締付により固定する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１の実施例係る熱ローラ装置の断面図である。
【図２】図１の一部の分解斜視図である。
【図３】図１の他の一部の分解斜視図である。
【図４】図１の一部の拡大断面図である。
【図５】図４のＮ−Ｎ線に沿う断面図である。
【図６】本発明の他の実施例を示す部分断面図である。
【図７】従来例の熱ローラ装置の断面図である。
【図８】従来例の要部断面図である。
【符号の説明】
【００２２】
１  ローラ
１Ａ  ローラ本体
７    誘導発熱機構
２、３  ジャーナル
１７  温度検出器
２５  ジャケット室
２７  リング
２９、２９Ａ  連通溝
４０、４０Ａ  面接合部
【図１】
2006207827.tif 000003
【図２】
2006207827.tif 000004
【図３】
2006207827.tif 000005
【図４】
2006207827.tif 000006
【図５】
2006207827.tif 000007
【図６】
2006207827.tif 000008
【図７】
2006207827.tif 000009
【図８】
2006207827.tif 000010