(57)【要約】【課題】  気液二相の熱媒体を注入したジャケット室の封入口を密封する熱ローラの密封装置において、可溶性金属を用いることなくジャケット室の封入口を確実かつ安全に密封することができるようにすること。【解決手段】  金属薄板２６で仕切られた貫通孔２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃを有する球状の弁と該弁を熱ローラ本体１の周壁に設けたジャケット室１５の外部と連通する封入口１６に当接してねじ締め固定する貫通孔２３を有するねじ１８とにより密封装置を構成し、前記ジャケット室１５内の所定の圧力上昇で前記金属薄板２６を破裂させ、前記ジャケット室１５内の圧力を前記球状の弁の貫通孔２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃおよび前記ねじの貫通孔２３を経由して外部へ放出する。  【選択図】    図１
2006092822.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱ローラ本体の周壁に、外部と連通する封入口を有するジャケット室を設け、前記封入口から前記ジャケット室に気液二相の熱媒体を注入したあと前記封入口を密封する熱ローラ用ジャケット室の密封装置において、前記密封装置は、金属薄板で仕切られた貫通孔を有する球状の弁と前記弁を前記封入口に当接してねじ締め固定する貫通孔を有するねじとからなり、前記ジャケット室内の所定の圧力上昇で前記金属薄板を破裂させ、前記ジャケット室内の圧力を前記球状の弁の貫通孔および前記ねじの貫通孔を経由して外部へ放出してなることを特徴とする熱ローラ用ジャケット室の密封装置。
【請求項２】
球状の弁は、内部を二分する金属薄板を備えた中空をなすとともに、金属薄板で仕切られた両側の半球のそれぞれに貫通孔が形成されてなり、一方の半球の貫通孔を前記ジャケット室に向け、他方の半球の貫通孔を前記ねじの貫通孔に向けてなることを特徴とする請求項１に記載の熱ローラ用ジャケット室の密封装置。
【請求項３】
ねじの貫通孔をねじの外周面に形成し、球状の弁の球面とねじの先端平面とを当接してなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の熱ローラ用ジャケット室の密封装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は熱ローラ用ジャケット室の密封装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえばローラ本体の中空内に誘導コイルあるいは鉄心に誘導コイルを巻回した交番磁束発生機構を設置し、交番磁束発生機構が発生する交番磁束によりジュール発熱する、いわゆる誘導発熱ローラは良く知られている。このような誘導発熱ローラでは一つの誘導コイルの長手方向の中心部における発熱量が多く、端部に行くにしたがい発熱量が小さくなる性質を有し、そのためにローラの長手方向における表面温度が不均一となる。この不均一を解消するためにローラ本体の周壁に長手方向に沿ってジャケット室を設け、このジャケット室に水などの熱媒体を適量注入し、そのあとジャケット室を密封するようにしている。このようにすると発熱量が多い箇所で熱媒体が熱を奪って気化し、気化した熱媒体は発熱量が小さい箇所に移動して熱を放出して液化する。この潜熱移動によりローラ本体の長手方向の表面温度を均一化する。
【０００３】
このように気液二相の熱媒体を封入したジャケット室を設けると、ローラ本体が異常に加熱された場合、ジャケット室内部に封入されている気液二相の熱媒体が高温となり、ジャケット室内部の圧力が異常に高められ、その圧力によってジャケット室ひいてはローラ本体が破損乃至は爆発する恐れがある。このおそれを防止するために、ジャケット室内部の圧力が所定の圧力以上になるとジャケット室の密封を解除することが必要となる。
【０００４】
図３は、ジャケット室の密封を解除する密封装置を設けた誘導発熱ローラ装置の一例を示すもので、図３において１は片持式のローラ本体で、これに軸２が連結されてあり、固定枠３に支持されている軸受４によって回転自在に支持されている。固定枠３には固定盤５がねじ６によって固定されてあり、この固定盤５はローラ本体１の開口面にこれを覆うように相対して配置されている。
【０００５】
この固定盤５にはローラ本体１と同軸の誘導コイル７などからなる交番磁束発生機構８が支持されている。図示の交番磁束発生機構８は鉄心を使用していない例であるが、鉄心を使用する場合はこれも固定盤５に支持するようにしておく。誘導コイル７を、リード線９を介して交流電源によって励磁すると、ローラ本体１の周壁１Ａに電流が誘起し、この電流によって周壁１Ａがジュール発熱する。
【０００６】
周壁１Ａの温度は温度センサ１１，１２によって検出される。温度センサ１１が検出した温度に対応して誘起した電圧はリード１３を介して、および温度センサ１２が検出した温度に対応して誘起した電圧は、回転トランス１４を介して、それぞれ外部に導出される。このようにして検出された温度に応じて誘導コイル７の励磁電圧を調整するなどして、周壁１Ａの表面温度を所望値に維持する。周壁１Ａの肉厚部内に気密のジャケット室１５が複数設置されてあり、ここに気液二相の熱媒体が密封されている。この熱媒体の相変化による潜熱の移動によって周壁１Ａの全域を均温化させ、均一な温度分布を得るようにしている。
【０００７】
ジャケット室１５には、ジャケット室１５内に通じる小径の封入孔１６と、この封入孔１６に連続し封入孔１６と同心の大径のねじ孔２５とからなる外気と連通する連通孔が設けられ、図の例ではローラ本体１の開口端縁に開口するようにこの連通孔が設けられている。ねじ孔２５の開口面は固定盤５に対して空隙を介して向き合っており、このねじ孔２５に、図４に拡大して示す密封装置１９が設けられている。密封装置１９は、金属たとえばスチールからなる球状の弁１７と、この弁１７が固定されてあるねじ１８とからなり、弁１７にはその中心を通る貫通孔２０が形成されており、この貫通孔２０にたとえば銅からなるピン２１がこれを貫く程度に挿入されている。そしてこのピン２１と貫通孔２０の内周面との間の微小な間隙には、所定の温度で溶融する可溶性金属２２が充填されてある。この可溶性金属２２が所定値以下の低い温度状態にあって固体状態にあるとき、ピン２１は貫通孔２０の内部で固定される。
【０００８】
ねじ１８には弁１７の貫通孔２０とほぼ同径の貫通孔２３と、これに連続するねじ締め孔２４が形成されてあり、この貫通孔２３にピン２１の端部が挿入される。そしてこのピン２１を挿入したままの状態で弁１７とねじ１８とがたとえば接着剤によって固定される。孔２３はねじ１８の中心に形成されており、この孔２３にピン２１を挿入して弁１７をねじ１８に固定する。そのあとねじ１８を弁１７が封入孔１６の開口（以下、封入口という。）の端縁１６Ａにこれを弁座として押しつけられるように捩じ込む。これにより封入孔１６は確実に封止されることになる。また、ジャケット室１５の内部温度が所定値を超えると可溶性金属が溶融し、ジャケット室１５の内圧でピン２１が弁１７から抜き取られ、これによりジャケット室１５の密封を解除する。
【特許文献１】特公平５−８６６３８号公報
【特許文献２】特開２００２−２０８４７０号公報
【０００９】
以上のように構成した密封装置では、ジャケット室内の圧力をジャケット室内の所定の温度により溶融する可溶性金属を用いているため、その圧力と温度との間のズレでジャケット室が開放される圧力にズレが生じる場合があるという問題があった。また、可溶性金属としてハンダを用いると、ハンダは一般には鉛を含有していることから環境面で使用の制限を受け、その取り扱いが不便であ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、可溶性金属を用いることなくジャケット室の封入口を確実かつ安全に密封することができるようにし、上記の問題を解消する点である。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、熱ローラ本体の周壁に、外部と連通する封入口を有するジャケット室を設け、前記封入口から前記ジャケット室に気液二相の熱媒体を注入したあと前記封入口を密封する熱ローラ用ジャケット室の密封装置において、前記密封装置は、金属薄板で仕切られた貫通孔を有する球状の弁と前記弁を前記封入口に当接してねじ締め固定する貫通孔を有するねじとからなり、前記ジャケット室内の所定の圧力上昇で前記金属薄板を破裂させ、前記ジャケット室内の圧力を前記球状の弁の貫通孔および前記ねじの貫通孔を経由して外部へ放出してなることを主たる特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
発明では、ジャケット室の封入口を金属薄板で仕切られた貫通孔を有する球状の弁で密封し、ジャケット室内の所定の圧力上昇で金属薄板を破裂させてジャケット室を開放するので、常に安定したジャケット室内の圧力でジャケット室を開放することができ、また、金属薄板としてＳＵＳや銅など環境面で使用の制限のない金属を適宜使用でき、設計の自由度を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
可溶性金属を用いることなくジャケット室の封入口を確実かつ安全に密封することができるようにする目的を、球状の弁の貫通孔を金属薄板で仕切ることにより実現した。
【実施例１】
【００１４】
図１は、本発明の一実施例に係る熱ローラ用ジャケット室の密封装置の構成を示す図である。なお、図４に示す従来の密封装置と同一または対応する部分には同一の符号を付し、重複する部分の説明は省略する。図１において、１は図３に示す誘導発熱ローラ装置と同様の中空内に誘導コイルなどの加熱源を備えた熱ローラ本体、１５は熱ローラ本体１の周壁の肉厚部内に熱ローラ本体１の長手方向に沿ってドリルなどで形成したジャケット室、１６はジャケット室１５内に通じる小径の封入孔、２５は封入孔１６に連続し封入孔１６と同心の大径のねじ孔であり、ジャケット室１５は封入孔１６およびねじ孔２５を介して外気と連通している。
【００１５】
本発明にしたがいスチールからなる球状の弁１７は、空洞２０Ｃの球状をなし、その空洞２０Ｃを銅などの金属薄板（金属箔）２６で二分している。金属薄板２６で二分された一方の半球体１７Ａの中央部に貫通孔２０Ａが形成され、他方の半球体１７Ｂの中央部に貫通孔２０Ｂが形成されている。つまり金属薄板２６の周縁は半球１７Ａと１７Ｂの端面で挟まれて半球１７Ａと１７Ｂに固着されており、貫通孔２０Ａと貫通孔２０Ｂは延長線上に位置している。
【００１６】
そして、一方の半球体１７Ａの貫通孔２０Ａの開口をねじ１８の貫通孔２３に対向させ、他方の半球体１７Ｂの貫通孔２０Ｂの開口を封入孔１６に対向させて、ねじ締め孔２４に工具を差し込んでねじ１８をねじ締め固定する。これにより封入孔１６は密閉される。ローラ本体１の加熱時ジャケット室１５内の圧力が金属薄板２６の厚みなどで設定した所定の圧力以下では金属薄板２６でジャケット室１５は密封された状態が維持されるが、その圧力を越えると金属薄板２６は破裂し、この破裂によってジャケット室１５内の圧力は半球体１７Ｂの貫通孔２０Ｂ、空洞、半球体１７Ａの貫通孔２０Ａおよびねじ１８の貫通孔２４を経由して外部に放出される。この放出によりジャケット室１５ひいてはローラ本体１の破損乃至は爆発を防止することができる。
【実施例２】
【００１７】
図２は、本発明の他の実施例に係る熱ローラ用ジャケット室の密封装置の構成を示す図である。図１に示す実施例では、弁１７の貫通孔２０Ａの開口をねじ１８の中央部に設けた貫通孔２３に対向させるため、ねじ１８に対し貫通孔２０Ａが偏芯して取付けられと、弁１７を封入孔１６の封入口端縁１６Ａに対し均一な接触圧で密封することができず、また、ねじ１８で締め込む際の回転力が線接触面を通じて弁１７に伝わり、弁１７自体にも回転力が発生し、封入孔１６の封入口端縁１６Ａで滑りが生じ、その封入口端縁１６Ａを損傷し、その結果、ジャケット室１５内の熱媒体が漏洩する恐れがある。
【００１８】
本実施例はこのような恐れを解消するもので、ねじ１８の貫通孔２３をねじ１８の外周部に形成し、また、球状の弁１７を構成するねじ１８に当接する側の半球体１７Ａの貫通孔２０Ａを中央部から外し、図示では２箇所に形成し、球状の弁１７の球面とねじ１８の平面が当接するようにしている。このように構成すると弁１７の貫通孔２０Ａの開口端縁とねじ１８の端面との線接接触がなく、ねじ１８の端面と弁１７の球面との一点で接触するので、ねじ１８の回転力が弁１７に伝達されず、弁１７を封入口端縁１６Ａに対し常に均一な接触圧で密封することができる。
【００１９】
また、図１に示す実施例と同様に、ジャケット室内の圧力が金属薄板２６の厚みなどで設定した所定の圧力以下では金属薄板２６でジャケット室は密封された状態が維持されるが、その圧力を越えると金属薄板２６は破裂し、この破裂によってジャケット室内の圧力は半球体１７Ｂの貫通孔２０Ｂ、空洞、半球体１７Ａの２箇所の貫通孔２０Ａおよびねじ１８の外周部の貫通孔２３を経由して外部に放出される。この放出によりジャケット室ひいてはローラ本体１の破損乃至は爆発を防止することができる。
【００２０】
なお、本発明は図３に示す片持式の誘導発熱ローラのみに適用されるものではなく、ローラ本体をその両端で支持する、いわゆる両持式の誘導発熱ローラについても、また、誘導発熱ローラのみならず加熱源をヒータあるいは熱媒流体とする加熱又は奪熱ローラについても適用できることはいうまでもない。また、実施例では金属薄板を平坦状としているが、平坦状に限らずたとえばドーム形状に湾曲した金属薄板であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施例に係る密封装置の構成を示す断面図である。
【図２】本発明の実施例に係る密封装置の他の構成を示す図である。
【図３】誘導発熱ローラ装置の断面図である。
【図４】従来の密封装置の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２２】
１    熱ローラ本体
１５    ジャケット室
１６    封入孔
１６Ａ  封入口端縁
１７    球状の弁
１７Ａ、１７Ｂ  半球体
１８    ねじ
２０Ａ、２０Ｂ  弁の貫通孔
２０Ｃ    弁の空洞
２３  ねじの貫通孔
２６    金属薄板
【図１】
2006092822.tif 000003
【図２】
2006092822.tif 000004
【図３】
2006092822.tif 000005
【図４】
2006092822.tif 000006