(57)【要約】【課題】ローラ内に温度センサを配置し、温度センサの検出信号を、回転トランスを介して静止側に設置した制御装置へ伝送する熱処理ローラの温度検出信号出力装置を、防爆を必要とする環境内に設置することを可能にし、その熱処理ローラの表面温度の変動に対して迅速に対応することができるようにすること。【解決手段】回転トランスのステータ用基板１５を取付けた筒状のケース２０の一端の開口を、静止側の出力ケーブルを接続するケーブルグランド２２を装着した軸受けフランジ２１で閉塞し、他端の開口を、回転軸２に形成し、外周囲に軸方向に起立する突起２ｂと導線を挿通する筒状突起２ｃを形成した円板２ａで閉塞し，筒状突起の貫通孔２ｃに、端部にフランジ２４ａを形成した温度センサから伸びる導線を内蔵するスリーブを挿入固定する。回転トランスの内部が外部に通じる隙間の全てを狭くする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱媒流体を通流するローラの表面側肉厚内に配置した温度センサの検出信号を、前記ローラの回転軸に取り付けたロータ用基板と前記ローラの回転軸に軸受けを介して取り付けた筒状のケースに固定したステータ用基板からなる回転トランスを介して静止側へ出力する熱処理ローラの温度検出信号出力装置において、前記筒状のケースの一端の開口端には、静止側の出力ケーブルを接続するケーブルグランドを装着する貫通孔を有し、前記ローラの回転軸を流体抵抗の大きい隙間を隔てて挿通する筒状の軸受けハウジングの端部で直立するフランジが固定され、他端の開口端には、前記ローラの回転軸に形成した、外周囲に軸方向に起立する突起と導線を挿通する筒状の突起を有する円板で前記筒状のケースと前記外周囲の突起との間に流体抵抗の大きい隙間を設けて嵌合してなり、前記円板の導線を挿通する筒状の突起の貫通孔に前記温度センサから伸びる導線を内蔵するスリーブを、そのスリーブの外面と前記筒状の突起の貫通孔の内面との間に流体抵抗の大きい隙間を隔てて挿通してなることを特徴とする熱処理ローラの温度検出信号出力装置。
【請求項２】
前記円板の導線を挿通する筒状の突起は、前記円板と一体に成形され、ケース内へ突出してなることを特徴とする請求項１に記載の熱処理ローラの温度検出信号出力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ローラの回転側で検出した温度検出信号を静止側で出力する熱処理ローラの温度検出信号出力装置、詳しくは回転トランスの耐圧防爆取付け構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
ローラ内に流体を通流させ、ローラの表面に当接する樹脂フィルムなどを所定の温度に熱処理することが行われている。図３はこのような熱処理を行う一例の熱処理ローラ装置の概略を示すもので、この図３において、１はローラ本体を構成するロールシェル、２は図示しないモータにより回転してロールシェルを回転する回転駆動軸、３は中子、４はロータリジョイント、５は貯油タンク、６は油（熱媒流体）、７は熱交換器（加熱又は冷却）、８はポンプ、９は熱媒流体の温度を検出する温度センサ、１０は温度制御装置、１１は電力制御回路、１２はこの例ではヒータ、１３はロールシェルに当接して通過する樹脂フィルムなどの処理物である。
【０００３】
ロールシェル１は円筒状をなし、その中空内部に中子３が配置され、中子３の中央部を貫通して熱媒通流路３ａが形成されている。熱媒通流路３ａは回転駆動軸２内を経てロータリジョイント４の流入口に連結され、ロールシェル１の内周壁と中子３の外周壁との間で形成された熱媒通流路１ａは回転駆動軸２内を経てロータリジョイント４の出口に連結されている。
【０００４】
すなわち、貯油タンク５の熱媒流体６は熱交換器７を通り、所定の温度に加熱又は冷却され、その熱媒流体６がポンプ８によってロールシェル１内に送られ、熱媒通流路３ａおよび１ａを通流し、貯油タンク５へ排出される。温度センサ９は、熱交換器７の出力側に設けられ、その検出温度信号は温度制御装置１０に送られる。温度制御装置１０は、通流する熱媒流体６の温度を設定する設定温度Sが予め入力されており、この設定温度Sと入力された温度センサ９の検出温度信号とを比較し、その偏差に対応する制御信号をサイリスタなどからなる電力制御回路１１に送る。電力制御回路１１は制御信号に応じた電力をヒータ１２に供給し、ヒータ１２はその電力に応じて発熱して熱媒流体６を設定温度Sにまで加熱又は冷却する。
【０００５】
以上のような熱処理ローラ装置では、電気系統を、防爆を必要とする環境外に配置するだけで、簡単に防爆を必要とする環境内に設置し、その環境内で処理物を加熱又は冷却処理することができる。しかし、電気系統を、防爆を必要とする環境外に配置すると、上記の温度制御では、ロールシェル１の表面温度の変動に対して迅速に対応することができないという問題があった。
【０００６】
一方、上記の温度制御では、当初熱媒流体６の温度の立ち上がりに対して、ロールシェル１の表面温度の立ち上がりが遅く、ロールシェル１の表面温度が設定温度Sの近傍にまで上昇するまでの時間が長時間となることを改善するために、ロールシェル１の肉厚内に温度センサを配置してロールシェル１の表面温度を検出し、その検出信号を、回転トランスを介して静止側へ伝達し、熱媒流体の温度と比較し、その偏差が所定値を維持するように温度制御するものがある。
【特許文献１】特開２００４−１９５８８８号公報
【０００７】
しかし、一般に回転トランスは、図４に示すように、回転軸２の端部にコイルなどを実装したロータ用基板１４を固定し、このロータ用基板にロールシェル１の肉厚内に配置した温度センサからのリード線を固定する。また、このロータ用基板に実装したコイルと対向するコイルなどを実装したステータ用基板１５を、一方の端部を、筒状の軸受けハウジング１７の端部で直立するフランジ１７ａで閉塞した円筒状の支持筒１６内に固定し、支持筒１６は軸受けハウジング１７の中空内面と回転軸２の外周面との間に軸受け１８を介して回転軸２に嵌合固定している。ステータ用基板１５から導出された線はフランジ１７ａに装着したコネクタ１９を介して外部に引き出されて静止側に設置した制御装置などに接続されており、電気系統は外部環境に晒された状態となっている。
【０００８】
そのために、このように回転するロールシェル１の肉厚内に温度センサを配置し、その温度センサの検出信号を、回転トランスを介して静止側に設置した制御装置へ伝送するようにした熱処理ローラの温度検出信号出力装置は、ロールシェル１の表面温度の変動に対して迅速に対応し好都合であるが、防爆を必要とする環境内で使用することができない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】
【０００９】
本発明は、回転するロールシェルの肉厚内に温度センサを配置し、その温度センサの検出信号を、回転トランスを介して静止側に設置した制御装置へ伝送する熱処理ローラの温度検出信号出力装置を、防爆を必要とする環境内に設置することを可能にし、その環境内で使用する熱処理ローラの表面温度の変動に対して迅速に対応することができるようにし、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】
【００１０】
本発明は、熱媒流体を通流するローラの表面側肉厚内に配置した温度センサの検出信号を、前記ローラの回転軸に取り付けたロータ用基板と前記ローラの回転軸に軸受けを介して取り付けた筒状のケースに固定したステータ用基板からなる回転トランスを介して静止側へ出力する熱処理ローラの温度検出信号出力装置において、前記筒状のケースの一端の開口端には、静止側の出力ケーブルを接続するケーブルグランドを装着する貫通孔を有し、前記ローラの回転軸を流体抵抗の大きい隙間を隔てて挿通する筒状の軸受けハウジングの端部で直立するフランジが固定され、他端の開口端には、前記ローラの回転軸に形成した、外周囲に軸方向に起立する突起と導線を挿通する筒状の突起を有する円板で前記筒状のケースと前記外周囲の突起との間に流体抵抗の大きい隙間を設けて嵌合してなり、前記円板の導線を挿通する筒状の突起の貫通孔に前記温度センサから伸びる導線を内蔵するスリーブを、そのスリーブの外面と前記筒状の突起の貫通孔の内面との間に流体抵抗の大きい隙間を隔てて挿通してなることを主な特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明では、回転トランスの筒状のケースの内部が流体抵抗の大きい隙間のみにより外部と連通されるので、そのケースの内部で電気的に短絡して火花を発生しても外部に広がらず外部環境の爆発を防ぐことができるとともに、防爆を必要とする環境内に設置した熱処理ローラの表面温度の変動に対して迅速に対応することができる。また、筒状のケースの一端の開口は、ローラの回転軸を流体抵抗の大きい隙間を隔てて挿通する筒状の軸受けハウジングの端部で直立するフランジで閉塞し、他端の開口は、前記ローラの回転軸に形成した、外周囲に軸方向に起立する突起と導線を挿通する筒状の突起を有する円板で閉塞しているので、流体抵抗の大きい隙間は、回転軸を挿通するハウジングの長さ、突起の長さ、筒状の突起の貫通孔の長さで確保することができ、回転トランスを囲むケース全体を肉厚が薄く軽量に形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
回転するロールシェルの肉厚内に温度センサを配置し、その温度センサの検出信号を、回転トランスを介して静止側に設置した制御装置へ伝送する熱処理ローラの温度検出信号出力装置を、防爆を必要とする環境内に設置することを可能にし、その環境内で使用する熱処理ローラの表面温度の変動に対して迅速に対応することができるようにする目的を、回転トランスの電気部品を覆う固定側に位置する筒状ケースの片側の開口を、回転軸に形成した円板で覆うことにより実現した。
【実施例】
【００１３】
以下本発明の実施例について図１を参照して説明する。図１（ａ）は回転トランス部の概略構成を示す半断面図、図１（ｂ）は図１（ａ）に示す回転トランス部の導線引き込み部の拡大断面図である。なお、熱処理ローラの構成は図３に示す熱処理ローラと同様であり、図１ではその構成は省略する。また、図４に示す従来の回転トランス部の構成と同一または対応する部分には同一の符号を付している。
【００１４】
図１（ａ）（ｂ）において、２ａは回転軸２に形成された、外周囲に軸方向に起立する突起２ｂと導線を挿通する筒状の突起２ｃを形成した円板、２０はロータ用基板１４とステータ用基板１５を収納する円筒状ケース、２１はローラの回転軸２を挿通する筒状の軸受けハウジング２１ａの端部で直立するフランジ、２２は静止側の出力ケーブルｗ１を接続する防爆構造のケーブルグランド、２４は回転側の温度センサに接続する導線ｗ２を内蔵するフランジ２４ａを有するスリーブ、２５および２６は軸受けである。
【００１５】
円筒状ケース２０の一端の開口は、フランジ２１で閉塞され、他端の開口は開放されており、その内周面にステータ用基板１５が固定されている。円板２１には静止側の出力ケーブルｗ１の導線とステータ用基板１５からの導線とを接続するケーブルグランド２２が装着されている。軸受けハウジング２１ａの内径は回転軸２の外径よりも僅かに大きく（本例では０．４ｍｍ）、その長さは所定の長さ（本例では４０ｍｍ）とされている。
【００１６】
ローラの回転軸２には、円筒状ケース２０の開口側の端部の内径よりも僅かに小さい径（本例では０．４ｍｍ）の円板２ａが一体に形成され、円板２ａの外周囲に軸方向に所定の距離（本例では４０ｍｍ）起立する突起２ｂが形成されている。また、その円板２ａ面にスリーブ２４を挿通する筒状の突起２ｃが形成され、筒状の突起２ｃの貫通孔の径は、スリーブ２４の外径よりも僅かに大きくされている。スリーブ２４はローラ本体のロールシェルの表面近傍の孔に挿入配置した温度センサから伸びる導線とロータ用基板１４から伸びる導線とを接続している。
【００１７】
なお、温度センサは１００Ωの白金からなり酸化マグネシウムなどを充填した保護管内に収納され、温度センサから伸びる導線、たとえば電力供給線と信号伝送線は保護管に連結したスリーブ２４まで伸びる管内に収納されており、温度センサおよび温度センサから伸びる導線は裸のまま外気に晒されることはない。
【００１８】
筒状の突起２ｃの貫通孔に挿入したスリーブ２４は、スリーブ２４のフランジ２４ａを円板２ａ面に密着してねじ締め固定されている。このとき筒状の突起２ｃの貫通孔の内周面とスリーブ２４の外周面との間には僅かに隙間が生じるが、ねじ締め位置から筒部の端部までの長さを長くしており、この隙間による流体抵抗は極めて大きい。
【００１９】
なお、本例では、スリーブ２４を挿通する筒状の突起２ｃは円板２ａ面内側（突起２ｂと同方向）にのみ突出させているが、図２（ａ）の２ｄに示すように円板２ａ面外側にも突出させるようにしてもよく、また図２（ｂ）に示すように円板２ａ面に形成した貫通孔に、別途形成したフランジ２３ａを形成した筒状の金具２３を使用し、その筒状の金具２３のフランジ２３ａをローラ側にしてその孔の内周面と密着して嵌め込むようにしても良い。この場合、フランジ２３ａの厚み分、円筒状ケース２０の内側へ突出する突起２ｃの長さを短くすること、逆に筒状の金具２３の貫通孔の内面とスリーブ２４の外面との間に生じる僅かの隙間の距離を長くすることができ、一層この隙間による流体抵抗を増加することができる。
【００２０】
回転軸２に軸受け２６を固定し、フランジ２１で閉塞し、ステータ用基板１５を固定した円筒状ケース２０を軸受け２６に沿わして回転軸２に嵌め込み、円筒状ケース２０の開口側端部の内周面を円板２ａの突起２ｂの外周面と対向させ、軸受け２５を挿入して組み立てる。この状態で突起２ｂの外周面と円筒状ケース２０の内周面との間の隙間ｄ１は０．２ｍｍ、長さ４０ｍｍとなり、その隙間による流体抵抗は極めて大きい。また、軸受けハウジング２１ａの内周面と回転軸２の外周面との隙間ｄ２は０．２ｍｍ、長さ４０ｍｍとなり、その隙間による流体抵抗は極めて大きい。これにより回転トランスの内部は外部から遮断され、また、外部環境に晒された状態での電気的短絡は発生しない。なお、一般的に長さ４０ｍｍで間隔０．２ｍｍ以下の隙間は防爆構造に適合するとされている。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施例に係る熱処理ローラの温度検出信号出力装置の概略構成を示す断面図で、（ａ）は回転トランス部の半断面図、（ｂ）は（ａ）に示す回転トランス部の導線引き込み部の拡大断面図である。
【図２】本発明の実施例に係る他の回転トランス部の導線引き込み部の拡大断面図である。
【図３】熱処理ローラ装置の構成図である。
【図４】従来の回転トランス部の半断面図である。
【符号の説明】
【００２２】
１  ロールシェル
２  回転軸
２ａ  円板
２ｂ  突起
２ｃ  筒状突起
１４  ロータ用基板
１５  ステータ用基板
２０  筒状ケース
２１  フランジ
２１ａ  軸受けハウジング
２２  ケーブルグランド
２３  筒状の金具
２３ａ  フランジ
２４  スリーブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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