(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部環境とは異なる処理環境に設定される真空容器と、
前記真空容器内に設けられ、冷却対象物を冷却するロール構造体と、
前記ロール構造体を回転可能に支持し、該ロール構造体に対して外部から冷却媒体を流通させる配管機構と、
前記配管機構を真空容器の隔壁に対して回転自在に気密状態で支持し、内部に密閉空間を備えた配管支持機構と、
前記ロール構造体の温度を検出するように、該ロール構造体に設けられた温度センサと、
前記温度センサの検出信号を外部に出力する信号線と、を有し、
前記配管支持機構は、前記真空容器内を外部から気密状態に隔離しつつ、前記配管支持機構の内部に前記信号線を挿通する信号用穴を形成し、前記信号線は前記密閉空間および前記信号用穴を介して外部に配線されることを特徴とする冷却ロール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、真空容器内で冷却対象物を冷却する冷却ロールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば高真空等の所定の処理環境下でシート状の冷却対象物を冷却する場合には、通常、真空容器内に冷却ロールが回転可能に設けられ、この冷却ロールのロール面に冷却対象物を面状に接触させながら冷却対象物と同速度で冷却ロールが回転されることによって、冷却対象物が連続的に冷却される。この際、冷却対象物を所望の温度に冷却しようとすると、冷却ロールの温度を検出して設定温度となるように冷却ロールの温度を制御する必要がある。従って、従来においては、真空容器の隔壁に温度検出用の貫通穴を形成すると共に、冷却ロールのロール面に温度センサを近接し、この温度センサの信号線を貫通穴を介して外部に引き出して温度検出器に接続する。そして、温度検出器で得た検出温度に基づいて冷却ロールに対する冷却水の供給量が調整されることによって、冷却ロールが設定温度に調整されるように構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の構成では、真空容器の隔壁に形成された信号線用の貫通穴が処理環境を変化させる原因になる場合があるという問題がある。さらに、従来の構成では、真空容器内の限られた処理空間で温度センサを支持構造物で支持しながら配置する必要があるため、温度センサを冷却ロールの温度検出にとって適切な位置に配置することが困難であるという問題もある。そして、これらの問題は、複数の温度センサで冷却ロールを測温しようとしたときに顕著となる。
【０００４】
従って、本発明は、複数の温度センサで側温する場合であっても、処理環境を安定した状態に確実に維持しながら、各温度センサを適切な位置にそれぞれ配置することができる冷却ロールを提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の冷却ロールは、外部環境とは異なる処理環境に設定される真空容器と、前記真空容器内に設けられ、冷却対象物を冷却するロール構造体と、前記ロール構造体を回転可能に支持し、該ロール構造体に対して外部から冷却媒体を流通させる配管機構と、前記配管機構を真空容器の隔壁に対して回転自在に気密状態で支持し、内部に密閉空間を備えた配管支持機構と、前記ロール構造体の温度を検出するように、該ロール構造体に設けられた温度センサと、前記温度センサの検出信号を外部に出力する信号線と、を有し、前記配管支持機構は、前記真空容器内を外部から気密状態に隔離しつつ、前記配管支持機構の内部に前記信号線を挿通する信号用穴を形成し、前記信号線は前記密閉空間および前記信号用穴を介して外部に配線されることを特徴としている。
【０００６】
上記の構成によれば、配管支持機構の密閉空間に信号線を配線するため、信号線が複数存在しても、真空容器の隔壁に形成される穴を必要最小限に抑制することができる。この結果、真空容器内の処理環境を安定かつ容易に維持することができる。さらに、信号線がロール構造体と共に回転するため、ロール構造体に温度センサを直接的に接合することができる。これにより、複数の温度センサで複数箇所の温度を検出する場合であっても、温度センサを冷却ロールの温度検出にとって適切な位置に容易に配置することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図１に基づいて以下に説明する。
本実施の形態に係る冷却ロールは、図１に示すように、真空容器１内の処理室２において例えばシート状の長尺物からなる冷却対象物４０を冷却する用途に適用される。真空容器１は、処理室２を外部から気密状態に隔離している。また、真空容器１には、アルゴンガスや窒素ガス等の不活性ガスを供給可能な図示しない不活性ガス供給装置が接続されており、不活性ガスが処理室２に任意の濃度となるように供給可能にされている。さらに、真空容器１には、真空ポンプも接続されており、処理室２の空気が任意の圧力（真空度）となるように外部に排気可能にされている。これにより、真空容器１内の処理室２は、外部環境とは異なる所望の真空度や不活性ガス濃度の処理環境を出現可能にされている。また、真空容器１には、処理室２の温度を検出する図示しない温度センサや処理室２の圧力を検出する図示しない圧力センサ等の各種のセンサが設けられている。
【０００８】
上記の真空容器１の側面壁には、冷却ロール３が回転自在に設けられている。冷却ロール３は、処理室２において水平方向に配置されたロール構造体４と、ロール構造体４の一端面を支持する支持構造体５とを有している。ロール構造体４は、例えば銅等の熱伝導性に優れた材質により形成されており、冷却対象物４０に接触する外側ロール６と、外側ロール６の内側に設けられた内側ロール８と、両ロール６・８間の空間部で巻回され、外側ロール６の内側面に接合された冷却水配管７と、外側ロール６の両端面を塞ぐように設けられた側面板９・１０とを有している。
【０００９】
一方側（図中左側）の側面板９には、大きな口径の支持用穴９ａが中心部に形成されていると共に、小さな口径の信号線用穴９ｂが支持用穴９ａの近傍に形成されている。支持用穴９ａには、支持構造体５の外側配管１１が貫設されている。外側配管１１は、先端部が他方側の側面板１０の近傍に位置されており、この先端部において上述の冷却水配管７の流出口に連通されている。
【００１０】
また、外側配管１１は、内部に内側配管１２を備えた二重管構造にされている。内側配管１２は、先端部が冷却水配管７の流入口に連通されている。これらの外側配管１１および内側配管１２は、真空容器１の隔壁を貫設された後、二重管構造の連結部材１３を介してロータリージョイント１４に回転自在に接続されている。ロータリージョイント１４は、冷却水を供給する図示しない冷却水供給装置に接続された流入部１４ａおよび流出部１４ｂを備えている。そして、冷却水供給装置は、ロータリージョイント１４の流入部１４ａ、内側配管１２、冷却水配管７、外側配管１１、およびロータリージョイント１４の流出部１４ｂという循環経路で冷却水を循環させることによって、ロール構造体４の外側ロール６を熱交換により冷却させるようになっていると共に、所望の温度となるように冷却水の流量を調整可能になっている。
【００１１】
上記の外側配管１１は、配管支持機構２０により回転自在に支持されている。配管支持機構２０は、真空容器１の隔壁に固定された外筒部材２１と、外筒部材２１の内側面にベアリング２２・２２を介して回転自在に内挿された内筒部材２３とを有している。内筒部材２３には、上述の外側配管１１が挿通されており、内筒部材２３と外側配管１１とは、所定の隙間を有した密閉空間１９を確保するように第１支持部材２４と第２支持部材２５とで気密状態に連結されている。また、第２支持部材２５は、外筒部材２１の内側面全体に摺動自在に接合されている。そして、第２支持部材２５と外筒部材２１との摺動面には、真空容器１内の処理室２を外部から気密状態に隔離するようにＯリング等のシール部材２６・２６が設けられている。
【００１２】
また、上記の第２支持部材２５には、信号用穴２５ａが形成されている。信号用穴２５ａは、信号線２７が挿通されていると共に、気密状態に密閉されている。信号線２７の一方側は、内筒部材２３および外側配管１１間の密閉空間１９を挿通された後、ロール構造体４の側面板９の支持用穴９ａから内部に挿通されている。そして、この信号線２７の端部は、外側ロール６の所定位置に設けられた熱電対等の温度センサ２８に接続されている。
【００１３】
一方、信号線２７の他方側は、外部側（大気側）に配線された後、先端部がスリップリング部材３０の端子面に接触されている。スリップリング部材３０は、連結部材１３に回転自在に設けられていると共に、連結部材１３と共に回転しないように、連結部材３１を介して真空容器１の隔壁に固定されている。また、スリップリング部材３０は、温度検出器３２に接続されている。温度検出器３２は、信号線２７を介して入力された温度センサ２８からの検出信号に基づいて外側ロール６の温度を求める機能を有している。そして、温度検出器３２は、図示しない制御装置に接続されており、制御装置は、温度検出器３２からの検出温度に基づいて冷却水の流量を調整することによって、ロール構造体４の外側ロール６を設定温度とするようになっている。
【００１４】
また、スリップリング部材３０が回転自在に設けられた連結部材１３には、プーリ３３が固設されている。プーリ３３は、図示しないベルトを介して回転駆動機構に張設されており、回転駆動機構は、ロール構造体４を所定の回転速度で回転させるようになっている。
【００１５】
上記の構成において、冷却ロール３の動作について説明する。
先ず、図示しない真空ポンプが作動され、真空容器１内の処理室２の空気が排気されることによって、真空状態にされる。この際、真空度の低下要因となる信号用穴２５ａは、密封状態にされた支持構造体５の内部に形成されている。従って、真空容器１の隔壁には、支持構造体５を貫設されるための取付け穴１ａのみが形成されているため、信号用穴２５ａを取付け穴１ａに加えて真空容器１の隔壁に形成する場合よりも、早期に高真空にすることが可能になっていると共に、所定の真空度を容易に維持することが可能になっている。処理室２が所定の真空度に到達すると、図示しない不活性ガス供給装置からアルゴンガス等の不活性ガスが処理室２に供給される。そして、処理室４が所望の圧力や不活性ガス濃度の処理環境に設定される。
【００１６】
次に、図示しない冷却水供給装置から冷却水が供給される。そして、冷却水は、ロータリージョイント１４の流入部１４ａから流入し、内側配管１２、冷却水配管７、外側配管１１、およびロータリージョイント１４の流出部１４ｂという循環経路を流動する。この結果、ロール構造体４の外側ロール６が冷却水との熱交換により冷却される。
【００１７】
この後、図示しない回転駆動機構によりプーリ３３が回転駆動され、連結部材１３が回転される。この結果、外筒部材２１にベアリング２２・２２を介して回転自在に支持された内筒部材２３および外側配管１１が回転し、外側配管１１に連結されたロール構造体４が回転することになる。また、ロール構造体４に設けられた温度センサ２８に先端部が接続された信号線２７も同様に回転する。そして、信号線２７の外部側（大気側）の端部がスリップリング部材３０の端子面に接触しながら環状に走行することによって、外側ロール６の温度が温度センサ２８および信号線２７を介して温度検出器３２において検出温度として検出される。
そして、この検出温度が図示しない制御装置に出力され、ロール構造体４の外側ロール６が設定温度となるように冷却水の流量が制御される。これにより、冷却対象物４０が外側ロール６上に送給されたときに、冷却対象物４０に対して安定した真空度等の処理環境でもって安定した冷却が行われることになる。
【００１８】
以上のように、本実施形態の冷却ロール３は、外部環境とは異なる処理環境に設定される真空容器１と、真空容器１内に設けられ、冷却対象物４０を冷却するロール構造体４と、ロール構造体４を回転可能に支持し、ロール構造体４に対して外部から冷却媒体を流通させる配管機構（外側配管１１、内側配管１２、連結部材１３、プーリ３３等）と、配管機構を真空容器１の隔壁に対して回転自在に気密状態で支持し、内部に密閉空間１９を備えた配管支持機構２０と、ロール構造体４の温度を検出するように、ロール構造体４に設けられた温度センサ２８と、温度センサ２８の検出信号を外部に出力するように、密閉空間１９を介して外部に配線された信号線２７とを有した構成にされている。
【００１９】
上記の構成によれば、配管支持機構２０の密閉空間１９に信号線２７を配線するため、信号線２７が複数存在しても、真空容器１の隔壁に形成される穴を必要最小限に抑制することができる。この結果、真空容器１内の処理環境を安定かつ容易に維持することができる。さらに、信号線２７がロール構造体４と共に回転するため、ロール構造体４に温度センサ２８を直接的に接合することができる。これにより、複数の温度センサ２８で複数箇所の温度を検出する場合であっても、温度センサ２８を冷却ロールの温度検出にとって適切な位置に容易に配置することができる。
【００２０】
尚、本発明を好適な実施の形態に基づいて説明したが、本発明はその趣旨を超えない範囲において変更が可能である。例えば本実施形態においては、冷却媒体として冷却水を使用した場合について説明しているが、これに限定されるものではなく、例えばオイル等のその他の液体やガスであっても良い。
【００２１】
【発明の効果】
本発明の冷却ロールは、外部環境とは異なる処理環境に設定される真空容器と、前記真空容器内に設けられ、冷却対象物を冷却するロール構造体と、前記ロール構造体を回転可能に支持し、該ロール構造体に対して外部から冷却媒体を流通させる配管機構と、前記配管機構を真空容器の隔壁に対して回転自在に気密状態で支持し、内部に密閉空間を備えた配管支持機構と、前記ロール構造体の温度を検出するように、該ロール構造体に設けられた温度センサと、前記温度センサの検出信号を外部に出力する信号線と、を有し、前記配管支持機構は、前記真空容器内を外部から気密状態に隔離しつつ、前記配管支持機構の内部に前記信号線を挿通する信号用穴を形成し、前記信号線は前記密閉空間および前記信号用穴を介して外部に配線される構成である。
【００２２】
上記の構成によれば、配管支持機構の密閉空間に信号線を配線するため、信号線が複数存在しても、真空容器の隔壁に形成される穴を必要最小限に抑制することができる。この結果、真空容器内の処理環境を安定かつ容易に維持することができる。さらに、信号線がロール構造体と共に回転するため、ロール構造体に温度センサを直接的に接合することができる。これにより、複数の温度センサで複数箇所の温度を検出する場合であっても、温度センサを冷却ロールの温度検出にとって適切な位置に容易に配置することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】冷却ロール３の概略構成図である。
【符号の説明】
１  真空容器
２  処理室
３  冷却ロール
４  ロール構造体
５  支持構造体
６  外側ロール
７  冷却水配管
８  内側ロール
９  側面板
１１  外側配管
１２  内側配管
１３  連結部材
１４  ロータリージョイント
１９  密閉空間
２０  配管支持機構
２１  外筒部材
２２  ベアリング
２３  内筒部材
２４  第１支持部材
２５ａ  信号用穴
２５  第２支持部材
２７  信号線
２８  温度センサ
３０  スリップリング部材
３１  連結部材
３２  温度検出器
３３  プーリ
４０  冷却対象物
【図１】
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