(57)【要約】      （修正有）【課題】簡単な構造で設計、組立、性能確認試験等のコスト低減を図り、さらに過熱によるベアリングのグリスの漏れや焼きつきを防止する。【解決手段】加熱ロールのジャーナル側のフランジ２ｃ、３ｃとベアリング取付け部２ｂ、３ｂの間に冷却フィン２ｆ、３ｆを設け、加熱ロールの回転周速度による空冷効果を利用した高信頼性の加熱ロールとした。加熱ロールの表面温度として特に高い温度が要求される場合、ロール側とジャーナル接合部の接触面積を小さくする等によりジャーナル部（ベアリング取付け部２ｂ、３ｂ）への伝熱量を小さくする方法も併用することができる。これらの対策により、特に高温の均熱ロールでも外部軸受を水冷方式又は高温に耐える特殊なベアリングとすることが不要となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱ロールのフランジ部とベアリング取付け部の間に冷却フィンを設け、加熱ロールの回転周速度による空冷の効果により、ベアリング部の温度低減対策を行った加熱ロール。
【請求項２】
凹凸面や穴あけ形状を施した冷却フィンを用いたことを特徴とする請求事項１に記載の加熱ロール。
【請求項３】
高精度の表面温度分布が要求されるヒートパイプを用いた均熱ロールであることを特徴とする請求事項１、請求事項２に記載の加熱ロール。
【請求項４】
ロール側からベアリング取付け部への伝熱量を小さくするため、ロールとジャーナルとの接合部の接触面積を減少させたこと、あるいは上記接合部に熱伝導性の低い材料を介在させたことを特徴とする請求事項１から請求事項３に記載の加熱ロール。（図６、図７参照）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、加熱ロールのジャーナル部（ベアリング取付け部）の過熱防止対策に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  加熱ロールはロール表面温度の均熱性に対しての要求が厳しくない汎用の加熱ロールとロール表面温度の均熱性に対して高精度が要求される均熱ロールに分類することができる。汎用の加熱ロール及び均熱ロールは紙・不織布・繊維・樹脂・フィルム・金属・合板などのカレンダ加工、シーズニング、コーティング、乾燥などの各種熱工程に使用されているものを挙げることができる。【０００３】  加熱ロール（汎用の加熱ロール及び均熱ロール）のロールの表面温度が高い場合、ジャーナル部（ベアリング取付け部）はロールからの伝熱により過熱され、ベアリングのグリスの漏れや焼きつきの原因になっていた。【０００４】  特許文献１は加熱ロールのジャーナル部（ベアリング取付け部）の放熱対策として、軸方向両端の配熱を下げて、中央部を重点的に加熱し、軸両端の温度上昇を抑えることにより、軸の両端を支持するベアリングに不具合が生じることを防止する対策が行われている。図２はその構成の断面図を示す。図３はその装置の斜視図を示し、図４はジャーナル部（ベアリング取付け部）を示す。【０００５】  特許文献２は加熱ロールの軸が中空で内部空間を有し、ロールを支持するジャーナル部（ベアリング取付け部）の近傍に内部空間と外部を連通させる貫通孔を設け、内部空間の空気を吸い出す吸引装置を軸の端部に取付ける構造になっている。この構造により、ベアリングを冷却して過熱によるベアリングの焼付きなどの不具合が生じることを防止することが可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−１２３１９５（Ｐ２０１１−１２３１９５Ａ）
【特許文献２】特開２００６−１８５６９６（Ｐ２００６−１８５６９６Ａ）
【０００７】  ロール表面温度の均熱性に対して高精度が要求される従来の均熱ロールの構造を図５に示す。その均熱ロールの特徴は下記の通りである。
（１）ロールを回転可能に支持する外部軸受とロールをヒータ部有する固定軸のまわり        に回転可能とする内部軸受とがある。
（２）温度が高いと外部軸受、内部軸受がグリス漏れや焼きつきが起きる。
（３）温度が高い場合は外部軸受を水冷などの強制冷却方式としたり、高温に耐える特        殊なベアリングを採用したりしている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】  上記の特許文献１および特許文献２においては過熱によるベアリングのグリス漏れや焼きつき防止のため、加熱ロールの配熱制御が必要となっていた。さらに、特許文献２においては内部空気を吸い出す吸引装置が必要である。そのために部品の加工、組立および性能確認において作業工程が多くなり、また、複雑な調整が必要になるためコストアップの要因になっていた。さらに、加熱ロールの放熱対策用吸引装置や配熱制御装置が故障するリスクも含んでいた。【０００９】  ロール表面温度の均熱性に対して図５に示される高温・高精度が要求される従来の均熱ロールおいては、外部軸受の水冷化又は特殊な高温ベアリングを使用する必要があった。
【発明の目的】
【００１０】  本発明は簡単な構造で設計、組立、性能確認試験等のコスト低減を図り、さらに故障の原因とならない方法で過熱によるベアリングのグリスの漏れや焼きつき防止対策を行った汎用の加熱ロールおよび均熱ロールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】  図１に示すとおり加熱ロールのジャーナル側のフランジとベアリング取付け部の間に冷却フィンを設けている。この冷却フィンは加熱ロールの回転周速度による強制空冷の冷却効果が得られる。本発明はこれらの原理及び構成によりジャーナル部（ベアリング取付け部）の温度低減対策を行ったものである。ジャーナル部の冷却フィンは、加工時に溝加工を行い、冷却フィン構造を構成している。
【発明の効果】
【００１２】  本発明によれば、加工および組立も容易であり、高い信頼性を得ることが可能である。冷却フィンは故障の原因とならないため長期間のメンテナンスが不要となる。さらに、外部軸受の水冷化又は特殊な高温ベアリングが不要になり、低コスト化がはかれる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】  以下、本発明の実施形態を図１に基づいて説明する。
図１は本発明の実施形態である加熱ロールの外形を示す。加熱ロールのジャーナル側のフランジ（２ｃおよび３ｃ）とベアリング取付け部（２ｂおよび３ｂ）の間に冷却フィン（２ｆおよび３ｆ）を設けている。加熱ロールの回転周速度により冷却フィン部は強制空冷の効果で冷却される。冷却フィンの幅や深さはベアリングのグリスの漏れや焼きつきの原因にならないような放熱設計が行われている。【００１４】  冷却フィンの形状は図１のようにストレートでなくても良い。冷却フィン表面から外部空気への熱伝達率の向上あるいは冷却フィン表面積の拡大を目的に凹凸がある面や冷却フィンに穴あけた形状等でも良い。【００１５】  加熱ロールの表面温度として特に高い温度が要求される場合、ロール側とジャーナル（ベアリング取付け部）接合部の接触面積を小さくする、あるいはロール側とジャーナルフランジとの接合部に熱伝導性の低い材料を挿入する等によりジャーナル部（ベアリング取付け部）への伝熱量を小さくする方法も併用することができる。なお、ジャーナル部全体を熱伝導性の低い材料で構成した加熱ロール構造でも良い。
ロール側とジャーナルのフランジ接合部の接触面積を小さくする方法の一例を図６に示す。この例ではロールとジャーナルの接合部に空隙を設けることで接触面積を低減させている。
ロール側とジャーナルのフランジ接合部に熱伝導性の低い材料を挿入する方法の一例を図７に示す。この例では、ロールの端面とジャーナルのフランジ側面との間に熱伝導性の低い材料を介在させ、これによりロールからジャーナルへの伝熱を抑制している。
【産業上の利用可能性】
【００１６】  本発明は一般的な汎用の加熱ロールだけでなく、ロール表面温度に対して高精度が要求される均熱ロール対して極めて有効な方法であり、複雑な制御や冷却装置を使用しないで過熱によるベアリングのグリスの漏れや焼きつき防止対策を行うことができる。また、冷却フィンの構造が簡単であるのでロールの表面温度や冷却フィンによるジャーナル部の温度分布計算が容易に行われるので高精度の均熱ロールを設計することが可能となる。
なお、高精度の均熱ロールの要求を満足させるためにはヒートパイプが用いられることが多く、上記の構造、構成を併用することにより高精度、高信頼性を有し、かつコストパフォーマンスが非常に高い最適な均熱ロールを製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の加熱ロールの外形図
【図２】特許文献１のロール部の断面図
【図３】特許文献１の装置の斜視図
【図４】特許文献１のジャーナル部（ベアリング取付け部）の説明図
【図５】従来の加熱ロールの断面図
【図６】ロールとフランジ接合部の接触面積を減少させた一例を示す説明図
【図７】ロールとフランジの間に熱伝導率の低い材料を挿入した一例を示す説明図
【符号の説明】
【００１８】  １    加熱ロール
２ａ  ジャーナル（左側）
２ｂ  ベアリング取付け部（左側）
２ｃ  フランジ（左側）
２ｆ  冷却フィン（左側）
３ａ  ジャーナル（右側）
３ｂ  ベアリング取付け部（右側）
３ｃ  フランジ（右側）
３ｆ  冷却フィン（右側）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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