(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部を中空としたローラ本体の両端に一体的にジャーナルを連設し、前記ローラ本体の内部に配置されてあって、三相交流電源により励磁される誘導コイルを備えた誘導発熱機構を支持する支持ロッドを前記ジャーナルに挿通し、前記内部軸受を導電性とするとともに、前記支持ロッドと前記導電性軸受との間、又は前記ジャーナルと前記導電性軸受との間に絶縁機構を設け、前記ローラ本体の両側間で発生する電位差に基づく前記支持ロッドに流れる電流を前記絶縁機構により遮断してなることを特徴とする誘導発熱ローラ装置。
【請求項２】
内部を中空としたローラ本体の両端に一体的にジャーナルを連設し、前記ローラ本体の内部に配置されてあって、三相交流電源により励磁される誘導コイルを備えた誘導発熱機構を支持する支持ロッドを前記ジャーナルに挿通し、前記支持ロッドを前記ジャーナルに対して内部軸受によって支持してなる誘導発熱ローラ装置において、前記支持ロッドと前記ジャーナルとの間に導電刷子を設け、前記ローラ本体の両側間で発生する電位差に基づく前記支持ロッドに流れる電流を前記導電刷子により短絡してなることを特徴とする誘導発熱ローラ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は誘導発熱ローラ装置、特にローラ本体の両端に設けたジャーナルの内部に、誘導発熱機構を支持する支持ロッドを挿通して構成する誘導発熱ローラ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種装置において、内部を中空としたローラ本体の両端に一体的にジャーナルを連設し、そのジャーナルを軸受を介して機台に回転自在に支持し、またローラ本体の内部には、誘導コイルを備えた誘導発熱機構を配置し、これを支持ロッドによって支持するとともに、この支持ロッドをジャーナルに対して内部軸受によって支持することにより、誘導発熱機構をローラ本体の内部において宙吊りに支持するようにしたものが知られている。
【０００３】
図５はその構成を示し、１は内部を中空としたローラ本体で、その両端に中空状のジャーナル２を一体的に備えており、ジャーナル２はその外側にある軸受３によって、固定の機台４に回転自在に支持されている。そして適当な駆動源（たとえばモータ）によってジャーナル２が回転されることによって、ローラ本体１が回転される。
【０００４】
ローラ本体１の内部には、鉄心５およびこれに巻回された誘導コイル６からなる誘導発熱機構７を配置し、その両端を支持ロッド８によって支持する。支持ロッド８はジャーナル２に対して転がり軸受のような内部軸受９によって支持されてあり、これにより誘導発熱機構７はローラ本体１の内部において宙吊りに支持される。１０は内部軸受９と支持ロッド８との間に必要に応じて設けられたスリーブ、１１は誘導コイル６のリード線で、支持ロッド８の内部を通ってその端部から導出され、外部の励磁用の交流電源に接続されている。
【０００５】
以上の構成において、誘導コイル６に交流電源を印加して励磁すると、ローラ本体１の周壁に電流を誘導し、この電流によりローラ本体１が誘導発熱する。ところでこのような構成において、内部軸受９が短期間のうちに損傷し、その寿命が著しく短縮することが起きた。その原因について多岐にわたって検討したところ、次のような原因によることが判明した。
【０００６】
すなわち誘導コイル６を三分割し、そのそれぞれを三相交流電源に対してスター接続することがあるが、このような結線構成によると、誘導発熱機構７の両側（ローラ本体１の軸心方向に沿う両側）に交番電位が発生し、また誘導発熱機構７に対して二次回路を構成しているローラ本体１の両側にも、前記交番電位とは極性が相反する交番電位が誘起することがわかった。図中丸印の中の符号＋，−は誘起した電位の極性を示している。誘導コイルをデルタ結線した場合も同様である。
【０００７】
たとえば誘導発熱機構７の両側にある支持ロッド８に図に示すような極性の交番電位が発生するときがあり、一方これに対して同じ時期にローラ本体１の両側にあるジャーナル２には、支持ロッド８に誘起している電位とは逆極性の交番電位が誘起する。
【０００８】
このような交番電位の発生はおよそ次のような理由によるものと考えられている。すなわち前記のように誘導コイル６を三分割し、これを図のようにローラ本体１の軸心方向に沿って並べるとともに、分割された各誘導コイル６を三相交流電源の各相に対してスター接続した場合、分割された各誘導コイルの力率がすべて等しく平衡しているときは問題は生じなかった。
【０００９】
しかし誘導コイルの力率にアンバランスがあると、スター結線の中性点の電位が変化してしまい、そのために誘導発熱機構７の両側に交番電位（浮遊電位）が発生し、またローラ本体１は誘導発熱機構７に対して二次回路を構成しているので、ローラ本体１の両側にも、誘導発熱機構７の両側に発生した電位とは逆極性の交番電位が発生すると考えられる。
【００１０】
このような交番電位によっては大きな電力を発生するものではないが、この電位に基づく電流が、ジャーナル２、ローラ本体１、支持ロッド８を経由して図中矢印で示すように流れ、この電流は内部軸受９を流れる。そして内部軸受９として転がり軸受を使用した場合、転がり軸受を構成しているボールの転動により、ボールの表面と転がり面との間の潤滑油あるいは潤滑グリスの油膜が途切れたりすることがある。そのためボールの表面と転がり面との間で通電と断絶とが繰り返され、そのためにスパークが発生する。
【００１１】
このようなスパークが発生すると、潤滑油なり潤滑グリースが劣化するとともに、内部軸受９の転動面なり、ボール（またはコロ）の表面が損傷して荒れる。表面が荒れてくると軸受としての転がりが阻害される。また潤滑油なり潤滑グリースの劣化とあいまって、このように転がりが悪くなると転がり抵抗が大きくなり発熱する。これらの結果内部軸受９の寿命が短縮してしまうことが判明した。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、ローラ本体、支持ロッドに誘起する浮遊電位による内部軸受の損傷の発生を防ぐことを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、内部を中空としたローラ本体の両端に一体的にジャーナルを連設し、前記ローラ本体の内部に配置されてあって、三相交流電源により励磁される誘導コイルを備えた誘導発熱機構を支持する支持ロッドを前記ジャーナルに挿通し、支持ロッドを前記ジャーナルに対して内部軸受によって支持してなる誘導発熱ローラ装置において、支持ロッドとジャーナルとの間に介在している内部軸受への電流の流れを阻止する絶縁機構を設けたことを特徴とする。また内部軸受を短絡するように、支持ロッドとジャーナルとの間に短絡用の導電刷子を設けたことを特徴とする。
【００１４】
支持ロッドをローラ本体に対して支持している内部軸受は、支持ロッドあるいはジャーナルに対して電気的に絶縁されているので、ローラ本体に誘起する浮遊電位による電流は、内部軸受には流れないようになり、このため軸受内においてスパークが発生するようなことはなく、したがって軸受の損傷は回避される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図１により説明する。なお図５と同じ符号を附した部分は、同一または対応する部分を示す。図１はスリーブ１０を使用した場合の詳細な構成を示し、スリーブ１０は止め輪１５により支持ロッド８に固定されるとともに、転がり軸受からなる内部軸受９は、止め輪１６によりスリーブ１０に、止め輪１７によりジャーナル２に固定されている。
【００１７】
図の例は内部軸受９と支持ロッド８との間を絶縁する場合を示し、そのためにスリーブ１０の内面と、内部軸受９に向かいあう外面とに、例えばセラミックコーティングによる絶縁被膜１７、１８を形成する（図２参照。）。またスリーブ１０の各端面には絶縁リング１９、２０を、更に内部軸受９の各端面に向かいあう位置に絶縁リング２１、２２を設置する。
【００１８】
このようにしてスリーブ１０、内部軸受９を、支持ロッド８とジャーナル２との間に取り付けたときは、内部軸受９と支持ロッドとの間は、絶縁被膜１７、１８と、絶縁リング１９〜２２により電気的に絶縁されることになり、したがって浮遊電位による電流の、内部軸受９への流れは阻止されることになる。
【００１９】
図３に本発明の別の実施態様を示す。この例はスリーブ１０を使用しない場合を示し、内部軸受９の、支持ロッド８の外面に向かいあう内面に、絶縁被膜２３を形成する。また内部軸受９を支持ロッド８に固定するための止め輪２４を設けるが、内部軸受９の両端面に、絶縁リング２５、２６を設置する。
【００２０】
このようにして内部軸受９を支持ロッド８とジャーナル２との間に取り付けたときは、内部軸受９と支持ロッド８との間は、絶縁被膜２３と絶縁リング２５、２６とにより電気的に絶縁されることになり、内部軸受９への浮遊電位による電流の流れは阻止されることになる。なお図１、図３に示す構成は、内部軸受９と支持ロッド８との間を絶縁するようにしているが、これに代えて内部軸受９とジャーナル２との間を絶縁する構成としてもよい。
【００２１】
図４は本発明の更に別の実施態様を示す。この構成は内部軸受９を短絡して浮遊電位による電流を導電刷子によりバイパスするようにしたもので、導電刷子２７を備えた導電性の刷子ホルダー２８をジャーナル２側に取付け、導電刷子２７の先端が支持ロッド８の外周面に接するようにする。これによれば浮遊電位による電流は、導電刷子２７を介してジャーナル２と支持ロッド８との間を流れ、内部軸受９には流れないようになる。
【００２２】
以上の各実施態様はいずれも内部軸受９として、スパークが発生しやすいボールを用いた転がり軸受を使用した例であるが、ボールならびに潤滑油類を使用しない軸受、すなわちすべり軸受を内部軸受として使用した場合においても、スパークの発生による軸受の損傷を確実に回避することができる。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ローラ本体の内部に配置される誘導発熱機構を支持する支持ロッドを、ローラ本体に連なるジャーナルに内部軸受を介して支持する構成において、支持ロッドとジャーナルとの間に介在している内部軸受への浮遊電位による電流の流れを阻止するようにしたので、内部軸受の損傷による劣化を防止し、又は内部軸受としてすべり軸受を使用したので、この種内部軸受の長寿命化を可能とする効果を効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す部分断面図である。
【図２】図１におけるスリーブの断面図である。
【図３】本発明の他の実施態様を示す部分断面図である。
【図４】本発明の更に他の実施態様を示す部分断面図である。
【図５】誘導発熱ローラ装置の断面図である。
【符号の説明】
１  ローラ本体
２  ジャーナル
７  誘導発熱機構
８  支持ロッド
９  内部軸受
１０  スリーブ
１７  絶縁被膜
１８  絶縁被膜
１９〜２２  絶縁リング
２３  絶縁被膜
２５〜２６  絶縁リング
２７  導電刷子
【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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