感应发热辊装置的制作方法

1.本实用新型涉及感应发热辊装置。


背景技术：

2.例如在将专利文献1的感应发热辊装置组装于真空蒸镀装置等真空处理装置来使用的情况下，如图4所示，将辊与处理室之间密封，并且使辊的内部成为外气气氛。而且，辊的内部的感应线圈构成为配置在外气气氛中。如此构成的理由在于，因通电而发热的感应线圈的热量在减压气氛下难以散热，有可能导致感应线圈发生热损伤。
3.但是，为了如此构成，在处理室的内部需要用于将辊的内部与外部隔绝的密闭结构，导致花费制造成本。例如，在辊构成为具有圆筒状的辊主体以及与该辊主体的两端部连接的轴颈部的情况下，需要将所述辊主体与轴颈部的连接部气密地接合，导致花费制造成本。
4.专利文献1：日本特开2002-130255号公报


技术实现要素：

5.因此，本实用新型是为了解决上述问题点而完成的，其主要课题在于削减在减压气氛中使用的感应发热辊装置的制造成本。
6.即，本实用新型的感应发热辊装置在减压气氛中使用，其包括：辊，中空内部成为减压气氛；以及感应线圈，配置在所述辊的中空内部，由中空导体管构成，所述感应发热辊装置构成为使冷却介质在所述感应线圈的内部流通。
7.按照这种结构，由于使冷却介质在感应线圈的内部流通来冷却感应线圈，所以无需对辊设置气密结构，能够削减在减压气氛中使用的感应发热辊装置的制造成本。
8.为了简化向感应线圈供给冷却介质的结构，优选的是，所述感应发热辊装置还包括电源引线，所述电源引线与所述感应线圈连接而供电，所述电源引线由中空导体管构成，使所述冷却介质经过所述电源引线的内部向所述感应线圈的内部流通。
9.在此，由于从作为处理室的外部的外气气氛侧供给冷却介质，所以优选的是，构成所述感应线圈的中空导体管的内部以及构成所述电源引线的中空导体管的内部被相对于所述减压气氛密封。
10.配置感应线圈的辊的内部为减压气氛、电源引线从减压气氛向外气气氛布线。因此优选的是，在所述电源引线的外侧周面设置有密封结构，所述密封结构将所述减压气氛与外气气氛密封。
11.为了将辊配置于减压气氛，优选的是，所述辊旋转自如地支承于形成所述减压气氛的空间的壁，并且所述辊与形成所述减压气氛的空间的壁之间被密封。
12.有些感应发热辊装置还包括检测所述辊的温度的温度传感器。在该构造的情况下，优选的是，在连接于所述温度传感器的信号线的外侧周面设置有密封结构，所述密封结构将所述减压气氛与外气气氛密封。
13.感应线圈由于带有感应电位，所以需要绝缘结构。在此，由于感应线圈配置于减压气氛，所以如果例如是真空蒸镀装置用的感应发热辊装置，则蒸镀物还附着于感应线圈。如果蒸镀物是导电性物质，则也存在着达到绝缘破坏的可能性，因此优选的是，所述感应线圈被绝缘清漆或绝缘模塑材料覆盖。
14.为了使所述绝缘清漆或所述绝缘模塑材料在减压气氛下不产生气体，优选的是，所述绝缘清漆或所述绝缘模塑材料为无溶剂性的绝缘清漆或绝缘模塑材料。另外，在所述绝缘清漆或所述绝缘模塑材料使用了包含有机溶剂的绝缘清漆或绝缘模塑材料的情况下，如果在减压气氛中在耐热温度范围内的尽可能的高温下进行老化处理，则除去了挥发性物质，因此变成能够使用。在此优选的是，在感应发热辊装置的使用压力以下的减压气氛下进行老化处理。
15.在感应发热辊装置停止运转的情况下，有时辊需要早期的冷却。但是，在减压气氛下散热少，即使对辊设置散热结构也难以进行充分的冷却。因此优选的是，感应发热辊装置还包括冷却机构，所述冷却机构设置在所述减压气氛中，从外部冷却所述辊。在辊停止旋转而未进行负荷运转、且无需维持减压气氛的情况下，该冷却机构例如通过向辊喷射冷却空气来冷却辊。
16.按照如此构成的本实用新型，能够削减在减压气氛中使用的感应发热辊装置的制造成本。
附图说明
17.图1是示意性表示本实用新型的一个实施方式的感应发热辊装置的构造的截面图。
18.图2是示意性表示变形实施方式的感应发热辊装置的构造的截面图。
19.图3是示意性表示变形实施方式的感应发热辊装置的构造的截面图。
20.图4是示意性表示在减压气氛中使用的以往的感应发热辊装置的构造的截面图。
21.附图标记说明
22.100 感应发热辊装置
23.2 辊
24.32 感应线圈
25.l1 电源引线
26.201、202 形成减压气氛的空间的壁
27.t1 温度传感器
28.18 冷却机构
具体实施方式
29.以下参照附图对本实用新型的感应发热辊装置的一个实施方式进行说明。
30.＜1.装置构造＞
31.本实施方式的感应发热辊装置100例如组装于真空蒸镀装置等真空处理装置，在减压气氛中使用。
32.具体地说，如图1所示，该感应发热辊装置100具备：中空的辊2，被支承为旋转自
如；以及感应发热机构3，设置在该辊2的内部。
33.辊2配置在处理室200内的减压气氛下，辊2的中空内部成为减压气氛。
34.具体地说，辊2具有：辊主体21，呈中空圆筒状；以及中空的驱动轴22，设置在该辊主体21的两端部。该驱动轴22借助滚动轴承等轴承4而旋转自如地支承于处理室200的一对侧壁201、202。在此，一对侧壁201、202是形成减压气氛的空间的壁。另外，轴承4具有真空密封结构。由此，辊主体21配置在处理室200内的减压气氛下，驱动轴22的一部分配置在处理室200内的减压气氛下，另一部分配置在处理室200外的外气气氛下。
35.另外，驱动轴22具有与辊主体21的轴向端面连接的凸缘221。在此，凸缘221在与辊主体21的轴向端面之间不存在密封部件的状态下，被紧固螺栓5固定。由此，辊2的内部被从辊主体21与凸缘221之间减压，成为减压气氛。另外，辊主体21和驱动轴22可以考虑由碳素钢等磁性材料或不锈钢等非磁性材料形成，但是不限于此。
36.而且，辊2构成为例如利用由马达等旋转驱动机构(未图示)从外部施加的驱动力而旋转。另外，也可以在本实施方式的辊主体21的作为厚壁部的侧周壁形成有减压封入气液两相的热介质的多个夹套室。
37.感应发热机构3配置在辊2的中空内部，具备呈圆筒形状的圆筒状铁心31以及卷绕于该圆筒状铁心31的外侧周面的感应线圈32。
38.在圆筒状铁心31的轴向的两端部设置有支承杆6，该支承杆6分别穿通驱动轴22的内部。各支承杆6借助滚动轴承等轴承7而旋转自如地支承在驱动轴22的内表面。另外，轴承7具有真空密封结构。由此，辊2的内部成为减压气氛。另外，感应发热机构3以悬空状态保持在旋转的辊2的内部，即，感应发热机构3相对于处理室200(固定侧)保持静止状态。
39.另外，感应线圈32由中空导体管构成，且构成为冷却介质能够在内部流通。此外，感应线圈32被绝缘清漆8或绝缘模塑材料覆盖。该绝缘清漆8或绝缘模塑材料优选为无溶剂性的绝缘清漆或绝缘模塑材料。供电的电源引线l1与该感应线圈32连接，用于施加工频(50hz或60hz)的交流电压的电源装置(未图示)与电源引线l1连接。
40.在此，电源引线l1由中空导体管构成，且构成为能够向感应线圈32供给冷却介质。使冷却介质循环的循环机构(未图示)与该电源引线l1连接，使冷却介质经过电源引线l1的内部向感应线圈32的内部流通。在此，由于从作为处理室200的外部的外气气氛侧供给冷却介质，所以构成感应线圈32的中空导体管的内部以及构成电源引线l1的中空导体管的内部被相对于减压气氛密封。
41.而且，在电源引线l1的外侧周面设置有密封结构9，所述密封结构9将处理室200或辊2内的减压气氛与处理室200外的外气气氛密封。在本实施方式中，由于电源引线l1穿通支承杆6的内部，所以密封结构9设置在电源引线l1的外侧周面与支承杆6的内侧周面之间。
42.按照这样的感应发热机构3，如果对感应线圈32施加交流电压，则产生交变磁通，该交变磁通经过辊主体21的侧周壁。利用交变磁通的经过，辊主体21产生感应电流，辊主体21利用该感应电流而进行焦耳发热。另外，通过对感应线圈32施加交流电压，从而感应线圈32发热，但是利用在感应线圈32的内部流通的冷却介质，对感应线圈32进行冷却。
43.此外，在本实施方式中，辊主体21设置有用于检测辊主体21的温度的温度传感器t1。连接于该温度传感器t1的信号线l2与设置在驱动轴22的端部的信号传送装置(旋转变压器)10连接，从信号传送装置10向外部的温度控制装置(未图示)输出辊主体21的温度。该
信号线l2也与电源引线l1同样，从减压气氛向外气气氛布线，因此在信号线l2的外侧周面设置有将减压气氛与外气气氛密封的密封结构11。
44.＜2.本实施方式的效果＞
45.按照如此构成的本实施方式的感应发热辊装置100，由于使冷却介质向感应线圈32的内部流通来冷却感应线圈32，所以无需对辊2设置气密结构，能够削减在减压气氛中使用的感应发热辊装置100的制造成本。
46.＜3.其他变形实施方式＞
47.例如，在所述实施方式中，感应发热辊装置100是在辊主体21的两端部设置有驱动轴的所谓的双支承方式的感应发热辊装置100，但是如图2所示，也可以是悬臂式的感应发热辊装置100。
48.该悬臂式的感应发热辊装置100具备有底圆筒状的辊2以及设置在辊2的内部的感应发热机构3。
49.旋转轴12与辊2的底部中央部连接。该旋转轴12在辊2的内部沿着辊2的旋转中心轴设置，并在辊2的外部借助滚动轴承等轴承13而旋转自如地支承于处理室200的侧壁201。在此，侧壁201是形成减压气氛的空间的壁。另外，轴承13具有真空密封结构。由此，辊2配置在处理室200内的减压气氛下，旋转轴12的一部分配置在处理室200内的减压气氛下，另一部分配置在处理室200外的外气气氛下。另外，旋转轴12借助滚动轴承等轴承15而旋转自如地支承于设置在处理室200外部的辊支承部件14。通过如此旋转自如地支承旋转轴12，从而辊2也被支承为旋转自如。另外，旋转轴12利用未图示的马达而旋转。
50.感应发热机构3配置在辊2的中空内部，具备呈圆筒形状的圆筒状铁心31以及卷绕于该圆筒状铁心31的外侧周面的感应线圈32。该感应发热机构3例如被设置在处理室200内的支承台16支承。另外，该感应发热机构3也可以构成为被处理室200的侧壁支承。
51.旋转轴12插入圆筒状铁心31的内部，并且圆筒状铁心31配置在辊2与旋转轴12之间的中空内部。在此，辊2为有底圆筒状，辊2的内部被从一端开口减压，成为减压气氛。
52.另外，感应线圈32由中空导体管构成，且构成为冷却介质能够在内部流通。此外，感应线圈32被绝缘清漆8或绝缘模塑材料覆盖。该绝缘清漆8或绝缘模塑材料优选为无溶剂性的绝缘清漆或绝缘模塑材料。供电的电源引线l1与该感应线圈32连接，用于施加工频(50hz或60hz)的交流电压的电源装置(未图示)与电源引线l1连接。
53.在此，电源引线l1由中空导体管构成，且构成为能够向感应线圈32供给冷却介质。使冷却介质循环的循环机构(未图示)与该电源引线l1连接，使冷却介质经过电源引线l1的内部向感应线圈32的内部流通。在此，由于从作为处理室200的外部的外气气氛侧供给冷却介质，所以构成感应线圈32的中空导体管的内部以及构成电源引线l1的中空导体管的内部被相对于减压气氛密封。
54.而且，在电源引线l1的外侧周面设置有密封结构17，所述密封结构17将处理室200内的减压气氛与处理室200外的外气气氛密封。在本实施方式中，由于电源引线l1穿通处理室200的侧壁，所以密封结构17设置在电源引线l1的外侧周面与处理室200的侧壁之间。
55.按照这样的感应发热机构3，如果向感应线圈32施加交流电压，则产生交变磁通，该交变磁通经过辊主体21的侧周壁。利用交变磁通的经过，辊主体21产生感应电流，辊主体21利用该感应电流而进行焦耳发热。另外，通过向感应线圈32施加交流电压，从而感应线圈
32发热，但是利用在感应线圈32的内部流通的冷却介质，对感应线圈32进行冷却。
56.除了所述实施方式的构造以外，如图3所示，感应发热辊装置100还可以具备冷却机构18，所述冷却机构18设置在处理室200内的减压气氛中，从外部冷却辊2。该冷却机构18可以考虑构成为具有朝向辊2的外侧周面喷射冷却空气的喷嘴181。在辊2停止旋转而未进行负荷运转、且无需维持减压气氛的情况下，进行该冷却机构18对辊2的冷却。
57.此外，本实用新型不限于所述实施方式，当然可以在不脱离本实用新型的宗旨的范围内进行各种变形。