JP2021190420A - 誘導加熱ローラ、及び、紡糸延伸装置 - Google Patents

Abstract

【課題】誘導加熱ローラにおいて、軸方向におけるローラ本体の筒状部の温度ばらつきを効果的に低減する。【解決手段】誘導加熱ローラ２０は、回転可能なローラユニット３０と、コイル５２とを備える。ローラユニット３０は、ローラユニット３０の軸方向に延びた外筒部３４（筒状部）を有し、コイル５２に電流が流れているときに外筒部３４が誘導加熱されるローラ本体３１と、外筒部３４に発生した熱を軸方向に移動させることが可能であり、且つ、軸方向において外筒部３４よりも熱を移動させやすい均熱部材３２と、軸方向において外筒部３４の端部の位置に配置され、コイル５２に電流が流れているときに誘導加熱される発熱部材６０と、を有する。発熱部材６０は、外筒部３４を構成する材料及び均熱部材３２を構成する材料よりも電気抵抗率が低い材料からなる。発熱部材６０は、外筒部３４及び均熱部材３２のうち少なくとも一方と隣接配置されている。【選択図】図２

Description

本発明は、誘導加熱ローラ、及び、誘導加熱ローラを備える紡糸延伸装置に関する。

特許文献１、２には、加熱対象物（糸、トナー等）を加熱する誘導加熱ローラが開示されている。誘導加熱ローラは、コイルと、誘導加熱される外筒部（以下、筒状部とする）を有するローラ（以下、ローラユニットとする）とを備える。コイルに交流電流が流れることにより磁束が生成されると、電磁誘導によってローラユニットの筒状部の周方向に渦電流が発生し、ジュール熱によって筒状部が発熱する。このような誘導加熱によって、ローラユニットと接触している加熱対象物が加熱される。

特開２０１８−３５４８８号公報 特開平１０−３１３７９号公報

一般的に、誘導加熱ローラにおいては、磁束の漏れに起因して、ローラユニットの軸方向（以下、単に軸方向とする）において磁束が一様に流れにくく、筒状部の発熱が軸方向において均一になりにくい。より詳細には、筒状部の軸方向端部を通過する磁束が筒状部の軸方向中央部を通過する磁束よりも少ないため、軸方向端部が発熱しにくい。また、一般的に、ローラユニットの軸方向端部は、軸方向中央部と比べて、外気に晒されている部分の面積が大きい。このため、放熱によって筒状部の軸方向端部が冷えてしまいやすい。このように、発熱のしにくさ及び放熱のしやすさに起因して、筒状部の軸方向端部の温度が軸方向中央部の温度と比べて低くなりやすく、筒状部の温度が軸方向においてばらつきやすいという問題がある。

これに関して、特許文献１に記載された誘導加熱ローラにおいて、筒状部の内周面には、軸方向における熱伝導率が筒状部よりも高い均熱部（特許文献１には均熱部材と記載されている）が接触している。このような均熱部によって、筒状部に発生した熱を軸方向に伝導させやすくすることで、軸方向における筒状部の温度ばらつきの低減が図られる。しかしながら、このような構成においても、実際にはさらなる改善の余地があることが本願発明者によって知見された。

また、特許文献２に記載された誘導加熱ローラにおいては、筒状部（特許文献２には定着ローラと記載されている）の内周面の軸方向端部に、筒状部よりも電気抵抗率が低いリング部材が接触している。このようなリング部材にも磁束が通ることにより、リング部材に渦電流が発生する。このため、筒状部の軸方向端部の近傍における発熱量が増加する。これにより、筒状部の軸方向における温度ばらつきの抑制が図られる。しかしながら、このような構成では、電気抵抗率の低いリング部材に渦電流が過剰に流れてリング部材が異常に発熱するおそれもあり、筒状部の温度分布が却って悪化する懸念もある。

本発明の目的は、誘導加熱ローラにおいて、軸方向におけるローラ本体の筒状部の温度ばらつきを効果的に低減することである。

第１の発明の誘導加熱ローラは、回転可能なローラユニットと、コイルと、を備える誘導加熱ローラであって、前記ローラユニットは、前記ローラユニットの軸方向に延びた筒状部を有し、前記コイルに電流が流れているときに前記筒状部が誘導加熱されるローラ本体と、前記筒状部に生じた熱を前記軸方向に移動させることが可能であり、且つ、前記軸方向において前記筒状部よりも熱を移動させやすい均熱部と、前記軸方向において前記筒状部の端部の位置に配置され、前記コイルに電流が流れているときに誘導加熱される発熱部と、を有し、前記発熱部は、前記筒状部を構成する材料及び前記均熱部を構成する材料よりも電気抵抗率が低い材料からなり、前記筒状部及び前記均熱部のうち少なくとも一方と隣接配置されていることを特徴とする。

本発明では、電気抵抗率が低い発熱部が誘導加熱されることにより、筒状部の軸方向端部近傍における発熱量を増やすことができる。これにより、筒状部の軸方向端部近傍の温度を上げやすくすることができる。

さらに、本発明では、発熱部が、筒状部及び均熱部のうち少なくとも一方と隣接配置されている。これにより、発熱部において発生した熱を、均熱部に直接伝導させ或いは筒状部を介して均熱部に伝えることができる。このため、均熱部によって、上記熱を軸方向においてローラ本体の筒状部に略均一に伝えることができる。これにより、筒状部の軸方向端部のみの温度が異常に高くなることを抑制できる。

以上のようにして、誘導加熱ローラにおいて、軸方向におけるローラ本体の筒状部の温度ばらつきを効果的に低減できる。

第２の発明の誘導加熱ローラは、前記第１の発明において、前記発熱部は、前記ローラ本体及び前記均熱部とは別の部材として設けられ且つ前記筒状部及び前記均熱部のうち少なくとも一方と接触している、リング状の発熱部材を有することを特徴とする。

筒状部よりも電気抵抗率が低い材料で構成された発熱部が、例えば圧接により筒状部又は均熱部と一体的に形成されていても良い。しかしながら、このような構成では、製造の手間及び製造コストが増大するおそれがある。本発明では、容易且つ安価に製造可能なリング状の発熱部材が、筒状部及び均熱部とは別の部材として設けられている。このため、発熱部が筒状部又は均熱部と一体的に形成されている場合と比べて、製造の手間及び製造コストの増大を抑制できる。

第３の発明の誘導加熱ローラは、前記第１又は第２の発明において、前記均熱部は、前記ローラ本体とは別の部材として設けられ且つ前記筒状部の内周面に接触している、前記筒状部よりも前記軸方向における熱伝導率が高い均熱部材を有することを特徴とする。

均熱部として、例えば、熱を軸方向に移動させる熱媒体が封入されたジャケット室がローラユニットに設けられていても良い。但し、このような構成では、ローラユニットの構造が複雑化するおそれがある。本発明では、均熱部が、シンプルに、熱伝導率の高い均熱部材を有する。したがって、例えばジャケット室が設けられた構成と比べて、ローラユニットの構造を単純化できる。

第４の発明の誘導加熱ローラは、前記第１〜第３のいずれかの発明において、前記均熱部は、前記ローラユニットの径方向において前記筒状部の内側に配置され、前記発熱部は、前記均熱部と前記軸方向に並べて配置されていることを特徴とする。

均熱部が筒状部の径方向内側に配置された構成において、発熱部が、例えば均熱部の径方向内側に配置されている場合、発熱部が径方向において筒状部から遠くなる。この場合、発熱部に発生した熱のうち筒状部に伝わらずに逃げてしまう熱の量が多くなるおそれがあり、筒状部の加熱効率が悪くなりうる。本発明では、発熱部が均熱部と軸方向に並べて配置されている。言い換えると、径方向において、発熱部が筒状部の近くに配置されている。したがって、筒状部の加熱効率の悪化を抑制できる。

第５の発明の誘導加熱ローラは、前記第１〜第４のいずれかの発明において、前記発熱部は、前記均熱部と隣接配置されていることを特徴とする。

本発明では、発熱部に発生した熱を均熱部に直接伝導させることができる。したがって、均熱部によって、筒状部の温度を軸方向において効果的に均一化できる。

第６の発明の誘導加熱ローラは、前記第５の発明において、前記発熱部は、前記筒状部と離隔して配置されていることを特徴とする。

本発明では、発熱部に発生した熱は、筒状部に直接伝導されるのではなく、均熱部を介して筒状部に間接的に伝導される。したがって、発熱部に発生した熱を筒状部に直接伝導させる場合と比べて、筒状部の軸方向端部のみの温度が異常に高くなることをより確実に抑制できる。

第７の発明の誘導加熱ローラは、前記第１〜第５のいずれかの発明において、前記発熱部は、前記筒状部と隣接配置されていることを特徴とする。

本発明では、発熱部に発生した熱を筒状部に直接伝導させることができる。したがって、筒状部を効率的に温めることができるため、発熱部において発生する熱量が少ない場合にはこのような構成が有効である。

第８の発明の誘導加熱ローラは、前記第１〜第７のいずれかの発明において、前記ローラ本体は、前記筒状部の前記軸方向における一方側の端から前記ローラユニットの径方向における内側へ延びた円板部を有し、前記均熱部は、前記ローラ本体とは別の部材として設けられ且つ前記筒状部の内周面に接触している、前記筒状部よりも前記軸方向における熱伝導率が高い均熱部材を有し、前記発熱部は、前記ローラ本体及び前記均熱部材とは別の部材として設けられ且つ前記均熱部材と前記軸方向に並べて配置された、リング状の発熱部材を有し、前記均熱部材及び前記発熱部材よりも前記軸方向における他方側に配置され、前記均熱部材及び前記発熱部材を前記一方側へ押圧する押圧部が設けられていることを特徴とする。

本発明では、ローラ本体と均熱部材と発熱部材とが別々の部材として設けられた構成において、１つの押圧部によって、均熱部材及び発熱部材の両方を軸方向における一方側（円板部側）へ押圧することができる。これにより、軸方向において、均熱部材及び発熱部材を押圧部と円板部との間に挟んでローラ本体に固定できる。したがって、発熱部材が均熱部材と径方向において異なる位置に配置されている場合と比べて、単純な構成によって発熱部材をローラ本体に固定できる。

第９の発明の誘導加熱ローラは、前記第１〜第８のいずれかの発明において、前記ローラ本体は、片持ち支持されており、前記発熱部は、前記筒状部の前記軸方向における先端側の端部の位置に配置されていることを特徴とする。

ローラ本体が片持ち支持された誘導加熱ローラにおいては、通常、ローラ本体の軸方向における先端面が外気に晒されている。このため、ローラ本体の軸方向先端部からの放熱が多く、筒状部の軸方向先端部の温度が特に下がりやすいという問題がある。この点、本発明では、発熱部によって筒状部の軸方向先端部近傍が加熱されるため、筒状部の軸方向先端部の温度低下を効果的に抑制できる。したがって、筒状部の温度ばらつきを効果的に低減できる。

第１０の発明の誘導加熱ローラは、前記第１〜第９のいずれかの発明において、前記発熱部は、非磁性材料で構成されていることを特徴とする。

発熱部が炭素鋼等の磁性材料で構成されている場合には、発熱部が非磁性材料で構成されている場合と比べて磁束の流れ方が変わりうる。このため、発熱部の配置等によっては、例えば、筒状部に磁束が通りにくくなり、筒状部自体の発熱が妨げられるおそれがある。本発明では、発熱部が非磁性材料で構成されているため、磁束の流れ方が本来意図する流れ方と異なる事態を回避できる。

第１１の発明の誘導加熱ローラは、前記第１〜第１０のいずれかの発明において、前記発熱部の密度は、少なくとも、前記筒状部の密度よりも低いことを特徴とする。

本発明では、発熱部が設けられたことによる誘導加熱ローラの重量の増加を抑制できる。

第１２の発明の誘導加熱ローラは、前記第１〜第１１のいずれかの発明において、前記軸方向において、前記均熱部を構成する材料の熱伝導率が、前記筒状部を構成する材料の熱伝導率よりも高く、前記ローラユニットの周方向において、前記均熱部を構成する材料の電気抵抗率が、前記筒状部を構成する材料の電気抵抗率よりも高いことを特徴とする。

誘導加熱ローラは、主にローラユニットの周方向に渦電流が流れることによってジュール熱で昇温される。仮に、周方向において筒状部よりも均熱部に渦電流が流れやすい場合、以下のような問題が生じうる。まず、昇温の対象である筒状部から多少なりとも離れた位置に配置された均熱部が発熱すると、筒状部だけでなく他の部材及び／又は空間にも熱が拡散しうる。このように拡散する熱が、筒状部へ均一に伝わるとは限らない。また、一般的に、均熱部は軸方向において筒状部よりも短いため、均熱部が発熱すると、筒状部にとって、軸方向における発熱分布が不均一になってしまう。これらの要因により、軸方向における筒状部の温度ばらつきが大きくなるおそれがある。本発明では、均熱部によって熱を軸方向に伝えやすくすることができるとともに、周方向において均熱部に渦電流が流れることを抑制し、均熱部自体の不要な発熱を抑制できる。このため、均熱部の発熱に起因して筒状部の温度ばらつきが大きくなってしまうことを抑制できる。

第１３の発明の紡糸延伸装置は、前記第１〜第１２のいずれかの発明の誘導加熱ローラを備える紡糸延伸装置であって、前記筒状部の周りに、加熱対象物として複数の糸が前記軸方向に並べて巻き掛けられることを特徴とする。

本発明では、軸方向における温度ばらつきが低減された筒状部の周りに糸が巻き掛けられる。したがって、誘導加熱ローラによって加熱される複数の糸の間での品質ばらつきを低減できる。

本実施形態に係る誘導加熱ローラを備える紡糸引取機を示す模式図である。 誘導加熱ローラの断面図である。 ローラ本体、均熱部材、及び発熱部材の物性値を示す表である。 軸方向における外周面の温度分布を示すグラフである。 （ａ）、（ｂ）は、変形例に係るローラ本体、均熱部材、及び発熱部材の物性値を示す表である。 （ａ）〜（ｆ）は、別の複数の変形例に係る発熱部材の配置を示す説明図である。 さらに別の変形例に係る誘導加熱ローラを示す図である。

次に、本発明の実施形態について説明する。なお、図１の紙面上下方向を上下方向（重力が作用する鉛直方向）とする。図１の紙面左右方向を左右方向とする。図１の紙面垂直方向を前後方向とする。

（紡糸引取機）
本実施形態に係る誘導加熱ローラ２０を備える紡糸引取機１の構成について、図１を参照しつつ説明する。図１は、紡糸引取機１を前側から見た模式図である。紡糸引取機１は、紡糸装置２から紡出された複数の糸Ｙ（本発明の加熱対象物）を、紡糸延伸装置３で延伸した後、糸巻取装置４で巻き取るように構成されている。

紡糸装置２は、ポリエステル等の溶融ポリマーを連続的に紡出することにより、複数の糸Ｙを生成する。紡糸装置２から紡出された複数の糸Ｙには、油剤ガイド１０によって油剤が付与される。その後、糸Ｙは、案内ローラ１１を経て紡糸延伸装置３に送られる。

紡糸延伸装置３は、複数の糸Ｙを延伸する装置である。紡糸延伸装置３は、紡糸装置２の下方に配置されている。紡糸延伸装置３は、保温箱１２の内部に収容された複数のゴデットローラ２１〜２５を有する。ゴデットローラ２１〜２５は、各々に対応して設けられた不図示のモータによって回転駆動される。ゴデットローラ２１〜２５の各々は、コイルによって誘導加熱される誘導加熱ローラ２０である（詳細は後述する）。ゴデットローラ２１〜２５の外周面には、複数の糸Ｙが巻き掛けられている。保温箱１２の右側面部の下部には、複数の糸Ｙを保温箱１２の内部に導入するための導入口１２ａが形成されている。保温箱１２の右側面部の上部には、複数の糸Ｙを保温箱１２の外部に導出するための導出口１２ｂが形成されている。複数の糸Ｙは、下側のゴデットローラ２１から順番に、各ゴデットローラ２１〜２５に対して３６０度未満の巻き掛け角度で巻き掛けられている。

下側の３つのゴデットローラ２１〜２３は、複数の糸Ｙを延伸する前に予熱するための予熱ローラである。ゴデットローラ２１〜２３の表面温度は、糸Ｙのガラス転移点以上の温度（例えば９０〜１００℃）に設定されている。上側の２つのゴデットローラ２４、２５は、延伸された複数の糸Ｙを熱セットするための調質ローラである。ゴデットローラ２４、２５の表面温度は、ゴデットローラ２１〜２３の表面温度よりも高い温度（例えば１５０〜２００℃）に設定されている。また、ゴデットローラ２４、２５の糸送り速度は、ゴデットローラ２１〜２３の糸送り速度よりも速くなるように設定される。

導入口１２ａを介して保温箱１２に導入された複数の糸Ｙは、ゴデットローラ２１〜２３によって送られる間に、延伸されることが可能な温度まで予熱される。予熱された複数の糸Ｙは、ゴデットローラ２３とゴデットローラ２４との間の糸送り速度の差によって延伸される。複数の糸Ｙは、ゴデットローラ２４、２５によって送られる間に、さらに高温に加熱される。これにより、複数の糸Ｙは、延伸された状態で熱セットされる。このようにして延伸された複数の糸Ｙは、導出口１２ｂを介して保温箱１２の外に導出される。

紡糸延伸装置３によって延伸された複数の糸Ｙは、案内ローラ１３を経て糸巻取装置４へ送られる。糸巻取装置４は、複数の糸Ｙを巻き取る装置である。糸巻取装置４は、紡糸延伸装置３の下方に配置されている。糸巻取装置４は、ボビンホルダ１４及びコンタクトローラ１５等を備える。ボビンホルダ１４は、前後方向に延びた円筒形状を有する。ボビンホルダ１４は、不図示のモータによって回転駆動される。ボビンホルダ１４には、前後方向に複数のボビンＢが並べて装着される。糸巻取装置４は、ボビンホルダ１４を回転させることによって、複数のボビンＢに複数の糸Ｙを同時に巻取り、複数のパッケージＰを生産する。コンタクトローラ１５は、複数のパッケージＰの表面に接触して所定の接圧を付与し、パッケージＰの形状を整える。

（誘導加熱ローラの構成）
次に、ゴデットローラ２１〜２５に適用される誘導加熱ローラ２０の構成について、図２の断面図及び図３の表を参照しつつ説明する。図２は、誘導加熱ローラ２０の軸中心を通る誘導加熱ローラ２０の断面図である。図２に示すように、誘導加熱ローラ２０のローラユニット３０（後述）は、ローラユニット３０を回転駆動するモータ１００によって片持ち支持されている。以下、ローラユニット３０の延びている方向（図２の紙面左右方向）をローラユニット３０の軸方向とする。ローラユニット３０の軸方向を、以下、単に軸方向とも呼ぶ。軸方向において、モータ１００側（図２の紙面右側）を基端側（本発明の他方側）とする。軸方向において、モータ１００とは反対側（図２の紙面左側）を先端側（本発明の一方側）とする。また、ローラユニット３０の径方向（図２の紙面上下方向）を、単に径方向とも呼ぶ。ローラユニット３０の周方向（軸方向及び径方向の両方と直交する方向）を、単に周方向とも呼ぶ。

図２に示すように、誘導加熱ローラ２０は、回転可能なローラユニット３０と、回転しない固定部５０とを有する。誘導加熱ローラ２０は、固定部５０に設けられた後述のコイル５２を用いた誘導加熱によって、ローラユニット３０の外周面（後述するローラ本体３１の外周面３１ａ）を昇温させるように構成されている。これにより、誘導加熱ローラ２０は、外周面３１ａに巻き掛けられた複数の糸Ｙを加熱する。ローラユニット３０は、モータ１００によって回転駆動される。固定部５０は、例えば、モータ１００に取り付けられた不図示の支持部に固定されている。

ローラユニット３０は、ローラ本体３１と、均熱部材３２（本発明の均熱部）とを有する。ローラ本体３１は、概ね円筒状の部材である。ローラ本体３１は、モータ１００によって回転駆動される。均熱部材３２は、ローラ本体３１の軸方向における温度を均一化させるように構成されている。ローラ本体３１と均熱部材３２は、ローラユニット３０の軸方向基端部に設けられた固定リング３３等を介して、互いに固定されている。

ローラ本体３１は、例えば、磁性体（強磁性体）且つ導体である炭素鋼からなる。炭素鋼の比透磁率は、１００〜２０００である（図３参照）。ローラ本体３１は、外筒部３４（本発明の筒状部）と、軸心部３５と、円板部３６とを有する。外筒部３４は、ローラ本体３１のうち径方向において最も外側に配置された略円筒状の部分である。外筒部３４は、軸方向に沿って延びるように配置されている。外筒部３４の軸方向、径方向及び周方向は、ローラユニット３０の軸方向、径方向及び周方向とそれぞれ略一致する。軸心部３５は、コイル５２の径方向内側に配置された略円筒状の部分である。円板部３６は、外筒部３４の先端部と軸心部３５の先端部とをつなぐ略円板状の部分である。言い換えると、円板部３６は、外筒部３４の軸方向先端部から径方向内側へ延びた部分である。ローラ本体３１の軸方向基端側は、開口している。

本実施形態では、外筒部３４、軸心部３５及び円板部３６は、１つの部材として一体的に形成されている。但し、これには限られない。例えば、外筒部３４が１つの第１部材からなり、軸心部３５及び円板部３６が１つの第２部材からなるように構成されていても良い（図示省略）。この場合、第１部材と第２部材とが、例えば、溶接や、ネジ等の固定部材を用いた固定方法等によって、互いに固定されている。

外筒部３４の外周面３４ａの径方向外側には、例えば厚み０．０５ｍｍ程度のコーティング層（不図示）が形成されている。当該コーティング層の表面が、ローラ本体３１の外周面３１ａ（ローラ表面）である。外周面３１ａには、加熱対象物として複数の糸Ｙが軸方向に並べて巻き掛けられる（言い換えれば、外筒部３４の周りに複数の糸Ｙが巻き掛けられる）。なお、コーティング層は必ずしも設けられていなくても良い（この場合、外筒部３４の外周面３４ａが、ローラ本体３１の外周面である）。外周面３１ａの軸方向における長さは、例えば１５０ｍｍである。外筒部３４の内周面３４ｂには、均熱部材３２が接触している。軸心部３５には、モータ１００の駆動軸１０１が挿通される軸取付孔３５ａが形成されている。駆動軸１０１は、軸取付孔３５ａに嵌装されている。これにより、ローラ本体３１は、駆動軸１０１に固定されており、駆動軸１０１と一体的に回転可能となっている。ローラ本体３１は、駆動軸１０１によって片持ち支持されている。円板部３６の軸方向基端側の面（基端面３６ａ）には、発熱部材６０（後述）が接触する。また、円板部３６の軸方向先端側の面（先端面３６ｂ）の軸方向先端側には、略円板状の断熱材（不図示）が取り付けられている。断熱材は、外気（保温箱１２内の空気）に晒されている。

均熱部材３２は、熱を軸方向に移動させることにより、ローラ本体３１の表面温度（すなわち、外周面３１ａの温度）の分布を軸方向において均一化するための部材である。均熱部材３２の軸方向、径方向及び周方向は、ローラユニット３０の軸方向、径方向及び周方向とそれぞれ略一致する。均熱部材３２は、外筒部３４の径方向内側に配置されている。また、均熱部材３２は、コイル５２の径方向外側に配置されている。均熱部材３２は、押圧部４２によって軸方向先端側へ押圧されている（詳細は後述）。これにより、均熱部材３２及び後述する発熱部材６０が、ローラ本体３１に固定されている。

均熱部材３２は、軸方向に延びた筒状の部材である。均熱部材３２は、例えば、炭素繊維と黒鉛との複合材料であるＣ／Ｃコンポジット（炭素繊維強化炭素複合材料）からなる。Ｃ／Ｃコンポジットは、非磁性材料である。本実施形態において、Ｃ／Ｃコンポジットの炭素繊維は、軸方向に配向している。言い換えれば、本実施形態では、均熱部材３２を構成する材料は、後述するように、熱伝導率及び電気抵抗率に関して異方性を有する材料である。Ｃ／Ｃコンポジットの軸方向における熱伝導率は、ローラ本体３１を構成する材料の熱伝導率よりも高い（少なくとも、外筒部３４の内周面３４ｂの熱伝導率よりも高い）。言い換えると、均熱部材３２は、軸方向において、外筒部３４よりも熱を移動させやすい。例えば、ローラ本体３１を構成する炭素鋼の熱伝導率は５１．５Ｗ／（ｍ・Ｋ）である（図３参照）。一方、均熱部材３２を構成するＣ／Ｃコンポジットの軸方向における熱伝導率は４０４Ｗ／（ｍ・Ｋ）である（図３参照）。均熱部材３２を構成する材料の軸方向における熱伝導率は、均熱部材３２を構成する材料の周方向における熱伝導率（１５．２Ｗ／（ｍ・Ｋ）。図３参照）よりも高い。均熱部材３２は、熱伝導によって熱を軸方向に移動させることにより、ローラ本体３１の外周面３１ａの温度を均一化する。なお、Ｃ／Ｃコンポジットの炭素繊維は、必ずしも軸方向に配向していなくても良い。例えば、炭素繊維がランダム配向されたＣ／Ｃコンポジットによって均熱部材３２が形成されていても良い。

均熱部材３２は、周方向において複数の均熱片４１に分割されている。各均熱片４１の径方向外側の面（外面４１ａ）は、外筒部３４の内周面３４ｂに接触している。ローラ本体３１の外周面３１ａのうち、複数の糸Ｙが巻き掛けられる軸方向の領域を巻掛領域Ｒとしたとき、各均熱片４１は、軸方向において巻掛領域Ｒと概ね同じ範囲に亘って設けられている。各均熱片４１の径方向内側の面（内面４１ｂ）は、径方向においてコイル５２と向かい合っている。各均熱片４１の軸方向基端側の面（基端面４１ｃ）は、テーパ面となっている。詳細には、基端面４１ｃは、径方向外側に向かうほど軸方向基端側に突出している。軸方向において、各均熱片４１の軸方向先端側の面（先端面４１ｄ）と円板部３６の基端面３６ａとの間には、隙間が形成されている。当該隙間には、後述する発熱部材６０が配置されている。

各均熱片４１は、押圧部４２によって軸方向先端側及び径方向外側へ押圧されている。押圧部４２は、押圧部材４３と、複数のばね４４とを有する。押圧部材４３は、例えば、ローラ本体３１と同じく炭素鋼からなる略リング状の部材である。押圧部材４３の外周面は、径方向において、例えば均熱片４１の外面４１ａと略同じ位置に配置されている。押圧部材４３の内周面は、例えば、均熱片４１の内面４１ｂよりも径方向内側に配置されている。押圧部材４３の軸方向先端側の面（先端面４３ａ）は、テーパ状の押圧面である。詳細には、先端面４３ａは、径方向内側に向かうほど軸方向先端側に突出している。これにより、先端面４３ａと、上述した均熱片４１の基端面４１ｃとが、互いにしっかりと接触している。

ばね４４は、軸方向において押圧部材４３と固定リング３３との間に配置されている。ばね４４の基端部は、固定リング３３に接触している。ばね４４の先端部は、押圧部材４３に接触している。ばね４４は、固定リング３３及び押圧部材４３によって軸方向に圧縮されている。これにより、ばね４４は、弾性復元力によって押圧部材４３を軸方向先端側へ付勢する。押圧部材４３がばね４４によって付勢されることにより、均熱部材３２が軸方向先端側へ押圧される。このとき、均熱部材３２の各均熱片４１は、押圧部材４３のテーパ状の先端面４３ａによって、径方向外側へも押圧される。これにより、各均熱片４１が、外筒部３４にしっかり押し付けられる。このため、外筒部３４の熱膨張量と均熱部材３２の熱膨張量との間に差が生じた場合でも、外筒部３４と均熱部材３２との間に隙間が空くことを防止できる。なお、ばね４４の数はいくつでも良い。また、押圧部材４３を付勢する付勢部材として、ばね４４の代わりに、例えばゴム製の弾性部材が適用されても良い。

固定リング３３は、例えば、ローラ本体３１と同じく炭素鋼からなる略リング状の部材である。固定リング３３は、例えば不図示のネジによって、ローラ本体３１の外筒部３４の軸方向基端部に固定されている。固定リング３３は、軸方向において固定リング３３と押圧部材４３との間に配置されたばね４４を、軸方向に圧縮するように設けられている。これにより、上述したように、ローラ本体３１と均熱部材３２が、固定リング３３等を介して互いに固定されている。

次に、固定部５０について説明する。図２に示すように、固定部５０は、ボビン部材５１と、コイル５２と、フランジ５３とを有する。固定部５０においては、軸方向に延びたボビン部材５１に、軸方向に沿ってコイル５２が巻き付けられている。ボビン部材５１の軸方向基端部は、フランジ５３に取り付けられている。

ボビン部材５１は、例えば、ローラ本体３１と同じく炭素鋼からなる略円筒状の部材である。ボビン部材５１は、ローラユニット３０の軸方向に沿って延在している。ボビン部材５１の周方向は、ローラユニット３０の周方向と略一致している。ボビン部材５１は、ローラ本体３１の外筒部３４よりも径方向内側に配置されている。また、ボビン部材５１は、ローラ本体３１の軸心部３５よりも径方向外側に配置されている。ボビン部材５１の外周に、軸方向に沿ってコイル５２が巻き付けられている。

コイル５２は、少なくとも、外筒部３４及び後述する発熱部材６０（本発明の発熱部）を誘導加熱するためのものである。コイル５２は、ボビン部材５１の外周に巻き付けられている。ボビン部材５１の外周に巻き付けられたコイル５２は、ボビン部材５１の延在方向に沿って延びている（図２参照）。言い換えれば、コイル５２が延びている長手方向は、ローラユニット３０の軸方向と略一致している。コイル５２は、ローラ本体３１の外筒部３４よりも径方向内側に配置されている。また、コイル５２は、ローラ本体３１の軸心部３５よりも径方向外側に配置されている。例えば不図示の交流電源によって、コイル５２に交流電圧が印加されているとき、コイル５２に交流電流が流れて交流磁場が発生する。なお、交流電源は、例えば一般的な商用電源（電源周波数は、５０Ｈｚ又は６０Ｈｚ）であるが、これには限られない。

フランジ５３は、例えば、ローラ本体３１と同じく炭素鋼からなる略円板状の部材である。フランジ５３は、固定部５０の軸方向基端部に配置されている。フランジ５３の径方向中心部には、フランジ５３とモータ１００の駆動軸１０１とが互いに干渉しないように、貫通孔５３ａが形成されている。フランジ５３には、ボビン部材５１の軸方向基端部が取り付けられている。フランジ５３は、モータ１００に設けられた不図示の支持部に固定されている。フランジ５３は、例えば、固定リング３３と軸方向に並べて配置されている。フランジ５３と固定リング３３は、互いに離隔して配置されている。

以上の構成を有する誘導加熱ローラ２０において、コイル５２に交流電圧が印加されると、コイル５２に交流電流が流れて交流磁場が生成される。これにより、磁束が、ローラ本体３１の外筒部３４を軸方向に通る（図２の二点鎖線の矢印Ａ参照）。このとき、ローラ本体３１において周方向に渦電流が流れ、ジュール熱によって外筒部３４が発熱する。

ここで、一般的に、誘導加熱ローラ２０においては、磁束の漏れに起因して、軸方向において磁束が一様に流れにくく、外筒部３４の発熱が軸方向において均一になりにくい。より詳細には、外筒部３４の軸方向端部を通過する磁束が軸方向中央部を通過する磁束よりも少ないため、軸方向端部（両端部）が発熱しにくい。さらに、ローラユニット３０の軸方向先端部においては、円板部３６を介して熱が外部へ放出されやすい（上述した断熱材によって放熱の抑制が図られているが、放熱を完全に防止することは難しい）。したがって、放熱によって外筒部３４の軸方向先端部が冷えてしまいやすい。このように、発熱のしにくさ及び放熱のしやすさに起因して、外周面３１ａの軸方向先端部の温度が軸方向中央部の温度と比べて低くなりやすく、外周面３１ａの温度が軸方向においてばらつきやすいという問題がある。

本実施形態では、外筒部３４に発生した熱を均熱部材３２によって軸方向に伝導させやすくする（移動させやすくする）ことで、均熱部材３２が設けられていない場合と比べて、外周面３１ａの軸方向における温度ばらつきが低減される。しかしながら、このような構成においても、実際にはさらなる改善の余地があることが本願発明者によって知見された。そこで、軸方向における外周面３１ａ（ローラ表面）の温度ばらつきを効果的に低減するため、本実施形態のローラユニット３０は以下の構成を有する。

（ローラユニットの詳細構成）
ローラユニット３０の詳細構成について、引き続き図２及び図３を参照しつつ説明する。図２に示すように、ローラユニット３０は、均熱部材３２の軸方向先端側に配置された発熱部材６０をさらに有する。発熱部材６０は、誘導加熱されることにより外筒部３４の先端部及びその近傍を加熱するように構成されている。本実施形態では、発熱部材６０は、ローラ本体３１及び均熱部材３２とは別の部材として設けられている。

発熱部材６０は、リング状の導電性部材である。リング状とは、発熱部材６０の周方向における全体に亘って形成されていることを意味する。例えば、発熱部材６０は、円環状であっても良く、多角形状であっても良い。或いは、発熱部材６０は、周方向において複数の導電性のリング片（図示省略）に分割されており、且つ、周方向において隣り合う２つのリング片が互いに接触するように構成されていても良い。発熱部材６０の周方向は、外筒部３４の周方向と略一致する。発熱部材６０の断面（図２参照）は、例えば略矩形状である。つまり、発熱部材６０は、例えば、径方向外側に配置された外周面６０ａと、径方向内側に配置された内周面６０ｂと、軸方向基端側に配置された基端面６０ｃと、軸方向先端側に配置された先端面６０ｄとを有する。

発熱部材６０を構成する材料は、好ましくはアルミニウムである。すなわち、少なくとも周方向において、発熱部材６０を構成する材料の電気抵抗率は、ローラ本体３１を構成する材料の電気抵抗率及び均熱部材３２を構成する材料の電気抵抗率よりも低い。具体的には、発熱部材６０を構成する材料であるアルミニウムの電気抵抗率は、３．０μΩ・ｃｍである（図３参照）。ローラ本体３１を構成する材料である炭素鋼の電気抵抗率は、１１．８μΩ・ｃｍである（図３参照）。均熱部材３２を構成する材料であるＣ／Ｃコンポジットの周方向における電気抵抗率は、ローラ本体３１（外筒部３４）を構成する材料の電気抵抗率よりも高く、１．３×１０⁶μΩ・ｃｍである（図３参照）。均熱部材３２を構成する材料の周方向における電気抵抗率は、均熱部材３２を構成する材料の軸方向における電気抵抗率（３．９×１０⁴μΩ・ｃｍ。図３参照）よりも高い。また、発熱部材６０は、磁束がローラ本体３１を通ることを妨げないように、非磁性材料（強磁性材料でない材料）で形成されていることが好ましい。アルミニウムは非磁性材料である（アルミニウムの比透磁率は１．０である）ため、上記条件が満たされている。また、ローラユニット３０の重量の増加を極力避けるため、発熱部材６０を構成する材料の密度は低い方が好ましい。これに関して、アルミニウムの密度は、２．７ｇ／ｃｍ³である（図３参照）。また、炭素鋼の密度は７．８ｇ／ｃｍ³である（図３参照）。また、Ｃ／Ｃコンポジットの密度は１．７ｇ／ｃｍ³である（図３参照）。したがって、本実施形態では、発熱部材６０の密度（発熱部材６０を構成する材料の密度）は、少なくとも、ローラ本体３１の密度（ローラ本体３１を構成する材料の密度）よりも低い。

本実施形態のように発熱部材６０がアルミニウムで構成されている場合、発熱部材６０の軸方向における好適な厚みは、例えば２ｍｍである。但し、厚みは上述したものに限られない。

発熱部材６０の配置について説明する。発熱部材６０は、軸方向において外筒部３４の先端側の端部の位置に配置されている。本実施形態では、「外筒部３４の先端側の端部の位置」とは、軸方向において、円板部３６の基端面３６ａと、均熱部材３２の先端（均熱片４１の先端面４１ｄ）との間の位置である。発熱部材６０は、外筒部３４の径方向内側且つ円板部３６の軸方向基端側に配置されている。また、発熱部材６０は、均熱部材３２の軸方向先端側に配置されている。発熱部材６０は、均熱部材３２と軸方向に並べて隣接配置されている。発熱部材６０の基端面６０ｃは、均熱部材３２の先端面４１ｄと接触している。これにより、発熱部材６０は、ローラ本体３１等の他の部材を介さなくても均熱部材３２と互いに熱伝導可能である。言い換えると、発熱部材６０は、均熱部材３２と直接熱伝導可能である。

発熱部材６０の先端面６０ｄは、円板部３６の基端面３６ａと接触している。一方、発熱部材６０は、径方向において外筒部３４と離隔して配置されている。つまり、発熱部材６０の外周面６０ａは、外筒部３４の内周面３４ｂと離れている。発熱部材６０の内周面６０ｂは、各均熱片４１の内面４１ｂと概ね面一になるように配置されているが、これには限られない。本実施形態では、発熱部材６０は、軸方向において、少なくとも一部が、巻掛領域Ｒと重なる位置に配置されているが、これには限られない。

発熱部材６０は、上述した押圧部材４３及びばね４４によって、均熱部材３２と共に軸方向先端側へ押圧されている。これにより、発熱部材６０は、軸方向において均熱部材３２とローラ本体３１の円板部３６との間に挟まれて固定されている。

（温度ばらつきの低減のメカニズム）
以上の構成を有する誘導加熱ローラ２０において、以下のようにして外周面３１ａの温度が均一化される。すなわち、コイル５２に電流が流れることにより発生する磁束のうち、大部分の磁束はローラ本体３１を通る（図２の矢印Ａ参照）。一方、一部の磁束はローラ本体３１から漏れ、発熱部材６０を通る。上記一部の磁束のうち、発熱部材６０を軸方向に通る成分によって、発熱部材６０の内部において、発熱部材６０の周方向に誘導起電力が生じる。この誘導起電力によって、発熱部材６０の周方向に渦電流が流れ、発熱部材６０がジュール熱によって発熱する。上述したように、発熱部材６０を構成する材料の電気抵抗率は、ローラ本体３１を構成する材料の電気抵抗率よりも低い。このため、発熱部材６０の内部に大きな渦電流が流れやすいので、発熱部材６０が大きく発熱する。このように、発熱部材６０が誘導加熱されることによって、外筒部３４の軸方向端部近傍における発熱量が増える。これにより、外筒部３４の軸方向端部近傍の温度が上がりやすくなる。

さらに、本実施形態では、発熱部材６０において発生した熱は、発熱部材６０と接触している均熱部材３２に直接伝導される。このため、均熱部材３２によって、発熱部材６０において発生した熱を軸方向において外筒部３４に略均一に伝えることができ、ひいてはローラ本体３１の外周面３１ａに熱を略均一に伝えることができる。これにより、外周面３１ａの軸方向端部のみの温度が異常に高くなることが抑制される。また、発熱部材６０に発生した熱は、外筒部３４に直接伝導されるのではなく、均熱部材３２を介して外筒部３４に間接的に伝導される。したがって、発熱部材６０に発生した熱を外筒部３４に直接伝導させる場合と比べて、外周面３１ａの軸方向端部のみの温度が異常に高くなることがより効果的に抑制される。以上のようなメカニズムによって、軸方向における外周面３１ａの温度ばらつきが低減される。

（温度ばらつきの低減効果の確認結果）
次に、発熱部材６０による温度ばらつきの低減効果の確認結果について、図４のグラフを参照しつつ具体的に説明する。本願発明者は、ローラユニット３０に発熱部材６０が設けられている場合（実施例）と設けられていない場合（比較例）とで、ローラ本体３１の外周面３１ａの軸方向における温度分布を実測して比較した。共通条件として、外周面３１ａの設定温度を２００℃とした。

比較結果を図４に示す。グラフの横軸は、外周面３１ａの、ローラ本体３１の先端からの距離を表す。つまり、上記距離が小さいほどローラ本体３１の軸方向先端に近く、上記距離が大きいほどローラ本体３１の軸方向基端に近い。なお、上述したように、外周面３１ａの軸方向における長さは１５０ｍｍである。糸Ｙが巻き掛けられる巻掛領域Ｒは、例えば、ローラ本体３１の軸方向先端から軸方向基端側に１６〜１４０ｍｍの領域である。グラフの縦軸は、外周面３１ａの温度の、設定温度（２００℃）との差を示す。比較例（図４の塗りつぶされていない丸印を参照）においては、外周面３１ａの軸方向中央部から遠い部分の温度が大きく低下する。特に、巻掛領域Ｒの軸方向先端（ローラ本体３１の先端から軸方向基端側に１６ｍｍの位置）において、外周面３１ａの温度は、設定温度よりも約５℃低いという結果になった。一方、実施例（図４の塗りつぶされた丸印を参照）においては、巻掛領域Ｒの軸方向先端部の温度と設定温度との差が約１．５℃まで低減された。したがって、誘導加熱ローラ２０において、均熱部材３２及び発熱部材６０によって、軸方向における外周面３１ａの温度ばらつきが低減されることが実証された。

以上のように、電気抵抗率が低い発熱部材６０が誘導加熱されることにより、外筒部３４の軸方向端部近傍における発熱量を増やすことができる。これにより、外筒部３４の軸方向端部近傍の温度を上げやすくすることができる。さらに、発熱部材６０において発生した熱は、均熱部材３２に直接伝導される。このため、均熱部材３２によって、上記熱を軸方向において外筒部３４に略均一に伝えることができ、ひいてはローラ本体３１の外周面３１ａに熱を略均一に伝えることができる。これにより、ローラ本体３１の外周面３１ａの軸方向端部のみの温度が異常に高くなることを抑制できる。以上のようにして、誘導加熱ローラ２０において、軸方向における外筒部３４の温度ばらつきを効果的に低減でき、外周面３１ａの温度ばらつきを効果的に低減できる。

また、容易且つ安価に製造可能なリング状の発熱部材６０が、ローラ本体３１及び均熱部材３２とは別の部材として設けられている。このため、発熱部材６０がローラ本体３１又は均熱部材３２と一体的に形成されている場合と比べて、製造の手間及び製造コストの増大を抑制できる。

また、熱を軸方向に移動させる均熱部として、単純に、熱伝導率の高い均熱部材３２が設けられている。したがって、均熱部として例えばジャケット室（後述）が設けられた構成と比べて、ローラユニット３０の構造を単純化できる。

また、本実施形態では、均熱部材３２が外筒部３４の径方向内側に配置され、発熱部材６０が均熱部材３２と軸方向において隣接している。このため、例えば、発熱部材６０が均熱部材３２の径方向内側に配置された場合と比べて、径方向において発熱部材６０が外筒部３４の近くに配置される。したがって、外筒部３４の加熱効率の悪化を抑制できる。

また、本実施形態では、発熱部材６０に発生した熱を均熱部材３２に直接伝導させることができる。このため、外周面３１ａの軸方向端部のみの温度が異常に高くなることを抑制できる。したがって、外筒部３４の温度を軸方向において効果的に均一化でき、ローラ本体３１の外周面３１ａの温度ばらつきを低減できる。

また、本実施形態では、発熱部材６０に発生した熱は、外筒部３４に直接伝導されるのではなく、均熱部材３２を介して外筒部３４に間接的に伝導される。したがって、発熱部材６０に発生した熱を外筒部３４に直接伝導させる場合と比べて、外筒部３４の軸方向端部のみの温度が異常に高くなることをより確実に抑制できる。

また、本実施形態では、ローラ本体３１と均熱部材３２と発熱部材６０とが別々の部材として設けられた構成において、１つの押圧部４２によって、均熱部材３２及び発熱部材６０の両方を軸方向先端側（円板部３６側）へ押圧することができる。これにより、軸方向において、均熱部材３２及び発熱部材６０を押圧部４２と円板部３６との間に挟んでローラ本体３１に固定できる。したがって、発熱部材６０が均熱部材３２と径方向において異なる位置に配置されている場合と比べて、単純な構成によって発熱部材６０をローラ本体３１に固定できる。

また、本実施形態のように、ローラ本体３１が片持ち支持された誘導加熱ローラ２０においては、ローラ本体３１の軸方向における端面（先端面３６ｂ）が外気に晒されている。このため、ローラ本体３１の軸方向先端部からの放熱が多く、外筒部３４の軸方向先端部の温度が特に下がりやすいという問題がある。この点、本実施形態では、発熱部材６０によって外筒部３４の軸方向先端部近傍が加熱されるため、外筒部３４の軸方向先端部の温度低下を効果的に抑制できる。したがって、外筒部３４の温度ばらつきを効果的に低減でき、ローラ本体３１の外周面３１ａの温度ばらつきを低減できる。

また、発熱部材６０が非磁性材料で構成されている。したがって、磁束の流れ方が本来意図する流れ方と異なる事態を回避できる。

また、発熱部材６０の密度（すなわち、発熱部材６０を構成する材料であるアルミニウムの密度）は、少なくとも、外筒部３４の密度（すなわち、外筒部３４を構成する材料である炭素鋼の密度）よりも低い。したがって、発熱部材６０が設けられたことによる誘導加熱ローラ２０の重量の増加を抑制できる。

また、周方向において外筒部３４よりも均熱部材３２に渦電流が流れやすい場合、以下のような問題が生じうる。まず、昇温の対象である外筒部３４から多少なりとも離れた位置に配置された均熱部材３２が発熱すると、外筒部３４だけでなく他の部材及び／又は空間にも熱が拡散しうる。このように拡散する熱が、外筒部３４へ均一に伝わるとは限らない。また、均熱部材３２は軸方向において外筒部３４よりも短いため、均熱部材３２が発熱すると、外筒部３４にとって、軸方向における発熱分布が不均一になってしまう。これらの要因により、軸方向における外筒部３４の温度ばらつきが大きくなるおそれがある。本実施形態では、軸方向において、均熱部材３２を構成する材料の熱伝導率が、外筒部３４を構成する材料の熱伝導率よりも高い。また、周方向において、均熱部材３２を構成する材料の電気抵抗率は、外筒部３４を構成する材料の電気抵抗率よりも高い。したがって、均熱部材３２によって熱を軸方向に伝えやすくすることができるとともに、周方向において均熱部材３２に渦電流が流れることを抑制し、均熱部材３２自体の不要な発熱を抑制できる。このため、均熱部材３２の発熱に起因して外筒部３４の温度ばらつきが大きくなってしまうことを抑制できる。

また、本実施形態の紡糸延伸装置３では、軸方向における温度ばらつきが低減された外筒部３４の周りに糸Ｙが巻き掛けられる。したがって、誘導加熱ローラ２０によって加熱される複数の糸Ｙの間での品質ばらつきを低減できる。

次に、前記実施形態に変更を加えた変形例について説明する。但し、前記実施形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。

（１）前記実施形態においては、均熱部材３２が、炭素繊維が軸方向に配向されたＣ／Ｃコンポジットで構成され、且つ、発熱部材６０がアルミニウムで構成されているものとしたが、これには限られない。均熱部材３２を構成する材料は、熱伝導率及び電気抵抗率に関して異方性を有する（つまり、熱伝導率が軸方向と周方向とで互いに異なり、且つ、電気抵抗率が軸方向と周方向とで互いに異なる）ものとしたが、これには限られない。例として、図５（ａ）に示すように、均熱部材３２は炭素繊維がランダム配向されたＣ／Ｃコンポジットで構成されていても良い。また、発熱部材６０が亜鉛で構成されていても良い。具体的には、ランダム配向のＣ／Ｃコンポジットの電気抵抗率は１．３×１０³μΩ・ｃｍである。亜鉛の電気抵抗率は６．０μΩ・ｃｍである。本構成においても、発熱部材６０を構成する亜鉛の密度は７．１ｇ／ｃｍ³であり、ローラ本体３１を構成する炭素鋼の密度（７．８ｇ／ｃｍ³）よりも低い。

（２）前記までの実施形態において、発熱部材６０を構成する材料の密度は、ローラ本体３１を構成する材料の密度よりも低いものとしたが、これには限られない。例として、図５（ｂ）に示すように、均熱部材３２がアルミニウム（金属材料）で構成され、且つ、発熱部材６０が、アルミニウムの電気抵抗率（３．０μΩ・ｃｍ）よりも低い電気抵抗率（１．９μΩ・ｃｍ）を有する銅で構成されていても良い。この場合、発熱部材６０を構成する銅の密度は８．９ｇ／ｃｍ³であり、ローラ本体３１を構成する炭素鋼の密度（７．８ｇ／ｃｍ³）よりも高い。また、上述したように、均熱部材３２は、必ずしもＣ／Ｃコンポジットで構成されていなくても良い。少なくとも、均熱部材３２を構成する材料の軸方向における熱伝導率が、ローラ本体３１を構成する材料の軸方向における熱伝導率よりも高ければ良い。具体的には、アルミニウムの熱伝導率は２２２Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり、炭素鋼の熱伝導率（５１．５Ｗ／（ｍ・Ｋ））よりも高い。また、均熱部材３２が金属材料で構成されている場合、均熱部材３２は必ずしも複数の均熱片４１に分割されていなくても良い（均熱部材３２が、例えば１つの略円筒状の部材で構成されていても良い）。

また、ローラ本体３１、均熱部材３２及び発熱部材６０をそれぞれ構成する材料の組み合わせは、上述したものに限定されない。発熱部材６０は、少なくとも、ローラ本体３１を構成する材料及び均熱部材３２を構成する材料よりも電気抵抗率が低い材料で構成されていれば良い。例えば、発熱部材６０は、真鍮、金又は銀で構成されていても良い。また、発熱部材６０が複数のリング片に分割された構成において、複数のリング片は必ずしも同じ種類の材料で構成されていなくても良い。つまり、複数のリング片がそれぞれ異なる種類の材料で構成されていても良い。また、周方向において、均熱部材３２を構成する材料の電気抵抗率は、必ずしもローラ本体３１（外筒部３４）を構成する材料の電気抵抗率よりも高くなくても良い。

（３）前記までの実施形態において、発熱部材６０は、非磁性材料で構成されているものとしたが、これには限られない。発熱部材６０が強磁性材料で構成されている場合でも、発熱部材６０の大きさ及び配置を工夫することで、外筒部３４の軸方向先端部に磁束が通りにくくなることを抑制しつつ、発熱部材６０によって外筒部３４の軸方向先端部を加熱しても良い。

（４）ローラ本体３１は、炭素鋼以外の強磁性材料（コバルト、ニッケル等）で構成されていても良い。或いは、ローラ本体３１は、必ずしも強磁性材料で構成されていなくても良い。

（５）前記までの実施形態において、発熱部材６０等は、円板部３６の基端面３６ａと接触しているものとしたが、これには限られない。軸方向において、発熱部材６０と円板部３６との間に、例えば不図示のスペーサーが設けられていても良い。

（６）前記までの実施形態において、発熱部材６０は径方向において外筒部３４と離隔して配置されているものとしたが、これには限られない。例えば図６（ａ）に示すように、発熱部材６１の外周面６１ａが、外筒部３４の内周面３４ｂと接触していても良い。これにより、発熱部材６１が外筒部３４と直接熱伝導可能であっても良い。このような構成は、製造工程において発熱部材６１をローラ本体３１に組み付ける際に、ローラ本体３１を予め温めて膨張させておくことにより実現できる（焼き嵌め）。このような構成では、発熱部材６１に発生する熱によって外筒部３４を効率的に温めることができる。このため、当該構成は、発熱部材６１において発生する熱量が少ない場合に有効である。さらに、このような構成において、発熱部材６１は、必ずしも均熱部材３２と接触していなくても良い。つまり、発熱部材６１は、必ずしも均熱部材３２と直接熱伝導可能でなくても良い。具体例として、図６（ｂ）に示すように、軸方向において、発熱部材６１と均熱部材３２との間にリング部材６２が設けられていても良い。リング部材６２を構成する材料の熱伝導率は、例えば、ローラ本体３１を構成する材料の熱伝導率よりも低くても良い。この場合、発熱部材６１において発生した熱は、まず外筒部３４に伝導された後、外筒部３４を介して均熱部材３２にも伝導される。

（７）前記までの実施形態において、発熱部材６０の内周面６０ｂは、各均熱片４１の内面４１ｂと概ね面一に配置されているものとしたが、これには限られない。例えば、図６（ｃ）に示すように、発熱部材６３の内面６３ｂは、各均熱片４１の内面４１ｂよりも径方向外側に配置されていても良い。或いは、図６（ｄ）に示すように、発熱部材６４の内面６４ｂが、内面４１ｂよりも径方向内側に配置されていても良い。

或いは、図６（ｅ）に示すように、断面Ｌ字形状を有する発熱部材６５が、各均熱片４１の先端面４１ｄ及び内面４１ｂの両方と接触するように配置されていても良い。この場合、「外筒部３４の先端側の端部の位置」とは、例えば、円板部３６の先端面３６ｂから軸方向基端側に１５ｍｍ以内の位置である。つまり、発熱部材６５は、軸方向において、先端面３６ｂから基端側に１５ｍｍ以内の領域内に収まるように配置されている。なお、当該領域は、軸方向において巻掛領域Ｒ（図２参照）と重ならない領域であることがより好ましい。この場合、軸方向において、ローラユニット３０のうち巻掛領域Ｒを構成する部分の構造を略均一にすることができる。

（８）前記までの実施形態において、発熱部材６０等は、均熱部材３２と軸方向に並べて配置されているものとしたが、これには限られない。例えば、図６（ｆ）に示すように、発熱部材６６は、均熱片４１の径方向内側に配置されており内面４１ｂと接触していても良い。この場合、発熱部材６６は、例えば不図示のネジによってローラ本体３１の円板部３６に固定されていても良い。この場合においても、「外筒部３４の先端側の端部の位置」は、上記（７）の変形例と同様に定義される。

（９）前記までの実施形態において、コイル５２が外筒部３４の径方向内側に配置されているものとしたが、これには限られない。コイル５２の代わりに、外筒部３４の径方向外側に不図示のコイルが配置されていても良い。この場合、発熱部材６０は、外筒部３４の径方向外側に隣接配置されていても良い。また、この場合、発熱部材６０の軸方向における少なくとも一部が、円板部３６の基端面３６ａよりも軸方向先端側に配置されていても良い。

（１０）前記までの実施形態において、発熱部材６０等は、軸方向において外筒部３４の先端側の端部の位置に配置されているものとしたが、これには限られない。発熱部材６０等は、軸方向において、外筒部３４の基端側の端部の位置（例えば、外筒部３４の軸方向基端から軸方向先端側に１０ｍｍ以内の領域内）に配置されていても良い。なお、当該領域は、軸方向において巻掛領域Ｒ（図２参照）と重ならない領域であることがより好ましい。

（１１）前記までの実施形態においては、ローラ本体３１が片持ち支持されているものとしたが、これには限られない。すなわち、誘導加熱ローラ２０は、両持ち支持されたローラ本体（不図示）を備えていても良い。また、当該ローラ本体の軸方向における両端部に、上述した円板部３６と同様の円板部（不図示）が配置されていても良い。

（１２）前記までの実施形態において、均熱部材３２（均熱部）は、ローラ本体３１とは別の部材として設けられている（すなわち、互いに分離可能である）ものとしたが、これには限られない。以下、図７を参照しつつ具体的に説明する。図７に示すように、誘導加熱ローラ２０Ａにおいて、ローラユニット７０のローラ本体７１は、上述した外筒部３４の代わりに外筒部７４を有する。また、ローラユニット７０は、ローラ本体７１内に形成された均熱部７２を有する。均熱部７２は、径方向において、外筒部７４の外周面７４ａと内周面７４ｂとの間に配置されている。より詳細には、均熱部７２は、外筒部７４の内部に形成されたジャケット室７５を有する。ジャケット室７５は、軸方向に延びている。ジャケット室７５内には、気液二相の熱媒体（不図示）が封入されている。このような均熱部７２は、いわゆるヒートパイプとして機能する。より詳細には、ジャケット室７５内の気体が軸方向に高速移動することにより、熱が軸方向に高速移動する。均熱部７２によって、軸方向に熱を移動させ、ローラ本体７１の外周面７１ａの温度を均一化しても良い。この場合、発熱部材６７は、外筒部７４の内周面７４ｂと接触していても良い。なお、当該変形例においては、固定リング３３の代わりに固定リング７３が設けられているが、固定リング７３は、必ずしもローラ本体７１と別の部材でなくても良い。固定リング７３は、ローラ本体７１と一体的に形成されていても良い。

（１３）前記までの実施形態において、例えば発熱部材６０が、ローラ本体３１及び均熱部材３２とは別の部材として設けられているものとしたが、これには限られない。例えば、外筒部３４よりも電気抵抗率が低く、誘導加熱される発熱部として機能するリング部（不図示）が、外筒部３４の軸方向先端部に圧接（溶接）されていても良い。これにより、リング部が外筒部３４と一体的に形成されていても良い。このような構成においても、外筒部３４に圧接されたリング部は、外筒部３４と隣接配置されている。これにより、リング部は、外筒部３４と直接（すなわち、他の部分を介さずに）熱伝導可能である。外筒部３４に圧接されたリング部は、均熱部材３２と接触していても良く、或いは均熱部材３２と離隔していても良い。或いは、このようなリング部は、均熱部材３２に圧接されていても良い。均熱部材３２に圧接されたリング部は、均熱部材３２と隣接配置されている。これにより、リング部は、均熱部材３２と直接熱伝導可能である。均熱部材３２に圧接されたリング部は、外筒部３４と接触していても良く、或いは外筒部３４と離隔していても良い。

（１４）発熱部材６０等の発熱部は、糸Ｙ以外の加熱対象物（例えば、プリンタ用のトナー）を加熱するための誘導加熱ローラ（不図示）に設けられていても良い。

３ 紡糸延伸装置
２０ 誘導加熱ローラ
３０ ローラユニット
３１ ローラ本体
３２ 均熱部材（均熱部）
３４ 外筒部（筒状部）
３４ｂ 内周面
４２ 押圧部
５２ コイル
６０ 発熱部材（発熱部）
Ｙ 糸（加熱対象物）

Claims (13)

1. 回転可能なローラユニットと、コイルと、を備える誘導加熱ローラであって、
   前記ローラユニットは、
   前記ローラユニットの軸方向に延びた筒状部を有し、前記コイルに電流が流れているときに前記筒状部が誘導加熱されるローラ本体と、
   前記筒状部に生じた熱を前記軸方向に移動させることが可能であり、且つ、前記軸方向において前記筒状部よりも熱を移動させやすい均熱部と、
   前記軸方向において前記筒状部の端部の位置に配置され、前記コイルに電流が流れているときに誘導加熱される発熱部と、を有し、
   前記発熱部は、
   前記筒状部を構成する材料及び前記均熱部を構成する材料よりも電気抵抗率が低い材料からなり、
   前記筒状部及び前記均熱部のうち少なくとも一方と隣接配置されていることを特徴とする誘導加熱ローラ。
2. 前記発熱部は、
   前記ローラ本体及び前記均熱部とは別の部材として設けられ且つ前記筒状部及び前記均熱部のうち少なくとも一方と接触している、リング状の発熱部材を有することを特徴とする請求項１に記載の誘導加熱ローラ。
3. 前記均熱部は、
   前記ローラ本体とは別の部材として設けられ且つ前記筒状部の内周面に接触している、前記筒状部よりも前記軸方向における熱伝導率が高い均熱部材を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の誘導加熱ローラ。
4. 前記均熱部は、前記ローラユニットの径方向において前記筒状部の内側に配置され、
   前記発熱部は、前記均熱部と前記軸方向に並べて配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の誘導加熱ローラ。
5. 前記発熱部は、前記均熱部と隣接配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の誘導加熱ローラ。
6. 前記発熱部は、前記筒状部と離隔して配置されていることを特徴とする請求項５に記載の誘導加熱ローラ。
7. 前記発熱部は、前記筒状部と隣接配置されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の誘導加熱ローラ。
8. 前記ローラ本体は、
   前記筒状部の前記軸方向における一方側の端から前記ローラユニットの径方向における内側へ延びた円板部を有し、
   前記均熱部は、
   前記ローラ本体とは別の部材として設けられ且つ前記筒状部の内周面に接触している、前記筒状部よりも前記軸方向における熱伝導率が高い均熱部材を有し、
   前記発熱部は、
   前記ローラ本体及び前記均熱部材とは別の部材として設けられ且つ前記均熱部材と前記軸方向に並べて配置された、リング状の発熱部材を有し、
   前記均熱部材及び前記発熱部材よりも前記軸方向における他方側に配置され、前記均熱部材及び前記発熱部材を前記一方側へ押圧する押圧部が設けられていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の誘導加熱ローラ。
9. 前記ローラ本体は、片持ち支持されており、
   前記発熱部は、前記筒状部の前記軸方向における先端側の端部の位置に配置されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の誘導加熱ローラ。
10. 前記発熱部は、非磁性材料で構成されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の誘導加熱ローラ。
11. 前記発熱部の密度は、少なくとも、前記筒状部の密度よりも低いことを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の誘導加熱ローラ。
12. 前記軸方向において、前記均熱部を構成する材料の熱伝導率が、前記筒状部を構成する材料の熱伝導率よりも高く、
    前記ローラユニットの周方向において、前記均熱部を構成する材料の電気抵抗率が、前記筒状部を構成する材料の電気抵抗率よりも高いことを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の誘導加熱ローラ。
13. 請求項１〜１２のいずれか１項に記載の誘導加熱ローラを備える紡糸延伸装置であって、
    前記筒状部の周りに、加熱対象物として複数の糸が前記軸方向に並べて巻き掛けられることを特徴とする紡糸延伸装置。

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