JPH07157938A - ホットローラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電気系統が簡素化され、電気部品の配置が容
易なホットローラを提供する。 【構成】 固定コイル４の外周にこの固定コイル４に誘
導加熱されるローラ９を設けると共にこのローラ９に上
記固定コイルに誘導される二次電源（１１、２２）を設
け、この二次電源よりローラ９上の温度センサ等の回路
２１に配電した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、紡糸巻取機におけるホ
ットローラに係り、特に、電気系統が簡素化され、電気
部品の配置が容易なホットローラに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】紡糸巻取機では、高温のローラからなる
ホットローラを使用し紡出糸を延伸させて巻き取ること
がある。即ち、複数のローラには紡出糸が掛け渡され、
それぞれのローラが回転されることによって紡出糸が送
り出される。同時に紡出糸がホットローラに接すること
によって紡出糸が加熱される。両ローラの周速が異なる
と紡出糸には張力が加わるため加熱された紡出糸が両ロ
ーラの間で延伸される。両ローラの周速比が紡出糸の延
伸比となる。例えば周速比が１．５であると、両ローラ
の間で紡出糸が１．５倍に延伸される。ナイロンフィラ
メントやポリエステルフィラメント等の紡出糸は、それ
ぞれローラの周速比が異なるホットローラを通されるこ
とにより、所望の延伸比で延伸され、ＦＤＹ(Full Draw
Yarn)となる。紡糸巻取機にあっては両ローラの周速比
が延伸比となるので、延伸比を安定させるために、各ロ
ーラの回転数を安定させることが重要となる。

【０００３】ローラの温度を制御することも同様に重要
である。従来のホットローラは、固定されたヒータと、
そのヒータを覆い回転される筒状のローラとを有し、ヒ
ータの熱をローラに伝える仕組みであった。しかし、ヒ
ータとローラとの間が空いているため熱の伝搬性が低
く、このため熱効率や温度制御の応答性がよくなかっ
た。従来のヒータを用いたホットローラは、温度制御が
容易でないために、温度変動を小さくするにはローラの
熱容量を大きくする必要があり、このためにはローラに
所定以上の肉厚が必要であった。これに対し、近年、誘
導加熱の原理を利用したホットローラが実用化されてい
る。即ち、上記ヒータの代りに固定コイルを設け、その
固定コイルを覆い回転される筒状のローラを誘導加熱体
で構成し、固定コイルに電流を流すと、誘導加熱体であ
るローラに２次短絡電流が流れてローラ自体が発熱する
ものである。これによればローラ自体が発熱するので熱
の伝搬性の問題がなくなり、ヒータを用いたホットロー
ラに比べて熱効率や温度制御の応答性が改善される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ローラの温
度を制御するにはローラの温度を測定する必要がある。
このための温度センサは、ローラに取り付けるかローラ
外よりローラに近付けて支持することになるが、いずれ
の場合もローラが回転しているために、それぞれ問題点
を有している。

【０００５】温度センサをローラ外で支持する場合、温
度センサを回転しているローラに接触させることができ
ないので、正確な温度が検知できない。従来、ローラに
周回する溝を設けてその溝内に温度センサを挿入し、で
きるだけローラの温度に近い温度が検知できるようにし
ているが、正確な温度とはいえないし、温度センサをロ
ーラに深く入れたり溝に接触しないようにするには、ロ
ーラの構造が複雑になり好ましくない。また、ローラの
外周は紡出糸を巻き回すことに使用されるので、温度セ
ンサを挿入する方向が限られており、任意の位置の温度
検知を行うことができなかった。

【０００６】温度センサをローラに取り付ける場合、ロ
ーラ自体の温度を直接検知できるし、温度センサを任意
の位置に取り付けることができる。しかし、回転してい
るローラに対する、温度センサのための電源供給や検出
信号の取り出しが困難である。従来、電源供給は一次コ
イルの周りに回転する二次コイルを設けた回転トランス
を用いて行い、検出信号の取り出しは光通信を利用して
いた。しかし、回転トランスは高価で場所を取り、しか
もローラを駆動するモータのほかにこの回転トランスを
ローラに連結すると構造が複雑になる。また、回転中に
光通信を行うためには光軸が回転の中心に一致している
必要があるので、光送信器、光受信器を回転軸の中心に
配置する必要がある。一方、回転トランスから得た二次
電力を安定するための電源回路や温度センサの増幅器等
を構成する電気（電子）部品は物理的力に弱いので回転
軸の中心に寄せて配置する必要がある。このため上記光
送受信器と電気部品との配置関係が複雑になる。

【０００７】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、電気系統が簡素化され、電気部品の配置が容易なホ
ットローラを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、高温のローラの外周に糸を巻き付けて案内
し、糸に熱を与えるホットローラにおいて、固定コイル
の外周にこの固定コイルに誘導加熱される上記ローラを
設けると共にこのローラに上記固定コイルに誘導される
二次電源を設け、この二次電源より上記ローラ上の温度
センサ等の回路に配電したものである。

【０００９】

【作用】本発明の主旨は、温度センサをローラに取り付
ける構成であって、かつ固定コイルの電流でローラの誘
導加熱を行う構成において、その固定コイルを一次コイ
ルとして発電を行う二次電源を設けるものである。この
構成により、ローラは固定コイルによって誘導加熱され
る。同時に、ローラに設けた二次電源も固定コイルによ
って誘導され、発電する。温度センサ等の回路は二次電
源から電力の供給を受けて作動する。

【００１０】温度センサをローラに取り付ける構成であ
るから、ローラ自体の温度を直接検知できるし、温度セ
ンサを任意の位置に取り付けることができる。また、固
定コイルを一次コイルとしローラに二次電源を設けたの
で、回転トランスが不要になる。二次電源は、二次コイ
ル、整流回路、安定化回路等から構成することになる
が、二次コイルは一次コイルに臨むようにローラの内周
に巻けばよいし、二次電源の回路部品はローラの一端に
回転の中心に寄せて配置すればよい。光送受信器はロー
ラの反対端に回転の中心に寄せて配置すればよい。この
ように二次電源がローラに設けられているので、上記二
次電源の回路部品はもとより、温度センサのための増幅
器、光送受信のための変調器等の回路部品を配置するこ
とが容易となる。

【００１１】

【実施例】以下本発明の一実施例を添付図面に基づいて
詳述する。

【００１２】図３を用いて紡糸巻取機におけるホットロ
ーラ装置を説明する。ホットローラ装置は第１加熱ロー
ラＧＲ１及び第１セパレータローラＳＲ１からなる第１
ローラ対と、第２加熱ローラＧＲ２及び第２セパレータ
ローラＳＲ２からなる第２ローラ対とから構成される。
第１加熱ローラＧＲ１は第１セパレータローラＳＲ１よ
り、第２加熱ローラＧＲ２は第２セパレータローラＳＲ
２より径が大きい。第１ローラ対の上方には、図示され
ない紡糸機が設けられている。第２ローラ対は、第１ロ
ーラ対の上方に、かつ軸方向に位置をずらせて配置され
る。第２ローラ対の下方に巻取機ＴＫが設けられる。

【００１３】紡糸機から複数本の紡出糸が紡出される。
この複数本の紡出糸は互いに平行な糸群ＹＧ１を形成
し、その最外幅はＷである。この糸群ＹＧ１が第１加熱
ローラＧＲ１の一端に掛けられ、次いで第１セパレータ
ローラＳＲ１に掛けられる。糸群ＹＧ１は、第１加熱ロ
ーラＧＲ１と第１セパレータローラＳＲ１とに、軸方向
にピッチＬ１でずらして数回巻き回される。ここでは、
糸群ＹＧ１が第１加熱ローラＧＲ１の軸方向にずれるよ
う第１セパレータローラＳＲ１の軸が第１加熱ローラＧ
Ｒ１の軸に対してやや傾けて設置されている。第１加熱
ローラＧＲ１の他端から出た糸群ＹＧ２は第２加熱ロー
ラＧＲ２の一端に掛けられ、次いで第２セパレータロー
ラＳＲ２に掛けられる。糸群ＹＧ２は、第２加熱ローラ
ＧＲ２と第２セパレータローラＳＲ２とに、軸方向にピ
ッチＬ２でずらして数回巻き回される。ここでも、糸群
ＹＧ２が第２加熱ローラＧＲ２の軸方向にずれるよう第
２セパレータローラＳＲ２の軸が第２加熱ローラＧＲ２
の軸に対してやや傾けて設置されている。第２加熱ロー
ラＧＲ２の他端から出た糸群ＹＧ３は、各紡出糸が図示
されない案内具により展開されて幅を広げられ、巻取機
ＴＫに導入される。巻取機ＴＫ内では紡出糸は、各々パ
ッケージに巻き取られる。

【００１４】加熱ローラＧＲ１、ＧＲ２の間で糸群ＹＧ
２の紡出糸が延伸される。加熱ローラＧＲ１、ＧＲ２の
周速比が延伸比となる。例えばＧＲ２／ＧＲ１＝１．５
であると、加熱ローラＧＲ１、ＧＲ２の間で各紡出糸が
１．５倍に延伸される。紡出糸は、加熱ローラＧＲ１、
ＧＲ２の周速比が異なるホットローラを通されることに
より、所望の延伸比で延伸されＦＤＹとなる。加熱ロー
ラＧＲ１、ＧＲ２の周速比が延伸比となる。

【００１５】次に、本発明による加熱ローラを図１に示
す。加熱ローラＧＲ１，ＧＲ２を構成するホットローラ
１は回転されるローラ側と固定されている側とからな
る。固定されている側には、先端（図の左方向）が開放
され基端（図の右方向）がモータ部２に固定された中空
円筒状のコア３が設けられている。コア３は基端から先
端まで所定の長さを有し、その間、コア３の外周にフェ
ライト板１９が設けられ、その外周に固定コイル４が巻
き付けられている。モータ部２には図示されないモータ
回転子を備えた回転軸５が設けられている。

【００１６】コア３の内側には、コア中空部内に挿通さ
れたローラ軸部６がモータ部２の回転軸５に連結されて
設けられている。コア３の外側には、固定コイル４を覆
う円筒状のローラ外筒部７が設けられている。ローラ軸
部６の先端とローラ外筒部７の先端とは円盤状のローラ
先端部８を介してつながっている。ローラ外筒部７の内
側、即ちコイル４に対向する部分には鉄等の誘導加熱体
１７が設けられ、その他のローラ軸部６、ローラ外筒部
７、及びローラ先端部８は軽量化のためアルミ等により
一体的に形成されている。この一体的なローラ９の外周
に紡出糸が巻き回される。ローラ９を回転駆動する駆動
手段は、モータ部２及び図示されない回転数制御回路か
ら構成される。

【００１７】ローラ外筒部７にはローラ９の温度を検出
する温度センサ１０が埋めこまれている。この実施例で
は温度センサ１０は、ローラ外筒部の中央に１８０°隔
てて２個設けられている。２個の温度センサ１０のう
ち、１個は温度制御用に、他の１個は異常検出用にあて
られる。また、ローラ外筒部７には固定コイル４からの
誘導により起電力を生じる二次コイル１１が設けられて
いる。この実施例では二次コイル１１は、ローラ外筒部
７の基端に位置し、ローラ外筒部７の内壁に沿わせて巻
かれている。

【００１８】ローラ先端部８にはプリント基板に回路を
組み込んだ回路モジュール１２が取り付けられている。
温度センサ１０、二次コイル１１は図示されないリード
線で回路モジュール１２に接続されている。ローラ軸部
６内にも回路モジュール１２からのリード線１３が引き
出されており、このリード線１３はモータ部２の回転軸
５内を通ってローラ９と反対側の回転軸端部５ａに達し
ている。この回転軸端部５ａには光によりデータ通信を
行うローラ側光送受信器１４が取り付けられている。ロ
ーラ側光送受信器１４の光軸は回転軸５の中心に一致し
ている。

【００１９】ローラ側光送受信器１４の光軸に合わせて
固定光送受信器１５が設けられている。固定光送受信器
１５の出力は、温度調節モジュール１６に接続されてい
る。温度調節モジュール１６には固定コイル４に高周波
を印加するインバータ回路が含まれている。

【００２０】図２の回路図に示されるように、ローラ側
回路２１は、温度センサ１０、二次コイル１１、二次コ
イルの起電力を用いた安定化ローカル電源２２、２個の
温度センサの検出値を計測する温度計測回路２３、及び
ローラ側光送受信器１４から構成されている。安定化ロ
ーカル電源２２及び温度計測回路２３は上記回路モジュ
ール１２に搭載されている。温度計測回路２３の温度計
測データは、パルス変調されてローラ側光送受信器１４
に出力される。

【００２１】固定光送受信器１５に接続された温度調節
モジュール１６は、復調回路を有する温度調節回路２４
とインバータ回路２５とからなり、温度調節回路２４に
は温度設定値が入力され、ローラ側回路２１から送信さ
れた温度計測データと温度設定値との差に応じてインバ
ータ回路２５の電圧が制御される。インバータ回路２５
には５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの商用電源２６が入力され、
この実施例ではインバータ回路２５内で３０ＫＨｚに変
換される。インバータ回路２５の出力はローラ９を誘導
加熱する固定コイル４に導かれている。

【００２２】次に実施例の作用を述べる。

【００２３】ホットローラ１の稼働開始時、ローラ９は
常温になっているものとし、温度調節回路２４は無条件
にインバータ回路２５を最大出力を要求する。インバー
タ回路２５は固定コイル（高周波誘導加熱コイル）４を
３０ＫＨｚで全位相駆動する。同時に、固定コイル４に
流れる電流の誘導により二次コイル１１に起電力が生
じ、安定化ローカル電源２２が規定の電圧を温度計測回
路２３に供給するようになる。

【００２４】２個の温度センサ１０はそれぞれローラ外
筒部７に埋め込まれているので、ローラ９の温度を直接
検知する。２個の温度センサ１０で検知されたローラ９
の温度は温度計測回路２３で温度計測データとなる。こ
のうち制御用の温度センサ１０からのものが温度制御に
使われる。なお、２個の温度センサ１０の温度を平均し
てもよい。パルス変調された温度計測データがローラ側
光送受信器１４を駆動し、その光信号が固定光送受信器
１５に到達する。ここで、ローラ側光送受信器１４から
固定光送受信器１５への光軸はモータ部２の回転軸５の
中心に位置しているので、ローラ９の回転角には無関係
に常に温度計測データの送受信が行われる。

【００２５】温度調節回路２４は、固定光送受信器１５
を介して温度計測データが得られるようになると、この
温度計測データと温度設定値とを比較し、インバータ回
路２５の電圧を制御するようになる。従って、ローラ９
の温度が温度設定値を上回りそうになると固定コイル４
に流れる電流が抑制され、逆にローラ９の温度が温度設
定値を下回りそうになると固定コイル４に流れる電流が
解放される。このようにしてインバータ制御によってロ
ーラ９の温度が安定に保持される。

【００２６】本発明にあっては、二次電源を構成する二
次コイル１１及び安定化ローカル電源２２が共にローラ
９に取り付けられているので、両者間の配電が容易であ
り、特に安定化ローカル電源２２を構成する整流回路、
安定化回路等の回路部品はローラ先端部８に設けた回路
モジュール１２に収容することにより、回転の影響の少
ない中心部に寄せて配置することができる。そして、ロ
ーラ軸部６及び回転軸５を介して回路モジュール１２と
は反対側の端部に設けたローラ側光送受信器１４を回転
の中心に配置することができる。

【００２７】

【発明の効果】本発明は次の如き優れた効果を発揮す
る。

【００２８】（１）回転トランスが不要であるため、ホ
ットローラの構造が簡素化され、かつコストが安くな
る。

【００２９】（２）加熱のための電源供給と温度検知の
ための電源供給とを固定コイルに一本化したので、ホッ
トローラへの配電が簡素化される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すホットローラの破断側
面図である。

【図２】本発明の一実施例を示すホットローラの回路図
である。

【図３】紡糸巻取機の（ａ）側面図及び（ｂ）正面図で
ある。

【符号の説明】

１ ホットローラ ４ 固定コイル ９ ローラ １１ 二次コイル ２１ ローラ側回路（温度センサ等の回路） ２２ 安定化ローカル電源

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高温のローラの外周に糸を巻き付けて案
   内し、糸に熱を与えるホットローラにおいて、固定コイ
   ルの外周にこの固定コイルに誘導加熱される上記ローラ
   を設けると共にこのローラに上記固定コイルに誘導され
   る二次電源を設け、この二次電源より上記ローラ上の温
   度センサ等の回路に配電したことを特徴とするホットロ
   ーラ。