TWI739035B - 感應加熱輥及紡絲延伸裝置 - Google Patents

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Abstract

在感應加熱輥中，為了抑制輥主體的強度降低且將輥表面的軸向之溫度分布均一化。 　　感應加熱輥(30)係具備輥主體(31)及加熱器(40)，輥主體(31)具有圓筒狀的外筒部(33)及連接於外筒部(33)之軸向的一端側的端部之端面部(35)，加熱器(40)具有配置於輥主體(31)的內部之線圈(41)，藉由對線圈(41)供給交流電流而將外筒部(33)進行感應加熱，在端面部(35)的內面當中，在徑向上之外筒部(33)和加熱器(40)間的區域設置朝周方向延伸之溝槽部(35a)。

Description

感應加熱輥及紡絲延伸裝置
本發明是關於感應加熱輥及具備該感應加熱輥之紡絲延伸裝置。
在例如專利文獻1所記載的感應加熱輥，是在磁性體所構成之輥主體的內部配置具有線圈之加熱器，藉由對線圈供給交流電流，將輥主體的外筒部(被加熱部)進行感應加熱。具體而言，是在外筒部之軸向之一端側的端部連接前蓋(以下稱為端面部)，在外筒部之軸向的另一端側鄰接地配置磁性軛。而且，當對線圈供給交流電流時，會產生環繞加熱器的鐵心、端面部、外筒部、磁性軛之交變磁通。如此，利用電磁感應產生沿周方向流過外筒部之渦電流，藉由其焦耳熱來將外筒部加熱。
[專利文獻1]日本特開昭54-106617號公報
[發明所欲解決之問題]
在此，因為磁通具有欲通過最短路徑的性質，磁通主要是通過外筒部和端面部之角部的內側。因此，當端面部具有某種程度的厚度的情況，在端面部及外筒部之上述一端側幾乎沒有磁通通過，而無法將輥主體的一端部充分加熱。結果，存在輥主體之外周面(輥表面)之軸向的溫度分布變得不均一之問題。另一方面，如果將端面部的厚度縮小的話，在端面部及外筒部的一端側會有磁通通過，而能促進在輥主體的一端部之發熱，因此可改善輥表面的溫度分布。然而，這樣的話會造成端面部的剛性降低，而存在輥主體的強度降低之問題。
有鑑於以上的問題，本發明的感應加熱輥，是為了抑制輥主體的強度降低並使輥表面之軸向的溫度分布均一化。 [解決問題之技術手段]
本發明的感應加熱輥，係具備輥主體及加熱器，前述輥主體具有圓筒狀的被加熱部、及連接於前述被加熱部之軸向的一端側之端部的端面部，前述加熱器具有配置於前述輥主體的內部之線圈，藉由對前述線圈供給交流電流而將前述被加熱部進行感應加熱，其特徵在於，在前述端面部之內面當中，在徑向上之前述被加熱部和前述加熱器間的區域形成有沿周方向延伸之溝槽部。
依據本發明，通過端面部之磁通，會以迴避溝槽部的方式繞到軸向之一端側。因此，能促進在輥主體的一端部之發熱，而能夠改善在輥表面之軸向的溫度分布。此外，由於僅在端面部的內面之一部分形成溝槽部，端面部的剛性不致大幅降低。如此般，依據本發明，可抑制輥主體的強度降低並使輥表面之軸向的溫度分布均一化。
本發明較佳為，前述溝槽部，係具有形成於周方向的全周之環狀構造。
藉由使溝槽部成為環狀構造，在周方向的全周可促進在輥主體的一端部之發熱，因此能將輥表面的軸向之溫度分布有效地均一化。
本發明較佳為，前述溝槽部是形成為與前述被加熱部鄰接。
藉由使溝槽部與被加熱部鄰接，以迴避溝槽部的方式繞到一端側的磁通也能通過被加熱部的一端部。因此，可促進在被加熱部的一端部之發熱，能將輥表面的軸向之溫度分布更有效地均一化。
本發明較佳為，前述溝槽部，是在前述端面部的內面當中，僅形成於徑向上之前述被加熱部和前述加熱器間的區域。
藉由將形成溝槽部的範圍限定在被加熱部和加熱器間的區域，可抑制端面部的剛性降低，進而抑制輥主體的強度降低。
本發明較佳為，前述溝槽部是在徑向的最外側變得最深。
如此般，讓溝槽部的深度變化，可將溝槽部的容積縮小，而能抑制端面部的剛性降低，進而抑制輥主體的強度降低。而且，由於溝槽部是在徑向的最外側變得最深，繞過溝槽部的最深部分而往一端側的磁通，變得容易通過被加熱部的一端部。因此，可促進在被加熱部的一端部之發熱，能將輥表面的軸向之溫度分布更有效地均一化。
本發明較佳為，前述端面部當中之未形成前述溝槽部的部分的厚度，是比前述被加熱部的厚度大。
如此，可將端面部的剛性提高，而使輥主體的強度提高。
本發明較佳為，前述端面部當中之形成有前述溝槽部的部分之最小厚度，是比前述被加熱部的厚度小。
如此般，通過溝槽部之最深部分(端面部之厚度最小的部分)之磁通，會通過更一端側。因此，可更加促進在輥主體的一端部之發熱，能將輥表面的軸向之溫度分布更有效地均一化。
本發明較佳為，前述端面部當中之形成有前述溝槽部的部分之最小厚度為3mm以上。
如此，可避免在端面部之厚度最小的部分發生磁通飽和，能夠抑制感應加熱之加熱效率降低。
本發明較佳為，前述溝槽部是用非磁性體構件填埋。
如此，相較於溝槽部單純為空間的情況，可將端面部的剛性提高，能使輥主體的強度提高。
本發明較佳為，進一步具備非磁性體的均熱構件，該均熱構件是配置成與前述被加熱部之內周面接觸且軸向之熱傳導率比前述被加熱部的至少內周面的熱傳導率高，作為前述非磁性體構件，是將前述均熱構件的一部分插入前述溝槽部。
藉由設置這樣的均熱構件，能將輥表面的軸向之溫度分布更有效地均一化。而且，可利用該均熱構件來補強溝槽部。
本發明較佳為，前述均熱構件是由纖維複合材料所構成。
在纖維複合材料的情況，藉由在纖維的配向下工夫，能使熱傳導率、電阻率等的物性值具有異向性，便於作為均熱構件的材料來使用。
本發明較佳為，前述均熱構件是由熱傳導率比前述被加熱部的至少內周面高之非磁性體的金屬材料所構成。
一般而言，金屬材料比纖維複合材料更容易加工，當均熱構件是由金屬材料構成時，均熱構件的成形變容易。
本發明較佳為，前述輥主體，是在軸向之另一端側的端部被懸臂支承。
當輥主體是在另一端側的端部被懸臂支承的情況，輥主體之一端部成為與外部空氣接觸之自由端，輥表面的溫度特別容易降低。因此，能促進在輥主體的一端部的發熱之本發明特別有效。
本發明之紡絲延伸裝置，其特徵在於，係具備上述任一個感應加熱輥，在前述輥主體之外周面將複數根絲以沿軸向排列的方式捲掛。
依據本發明，能將輥表面的軸向之溫度分布均一化。因此，能將在輥主體上所捲掛之複數根絲均一地加熱，可抑制複數根絲的品質不均，而使絲的品質提高。
(紡絲牽引機) 　　針對本發明的實施形態做說明。圖1係顯示具備本實施形態的感應加熱輥之紡絲牽引機的示意圖。如圖1所示般，紡絲牽引機1是構成為，讓從紡絲裝置2連續紡出之聚酯等的熔融纖維材料固化而形成複數根(在此為6根)絲Y，將複數根絲Y利用紡絲延伸裝置3延伸後，利用絲捲繞裝置4進行捲繞。以下，參照附設於各圖的方向進行說明。
紡絲裝置2，是將聚酯等的熔融纖維材料連續地紡出，而生成複數根絲Y。從紡絲裝置2紡出之複數根絲Y，藉由油劑導件10賦予油劑之後，經由導引輥11送往紡絲延伸裝置3。
紡絲延伸裝置3，是將複數根絲Y加熱延伸的裝置，且配置在紡絲裝置2的下方。紡絲延伸裝置3，係具有被收容在保溫箱12之內部之複數個(在此為5個)導絲輥21～25。各導絲輥21～25，是藉由馬達旋轉驅動且利用對線圈的通電而進行感應加熱的感應加熱輥，是供複數根絲Y捲掛。在保溫箱12之右側面部的下部，形成有用於將複數根絲Y導入保溫箱12的內部之導入口12a，在保溫箱12之右側面部的上部，形成有用於將複數根絲Y往保溫箱12的外部導出之導出口12b。複數根絲Y，從下側的導絲輥21依序對於各導絲輥21～25以未達360度的捲掛角度進行捲掛。
下側3個導絲輥21～23，是用於將複數根絲Y在延伸之前進行預熱的預熱輥，其等的輥表面溫度設定為絲Y的玻璃轉移點以上的溫度(例如90～100℃左右)。另一方面，上側2個導絲輥24、25，是用於將延伸後之複數根絲Y實施熱定型之調質輥，其等的輥表面溫度設定為比下側個導絲輥21～23之輥表面溫度更高的溫度(例如150～200℃左右)。此外，上側2個導絲輥24、25的絲進給速度是比下側3個導絲輥21～23更快。
透過導入口12a導入保溫箱12之複數根絲Y，首先被預熱至在藉由導絲輥21～23進給的期間可延伸的溫度。預熱後的複數根絲Y，利用導絲輥23和導絲輥24間之絲進給速度的差而被延伸。再者，複數根絲Y，在藉由導絲輥24、25進給的期間被加熱到更高溫，而以延伸後的狀態進行熱定型。如此般延伸後之複數根絲Y，是透過導出口12b往保溫箱12的外部導出。
藉由紡絲延伸裝置3延伸後之複數根絲Y，經由導引輥13送往絲捲繞裝置4。絲捲繞裝置4，是將複數根絲Y捲繞的裝置且配置在紡絲延伸裝置3的下方。絲捲繞裝置4係具備筒管支架14、接觸輥15等。筒管支架14，是具有朝前後方向延伸之圓筒形狀，且藉由未圖示的馬達進行旋轉驅動。在筒管支架14，以沿其軸向排列的狀態裝設複數個筒管B。絲捲繞裝置4，是藉由讓筒管支架14旋轉，在複數個筒管B上同時捲繞複數根絲Y，而生產複數個卷裝P。接觸輥15，是與複數個卷裝P之表面接觸而賦予既定的接觸壓，藉此使卷裝P的形狀一致。
(感應加熱輥) 　　接下來，針對導絲輥21～25所採用的感應加熱輥30的構造，使用圖2做說明。圖2係本實施形態之感應加熱輥30之沿著軸向的剖面圖。感應加熱輥30的輥主體31，是藉由將輥主體31旋轉驅動之馬達100予以懸臂支承。以下，將圓筒狀之輥主體31的延伸方向(圖2的左右方向)稱為軸向。在軸向上，輥主體31之前端側(圖2的右側)相當於本發明的一端側，其相反側之基端側(圖2的左側)相當於本發明的另一端側。此外，適宜地將輥主體31的徑向簡稱為徑向，將輥主體31的周方向簡稱為周方向。
感應加熱輥30係具有：朝軸向延伸之圓筒狀的輥主體31、及讓輥主體31的外周面(以下稱為輥表面31a)昇溫之加熱器40。感應加熱輥30，是利用設置於加熱器40之線圈41所產生之感應加熱，來讓輥表面31a昇溫。結果，將以沿軸向排列的狀態捲掛於輥表面31a之複數根絲Y加熱。
輥主體31是由既是磁性體又是導體之碳鋼所構成。輥主體31，是由位於線圈41的徑向外側之圓筒狀的外筒部33、位於線圈41的徑向內側之圓筒狀的軸心部34、將外筒部33的前端部和軸心部34的前端部連接之圓板狀的端面部35三者一體形成者。但只要外筒部33和端面部35既是磁性體又是導體，外筒部33和端面部35是使用不同的材料亦可。此外，縱使外筒部33和端面部35是由相同材料構成的情況，外筒部33和端面部35是不同的構件亦可。在輥主體31的基端側形成有開口，馬達100的輸出軸101是從該開口插入到輥主體31的內部。
在輥主體31之軸心部34，形成有沿著軸向延伸設置之軸安裝孔34a。從基端側插入之馬達100的輸出軸101，是利用未圖示的固定手段固定在軸安裝孔34a。藉此，輥主體31的基端部是藉由馬達100的輸出軸101予以懸臂支承，而使輥主體31和輸出軸101可一體地旋轉。
在本實施形態，為了讓輥表面31a有效率地昇溫，外筒部33的厚度設定成以某種程度縮小之6～8mm左右。相對於此，當將端面部35的厚度設定成與外筒部33為相同程度時，輥主體31的強度有不足的疑慮，因此將端面部35的厚度設定成比外筒部33大之8～10mm左右。然而，在此所示的厚度只不過是一例，外筒部33的厚度也能設定成與端面部35同程度或其以上的厚度。
在輥主體31的內部，以與外筒部33之內周面接觸的方式設置圓筒狀的均熱構件36。均熱構件36，例如是由含有碳纖維及石墨之C/C複合材料(碳纖維強化碳複合材料)所構成。圖3係顯示本實施形態的輥主體31及均熱構件36之各物性值的表。均熱構件36所使用的C/C複合材料，其碳纖維是呈軸向配向或隨機配向。因此，如圖3所示般，均熱構件36之軸向的熱傳導率是比輥主體31(至少外筒部33的內周面)的熱傳導率更高，利用均熱構件36能使輥表面31a之軸向的溫度分布變得均一。此外，均熱構件36之周方向的電阻率是比外筒部33的電阻率更大，因此渦電流不容易流過均熱構件36。再者，由於C/C複合材料為非磁性體，磁通幾乎不會通過均熱構件36，可抑制均熱構件36被感應加熱。
回到圖2，均熱構件36的外徑是與外筒部33的內徑大致相同，均熱構件36的外周面是大致全面與外筒部33的內周面接觸。均熱構件36之軸向的長度，是與輥主體31之外筒部33的長度大致相同。均熱構件36的前端部插入後述的溝槽部35a，藉由環狀的固定環37將均熱構件36的基端部固定在外筒部33的基端部。固定環37例如是由碳鋼等的磁性體所構成。
在輥主體31的基端側配置凸緣38。凸緣38是磁性體，例如與輥主體31同樣的是由碳鋼所構成。凸緣38是圓板狀的構件，在其中心部形成有用於讓馬達100的輸出軸101插穿之貫通孔38a。凸緣38是延伸到比線圈41更靠徑向外側，在周緣部的內面形成有環狀溝槽38b。上述固定環37是以不接觸環狀溝槽38b之構成面的方式配置於該環狀溝槽38b。
接下來，針對加熱器40做說明。加熱器40具有線圈41及筒管構件42。線圈41，是用於將輥主體31進行感應加熱。線圈41，是捲繞在圓筒狀的筒管構件42，在徑向上，是配置在比輥主體31的外筒部33內側且比軸心部34外側。
筒管構件42，例如與輥主體31同樣的是由碳鋼所構成。筒管構件42係具有：供線圈41捲繞之圓筒狀的鐵心部42a、及從鐵心部42a的前端部朝徑向外側突出之凸緣部42b。筒管構件42的前端部是與端面部35稍微分離，筒管構件42的基端部安裝於凸緣38。雖圖示省略，筒管構件42具有：周方向的一部分被切斷之C字狀的剖面形狀。因此，渦電流不容易流過筒管構件42，可抑制筒管構件42被感應加熱。
圖4係本實施形態的感應加熱輥30之局部放大剖面圖及顯示輥表面的溫度分布之曲線圖。當對線圈41供給高頻電流時，在線圈41周圍會產生變動磁場。而且，藉由電磁感應而產生沿周方向流過輥主體31的外筒部33之渦電流，利用其焦耳熱將外筒部33加熱，使輥表面31a的溫度上昇。這時，如圖4之箭頭所示般，形成通過筒管構件42的鐵心部42a、筒管構件42的凸緣部42b、輥主體31的端面部35、輥主體31的外筒部33、固定環37、凸緣38之磁通路徑。對應於電流的方向，磁通方向會改變。
(習知技術的問題點) 　　圖8係習知的感應加熱輥90之局部放大剖面圖及顯示輥表面31a的溫度分布之曲線圖。對於與本實施形態的感應加熱輥30通用的構造，是賦予相同的符號。
因為磁通具有欲通過最短路徑的性質，磁通主要是通過外筒部33和端面部35之角部的內側。因此，當端面部35具有某種程度的厚度的情況，在外筒部33的前端部(參照圖8之虛線部分)幾乎沒有磁通通過，而無法將外筒部33的前端部充分加熱。結果，輥表面31a的溫度在前端部急劇降低，軸向的溫度分布變得不均一。當輥主體31是藉由馬達100懸臂支承而使輥主體31的前端部接觸外部空氣的情況，這樣的問題特別顯著。
另一方面，如果將端面部35的厚度縮小的話，磁通變成也能通過外筒部33的前端部，外筒部33的前端部也能進行加熱，因此能改善輥表面31a的溫度分布。然而，這樣做的話，端面部35的剛性變低，而存在輥主體31的強度降低的問題。
(溝槽部的構造) 　　為了解決以上般的問題，在本實施形態，如圖4所示般，在輥主體31之端面部35的內面當中，在徑向上之外筒部33和加熱器40間，更精確的說，在徑向上之外筒部33的內周面和筒管構件42的凸緣部42b之徑向外側端間的區域之一部分，形成有溝槽部35a。該溝槽部35a，是形成在與外筒部33鄰接的位置，成為在周方向的全周延伸之環狀構造。在溝槽部35a，將均熱構件36的前端部插入。
雖在溝槽部35a將均熱構件36插入，由於均熱構件36為非磁性體，在均熱構件36幾乎沒有磁通通過。亦即，以迴避溝槽部35a(均熱構件36)的方式，使磁通繞到輥主體31之端面部35及外筒部33的前端側(參照圖4的虛線部分)。結果，能讓在外筒部33的前端部之發熱量增加，可將輥表面31a的溫度分布均一化。
本實施形態的溝槽部35a，與周方向正交的剖面形狀呈三角形狀，且成為越靠徑向外側深度越深之錐狀。亦即，溝槽部35a的深度是在徑向的最外側最深，繞過溝槽部35a而往前端側的磁通，變得容易通過外筒部33的前端部。因此，能讓外筒部33的前端部有效率地發熱。此外，端面部35當中之形成有溝槽部35a的部分之最小厚度(溝槽部35a最深的部位之厚度)，設定為例如3～5mm左右，而比外筒部33的厚度(6～8mm左右)小。最小厚度設定成越小則磁通越會通過前端側，但過小時磁通會飽和而使加熱效率降低，因此最小厚度較佳為3mm以上。
(效果) 　　本實施形態的感應加熱輥30，是在輥主體31之端面部35的內面當中，在徑向上之外筒部33(相當於本發明的被加熱部)和加熱器40間的區域形成有沿周方向延伸之溝槽部35a。依據如此般的構成，通過端面部35的磁通，是以迴避溝槽部35a的方式繞到軸向的前端側(一端側)。因此，能促進在輥主體31的前端部之發熱，可改善輥表面31a的軸向之溫度分布。此外，由於僅在端面部35之內面的一部分形成溝槽部35a，端面部35的剛性不致大幅降低。如此般，依據本實施形態的感應加熱輥30，可抑制輥主體31的強度降低，且使輥表面31a的軸向之溫度分布均一化。
在本實施形態，溝槽部35a是具有形成於周方向的全周之環狀構造。藉由使溝槽部35a成為環狀構造，在周方向的全周可促進在輥主體31的前端部之發熱，能將輥表面31a的軸向之溫度分布有地均一化。
在本實施形態，溝槽部35a形成為與外筒部33鄰接。當溝槽部35a與外筒部33鄰接時，以廻避溝槽部35a的方式繞到前端側的磁通也會通過外筒部33的前端部。因此，能促進在外筒部33的前端部之發熱，可將輥表面31a的軸向之溫度分布更有效地均一化。
在本實施形態，溝槽部35a，是在端面部35的內面當中，僅形成於徑向上之外筒部33和加熱器40間的區域。如此般，將形成溝槽部35a的範圍限定在外筒部33和加熱器40間的區域，可抑制端面部35的剛性降低，進而抑制輥主體31的強度降低。
在本實施形態，溝槽部35a是在徑向的最外側最深。如此般，藉由讓溝槽部35a的深度變化，可將溝槽部35a的容積縮小，可抑制端面部35的剛性降低，進而抑制輥主體31的強度降低。而且，由於溝槽部35a是在徑向的最外側變得最深，繞過溝槽部35a最深的部分而往前端側的磁通，變得容易通過外筒部33的前端部。因此，能促進在外筒部33的前端部之發熱，可將輥表面31a的軸向之溫度分布更有效地均一化。
在本實施形態，端面部35當中之未形成溝槽部35a的部分之厚度，是比外筒部33的厚度大。如此，能將端面部35的剛性提高，而使輥主體31的強度提高。
在本實施形態，端面部35當中之形成有溝槽部35a的部分之最小厚度，是比外筒部33的厚度小。如此，通過溝槽部35a之最深的部分(端面部35之厚度最小的部分)之磁通，會通過更前端側。因此，能進一步促進在輥主體31的前端部之發熱，可將輥表面31a的軸向之溫度分布更有效地均一化。
在本實施形態，端面部35當中之形成有溝槽部35a的部分之最小厚度為3mm以上。如此，可避免在端面部35之厚度最小的部分發生磁通飽和，可抑制感應加熱的加熱效率降低。
在本實施形態，溝槽部35a是用非磁性體構件36填埋。如此，相較於溝槽部35a單純為空間的情況，能將端面部35的剛性提高，能使輥主體31的強度提高。
在本實施形態，進一步具備非磁性體的均熱構件36，其配置成與外筒部33的內周面接觸且軸向的熱傳導率比外筒部33的至少內周面的熱傳導率高，作為上述非磁性體構件，是將均熱構件36的一部插入溝槽部35a。藉由設置如此般的均熱構件36，可將輥表面31a的軸向之溫度分布更有效地均一化。而且，利用該均熱構件36可補強溝槽部35a。
在本實施形態，均熱構件36是由纖維複合材料所構成。纖維複合材料的情況，藉由在纖維的配向下工夫，能讓熱傳導率、電阻率等的物性值具有異向性，而便於作為均熱構件36的材料來使用。
在本實施形態，上述纖維複合材料是含有碳纖維及石墨之C/C複合材料(碳纖維強化碳複合材料)。C/C複合材料，甚至在含有碳纖維之纖維複合材料中也具有高熱傳導率，且耐熱性也高。因此，均熱構件36是採用C/C複合材料時，可提供一種感應加熱輥30，其能將輥表面31a的溫度分布更有效地均一化，還能耐高溫。
在本實施形態，輥主體31是在軸向之基端側(另一端側)的端部被懸臂支承。當輥主體31是在基端部被懸臂支承的情況，前端部成為與外部空氣接觸之自由端，輥表面31a的溫度特別容易降低。因此，可促進在輥主體31的前端部之發熱的本發明特別有效。
在本實施形態，在輥主體31的外周面，將複數根絲Y以沿軸向排列的方式捲掛。依據本發明，可將輥表面31a的軸向之溫度分布均一化。因此，能將在輥主體31上所捲掛之複數根絲Y均一地加熱，可抑制複數根絲Y的品質不均，而使絲Y的品質提高。
(其他實施形態) 　　接著說明，對上述實施形態進行各種變更後的變形例。
在上述實施形態，溝槽部35a之與周方向正交的剖面形狀為三角形狀。然而，溝槽部35a的具體形狀並不限定於此。例如，如圖5(a)所示般，可為剖面形狀呈矩形狀的溝槽部35b，如圖5(b)所示般，可為剖面形狀呈圓弧狀的溝槽部35c，亦可為其等以外的形狀。
在上述實施形態，是在溝槽部35a將均熱構件36的前端部插入，但這樣做並不是必須的。例如，如圖6(a)所示般，在溝槽部35d不將均熱構件36插入亦可，如圖6(b)所示般，省略均熱構件36而成為在溝槽部35e什麼都沒有插入的狀態亦可。縱使是像溝槽部35d、35e這樣之單純的空間，由於空氣的相對導磁率比輥主體31(碳鋼)低，通過端面部35的磁通會繞過溝槽部35d、35e而往前端側，可促進在外筒部33的前端部之發熱。此外，如圖7(a)所示般，用不是均熱構件之非磁性體構件39將溝槽部35f填埋亦可。在此的「填埋」，並不限定於將溝槽部35a全體用非磁性體構件39填埋的情況，也包含以可提高端面部35之剛性的程度將溝槽部35f的一部分用非磁性體構件填埋。
在上述實施形態，溝槽部35a是形成為與輥主體31的外筒部33鄰接(形成在外筒部33和端面部35之角部)。然而，溝槽部形成為與外筒部33鄰接並非必須的。例如，如圖7(b)所示之溝槽部35g那樣，只要形成在徑向上之外筒部33和加熱器40間的區域，是與外筒部33分離亦可。在此情況也是，藉由讓端面部35的前端部發熱，利用來自端面部35的熱傳導容易讓外筒部33的前端部昇溫。
在上述實施形態，溝槽部35a具有形成在周方向的全周之環狀構造。然而，溝槽部不一定要是環狀構造，其周方向的一部分中斷亦可，將環狀構造的溝槽在周方向分割成複數個溝槽亦可。
在上述實施形態，均熱構件36是由C/C複合材料所構成。然而，均熱構件36亦可由含有碳纖維及樹脂之CFRP(碳纖維強化塑膠)所構成。比起C/C複合材料，CFRP的耐熱性低但便宜。因此，感應加熱輥30不那麼要求耐熱性的情況，在均熱構件36的材料採用CFRP，可降低成本。
再者，均熱構件36，不是採用C/C複合材料、CFRP等的纖維複合材料，而是由熱傳導率比外筒部33(碳鋼)的至少內周面高之非磁性體的金屬材料、例如鋁、銅等所構成亦可。一般而言，金屬材料比纖維複合材料更容易加工，如果均熱構件36是由金屬材料構成的話，均熱構件36的成形變容易。
在上述實施形態，輥主體31是被懸臂支承。然而，輥主體31亦可構成為被兩端支承。
在上述實施形態，是在感應加熱輥30的外周面捲掛複數根絲Y。然而，在感應加熱輥30的外周面所捲掛之絲Y數為1根亦可。
在上述實施形態，是說明用於將絲Y加熱的感應加熱輥30。然而，感應加熱輥30的用途並不限定於將絲Y加熱，亦可為用於將絲Y以外的薄膜、紙、不織布、樹脂薄片等的薄片材加熱者，或是用於將影印機等所具備之薄片上的碳粉像等加熱者。
1:紡絲牽引機
2:紡絲裝置
3:紡絲延伸裝置
4:絲捲繞裝置
10:油劑導件
11:導引輥
12:保溫箱
12a:導入口
12b:導出口
13:導引輥
14:筒管支架
15:接觸輥
21~25:導絲輥
30:感應加熱輥
31:輥主體
31a:輥表面
33:外筒部(被加熱部)
34:軸心部
34a:軸安裝孔
35:端面部
35a~35g:溝槽部
36:均熱構件(非磁性體構件)
37:固定環
38:凸緣
38a:貫通孔
38b:環狀溝槽
40:加熱器
41:線圈
42:筒管構件
42a:鐵心部
42b:凸緣部
100:馬達
101:輸出軸
Y:絲
B:筒管
圖1係顯示具備本實施形態的感應加熱輥之紡絲牽引機的示意圖。 　　圖2係本實施形態之感應加熱輥之沿著軸向的剖面圖。 　　圖3係顯示本實施形態之輥主體及均熱構件的各物性值之表。 　　圖4係本實施形態的感應加熱輥之局部放大剖面圖、及顯示輥表面的溫度分布之曲線圖。 　　圖5(a)，(b)係顯示感應加熱輥的變形例之剖面圖。 　　圖6(a)，(b)係顯示感應加熱輥的變形例之剖面圖。 　　圖7(a)，(b)係顯示感應加熱輥的變形例之剖面圖。 　　圖8係習知的感應加熱輥之局部放大剖面圖、及顯示輥表面的溫度分布之曲線圖。
30‧‧‧感應加熱輥
31‧‧‧輥主體
31a‧‧‧輥表面
33‧‧‧外筒部
34‧‧‧軸心部
34a‧‧‧軸安裝孔
35‧‧‧端面部
35a‧‧‧溝槽部
36‧‧‧均熱構件(非磁性體構件)
37‧‧‧固定環
38‧‧‧凸緣
38a‧‧‧貫通孔
38b‧‧‧環狀溝槽
40‧‧‧加熱器
41‧‧‧線圈
42‧‧‧筒管構件
42a‧‧‧鐵心部
42b‧‧‧凸緣部
100‧‧‧馬達
101‧‧‧輸出軸
Y‧‧‧絲

Claims (24)

  1. 一種感應加熱輥，係具備輥主體及加熱器，前述輥主體具有圓筒狀的被加熱部、及連接於前述被加熱部之軸向的一端側之端部的端面部，前述加熱器具有配置於前述輥主體的內部之線圈，藉由對前述線圈供給交流電流而將前述被加熱部進行感應加熱，其特徵在於，在前述端面部之內面當中，在徑向上之前述被加熱部和前述加熱器間的區域形成有沿周方向延伸之溝槽部。
  2. 如請求項1所述之感應加熱輥，其中，前述溝槽部具有，形成在周方向的全周之環狀構造。
  3. 如請求項1所述之感應加熱輥，其中，前述溝槽部形成為與前述被加熱部鄰接。
  4. 如請求項1所述之感應加熱輥，其中，前述溝槽部，是在前述端面部的內面當中，僅形成於徑向上之前述被加熱部和前述加熱器間的區域。
  5. 如請求項2所述之感應加熱輥，其中，前述溝槽部，是在前述端面部的內面當中，僅形成於徑向上之前述被加熱部和前述加熱器間的區域。
  6. 如請求項3所述之感應加熱輥，其中，前述溝槽部，是在前述端面部的內面當中，僅形成於徑向上之前述被加熱部和前述加熱器間的區域。
  7. 如請求項1所述之感應加熱輥，其中，前述溝槽部，在徑向的最外側變得最深。
  8. 如請求項2所述之感應加熱輥，其中，前述溝槽部，在徑向的最外側變得最深。
  9. 如請求項3所述之感應加熱輥，其中，前述溝槽部，在徑向的最外側變得最深。
  10. 如請求項4所述之感應加熱輥，其中，前述溝槽部，在徑向的最外側變得最深。
  11. 如請求項5所述之感應加熱輥，其中，前述溝槽部，在徑向的最外側變得最深。
  12. 如請求項6所述之感應加熱輥，其中，前述溝槽部，在徑向的最外側變得最深。
  13. 如請求項1所述之感應加熱輥，其中，前述端面部當中之未形成前述溝槽部的部分之厚度， 是比前述被加熱部的厚度大。
  14. 如請求項1至13中任一項所述之感應加熱輥，其中，前述端面部當中之形成有前述溝槽部的部分之最小厚度，是比前述被加熱部的厚度小。
  15. 如請求項1至13中任一項所述之感應加熱輥，其中，前述端面部當中之形成有前述溝槽部的部分之最小厚度為3mm以上。
  16. 如請求項14所述之感應加熱輥，其中，前述端面部當中之形成有前述溝槽部的部分之最小厚度為3mm以上。
  17. 如請求項1至13中任一項所述之感應加熱輥，其中，前述溝槽部是用非磁性體構件填埋。
  18. 如請求項17所述之感應加熱輥，係進一步具備非磁性體的均熱構件，該均熱構件是配置成與前述被加熱部的內周面接觸且軸向的熱傳導率比前述被加熱部的至少內周面的熱傳導率高，作為前述非磁性體構件，是將前述均熱構件的一部分插入前述溝槽部。
  19. 如請求項18所述之感應加熱輥，其中，前述均熱構件是由纖維複合材料所構成。
  20. 如請求項18所述之感應加熱輥，其中，前述均熱構件是由熱傳導率比前述被加熱部的至少內周面高之非磁性體的金屬材料所構成。
  21. 如請求項17所述之感應加熱輥，其中，插入前述溝槽部之非磁性體構件，是與均熱構件不同的個體。
  22. 如請求項1至13中任一項所述之感應加熱輥，其中，前述輥主體，是在軸向之另一端側的端部被懸臂支承。
  23. 如請求項1至13中任一項所述之感應加熱輥，其中，成為在前述溝槽部什麼都沒有插入的狀態。
  24. 一種紡絲延伸裝置，係具備如請求項1至21中任一項所述之感應加熱輥，在前述輥主體的外周面，將複數根絲以沿軸向排列的方式捲掛。
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