TWI750413B

TWI750413B - 加熱輥及紡絲延伸裝置

Info

Publication number: TWI750413B
Application number: TW107132572A
Authority: TW
Inventors: 加賀田翔; 森永遼
Original assignee: 日商Ｔｍｔ機械股份有限公司
Priority date: 2017-10-17
Filing date: 2018-09-17
Publication date: 2021-12-21
Also published as: JPWO2019077864A1; CN111133835A; EP3700301B1; EP3700301A1; CN111133835B; EP3700301A4; WO2019077864A1; TW201918115A; JP6857743B2

Abstract

在設有比輥主體之熱傳導率高且線膨脹係數低之圓筒狀的均熱體之加熱輥中，防止因熱膨脹差所產生的間隙導致均熱體之均熱效果降低。　　加熱輥係具備輥主體(31)及圓筒狀的均熱體(36)，輥主體(31)具有圓筒狀的被加熱部(33)，均熱體(36)是配置成與被加熱部(33)的內周面(33a)接觸，並具有比輥主體(31)更高的熱傳導率且更低的線膨脹係數，均熱體(36)，是將沿軸向延伸之複數個均熱片(37)在周方向排列而構成為圓筒狀，又進一步具備：將各均熱片(37)朝向被加熱部(33)的內周面(33a)按壓之按壓機構(40)。

Description

加熱輥及紡絲延伸裝置

本發明是關於加熱輥及紡絲延伸裝置。

例如，像專利文獻1所記載般，藉由使用線圈之感應加熱讓輥表面昇溫之感應加熱輥是已知的。這樣的感應加熱輥，很難讓感應加熱所產生的發熱量在軸向上均一，輥表面的溫度在軸向容易變得不均一。於是，專利文獻1所記載的感應加熱輥，是在輥主體的表面附近，將封入有氣液兩相的熱媒體之夾套室設置成沿軸向延伸。該夾套室是作為熱管發揮作用，藉此使輥表面的溫度在軸向變得均一化。

[專利文獻1]日本特開2003-100437號公報

如專利文獻1般之將熱管(夾套室)設置於輥主體的構造，為了配置熱管，不得不將輥主體的厚度增大。結果，輥主體的熱容量變大，而存在無法讓輥表面有效率地昇溫之問題。

於是，本發明人等正在探討，將熱傳導性比輥主體高之圓筒狀的均熱體設置成與被加熱部的內周面接觸的狀態。與輥主體接觸之均熱體可發揮熱管的角色，而能讓輥表面之軸向的溫度分布均一化。此外，由於均熱體為圓筒狀，不須在均熱體之徑向內側設置用於支承均熱體的構造，可將輥主體的厚度縮小。結果，可將輥表面有效率地昇溫。如此般設置圓筒狀的均熱體的構造，並不限定於感應加熱輥，在其他加熱方式的加熱輥也是有效的。

作為均熱體的材料，例如可推舉熱傳導性優異且重量輕的碳纖維複合材料。然而，碳纖維複合材料之線膨脹係數非常小。因此，在感應加熱時，輥主體的膨脹程度比均熱體更大，而在輥主體和均熱體之間發生間隙。結果，在輥主體和均熱體之間變得不容易傳熱，而存在均熱體之均熱效果無法充分發揮的問題。

有鑑於以上的問題，本發明的加熱輥之目的在於，當設置比輥主體之熱傳導率高且線膨脹係數低之圓筒狀的均熱體的情況，防止因熱膨脹差所產生的間隙導致均熱體之均熱效果降低。

本發明的加熱輥，其特徵在於，係具備輥主體及圓筒狀的均熱體，前述輥主體具有圓筒狀的被加熱部，前述均熱體是配置成與前述被加熱部的內周面接觸，並具有比前述輥主體更高的熱傳導率且更低的線膨脹係數，前述均熱體，是將沿軸向延伸之複數個均熱片在周方向排列而構成為圓筒狀，前述加熱輥進一步具備：將前述各均熱片朝向前述被加熱部的內周面按壓之按壓機構。

在本發明，圓筒狀的均熱體是由複數個均熱片所構成，各均熱片是藉由按壓機構朝向被加熱部的內周面按壓。因此，縱使在加熱時輥主體的膨脹程度比均熱體更大，仍能維持使各均熱片與被加熱部的內周面接觸的狀態。因此，可防止均熱體的均熱效果降低。在此，藉由將均熱片與被加熱部之內周面進行黏著等，也能維持使均熱片與被加熱部的內周面接觸的狀態。然而，在此情況，若因輥主體和均熱體的膨脹差而發生在軸向、周方向上之相對位移時，會有黏著等的部分被破壞的疑慮。相對於此，在本發明，由於是將各均熱片朝向被加熱部的內周面僅進行按壓，各均熱片相對於被加熱部可在軸向、周方向上進行位移，並沒有上述般的疑慮。

本發明較佳為，進一步具備：配置於前述被加熱部的徑向內側之線圈，前述被加熱部是利用前述線圈進行感應加熱。

如此般之感應加熱式的加熱輥的情況，要使被加熱部之軸向的溫度分布均一特別困難，因此在感應加熱時能將均熱體的均熱效果確實地維持住之本發明的意義極大。

本發明較佳為，前述均熱片，在與軸向正交的剖面上，其徑向外側的表面呈圓弧狀。

如此，能使均熱片之徑向外側的表面成為沿著被加熱部之內周面的形狀，可將均熱片和被加熱部之接觸面積擴大，而將均熱效果更加提高。

本發明較佳為，前述按壓機構是在軸向上配置於前述均熱片的外側。

如此般，只要將按壓機構在軸向上配置於均熱片的外側，就不須在輥主體的中心部配置按壓機構，容易維持良好的輥主體之旋轉平衡。此外，在感應加熱式的情況，可減少貫穿按壓機構的磁通，對應於此減少量，還具有能使輥主體之加熱效率提高的優點。

本發明較佳為，在軸向上之前述均熱片之至少一側的端面，是成為越朝向徑向外側越往軸向外側突出之錐面，前述按壓機構是將前述錐面朝軸向按壓。

依據這樣的構成，藉由按壓機構將均熱片的錐面朝軸向按壓，均熱片被朝向徑向外側、亦即被加熱部的內周面按壓。因此，縱使是將按壓機構在軸向上配置於均熱片之外側的情況，仍可利用簡易的構造將均熱片朝向被加熱部的內周面按壓。

本發明較佳為，前述按壓機構係具備介在構件及彈壓構件，前述介在構件具有錐形狀的按壓面，前述按壓面是與前述錐面接觸且與前述錐面匹配，前述彈壓構件，是以利用前述按壓面將前述錐面朝軸向按壓的方式將前述介在構件朝軸向彈壓。

如此般，在彈壓構件和均熱片之間讓介在構件介入，能利用按壓面將錐面確實地朝軸向按壓，因此可將均熱片更有效地朝向被加熱部的內周面按壓。

本發明較佳為，前述介在構件是與前述各均熱片之所有的前述錐面接觸之圓環狀的構件。

依據這樣的構成，不須對每個均熱片設置介在構件，介在構件只要1個即可，基於成本、組裝效率的觀點是有利的。

本發明較佳為，前述彈壓構件是在周方向上等間隔地配置複數個。

如此，可利用1個介在構件將所有的均熱片均等地按壓，因此可將各均熱片朝向被加熱部的內周面均等地按壓。

本發明較佳為，在軸向上之前述均熱片的兩側形成有前述錐面，前述按壓機構是僅設置於軸向上之前述均熱片的一側，在前述輥主體形成有：與軸向上之前述均熱片的另一側的前述錐面匹配之錐形狀的卡合面。

依據這樣的構成，均熱片之一側的錐面是被按壓機構按壓，另一側的錐面則是被來自卡合面的反力按壓。因此，均熱片被均等地朝向徑向外側按壓，可讓均熱片全體良好地與被加熱部之內周面接觸。此外，按壓機構僅設置在均熱片的單側，可減少零件數。

本發明較佳為，前述輥主體是被懸臂支承，前述按壓機構，是在軸向上配置於前述輥主體被支承的基端側。

當輥主體被懸臂支承的情況，輥主體的前端部，比起基端部其面對外部空氣的部分變多，因此容易散熱，溫度容易降低。於是，如上述般將按壓機構配置於輥主體的基端側，可將均熱片朝向前端側按壓而與輥主體之前端部確實地接觸。因此，使熱容易透過均熱片傳遞到輥主體的前端部，可抑制在輥主體的前端部之溫度降低，而使均熱效果提高。

本發明較佳為，前述均熱體是由碳纖維複合材料所構成。

碳纖維複合材料，因為熱傳導性高且重量輕，適於作為均熱體的材料。然而，碳纖維複合材料之線膨脹係數非常小，加熱時容易在輥主體和均熱體之間產生間隙。依據本發明，利用按壓機構可使該間隙消失，因此可在均熱體採用碳纖維複合材料。

本發明的紡絲延伸裝置，其特徵在於，係具備上述任一個加熱輥之紡絲延伸裝置，是在前述加熱輥的表面將複數根絲以沿軸向排列的方式捲掛。

依據本發明的加熱輥，如上述般，可防止均熱體的均熱效果降低，能將加熱輥的表面之軸向的溫度分布均一化。因此，可抑制在加熱輥上所捲掛之複數根絲間發生品質不均，可生產出高品質的絲。

30、130:感應加熱輥(加熱輥)

31:輥主體

31a:輥表面

32:線圈

33:被加熱部

33a:內周面

34:軸心部

34a:軸安裝孔

35:端面部

36、136:均熱體

37、137:均熱片

37a、37b:錐面

38:筒管構件

39:被覆構件

40、140:按壓機構

41:介在構件

41a:按壓面

42:彈簧(彈壓構件)

50:馬達

51:殼體

52:軸承

53:輸出軸

R:卷掛區域

Y:絲

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係本實施形態的感應加熱輥之剖面圖。

圖3(a)係均熱體的立體圖，圖3(b)及圖3(c)係均熱片的剖面圖。

圖4係將均熱片及按壓機構的周邊放大之剖面圖。

圖5係變形例的感應加熱輥之剖面圖。

(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，將從紡絲裝置2紡出之複數根絲Y利用紡絲延伸裝置3延伸之後，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，藉此生成複數根絲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之內部之複數個導絲輥21~25。各導絲輥21~25，是藉由馬達旋轉驅動且利用線圈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，是具有沿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)

圖2係本實施形態的感應加熱輥30之剖面圖。圖2所示的感應加熱輥30，可運用於圖1之導絲輥21~25全部，亦可僅運用於一部分。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50予以懸臂支承。因此，以下，將軸向當中之馬達50側稱為「基端側」，將其相反側稱為「前端側」。

感應加熱輥30係具有：圓筒狀的輥主體31、及配置於輥主體31的內部之圓筒狀的線圈32。感應加熱輥30，是利用線圈32所產生的感應加熱，讓輥主體31的外周面31a(以下稱為「輥表面31a」)昇溫，藉此將在輥表面31a所捲掛之複數根絲Y進行加熱。另一方面，馬達50是構成為，以輸出軸53可旋轉的方式藉由設置於殼體51之軸承52支承。

輥主體31，例如由既是磁性體且是導體的碳鋼所構成。輥主體31，是由配置於線圈32的徑向外側之圓筒狀的被加熱部33、配置於線圈32的徑向內側之圓筒狀的軸心部34、將被加熱部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。在輥主體31的基端部形成有開口，供馬達50的輸出軸53插入。輸出軸53是固定在形成於軸心部34之軸安裝孔34a。藉此，使輥主體31和輸出軸53成為可一體地旋轉。

在輥主體31之被加熱部33的徑向內側且在線圈32的徑向外側設置圓筒狀的均熱體36。均熱體36，是由碳纖維和石墨的複合材料、即C/C複合材料(碳纖維強化碳複合材料)所構成。均熱體36，是具有比輥主體31更高的熱傳導率，而發揮讓被加熱部33之軸向的溫度分布均一化的角色。均熱體36的外徑設定成與被加熱部33的內徑大致相同，均熱體36是與被加熱部33的內周面33a接觸。輥表面31a當中，若將複數根絲Y所捲掛之軸向的區域稱為卷掛區域R，均熱體36設置成，在軸向上橫跨包含卷掛區域R的範圍。關於均熱體36，隨後詳細說明。

線圈32，是在圓筒狀的筒管構件38上捲繞導線而構成。筒管構件38例如安裝於馬達50的殼體51。藉由從未圖示的電源對線圈32供給高頻電流，利用貫穿被加熱部33之交變磁通在被加熱部33產生渦電流，將被加熱部33進行感應加熱。被加熱部33的基端部，是用圓環狀的被覆構件39被覆。

(均熱體)

接下來，針對均熱體36的詳細構造做說明。圖3(a)係顯示均熱體36的立體圖，圖3(b)及(c)係顯示構成均熱體36之均熱片37之與軸向正交的剖面圖。均熱體36是如圖3(a)所示般，將沿軸向延伸之複數個均熱片37在周方向排列，而使整體構成為圓筒狀。各均熱片37是如圖3(b)及(c)所示般，在與軸向正交的剖面上，其徑向外側的表面呈圓弧狀。均熱片37之徑向內側的表面的形狀沒有特別的限定，例如可如圖3(b)所示般呈圓弧狀，亦可如圖3(c)所示般呈直線狀。

構成均熱體36之C/C複合材料，是將碳纖維和基質材(母材)一起重疊成層狀，在高壓高溫下進行燒成而製造出。因此，C/C複合材料的形狀一般是成為板狀，要成形為圓筒狀是困難的。於是，在本實施形態，如圖3(b)及(c)中之一點鏈線所示般，首先製作出剖面形狀呈矩形狀的板狀構件，藉由將該板狀構件的一部分切削而製作出均熱片37。

表1係顯示輥主體31及均熱體36的各物性值之表。C/C複合材料，在製作時可調整碳纖維的配向。表中的「軸向配向」表示讓碳纖維沿軸向配向者，「隨機配向」表示未將碳纖維沿既定的方向配向者。讓碳纖維配向的情況，依方向而具有不同的熱傳導率。本實施形態的均熱體36，如上述般，是用於讓被加熱部33之軸向的溫度分布均一化者，因此軸向的熱傳導率高是重要的。因此，當均熱體的熱傳導率具有異向性的情況，是指軸向的熱傳導率。在本實施形態，是採用讓碳纖維軸向或隨機配向之C/C複合材料。

從表1可明白，C/C複合材料因為熱傳導率高且重量輕，適用於作為均熱體36的材料。但其線膨脹係數比起碳鋼是極端的小。因此，感應加熱時，輥主體31的膨脹程度比均熱體36大，而在被加熱部33和均熱體36之間發生間隙。結果，在被加熱部33和均熱體36之間不容易傳熱，而存在均熱體36的均熱效果無法充分發揮的問題。於是，在本實施形態，藉由設置按壓機構40(參照圖2)而將構成均熱體36之各均熱片37朝向被加熱部33的內周面33a按壓，在感應加熱時能維持讓各均熱片37與被加熱部33接觸的狀態。

(按壓機構)

針對按壓機構40的詳細構造，參照圖4做說明。圖4是將均熱片37及按壓機構40的周邊放大之剖面圖。均熱片37之軸向上的兩端面，是成為越朝向徑向外側越往軸向外側突出之錐面37a、37b。在本實施形態，將錐面37a、37b的斜度設定為相同。

按壓機構40配置在均熱片37的基端側。按壓機構40係具備：與均熱片37之基端側的錐面37a鄰接之介在構件41、及用於將介在構件41朝向前端側彈壓之彈簧42。介在構件41是在輥主體31的周方向延伸之圓環狀的構件。本實施形態的介在構件41，例如是由鐵系材料、不銹鋼材料等所製作。介在構件41係具有：與在周方向排列之所有的均熱片37接觸之按壓面41a。按壓面41a具有與錐面37a匹配的錐形狀。介在構件41，在徑向上是被輥主體31的被加熱部33和被覆構件39的限制部39a夾住，而使其在徑向上的移動受到限制。彈簧42，是配置在介在構件41之基端側，且被收容在形成於被覆構件39之凹部39b。彈簧42是在周方向上等間隔地配置有複數個。例如，可對1個均熱片37配置1個彈簧42，亦可對1個均熱片37配置複數個彈簧42，亦可對複數個均熱片37配置1個彈簧42。

在輥主體31之端面部35的內面(其和被加熱部33的角部附近的內面)，形成有與均熱片37之前端側的錐面37b匹配之錐形狀的卡合面31b。均熱片37配置成，在軸向上被介在構件41和卡合面31b夾住。

藉由彈簧42將介在構件41朝向前端側彈壓，均熱片37的錐面37a會被介在構件41之按壓面41a朝向前端側按壓。該按壓力，藉由錐面37a轉換成將均熱片37朝向徑向外側按壓的力。再者，均熱片37的錐面37b，是藉由來自卡合面31b之反力而朝向基端側按壓。該反力也藉由錐面37b轉換成將均熱片37朝向徑向外側按壓的力。

如此般，均熱片37之兩側的錐面37a、37b被朝向軸向內側按壓，藉此使均熱片37在軸向上被均等地朝向徑向外側按壓(參照圖4的箭頭)。因此，縱使在感應加熱時輥主體31的膨脹程度比均熱體36更大，由於各均熱片37被緊壓於被加熱部33的內周面33a，能夠維持被加熱部 33和均熱體36的接觸狀態。

(效果)

本實施形態的感應加熱輥30(相當於本發明的「加熱輥」)，圓筒狀的均熱體36是由複數個均熱片37所構成，利用按壓機構40將各均熱片37朝向被加熱部33的內周面33a按壓。因此，縱使在加熱時輥主體31的膨脹程度比均熱體36更大，仍可維持使各均熱片37與被加熱部33的內周面33a接觸的狀態。因此，可防止均熱體36的均熱效果降低。在此，藉由將均熱片37與被加熱部33的內周面33a進行黏著等，也能維持使均熱片37與被加熱部33的內周面33a接觸的狀態。然而，在此情況，若因輥主體31和均熱體36的膨脹差而發生在軸向、周方向上的相對位移時，會有黏著等的部分被破壞的疑慮。相對於此，在本實施形態，由於是將各均熱片37朝向被加熱部33的內周面33a僅進行按壓，各均熱片37相對於被加熱部33可在軸向、周方向上進行相對位移，而沒有上述般的疑慮。

在本實施形態，進一步具備配置於被加熱部33的徑向內側之線圈32，被加熱部33是利用線圈32進行感應加熱。如此般之感應加熱式的加熱輥30的情況，要將被加熱部33之軸向的溫度分布均一化特別困難，因此在感應加熱時能將均熱體36的均熱效果確實維持住之本發明的意義極大。

在本實施形態，均熱片37，在與軸向正交的剖面上，其徑向外側的表面呈圓弧狀。如此般，均熱片37之徑向外側的表面可成為沿著被加熱部33之內周面的形狀，能將均熱片37和被加熱部33的接觸面積擴大，而將均熱效果更加提高。

在本實施形態，按壓機構40是在軸向上配置於均熱片37的外側。如此般，只要將按壓機構40在軸向上配置於均熱片37的外側，就不須在輥主體31的中心部配置按壓機構，容易維持良好的輥主體31之旋轉平衡。此外，在感應加熱式的情況，可減少貫穿按壓機構40的磁通，對應於此減少量，還具有能使輥主體31之加熱效率提高的優點。

在本實施形態，在軸向上之均熱片37之至少一方側的端面，是成為越朝向徑向外側越往軸向外側突出之錐面37a，按壓機構40是將錐面37a朝軸向按壓。依據這樣的構成，藉由按壓機構40將均熱片37的錐面37a朝軸向按壓，均熱片37被朝向徑向外側、亦即被加熱部33的內周面33a按壓。因此，縱使是將按壓機構40在軸向上配置於均熱片37之外側的情況，仍可利用簡易的構造將均熱片37朝向被加熱部33的內周面33a按壓。

在本實施形態，按壓機構40具備介在構件41及彈簧42(彈壓構件)，介在構件41具有錐形狀的按壓面41a，按壓面41a是與錐面37a接觸且與錐面37a匹配，彈簧42是以利用按壓面41a將錐面37a朝軸向按壓的方式將介在構件41朝軸向彈壓。如此般，在彈簧42和均熱片37之間讓介在構件41介入，能利用按壓面41a將錐面37a確實地朝軸向按壓，因此可將均熱片37更有效地朝向被加熱部33的內周面33a按壓。

在本實施形態，介在構件41是與各均熱片37的錐面37a接觸之圓環狀的構件。依據這樣的構成，不須對每個均熱片37設置介在構件41，介在構件41只要1個即可，基於成本、組裝效率的觀點是有利的。

在本實施形態，彈簧42是在周方向上等間隔地配置複數個。如此，可利用1個介在構件41將所有的均熱片37均等地按壓，能將各均熱片37朝向被加熱部33的內周面33a均等地按壓。

在本實施形態，在軸向上之均熱片37的兩側形成有錐面37a、37b，按壓機構40僅設置於軸向上之均熱片37的一側，在輥主體31形成有：與軸向上之均熱片37之另一側的錐面37b匹配之錐形狀的卡合面31b。依據這樣的構成，均熱片37之一側的錐面37a是被按壓機構40按壓，另一側的錐面37b則是被來自卡合面31b的反力按壓。因此，均熱片37被均等地朝向徑向外側按壓，可讓均熱片37全體良好地與被加熱部33之內周面33a接觸。此外，按壓機構40僅設置在均熱片37的單側，可減少零件數。

在本實施形態，輥主體31被懸臂支承，按壓機構40，是在軸向上配置於輥主體31被支承的基端側。當輥主體31被懸臂支承的情況，輥主體31的前端部，比起基端部其面對外部空氣的部分變多，因此容易散熱，溫度容易降低。於是，如上述般將按壓機構40配置於輥主體31的基端側，可將均熱片37朝向前端側按壓而與輥主體31之前端部確實地接觸。因此，使熱容易透過均熱片37傳遞到輥主體31的前端部，可抑制在輥主體31的前端部之溫度降低，而使均熱效果提高。

在本實施形態，均熱體36是由C/C複合材料(碳纖維複合材料)所構成。碳纖維複合材料，因為熱傳導性高且重量輕，適於作為均熱體36的材料。然而，碳纖維複合材料之線膨脹係數非常小，加熱時容易在輥主體31和均熱體36之間產生間隙。依據本實施形態，利用按壓機構40可使該間隙消失，因此可在均熱體36採用碳纖維複合材料。

在本實施形態，是在感應加熱輥30的表面將複數根絲Y以沿軸向排列的方式捲掛。依據感應加熱輥30，如上述般，可防止均熱體36的均熱效果降低，能將感應加熱輥30的表面之軸向的溫度分布均一化。因此，可抑制在感應加熱輥30所捲掛之複數根絲Y間發生品質不均，而能生產出高品質的絲Y。

(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。

(1)在上述實施形態，是說明將本發明的加熱輥運用於感應加熱輥30的情況。然而，在感應加熱式的加熱輥以外，也能運用本發明。

(2)在上述實施形態，是在均熱片37的軸向外側配置按壓機構40，如圖5所示般，在均熱片137的徑向內側配置按壓機構140亦可。圖5係變形例的感應加熱輥130之剖面圖。在感應加熱輥130之各構成當中，對於與上述實施形態的感應加熱輥30通用的構造是賦予相同符號而省略說明。在構成均熱體136之各均熱片137的軸向之兩端面，並未形成像均熱片37那樣的錐面。

按壓機構140是由2個圓環狀的環構件141所構成。環構件141是用線膨脹係數比輥主體31更高的材料(例如鋁合金、銅合金等)所製作的。2個環構件141，是冷嵌合於軸向上之均熱片137的兩端部之內側。冷嵌合後之環構件141，藉由在常溫下膨脹，成為將均熱片137朝向被加熱部33的內周面33a按壓的狀態。因此，縱使在感應加熱時輥主體31發生膨脹，仍能維持讓均熱片137與被加熱部33之內周面33a接觸的狀態。環構件141的個數、配置並不限定於本變形例的形態，而能適宜地變更。

藉由如此般將環構件141冷嵌合，能夠非常簡易地構成按壓機構140。但當按壓機構140配置於均熱片137之徑向內側的情況，因貫穿按壓機構140(環構件141)的磁通增加，有輥主體31之被加熱部33的加熱效率降低的疑慮。關於這點，只要像上述實施形態那樣將按壓機構40配置於均熱片37的軸向外側，就能減少貫穿按壓機構40的磁通，對應於此減少量，能讓輥主體31的加熱效率提高。

(3)在上述實施形態，按壓機構40是由介在構件41及彈簧42所構成。然而，將介在構件41省略亦可。縱使是利用彈簧42直接將均熱片37朝向前端側彈壓的情況，前端側的錐面37b受到來自卡合面31b的反力，可將均熱片37朝向被加熱部33的內周面33a按壓。或是，如果介在構件41是用線膨脹係數比被加熱部33(輥主體31)及均熱片37(均熱體36)更高的材料(例如鋁合金、銅合金等)所製作的話，可將彈簧42省略。在此情況，可利用會熱膨脹之介在構件41將均熱片37的錐面37a按壓。

(4)在上述實施形態，均熱片37之軸向的端面成為具有相同斜度的錐面37a、37b。然而，錐面37a、37b的斜度不一定要相同。此外，只要均熱片37之軸向的端面之任一方為錐面即可，另一方的端面不是錐面亦可。

(5)在上述實施形態，是僅在軸向上之均熱片37的單側設置按壓機構40。然而，將按壓機構40設置在均熱片37的兩側亦可。

(6)在上述實施形態，均熱片37之徑向外側的表面呈圓弧狀。然而，只要例如使用周方向的寬度窄小之均熱片37，縱使均熱片37的徑向外側的表面不一定成為圓弧狀，仍可將複數個均熱片37配置成大致沿著被加熱部33的內周面。

(7)在上述實施形態，輥主體31是由碳鋼構成，均熱體36是由C/C複合材料構成，但其等的材料並不限定於此。例如，作為輥主體31的材料可使用鋁、銅。此外，作為均熱體36的材料，除了C/C複合材料以外，也能使用碳纖維和樹脂(例如環氧樹脂)之複合材料、即CFRP(碳纖維強化塑膠)。此外，均熱體36亦可由比輥主體31之熱傳導率高且線膨脹係數低之金屬燒結材所構成。一般而言，將燒結材成形為圓筒狀是困難的，但像上述實施形態那樣均熱體36是由複數個均熱片37所構成的情況，也能採用燒結材來作為均熱體36的材料。

(8)在上述實施形態，輥主體31是被懸臂支承。然而，輥主體31構成為被兩端支承亦可。

(9)在上述實施形態，是在1個感應加熱輥30捲掛複數根絲Y，藉由將輥表面31a的軸向之溫度分布均一化，可抑制複數根絲Y之品質不均。然而，對於捲掛1根絲的感應加熱輥，當然也能運用本發明。

(10)在上述實施形態，是在1個感應加熱輥30捲掛複數根絲Y，而用於將絲Y加熱。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。

30‧‧‧感應加熱輥(加熱輥)

31‧‧‧輥主體

31a‧‧‧輥表面

32‧‧‧線圈

33‧‧‧被加熱部

33a‧‧‧內周面

34‧‧‧軸心部

34a‧‧‧軸安裝孔

35‧‧‧端面部

36‧‧‧均熱體

37‧‧‧均熱片

38‧‧‧筒管構件

39‧‧‧被覆構件

40‧‧‧按壓機構

50‧‧‧馬達

51‧‧‧殼體

52‧‧‧軸承

53‧‧‧輸出軸

R‧‧‧卷掛區域

Y‧‧‧絲

Claims

一種加熱輥，其特徵在於，係具備輥主體及圓筒狀的均熱體，前述輥主體具有圓筒狀的被加熱部，前述均熱體是配置成與前述被加熱部的內周面接觸，並具有比前述輥主體更高的熱傳導率且更低的線膨脹係數，前述均熱體，是將沿軸向延伸之複數個均熱片在周方向排列而構成為圓筒狀，前述加熱輥進一步具備：將前述各均熱片朝向前述被加熱部的內周面按壓之按壓機構。
如請求項1所述之加熱輥，其進一步具備：配置於前述被加熱部的徑向內側之線圈，前述被加熱部是利用前述線圈進行感應加熱。
如請求項1所述之加熱輥，其中，前述均熱片，在與軸向正交的剖面上，其徑向外側的表面呈圓弧狀。
如請求項2所述之加熱輥，其中，前述均熱片，在與軸向正交的剖面上，其徑向外側的表面呈圓弧狀。
如請求項1所述之加熱輥，其中，前述按壓機構是在軸向上配置於前述均熱片的外側。
如請求項2所述之加熱輥，其中，前述按壓機構是在軸向上配置於前述均熱片的外側。
如請求項3所述之加熱輥，其中，前述按壓機構是在軸向上配置於前述均熱片的外側。
如請求項4所述之加熱輥，其中，前述按壓機構是在軸向上配置於前述均熱片的外側。
如請求項5所述之加熱輥，其中，在軸向上之前述均熱片之至少一側的端面，是成為越朝向徑向外側越往軸向外側突出之錐面，前述按壓機構是將前述錐面朝軸向按壓。
如請求項6所述之加熱輥，其中，在軸向上之前述均熱片之至少一側的端面，是成為越朝向徑向外側越往軸向外側突出之錐面，前述按壓機構是將前述錐面朝軸向按壓。
如請求項7所述之加熱輥，其中，在軸向上之前述均熱片之至少一側的端面，是成為越朝向徑向外側越往軸向外側突出之錐面，前述按壓機構是將前述錐面朝軸向按壓。
如請求項8所述之加熱輥，其中，在軸向上之前述均熱片之至少一側的端面，是成為越朝向徑向外側越往軸向外側突出之錐面，前述按壓機構是將前述錐面朝軸向按壓。
如請求項9所述之加熱輥，其中，前述按壓機構係具備介在構件及彈壓構件，前述介在構件具有錐形狀的按壓面，前述按壓面是與前述錐面接觸且與前述錐面匹配，前述彈壓構件，是以利用前述按壓面將前述錐面朝軸向按壓的方式將前述介在構件朝軸向彈壓。
如請求項10所述之加熱輥，其中，前述按壓機構係具備介在構件及彈壓構件，前述介在構件具有錐形狀的按壓面，前述按壓面是與前述錐面接觸且與前述錐面匹配，前述彈壓構件，是以利用前述按壓面將前述錐面朝軸向按壓的方式將前述介在構件朝軸向彈壓。
如請求項11所述之加熱輥，其中，前述按壓機構係具備介在構件及彈壓構件，前述介在構件具有錐形狀的按壓面，前述按壓面是與前述錐面接觸且與前述錐面匹配，前述彈壓構件，是以利用前述按壓面將前述錐面朝軸向按壓的方式將前述介在構件朝軸向彈壓。
如請求項12所述之加熱輥，其中，前述按壓機構係具備介在構件及彈壓構件，前述介在構件具有錐形狀的按壓面，前述按壓面是與前述錐面接觸且與前述錐面匹配，前述彈壓構件，是以利用前述按壓面將前述錐面朝軸向按壓的方式將前述介在構件朝軸向彈壓。
如請求項13所述之加熱輥，其中，前述介在構件是與前述各均熱片之所有的前述錐面接觸之圓環狀的構件。
如請求項14所述之加熱輥，其中，前述介在構件是與前述各均熱片之所有的前述錐面接觸之圓環狀的構件。
如請求項15所述之加熱輥，其中，前述介在構件是與前述各均熱片之所有的前述錐面接觸之圓環狀的構件。
如請求項16所述之加熱輥，其中，前述介在構件是與前述各均熱片之所有的前述錐面接觸之圓環狀的構件。
如請求項17所述之加熱輥，其中，前述彈壓構件是在周方向上等間隔地配置複數個。
如請求項18所述之加熱輥，其中，前述彈壓構件是在周方向上等間隔地配置複數個。
如請求項19所述之加熱輥，其中，前述彈壓構件是在周方向上等間隔地配置複數個。
如請求項20所述之加熱輥，其中，前述彈壓構件是在周方向上等間隔地配置複數個。
如請求項9至24中任一項所述之加熱輥，其中，在軸向上之前述均熱片的兩側形成有前述錐面，前述按壓機構是僅設置於軸向上之前述均熱片的一側，在前述輥主體形成有：與軸向上之前述均熱片的另一側的前述錐面匹配之錐形狀的卡合面。
如請求項25所述之加熱輥，其中，前述輥主體是被懸臂支承，前述按壓機構，是在軸向上配置於前述輥主體的基端側。
如請求項1至24中任一項所述之加熱輥，其中，前述均熱體是由碳纖維複合材料所構成。
如請求項25所述之加熱輥，其中，前述均熱體是由碳纖維複合材料所構成。
如請求項26所述之加熱輥，其中，前述均熱體是由碳纖維複合材料所構成。
一種紡絲延伸裝置，其特徵在於，係具備如請求項1至29中任一項所述之加熱輥，且在前述加熱輥的表面將複數根絲以沿軸向排列的方式捲掛。