专利名称：丝条加热装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及将纱卷挂到辊的周面上并将其加热的丝条加热装置的结构。
背景技术：
作为这种丝条加热装置，有例如专利文献1(日本特开2000-256936号公报(图1、0011、0014)中公开的装置。该专利文献1中的丝条加热装置具备嵌合在驱动轴顶端部的轴毂部以及通过圆盘状的连接部(法兰部)一体地连接在该轴毂部上的圆筒状辊主体部，成为该辊主体部用上述连接部以悬臂支持的状态安装在上述驱动轴的顶端侧的结构。并且，在上述辊主体部的径向方向内侧安装有加热器，接受该加热器的热能使辊主体部发热。
近年来，对用络纱机同时卷绕多根纱的多头卷绕机和卷绕速度高速化的要求越来越高。这一点由于上述专利文献1的结构将上述连接部和轴毂部配置在驱动轴的顶端侧，多头卷绕时不得不增加驱动轴的长度。并且，随着上述连接部和上述轴毂部配置在顶端侧，辊的重心位于远离连接部和轴毂部的位置，因此辊主体部旋转时系统的固定振动频率降低。因此使辊主体部高速旋转困难，从适应近年来增加的纱的多头高速卷绕的要求的观点来看，存在改善的余地。并且，由于加热器配置在辊主体部的内侧，因此受设计上的限制，存在例如不能加粗驱动轴增加刚性等问题。
发明内容
本发明就是鉴于以上情况，其主要目的是要提供一种能够提高辊内部布置的自由度并且能够良好地加热纱的丝条加热装置。
本发明想要解决的问题如上所述，下面说明解决该问题的手段和其效果。
本发明的第1方案为提供一种丝条加热装置，具备勾挂着纱的辊、加热机构和用于旋转驱动上述辊的辊驱动部，其中，将作为上述加热机构的感应加热用线圈配置在上述辊的外侧，由该感应加热用线圈加热上述辊，由此加热纱。
由此，能够提高辊内部的布置的自由度。并且，由于采用利用配置在外侧的感应加热用线圈加热辊的结构，因此辊外周面温度变得最高(表皮效果)，由此，能够效率良好地加热卷挂在辊的外周面上的纱。并且，加热机构的配置位置不受限制。而且，由于能够抑制辊内部的升温，因此能够延长该内部周围的部件的寿命。
上述丝条加热装置中上述感应加热用线圈与上述辊之间的间隙在5mm以上、30mm以下。
由此，即使纱缠绕在辊上，也能够确保该缠绕的纱影响感应加热用线圈之前具有足够的时间。
上述丝条加热装置中上述感应加热用线圈避开上述辊的周面中勾挂着纱的部分并与该部分相对地设置。
由此，在将纱卷挂到辊上时感应加热用线圈不会成为障碍，能够容易地进行作业。
或者，上述丝条加热装置可以采用以下的结构即上述感应加热用线圈的至少一部分与上述辊的周面中勾挂着纱的部分相对地设置，上述感应加热用线圈的顶端部在上述辊的旋转轴线方向上位于比上述辊的顶端部靠近基端侧的位置上。
此时，用于导纱的辊的顶端部没有线圈露出，因此能够简单地将纱设置到丝条加热装置中。
在上述丝条加热装置中，优选通过在上述感应加热用线圈中流过高频电流来加热上述辊。其中高频电流与50Hz、60Hz的商用电流不同，为大约1kHz以上的电流。
由此，能够充分确保辊与感应加热用线圈之间的间隙。
本发明的第2方案为提供以下结构的丝条加热装置。即，具备勾挂着纱的辊、加热机构和用于旋转驱动上述辊的辊驱动部。上述加热机构被配置在上述辊的外侧；上述辊具备勾挂上述纱的筒部、和用于将上述筒部连接到上述驱动部的旋转轴上的法兰部；上述法兰部被配置在上述辊的轴向的中央范围。
由此，能够缩短驱动轴，能够缩短辊的悬臂的部分，其结果能够降低系统的固有振动频率。其结果，能够实现即使增长了辊的长度并使其高速旋转也不容易产生振动的结构。
图1是表示具备丝条加热装置的纺纱拉伸装置的整体结构的示意图。
图2是丝条加热装置的局部剖视立体图。
图3是丝条加热装置的局部剖视侧视图。
图4是变形例的丝条加热装置的立体图。
图5是变形例的丝条加热装置的侧视图。
具体实施例方式
下面参照图1～图3说明发明的实施形态。
图1表示具备本实施形态的丝条加热装置5的纺纱拉伸装置(合成纤维纱的制造装置)的整体结构。在该纺纱拉伸装置中，从喷丝头1喷出的熔融聚合物状态的长丝(纱)2被冷却装置3吹出的风冷却固化，经由上油装置4送往丝条加热装置5。该丝条加热装置5采用具备上下各配置1个并且分别由电动机驱动的2个辊6a、6b，纱2卷挂在这些辊6a、6b上并被加热的结构。丝条加热装置5的详细结构后面叙述。
在丝条加热装置5的下游侧设置有牵引辊7，该牵引辊7包括主辊7a和辅助辊7b。主辊7a由图示省略的电动机驱动。于是，通过设定该牵引辊7的主辊7a的旋转速度与上述丝条加热装置5的辊6a、6b的旋转速度之间的预定的速度差，纱2在丝条加热装置5与牵引辊7之间被拉伸。另外，该牵引辊7的主辊7a具备加热器8，能够由该加热器8加热纱2。该加热器8的结构与丝条加热装置5的后述感应加热用线圈22的结构相同。但是，也可以省略该加热器8。
在牵引辊7的更下游侧，配置有导纱器9和卷绕装置11。该卷绕装置11具备锭子12，该锭子12上能够安装多根筒状结构的纱卷绕用绕线筒13，同时卷绕多根纱。并且，卷绕装置11具备接触辊10，以适当的接触压力使上述接触辊10与绕线筒13的外周面或将纱2卷绕在绕线筒13上形成的纱层的外周面接触，同时将纱2卷绕到绕线筒13上。此时，卷绕速度为例如6000m/分钟。
丝条加热装置5的详细结构表示在图2及图3中，该丝条加热装置5的主要结构除上述2个辊6a、6b外，还具备电动机(辊驱动部)21、21和感应加热用线圈(加热机构)22、22。辊6a、6b分别为金属制，并且，该辊6a、6b的结构如图2或图3所示，为具备将纱2卷挂到外周面上的筒部31、从该筒部31的内周面向缩径方向(向中心的方向)延伸地一体形成的法兰部(连接部)32以及形成在该法兰部32的中心部的轴毂部(连接部)33的形状。
电动机21、21分别具备外壳，输出轴(支持轴、驱动轴、旋转轴)23通过图中没有表示的轴承旋转自由支持在该外壳上。该输出轴23从电动机21的外壳向水平方向突出，悬臂状地支持在该外壳上。并且，辊6a、6b的上述轴毂部33通过螺母24固定在该输出轴23的顶端。其结果，由上述电动机21的输出轴23悬臂状支持上述辊6a、6b。于是，通过驱动电动机21，辊6a、6b能够以例如6000m/分钟左右的圆周速度高速旋转。
辊6a、6b的外侧分别配置有上述感应加热用线圈22。该感应加热用线圈22和电动机21的外壳一起固定在图中省略的支持台上。具体为，感应加热用线圈22通过图中省略的支架安装到支持电动机21的上述支持台上。如图1或图2所示，该感应加热用线圈22形成为截面为圆弧的形状，覆盖各辊6a、6b(筒部31)外周侧的一部分。并且，各感应加热用线圈22与上述辊6a、6b之间形成适当的间隙g。
如图3所示，上述筒部31内埋设有沿轴向延伸的加热管35。该加热管35沿圆周方向隔开间隔配置有多根。由此，筒部31沿轴向被均匀加热。
通过这种结构，从上油装置4送出的纱2如图2所示在卷挂到下侧的辊6a的基端附近的下半部分上后，卷挂到上侧的辊6a的上半部分上，再卷挂到下侧的辊6b的下半部分上，……，这样交错地卷绕在2个辊6a、6b上。并且，在多次(例如5～7圈)螺旋状地卷绕到2个辊6a、6b上之后，纱2从下侧的辊6b的顶端附近送往下游侧的牵引辊7。另外，虽然在图2和图3中只表示了1根纱2，但实际上平行卷挂有多根纱2。
另外，本说明书中“顶端”在没有特别注明的情况下是指电动机21的输出轴23的悬臂支持的自由端侧(远离电动机21的外壳的一侧)一端，“基端”是指支点侧(电动机21的外壳侧)一端。
在本实施形态中，一个上述感应加热用线圈22覆盖上侧的辊6a外周面的下半部分——即避开勾挂着纱2的导纱部并与该部分相对地设置。并且，另一个上述感应加热用线圈22同样覆盖辊6b外周面的上半部分——即避开勾挂着纱2的导纱部并与该部分相对地设置。
各感应加热用线圈22分别通过供电线与另外的高频电源40连接，感应加热用线圈22中流过例如30kHz左右的高频交变电流(交流)。由此，在金属制的辊6a、6b的表面(筒部31的外周面)产生流向为抵消线圈22产生的磁场的涡电流，该涡电流的焦耳热使旋转中的辊6a、6b的表面升温到例如200℃左右。通过像上述那样非接触地加热辊6a、6b的外周面，能够加热卷绕在辊6a、6b的外周面上的纱2。
另外，辊6a、6b与感应加热用线圈22之间的上述间隙g优选在5mm以上、30mm以下。如果间隙g不到5mm，则当纱2卷绕到辊6a、6b上时，某种原因使该卷绕的纱在短时间内影响感应加热用线圈22，使感应加热用线圈22破损等危险性变大。而如果间隙g超过30mm，则存在辊6a、6b的感应加热效率不足，不能充分加热纱2的可能。另外，本实施形态中设定g＝15mm。这里，由于感应加热用线圈22中如上所述流过高频交变电流，因此即使上述间隙g的大小在上述程度也能够良好地加热辊6a、6b的表面。
并且如图3所示，本实施形态的辊6a、6b的法兰部32配置在沿该辊6a、6b的径向的视线看去时在辊6a、6b的轴向上完全与感应加热用线圈22重合的位置上。换言之，法兰部32的厚度t包含在上述感应加热用线圈22的轴向的长度w中地重叠。由此，不仅能够用感应加热用线圈22大面积地覆盖辊6a、6b的外周面，效率良好地均匀加热辊6a、6b的外周面，而且能够将辊6a、6b的法兰部32(轴毂部33)的位置设定在合适的位置上。
另外，由于在本实施形态中法兰部32设定在辊6a、6b的大致轴向中央的位置(轴向中央范围)上，因此与上述专利文献1的结构相比，能够将轴毂部33配置在靠近基端的位置上。因此，能够缩短电动机21的输出轴23，进而能够使辊6a、6b的重心也靠近基端。其结果，能够降低由辊6a、6b和输出轴23构成的系统的固有振动频率，能够实现即使使辊6a、6b高速旋转也不容易产生振动的结构。
如上所述，本实施形态的丝条加热装置5具备勾挂着纱2的辊6a、6b和旋转驱动该辊6a、6b的电动机21、21。并且在上述辊6a、6b的外侧配置作为加热机构的感应加热用线圈22，通过在该感应加热用线圈22中流过交变电流来加热上述辊6a、6b，由此加热纱2的结构。因此，不需要在辊6a、6b的内部设置加热机构，所以能够提高辊6a、6b内部布置的自由度。例如，容易增大电动机21、21的输出轴23的直径，或者容易将法兰部32的位置设定在中央。并且，由于采用通过配置在外侧的感应加热用线圈22加热辊6a、6b的结构，因此辊6a、6b的外周面(由于涡电流的密度最大)温度变得最高。利用该表面效应能够效率良好地加热卷挂在辊6a、6b外周面上的纱2。而辊6a、6b内部(中心侧)的升温能够相对地抑制，因此抑制热量向输出轴23的传导，由此能够延长例如电动机21中轴支撑上述输出轴23的图中省略的轴承的寿命。
并且，上述感应加热用线圈22与上述辊6a、6b之间的间隙g设定在5mm以上、30mm以下。因此能够提供防止纱2缠绕到感应加热用线圈22上、且纱2的加热效率良好的丝条加热装置5。
并且，上述感应加热用线圈22避开上述辊6a、6b的外周面中勾挂着纱2的部分并与该部分相对地设置。因此，在将纱2设置到丝条加热装置5中时，感应加热用线圈22不会成为障碍，因此设置作业极其容易。另外，由于辊6a、6b一边高速旋转一边被加热，因此即使是圆弧状的感应加热用线圈22也能够使辊6a、6b的外周面沿周向均匀升温，不会产生纱2的加热不匀。
并且，上述辊6a、6b具备勾挂上述纱2的筒部31和用于将上述筒部31连接到上述电动机21的输出轴23上的、从该筒部31向缩径方向延伸的法兰部32。并且上述法兰部32配置于在上述辊6a、6b的轴向上与上述感应加热用线圈22重合的位置，进而换言之，配置在上述辊6a、6b的轴向的中央范围。因此，不需要将法兰部32(轴毂部33)配置在辊6a、6b的顶端侧，所以能够缩短电动机21的输出轴23，能够降低系统的固有振动频率成为适合于高速旋转的结构。本实施形态中法兰部32配置在几乎平分辊6a、6b(筒部31)的轴向长度的位置上，由此实现了即使使辊6a、6b以圆周速度为6000m/分钟这样的高速旋转也不容易引起振动的结构。
另外，如图4或图5所示，能够将各感应加热用线圈22、22的配置改变成覆盖上侧的辊6a的上半部分和下侧的辊6b的下半部分(勾挂着纱的部分)的配置。另外，图4及图5的结构只是感应加热用线圈22、22的形状和配置不同，其他的与图2及图3相同。
在该变形例的情况下与上述图2及图3的结构相比，容易以更宽阔的面积覆盖辊6a、6b的外周面，能够均匀且效率良好地加热辊6a、6b。
并且，如图5所示，变形例中各感应加热用线圈22的顶端位于比辊6a、6b的顶端靠近基端导纱所需的长度的距离的位置上。换言之，辊6a、6b的顶端部(悬臂支持的自由端的端部)的外周面不被感应加热用线圈22覆盖地露出。
由此，只要将纱2卷绕到上述露出部分上就能够将纱2设置到丝条加热装置5上。即，本实施形态的丝条加热装置5中上侧的辊6a的旋转轴线与下侧的辊6b的旋转轴线不是平行配置，而是错开一些角度配置。因此当使各辊6a、6b旋转同时将纱2卷绕到其顶端露出部上时，纱2自动地在辊6a、6b的外周面上向基端侧(进入感应加热用线圈22内部地)移动，能够自动地实现纱2最终像图4所示那样以相等的间距螺旋状地卷绕到2个辊6a、6b上的状态。如上所述，本实施形态的丝条加热装置5为当将纱2勾挂到辊6a、6b的顶端上时能够自然地整体导纱的结构。在这样的结构中，如果像上述那样使辊6a、6b的顶端露出的话，具有容易进行导纱作业的效果。
另外，上述变形例最理想是像图5所示那样将加热管35埋入辊6a、6b的筒部31中配置，使该加热管35的顶端部延伸到上述露出部。由此，包括辊6a、6b的顶端部都能均匀地加热纱2。
以上说明了本发明的优选形态和变形例，但上述结构仅为一例，可以进行例如以下的变更。
可以变换成用例如电阻加热器等其他的加热机构取代使用感应加热用线圈22的结构。由于在电阻加热器的情况下也能从外侧加热辊6a、6b，因此能够抑制辊中心部的升温，延长输出轴23的轴承等的寿命，比较有利。
可以用其他的具有导电性的材料构成辊6a、6b，来取代金属制。
可以变更成图2与图4组合的结构，即用感应加热用线圈22同时覆盖辊6a、6b各自的上半部分和下半部分双方的结构。
辊6a、6b的尺寸或其外周面上卷绕多少圈纱2是任意的，可以根据情况适当选择。但是，上述实施形态及变形例的结构在能够缩短电动机21的输出轴23降低系统的固有振动频率这一点上特别适合于使用轴向的尺寸长的辊(能够卷绕多圈纱2的规格的辊)或者导纱根数多的情况。
权利要求
1.一种丝条加热装置，具备勾挂着纱的辊、加热机构和用于旋转驱动上述辊的辊驱动部，其特征在于，将作为上述加热机构的感应加热用线圈配置在上述辊的外侧，由该感应加热用线圈加热上述辊，由此加热纱。
2.如权利要求1所述的丝条加热装置，其特征在于，上述感应加热用线圈与上述辊之间的间隙在5mm以上、30mm以下。
3.如权利要求1或2所述的丝条加热装置，其特征在于，上述感应加热用线圈避开上述辊的周面中勾挂着纱的部分并与该部分相对地设置。
4.如权利要求1或2所述的丝条加热装置，其特征在于，上述感应加热用线圈的至少一部分与上述辊的周面中勾挂着纱的部分相对地设置，上述感应加热用线圈的顶端部在上述辊的旋转轴线方向上位于比上述辊的顶端部靠近基端侧的位置上。
5.如权利要求1～4中的任一项所述的丝条加热装置，其特征在于，通过在上述感应加热用线圈中流过高频电流来加热上述辊。
6.一种丝条加热装置，具备勾挂着纱的辊、加热机构和用于旋转驱动上述辊的辊驱动部，其特征在于，上述加热机构被配置在上述辊的外侧；上述辊具备勾挂上述纱的筒部、和用于将上述筒部连接到上述驱动部的旋转轴上的法兰部；上述法兰部被配置在上述辊的轴向的中央范围。
全文摘要
本发明提供适用于纱的高速加热处理的丝条加热装置的结构。丝条加热装置(5)具备勾挂着纱(2)的辊(6a、6b)和作为加热机构的感应加热用线圈(22、22)以及用于旋转驱动上述辊(6a、6b)的电动机(21、21)。上述辊(6a、6b)具备勾挂上述纱(2)的筒部(31)、用于将上述筒部(31)连接到电动机(21)的输出轴(23)上的法兰部(32)。上述感应加热用线圈(22)配置在辊(6a、6b)的外侧，由该感应加热用线圈(22)加热上述辊(6a、6b)，由此加热纱(2)。上述感应加热用线圈(22)与上述辊之间的间隙(g)优选在5mm以上、30mm以下。并且，上述法兰部(32)配置在上述辊(6a、6b)的轴向的中央范围。
文档编号D02J13/00GK101050558SQ20071009672
公开日2007年10月10日 申请日期2007年4月6日 优先权日2006年4月6日
发明者中川理 申请人:日本Tmt机械株式会社