感应加热辊以及纺丝拉伸装置的制作方法

本发明涉及感应加热辊以及具备感应加热辊的纺丝拉伸装置。

背景技术：

专利文献1中公开了对丝线进行加温的感应加热辊。感应加热辊具备中空的辊主体和配置在辊主体的径向内侧的线圈。若在线圈流过有交流电流，则会因电磁感应而在辊主体产生涡电流，由于焦耳热而辊主体发热(即、产生感应加热)。并且，该感应加热辊形成为被单侧支承的结构，以便能够供丝线容易地卷挂。

一般地，在感应加热辊中，由于难以在轴向上使发热均匀、或在轴向端部容易产生从辊主体朝外部的散热，因此辊主体的轴向上的表面温度的分布难以变得均匀。因此，在专利文献2所记载的感应加热辊中，在辊主体以沿轴向延伸的方式设置有封入有气液二相的热介质的封套室。通过该封套室作为热管发挥功能，改善轴向上的辊主体的表面温度的分布。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平11-251052号公报

专利文献2：日本特开2003-100437号公报

技术实现要素：

发明所要解决的课题

在辊主体中设置封套室的结构中，需要增大辊主体的径向上的厚度，因此辊主体的热容量变大，辊主体的加热效率变差。因此，本申请发明人研究以与辊主体的内周面接触的状态设置比辊主体热传导性高的筒状的均热部件。由此，均热部件发挥热管的作用，因此能够使辊主体的表面温度的分布均匀化。并且，通过将辊主体保持在较薄的状态能够抑制热容量的增大，因此能够对辊主体高效地进行加热。

此处，当在像专利文献1所记载的那样被单侧支承的感应加热辊中应用均热部件的情况下，均热部件从形成在辊主体的轴向基端侧的开口插入至辊主体的径向内侧的空間内。此外，例如，在辊主体的轴向基端部安装有用于将辊主体与均热部件固定的环状的固定部件(以下称为固定环)。固定环为了将配置在辊主体的径向内侧的均热部件牢固地固定而相比均热部件朝径向内侧延伸。

如上所述，在辊主体的轴向端部，容易产生朝外部的散热，因此表面温度容易降低。因此，本申请发明人基于以下的原因，作为固定环的材质应用了作为强磁性体的碳钢。即、为了使得磁通容易通过固定环而使得容易产生涡电流，使辊主体的基端部处的发热量增加，改善辊主体的表面温度的分布，使用了这样的固定环。但是，在该结构中，当实际上使加热器动作时，会产生固定环过度发热、辊主体的基端部的温度变得比轴向中央部的温度高的问题。即、本申请发明人发现：在上述结构中，会发生磁通过度地通过相比辊主体朝径向内侧(靠近线圈的一侧)延伸的固定环而过度地产生涡电流，固定环过度发热的情况。

本发明的目的在于抑制设置于感应加热辊的固定环的发热。

用于解决课题的手段

第一发明的感应加热辊具备：能够旋转的辊单元；以及加热器，配置在上述辊单元的径向上的内侧，且具有线圈，上述感应加热辊的特征在于，上述辊单元具有：辊主体，具有借助由在上述线圈流过的电流生成的磁通沿上述辊单元的轴向通过而被感应加热的圆筒状的被加热部；均热部，具有与上述被加热部的内周面接触、且沿上述轴向延伸、热传导率比上述被加热部的至少上述内周面高的均热部件；固定环，以与上述被加热部的上述轴向上的一方侧的端部以及上述均热部的上述轴向上的上述一方侧的端部接触的方式设置，将上述辊主体和上述均热部固定；以及第一磁性部件，在上述径向上配置在上述被加热部与上述线圈之间，且在上述轴向上配置在相比上述被加热部的中心靠上述一方侧且相比上述固定环靠另一方侧的位置。

首先，在本发明中，固定环在辊单元的轴向(以下仅称为轴向)上以与被加热部的一端部以及均热部的一端部接触的方式设置，将辊主体和均热部固定。进而，这样的固定环的至少一部分通常处于相比被加热部以及均热部在径向上接近线圈的位置关系。一般地，磁通具有欲集中于磁通所通过的路径中的、磁通容易通过的最短路径的性质，因此，在上述结构中，磁通容易流入固定环。因此，存在容易因感应加热而导致固定环发热的顾虑。

因此，在本发明中，在相比被加热部靠径向内侧、且相比被加热部的轴向中心靠轴向一方侧且相比固定环靠轴向另一方侧的位置，设置有第一磁性部件。因此，通过适当地配置第一磁性部件，能够新形成磁通容易通过的程度在经由固定环的路径以上的另外的路径。由此，与未配置第一磁性部件的情况相比，能够减少通过固定环的磁通的量，能够抑制固定环中的涡电流的产生。因而，能够抑制设置于感应加热辊的固定环的发热。

第二发明的感应加热辊的特征在于，在上述第一发明中，上述均热部件的相对磁导率比上述固定环的相对磁导率低。

在均热部件的相对磁导率低的结构中，磁通难以通过均热部件，因此存在磁通更容易集中于固定环的顾虑。在本发明中，在这样的结构中，通过利用第一磁性部件形成磁通容易通过的另外的路径，能够有效地减少通过固定环的磁通的量。

第三发明的感应加热辊的特征在于，在上述第一或者第二发明中，上述第一磁性部件在上述固定环的周向上遍及整周配置。

在本发明中，与第一磁性部件仅配置在固定环的周向的一部分的情况相比，能够进一步抑制磁通流入固定环的情况。

第四发明的感应加热辊的特征在于，在上述第一～第三发明中的任一发明中，上述第一磁性部件与上述被加热部的内周面接触。

若磁通难以在第一磁性部件与被加热部之间通过，则存在磁通迂回而流入固定环的顾虑。在本发明中，与第一磁性部件并不与被加热部接触的情况(在第一磁性部件与被加热部之间存在间隙的情况)相比，磁通容易在第一磁性部件与被加热部之间通过，因此能够抑制磁通迂回而流入固定环的情况。

第五发明的感应加热辊的特征在于，在上述第一～第四发明中的任一发明中，上述第一磁性部件与上述均热部件接触。

磁通通过第一磁性部件，由此第一磁性部件也被感应加热。在本发明中，由于第一磁性部件与均热部件接触，因此能够使在第一磁性部件产生的热经由均热部件传导至被加热部。因而，能够对被加热部高效地进行加热。

第六发明的感应加热辊的特征在于，在上述第一～第五发明中的任一发明中，在上述轴向上，在上述第一磁性部件与上述固定环之间形成有间隙。

在本发明中，与在第一磁性部件与固定环之间没有间隙的情况(第一磁性部件与固定环相互接触的情况)相比，能够抑制由流过第一磁性部件的涡电流产生的热传递至固定环侧的情况。因而，能够抑制固定环的温度上升。并且，通过形成有间隙，能够使得磁通难以流入固定环侧。

第七发明的感应加热辊的特征在于，在上述第一～第六发明中的任一发明中，上述均热部具有：按压部件，在上述均热部件的上述轴向上的上述一方侧排列配置，用于按压上述均热部件；以及施力部件，在上述轴向上配置在上述按压部件与上述固定环之间，对上述按压部件朝上述轴向上的上述另一方侧施力，作为上述第一磁性部件设置有上述按压部件。

在本发明中，通过按压部件被沿轴向施力，均热部件由按压部件沿轴向按压。因而，能够在轴向上将均热部件牢固地固定。并且，由于按压部件作为第一磁性部件设置，因此，与第一磁性部件和按压部件相独立地设置的情况相比较，能够抑制成本的增大。

第八发明的感应加热辊的特征在于，在上述第一～第七发明中的任一发明中，上述加热器具有第二磁性部件，该第二磁性部件配置在相比上述线圈靠上述径向上的外侧的位置，且以在上述径向上与上述第一磁性部件对置的方式设置。

在本发明中，在加热器设置有第二磁性部件。由此，能够沿着第二磁性部件形成磁通容易通过的路径。因此，磁通当在配置于径向内侧的加热器与配置于径向外侧的辊单元之间流动时，容易在径向上相互对置的第一磁性部件与第二磁性部件之间流过。因而，能够使通过固定环的磁通的量切实地减少。

第九发明的感应加热辊的特征在于，在上述第八发明中，上述第二磁性部件在上述固定环的周向上配置有多个。

在本发明中，与第二磁性部件仅配置在固定环的周向的一部分的情况相比，能够使磁通更容易在第二磁性部件与第一磁性部件之间流过。

第十发明的感应加热辊的特征在于，在上述第八或者第九发明中，上述加热器具有第三磁性部件，该第三磁性部件与上述线圈的上述轴向上的上述一方侧的端部邻接配置，且相比上述线圈朝上述径向上的外侧延伸，上述第二磁性部件以与上述第三磁性部件接触的方式配置。

在本发明中，能够将借助流过线圈的电流生成的磁通利用第三磁性部件朝第二磁性部件积极地引导。因而，能够使磁通切实地通过第二磁性部件。

第十一发明的感应加热辊的特征在于，在上述第一～第十发明中的任一发明中，上述固定环的相对磁导率比上述第一磁性部件的相对磁导率低。

在本发明中，由于固定环的相对磁导率低、磁通难以通过固定环，因此涡电流难以流过固定环。因而，能够进一步抑制固定环的发热。

第十二发明的感应加热辊具备：能够旋转的辊单元；以及加热器，配置在上述辊单元的径向上的内侧，且具有线圈，上述感应加热辊的特征在于，上述辊单元具有：辊主体，具有借助由在上述线圈流过的电流生成的磁通沿上述辊的轴向通过而被感应加热的圆筒状的被加热部；均热部，具有与上述被加热部的内周面接触、且沿上述轴向延伸、热传导率比上述被加热部的至少上述内周面高的均热部件；以及固定环，以与上述被加热部的上述轴向上的一方侧的端部以及上述均热部的上述轴向上的上述一方侧的端部接触的方式设置，将上述辊主体和上述均热部固定，上述固定环具有设置于上述固定环的周向上的一部分的、减弱沿上述周向流动的涡电流的高电阻部。

首先，在本发明中，与第一发明同样，与被加热部以及均热部相比，固定环朝径向内侧延伸，因此磁通容易流入固定环。因此，会因通过固定环的磁通而以沿着固定环的周向环绕的方式产生涡电流，由此存在固定环大幅发热的担忧。因此，在本发明中，通过在固定环的周向的一部分设置高电阻部，利用高电阻部减弱沿固定环的周向流动的涡电流。因而，能够抑制设置于感应加热辊的固定环的发热。

第十三发明的感应加热辊的特征在于，在上述第十二发明中，上述高电阻部是上述固定环中的、与上述高电阻部以外的部分相比而与上述周向正交的截面的面积小的部分。

在本发明中，在高电阻部处，与周向正交的截面的面积小，因此周向上的电阻高。因而，能够提高固定环的周向上的电阻，使得难以流过涡电流。

第十四发明的感应加热辊的特征在于，在上述第十三发明中，在上述高电阻部形成有孔，上述高电阻部借助上述孔而使上述截面的面积比上述高电阻部以外的部分小。

在本发明中，仅通过在固定环的一部分开设孔就能够容易地形成截面积小的高电阻部。

第十五发明的感应加热辊的特征在于，在上述第十四发明中，上述孔由绝缘部件堵塞。

在固定环的周向的一部分开设有孔的结构中，存在在高电阻部处固定环的强度降低的顾虑。在本发明中，能够利用堵塞孔的绝缘部件抑制固定环的强度降低。

第十六发明的感应加热辊的特征在于，在上述第十二发明中，上述固定环在上述周向上被分割成多个环片，上述多个环片经由绝缘部件相互连结，上述高电阻部是上述固定环的上述周向上的配置有上述绝缘部件的部分。

在本发明中，能够利用夹设于多个环片之间的绝缘部件切实地抑制以沿着固定环的周向环绕的方式流过涡电流的情况。

第十七发明的感应加热辊的特征在于，在上述第一～第十六发明中的任一发明中，上述辊主体被单侧支承，上述固定环在上述轴向上设置于上述被加热部的上述一方侧的端部即基端部。

在辊主体被单侧支承的结构中，辊主体的基端部与前端部相比与外部空气接触的部分少，难以散热。因此，若设置于被加热部的基端部的固定环发热，则所产生的热容易在被朝外部散出之前朝被加热部的前端侧传导。由此，容易在被加热部的轴向上产生基端侧的温度高、前端侧的温度低的温度梯度，存在被加热部的表面的温度分布变差的顾虑。在本发明中，通过抑制配置在基端部的固定环的发热，能够抑制上述那样的温度梯度的产生，能够改善被加热部的基端部处的表面的温度分布。

第十八发明的纺丝拉伸装置具备上述第一～第十七发明中的任一发明的感应加热辊，其特征在于，在上述感应加热辊的外周面沿上述轴向并排卷挂有多条丝线。

在本发明中，能够使辊表面的温度分布均匀化，并且能够使辊表面高效地升温。因而，卷挂于感应加热辊的丝线的质量稳定，能够生产高质量的丝线。

附图说明

图1是示出具备本发明的第一实施方式所涉及的感应加热辊的纺丝牵引机的示意图。

图2是感应加热辊的截面图。

图3是均热部等的立体图以及侧视图。

图4是示出磁通容易通过的路径的说明图。

图5是示出配置有第一磁性部件以及第二磁性部件的结构中的、磁通容易通过的路径的说明图。

图6是示出感应加热辊的轴向上的温度分布的图表。

图7是示出本发明的第二实施方式所涉及的感应加热辊的图。

图8是示出固定环的图。

图9是示出第二实施方式的变形例所涉及的固定环的图。

具体实施方式

＜第一实施方式＞

接着，参照图1～图6对本发明的第一实施方式进行说明。

(纺丝牵引机)

首先，使用图1对具备第一实施方式所涉及的感应加热辊20的纺丝牵引机1的结构进行说明。图1是纺丝牵引机1的主视图。另外，将图1所示的上下方向、前后方向、以及左右方向分别定义为纺丝牵引机1的上下方向、前后方向、以及左右方向，进行以下的说明。纺丝牵引机1形成为在利用纺丝拉伸装置3对从纺丝装置2纺出的多条丝线y进行拉伸后利用丝线卷绕装置4进行卷绕的结构。

纺丝装置2通过连续地纺出尼龙或聚酯等熔融聚合物来生成多条丝线y。从纺丝装置2纺出的多条丝线y在由油剂导丝器10被施加油剂后，经引导辊11被朝纺丝拉伸装置3输送。

纺丝拉伸装置3是对多条丝线y进行拉伸的装置，配置在纺丝装置2的下方。纺丝拉伸装置3具有被收容在保温箱12的内部的多个导丝辊21～25。导丝辊21～25分别由马达进行旋转驱动。导丝辊21～25分别是由线圈感应加热的感应加热辊20。在导丝辊21～25的外周面卷挂有多条丝线y。在保温箱12的右侧面部的下部形成有用于将多条丝线y导入保温箱12的内部的导入口12a，在保温箱12的右侧面部的上部形成有用于将多条丝线y朝保温箱12的外部导出的导出口12b。多条丝线y从下侧的导丝辊21起依次以小于360度的卷挂角卷挂于各导丝辊21～25。

下侧的3个导丝辊21～23是用于在对多条丝线y进行拉伸前进行预热的预热辊，它们的辊表面温度被设定为丝线y的玻璃化转变温度以上的温度(例如90～100℃左右)。上侧的2个导丝辊24、25是用于对被拉伸后的多条丝线y进行热定形的调质辊，它们的辊表面温度被设定成比下侧的3个导丝辊21～23的辊表面温度高的温度(例如150～200℃左右)。并且，上侧的2个导丝辊24、25的丝线输送速度比下侧的3个导丝辊21～23快。

经由导入口12a被导入保温箱12后的多条丝线y首先在由导丝辊21～23输送的期间被预热至能够拉伸的温度。被预热后的多条丝线y借助导丝辊23与导丝辊24之间的丝线输送速度的差而被拉伸。此外，多条丝线y在由导丝辊24、25输送的期间进一步被加热至高温，以被拉伸后的状态被热定形。这样被拉伸后的多条丝线y经由导出口12b被朝保温箱12外导出。

由纺丝拉伸装置3拉伸后的多条丝线y经引导辊13被朝丝线卷绕装置4输送。丝线卷绕装置4是卷绕多条丝线y的装置，配置在纺丝拉伸装置3的下方。丝线卷绕装置4具备筒管支架14和接触辊15等。筒管支架14具有沿前后方向延伸的圆筒形状，且由未图示的马达旋转驱动。在筒管支架14，在其轴向以并排的状态装配有多个筒管b。丝线卷绕装置4通过使筒管支架14旋转而在多个筒管b同时卷绕多条丝线y，生产多个卷装p。接触辊15与多个卷装p的表面接触而施加预定的接触压力，对卷装p的形状进行整形。

(感应加热辊的结构)

接着，使用图2以及图3对在导丝辊21～25应用的感应加热辊20的结构进行说明。图2是感应加热辊20的截面图。图3的(a)是后述的均热部32等的立体图。图3的(b)是示出均热部件41由按压部件42按压的状态的图。此处，感应加热辊20的辊主体31由对辊主体31进行旋转驱动的马达100单侧支承。以下，将辊主体31所延伸的方向(图2的纸面左右方向)称为轴向。另外，在本实施方式中，辊主体31的轴向与辊单元30(后述)的轴向以及均热部32(后述)的轴向一致。在轴向上，将马达100侧设为基端侧(本发明的一方侧)，将其相反侧设为前端侧(本发明的另一方侧)。并且，也将辊主体31的径向仅称为径向。同样，也将辊主体31的周向仅称为周向。

感应加热辊20具有能够旋转的辊单元30和配置在辊单元30的径向上的内侧的加热器50。感应加热辊20利用借助设置于加热器50的线圈52实现的感应加热而使辊单元30的外周面升温，由此对卷挂于辊单元30的多条丝线y进行加热。辊单元30由马达100进行旋转驱动。加热器50被固定于安装在马达100的加热器支承部(未图示)。即、构成为辊单元30旋转而加热器50不旋转。

首先，对辊单元30进行说明。辊单元30具有辊主体31、均热部32、固定环33。辊主体31是圆筒状的部件，由马达100进行旋转驱动。均热部32配置在辊主体31的径向内侧且为线圈52的径向外侧，是用于使辊主体31的轴向上的温度分布均匀化的部件。固定环33安装在辊主体31的轴向基端部，对辊主体31和均热部32进行固定。以下对各构成要素的详细情况进行说明。

辊主体31例如由作为磁性体且为导体的碳钢形成。辊主体31具有：配置在线圈52的径向外侧且沿轴向延伸的圆筒状的外筒部34(本发明的被加热部)；配置在线圈52的径向内侧的圆筒状的轴心部35；以及将外筒部34的前端部与轴心部35的前端部相连的端面部36。辊主体31的基端侧开口。外筒部34、轴心部35、端面部36例如一体地形成为1个部件。或者，外筒部34、轴心部35以及端面部36中的至少2个可以由不同部件形成。作为一例，可以形成为外筒部34由1个第一部件形成，轴心部35以及端面部36由1个第二部件形成的结构。在该情况下，第一部件和第二部件例如通过焊接、或使用了螺钉等固定部件的固定方法等相互固定。并且，也可以并非辊主体31整体全都由一种材料(例如上述的碳钢)形成。即、只要外筒部34以及端面部36为磁性体且为导体即可(另外，轴心部35可以并非磁性体)。在外筒部34的外周面34a卷挂有多条丝线y。外周面34a在轴向上的长度例如为180mm。均热部32与外筒部34的内周面34b接触。在轴心部35形成有供马达100的驱动轴101插通的轴安装孔35a。通过驱动轴101嵌装在轴安装孔35a，辊主体31被固定于驱动轴101。由此，辊主体31由马达100单侧支承、且能够与驱动轴101一体旋转。在端面部36的径向外侧端部形成有供均热部件41的前端部抵接的抵接面36a。抵接面36a形成为越是趋向径向外侧越是朝轴向前端侧倾斜的锥面。

均热部32具有均热部件41、按压部件42、弹簧43(本发明的施力部件)。均热部件41是用于使辊主体31的外筒部34的表面温度的分布在轴向上均匀化的部件。均热部件41是设置在辊主体31的外筒部34的径向内侧、且设置在线圈52的径向外侧的圆筒状的部件。均热部件41由按压部件42以及弹簧43朝轴向前端侧以及径向外侧按压，由此被固定于辊主体31(详细情况后述)。

均热部件41例如是由碳纤维和石墨的复合材料即c/c复合材料(碳纤维强化碳复合材料)构成的、沿轴向延伸的圆筒状的部件。均热部件41具有比由碳钢形成的辊主体31(至少比外筒部34的内周面34b)高的热传导率，具有通过热传导使外筒部34的轴向上的温度分布均匀化的作用。例如，碳钢的热传导率为51.5w/(m·k)，与此相对，c/c复合材料的在轴向上的热传导率为404w/(m·k)。并且，均热部件41具有比辊主体31低的相对磁导率。例如，碳钢的相对磁导率为100～2000，与此相对，c/c复合材料的相对磁导率大致为1。

均热部件41与辊主体31的外筒部34的内周面34b接触。当将外筒部34的外周面34a中的、供多条丝线y卷挂的轴向的区域设为卷挂区域r时，均热部件41在轴向上遍及包含卷挂区域r的范围设置。并且，均热部件41在周向上被分割为多个均热片44(参照图3的(a))。各均热片44的基端侧的端面44a以及前端侧的端面44b形成为锥面。即、端面44a越是趋向径向外侧则越是朝轴向基端侧突出，端面44b越是趋向径向外侧则越是朝轴向前端侧突出。端面44b形成为与辊主体31的端面部36的抵接面36a匹配的形状。

按压部件42是用于通过被弹簧43施力而将均热部件41朝轴向前端侧以及径向外侧按压的部件。按压部件42是环状的部件(参照图3的(a))，外径以及内径与均热部件41大致相等。按压部件42的前端侧的端面42a形成为越是趋向径向内侧则越是朝轴向前端侧突出的锥状的按压面。即、端面42a与上述的均热片44的基端侧的端面44a形成为相互匹配的形状。弹簧43在轴向上被收容在形成于按压部件42与固定环33之间的间隙45。弹簧43的基端部与固定环33接触、前端部与按压部件42接触，在轴向被压缩。由此，弹簧43借助复原力而对按压部件42朝轴向前端侧施力。通过按压部件42被弹簧43施力，若均热部件41被朝轴向前端侧按压(参照图3的(b)的纸面左右方向的箭头)，则均热部件41由锥状的端面42a也朝径向外侧按压(参照图3的(b)的纸面上下方向的箭头)。由此，各均热片44的外周面44c与辊主体31的外筒部34的内周面34b牢固地接触。另外，弹簧43的数量可以为任意个。并且，作为用于对按压部件42施力的施力部件，也可以代替弹簧43而使用橡胶制的弹性部件等。

固定环33是设置在辊主体31的外筒部34的轴向基端部的环状的部件。固定环33例如与辊主体31同样由碳钢形成。即、前述的均热部件41的相对磁导率比固定环33的相对磁导率低。固定环33延伸至相比辊主体31的外筒部34靠径向外侧、且相比均热部32靠径向内侧。固定环33的径向内侧端部相比外筒部34以及均热部32在径向上接近线圈52。即、固定环33与线圈52之间的径向上的间隔比均热部32与线圈52之间的径向上的间隔小。固定环33以与辊主体31的轴向基端部以及均热部32的轴向基端部接触的方式设置。具体地说，如图3的(b)所示，在固定环33形成有包围部33a。包围部33a具有从径向外侧、径向内侧以及轴向基端侧这三个方向包围辊主体31和均热部32的形状。由此，辊主体31的外筒部34的基端部与按压部件42的基端部被包围，辊主体31与均热部32被固定。并且，在固定环33形成有用于收容弹簧43的凹部33b。借助凹部33b，在轴向上在按压部件42与固定环33之间形成有间隙45。

接着，对加热器50进行说明。加热器50具有筒管部件51、线圈52、凸缘53。在加热器50中，在沿轴向延伸的筒管部件51缠绕有线圈52。筒管部件51的轴向基端部安装于凸缘53。

筒管部件51是在径向上配置在相比辊主体31的外筒部34靠内侧且相比轴心部35靠外侧的位置的圆筒状的部件。筒管部件51例如与辊主体31同样由碳钢形成。在筒管部件51的外周缠绕有线圈52。

线圈52是用于对辊主体31进行感应加热的部件。线圈52缠绕于筒管部件51，且配置在相比辊主体31的外筒部34靠内侧且相比轴心部35靠外侧的位置。通过对线圈52施加交流电压，在线圈52流过有交流电流而产生交流磁场。

凸缘53是圆板状的部件。在凸缘53的径向中心部形成有贯通孔53a，以使得凸缘53与马达100的驱动轴101不会相互干涉。凸缘53例如与辊主体31同样由碳钢形成。凸缘53配置在加热器40的轴向基端部。在凸缘53安装有筒管部件51的轴向基端部。凸缘53被固定于马达100的加热器支承部(未图示)。凸缘53相比线圈52朝径向外侧延伸。凸缘53的径向外侧端部位于相比辊单元30的固定环33靠轴向基端侧的位置，以覆盖固定环33的方式配置。在凸缘53与固定环33之间设置有间隙，以使得不旋转的加热器50的凸缘53与旋转的辊单元30的固定环33不会相互干涉。

在具有如上的结构的感应加热辊20中，通过对线圈52施加交流电压，在线圈52流过交流电流而生成交流磁场，磁通在辊主体31的外筒部34沿轴向通过。由此，在辊主体31中沿周向流过有涡电流，外筒部34借助焦耳热被加热。在感应加热辊20中，一般地，由于在轴向上发热难以变得均匀、且在轴向端部容易产生从辊主体31朝外部的散热，因此辊主体31的表面温度的分布难以变得均匀。因此，通过均热部件41进行外筒部34的轴向上的温度分布的均匀化。另外，如上所述，由于均热部件41的相对磁导率低，因此磁通难以通过均热部件41，均热部件41自身难以发热。

(固定环的过度发热的问题)

如上所述，在辊主体31的轴向端部，容易产生朝外部的散热，因此表面温度容易降低。因此，本申请发明人为了使得磁通容易通过固定环33而使得容易产生涡电流，使辊主体31的基端部处的发热量增加而改善辊主体的表面温度的分布，将固定环33的材质确定为作为强磁性体的碳钢。并且，磁通具有欲集中于磁通所通过的路径中的、磁通容易通过的最短路径的性质，因此，最初，将按压部件42的材质确定为作为非磁性体的sus、使得与按压部件42相比而磁通容易通过固定环33。但是，在该结构中，若实际使加热器50动作，则固定环33过度发热，产生辊主体31的基端部的温度相比轴向中央部的温度变高的问题。

使用图4对上述问题示意性地进行说明。在感应加热辊20，利用由作为强磁性体的碳钢形成的部件，形成磁通容易通过的路径201(另外，箭头仅仅是为了容易观察而记载的，根据流过线圈52的电流的方向的变化，磁通的方向也变化)。具体地说，路径201是通过筒管部件51、凸缘53、固定环33、辊主体31的外筒部34以及端面部36的路径。另外，由于磁通具有容易通过强磁性体的表面的性质(表皮效应)，因此路径201形成为通过上述的部件的表面或者其附近。

若磁通集中通过路径201，则在固定环33过度产生涡电流，固定环33的发热增大。特别是借助磁通沿轴向通过固定环33，由此以在固定环33的周向环绕的方式产生涡电流，因此发热尤为显著。此外，在设置于被单侧支承的辊单元30的基端部的固定环33中，与辊单元30的前端部相比面对外部的部分小，难以产生朝外部的散热。因此，若固定环33发热，则所产生的热容易在朝外部散出前朝辊主体31的外筒部34的前端侧传导。由此，本申请的发明人考虑到：容易产生外筒部34的基端侧的温度高、前端侧的温度低的温度梯度，会产生外筒部34的外周面34a的温度分布变差的问题。

因此，为了抑制固定环33的发热，感应加热辊20具有以下的结构。具体地说，返回图2以及图3进行说明。

(第一磁性部件以及第二磁性部件)

在第一实施方式中，为了形成与上述的路径201(参照图4)相独立的、磁通容易通过的路径，感应加热辊20具有以下的结构。首先，用于按压均热部件41的按压部件42与辊主体31等相同由强磁性体即碳钢形成。以下，将按压部件42称为第一磁性部件46。换言之，按压部件42被用作第一磁性部件46。如图2所示，第一磁性部件46在径向上配置在辊主体31的外筒部34与线圈52之间、且配置在相比外筒部34的轴向上的中心靠基端侧且相比固定环33靠前端侧的位置。第一磁性部件46与外筒部34的内周面34b接触、且与均热部件41接触。在轴向上，在第一磁性部件46与固定环33之间形成有间隙45。第一磁性部件46例如如图3的(a)所示优选在周向上遍及整周配置，但并不限于此。例如，第一磁性部件46也可以在周向上被分割，且相互离开地配置有多个。

并且，加热器50具有第二磁性部件54。第二磁性部件54与第一磁性部件46同样是由碳钢形成的部件。如图2所示，第二磁性部件54设置成相比线圈52配置在径向外侧、且在径向上与第一磁性部件46对置。第二磁性部件54安装于凸缘53(本发明的第三磁性部件)，且与凸缘53接触。第二磁性部件54配置成与设置于旋转的辊单元30的第一磁性部件46不会相互干涉。第二磁性部件54例如如图3的(a)所示优选在周向上相互离开地配置有多个，但并不限于此。

(关于磁通的路径)

在具有以上结构的感应加热辊中，借助第一磁性部件46以及第二磁性部件54而新形成有磁通容易通过的路径。以下使用图5示意性地进行说明。

如图5所示，借助第一磁性部件46以及第二磁性部件54形成有与路径201相独立的、磁通容易通过的路径202(参照图5的粗线)。具体地说，路径202是通过筒管部件51、凸缘53、第二磁性部件54、固定环33的一部分、第一磁性部件46、辊主体31的外筒部34以及端面部36的路径。特别是关于磁通所能通过的路径中的、形成于辊单元30的路径，与通过辊主体31的基端部以及固定环33的路径(参照路径201)相比，通过第一磁性部件46的路径(参照路径202)短。因此，磁通容易通过路径202的程度为容易通过路径201的程度以上，通过固定环33的磁通的量减少。由此，能够在固定环33中抑制涡电流的产生。

在上述的结构中，由于以下的2个原因，能够进一步抑制磁通流入固定环33侧。第一个原因在于：第一磁性部件46与外筒部34的内周面34b接触。由此，磁通容易通过第一磁性部件46与外筒部34之间，因此能够抑制磁通迂回而流入固定环33的情况。第二个原因在于：在轴向上，在第一磁性部件46与固定环33之间形成有间隙45。由此，能够抑制通过第一磁性部件46的磁通流入固定环33的情况。

此处，磁通通过第一磁性部件46，由此第一磁性部件46也被感应加热。如上所述，第一磁性部件46与外筒部34的内周面34b接触、且与均热部件41接触。因此，在第一磁性部件产生的热直接传导至外筒部34、或者经由均热部件41传导至外筒部34。由此，外筒部34被高效地加热。

(因第一磁性部件以及第二磁性部件的有无造成的温度分布的差异)

接着，使用图6对因第一磁性部件46以及第二磁性部件54的有无造成的、辊主体31的外筒部34的外周面34a处的轴向的温度分布的差异进行说明。本申请发明人在设置第一磁性部件46以及第二磁性部件54的情况和不设置的情况(将按压部件42形成为非磁性体、不设置第二磁性部件54的情况)下，实测外周面34a的轴向上的温度分布而进行比较。作为共通条件，将外周面34a的轴向中心处的设定温度设为150℃。并且，将辊单元30的运转速度(周速度)设为5500m/min。在此基础上，在设置第一磁性部件46以及第二磁性部件54的情况(实施例)和不设置的情况(比较例)下，比较外周面34a的轴向上的温度分布。

图6中示出比较结果。横轴表示外周面34a的、从辊主体31的前端起的距离。即、上述距离小的部分接近辊主体31的前端、大的部分接近辊主体31的基端。另外，如上所述，外周面34a的轴向长度为180mm。纵轴表示与外周面34a的轴向中心(上述距离为90mm的位置)处的表面温度之间的差。在比较例(参照图6的虚线)中，从辊主体31的前端起的距离越大(即、越接近基端侧的固定环33)则表面温度越高，根据位置的不同，相比轴向中心部处的表面温度高1℃以上。另一方面，在实施例(参照图6的实线)中，外周面34a的轴向基端部的温度相比轴向中心部的温度稍稍降低。此外，外周面34a的轴向基端部与轴向中心之间的表面温度差在任一位置均为1℃以下，外周面34a的轴向基端部处的温度梯度得到改善。即、这证明：通过设置第一磁性部件46以及第二磁性部件54，形成有磁通容易通过的程度为路径201以上的路径202(参照图5)，能够抑制固定环33的发热。

如上，在相比外筒部34靠径向内侧、且相比外筒部34的轴向中心靠轴向基端侧且相比固定环33靠轴向前端侧的位置，设置有第一磁性部件46。因此，通过适当地配置第一磁性部件46，能够新形成磁通容易通过的程度为经由固定环33的路径201以上的另外的路径202。由此，与未配置第一磁性部件46的情况相比，能够减少通过固定环33的磁通的量，能够抑制固定环33处的涡电流的产生。因而，能够抑制设置于感应加热辊20的固定环33的发热。

并且，在均热部件41的相对磁导率低、磁通容易集中于固定环33的结构中，通过利用第一磁性部件46形成磁通容易通过的路径202，能够有效地减少通过固定环33的磁通的量。

并且，在第一磁性部件46在周向上遍及整周配置的结构中，与第一磁性部件46仅配置在周向的一部分的情况相比，能够进一步抑制磁通流入固定环33。

并且，第一磁性部件46与外筒部34的内周面34b接触。因而，与在第一磁性部件46与外筒部34之间存在间隙的情况相比，磁通容易通过第一磁性部件46与外筒部34之间，因此能够抑制磁通迂回而流入固定环33。

并且，由于第一磁性部件46与均热部件41接触，因此能够经由均热部件41而将通过感应加热在第一磁性部件46产生的热传导至外筒部34。因而，能够对外筒部34高效地加热。

并且，在第一磁性部件46与固定环33之间形成有间隙45。因此，与第一磁性部件46和固定环33相互接触的情况相比，能够抑制因流过第一磁性部件46的涡电流而产生的热传导至固定环33侧。因而，能够抑制固定环33的温度上升。并且，通过形成有间隙45，能够使得磁通难以流入固定环33侧。

并且，按压部件42(第一磁性部件46)沿轴向被施力，由此，均热部件41由按压部件42沿轴向按压，因此能够在轴向上将均热部件41牢固地固定。并且，由于按压部件42为第一磁性部件46，因此与分别设置第一磁性部件46和按压部件42的情况相比，能够抑制成本的增大。

并且，由于在加热器50设置有第二磁性部件54，因此能够沿着第二磁性部件54形成磁通容易通过的路径。因此，磁通当流过配置于径向内侧的加热器50与配置于径向外侧的辊单元30之间时，容易流过在径向上相互对置的第一磁性部件46与第二磁性部件54之间。因而，能够使通过固定环33的磁通的量切实地减少。

并且，在第二磁性部件54在周向上配置有多个的结构中，与第二磁性部件54仅配置在周向的一部分的情况相比，能够使磁通更容易流过第二磁性部件54与第一磁性部件46之间。

并且，能够将所生成的磁通利用第三磁性部件即凸缘53朝第二磁性部件54积极地引导。因而，能够使磁通切实地通过第二磁性部件54。

并且，在辊主体31被单侧支承的结构中，通过抑制配置在基端部的固定环33的发热，能够抑制温度梯度的产生，改善外筒部34的外周面34a的轴向基端部处的温度分布。

并且，在具备上述那样的感应加热辊20的纺丝拉伸装置3中，能够使辊表面的温度分布均匀化，并且能够使辊表面高效地升温。因而，卷挂于感应加热辊20的丝线y的质量稳定，能够生产高质量的丝线。

接着，说明对第一实施方式附加了变更的变形例。但是，关于与第一实施方式具有同样的结构的部分，标注相同的附图标记并适当地省略其说明。

(1)在上述第一实施方式中，固定环33由作为强磁性体的碳钢形成，但并不限于此。即、固定环33也可以具有比由碳钢形成的第一磁性部件46低的相对磁导率。例如，固定环33可以由相对磁导率大致为1的sus等非磁性体形成。由此，磁通难以通过固定环33，因此难以在固定环33流过涡电流。因而，能够进一步抑制固定环33的发热。另外，即便在这样的结构中，通过设置有第一磁性部件46，能够在辊主体31的外筒部34以使得磁通容易通过的方式形成磁通的路径。由此，能够抑制外筒部34的感应加热的效率恶化。

(2)在上述第一实施方式中，第二磁性部件54与凸缘53接触，但并不限于此。即、也可以在第二磁性部件54与凸缘53之间形成有间隙。即便在这样的结构中，通过缩小间隙，能够使得磁通容易通过第二磁性部件54与凸缘53之间。

(3)在上述第一实施方式中，在加热器50设置有第二磁性部件54，但并不限于此。即、即便仅在辊单元30设置有第一磁性部件46，也能够避开固定环33而形成磁通容易通过的路径，因此能够减少流入固定环33的磁通的量，能够抑制固定环的发热。

(4)在上述第一实施方式中，第一磁性部件46被弹簧43施力，但并不限于此。第一磁性部件46也可以并非沿轴向被施力。并且，在第一磁性部件46与固定环33之间并非必须形成有间隙45。并且，在第一磁性部件46未被弹簧43施力的结构中，固定环33并非必须具有包围辊主体31以及均热部32的形状。

(5)在上述第一实施方式中，按压部件42为第一磁性部件46，但并不限于此。第一磁性部件46也可以与按压部件42相独立地设置。即便在该情况下，如前面所述，按压部件42并非必须被弹簧43施力。并且，第一磁性部件46并非必须与外筒部34或均热部件41接触。

(6)在上述第一实施方式中，辊主体31被单侧支承，但并不限于此。即、感应加热辊也可以为被两侧支承的结构。即便在这样的结构中，也存在在设置有固定环33的轴向端部处固定环33被感应加热而过度发热的顾虑。即便在这样的结构中，设置第一磁性部件46等而形成磁通容易通过的路径，抑制磁通朝固定环33的流入，抑制涡电流的产生从而抑制固定环33的发热的做法也是有效的。

(7)在上述第一实施方式中，说明了对丝线y进行加热的感应加热辊20。然而，感应加热辊20并不限定于丝线y的加热，也可以用于丝线y以外的薄膜、纸、无纺布、树脂片等片材的加热、或复印机等所具备的片上的调色剂像等的加热。

＜第二实施方式＞

接着，参照图7以及图8对本发明的第二实施方式进行说明。但是，关于与第一实施方式具有同样结构的部分，标注相同的附图标记并适当地省略其说明。

图7是本发明的第二实施方式所涉及的感应加热辊60的截面图。图8的(a)是从轴向基端侧观察后述的固定环72的图。图8的(b)是图8的(a)的viii(b)－viii(b)截面图。

本发明的第二实施方式所涉及的感应加热辊60具有辊70和加热器80。辊70具有：具有外筒部34的辊主体31、具有均热部件41的均热部32、由碳钢形成的固定环72。辊主体31被单侧支承。

对感应加热辊60与第一实施方式所涉及的感应加热辊20的不同点进行说明。在辊70中，按压部件42由sus等非磁性体形成。即、未设置第一磁性部件46。并且，在加热器80未设置第二磁性部件54。

根据以上结构，在感应加热辊60，作为磁通容易通过的路径，形成有通过由碳钢形成的固定环72的路径203(参照粗线)。磁通通过固定环72，由此，若在固定环72的周向过度地流过涡电流，则存在固定环72过度发热的顾虑。因此，关于固定环72，为了抑制涡电流从而抑制固定环72的发热，具备以下的结构。

如图8的(a)、(b)所示，固定环72具有高电阻部74。高电阻部74是固定环72的周向上的一部分，且是与其他部分相比而周向上的电阻高的部分。在图8的(a)中设置有2个高电阻部74。高电阻部74是由导电体形成的环主体73中的、在周向上形成有孔75的部分。孔75例如是将环主体73沿轴向贯通、沿径向延伸的狭缝状的孔(参照图8的(a)、(b))。因此，高电阻部74的与周向正交的截面的面积(严格来说是作为导电体的环主体73的截面积)比高电阻部74以外的部分小。由此，高电阻部74的周向上的电阻比高电阻部74以外的电阻高。因而，借助高电阻部74，使在周向流动的涡电流减弱，能够抑制固定环72的发热。并且，孔75由绝缘部件76堵塞。绝缘部件76将孔75堵塞，由此能够抑制高电阻部74的强度降低。绝缘部件76例如由合成树脂形成，且被固定于孔75的内周面75a。

另外，关于孔75的形状等，只要能够减小高电阻部74的截面积即可，可以为任意形状。例如，也可以并非狭缝状而是圆孔。并且，孔75也可以并不将环主体73沿轴向贯通，而是例如沿径向贯通。此外，孔75并非必须贯通环主体73。并且，孔75的数量并不限于2个。并且，在高电阻部74，代替孔75，也可以形成有切口等。

如上，在固定环72设置有高电阻部74。因此，借助高电阻部74，使沿固定环72的周向流动的涡电流减弱，因此能够抑制设置于感应加热辊60的固定环的发热。

并且，在高电阻部74中，与周向正交的截面的面积小，因此周向上的电阻变高。因而，能够提高固定环72的周向上的电阻，使得涡电流难以流过。

并且，仅通过在固定环72的环主体73的一部分开设孔75就能够容易地形成截面积小的高电阻部74。

并且，能够利用堵塞孔75的绝缘部件抑制固定环72的强度降低。

接着，说明对第二实施方式附加了变更的变形例。但是，关于与第二实施方式具有同样结构的部分，标注相同的附图标记并适当地省略其说明。

(1)在上述第二实施方式中，固定环72的高电阻部74具有形成于环主体73的孔75，但并不限于此。例如，如图9所示，固定环90也可以在周向上被分割为多个环片91，且经由绝缘部件92相互连结。绝缘部件92例如由合成树脂形成，且由2个环片91夹住而被固定。这样，能够借助夹设于多个环片91之间的绝缘部件92切实地抑制以沿着固定环90的周向环绕的方式流过涡电流的情况。在该变形例中，在固定环90的周向上，配置有绝缘部件92的部分相当于本发明的高电阻部。

(2)在上述第二实施方式中，辊主体31也被单侧支承，但并不限于此。即、感应加热辊60也可以形成为被两侧支承的结构。即便在这样的结构中，通过在固定环72设置高电阻部74来抑制涡电流的产生、抑制固定环72的发热的做法也是有效的。

(3)感应加热辊60与在上述第一实施方式中说明了的感应加热辊20同样也可以对丝线y以外的物品进行加热。即、感应加热辊60也可以对薄膜、纸、无纺布、树脂片等片材、或复印机等所具备的片上的调色剂像等进行加热。

附图标记说明

3纺丝拉伸装置

20感应加热辊

30辊单元

31辊主体

32均热部

33固定环

34外筒部(被加热部)

34b内周面

41均热部件

42按压部件

42a端面

43弹簧(施力部件)

44a端面

45间隙

46第一磁性部件

50加热器

52线圈

53凸缘(第三磁性部件)

54第二磁性部件

60感应加热辊

72固定环

74高电阻部

75孔

76绝缘部件

90固定环

91环片

92绝缘部件

y丝线