JP2002060132A

JP2002060132A - ボビンホルダ

Info

Publication number: JP2002060132A
Application number: JP2000254240A
Authority: JP
Inventors: Shoichi Tone; 昭一刀祢
Original assignee: Murata Machinery Ltd
Current assignee: Murata Machinery Ltd
Priority date: 2000-08-18
Filing date: 2000-08-18
Publication date: 2002-02-26

Abstract

(57)【要約】【課題】固有振動数が高く、高速回転が可能であるボ
ビンホルダを提供する。【解決手段】円筒部材１１と、その円筒部材１１に挿
通したボビン１２を把持するチャック部材とを備えたボ
ビンホルダーにおいて、上記円筒部材１１の外周部に、
強制伸張されたときに縮径してボビン１２を挿通し、強
制伸張が解放されたときに自身の弾性力で円筒部材１１
の径方向外方に膨らんでボビン１２を把持する自己拡張
チャック部材１３を設けたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、紡糸巻取機等にお
いて、複数のボビンを把持すると共に回転させて紡糸を
巻き取ってパッケージを形成するためのボビンホルダに
係り、特に、その固有振動数を高めて高速回転を可能と
したボビンホルダに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】紡糸巻取機等のボビンホルダは、円筒部
材に沿って複数のチャック部材が設けられ、円筒部材に
挿通したボビンをそのチャック部材で把持した状態で回
転させて、紡糸をボビン外周に巻き取ってパッケージを
形成し、満巻となったならば、他のボビンホルダに切り
替えて上述の巻取を行い、その間に満巻のパッケージを
保持しているボビンホルダのチャック部材の把持を解除
してパッケージを取り外して再度新たなボビンを装着し
て、次の巻取のために待機させておくようにしている。

【０００３】従来のボビンホルダの概略を図５を用いて
説明する。

【０００４】図５は、従来のボビンホルダの先端部を示
したものである。

【０００５】ボビンホルダ５０は、後端部が図示しない
モータの駆動軸に連結された円筒部材５１と、その円筒
部材５１の外周に挿通されたボビン５２を内側から把持
するためのチャック部材５３と、チャック部材５３間に
設けられたスペーサ５５と、チャック部材５３及びスペ
ーサ５５を円筒部材５１の軸方向に押圧する押圧部材６
０とで構成される。

【０００６】チャック部材５３は、円筒部材５１の周方
向に所定間隔あけて複数配置されていると共に、軸方向
にも複数配置されており、複数のボビン５２を円筒部材
５１の外周に把持できるようになっている。

【０００７】また、押圧部材６０は、円筒部材５１の中
空部５１ａ内に軸方向にスライド可能に設けられたピス
トン５６と、そのピストン５６を円筒部材５１の後端側
（図において右側）に付勢するバネ５７と、ロッド５８
を介してピストン５６と連結され、ピストン５６の移動
に伴って上記チャック部材５３及びスペーサ５５を押圧
する押圧蓋５９とからなる。

【０００８】このボビンホルダ５０でボビン５２を把持
する場合、まず、図示しない圧縮空気供給手段により、
矢印６２に示すように円筒部材５１の中空部５１ａ内に
圧縮空気を供給して、図の上半分に示すように、ピスト
ン５６をバネ５７に対向して先端側へと移動させる。

【０００９】このとき、ピストン５６の移動に伴って前
蓋５９も先端側へ移動し、その前蓋５９に引っ張られて
チャック部材５３とスペーサ５５が先端側へ移動して各
スペーサ５５とチャック部材５３との間隔が開き、チャ
ック部材５３がスペーサ５５或いは押圧蓋５９のテーパ
面６１に沿って円筒部材５１の径方向内方へスライドす
る。

【００１０】そこで、ボビン５２を円筒部材５１の外周
に挿通した後、圧縮空気を抜く。

【００１１】圧縮空気を抜くと、バネ５７の付勢力によ
って、ピストン５６が後端側に移動して押圧蓋５９がチ
ャック部材５３およびスペーサ５５を後端側へ押圧す
る。

【００１２】押圧蓋５９がチャック部材５３およびスペ
ーサ５５を後端側へ押圧すると、図の下半分に示すよう
に、チャック部材５３がテーパ面６１に沿って円筒部材
５１の径方向外側へスライドしてボビン５２の内周面と
強く接触して把持する。

【００１３】このようにボビンホルダ５０は、チャック
部材５３およびスペーサ５５を円筒部材５１の先端部か
ら押圧する構造であるため、先端側のチャック部材５３
から円筒部材５１の径方向外方へ移動してボビン５２を
把持する。そのため、先端側のチャック部材５３とボビ
ン５２との間の摩擦力が、後端側のチャック部材５３お
よびスペーサ５５の移動の抵抗となり、その結果、後端
側に向かうにつれてチャック部材５３の把持力が小さく
なってしまう問題があった。

【００１４】また、チャック部材５３とボビン５２との
隙間が小さいため、ボビン５２に糸を巻き取ってパッケ
ージを形成した時に、いわゆる巻締まりによってボビン
５２の内径が縮小すると、パッケージをボビンホルダか
ら円滑に取り外すことができないという問題があった。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、生産
性向上の目的から、ボビンの高速回転化が進められてお
り、それに伴って、ボビンホルダの危険速度、言い換え
れば固有振動数を高める必要がある。

【００１６】ここで、ボビンホルダの危険速度Ｎｃは、
特開2000-109270 号公報にも開示されているように次式
（数１）で表すことができる。

【００１７】

【数１】

【００１８】Ｅ：縦弾性係数，ρ：比重，Ｌ：円筒部材
の長さ，Ｉ：円筒部材の断面２次モーメント，Ａ：円筒
部材の断面積Ｅ及びρは円筒部材の構成材料によって決まる値であ
り、Ｌは、把持するボビンの個数および個々のボビンの
長さにより決定されるものである。

【００１９】また、円筒部材の断面２次モーメントＩ
は、円筒部材の外径をＤ、内径をｄとすると、次式（数
２）で表すことができる。

【００２０】

【数２】

【００２１】また、円筒部材の断面積Ａは、次式（数
３）で表すことができる。

【００２２】

【数３】

【００２３】ここで、Ｅ、ρ及びＬにより決定される値
を比例定数Ｂとすると共に、上記数２および数３を上記
数１に代入して整理すると、ボビンホルダの危険速度Ｎ
ｃは次式（数４）となる。

【００２４】

【数４】

【００２５】従って、ボビンホルダの固有振動数を高め
るためには円筒部材の外径Ｄ或いは内径ｄを大きくすれ
ば良い。しかし、円筒部材の内径ｄを大きくすると、円
筒部材の厚さが薄くなるため強度上好ましくない。その
ため、ボビンホルダの固有振動数を高めるためには円筒
部材の外径を大きくする必要がある。

【００２６】しかしながら、上述したような従来のボビ
ンホルダ５０では、チャック部材５３の厚さが厚く、円
筒部材５１の外径Ｄを大きくすることができない問題が
あった。そこで、チャック部材５３の厚さを薄くして円
筒部材５１の外径Ｄおよび内径ｄを大きくしたボビンホ
ルダが望まれていた。

【００２７】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、固有振動数が高く、高速回転が可能であるボビンホ
ルダを提供することにある。

【００２８】また、ボビンを均等な力で把持することが
できるボビンホルダを提供することにある。

【００２９】更に、形成したパッケージを円滑に取り外
すことができるボビンホルダを提供することにある。

【００３０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、円筒部材と、その円筒部材に挿
通したボビンを把持するチャック部材とを備えたボビン
ホルダーにおいて、上記円筒部材の外周部に、強制伸張
されたときに縮径してボビンを挿通し、強制伸張が解放
されたときに自身の弾性力で円筒部材の径方向外方に膨
らんでボビンを把持する自己拡張チャック部材を設けた
ボビンホルダである。

【００３１】請求項２の発明は、上記自己拡張チャック
部材が、上記円筒部材の周方向に複数個設けられた板バ
ネ又は周方向にバレル状に形成されたリング板バネから
なる請求項１記載のボビンホルダである。

【００３２】請求項３の発明は、上記ボビン内周と接触
する上記自己拡張チャック部材の外周面に、凹凸あるい
はゴム等からなる摩擦部材が取り付けられた請求項１又
は２記載のボビンホルダである。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な一実施形態
を添付図面に基づいて詳述する。

【００３４】図１（ａ）は、本実施形態のボビンホルダ
の先端部を示したものであり、図１（ｂ）は本実施形態
のボビンホルダの後端部を示したものである。

【００３５】図に示すように、ボビンホルダ１０は、図
示しないモータの駆動軸にカップリングを介して連結さ
れた円筒部材１１と、その円筒部材１１の外周に挿通さ
れたボビン１２を把持するための自己拡張チャック部材
１３-1〜１３-16 と、自己拡張チャック部材１３-1〜１
３-16 間に設けられた円筒状のスペーサ１５と、自己拡
張チャック部材１３-1〜１３-16 及びスペーサ１５を円
筒部材１１の軸方向に伸張する伸張部材２０とで構成さ
れる。

【００３６】自己拡張チャック部材１３-1〜１３-16
は、円筒部材１１の外周部に周方向に所定間隔あけて複
数配置されていると共に、その軸方向にも複数配置され
ており、複数のボビン１２を円筒部材１１の外周に把持
することができる。

【００３７】本実施形態では、８個のボビン１２を円筒
部材１１の外周に把持する構造であり、自己拡張チャッ
ク部材１３-1〜１３-16 が、それぞれ、各ボビン１２の
軸方向両端部に位置して把持する。しかしながら、本発
明はこの点において限定されず、もっと多い、或いは少
ない数のボビン１２を把持する構造としても良い。ま
た、各自己拡張チャック部材１３を、ボビン１２の両端
部のみならず中央部にも配置するようにしても良い。

【００３８】ここで、図２を用いて、自己拡張チャック
部材１３を説明する。

【００３９】図２（ａ）は、自己拡張チャック部材１３
の平面図であり、図２（ｂ）は正面図である。

【００４０】図に示すように、自己拡張チャック部材１
３は、両端部にＴ字状の係合部２１が形成され、中央部
に上方に突出した湾曲部２２が形成された金属製の板バ
ネ２３からなる。湾曲部２２の外周面にはゴムからなる
摩擦部材２５が取り付けられている。

【００４１】湾曲部２２は、自己拡張チャック部材１３
を円筒部材１１の外周に取り付けたときに、ボビン１２
の内周より径方向外方に突出するように形成される。

【００４２】摩擦部材２５は、自己拡張チャック部材１
３とボビン１２との間の摩擦力を高めて把持力を強くす
るためのものである。従って、摩擦部材２５は本発明に
必ずしも必要なものではなく、例えば、板バネ２３の湾
曲部２２の外周面に凹凸を設けて自己拡張チャック部材
１３とボビン１２との摩擦力を高めるようにしても良
い。

【００４３】次に、図３を用いてスペーサ１５を説明す
る。

【００４４】スペーサ１５は、自己拡張チャック部材１
３同士の間隔を軸方向に所定距離保つと共に、先端側の
自己拡張チャック部材１３-1の移動を後端側の自己拡張
チャック部材１３-2〜１３-16 へ伝える機能を有してい
る。

【００４５】スペーサ１５は円筒形状であり、両端部の
内周面に自己拡張チャック部材１３の係合部２１と係合
するための係合溝２６が形成されている（図では左側端
部の係合溝のみ示す）。本実施形態では、係合溝２６は
周方向に１０箇所形成されており、自己拡張チャック部
材１３が円筒部材１１の周方向に１０個設けられる構造
になっている。しかしながら、本発明はこの点において
限定されず、自己拡張チャック部材１３を円筒部材１１
の周方向にもっと多く、或いは少なく設けるようにして
も良い。

【００４６】また、スペーサ１５の側壁１５ａには長穴
２７が形成されており、スペーサ１５を円筒部材１１の
外周に挿通した後、ピン２８を長穴２７を通して円筒部
材１１の外周に固定する。これによってスペーサ１５
は、円筒部材１１に対して相対回転不可かつ軸方向に相
対移動可能に取り付けられる。長穴２７は、スペーサ１
５の側壁１５ａに複数形成されている。

【００４７】図１に戻り、伸張部材２０について説明す
る。

【００４８】伸張部材２０は、円筒部材１１の中空部１
１ａ内に、軸方向にスライド可能に設けられたピストン
１６と、そのピストン１６を円筒部材１１の後端側（図
において右側）に付勢するバネ１７と、ロッド１８を介
してピストン１６と連結され、ピストン１６の移動に伴
って上記自己拡張チャック部材１３及びスペーサ１５を
円筒部材１１の軸方向に伸張して移動させる蓋１９とか
らなる。

【００４９】ピストン１６と円筒部材１１との間には、
気密性を確保するためのＯリング２９が設けられてお
り、図示しない圧縮空気供給手段により圧縮空気が中空
部１１ａ内に供給されるとピストン１６がバネ１７に対
向して先端側（図において左側）へと移動する。ピスト
ン１６は、円筒部材１１内部に形成されたストッパ１１
ｂと接触するまで先端側へ移動する。

【００５０】蓋１９は、その外径がスペーサ１５と略同
一に形成され、その後端部にスペーサ１５の係合溝２６
と同形状の溝３０が形成されており、先端の自己拡張チ
ャック部材１３-1の先端側の係合部２１と係合してい
る。

【００５１】一方、円筒部材１１の後端部には、ボビン
１２の位置決めを行うための鍔部３１が設けられてい
る。鍔部３１の先端側には、スペーサ１５の係合溝２６
と同形状の溝３２が形成されており、後端の自己拡張チ
ャック部材１３-16 の後端側の係合部２１と係合してい
る。

【００５２】しかしながら、円筒部材１１の後端部には
鍔部３１を設けずに、シリンダ等からなる仮位置決め機
構を設けるようにしても良い。

【００５３】次に本発明の作用を述べる。

【００５４】このボビンホルダ１０でボビン１２を把持
する場合、まず、図示しない圧縮空気供給手段により、
矢印４０に示すように円筒部材１１の中空部１１ａ内に
圧縮空気を供給して、図の上半分に示すように、ピスト
ン１６をバネ１７に対向して先端側へと移動させる。

【００５５】このとき、ピストン１６の移動に伴って蓋
１９も先端側へ移動し、その蓋１９により、自己拡張チ
ャック部材１３-1〜１３-16 およびスペーサ１５が先端
側へと引っ張られる。自己拡張チャック部材１３-1〜１
３-16 が先端側へ引っ張られると、その湾曲部２２が強
制伸張されて、図の上半分に示すように縮径して略直線
状になり、ボビン１２の内周面よりも内方に位置する。

【００５６】そこで、ボビン１２を、最初に挿通したボ
ビン１２が鍔部３１あるいは仮位置決め機構と接するま
で円筒部材１１の外周に挿通して、その後、圧縮空気を
抜く。

【００５７】圧縮空気を抜くと、各自己拡張チャック部
材１３-1〜１３-16 が強制伸長から解放されて自身の弾
性力（復元力）により軸方向後端側に縮まって、図の下
半分に示すように、湾曲部２２が径方向外方に膨らんで
ボビン１２の内周面と強く接触して円筒部材１１の外周
に把持する。

【００５８】このとき、バネ１７がピストン１６を後端
側へ押圧して、ピストン１６が元の位置へ戻ることを補
助する。

【００５９】従って、本発明は自己拡張チャック部材１
３-1〜１３-16 自身の弾性力によってボビン１２を把持
するものであり、バネ１７は必ずしも必要なものではな
い。

【００６０】このように、ボビンホルダ１０は、板バネ
２３からなる自己拡張チャック部材１３を使用している
ため、チャック部材１３およびスペーサ１５の厚さを薄
くでき、円筒部材１１の径Ｄを従来のものと比べて大き
くできる。

【００６１】具体的には、図５で示した従来のボビンホ
ルダ５０では、チャック部材５３の厚さが6.5 mmであっ
たのに対して、本発明のボビンホルダ１０の自己拡張チ
ャック部材１３の厚さは2.5mm であった。これにより、
円筒部材１１の外径Ｄを従来のものよりも8mm 大きくす
ることができた。

【００６２】従って、円筒部材１１の固有振動数が高く
なり、より高速で回転することができる。

【００６３】また、本発明は、自己拡張チャック部材１
３自身の弾性力によってボビン１２を把持するため、全
ての自己拡張チャック部材１３が均等な力でボビン１２
を把持することができ、円筒部材１１の軸方向における
把持力のばらつきがない。

【００６４】更に、本発明では、板バネ２３からなる自
己拡張チャック部材１３を使用することにより、ボビン
１２を取り外す際の、自己拡張チャック部材１３とボビ
ン１２との隙間を大きくできる。

【００６５】具体的には、図５で示した従来のボビンホ
ルダ５０では、径方向内方に位置したチャック部材５３
とボビン５２との隙間が0.5mm であったのに対して、本
発明のボビンホルダ１０では強制伸張時の自己拡張チャ
ック部材１３とボビン１２との隙間は1mm であった。こ
れにより、ボビン１２に糸を巻き取ってパッケージを形
成した時に、巻締まりによってボビン１２の内径が縮小
してもパッケージをボビンホルダから円滑に取り外すこ
とができる。

【００６６】次に、本発明の他の実施形態を説明する。

【００６７】他の実施形態は、上述した形態のボビンホ
ルダと自己拡張チャック部材の形状が異なるものであ
り、図４にその自己拡張チャック部材４３を示す。その
他の構成は上述した形態のボビンホルダ１０と同様であ
るため、その説明を省略する。

【００６８】図４に示すように、この形態の自己拡張チ
ャック部材４３は円筒部材１１の周方向に一体に形成さ
れたバレル状のリング板バネ４４からなる。

【００６９】リング板バネ４４は、軸方向両端部にＴ字
状の係合部４５，４５，…が所定間隔ごとに形成され、
中央部に各係合部４５間を斜めに延びると共に、周方向
に突出した湾曲部４６が形成されている。各湾曲部４６
の外周面にはゴムからなる摩擦部材４７が取り付けられ
ている。

【００７０】このリング板バネ４３を円筒部材１１の外
周に装着して、各係合部４５をスペーサ１５の係合溝２
６に係合させることで、上述した形態のボビンホルダ１
０と同様の効果を得ることができる。

【００７１】

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、以下に示
す如く優れた効果を発揮するものである。

【００７２】１）自己拡張チャック部材およびスペーサ
の厚さを薄くして円筒部材の外径を大きくしたため、固
有振動数が高く、より高速で回転することができる。

【００７３】２）個々の自己拡張チャック部材の弾性力
によりボビンを把持するため、ボビンの把持力にばらつ
きがない。

【００７４】３）ボビンの内周とチャック部材との隙間
を大きくしたため、ボビンを円滑に取り外すことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は、本発明の一実施形態のボビンホルダ
の先端部を示す断面図である。（ｂ）は、本発明の一実
施形態のボビンホルダの後端部を示す断面図である。

【図２】（ａ）は、自己拡張チャック部材の平面図であ
る。（ｂ）は、自己拡張チャック部材の正面図である。

【図３】スペーサの斜視図である。

【図４】他の実施形態の自己拡張チャック部材を示す正
面図である。

【図５】従来のボビンホルダの先端部を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１１円筒部材１２ボビン１３自己拡張チャック部材１５スペーサ２３板バネ

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【手続補正書】

【提出日】平成１２年１２月２７日（２０００．１２．
２７）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３２】請求項３の発明は、上記ボビン内周と接触
する上記自己拡張チャック部材の外周面に、凹凸あるい
はゴム等からなる摩擦部材が取り付けられた請求項１又
は２記載のボビンホルダである。請求項４の発明は、上
記自己拡張チャック部材と連結され、上記円筒部材の先
端側に移動することで上記自己拡張チャック部材を強制
伸張させる部材と、その部材を上記円筒部材の後端側へ
付勢するバネを設けたものである。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００５８】このとき、バネ１７がピストン１６を後端
側へ押圧して、ピストン１６が、図の上半分に示す状態
から、図の下半分に示す元の位置へ戻ることを補助す
る。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】円筒部材と、その円筒部材に挿通したボ
ビンを把持するチャック部材とを備えたボビンホルダー
において、上記円筒部材の外周部に、強制伸張されたと
きに縮径してボビンを挿通し、強制伸張が解放されたと
きに自身の弾性力で円筒部材の径方向外方に膨らんでボ
ビンを把持する自己拡張チャック部材を設けたことを特
徴とするボビンホルダ。
【請求項２】上記自己拡張チャック部材が、上記円筒
部材の周方向に複数個設けられた板バネ又は周方向にバ
レル状に形成されたリング板バネからなる請求項１記載
のボビンホルダ。
【請求項３】上記ボビン内周と接触する上記自己拡張
チャック部材の外周面に、凹凸又はゴム等からなる摩擦
部材が取り付けられた請求項１又は２記載のボビンホル
ダ。