JPH0686688B2 - 紡績用回転リングの軸承装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、紡績用回転リングの軸承装置に関する。

〔従来の技術及びその課題〕

従来より、紡績用回転リングのリング回転体を回転自在
に支持する軸承装置として、摺動面を有するスライドリ
ングを用いたもの（特公昭54-15934号公報）、圧縮空気
を噴射することによって空気軸受としたもの（特公昭54
-13528号公報）、及び、ボールベアリングを用いたもの
（特開昭56-68119号公報）などが存在する。

しかし、これら従来の軸承装置では、機台の停止により
スピンドルの回転速度が低下し停止した場合において、
リング回転体は慣性モーメントによって暫く惰性回転を
行うため回転速度の低下がスピンドルよりも遅れてオー
バーランし、このため捲き戻し現象によるスナールが発
生し、このスナールが再始動時に糸切れの原因となる問
題があった。

これを防止するためには、段階的にスピンドルの回転を
下げ、紡糸張力とトラベラーのトルクを緩和しリング回
転体の回転速度の低下を待って機台の停止を行うとい
う、時間と手数の掛かる不便さが有った。

また、近年においては、特に高速回転が可能な紡績用回
転リングが要望されているが、高速紡出時にリング回転
体の回転速度がスピンドルの回転に比例して上昇しトラ
ベラーと同速化すると、紡糸張力変動を回転トルクに吸
収転換することによる消極回転リング特有の紡糸張力コ
ントロール作用が失われ、その慣性によって紡糸張力変
動を吸収できなくなり、紡糸は巻き取り速度の変化に伴
って激しい張力変動を反復するので、繊維の品種によっ
ては、毛羽発生、シゴキネップ、その他糸質の低下を招
来することがあった。

本発明は、上述の問題に鑑み、リング回転体の高速回転
が可能であり、且つリング回転体の回転速度を制御して
オーバーランを防止することが可能な紡績用回転リング
の軸承装置を提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る装置は、上述の課題を解決するため、紡績
用回転リングのリング回転体をホルダーによって回転自
在に軸承するための軸承装置であって、前記リング回転
体又は前記ホルダーのいずれか一方に、他方との対向面
側に向かって拡がり且つその上下両面が軸心に対して傾
斜した周回溝を形成するように設けられた環状の磁石
と、前記リング回転体又は前記ホルダーの他方に設けら
れ、前記周回溝の上面及び下面と対向する周面を有し、
前記周回溝に係合して前記磁石と磁極対峙する環状の磁
石とから構成され、前記リング回転体側及び前記ホルダ
ー側の前記各磁石が、前記周回溝と前記周面との軸方向
の相対移動を可能にする間隙を設けて対向配置されてお
り、前記ホルダー側の前記磁石が、その軸方向の磁力成
分を生じさせる部分の少なくとも一部が電磁石からな
る。

〔作用〕

リング回転体側の磁石とホルダー側の磁石との間の磁気
反発力によって、互いの磁石が非接触状態で対峙し、磁
気軸受が形成される。

ホルダー側の磁石の内の、軸方向の磁力成分を生じさせ
る部分の少なくとも一部の磁石が電磁石から構成されて
おり、この電磁石に流れる電流の大きさ又は方向を制御
することによって、リング回転体の軸方向すなわちリン
グ回転体の上下方向の電磁浮上力が変化し、リング回転
体は、電磁浮上力の弱くなった方向又は電磁吸着力が発
生した方向へ移動し、リング回転体側の磁石とホルダー
側の磁石とは、直接に、又はそれらの表面に設けられた
摺動部材などを介して間接的に接触する。

これによってブレーキ力が発生し、リング回転体の回転
速度が制御される。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。

第１図において、リング回転体１は、トラベラー21が摺
動回転するリングフランジ部2aを有するフランジロータ
２に、下部ローター３が螺子部2bにおいて螺子結合する
ことによって一体化して構成されている。下部ローター
３は、アルミ合金、銅合金、ステンレス鋼、炭素系素材
など非磁性の金属材料、又は合成樹脂材料などからなっ
ており、リングフランジ部2b及びトラベラー21が磁化さ
れることが防止されている。

リング回転体１は、軸承装置Ｇによってホルダー７に回
転自在に支持されており、ホルダー７はリングレール23
の取りつけ穴23aに嵌入した状態でビス25により固定さ
れている。

軸承装置Ｇは、次のように構成されている。

リング回転体１の側には、下部ローター３に形成された
凹溝3aに、２個の環状の永久磁石11,12が、スペーサ15
a,15bを介して取りつけられている。これらの永久磁石1
1,12には、その半径方向の先端外周部に、軸心に対して
ほぼ45度の角度を有したテーパ面11a,12aが形成されて
おり、これらテーパ面11a,12aの磁極はＮ極に形成され
ている。

スペーサ15bは、永久磁石11,12の磁力が外部、特にリン
グフランジ部2aやトラベラー21に漏洩して悪影響を与え
ないように磁気遮蔽するためのものである。

ホルダー７は、ホルダー本体８と蓋体９とが、螺子部8a
において螺子結合することによって一体化して構成され
ている。

ホルダー７の側には、ホルダー７に形成された凹部7a
に、環状の永久磁石13及び環状の電磁石14が、スペーサ
16を介して取りつけられている。

これらの永久磁石13及び電磁石14には、その半径方向の
内周部に、軸心に対してほぼ45度の角度を有したテーパ
面13a,14aが略Ｖ字状の溝を構成するように形成されて
おり、これらテーパ面13a,14aと上述のテーパ面11a,12a
とは、それぞれが互いに対抗し、且つ適当な間隙を有す
ることが可能なように配置されている。

テーパ面13aの磁極は上述のテーパ面11aと同じＮ極に形
成され、また、電磁石14のテーパ面14aの磁極は、電磁
石14にリード線14bに通常方向の電流を流すことによっ
てＮ極に形成され、その磁極の強さを調整することが可
能となっている。

電磁石14は、断面が円形又は扇形で柱状の鉄芯にコイル
を巻いて構成した多数の柱状電磁石を、それぞれの一方
の磁極がテーパ面14aを構成する環状の磁性板に密着し
た状態でホルダー７の凹部7aに周方向に沿って配列した
構造とし、又は、テーパ面14aを有した円柱状の鉄芯に
コイルを巻いたものを凹部7aに装着した構造などとする
ことができる。

永久磁石11,12,13は、金属、フェライト（酸化物セラミ
ック）、稀土類、ラバー又はプラスチックからなる異方
性磁石であり、また永久磁石11,12,13及び電磁石14は、
必要に応じて、その対抗面に、低摩擦係数であり、耐摩
耗性及び耐熱性に優れた無給油摺動材（例えば、セラミ
ックス、炭素繊維その他充填材入り四弗化エチレン樹脂
やポリイミド、ポリイミドアミド、その他の高分子エン
ジニアリングプラスチックなど）のシート、フィルム、
又はコーティングなどによって被覆が施され、磁極表面
が保護されている。

スペーサ16は、電磁石14と永久磁石13との間を電気的に
絶縁するためのものである。

ホルダー本体８にはセンサー17が取りつけられており、
下部ローター３には、その外周面にセンサー17に検出信
号を発生させるための検出部材18が取りつけられてい
る。センサー17の検出信号によって、リング回転体１の
回転速度が検出される。

なお、４はダストカバー、22はスネルワイヤーから図示
しない管糸に巻き取られつつある紡出糸のバルーニング
である。

次に、上述のように構成された軸承装置Ｇの作用につい
て説明する。

図示しない電気制御回路の可変電源装置から、リード線
14bを介して電磁石14に適当な電流を流すことにより、
電磁石14のテーパ面14aには永久磁石13のテーパ面13aと
ほぼ同じ強さの磁極が形成され、これによって、テーパ
面11a,12aとテーパ面13a,14aとが互いに反発し、永久磁
石11,12は永久磁石13及び電磁石14から浮上して非接触
状態となる。

これによって、リング回転体１は、極僅かな回転トルク
によっても回転することが可能で、且つ摩擦などによる
エネルギーロスが極めて少ない状態となり、トラベラー
21の回転によって高速回転が可能となる。

電磁石14に流す電流を減少させると、電磁石14の磁力は
低下し、これにともなって永久磁石11,12を上方へ押し
上げている分力が低下するので、永久磁石11のテーパ面
11aと永久磁石13のテーパ面13aとの反発力、及びリング
回転体１の自重によって、リング回転体１は下方へ移動
し、テーパ面12aがテーパ面14aに接触することとなる。
この接触圧力は、電磁石14に流れている電流の強さに応
じて可変される。

また、電流の流れる方向を逆に切り換えると、電磁石14
のテーパ面14aの磁極はＳ極となり、これと永久磁石12
のテーパ面12aとが吸着して大きなブレーキ力が発生す
る。

したがって、電磁力14に流れる電流の大きさ及び方向を
制御することによってブレーキ力が制御され、リング回
転体１の回転速度や高速回転から停止に至る時間を制御
することができる。

リング回転体１の回転速度は、上述した図示しない電気
制御回路によって、センサー17の信号によって検出さ
れ、その検出結果に基づいて電磁石14の電流を制御する
ことにより、リング回転体１が所定の回転速度に制御さ
れる。図示しないスピンドルを停止させたときには、ス
ピンドルの回転速度の低下よりも早くリング回転体１の
回転速度が低下するように制御される。また、スピンド
ルが高速回転しているときに、リング回転体１が過度に
高速化しないように、電磁石14に流す電流が制御され
る。例えば、リング回転体１の回転速度をスピンドルの
回転速度よりも恒常的に低く、例えば90％以下として絶
えずトラベラー21の回転速度以下に保ち、適正紡糸張力
範囲に制御される。

また、スピンドルが高速回転状態から急停止するときに
は、電磁石14に流す電流の方向を切り換えて永久磁石11
と電磁石14とを吸着させ、スピンドルが停止する以前に
リング回転体１を停止させるように制御される。

これによって、従来のような捲き戻し現象によるスナー
ルの発生が防止され、また、紡糸張力コントロール作用
を維持することが可能となる。

さらに、本実施例では、ホルダー７側に断面Ｖ字状の周
回溝を形成するように磁石13,14を設けるとともに、リ
ング回転体１側に周回溝に係合して磁極対峙するように
磁石11,12を設けた構成であるので、紡糸の安定化を図
ることができる。つまり、例えば第２図に示すように、
リング回転体１に装着する永久磁石31を断面長方形と
し、ホルダー７に装着する永久磁石32,33及び電磁石34
を、永久磁石31の上辺及び下辺のそれぞれ一部、及びそ
れらの間の側辺を取り囲む断面コ字状に配置した軸承装
置と比べて、本実施例の軸承装置Ｇでは、軸心に対して
傾斜角を有したテーパ面11a〜14aによる求心力が作用す
るので、リング回転体１は、心振れ（軸振動）や水平波
打ち回転などを起こさず、安定した回転を行う。

上述の実施例において、２個の永久磁石11,12を一体に
構成してもよい。また、これをリング回転体１と一体に
構成してもよい。ホルダー７側の磁石の内の下方を電磁
石14としたが、上方の永久磁石13を電磁石としてもよ
く、これら両方とも電磁石としてもよい。これらの磁極
は、全てがＮ極同士が対抗するようにしたが、Ｓ極同士
が対抗するようにしたり、上方と下方とでは異なる磁極
となるように構成してもよい。その他、これら磁石の形
状、寸法、個数又は配置を適宜変更することができる。

上述の実施例において、フランジロータ２と下部ロータ
ー３とを、圧入嵌合することにより一体化してもよい。
リング回転体１とホルダー７との間に、リング回転体１
をローターとする電動機、例えば同期電動機を構成して
装着し、その電動機によってリング回転体１を直接に回
転させ、この電動機への供給電源の周波数や電流、及び
上述の電磁石14への供給電源の電流などを変化させて速
度制御を行うようにしてもよい。

〔発明の効果〕

本発明によると、リング回転体を非接触に支持して高速
回転に適した状態とすることができるとともに、摺動摩
擦制動による任意の回転制御を行うことができる。した
がって、捲き戻し現象によるスナールの発生の防止や、
紡糸張力コントロール作用を維持することが可能とな
る。

また、固定側及び回転側の各磁石が周回溝の上下面に沿
って相対移動する求心作用により軸振動が抑えられるの
で、紡糸の安定化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る紡績用回転リングの軸承装置の実
施例を示す正面断面図、第２図は比較例の軸承装置の要
部を示す正面断面図である。 １…リング回転体、７…ホルダー、11,12…永久磁石
（磁石）、11a…テーパ面（周面）、12a…テーパ面（周
面）、13…永久磁石（磁石）、13a…テーパ面（上
面）、14…電磁石（磁石）、14a…テーパ面（下面）、
Ｇ…軸承装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】紡績用回転リングのリング回転体をホルダ
   ーによって回転自在に軸承するための軸承装置であっ
   て、 前記リング回転体又は前記ホルダーのいずれか一方に、
   他方との対向面側に向かって拡がり且つその上下両面が
   軸心に対して傾斜した周回溝を形成するように設けられ
   た環状の磁石と、 前記リング回転体又は前記ホルダーの他方に設けられ、
   前記周回溝の上面及び下面と対向する周面を有し、前記
   周回溝に係合して前記磁石と磁極耐峙する環状の磁石と
   から構成され、 前記リング回転体側及び前記ホルダー側の前記各磁石
   は、前記周回溝と前記周面との軸方向の相対移動を可能
   にする間隙を設けて対向配置されており、 前記ホルダー側の前記磁石は、その軸方向の磁力成分を
   生じさせる部分の少なくとも一部が電磁石からなる ことを特徴とする紡績用回転リングの軸承装置。