JPH11100168A

JPH11100168A - 糸条巻取装置

Info

Publication number: JPH11100168A
Application number: JP26562697A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Kino; 義浩木野
Original assignee: Murata Machinery Ltd
Current assignee: Murata Machinery Ltd
Priority date: 1997-09-30
Filing date: 1997-09-30
Publication date: 1999-04-13

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明の糸条巻取装置は、コンタクトローラ
をブラシレスモータによって駆動させる事で、装置自体
のコンパクト、小型化を可能となし、モータからの熱伝
達を抑制してパッケージに及ぼす影響をなくす事にあ
る。【解決手段】巻取位置ａのスピンドル５のパッケージ
Ｐに圧接されるコンタクトローラ１０を、ブラシレスモ
ータ１１でダイレクトドライブさせる。そして、ブラシ
レスモータ１１の小型化されたステータ２０とロータ２
１によりコンタクトローラ１０の高速回転を確保しつ
つ、装置自体をコンパクト、小型化する。又、発熱しな
いロータ２１を介してコンタクトローラ１０をダイレク
トドライブさせる事で、コンタクトローラ１０が圧接す
るパッケージＰの熱劣化を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スピンドルととも
にコンタクトローラもモータ駆動する糸条巻取装置に係
わり、特に、装置自体のコンパクト、小型化を図り、モ
ータの発熱をコンタクトローラに伝達する事を抑制する
ようにした糸条巻取装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般的な糸条巻取装置としては、モータ
駆動されるスピンドルに装着されたボビンに形成される
パッケージに圧接するようにコンタクトローラが設けら
れ、コンタクトローラの圧接によってパッケージが崩れ
ないように形状を整えつつ糸を巻取ものである。このコ
ンタクトローラは、パッケージの成長（巻太り）に伴い
径外方に移動され、通常、コンタクトローラの回転数
（周速）を検出し、コンタクトローラの回転数が一定と
なるようにスピンドルのモータを制御している。このよ
うなコンタクトローラを有する糸条巻取装置は、種々提
案されており、コンタクトローラ自体もモータ駆動させ
るものがある。これは、コンタクトローラの回転数を巻
取状況に応じてパッケージ又はボビンの周速と独立して
制御でき、又満管ボビンから空ボビンへの自動糸切換え
する時に、コンタクトローラがボビンから一時的に離れ
ても回転速度を低下させる事がないため、円滑な糸切換
えを可能とできる等の利点があるからである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
糸条巻取装置では、コンタクトローラをモータ駆動させ
るものとして、汎用されるＰＭモータやインダクション
モータが用いられており、糸の巻取高速化の要請によっ
てコンタクトローラを高速回転するには、これらモータ
のステータやロータなどを大型化する必要があり、糸条
巻取装置のコンパクト、小型化を達成できない。

【０００４】又、巻取高速化の要請に応じるべく、大型
のＰＭモータやインダクションモータでコンタクトロー
ラを駆動させるためには、例えば、特開平９−０９５８
２６号公報に記載されるように軸受で両端支持されたコ
ンタクローラの一支持端との間のローラ軸にモータを配
置する構造とする必要がある事から、ＰＭモータやイン
ダクションモータのロータやステータからの発熱がロー
ラ軸から直接軸受やコンタクトローラに伝達され、軸受
の寿命を低下させ、パッケージを部分的に熱劣化させて
巻取糸条の糸質を不均一にするという問題もある。この
問題を解決するために、ＰＭモータやインダクションモ
ータとコンタクトローラの連結を、カップリングを介し
て行う事でコンタクトローラへの熱伝達を抑制する事
や、コンタクトローラにファンを設置し、又上記公報
（特開平９−０９５８２６号公報）に記載されるように
冷却油を循環させてモータを強制的に冷却する事が考え
られるが、カップリングや強制的な冷却手段を配置する
と、糸条巻取装置の大型化や製造コストの上昇を招く。

【０００５】本発明の糸条巻取装置は、コンタクトロー
ラをブラシレスモータによって駆動させる事で、装置自
体のコンパクト、小型化を可能となし、モータからの熱
伝達を抑制してパッケージに及ぼす影響をなくすことに
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の糸条巻取装置で
は、駆動されるスピンドルに装着されたボビンに形成さ
れるパッケージに圧接され、駆動手段により駆動される
コンタクトローラを備えてなる糸条巻取機において、前
記駆動手段は、ステータに空隙をもって対峙され、コン
タクトローラを直接駆動させるロータを有するブラシレ
スモータで構成されるものである。これにより、コンタ
クトローラをブラシレスモータで直接駆動させると、コ
ンパクト、小型化されたステータやロータによってコン
タクトローラを高速回転させる事ができる。又、ブラシ
レスモータは、ステータに電流を流す事でロータを介し
てコンタクトローラを駆動できる事から、即ち、ロータ
側に電流を流すことなくコンタクトローラを駆動できる
事から、発熱しないロータを介してコンタクトローラに
ステータの発熱を伝達する事が抑制できる。

【０００７】又、ブラシレスモータを、回転自在に両端
支持されたコンタクトローラの支持端から突出するロー
ラ軸延長部に、直接的に設けると、従来のようにブラシ
レスモータとコンタクトローラを連結するカップリング
を必要としない。

【０００８】又、ブラシレスモータに、ロータの回転数
を検出する検出手段を設け、検出手段の回転数検出に応
じてコンタクトローラ及びスピンドルの駆動を制御する
ようにすると、モータ軸又はローラ軸にギアを設け、パ
ルスエンコーダなどでモータの回転数を検出するものを
配置する必要がなくなり、装置自体のコンパクト化を達
成できる。

【０００９】更に、駆動されるスピンドルに装着された
ボビンに形成されるパッケージに圧接され、駆動手段に
より駆動されるコンタクトローラを備えてなる糸条巻取
機において、前記駆動手段は、回転自在に両端支持され
たコンタクトローラの支持端から突出するローラ軸延長
部に、アタッチメントを介して取外し自在に設けられて
いるものである。これにより、ローラ軸延長部からアタ
ッチメントを介して駆動手段を取外す事で、コンタクト
ローラを回転自在に支持する軸受などの交換を容易に行
う事が可能となる。

【００１０】又、アタッチメントを、ローラ軸延長部の
外周に形成されたテーパー形状に倣って嵌め込まれるテ
ーパー付スリーブで構成すると、アタッチメントとロー
ラ軸のテーパー形状により、駆動手段とコンタクトロー
ラとの組立てを、精度良く且つ容易にできる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態における
糸条巻取装置について、図１〜図５を参照しつつ説明す
る。本発明の糸条巻取装置は、駆動されるスピンドルに
装着されたボビンに形成されるパッケージに圧接される
コンタクトローラを、ブラシレスモータによって直接駆
動（ダイレクトドライブ）させる事で、装置自体のコン
パクト、小型化を図りつつ、モータからの熱伝達を抑制
してパッケージの熱劣化を防止するものである。

【００１２】図１及び図２において、本発明の糸条巻取
装置は、タレット式の紡糸巻取機１を例にして説明す
る。紡糸巻取機１は、本体フレーム２に対して平軸３の
周りで１８０°づつ旋回するタレット板４と、該タレッ
ト板４の前面側に片持ち状に一端部が支持された２本の
スピンドル５，６と、タレット板４の背面側に固定され
て各スピンドル５，６を回転駆動する駆動モータ７，８
と、本体フレーム２に対して垂直に昇降自在になった昇
降枠９に設けられたコンタクトローラ１０と、該コンタ
クトローラ１０を回転駆動するＤＣブラシレスモータ１
１（駆動手段）と、昇降枠９に設けられたトラバース装
置１２とから主に構成されている。昇降枠９はその基端
側に設けた圧接シリンダ１３によって荷重を支持され、
昇降部の全重量（コンタクトローラ１０，ブラシレスモ
ータ１１など）を圧接シリンダ１３による持上げ力との
差圧が、巻取位置ａに位置するスピンドル５のパッケー
ジＰに対するコンタクトローラ１０の圧接となる様にし
ている。尚、Ｂは巻取位置ａと待機位置ｂにある各スピ
ンドル５，６に装着されるボビンである。

【００１３】コンタクトローラ１０は、各スピンドル
５，６に平行に配置されており、ローラ軸１５の両端部
で軸受１６と制振手段となるシール部材３３（ゴム製Ｏ
リング等の弾性体）を介して昇降枠９に対して上下に微
小量（ε）だけ移動自在に弾性支持されている。ローラ
軸１５は、各スピンドル５，６の自由端側に位置する支
持端から突出するローラ軸延長部１７を有しており、該
ローラ軸延長部１７にオーバーハング（片持ち）状態で
ブラシレスモータ１１が直接的に設けられている。ブラ
シレスモータ１１は、トランジスタ等の電子スイッチン
グからなるドライバーを有し、ブラシや整流子の機械的
接触部分を電気回路から除去したもので、ステータコア
２０（ステータ）内に空隙ｈ（但し、ｈ＞ε）をもって
対峙される回転自在なロータ２１を有するインナーロー
タ型が用いられる。尚、ブラシレスモータ１１として
は、ステータコアの外側に空隙をもって回転自在とされ
たロータを有するアウターロータ型であっても良い。

【００１４】次に、コンタクトローラ１０の支持構造
と、ブラシレスモータ１１（駆動手段）の組付け構造の
詳細について、図３及び図４に基づいて説明する。

【００１５】図３及び図４において、コンタクトローラ
１０は、２分割されて同軸連結された２つの円筒状のロ
ーラ本体１８を有し、各ローラ本体１８の両端から突出
するローラ軸１５を２つの取付ブロック３０内に配置さ
れた軸受１６によって昇降枠９に回転自在として両端支
持されている。尚、ローラ本体１８としては、２分割の
ものに限らず、１本のものでも良い。各軸受１６は、複
数のシール部材（Ｏリング）３１を介して取付ブロック
３０内に介挿されたオイルミスト用のスリーブ３２内に
配置され、制振手段となるシール部材３３（Ｏリング）
を介してスリーブ３２内の段付穴３４に挿入されてい
る。スリーブ３２には、軸受１６と段付穴３４の段部３
４ａとの間に区画されたオイル室ｃに開口するオイルミ
スト微小孔３５が形成されており、微小孔３５はオイル
孔３６を介して図示しない油圧源に接続されている。
又、スリーブ３２の外周にはオイルを回収するための環
状溝３６が形成されており、環状溝３６は回収孔３７を
介して上記油圧源に接続されている。これにより、上記
油圧源から供給される潤滑油が微小孔３５から霧状（ミ
スト）にオイル室ｃ内に噴射され、軸受１６の潤滑油と
して用いられると共に、噴射された潤滑油は環状溝３６
から回収孔３７を介して上記油圧源に回収されるように
なっている。

【００１６】又、スリーブ３２内には、軸受１６から開
口端に向かってラビリンス３８，スリーブ３９，予圧ウ
ェーブワッシャー４０、スリーブ４１の順に配置されて
おり、軸受１６を含む各部材３８〜４１はスリーブ３２
の開口端に嵌め込まれたスラスト軸受４２によって抜け
止めされている。４３は各スリーブ３９，４１内との間
に介挿されたシール部材（Ｏリング）である。そして、
コンタクトローラ１０は、ローラ軸１５をスリーブ３２
の段付穴３４の小径側から挿入して、軸受１６内に圧入
する事で各取付ブロック３０を介して昇降枠９に対して
回転自在、且つシール部材３３を弾性変形させることで
上下に微小量εだけ移動自在として弾性的に両端支持さ
れている。又、スピンドル５の自由端側に位置するロー
ラ軸１５は、その支持端から連続してローラ軸延長部１
７が突出している。ローラ軸延長部１７の外周には、先
端に向かって段々に縮径するテーパー形状１７ａが形成
されており、該ローラ軸延長部１７にアタッチメント４
５を介してブラシレスモータ１１がオーバーハング状態
（片持ち状態）で組付けられている。

【００１７】アタッチメント４５は、ローラ軸延長部１
７のテーパー形状１７ａに倣って嵌め込まれるテーパー
穴４５ａを有するテーパー付スリーブであって、外周面
にブラシレスモータ１１のロータ２１が接着されてい
る。ロータ２１は、例えば焼結によって円筒状に形成さ
れたネオジ磁石などの磁力の強い永久磁石（強磁性体）
であって、その内外周に各磁極が着磁されている。ロー
タ２１の外周にはコンタクトローラ１０の微小量εより
大きな空隙ｈをもってコイルが巻回されたステータコア
２０が対峙されており、ステータコア２０は昇降枠９に
固設されるモータ本体４６内に配置されている。ステタ
ーコア２０は、図５に示すように、コイル巻数を増やす
ために、その周方向に複数分割された分割コア４７から
なり、各分割コア４７にローラ軸１５の軸方向に向けて
電流が流れるようにコイルを巻回する構成とされてい
る。

【００１８】又、ステータコア２０とロータ２１の空隙
ｈは、高速回転され、巻取位置ａにあるスピンドル５の
パッケージＰ（図１に示す）からの押し上げなどにより
昇降枠９に対して上下移動されるコンタクトローラ１０
の振れ（微小量ε）を吸収するに十分なものとされてい
る。これにより、ブラシレスモータ１１を、弾性的に両
端支持されたコンタクトローラ１０の支持端から突出す
るローラ軸延長部１７にオーバーハング状態（片持ち状
態）で組付ける構造としても、コンタクトローラ１０の
振れによりロータ２１がステータコア２０に接触して破
損することが防止される。この場合、空隙ｈを多くする
とモータ１１の出力が低下する事にもなるが、ロータ２
１の磁力を強力にすることで、コンタクトローラ１０の
振れ（微小量ε）を吸収できる空隙ｈとしても、モータ
自体のコンパクト、小型化を保ったままでコンタクトロ
ーラ１０を高速回転させれる。

【００１９】そして、ブラシレスモータ１１のローラ軸
延長部１７への組付けは、図４に示すように、アタッチ
メント４５のテーパー穴４５ａをローラ軸延長部１７に
嵌め込み、該ローラ軸延長部１７のテーパー形状１７ａ
から突出する連結軸４８をアタッチメント４５のテーパ
ー穴４５ａに連続する連結穴４５ｂに貫通させる。アタ
ッチメント４５の連結穴４５ｂから突出した連結軸４８
にワッシャー４９とナット５０により締め付ける事でア
タッチメント４５を介してロータ２１をコンタクトロー
ラ１０のローラ軸延長部１７に組付ける。次いで、ロー
ラ軸延長部１７に組付けられたロータ２１に対して空隙
ｈをもって対峙するようにモータ本体４６内のステータ
コア２０を配置し、モータ本体４６を昇降枠９に取付け
る事で組付けを完了する。これにより、ブラシレスモー
タ１１は、ステータコア２０のコイルにドライバーなど
の回路によって電流を流すと、ロータ２１との磁界形成
によりアタッチメント４５、ローラ軸１５を介してコン
タクトローラ１０を直接駆動（ダイレクトドライブ）さ
せる。

【００２０】又、図４において、ブレシレスモータ１１
には、ロータ２１（コンタクトローラ１０）の回転数を
検出する検出手段５５が組付けられている。検出手段５
５は、アタッチメント４５の先端外周に接着された複数
の永久磁石５６と、アタッチメント４５やローラ軸１５
の先端側を閉鎖する蓋部材５８に配置された磁気センサ
５７とで構成されている。永久磁石５７は焼結などによ
って成形されて、その内外周に各磁極が着磁されてい
る。又、磁気センサ５７はコンタクトローラ１０と巻取
位置ａのスピンドル５の駆動を制御するコントローラ
（図示しない）に接続されており、コンタクトローラ１
０と共に回転される永久磁石５６に磁力を検出して上記
コントローラに検出信号として出力する。そして、上記
コントローラは、連続して出力される検出信号により、
ロータ２１（コンタクトローラ１０）の回転数を得て、
該回転数検出に基づいてコンタクトローラ１０をスピン
ドル５のパッケージＰの周速よりやや早い速度の一定速
度で駆動制御する事で、パッケージＰに対するバルジ巻
を防止する。尚、上記コントローラは、巻取位置ａのス
ピンドル５は、パッケージＰの成長（巻太り）に伴って
減速し、コンタクトローラ１０にパッケージＰの成長
（巻太り）により圧接シリンダ１３（図１に示す）によ
って径外方に移動されるように制御する。

【００２１】このように、本発明の糸条巻取装置では、
巻取位置ａのスピンドル５のパッケージＰに圧接される
コンタクトローラ１０を、ステータコア２０とロータ２
１とでなるブラシレスモータ１１でダイレクトドライブ
する構成としたので、ステータコア２０やロータ２１を
コンパクト、小型化にして、コンタクトローラ１０を高
速回転できる事から、もって装置自体をコンパクト、小
型化する事が可能となる。特に、ブラシレスモータ１１
を、コンタクトローラ１０のローラ軸延長部１７にアタ
ッチメント４５を介して直接的に設ける構造とすると、
従来のように、コンタクトローラ１０を駆動するモータ
とコンタクトローラ１０とを連結するためのカップリン
グなどを必要としない。

【００２２】又、ブラシレスモータ１１でコンタクトロ
ーラ１０をダイレクトドライブする構成としても、モー
タ１１の発熱する部位が電流が流れるステータコア２０
であり、アタッチメント４５を介してコンタクトローラ
１０のローラ軸延長部１７に組付けられるロータ２１が
発熱する事がない。従って、コンタクローラ１０をダイ
レクトドライブしても、ステータコア２０の発熱が空隙
ｈを介してロータ２１，ローラ軸１５からコンタクトロ
ーラ１０に伝達される事を抑制でき、圧接されるパッケ
ージＰを熱劣化させて巻取糸条の糸質を不均一にする事
が防止される。特に、インナーロータ型のブラシレスモ
ータ１１を用いると、ステータコア２０が外側に位置す
るため、外気との接触により冷却効率が良くなり、ロー
タ２１からコンタクトローラ１０に伝達される熱を抑制
させる効果が顕著となる。更に、空隙ｈを介してステー
タコア２０の発熱がロータ２１に伝達される事になる
が、これを防止する方法として、空隙ｈに冷却空気を圧
入吸引する事が考えられる。

【００２３】更に、検出手段５５をブラシレスモータ１
１に組付けると、ローラ軸１５などにギアを設けて、パ
ルスエンコーダなどによってモータの回転数を検出する
ものを配置する必要がなく、更に装置自体をコンパク
ト、小型化にする事が可能となる。

【００２４】又、ブラシレスモータ１１のロータ軸延長
部１７への組付けを、アタッチメント４５とローラ軸延
長部１７とのテーパー嵌合により行う構造とすると、ブ
ラシレスモータ１１とコンタクトローラ１０の芯ずれな
どをなくして精度良く組付ける事を容易に行える。そし
て、アタッチメント４５を介してブラシレスモータ１１
を、コンタクトローラ１０から取外し自在とできるた
め、軸受１６などの交換作業を容易に行える。

【００２５】尚、本発明の糸条巻取装置では、紡糸巻取
機１に適用した場合について説明したが、これに限定さ
れるものでなく、スピンドルの如きものをモータ駆動す
る如何なる場合に適用しても良い。又、糸条巻取装置で
は、ブラシレスモータ１１をローラ軸延長部１７に組付
ける構造について説明したが、これに限定されるもので
なく、従来から汎用されているＰＭモータやインダクシ
ョンモータなどをローラ軸延長部１７に組付ける場合に
適用しても良い。更に、アタッチメント４５とローラ軸
延長部１７との連結をテーパー嵌合により行う構造につ
いて説明したが、これに限定されるものでなく、キーと
キー溝により連結する構造としても良い。

【００２６】

【発明の効果】本発明の糸条巻取装置では、スピンドル
に装着されたボビンに形成されるパッケージに圧接され
るコンタクトローラを、ステータとロータとでなるブラ
シレスモータで直接駆動（ダイレクトドライブ）する
と、ステータやロータをコンパクト、小型化にしても、
コンタクトローラを高速回転できる事から、装置自体を
コンパクト、小型化する事が可能となる。特に、電流が
流れず発熱しないロータを介してコンタクトローラを直
接駆動（ダイレクトドライブ）すると、コンタクトロー
ラへの熱伝達が抑制され、パッケージの熱劣化を防止で
きる。

【００２７】又、ブラシレスモータを、コンタクローラ
の支持端から突出するローラ軸延長部に、直接的に設け
る構造とすると、従来のようにブラシレスモータとコン
タクトローラとを連結するカップリングなどを必要とし
ない事から、糸条巻取装置のコンパクト、小型化を達成
できる。又、コンタクトローラの支持端の内側にモータ
を設ける場合、ローラ軸にロータを取り付けた状態での
バランス取りが非常に困難であるが、コンタクトローラ
の支持端から突出するローラ軸延長部にモータを設ける
場合、コンタクトローラとモータのロータとをそれぞれ
別個にバランス取りしてから取り付ければ良く、バラン
ス取り作業が非常に簡単になる。

【００２８】又、ブラシレスモータに、ロータの回転数
を検出する検出手段を設け、該検出手段の回転数検出に
応じてコンタクトローラ及びスピンドルの駆動を制御す
るようにすると、モータ軸又はローラ軸にギアを設け
て、パルスエンコーダなどによってモータの回転数を検
出するものを配置する必要がなく、更に装置自体をコン
パクト、小型化にする事が可能となる。

【００２９】更に、スピンドルに装着されたボビンに形
成されるパッケージに圧接されるコンタクトローラを駆
動する駆動手段を、コンタクトローラの支持端から突出
するローラ軸延長部に、アタッチメントを介して取外し
自在に設ける構造にすると、コンタクトローラを回転自
在に支持する軸受などの交換を容易に行う事が可能とな
る。

【００３０】又、アタッチメントを、ローラ軸延長部の
外周に形成されたテーパー形状に倣って嵌め込まれるテ
ーパー付スリーブで構成すると、アタッチメントとロー
ラ軸とのテーパー形状により、駆動手段とコンタクトロ
ーラとの組立てを、精度良く且つ容易にできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】糸条巻取装置の構成を示す側面図である。

【図２】糸条巻取装置の構成を示す正面図である。

【図３】図２のＡ−Ａ矢視図である。

【図４】図３の要部拡大図である。

【図５】図４のＢ−Ｂ断面図である。

【符号の説明】

５，６スピンドル１０コンタクトローラ１１ブラシレスモータ（駆動手段）１５ローラ軸１７ローラ軸延長部１７ａテーパー形状２０ステータコア（ステータ）２１ロータ４５アタッチメント４５ａテーパー穴５５検出手段ＢボビンＰパッケージ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】駆動されるスピンドルに装着されたボビ
ンに形成されるパッケージに圧接され、駆動手段により
駆動されるコンタクトローラを備えてなる糸条巻取装置
において、前記駆動手段は、ステータに空隙をもって対
峙され、コンタクトローラを直接駆動させるロータを有
するブラシレスモータで構成される糸条巻取装置。
【請求項２】前記ブラシレスモータは、回転自在に両
端支持されたコンタクトローラの支持端から突出するロ
ーラ軸延長部に、直接的に設けられている請求項１に記
載の糸条巻取装置。
【請求項３】前記ブラシレスモータには、ロータの回
転数を検出する検出手段を設け、検出手段の回転数検出
に応じてコンタクトローラ及びスピンドルの駆動を制御
するようにした請求項１又は請求項２に記載の糸条巻取
装置。
【請求項４】駆動されるスピンドルに装着されたボビ
ンに形成されるパッケージに圧接され、駆動手段により
駆動されるコンタクトローラを備えてなる糸条巻取装置
において、前記駆動手段は、回転自在に両端支持された
コンタクトローラの支持端から突出するローラ軸延長部
に、アタッチメントを介して取外し自在に設けられてい
る糸条巻取装置。
【請求項５】前記アタッチメントは、ローラ軸延長部
の外周に形成されたテーパー形状に倣って嵌め込まれる
テーパー付スリーブである請求項４に記載の糸条巻取装
置。