JP2000178840A - 精紡機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スピンドルを安定した回転速度で回転させる
ことができるとともに、ブレーキ性能に優れ、かつ省エ
ネルギー化が可能な精紡機を提供する。 【解決手段】 このリング精紡機のスピンドルは、スピ
ンドル駆動用モータ９によって駆動されている。スピン
ドル駆動用モータ９は、固定子２０と、かご形回転子２
５とを備えている。起動時には、固定子２０に設けられ
た巻線２２が生じる磁界と、かご形回転子２５に設けら
れた二次導体２７が発する磁界との作用により回転を開
始する。つまり、誘導モータの原理によって回転を開始
する。そして、かご形回転子２５の回転速度が同期速度
に達すると、巻線２２の発する磁界と、永久磁石２８，
２９とによって同期モータの原理によって回転する。従
って、スピンドルの回転数が安定し、精紡作業に不具合
が生じるのを防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、紡績機械の一種で
ある精紡機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、紡績機械の一種であるリング精紡
機においては、スピンドル駆動用のモータとして誘導電
動機が用いられている。リング精紡機では、糸を供給す
る量と、糸を巻き取る量を同一にしないと糸切れ等を生
じることがあるため、糸を巻き取るボビンを保持するス
ピンドルの回転数を安定させる必要がある。つまり、運
転中におけるスピンドル駆動用誘導電動機の回転数を安
定させる必要があり、このため、従来のリング精紡機で
は、インバータで周波数制御を行ってスピンドル駆動用
誘導電動機の回転数を安定させていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、誘導電動機を
用いてインバータによる周波数制御を行った場合にも、
負荷変動等に起因するスリップがあるため、速度が安定
しない場合がある。このようにスピンドル駆動用のモー
タの回転速度が安定しないと、精紡作業に糸切れ等の不
具合が生じる。また、スピンドル駆動用モータは、回転
速度が高速（例えば、１５０００ｒｐｍ等）であるた
め、異常発生等に起因する非常停止を行う場合の停止時
間が長くなり、また停止時の状態を保持することが困難
である。また、誘導電動機を用いてインバータによる周
波数制御を行う方式において、省エネルギー化のために
供給電力を下げると、スリップが起こり回転数が不安定
になりやすく、また起動できなくなる場合もある。従っ
て、供給電圧を下げることが困難であり、鉄損等による
損失が多いので効率が悪い。つまり、省エネルギー化が
困難である。

【０００４】本発明は、上記の事情を考慮してなされた
ものであり、スピンドルを安定した回転速度で回転させ
ることができるとともに、ブレーキ性能に優れ、かつ省
エネルギー化が可能な精紡機を提供することを目的とす
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の請求項１に記載の精紡機は、糸を巻き取る
ボビンと、前記ボビンを保持するスピンドルと、前記ス
ピンドルを駆動する電動機とを備えた精紡機において、
前記電動機は、電力を供給することにより磁界を発生す
る一次導体を有する固定子と、回転可能に配置され、前
記一次導体の作る磁界により誘導される二次導体および
永久磁石を有する回転子とを備えることを特徴としてい
る。

【０００６】この構成によれば、電動機の起動時には、
固定子側の一次導体と、回転子側の二次導体との間での
磁気的作用により、回転子が回転を開始する。つまり、
誘導モータの原理で回転を開始する。この後、固定子が
作る磁界の回転速度である同期速度に回転子の回転速度
が達すると、固定子側の一次導体と、回転子側の永久磁
石との間に生じる磁気的作用により、回転子が同期速度
で回転する。つまり、同期モータの原理で回転子が回転
するので、回転子の回転速度が安定する。従って、ボビ
ンによる糸の巻き取り速度が安定し、不安定な巻き取り
速度に起因する精紡作業の不具合を防止することができ
る。また、回転子が同期速度に達した後、脱調しないレ
ベルに供給電力を下げれば、鉄損等が減少し、効率が向
上する。また、回転子に永久磁石が内蔵されているた
め、停止時間を短縮することができるとともに、回転
子、つまりスピンドルを停止状態で保持することが可能
となる。

【０００７】また、請求項２に記載の精紡機は、請求項
１に記載の精紡機において、前記回転子は、かご形回転
子であり、当該かご形回転子内に前記永久磁石が埋め込
まれていることを特徴としている。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態について説明する。 Ａ．リング精紡機 まず、図１は本発明の一実施形態に係るリング精紡機の
概略構成を示す図である。同図において、符号１は、ド
ラフトパートを示す。ドラフトパート１は、複数対のロ
ーラ２を有しており、図示せぬ供給装置から供給される
糸Ｓを延伸するものである。複数対のローラ２は、図の
下方に配置されているローラ２ほど回転速度が速く設定
されており、これにより糸Ｓが延伸されるようになって
いる。ドラフトパート１により延伸された糸Ｓは、リン
グ状のスネールワイヤ３を通過させられるようになって
いる。スネールワイヤ３を通過させられた糸Ｓは、リン
グレール４に固定されたリング５に沿って移動可能なト
ラベラー６を通過させられた後、ボビン７に巻き取られ
る。ここで、糸Ｓの巻き取り時には、リングレール４
は、図の上下方向に往復動するようになされており、こ
れによりボビン７による糸Ｓの巻き取り位置を逐次変更
している。

【０００９】ボビン７は、スピンドル８によって保持さ
れており、このスピンドル８は、スピンドル駆動用モー
タ（電動機）９に取り付けられている。この構成の下、
糸Ｓの巻き取り時には、スピンドル駆動用モータ９が回
転することにより、スピンドル８およびボビン７が回転
するようになっている。このようなスピンドル８および
ボビン７等が複数配置されることにより、リング精紡機
が構成されている。

【００１０】Ｂ．スピンドル駆動用モータ 次に、上述したスピンドル駆動用モータ９の詳細につい
て図２を用いて説明する。同図において、符号２０は、
スピンドル駆動用モータ９の固定子を示す。固定子２０
における固定子鉄心２３には、複数（図示は１２）のス
ロット２１が形成されており、このスロット２１内に銅
などの導体からなる巻線（一次導体）２２が配置されて
いる。

【００１１】符号２５は、かご形回転子を示す。かご形
回転子２５は、短絡環２６を有している。ここで、図３
は、かご形回転子２５の導体部分の構造を示す図であ
る。同図に示すように、かご形回転子２５の導体部分
は、対向配置された２つの短絡環２６を銅やアルミニウ
ム等からなる複数（図示は４つ）の二次導体２７で接続
した構造となっている。また、かご形回転子２５の内部
には、断面が円弧状の永久磁石２８，２９がそれぞれは
埋め込まれている。永久磁石２８，２９は、それぞれ図
において上方がＮ極、下方がＳ極となるように配置され
ている。かご形回転子２５の中心部は、図の紙面垂直方
向を軸方向とする回転軸３０に固定されており、この回
転軸３０には、上述したスピンドル８（図１参照）が取
り付けられている。これにより、かご形回転子２５の回
転に伴って回転軸３０およびスピンドル８が回転するよ
うになっている。

【００１２】Ｃ．リング精紡機の動作 次に、上記構成のリング精紡機の精紡時におけるスピン
ドル駆動用モータ９の動作について説明する。まず、ボ
ビン７を回転させて糸の巻き取りを開始するために、ス
ピンドル駆動用モータ９を起動させる。スピンドル駆動
用モータ９の起動は、所定周波数および所定電圧の交流
電力を固定子２０の巻線２２に供給することにより行わ
れる。巻線２２に電流が供給されると、固定子２０が回
転磁界を発生する。一方、固定子２０によって作られた
磁界によりかご形回転子２５の導電部分に誘導起電力が
生じる。このようにしてかご形回転子２５に生じた誘導
起電力によって、かご形回転子２５が磁界を発生する。
そして、かご形回転子２５が作る磁界の方向が固定子２
０の作る回転磁界の方向と一致するように、かご形回転
子２５が回転する。つまり、スピンドル駆動用モータ９
は、起動時においては、誘導電動機と同様の原理で回転
を開始する。

【００１３】そして、かご形回転子２５の回転速度が、
電源から固定子２０に供給される電源周波数に基づく同
期速度に限りなく近づくと、この同期速度とかご形回転
子２５の回転速度が同一になるようにかご形回転子２５
が引っ張り込まれる。この後、固定子２０の作る回転磁
界と、かご形回転子２５に埋め込まれた永久磁石２８，
２９との間に働く磁気的作用により、かご形回転子２５
が同期速度で回転する。つまり、かご形回転子２５の回
転速度が同期速度に達した後は、同期電動機と同様の原
理でかご形回転子２５が回転することになる。

【００１４】リング精紡機では、図示せぬ供給装置から
供給される糸の紡出量と、ボビン７に巻き取られる糸の
量が同量でない場合、糸切れ等を生じることがある。こ
のため、糸の紡出量とボビン７の巻き取り量とが同一に
なるように、ボビン７の回転速度を制御する必要があ
る。本実施形態に係るリング精紡機では、ボビン７の巻
き取り速度、つまりスピンドル駆動用モータ９が脱調し
ない限り、かご形回転子２５が同期速度で回転するの
で、ボビン７による糸の巻き取り速度が安定し、不安定
な巻き取り速度に起因する糸切れ等の不具合を防止する
ことができる。

【００１５】また、同期速度でかご形回転子２５が回転
している間、消費電力を低下させるために脱調しないレ
ベルで供給電圧を小さくすることができる。このように
供給電圧を小さくした場合、鉄損によるエネルギー損失
を低減することができ、スピンドル駆動用モータ９の効
率が向上する。

【００１６】また、非常時などにスピンドル８を停止す
る場合にも、スピンドル駆動用モータ９を停止させるた
めに要する時間を短縮することができる。これは、かご
形回転子２５に永久磁石２８，２９が埋め込まれている
ので、固定子２０とかご形回転子２５との間に働く磁気
的作用が大きくなり、これによりかご形回転子２５を停
止するための制動トルクを大きくすることができるため
である。また、かご形回転子２５が停止した後は、永久
磁石２８，２９の発生する磁界を利用することにより、
かご形回転子２５を停止状態で保持することも可能とな
る。図示せぬ供給装置からの糸の供給が停止している場
合に、スピンドル８が回転してしまうと、糸切れを生じ
てしまうことがあるが、本実施形態に係るリング精紡機
では、かご形回転子２５を停止状態で保持できるので、
このような糸切れの発生を防止することができる。

【００１７】Ｄ．変形例 なお、上述した実施形態においては、１つのスピンドル
駆動用モータ９にスピンドル８を取り付けてスピンドル
８を回転させるようにしていたが、図４に示すようにな
構成でスピンドル８を駆動するようにしてもよい。同図
に示すように、この変形例においては、スピンドル８の
下部にベルト車４１が取り付けられており、このベルト
車４１にベルト４２が巻き付けられている。一方、ベル
ト４２は、ベルト車４３に巻き付けられており、これに
よりベルト４２に張力が付与されている。また、ベルト
４２は、ベルト車４１とベルト車４３との間で、ベルト
車４４，４５に巻き付けられている。ベルト車４４は、
回転軸４６を介して図示せぬスピンドル駆動用モータ９
（図３参照）に取り付けられており、これによりスピン
ドル駆動用モータ９の回転に伴ってベルト車４４が回転
するようになっている。このようにベルト車４４が回転
させられると、その駆動力がベルト４２を介してベルト
車４１に伝達され、ベルト車４１が回転する。このよう
にベルト駆動によりスピンドル８およびボビン７を駆動
するようにしてもよい。この場合、回転軸４６に複数の
ベルト車４４を取り付けて、１つのスピンドル駆動用モ
ータ９で複数のスピンドル８を駆動するようにしてもよ
い。

【００１８】また、上述した実施形態においては、本発
明をリング精紡機に適用した場合について述べたが、こ
れに限定されるものではなく、本発明はスピンドルおよ
びこれを駆動する電動機を有する他の種類の精紡機に適
用することも可能である。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
スピンドルを安定した回転速度で回転させることが可能
であるため、不安定な巻き取り速度に起因する整合作業
の不具合を防止することができる。また、非常時に巻き
取り作業を停止する場合には、スピンドルを停止に要す
る時間を短縮することができると共に、停止状態でスピ
ンドルを保持することもできる。また、脱調しないレベ
ルで電圧を供給すれば、スピンドルの回転速度を維持し
ながら、省エネルギー化が可能となるとともに、電動機
の効率が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態に係るリング精紡機の概
略構成を示す図である。

【図２】 前記リング精紡機の構成要素であるスピンド
ル駆動用モータの断面図である。

【図３】 前記スピンドル駆動用モータの構成要素であ
るかご形回転子の導体部分の構造を示す斜視図である。

【図４】 前記リング精紡機の変形例を示す斜視図であ
る。

【符号の説明】

１…ドラフトパート、２…ローラ、３…スネールワイ
ヤ、４…リングレール、５…リング、６…トラベラー、
７…ボビン、８…スピンドル、９…スピンドル駆動用モ
ータ（電動機）、２０…固定子、２１…スロット、２２
…巻線（一次導体）、２３…固定子鉄心、２５…かご形
回転子、２６…短絡環、２７…二次導体、２８…永久磁
石、２９…永久磁石

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 糸を巻き取るボビンと、前記ボビンを保
   持するスピンドルと、前記スピンドルを駆動する電動機
   とを備えた精紡機において、 前記電動機は、電力を供給することにより磁界を発生す
   る一次導体を有する固定子と、回転可能に配置され、前
   記一次導体の作る磁界により誘導される二次導体および
   永久磁石を有する回転子とを備えることを特徴とする精
   紡機。
2. 【請求項２】 前記回転子は、かご形回転子であり、当
   該かご形回転子内に前記永久磁石が埋め込まれているこ
   とを特徴とする請求項１に記載の精紡機。