JP2002173838A - Spindle device in covering machine - Google Patents

Spindle device in covering machine

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JP2002173838A
JP2002173838A JP2000366076A JP2000366076A JP2002173838A JP 2002173838 A JP2002173838 A JP 2002173838A JP 2000366076 A JP2000366076 A JP 2000366076A JP 2000366076 A JP2000366076 A JP 2000366076A JP 2002173838 A JP2002173838 A JP 2002173838A
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JP
Japan
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hollow spindle
spindle
magnetic
yarn
belt
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JP2000366076A
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Japanese (ja)
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Ryoichi Ukai
良一 鵜飼
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Maruichi Sangyo KK
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Maruichi Sangyo KK
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    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01HSPINNING OR TWISTING
    • D01H1/00Spinning or twisting machines in which the product is wound-up continuously
    • D01H1/14Details
    • D01H1/20Driving or stopping arrangements
    • D01H1/24Driving or stopping arrangements for twisting or spinning arrangements, e.g. spindles
    • D01H1/244Driving or stopping arrangements for twisting or spinning arrangements, e.g. spindles each spindle driven by an electric motor
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01HSPINNING OR TWISTING
    • D01H7/00Spinning or twisting arrangements
    • D01H7/02Spinning or twisting arrangements for imparting permanent twist
    • D01H7/88Hollow-spindle arrangements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C32/00Bearings not otherwise provided for
    • F16C32/04Bearings not otherwise provided for using magnetic or electric supporting means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a spindle device in a covering machine, capable of improving the productivity of a covered yarn by the high-speed rotation of the spindle without causing problems such as seizing of a bearing part. SOLUTION: A hollow spindle 102 capable of allowing a yarn-feeding bobbin 13 to be set on one end side, and having a yarn-introducing hole 11 penetrating the center part and for allowing a core yarn to pass is freely rotatably supported by magnetic bearings 104, 105 and 106 on a fixing part 103 in a noncontact state. The magnetic bearings are constituted of active or passive radial magnetic bearings 104 and 105 freely rotatably supporting the hollow spindle 102 in the noncontact state at upper and lower both sides sandwiching a driving part 15, and an active axial magnetic bearing 106 for regulating the position in the axis direction, and the hollow spindle 102 is belt-driven at the driving part 15.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、カバリングマシン
のスピンドル装置に関する。
The present invention relates to a spindle device for a covering machine.

【0002】[0002]

【従来の技術】カバードヤーンの製造に用いられるカバ
リングマシンは、高速回転する中空スピンドルを通過し
て走行する芯糸に、中空スピンドルに支持した紡糸ボビ
ンから解舒されるカバー糸を巻付けるものである。
2. Description of the Related Art A covering machine used for manufacturing a covered yarn winds a cover yarn unwound from a spinning bobbin supported on a hollow spindle around a core yarn running through a hollow spindle rotating at a high speed. is there.

【0003】従来、この中空スピンドルは図8に示す如
く機台に固定されたブラケット2にボールベアリング3
を介して回転自在に支持されると共に、中空スピンドル
1の周面に駆動ベルト4を接触させ、多数並設された中
空スピンドル1を一斉に駆動回転するようにしている
が、直線的に走行する芯糸aに対してカバー糸bを螺旋
状に巻付けるため芯糸aに比べてカバー糸bの給糸量が
必然的に多くなる上、被覆性の良いカバードヤーンcを
製造するためには、カバー糸bの巻数を多くする必要が
あるので、スピンドル1は、芯糸aの給糸速度とは比較
にならない程、高速で回転されることになる。
Conventionally, this hollow spindle has a ball bearing 3 mounted on a bracket 2 fixed to a machine base as shown in FIG.
, And a plurality of hollow spindles 1 are driven and rotated at the same time by contacting a driving belt 4 with the peripheral surface of the hollow spindle 1, but run linearly. Since the cover yarn b is spirally wound around the core yarn a, the supply amount of the cover yarn b is inevitably increased as compared with the core yarn a, and in order to produce a covered yarn c with good covering properties, Since it is necessary to increase the number of turns of the cover yarn b, the spindle 1 is rotated at a high speed so as to be incomparable with the yarn feeding speed of the core yarn a.

【0004】このため、カバリングマシンの運転速度を
上げようとすれば芯糸aの給糸及び巻取り部には速度的
に充分な余力が有るのに中空スピンドル1の回転数が直
ぐにボールベアリング3の許容回転数に達し、焼き付き
等の問題を生じ、生産性を向上する上での障害となって
いた。
[0004] For this reason, if the operating speed of the covering machine is to be increased, the rotational speed of the hollow spindle 1 is immediately increased even though the yarn supplying and winding section of the core yarn a has a sufficient reserve of speed. , The number of rotations reaches the allowable rotation speed, causing problems such as image sticking, which is an obstacle to improving the productivity.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来のカバ
リングマシンの上記の点に鑑みて、軸受部の焼き付き等
の問題を生じることなくスピンドルの高速回転によりカ
バードヤンの生産性を向上することが可能なカバリング
マシンのスピンドル装置を提供することを目的としてな
されたものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in consideration of the above-described problems of the conventional covering machine, and it is an object of the present invention to improve the productivity of a covered yan by rotating a spindle at a high speed without causing a problem such as seizure of a bearing portion. The purpose of the present invention is to provide a possible spindle device of a covering machine.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、一端側にカバリング糸の給糸ボビンを
挿着可能であると共に、中心部に芯糸を通過させる導糸
孔を貫通した中空スピンドルを、固定部に対して磁気軸
受により非接触状態で回転自在に支持した。上記磁気軸
受は、中空スピンドルを駆動部を挟んで上下両側にて非
接触状態で径方向に回転自在に支持する能動形または受
動形のラジアル磁気軸受と、軸方向の位置を規制する能
動形アキシャル磁気軸受とで構成され、且つ、中空スピ
ンドルは駆動部において駆動ベルトに接触しベルト駆動
されるようにした。上記中空スピンドルをベルト駆動す
る代わりに、中空スピンドルと一体のロータと、該ロー
タの周囲に非接触で配置されるステータとで構成される
モータにより駆動されるようにしても良い。また、中心
部に導糸孔を貫通した中空スピンドルを転がり軸受によ
り接触状態で回転自在に支持し、且つ、中空スピンドル
を駆動部において駆動ベルトに接触しベルト駆動される
ようにすると共に、該中空スピンドルに対し駆動ベルト
の接圧の作用方向と反対方向に非接触状態で磁気的吸引
力または磁気的疎斥力を発生させる磁気付勢手段を設け
るようにすることもできる。更に、前記磁気軸受は、中
空スピンドルに固定した永久磁石と、該永久磁石の周囲
に非接触で配置される第二種超電導体とで構成され、中
空スピンドルを非接触状態で回転自在に支持する超電導
磁気軸受とすることもできる。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention provides a yarn introduction bobbin in which a yarn supplying bobbin for a covering yarn can be inserted at one end and a core yarn passes through the center. Is rotatably supported by a magnetic bearing in a non-contact state with respect to the fixed portion. The magnetic bearing includes an active or passive radial magnetic bearing that supports a hollow spindle rotatably in a radial direction in a non-contact state on both upper and lower sides of a driving unit, and an active axial that regulates an axial position. The hollow spindle is constituted by a magnetic bearing, and the hollow spindle is brought into contact with the drive belt in the drive section to be driven by the belt. Instead of driving the hollow spindle by a belt, the hollow spindle may be driven by a motor composed of a rotor integrated with the hollow spindle and a stator arranged around the rotor in a non-contact manner. In addition, a hollow spindle penetrating the yarn introduction hole at the center is rotatably supported in a contact state by a rolling bearing, and the hollow spindle is brought into contact with a drive belt in a driving section so that the hollow spindle is driven. It is also possible to provide a magnetic biasing means for generating a magnetic attraction force or a magnetic repulsion force in a non-contact state in a direction opposite to a direction in which the contact pressure of the drive belt is applied to the spindle. Further, the magnetic bearing includes a permanent magnet fixed to the hollow spindle and a second type superconductor arranged in a non-contact manner around the permanent magnet, and rotatably supports the hollow spindle in a non-contact state. A superconducting magnetic bearing can also be used.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】図1は、本発明の第1の実施形態
のスピンドル装置101を示すものである。図におい
て、スピンドル装置101は、中空スピンドル102、
ブラケット103(固定部)、ラジアル磁気軸受10
4,105、アキシャル磁気軸受106、補助軸受10
7,108より主に構成されている。
FIG. 1 shows a spindle device 101 according to a first embodiment of the present invention. In the figure, a spindle device 101 includes a hollow spindle 102,
Bracket 103 (fixed part), radial magnetic bearing 10
4,105, axial magnetic bearing 106, auxiliary bearing 10
7, 108 mainly.

【0008】中空スピンドル102は、中心部に導糸孔
11を貫通する一方、下端側に近い段付部には円盤状の
ロータ12を固定している。また、テーパ状の上端部分
はカバー糸用の給糸ボビン13を支持する支持部14と
なっている。また、駆動ベルト16が接する中央部は駆
動部15となっている。
The hollow spindle 102 penetrates the yarn introduction hole 11 at the center, and has a disc-shaped rotor 12 fixed to a stepped portion near the lower end. Further, the upper end portion of the taper shape is a support portion 14 for supporting the yarn supplying bobbin 13 for the cover yarn. Further, a central portion where the drive belt 16 contacts is a drive unit 15.

【0009】ブラケット103は、前記駆動部15及び
駆動ベルト16を挟んで上下両側に位置した上部ブラケ
ット31、下部ブラケット32、及びそれらを連結する
連結部33より構成され、該連結部33の機台背面側
(図1中右側)は略半分が切欠され、駆動ベルト16が
中空スピンドル102に接触しつつ走行できるようにな
っている。上部ブラケット31は、上側のラジアル磁気
軸受104及び補助軸受107のハウジングをなし、下
部ブラケット32は下側のラジアル磁気軸受105、ア
キシャル磁気軸受106及び補助軸受108のハウジン
グをなしている。
The bracket 103 includes an upper bracket 31 and a lower bracket 32 located on both upper and lower sides of the driving section 15 and the driving belt 16 and a connecting section 33 for connecting them. The rear side (the right side in FIG. 1) is cut out in a substantially half, so that the drive belt 16 can travel while contacting the hollow spindle 102. The upper bracket 31 forms a housing for the upper radial magnetic bearing 104 and the auxiliary bearing 107, and the lower bracket 32 forms a housing for the lower radial magnetic bearing 105, the axial magnetic bearing 106 and the auxiliary bearing 108.

【0010】ラジアル磁気軸受104,105は能動形
の磁気軸受であり、それぞれ、中空スピンドル102側
のロータ41,51、ブラケット103側のステータ4
2,52より構成されている。ステータ42,52は、
上部ブラケット31,下部ブラケット32の内周側等分
位置に突設された複数のコアにコイルを巻回してなり、
且つ、これら複数のコイルに通電した際にロータ41,
51に対して径方向の互いに直交する2軸方向への吸引
力が発生するように各コアは配置されている。
The radial magnetic bearings 104 and 105 are active type magnetic bearings. The rotors 41 and 51 on the hollow spindle 102 side and the stator 4 on the bracket 103 side, respectively.
2, 52. The stators 42, 52
A coil is wound around a plurality of cores projecting at equal positions on the inner peripheral side of the upper bracket 31 and the lower bracket 32,
When the plurality of coils are energized, the rotor 41,
The respective cores are arranged such that suction forces are generated in two axial directions perpendicular to each other in the radial direction with respect to 51.

【0011】一方、上部ブラケット31,下部ブラケッ
ト32には、中空スピンドル102の径方向の位置を検
知するラジアル変位センサ(図示せず)を設け、その検
知信号に基づいてステータ42,52の各コイルの出力
を制御することで、前記2軸方向への変位、及び、それ
らの軸回りの傾斜の制御を行い、中空スピンドル102
の径方向への位置を非接触状態で回転自在に支持する。
尚、ロータ41,51は渦電流損を低減するため、薄い
電磁鋼板を積層した積層構造とする。
On the other hand, a radial displacement sensor (not shown) for detecting the radial position of the hollow spindle 102 is provided on the upper bracket 31 and the lower bracket 32, and the coils of the stators 42 and 52 are detected based on the detection signals. The output of the hollow spindle 102 is controlled by controlling the displacement in the two axial directions and the inclination around those axes.
Is rotatably supported in a non-contact state in the radial direction.
The rotors 41 and 51 have a laminated structure in which thin electromagnetic steel sheets are laminated to reduce eddy current loss.

【0012】アキシャル磁気軸受106は、円盤状のロ
ータ12の上側及び下側にステータ61,62を配置し
てなり、該ステータ61,62は、夫々ロータ12に対
して軸方向(図中上方向及び下方向)への磁気的吸引力
を発生するように配置された電磁石で構成されている。
そして、中空スピンドル102の軸方向への変位を検出
するアキシャル変位センサ(図示せず)の検出信号に基
づいて上下のステータ61,62の出力を制御すること
により、中空スピンドル102の軸方向の位置を非接触
状態で安定させるものである。尚、上下のステータ6
1,62のうち一方を出力一定とするか若しくは永久磁
石に置き換え、他の一方のステータの出力のみを制御す
るようにしても良い。
The axial magnetic bearing 106 has stators 61 and 62 disposed above and below the disk-shaped rotor 12, and the stators 61 and 62 are arranged in the axial direction (upward in the figure) with respect to the rotor 12, respectively. And downward (in the downward direction).
The output of the upper and lower stators 61 and 62 is controlled based on the detection signal of an axial displacement sensor (not shown) for detecting the displacement of the hollow spindle 102 in the axial direction. In a non-contact state. The upper and lower stators 6
One of the stators 1 and 62 may have a fixed output, or may be replaced with a permanent magnet, and only the output of the other stator may be controlled.

【0013】以上のように構成されたスピンドル装置1
01は、ラジアル磁気軸受104,105による径方向
の4軸制御に、アキシャル磁気軸受106による軸方向
の1軸を加えた5軸制御により、中空スピンドル102
を非接触状態で回転自在に支持するものであるため、回
転抵抗が極めて小さく、中空スピンドル102の高速回
転が可能である。
The spindle device 1 constructed as described above
Reference numeral 01 denotes a hollow spindle 102 by five-axis control in which one axial axis is controlled by an axial magnetic bearing 106 in addition to four axial controls by a radial magnetic bearing 104 and 105 in the radial direction.
Are rotatably supported in a non-contact state, so that the rotational resistance is extremely small, and the hollow spindle 102 can rotate at high speed.

【0014】また、上記各磁気軸受104,105,1
06のステータ42,52,61,62のコイルに常電
導コイルを使用する代りに、超電導コイルを使用し、各
磁気軸受104,105,106を超電導磁気軸受とす
ることにより駆動ベルト16の接圧に対しても充分に大
きな慣性剛性を得ることができる。
Each of the magnetic bearings 104, 105, 1
In place of using a normal conducting coil for the coils of the stators 42, 52, 61, and 62, a superconducting coil is used and the magnetic bearings 104, 105, and 106 are made of superconducting magnetic bearings, so that the contact pressure of the drive belt 16 is increased. , A sufficiently large inertial rigidity can be obtained.

【0015】補助軸受107,108は、停電等で前記
各磁気軸受104,105,106の支持力が喪失した
場合や、運転停止時などに中空スピンドル102を回転
自在に支持する転がり軸受(ボールベアリング)であ
り、上部ブラケット31,下部ブラケット32に、ゴム
等の弾性部材71,81を介して支持されたサポート7
2,82に嵌合され、中空スピンドル102とラジアル
磁気軸受104,105との空隙より狭い空隙で中空ス
ピンドル102の周囲に近接配置されている。尚、補助
軸受107,108は軸荷重をも受容できるものとし、
アキシャル磁気軸受106のロータ12とステータ6
1,62との空隙より狭い空隙で中空スピンドル102
の段部に近接配置されている。
The auxiliary bearings 107 and 108 are rolling bearings (ball bearings) which rotatably support the hollow spindle 102 when the support force of the magnetic bearings 104, 105 and 106 is lost due to a power failure or when the operation is stopped. ), The support 7 supported by the upper bracket 31 and the lower bracket 32 via elastic members 71 and 81 such as rubber.
2, 82 and are disposed close to the periphery of the hollow spindle 102 with a smaller gap than the gap between the hollow spindle 102 and the radial magnetic bearings 104, 105. Note that the auxiliary bearings 107 and 108 can also receive an axial load.
Rotor 12 and stator 6 of axial magnetic bearing 106
The hollow spindle 102 has a smaller gap than the gap between
Are arranged in close proximity to each other.

【0016】本発明には上記以外にも磁気軸受の形式や
駆動形態により種々の実施形態が存在し、以下、各実施
形態について図面と共に説明する。尚、第1実施形態と
共通の部材には共通の符号を付し、その説明を省略す
る。
There are various embodiments of the present invention other than those described above, depending on the type and drive form of the magnetic bearing. Each embodiment will be described below with reference to the drawings. Note that members common to the first embodiment are denoted by common reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0017】図2は、本発明第2実施形態のスピンドル
装置201を示すものであり、該スピンドル装置201
は駆動源として中空スピンドル202と一体のモータ1
7を用いた形態であり、他のラジアル磁気軸受204,
205、アキシャル軸軸受206及び補助軸受207,
208の構成は第1実施形態と同様である。
FIG. 2 shows a spindle device 201 according to a second embodiment of the present invention.
Is a motor 1 integrated with the hollow spindle 202 as a drive source.
7, the other radial magnetic bearings 204,
205, an axial shaft bearing 206 and an auxiliary bearing 207,
The configuration of 208 is the same as that of the first embodiment.

【0018】モータ17は中空スピンドル202に固定
したロータ21、ブラケット203の内部に固定したス
テータ22で構成され、PMモータ,DCブラシレスモ
ータ,誘導モータ等、ブラシやリングが無く、ロータ2
1側とブラケット203側とが非接触のモータが好適で
ある。このようなモータ駆動とする場合各スピンドル毎
にモータ17を設けることになるが、ラジアル及びアキ
シャル磁気軸受104,105,106は回転抵抗が小
さいので個々のモータ17自体は比較的出力の小さいも
ので良い。
The motor 17 comprises a rotor 21 fixed to a hollow spindle 202 and a stator 22 fixed inside a bracket 203. The motor 17 has no brushes or rings, such as a PM motor, a DC brushless motor, and an induction motor.
A motor in which the first side and the bracket 203 side do not contact each other is preferable. In the case of such a motor drive, a motor 17 is provided for each spindle. However, since the radial and axial magnetic bearings 104, 105, and 106 have low rotational resistance, each motor 17 itself has a relatively small output. good.

【0019】図3は、本発明第3実施形態のスピンドル
装置301を示すものであり、該スピンドル装置301
は、ラジアル磁気軸受304,305を受動形の磁気軸
受とした形態であり、アキシャル磁気軸受306、補助
軸受307,308、及びベルト駆動による駆動部15
の構成は第1実施形態と同様である。
FIG. 3 shows a spindle device 301 according to a third embodiment of the present invention.
Is a form in which the radial magnetic bearings 304 and 305 are passive magnetic bearings, and includes an axial magnetic bearing 306, auxiliary bearings 307 and 308, and a driving unit 15 driven by a belt.
Is similar to that of the first embodiment.

【0020】受動形のラジアル磁気軸受304,305
は、中空スピンドル302に永久磁石からなるロータ3
41,351を、ブラケット303側にも同じく永久磁
石からなるステータ342,352を固定してなり、こ
れらロータ341,351、及び、ステータ342,3
52の永久磁石は、N極同士、S極同士が対峙し磁気的
疎斥力を発生させるものであり、夫々、軸方向にN極,
S極を交互に配置し、周方向にはこれらの極性及び磁力
が一様であるように着磁されたものを使用する。
Passive radial magnetic bearings 304, 305
Is a rotor 3 made of a permanent magnet on a hollow spindle 302.
The stators 342 and 352, which are also made of permanent magnets, are fixed to the brackets 303 and 41, 351 and the rotors 341 and 351 and the stators 342 and 3 respectively.
In the permanent magnet 52, the N poles and the S poles face each other to generate a magnetic repulsive force.
The S poles are alternately arranged, and those that are magnetized so that their polarity and magnetic force are uniform in the circumferential direction are used.

【0021】そして、アキシャル磁気軸受306によっ
て軸方向の位置を一定に保持する1軸制御により、ラジ
アル磁気軸受304,305のロータ341,351と
ステータ342,352の疎斥力を安定させ、中空スピ
ンドル302を非接触状態で回転自在に支持する。尚、
永久磁石の代りに出力が一定の常電導磁石を使用した
り、超電導磁石を永久磁石モードで使用することもでき
る。
The axial magnetic bearing 306 keeps the axial position constant so that the repulsive force between the rotors 341 and 351 and the stators 342 and 352 of the radial magnetic bearings 304 and 305 is stabilized. Is rotatably supported in a non-contact state. still,
Instead of a permanent magnet, a normal conducting magnet having a constant output can be used, or a superconducting magnet can be used in a permanent magnet mode.

【0022】図4は、本発明第4実施形態のスピンドル
装置401を示すものであり、該スピンドル装置401
は、駆動源として第2実施形態と同様に中空スピンドル
402と一体のモータ17を用い、それ以外の受動形ラ
ジアル磁気軸受404,405、アキシャル磁気軸受4
06、補助軸受407,408の構成は第3実施形態と
同様である。
FIG. 4 shows a spindle device 401 according to a fourth embodiment of the present invention.
Uses the motor 17 integrated with the hollow spindle 402 as the drive source as in the second embodiment, and uses the passive radial magnetic bearings 404 and 405 and the axial magnetic bearing 4
06, the configurations of the auxiliary bearings 407 and 408 are the same as in the third embodiment.

【0023】以上述べた各実施形態のスピンドル装置1
01〜401は、いずれも中空スピンドル102〜40
2を非接触状態で支持するものであったが、以下に述べ
る如く、中空スピンドルを接触状態で支持する転がり軸
受と併用する実施形態も存在する。
The spindle device 1 of each embodiment described above.
01 to 401 are all hollow spindles 102 to 40
2 is supported in a non-contact state, but as described below, there is an embodiment in which a hollow spindle is used in combination with a rolling bearing that supports the hollow spindle in a contact state.

【0024】図5は、その実施形態に基づく本発明第5
実施形態のスピンドルに装置501を示すものである。
図において、スピンドル装置501は、中空スピンドル
502を上部ブラケット31、下部ブラケット32にお
いて、従来のスピンドル装置と同様に転がり軸受50
7,508(ボールベアリング)で回転自在に支持する
と共に、磁気付勢手段504,505を併設している。
FIG. 5 shows a fifth embodiment of the present invention based on the embodiment.
1 shows an apparatus 501 on a spindle according to an embodiment.
In the figure, a spindle device 501 includes a hollow spindle 502 in an upper bracket 31 and a lower bracket 32, as in a conventional spindle device.
7,508 (ball bearing) so as to be rotatable, and magnetic biasing means 504,505 are also provided.

【0025】磁気付勢手段504,505は、基本的に
は第1及び第2実施形態で述べた能動形ラジアル磁気軸
受と同様に、中空スピンドル502に固定したロータ5
41,551と、上部ブラケット31及び下部ブラケッ
ト32側に固定したステータ542,552(電磁石)
とで構成され、ステータ542,552のコイル(図示
せず)に通電することでロータ541,551に対して
磁気的吸引力を発生させるものであるが、ラジアル変位
センサの代わりに、ラジアル荷重センサ(図示せず)を
設ける。該ラジアル荷重センサは、例えば転がり軸受5
07,508とサポート72,82との間に設けること
ができる。
The magnetic biasing means 504 and 505 are basically the same as the active radial magnetic bearings described in the first and second embodiments.
41, 551 and stators 542, 552 (electromagnets) fixed to the upper bracket 31 and lower bracket 32 sides
A magnetic attraction force is generated for the rotors 541 and 551 by energizing coils (not shown) of the stators 542 and 552. Instead of the radial displacement sensor, a radial load sensor is used. (Not shown). The radial load sensor is, for example, a rolling bearing 5.
07,508 and the supports 72,82.

【0026】そして、径方向の荷重、主に駆動ベルト1
6の接圧に起因するアンバランス荷重に応じて、それを
相殺するような磁気的吸引力を発生させる制御を行い、
上記アンバランス荷重を補償し、転がり軸受507,5
08の負担を軽減し、高速回転への対応と、長寿命化を
図るものである。
The radial load, mainly the drive belt 1
6. In accordance with the unbalance load caused by the contact pressure of No. 6, control is performed to generate a magnetic attraction force that cancels the unbalance load.
The above-mentioned unbalanced load is compensated, and the rolling bearings 507, 5
08 to reduce the load, to cope with high-speed rotation, and to prolong the service life.

【0027】図6は、本発明第6実施形態のスピンドル
装置601を示すものであり、該スピンドル装置601
は、磁気付勢手段604,607として、中空スピンド
ル602に永久磁石からなるロータ641,651を固
定する一方、上部ブラケット31及び下部ブラケット3
2の内周面の駆動ベルト16の反対側(図中左側)に、
前記ロータ641,651と磁気的疎斥力を生じさせる
ように永久磁石642,652を設けると共に、内周面
のそれ以外の部分には非磁性材643,653を配して
同側に磁気的疎斥力が生じないようにし、駆動ベルト1
6による転がり軸受607,608へのアンバランス荷
重を補償または軽減するものである。
FIG. 6 shows a spindle device 601 according to a sixth embodiment of the present invention.
The magnetic brackets 604 and 607 fix the rotors 641 and 651 made of permanent magnets to the hollow spindle 602 while the upper bracket 31 and the lower bracket 3
2 on the opposite side (left side in the figure) of the drive belt 16 on the inner peripheral surface,
Permanent magnets 642 and 652 are provided so as to generate magnetic repulsion with the rotors 641 and 651, and non-magnetic materials 643 and 653 are disposed on the other portions of the inner peripheral surface to provide magnetic repulsion on the same side. To prevent repulsion from occurring, drive belt 1
6 to compensate or reduce the unbalanced load on the rolling bearings 607 and 608.

【0028】尚、永久磁石642,652と非磁性材6
43,653との位置関係を逆にし、且つ、永久磁石6
42,652とロータ641,651との間で磁気的吸
引力を生じさせるように磁極を配置し(若しくは、永久
磁石642,652を単なる磁性材とし)、磁気的吸引
力によって転がり軸受607,608へのアンバランス
荷重を補償または軽減するようにしても良い。
The permanent magnets 642, 652 and the non-magnetic material 6
43, 653 and the permanent magnet 6
The magnetic poles are arranged so as to generate magnetic attraction between the rotors 42 and 652 and the rotors 641 and 651 (or the permanent magnets 642 and 652 are simply magnetic materials), and the rolling bearings 607 and 608 are generated by the magnetic attraction. May be compensated or reduced.

【0029】また、磁気付勢手段604,605の磁気
的疎斥力や、吸引力の軸方向成分については、転がり軸
受607,608で受けることもできるが、上下の磁気
付勢手段604,605の夫々の軸方向成分が上下反対
方向となるようにして相殺し、転がり軸受607,60
8に軸荷重を生じないようにすることが有利である。
The magnetic repulsive force of the magnetic urging means 604 and 605 and the axial component of the attraction force can be received by the rolling bearings 607 and 608. The respective axial components are offset so that they are opposite to each other in the vertical direction, and the rolling bearings 607, 60
Advantageously, no axial load occurs on 8.

【0030】図7は、本発明第7実施形態のスピンドル
装置701を示すものである。図において、スピンドル
装置701は、超電導磁気軸受704,705により中
空スピンドル702を非接触状態で回転自在に支持する
ようにした形態であり、駆動源としては第2,4実施形
態と同様に中空スピンドル702と一体のモータ17を
用い、補助軸受707,708の構成も同様である。
FIG. 7 shows a spindle device 701 according to a seventh embodiment of the present invention. In the figure, a spindle device 701 is configured such that a hollow spindle 702 is rotatably supported in a non-contact state by superconducting magnetic bearings 704 and 705, and a driving source is a hollow spindle like the second and fourth embodiments. The same applies to the configuration of the auxiliary bearings 707 and 708 using the motor 17 integrated with the motor 702.

【0031】超電導磁気軸受704,705は、中空ス
ピンドル702のモータ17の上側及び下側に固定した
ロータ743,753の夫々の上面及び下面にリング状
の永久磁石741,741,751,751を固着する
一方、ブラケット703側には上記永久磁石741,7
41,751,751に夫々対峙させて第二種超電導体
(高温超電導体)742,742,752,752を固
定している。そして該第二種超電導体742,742,
752,752の周囲には冷却剤流路744,754
(冷却手段)を設け、図示しない冷凍機から供給される
液体窒素などの冷却剤を流通させ、第二種超電導体74
2,742,752,752を超電導状態に相転移する
臨界温度以下に冷却可能である。尚、前記永久磁石74
1,741,751,751は、周方向に極性及び磁束
分布が一様であるように配置若しくは着磁されたものを
使用する。
The superconducting magnetic bearings 704, 705 have ring-shaped permanent magnets 741, 741, 751, 751 fixed to the upper and lower surfaces of rotors 743, 753 fixed to the upper and lower sides of the motor 17 of the hollow spindle 702, respectively. On the other hand, the permanent magnets 741 and 7
The second-type superconductors (high-temperature superconductors) 742, 742, 752, and 752 are fixed so as to face 41, 751, and 751, respectively. And the second type superconductors 742, 742,
Coolant flow paths 744 and 754 are provided around 752 and 752.
(Cooling means) for flowing a coolant such as liquid nitrogen supplied from a refrigerator (not shown).
2,742,752,752 can be cooled below the critical temperature at which the phase transition to the superconducting state occurs. The permanent magnet 74
1, 741, 751, and 751 are arranged or magnetized so that the polarity and the magnetic flux distribution are uniform in the circumferential direction.

【0032】第二種超電導体742,742,752,
752は、イットリウム系高温超電導体のように臨界温
度が比較的高く、且つ、その内部に常電導性の粒子が均
一に混在することで、超電導状態で所定の磁場中に置か
れると常電導性の部分に侵入した磁束が拘束される、い
わゆるピン止め効果を有するものであり、冷却剤流路7
44,754冷却剤を流通させ、第二種超電導体74
2,742,752,752を臨界温度以下に冷却すれ
ば、中空スピンドル702のロータ743,753に固
定した永久磁石741,741,751,751の磁束
侵入を拘束し、中空スピンドル702を非接触状態で支
持する。このように構成されたスピンドル装置701
は、中空スピンドル702の位置制御は不要であり、且
つ支持剛性が大きく、安定性に優れているという利点が
ある。
Second type superconductors 742, 742, 752
752 has a relatively high critical temperature, such as an yttrium-based high-temperature superconductor, and has normal conductive particles uniformly mixed therein, so that when placed in a predetermined magnetic field in a superconductive state, the normal conductive Has a so-called pinning effect in which the magnetic flux that has entered the portion of
44,754 coolant is circulated and the second type superconductor 74
When the 2,742,752,752 is cooled below the critical temperature, the magnetic flux penetration of the permanent magnets 741,741,751,751 fixed to the rotors 743,753 of the hollow spindle 702 is restrained, and the hollow spindle 702 is in a non-contact state. Support with. Spindle device 701 thus configured
Has the advantage that the position control of the hollow spindle 702 is not required, the support rigidity is large, and the stability is excellent.

【0033】[0033]

【発明の効果】本発明カバリングマシンのスピンドル装
置は、上述の通り一端側にカバリング糸の給糸ボビンを
挿着可能であると共に、中心部に芯糸を通過させる導糸
孔を貫通した中空スピンドルを、固定部に対して磁気軸
受により非接触状態で回転自在に支持したので、軸受部
の回転抵抗が極めて小さく中空スピンドルの高速回転が
可能であると共に、軸受部の長寿命化が図かれ、カバー
ドヤーンの生産性の向上と機械設備の耐用年数の向上が
可能である。
As described above, the spindle device of the covering machine according to the present invention has a hollow spindle through which a yarn supplying bobbin for covering yarn can be inserted at one end and a yarn introduction hole through which a core yarn passes at the center. Is rotatably supported in a non-contact state by a magnetic bearing with respect to the fixed portion, so that the rotational resistance of the bearing portion is extremely small, the high-speed rotation of the hollow spindle is possible, and the life of the bearing portion is extended, It is possible to improve the productivity of covered yarn and the service life of machinery and equipment.

【0034】また、中心部に導糸孔を貫通した中空スピ
ンドルを転がり軸受により接触状態で回転自在に支持
し、且つ、中空スピンドルを駆動部において駆動ベルト
に接触しベルト駆動されるようにすると共に、該中空ス
ピンドルに対し駆動ベルトの接圧の作用方向と反対方向
に非接触状態で磁気的吸引力または磁気的疎斥力を発生
させる磁気付勢手段を設けたので、比較的簡素な構成で
軸受部への負荷を軽減でき、軸受部の高速回転への対応
と超寿命化を図ることができる。
Further, a hollow spindle penetrating the yarn introducing hole at the center is rotatably supported in a contact state by a rolling bearing, and the hollow spindle is brought into contact with a drive belt at a drive section to be driven by the belt. Since magnetic biasing means for generating a magnetic attraction force or a magnetic repulsion force in a non-contact state in a direction opposite to a direction in which the contact pressure of the drive belt is applied to the hollow spindle is provided, the bearing has a relatively simple configuration. The load on the bearing can be reduced, and the bearing can cope with high-speed rotation and extend the life.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明第1実施形態のスピンドル装置を示す側
断面図である。
FIG. 1 is a side sectional view showing a spindle device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明第2実施形態のスピンドル装置を示す側
断面図である。
FIG. 2 is a side sectional view showing a spindle device according to a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明第3実施形態のスピンドル装置を示す側
断面図である。
FIG. 3 is a side sectional view showing a spindle device according to a third embodiment of the present invention.

【図4】本発明第4実施形態のスピンドル装置を示す側
断面図である。
FIG. 4 is a side sectional view showing a spindle device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図5】本発明第5実施形態のスピンドル装置を示す側
断面図である。
FIG. 5 is a side sectional view showing a spindle device according to a fifth embodiment of the present invention.

【図6】本発明第6実施形態のスピンドル装置を示す側
断面図である。
FIG. 6 is a side sectional view showing a spindle device according to a sixth embodiment of the present invention.

【図7】本発明第7実施形態のスピンドル装置を示す側
断面図である。
FIG. 7 is a side sectional view showing a spindle device according to a seventh embodiment of the present invention.

【図8】カバリングマシンの概略を示す側断面図であ
る。
FIG. 8 is a side sectional view schematically showing a covering machine.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101,201,301,401,501,601,7
01 スピンドル装置 102,202,302,402,502,602,7
02 中空スピンドル 103,203,303,403,503,603,7
03 ブラケット(固 定部) 104,105,204,205,304,305,4
04,405 ラジアル磁気軸受 106,206,306,406 アキシャル磁気軸受 107,108,207,208,307,308,4
07,408,707,708 補助軸受 504,505,604,605 磁気付勢手段 507,508,607,608 転がり軸受 704,705 超電導磁気軸受 11 導糸孔 13 給糸ボビン 15 駆動部 16 駆動ベルト 17 モータ
101, 201, 301, 401, 501, 601, 7
01 Spindle device 102, 202, 302, 402, 502, 602, 7
02 Hollow spindle 103, 203, 303, 403, 503, 603, 7
03 Bracket (fixed part) 104, 105, 204, 205, 304, 305, 4
04,405 Radial magnetic bearings 106,206,306,406 Axial magnetic bearings 107,108,207,208,307,308,4
07, 408, 707, 708 Auxiliary bearings 504, 505, 604, 605 Magnetic biasing means 507, 508, 607, 608 Rolling bearings 704, 705 Superconducting magnetic bearings 11 Yarn holes 13 Yarn supply bobbin 15 Drive unit 16 Drive belt 17 motor

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一端側にカバリング糸の給糸ボビンを挿
着可能であると共に、中心部に芯糸を通過させる導糸孔
を貫通した中空スピンドルを、固定部に対して磁気軸受
により非接触状態で回転自在に支持したことを特徴とす
るガバリングマシンのスピンドル装置。
1. A hollow spindle through which a yarn supplying bobbin for covering yarn can be inserted at one end and a yarn introduction hole through which a core yarn passes at a center portion is not in contact with a fixed portion by a magnetic bearing. A spindle device for a governing machine, which is rotatably supported in a state.
【請求項2】 磁気軸受は、中空スピンドルを駆動部を
挟んで上下両側にて非接触状態で径方向に回転自在に支
持する能動形または受動形のラジアル磁気軸受と、軸方
向の位置を規制する能動形アキシャル磁気軸受とで構成
され、且つ、中空スピンドルは駆動部において駆動ベル
トに接触しベルト駆動されることを特徴とする請求項1
記載のカバリングマシンのスピンドル装置。
2. An active or passive radial magnetic bearing for supporting a hollow spindle rotatably in a radial direction in a non-contact manner on both upper and lower sides of a drive unit with a hollow spindle interposed therebetween, and restricting a position in an axial direction. The hollow spindle is in contact with a drive belt in a drive section and is driven by the belt.
A spindle device of the covering machine described.
【請求項3】 中空スピンドルをベルト駆動する代わり
に、中空スピンドルと一体のロータと、該ロータの周囲
に非接触で配置されるステータとで構成されるモータに
より駆動されるようにした請求項2記載のカバリングマ
シンのスピンドル装置。
3. The motor according to claim 2, wherein the hollow spindle is driven by a motor composed of a rotor integrated with the hollow spindle and a stator arranged in a non-contact manner around the rotor instead of the belt driving. A spindle device of the covering machine described.
【請求項4】 中心部に導糸孔を貫通した中空スピンド
ルを転がり軸受により接触状態で回転自在に支持し、且
つ、中空スピンドルを駆動部において駆動ベルトに接触
しベルト駆動されるようにすると共に、該中空スピンド
ルに対し駆動ベルトの接圧の作用方向と反対方向に非接
触状態で磁気的吸引力または磁気的疎斥力を発生させる
磁気付勢手段を設けたことを特徴とするカバリングマシ
ンのスピンドル装置。
4. A hollow spindle penetrating a yarn guide hole at the center is rotatably supported in a contact state by a rolling bearing, and the hollow spindle contacts a driving belt at a driving portion to be driven by the belt. A magnetic biasing means for generating a magnetic attraction force or a magnetic repulsion force in a non-contact state in a direction opposite to a direction in which a contact pressure of a drive belt is applied to the hollow spindle, apparatus.
【請求項5】 磁気軸受は、中空スピンドルに固定した
永久磁石と、該永久磁石の周囲に非接触で配置される第
二種超電導体とで構成され、中空スピンドルを非接触状
態で回転自在に支持する超電導磁気軸受である請求項1
記載のカバリングマシンのスピンドル装置。
5. A magnetic bearing, comprising: a permanent magnet fixed to a hollow spindle; and a second type superconductor arranged in a non-contact manner around the permanent magnet, so that the hollow spindle is rotatable in a non-contact state. 2. A supporting superconducting magnetic bearing.
A spindle device of the covering machine as described.
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