JP2002220157A

JP2002220157A - 糸条の巻取装置

Info

Publication number: JP2002220157A
Application number: JP2001015262A
Authority: JP
Inventors: Kinzo Hashimoto; 欣三橋本
Original assignee: Murata Machinery Ltd
Current assignee: Murata Machinery Ltd
Priority date: 2001-01-24
Filing date: 2001-01-24
Publication date: 2002-08-06

Abstract

(57)【要約】【課題】ボビンホルダを金属材料と繊維強化複合材料
とにより構成する際、連結部の近傍部分とこの両側部分
との剛性を共に効果的に向上させ、ボビンホルダが長尺
で高速巻取を可能とする。【解決手段】ボビンホルダ本体２は、連結部３に接す
る部分２１とその両側の両側部分２２，２３とからな
り、前両側部分の一側部分２２が他側部分２３より長く
延ばされ、一側部分２２のうちの連結部３に接する部分
２１に近い側２２ｃが金属材料により形成され、前記一
側部分２２の残りの部分が、金属材料層２２ａと、繊維
強化複合材料層２２ｂとからなり、前記近い側の部分２
２ｃの金属材料層の肉厚が前記残りの部分の金属材料層
２２ａの肉厚よりも厚くなっている構造とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、繊維糸条の製造工
程で用いられる糸条の巻取装置に係り、特にボビンホル
ダが長尺で高速巻取を可能とする糸条の巻取装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、糸条の巻取装置においては、生産
性の向上を図るために、一度に多数のボビンを装着可能
とするボビンホルダの長尺化と、糸条を高速で巻き取る
ボビンホルダの高速化とが試みられている。

【０００３】ボビンホルダの高速化の必須要件は、巻き
始めから巻き終りまでの全回転数範囲において、振動を
発生させる危険速度（固有振動数）に遭遇することな
く、安定した高速巻取を可能にすることである。しかし
ながら、ボビンホルダの長尺化は剛性を大幅に低下さ
せ、ボビンホルダの危険速度を極端に低下させることに
なる。このため、従来の金属製のボビンホルダを長尺に
して糸条の高速巻取を行なうと、従来発生しなかった危
険速度が巻取速度範囲まで低下してくるため、巻取時に
振動が発生し、安定した糸条の巻取が不可能となるばか
りでなく、場合によっては機械的な破損を招くことにも
なり、振動の問題が高速巻取の際に大きな障害となって
いた。

【０００４】このようなことから、特許第２７５１５５
１号において、金属材料と繊維強化複合材料とからなる
ボビンホルダが提案されている。即ち、この発明による
糸条の巻取装置は、糸条を巻き取る筒状のボビンと、前
記ボビンを着脱自在に保持するボビンホルダとこのボビ
ンホルダの駆動軸とを有するスピンドルと、前記スピン
ドルの駆動手段とを備えた糸条の巻取装置において、前
記ボビンホルダは、材質が金属材料からなりその外周に
ボビン保持具が摺動自在に配置された第１筒状体と、材
質が金属材料からなり前記第１筒状体の内周部略中間位
置に嵌合連結されてその中心部に前記駆動軸が結合され
たボス（又は連結部）と、材質が繊維強化複合材料から
なり前記ボス（又は連結部）の両側で前記第１筒状体の
内周部にそれぞれ嵌合連結された第２筒状体とを備えて
いるものである。

【０００５】上記発明によれば、金属材料の第１筒状体
と、ボス（又は連結部）の両側で第１筒状体の内周部に
それぞれ結合された繊維強化複合材料の第２筒状体とに
より、ボビンホルダが一体に構成されているので、ボビ
ンホルダ全体としての比ヤング率が向上し、従来の金属
材料のみで構成されたボビンホルダの場合よりも、高次
（第３次）危険速度を引き上げることができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この種
の糸条の巻取装置は上記発明を含めて、ボビンホルダの
内周部に固定されたボス（又は連結部）によって、ボビ
ンホルダ全体が支持される構造であるため、ボビンホル
ダ全体の重量負荷と高速回転の曲げ振動負荷とが、ボビ
ンホルダにおけるボス（又は連結部）の近傍部分に作用
することになる。従って、上記発明のように繊維強化複
合材料の第２筒状体をボス（又は連結部）の両側で金属
材料の第１筒状体の内周部にそれぞれ結合させた場合で
も、第１筒状体の厚さは軸方向の全体に亘って一定なの
で、ボビンホルダにおけるボス（又は連結部）の近傍部
分の剛性が必ずしも充分ではなく、さらなる検討が望ま
れていた。

【０００７】そこで、請求項１乃至３記載の発明は、ボ
ビンホルダを金属材料と繊維強化複合材料とにより構成
し、連結部の近傍部分とこの両側部分との剛性を共に効
果的に向上させて、ボビンホルダの長尺化と高速巻取を
可能とする糸条の巻取装置を提供することを目的とす
る。

【０００８】ところで、この種の糸条の巻取装置におい
ては、ボビンの内周面に対して係脱自在の複数のチャッ
ク部材をボビンホルダの外周部に配設して、ボビンをボ
ビンホルダの外周に着脱自在に保持するようにしてい
る。例えば特開平６−１５３０号公報には、互いにテー
パ部を有するチャック部材と筒状スペーサとをボビンホ
ルダの外周に配し、スペーサの軸方向への摺動によるテ
ーパ作用によって、チャック部材を径方向へ拡縮させて
ボビンに対して係脱させる構成が示されている。

【０００９】しかしながら、上記公報記載のような構造
では、互いにテーパ部を有するチャック部材とスペーサ
とに大きな厚みが必要となり、ボビンの内径よりもボビ
ンホルダの外径を相当小さくせざるを得ない。このた
め、ボビンホルダの剛性が大幅に低下して、高速巻取の
際にボビンホルダの危険速度が極端に低下することにな
る。

【００１０】そこで、請求項４及び５記載の発明は、複
数のチャック部材をボビンホルダの外周部に配設し、ボ
ビンに対してボビンホルダの外径を最大限に大きくして
剛性を効果的に向上させて、ボビンホルダの長尺化と高
速巻取を可能とする糸条の巻取装置を提供することを目
的とする。

【００１１】

【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に記載の糸条の巻取装置は、糸条を巻き取
る筒状のボビンを着脱自在に保持するボビンホルダと、
このボビンホルダを支持する駆動軸と、この駆動軸を介
して前記ボビンホルダを回転駆動する駆動手段とを備え
た糸条の巻取装置において、前記ボビンホルダが、筒状
のボビンホルダ本体と、このボビンホルダ本体の内周部
に設けられて前記駆動軸に結合された連結部とを備え、
前記連結部に接する部分とその両側の両側部分とからな
り、前記両側部分の一側部分が他側部分より長く延ばさ
れ、前記一側部分の前記連結部に接する部分に近い側が
金属材料により形成され、前記一側部分の残りの部分
が、金属材料層と、繊維強化複合材料層とからなり、前
記近い側の部分の金属材料層の肉厚が前記残りの部分の
金属材料層の肉厚よりも厚くなっているものである。こ
の請求項１においては、ボビンホルダ本体において曲げ
振動に対する重量軽減効果の最も大きい一側部分の端部
側を金属材料より比重の小さい繊維強化複合材料層と薄
肉の金属材料層との複層構造にしたので、一側部分の比
ヤング率が著しく向上して曲げ剛性が大きく向上する。
そして、ボビンホルダ本体において重量よりも特に曲げ
剛性そのものが要求される連結部の近傍部分は厚肉の金
属材料層としているので、この部分はボビンホルダの高
速回転時の曲げ振動負荷に対して強固な曲げ剛性を発揮
する。これらによって、高速巻取の限界となる高次の危
険速度を従来のボビンホルダの場合よりも大幅に引き上
げることができる。これらの為に、前記強化複合材料層
は、金属材料層よりも比重が小さく、比ヤング率が大き
いように構成する。また、一側部分よりも短い他側部分
については、全て金属材料からなる層で形成してもよい
し、全て金属材料からなる層と繊維強化複合材料からな
る層との複層構造としてもよい。また、一側部分と同様
の構造としてもよい。他側部分がある程度の長さを有す
るならば、他側部分を複層構造とするのが好ましく、充
分な長さを有するならば、一側部分と同様の構造とする
のが好ましい。

【００１２】また、請求項２に記載の糸条の巻取装置
は、請求項１において、前記繊維強化複合材料の層を前
記ボビンホルダ本体の外周側に設けたものである。この
請求項２においては、ボビンホルダ本体の外周側に繊維
強化複合材料の層があるので、重量が曲げ振動に大きく
影響を及ぼす外周側がより軽量化される。これによっ
て、高次の危険速度をさらに大きく上昇させることがで
きる。

【００１３】また、請求項３に記載の糸条の巻取装置
は、請求項１または２において、前記ボビンホルダ本体
の外周部に配設されて前記ボビンの内周面に対して係脱
自在の複数のチャック部材を有し、前記ボビンホルダ本
体の外周面に複数の凹部を設け、これら各凹部にそれぞ
れ前記各チャック部材を配設したものである。この請求
項３においては、ボビンホルダ本体の外周面からのチャ
ック部材の突出量が小さくなるので、ボビンの内径に対
してボビンホルダ本体の外径を最大限に大きくすること
が可能となる。但しこの場合、チャック部材用の凹部を
設けるためにボビンホルダ本体の肉厚が厚くなるので、
金属材料のみのボビンホルダでは重量が増大してしま
う。しかしながら本請求項においては、ボビンホルダ本
体の少なくとも長さが長い一側部分が繊維強化複合材料
と薄肉の金属材料との複層構造なので、これらの部分の
軽量化が可能で剛性が向上する。従って、ボビンホルダ
本体の外径の最大化と剛性向上とによって、高次の危険
速度を大きく引き上げることができる。

【００１４】また、請求項４に記載の糸条の巻取装置
は、糸条を巻き取る筒状のボビンを着脱自在に保持する
ボビンホルダと、このボビンホルダを支持する駆動軸
と、この駆動軸を介して前記ボビンホルダを回転駆動す
る駆動手段とを備えた糸条の巻取装置において、前記ボ
ビンホルダが、筒状のボビンホルダ本体と、このボビン
ホルダ本体の外周に挿通されてその軸方向に摺動自在の
スライド部材と、前記ボビンホルダ本体の外周部に配設
されて前記スライド部材の摺動により前記ボビンの内周
面に対して係脱自在の複数のチャック部材とを備え、前
記ボビンホルダ本体の外周面に複数の凹部を設けるとと
もに、これら各凹部の底面に、前記ボビンホルダ本体の
軸方向に沿って高低差を設けるように傾斜したテーパ部
を一体的に形成し、前記各凹部にそれぞれ前記各チャッ
ク部材を配設して、これら各チャック部材の底部を前記
各凹部のテーパ部に係合させたものである。この請求項
４においては、ボビンホルダ本体の外周面からのチャッ
ク部材の突出量が小さくなる。このため、ボビンの内径
に対してボビンホルダ本体の外径を最大限に大きくする
ことが可能となる。これによって、ボビンホルダ本体の
剛性を向上させて高次の危険速度を大きく引き上げるこ
とができる。また、凹部にテーパ部を一体的に設けたの
で、構造が簡素化する。

【００１５】また、請求項５に記載の糸条の巻取装置
は、請求項４において、前記ボビンホルダ本体の少なく
とも両端部の外周部を繊維強化複合材料によって構成し
たものである。この請求項５においては、両端部の外周
部を繊維強化複合材料により形成することによって、ボ
ビンホルダ本体の軽量化が可能で剛性が向上する。従っ
て、ボビンホルダ本体の外径の最大化と剛性向上とによ
って、高次の危険速度を大きく上昇させることができ
る。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図１は第１実施形態におけ
る糸条の巻取装置の断面図である。

【００１７】糸条の巻取装置は、フレーム７から突設さ
れた中空円筒状の支持円筒部材８と、この支持円筒部材
８内に軸受１０ａ，１０ｂを介して回転自在に支持され
た駆動軸４と、この駆動軸に連結される駆動手段である
モータ１２と、駆動軸４の先端に固定された連結部３を
有し、糸条を巻き取る筒状のボビン１３を着脱自在に支
持する円筒状のボビンホルダ本体２と、ボビンホルダ本
体２の先端に摺動自在に嵌入されるキャップ部材１６
と、ボビンホルダ本体２の外周に配設され、キャップ部
材１６の摺動によってボビン１３の内周に向かって拡径
又は縮径するチャック機構２９とを備えて構成される。
なお、ボビンホルダ１は、ボビンホルダ本体２と連結部
３とから構成される。円筒状をなすボビンホルダ本体２
は、その内周部の中央位置から所定距離だけ先端（図示
左側）寄りの位置に結合された連結部３を支点として、
回転駆動される構造である。そのため、連結部３の中央
部には貫通孔５を有する駆動軸４の先端が挿入され、ナ
ット６により固定されている。駆動軸４は、フレーム７
に設けられた支持円筒部材８とモータハウジング９とに
挿通され、軸受１０ａ〜１０ｃを介して支持円筒部材８
に回転自在に支持されている。そして、駆動軸４に固定
された回転子１１ａとモータハウジング９に固定された
固定子１１ｂとにより、駆動軸４の駆動手段としてのモ
ータ１２が構成されている。

【００１８】ボビンホルダ本体２の外周には例えば４個
の円筒状のボビン１３が直列に挿通され、これら各ボビ
ン１３の外周に糸条Ｙが巻き取られてパッケージＰが形
成される。各ボビン１３は、ボビンホルダ本体２の外周
に配設されたチャック機構２９によって着脱自在に保持
される。このチャック機構２９は、ボビンホルダ本体２
の外周に配設された複数の弾性リング１４（例えばボビ
ン毎に２個）により、ボビンホルダ本体２の外周に着脱
自在に保持され、弾性リング１４は、その両端に金属板
が接着された断面略方形のゴムリングであり、ボビンホ
ルダ本体２の外周に軸方向に沿って摺動自在に挿通され
た複数の筒状スペーサ１５を介して圧縮力を受けると内
外径が膨張する構造である。

【００１９】このチャック機構２９のクランプ又はアン
クランプのために、キャップ部材１１がピストン部１６
ａ及びバネ１９により、ボビンホルダ本体２の軸方向の
いずれかに移動自在になっている。すなわち、ボビンホ
ルダ本体２の先端側には、ピストン部１６ａを有するキ
ャップ部材１６が取付けられ、そのピストン部１６ａは
ボビンホルダ本体２の内周面でＯリング１７により気密
が保持された状態で摺動可能である。そして、ピストン
部１６ａとボビンホルダ本体２の先端突部２ａとの間に
はバネ座１８を介してバネ１９が挿入され、ピストン部
１６ａ即ちキャップ部材１６は矢印ａ方向へ移動付勢さ
れている。矢印ａがクランプ方向であり、矢印ｂがアン
クランプ方向である。なお、キャップ部材１６の外周円
筒部１６ｂは最先端側のスペーサとして機能する。

【００２０】従って、糸条Ｙの巻取状態においては、バ
ネ１９によりキャップ部材１６が矢印ａ方向へ移動され
ているので、スペーサ１５を介して弾性リング１４が半
径方向に拡開されている。これによって、弾性リング１
４がボビンホルダ本体２の外周面とボビン１３の内周面
とに密着し、ボビン１３がボビンホルダ本体２に同芯状
に保持されて回転駆動力が伝達される。また、巻取終了
時において、駆動軸４の貫通孔５からピストン部１６ａ
の右側に圧縮空気が導入されると、キャップ部材１６が
バネ１９に抗して矢印ｂ方向へ移動されるので、弾性リ
ング１４がスペーサ１５による圧縮から開放されて半径
方向に縮小し弾性復元される。これによって、ボビン１
３をボビンホルダ本体２から取外すことができる。

【００２１】前記ボビンホルダ本体２は、連結部３に接
する部分２１（区間Ｌ１）と、その両側の両側部分（区
間Ｌ２，Ｌ３）２２，２３とからなる。両側部分２２，
２３のうち、ボビンホルダ本体２の基端側に位置する一
側部分２２（区間Ｌ２）は、ボビンホルダ本体２の基端
側に位置する他側部分２３（区間Ｌ３）より長く延ばさ
れている。連結部３に接する部分２１（区間Ｌ１）は、
その全体が金属材料で形成されている。前記一側部分２
２（区間Ｌ２）のうち、前記連結部３の近傍部分２２ｃ
（区間Ｌ２１）はその全体が金属材料で形成されてい
る。前記一側部分２２のうち、残りの部分（区間Ｌ２
２）は、内側の金属材料層２２ａと外側の繊維強化複合
材料層２２ｂとからなっている。前記他側部分２３（区
間Ｌ３）は、内側の金属材料層２３ａと外側の繊維強化
複合材料層２３ｂとなっている。即ち、ボビンホルダ本
体２は、連結部３と接する部分２１（区間Ｌ１）と近傍
部分２２ｃ（区間Ｌ２１）とが金属材料からなる単層構
造であり、この単層構造の両側部分（区間Ｌ３と区間Ｌ
２２）が繊維強化複合材料層２２ｂ，２３ｂと金属材料
層２２ａ，２３ａからなる複層構造になっている。ま
た、金属材料の単層構造は、その左端側を連結部３の左
端位置と略一致させ、その右端側を連結部３の右端位置
よりも基端側に延在させている。なお、金属材料の単層
構造を連結部３の左端位置よりも先端側にも延在させて
もよい。

【００２２】金属材料の単層構造の部分２１，２２ｃの
厚さｃは、金属材料層２２ａ，２３ａの厚さｄと複合材
料層２２ｂ，２３ｂの厚さｅとの和に等しく（ｃ＝ｄ＋
ｅ）、ボビンホルダ本体２の全体の厚さは均一である。
複合材料層２２ｂ，２３ｂの厚さｅは、金属材料層２２
ａ，２３ａの厚さｄよりも厚くすることによって、軽量
化及び剛性向上の効果を大きくするのがよいが、厚さｄ
及びｅは必要な剛性が得られるように適宜決定すればよ
い。また、金属材料の単層構造となった部分２１，２２
ｃの長さｆも、少なくとも連結部３の一側部分（基端
側）の近傍部分を含む範囲で、全体重量等を考慮して必
要な剛性が得られるように適宜決定すればよい。

【００２３】ボビンホルダ本体２の単層構造の部分２
１，２２ｃ及び金属材料層２２ａ，２３ａに用いられる
金属材料は、従来のボビンホルダに使用されている炭素
鋼、工具鋼、ステンレス鋼、或いは一般構造用圧延鋼材
等の公知の金属材料でよい。

【００２４】そして、ボビンホルダ本体２の複合材料層
２２ｂ，２３ｂに用いられる繊維強化複合材料として、
具体的には、ポリアクリルニトリル、セルロースピッ
チ、アスファルトピッチ等を高温で焼成して得られる高
弾性炭素繊維や、芳香族ポリアミド等を主成分とする高
弾性有機繊維、或いはガラス繊維、炭化けい素繊維、ボ
ロン繊維、アルミナ繊維等の強化繊維に対し、マトリク
ス樹脂として、例えばエポキシ樹脂、不飽和ポリエステ
ル樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂等の熱硬化性
樹脂、或いはポリスルホン樹脂、ポリカーボネート樹
脂、ＡＢＳ樹脂等の熱可塑性樹脂を用いたものがよい。
また、上記強化繊維に対し、マトリクス金属として、例
えばアルミニウム、マグネシウム、チタン、銅等を用い
たものでもよい。

【００２５】要は、金属材料層２２ａ，２３ａは、繊維
強化複合材料層２２ｂ，２３ｂよりもヤング率を高くす
ればよく、繊維強化複合材料層２２ｂ，２３ｂは、金属
材料層２２ａ，２３ａよりも比重を小さく、比ヤング率
を高くすればよい。

【００２６】その他の構成部材について、駆動軸４の材
質は炭素鋼としたが、この駆動軸４も上述のような繊維
強化複合材料により複層化してもよい。なお、駆動軸４
とモータ軸とを別体にしてカップリング等により連結し
てもよい。また、スペーサ１５は例えばアルミニウム等
の軽金属製や合成樹脂製であり、或いは繊維強化複合材
料を用いてもよい。さらに、ボビン１３は公知の紙製や
合成樹脂製などである。

【００２７】上記構成の糸条の巻取装置において、ボビ
ンホルダ本体２のうち、連結部３の一側部分の近傍付近
を金属材料の単層構造で形成し、残りの両側部を繊維強
化材料の複合層にして、軽量化と曲げ剛性を向上させて
いる。そのため、特に高次（３次）の危険速度の領域を
アップさせることができ、ボビンホルダ本体２が長尺で
ありながら振動のない状態で高速巻取を長時間行なうこ
とができる。

【００２８】上述のように、高速巻取の限界となる高次
の危険速度を従来のボビンホルダの場合よりも引き上げ
ることができるのは、ボビンホルダ本体２において重量
軽減効果の最も大きい両側部分 (自由端部分）を繊維強
化複合材料層と金属材料層の複層構造にすることによっ
て、これら両側部分の比ヤング率が著しく向上して曲げ
剛性が大きく向上すること、及び、ボビンホルダ本体２
において重量よりも特に曲げ剛性そのものが要求される
連結部３の特に一側部分の近傍部分を含んで金属材料の
単層構造とすることによって、この単層構造がボビンホ
ルダ本体２全体の重量負荷と高速回転の曲げ振動負荷と
に対して強固な曲げ剛性を発揮するからである。特に、
連結部３に接する部分２１と、一側部分２２の連結部３
に接する部分に近い部分２２ｃとを、金属材料の単層構
造とすることで、曲げ剛性が大きくアップする。

【００２９】また、複合材料層２２ａ，２３ｂをボビン
ホルダ本体２の両側部分の内周側に設けてもよいが、本
実施形態においては、ボビンホルダ本体２の外周側に複
合材料層２２ａ，２３ｂがあるので、内周側に複合材料
層２２ａ，２３ｂを設けた場合と比較して、軽量化の程
度が同じであっても、より一層、曲げ剛性を向上するこ
とができる。そして、ボビンホルダ本体２において少な
くとも連結部３の近傍部分よりも基端側に金属材料の単
層部分２２ｃ延在させることによって、ボビンホルダ本
体２の内周部で連結部３が中央部から先端部寄りに設け
られる場合でも、接する部分２１と単層部分２２ｃとの
存在によりボビンホルダ本体２における略中央部の曲げ
剛性が向上する。これらによって、高次の危険速度をさ
らに大きく上昇させることができる。

【００３０】また、ボビンホルダ本体２の内周側が金属
材料となるので、連結部３の固定やピストン部１６ａの
摺動等に対する機械的強度にも優れている。なお、繊維
強化複合材料の使用によるボビンホルダ本体２の軽量化
は、少ない駆動トルクでの高速巻取を可能にする。ま
た、繊維強化複合材料は減衰効果が大きいので、巻取時
の振動が抑制されて、巻き形状が向上するとともに騒音
の低下及び軸受寿命の延長という効果もある。

【００３１】次に、第２実施形態について説明する。図
２は第２実施形態における糸条の巻取装置の断面図、図
３は図２のチャック機構の拡大断面図、図４は図３のＢ
−Ｂ線矢視による平面図である。

【００３２】図２において、ボビンホルダ１０１は、ボ
ビンホルダ本体１０２の外周に配設されるチャック機構
３９がスライド式となっており、それに伴って、連結部
１０３を有するボビンホルダ本体１０２及びキャップ部
材１１６の構成が図１のものと異なる。それ以外の構成
は図１と同様であり、その詳細説明を省略する。

【００３３】ボビンホルダ本体１０２の外周に設けられ
た凹部３０にチャック機構３９が収容され、キャップ部
材１１６の往復動によりチャック機構３９が縮径又は拡
径する。ボビンホルダ本体１０２は、連結部１０３と接
する部分１２１（区間Ｍ１）と、基端側に向かう一側部
分１２２（区間Ｍ２）と、先端側に向かう他側部分１２
３（区間Ｍ３）とからなる。部分１２１と、両側部分１
２２，１２３から端に位置する約１／５の長さの部分
（区間Ｍ２１と区間Ｍ３１）を除いた部分が金属材料の
単層構造で形成されている。両側部分１２２，１２３の
うち端の約１／５の長さの部分（区間Ｍ２１と区間Ｍ３
１）が、繊維強化複合材料層と金属材料層の複層構造で
形成されている。繊維強化複合材料層の厚みが金属材料
層の厚みより厚いのは、図１と同様である。キャップ部
材１１６のピストン部材１１６ａとボビンホルダ本体１
０２の先端部１０２ａとの間に、シリンダ室ｃが形成さ
れ、ピストン部材１１６ａと連結部１０３の間に、バネ
１１９が収容されている。駆動軸１０４はピストン部材
１１６ａに摺動自在に嵌入される位置まで延長され、駆
動軸１０４の貫通孔１０５はピストン部材１１６ａ内の
通路を経てシリンダ室に連通している。なお、シリンダ
室ｃを区画するために、Ｏリング１１７ａ，１１７ｂ，
１１７ｃが配設されている。シリンダ室ｃに圧力流体が
導入されると、キャップ部材１１６は、バネ１１９の付
勢力に打ち勝って退出方向の矢印ａ方向に移動し、チャ
ック部材３９はアンクランプ状態になる。シリンダ室ｃ
から圧力流体が排出されると、キャップ部材１１６は、
バネ１１９の付勢力によって進出方向の矢印ｂ方向に移
動し、チャック部材３９は内蔵のバネ３３（図３参照）
によりクランプ状態になる。

【００３４】図３及び図４によりチャック機構３９の詳
細を説明する。ボビンホルダ本体２の外周面に、複数の
凹部３０が周方向に沿って環状に形成されている。図２
に示されるように、この凹部３０は殆どが金属材料の単
層構造の部分に形成されているが、その一部が繊維強化
複合材料層と金属材料層の複層構造のうち、繊維強化複
合材料層の部分に形成されている。図３及び図４におい
て、各凹部３０にそれぞれチャック部材３１の下部が挿
入されている。チャック部材３１はボビンホルダ本体の
先端側から基端側に向かって低くなるように傾斜したテ
ーパ部３１ａを有し、凹部３０内にバネ３３を介して配
設されたテーパ部材３２のテーパ部３２ａに係合されて
いる。なお、チャック部材３１及びテーパ部材３２は合
成樹脂製で、周方向に沿って例えば６個が等間隔に配置
されている。ボビンホルダ本体２の外周には、互いに結
合され複数のスライド部材３５が嵌通されている。スラ
イド部材３５には略Ｔ字状に切欠き部３６が形成され、
チャック部材３１が切欠き部３６から突出するととも
に、テーパ部材３２に形成された一対の突部３２ｂが切
欠き部３６内に位置している。なお、チャック部材３１
には抜止め用の一対の突片３１ｂが形成されている。

【００３５】上記構成において、図２のキャップ部材１
１６が進出状態にあるときは、図３のスライド部材３５
は軸方向にフリーに移動が可能であり、テーパ部材３２
の突部３２ｂは切欠き部３６の端縁３６ａに規制される
ことなく、テーパ部材３２がバネ３３により矢印ｂ方向
へ押圧される。これによって、テーパ作用でチャック部
材３１が半径方向に拡開され、ボビン１３の内周面に係
合されるクランプ状態になる。また、図２のキャップ部
材１１６が退出状態にあるときは、図３のスライド部材
３５が矢印ａ方向へ移動され、テーパ部材３２の突部３
２ｂが切欠き部３６の端縁３６ａにより押圧されるの
で、テーパ部材３２がバネ３３に抗して矢印ａ方向へ移
動される。これによって、テーパ作用でチャック部材３
１が半径方向に縮小され、ボビン１３の内周面から離脱
されるアンクランプ状態になる。

【００３６】本実施形態によれば、チャック部材３１の
一部が凹部３０に挿入されることによって、ボビンホル
ダ本体２の外周面からのチャック部材３１の突出量ｇが
小さくなるので、ボビン１３の内径φＤ１に対してボビ
ンホルダ本体２の外径φＤ２を最大限に大きくすること
が可能となる。ところがこの場合、凹部３０を設けるた
めにボビンホルダ本体２の肉厚ｃが厚くなるので、金属
材料のみのボビンホルダでは重量が増大してしまう。特
に問題になるのは、ボビンホルダ本体２の端部重量の増
大である。しかし本実施形態においては、ボビンホルダ
本体２の両側部分の端部が複合材料層と金属材料層との
複層構造となっているので、これらの部分の軽量化が可
能で剛性が向上する。従って、ボビンホルダ本体２の外
径φＤ２の最大化と剛性向上とによって、高次の危険速
度を大きく引き上げることができる。

【００３７】次に、第３実施形態について説明する。図
２のボビンホルダ本体１０２の構造は同様であるが、チ
ャック機構４９の構造が図３及び図４のものと異なる。
図５は第３実施形態におけるチャック機構の拡大断面
図、図６は図５のＣ−Ｃ線矢視による平面図である。

【００３８】この第３実施形態においても、前記ボビン
ホルダ本体２の外周面に、複数の凹部４０が周方向に沿
って環状に形成されている。各凹部４０の底面には、テ
ーパ部４０ａが一体的に直接形成されている。そして、
各凹部４０にそれぞれチャック部材４１の下部が挿入さ
れ、チャック部材４１のテーパ部４１ａが凹部４０のテ
ーパ部４０ａに係合されている。チャック部材４１の後
端にはバネ４３が介装されている。なお、チャック部材
４１は合成樹脂製で、周方向に沿って例えば６個が等間
隔に配置されている。ボビンホルダ本体２の外周には、
前述と同様に摺動される複数のスライド部材４５が挿通
されている。スライド部材４５には矩形状に切欠き部４
６が形成され、チャック部材４１が切欠き部４６から突
出している。なお、チャック部材４１には抜止め用の一
対の突片４１ｂが形成されている。

【００３９】上記構成において、図２のキャップ部材１
１６が進出状態にあるときは、図５のスライド部材４５
は軸方向にフリーに移動が可能であり、チャック部材４
１は切欠き部４６の端縁４６ａに規制されず、チャック
部材４１はバネ４３により矢印ｂ方向へ押圧される。こ
れによって、テーパ作用でチャック部材４１は矢印ｂ方
向に移動されつつ半径方向に拡開され、ボビン１３の内
周面に係合される（クランプ状態）。また、図２のキャ
ップ部材１１６が退出状態にあるときは、図５のスライ
ド部材４５が矢印ａ方向へ移動され、チャック部材４１
が切欠き部４６の端縁４６ａにより押圧されるので、チ
ャック部材４１はバネ４３に抗して矢印ａ方向へ移動さ
れる。これによって、テーパ作用でチャック部材４１は
矢印ａ方向に移動されつつ半径方向に縮小され、ボビン
１３の内周面から離脱される（アンクランプ状態）。

【００４０】本実施形態によれば、凹部４０の底面にテ
ーパ部４０ａが一体的に形成され、チャック部材４１の
一部が凹部４０に挿入されることによって、ボビンホル
ダ本体２の外周面からのチャック部材４１の突出量ｇが
小さくなるので、ボビン１３の内径φＤ１に対してボビ
ンホルダ本体２の外径φＤ２を最大限に大きくすること
が可能となる。これによって、ボビンホルダ本体２の剛
性を向上させて高次の危険速度を大きく引き上げること
ができる。また、テーパ部を有する別個のテーパ部材等
も必要ないので、部品点数の削減を図ることができ構造
が簡素化される。なお、ボビンホルダ本体２を単層構造
にしてもよいが、本実施形態のように複層構造にする
と、第２実施形態と同様に、ボビンホルダ本体２の肉厚
ｃが厚い場合でもボビンホルダ２の端部の軽量化が可能
になる。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の糸条の
巻取装置によれば、ボビンホルダ本体において重量軽減
効果が大きくあらわれる両側部分の端部側を繊維強化複
合材料と金属材料との複層構造にすることによって、こ
れら端部側の比ヤング率が著しく向上して曲げ剛性が大
きく向上する。そして、ボビンホルダ本体において重量
よりも特に曲げ剛性そのものが要求される連結部に接す
る部分の近傍部分を金属材料で厚肉にすることによっ
て、この部分がボビンホルダ全体の重量負荷と高速回転
の曲げ振動負荷とに対して強固な剛性を発揮する。これ
らによって、高速巻取の限界となる高次の危険速度を従
来のボビンホルダの場合よりも大幅に引き上げることが
でき、ボビンホルダが長尺でありながら安定した高速巻
取を行なうことができる。

【００４２】また、請求項２の糸条の巻取装置によれ
ば、ボビンホルダ本体の外周側に繊維強化複合材料の層
を設けることによって、曲げ振動に大きく影響を及ぼす
外周側がより軽量化される。これによって、高次の危険
速度をさらに大きく上昇させることができる。

【００４３】また、請求項３の糸条の巻取装置によれ
ば、ボビンホルダ本体の外周面からのチャック部材の突
出量が小さくなるので、ボビンに対してボビンホルダ本
体の外径を最大限に大きくすることが可能となる。この
場合、チャック部材用の凹部を設けるためにボビンホル
ダ本体の肉厚が厚くなるが、ボビンホルダ本体の両側部
分が繊維強化複合材料と金属材料との複層構造なので、
これらの部分の軽量化が可能で剛性が向上する。従っ
て、ボビンホルダ本体の外径の最大化と剛性向上とによ
って、高次の危険速度を大きく引き上げることができ
る。

【００４４】また、請求項４の糸条の巻取装置によれ
ば、ボビンホルダ本体の外周面からのチャック部材の突
出量が小さくなるので、ボビンに対してボビンホルダ本
体の外径を最大限に大きくすることが可能となる。これ
によって、ボビンホルダ本体の剛性を向上させて高次の
危険速度を大きく引き上げることができ、ボビンホルダ
が長尺でありながら安定した高速巻取を行なうことがで
きる。しかも、構造を簡素化できる。

【００４５】また、請求項５の糸条の巻取装置によれ
ば、外周側の繊維強化複合材料により、ボビンホルダ本
体の軽量化が可能で剛性が向上する。従って、ボビンホ
ルダ本体の外径の最大化と剛性向上とによって、高次の
危険速度を大きく上昇させることができる。また、外周
側の繊維強化複合材料により、チャック部材用の凹部の
加工を容易に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態における糸条の巻取装置の断面図
である。

【図２】第２実施形態における糸条の巻取装置の断面図
である。

【図３】第２実施形態におけるチャック機構の拡大断面
図である。

【図４】図３のＢ−Ｂ線矢視による平面図である。

【図５】第３実施形態におけるチャック機構の拡大断面
図である。

【図６】図５のＣ−Ｃ線矢視による平面図である。

【符号の説明】

１ボビンホルダ２ボビンホルダ本体３連結部４駆動軸１２モータ１３ボビン１４弾性リング１５，３５，４５スライド部材１６キャップ部材１９バネ２１部分２２両側部分（一側部分）２２ａ金属材料層２２ｂ繊維強化複合材料層２２ｃ近傍部分２３両側部分（他側部分）２９，３９，４９チャック機構３０，４０凹部３１，４１チャック部材３１ａ，３２ａ，４０ａ，４１ａテーパ部３２テーパ部材３３，４３バネ３６，４６切欠き部Ｙ糸条

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】糸条を巻き取る筒状のボビンを着脱自在
に保持するボビンホルダと、このボビンホルダを支持す
る駆動軸と、この駆動軸を介して前記ボビンホルダを回
転駆動する駆動手段とを備えた糸条の巻取装置におい
て、前記ボビンホルダが、筒状のボビンホルダ本体と、この
ボビンホルダ本体の内周部に設けられて前記駆動軸に結
合された連結部とを備え、前記連結部に接する部分とその両側の両側部分とからな
り、前記両側部分の一側部分が他側部分より長く延ばさ
れ、前記一側部分の前記連結部に接する部分に近い側が
金属材料により形成され、前記一側部分の残りの部分
が、金属材料層と、繊維強化複合材料層とからなり、前
記近い側の部分の金属材料層の肉厚が前記残りの部分の
金属材料層の肉厚よりも厚くなっていることを特徴とす
る糸条の巻取装置。
【請求項２】前記繊維強化複合材料の層を前記ボビン
ホルダ本体の外周側に設けたことを特徴とする請求項１
記載の糸条の巻取装置。
【請求項３】前記ボビンホルダ本体の外周部に配設さ
れて前記ボビンの内周面に対して係脱自在の複数のチャ
ック部材を有し、前記ボビンホルダ本体の外周面に複数
の凹部を設け、これら各凹部にそれぞれ前記各チャック
部材を配設したことを特徴とする請求項１または２記載
の糸条の巻取装置。
【請求項４】糸条を巻き取る筒状のボビンを着脱自在
に保持するボビンホルダと、このボビンホルダを支持す
る駆動軸と、この駆動軸を介して前記ボビンホルダを回
転駆動する駆動手段とを備えた糸条の巻取装置におい
て、前記ボビンホルダが、筒状のボビンホルダ本体と、この
ボビンホルダ本体の外周に挿通されてその軸方向に摺動
自在のスライド部材と、前記ボビンホルダ本体の外周部
に配設されて前記スライド部材の摺動により前記ボビン
の内周面に対して係脱自在の複数のチャック部材とを備
え、前記ボビンホルダ本体の外周面に複数の凹部を設けると
ともに、これら各凹部の底面に、前記ボビンホルダ本体
の軸方向に沿って高低差を設けるように傾斜したテーパ
部を一体的に形成し、前記各凹部にそれぞれ前記各チャ
ック部材を配設して、これら各チャック部材の底部を前
記各凹部のテーパ部に係合させたことを特徴とする糸条
の巻取装置。
【請求項５】前記ボビンホルダ本体の少なくとも両端
部の外周部を繊維強化複合材料によって構成したことを
特徴とする請求項４記載の糸条の巻取装置。