JP2007247087A - Roller device and assembling method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、合成繊維を製造するために引取や延伸に使用するローラ装置とその組立方法に関し、特に、3000m/分以上の高速回転する用途に適したローラ装置とその組立方法に関する。 The present invention relates to a roller device used for drawing and drawing to produce a synthetic fiber and a method for assembling the roller device, and more particularly to a roller device suitable for a high-speed rotation of 3000 m / min or more and a method for assembling the roller device.
ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミドなどの合成繊維を引き取ったり、延伸したりするローラ装置は、生産効率を向上させるために製糸速度が年々高速化してい。例えば、現在ではローラの回転速度は、5000m/分を超える高速で運転されることも多くなってきている。 Roller devices that take up or stretch synthetic fibers such as polyester, polyolefin, and polyamide are increasing in yarn production speed year by year in order to improve production efficiency. For example, at present, the roller is frequently operated at a high speed exceeding 5000 m / min.
しかしながら、このようにローラの回転速度が3000m/分以上、特に5000m/分を超えて高速化すると、ローラ自体の重量だけでも、例えば15〜30kgとなる。また、ローラの長さも多錘糸条をローラ上で処理する必要があったり、加熱処理などにおける糸とローラの接触時間を長くとる必要があったりするため、必然的に長くなる傾向にある。しかも、このようなローラは、ローラへの糸掛けなどの作業性を向上させるために方持ち支持構造を採用している。 However, when the rotational speed of the roller is increased to 3000 m / min or more, particularly exceeding 5000 m / min, the weight of the roller itself is, for example, 15 to 30 kg. Also, the length of the roller inevitably tends to be long because it is necessary to process the multi-threads on the roller, or it is necessary to increase the contact time between the yarn and the roller in heat treatment or the like. In addition, such a roller adopts a cantilever support structure in order to improve workability such as threading on the roller.
以上に述べたような理由から、高速で回転するローラ装置には、発生する振動の振幅や振動周波数などに程度の差はあるが、必然的に振動が発生する。このとき発生する振動が製糸に影響を及ぼさない範囲に止まっている限り大きな影響はないが、前述の様々な要因によって、発生する振動が製糸に影響するレベルに達することになる。もし、このような振動が発生すると、ローラ装置の全体に伝播して、運転障害を惹起する共振をも発生させる。 For the reasons described above, the roller device that rotates at high speed inevitably generates vibrations, although there are differences in the amplitude and vibration frequency of the generated vibrations. As long as the vibration generated at this time is within a range that does not affect the yarn production, there is no significant influence, but the generated vibration reaches a level that affects the yarn production due to the various factors described above. If such vibration is generated, it propagates throughout the roller device and causes resonance that causes operational trouble.
そこで、ローラ装置に発生する振動を抑えることが必要となるが、このような製糸に使用するローラ装置の振動抑制を行うための技術として、例えば特許文献1(特開平8−285010号公報)において、ローラ装置に振動減衰装置を取り付けることが提案されている。 Therefore, it is necessary to suppress the vibration generated in the roller device. As a technique for suppressing the vibration of the roller device used for such yarn making, for example, in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 8-285010). It has been proposed to attach a vibration damping device to the roller device.
この特許文献1に提案された技術は、駆動装置(モータ)からの回転駆動力をローラ(特許文献1では「がレット」と呼ばれている)に伝動するためのシャフトの軸受け部とその支承部との間に振動減衰装置(例えば、ゴム製のOリング)を取り付けて振動を減衰させようとしたものである。しかしながら、この従来技術は、本質的に振動の発生を前提とした上で、発生した振動を減衰させようとするものであるが、振動の発生原因を取り除くための技術ではない。 The technique proposed in Patent Document 1 is a shaft bearing portion for transmitting a rotational driving force from a driving device (motor) to a roller (referred to as “Galet” in Patent Document 1) and its support. A vibration damping device (for example, a rubber O-ring) is attached between the two parts to dampen vibration. However, this conventional technique is intended to attenuate the generated vibration on the premise of generation of vibration, but is not a technique for removing the cause of the generation of vibration.
一般に、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミドなどの合成繊維を引き取ったり、延伸したりするローラ装置は、例えば、前記特許文献1(図1〜図3)などに記載されているように、駆動装置(以下、モータという)に連結するスピンドル軸の先端部はテーパ状の先細り形状とし、このスピンドル軸のテーパ状の先細り部に合致して嵌合するテーパ状嵌合穴を設けて、これらを互いにしっかりと嵌合させた後に、ボルトなどの結合部材で結合させる構造を有している。 In general, a roller device that pulls or stretches synthetic fibers such as polyester, polyolefin, polyamide, and the like is described in, for example, the above-mentioned Patent Document 1 (FIGS. The tip of the spindle shaft connected to the motor) has a tapered taper shape, and a tapered fitting hole that fits and fits the tapered taper portion of the spindle shaft is provided. After being combined, it has a structure in which it is connected by a connecting member such as a bolt.
しかしながら、このような構造では、互いに嵌合する軸部と穴部とにそれぞれ形成するテーパ部を互いに精確に嵌合するように精度よく加工しなければ、また、嵌合後のスピンドル軸とローラとをしっかりと結合するボルトの取付け穴が偏芯せず、しかも、荷重バランスも偏重しないようにする必要がある。このため、精度よく加工することが必須となり、加工コストの上昇を招く。 However, in such a structure, unless the tapered portions formed in the shaft portion and the hole portion to be fitted to each other are precisely processed so as to be accurately fitted to each other, the spindle shaft and the roller after the fitting are not processed. It is necessary that the bolt mounting holes that firmly connect the two are not eccentric, and that the load balance is not deviated. For this reason, it is indispensable to process with high accuracy, which causes an increase in processing cost.
しかも、従来のローラ装置では、どうしても振動の発生が不可避であり、ローラ装置を構成する各部品を製作後にこれらを組み立てて、組み立てた状態で回転体の動バランスを調整することが不可避となる。しかしながら、この工程は、煩雑かつ手間のかかる工程であって、この工程をできるだけ簡素にすることが要望されている。
以上に述べた従来技術が有する問題に鑑み、本発明が解決しようとする課題(目的)は、3000m/分以上、特に5000m/分以上の高速で回転する製糸ローラ装置に発生する振動自体を抑制でき、ローラ装置を組立後に行う動バランス調整が容易であるローラ装置と、これを簡易かつ確実に組み立てることができる組立方法を提供することにある。 In view of the problems of the prior art described above, the problem (objective) to be solved by the present invention is to suppress vibration itself generated in a yarn-making roller device that rotates at a high speed of 3000 m / min or more, particularly 5000 m / min or more. Another object of the present invention is to provide a roller device that can easily adjust the dynamic balance after assembling the roller device, and an assembly method that can assemble the roller device easily and reliably.
以上に説明した課題を解決するために、下記(1)〜(5)に記載の発明が提供される。
(1) ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミドなどの合成繊維からなる糸を引き取ったり延伸したりするために使用される高速回転するローラ装置において、ローラのボス部に穿設されたストレート形状を有する嵌合穴の穴径が該嵌合穴に嵌合するスピンドル軸の軸径よりも小さくされ、前記嵌合穴と嵌合軸とが「しまりばめ」で固定されたローラ装置。
(2) 前記ローラとスピンドル軸とが「すきまばめ」による固定のみで互いに結合された(1) に記載のローラ装置。
(3) 前記ローラの回転速度が5000m/分である(1)または(2)に記載のローラ装置。
(4) ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミドなどの合成繊維からなる糸を引き取ったり延伸したりするために使用される高速回転するローラのボス部に穿設されたストレート形状を有する嵌合穴の穴径が該嵌合穴に嵌合するスピンドル軸の軸径よりも小さくされ、前記ローラと前記スピンドル軸の軸心とを合致させて前記嵌合穴と嵌合軸とが「しまりばめ」となるように圧入するローラ装置の組立方法。
(5) 前記ローラとスピンドル軸との圧入において、前記嵌合穴と嵌合軸の圧入方向を鉛直方向とした(4)に記載のローラ装置の組立方法。
In order to solve the problems described above, the inventions described in the following (1) to (5) are provided.
(1) A fitting hole having a straight shape formed in a boss portion of a roller in a high-speed rotating roller device used for taking up and stretching a yarn made of a synthetic fiber such as polyester, polyolefin, or polyamide. A roller device in which the hole diameter is smaller than the shaft diameter of the spindle shaft that fits into the fitting hole, and the fitting hole and the fitting shaft are fixed by “fitting fit”.
(2) The roller device according to (1), wherein the roller and the spindle shaft are coupled to each other only by fixing with a “clearance fit”.
(3) The roller device according to (1) or (2), wherein the rotation speed of the roller is 5000 m / min.
(4) The diameter of the fitting hole having a straight shape formed in the boss portion of a high-speed rotating roller used for taking up and stretching a yarn made of synthetic fiber such as polyester, polyolefin, polyamide, etc. The shaft diameter is smaller than the shaft diameter of the spindle shaft that fits into the fitting hole, and the fitting hole and the fitting shaft are “fitted” by matching the roller and the spindle shaft. Assembly method of a roller device press-fitted into
(5) The method for assembling the roller device according to (4), wherein the press-fitting direction between the fitting hole and the fitting shaft is a vertical direction in the press-fitting between the roller and the spindle shaft.
本発明に係るローラ装置では、ストレート形状の嵌合穴と嵌合軸とを「しまりばめ」で嵌合固定するために、嵌合穴と嵌合軸の加工が簡単かつ精確にできる。したがって、ローラ(嵌合穴側)とスピンドル軸(嵌合軸側)とを軸心ずれが発生しないように、同一の軸心を保ちながら組み立てると、本質的に偏心や偏荷重の発生が極めて少ないローラ装置とすることができる。 In the roller device according to the present invention, since the fitting hole and the fitting shaft having a straight shape are fitted and fixed by “fitting”, the fitting hole and the fitting shaft can be processed easily and accurately. Therefore, if the roller (fitting hole side) and the spindle shaft (fitting shaft side) are assembled while maintaining the same axis so that there is no axial misalignment, essentially no eccentricity or eccentric load occurs. The number of roller devices can be reduced.
そうすると、ローラ装置を組立後に行う動バランス調整が極めて容易になるとともに、従来技術のように振動の発生を前提とした振動減衰装置を設ける必要も無い。また、ローラとスピンドル軸は「しまりばめ」によって強度と剛性が高められた状態で固定されるために固有振動数が上昇し、より高速回転に耐えられるローラ装置とすることができる。 Then, the dynamic balance adjustment performed after assembling the roller device becomes extremely easy, and it is not necessary to provide a vibration damping device that presupposes the generation of vibration as in the prior art. In addition, since the roller and the spindle shaft are fixed in a state where the strength and rigidity are increased by “fitting”, the natural frequency increases, and a roller device that can withstand higher speed rotation can be obtained.
以下、本発明について、図面を参照しながら説明する。
図1は、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミドなどの合成繊維を引き取ったり、延伸したりするためのローラ装置の一実施例を模式的に例示した正面断面図である。この図1において、符号1はローラ、符号2は駆動装置(以下、モータユニットという)、符号3はモータユニット2のスピンドル軸、符号4は組立架台、そして、符号Cは軸心(図中に一点鎖線で示した)をそれぞれ示す。なお、本発明のローラ装置に使用するモータユニット2は,本発明の要旨を満足する限り特に限定する必要は無いが、例えば、インバータ制御によって回転速度を容易かつ精確に制御できる同期電動機を使用することが好ましい。
Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a front cross-sectional view schematically illustrating an embodiment of a roller device for pulling or stretching synthetic fibers such as polyester, polyolefin, and polyamide. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a roller,
ここで、前記ローラ1のボス部1aには、従来のローラ装置のようにテーパ状ではないストレートの貫通穴1cが穿設されている。また、この貫通穴1cに嵌合するスピンドル軸3の嵌合部3aも従来のようなテーパ状の先細り形状ではなく、ストレート形状に仕上げられている。さらに、スピンドル軸3の嵌合部3aの軸径は嵌合穴1cの穴径よりも少し大きくされており、「しまりばめ」によって互いに嵌合するようにされている。
Here, a straight through
具体例を示すならば、例えばスピンドル軸3の材質をクロムモリブデン鋼表面に硬質クロムメッキを施したものとし、嵌合部の軸径はφ55.010mmとし、そして、嵌合部の長さを200mmとする。また、このスピンドル軸3に嵌合するローラ1の材質をクロムモリブデン鋼とし、その接糸部1bの直径をφ250mm、接糸長を500mmとする。また、嵌合穴1dの穴径をφ55.000mmとし、嵌合長を200mmとする。
As a specific example, for example, the
その際、圧入時において、嵌合穴1cを熱膨張させるためにローラ1を加熱し、加熱後または加熱中に、スピンドル軸3を嵌合穴1cへ圧入することが好ましい。何故ならば、このようにすれば、圧入力をより低減することができ、これによって、圧入時にローラ1あるいはスピンドル軸3のどちらか一方または双方に大きな歪みが生じるのを防止でき、圧入時の歪に起因する振動が運転時に発生を防止できるからである。
At that time, it is preferable to heat the roller 1 to thermally expand the
以上に述べたように、本発明に係るローラ装置では、従来のテーパ形状に加工した嵌合穴と嵌合軸を互いに嵌合させた後、これらをボルトなどによって固定する必要がなく、単に、ローラ1とスピンドル軸3とを「しまりばめ」によって圧入固定している。しかも、従来装置のように、ローラ1とスピンドル軸2とを結合するためのボルトなどの結合部材も必須とはならない。
As described above, in the roller device according to the present invention, after fitting the fitting hole and the fitting shaft, which are processed into a conventional tapered shape, to each other, it is not necessary to fix them with a bolt or the like, The roller 1 and the
以上に説明したように、本発明に係るローラ装置では、従来装置のように、嵌合穴部と嵌合軸部とをテーパ形状に精度よく加工する必要がなく、直円筒状のストレートな穴あるいは軸に加工すればよい。このため、テーパ加工のような特殊な加工を必要とせず、加工そのものが単純かつ容易となる。その上、穴径や軸径の加工精度や嵌合面の表面仕上げ精度も格段に向上できる。 As described above, in the roller device according to the present invention, unlike the conventional device, it is not necessary to accurately process the fitting hole portion and the fitting shaft portion into a tapered shape, and a straight cylindrical straight hole is not required. Alternatively, the shaft may be processed. For this reason, special processing such as taper processing is not required, and processing itself is simple and easy. In addition, the processing accuracy of the hole diameter and shaft diameter and the surface finishing accuracy of the fitting surface can be significantly improved.
しかも、モータユニット2からの回転力を伝動するスピンドル軸3に嵌合したローラ1が空回りしないようにボルトなどで締結して回り止めを行う必要がない。したがって、動バランス調整が極めて容易である。また、ローラ1とスピンドル軸3とが「しまりばめ」によって強固に結合される。このことから、固定の強度および剛性が高まり、ローラ装置全体としての固有振動数も上昇する。したがって、より高速回転が可能なローラ装置とすることができる。
In addition, there is no need to prevent the rotation of the roller 1 fitted to the
このように、本発明に係るローラ装置では、「しまりばめ」による嵌合方法を採用することを一大特徴としている。このため、既に述べたようにローラ装置の組立時に、ローラ1とスピンドル軸3との間の軸心が狂うと、嵌合面に深い傷を及ぼすおそれがある。
As described above, the roller device according to the present invention is characterized by adopting the fitting method by “fitting fit”. For this reason, when the roller device is assembled, if the shaft center between the roller 1 and the
しかしながら、この問題は、あくまでも、組立時における芯合わせの問題である。したがって、ローラ1とスピンドル軸3との間の軸心を合わせるための治具を予め製作しておけばよい。このように、一般に慣用されている方法である治具を使用すれば、軸心ずれに起因する問題は用意に解消できる。
However, this problem is merely a problem of center alignment during assembly. Therefore, a jig for aligning the axis between the roller 1 and the
逆に、ローラ1とスピンドル軸3の間の軸心を治具によって合わせて軸心が狂わないようにローラ装置を組み立てれば、誰が組立作業を行っても、嵌合面に深い傷を与えるなどのトラブルも無く、自動的にローラ装置を良好に組み立てられる。以下、この組立方法について、図1を参照しながら説明する。
On the contrary, if the roller device is assembled so that the shaft center between the roller 1 and the
本発明に係るローラ装置を組み立てるには、先ず、モータユニット2を組立架台4上に固定する。このモータユニット2の固定は、モータユニット2を製糸工程で使用する際に引取装置や延伸装置に取り付ける場合と同様に組立架台4に取り付ければよい。なお、圧入手段として油圧プレス装置(図示せず)を使用する場合を例に採って説明するならば,この油圧プレス装置の上下に形成される二つの定盤の一方側(下側定盤)が形成する水平面に対して、スピンドル軸3の軸心方向が鉛直となるように精確に垂直度を調整して取り付ける。
To assemble the roller device according to the present invention, first, the
このようにして、モータユニット2を組立架台4に固定した後、治具(図示せず)によって、スピンドル軸3の軸中心とローラ1の軸中心が一致するように同一軸心C上にローラ1の軸心がくるように位置決め調整する。なお、このとき前記治具は、油圧プレス装置の他方の定盤(上側定盤)上に取り付けられ、図1中に一点鎖線で示した軸心線に沿って、ローラ1の中心線が図示した軸心C上にくるように調整する役割を果す。
After fixing the
ここで、本発明に使用する治具としては、ローラ1とスピンドル軸3の軸心を精確に一点鎖線で示した軸心Cと一致させることができ、かつ、ローラ装置の組立に寄与するものであれば、その形状や構造について、特に限定する必要は無い。なお、このような軸心合わせに慣用される治具(あるいは、センター合わせ器具)は、当業者であれば容易に設計することができる程度のものであるので、ここではその説明を省略する。
Here, as the jig used in the present invention, the axis of the roller 1 and the
以上に述べたようにして、ローラ1とスピンドル軸3の軸心を精確に位置決めして、油圧プレス装置の二つの前記定盤間に設置し、油圧プレス装置を作動させて、例えば図1の白抜き矢印の方向へ上側定盤を圧入する位置まで移動させる。そうすれば、誰であっても、ローラ1を「しまりばめ」の状態でスピンドル軸3へ圧入することができ、ローラ装置を容易に組み立てることができる。このようにして、この圧入時に嵌合穴と嵌合軸の軸心が重なるように精確に位置決めされているから、圧入によっても嵌合面には深い傷が生じない。
As described above, the axial centers of the roller 1 and the
1 :ローラ
1a:ボス部
1b:接糸部
1c:嵌合穴
1d:穴側の嵌合部
2 :モータユニット
3 :スピンドル軸
3a:軸側の嵌合部
C :軸心(一点鎖線)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1: Roller 1a: Boss part 1b:
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A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20110913 |