JP2011126639A - 糸巻取機 - Google Patents

Abstract

【課題】糸巻取機に用いられる駆動部において、ロータの軸方向の寸法をコンパクトにまとめるとともに、安定した巻取ボビンの回転駆動を実現できる構成を提供する。
【解決手段】自動ワインダが備えるモータ５１は、ケーシング６１と、ケーシング６１に固定されるステータ６４と、ステータ６４の内側に配置されたロータ６３と、ロータ６３の両端を支持するために対向配置される第１ベアリング６２及び第２ベアリング９２と、を有する。そして、第１ベアリング６２の第２ベアリング９２側を向く対向面６２ａが、ステータ６４のボビンホルダ側端面６４ａよりも第２ベアリング９２側に位置する。また、第２ベアリング９２の第１ベアリング６２側を向く対向面９２ａが、ステータ６４のセンサ側端面６４ｂよりも第１ベアリング６２側に位置する。
【選択図】図３

Description

本発明は糸巻取機に関するものであり、詳細には巻取管を回転駆動するための駆動部の構成に関するものである。

並列配置される複数のワインダユニットを備える自動ワインダ（糸巻取機）において、ワインダユニットごとにモータ（駆動部）を備える構成が従来から知られている。この種のワインダユニットを開示するものとして、例えば特許文献１がある。特許文献１に開示されるワインダユニットは、パッケージを把持するためのクレードルにモータを配置し、このモータの回転によって巻取ボビンを回転させるいわゆるダイレクトドライブ方式を採用している。

形成するパッケージの大きさによっては、クレードルに取り付けられるモータに高いトルクが要求されることがある。しかし、上述したような自動ワインダは、生産性の観点から、限られたスペースにできるだけ多くのワインダユニットを配置することが好ましい。そのため、ワインダユニットを配置できるスペースには制約があり、トルクが大きい大型のモータを配置することが困難であった。この課題の解決方法の１つとして、軸方向の寸法が小さいモータを用いることが考えられる。例えば特許文献２は、車両用のモータに関するものであって技術分野が異なるが、軸方向のサイズを小さくするように構成したモータを開示する。

特許文献２には、ケーシングに固定したステータの内部に配置したロータを、少なくとも１つのベアリングを介してケーシングに回転自在に支持したインナーロータ型回転電機（モータ）において、以下の構成が開示されている。即ち、インナーロータ型回転電機は、ケーシングの内壁から中空のロータシャフトの内部に支持部が突設するように構成される。そして、インナーロータ型回転電機は、前記ベアリングのインナーレースを支持部の外周面で支持するとともに、アウターレースがロータシャフトの内周面を支持するように構成される。

特開２００６−３２１６１５号公報 特開２００６−１６６４９１号公報

特許文献２に開示されるモータは、ロータの一側の端部をベアリングによって内側から支持するとともに、ロータの他側の端部をベアリングによって外側から支持する構成である。この構成は、ロータの両端を外側から両持ち支持する構成に比べ、ロータの一側の端部の回転中心と、他側の端部の回転中心と、を厳密に一致させることが難しく、回転中に軸のブレが生じ易くなるおそれがあった。自動ワインダにおいて、パッケージの良好な品質を実現するにはモータの安定的な回転駆動が要求されるため、軸のブレはできるだけ抑制する必要があった。

本発明は、以上の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、糸巻取機に用いられる駆動部において、ロータの軸方向の寸法をコンパクトにまとめるとともに、安定した巻取ボビンの回転駆動を実現できる構成を提供することにある。

課題を解決するための手段及び効果

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。

本発明の観点によれば、糸を巻き付ける巻取管を回転駆動するための駆動部を備える糸巻取機において、以下の構成が提供される。即ち、糸巻取機が備える前記駆動部は、ケーシングと、ステータと、ロータと、ベアリングと、を有する。前記ステータは、前記ケーシングに固定される。前記ロータは、前記ステータの内側に配置される。前記ベアリングは、前記ロータの両端を支持するために対向配置される。そして、前記ベアリングのうち少なくとも１つにおいて、対向するベアリングである対向ベアリング側を向く端面が、前記ステータのロータ軸方向の一側の端面よりも前記対向ベアリング側に位置する。

これにより、ステータの内側にベアリングを配置できるので、駆動部の軸方向の寸法を小さくすることができ、糸巻取機の省スペース化に寄与できる。

前記の糸巻取機においては、前記ロータの端面には凹部が形成されており、前記ベアリングの少なくとも一部が前記凹部に入るように構成されていることが好ましい。

これにより、凹部によってロータを軽量化できるので、ロータのイナーシャを低減し、駆動部の応答性を効果的に向上させることができる。従って、巻取管の回転速度制御、巻取開始及び巻取停止等をスムーズかつ正確なタイミングで行うことができる。これによって、巻取管に糸を良好に巻き付けることができる。また、ロータに形成された凹部の空間を有効に活用し、駆動部の軸方向の寸法をよりコンパクトにまとめることができる。また、ベアリングがロータの内側に入る構成なので、ロータの径を大きくすることで、軸方向のサイズを小さくしつつ大容量のトルクを有する駆動部を容易に実現できる。

前記の糸巻取機においては、以下のように構成されることが好ましい。即ち、前記ケーシングは、前記ベアリングを支持するためのベアリング支持部を有する。前記ケーシングは、少なくとも前記ベアリング支持部が非磁性体で構成される。

これにより、ベアリング支持部が磁力を帯びることがなくなるので、例えば、前記ベアリングを前記対向ベアリング側に更に近づけた位置に配置した場合であっても、磁力によって回転するロータが、ベアリング支持部が帯びた磁力によって、回転への悪影響を受ける事態を確実に防止できる。

前記の糸巻取機においては、前記ロータは、前記巻取管を直接的に駆動するように構成されていることが好ましい。

これにより、巻取管の回転駆動をより正確に制御することができる。また、軸方向のサイズが小さい駆動部を用いるので、巻取管を直接駆動するための構成を軸方向で小型化できる。

前記の糸巻取機においては、以下のように構成されることが好ましい。即ち、糸巻取機は、前記巻取管を回転可能に支持し、前記駆動部が配置される巻取管支持部を備える。前記巻取管支持部は、前記巻取管の着脱作業を行うために、開閉可能に構成されている。

これにより、巻取管支持部を開閉させるためのスペースを大きく確保できない場合であっても、軸方向をコンパクトに構成できる駆動部を用いるので、駆動部を取り付けた巻取管支持部が他の部材に干渉することなく、巻取管を着脱するための開閉作業を適切に行うことができる。

前記の糸巻取機においては、以下のように構成されることが好ましい。前記ロータの軸方向一側の端部又はそれと一体的に回転する部材が回転検出部に接続されている。前記回転検出部は、前記ベアリングを挟んで前記ロータの反対側に配置されている。

これにより、駆動部の軸方向のサイズをコンパクトにまとめつつ、回転検出部を駆動部と一体的に構成することができ、組立作業を効率化できる。また、ロータ又はそれと一体的に回転する部材の回転を直接的に検出できるので、巻取管の回転速度を正確に取得することができる。

本発明の一実施形態に係る自動ワインダが備えるワインダユニットの概略的な構成を示した模式図。 モータの内部の様子を模式的に示した断面斜視図。 モータの内部の様子を模式的に示した断面図。 ロータをボビンホルダ側からみた模式図。

次に発明の実施の形態について説明する。本実施形態の自動ワインダ（糸巻取機）は、並べて配置された複数のワインダユニット１０と、その並べられた方向の一端に配置された図略の機台制御装置と、この機台制御装置の正面に備えられた図略の設定器と、を備えている。図１は、本発明の一実施形態に係る自動ワインダが備えるワインダユニット１０の概略的な構成を示した模式図である。

図１に示すワインダユニット１０は、給糸ボビン２１から解舒される糸をトラバースさせながら巻取ボビン（巻取管）２２に巻き付けて、所定長で所定形状のパッケージ３０を形成するためのものである。それぞれのワインダユニット１０は、ユニット制御部５０と、巻取ユニット本体１６と、を備えている。

ユニット制御部５０は、例えば、ＣＰＵと、ＲＡＭと、ＲＯＭと、Ｉ／Ｏポートと、通信ポートと、を備えて構成されている。前記ＲＯＭには、巻取ユニット本体１６の各構成を制御するためのプログラムが記録されている。前記Ｉ／Ｏポートと前記通信ポートとには、前記設定器のほか、当該巻取ユニット本体１６が備える各構成（後述）が接続されており、制御情報の通信と各構成との通信が可能に構成されている。

前記巻取ユニット本体１６は、給糸ボビン２１と接触ローラ２９との間の糸走行経路中に、給糸ボビン２１側から順に、糸解舒補助装置１２と、テンション付与装置１３と、スプライサ装置１４と、クリアラ１５と、を配置した構成となっている。なお、巻取ユニット本体１６が備える各部は、巻取ユニット本体１６が備える筐体１７によって支持されている。

糸解舒補助装置１２は、給糸ボビン２１の芯管に被さる規制部材４０を給糸ボビン２１からの糸の解舒と連動して下降させることにより、給糸ボビン２１からの糸の解舒を補助するものである。規制部材４０は、給糸ボビン２１から解舒された糸の回転と遠心力によって給糸ボビン２１上部に形成されたバルーンに対し接触し、当該バルーンを適切な大きさに制御することによって糸の解舒を補助する。規制部材４０の近傍には前記給糸ボビン２１のチェース部を検出するための図略のセンサが備えられており、このセンサがチェース部の下降を検出すると、それに追従して前記規制部材４０を例えばエアシリンダ（図略）によって下降させることができる。

テンション付与装置１３は、走行する糸に所定のテンションを付与するものである。テンション付与装置１３としては、例えば、固定の櫛歯に対して可動の櫛歯を配置するゲート式のものを用いることができる。可動側の櫛歯は、櫛歯同士が噛み合わせ状態又は解放状態になるように、ロータリ式に構成されたソレノイドにより回動する。このテンション付与装置１３によって、巻き取られる糸に一定のテンションを付与し、パッケージ３０の品質を高めることができる。なお、テンション付与装置１３には、上記ゲート式のもの以外にも、例えばディスク式のものを採用することができる。

スプライサ装置１４は、クリアラ１５が糸欠点を検出して行う糸切断時、又は給糸ボビン２１からの解舒中の糸切れ時等に、給糸ボビン２１側の下糸と、パッケージ３０側の上糸とを糸継ぎするためのものである。このような上糸と下糸とを糸継ぎする糸継装置としては、機械式のものや、圧縮空気等の流体を用いるもの等を使用することができる。

糸品質測定器としてのクリアラ１５は、糸の太さを検出するための図略のセンサが配置されたクリアラヘッド４９と、このセンサからの糸太さ信号を処理するアナライザ４５と、を備えている。クリアラ１５は、前記センサからの糸太さ信号を監視することにより、スラブ等の糸欠陥を検出するように構成されている。前記クリアラヘッド４９の近傍には、前記クリアラ１５が糸欠点を検出したときに直ちに糸を切断するためのカッタ３９が設けられている。

前記スプライサ装置１４の下側及び上側には、給糸ボビン２１側の下糸を捕捉してスプライサ装置１４に案内する下糸案内パイプ２５と、パッケージ３０側の上糸を捕捉してスプライサ装置１４に案内する上糸案内パイプ２６と、が設けられている。また、下糸案内パイプ２５と上糸案内パイプ２６は、それぞれ軸３３，３５を中心にして回動可能に構成されている。下糸案内パイプ２５の先端には吸引口３２が形成され、上糸案内パイプ２６の先端にはサクションマウス３４が備えられている。下糸案内パイプ２５及び上糸案内パイプ２６には適宜の負圧源がそれぞれ接続されており、前記吸引口３２及びサクションマウス３４に吸引流を発生させて、上糸及び下糸の糸端を吸引捕捉できるように構成されている。

また、前記巻取ユニット本体１６は、巻取ボビン（巻取管）２２を着脱可能に支持するクレードル２３と、巻取ボビン２２の周面又はパッケージ３０の周面に接触して従動回転可能な接触ローラ２９と、を備えている。

クレードル２３は一対のクレードルアームを備えており、それぞれのクレードルアームの端部にはボビンホルダ１９ａ，１９ｂが回転可能に取り付けられている。巻取ボビン２２は、この一対のボビンホルダ１９ａ，１９ｂの間に挟み込むようにして取り付けることで、クレードル２３に装着することができる。一側のクレードルアームには、ボビンホルダ１９ｂを駆動するためのモータ（駆動部）５１が配置されている。このモータ５１の出力軸７５はボビンホルダ１９ｂに固定されているので、巻取ボビン２２をクレードル２３に支持させると、当該巻取ボビン２２と出力軸７５が相対回転不能に連結される（いわゆるダイレクトドライブ方式）。この状態でモータ５１が駆動されることによって、パッケージ３０（巻取ボビン２２）が回転して当該パッケージ３０に糸が巻き取られていく。

本実施形態のモータ５１には、回転センサ６７が取り付けられている。本実施形態の回転センサ６７は、巻取ボビン２２の回転速度（パッケージ３０の回転速度）を検出するためのものである。回転センサ６７によって取得された巻取ボビン２２の回転検出信号は、回転センサ６７からモータ制御部５２に送信される。

モータ制御部５２はモータ５１の動作を制御するためのものである。モータ制御部５２は、回転センサ６７が取得した回転速度の情報や後述する角度センサ８３が取得したパッケージ径の情報等に基づいて、モータ５１の回転速度や運転／停止等を制御する。また、モータ制御部５２は、回転センサ６７から入力された回転速度の情報をユニット制御部５０に送信する。

また、クレードル２３は回動軸４６によって支持されており、接触ローラ２９に対し近接又は離間する方向に揺動可能になっている。これにより、モータ５１の回転駆動によってパッケージ３０の糸層が徐々に厚くなっても、クレードル２３の揺動によって糸層厚さの変化を吸収し、パッケージ３０を接触ローラ２９に確実に接触させることができるようになっている。

また、前記回動軸４６には、クレードル２３の角度（回動角）を検知するためのアナログ式の角度センサ（パッケージ径取得部）８３が取り付けられている。クレードル２３はパッケージ３０が巻き太るに従って角度が変化するので、クレードル２３の回動角を前記角度センサ８３によって検出することにより、パッケージ３０の糸層の径を検知することができる。これにより、トラバース装置２７をパッケージ径に応じて制御することで、糸の綾振りを適切に行うことができる。なお、角度センサ８３は、デジタル式のセンサであっても良く、パッケージ径を検出できるものであればその他の手段であっても良い。

また、前記接触ローラ２９の近傍にはトラバース装置２７が設けられている。このトラバース装置２７は、支軸のまわりに旋回可能に構成した細長状のアーム部材４２と、このアーム部材４２の先端に形成されたフック状のトラバースガイド４１と、アーム部材４２を駆動するトラバースガイド駆動モータ４３と、を備える。そして、前記アーム部材４２をトラバースガイド駆動モータ４３により図１の矢印のように往復旋回運動させることにより、糸の綾振りを行う構成になっている。本実施形態のトラバースガイド駆動モータ４３は、サーボモータにより構成されている。上述したように、トラバースガイド駆動モータ４３の動作はユニット制御部５０によって制御される。

以上の構成で、ワインダユニット１０は、給糸ボビン２１から糸を解舒して、巻取ボビン２２に巻き取って所定長のパッケージ３０を形成する。

次に、図２、図３及び図４を参照して、巻取ボビン２２を回転駆動させるモータ５１の構成について説明する。図２は、モータ５１の内部の様子を模式的に示した断面斜視図である。図３は、モータ５１の内部の様子を模式的に示した断面図である。図４は、ロータ６３をボビンホルダ１９ｂ側からみた模式図である。なお、以下の説明において、単に軸方向といった場合、ロータ６３の軸方向を意味するものとする。

本実施形態のモータ５１は電動モータとして構成され、具体的にはインナーロータ式のブラシレスモータとして構成されている。図２及び図３に示すように、モータ５１は、ケーシング６１と、第１ベアリング６２と、第２ベアリング９２と、ロータ６３と、ステータ６４と、コイル６５と、位置センサ６６と、回転センサ６７と、を備えている。

ケーシング６１はモータ５１の各部品を収容するためのものである。このケーシング６１は、第１ベアリング６２及び第２ベアリング９２を支持するためのベアリング支持部７７をそれぞれ備えている。本実施形態のケーシング６１は、ベアリング支持部７７がアルミ等の非磁性体材料で構成されている。

ロータ６３は、略円柱状に形成されており、その外周面には、Ｓ極とＮ極とが回転方向に交互に配置された磁石７１が取り付けられている。

また、ロータ６３の軸方向一側の端面には出力軸７５が一体的に形成されている。この出力軸７５は、巻取ボビン２２を直接的に駆動するためのものであり、巻取ボビン２２を保持する部材（ボビンホルダ１９ｂ）に直接的に連結されている。図４に示すように、ロータ６３のボビンホルダ１９ｂ側（巻取ボビン２２側）の端面には、第１溝（凹部）７２が形成されている。この第１溝７２は、前記出力軸７５の周囲に配置され、リング状に形成されている。

また、ロータ６３において、その軸方向他側の端面（ボビンホルダ１９ｂが取り付けられる側と反対側の端面、巻取ボビン２２が配置される側と反対側の端面）には、検出軸７６が一体的に形成されている。この検出軸７６は、その端部が後述する回転センサ６７に接続されている。また、ロータ６３の回転センサ６７側の端面には、ボビンホルダ１９ｂ側の端面と同様に、検出軸７６の周囲にリング状の第２溝（凹部）９３が形成されている。第１溝７２及び第２溝９３は所定の深さで形成されており、これによりロータ６３の軽量化が実現されている。

ステータ６４は、ロータ６３の外周を囲うように周方向に等間隔に並べて複数配置されている。

コイル６５はＵ相線、Ｖ相線、Ｗ相線の３相のコイルよりなり、スター結線で接続されている。コイル６５はＵ相線、Ｖ相線、Ｗ相線の順に時計回り方向に配置され、それぞれがステータ６４に巻き回されている。このコイル６５はモータ制御部５２に接続されており、モータ制御部５２がコイル６５に通電することで当該コイル６５が励磁され、磁界が発生して前記ロータ６３が回転する。

第１ベアリング６２は、ロータ６３のボビンホルダ１９ｂ側の端部を支持するためのものである。また、第２ベアリング９２は、ロータ６３の回転センサ６７側の端部を支持するためのものである。

第１ベアリング６２と第２ベアリング９２は、ロータ６３を挟んで対向した状態でケーシング６１に配置されている。この構成により、ロータ６３は、第１ベアリング６２及び第２ベアリング９２によって回転可能に両持ち支持される。

位置センサ６６はホールセンサ等で構成され、ロータ６３とともに回転する磁石７１の磁界の変化を検出する。位置センサ６６はロータ６３の周囲に、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のそれぞれに対応するように複数配置されている。モータ制御部５２は、複数の位置センサ６６から入力される信号の状態の組み合わせに基づいて磁石７１の位置を判定する。そしてモータ制御部５２は、通電するコイル６５の組み合わせを上記の判定結果に基づいて決定し、適宜のタイミングで通電する。

回転センサ６７は、ロータリエンコーダで構成されている。上述したように、回転センサ６７には、ロータ６３と一体的に回転する検出軸７６が接続されている。これによって、ロータ６３（出力軸７５）の回転速度情報を正確に取得することができる。

回転センサ６７が取得した回転速度情報は、モータ制御部５２に出力される。モータ制御部５２は、回転速度情報に基づいてモータ５１を制御するとともに、回転速度情報をユニット制御部５０に出力する。ユニット制御部５０は、この回転センサ６７が取得した回転速度情報に基づいて、トラバース装置２７の同期制御等を行う。

次に、第１ベアリング６２、第２ベアリング９２、ロータ６３及びステータ６４の位置関係について説明する。

なお、以下の説明では、互いに対向して配置される第１ベアリング６２及び第２ベアリング９２のそれぞれに着目したときに、対向相手のベアリングを対向ベアリングと称することがある。また、第１ベアリング６２及び第２ベアリング９２のそれぞれにおいて、対向ベアリング側を向く端面を対向面と称する。図３には、第１ベアリング６２の対向面が符号６２ａで、第２ベアリング９２の対向面が符号９２ａで、それぞれ示されている。また、ステータ６４において、ボビンホルダ１９ｂ側の端面をボビンホルダ側端面６４ａと称し、回転センサ６７側の端面をセンサ側端面６４ｂと称する。ステータ６４のボビンホルダ側端面６４ａ及びセンサ側端面６４ｂは、何れもロータ６３の軸方向と直交するように形成されている。

図３の鎖線及び矢印に示すように、第１ベアリング６２は、その対向面６２ａがステータ６４のボビンホルダ側端面６４ａよりも第２ベアリング９２側に位置するように、ベアリング支持部７７によって支持されている。即ち、本実施形態のモータ５１は、ステータ６４の外側の端面であるボビンホルダ側端面６４ａが、第１ベアリング６２の内側の端面である対向面６２ａよりも、外側に位置するように構成されているのである。このように、本実施形態のモータ５１は、ロータ６３の径方向で見たときに、第１ベアリング６２とステータ６４の一部とが重なるように構成されており、ケーシング６１内の軸方向に直交する方向のスペースが有効に活用されている。

また、図３の鎖線及び矢印に示すように、第１ベアリング６２は、その対向面６２ａが、ロータ６３の出力軸７５側の端面よりも第２ベアリング９２側に位置するように構成されている。即ち、第１ベアリング６２の一部がロータ６３の第１溝７２に入るようにして、ベアリング支持部７７に支持されているのである。このように、ロータ６３の内側に第１ベアリング６２を配置することで、第１溝７２によって形成された空間を有効に活用しているのである。

また、第２ベアリング９２についても、第１ベアリング６２と同様の関係が成立している。具体的には、図３の鎖線及び矢印に示すように、第２ベアリング９２は、その対向面９２ａがステータ６４のセンサ側端面６４ｂよりも第１ベアリング６２側に位置するように、ベアリング支持部７７によって支持されている。即ち、モータ５１は、ステータ６４の外側の端面であるセンサ側端面６４ｂが、第２ベアリング９２の内側の端面である対向面９２ａよりも、外側に位置するように構成されている。

また、第２ベアリング９２は、その対向面９２ａがロータ６３の回転センサ６７側の端面よりも第１ベアリング６２側に位置している。即ち、第２ベアリング９２の一部がロータ６３の第２溝９３に入るようにベアリング支持部７７に支持されている。

ところで、モータ５１のトルクを大きくする手法の１つに、ロータ６３に取り付ける磁石の量を多くして磁束密度を大きくすることがある。本実施形態においては、ロータ６３の径を大きくすることで磁石７１を取り付けるための表面積を大きく確保し、これによって、大容量のトルクを有するモータ５１を実現している。

また、上述のようにロータ６３の径を大きくすることで、第１溝７２及び第２溝９３を大きく形成することができる。従って、第１ベアリング６２及び第２ベアリング９２に大きなものを採用しても、ロータ６３の内側にその一部（又は全部）を配置できる。この結果、サイズの大きい第１ベアリング６２及び第２ベアリング９２によってロータ６３を安定的に支持することが可能になる。

このように、本発明の構成を適用することで、大きなトルク容量の確保と、安定的な駆動の両方を同時に実現することができる。

以上の構成で、モータ５１は、巻取ボビン２２を直接的に回転駆動し、所定長のパッケージ３０を形成する。上述したように、第１溝７２及び第２溝９３は何れも円形に形成されているので、ロータ６３が回転しても、第１ベアリング６２及び第２ベアリング９２が、当該ロータ６３の内壁に衝突することもない。また、ベアリング支持部７７は非磁性体で構成されているので、ベアリング支持部７７が磁力を帯びることもなく、ロータ６３の回転を妨げる磁界を発生させることもない。

ユニット制御部５０は、パッケージ３０が所定長に達したことを検出すると、巻取ボビン２２の回転を停止するようにモータ制御部５２を介してモータ５１を制御する。そして、図略の玉揚装置によって、満巻状態のパッケージがクレードル２３から取り外される。この玉揚作業において、一側のクレードルアーム（モータ５１が配置される側のクレードルアーム）は、他側のクレードルアームから離れるように回動させられる。これによって、ボビンホルダ１９ｂがモータ５１とともに、反対側のボビンホルダ１９ａから離れる向きに移動するので、巻取ボビン２２（パッケージ３０）の保持が解除される。

なお、本実施形態のようなダイレクトドライブ方式では、モータ５１により巻取ボビン２２の端部を直接的に駆動するレイアウトであるので、当該モータ５１は巻取ボビン２２の軸線の延長線上に配置される。また、本実施形態のように玉揚作業時にモータ５１側のクレードルアームを回動させることで巻取ボビン２２の保持を解除する構成では、モータ５１等が移動できるようにするために、モータ５１と筐体１７との間にある程度の空間を確保する必要がある。そのため、従来の自動ワインダは、トルクの大きい大型のモータをクレードル２３に取り付けることができなかった。従って、サイズの大きいパッケージ３０を回転する場合等において、十分なトルクを得ることができずに巻取作業を良好に行えない場合があった。

しかしながら、本実施形態のモータ５１は、大容量のトルクを確保しつつ、軸方向のサイズの小型化を実現している。従って、本実施形態の自動ワインダは、パッケージ３０のサイズが大きい場合であっても、十分なトルクで巻取ボビン２２を回転駆動し、効率的な巻取作業を行うことができるのである。

以上に示したように、本実施形態の自動ワインダが備えるモータ５１は、以下のように構成される。即ち、モータ５１は、ケーシング６１と、ステータ６４と、ロータ６３と、第１ベアリング６２と、第２ベアリング９２と、を備える。ステータ６４は、ケーシング６１に固定される。ロータ６３は、ステータ６４の内側に配置される。第１ベアリング６２及び第２ベアリング９２は、ロータ６３の両端を支持するために対向配置される。そして、第１ベアリング６２においては、対向するベアリングである第２ベアリング９２側を向く対向面６２ａが、ステータ６４のボビンホルダ側端面６４ａよりも第２ベアリング９２側に位置する。また、第２ベアリング９２においては、第１ベアリング６２側を向く対向面９２ａが、ステータ６４のセンサ側端面６４ｂよりも第１ベアリング６２側に位置する。

これにより、ステータ６４の外周面より内側に第１ベアリング６２及び第２ベアリング９２を配置できるので、モータ５１の軸方向の寸法を小さくすることができ、ワインダユニット１０（自動ワインダ）の省スペース化に寄与できる。

また、本実施形態のモータ５１において、ロータ６３の一側の端面には第１溝７２が形成されており、他側の端面には第２溝９３が形成されている。そして、第１ベアリング６２の一部が第１溝７２に入るとともに、第２ベアリング９２の一部が第２溝９３に入るように構成されている。

これにより、第１溝７２及び第２溝９３によってロータ６３を軽量化できるので、ロータ６３のイナーシャを低減し、モータ５１の応答性を効果的に向上させることができる。従って、巻取ボビン２２の回転速度制御、巻取開始及び巻取停止等をスムーズかつ正確なタイミングで行うことができる。これによって、巻取ボビン２２に糸を良好に巻き付けて品質の高いパッケージ３０を生産できる。また、ロータ６３に形成された第１溝７２及び第２溝９３の空間を有効に活用し、モータ５１の軸方向の寸法をよりコンパクトにまとめることができる。また、第１ベアリング６２がロータ６３の内側に入るとともに、第２ベアリング９２が第２溝９３に入る構成なので、ロータ６３の径を大きくすることで、軸方向のサイズを小さくしつつ大容量のトルクを有するモータ５１を容易に実現できる。

また、本実施形態のモータ５１は、以下のように構成される。即ち、ケーシング６１は、第１ベアリング６２と、第２ベアリング９２と、を支持するためのベアリング支持部７７をそれぞれ有する。そして、それぞれのベアリング支持部７７は非磁性体で構成される。

これにより、ベアリング支持部７７が磁力を帯びることがなくなるので、例えば、図２や図３に示す位置よりも、第２ベアリング９２と第１ベアリング６２との軸方向の距離が短くなるようにモータ５１を構成することで、ベアリング支持部７７と、磁力によって回転するロータ６３と、が近接した場合（第２ベアリング９２と第１ベアリング６２とを互いにより近づけた位置に配置した場合）であっても、当該ロータ６３が、ベアリング支持部７７が帯びた磁力によって、回転への悪影響を受けることがなくなる。即ち、ベアリング支持部７７を非磁性体とすることにより、第２ベアリング９２と第１ベアリング６２との間の距離を短縮することができるので、ベアリング支持部７７を非磁性体としない場合よりも、モータ５１の軸方向の寸法を更にコンパクトにまとめることができる。

また、本実施形態のモータ５１において、ロータ６３は、巻取ボビン２２を直接的に駆動するように構成される。

これにより、巻取ボビン２２の回転駆動をより正確に制御することができる。また、軸方向のサイズが小さいモータ５１を用いるので、巻取ボビン２２を直接駆動するための構成を軸方向で小型化できる。

また、本実施形態のワインダユニット１０は、巻取ボビン２２を回転可能に支持し、モータ５１が配置されるクレードル２３を備える。クレードル２３は、巻取ボビン２２の着脱作業を行うために、軸方向（図１において左右方向）に回動可能（開閉可能）に構成されている。

これにより、ワインダユニット１０の錘間ピッチが制限されており、クレードル２３を開閉させるためのスペースを大きく確保できない場合であっても、軸方向がコンパクトなモータ５１を用いるので、モータ５１を取り付けたクレードル２３が他の部材（例えば、隣接するワインダユニット１０の筐体）に干渉することなく、巻取ボビン２２を着脱するための開閉作業を適切に行うことができる。

また、本実施形態のモータ５１は、以下のように構成される。即ち、ロータ６３と一体的に回転する検出軸７６が回転センサ６７に接続されている。回転センサ６７は、第２ベアリング９２を挟んでロータ６３の反対側に配置されている。

これにより、モータ５１の軸方向のサイズをコンパクトにまとめつつ、回転センサ６７をモータ５１と一体的に構成することができ、組立作業を効率化できる。また、ロータ６３と一体的に回転する検出軸７６の回転を直接的に検出できるので、巻取ボビン２２の回転速度を正確に取得することができる。

以上に本発明の実施形態を説明したが、上記の構成は更に以下のように変更することができる。

前記ステータ６４に対する前記第１ベアリング６２及び前記第２ベアリング９２の位置関係は、上記実施形態で説明した条件が満たされていれば、図２及び図３を参照して説明した構成に限定される訳ではない。即ち、第１ベアリング６２の対向面６２ａがステータ６４のボビンホルダ側端面６４ａよりも第２ベアリング９２側に位置しており、第２ベアリング９２の対向面９２ａがステータ６４のセンサ側端面６４ｂよりも第１ベアリング６２側に位置しておれば、上記条件は満たされる。例えば、上記実施形態で説明した構成よりも、第１ベアリング６２と第２ベアリング９２が軸方向で互いにより接近した位置関係になるようにモータ５１を構成することができる。更に、第１ベアリング６２及び第２ベアリング９２の何れかの対向面のみが、ステータ６４の外側の端面（ボビンホルダ側端面６４ａ又はセンサ側端面６４ｂの何れか）よりも対向するベアリング側に位置するように構成することもできる。

上記実施形態では、ケーシング６１のベアリング支持部７７が非磁性体材料で構成されているが、ベアリング支持部７７だけではなく、ベアリング支持部７７の近傍を含めて非磁性体材料で構成したり、ケーシング６１全体を非磁性体材料で構成したりしてもよい。なお、ベアリング支持部７７が帯びた磁力による影響をロータ６３が受けないように、第１ベアリング６２と第２ベアリング９２の位置が設定されている場合であれば、ベアリング支持部７７を非磁性体以外の材料で構成してもよい。

上記実施形態では、アーム式のトラバース装置２７が用いられているが、トラバース装置２７の構成は事情に応じて適宜変更することができる。例えば、アーム式のトラバース装置２７の代わりにベルト式のトラバース装置によって糸を綾振りするようにワインダユニット１０を構成することもできる。

また、パッケージ３０をモータ５１によって直接回転駆動する代わりに、接触ローラ２９をモータ５１によって駆動し、当該接触ローラ２９の回転駆動に追従してパッケージ３０を回転駆動するように構成しても良い。また、綾振りを行うための綾振溝が周面に形成されている巻取ドラムを駆動させるための駆動部として本発明のモータ５１を採用することもできる。この構成の場合、糸の綾振りが綾振溝によって行われるため、トラバース装置を省略することができる。上述した何れの構成においても、本発明のモータを用いることで、ワインダユニット１０（自動ワインダ）の省スペース化に寄与できる。

また、糸巻取機としては自動ワインダに限られず、例えば紡績機などの他の糸巻取機に本発明を適用することができる。

１０ ワインダユニット
２２ 巻取ボビン（巻取管）
５１ モータ（駆動部）
６１ ケーシング
６２ 第１ベアリング（ベアリング）
６３ ロータ
６４ ステータ
６７ 回転センサ（回転検出部）
７２ 第１溝（凹部）
９２ 第２ベアリング（対向ベアリング）
９３ 第２溝（凹部）

Claims (6)

1. 糸を巻き付ける巻取管を回転駆動するための駆動部を備える糸巻取機において、
   前記駆動部は、
   ケーシングと、
   前記ケーシングに固定されるステータと、
   前記ステータの内側に配置されたロータと、
   前記ロータの両端を支持するために対向配置されるベアリングと、
   を有し、
   前記ベアリングのうち少なくとも１つにおいて、
   対向するベアリングである対向ベアリング側を向く端面が、前記ステータのロータ軸方向の一側の端面よりも前記対向ベアリング側に位置することを特徴とする糸巻取機。
2. 請求項１に記載の糸巻取機であって、
   前記ロータの端面には凹部が形成されており、
   前記ベアリングの少なくとも一部が前記凹部に入るように構成されていることを特徴とする糸巻取機。
3. 請求項１又は２に記載の糸巻取機であって、
   前記ケーシングは、前記ベアリングを支持するためのベアリング支持部を有し、
   前記ケーシングは、少なくとも前記ベアリング支持部が非磁性体で構成されることを特徴とする糸巻取機。
4. 請求項１から３までの何れか一項に記載の糸巻取機であって、
   前記ロータは、前記巻取管を直接的に駆動するように構成されていることを特徴とする糸巻取機。
5. 請求項４に記載の糸巻取機であって、
   前記巻取管を回転可能に支持し、前記駆動部が配置される巻取管支持部を備え、
   前記巻取管支持部は、前記巻取管の着脱作業を行うために、開閉可能に構成されていることを特徴とする糸巻取機。
6. 請求項１から５までの何れか一項に記載の糸巻取機であって、
   前記ロータの軸方向一側の端部又はそれと一体的に回転する部材が回転検出部に接続されており、
   前記回転検出部は、前記ベアリングを挟んで前記ロータの反対側に配置されていることを特徴とする糸巻取機。

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