JP2013193819A - ボビンホルダー及びボビンホルダーを備える糸巻取機 - Google Patents

Abstract

【課題】運転領域で発生する振動を低減できるボビンホルダー及び該ボビンホルダーを備える糸巻取機を提供する。
【解決手段】円管形状の支持部材１１と、前記支持部材１１の内側に挿入された状態で回転自在に支持される円柱形状の回転軸１２と、前記支持部材１１が内側に挿入された状態で前記回転軸１２と一体となって回転する円管形状の回転筒１３と、で構成されるボビンホルダー１において、前記支持部材１１と前記回転筒１３の間にスリーブ１４を具備し、前記スリーブ１４は、前記回転筒１３の振動を吸収し、該回転筒１３の振動を減衰させる、とした。
【選択図】図２

Description

本発明は、ボビンホルダー及びボビンホルダーを備える糸巻取機の技術に関する。

従来より、巻取ボビンを回転させることによって糸を巻き取り、パッケージを作成する糸巻取機が知られている（例えば特許文献１参照）。巻取ボビンは、糸巻取機のボビンホルダーに装着されて、該ボビンホルダーとともに回転する。

このような糸巻取機は、巻取ボビンを高速で回転させることによって、効率良く糸を巻き取る能力が求められる。そのため、巻取ボビンが装着されるボビンホルダーは、回転に起因して発生する振動（固有振動数に基づく共振）を回避できるように設計されている。

図６に示すように、従来構造のボビンホルダーは、主に支持部材ａと、ベアリングｂと、回転軸ｃと、回転筒ｄと、電動モータｅと、で構成されている。回転軸ｃは、支持部材ａにベアリングｂを介して回転自在に支持されている。電動モータｅは、回転軸ｃを回転駆動させる。回転筒ｄは、回転軸ｃと一体となって回転する。

図６の実線Ｌ１に示すように、従来構造のボビンホルダーは、該ボビンホルダーの回転速度に応じて複数の振動領域Ｒ１・Ｒ２・Ｒ３が現れる。第一振動領域Ｒ１では、一次振動モードＶ１に基づく振動（ボビンホルダー前部が大きく振動する）が発生する。第二振動領域Ｒ２では、二次振動モードＶ２に基づく振動が発生（ボビンホルダー後部が振動する）する。そして、第三振動領域Ｒ３では、三次振動モードＶ３に基づく振動（ボビンホルダー全体が振動する）が発生する。このため、従来構造のボビンホルダーは、糸を巻き取る際の回転領域（以降、「運転領域」という）ＯＲで運転時の周波数が第二振動領域Ｒ２と第三振動領域Ｒ３の間となるように設計されている。

ところで、近年では、紡出機から紡出されるフィラメントを増やすことによって、製造できる糸の本数を増加させた紡糸設備が登場している。このため、ボビンホルダーに装着できる巻取ボビンを増やすことで、複数の糸を同時に巻き取る糸巻取機が求められている。

しかし、ボビンホルダーに装着できる巻取ボビンを増やすために該ボビンホルダーの寸法を長くした場合、回転軸ｃや回転筒ｄ等の曲げ剛性が不足し、上述の振動領域Ｒ１・Ｒ２・Ｒ３が低速側へ移行することが知られている。図６に示す二点鎖線Ｌ２は、ボビンホルダーの寸法を長くした場合の振動領域が現れる周波数を示している。このように、従来構造のボビンホルダーにおいて、ボビンホルダーの寸法を長くした場合は、運転領域ＯＲに第三振動領域Ｒ３が重なり、パッケージの作成中に三次振動モードに基づく振動が発生するという問題を有していた。

特開２０１１−１０５４７２号公報

本発明は、かかる問題を解決すべくなされたものであり、運転領域で発生する振動を低減できるボビンホルダー及び該ボビンホルダーを備える糸巻取機を提供することを目的としている。

次に、この課題を解決するための手段を説明する。

即ち、第１の発明は、
円管形状の支持部材と、
前記支持部材の内側に挿入された状態で回転自在に支持される円柱形状の回転軸と、
前記支持部材が内側に挿入された状態で前記回転軸と一体となって回転する円管形状の回転筒と、で構成されるボビンホルダーにおいて、
前記支持部材と前記回転筒の間にスリーブを具備し、
前記スリーブは、前記回転筒の振動を吸収し、該回転筒の振動を減衰させる、とした。

第２の発明は、第１の発明に係るボビンホルダーにおいて、
前記スリーブに接触する減衰部材を具備し、
前記スリーブと摩擦連結される前記減衰部材によって前記回転筒の振動を吸収し、該回転筒の振動を減衰させる、とした。

第３の発明は、第２の発明に係るボビンホルダーにおいて、
前記スリーブを付勢する付勢部材を具備し、
前記スリーブは、前記付勢部材によって前記減衰部材に押し付けられる、とした。

第４の発明は、第１から第３のいずれかの発明に係るボビンホルダーにおいて、
前記スリーブは、前記回転筒の端部に配置される、とした。

第５の発明は、第１から第４のいずれかの発明に係るボビンホルダーにおいて、
前記スリーブは、該スリーブの外周面と前記回転筒の内周面との間に非接触軸受けを構成する、とした。

第６の発明は、第１から第５のいずれかの発明に係るボビンホルダーを備えた糸巻取機、とした。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

第１の発明によれば、スリーブによって回転筒の振動を吸収し、該回転筒の振動を減衰させることができる。これにより、本発明の実施形態に係るボビンホルダーは、運転領域で発生する振動を低減させることが可能となる。

第２の発明によれば、スリーブと摩擦連結される減衰部材によって回転筒の振動を吸収し、該回転筒の振動を減衰させることができる。これにより、本発明の実施形態に係るボビンホルダーは、運転領域で発生する振動を更に低減させることが可能となる。

第３の発明によれば、スリーブが付勢部材によって減衰部材に押し付けられるため、スリーブと減衰部材との間に発生する摩擦力を一定に保つことができる。これにより、本発明の実施形態に係るボビンホルダーは、スリーブと減衰部材との摩擦を安定させることが可能となる。

第４の発明によれば、スリーブが回転筒の端部に配置される。これにより、本発明の実施形態に係るボビンホルダーは、回転筒の端部が振動する三次振動モードに基づく振動を低減させることが可能となる。

第５の発明によれば、スリーブの外周面と回転筒の内周面との間に非接触軸受けを構成する。これにより、本発明の実施形態に係るボビンホルダーは、スリーブと回転筒の摩擦を低減させることが可能となる。また、スリーブと回転筒が接触しないため、長寿命化を達成できるとともに、整備性を向上させることが可能となる。

第６の発明によれば、運転領域で発生する振動を低減させたボビンホルダーを備える糸巻取機を提供できる。

糸巻取機１００の全体構成を示す図。 第一ボビンホルダー１の構造を示す図。 第一ボビンホルダー１の一部の構造を拡大した図。 振動領域Ｒ１・Ｒ２・Ｒ３と運転領域ＯＲの関係を示す図。 空気軸受けＡｂの構成を示す図。 従来構造における振動領域Ｒ１・Ｒ２・Ｒ３と運転領域ＯＲの関係を示す図。

まず、本発明の一実施形態に係る糸巻取機１００について簡単に説明する。

図１は、糸巻取機１００の全体構成を示す図である。図中に示す矢印は、糸Ｙの送り方向ならびに巻取ボビン１Ｂの回転方向を示している。

糸巻取機１００は、巻取ボビン１Ｂあるいは巻取ボビン２Ｂが回転することによって糸Ｙを巻き取り、パッケージＰＫを作成する繊維機械である。糸巻取機１００は、主に第一ボビンホルダー１と、第二ボビンホルダー２と、ターレット３と、トラバース装置４と、セパレータ装置５と、で構成される。

第一ボビンホルダー１は、電動モータ１Ｍ（図２参照）によって回転される円筒形状の回転体である。第一ボビンホルダー１は、複数の巻取ボビン１Ｂが装着可能となっている。このため、糸巻取機１００は、第一ボビンホルダー１をタッチローラ６に接触する巻取位置Ｐ１で回転させると、各巻取ボビン１Ｂ上に同時に糸Ｙを巻き取ることができる。なお、第一ボビンホルダー１の詳細な構造については後述する。

第二ボビンホルダー２は、電動モータ（図示せず）によって回転される円筒形状の回転体である。第二ボビンホルダー２は、複数の巻取ボビン２Ｂが装着可能となっている。このため、糸巻取機１００は、第二ボビンホルダー２をタッチローラ６に接触する巻取位置Ｐ１で回転させると、各巻取ボビン２Ｂ上に同時に糸Ｙを巻き取ることができる。なお、第二ボビンホルダー２の構造は、第一ボビンホルダー１の構造と同一である。

ターレット３は、第一ボビンホルダー１と第二ボビンホルダー２の互いの位置を交替させる回動装置である。ターレット３は、回転軸Ｚを中心として１８０度毎に回動できる。これにより、糸巻取機１００は、巻取位置Ｐ１にある第一ボビンホルダー１と玉揚位置Ｐ２にある第二ボビンホルダー２の互いの位置を交替できる。

トラバース装置４は、糸Ｙを巻き取る際に該糸Ｙを綾振する案内装置であり、巻取ボビン１Ｂ上に円筒形状のパッケージＰＫを作成することができる。

セパレータ装置５は、巻取位置Ｐ１で回転する巻取ボビン１Ｂに糸Ｙを掛ける糸掛装置である。セパレータ装置５は、ターレット３の回動後に支持軸５ｓを中心として回動することで、満巻となったパッケージＰＫに繋がっている糸Ｙを押すことができる。これにより、糸巻取機１００は、巻取位置Ｐ１で回転する巻取ボビン１Ｂに糸Ｙを掛けるとともに、パッケージＰＫに繋がっている糸Ｙを切断することができる。こうして、糸巻取機１００は、連続して糸Ｙを巻き取り、新たにパッケージＰＫを作成することができる。

以上が本実施形態に係る糸巻取機１００の全体構成である。但し、本発明の技術的思想は、本糸巻取機１００の構成に限るものではなく、ボビンホルダーを備えるその他の繊維機械に適用することが可能である。

次に、第一ボビンホルダー１の構造について詳細に説明する。なお、第一ボビンホルダー１と第二ボビンホルダー２の構造は同一であるので、以下では単に「ボビンホルダー」と称する。

図２は、ボビンホルダー１の構造を示す図である。図３は、ボビンホルダー１の一部の構造を拡大した図である。図２中に示す矢印Ａは、ボビンホルダー１の回転方向を示している。図３中に示す矢印Ｂは、ボビンホルダー１を構成する部材の振動方向を示している。

ボビンホルダー１は、電動モータ１Ｍによって回転される円筒形状の回転体である。ボビンホルダー１は、主に支持部材１１と、回転軸１２と、回転筒１３と、で構成される。

支持部材１１は、円管形状に形成されている。支持部材１１は、主に中空管形状の筒部１１ｃと、該筒部１１ｃの一端に固定された円環形状のフランジ部１１ｆと、で構成される。支持部材１１は、フランジ部１１ｆがターレット３に当接した状態で取り付けられている。このため、支持部材１１の中心軸は、ターレット３の回転軸Ｚに対して平行となる。

回転軸１２は、円柱形状に形成されている。回転軸１２は、主に中実管形状の軸部１２ｓと、該軸部１２ｓの一端に固定された円盤形状のフランジ部１２ｆと、で構成される。回転軸１２は、支持部材１１の内側に挿入された状態で回転自在に支持されている。このため、回転軸１２の中心軸は、支持部材１１の中心軸に対して一致する。回転軸１２は、支持部材１１の筒部１１ｃに設けられた二つのベアリング１１ｂによって支持されている。軸部１２ｓの他端には、電動モータ１Ｍの駆動軸が連結されている。

回転筒１３は、中空管形状の筒部１３ｃで構成される。回転筒１３は、支持部材１１が内側に挿入された状態で回転軸１２のフランジ部１２ｆに取り付けられている。換言すると、回転筒１３は、支持部材１１の外側に嵌められた状態で回転軸１２のフランジ部１２ｆに取り付けられている。このため、回転筒１３の中心軸は、支持部材１１及び回転軸１２の中心軸と一致する。

このような構成により、ボビンホルダー１は、電動モータ１Ｍを動力源として回転筒１３を回転させることができる。つまり、ボビンホルダー１は、電動モータ１Ｍを動力源として回転筒１３に取り付けられた巻取ボビン１Ｂを回転させることができる。

本実施形態に係るボビンホルダー１は、スリーブ１４を備えている。スリーブ１４は、円管形状に形成されている。スリーブ１４は、主に中空管形状の筒部１４ｃと、該筒部１４ｃの一端に固定された円環形状のフランジ部１４ｆと、で構成される。、スリーブ１４は、該スリーブ１４の筒部１４ｃが支持部材１１の外周面と回転筒１３の内周面の間に嵌め込まれている。このため、スリーブ１４の中心軸は、支持部材１１、回転軸１２及び回転筒１３の中心軸と一致する。

本実施形態に係るボビンホルダー１は、回転筒１３の内周面に沿うようにスリーブ１４を備えるため（詳細には筒部１４ｃを備えるため）、該スリーブ１４に回転筒１３の振動を伝えることができる（図３中の矢印Ｂ参照）。そして、スリーブ１４には、回転筒１３の振動を受け止めて吸収する役割が与えられる。従って、ボビンホルダー１は、スリーブ１４によって回転筒１３の振動を吸収し、該回転筒１３の振動を減衰させることができる。これにより、本ボビンホルダー１は、運転領域ＯＲで発生する振動を低減させることが可能となる（図４中の実線Ｌ３参照）。

本実施形態に係るボビンホルダー１は、減衰部材１５を備えている。減衰部材１５は、円環形状に形成されている。減衰部材１５は、スリーブ１４を構成するフランジ部１４ｆと支持部材１１を構成するフランジ部１１ｆの間に配置されている。

本実施形態に係るボビンホルダー１は、スリーブ１４のフランジ部１４ｆに接するように減衰部材１５を備えるため、スリーブ１４と減衰部材１５との間に摩擦を発生させることができる（図３中の矢印Ｃ参照）。そして、回転筒１３の振動がスリーブ１４を介して摩擦力で連結された減衰部材１５に伝達されることで、減衰部材１５に回転筒１３の振動を吸収する役割が与えられる。従って、本実施形態に係るボビンホルダー１は、スリーブ１４と摩擦連結される減衰部材１５によって回転筒１３の振動を吸収し、該回転筒１３の振動を減衰させることができる。これにより、本ボビンホルダー１は、運転領域ＯＲで発生する振動を更に低減させることが可能となる（図４中の二点鎖線Ｌ４参照）。

なお、本実施形態において、減衰部材１５は、ゴム等の弾性素材で形成されているが、その材質について限定するものではない。例えばオイル等の流体を用いた構成であっても、振動エネルギーを熱エネルギーに効率よく変換できるものであれば良い。

スリーブ１４の筒部１４ｃは、支持部材１１と回転筒１３の間に嵌め込まれている。このため、スリーブ１４は、支持部材１１の軸方向に摺動可能となっている。スリーブ１４は、付勢部材１６によって減衰部材１５に押し付けられている。

このように、本実施形態に係るボビンホルダー１は、スリーブ１４が付勢部材１６によって減衰部材１５に押し付けられるため、スリーブ１４と減衰部材１５との間に発生する摩擦力を一定に保つことができる。これにより、本ボビンホルダー１は、スリーブ１４と減衰部材１５との摩擦を安定させることが可能となる。

運転領域ＯＲにおいて第三振動領域Ｒ３が現れることは上述した通りである。第三振動領域Ｒ３では、三次振動モードに基づく振動が発生する。三次振動モードは、回転筒１３自体の曲げモーメントに起因する振動モードである。このため、第三振動領域Ｒ３における振動は、回転筒１３の端部が大きく振動するという特徴を有している。従って、第三振動領域Ｒ３における振動を低減するには、回転筒１３の端部において振動を減衰させることが有効となる。

この点、本実施形態に係るボビンホルダー１は、スリーブ１４が回転筒１３の後端部に配置されている。これにより、本ボビンホルダー１は、回転筒１３の端部が振動する三次振動モードに基づく振動を低減させることが可能となる。

ボビンホルダー１の他の特徴点について説明する。

ボビンホルダー１は、スリーブ１４の外周面と回転筒１３の内周面との間に非接触軸受けを構成している。具体的に説明すると、ボビンホルダー１は、スリーブ１４の外周面と回転筒１３の内周面との間に空気軸受けＡｂを構成している。

図５は、空気軸受けＡｂの構成を示す図である。図中に示す矢印Ｄは、回転筒１３の回転方向（ボビンホルダー１の回転方向（図２中の矢印Ａ参照））を示している。図中に示す矢印Ｅは、空気の流れ方向を示している。

本実施形態において、スリーブ１４は、該スリーブ１４に設けられた空気孔１４ａから空気を噴出するように構成されている。空気孔１４ａから噴出した空気は、スリーブ１４の外周面と回転筒１３の内周面との間に空気の層を形成し、回転筒１３を浮き上がらせる。つまり、スリーブ１４と回転筒１３は、空気の層が形成されることによって互いに非接触の状態となる。

これにより、本ボビンホルダー１は、スリーブ１４と回転筒１３の摩擦を低減させることが可能となる。また、ボビンホルダー１は、スリーブ１４と回転筒１３が接触しないため、長寿命化を達成できるとともに、整備性を向上させることが可能となる。

なお、本実施形態において、非接触軸受けは、空気軸受けＡｂとされているが、その構成について限定するものではない。従って、本実施形態のように外部から空気を圧送して空気層を形成する静圧軸受けであっても良いし、回転筒１３の回転によって空気層を形成する動圧軸受けであっても良い。更に、磁力を利用した電磁軸受け等であっても良い。

１００ 糸巻取機
１ 第一ボビンホルダー（ボビンホルダー）
２ 第二ボビンホルダー（ボビンホルダー）
３ ターレット
４ トラバース装置
５ セパレータ装置
１１ 支持部材
１２ 回転軸
１３ 回転筒
１４ スリーブ
１５ 減衰部材
１６ 付勢部材
１Ｂ 巻取ボビン
１Ｍ 電動モータ
Ｒ３ 第三振動領域
Ａｂ 空気軸受け（非接触軸受け）
ＯＲ 運転領域
ＰＫ パッケージ
Ｙ 糸

Claims (6)

1. 円管形状の支持部材と、
   前記支持部材の内側に挿入された状態で回転自在に支持される円柱形状の回転軸と、
   前記支持部材が内側に挿入された状態で前記回転軸と一体となって回転する円管形状の回転筒と、で構成されるボビンホルダーにおいて、
   前記支持部材と前記回転筒の間にスリーブを具備し、
   前記スリーブは、前記回転筒の振動を吸収し、該回転筒の振動を減衰させる、ことを特徴とするボビンホルダー。
2. 前記スリーブに接触する減衰部材を具備し、
   前記スリーブと摩擦連結される前記減衰部材によって前記回転筒の振動を吸収し、該回転筒の振動を減衰させる、ことを特徴とする請求項１に記載のボビンホルダー。
3. 前記スリーブを付勢する付勢部材を具備し、
   前記スリーブは、前記付勢部材によって前記減衰部材に押し付けられる、ことを特徴とする請求項２に記載のボビンホルダー。
4. 前記スリーブは、前記回転筒の端部に配置される、ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のボビンホルダー。
5. 前記スリーブは、該スリーブの外周面と前記回転筒の内周面との間に非接触軸受けを構成する、ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のボビンホルダー。
6. 請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のボビンホルダーを備える糸巻取機。

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