JPH01321261A - 紡機用セパレータローラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は、合成繊維等の紡績機械の繊維のガイドに用
いられる紡機用セパレータローラに関する。

〈従来の技術〉 最近、合成繊維等の紡績機械の繊維のガイドとして用い
られるローラは、機械の高速化に伴って高回転で使用さ
れるようになってきており、それに加えて、ガイドする
繊維がさらに細くなってきているため、低いトルクが要
求されるようになってきている。

従来、このような繊維をガイドするセパレータローラと
しては、第５図に示すようなものがある（実開昭５２−
４５０４１号公報）。このローラは、固定側の取付部５
１と、円筒部５２ａを有するフランジ部５２と、軸部５
３からなる軸５ｏを備えており、この軸５０の軸部５３
に、一対の玉軸受５５．５６を固定している。そして、
上記２つの軸受５５．５６の外輪５５ａ、５６ａの外周
に、上記２つの軸受５５，５６にまたがるように、金属
製で、その外周面５９ａに硬質クロムメツキ処理を施し
てあろ略円筒形のシェル５９を外嵌して取り付け、この
シェル５９を、上記一対の玉軸受５５゜５６を介して軸
５０に回転自在に支持するようにしている。そしてこの
シェル５９に繊維を巻回して、繊維をガイドするように
している。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、上記従来のセパレータローラは、ノニル
５９を軸５０の軸部５３に装着した一対の玉軸受５５．
５６を介して回転自在に支持するようにしているので、
高回転させるにも限界があり、また回転トルクを低くす
るにも限界がある。さらに、高回転で使用すると、遠心
力により玉か軌道面に強く押し付けられる結果、熱を発
生し、それにより転勤部を潤滑している潤滑剤が熱によ
り劣化等を引き起こして、潤滑不良を起こすため、つま
り潤滑するのが困難であるため、玉軸受５５゜５６の寿
命、つまりセパレータローラの寿命を長く保てないとい
う問題がある。一方、上記潤滑剤に耐熱グリースを用い
たのでは、潤滑剤の劣化は防止できろものの、シェルの
回転トルクを低くすることができないという問題がある
。言い換えれば、玉軸受を用いたセパレータローラでは
、高回転、低トルクに対応することが困難であるという
問題がある。

そこで、この発明の目的は、高回転、低トルクに対応す
ることができ、高速走行する紬い繊維でも信頼性高くガ
イドすることができるセパレータローラを提供すること
にある。

〈課題を解決するための手段〉 上記目的を達成するため、この発明の紡機用セパレータ
ローラは、軸に外筒部材を嵌合し、上記軸の外周面また
は外筒部材の内周面のいずれかに動圧発生用の７１ηを
設けたことを特徴としている。

〈作用〉 軸に嵌合された外筒部材は、外周にガイドする繊Ｈ４ｆ
−を巻回され、繊維の走行と共に、高速回転する。この
とき、上記軸の外周面または上記外筒部材の内周面のい
ずれかに動圧発生用の溝が設けであるため、その動圧発
生作用により、上記軸と外筒部材の間に充填された流体
に動圧が発生し、この動圧により、上記外筒部材は上記
流体を介して」二記軸に高回転可能に、かつ、極く僅か
な回転トルクで滑らかに回転するよう支持される。

〈実施例〉 以下、この発明を図示の実施例により詳細に説明する。

第１図はこの発明のセパレータローラの一実施例の縦断
面図であり、１は固定側である軸である。

この軸１は、軸部２と取付部３を備えており、上記軸部
２の外周面は、滑らかな円筒面で形成され、ラジアル動
圧流体軸受の一方の軸受面４を形成している。この軸部
２の外周の軸方向中心側は、軸方向に所定の幅を有する
と共に、径方向に所定の深さを存する環状の溝５を設け
ている。この環状の溝５により、軸方向に２分割された
上記軸受面４の夫々には、周方向に一定間隔を有し、軸
方向に所定の間隔ｄを保って互いに「ハ」の字状に対向
する複数の動圧発生用の溝４　ａ、　４　ａ、・・・、
　４　ａ、　４　ａ。

・・・を設けている。ただし、上記「ハ」の字状の動圧
発生用ＷＩｔ４ａ、４ａ、−，４ａ、４ａ、−の対向す
る２つのパターン４ａ−１，４ａ−２のうち軸方向内側
、つまり軸部２の軸方向中心側の一方のパターン４ａ−
１は、軸方向外側、つまり上記軸方向中心から見て軸端
側の他方のパターン４ａ−２よりも軸方向の幅が広くな
るように設けである。上記動圧発生用１ｆｉｔ４ａ、４
ａ、＝−，４ａ、４ａ、−・・の「ハ」の字の開いた側
は、後述する外筒部材としてのシェルの回転方向に対応
して設けられている。上記軸部２の上記取付部３と反対
側の端面には、中心に軸方向に所定の深さのネジ穴２ａ
を設けると共に、その周りに断面略三角形の環状の突出
部２ｂを軸方向に突設している。一方、上記取付部３に
は、軸部２と取付部３の間に形成される段部の端面３ａ
に当接して、所定の外径を有する断面略矩形の環状のシ
ールｔ’４＜材６を外嵌して固定している。

上記軸部２には、径方向に所定の間隙を保って、かつ軸
方向所定の位置に略円筒形の外筒部材としてのシェルフ
を外嵌して装着している。このシェルフは耐熱性、耐摩
耗性および断熱性に優れ、かつ比重が金属に比べて小さ
く軽いポリイミド樹脂でできており、その外周面は適当
な而粗さを有する円筒面７ａで形成されていると共に、
その内周面は滑らかな円筒面で形成され、上記軸部２の
軸受面４に所定の間隙を保って対向するラジアル動圧流
体軸受の他方の軸受面８を形成している。そして、この
軸受面８と上記軸部２の軸受面４の間に潤滑流体として
の空気９が充填されている。このシェル７の上記外周面
７ａに繊維が巻回される。

このノニル７は、上記軸部２に軸方向所定の位置に装着
された状態で上記段部の端面３ａよりも軸方向取付部３
側に突出しており、その径方向内側に上記シール部材６
を収納している。この収納された状態で、上記シェルフ
の内周面８と上記シール部材６の外周面は狭い間隙を有
する。この軸方向に突出したシェルフの上記取付部３側
の端部の外周には、端面に向かうにつれて径が大きくな
るような円錐面ＩＱａで形成されるテーバ部１０を設け
ている。一方、上記シェルフの上記テーバ部ＩＯと反対
側の端部には、ンエル７の径よりも所定の寸法小さな径
を有する小径部１１を設けている、そして、この小径部
１１の軸方向内側端に断面略半円形の環状の嵌合ｐＨａ
を設ける一方、小径部１１の軸方向外側端に断面矩形の
環状で一方を端面に開放する嵌合部ｚｂを設けている。

そして、この嵌合部１１ｂに、断面路り字形の環状で、
上記小径部と同径の外周面を有する円筒部１２ａと所定
の内径寸法を有すると共に滑らかな側面を有する内フラ
ンジ部１２ｂからなり、上記円筒部１２ａの内周に上記
嵌合部に嵌合する嵌合部１２ｃを有するポリイミド樹脂
製のスラスト受は部材１２のその嵌合部１２ｃを外嵌し
て固定している。これにより、このスラスト受は部材１
２は上記ンエル７に一体に固定され、後述するゴムキャ
ップと共に、ンエル７と共回りする。

上記軸部２のネジ穴２ａには、頭部１３ａとポル１−　
ｊｍ＜　Ｉ　３　ｂからなる断面略丁字形の止め部材１
３のボルト部＋３ｂを、上記スラスト受は部材１２の内
フランジ部１２ｂに挿通した後、螺合して取り付けてい
る。そして、」二記シェルフと一体に固定された上記ス
ラスト受は部材Ｉ２の内フランジ＋軍１２ｂが軸に対し
て回転可能、かつ、軸方向に移動不可となるように、上
記内フランジ部１２ｂを、上記軸部２に設けた突出部２
ｂの環状の先端部２ｃと共に、上記止め部材Ｉ３の頭部
＋３ａの軸方向内側の端面に上記軸部２の突出部２ｂと
互いに対向するように設けられた断面三角形の環状の突
出部＋３ｃの環状の先端部１３ｄで軸方向に支持するよ
うにしている。これにより、上記シェルフは、軸１の軸
部２に対して軸方向所定の位置に支持されろ。上記止め
部材Ｉ３のボルト部１３ｂの上記内フランジ部＋２ｂへ
の挿通部は、ボルト部１３ｂの外周面と上記内フランジ
部１２ｂの内周面とが滑らかに形成されていると共に、
僅かな間隙を有しているため、上記シェルフの回転性を
低下させない。

止め部材１３により軸ｌに対して軸方向に支持されたシ
ェルフの小径部１１の外周面とスラスト受は部材１２の
外周面には、断面路コの字形の底のある略円筒形で、内
周の端部に環状の嵌合部Ｉ４ａを有するゴムキャップ１
４を外嵌して装着している。そして、上記嵌合部１４ａ
の端部に径方向内側に向けて突設された断面略半円形の
環状の嵌合部１４ｂを上記小径部ＩＩの嵌合溝１１ａに
弾性的に嵌合して固定している。このゴムキャップ１４
は、上記止め部材１３の頭部１３ａを接触することなく
内部に収納できるように設けてあり、このゴムキャップ
１４がシェルフと共回りするときに、その回転を上記止
め部材１３の頭部１３ａにより妨げられないようにして
いる。このゴムキャップ１４は取付部に外嵌した上記シ
ール部材６と共ニセパレータローラの内部に糸くず等の
異物が浸入するのを防止している。

上記構成のセパレータローラにおいて、軸ｌとシール部
材６と止め部材１３は静止している。−方、上記輔ｌの
軸部２に所定の間隙を保って外嵌され、互いに対向する
軸受面４，８の間に潤滑流体としての空気９を充填され
たシェルフは、外周面７ａにガイドする繊維を巻回され
、繊維の走行と共にすべること無く図示の矢印の所定の
方向に高速回転し、それに伴ない上記シェルフと一体に
固定されたスラスト受は部材１２およびゴムキャップ１
４も高速回転する。このとき、上記軸部２の外周面とシ
ェルフの内周面には夫々、ラジアル動圧流体軸受の一対
の軸受面を構成する軸受面４゜８が形成されており、か
っ、上記軸部２の軸受面４に１）η述のように、環状１
１４５の軸方向内側に、周方向に一定間隔を有し、所定
の距離ｄを保って軸方向に対向する略「ハ」の字状の複
数の螺旋形の動圧発生用の１荷４　ａ、　４　ａ、・・
・、　４　ａ、　４　ａ、・・・が「ハ」の字の開いた
方がンエル７の上記所定の回転方向と反対向きになるよ
うに形成されているため、上記シェルアの高速回転と共
に、上記軸受面４，８の間の空気９には、上記動圧発生
用溝４　ａ、　４　ａ、・・・、　４　ａ、　４　ａ。

・・・の「ハ」の字状に対向する２つのパターン４ａ−
１，４ａ−２，４ａ−１，４ａ−２の間に対応した軸方
向２箇所ａ、ｂの全周に高い動圧が発生ずる。この空気
９に発生した動圧により、上記シェルフは上記軸１に対
して、平行を保った状態で、極く僅かな回転トルクで滑
らかに、かつ、高速回転可能に支持される。本発明者が
実験した結果によれば、１６０℃と高温の繊維を回巻し
てガイドしている状態で、Ｉｇ−ａｍと低トルクで、シ
ェルフを１３０００　ｒｐｍと高回転さ仕ることができ
た。

さらにこのとき、回転側の上記シェルフおよびスラスト
受は部材１２が、従来の金属に比べてはるかに比重の軽
いポリイミド樹脂でできているため、上記シェルフは、
容易に上記軸受面４．８の間の空気９に生じる上記動圧
により、軸ｌに対して浮き上る。

また、上記ポリイミド樹脂が耐熱性、耐摩耗性および断
熱性に優れているので、上記シェルフは長時間高温の繊
維をカイトしてら外周部７ａの摩耗が非常に少ないと共
に、その断熱性により、上記繊維からシェル７に伝えら
れる熱が径方向内側に伝わるのを極力少くすることがで
き、軸ｌの熱膨張を防＋Ｉ＝して動圧効果の劣化を防止
することができる。そのため、このセーバレータローラ
は処理温度の高い繊維でも信頼性高くガイドすることが
できろ。

」二足ノニル７にスラスト荷重か働いても、上記ノニル
７に一体に固定したスラスト受は部材１２の内フランジ
部＋２ｂを、上記軸１の突出部２ｂの先端部２ｃと上記
軸部２のネジ穴２ａに螺合した止め部材１３の頭部１３
ａの突出部１３ｃの先端部！３（１とにより回転可能、
かつ軸方向移動不可に支持しているので、上記シェルフ
の回転性を損うことなく、上記シェルフが軸の軸部に対
して軸方向に移動するのを防ぐことができる。

上記実施例では、シェルフの小径部１１の嵌合部１１ｂ
に円筒部＋２ａの嵌合部１２ｃを嵌合して固定されたス
ラスト受は部材Ｉ２の内フランジ部１２ｂを、軸部２の
ネジ穴２ｂにボルト部１３ｂを螺合した止め部材１３の
頭部１３ａの軸方向内側の端面に設けた突出部１３ｃと
、軸部２の取付部３と反対側の端面に設けた突出部２ｂ
により、回転可能、かつ、軸方向に移動不可に支持する
ようにしたが、第２図に示すように、軸部２の上記突出
部２ｂの中心に軸方向に円筒形のビン２０を突設し、こ
のピン２０に、上記スラスト軸受は部材１２の内フラン
ジ部！２ｂ１断面略矩形の環状で軸方向内側に断面三角
形の環状の突出部２１ｂを有する止め部材２１の順に挿
通した後、座金２２を挟んでスリーブ２３を嵌合して、
上記止め部材２１を軸方向に止めるようにしてもよい。

この場合も、上記シェルフと一体に固定されたスラスト
受は部材２の内フランジ部！２ｂは、上記軸部２の突出
部２ｂと上記止め部材２１の突出部２１ｂにより軸部２
に対して滑らかに回転可能、かつ、軸方向移動不可に支
持される。したがって、シェルフは軸１に対して滑らか
に回転可能かつ軸方向移動不可に支持される。

また第３図に示すように、シェルを軸部に対して回転可
能、かつ、軸方向に移動不可に支持するようにしてもよ
い。以下、第３図の説明をする。

第３図において、３１は上記実施例の軸１の軸部２の突
出ｆｆｆｉ２ｂを取り除いた以外は全く同じ形状の軸部
３２と取付部３３からなる軸３１であり、上記軸部３２
に、略円筒形で外周が適当な面粗さを有する円筒部３７
ａで形成されると共に、その内周面が滑らかな円筒面で
形成されて軸受面３８を形成しているシェル３７を外嵌
して装着している。

そして、上記軸受面３８と軸部３２の軸受面３４の間に
空気９を充填している。上記シェル３７の外周の軸方向
両端には、断面矩形の環状で一方を端面に開放している
嵌合溝３７ｂ、３７ｂを設けている。上記軸３１の取付
部３３には、断面路コの字形の環状で、上記取付部３３
に嵌合する内径を打する径方向部４Ｉとこの径方向部４
１の軸方向内側の端面の内縁部に軸方向に向かって突設
された円筒形の軸方向部４２と上記径方向部４１の上記
端面の周縁部に軸方向内側に向かって突設され、外周が
上記シェル３７と同径であると共に、上記シェル３７の
嵌合溝３７ｂに嵌合する軸方向フランジ部４３とからな
る一方のスラスト受は部材４０を、その軸方向部４２の
端面を上記軸部３２と取付部３３の間に形成される段部
の端面３３ａに当接すると共に、軸方向フランツ部４３
を上記シェル３７の一方の嵌合１３７ｂに摺動可能に嵌
合した状態で、外嵌して固定している。一方、上記軸部
３２の上記取付部３３と反対側の端面３２ａには、上記
一方のスラスト受は部材４０と同様に、後述するボルト
に嵌合する内径を有する径方向部４５と軸方向部４６と
軸方向フランジ部４７とからなる断面路コの字形の環状
の他方のスラスト受は部材４４を、その軸方向部４６を
上記端面３２ａに当接すると共に、上記軸方向フランジ
部４７を上記シェル３７の他方の嵌合溝３７ｂに摺動可
能に嵌合している。そして、この他方のスラスト受は部
材４４を座金４８を介してボルト４９により上記軸部３
２に固定している。上記取付部３３に外嵌して固定され
た上記一方のスラスト受は部材１１０の環状の軸方向フ
ランジ部４３と、上記軸部３２の端部３２ａにボルト４
９により固定された上記他方のスラスト受は部材４４の
環状の軸方向フランン部４７は、共に上記シェル３７の
嵌合溝３７ｂ、３７ｂに摺動可能に嵌合しているため、
これにより、上記シェル３７は軸部３２に対して滑らか
に回転可能、かつ、軸方向移動不可に支持される。この
とき、上記軸方向フランン部４３．４７の内周面と上記
シェル３７の嵌合１３７ｂ、３７ｂの端部である外周面
とは径方向に所定の間隙を有しているため、」二記ンエ
ル３７の動圧による浮き」ニリを妨げろことは無い。上
記一対のスラスト受は部材４０，４４は、セパレータロ
ーラの内部に糸くず等が侵入するのを防止するシール部
材としても作用する。

また、第４図に示すように、外周に上記実施例と同じ動
圧発生用の溝（図示を省略）を有する軸受面５０を有す
る軸部５２と取付部５３からなる軸５１の上記取付部５
３と反対側の端部５２ａに、軸方向に互いに異極を向け
て対向するように磁性材料５４．５５を、埋め込みピン
５６とスリーブ５８を用いて図のように固定し、この互
いに異極を向けて対向する２つの磁性材料５４．５５の
間に、シェルの５７内周に径方向内側に向けて突設され
、同じく内周に設けられ、滑らかな円筒面で形成される
軸受面６０よりも軸方向上記取付部５３と反対側に位置
するように設けられた内フランジ部６１の内周に内嵌し
て固定された断面矩形の環状の磁性材料６２を、上記互
いに対向する磁性材料５４．５５と同極で対向するよう
に配置して、その軸５１側の磁性材料５４．５５とシェ
ル５７側の磁性材料６２の軸方向の反発により、上記シ
ェル５７を上記軸５Ｉに対して滑らかに回転可能に、か
つ軸方向に非接触で所定範囲以上移動不可に支持するよ
うにしてもよい。上記軸５！の軸受面５０、！：上記シ
ェル５７の軸受面６０とでラジアル動圧流体軸受の一対
の軸受面を形成している。

また、上記実施例では、ポリイミド樹脂製のシェルフを
用いるようにしたが、ポリイミド樹脂に限らないのはい
うまでもない。さらに、上記外筒部材と軸との間に充填
された流体として、上記空気の化グリースやオイル等の
潤滑油を使用してもよい。

〈発明の効果〉 以上より明らかなように、この発明の紡機用セパレータ
ローラは、軸に外筒部材を嵌合し、上記軸の外周面また
は上記外筒部材の内周面のいずれかに動圧発生用のｄり
を設けているので、上記外筒部材を、上記動圧発生用溝
の動圧発生作用により上記外筒部材と軸の間に充填され
た流体に発生する動圧により浮かして支持して、軸に対
して滑らかに高回転させることができ、かつ、従来の耘
り軸受を用いたものに比べて低トルクで回転させること
ができる。したかって、この紡機用セパレータローラは
、高速で走行する細い繊維でも信頼性高くガイドするこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の紡機用セパレータローラの一実施例
の縦断面図、第２．３．４図は変形例の縦断面図、第５
図は従来のセパレータローラの縦断面図である。 １，３１．５１・・・軸、７，３７．５７・・シェル、
４．３４．５０・・・外周面、８，３８．６０・・・内
周面、４ａ・・・動圧発生用の溝。 特　許　出　願　人　　光洋精工株式会社代　理　人　
弁理士　　前出　葆　ほか１名第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）軸に外筒部材を嵌合し、上記軸の外周面または外
   筒部材の内周面のいずれかに動圧発生用の溝を設けた紡
   機用セパレータローラ。