JPH04296217A

JPH04296217A - 回転装置

Info

Publication number: JPH04296217A
Application number: JP6225691A
Authority: JP
Inventors: Takami Sugioka; 隆美杉岡; Koji Kobayashi; 浩二小林; Noriki Ishimaru; 徳希石丸
Original assignee: Teijin Seiki Co Ltd
Current assignee: Nabtesco Corp
Priority date: 1991-03-27
Filing date: 1991-03-27
Publication date: 1992-10-20

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、糸条や帯状体を巻掛け
して搬送する回転ローラ、筒状体に糸条を巻取りあるい
は解舒するスピンドル等の回転装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、紡績工場、織物工場において多
用される上述のような回転ローラ、あるいはスピンドル
等は、それぞれ専用の回転装置により回転駆動され、そ
の機能を発揮するようになっている。従来のこの種の回
転装置としては、上述の回転ローラ、スピンドル等の回
転体が、モータ等の駆動部に連結された回転軸に装着さ
れ、該回転軸を介して回転体が駆動されるものが一般的
であり、さらに該回転軸を軸支する軸受としては、その
回転をスムーズなものとするために、流体軸受、例えば
空気を利用した静圧気体軸受あるいは動圧気体軸受が広
く使用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の回転装置にあっては、回転軸が静圧気体軸受
および動圧気体軸受のうちいずれか一方により支持され
るような構成であったため、下記に示すような問題点が
あった。すなわち、前者の静圧気体軸受の場合には、軸
受ハウジングと回転軸の嵌合部の間に運転中は圧縮空気
を常に供給しなければならないため、回転装置のランニ
ングコストが高くなるという問題点があった。一方、後
者の動圧気体軸受においては、回転軸の回転により空気
の動圧に基づく回転軸の浮上力を発生するものであり、
このため起動、停止時等の回転軸の回転速度が小さいと
きには、回転軸と軸受ハウジングが直接に接触すること
が避けられず、回転軸が焼付きを起こしたり、起動トル
クが大きくなるという問題点があった。

【０００４】本発明は、上述のような従来技術の課題を
背景としてなされたものであり、回転軸を静圧流体軸受
および動圧流体軸受により軸支し、回転軸の回転速度に
対応して両者を使分けすることにより、起動、停止時等
の回転軸と軸受ハウジングの接触および圧縮流体の常時
供給を解消して、回転軸の焼付きのない起動トルクが小
さく、しかもランニングコストの安価な回転装置を提供
することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】流体軸受により回転体が
回転軸を介して支持されてなる回転装置において、圧縮
流体が供給されて前記回転軸を浮上、支持する静圧流体
軸受と、回転軸の回転により流体の動圧を発生させて該
回転軸を浮上、支持する動圧流体軸受と、回転軸の回転
速度を検出する回転速度検出手段と、該回転速度検出手
段の検出値を所定値と比較する比較手段と、運転、停止
を指令する運転指令手段と、静圧流体軸受に圧縮流体を
供給、遮断するとともに該軸受に供給される圧縮流体の
圧力を制御する制御手段と、比較手段の比較値および運
転指令手段の運転、停止指令に基づいて制御手段を作動
させる判定手段と、を設け、回転軸の回転速度が所定値
を超えないときには、静圧流体軸受に圧縮流体を供給し
て回転軸を浮上、支持し、回転軸の回転速度が所定値を
超えたときには、圧縮流体の圧力を低下させるか、ある
いは圧縮流体を遮断して流体の動圧により回転軸を浮上
、支持するようにしたことを特徴とする回転装置。

【０００６】また、本発明は、その好ましい態様として
、前記回転体が、糸条あるいは帯状体を巻掛けするロー
ラからなることを特徴としている。さらに、本発明は、
その好ましい態様として、前記回転体が、糸条を巻取り
あるいは解舒する筒状体からなり、かつ回転軸に着脱自
在に設けられたことを特徴としている。

【０００７】

【作用】本発明では、回転軸が静圧流体軸受および動圧
流体軸受により軸支され、回転軸の回転速度が所定値以
下で、動圧流体軸受の発生する動圧が低いときには、静
圧流体軸受に圧縮流体が供給されて該軸受により回転軸
が浮上、支持される。また、回転速度が所定値を超えて
上記動圧が回転軸を支持可能なときには、圧縮流体の圧
力を低下させるか、圧縮流体が遮断されて動圧流体軸受
により回転軸が浮上、支持される。このため、起動、停
止時等の回転軸と軸受ハウジングの接触および圧縮流体
の常時供給が解消される。したがって、回転軸の焼付き
および起動トルクの増大が防止され、さらに装置のラン
ニングコストが安価となる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明を図面に基づいて説明する。図
１〜図４は本発明の一実施例を示す図である。なお、図
１は一実施例の全体構成図、図２および図３は図１にお
けるＡ部、Ｂ部の拡大詳細断面図、また図４は図２にお
けるＸ矢視一部断面図である。

【０００９】まず、構成を説明する。図１において、符
号１は本実施例における回転装置２の回転軸であり、回
転軸１の図中右端部は電動機３に連結され、左端部には
回転体としてのローラ４が止着されており、ローラ４は
回転軸１を介して電動機３により回転駆動される。なお
、本実施例における回転体としてのローラ４は糸条ある
いは帯状体を巻掛けして搬送する機能を有するものであ
る。一方、回転軸１は、ローラ４の左端のボス部４ａに
テーパ嵌合する第１テーパ部５、円筒状のサポータ６を
貫通する大径部７、大径部７に連結して形成された段付
部８および電動機３の回転子３ａにテーパ嵌合する第２
テーパ部９を主要な構成要素として一体に形成され、ロ
ーラ４のボス部４ａから電動機３の回転子３ａに亘って
設けられており、さらに回転軸１の段付部８にはフラン
ジ状の円盤部材１０が回転軸１と同軸に固定されている
。そして、電動機３に連結されてローラ４とともに回転
する回転軸１は、大径部７のラジアル方向に設けられた
、後述する静圧流体軸受としての一対の第１静圧気体軸
受２２、２３および動圧流体軸受としての一対の第１動
圧気体軸受２６、２７によりラジアル方向に回転自在に
支持され、さらに円盤部材１０の軸方向に設けられた、
同様に後述する静圧流体軸受としての一対の第２静圧気
体軸受３８、３９および動圧流体軸受としての一対の第
２動圧気体軸受４１、４２により軸方向に回転自在に支
持されている。なお、上述の第１静圧気体軸受２２、２３、第１動圧気
体軸受２６、２７、第２静圧気体軸受３８、３９および
第２動圧気体軸受４１、４２は回転装置２における流体
軸受としての気体軸受１１を構成する。すなわち、回転
装置２は流体軸受としての気体軸受１１により回転体と
してのローラ４が回転軸１を介して支持されるように構
成されている。

【００１０】図２において、前述のローラ４は円筒状の
シェル部４ｂおよびシェル部４ｂの内周、図中左端部に
一体に形成された、同様に前述のボス部４ａからなり、
ボス部４ａには回転軸１の第１テーパ部５がテーパ嵌合
し、さらに第１テーパ部５の先端部にはワッシャ１２を
介してナット１３が螺着され、ナット１３の軸方向の締
付力および第１テーパ部５のテーパ面のくさび作用によ
りローラ４が回転軸１に止着されている。また、ローラ
４のシェル部４ｂには、円筒状の前述のサポータ６が同
軸に収納され、サポータ６の図中右端部で、ローラ４の
シェル部４ｂの外方にはフランジ部６ａが一体に形成さ
れており、サポータ６のフランジ部６ａは図３に示す電
動機３のフレーム１４の端部にボルト１５によって固定
され、サポータ６が片持ちの状態で電動機３のフレーム
１４に支承されている。さらに、サポータ６と、サポー
タ６を同軸で貫通する回転軸１の大径部７の間には径方
向に間隙が設けられており、該間隙のうち大径部７の軸
方向ほぼ中央に隣接する左右の間隙部の符号をａ、ｂと
し、また大径部７の左右両端部の間隙部の符号をｃ、ｄ
とする。なお、上記間隙部ａ〜ｂの径方向寸法は、例え
ば２０〜３０μｍ程度である。

【００１１】一方、図２において、符号１６はサポータ
６のフランジ部６ａに放射方向に穿設された圧縮空気供
給口であり、圧縮機空気供給口１６の放射内方端はフラ
ンジ部６ａの内方に放射方向に形成された環状連通路１
７に開口して連通している。さらに、符号１８はサポー
タ６に、軸方向に延設された周方向複数の連通孔であり
、連通孔１８の右端は上述の環状連通路１７に開口、連
通し、サポータ６の放射方向には、一端が連通孔１８の
左端部および中間部に連通する周方向複数のノズル孔１
９および２０が穿設され、ノズル孔１９、２０の他端は
それぞれ間隙部ａ、およびｂに開口している。したがっ
て、図１に示す圧縮空気源２１から圧縮空気が、図２に
おいて圧縮空気供給口１６に供給されると、環状連通路
１７、連通孔１８およびノズル孔１９、２０を通して該
圧縮空気がそれぞれ間隙部ａ、ｂに供給されて噴出し、
回転軸１をラジアル方向に浮上、支持することができる
。すなわち、サポータ６、環状連通路１７、連通孔１８
とノズル孔１９および２０は圧縮流体としての圧縮空気
が供給され、間隙部ａ、ｂに噴出された圧縮空気の静圧
を利用して回転軸１をラジアル方向に浮上、支持する前
述の流体軸受としての気体軸受１１のうち静圧流体軸受
としての一対の第１静圧気体軸受２２、２３を構成する
。また、間隙部ｃおよびｄに位置する回転軸１の大径部
７の外周にはそれぞれ回転軸１の軸線に対して傾斜を有
する複列、複数の溝２４および２５が形成され、回転軸
１の回転により間隙部ｃ、ｄの空気に動圧を発生させて
回転軸１をラジアル方向に浮上、支持することが可能で
ある。すなわち、サポータ６と回転軸１の大径部７の溝
２４および２５は回転軸１の回転により間隙部ｃ、ｄの
流体としての空気に動圧を発生させて回転軸１をラジア
ル方向に浮上、支持する前述の流体軸受としての気体軸
受１１のうち動圧流体軸受としての一対の第１動圧気体
軸受２６、２７を構成する。なお、ノズル孔１９、２０
から間隙部ａ、ｂに噴出して大径部７に静圧を加えた圧
縮空気はサポータ６の内周に形成された環状溝２８ａ〜
ｃを経由してそれぞれに連通する排出孔２９ａ〜ｃを通
して外部に排気される。

【００１２】図２において、回転軸１の段付部８には前
述の円盤部材１０が固定されているが、円盤部材１０は
段付部８の中間部に嵌合し、ナット３０および段付部８
の大径部７側に形成された大径の段部８ａに挟持されて
段付部８に同軸に固着されるようになっている。さらに
、符号３１はリング状の側板であり、側板３１は厚肉の
外輪部３１ａと電動機３のフレーム１４側で外輪部３１
ａの内周から放射内方向に突出して一体に形成された薄
肉の内輪部３１ｂからなっている。一方、サポータ６の
フランジ部６ａには、外周から電動機３のフレーム１４
に向かって突出し、フレーム１４に係止される外輪部６
ｂと円盤部材１０の左側面に微小な間隙を保って対向す
る内輪部６ｃを有し、外輪部６ｂと内輪部６ｃの間には
リング状の凹部６ｄが形成されている。そして、側板３
１の外輪部３１ａの軸方向の突出端がフランジ部６ａの
凹部６ｄに嵌挿され、さらにボルト３２によって側板３
１がフランジ部６ａに固着されている。このため、円盤
部材１０の外周は側板３１の外輪部３１ａに覆われた状
態となり、また円盤部材１０の右側面と側板３１の内輪
部３１ｂの間には微小な間隙が形成される。なお、符号
３３および３４はそれぞれフランジ部６ａの内輪部６ｃ
および側板３１の内輪部３１ｂに円盤部材１０の側面に
対向して形成された環状溝であり、フランジ部６ａの環
状溝３３は内輪部６ｃと円盤部材１０の左側面に形成さ
れる微小な間隙を放射方向に２分し、２分された放射内
方の微小な間隙部の符号をｅ、放射外方の微小な間隙部
の符号をｇとする。同様に、側板３１の内輪部３１ｂの
環状溝３４は内輪部３１ｂと円盤部材１０の右側面に形
成される微小な間隙を放射方向に２分し、２分された放
射内方の微小な間隙部の符号をｆとし放射外方の微小な
間隙部の符号をｈとする。なお、これら間隙部ｅ〜ｈの
寸法は、前述の間隙部ａ〜ｄと同程度の寸法である。

【００１３】一方、符号３５はフランジ部６ａの内輪部
６ｃに穿設され、左端が環状連通路１７に連通し、右端
が間隙部ｇに開口するフランシ部６ａの周方向に配設さ
れた複数のノズル孔である。また、同様に符号３６は側
板３１の内輪部３１ｂに穿設され、左端が間隙部ｈに開
口する側板３１の周方向に配設された複数のノズル孔で
あり、ノズル孔３６の右端は、フランジ部６ａおよび側
板３１に亘って穿設されたＬ字形の連通孔３７を通して
環状連通路１７に連通している。したがって、圧縮空気
供給口１６に供給された図１に示す圧縮空気源２１の圧
縮空気は、環状連通路１７、ノズル孔３５および環状連
通路１７、連通孔３７、ノズル孔３６を通してそれぞれ
間隙部ｇ、ｈに供給されて噴出し、円盤部材１０を軸方
向に浮上、支持することができ、このため円盤部材１０
を介して回転軸１が軸方向に支持される。すなわち、フランジ部６ａ、圧縮空気供給口１６、環状
連通路１７、ノズル孔３５および側板３１、圧縮空気供
給口１６、環状連通路１７、連通孔３７、ノズル孔３６
はそれぞれ圧縮流体としての圧縮空気が供給され、間隙
部ｇ、ｈに噴出された圧縮空気の静圧を利用して回転軸
１を軸方向に浮上、支持する前述の流体軸受としての気
体軸受１１のうち静圧流体軸受としての一対の第２静圧
気体軸受３８、３９を構成する。また、円盤部材１０の
左右両側面にはそれぞれ間隙部ｅ、ｆに対向して、図４
に示すように、周方向に複数の溝４０が形成され、回転
軸１の回転に伴い、円盤部材１０が回転すると、間隙部
ｅ、ｆの空気に動圧を発生させて円盤部材１０を介して
回転軸１を軸方向に浮上、支持することが可能である。すなわち、フランジ部６ａの内輪部６ｃ、側板３１の内
輪部３１ｂと円盤部材１０の溝４０は回転軸１の回転に
より間隙部ｅ、ｆに流体としての空気の動圧を発生させ
て回転軸１を軸方向に浮上する前述の流体軸受としての
気体軸受１１のうち動圧流体軸受としての一対の第２動
圧気体軸受４１、４２を構成する。そして、本実施例に
おける気体軸受１１は、圧縮空気が供給されて回転軸１
をラジアル方向および軸方向に浮上、支持する第１静圧
気体軸受２２、２３および第２静圧気体軸受３８、３９
と、回転軸１の回転により空気の動圧を発生させて回転
軸１をラジアル方向および軸方向に浮上、支持する第１
動圧気体軸受２６、２７および第２動圧気体軸受４１、
４２からなっている。なお、ノズル孔３５から間隙部ｇ
に噴出して円盤部材１０に静圧を加えた圧縮空気は側板
３１の外輪部３１ａからフランジ部６ａの外輪部６ｂに
亘って穿設された排出孔４３を通して直接に、また環状
溝３３およびサポータ６の内輪部６ｃに穿設された排出
孔４４を通して一旦サポータ６と回転軸１の段付部８の
間に導入された後、サポータ６の排出孔４５から外部へ
排気される。同様に、ノズル孔３６から間隙部ｈに噴出
して円盤部材１０に静圧を加えた圧縮空気は排出孔４３
を通して直接に、また環状溝３４に連通する排出孔４６
を通して電動機３のフレーム１４内に導入された後、図
３に示すフレーム１４の排出孔４７から外部へ排気され
る。一方、符号４８はフランジ部６ａの凹部６ｄと側板
３１の外輪部３１ａの間に介装されたＯリングであり、
連通孔３７の気密を保持するために設けられている。

【００１４】図３は前述のように図１のＢ部の拡大詳細
図、すなわち回転装置２の電動機３の詳細断面図であり
、図３に示すように、電動機３は回転軸１の第２テーパ
部９にテーパ嵌合する前述の環状の回転子３ａ、回転子
３ａの外周に所定の間隔を保って配設されたリング状の
固定子３ｂ、これら回転子３ａ、固定子３ｂを収納し、
さらに固定子３ｂが固着される前述のフレーム１４およ
びフレーム１４の開放端を防塵等のために封止し、ボル
ト５１によってフレーム１４に固着されたカバー５２を
備えている。また、図３において、符号５３は回転子３
ａの内周に圧入され、回転子３ａに一体的に固着された
ブッシュであり、ブッシュ５３の内周は第２テーパ部９
のテーパ面９ａと嵌合するテーパ面５３ａが形成され、
回転軸１の第２テーパ部９のカバー５２側の先端部に螺
着されたナット５４の締付力およびテーパ面９ａ、５３
ａのくさび作用により回転子３ａがブッシュ５３を介し
て回転軸１の第２テーパ部９に止着されている。さらに
、符号５５は固定子３ｂに巻付けられたコイルであり、
固定子３ｂは回転子３ａとともに、電動機３を構成し固
定子３ｂのコイル５５に交流電圧を印加することにより
回転子３ａが回転し、回転子３ａの回転により、図２に
おいて回転軸１を介してローラ４が回転駆動される。

【００１５】図１において、符号６１は回転軸１の回転
速度を検出する回転速度検出手段であり、回転速度検出
手段６１は電動機３に設けられた歯車６２および電磁ピ
ックアップ６３を備えている。すなわち、図３に示すよ
うに、歯車６２は回転軸１の第２テーパ部９の回転子３
ａからの突出端に同軸に止着され、回転軸１とともに回
転する。また、電磁ピックアップ６３は電動機３のカバ
ー５２に歯車６２の歯形部に対向してピンボルト６３ａ
、ナット６３ｂにより固定され、歯車６２の歯形部を検
出して電気的に接続された図１の回転速度検出手段６１
に出力する。そして、回転速度検出手段６１は電磁ピッ
クアップ６３の信号に基づき回転軸１の回転速度を検出
値Ｎとして検出するようになっている。

【００１６】図１において、符号６４は比較手段であり
、比較手段６４には回転速度検出手段６１から検出値Ｎ
が出力され、同時に基準設定手段６５から基準回転速度
の所定値Ｎ０が信号として出力され、比較手段６４は検
出値Ｎを所定値Ｎ０　と比較して比較値Ｎ−Ｎ０　を判
定手段６６に信号として出力する。さらに、符号６７お
よび６８はそれぞれ運転指令手段および制御手段であり
、これら各手段のうち運転指令手段６７は電動機３の運
転、停止を指令する信号を判定手段６６に出力する。そ
して、判定手段６６は上述の比較手段６４の比較値信号
と運転指令手段６７の信号を受けてこれらの信号出力が
所定の条件となると、制御手段６８に信号を出力して制
御手段６８を作動させる。一方、制御手段６８は圧縮空
気源２１と圧縮空気供給口１６の間に介装された圧力制
御弁６９を備え、判定手段６６の信号に基づき圧力制御
弁６９を作動して第１静圧気体軸受２２、２３および第
２静圧気体軸受３８、３９に圧縮空気源２１の圧縮空気
を供給、遮断するとともに第１静圧気体軸受２２、２３
および第２静圧気体軸受３８、３９に供給される圧縮空
気の圧力を制御する機能を有している。そして、判定手
段６６は、運転指令手段６７の運転指令信号が入力し、
かつ比較手段６４の比較値信号がＮ−Ｎ０≦０、すなわ
ち回転軸１の回転速度Ｎが所定値Ｎ０　を超えないこと
を示している場合には制御手段６８に信号を出力して圧
力制御弁６９を全開とし、圧縮空気を第１静圧気体軸受
２２、２３および第２静圧気体軸受３８、３９に供給す
る。また、比較手段６４の比較信号がＮ−Ｎ０　＞０、
すなわち回転軸１の回転速度Ｎが所定値Ｎ０　を超えた
ことを示している場合には、制御手段６８に信号を出力
し、圧力制御弁６９を制御して第１静圧気体軸受２２、
２３および第２静圧気体軸受３８、３９へ供給される圧
縮空気の圧力を低下させるか、あるいは圧力制御弁６９
を全閉として第１静圧気体軸受２２、２３および第２静
圧気体軸受３８、３９への圧縮空気を遮断する機能を有
する。同様に、判定手段６６は、運転指令手段６７の停
止指令信号が入力し、かつＮ−Ｎ０＞０の場合には圧縮
空気を遮断するか、あるいは圧縮空気の圧力を徐々に増
大し、Ｎ−Ｎ０　≦０の場合には圧縮空気を全開で供給
する機能を有している。すなわち、判定手段６６は比較
手段６４の比較値および運転指令手段６７の運転、停止
信号指令に基づいて制御手段６８を作動させる機能を有
している。

【００１７】なお、上述の制御手段６８は圧力制御弁６
９を全開、全閉するとともに開度を調節して２次圧を設
定する圧力設定器により構成され、例えば該設定器の出
力電圧に対応して圧力制御弁６９の２次圧を変更するも
のにより構成することができる。また、図１において、
符号７１および７２はそれぞれ周波数設定器およびイン
バータであり、運転指令手段６７の運転指令信号に基づ
き電動機３を所定の回転速度で回転し、運転指令手段６
７の停止指令信号に基づき電動機３を停止する機能を有
する。さらに、上述の回転速度検出手段６１、比較手段
６４、基準設定手段６５、判定手段６６、運転指令手段
６７および制御手段６８は、例えばマイクロコンピュー
タにより構成され、それぞれの機能が確実に実行される
ようになっている。次に、作用を説明する。なお、説明
の便宜上、（１）回転装置２の起動から定常運転までお
よび（２）回転装置２の定常運転から停止までの２つの
ステップに分けて作用を説明する。

【００１８】（１）回転装置２の起動から定常運転まで
図１において、運転指令手段６７から運転指令信号が出
力されインバータ７２を介して電動機３が回転軸１とと
もに起動され、電動機３の起動に伴って回転装置２が起
動される。この際、回転速度検出手段６１は、回転軸１
の回転速度を歯車６２、電磁ピックアップ６３を介して
検出値Ｎとして比較手段６４に出力し、さらに比較手段
６４は該検出値Ｎを基準設定手段６５の所定値Ｎ０　と
比較して比較値Ｎ−Ｎ０　を判定手段６６に出力するが
、回転装置２の起動当初においては、回転軸１の回転速
度は零、すなわちＮが零であるため、比較手段６４の比
較値がＮ−Ｎ０＜０で、回転軸１の回転速度Ｎは所定値
Ｎ０　を超えていない。このため、判定手段６６は、比
較手段６４の信号および運転指令手段６７の運転指令信
号に基づき制御手段６８を介して圧力制御弁６９を全開
とし、その結果圧縮空気源２１の圧縮空気が圧縮空気供
給口１６に供給される。そして、該圧縮空気は、図２に
おいて、環状連通路１７、連通孔１８、ノズル孔１９お
よびノズル孔２０を通して間隙部ａ、ｂに噴出し、同時
に環状連通路１７、ノズル孔３５および環状連通路１７
、連通孔３７、ノズル孔３６を通して間隙部ｇ、ｈに噴
出し、回転軸１は第１静圧気体軸受２２、２３によりラ
ジアル方向に、また第２静圧気体軸受３８、３９により
軸方向に浮上、支持される。

【００１９】このように、第１静圧気体軸受２２、２３
および第２静圧気体軸受３８、３９により浮上、支持さ
れた状態で回転装置２が起動され、次第に回転軸１の回
転速度Ｎが大きくなり、同時に、図２において、溝２４
、２５により空気の動圧が間隙部ｃ、ｄに発生して回転
軸１をラジアル方向に浮上、支持するとともに、図４に
示す円盤部材１０の溝４０により空気の動圧が、図２に
おいて、間隙部ｅ、ｆに発生して回転軸１を軸方向に浮
上、支持するようになる。そして、回転速度の増加につ
れて、空気の動圧が次第に大きくなり、図１において、
判定手段６６に出力される比較手段６４の比較信号がＮ
−Ｎ０　＞０となって、回転軸１の回転速度Ｎが所定値
Ｎ０　を超えると、判定手段６６は比較手段６４の信号
および運転指令手段６７の運転指令信号に基づき制御手
段６８に信号を出力し、制御手段６８は圧力制御弁６９
の２次圧を調節して、第１静圧気体軸受２２、２３およ
び第２静圧気体軸受３８、３９へ供給される圧縮空気の
圧力を次第に低下させる。この際、上述の所定値Ｎ０　
は、後述する圧縮空気の遮断の場合よりも低い値に設定
されており、また圧力制御弁６９を通して第１静圧気体
軸受２２、２３および第２静圧気体軸受３８、３９へ供
給される圧縮空気の圧力は、回転軸１の回転速度Ｎに応
じて第１動圧気体軸受２６、２７および第２動圧気体軸
受４１、４２の動圧に基づく浮上力にほぼ反比例するよ
うに設定され、動圧により回転軸１を支持するために不
足する浮上力を第１静圧気体軸受２２、２３と第２静圧
気体軸受３８、３９が補うように作用する。すなわち、
回転軸１の回転速度が大きくなれば、第１静圧気体軸受
２２、２３および第２静圧気体軸受３８、３９に供給さ
れる圧縮空気の圧力が低下する。そして、第１動圧気体
軸受２６、２７および第２動圧気体軸受４１、４２が単
独で回転軸１をラジアル方向および軸方向に浮上、支持
可能な状態となると、第１静圧気体軸受２２、２３およ
び第２静圧気体軸受３８、３９に供給される圧縮空気は
遮断される。すなわち、回転軸１の回転速度Ｎが所定値
Ｎ０　を超えると、第１静圧気体軸受２２、２３、第２
静圧気体軸受３８、３９と第１動体気体軸受２６、２７
、第２動体気体軸受４１、４２が互に相補って回転軸１
を浮上、支持するが、回転軸１の浮上力は次第に第１動
圧気体軸受２６、２７、第２動圧気体軸受４１、４２に
置換えられて、最終的に回転軸１は第１動圧気体軸受２
６、２７、第２動圧気体軸受４１、４２単独で浮上、支
持され、この間回転軸１は常に円滑に回転し、回転装置
２が定常運転となる。

【００２０】一方、圧縮空気を遮断する場合には、所定
値Ｎｏ　は上述の場合よりも高く設定されており、起動
後第１静圧気体軸受２２、２３および第２静圧気体軸受
３８、３９により浮上、支持された回転軸１の回転速度
Ｎが次第に大きくなり、所定値ＮＯ　を超えると、図２
において、溝２４、２５が間隙部ｃ、ｄに発生する空気
の動圧および図４に示す円盤部材１０の溝４０が、図２
において、間隙部ｅ、ｆに発生する空気の動圧が、それ
ぞれ充分に回転軸１をラジアル方向および軸方向に浮上
、支持可能な状態となる。このとき、図１において、判
定手段６６に出力される比較手段６４の比較信号がＮ−
Ｎ０　＞０で、回転軸１の回転速度Ｎが所定値Ｎ０　を
超えるため、判定手段６６は比較手段６４の信号および
運転指令手段６７の運転指令信号に基づき圧力制御弁６
９を全閉とし、第１静気体軸受２２、２３および第２静
気体軸受３８、３９への圧力空気が遮断され、回転軸１
は第１動圧気体軸受２６、２７および第２動圧気体軸受
４１、４２によりそれぞれラジアル方向および軸方向に
浮上、支持されて円滑に回転し、回転装置２が定常運転
となる。

【００２１】（２）回転装置２の定常運転から停止まで
図１において、回転装置２が定常運転状態で、運転指令
手段６７から停止指令信号が出力されると、インバータ
７２が停止され、回転軸１の回転が減速される。そして
、回転速度検出手段６１により検出される回転軸１の回
転速度Ｎが所定値Ｎ０を超える状態では、前述のように
第１静圧気体軸受２２、２３および第２静圧気体軸受３
８、３９への圧縮空気は遮断されており、回転軸１は第
１動圧気体軸受２６、２７および第２動圧気体軸受４１
、４２により支持されるが、回転軸１の回転速度Ｎが次
第に低下すると、ステップ（１）に示す同様な手順に基
づき第１静圧気体軸受２２、２３および第２静圧気体軸
受３８、３９に圧縮空気が供給され、かつその圧力が次
第に増加する。このため、回転速度Ｎの低下に基づく第
１動圧気体軸受２６、２７および第２動圧気体軸受４１
、４２の回転軸１の浮上力の不足が補われ、回転速度Ｎ
が所定値Ｎｏ　となると、圧力制御弁６９が全開となっ
て第１静圧気体軸受２２、２３、第２静圧気体軸受３８
、３９単独で回転軸１が浮上、支持される。さらに、回
転装置２が停止して回転軸１の回転速度Ｎが零となり、
かつ運転指令手段６７の停止指令信号が出力されると、
圧力制御弁６９が全閉となって第１静圧気体軸受２２、
２３および第２静圧気体軸受３８、３９への圧縮空気の
供給が遮断され、回転装置２が完全に停止状態となる。

【００２２】一方、圧力制御弁６９が全開されて圧縮空
気が供給される場合には、回転軸１の回転速度Ｎが低下
して所定値Ｎ０　以下となり、第１動圧気体軸受２６、
２７および第２動圧気体軸受４１、４２による回転軸１
の浮上、支持力が不充分になると、ステップ（１）の圧
縮空気を遮断される場合と同様な手順に基づき第１静圧
気体軸受２２、２３および第２静圧気体軸受３８、３９
に圧縮空気が供給さて第１静圧気体軸受２２、２３およ
び第２静圧気体軸受３８、３９が回転軸１を浮上、支持
する。さらに、回転装置２が停止して回転軸１の回転速
度Ｎが零となり、かつ運転指令手段６７の停止指令信号
が出力されていると、圧力制御弁６９が全閉となって第
１静圧気体軸受２２、２３および第２静圧気体軸受３８
、３９への圧縮空気の供給が遮断され、回転装置２が完
全に停止状態となる。

【００２３】なお、上述のようなプロセスの外に、運転
指令手段６７の停止指令信号の出力と同時に圧力制御弁
６９を開いて圧縮空気を供給し、回転軸１の回転速度が
零となり、かつ停止指令信号が出力されていると、圧力
制御弁６９を閉じて圧縮空気の供給を遮断するようにし
ても差支えない。また、回転装置２の定常運転中、瞬時
停電等により回転軸１の回転速度Ｎが低下して所定値Ｎ
０　以下になると、圧力制御弁６９が開かれて第１静圧
気体軸受２２、２３および第２静圧気体軸受３８、３９
に圧縮空気が供給されることは言うまでもない。

【００２４】このように本実施例においては、回転軸１
を第１静圧気体軸受２２、２３、第２静圧気体軸受３８
、３９および第１動圧気体軸受２６、２７、第２動圧気
体軸受４１、４２により軸支し、回転軸１の回転速度Ｎ
が所定値Ｎ０　以下で、第１動圧気体軸受２６、２７お
よび第２動圧気体軸受４１、４２の発生する動圧が低い
ときには、第１静圧気体軸受２２、２３および第２静圧
気体軸受３８、３９に圧縮空気を供給してこれらによっ
て回転軸１を浮上、支持している。また、回転軸１の回転速度Ｎが所定値Ｎ０　を超えて第
１動圧気体軸受２６、２７および第２動圧気体軸受４１
、４２の発生する動圧が回転軸１を支持可能であるとき
には、圧縮空気の圧力を低下させるか、圧縮空気を遮断
してこれらによって回転軸１を浮上、支持するようにし
ている。このため、回転装置２の起動、停止等の回転軸
１と軸受ハウジングの接触、すなわち、回転軸１とサポ
ータ６の接触、円盤部材１０とサポータ６のフランジ部
６ａおよび側板３１の内輪部３１ｂの接触を解消するこ
とができる。さらに、回転軸１の回転速度に対応して第
１静圧気体軸受２２、２３および第２静圧気体軸受３８
、３９への圧縮空気を供給、遮断するか、圧縮空気の圧
力を制御しているので、静圧気体軸受のみで回転軸を軸
支する場合のような圧縮空気の常時供給を解消すること
ができる。したがって、回転軸１の焼付きおよび起動ト
ルクの増大を解消し、さらに装置のランニングコストを
低減することができる。

【００２５】なお、本実施例においては、第１静圧気体
軸受２２、２３および第２静圧気体軸受３８、３９に供
給される圧縮空気の圧力の低下が圧力制御弁６９により
実施さているが、これに限らず、流量制御弁により圧縮
空気の供給流量を絞って圧力を減少するようにしても差
支えない。また、本実施例においては、回転装置２の回転体をロー
ラ４、すなわち糸条あるいは帯状体を巻掛けて搬送する
送りローラとして説明したが、他の態様として糸条を巻
取りあるいは解舒する筒状体、すなわちボビン、撚糸機
等のスピンドル等、あるいはローラの内部にコイルが配
設された誘導加熱ローラ、延伸仮撚機の仮撚ユニットの
軸であって、かつ回転軸に着脱自在に設けられたもので
あっても差支えない。また、本実施例においては、回転
軸１にローラ４および電動機３の回転子３ａをテーパ嵌
合させているが、これに限らずストレートの回転軸１に
ローラ４および回転子３ａを圧入して止着したり、回転
軸１の端部をローラ４にボルトにより止着するようにし
ても差支えない。さらに、本実施例では、回転軸１の回
転速度を歯車６２および電磁ピックアップ６３により検
出するようにしているが、インバータ７２の周波数を検
出して回転軸１の回転数を検出するようにしても差支え
ない。

【００２６】

【発明の効果】本発明によれば、回転軸を静圧流体軸受
および動圧流体軸受により軸支し、回転軸の回転速度が
所定値以下で、動圧流体軸受の発生する動圧が低いとき
には、静圧流体軸受に圧縮流体を供給して該軸受により
回転軸を浮上、支持する。また、回転速度が所定値を超
えて上記動圧が回転軸を支持可能なときには、圧縮流体
の圧力を低下させるか、圧縮流体を遮断して動圧流体軸
受により回転軸を浮上、支持する。このため、起動、停
止時等の回転軸と軸受ハウジングの接触および圧縮流体
の常時供給を解消することができる。したがって、本発
明の目的とする回転軸の焼付きのない、起動トルクの小
さな、しかもランニングコストの安価な回転装置を提供
することができる。

【００２７】なお、本発明の一実施例においては、静圧
流体軸受および動圧流体軸受をそれぞれ空気による静圧
気体軸受および動圧気体軸受として説明したが、これに
限らず、本発明は、オイルが油圧ポンプにより供給され
る油静圧軸受およびオイルの動圧を利用した動圧軸受に
ついても適用可能であることは勿論である。また、静圧
流体軸受と動圧流体軸受の切換え時に、動圧流体軸受の
動圧に基づく浮上力の不足分を静圧流体軸受が補うよう
にすることもできるので、回転装置の起動、停止をさら
にスムーズに実施することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る回転装置の一実施例を示すその全
体構成図。

【図２】図１におけるＡ部の拡大詳細断面図。

【図３】図１におけるＢ部の拡大詳細断面図。

【図４】図２におけるＸ矢視一部断面図。

【符号の説明】

１　　　　回転軸２　　　　回転装置４　　　　ローラ（回転体）１１　　　　気体軸受（流体軸受）２２、２３　　　　第１静圧気体軸受（静圧流体軸受）
２６、２７　　　　第１動圧気体軸受（動圧流体軸受）
３８、３９　　　　第２静圧気体軸受（静圧流体軸受）
４１、４２　　　　第２動圧気体軸受（動圧流体軸受）
６１　　　　回転速度検出手段６４　　　　比較手段６６　　　　判定手段６７　　　　運転指令手段６８　　　　制御手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　流体軸受により回転体が回転軸を介し
て支持されてなる回転装置において、圧縮流体が供給さ
れて前記回転軸を浮上、支持する静圧流体軸受と、回転
軸の回転により流体の動圧を発生させて該回転軸を浮上
、支持する動圧流体軸受と、回転軸の回転速度を検出す
る回転速度検出手段と、該回転速度検出手段の検出値を
所定値と比較する比較手段と、運転、停止を指令する運
転指令手段と、静圧流体軸受に圧縮流体を供給、遮断す
るとともに該軸受に供給される圧縮流体の圧力を制御す
る制御手段と、比較手段の比較値および運転指令手段の
運転、停止指令に基づいて制御手段を作動させる判定手
段と、を設け、回転軸の回転速度が所定値を超えないと
きには、静圧流体軸受に圧縮流体を供給して回転軸を浮
上、支持し、回転軸の回転速度が所定値を超えたときに
は、圧縮流体の圧力を低下させるか、あるいは圧縮流体
を遮断して流体の動圧により回転軸を浮上、支持するよ
うにしたことを特徴とする回転装置。
【請求項２】　　前記回転体が、糸条あるいは帯状体を
巻掛けするローラからなることを特徴とする請求項１記
載の回転装置。
【請求項３】　　前記回転体が、糸条を巻取りあるいは
解舒する筒状体からなり、かつ回転軸に着脱自在に設け
られたことを特徴とする請求項１記載の回転装置。