JPH0653981B2 - リング精紡機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、リング精紡機に係り、特に高速運転に好適な
ダイレクトドライブスピンドルを備えるリング精紡機の
構造に関する。

［従来の技術］ 従来のリング精紡機用のダイレクトドライブスピンドル
（以下単にスピンドルと言う）は、第４図に示すよう
に、スピンドルのモータ部Ｍより上部に、リング７およ
びリングレール８の動作する最下点Ｆが位置するよう構
成されていた。なお、この種の装置として関連するもに
は例えば特公昭５４−３２８６４号、特開昭４９−２０
４４５号、特開昭５８−１０９６３３号があげられる。

［発明が解決しようとする問題点］ スピンドルは精紡工程の生産効率アップのため、高速化
が要求されているが、第４図に示す従来構造のスピンド
ルの場合、上部軸受２より軸上端までが曲がる一次曲げ
モードにおける共振回転数により、その使用回転数の上
限が制限されることになる。

本発明の目的は、上記スピンドルの共振回転数を引き上
げることにある。

［問題点を解決するための手段］ 上記目的は、スピンドル軸と、このスピンドル軸を回転
自在に支える軸受と、スピンドル軸の長手方向に沿って
移動するリングおよびリングレールと、スピンドル軸に
固定したモータロータと、このモータロータの外周を囲
みこれを対向すると共にリングおよびリングレールの内
側に一部を配置したモータステータとを備えたリング精
紡機により、達成される。

［作用］ 一般的に第５図に示すような片持ち支持の回転体の一次
曲げの共振回転数は、支持点Ｐから重心Ｇまでの距離１
１と、回転体の非支持端までの距離１２と、回転体の太
さｄと、これの弾性係数が同じであれば、１１，１２の
短い方が、一次曲げの共振回転数が高くなることは、回
転体の力学の知識より明かである。

本発明は、リングおよびリングレールの内側にモータス
テータの一部を配置するようにモータ部の構造を工夫す
ることにより、上部軸受とボビンとの距離を短くするこ
とができる。従って、従来のスピンドルと同じボビン、
同じ軸の太さ，材質を選んだ場合にも、第５図で説明し
た１１，１２を短く構成できるため、従来のものより一
次曲げの共振回転数を高くすることが出来、スピンドル
の運転可能な最高回転数を引き上げることができる。

［実施例］ 以下、本発明の一つの実施例を第１図により説明する。
１はスピンドル軸であり、一体に組み上げた上ブレード
１ａ，円筒状のスリーブ１ｂ，下ブレード１ｃにより構
成され、上ブレード１ａには糸１０を巻取るボビン９が
取り付けられる。また、スリーブ１ｂの下端にはモータ
部Ｍのモータロータ３が固定され、さらに、下スリーブ
１ｃは上部軸受２により回転自在に支持される。４はモ
ータロータ３の外周を囲み、これを対向して配置される
モータステータ、６はモータステータ４の外周を囲む枠
であり、この枠は上部をモータステータ４のステータコ
アの端部まで伸ばした解放構造とし、モータステータ４
のコイルエンド部５を上方に露出させながらモータステ
ータ４を支持する。１１はスピンドル軸１および上部軸
受２を支えるボルスターであり、これは細部を図示しな
いが従来より公知の構造を持つものであり、例えば下部
のフートステップベアリングで下ブレード１ｃの下端を
支持し、また、渦巻き状の板ばねによって上部軸受２を
支え、下ブレード１ｃを半径方向に所定のばね定数と減
衰をもつように弾性的に拘束してゆくものである。７，
８はそれぞれスピンドル軸１の長手方向に沿って移動す
るリングおよびリングレールであり、リング７は筒状に
構成されると共に上端にトラベラを配置するよう適切な
構造を取り、またこれの下端はリングレール８に固定さ
れている。

さらに説明すると、リングレール８を最下方まで移動し
たとき、リング７の筒状の内壁面内にモータ部Ｍのモー
タステータ４のコイルエンド部５が配置されるよう、リ
ング７の内径とコイルエンド部５の外径の寸法関係を選
択するものである。具体的には、コイルエンド部５とリ
ング７が接触してしまわないように、コイルエンド部５
の外寸より若干大きくリング７の内寸を選択し、また、
コイルエンド部５の軸方向寸法より十分離れた位置にト
ラベラが配置されるようにリング７の長手方向の寸法を
選択している。

さて、このように構成したリング精紡機の運転を始める
と、スピンドル軸１はモータ部Ｍの働きにより回転し、
リングレール８はボビン９に沿って図示しない機構によ
り上下動を行なう。これにより、糸１０はリング７の上
端に配置したトラベラを介してボビン９に巻取られる。

本実施例においては、リング７の内側までモータ部Ｍ、
特にこれのコイルエンド部５を配置できるように構成し
たことから、結果として上部軸受２とボビン９との距離
を詰めることができ、上部軸受２より上方のスピンドル
軸１の寸法を短くすることができる。したがって、第３
図に示した支持点Ｐ（上部軸受２）と重心Ｇ（通常ボビ
ン９中に重心Ｇがあると思われる）との距離を従来の構
造のスピンドルに比べ十分短く構成でき、これを短くす
ることによりスピンドルの共振回転数が高くなり、スピ
ンドルの運転可能な最高回転数を大きく引き上げること
ができる。

次に第２図に示す構造の実施例について説明する。この
例はモータ部Ｍの上部、すなわち、モータステータ４の
コイルエンド部５を覆うエンドカバー６１を枠６の上端
に取り付けたものである。詳しく説明すると、このエン
ドカバー６１はコイルエンド部５の外径側と対面する円
筒状の中心部分と、この上部をスピンドル軸１を通すた
めの開口を残してすぼめてコイルエンド部５の最上部を
覆う部分と、さらには、モータステータ４のステータコ
アの最上面と枠の上部に沿って配置されここに固定され
るつば状部とから構成される。

このような実施例によれば、モータ部Ｍをほぼ全閉構造
にすることができる。

次に第３図に示す構造の実施例について説明する。この
例はリング７の上端の径をこれの下部より小さく構成し
てすぼめたものであり、この例によれば糸１０の巻径が
小さい場合にも適用することができる。もちろん、リン
グ７の下部の径の広い部分に、モータ部Ｍのコイルエン
ド部５を配置することができるから、スピンドル軸１の
軸長は先の実施例と同様従来のものより短く構成してゆ
くことができるものである。

さて、次に第６図以降の図面を参照して本発明のさらに
改良した実施例について説明を続ける。この実施例の最
大の改良点は、スピンドル軸１を構成するスリーブ１ｂ
の下部を薄肉円筒状に延長すると共に、これの最下端部
に厚肉状のリング部分を配置してゆくものである。第６
図に示す実施例を詳しく説明すると、１ｂは下ブレード
１ｃに固定したスリーブであり、このスリーブ１ｂの下
端（図面上右側が下方となる）はスリーブ１ｂの厚肉部
分より延長した薄肉の円筒状の薄肉円筒部１ｆが設けら
れると共に、これの最下端部の自由端外側は再び厚肉部
分を設け肉厚リング１ｄを構成している。３はモータロ
ータであり、薄肉円筒部１ｆにこれのロータコア３１を
嵌着し固定したものであり、このロータコア３１の上部
はスリーブ１ｂの厚肉部分にも一部配置されるようにし
ている。なお、３２はモータロータ３のエンドリングで
あり、このエンドリング３１の内側に肉厚リング１ｄを
配置する。また、肉厚リング１ｄの上面はロータコア３
１の下面と接するよう構成している。

さて、実施例に示したような外径の割に内径の大きなモ
ータロータ３においては、これを円環とみた場合、剛性
が低く変形し易いものであるが、実施例のように、ロー
タコア３１の上部を厚肉部分であるスリーブ１ｂの下部
に配置し、またこれの下部に肉厚リング１ｄを配置する
ことによりモータロータ３の剛性を高めることができ
る。

すなわち、このような実施例によれば、モータロータ３
を含む筒状体の円環強度（剛性）を大幅に向上できるの
で、高調波電磁力などによるモータロータ３の変形を大
幅に押えることができるから、結果としてスピンドルの
振動、騒音を小さくしてゆくことができる。

また、モータロータ３を含む筒状体の軸方向剛性も上が
るので、軸方向の曲げにも強くなり、アンバランスなど
による振れや、磁気吸引力による偏心にも強くなり、振
動が抑制され危険速度の低下を防ぐことができる。

また、薄肉円筒部１ｆの自由端に配置する肉厚リング１
ｄを強磁性体で構成することにより、特にモータ部Ｍの
リアクタンス分を大きくできるので駆動電源の高調波成
分を抑制でき、これの運転特製が向上する。特にこれ
は、インバータなどのスイッチング電源を利用するとき
に有効となる。

また、肉厚リング１ｄをバランスリングとして共用で
き、スピンドル軸１のアンバランス修正が容易となり、
これを行なうことによりスピンドルのより高速の運転が
可能となる。

なお、スピンドルの高速回転時、モータロータ３は遠心
力により膨張するので、スピンドル軸１に対する嵌合は
これを考慮して十分な締めしろを持たせておく必要があ
り、通常この締めしろを大きくするとモータロータ３の
嵌合時、締めしろによる応力がおおきくなり、筒状体
（特に薄肉円筒部１ｄ）が円環座屈してしまう恐れがあ
る。しかし本実施例によればこの締めしろによる応力
は、ロータコア３１の上部をスリーブ１ｂの肉厚部に配
置することにより、また、これの下部に肉厚リング１ｄ
を配置することにより、この肉厚部および肉厚リング１
ｄで吸収することができ、先の問題を回避することがで
きる。

さらに説明すれば、本実施例のような効果は、モータロ
ータ３の内外径の比（＝内径／外径）を０．５以上に選
んだスピンドル軸１に対して特に有効である。

次に第７図に示す実施例を説明する。この例はモータロ
ータ３のエンドリング３２を内径側に広げると共に、こ
のエンドリング３２に近接し、しかもこれの下側に肉厚
リング１ｄを配置し、さらにモータロータ３の上部のス
リーブ１ｂ上にリング状のバランスリング１ｅを取り付
けたものである。この場合は、肉厚リング１ｄに強磁性
体を使用することで、この部分のリアクタンス分を増加
することができ、駆動電源の高調波成分による影響を軽
減できる。

次に第８図，第９図に示す実施例を説明する。これらの
例は薄肉円筒部１ｆの上部とスリーブ１ｂの厚肉部分を
連結する部分にある程度の厚肉部分１ｇをもうけ、この
厚肉部分１ｇにロータコア３１の上部を配置するように
したものである。このような構成においても、モータ部
Ｍの回転部分の剛性を高めてゆくことが期待できる。

次に第１０図に示す実施例を説明する。この例は薄肉の
円筒状の薄肉円筒部１ｆを別体で設け、これをスリーブ
１ｂの厚肉部分に連結したものである。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明はスピンドル軸と、このス
ピンドル軸を回転自在に支える軸受と、スピンドル軸の
長手方向に沿って移動するリングおよびリングレール
と、スピンドル軸に固定したモータロータと、このモー
タロータの外周を囲みこれと対向すると共にリングおよ
びリングレールの内側に一部を配置したモータステータ
とを備えたリング精紡機を提供するものであり、本発明
によればスピンドルの共振回転数を十分引き上げること
のできるリング精紡機を得ることができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一つの実施例を説明するための一部断
面図、第２図，第３図はそれぞれ本発明の一つの実施例
を説明するための一部断面図、第４図は従来のリング精
紡機の構造を説明するための一部断面図、第５図は片持
ち支持の回転体の振動モードを説明するための略図、第
６図，第７図，第８図，第９図，第１０図はそれぞれ他
の改良した実施例の要部構造を説明するための断面図で
ある。 １……スピンドル軸、２……上部軸受、 ３……モータロータ、４……モータステータ、 ５……コイルエンド部、６……枠、７……リング、 ８……リングレール、 Ｍ……モータ部、

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】スピンドル軸と、このスピンドル軸を回転
   自在に支える軸受と、前記スピンドル軸の長手方向に沿
   って移動するリングおよびリングレールと、前記スピン
   ドル軸に固定したモータロータと、このモータロータの
   外周を囲みこれと対向すると共に前記リングおよびリン
   グレールの内側に一部を配置したモータステータとを備
   えたリング精紡機。
2. 【請求項２】前記特許請求の範囲第１項において、コイ
   ルエンド部を前記リングおよびリングレール内に配置し
   たモータステータを備えたリング精紡機。
3. 【請求項３】前記特許請求の範囲第２項において、上端
   部を下方より小径とした前記リングを備えたリング精紡
   機。