JPH07194055A - オープンエンド紡績機に設けられた無軸の紡績ロータの個別モータ式駆動装置 - Google Patents

オープンエンド紡績機に設けられた無軸の紡績ロータの個別モータ式駆動装置

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JPH07194055A
JPH07194055A JP6310963A JP31096394A JPH07194055A JP H07194055 A JPH07194055 A JP H07194055A JP 6310963 A JP6310963 A JP 6310963A JP 31096394 A JP31096394 A JP 31096394A JP H07194055 A JPH07194055 A JP H07194055A
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JP
Japan
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rotor
magnet
bearing surface
yoke
bearing
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JP6310963A
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Anton Paweletz
パヴェレッツ アントン
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SKF Textilmaschinen Komponenten GmbH
Original Assignee
SKF Textilmaschinen Komponenten GmbH
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 紡績ロータにおいて、許容されないロータの
ずれを防止して、特にガスノズルの出口の損傷の恐れを
減じる。 【構成】 同心的な磁石機構７，８，２１，２２が、両
支承面５′，２４′のうちの一方から突出した回転対称
的な装置と、対向する支承面に埋め込まれた、回転対称
的な対応凹部とを有しており、対を成すこれらの回転対
称的な両部分の寸法が、該部分の領域のおいても軸線方
向および半径方向にエアギャップ１４，１５が形成され
るように設定されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、オープンエンド紡績機
に設けられた無軸の紡績ロータの個別モータ式駆動装置
であって、紡績ロータが、軸線方向磁界モータの回転子
として形成されており、ロータ開口とは離反したロータ
側の支承面と、該支承面と対向する、組み合わされた磁
石・ガス式支承体の、エアギャップによって間隔を置か
れたステータ側の支承面と、駆動磁界とガイド磁界との
ための磁束を案内するための手段とが設けられており、
ガイド磁界を形成するために、ロータ軸線に対して同心
的な磁石機構が設けられている形式のものに関する。
【０００２】
【従来の技術】ロータ紡績機の開発においては、製造さ
れる糸の品質改善の他に、特に生産能力の向上も重要で
ある。この生産能力向上に関する重要な部分を、紡績ロ
ータの回転数が占めている。この理由から、１００００
０ｒｐｍを明らかに上回る回転数を得るために、紡績ロ
ータのための極めて多種多様な駆動装置および支承装置
が開発された。ロータ直径とロータの質量ならびに摩擦
ロスとを減じることは、一層高い回転数を可能にするだ
けではなく、駆動時のエネルギー消費量の減小をも可能
にする。
【０００３】このような点に関連して特に有利な手段と
して、軸線方向磁界モータの回転子として形成された無
軸の紡績ロータが挙げられる。組み合わされた磁石・ガ
ス式支承体は、摩擦ロスを比較的小さくするのに役立
つ。
【０００４】円錐形に延びるロータ周面に、その表面に
沿って駆動のための磁石枠体セットが配置されているよ
うな無軸の紡績ロータの初期の開発に比べて（例えばド
イツ連邦共和国特許出願公告第２４３７６６７号明細
書）、軸線方向磁界モータは、構造が簡単で、組み付け
も容易に行われる点で有利であることが判った。
【０００５】例えばドイツ連邦共和国特許４２０７６７
３号明細書に基づき公知の軸線方向磁界モータは、ロー
タおよびステータの真ん中に配置された組み合わせ式の
ガイド磁石を有している。このガイド磁石は軸線方向お
よび半径方向の力を生ぜしめ、紡績ロータの確実なガイ
ドのために役立つ。磁気の引き付け力に抗するガスクッ
ションによって、ロータとステータとの間に間隔が保た
れる。しかしながら極端な諸条件、例えば不均衡のもと
では、ガイド磁石機構のガイド力が十分ではなくなる恐
れが生じるので、公知の手段の場合、紡績ロータは環状
ギャップ形成下でガイドリングによって取り囲まれてい
る。このガイドリングがロータのずれを制限する。この
ようなセーフティ手段は、このような極端な場合に比較
的大きな損傷を回避するために必要である。両支承面相
互間のエアギャップが極めて小さく、汎用のものの場合
１ｍｍよりも小さいので、支承部分の真ん中の領域に汚
染または熱膨脹が生じると、ガスノズルの極めて鋭敏な
ノズル出口が損なわれる恐れがある。このことは、空気
がほぼ半径方向外側に向かって流出するので、真ん中の
領域においては流出するガスによる冷却作用は僅かであ
り、ひいてはこのような領域から出た汚染物も外方に向
かって不都合に供給されてしまうことにもよる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の課題
は公知の装置を改良して、許容されないロータのずれを
防止して、特にガスノズルの出口の損傷の恐れを減じる
ことである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の構成では、同心的な磁石機構が、両支承面の
うちの一方から突出した回転対称的な装置と、対向する
支承面に埋め込まれた、回転対称的な対応凹部とを有し
ており、対を成すこれらの回転対称的な両部分の寸法
が、該部分の領域のおいても軸線方向および半径方向に
エアギャップが形成されるように設定されているように
した。
【０００８】
【発明の効果】段付けされた支承面によって、ロータの
外周面を取り囲むガイドリングを省くことができる。極
端な場合に必要となる、ロータの機械的なガイドは、段
付けされた支承面の領域、つまり個別モータ式駆動装置
の真ん中の領域において行われるようになる。これによ
りガスは妨げられることなく半径方向に流出することが
できる。さらに、このような真ん中の領域においては、
残りの支承面の領域よりも大きな軸線方向エアギャップ
を形成することが可能である。これにより、熱に起因す
る寸法変化、ならびにこの領域における汚染の作用が少
なくなるか、もしくは相応の損傷を回避することができ
る。さらに、回転数が同一であると仮定して、支承面が
段付けされている場合に生ぜしめられる真ん中の環状ギ
ャップにおいては、半径が著しく減じられていることに
基づき、周速が公知の外側リングにおける周速よりも著
しく減じられる。これにより、機械的な接触の極端な場
合における機械的な損傷も減じることができる。
【０００９】本発明の有利な構成が請求項２から１０に
記載の特徴により得られる。
【００１０】真ん中のエアギャップの軸線方向長さは、
一方の支承面に設けられた凹部の軸線方向長さを、他方
の支承面から突出した回転対称的な装置に対して変化さ
せることにより、変えることができる。従って、十分な
磁気的な引き付け力を保証しながら、寸法が変化しても
影響をもたらずにおくような、ギャップ幅の最適化を行
うことができる。
【００１１】半径方向のロータずれ時の機械的な接触が
生じた場合に、段付けされた支承面の半径方向の環状ギ
ャップの領域における損傷を回避するために、これらの
衝突防止面を耐摩耗性に形成すると有利である。耐摩耗
性の表面の大きさは、従来技術と比べて著しく減じられ
ている。
【００１２】ステータ側に凹部を配置すると、この凹部
の底部に、磁石・ガス支承体の圧縮ガスのための出口を
開口させることができるので有利である。これにより、
これらの出口は、支承面の主要部を備えた平面内に配置
された場合よりも、対向支承面に対して大きな間隔を置
いて配置される。これにより、これらの出口の損傷の恐
れは根本的にはもはやない。それというのは、支承装置
の主要部における互いに対向する両支承面が直接的に接
触したあとでも、出口はいまだにエアギャップによっ
て、その対向する両支承面から分離されているからであ
る。
【００１３】凹部の縁部領域に出口を配置することによ
り、ガス、通常の場合には空気が、段付けされた支承面
の領域に設けられた環状ギャップに直接的に吹き込まれ
る。これにより、センタリング作用を有するエアクッシ
ョンがこのような領域に付加的に生ぜしめられる。
【００１４】永久磁石の固有の配置は、保持・センタリ
ング機能を効果的に果たすのに特に適している。同心的
な磁石機構の磁束を案内するためにヨークが使用される
と有利である。
【００１５】駆動磁石の磁束とガイド磁石の磁束とを遮
断するために、これらの磁束の間には遮断層が配置され
ている。これにより、駆動磁界の交番成分の、ガイド磁
界領域における影響が最小限に抑えられる。こうして、
特にステータ側にもたらされるような、ロータの回転周
波数の渦電流が著しく減じられる。特に、ガイド磁界の
真ん中の領域の非対称的な磁化、ひいては磁気的な軸線
のずれが回避される。このようなずれは直接的に、ロー
タ重心を中心とした機械的な回転軸線と、磁界の磁気ポ
テンシャルの最小値に合わせてロータを調節しようとす
る磁気的な軸線との相互のずれを招く。これらの両軸線
のずれは、段付けされた支承面の領域に設けられた両衝
突防止面の頻繁な機械的接触をもたらすような、よろめ
き運動や振動運動を生ぜしめる恐れがある。
【００１６】支承面から突出した、ガイド磁界を形成す
るための磁石機構は、紡績ロータの支承面の主要部を備
えた平面内に所属のヨークを設けると有利に製造するこ
とができる。
【００１７】
【実施例】以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく
説明する。
【００１８】この軸線方向磁界モータの主要な構成部分
は、紡績ロータ１とステータ２である。紡績ロータ１の
主構成部分は紡績カップ３である。この紡績カップは環
状の繊維収集トラフを有している。この繊維収集トラフ
には、解繊された繊維が供給され、ロータの回転によっ
て糸が形成されながら再び引き出される。繊維供給装置
ならびに糸のための引き出しノズルは見易さの理由から
図示していない。これらの繊維供給装置ならびに糸のた
めの引き出しノズルは、本発明の対象には影響も与えな
い。
【００１９】回転軸線１１の領域には、紡績ロータ１に
真ん中の磁石７が配置されており、支持・絶縁層１９に
よって間隔を置いて環状の磁石８が配置されている。こ
の場合、これらの磁石７，８は、例えば国際公開第９２
／１０９７号パンフレットに基づき公知の固定の積層板
から成る磁石支持体５によって形成されたロータ側の支
承面から突出している。
【００２０】このような回転対称的な構造は、ステータ
２に設けられた切欠き内に進入している。この場合、軸
線方向のエアギャップ１４と半径方向のエアギャップ１
５とが形成されている。
【００２１】軸線方向で見て、エアギャップ１４に続い
てステータ側には、真ん中の磁石２２と環状の磁石２１
とから成る対応磁石機構が設けられている。これらの環
状の磁石２１と真ん中の磁石２２もやはり支持・絶縁層
２０によって互いに分離されている。エアギャップ１４
の領域における両磁石２１，２２の極性は、ロータ側の
磁石７，８の極性に対して反対に形成されている。これ
により、これらの磁石の相互の引き付け作用が生ぜしめ
られる。
【００２２】磁石７，８，２１，２２の前記エアギャッ
プ１４とは離反した側にはそれぞれ、磁束を案内するた
めの板状のヨーク６，２３が配置されている。少なくと
もステータ側では、ヨーク２３が両磁石２１，２２に直
接的に接触していてよい。それというのは、このような
磁石機構は固定であり、従って、この支持・絶縁層２０
に対しては保持に関する特別な要求を課さなくてよいか
らである。しかしながらロータ側でも、両磁石７，８を
接着接続によってヨーク６に固定することが可能であ
る。この場合、両磁石７，８とヨーク６との間にも、支
持・絶縁層１９の一部を一緒に形成することは必要とな
らない。
【００２３】紡績ロータ１のガイド磁界のためのヨーク
６は、上に述べた磁石支持体５を介して、駆動磁石４，
４′と一緒に紡績カップ３に結合されている。駆動磁石
４，４′は、例えば、セグメント状かつ軸線対称的な、
交番極性の磁石プレートから成っている。最も簡単な場
合、支承面の平面内で互いに磁気的に絶縁された２つの
駆動磁石４，４′で十分である。しかしながら、このよ
うな磁石機構は既に国際公開第９２／１０９７号パンフ
レットに記載されているので、この点に関してはこれ以
上詳しく述べない。
【００２４】駆動磁石４，４′の軟磁性の磁気帰路のた
めには、ヨークとして、直接的に紡績カップ３のロータ
底部３′が使用される。この紡績カップは、強磁性材料
から成っている。駆動磁石４，４′は、このロータ底部
３′に接着されている。ガイド磁界の磁石７，８のため
のヨーク６は、軸線方向において、相応にギャップ幅の
広いエアギャップによって、両駆動磁石４，４′のため
のヨークとして作用するロータ底部３′から間隔を置い
て設けられている。このようなエアギャップ９は、駆動
磁界とガイド磁界とを互いに遮断するのに十分な遮断層
を形成している。従って、回転する駆動磁界の交番成分
がガイド磁界に際立った影響を与えることはない。これ
により、回転軸線の領域における渦電流の発生が著しく
減じられ、振動発生をもたらすような、磁気的な回転軸
線と機械的な回転軸線との相互の乖離(Auseinanderlauf
en）も阻止される。
【００２５】ステータ２の主構成部分は、環状の軟鉄コ
ア２４を備えたステータ巻線２５である。ステータ巻線
２５を備えた軟鉄コア２４によって形成されたリング内
部には、既に述べたように、両磁石２１，２２とによっ
て形成されたステータ側の磁石機構が、ガイド磁界のた
めに設けられている。エアギャップ１４には、エアノズ
ル１６が軸線方向に開口している。流出する空気によっ
て、紡績ロータ１とステータ２との間には、磁石の磁力
に抗して相応のエアギャップ１０が常に維持される。こ
れにより、互いに向き合う両支承面５′，２４′の直接
的な接触が回避される。エアノズル１０から出た空気
は、半径方向にエアギャップ１０を通って流出する。こ
れにより、均一なエアクッションが支承面全体にわたっ
て得られる。空気圧もしくは空気量は磁力に調和させる
ことができる。この場合、主支承領域、つまり、ステー
タ巻線２５の環状機構と紡績ロータ１の対向部分との間
に、エアギャップ１０が１ｍｍまたは１ｍｍよりも僅か
に小さい範囲内で生じるようにする。こうして、紡績ロ
ータ１とステータ２との磁気的な相互作用を最大限にし
て、しかも両支承面５′，２４′の直接的な接触を十分
に防止する、容認できる範囲内に、空気消費量を維持す
ることができる。
【００２６】エアギャップ１０に比べてエアギャップ１
４のギャップ幅が僅かに広いので、例えば、高調波を介
して誘導された渦電流による加熱に基づく、ガイド磁界
のための磁石機構の寸法変化が不都合をもたらすことは
なくなる。さらに、特に、エアノズル１６の鋭敏なノズ
ル機構の出口１６′の領域がいかなる場合にも保護され
ることが保証される。
【００２７】エアノズル１６には、環状通路１７を通っ
て空気が供給される。この環状通路は、接続導管１８を
介して、図示していない圧縮空気源に接続されている。
【００２８】半径方向のエアギャップ１５は、２つの衝
突防止面１２，１３によって制限されている。これらの
衝突防止面は、耐摩耗性の表面を有している。この場合
注目すべきなのは、ステータ側の衝突防止面１２が、特
にステータ巻線に被さるリングによって形成されている
点である。このようなリングは衝突防止面１３と同様
に、例えばセラミックス材料から成っていると有利であ
る。特に保証されなければならないのは、衝突防止面１
２を形成するリングが、巻線の損傷が排除されるように
少なくとも中実である点である。このリングは、例えば
積層板によって固定することができる。これらの衝突防
止面は、紡績ロータ１の半径方向の位置固定に役立つ。
【００２９】通常の場合、ガイド磁界によって、紡績ロ
ータ１が確実にセンタリングされるにもかかわらず、例
えばロータの突然の不均衡が生じた場合、または支承面
の領域に汚染が生じた場合に、回転軸線のずれが生ぜし
められる恐れがある。このような場合、両衝突防止面１
２，１３の働きにより、ロータのずれが僅かな程度に保
たれる。エアノズル１６の環状の機構とエアギャップ１
５への空気の流出とによって、磁気的なセンタリングを
克服して、両衝突防止面１２，１３相互の接触無しに、
紡績ロータ１のセンタリングが行われる。
【００３０】ロータの外周面を取り囲む環状の衝突防止
面の公知の機構に比べて、ロータ側の衝突防止面１３の
周速が、半径が著しく減じられたことにより、同一の回
転数で見た場合極めて小さくなり、従って、摩擦値が公
知の手段の摩擦値を著しく下回るという利点が得られ
る。
【００３１】エアギャップ１４のギャップ幅は、空気の
磁気絶縁性の特性に基づき、エアギャップ１０のギャッ
プ幅よりもさほど大きくないように選択されることが望
ましい。もっともこのようなギャップ幅の選択は、それ
ぞれ反対の磁極が相対しており、他の軟磁性の磁気帰路
により磁束を変向するような条件も与えられていないこ
とに関連させて行わなければならない。従って、エアギ
ャップ９も磁気絶縁の点では、エアギャップ１４よりも
極めて大きな作用を有している。それというのは、エア
ギャップ９は磁気帰路によって、閉じた各磁界に分離し
ているからである。
【図面の簡単な説明】
【図１】無軸の紡績ロータの個別モータ式駆動装置のた
めの軸線方向磁界モータを示した断面図である。
【符号の説明】
１ 紡績ロータ、 ２ ステータ、 ３ 紡績カップ、
３′ ロータ底部、４，４′ 駆動磁石、 ５ 磁石
支持体、 ６ ヨーク、 ７，８ 磁石、９，１０ エ
アギャップ、 １１ 回転軸線、 １２，１３ 衝突防
止面、 １４，１５ エアギャップ、 １６ エアノズ
ル、 １６′ 出口、 １７ 環状溝、 １８ 接続導
管、 １９，２０ 絶縁層、 ２１，２２ 磁石、 ２
３ヨーク、 ２４ 軟鉄コア、 ２４′ 支承面、 ２
５ ステータ巻線

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 オープンエンド紡績機に設けられた無軸
    の紡績ロータ（１）の個別モータ式駆動装置であって、
    紡績ロータが、軸線方向磁界モータの回転子として形成
    されており、ロータ開口とは離反したロータ側の支承面
    （５′）と、該支承面と対向する、組み合わされた磁石
    ・ガス式支承体の、エアギャップ（１０）によって間隔
    を置かれたステータ側の支承面（２４′）と、駆動磁界
    とガイド磁界とのための磁束を案内するための手段
    （３′，６，２３，２４）とが設けられており、ガイド
    磁界を形成するために、ロータ軸線（１１）に対して同
    心的な磁石機構（７，８，２１，２２）が設けられてい
    る形式のものにおいて、 同心的な磁石機構（７，８，２１，２２）が、両支承面
    （５′，２４′）のうちの一方から突出した回転対称的
    な装置と、対向する支承面に埋め込まれた、回転対称的
    な対応凹部とを有しており、対を成すこれらの回転対称
    的な両部分の寸法が、該部分の領域のおいても軸線方向
    および半径方向にエアギャップ（１４，１５）が形成さ
    れるように設定されていることを特徴とする、オープン
    エンド紡績機に設けられた無軸の紡績ロータの個別モー
    タ式駆動装置。
  2. 【請求項２】 一方の支承面（２４′）に設けられた凹
    部が、他方の支承面（５′）から突出した回転対称的な
    装置よりも大きな軸線方向長さを有している、請求項１
    記載の個別モータ式駆動装置。
  3. 【請求項３】 同心的なエアギャップ（１５）によって
    半径方向に間隔を置いて設けられた、衝突防止面として
    使用するための両面（１２，１３）が、耐摩耗性に形成
    されている、請求項１または２記載の個別モータ式駆動
    装置。
  4. 【請求項４】 凹部がステータ側の支承面（２４′）に
    埋め込まれており、回転対称的な装置が、ロータ側の支
    承面（５′）から突出している、請求項１から３までの
    いずれか１項記載の個別モータ式駆動装置。
  5. 【請求項５】 同心的なエアギャップ（１５）に、磁石
    ・ガス式支承体の圧縮ガス用のエアギャップ（１６）
    の、軸線方向に向いた出口（１６′）が開口している、
    請求項４記載の個別モータ式駆動装置。
  6. 【請求項６】 同心的な磁石機構が、両支承面に配置さ
    れた、互いに対向する永久磁石（７，８，２１，２２）
    から成っており、該永久磁石がそれぞれ反対の極性を有
    している、請求項１から５までのいずれか１項記載の個
    別モータ式駆動装置。
  7. 【請求項７】 各支承面に設けられた永久磁石が、真ん
    中の板状の磁石（７，２２）と、該磁石から間隔を置い
    て同心的に配置された環状の磁石（８，２１）とから成
    っており、該各磁石がそれぞれ反対の極性を有してい
    る、請求項６記載の個別モータ式駆動装置。
  8. 【請求項８】 同心的な磁石機構が少なくともロータ側
    で、支承面（５′）とは離反した側にヨーク（６）を有
    しており、該ヨーク（６）が、遮断層（９）によって、
    駆動磁界のための磁束を案内するための手段（３′）か
    ら分離されている、請求項１から７までのいずれか１項
    記載の個別モータ式駆動装置。
  9. 【請求項９】 駆動磁界のための磁束を案内するための
    手段がヨーク（３′）を有しており、両ヨーク（３′，
    ６）が、軸線方向に間隔を置いて配置された板として形
    成されており、該両板が互いに同心的に位置している、
    請求項８記載の個別モータ式駆動装置。
  10. 【請求項１０】 ガイド磁界を生ぜしめるための同心的
    な磁石機構（７，８）のヨーク（６）のヨーク面が、ロ
    ータ側の支承面（５′）の主要部を備えた平面内に位置
    している、請求項８または９記載の個別モータ式駆動装
    置。
JP6310963A 1993-12-14 1994-12-14 オープンエンド紡績機に設けられた無軸の紡績ロータの個別モータ式駆動装置 Pending JPH07194055A (ja)

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