JPH0794309B2 - ボビンホルダ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ｛産業上の利用分野｝ 本発明は、糸条を巻取るためのボビンホルダに関する。
更に詳しくは、該ボビンホルダ上にボビンを装着するに
際し、ボビンの偏心をなくし、回転時に発生する振動を
低いレベルに抑えることを可能にするボビンホルダに関
する。

｛従来の技術｝ 生産性の向上、糸品質の改善などを目的として合成繊維
の製造プロセスの高速化が進み、最近ではFOYに見られ
る如く、紡糸・延伸工程を直結化し、一気に5000〜6000
m/分で巻取るプロセスが開発されてきた。

装置サイドにおいても、上記高速プロセスを工業化する
ために6000m/分レベルの高速ボビンホルダが実用化され
始めてきた。

この高速ボビンホルダを実現するに際し、最大の問題
は、該ボビンホルダ回転時に発生する振動を如何に抑制
するかであった。勿論、該ボビンホルダの使用回転数範
囲には、ボビンホルダの剛性と質量から決定される危険
速度がないように、また、該ボビンホルダのバランス修
正を実施することにより、できるだけ振動が発生し難い
ように留意されているが、それだけでは充分ではない。

ボビンホルダは糸条を巻取るごとに新しいボビンを装着
するため、ボビンを装着した状態でのボビンホルダの振
動は、その回転ごとに異なる。すなわち、ボビンの装着
状態に起因するアンバランスが発生し、それが異なるた
めに振動が変るのである。

したがって、高速時においても、ボビンホルダの振動を
安定して小さいレベルにするためには、ボビンを装着す
る段階でできるだけアンバランスが生じないようにする
こと、すなわち、ボビンをボビンホルダ上に保持するに
際し、できるだけ同芯上に把持し、該ボビンがほとんど
振れないようにすることが非常に重要となってきた。

特に近年のように、上記高速化の指向と同時に、より一
層の生産性の向上を目的として、ボビンの多山化により
大型化が図られている状況下ではボビンホルダの高速性
能を左右するのは、ボビン保持機構によっていると言っ
てもよく、ボビンを偏心することなく確実に把持するボ
ビン保持機構が必要とされてきた。

これに対し、高速回転においても、ボビンを確実に把持
するものとして、ボビンホルダ軸方向に押圧することに
より、ボビン内壁まで拡張されるボビン保持機構を有し
た例えば、特開昭53-6647号公報に記載されているよう
なボビンホルダが知られている。

｛発明が解決しようとする問題点｝ しかしながら、かかる従来技術の場合、空ボビンを装着
した状態でボビンホルダを高速回転せしめても、振動を
低いレベルに抑えることはできなかった。

これは、ボビンがボビンホルダの同芯上に把持されずに
偏心して支持されたため、ボビンの偏心によって生ずる
アンバランスが発生し、それが高速回転時に大きな遠心
力を作用させる原因となり、振動レベルが大きくなった
のである。

満ボビンをドフした後、空ボビンをドンする際、従来技
術においては、作業者により、または自動化の場合に
は、自動ドン装置により、ボビンホルダ部後端に設けら
れた規制用突起物、いわゆる当て止めで規制されるボビ
ンの正規巻取位置まで、ボビンが一気に押込まれてい
た。

ボビンがボビンホルダに設けられたボビン保持機構入口
に挿入される際、ボビンの自重によってボビンの上方部
だけは、該ボビン内壁と該ボビン保持装置の外径とがボ
ビン軸方向に沿って接触するが、該ボビンの下方部に
は、該ボビン内壁径とボビン保持機構の外径との差の分
だけ隙間が生じる状態となる。

このような状況下でボビン軸方向に押圧すると、ボビン
内壁まで拡張される例えばゴムなどの弾性体により該ボ
ビンは、軸方向に移動せしめられると同時に、押圧さ
れ、またゴムなどの弾性体はボビン軸方向に動くことに
よりボビン半径方向に拡張され、該ボビンを把持せんと
する。しかし、既にボビンは、正規巻取位置で当て止め
で規制されているが故に軸方向には移動できず、該当て
止めとボビンとの間にボビン保持機構の押圧による接触
圧が発生する。かかる状態でゴムなどの弾性体がボビン
内壁まで半径方向に均等に拡張されるためには、該弾性
体を拡張せんとする力は、ボビンと該当て止めとの間の
接触によって生じる摩擦力に打ち勝たなければならな
い。そのためには、ボビンと該当て止めとの摩擦係数を
極めて小さくし、弾性体の拡張が小さくても弾性体が容
易に均等に張り出ることが要求されるが、ボビンの材質
上の制約から、摩擦係数は大きくならざるを得なかっ
た。

したがって、従来技術においては、ボビン保持機構が均
等に張り出し、偏心なしにボビンを把持することはでき
ず、不均一な状態でボビンを把持せざるを得なかった。

その結果、ボビンは偏心すると同時に、ボビンを把持す
る力も弱くなり、ボビンホルダを高速回転さると、振動
が大きくなり、安定した高速回転が得られなかった。こ
の傾向は、ボビンの多山化が進むにつれてその分だけア
ンバランスが増加するため、より顕著になってきた。こ
の多山取りのボビンを高速回転させると、振動が大き
く、軸受がすぐに破損し、そのため、修理に多くの時間
を費やせざるを得ず、生産性の低いものとなる。また、
振動が大きいため、作業環境は劣悪なものとなり、更に
は、振動レベルの大きさによっては、ボビンホルダの強
度にも影響を及ぼし、安全上問題である。

本発明の目的は、上記の従来技術の欠点を除去せんとす
るものであり、ボビン装着時において、ボビンを偏心な
く把持することにより、ボビンによって発生するアンバ
ランスを抑え、安定した高速回転を可能ならしめ、しか
も、ボビンを所望の正規の巻取位置に容易に位置せしめ
た状態で把持することができるボビンホルダを提供せん
とするものである。

｛問題点を解決するための手段｝ 上記目的を達成する本発明の構成は、 （Ａ）ボビンホルダ部にボビンを装着し、ボビン内壁ま
で拡張されるボビン保持機構により、前記ボビンを把持
せしめるボビンホルダであって、 （Ｂ）前記ボビンの装着方向端部に、前記ボビンの正規
巻取位置を決定する前記ボビン端面の当て止めが設けら
れていると共に、 （Ｃ）前記当て止めから前記ボビン装着方向とは反対方
向の所定距離隔てた位置に、前記ボビンを前記正規巻取
位置に把持せしめるに際し、前記ボビン端部を一時的に
係止させるストッパーが設けられている ことを特徴とするボビンホルダである。

以下、本発明を図面を参照しながら更に詳しく説明す
る。

第１図は本発明装置に適用されるボビンホルダの構造を
例示した概略図である。第２図はボビンを挿入するに際
し、第１図で示されたボビンホルダ上でボビンが一端静
止せしめらよれている状態を示す図である。

第１図で水平方向に片持式に配置されたボビンホルダ１
は、ボビン15a〜15dを把持する公知のボビン保持機構、
すなわち本実施例では軸方向に圧縮されることによりボ
ビン内壁まで拡張される弾性リング7a〜7hと、ボビン15
a〜15dの内壁との間に生じる摩擦力により把持する機構
のボビン保持機構が設けられたボビンホルダ部２と、該
ボビンホルダ部２の同軸上に延長されたボビンホルダ軸
５からなる。

ボビンを支持する上記ボビンホルダ部２は、前部円筒部
材３と後部円筒部材４の２つの部材に分割されている。
本実施例では、前部円筒部材３は、上記ボビンホルダ軸
２と同一部材で一体化された構造となっているが、何も
これに限定されるものではなく、該ボビンホルダ軸２と
前部円筒部材３とが別部材からなり、嵌挿などの手段に
より締結一体化されている構造のものでよいし、ネジな
どの締結手段を緩めることにより自由に分割できる構造
のものでもよい。

なお、上記の実施例においては、前部円筒部材３の後端
外径部を細径化した部分に、後部円筒部材４を焼きバメ
嵌挿することにより、該前部円筒部材３と後部円筒部材
４とを結合して一体化せしめ、ボビンホルダ部２を形成
している。

分割された２つの部材、すなわち、前部円筒部材３と、
後部円筒部材４とを結合して一体化せしめる手段として
は、本実施例の如く焼きバメ嵌挿だけに限定されるもの
ではなく、溶接にて一体化させてもよいし、また条件に
よっては、ネジなどの締結手段を用いてもよい。要は、
分割された別の部材をボビンホルダ部２の中間部で結合
して一体化せしめ、長尺のボビンホルダ部をなすことが
重要なのである。

後部円筒部材４のボビンを支持する部分においては、ボ
ビンホルダ軸５とボビンホルダ部２とが一体化された部
分から延びるに従って肉厚が薄くなるような構造とされ
ている。本実施例では、２段構造とされているが、何も
これに限定されるものではなく、３段もしくは４段、さ
らにはそれ以上の多段構造でもよい。更にテーパ形状で
もよい。要は、ボビンホルダ軸５とボビンホルダ部２と
が一体化された部分から延びるにしたがって後部円筒部
材４の肉厚を順次薄くすることが好ましく、これにより
肉厚が均一な円筒部材に比べて後部円筒部材４が自らの
自重と剛性とによって決定され得る固有振動数を高くす
るような構造であることが重要なのである。

また、後部円筒部材の後端には、フランジ形状のボビン
位置規制用ボビン当て14が設けられている。

さらに、上記後部円筒部材４の中空部内には、フレーム
21にボルト（図示せず）で締結された管状支持体６が突
出している。

ボビンホルダ軸５は、上記管状支持体６の先端部に設け
られた軸受17a、およびフレーム21内に設けられた軸受1
7b,17cにより回転自在に支承されている。

軸受17bと17cとの間には、中間部材18上に固定された電
動機回転子19が、また、該電動機回転子19と対応する位
置に電動機固定子20が配置されており、上記中間部材18
がボビンホルダ軸５に焼きバメによりブッシングされ、
回転トルクを伝達できる構造とされている。

なお、本実施例では、中間部材18は軸受17bと17cとの間
のボビンホルダ軸にブッシングされているが、何もこれ
に限定されるものではなく、条件によっては軸受17aと1
7bとの間のボビンホルダ軸に焼きバメブッシングされて
いてもよいし、更には、軸受17aと17bとの間および軸受
17bと17cとの間の双方にも中間部材が焼きバメブッシン
グされていてもよい。要は、本実施例のように、管状支
持体６の内側にボビンホルダ軸５が軸受17a,17b,17cを
介して支承されているボビンホルダ１において、構造上
前記ボビンホルダ軸５が細径化ならざるを得ない場合、
中間部材18をボビンホルダ軸に焼きバメブッシングする
ことにより、ボビンホルダ軸５の剛性をアップさせるこ
とが重用なのである。

管状支持体６の先端部に設けられた軸受17aと、ボビン
ホルダ軸５とボビンホルダ部２とが固定され一体化せし
められている部分との間に、軸受用カラー16が設けられ
ている。該軸受用カラー16の外径部には、ネジ23が加工
されており、ボビンホルダ部２内の奥まった中空状内に
ある軸受17aを抜き取る際に利用できる構造とされてい
る。

ボビンホルダ部２の先端部には止め輪11を介してバネ押
え部材10が装着されており、該バネ押え部材10からバネ
12が延び、ボビンホルダ部２の中空部の内径部に滑かに
動き得るように挿入されたピストン部材９を押し付ける
構造とされている。また、ピストン部材９は、上記ボビ
ンホルダ部２上に設けられた弾性リング7a〜7hを軸方向
に圧縮可能なように、該ボビンホルダ部２の外径部をも
滑かに動き得るような構造とされている。したがって、
バネ12によって発生されたスラスト力は、バネ押え部材
10により弾性リング7aに伝わり、該弾性リング7aに伝わ
ったスラスト力はカラー8aを介して次の弾性リング7bに
も伝達されることにより、順次弾性リング7hまで伝播さ
れ、そしてこれら弾性リング7a〜7hが圧縮変形すること
により、ボビン15a〜15dを把持せしめる構造とされてい
る。

なお、ボビン15a〜15dのリリース時には、ボビンホルダ
軸５の中心部軸方向、およびボビンホルダ軸５とボビン
ホルダ部２とが締結一体化された部分の中心部軸方向に
設けられた小孔22を介して、加圧流体が送り込まれ、該
加圧流体がボビンホルダ部２の前部に設けられた空間Ｓ
で拡大された圧力を利用してピストン部材９を押すバネ
12を圧縮せしめ、弾性リング7a〜7hの変形を元に戻すこ
とにより、ボビン15a〜15dをリリースできる構造とされ
ている。

また、ボビンホルダ部２の奥側にボビンホルダ１とは別
にシリンダ25を配置してあり、該シリンダ25の先端には
ストッパ24が設けられている。そして定常の巻取時には
該シリンダ25、ストッパ24は、巻取りの支障にならない
位置まで退避せしめられる機構とされている。

｛作用｝ ボビン装着時においては、シリンダ25が作用し、該シリ
ンダ25に設けられたストッパ24によりボビン15a〜15dは
ボビン保持機構上で静止せしめられる（第２図参照）。

この時、ボビン15a〜15dは自重によって、ボビン上方部
は該ボビン内壁と弾性リング7a〜7hとが軸方向に沿って
線接触をし、ボビン下方部は、ボビン15a〜15d内壁径と
弾性リング7a〜7hとの間の寸法差による隙間が発生す
る。

この状態においては、ボビンホルダ１の小孔22を通じて
加圧流体が空間Ｓに供給されている。

次に、シリンダ25が働き、ストッパ24は第１図の如く、
ボビン端部を規正する位置から遠ざかる。そして、この
時点まで供給されていた上記加圧流体がストップされ、
バネによってボビンホルダ軸方向にピストン部材９とカ
ラー8a〜8hが移動させられると同時に、弾性リング7a〜
7hは半径方向に均一に拡張変形せしめられてボビン15a
〜15dを把持する。この時、ボビン15a〜15dを偏心なく
かつ確実に把持するまで、バネ12による力が作用する。

そして確実に把持し、もうこれ以上移動できなくなる距
離に、本実施例では、ボビン当て14が設けられている。

したがって、上記ストッパ25でボビン15a〜15dを一旦静
止せしめる位置は、上記バネ12による力と弾性リング7h
とによって確実に把持されるまで、該ボビン15a〜15dが
移動した位置が巻取位置となるように決められる。

また、本実施例では、ボビンホルダを横切るような位置
にシリンダを設けて、ボビンを静止せしめたが、何もこ
れに限定される必要はなく、ボビンホルダ軸方向から行
なってもよい。要は、上記ストッパ位置で一旦ボビンを
静止せしめた後、ボビン保持機構を作用せしめて、ボビ
ンを偏心することなく、確実に支持することが重要なの
である。

｛実施例｝ 以下、実施例によって本発明の効果を具体的に説明す
る。

第１図に例示したと同一構造のボビンホルダの振動につ
いて述べる。

本ボビンホルダはボビンホルダ部全長が900mmで、内径9
4mm、外径110mm、長さ225mmのボビン４個が装着され、
かつ毎分6000mの回転数が換算すると17360rpmもの高速
回転が必要とされるものである。

また、ボビンホルダ軸径は、35mm、軸受17a,17b間の距
離は420mm、軸受17b,17c間の距離は、400mmである。

本ボビンホルダは、１次危険速度1800rpm、更にフレー
ムから突出して固設された管状支持体の固有振動数の45
00rpmを乗り越えて、次のボビンホルダの２次危険速度
までの間を使用範囲としている。

また、ボビンを一旦静止せしめるストッパーは、ボビン
当て14の5mm前方に設けられている。

軸受17bの近傍のフレームに振動ピックアップ（図示せ
ず）を取付け、本ボビンホルダを回転させた時の振動結
果を第３図に示す。

17360rpmまでの使用回転数範囲は、振動レベルが小さく
安定した高速回転が可能であった。また、１次危険速度
通過時の振動も特に大きくはなく、スムーズに乗り切る
ことができた。

比較例とて、実施例と同一のボビンホルダでシリンダ2
5、ストッパ24がなく一気にボビン当て14までボビンを
挿入する型式のものを回転させた。その時の振動結果を
第４図に示す。

使用回転数範囲の振動、騒音とも大きくなった。特に高
速域に近づくにつれて顕著に現れてきた。また、１次危
険速度通過時の振動レベルも大きくボビンホルダ先端は
激しく振動した。

｛効果｝ 以上、本発明は、上記の構成、作用を有するため、次の
如き優れた効果を奏する。

すなわち、ボビンをボビンホルダに装着するに際し、一
気に正規巻取位置まで挿入するのではなく、一旦ボビン
ホルダ上で静止せしめた後、ボビン保持機構を働かせて
該ボビンホルダ軸方向に押圧せしめることにより、該ボ
ビンを移動させると同時に、弾性体を拡張せしめ、半径
方向に均一に把持させんとする構造となっているため、
従来技術の如く、ボビン当てとボビン奥端との間の摩擦
力により、該弾性体が不均一に拡張される構造と比べ、
ボビンを確実かつ偏心なく支持することができる。

このため、ボビンホルダ上でのボビンによって発生する
アンバランスが小さいものとなり、高速回転せしめても
振動レベルが小さく、かつボビン把持も確実にできるた
め、高速回転は安定したものとなる。

特に、ボビンの多山化が進むにつれてこの傾向は顕著と
なり、多山巻き取りの可能な高速ボビンホルダが可能と
なり、生産性が向上する。

また、振動が小さいことにより、軸受の長寿命化など機
械的性能の向上が計られ、信頼性が増加すると共に、保
全周期も長くなり、それに費やする労力および工数の節
減が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明装置に適用される代表的な実施態様を
示すボビンホルダの概略図であり、第２図は、ボビンを
挿入するに際し、第１図で示されたボビンホルダ上でボ
ビンが一旦静止せしめられている状態図である。 第３図は、第１図で例示されたボビンホルダを本発明に
したがって高速回転せしめた時の軸受振動を示すグラフ
である。 第４図は、第１図で例示したボビンホルダを従来技術に
したがって一気にボビンを挿入し、高速回転せしめた時
の軸受振動を示すグラフである。 図面中の符号の説明 １……ボビンホルダ、２……ボビンホルダ部 ３……前部円筒部材、４……後部円筒部材 ５……ボビンホルダ軸、６……管状支持体 7a,7b,7c,7d,7e,7f,7g,7h……弾性リング 8a,8b,8c,8d,8e,8f,8g,8h……カラー ９……ピストン部材、10……バネ押え部材 11……止メ輪、12……バネ 13……Ｏリング、14……ボビン当て 15a,15b,15c,15d……ボビン 16……軸受用カラー 17a,17b,17c……軸受 18……中間部材、19……電動機回転子 20……電動機固定子、21……フレーム 22……小孔、23……ネジ 24……ストッパ、25……シリンダ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（Ａ）ボビンホルダ部にボビンを装着し、
   ボビン内壁まで拡張されるボビン保持機構により、前記
   ボビンを把持せしめるボビンホルダであって、 （Ｂ）前記ボビンの装着方向端部に、前記ボビンの正規
   巻取位置を決定する前記ボビン端面の当て止めが設けら
   れていると共に、 （Ｃ）前記当て止めから前記ボビン装着方向とは反対方
   向の所定距離隔てた位置に、前記ボビンを前記正規巻取
   位置に把持せしめるに際し、前記ボビン端部を一時的に
   係止させるストッパーが設けられていることを特徴とす
   るボビンホルダ。