JPH08209470A - 紡績用回転リング及びその回転制動法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 回転筒の回転制動を円滑・確実に行え、併せ
て、耐久性向上等の付随的効果も得られる様にした、紡
績用回転リング及びその回転制動法を提供する。 【構成】 縦向きにした筒状ホルダー１の内側に回転筒
２を遊嵌し、その上端フランジ部にトラベラー３を遊嵌
したものに於いて、周方向に凹凸形状部Ｓを設けた制動
リング７を、回転筒２に嵌着し、回転筒の回転に伴って
凹凸形状部に生ずる空気抵抗にのみ依存して、回転筒の
回転を抑制する構成とした。凹凸形状部の形状は、空気
抵抗力の分力によって、回転筒に、その軸方向に沿う推
力を生じさせない形状に設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回転筒が過早回転する
のを防ぐ方法を改善した、紡績用回転リング及びその回
転制動法に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記過早回転を防ぐ方法の一例が、「実
開昭５９−６１２８０号公報」に開示されている。図７
は、上記公報の添付図面の写しであって、紡績用回転リ
ング５０は、全体として縦向きの偏平円筒状に形成され
ている。５１は筒状ホルダーで、その内側には、上下に
二分割可能な回転筒５２を遊嵌させている。回転筒５２
の上端に形成したフランジ部５２ａには、止輪状のトラ
ベラー５３を遊嵌させている。回転筒５２の外周面には
Ｖ形溝を周設し、その下向き斜面５２ｂを、筒状ホルダ
ー５１の頂部斜面５１ａに、摺接状態で載せ掛けてい
る。５４は、回転筒５２の上部に外嵌させた環体で、周
方向の複数箇所に斜翼５５を突設している。更に、回転
筒５２の下端には、弾性材料製でスカート状のブレーキ
シュー５６を嵌着している。６０は、紡績用回転リング
５０を取付けるリングレールで、ボビン６１を装着した
スピンドル（図示略）に沿って所定ストロークで上下動
される。６２は、上記取付用のストップリングである。
次に、紡績用回転リング５０の作用を説明する。ボビン
６１の上方から供給される粗糸は、その先端をトラベラ
ー５３に挿通させたうえボビン６１に固定する。スピン
ドルの回転に伴って、トラベラー５３はフランジ部５２
ａに沿って旋回し、粗糸に撚りを掛けながらボビン６１
への巻取りをガイドする。この状態で、トラベラー５３
と回転筒５２との間に摩擦係合力が働くので、回転筒５
２も同伴される様に回転する。この回転数の上昇につれ
て、環体５４に突設した斜翼５５が受ける空気抵抗力が
増し、その回転軸方向の分力によって、回転筒５２は、
図中に矢印ａで示した下向きの推力を受ける様になる。
これによって、回転筒５２の下向き斜面５２ｂと、筒状
ホルダー５１の頂部斜面５１ａとの間に生ずる摺接摩擦
力が増大して、回転筒５２はその回転を抑制される。一
方、回転筒５２の回転数の上昇につれて、その下端に取
着したブレーキシュー５６の裾部分が、図７に仮想線及
び矢印ｂで示した様に持ち上げられ、筒状ホルダー５１
の底面に当接する。その為、この摺接摩擦力と上記推力
とが協動して、回転筒５２の回転を抑制し、その回転速
度がトラベラー５３の旋回速度と同等以上になる、いわ
ゆるオーバーラン状態に陥ることが防がれて、粗糸には
常に適度のテンションが掛かり、ボビン６１には、良質
の精紡糸が緊密且つ均等に巻取られる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記の紡績用回転リン
グ５０は、回転筒５２の過早回転を抑制する手段とし
て、回転筒５２に、斜翼５５を突設した環体５４を嵌着
し、斜翼５５の斜面に加わる空気抵抗力のうち、回転リ
ング５２を押し下げる様に作用する下向きの分力を利用
して、回転筒５２の下向きの斜面５２ｂと筒状ホルダー
５１の頂部斜面５１との間に、摩擦ブレーキとしての機
能が生ずる様にしている。又、これとは別に、摩擦ブレ
ーキとしてのブレーキシュー５６も設けている。ところ
が、この様な摩擦ブレーキによると、ブレーキを構成す
る１対の接触面が係・脱される都度、回転筒５２の回転
数が急変することは避けられない。この脈動回転は、当
然、トラベラー５３に伝わるので、巻取テンションが急
変し、円滑な巻取を阻害して糸質の低下を招くばかり
か、糸切れの要因ともなる。又、回転停止時には、スナ
ール（糸のもつれ）を生じさせる。この様な不都合はス
ピンドルの回転数を増す程顕著になるので、高速操業を
行い難い。その上、有害な摩擦熱が生じ、摩擦により損
耗したトラベラーは勿論、回転筒やブレーキシューの取
替えも必要な為、保守費が嵩む。そこで本発明の目的
は、回転筒の回転制動を円滑・確実に行えて高速操業が
可能になり、併せて、耐久性が優れる等の付随的効果も
得られる様にした紡績用回転リング及びその回転制動法
を提供するにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成する為
の、本発明による紡績用回転リング及びその回転制動法
は、縦向きにした筒状ホルダー１の内側に回転筒２を遊
嵌し、該回転筒２の上端フランジ部に、トラベラー３を
遊嵌したものに於いて、周方向に凹凸形状部Ｓを設けた
制動リング７を回転筒２に嵌着し、該回転筒２の回転に
伴って、前記凹凸形状部に及ぼされる空気抵抗力によ
り、回転筒２に回転制動トルクを生じさせる方法及び構
成を採用した。凹凸形状部Ｓは、空気抵抗力の分力によ
って、回転軸方向に沿う推力を生じさせない形状にす
る。凹凸形状部Ｓは、制動リング７の接線方向と略直交
する空気抵抗面を備えた複数の制動羽根７ｂを、該制動
リング７の周方向に所定間隔を隔てて突設して形成させ
るとよい。

【０００５】

【作用】回転筒２には、その周方向に凹凸形状部Ｓを設
けた制動リング７を嵌着してあるので、トラベラー３に
随伴されて回転筒２が回転すると、この回転数に応じた
強さの空気抵抗が凹凸形状部Ｓに生じ、回転筒２の回転
制動トルクとして作用する。これによって、回転筒２の
回転数がトラベラー３のそれを上回る、いわゆるオーバ
ーラン状態に陥ることが確実に防げる。又、回転筒２の
回転制動は、従来の摩擦ブレーキとは異なって、脈動的
にではなく、連続的に円滑に行われる。その為、スピン
ドルを従来より高速回転させても良好な精紡を行える。
そして、凹凸形状部Ｓは、空気抵抗力の分力によって、
回転筒２にその軸方向に沿う推力を生じさせない形状に
設定しているので、従来技術の様に、筒状ホルダーと回
転筒との間に、好ましからざる摩擦ブレーキ作用を生じ
させることはない。

【０００６】

【実施例】以下に、本発明の一実施例を、図１及び図２
を参照しながら説明する。図１に部分縦断面図として示
した、この実施例の紡績用回転リングＡは、縦向きに配
置した筒状ホルダー１の内側に、回転筒２を遊嵌し、こ
の回転筒２の上端に形成したフランジ部２ａに、止輪状
のトラベラー３を遊嵌して、その主体部分を構成させて
いる。

【０００７】この筒状ホルダー１と回転筒２との間に
は、摺接リング４を介在させて、回転筒２の円滑な回転
を確保している。筒状ホルダー１の上端部には、摺接リ
ング４を抜止するリテーナーリング５を嵌着し、回転筒
２の上部外周面には、リング状の防塵カバー６を嵌着し
ている。６０は、紡績用回転リングＡを取付けるリング
レール、６２はその取付用のストップリングである。

【０００８】回転筒２の内周面下部には段差箇所２ｂを
設けあり、この箇所に、図２に上下反転状態で示した制
動リング７を緊密に嵌着させている。この実施例の制動
リング７は、ナイロン樹脂等のエンジニアリングプラス
チック製で、段差箇所２ｂに嵌合される横断面Ｌ字形の
リング状の本体７ａと、その下面の周方向の複数箇所、
この場合は１６箇所に下向きに突設した制動羽根７ｂと
で構成されている。

【０００９】矩形板状に形成された各制動羽根７ｂは、
空気抵抗面となるその平坦な面を、制動リング７の接線
方向と直交する向きに配向させている。この様にして、
制動リング７の周方向に形成された凹凸形状部Ｓは、空
気抵抗体となって回転筒２に回転制動トルクを生じさせ
る。

【００１０】次に、上記構成の作用を説明する。精紡機
を起動させると、その上方から供給される粗糸は、回転
筒２のフランジ部２ａに沿って旋回するトラベラー３に
よって適度のテンションを掛けられ、伸延及び撚り掛け
されながら、高速回転するボビン６１に緊密に巻き取ら
れて行く。その際に、回転筒２と一体回転する制動リン
グ７に周設した凹凸形状部Ｓには空気抵抗力が生じ、こ
れによって、回転筒２は、その回転数に対応した強さの
回転制動力を受ける。

【００１１】その為、回転筒２の回転速度が、トラベラ
ー３の旋回速度と同等以上になる、いわゆる“オーバー
ラン”状態に陥る恐れが解消する。又、回転筒２の回転
抑制は、制動リング７に加わる空気抵抗のみに依存して
いるので、摩擦ブレーキに依存する従来のもとは異なっ
て、スピンドルの停止時や、制動力が掛かり始める時に
制動ショックを生ずることが無く、制動力のオン・オフ
及び増減を無段階に極めて円滑に、然も、迅速に行わせ
ることが出来る。それによって、極めて均質で良好な精
紡糸を、従来より高速で、且つ、均等にボビン６１に巻
き取ることが出来る。

【００１２】ところで、制動リング７のみに依存して、
回転リング２の回転を有効に抑制するには、制動リング
７の形状・寸法を、紡績用回転リングＡの寸法規格から
逸脱しない様に、極力コンパクトにまとめながら、凹凸
形状部Ｓが受ける空気抵抗を可及的に大きくする必要が
ある。そこで、制動リング７の最良の形状を見出す為
に、試作制動リング７の空気抵抗力を測る、図５に示し
た制動トルク測定装置３０を作り、これを使って様々な
試作制動リングの回転制動性能をテストした。

【００１３】この制動トルク測定装置３０は、リング状
の固定テーブル３１の内側に、ベアリング３２を介して
回転テーブル３３を遊嵌させ、その下面中央部に可変速
モータ３４を縦向きに固定している。そして、回転テー
ブル３３の上面に突出したモータ軸３４ａに、テスト用
の回転筒４１を軸嵌し、その上端にテスト用の制動リン
グ７を着脱自在に嵌着させている。又、回転テーブ３３
上には、テスト用の筒状ホルダー４２を固定している。
固定テーブル３１上には、回転テーブル３３の接線方向
に向けて荷重センサー４３を据付け、その荷重検出杆４
３ａの先端を回転テーブル３３の周縁部に設けた連結部
３３ａに連結している。これによって、回転テーブル３
３は自由回転を制止されている。

【００１４】制動トルク測定装置３０の作用は、モータ
３４が回転し、回転筒４１に取着した制動リング７が空
気抵抗を受けると、モータ３４のステータ（回転テーブ
ル３３）は、その回転方向とは逆向きのトルクを受け
る。この時、荷重センサ４３によって検出される荷重を
Ｆとし、モータ軸３４ａと連結部３３ａとの間隔をｒと
すれば、制動リング７が、回転筒２に及ぼす制動トルク
Ｔは、下式により算出される。 Ｔ ＝ Ｆ×ｒ

【００１５】そして、既述の如く様々の要改善課題を抱
える摩擦ブレーキに頼らずに、完全に空気抵抗だけで回
転筒２の回転を有効に抑制出来る制動リング７を創作す
べく、上記の測定装置を使って、様々な形状の制動リン
グ７を試作し、テストを重ねた結果、図２に示した形状
の制動リング７が最も好結果を収めた。即ち、モータ軸
３４ａの回転数を段階的に上昇させながら、各段階毎に
上記の制動トルクＴを、多数回の計測の平均値として求
めたところ、１０,０００〜２２,０００ｒ.ｐ.ｍ．の計
測範囲に於いて、必要とする十分な回転制動トルクが得
られた。

【００１６】ちなみに、図６に示した形状の試作制動リ
ング７Ｂの制動トルクＴは、２０,０００ｒ.ｐ.ｍ．に
於いて不十分な値に留まった。尚、図中の矢示方向とは
逆向き回転させると、この値は更に低下した。

【００１７】又、図３に示した、本発明による他の実施
例としての制動リング７Ａは、空気抵抗を増すと共に、
粗糸への撚掛け方向の違いを考慮に入れて、左右いずれ
の回転方向にも同じ制動トルクが得られる様に、制動羽
根７ｂは、１対の半円筒体を背中合わせに接合した形状
にしている。その制動トルクＴは、制動リング７のそれ
と同等以上の値を示した。

【００１８】尚、制動リング７に就いて、制動羽根７ｂ
を、１６枚から２４枚に増したところ、トルクの増加は
最大で２２％に留まった。そして、サイズ上の制約を無
視して個々の制動羽根７ｂを大きくすればする程、当然
に、制動効果は大幅に増大する。又、２個の制動リング
７を上下に噛合状に対置させた形態のもの（図示略）を
試作しテストしたところ、制動リング７単体に比べて、
制動トルクＴを略２０％近く高められることも解った。

【００１９】更に、図１に於いて、制動リング７と対向
する、筒状ホルダー１の下部内周面を、図中に仮想線ａ
で示した様に、下向きに拡開するテーパー面に形成すれ
ば、空気の導入効果が生じるので、その分、制動トルク
Ｔを高められる。もっとも、制動リング７を筒状ホルダ
ー１の下方に突出させれば、より制動効果を高められ
る。その場合には、精紡作業上の安全の為に、筒状ホル
ダーの下端に通気性のあるガード部材を垂設する等の対
策が必要である。そして、回転筒２への制動リング７の
取付位置は、図示の位置に限られない。

【００２０】次に、上記実施例の紡績用回転リングＡ
と、図８に示した既存の固定リング７０との性能を比較
したテストの結果を、図４にグラフ化して示した。テス
トに用いた精紡機は、豊和工業株式会社製の精紡機「Ｕ
Ａ−３３Ｇ」、粗糸は、ポリエステル１００％，ＩＤ×
４４ｍ/ｍ，ｗｔ，Ｎｅ４０'ｓである。

【００２１】図４のグラフは、横軸にスピンドルの回転
数を、縦軸に粗糸に加えられる紡出張力（粗糸に掛かる
テンション）を採っている。このグラフは、既存の固定
リング７０では、１万数千回転を越える頃から紡出張力
が急カーブを描いて上昇し、糸切れを起こす恐れが加速
度的に増すことが示されている。それに対して、上記実
施例の精紡用回転リングＡを用いた場合の紡出張力は、
回転数に略正比例して緩やかに上昇しており、従来は殆
ど不可能だった、２万数千回転以上での高速紡糸が可能
なことを示唆している。事実、２５,０００ｒ.ｐ.ｍ．
以上でも、糸切れを生ずることなく良好な精紡を行うこ
とが出来た。

【００２２】

【発明の効果】以上の説明によって明らかな様に、本発
明の回転制動法を採用した紡績用回転リングは、回転筒
の制動を摩擦ブレーキに依存する従来のものに比べて、
以下に列挙した如き様々の優れた効果を奏する。 （ａ） スピンドルを高速回転させても、回転筒の回転
制動を円滑・確実に行えるので、より高速での高能率精
紡が可能になる。 （ｂ） 摺接制動面を有しないので、有害な摩擦熱を生
ぜず、又、摩耗した部品を頻繁に交換する必要も無くな
り、耐久性が大幅に向上する。 （ｃ） 制動リングの凹凸形状部の形状を適宜に変える
だけで、回転制動性能を、極めて簡単に、且つ幅広く変
えられる。 （ｄ） 制動リングは、その制動性能が異るものに、簡
単に取替えられるので、精紡条件が異なる毎に、一々紡
績用回転リングの種類を変えなくて済む。 （ｅ） 制動リングは、合成樹脂を射出成形する等し
て、極めて能率的に、又、軽量に作れるので、紡績用回
転リングのコストダウンと軽量化が達成される。 （ｆ） 制動リングの回転に伴って生じる気流によっ
て、回転筒の円滑な回転を妨げる塵埃が排除され、又、
紡績用回転リングが冷却される。 （ｇ） 凹凸形状部の形状を適宜に選定することによ
り、回転リングの回転方向の如何に拘わらず、回転制動
力を不変に保てる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す、紡績用回転リングの
部分縦断面図である。

【図２】同上、制動リングの一例を示した斜視図であ
る。

【図３】制動リングの他の実施例を示した、斜視図であ
る。

【図４】上記実施例の紡績用回転リングと、既存の固定
リングに就いて、スピンドルの回転数と紡出張力との関
係を比較したグラフである。

【図５】様々の試作制動リングに就いて、それ等の制動
性能を比較検討する為に用いた、制動トルク測定装置で
ある。

【図６】試作制動リングの一例を示す、部分斜視図であ
る。

【図７】従来技術を例示した、図１相当図である。

【図８】既存の固定リングの一例を示す、部分縦断面図
である。

【符号の説明】

Ａ 紡績用回転リング １ 筒状ホルダー ２ 回転筒 ２ａ フランジ部 ３ トラベラー ４ 摺接リング ５ リテーナーリング ６ 防塵カバー ７，７Ａ 制動リング ７Ｂ 試作制動リング ７ａ 本体 ７ｂ 制動羽根 Ｓ 凹凸形状部 ３０ 制動トルク測定装置 ３１ 固定テーブル ３２ ベアリング ３３ 回転テーブル ３３ａ 連結部 ３４ モータ ３４ａ モータ軸 ４１ 回転筒 ４２ 筒状ホルダー ４３ 荷重センサー ４３ａ 荷重検出杆 ５０ 紡績用回転リング ５１ 筒状ホルダー ５１ａ 頂部斜面 ５２ 回転筒 ５２ａ フランジ部 ５２ｂ 下向き斜面 ５３ トラベラー ５４ 制動リング ５５ 斜翼 ５６ 環状ブレーキシュー ６０ リングレール ６１ ボビン ６２ ストップリング

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 縦向きにした筒状ホルダー１の内側に回
   転筒２を遊嵌し、該回転筒２の上端フランジ部にトラベ
   ラー３を遊嵌したものに於いて、 周方向に凹凸形状部Ｓを設けた制動リング７を回転筒２
   に嵌着し、 該回転筒２の回転に伴って、前記凹凸形状部Ｓに及ぼさ
   れる空気抵抗力により、回転筒２に回転制動トルクを生
   じさせることを特徴とする紡績用回転リングの回転制動
   法。
2. 【請求項２】 前記凹凸形状部Ｓは、前記空気抵抗力の
   分力によって、回転軸方向に沿う推力を生じさせない形
   状にしたことを特徴とする請求項１記載の紡績用回転リ
   ングの回転制動法。
3. 【請求項３】 縦向きにした筒状ホルダー１の内側に回
   転筒２を遊嵌し、該回転筒２の上端フランジ部にトラベ
   ラー３を遊嵌したものに於いて、 回転筒２の軸方向に沿う推力を生じさせない形状を備え
   て、空気抵抗体となる凹凸形状部Ｓをその周方向に設け
   た制動リング７を、前記回転筒２に嵌着したことを特徴
   とする紡績用回転リング。
4. 【請求項４】 前記凹凸形状部は、前記制動リング７の
   接線方向と略直交する空気抵抗面を備えた複数の制動羽
   根７ｂを、該制動リング７の周方向に所定間隔を隔てて
   突設することにより、形成したことを特徴とする請求項
   ３記載の紡績用回転リング。