JPH0689487B2 - 紡績用回転リング - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、紡績用回転リングに関し、特にそのブレーキ
機構の改良に関する。

〔従来の技術及びその課題〕

従来より、ホルダーによって軸承部を介し回転自在に支
持されるリング回転体を有し、このリング回転体がトラ
ベラーの回転力により回転するように構成された紡績用
回転リングは、特公昭54-15934号公報又は特開昭58-156
037号公報により公知である。

この従来の回転リングは、機台の停止時におけるスピン
ドルの回転の急激な低下に伴ってリング回転体が下降
し、同時に防塵用のダストカバーがホルダーに接触して
リング回転体の回転を停止させる作用を有したものであ
り（特公昭54-15934号公報）、又は、リング回転体下端
に断面Ｌ字形の軟弾性環体を一体化させ、その先端周縁
部をブレーキシューとなし、リングの高速回転時に遠心
力を利用してブレーキシューを固定ホルダー部に接触さ
せ、その摩擦によりリング回転体に制動を加え、リング
回転体がトラベラーと同速化することを抑制する作用を
持たせたもの（特開昭58-156037号公報）である。

しかし、前者は、太番手紡出や高速紡出により高トルク
（高PV値）を受け、リング回転体が6000〜7000RPM以上
の高速回転となった場合に、ダストカバーの先端部は水
平状態に開いてホルダーの上端部より完全に遊離し、且
つ軸承部が空気軸受と化して摩擦抵抗が零に近づき、リ
ング回転体はトラベラーのトルクにより加速され極めて
短時間にＪカーブを描いてトラベラーと略同速度まで回
転上昇する。

而して、機台の停止によりスピンドルが停止してもダス
トカバーの先端部は速やかにホルダーの上端縁に下降接
触せず、リング回転体は慣性モーメントによって暫く惰
性回転を行い、このために捲き戻し現象によるスナール
が発生し、このスナールが再始動時に糸切れの原因とな
る問題があった。すなわちこのダストカバーによりブレ
ーキ作用は、機台スイッチオフ後のリング惰性回転を抑
えるリング停止用の消極ブレーキであり、摩擦圧は微少
であってリングの高速化を抑制しようとするものではな
かった。

これを防止するためには、段階的にスピンドルの回転を
下げ、紡糸張力とトラベラーのトルクを緩和しリング回
転体の回転速度の低下を待って機台の停止を行うとい
う、時間の手数の掛かる不便さが有った。

また、高速紡出時にリング回転体の回転速度がスピンド
ル回転に比例して上昇しトラベラーと同速化すると、紡
糸張力変動を回転トルクに吸収転換することによる消極
回転リング特有の紡糸張力コントロール作用が失われ、
その慣性によって紡糸張力変動を吸収できなくなり、紡
糸は捲き取り速度の変化に伴って激しい張力変動を反復
するので、繊維の品種によっては、毛羽発生、シゴキネ
ップ、その他糸質の低下を招来することがあった。

このため、高速紡出時のリング回転体を一定限界内に押
さえ、軸承部が非接触の空気軸承化することによりリン
グ回転体がＪカーブを描いてトラベラーと同速化するこ
とによる前述の弊害を防止するため、後者においては、
リング回転体下端に断面略Ｌ字状で下方に開いた軟弾性
体環板（ブレーキシュー）を一体化させ、リング回転体
の高速回転時には環板にかかる遠心力によりその先端周
縁部を水平に持ち上げさせて固定ホルダー部下端面に接
触させ、その摩擦圧によりリング回転体を下方に引き下
げて空気軸承化を防ぐとともに、ブレーキシュー先端周
縁の上面とホルダー下端面の接触摩擦によって、リング
回転体の高速化によるトラベラーとの同速化現象を防止
する改良提案を行ったものである。

しかしこの方法は、前者の停止時に於けるリング回転体
のオーバーランの防止という消極的ブレーキ作用に比
し、高速紡出時のリング回転体を制御する積極ブレーキ
という点で大きな改善であったが、高トルクによるリン
グ高速回転時には、遠心力による強い摩擦力を受けるた
め、ブレーキシューには摩擦熱の発生による溶融や摩耗
などの問題が生じ、一定期間の使用後にはブレーキシュ
ーを交換しなければならないというメンテナンス上の問
題が発生した。

本発明は、上述の問題に鑑み、リング回転体の軸承部が
空気軸受化するなどして摩擦抵抗が零に近づくために起
こる過度の高速回転を防止するとともに、摩耗や摩擦熱
発生の生じない紡績用回転リングを提供することを目的
としている。

また、本発明の他の目的は、リング回転体が高速回転と
なっときにのみフレーキ力を発生させ、エネルギーのロ
スを少なくすることである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係るリングは、上述の課題を解決するため、ホ
ルダーと、該ホルダーによって軸承機構を介し回転自在
に支持されるリング回転体とを有してなる紡績用回転リ
ングであり、前記リング回転体の下端部には、環状であ
って自由状態においては下方外方へ開いた傾斜部を有す
る弾性体からなるブレーキシューが設けられ、前記ブレ
ーキシューの傾斜部又は前記ホルダーの下端部のいずれ
か一方には、周方向に磁極が並ぶ環状の永久磁石が設け
られ、折曲ブレーキシューの傾斜部又は前記ホルダーの
下端部の他方には、前記永久磁石と対向する位置に導電
材料から形成された誘導体が設けられてなる。

また、前記永久磁石又は前記誘導体が、前記ブレーキシ
ューの傾斜部に対して周方向の相対移動が不能で且つ半
径方向の相対移動が可能なように互いに係合した状態で
当該ブレーキシューの傾斜部上に載置されてなる。

〔作用〕

リング回転体の回転によって、永久磁石と対向する位置
に設けられた誘導体には渦電流が流れ、これによってリ
ング回転体とホルダーとの間にトルクが発生する。

このトルクは、リング回転体に対するブレーキ力として
作用し、リング回転体の過度の高速化を防止し、また軸
承部の空気軸承化を未然に防止する。

また、ブレーキシューは、リング回転体の回転に伴う遠
心力によって上方へ持ち上がり、これによって永久磁石
と誘導体とが接近する。

したがって、ブレーキシューが設けられている場合に
は、リング回転体の回転が低速であるときに、リング回
転体にはブレーキ力は殆ど作用せず、高速になったとき
にのみブレーキ力が効果的に作用する。

また、永久磁石又は誘導体が環状体であり、これがブレ
ーキシューの傾斜部上に載置されている場合には、ブレ
ーキシューが持ち上がることによってこの環状体が上方
に移動し、これによって永久磁石と誘導体とが接近す
る。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。

第１図において、リング回転体１は、トラベラー21が摺
動回転するリングフランジ部2aを有するフランジロータ
２に、アルミ合金、銅合金、ステンレス鋼、炭素系素材
などの非磁性の導電材料からなる下部ローター３が嵌入
してなっている。

フランジロータ２の内周面には嵌入溝６が形成されてお
り、この嵌入溝６には、下部ローター３の上端部の外周
に形成された環状突起3aが嵌入し、これによってフラン
ジロータ２と下部ローター３とが一体化している。な
お、下部ローター３の上端部には、周方向の複数箇所に
半径方向の割り溝3bが設けられており、環状突起3aの嵌
入溝６への嵌入を容易にしている。

ホルダー７は、リングレール23の取りつけ穴23aに嵌入
した後、取りつけ周溝7aにストップリング24が嵌め込ま
れて固定されている。

なお、12はダストカバー、22はスネルワイヤーから図示
しない管糸に巻き取られつつある紡出糸のバルーニング
である。

リング回転体１の外周面及びホルダー７の内周面には、
互いに対向するＶ字形のＶ溝10、11が形成されており、
これらのＶ溝10、11にはスライドリング８が遊嵌されて
いる。

スライドリング８は、低摩擦係数で且つ耐摩耗性及び導
電性を有する摺動材、例えば炭素繊維入り四弗化樹脂、
又はポリアミドイミドなどのエンジニアリングプラスチ
ックからなり、断面が菱形状であって、外周斜面9a及び
内周斜面9bがそれぞれ軸心に対して約45度の傾斜角を有
してなる可撓性の環状体である。スライドリング８と各
Ｖ溝10,11の各斜面との間には微少空隙が存在し、これ
によって、スライドリング８は、リング回転体１及びホ
ルダー７のいずれに対しても相対回転可能であり、しか
してここに軸承軌溝Ｇが構成されている。

つまり、リング回転体１は、Ｖ溝10,11及びスライドリ
ング８から構成される軸承機構Ｇを介し、ホルダー７に
回転自在に支持されている。

ホルダー７の下端部の内周面には、環状の永久磁石５が
嵌め込まれている。この永久磁石５は、金属、フェライ
ト（酸化物セラミック）、稀土類、又はプラスチックな
どからなる異方性磁石であり、その内周面に例えば８
極、12極、16極などのラジアル配向多極異方性着磁の磁
極を有している（第５図ａ参照）。

下部ローター３の下方の永久磁石５の内周面と対向する
部分は誘導体４となっており、この間のギャップＳは、
リングの使用目的別サイズや糸番手に対応する紡糸張力
によって異なるリング回転トルクに応じ、又は磁石の強
弱や磁極数との関連において適正に設定することができ
る。

次に、上述のように構成された紡績用回転リングの作用
について説明する。

リング回転体１が停止しているとき、又は回転速度が低
いときは、紡糸張力の上方吊り上げベクトルがリング回
転体１の重力よりも小さいため、リング回転体１はスラ
イドリング８を介してＶ溝11の下方の斜面で支承されて
いる。紡出糸22の張力が大きくなってリング回転体１が
高速回転するとともに上方への吊り上げ力が大きくなる
と、リング回転体１は持ち上げられ、スライドリング８
を介してＶ溝11の上方の斜面に押しつけられて摺動回転
する。

これらいずれの場合においても、リング回転体１はスラ
イドリング８を介してホルダー７により間接的に接触支
持され、不要な遊隙を生じることがなく、軸承機構Ｇが
空気軸受け化するすることが防止されるとともに、軸心
に対して傾斜角を有したテーパ面による求心力が作用
し、リング回転体１は心振れや水平波打ち回転などを起
こさず、安定した回転を行う。

さて、リング回転体１の回転によって、誘導体４はホル
ダー７に固定された永久磁石５による磁場の中をトラベ
ラーと同方向に回転移動し、このため誘導体４には電磁
誘導による渦電流が流れる。この渦電流と磁束との間の
電磁力の方向は、誘電体４と一体に回転するリング回転
体１の回転方向と逆であるため、リング回転体１の回転
を制動するブレーキ力が作用する。このブレーキ力は、
永久磁石５の磁界の強さ、磁極数、誘導体４の導電率、
導電体４と永久磁石５との間のギャップＳの大きさなど
によって異なるが、飽和状態に達するまではリング回転
体１の回転速度に略比例する。

このブレーキ力によって、リング回転体１がトラベラー
21と同速化することが抑制され、過度の高速化が防止さ
れる。

上述の実施例においては、導電体４を下部ローター３と
一体に形成したが、誘導体４を下部ローター３とは別体
により形成し、これを下部ローター３への嵌入などによ
り一体化してもよい。

上述の実施例においては、永久磁石５を誘導体４の半径
方向外方に設けたが、永久磁石５を下部ローター３の外
周に嵌入し、誘導体４をホルダー７の内周に嵌入してこ
れらを相対向させてもよい。また、複数個の永久磁石５
又は導電体４を半径方向に交互に同軸状に配置すると、
ブレーキ力が増大する。

第２図は他の実施例を示す正面断面図であり、第１図の
実施例と同様の部分には同一の符号を付した。

第２図において、下部ローター３の内周面には、軟質樹
脂や合成ゴムなどからなるブレーキシュー14が嵌入し、
その内周面に嵌入した押さえリング15により挟まれて固
定されている。このブレーキシュー14は、垂直部14aと
傾斜部14bとからなって断面が「く」字形状をしてお
り、垂直部14aは周方向に連続したリング状である。

傾斜部14bは、図示のように下方にコーン状に開いた形
状であって、周方向に連続し且つ遠心力によって水平状
に伸展し得る弾性体であるか、又は、遠心力による変形
が容易なように、周方向の複数箇所に半径方向のスリッ
トが設けられて分割される。

傾斜部14bの上面には、アルミ合金などからなる複数個
の誘導体16が、インサート法による一体成形、カシメ、
接着剤、又はボルトなどにより、ブレーキシュー14と一
体化されている。この誘導体16は、傾斜部14bが周方向
に連続している場合には、所要個数が傾斜部14bの上面
に等間隔に設けられ、また、傾斜部14bが分割されてい
る場合には、分割されたそれぞれの傾斜部14bに同数設
けられている。

ホルダー７には、アキシャル配向多極異方性着磁の磁極
を有した環状の永久磁石17が嵌め込まれている（第５図
ｂ参照）。

リング回転体1aが回転すると、ブレーキシュー14は遠心
力により外向きの力を受け、傾斜部14bは、下部ロータ
ー３に嵌入した「く」字形状の屈折点を支点として、遠
心力の分力により上方へ持ち上げられて図の実線の状態
から鎖線の状態に近づく。これによって、誘導体16は永
久磁石17に接近し、その極限でブレーキシュー14が水平
化し、誘導体16が永久磁石17に最接近したとき、誘導体
16とのギャップＳは最小となる。したがって、リング回
転体1aの回転速度に応じ、ブレーキシュー14とともに誘
導体16が永久磁石17に接近し磁束を切るので、その接近
度と回転速度とに応じた渦電流が流れる。この渦電流と
磁束との間の電磁力により、誘導体16すなわちリング回
転体1aにブレーキ力が作用する。

リング回転体1aの回転速度が低いときは、誘導体16と永
久磁石17との間のギャップが大きいため、磁力は距離の
二乗に略反比例して磁束の影響を殆ど受けず、リング回
転体1aにはほとんどブレーキ力が作用しないが、リング
回転体1aが高速になるとギャップが小さくなり、ブレー
キ力が作用する。このブレーキ力は、上述したようにブ
レーキシュー14が水平になったときに最大となる。

したがって、この実施例では、リング回転体1aが低速の
ときに不必要なブレーキ力を発生せず、エネルギーのロ
スが少なくなる。またブレーキ力を発生しているときで
も非接触であるから、摩耗がなく寿命が長い。

上述の実施例において、ブレーキシュー14を軟質合成樹
脂製又はゴム製の永久磁石とし、誘導体をホルダー７に
嵌入してもよい。

第３図は他の実施例を示す正面断面図であり、第１図及
び第２図の実施例と同様の部分には同一の符号を付し
た。

第３図において、フランジロータ２の下端部の内周面に
は雌ネジ31aが形成され、この雌ネジ31aに、下部ロータ
ー３の上端部の外周に形成された雄ネジ31bが適当位置
まで螺子込まれており、これによってフランジロータ２
と下部ローター３とが一体化している。なお、32は下部
ローター３の下端面に設けられた切り込み溝、33は緩み
止め用の皿バネである。

このリング回転体1bの組み立てにあたっては、雌ネジ31
a及び雄ネジ31bに緩み止めのための固着剤（例えばシー
ロックメック又はロックタイト等）を施した上で、スラ
イドリング34を挟み込み、切り込み溝32を利用して適当
な工具により下部ローター３を回転させ、フランジロー
タ２の下端面及び下部ローター３の段部端面から構成さ
れる凹溝10aとスライドリング34との上下方向間に、適
当な間隙（例えば0.1プラスマイナス0.05ミリメートル
程度）を有するように調整しておく。

このように、フランジローター２と下部ローター３とを
ネジ結合によって一体化したので、凹溝10aとスライド
リング34の外径上下方向との間の間隙を、リング回転体
1bの回転摩擦抵抗などに応じて最適な状態に調整するこ
とができる。

なお、スライドリング34は、断面形状が５角形であり、
予めホルダー７の内周面に形成されたＶ溝11に遊嵌され
ている。

しかして、ここに軸受機構G1が構成されており、リング
回転体1bは、軸承機構G1を介してホルダー７に回転自在
に支持されている。

第４図をも参照して、下部ローター３の下方の内周面に
は、垂直部35aと傾斜部35bとからなるブレーキシュー35
が嵌入し、垂直部35aの内周面に嵌入した押さえリング1
5により挟まれて固定されている。ブレーキシュー35の
傾斜部35bには、周方向の４カ所に係合突起36,36…が形
成されている。

37は、アルミ合金、銅合金、ステンレス鋼、カーボンな
どの非磁性体からなる誘導体であり、この誘導体37は、
ブレーキシュー35と別個独立した環状体として構成され
ており、傾斜部35bの上に載置されている。

誘導体37の周方向４カ所には、径方向に解放した係合溝
38,38…が形成されており、この係合溝38が上述の係合
突起36に嵌まり込み、傾斜部35bとは周方向の相対移動
が不能で且つ半径方向の相対移動が可能なように互いに
係合している。なお、係合突起36及び係合溝38は、３カ
所又は５カ所以上でもよい。

したがって、リング回転体1bが回転すると、その遠心力
によって傾斜部35bが外方上方へ持ち上がり、これによ
って誘導体37は鎖線で示すように上方へ移動して永久磁
石17に接近する。その接近度と回転速度とに応じて、誘
導体37に渦電流が流れ、リング回転体1bにブレーキ力が
作用する。

この実施例において、傾斜部35bの自由状態での軸心に
対する角度を45度とし、永久磁石17と誘導体37との間の
ギャップＳの最少値が、例えば0.5ミリメートルとなる
ように設定すると、この間の最大磁力差は約19倍とな
る。したがって、リング回転体1bが高速回転する程強い
ブレーキ力が発生し、逆にリング回転体1bの回転を阻害
してはならない低速回転時には、ブレーキ力は殆んど発
生しない。

第３図に示したリング回転体1bによると、第２図に示し
たリング回転体1aにおける難点、すなわち、リング回転
体1aの回転時に分割された誘導体16が風綿塵を引っ掛け
る恐れがあること、高速回転しているときに手をふれる
と危険であること、などが解消される。

上述の実施例においては、永久磁石5,17をホルダー７と
は別体により形成し、これをホルダー７への嵌入により
一体化したが、ホルダー７を磁性材料により形成し、永
久磁石5,17の部分を磁化することによって永久磁石を一
体に形成してもよい。

上述の実施例においては、誘導体37を環状体に構成して
傾斜部35bの上に載置したが、永久磁石を環状体に構成
して傾斜部35bの上に載置し、誘導体をホルダー７の下
端部へ嵌入してもよい。

上述の実施例において、第１図及び第２図に示すリング
回転体1,1aでは、フランジロータ２と下部ローター３と
を、嵌入溝６と環状突起3aとによって一体化したが、第
３図のリング回転体1bと同様に、雌ネジと雄ネジとによ
ってネジ結合してもよく、このようにすると、紡績用回
転リングの組み立て時において、Ｖ溝10とスライドリン
グ８との間隙を適正均一となるように微調整することが
できる。

上述の実施例において、第３図に示す紡績用回転リング
の軸承機構G1に代えて、第１図に示す軸承機構Ｇを用い
てもよい。また、これら以外の軸承機構を用いてもよ
い。

〔発明の効果〕

請求項１の発明によると、リング回転体の回転によって
ブレーキ力が発生し、このブレーキ力はリング回転体の
回転速度に応じて増加するので、リング回転体の過度の
高速回転が防止される。これによって、消極回転リング
の最大の特徴である紡糸張力コントロール作用を維持し
得る範囲にリング回転体の回転を押さえることが可能と
なり、また機台の停止時におけるリング回転体のオーバ
ーランによるスナールの発生を防止することが可能とな
る。

また、このブレーキ力は非接触によるものであるから、
摩擦熱や摩耗がなく、耐久性、円滑性などに優れ、メン
テナンスが容易である。

さらに、リング回転体の回転が低速であるときにはブレ
ーキ力は殆ど作用せず、高速になったときにのみブレー
キ力が効果的に作用する。したがって、不必要なブレー
キ力が発生せず、エネルギーのロスが少なくなり、低ト
ルクの紡績用回転リングにも適用可能である。

請求項２の発明によると、上述の効果に加え、安定した
充分なブレーキ力を得ることが可能である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は紡績用回転リン
グの正面断面図、第２図は他の実施例の紡績用回転リン
グの正面断面図、第３図はさらに他の実施例の紡績用回
転リングの正面断面図、第４図は第３図に示す誘導体及
びブレーキシューの平面図、第５図a,bは永久磁石の着
磁状態の例を示す図である。 1,1a,1b…リング回転体、３…下部ローター、4,16,37…
誘導体、5,17…永久磁石、７…ホルダー、14,35…ブレ
ーキシュー、14b,35b…傾斜部、36…係合突起、38…係
合溝、G,G1…軸承機構。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ホルダーと、該ホルダーによって軸承機構
   を介し回転自在に支持されるリング回転体とを有してな
   る紡績用回転リングにおいて、 前記リング回転体の下端部には、環状であって自由状態
   においては下方外方へ開いた傾斜部を有する弾性体から
   なるブレーキシューが設けられ、 前記ブレーキシューの傾斜部又は前記ホルダーの下端部
   のいずれか一方には、周方向に磁極が並ぶ環状の永久磁
   石が設けられ、 前記ブレーキシューの傾斜部又は前記ホルダーの下端部
   の他方には、前記永久磁石と対向する位置に導電材料か
   ら形成された誘導体が設けられ てなることを特徴とする紡績用回転リング。
2. 【請求項２】前記永久磁石又は前記誘導体は、 前記ブレーキシューの傾斜部に対して周方向の相対移動
   が不能で且つ半径方向の相対移動が可能なように互いに
   係合した状態で当該ブレーキシューの傾斜部上に載置さ
   れ てなる請求項１に記載の紡績用回転リング。