JP3661332B2 - アウターロータ型ホットローラ用モータ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は合成繊維の製造に使用する産業機械に関し、特に合成繊維の糸を延伸する作業に使用するホットローラ用モータの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
合成繊維機械の糸の延伸加工工程では、半体断面図としての図２に示す構造のホットローラ用モータが使用されている。
このモータのモータ電機子は一般的なインナロータ方式が使用され、図の右端に示したローラ取付用ナット１２によりシャフト４に固定されるローラ１は、ヒータ取付フランジ３に組込まれたヒータコイル２によって内側から加熱される。
シャフト４を支持する軸受は、 耐熱仕様のボールベアリング１０、１１のそれぞれが、負荷側カバー７と反負荷側カバー９との内側の間に配置され、固定子５を内部に取り付け、収容する外側フレーム８は、反負荷側カバー９と負荷側カバー７との間に位置される。
また、ヒータ取付フランジ３は、 負荷側カバー７の前記外側フレーム８に対し反対側に固定される。
上記の構造に示すとおり、負荷側のボールベアリング１０は２００℃前後に加熱したヒータコイル２の半径方向内方に配置され、熱の影響を受けるので、 図示しないが水冷または空冷による冷却装置が設けられ、ヒータコイル２により加熱されたローラ１は直結されたシャフト４と共に回転し、ローラ１の表面に糸が接触して各モータ間の回転数の差により糸を延伸するようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のホットローラ用モータには下記のような欠点がある。
（１）ローラと駆動用モータが直列接続されるため、軸方向のスペースが長くなる。
（２）ボールベアリングを使用しているため、ヒータの温度により寿命が大きく左右されると共に、軸受寿命が短い。
（３）モータ回転子の強度が低いことと、ボールベアリングの軸径をＤとし、回転数をＮとした場合の両者の積ＤＮ値の点からローラの高速化には限界がある。
そこで本発明では、
（１）コンパクト化、
（２）軸受部の寿命の延長、
（３）ローラの高速化、
の３点を本発明が解決すべき課題とした。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明では、
（１）モータの電機子をローラの内部に配置するアウターロータ方式にし、
（２）軸受にはボールベアリングなどの転がり軸受に代えて、磁気軸受または静圧軸受を使用する、
ことにより前記の課題を解決した。
【０００５】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明によるアウターロータ型ホットローラ用モータの半体断面図であり、中心軸２４は固定軸であり、 その外周にはコイルが卷回されたモータ固定子２５と、 その軸方向両端の外周にラジアル軸受２９が固定して取り付けられて、 これらのラジアル軸受２９、 ２９の半径方向外側には、それぞれに対応する１対のラジアル軸受３０、３０が配置される。
中心軸２４の一方（図で左方）端は径が大きくされて、その半径方向外周にはモータ取付フランジ２７が中心軸に直角に固着され、このモータ取付フランジ２７の軸方向内側面に直角に、 ヒータ取付フランジ２３が固着されて中心軸２４に平行に延び、その外周にはヒータコイル２２が卷回される。
前記のモータ固定子２５の半径方向外周に対し、所定のギャップを保ってモータ回転子２６が固着され、その外周には底付２重円筒状のローラ２１の内筒（環状の内壁）２１ｂの内周面が固着され、その外側にはローラ２１の外筒（環状の外壁）２１ａが底部（円盤状の底壁）２１ｃに連結されて、所定の間隔を保って内筒２１ｂに平行に延在して空間部２３ｂを画定して、ローラ２１はモータ回転子２６と一体に回転する。
【０００６】
ローラ２１は、側壁が外壁２１ａと内壁２１ｂとから成り、それらが円筒体の直径を形成する底壁２１ｃにより連結されて底付２重壁円筒体を構成し、 ローラ２１の外壁２１ａと内壁２１ｂの間の空間部２３ｂ内には、前記のヒータ取付フランジ２３の延長部２３ａと、その外周に卷回されたヒータコイル２２とが挿入されて、ローラ２１を内部から加熱する。
内壁２１ｂの半径方向内側には、前記のモータ回転子２６と、この回転子２６を軸方向の両側から挟んで１対の回転側ラジアル軸受３０、３０が組み込まれ、両者の間にスペーサ２８、２８が位置される。
モータ固定子２５と、この固定子２５の軸方向両端の近くに１対の固定側ラジアル軸受２９が中心軸２４に固定され、中心軸２４はモータ取付フランジ２７に固く接合され、取付フランジ２７は繊維機械本体に取り付けられる。
ヒータコイル２２が取り付けられるヒータ取付フランジ２３は、モータ取付フランジ２７に接合され、ローラ２１はモータ回転子２６とモータ固定子２５の磁気作用でモータ回転子２６、従ってローラ２１が回転するが、スラスト方向にはローラ２１の軸方向の側面に取り付けられたスラスト軸受（回転側）３２と、ヒータ取付フランジ２３の内側に組み込まれた一対のスラスト軸受（固定側）３１、３１により位置決めと支持が行われる。
ラジアル軸受２９、３０及びスラスト軸受３１、３２は磁気軸受又は静圧軸受であり、回転体と固定体とは非接触である。
【０００７】
【発明の効果】
（１）モータの回転子と固定子とを、ローラの半径方向内方に配置するため、従来より軸方向のスペースがはるかに短縮される。
（２）軸受部に磁気軸受又は静圧軸受を使用し、回転体と固定体とが非接触であるので、軸受寿命が長くなり、またヒータの温度に関係なく常に安定した回転性能が得られ、さらに従来のボールベアリングのような摩擦による機械損失がないため、モータ効率が改善される。
（３）アウターロータ方式にすることにより、インナーロータ方式に比較してモータ回転子の強度を向上させることができるため、軸受部の非接触とあいまってローラの高速化が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるアウターロータ型ホットローラ用モータの半体断面図である。
【図２】従来のホットローラ用モータの半体断面図である。
【符号の説明】
２１：ローラ
２１ａ：ローラ２１の外壁
２１ｂ：ローラ２１の内壁
２１ｃ：ローラ２１の底部
２２：ヒータコイル
２３：ヒータ取付フランジ
２３ａ：ヒータ取付フランジの延長部
２３ｂ：空間部
２４：中心軸
２５：モータ固定子
２６：モータ回転子
２７：モータ取付フランジ
２８：スペーサ
２９：ラジアル軸受（固定側）
３０：ラジアル軸受（回転側）
３１：スラスト軸受（固定側）
３２：スラスト軸受（回転側）

Claims (1)

1. 中心軸（２４）に固定されたモータ固定子（２５）と、 前記中心軸（２４）の一方端に直角に固定されたモータ取付フランジ（２７）と、 このモータ取付フランジ（２７）の軸方向内面に直角に前記の中心軸（２４）に平行に延在するヒータ取付フランジ（２３）と、このヒータ取付フランジ（２３）の延長部（２３ａ）に卷回されたヒータコイル（２２）と、
   環状の外壁（２１ａ）の内方に所定の間隔を保って配置される内壁（２１ｂ）と、これらの環状の内壁（２１ｂ）と外壁（２１ａ）とを一体に連結するとともに半径方向に延びて中心軸（２４）に近接して底部を形成する円盤状の底壁（２１ｃ）とを有する底付２重壁中空円筒体状のローラ（２１）と、
   このローラ（２１）の前記内壁（２１ｂ）の内周面に前記モータ固定子（２５）に対向して固着されるモータ回転子（２６）と、
   前記中心軸（２４）の外周で前記のモータ固定子（２５）の軸方向両側に、それぞれ配置される１対のラジアル軸受（２９）と、
   前記ローラの内壁（２１ｂ）の内周面に前記モータ回転子（２５）の軸方向両側で前記ラジアル軸受（２９）に対向して配置されたラジアル軸受（３０）と、 前記ヒータ取付フランジ（２３）の内側に組み込まれたスラスト軸受（３１）と、
   前記ヒータ取付フランジ（２３）の内周に配置され、前記ラジアル軸受（３０）の軸方向外周面と接触するストラス軸受（３２）と、
   を含んで成ると共に、
   前記ラジアル軸受（２９）、（３０）及び前記ストラス軸受（３１）、（３２）は、それぞれ、磁気軸受又は静圧軸受であり、
   前記ローラ（２１）と前記中心軸（２４）とは非接触であるアウターロータ型ホットローラ用モータ。

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