JPH11172535A - 紡機のスピンドル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 起動時あるいは停止時における回転速度変化
の大きいときにもボビンの滑りを防止し、かつ管替え時
におけるボビンの引抜力及び押込力を低減する。 【解決手段】 スピンドル１の上部に複数の凹部３が互
いに等間隔をおいて形成され、その内周面に環状の溝４
が形成されている。凹部３内にはキャップ５が、一部が
スピンドル１の周面より外側に突出する状態で収容され
ている。凹部３内にはコイルばね６が配設され、その内
側にボール７が配設されている。コイルばね６のばね力
は、スピンドル１の起動時及び停止時における回転速度
変化の大きいときにも、ボビン２の滑りを阻止可能な付
勢力をキャップ５に作用させる大きさに設定されてい
る。ボール７の重量は、満ボビンの回転時においてキャ
ップ５にコイルばね６の付勢力と、ボール７の遠心力に
よる付勢力との合計が、満ボビンとキャップ５との間の
滑りを阻止可能な大きさで作用するように設定されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はリング精紡機、リン
グ撚糸機等の紡機のスピンドルに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の紡機においては、スピンドルに
挿入されたボビンが巻き始めから巻き取り停止に至るま
で、スピンドルとの間で滑りを生じることなくスピンド
ルと一体に回転することが、糸の品質低下防止及び糸切
れ防止のために重要である。

【０００３】ボビンをスピンドルと一体に回転させる手
段として、図５（ａ）に示すように、スピンドル４１の
上部に形成された凹部４２内に一部がスピンドル４１の
周面より外側に突出する状態でキャップ４３を配設する
とともに、凹部４２内にコイルばね４４を配設したもの
がある（例えば、特開昭４７−９８１７号公報）。コイ
ルばね４４は満管状態でスピンドル４１とボビン４５間
に滑りが生じない力でキャップ４３をボビン４５側に付
勢するようにばね力が設定されている。

【０００４】また、図５（ｂ）に示すように、凹部４２
内にコイルばね４４に代えてボール４６を収容し、スピ
ンドル４１の回転時にボール４６に作用する遠心力でス
ピンドル４１とボビン４５間の滑りを防止する構成も提
案されている（特開平５−２２２６２７号公報）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、コイルばね
４４の力でキャップ４３をボビン４５の内面に圧接する
構成では、ボビン４５は常に一定の力（例えば、キャッ
プ１個当たり１．６kgｆ）以上で把持される。従って、
ボビン４５をスピンドル４１に装着する際と、ボビン４
５をスピンドル４１から引き抜く際に大きな力を必要と
する。そのため、玉揚げ作業（管替え作業）を自動的に
行う場合に管替装置のボビン把持力及び引抜力あるいは
挿入力を大きくする必要があり、動力消費量が多くなる
とともに装置全体が大型化するという問題がある。ま
た、管替え作業を作業者が行う場合は、作業者に対する
負担が大きくなるという問題がある。

【０００６】一方、スピンドル４１の回転時におけるボ
ール４６の遠心力で、キャップ４３を介してボビン４５
を一体回転可能に保持する構成では、スピンドル４１の
回転速度がある程度大きくないとスピンドル４１とボビ
ン４５間の滑りを防止することができない。その結果、
特に起動時あるいは停止時にボビン４５とスピンドル４
１間の滑りが発生し易く、巻き取り不良による糸切れあ
るいは糸品質のむら（撚りむら）が発生するという問題
がある。

【０００７】本発明は前記の問題点に鑑みてなされたも
のであって、その目的は起動時あるいは停止時における
回転速度変化の大きいときにもボビンの滑りが発生する
のを防止でき、しかも管替え時におけるボビンの引抜力
及び押込力を低減可能な紡機のスピンドルを提供するこ
とにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明では、スピンドルの周面に形
成された凹部内に収容されるとともに、一部が周面より
外側に突出してスピンドルに挿入されたボビンの内面と
係合する係合部と、スピンドルの起動時及び停止時にお
ける回転速度変化の大きいときにボビンの滑りを阻止可
能な付勢力を前記係合部に作用させる弾性部材と、満ボ
ビンとなった状態の回転時において前記係合部に前記弾
性部材の付勢力と遠心力による付勢力の合計が満ボビン
と係合部との間の滑りを阻止可能な大きさとなる重量の
質量体とを備えた。

【０００９】請求項２に記載の発明では、前記係合部は
その先端部の凹部からの突出量が変更可能に前記凹部に
着脱可能に取り付けられたキャップである。請求項３に
記載の発明では、請求項１又は請求項２に記載の発明に
おいて、前記弾性部材と前記質量体とは非連結状態で設
けられている。

【００１０】請求項４に記載の発明では、請求項１〜請
求項３のいずれか一項に記載の発明において、前記質量
体は球状に形成されている。請求項５に記載の発明で
は、請求項３又は請求項４に記載の発明において、前記
弾性部材としてコイルばねが使用され、質量体はコイル
ばねの内側に配設されている。

【００１１】従って、請求項１〜請求項５に記載の発明
では、スピンドルに設けられた係合部はスピンドルの停
止時及び回転速度が小さなときには、スピンドルに挿入
されているボビンの内面に対して弾性部材の付勢力によ
って押圧状態に保持される。また、スピンドルの回転速
度が所定の速度以上になると、質量体に作用する遠心力
による付勢力と弾性部材の付勢力とによって押圧状態に
保持される。従って、停止時において弾性部材の付勢力
に抗して、ボビンをスピンドルから引き抜く際と、ボビ
ンをスピンドルに挿入する際に必要な力が、従来のコイ
ルばねを使用したスピンドルに比較して小さくなる。

【００１２】請求項２に記載の発明では、前記凹部に着
脱可能に取り付けられたキャップが係合部として機能す
る。従って、係合部が質量体を兼ねた構成に比較してス
ピンドルに対するボビンの挿入作業、スピンドルからの
ボビンの引き抜き作業が円滑に行われる。

【００１３】請求項３に記載の発明では、請求項１又は
請求項２に記載の発明において、前記弾性部材と前記質
量体とが非連結状態のため、製作が容易となる。請求項
４に記載の発明では、請求項１〜請求項３のいずれか一
項に記載の発明において、前記質量体は球状に形成され
ているため、質量体の製造が容易で入手し易い。

【００１４】請求項５に記載の発明では、請求項３又は
請求項４に記載の発明において、質量体はコイルばねの
内側に配設されているため、質量体がコイルばねの内側
を移動し、コイルばねが質量体のガイドの役割を果た
す。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
の形態を図１及び図２に従って説明する。図１（ａ）〜
（ｃ）に示すように、スピンドル１はその外周面とスピ
ンドル１に挿入されるボビン２の内周面との間に所定の
隙間δを有する形状となるように形成されている。スピ
ンドル１の上部には複数個（この実施の形態では３個）
の凹部３が、互いに等間隔をおいて形成されている。凹
部３は中心軸がスピンドル１の回転軸と直交するほぼ円
柱状に形成されるとともに、その内周面に環状の溝４が
形成されている。

【００１６】凹部３内には係合部としてのキャップ５
が、一部がスピンドル１の周面より外側に突出する状態
で収容されている。キャップ５は溝４の幅より小さな厚
さの鍔部５ａを有し、鍔部５ａが溝４と係合する状態で
凹部３に着脱可能に取り付けられている。キャップ５は
鍔部５ａの厚さと溝４の幅との差の分その先端部の凹部
３からの突出量が変更可能に取り付けられている。図２
に示すように、キャップ５には対向する位置に切り欠き
部５ｂが形成され、切り欠き部５ｂが設けられた位置と
９０度ずつずれた対向する位置においてキャップ５を押
圧把持することにより、キャップ５が屈曲可能となって
いる。そしてキャップ５の組み付け時には、キャップ５
を屈曲させた状態で把持して鍔部５ａ側を凹部３内に挿
入するとともに、鍔部５ａを溝４に係合させるようにな
っている。

【００１７】凹部３内には弾性部材としてのコイルばね
６が、キャップ５の内面と凹部３の底面とに当接する状
態で配設されている。コイルばね６のばね力は、スピン
ドル１の起動時及び停止時における回転速度変化の大き
いときにも、ボビン２の滑りを阻止可能な付勢力をキャ
ップ５に作用させる大きさに設定されている。この実施
の形態ではコイルばね６のばね力は前記付勢力を満足す
る最小限の値に設定されている。この値は使用するボビ
ン２の重量、ボビン２の底部２ａとスピンドル１との摩
擦力、ボビン２の内面とキャップ５との摩擦力、あるい
はスピンドル１の起動時の加速状態及び停止時の減速状
態によって異なり、予め試験を行って求めるか、理論計
算で求められる。

【００１８】さらに、凹部３内には質量体としての球状
のボール７が収容されている。ボール７はコイルばね６
の内径より若干小さな直径に形成され、コイルばね６の
内側に配設されている。ボール７はコイルばね６とは非
連結状態で設けられ、コイルばね６に沿ってその内側を
移動可能に配設されている。ボール７は、満ボビンとな
った状態の回転時においてキャップ５にコイルばね６の
付勢力とボール７の遠心力による付勢力の合計が満ボビ
ンとキャップ５との間の滑りを阻止可能な大きさとなる
最小の重量となるように形成されている。

【００１９】次に前記のように構成されたスピンドル１
の作用を説明する。ボビン２はその上部内面がキャップ
５に押圧された状態で把持され、スピンドル１と一体に
回転する。スピンドル１とボビン２との間に滑りが生じ
ないために必要なキャップ５による押圧力の大きさは、
スピンドル１の回転速度及び巻取り糸を含めたボビン２
の重量に関係する。そして、スピンドル１の回転速度が
大きい程大きな押圧力が必要となり、同じ回転速度の場
合はボビン２の重量が大きい程大きな押圧力が必要とな
る。

【００２０】図３は、キャップ５によるボビン２に対す
る押圧力（ボビン把持力）と、スピンドル回転速度との
関係を示すグラフである。図３において、破線はコイル
ばねを使用した従来技術（従来Ａ）のスピンドルの場合
を、鎖線はボールを使用した従来技術（従来Ｂ）のスピ
ンドルの場合を、実線はこの実施の形態のスピンドル１
の場合をそれぞれ示す。なお、図３において、縦軸にＦ
１で示す位置が満ボビンとなった状態の回転時に必要な
ボビン把持力であり、Ｆ２で示す位置が起動時及び停止
時における必要なボビン把持力（付勢力）である。

【００２１】スピンドル１の回転時には、キャップ５に
はコイルばね６のばね力と、スピンドル１の回転に伴っ
てボール７に作用する遠心力と、キャップ５自身に作用
する遠心力との合力が作用する。そして、この実施の形
態においては、スピンドル１の回転速度が小さな起動時
及び停止時においては、主としてコイルばね６のばね力
によりボビン２とスピンドル１との滑りが抑制される。
起動時にはスピンドル１の回転速度が小さいためボール
７に作用する遠心力が小さいにも拘わらず、スピンドル
１の回転速度変化は大きい。また、停止時には回転速度
が所定速度まで低下した時点でブレーキが掛けられてス
ピンドル１の停止が行われる。このときもスピンドル１
の回転速度が小さいためボール７に作用する遠心力が小
さいにも拘わらず、スピンドル１の回転速度変化は大き
い。従って、いずれの場合もボール７に作用する遠心力
はあてにせずに、コイルばね６のばね力によりボビン２
とスピンドル１との滑りが抑制される。

【００２２】また、通常運転状態においては、主として
ボール７に作用する遠心力と、コイルばね６のばね力と
の合力によってボビン２とスピンドル１との滑りが阻止
される。コイルばね６のばね力及びボール７の質量が満
ボビンとなった状態の回転時においてボビン２とスピン
ドル１との間の滑りを阻止可能な大きさとなるように設
定されている。従って、満管に近い状態でスピンドル１
が高速回転してもボビン２とスピンドル１との滑りが確
実に防止される。

【００２３】一方、玉揚げ及び空ボビンの挿入を行うス
ピンドル１の停止状態においては、ボビン２はコイルば
ね６のばね力のみによってスピンドル１に押圧保持され
ている。この押圧力は満ボビンの回転時においてボビン
２とスピンドル１との滑りを阻止するのに必要な押圧力
より小さい。従って、スピンドル１に挿入されている満
ボビンを引き抜くのに必要な力と、空ボビンをスピンド
ル１に挿入する（押し込む）のに必要な力とが、コイル
ばねを使用した従来のスピンドルの場合に比較して小さ
くなる。

【００２４】この実施の形態では以下の効果を有する。 （イ） スピンドル１に挿入されたボビン２を押圧保持
する係合部（キャップ５）に、弾性部材（コイルばね
６）の付勢力と、質量体（ボール７）に作用する遠心力
との合力が付勢力として作用する。従って、起動時ある
いは停止時における回転速度変化の大きいときにもボビ
ンの滑りが発生するのを防止でき、しかも管替え時にお
けるボビンの引抜力及び押込力を低減できる。その結
果、管替え作業を行う管替装置又は作業者の負荷が少な
くなる。

【００２５】（ロ） 弾性部材（コイルばね６）の付勢
力が、前記滑りの発生を防止できる最小限の値に設定さ
れている。従って、管替え時におけるボビンの引抜力及
び押込力をより低減できる。

【００２６】（ハ） キャップ５が凹部３に着脱可能に
取り付けられているため、キャップ５を設けずにばねを
介して質量体を凹部３に固定した構成に比較して、質量
体とスピンドル１に挿入されるボビン２の下部とが干渉
することがなく、スピンドル１に対するボビン２の挿入
作業、スピンドル１からのボビン２の引き抜き作業が円
滑に行われる。

【００２７】（ニ） 弾性部材（コイルばね６）と質量
体（７）とが非連結状態のため、弾性部材と質量体とを
連結して凹部３内に収容する構成に比較して製作及び組
付けが容易となる。

【００２８】（ホ） 質量体としてボール７が使用され
ているため、市販の鋼球を使用することができ質量体の
製造が容易で入手し易い。 （ヘ） 質量体（ボール７）はコイルばね６の内側に配
設されているため、コイルばね６が質量体のガイドの役
割を果たし、質量体に作用する遠心力がキャップ５を介
して効率よくボビン２を押圧するように作用する。

【００２９】（ト） 質量体（ボール７）は、満ボビン
となった状態の回転時においてキャップ５にコイルばね
６の付勢力とボール７の遠心力による付勢力の合計が、
満ボビンとキャップ５との間の滑りを阻止可能な大きさ
となる最小の重量となるように形成されている。従っ
て、スピンドル１を駆動するための動力消費量が図５
（ｂ）に示す従来技術より少なくなるとともに、スピン
ドル１の重心が低くなり回転バランスが安定する。

【００３０】なお、実施の形態は前記各実施の形態に限
定されるものではなく、例えば、次のように具体化して
もよい。 ○ ボール７（質量体）をコイルばね６の内側に配設す
る代わりに、図４（ａ）に示すように、コイルばね６の
第１端部にボール７を固定するとともに第２端部を凹部
３に固定する構成とする。

【００３１】○ ボール７をコイルばね６を介して凹部
３に取り付ける構成において、キャップ５にボール７を
スピンドル１の半径方向にガイドするガイド部を装備す
る。例えば、図４（ｂ）に示すように、キャップ５をボ
ール７の直径より若干大きな内径のガイド部として円筒
部５ｃを有する形状とする。図４（ａ）のようにキャッ
プ５の内径がボール７の直径より充分大きな場合、ある
いはキャップ５が凹部３の底部側に向かって拡径となる
形状の場合は、コイルばね６の固定状態によってボール
７のキャップ５に対する当接状態が変わる。その結果、
ボール７に作用する遠心力が効率よくボビン２を押圧す
るようにするのが難しくなる。しかし、キャップ５に前
記ガイド機能を装備した場合は、ボール７に作用する遠
心力がキャップ５に対してボビン２の内面を押圧する付
勢力として有効に作用する。

【００３２】○ キャップ５に弾性部材の機能を持たせ
て、図４（ｃ）に示すように、キャップ５の内側にコイ
ルばねを設けずにボール７のみを設ける。溝４の幅はキ
ャップ５が弾性部材の機能を持たない場合より狭く形成
される。この場合、部品点数が少なくなり、組付けも容
易となる。

【００３３】○ 質量体の形状は球状に限らず、円柱
状、角柱状、弾丸状等任意の形状に形成してよい。しか
し、柱状の場合もキャップ５の内面と当接する先端面は
球面等の曲面状に形成するのが好ましい。

【００３４】○ 質量体を別体として設けずにキャップ
５と一体に形成してもよい。即ち、キャップ５の重量を
前記実施の形態のキャップ５とボール７の重量の合計と
なるようにする。従って、キャップ５の内側には弾性部
材（コイルばね６）のみが収容される。

【００３５】○ キャップ５を設けずに、質量体が直接
ボビン２の内面を押圧する構成としてもよい。例えば、
図４（ａ），（ｂ）に示す構成でキャップ５を省略す
る。この場合、組付けが簡単となる。

【００３６】○ 弾性部材としてコイルばね６に限ら
ず、板ばねを使用してもよい。また、ばねに限らずゴム
を使用してもよい。前記各実施の形態から把握できる請
求項記載以外の技術的思想（発明）について、以下にそ
の効果とともに記載する。

【００３７】（１） 請求項１又は請求項２に記載の発
明において、前記係合部が板ばねで形成されてばね部材
を兼用している。この場合、部品点数が少なくなり、組
付けも容易となる。

【００３８】（２） 請求項２〜請求項４のいずれか一
項に記載の発明において、前記キャップには質量体をス
ピンドルの半径方向にガイドするガイド部が設けられて
いる。この場合、質量体に作用する遠心力がキャップに
対してボビンの内面を押圧する付勢力として有効に作用
する。

【００３９】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１〜請求項
５に記載の発明によれば、起動時あるいは停止時におけ
る回転速度変化の大きいときにもボビンの滑りが発生す
るのを防止でき、しかも管替え時におけるボビンの引抜
力及び押込力を低減できる。

【００４０】請求項２に記載の発明によれば、キャップ
を設けずにばねを介して質量体を凹部に固定した構成に
比較して、スピンドルに対するボビンの挿入作業、スピ
ンドルからのボビンの引き抜き作業が円滑に行われる。

【００４１】請求項３に記載の発明によれば、弾性部材
と質量体とを連結して凹部内に収容する構成に比較して
製作及び組付けが容易となる。請求項４に記載の発明に
よれば、市販の鋼球を使用することができ、質量体の製
造が容易で入手し易い。

【００４２】請求項５に記載の発明によれば、コイルば
ねが質量体のガイドの役割を果たし、質量体に作用する
遠心力がキャップを効率よくボビンを押圧するように作
用する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 （ａ）は一実施の形態のスピンドルの部分断
面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線拡大断面図、（ｃ）は
（ａ）の部分拡大図。

【図２】 キャップの斜視図。

【図３】 ボビン把持力とスピンドル回転速度との関係
を示すグラフ。

【図４】 （ａ）〜（ｃ）は別の実施の形態の部分断面
図。

【図５】 従来装置の部分断面図。

【符号の説明】

１…スピンドル、２…ボビン、３…凹部、５…係合部と
してのキャップ、６…弾性部材としてのコイルばね、７
…質量体としてのボール。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スピンドルの周面に形成された凹部内に
   収容されるとともに、一部が周面より外側に突出してス
   ピンドルに挿入されたボビンの内面と係合する係合部
   と、 スピンドルの起動時及び停止時における回転速度変化の
   大きいときにもボビンの滑りを阻止可能な付勢力を前記
   係合部に作用させる弾性部材と、 満ボビンとなった状態の回転時において前記係合部に前
   記弾性部材の付勢力と遠心力による付勢力の合計が満ボ
   ビンと係合部との間の滑りを阻止可能な大きさとなる重
   量の質量体とを備えた紡機のスピンドル。
2. 【請求項２】 前記係合部はその先端部の凹部からの突
   出量が変更可能に前記凹部に着脱可能に取り付けられた
   キャップである請求項１に記載の紡機のスピンドル。
3. 【請求項３】 前記弾性部材と前記質量体とは非連結状
   態で設けられている請求項１又は請求項２に記載の紡機
   のスピンドル。
4. 【請求項４】 前記質量体は球状に形成されている請求
   項１〜請求項３のいずれか一項に記載の紡機のスピンド
   ル。
5. 【請求項５】 前記弾性部材としてコイルばねが使用さ
   れ、質量体はコイルばねの内側に配設されている請求項
   ３又は請求項４に記載の紡機のスピンドル。