装有主轴电动机控制系统的纺织机械 本发明与装有主轴电动机(Spindle motor)控制系统的纺织机械(以下称纺织机械)有关。详细地说，涉及从天然纤维或合成纤维的块或纤维生成前的状态(以下称其为纤维块)中抽出细长纤维，至少能使将该抽出的纤维加捻的锭子(Spindle)暂时停止旋转的纺织机械。
下面，参照图26至图33，对作为纺织机械的一个例子的环锭纺纱机予以说明。环锭纺纱机用于把纤维块纺成纱的纺织的最终工序，即精纺工序。图26为环锭纺纱机，总体的立体图，图27为锭子部8的筒管9b和管纱18的示图、图28为锭子9s的俯视图、图29为单个停止控制部的主要部分放大图、图30表示从箭头方向看图29的包含V-V线的假想剖面图、图31表示从锭杆9s中抽出管纱18后的状态图、图32为筒管9b套上后管纱18地示图、图33表示从箭头方向看图31的包含VIII-VIII线的假想剖面图。
如图26所示，以往的环锭纺纱机1的结构大致如下。即，环锭纺纱机的主要部件包括作为纤维块的由多道粗纱3r组成的位于最上部的粗纱部3、位于该粗纱部3正下方的牵伸部5、为从该牵伸部5下垂的纱6导向用的导纱钩部(导向部)7、在下侧卷绕该导纱钩部引导的纱6用的锭子部8、从下侧驱动该锭子部8用的主轴电动机部(驱动部)11以及使各主轴电动机12单个停止用的单个停止控制部13(以下称控制部)。而且，粗纱部3r、牵伸部5、导纱钩部和驱动部11由于均为某一相同数目(本例中为6)，因此下面只要无特别注明，都是各部件为同一数目，相互对应的。
粗纱部3的结构如下。即，粗纱部3由2根支撑杆并列的筒子架C、从该筒子架C下吊的6道粗纱3r·3r…所构成。从各粗纱3r抽出的纱6经过导杆14，被引导至牵伸部5。牵伸部5由以后罗拉5r1、中罗拉5r2和前罗拉5r3为一组的多个罗拉群5r组成。后罗拉5r1、中罗拉5r2和前罗拉5r3的表面速度大约设定为1∶2∶20。因这些速度各不相同，除了对粗纱3r施加牵伸力之外，还提供所需的粗细度、弹力和强度。
导纱钩部7的结构如下。即，导纱钩部由安装在支撑杆7s上的螺旋状钢丝7w构成。在各罗拉群5r的正下方配置有各钢丝7w。从牵伸部5下垂的纱6穿过各钢丝7w的螺旋体内，以此防止相邻的纱6络合在一起。
锭子部8由多个锭子9组成，各锭子9又由下列部件构成。即，锭子9由杆状旋转体的锭杆9s(参照图31和图33)、套在该锭杆9s外侧的纱6卷绕的筒管9b、对经过导纱钩部7被传送来的纱6进行加捻的环状钢丝圈(traveller)15以及该钢丝圈15导向用的环17所构成。如图28所示，为使加捻后的纱6多层卷绕在筒管9b上，钢丝圈15被加工成能平滑地绕筒管9b行走。在图27和图28中，18即为被卷绕在筒管9b上的纱形成的管纱。图31和图32分别表示管纱18从锭杆9s抽出后的状态以及再将筒管9b套在锭杆9s上制造管纱18的状态。
另外，锭杆9s通过衬垫9i可旋转自如地被支承在非旋转部即锭座(bolster)11b(后述)上。衬垫9i的作用是吸收锭杆9s的冲击。并且，在锭杆9s的下端部周面上，装有与主轴电动机部11相对应的转子9r。
图26中的19a表示气圈控制环(anti-node ring)。气圈控制环19a位于锭子9的上部，其作用是稳定纱6。19b表示钢领板(ring rail)。钢领板19b是一种支承环17用的板状体。在环17上，按其长度方向并排开有多个穿通锭子9的通孔(未图示)，在这些孔中，容纳有多个锭子9。
如图26和图27所示，主轴电动机部11由多个主轴电动机组成，在每个锭子9上，直接安装有被绽轨20支撑的主轴电动机12。即，主轴电动机12具有箱状的中空壳体12c内装有临时绕卷的定子12s，使前述的转子9对应于该定子12s的结构。如图26所示，通过操作开关11s，使控制部13产生功能，各主轴电动机12停止或重新启动。
控制部13的结构如下。即，如图29所示，控制器13由作为壳体的防尘防水结构的管道21、装在该管道21内的多个控制回路基板23以及多个电源供给线基板25所构成。通过被包覆的电源供给线27，设置在外部的变换器电源26的输出被连接到电源供给线基板25。并且，向控制回路基板23提供低电压用的低压系信号线和低压系电源供给线29也同样被连接到电源供给线基板25。此外，在图29中，31表示控制部13与其它控制部13连接用的电源供给连接线。
下面，按照图31至图33，对环锭纺纱机1的运转状态作出说明。首先，由变换器电源供给电力，以此驱动主轴电动机12。通过驱动主轴电动机12，使与其一体的锭子19s旋转，筒管9b也跟随旋转。环17上的钢丝圈15被即将要卷绕在筒管9b上的纱6拉紧，以接近于筒管9b(锭子9s)的转速旋转。此时，通过筒管9b与钢丝圈15之间的旋转差，将纱6卷绕在筒管9b上。从前罗拉5r3引出的纱6的送出速度与筒管9b的卷绕速度相同。此外，钢丝圈15每转一圈，对该纱6进行一次加捻。
然而，如图26和图27所示，在卷绕纱6形成管纱18时，往往令在导纱钩部7与锭子部8之间或者牵伸部5与导纱钩部7之间纱6发生断纱现象。一般认为，因锭子旋转不适当造成的对纱6过份的作用力也是断纱的一个原因。不仅在环锭纺纱机，而且在环锭捻线机和倍捻机等装有锭子控制系统的其它类纺织机械中也同样如此。
为了接上断纱，必须先停止主轴电动机12。通过操作开关11s，使设在各主轴电动机12上的控制回路基板23单个地发挥功能来进行主轴电动机12的停止动作。这种控制回路基板必须预先设置在各个主轴电动机12上。因纺织机械的种类而不同，大的机械甚至装有约1000套主轴电动机，因此，在这种场合下，就必需设置1000个控制回路基板。但是，无论如何也不会出现1000根纱同时断纱的现象，故不会同时需要所有的控制回路基板。因为不知道何时需要，所以必须装备好几个控制回路基板，这从其制造成本和维护保养的成本角度来看是极不经济的。解决这一经济性问题就是本发明想要解决的第1个课题。
又，在使用大型环锭纺纱机时，有的机器全长可达到40米，这种规模的环锭纺纱机具备约1000锭子数量的管纱。如此大规模的环锭纺纱机通过电源供给连接线31，从变换器电源26将电力供给邻接的机械区的控制部13。对于低压系电源也与此相同，通过低压系信号线。低压系电源供给线29，经由数十米的长距离，将低压电力和信号传送至控制部13的控制回路基板23。一旦使用如此长的低压系信号线、低压系电源供给线29，由于容易带上不需要的信号等原因，有时会使低电压回路动作不稳定，对整个环锭纺纱机的控制也会造成不良影响。消除这一不良影响就是本发明想要解决的第2个课题。
本发明要解决的最后一个课题就是电力供给的效率问题。即，抑制因电力供给线27的电阻所造成的电压下降和配线作业的高效率化。也就是说，在收容管道67内，装有包覆的电源供给线27等，为减小电阻，就需要电源供给线27尽可能粗(断面积尽量大)。但由于收纳管道67等的大小有限，电线的粗细也受到限制。此外，配线作业由于必须先将电力供给线27剥去包覆层，不能说一定是高效率的，解决这一问题是第3个课题。
为解决上述第1个问题，精心研究的发明者放弃了传统的纺织机械中的所有主轴电动机必须分别单个装备控制回路基板的构思，而着眼于在必要时和必要的部位设置控制回路基板就足够了这一想法。为解决第2个课题，开发了低电压的电力和信号传送的替代方法。为解决第3个课题，采用裸线而不使用包覆线，并对其形状和结构进行研究，以实现配线作业的高效率化。从这些观点出发创造了本发明。下面分项予以详细说明。
本发明第一技术方案记载的纺织机械包括：从天然纤维或合成纤维的块中抽出细长纤维、对其抽出的纤维加捻用的多个锭子、在每个锭子上安装的与该锭子相同数量的主轴电动机、向该主轴电动机供给驱动电力用的变换器电源以及分别单个连接这些主轴电动机和所述变换器电源的三相电源供给线，按需要还设置的其它部件和装置。这种纺织机械的特征在于，在这些各条三相电源供应线中，至少在两个相的各条电源供给线途中设置有切断电源供给用的开闭机构和在打开这些开闭机构时单个制动所述各锭子用的制动装置。
具有上述特征的纺织机械不设置传统纺织机械所具备的单个控制回路基板。而改为在各电源供给线途中设置开闭机构，通过打开开闭机构切断电源供给以及通过闭合开闭机构重新接通电源供给。若电力供给停止，主轴电动机因惯性力的作用不能立即停止，故通过制动装置(制动器)的作用，使其直接或间接减速或停止。等到停止(适量减速)时，就可以进行断纱的接线，由于制动装置的作用，可迅速进行接线作业，因此使其效率提高。接线后，闭合开闭机构供给电源，重新启动主轴电动机。采用这一结构，远比传统纺织机械的制作简便，经济上可大幅度改善(解决第1个课题)。并且，由于可节省较长的低压信号线、低压电源供给线，因此可消除这些供给线会带上不需要的信号等成为间接性原因的整个纺纱机所受的不良影响(解决第2个课题)。
本说明书中的“纺织机械”，只要是具有上述特征不管怎样的机器都适用。这类机械除了环锭纺纱机和环锭捻线机之外，还有倍捻机等。同样，“开闭机构”只要是充分具备适用于电源供给和切断的额定规格，无论机械性的、电气性的还是除此以外的类型均可使用。此外，各三相电源供给线中有“至少两相”的含义是可以两相，也可以三相全部。
同样，“制动”的含义是抵制锭子(主轴电动机)的旋转进行减速或停止，“制动装置”只要是具备制动功能的都适合使用。例如，有可采用以向主轴电动机施加直流电压等方式制动的电气性制动装置以及通过摩擦吸收锭子(主轴电动机)旋转的运动能量使其减速或停止的机械性制动装置等。机械性制动装置有例如，向旋转中的锭子等直接或间接性提供机械性摩擦的手动制动器、真空制动器和空气制动器等。
本发明权利要求2所记载的纺织机械基本上具有与权利要求1记载的机械相同结构和作用效果，其主要特征在于开闭机构。即，包括电气性接触的一对导电性触头和可在这一对导电性触头间自由插拔的绝缘组件，这一对导电性触头在该绝缘组件插入时分开、在该组件拔出后重新接触。
采用这种开闭机构，单个构件即为导电性触头，因绝缘组件可作为通用构件使用，故可以此简化开闭机构本身的结构，使成本进一步降低。此外， “一对导电性触头”是两者可电气性接触的元件，只要是通过绝缘组件插入或拔出的动作就可使电力供给切断或重新接通，任何材料制成或者任何形状均可使用。而“电气性接触”的含义是通过直接或间接接触使电流连通。而“绝缘组件”只要是制成能在插入时各一对导电性触头分离、而在拔出后可重新接触的组件均可使用，这类组件包括例如合成树脂板那种本身具有绝缘性的材料和虽然本身具有导电性但采用某种方法可使其具有切断导电的结构件。
本发明权利要求3记载的纺织机械基本上具有与权利要求1记载的机械相同的结构和作用效果，其主要特征与权利要求1一样在于开闭机构。即，包括一对导电性触头和可滑动地安装在这一对导电性触头间的开闭构件，通过使这一开闭构件滑动，可使装在这一插入构件上的绝缘部和导电部有选择地分别与该各对导电性触头接触。
采用这一开闭机械，使开闭机构滑动、即在不拔出的状态下只移动开闭构件，就可使与绝缘部接触的导电性触头(电流不接通)与导电部接触通电或使其反向进行。开闭构件也可以采用不从导电性触头间拔出的结构，但最好是采用可拔出的那种结构。若制成可拔出式的结构，与权利要求2一样可将这一开闭构件用作通用构件，故使开闭机构本身的结构简化，进一步降低成本。此外，在这种情况下，最好是在拔出开闭构件时，使一对导电性触头相互间有电气性接触。
本发明权利要求4记载的纺织机械基本上具有与权利要求1记载的机械相同的结构和作用效果，其主要特征与权利要求1一样在于开闭机构。即，包括分离的一对导电性接触端子和闭合时、即通电时在电气上连接这一对导电性接触端子用的连接构件。
这种开闭机构中的导电性接触端子和连接构件的形态只要是符合它的目的和额定规格的范围内均可使用。连接部件可以制成可装卸或不能装卸的结构。
本发明权利要求5记载的纺织机械基本上具有与权利要求1至4中某一项记载的机械相同结构和作用效果，其主要特征在于机械性的制动装置。即，包括与锭子摩擦接触用的摩擦片、固定该摩擦片的制动臂、接近或离开该制动臂和该锭子用的动作杆部、旋转自如地支撑该动作杆部的支撑部以及向离开该锭子的方向对该制动臂施加力的赋能装置。
这种机械性制动装置既可以安装在各个锭子上，也可以根据需要采用安装在任意锭子上的装卸式结构。摩擦片或制动臂的个数至少有1只就行，但最好是至少可从相对的两个方向(同心地)推压的结构，这是因为一般来说主轴电动机的锭子与转子间的缝隙极小，若单从一方推压摩擦片会使锭子位置产生偏差，有可能使两者接触的缘故。此外，若成本和结构方面允许的话，最好采用3个摩擦片，将其分别错开120度配置，使三者同时(同心地)向锭子推压。动作杆部的动作方向既可上下方向，也可水平方向，也可以是其它方向。
本发明权利要求6记载的纺织机械基本上具有与权利要求1～4中某一项记载的机械相同结构和作用效果，其主要特征与权利要求5一样在于制动装置。即，具有向主轴电动机施加制动用直流电压用的制动电压电源装置。
这种电气制动装置的制动电压当然必须具有充分的电压能对锭子进行制动，与权利要求5记载的机械性制动装置一样，也可以装在各个锭子上，根据需要也可以采用安装在任意锭子上的装卸式结构。此外，这种制动电压对于锭子的制动当然也必须足够。
本发明权利要求7记载的纺织机械基本上具有与权利要求1～4中某一项记载的机械相同结构和作用效果，其主要特征在于制动电压电源装置施加的直流电压，即为上面已说明过的各三相电源供给线的三相或其中某两相经整流后的电压。也就是从主轴电动机的驱动电源即变换器电源获取的交流电压经过整流后的电压。
于是，采用可获取直流电压的结构，就无需特意准备为获取制动用电压的电源，因此可相应降低纤维机械的整体成本。
本发明权利要求8记载的纺织机械基本上具有与权利要求1～7中某一项记载的机械相同结构和作用效果，其最大特征在于如前所述的各开闭机构的开闭与制动装置的制动及其解除动作连动的结构。
这样，采用两者连动式结构，通过使开闭机构分开的操作，可同时启动制动装置，反之，在进行开闭机构的闭合操作同时，可以解除其制动。这样一来，通过一项操作(单一动作)就可产生多项作用，使操作步骤简化，相应地可使接线等作业更迅速和有效进行。开闭机构的开闭操作和制动装置的制动(解除)操作何者为佳，何者为辅，可以由设计人员的设计构思和开闭机构(制动装置)的结构等决定。对于两者如何连动，也可以采用行业人员可采纳的任何一种方法。
本发明权利要求9记载的纺织机械基本上具有与权利要求1～8中某一项记载的机构相同结构和作用效果，其主要特征在于开闭机构的安装方法。即，采用合成树脂将构成各主轴电动机的锭子绕线部周围加以固定，将该合成树脂材料制成可安装各开闭机构的一部或全部的形态。
采用这样的结构，因可省略为保护锭子绕线部等通常所用的电动机壳体，故可相应地节省组装作业的劳力，也有利于降低成本。之所以采用合成树脂材料是因为它能够合着定子绕线部和开闭机构的形态等以较大的自由度来设计它的形态，同时也容易使各开闭机构间及各构件间绝缘的缘故。此外，在本说明书中，所谓“开闭机构的一部或全部”是指该开闭机构的结构件为单件时它的一部或全部，以及在其结构件为复数件时其中一部分结构件(的一部或全部)和全部结构件(的一部或全部)，具有双重的含义。安装方法可采用任意一种。
本发明权利要求10记载的纺织机械，包括：从天然纤维或合成纤维的块中抽出细长纤维，对该抽出的纤维加捻用的多个锭子、在所述每个锭子上安装的与该锭子相同数量的主轴电动机、向所述主轴电动机供给驱动电力用的变换器电源以及分别单个连接所述各主轴电动机和所述变换器电源的三相电源供给线，其特征在于，在所述各三相电源供给线中，至少在两个相的电源供给线途中设置有电气性接触状态下的各一对导电性触头，采用在所述一对导电性触头两者间可自由插拔将在下一项说明的回路组件的结构。
在该回路组件中，设定有直流制动模式、三相电源供给切断模式和三相电源供给模式及直流弱制动模式至少三种模式中的至少一种，通过操作转换开关，可以在设定为直流制动模式的至少一种模式中选用某一种模式。即，该回路组件必须为直流制动模式，可从其它至少三种模式中选择。该回路组件在插入状态下各自对导电性触头分离期间可动作，而在拔出后该各对导电性触头重新接触。
其中，所谓“从其它至少三种模式中选择”是指在回路组件中只设定已选用的模式(如三相电源供给切断模式)的情况，以及预先设定二种(如三相电源供给切断模式和三相电源供给模式)或者三种模式后选用其中所需模式的情况两种含义。即，在前一种情况下，规定为只设定(选择)三相电源供给切断模式，选用直流制动模式和三相电源供给切断模式中的某一种。而在后一种情况下，设定了两种模式时，选用直流制动模式、三相电源供给切断模式和三相电源供给模式中的某一种。这在设定有该三种模式以外的第四种模式时也是如此。
在回路组件中设定的各模式内容如下。即，采用直流制动模式时，将从设在这一回路组件的外部或内部的制动电压电源装置获取的直流电压施加于所述各主轴电动机来进行制动，采用三相电源供给切断模式时，将流向各主轴电动机的三相交流电切断，在采用三相电源供给模式时，向各主轴电动机供给三相交流电力，而在地直流弱制动模式时，将来自制动电压电源装置的直流弱电压施加于所述各主轴电动机，以阻止在停止时各锭子的自然旋转。
这种结构的纺织机械，不安装传统的纺织机械分别单个配置的控制回路基板这一点，可产生与权利要求1记载的机械同样的作用效果。这种结构与权利要求1的记载主要不同点在于采用一对导电性触头和回路组件作为开闭机构，以及使该回路组件具有制动装置的功能。此外，“回路组件”制成的形态以符合各一对导电性触头的形态等为好。“制动电压供给回路”只要是能够提供可进行接线作业程度的主轴电动机制动所必需的直流电压，可采用任何形态。而“自然旋转”的含义是受到外力的主轴电动机被动进行的旋转，不同于受电力供给引起的能动性旋转。接线是断裂的纱线相互(旋转)捻合的作业，因此此时的主轴电动机受到外力作用自然旋转。若自然旋转不能进行所希望的捻纱动作。因此，为阻止这一自然旋转，对主轴电动机施加比制动用直流电压低的直流弱电压。回路组件的作用只是在插入导电性触头间之后，在拔出后则对主轴电动机施加三相交流电。
本发明权利要求11记载的纺织机械基本上具有与权利要求10记载的机械相同结构和作用效果，其主要特征在于制动电压电源装置。即，通过对连接于变换器电源的各三相电源供给线的三相或从其中两个相获取的交流电压进行整流，以获得直流电压和直流弱电压的结构。
这样一来，通过简单的回路，可获得直流电压，因此可使制动电压电源回路结构单一，对降低成本非常有利。还可使回路组件本身小型轻量化，便于纺织厂内的搬运。
本发明权利要求12记载的纺织机械基本上具有与权利要求10或11记载的机械相同结构和作用效果，其主要特征在于下述中继组件。即，该中继组件是回路组件与各对导电性触头的电气中继组件，可插入各对导电性触头内或拔出，以替代该回路组件。并且，该中继组件内还可自由地插拔于回路组件。此外，在单独插入该中继组件时，使各导电性触头间绝缘。
即，这种纺织机械的重大特征在于，不是将回路组件直接插入(连接)导电性触头之间，而是通过中继组件进行。也就是说，从插入后的中继组件中拔出回路组件时和单独插入中继组件时，该中继组件作为绝缘组件起作用，将输往主轴电动机的电力供给切断。设置中继组件的理由是在于回路组件拔出后也想让主轴电动机停止的某种理由存在的情况下特别便利。即使拔出回路组件，由于各导电性触头间依然处于绝缘状态，因此，主轴电动机继续停止。若单独插入中继组件，也可作为权利要求2记载的绝缘组件使用。
本发明权利要求13记载的纺织机械基本上具有与权利要求10至12中某一项记载的机械相同结构和作用效果，其主要特征在于成对导电性触头的安装方法。即，采用合成树脂材料，将构成各主轴电动机的定子绕线部周围加以固定，将该合成树脂材料制成可安装各对导电性触头的形态。
采用如此的结构，可获得与权利要求13所述大体相同的作用效果。此外，成对导电性触头的安装方法只要是在不损坏该导电性触头所具有的功能前提下进行安装，可采用任何方法，安装方向也无限制。
本发明权利要求14记载的纺织机械，主要包括：从天然纤维或合成纤维的块中抽出细长纤维，对其抽出的纤维加捻用的多个锭子、与每个锭子上安装的这些锭子相同数量的主轴电动机、向这些主轴电动机供给驱动电力用的变换器电源、以及分别单个连接所述各主轴电动机和变换器电源的三相电源供给线，其特征在于各三相电源供给线。
即，三相电源供给线的特征在于，由连接于变换器电源的三相裸母线即无包覆层的三相母线以及连接该三相裸母线与各主轴电动机用的配线组成，至少将这些三相裸母线装进由绝缘材料制成的壳体内，同时将其一部分露出该壳体外，以此来实现电力供给的效率和配线作业的高效率化(解决第3个课题)。也就是说，如果在作为绝缘材料的合成树脂等成形的壳体内装进了无包覆层的如裸露的铜棒，将其用作各三相母线的话，由于被装入各铜棒间的合成树脂将起到包覆(绝缘)的作用，因此无需预先包覆三相母线，可相应地使各铜棒即三相裸线加粗(加大断面积)。也可以不使用铜棒，而改用其它导电体。铜棒露出面的形态只要可进行配线作业，任何形态均可以。
本发明权利要求15记载的纺织机械基本上具有与权利要求14记载的机械相同的结构和作用效果，其特征在于在各三相裸露母线中至少将露出的部分形成平面状。之所以制成这样的结构是因为虽然对前述的露出面形态无任何限制，但在连接其它导电体(铜棒)等时，最好尽可能地增大两者的接触面积，以减小接触电阻。此外，若形成平面状，还有容易安装压接端子等优点。
本发明权利要求16记载的纺织机械基本上具有与权利要求14或15记载的机械相同的结构和作用效果，其特征在于在露出壳体外的三相裸露母线上，设置有装卸所述配线用的脱卸式端子，通过该脱卸式端子能装上或取下所述配线，因此能实现配线作业的高效率化。此外，也可以根据需要连接该配线以外的线材和电路等。这种“脱卸式端子”既可以用螺钉固定方式，也可以是插座式或者其它形式。这种元件有例如制成香蕉形状的香蕉插口(香蕉插头)等。
本发明权利要求17记载的纺织机械，包括：从天然纤维或合成纤维的块中抽出细长纤维，对其抽出的纤维加捻用的多个锭子、与每个锭子上安装的与这些锭子相同数量的主轴电动机、向这些主轴电动机供给驱动电力用的变换器电源以及分别单个连接这些主轴电动机和该变换器电源三相电源线供给线，其特征在于这些三相电源供给线由连接于该变换器电源的三相裸母线以及该三相裸母线与各主轴电动机连接用的配线组成，在这一点上具有与权利要求12记载的机械相同结构和作用效果。采用这种结构，至少将三相裸母线隔开规定间隙配置在壳体内，这样，在有限的壳体内因无包覆层而可相应地增大三相裸母线的断面积。
本发明权利要求18记载的纺织机械基本上具有与权利要求17记载的机械相同的结构，其特征在于在三相裸母线间填有绝缘材料。采用这种结构，因可提高三相裸母线间的绝缘性，从而可以提高纺织机械的电气安全性。
附图的简单说明。
图1为第1实施形态的环锭纺纱机整体立体图。
图2为锭子和主轴电动机的纵剖面图。
图3为图2的主要部分放大图。
图4为控制部的局部放大图。
图5为从箭头方向看包含图4的X-X线的假想剖面图。
图6为从箭头方向看包含图4的IV-IV线的假想剖面图。
图7为回路基板插入触头间之前的状态图。
图8为回路基板插入触头间的状态图。
图9为回路基板插入触头间结束后的状态图。
图10为导电性触头装入保持部后的状态图。
图11为三相电源供给装置的三相整流回路图。
图12为表示各模式状态的回路图。
图13为表示第2实施形态的概略图。
图14为表示第3实施形态的概略图。
图15为表示第4实施形态的概略图。
图16为中继插件的局部放大图。
图17为表示第5实施形态的概略图。
图18为图17的主视图。
图19为从箭头方向看包含图18的Y-Y线的假想剖面图。
图20为表示第6实施形态的概略图。
图21为表示开闭机械的主视图。
图22为表示开闭机械的主视图。
图23为表示开闭机械的主视图。
图24为表示第7实施形态的概略图。
图25为表示第7实施形态的概略图。
图26为已有的环锭纺纱机1的整体立体图。
图27表示锭子部8的筒管9b与管纱18的示图。
图28锭子9s速度俯视图。
图29是个别停止控制部的局部放大图。
图30是从箭头方向看包含图24的V-V线的假想剖面图。
图31表示从锭杆9s拔出纱管18的示图。
图32表示筒管9b上被绕满筒纱18的示图。
图33为从箭头方向看包含图26的VIII-VIII线的假想剖面图。
下面参照各附图，对本发明的实施形态(在本说明书中称为“实施形态”)作出说明。本发明的环锭纺纱机(纺织机械)与关于以往技术的一段中已说明过的纺织机械不同之点在于主轴电动机及与其控制系统相关的部分。为此，共同的部件使用与已有的纺织机械中的相同的符号，并省略其说明。
图1为第1实施形态的环锭纺纱机整体立体图；图2为锭子和主轴电动机的纵剖面图；图3为图2的主要部分放大图；图4为控制部的局部放大图；图5为从箭头方向看包含图4的X-X线的假想剖面图；图6为从箭头方向看包含图4的IV-IV线的假想剖面图；图7为回路基板插入触头间之前的状态图；图8为回路基板插入触头间的状态图；图9为回路基板插入触头间结束后的状态图；图10为导电性触头装入保持部后的状态图；图11为三相电源供给装置的三相整流回路图；图12为表示各模式状态的回路图；图13为表示第2实施形态的概略图；图14为表示第3实施形态的概略图；图15为表示第4实施形态的概略图；图16为中继插件的局部放大图；图17为表示第5实施形态的概略图；图18为图17的主视图；图19为从箭头方向看包含图18的Y-Y线的假想剖面图；图20为表示第6实施形态的概略图；图21为表示开闭机械的主视图；图22为表示开闭机械的主视图；图23为表示开闭机械的主视图；图24为表示第7实施形态的概略图；图25为表示第7实施形态的概略图；图26为已有的环锭纺纱机1的整体立体图；图27表示锭子部8的筒管9b与管纱18的示图；图28锭子9s速度俯视图；图29是个别停止控制部的局部放大图；图30是从箭头方向看包含图24的V-V线的假想剖面图；图31表示从锭杆9s拔出纱管1 8的示图；图32表示筒管9b上被绕满筒纱18的示图；图33为从箭头方向看包含图26的VIII-VIII线的假想剖面图。
在图1和图2中，12A为主轴电动机。主轴电动机12A被装入中空壳体12C内。该中空壳体12C设置有插入部33，由此可插入回路基板组件(回路组件)。如图2和图3所示，向主轴电动机12A传送电力的三相电源供给线35通向插入部33之中。三相电源供给线35在其中继点35P处切断，一对导电性触头37、39连接于此。使一侧的导电性触头37与另一侧的导电性触头39互相接触，使电流流通。将导电性触头39和导电性触头39分别连接于变换器电源26(图21)和主轴电动机12A。在本实施形态中，通过导电性触头37、39与回路组件49组合，以构成切断电源供给用的开闭机构。这种开闭机构最好与后述的制动装置组合使用。
下面参照图7至图10，对导电性触头37、39的保持部41、43作出说明。由于导电性触头39与导电性触头37相同，保持部43与保持部41也相同，因此只分别说明前者，而省略后者。导电性触头37是将导电性高的金属片弯折成钓鱼钩形状制成的，将其安装在保持部41上设有的安装槽41C内。如图9所示，将导电性触头37背面的一部分切开后向斜后方立起，制成阻挡片44，再将该阻挡片44钩在保持部41上设有的固定孔41h内。因此，导电性触头37不会从保持部41脱出。
图7和图8中的45为向插入部33的内侧(从图的下面向上)方向推压保持部41用的弹簧。由弹簧45、45的作用推压的保持部41和保持部43弹出性地扩展或缩小其间隔。导电性触头37由高弹性的材料制成，也可使其同时具备弹簧45的作用。保持部41和保持部43的对向面制成图10所示的扇子状，在此形成开口47。采用这种结构，在从开口47插入回路组件(后述)时，可使导电性触头37与39分离，拔出回路组件49后，因弹簧45、45的作用，导电性触头37与39重新接触。
下面，参照图3对回路组件49作出说明。回路组件49的一端部49可嵌进插入部33固定。回路组件49包括：在其两端开口的壳体部51、嵌进壳体部51的开放端51e内侧可沿长度方向滑动自如的可动体53、装在可动体53中心部的回路基板55以及设置在回路基板上的转换开关59。转换开关59通过连接线60与回路基板55相连接。此外，本实施形态中的回路组件49虽然采用了直接将该组件插进插入部33的结构，但在回路组件49与插入部33之间也可连接延长电缆等，将其前端装有的插件等插入。采用这种结构，可使回路组件49的操作在远离插入部33的位置上进行，十分方便。
在回路基板55上设有控制回路57，在本实施形态的控制回路57中，除了直流制动模式之外，可进行三相电源供给切断模式、三相电源供给模式和直流弱制动模式的模式设定。根据需要也可设定以上四种模式之外的模式。这些模式的转换通过转换开关59的操作来进行。直流制动模式用于向所述各主轴电动机12A施加将各三相电源供给线35U、35V、35W的三相(或其中二相)整流后形成的直流电压，从而使其停止。三相电源供给切断模式用于切断向各主轴电动机12A、12A…传送的三相交流电力。三相电源供给模式用于向主轴电动机12A、12A…供给三相交流电力。直流弱制动模式则是用于向所述各主轴电动机12A施加将三相电源供给线35U、35V、35W的三相或其中两相整流后形成的直流弱电压，以阻止停止时各主轴电动机的自然旋转。
在本实施形态中设置三相电源切断供给模式是因为某种原因必须要切断向主轴电动机的电力供给时，即使不关闭变换器电源26的主开关也能切断的缘故。同样，设置三相电源供给模式是为了在使主轴电动机临时性旋转时便于看清例如接线结束后的它的接线状况的缘故。即，为使主轴电动机12A旋转，只要从插入部33拔出回路组件49就行。但有时因接线不好，必须立即插入回路组件49使其停止。这样一次又一次地拔出和插入是很麻烦的。为此，若采用三相电源供给模式，使主轴电动机临时性旋转，则可消除这种麻烦。同样，设置直流弱制动模式的目的在于如前所述的提高接线效果。
在回路基板55的前端部55e的两面，设置有如图7所示的导电部61、61，在插进插入部33时与导电性触头37、39接触(图8和图9)。通过这些导电部61、61，向控制基板55通电。在回路基板55上，组装有三相电源供给线35的其中两相整流用的整流回路和具有DC/DC变换回路的电源回路65。电源回路63是为了获得在选用直流制动模式和直流弱制动模式时向主轴电动机施加用的直流电压。也可不使用电源回路63，而改用电池或外部电源。
将上述回路组件49，按图7至图9的方法插进插入部33。即，将回路基板55插入时，其前端部55e顶住弹簧45、45的反弹力作用，使保持部41、43(导电性触头37、39)分离，切断从变换器电源26传向主轴电动机12A的电力供给。反之，拔出回路组件后，分离的体操部41、43(导电性触头37、39)因弹簧45、45的弹性作用而返回原先位置重新接触导电。以此来供给电力，使主轴电动机12A重新启动。
图21和图22表示构成开闭机构一部分的回路组件49的变形例。图21中的49a表示合成树脂制成的绝缘组件。通过将该绝缘组件49a插入导电性触头37与39之间，使两者分离以切断电力供给(图21(a))，通过拔出使两者接触，重新进行电力供给(21(b))。
另一方面，图22中的49b表示开闭部件，该开闭部件49b在上述绝缘组件49a的一端设置有使该绝缘组件的表里两侧导电的金属端子(导电部)49b。在插入导电性触头37与39之间的状态下滑动时，可使这些导电性触头37、29与金属端子49s及其它部分(绝缘组件49c)有选择地接触。即，在与金属端子49d接触时供给电力，在与绝缘部49c接触时切断供给。本实施形态中的开闭部件49b可从导电性触头37、39之间拔出，拔出后两者电气性接触，以供给电力。
图23所示的开闭机构经结构包括一对导电性触头37、39和设在两者间的旋转开闭部件49f，通过将旋转开闭部件49f沿图中的箭头方向转动，可使绝缘部49g、49g与导电部49h有选择地接触。
下面，以图4至图6为中心，再参照图1对控制部13A作出说明。控制部13由收容管道(壳体)67和内装在收容管道67中的三相母线(铜棒)69组成。三相母线69属于三相电源供给线35的一部分。收容管道67采用塑料等绝缘材料制成，由基体67b、衬板73和盖板75组成。在基体67b的长度方向上，并列形成有内装三相母线69用的4条槽67b1-67b4。在将3根三相母线69和接地线71内装在条槽67b1-67b4之后，用衬板73盖上，再用盖板75将衬板73盖住。4条槽的形态必须精心地处理，以使三相母线69和接地线71不会脱落，这样也可以省略不用衬板73。
最好将收纳管道67的三相母线69和接地线71的一部分露出在容纳管道67的外部。通过在这些露出面690和710上螺丝固定的电线74，向主轴电动机12A供给电力。本实施形态中的收容管道67与两个锭子9、9连接，将其若干个连在一起，按环锭纺纱机结构合适的锭子数(此发明中为24锭子)为一组，形成一连串的收容管道。
下面，参照图11和图12，对本实施形态中使用的电气回路作出说明。图11所示的控制回路57是用于在对来自三相电源供给线35提供的三相交流的各相进行半波整流的同时，对主轴电动机12A施加相位控制获得的直流电压的。控制回路57的结构如下。即，包括进行三相电源的开关切换、整流和相位控制的主元件回路57A、各可控硅整流器的相位控制和点弧控制用的相位控制(点弧控制)回路57B以及相位控制用的相位检测回路57c。
主元件回路57A使用6个可控硅整流器。通过双向可控硅整流器THU1、THV1和THW1进行三相电源的供给和切断。通过THU2、THV3、THW1和YHV2进行产生直流电压的三相半波整流控制。又通过YHU2和THV3进行改变直流电压值的相位控制。此外，D1为产生回流电流用的回流二极管。
图12(1)所示的主元件回路57A是选择三相电源供给模式时使用的电路。在将回路基板55插进插入部33后，通过三相母线一侧的触头37U、37V、37W和与其接触的61U、61V、61W，向控制回路57供给电力。此时，使门信号57a和57b处于接通状态以使在将与三相U、V、W分别串联的双向可控硅整流器THU1、THV1、THW1处于接通状态下。以此输入的三相电压通过各三相母线一侧的触头37U、37V、37W输出。
图12(2)所示的主元件回路57A是在三相电源切断模式时使用的电路。如图所示，使可控硅整流器THU1、THV1、YHW1形成关闭状态，以使门信号57a和57b处于接通状态，则输入的三相电压不能输出到触头37U、37V、37W。此外，在此场合下，整流控制用的可控硅整流器THV2可以形成接通状态或关闭状态中的任何一种。
图12(3)所示的主元件回路57A是选择直流制动模式时使用的。门信号57a与THU1、THV1均处于关闭状态。此时，若使门信号57b、57c、57e、57a处于接通状态，又使W相串联的THW1、整流控制用的THV2和相位控制用的THU2、THV3均处于接通状态，则形成由V相、U相和W相构成的三相半波整流回路。施加该半波整流回路输出的直流电压，对主轴电动机进行制动。
另外，在直流制动模式的状态下，若使相位控制用的可控硅整流器THV3的点弧相位延迟，则由于施加在主轴电动机上的直流电压值变小，因此会使制动力减弱(直流弱制动模式)。控制点弧相位，使此时的直流电压为能阻止停止着的主轴电动机自然旋转那样大小。若电压太低，主轴电动机就会自然旋转，不能进行人们所想做的接线作业，故应予以注意。
上述各模式的转换(选择)通过操作如前所述的设置在回路基板55上的模式转换开关59(参照图3)来实现。虽然本实施形态中的模式转换开关59采用了单一的开关结构，但也可使用多个开关转换模式。也可以预先装入定时器，例如在一定时间后，从直流制动模式自动转换为直流弱制动模式。
在上述各模式中，直流制动模式以外的其它模式可根据情况适当省略，可采用只有直流制动模式和另一种模式的结构。即，例如根据需要采用只有直流制动模式和直流弱制动模式这两种的结构(省略三相电源供给切断模式和三相电源供给模式)，或者在这其中再加上三相电源供给模式，形成三种模式的结构(省略三相电源供给切断模式)。总之，直流制动模式是必不可少的，其它模式根据需要，至少有一种就行。
下面，参照图13对第2实施形态作出说明。1B表示一种纺织机械即环锭捻线机。环锭捻线机1B与环锭纺纱机1A主要不同点在于它没有后者所具有的牵伸部5以及具有从后者没有的粗纱部3拉出纱用的罗拉5r。除此之外，环锭捻线机与环锭纺纱机无不同之处。因此，对与环锭纺纱机共通的部件，在图13中使用了与其相同的符号。此外，为避免重复省略了对共同部件的说明。从而，使用环锭捻线机1B获得的作用效果也与环锭纺纱机1A的使用效果无不同之处。
下面，参照图14对第3实施形态作出说明。
1C表示一种纺织机械即倍捻机。下面，参照图14说明属于纤维机械的倍捻机1C。这种倍捻机1C也基本采用与环锭纺纱机1A和环锭捻线机1B相同的技巧，由主轴电动机控制系统A控制使作为该基本结构要素的锭子9旋转的主轴电动机12。此外，在图14中，纤维在经过卷绕件80-卷绕圆筒82-喂入罗拉等的罗拉84-气圈导向器85之后被卷装在喂纱件88上。从而，使用环锭经线机1B获得的作用效果也与环锭纺纱机1A的使用效果无不同之处。
下面，参照图15的(1)和(2)对第4实施形态作出说明3。第4实施形态与第1实施形态的不同之点在于第4实施形态具有第1实施形态未有的中继组件。在此，只对构成开闭机构一部分的中继组件80作出说明。其它部件的说明予以省略。
中继组件80装在回路组件49与插入部33中间，用于中继回路组件49的功能。设置中继组件80的主要优点如前所述在于，在不插入回路组件49的状态下可使主轴电动机12A停止。中继组件80的结构如下。即，包括中空壳体81、装入该中空壳体81内部的中继基板82和装在该中继基板82后端的中继插件83。中空壳体81制成仅比回路组件49稍大一点，可将回路组件49嵌于其中。中继基板的前端与回路基板55的前端55e一样，可插入各保持部41、43(各导电性触头37、39)的中间。中继插件83的开放端与各保持部41、43一样，可将回路组件49的回路基板55插入。
下面，参照图16对中继插件83的结构作出说明。中继插件83具有一对支持部84、84和被这些支持部84、84夹住的一对导电性触头85、85。将中继基板82从中继插件83一边(图的左侧)插入后固定。此时，导电性触头85、85分别与中继基板82的各个导电面82a、82a电气性接触，从而使插入部33的导电性能头37、39分别间接接触。导电性触头85、85采用高弹性导电材料制成，具有在将回路组件49的回路基板55插入或拔出时，按照箭头所示方向弹性变形，并且与导电面55a、55a电气性接触的结构。这样一来，回路基板55与插入部33的各导电性触头37、39电气性接触，就可控制(制动)主轴电动机12A。
此外，如图16所示，未插入回路基板55状态的导电性触头85、85的开放端相互分离，不成电气性接触。因此，若按此状态插入中继组件83，可使插入部33的各导电性触头37、39分离，切断向主轴电动机12A的电力供给。这种情况下的中继组件83也可以作为切断电力用的绝缘组件起作用。在将中继组件83用作绝缘组件时，单独将中继组件83插入以切断电力，等待主轴电动机12A自然停止再连接纱6。
再回到图15(2)，对第4实施形态的变形例作出说明。该变形例的特征在于设置有与回路组件49(回路基板55)电气性连接的延长电缆88和与其开放端连接的插件89。延长电缆88和插件89是在远离插入部33的场所使主轴电动机12A的控制成为可能用的部件。该变形例中的回路组件49最好采用密封式壳体结构，以取代中空壳体。采用这种结构，其目的在于防止灰尘和异物进入而造成回路基板55短路等事故。插件89的结构只要能满足与各导电性触头85、85电气性接触的要求，并且具备插拔动作方便的外观，任何结构均可。
下面，参照图17对本发明的第5实施形态作出说明。100表示安装在各主轴电动机12上的制动装置。制动装置100大体由下列构件构成。即，包括操作用者手下压用的操作杆101、可上下运动地支该操作杆101的支持部102、从操作杆101下侧伸出的突出部103以及两条制动臂110、111。突出部103的前端103a呈平缓的圆锥形状，在将操作杆101下压时，如图23所示，可与制动臂110、112的凸轮面111、113(后述)接触，将其推开。如图27所示，制动装置100按照由制动臂110、112夹住锭子的方式配置。制动锭杆时，注意两者必须施加均等的制动力，即同心地施力。
如图1 8所示，制动臂110、112分别为S字型，两者的前端110a、112a用枢轴114旋转自如地加以固定。又在两者的途中，在厚度方向贯通导116、117，穿过移动轴115，将制动壁110、112引向导孔116、117，并使其能够移动。在移动轴115的上端，将支持部102加以固定。在移动轴115的上端制动臂110、112的开放端110b和112b上，设置有前述的锥形的凸轮面111和113。制动臂110、112的内侧装有磨擦片118、118。在其外侧装有螺旋弹簧119、119，使其向把制动臂110和制动臂112拉开的方向施加作用。在此状态下，螺旋弹簧119、119的弹力向把凸轮面111和凸轮面113两者拉近的方向施加作用。
第5实施形态的作用如下。将绝缘组件插入电源供给线，切断电力供给后，若操作者用手下压操作杆101，则因支持部102的作用，会形成以图19的假想线所示的状态，此时，突出部103的前端与凸轮面111、113接触。在图19中，实线表示接触后的状态。若再下压操作杆101，则会形成如图25的假想线所示的状态，突出部前端103a部的分力分别作用于凸轮面111、113，突出部顶着螺旋弹簧(赋能装置)119、119的弹力推开制动臂110的开放端110b和制动臂112的开放端112b。这样，导孔116、117被引向移动轴115，其结果是制动臂110和112绕枢轴114回转，使磨擦片118、118相互靠近，以制动锭子9s。
如图18所示，由于磨擦片118、118呈同心状与锭杆接触，因此可均等加力，不会使一侧的制动力大于或小于另一侧制动力。解除制动时，将操作杆101分离开即可。因螺旋弹簧119、119的作用，凸轮111、113相互靠近，将突出部前端103a上推，因此操作杆101自动返回原来的位置。此外，在第5实施形态中，虽然采用螺旋弹簧作为赋能装置，但不必要受此限制。只要能始终在使制动臂110、112扩展的方向(离开锭子的方向)施加作用，任何部件均可使用。例如，当磨擦片118和制动臂110、112等富有弹性时，也可将其作为赋能装置使用。也就是说，在这种情况下，磨擦片118与锭子接触时变形，在不受到制动用的外力时使弹性复位，起着扩开两个制动臂110、112的作用。
下面，参照图20对本发明的第6实施形态作出说明。第6实施形态基本上能达到与第5实施形态相同的作用效果。其主要特征在于，在第5实施形态中，是通过下压操作杆来制动锭杆，而在第6实施形态中，则是通过手握做得像钳子的制动装置的手柄111、111来进行制动的。这种情况下也以螺旋弹簧119作为赋能装置发挥作用。正如在第5实施形态中已作过的说明，也可以省略螺旋弹簧119，将磨擦片118和制动臂110、112等作为赋能装置使用。
下面，参照图24和图25，对本发明的第7实施形态作出说明。在本实施形态中，开闭机构的开闭与制动装置的制动及其解除是联动的，只要能使两者联动，是可以任意决定开闭机构和制动装置的组合的，图24表示图22的开闭机构和图17的机构性制动装置的组合形态。为了避免重复说明，对共通的部件采用相同的符号和名称，省略对该部件的说明。
即采取将开闭构件49f固定在操作杆101的中央部下端，在以支持部102作为枢轴使操作杆101沿箭头所示方向回转，同时，该开闭构件在两个导电性触头37、39之间滑动的结构。在本实施形态中，向上拉起操作杆101时，两个导电性触头37、39与开闭构件49f绝缘部49c(参照图22)接触，形成开闭机构打开的状态，向下压时，则与导电部49d接触，形成开闭机构的关闭状态。与操作杆101的上拉动作联动，突出部103作用于制动臂112，制动锭子9s，与下压动作联动，则解除其制动。
另外，图25中的150表示固定主轴电动机的定子绕线(用虚线表示)的合成树脂制的盖板部件(合成树脂材料)。这样，在本实施形态中，盖板部件150的结构不仅具有电动机壳体的功能，而且还能安装开闭部件49f。盖板部件150的形态应与开闭机构等的形状相配合。
而且，还可以采用如图25所示的分离的一对导电性触头端子37a、39a，以替代导电性能触头37、39。通过顶着弹簧101b的弹力将操作杆101下压，使其下端绝缘固定的导电性连接部件101a与两端子接触，以此方式来使两个导电性接触端子37a、39a导通。若放开操作杆101，则由于弹簧101b的弹力作用而向上拉起操作杆101，在连接部件101a不再接触两端子的同时，与其联动，突出部103作用于制动臂112。
若采用本发明的纤维机械，可以获得如下效果。第一、由于减少了控制回路基板，可以降低其制造成本和维护保养的费用。第二，由于不再需要较长的低压信号线和低压电源供给线，因此不会产生引入不需要的信号等问题。以此，可使低电压回路的动作稳定，因此纤维机械的控制也稳定，最终可实现电力供给和配线作业的高效率化。