(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に沿って冷却水の給排水通路を備えた中空モータ軸の一端に固定され、該中空モータ軸の他端から回転継手を介して給排水を行うようにした合繊用延伸機の水冷ロールにおいて、上記中空モータ軸の他端側軸受けと回転継手との間の部分に半径方向外向きの突起を備えた水切りリングを固定したことを特徴とする合繊用延伸機の水冷ロール。
【請求項２】
水切りリングが中空モータ軸に嵌装される円筒部と該円筒部表面に突設された複数枚のフィン形の突起とからなり、回転シールに近い少なくとも１枚のフィン形突起が回転継手側で広がる円錐形に形成された請求項１記載の合繊用延伸機の水冷ロール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、合繊用延伸機の水冷ロールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
合繊用延伸機の水冷ロールとして、モーターケースを貫通し、軸方向に沿って冷却水の給排水通路を備えた中空モータ軸の一端に固定され、該中空モータ軸の他端から回転継手を介して給排水を行うようにしたものが知られている。例えば、モータケースを貫通する中空モータ軸の内側に中空モータ軸よりも細くて長い中空軸を同心状に固定して該中空軸の内側に給水通路を、外側に排水通路をそれぞれ形成し、上記中空モータ軸の一端側突出部に水冷ロールを片持ち状に固定して上記の給水通路および排水通路の一端をそれぞれ水冷ロール内に開口させる一方、中空モータ軸の他端側に該中空モータ軸から突出する中空軸を囲むように排水溜めを設け、該排水溜めと上記中空モータ軸の他端とを回転継手によって接続し、冷却水を中空軸の他端から給水通路に導入して一端から水冷ロール内に放出し、戻り冷却水を中空モータ軸の一端から排水通路に導入して他端から上記の回転継手および排水溜めを介して排出する。
【０００３】
上記回転継手のシール部は、例えばセラミックスリングとカーボンリングの摺合わせ面で形成されるが、上記のモータ軸が５０００ＲＰＭ以上の高速度で回転するため、使用により上記のシール部から水洩れが始まり、この水洩れ量が次第に増大し、モータ軸を伝ってモータ内部に侵入し、モータ軸を支持する軸受けに錆を発生させ、この錆が軸受けハウジングに設けられている潤滑油ミストの供給・排出孔を塞いで軸受けを破損させ、またモータ内部に侵入した水がモータの振動やモータコイルの絶縁不良を引き起こす等の問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、上記中空モータ軸の冷却水供給側に設けられている回転継手のシール部から水洩れが生じても、この水がモータ軸を伝ってモータ内に侵入するのを防止することができ、もって中空モータ軸の軸受けに錆が発生したり、またモータの振動やモータコイルの絶縁不良が生じたりしない水冷ロールを提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明の水冷ロールは、軸方向に沿って冷却水の給排水通路を備えた中空モータ軸の一端に固定され、該中空モータ軸の他端から回転継手を介して給排水を行うようにした合繊用延伸機の水冷ロールにおいて、上記中空モータ軸の他端側軸受けと回転継手との間の部分に半径方向外向きの突起を備えた水切りリングを固定したことを特徴とする。
【０００６】
上記の装置で回転継手のシール部から洩れた水が中空モータ軸の表面を伝ってモータ側へ移動し、水切りリングに到達すると、遠心力の作用で突起の表面を放射状に移動する。遠心力は、角速度が一定の場合、半径に比例して大きくなるので、突起の表面を流れる水は、次第に速度を増して突起の先端に達し、しかるのち飛散して水切りが行われる。したがって、回転継手のシール部から洩れた水のモータ側への移動が防止される。
【０００７】
上記の給排水通路は、従来と同様に中空モータ軸の内側に中空モータ軸よりも細くて長い中空軸を固定することにより形成されるが、中空軸の内側を給水通路とし、外側を排水通路とするもの、反対に内側を排水通路とし、外側を給水通路とするもののいずれでもよいが、外側を排水通路とする前者の方が冷却効率の点で好ましい。
【０００８】
上記の突起としては、針状のもの、フィン状のもの等が例示されるが、中空モータ軸と直交する円板形またはモータ側から回転継手側に向かって径の拡大する円錐筒形等のフィン状に形成することができる。フィンの先端縁部は、薄く先鋭に形成することにより、水切りが容易となる。針状の突起は多数本とすることが好ましい。フィン状の突起は、１枚でもよいが、複数枚とすることによって水切りが一層効果的に行われる。特に、水切りリングを中空モータ軸に嵌装される円筒部と該円筒部表面に突設された複数枚のフィンとで構成し、回転継手に近い少なくとも１枚のフィン状突起を回転シール側で広がる円錐形に形成することにより、水切りが更に確実に行われる。この場合、軸線に対する円錐面の傾斜角度は、４５度前後が好ましく、フィンの厚みは１〜３ｍｍが、またフィン間の溝幅は２〜５ｍｍがそれぞれ好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１において、１０は水冷ロールであり、駆動用モータ１１を貫通する水平方向の中空モータ軸１２の一端（右端）に固定されている。この中空モータ軸１２は、中央の大径部と左右の小径部とからなり、内側には中空モータ軸１２よりも細くて長い中空軸１３が同心状に固定され、この中空軸１３の内側が給水通路を、また中空軸１３の外面と中空モータ軸１２の内面との間が排水通路を形成し、上記大径部の両側が駆動用モータ１１内の軸受け１４によって支持されている。そして、右側小径部に上記の水冷ロール１０が片持ち状に固定され、上記中空軸１３の右端が水冷ロール１０内に突出して上記の給水通路が水冷ロール１０内に開口し、中空軸１３の右端部と水冷ロール１０のボスとを接続する円板状の接続金具１５に設けた複数の孔を介して上記の排水通路が水冷ロール１０内に連通する。
【００１０】
他方、中空モータ軸１２の左側小径部および該左側小径部から突出する中空軸１３の左端部１３ａは、駆動用モータ１１のフレーム外面に固定された給排水ユニット２０の円筒状ケーシング２１内に挿入される。そして、中空軸１３の左端部１３ａは、円筒状ケーシング２１の左端部に固定されている蓋板２２付近まで延び、該蓋板２２に開口する給水パイプ２３の端部と対向し、該給水パイプ２３から供給される冷却水を直接受入れて上記の水冷ロール１０まで導くようになっている。また、中空モータ軸１２の左端部１２ａは、中空軸１３を囲む排水溜め２４の右端部に回転継手２５を介して接続され、該排水溜め２４の左端は回転継手２６を介して中空軸１３の左端部１３ａに接続される。
【００１１】
そして、水冷ロール１０から中空モータ軸１２と中空軸１３との間の排水通路に導入された戻り冷却水は、右側の回転継手２５を経て排水溜め２４に入り、円筒状ケーシング２１の中央部の第１排水口２１ａから排水され、上記右側の回転継手２５のシール部から洩れた戻り冷却水（漏水）は、上記第１排水口２１ａの右側の第２排水口２１ｂから排水される。なお、図１において、矢印Ａは冷却水の供給方向を、矢印Ｂは戻り冷却水の戻り方向を、また矢印Ｃは漏水の排出方向をそれぞれ示す。そして、この発明では、上記中空モータ軸１２の左端部１２ａに水切りリング３６が固定される。
【００１２】
図２に示すように、上記給排水ユニット２０の円筒状ケーシング２１は、右端に基部フランジ２１ｃを、また長さ方向の中央部内面に円周方向の突条２１ｄをそれぞれ有しており、上記の基部フランジ２１ｃがモータフレーム１１ａにボルト（図示されていない）で固定され、突条２１ｄの下側部分に上記の第１排水口２１ａが設けられ、その右側に第２排水口２１ｂが設けられている。そして、中空軸１３の左端部１３ａは、左側の蓋板２２の近くまで延び、中空モータ軸１２の左端部１２ａは、上記突条２１ｄよりも右方の大径空間に達し、この中空モータ軸１２と中空軸１３との間に排水通路１６が、中空軸１３の内側に給水通路１７がそれぞれ形成されている。
【００１３】
この実施形態では、上記突条２１ｄの内側小径部の右端にフランジ付き円筒２７の一部が嵌合され、その右端にカーボン製の固定側シールリング２５ａが固定され、この固定側シールリング２５ａが上記中空モータ軸１２の左端部１２ａに固定されているセラミック製の回転側シールリング２５ｂと接し、この固定側シールリング２５ａおよび回転側シールリング２５ｂが回転継手２５を構成している。なお、フランジ付き円筒２７が突条２１ｄの右に突出する部分を囲んで複数個の圧縮コイルスプリング２９が装着され、フランジ付き円筒２７の右端フランジ２７ａを介して上記円筒２７を右方に付勢している。また、３１はワッシャであり、フランジ付き円筒２７に嵌合し、突条２１ｄの右端面に接する。
【００１４】
他方、上記突条２１ｄの内側小径部の左端にフランジ付き円筒２８の一部が嵌合され、その左端にカーボン製の固定側シールリング２６ａが固定され、この固定側シールリング２６ａが上記中空軸１３の左端部１３ａ上のリング状突部１３ｂにワッシャ３３およびナット３４で固定されているセラミック製の回転側シールリング２６ｂと接し、この固定側シールリング２６ａおよび回転側シールリング２６ｂが回転継手２６を構成している。なお、フランジ付き円筒２８が突条２１ｄの左に突出する部分を囲んで複数個の圧縮コイルスプリング３０が装着され、フランジ付き円筒２８の左端フランジ２８ａを介して上記の円筒２８を左方に付勢している。３２はワッシャであり、フランジ付き円筒２８に嵌合し、突条２１ｄの左端面に接する。そして、上記左右の回転継手２５、２６の間に中空軸１３を囲む排水溜め２４が形成され、この排水溜め２４が右方の排水通路１６および下方の第１排水口２１ａに連通している。
【００１５】
上記中空モータ軸１２の左端部１２ａ上の水切りリング３６は、上記左端部１２ａに嵌合されてネジ固定される円筒部３６ａ、該円筒部３６ａの左端から左方に向かって拡大する円錐形フィン３６ｂおよびその右方に位置する４枚の円板形フィン３６ｃを備えている。
【００１６】
上記の構造において、駆動用モータ１１および給水用ポンプ（図示されていない）を駆動して水冷ロール１０の運転を開始すると、水冷ロール１０が回転すると共に、給水パイプ２３から中空軸１３内の給水通路１７に給水が始まり、冷却水が給水通路１７を経て中空軸１３の右端から水冷ロール１０内に放出され、水冷ロール１０を冷却した後、中空モータ軸１２の右端から中空モータ軸１２と中空軸１３との間の排水通路１６、右側回転継手２５および排水溜め２４を経て第１排水口２１ａから排水される。
【００１７】
そして、使用により右側回転継手２５を構成する固定側シールリング２５ａと回転側シールリング２５ｂの摺合わせ面が磨耗し、生じた隙間から戻り冷却水が漏洩して中空モータ軸１２の左端部１２ａの端面、水切りリング３６の左端面等を伝って流れ、円錐形フィン３６ｂの先端に達すると、遠心力で飛ばされ、給排水ユニット２０の円筒状ケーシング２１の内面に付着し、しかるのち該内面を伝って流れ落ち、下側の第２排水口２１ｂから排出される。そして、飛散した水のうち、上記円筒状ケーシング２１の内面に捕捉されなかったものは、水切りリング３６上に落下し、多段に設けた円板形フィン３６ｃによって飛ばされ、上記円筒状ケーシング２１の内面に捕捉されて第２排水口２１ｂから排出される。したがって、上記の水が駆動用モータ１１側に侵入するのが防止される。
【００１８】
【実施例】
上記発明の実施の形態に記載した構造の水冷ロール１０（直径：１７０ｍｍ、長さ：３００ｍｍ、回転速度：５０００ｒｐｍ）において、その中空モータ軸１２の左端部１２ａに図２の構造の水切りリング３６を固定して運転した。ただし、水切りリング３６の円筒部３６ａの内径を４０ｍｍ、外径を４６ｍｍ、フィン３６ｂ、３６ｃの外径を４９．５ｍｍ、フィン間の溝幅を３ｍｍ、円錐形フィン３６ｂの軸線に対する傾斜角度を４５度にそれぞれ設定したところ、寿命（モータの振動またはモーターコイルの絶縁不良が発生するまでの期間）が従来装置の１．５年から４年に延長した。
【００１９】
【発明の効果】
この発明によれば、水冷ロールの駆動用中空モータ軸に沿って設けられている給排水系の回転継手のシール部分に漏水が生じても、このシール部分とモータの軸受け部分との間に水切りリングが存在するため、上記モータ軸の表面を伝って流れる水が水切りリングに移行した際に遠心力で飛ばされる。したがって、従来水がモータ側に侵入することによって生じていた種々の障害、例えば軸受けの錆、モータの振動およびモータコイルの絶縁不良等が減少し、モータの寿命が延長される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す水冷ロールの断面図である。
【図２】図１の要部の拡大断面図である。
【符号の説明】
１０：水冷ロール                  １１：駆動用モータ
１２：中空モータ軸                １３：中空軸
１６：排水通路                    １７：給水通路
２０：給排水ユニット              ２１：円筒状ケーシング
２４：排水溜め                    ２５、２６：回転継手
２５ａ、２６ａ：固定側シールリング
２５ｂ、２６ｂ：回転側シールリング
２９、３０：圧縮コイルスプリング
３６：水切りリング                ３６ｂ：円錐形フィン（突起）
３６ｃ：円板形フィン（突起）
【図１】
0003557785.tif 000002
【図２】
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