JP2010047391A - 張力付与装置、それを備える繊維機械及び張力付与部品 - Google Patents

Abstract

【課題】糸に対し張力を安定して付与でき、糸ブレ等を防止できる張力付与装置を提供する。
【解決手段】ディスクテンサは、第１ディスク７１と、第２ディスク７２と、ソレノイド及び押圧バネと、を備える。第２ディスク７２は、糸２０の走行経路を挟んで第１ディスク７１と反対側に配置される。ソレノイド及び押圧バネは、第２ディスク７２を第１ディスク７１側に押圧できるように構成されている。第１ディスク７１は、走行する糸２０に接触可能な第１作用面４１を備える。第１作用面４１には、複数の第１線状突起４７が形成されている。第２ディスク７２は、走行する糸２０に接触可能な第２作用面４２を備える。第２作用面４２には、複数の第２線状突起４８が形成されている。第１線状突起４７及び第２線状突起４８は、それぞれ環状に形成され、中心を互いに一致させて配置されている。
【選択図】図５

Description

本発明は、主要には、走行する糸に所定の張力を付与するための張力付与装置の構成に関する。

自動ワインダ等で給糸ボビンから解舒される糸を巻き取ってパッケージを形成する場合、糸には解舒テンションや巻取テンション等が生じる。これらのテンションに大きな変動が生じると、糸切れが発生することがあり、また、形成されるパッケージの品質低下の原因となることがある。そこで、自動ワインダでは前記解舒テンションの変化を抑制するために従来から張力付与装置（テンサ）が採用されており、その代表的なものとしてゲートテンサやディスクテンサが知られている。

ゲートテンサは、固定テンション部材と可動テンション部材とを噛み合わせるように配置し、その間に糸をジグザグ状に通過させることで糸に張力を付与するものである。しかしながらゲートテンサは、テンション部材の一箇所に糸が常に接触する構成となっており、部品の摩耗が激しい。そのため、テンション部材の素材としてセラミック等の硬度が高いものを使用した構成のゲートテンサ等が提案されている。

ディスクテンサは、２つのディスクの間に糸を通過させつつ、一方のディスクを相手側のディスクに対し押し付けることで糸に張力を付与するものである。この種のディスクテンサは、例えば特許文献１及び２に開示されている。

特許文献１は、走行する糸を固定ディスクと作動ディスクで挟持して糸に一定の摩擦力を及ぼす構成のテンサを開示する。特許文献１において、固定ディスクはモータの回転軸に支持されており、回転可能である。一方、作動ディスクは固定ディスクと同一中心軸を有しており、支軸の回りに旋回可能なアームの先端に支持されている。アームにはスプリングが設けられており、これによりアームを付勢して作動ディスクを固定ディスクに圧接させる。
実開平５−１４６０２号公報

特許文献２は、空圧式のディスクテンサを開示する。特許文献２のディスクテンサは、アンダディスクを空圧シリンダでテンションディスクに圧接し、これらのディスク間を走行する糸にテンションを付与するように構成されている。
特開平１１−２６８８６９号公報

しかし、上記特許文献１及び２に開示されるディスクテンサは、走行する糸に摩擦力を付与する構成であるために、糸に付与する張力の大きさを調整することが難しかった。従って、例えば糸が給糸ボビンから解舒されるときの微小な糸の弛みを吸収することができず、巻取中に糸ブレ等が発生する原因となっていた。

本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その目的は、糸に対し張力を安定して付与でき、糸ブレ等を防止できる張力付与装置を提供することにある。

課題を解決するための手段及び効果

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。

本発明の第１の観点によれば、糸を挟み込んで屈曲走行するようにした一対の張力付与部材を有し、各張力付与部材を糸との接触位置を変更するように積極移動させる張力付与装置が提供される。

これにより、一対の張力付与部材の間で糸を屈曲させて挟み込み、これにより糸に張力を付与することができる。また、それぞれの張力付与部材が積極移動することで、汚れの蓄積や摩耗の進行を効果的に抑制することができる。

本発明の第２の観点によれば、糸道を挟んで対向する平面に、凹凸部が形成された一対の張力付与部材を有し、この凹凸間で糸を蛇行搬送させ、糸に張力を加える張力付与装置が提供される。

これにより、凹凸部が形成された一対の張力付与部材の間で糸をジグザグに蛇行させながら搬送させることで、糸に張力を安定して付与することができる。

本発明の第３の観点によれば、走行する糸に摩擦力によって張力を付与する張力付与装置において以下の構成が提供される。即ち、この張力付与装置は、凹部及び凸部をそれぞれ同心円状に配置した張力付与部材を少なくとも一対備える。前記一対の張力付与部材は少なくとも一部の凹凸が嵌まり合う。

これにより、一対の張力付与部材の凹部及び凸部によって糸を屈曲させて糸に張力を付与できるとともに、凹凸が嵌まり合う部分において糸を挟み込んで張力を付与することもできる。

前記の張力付与装置においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記一対の張力付与部材は一方が張力を付与するために他方に付勢されている。前記一方はアルミニウムを主成分とする素材で構成されている。

これにより、一方の張力付与部材の付勢により糸の張力変化に対する補償作用を実現できるので、安定した張力を糸に対して付与でき、糸ブレ等を防止できる。また、付勢力を、凹凸が嵌まり合う部分において糸を挟み込む力として利用することもできる。更に、張力付与部材の耐摩耗性を向上させるとともに、軽量化により円滑な移動を実現することができる。

本発明の第４の観点によれば、以下の構成の張力付与装置が提供される。即ち、この張力付与装置は、ディスク状の第１作用部材と、ディスク状の第２作用部材と、押圧部と、を備える。前記ディスク状の第２作用部材は、糸の走行経路を挟んで前記第１作用部材と反対側に配置される。前記押圧部は、前記第１作用部材及び第２作用部材のうち少なくとも何れか一方を他方に押圧することが可能である。前記第１作用部材は、走行する糸に接触可能な第１作用面を備える。前記第１作用面には、複数の第１線状突起が形成されている。前記第２作用部材は、走行する糸に接触可能な第２作用面を備える。前記第２作用面には、複数の第２線状突起が形成されている。前記第１線状突起及び前記第２線状突起はそれぞれ環状に形成され、中心を互いに一致させて配置されている。

これにより、それぞれが環状の線状突起を有する２つの作用部材を備え、少なくとも一方を他方に押圧部で押圧する簡素な構成で、糸に張力を付与することができる。

前記の張力付与装置においては、前記第１作用部材及び第２作用部材を回転させることが可能なことが好ましい。

これにより、第１線状突起及び第２線状突起が糸に対して接触する部位を変更させながら、当該糸に張力を付与することができる。従って、汚れの蓄積や摩耗の進行を効果的に抑制することができる。

前記の張力付与装置においては、前記第１作用部材及び第２作用部材を同期して回転させることが可能な駆動部を備えることが好ましい。

これにより、第１作用面と第２作用面との位置関係を一定に保ちながら張力を付与することができるので、糸の張力を一層安定化することができる。

前記の張力付与装置においては、前記押圧部はソレノイドであることが好ましい。

これにより、糸に付与する張力の調整をより正確に行うことができる。

本発明の第５の観点によれば、以下の構成の張力付与装置が提供される。即ち、この張力付与装置は、第１作用部材と、第２作用部材と、押圧部と、を備える。前記第２作用部材は、糸の走行経路を挟んで前記第１作用部材と反対側に配置される。前記押圧部は、前記第１作用部材及び第２作用部材のうち少なくとも何れか一方を他方に押圧することが可能である。前記第１作用部材は、走行する糸に接触可能な第１作用面を備える。糸の走行経路を含む平面で前記第１作用面を切断した輪郭は、前記第２作用部材に向かって突出する複数の第１凸部と、互いに隣り合う前記第１凸部の間で相対的に凹んでいる第１凹部と、を有する。前記第２作用部材は、走行する糸に接触可能な第２作用面を備える。糸の走行経路を含む平面で前記第２作用面を切断した輪郭は、前記第１作用部材に向かって突出する第２凸部と、前記第２凸部の周囲で相対的に凹んでいる第２凹部と、を有する。前記第１凸部と、前記第２凹部が対面するように配置される。前記第２凸部と、前記第１凹部が対面するように配置される。前記張力付与装置は、第１の張力付与形態と、第２の張力付与形態と、により糸に付与する張力を調整する。前記第１の張力付与形態では、前記凹部とそれに対面する前記凸部が少なくとも一部で前記糸を挟み込んだ状態で走行させる。前記第２の張力付与形態では、前記凹部とそれに対面する前記凸部が離間した状態で、前記糸を前記第１作用面と前記第２作用面の間で屈曲させながら走行させる。

これにより、第１の張力付与形態では、糸を凹部と凸部との間で挟み込むことで糸に張力を付与することができる。また、第２の張力付与形態では、第１作用部材と第２作用部材との間で糸をジグザグに屈曲させ、これにより糸に張力を付与できるとともに、糸の張力変化に対する補償作用を実現することができる。

本発明の第６の観点によれば、前記の張力付与装置を備える繊維機械が提供される。

これにより、糸に安定した張力を付与することで製品の品質を向上でき、メンテナンス性に優れた繊維機械を提供することができる。

本発明の第７の観点によれば、以下の構成の張力付与部品が提供される。即ち、この張力付与部品は、ディスク状の第１作用部材と、ディスク状の第２作用部材と、を備える。前記ディスク状の第２作用部材は、糸の走行経路を挟んで前記第１作用部材と反対側に配置される。前記第１作用部材は、走行する糸に接触可能な第１作用面を備える。前記第１作用面には、複数の第１線状突起が形成されている。前記第２作用部材は、走行する糸に接触可能な第２作用面を備える。前記第２作用面には、複数の第２線状突起が形成されている。前記第１線状突起及び前記第２線状突起はそれぞれ環状に形成されている。

これにより、それぞれが環状の線状突起を有する２つの作用部材からなる簡素な構成で、糸に張力を付与することができる。

次に、本発明の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は自動ワインダが備える糸巻取ユニット１０の構成を示す側面図である。図２は糸巻取ユニット１０の概略的な構成を示す正面図及びブロック図である。

図１及び図２に示す糸巻取ユニット１０は、給糸ボビン２１から解舒される糸２０をトラバースさせながら巻取ボビン２２に巻き付けて、所定長で所定形状のパッケージ３０とするものである。本実施形態の自動ワインダ（繊維機械）は、並べて配置された複数の糸巻取ユニット１０と、その並べられた方向の一端に配置された図略の機台制御装置と、を備えている。

それぞれの糸巻取ユニット１０は、正面視で左右一側に設けられたユニットフレーム１１（図１）と、このユニットフレーム１１の側方に設けられた巻取ユニット本体１６と、を備えている。ユニットフレーム１１の内部には、糸巻取ユニット１０の各部を制御するためのユニット制御部５０が備えられる。

前記巻取ユニット本体１６は、巻取ボビン２２を保持可能に構成されたクレードル２３と、糸２０をトラバースさせるとともに前記巻取ボビン２２を回転させるための巻取ドラム（綾振ドラム）２４と、を備えている。クレードル２３は、巻取ドラム２４に対し近接又は離間する方向に揺動可能に構成されており、これによって、パッケージ３０が巻取ドラム２４に対して接触又は離間される。図２に示すように、前記巻取ドラム２４の外周面には螺旋状の綾振溝２７が形成されており、糸２０は前記綾振溝２７によってトラバースされながら巻取ボビン２２に巻き取られる。

前記巻取ユニット本体１６は、給糸ボビン２１と巻取ドラム２４との間の糸走行経路中に、給糸ボビン２１側から順に、解舒補助装置１２と、ディスクテンサ（張力付与装置）１３と、スプライサ装置（糸継部）１４と、クリアラ（糸品質測定器）１５と、を配置した構成となっている。なお、以後の説明において、糸の走行方向の上流側及び下流側を単に「上流側」及び「下流側」と称する場合がある。

前記糸巻取ユニット１０の下部にはボビンセット部（給糸部）１８が構成されている。このボビンセット部１８には、トレー５６に装着した状態の給糸ボビン２１が図略の給糸ボビン供給装置によって供給される。ボビンセット部１８にセットされた給糸ボビン２１は、糸２０を下流側へ供給する。

解舒補助装置１２は、給糸ボビン２１の芯管に被さることが可能な規制部材４０と、規制部材４０を上下動させることが可能な図略のアクチュエータと、を備えている。規制部材４０は、給糸ボビン２１から解舒された糸２０の回転と遠心力によって給糸ボビン２１上部に形成されたバルーンに対し接触し、当該バルーンを適切な大きさに制御することによって糸２０の解舒を補助する。解舒補助装置１２は、給糸ボビン２１からの糸２０の解舒と連動して前記アクチュエータを駆動し、前記規制部材４０を下降させるように構成されている。具体的には、前記給糸ボビン２１のチェース部を検出するための図略のセンサが前記規制部材４０の近傍に備えられており、このセンサがチェース部の下降を検出すると前記アクチュエータを駆動して前記規制部材４０を下降させる制御が行われる。

ディスクテンサ１３は、走行する糸２０に所定のテンションを付与するものであり、糸２０を挟んで対向するように対で配置されるディスク（張力付与部品としてのディスク対７３）を備えた構成となっている。このディスクテンサ１３はディスクを糸２０に押し付けるためのソレノイド及びバネを備えており、これによって、巻き取られる糸２０に一定のテンションを付与し、パッケージ３０の品質を向上させることができる。また、前記ディスク対７３は低速で回転するように構成されており、常にディスクの新鮮な面が糸２０に対面するようにしながら糸２０にテンションを付与するように構成されている。これによりディスク対７３の摩耗及び汚れの蓄積を抑制できるので、パッケージ３０の品質低下を防止できるとともに、必要なメンテナンス頻度を減らすことができる。なお、ディスクテンサ１３の詳細な構成は後述する。

スプライサ装置１４は、クリアラ１５が糸欠点を検出して行う糸切断時、又は給糸ボビン２１からの解舒中の糸切れ時等に、給糸ボビン２１側の下糸と、パッケージ３０側の上糸とを糸継ぎするものである。スプライサ装置１４としては、圧縮空気等の流体を用いるもの又は機械式のもの等を使用することができる。

クリアラ１５は、糸２０の太さを適宜のセンサで検出することで欠陥を検出するように構成されており、このクリアラ１５のセンサからの信号をアナライザ５２（図２）で処理することで、スラブ等の糸欠点を検出可能に構成されている。なお、前記クリアラ１５は、単に糸２０の有無を検知するセンサとしても機能させることができる。前記クリアラ１５の近傍には、当該クリアラ１５が糸欠点を検出したときに直ちに糸２０を切断するための図略のカッタが付設されている。

スプライサ装置１４の下側及び上側には、給糸ボビン２１側の下糸を捕捉して案内する第１中継パイプ２５と、パッケージ３０側の上糸を捕捉して案内する第２中継パイプ２６と、が設けられている。第１中継パイプ２５の先端には吸引口３２が形成され、第２中継パイプ２６の先端にはサクションマウス３４が備えられている。２つの中継パイプ２５，２６には適宜の負圧源がそれぞれ接続されており、前記吸引口３２及びサクションマウス３４に吸引流を作用させることができる。

この構成で、糸切れ時又は糸切断時においては、第１中継パイプ２５の吸引口３２が図１及び図２で示す位置で下糸を捕捉し、その後、軸３３を中心にして上方へ回動することでスプライサ装置１４に下糸を案内する。また、これとほぼ同時に、第２中継パイプ２６が図示の位置から軸３５を中心として上方へ回動し、ドラム駆動モータ５３によって逆転されるパッケージ３０表面上に存在する上糸をサクションマウス３４によって捕捉する。続いて、第２中継パイプ２６が軸３５を中心として下方へ回動することで、スプライサ装置１４に上糸を案内するようになっている。

給糸ボビン２１から解舒された糸は、スプライサ装置１４の上方（下流側）に配置される巻取ボビン２２に巻き取られる。巻取ボビン２２は、当該巻取ボビン２２に対向して配置される巻取ドラム２４が回転駆動することにより駆動される。図２に示すように、この巻取ドラム２４はドラム駆動モータ５３の出力軸に連結されており、このドラム駆動モータ５３の動作はモータ制御部５４により制御される。このモータ制御部５４は、ユニット制御部５０からの運転信号を受けて前記ドラム駆動モータ５３を運転及び停止させる制御を行うように構成している。

以上の構成で、給糸ボビン２１が糸巻取ユニット１０の下部（ボビンセット部１８）に供給されると、巻取ボビン２２が駆動され、前記給糸ボビン２１から糸２０を解舒して前記巻取ボビン２２に巻き取ることで所定長のパッケージ３０を形成することができる。

次に、ディスクテンサ１３について図３を参照して詳細に説明する。図３はディスクテンサ１３を正面側から見た斜視図である。

図３に示すように、ディスクテンサ１３は、２つのディスク対７３を支持するハウジング７０を備えている。それぞれのディスク対７３は、互いに対向して且つ軸線を一致させて配置される第１ディスク（第１作用部材、張力付与部材）７１と第２ディスク（第２作用部材、張力付与部材）７２とにより構成されている。なお、第１ディスク７１及び第２ディスク７２の詳細な構成は後述する。

ハウジング７０には上下方向に細長い凹部７４が形成されており、この凹部７４の内部において、前記ディスク対７３は上下に並べて２つ設けられている。それぞれのディスク対７３は、前記凹部７４の内部を走行する糸２０を第１ディスク７１及び第２ディスク７２で挟むことができるように配置されている。

下側（上流側）のディスク対７３を上下に挟むようにして、糸２０を案内するための２つの糸ガイド９１，９２が前記ハウジング７０に固定されている。また、糸２０が前記凹部７４を抜ける箇所において糸ガイド９３がハウジング７０に固定されており、上側（下流側）のディスク対７３を抜けた糸２０を当該糸ガイド９３により案内できるように構成されている。

前記ハウジング７０の内部には開閉アーム７６が支持されている。この開閉アーム７６は上下に細長い形状に構成され、その上端部と下端部に支軸７７がそれぞれ取り付けられている。２本の支軸７７，７７は互いに平行に配置され、ハウジング７０に回転可能に支持されている。また、それぞれの支軸７７は、その軸方向に移動可能とされている。

支軸７７のそれぞれは前記凹部７４の内部（ハウジング７０の外部）へ突出し、その先端に前記第１ディスク７１が取り付けられている。また、ハウジング７０の内部において、２本の支軸７７にはそれぞれ回転ギア７８が固定されている。２つの回転ギア７８，７８は何れも、ハウジング７０の内部に回転可能に支持されたカウンタギア７９と噛み合っている。

前記開閉アーム７６は適宜の連結機構を介して開閉アクチュエータ（図２の符号８９）に連結されている。この開閉アクチュエータ８９を駆動することにより開閉アーム７６を動かし、上下２つの第１ディスク７１を同時に、第２ディスク７２から離れる方向及び第２ディスク７２に近づく方向に移動させることができる。この構成により、２つのディスク対７３を、閉鎖状態と開放状態との間で切り替えることができる。

凹部７４を挟んで前記開閉アーム７６と反対側の位置には、バネ支持板８０及びソレノイド（押圧部、押圧アクチュエータ）８１が配置されている。また、ハウジング７０の内部には、２本の支軸８２，８２が回転可能かつ軸方向移動可能に配置されている。２本の支軸８２，８２は互いに平行となるように上下に並べて配置され、それぞれの軸線が反対側の前記支軸７７，７７と一致するように配置されている。

支軸８２のそれぞれは前記凹部７４の内部（ハウジング７０の外側）へ突出し、その先端に前記第２ディスク７２が取り付けられている。また、ハウジング７０の内部において、２本の支軸８２にはそれぞれ回転ギア８３が固定されている。２つの回転ギア８３，８３は何れも、ハウジング７０の内部に回転可能に支持されたカウンタギア８４と噛み合っている。

前記ソレノイド８１はロータリソレノイドとして構成されており、その出力軸に押圧アーム８５が固定されている。この押圧アーム８５の先端部は、下側（上流側）の支軸８２に取り付けられた回転ギア８３のボス部に対面している。

以上の構成で、前記ソレノイド８１に電流を印加すると、回転する押圧アーム８５が回転ギア８３を介して支軸８２を押し、これによって第２ディスク７２が第１ディスク７１側へ押し付けられる。この結果、下側のディスク対７３の間を走行する糸２０に張力を付与することができる。なお、第２ディスク７２が第１ディスク７１側へ押し付けられる力は、ソレノイド８１へ印加する電流の大きさを変更することで調整することができる。

前記バネ支持板８０には、弾性体としての押圧バネ（押圧部）８６の一端が固定されている。押圧バネ８６の他端には円板状の伝達部材８７が固定され、この伝達部材８７は、上側（下流側）の支軸８２に取り付けられた回転ギア８３のボス部に対面している。

この構成で、前記押圧バネ８６は伝達部材８７及び回転ギア８３を介して前記支軸８２を所定の力で押し、これによって第２ディスク７２が第１ディスク７１側へ押し付けられる。この結果、上側のディスク対７３の間を走行する糸２０に張力を付与することができる。

前記ハウジング７０の内部には、一対の駆動伝達ギア７５，７５が配置されている。２つの駆動伝達ギア７５，７５は図略の中心軸を介して相互に連結されており、両者が一体的に回転するように構成されている。ハウジング７０の内部には図略の駆動ギアが配置されており、この駆動ギアは一側の駆動伝達ギア７５に噛み合っている。前記駆動ギアは、駆動部としてのモータ（図２の符号８８）の出力軸に固定されており、このモータ８８を駆動することによって、両側の駆動伝達ギア７５，７５を回転させることができる。

一側の駆動伝達ギア７５は、下側（上流側）の支軸７７に固定された回転ギア７８に噛み合い、他側の駆動伝達ギア７５は、下側（上流側）の支軸８２に固定された回転ギア８３に噛み合っている。従って、前記モータ８８を駆動することにより４本の支軸７７，８２を一斉に回転させ、この結果、上下のディスク対７３において、第１ディスク７１及び第２ディスク７２を同一の方向に等しい速度で回転させることができる。

次に、第１ディスク７１及び第２ディスク７２の構成について、図４から図７を参照して詳細に説明する。図４は、第１ディスク７１及び第２ディスク７２の断面斜視図である。図５は、第１ディスク７１及び第２ディスク７２の作用面の様子を詳細に示す外観斜視図である。図６及び図７は、第１ディスク７１と第２ディスク７２の間で糸２０に張力が付与される２つの形態を示す断面拡大図である。

第１ディスク７１は、糸２０に張力付与を行うための第１作用面４１を備える。また、第２ディスク７２も同様に、糸２０に張力付与を行うための第２作用面４２を備える。第１作用面４１及び第２作用面４２は、糸２０の走行経路を挟んで互いに向き合うように配置されている。第１ディスク７１及び第２ディスク７２は何れも金属を材料としているが、特に第２ディスク７２は軽量なアルミニウム又はアルミニウム合金により構成されている。

第１作用面４１には、図４及び図５に示すように、複数の第１線状突起４７が形成されている。それぞれの第１線状突起４７は環状（無端状）に形成されており、第１ディスク７１の回転軸と中心を一致させて同心円状に配置されている。第２作用面４２にも同様に、複数の第２線状突起４８が形成されている。それぞれの第２線状突起４８は環状（無端状）に形成されており、第２ディスク７２の回転軸と中心を一致させて同心円状に配置されている。第１線状突起４７と第２線状突起４８は互いに平行となるように構成されている。

以上のように線状突起が配置されていることにより、図５に示すように、第１ディスク７１及び第２ディスク７２の作用面には波紋状の凹凸が形成されている。そして、第１ディスク７１と第２ディスク７２を近接させたときは、図４に示すように第１線状突起４７と第２線状突起４８が交互に配置され、波紋状の凹凸が互いに噛み合うような形となる。

この状態で糸２０は第１作用面４１と第２作用面４２の間を走行するが、このときの経路は図４に示すように、第１ディスク７１及び第２ディスク７２の回転中心（環状の第１線状突起４７及び第２線状突起４８の中心）から若干外れた位置となるように、前記糸ガイド９１〜９３によって案内される。

このときの糸の走行経路を含む仮想平面で第１ディスク７１及び第２ディスク７２を切断した断面の様子が図６及び図７に示されている。図６に示すように、前記第１作用面４１を前記仮想平面で切断した輪郭は、第２ディスク７２に向かって突出する複数の第１凸部４３を有している。また、隣り合う第１凸部４３と第１凸部４３の間には、相対的に凹んだ形状の第２凹部４６が配置されている。同様に、第２作用面４２を前記仮想平面で切断した輪郭は、第１ディスク７１に向かって突出する複数の第２凸部４４を備えている。また、隣り合う第２凸部４４と第２凸部４４の間（第２凸部４４の周囲）には、相対的に凹んだ形状の第１凹部４５が配置されている。なお、前記第１線状突起４７を切断した断面輪郭が第１凸部４３に相当し、前記第２線状突起４８の断面輪郭が第２凸部４４に相当する。

第１凸部４３の先端は第２凹部４６に挿入される（嵌まる）。この第１凸部４３の先端は、当該第２凹部４６の底部に接触することも、底部に対し適宜の隙間をあけて対面することもできるようになっている。同様に、第２凸部４４の先端は第１凹部４５に挿入される（嵌まる）。この第２凸部４４の先端は、当該第１凹部４５の底部に対し適宜の隙間をあけて対面するように配置される。

この構成で、糸２０は、２つの形態によって張力を付与される。第１の張力付与形態（図６）では、第１凸部４３の先端と第２凹部４６の底部との間で糸２０が挟まれ、当該ニップ部の摩擦力によって糸２０に張力が付与される。第２の張力付与形態（図７）では、第１の張力付与形態よりも第１ディスク７１と第２ディスク７２が互いに離間した状態となっている。この第２の張力付与形態では、糸２０は第１凹部４５の底部からも第２凹部４６の底部からも離間した状態で、第１凸部４３及び第２凸部４４の部分で交互に屈曲されながら第１ディスク７１及び第２ディスク７２の間を走行し、これにより張力が付与される。

このように構成した本実施形態のディスクテンサ１３では、第２の張力付与形態（図７）において、あたかもゲートテンサが行うような糸の屈曲による張力付与が行われる。また、このディスクテンサ１３では、図７の状態では、走行する糸２０の張力（給糸ボビン２１からの解舒張力）が高くなると第２ディスク７２が第１ディスク７１から離れる向きに移動し、凹凸の噛合せの程度が小さくなって、ディスク対７３による付与張力が小さくなる。一方、糸２０の張力が低くなると第２ディスク７２が第１ディスク７１へ近づく向きに移動し、凹凸の噛合せの程度が大きくなって、ディスク対７３による付与張力が大きくなる。このように、本実施形態のディスクテンサ１３では糸張力の補償効果を発揮させることができるので、摩擦によって糸に張力を付与するタイプのディスクテンサと比較して、安定した張力を糸に付与することができる。また、本実施形態では押圧側の第２ディスク７２が軽量のアルミニウムで構成されているので、糸２０の張力変動に良好に追従しながら張力付与作用を行うことができる。

更に、本実施形態のディスクテンサ１３においては、前述のように第１ディスク７１と第２ディスク７２には前記モータ８８の駆動力が伝達され、同期して回転する（言い換えれば、円形の前記第１線状突起４７及び第２線状突起４８の長手方向に沿う向き（周方向）に、第１ディスク７１及び第２ディスク７２が積極的に移動する）。従って、第１作用面４１及び第２作用面４２は糸２０に対する接触箇所を次々に変化させながら張力を付与することになるので、油、風綿等の汚れの蓄積や摩耗の進行等を抑制でき、耐久性に優れたディスクテンサ１３を提供することができる。

次に、本願発明者が行った張力測定実験について、図８及び図９のグラフを参照して説明する。図８（ｂ）は、本実施形態のディスクテンサ１３に糸２０を実際に通過させたときの張力の変化を測定したものである。この実験は、糸２０として英式綿番手の３０番手（中番手）の綿の糸を用い、糸２０の走行速度は１２００ｍ／分とする条件で行った。また、押圧バネ８６及びソレノイド８１は、糸２０に２２ｃＮの大きさの張力を付加するようにそれぞれ設定した。なお、図８（ａ）には、従来の構成（即ち、第１作用面４１及び第２作用面４２に凹凸を設けない構成）において、同一の条件で糸の張力を測定した結果を比較のために示した。

図８の２つのグラフは、糸走行中の張力の変化を１０秒程度にわたって示したものである。図８（ａ）のグラフに示すように、従来のディスクテンサでは糸張力の上下振幅が全体的に大きく、張力が瞬間的に低下する箇所（テンション抜け）も観察される。一方、本実施形態の構成では図８（ｂ）に示すように、糸張力が極端に低下する現象は発生せず、上下振幅の小さい安定した張力を糸２０に付与できていることが判る。本願発明者の計算によれば、本実施形態のディスクテンサ１３を使用した場合、本実験では従来の構成と比較して張力の変動範囲を約３５％狭めることができた。

また、本願発明者は、糸２０としてポリエステルと綿の混紡糸を用い、その太さは英式綿番手の５０番手（細番手）とし、糸の走行速度を１１５０ｍ／分とする条件についても同様の実験を行った。この実験においては、押圧バネ８６及びソレノイド８１は、糸２０に８ｃＮの大きさの張力を付加するようにそれぞれ設定した。図９（ｂ）は本実施形態のディスクテンサの結果、図９（ａ）は従来のディスクテンサの結果をそれぞれ示す。このグラフに示すように、細番手の糸においても本実施形態のディスクテンサ１３を用いることで、張力の上下振幅が小さくなっており、張力の安定化を実現できていることが判る。本願発明者の計算によれば、本実施形態のディスクテンサ１３を使用した場合、本実験では従来と比較して張力の変動範囲を約３２％狭めることができた。

次に、本願発明者が行った糸ブレ測定実験について、図１０のグラフを参照して説明する。この実験は、凸部の数を種々異ならせた複数種類の第１ディスク７１及び第２ディスク７２を用意し、それぞれを図１の構成の糸巻取ユニット１０に設置して、実際に糸２０を巻き取ることで行った。ただし実験では、図１のように２組のディスク対７３を備える構成とは異なり、ディスクテンサ１３においてディスク対７３は１つのみ設置した。糸巻取ユニット１０に設置されるクリアラ１５は糸２０に含まれる異物を検出する機能を有しているが、糸２０の走行経路にブレが生じてクリアラ１５の検知領域から外れた場合、それを異物とみなして検知することもできる。本実験では、このようなクリアラの機能を使って糸ブレの頻度を計測した。

この実験で使用するディスク対７３においては、糸２０の走行経路が２回、４回、又は６回屈曲するように、第１ディスク７１及び第２ディスク７２に環状突起（線状突起）を形成した。即ち、第１ディスク７１及び第２ディスク７２のそれぞれにおいて、糸２０の走行経路を含む平面で作用面を切断した輪郭に、凸部が１つずつ、２つずつ、又は３つずつ形成されるようにした。更に、凸部（線状突起）を形成しない従来のディスクを用いた場合、櫛歯状のゲートテンサを用いた場合についても実験を行った。何れの場合でも、糸はポリエステルと綿の混紡糸を用い、その太さは英式綿番手の５０番手（細番手）とした。実験において糸の巻取速度は１１５０ｍ／分、巻取張力は８ｃＮとし、第１ディスク７１及び第２ディスク７２は、１．２５ｒｐｍの速度で同期回転させた。

それぞれの場合の実験結果を図１０に示す。糸の走行経路が４回及び６回屈曲するように構成されたディスクテンサは、作用面が平面に形成されている従来のディスクテンサに比べて糸ブレを半分以下に抑制でき、糸ブレの頻度をゲートテンサとほぼ同等のレベルまで抑制できている。

なお、糸の走行経路が２回屈曲するように構成されたディスクテンサは、糸の張力を安定して維持できなかったので、図１０のグラフには実験結果を示していない。この２回屈曲の構成については、ディスクの同期回転速度を６０ｒｐｍに増大させて再度実験を試みたが、やはり張力が安定せず、データを得ることができなかった。

以上の実験結果から、糸２０をディスク対７３の間で少なくとも４回屈曲させることで（言い換えれば、前記第１作用面４１及び第２作用面４２に環状の線状突起をそれぞれ複数設けることで）、糸ブレをゲートテンサのレベルにまで良好に低減できるという知見が得られた。

以上に示すように、本実施形態のディスクテンサ１３は、糸２０を挟み込んで屈曲走行するようにした第１ディスク７１及び第２ディスク７２を有する。このディスクテンサ１３は、第１ディスク７１及び第２ディスク７２のそれぞれを、糸２０との接触位置を変更するようにモータ８８により積極的に回転させるように構成されている。

これにより、一対の張力付与部材の間で糸２０を屈曲させて挟み込み、これにより糸２０に張力を付与することができる。また、第１ディスク７１及び第２ディスク７２のそれぞれが回転することで、汚れの蓄積や摩耗の進行を効果的に抑制することができる。

また、本実施形態のディスクテンサ１３は、糸道を挟んで対向する平面に、凹凸部が形成された第１ディスク７１及び第２ディスク７２を有する。ディスクテンサ１３は、この凹凸間で糸２０を蛇行搬送させ、糸２０に張力を加えるように構成されている。

これにより、凹凸部が形成された第１ディスク７１及び第２ディスク７２の間で糸２０をジグザグに蛇行させながら搬送させることで、糸２０に張力を安定して付与することができる。

また、本実施形態のディスクテンサ１３は、走行する糸２０に摩擦力によって張力を付与するように構成されている。このディスクテンサ１３は、凹部及び凸部をそれぞれ同心円状に配置した第１ディスク７１及び第２ディスク７２を２対備えている。また、第１ディスク７１及び第２ディスク７２のそれぞれは、少なくとも一部の凹凸が嵌まり合うように構成されている。

これにより、第１ディスク７１及び第２ディスク７２の凹部及び凸部によって糸２０を屈曲させて糸２０に張力を付与できるとともに、図６に示すように、凹凸が嵌まり合う部分において糸２０を挟み込んで張力を付与することもできる。

また、本実施形態のディスクテンサ１３において、上側のディスク対７３における第２ディスク７２は、糸２０に張力を付与するために第１ディスク７１側に付勢されている。また、第２ディスク７２はアルミニウム（又はアルミニウム合金）で構成されている。

これにより、図７の状態において、第２ディスク７２の付勢により糸２０の張力変化に対する補償作用を実現できるので、安定した張力を糸２０に対して付与でき、糸ブレ等を防止できる。また、図６の状態においては付勢力を凹凸が嵌まり合う部分において糸２０を挟み込む力として利用することもできる。更に、第２ディスク７２がアルミニウムを主成分とする素材で構成されているので、耐摩耗性を向上させることができる。また、第２ディスク７２の軽量化により円滑な移動を実現することができ、これによって、第１の張力付与状態と第２の張力付与状態との切換えも迅速かつ滑らかに行うことができる。

また、本実施形態のディスクテンサ１３は、第１ディスク７１と、第２ディスク７２と、ソレノイド８１及び押圧バネ８６と、を備える。第２ディスク７２は、糸２０の走行経路を挟んで第１ディスク７１と反対側に配置される。ソレノイド８１及び押圧バネ８６は、第２ディスク７２を第１ディスク７１側に押圧することが可能である。第１ディスク７１は、走行する糸２０に接触可能な第１作用面４１を備える。第１作用面４１には、複数の第１線状突起４７が形成されている。第２ディスク７２は、走行する糸２０に接触可能な第２作用面４２を備える。第２作用面４２には、複数の第２線状突起４８が形成されている。第１線状突起４７及び第２線状突起４８は、それぞれ環状に形成され、中心を互いに一致させて配置されている。

これにより、それぞれが環状の線状突起を有する第１ディスク７１及び第２ディスク７２を備え、第２ディスク７２を第１ディスク７１側に押圧する簡素な構成で、糸２０に張力を付与することができる。

また、本実施形態のディスクテンサ１３は、第１ディスク７１及び第２ディスク７２を回転させることが可能に構成されている。

これにより、第１ディスク７１及び第２ディスク７２が１回転するごとに、第１線状突起４７及び第２線状突起４８が糸２０に接触する部位が１周して元に戻ることになる。従って、簡素な構成で、汚れの蓄積や摩耗の進行を継続的に抑制することができる。

また、本実施形態のディスクテンサ１３は、第１ディスク７１及び第２ディスク７２を同期して回転させることが可能なモータ８８を備えている。

これにより、第１作用面４１と第２作用面４２との位置関係を一定に保ちながら張力を付与することができるので、糸２０の張力を一層安定化することができる。

また、本実施形態のディスクテンサ１３は、下側のディスク対７３の第２ディスク７２を押圧するソレノイド８１を備えている。

これにより、下側のディスク対７３において、糸２０に付与する張力の調整をより正確に行うことができる。

また、本実施形態のディスクテンサ１３において、第２ディスク７２はアルミニウム（又はアルミニウム合金）で構成されている。

これにより、第２ディスク７２の耐摩耗性を向上させるとともに、軽量化により円滑な回転を実現することができる。

また、本実施形態のディスクテンサ１３は、第１ディスク７１と、第２ディスク７２と、押圧バネ８６及びソレノイド８１と、を備える。第２ディスク７２は、糸２０の走行経路を挟んで第１ディスク７１と反対側に配置される。押圧バネ８６及びソレノイド８１は、第２ディスク７２を第１ディスク７１側に押圧することが可能に構成されている。第１ディスク７１は、走行する糸２０に接触可能な第１作用面４１を備える。糸２０の走行経路を含む平面で第１作用面４１を切断した輪郭は、第２ディスク７２に向かって突出する複数の第１凸部４３と、互いに隣り合う第１凸部４３の間で相対的に凹んでいる第１凹部４５と、を有する。第２ディスク７２は、走行する糸２０に接触可能な第２作用面４２を備える。糸２０の走行経路を含む平面で第２作用面４２を切断した輪郭は、第１ディスク７１に向かって突出する第２凸部４４と、第２凸部４４の周囲で相対的に凹んでいる第２凹部４６と、を有する。第１凸部４３と第２凹部４６が対面するように配置される。第２凸部４４と第１凹部４５が対面するように配置される。ディスクテンサ１３は、図６の形態と、図７の形態と、により糸２０に付与する張力を調整する。図６の形態では、第２凹部４６とそれに対面する第１凸部４３が糸２０を挟み込んだ状態で糸２０を走行させる。図７の形態では、第２凹部４６と第１凸部４３とが離間し、第１凹部４５と第２凸部４４が離間した状態で、糸２０を第１作用面４１及び第２作用面４２の間で屈曲させながら走行させる。

これにより、第１ディスク７１と第２ディスク７２との間での糸２０の挟み込み又は屈曲により、糸に張力を付与することができる。また、図７の形態（屈曲により張力を付与する状態）では糸２０の張力変化に対する補償作用を実現できるので、安定した張力を糸２０に対して付与でき、糸ブレ等を防止できる。

また、本実施形態の自動ワインダは、前記ディスクテンサ１３を備えて構成されている。

これにより、糸２０に安定した張力を付与することでパッケージ３０の品質を向上でき、メンテナンス性に優れた自動ワインダを提供することができる。

以上に本発明の好適な実施形態を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。

前記実施形態のディスクテンサ１３は２つのディスク対７３，７３を備える構成であるが、１つ又は３つ以上のディスク対を備える構成に変更することができる。

第２ディスク７２を押圧する構成は、押圧バネ８６及びソレノイド８１に代えて、例えば空気圧シリンダによって押圧する構成に変更することができる。また、第２ディスク７２が固定側、第１ディスク７１が可動側（押圧側）となるように変更することもできる。更に、ディスク対の双方のディスクを相手側へ押圧する構成に変更することもできる。

第１ディスク７１及び第２ディスク７２のようなディスク状の部材に代えて、例えば四角形状の部材によって糸に張力を付与するように変更することができる。

前記実施形態のディスクテンサ１３は、自動ワインダに限らず、例えば合糸機等の他の繊維機械に適用することができる。

本発明の一実施形態に係る自動ワインダが備える糸巻取ユニットの側面図。 糸巻取ユニットの正面図及びブロック図。 ディスクテンサを正面側から見た斜視図。 ディスクテンサのディスクの断面斜視図。 ディスクの作用面の様子を詳細に示す外観斜視図。 ディスク間で糸を挟み込むことにより張力が付与される様子（第１の張力付与形態）を示す断面拡大図。 ディスク間で糸を屈曲させることにより張力が付与される様子（第２の張力付与形態）を示す断面拡大図。 中番手の糸を使用した場合における、本実施形態のディスクテンサを通過する糸の張力の変化を従来技術と比較して示すグラフ。 細番手の糸を使用した場合における、本実施形態のディスクテンサを通過する糸の張力の変化を従来技術と比較して示すグラフ。 糸ブレ測定実験の結果を示すグラフ。

符号の説明

１０ 自動ワインダ（繊維機械）の糸巻取ユニット
１３ ディスクテンサ
２０ 糸
７１ 第１ディスク（第１作用部材、張力付与部材）
７２ 第２ディスク（第２作用部材、張力付与部材）
７３ ディスク対（張力付与部品）
４１ 第１作用面
４２ 第２作用面
４３ 第１凸部
４４ 第２凸部
４５ 第１凹部
４６ 第２凹部
４７ 第１線状突起
４８ 第２線状突起
８１ ソレノイド（押圧部）
８６ 押圧バネ（押圧部）
８８ モータ（駆動部）

Claims (12)

1. 糸を挟み込んで屈曲走行するようにした一対の張力付与部材を有し、
   各張力付与部材を糸との接触位置を変更するように積極移動させることを特徴とする張力付与装置。
2. 糸道を挟んで対向する平面に、凹凸部が形成された一対の張力付与部材を有し、
   この凹凸間で糸を蛇行搬送させ、糸に張力を加えることを特徴とする張力付与装置。
3. 走行する糸に摩擦力によって張力を付与する張力付与装置であって、
   凹部及び凸部をそれぞれ同心円状に配置した張力付与部材を少なくとも一対備え、
   前記一対の張力付与部材は少なくとも一部の凹凸が嵌まり合うことを特徴とする張力付与装置。
4. 請求項３に記載の張力付与装置であって、
   前記一対の張力付与部材は一方が張力を付与するために他方に付勢されており、
   前記一方はアルミニウムを主成分とする素材で構成されていることを特徴とする張力付与装置。
5. ディスク状の第１作用部材と、
   糸の走行経路を挟んで前記第１作用部材と反対側に配置されるディスク状の第２作用部材と、
   前記第１作用部材及び第２作用部材のうち少なくとも何れか一方を他方に押圧することが可能な押圧部と、
   を備え、
   前記第１作用部材は、走行する糸に接触可能な第１作用面を備え、
   前記第１作用面には、複数の第１線状突起が形成されており、
   前記第２作用部材は、走行する糸に接触可能な第２作用面を備え、
   前記第２作用面には、複数の第２線状突起が形成されており、
   前記第１線状突起及び前記第２線状突起はそれぞれ環状に形成され、中心を互いに一致させて配置されていることを特徴とする張力付与装置。
6. 請求項５に記載の張力付与装置であって、
   前記第１作用部材及び第２作用部材を回転させることが可能なことを特徴とする張力付与装置。
7. 請求項６に記載の張力付与装置であって、
   前記第１作用部材及び第２作用部材を同期して回転させることが可能な駆動部を備えることを特徴とする張力付与装置。
8. 請求項５から７までの何れか一項に記載の張力付与装置であって、
   前記押圧部はソレノイドであることを特徴とする張力付与装置。
9. 請求項５から８までの何れか一項に記載の張力付与装置であって、
   前記第１作用部材及び第２作用部材のうち少なくとも何れか一方は、アルミニウムを主成分とする素材で構成されていることを特徴とする張力付与装置。
10. 第１作用部材と、
    糸の走行経路を挟んで前記第１作用部材と反対側に配置される第２作用部材と、
    前記第１作用部材及び第２作用部材のうち少なくとも何れか一方を他方に押圧することが可能な押圧部と、
    を備え、
    前記第１作用部材は、走行する糸に接触可能な第１作用面を備え、
    糸の走行経路を含む平面で前記第１作用面を切断した輪郭は、前記第２作用部材に向かって突出する複数の第１凸部と、互いに隣り合う前記第１凸部の間で相対的に凹んでいる第１凹部と、を有し、
    前記第２作用部材は、走行する糸に接触可能な第２作用面を備え、
    糸の走行経路を含む平面で前記第２作用面を切断した輪郭は、前記第１作用部材に向かって突出する第２凸部と、前記第２凸部の周囲で相対的に凹んでいる第２凹部と、を有し、
    前記第１凸部と、前記第２凹部が対面するように配置され、
    前記第２凸部と、前記第１凹部が対面するように配置され、
    前記凹部とそれに対面する前記凸部が少なくとも一部で前記糸を挟み込んだ状態で走行させる第１の張力付与形態と、
    前記凹部とそれに対面する前記凸部が離間した状態で、前記糸を前記第１作用面と前記第２作用面の間で屈曲させながら走行させる第２の張力付与形態と、
    により糸に付与する張力を調整することを特徴とする張力付与装置。
11. 請求項１から１０までの何れか一項に記載の張力付与装置を備えることを特徴とする繊維機械。
12. ディスク状の第１作用部材と、
    糸の走行経路を挟んで前記第１作用部材と反対側に配置されるディスク状の第２作用部材と、
    を備え、
    前記第１作用部材は、走行する糸に接触可能な第１作用面を備え、
    前記第１作用面には、複数の第１線状突起が形成されており、
    前記第２作用部材は、走行する糸に接触可能な第２作用面を備え、
    前記第２作用面には、複数の第２線状突起が形成されており、
    前記第１線状突起及び前記第２線状突起はそれぞれ環状に形成されていることを特徴とする張力付与部品。

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