JP2020134245A - 糸張力検出装置及び巻取ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】糸ガイドに過負荷が加わったときの歪検出部材の変形を抑える。【解決手段】糸ガイド５７に接触する糸の張力に応じて変形し、その変形に伴う歪検出部材５１の歪みを歪ゲージ５６で検出する糸張力検出装置２２において、歪検出部材５１の長手方向と直交する直交方向において歪検出部材５１を挟んでガイド体５２の反対側に、歪検出部材５１が一定以上変形したときに歪検出部材５１の先端部５１ｃが当接する当接部５３ｄが設けられている。【選択図】図８

Description

本発明は、糸張力検出装置及び巻取ユニットに関する。

例えば、特許文献１には、紡績機に設けられる糸張力検出装置の１つとしてスピニングセンサが開示されている。このスピニングセンサは、歪ゲージが貼り付けられた歪検出部材（特許文献１ではベース部）を有する。歪検出部材は片持ち支持されており、歪検出部材の先端部には、走行する糸と接触する糸ガイドが支持アームを介して取り付けられている。このような構成により、糸ガイドに接触する糸の張力に応じて歪検出部材が変形し、その変形に伴う歪検出部材の歪みを歪ゲージで検出することで、糸の張力が測定可能となっている。

特開２０１３−４９９３２号公報

しかしながら、特許文献１のスピニングセンサでは、次のような問題があった。例えば、オペレータが糸ガイドの清掃等のメンテナンスを行う際に、糸ガイドに大きな力がかかると、歪検出部材が塑性変形することがある。このとき、塑性変形によって歪検出部材に残る永久歪みが大きく、歪ゲージの無負荷時の基準電位が許容範囲から外れると、糸の張力を適切に測定できなくなるおそれがあった。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、糸ガイドに過負荷が加わったときの歪検出部材の変形を抑えることを目的とする。

本発明に係る糸張力検出装置は、長手方向に延び、前記長手方向の中央部に歪ゲージが取り付けられた歪検出部材と、前記歪検出部材のうち前記長手方向において前記歪ゲージよりも一方側の基端部を片持ち支持するベース部材と、糸と接触する糸ガイドを有し、前記歪検出部材のうち前記長手方向において前記歪ゲージよりも他方側の先端部に取り付けられたガイド体と、を備え、前記歪検出部材は前記糸ガイドに接触する前記糸の張力に応じて変形し、その変形に伴う前記歪検出部材の歪みを前記歪ゲージで検出する糸張力検出装置であって、前記長手方向と直交する直交方向において前記歪検出部材を挟んで前記ガイド体の反対側に、前記歪検出部材が一定以上変形したときに前記歪検出部材の前記先端部が当接する当接部が設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、歪検出部材が一定以上変形したときに歪検出部材の先端部が当接部に当接することによって、歪検出部材がそれ以上変形することを抑えることができる。したがって、歪検出部材と当接部との間の隙間の大きさを適切に設定することで、糸ガイドに過負荷が加わったときの歪検出部材の変形を抑えることが可能となる。

本発明において、前記当接部は、前記ベース部材に一体的に形成されているとよい。

歪検出部材の変形を適切に抑えるためには、歪検出部材と当接部との間の隙間の大きさができるだけ設計値通りとなるように、各部品を精度よく組み付ける必要がある。この点、当接部がベース部材に一体的に形成されていれば、歪検出部材と当接部との間に介在する部品がベース部材のみとなるので、歪検出部材と当接部との間の隙間の大きさの精度を出しやすい。また、部品点数の増加を抑えることができる。

本発明において、前記歪検出部材のうち前記長手方向において前記当接部よりも前記他方側且つ前記直交方向において前記ガイド体の反対側の少なくとも一部を覆う覆い部が設けられているとよい。

歪検出部材のうち当接部よりも先端側（他方側）の部分が露出していると、オペレータがガイド体の反対側から歪検出部材に触れることで、歪検出部材が大きく変形するおそれがある。そこで、上述のような覆い部を設けることで、オペレータが当該部分に触れにくくすることができる。

本発明において、前記覆い部は、前記ベース部材に一体的に形成されているとよい。

覆い部がベース部材に一体的に形成されていれば、部品点数の増加を抑えることができる。

本発明において、前記歪検出部材及び前記ガイド体の周囲を覆い、前記糸が前記糸ガイドに接触できるようにスリットが形成されたカバー部材をさらに備え、前記覆い部の一部が、前記カバー部材から突出しているとよい。

覆い部がカバー部材から突出していると、オペレータが覆い部の存在に気づきやすく、不用意に歪検出部材に触れる頻度を減らすことができる。

本発明において、前記糸ガイドは、前記歪ゲージに対向する位置に配置されており、前記糸ガイドと前記歪ゲージの間に、前記歪ゲージを保護する保護部材が設けられているとよい。

このような保護部材を設けることで、糸ガイドが歪ゲージに接触し、歪ゲージが破損することを防止できる。また、後述のように、糸ガイドに加わった過負荷を受け止める役割を持たせることもできる。さらに、メンテナンス時に用いられる清掃用具等が、歪ゲージに接触することを防止することもできる。

本発明において、前記ガイド体は、先端部に前記糸ガイドが設けられ且つ基端部が前記歪検出部材に固定された支持アームを有しており、前記支持アームが前記基端部から前記先端部に向かうほど細くなるとよい。

このように支持アームが先細り形状だと、糸ガイドに過負荷が加わったときに、支持アームが弾性変形しやすくなる。そして、弾性変形した支持アームが上述の保護部材に接触することで、歪検出部材の変形を抑えることができる。したがって、より効果的に歪検出部材の変形を抑えることが可能となる。

本発明において、前記ガイド体は、先端部に前記糸ガイドが設けられ且つ基端部が前記歪検出部材に固定された支持アームを有しており、前記糸ガイドに所定値以上の力が作用すると塑性変形又は破断が生じる脆弱部が、前記支持アームに形成されているとよい。

このような脆弱部を支持アームに設けることで、糸ガイドに過負荷が加わったときに、支持アームが塑性変形又は破断する。このため、歪検出部材に過負荷が作用するのを抑えることができ、より効果的に歪検出部材の変形を抑えることが可能となる。

本発明において、前記脆弱部は、前記支持アームに形成されたくびれ状の部位であるとよい。

脆弱部をくびれ状の部位とすることで、脆弱部を簡単に設けることができる。

本発明において、前記ガイド体は、先端部に前記糸ガイドが設けられ且つ前記歪検出部材に揺動可能に取り付けられた支持アームを有しており、前記糸ガイドに前記糸の張力が作用したときの前記支持アームの揺動方向の反対方向に前記支持アームを付勢する付勢部材が設けられているとよい。

このような構成によれば、糸ガイドに過負荷が加わったときに、付勢部材の付勢力に抗しながら支持アームが揺動する。そして、揺動した支持アームが上述の保護部材に接触することで、歪検出部材の変形を抑えることができる。したがって、より効果的に歪検出部材の変形を抑えることが可能となる。さらに、過負荷がなくなったときには、付勢部材によって支持アームを初期位置に戻すことができるので好適である。

本発明において、前記支持アームの揺動支点は、前記糸ガイドと前記付勢部材による付勢位置との間に配置されているとよい。

このような構成によれば、付勢部材を、揺動支点を挟んで糸ガイドの反対側、すなわち支持アームの基端部付近に配置すればよいので、付勢部材の配置が容易となる。

本発明において、前記付勢部材は、板ばねであるとよい。

板ばねは形状の自由度が高いため、取付位置に応じて最適な形状への変更等が容易となる。

本発明に係る巻取ユニットは、糸を供給する供給装置と、前記供給装置から供給された前記糸を巻き取る巻取装置と、前記供給装置と前記巻取装置との間に配置された、上記何れかの糸張力検出装置と、を備えることを特徴とする。

このような巻取ユニットによれば、糸ガイドに過負荷が加わったときの歪検出部材の変形を抑えることが可能である。

本発明において、前記供給装置として、前記糸を紡績する紡績装置が設けられているとよい。

このような巻取ユニット（紡績ユニット）によれば、紡績装置で生成された糸の張力を糸張力検出装置によって検出することができる。

本実施形態に係る紡績機の全体的な構成を示す正面図である。 紡績ユニット及び糸継台車の側面図である。 糸処理モジュールの正面図である。 スピニングセンサの斜視図である。 カバー部材を外したスピニングセンサの斜視図である。 保護部材及びカバー部材を外したスピニングセンサの斜視図である。 貫通孔の変形例を示す図である。 保護部材及びカバー部材を外したスピニングセンサの一部側面図である。 変形例１に係るスピニングセンサの側面図である。 変形例２に係るスピニングセンサの側面図である。 変形例３に係るスピニングセンサの側面図である。 カバー部材を外したスピニングセンサの斜視図である。

（紡績機の全体構成）
本実施形態に係る紡績機について、図面を参照しつつ説明する。図１は、本実施形態に係る紡績機の全体的な構成を示す正面図である。本明細書では、図１に示す方向によって紡績機１の方向を定義する。図１に示す紡績機１は、左右方向に並べられた複数の紡績ユニット２と、左右方向に移動可能な糸継台車３と、右端部に配置された第１エンドフレーム４と、左端部に配置された第２エンドフレーム５と、を備えている。

紡績ユニット２は、ドラフト装置１１から送られてくる繊維束Ｔを紡績装置１２（本発明の供給装置に相当）で紡績して糸Ｙを生成し、この糸Ｙを巻取装置１３でボビンＢに巻き取ってパッケージＰを形成する。糸継台車３は、何れかの紡績ユニット２において糸切れ又は糸切断が生じた場合に、その紡績ユニット２に移動して糸継ぎを行う。第１エンドフレーム４は、紡績ユニット２で発生した繊維屑を回収する不図示の回収装置等を収容する。第２エンドフレーム５は、紡績ユニット２及び糸継台車３に負圧を供給する不図示の吸引装置、及び、紡績ユニット２の各部に動力を供給する不図示の駆動装置等を収容する。また、第２エンドフレーム５は、紡績機１の各部を集中的に管理及び制御する機台制御装置５ａを収容する。

（紡績ユニット）
図２は、紡績ユニット２及び糸継台車３の側面図である。図２に示すように、紡績ユニット２は、繊維束Ｔ又は糸Ｙの走行方向（以下、糸走行方向と言う）の上流側から下流側へ向かって順に配置された、ドラフト装置１１と、紡績装置１２と、糸処理モジュール１４と、巻取装置１３と、を主要な構成として備える。

ドラフト装置１１は、紡績機１の上端部に設けられている。ドラフト装置１１は、上流側から順に、バックローラ対１６、サードローラ対１７、ミドルローラ対１８、及び、フロントローラ対１９の、４つのドラフトローラ対１６〜１９を有する。４つのドラフトローラ対１６〜１９は、それぞれ、駆動ローラであるボトムローラ１６ａ〜１９ａと、従動ローラであるトップローラ１６ｂ〜１９ｂと、で構成される。ドラフトローラ対１６〜１９の回転速度は、糸走行方向下流側のローラ対ほど回転速度が速くなるように設定されている。これによって、ドラフト装置１１は、繊維束Ｔの原料であるスライバＳを、ドラフトローラ対１６〜１９で挟み込んで搬送し、所定の太さとなるまで引き伸ばして（ドラフトして）繊維束Ｔを形成する。

紡績装置１２は、フロントローラ対１９のすぐ下流側に配置されている。紡績装置１２は、ドラフト装置１１でドラフトされた繊維束Ｔに撚りを加えることによって、糸Ｙを生成する。本実施形態では、紡績装置１２として、旋回空気流を利用して繊維束Ｔに撚りを加える空気紡績装置が採用されている。

糸処理モジュール１４は、糸監視装置２１、スピニングセンサ２２（本発明の糸張力検出装置に相当）及び糸貯留装置２３が一体化されたモジュールである。糸処理モジュール１４については、後で詳細に説明する。

巻取装置１３は、糸処理モジュール１４の下流側に配置されており、糸ＹをトラバースしながらボビンＢに巻き取ってパッケージＰを形成する。巻取装置１３は、クレードルアーム２５と、巻取ドラム２６と、トラバース装置２７と、を有する。クレードルアーム２５は、ボビンＢ（パッケージＰ）を回転可能に支持する。クレードルアーム２５は、支軸２５ａを軸にして回動可能であり、ボビンＢ（パッケージＰ）の外周面を巻取ドラム２６に対して接触又は離間させることができる。巻取ドラム２６は、不図示の駆動装置によって回転駆動される。巻取ドラム２６は、巻取ドラム２６に接触しているボビンＢ（パッケージＰ）を従動回転させることにより、糸ＹをボビンＢ（パッケージＰ）の外周面に巻き取る。トラバース装置２７は、糸ＹをボビンＢ（パッケージＰ）の軸方向に往復移動させるトラバースガイド２８を有する。なお、糸Ｙをトラバースするための構成は、トラバースガイド２８に限定されず、トラバース溝が形成された巻取ドラムを使用してもよい。

（糸継台車）
糸継台車３は、ある紡績ユニット２において糸切れ又は糸切断が発生した場合に、その紡績ユニット２まで移動し、分断している糸Ｙの糸継ぎを行う。図２に示すように、糸継台車３は、糸継装置３０と、サクションパイプ３１と、サクションマウス３２と、を有する。サクションパイプ３１は、軸３１ａを中心に上下方向に回動可能である。サクションパイプ３１は、上方に回動して紡績装置１２から紡出される糸（上糸）Ｙを吸引保持した後、下方に回動することで上糸Ｙを糸継装置３０に案内する。サクションマウス３２は、軸３２ａを中心に上下方向に回動可能である。サクションマウス３２は、下方に回動してパッケージＰから引き出される糸（下糸）Ｙを吸引保持した後、上方に回動することで下糸Ｙを糸継装置３０に案内する。

糸継装置３０は、サクションパイプ３１によって案内される上糸Ｙと、サクションマウス３２によって案内される下糸Ｙとを糸継ぎする。本実施形態では、糸継装置３０として、旋回空気流によって上糸Ｙと下糸Ｙの糸端同士に撚りを加えて継ぎ目を形成するスプライサーが用いられている。ただし、スプライサーの代わりに、例えば、上糸Ｙと下糸Ｙとを結ぶノッター、又は、下糸Ｙを紡績装置１２に案内し、紡績装置１２の紡績を再開することにより上糸Ｙと下糸Ｙとをつなぐピーサーを用いてもよい。

（糸処理モジュール）
図３は、糸処理モジュール１４の正面図である。糸処理モジュール１４は、紡績機１のフレームの一部をなす支持フレーム６（図１及び図２参照）に着脱可能である。糸処理モジュール１４には、糸走行方向の上流側から下流側に順番に、糸監視装置２１、スピニングセンサ２２、糸貯留装置２３が配置されている。糸処理モジュール１４は、シャシー４１及びフロントカバー４２を有する。フロントカバー４２は、シャシー４１の前側にねじ等で着脱自在に取り付けられ、糸処理モジュール１４の前面を構成する。フロントカバー４２には、開口部４２ａ及び切欠部４２ｂが形成されている。糸監視装置２１は、開口部４２ａを介してフロントカバー４２の前方に突出している。スピニングセンサ２２は、切欠部４２ｂを介してフロントカバー４２の前方に突出している。糸貯留装置２３は、切欠部４２ｂを介して前方に露出している。

糸監視装置２１は、走行する糸Ｙの太さ及び／又は異物の有無等を不図示の光学式のセンサによって監視し、糸Ｙの太さに異常があること及び／又は糸Ｙに異物が含まれること等の糸欠陥を検出する。糸監視装置２１は、光学式のセンサに限らず、例えば静電容量式のセンサでもよい。スピニングセンサ２２は、紡績装置１２と糸貯留装置２３との間において、走行する糸Ｙの張力を検出する。より具体的には、スピニングセンサ２２は、紡績張力（紡績される糸Ｙの張力）を検出する。スピニングセンサ２２については、後で詳細に説明する。

糸監視装置２１及びスピニングセンサ２２の少なくとも何れかの検出結果に基づき、不図示のユニット制御部が異常有りと判断した場合、紡績装置１２への空気の供給を停止して、糸Ｙの生成を中断することにより糸Ｙを切断する。これに代わって、糸監視装置２１の近傍にカッターを配置し、当該カッターにより糸Ｙを切断するようにしてもよい。あるいは、ドラフト装置１１のバックローラ対１６の回転を停止することにより、糸Ｙが切断されるようにしてもよい。

糸貯留装置２３は、貯留ローラ２３ａ及び糸掛け部材２３ｂを有する。貯留ローラ２３ａは、その外周面に一定量の糸Ｙを巻き付けて一時的に貯留することができる。貯留ローラ２３ａは、不図示のモータによって回転駆動され、糸掛け部材２３ｂが糸Ｙを引っ掛けた状態で貯留ローラ２３ａと一体回転することにより、貯留ローラ２３ａに糸Ｙが貯留される。糸貯留装置２３は、糸Ｙに張力を付与することによって、紡績装置１２から糸Ｙを引き出す。ただし、紡績装置１２と糸貯留装置２３の間に、デリベリローラ等の引出ローラ対を設けて、引出ローラ対によって紡績装置１２から糸Ｙを引き出してもよい。この場合、糸貯留装置２３は省略してもよい。

（スピニングセンサ）
次に、スピニングセンサ２２の構成について、図４〜図６を参照しつつ詳細に説明する。図４は、スピニングセンサ２２の斜視図である。図５は、カバー部材５５を外したスピニングセンサ２２の斜視図である。図６は、保護部材５４及びカバー部材５５を外したスピニングセンサ２２の斜視図である。スピニングセンサ２２は、歪検出部材５１、ガイド体５２、ベース部材５３、保護部材５４及びカバー部材５５を備える。以下では、各図に示すＸ、Ｙ、Ｚ軸に基づいて説明を行う。Ｘ軸方向は本発明の長手方向に相当し、−Ｘ側が本発明の一方側、＋Ｘ側が本発明の他方側にそれぞれ相当する。Ｘ軸方向と直交するＹ軸方向は、本発明の直交方向に相当する。Ｚ軸方向は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の両方向に直交する。

図６に示すように、歪検出部材５１は、Ｘ軸方向に延びる直方体状の部材である。歪検出部材５１は、金属（本実施形態ではアルミニウム）で作製されている。Ｘ軸方向における歪検出部材５１の中央部には、Ｚ軸方向に貫通する貫通孔５１ａが形成されている。歪検出部材５１のうち貫通孔５１ａが形成された領域は、薄肉化されて変形しやすくなっている。なお、Ｚ軸方向から見たときの貫通孔５１ａの形状は、図６に示す形状に限定されず、例えば図７に示すようなものでもよい。図６や図７に示すように、貫通孔５１ａをロバーバル機構となる形状にすることで、偏置誤差を少なくすることができる。

歪検出部材５１の＋Ｙ側の面（以下、表面と言う）には、Ｘ軸方向において貫通孔５１ａを含む領域に凹状の段差部５１ｄが形成されており、この段差部５１ｄの底面に歪ゲージ５６が貼り付けられている。ただし、段差部５１ｄは必須ではなく、段差部５１ｄの存在しない歪検出部材５１の面一な表面に、歪ゲージ５６が貼り付けられていてもよい。歪ゲージ５６は、Ｘ軸方向において貫通孔５１ａが形成されている領域と概ね同じ領域に設けられている。歪検出部材５１のうち歪ゲージ５６よりも−Ｘ側（以下、基端側と言う）の端部（以下、基端部５１ｂと言う）は、ベース部材５３によって片持ち支持されている。歪検出部材５１のうち歪ゲージ５６よりも＋Ｘ側（以下、先端側と言う）の端部（以下、先端部５１ｃと言う）には、ガイド体５２が取り付けられている。歪検出部材５１の先端部５１ｃは、ベース部材５３から離間している。

ガイド体５２は、Ｙ軸方向において歪検出部材５１を挟んでベース部材５３の反対側に配置されている。ガイド体５２は、歪検出部材５１の先端部５１ｃに取り付けられている。ガイド体５２は、糸ガイド５７及び支持アーム５８を有する。糸ガイド５７は、歪ゲージ５６と対向するように配置されている。糸ガイド５７は、例えばセラミック等の耐摩耗性材料で作製されており、走行する糸Ｙが糸ガイド５７に接触する。糸ガイド５７は、Ｘ軸方向を軸方向とし、且つ、軸方向の中央部に縮径部５７ａを有する略円柱状である。糸Ｙが縮径部５７ａに接触しながら走行することで、糸Ｙが糸ガイド５７から外れることを防止できる。支持アーム５８は、金属（本実施形態ではアルミニウム）で作製されている。支持アーム５８は、Ｚ軸方向から見て略Ｌ字状である。支持アーム５８の基端部は、歪検出部材５１の先端部５１ｃに固定されている。支持アーム５８の先端部には、糸ガイド５７が取り付けられている。つまり、糸ガイド５７は、支持アーム５８を介して歪検出部材５１の先端部５１ｃに固定されている。

ベース部材５３は、台座部５３ａ、取付部５３ｂ、凸部５３ｃ、当接部５３ｄ及び覆い部５３ｅが一体形成された構成を有する。台座部５３ａは、歪検出部材５１の基端部５１ｂを片持ち支持する。取付部５３ｂは、フロントカバー４２又はシャシー４１に取り付けられる。凸部５３ｃは、−Ｚ側に突出しており、Ｚ軸方向から見て矩形状である。凸部５３ｃは、保護部材５４及びカバー部材５５を位置決めするための部位である。当接部５３ｄ及び覆い部５３ｅについては、後で詳細に説明する。

図５に示すように、保護部材５４は、板状部材が折り曲げられた構成を有し、歪ゲージ５６を保護する。保護部材５４は、本体部５４ａ、保護部５４ｂ、切欠部５４ｃ及び爪部５４ｄを有する。本体部５４ａは、ＸＹ平面に略平行であり、カバー部材５５とともにベース部材５３にネジＮで固定されている。保護部５４ｂは、歪ゲージ５６と糸ガイド５７との間に配置されており、歪ゲージ５６を保護する。保護部５４ｂは、本体部５４ａから＋Ｚ側に折り曲げられており、ＸＺ平面に対してわずかに傾斜している。具体的には、保護部５４ｂは、先端側（＋Ｚ側）に向かうにつれて＋Ｙ側に位置するように傾斜している。保護部５４ｂに−Ｙ側への過負荷がかかった場合に、保護部５４ｂの先端部がカバー部材５５の内面に接触することで、保護部５４ｂの変形が抑制され、保護部５４ｂが歪ゲージ５６に接触することが防止される。ただし、保護部５４ｂが上述のように傾斜していることは必須ではなく、例えば、保護部５４ｂがＸＺ平面に略平行でもよい。切欠部５４ｃは、本体部５４ａに形成されている。切欠部５４ｃは、ベース部材５３に形成された凸部５３ｃと係合可能な矩形状である。爪部５４ｄは、本体部５４ａから−Ｚ側に突出しており、歪検出部材５１とベース部材５３との間に挿入される。保護部材５４は、切欠部５４ｃを凸部５３ｃに係合させるとともに、爪部５４ｄを歪検出部材５１とベース部材５３との間に挿入することによって、位置決めされる。

図４に示すように、カバー部材５５は、少なくとも歪検出部材５１及びガイド体５２の周囲を覆う部材である。カバー部材５５は、ベース部材５３の一部も覆っている。カバー部材５５は、Ｚ軸方向の寸法がＸ軸方向及びＹ軸方向の寸法に比べて小さい箱状の部材である。カバー部材５５の−Ｙ側は開口しており、カバー部材５５は＋Ｙ側から歪検出部材５１及びガイド体５２に被せるように取り付けられる。カバー部材５５の＋Ｙ側には、糸ガイド５７の一部を外部に露出させるスリット５５ａが形成されている。糸Ｙは、スリット５５ａを介して、糸ガイド５７に接触可能である。カバー部材５５には、ベース部材５３の凸部５３ｃと係合可能な矩形状の切欠部５５ｂが形成されている。カバー部材５５は、切欠部５５ｂを凸部５３ｃに係合させることによって、位置決めされる。また、カバー部材５５の＋Ｙ側の面には、Ｚ軸方向から見て三角形状のリブ５５ｃが形成されている。三角形状のリブ５５ｃの一辺は、スリット５５ａへとつながる案内部５５ｄを構成している。したがって、糸継時にサクションパイプ３１によって糸Ｙが糸継装置３０に案内されると、糸Ｙは案内部５５ｄによって円滑にスリット５５ａへと案内される。また、糸Ｙは案内部５５ｄに概ね点接触するため、糸Ｙと案内部５５ｄとの間の摩擦が軽減され、より円滑に糸Ｙをスリット５５ａへと案内することができる。

このように構成されたスピニングセンサ２２では、紡績装置１２と糸貯留装置２３との間を走行する糸Ｙが、スリット５５ａを介して糸ガイド５７に接触する。糸Ｙが糸ガイド５７に接触することで、糸Ｙの張力に応じた主に−Ｙ側への力が糸ガイド５７に加えられる。この力が支持アーム５８を介して歪検出部材５１の先端部５１ｃに加わり、先端部５１ｃが−Ｙ側に変位するように歪検出部材５１が変形する。このときの歪検出部材５１の歪みを歪ゲージ５６によって検出することで、糸Ｙの張力を測定することができる。なお、歪ゲージ５６による検出信号は、不図示のユニット制御部に出力される。

（歪検出部材の変形を抑制するための構成）
例えば、オペレータが糸ガイド５７の清掃等のメンテナンスを行う際に、糸ガイド５７に大きな力がかかると、歪検出部材５１が塑性変形することがある。このとき、塑性変形によって歪検出部材５１に残る永久歪みが大きく、歪ゲージ５６の無負荷時の基準電位が所定の許容範囲から外れると、糸Ｙの張力を適切に測定できなくなる。そこで、本実施形態のスピニングセンサ２２では、歪検出部材５１に過負荷が加わったときの変形を抑制するため、ベース部材５３に当接部５３ｄを一体的に形成している。

図８は、保護部材５４及びカバー部材５５を外したスピニングセンサ２２の一部側面図である。図８に示すように、当接部５３ｄは、Ｘ軸方向において歪ゲージ５６よりも先端側に配置されており、歪検出部材５１の先端部５１ｃと対向している。歪検出部材５１の−Ｙ側の面（以下、裏面と言う）と当接部５３ｄとの間には隙間Ｇが存在する。ガイド体５２に−Ｙ側への過負荷が加わると、歪検出部材５１の先端部５１ｃが−Ｙ側へと変位するように、歪検出部材５１が変形する。そして、歪検出部材５１が一定以上変形すると、歪検出部材５１の先端部５１ｃが当接部５３ｄに当接し、歪検出部材５１のそれ以上の変形が抑制される。このため、ガイド体５２に過負荷が加わったときでも、歪検出部材５１の変形量を隙間Ｇの大きさに応じた一定量に抑えることができ、歪検出部材５１に大きな塑性変形が生じることを抑えることができる。

ガイド体５２に負荷がかかっていないときの隙間Ｇが狭ければ狭いほど、歪検出部材５１の変形量を小さくすることができる。しかしながら、隙間Ｇが小さすぎると、糸Ｙの張力を測定しているときに歪検出部材５１が当接部５３ｄに当接し、糸Ｙの張力を適切に測定できなくなるおそれがある。一方、隙間Ｇが大きすぎると、歪検出部材５１が当接部５３ｄに当接するまでの変形量が大きくなり、歪検出部材５１が許容範囲を超えて塑性変形してしまうおそれがある。このため、ガイド体５２に負荷がかかっていないときの隙間Ｇの大きさは、例えば０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下とされる。本実施形態では、ガイド体５２に負荷がかかっていないときの隙間Ｇの大きさを約０．２ｍｍとすることで、概ね５ｋｇの過負荷まで耐え得るものとされている。ちなみに、スピニングセンサ２２で測定される糸Ｙの張力は０〜３５ｇ程度が想定される。

図８に示すように、歪検出部材５１は当接部５３ｄよりも先端側まで延びている。このため、歪検出部材５１のうち当接部５３ｄよりも先端側に突出している部分は、裏面が露出しており、裏面から＋Ｙ側に負荷が加わりやすい。そこで、本実施形態では、ベース部材５３に覆い部５３ｅを設けている。覆い部５３ｅは、ベース部材５３の当接部５３ｄよりもさらに先端側に突出しており、歪検出部材５１の裏面のうち当接部５３ｄよりも先端側の少なくとも一部を−Ｙ側から覆う。したがって、オペレータが歪検出部材５１の裏面に触れにくくなり、裏面から過負荷が加わることを抑制できる。糸Ｙの張力を測定しているときに歪検出部材５１が覆い部５３ｅに接触することがないように、歪検出部材５１と覆い部５３ｅとの間には、隙間Ｇより大きな隙間が確保されている。図８では、カバー部材５５の輪郭を一点鎖線で図示している。カバー部材５５を被せたときに、覆い部５３ｅの一部はカバー部材５５から突出している。こうすることで、カバー部材５５を被せた状態でも、オペレータが覆い部５３ｅの存在を認識しやすくなり、オペレータが不用意に歪検出部材５１の裏面に接触することを効果的に防止できる。

（効果）
本実施形態のスピニングセンサ２２（糸張力検出装置）は、歪検出部材５１が延びるＸ軸方向（長手方向）と直交するＹ軸方向（直交方向）において歪検出部材５１を挟んでガイド体５２の反対側に、歪検出部材５１が一定以上変形したときに歪検出部材５１の先端部５１ｃが当接する当接部５３ｄが設けられている。歪検出部材５１が一定以上変形したときに歪検出部材５１の先端部５１ｃが当接部５３ｄに当接することによって、歪検出部材５１がそれ以上変形することを抑えることができる。したがって、歪検出部材５１と当接部５３ｄとの間の隙間Ｇの大きさを適切に設定することで、糸ガイド５７に過負荷が加わったときの歪検出部材５１の変形を抑えることが可能となる。

本実施形態では、当接部５３ｄは、ベース部材５３に一体的に形成されている。歪検出部材５１の変形を適切に抑えるためには、歪検出部材５１と当接部５３ｄとの間の隙間Ｇの大きさができるだけ設計値通りとなるように、各部品を精度よく組み付ける必要がある。この点、当接部５３ｄがベース部材５３に一体的に形成されていれば、歪検出部材５１と当接部５３ｄとの間に介在する部品がベース部材５３のみとなるので、歪検出部材５１と当接部５３ｄとの間の隙間Ｇの大きさの精度を出しやすい。また、部品点数の増加を抑えることができる。

本実施形態では、歪検出部材５１のうちＸ軸方向において当接部５３ｄよりも先端側且つＹ軸方向においてガイド体５２の反対側の少なくとも一部を覆う覆い部５３ｅが設けられている。歪検出部材５１のうち当接部５３ｄよりも先端側の部分が露出していると、オペレータがガイド体５２の反対側から歪検出部材５１に触れることで、歪検出部材５１が大きく変形するおそれがある。そこで、上述のような覆い部５３ｅを設けることで、オペレータが当該部分に触れにくくすることができる。

本実施形態では、覆い部５３ｅは、ベース部材５３に一体的に形成されている。覆い部５３ｅがベース部材５３に一体的に形成されていれば、部品点数の増加を抑えることができる。

本実施形態では、歪検出部材５１及びガイド体５２の周囲を覆い、糸Ｙが糸ガイド５７に接触できるようにスリット５５ａが形成されたカバー部材５５をさらに備え、覆い部５３ｅの一部が、カバー部材５５から突出している。覆い部５３ｅがカバー部材５５から突出していると、オペレータが覆い部５３ｅの存在に気づきやすく、不用意に歪検出部材５１に触れる頻度を減らすことができる。

本実施形態では、糸ガイド５７は、歪ゲージ５６に対向する位置に配置されており、糸ガイド５７と歪ゲージ５６の間に、歪ゲージ５６を保護する保護部材５４（保護部５４ｂ）が設けられている。このような保護部材５４を設けることで、糸ガイド５７が歪ゲージ５６に接触し、歪ゲージ５６が破損することを防止できる。また、後の変形例で説明するように、糸ガイド５７に加わった過負荷を受け止める役割を持たせることもできる。さらに、メンテナンス時に用いられる清掃用具等が、歪ゲージ５６に接触することを防止することもできる。

（その他）
上記実施形態では、当接部５３ｄを設けることで、糸ガイド５７に過負荷が加わったときの歪検出部材５１の変形を抑えるものとした。しかしながら、当接部５３ｄを設けることに加えて、次に説明する変形例１〜３の構成を併せ持つことにより、歪検出部材５１の変形をより効果的に抑えることも可能である。なお、以下の変形例１〜３に記載の構成のみで歪検出部材５１の変形を十分に抑えられる場合には、当接部５３ｄを省略することも可能である。

（変形例１）
図９は、変形例１に係るスピニングセンサ２２Ａの側面図である。変形例１に係るスピニングセンサ２２Ａでは、上記実施形態のガイド体５２に代わってガイド体６０が採用されている。上記実施形態と同様の構成については説明を省略し、ガイド体６０の構成について主に説明する。

ガイド体６０は、糸ガイド６１、支持アーム６２及び支持部材６３を有する。支持アーム６２は、歪検出部材５１に略平行（すなわちＸ軸方向）に延びており、その基端部が支持部材６３に固定され、その先端部に糸ガイド６１が取り付けられている。支持部材６３は、歪検出部材５１の先端部５１ｃに立設されている。つまり、支持アーム６２は、支持部材６３を介して歪検出部材５１の先端部５１ｃに固定されている。ただし、支持アーム６２及び支持部材６３が一体的に構成されていてもよい。

支持アーム６２は、Ｘ軸方向において基端部から先端部に向かうほど細くなる先細り形状を有する。このため、糸ガイド６１に過負荷が加わった場合、支持アーム６２は、先端部が−Ｙ側に変位するように弾性変形しやすい。そして、弾性変形した支持アーム６２が保護部材５４の保護部５４ｂ（図９の一点鎖線参照）に接触することで、歪検出部材５１の変形を抑えることができる。したがって、より効果的に歪検出部材５１の変形を抑えることが可能となる。なお、支持アーム６２を弾性変形しやすくするために、支持アーム６２の材料を剛性の低いものに変更したり、支持アーム６２をさらに細長い形状としたりすることも有効である。

（変形例２）
図１０は、変形例２に係るスピニングセンサ２２Ｂの側面図である。変形例２に係るスピニングセンサ２２Ｂでは、上記実施形態のガイド体５２に代わってガイド体７０が採用されている。上記実施形態と同様の構成については説明を省略し、ガイド体７０の構成について主に説明する。

ガイド体７０は、糸ガイド７１、支持アーム７２及び支持部材７３を有する。支持アーム７２は、歪検出部材５１に略平行（すなわちＸ軸方向）に延びており、その基端部が支持部材７３に固定され、その先端部に糸ガイド７１が取り付けられている。支持部材７３は、歪検出部材５１の先端部５１ｃに立設されている。つまり、支持アーム７２は、支持部材７３を介して歪検出部材５１の先端部５１ｃに固定されている。ただし、支持アーム７２及び支持部材７３が一体的に構成されていてもよい。

支持アーム７２の軸方向における中央部には、脆弱部７２ａが形成されている。脆弱部７２ａは、支持アーム７２のその他の部分よりも小径となっており、くびれ状の部位となっている。脆弱部７２ａは、糸ガイド７１に所定値以上の力が作用したときに塑性変形又は破断が生じるように、その形状や寸法が決められている。このような脆弱部７２ａを支持アーム７２に設けることで、糸ガイド７１に過負荷が加わったときに、支持アーム７２が塑性変形又は破断する。このため、歪検出部材５１に過負荷が作用するのを抑えることができ、より効果的に歪検出部材５１の変形を抑えることが可能となる。さらに、図１０に一点鎖線で示すように、糸ガイド７１と歪ゲージ５６との間には、保護部材５４の保護部５４ｂが配置されている。このため、支持アーム７２が塑性変形又は破断することによって、糸ガイド７１又は支持アーム７２が歪ゲージ５６に接触することを回避できる。

本変形例では、脆弱部７２ａをくびれ状に構成することで、脆弱部７２ａを簡単に設けることができたが、脆弱部７２ａをくびれ状に構成することは必須ではない。例えば、支持アームの一部に貫通孔や切欠き等を形成することによって、塑性変形又は破断が生じやすい脆弱部を構成してもよい。また、支持アームの材料を降伏点の小さなものに変更してもよい。

（変形例３）
図１１は、変形例３に係るスピニングセンサ２２Ｃの側面図である。変形例３に係るスピニングセンサ２２Ｃでは、上記実施形態のガイド体５２に代わってガイド体８０が採用されている。上記実施形態と同様の構成については説明を省略し、ガイド体８０の構成について主に説明する。

ガイド体８０は、糸ガイド８１、支持アーム８２、支持部材８３及び板ばね８４（本発明の付勢部材に相当）を有する。支持アーム８２は、歪検出部材５１に略平行（すなわちＸ軸方向）に延びており、その先端部には、糸ガイド８１が取り付けられている。支持アーム８２は、その中央部が、Ｚ軸方向に延びる揺動軸８３ａ（本発明の揺動支点に相当）を介して支持部材８３に取り付けられている。これによって、支持アーム８２はＺ軸周りに揺動可能に構成されている。支持部材８３は、歪検出部材５１の先端部５１ｃに立設されている。つまり、支持アーム８２は、支持部材８３を介して歪検出部材５１の先端部５１ｃに固定されている。板ばね８４は、歪検出部材５１の先端部５１ｃに取り付けられている。板ばね８４は、支持アーム８２の基端部（揺動軸８３ａよりも基端側の部分）を−Ｙ側に付勢する。すなわち、板ばね８４は、糸ガイド８１に糸Ｙの張力が作用したときの支持アーム８２の揺動方向の反対方向に支持アーム８２を付勢している。

このような構成によれば、糸ガイド８１に過負荷が加わったときに、板ばね８４の付勢力に抗しながら支持アーム８２が揺動する。そして、揺動した支持アーム８２が保護部材５４の保護部５４ｂ（図１１の一点鎖線参照）に接触することで、歪検出部材５１の変形を抑えることができる。したがって、より効果的に歪検出部材５１の変形を抑えることが可能となる。さらに、過負荷がなくなったときには、板ばね８４によって支持アーム８２を初期位置に戻すことができるので好適である。また、支持アーム８２の揺動軸８３ａが、糸ガイド８１と板ばね８４による付勢位置との間に配置されている。このような構成によれば、板ばね８４を、揺動軸８３ａを挟んで糸ガイド８１の反対側、すなわち支持アーム８２の基端部付近に配置すればよいので、板ばね８４の配置が容易となる。また、付勢部材として板ばね６４を採用すれば、板ばねは形状の自由度が高いため、取付位置に応じて最適な形状への変更等が容易となる。さらに、図１１に一点鎖線で示すように、糸ガイド８１と歪ゲージ５６との間には、保護部材５４の保護部５４ｂが配置されている。このため、支持アーム８２が板ばね８４の付勢力に抗して揺動したときに、糸ガイド８１が歪ゲージ５６に接触することを回避できる。

本変形例では、本発明の付勢部材として板ばね８４を用いたが、付勢部材は板ばね以外のものでもよい。また、揺動軸８３ａと板ばね８４による付勢位置の位置関係も変更が可能である。例えば、揺動軸８３ａを支持アーム８２の基端部に配置し、支持アーム８２の中央部を＋Ｙ側に付勢するような付勢部材を設けてもよい。

（その他の変形例）
上記実施形態では、当接部５３ｄがベース部材５３に一体的に形成されているものとしたが、当接部をベース部材５３に一体的に形成することは必須ではない。例えば、ベース部材５３に別部材からなる当接部を固定するようにしてもよい。

上記実施形態では、歪検出部材５１の先端部５１ｃの一部の裏面を覆う覆い部５３ｅを、ベース部材５３に一体的に形成するものとした。しかしながら、覆い部５３ｅを設けることは必須ではないし、ベース部材５３とは異なる部材で覆い部を構成してもよい。例えば、図１２に示すように、保護部材５４の形状を上記実施形態から変更し、保護部材５４に覆い部５４ｅを設けるようにしてもよい。また、覆い部５３ｅの一部が、カバー部材５５から突出するようにすることも必須ではない。

上記実施形態では、スピニングセンサ２２が糸処理モジュール１４に含まれるものとしたが、スピニングセンサ２２が糸処理モジュール１４に含まれなくてもよい。例えば、スピニングセンサ２２が、単体で支持フレーム６等に取り付けられていてもよい。

上記実施形態では、紡績機１の紡績ユニット２に設けられるスピニングセンサ２２に本発明を適用した。しかしながら、例えば自動ワインダの巻取ユニットに設けられた糸張力検出装置に本発明を適用してもよい。

２：紡績ユニット（巻取ユニット）
１２：紡績装置（供給装置）
１３：巻取装置
２２、２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ：スピニングセンサ（糸張力検出装置）
５１：歪検出部材
５１ｂ：基端部
５１ｃ：先端部
５２、６０、７０、８０：ガイド体
５３：ベース部材
５３ｄ：当接部
５３ｅ：覆い部
５４：保護部材
５５：カバー部材
５５ａ：スリット
５６：歪ゲージ
５７、６１、７１、８１：糸ガイド
５８、６２、７２、８２：支持アーム
７２ａ：脆弱部
８３ａ：揺動軸（揺動支点）
８４：板ばね（付勢部材）
Ｙ：糸

Claims (14)

1. 長手方向に延び、前記長手方向の中央部に歪ゲージが取り付けられた歪検出部材と、
   前記歪検出部材のうち前記長手方向において前記歪ゲージよりも一方側の基端部を片持ち支持するベース部材と、
   糸と接触する糸ガイドを有し、前記歪検出部材のうち前記長手方向において前記歪ゲージよりも他方側の先端部に取り付けられたガイド体と、
   を備え、前記歪検出部材は前記糸ガイドに接触する前記糸の張力に応じて変形し、その変形に伴う前記歪検出部材の歪みを前記歪ゲージで検出する糸張力検出装置であって、
   前記長手方向と直交する直交方向において前記歪検出部材を挟んで前記ガイド体の反対側に、前記歪検出部材が一定以上変形したときに前記歪検出部材の前記先端部が当接する当接部が設けられていることを特徴とする糸張力検出装置。
2. 前記当接部は、前記ベース部材に一体的に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の糸張力検出装置。
3. 前記歪検出部材のうち前記長手方向において前記当接部よりも前記他方側且つ前記直交方向において前記ガイド体の反対側の少なくとも一部を覆う覆い部が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の糸張力検出装置。
4. 前記覆い部は、前記ベース部材に一体的に形成されていることを特徴とする請求項３に記載の糸張力検出装置。
5. 前記歪検出部材及び前記ガイド体の周囲を覆い、前記糸が前記糸ガイドに接触できるようにスリットが形成されたカバー部材をさらに備え、
   前記覆い部の一部が、前記カバー部材から突出していることを特徴とする請求項３又は４に記載の糸張力検出装置。
6. 前記糸ガイドは、前記歪ゲージに対向する位置に配置されており、
   前記糸ガイドと前記歪ゲージの間に、前記歪ゲージを保護する保護部材が設けられていることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の糸張力検出装置。
7. 前記ガイド体は、先端部に前記糸ガイドが設けられ且つ基端部が前記歪検出部材に固定された支持アームを有しており、
   前記支持アームが前記基端部から前記先端部に向かうほど細くなることを特徴とする請求項６の何れか１項に記載の糸張力検出装置。
8. 前記ガイド体は、先端部に前記糸ガイドが設けられ且つ基端部が前記歪検出部材に固定された支持アームを有しており、
   前記糸ガイドに所定値以上の力が作用すると塑性変形又は破断が生じる脆弱部が、前記支持アームに形成されていることを特徴とする請求項６の何れか１項に記載の糸張力検出装置。
9. 前記脆弱部は、前記支持アームに形成されたくびれ状の部位であることを特徴とする請求項８に記載の糸張力検出装置。
10. 前記ガイド体は、先端部に前記糸ガイドが設けられ且つ前記歪検出部材に揺動可能に取り付けられた支持アームを有しており、
    前記糸ガイドに前記糸の張力が作用したときの前記支持アームの揺動方向の反対方向に前記支持アームを付勢する付勢部材が設けられていることを特徴とする請求項６の何れか１項に記載の糸張力検出装置。
11. 前記支持アームの揺動支点は、前記糸ガイドと前記付勢部材による付勢位置との間に配置されていることを特徴とする請求項１０に記載の糸張力検出装置。
12. 前記付勢部材は、板ばねであることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の糸張力検出装置。
13. 糸を供給する供給装置と、
    前記供給装置から供給された前記糸を巻き取る巻取装置と、
    前記供給装置と前記巻取装置との間に配置された、請求項１〜１２の何れか１項に記載の糸張力検出装置と、
    を備えることを特徴とする巻取ユニット。
14. 前記供給装置として、前記糸を紡績する紡績装置が設けられていることを特徴とする請求項１３に記載の巻取ユニット。

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