JP2021172505A - Fiber winder - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、繊維巻取装置に関する。 The present invention relates to a fiber winding device.
従来、下記特許文献1をはじめとして、ガラス繊維などの繊維を巻き取る装置が開発されている。たとえば、従来の繊維巻取装置は複数本のフィラメント(単繊維)を集束してストランドを形成する。ストランドはコレットに巻取られ、ストランドでケーキが形成される。生産効率を上げるために、コレットにおけるストランドの巻取り部の長さを長くし、1本のコレットに複数個のケーキが形成される。
Conventionally, devices for winding fibers such as glass fibers have been developed, including
巻取り部が回転したときに巻取り部が振動する。巻取り部の長さが長くなれば振動が大きくなる。特に巻取り部が特定の回転数になったときに振動が共振し、振動が増大される。振動が共振するときの回転数がストランドを巻き取るときの回転数に含まれれば、その回転数の時にストランドが巻き取れないおそれがある。利用する回転数に応じてコレットを取り換えたり、繊維巻取装置ごとにコレットを入れ替えたりされているが、非常に手間であり、生産効率が落ちる。 The take-up part vibrates when the take-up part rotates. The longer the take-up portion, the greater the vibration. In particular, when the winding portion reaches a specific rotation speed, the vibration resonates and the vibration is increased. If the rotation speed at which the vibration resonates is included in the rotation speed at which the strand is wound, the strand may not be wound at that rotation speed. The collet is replaced according to the number of rotations used, or the collet is replaced for each fiber winding device, but it is very troublesome and the production efficiency drops.
そこで本発明の目的は、振動を低減することでストランド巻取りの回転域を制限しない繊維巻取装置を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a fiber winding device that does not limit the rotation range of strand winding by reducing vibration.
以上の課題を解決すべく、本発明に係る繊維巻取装置は、以下に述べるような構成を有する。 In order to solve the above problems, the fiber winding device according to the present invention has the following configuration.
本発明の繊維巻取装置は、モータと、前記モータの回転軸が取り付けられ、該回転軸の回転によって回転し、ストランドが巻き取られる巻取り部と、前記回転軸を回転可能に保持する保持部と、前記モータ、保持部またはその両方に対して荷重を付加する荷重部とを備える。 In the fiber winding device of the present invention, a motor and a winding portion to which a rotating shaft of the motor is attached and rotated by the rotation of the rotating shaft to wind strands, and a holding portion that rotatably holds the rotating shaft. A portion and a load portion that applies a load to the motor, the holding portion, or both thereof are provided.
本発明によれば、モータ、コレットの保持部またはその両方に対して荷重を付加することで、共振して振動が大きくなる回転域が変化するが、共振した場合の振動そのものを低減するので、ストランドを巻き取るときの回転数にピークが含まれていても巻き取ることができることを発見した。巻取り部にストランドを巻き取るときの回転数よりも振動が生じるときの回転数を高くすることで、小さな振動のときに巻取り部にストランドを巻き取ることができる。 According to the present invention, by applying a load to the holding portion of the motor and the collet, or both of them, the rotation range in which the vibration increases due to resonance changes, but the vibration itself when the resonance occurs is reduced. It was discovered that even if the number of revolutions when winding the strand includes a peak, it can be wound. By making the rotation speed when vibration occurs higher than the rotation speed when winding the strand around the winding portion, the strand can be wound around the winding portion when the vibration is small.
本発明の繊維巻取装置について図面を参照して説明する。複数の実施形態を説明するが、異なる実施形態であっても同じ手段には同一の符号を付して説明を省略する場合がある。 The fiber winding device of the present invention will be described with reference to the drawings. Although a plurality of embodiments will be described, the same means may be designated by the same reference numerals and the description thereof may be omitted even in different embodiments.
[実施形態1]
図1に示す本願の繊維巻取装置10は、複数本のフィラメント12を集束させてストランド16を形成するギャザリングシュー14、ストランド16に所定の張力を与えるガイド18、ストランド16の位置を変えるトラバース装置20、ストランド16を巻き取るコレット22、そのコレット22が取り付けられたタレット盤24を備える。
[Embodiment 1]
The
フィラメント12は単繊維であり、たとえばガラス繊維、バサルト繊維、天然繊維、合成繊維、カーボン等無機繊維などである。ギャザリングシュー14は溝を備えたローラである(図2)。複数本のフィラメント12が1つの溝で集束される。複数本のフィラメント12が集束されることでストランド16が形成される。1本の回転軸26に複数のローラが備えられてもよいし、幅広のローラに複数の溝が備えられてもよい。複数の溝があることで、同時に複数のストランド16が形成できる。
The
ガイド18はギャザリングシュー14とコレット22の間に配置されている。ストランド16がガイド18に接し、ストランド16に張力を与えている。ガイド18は溝を備えたローラまたは櫛歯状の板体である。図2に示すガイド18は溝を備えたローラであり、そのガイド18はストランド16の本数に合わせて備えられる。図2では全てのガイド18が1本の回転軸28に取り付けられている。全てのガイド18が同時に回転する。なお、各ガイド18が独立して設けられ、ガイド18ごとに独立して回転してもよい。
The
ガイド18とコレット22の間にトラバース装置20が備えられる。トラバース装置20は回転軸30およびトラバース32を備える。トラバース32は曲線状の線状体である。トラバース32が回転軸30に取り付けられている。ストランド16がトラバース32に押し当てられており、回転軸30が回転することで、ストランド16がトラバース32の形状に沿って移動する。ストランド16がコレット22の回転軸方向に往復する。ストランド16がコレット22に巻き付けられるときに、ストランド16がコレット22の回転軸方向に往復しながら巻き付けられ、ストランド16がひとまとまりになったケーキ34が形成される。1つのコレット22に形成されるケーキ34の数は限定されず、図2に示すように4つのケーキ34が形成されてもよい。コレット22の詳細な構成については後述する。
A
図1に示すように、2つの巻取り部がタレット盤24に備えられており、その巻取り部の中にコレット22が含まれる。2つのコレット22はタレット盤24の中心に対して対称な位置に配置されている。一方のコレット22の位置がストランド16の巻き取り位置であり、他方のコレット22の位置がケーキ34の取り出し位置である。2つのコレット22の間に仕切り板36が備えられている。巻き取り位置にあるコレット22がモータによって回転される。一方のコレット22にケーキ34が形成されると、タレット盤24が回転してコレット22の位置が入れ替えられ、次に他方のコレット22が回転される。
As shown in FIG. 1, two winding portions are provided on the
ケーキ34の取り出し位置にあるコレット22からケーキ34を取り出すために、受け部材38とその受け部材38を移動させる移動装置40を備える。受け部材38はケーキ34を下方から支持する。移動装置40はサーボモータ、ボールネジまたはエアシリンダなどを備える。移動装置40は、受け部材38をコレット22の回転軸方向に移動させる。受け部材38がケーキ34を支え、ケーキ34をコレット22の第1端部58に向けて移動させる。コレット22からケーキ34を取り外すことができる。また、ドッファ装置を用いてケーキ34を取り出してもよい。さらに、手作業でケーキ34をコレット22から取り外す場合、受け部材38と移動装置40は省略されてもよい。
In order to take out the
繊維巻取装置10はガイド18とコレット22の間を走行するストランド16の位置を移動させる押出装置42を備える。押出装置42はストランド16を押す押出バー44とその押出バー44を前後させるエアシリンダを備える。エアシリンダのピストンロッド46に押出バー44が取り付けられている。コレット22にケーキ34が完成してタレット盤24が回転する前に、押出バー44が前進されて、ストランド16がケーキ34の外側に押し出される(図3)。ストランド16がケーキ34に巻きつかず、コレット22の第1端部58の近傍の溝66に巻きつく。タレット盤24が回転すると一方のコレット22の第1端部58の近傍から他方のコレット22の第1端部58の近傍の溝66にストランド16が巻きかえられる。その後、押出バー44が元の位置に戻されることで、他方のコレット22にストランド16が巻き取られる。
The
繊維巻取装置10は水などの液体を噴出するスプレー装置48を備える。タレット盤24が回転すると一方のコレット22から他方のコレット22にストランド16が巻きかえられる。その際、一方のコレット22は回転を停止し、他方のコレット22が回転を始めることで、ストランド16が引っ張られ、コレット22の回転差などで乗り移り、巻き付く際のストランド16の折れ曲がりにより切断される。ストランド16が切断されるときに微細になったフィラメント12が飛び散るおそれがある。スプレー装置48でストランド16に液体を吹き付けることで、フィラメント12の飛び散りを防止する。なお、スプレー装置48は必要に応じて設けられる。
The
図4に示すように、本願の繊維巻取装置10はストランド16が巻き取られる巻取り部52がタレット盤24に取り付けられている。巻取り部52はコレット22を含む。さらに、コレットを回転させるためのモータ50、そのモータ50の回転軸を回転可能に保持する保持部54、および荷重部56を備える。
As shown in FIG. 4, in the
巻取り部52は第1端部58および第2端部60を有する軸部材62、その軸部材62の外周に配置された複数の長板64、第1端部58の近傍に設けられた溝66を備える。軸部材62にモータ50の回転軸68が取り付けられている(図5)。巻取り部52はモータ50の動力で回転する。軸部材62は円筒状または円柱状であり、その外周を一周するように複数の長板64が取り付けられている。長板64は動力装置によって軸部材62を中心に放射状に移動する。ストランド16を巻き取るときに長板64が軸部材62から離れるように移動し、ケーキ34を取り出すときに長板64が軸部材62に向けて移動する。軸部材62の第1端部58は開放されており、第2端部60は保持部54の側に配置されている。第1端部58の近傍の溝66は上記のようにストランド16が一時的に巻き付けられる。
The winding
保持部54は軸受け70、カバー72、弾性部74および固定部76を備える。軸受け70は回転軸68を回転可能に保持し、たとえばボールベアリングである。カバー72は軸受け70の外周に取り付けられ、回転軸68および軸受け70を覆っている。カバー72の外周に固定部76が取り付けられている。固定部76はタレット盤24に固定されている。固定部76はタレット盤24の一部であってもよい。カバー72と固定部76の間に弾性部74が配置されている。弾性部74はたとえばゴムなど弾性材からなるオーリング(Oリング)である。弾性部74は複数であってもよい。巻取り部52が回転したときの振動を弾性部74で吸収する。
The holding
荷重部56が保持部54に取り付けられている。本実施形態の荷重部56は重りである。本解決原理に限定されないが、荷重部56が保持部54に荷重をかけることで、巻取り部52にあるコレット22の重心がモータ50の方向に移動し、重心が移動することで、巻取り部52が回転したときの振動が変化すると考えられる。図6の波形X1が従来であり、荷重部56を備えることで波形X2のように、巻取り部52の回転数が速くなったときに巻取り部52の振幅(振動)が共振して大きくなる。たとえば、従来、巻取り部52の回転数が約3000rpmのときに巻取り部52の振動が大きくなっていた場合、荷重部56があることで巻取り部52の回転数が約5000rpmのときに巻取り部52の振動が大きくなる。この振動が大きくなる回転数がストランド16の巻取り時の回転数よりも高くなれば、ストランド16の巻取りに影響されなくなる。共振回転数での振動自体も小さくなる。
The
荷重部56は保持部54における固定部76よりもモータ50側に取り付ける。巻取り部52にあるコレット22の重心が保持部54の方向に移動しやすくするためである。
The
荷重部56は、板状の重りを2方向から取り付けている。タレット盤24が回転したときに、荷重部56も一緒に回転する。荷重部56は他の部材と衝突しないように配置する。荷重部56が他の部材と衝突しなければ、荷重部56の形状は限定されない。コレット22がストランド16の巻取り位置にあるときに、重力方向に荷重がかけられるようにする。
The
コレット22の巻取り部52にチューブ78が取り付けられる(図2)。コレット22にチューブ78を取り付けて長板64が軸部材62から離れるように移動すると、チューブ78が固定される。チューブ78は巻取り部52と共に回転する。チューブ78の上にストランド16が巻き取られ、ケーキ34が形成される。1つのチューブ78に1つのケーキ34が形成される。長板64が軸部材62に向けて移動すると、チューブ78がコレット22から外れる。受け部材38がケーキ34と共にチューブ78を移動させる。1つのコレット22に形成するケーキ34の数と同じ数のチューブ78がコレット22に取り付けられる。チューブ78は紙製または樹脂製である。
The
以上のように、巻取り部52にあるコレット22の重心がモータ50側に移動することで、巻取り部52の振動が大きくなるときの回転数が高くなる。振動が大きくなる回転数がストランド16の巻取り時の回転数よりも高くなるように荷重部56の重さを調節する。ストランド16が巻き取るときに巻取り部52の振動が大きくならず、巻取り部52にストランド16を巻き取ることができる。共振回転数の振動も低減するため、ストランド16の巻取り回転数が共振回転数と重複しても巻き取れる。
As described above, the center of gravity of the
[実施形態2]
コレット22はエアシリンダまたは液圧シリンダなどの動力装置からなる荷重部80を使用してもよい(図7)。荷重部80はタレット盤24に固定する。ピストンロッド82で保持部54を押圧する。押圧する部分は保持部54におけるモータ50側の部分である。保持部54を押圧する方向は、保持部54の上部を重力方向に押圧する。保持部54に荷重がかけられた状態になる。実施形態1と同様に巻取り部52の振動が大きくなる巻取り部52の回転数を高くできる。さらに、共振回転数の振動も低減するため、ストランド16の巻取り回転数が共振回転数と重複しても巻き取れる。
[Embodiment 2]
The
荷重部80で押圧する力を変化させてもよい。ストランド16を巻き始めるときは巻取り部52の回転数は早く、ストランド16が巻かれるにしたがって巻取り部52の回転数は遅くなる。ストランド16の巻き始めは荷重部80の力を小さくする。巻取り部52の回転数が遅くなると荷重部80の力を大きくする。荷重部80の力が小さいときは、巻取り部52の回転数が速くなると振動が大きくなる。荷重部80の力が大きいときは、巻取り部52の回転数が遅くなると振動が大きくなる。すなわち、荷重部80は巻取り部52の回転数に合わせて、巻取り部52の振動が大きくならないように荷重をかけている。
The force pressed by the
荷重部80を複数にして、複数方向から保持部54に荷重をかけてもよい。
A plurality of
荷重部80はタレット盤24に固定せずに回転しない任意の部材に固定してもよい。コレット22がタレット盤24によって回転し、巻取り位置に配置されたときに、ピストンロッド82を伸ばして保持部54に荷重を加える。ストランドの巻取りが終了すれば、ピストンロッド82を縮めて、保持部54から離す。タレット盤24が回転したときに、一緒にコレット22が回転できる。また、タレット盤24が回転するときに荷重部80を移動させて、タレット盤24が回転できるようにしてもよい。
The
[実施形態3]
図8のように、ネジ84が保持部54に荷重を加えてもよい。ネジ84はネジ穴86を有する固定部材88に通されている。固定部材88はタレット盤24の任意の部分に固定されている。ネジ84の先端が保持部54に接している。ネジ84を回すことで、保持部54に対する荷重を変えることができる。
[Embodiment 3]
As shown in FIG. 8, the
その他に、ジャッキによって保持部54に荷重を加えることも可能である。ジャッキの一端を固定し、多端を保持部54に当てる。ジャッキの高さを調節することで、保持部54に荷重を加える。
In addition, it is also possible to apply a load to the holding
また、荷重部80を保持部54の下方に配置し、保持部54とピストンロッド82を固定し、ピストンロッド82が保持部54を引っ張ることで保持部54に荷重を加えてもよい。保持部54の上方から荷重を加えることと同じ状態になる。保持部54に荷重が加えることができれば、その構成は限定されない。
Further, the
[実施形態4]
上記すべての実施形態は保持部54に荷重を付加していたが、上記実施形態と同様の構成でモータ50に対して荷重を付加してもよい。さらに、上記実施形態と同様の構成でモータ50と保持部54の両方に対して荷重を付加してもよい。
[Embodiment 4]
In all the above embodiments, a load is applied to the holding
(第1項)一態様に係る繊維巻取装置は、モータと、前記モータの回転軸が取り付けられ、該回転軸の回転によって回転し、ストランドが巻き取られる巻取り部と、前記回転軸を回転可能に保持する保持部と、前記モータ、保持部またはその両方に対して荷重を付加する荷重部とを備える。 (Clause 1) In the fiber winding device according to one aspect, a motor, a winding portion to which a rotating shaft of the motor is attached, the rotation of the rotating shaft is rotated, and a strand is wound, and the rotating shaft are attached. It includes a holding portion that rotatably holds and a loading portion that applies a load to the motor, the holding portion, or both.
第1項に記載の繊維巻取装置によれば、モータ、保持部またはその両方に荷重を加えることで、巻取り部にあったコレットの重心がモータのある方向に移動する。コレットの振動が大きくなるときの巻取り部の回転数が高くなり、実際にストランドを巻き取るときの回転数と異ならせることができる。コレットの振動が小さい状態でストランドを巻き取ることができる。共振回転数の振動も低減するため、ストランドの巻取り回転数が共振回転数と重複しても巻き取れる。 According to the fiber winding device according to the first item, by applying a load to the motor, the holding portion, or both, the center of gravity of the collet in the winding portion moves in the direction of the motor. The rotation speed of the take-up portion becomes high when the vibration of the collet becomes large, and the rotation speed can be made different from the rotation speed when actually winding the strand. The strand can be wound with the collet vibration being small. Since the vibration of the resonance rotation speed is also reduced, the strand can be wound even if it overlaps with the resonance rotation speed.
(第2項)前記荷重部が保持部に取り付けられた重りまたは保持部に力をかける動力装置である。 (Item 2) A power device in which the load portion applies a force to a weight attached to the holding portion or the holding portion.
第2項に記載の繊維巻取装置によれば、荷重部は重りだけでなく、エアシリンダまたは液圧シリンダなどの動力手段によっても保持部に荷重をかけることができる。 According to the fiber winding device according to the second item, the load portion can apply a load not only to the weight but also to the holding portion by a power means such as an air cylinder or a hydraulic cylinder.
(第3項)前記保持部は、前記回転軸に取り付けられた軸受けと、前記軸受けの外周に取り付けられたカバーと、前記カバーの外周に取り付けられた弾性部と、前記弾性部を介してカバーに取り付けられた固定部とを備える。 (Item 3) The holding portion includes a bearing attached to the rotating shaft, a cover attached to the outer periphery of the bearing, an elastic portion attached to the outer periphery of the cover, and a cover via the elastic portion. It has a fixed part attached to.
第3項に記載の繊維巻取装置によれば、弾性部によってコレットの振動を低減させながら巻取り部が回転できる。 According to the fiber winding device according to the third item, the winding portion can rotate while reducing the vibration of the collet by the elastic portion.
(第4項)前記動力装置が保持部に印加する力を変更できる。 (Item 4) The force applied to the holding portion by the power unit can be changed.
第4項に記載の繊維巻取装置によれば、巻取り部の回転数に合わせてコレットの振動が小さくなるように力を調整することができる。 According to the fiber winding device according to the fourth item, the force can be adjusted so that the vibration of the collet becomes small according to the rotation speed of the winding portion.
その他、本発明は、その主旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づき種々の改良、修正、変更を加えた態様で実施できるものである。説明した各実施形態は独立したものではなく、当業者の知識に基づき適宜組み合わせて実施できるものである。 In addition, the present invention can be carried out in a mode in which various improvements, modifications and changes are made based on the knowledge of those skilled in the art without departing from the gist thereof. Each of the described embodiments is not independent and can be appropriately combined and implemented based on the knowledge of those skilled in the art.
10:繊維巻取装置
12:フィラメント
14:ギャザリングシュー
16:ストランド
18:ガイド
20:トラバース装置
22:コレット
24:タレット盤
34:ケーキ
50:モータ
52:巻取り部
54:保持部
56、80:荷重部
62:軸部材
64:長板
66:溝
68:回転軸
70:軸受け
72:カバー
74:弾性部
76:固定部
10: Fiber winding device 12: Filament 14: Gathering shoe 16: Strand 18: Guide 20: Traverse device 22: Collet 24: Turret board 34: Cake 50: Motor 52: Winding part 54: Holding
Claims (4)
前記モータの回転軸が取り付けられ、該回転軸の回転によって回転し、ストランドが巻き取られる巻取り部と、
前記回転軸を回転可能に保持する保持部と、
前記モータ、保持部またはその両方に対して荷重を付加する荷重部と、
を備えた繊維巻取装置。 With the motor
A winding part to which a rotating shaft of the motor is attached, which is rotated by the rotation of the rotating shaft, and a strand is wound up.
A holding portion that rotatably holds the rotating shaft and
A load unit that applies a load to the motor, the holding unit, or both,
Fiber winding device equipped with.
前記回転軸に取り付けられた軸受けと、
前記軸受けの外周に取り付けられたカバーと、
前記カバーの外周に取り付けられた弾性部と、
前記弾性部を介してカバーに取り付けられた固定部と、
を備えた請求項1または2の繊維巻取装置。 The holding part is
The bearing attached to the rotating shaft and
A cover attached to the outer circumference of the bearing and
The elastic part attached to the outer circumference of the cover and
A fixed portion attached to the cover via the elastic portion and
The fiber winding device according to claim 1 or 2.
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