JP4237854B2 - 鋸歯状ワイヤー、鋸歯状ワイヤーの製造方法及びその装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はカーディング、コーミング等の紡織繊維加工用に使用される鋸歯状ワイヤー、その鋸歯状ワイヤーの製造方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
紡織繊維加工において、ほぼ全体的に、キャリヤーベース上で互いに平行に装着される前述種類の複数の鋸歯状ワイヤー製オールスチールカードクロスが、従来使用されていたニードル歯状カードクロスに取って代わってきた。この理由はこのような種類のオールスチールカードクロスは耐摩耗性に優れ、この結果、加工速度増加の可能性を提供するためであり、さらにこの種類の鋸歯状ワイヤーは比較的製造が簡単であるという事実による。
【０００３】
図４に従来の鋸歯状ワイヤーの製造装置を示す。この装置はマシンベッド４００に装着されるフィード（供給）機構４１０を有し、押出ワイヤー４５０を一定走行路４５４に沿って前進させる。押出ワイヤー４５０は２つのフィードローラ４１８間に堅く締付けられ、それらローラの１つが一定走行路４５４に垂直に延在する回転軸４２０に取り付けられて回転軸４２０周囲を回転駆動される。
【０００４】
押出ワイヤー４５０を運転するために、さらにマシンベッドに装着される工作機械４３０を有する。この工作機械４３０は、スピンドルストック４３４のベアリングに支持され、三相交流モーター４３２により矢印４３７で示す方向に回転駆動されるスピンドル４３６を備える。スピンドル４３６の前端には、打抜金型ホルダー４３８が装着される。打抜金型ホルダー４３８には打抜金型４４０が装着され、この打抜金型４４０は、工作機械４３０の打抜ダイ４４２と共に駆動され押出ワイヤー４５０にマテリアルフリー部分を打抜き鋸歯を形成するものである。三相交流モーター４３２と、スピンドルストック４３４と、スピンドル４３６と、打抜ダイ４４２とは共に、分度器４４６の目盛りに示されるごとく、マシンベッド４００並びにフィード機構４１０に対して５度きざみで回転され得るベースプレート４４４に装着される。
【０００５】
スピンドル４３６の前端にはかさ歯車４１２が装着される。このかさ歯車４１２は、工作機械に対向するウォームギアのエンドに装着されたかさ歯車４１４と噛み合う。これにより、マシンベッド４００とフィード機構４１０に回転自在に支持されたウォームギアを回転せしめる。この回転が、ウォームギア４１６と噛み合い、且つ一定走行路４５４に対して垂直に延在する回転軸４２０周囲を回転するギアに伝達される。これにより、三相交流モーター４３２によって、スピンドル４３６、かさ歯車４１２、４１４及びウォームギア４１６を経て一対のフィードローラ４１８を駆動せしめる。この駆動機構により、押出ワイヤー４５０は、矢印４５２で示す方向に同じ間隔で打抜金型４４０によって鋸歯が個々に形成されながら前進する。
【０００６】
従って、図４に示す装置は、駆動モーター一機と工作機械一機のみを備え、通し歯の頂点間隔が一定ピッチ、すなわち一定間隔の鋸歯状ワイヤーを製造する特に簡単な手段を提供する。この手段で形成される鋸歯状ワイヤーの歯の形状並びにピッチは、マシンベッド４００に設けたベースプレート４４４の位置と、フィード機構４１０と、使用される打抜金型と、さらに回転軸４２０周囲を回転する歯車と連動するウォームギア４１６によってもたらされる伝達率とに依存する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
図４に示す装置により製造された鋸歯状ワイヤーが紡織繊維加工に使用されると、特に高速加工では、損傷ステープル繊維の増加や非整列繊維の堆積、特に短繊維（パイル効果）が認められる。
【０００８】
本発明の目的は簡易製造性と共に高度の耐摩耗性を約束しながら信頼でき穏やかな繊維加工を可能にする鋸歯状ワイヤー、その鋸歯状ワイヤーの製造方法及びその装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の鋸歯状ワイヤーは、フット部と、そのフット部の長手方向に連続して配置される複数の鋸歯とを備えた鋸歯状ワイヤーにおいて、前記複数の鋸歯が、それぞれ前記フット部から開始して一頂点で終了する一山状に形成されると共に、隣接する２つの歯の歯頂点間隔が他の歯頂点間隔と異なるように形成されたものである。
【００１０】
所定の長さのワイヤーセグメントに形成された複数の鋸歯は、その長手方向に延在する複数の歯頂点間隔が順次段階的に変化するように形成されることが好ましい。
前記ワイヤーの長手方向に延在する複数の歯頂点間隔は、第１所定間隔から第１所定間隔より間隔幅の広い第２所定間隔まで順次段階的に広くなるように形成されることが好ましい。
前記ワイヤーの長手方向に延在する複数の歯頂点間隔は、第１所定間隔から第１所定間隔より間隔幅の広い第２所定間隔まで順次段階的に広くなる部分と、第２所定間隔から第１所定間隔まで順次段階的に狭くなる部分とを有するように形成されることが好ましい。
前記段階的に変化する歯頂点間隔の差が一定であることが好ましい。
【００１１】
前記鋸歯が、三角形状、アーチ状又は円錐状に形成されることが好ましい。
前記鋸歯が、偏菱形であるることが好ましい。
すなわち、本発明による鋸歯状ワイヤーのピッチの好ましい変更パターンは、三角形頂点形状、アーチ状歯形、円錐状頂点形状など同一形状鋸歯の間にマテリアルフリー部を形成するなどして達成される。この目的を達成するために、対処されるのは、例えば工作機械、特に打抜金型を用いて連続して操作を行い、２つの連続した歯頂点間隔の間にマテリアルフリー部を形成することである。また、この代わりに、同一形状のマテリアルフリー部で互いに距離をおかれる偏菱形などの変形歯で鋸歯状ワイヤーを構成してもよい。このような鋸歯状ワイヤーを製造するために、各マテリアルフリー部は１度の操作でも２度以上の操作でもどちらの操作を用いても製造され得るものである。
前記鋸歯状ワイヤーが、カーディング、コーミング等の紡織繊維加工に使用されることが好ましい。
【００１２】
また、前記目的を達成するために、本発明の鋸歯状ワイヤーの製造方法は、押出ワイヤーに、それぞれの歯が一山状に形成されると共に隣接する２つの歯の歯頂点間隔が他の歯頂点間隔と異なる複数の鋸歯をワイヤーの長手方向に連続して形成する加工を施すものである。
【００１３】
前記押出ワイヤーがフィード機構により送られ、このフィード機構が押出ワイヤーと前記複数の鋸歯を形成する工作機械との間に、押出ワイヤーを送りつつ打抜加工等の工作機械によって鋸歯を連続して形成する相対運動を起こすと共に、フィード機構は、鋸歯を連続して形成している間の押出ワイヤーの送り量が変化するようにプログラムによって制御されることが好ましい。前記押出ワイヤーがフィード機構により一定走行路上を進み、その一定走行路の所定の位置で工作機械により鋸歯が形成されることが好ましい。前記工作機械の操作位置が検出されると共に、前記フィード機構が、その操作位置に基づいて制御されることが好ましい。
【００１４】
前記工作機械が、打抜金型を有し、かつ回転自在に支持されるスピンドルを備え、そのスピンドルの回転位置を検出し、この検出値に基づいて前記フィード機構を制御することが好ましい。前記フィード機構及び／又は工作機械が押出ワイヤーの送り量に基づいて制御されることが好ましい。前記フィード機構には前記押出ワイヤーを挟持する一対のフィードローラを有し、そのフィードローラの回転位置を検出し、この検出値に基づいて押出ワイヤーの送り量を調節することが好ましい。
【００１５】
さらに、前記目的を達成するために、本発明の鋸歯状ワイヤーの製造装置は、押出ワイヤーに、その長手方向に連続して配置される複数の鋸歯を形成すると共に、形成される複数の鋸歯の隣接する２つの歯の歯頂点間隔が他の歯頂点間隔と異なるように形成し得る工作機械を備えたものである。
【００１６】
押出ワイヤーを送り、その送りにともなって工作機械が鋸歯を連続して形成する相対運動を前記押出ワイヤーと工作機械との間で起こさせるフィード機構と、鋸歯を連続して形成している間の押出ワイヤーの送り量が変化するように前記フィード機構を制御するコントローラとを備えることが好ましい。前記工作機械には、回転自在に支持されたスピンドルと、そのスピンドルの回転位置を検出するアングルデコーダとを有し、前記フィード機構が前記アングルデコーダにより検出された回転位置に基づいてワイヤーの送り量を調整する機能を有することが好ましい。
【００１７】
前記押出ワイヤーがフィード機構により一定走行路上を進み、その一定走行路の所定の位置でワイヤーへの加工が行われることが好ましい。前記フィード機構には、押出ワイヤーの送り量を検出する検出装置を有し、前記コントローラには、フィード機構及び／又は工作機械を前記検出装置からの検出値に基づいて制御する機能を有することが好ましい。前記フィード機構には前記押出ワイヤーを挟持する一対のフィードローラを有し、前記検出装置がフィードローラの回転位置を検出する第２アングルデコーダであることが好ましい。
【００１８】
繊維加工におけるステープル繊維の損傷やその他の欠点は、紡織繊維加工に使用される鋸歯状ワイヤーが、繊維フリースに挿通したり繊維フリースを加工したり繊維フリースを離したり等する際に満たさねばならない異なる条件に起因する。本発明の鋸歯状ワイヤーは、各セグメントの歯のピッチをこれら条件に適応することができ、これにより加工結果全体の改良が達成される。
【００１９】
これは、一定の長さのワイヤーセグメントに設けられた連続した歯の各頂点間隔が例えば連続して変化するならば、特に実現できることが分った。この条件を満たすために、例えば鋸歯の歯頂点間隔をまず第1所定間隔から開始して第２所定間隔（第1所定間隔より広い間隔）まで段階的に連続して増大させて、次に第２所定間隔から開始して第1所定間隔に段階的に連続して減少させる。この際、製造着眼点から、一定のワイヤーセグメントに設けられた隣接する歯頂点間隔の差がほぼ一定であると特に便利であることが分った。
従って、簡易製造性と共に高度の耐摩耗性を約束しながら信頼でき穏やかな繊維加工を可能にする、紡織繊維加工に最適な鋸歯状ワイヤーが得られる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を添付図面に基づいて説明する。
図１に示す鋸歯状ワイヤーの製造装置は、共にマシンベッド１００に装着されるフィード機構１１０と工作機械１３０とからなる。
フィード機構１１０は、サーボモーター１１２と、減速ギア（歯車）ボックス１１４と、押出ワイヤー１５０（鋸歯状ワイヤー１０）を挟持する一対のフィードローラー１１６とから本質的に構成される。一対のフィードローラ１１６は、回転することによりワイヤーを送る（前進させる）ものであり、その送り量を０．０１ｍｍきざみで変更可能に構成される。これら一対のフィードローラー１１６の一方が減速ギアボックス１１４のシャフトに直接に装着されており、このフィードローラー１１６の回転を通して、押出ワイヤー１５０が矢印１５２の方向へ一定走行路１５４に沿って前進する。
【００２１】
工作機械１３０は、サーボモーター１３２と、スピンドルストック１３４に内蔵のベアリングに支持され、サーボモーター１３２により矢印１３７の方向に回転駆動され得るスピンドル１３６とから本質的に構成される。スピンドル１３６の前端には打抜金型ホルダー１３８が装着される。打抜金型ホルダー１３８には打抜金型１４０が着脱自在に装着され、この打抜金型１４０は、打抜ダイ１４２と共にパンチ動作を行って、押出ワイヤー１５０からマテリアルフリー部を押し抜き、鋸歯を形成するための役目を果たす。打抜ダイ１４２のパンチ動作が行われる位置には凹部１４２ａが設けられており、打抜金型１４０は打抜金型ホルダー１３８と共に回転される。打抜ダイ１４２、サーボモーター１３２、スピンドルストック１３４及びスピンドル１３６は、分度器１４６の目盛りに示されるごとく、マシンベッドに対してさらにまたフィード機構１１０に対して５度きざみで回転され得るベースプレート１４４に装着される。
【００２２】
工作機械１３０のサーボモーター１３２は制御ライン１６６を経てコントローラ１６０により制御され、例えば所定のプログラムに従って制御される。同時にスピンドル１３６の回転位置はアングルデコーダ（角度解読器）１６２により検出され、この検出値がライン１６４からコントローラ１６０に送られる。コントローラ１６０は、アングルデコーダ１６２により検出されたスピンドル１３６の回転位置に従い、フィード機構１１０のサーボモーター１１２を制御ライン１７２を経て制御する。フィード機構１１０のサーボモーター１１２の駆動によって、押出ワイヤー１５０（鋸歯状ワイヤー１０）が走行路１５４に沿って前進し（送られ）、このワイヤーの送り量がアングルデコーダ１６８により検出される。検出されたワイヤー１５０の送り量がライン１７０を経てアングルデコーダ１６８からコントローラ１６０に送られる。これにより、スピンドル１３６の回転位置に基づくプログラムにより決定されたフィードアドバンスが減速ギアボックス１１４を経て確かにワイヤー１５０に伝達されたか否かの連続監視を可能にする。ワイヤーの送り量が一定プログラムによる設定量から逸脱する場合は、制御ライン１７２を経てサーボモーター１１２が制御されて、ワイヤーの送り量が調節され得る。この状態で、スピンドル１３６の回転に対するフィードローラ同士の回転位置は無段階変速で調節され得る。これによりフィードローラ間の押出ワイヤーのフィードアドバンスを０．０１ｍｍきざみで作用させ得る。図１に示す装置の上述の操作モードにより、工作機械１３０のサーボモーター１３２は"主"として、フィード機構１１０のサーボモーター１１２は、"従"としての役目を果たす。
【００２３】
本発明の装置においては、工作機械のスピンドルとアドバンス機構との従来の機械的カップリングが電子カップリングに代わっている。この電子カップリングは一定プログラムのコントローラ１６０により行われ、２つのサーボモーター１３２、１１２の平行操作は特に開始、停止段階で最も重要事項となる。
【００２４】
前述の装置では、鋸歯のピッチは連続的に変更可能である。これは変更を起こそうとするミリ単位のサイクル長さと呼ばれる間隔を一定プログラム中に指定し、且つ鋸歯ピッチの変更パターンに、歯ごとに飛びの差寸法を特定することで達成される。
すなわち、本発明の鋸歯状ワイヤー製造装置は、鋸歯の形成とワイヤーの送り量とをそれぞれ個別に制御することができるため、例えば、スピンドル１３６を一定速度で回転させながら、鋸歯状ワイヤーの送り量を所定のプログラムとアングルデコーダ１６２からの信号により変化させることにより、プログラムに設定された鋸歯状ワイヤーが形成される。つまり、スピンドル１３６の回転により打抜金型１４０によってパンチ動作が行われてワイヤーにマテリアルフリー部が形成され、ワイヤーに鋸歯が形成さる。このため、マテリアルフリー部を形成する際には、マテリアルフリー部の間隔が順次段階的に変化するように設定し、かつマテリアルフリー部を形成しないとき（打抜金型１４０が打抜金型ホルダー１３８と共に回転し次のパンチ動作までのあいだ）には送り量を同じにするように設定する。これにより、歯頂点間隔（鋸歯ピッチ）が順次段階的に変化すると共に個々の鋸歯の形状が同一の鋸歯状ワイヤーを簡単に製造することができる。このように設定したプログラムにおいて、鋸歯ピッチのパラメータを任意に変えることで、任意の鋸歯ピッチを有する鋸歯状ワイヤーを簡単に製造することが可能である。
また、鋸歯の形状は打抜金型１４０に依存しているため、打抜金型１４０を交換することによって任意の形状の鋸歯を形成することができ、例えば三角状頂点形状、アーチ状歯形、円錐状頂点形状等の鋸歯を形成できる。
【００２５】
具体的には、図１に示す装置により、図２ａ乃至２ｃに示すタイプの変更ピッチの鋸歯状ワイヤーを製造できる。
これら各鋸歯状ワイヤー１０はワイヤーの長手方向に連続して配置される複数の歯１４を有するフット部１２を有しており、各歯はフット部１２から開始し頂点１６で終了する一山で形成される。これら鋸歯状ワイヤーでは、通し歯の頂点間隔、すなわち歯のピッチは、一定長さの第１ワイヤーセグメントではまず連続して増加し、次に一定長さの第２ワイヤーセグメントでは減少している。図２ａ乃至２ｃに示す、各々三角状頂点形状、アーチ状歯形、円錐状頂点形状の鋸歯を備えた鋸歯状ワイヤーは、各歯のマテリアルフリー部１８の形状を変化することで達成される。この目的のために図１の装置はこれに対応する打抜工程数を実施し、個別のマテリアルフリー部１８を切削できる。
【００２６】
図２ｄに示す鋸歯状ワイヤーでは、本質的に偏菱形の歯に変形を与え、これらを同一形状のマテリアルフリー部により分割することで歯のピッチの連続変化を実行している。この種類の鋸歯状ワイヤーを製造するには、各マテリアルフリー部１８'は図１に示す装置により１回のみの打抜工程で切削され得て、個別の打抜工程の間で、押出ワイヤーのフィードアドバンス量は常に変化されている。
【００２７】
図３は図１の装置で製造し得る鋸歯状ワイヤーのピッチ変更パターンを示す。一例として、図３ａによれば、所定のプログラムにより、ピッチ変更パターンを起こすことができ、２つの連続した歯の頂点間隔の差をほぼ一定にして、一定長さδ１のワイヤーセグメントに沿う２つの連続した歯の頂点間隔が第1所定間隔から始まって第２所定間隔までまず連続して増加し、次に第２所定間隔から第1所定間隔まで連続して減少する。しかし、図３ｂ並びに３ｃに示すように、波打ち型もしくは任意変更デザインのピッチ変更パターンも可能である。
【００２８】
本発明は前述の実施の形態に限定されない。例えば、本発明に従い、異なる歯形を有する鋸歯状ワイヤーも製造し得る。図１に示す操作モードを変更して、フィード機構１１０のサーボモーター１１２を主に、工作機械１３０のサーボモーター１３２を従として使用することも可能である。すなわち、この場合は、前述とは逆に、鋸歯状ワイヤーの送り量を一定にし、スピンドルの回転を所定のプログラムからの信号により変化させることにより、プログラムに基づいた鋸歯状ワイヤーを形成することができる。つまり、ワイヤーの送り量を一定にしつつ、スピンドルの回転を、マテリアルフリー部の間隔が順次段階的に変化するように制御し、かつマテリアルフリー部を形成しないときには送り量を同じにするように制御する。これにより、歯頂点間隔（鋸歯ピッチ）が順次段階的に変化すると共に個々の鋸歯の形状が同一の鋸歯状ワイヤーを簡単に製造することができる。また、鋸歯状ワイヤーを絶えず前進させるか、断続的に前進させて鋸歯状ワイヤーを形成するようにしてもよい。さらに、スピンドル１３６を絶えず回転させるか、断続的に回転させて鋸歯状ワイヤーを形成するようにしてもよい。
【００２９】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、紡織繊維加工に最適な鋸歯状ワイヤーが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の鋸歯状ワイヤー製造装置の一例を示す説明図である。
【図２】ａ）〜ｄ）はそれぞれ本発明の鋸歯状ワイヤーの一例を示す断面図である。
【図３】ａ）〜ｄ）はそれぞれ図１に示す装置で製造され得るピッチ変更パターンの一例を示すグラフである。
【図４】従来技術による鋸歯状ワイヤー製造装置を示す説明図である。
【符号の説明】
１０：鋸歯状ワイヤー
１４：歯
１２：フット部
１６：頂点
１８、１８'：マテリアルフリー部
１００：マシンベッド
１１０：フィード機構
１３０：工作機械
１１２：サーボモーター
１１４：減速ギア（歯車）ボックス
１５０：鋸歯状ワイヤー
１１６：フィードローラー
１３２：サーボモーター
１３４：スピンドルストック
１３６：スピンドル
１３８：打抜金型ホルダー
１４０：打抜金型
１４４：ベースプレート
１６０：コントローラ
１６２，１６８：アングルデコーダ（角度解読器）
１６４，１７０：ライン
１６６，１７２：制御ライン

Claims (8)

1. 隣接する２つの鋸歯の歯頂点間隔が互いに異なる連続した鋸歯を押出ワイヤーの長手方向に連続して形成する加工を施す鋸歯状ワイヤーの製造方法において、前記押出ワイヤーと工作機械との間の鋸歯を連続して形成する相対運動がフィード機構によって引き起こされ、前記相対運動の最中に前記押出ワイヤーには前記工作機械によって鋸歯を連続的に形成する打抜加工が施され、前記フィード機構は、前記鋸歯を連続的に形成する加工中に押出ワイヤーの送り量が変化するように所定のプログラムによって制御され、さらに前記工作機械は、打抜金型部材が取り付けられた回転可能なスピンドルを含み、前記スピンドルの回転位置が検出され、該検出された回転位置に基づいて前記フィード機構が調整される、ことを特徴とする鋸歯状ワイヤーの製造方法。
2. 前記押出ワイヤーが前記フィード機構により一定走行路に沿って送られ、該一定走行路の所定の位置で前記押出ワイヤーの加工が行われることにより鋸歯が形成されることを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 前記押出ワイヤーの送り量が検出され、フィード機構及び／または工作機械が、前記検出された押出ワイヤーの送り量に基づいて制御されることを特徴とする請求項１または２記載の方法。
4. 前記フィード機構が前記押出ワイヤーを挟持可能な一対のフィードローラを有し、前記フィードローラの回転位置が検出され、さらに前記フィード機構は、前記検出された前記フィードローラの回転位置に基づいて制御されることを特徴とする請求項３記載の方法。
5. 隣接した２つの鋸歯の歯頂点間隔が互いに異なる連続した鋸歯を押出ワイヤー（１５０）に形成するための工作機械（１３０）を含む鋸歯状ワイヤーの製造装置において、鋸歯を連続して形成する相対運動を前記押出ワイヤー（１５０）と前記工作機械（１３０）との間で起こさせるフィード機構（１１０）と、前記工作機械（１３０）によって行われる連続した鋸歯形成中に、押出ワイヤー（１５０）の送り量が変化するように所定のプログラムに基づいて前記フィード機構（１１０）を制御するコントローラ（１６０）とを含み、さらに前記工作機械（１３０）は、打抜金型部材が取り付けられた回転可能なスピンドル（１３６）と、該スピンドル（１３６）の回転位置を検出するアングルデコーダ（１６２）とを含み、前記フィード機構（１１０）は、前記アングルデコーダ（１６２）により検出された回転位置に基づいて前記押出ワイヤー（１５０）の送り量を調整する機能を有する、ことを特徴とする鋸歯状ワイヤーの製造装置。
6. 前記押出ワイヤー（１５０）が前記フィード機構（１１０）により一定走行路（１５４）に沿って送られ、該一定走行路（１５４）の所定の位置で前記押出ワイヤーの加工が行われることを特徴とする請求項５記載の装置。
7. 前記フィード機構（１１０）が、前記押出ワイヤーの送り量を検出する検出装置を有し、前記フィード機構（１１０）及び／または前記工作機械（１３０）が、前記検出された押出ワイヤーの送り量に基づいて制御されることを特徴とする請求項６記載の装置。
8. 前記フィード機構（１１０）が、前記押出ワイヤー（１５０）を挟持する一対のフィードローラ（１１６）を含み、前記検出装置が、前記フィードローラ（１１６）の回転位置を検出する第２アングルデコーダ（１６８）であることを特徴とする請求項７記載の装置。

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