JP4760021B2

JP4760021B2 - 糸束装填装置および糸束装填方法

Info

Publication number: JP4760021B2
Application number: JP2005012640A
Authority: JP
Inventors: 広行寺坂; 雲　　一郎; 圭司岩▲さき▼
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 2005-01-20
Filing date: 2005-01-20
Publication date: 2011-08-31
Anticipated expiration: 2025-01-20
Also published as: JP2006198513A

Description

本発明は、自動的に糸束を糸束容器に装填することができる糸束装填装置および糸束装填方法に関するものである。

従来、糸束装填装置および糸束装填方法については、図９に示すように、あらかじめ糸束を巻取り枠などで巻き取り、両端部をテープ３１などで固定した糸束３２を、薄板３４、フィルム３３などで巻き込んで、周囲をワイヤー３５で絞り込み、糸束容器３０に押し出して装填する方法が一般的に知られている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、このような方法では、あらかじめ糸束３２の両端部にテープ３１を巻く工程が必要であり、製造設備が複雑になってしまう。また、糸束３２を糸束容器３０内に押し出す際に、糸の一部が座屈し、品質が低下したり、さらには糸束容器３０内にテープ３１が張りついて異物として残り、生産する製品の歩溜まりを大きく低下させてしまうなどといった問題があった。

これに対して、図１０に示すように、巻取り輪３６に円形状に巻き取った糸束４１の一部を切り出し、複数並べた糸束ケース３８内を、磁石３９を用いて間接的に動力を伝えながらクランプ工具３７を通過させ、しかるのちにクランプ工具３７で糸束４１の先端をつかみ、ワイヤー４０にて引っ張りながら糸束４１を糸束ケース３８内に装填させる方法も知られている（例えば、特許文献２参照）。

このような方法ではテープを使わないため、テープによる異物の問題は解決できるが、クランプ工具への動力伝達が、糸束容器の外側に設けた磁石であるため、クランプ工具と糸束容器の中心軸がずれてしまい、クランプ工具が通過する際に糸束容器内部に接触し、糸束容器内を傷つけて異物を発生させたり、装填した糸束が糸束容器内の傷により損傷させるという重大な問題点があった。

また、円形状に巻き取った糸束を取り出した際に、巻取り枠の内側と外側の糸ではその長さに差があるため、糸束容器内に装填した糸束が曲がってしまい、糸質がばらついてしまうという問題点もあった。
特開平５−３０５２２０号公報特開平１１−１３７９２７号公報

本発明の課題は、上述のような問題点を解決するために、テープを巻く工程を廃し、かつ、糸束の糸質に悪影響を与えることなく、また、糸束容器内への接触による傷や異物の発生をなくし、自動的に糸束を糸束容器に装填することが可能な糸束装填装置および糸束装填方法を提供することにある。

上記課題を解決するための本発明は、
（１）所定本数の糸条を束ねてなる糸束の少なくとも一部を覆う糸束カバーと、前記糸束カバーから露出した糸束を切断する切断手段と、糸束を装填する筒状の糸束容器と、前記糸束容器内を通過し、かつ前記糸束カバーから露出した糸束の一端部を把持して、前記糸束容器内に糸束を引き込んで装填する糸束把持装置とを備えてなり、前記糸束把持装置が、複数の把持爪と、前記把持爪の一端を支持する環状筒と、前記把持爪と係合し、かつ前記把持爪を半径方向に開閉可能に支持する可動板と、前記環状筒内を通って、前記可動板と係合する操作桿とからなり、前記操作桿を作動させることにより前記把持爪を半径方向に開閉するようにしたことを特徴とする糸束装填装置。

（２）前記把持爪の一部が、隣接する把持爪と半径方向に重なり合っていることを特徴とする前記（１）に記載の糸束装填装置。

（３）所定本数の糸条を多角形状の巻取り枠に巻き取ってなる糸束の一部を糸束カバーで覆って保持し、前記糸束カバーの端部で糸束を切断して取り出したのち、筒状の糸束容器内を通過した糸束把持装置により、前記糸束カバーから露出した糸束の一端部を把持し、糸束容器内に糸束を引き込んで装填する糸束装填方法であって、前記糸束把持装置が複数の把持爪と、前記把持爪の一端を支持する環状筒と、前記把持爪と係合し、かつ前記把持爪を半径方向に開閉可能に支持する可動板と、前記環状筒内を通って、前記可動板と係合する操作桿とからなり、前記操作桿を作動させることにより前記把持爪を半径方向に開閉するようにしたことを特徴とする糸束装填方法。

本発明の糸束装填装置および糸束装填方法によれば、以下に説明するとおり、テープを巻く工程を廃し、かつ、糸束の糸質に悪影響を与えることなく、また、糸束容器内への接触による傷や異物の発生をなくし、自動的に糸束を糸束容器に装填することができる。

本発明は、合成繊維などの糸束を糸束容器に装填する方法および装填する装置に関するものであるが、以下、本発明の最良の実施形態の例を、血液濾過や水濾過などに用いる中空糸を所定本数束ねた糸束を糸束容器に装填する例に基づいて、図面を参照しながら説明する。

図１ないし図７および図１１ないし図１２は、本発明の一実施様態にかかる糸束充填装置を示している。

図８は糸条巻き取り装置の一例を示す概略正面図である。

まず巻取り枠に糸束を巻き取る方法について説明する。

図８において、図示しない口金および凝固浴などの紡糸工程から送られてきた糸条１ｂは、糸送り装置２５を介して、巻き取り装置２６に支持された巻取り枠２に多角形状に巻き取られる。糸条１ａは１００本から４００本程度の単糸から構成されており、これを数十回から数百回程度積層することで、合計単糸数が約１００００本程度の糸束１が得られることとなる。

糸束１が巻き上がると、糸条１ｂを一旦切断し、図示しない吸引装置に糸条を吸引保持したのちに、巻取り装置２６から巻取り枠２を一旦外し、空状態の巻取り枠２を取付け、巻取りを再開する。

なお、巻取り枠２を複数使い、個別に制御できるようにしておき、自動的に巻取り枠２を入れ替えながら、連続的に巻き取る構成にしてもよい。

また、本実施例では、１２角形型の巻取り枠２を用いているが、これにとらわれることはなく、４角形型や８角形型、あるいは１６角形型であっても何ら差し支えはない。

次に巻取り枠２から糸束１を切り出して、所定の糸束容器に装填する方法について説明する。

図１は、本発明による糸束装填装置の一例を示す概略正面図であり、図２(ａ)は、図１のＡ−Ａ断面を示した図であり、巻取り枠を固定した一例を示す図であり、図２（ｂ）は、図１のＡ−Ａ断面を示した図であり、糸束を固定した例である。また、図１１(ａ)は、図２(ａ)の固定爪３付近の部分拡大を示した図であり、図１１(ｂ)は、図２(ｂ)の固定爪３付近の部分拡大を示した図である。

図１から図２(ａ)、図２(ｂ)において、本体８に回転自在に支持された支持軸６を有し、さらに該支持軸６上をスライドするスライド装置７を有するとともに、該スライド装置７の外周部に複数の固定爪３が各々支承されている。

固定爪３は、図１１(ａ)ないし図１１(ｂ)に示すように、上部の固定爪３ａと連結されたシリンダ４２および固定爪３ｂへの動力を伝えるギア４３ａないし４３ｂによって開閉することができるようになっている。なお、２台のシリンダを用いて、固定爪３ａおよび３ｂを各々個別に駆動してもよい。

上記の支持軸６に人手などで搭載した巻取り枠２は、図示しない把持装置で支持軸６に固定され、さらに図示しないモータによって、回転駆動されるようになっている。

巻取り枠２が支持軸６に把持されると、スライド装置７が作動し、図２(ｂ)に示すように固定爪３が糸束１を把持する。これにより支持軸６、巻取り枠２、固定爪３、糸束１が一体になったものとなる。

図３(ａ)は、図１の概略平面図を示した図であり、巻取り枠を固定した例であり、図３（ｂ）は、図１の概略平面図を示した図であり、糸束を固定した例である。

また、図４(ａ)は、糸束を切断する順序の一例を示す概略正面図であり、糸束カバーで糸束を把持した状態を示す図であり、図４（ｂ）は、糸束を切断する順序の一例を示す概略正面図であり、糸束を切断した状態を示す図である。

図２(ｂ)の糸束１の固定に引き続いて、図３(ａ)、図３(ｂ)に示すように、糸束カバー４で糸束１を覆う。

糸束カバー４は、巻取り枠２の糸束１を把持する位置に設置され、図１２(ａ)ないし図１２(ｂ)に示すように、糸束カバー４ｂと連結されたシリンダ４２および糸束カバー４ａへの動力を伝えるギア４３ａないし４３ｂによって開閉することができるようになっている。

次に、図４(ａ)、図４(ｂ)に示すように、糸束カバー４の近傍に設置された切断刃５を図示しないモータにて回転および移動させ、糸束カバー４の外側で糸束１を切断する。

このようにして糸束１ａを得ることができる。

また、支持軸６と、巻取り枠２と、固定爪３、および残った糸束１が一体となっているので、切断した糸束１ａの影響を受けることなく、糸束が緩んだり、落下することなく、そのままの状態を維持することができる。

図４(ｂ)のＢ−Ｂ断面を図５に示す。

糸束カバー４は、巻取り枠２から切り出した糸束１ａを把持したまま、切断位置Ｃと装填位置Ｄ間を自在に反転・移動できるように支持台に支承されている。

装填位置Ｄには、糸束１ａを装填する糸束容器９、該糸束容器９を把持する容器クランプ１０、および糸束１ａを糸束容器９に装填する糸束把持装置１１が支持台に支承されている。

糸束把持装置１１の概略図を図７(ａ)〜(ｄ)に示す。

図７(ａ)は糸束把持装置１１が閉じた時の概略平面図、図７(ｂ)は開いたときの概略平面図、図７(ｃ)は糸束把持装置１１が閉じた時の概略断面図、図７(ｄ)は開いたときの概略断面図を示す。

把持爪２２は、糸束１ａを把持する把持金具１２とカム板１３からなり、一端は環状筒１６にピン１５ｂで支承されている。

把持爪２２の中程には糸束把持装置１１の軸心方向に対して角度がついた溝１３ｂが形成されており、ピン１５ａを介して、可動板１４に支承されている。

また、環状筒１６の両端には軸受１７が内蔵されており、可動板１４からのびる操作桿１８が支承されている。

そして、操作桿１８の一端は、シリンダ２０からのびるロッド２１と接続されている。

図示しない制御装置からの信号によりシリンダ２０が糸束把持装置１１の軸心方向に進退することで、操作桿１８、可動板１４がスライドし、それに伴い、ピン１５ａが溝１３ｂの中をスライドし、把持爪２２が開閉するようになっている。

なお、シリンダ２０は、圧空式のエアシリンダの他に、油圧シリンダ、あるいはボールネジなどを内蔵した電動式アクチュエータなど一般の動力機器が利用できる。

把持金具１２は、図７(ａ)に示すように、その両端が各々への字に折り曲げられており、かつ、隣り合う把持金具とは全長のおよそ１／３程度をオーバーラップさせている。なお、把持金具１２同士の半径方向の隙間は、取り扱う糸束１の単糸の直径よりも少なくしておくのが好ましい。これにより、把持金具１２の開閉による単糸の挟まれや損傷を防ぐことができる。

なお、本実施例ではカム板１３と把持金具１２を６組用いて、閉じた時の形状が概略１２角形となるようになっているが、これにとらわれることはなく、５組１０角形や８組１６角形としてもよい。また、把持金具１２は図７(ｅ)、(ｆ)のように概略円弧状の形状となるように構成されていてもよい。

以上のような糸束把持装置１１では、糸束１ａを把持する際には、直径Ｄ１まで大きく開口し、把持後あるいは糸束容器内を通過する際には、直径Ｄ０まで自在に縮径することができる。これにより、糸束容器内への接触や糸束１ａの部分的な挟まれなどを防ぎ、糸束１ａの把持や装填を確実におこなうことができる。

次に糸束１ａを糸束容器９に装填する方法を詳細に説明する。

図６(ａ)ないし図６(ｇ)は、本発明における糸束装填順序の一例を示す説明図である。

図６(ａ)ないし図６(ｇ)において、糸束１ａを把持した糸束カバー４は切断位置Ｃから装填位置Ｄに、図示しないアクチュエータにより反転・移動する(図６(ａ)〜図６(ｂ))。

次に、糸束把持装置１１は先端が閉じた状態で、図示しないアクチュエータの動力で糸束容器内９を上昇し、通過する(図６(ｃ)〜図６(ｄ))。

この時、糸束把持装置１１は糸束容器内９の内径に対して十分なクリアランス（例えば２ｍｍ程度）を保っているので、糸束容器内９に接触することはない。

次に、糸束把持装置１１の先端を開き、糸束１ａを把持する準備をする(図６(ｅ))。

この時、糸束１ａの端部直径よりも十分大きい直径（例えば糸束端部直径＋３ｍｍ程度）に開くことで、糸束１ａを把持し損ねたりすることはない。

次に糸束把持装置１１をさらに上昇させて端部を閉じて糸束１ａを把持し、しかるのちに糸束把持装置１１を下降させ、糸束容器内９に糸束１ａを装填する（図６(ｆ)）。

この時、糸束把持装置１１の先端は糸束１ａの端部を所定の力で把持し、かつ、糸束容器内９の内径よりも小さい直径まで絞り込んでいるため、糸束容器内９に糸束把持装置が接触することなく、確実に糸束１ａを装填することができる。

次に、糸束把持装置１１の先端を開き、糸束１ａの装填を完了する（図６(ｇ)）。

糸束１ａが装填された糸束容器９は、人手やロボットなどで容器クランプ１０から取り外され、次の工程（例えば糸束１ａと糸束容器９をウレタン樹脂などで固定する封止工程など）へ送られる。

また、糸束カバー４は反転・移動し、次の糸束の切断・装填を繰り返す。

以上のような糸束装填装置によれば、前段取りとして糸束にテープを巻く工程を廃し、かつ、糸束の糸質に悪影響を与えることなく、また、糸束容器内への接触による傷や異物の発生をなくし、自動的に糸束を糸束容器に装填することができる。

本発明は、血液濾過や水濾過などに用いる中空糸を所定本数束ねた糸束を糸束容器に装填する装置に限らず、合成繊維や金属線などの線条体を容器に装填する装置にも応用することができるが、その応用範囲が、これらに限られるものではない。

本発明による糸束装填装置の一例を示す概略正面図である。図１のＡ−Ａ断面を示した図であり、巻取り枠を固定した一例を示す図である。図１のＡ−Ａ断面を示した図であり、糸束を固定した例である。図１の概略平面図を示した図であり、巻取り枠を固定した例である。図１の概略平面図を示した図であり、糸束を固定した例である。糸束を切断する順序の一例を示す概略正面図でありは糸束カバーで糸束を把持した状態を示す図である。糸束を切断する順序の一例を示す概略正面図であり、糸束を切断した状態を示す図である。図４(ｂ)におけるＢ−Ｂ断面を示す図である。本発明における糸束装填順序の一例を示す説明図である。本発明における糸束装填順序の一例を示す説明図である。本発明における糸束装填順序の一例を示す説明図である。本発明における糸束装填順序の一例を示す説明図である。本発明における糸束装填順序の一例を示す説明図である。本発明における糸束装填順序の一例を示す説明図である。本発明における糸束装填順序の一例を示す説明図である。本発明における糸束把持装置の一例を示す説明図であり、糸束把持装置１１が閉じた時の概略平面図である。本発明における糸束把持装置の一例を示す説明図であり、糸束把持装置１１が開いたときの概略平面図である。本発明における糸束把持装置の一例を示す説明図であり、糸束把持装置１１が閉じた時の概略断面図である。本発明における糸束把持装置の一例を示す説明図であり、糸束把持装置１１が開いたときの概略断面図である。本発明における糸束把持装置の他の一例を示す説明図であり、糸束把持装置１１が閉じた時の概略平面図である。本発明における糸束把持装置の他の一例を示す説明図であり、糸束把持装置１１が開いたときの概略平面図である。糸条巻き取り装置の一例を示す概略正面図である。従来の糸束装填装置を示す。従来の糸束装填装置を示す。図２(ａ)の固定爪３付近の部分拡大を示した図である。図２(ｂ)の固定爪３付近の部分拡大を示した図である。図３(ａ)の糸束カバー４付近の部分拡大を示した図である。図３(ｂ)の糸束カバー４付近の部分拡大を示した図である。

符号の説明

１：糸束
２：巻取り枠
３：固定爪
４：糸束カバー
５：切断刃
６：支持軸
７：スライド装置
８：本体
９：糸束容器
１０：容器クランプ
１１：糸束把持装置
１２：把持金具
１３：カム板
１４：可動板
１５ａ、１５ｂ：ピン
１６：環状筒
１７：軸受
１８：操作桿
１９：固定筒
２０：シリンダ
２１：ロッド
２２：把持爪

Claims

所定本数の糸条を束ねてなる糸束の少なくとも一部を覆う糸束カバーと、前記糸束カバーから露出した糸束を切断する切断手段と、糸束を装填する筒状の糸束容器と、前記糸束容器内を通過し、かつ前記糸束カバーから露出した糸束の一端部を把持して、前記糸束容器内に糸束を引き込んで装填する糸束把持装置とを備えてなり、前記糸束把持装置が、複数の把持爪と、前記把持爪の一端を支持する環状筒と、前記把持爪と係合し、かつ前記把持爪を半径方向に開閉可能に支持する可動板と、前記環状筒内を通って、前記可動板と係合する操作桿とからなり、前記操作桿を作動させることにより前記把持爪を半径方向に開閉するようにしたことを特徴とする糸束装填装置。
前記把持爪の一部が、隣接する把持爪と半径方向に重なり合っていることを特徴とする請求項１に記載の糸束装填装置。
所定本数の糸条を多角形状の巻取り枠に巻き取ってなる糸束の一部を糸束カバーで覆って保持し、前記糸束カバーの端部で糸束を切断して取り出したのち、筒状の糸束容器内を通過した糸束把持装置により、前記糸束カバーから露出した糸束の一端部を把持し、糸束容器内に糸束を引き込んで装填する糸束装填方法であって、前記糸束把持装置が複数の把持爪と、前記把持爪の一端を支持する環状筒と、前記把持爪と係合し、かつ前記把持爪を半径方向に開閉可能に支持する可動板と、前記環状筒内を通って、前記可動板と係合する操作桿とからなり、前記操作桿を作動させることにより前記把持爪を半径方向に開閉するようにしたことを特徴とする糸束装填方法。