JP5236519B2 - 糸条巻取機、及び糸条巻取方法 - Google Patents

Description

本発明は、糸条巻取機、及び糸条巻取方法に関する。

トラバース装置で綾振られた糸条をコンタクトローラを介して巻取ボビン上に巻き取ってパッケージを形成する際にいわゆるバルジを防止する技術として、特許文献１では、巻き始めの初期段階において綾角を増加させ、この初期段階の糸層のしまりを緩和することとしている。この特許文献１には、更に、リボンを回避することを目的として、ワインド数が１を下回らないように、徐々に綾角を下げながら巻き終わりに至る旨が記載されている。

特開平９−７１３６７号公報

しかし、上記特許文献１の技術によれば、比較的程度の小さいバルジが発生するような場合では問題なくそのバルジを抑制することができるが、比較的程度の大きいバルジが発生するような場合では、そのバルジを抑制しようとするとどうしてもリボンが発生してしまう。以下、各用語の意味を説明した上で、上記の問題点を更に詳しく説明する。

バルジとは、糸条の巻き付けの積み重ねによってパッケージ端面の中程が膨出する現象である。

リボンとは、糸条がパッケージの周面の同一ルート上で重なるように巻き取られる現象である。このリボンが発生すると、パッケージ端面の綾落ちを引き起こしたり、コンタクトローラの振動を誘発したり、後工程におけるパッケージの解舒不良を招いたり、といった種々の不具合を生じさせる。なお、上記の解舒不良について言えば、特に弾性糸の場合、糸条がパッケージの円接線方向に引っ張られるので上記の解舒不良が特に発生し易く、また、この解舒不良は解舒時の糸切れを招く虞がある。

ワインド数Ｎとは、上記リボンの発生を予測するための数値である。図３は、ワインド数の定義を説明するための図である。図３に示される長方形９０はパッケージの周面の展開面を示し、この展開面上に糸条の巻き付き位置が符号ａ〜ｄで示される。ここで、符号Ｄはパッケージの巻取径、符号Ｓはストローク、符号ＷＡは綾角であり、πＤｔａｎＷＡは糸条がパッケージの周面上を周方向に１周する間にパッケージの軸方向に進む距離である。図３の例では、糸条の最初の巻き付き位置を符号ａで示すと、２周目の巻き付き位置は符号ｂとなって展開面の右上コーナーに至って反転し、以降、巻き付き位置は破線で示す符号ｃ及び符号ｄとなる。糸条が図３のような巻き付き位置で巻き取られる場合、糸条はパッケージの周面の同一ルート上で重なるように巻き取られ、即ちリボンが発生する。このリボンの発生を解析するために、ダブルストローク２×Ｓの間で糸条が何回折り返すかを表す下記式（１）のワインド数Ｎを用いる。下記式（１）によれば、図３の場合、ワインド数Ｎは４となる。このようにワインド数Ｎが整数値となり、なおかつ、特にＮ＝１の場合、糸条同士の局所的な重なりの程度は顕著に大きくなる。このＮ＝１のときのワインド数Ｎは一般に危険ワインド数Ｎｄと呼ばれており、従って、リボンの発生を防止するには、ワインド数Ｎが危険ワインド数Ｎｄを避けるようにするのが一般的とされる。

各用語の説明は以上であり、以下、図１及び図２を参照しつつ、本願の課題を改めて説明する。図１は、綾角の増減でバルジを抑制する技術を説明するための図である。図２は、綾角の増減でバルジを抑制しようとした場合に新たに生じる問題点を説明するための図である。各図において、横軸はパッケージの巻取径を示し、縦軸は綾角を示す。

図１（ａ）にはバルジ対策のない巻き取りが示され、図１（ｂ）には特許文献１に開示のバルジ対策がなされた巻き取りが示される。図中、「Ｎ＝Ｎｄ」で示される二点鎖線は、ワインド数Ｎが危険ワインド数Ｎｄと一致してしまう条件を図示する。図１（ａ）の（ａ１）に示されるように、パッケージの巻取径Ｄ（以下、単に巻取径Ｄとも称する。）の如何に拘わらず一定の綾角ＷＡで巻き取ると、図１（ａ）の（ａ２）に示されるように、糸条の巻き付けの積み重ねによってパッケージ端面の中程が膨出し、即ちバルジが発生してしまう。そこで、特許文献１では、図１（ｂ）の（ｂ１）に示されるように、巻き始めの初期段階（巻取径Ｄが小）では綾角ＷＡを増加させ、この初期段階の糸層の密度を段階的に低くすることとしている。また、巻き終わりの後期段階（巻取径Ｄが大）では、綾角ＷＡの線がリボンの発生条件を示す二点鎖線を跨がないよう、綾角ＷＡを減少させることとしている。このような巻き取りによれば、図１（ｂ）の（ｂ２）に示されるように、糸条の巻き付けの積み重ねによる糸層の密度の上昇と、綾角ＷＡの増加に伴う糸層の密度の低下とが相殺されて、バルジが抑制されたパッケージが形成されることとなる。

しかし、例えば弾性糸などの糸種の巻き取りでは、巻き締め力が大きいので、図１（ａ）の（ａ２）に示されるバルジよりも一層顕著なバルジが発生する。そして、この顕著なバルジをも上記特許文献１の技術で抑制しようとすると、どうしても、図２（ｃ）の（ｃ１）に示されるように、綾角ＷＡを一層大きくしなければならず、この結果、綾角ＷＡの線がリボンの発生条件を示す二点鎖線を跨いでしまって上述したリボンが発生し、図中符号Ｘで示す交点に対応する巻取径Ｄのとき、図２（ｃ）の（ｃ２）に示されるようにパッケージ端面で綾落ちが発生したり、上述した解舒不良などの問題が発生してしまう。このように、上記特許文献１の技術では、バルジは抑制できても、糸種によってはリボンの発生を免れない場合がある。

本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、バルジを抑制しつつも、糸種の種別に拘わらずリボンの発生を防止する技術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、本願発明者らは、バルジを抑制する技術を抜本的に見直すべく鋭意研究した結果、例えば図２（ｄ）の（ｄ１）において符号ＦＬで示すように、パッケージ形成中にいわゆるフリーレングスを増減させることに着目した。

ここで、フリーレングスとバルジ抑制効果との関係について説明する。図４は、フリーレングスとトラバース遅れとの関係を示す図である。図４に示されるフリーレングスＦＬ（ＦＬ１、ＦＬ２）は、トラバース装置のトラバースガイドと係合している糸条がトラバースガイドから解放されて、コンタクトローラの周面に接するまでの糸条の自由長のことである。このフリーレングスＦＬは、図示の通りトラバースガイドをコンタクトローラに対して離間ないし接近させることで増減させることができる。そして、このフリーレングスＦＬをＦＬ１からＦＬ２へと増加させると、ボビンの軸方向に直角な直線と、巻き付けられる糸条の走行方向とが成す角度、即ち綾角ＷＡが一定（ＷＡ＝ＷＡ１）であれば、トラバースガイドの軸方向位置と、糸条が実際にパッケージの周面上に受け継がれる軸方向位置との差であるトラバース遅れＥはＥ１からＥ２へと大きくなる。一方、フリーレングスＦＬをＦＬ２からＦＬ１へと減少させると、同様に綾角ＷＡが一定であれば、トラバース遅れＥはＥ２からＥ１へと小さくなる。

これを図４を用いて具体的に説明すると、先ず、綾角ＷＡをＷＡ１とし、フリーレングスＦＬをＦＬ１とした場合、糸条は軸方向位置Ｎ１でコンタクトローラに受け継がれる。このときのトラバース遅れＥはＥ１となる。つまり、糸条は、トラバースガイドがトラバース範囲の端部に達したとしても、実際には、トラバース遅れＥ１分だけ軸方向中央寄りの位置でパッケージに巻かれる。同様に、綾角ＷＡはそのままＷＡ１とし、フリーレングスＦＬをＦＬ２とすると、上記のトラバース遅れＥはＥ２となる。従って、フリーレングスＦＬをＦＬ１からＦＬ２へと増加させると、パッケージの端面は、図中の符号ΔＥ（＝Ｅ２−Ｅ１）分だけ軸方向中央寄りの位置に形成されることとなる。一方、フリーレングスＦＬをＦ２からＦＬ１へと減少させると、同様に、パッケージの端面は、ΔＥ分だけ軸方向端部寄りの位置に形成されることとなる。即ち、端的に言えば、フリーレングスＦＬを増加させるとパッケージの巻き幅が減少し、逆に、フリーレングスＦＬを減少させるとパッケージの巻き幅が増加することとなる。

そして、本願発明は、このフリーレングスＦＬと、パッケージの巻き幅と、の技術的な連動関係を取り入れることで、図５に示すようにバルジを抑制しようとするものである。図５は、フリーレングスを利用してバルジを抑制する理屈を説明するための図である。図５（ａ）はフリーレングスを一定とした場合の巻き取りを示し、図５（ｂ）はフリーレングスをＦＬ１→ＦＬ２→ＦＬ１（ただし、ＦＬ１＜ＦＬ２）と変化させた場合の巻き取りを示す。即ち、上記特許文献１に開示の技術（綾角ＷＡの増減）を取り入れることなくフリーレングスＦＬを一定で巻き取りを実施した場合、仮に糸条の巻き付けの積み重ねによる巻き締め力がないものとすると図５（ａ）の左図のように巻き始めから巻き終わりにかけて巻き幅は一定となり、そして実際には、糸条の巻き付けの積み重ねによる巻き締め力によって図５（ａ）の右図のようにパッケージ端面の中程が膨出し、即ちバルジが発生する。これに対し、フリーレングスＦＬをＦＬ１→ＦＬ２→ＦＬ１と変化させた場合、仮に糸条の巻き付けの積み重ねによる巻き締め力がないものとすると図５（ｂ）の左図のように巻き始めから巻き幅が徐々に小さくなり、やがてフリーレングスＦＬがＦＬ２となると巻き幅は巻き始め当初の巻き幅よりもΔＥ×２分だけ小さくなり、その後、巻き終わりにかけて巻き幅が徐々に大きくなり、やがてフリーレングスＦＬが元のＦＬ１となると巻き幅は巻き始め当初の巻き幅に一致する。端的に言えば、パッケージ断面形状が鼓形状となる。従って、実際には、糸条の巻き付けの積み重ねによる巻き締め力によって図５（ｂ）の右図のようにパッケージ端面の中程の凹みが消失し、即ちパッケージ端面が平坦なものとなる。

上記の技術を端的に言えば、糸条の巻き付けの積み重ねによる巻き締め力に起因するバルジを、パッケージ断面形状が鼓形状となるように巻き幅を増減させることで相殺しようとするものである。換言すれば、バルジを、フリーレングスＦＬの増減で抑制しようとするものである。

上記の技術の着目すべきは、フリーレングスＦＬを増減することはワインド数Ｎの望まない変化を招かないことである。ここに、上記技術の、上記特許文献１に対する優位性が認められる。

本願発明の技術的な趣旨は上述した通りであり、次に、前述した課題を解決するための手段とその効果を説明する。

本願発明の第一の観点によれば、パッケージを形成する糸条巻取機は、以下のように構成される。即ち、糸条巻取機は、パッケージ形成中に前記パッケージに接触するコンタクトローラと、前記コンタクトローラに対して糸条の走行方向の上流側に配置されるトラバース装置と、前記パッケージ形成中に、前記コンタクトローラと前記トラバース装置との間にある前記糸条のフリーレングスを変更可能なフリーレングス変更手段と、前記パッケージの巻き始めでは前記フリーレングスを増加させ、その後、巻き終わりにかけて前記フリーレングスを減少させるように前記フリーレングス変更手段を制御する制御手段と、を備える。以上の構成によれば、バルジを抑制できる。また、前記フリーレングスの増減はワインド数の変化を招くことがないので、バルジを抑制しつつ、危険ワインド数を回避した巻き取りが容易に実現できる。なお、危険ワインド数を回避できると、パッケージ端面の綾落ちを引き起こしたり、コンタクトローラの振動を誘発したり、後工程におけるパッケージの解舒不良を招いたり、といった種々の不具合を回避できる。

なお、図２（ｄ）の（ｄ１）において破線で示すように、綾角は一定である場合や、フリーレングスと同様に増減させる場合などが考えられる。

上記の糸条巻取機は、更に、以下のように構成される。即ち、糸条巻取機は、綾角を変更可能な綾角変更手段を更に備える。前記制御手段は、前記パッケージの巻き始めでは前記綾角を増加させ、その後、巻き終わりにかけて前記綾角を減少させるように前記綾角変更手段を制御する。このようにバルジを抑制するに際し、前記フリーレングスの増減と前記綾角の増減とを併用すると、バルジを抑制するためのフリーレングスの増減幅を小さくすることができ、もって、前記フリーレングス変更手段をコンパクトに構成することができる。

本願発明の第二の観点によれば、パッケージ形成中にパッケージに接触するコンタクトローラと、前記コンタクトローラに対して糸条の走行方向の上流側に配置されるトラバース装置と、を用いてパッケージを形成する糸条巻取は、以下のような方法で行われる。即ち、前記コンタクトローラと前記トラバース装置との間にある前記糸条のフリーレングスを、前記パッケージの巻き始めでは増加させ、その後、巻き終わりにかけて減少させる。以上の構成によれば、バルジを抑制できる。また、前記フリーレングスの増減はワインド数の変化を招くことがないので、バルジを抑制しつつ、危険ワインド数を回避した巻き取りが容易に実現できる。なお、危険ワインド数を回避できると、パッケージ端面の綾落ちを引き起こしたり、コンタクトローラの振動を誘発したり、後工程におけるパッケージの解舒不良を招いたり、といった種々の不具合を回避できる。

上記の糸条巻取は、更に以下のような方法で行われる。即ち、綾角を、前記パッケージの巻き始めでは増加させ、その後、巻き終わりにかけて減少させる。このようにバルジを抑制するに際し、前記フリーレングスの増減と前記綾角の増減とを併用すると、バルジを抑制するためのフリーレングスの増減幅を小さくすることができる。

また、前記糸条が弾性糸の場合は、巻き締め力が大きいので前述したように顕著なバルジが発生する。この顕著なバルジを、綾角の増減のみで対処しようとするとリボンを免れないが、フリーレングスの増減によって対処すればリボンを回避することができる。このように、フリーレングスを増減することでバルジを抑制する技術は、前記糸条が弾性糸の場合、特に有益である。

綾角の増減でバルジを抑制する技術を説明するための図 綾角の増減でバルジを抑制しようとした場合に新たに生じる問題点を説明するための図 ワインド数の定義を説明するための図 フリーレングスとトラバース遅れとの関係を示す図 フリーレングスを利用してバルジを抑制する理屈を説明するための図 本願発明の第一実施形態に係るワインダーの正面図 ワインダーのシステム図 パッケージの巻取径に基づいたフリーレングスの制御の内容を示すグラフ 制御プログラムのフロー図 ワインダーの作動図 パッケージの巻き取りの時間とスライドボックスの高さ位置との関係を示すグラフ 本願発明の技術的効果を確認するための試験の試験結果を示すグラフ 図８に類似する図であって、本願発明の第二実施形態における、パッケージの巻取径に基づいたフリーレングス及び綾角の制御の内容を示すグラフ 図９に類似する図であって、本願発明の第二実施形態に係るフロー図

以下、本願発明の第一実施形態に係る糸条巻取機としてのワインダー１を図面に基づいて説明する。図６は、本願発明の第一実施形態に係るワインダーの正面図である。図７は、ワインダーのシステム図である。

ワインダー１は、糸条としての弾性糸２をボビン３に巻き取ってパッケージ４（図１０参照）を形成する糸条巻取機である。なお、以下では、弾性糸２を巻き取る糸条巻取機について説明するが、本願発明はこれに限定されず、他の糸種の糸条を巻き取る糸条巻取機とすることもできる。図６に示すように、ワインダー１は、機体フレーム５と、ターレット板６、スライドボックス１６、トラバース装置７、コンタクトローラ８、フリーレングス変更手段９、を具備する。図７に示すように、ワインダー１の各構成は、制御部８０（制御手段）と電気的に接続されている。制御部８０は、演算処理装置であるＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）と、ＣＰＵが実行する制御プログラム及び制御プログラムに使用されるデータが記憶されているＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）と、プログラム実行時にデータを一時記憶するためのＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）と、を備える。そして、ＲＯＭに記憶された上記制御プログラムがＣＰＵに読み込まれＣＰＵ上で実行されることで、制御プログラムは、ＣＰＵなどのハードウェアを、フリーレングス変更手段９を制御するための手段や、後述する綾振変更手段を制御するための手段として機能させるようになっている。

ターレット板６は、図６に示すように、機体フレーム５に設けられており、図略の回転駆動装置によって回転軸１１を中心に回動可能である。ターレット板６には、ボビン３を装着する２本のボビンホルダ１２が回転軸１１に対して対称となる位置に突設されている。そして、ターレット板６が上記の回転駆動装置によって回転されることで、上方の巻取位置にあるボビン３を交換することができるようになっている。図７に示すように、ターレット板６に設けられた２本のボビンホルダ１２は、夫々駆動モータ２７に接続されており、駆動モータ２７によって回転される。各駆動モータ２７は制御部８０に電気的に接続され、もって、制御部８０は、駆動モータ２７の駆動を制御することで、ボビンホルダ１２の回転速度を自在に制御できるようになっている。また、上記のボビンホルダ１２にはボビンホルダ回転センサ３５が設けられ、このボビンホルダ回転センサ３５は制御部８０に電気的に接続されている。このボビンホルダ回転センサ３５は、ボビンホルダ１２の回転速度を検知し、検知信号を制御部８０へ送信する。従って、制御部８０は、ボビンホルダ回転センサ３５から上記の検知信号を受信することで、この検知信号に基づいてボビンホルダ１２の回転速度を取得できるようになっている。

スライドボックス１６は、図６に示すように、スライドボックス１６の両端部に設けられた一対のレール１７・１７によって機体フレーム５の上下方向に案内され、この方向に移動自在となっている。このスライドボックス１６が上昇すると、スライドボックス１６に位置固定されたトラバース装置７がコンタクトローラ８から離間し、下降するとトラバース装置７がコンタクトローラ８に対して接近する。このスライドボックス１６は、前述したフリーレングス変更手段９によって昇降される。

トラバース装置７は、弾性糸２をトラバースする装置であり、スライドボックス１６に対して位置固定されている。トラバース装置７は、トラバース幅が一定の幅に固定される形式のものであって、トラバースカム３０と、トラバースガイド３１と、トラバースモータ２８（図７参照）と、を具備する。トラバースカム３０は、スライドボックス１６内に回転自在に支持され、周面に螺旋状のトラバースカム溝が設けられている。トラバースガイド３１は、トラバースカム３０が回転駆動することにより、トラバースカム溝に沿って移動し、トラバースカム３０の軸方向に往復運動する。このトラバースガイド３１は、走行する弾性糸２を左右に振りながらコンタクトローラ８へ案内する。トラバースモータ２８はトラバースカム３０を回転駆動するものであって、制御部８０と電気的に接続され、もって、制御部８０は、トラバースモータ２８の駆動を制御することで、トラバースカム３０の回転速度を自在に制御できるようになっている。なお、前述した綾角ＷＡはトラバースカム３０の回転速度によって決まるので、この意味で、制御部８０は、トラバースカム３０の回転速度の制御を介して、綾角ＷＡを自在に制御できるようになっている。上述した綾角変更手段は、トラバースカム３０と、このトラバースカム３０の駆動源であるトラバースモータ２８とを含んで構成されている。

コンタクトローラ８は、トラバース装置７に対して、弾性糸２の走行方向の下流側に配置されている。コンタクトローラ８は、パッケージ４の形成中にパッケージ４に従動して回転し、トラバース装置７によって綾振された弾性糸２を受け継いで、パッケージ４の周面に弾性糸２を受け渡すものである。コンタクトローラ８は、アーム１３の第１端部１３ａ側に回転自在に支持されている。アーム１３の第２端部１３ｂは、スライドボックス１６に支持されたスライドバー１４に挿通され、スライドボックス１６に対して上下方向にスライド自在となっている。即ち、コンタクトローラ８は、アーム１３を介し、スライドボックス１６に対して上下方向にスライド自在な構成になっている。コンタクトローラ８には、コンタクトローラ８の回転速度を検知する回転センサ４０が設けられている。この回転センサ４０は制御部８０に対して電気的に接続されており、パッケージ４に従動して回転するコンタクトローラ８の回転速度を検知し、検知信号を制御部８０に対して送信する。従って、制御部８０は、回転センサ４０から検知信号を受信することで、この検知信号に基づいてコンタクトローラ８の回転速度を取得できるようになっている。なお、弾性糸２の走行速度を一定に維持するために、即ち、コンタクトローラ８の回転速度ないし周速度が一定となるように、制御部８０は、駆動モータ２７を適宜に制御する。

フリーレングス変更手段９は、パッケージ４の形成中に、スライドボックス１６を昇降させ、コンタクトローラ８とトラバース装置７との間にある弾性糸２のフリーレングスＦＬ（図１０参照）を変更可能とするものである。フリーレングス変更手段９は、ボールネジ機構１５と、位置検知センサ１８と、シリンダ１９と、を含んで構成される。ここで、フリーレングスＦＬとは、トラバース装置７のトラバースガイド３１と係合している弾性糸２がトラバースガイド３１から解放されて、コンタクトローラ８の周面に接するまでの弾性糸２の自由長のことをいう。

ボールネジ機構１５は、スライドボックス１６を昇降させるための駆動源であり、ネジ棒２０と、ボールナット２１と、昇降駆動部２２と、から構成されている。ネジ棒２０は、機体フレーム５の上下方向に沿って配置され、機体フレーム５に対して回転自在に支持されている。ボールナット２１は、ネジ棒２０に螺合されると共に、スライドボックス１６に対して上に向かって係合するものである。昇降駆動部２２はネジ棒２０を回転駆動するものであり、昇降駆動部２２によってネジ棒２０が正逆回転すると、ボールナット２１を介してスライドボックス１６が昇降する。この昇降駆動部２２は、モータ２３と、第１ギア２４と、ベルト２５と、第２ギア２６と、から構成されている。モータ２３には第１ギア２４に接続され、第１ギア２４と第２ギア２６との間にはベルト２５が巻き掛けられ、第２ギア２６にはネジ棒２０が接続されている。この構成で、モータ２３が駆動すると、モータ２３の回転駆動力が第１ギア２４と、ベルト２５と、第２ギア２６と、を介してネジ棒２０に伝達され、ネジ棒２０が回転する。図７に示すように、上記のモータ２３は制御部８０と電気的に接続され、もって、制御部８０は、モータ２３を制御できるようになっている。従って、制御部８０は、モータ２３の制御を介して、スライドボックス１６を自在に昇降できるようになっている。

位置検知センサ１８は、上記の第２ギア２６に対向して設けられ、第２ギア２６の所定角度ごとの回転を検知するものである。この位置検知センサ１８は制御部８０に電気的に接続されており、第２ギア２６の所定角度ごとの回転を検知するたびに、検知信号を制御部８０へ送信する。従って、制御部８０は、位置検知センサ１８からの検知信号を受信した回数に基づいて、スライドボックス１６の高さ位置、ひいては、スライドボックス１６に支持されたトラバース装置７の高さ位置を取得できるようになっている。

シリンダ１９は、シリンダ圧によりスライドボックス１６の重量の大半を担い、上述の昇降駆動部２２によるスライドボックス１６の昇降を小さい駆動力で行うためのものである。なお、シリンダ１９のシリンダ圧は、エア供給部３６により調整される。

このように、フリーレングス変更手段９がトラバース装置７の高さ位置を検知する位置検知センサ１８を備えることで、ワインダー１は、位置検知センサ１８による検知の結果を適宜にフィードバックしながらトラバース装置７の高さ位置を、ひいては上述したフリーレングスＦＬを精度良く制御できるようになっている。

図８は、パッケージの巻取径に基づいたフリーレングスの制御の内容を示すグラフである。横軸はパッケージ４の巻取径Ｄを示し、縦軸はフリーレングスＦＬを示す。上述した制御部８０のＲＯＭには、図８に示すような、パッケージの巻取径Ｄと、フリーレングスＦＬと、の対応関係ＦＬ＝ｆ（Ｄ）が例えばテーブル形式で記憶されている。この対応関係ＦＬ＝ｆ（Ｄ）は、具体的には、図８に示されるように、パッケージ４の巻き始め、即ち、巻取径ＤがＤ１からＤ２へと至る期間においては、巻取径Ｄの増加に伴ってフリーレングスＦＬがＦＬ１からＦＬ２へと急激に増加し、その後、巻き終わりにかけて、即ち、巻取径ＤがＤ２からＤ３へと至る期間においては、巻取径Ｄの増加に伴ってフリーレングスＦＬがＦＬ２からＦＬ１へと徐々に減少する。上記のようにパッケージ４の巻き始めにおいてフリーレングスＦＬを急激に増加し、巻き終わりにかけては徐々に減少させている、換言すれば（Ｄ２−Ｄ１）＜（Ｄ３−Ｄ２）であるのは、以下の理由による。即ち、巻き始めの糸層は強く圧縮されることとなり、一方、巻き終わりの糸層は殆ど圧縮されない、という関係があるからである。

次に、図８〜１０を参照しつつ、ワインダー１の作動を説明する。図９は、制御プログラムのフロー図である。図１０は、ワインダーの作動図である。なお、本実施形態では、上記特許文献１とは異なり、バルジを抑制するための綾角ＷＡの増減は採用しないこととする。

図１０（ａ）に示すようにフリーレングスＦＬがＦＬ１に設定された状態で弾性糸２の巻き取りを開始すると、制御部８０は、先ず、現在のパッケージ４の巻取径Ｄを算出する（Ｓ３００）。具体的には、制御部８０は、回転センサ４０から受信した検知信号に基づいてコンタクトローラ８の回転速度を取得し、ボビンホルダ回転センサ３５から受信した検知信号に基づいてボビンホルダ１２の回転速度を取得する。そして、制御部８０は、コンタクトローラ８の回転速度と、ボビンホルダ１２の回転速度と、予めＲＯＭに記憶されているコンタクトローラ８の直径に基づいて、現在のパッケージ４の巻取径Ｄを算出する。

次に、制御部８０は、パッケージ４の巻取径Ｄの増分ΔＤを算出する（Ｓ３１０）。具体的には、制御部８０は、前回上記のＳ３００で算出した過去の巻取径Ｄと、上記のＳ３００で今回算出したパッケージ４の巻取径Ｄと、の差分を求めることで、パッケージ４の巻取径Ｄの増分ΔＤを算出する。

次に、制御部８０は、図８に示すように巻取径Ｄに対応したフリーレングスＦＬを算出する（Ｓ３２０）。具体的には、制御部８０は、上記のＳ３００で算出した巻取径Ｄと、ＲＯＭにテーブル形式で記憶されている対応関係ＦＬ＝ｆ（Ｄ）（図８参照）と、に基づいて、図８に示すように巻取径Ｄに対応したフリーレングスＦＬを算出する。

次に、制御部８０は、フリーレングスＦＬの変化量ΔＦＬを算出する（Ｓ３３０）。具体的には、制御部８０は、前記上記のＳ３２０で算出した過去のフリーレングスＦＬと、上記のＳ３２０で今回算出したフリーレングスＦＬと、の差分を求めることで、フリーレングスＦＬの変化量ΔＦＬを算出する。なお、図８によれば、巻取径ＤがＤ１からＤ２へと至る期間では変化量ΔＦＬは正の値となる。一方、巻取径ＤがＤ２からＤ３へと至る期間では変化量ΔＦＬは負の値となる。

次に、制御部８０は、スライドボックス１６の移動量ΔＧを算出する（Ｓ３４０）。具体的には、制御部８０は、上記のＳ３１０で算出したパッケージ４の巻取径Ｄの増分ΔＤと、上記のＳ３３０で算出したフリーレングスＦＬの変化量ΔＦＬと、下記式（２）と、に基づいてスライドボックス１６の移動量ΔＧ（ただし、機体フレーム５の上方向を正とする。）を算出する。なお、下記式（２）中のΔＦＬは、前述したように負の値となる場合もあるので、変化量ΔＦＬの絶対値が増分ΔＤを上回るようであれば、その場合、移動量ΔＧは負の値となる。

次に、制御部８０は、上記のＳ３４０で算出した移動量ΔＧに基づいてスライドボックス１６を上下方向に移動させる（Ｓ３５０）。具体的には、制御部８０は、位置検知センサ１８から受信した検知信号に基づいて求められるスライドボックス１６の高さ位置が移動量ΔＧ分、変化するまで、モータ２３の駆動を制御してスライドボックス１６を昇降させる。

次に、制御部８０は、上記のＳ３００で算出したパッケージ４の巻取径Ｄが所定巻取径Ｄｍａｘに至ったかを判断し（Ｓ３６０）、巻取径Ｄが所定巻取径Ｄｍａｘにまだ至っていないと判断した場合は（Ｓ３６０：ＮＯ）、処理をＳ３００へと戻す。一方、巻取径Ｄが所定巻取径Ｄｍａｘに至ったと判断したら（Ｓ３６０：ＹＥＳ）、ターレット板６を回転させてボビンチェンジを行い、新たな巻き取りを開始する。

上記の一連の制御によれば、図１０に示されるワインダー１の作動が実現される。即ち、図８に示される対応関係ＦＬ＝ｆ（Ｄ）の下、図１０に示されるように、巻取径ＤがＤ１からＤ２へと至る期間においてはフリーレングスＦＬは徐々に増加してＦＬ１からＦＬ２へと至り、巻取径ＤがＤ２からＤ３へと至る期間においてはフリーレングスＦＬは徐々に減少してＦＬ２からＦＬ１へと至る。

また、上記の一連の制御によれば、スライドボックス１６は、図１１において実線で示すように昇降される。図１１は、パッケージの巻き取りの時間とスライドボックスの高さ位置との関係を示すグラフである。横軸は巻き取りの時間を示し、縦軸はスライドボックス１６の高さ位置を示す。図１１中、実線は本実施形態に係るスライドボックス１６の高さ位置の変化の態様を示し、二点鎖線はフリーレングスＦＬを一定とした場合のスライドボックス１６の高さ位置の変化の態様を示す。二点鎖線が右肩上がりとなっているのは、パッケージ４が巻き太ることによってコンタクトローラ８が押し上げられてもフリーレングスＦＬを一定に維持できるよう、スライドボックス１６を上昇させて、パッケージ４の巻取径Ｄの増分ΔＤを相殺するためである。図中、実線で示されるように、本実施形態では、スライドボックス１６は、パッケージ４の巻取径ＤがＤ２からＤ３へと至る期間においては、変化量ΔＦＬの絶対値が増分ΔＤを上回るため、スライドボックス１６の移動量ΔＧは負の値となり、従って、スライドボックス１６は下降することとなる。

以上に、ワインダー１の作動を説明した。次に、本実施形態に係るワインダー１のバルジを抑制する効果を確認するための試験を実施したので、その結果を報告する。

（試験条件）
使用原糸：スパンデックス糸４４ｄｔｅｘ
綾角ＷＡ：巻き始めでは１２ｄｅｇとし、巻き終わりでは１０ｄｅｇとする。綾角ＷＡを一定とすると巻き取りの終盤でワインド数Ｎが危険ワインド数Ｎｄに一致してしまう条件だったので、巻き取りの終盤で若干、綾角ＷＡを減少させている。なお、この綾角ＷＡの減少は、バルジの抑制とは関係ない。
フリーレングスＦＬ：図１２において二点鎖線で示す通り。

図１２は、本願発明の技術的効果を確認するための試験の試験結果を示すグラフである。横軸はパッケージ４の巻取径Ｄであり、縦軸はパッケージの端面、及び、フリーレングスＦＬを示す。図１２において二点鎖線は、上記試験で採用した対応関係ＦＬ＝ｆ（Ｄ）を示す。図１２中、太い実線は上記対応関係ＦＬ＝ｆ（Ｄ）に基づいてフリーレングスＦＬを増減させた実施例を示し、細い実線はフリーレングスＦＬを一定（最小）とした比較例を示す。左の縦軸は、ボビン３の端面を基準（原点）とした。図１２において、ボビン３の軸方向は紙面上下方向に一致し、ボビン３の径方向は紙面左右方向に一致する。

上記の図１２によれば、パッケージ４の巻き始めではフリーレングスＦＬを増加させ、その後、巻き終わりにかけてフリーレングスＦＬを減少させると、バルジを十分に抑制できたことが判る。なお、実施例に係るパッケージ４の端面にも、比較例に係るパッケージ４の端面にも、何れにも綾落ちの形跡は認められなかった。

（まとめ）
（請求項１、請求項３）
以上説明したように上記実施形態において、パッケージ４を形成するワインダー１は、以下のように構成されている。即ち、ワインダー１は、パッケージ４形成中にパッケージ４に接触するコンタクトローラ８と、コンタクトローラ８に対して弾性糸２の走行方向の上流側に配置されるトラバース装置７と、パッケージ４形成中に、コンタクトローラ８とトラバース装置７（詳しくは、トラバースガイド３１）との間にある弾性糸２のフリーレングスＦＬを変更可能なフリーレングス変更手段９と、パッケージ４の巻き始めではフリーレングスＦＬを増加させ、その後、巻き終わりにかけてフリーレングスＦＬを減少させるようにフリーレングス変更手段９を制御する制御部８０と、を備える。以上の構成によれば、バルジを抑制できる。また、前記フリーレングスＦＬの増減はワインド数Ｎの変化を招くことがないので、バルジを抑制しつつ、危険ワインド数Ｎｄを回避した巻き取りが容易に実現できる。なお、危険ワインド数Ｎｄを回避できると、パッケージ端面の綾落ちを引き起こしたり、コンタクトローラ８の振動を誘発したり、後工程におけるパッケージ４の解舒不良を招いたり、といった種々の不具合を回避できる。

なお、上記実施形態において、バルジを抑制するための綾角ＷＡの増減は採用しないこととしたが、この綾角ＷＡの増減を併用することとしてもよい。また、綾角ＷＡを一定とするとどうしても巻き終わりの終盤でワインド数Ｎが危険ワインド数Ｎｄに一致してしまうような場合は、上記の確認試験のように、巻き終わりの終盤で綾角ＷＡを若干減少させることとしてもよい。

また、フリーレングスＦＬは、図８に示すように、ＦＬ１からＦＬ２に増加した後、再び、ＦＬ１へと戻すように増減することとしたが、必ずしも、ＦＬ１へと戻す必要はない。ただし、パッケージ４の巻き幅を図５（ｂ）の右図のようにパッケージ４の巻取径Ｄに拘わらず一定とするには、フリーレングスＦＬをＦＬ１からＦＬ２に増加した後、再び、ＦＬ１へと戻すように増減することが好ましい。

また、上記実施形態では、フリーレングスＦＬの増減を巻取径Ｄに基づいて、即ち対応関係ＦＬ＝ｆ（Ｄ）で設定しているが、これに代えて、フリーレングスＦＬの増減を巻き取りの時間ｔに基づいて、即ちＦＬ＝ｆ（ｔ）のかたちで設定してもよい。

また、図８に示されるフリーレングスＦＬの増減の折り返し地点に対応するパッケージ４の巻取径Ｄ２は、糸条の巻取条件に応じて適宜に増減することが好ましい。

（請求項５）
また、上記実施形態では、弾性糸２がボビン３に巻き取られることとした。即ち、糸条が弾性糸２の場合は、巻き締め力が大きいので前述したように顕著なバルジが発生する。この顕著なバルジを、綾角ＷＡの増減のみで対処しようとするとリボンを免れないが、フリーレングスＦＬの増減によって対処すればリボンを回避することができる。このように、フリーレングスＦＬを増減することでバルジを抑制する技術は、前記糸条が弾性糸２の場合、特に有益といえる。

次に、本願発明の第二実施形態を、図１３及び図１４に基づいて説明する。ここでは、本実施形態が上記の第一実施形態と相違する点を中心に説明し、重複する説明については適宜に割愛する。

図１３は、図８に類似する図であって、本願発明の第二実施形態における、パッケージの巻取径に基づいたフリーレングス及び綾角の制御の内容を示すグラフである。横軸はパッケージ４の巻取径Ｄを示し、縦軸はフリーレングスＦＬと綾角ＷＡを示す。上記第一実施形態では、上述した制御部８０のＲＯＭに、図８に示すような、パッケージ４の巻取径Ｄと、フリーレングスＦＬと、の対応関係ＦＬ＝ｆ（Ｄ）が記憶されているとした。しかし、本実施形態では、上述した制御部８０のＲＯＭに、図１３に示すような、パッケージ４の巻取径Ｄと、フリーレングスＦＬと、の別の対応関係ＦＬ＝ｇ（Ｄ）がテーブル形式で記憶されている。上記第一実施形態に係る対応関係ＦＬ＝ｆ（Ｄ）と、本実施形態に係る対応関係ＦＬ＝ｇ（Ｄ）と、の相違点は、前者ではフリーレングスＦＬがＦＬ１とＦＬ２との間を往復するのに対し、後者ではフリーレングスＦＬがＦＬ１とＦＬ３（ただし、ＦＬ１＜ＦＬ３＜ＦＬ２）との間を往復することである。端的に言えば、本実施形態に係る対応関係ＦＬ＝ｇ（Ｄ）は、上記第一実施形態に係る対応関係ＦＬ＝ｆ（Ｄ）と比較して、フリーレングスＦＬの増減幅が小さい。

また、本実施形態では、上述した制御部８０のＲＯＭに、図１３に示すような、パッケージ４の巻取径Ｄと、フリーレングスＦＬと、の対応関係ＦＬ＝ｇ（Ｄ）が記憶されているのに加えて、同じく図１３に示すような、パッケージ４の巻取径Ｄと、綾角ＷＡと、の対応関係ＷＡ＝ｈ（Ｄ）がテーブル形式で記憶されている。この対応関係ＷＡ＝ｈ（Ｄ）は、具体的には、図１３に示されるように、パッケージ４の巻き始め、即ち、巻取径ＤがＤ１からＤ２へと至る期間においては、巻取径Ｄの増加に伴って綾角ＷＡがＷＡ１からＷＡ２へと増加し、一方、パッケージ４の巻き終わり、即ち、巻取径ＤがＤ２からＤ３へと至る期間においては、ワインド数Ｎが危険ワインド数Ｎｄと一致しないように、巻取径Ｄの増加に伴って綾角ＷＡがＷＡ２からＷＡ１へと減少する。

次に、図１０及び図１３、図１４を参照しつつ、本実施形態に係るワインダー１の作動を説明する。図１４は、図９に類似する図であって、本願発明の第二実施形態に係るフロー図である。なお、本実施形態では、図１３にも示す通り、上記特許文献１と同様、バルジを抑制するための綾角ＷＡの増減を採用することとする。

図１０（ａ）に示すようにフリーレングスＦＬがＦＬ１に設定された状態で弾性糸２の巻き取りを開始すると、制御部８０は、先ず、現在のパッケージ４の巻取径Ｄを算出する（Ｓ３００）。

次に、制御部８０は、パッケージ４の巻取径Ｄの増分ΔＤを算出する（Ｓ３１０）。

次に、制御部８０は、図１３に示すように巻取径Ｄに対応したフリーレングスＦＬを算出する（Ｓ３２０）。具体的には、制御部８０は、上記のＳ３００で算出した巻取径Ｄと、ＲＯＭにテーブル形式で記憶されている対応関係ＦＬ＝ｇ（Ｄ）（図１３参照）と、に基づいて、図１３に示すように巻取径Ｄに対応したフリーレングスＦＬを算出する。

次に、制御部８０は、フリーレングスＦＬの変化量ΔＦＬを算出する（Ｓ３３０）。

次に、制御部８０は、スライドボックス１６の移動量ΔＧを算出する（Ｓ３４０）。

次に、制御部８０は、上記のＳ３４０で算出した移動量ΔＧに基づいてスライドボックス１６を上下方向に移動させる（Ｓ３５０）。

次に、制御部８０は、図１３に示すように巻取径Ｄに対応した綾角ＷＡを算出する（Ｓ３６０）。具体的には、制御部８０は、上記のＳ３００で算出した巻取径Ｄと、ＲＯＭにテーブル形式で記憶されている対応関係ＷＡ＝ｈ（Ｄ）（図１３参照）と、に基づいて、図１３に示すように巻取径Ｄに対応した綾角ＷＡを算出する。

次に、制御部８０は、現在の綾角ＷＡを、上記のＳ３６０で算出した綾角ＷＡへと変更する（Ｓ３７０）。具体的には、制御部８０は、回転センサ４０から受信した検知信号に基づいてコンタクトローラ８の回転速度を取得する。そして、制御部８０は、このコンタクトローラ８の回転速度、即ちパッケージ４の周速を踏まえつつ、現在の綾角ＷＡが上記のＳ３６０で算出した綾角ＷＡへと至るように、トラバースモータ２８の駆動を制御してトラバースカム３０の回転速度を増減する。

次に、制御部８０は、上記のＳ３００で算出したパッケージ４の巻取径Ｄが所定巻取径Ｄｍａｘに至ったかを判断し（Ｓ３８０）、巻取径Ｄが所定巻取径Ｄｍａｘにまだ至っていないと判断した場合は（Ｓ３８０：ＮＯ）、処理をＳ３００へと戻す。一方、巻取径Ｄが所定巻取径Ｄｍａｘに至ったと判断したら（Ｓ３８０：ＹＥＳ）、ターレット板６を回転させてボビンチェンジを行い、新たな巻き取りを開始する。

（まとめ）
（請求項２、請求項４）
以上説明したように本実施形態において、ワインダー１は、更に以下のように構成されている。即ち、ワインダー１は、綾角ＷＡを変更可能な綾角変更手段を更に備える。制御部８０は、パッケージ４の巻き始めでは綾角ＷＡを増加させ、その後、巻き終わりにかけて綾角ＷＡを減少させるように綾角変更手段を制御する。このようにバルジを抑制するに際し、フリーレングスＦＬの増減と綾角ＷＡの増減とを併用すると、バルジを抑制するためのフリーレングスＦＬの増減幅を小さくすることができ、もって、フリーレングス変更手段９をコンパクトに構成することができる。

また、トラバース幅を変更することで巻き幅を変える場合と、上記実施形態のようにトラバース幅は一定としフリーレングスＦＬと綾角ＷＡ（即ち、トラバース速度）を変更することで巻き幅を変える場合と、を比較すると、後者は、トラバース幅があくまで一定であることから弾性糸のような糸種でもスムーズに巻き取ることができ、しかも、端面の仕上がりも良好となる。

以上に本発明の好適な実施形態を説明したが、上記の実施形態は以下のように変更して実施することができる。

上記第二実施形態において、図１３に示すように、フリーレングスＦＬの増減の折り返し地点と、綾角ＷＡの増減の折り返し地点と、は共にパッケージ４の巻取径ＤがＤ２となったときとした。しかし、これに代えて、フリーレングスＦＬの増減の折り返し地点と、綾角ＷＡの増減の折り返し地点と、を時間軸でずらしてもよい。

また、上記第二実施形態において、図１３に示すように、綾角ＷＡは、巻き取りの開始時点と終了時点で共にＷＡ１とした。しかし、開始時点における綾角ＷＡと終了時点における綾角ＷＡとを同じ値にするのに代えて、異なる値としてもよい。

１ ワインダー
２ 弾性糸
４ パッケージ
７ トラバース装置
８ コンタクトローラ
８０ 制御部

Claims (5)

1. パッケージを形成する糸条巻取機であって、
   パッケージ形成中に前記パッケージに接触するコンタクトローラと、
   前記コンタクトローラに対して糸条の走行方向の上流側に配置されるトラバース装置と、
   前記パッケージ形成中に、前記コンタクトローラと前記トラバース装置との間にある前記糸条のフリーレングスを変更可能なフリーレングス変更手段と、
   前記パッケージの巻き始めでは前記フリーレングスを増加させ、その後、巻き終わりにかけて前記フリーレングスを減少させるように前記フリーレングス変更手段を制御する制御手段と、
   を備えることを特徴とする糸条巻取機。
2. 請求項１に記載の糸条巻取機であって、
   綾角を変更可能な綾角変更手段を更に備え、
   前記制御手段は、前記パッケージの巻き始めでは前記綾角を増加させ、その後、巻き終わりにかけて前記綾角を減少させるように前記綾角変更手段を制御する、
   ことを特徴とする糸条巻取機。
3. パッケージ形成中にパッケージに接触するコンタクトローラと、前記コンタクトローラに対して糸条の走行方向の上流側に配置されるトラバース装置と、を用いてパッケージを形成する糸条巻取方法であって、
   前記コンタクトローラと前記トラバース装置との間にある前記糸条のフリーレングスを、前記パッケージの巻き始めでは増加させ、その後、巻き終わりにかけて減少させる、
   ことを特徴とする糸条巻取方法。
4. 請求項３に記載の糸条巻取方法であって、
   綾角を、前記パッケージの巻き始めでは増加させ、その後、巻き終わりにかけて減少させる、
   ことを特徴とする糸条巻取方法。
5. 請求項３又は４に記載の糸条巻取方法であって、
   前記糸条は弾性糸とする、
   ことを特徴とする糸条巻取方法。

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