JP5860348B2 - 紡糸巻取機 - Google Patents

Description

本発明は、紡糸装置から紡出された複数の糸を巻取る紡糸巻取機に関する。

従来から、紡糸装置から紡出された複数の糸を複数のボビンにそれぞれ巻取って、複数のパッケージを形成する巻取機（紡糸巻取機）が知られている。特許文献１では、まず、紡糸装置からそれぞれ紡出された複数の糸がゴデットローラを経て、巻取機に送られる。巻取機は、複数のボビンが装着される巻取軸と、ゴデットローラから送られてきた複数の糸を複数のボビンにそれぞれ案内（分配）する複数の案内ローラと、複数のボビンに巻取られる複数の糸を、それぞれボビンの軸方向に綾振りする綾振り手段等を備えている。各案内ローラを経てボビンに送られてきた糸が、綾振り手段によって綾振りされつつ巻取軸に装着されたボビンに巻取られることで、パッケージが形成される。

複数の糸の各々を各ボビンに案内する案内ローラは、接触する糸の走行に応じて従動回転するローラである。ここで、一般に、ゴデットローラからボビンまでの糸道において糸の屈曲角が大きいと糸に与えられるダメージが大きくなり、糸品質が低下する。しかし、上記のように従動回転する案内ローラを用いて糸を屈曲させることで、大きな角度で屈曲させても糸に与えるダメージは小さくなる。

また、特許文献２には、上記特許文献１と同様の紡糸巻取機であって、複数の案内ローラ（分配ローラ）が、それぞれ、モータによって駆動される駆動モータである構成が開示されている。

特表２００８−５３１４３８号公報 特開２０１１−２５６４６６号公報

特許文献１のように、案内ローラを、糸の走行に応じて従動回転するローラとすることによって、糸道が屈曲することによる糸へのダメージは低減されるが、下記の理由から、ダメージ低減効果は必ずしも十分とは言えない。糸の走行に応じて案内ローラを従動回転させるには、この案内ローラに作用する空気抵抗に打ち勝つだけの力を、走行する糸から案内ローラに与える必要がある。その際に、糸に負担がかかって張力変動が生じ、糸品質が低下する。また、糸の張力変動に起因してパッケージの巻き形状が悪くなるという問題もある。尚、糸の巻取速度が高くなるほど、案内ローラに作用する空気抵抗が大きくなるため、糸品質への影響は大きくなる。さらに、糸による案内ローラの駆動力が不足するため、糸の速度に比べて案内ローラの表面速度が遅くなる。このため、糸による案内ローラの表面の摩耗が大きくなるという問題がある。

この点に関して、特許文献２のように、モータ等の駆動源によって空気抵抗に打ち勝つだけの駆動力を案内ローラに与え、案内ローラを積極的に回転駆動すれば、上記問題は解決される。しかし、巻取機に糸掛けを行う際の、案内ローラへの糸掛け作業、あるいは、案内ローラの清掃や交換等のメンテナンス等の各種作業の作業性向上のため、複数の案内ローラを、糸巻取時の位置からオペレータが作業しやすい位置まで移動させることが可能に構成されていることが好ましい。その際に、上記のように複数の案内ローラがモータ等で駆動される構成では、複数の案内ローラとともにモータ等の駆動源をも移動させる必要が生じる。そのため、移動重量が大きくなって、その移動のための装置構成が大掛かりなものとなるし、オペレータが手動で移動させる場合の作業負担も大きい。

本発明の目的は、複数の案内ローラをそれぞれ積極的に回転駆動する構成を採用しつつ、糸掛け作業等の際に複数の案内ローラを容易に移動させることのできる、紡糸巻取機を提供することである。

課題を解決するための手段及び発明の効果

第１の発明の紡糸巻取機は、その軸方向に並べて複数のボビンが装着され、紡糸装置から紡出された複数の糸を前記複数のボビンにそれぞれ巻取る巻取軸と、前記複数の糸を前記複数のボビンにそれぞれ案内する複数の案内ローラと、前記複数の案内ローラをそれぞれ駆動するローラ駆動部と、を備え、前記複数の案内ローラは前記ローラ駆動部に切り離し可能に連結されており、前記ローラ駆動部から分離して移動可能であることを特徴とするものである。

本発明によれば、ローラ駆動部により、空気抵抗に打ち勝つだけの駆動力を案内ローラに与えて、案内ローラを積極的に駆動するため、案内ローラを通過する際に糸に負担がかからず、糸へのダメージが非常に小さくなる。これに加えて、本発明では、複数の案内ローラは、ローラ駆動部に切り離し可能に連結されているため、糸掛けやメンテナンス等の作業を行う際に、複数の案内ローラを、ローラ駆動部から分離して、作業を行いやすい所定位置まで移動させることができる。この場合、移動する構成にローラ駆動部が含まれない分、移動重量が小さくなるため、複数の案内ローラを移動させるためのガイド等の構成が簡単なもので済む。また、オペレータによる案内ローラの移動作業が容易になる。

第２の発明の紡糸巻取機は、前記第１の発明において、前記複数の案内ローラは、前記ローラ駆動部に対して、前記巻取軸の軸方向に移動可能であることを特徴とするものである。

本発明では、複数の案内ローラを巻取軸の軸方向に沿って引き出すことができるため、複数の案内ローラへの糸掛け等の作業を行うことが容易になる。

第３の発明の紡糸巻取機は、前記第２の発明において、前記複数の案内ローラは、前記巻取軸の軸方向に並べて配列され、且つ、その配列方向に沿って前記ローラ駆動部から分離して引き出され、前記複数の案内ローラのそれぞれと前記ローラ駆動部との連結位置は、前記案内ローラが引き出し側にあるほど、前記案内ローラから前記案内ローラの軸方向に離れていることを特徴とするものである。

本発明によれば、複数の案内ローラをローラ駆動部から分離して引き出す際に、移動する案内ローラと、これよりも引き出し側に位置する他の案内ローラと連結される、ローラ駆動部の連結部とが干渉することが確実に防止される。

第４の発明の紡糸巻取機は、前記第１〜第３の何れかの発明において、前記巻取軸による糸の巻取速度が、４０００ｍ／ｍｉｎ以上であることを特徴とするものである。

糸の巻取速度が４０００ｍ／ｍｉｎ以上となると、案内ローラの空気抵抗がかなり大きくなり、従動回転ローラでは糸に大きな張力変動が生じる。この点、本発明では、案内ローラはローラ駆動部によって積極的に回転駆動されることから、巻取速度が大きい場合でも糸に張力変動がほとんど生じない。

第５の発明の紡糸巻取機は、前記第１〜第４の何れかの発明において、前記複数の案内ローラと前記ローラ駆動部とが、マグネットカップリングによって非接触で動力伝達可能に連結されていることを特徴とするものである。

本発明によれば、複数の案内ローラとローラ駆動部とが、マグネットカップリングによって非接触で連結されているため、糸掛け等の作業を行う際に、複数の案内ローラをローラ駆動部から簡単に切り離して移動させることができる。

本実施形態に係る紡糸巻取機の側面図である。 紡糸巻取機の正面図である 糸巻取時におけるローラユニットとその周辺構成を上方から見た図である。 ローラユニットの断面図である。 案内ローラ引き出し時における、ローラユニットとその周辺構成を上方から見た図である。 変更形態のローラユニットとその周辺構成を上方から見た図である。 別の変更形態のローラユニットとその周辺構成を上方から見た図であり、（ａ）は糸巻取時の状態、（ｂ）は案内ローラ引き出し時の状態をそれぞれ示す。

次に、本発明の実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係る紡糸巻取機の側面図である。図２は、紡糸巻取機の正面図である。尚、以下では、図１、図２に示されるように前後方向、左右方向及び上下方向を規定した上で、これらの方向語を適宜使用して説明を行う。

図１、図２に示される紡糸巻取機１は、上方に位置する紡糸装置２から連続的に紡出される複数の糸Ｙを、複数のボビンＢにそれぞれ巻取って複数のパッケージＰを形成する。尚、図２に二点鎖線で示されるように、複数の紡糸巻取機１が左右方向に並べて配置されている。オペレータは、各紡糸巻取機１に対して、その前方（図２の紙面手前側）から、装置各部への糸掛け作業や、ボビンホルダ７へのボビンＢの装着作業、あるいは、清掃や部品交換などのメンテナンスといった各種作業を行う。

紡糸巻取機１は、紡糸装置２から紡出された複数の糸Ｙを引き取る２つのゴデットローラ１１，１２と、ゴデットローラ１１，１２から送られてきた複数の糸Ｙを巻取る巻取装置３とを備えている。

図２に示すように、巻取装置３の左側にフレーム１４が隣接して配置されている。２つのゴデットローラ１１，１２はフレーム１４に取り付けられたローラ保持体１６に回転自在に支持された上で、巻取装置３の前端部の上方に配置されている。ゴデットローラ１２は、ゴデットローラ１１よりも後方であって、且つ、ゴデットローラ１１よりも高い位置に配置されている。２つのゴデットローラ１１，１２は、それぞれ、図示しないモータによって駆動される駆動ローラであり、紡糸装置２から引き取った複数の糸Ｙを巻取装置３へ送る。

図１に示すように、フレーム１４には、複数の案内ローラ１３が前後方向に並べて設けられている。複数の案内ローラ１３は、ゴデットローラ１２から並列して送られてきた複数の糸をそれぞれ屈曲させることによって糸道を変更させて、巻取装置３の複数のボビンＢに案内（分配）するためのものである。案内ローラ１３の詳細については後ほど詳しく説明する。また、各案内ローラ１３の近傍には、後述する巻取装置３において糸ＹをトラバースさせながらボビンＢに巻取る際のトラバース支点となる、支点ガイド１７が設けられている。

巻取装置３は、巻取装置本体５と、巻取装置本体５に回転可能に設けられた円板状のターレット６と、複数のボビンＢがその軸方向に沿って装着される２本のボビンホルダ７と、複数のボビンＢに巻取られる複数の糸Ｙをそれぞれ綾振りする複数のトラバースガイド８と、ボビンホルダ７に装着された複数のボビンＢ（又はパッケージＰ）に接触するコンタクトローラ９等を備えている。

２本のボビンホルダ７は、それらの軸方向が前後方向となる状態で、それぞれ、後方のターレット６に回転可能に支持されている。２本のボビンホルダ７は、それぞれモータ（図示省略）によって回転駆動される。各ボビンホルダ７が回転すると、このボビンホルダ７に装着された複数のボビンＢも、ボビンホルダ７と一体的に回転する。また、２本のボビンホルダ７を支持するターレット６が回転することにより、２本のボビンホルダ７の位置を、巻取位置（図１の上方の位置）と退避位置（図１の下方の位置）との間で切り換える。

複数の糸Ｙの各々は、対応する案内ローラ１３、支点ガイド１７、及び、トラバースガイド８を経由してボビンＢに送られる。そして、糸Ｙは、トラバースガイド８によって支点ガイド１７を中心にボビンＢの軸方向にトラバースされながら、巻取位置にあるボビンホルダ７に装着された複数のボビンＢにそれぞれ巻取られる。これにより、上記複数のボビンＢに複数のパッケージＰがそれぞれ形成されていく。また、上述の糸巻取中には、コンタクトローラ９が、パッケージＰの外周面に接触して所定の接圧を付与しながら回転することで、パッケージＰの形状が整えられる。

次に、複数の糸Ｙを複数のボビンＢにそれぞれ案内する複数の案内ローラ１３について詳細に説明する。図１に示すように、フレーム１４には、前後方向に長く延びるローラ支持体１８が、上下２つのガイド１９，２０を介して前後方向（案内ローラ１３の配列方向）にスライド移動可能に取り付けられている。ローラ支持体１８には、複数の案内ローラ１３をそれぞれ含む複数のローラユニット２１が取り付けられている。また、ローラ支持体１８には、複数の支点ガイド１７も取り付けられており、複数の支点ガイド１７は複数のローラユニット２１とともに一体的に移動可能である。

図３は、ローラユニットとその周辺構成を上方から見た図である。但し、図３において、ローラユニット２１は断面図で示している。また、図４は、ローラユニットの断面図である。各ローラユニット２１は、案内ローラ１３と、この案内ローラ１３を回転自在に保持する筒状のホルダ２２を有する。

案内ローラ１３はほぼ円板状に形成され、その外周部の側面に形成された断面Ｖ字状の溝に糸Ｙが巻掛けられる。この案内ローラ１３には回転軸２３が連結されている。回転軸２３は、ホルダ２２内において軸受２７，２８で支持されており、ホルダ２２に対して回転可能である。ホルダ２２は、ローラ支持体１８に形成された装着孔１８ａに嵌入されることによって、ローラ支持体１８に固定されている。

また、フレーム１４には、複数の案内ローラ１３をそれぞれ回転駆動する複数のモータ２４（ローラ駆動部）が設けられている。詳細には、図３に示すように、ローラ支持体１８の左側に、フレーム１４に固定されたモータ支持体２５が配置され、このモータ支持体２５に、複数のモータ２４がそれぞれ取り付けられている。モータ２４により、空気抵抗に打ち勝つだけの駆動力を案内ローラ１３に与えることができる。従って、案内ローラ１３が、糸Ｙの走行に伴って従動回転するローラである場合とは異なり、案内ローラ１３を通過する際に糸Ｙに負担がかからず、糸Ｙへのダメージが非常に小さくなる。特に、巻取装置３（ボビンホルダ７）の糸Ｙの巻取速度が高い場合（例えば、４０００ｍ／ｍｉｎ以上）には、案内ローラ１３に作用する空気抵抗が非常に大きくなるが、そのような場合でも、上記空気抵抗に打ち勝つだけの駆動力をモータ２４で与えてやることで、糸Ｙへのダメージをほとんど無くすことができる。

ところで、本実施形態では、案内ローラ１３の回転軸２３とモータ２４の出力軸２４ａとが、切り離し可能に連結されている。具体的には、マグネットカップリング３０によって、案内ローラ１３とモータ２４とが非接触で動力伝達可能に連結されている。マグネットカップリング３０は、回転軸２３と出力軸２４ａにそれぞれ取り付けられて、所定の隙間を空けて相対向する一対の連結部３１，３２を有する。一対の連結部３１，３２のそれぞれの対向面には磁石が設けられており、これら一対の連結部３１，３２間に発生する磁力によって、非接触状態で、モータ２４の動力（トルク）を案内ローラ１３に伝達する。

次に、上記の巻取装置３への糸掛け作業について説明する。まず、オペレータは、巻取装置３の前端部上方に位置するゴデットローラ１２から送り出される複数の糸Ｙを、サクションガンで吸引して引き取る。そして、サクションガンを手で操作しつつ、複数の糸Ｙの各々を、対応する案内ローラ１３及び支点ガイド１７に掛けていく。

ところで、図２に示すように、本実施形態では複数の紡糸巻取機１が左右方向に並んでおり、隣接する紡糸巻取機１の間には、オペレータが作業するためのスペースはほとんどない。そのため、オペレータは、糸掛け等の各種作業を、紡糸巻取機１に対して前後方向から行う必要がある。

そこで、案内ローラ１３及び支点ガイド１７への糸掛けを行いやすくなるように、オペレータは、案内ローラ１３及び支点ガイド１７を前方へ引き出す。図５は、案内ローラ引き出し時における、ローラユニットとその周辺構成を上方から見た図である。

上述したように、複数の案内ローラ１３及び支点ガイド１７を支持するローラ支持体１８は、フレーム１４に対して前後方向（複数の案内ローラ１３の配列方向）に移動可能である。複数の案内ローラ１３が、糸巻取時の位置（図１の実線で示す、複数のボビンＢの直上の位置）にある状態から、図５のように、ローラ支持体１８を前方に引き出すことで、複数の案内ローラ１３及び複数の支点ガイド１７を引き出し位置（図１に二点鎖線で示す）まで移動させる。これにより、紡糸巻取機１の前方に位置するオペレータが、サクションガンを操作して複数の案内ローラ１３及び複数の支点ガイド１７へ糸Ｙを掛ける作業が容易になる。

ここで、複数の案内ローラ１３のそれぞれについて、案内ローラ１３側の連結部３１とモータ２４側の連結部３２とが、非接触状態で動力伝達可能に連結されていることから、ローラ支持体１８を前方に引き出すことによって一対の連結部３１，３２の位置が前後にずれて、案内ローラ１３とモータ２４とが簡単に切り離される。

ここで、各案内ローラ１３は、前方へ引き出された状態ではモータ２４から切り離されており、糸Ｙの走行に伴って案内ローラ１３は従動回転する状態となる。そのため、案内ローラ１３に糸Ｙが掛けられたときに、糸Ｙが案内ローラ１３を回転させようとする分、糸Ｙに負担がかかって張力変動が生じる。あるいは、案内ローラ１３に作用する空気抵抗により案内ローラ１３の表面速度が糸Ｙの速度よりも遅くなり、案内ローラ１３の表面と糸Ｙの間で摩擦が生じ、糸Ｙおよび案内ローラ１３の表面がダメージを受けることが懸念される。

しかし、各案内ローラ１３が従動回転となるのは糸掛けの前だけであり、糸Ｙはサクションガンで吸引されて廃棄されるため、この状態で糸品質が低下することはない。

さらに、糸掛け時における糸Ｙの走行速度が速いと、サクションガンを操作して糸掛けする際に、サクションガンで糸を確実に吸引しておくことが難しくなり、巻取機１への糸掛けが困難になる。そのため、糸掛け時では、糸巻取時よりもゴデットローラ１１，１２の糸送り速度を下げて、糸Ｙの走行速度を遅くして巻取機１へ糸Ｙを掛けた後に生産速度まで加速することが行われている。

一般に回転による空気抵抗は速度の３乗に比例するため、糸掛け時の速度を糸巻取時に比べてわずかに下げるだけで、案内ローラ１３に作用する空気抵抗が、糸巻取時と比べてかなり小さくなることができる。従って、案内ローラ１３が糸Ｙの走行によって従動回転する状況ではあっても、案内ローラ１３は糸Ｙにより十分加速することができ、案内ローラ１３の表面へのダメージを小さくすることができる。

複数の案内ローラ１３及び複数の支点ガイド１７に、複数の糸Ｙをそれぞれ掛け終えたら、オペレータがローラ支持体１８を後方へ押し込むことにより、複数の案内ローラ１３及び複数の支点ガイド１７を糸巻取時の位置に戻す。このとき、図３に示すように、各案内ローラ１３の回転軸２３と対応するモータ２４の出力軸２４ａとが、マグネットカップリング３０によって動力伝達可能に連結されるため、案内ローラ１３がモータ２４に回転駆動される状態となる。

尚、以上は案内ローラ１３への糸掛け作業を行う場合であるが、案内ローラ１３の清掃や交換等のメンテナンス作業を行う場合においても、複数の案内ローラ１３を手前側（前方）へ引き出してもよい。

以上説明したように、本実施形態では、複数の案内ローラ１３が、複数のモータ２４とそれぞれ切り離し可能に連結されている。そのため、案内ローラ１３に対して、糸掛けやメンテナンス等の作業を行う際に、複数の案内ローラ１３を、モータ２４から分離してボビンホルダ７の軸方向に沿って引き出すことができる。その際、移動する構成にモータ２４が含まれていない分、移動重量が小さくなるため、複数の案内ローラ１３を前後に移動させるためのガイド１９，２０（図１参照）等の構成が簡単なもので済む。また、オペレータによる案内ローラ１３の引き出し作業が容易になる。

また、特に、本実施形態では、複数の案内ローラ１３と複数のモータ２４とが、マグネットカップリング３０によって非接触で連結されているため、糸掛け等の作業を行う際に、複数の案内ローラ１３をモータ２４から簡単に切り離して移動させることができる。

次に、前記実施形態に種々の変更を加えた変更形態について説明する。但し、前記実施形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。

１］前記実施形態では、複数の案内ローラ１３がそれぞれ対応する複数のモータ２４によって駆動される構成であったが、１つのモータによって複数の案内ローラが駆動される構成であってもよい。例えば、図６では、複数の案内ローラ１３とマグネットカップリング３０によってそれぞれ連結される複数のローラ駆動プーリ３５、モータ２４に直結されたモータプーリ３６、及び、従動プーリ３７が設けられている。また、プーリ３５，３６にわたって、エンドレスのベルト３８が巻掛けられている。そして、１つのモータ２４から、ベルト３８を介して複数のモータ駆動プーリ３５に動力が伝達されることで、複数の案内ローラ１３が同時に回転駆動される。

２］前記実施形態では、図３、図５に示すように、案内ローラ１３側の連結部３１とモータ２４側の連結部３２との連結位置が、案内ローラ１３の配列方向に平行な同一平面上に位置していた。これに対し、図７に示すように、案内ローラが引き出し側（前方）にあるほど、前記連結位置（二点鎖線で示す）が案内ローラ１３から離れている構成を採用してもよい。図７では、隣接する案内ローラ１３間で、前記連結位置が、案内ローラ１３の軸方向にａだけずれている。この構成では、糸掛け等の作業のために複数の案内ローラ１３を複数のモータ２４からそれぞれから分離して前方に引き出す際に、各案内ローラ１３側の連結部３１と、これよりも引き出し側に位置する他の案内ローラ１３と連結される、モータ２４側の連結部３２とが干渉することが確実に防止される。

３］案内ローラ１３とモータ２４とを切り離し可能に連結する手段は、前記実施形態のマグネットカップリング３０には限られない。例えば、公知のメカニカルクラッチによって、案内ローラ１３とモータ２４とが連結されてもよい。

４］前記実施形態では、複数の案内ローラ１３を、モータ２４から切り離して、ボビンホルダ７（巻取軸）の軸方向に沿って移動させる構成であったが、複数の案内ローラ１３の移動方向については特に限定されない。即ち、オペレータが作業する位置に応じて、複数の案内ローラ１３の移動方向を適宜設定できる。

５］前記実施形態では、複数の案内ローラ１３を移動させる際にそれらの配列ピッチが変化しない構成となっているが、例えば、特開６０−１８３４７１号公報に記載の綾振り支点ガイドのように、引き出したときに複数の案内ローラ１３のピッチが狭められる構成であってもよい。

６］前記実施形態では、案内ローラ１３とは別に、支点ガイド１７が設けられていたが、案内ローラ１３に支点ガイド１７の機能を持たせて、支点ガイド１７を省略することもできる。

１ 紡糸巻取機
２ 特許文献
２ 紡糸装置
７ ボビンホルダ
１３ 案内ローラ
２４ モータ
３０ マグネットカップリング
Ｂ ボビン

Claims (5)

1. その軸方向に並べて複数のボビンが装着され、紡糸装置から紡出された複数の糸を前記複数のボビンにそれぞれ巻取る巻取軸と、
   前記複数の糸を前記複数のボビンにそれぞれ案内する複数の案内ローラと、
   前記複数の案内ローラをそれぞれ駆動するローラ駆動部と、を備え、
   前記複数の案内ローラは前記ローラ駆動部に切り離し可能に連結されており、前記ローラ駆動部から分離して移動可能であることを特徴とする紡糸巻取機。
2. 前記複数の案内ローラは、前記ローラ駆動部に対して、前記巻取軸の軸方向に移動可能であることを特徴とする請求項１に記載の紡糸巻取機。
3. 前記複数の案内ローラは、前記巻取軸の軸方向に並べて配列され、且つ、その配列方向に沿って前記ローラ駆動部から分離して引き出され、
   前記複数の案内ローラのそれぞれと前記ローラ駆動部との連結位置は、前記案内ローラが引き出し側にあるほど、前記案内ローラから前記案内ローラの軸方向に離れていることを特徴とする請求項２に記載の紡糸巻取機。
4. 前記巻取軸による糸の巻取速度が、４０００ｍ／ｍｉｎ以上であることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の紡糸巻取機。
5. 前記複数の案内ローラと前記ローラ駆動部とが、マグネットカップリングによって非接触で動力伝達可能に連結されていることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の紡糸巻取機。

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