JP6838944B2

JP6838944B2 - ワインディング装置及びワインディング方法

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Publication number: JP6838944B2
Application number: JP2016224771A
Authority: JP
Inventors: 聡子本江; 宏樹近藤
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2016-11-18
Filing date: 2016-11-18
Publication date: 2021-03-03
Anticipated expiration: 2036-11-18
Also published as: JP2018080040A

Description

本発明は、ワインディング装置及びワインディング方法に関する。

従来、繊維に対するメッキ濡れ性を向上させて繊維に良好にメッキを施すため、メッキ処理に先だって繊維を超臨界状態の二酸化炭素雰囲気に曝すことが提案されている（例えば特許文献１参照）。このような超臨界状態の二酸化炭素雰囲気に曝す工程において、繊維はボビンに巻かれた状態で超臨界状態の二酸化炭素雰囲気に曝される。このとき、ボビンに対して繊維が強く巻かれ過ぎていると超臨界状態の二酸化炭素が繊維に浸透し難くなることから、ボビンに巻かれる繊維を緩く巻き直すワインディング工程が実施されることがある（例えば特許文献２〜６参照）。

特開２０１２−１４４７６２号公報特開２００５−８９１６１号公報特開２００５−３５７０３号公報特開２００４−１６８４６６号公報特開２００７−１８５９３０号公報特開２００４−２１７３１５号公報

ワインディングを行う装置は、例えば、第１のボビンに巻かれる繊維を送り出す繊維供給部と、送り出された繊維を第２のボビンで巻き取る繊維巻取部とを備え、繊維巻取部における繊維の巻取速度を調整することで、繊維供給部から送り出された繊維を緩く巻き直すようにしている。また、ワインディング装置は、繊維供給部と繊維巻取部との間において、繊維の弛みを吸収する弛み吸収部とを備えている。弛み吸収部は、例えば繊維供給ローラと、ベアリングローラとの２種類のローラからなり、繊維供給部からの繊維は繊維供給ローラを介してベアリングローラに至り、ベアリングローラを介して再度繊維供給ローラに巻かれた後に繊維巻取部に至る。このように、弛み吸収部では、繊維供給ローラとベアリングローラを利用した１周巻きを行うことで、繊維の弛みを吸収するようになっている。

ここで、繊維供給部から送り出される繊維は、張力が変動することから、弛み吸収部に対して張力が高まったり低まったりすることとなり、この繰り返しによって繊維が弛み吸収部のローラに強く押し付けられたり緩められたりして、繊維毛羽が発生する原因の１つとなっていた。

このようにして発生した毛羽は、後のメッキ工程においてより大きく（長く）なってしまう傾向があり、このような状態のメッキ繊維（メッキが施された繊維）に対して絶縁体を被覆しても被覆部に毛羽が入り込んで耐電圧の低下を招いてしまう可能性があった。

本発明はこのような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、毛羽の発生を抑えることが可能なワインディング装置及びワインディング方法を提供することにある。

本発明のワインディング装置は、第１のボビンに巻かれる繊維を送り出す繊維供給部と、送り出された繊維を第２のボビンで巻き取る繊維巻取部と、前記繊維供給部と前記繊維巻取部との間に設けられ、前記繊維供給部による繊維供給速度と前記繊維巻取部による繊維巻取速度との関係から生じる繊維の弛みを吸収する弛み吸収部と、を備え、前記繊維供給部は、支点を中心に揺動可能であると共に一端側と他端側との双方にローラを有した張力アームと、前記第１のボビンを回転駆動させるメインローラと、動摩擦係数が０．１以上０．４以下の素材からなるブレーキバンドと、を有し、前記張力アームにおける前記支点よりも前記一端側のローラ側の部位と前記ブレーキバンドの一端とが接続されると共に、固定箇所と前記ブレーキバンドの他端とが接続され、前記繊維の張力が高い場合には、前記張力アームの前記一端側の動作により前記メインローラに対する前記ブレーキバンドの接触力を低め、前記メインローラの回転速度を上昇させて前記繊維の張力を低めさせ、前記繊維の張力が低い場合には、前記張力アームの前記一端側の動作により前記メインローラに対する前記ブレーキバンドの接触力を高め、前記メインローラの回転速度を低下させて前記繊維の張力を高めさせ、前記繊維供給部から前記弛み吸収部までの繊維の張力のバラツキを１３ｃＮ以下に抑える、ことを特徴とする。

本発明のワインディング装置によるワインディング方法は、第１のボビンに巻かれる繊維を送り出す繊維供給部と、送り出された繊維を第２のボビンで巻き取る繊維巻取部と、前記繊維供給部と前記繊維巻取部との間に設けられ、前記繊維供給部による繊維供給速度と前記繊維巻取部による繊維巻取速度との関係から生じる繊維の弛みを吸収する弛み吸収部と、を備え、前記繊維供給部は、支点を中心に揺動可能であると共に一端側と他端側との双方にローラを有した張力アームと、前記第１のボビンを回転駆動させるメインローラと、動摩擦係数が０．１以上０．４以下の素材からなるブレーキバンドと、を有し、前記張力アームにおける前記支点よりも前記一端側のローラ側の部位と前記ブレーキバンドの一端とが接続されると共に、固定箇所と前記ブレーキバンドの他端とが接続されたワインディング装置によるワインディング方法において、前記繊維の張力が高い場合には、前記張力アームの前記一端側の動作により前記メインローラに対する前記ブレーキバンドの接触力を低め、前記メインローラの回転速度を上昇させて前記繊維の張力を低めさせ、前記繊維の張力が低い場合には、前記張力アームの前記一端側の動作により前記メインローラに対する前記ブレーキバンドの接触力を高め、前記メインローラの回転速度を低下させて前記繊維の張力を高めさせ、前記繊維供給部から前記弛み吸収部までの繊維の張力のバラツキを１３ｃＮ以下に抑える、ことを特徴とする。

これらによれば、繊維供給部から弛み吸収部までの繊維の張力のバラツキを１３ｃＮ以下に抑えるため、繊維が弛み吸収部に押し付けられたり緩められたりする強さが弱まり毛羽の発生量を減少させることができる。従って、毛羽の発生を抑えることができる。
このワインディング装置によれば、動摩擦係数が０．１以上０．４以下のブレーキバンドを用いることにより、従来よりも動摩擦係数の小さい部材をブレーキバンドに用いることとなり、ブレーキが緩く掛かるようにして、張力の一定化の効果を高めてバラツキを１３ｃＮ以下とすることに貢献することができる。

また、本発明のワインディング装置において、第１ばね部材と、第２ばね部材と、を備え、前記第１ばね部材の一端が、前記張力アームにおける前記支点よりも前記一端側のローラ側の部位に接続され、前記第１ばね部材の他端が、前記ブレーキバンドの一端に接続され、前記第２ばね部材の一端が、前記張力アームにおける前記支点よりも前記他端側のローラ側の部位に接続され、前記第２ばね部材の他端が、前記固定箇所に接続され、前記第１ばね部材と前記第２ばね部材とを利用して前記張力アームを揺動させる、ことが好ましい。なお、前記張力アームの揺動によって、前記張力アームの前記一端側のローラから前記他端側のローラを介して前記弛み吸収部に送り出される繊維の張力の一定化を行う。

本発明によれば、毛羽の発生を抑えることが可能なワインディング装置及びワインディング方法を提供することができる。

本発明の実施形態に係るワインディング装置を示す概略図である。繊維供給部の詳細を示す側面図である。図２に示したメインローラ、バー及びガイドローラの側面図である。図３に示した構成のうちバーが無い場合の側面図である。図１に示した弛み吸収部の上方斜視図である。実施例及び比較例を示す図である。繊維を構成する多数本の細線が絡まって塊となった毛羽を示す拡大図である。繊維を構成する多数本の細線の表面が削れてカンナ屑のようになった毛羽を示す拡大図である。

以下、本発明を好適な実施形態に沿って説明する。なお、本発明は以下に示す実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。また、以下に示す実施形態においては、一部構成の図示や説明を省略している箇所があるが、省略された技術の詳細については、以下に説明する内容と矛盾が生じない範囲内において、適宜公知又は周知の技術が適用されていることはいうまでもない。

図１は、本発明の実施形態に係るワインディング装置を示す概略図である。図１に示すようにワインディング装置１は、繊維供給部１０と、繊維巻取部２０と、弛み吸収部３０とを備え、繊維供給部１０からの繊維Ｆを弛み吸収部３０を介して繊維巻取部２０に送り、繊維巻取部２０にて繊維Ｆを巻き取るものである。本実施形態に係るワインディング装置１は、上記構成１０，２０，３０が壁面Ｗに取り付けられており、繊維供給部１０による繊維供給速度と繊維巻取部２０による繊維巻取速度との調整によって、繊維供給部１０側の第１のボビン（後述の符号Ｂ１）に巻かれる繊維Ｆを一度解き、繊維巻取部２０側の第２のボビンＢ２に対して緩く巻き付けるようにしている。

弛み吸収部３０は、繊維供給部１０と繊維巻取部２０との間に設けられ、繊維供給部１０による繊維供給速度と繊維巻取部２０による繊維巻取速度との関係から生じる繊維Ｆの弛みを吸収するものである。この弛み吸収部３０は、繊維供給ローラ３１と、ベアリングローラ３２とを備えている。繊維供給ローラ３１は、弛み吸収部３０のメインローラであり、ベアリングローラ３２は繊維供給ローラ３１に隣接配置されるローラであり例えば繊維供給ローラ３１よりローラ径が小さいものである。

繊維Ｆは、繊維供給部１０から繊維供給ローラ３１に至り、繊維供給ローラ３１とベアリングローラ３２との双方に対して一括して少なくとも１周巻きされた後に、繊維巻取部２０に至る。すなわち、一括した１周巻きの場合、繊維供給部１０からの繊維Ｆは、繊維供給ローラ３１に所定量（約半周）巻き回されてベアリングローラ３２に至り、ベアリングローラ３２においても所定量（約半周）巻き回されて再度繊維供給ローラ３１に至る。そして、再度繊維供給ローラ３１に所定量（約半周）巻き回された後に、繊維巻取部２０に至る。このように、繊維Ｆは、弛み吸収部３０において異なるローラ３１，３２間で１周巻きされる。これにより、繊維Ｆに弛みが発生したとしても、弛み部分を異なるローラ３１，３２間に位置させることができ、弛みを吸収することができる。

さらに、ワインディング装置１は、制御器４０と、センサ５１，５２とを備えている。制御器４０は、ワインディング装置１の全体を制御するものであり、センサ５１，５２からの信号に基づいて繊維供給部１０と繊維巻取部２０との制御を行う。具体的に本実施形態において制御器４０は、第１のボビン（後述の符号Ｂ１）の回転速度を略一定とする制御を行うと共に、第２のボビンＢ２の回転速度を調整することで、第１のボビン（後述の符号Ｂ１）よりも第２のボビンＢ２に繊維Ｆを緩く巻くようにする。

第１センサ５１は、壁面Ｗに取り付けられ、弛み吸収部３０から繊維巻取部２０の間において、繊維Ｆの有無を検出するものである。第２センサ５２は、壁面Ｗに取り付けられ、弛み吸収部３０から繊維巻取部２０の間における繊維Ｆの張力を測定するものである。制御器４０は、第１センサ５１により繊維Ｆの存在が検出される場合に、第２センサ５２により検出される張力に基づいて第２のボビンＢ２の回転速度（繊維巻取速度）を調整することとなる。

図２は、繊維供給部１０の詳細を示す側面図である。図２に示すように、繊維供給部１０は、メインローラ１１と、バー１２と、ガイドローラ１３と、張力アーム１４と、第１ばね部材１５と、接続部材１６と、ブレーキバンド１７と、第２ばね部材１８と、ベアリングローラ１９とを備えている。

メインローラ１１は、第１のボビンＢ１が取り付けられ、制御器４０によって回転制御されるものである。メインローラ１１は、回転制御されることで、第１のボビンＢ１を回転駆動させる。バー１２は、メインローラ１１から所定方向（本実施形態においては下方）に所定距離だけ離れて配置された棒状部材である。ガイドローラ１３は、バー１２から特定方向（本実施形態においては下方）に特定距離だけ離れて配置されたローラである。

第１のボビンＢ１の繊維Ｆは、メインローラ１１から送り出される構成となっており、送り出された繊維Ｆは、まずバー１２に対して引っ掛けられた後に、再度メインローラ１１に戻る。メインローラ１１に戻された繊維Ｆは、ガイドローラ１３に送り出された後に、張力アーム１４に送り出される。

ここで、本実施形態において繊維供給部１０はバー１２を備え、繊維Ｆを、メインローラ１１及びバー１２に対して一括して一周巻きした後にガイドローラ１３に送り出すことで、第１のボビンＢ１からの送り出し位置の変動による繊維Ｆの長さによる張力変化を抑えるようにしている。

図３は、図２に示したメインローラ１１、バー１２及びガイドローラ１３の側面図である。図３に示すように、メインローラ１１、バー１２、メインローラ１１及びガイドローラ１３の順に繊維Ｆを送り出すことで、例えば第１のボビンＢ１の端部Ｅから繊維Ｆが送り出されているタイミングにおいて横方向のズレは距離Ｌ１となる。よって、第１のボビンＢ１の中心位置Ｃから繊維Ｆと送り出される場合との繊維Ｆの線長差は距離Ｌ１に基づくものとなる。

図４は、図３に示した構成のうちバー１２が無い場合の側面図である。図４に示すように、メインローラ１１からガイドローラ１３に繊維Ｆを送り出すことで、例えば第１のボビンＢ１の端部Ｅから繊維Ｆが送り出されているタイミングにおいて横方向のズレは距離Ｌ２（＞Ｌ１）となる。よって、第１のボビンＢ１の中心位置Ｃから繊維Ｆと送り出される場合との繊維Ｆの線長差は距離Ｌ２に基づくものとなる。

以上の図３及び図４に示すように、繊維Ｆを、メインローラ１１及びバー１２に対して一括して一周巻きした後にガイドローラ１３に送り出すことで、第１のボビンＢ１の送り出し位置による繊維Ｆの線長差を抑えて張力変化についても抑えることができる。

なお、本実施形態ではバー１２を採用しているが、これに限らず、同位置にローラを設けてもよい。すなわち、メインローラ１１からガイドローラ１３に繊維Ｆを送り出すまでの間に中間部材を設け、メインローラ１１と中間部材とに一括して一周巻きするようにすればよい。また、一括した一周巻きに限らず、一括した２周巻き以上であってもよいし、バー１２やローラなどの中間部材を複数備えていてもよい。

再度、図２を参照する。張力アーム１４は、壁面Ｗに対して固定された支点Ｆｕを有した棒状の部材であって、一端側の第１ローラ１４ａと他端側の第２ローラ１４ｂとを有している。この張力アーム１４は、壁面Ｗのうちメインローラ１１よりも上方位置に取り付けられており、支点Ｆｕを中心に揺動可能となっている。ガイドローラ１３からの繊維Ｆは、正面視して略Ｎ字状となるように、第１及び第２ローラ１４ａ，１４ｂに巻き回された後にベアリングローラ１９に送り出され、ベアリングローラ１９を経て弛み吸収部３０に供給される。

第１ばね部材１５は、張力アーム１４の支点Ｆｕよりも一端側の部位にその一端が接続された弾性部材であり、他端は接続部材１６の一端に接続されている。接続部材１６の他端は、ブレーキバンド１７の一端に接続されている。ブレーキバンド１７は、他端が壁面Ｗ（固定箇所）に接続されメインローラ１１に接触する（例えば半周巻きされる）ように配置されている。このため、メインローラ１１はブレーキバンド１７の接触力に応じて回転速度が調整されることとなる。また、第２ばね部材１８は、張力アーム１４の支点Ｆｕよりも他端側の部位に一端が接続され他端が壁面Ｗ（固定箇所）に接続された弾性部材である。

このような構成であるため、張力アーム１４は第１ばね部材１５と第２ばね部材１８との弾性力のバランスにより位置が保たれるようになっており、繊維供給部１０から弛み吸収部３０に送り出される繊維Ｆの張力の一定化を行うようになっている。

すなわち、繊維供給部１０から弛み吸収部３０への繊維Ｆの張力が高まった場合、張力アーム１４の他端側が引き上げられることとなり、張力アーム１４の一端側が下方移動する（矢印Ａ１に動作する）。この際、第１ばね部材１５が押し下げられて縮められることとなり、ブレーキバンド１７のメインローラ１１に対する接触力が低まり、メインローラ１１の回転速度が上昇する。すなわち、繊維供給部１０から弛み吸収部３０への繊維Ｆの張力が高まった場合、張力の高まりを緩和するように、なるべく多く繊維Ｆを送り出すようにメインローラ１１の回転速度が上昇する。

一方、繊維供給部１０から弛み吸収部３０への繊維Ｆの張力が低まった場合、張力アーム１４の他端側が下げられることとなり、張力アーム１４の一端側が上方移動する（矢印Ａ２に動作する）。この際、第１ばね部材１５が引き上げられて伸びることとなり、ブレーキバンド１７のメインローラ１１に対する接触力が高まり、メインローラ１１の回転速度が低下する。すなわち、繊維供給部１０から弛み吸収部３０への繊維Ｆの張力が低まった場合、張力の低まりを緩和するように、繊維Ｆを送り出さないようにメインローラ１１の回転速度が低下する。

以上のように、張力アーム１４、第１ばね部材１５、接続部材１６、ブレーキバンド１７、及び第２ばね部材１８は、弛み吸収部３０に送り出される繊維の張力の一定化を行うこととなる。

ここで、繊維供給部１０は、弛み吸収部３０へ送り出される繊維Ｆの張力を一定化する構成を採用しているが、送り出される繊維Ｆには少なからず張力にバラツキが生じてしまう。このため、弛み吸収部３０に対しても張力が高まったり低まったりすることとなり、この繰り返しによって繊維Ｆが弛み吸収部３０の繊維供給ローラ３１に強く押し付けられたり緩められたりして、繊維毛羽が発生する原因の１つとなってしまう。

そこで、本実施形態に係るワインディング装置１は、繊維供給部１０から弛み吸収部３０までの繊維Ｆの張力のバラツキ（最大値と最小値との差）を１３ｃＮ以下に抑える張力安定手段ＴＳを備える。本実施形態において張力安定手段ＴＳは、第１〜第３機構ＭＥ１〜ＭＥ３のいずれか１つ以上により構成されている。

第１及び第２機構ＭＥ１，ＭＥ２は、繊維供給部１０内の構成であり、第３機構ＭＥ３は、弛み吸収部３０の構成である。

第１機構ＭＥ１は、動摩擦係数が０．１以上０．４以下の素材からなるブレーキバンド１７により構成される。ここで、従来はブレーキバンド１７としてポリアミドによる綿織布（動摩擦係数１．１）を使用していた。これに対して、第１機構ＭＥ１は、テフロン（登録商標）（動摩擦係数０．１）、低分子量ポリエチレン（動摩擦係数０．１５）、ポリイミド（動摩擦係数０．４）及びガラスクロステープ（動摩擦係数０．１）などの、動摩擦係数が０．１以上０．４以下の素材からなるブレーキバンド１７により構成されている。このため、従来よりもブレーキ力を弱めることとなり、メインローラ１１の回転速度の変動を少なくするようにしている。この結果、張力の一定化の効果を高めて繊維供給部１０から弛み吸収部３０までの繊維Ｆの張力のバラツキを１３ｃＮ以下に抑えることができる。

第２機構ＭＥ２は、自然長が７６ｍｍの第１ばね部材１５について、取り付け時の長さ（第２ばね部材１８とのバランスにより張力アーム１４が止まったときの長さ）を７６ｍｍ以下にすることにより構成されている。すなわち、第２機構ＭＥ２は、第１ばね部材１５を自然長以下の長さとすることにより構成されている。ここで、従来では自然長７６ｍｍの第１ばね部材１５について取り付け時の長さを８０ｍｍとしていた。このため、従来では、接続部材１６を引っ張るように作用させており、ブレーキバンド１７がメインローラ１１に対してブレーキを掛けるようになっていた。本実施形態では、第１ばね部材１５の取り付け時の長さを自然長以下とし、張力アーム１４のバランス状態においてブレーキバンド１７がメインローラ１１に対してわずかに接触する状態としている。この結果、メインローラ１１の回転速度の変動を少なくし、張力の一定化の効果を高めて繊維供給部１０から弛み吸収部３０までの繊維Ｆの張力のバラツキを１３ｃＮ以下に抑えることができる。

第３機構ＭＥ３は、、繊維供給ローラ３１とベアリングローラ３２との双方に対して一括して３周以上巻きすることで構成されている。すなわち、弛み吸収部３０を構成するためには繊維供給ローラ３１とベアリングローラ３２との双方に対して一括して１周以上巻きされるが、第３機構ＭＥ３を構成するためには３周以上巻きすることとなる。ここで、弛み吸収部３０は繊維Ｆに弛みが発生したとしても、弛み部分を異なるローラ３１，３２間に位置させることができ、弛みを吸収することができる。第３機構ＭＥ３では、３周以上巻きすることで、弛みを一層異なるローラ３１，３２間に位置させ易くし、結果として繊維供給部１０から弛み吸収部３０までの繊維Ｆの張力のバラツキを１３ｃＮ以下に抑えるようにしている。

図５は、図１に示した弛み吸収部３０の上方斜視図である。なお、図５においては３周巻きである場合を例に示すものとする。

図５に示す例においては第３機構ＭＥ３を構成するために、繊維供給ローラ３１とベアリングローラ３２との双方に対して一括して３周巻きを施している。具体的に第３機構ＭＥ３は、１つの繊維供給ローラ３１と３つのベアリングローラ３２（３２ａ〜３２ｃ）とによって構成されている。３つのベアリングローラ３２ａ〜３２ｃは、軸を同じとし、それぞれが自由回転可能となっている。

繊維Ｆは、まず繊維供給ローラ３１の最も根元側の領域Ｒ１に巻き付けられた後に第１ベアリングローラ３２ａに巻き付けられる。次に、繊維Ｆは、繊維供給ローラ３１の２番目に根元側の領域Ｒ２に巻き付けられた後に第２ベアリングローラ３２ｂに巻き付けられ、さらに繊維供給ローラ３１の３番目に根元側の領域Ｒ３に巻き付けられた後に第３ベアリングローラ３２ｃに巻き付けられる。最後に繊維Ｆは、繊維供給ローラ３１の最も外側の領域Ｒ４に巻き付けられた後に繊維巻取部２０に送り出される。なお、繊維供給ローラ３１のうち外側所定距離の部分（例えば領域Ｒ４）については繊維Ｆに対する摩擦力が小さくなる加工が施されることが好ましい。これにより、繊維供給ローラ３１において繊維Ｆが滑りやすくなり、繊維供給ローラ３１，３２間の弛みをより吸収しやすくなるためである。

次に、本実施形態に係るワインディング装置１によるワインディング方法を説明する。まず、メインローラ１１に繊維Ｆが巻かれた状態の第１のボビンＢ１を取り付ける。そして、バー１２、メインローラ１１、ガイドローラ１３、張力アーム１４、及びベアリングローラ１９を介して、繊維Ｆを弛み吸収部３０まで配策する。弛み吸収部３０においては、繊維供給ローラ３１とベアリングローラ３２とに繊維Ｆを一括して巻き付けた後に、繊維巻取部２０まで配策する。

そして、ワインディング装置１によるワインディングを開始する。開始後、制御器４０は第２センサ５２からの信号に基づいて繊維巻取部２０による繊維巻取速度を制御し、第１のボビンＢ１に巻き付けられた状態よりも、第２のボビンＢ２に緩く繊維Ｆを巻き付ける。ここで、後の超臨界状態の二酸化炭素に曝す工程を好適に行うためには、第２のボビンＢ２における繊維Ｆの巻き硬度を１８以上５０以下（ＪＩＳＫ６２５３−３：２０１２記載の軟質ゴム用のタイプＥデュロメータで測定）とすることが好ましい。

また、ワインディング装置１は、第１〜第３機構ＭＥ１〜ＭＥ３のいずれか１つにより構成される張力安定手段ＴＳを備えることから、繊維供給部１０から弛み吸収部３０までの繊維Ｆの張力を安定させてバラツキを１３ｃＮ以下とすることとなる。

次に、実施例及び比較例を説明する。図６は、実施例及び比較例を示す図である。図６に示すように、張力安定手段ＴＳとして、実施例１は第２機構のみを利用し、第２実施例は第１〜第３機構すべてを利用し、実施例３〜５は第２及び第３機構のみを利用した。また、以下の実施例１〜５及び比較例において繊維には、東レ・デュポン社製Ｋｅｖｌａｒ（登録商標）を用い、ワインディング長を４０００ｍとした。

図６に示すように、実施例１では、第１ばね部材としてばね定数が０．２２Ｎ／ｍで自然長７６ｍｍのものを採用した。また、第２ばね部材にはばね定数が０．０５Ｎ／ｍのものを採用した。そして、第１ばね部材と第２ばね部材とのバランスを考慮し、第１ばね部材が７６ｍｍとなるように取り付けた。さらに、ブレーキバンドには、ポリアミドによる綿織布（動摩擦係数１．１）を使用した。さらに、弛み吸収部３０におけるベアリングローラの数は２個とした（すなわち２周巻きとした）。

実施例２では、第１ばね部材としてばね定数が０．１５Ｎ／ｍで自然長７６ｍｍのものを採用した。また、第２ばね部材にはばね定数が０．０３８Ｎ／ｍのものを採用した。そして、第１ばね部材と第２ばね部材とのバランスを考慮し、第１ばね部材が７６ｍｍとなるように取り付けた。さらに、ブレーキバンドには、ガラスクロステープ（動摩擦係数０．１）を使用した。さらに、弛み吸収部３０におけるベアリングローラの数は３個とした（すなわち３周巻きとした）。

実施例３〜５では、第１ばね部材としてばね定数が０．１５Ｎ／ｍで自然長７６ｍｍのものを採用した。また、第２ばね部材にはばね定数が０．０５Ｎ／ｍのものを採用した。そして、第１ばね部材と第２ばね部材とのバランスを考慮し、第１ばね部材が７５ｍｍとなるように取り付けた。さらに、ブレーキバンドには、ポリアミドによる綿織布（動摩擦係数１．１）を使用した。さらに、弛み吸収部３０におけるベアリングローラの数は３個とした（すなわち３周巻きとした）。なお、実施例３〜５では、バー、メインローラ、ガイドローラ、張力アーム、及びベアリングローラ等への繊維を取り付ける手順を異ならせることとした。

比較例では、第１ばね部材としてばね定数が０．２２Ｎ／ｍで自然長７６ｍｍのものを採用した。また、第２ばね部材にはばね定数が０．０５Ｎ／ｍのものを採用した。そして、第１ばね部材と第２ばね部材とのバランスを考慮し、第１ばね部材が８０ｍｍとなるように取り付けた。さらに、ブレーキバンドには、ポリアミドによる綿織布（動摩擦係数１．１）を使用した。さらに、弛み吸収部３０におけるベアリングローラの数は２個とした（すなわち２周巻きとした）。

上記のような実施例１〜５及び比較例に対して、張力測定及び毛羽状態の判定を行った。張力については、繊維供給部から弛み吸収部までの間において、ワインディング開始後２分の時点から３回（１回あたり１０秒程度）張力を計測し、平均値及びバラツキを算出した。

さらに、毛羽については、光学顕微鏡により所定の倍率（例えば２００倍）で繊維巻取部から１５０ｍｍの繊維を取り出し繊維を観察した。具体的には、以下の３種類のものを毛羽としてカウントした。

まず、第１に、繊維を構成する多数本の細線が絡まって塊となったものを毛羽の１つとした。第２に、繊維を構成する多数本の細線の表面が削れてカンナ屑のようになったものを毛羽の１つとした。第３に、繊維からささくれてしまったものを長さに拘わらず毛羽の１つとした。

図７は、繊維を構成する多数本の細線が絡まって塊となった毛羽を示す拡大図であり、図８は、繊維を構成する多数本の細線の表面が削れてカンナ屑のようになった毛羽を示す拡大図である。図７に示すように、もはや何本の毛羽（上記第３の毛羽）により塊が生じたか不明であるものは１つの毛羽としてカウントした。また、図８に示すように、カンナ屑のように波打つものが発見された場合には、これについても毛羽としている。

この結果、張力の平均値は、実施例１、実施例２、実施例３、実施例４、実施例５及び比較例に順に、５０．３５ｃＮ、８１．０５ｃＮ、５２．２５ｃＮ、５０．７５ｃＮ、５１．８０ｃＮ、及び７６．２０ｃＮとなった。また、バラツキは、実施例１、実施例２、実施例３実施例４、実施例５及び比較例に順に、６．５ｃＮ、４．７ｃＮ、６．１ｃＮ、９．３ｃＮ、１１．８ｃＮ及び１６．６ｃＮとなった。

また、１５０ｍｍあたりにおける毛羽の個数は、実施例１、実施例２、実施例３実施例４、実施例５及び比較例に順に、４７個、４３個、４２個、４０個、４２個及び５９個となった。このため、毛羽状態の判定結果は実施例１〜５において１５０ｍｍあたり５０個以下となり「○」と評価できたが、比較例においては５０個を超えてしまい「×」と評価された。

以上の結果から、毛羽の発生は張力の平均値に依存するものではなく、毛羽の発生を抑えるためには張力のバラツキを抑えることが肝要であることがわかった。

なお、実施例としては省略したが、第１機構のみ、第３機構のみ、第１及び第２機構のみ、第１及び第３機構のみについても同様にして実験したところ、毛羽数量は１５０ｍｍあたり５０個以下となった。さらに、実施例として省略しているが、張力の平均値に拘わらず張力のバラツキが１３ｃＮ以下であれば、毛羽数量は１５０ｍｍあたり５０個以下となることも確認された。

このようにして、本実施形態に係るワインディング装置１及びワインディング方法によれば、繊維供給部１０から弛み吸収部３０までの繊維Ｆの張力のバラツキを１３ｃＮ以下に抑えるため、繊維Ｆが弛み吸収部３０に押し付けられたり緩められたりする強さが弱まり毛羽の発生量を減少させることができる。従って、毛羽の発生を抑えることができる。

また、動摩擦係数が０．１以上０．４以下のブレーキバンド１７を用いた場合には、従来よりも動摩擦係数の小さい部材をブレーキバンド１７に用いることとなり、ブレーキが緩く掛かるようにして、張力の一定化の効果を高めてバラツキを１３ｃＮ以下とすることに貢献することができる。

さらに、張力アーム１４のバランス状態において第１ばね部材１５が自然長以下となるように第１ばね部材１５を取り付けた場合や、弛み吸収部３０において繊維供給ローラ３１とベアリングローラ３２とに一括した３周以上巻きを施した場合においても、同様に張力を安定させてバラツキを１３ｃＮ以下とすることに貢献することができる。

以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更を加えてもよいし、可能な範囲で適宜他の公知や周知の技術を組み合わせてもよい。

例えば、上記実施形態において繊維供給部１０は、第１のボビンＢ１から張力アーム１４までの間において、バー１２等を有した１周巻きを行っているが、これに限らず、張力のバラツキを１３ｃＮ以下に抑えることを条件に、第１のボビンＢ１からの繊維Ｆが直接張力アーム１４に送り出されるものであってもよい。また、張力アーム１４を備えることなく、第１のボビンＢ１が取り付けられるメインローラ１１のみを有して繊維Ｆがメインローラ１１から直接弛み吸収部３０に供給されるものであってもよい。

また、上記実施形態において弛み吸収部３０は繊維供給ローラ３１とベアリングローラ３２とを備え、これらローラ３１，３２に対して繊維Ｆを一括して１周以上巻きすることで弛みを吸収しているが、これに限らず、公知又は周知の他の弛み吸収の機構を用いてもよい。例えば、紡績分野における弛み取りローラや、特表２０１２−６６８５１号公報に開示される弛み吸収部などを、本実施形態における弛み吸収部３０に採用してもよい。

１：ワインディング装置
１０：繊維供給部
１１：メインローラ
１２：バー
１３：ガイドローラ
１４：張力アーム
１４ａ：第１ローラ
１４ｂ：第２ローラ
１５：第１ばね部材
１６：接続部材
１７：ブレーキバンド
１８：第２ばね部材
１９：ベアリングローラ
２０：繊維巻取部
３０：弛み吸収部
３１：繊維供給ローラ
３２：ベアリングローラ
４０：制御器
５１，５２：センサ
Ｂ１：第１のボビン
Ｂ２：第２のボビン
Ｆ：繊維
ＭＥ１：第１機構
ＭＥ２：第２機構
ＭＥ３：第３機構
ＴＳ：張力安定手段

Claims

第１のボビンに巻かれる繊維を送り出す繊維供給部と、
送り出された繊維を第２のボビンで巻き取る繊維巻取部と、
前記繊維供給部と前記繊維巻取部との間に設けられ、前記繊維供給部による繊維供給速度と前記繊維巻取部による繊維巻取速度との関係から生じる繊維の弛みを吸収する弛み吸収部と、
を備え、
前記繊維供給部は、
支点を中心に揺動可能であると共に一端側と他端側との双方にローラを有した張力アームと、
前記第１のボビンを回転駆動させるメインローラと、
動摩擦係数が０．１以上０．４以下の素材からなるブレーキバンドと、
を有し、
前記張力アームにおける前記支点よりも前記一端側のローラ側の部位と前記ブレーキバンドの一端とが接続されると共に、固定箇所と前記ブレーキバンドの他端とが接続され、
前記繊維の張力が高い場合には、前記張力アームの前記一端側の動作により前記メインローラに対する前記ブレーキバンドの接触力を低め、前記メインローラの回転速度を上昇させて前記繊維の張力を低めさせ、
前記繊維の張力が低い場合には、前記張力アームの前記一端側の動作により前記メインローラに対する前記ブレーキバンドの接触力を高め、前記メインローラの回転速度を低下させて前記繊維の張力を高めさせ、
前記繊維供給部から前記弛み吸収部までの繊維の張力のバラツキを１３ｃＮ以下に抑える、ことを特徴とするワインディング装置。
第１ばね部材と、
第２ばね部材と、
を備え、
前記第１ばね部材の一端が、前記張力アームにおける前記支点よりも前記一端側のローラ側の部位に接続され、
前記第１ばね部材の他端が、前記ブレーキバンドの一端に接続され、
前記第２ばね部材の一端が、前記張力アームにおける前記支点よりも前記他端側のローラ側の部位に接続され、
前記第２ばね部材の他端が、前記固定箇所に接続され、
前記第１ばね部材と前記第２ばね部材とを利用して前記張力アームを揺動させる、
ことを特徴とする請求項１に記載のワインディング装置。
第１のボビンに巻かれる繊維を送り出す繊維供給部と、送り出された繊維を第２のボビンで巻き取る繊維巻取部と、前記繊維供給部と前記繊維巻取部との間に設けられ、前記繊維供給部による繊維供給速度と前記繊維巻取部による繊維巻取速度との関係から生じる繊維の弛みを吸収する弛み吸収部と、を備え、前記繊維供給部は、支点を中心に揺動可能であると共に一端側と他端側との双方にローラを有した張力アームと、前記第１のボビンを回転駆動させるメインローラと、動摩擦係数が０．１以上０．４以下の素材からなるブレーキバンドと、を有し、前記張力アームにおける前記支点よりも前記一端側のローラ側の部位と前記ブレーキバンドの一端とが接続されると共に、固定箇所と前記ブレーキバンドの他端とが接続されたワインディング装置によるワインディング方法において、
前記繊維の張力が高い場合には、前記張力アームの前記一端側の動作により前記メインローラに対する前記ブレーキバンドの接触力を低め、前記メインローラの回転速度を上昇させて前記繊維の張力を低めさせ、
前記繊維の張力が低い場合には、前記張力アームの前記一端側の動作により前記メインローラに対する前記ブレーキバンドの接触力を高め、前記メインローラの回転速度を低下させて前記繊維の張力を高めさせ、
前記繊維供給部から前記弛み吸収部までの繊維の張力のバラツキを１３ｃＮ以下に抑える、
ことを特徴とするワインディング方法。