JP7253429B2 - カップリング装置及び紡糸引取設備 - Google Patents

Description

本発明は、カップリング装置及び紡糸引取設備に関する。

特許文献１には、雄継手と雌継手とからなるカップリング装置が記載されている。このカップリング装置では、雄継手及び雌継手の内部に形成された流路に弁体が設けられており、雄継手と雌継手とが連結されていないときには弁体によって流路が閉塞されるように構成されている。しかしながら、このような弁体付きのカップリング装置を、例えば紡糸引取設備等で用いられる糸吸引装置に接続された配管に設けると、糸が弁体に引っ掛かりやすく、また、流路内に弁体が存在することで流路が狭くなり、糸が詰まりやすいという問題があった。

そこで、糸吸引装置に接続された配管に設けるカップリング装置としては、例えば特許文献２に記載されているような、弁体を持たないカプラによって構成されるものが好ましい。特許文献２のカップリング装置は、雄カプラ及び雌カプラの何れか一方が可動ベースに固定されており、雄カプラと雌カプラとの連結時に可動ベースを上方に移動させると、可動ベースが水平方向に移動できる状態になるように構成されている。このため、雄カプラと雌カプラとの間で水平方向にずれが生じている場合でも、上記一方のカプラが可動ベースとともに水平方向に移動することで水平方向のずれが補正され、雄カプラと雌カプラとを連結させることができる。

特開平１１－２８０９７６号公報 特開２０１８－６６４４３号公報

ところが、特許文献２のカップリング装置は、雄カプラの軸と雌カプラの軸とが平行であれば問題なく機能するが、雄カプラの軸と雌カプラの軸とが平行でない場合（雄カプラの軸が雌カプラの軸に対して傾いている場合）は、雄カプラを雌カプラに挿入できずに連結不良が発生することがあった。特許文献１のカップリング装置でも同様に、雄継手の軸と雌継手の軸とが平行でない場合は、弁体を適切に開くことができずに連結不良が発生することがあった。

本発明は、以上の課題に鑑みてなされたものであり、糸吸引装置に接続された配管に設けるのに適しており、一対のカプラの軸が平行でない場合でも連結可能なカップリング装置を提供することを目的とする。

本発明に係るカップリング装置は、第１カプラ及び第２カプラを備え、前記第１カプラ及び前記第２カプラのうち何れか一方のカプラを他方のカプラに向けて移動させることで連結されるカップリング装置であって、前記第１カプラは、第１筒体を有しており、前記第２カプラは、前記第１筒体に対向して配置される第２筒体と、前記第２筒体の外側に隙間を空けて嵌められ、前記第２筒体の軸方向に移動可能な円筒状のリング部材と、前記第２筒体と前記リング部材との間に配置されたシールリングと、前記リング部材を前記第１筒体に向かって付勢する付勢機構と、を有しており、前記第１筒体の端面及び前記リング部材の端面の少なくとも何れか一方にシール部材が設けられており、前記一方のカプラを前記他方のカプラに向けて移動させると、前記シール部材を介して前記第１筒体の前記端面と前記リング部材の前記端面とが当接することで、前記第１筒体の内部流路と前記第２筒体の内部流路とが連通することを特徴とする。

本発明に係るカップリング装置では、第２筒体に嵌められたリング部材が付勢機構によって第１筒体に向かって付勢されており、リング部材の端面がシール部材を介して第１筒体の端面と当接することで、第１筒体の内部流路と第２筒体の内部流路とが連通する。ここで、第２筒体とリング部材との間には隙間が確保されているので、付勢機構によって付勢されているリング部材は姿勢を変化させることができる。したがって、第１カプラの軸と第２カプラの軸とが平行でない場合でも、リング部材の端面がシール部材を介して第１筒体の端面に当接するようにリング部材の姿勢が調整されるので、第１カプラと第２カプラとを連結させることができる。また、リング部材が第２筒体の外側に設けられているため、第１筒体も第２筒体も内部流路に他の部品を存在させない構成とすることができる。したがって、第１カプラ及び第２カプラを糸が円滑に通過しやすく、糸吸引装置に接続された配管にも好適に使用することができる。

本発明において、前記シール部材は、前記リング部材の前記端面に設けられているとよい。

こうすることで、リング部材の姿勢が調整される際に、シール部材の位置も同時に調整されるので、リング部材の端面をシール部材を介して第１筒体の端面により確実に当接させやすくなる。

本発明において、前記第２カプラに、前記リング部材が前記第２筒体から抜けることを防止する抜け止め部が設けられているとよい。

このような抜け止め部を設けることで、リング部材を第２筒体に嵌めた状態を確実に維持することができ、連結不良の発生を防止できる。

本発明において、前記第２カプラは、前記リング部材の外側に隙間を空けて配置された円筒状の規制部材をさらに有し、前記規制部材の前記第１筒体側の端部に、径方向内側に突出する突出部が前記抜け止め部として設けられているとよい。

こうすれば、規制部材を組み付けるだけで簡単に抜け止め部を設けることができる。

本発明において、前記シールリングは、周方向に直交する断面形状がＶ字状であるとよい。

こうすれば、シールリングが変形しやすくなるため、リング部材の姿勢を柔軟に変化させることができる。したがって、第１カプラの軸と第２カプラの軸とが平行でない場合に、第１カプラと第２カプラとをより確実に連結させることができる。

本発明において、前記第１筒体の前記第２筒体側の端部に、径方向外側に突出するフランジ部が形成されているとよい。

こうすれば、第１筒体の端面が広くなるので、第２カプラが第１カプラに対して軸方向に直交する方向に多少ずれていても、第１カプラと第２カプラとを良好に連結させることができる。

本発明において、前記付勢機構はばねを有するとよい。

付勢機構としてばねを用いることで、付勢機構を低コストで構成することができる。

本発明において、前記付勢機構は、前記リング部材の周方向に並んで配置された複数の前記ばねを有するとよい。

ばねを複数設ければ、ばねの数を変更することによって付勢力を調整することができる。また、１つのばねでリング部材を付勢する場合と比べると、複数のばねでリング部材を付勢するようにしたほうが、リング部材の姿勢をより柔軟に変化させることができる。

本発明において、前記リング部材が周方向に回動することを防止する回り止め部が設けられているとよい。

リング部材が回動しないようにすることで、付勢機構に無理な力がかかって付勢機構が破損することを避けることができる。

本発明に係る紡糸引取設備は、所定方向に並べられた複数の紡糸引取装置と、糸を吸引保持可能な吸引保持部材を有し、前記所定方向に移動可能且つ前記複数の紡糸引取装置のそれぞれに対して糸掛け作業が可能な糸掛けロボットと、前記吸引保持部材で吸引された糸が廃棄される糸廃棄部と、を備える紡糸引取設備であって、前記吸引保持部材から前記糸廃棄部に至る廃糸経路に上記何れかのカップリング装置が設けられていることを特徴とする。

既に説明したように、本発明のカップリング装置は糸が円滑に通過しやすい構成であるので、吸引保持部材と接続されている廃糸経路に用いるのに好適である。また、糸掛けロボットのような自動装置では、オペレータが常時近くにいるわけではないので、糸が詰まった場合にその状態で放置される時間が長くなりがちである。したがって、糸詰まりが生じにくいカップリング装置を採用する意義が大きい。

本発明において、前記廃糸経路に設けられた前記カップリング装置の前記第１カプラが、前記複数の紡糸引取装置に対応して複数設けられており、前記廃糸経路に設けられた前記カップリング装置の前記第２カプラが、前記糸掛けロボットに設けられているとよい。

本発明のカップリング装置においては、第２カプラのほうが第１カプラよりも構成が複雑で高価である。上述の構成によれば、高価な第２カプラが１つで済むので、コストを抑えることができる。

本発明において、前記廃糸経路に設けられた前記カップリング装置において、前記第１筒体の内径が前記第２筒体の内径よりも大きいとよい。

吸引保持部材で吸引された糸は、第２筒体から第１筒体に向かって流れる。したがって、上述の構成によれば、糸が第２筒体と第１筒体との境界部を通過する際に、境界部において流路が広がることになるので、糸が境界部を円滑に通過しやすくなる。

本発明において、前記吸引保持部材に圧縮流体を供給することによって、前記吸引保持部材に吸引力を生じさせる圧縮流体供給部をさらに備え、前記圧縮流体供給部から前記吸引保持部材に至る圧縮流体供給経路に上記何れかのカップリング装置が設けられているとよい。

本発明のカップリング装置によれば、第１カプラと第２カプラとを確実に連結させることができるので、圧縮流体が流れる流路にも好適に使用することができる。

本発明において、前記圧縮流体供給経路に設けられた前記カップリング装置の前記第１カプラが、前記複数の紡糸引取装置に対応して複数設けられており、前記圧縮流体供給経路に設けられた前記カップリング装置の前記第２カプラが、前記糸掛けロボットに設けられているとよい。

本発明のカップリング装置においては、第２カプラのほうが第１カプラよりも構成が複雑で高価である。上述の構成によれば、高価な第２カプラが１つで済むので、コストを抑えることができる。

本発明において、前記圧縮流体供給経路に設けられた前記カップリング装置において、前記第２筒体の内径が前記第１筒体の内径よりも大きいとよい。

糸掛けロボットに供給される圧縮流体は、第１筒体から第２筒体に向かって流れる。したがって、上述の構成によれば、圧縮流体が第１筒体と第２筒体との境界部を通過する際に、境界部において流路が広がることになるので、境界部で流路抵抗が大きくなることを抑制できる。

本発明において、前記廃糸経路に設けられた前記カップリング装置の前記一方のカプラと、前記圧縮流体供給経路に設けられた前記カップリング装置の前記一方のカプラとが、共通の取付部材に取り付けられており、前記取付部材を移動させることで、それぞれの前記カップリング装置が連結されるとよい。

この場合、２つのカップリング装置を同時に連結させることになるが、通常の雄カプラを雌カプラに挿入するタイプのカップリング装置だと、複数のカップリング装置を同時に連結させるには、１つのカップリング装置を連結させるよりも要求精度が厳しくなる。しかしながら、本発明のカップリング装置は、リング部材の端面をシール部材を介して第１筒体の端面に当接させるだけなので、複数のカップリング装置を同時に連結させる場合でも、要求精度が厳しくなることを抑えることができる。

本実施形態に係る紡糸引取設備の概略構成図である。 紡糸引取装置及び糸掛けロボットの側面図である。 サクションの断面図である。 圧空用カップリング装置及び廃糸用カップリング装置の側面図である。 第１カプラ及び第２カプラの断面図である。 第１カプラ及び第２カプラの断面図である。

（紡糸引取設備の全体構成）
図１は、本実施形態に係る紡糸引取設備の概略構成図である。本実施形態に係る紡糸引取設備１は、所定方向に並べられた複数の紡糸引取装置２と、複数の紡糸引取装置２に対して糸掛け作業を行う糸掛けロボット３と、各紡糸引取装置２や糸掛けロボット３の動作を制御する集中制御装置４と、糸掛けロボット３に圧縮空気（本発明の圧縮流体に相当）を供給する圧空供給部５（本発明の圧縮流体供給部に相当）と、糸掛けロボット３で吸引した糸が廃棄される糸廃棄部６と、を有する。本実施形態では、糸掛けロボット３、圧空供給部５及び糸廃棄部６がそれぞれ１つずつ設けられているものとするが、これらが２つ以上設けられていてもよい。なお、図１では、図が煩雑になることを避けるため、糸の図示は省略している。また、以下の説明では、図１に示す方向を適宜参照する。

（紡糸引取装置）
紡糸引取装置２の詳細について説明する。図２は、紡糸引取装置２及び糸掛けロボット３の側面図である。紡糸引取装置２は、不図示の紡糸装置から紡出される複数の糸Ｙを、第１ゴデットローラ１１及び第２ゴデットローラ１２によって巻取ユニット１３へ送り、巻取ユニット１３で複数のボビンＢにそれぞれ巻き取って複数のパッケージＰを形成する。

第１ゴデットローラ１１は、軸方向が左右方向に略平行なローラであり、巻取ユニット１３の前端部の上方に配置されている。第２ゴデットローラ１２は、軸方向が左右方向に略平行なローラであり、第１ゴデットローラ１１よりも上方且つ後方に配置されている。第１ゴデットローラ１１及び第２ゴデットローラ１２は、それぞれ不図示のモータによって回転駆動される。第２ゴデットローラ１２は、ガイドレール１４に移動可能に支持されている。ガイドレール１４は、第１ゴデットローラ１１の近傍から斜め上後方に向かって延びている。第２ゴデットローラ１２は、不図示のシリンダによって、ガイドレール１４に沿って移動させることができる。第２ゴデットローラ１２は、糸Ｙの巻き取りを行うときの巻取位置（図２の実線参照）と、第１ゴデットローラ１１の近傍の糸掛け位置（図２の一点鎖線参照）との間で移動可能である。

紡糸引取装置２は、さらに、アスピレータ１５及び糸規制ガイド１６を有する。アスピレータ１５は、糸掛けロボット３による糸掛け作業の前に、紡糸装置から紡出されてきた複数の糸Ｙを一時的に吸引保持する。アスピレータ１５は、左右方向に沿って延びており、その右端部に糸Ｙを吸引する吸引口１５ａが形成されている。アスピレータ１５は、吸引口１５ａが複数の糸Ｙの近傍に位置するように、第１ゴデットローラ１１のやや上方に配置されている。糸規制ガイド１６は、上下方向において第１ゴデットローラ１１とアスピレータ１５との間に配置されている。糸規制ガイド１６は、例えば櫛歯状のガイドであり、複数の糸Ｙが掛けられたときに隣接する糸Ｙ同士の間隔を規定する。

巻取ユニット１３は、複数の支点ガイド２１と、複数のトラバースガイド２２と、ターレット２３と、２本のボビンホルダ２４と、コンタクトローラ２５とを有する。複数の支点ガイド２１は、複数の糸Ｙに対応して複数設けられており、前後方向に配列されている。複数のトラバースガイド２２は、複数の糸Ｙに対応して複数設けられており、前後方向に配列されている。複数のトラバースガイド２２は、不図示のモータによって駆動され、前後方向に往復移動する。これにより、各トラバースガイド２２に掛けられた糸Ｙが、対応する支点ガイド２１を中心にトラバースされる。

ターレット２３は、軸方向が前後方向に略平行な円板状の部材である。ターレット２３は、不図示のモータによって軸周りに回転駆動される。２本のボビンホルダ２４は、軸方向が前後方向に略平行であり、ターレット２３の上端部及び下端部において回転自在に支持されている。各ボビンホルダ２４は、不図示のモータによって軸周りに回転駆動される。各ボビンホルダ２４には、複数の糸Ｙに対応して設けられた複数のボビンＢが前後方向に並んで装着されている。

上側のボビンホルダ２４を回転駆動させることによって、複数のトラバースガイド２２によってトラバースされた複数の糸Ｙが複数のボビンＢに巻き取られて複数のパッケージＰが形成される。また、複数のパッケージＰが完成すると、ターレット２３を回転させることにより、２本のボビンホルダ２４の上下の位置を入れ換える。これにより、それまで下側に位置していたボビンホルダ２４が上側に移動し、このボビンホルダ２４に装着された複数のボビンＢに複数の糸Ｙを巻き取って複数のパッケージＰを形成することができる。また、それまで上側に位置していたボビンホルダ２４が下側に移動し、不図示のパッケージ回収装置によってパッケージＰが回収される。

コンタクトローラ２５は、軸方向が前後方向に略平行なローラであり、上側のボビンホルダ２４のすぐ上方に配置されている。コンタクトローラ２５は、上側のボビンホルダ２４に支持されている複数のパッケージＰの表面に接触することで、巻き取り中のパッケージＰの表面に接圧を付与して、パッケージＰの形状を整える。

（糸掛けロボット）
次に、糸掛けロボット３について説明する。糸掛けロボット３は、図２に示すように、本体部３１と、ロボットアーム３２と、糸掛けユニット３３と、連結ユニット３４と、を有する。

本体部３１は、ロボットアーム３２、糸掛けユニット３３及び連結ユニット３４の動作を制御するための不図示のロボット制御装置を内部に搭載している。本体部３１は、２本のガイドレール３５に吊り下げ支持されている。２本のガイドレール３５は、複数の紡糸引取装置２の前方において、前後方向に間隔を空けて配置されている。２本のガイドレール３５は、左右方向において、複数の紡糸引取装置２が配列されている範囲にわたって延びている。本体部３１の上端部には、２本のガイドレール３５のそれぞれに左右２つずつ配置された計４つの車輪３６が設けられている。車輪３６を不図示のモータによって回転駆動することで、糸掛けロボット３を２本のガイドレール３５に沿って左右方向に移動させることができる。糸掛けロボット３は、ある紡糸引取装置２に対して糸掛け作業を行う場合、その紡糸引取装置２の前方まで移動してから糸掛け作業を行う。

ロボットアーム３２は、本体部３１に取り付けられている。ロボットアーム３２は、複数のアーム３２ａとアーム３２ａ同士を連結する複数の関節部３２ｂとを有する。各関節部３２ｂには不図示のモータが内蔵されており、このモータによってアーム３２ａが関節部３２ｂを中心に揺動可能に構成されている。これにより、ロボットアーム３２を３次元的に動作させることができる。

糸掛けユニット３３は、ロボットアーム３２の先端部に取り付けられている。糸掛けユニット３３には、糸Ｙを吸引して保持するためのサクション３７（本発明の吸引保持部材に相当）と、糸Ｙを切断するためのカッター３８とが設けられている。

図３は、サクション３７の断面図である。サクション３７は、直線的に延びる吸引管３７ａと、吸引管３７ａの途中部に一体的に接続された供給管３７ｂと、を有する。吸引管３７ａの一端部（図３の右端部）は、糸Ｙを吸引する吸引口３７ｃとなっている。吸引管３７ａの他端部（図３の左端部）には、後述のロボット側廃糸用ホース８２の上流端が接続されている。また、供給管３７ｂの一端部（図３の右端部）は、吸引管３７ａの途中部に接続されている。吸引管３７ａと供給管３７ｂとの接続部には、吸引管３７ａの内部流路と供給管３７ｂの内部流路とを連通させる連通孔３７ｄが形成されている。供給管３７ｂの他端部（図３の左端部）には、後述のロボット側圧空用ホース７２の下流端が接続されている。

連通孔３７ｄは、吸引管３７ａの他端側に向かって斜めに形成されている。したがって、図３において矢印で示すように、供給管３７ｂから吸引管３７ａに流れ込む圧縮空気は、吸引管３７ａの一端側から他端側に向かって流れる。この流れによって吸引口３７ｃに吸引力（負圧）が生じ、吸引口３７ｃから糸Ｙを吸引することが可能となる。吸引口３７ｃから吸引された糸Ｙは、そのまま、吸引管３７ａ内における圧縮空気の流れにより、ロボット側廃糸用ホース８２へと排出される。糸掛けロボット３は、サクション３７で糸Ｙを吸引保持しながら糸掛け作業を行う。

連結ユニット３４は、後述するカップリング装置９、１０の一部を構成する。連結ユニット３４については、後で詳細に説明する。

（圧空供給経路及び廃糸経路）
図１に示すように、紡糸引取設備１には、圧空供給部５から糸掛けロボット３のサクション３７に圧縮空気を供給するための圧空供給経路７（図１の二点鎖線、本発明の圧縮流体供給経路に相当）と、サクション３７から糸廃棄部６に糸Ｙを廃棄するための廃糸経路８（図１の一点鎖線）と、が設けられている。

圧空供給経路７は、圧空供給部５から複数の紡糸引取装置２に至る設備側圧空用ホース７１と、糸掛けロボット３に配設されたロボット側圧空用ホース７２とを有する。同様に、廃糸経路８は、複数の紡糸引取装置２から糸廃棄部６に至る設備側廃糸用ホース８１と、糸掛けロボット３に配設されたロボット側廃糸用ホース８２とを有する。設備側圧空用ホース７１とロボット側圧空用ホース７２との接続は、圧空用カップリング装置９によって行われる。設備側廃糸用ホース８１とロボット側廃糸用ホース８２との接続は、廃糸用カップリング装置１０によって行われる。圧空用カップリング装置９及び廃糸用カップリング装置１０については、後ほど詳細に説明する。

設備側圧空用ホース７１は、圧空供給部５に接続されたメインホース７１ａと、メインホース７１ａから複数の紡糸引取装置２に向かって分岐する複数のサブホース７１ｂとによって構成されている。各サブホース７１ｂの下流端には、各紡糸引取装置２に配置された圧空用第１カプラ７３が取り付けられている。各サブホース７１ｂの途中部には、集中制御装置４によって制御可能な開閉弁７５が設けられている。また、ロボット側圧空用ホース７２の上流端には、糸掛けロボット３の連結ユニット３４に配置された圧空用第２カプラ７４が取り付けられている。

設備側廃糸用ホース８１は、糸廃棄部６に接続されたメインホース８１ａと、メインホース８１ａから複数の紡糸引取装置２に向かって分岐する複数のサブホース８１ｂとによって構成されている。各サブホース８１ｂの上流端には、各紡糸引取装置２に配置された廃糸用第１カプラ８３が取り付けられている。また、ロボット側廃糸用ホース８２の下流端には、糸掛けロボット３の連結ユニット３４に配置された廃糸用第２カプラ８４が取り付けられている。

糸掛けロボット３に設けられた圧空用第２カプラ７４が、何れかの紡糸引取装置２に設けられた圧空用第１カプラ７３と連結されると、設備側圧空用ホース７１とロボット側圧空用ホース７２とが接続される。また、糸掛けロボット３に設けられた廃糸用第２カプラ８４が、何れかの紡糸引取装置２に設けられた廃糸用第１カプラ８３と連結されると、設備側廃糸用ホース８１とロボット側廃糸用ホース８２とが接続される。なお、各紡糸引取装置２には、圧空用第１カプラ７３と圧空用第２カプラ７４とが連結されたことを検出する連結センサ７６が設けられている。連結センサ７６は、連結信号を集中制御装置４に送信する。

（カップリング装置）
次に、圧空用カップリング装置９及び廃糸用カップリング装置１０について説明する。図４は、圧空用カップリング装置９及び廃糸用カップリング装置１０の側面図である。圧空用カップリング装置９は、圧空用第１カプラ７３及び圧空用第２カプラ７４を有して構成される。廃糸用カップリング装置１０は、廃糸用第１カプラ８３及び廃糸用第２カプラ８４を有して構成される。

圧空用第１カプラ７３及び廃糸用第１カプラ８３は、共通の支持プレート４１に並んで取り付けられている。支持プレート４１は、２本のガイドレール３５に跨って設けられており、２本のガイドレール３５によって略水平に支持されている。

圧空用第２カプラ７４及び廃糸用第２カプラ８４は、糸掛けロボット３の連結ユニット３４に設けられている。連結ユニット３４は、圧空用第２カプラ７４及び廃糸用第２カプラ８４の他に、ベース部材５１と、複数のガイド部材５２と、複数のスライド部材５３と、昇降プレート５４と、駆動部５５と、複数の支持部材５６と、支持プレート５７（本発明の取付部材に相当）と、を有する。ベース部材５１は、糸掛けロボット３の本体部３１の上面に固定されている。複数のガイド部材５２は、ベース部材５１から上方に向かって延設されている。複数のスライド部材５３は、複数のガイド部材５２に上下方向に移動可能に取り付けられている。昇降プレート５４は、複数のスライド部材５３によって略水平に支持されている。駆動部５５は、例えばシリンダからなり、昇降プレート５４を昇降させる。複数の支持部材５６は、昇降プレート５４から上方に向かって延設されている。支持プレート５７は、複数の支持部材５６によって略水平に支持されている。圧空用第２カプラ７４及び廃糸用第２カプラ８４は、共通の支持プレート５７に並んで取り付けられている。

糸掛けロボット３は、ある紡糸引取装置２に対して糸掛け作業を行う場合、その紡糸引取装置２の前方まで移動する。そして、圧空用第２カプラ７４がこの紡糸引取装置２の圧空用第１カプラ７３に対向し、廃糸用第２カプラ８４がこの紡糸引取装置２の廃糸用第１カプラ８３に対向した状態で、駆動部５５によって昇降プレート５４を上昇させる。すると、圧空用第２カプラ７４が圧空用第１カプラ７３と連結するとともに、廃糸用第２カプラ８４が廃糸用第１カプラ８３と連結する。つまり、駆動部５５によって移動させられる圧空用第２カプラ７４及び廃糸用第２カプラ８４が本発明の「一方のカプラ」に相当し、圧空用第１カプラ７３及び廃糸用第１カプラ８３が本発明の「他方のカプラ」に相当する。

集中制御装置４は、この紡糸引取装置２の連結センサ７６から連結信号を受け取ると、この紡糸引取装置２の開閉弁７５を開く。その結果、圧空供給部５から糸掛けロボット３のサクション３７に至る圧空供給経路７が連通し、糸掛けロボット３による糸掛け作業が可能な状態となる。

（カプラの具体的構成）
次に、廃糸用カップリング装置１０の具体的な構成について説明する。圧空用カップリング装置９は、廃糸用カップリング装置１０と基本的に同じ構成なので、圧空用カップリング装置９の説明は省略する。以下の説明では、適宜、廃糸用第１カプラ８３を単に第１カプラ８３と言い、廃糸用第２カプラ８４を単に第２カプラ８４と言う。

図５は、第１カプラ８３及び第２カプラ８４の断面図である。図５のａ図は、第１カプラ８３と第２カプラ８４とを連結させる前の状態を示し、図５のｂ図は、第１カプラ８３と第２カプラ８４とを連結させた状態を示す。なお、図５では、設備側廃糸用ホース８１及びロボット側廃糸用ホース８２の図示は省略している。

第１カプラ８３は、第１筒体９１を有する。第１筒体９１は、上下方向（軸方向）に延びており、その下端部に径方向外側に突出するフランジ部９１ａが形成されている。第１筒体９１は、フランジ部９１ａが支持プレート４１の下側に位置するように、支持プレート４１に形成された取付穴４１ａに挿入された状態で、支持プレート４１に固定されている。

第２カプラ８４は、第２筒体９２と、リング部材９３と、シール部材９４と、シールリング９５と、付勢機構９６と、回り止めピン９７と、規制部材９８と、を有する。第２筒体９２は、上下方向（軸方向）に延びている。第１筒体９１の下端面と第２筒体９２の上端面とは、互いに対向する。第２筒体９２は、支持プレート５７に形成された取付穴５７ａに挿入された状態で、支持プレート５７に固定されている。

リング部材９３は、第２筒体９２と略同軸の円筒状の部材であり、第２筒体９２の外側に配置されている。リング部材９３は、第２筒体９２のうち支持プレート５７より上側に突出している部分の外側に嵌められており、第２筒体９２に沿って上下方向に移動可能である。リング部材９３の内周面には、環状溝９３ａが形成されている。リング部材９３の内径は、環状溝９３ａを除いて均一であり、第２筒体９２の外径よりも大きい。このため、第２筒体９２の外周面とリング部材９３の内周面との間には隙間Ｇ１が存在する。リング部材９３の外周面には、段差部９３ｂが形成されている。段差部９３ｂより上側部分の外径は、段差部９３ｂより下側部分の外径よりも小さい。また、リング部材９３の下面には、回り止めピン９７と係合する係合穴９３ｃが形成されている。

シール部材９４及びシールリング９５は、第１カプラ８３と第２カプラ８４とを連結させたときの気密性を確保するために設けられている。シール部材９４は、リング部材９３の上端面に配置されたＯリングである。シールリング９５は、第２筒体９２とリング部材９３との間、より詳しくはリング部材９３の環状溝９３ａに配置されている。シールリング９５は、環状のＶパッキンであり、シールリング９５の周方向に直交する断面形状がＶ字状である。このため、シールリング９５は変形しやすい。

付勢機構９６は、複数のばね９９を有して構成される。複数のばね９９は、リング部材９３の下面と支持プレート５７との間に配置されており、リング部材９３を第１筒体９１に（上方に）向かって付勢する。複数（例えば１６個）のばね９９は、周方向に等間隔に配置されているのが好ましいが、非等間隔に配置することも可能である。

回り止めピン９７（本発明の回り止め部に相当）は、リング部材９３が周方向に回動することを防止するための部材である。回り止めピン９７は、支持プレート５７から上方に突出するように支持プレート５７に取り付けられている。回り止めピン９７の上部が、リング部材９３の係合穴９３ｃに挿入されることで、回り止めピン９７がリング部材９３と係合し、リング部材９３の回動を防止する。ただし、リング部材９３が第２筒体９２に対して姿勢を変更できるように、回り止めピン９７と係合穴９３ｃとは両者の間に隙間ができる程度に緩く係合している。

規制部材９８は、第２筒体９２と略同軸の円筒状の部材であり、リング部材９３の外側に配置されている。規制部材９８の上端部には、径方向内側に突出する突出部９８ａ（本発明の抜け止め部に相当）が形成されている。規制部材９８の突出部９８ａは、リング部材９３の段差部９３ｂに上側から当接することで、リング部材９３が第２筒体９２から上方に抜けてしまうことを防止する。規制部材９８の内径は、突出部９８ａを除いて均一であり、リング部材９３の外径よりも大きい。このため、リング部材９３の外周面と規制部材９８の内周面との間には隙間Ｇ２が存在する。

第１カプラ８３と第２カプラ８４とを連結させるときには、図５のａ図に示すように、第２カプラ８４が第１カプラ８３に対向するように糸掛けロボット３を移動させる。続けて、糸掛けロボット３は、駆動部５５によって昇降プレート５４を上昇させることで、第２カプラ８４を上昇させる。すると、図５のｂ図に示すように、リング部材９３の上端面に設けられたシール部材９４が、第１筒体９１の下端面（フランジ部９１ａの下端面）に押し付けられる。換言すると、リング部材９３の上端面がシール部材９４を介して第１筒体９１の下端面と当接する。こうして、第１筒体９１の内部流路と第２筒体９２の内部流路とが連通し、第１カプラ８３と第２カプラ８４との連結状態が実現される。第１カプラ８３と第２カプラ８４とが連結状態のときには、第１筒体９１の下端面とリング部材９３の上端面との間はシール部材９４によってシールされ、第２筒体９２の外周面とリング部材９３の内周面との間はシールリング９５によってシールされることによって、気密が保たれる。

ここで、廃糸用カップリング装置１０に関しては、第１筒体９１の内径が第２筒体９２の内径よりも大きくされている。糸掛けロボット３のサクション３７で吸引された糸Ｙは、廃糸用第２カプラ８４（第２筒体９２）から廃糸用第１カプラ８３（第１筒体９１）に向かって流れる。したがって、第１筒体９１の内径を第２筒体９２の内径より大きくすることで、第１筒体９１と第２筒体９２との境界部において流路が広がることになる。

反対に、圧空用カップリング装置９に関しては、第２筒体の内径が第１筒体の内径よりも大きくされている。糸掛けロボット３に供給される圧縮流体は、圧空用第１カプラ７３（第１筒体）から圧空用第２カプラ７４（第２筒体）に向かって流れる。したがって、第２筒体の内径を第１筒体の内径より大きくすることで、第１筒体と第２筒体との境界部において流路が広がることになる。

次に、第１カプラ８３の軸と第２カプラ８４の軸とが平行でない場合について、図６を参照しつつ説明する。図６は、第１カプラ８３及び第２カプラ８４の断面図であり、第２カプラ８４の軸が第１カプラ８３の軸に対して傾いている場合を図示している。図６のａ図は、第１カプラ８３と第２カプラ８４とを連結させる前の状態を示し、図６のｂ図は、第１カプラ８３と第２カプラ８４とを連結させた状態を示す。なお、図６では、設備側廃糸用ホース８１及びロボット側廃糸用ホース８２の図示は省略している。

ここでは、図６のａ図に示すように、支持プレート５７が水平面に対して傾いていることによって、第２カプラ８４の軸が第１カプラ８３の軸に対して傾いているものとする。この状態から、第２カプラ８４を上昇させると、まず、リング部材９３の上端面に設けられたシール部材９４の一部（詳細には図６における右側の一部）が、第１筒体９１の下端面に押し付けられる。ここで、リング部材９３は、複数のばね９９によって付勢されているだけで第２筒体９２に固定されていない。さらに、リング部材９３と第２筒体９２との間には隙間Ｇ１が確保されており、リング部材９３と規制部材９８との間には隙間Ｇ２が確保されている。したがって、シール部材９４の一部が第１筒体９１の下端面に当接した後は、第２カプラ８４が上昇するにつれて、複数のばね９９によって付勢されているリング部材９３の軸が第１筒体９１の軸に略平行になるように姿勢（第２筒体９２に対する傾き）を変える。そして、最終的には図６のｂ図に示すように、リング部材９３の軸が第１筒体９１の軸に略平行になることで、シール部材９４の全体が、第１筒体９１の下端面に押し付けられる。このように、第１カプラ８３の軸と第２カプラ８４の軸とが平行でないときでも、第１筒体９１の内部流路と第２筒体９２の内部流路とを気密に連通させることができ、第１カプラ８３と第２カプラ８４との連結状態を実現することができる。

（効果）
本実施形態に係るカップリング装置（圧空用カップリング装置９及び廃糸用カップリング装置１０）では、第２筒体９２に嵌められたリング部材９３が付勢機構９６によって第１筒体９１に向かって付勢されており、リング部材９３の端面がシール部材９４を介して第１筒体９１の端面と当接することで、第１筒体９１の内部流路と第２筒体９２の内部流路とが連通する。ここで、第２筒体９２とリング部材９３との間には隙間Ｇ１が確保されているので、付勢機構９６によって付勢されているリング部材９３は姿勢を変化させることができる。したがって、第１カプラ８３の軸と第２カプラ８４の軸とが平行でない場合でも、リング部材９３の端面がシール部材９４を介して第１筒体９１の端面に当接するようにリング部材９３の姿勢が調整されるので、第１カプラ８３と第２カプラ８４とを連結させることができる。また、リング部材９３が第２筒体９２の外側に設けられているため、第１筒体９１も第２筒体９２も内部流路に他の部品を存在させない構成とすることができる。したがって、第１カプラ８３及び第２カプラ８４を糸Ｙが円滑に通過しやすく、サクション３７（糸吸引装置）に接続された配管にも好適に使用することができる。

本実施形態では、シール部材９４は、リング部材９３の端面に設けられている。こうすることで、リング部材９３の姿勢が調整される際に、シール部材９４の位置も同時に調整されるので、リング部材９３の端面をシール部材９４を介して第１筒体９１の端面により確実に当接させやすくなる。

本実施形態では、第２カプラ８４に、リング部材９３が第２筒体９２から抜けることを防止する抜け止め部９８ａが設けられている。このような抜け止め部９８ａを設けることで、リング部材９３を第２筒体９２に嵌めた状態を確実に維持することができ、連結不良の発生を防止できる。

本実施形態では、第２カプラ８４は、リング部材９３の外側に隙間Ｇ２を空けて配置された円筒状の規制部材９８をさらに有し、規制部材９８の第１筒体９１側の端部に、径方向内側に突出する突出部９８ａが抜け止め部として設けられている。こうすれば、規制部材９８を組み付けるだけで簡単に抜け止め部９８ａを設けることができる。

本実施形態では、シールリング９５は、周方向に直交する断面形状がＶ字状とされている。こうすれば、シールリング９５が変形しやすくなるため、リング部材９３の姿勢を柔軟に変化させることができる。したがって、第１カプラ８３の軸と第２カプラ８４の軸とが平行でない場合に、第１カプラ８３と第２カプラ８４とをより確実に連結させることができる。

本実施形態では、第１筒体９１の第２筒体９２側の端部に、径方向外側に突出するフランジ部９１ａが形成されている。こうすれば、第１筒体９１の端面が広くなるので、第２カプラ８４が第１カプラ８３に対して軸方向に直交する方向に多少ずれていても、第１カプラ８３と第２カプラ８４とを良好に連結させることができる。

本実施形態では、付勢機構９６はばね９９を有する。付勢機構９６としてばね９９を用いることで、付勢機構９６を低コストで構成することができる。

本実施形態では、付勢機構９６は、リング部材９３の周方向に並んで配置された複数のばね９９を有する。ばね９９を複数設ければ、ばね９９の数を変更することによって付勢力を調整することができる。また、１つのばね９９でリング部材９３を付勢する場合と比べると、複数のばね９９でリング部材９３を付勢するようにしたほうが、リング部材９３の姿勢をより柔軟に変化させることができる。

本実施形態では、リング部材９３が周方向に回動することを防止する回り止め部９７が設けられている。リング部材９３が回動しないようにすることで、付勢機構９６（ばね９９）に無理な力がかかって付勢機構９６が破損することを避けることができる。

本実施形態に係る紡糸引取設備１では、サクション３７から糸廃棄部６に至る廃糸経路８に廃糸用カップリング装置１０が設けられている。既に説明したように、廃糸用カップリング装置１０は糸Ｙが円滑に通過しやすい構成であるので、サクション３７と接続されている廃糸経路８に用いるのに好適である。また、糸掛けロボット３のような自動装置では、オペレータが常時近くにいるわけではないので、糸Ｙが詰まった場合にその状態で放置される時間が長くなりがちである。したがって、糸詰まりが生じにくいカップリング装置１０を採用する意義が大きい。

本実施形態では、廃糸経路８に設けられた廃糸用カップリング装置１０の第１カプラ８３が、複数の紡糸引取装置２に対応して複数設けられており、廃糸経路８に設けられた廃糸用カップリング装置１０の第２カプラ８４が、糸掛けロボット３に設けられている。カップリング装置１０においては、第２カプラ８４のほうが第１カプラ８３よりも構成が複雑で高価である。上述の構成によれば、高価な第２カプラ８４が１つで済むので、コストを抑えることができる。

本実施形態では、廃糸経路８に設けられた廃糸用カップリング装置１０において、第１筒体９１の内径が第２筒体９２の内径よりも大きい。サクション３７で吸引された糸Ｙは、第２筒体９２から第１筒体９１に向かって流れる。したがって、上述の構成によれば、糸Ｙが第２筒体９２と第１筒体９１との境界部を通過する際に、境界部において流路が広がることになるので、糸Ｙが境界部を円滑に通過しやすくなる。

本実施形態では、圧空供給部５からサクション３７に至る圧空供給経路７に圧空用カップリング装置９が設けられている。圧空用カップリング装置９によれば、第１カプラ７３と第２カプラ７４とを確実に連結させることができるので、圧縮流体が流れる流路にも好適に使用することができる。

本実施形態では、圧空供給経路７に設けられた圧空用カップリング装置９の第１カプラ７３が、複数の紡糸引取装置２に対応して複数設けられており、圧空供給経路７に設けられた圧空用カップリング装置９の第２カプラ７４が、糸掛けロボット３に設けられている。圧空用カップリング装置９においては、第２カプラ７４のほうが第１カプラ７３よりも構成が複雑で高価である。上述の構成によれば、高価な第２カプラ７４が１つで済むので、コストを抑えることができる。

本実施形態では、圧空供給経路７に設けられた圧空用カップリング装置９において、第２筒体の内径が第１筒体の内径よりも大きい。糸掛けロボット３に供給される圧縮流体は、第１筒体から第２筒体に向かって流れる。したがって、上述の構成によれば、圧縮流体が第１筒体と第２筒体との境界部を通過する際に、境界部において流路が広がることになるので、境界部で流路抵抗が大きくなることを抑制できる。

本実施形態では、廃糸経路８に設けられた廃糸用カップリング装置１０の廃糸用第２カプラ８４（一方のカプラ）と、圧空供給経路７に設けられた圧空用カップリング装置９の圧空用第２カプラ７４（一方のカプラ）とが、共通の支持プレート５７に取り付けられており、支持プレート５７を移動させることで、それぞれのカップリング装置９、１０が連結される。この場合、２つのカップリング装置９、１０を同時に連結させることになるが、通常の雄カプラを雌カプラに挿入するタイプのカップリング装置だと、複数のカップリング装置を同時に連結させるには、１つのカップリング装置を連結させるよりも要求精度が厳しくなる。しかしながら、本実施形態のカップリング装置９、１０は、リング部材９３の端面をシール部材９４を介して第１筒体９１の端面に当接させるだけなので、複数のカップリング装置９、１０を同時に連結させる場合でも、要求精度が厳しくなることを抑えることができる。

（他の実施形態）
上記実施形態に種々の変更を加えた変形例について説明する。

上記実施形態では、シール部材９４がリング部材９３の上端面に設けられているものとした。しかしながら、シール部材９４が第１筒体９１の下端面に設けられていてもよい。

上記実施形態では、リング部材９３が第２筒体９２から抜けることを防止するために規制部材９８を設けるものとした。しかしながら、規制部材９８を省略することも可能である。例えば、第２筒体９２の外周面にリング部材９３の抜けを防止する抜け止め部を設けるようにしてもよい。

上記実施形態では、シールリング９５を断面形状がＶ字状のＶパッキンとしたが、シールリング９５としてＶパッキン以外のものを用いてもよい。

上記実施形態では、第１筒体９１の下端部にフランジ部９１ａを設けるものとしたが、第１筒体９１の肉厚が大きければフランジ部９１ａをなくしてもよい。

上記実施形態では、リング部材９３を第１筒体９１に向かって付勢する付勢機構９６が、リング部材９３の周方向に配置された複数のばね９９によって構成されるものとした。しかしながら、付勢機構の構成はこれに限定されない。例えば、付勢機構９６を１つのばね９９で構成してもよいし、ばね９９以外の弾性体を用いてリング部材９３を付勢してもよいし、エアシリンダー等の直動機構を用いてリング部材９３を付勢するようにしてもよい。

上記実施形態では、回り止めピン９７を設けるものとしたが、回り止めピン９７を省略することも可能である。

上記実施形態では、各紡糸引取装置２に第１カプラ８３が設けられ、糸掛けロボット３に第２カプラ８４が設けられるものとした。しかしながら、各紡糸引取装置２に第２カプラ８４を設け、糸掛けロボット３に第１カプラ８３を設けるようにしてもよい。

上記実施形態では、糸掛けロボット３に設けられた第２カプラ８４を、各紡糸引取装置２に設けられた第１カプラ８３に向かって移動させるものとした。しかしながら、各紡糸引取装置２に設けられた第１カプラ８３を、糸掛けロボット３に設けられた第２カプラ８４に向かって移動させるようにしてもよい。

上記実施形態では、糸掛けロボット３に設けられた圧空用第２カプラ７４及び廃糸用第２カプラ８４を共通の支持プレート５７に取り付け、支持プレート５７を昇降させることで、圧空用第２カプラ７４及び廃糸用第２カプラ８４を同時に昇降させるものとした。しかしながら、このような構成は必須ではなく、圧空用第２カプラ７４及び廃糸用第２カプラ８４を個別に昇降させるようにしてもよい。

上記実施形態では、糸掛けロボット３がガイドレール３５に吊り下げられる吊り下げ式のものとしたが、糸掛けロボット３は吊り下げ式に限定されない。例えば、糸掛けロボット３が床面を走行するように構成してもよい。

１：紡糸引取設備
２：紡糸引取装置
３：糸掛けロボット
５：圧空供給部（圧縮流体供給部）
６：糸廃棄部
７：圧空供給経路（圧縮流体供給経路）
８：廃糸経路
９：圧空用カップリング装置
１０：廃糸用カップリング装置
３７：サクション（吸引保持部材）
５５：駆動部
５７：支持プレート（取付部材）
７３：圧空用第１カプラ（他方のカプラ）
７４：圧空用第２カプラ（一方のカプラ）
８３：廃糸用第１カプラ（他方のカプラ）
８４：廃糸用第２カプラ（一方のカプラ）
９１：第１筒体
９２：第２筒体
９３：リング部材
９４：シール部材
９５：シールリング
９６：付勢機構
９７：回り止めピン（回り止め部）
９８：規制部材
９８ａ：突出部（抜け止め部）
９９：ばね
Ｙ：糸

Claims (18)

1. 第１カプラ及び第２カプラを備え、前記第１カプラ及び前記第２カプラのうち何れか一方のカプラを他方のカプラに向けて移動させることで連結されるカップリング装置であって、
   前記第１カプラは、第１筒体を有しており、
   前記第２カプラは、
   前記第１筒体に対向して配置される第２筒体と、
   前記第２筒体の外側に隙間を空けて嵌められ、前記第２筒体の軸方向に移動可能な円筒状のリング部材と、
   前記第２筒体と前記リング部材との間に配置されたシールリングと、
   前記リング部材を前記第１筒体に向かって付勢する付勢機構と、
   を有しており、
   前記第１筒体の端面及び前記リング部材の端面の少なくとも何れか一方にシール部材が設けられており、
   前記一方のカプラを前記他方のカプラに向けて移動させると、前記シール部材を介して前記第１筒体の前記端面と前記リング部材の前記端面とが当接することで、前記第１筒体の内部流路と前記第２筒体の内部流路とが連通することを特徴とするカップリング装置。
2. 前記シール部材は、前記リング部材の前記端面に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のカップリング装置。
3. 前記第２カプラに、前記リング部材が前記第２筒体から抜けることを防止する抜け止め部が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のカップリング装置。
4. 前記第２カプラは、前記リング部材の外側に隙間を空けて配置された円筒状の規制部材をさらに有し、
   前記規制部材の前記第１筒体側の端部に、径方向内側に突出する突出部が前記抜け止め部として設けられていることを特徴とする請求項３に記載のカップリング装置。
5. 前記シールリングは、周方向に直交する断面形状がＶ字状であることを特徴とする請求項１～４の何れか１項に記載のカップリング装置。
6. 前記第１筒体の前記第２筒体側の端部に、径方向外側に突出するフランジ部が形成されていることを特徴とする請求項１～５の何れか１項に記載のカップリング装置。
7. 前記付勢機構はばねを有することを特徴とする請求項１～６の何れか１項に記載のカップリング装置。
8. 前記付勢機構は、前記リング部材の下面と前記第２筒体が固定されている支持プレートとの間に配置された複数の前記ばねを有することを特徴とする請求項７に記載のカップリング装置。
9. 前記付勢機構は、前記リング部材の周方向に並んで配置された複数の前記ばねを有することを特徴とする請求項７又は８に記載のカップリング装置。
10. 前記リング部材が周方向に回動することを防止する回り止め部が設けられていることを特徴とする請求項１～９の何れか１項に記載のカップリング装置。
11. 前記リング部材の内周面に、前記シールリングを配置するための環状溝が形成されており、
    前記リング部材の内径は、前記環状溝を除いて均一であり、前記第２筒体の外径よりも大きいことを特徴とする請求項１～１０の何れか１項に記載のカップリング装置。
12. 所定方向に並べられた複数の紡糸引取装置と、
    糸を吸引保持可能な吸引保持部材を有し、前記所定方向に移動可能且つ前記複数の紡糸引取装置のそれぞれに対して糸掛け作業が可能な糸掛けロボットと、
    前記吸引保持部材で吸引された糸が廃棄される糸廃棄部と、
    を備える紡糸引取設備であって、
    前記吸引保持部材から前記糸廃棄部に至る廃糸経路に請求項１～１１の何れか１項に記載のカップリング装置が設けられていることを特徴とする紡糸引取設備。
13. 前記廃糸経路に設けられた前記カップリング装置の前記第１カプラが、前記複数の紡糸引取装置に対応して複数設けられており、
    前記廃糸経路に設けられた前記カップリング装置の前記第２カプラが、前記糸掛けロボットに設けられていることを特徴とする請求項１２に記載の紡糸引取設備。
14. 前記廃糸経路に設けられた前記カップリング装置において、前記第１筒体の内径が前記第２筒体の内径よりも大きいことを特徴とする請求項１３に記載の紡糸引取設備。
15. 前記吸引保持部材に圧縮流体を供給することによって、前記吸引保持部材に吸引力を生じさせる圧縮流体供給部をさらに備え、
    前記圧縮流体供給部から前記吸引保持部材に至る圧縮流体供給経路に請求項１～１１の何れか１項に記載のカップリング装置が設けられていることを特徴とする請求項１２～１４の何れか１項に記載の紡糸引取設備。
16. 前記圧縮流体供給経路に設けられた前記カップリング装置の前記第１カプラが、前記複数の紡糸引取装置に対応して複数設けられており、
    前記圧縮流体供給経路に設けられた前記カップリング装置の前記第２カプラが、前記糸掛けロボットに設けられていることを特徴とする請求項１５に記載の紡糸引取設備。
17. 前記圧縮流体供給経路に設けられた前記カップリング装置において、前記第２筒体の内径が前記第１筒体の内径よりも大きいことを特徴とする請求項１６に記載の紡糸引取設備。
18. 前記廃糸経路に設けられた前記カップリング装置の前記一方のカプラと、前記圧縮流体供給経路に設けられた前記カップリング装置の前記一方のカプラとが、共通の取付部材に取り付けられており、
    前記取付部材を移動させることで、それぞれの前記カップリング装置が連結されることを特徴とする請求項１５～１７の何れか１項に記載の紡糸引取設備。

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