JPH02282169A

JPH02282169A - 巻取りリールに巻取られるときストランドを測定する装置および方法

Info

Publication number: JPH02282169A
Application number: JP2015954A
Authority: JP
Inventors: Thomas H Jensen; トーマス　ヒュールガールド　ジェンセン
Original assignee: PPG Industries Inc
Current assignee: PPG Industries Inc
Priority date: 1989-04-03
Filing date: 1990-01-25
Publication date: 1990-11-19
Also published as: KR900016035A; EP0395879A2; EP0395879A3; US4920274A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は一定長さのヤーンまたはストランドを、それら
が巻取りリールに実質的に連続した供給源から巻取られ
るとき、正確に測定する＠置および方法に関する。とく
に、本発明は捩糸機上で回転する成形パッケージからボ
ビン上に巻取られる長いガラス繊維ヤーンまたはストラ
ンドの長さを正確に測定する装置および方法に関する。

〔従来の技術〕

品質制御のため、同じザイズのヤーンまたはストランド
（塩１；ストランドと称する）を巻付けたすべてのボビ
ンは、その上に同じ長さのストランドを有し、ランダム
に選択したボビン群の間のヤード数変化ができるだけ少
ないことが望ましい。

このことはボビンを使用する消費者による織物製品の製
造において、たとえば織物製造用ビームを製造するため
ｍ要である。いくつかのボビンがビーム形成に使用され
る場合−つのボビンが早目に空になることは新しいボビ
ンが取付けられるまで生産工程を中断する。そのような
中断は織物製造の効率を悪くしコストも高くなる。

商業上、織物工業において一つの撚糸機上の１００また
はそれ以上のボビンに巻くことは普通である。各ボビン
は別々の供給ロールまたはクリール上に設置された単一
の成形パッケージから供給される。クリールはしばしば
、別々に′ａｌＩｉシうる、共通の駆動機構から駆動さ
れる。他の撚糸機は態別に駆動しうるクリールを有する
。同様に、ボビンは別々にまたは共通の駆動機構を介し
て駆＃）Ｊ　”ｅＪることができる。ストランドが各成
形パッケージからその対応するボビンに巻戻されるとき
、通常回転トラベラによって撚りが加えられる。

従来ボビンに巻かれるストランドの長さを測定するのに
使用された一つの方法は、単に成形パッケージの回転数
またはボビンの回転数を数えることであった。この解決
法は、魅力的ではあるが、成形パッケージの形状および
ボビン上のヤーン形成の影響が考慮されないため、かな
りの誤差を生ずる。各ボビンが確実に同じ長さのヤーン
を支持する第２の方法は、各ボビンが単に各ボビン／パ
ッケージの対を一定時聞走行し、各成形パッケージのコ
ンシスチンシーに依存して均一なり−ン長さのボビンを
製造することである。さらに、ボビンに巻かれるヤーン
の長さを一層正確に測定するさらに別の方法は、移動す
るストランドを、ストランドが成形パッケージから巻戻
されるとき直径の分かつている回転円板またはリムの周
囲に接触させることである。ストランドが前進するとき
、ストランドとリムとの間の引張り力は接触が維持され
ている限りリムを回転させる。理想的には、リムの接線
方向速度はストランドの直線速度に等しく、したがって
、リムの各回転はその周囲の良さに等しいストランドの
長さを計測する。リムの回転数を数え、その周囲の長さ
を掛けるとリムを通ってボビンに送られたストランドの
全長を決定することができる。

（発明が解決しようとする課題）細いストランドの場合、この技術を使用するため解決し
なければならないいくつかの課題が存在する。しばしば
、ストランドに小さい軸方向張力を維持し、切断および
撚り工程中の他の悪影費を阻止することが必要である。

他の課題は、ストランドと回転するリムとの間の相対的
滑りを最小にしてストランドの速度変化を反映するよう
に、ストランドの運動を正確に追跡することである。

下記のように、本発明は従来技術の装置が遭遇した困難
を最小にするかまたは克服した。

（課題を解決するための手段）本発明によれば、連続ストランド供給装置から引出され
付勢された巻取り機構によって巻取りリールに巻取られ
る移動するストランドの一定の長さを正確に測定しうる
方法および装置が得られる。

ストランドの測定はストランドと直径が知られた軽量１
低慣性の回転リム周囲との間に連続的接触を維持し、リ
ムに減摩面の周りを回転させることによって達成される
。回転数は電気的に計数されリム周囲の長さと掛は合わ
される。理想的には、得られた値は、数えられた回転数
を生ずるためすムと接触させたストランドの全長に等し
い。

一実施例において、本発明は成形パッケージから紡績ボ
ビンに撚糸機によって巻戻されるストランドの長さを測
定するのに使用される。他の実施例において、本発明は
クリール上に保持された多数の成形パッケージから巻戻
されマンドレルによってローブ管上に巻取られるいくつ
かのストランドの長さを測定するのに使用される。ざら
に別の実施例において、本発明はガラス繊維ブツシュか
ら引出され成形パッケージに直接巻取られるガラススト
ランドの艮ざを測定するのに使用される。

これらの種々の実施例を具体化するため、従来技術にお
いて経験された課題および限界を克服するいくつかの目
的物が実現した。したがって、本発明の目的の一つは、
きわめて細い織物繊維の長さを測定することである。本
発明の別の目的はストランドにすでに存在するものより
実質的に大きい張力を発生することなしにストランドの
長さを正確に測定することである。本発明のさらに別の
目的はストランドと回転リムとの連続的接触を雑持しス
トランド長さの測定誤差を最小にすることである。本発
明のなお、さらに、別の目的はリムが迅速にストランド
の速度変動に対応してリムとストランドとの間の相対的
滑りのポテンシャルを最小にしうることである。

下記の開示から明らかになるように、本発明の要旨は適
当にこれらの目的に対応し加圧ガス層に支持されその減
摩回転が可能になる軽量、低慣性リムを使用することに
よって従来技術の制限を克服した。

（実施例）図面において、第１図は本発明の好ましい実施例の略図
である。適当に支持された測定装置Ｉ　Ｇ、Ｌ、撚糸機
に設けられるようなトラベルリング５によって、成形パ
ッケージ３からボビン４上に巻戻されるストランド２の
良さを測定するため使用される。実施例において、本発
明の方法ｄ３よび装置は撚糸機に使用するものとして記
載されるが、装置および方法はそれに限定されるもので
ないことを理解されたい。たとえば、巻取りリールにス
トランドの実質的に連続した供給源を供給する装置は、
クリール上に保持された多数の成形パッケージから多数
のストランドを供給し、通常粗紡と称せられる、単一の
一層大きいストランドに集める装置を囲んでいる。この
粗紡ヤーンはついで適当に付勢された回転マンドレル上
に支持された管に巻かれる。同様に、ストランドの連続
源は作動ガラス繊維ブツシュから供給され、ブツシュか
ら引出される個々の繊維はストランドに集められ、適当
に付勢された回転ワインダによって支持された成形管上
に巻取られる。

第１図に戻って、ストランド２が供給源３から巻取りリ
ール４上に巻戻されるとき、ストランドは測定装置内側
に収容された回転可能なリム６の周囲に接触する。連続
的接触はストランドを少なくとも２つの調節可能なスト
ランド案内８ａ。

８ｂを、そこを通るストランドが垂直から変位しリムに
向かって内方に引張られ、移動するストランドがリム６
周囲の円弧に連続接触するように、ストランドを通すこ
とによって維持される。

調節可能なストランド案内８ａ、８ｂはさらに第２図か
ら第４図に図示されている。実施例において、ガラスの
切削作用に対抗しつるまたそれ自体ヤーンに悪影響しな
いいかなる材料も使用できるが、それらは全体的に真鍮
から好ましくは自由加工真鍮から作られる。案内は一端
でかぎ型、“ＪＩＴ型、１型、または他の開放構造に形
成され、ストランド２は容易に挿入され通過することが
できる。ストランド案内の他端は分離しつるハウジング
２０ｂの一側に設置された孔に挿入され、ハウジングは
止めねし六角ナツトまたは他の案内に直角に挿入される
通常のねじ付きファスナ９によって設置、固定される。

案内はそれらを、ストランド２がリム６に接触しリム６
を第２図および第３図に示すようにその中央平面に沿っ
て分割するように曲げることによってさらに調節される
。

第４図に示す測定リム６は機械加工またはモールド工程
のいずれかによって軽量ポリウレタンの単一片から製造
された環状部材である。実施例においてリムは両端に立
上がりリップ７を有し、それらはストランドを収容する
平らな軌道または走路が第２図に示すようにそれらの間
に形成されるように半径方面に延びている。そのような
軌道または走路を有するリムが好ましいが、完全に平ら
な面を有するものも設けることができ、ストランドはそ
れとの接触を維持する。

第４図に移ると、リム６はハブ１ｏの上方環状部分の上
に同心的に取付けられる。環状壁は中心線に向かって配
置された細い直径の多数の均一に離れた孔１１を有する
。ハブ１０の基部は外径が環状部の外径より大きい無孔
の固体円板よりなる。

実施例において、ハブ１０は、材料の単一片から機械加
工されるが、本発明はまた少なくとも二つの別に機械加
工された部分ならびに最小の加工または機械加工しか必
要としない単一のモールドされたユニットから構成する
こともできる。

ノズル１２は、空気のような加圧ガスのほぼ連続供給す
る噴射のためハブ１０の基部を通って設けられる。実施
例において、ノズルは市販された付属具である。孔は基
部を通ってハブの中心線に沿って穿孔され付ｌＩｒ１貝
の端部をうけ入れるためねじ立てされる。加圧ガスを輸
送するホースがノズルに取付けられ、ガスは環状部の内
部に進入する。

これは加圧ガスをハブに供給する唯一つの方法ではなく
、ハブ１０およびノズル１２が単一片から作られるもの
を含む寸べての伯の同様の変形の利用も意図している。

円い端部ふた１３はそれをハブ１０の環状部分の面に固
定する装置ｉ！１４とともに設けられ、端部ふたはハブ
の基部とほぼ同じ半径を有する。端部ふたは通常のねじ
付きフ７スブーのような手段により固定することができ
るが、膠、接着剤および熱接着の使用も意図している。

リム６の外面の一つの位置に、薄いアルミ箔のような材
料から作られた点または条片の形の光反射ターゲット１
５が設けられている。発光ダイオード１６ａおよびホト
トランジスタ１６ｂの双方は、その作用を下記に記載す
るが、同様に下記に記載するように、通常のねじ付きフ
ァスナ１７によって印刷回路板１８および電気的要素と
ともにを取付けられ単一ケーシングに内蔵されている。

少なくとも二つの他の通常のねじ付きファスナ１９が、
印刷回路板１８およびその付属する要素を分離しつるハ
ウジングの半部２０ａ内側に固定するため設けられてい
る。ハウジングは、ねじ孔２１ａ、２１ｂ、２１ｃにね
じ付きファスナをうけ入れつるような構造である。ハウ
ジングはさらに出し入れ孔またはボート２２を有し、そ
こに撚糸機、マンドレルまたはストランドを前進するた
め使用される他の付勢された巻取装置の駆動モータをオ
ンオフするため使用される電気信号を伝達する多数の電
線またはケーブル２３が通される。

ハブ１０、リム６および端部ふた１３を有する軸受集合
体は、ハウジング２０ａの前方に挿入され、他の対応す
る半部２０ｂは第４図に示すように設置されている。多
数の通常のねじ付きファスナ２４はハウジングの二つの
基部および半部を固定するため使用される。ハブ１０の
基部および端部ふた１３はハウジングの少なくとも四つ
の支持面に対して所定位置に押付けられ、すべてはハブ
１０および端部ふた１３の基部と同じ半径を有する。と
めねじ２５のような通常のねじ付きファスナはハウジン
グ２０ｂの一側を通して挿入され、端部ふた１３に切込
まれた円周溝２６に係合するように締付けられ、軸受集
合体は所定位置に固定される。

実施例において、組立てられた装置の作用は、７０ない
し９０ｐｓｉａ（４９〜６３Ｎｇ／ｃｍ”　）の圧力を
有する圧縮空気をノズル１２に供給することにより達成
される。端部ふた１３の存在により空気は半径方面にハ
ブ１０の環状部分の壁における孔１１を通って膨脹し、
それはリム６の内面を押圧する。孔１１はきわめて細く
、代表的に直径０、０１８１ｎ（０，４５ｎｇｔ）であ
る。実施例において、二つのそれぞれ８つの均一に離れ
た交互の孔が第４図に示されている。

空気の圧力はリム６をハブ１０から扛上し、それをその
環状部分の周りのほぼ同心位置に維持する。移動するス
トランドはリムと接触し、それをｒｓ擦なしにハブの周
りにほぼ同心に回転させる。

リムが同心回転から変位すると、リムを支持するガスの
円周方向圧力分布の不平衡のため、復元力が発生する。

この不平衡はリムが益々ハブの周りの同心回転からると
き変位するとき、益々増大する。そのようになるとき、
回復力はリムを所定位置に押戻す。しかして、圧力不平
衡および回転力の複合作用は連続的にリムの位置を維持
する。

例示として、実施例において、はぼ約０．０４１　ｂ／
＋ｎ　　（０，１１に９／ｎ３）１７）密度ヲｌｉする
・３ポリウレタンから作られたリムの重ハは約４，３すにな
る。リム６自体はストランドと接触する走路において、
１　、７５０１ｎ（４４，４５ｍ）の内径および１．８
２０ｉｎ＜４６．２２０１１）の外径を有する。

リップ７の効果を無視すると、このようなリムは２、　
ＯＸ　１０−６１　ｂ−ｆｔ−ｓｅｃ　”　　（０，１
３８に９−ｍ−５ｅｃ２）程度のその軸線の周りの慣性
能率を有する。６００から７００　ｆｔ／ａ＋ｉｎ　（
１８０から２１０ｍ／５ｅｃ）の代表的な直線速度で移
動して平らに接触するストランドは、リムを毎秒１３７
から１６０ラジアンまたは約１３００ないし１５０Ｑ　
ｒｐｍで回転させる。

発光ダイオード１６８はリム６上に支持されたターゲッ
ト１５によって反射され、この友射光は光トランジスタ
１６ｂによって感知され、電流パルスが発生し、リムの
各回転中−回電圧パルスに変換される。この電圧はつい
で単安定タイミング回路をトリガづるのに使用され、現
在のマイクロコンピュータと匹敵する大ぎさおよび長さ
が知られた対応する電圧パルスを発生する。

実施例において、発光ダイオードおよびホトトランジス
タは複合され単一の市販のユニットたとえばＴＲＷ　ｃ
ｏｐｏｒａ口Ｏｎ製のＭｏｄｅｌ　ＯＰＢ　−７０３Ａ
に内蔵されている。たとえばＳｉｇｎｅｔｉＣ３Ｃ０ｐ
ＯｒａｔｉＯｎ製のＮＥ５５５型の市販のタイミング回
路、Ｊ３よびたとえばＩｎｔｅｌ　Ｃｏｐｏｒａｔｉｏ
ｎ製の８７５型マイクロコンピユータが使用されるが、
他の同等の装置も則し結果を得るため使用することがで
きる。

マイクロコンピュータはリムの回転数に対応する電圧パ
ルスの数を数え、さらにこの数にリムの円周長さを）ｆ
）けることにより、ストランドの全長を計算するように
プログラムされる。リムが回転するとき、これらのパル
スはリムの回転周波数と対応して周期的に発生する。

マイクロコンピュータはまたターゲットカラン　４゜ト
数または予め設定されたストランドの長さに達したとき
、付勢された巻取装置を停止するためリレー回路を作動
するようにプログラムされる。

ターゲットカウント数、実際のカウント数および測定リ
ムの直径のような他の作動パラメータは、ＨＡＸＩＨｃ
ｏｐｏｒａｔｔｏｎ製ＨＡＸ２３２のような市販のイン
ターフェース回路によってマイクロコンピュータとの間
で出、入りされる。

装置のある特徴を備えた好ましい実施例を含む本登用の
いくつかの他の実施例が開示された。本発明は決して特
殊な材料、電気的装置または寸法の使用に限定されるも
のでなく、他のものも同じ結果を得るため装置換しうる
ものである。

（発明の効果）本発明はストランドの長さを測定するに当たり、空気軸
受によって支持されたリムを用いたため、ストランドと
リムの相対的滑りをなくし、かつ電気−光学的測定装置
を用いたため、ストランドの良さを正確に測定すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は撚糸機の作業に使用される本発明の好ましい実
施例の全体的略図である。第２図は第１図の測定装置の
２−２線に沿う正面図である。第３図は第２図に示す組
立てられた測定装置の斜視図であり、第４図はその内外
要素を承り測定装置の分解斜視図である。１・・・・・・測定装置、２・・・・・・ストランド、
３・・・・・・成形パッケージ、４・・・・・・リール
、６・・・・・・リム、１０・・・・・・ハブ、１１・
・・・・・孔（空気孔）、１２・・・・・・ノズル、１
５・・・・・・ターゲット、１６ａ・・・・・・発光ダ
イオード、１６ｂ・・・・・・ホトトランジスタ、１８
・・・・・・印刷回路板、２０・・・・・・ハウジング
。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ストランド源から巻取りリールに巻取られるとき
ストランドを測定する装置であつて、（ａ）ストランド
をストランド源から巻取りリールに供給する装置、（ｂ）ストランドに係合してそれをストランド源から巻
取りリールへの通路において移動させるようにストラン
ド源と巻取りリールとの間に作動的に連結された、電気
的に制御されかつ適当に付勢された巻取装置、（ｃ）前進するストランドをストランド源と巻取りリー
ルとの間で案内する装置、（ｄ）ストランド源と巻取りリールとの間にかつ移動す
るストランドに対してストランドがその上で回転する測
定リムに接触してリムを回転させるように設置された減
摩軸受、および（ｅ）リムが回転されるときその回転数を探知し、計数
しかつ記憶する第１電気回路装置を備えたストランド測定装置。
（２）回転数を予め選択して探知された回転数と予め選
択された値とを比較する第２電気回路装置を有する請求
項１記載の装置。
（３）予め選択された回転数に達したとき電気的に制御
される巻取装置を遮断する第３電気回路装置を有する請
求項２記載の装置。
（４）回転数を探知する第１電気回路が（ａ）発光ダイオード、（ｂ）ホトトランジスタ、および（ｃ）回転する測定リムに固定されダイオードからの反
射されホトトランジスタによって感知された光が電気的
パルスに変換され、各パルスがリムの一回転を示す光反
射ターゲットを有する請求項１記載の装置。
（５）減摩軸受が静止ハブを有しその上に回転する測定
リムが同心的に取付けられ、ハブは測定リムとハブとの
間に無摩擦ガス層を形成するように加圧ガスを導入、排
出する装置を有する請求項１記載の装置。
（６）巻取りリールに巻取られるときストランドを測定
する装置であつて、（ａ）巻取りリールにストランド源を供給する装置、（ｂ）ストランドに係合してそれをストランドの供給源
から巻取りリールへの通路において移動させるようにス
トランドの供給源と巻取りリールとの間に作動的に連結
された電気的制御されかつ適当に付勢される巻取装置、（ｃ）上方環状部および下方基部を有する一体のハブで
あって、基部の半径が環状部の外径より大きく環状部が
その壁を通る多数の細い孔を有する前記ハブ、（ｄ）内径が環状部の内径より僅かに大きくかつそれに
同心的に取付けられた軽量材料の測定リムであって、リ
ムはまた両端に半径方向外方に突出するリップを有する
前記リム、（ｅ）ハブの基部と同じ半径を有する無孔の端部ふた、（ｆ）リムをその上で回転させるように同心的に取付け
るように端部ふたを環状の頂部に平らに固定する装置、（ｇ）加圧ガスをハブの基部を通して連続的に供給しガ
スが環状部の壁の孔を通して排出し同心的に取付けられ
たリム内面を半径方向外向きに押圧してリムを僅かに拡
張させリムをハブの周りで摩擦なしに回転させる装置、（ｈ）ストランドをリムと接触させてリムを回転させる
ように移動するストランドの通路を案内する装置、およ
び（ｉ）リムの回転数を探知し、計数しかつ記憶する第１
電気回路装置を有する前記装置。
（７）回転数を予め選択し回転数を予め選択された値と
比較する第２電気回路装置をさらに有する請求項６記載
の装置。
（８）予め選択された数に達したとき電気的に制御され
かつ適当に付勢された巻取り装置を遮断する第３電気回
路装置を有する請求項７記載の装置。
（９）回転数を探知する第１電気回路装置が、（ａ）発光ダイオード、（ｂ）ホトトランジスタ、および（ｃ）回転するリムの面に固定され、ダイオードの反射
されホトトランジスタによって感知された光を電気的パ
ルスに変換し、各パルスがリムの一回転を示す光反射タ
ーゲット、を有する請求項６記載の装置。
（１０）巻取りリールに巻取られるときストランドを測
定する方法であって、（ａ）ストランドを巻取りリールに電気的に制御されか
つ適当に付勢されストランドの運動を設定する巻取りリ
ールによって巻取ること、（ｂ）ストランドを環状リム面に対して移動しストラン
ドが移動するときリムを減摩ハブの周りにほぼ同じ接線
方向速度で回転させること、（ｃ）電気−光学装置によってリムの回転数を計数する
こと、および（ｄ）ストランドの巻取りを予定数の回転に達したとき
停止することの各工程を有する前記方法。
（１１）ストランドが繊維撚糸機上に支持された成形パ
ッケージから巻戻され回転するボビンによつて巻取られ
る請求項１０記載の方法。
（１２）ストランドは多数の同様のストランドからなり
、各ストランドはクリールによって支持された同数の成
形パッケージから巻戻され単一の粗紡ヤーンに集められ
回転マンドレルによって管に巻取られる請求項１０記載
の方法。
（１３）ガラス繊維ブッシュから引出され適当に付勢さ
れた巻取機によつて支持された回転する管に巻取られる
ストランドを測定する方法であつて、（ａ）移動するストランドを環状の測定リムに接触させ
ストランドが移動するときリムを減摩ハブの周りでほぼ
同じ接線方向速度で回転させること、（ｂ）電気−光学装置によってリムの回転数を計数する
こと、および（ｃ）ストランドの巻取りを予定数の回転に達したとき
停止することの各工程を有する前記方法。