JPH08175752A

JPH08175752A - 糸条巻取機

Info

Publication number: JPH08175752A
Application number: JP32443894A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Terasaka; 広行寺坂; Ichiro Kumo; 雲　　一郎; Kozo Okumura; 幸三奥村
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1994-12-27
Filing date: 1994-12-27
Publication date: 1996-07-09

Abstract

(57)【要約】【目的】危険速度の引上げを可能にすることにより、
高速域でもタッチローラを安定に回転可能にした糸条巻
取機の提供。【構成】長尺のスピンドル８に複数個のボビン７ａ，
７ｂ，７ｃ，７ｄを軸方向に並べて装着し、これらボビ
ン上の糸条パッケージ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄの表面に
タッチローラ１を接圧する糸条巻取機において、前記タ
ッチローラ１を軸方向に少なくとも２本の分割ローラ１
ｅ，１ｆに分割すると共に、これら分割ローラ１ｅ，１
ｆを回転可能に支持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、糸条巻取機に関し、さ
らに詳しくは紡糸機から紡出された糸条を、長尺スピン
ドルに装着された複数個のボビンにタッチローラを接圧
しながら高速で巻き上げる糸条巻取機に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、糸条巻取機は、生産性向上を図る
ために糸条を５０００ｍ／分以上の高速で巻取る高速化
と、より一層の生産性効率化を図るためスピンドルを長
尺化して多数のボビンを装着し、一回の巻取操作で多数
のパッケージを得るようにする多山取りが進んでいる。
最近では、その巻取速度が６０００ｍ／分以上、スピン
ドル長が１２００ｍｍクラスの糸条巻取機が実用化され
るようになっている。

【０００３】このような糸条巻取機により複数個のボビ
ンに糸条をトラバースガイドで綾振りさせながら高速で
巻取るには、各ボビンに巻き上げられる糸条パッケージ
の径を均一にするように、その糸条パッケージ外周にタ
ッチローラを接触させ、所定の面圧力を加えることが必
要になる。このように巻取速度の高速化と共にスピンド
ルの長尺化が図られると、タッチローラの方も高速化、
長尺化することが必要になってくる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のタッチ
ローラを外径を同一のまま長尺化して高速巻取しようと
すると、長尺化によってタッチローラの剛性の低下や支
持構造の脆弱化が必然的に生じるので、大きな振動を発
生して高速巻取が不可能になってしまうことになる。

【０００５】一般に糸条巻取機において高速巻取を安定
化するための必須条件は、タッチローラなどの回転体の
巻始めから巻終りまでの回転数領域に、激しい曲げ振動
が起こる危険速度（＝共振点) が存在しないようにする
ことである。危険速度は、タッチローラ（回転体）の断
面積をＡ、長さをＬ、断面二次モーメントをＩ、ローラ
材料の密度をρ、ローラ材料のヤング率をＥとし、また
タッチローラの支持条件で定まる定数をα_iとすると、
ｉ＝ｎのときの第ｎ次危険速度ω_iは、 ω_i＝（α_i／Ｌ²）×√（ＥＩ／ρＡ) ……（１）の式で表される（日本機械学会編「機械工学便覧」，Ａ
３編第５２頁）。

【０００６】したがって、タッチローラの外径を変えな
いで、長さだけを長尺化すると、式（１) から明らかな
ように、タッチローラの長さＬが２乗で危険速度ω_iの
大きさにきいてくるので、その危険速度ω_iを極端に低
下させることになる。したがって、上記のように長尺化
したタッチローラで糸条の高速巻取を行うと、従来の低
速短尺巻取機では発生しなかった危険速度が使用回転数
域の速度範囲まで低下してくるので、巻取時に激しい振
動を発生し、糸条パッケージを安定に巻き上げることが
できなくなるばかりでなく、機械的な破損も発生するよ
うになる。

【０００７】このような問題を解決する対策として、本
発明者らは特開平３−２９３２６２号公報に開示するよ
うに、芯材を繊維強化樹脂で構成し、外層と回転軸だけ
を金属材料としたタッチローラを先に提案した。このタ
ッチローラは、全体の密度が小さくなると共に、ヤング
率を大きくするため、上記式（１）から危険速度を従来
の金属材料だけで製作したタッチローラよりも引き上げ
ることができる。

【０００８】しかし、繊維強化樹脂と金属材料との組合
せからなる芯材と外層との嵌合及び外層と回転軸との嵌
合を機械加工により精密に行うことは極めて難しく、芯
ズレの発生は避けられない。そのためタッチローラに回
転アンバランスを生じるため、回転中に大きな振動を発
生し、引いてはそれが軸受の損傷を招くなどの問題を発
生する。また、回転アンバランスを小さくするための修
正作業が必要になり、これがタッチローラの製造工程を
煩雑化し、かつ分溜まりの低下を引き起こす原因にな
る。

【０００９】本発明の目的は、上述のような従来の問題
を解消し、危険速度の引上げを可能にすることにより、
高速域でもタッチローラを安定に回転可能にする糸条巻
取機を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成す本発明
は、長尺のスピンドルに複数個のボビンを軸方向に並べ
て装着し、これらボビンに巻き取られる糸条パッケージ
の表面にタッチローラを接圧するようにした糸条巻取機
において、前記タッチローラを軸方向に少なくとも２本
の分割ローラに分割すると共に、これら分割ローラを回
転可能に支持したことを特徴とするものである。

【００１１】このようにタッチローラを軸方向に複数個
の分割ローラに分割し、それぞれの分割ローラの長さＬ
を従来の単一構造のタッチローラに比べて短縮したの
で、上記式（１）で定められる危険速度ω_iを大きく引
き上げることができる。したがって、高速域でもタッチ
ローラを安定に回転可能にし、高速巻取を安定化するこ
とができる。

【００１２】以下、本発明を図に示す実施例を参照しな
がら具体的に説明する。図１および図２は、本発明の実
施例からなる糸条巻取機を概略的に示すものである。図
１および図２において、スピンドル８は長尺に形成され
て巻取機のフレーム９に水平に支持され、かつフレーム
９に内蔵した電動モータ（図示せず）により回転駆動さ
れるようになっている。このスピンドル８に４個のボビ
ン７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄが軸方向に並べて装着され、
それぞれに糸条パッケージ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄが巻
き取られるようになっている。

【００１３】また、上記糸条パッケージ６ａ，６ｂ，６
ｃ，６ｄの表面を接圧するようにタッチローラ１が設け
られている。タッチローラ１は２本の分割ローラ１ｅ，
１ｆに分割され、それぞれ両軸端を軸受２ａ，２ｂ；２
ｃ，２ｄによって支持されている。これら軸受のうち、
最奥端の軸受２ｄと最先端の軸受２ａとはそれぞれケー
ス３に挿入され、さらにケース３は弾性体４を介してブ
ラケット５に支持されている。また、中央部の軸受２
ｂ，２ｃは、弾性体４を介してブラケット５に直接支持
されている。

【００１４】分割ローラ１ｅ，１ｆは、一般的な炭素鋼
（Ｓ４５Ｃ、ＪＩＳＧ４０５１）だけで製作すればよ
く、繊維強化樹脂等を使用する必要はない。図２に示す
ように、ブラケット５には糸条Ｙをボビン７ａ，７ｂ，
７ｃ，７ｄの軸方向に往復運動させるトラバース装置１
０が設けられている。このトラバース装置１０は、フレ
ーム９に対してスライド機構（図示せず）により上下動
し、糸条パッケージ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄの径が成長
するに従って上方へ移動するようになっている。

【００１５】上述した糸条巻取機によれば、タッチロー
ラ１が２本の分割ローラ１ｅ，１ｆに分割されているの
で、その長さがタッチローラ１自体の全長の約１／２に
なっている。したがって、これら分割ローラ１ｅ，１ｆ
が回転するときの危険速度は、前述の式（１）にから、
タッチローチ１が１本構造になっている場合に比べて約
４倍に向上し、そのためタッチローチ全体の実質的な長
尺化を達成しながら安定した高速巻取を可能にする。

【００１６】また、タッチローラ１が２分割されている
ため、分割ローラ１ｅ，１ｆの１本当たりの重量が約１
／２になってハンドリング性が向上し、糸条巻取機への
組立作業やメンテナンス作業での労力を軽減することが
できる。また、タッチローラを製作するときは、旋盤に
両端を支持して外周を研削するが、この研削時の支持間
隔が約１／２になっているため、加工精度を向上するこ
とができる。したがって、最終的に完成したタッチロー
ラの回転バランスを良好にすることができる。

【００１７】本発明において、タッチローラの長さの分
割比は、上述した実施例では５：５で、共に分割ローラ
が同じ長さになっている。しかし、必ずしも同一長さで
ある必要はなく、その分割比を５．５：４．５や、６：
４などのように異なる長さになるようにしてもよい。ま
た、タッチローラの分割数は、実施例のように２本には
限定されることはなく、３本以上にしてもよい。３本に
分割した場合は、分割ローラ１本当たりの危険速度を従
来の単一構造のタッチローラの危険速度の約９倍以上に
飛躍的に向上させることができる。しかし、実用上は使
用条件に対して十分に余裕のある危険速度にしてあれば
よいので、必要以上に危険速度を上げる必要はない。し
たがって、好ましい分割数としては２〜３分割程度で十
分である。

【００１８】図３は、本発明に使用されるタッチローラ
の他の実施例を示す。この実施例では、２分割された分
割ローラ１ｅ，１ｆが、互いに軸端を軸継手１１によっ
て連結されている。このように互いに連結されているこ
とにより、糸条パッケージ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄの直
径が相互に微妙に異なる場合であっても、二つの分割ロ
ーラ１ｅ，１ｆの回転数を揃え、安定化させることがで
きる。

【００１９】すなわち、このように分割ローラを軸継手
で互いに連結したことにより、タッチローラ回転数をシ
ステムコントローラに取り込み、予め入力しておいたタ
ッチローラ直径からタッチローラ周速度を算出し、この
タッチローラ周速度が所定の速度になるようにスピンド
ル８の回転数を制御できるようになる。したがって、そ
の制御形態を安定させることにより、一層優れた糸品質
の糸条パッケージ６ａ〜６ｄを得ることができる。

【００２０】図４は、本発明に使用するタッチローラの
更に他の実施例を示す。この実施例では、２分割された
分割ローラ１ｅ，１ｆは、図３の場合と同様に軸継手１
１によって連結され、さらに最外側の軸端に軸継手１２
を介して電動モータ１３を連結し、タッチローラ１を積
極駆動するようにしている。このように電動モータ１３
によって分割ローラ１ｅ，１ｆを積極的に駆動するの
で、糸条パッケージ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄに対するタ
ッチローラ１の摩擦を少なくし、糸条の損傷を低減する
ことができる。

【００２１】電動モータとタッチローラの連結は、必ず
しも軸継手を介して行う必要はなく、図５に示す実施例
のように、電動モータ１４を直結するようにしてもよ
い。図５の実施例では、この直結型の電動モータ１４
が、分割ローラ１ｅの軸端にロータ１４ｒを直接取り付
け、その外周にモータケース１５に内設したステータ１
４ｓを配置して構成されている。また，分割ローラ１ｅ
の軸外端はモータケース１５内の軸受２ａに支持され、
このモータケース１５が弾性体４を介してブラケット５
に装着されようになっている。

【００２２】また、電動モータとタッチローラの連結
は、図６に示す実施例のように分割ローラ１ｅの軸端と
電動モータ１３の軸端にそれぞれプーリー１６，１６を
取り付け、この両プーリー１６，１６にタイミングベル
ト１７を掛けて伝動するようにしたものであってもよ
い。上述した各実施例では、分割ローラ同士の連結およ
び分割ローラとモータとの連結の軸継手として噛み合い
式軸継手を使用した。しかし、この軸継手の構造は任意
であってよく、例えば、ベローズ式軸継手、ディスク式
軸継手、スプライン式軸継手、ユニバーサル継手など、
いずれも有効に使用可能である。

【００２３】また、タッチローラの駆動手段としては電
動モータを使用したが、エアタービンを使用するように
してもよい。また、電動モータとしては３相誘導モー
タ、同期モータ、直流モータのいずれも使用可能である
が、特に３相誘導モータが好ましい。上記実施例では、
糸条巻取機の形式として、１台に対してスピンドルを１
本だけ設けた巻取機の場合を説明したが、タッチローラ
を設けるようにした巻取機であれば、その形式は特に限
定されるものではない。例えば、１台に対して２本のス
ピンドルを設け、その２本のスピンドルを巻取位置と待
機位置とに交互に切り換えるようにしたターレット式糸
条巻取機であってもよい。

【００２４】

【実施例】スピンドル長さが１２００ｍｍで、４個のボ
ビンを装着する４山取り構成とし、かつタッチローラと
して、径が６５ｍｍ、長さが１２００ｍｍの炭素鋼（Ｓ
４５Ｃ、ＪＩＳＧ４０５１）製の２分割構造のものを
取り付けた図１の構造からなる糸条巻取機を製作した。

【００２５】この糸条巻取機を使用し、空のボビン７ａ
〜７ｄにタッチローラ１ｅ，１ｆを接圧させながら、タ
ッチローラの表面速度を７０００ｍ／分まで加速させた
ときのタッチローラ回転数とブラケット５の先端部５ａ
の振動振幅を測定したところ、図７に示す結果が得られ
た。図７から明らかなように、上記糸条巻取機によれ
ば、タッチローラは７０００ｍ／分まで低い振動レベル
で回転可能てあった。また、タッチローラ１ｅ，１ｆの
製作に当っては、バランス修正作業を必要としなかっ
た。

【００２６】次いで、上記糸条巻取機により糸条Ｙをボ
ビン７ａ〜７ｄに糸掛けして巻取りを行なった。その結
果、低い振動レベルで良好なパッケージ６ａ〜６ｄを７
０００ｍ／分の速度で巻取ることができた。さらに、一
定時間経過後に、軸受２ｂ，２ｃ付近の温度を熱電対式
温度計で測定をしたところ、停機時の温度に対してプラ
ス５℃程度であり、機械温度としても、糸条の品質とし
ても特に問題ないことが確認できた。

【００２７】

【比較例】上記実施例に使用した糸条巻取機において、
タッチローラの材質を同じ炭素鋼（Ｓ４５Ｃ、ＪＩＳ
Ｇ４０５１）として、２分割にしない１本構造のローラ
に置き換えた糸条巻取機を使用し、上記実施例と同様に
タッチローラ回転数とその振幅との関係を調べた。その
結果は、図９のグラフのようであった。

【００２８】図９から明らかなように、６８００ｍ／分
付近から急激に振動が大きくなり、ボビンからの駆動力
が伝達されなくなったため、それ以上の回転数の上昇は
不可能であった。したがって、７０００ｍ／分での巻取
りは実施できなかった。

【００２９】

【発明の効果】上述したように、本発明によれば、タッ
チローラを軸方向に複数個の分割ローラに分割し、それ
ぞれの分割ローラの長さＬを従来の１本構成のタッチロ
ーラに比べて短縮したので、式（１）で定められる危険
速度ω_iを大きく引き上げることができる。したがっ
て、高速域でもタッチローラを安定に回転可能にし、高
速巻取を安定化することができる。

【００３０】また、ローラ１本当たりの重量を約半分に
するので、糸条巻取機の組立時やメンテナンス時にタッ
チローラを脱着するときの労力を軽減することができ
る。また、タッチローラの製作に当たっては、タッチロ
ーラの外周研削時の支持間隔が約半分になるため加工精
度を向上することができ、タッチローラの回転バランス
を良好にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例からなる糸条巻取機の概略断面
図である。

【図２】図１の糸条巻取機の側面図である。

【図３】本発明に使用されるタッチローラの他の実施例
を示す概略断面図である。

【図４】本発明に使用されるタッチローラの更に他の実
施例を示す概略断面図である。

【図５】本発明に使用されるタッチローラの更に他の実
施例を示す概略断面図である。

【図６】本発明に使用されるタッチローラの更に他の実
施例を示す概略断面図である。

【図７】本発明に係る糸巻取機を使用したときの振動特
性を示すグラフである。

【図８】従来の糸巻取機を使用したときの振動特性を示
すグラフである。

【符号の説明】

１タッチローラ１ｅ，１ｆ分割ローラ（タッチローラ）６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ糸条パッケージ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄボビン８スピンドル１１軸継手１３，１４電動モータ（駆動手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】長尺のスピンドルに複数個のボビンを軸
方向に並べて装着し、これらボビンに巻き取られる糸条
パッケージの表面にタッチローラを接圧するようにした
糸条巻取機において、前記タッチローラを軸方向に少な
くとも２本の分割ローラに分割すると共に、これら分割
ローラを回転可能に支持した糸条巻取機。
【請求項２】前記少なくとも２本の分割ローラの軸端
同士を相互に軸継手で連結した請求項１に記載の糸条巻
取機。
【請求項３】前記タッチローラの軸端に駆動手段を連
結した請求項１または２に記載の糸条巻取機。
【請求項４】前記タッチローラの駆動手段が前記スピ
ンドルの駆動手段とは独立に設けられている請求項３に
記載の糸条巻取機。