JPH10273265A

JPH10273265A - 糸条巻取装置および糸条巻取方法

Info

Publication number: JPH10273265A
Application number: JP8064997A
Authority: JP
Inventors: Kozo Okumura; 幸三奥村; Mamoru Kishida; 守岸田; Hiroyuki Terasaka; 広行寺坂
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1997-03-31
Filing date: 1997-03-31
Publication date: 1998-10-13

Abstract

(57)【要約】【課題】高速巻取においても、アンバランスによる過
大な振動が発生せず高品位なパッケージを巻き上げるこ
とが可能な糸条巻取装置を提供する。【解決手段】ボビンホルダ４、駆動軸４、駆動手段
９、環状支持体２０を備えた糸条巻取装置にて、ボビン
ホルダ４と駆動軸６との締結部を下記式を満足させ
る。Ｉ_min／Ｌ_sk＞２．２５×１０^-2・｛（Ｄ_O ²−
Ｄ_I ²）・Ｌ_B／1000｝・・・ただし、Ｉ_min：駆動軸の回転軸に対する断面２次モーメントの
最小値（ｍｍ⁴) Ｌ_sk ：駆動軸の締結部長さ（ｍｍ）Ｄ_O ：ボビンホルダに装着されるボビンの外径最大値
（ｍｍ）Ｄ_I ：ボビンホルダに装着されるボビンの内径最小値
（ｍｍ）Ｌ_B ：ボビンホルダに装着されるボビンの全長（ｍ
ｍ）

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、糸条巻取装置およ
び糸条巻取方法に関し、さらに詳しくは、ボビンホルダ
に装着されるボビンが小径かつ多数でありながら、ボビ
ンなどアンバランス要因に影響を受けることなく振動防
止性に優れ、糸条を良好なパッケージフォームに巻き上
げることができる糸条巻取装置および糸条巻取方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】糸条の巻取に用いられる巻取装置は、生
産性の向上、コストの低減等を図るため、巻取速度の高
速化、巻取ボビンの小径化・多数化、すなわちボビンホ
ルダの長尺化を目的に高性能化が進められている。現在
では、例えば内径１１０ｍｍのボビンを用いる全長１２
００ｍｍ級の長尺スピンドルを装備する糸条巻取装置で
は、巻取速度６０００ｍ／分が実現され、また同寸法の
ボビンを用いる全長９００ｍｍのスピンドルでは、巻取
速度８０００ｍ／分が実現されるに至っている。

【０００３】しかしながら、今日の繊維業界にとって、
さらなる生産性向上、コスト低減が必須の課題になって
いる。巻取装置の構成要素のなかでも、特に重要な構成
要素のひとつであるスピンドルの一層の高性能化、すな
わち、より高い次元にて高速化、小径化、長尺化を同時
に実現するスピンドルの提供が強く望まれている。一般
に糸条の巻取装置に用いられるスピンドルは、糸条巻初
めの高い回転数から、糸条がボビンに巻き取られて外径
の大きなパッケージが形成されることで回転数が低くな
る巻終わりまで、回転数比で３〜５倍に達する全て領域
において、機械的損傷を生じないだけでなく、糸条をフ
ォームの良好なパッケージに巻き上げることが可能な安
定した低振動性を実現する必要がある。

【０００４】今日の糸条巻取用スピンドルの主流は、い
わゆる柔構造スピンドルであって、この柔構造スピンド
ルは、ボビンホルダと、このボビンホルダに締結された
駆動軸と、このボビンホルダの内部空間に挿入される共
に、自己の内周部に上記駆動軸を軸受により回転自在に
支承する一般にサポートと称される環状支持体とから構
成されている。このスピンドルは、巻取りに際して停止
状態から昇速を開始、曲げ振動に起因し比較的低回転数
に発生する１、２次危険速度（共振点）を乗り越えた
後、所定の巻取速度に達するが、振動が過度に大きい場
合は前記危険速度を乗り越えられないばかりでなく、機
械的損傷を生じる可能性すら有する。

【０００５】一方、スピンドルの最高巻取速度、いわゆ
るメカマックスは、１、２次危険速度の４〜１０倍程度
の高速回転数域に発生するため、振動エネルギが大きく
乗り越えることができない３次危険速度に対して、５〜
１５％程度低い回転数に設定するのが一般的である。こ
のような制約のもと、今日まで高速化、小径化、長尺化
を実現すべくスピンドルの高性能化が進められてきた。

【０００６】スピンドルの危険速度（Ｎｃ）ｍ／分は、
おおよそ、Ｎｃ∝（Ｄ²／Ｌ²）×｛√（Ｅ／ρ）｝・・・・ただし、Ｄは装着されるボビンの径、Ｌはボビン全長、
ρ，Ｅはそれぞれボビンホルダ、駆動軸の比重と縦弾性
係数と表される。

【０００７】前述したように、今日主流となっている柔
構造スピンドルの場合、低速側から１次、２次、３次・
・・と複数の危険速度が存在し、この中で２次と３次の
危険速度の間の回転数域を巻取範囲としている。式か
ら明らかなように、危険速度Ｎｃを大きくするスピンド
ルの高速化、Ｄを小さくするボビン小径化、Ｌを大きく
するボビン長尺化は、本来、相矛盾するものであり、詳
細な形状等の変更を行うことによる性能向上は、ほぼ限
界に達しようとしている。

【０００８】また、このような技術的行き詰まりを解決
する手段として、たとえば、特開平３−２９３２６３号
公報、特開平５−３３８９１４号公報にみられるような
繊維強化複合材料の利用によりＥ／ρの向上を図る手
法、特開平８−１７５７５３にみられるようにボビン把
持機構に新たな工夫を加えることで実質的にＤの向上を
図る手法が提案されているが、これらはいずれも式を
基準にしたものである。

【０００９】すなわち、ボビンを装着するというスピン
ドルの本質的必要機能に起因し、必然的に生じるアンバ
ランス（回転体としての不釣り合い）がスピンドルの振
動レベルに如何に影響するかについては、なんら考慮さ
れてはおらず、今日のスピンドルに時としてみられる危
険速度的には十分な設計上の性能を有しているにもかか
わらず、ボビンを装着した状態では振動レベルが大きく
なりすぎ１、２次危険速度を通過できない現象、或いは
前記危険速度は通過しても使用領域における振動レベル
が糸条巻取には十分なレベルに達せず、パッケージ不良
を生じる現象については、何ら解決を与えるものではな
い。

【００１０】以上説明したように、現時点において、糸
条巻取用スピンドルの危険速度を向上させるための手段
については提案が行われているものの、ボビンを装着す
るというスピンドルの機能上必然となるアンバランスを
有した状態での過大振動に対してては、十分な解決がな
されていないのが現状である。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上述
した問題を解消し、特にスピンドルのボビンホルダと駆
動軸の締結部における前記駆動軸の径に着目し、その値
を適正値にすることで、小径かつ長尺のスピンドルであ
りながらボビンを装着した状態で、過大な振動を発生す
ることなく１、２次危険速度を容易に乗り越え、かつ高
速巻取においても十分に低い振動レベルで良好なパッケ
ージ形成が可能な糸条の巻取装置を提供することにあ
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の糸条巻取装置は、糸条を巻き取るための筒状のボビ
ンと、該ボビンを外周表面上に着脱自在に装着するボビ
ンホルダと、該ボビンホルダに締結された駆動軸と、該
駆動軸を回転駆動する駆動手段と、筒状体に形成されて
前記ボビンホルダの内側空間に挿入される共に、該筒状
体の内周側に軸受を介して前記駆動軸を回転自在に支承
する環状支持体とを備えた糸条の巻取装置において、

【００１３】（イ）前記ボビンホルダと前記駆動軸と
を別部材にすると共に、互いに一体に締結固定された構
成にし、かつ（ロ）該ボビンホルダと駆動軸との締結
部において、下記式Ｉ_min／Ｌ_sk＞２．２５×１０^-2・｛（Ｄ_O ²−Ｄ_I ²）・Ｌ_B／1000｝・・・ただし、Ｉ_min：駆動軸の回転軸に対する断面２次モーメントの
最小値（ｍｍ⁴) Ｌ_sk ：駆動軸の締結部長さ（ｍｍ）Ｄ_O ：ボビンホルダに装着されるボビンの外径最大値
（ｍｍ）Ｄ_I ：ボビンホルダに装着されるボビンの内径最小値
（ｍｍ）Ｌ_B ：ボビンホルダに装着されるボビンの全長（ｍ
ｍ）を満足する構成にしたことを特徴とするものである。

【００１４】本発明の糸条の巻取装置においては、ボビ
ンホルダと駆動軸締結部における前記駆動軸の回転軸に
対する断面２次モーメントと締結部長さを、装着される
ボビンの寸法との関係で式に示すように規定したこと
により、ボビン装着によるアンバランスの影響を抑え、
小径かつ長尺のスピンドルでありながら、過大な振動を
発生することなく１、２次危険速度を容易に乗り越え、
かつ高速巻取においても十分に低い振動レベルで良好な
パッケージ形成を可能とする。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明における一実施形態
を説明する。本発明において、ボビンホルダと駆動軸と
の締結部の断面形状は特に限定されるものではなく、
円、楕円、矩形等、またそれらの併用が用いられるが、
好ましくは機械加工が比較的容易で、かつ寸法精度の向
上が図れる円断面にするのがよい。また、回転軸方向に
対しては、前記断面形状が同一な所謂ストレート嵌合ま
たは相似的に変化するテーパ嵌合のいずれを用いてもか
まわない。要は、嵌合部（締結部）における駆動軸の回
転軸に対する断面２次モーメントの最小値が式の関係
となることが肝要なのである。

【００１６】ただし、駆動軸の一部に設けられた締結用
のネジ部、切り欠きなどを含む断面についてはアンバラ
ンス抑制に対する寄与が小さいので、本発明の意図する
嵌合部（締結部）には含まない。また、駆動軸の構成は
モータと直結したいわゆる一本軸型であっても、回転駆
動するモータ軸と、前記モータ軸とカップリングなどの
手段により連結されモータ軸からの回転運動をボビンホ
ルダに伝達するためのスピンドル軸の２本に分割された
いわゆる分割軸型であってもかまわない。

【００１７】ボビンホルダ、駆動軸は、如何なる材質で
あっても良く、鉄鋼材料、前記繊維強化複合材料、エン
ジニアリングプラスチックスなどが用いられるが、特に
機械構造用炭素鋼、クロムモリブデン鋼または機械構造
用ステンレス鋼の鉄鋼材料を用いることが好ましい。同
じく環状支持体についても特に材質上の限定はない。し
かし、高速回転するボビンホルダと駆動軸、さらにパッ
ケージを長期間安定して支持する必要があることを考慮
し、前述の機械構造用炭素鋼等の鉄鋼材料を使用するこ
とが好ましい。

【００１８】また、本発明が適用される糸条の巻取装置
としては、ボビンホルダと駆動軸と環状支持体を有する
スピンドルを備えたものであれば何ら限定されるもので
はない。しかし、生産性を向上させる上では、ターレッ
ト式巻取装置を採用することが好ましい。ターレット式
巻取装置は、ボビンホルダと駆動軸と環状支持体とから
なるスピンドルをターレット盤上に１８０゜の間隔に２
本立設し、その２本のスピンドルの一方を巻取位置に
し、他方の待機位置にし、その巻取位置のスピンドル上
のボビンが満巻になる毎に、上記ターレット盤が１８０
゜回転して２本のスピンドルの位置を交替するような構
成からなるものである。

【００１９】以下、本発明の糸条巻取装置の一例を図１
に基づいて具体的に説明する。図１は、ボビンを８個装
着する糸条の巻取装置であるが、図１においてボビン
は、理解を容易にするため２山分のみを示し、残り６山
分については省略している。

【００２０】図において、１ａ、１ｂは、外周に糸条Ｙ
を巻き取るための筒状のボビンで、内径１１０ｍｍ、外
径１２４ｍｍ、ボビン１山当たりの長さは１５０ｍｍで
あり、スピンドル２のボビンホルダ４に外装されてい
る。３は、ボビン１ａ、１ｂをボビンホルダ４に着脱す
るための弾性環状体で、各ボビン毎に筒状のスペーサ５
を介してボビンホルダ４の軸方向に摺動自在に装着され
ている。

【００２１】ボビンホルダ４は、回転軸方向に長尺の筒
状体であり、略中央部のボス４ａに駆動軸６と一体化す
るための締結部４ｂ（又は嵌合部）を有している。駆動
軸６は、カップリング７を介して回転運動を伝達するよ
うに連結されたスピンドル軸６ａとモータ軸６ｂとに分
割され、各々の軸芯に圧縮空気を通すための貫通孔６
ｅ、６ｅ’が貫通するように設けられている。スピンド
ル軸６ａは、その締結部６ｃをボビンホルダ４の嵌合部
４ｂ（締結部）に締結一体化されている。

【００２２】また、駆動軸６は、筒状体に形成された環
状支持体２０の内部空間に軸受８ａ，８ｂを介して回転
自在に支承され、その環状支持体２０はボビンホルダ４
の内部空間に挿入された状態で、その基端部をモータ９
のフレーム上に一体に支持固定されている。駆動軸６の
締結部６ｃとボビンホルダ４の嵌合部４ｂとの締結部に
おける回転軸に垂直な断面での形状はいずれも円状であ
り、軸方向に対してその断面形状が同一ないわゆるスト
レート嵌合で構成されている。この締結部６ｃの外径、
長さは、本発明において装着されるボビン１ａ，１ｂの
外径、内径、全長との関係において式を満足するよう
に設定されている。

【００２３】式において、左辺はスピンドルのアンバ
ランスに対する強さ（剛性）を意味するもので、これに
対して右辺はボビン装着によりスピンドルに生じるアン
バランスを表している。一般に、糸条の巻取装置のよう
な高速回転体に生じるアンバランスが回転時の振動特性
に如何なる影響を及ぼすかを計算で求めることは難し
く、さらに本発明に示したようなボビンホルダ４と駆動
軸６と環状支持体２０により構成された複雑な構造を有
する柔構造スピンドルが、１、２次危険速度を通過する
際の振動値を解析的に求めることは極めて困難である。

【００２４】本発明者らは、数多くのスピンドルを実際
に製作、回転テストを繰り返し行い、スピンドル構成要
素の各寸法とアンバランスに依る振動の大きさについて
考察を行った結果、前記柔構造スピンドルがアンバラン
スの影響を受けることなく１、２次危険速度を乗り越
え、かつ糸条の巻取を行なう際の振動を十分に低いレベ
ルに抑えることができる寸法適正値が、式で表せるこ
とを見い出したのである。式を用いることにより、ス
ピンドル設計時に過大な時間と費用を発生する煩雑なコ
ンピュータ計算を行う必要なく、また振動抑制のための
特別な装置を使用することなく、小径長尺スピンドルで
良好なフォームのパッケージを高速で巻き取ることを可
能にしたのである。

【００２５】

【実施例】

実施例１図１に示す糸条の巻取装置のボビンホルダ４には内径Ｄ
Ｉが１１０ｍｍ、外径Ｄoが１２４ｍｍ、長さが１５０
ｍｍの新品ボビン８個が、スペーサ５を介して配置され
た弾性環状体３により一体に装着され、ボビン全長ＬＢ
１２００ｍｍに設定される一方、嵌合部４ｂにおいて、
ナット６ｄの締め付け力によりスピンドル軸６ａの嵌合
部６ｃと締結一体化されている。

【００２６】ここで、駆動軸６の締結部６ｃは、ボビン
寸法との関係において式を満足するよう外径ｄ_Oは３
５ｍｍ、貫通孔６ｅの内径ｄi は７ｍｍに、また締結部
長さＬｓｋは１２５ｍｍに設定されている。駆動軸６と
ボビンホルダ４との嵌合部の断面２次モーメントの最小
値Ｉ_min（ｍｍ）は、一般の材料力学的知識から明らか
なように、Ｉ_min＝（π／６４）×（ｄ_O ⁴−ｄi ⁴）
を用いて算出すればよい。

【００２７】なお、ここで外径ｄoはｄo ＝３５ｍｍ、
内径ｄi はでｄi ＝７ｍｍである。スピンドル軸６ａ
は、軸受８ａ、８ｂを介してモータ９のハウジングから
ボビンホルダ４の内部に挿入されるように突出した環状
支持体２０に回転自在に支承されている。モータ９は、
コモンフレーム１０上に固定されており、モータハウジ
ング内に固定子１１が固定されていると共に、外周部に
回転子１２が固定されたモータ軸６ｂが軸受１３ａ、１
３ｂによって回転自在に支承されている。回転子１２と
固定子１１によって駆動されたモータ軸６ｂの回転運動
は、カップリング７を介してスピンドル軸６ａに伝達さ
れ、さらに締結部６ｃ、４ｂを介してボビンホルダ４に
伝達される。これによりボビンホルダ４に装着されたボ
ビン１ａ、１ｂが回転され、各ボビン１ａ、１ｂ上に糸
条Ｙを巻き取ることができる。

【００２８】１４はボビン１ａ、１ｂをボビンホルダ４
から自在に着脱するためのボビン着脱機構で、ピストン
１５、圧縮バネ１６、バネ受け１７、シール部材１８か
ら構成されている。ピストン１５は、両端のピストン壁
１５ａ、１５ｂを相互にピストン軸１５ｃで連結して構
成されている。一方のピストン壁１５ａは、スペーサ５
と略同径の外径を有するように構成され、また他方のピ
ストン壁１５ｂは外周面に環状のシール部材１８を装着
し、ボビンホルダ４の内周面との間で気密状態を維持し
たまま軸方向に摺動可能となっている。

【００２９】糸条Ｙの巻取状態においては、ボビンホル
ダ４の内周面に取り付けられたストッパ１９を基点とす
る圧縮バネ１６の図の右方向への反発力によって、ピス
トン１５が図右方向に移動し、円筒状のピストン壁１５
ａまたはスペーサ５により軸方向に圧縮された弾性環状
体３が径方向に拡開することで、ボビン１ａ、１ｂがボ
ビンホルダ４に一体に把持される。

【００３０】また、ボビン１ａ、１ｂを取り外す際は、
モータ軸６ｂの右端から圧空を貫通孔６ｅ’に送り込む
ことで、貫通孔６ｅを経てシリンダ室１５ｅに充満した
圧空がピストン１５を左方向に移動させて、環状環状体
３の外径を元の状態まで復元させる。これにより、ボビ
ン１ａ、１ｂを容易に取り外すことができるように構成
されている。

【００３１】材質としては、スピンドル２におけるボビ
ンホルダ４、スピンドル軸６ａ、ピストン１５およびモ
ータ軸６ｂ、コモンフレーム１０のいずれもクロムモリ
ブデン鋼（ＳＣＭ４４０）を用いている。なお、上記の
ように、本実施例ではボビンホルダ４の嵌合部４ｂとス
ピンドル軸６ｂの締結部６ｃとの締結部における回転軸
方向に垂直な断面の形状は、いずれも円状に構成されて
いるが、前記ボビンホルダとスピンドル軸が十分に締結
一体化されていて回転運動が伝達されるようになってい
れば、特に断面形状は円状である必要はなく、楕円、矩
形その他の不定形であっても全くかまわない。本発明の
意図するところに基づき、締結部６ｃの断面２次モーメ
ントの最小値が式の関係となるように寸法を決定する
ことが肝要なのである。

【００３２】上記のように構成された本発明の糸条巻取
装置を用いて、静止状態から巻取速度６５００ｍ／分ま
で回転させる試運転を行った。まず最初に静止状態に
て、いわゆるＦＦＴ打撃法を用いて危険速度（共振点）
の発生じるスピンドル回転数を測定した結果、表１の実
施例１に示すように、巻取速度６５００ｍ／分に達する
までに乗り越える必要がある１、２次危険速度と、巻取
速度より高速回転数域に発生する３次危険速度を確認し
た。

【００３３】次に、実際に巻取速度６５００ｍ／分に相
当する１６７００ｒｐｍまで巻取装置を回転させ、スピ
ンドル２の回転数Ｎ（ｒｐｍ）と振動振幅δの関係を測
定した。この結果を図２に示す。回転数が巻取速度に達
するまでの領域において、１次危険速度、２次危険速度
に相当する回転数で振動はやや大きくなるものの、それ
ぞれ５μｍ（１８２０ｒｐｍ、１次危険速度）、１０μ
ｍ（３２２０ｒｐｍ、２次危険速度）とボビン取り付け
によるアンバランスの影響もなく、高速回転体として十
分に低い振動レベルに達している。１次、２次危険速度
が生じる回転数もＦＦＴ打撃法の測定結果とほとんど差
違はなかった。また、実際に巻取に使用される４５００
ｒｐｍから１６７００ｒｐｍの回転数では全域におい
て、振幅２〜３μｍ以下と極めて低い振動レベルを実現
した。

【００３４】上述のように回転テストで振動に何等問題
ないことを確認した後、実際に糸条の巻取を行った。単
糸繊度が１５デニール、総フィラメント数が２４本のナ
イロンマルチフィラメントの巻取を開始したが、巻取中
のスピンドル回転数と振動の関係は、図２と何等変わら
ない極めて良好なレベルを実現した。ボビン上に１山当
たり１０ｋｇのパッケージが計８山形成された後、スピ
ンドルを減速停止させたが、１次、２次危険速度を通過
する際の振動は、図２とほぼ同様の良好な値であった。

【００３５】以上、本発明の糸条巻取装置を用いること
により、スピンドル回転開始から巻取を経てスピンドル
を静止させるまでの間、何等危険と感じるような振動の
発生をみることのない優れた特性を確認し、糸落ちなど
不具合のない良好なパッケージを得ることができた。

【００３６】比較例１次に比較のため、締結部６ｃの寸法をｄo＝２０ｍｍ、
Ｌ_sk＝１８０ｍｍに変更したスピンドルを用いて回転テ
ストを実施した。ｄo 、Ｌ_sk以外は上記テストに用いた
スピンドルと全く同じ寸法であり、ボビン内径Ｄ_Iは１
１０ｍｍ、ボビン外径Ｄo は１２４ｍｍ、ボビン全長Ｌ
_Bは１２００ｍｍである。

【００３７】すなわち、左辺の値はＩ_min／Ｌ_sk＝４
３、一方、右辺の値は２．２５×１０^-2・｛（Ｄ_O ²
−Ｄ_I ²）・Ｌ_B／1000｝＝３９３１と、上記式の関
係を満たさないよう製作されている。ＦＦＴ打撃法によ
り１、２、３次危険速度（共振点）を測定した結果、表
１比較例１に示すように、嵌合部寸法の変更による影響
はほとんどなく、巻取速度６５００ｍ／分に達するまで
に乗り越える必要がある１、２次危険速度と、巻取速度
より高速回転数域に発生する３次危険速度を確認した。

【００３８】次に、実際に巻取速度６５００ｍ／分に相
当する１６７００ｒｐｍまで巻取装置を回転させ、スピ
ンドル２の回転数Ｎ（ｒｐｍ）と振動振幅δの関係を測
定した。この結果、図３に示すように、１次危険速度の
振動最大値が５０μｍ、２次危険速度の振動最大値１１
５μｍと著しく増大しており、特に２次危険速度を通過
する際は、スピンドルコモンフレームが振動し、軸受部
から異音が発生するのが確認された。

【００３９】その後、巻取速度６５００ｍ／分に相当す
る１６７００ｒｐｍまで昇速を行ったが、危険速度通過
後の振動レベルも５〜１５μｍと比較的高く、回転数全
域において振動特性が悪化していることを確認した。実
際の糸条巻取は、パッケージ重量によるアンバランスが
作用し、さらに振動レベルが悪化することが予想される
ので、実施することを見合わせた。

【００４０】

【表１】

【００４１】次に、さらに詳しく本発明の効果を確認す
るため、Ｉ_min、Ｌ_sk 、Ｄo 、Ｄ_I、Ｌ_Bをを変化さ
せたスピンドルを製作し、回転テスト、糸条巻取テスト
を試みた。

【００４２】実施例２〜３、比較例２〜５実施例１、比較例１と同じく、ボビン内径Ｄ_Iが１１０
ｍｍ、ボビン外径Ｄoが１２４ｍｍ、ボビン全長Ｌ_Bが
１２００ｍｍとして実験を行った比較結果を表２に示
す。ただし、結果を分かりやすくするため、Ｆ＝Ｉ_min／Ｌ_sk ・・・Ｇ＝( Ｄo²−Ｄ_I ²)・Ｌ_B／1000 ・・・と置き、この置換により上記式を、Ｆ＞２．２５×１０^-2・Ｇ・・・’ と表した。

【００４３】なお、上記実施例１で、Ｆ、Ｇの値をそれ
ぞれ算出するとＦ＝５８８、Ｇ＝３９３１で、Ｆ＝１
４．９５×１０^-2・Ｇと’式の関係を満足しており、
一方、比較例１では、Ｆ＝４３、Ｇ＝３９３１（実施例
１と同じ値）でＦ＝１．１０×１０^-2・Ｇと’式の関
係を満たしていないことが分かる。

【００４４】

【表２】

【００４５】表２における糸条巻取テストは、実施例１
と同じく、単糸繊度が５デニール、総フィラメント数が
２４本のナイロンマルチフィラメントを巻取速度５５０
０ｍ／分でボビン１山当たり１０ｋｇまで巻き取った。

【００４６】この比較結果から分かるように、スピンド
ル嵌合部の寸法が’式、すなわち式の関係を満たす
条件で巻取を行った場合、良質なパッケージが得られる
ことが分かる。一方、スピンドル嵌合部の寸法が’式
の条件から離れると、パッケージの品位低下が生じるば
かりか、甚だしい場合、ボビン装着等のアンバランスが
振動を著しく悪化させ、１次危険速度すら通過すること
ができなかった。

【００４７】次に、実施例２〜３、比較例２〜５とＩ
_min、Ｌ_sk、Ｄo 、Ｄ_I、Ｌ_Bが異なるスピンドルを製
作し、評価テストを実施した。実施例４〜５、比較例６〜８ボビン内径Ｄ_Iが９４ｍｍ、ボビン外径Ｄo が１０８ｍ
ｍ、ボビン１個当たりの長さ１５０ｍｍの６山取りで、
ボビン全長Ｌ_Bが９００ｍｍのスピンドルを用いて実験
を行った。その比較結果を表３に示す。

【００４８】

【表３】

【００４９】表３における糸条巻取テストは、単糸繊度
が２．１デニール、総フィラメント数が３６本のテトロ
ンマルチフィラメントをボビン１山当たり８ｋｇまで巻
き取った。この比較結果から分かるように、本寸法のス
ピンドルにおいても嵌合部の寸法が’式、すなわち
式の関係を満たす条件で巻取を行った場合、良質なパッ
ケージが得られることが分かる。一方、比較例２〜５と
同じく、スピンドル嵌合部の寸法が’式の条件から離
れると、振動レベルが著しく悪化する。

【００５０】さらに本発明の効果を確認するため、実施
例２〜３、比較例２〜５および実施例４〜５、比較例６
〜８とＩ_min、Ｌ_sk、Ｄo 、Ｄ_I、Ｌ_Bが異なるスピン
ドルを製作し、評価を実施した。実施例６〜７、比較例９〜１１ボビン内径Ｄ_Iが７３ｍｍ、ボビン外径Ｄo が８９ｍ
ｍ、ボビン１個当たりの長さ２００ｍｍの３山取りで、
ボビン全長Ｌ_Bが６００ｍｍのスピンドルを用いて実験
を行った。その比較結果を表４に示す。

【００５１】

【表４】

【００５２】表４における糸条巻取テストは、単糸繊度
が１７．８デニール、総フィラメント数が５６本のテト
ロンマルチフィラメントをボビン１山当たり１２ｋｇま
で巻き取った。この比較結果からも、表２、表３の結果
と同じく、式の関係を満たすことで良好な巻取が実現
できることを確認した。

【００５３】

【発明の効果】本発明の糸条の巻取装置においては、、
ボビンホルダと駆動軸との締結部における回転軸方向に
対する断面２次モーメントと締結部長さを、装着される
ボビンの寸法との関係で式（’式）に示すように規
定することにより、ボビン装着によるアンバランスの影
響を抑え、小径かつ長尺のスピンドルで過大な振動を発
生することなく１、２次危険速度を容易に乗り越えるこ
とが可能になった。これにより、高速巻取においても、
従来技術では実現し得なかった良好な回転特性（振動レ
ベル）で振動の影響を受けることがないため、糸落ちが
無く、良好な形状のパッケージを巻き取ることが可能と
なる。

【００５４】さらに、本発明の実施においては何ら特殊
な加工技術や精密高度な機構要素を必要とせず容易に装
置化が図ることができる。また既存の巻取装置に対して
も、ボビンホルダとスピンドル軸の交換のみで対応でき
るため、極めて少ない投資で生産設備の更新することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の糸条巻取装置の一例を示す縦断面図で
ある。

【図２】図１の糸条巻取装置において、１次、２次危険
速度を乗り越えた後、巻取速度６５００ｍ／分に相当す
る１６７００ｒｐｍまで高速回転させた際のスピンドル
の回転数と振動との関係を測定した図である。

【図３】比較例１の糸条の巻取装置において、１次、２
次危険速度を乗り越えた後、巻取速度６５００ｍ／分に
相当する１６７００ｒｐｍまで高速回転させた際のスピ
ンドルの回転数と振動との関係を測定した図である。

【符号の説明】

１ａ、１ｂボビン２スピンドル３弾性環状体４ボビンホルダ４ｂボビンホルダの締結部（嵌合部）５スペーサ６駆動軸６ａスピンドル軸６ｂモータ軸６ｃスピンドル軸の締結部６ｅ、６ｅ’ 貫通孔６ｄナット７カップリング８ａ、８ｂ軸受９モータ１０コモンフレーム１４ボビン着脱機構１５ピストン１５ａ、１５ｂピストン壁１５ｃピストン軸１６圧縮バネ１７バネ受け１８シール部材１９ストッパ２０環状支持体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】糸条を巻き取るための筒状のボビンと、
該ボビンを外周表面上に着脱自在に装着するボビンホル
ダと、該ボビンホルダに締結された駆動軸と、該駆動軸
を回転駆動する駆動手段と、筒状体に形成されて前記ボ
ビンホルダの内側空間に挿入される共に、該筒状体の内
周側に軸受を介して前記駆動軸を回転自在に支承する環
状支持体とを備えた糸条の巻取装置において、（イ）前記ボビンホルダと前記駆動軸とを別部材にす
ると共に、互いに一体に締結固定された構成にし、かつ
（ロ）該ボビンホルダと駆動軸との締結部において、
下記式Ｉ_min／Ｌ_sk＞２．２５×１０^-2・｛（Ｄ_O ²−Ｄ_I ²）・Ｌ_B／1000｝・・・ただし、Ｉ_min：駆動軸の回転軸に対する断面２次モーメントの
最小値（ｍｍ⁴) Ｌ_sk ：駆動軸の締結部長さ（ｍｍ）Ｄ_O ：ボビンホルダに装着されるボビンの外径最大値
（ｍｍ）Ｄ_I ：ボビンホルダに装着されるボビンの内径最小値
（ｍｍ）Ｌ_B ：ボビンホルダに装着されるボビンの全長（ｍ
ｍ）を満足する構成にした糸条巻取装置。
【請求項２】前記ボビンホルダと前記駆動軸の締結部
における前記駆動軸の軸方向に垂直な断面の形状が略円
である請求項１に記載の糸条巻取装置。
【請求項３】前記ボビン外径の最大値Ｄ_Oが、５０〜
１３０ｍｍである請求項１または請求項２に記載の糸条
巻取装置。
【請求項４】前記ボビンの全長Ｌ_Bが、５００〜２０
００ｍｍである請求項１〜３のいずれかに記載の糸条巻
取装置。
【請求項５】前記締結部における前記駆動軸の軸方向
と垂直な断面が、軸方向全体に同一形状かつ同一寸法で
ある請求項１〜４のいずれかに記載の糸条巻取装置。
【請求項６】前記ボビンホルダが、機械構造用炭素
鋼、クロムモリブデン鋼または機械構造用ステンレス鋼
から構成されている請求項１〜５のいずれかに記載の糸
条巻取装置。
【請求項７】前記ボビンホルダと駆動軸と環状支持体
からなるスピンドルをターレット盤上に１８０゜の間隔
に２本立設し、該２本のスピンドルの一方を巻取位置に
すると共に他方を待機位置にし、前記巻取位置のスピン
ドルに装着したボビンが満巻になる毎に、前記ターレッ
ト盤を１８０゜回転して相互のスピンドルの位置を交替
する構成からなるターレット式巻取機である請求項１〜
６のいずれかに記載の糸条巻取装置。
【請求項８】請求項１〜７のいずれかに記載の糸条巻
取装置を用いて、糸条の巻き取りを行う糸条巻取方法。