JPH10329086A - 連続的に繊維を切断する改良型チョッパ及びその方法 - Google Patents

連続的に繊維を切断する改良型チョッパ及びその方法

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JPH10329086A
JPH10329086A JP34957897A JP34957897A JPH10329086A JP H10329086 A JPH10329086 A JP H10329086A JP 34957897 A JP34957897 A JP 34957897A JP 34957897 A JP34957897 A JP 34957897A JP H10329086 A JPH10329086 A JP H10329086A
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Russell D Arterburn
デー．アルターバーン ラッセル
Randall C Bascom
シー．バスコム ランダール
Shawn E Dennis
イー．デニス ショウン
Douglas J Kemski
ジェー．ケンプスキー ダグラス
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】グラス・ファイバの撚り糸のような撚り糸また
はリボン形の材料を切断するマルチチョッパ、及びその
チョッパを使用する方法において、刃の交換又は修理中
の装置の停止時間を短縮すること。 【解決手段】チョッパは、回転枠上に少なくとも２つの
チョッパ・アセンブリを有する。一方のチョッパ・アセ
ンブリに修理が必要な場合、枠が回転して、他方のチョ
ッパが作動している間に、改装または修理済みのチョッ
パ・アセンブリを作業可能な位置に入れ、その結果、停
止時間を大幅に短縮する。チョッパの枠は、垂直または
水平の線を中心に、あるいは枠の２つの対向する隅を通
る線を中心に回転することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、グラス・ファイバ
のような金属繊維、ポリエステルまたはポリエチレンの
ような合成繊維、および麻や木綿のような天然繊維など
の撚り糸を切断する、またはリボン状材料を切断するた
めの装置、およびその装置を使用する方法、特に高速で
連続的にグラス・ファイバを切断する方法に関する。装
置は、少なくとも２台のチョッパ・アセンブリを有して
いるのでマルチチョッパと呼ばれ、チョッパの誤作動ま
たはチョッパ・アセンブリ部品の通常の磨耗によって生
じる停止時間を大幅に縮小するという点で、これまで使
用されているチョッパより大幅に改善されている。
【０００２】
【従来の技術】種々の切り刻んだ繊維を作成するプロセ
スで、チョッパは複数の繊維で構成された１本以上の撚
り糸を受け取り、撚り糸をおおむね約１／８インチない
し３インチ以上の長さの範囲の短い長さに切り刻む。撚
り糸は、チョッパを非常に高速で、通常は毎分数千フィ
ートで通過することが多い。このようなプロセスの一例
は、米国特許第3,508,461号、第3,771,701号、第3,815,
461号、第3,869,268号、第4,175,939号、第4,249,441
号、第4,347,071号、第4,373,650号、第4,398,934号、
第4,411,180号、第4,551,160号、第4,576,621号、およ
び第4,840,755号で開示されたような、切り刻んだグラ
ス・ファイバを作成するプロセスで、これらの特許は参
照により本明細書に組み込む。時間が経過するにつれ、
刃の縁およびチョッパのバックアップ・ロールが劣化
し、チョッパはきれいに切断せず、「二重切片」または
不完全な切片が生成される、つまり１本以上の個々の繊
維が切断されず、切断しても１本以上の繊維とつながっ
た部片が残ってしまう。不完全な切片は許容できないの
で、不完全な切片がもはや避けられないか、振動などの
他の要素が深刻になるまで時間が経過する直前に、チョ
ッパを停止して古いバックアップ・ロールや古い刃のロ
ールを外し、改装済みか新しいバックアップ・ロールや
刃のロールと交換する。この手順には少なくとも５ない
し８分かかり、大抵はこれ以上、特にチョッパの別の部
品を交換する必要がある場合はかかる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】改装または修理のため
にチョッパを停止している間、繊維はチョッパが相手に
する採糸ブッシュから連続的に支給され、スクラップと
して基部に送らねばならない。ブッシュの採糸を停止す
るのは実際的でないからである。また、チョッパを停止
すると、ブッシュの採糸先端の温度平衡にマイナスの影
響を与える。チョッパが毎分数千フィートで繊維を引い
ている時と比較して移動速度が遅い繊維のために、先端
部分に引き込まれる外部の空気が少なくなるからであ
る。この状態は、ブッシュの熱平衡を妨げ、先端に存在
するガラスの温度を変化させると考えられる。チョッパ
が２、３分以上停止すると、チョッパが稼働状態に復帰
した後に何分も、撚り糸が（繊維の破損のために）頻繁
に破損してしまう。この状態を「不正開始」と呼ぶこと
があり、この望ましくない状況の結果、採糸効率、つま
り所定の期間に生産される良好な繊維の重量を、同じ期
間にブッシュから出る溶融ガラスの重量で割って得られ
るパーセンテージが著しく下がる。チョッパが５分以上
停止したために生じるブッシュの過熱は、チョッパが稼
働状態に復帰した後１０〜２０分、またはそれ以上、採
糸効率を下げることがある。また、撚り糸が少なくとも
１０００フィート／分の速度でチョッパに引っ張られて
いないようなブッシュの「ハング」中、つまり高速撚り
糸速度で採糸しない間、「ハング」中のブッシュの溶融
速度は大幅に低下し、それによって溶融装置の引っ張る
速度が変化して溶融装置の平衡を混乱させ、ガラスの品
質および採糸効率が低下する。
【０００４】チョッパは一定のベースで改装する必要が
あり、改装間の時間は切り刻む繊維の直径、繊維の表面
に塗布する化学的サイズのタイプ（大抵は切り刻む動作
を複雑にする潤滑油を含む）、チョッパの状態、切り刻
む速度、および最低品質の刃縁またはバックアップ・ロ
ールの最低品質部分の品質に応じて変化する。刃ロール
やバックアップ・ロールの通常の寿命は、上記で説明し
たように切り刻む繊維のタイプに応じて、６〜３６時間
の範囲である。チョッパは通常、約８〜１５個のブッシ
ュに仕え、それぞれが毎日２４時間、１時間に１００ポ
ンド以上の繊維を製造し、典型的な事業では８〜２０台
のチョッパを操作する。チョッパの停止時間には、通
常、チョッパ１台当たり１分間に少なくとも１０ドルの
費用がかかる。改装または修理中のチョッパの停止時間
を大幅に縮小すると、運転に大きなプラスの財政的影響
があることが容易に分かる。
【０００５】チョッパの改装のために採糸に有意の停止
時間があるというこの問題は、この問題を軽減または解
決したいという非常に大きな財政的動機があるのもかか
わらず、長年残っている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、回転可能な枠
を備える繊維および繊維撚り糸を切り刻むマルチチョッ
パ（割出しまたはタンデムチョッパ）装置で、前記枠は
三次元の形状、好ましくは多面体の形状を有し、少なく
とも３つの側面、好ましくは底部および頂部を有し、前
記枠に接続されて前記枠の一方の側面に隣接する第１チ
ョッパ・アセンブリを有し、前記枠に接続された前記枠
の第２の側面に隣接する第２チョッパ・アセンブリも有
し、前記枠は回転可能で、前記第１チョッパ・アセンブ
リを作動位置から出して非作動位置に入れながら、前記
第２チョッパ・アセンブリを非作動位置から出し、前記
作動位置に入れる。
【０００７】マルチチョッパは、１つ以上のチョッパ・
アセンブリ、好ましくは１個または複数の駆動装置を共
通枠の対向する位置に取り付けた完全なチョッパ・アセ
ンブリを有し、枠は軸または線を中心に回転し、第１チ
ョッパ・アセンブリを作動位置に入れ、次にさらに同じ
または反対方向に回転して、第２チョッパ・アセンブリ
を作動位置に入れることができる。
【０００８】第２チョッパ・アセンブリ、つまり新たに
改装されたチョッパ・アセンブリを所定の位置に入れる
回転は、常に同じ方向でもよいが、最初は時計回りなど
の１つの方向に回転または割り出しを行い、次に反時計
回りへと方向を逆転させ、第２の新たに改装されたチョ
ッパ・アセンブリを作動位置に入れることが好ましい。
【０００９】本発明のチョッパは縦方向の線を中心に回
転または割り出しすることが好ましいが、チョッパを水
平方向の線、対角線または第１チョッパ・アセンブリを
所定の位置から出しながら第２チョッパ・アセンブリを
所定の位置に入れて作動させる、またはその逆の線また
は点を中心に回転させるか割り出しさせることも、本発
明の範囲内である。たとえば、マルチチョッパが管の形
態の場合、マルチチョッパを、２つのチョッパ・アセン
ブリの間に延びる管の上縁と、２つのチョッパ・アセン
ブリの間に延びる管の下縁との中間点を通る線を中心に
回転することができる。
【００１０】チョッパ・アセンブリが適切な作動位置に
ある正しい位置で回転を停止するため、積極的な停止装
置をマルチチョッパに装備することも好ましい。さら
に、マルチチョッパが作動し切り刻んでいる間に、マル
チチョッパを所望の正しい作動位置に保持するロック機
構をマルチチョッパに装備することも好ましい。
【００１１】チョッパ・アセンブリは、刃ロールおよび
バックアップ・ロール、および好ましくは別個の駆動装
置を含む。チョッパ・アセンブリは、繊維の撚り糸をバ
ックアップ・ロールの外面に押し付けて保持する任意選
択のアイドル・ロールを含んで、撚り糸がバックアップ
・ロール上を滑って撚り糸の引っ張り速度を低下させ、
望ましくない繊維の直径や切り刻んだ長さにならないよ
うにすることもできる。アイドル・ロールは、バックア
ップ・ロールの外縁より先まで延びる。撚り糸チョッパ
・アセンブリは、第１始動ロールまたはシュー、始動バ
ー、第２始動ロールまたはシューおよび加速ロールを含
む任意選択の新しい撚り糸始動システムも含むことがで
きる。シューとは、Ｕ字またはＶ字溝付きのロールまた
はロール区間、または回転しないか、回転する場合は非
常に低い表面速度で、おそらくは撚り糸の移動とは反対
方向に回転するフランジが一方端に付いたロール、また
は最小抵抗で回転し、シューと接触する移動撚り糸と同
様の表面速度を生じるロールである。シューは、グラフ
ァイト、ブロンズまたはMicartaTMのような高密度エポ
キシ樹脂を含浸したリネン布合成物など、摩擦が少なく
磨耗に時間がかかる材料で作成する。
【００１２】枠は、その回転によって生じる力が枠をさ
らに回転させないよう、特定の位置に機械的または磁気
によってロックすることができる。所定の位置にないチ
ョッパ・アセンブリは、所定の位置にある他方のチョッ
パ・アセンブリが作動中に、停止し、ロックアウトし、
改装したり修理したりすることができる。
【００１３】作動しているチョッパ・アセンブリを修理
または改装する必要がある場合は、枠の反対側にあるチ
ョッパ・アセンブリがすぐに作動できる状態になり、作
動中のチョッパから繊維の撚り糸を外し、好ましくは従
来通りの引っ張りロール・アセンブリ（図示せず）に入
れた後に、枠を解除して回転させることにより、容易か
つ迅速に所定の位置に移動する。次に、繊維の撚り糸を
迅速に改装したり修理したりしたチョッパ・アセンブリ
に供給し、チョッパの改装／修理による採糸の停止時間
を、以前に必要とされていた時間の何分の一かに短縮
し、たとえば通常は先行技術のチョッパで平均約８分以
上かかったが、それを本発明のチョッパでは平均で約２
分以内にする。
【００１４】チョッパへの新しい撚り糸を開始する２つ
の方法を開示する。第１の方法は、新しい撚り糸が所望
の速度になった後で撚り糸と噛み合い、新しい撚り糸を
バックアップ・ロールへと引っ張りそこで切り刻む位置
に運ぶ機械的フィンガまたは始動バーを使用する。第２
の方法は、機械的フィンガを不要にし、新しい撚り糸の
通路をわずかに変更して、撚り糸が速度まで上がったら
オペレータを用いて撚り糸を所定の位置にし、ここで切
り刻む位置に運ぶ。この後者の配置構成および方法は斬
新であり、本発明の好ましい選択肢である。
【００１５】新しい撚り糸の好ましい開始構成は、チョ
ッパ上のバックアップ・ロールの軸間に配置された第１
始動ロールと、チョッパ・ロールおよび加速ロールを越
えて、これの上に配置された第２始動ロールを備え、前
記第１始動ロールは、新しい撚り糸の逃げを有し、第１
始動ロールまたはシューと第２始動ロールとの間を通過
する前記撚り糸の通路の少なくとも一部が、前記バック
アップ・ロールの垂直外表面で形成された垂直面を越え
て延びるよう配置される。この好ましい始動構成を用い
る方法は、新しい撚り糸を振動ロールの底側の開始領
域、第１始動ロールの開始位置の上、第２開始ロールの
開始領域の下、および加速ロールの上に配置し、加速ロ
ールの加速を開始する開始スイッチを作動させ、加速ロ
ールが所望の全速力に上がるまで待ち、次に振動ロール
のすぐ下を移動する撚り糸を振動ロールの外径の先まで
下げ、次に移動する撚り糸を振動ロールの溝付き部分の
所望の溝に心合わせし、その動作によって撚り糸が第１
始動ロールの端から離れてバックアップ・ロールの上お
よびアイドル・ロールの下に行き、そこで新しい撚り糸
はチョップ用ニップに入り連続的に切り刻まれ、次に移
動する撚り糸は上昇して振動ロールの所望の溝に入るこ
とができる。
【００１６】マルチチョッパは、中心に位置した支柱を
有する枠を備え、刃ロールおよびアイドル・ロールが正
確な方法で支柱の各側に取り付けてあることが好まし
い。支柱は、刃ロール、または代替実施形態ではバック
アップ・ロール、およびアイドル・ロールを受けるた
め、支柱の垂直部材の対向する面に、機械加工された水
平のスロットを有する。この配置構成により、支柱に取
り付けられたロールの心が適切に合い、合った状態にあ
ることが保証される。バックアップ・ロールを支柱に取
り付ける代替実施形態では、バックアップ・ロールが駆
動され、刃ロールがチョッパの枠に旋回状態で取り付け
られる。
【００１７】
【発明の実施の形態】図１は、切り刻んだグラス・ファ
イバの作成に使用する典型的な先行技術のチョッパ２の
前面図である。このチョッパには、すべての先行技術の
チョッパと同様、１つのチョッパ・アセンブリしかな
い。それぞれが表面に水または水性化学サイズ剤を有す
る４００ないし６０００本以上の繊維を含む１本以上、
通常は８本以上のガラスの撚り糸４が、ローレット・ア
イドル・ロール８と協力したバックアップ・ロール６に
よって、チョッパ２内へと引っ張られる。撚り糸４はま
ず、好ましくは溝ごとに１本ずつ、溝付き振動ロール５
の下を通り、上に向かってバックアップ・ロール６の外
面上を通る。バックアップ・ロール６の作業表面は通常
ウレタンで作成し、グラス・ファイバ撚り糸の振動通路
より広い。次に撚り糸４は、所望の圧力で撚り線に押し
付けられ、グラス・ファイバ撚り糸をチョッパ内へと引
っ張ることができるローレット・アイドル・ローラ８の
下を通る。撚り糸は概して、バックアップ・ロール６の
表面上に残り、次にバックアップ・ロール６と、米国特
許第4,249,441号で示されたようなかみそりの刃に似た
刃を取り付けた刃ロール１０との間のニップに入り、こ
こで撚り糸は通常、所望の長さを有する切り刻んだ撚り
糸１４にきれいに切断される。
【００１８】チョッパ２は、新しい撚り糸１５を始動す
るシステムも有する。周知のように、新しい撚り糸が始
動すると、撚り糸の中の繊維は、撚り糸が他の撚り糸の
走行速度と同じ速度でブッシュから出ない限り、所望の
直径を有さない。新しい撚り糸が、撚り糸を始動させる
人によって通常のチョッパ路に入れられると、２つの望
ましくない事態が発生する。撚り糸を毎分数フィートか
ら毎分数千フィートへと加速することによって撚り糸が
急に引っ張られると、ブッシュから来る繊維が瞬時に破
損することが多く、これはブッシュまたは繊維の破断と
呼ばれる。破断するごとに、ブッシュのビードを落とし
た後、新しい撚り糸を再度開始しなければならない。し
かしブッシュが破断しない場合でも、撚り糸の最初の８
〜４０フィートの繊維の直径は非常に大きく、仕様から
外れる。したがって、撚り糸をチョッパに挿入する前
に、撚り糸を通常の引っ張り速度まで上げることが重要
である。
【００１９】これを達成するには、通常、新しい撚り糸
１５をチョッパに運ぶときに、振動ロール５の最外部の
下、第１始動ロールまたはシュー１６の上、アイドル・
ロール８の最外部の下、第２始動ロールまたはシュー１
１の下、および加速ロール２０の上に配置し、撚り糸１
５が加速ロール２０の上に配置されると、オペレータが
それを駆動し、起動する。振動ロール５および始動ロー
ル１６の最外部は、おおむね同一面にあり、この面は、
刃ロール１０とバックアップ・ロール６との各垂直面に
よって形成される平面の間にあると規定される領域から
離れたところにある。アイドル・ロール８の外部および
始動バー９もこの領域の外側にあるが、回転ロール１１
および加速ロール２０はこの領域の内部にある。振動ロ
ールはガイド・ロールと呼ばれることもあり、米国特許
第3,771,701号、第3,815,461号、第4,048,861号および
第4,551,160号で見られるように周知である。
【００２０】加速ロール２０は、常に低速で作動するこ
とができ、新しい撚り糸をこのロール上に載せると、こ
れは所望の率で通常の引っ張り速度まで加速し、撚り糸
１５を所望の引っ張り速度まで穏やかに加速する。撚り
糸１５は、加速ロール２０上およびその周囲の一部を通
過した後、加速ロール２０から離れて、床の穴を通って
基部のスクラップ収容器またはチョッパの側にあるスク
ラップ容器（図示せず）へとおおむね垂直方向に落下す
る。撚り糸１５が所望の時間だけ適切な速度で動作する
と、始動バー９が、撚り糸１５と接触するアーチ路で下
方向に移動し、刃ロール１０とバックアップ・ロール６
との面によって形成される平面の間として規定される１
つ以上の領域に入り、移動する撚り糸やバックアップ・
ロール６の表面に接触する。バー９の動作とともに、撚
り糸１５は、バックアップ・ロール６と刃ロール１０と
の間のニップ内に引っ張られ、これによって撚り糸１５
は撚り糸４とともにチョップ区間へと引っ張られ、その
時点で撚り糸１５が切断される。切断されると、前記ニ
ップの左側になる撚り糸１５の部分は、加速ロール２０
によって刃ロール１０から引き離される。撚り糸１５が
切断されると、加速ロール２０は撚り糸の自由端を刃ロ
ール１０から引き離し、それをスクラップ用シュートに
廃棄する。設定された期間の後に、加速ロール２０の駆
動装置が減速するか停止し、次の撚り糸の開始を待つ。
【００２１】刃ロール１０およびバックアップ・ロール
６は、任意選択でアイドル・ロール８および新しい撚り
糸を開始するシステムとともに、チョッパ・アセンブリ
を構成する。繊維産業で使用するチョッパには、チョッ
パ・アセンブリが１つしかない。
【００２２】上記のように、先行技術のチョッパの問題
は、刃ロール１０とバックアップ・ロール６を３〜３６
時間ごとに交換し、改装ロールやチョッパの別の部品に
何らかの不良がある場合は、さらに短い間隔で交換しな
ければならないことである。チョッパが減速するか停止
すると、そのチョッパが対応するブッシュのラインから
の生産は、通常は少なくとも約８分間失われ、有意の期
間にわたり正常な採糸効率より下がるので、さらに生産
が失われるが、その量は、チョッパがバックアップを開
始した後のチョッパの停止時間の長さによって決まる。
採糸効率の低下により失われる生産の量は、チョッパの
停止時間の長さによって決まる。本発明により、１ない
し２分しか停止せずにすむので、８分以上の停止と比較
して生産性が大きく向上し、溶融装置および溶融ガラス
の安定性および一貫性に、非常にプラスの影響を与え
る。
【００２３】図２は、本発明の一つの実施形態の斜視図
である。ここで、マルチチョッパ２２は、外被２４の内
部にある枠（図示せず）に取り付けた少なくとも２つの
別個のチョップ・アセンブリを備え、枠は垂直線、好ま
しくは枠の垂直軸２６を中心に、支持ベース２８上で回
転することができる。外被２４は、２つの端部３０およ
び３０Ａ、頂部３２および２つの側面３４および３４Ａ
を含む。外被２４の各端部３０および３０Ａには、外端
付近に新しい撚り糸を始動するための溝を有する撚り糸
分離ロール３５が隣接するが、床かチョッパ付近の他の
構造に取り付ける場合は、撚り糸分離ロールは１つしか
必要ではなく、後者の構成が好ましい。また、外被２４
の各側面３４および３４Ａには、バックアップ・ロール
３６、チョップ用刃４１を伴う刃ロール４０、および任
意選択でローレット表面を有するアイドル・ロール３
８、任意選択の始動ロール４２、任意選択の始動バー４
４、任意選択の回転ロール４６、および任意選択の加速
ロール４８を含むチョッパ・アセンブリが隣接する。
【００２４】図３は、図２に示したマルチチョッパの前
面図であり、図４は同じマルチチョッパの外被を外した
平面図で、枠５０およびマルチチョッパの他の要素を示
す。枠は、熟練の機械設計者なら分かるような幾つかの
形状のうちのいずれでもよいが、図３および図４に示す
好ましい枠５０の形状は、各隅に垂直の柱５２を有する
長方形または正方形の箱を形成する。各柱５２の上端
は、上部の長方形または正方形の枠部材５４にしっかり
取り付けられ、各柱の底部は、下部の長方形または正方
形の枠部材５６にしっかり取り付けられる。チョッパ・
アセンブリおよび支柱５８は、枠５０に、および下部枠
部材５６の頂部に取り付けられた基板６０へ取り付けら
れる。
【００２５】枠５０は、回転式部材６２で、固定された
支持ベース２８に取り付けられ、これによって枠５０は
固定支持ベース２８上で回転することができる。マルチ
チョッパを支持することができる任意の台またはスタン
ドが適切であり、これは図示の支持ベース２８として取
り外すことができるか、床に永久的に取り付けることが
できる。支持ベース２８の方が好ましい。というのは、
支持ベース２８の各隅に短い脚６４を有し、これが床と
支持ベースの台６６の間にクリアランスを生じるので、
リフト用トラックの爪を台６６の下に入れ、マルチチョ
ッパを持ち上げ、所望の時に所定の位置に入れたり、そ
の位置から出したりすることができるからである。
【００２６】図３に示した好ましい実施形態では、任意
選択の積極的停止システムが取り付けられ、したがって
チョッパを回転するか割り出しさせて一方のチョッパ・
アセンブリを作動位置から出し、他方のチョッパを作動
位置に入れると、作動チョッパ・アセンブリが適切な作
動アセンブリに入った状態で回転が停止する。これを行
うために、多くのタイプの周知の機構を使用することが
できる。図示の実施形態では、ストライカ・プレート５
７の中心線が枠部材５６の前後の中心線と合った状態
で、ストライカ・プレート５７が枠部材５６の一方端の
下側に取り付けられる。ストライカ・プレート５７は、
枠の外縁上、またはそれを越えて取り付けられ、下枠に
取り付けた積極的停止装置に接触するのに十分なほど、
下方向に延びる。積極的停止装置は、ベース６６の対向
する端部に取り付けた停止板６１および６１Ａを備え、
この板は、ストライカ・プレート５７と噛み合うのに十
分なほど、ベースの端部材に対して直角に先まで延び
る。停止板５１に緩衝パッド６３を取り付け、停止板６
１Ａに緩衝パッド６３Ａを取り付けて、停止を緩和す
る。緩衝パッドは、１／２インチなどの種々の厚さのポ
リウレタンでよい。停止板６１および６１Ａは、チョッ
パ・アセンブリが正しい作動位置にある場合は、停止板
上の緩衝パッドがストライカ・プレート５７と接触する
よう、正しい位置でベース６６の端部の長さに沿って配
置される。枠５０が回転するにつれ、ストライカ・プレ
ート５７が下枠部材５６の前隅と干渉しないよう、枠部
材５６の前隅を面取りするか、割り出し動作のうち干渉
する可能性がある部分の間、ストライカ・プレート５７
を旋回するか、引っ込め、次に割り出し動作の完了前に
戻すか、あるいはストライカ・プレート５７を下枠部材
５６から離して取り付けることができ、いずれも周知の
方法である。
【００２７】好ましい実施形態では、枠の一隅に配置さ
れた空気シリンダ６８とロッド７０が、台６６の２つの
隅付近に配置されてマルチチョッパが作動位置にあると
ロッド７０と心が合う２つの穴７２および７２Ａ（図示
せず）と協力し、枠をスタンド６０に対して適切な位置
にロックして、作動中のチョッパ・アセンブリの適切な
心合わせを維持する。シリンダ６８は、ばねが装填さ
れ、枠５０が支持ベース２８上で回転できる状態になる
まで穴７２の一方にロッド７０を維持し、その状態にな
ると空気圧をシリンダ６８のロッド側の端にかけて、ロ
ッド７０を穴７２から引っ込める。好ましくは緩衝パッ
ド６３または６３Ａと接触するストライカ・プレート５
７によって、枠５０を回転して、改装したチョッパ・ア
センブリを作動位置に入れると、空気圧が解除され、シ
リンダ６８中のばねがロッド７０を再び他方の穴７２Ａ
に挿入する。
【００２８】図面類で分かるように、非作動中のチョッ
パ・アセンブリは、作動中のチョッパ・アセンブリとは
反対の方向にある。たとえば、図２で分かるように、非
作動中の加速ロール４８Ａは、マルチチョッパ２２の上
流端付近にあるが、作動中の加速ロール４８は機械の下
流端付近にある。また、図４で分かるように、作動中の
バックアップ・ロール３６は、マルチチョッパ２２の上
流端に最も近いが、非作動中のバックアップ・ロール３
６Ａは、マルチチョッパの下流端に最も近い。非作動中
のチョッパ・アセンブリを回転して作動位置に入れると
きに、チョッパ・アセンブリの要素が適切な方向になる
よう、このように機械の上流および下流端に対して要素
の方向が逆転する必要がある。
【００２９】垂直支柱５８は、枠のほぼ中心に位置し、
底部の各側が長方形または正方形の下部枠部材５６にし
っかり取り付けられ、頂部の各側が長方形または正方形
の上部枠部材５４に取り付けられる。図５ないし図８も
参照すると、支柱５８は非常にしっかり構成され、アー
ム８１（図３）および８１Ａ（図示せず）の位置決めピ
ン軸７８および旋回軸７９および７９Ａ（図示せず）に
対して正確に配置され、心を合わせた第１垂直差込み表
面７４、７４Ａおよび第２垂直差込み表面７６および７
６Ａを提供して、枠５０上にバックアップ・ロール３６
を支持し（後述する）、したがって作動中のその位置お
よび心合わせが維持される。
【００３０】第１差込み表面７４および７４Ａおよび第
２差込み表面７６および７６Ａは、支柱５８の大きい垂
直外表面８０および８０Ａから差し込まれる。大きい表
面８０Ａは、支柱５８上で大きい表面８０の反対側にあ
り、第１差込み表面７４Ａは、支柱５８上で第１差込み
表面７４と平行し、その反対側にあり、第２差込み表面
７６Ａは、支柱５８上で第２差込み表面７６と平行し、
その反対側にある。
【００３１】支柱５８は、２本の大きい剛性垂直部材８
２および８２Ａを備え、この剛性部材は、互いに平行な
大きい外表面８０および８０Ａを有し、それぞれ第１垂
直差込み表面７４および７４Ａと第２垂直差込み表面７
６および７６Ａを含む。支柱は、支柱５８の小さい各側
にある大きい剛性垂直板８２と８２Ａとの間にある空隙
８４を完全に満たし、少なくとも１インチ、好ましくは
少なくとも１．７５インチだけ空隙内に延びる小さい剛
性垂直部材８３も備える。垂直切張８５が、空隙８４の
中心に溶接またはボルト締めされ、好ましくは幅が少な
くとも１インチで、最も好ましくは幅が少なくとも１．
７５インチである。水平挿入部は、厚さが少なくとも
０．２５インチで、好ましくは厚さが少なくとも０．５
インチである。支柱５８は垂直取付けプレート８８およ
び８８Ａで、枠５０の上枠部材５４および５４Ａに取り
付けられ、プレートはそれぞれ支柱５８の上部隅に溶接
またはボルト締めされるが、支柱５８を枠５０にしっか
り固定するような取付け手段なら、すべて適切である。
支柱５８は、それぞれ支柱５８の下隅に溶接またはボル
ト締めされた水平取付けプレート９２および９２Ａで、
枠５０の下枠部材５６および５６Ａに取り付けられる
が、支柱５８を枠５０にしっかり固定するような取付け
手段なら、すべて適切である。支柱は鋼鉄またはアルミ
など、強力な剛性材料で作成される。
【００３２】位置決めピン８６および８６Ａは、支柱５
８の上側から延び、垂直取付けプレート８８および８８
Ａのねじ穴にねじ込まれ、上枠部材５４および５４Ａの
心合わせした穴を通って延びる。位置決めピン８６およ
び８６Ａの軸７８、および位置決めピン８６および８６
Ａは、支柱５８、刃ロール４０および４０Ａの軸、およ
びバックアップ・ロール３６および３６Ａの軸、および
他のロールの軸の心を合わせて、その心あわせをチェッ
クするため使用され、良好なチョップ動作と磨耗部品の
長い寿命のために非常に重要な適切な心あわせをチェッ
クする。位置決めピン８６および８６Ａは、様々な事を
測定するために種々の長さでよく、所望すれば作動中に
取り外すことができる。
【００３３】図９は、第２差込み垂直面７６および７６
Ａが、刃ロール４０および４０Ａの軸を適切に配置する
のに、どのように働くか示す。第２差込み垂直表面７６
および７６Ａは、支柱５８を枠５０に設置すると、表面
が刃ロール４０および４０Ａのアセンブリの取付けプレ
ート９３および９３Ａの機械加工したベースと適合する
よう正確に配置されるよう、支柱５８の大きい垂直外表
面に機械加工される。軸受け箱９４および９４Ａが、ボ
ルト９５か同等の溶接部またはその両方で、取付けプレ
ート９３および９３Ａにしっかり固定される。内側にプ
ーリ９７および９７Ａ（図３参照）を取り付け、外側端
にねじを切ったシャフト９６および９６Ａが、刃ロール
４０および４０Ａを担持し、軸受け（図示せず）により
回転可能な状態で軸受け箱９４および９４Ａ内の所定の
位置に保持される。刃ロール４０および４０Ａは、刃ロ
ール４０および４０Ａの外面に締め付けたナット９８お
よび９８Ａによって、シャフト９６および９６Ａ上に保
持される。シャフト９６および９６Ａの軸は、位置のチ
ェックのためにシャフトの外側端にマークを付ける。刃
ロールの構造は、米国特許第4,249,441号で明示された
ように周知であり、その開示を参照によって本明細書に
組み込む。他の既知の刃ロール構造を使用することもで
きる。
【００３４】刃ロール４０および４０Ａは、駆動装置９
９および９９Ａおよび１本以上の駆動ベルト１００およ
び１００Ａによって駆動される。駆動ベルトとしては、
通常はタイミング・タイプのベルトを使用するが、Ｖ字
ベルトを使用することもできる。
【００３５】再び図３を参照すると、バックアップ・ロ
ール３６は、軸７９を有するピボット・アーム・シャフ
ト７７上で旋回する幅広い剛性アーム８１によって、旋
回可能な状態で支持される。バックアップ・ロール３６
および３６Ａは、別個に駆動することができるが、それ
ぞれ駆動刃ロール４０および４０Ａとの接触により駆動
することが好ましく、既知の方法でポリウレタンのよう
な弾性材料の外層１０１を有する。バックアップ・ロー
ル３６の外層１０１は、好ましくはノースカロライナ州
charlotteのDuff Nortonによって供給されるような電動
スクリュー・ジャッキであるスクリュー・ジャッキ１０
２、および枠５０の端部にある垂直柱５２のうち２本に
またがる横材（図示せず）に旋回する状態で取り付けた
旋回ガイド・アーム１０３のようなバイアス手段を使用
して、刃ロール４０の刃４１へとバイアスをかけられ
る。これによって、常に所望のレベルのバイアスが得ら
れる。スクリュー・ジャッキ１０２は、流体シリンダま
たは他の既知のバイアス手段と交換することができる。
加速ロール４８および４８Ａは、補助駆動ベルト１１２
および１１２Ａを伴う減速ギアボックス１１１および１
１１Ａを通して、それぞれ主駆動装置９９および９９Ａ
で駆動される。
【００３６】アイドル・ロール３８および３８Ａは別個
には駆動されないが、第１流体シリンダ１１３および１
１３Ａでそれぞれバックアップ・ロール３６および３６
Ａの表面にバイアスをかける。アイドル・ロール３８お
よび３８Ａはそれぞれ、旋回ロール取付台１１４または
１１４Ａに取り付けたシャフト上で回転し、旋回取付台
は、支柱５８の上部分の大きい垂直外表面８０に取り付
けたＵリンクで、そのベースを取り付ける。第１流体シ
リンダ１１３は、上枠部材５４の下側に取り付けたシリ
ンダ状Ｕリンクと、旋回取付台１１４に取り付けたロッ
ド端とを有し、アイドル・ロール３８にバイアスをか
け、バックアップ・ロール３６の外面または作業面に押
し付ける。アイドル・ロール３８の表面は、繊維が巻き
付かないよう、既知の方法でローレット加工することが
好ましい。
【００３７】図１０を参照すると、枠５０およびチョッ
パ・アセンブリは、KaydonのＫシリーズの回転可能な軸
受けのような回転式部材６２で、台６６に取り付けられ
る。これは、クレーンを車輪付きベースの取り付けるの
に使用するようなタイプの回転式部材であるが、本明細
書の負荷はそれほど要求が大きくないので、これより小
さく軽量である。好ましい回転式部材６２は、ボルト締
めまたはその他の方法で基板６０の下側に取り付けるた
めのフランジを伴う外輪１０４、ボルト締めまたはその
他の方法で台６６に取り付ける内輪１０５を備える。外
輪１０４および内輪１０５は、その間に玉軸受けを含む
焼入れ軌道１０６を形成して、回転を向上させるような
形状である。また、内輪１０５の内面１０７は、従動歯
車１０８と噛み合う一体歯車である。従動歯車１０８
は、チョッパ・アセンブリを回転させて、一方のチョッ
パ・アセンブリを位置から外し、他方のチョッパ・アセ
ンブリを位置に入れるのが望ましいときに、小型駆動装
置１１０とともに回転する垂直シャフト１０９に取り付
けられている。
【００３８】図１１は、加速ロール４８によって撚り糸
を所望の速度まで加速した後に、新しい撚り糸を自動的
にチョッパに挿入する、既知の装置を示す。撚り糸挿入
装置は、第２流体シリンダ１１７の作動時にピン１１６
の周囲で回転する回転プレート１１５に取り付けた始動
バー４４を備える。シリンダ１１７でプレート１１５を
約９０度回転すると、始動バー４４が下方向に旋回し
て、刃ロール４０とバックアップ・ロール３６との間の
ニップに向かう。この動作によって、始動バー４４が、
始動ロール４２と回転ロール４６（図２参照）の間を移
動する新しい撚り糸と噛み合って、それをアイドル・ロ
ール３８の長さだけ下に引っ張り、アイドル・ロール３
８とバックアップ・ロール３６との間のニップに入れ、
次に刃ロール４０とバックアップ・ロール３６との間の
ニップに入れて、ここで切り刻む。新しい撚り糸１５が
刃ロール４０によって切断されると、すぐに刃ロール４
０より下流の撚り糸のその部分が、加速ロール４８によ
ってチョッパ・アセンブリから取り除かれる。
【００３９】図４は、加速ロール４８の代わりに使用し
て新しい撚り糸１５を加速することができる任意選択の
装置を示す。この加速装置は、コレット１１９の外端付
近に谷部分１２０を有する回転コレット１１９を備え
る。コレット１１９は、別個の駆動装置１２１によって
直接駆動されるか、加速ロール４８と同じ方法で駆動す
ることもできる。回転コレットを使用すると、新しい撚
り糸１５はまず、前述したのと同じ方法で図２に示すよ
うに通すが、この場合は、撚り糸を回転コレット１１９
の谷部分１２０の周囲に巻き付け、コレットは加速して
新しい撚り糸１５を加速する。新しい撚り糸をチョッパ
に挿入した後、コレット１１９は停止し、コレット１１
９上に残る撚り糸の部分を取出し、廃棄しなければなら
ない。
【００４０】図１２は、本発明のマルチチョッパ１２２
の別の実施形態を示す。この実施形態は、バックアップ
・ロール１３６および１３６Ａ、アイドル・ロール１３
８および１３８Ａ、刃ロール１４０および１４０Ａ、加
速ロール１４８および１４８Ａ、および正方形または長
方形の枠付き外被１２４、ベース１２８、アーム１３１
および外被１２４の反対側にある第２アーム１３１Ａ
（図示せず）、アーム１３１および１３１Ａによって固
定位置に保持されるシャフト１４１、およびシャフト１
４１に取り付けられた回転部材１４１を備える。外被１
２４は、図２ないし図４に示す外被２４と同じまたは同
様の要素を含む。回転部材１６２は、図１０の回転部材
と同様で、図１０に示した駆動装置１１０および歯車１
０８に似た内部駆動装置および歯車を使用してマルチチ
ョッパ１２２を回転させて、一方のチョッパ・アセンブ
リを作動位置から外し、他方のチョッパ・アセンブリを
作動位置に入れることができる。言うまでもなく、他の
既知の手段を使用して既知の方法で外被２４を回転さ
せ、本明細書に示した本発明の概念を達成することもで
きる。
【００４１】図１３は、マルチチョッパの発明のさらに
別の実施形態を示す。この実施形態では、マルチチョッ
パは立方体の枠付きの外被２２４を有し、チョッパ・ア
センブリは外被２２４の隣接する２つの対向側面に取り
付けられ、一方の側面は作動側で、対向側面は非作動側
である。この実施形態では、外被２２４は、立方体外被
の前記対向側面間に延びる上縁にあって、外被２２４の
作動側と非作動側との中間にある点と、外被２２４の作
動側と非作動側との間の中間にあって、前記上縁とは対
角線上反対側にある立方体外被２２４の下縁にある別の
点との間を延びる軸を中心に回転する。外被２２４は、
以上の実施形態で開示した手段を用いて、または当業者
には明白なような他の任意の適切な手段によって回転し
てもよい。
【００４２】図１３に示した実施形態では、立方体外被
は、それぞれシャフト２５３および２５４を保持する軸
受け取付台２５１および２５２を有する１つの低いスタ
ンド２４９および１つの高いスタンド２５０とによって
支持されるが、取付台２５１と２５２との間に延びる１
本のシャフトを使用することもできる。外被２２４は、
アダプタ２５５および２５６を介してそれぞれシャフト
２５３および２５４にしっかり取り付けられ、シャフト
２５４の端にある歯車（図示しないが取付台２５２の内
部）が駆動装置２５８の歯車と噛み合う。駆動装置２５
８を起動すると、これはまず外被２２４を一方向に回転
して作動チョッパ・アセンブリを非作動位置に移動させ
て、非作動チョッパ・アセンブリを作動位置に移動し、
次に再度起動すると、外被を他方の方向に回転して、元
の作動チョッパ・アセンブリを非作動位置から作動位置
に戻す。
【００４３】図１３に示した実施形態では、非作動チョ
ッパ・アセンブリは作動チョッパ・アセンブリから９０
度の方向にある。たとえば、作動位置にあるバックアッ
プ・ロール２３６は、立方体外被２２４の上流端（右
端）に最も近く、非作動バックアップ・ロール２３６Ａ
は、立方体外被２２４の上端に最も近く、作動位置にあ
る刃ロール２４０は、バックアップ・ロール２３６の左
側にあり、非作動位置にある刃ロール２４０Ａは、非作
動バックアップ・ロール２３６の下にある。また、作動
位置にある加速ロール２４８は、立方体外被２２４の作
動側の上左隅に隣接し、非作動加速ロール２４８Ａは、
外被２２４の非作動側の下左隅に隣接する。この実施形
態では、刃ロールおよびバックアップ・ロールの軸受け
取付台を支持する支柱５８（図１３では図示せず）は、
水平面で、図１３で外被を示す位置にあり、刃ロール２
４０の軸とバックアップ・ロール２３６の軸の下、およ
び刃ロール２４０Ａの上を通る。しかし、支柱５８は他
の面にあってもよい。この実施形態は、チョッパ・アセ
ンブリごとに別個の支柱を有し、１本の支柱が一つの平
面に、他方の支柱が別の平面にあってもよい。
【００４４】本発明のマルチチョッパの作動時には、繊
維の撚り糸を、撚り糸全部が移動するまで一度に１本ず
つチョッパに加える。図２、図３、図４、図１０および
図１１を参照すると、主駆動装置が始動し、それが作動
中のチョッパ・アセンブリ上で走行する刃ロール４０、
バックアップ・ロール３６およびアイドル・ロール３８
を始動し、駆動装置は、バックアップ・ロール３６の繊
維接触表面で所望の表面速度を達成するよう調整され
る。刃ロール４０Ａは、以前に停止位置でロックアウト
されている。振動ロール３５が始動する。次に、繊維の
第１撚り糸がオペレータによって１組の引っ張りロール
から、またはその源から取り出されマルチチョッパへ入
れられ、振動ロール３５の端に近い溝の下を引っ張ら
れ、始動ロール４２の上、アイドル・ロール３８の端部
分の下、始動バー４４の下、アイドル・ロール３８の端
部分の下、始動バー４４の下、回転ロール４６の下、お
よび通常のオペレータが引っ張る速度よりわずかしか高
くない低い表面速度で走行する加速ロール４８の上を通
る。
【００４５】オペレータは、加速ロール４８上で撚り糸
を引っ張るにつれ、自動的にスイッチ（近似値、光電
池、限界、トリップ等で図示せず）を作動させ、これは
表面速度がバックアップ・ロールの表面速度と合致する
まで、加速装置を所望の速度で加速させるプログラムを
始動し、予め選択した秒数の後に時間切れになると、新
しい撚り糸が所望の速度まで加速するのに十分な時間を
与えるタイマも始動し、次にタイマは電磁空気弁（図示
せず）を起動して高圧空気をシリンダ１１７（図１１参
照）に送り、始動バー４４を下に動かして、撚り糸１５
を刃ロール４０とバックアップ・ロール３６との間のニ
ップに入れる。この手順は、意図した撚り糸がすべてチ
ョッパ内に移動するまで繰り返され、撚り糸が破断した
場合も常に繰り返される。
【００４６】図１４ないし図１７は、新しい撚り糸３３
４を始動させて本発明のチョッパに入れる好ましい配置
構成を示す。図１４、図１５および図１６は、それぞれ
図２ないし図９および図１０に示した同じチョッパの前
面図、平面図および端面図であるが、新しい撚り糸を始
動する配置構成が異なる。それ以外は、枠３５０内の要
素は図２ないし図９および図１１に示したチョッパの枠
５０の内側とまったく同じである。また、図１４ないし
図１７に示したチョッパは、図４の１１９として示した
巻線ハブの代わりに加速ロール３４８および３４８Ａを
使用し、図２ないし図４に図示されていないトリップ・
スイッチ３４９および３４９Ａは、図１４および図１５
に図示されている。また、図２ないし図４に図示されて
いない安全ガード３３７および３３７Ａ、アイドル・ロ
ール・ガード３４３および３４３Ａ、および繊維シュー
ト３５２および３５２Ａが、図１４ないし図１６に図示
されている。
【００４７】図１４ないし図１６で示すように、安全ガ
ード３３７および３３７Ａは、バックアップ・ロール３
３６および３３５Ａ、アイドル・ロール３３８および３
３８Ａ、およびチョップ用刃３４１および３４１Ａを伴
う刃ロール３４０および３４０Ａを覆ってオペレータを
保護する。安全ガード３３７および３３７Ａはそれぞ
れ、前部および供給端にスロット開口部３３９および３
３９Ａを有し、走行する撚り糸３３３がチョッパに入
り、新しい撚り糸３３４がチョッパ内で始動できるよう
にする。スロット３３９および３３９Ａは、図１５で分
かるように、第２始動ロール３４６および３４６Ａの付
近、および新しい撚り糸３３４が安全ガード３３７およ
び３３７Ａの外側を通過する箇所の非常に近傍で終了す
る。スロットは、移動する撚り糸３３３および新しい撚
り糸３３４がスロットの縁を擦らずにちょうど通過で
き、新しい撚り糸３３４を観察できるのに十分な幅で、
第１始動ロール３４２および３４２Ａの周囲で広くなっ
て、オペレータが新しい撚り糸３３４を第１始動ロール
３４２または３４２Ａにかけられるようになっている。
新しい始動ロール３４２および３４２Ａは、図１４およ
び図１７で示すように、安全ガード３３７および３３７
Ａに取り付けたブラケットによって所定の位置に保持さ
れる。
【００４８】第１始動ロール３４２および３４２Ａおよ
び第２始動ロール３４６および３４６Ａは、ロール３４
２および３４２Ａの上面３６１（図１７）から第２始動
ロール３４６および３４６Ａそれぞれに走る溝の底面ま
での直線が、アイドル・ロール３３８および３３８Ａの
底面に接触するか、ほぼ接触するよう配置される。新し
い撚り糸３３４を始動するために最初にチョッパにかけ
ると、撚り糸３３４は、バックアップ・ロール３３６ま
たは３３６Ａを越えて延びるアイドル・ロールの部分に
沿って、アイドル・ロール３３８または３３８Ａの底面
に接触するか、ほぼ接触する。
【００４９】垂直枠部材３５２に取り付けた状態で図示
された振動ロール３３５および３３５Ａと、第１始動ロ
ールまたはシュー３４２および３４２Ａは、図１７に示
すような新しい撚り糸３３４それぞれを始動する好まし
い配置構成を容易にするよう形成される。図１７は、第
１始動ロールまたはシュー３４２が見えるよう安全ガー
ド３３７の一部を切り取った、本発明のチョッパの一方
側の部分的な上流端面図である。ちなみに、図面類に示
すように、２つの振動ロールを使用してチョッパに固定
する必要はない。一方の振動ロール３３５を別個の支持
部に取り付け、その支持部を周知の方法で旋回または摺
動するように床または頭上ビームに取り付けることによ
り、チョッパが回転すると、振動ロール３３５がチョッ
パから離れられるようにする方法も、完全に許容可能で
ある。図面類で示すように、２つの振動ロール３３５お
よび３３５Ａをチョッパに取り付けることが好ましい。
というのは、非作動位置にあるときに、これらのロール
をそれぞれ検査し修理する時間ができるからである。
【００５０】ここでは、ロール３３５Ａが同じであると
理解して、振動ロール３３５についてのみ述べる。振動
ロール３３５は、炭素またはグラファイト材料で作成す
ることができ、丸まった外縁３５３、テーパ部分３５
４、Ｒ付き開始谷３５５、および丸まった隆起３５６に
よって分離されたＲ付き走行溝３５７を有する。テーパ
部分３５４は、約１２度の勾配を付けることが好ましい
が、テーパ部分に接触する新しい撚り糸を、撚り糸に損
傷を与えるほど激しく外側の分離隆起３５６の端面３５
８に当てずに、かなり迅速にＲ付き開始谷３５５へと移
動させるのに十分な角度であれば、この角度は多少変化
することができる。振動ロール３３５のＲ付き開始谷３
５５の直径は、外側の分離用隆起３６７の直径より十分
に小さく、したがって新しい撚り糸は外側の走行溝３５
６に乗り上げることがなく、外力がかかるまで谷３５５
にとどまる。振動ロール３３５は、ロールの任意の部分
の平坦な箇所が磨耗しないよう、好ましくは移動する撚
り糸とは反対方向に低速で回転し、したがって表面速度
が移動する撚り糸の速度より遅い限り、実際の回転速度
は非常に重要ではない。Ｒ付き開始谷３５５の半径は、
約１／１６インチＲであることが好ましいが、これは撚
り糸のサイズにより、また繊維に損傷を与えずに撚り糸
を案内する限り、変更することができる。Ｒ付き走行溝
３５７の半径は、約１／８インチＲであることが好まし
いが、その溝が、撚り糸の繊維に損傷を与えずに撚り糸
を案内する限り、これも変更することができる。
【００５１】第１始動ロールまたはシュー３４２と３４
２Ａとは非常によく似ているので、３４２についてのみ
述べる。第１始動ロール３４２は、図１４、図１５およ
び図１７に示すように、安全カバー３３７に取り付けた
ブラケットにボルト締めすることにより、所定の位置に
保持される。第１始動シューまたはロールは、第１テー
パ部分または過渡部分３６０と、バックアップ・ロール
の上で、好ましくはその幅の約半分またはバックアップ
・ロールの外縁から少なくとも約１インチで終了する直
線部分３６１とを有する。直線部分３６１は、約１／４
インチＲでＲが付いた端部３６２を有し、したがって滑
動して端３６２から離れる撚り糸は、鋭角縁から損傷を
受けたり、それに引っかかったりすることがない。直線
部分３６１は、好ましくは約１．２５インチの直径を有
し、第１始動シューは固定されるので、回転しない。回
転すると、撚り糸はシューまたはロールの表面に付着
し、巻き付く可能性が高く、再始動を必要とする。
【００５２】第２始動ロール３４６および３４６Ａとし
ては、米国特許第4,692,178号に記載されたようなフリ
ー・ホィール・ロールを使用することが好ましく、その
開示は参照により本明細書に組み込む。このタイプのロ
ールは、撚り糸を損傷しないよう保護しながら、加速に
対する抵抗が最も小さい。このタイプのロールは、固体
表面のロールでは問題になるロールの巻き付きも回避す
る。
【００５３】安全ガード３３７および３３７Ａは、バッ
クアップ・ロール３３６および３３６Ａおよび他の製品
を含む部品を保守するため、上流端でチョッパから外れ
るよう、垂直方向下流およびガードの内隅に沿って、チ
ョッパの枠５０に蝶番で止めることが好ましい。安全の
ため、安全ガード３３７および３３７Ａの上流端は、チ
ョッパ・ロール３４０または３４１が作動時にはガード
を開かせない連動装置を使用し、ガードの上流で閉位置
にロックすることが好ましい。その方法は当技術分野で
は周知であり、本発明の一部ではないので、その機構は
図示されていない。
【００５４】図１４ないし図１７に示す好ましいシステ
ムで、新しい撚り糸を始動してチョッパに入れるには、
オペレータは周知の方法でブッシュで撚り糸を始動し、
撚り糸の端をチョッパへと運ぶ。チョッパに到達した
ら、新しい撚り糸３３４を振動ロール３３５のテーパ部
分３５４の下、第１始動ロール３４２の直線部分３６１
の頂部の上、アイドル・ロール３４２のバックアップ・
ロール３３６の外面より延びる部分の底面の下、第２始
動ロール３４６の溝の底面の下と引っ張り、ここで上昇
させ頂部に向かい、さらに、トリップ・スイッチのレバ
ー３５１に当たってこれを動かし、スイッチ・シャフト
３４７を回転させて駆動装置を始動する加速ロールの濡
れた表面へ通すと、加速ロール３４８の回転が始動し、
上部でロール３４８の濡れた表面が撚り糸を引っ張り、
加速ロール３４８へと降ろして、下方向に解放する。加
速ロール３４８の作業表面を濡らしておくと、新しい撚
り糸３５４によりよい牽引力を提供し、加速ロール表面
が加速するにつれ、滑動を減少させる。これは、既知の
方法で加速ロールの表面に水を滴下するか噴霧すること
によって達成される。
【００５５】加速ロール３４８は、表面が所望の撚り糸
引っ張り速度になるまで速度を上げ、新しい撚り糸３３
４と加速ロール３４８の表面との間の摩擦のため、撚り
糸は所望の引っ張り速度まで加速される。この時点で、
新しい撚り糸３３４は、振動ロール３３５のＲ付き開始
谷３５５の中、第１始動ロール３４２の開始部分３６１
の上面上、バックアップ・ロール３３６の外面の外側に
あるアイドル・ロール３３８の底面上またはその付近、
第２始動ロール３４６の底部表面、および加速ロール３
４８の上面上を移動する。
【００５６】数秒後、撚り糸が所望の速度で移動した
ら、オペレータは、棒または好ましくは素手または手袋
をした手の掌、または指で、振動ロール３３５のすぐ上
流で、高速で移動する新しい撚り糸の上面に触れ、撚り
糸が素早くかつ振動ロールの走行溝部分の所望の走行溝
３５７の下に戻るのに十分な距離だけ、好ましくは約１
２〜１８インチ動くよう、撚り糸を押す。その間に、新
しい撚り糸３３４は第１始動ロール３４２のＲ付き端部
３６２に動かされ（新しい撚り糸３３４の逃げ）、これ
によって新しい撚り糸３３４は第１始動ロール３４２か
らバックアップ・ロールの移動表面へと落ちることがで
きる。シュー３４２から落ちる新しい撚り糸３３４によ
って生じる緩みが、オペレータによる撚り糸の下方向の
動きによって素早く処理されるよう、撚り糸を素早く上
下させることが必要である。
【００５７】新しい撚り糸３３４がバックアップ・ロー
ル３３６の上面に落下すると、これはアイドル・ロール
３３８がバックアップ・ロール３３６と形成するニップ
の下を運ばれ、チョッパ・ロール３４０とバックアップ
・ロール３３６との間のニップに入り、ここで連続的な
走行およびチョップ位置に入る。切り刻まれた繊維は、
ホッパおよびシュート３５２に投げ込まれ、ここで容器
またはコンベヤ・ベルトに供給される。新しい撚り糸３
３４が、アイドル・ロール３３８とバックアップ・ロー
ル３３６との間のニップに引き込まれるにつれ、第２始
動ロール３４６とアイドル・ロール３３８との間にある
新しい撚り糸は、引っ張られてガード３３７のスロット
３３９の端部に当たり、撚り糸が破断し、下流端および
上流端を形成する。下流端は加速ロール３４８によって
その上を引っ張られ、廃棄される。上流端は、動作中の
バックアップ・ロールによってアイドル・ロール３３８
とバックアップ・ロール３３６との間のニップに引き戻
され、チョップ用ニップに入り、そこで上流の新しい撚
り糸３３４とともに切り刻まれる。この時点で、もう新
しい撚り糸はない。移動中の撚り糸３３３になっている
からである。この方法は、新しい撚り糸を始動してチョ
ッパ内に入れたい度に、繰り返される。
【００５８】作動中のチョッパ・アセンブリを改装また
は修理する時には、撚り糸をチョッパの上流で破断し、
グラス・ファイバの作成および切断時には、マルチチョ
ッパの付近にある従来通りの１組の引っ張りロールに入
れ、撚り糸の動作を維持することが好ましい。すべての
撚り糸をマルチチョッパから取り出したらすぐに、制御
盤上の割り出しボタン（図示せず）を押すと、これが順
次、第１チョッパ・アセンブリを停止させ、ロック用ロ
ッド７０を穴７２まで上昇させる空気ラインの弁を起動
し（図３参照）、枠５０を回転させて、磨耗または不良
チョッパ・アセンブリを作動位置から出して第２の改装
および／または修理済みチョッパ・アセンブリを作動位
置に入れる小型駆動装置（図１０参照）を起動し、保持
用ロッド７０Ａ（図示せず）に接続されたシリンダにつ
ながる空気ラインの弁を止めて、ロッド７０Ａが穴７２
Ａに入るようにし、主駆動装置９９Ａを始動する。この
とき、改装および／または修理済みの第２チョッパ・ア
センブリは、糸をかける準備が整い、生産が再開する。
このように配置して再び糸をかける手順全体は、先行技
術のチョッパで少なくとも約５〜８分かかるのに対し
て、約１〜２分かかる。
【００５９】安全および管理のために、枠の周囲には金
属ガードまたは外被パネルを配置するが、これは構成要
素を見えなくするので図示されていない。撚り糸をチョ
ッパに供給しながら、オペレータおよび装置を保護する
ガードを作成する方法は、周知である。
【００６０】マルチチョッパは、グラス・ファイバを切
り刻むのに好ましいが、連続的な繊維、糸、または天然
繊維、合成ポリマー繊維、炭素またはグラファイト繊
維、セラミック繊維の糸を含め、あらゆるタイプの繊
維、およびリボン形の材料にも使用することができる。
チョッパは、繊維を毎分数千フィート、通常は毎分２０
００、３０００、４０００、５０００フィート以上、少
なくとも１０，０００フィートまでの高速で形成した直
後に、繊維をライン上で直接切り刻む、連続的な繊維生
産作業に最も有用である。
【００６１】本発明の概念および教示を用いた他の実施
形態が、当業者には明白であり、それらは同様に請求の
範囲内にあるとする。たとえば、大半の用途には好まれ
ないが、マルチチョッパを、２つの別個の独立したチョ
ッパで構成し、短いケーブル、ベルトまたは鎖で互いに
しっかり、または柔軟に結び付けるか、共通の枠を有す
る１台のユニットのように回転するよう、回転するター
ンテーブル上に取り付けてもよい。また、たとえば米国
特許第3,815,461号のように、バックアップ・ロールに
対する刃ロールの方向を変更して、切り刻まれた繊維
が、上記の実施形態で示した垂直方向下向きではなく、
水平またはその他の方法に出るようにすることができ
る。
【００６２】さらに、当業者には、一度に一方しか噛み
合わない２つのクラッチを使用し、両方のチョッパ・ア
センブリに対して１台の駆動装置を使用できることが認
識される。第２チョッパ・アセンブリの作動中に第１チ
ョッパ・アセンブリを改装する人の安全を考慮すると、
２つの別個の駆動装置が好ましい。２つの駆動装置のも
う一つの利点は、一方の駆動装置に問題が発生したら、
他方のチョッパ・アセンブリを作動位置に移動させ、他
方のチョッパ・アセンブリが作動している間に、欠陥の
ある駆動装置を修理するか交換できることである。
【００６３】マルチチョッパが、３つ以上の側面を有し
て、各側面にチョッパ・アセンブリを１台付けることも
できるが、その方が費用がかかり、この費用が割に合わ
ないことも認識される。マルチチョッパに３つ以上のチ
ョッパ・アセンブリを含めることの一つの利点は、磨耗
したチョッパ・アセンブリを改装するために、より多く
の時間があることである。マルチチョッパの枠は、円筒
形でも、所望すれば球形でもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】垂直下方向に排出する先行技術のチョッパの前
面図である。
【図２】本発明により作成したマルチチョッパの一つの
実施形態の斜視図である。
【図３】図２で示したマルチチョッパの部分前面図であ
るが、外被を外し、新しい撚り糸を引っ張り、加速する
任意選択の機構も示す。
【図４】同様に外被を外した、図２および図３に示した
マルチチョッパの平面図である。
【図５】図３および図４に示したマルチチョッパの垂直
支柱要素の端面図である。
【図６】図５に示した支柱の前面図である。
【図７】図５および図６に示した支柱の平面図である。
【図８】図５の線８−８で切り取った、図５ないし図８
に示した支柱の断面図である。
【図９】２つのチョッパ・アセンブリの刃ロールを垂直
支柱に取り付ける方法を示す、図３に示すマルチチョッ
パの一部の拡大部分前面図である。
【図１０】一方のチョッパ・アセンブリを回転させ、作
動位置から出して逆転位置に入れ、第２チョッパ・アセ
ンブリを逆転位置から出して作動位置に入れる駆動機構
を示すよう一部を切り取った、図３に示したマルチチョ
ッパの一部の拡大前面図である。
【図１１】新しい撚り糸を始動させる機構の一つの要素
を示す、図３に示したマルチチョッパの拡大部分端面図
である。
【図１２】本発明の別の実施形態の端面図である。
【図１３】本発明のさらに別の実施形態の前面図であ
る。
【図１４】よりよく見えるよう外被パネルを外した、本
発明の好ましい実施形態の前面図である。
【図１５】頂部外被パネルが所定の位置にある、図１４
に示したチョッパの平面図である。
【図１６】端部外被パネルが所定の位置にある、図１４
および図１５に示したチョッパの端面図である。
【図１７】本発明の特徴をよりよく示すよう安全ガード
の一部を切り取った、図１４ないし図１６に示した振動
ロールおよびチョッパの部分端面図である。
【符号の説明】
２ チョッパ ４ 撚り糸 ５ 振動ロール ６ バックアップ・ロール ８ アイドル・ロール ９ 始動バー １０ 刃ロール １１ 始動ロール １４ 切り刻んだ撚り糸 １５ 撚り糸 １６ 始動ロール ２０ 加速ロール ２２ マルチチョッパ ２４ 外被 ２６ 縦軸 ２８ 支持ベース ３０ 端部 ３０Ａ 端部 ３２ 頂部 ３４ 側部 ３４Ａ 側部 ３５ 分離ロール ３６ バックアップ・ロール ３８ アイドル・ロール ４０ 刃ロール ４１ チョップ用刃 ４２ 始動ロール ４４ 始動バー ４６ 回転ロール ４８ 加速ロール ５０ 枠 ５２ 柱 ５４ 枠部材 ５６ 枠部材 ５７ ストライカ・プレート ５８ 支柱 ６０ 基板 ６１ 停止プレート ６１Ａ 停止プレート ６２ 回転式部材 ６３ 緩衝パッド ６３Ａ 緩衝パッド ６４ 脚 ６６ 台 ６８ 空気シリンダ ７０ ロッド ７２ 穴 ７２Ａ 穴 ７４ 第１垂直差込み表面 ７４Ａ 第１垂直差込み表面 ７６ 第２垂直差込み表面 ７６Ａ 第２垂直差込み表面 ７７ ピボット・アーム・シャフト ７８ 位置決めピン軸 ７９ 旋回軸 ７９Ａ 旋回軸 ８１ アーム ８１Ａ アーム ８０ 垂直表面 ８０Ａ 垂直表面 ８２ 垂直部材 ８２Ａ 垂直部材 ８４ 空隙 ８５ 垂直切張 ８８ 垂直取付けプレート ８８Ａ 垂直取付けプレート ９２ 水平取付けプレート ９２Ａ 水平取付けプレート ９３ 取付けプレート ９３Ａ 取付けプレート ９４ 軸受け箱 ９４Ａ 軸受け箱 ９５ ボルト ９６ シャフト ９６Ａ シャフト ９８ ナット ９８ ナット ９９ 駆動装置 ９９Ａ 駆動装置 １００ 駆動ベルト １００Ａ 駆動ベルト １０１ 外層 １０２ スクリュー・ジャッキ １０３ 旋回ガイド・アーム １０４ 外輪 １０５ 内輪 １０６ 軌道 １０７ 内面 １０８ 従動歯車 １１０ 小型駆動装置 １１１ 減速ギアボックス １１１Ａ 減速ギアボックス １１２ 補助駆動ベルト １１２Ａ 補助駆動ベルト １１３ 第１流体シリンダ １１３Ａ 第１流体シリンダ １１４ 旋回ロール取付台 １１４Ａ 旋回ロール取付台 １１５ 回転プレート １１６ ピン １１７ 第２流体シリンダ １２２ マルチチョッパ １２４ 外被 １２８ ベース １３１ アーム １３１Ａ 第２アーム １３６ バックアップ・ロール １３６Ａ バックアップ・ロール １３８ アイドル・ロール １３８Ａ アイドル・ロール １４０ 刃ロール １４０Ａ 刃ロール １４１ シャフト １４８ 加速ロール １４８Ａ 加速ロール １６２ 回転部材 ２２４ 外被 ２３６ バックアップ・ロール ２３６Ａ バックアップ・ロール ２４０ 刃ロール ２４０Ａ 刃ロール ２４８ 加速ロール ２４８Ａ 加速ロール ２４９ スタンド ２５０ スタンド ２５１ 取付台 ２５２ 取付台 ２５３ シャフト ２５４ シャフト ２５５ アダプタ ２５６ アダプタ ２５８ 駆動装置 ３３３ 撚り糸 ３３４ 撚り糸 ３３５ 振動ロール ３３５Ａ 振動ロール ３３６ バックアップ・ロール ３３６Ａ バックアップ・ロール ３３７ 安全ガード ３３７Ａ 安全ガード ３３８ アイドル・ロール ３３８Ａ アイドル・ロール ３３９ スロット開口部 ３３９Ａ スロット開口部 ３４０ 刃ロール ３４０Ａ 刃ロール ３４１ チョップ用刃 ３４１Ａ チョップ用刃 ３４２ 第１始動ロール ３４２Ａ 第１始動ロール ３４３ アイドル・ロール・ガード ３４３Ａ アイドル・ロール・ガード ３４６ 第２始動ロール ３４６Ａ 第２始動ロール ３４８ 加速ロール ３４８Ａ 加速ロール ３４９ トリップ・スイッチ ３４９Ａ トリップ・スイッチ ３５０ 枠 ３５２ 繊維シュート／垂直枠部材 ３５２Ａ 繊維シュート ３５３ 丸まった外縁 ３５４ テーパ部分 ３５５ Ｒ付き開始谷 ３５６ 隆起 ３５７ Ｒ付き走行溝 ３５８ 端面 ３６０ テーパ部分 ３６１ 直線部分 ３６２ 端部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ランダール シー．バスコム アメリカ合衆国，43567 オハイオ，ウオ ウセオン，インディアン ロード 426 (72)発明者 ショウン イー．デニス アメリカ合衆国，43551 オハイオ，ペリ ースバーグ，ウエスト フィフス ストリ ート 346 (72)発明者 ダグラス ジェー．ケンプスキー アメリカ合衆国，43571 オハイオ，ホワ イトハウス，ウエッカリー ロード 6120

Claims (22)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 繊維および繊維撚り糸のような材料を切
    り刻む装置で、 回転式枠を備え、前記枠が少なくとも３つの側面を有す
    る立体的な形状を有して、前記枠に接続されて前記枠の
    １つの側に隣接する第１チョッパ・アセンブリを有し、
    また、前記枠に接続されて前記枠の第２の側に隣接する
    第２チョッパ・アセンブリも有し、前記枠が回転して、
    前記第１チョッパ・アセンブリを作動位置から出して非
    作動位置に入れながら、前記第２チョッパ・アセンブリ
    を非作動位置から出して前記作動位置に入れることがで
    きる装置。
  2. 【請求項２】 前記枠が垂直線を中心に回転する、請求
    項１記載の装置。
  3. 【請求項３】 前記枠が回転式部材を備え、その部材は
    ベースにも取り付けられ、したがって前記枠が前記ベー
    ス上で回転することができる、請求項２記載の装置。
  4. 【請求項４】 前記枠が立方体または直方多面体であ
    る、請求項３記載の装置。
  5. 【請求項５】 前記枠が、各チョッパ・アセンブリの刃
    ロールまたはチョッパ・ロールを支持するため、それに
    取り付けた剛性垂直支柱を有する、請求項４記載の装
    置。
  6. 【請求項６】 前記支柱が、２つの対向する大きい面を
    備え、前記面がそれぞれ、各チョッパ・アセンブリの刃
    ロールまたはチョッパ・ロールを支持するため、前記大
    きい面全体に平行な機械加工表面を備えた少なくとも１
    つの差込み部分を有する、請求項５記載の装置。
  7. 【請求項７】 前記支柱が、２つの対向する大きい面を
    備え、前記大きい面がそれぞれ、チョッパ・アセンブリ
    の刃ロールまたはチョッパ・ロールを支持するため、２
    つの別個の差込み部分を有し、各部分が、前記大きい面
    全体に平行な機械加工表面を有する、請求項５記載の装
    置。
  8. 【請求項８】 前記枠が、チョッパ・アセンブリの作動
    中に、前記枠を回転に対して固定位置にロックするロッ
    ク手段を有する、請求項７記載の装置。
  9. 【請求項９】 前記枠が水平の線を中心に回転する、請
    求項１記載の装置。
  10. 【請求項１０】 前記枠が立方体で、前記立方体の対向
    する２つの縁の中間点の間を延びる線を中心に回転す
    る、請求項１記載の装置。
  11. 【請求項１１】 繊維の撚り糸を、刃ロールおよびバッ
    クアップ・ロールを備え、修理のために定期的に停止し
    なければならない繊維チョッパに引き込むことによっ
    て、切り刻んだ繊維を作成する方法で、改良点が、回転
    式枠を備えたチョッパを使用することにあり、前記枠
    が、少なくとも３つの側面を有する立体的な形状を有
    し、前記枠に接続されて前記枠の１つの側に隣接する第
    １チョッパ・アセンブリを有し、また、前記枠に接続さ
    れて前記枠の第２の側に隣接する第２チョッパ・アセン
    ブリも有し、前記枠が回転して、前記第１チョッパ・ア
    センブリを作動位置から出して非作動位置に入れなが
    ら、前記第２チョッパ・アセンブリを非作動位置から出
    して前記作動位置に入れることができる方法。
  12. 【請求項１２】 前記チョッパを修理のために最初に停
    止するときに、前記枠を前記線を中心として一方向に回
    転して、修理済みのチョッパ・アセンブリを作動位置に
    入れ、前記チョッパを修理のために２回目に停止すると
    きに、前記枠を反対方向に回転して、修理済みのチョッ
    パを作業位置に入れる、請求項１１記載の方法。
  13. 【請求項１３】 前記枠が常に同じ方向に回転する、請
    求項１２記載の方法。
  14. 【請求項１４】 前記枠が垂直の線を中心に回転する、
    請求項１１記載の方法。
  15. 【請求項１５】 前記枠が水平の線を中心に回転する、
    請求項１１記載の方法。
  16. 【請求項１６】 前記枠が立方体で、前記立方体の対向
    する２つの縁の中間点の間を延びる線を中心に回転す
    る、請求項１１記載の方法。
  17. 【請求項１７】 前記繊維がグラス・ファイバである、
    請求項１１記載の方法。
  18. 【請求項１８】 バックアップ・ロールとチョッパ・ロ
    ールとを備えたチョップ装置で、改良点が、新しい撚り
    糸を始動してチョッパに入れる装置にあり、 チョッパ上のバックアップ・ロールの軸とチョッパの上
    流に位置する振動ロールの軸との間に位置する第１始動
    ロールと、 チョッパ・ロールと加速ロールを越え、その上に位置す
    る第２始動ロールとを備え、前記第１始動ロールが新し
    い撚り糸の逃げを有して、第１始動ロールと第２始動ロ
    ールとの間を通過する前記撚り糸の通路の少なくとも一
    部が、前記バックアップ・ロールの垂直外表面によって
    作成される垂直面を越えて延びる装置。
  19. 【請求項１９】 前記第１始動ロールが、勾配のある過
    渡部分、前記過渡部分と接合してＲ付き端部で終了する
    直線部分、新しい撚り糸の逃げであるＲ付き端部を有す
    る、請求項１８記載の装置。
  20. 【請求項２０】 前記第１始動ロールの直線部分の底
    面、バックアップ・ロールの垂直前面を越えて延びる振
    動ロールの部分の底面、および前記第２始動ロールの底
    面が心合わせされている、請求項１８記載の装置。
  21. 【請求項２１】 新しい撚り糸を始動して、バックアッ
    プ・ロールおよびチョッパ・ロールを備えたチョッパに
    入れる方法で、改良点が、新しい撚り糸を振動ロールの
    下側の開始領域、第１始動ロールの開始領域の上、第２
    始動ロールの開始領域の下、および加速ロールの上に配
    置し、加速ロールの加速を始動する始動スイッチを作動
    させ、加速ロールが所望の全速力まで上がるまで待ち、
    次に移動する撚り糸を振動ロールの外径の上まで下げ、
    移動する撚り糸を動かして、振動ロールの溝付き部分に
    ある所望の溝と心合わせし、その動作が撚り糸を第１始
    動ロールの端部から離して、バックアップ・ロールの上
    およびアイドル・ロールの下にし、新しい撚り糸が、バ
    ックアップ・ロールとチョッパ・ロールとの間のチョッ
    プ用ニップに入って連続的に切り刻まれ、次に、移動す
    る撚り糸が上昇して振動ロールの所望の溝に入れるよう
    にすることから成る方法。
  22. 【請求項２２】 前記新しい撚り糸は、上面が、振動ロ
    ールのすぐ上流に接触し、新しい撚り糸を移動させる、
    請求項２１記載の方法。本出願は、１９９６年１２月１
    ８日に出願され現在は放棄された米国特許出願第08/76
    8,451号の部分継続出願である。
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