(57)【要約】【課題】  大型の給糸パッケージから引き出される糸に対して、正確な撚り掛けが可能で、しかも、引き出される糸に安定して張力を付与することが可能な給紙装置及び給糸装置の糸の解舒張力の調整方法を提供する。【解決手段】  給糸パッケージを回転可能に軸支するための垂直方向の回転軸を備えたスピンドルと、前記給糸パッケージから引き出された糸を巻きかけるために前記回転軸に平行で前記給糸パッケージの外周側に複数の回転案内ロールを備え、且つ、その外面に前記給糸パッケージから引き出された前記糸を垂直方向に転向させるための綾振支点転子を備えた篭体とから構成され、前記篭体は、前記スピンドルに軸挿された前記給糸パッケージをベアリングを介して支持し、前記スピンドルの前記回転軸を中心として回転駆動されることを特徴とする。【選択図】  図１
2010126839.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
給糸パッケージを回転可能に軸支するための垂直方向の回転軸を備えたスピンドルと、前記給糸パッケージから引き出された糸を巻きかけるために前記回転軸に平行で前記給糸パッケージの外周側に複数の回転案内ロールを備え、且つ、その外面に前記給糸パッケージから引き出された前記糸を垂直方向に転向させるための綾振支点転子を備えた篭体とから構成され、前記篭体は、前記スピンドルに軸支された前記給糸パッケージの荷重をベアリングを介して支持し、前記スピンドルの前記回転軸を中心として回転駆動されることを特徴とする給糸装置。
【請求項２】
前記篭体の上面において、前記ベアリングを荷重するための錘を前記スピンドルの上側端部から軸挿できるように構成したことを特徴とする請求項１に記載の給糸装置。
【請求項３】
給糸パッケージを回転可能に軸支するための垂直方向の回転軸を備えたスピンドルと、前記給糸パッケージから引き出された糸を巻きかけるために前記回転軸に平行で前記給糸パッケージの外周側に複数の回転案内ロールを備え、且つ、その外面に前記給糸パッケージから引き出された前記糸を垂直方向に転向させるための綾振支点転子を備えた篭体とから構成され、前記篭体は、前記スピンドルに軸支された前記給糸パッケージの荷重をベアリングを介して支持し、前記スピンドルの前記回転軸を中心として回転駆動されるようにした給紙装置において、前記給糸パッケージから引き出される糸の張力の調整を、前記給糸パッケージを構成するボビンの上面にかかる荷重を調整することにより行うことを特徴とする給糸装置の糸の解舒張力の調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、給糸パッケージから糸を解舒するのに使用する給糸装置及び給糸装置の糸の解舒張力の調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の給糸装置として、例えば、特許文献１に開示されている。この装置は、水平に設けられたスピンドルに、円筒状のボビンに糸を巻回することにより構成された給糸パッケージを装着し、給糸パッケージの外周から引き出した糸を給糸パッケージと相対回転可能に設けた篭の回転案内ロールに巻掛けて篭の外周に沿わせ綾振支点転子により転向させ篭の軸線方向前方に引出すように構成したものである。
しかしながら、前記装置では、給糸パッケージの重心軸が、ボビンの中心軸に対して僅かに偏芯した給糸パッケージから糸を解舒しようとする場合に、水平方向に設けられたスピンドルの回転軸に対して、給糸パッケージの重心軸が偏芯して回転するために、引き出し張力が変動するという問題があった。そして、給糸パッケージが総重量が５０ｋｇを超えるような大型の給糸パッケージの場合には、僅かな偏芯量であっても解舒張力に与える影響が大きくなるため特に問題であった。
また、同装置においては、スピンドルに重錐を設けて自由回転を防止しているためにボビンに巻回された糸の直径が小さくなるにつれて、引き出される糸の張力が増大してしまうという問題があった。
【０００３】
【特許文献１】特公平２−３２３６８号公報（特許請求の範囲、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで、本発明は、大型の給糸パッケージから引き出される糸に対して、正確な撚り掛けが可能で、しかも、引き出される糸に安定して張力を付与することが可能な給紙装置及び給糸装置の糸の解舒張力の調整方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、給糸パッケージ表面での糸の横すべりを生じさせることなく、任意の撚数を設定して正確な撚を与えるとともに、更に、所定の張力を付与しながら糸を解舒し得るコンパクトな給糸用給糸装置を提供するもので、請求項１に記載の通り、給糸パッケージを回転可能に軸支するための垂直方向の回転軸を備えたスピンドルと、前記給糸パッケージから引き出された糸を巻きかけるために前記回転軸に平行で前記給糸パッケージの外周側に複数の回転案内ロールを備え、且つ、その外面に前記給糸パッケージから引き出された前記糸を垂直方向に転向させるための綾振支点転子を備えた篭体とから構成され、前記篭体は、前記スピンドルに軸支された前記給糸パッケージの荷重をベアリングを介して支持し、前記スピンドルの前記回転軸を中心として回転駆動されることを特徴とする。
また、請求項２に記載の給糸装置は、請求項１の給糸装置において、前記篭体の上側の端面上において、前記ベアリングを荷重するための錘を前記スピンドルの上側端部から軸挿できるように構成したことを特徴とする。
また、本発明の給糸装置の糸の解舒張力の調整方法は、請求項３に記載の通り、給糸パッケージを回転可能に軸支するための垂直方向の回転軸を備えたスピンドルと、前記給糸パッケージから引き出された糸を巻きかけるために前記回転軸に平行で前記給糸パッケージの外周側に複数の回転案内ロールを備え、且つ、その外面に前記給糸パッケージから引き出された前記糸を垂直方向に転向させるための綾振支点転子を備えた篭体とから構成され、前記篭体は、前記スピンドルに軸支された前記給糸パッケージの荷重をベアリングを介して支持し、前記スピンドルの前記回転軸を中心として回転駆動されるようにした給紙装置において、前記給糸パッケージから引き出される糸の張力の調整を、前記給糸パッケージを構成するボビンの上面にかかる荷重を調整することにより行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、所望の撚りと安定した張力を糸に付与することができ、しかも、装置自体をコンパクトにすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明の一実施の形態について図１及び図２を用いて説明する。
給糸装置１は、図１に示す断面が方形状の筐体２を備え、図２に示すように、筐体２の底面から垂直方向に設けられたスピンドル３と、このスピンドル３に挿入され、このスピンドル３の回転軸と同軸となるように設けられた略円筒状の篭体４とを備えている。
尚、筐体４自体の水平度の調整は、筐体２の側面下方設けられたフランジ５に固定されることとなる、調整ボルト６の高さをナット７の締付け量を調整することにより行うようにしている。
【０００８】
スピンドル３の先端には、スピンドル３の回転軸と同軸となるように設けられた中空の略円筒状のホルダー８が、ホルダー８の上下端面においてベアリング９，１０を介して回転自在に軸支され、このホルダー８に給糸パッケージ１１のボビン１１ａが挿通されることになる。
スピンドル３は、筐体２底面に設けられた凹部２ａと、該底面の凹部２ａの上方で、筐体２内を横断するように設けられた仕切板１２の略中央部に設けられた穴部１２ａに、アンギュラーベアリング１３及びベアリング１４を設けることにより、筐体２内部に回転自在に支持及び固定されている。
尚、スピンドル３の回転数を測定するために、筐体２の底面には、ブラケット１５が立設され、このブラケット１５にフォトセンサ等の検知手段１６が設けられている。
【０００９】
また、筐体２の上面には、給糸パッケージ１１をスピンドル３に装着する際に使用するためのカバー１８が蝶番１７により開閉自在に設けられている。
本実施の形態では、比較的大きな給糸パッケージを使用することを前提として構成しているために、ホルダー８とスピンドル３はそれぞれ、給糸パッケージ１１のボビン１１ａの中央よりやや上側で２つに分割され、スピンドル３とホルダー８は、継足スピンドル１９と継足ホルダー２０とにそれぞれ接続されている。継足スピンドル１９は、スピンドル３よりも小径に形成され、スピンドル３の上端部に設けられた有底孔３ａに挿通される。また、継足スピンドル１９の先端部側方に、軸方向に沿って溝部１９ａが設けられ、有底孔３ａの内壁から突設されたピンボルト２１の先端部が溝部１９ａに嵌ることにより、継足スピンドル１９がスピンドル３とともに回転できるようになっている。また、継足ホルダー２０は、ホルダー８の上方からキャップできるように、ホルダー８の外径よりもやや大きい内径を備えた円筒状の部材から構成され、上面２０ａと、円筒内部に設けられた下面２０ｂの中央には、継足スピンドル１９が挿通できるように穴が設けられている。尚、図示しないが、ホルダー８の側面上部には、軸方向に沿って突条が設けられ、継足ホルダー２０の下部内周には、前記突条と嵌合できるように軸方向に沿って溝部が設けられており、これらを嵌合することにより回り止めできるように構成されている。上記構成により、給糸パッケージ１１を装着する際には、予め、継足スピンドル１９や継足ホルダ２０を外しておき、給糸パッケージ１１のボビン１１ａをホルダー８に嵌めた後、ボビン１１ａ内に継足ホルダー２０を挿通し、継足スピンドル１９をスピンドル３に挿入する。これにより、継足スピンドル１９及び継足ホルダー２０のいずれも、スピンドル３及びホルダー８とともに回転自在となる。
また、継足スピンドル１９の上端面には、転子２４が設けられており、後述する転子（ガイドローラ）２８からの糸の方向を転向し、筐体２上面に設けた転子２５へと導出できるようになっている。また、筐体２上面の転子２５は、次工程への糸の方向を転向するために設けられており、転子２５により転向された糸Ｙは、筐体２側面のエンコーダ付きの糸案内２６へ導出され引き取られるようになっている。
【００１０】
篭体４は、スピンドル３が挿入される下面の円盤体４ａと上面の円環体４ｂを同心状に対向配置するとともに、上下面の外周をスピンドル３の回転軸と平行にスポーク４ｃにより繋ぐことにより、上面の円環体４ｂ側で開放した中空筒状の篭状に形成されている。
スポーク４ｃは、周方向に所定の間隔で複数本（図示したものでは６本）設けられており、この中の１本の軸間のほぼ中央部で篭体４の外面に綾振支点転子２７が設けられ、同スポーク４ｃが接続される円環体４ｂの外端面にも転子２８が設けられている。また、その他のスポーク４ｃには、回転案内ロール４ｄがスポークを支軸として挿入されている。
篭体４の底部を構成する円盤体４ａは、円盤体４ａの中央部の穴からスピンドル３を支える上側のベアリング１４の上端面まで伸びる円筒部４ｅを備えている。この円筒部４ｅには、プーリー２９が設けられ、電気等により駆動されるモータ３０の駆動力がモータプーリー３１及びベルト３２を介して伝達される。
【００１１】
ホルダー８の下側の端面には、給糸パッケージ１１の下端側のボビン１１ａを受けるために円環状の溝を備えた支持部材３７がスピンドル３の回転軸を中心として鍔状に設けられている。該溝を構成する内周壁の断面形状は、その内周面が溝底面からホルダー８に向かって傾斜面３７ａを備えた先細りの形状をしており、傾斜面３７ａがボビン１１ａの下側端面の内方と当接することによりボビン１１ａをスピンドル３の回転軸と同軸となるように位置決めと固定が行われる。この円環状の支持部材３７の外周側において圧縮ばね３３を介して、その上方にホルダー８の外側に設けられた円環状のフェルト受け３４が設けられており、更に、その上に、フェルト３５が設けられ、圧縮バネ３３の圧力がフェルト受け３４及びフェルト３５に伝わり、給糸パッケージ１１の下端面にフェルト３５を密着させ、給糸パッケージ１１の糸が緩み落下して、給糸パッケージ１１の下側の端面とフェルト受け３４との間に入り込まないようにしている。
ホルダー８の下側の端面にけるスピンドル３とホルダー８とを回転自在とするベアリング１０の外周側には、該ベアリング１０と同心状で、且つ、該ベアリング１０よりも内径の大きいスラストローラベアリング３６が配置され、このスラストローラベアリング３６を介して給糸パッケージ１１の荷重がホルダー８の下側端面を介して篭体４下面の円盤体４ａに伝わることになる。また、篭体４の下面の円盤体４ａの筐体２の底面側は平面に形成され、篭体４側の面においては、外周部から中央部の穴までを登り傾斜面を備え、中央部の穴の外周縁に円環状の周壁４ｆを立設し、この周壁４ｆの上端面と、ホルダー８の下端面との間に溝を備えた構成としているので、中央部の穴に挿通されたスピンドル３と周壁４ｆとの間に、スピンドル３側から順に、ベアリング１０、スラストローラベアリング３６を確実に配置することができる。また、スラストローラベアリング３６の高さを、その内側のベアリング１０の高さよりも高くしているために、給糸パッケージ１１の荷重を確実に篭体の円盤に伝達できるようになっている。
【００１２】
上記構成により、給糸パッケージ１１の荷重は、スラストローラベアリング３６を介して篭体４に加えられる一方で、給糸パッケージ１１は、回転運動のためにスピンドル３に軸支されることになる。
これにより、図１に示すように、給糸パッケージ１１から糸Ｙを引き出し、篭体４の外周面に配設した回転案内ロール４ｄの外面に沿わせて篭体４の外面に一回巻き掛けた後、綾振支点転子２７にかけて転向させ、次いで、案内転子２８を経て糸案内に至る経路とし、モータ３０によりベルト３２により篭体４を一定速度で回転駆動させると、篭体４と一体に給糸パッケージ１１も回転して前述の経路で糸Ｙが引き出されることになる。このときスピンドル３は、糸Ｙの解舒量に応じて給糸パッケージ１１が回転されることに伴い、ベアリング９，１０を介して同方向に回動する一方で、篭体４に加えられた駆動力が給糸パッケージ１１の自重による摩擦力によりスラストローラベアリング３６により減じられることにより、その自由回転が防止され、糸Ｙに対して摩擦力に応じた解舒張力が与えられる。また、給糸パッケージ１１の重心軸と、ボビンの軸とが偏芯していたとしても、スピンドル３が垂直方向に設けられているために、給糸パッケージ１１からの糸の解舒張力がこの偏芯量による影響を受けることがないため、引き出し張力を安定させることができる。
かくして給糸パッケージ１１の表面から引き出された糸Ｙは篭体４の外周経路を経て綾振支点転子２７に至る間に各回転案内ロール４ｄ，４ｄ・・・毎に徐々に綾振幅を縮少しつつ進行し、給糸パッケージ１１の表面では常に給糸パッケージ１１の綾角とほぼ等しい角度で糸Ｙが引き出されてパッケージ１１表面での構すべり現象が回避され、糸Ｙの損傷が未然に防止されると共に、綾振支点転子２７から上方に転向した糸Ｙは、案内転子２８と糸案内２６の間で篭体４と共に振り回され、撚掛けが行われて糸案内２６を経て引取られる。
尚、上記説明した装置１において、スラストローラベアリング３６を使用しているが、給糸パッケージ１１の荷重に耐えられるものであれば、このベアリングに限定されるものではない。また、このベアリング３６の摩擦係数については適宜選択できるが、通常は、０．００３〜０．００４程度のものを使用することができる。
また、本実施の形態では、糸Ｙに撚り掛けする場合について説明したが、篭体４にモータ３０からの駆動力を伝達せずに、給糸パッケージ１１を回転自在に軸支した状態で糸Ｙを引き出すように使用すれば撚りを掛けない状態で糸Ｙを引き出すことが可能である。
【００１３】
また、図示した装置１では、継足ホルダー２０の上面において、継足スピンドル１９に貫通される穴部を備え、且つ、継足ホルダー２０の上面側を覆うようにして嵌合できるように構成された鋼製キャップ２２と、更に、その上に連続して嵌合できるように構成された錘２３とを取り付けられるようにしている。これにより、鋼製キャップ２２及び錘２３の荷重は、継足ホルダー２０及びホルダー８を介して、スラストローラベアリング３６に加えることができるようになる。荷重を給糸パッケージ１１以外にも、キャップ２２及び錘２３により調整することにより、給糸パッケージに必要な解舒張力として適切な張力を付与することができる。尚、図示したものでは、鋼製キャップ２２の下側端面には、継足ホルダー２０の上側の端面に嵌合できるように断面が円形状の凹部２２ｂが継足スピンドル１９の回転軸を中心として設けられている。そして、この凹部２２ｂの下側の端面側の内周には、ボビン１１ａの内周面に当接する傾斜面２２ａを断面として備えた円環状の突設部が設けられており、上述した傾斜面３７ａとともにボビン１１ａをスピンドル３の回転軸と一致させるための固定を確実なものとしている。
【００１４】
上記鋼製キャップ２２及び錘２３の総重量は、次のようにして求めることができる。
まず、給糸パッケージ１１から引き出される糸の解舒張力は、スラストローラベアリング３６にかかる重量による摩擦力により生じ、給糸パッケージ１１の満管時とボビン１１ａに糸が巻回されていない時の張力を同じにするためには、スラストローラベアリング３６にかかる重量は、給糸パッケージ１１の直径に比例させる必要がある。
ここで、給糸パッケージ１１のネット重量（糸の重量）Ｗ（ｋｇ）、満管時の直径Ｄ1（ｍｍ）、鋼製キャップ２２及び錘２３の総重量Ｗ0（ｋｇ）とすると、満管時の張力Ｆ1は、下記式により表すことができる。
Ｆ1＝Ｋ（Ｗ0＋Ｗ）×（１／Ｄ1）  （Ｋは比例定数である。）・・・（式１）
また、ボビン１１ａが空となる直前の張力Ｆ2は、ボビン１１ａの外径をｄ（ｍｍ）とすると、下記式により表すことができる。
Ｆ2＝ＫＷ0×（１／ｄ）・・・（式２）
ここで、解舒張力が一定となる条件は、Ｆ1＝Ｆ2であるから、この条件式に上記式１及び式２を代入すると、下記の通りとなる。
Ｗ0＝ｄＷ／（Ｄ1−ｄ）
上記Ｗ0の重量となるように、鋼製キャップ２２及び錘２３の重量を決定すればよい。
【００１５】
次に、鋼製キャップ２２及び錘２３を使用した本発明の糸の解舒張力と、特許文献１に開示された装置の糸の解舒張力を具体的に比較して説明する。
まず、本発明の場合、給糸パッケージ１１のネット重量は、給糸パッケージ１１の断面積に比例するので、スラストローラベアリング３６の摩擦係数をμ、直径をＳ（ｍｍ）とすると、給糸パッケージ１１の直径がＤ（ｍｍ）の時の解舒張力Ｆは、下記式で表すことができる。
Ｆ＝｛Ｗ0＋Ｗ×（Ｄ2−ｄ2）／（Ｄ12−ｄ2）｝×μ×（Ｓ／Ｄ）・・・（式３）
尚、式中、Ｗ×（Ｄ2−ｄ2）／（Ｄ12−ｄ2）は、直径がＤ（ｍｍ）の状態の給糸パッケージ１１のネット重量である。
【００１６】
上記式３において、給糸パッケージ１１のネット重量Ｗを８０ｋｇ、満管時の直径Ｄ1を４５０ｍｍ、ボビン１１ａの外径ｄを１７０ｍｍ、スラストローラベアリング３６の摩擦係数μを０．００３５及びスラストローラベアリング３６の直径Ｓを８２．５ｍｍとすると、
Ｗ0＝（１７０×８０）／（４５０−１７０）＝４８．５７ｋｇ
Ｆ＝｛４８．５７＋８０×（Ｄ2−１７０2）／（４５０2−１７０2）｝×０．００３５×（８２．５／Ｄ）×９．８（Ｎ）
＝０．００１３０４Ｄ＋９９．７５／Ｄ・・・（式５）
となる。
この式５を用いて、給糸パッケージ１１の直径Ｄを、１７０，２００，２５０，３００，３５０，４００，４５０（ｍｍ）と変化させた場合の値を、下記表１及び図３に示す。
【００１７】
【表１】
2010126839.tif 000003
【００１８】
表１及び図３から、本発明では、給糸パッケージ１１の直径Ｄが１７０ｍｍ〜４５０ｍｍの範囲で変化したとしても糸の解舒張力の変動は、０．７２４Ｎ〜０．８０９Ｎと所定の範囲となり、その変動幅は０．０８５Ｎとなることがわかる。
【００１９】
これに対して、特許文献１に開示された装置の場合には、給糸パッケージのネット重量Ｗを８０ｋｇ、直径をＤ（ｍｍ）として、仮に、０．１ｍｍの偏芯があるとすると、解舒張力の変動ΔＦは下記式で表される。
ΔＦ＝８０×９．８×０．１×（２／Ｄ）
＝１５６．８／Ｄ  （Ｎ）
そして、給糸パッケージの直径Ｄが４５０ｍｍの場合には、
ΔＦは、０．３４８Ｎとなり、解舒張力の変動幅は、その２倍の０．６９７Ｎとなり、この変動幅は、本発明の８．２倍となる。
従って、本発明によれば、糸の解舒張力の変動幅を少なくすることができ、解舒張力を安定させることができることがわかる。
【００２０】
本発明の給紙装置は、上記の通りであるが、次に、装置１を用いて撚糸を実際に生産する場合の撚数の制御・確認方法について説明する。
まず、糸の単位長さ辺りの撚数Ｔ（／ｍ）と、予定生産量から糸速度Ｖ（ｍ／ｍｉｎ）とを決定する。次に、篭体４の回転速度ｎ（ｒｐｍ）をＴ×Ｖとし、この値となるようにモータ３０の回転速度を調整する。
そして、実際に撚糸を開始し、糸案内２６に設けられたエンコーダから糸速度を計測し、フォトセンサ１６により、スピンドル３の実際の回転数を計算して、撚数を求め、上記設定した撚数Ｔとなっているか否かを確認し、不一致の場合には、モータ３０の回転速度を調整する。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明は、一般の糸、マルチフィラメント、炭素繊維等を始めとして広く利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施の形態の給糸装置の上部断面図
【図２】同実施の形態の給糸装置の側断面図
【図３】本発明の給糸パッケージの直径に対する糸の解舒張力の変化を示すグラフ
【符号の説明】
【００２３】
１    給糸装置
２    筐体
２ａ  凹部
３    スピンドル
４    篭体
４ａ  円盤体
４ｂ  円環体
４ｃ  スポーク
４ｄ  回転案内ロール
４ｅ  円筒部
４ｆ  周壁
５    フランジ
６    調整ボルト
７    ナット
８    ホルダー
８ａ  ホルダー上端面
８ｂ  ホルダー下端面
９    ベアリング
１０    ベアリング
１１    給糸パッケージ
１１ａ  ボビン
１２    仕切板
１３    アンギュラーベアリング
１４    ベアリング
１５    ブラケット
１６    検知手段
１７    蝶番
１８    カバー
１９    継足スピンドル
２０    継足ホルダー
２１    ピンボルト
２２    キャップ
２２ａ  傾斜面
２２ｂ  凹部
２３    錘
２４    転子
２５    転子
２６    糸案内
２７    綾振支点転子
２８    転子
２９    プーリー
３０    モータ
３１    モータプーリー
３２    ベルト
３３    圧縮ばね
３４    フェルト受け
３５    フェルト
３６    スラストローラベアリング
３７    円環状の支持部材
３７ａ  傾斜面
【図１】
2010126839.tif 000004
【図２】
2010126839.tif 000005
【図３】
2010126839.tif 000006