(57)【要約】【課題】糸を綾振りながら巻取管に巻き取ることによりパッケージを形成する糸巻取機に用いられる接触ローラにおいて、パッケージ端部における糸の挙動を安定させる構成を提供する。【解決手段】接触ローラ１０１の外周面に溝２が形成されており、この溝２は、トラバース方向に対して外側に形成された溝壁６と、トラバース方向に対して内側に形成された溝壁６とを有する。トラバース方向に対して外側に形成された前記溝壁６は、糸がパッケージ幅の外側に振られることを規制する。トラバース方向に対して内側に形成された前記溝壁６は、糸がパッケージ幅の内側に戻されることを規制する。【選択図】図３
2010023937.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
糸を綾振りながら巻取管に巻き取ることによりパッケージを形成する糸巻取機に用いられる接触ローラであって、
前記接触ローラの外周面には溝が形成されており、
前記溝は、糸がパッケージ幅の外側に振られることを規制するためにトラバース方向に対して外側に形成された溝壁と、糸がパッケージ幅の内側に戻されることを規制するためにトラバース方向に対して内側に形成された溝壁と、を有することを特徴とする接触ローラ。
【請求項２】
請求項１に記載の接触ローラであって、
前記溝は、当該接触ローラの中心軸を含む平面で切断した断面形状が、連続する曲線からなることを特徴とする接触ローラ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の接触ローラであって、
前記溝は複数形成され、
前記接触ローラの長手方向１ｍｍあたりに形成される前記溝の数が７個以上２５個以下であることを特徴とする接触ローラ。
【請求項４】
請求項１から３までの何れか一項に記載の接触ローラであって、
糸番手２０番から１２０番までの糸に対して、パッケージ端部における綾落ちと耳高との少なくとも何れか一方を防止する効果を発揮することができる数の前記溝が形成されていることを特徴とする接触ローラ。
【請求項５】
請求項１から４までの何れか一項に記載の接触ローラであって、
前記溝は複数形成され、
当該溝のそれぞれは当該接触ローラの長手方向に対して略垂直方向に形成されていることを特徴とする接触ローラ。
【請求項６】
請求項１から５までの何れか一項に記載の接触ローラであって、
コーン巻パッケージを巻き取る場合における当該パッケージの少なくとも大径側端部近傍において、
当該大径側端部近傍に対応する位置に形成される前記溝は、当該接触ローラが巻取方向に回転することにより、糸が前記溝壁によってパッケージ幅の内側に向かって案内されるように螺旋状に形成されていることを特徴とする接触ローラ。
【請求項７】
請求項１から６までの何れか一項に記載の接触ローラであって、
前記溝は、巻き取られるパッケージの巻幅に対して、最大巻幅よりも外側の位置と、最小巻幅よりも内側の位置との間の領域に少なくとも形成されていることを特徴とする接触ローラ。
【請求項８】
請求項７に記載の接触ローラであって、
前記溝が外周面の全域にわたって形成されていることを特徴とする接触ローラ。
【請求項９】
請求項７に記載の接触ローラであって、
前記最小巻幅よりも内側であって前記溝が形成されていない領域の少なくとも一部は梨地状に形成されることを特徴とする接触ローラ。
【請求項１０】
請求項１から９までの何れか一項に記載の接触ローラであって、
表面が耐摩耗処理されていることを特徴とする接触ローラ。
【請求項１１】
請求項１０に記載の接触ローラであって、
前記耐摩耗処理は、プラズマ窒化処理であることを特徴とする接触ローラ。
【請求項１２】
請求項１から１１までの何れか一項に記載の接触ローラであって、
本体がＳＵＳ３０４ステンレス鋼から構成されていることを特徴とする接触ローラ。
【請求項１３】
請求項１から１２までの何れか一項に記載の接触ローラを備えたことを特徴とする糸巻取機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、糸巻取機に用いられる接触ローラ、及び当該接触ローラを備えた糸巻取機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、回転する巻取ボビンの表面へ糸を綾振ることによりパッケージを形成する自動ワインダ等の糸巻取機が知られている。この種の自動ワインダとしては、表面に綾振溝が形成された綾振ドラムをパッケージ表面に接触及び回転させることにより、当該綾振溝に導入された糸をパッケージ表面に綾振る構成のものが公知である。しかしながらこの綾振ドラム式の自動ワインダでは、ワインド数やパッケージ巻幅などの条件に応じて綾振ドラムの交換を行う必要があった。
【０００３】
これに対し、ワインド数やパッケージ巻幅などを適宜変更可能とし、多様なパッケージに対応可能な単錘トラバース式の自動ワインダも知られている。この単錘トラバース式の自動ワインダは、パッケージの回転駆動機構とは独立して駆動し、パッケージ表面に任意の速度及び巻幅で糸を往復させることが可能な綾振装置を備えている。そしてこの種の自動ワインダは、前記綾振装置によって糸が過度に振り回されないようにするため、パッケージ表面に接触して当該パッケージとの間で糸をニップする接触ローラを備える構成とすることがある。
【０００４】
この接触ローラの構成としては様々なものが提案されており、例えば特許文献１は毛羽立ちを防止するために表面に凹凸を形成した支持ローラを開示する。また、接触ローラの使用時にはパッケージとの間でスリップが発生するため当該接触ローラには耐摩耗性が要求されるが、この点に関し、特許文献２はステンレス性の特殊鋼からなり表面にコーティングを施した駆動ローラを開示する。
【特許文献１】特開２００３−１９２２３０号公報
【特許文献２】特表２００７−５２３０１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
綾振ドラム式の自動ワインダにおいては、糸の軌道は綾振溝によって規制されており、また綾振ドラムがパッケージに接触しているので、糸の挙動は安定している。一方、単錘トラバース式の自動ワインダにおいては、綾振装置によって糸が左右に振り回されるために糸の挙動が不安定になり易い。従って、接触ローラを備えている構成であっても、接触ローラとパッケージとの間のニップ力のみでは糸の軌道を適切に規制することができない場合があった。
【０００６】
このため、巻取中の糸テンション変動や巻取ボビンの変形による振動、接触ローラとパッケージのスリップなどにより、パッケージ端部での糸の挙動が不安定になると、パッケージの端面が乱れることが多かった。また、極端な場合は糸の軌道がパッケージの巻幅を超えてしまう綾落ち（端面落ち）が発生し、不良パッケージが形成されてしまうことがあった。
【０００７】
本願発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その主要な目的は、パッケージ端部における糸の挙動を安定させる接触ローラを提供することにある。
【課題を解決するための手段及び効果】
【０００８】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。
【０００９】
本発明の観点によれば、糸を綾振りながら巻取管に巻き取ることによりパッケージを形成する糸巻取機に用いられる接触ローラであって、以下の構成の接触ローラが提供される。即ち、この接触ローラの外周面には溝が形成されており、当該溝は、トラバース方向に対して外側に形成された溝壁と、トラバース方向に対して内側に形成された溝壁とを有している。トラバース方向に対して外側に形成された前記溝壁は、糸がパッケージ幅の外側に振られることを規制する。トラバース方向に対して内側に形成された前記溝壁は、糸がパッケージ幅の内側に戻されることを規制する。
【００１０】
これにより、糸がパッケージ幅の外側に振られることを外側の溝壁によって規制できるので、綾落ちを防止することができる。また、糸がパッケージ幅の内側に戻されることを内側の溝壁によって規制できるので、耳高パッケージが形成されてしまうことを防止できる。従って、この接触ローラを用いることにより、パッケージ端部における糸の挙動が安定し、高速巻取であってもパッケージ端面を正確に形成することができる。
【００１１】
前記の接触ローラにおいては、前記溝は、当該接触ローラの中心軸を含む平面で切断した断面形状が、連続する曲線からなることが好ましい。なお本明細書において「接触ローラの中心軸を含む平面」とは、接触ローラの長手方向且つ当該接触ローラの軸を含む平面をいう。また、本明細書において「連続する曲線からなる」溝の断面形状とは、溝を形成した部分以外の部分（相対的な凸部）に鋭利な部分が無く、溝と前記凸部が滑らかに連結している形状全般を含む。
【００１２】
これにより、溝形状を例えば断面矩形状とすることによって生じる糸切れを防止することができる。従って、高品質なパッケージを形成することができる。
【００１３】
前記の接触ローラにおいては、前記溝は複数形成され、前記接触ローラの長手方向１ｍｍあたりに形成される前記溝の数が７個以上２５個以下であることが好ましい。
【００１４】
即ち、溝が太すぎれば、パッケージ両端部で糸が綾振られる位置が不安定になる結果、糸が所定の綾振幅より内側に引っ張られてパッケージ端部に耳高部が形成されてしまう。逆に溝が細かすぎれば糸の軌道を規制する効果が弱くなり綾落ちが発生してしまう。この点、溝の間隔を上記のように構成すれば、綾落ちと耳高の形成の両方を効果的に防止できる接触ローラを提供することができる。
【００１５】
前記の接触ローラにおいては、糸番手２０番から１２０番までの糸に対して、パッケージ端部における綾落ちと耳高との少なくとも何れか一方を防止する効果を発揮することができる数の前記溝が形成されていることが好ましい。
【００１６】
これにより、１種類の接触ローラで様々な種類の糸の巻取りに対応することができる。従って、糸の種類に応じて接触ローラを取り替える必要がないので、低コストを実現できるとともに、パッケージの生産性を向上させることができる。
【００１７】
前記の接触ローラにおいては、前記溝は複数形成され、当該溝のそれぞれは当該接触ローラの長手方向に対して略垂直方向に形成されていることが好ましい。
【００１８】
これにより、綾落ちを効果的に防止することができる。
【００１９】
前記の接触ローラにおいては、以下のように構成されることが好ましい。即ち、コーン巻パッケージを巻き取る場合における当該パッケージの少なくとも大径側端部近傍において、当該大径側端部近傍に対応する位置に形成される前記溝は、当該接触ローラが巻取方向に回転することにより、糸が前記溝壁によってパッケージ幅の内側に向かって案内されるように螺旋状に形成される。
【００２０】
これにより、コーン巻パッケージにおける大径側端部近傍での糸切れを効果的に防止することができる。
【００２１】
前記の接触ローラにおいては、前記溝は、巻き取られるパッケージの巻幅に対して、最大巻幅よりも外側の位置と、最小巻幅よりも内側の位置との間の領域に少なくとも形成されていることが好ましい。
【００２２】
即ち、綾落ちはパッケージの両端部において発生するものであるので、当該両端部に対応する位置に上記溝を形成することにより綾落ちを防止することができる。また最大巻幅から最小巻幅まで前記溝を形成することにより、最大巻幅から最小巻幅までの異なる巻幅のパッケージに対応することができるので、接触ローラを共通化してコストを削減することができる。
【００２３】
前記の接触ローラにおいては、前記溝が外周面の全域にわたって形成されているように構成することができる。
【００２４】
これにより、パッケージの全幅にわたって糸を良好にニップして正確な綾振りが可能な接触ローラを提供することができる。また、パッケージと接触ローラとの間でスリップが発生した場合であっても、接触ローラ表面全域に溝が形成されているためにパッケージとの接触面積が小さく、発熱やパッケージへのダメージを抑制することができる。更に、接触ローラの外周面の全域にわたって溝が形成されているので、パッケージの巻幅にかかわらず、端部の綾落ち防止の効果を発揮することができる。このためパッケージの巻幅に応じて接触ローラを変更する必要が無いので、接触ローラを共通化することによりコストを低減することができる。
【００２５】
前記の接触ローラにおいては、前記最小巻幅よりも内側であって前記溝が形成されていない領域の少なくとも一部は梨地状に形成されているように構成することもできる。
【００２６】
これにより、パッケージの両端部においては綾落ちを防止しつつ、中央部においてはパッケージと接触ローラとの摩擦力を増大させて糸のスリップを効果的に防止することができる。
【００２７】
前記の接触ローラにおいては、表面が耐摩耗処理されていることが好ましい。
【００２８】
これにより、耐久性に優れ、長寿命の接触ローラを提供することができる。
【００２９】
前記の接触ローラにおいては、前記耐摩耗処理は、プラズマ窒化処理であることが好ましい。
【００３０】
即ち、プラズマ窒化処理は、表面に細かい溝を残したまま材料表面の強度を向上させることができるので、本発明の接触ローラに適用するのに特に好適である。
【００３１】
前記の接触ローラにおいては、本体がＳＵＳ３０４ステンレス鋼から構成されていることが好ましい。
【００３２】
即ち、ＳＵＳ３０４は錆びにくく磁石に付かないという特性があるため好適である。またプラズマ窒化処理を行う場合には、ＳＵＳ３０４は他のステンレス鋼と比較して当該処理による表面改質の効果が高いために特に好適である。
【００３３】
本発明の別の観点によれば、前記の接触ローラを備えた糸巻取機が提供される。
【００３４】
この糸巻取機は、糸がパッケージ幅の外側に振られることを、当該接触ローラが備える外側の溝壁によって規制できるので、綾落ちを防止することができる。また、糸がパッケージ幅の内側に戻されることを、当該接触ローラが備える内側の溝壁によって規制できるので、耳高パッケージが形成されてしまうことを防止することができる。従って、高速巻取であってもパッケージ端面を正確に形成することができる糸巻取機を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
次に、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る糸巻取機としての自動ワインダが備えるワインダユニット１０の概略図である。
【００３６】
図１に示すワインダユニット１０は、給糸ボビン２１から解舒される糸２０をトラバースさせながら巻取ボビン２２に巻き付けて、所定長で所定形状のパッケージ３０とするものである。本実施形態の自動ワインダ（糸巻取機）は、並べて配置された複数のワインダユニット１０と、図略の機台制御装置を備えている。
【００３７】
それぞれのワインダユニット１０は、巻取ユニット本体１６と、ユニット制御部５０と、を備えている。
【００３８】
ユニット制御部５０は、例えば、ＣＰＵと、ＲＡＭと、ＲＯＭと、Ｉ／Ｏポートと、を備えて構成されている。前記ＲＯＭには、巻取ユニット本体１６の各構成を制御するためのプログラムが記録されている。また前記Ｉ／Ｏポートには前記機台制御装置が接続されている。以上の構成で、オペレータが機台制御装置を適宜操作することにより複数のワインダユニット１０を一括して管理或いは制御することができる。
【００３９】
前記巻取ユニット本体１６は、給糸ボビン２１と接触ローラ１０１との間の糸走行経路中に、給糸ボビン２１側から順に、解舒補助装置１２と、テンション付与装置１３と、スプライサ装置１４と、クリアラ（糸品質測定器）１５と、を配置した構成となっている。
【００４０】
解舒補助装置１２は、給糸ボビン２１の芯管に被さる規制部材４０を給糸ボビン２１からの糸の解舒と連動して下降させることにより、給糸ボビン２１からの糸の解舒を補助するものである。規制部材４０は、給糸ボビン２１から解舒された糸の回転と遠心力によって給糸ボビン２１上部に形成されたバルーンに対し接触し、当該バルーンに適切なテンションを付与することによって糸の解舒を補助する。規制部材４０の近傍には前記給糸ボビン２１のチェース部を検出するための図略のセンサが備えられており、このセンサがチェース部の下降を検出すると、それに追従して前記規制部材４０を例えばエアシリンダ（図略）によって下降させることができる。
【００４１】
テンション付与装置１３は、走行する糸２０に所定のテンションを付与するものである。テンション付与装置１３としては、例えば、固定の櫛歯３６に対して可動の櫛歯３７を配置するゲート式のものを用いることができる。可動側の櫛歯３７は、櫛歯同士が噛み合わせ状態又は解放状態になるように、例えばロータリ式に構成されたソレノイド３８により回動することができる。このテンション付与装置１３によって、巻き取られる糸２０に一定のテンションを付与し、パッケージ３０の品質を高めることができる。なお、テンション付与装置１３には、上記ゲート式のもの以外にも、例えばディスク式のものを採用することができる。
【００４２】
スプライサ装置１４は、クリアラ１５が糸欠点を検出して行う糸切断時、又は給糸ボビン２１からの解舒中の糸切れ時等に、給糸ボビン２１側の下糸と、パッケージ３０側の上糸とを糸継ぎするものである。このような上糸と下糸とを糸継ぎする糸継装置としては、機械式のものや、圧縮空気等の流体を用いるもの等を使用することができる。
【００４３】
クリアラ１５は、糸２０の太さを検出するための図略のセンサが配置されたクリアラヘッド４９と、このセンサからの糸太さ信号を処理するアナライザ５２と、を備えている。クリアラ１５は、前記センサからの糸太さ信号を監視することにより、スラブ等の糸欠陥を検出するように構成されている。前記クリアラヘッド４９の近傍には、前記クリアラ１５が糸欠点を検出したときに直ちに糸２０を切断するためのカッタ３９が設けられている。
【００４４】
前記スプライサ装置１４の下側及び上側には、給糸ボビン２１側の下糸を捕捉してスプライサ装置１４に案内する下糸案内パイプ２５と、パッケージ３０側の上糸を捕捉してスプライサ装置１４に案内する上糸案内パイプ２６と、が設けられている。また、下糸案内パイプ２５と上糸案内パイプ２６は、それぞれ軸３３，３５を中心にして回動可能に構成されている。下糸案内パイプ２５の先端には吸引口３２が形成され、上糸案内パイプ２６の先端にはサクションマウス３４が備えられている。下糸案内パイプ２５及び上糸案内パイプ２６には適宜の負圧源がそれぞれ接続されており、前記吸引口３２及びサクションマウス３４に吸引流を発生させて、上糸及び下糸の糸端を吸引捕捉できるように構成されている。
【００４５】
また、前記巻取ユニット本体１６は、巻取ボビン２２を着脱可能に支持するクレードル２３と、糸２０をトラバースさせるためのアーム式のトラバース装置２７と、巻取ボビン２２の周面又はパッケージ３０の周面に接触して従動回転可能な接触ローラ１０１と、を備えている。
【００４６】
前記トラバース装置２７は、支軸のまわりに旋回可能に構成した細長状のアーム部材２８と、このアーム部材２８の先端に形成されたフック状のトラバースガイド（綾振糸ガイド）１１と、アーム部材２８を駆動するトラバースガイド駆動モータ４５と、を備える。前記トラバースガイド駆動モータ４５はサーボモータにより構成されており、アーム部材２８を図１の矢印のように往復旋回運動させることにより、糸２０の綾振りを行う構成になっている。
【００４７】
前記クレードル２３は回動軸４８を中心に回動可能に構成されており、巻取ボビン２２への糸２０の巻取りに伴うパッケージ３０の径の増大を、クレードル２３が回動することによって吸収できるように構成されている。これにより、パッケージが巻き太っても、当該パッケージ３０の表面を常に適切に接触ローラ１０１に接触させた状態で糸を巻き取ることができる。
【００４８】
接触ローラ１０１はパッケージ３０の表面に接触して従動回転するように構成されており、前記トラバースガイド１１によって綾振られる糸２０をパッケージ３０との間でニップする。これにより糸２０が過度に振り回されることを防止し、適切に綾振りを行うことができる。
【００４９】
前記クレードル２３の巻取ボビン２２を挟持する部分にはパッケージ駆動モータ４１が取り付けられており、このパッケージ駆動モータ４１によって巻取ボビン２２を回転駆動して糸２０を巻き取るように構成されている。パッケージ駆動モータ４１のモータ軸は、巻取ボビン２２をクレードル２３に支持させたときに、当該巻取ボビン２２と相対回転不能に連結されるようになっている（いわゆるダイレクトドライブ方式）。このパッケージ駆動モータ４１の動作はパッケージ駆動制御部４２により制御され、このパッケージ駆動制御部４２はユニット制御部５０からの運転信号を受けて前記パッケージ駆動モータ４１の運転／停止を制御するように構成している。
【００５０】
また、前記クレードル２３にはパッケージ回転センサ４３が取り付けられており、このパッケージ回転センサ４３は、クレードル２３に取り付けられた巻取ボビン２２の回転（巻取ボビン２２に形成された糸層３１の回転）を検出するように構成している。この巻取ボビン２２の回転検出信号は、パッケージ回転センサ４３から、前記パッケージ駆動制御部４２や前記ユニット制御部５０へ送信される。更に、前記回転検出信号は、後述するトラバース制御部４６に入力される。
【００５１】
また、前記回動軸４８には、クレードル２３の角度（回動角）を検知するための角度センサ４４が取り付けられている。この角度センサ４４は例えばロータリエンコーダからなり、クレードル２３の角度に応じた角度信号をユニット制御部５０に対して送信するように構成されている。クレードル２３はパッケージ３０が巻き太るに従って角度が変化するので、クレードル２３の回動角を前記角度センサ４４によって検出することにより、パッケージ３０の径を検知することができる。これにより、トラバース装置２７をパッケージ３０の径に応じて制御することで、糸２０の綾振りを適切に行うことができる。また、前記角度センサ４４で取得されたパッケージ３０の径は、ユニット制御部５０からパッケージ駆動制御部４２へ転送される。
【００５２】
トラバース制御部４６はユニット制御部５０からの指令を受けて、前記トラバースガイド駆動モータ４５の駆動を制御するように構成されている。
【００５３】
以上の構成で、トラバース制御部４６がパッケージ３０の径及び回転速度に応じて適切にトラバースガイド駆動モータ４５を駆動することにより、トラバースガイド１１によってパッケージ３０表面に糸２０を適切に綾振り、所望の形状のパッケージ３０を形成することができる。
【００５４】
ところで、上記のような構成において、パッケージ３０の表面と接触ローラ１０１の表面とによって糸をニップしているニップポイントと、トラバースガイド１１との間では、糸の軌道が規制されていない。従って、ニップポイントとトラバースガイド１１との間では、トラバースガイド１１によって糸２０が振り回される形になり易い。そして上記のようなアーム式のトラバース装置２７では、アーム部材２８を往復旋回運動することにより糸２０を円弧状にトラバースするため、トラバース幅の端部と中央部ではフリーレングス（糸が自由になっている部分の長さ）が異なり、パッケージ端部ではフリーレングスが長くなる。
【００５５】
フリーレングスが長いと糸２０の挙動が不安定となるため、特にアーム式のトラバース装置２７では、パッケージ３０の端部から糸が外れてしまう綾落ちが発生し易い。そこで、本発明では、以下のような構成の接触ローラを採用することにより、当該綾落ちの問題を解決している。
【００５６】
まず、第１実施形態に係る接触ローラ１０１の構成について図２及び図３を参照して説明する。図２は接触ローラ１０１の中心軸を含む平面における断面を示した正面一部断面図である。また図３は、図２における当該接触ローラ１０１の断面の表面近傍を拡大して示した拡大断面図である。
【００５７】
この接触ローラ１０１は例えばステンレス鋼などの金属によって構成され、厚みの薄い円筒体として形成されている。このように接触ローラ１０１を薄肉状に形成することにより、慣性モーメントを小さくすることができるので、パッケージの急減速、急加速に追従することが容易となり、パッケージ３０表面と接触ローラ１０１表面との間に生じるスリップを低減することができる。
【００５８】
図２に示すように、接触ローラ１０１外周の全面には、当該接触ローラ１０１の長手方向（接触ローラ１０１の軸方向）に垂直な方向に形成された溝２を複数有する溝部３が形成されている。図３に示すように、溝２は、接触ローラ１０１の中心軸を含む断面における断面形状が、連続する曲線からなるように（本実施形態では正弦波状の凹凸となるように）形成されている。
【００５９】
以下、溝２の断面形状が連続する曲線となるように形成することの効果について説明する。即ち、溝２が形成されずに相対的に凸となっている部分（凸部５）に鋭利な部分があると、その部分が刃物のように働き、接触ローラ１０１表面に接触する糸を切断して不良パッケージを形成してしまう。この点、本実施形態の接触ローラ１０１は、溝２自体の断面形状が滑らかな正弦波状となっており、溝壁６と溝底部とが連続的な曲面をなして繋がっている。また、互いに隣り合う溝２と溝２が、前記凸部５の部分で滑らかな曲面をなして繋がっている。従って、糸切れを抑制し、不良パッケージが形成されることを防ぐことができる。また、上記のように溝２が形成されているので、パッケージ３０と接触ローラ１０１との間にスリップが発生した場合であっても、摩擦が発生するのはローラの全面ではなく凸部５のみであるので、接触ローラ１０１の発熱やパッケージ３０へのダメージを効果的に抑えることができる。
【００６０】
そして、上記のような溝２を接触ローラ１０１の表面に形成することによって、以下で説明するように、パッケージ端部における糸の挙動を安定させる効果を発揮することができる。即ち、パッケージ３０表面と接触ローラ１０１表面とが糸２０をニップするとき、当該糸２０は溝２に嵌まるような位置でニップされる。そのため、溝２の溝壁６は糸に接触して、接触ローラ１０１の長手方向へ糸が不規則に動くことを規制する。これにより、巻取中の糸テンション変動や巻取ボビンの変形による振動、接触ローラとパッケージのスリップなど、糸の挙動を乱す要因が発生した場合であっても、糸２０がパッケージ表面に綾振られる位置が安定し、正確な綾振りを行うことができる。
【００６１】
従って、糸２０のフリーレングスが長くなるパッケージ端部においても糸が不規則に綾振られてしまうことを防ぐことができるので、正確なパッケージ端面を形成することができる。例えば、パッケージ端面から外側に向かって外れようとする糸の動きを、当該糸から見てトラバース方向の外側に位置する溝壁６によって規制することができるので、綾落ちを防止するとともにきれいなパッケージ端面を形成することができる。
【００６２】
また、高い巻き密度のパッケージを巻き取る場合はパッケージの接圧と糸のテンションを高めに設定するので、糸は張った状態となっている。この結果、トラバース端部においては、糸にトラバース幅の内側へ引っ張る強い力が働く。このため、パッケージ端部においては、綾振られる位置が本来の綾振位置から内側にズレることにより、端部の径が膨らんだ耳高パッケージが生成されてしまうことがある。この点、本実施形態の接触ローラ１０１によれば、糸が内側に戻されてしまうことを、当該糸から見てトラバース方向の内側にある溝壁６によって規制することができる。これにより、耳高パッケージが生成されてしまうことを防止し、きれいなパッケージ端面を形成することができる。
【００６３】
ところで、この溝の間隔が細か過ぎると糸の不安定な動きを規制する効果が弱くなり、逆に間隔が大き過ぎると糸の軌道を規制する精度が悪くなってしまう。そこで、この点について試行錯誤を重ねた結果、接触ローラ１０１の長手方向１ｍｍあたりに形成する溝の数を、７以上２５以下とすることが好ましく、１ｍｍあたり９つの溝を形成することが更に好ましいとの結論を得た。
【００６４】
そこで本実施形態の接触ローラ１０１においては、１ｍｍあたりに溝２が約９つ形成されるように（即ち、溝２のピッチが約０．１１ｍｍとなるように）構成されている。この点、特許文献１が開示する圧着ローラとしての支持ローラは、刻み目の幅が３ｍｍとしてあり、本実施形態の接触ローラ１０１に形成された溝の方が明らかに細かい。この点について以下に詳細に説明する。
【００６５】
例えば特許文献１の支持ローラのように溝の幅を３ｍｍとした場合は、糸の軌道が溝の幅の３ｍｍの範囲で不安定になるため、トラバース端部で正確なパッケージ端面を形成することができない。特に、パッケージ密度を高くして巻取りを行っている場合、このような溝の幅が太い接触ローラを使用すると、パッケージ端部の径が膨らんでしまう耳高形状の不良パッケージが形成され易い。
【００６６】
即ち、前述したようにパッケージ密度が高い場合にはトラバース端部において糸２０を内側に引っ張る力が働く。このため、溝の幅を３ｍｍとした場合は、最悪の場合には糸が内側に３ｍｍ引っ張られ、パッケージの端部が所定の位置よりも３ｍｍ内側に形成されてしまう。この点、本実施形態の接触ローラの溝はミクロンオーダーであるため、特許文献１が開示する支持ローラを用いた場合のように３ｍｍも糸が内側に引き戻されたりすることがない。この結果、耳高形状を防止し、きれいなパッケージ端面を形成することができる。
【００６７】
また、特許文献１の支持ローラの溝では糸が溝部に位置しているときのニップ力が無いため、糸の挙動が不安定となる。従って、例えばトラバース端部において、パッケージ端面をまたぐ位置にある溝に糸が導入された場合、最悪の場合はトラバース幅の端から３ｍｍ外側に糸が綾振られてしまい、糸が溝から抜けてパッケージの端面から外れて綾落ちが発生してしまうことがある。この点、本実施形態の接触ローラ１０１のようにミクロンオーダーの溝とすることで、溝の内部に糸が導入された場合であってもパッケージ３０と接触ローラ１０１とによる糸のニップ力を保つことができるため、綾落ちを有効に防止することができる。
【００６８】
以上のように、溝２が接触ローラ１０１の表面に細かく形成されているために良好に綾落ちを防止し正確な端面を形成することができるのであるが、逆に溝２が細か過ぎると接触ローラ１０１の表面が平坦に近くなるため、糸の溝壁６への引っ掛かりがなくなり、上記綾落ち防止の効果を発揮することができなくなってしまう。
【００６９】
この点、糸に適度な引っ掛かりが生じるために最適な溝２の幅は糸の太さによって異なる。例えば、細番手（例えばＮｅ．１２０）の糸であれば溝が２５個／ｍｍという細かいものであっても綾落ちを防止することができる。また太番手（例えばＮｅ．３０）の糸であれば溝が７個／ｍｍであっても綾落ち防止の効果を発揮することができる。
【００７０】
そして実験の結果、９個／ｍｍの溝を形成した接触ローラであれば、細番手から太番手まで広い範囲の番手（例えば、Ｎｅ．２０，Ｎｅ．３０，Ｎｅ．８０，Ｎｅ．１２０）の糸の綾落ち防止に有効であることがわかった。従って、この９個／ｍｍの溝を刻んだ接触ローラ１０１を用いることにより、糸の番手に応じて接触ローラを取り換える手間が省け、自動ワインダの生産性を向上させることができる。もっとも、巻き取る糸の番手に応じて上記９個／ｍｍ以外のローラを用いても良いことは勿論である。
【００７１】
また、溝が浅過ぎると糸の引っ掛かりが無くなってしまうため、十分な綾落ち防止の効果を得ることができない。溝部３における接触ローラ１０１表面の算術平均粗さを例えばＲａ＝７μｍ程度となるように溝２を形成することにより、良好に綾落ち防止の効果を得ることができる。
【００７２】
また、前記のように、溝部３は接触ローラ１０１の全面に形成されている。これにより接触ローラ１０１表面のどの部分でも上記の効果を発揮することができるので、様々な巻幅のパッケージにおいて綾落ち防止の効果を得ることができる。
【００７３】
次に、接触ローラ１０１の耐摩耗処理について説明する。接触ローラ１０１は、常にパッケージ３０と接触して回転するうえ、パッケージ３０の表面との間でスリップが生じるため、接触ローラ１０１の発熱及び摩耗が発生する。従って、接触ローラ１０１の耐久性を向上させて高寿命化を達成するために、当該接触ローラ１０１に対して耐摩耗処理を施すことが好ましい。
【００７４】
この点、従来の接触ローラにおいては、例えば母材の表面にハードクロムメッキやセラミックコーティングを施すことにより、接触ローラ表面の耐摩耗性を実現していた。しかしながら、本実施形態の接触ローラ１０１は表面に細かい溝２が形成されているため、上記のようなメッキやコーティングは行うことができない。この点を考慮して、本実施形態では、以下に説明するようにステンレス製の接触ローラ１０１に対してプラズマ窒化処理を施すことにより表面硬度を向上させている。
【００７５】
窒化処理は窒素を鋼の表面に侵入固溶させて表面を強化する表面改質法の１つであるが、低温で行えるので寸法変形が少なく、またコーティングなどを施すわけではないので表面に形成された溝が潰れたりすることがない、という利点がある。特にプラズマ窒化は、３５０℃〜４５０℃という低温での処理が可能であるとともに処理時間も短くでき、更に他の窒化法に比べて硬い窒化層を形成できるという特徴があり、本発明の接触ローラに適用するのに好適である。
【００７６】
また、本実施形態の接触ローラ１０１は、材料としてＳＵＳ３０４を用いている。ＳＵＳ３０４は、磁石に付かず錆が発生しにくいという特徴を有するとともに、他のステンレス鋼と比べてプラズマ窒化による硬化の効果が大きいため、本実施形態の接触ローラ１０１に用いるのに特に好適である。上記のようにＳＵＳ３０４で形成された接触ローラにプラズマ窒化処理を行うことにより、表面の硬度Ｈｖ＝１４００であり、良好な耐摩耗性を有する接触ローラ１０１を得た。
【００７７】
このプラズマ窒化処理後の接触ローラ１０１の表面を表面粗さ測定機によって測定した結果を図４に示す。図４は、カットオフ値λC＝２．５ｍｍとして接触ローラ１０１表面を長手方向に測定した際の粗さ曲線を一部拡大したものである。このとき、算術平均粗さＲａ＝７．１９６μｍであった。
【００７８】
図４の測定結果から分かるように、ローラ表面に形成された正弦波状の溝は、プラズマ窒化処理後においても潰れたりすることなく良好にその形状を維持することができている。従って、本実施形態の接触ローラ１０１は、耐摩耗処理による高い耐久性を備えるとともに、綾落ち及び耳高を防止するための溝２を備えているため、長期間にわたって正確な形状のパッケージ３０を形成することができる。
【００７９】
以上で説明したように、本実施形態の接触ローラ１０１の外周面には溝２が形成されており、当該溝２は、トラバース方向に対して外側に形成された溝壁６と、トラバース方向に対して内側に形成された溝壁６とを有している。トラバース方向に対して外側に形成された前記溝壁６は、糸がパッケージ幅の外側に振られることを規制している。トラバース方向に対して内側に形成された前記溝壁６は、糸がパッケージ幅の内側に戻されることを規制している。
【００８０】
これにより、糸がパッケージ幅の外側に振られることを外側の溝壁６によって規制できるので、綾落ちを防止することができる。また、糸がパッケージ幅の内側に戻されることを内側の溝壁６によって規制できるので、耳高パッケージが形成されてしまうことを防止できる。従って、この接触ローラ１０１を用いることにより、パッケージ端部における糸の挙動が安定し、高速巻取であってもパッケージ端面を正確に形成することができる。
【００８１】
また本実施形態の接触ローラ１０１においては、溝２は、当該接触ローラ１０１の中心軸を含む平面で切断した断面形状が正弦波状に形成されている。
【００８２】
これにより、溝形状を例えば断面矩形状とすることによって生じる糸切れを防止することができる。従って、高品質なパッケージを形成することができる。
【００８３】
また本実施形態の接触ローラ１０１においては、溝２は複数形成され、当該接触ローラ１０１の長手方向１ｍｍあたりに形成される溝２の数が約９個である。
【００８４】
即ち、溝が太すぎればパッケージ３０の両端部での糸が綾振られる位置が不安定になる結果、糸が所定の綾振幅より内側に引っ張られてパッケージ端部に耳高部が形成されてしまう。逆に溝が細かすぎれば糸の軌道を規制する効果が弱くなり綾落ちが発生してしまう。この点、溝の間隔を上記のように構成すれば、綾落ちと耳高の形成の両方を効果的に防止できる接触ローラを提供することができる。
【００８５】
また、本実施形態の接触ローラ１０１においては、糸番手Ｎｅ．２０からＮｅ．１２０までの糸に対してパッケージ端部における綾落ちと耳高とを防止する効果を発揮することができるように、１ｍｍあたり約９個の溝２が形成されている。
【００８６】
これにより、１種類の接触ローラで様々な種類の糸の巻取りに対応することができる。従って、糸の種類に応じて接触ローラを取り替える必要がないので、低コストを実現できるとともに、パッケージの生産性を向上させることができる。
【００８７】
また本実施形態の接触ローラ１０１においては、前記溝２は複数形成され、それぞれの当該溝２は当該接触ローラ１０１の長手方向に対して垂直方向に形成されている。
【００８８】
これにより、綾落ちを効果的に防止することができる。
【００８９】
また本実施形態の接触ローラ１０１においては、溝２が外周面の全域にわたって形成されている。
【００９０】
これにより、パッケージ３０の全幅にわたって糸を良好にニップして正確な綾振りが可能な接触ローラ１０１を提供することができる。また、パッケージ３０と接触ローラ１０１との間でスリップが発生した場合であっても、接触ローラ１０１表面全域に溝２が形成されているためにパッケージ３０との接触面積が小さく、発熱やパッケージへのダメージを抑制することができる。更に、接触ローラ１０１の外周面の全域にわたって溝２が形成されているので、パッケージ３０の巻幅にかかわらず、端部の綾落ち防止の効果を発揮することができる。このため、パッケージ３０の巻幅に応じて接触ローラを変更する必要が無くなり、接触ローラを共通化することによりコストを低減することができる。
【００９１】
また本実施形態の接触ローラ１０１は、表面が耐摩耗処理されている。
【００９２】
これにより、耐久性に優れ、長寿命の接触ローラを提供することができる。
【００９３】
また本実施形態の接触ローラ１０１においては、前記耐摩耗処理は、プラズマ窒化処理である。
【００９４】
即ち、プラズマ窒化処理は、表面に細かい溝を残したまま材料表面の強度を向上させることができるので、本発明の接触ローラに適用するのに特に好適である。
【００９５】
また本実施形態の接触ローラ１０１は、本体がＳＵＳ３０４ステンレス鋼から構成されている。
【００９６】
即ち、ＳＵＳ３０４は錆びにくく磁石に付かないという特性があるため好適である。またプラズマ窒化処理を行う場合には、ＳＵＳ３０４は他のステンレス鋼と比較して当該処理による表面改質の効果が高いために特に好適である。
【００９７】
また本実施形態の自動ワインダは、前記の接触ローラ１０１を備えている。
【００９８】
従って、本実施形態の自動ワインダは、高速巻取であってもパッケージ端部を正確に形成することができる。
【００９９】
次に、図５を参照して本発明の第２実施形態について説明する。図５は、本第２実施形態に係る接触ローラ１０２の平面図である。この接触ローラ１０２は、第１実施形態の接触ローラ１０１と同様のプラズマ窒化処理を行い、同様に自動ワインダに用いられるものであるから、この点に関する説明は省略し、第１実施形態とは異なる構成について説明する。
【０１００】
図５に示すように、接触ローラ１０２は、接触ローラ１０２の長手方向に垂直な溝２が複数形成された溝部３と、表面が梨地状に形成された梨地部４と、を備えている。
【０１０１】
本実施形態において、溝部３は、パッケージ３０の最大巻幅Ｗ１よりも外側の位置と、パッケージ３０の最小巻幅Ｗ２よりも内側の位置と、の間の領域に形成されている。
【０１０２】
現状では、後工程で要求されるパッケージ３０の巻幅は例えば４インチ、５インチ、６インチというように、ある程度定型的な寸法が決まっている。そこで、例えば前記接触ローラ１０２においてＷ１＝６インチ、Ｗ２＝４インチとすれば、４インチから６インチまでの範囲で巻幅の異なるパッケージ３０に対応して綾落ち防止等の効果を発揮させることができる。即ち、綾落ち防止はパッケージ端部の課題であるから、４インチから６インチのパッケージ３０の両端部に対応する位置に溝部３を形成することにより、４インチから６インチまでの範囲の巻幅のパッケージ３０の巻取りに、接触ローラ１０２を交換することなく対応することができる。
【０１０３】
また、前記梨地部４は、溝部３よりも内側の領域（前記最小巻幅Ｗ２よりも内側であって溝２が形成されていない領域）に形成されている。この領域はパッケージ端部の綾落ち防止に関係しないため、必ずしも溝を形成する必要がない。また上記のように梨地状に形成することにより、パッケージ３０と接触ローラ１０２との間の摩擦力を向上させ、当該パッケージ３０と接触ローラ１０２とのスリップを防止することができる。
【０１０４】
以上に説明したように、本実施形態の接触ローラ１０２においては、溝２は、巻き取られるパッケージの巻幅に対して、最大巻幅Ｗ１よりも外側の位置と、最小巻幅Ｗ２よりも内側の位置との間の領域に少なくとも形成されている。
【０１０５】
即ち、綾落ちはパッケージ３０の両端部において発生するものであるので、当該両端部に対応する位置に上記溝を形成することにより綾落ちを防止することができる。また最大巻幅Ｗ１から最小巻幅Ｗ２まで前記溝２を形成することにより、最大巻幅Ｗ１から最小巻幅Ｗ２までの異なる巻幅のパッケージに対応することができるので、接触ローラを共通化してコストを削減することができる。
【０１０６】
また本実施形態の接触ローラ１０２においては、前記最小巻幅Ｗ２よりも内側であって溝２が形成されていない領域には梨地部４が形成されている。
【０１０７】
これにより、パッケージ３０の両端部においては綾落ちを防止しつつ、中央部においてはパッケージ３０と接触ローラ１０２との摩擦力を増大させて糸のスリップを効果的に防止することができる。
【０１０８】
次に、上記第１実施形態の変形例について説明する。上記第１実施形態では接触ローラ１０１の長手方向に対して垂直な溝を形成していたが、旋盤によって接触ローラ表面に螺旋状の溝を形成することもできる。実際には、加工の容易性などの観点から、このように旋盤で螺旋状に溝を形成する加工方法が有利である。溝２を螺旋状に形成すると、溝２は接触ローラの長手方向に垂直な方向から若干（９個／ｍｍで溝を形成すると、溝の傾きは例えば０．０６°程度）傾いて形成されることになる。このように溝２が完全に垂直に形成されていなくても、上記第１実施形態の接触ローラ１０１と同様に綾落ちと耳高を防止する効果を発揮することができる。
【０１０９】
ところで、上記のように螺旋状に溝２が形成された接触ローラ１０３を用いて実際に糸２０の巻取りを行うと、溝２が形成された向きによっては糸切れが頻発してしまうことがある。具体的には、接触ローラ１０３が巻取方向に回転することにより、パッケージ３０の端部近傍にトラバースされた糸２０が前記螺旋状の溝２の溝壁６によってパッケージ幅の外側に送られる方向に溝２が形成されていると、糸切れが頻発する。なお、本明細書中で「巻取方向」とは、表面に糸を巻き取る方向にパッケージ３０が回転しているときの、当該パッケージ３０に接触して回転する接触ローラの回転方向をいう。
【０１１０】
この糸切れは、特に糸に高テンションが掛かるコーン巻パッケージの大径側で発生し易い。このため、例えばコーン巻パッケージの大径側がトラバース装置２７側から見て右側（図１のパッケージ３０で示す向き）になるように巻き取る場合には、接触ローラ１０３表面の溝２を左ネジの方向になるように螺旋状に形成することにより、良好に糸切れを防止することができる。
【０１１１】
即ち、図６の模式図に示すように、パッケージ３０の大径側端部で、糸２０が、巻取方向に回転する接触ローラ１０３表面の溝壁６によってパッケージ幅の内側に案内されるような方向（図６の場合は左ネジの方向）となるように螺旋状の溝２を形成することにより、糸切れを抑制することができる。なお、図６は溝２の方向を図示するための模式図であって、溝２の間隔や傾斜角度は実際の接触ローラよりも大きく誇張して描かれている。また、パッケージ３０の大径側を図１と左右逆向きとする場合は、溝２を右ネジの方向に形成することにより同様の効果を得ることができる。
【０１１２】
次に、第２実施形態の変形例について説明する。第２実施形態の接触ローラも、上記変形例と同じく溝２を螺旋状に形成することができる。このとき、右側溝部３０１と左側溝部３０２とで、溝を形成する向きを逆向きとすることが好ましい。前述したように接触ローラの溝による糸切れの頻度は大径側が特に大きく、小径側においては糸切れが比較的発生しにくくなるが、小径側においても溝の向きを考慮することにより、糸切れ防止効果を発揮させることができる。
【０１１３】
即ち、接触ローラ１０２のトラバース装置２７側から見て右側の右側溝部３０１の溝２を左ネジの方向に、トラバース装置２７側から見て左側の左側溝部３０２の溝２を右ネジの方向に形成することにより、大径側と小径側両方の糸切れを良好に低減することができる。また、このように構成すれば、チーズ巻パッケージを巻き取る場合においても、糸切れを防止する効果をパッケージの左右両端部で均等に発揮させることができるので、特に好適である。なお、この構成の接触ローラ１０２は、左右を逆にしてワインダユニット１０に取り付けてしまうと溝２の向きが逆になって糸切れがかえって頻発してしまうので、向きを管理して取り付けることが必要になる。
【０１１４】
以上に説明したように、変形例として示した接触ローラは、コーン巻パッケージを巻き取る場合における当該パッケージの少なくとも大径側端部近傍において、以下のように構成されている。即ち、当該大径側端部近傍に対応する位置に形成される溝２は、接触ローラが巻取方向に回転することにより、糸が溝壁６によってパッケージ幅の内側に向かって案内されるように螺旋状に形成されている。
【０１１５】
これにより、コーン巻パッケージにおける大径側端部近傍での糸切れを効果的に防止することができる。
【０１１６】
以上に本発明の好適な実施の形態について説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。
【０１１７】
上記実施形態のワインダユニット１０はアーム式のトラバース装置２７によって糸をトラバースしているが、この構成に代えて、トラバースガイドを直線状にベルトで往復駆動する方式のトラバース装置を用いることができる。このタイプのトラバース装置は、上記の構成のように円弧状にトラバースするトラバース装置に比べ、トラバース端部でのフリーレングスが短いので、糸の挙動が安定しており綾落ちは発生しにくい。しかしこの場合であっても、上記のような接触ローラを用いることで綾落ちを一層発生しにくくし、高品質なパッケージを生成することができる。
【０１１８】
上記実施形態においては、パッケージ３０をパッケージ駆動モータ４１によって回転駆動し、接触ローラはこれに接触して従動回転する構成としている。この構成に代えて、接触ローラをモータで回転駆動し、パッケージを従動駆動する構成に変更することができる。ただし、本発明の接触ローラは溝部を形成しているためにローラとパッケージの接触面積が比較的小さく、重量物であるパッケージ３０を駆動し得るだけのグリップ力を確保することが困難であるため、パッケージの接圧を高く設定するなどの対策が別途必要となる場合がある。このため、本発明の接触ローラは、パッケージを直接駆動させる方式の自動ワインダに特に好適である。
【０１１９】
溝の形状としては、凸部に鋭利な部分が無ければ良く、断面形状を正弦波の形とする以外にも様々なものが考えられる。例えば上記の構成に代えて、複数の円弧が連続した断面輪郭を有するように溝を形成する構成に変更することができる。また、凹部と凸部の断面輪郭は対称的なものとする必要は無く、例えば凸部の幅を凹部の幅よりも広くなるように形成しても良い。
【０１２０】
接触ローラの素材としては上記のようにＳＵＳ３０４が好ましいが、これに限られない。即ち、表面に細かい溝を形成することが可能であるとともに長期使用に耐え得る耐摩耗性を備える素材であれば、例えば非鉄合金やセラミックスなどの他の素材によって接触ローラを形成することができる。
【０１２１】
また、本発明は自動ワインダに限らず、接触ローラを備えた構成の糸巻取機であれば、例えば精紡機などの他の糸巻取機に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２２】
【図１】本発明の一実施形態に係る糸巻取機としての自動ワインダが備えるワインダユニットの概略図。
【図２】第１実施形態に係る接触ローラの正面一部断面図。
【図３】接触ローラの表面近傍の拡大断面図。
【図４】接触ローラ表面を表面粗さ測定機で測定した結果を示す図。
【図５】第２実施形態に係る接触ローラの正面図。
【図６】変形例の接触ローラ表面に形成された溝の方向を説明する図。
【符号の説明】
【０１２３】
１０１，１０２，１０３  接触ローラ
２  溝
３  溝部
４  梨地部
５  凸部
６  溝壁
１０  ワインダユニット
Ｗ１  最大巻幅
Ｗ２  最小巻幅
【図１】
2010023937.tif 000003
【図２】
2010023937.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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