(57)【要約】【課題】  複数巻のリールから開繊糸などの帯状の緯糸を連続的に供給することができる帯状緯糸供給装置および方法を提供する。【解決手段】  チェンジャ架台３の各位置に装着するリール１０から引出す開繊糸１４は、先端付近を末端クランプ１１で把持しておく。開繊糸１４の先端は、末端クランプ１１よりも突出させ、突出部分に両面粘着テープ１５を貼付けておく。リール１０が空に近くなっているかを検知するために、リール空センサ１６が設けられる。開繊糸１３を製織機に送り出す経路の途中には、クランプ６、スタンプ７およびカッタ８が設けられる。チェンジャ架台３は、たとえば６０°ずつ角変位させることで、６つの位置をとり得る。この６つの位置は、位置センサ９で検知することができる。複数のリール１０から開繊糸１４を順次供給し、リール１０間では、自動的に接合して、連続的な供給を行うことができる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
製織機に帯状の緯糸を供給する帯状緯糸供給装置であって、
リールに巻かれている状態の緯糸を、複数巻、保持可能で、１巻ずつ緯糸の引出し位置に移動させることが可能な保持手段と、
保持手段の引出し位置にあるリールから、製織機に予め定める一定の長さ分ずつ送り出す送出手段と、
引出し位置にあるリールで緯糸の残量を検知する検知手段と、
検知手段によって検知される緯糸の残量が予め設定される条件以下になると、リールから引出される緯糸を間隔をあけて把持する把持手段と、
把持手段によって把持される緯糸を切断する切断手段と、
把持手段を制御して、切断された緯糸のリール側を解放させ、保持手段を制御して該リールを引出し位置から移動させ、他のリールを該引出し位置に移動させるように制御する制御手段と、
該他のリールから引出す緯糸の先端を、切断手段によって切断されている緯糸の末端に接合する接合手段とを含むことを特徴とする帯状緯糸供給装置。
【請求項２】
前記把持手段の前記緯糸のリール側は、各リール毎に設けられ、前記制御手段の制御による前記保持手段の移動で、前記引出し位置にあるリールに対して設けられる把持手段が前記切断手段による切断を行う際に、前記緯糸のリール側を把持することを特徴とする請求項１記載の帯状緯糸供給装置。
【請求項３】
前記保持手段は、円板状であり、中心軸まわりの予め定める径の周上に、予め定める角度をあけて前記複数のリールを着脱可能に保持し、前記制御手段の制御で、該予め定める角度ずつ該中心軸まわりに角変位することを特徴とする請求項１または２記載の帯状緯糸供給装置。
【請求項４】
製織機に繊維の束を扁平な帯状とした開繊糸を緯糸として供給する方法であって、
リールに巻かれている状態の開繊糸を、複数巻用意しておき、
該複数巻の開繊糸のリールを、緯糸の引出し位置に１巻ずつ移動させて、開繊糸をリールから引出して予め定める一定の長さ分ずつ製織機に供給し、
リールに残る開繊糸の残量が予め定める条件以下になると、リールから引出される開繊糸を間隔をあけて把持しながら、把持の中間を切断し、
切断された開繊糸のリール側を解放させ、解放された開繊糸の末端側のリールを引出し位置から移動させ、他のリールを該引出し位置に移動させて、
該他のリールから引出す開繊糸の先端を、切断されている緯糸の末端に接合して、製織機への供給を続けることを特徴とする帯状緯糸供給方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維束を開繊処理して得られる開繊糸などの帯状の緯糸を製織機に供給して織物を製造するための帯状緯糸供給装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、繊維強化複合材料での強化材として使用される炭素繊維、アラミド繊維、ガラス繊維などは、直径数μｍの単繊維が数千〜数万本の束となっている状態で提供される。繊維の強度は長さ方向に発揮されるので、面状の強化を行うためには、単繊維を異なる方向に配置する必要があり、織物の形状で強化材としての利用がなされている。織物では、緯糸と経糸とが交差するので、緯糸および経糸はそれぞれ扁平な方が好ましいと考えられる（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
繊維束を扁平な形状とする処理としては、厚さを１〜数本分として数ｍｍ〜数十ｍｍの幅に並べる開繊処理がある。開繊処理を施した開繊糸を経糸や緯糸に用い、織物を製造する装置や方法も開示されている（たとえば、特許文献２、３参照）。開繊処理を施した帯状繊維束を製織機に一定の長さ分ずつ緯糸として供給する装置も提案されている（たとえば、特許文献４参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平７−３００７３９号公報
【特許文献２】特許第２９８３５３１号公報
【特許文献３】特開２００３−２５３５４７号公報
【特許文献４】特開２００３−８２５６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
製織の際には、予め複数本を並べてある経糸に対して、緯糸を１本ずつ順次交差させる必要がある。糸を巻いてリール状の状態で供給するとしても、経糸は複数本を同時に供給すればよいのに対して、緯糸は１本ずつ順次供給する必要がある。一般の自動織機には緯糸を自動的に補充する機構が設けられている。
【０００６】
しかしながら、開繊処理した帯状の繊維束のような扁平な形状の緯糸に対しては、自動織機などに使用されているような機構を使用することはできない。特許文献４に開示されているような緯糸供給装置を使用すれば、１巻のリールの範囲では安定に緯糸を供給することができるけれども、リールの交換は人手で行わなければならず、製織を自動化することはできない。
【０００７】
本発明の目的は、複数巻のリールから開繊糸などの帯状の緯糸を連続的に供給することができる帯状緯糸供給装置および方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、製織機に帯状の緯糸を供給する帯状緯糸供給装置であって、
リールに巻かれている状態の緯糸を、複数巻、保持可能で、１巻ずつ緯糸の引出し位置に移動させることが可能な保持手段と、
保持手段の引出し位置にあるリールから、製織機に予め定める一定の長さ分ずつ送り出す送出手段と、
引出し位置にあるリールで緯糸の残量を検知する検知手段と、
検知手段によって検知される緯糸の残量が予め設定される条件以下になると、リールから引出される緯糸を間隔をあけて把持する把持手段と、
把持手段によって把持される緯糸を切断する切断手段と、
把持手段を制御して、切断された緯糸のリール側を解放させ、保持手段を制御して該リールを引出し位置から移動させ、他のリールを該引出し位置に移動させるように制御する制御手段と、
該他のリールから引出す緯糸の先端を、切断手段によって切断されている緯糸の末端に接合する接合手段とを含むことを特徴とする帯状緯糸供給装置である。
【０００９】
本発明に従えば、製織機に帯状の緯糸を供給する帯状緯糸供給装置は、保持手段と、送出手段と、検知手段と、把持手段と、切断手段と、制御手段と、接合手段とを含む。保持手段は、リールに巻かれている状態の緯糸を、複数巻、保持可能で、１巻ずつ緯糸の引出し位置に移動させることが可能であるので、複数のリールに巻かれた帯状緯糸を順次引出し位置に移動させることができる。送出手段は、保持手段の引出し位置にあるリールから、製織機に予め定める一定の長さ分ずつ送り出すので、製織機で必要になる緯糸を送り出すことができる。検知手段は、引出し位置にあるリールで緯糸の残量を検知するので、引出し位置にあるリールが空になっているか否かを検知することができる。把持手段は、検知手段によって検知される緯糸の残量が予め設定される条件以下になると、リールから引出される緯糸を間隔をあけて把持するので、切断手段が緯糸を容易に切断することができる。制御手段は、把持手段を制御して、切断された緯糸のリール側を解放させ、保持手段を制御してそのリールを引出し位置から移動させ、他のリールを引出し位置に移動させるように制御するので、引出し位置のリールを、空になったリールから緯糸を未だ引出していないリールに交換することができる。接合手段は、他のリールから引出す緯糸の先端を、切断手段によって切断されている緯糸の末端に接合するので、リール間でも緯糸の供給が中断することなく、連続的に緯糸を供給することができる。
【００１０】
また本発明で、前記把持手段の前記緯糸のリール側は、各リール毎に設けられ、前記制御手段の制御による前記保持手段の移動で、前記引出し位置にあるリールに対して設けられる把持手段が前記切断手段による切断を行う際に、前記緯糸のリール側を把持することを特徴とする。
【００１１】
本発明に従えば、把持手段のリール側は、リール毎に設けられるので、保持手段で引出し位置にないリールからの先端を把持しておいたり、ほとんど空になったリールで、切断された緯糸の末端を把持することができる。
【００１２】
また本発明で、前記保持手段は、円板状であり、中心軸まわりの予め定める径の周上に、予め定める角度をあけて前記複数のリールを着脱可能に保持し、前記制御手段の制御で、該予め定める角度ずつ該中心軸まわりに角変位することを特徴とする。
【００１３】
本発明に従えば、円盤状の保持手段に複数のリールを装着しておいて、予め定める角度ずつ中心軸まわりに角変位することで順次引出し位置に移動させ、複数のリールからの緯糸を連続的に供給することができる。
【００１４】
さらに本発明は、製織機に繊維の束を扁平な帯状とした開繊糸を緯糸として供給する方法であって、
リールに巻かれている状態の開繊糸を、複数巻用意しておき、
該複数巻の開繊糸のリールを、緯糸の引出し位置に１巻ずつ移動させて、開繊糸をリールから引出して予め定める一定の長さ分ずつ製織機に供給し、
リールに残る開繊糸の残量が予め定める条件以下になると、リールから引出される開繊糸を間隔をあけて把持しながら、把持の中間を切断し、
切断された開繊糸のリール側を解放させ、解放された開繊糸の末端側のリールを引出し位置から移動させ、他のリールを該引出し位置に移動させて、
該他のリールから引出す開繊糸の先端を、切断されている緯糸の末端に接合して、製織機への供給を続けることを特徴とする帯状緯糸供給方法である。
【００１５】
本発明に従えば、繊維の束を扁平な帯状とした開繊糸を製織機に緯糸として供給するために、リールに巻かれている状態の開繊糸を、複数巻用意しておく。複数巻の開繊糸のリールを、緯糸の引出し位置に１巻ずつ移動させて、開繊糸をリールから引出して予め定める一定の長さ分ずつ製織機に供給して、リールに残る開繊糸の残量が予め定める条件以下になると、リールから引出される開繊糸を間隔をあけて把持しながら、把持の中間を切断する。切断された開繊糸のリール側を解放させ、解放された開繊糸の末端側のリールを引出し位置から移動させ、他のリールを引出し位置に移動させて、他のリールから引出す開繊糸の先端を、切断されている緯糸の末端に接合して、製織機への供給を続けるので、複数巻のリールから開繊糸を連続的に供給することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、複数のリールに巻かれた帯状緯糸を順次引出し位置に移動させて、製織機で必要になる緯糸を送り出し、引出し位置にあるリールが空になると、切断して、引出し位置に次のリールを移動させ、緯糸の先端を切断された緯糸の末端に接合して、リール間でも緯糸の供給が中断することなく、連続的に緯糸を供給することができる。
【００１７】
また本発明によれば、リール毎に設けられる把持手段のリール側の部分で、保持手段で引出し位置にないリールからの先端を把持しておいたり、ほとんど空になったリールで、切断された緯糸の末端を把持することができる。
【００１８】
また本発明によれば、円板状の把持手段を、予め定める角度ずつ中心軸まわりに角変位させて、複数のリールを順次引出し位置に移動させることができ、空になったリールを、引出し位置とは異なる位置で容易に交換することができる。
【００１９】
さらに本発明によれば、繊維の束を扁平な帯状とした開繊糸をリールに巻かれている状態で、緯糸の引出し位置に１巻ずつ移動させて、連続的に開繊糸を緯糸として製織機に供給することができる。リールに残る開繊糸の残量が予め定める条件以下になると、リールから引出される開繊糸を間隔をあけて把持しながら、把持の中間を切断し、切断された開繊糸のリール側を解放させ、解放された開繊糸の末端側のリールを引出し位置から移動させ、他のリールを引出し位置に移動させて、他のリールから引出す開繊糸の先端を、切断されている緯糸の末端に接合して、製織機への供給を続けるので、複数巻のリールから開繊糸を連続的に供給することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１、図２および図３は、本発明の実施の一形態である帯状緯糸供給装置１の概略的な構成を示す。図１は正面視した状態、図２は平面視した状態、図３は図１のＩＩＩ−ＩＩＩ方向を見た状態を、それぞれ示す。帯状緯糸供給装置１は、フレーム２に各部が支持され、円盤状のチェンジャ架台３が中心軸まわりに回転する。チェンジャ架台３は、チェンジャモータ４によって回転駆動され、軸受５で回転可能に支持される。緯糸を製織機に送り出す経路の途中には、クランプ６、スタンプ７およびカッタ８が設けられる。チェンジャ架台３は、たとえば６０°ずつ角変位させることで、６つの位置をとり得る。この６つの位置は、たとえば位置センサ９で検知することができる。各位置は、たとえば３ビットのコードで識別可能であり、６つのうちの１つの位置が引出し位置になる状態で、その位置の識別コードを位置センサ９で検知する。各位置には、リール１０を装着可能であり、各リール１０毎に、末端クランプ１１、末端固定シリンダ１２およびプーリ１３が設けられる。各リール１０には、開繊糸１４を巻付けることができる。
【００２１】
開繊糸１４は、たとえば径が数μｍ程度の炭素繊維の単繊維を数千〜数万本束ね、さらに扁平に押し広げる開繊処理が施され、さらに開繊されている形態を維持するようなサイズ処理もなされている。チェンジャ架台３の各位置に装着するリール１０から引出す開繊糸１４は、先端付近を末端クランプ１１で把持しておく。開繊糸１４の先端は、末端クランプ１１よりも突出させ、突出部分に両面粘着テープ１５を貼付けておく。開繊糸１４としては、炭素繊維ばかりではなく、アラミド繊維やガラス繊維など、繊維強化複合材料で強化材として使用可能な繊維であれば同様に使用することができる。また、開繊糸１４ばかりではなく、スリット加工で帯状に切断した合成樹脂フィルムや、リボン状の織物に対しても、同様に連続的な供給を行うことができる。リール１０に開繊糸１４が充分に残っているか、空に近くなっているかを検知するために、リール空センサ１６が設けられる。リール１０から開繊糸１４を引出さない状態や位置では、リール１０にリールピン１７を挿入し、自由回転しないようにしておく。
【００２２】
また、帯状の緯糸を切断した後の末端と新たなリール１０から引出される先端との接合は、予め先端側に貼付けておく両面粘着テープ１５を用いて行うようにしているけれども、スタンプ７の部分で接着剤を供給するようにしてもよい。また、熱可塑性の繊維であれば、加熱や超音波を利用して溶着させることもできる。なお、接合部分は、製織される織物の内部には入らず、幅方向の外部で、耳として切り落される部分となるように、長さが調整される。
【００２３】
リール１０から開繊糸１４を連続的に供給するために、リール駆動モータ２０が設けられ、リール１０を図１で時計回り方向に回転駆動する。リール駆動モータ２０は、リール駆動モータ移動シリンダ２１で、リール１０に接近する方向とリール１０から離隔する方向とに往復移動可能である。チェンジャ架台３で、引出し位置にない位置のリール１０には、リールピン１７が挿入され、自由回転が阻止される。引出し位置には、リールピン１７の挿入と引抜きのために、リールピンクランプシリンダ２２およびリールピン移動シリンダ２３が設けられる。
【００２４】
引出し位置のリール１０から引出される開繊糸１４に対するクランプ６は、クランプシリンダ２６によって開閉される。スタンプ７は、スタンプシリンダ２７によって開閉される。カッタ８は、カッタアクチュエータ２８によって作動させられる。
【００２５】
図４は、リール１０の構成を示す。（ａ）は正面視、（ｂ）は平面断面視した状態をそれぞれ示す。センターシャフト３０は、図１のチェンジャ架台３の表面に立設される。センタシャフト３０の軸線方向に間隔をあけて、２枚の側板３１，３２を配置し、側板３１，３２の中心に配置する中心部材３３をセンターシャフト３０が貫通するようにしておく。側板３１，３２の間隔は、スペーサ３４によって設定する。スペーサ３４の厚みを巻付ける開繊糸１４の開繊幅に対応させる。なお、スペーサ３４は、複数の板材を組合わせるようにしてもよい。板材の組合わせで、複数の開繊幅に対応させることができる。側板３１，３２およびスペーサ３４には、ピン挿入孔３５も設けられる。このピン挿入孔３５には、図２に示すようなリールピン１７を挿入することができる。
【００２６】
図５は、図１の帯状緯糸供給装置１を制御する電気的構成を示す。制御部４０は、マイクロコンピュータなどを含んで形成され、予め作成されるプログラムに従って、帯状緯糸供給装置１の動作を制御する。制御部４０には、位置センサ９およびリール空センサ１６からの検知信号が入力される。また、制御部４０からは、チェンジャモータ４、末端固定シリンダ１２、リール駆動モータ２０、リール駆動モータ移動シリンダ２１、リールピンクランプシリンダ２２、リールピン移動シリンダ２３、クランプシリンダ２６、スタンプシリンダ２７およびカッタアクチュエータ２８をそれぞれ制御する信号が出力される。さらに制御部４０は、通信インタフェース４１を介して、製織機などと情報通信を行い、緯糸の需要に合わせてリール駆動モータ２０を駆動するなどの動作を行う。
【００２７】
図６は、図５の制御部４０によって、図１〜図３に示す帯状緯糸供給装置１から開繊糸１４を連続的に供給する制御手順を示す。ステップｓ０から帯状緯糸供給装置１の稼働を開始する。図１に示すように、開繊糸１４の引出し位置には、１つのリール１０が手動でセットされ、さらに他の位置にも開繊糸１４を巻付けたリール１０がセットされているものとする。リール１０のセット時には、他の位置の末端固定シリンダ１２は手動で制御可能であり、末端クランプ１１を手動で開閉させて、開繊糸１４のクランプまでを行っておく。
【００２８】
ステップｓ１では、リール空センサ１６が引出し位置のリール１０に残存する開繊糸１４の残量が少なくなる空の状態を検知しているか否かを判断する。空にならなければ、開繊糸１４の緯糸としての供給を継続する。ステップｓ１でリール１０が空と判断するときは、ステップｓ２で、図５の通信インタフェース４１を介して、製織機などに、緯糸の供給を中断する通知を行う。ステップｓ３では、クランプ６および末端クランプ１１で開繊糸１４をクランプする。クランプ６と末端クランプ１１とは間隔がある。クランプ６は、クランプシリンダ２６を作動させて開繊糸１４をクランプする。末端クランプ１１は、末端固定シリンダ１２を作動させて開繊糸１４の末端を固定する。ステップｓ４では、カッタアクチュエータ２８を作動させ、カッタ８で開繊糸１４をカットする。カッタ８は、把持手段であるクランプ６と末端クランプ１１とで把持する開繊糸１４を剪断するので、確実にカットすることができる。カットによって切離される開繊糸１４の後尾側はクランプ６で把持を続け、末端側は末端クランプ１１で把持を続ける。
【００２９】
ステップｓ５では、リール駆動モータ２０でリール１０を基準角度まで角変位させる。基準角度は、リールピンクランプシリンダ２１およびリールピン移動シリンダ２３でリール１０にリールピン１７を挿入または抜取りが可能となる角度である。ステップｓ６では、リール１０のピン挿入口３５に、リールピンクランプシリンダ２１による駆動でクランプしているリールピン１７を、リールピン移動シリンダ２３で押込んで挿入する。ステップｓ７では、リール駆動モータ２０をリール駆動モータ移動シリンダ２１でリール１０から離隔させるように後退させる。ステップｓ８では、チェンジャモータ４を駆動してチェンジャ架台３を図１の時計回り方向に６０°角変位させる。引出し位置には、次のリール１０が移動する。リール１０が移動すると、末端クランプ１１によって把持されている開繊糸１４の先端部に貼付けられている両面粘着テープ１５は、クランプ６で把持されている切断された開繊糸１４の末端に重なる。ステップｓ９でスタンプシリンダ２７を作動させてスタンプ７を閉じると、両面粘着テープ１５によって、引出し位置のリール１０から引出される開繊糸１４の先端とクランプ６で把持している開繊糸１４の末端とが接合される。また、新たに引出し位置に移動したリール１０から、リールピンクランプシリンダ２２およびリールピン移動シリンダ２３を作動させてリールピン１７を抜取る。さらに、リール駆動モータ２０をリール駆動モータ移動シリンダ２１で前進させて、リール駆動モータ２０の回転軸の先端部に取り付けた治具６０のピン６１，６２を、リール１０のピン挿入孔３５に挿入し、駆動させる。
【００３０】
ステップｓ１０では、クランプシリンダ２６および引出し位置の末端固定シリンダ１２を制御して、クランプ６および引出し位置の末端クランプ１１をそれぞれ開放させる。ステップｓ１１では、通信インタフェース４１を介して、製織機などに緯糸の供給再開を通知し、ステップｓ１２でリール駆動モータ２０を制御しながら、緯糸の供給を開始し、ステップｓ１に戻る。
【００３１】
図７は、チェンジャ架台３に６つのリール１０を装着している状態を示す。時計回り方向の角変位に対して、引出し位置よりも上流側の３つの位置には、まだ開繊糸１４が引出されていないリール１０ａが保持されているものとする。引出し位置には、開繊糸１４が一部引出されたリール１０ｂが保持されているものとする。引出し位置よりも下流側には、空と判断されたリール１０ｃが保持されているものとする。引出し位置から引出される開繊糸１４は、ダンサー装置５０などを介して製織機に緯糸として供給される。
【００３２】
図８は、図７の状態から、次のリールに交換する概略的な手順を示す。Ａは図７の状態であり、引出し位置のリールが空になると、Ｂの状態となる。そこで、クランプ６および末端クランプ１１による把持が行われて、Ｃの状態となる。末端クランプ１１は、リール１０ａをチェンジャ架台３に装着した時点から閉じている。次にカッタ８によるカットが行われてＤの状態となる。カッタ８が開くと、Ｅの状態となる。チェンジャ架台３が時計回り方向に角変位を開始すると、Ｆの状態となる。次のリール１０ａが引出し位置に移動するとＧの状態となる。Ｈは、スタンプ７が両面粘着テープ１５を利用した接合を行う状態を示す。Ｉは、接合が終了し、スタンプ７が開く状態を示す。次に、スタンプ６および末端クランプ１１が開くと、Ｊに示す状態となる。Ｋは、緯糸の供給を開始した状態を示す。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施の一形態である帯状緯糸供給装置１の概略的な構成を示す正面図である。
【図２】本発明の実施の一形態である帯状緯糸供給装置１の概略的な構成を示す平面図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ方向から見た側面図である。
【図４】図１〜図３のリール１０の構成を示す正面図および平面断面図である。
【図５】図１の帯状緯糸供給装置１を制御する電気的構成を示すブロック図である。
【図６】図５の制御部４０によって、図１〜図３に示す帯状緯糸供給装置１から開繊糸１４を連続的に供給する制御手順を示すフローチャートである。
【図７】図１のチェンジャ架台３に６つのリール１０を装着している状態を示す正面図である。
【図８】図７の状態から、次のリールに交換する概略的な手順を示す正面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  帯状緯糸供給装置
３  チェンジャ架台
４  チェンジャモータ
６  クランプ
７  スタンプ
８  カッタ
９  位置センサ
１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ  リール
１１  末端クランプ
１２  末端固定シリンダ
１４  開繊糸
１６  リール空センサ
１７  リールピン
２０  リール駆動モータ
２１  リール駆動モータ移動シリンダ
２２  リールピンクランプシリンダ
２３  リールピン移動シリンダ
２６  クランプシリンダ
２７  スタンプシリンダ
２８  カッタアクチュエータ
４０  制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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