(57)【要約】【課題】錆の発生を抑制できるドラム、糸巻取機及びドラムの製造方法を提供する。【解決手段】ドラム９は、周面２０ｆに溝２２を有する金属製のドラム本体２０と、少なくとも溝２２の溝壁面２３に付加されたリン酸層３２と、を備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
周面に溝を有する金属製のドラム本体と、
少なくとも前記溝の溝壁面に付加されたリン酸層と、を備える、ドラム。
【請求項２】
少なくとも前記ドラム本体の前記溝壁面に形成された窒化層を備え、
前記リン酸層は、前記窒化層上に付加されている、請求項１に記載のドラム。
【請求項３】
前記窒化層は、前記ドラム本体の前記周面の全体にわたって形成されている、請求項２に記載のドラム。
【請求項４】
前記ドラム本体の前記周面は、円周面である外周面と、側面と、前記溝壁面と、を含み、
前記リン酸層の厚みは、前記外周面よりも前記溝壁面の方が大きい、請求項１〜３のいずれか一項に記載のドラム。
【請求項５】
前記リン酸層は、前記外周面には付加されていない、請求項４に記載のドラム。
【請求項６】
前記リン酸層は、マンガンを含む組成である、請求項１〜５のいずれか一項に記載のドラム。
【請求項７】
前記リン酸層は、亜鉛を含む組成である、請求項１〜５のいずれか一項に記載のドラム。
【請求項８】
前記リン酸層の表面粗さＲａは、１．０以下である、請求項１〜７のいずれか一項に記載のドラム。
【請求項９】
糸を供給する給糸装置と、
請求項１〜８のいずれか一項に記載のドラムを有し、前記糸を巻き取る巻取装置と、を備える、糸巻取機。
【請求項１０】
周面に溝を有する金属製のドラム本体において、少なくとも前記溝の溝壁面にリン酸層を付加する、ドラムの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドラム、糸巻取機及びドラムの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のドラムとして、例えば、特許文献１に記載された装置が知られている。特許文献１に記載のドラムは、溝部及び他の部分が鉄系金属の一体物として、極く薄肉の厚さを有して形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６１−６９６７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のように、ドラムは、鋳鉄などの鉄系金属で形成されている。そのため、ドラムには、錆が生じ得る。綾振り溝に錆が生じると、錆と接触した糸に不具合が生じ、糸品質が低下し得る。したがって、ドラムでは、錆の発生を抑制することが求められている。
【０００５】
本発明の一側面は、錆の発生を抑制できるドラム、糸巻取機及びドラムの製造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】
【０００６】
本発明の一側面に係るドラムは、周面に溝を有する金属製のドラム本体と、少なくとも溝の溝壁面に付加されたリン酸層と、を備える。
【０００７】
本発明の一側面に係るドラムでは、少なくとも溝の溝壁面にリン酸層が付加されている。リン酸層は、防錆性に優れている。したがって、ドラムでは、溝の溝壁面にリン酸層を付加することにより、錆の発生を抑制できる。その結果、例えば糸と錆とが接触することを回避できるため、糸品質が低下することを防止できる。
【０００８】
一実施形態においては、少なくともドラム本体の溝壁面に形成された窒化層を備え、リン酸層は、窒化層上に付加されていてもよい。窒化処理により形成される窒化層では、表面硬度を確保できる。そのため、ドラムでは、ドラム本体とリン酸層との間に窒化層を形成することにより、耐摩耗性、耐疲労性、耐腐食性及び耐熱性等を確保することができる。
【０００９】
一実施形態においては、窒化層は、ドラム本体の周面の全体にわたって形成されていてもよい。この構成では、ドラム本体の周面の耐摩耗性等を確保できる。
【００１０】
一実施形態においては、ドラム本体の周面は、円周面である外周面と、側面と、溝壁面と、を含み、リン酸層の厚みは、外周面よりも溝壁面の方が大きくてもよい。この構成では、溝壁面における錆の発生をより一層抑制できる。
【００１１】
一実施形態においては、リン酸層は、外周面には付加されていなくてもよい。外周面はパッケージの表面と接触するため、この接触により錆の発生が抑制される。窒化処理により形成される窒化層は、リン酸層よりも外観が良好である。そのため、錆の発生し易い溝壁面の防錆作用を高め、かつドラムの良好な外観を維持することができる。
【００１２】
一実施形態においては、リン酸層は、マンガンを含む組成であってもよい。マンガンを含む組成のリン酸層は、他の原料を含む組成の層よりも硬度が高い。そのため、ドラムでは、耐摩耗性の向上をより一層図ることができる。
【００１３】
一実施形態においては、リン酸層は、亜鉛を含む組成であってもよい。亜鉛を含むリン酸層は、防錆性に優れる。そのため、ドラムでは、防錆性の向上をより一層図ることができる。
【００１４】
一実施形態においては、リン酸層の表面粗さＲａは、１．０以下であってもよい。この構成では、糸と接触するリン酸層によって糸に不具合（糸Ｙが損傷する等）が発生することを抑制できる。したがって、糸品質の低下を抑制できる。
【００１５】
本発明の一側面に係る糸巻取機は、糸を供給する給糸装置と、上記のドラムを有し、糸を巻き取る巻取装置と、を備える。
【００１６】
本発明の一側面に係る糸巻取機では、巻取装置が上記ドラムを有している。そのため、糸巻取機のドラムでは、錆の発生を抑制できる。
【００１７】
本発明の一側面に係るドラムの製造方法は、周面に溝を有する金属製のドラム本体において、少なくとも溝の溝壁面にリン酸層を付加する。
【００１８】
本発明の一側面に係るドラムの製造方法では、少なくとも溝の溝壁面にリン酸層を付加する。リン酸層は、防錆性に優れている。したがって、ドラムの製造方法では、溝の溝壁面にリン酸層を付加することにより、ドラムにおける錆の発生を抑制できる。その結果、例えば糸と錆とが接触することを回避できるため、糸品質が低下することを防止できる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の一側面によれば、錆の発生を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、一実施形態に係る糸巻取機の構成を示す図である。
【図２】図２は、一実施形態に係るドラムを周面の一方側から見た図である。
【図３】図３は、ドラムの周面を他方側から見た図である。
【図４】図４は、ドラムの断面構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００２２】
図１に示されるように、自動ワインダの各巻取ユニット（糸巻取機）１は、ユニット制御部３と、給糸装置５と、巻取装置７と、を備えている。
【００２３】
ユニット制御部３は、巻取ユニット１の動作を制御する。ユニット制御部３は、例えば、ＣＰＵと、ＲＯＭと、を備えている。ＲＯＭには、巻取ユニット１の各構成を制御するためのプログラムが記憶される。ＣＰＵは、ＲＯＭに記憶されたプログラムを実行する。
【００２４】
給糸装置５は、図略の搬送トレイに載せられた給糸ボビンＳＢを所定の位置で支持する支持機構である。これにより、給糸ボビンＳＢから糸Ｙが解舒され、給糸ボビンＳＢから糸Ｙが引き出される。これにより、給糸装置５は、糸Ｙを供給する。給糸装置５は、搬送トレイ式に限られず、例えばマガジン式であってもよい。また、前述のようにパッケージＰからパッケージＰを形成する場合、給糸装置５は、パッケージＰを所定の位置で支持する支持機構であってもよい。
【００２５】
巻取装置７は、クレードル８と、綾振りドラム９と、を備えている。クレードル８は、一対の回転支持部（図示しない）を有している。クレードル８は、回転支持部で巻取ボビンＷＢを挟み込むことにより、当該巻取ボビンＷＢ（又はパッケージＰ）を回転可能に支持する。クレードル８は、支持しているパッケージＰを綾振りドラム９に接触させる状態と、パッケージＰを綾振りドラム９から離した状態と、に切替可能である。
【００２６】
綾振りドラム９は、パッケージＰの表面で糸Ｙをトラバースさせると共にパッケージＰを回転させる。綾振りドラム９は、ドラム駆動モータ（図示しない）によって回転駆動される。ドラム駆動モータの動作は、ユニット制御部３により制御される。綾振りドラム９の回転速度を変更することにより、糸Ｙの巻取速度を変更することができる。すなわち巻取ユニット１では、ユニット制御部３がドラム駆動モータの回転速度を制御することにより、糸Ｙの巻取速度が制御される。
【００２７】
パッケージＰの外周を綾振りドラム９に接触させた状態で、当該綾振りドラム９を回転駆動することにより、パッケージＰを従動回転させる。また、綾振りドラム９の外周面には、螺旋状の綾振り溝２２（図２及び図３参照）が形成されている。給糸ボビンＳＢから解舒された糸Ｙは、綾振溝によって一定の幅でトラバースされながらパッケージＰの表面に巻き取られる。これにより、一定の巻幅を有するパッケージＰを形成することができる。
【００２８】
各巻取ユニット１は、給糸装置５と巻取装置７との間の糸走行経路中に、給糸装置５側から順に、解舒補助装置１０と、テンション付与装置１１と、テンション検出装置１２と、糸継装置１３と、糸監視装置１４と、を備えている。糸継装置１３の近傍には、第１捕捉案内装置１５と、第２捕捉案内装置１６と、が配置されている。
【００２９】
解舒補助装置１０は、給糸ボビンＳＢの芯管に被さることが可能な規制部材１７を備えている。規制部材１７は、略筒状であり、給糸ボビンＳＢの糸層上部に形成されたバルーンに接触するように配置されている。なお、解舒補助装置１０の構成はこれに限定されない。
【００３０】
テンション付与装置１１は、走行する糸Ｙに所定のテンションを付与する。テンション検出装置１２は、給糸装置５と巻取装置７との間において、走行する糸Ｙのテンションを検出（測定）する。テンション検出装置１２は、糸Ｙのテンションの測定値を示すテンション測定信号をユニット制御部３に出力する。
【００３１】
糸継装置１３は、給糸装置５と巻取装置７との間で糸Ｙが何らかの理由により分断状態となったときに、給糸装置５側の糸Ｙ（下糸）と、巻取装置７側の糸Ｙ（上糸）と、を糸継ぎする。本実施形態において、糸継装置１３は、圧縮空気により発生させた旋回空気流によって糸端同士を撚り合わせるエア式のスプライサ装置として構成されている。なお、糸継装置１３は、ディスク式のスプライサ装置であってもよいし、種糸を用いるピーサーであってもよいし、糸を機械的に結ぶノッターであってもよい。
【００３２】
糸監視装置１４は、糸道を走行する糸Ｙの状態を監視して、監視した情報に基づいて糸欠陥の有無を検出する。糸欠陥を検出した場合、糸欠陥検出信号をユニット制御部３に出力する。糸監視装置１４には糸Ｙを切断するためのカッタ１８が設けられている。カッタ１８は、糸監視装置１４により作動させられる。なお、カッタ１８は、糸監視装置１４の近傍に設けられてもよい。
【００３３】
第１捕捉案内装置１５は、糸Ｙが分断状態となったときに上糸を捕捉する。第１捕捉案内装置１５は、給糸装置５側の待機位置（図１の実線）から巻取装置７側の捕捉位置（図１の鎖線）まで旋回可能（移動可能）である。第１捕捉案内装置１５は、捕捉位置で上糸を捕捉して、待機位置まで戻ることで糸継装置１３に上糸を案内する。なお、糸継装置１３に上糸を案内する構成及び動作は、これに限定されない。
【００３４】
第２捕捉案内装置１６は、第２捕捉案内装置１６は、給糸装置５側の待機位置（図１の実線）から巻取装置７側の捕捉位置（図１の鎖線）まで旋回可能（移動可能）である。第２捕捉案内装置１６は、下糸を捕捉して糸継装置１３に案内する。なお、糸継装置１３に下糸を案内する構成及び動作は、これに限定されない。
【００３５】
以上により、巻取ユニット１は、巻取ボビンＷＢに糸Ｙを巻き付けてパッケージＰを形成する。糸継装置１３における糸継動作の際には、巻取装置７側の糸Ｙが第１捕捉案内装置１５により捕捉されると共に、給糸装置５側の糸Ｙが第２捕捉案内装置１６により捕捉される。第１捕捉案内装置１５及び第２捕捉案内装置１６により捕捉された糸Ｙは、糸継装置１３に案内される。このとき、糸Ｙは、糸監視装置１４のスリットに位置する。糸継装置１３は、導入された糸Ｙの糸継を行う。なお、糸継装置１３に糸Ｙを案内する構成は、これに限定されない。
【００３６】
続いて、巻取装置７の綾振りドラム９について、詳細に説明する。図２及び図３に示されるように、綾振りドラム９は、略円筒形状をなすドラム本体２０を備えている。ドラム本体２０は、例えば鉄（Ｆｅ）等の金属により、成形型を用いて形成されている。
【００３７】
ドラム本体２０の中心部分には、成型時の型抜きの際に形成された断面円形状の開口部（不図示）が形成されている。開口部の一端側は、ドラム本体２０の軸方向の一方の側面２１ａに向かって裾広がりとなるようなテーパ状となっており、開口部の他端側は、他方の側面２１ｂに向かって裾広がりとなっている。この開口部の形状は、テーパ状に限られず、円柱状、樽状の開口部も採用することができる。
【００３８】
ドラム本体２０の周面２０ｆには、上述した綾振り溝２２が形成されている。図２及び図３に示されるように、綾振り溝２２は、綾振りドラム９が回転したときに糸Ｙ（図１参照）をドラム本体２０の軸方向の一端部側にガイドする溝部分２２ａと、他端部側にガイドする溝部分２２ｂと、糸Ｙのガイド方向を反転させる溝部分２２ｃと、を含んで構成されている。これらの溝部分２２ａ、溝部分２２ｂ及び溝部分２２ｃは、ドラム本体２０上で無限軌道を描くように形成されている。綾振り溝２２の断面形状は、糸Ｙの引っ掛かりの程度を考慮して適宜設計されている。
【００３９】
図４に示されるように、綾振りドラム９は、窒化層３０と、リン酸層３２と、を備えている。
【００４０】
窒化層３０は、窒化処理により形成された層である。窒化層３０は、円柱形状のドラム本体２０の周面２０ｆに形成されている。円柱形状のドラム本体２０の周面２０ｆは、円周面である外周面２１と、側面２１ａ，２１ｂと、綾振り溝２２の溝壁面２３と、で構成されている。窒化処理は、金属表面を硬化させる処理である。窒化処理方法としては、ガス窒化、ガス軟窒化、塩浴軟窒化、プラズマ（イオン）窒化等を用いることができる。窒化層３０の厚さは、適宜設計される。窒化層３０を形成することにより、綾振りドラム９において、耐磨耗性、耐疲労性、耐腐食性、耐熱性のうちの少なくとも一つの向上を図れる。
【００４１】
リン酸層３２は、結晶性のリン酸塩皮膜である。リン酸層３２は、綾振り溝２２の溝壁面２３上に形成された窒化層３０上に付加されている。本実施形態では、リン酸層３２は、ドラム本体２０の外周面２１上に形成された窒化層３０上には付加されていない。なお、リン酸層３２が付加されていないとは、実質的に付加されていないことを含み得る。すなわち、リン酸層３２を形成する材料の一部が、窒化層３０上にわずかに存在している場合もあり得る。リン酸層３２は、リン酸塩処理（リューブライト処理）により形成されている。リン酸塩処理は、例えば、リン酸層３２を形成する対象物面の洗浄（洗浄工程）、すすぎ（水洗い工程）、リン酸塩処理浴（処理工程）、すすぎ（水洗い工程）及び乾燥（乾燥工程）を含み得る。
【００４２】
本実施形態では、リン酸層３２は、リン酸マンガン皮膜（マンガンを含む組成）であり得る。リン酸マンガン皮膜の主成分は、ヒューリオライト（Ｍｎ５（ＰＯ３（ＯＨ））２（ＰＯ４）２・４Ｈ２Ｏ）である。リン酸マンガン皮膜は、上記処理工程において、リン酸イオン及びマンガンイオンを主成分とする処理液を用いて処理され、マンガンが析出することで形成されている。リン酸マンガン皮膜の厚さは、例えば、５μｍ〜１５μｍである。
【００４３】
本実施形態では、リン酸層３２は、リン酸マンガン皮膜（亜鉛を含む組成）であり得る。リン酸亜鉛皮膜の主成分は、ホパイト（Ｚｎ３（ＰＯ４）２・４Ｈ２Ｏ）及びフォスフォフィライト（Ｚｎ２Ｆｅ（ＰＯ４）２・４Ｈ２Ｏ）である。リン酸亜鉛皮膜は、上記処理工程において、リン酸イオン及び亜鉛イオンを主成分とする処理液を用いて処理され、亜鉛が析出することで形成されている。リン酸亜鉛皮膜の厚さは、例えば、２μｍ〜３μｍである。
【００４４】
リン酸層３２の表面粗さＲａ（算術平均粗さ：ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１：２００１）は、１．０以下であることが好ましい。リン酸層３２の表面粗さＲａは、糸Ｙの種類等に応じて適宜設定される。
【００４５】
続いて、綾振りドラム９の製造方法について説明する。最初に、ドラム本体２０を鋳造により形成する。続いて、ドラム本体２０の外周面２１上、側面２１ａ，２１ｂ上及び綾振り溝２２の溝壁面２３上に、窒化層３０を形成する。窒化層３０は、例えばガス窒化処理により、ドラム本体２０の外周面２１、側面２１ａ，２１ｂ及び綾振り溝２２の溝壁面２３に形成する。
【００４６】
続いて、リン酸層３２を付加する。リン酸層３２は、上述の方法により、窒化層３０上に付加する。これにより、リン酸層３２は、ドラム本体２０の外周面２１及び綾振り溝２２の溝壁面２３に形成された窒化層３０上に付加される。続いて、例えば、バフ研磨により、ドラム本体２０の外周面２１上に形成された窒化層３０上に付加されたリン酸層を除去する。以上により、綾振りドラム９が製造される。
【００４７】
以上説明したように、本実施形態に係る綾振りドラム９では、綾振り溝２２の溝壁面２３にリン酸層３２が付加されている。リン酸層３２は、防錆性に優れている。より詳細には、リン酸層３２は、結晶性の皮膜であり、緻密性を有する。そのため、リン酸層３２には、例えばＮｉめっき等に比べてピンホール等が形成され難い。これにより、ピンホールを介して金属製のドラム本体２０と水分等とが接触することを抑制できるため、防錆性に優れている。したがって、綾振りドラム９では、綾振り溝２２の溝壁面２３にリン酸層３２を付加することにより、錆の発生を抑制できる。その結果、例えば糸と錆とが接触することを回避できるため、糸品質が低下することを防止できる。
【００４８】
本実施形態に係る綾振りドラム９は、少なくともドラム本体２０の溝壁面２３に形成された窒化層３０を備える。リン酸層３２は、窒化層３０上に付加されていている。窒化処理により形成される窒化層３０では、表面硬度を確保できる。そのため、綾振りドラム９では、ドラム本体２０とリン酸層３２との間に窒化層３０を形成することにより、耐摩耗性、耐疲労性、耐腐食性及び耐熱性等を確保することができる。
【００４９】
本実施形態に係る綾振りドラム９では、窒化層３０は、ドラム本体２０の周面２０ｆの全体にわたって形成されている。この構成では、ドラム本体２０の周面２０ｆの耐摩耗性等を確保できる。
【００５０】
従来のドラムのように、表面にめっき層を形成することによって、耐摩耗性及び防錆性を確保するためには、ドラム本体にメッキ層を形成し、熱処理によりメッキ層の強度を向上させている。この場合、製造コストが高くなる。本実施形態に係る綾振りドラム９では、熱処理等を実施する必要がないため、製造コストの低減を図ることができる。
【００５１】
本実施形態に係る綾振りドラム９では、ドラム本体２０の周面２０ｆは、円周面である外周面２１と、側面２１ａ，２１ｂと、溝壁面２３と、を含む。リン酸層３２の厚みは、外周面２１よりも溝壁面２３の方が大きい。本実施形態では、リン酸層３２は、外周面２１には付加されていない。これにより、ドラム本体２０の周面２０ｆの滑り性を確保できる。したがって、綾振りドラム９では、ドラム本体２０の周面２０ｆがパッケージＰの表面に悪影響を与えることを抑制できる。なお、ドラム本体２０の周面２０ｆは、パッケージＰと常に接触しているため、錆が生じ難い。そのため、綾振りドラム９では、ドラム本体２０の周面２０ｆにリン酸層を形成しなくとも、周面２０ｆに錆が発生することを抑制できる。
【００５２】
また、ドラム本体２０の周面２０ｆにリン酸層３２が形成されている場合、長年使用すると、パッケージＰとの接触によって、リン酸層３２が減少してドラム本体２０の外見に変化が生じ得る。綾振りドラム９では、パッケージＰが接触するドラム本体２０の周面２０ｆにリン酸層３２が形成されていないため、外見の変化が生じ得ない。そのため、綾振りドラム９では、使用者が違和感を覚えることを抑制できる。
【００５３】
本実施形態に係る綾振りドラム９では、リン酸層３２は、マンガンを含む組成であってもよい。マンガンを含む組成のリン酸層３２は、他の原料を含む組成の層よりも硬度が高い。そのため、綾振りドラム９では、耐摩耗性の向上をより一層図ることができる。
【００５４】
本実施形態に係る綾振りドラム９では、リン酸層３２は、亜鉛を含む組成であってもよい。亜鉛を含むリン酸層３２は、防錆性に優れる。そのため、綾振りドラム９では、防錆性の向上をより一層図ることができる。
【００５５】
本実施形態に係る綾振りドラム９では、リン酸層３２の表面粗さＲａは、１．０以下である。この構成では、糸Ｙと直接接触するリン酸層３２によって糸に不具合（糸Ｙが損傷する等）が発生することを抑制できる。したがって、巻取ユニット１において、糸品質の低下を抑制できる。
【００５６】
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明は必ずしも上述した実施形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
【００５７】
上記実施形態では、周面に溝を有するドラムとして綾振りドラム９を一例に説明した。しかし、ドラムは、周面に溝が形成されていれば特に限定されない。例えば、ドラムは、周方向において所定の間隔をあけて溝が形成されていてもよい。
【００５８】
上記実施形態では、綾振りドラム９の周面２０ｆにおいて、綾振り溝２２の溝壁面２３にリン酸層３２を付加する形態を一例に説明した。しかし、リン酸層は、ドラム本体２０の外周面２１上に形成された窒化層３０上にも付加されていてもよい。この場合、リン酸層の厚みは、外周面よりも溝壁面の方が大きいことが好ましい。また、リン酸層３２は、ドラム本体２０の側面２１ａ，２１ｂに付加されていてもよい。
【００５９】
上記実施形態では、綾振りドラム９の綾振り溝２２の溝壁面２３とリン酸層３２との間に窒化層３０を形成する形態を一例に説明した。しかし、綾振りドラム９の綾振り溝２２の溝壁面２３とリン酸層３２との間には、窒化層が形成されていなくてもよいし、他の層が形成されていてもよいし、窒化層に加えて他の層が形成されていてもよい。
【００６０】
上記実施形態では、リン酸層３２がリン酸マンガン又はリン酸亜鉛を含む組成である形態を一例に説明した。しかし、リン酸層３２は、他の材料を含む組成であってもよい。
【００６１】
上記実施形態では、綾振りドラム９を自動ワインダの巻取ユニット１に用いる形態を一例に説明した。しかし、綾振りドラムは、例えば紡績機等の糸巻取機に用いてもよい。
【符号の説明】
【００６２】
１…巻取ユニット（糸巻取機）、５…給糸装置、７…巻取装置、９…綾振りドラム、２０…ドラム本体、２２…綾振り溝、３０…窒化層、３２…リン酸層、Ｙ…糸。
【図１】
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【図２】
2019043738.tif 000004
【図３】
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【図４】
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