(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
巻取られた糸の巻取り方向と反対方向にターンテーブル上の巻物を回転させながら巻物の内側の一定位置から巻物の回転速度を調整して一定速度で糸を繰り出すことを特徴とする糸の繰り出し方法。
【請求項２】
請求項１記載の糸の繰り出し方法において、測長ロールの検出器で糸の繰り出し長さ及び繰り出し速度を検出し、前記検知した糸の繰り出し長さ及び糸の繰り出し速度に基づいて、糸の繰り出し位置を一定にするために糸の繰り出し長さに対応するターンテーブル回転数の計算値を演算し、ターンテーブル回転数の現在値と前記計算値とを比較し、その差よりターンテーブルの回転数を制御することを特徴とする糸の繰り出し方法。
【請求項３】
巻取られた糸の巻取り方向と反対方向にターンテーブル上の巻物を回転させる手段、および巻物の内側の一定位置から巻物の回転速度を調整して一定速度で糸を繰り出す手段を具備することを特徴とする糸の繰り出し装置。
【請求項４】
請求項３記載の糸の繰り出し装置において、測長ロールの検出器で糸の繰り出し長さ及び糸の繰り出し速度を検知する検知手段、糸の繰り出し位置を一定にするために糸の繰り出し長さに対応するターンテーブル回転数の計算値を演算する演算手段、ターンテーブル回転数の現在値と前記計算値とを比較し、その差を求める判定手段、前記判定手段の出力よりターンテーブルの回転数制御を行う制御手段を具備することを特徴とする糸の繰り出し装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、巻取られた糸を撚りを生ずることなく内側から一定速度で繰り出す方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、巻物より糸を繰り出す方法としては、
１）固定された巻物の外側より垂直に繰り出す方法、（固定式）  および
２）巻物の中心に回転軸を設け、外側より糸を引き出しながら巻物を回転させ
る方法。（回転式）
がある。しかしこれらの方法で糸の繰り出しを行った場合、以下の欠点がある。
つまり、
・繰り出された糸に撚りが生ずる、
・繰り出し張力を必要とするため、糸によっては材破・断線するものがある、
また
・無撚りの繊維等の糸の場合、繰り出された繊維の数本が巻物上に残ることが多く、次に繰り出される繊維と残った繊維が重なった状態で互いに擦れ合うことにより繊維が切断する、
という問題が生じていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の問題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、繰り出される糸に撚りを与えず、繰り出し張力が低張力であり且つ糸切れが起こらない好適な糸の繰り出し方法および装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記した課題を解決するために、巻取られた糸の巻取り方向と反対方向にターンテーブル上の巻物を回転させながら巻物の内側から糸を繰り出し、測長ロールの検出器で糸の繰り出し長さ及び繰り出し速度を検出し、前記検知した糸の繰り出し長さ及び糸の繰り出し速度に基づいて、糸の繰り出し位置を一定にするために糸の繰り出し長さに対応するターンテーブル回転数の計算値を演算し、ターンテーブル回転数の現在値と前記計算値とを比較し、その差よりターンテーブルの回転数を制御することを特徴とする糸の繰り出し方法である。
【０００５】
また、本発明は、巻取られた糸の巻取り方向と反対方向にターンテーブル上の巻物を回転させる手段、巻物の内側から糸を繰り出す手段、測長ロールの検出器で糸の繰り出し長さ及び糸の繰り出し速度を検知する検知手段、糸の繰り出し位置を一定にするために糸の繰り出し長さに対応するターンテーブル回転数の計算値を演算する演算手段、ターンテーブル回転数の現在値と前記計算値とを比較してその差を求める判定手段、および前記判定手段の出力よりターンテーブルの回転数制御を行う制御手段を具備することを特徴とする糸の繰り出し装置である。
【０００６】
【発明の実施の形態】
従来、ガラス繊維や炭素繊維等の連続繊維に熱可塑性樹脂を含浸させた材料（ＦＲＴＰ）を製造する場合に用いられる繊維には次のような特性が要求されている。つまり、樹脂と繊維との含浸性を良くするために撚りが無く繊維方向が一定であること、開繊性を良くするために繊維束に収束剤を使用していないヤーンであること、更に材料の強度を増すために細いトウの繊維を使用すること等である。
【０００７】
このような繊維の巻物を固定して巻物の外側より垂直に糸を引き出して繰り出した場合、糸が引き出されて巻物の外側を周回するごとに糸に撚りが生じてしまう。また、巻物の中心に回転軸を設け、外側より糸を引き出しながら巻物を回転させて繰り出した場合は、巻物を回転させる駆動装置が無い限り、糸を引っ張ることにより巻物を回転させなければならない。しかしこの場合、糸に巻物を回転させるだけの張力がかかることになり、トウの細い糸の場合には切れてしまうことが考えられる。また、トウが細くしかも収束剤を使用していない糸では、巻物の外側から糸を引き出す際、トウが数本切れて巻物表面に残ることがある。この残ったトウの下を次に引き出される糸が通るとき、この糸同士が擦れ合い繊維切れが生じてしまう。
【０００８】
そこで、図３に示すように、巻物を巻取り方向と逆に回転させながら、巻物内側の一定位置より糸を回転中心方向に向けて繰り出すことを基本として上記の課題を解決できることを見いだした。
【０００９】
本発明に適用される巻物としては、テープ状もしくはフィルム状のもの、金属・樹脂・ガラス等の繊維状のものが挙げられるが、これらに限定されるものではなく、これらを糸と総称して説明する。
【００１０】
先ず、本発明の回転数（ｒｐｍ）制御の原理について説明する。
【００１１】
糸撚りを発生させずに糸の繰り出しを行うためには、糸の繰り出し位置が一定でなければならない。巻物の内側より糸を一定位置で繰り出すように制御するには、一定速度で繰り出す必要があり、一定回転数では繰り出す量が長くなるにつれて内径が大きくなって周速度が増すので、その分だけ回転数を減速させて制御する必要がある。因みに、一定速度で糸を繰り出す場合の繰り出した長さとその時の回転数の関係は、一例として図６に見られるとおりになる。
【００１２】
ところで、繰り出し長さｌとその時の内径Ｄは、
Ｄｉ：巻物の未使用時の内径（ｍ）
Ｄｏ：  〃  外径          （ｍ）
Ｈ  ：  〃  高さ          （ｍ）
Ｌ  ：  〃  総長さ        （ｍ）
ｋ  ：  〃  トラバース比
とすると、
【００１３】
【数１】
0003737550.tif 000002
のとおりであり、ここで上記のＤo、Ｄi等は既知定数であり巻物の初期値として入力しておくことで、繰り出し長さｌを計測することによて、内径Ｄは式１から求められる。また、繰り出し速度Ｖと回転数Ｎとの関係は、
【００１４】
【数２】
0003737550.tif 000003
または
【００１５】
【数３】
0003737550.tif 000004
のとおりであり、この式より先に求めた内径Ｄと繰り出し速度Ｖを計測することによって、回転数Ｎが求まる。
【００１６】
以上のことから、繰り出し長さｌ、繰り出し速度Ｖを計測しその計測値をもとに式１〜３より、図６の繰り出し長さｌに応じた制御すべき回転数を演算によって求めることができ、求めた回転数に実際の回転数がなるように回転数（速度）制御すればよい。
【００１７】
次に、上記の原理に基づく本発明に係る糸の繰り出し方法および装置について、図面を参照しながら説明する。図４は巻物の回転駆動部を示す図、図５は糸の繰り出し長さ、速度の検知手段及びターンテーブルの回転数制御系の概念を示す図である。
【００１８】
図４および図５に示すように、巻物スタンド８は、主にターンテーブル１、ターンテーブルを回転駆動させるためのインバータ駆動モータ２および駆動伝達ベルト３からなり、例えばガラスロービング５がターンテーブル１上にセットされる。また、ターンテーブル１の回転数、糸の繰り出し長さを計測する場合は、巻物スタンド８から繰り出される糸に接する測長ロール５およびエンコーダ７が付設される。糸の累積繰り出し長さは、測長ロール５に設けたロータリー型エンコーダー７からディジタル信号にて制御部４に送られ累積される。
【００１９】
図５に示すように、各ターンテーブルはそれぞれ駆動伝達ベルト３によって繋れ１台の駆動用モータ２により回転する。このとき、ターンテーブル数、回転精度等により駆動方法、駆動伝達方法、駆動モータ数等を変える必要があるが、この方法に限定されることはない。
【００２０】
次に繰り出し長さの計測による場合のターンテーブル回転数の求める手順について説明する。、図１は、糸の繰り出し方法を繰り出し長さをもとに実行するためのフローチャートである。
【００２１】
求める手順は、以下の数字で示す各ステップの順に進められる。
【００２２】
（１）ＳＴＡＲＴボタンを押す。
【００２３】
（２）初期パラメータとして巻物の未使用時の内径Ｄｉ、巻物の未使用時の外径Ｄｏ、巻物の未使用時の総長Ｌ、巻物の未使用時の高さＨ、巻物の未使用時のトラバース比ｋおよびターンテーブル回転数の許容変化率Δｒを入力する。これらの設定値は表示される。
【００２４】
（３）運転を起動する。
【００２５】
（４）測長ロールに取り付けたエンコーダーのカウンターで糸の繰り出し長さｌを検出し、且つ、速度計でライン（繰り出し）速度Ｖを検出する。
【００２６】
（５）繰り出し長さ積算値と糸の総長さＬに基づいて残留する糸の長さ＝残ＧＦ長さを計算する。残ＧＦ長さは表示される。
【００２７】
（６）残ＧＦ長さは残留できる最小限の糸の長さと比較され、残ＧＦ長さが長ければ運転を続行するが、
（７）短ければ糸が尽きたことで運転を中止する。
【００２８】
（８）糸の繰り出し長さを基に式１より、その時の巻物の巻径Ｄを計算する。
【００２９】
（９）求めた速度Ｖ、巻径Ｄを基に式２、３より、ターンテーブルの回転数Ｎを計算する。回転数は表示される。
（１０）必要により、手動で回転数の設定を微調整する場合は、増速ボタンを押せば、１秒経過後にターンテーブル回転数が加算される。逆に、減速ボタンを押せば、１秒経過後にターンテーブル回転数が減算される。
（１１）回転数の現在値と計算値を基にして回転数出力の変化率Δｒｐｍを計  算する。
【００３０】
Δｒｐｍ＝（回転数の現在値−回転数の計算値）／（回転数の現在値）
×１００
（１２）｜Δｒｐｍ｜と前記の許容変化率Δｒとの大小関係を判別する。
【００３１】
｜Δｒｐｍ｜＜Δｒのときは再びステップ（５）の残ＧＦ長さ演算に戻り、再び継続する。
（１３）｜Δｒｐｍ｜≧ΔｒのときはＤ／Ａ変換器、インバータを介して駆動モータにフィードバックされ、モーターの回転数が減速される。
この様にして糸の繰り出しが進むにつれてモーターの回転数が減速され、クリールスタンドの設置されたターンテーブル回転数が減速される。駆動モータの実回転数は別途に計測、表示され、現在値として用いられる。
【００３２】
糸の繰り出し方法を実施する装置について、図２を参照しながら説明する。
【００３３】
図２は、糸の繰り出し装置の構成を示すブロック図である。同図に示すように、糸の繰り出し長さｌの検知器１１および送り出し速度Ｖの検出器１２は、それぞれ、繰り出される糸ｘにより回転する測長ロール６に連結するエンコーダ７の出力信号より検知したデータ信号をデータ演算手段１５に送信する。データ演算手段１５は、送られてきた繰り出した糸の長さｌと速度Ｖの値および初期パラメータ設定手段１３より入力した初期値Ｄo、Ｄi等に基づいて、前記３つの式よりターンテーブル１のあるべき回転数Ｎ（ｒｐｍ）を演算して求める。一方、インバータ駆動モータ２によるターンテーブル１の実際の回転数（現在値）が回転数制御手段１７で検知されてデータ演算手段１５に送信されている。そこで、データ演算手段１５では、ターンテーブル１の実際の回転数が計算値Ｎになるように回転数指令信号を制御手段１６に出力して、インバータ駆動モータ２の回転数制御を行う。また、回転数手動微調整設定手段１４がデータ演算手段１５に接続されている。これは手動で回転数の設定を微調整するもので、必要により、手動で増速ボタンを押せば、１秒経過後にターンテーブル回転数が加算され、逆に、減速ボタンを押せば、１秒経過後にターンテーブル回転数が減算されて、それぞれ設定することができる。
【００３４】
以上のように設定された初期値と糸の累積繰り出し長さ、速度を基に計算を行い、求めた回転数をもとにターンテーブルの回転数制御が行われる。
【００３５】
次に、糸の繰り出し長さの重量でターンテーブルの回転数を制御する場合について説明する。
【００３６】
重量で制御する場合は、検出した糸の繰り出し長さを重量に変換する重量測定器が制御部４（図５）に設けられる。そして、上記３つの式中の値
Ｌ：総長さ（ｍ）をＷ：総重量（ｇ）に、
ｌ：検出された累積繰り出し長さ（ｍ）をｗ：検出された累積繰り出し重量  （ｇ）に、
Ｖ：糸の繰り出し速度（ｍ／ｍｉｎ）をＧ：糸の繰り出し重量（ｇ／ｍｉｎ）に、
それぞれ変更して３つの式に置き換えれば、糸の繰り出し長さの場合と同様に、設定された初期値と累積繰り出し重量、速度を基に計算を行い、ターンテーブルの回転数を求めることができる。回転数をもとめた後の処理は、繰り出し長さの場合と同様であることはいうまでもない。
【００３７】
【発明の効果】
本発明によれば、巻き取り方向と反対方向に巻物を回転させ、巻物の内側から回転中心方向に向けて糸を繰り出すことによって、繰り出される糸に撚りを与えることなく、繰り出し張力も低張力で一定速度で糸を繰り出すことができるという効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の糸の繰り出し方法を繰り出し長さをもとに実行するためのフローチャート
【図２】本発明の糸の繰り出し装置の構成を示すブロック図
【図３】本発明の巻物の内側より繰り出す糸の方向と回転駆動方向を示す図
【図４】巻物の回転駆動部を示す図
【図５】糸の繰り出し長さ、速度の検知手段及びターンテーブルの回転数制御系の概念を示す図
【図６】一定速度で繰り出す場合の糸の繰り出し長さと巻物内径との関係を示す図
【符号の説明】
１    ターンテーブル
２    インバータ駆動モータ
３    駆動伝達ベルト
４    制御部
５    ガラスロービング
６    測長ロール
７    エンコーダ
８    巻物スタンド
１１    糸の繰り出し長さの検知器
１２    糸の繰り出し速度の検知器
１３    初期パラメータ設定手段
１４    回転数手動微調整設定手段
１５    データ演算手段
１６    制御手段
１７    回転数制御手段
【図１】
0003737550.tif 000005
【図２】
0003737550.tif 000006
【図３】
0003737550.tif 000007
【図４】
0003737550.tif 000008
【図５】
0003737550.tif 000009
【図６】
0003737550.tif 000010