巻取り装置及び巻取り方法
【課題】 駆動力が伝達されるポイントの変動を防止して、パッケージの回転速度の変動を防止し、巻取り張力の変動による糸切れ等を防止する。
【解決手段】 コーン形状のボビン１０に糸９を綾巻きで巻き取ってコーン形状のパッケージ２０を形成する巻取り装置４であって、パッケージ２０の外周面に接触するフリクションローラ１６と、フリクションローラ１６を回転駆動させるフリクションローラ駆動手段と、パッケージ２０の巻き密度を、パッケージ２０の軸方向における第１部位で、他の部位よりも相対的に高くなるように、パッケージ２０に巻き取る糸９を振り動かすトラバース手段と、を備えた巻取り装置とする。
【解決手段】 コーン形状のボビン１０に糸９を綾巻きで巻き取ってコーン形状のパッケージ２０を形成する巻取り装置４であって、パッケージ２０の外周面に接触するフリクションローラ１６と、フリクションローラ１６を回転駆動させるフリクションローラ駆動手段と、パッケージ２０の巻き密度を、パッケージ２０の軸方向における第１部位で、他の部位よりも相対的に高くなるように、パッケージ２０に巻き取る糸９を振り動かすトラバース手段と、を備えた巻取り装置とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
コーン形状のボビンに糸を綾巻きで巻き取ってコーン形状のパッケージを形成する巻取り装置及び巻取り方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば高速精紡機において、コーン形状のボビンに糸を綾巻きで巻き取って、コーン形状のパッケージを形成する巻取り装置が用いられている。巻取り装置は、パッケージ（巻き始めはボビン）に接触させるフリクションローラと、パッケージの軸方向に糸を綾振りするトラバース手段とを備えている（例えば、特許文献１参照。）。パッケージは、軸方向の全体でフリクションローラに接触するように、フリクションローラの軸に対して傾斜した姿勢で配置される。パッケージの回転駆動は、フリクションローラを回転させることで行われる。トラバース手段は、糸を綾振りして、パッケージの軸方向における単位長さあたりの巻き数（以下、「巻き密度」という）が一定になるように設定されている。
【０００３】
ところで、高速精紡機は紡績速度が一定であり、一定速度で精紡される糸に対して、パッケージの巻取り速度に変動があると、糸の巻取り張力が変動する。巻取り張力の変動が大きいと糸切れが生じる場合がある。巻取り速度の変動には、変動率の小さいものと、大きいものとがあり、変動率の大きいものは、１０〜２０％の変動である。変動率の大きいものは、トラバース手段の綾振り周期等が原因で生じ、比較的短期で変動するものである。この短期的な巻取り速度の変動は、パッケージの直前に配置されたテンションルーラーに糸を一時的に貯留させ、貯留量を増減させることによって吸収することが可能である。
【０００４】
一方、変動率の小さいものは、５％（±２．５％）の変動となり、比較的長期で変動するものである。図６はこのような巻取り速度の変動を示している。このような長期的な巻取り速度の変動は、テンションルーラーでは吸収できず、テンションルーラーの糸の貯留量が不足する状態となる。このとき、パッケージをフリクションローラから断続的に離してパッケージの回転速度を低下させるリフトアップ動作を行うことにより、テンションルーラーの糸の貯留量を回復させ、巻取り速度の変動を吸収できる場合もある。しかしながら、巻取り速度の変動がこれを上回ると、リフトアップ動作によっても巻取り速度の変動を吸収できず、巻取り張力の変動が大きくなって糸切れが生じる場合がある。
【０００５】
このような長期的な巻取り速度の変動は、パッケージに対してフリクションローラが接触する部位が、巻取りが進むにつれて変動することによって生じている。トラバース手段は、巻取り中の糸を綾振りして、パッケージの糸の巻き密度が一定になるようにし、パッケージに対してフリクションローラが均一に接触するようにしている。しかしながら実際には、巻き密度は必ずしも一定にはならない。巻取り中は、パッケージの軸方向で他の部位よりも厚く巻かれる部位、すなわち、巻き密度が高い部位が生じる。巻き密度が高い部位にフリクションローラが接触し、駆動力がパッケージに伝達される。そして巻取り中は、この巻き密度の高い部位、すなわち、駆動力が伝達されるポイントは、パッケージの軸方向に位置が変動するため、フリクションローラの回転速度が一定であっても、パッケージの回転速度が変動することになる。例えば、駆動力が伝達されるポイントがパッケージの短径部分である場合のパッケージの回転速度は、駆動力が伝達されるポイントがパッケージの長径部分である場合のパッケージの回転速度より高くなる。駆動力が伝達されるポイントがパッケージの短径部分になると、糸の巻取り速度が全体的に高速となる。
【０００６】
このような問題を解決するため、特許文献１の発明では、フリクションローラの外径を局部的に大きくして、フリクションローラの表面に凸部を形成している。そして、パッケージがフリクションローラの凸部にのみ接触するようにしている。これによって、駆動力が伝達されるポイントが変動することを防止し、パッケージの回転速度の変動を防止しようとしている。
【特許文献１】特開昭５８−５９１６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、フリクションローラに凸部を形成して、駆動力が伝達されるポイントの変動を防止できるのは、パッケージの巻取り開始直後だけであって、パッケージの巻き層が薄い状態の場合に限られる。巻き層が約５ｍｍ以上の状態になると、パッケージのどの部位にフリクションローラの駆動力が伝達されるかは、フリクションローラの凸部の位置よりも、パッケージの巻き密度の高い部位の位置に依存するようになる。このため、フリクションローラに凸部を形成しても、凸部に接触する部分の巻き密度が低い場合は、駆動力が伝達されるポイントは、巻き密度の高い部分に変動していき、パッケージの回転速度が変動することとなる。
【０００８】
本発明は、上記問題を解決すべくなされたものであり、駆動力が伝達されるポイントの変動を防止して、パッケージの回転速度の変動を防止し、巻取り張力の変動による糸切れ等を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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を説明する。
【００１０】
第１の発明では、コーン形状のボビンに糸を綾巻きで巻き取ってコーン形状のパッケージを形成する巻取り装置であって、
前記パッケージの外周面に接触するフリクションローラと、
前記フリクションローラを回転駆動させるフリクションローラ駆動手段と、
前記パッケージの巻き密度を、前記パッケージの軸方向における第１部位で、他の部位よりも相対的に高くなるように、前記パッケージに巻き取る糸を振り動かすトラバース手段と、
を備えたことを特徴とする巻取り装置とする。
【００１１】
第２の発明では、第１の発明において、前記フリクションローラは、軸方向における第２部位で、外周面を他の部位よりも拡径側に突出させて形成し、
前記トラバース手段は、前記フリクションローラの第２部位に、前記パッケージの第１部位が接触するように、前記糸を振り動かすことを特徴とする巻取り装置とする。
【００１２】
第３の発明では、第１又は第２の発明において、前記第１部位は、前記パッケージの軸方向における中央部であることを特徴とする巻取り装置とする。
【００１３】
第４の発明では、コーン形状のボビンに糸を綾巻きで巻き取ってコーン形状のパッケージを形成する巻取り方法であって、
前記パッケージの外周面にフリクションローラを接触させて、前記フリクションローラを回転させながら、前記パッケージの巻き密度が、前記パッケージの軸方向における第１部位で、他の部位よりも相対的に高くなるように、前記パッケージに巻き取る糸を振り動かすことを特徴とする巻取り方法とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１５】
第１の発明によれば、パッケージの軸方向における第１部位で、パッケージの巻き密度が他の部分よりも相対的に高くなる。パッケージの巻き密度が他の部分よりも相対的に高い第１部位にフリクションローラの駆動力が伝達されるため、駆動力が伝達されるポイントの変動を防止することができ、パッケージの回転速度の変動を防止して、巻取り張力の変動による糸切れ等を防止することができる。
【００１６】
第２の発明によれば、パッケージの巻き密度が他の部分よりも相対的に高い第１部位と、フリクションローラにおいてフリクションローラの外周面を突出させた第２部位とが接触し、フリクションローラの駆動力が伝達されるため、駆動力が伝達されるポイントの変動をより一層防止することができ、パッケージの回転速度の変動を防止して、巻取り張力の変動による糸切れ等を防止することができる。
【００１７】
第３の発明によれば、パッケージの重心に近い位置が、パッケージの巻き密度が他の部分よりも相対的に高い第１部位となるため、フリクションローラの駆動力がパッケージの軸方向で均一に伝わり、パッケージの回転が安定する。
【００１８】
第４の発明によれば、パッケージの軸方向における第１部位で、パッケージの巻き密度が他の部分よりも相対的に高くなる。パッケージの巻き密度が他の部分よりも相対的に高い第１部位にフリクションローラの駆動力が伝達されるため、駆動力が伝達されるポイントの変動を防止することができ、パッケージの回転速度の変動を防止して、巻取り張力の変動による糸切れ等を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００２０】
図１を用いて、本発明の実施例１に係る巻取り装置４を備えた紡績機１を説明する。紡績機１は、駆動装置３と、紡績ユニット２と、を備えている。一つの紡績機１に設けられる紡績ユニット２は複数であり、例えば６０錘である。紡績ユニット２は、一つのパッケージ２０の製造に係る装置の集合体である。駆動装置３は、各紡績ユニット２を一斉駆動する装置である。
【００２１】
各紡績ユニット２は、ドラフト装置１１と、空気式紡績装置１２と、糸送り装置としてのフィードローラ１３と、糸欠点検出装置としてのヤーンクリアラー１４と、糸ガイド７と、フリクションローラ１６とを備えている。各紡績ユニット２において、ドラフト装置１１に供給されたスライバは、ドラフト装置１１でドラフトされた後、空気式紡績装置１２で紡績されて糸９となる。この糸９は、ヤーンクリアラー１４を経由した後、糸ガイド７に案内されてトラバースされて、パッケージ２０に巻き取られる。
【００２２】
駆動装置３は、駆動源としてのモータ３０と、出力軸としての第一軸３１・第二軸３２・第三軸３３・第四軸３４と、を備えている。モータ３０の駆動により、第一軸３１・第二軸３２・第三軸３３が回転し、第四軸３４が軸方向に往復運動する。第一軸３１の駆動により、各ドラフト装置１１が駆動される。第二軸３２の駆動により、各フィードローラ１３が駆動される。第三軸３３の駆動により、各フリクションローラ１６が駆動される。また、第四軸３４の駆動により、各糸ガイド７がトラバース駆動される。
【００２３】
また、モータ３０と第一軸３１との間には、減速機３６と、変速機としてベルトを掛け渡された一対の三段プーリ３５・３５と、が配置されている。第一軸３１・第二軸３２・第三軸３３のそれぞれにはプーリ４１・４２・４３が固定され、プーリ４１・４２・４３にはベルト４０が掛け渡されている。第三軸３３と第四軸３４との間には、カムボックス５と、変速機としてベルトを掛け渡された一対の三段プーリ４５・４５と、が備えられている。
【００２４】
次に、巻取り装置４を説明する。巻取り装置４は、ボビン１０上に糸９を巻き取ってパッケージ２０を形成する装置である。図２に示すように、巻取り装置４は、フリクションローラ１６と、フリクションローラ駆動手段と、クレードル８と、トラバース手段と、を備えている。フリクションローラ１６は円柱状であって、フリクションローラ１６の外周面１６ａはパッケージ２０の外周面２０ａに接触する。フリクションローラ駆動手段は、モータ３０であり、モータ３０の回転駆動によりフリクションローラ１６が回転し、フリクションローラ１６に接触するパッケージ２０に駆動力が伝達される。
【００２５】
クレードル８は、ボビン１０及びパッケージ２０を支持して、パッケージ２０をフリクションローラ１６に接触させる装置である。クレードル８は、フリクションローラ１６の軸方向に対してボビン１０の軸方向を傾斜させて、ボビン１０の軸方向の全体をフリクションローラ１６に接触させている。パッケージ２０における糸９の巻取り量が増えるにつれて、パッケージ２０の径は大きくなる。パッケージ２０の径が大きくなってもパッケージ２０とフリクションローラ１６とが一定の圧力で接触するように、クレードル８は巻取り装置４のフレームに揺動自在に支持されている。
【００２６】
トラバース手段は、糸９をフリクションローラ１６の軸方向で振り動かして案内する手段である。トラバース手段は、糸ガイド７とカムボックス５とモータ３０とを備えている。糸ガイド７は、フリクションローラ１６の軸方向と平行なトラバース経路Ｐ上を往復運動するように制御される。糸９は、ボビン１０の径方向からボビン１０に向かって送られ、糸ガイド７を経由して、パッケージ２０に到達する。糸ガイド７の位置がフリクションローラ１６の軸方向で変化することにより、パッケージ２０に到達する糸９の位置がフリクションローラ１６の軸方向で変化する。
【００２７】
カムボックス５には、図１に示すように、入力軸５１と、カムドラム５２と、シュー５３と、が備えられている。入力軸５１は前記変速機の一部である三段プーリ４５に接続されており、入力軸５１にモータ３０からの動力が伝達される。カムドラム５２には、カムドラム５２の外周面上を周回する連続した曲線に沿って案内溝５２ａ形成されている。案内溝５２ａはカムドラム５２の軸方向における所定の範囲Ｒ内で、カムドラム５２の軸方向に往復するように形成されている。このため、カムドラム５２の回転に伴って、案内溝５２ａに噛み合っているシュー５３が第四軸３４の軸方向で往復運動する。第四軸３４には糸９を案内する糸ガイド７が固定されており、カムドラム５２の回転に伴って、糸ガイド７がパッケージ２０の軸方向で振り動かされることとなる。カムドラム５２の案内溝５２ａの構成により、図３ａのグラフＦ１のような関係で、糸ガイド７に案内される糸９の位置と速度とが制御される。案内溝５２ａの詳細な構成については後述する。
【００２８】
巻取り装置４は、綾巻きのパッケージ２０を、次のようにして形成する。まず、紡績機１のコントローラ６は、モータ３０を駆動させて、フリクションローラ１６を介してパッケージ２０（ボビン１０）を回転させる。同時に、モータ３０の駆動により、カムドラム５２が回転し、糸ガイド７が、トラバース経路Ｐに沿って往復運動するトラバース動作を行う。糸ガイド７の位置と速度は、カムドラム５２の案内溝５２ａの構成によって制御されている。トラバース動作する糸ガイド７に案内された糸９は、回転するパッケージ２０に巻き取られる。この結果、糸９はボビン１０の軸に対する垂直面に対して所定の傾斜角度（綾角θ）でパッケージ２０に巻き取られることになる。尚、ボビン１０の外周面１０ａはコーン状となっており、ボビン１０には、ボビン１０の軸方向の一定範囲で糸９が略等しい厚みで巻きつけられる。つまり、このボビン１０上に形成されるパッケージ２０の外周面２０ａも基本的にはコーン状となる。
【００２９】
本実施例に係る巻取り装置４の特徴点は、パッケージ２０の巻き密度が、パッケージ２０の軸方向における一部分（第１部位）で他の部分よりも相対的に高くなるように、糸ガイド７をトラバース動作させて糸９を振り動かす点にある。このようなトラバース動作を行うことで、パッケージ２０の軸方向における一部分に実質的に凸部２０ｂが形成される。この実質的な凸部２０ｂは、パッケージ２０の外周面２０ａに略円環状に形成される。パッケージ２０の外周面２０ａに巻き密度が相対的に高い、実質的な凸部２０ｂを形成することで、この部分は、フリクションローラ１６の駆動力が伝達されるポイントとなる。以下に、糸ガイド７のトラバース動作について説明する。
【００３０】
図２に示すように、糸ガイド７は、トラバース経路Ｐ上を、位置Ｐ１から位置Ｐ２までの間で往復運動する。トラバース経路の中央位置をＰｍとする。糸９がパッケージ２０に接触する部位は、パッケージ２０の外周面２０ａ上で、フリクションローラ１６の軸方向と平行な母線方向の範囲Ｑである。範囲Ｑの両端を位置Ｑ１及び位置Ｑ２とし、範囲Ｑの中心位置をＱｍとする。
【００３１】
図３ａは、糸ガイド７の位置と糸ガイド７の速度との関係を示すグラフＦ０及びＦ１を示している。二点鎖線で示すグラフＦ０は、従来の巻取り装置のトラバース動作を示すグラフであり、実線で示すグラフＦ１は、本実施例に係る巻取り装置４のトラバース動作を示すグラフである。横軸の糸ガイド７の位置は、トラバース経路Ｐ上の位置を示している。縦軸の糸ガイド７の速度は、糸ガイド７がトラバース経路の方向で走行する速度を示している。糸ガイド７の速度は、糸ガイド７の位置に応じて変化するように制御されている。Ｆ０を基準グラフとする。
【００３２】
パッケージ２０の軸に対する糸９の傾斜角度である綾角は、パッケージ２０の周速度と、糸ガイド７の速度との比によって決定される。綾角が一定である場合、パッケージ２０の巻き密度は、パッケージ２０の軸方向で一定となる。コーン状のパッケージ２０の場合、パッケージ２０の軸方向で、パッケージ２０の径の長さが変化するため、綾角を一定にするには、図３ａの基準グラフＦ０に示すように、トラバース経路上の糸ガイド７の位置によって、糸ガイドの速度を変化させる必要がある。
【００３３】
図３ａに示す基準グラフＦ０では、糸ガイド７の速度は、糸ガイド７の位置、すなわちパッケージ２０の軸方向におけるパッケージ径の大小変化に応じて逆比例することを示している。図２の位置Ｑ２側の部分である、パッケージ２０の径が短い部分に対応する位置Ｐ２では、糸ガイド７の速度を速めている。また、図２の位置Ｑ１側の部分である、パッケージ２０の径が長い部分に対応する位置Ｐ１では、糸ガイド７の速度を遅らせている。基準グラフＦ０において、糸ガイド７が位置Ｐ１にあるときの速度をＶ１、位置Ｐ２にあるときの速度をＶ２、中央位置Ｐｍにあるときの速度をＶ０ｍとする。
【００３４】
図３ａに示すグラフＦ１は、パッケージ２０に相対的に巻き密度の高い、実質的な凸部２０ｂを形成するトラバース動作を示している。グラフＦ１は、巻取りの対象がコーン状のパッケージ２０であることから、基本的には、基準グラフＦ０と同様に、パッケージ２０の軸方向におけるパッケージ径の大小変化に逆比例するグラフである。しかしながら、グラフＦ１では、トラバース経路の略中央部で、基準グラフＦ０よりも糸ガイド７の速度を遅らせている点で基準グラフＦ０と相違する。グラフＦ１において、糸ガイド７が位置Ｐ１にあるときの速度はＶ１、位置Ｐ２にあるときの速度はＶ２、中央位置Ｐｍにあるときの速度はＶ１ｍである。グラフＦ１と基準グラフＦ０とにおける糸ガイド７の速度の速度差Ｄは、糸ガイド７が中央位置Ｐｍにあるときの速度差Ｄｍが最大である。Ｄｍ＝Ｖ０ｍ−Ｖ１ｍである。糸ガイド７が中央位置Ｐｍを外れると、速度差Ｄは最大速度差Ｄｍより小さくなる。グラフＦ０・Ｆ１は、糸ガイド７がトラバース経路Ｐの両端の位置Ｐ１及びＰ２にあるときのみ、糸ガイド７の速度が一致する。
【００３５】
ここで、糸ガイド７の速度と綾角、巻き密度との関係について説明する。綾角は、パッケージ２０の周速度と、糸ガイド７の速度との比によって決定されるものであるため、糸ガイド７の速度を遅くする程、綾角は小さくなる。綾角が小さくなって棒巻き（綾角０度）に近づく程、パッケージ２０に糸９がより密に巻き付けられる。反対に、綾角が大きくなる程、パッケージ２０に糸９はより疎に巻きつけられる。グラフＦ１において、基準グラフＦ０よりも糸ガイド７の速度を遅らせた部分は、綾角が他の部分より小さくなった部分に相当する。従って、糸ガイド７の速度が相対的に遅らされた部分は、他の部分よりも巻き密度が高められた部分となる。
【００３６】
次に、図２、図３、図４を用いて、上記のように糸ガイド７の位置と速度とを制御する、カムドラム５２の案内溝５２ａについて説明する。図２に示すように、案内溝５２ａは、カムドラム５２の周方向に沿って形成されており、カムドラム５２の軸に対する垂直面に対して傾斜している。以下、カムドラム５２の軸に対する垂直面と案内溝５２ａの接線とがなす、案内溝５２ａの傾斜角度を溝傾斜角度とする。
【００３７】
図２には、案内溝５２ａの３位置における溝傾斜角度を示している。ここで、案内溝５２ａが形成されている範囲Ｒの両端位置をＲ１及びＲ２とし、中央位置をＲｍとする。位置Ｒ１はトラバース経路Ｐの位置Ｐ１及びパッケージ２０の位置Ｑ１に対応する。位置Ｒ２はトラバース経路Ｐの位置Ｐ２及びパッケージ２０の位置Ｑ２に対応する。中央位置Ｒｍはトラバース経路Ｐの中央位置Ｐｍ及びパッケージ２０の位置Ｑｍに対応する。位置Ｒ１における溝傾斜角度をα１、位置Ｒ２における溝傾斜角度をα２、中央位置Ｒｍにおける溝傾斜角度をαｍ、とする。
【００３８】
カムドラム５２の回転速度が一定の場合において、カムドラム５２の溝傾斜角度と、糸ガイド７の速度、パッケージ２０における綾角や巻き密度との関係について説明する。カムドラム５２の溝傾斜角度が小さくなるほど、糸ガイド７がトラバース方向に移動する速度が低下する。この結果、パッケージ２０に糸９が巻かれる綾角が小さくなり、巻き密度が高くなる。反対に、溝傾斜角度が大きくなるほど、糸ガイド７がトラバース方向に移動する速度が上昇する。この結果、パッケージ２０に糸９が巻かれる綾角が大きくなり、巻き密度が低下する。つまり、案内溝５２ａの溝傾斜角度と、パッケージ２０における巻き密度とは対応している。従って、案内溝５２ａの各部における溝傾斜角度を調整することにより、パッケージ２０の各部における巻き密度を決定することができる。
【００３９】
図４に、案内溝５２ａの位置と溝傾斜角度との関係のグラフＧ０及びＧ１を示している。基準グラフＧ０は、図３における基準グラフＦ０と同様の形状である。グラフＧ１は、図３におけるグラフＦ１と同様の形状である。基準グラフＧ０は、パッケージ２０の軸方向におけるパッケージ径の大小変化に逆比例するグラフとなっている。グラフＧ１も、基本的には、パッケージ２０の軸方向におけるパッケージ径の大小変化に逆比例するグラフとなっている。加えて、グラフＧ１は、グラフＦ１と同様に、範囲Ｒの中央部で基準グラフＧ０よりも溝傾斜角度を小さくしている。グラフＧ１と基準グラフＧ０とにおける溝傾斜角度の角度差Ａは、案内溝５２ａの中央位置Ｒｍにおける角度差Ａｍが最大である。
【００４０】
案内溝５２ａは、図４に示すグラフＧ１のような関係となるように、カムドラム５２に構成されている。このため、カムドラム５２をトラバース手段とする巻取り装置４でパッケージ２０の形成を行うと、パッケージ２０の巻き密度はパッケージ２０の軸方向中央部で高められる。
【００４１】
以上説明した本実施例に係る巻取り装置４によれば、トラバース経路Ｐの略中央位置Ｐｍにおいて、糸ガイド７の速度を基準グラフＦ０と比べて相対的に遅らせるように制御している。これにより、パッケージ２０の軸方向の中央部に、巻き密度が相対的に高い実質的な凸部２０ｂを形成するようにしている。巻き密度が他の部分と比べて相対的に高い部位である実質的な凸部２０ｂは、相対的に硬くなり、弾性係数が高くなる。このようなパッケージ２０を円柱状のフリクションローラ１６に接触させると、巻き密度の高い実質的な凸部２０ｂのみがフリクションローラ１６に実質的に接触することになる。このため、パッケージ２０の巻き密度が他の部分よりも相対的に高い、軸方向の中央部にフリクションローラ１６の駆動力が伝達され、駆動力が伝達されるポイントの変動を防止することができる。よって、パッケージ２０の回転速度の変動を防止して、巻取り張力の変動による糸切れ等を防止することができる。
【００４２】
尚、「実質的な凸部２０ｂ」とは、凸部２０ｂが巻き密度を相対的に高めて形成した部位であることを意味し、外見上は必ずしも明確な凸状であるとは限らないことを意味する。図２等は、図示の便宜上、凸部２０ｂが凸状であることを明確に示している。糸９は弾性を有しているので、巻き密度が相対的に小さく、緩く巻かれた部位でも膨らんだ状態にある。このため、外見上、巻き密度の高い部位と低い部位とを識別することができない場合がある。また、パッケージ２０において巻き密度の低い部位も、円柱状のフリクションローラ１６の外周面１６ａに接触する。つまり、パッケージ２０とフリクションローラ１６とは全体的に接触する場合がある。しかしながら、巻き密度の低い部位は相対的に軟らかい部位であって、フリクションローラ１６からパッケージ２０への回転駆動力の伝達を受ける部位ではない。実質的にフリクションローラ１６からパッケージ２０への回転駆動力が伝達される部位は、巻き密度の高い、実質的な凸部２０ｂである。
【００４３】
上記説明した糸ガイド７の速度の制御は、図３ａのグラフＦ１に示すように、トラバース経路の中央部において、糸ガイド７の速度を基準グラフＦ０と比べて相対的に遅らせるように制御している。このように制御することで、パッケージ２０の軸方向中央部の巻き密度を高めており、パッケージ２０の重心に近い位置で、パッケージ２０はフリクションローラ１６に接触する。このため、フリクションローラ１６からパッケージ２０に伝達される回転駆動力が、パッケージ２０の軸方向で均一に伝わり、パッケージ２０の回転が安定する。尚、駆動ポイントの移動を防止するという点では、パッケージ２０の軸方向の一部で巻き密度を高めることができればよい。従って、巻き密度を高める部位としては、パッケージ２０の軸方向の中央部に限定されない。
【００４４】
また、巻き密度を高める上では、グラフＦ１のように、トラバース経路の両端位置を除く全体で基準グラフＦ０との間に速度差Ｄを設ける必要はない。少なくとも、巻き密度を高める部位において、基準グラフＦ０との間で速度差を設けることができればよい。そこで、図３ｂのグラフＦ２のようにトラバース動作を制御するようにしても良い。グラフＦ２では、トラバース経路の中央位置Ｐｍの周辺でのみ、基準グラフＦ０よりも糸ガイド７の速度を遅くして、実質的な凸部２０ｂを形成している。巻き密度を高める部位は、フリクションローラ１６によって潰されない程度に、パッケージ２０の軸方向で一定幅の領域を有することが好ましい。
【実施例２】
【００４５】
次に図５を用いて、本発明の実施例２の巻取り装置１０４を説明する。実施例２の巻取り装置１０４は、形状の点でフリクションローラ１６と相違するフリクションローラ１１６を備えている点で、実施例１と相違する。以下で、実施例１の巻取り装置４と、実施例２の巻取り装置１０４とで共通する部材等については、同符号を用いると共に、それらの部材等に関する説明を省略する。
【００４６】
フリクションローラ１１６の全体形状は、基本的には円柱状であり、外周面を他の部位よりも拡径側に突出させた凸部１１６ａを形成している。凸部１１６ａは、パッケージ２０の凸部２０ｂに接触させる部分であり、フリクションローラ１１６の外周全体にわたる円環状の凸部として形成される。フリクションローラ１１６に凸部１１６ａを形成する位置（第２部位）は、フリクションローラ１１６の軸方向の略中央部とする。
【００４７】
パッケージ２０の実質的な凸部２０ｂと、フリクションローラ１１６の凸部１１６ａとを接触させるため、フリクションローラ１１６の凸部１１６ａに対向するように、パッケージ２０において実質的な凸部２０ｂを形成すべき位置（第１部位）を決定する。実質的な凸部２０ｂの位置は、糸ガイド７のトラバース動作を制御することにより変更できる。このようにして、パッケージ２０においてフリクションローラ１１６の凸部１１６ａに接触する位置に実質的な凸部２０ｂが形成される。
【００４８】
実施例２において、フリクションローラ１１６に凸部１１６ａを形成すると、パッケージ２０とフリクションローラ１１６との接触は、パッケージ２０の実質的な凸部２０ｂと、フリクションローラ１１６の凸部１１６ａとで行われる。そして、他の部分では接触しにくくなる。このため、パッケージ２０の巻き密度が他の部分よりも相対的に高い実質的な凸部２０ｂと、フリクションローラ１１６において外周面を突出させた凸部１１６ａとが接触し、フリクションローラ１１６の駆動力が伝達される。よって、駆動力が伝達されるポイントの変動をより一層防止することができ、パッケージ２０の回転速度の変動を防止して、巻取り張力の変動による糸切れ等を防止することができる。
【００４９】
尚、フリクションローラ１１６に凸部１１６ａを形成する位置は、フリクションローラ１１６の軸方向の中央部に限定されない。そして、フリクションローラ１１６の凸部１１６ａの位置（第２部位）に合わせて、パッケージ２０の実質的な凸部２０ｂの位置（第１部位）を決定すればよい。
【００５０】
フリクションローラ１１６は凸部１１６ａとともに一体成形することができる。フリクションローラ１１６の凸部１１６ａ等を別部材として形成した場合、部材同士を合わせた隙間に糸９が入り込む場合があるが、フリクションローラ１１６を一体成形した場合は、このようなことは生じない点で好ましい。
【００５１】
フリクションローラ１１６を別体で構成する場合は、例えば、円柱状のフリクションローラ１１６の本体に、凸部１１６ａとなる円環状部材を外側から嵌め込む構成でもよい。また、フリクションローラ１１６を軸方向に分割した構成として、小径の円柱状部材で、凸部１１６ａを含む大径の樽状部材を軸方向に挟んで合わせる構成としてもよい。
【００５２】
駆動力の伝達性は、糸９の糸種、番手、接圧、巻取り張力等の巻取り条件によって異なるので、巻取り速度の安定と急速なパッケージ２０の回転開始による衝撃テンションの緩和のためにバランスを取ることが望ましい。滑りやすい糸９の場合等、駆動力が伝達しにくい巻取り条件の場合には、フリクションローラ１１６にある程度駆動力の伝達性を持たせる必要がある。この場合、フリクションローラ１１６の表面に横溝や斜め溝を形成することで、パッケージ２０への駆動力の伝達性を向上させることができる。フリクションローラ１１６の凸部１１６ａのみに溝を形成してもよく、フリクションローラ１１６の全体に形成してもよい。例えば、凸部１１６ａに軸方向に沿った横溝を複数形成することで、パッケージ２０がフリクションローラ１１６に対して滑りにくくなり、滑りやすい糸９の場合であってもパッケージ２０に確実に駆動力を伝達することができる。横溝を複数形成したフリクションローラ１１６ではパッケージ２０に振動が発生するような場合には、横溝の代わりに軸方向に傾斜した斜め溝を用いることで振動を低減することができる。尚、駆動力が伝達しやすい巻取り条件の場合には、溝は形成しなくてもよい。
【００５３】
以上説明した本発明の技術的範囲は、上記の実施例に限定されるものではなく、上記実施例の形状に限定されない。本発明の技術的範囲は、本明細書及び図面に記載した事項から明らかになる本発明が真に意図する技術的思想の範囲全体に、広く及ぶものである。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】実施例１に係る巻取り装置４を備えた紡績機１の構成を示す図である。
【図２】実施例１に係る巻取り装置４を糸送り方向から見た図である。
【図３】実施例１に係る巻取り装置４において、糸ガイドの位置と糸ガイドの速度との関係を示す図である。
【図４】実施例１に係る巻取り装置４において、糸案内溝の位置と溝傾斜角度との関係を示す図である。
【図５】実施例２に係る巻取り装置４を糸送り方向から見た図である。
【図６】従来の巻取装置におけるパッケージ径とパッケージ回転速度との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００５５】
４ 巻取り装置
７ 糸ガイド
１６ フリクションローラ
２０ｂ 凸部
３０ モータ
５２ カムドラム
１０４ 巻取り装置
１１６ フリクションローラ
１１６ａ 凸部
【技術分野】
【０００１】
コーン形状のボビンに糸を綾巻きで巻き取ってコーン形状のパッケージを形成する巻取り装置及び巻取り方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば高速精紡機において、コーン形状のボビンに糸を綾巻きで巻き取って、コーン形状のパッケージを形成する巻取り装置が用いられている。巻取り装置は、パッケージ（巻き始めはボビン）に接触させるフリクションローラと、パッケージの軸方向に糸を綾振りするトラバース手段とを備えている（例えば、特許文献１参照。）。パッケージは、軸方向の全体でフリクションローラに接触するように、フリクションローラの軸に対して傾斜した姿勢で配置される。パッケージの回転駆動は、フリクションローラを回転させることで行われる。トラバース手段は、糸を綾振りして、パッケージの軸方向における単位長さあたりの巻き数（以下、「巻き密度」という）が一定になるように設定されている。
【０００３】
ところで、高速精紡機は紡績速度が一定であり、一定速度で精紡される糸に対して、パッケージの巻取り速度に変動があると、糸の巻取り張力が変動する。巻取り張力の変動が大きいと糸切れが生じる場合がある。巻取り速度の変動には、変動率の小さいものと、大きいものとがあり、変動率の大きいものは、１０〜２０％の変動である。変動率の大きいものは、トラバース手段の綾振り周期等が原因で生じ、比較的短期で変動するものである。この短期的な巻取り速度の変動は、パッケージの直前に配置されたテンションルーラーに糸を一時的に貯留させ、貯留量を増減させることによって吸収することが可能である。
【０００４】
一方、変動率の小さいものは、５％（±２．５％）の変動となり、比較的長期で変動するものである。図６はこのような巻取り速度の変動を示している。このような長期的な巻取り速度の変動は、テンションルーラーでは吸収できず、テンションルーラーの糸の貯留量が不足する状態となる。このとき、パッケージをフリクションローラから断続的に離してパッケージの回転速度を低下させるリフトアップ動作を行うことにより、テンションルーラーの糸の貯留量を回復させ、巻取り速度の変動を吸収できる場合もある。しかしながら、巻取り速度の変動がこれを上回ると、リフトアップ動作によっても巻取り速度の変動を吸収できず、巻取り張力の変動が大きくなって糸切れが生じる場合がある。
【０００５】
このような長期的な巻取り速度の変動は、パッケージに対してフリクションローラが接触する部位が、巻取りが進むにつれて変動することによって生じている。トラバース手段は、巻取り中の糸を綾振りして、パッケージの糸の巻き密度が一定になるようにし、パッケージに対してフリクションローラが均一に接触するようにしている。しかしながら実際には、巻き密度は必ずしも一定にはならない。巻取り中は、パッケージの軸方向で他の部位よりも厚く巻かれる部位、すなわち、巻き密度が高い部位が生じる。巻き密度が高い部位にフリクションローラが接触し、駆動力がパッケージに伝達される。そして巻取り中は、この巻き密度の高い部位、すなわち、駆動力が伝達されるポイントは、パッケージの軸方向に位置が変動するため、フリクションローラの回転速度が一定であっても、パッケージの回転速度が変動することになる。例えば、駆動力が伝達されるポイントがパッケージの短径部分である場合のパッケージの回転速度は、駆動力が伝達されるポイントがパッケージの長径部分である場合のパッケージの回転速度より高くなる。駆動力が伝達されるポイントがパッケージの短径部分になると、糸の巻取り速度が全体的に高速となる。
【０００６】
このような問題を解決するため、特許文献１の発明では、フリクションローラの外径を局部的に大きくして、フリクションローラの表面に凸部を形成している。そして、パッケージがフリクションローラの凸部にのみ接触するようにしている。これによって、駆動力が伝達されるポイントが変動することを防止し、パッケージの回転速度の変動を防止しようとしている。
【特許文献１】特開昭５８−５９１６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、フリクションローラに凸部を形成して、駆動力が伝達されるポイントの変動を防止できるのは、パッケージの巻取り開始直後だけであって、パッケージの巻き層が薄い状態の場合に限られる。巻き層が約５ｍｍ以上の状態になると、パッケージのどの部位にフリクションローラの駆動力が伝達されるかは、フリクションローラの凸部の位置よりも、パッケージの巻き密度の高い部位の位置に依存するようになる。このため、フリクションローラに凸部を形成しても、凸部に接触する部分の巻き密度が低い場合は、駆動力が伝達されるポイントは、巻き密度の高い部分に変動していき、パッケージの回転速度が変動することとなる。
【０００８】
本発明は、上記問題を解決すべくなされたものであり、駆動力が伝達されるポイントの変動を防止して、パッケージの回転速度の変動を防止し、巻取り張力の変動による糸切れ等を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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を説明する。
【００１０】
第１の発明では、コーン形状のボビンに糸を綾巻きで巻き取ってコーン形状のパッケージを形成する巻取り装置であって、
前記パッケージの外周面に接触するフリクションローラと、
前記フリクションローラを回転駆動させるフリクションローラ駆動手段と、
前記パッケージの巻き密度を、前記パッケージの軸方向における第１部位で、他の部位よりも相対的に高くなるように、前記パッケージに巻き取る糸を振り動かすトラバース手段と、
を備えたことを特徴とする巻取り装置とする。
【００１１】
第２の発明では、第１の発明において、前記フリクションローラは、軸方向における第２部位で、外周面を他の部位よりも拡径側に突出させて形成し、
前記トラバース手段は、前記フリクションローラの第２部位に、前記パッケージの第１部位が接触するように、前記糸を振り動かすことを特徴とする巻取り装置とする。
【００１２】
第３の発明では、第１又は第２の発明において、前記第１部位は、前記パッケージの軸方向における中央部であることを特徴とする巻取り装置とする。
【００１３】
第４の発明では、コーン形状のボビンに糸を綾巻きで巻き取ってコーン形状のパッケージを形成する巻取り方法であって、
前記パッケージの外周面にフリクションローラを接触させて、前記フリクションローラを回転させながら、前記パッケージの巻き密度が、前記パッケージの軸方向における第１部位で、他の部位よりも相対的に高くなるように、前記パッケージに巻き取る糸を振り動かすことを特徴とする巻取り方法とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１５】
第１の発明によれば、パッケージの軸方向における第１部位で、パッケージの巻き密度が他の部分よりも相対的に高くなる。パッケージの巻き密度が他の部分よりも相対的に高い第１部位にフリクションローラの駆動力が伝達されるため、駆動力が伝達されるポイントの変動を防止することができ、パッケージの回転速度の変動を防止して、巻取り張力の変動による糸切れ等を防止することができる。
【００１６】
第２の発明によれば、パッケージの巻き密度が他の部分よりも相対的に高い第１部位と、フリクションローラにおいてフリクションローラの外周面を突出させた第２部位とが接触し、フリクションローラの駆動力が伝達されるため、駆動力が伝達されるポイントの変動をより一層防止することができ、パッケージの回転速度の変動を防止して、巻取り張力の変動による糸切れ等を防止することができる。
【００１７】
第３の発明によれば、パッケージの重心に近い位置が、パッケージの巻き密度が他の部分よりも相対的に高い第１部位となるため、フリクションローラの駆動力がパッケージの軸方向で均一に伝わり、パッケージの回転が安定する。
【００１８】
第４の発明によれば、パッケージの軸方向における第１部位で、パッケージの巻き密度が他の部分よりも相対的に高くなる。パッケージの巻き密度が他の部分よりも相対的に高い第１部位にフリクションローラの駆動力が伝達されるため、駆動力が伝達されるポイントの変動を防止することができ、パッケージの回転速度の変動を防止して、巻取り張力の変動による糸切れ等を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００２０】
図１を用いて、本発明の実施例１に係る巻取り装置４を備えた紡績機１を説明する。紡績機１は、駆動装置３と、紡績ユニット２と、を備えている。一つの紡績機１に設けられる紡績ユニット２は複数であり、例えば６０錘である。紡績ユニット２は、一つのパッケージ２０の製造に係る装置の集合体である。駆動装置３は、各紡績ユニット２を一斉駆動する装置である。
【００２１】
各紡績ユニット２は、ドラフト装置１１と、空気式紡績装置１２と、糸送り装置としてのフィードローラ１３と、糸欠点検出装置としてのヤーンクリアラー１４と、糸ガイド７と、フリクションローラ１６とを備えている。各紡績ユニット２において、ドラフト装置１１に供給されたスライバは、ドラフト装置１１でドラフトされた後、空気式紡績装置１２で紡績されて糸９となる。この糸９は、ヤーンクリアラー１４を経由した後、糸ガイド７に案内されてトラバースされて、パッケージ２０に巻き取られる。
【００２２】
駆動装置３は、駆動源としてのモータ３０と、出力軸としての第一軸３１・第二軸３２・第三軸３３・第四軸３４と、を備えている。モータ３０の駆動により、第一軸３１・第二軸３２・第三軸３３が回転し、第四軸３４が軸方向に往復運動する。第一軸３１の駆動により、各ドラフト装置１１が駆動される。第二軸３２の駆動により、各フィードローラ１３が駆動される。第三軸３３の駆動により、各フリクションローラ１６が駆動される。また、第四軸３４の駆動により、各糸ガイド７がトラバース駆動される。
【００２３】
また、モータ３０と第一軸３１との間には、減速機３６と、変速機としてベルトを掛け渡された一対の三段プーリ３５・３５と、が配置されている。第一軸３１・第二軸３２・第三軸３３のそれぞれにはプーリ４１・４２・４３が固定され、プーリ４１・４２・４３にはベルト４０が掛け渡されている。第三軸３３と第四軸３４との間には、カムボックス５と、変速機としてベルトを掛け渡された一対の三段プーリ４５・４５と、が備えられている。
【００２４】
次に、巻取り装置４を説明する。巻取り装置４は、ボビン１０上に糸９を巻き取ってパッケージ２０を形成する装置である。図２に示すように、巻取り装置４は、フリクションローラ１６と、フリクションローラ駆動手段と、クレードル８と、トラバース手段と、を備えている。フリクションローラ１６は円柱状であって、フリクションローラ１６の外周面１６ａはパッケージ２０の外周面２０ａに接触する。フリクションローラ駆動手段は、モータ３０であり、モータ３０の回転駆動によりフリクションローラ１６が回転し、フリクションローラ１６に接触するパッケージ２０に駆動力が伝達される。
【００２５】
クレードル８は、ボビン１０及びパッケージ２０を支持して、パッケージ２０をフリクションローラ１６に接触させる装置である。クレードル８は、フリクションローラ１６の軸方向に対してボビン１０の軸方向を傾斜させて、ボビン１０の軸方向の全体をフリクションローラ１６に接触させている。パッケージ２０における糸９の巻取り量が増えるにつれて、パッケージ２０の径は大きくなる。パッケージ２０の径が大きくなってもパッケージ２０とフリクションローラ１６とが一定の圧力で接触するように、クレードル８は巻取り装置４のフレームに揺動自在に支持されている。
【００２６】
トラバース手段は、糸９をフリクションローラ１６の軸方向で振り動かして案内する手段である。トラバース手段は、糸ガイド７とカムボックス５とモータ３０とを備えている。糸ガイド７は、フリクションローラ１６の軸方向と平行なトラバース経路Ｐ上を往復運動するように制御される。糸９は、ボビン１０の径方向からボビン１０に向かって送られ、糸ガイド７を経由して、パッケージ２０に到達する。糸ガイド７の位置がフリクションローラ１６の軸方向で変化することにより、パッケージ２０に到達する糸９の位置がフリクションローラ１６の軸方向で変化する。
【００２７】
カムボックス５には、図１に示すように、入力軸５１と、カムドラム５２と、シュー５３と、が備えられている。入力軸５１は前記変速機の一部である三段プーリ４５に接続されており、入力軸５１にモータ３０からの動力が伝達される。カムドラム５２には、カムドラム５２の外周面上を周回する連続した曲線に沿って案内溝５２ａ形成されている。案内溝５２ａはカムドラム５２の軸方向における所定の範囲Ｒ内で、カムドラム５２の軸方向に往復するように形成されている。このため、カムドラム５２の回転に伴って、案内溝５２ａに噛み合っているシュー５３が第四軸３４の軸方向で往復運動する。第四軸３４には糸９を案内する糸ガイド７が固定されており、カムドラム５２の回転に伴って、糸ガイド７がパッケージ２０の軸方向で振り動かされることとなる。カムドラム５２の案内溝５２ａの構成により、図３ａのグラフＦ１のような関係で、糸ガイド７に案内される糸９の位置と速度とが制御される。案内溝５２ａの詳細な構成については後述する。
【００２８】
巻取り装置４は、綾巻きのパッケージ２０を、次のようにして形成する。まず、紡績機１のコントローラ６は、モータ３０を駆動させて、フリクションローラ１６を介してパッケージ２０（ボビン１０）を回転させる。同時に、モータ３０の駆動により、カムドラム５２が回転し、糸ガイド７が、トラバース経路Ｐに沿って往復運動するトラバース動作を行う。糸ガイド７の位置と速度は、カムドラム５２の案内溝５２ａの構成によって制御されている。トラバース動作する糸ガイド７に案内された糸９は、回転するパッケージ２０に巻き取られる。この結果、糸９はボビン１０の軸に対する垂直面に対して所定の傾斜角度（綾角θ）でパッケージ２０に巻き取られることになる。尚、ボビン１０の外周面１０ａはコーン状となっており、ボビン１０には、ボビン１０の軸方向の一定範囲で糸９が略等しい厚みで巻きつけられる。つまり、このボビン１０上に形成されるパッケージ２０の外周面２０ａも基本的にはコーン状となる。
【００２９】
本実施例に係る巻取り装置４の特徴点は、パッケージ２０の巻き密度が、パッケージ２０の軸方向における一部分（第１部位）で他の部分よりも相対的に高くなるように、糸ガイド７をトラバース動作させて糸９を振り動かす点にある。このようなトラバース動作を行うことで、パッケージ２０の軸方向における一部分に実質的に凸部２０ｂが形成される。この実質的な凸部２０ｂは、パッケージ２０の外周面２０ａに略円環状に形成される。パッケージ２０の外周面２０ａに巻き密度が相対的に高い、実質的な凸部２０ｂを形成することで、この部分は、フリクションローラ１６の駆動力が伝達されるポイントとなる。以下に、糸ガイド７のトラバース動作について説明する。
【００３０】
図２に示すように、糸ガイド７は、トラバース経路Ｐ上を、位置Ｐ１から位置Ｐ２までの間で往復運動する。トラバース経路の中央位置をＰｍとする。糸９がパッケージ２０に接触する部位は、パッケージ２０の外周面２０ａ上で、フリクションローラ１６の軸方向と平行な母線方向の範囲Ｑである。範囲Ｑの両端を位置Ｑ１及び位置Ｑ２とし、範囲Ｑの中心位置をＱｍとする。
【００３１】
図３ａは、糸ガイド７の位置と糸ガイド７の速度との関係を示すグラフＦ０及びＦ１を示している。二点鎖線で示すグラフＦ０は、従来の巻取り装置のトラバース動作を示すグラフであり、実線で示すグラフＦ１は、本実施例に係る巻取り装置４のトラバース動作を示すグラフである。横軸の糸ガイド７の位置は、トラバース経路Ｐ上の位置を示している。縦軸の糸ガイド７の速度は、糸ガイド７がトラバース経路の方向で走行する速度を示している。糸ガイド７の速度は、糸ガイド７の位置に応じて変化するように制御されている。Ｆ０を基準グラフとする。
【００３２】
パッケージ２０の軸に対する糸９の傾斜角度である綾角は、パッケージ２０の周速度と、糸ガイド７の速度との比によって決定される。綾角が一定である場合、パッケージ２０の巻き密度は、パッケージ２０の軸方向で一定となる。コーン状のパッケージ２０の場合、パッケージ２０の軸方向で、パッケージ２０の径の長さが変化するため、綾角を一定にするには、図３ａの基準グラフＦ０に示すように、トラバース経路上の糸ガイド７の位置によって、糸ガイドの速度を変化させる必要がある。
【００３３】
図３ａに示す基準グラフＦ０では、糸ガイド７の速度は、糸ガイド７の位置、すなわちパッケージ２０の軸方向におけるパッケージ径の大小変化に応じて逆比例することを示している。図２の位置Ｑ２側の部分である、パッケージ２０の径が短い部分に対応する位置Ｐ２では、糸ガイド７の速度を速めている。また、図２の位置Ｑ１側の部分である、パッケージ２０の径が長い部分に対応する位置Ｐ１では、糸ガイド７の速度を遅らせている。基準グラフＦ０において、糸ガイド７が位置Ｐ１にあるときの速度をＶ１、位置Ｐ２にあるときの速度をＶ２、中央位置Ｐｍにあるときの速度をＶ０ｍとする。
【００３４】
図３ａに示すグラフＦ１は、パッケージ２０に相対的に巻き密度の高い、実質的な凸部２０ｂを形成するトラバース動作を示している。グラフＦ１は、巻取りの対象がコーン状のパッケージ２０であることから、基本的には、基準グラフＦ０と同様に、パッケージ２０の軸方向におけるパッケージ径の大小変化に逆比例するグラフである。しかしながら、グラフＦ１では、トラバース経路の略中央部で、基準グラフＦ０よりも糸ガイド７の速度を遅らせている点で基準グラフＦ０と相違する。グラフＦ１において、糸ガイド７が位置Ｐ１にあるときの速度はＶ１、位置Ｐ２にあるときの速度はＶ２、中央位置Ｐｍにあるときの速度はＶ１ｍである。グラフＦ１と基準グラフＦ０とにおける糸ガイド７の速度の速度差Ｄは、糸ガイド７が中央位置Ｐｍにあるときの速度差Ｄｍが最大である。Ｄｍ＝Ｖ０ｍ−Ｖ１ｍである。糸ガイド７が中央位置Ｐｍを外れると、速度差Ｄは最大速度差Ｄｍより小さくなる。グラフＦ０・Ｆ１は、糸ガイド７がトラバース経路Ｐの両端の位置Ｐ１及びＰ２にあるときのみ、糸ガイド７の速度が一致する。
【００３５】
ここで、糸ガイド７の速度と綾角、巻き密度との関係について説明する。綾角は、パッケージ２０の周速度と、糸ガイド７の速度との比によって決定されるものであるため、糸ガイド７の速度を遅くする程、綾角は小さくなる。綾角が小さくなって棒巻き（綾角０度）に近づく程、パッケージ２０に糸９がより密に巻き付けられる。反対に、綾角が大きくなる程、パッケージ２０に糸９はより疎に巻きつけられる。グラフＦ１において、基準グラフＦ０よりも糸ガイド７の速度を遅らせた部分は、綾角が他の部分より小さくなった部分に相当する。従って、糸ガイド７の速度が相対的に遅らされた部分は、他の部分よりも巻き密度が高められた部分となる。
【００３６】
次に、図２、図３、図４を用いて、上記のように糸ガイド７の位置と速度とを制御する、カムドラム５２の案内溝５２ａについて説明する。図２に示すように、案内溝５２ａは、カムドラム５２の周方向に沿って形成されており、カムドラム５２の軸に対する垂直面に対して傾斜している。以下、カムドラム５２の軸に対する垂直面と案内溝５２ａの接線とがなす、案内溝５２ａの傾斜角度を溝傾斜角度とする。
【００３７】
図２には、案内溝５２ａの３位置における溝傾斜角度を示している。ここで、案内溝５２ａが形成されている範囲Ｒの両端位置をＲ１及びＲ２とし、中央位置をＲｍとする。位置Ｒ１はトラバース経路Ｐの位置Ｐ１及びパッケージ２０の位置Ｑ１に対応する。位置Ｒ２はトラバース経路Ｐの位置Ｐ２及びパッケージ２０の位置Ｑ２に対応する。中央位置Ｒｍはトラバース経路Ｐの中央位置Ｐｍ及びパッケージ２０の位置Ｑｍに対応する。位置Ｒ１における溝傾斜角度をα１、位置Ｒ２における溝傾斜角度をα２、中央位置Ｒｍにおける溝傾斜角度をαｍ、とする。
【００３８】
カムドラム５２の回転速度が一定の場合において、カムドラム５２の溝傾斜角度と、糸ガイド７の速度、パッケージ２０における綾角や巻き密度との関係について説明する。カムドラム５２の溝傾斜角度が小さくなるほど、糸ガイド７がトラバース方向に移動する速度が低下する。この結果、パッケージ２０に糸９が巻かれる綾角が小さくなり、巻き密度が高くなる。反対に、溝傾斜角度が大きくなるほど、糸ガイド７がトラバース方向に移動する速度が上昇する。この結果、パッケージ２０に糸９が巻かれる綾角が大きくなり、巻き密度が低下する。つまり、案内溝５２ａの溝傾斜角度と、パッケージ２０における巻き密度とは対応している。従って、案内溝５２ａの各部における溝傾斜角度を調整することにより、パッケージ２０の各部における巻き密度を決定することができる。
【００３９】
図４に、案内溝５２ａの位置と溝傾斜角度との関係のグラフＧ０及びＧ１を示している。基準グラフＧ０は、図３における基準グラフＦ０と同様の形状である。グラフＧ１は、図３におけるグラフＦ１と同様の形状である。基準グラフＧ０は、パッケージ２０の軸方向におけるパッケージ径の大小変化に逆比例するグラフとなっている。グラフＧ１も、基本的には、パッケージ２０の軸方向におけるパッケージ径の大小変化に逆比例するグラフとなっている。加えて、グラフＧ１は、グラフＦ１と同様に、範囲Ｒの中央部で基準グラフＧ０よりも溝傾斜角度を小さくしている。グラフＧ１と基準グラフＧ０とにおける溝傾斜角度の角度差Ａは、案内溝５２ａの中央位置Ｒｍにおける角度差Ａｍが最大である。
【００４０】
案内溝５２ａは、図４に示すグラフＧ１のような関係となるように、カムドラム５２に構成されている。このため、カムドラム５２をトラバース手段とする巻取り装置４でパッケージ２０の形成を行うと、パッケージ２０の巻き密度はパッケージ２０の軸方向中央部で高められる。
【００４１】
以上説明した本実施例に係る巻取り装置４によれば、トラバース経路Ｐの略中央位置Ｐｍにおいて、糸ガイド７の速度を基準グラフＦ０と比べて相対的に遅らせるように制御している。これにより、パッケージ２０の軸方向の中央部に、巻き密度が相対的に高い実質的な凸部２０ｂを形成するようにしている。巻き密度が他の部分と比べて相対的に高い部位である実質的な凸部２０ｂは、相対的に硬くなり、弾性係数が高くなる。このようなパッケージ２０を円柱状のフリクションローラ１６に接触させると、巻き密度の高い実質的な凸部２０ｂのみがフリクションローラ１６に実質的に接触することになる。このため、パッケージ２０の巻き密度が他の部分よりも相対的に高い、軸方向の中央部にフリクションローラ１６の駆動力が伝達され、駆動力が伝達されるポイントの変動を防止することができる。よって、パッケージ２０の回転速度の変動を防止して、巻取り張力の変動による糸切れ等を防止することができる。
【００４２】
尚、「実質的な凸部２０ｂ」とは、凸部２０ｂが巻き密度を相対的に高めて形成した部位であることを意味し、外見上は必ずしも明確な凸状であるとは限らないことを意味する。図２等は、図示の便宜上、凸部２０ｂが凸状であることを明確に示している。糸９は弾性を有しているので、巻き密度が相対的に小さく、緩く巻かれた部位でも膨らんだ状態にある。このため、外見上、巻き密度の高い部位と低い部位とを識別することができない場合がある。また、パッケージ２０において巻き密度の低い部位も、円柱状のフリクションローラ１６の外周面１６ａに接触する。つまり、パッケージ２０とフリクションローラ１６とは全体的に接触する場合がある。しかしながら、巻き密度の低い部位は相対的に軟らかい部位であって、フリクションローラ１６からパッケージ２０への回転駆動力の伝達を受ける部位ではない。実質的にフリクションローラ１６からパッケージ２０への回転駆動力が伝達される部位は、巻き密度の高い、実質的な凸部２０ｂである。
【００４３】
上記説明した糸ガイド７の速度の制御は、図３ａのグラフＦ１に示すように、トラバース経路の中央部において、糸ガイド７の速度を基準グラフＦ０と比べて相対的に遅らせるように制御している。このように制御することで、パッケージ２０の軸方向中央部の巻き密度を高めており、パッケージ２０の重心に近い位置で、パッケージ２０はフリクションローラ１６に接触する。このため、フリクションローラ１６からパッケージ２０に伝達される回転駆動力が、パッケージ２０の軸方向で均一に伝わり、パッケージ２０の回転が安定する。尚、駆動ポイントの移動を防止するという点では、パッケージ２０の軸方向の一部で巻き密度を高めることができればよい。従って、巻き密度を高める部位としては、パッケージ２０の軸方向の中央部に限定されない。
【００４４】
また、巻き密度を高める上では、グラフＦ１のように、トラバース経路の両端位置を除く全体で基準グラフＦ０との間に速度差Ｄを設ける必要はない。少なくとも、巻き密度を高める部位において、基準グラフＦ０との間で速度差を設けることができればよい。そこで、図３ｂのグラフＦ２のようにトラバース動作を制御するようにしても良い。グラフＦ２では、トラバース経路の中央位置Ｐｍの周辺でのみ、基準グラフＦ０よりも糸ガイド７の速度を遅くして、実質的な凸部２０ｂを形成している。巻き密度を高める部位は、フリクションローラ１６によって潰されない程度に、パッケージ２０の軸方向で一定幅の領域を有することが好ましい。
【実施例２】
【００４５】
次に図５を用いて、本発明の実施例２の巻取り装置１０４を説明する。実施例２の巻取り装置１０４は、形状の点でフリクションローラ１６と相違するフリクションローラ１１６を備えている点で、実施例１と相違する。以下で、実施例１の巻取り装置４と、実施例２の巻取り装置１０４とで共通する部材等については、同符号を用いると共に、それらの部材等に関する説明を省略する。
【００４６】
フリクションローラ１１６の全体形状は、基本的には円柱状であり、外周面を他の部位よりも拡径側に突出させた凸部１１６ａを形成している。凸部１１６ａは、パッケージ２０の凸部２０ｂに接触させる部分であり、フリクションローラ１１６の外周全体にわたる円環状の凸部として形成される。フリクションローラ１１６に凸部１１６ａを形成する位置（第２部位）は、フリクションローラ１１６の軸方向の略中央部とする。
【００４７】
パッケージ２０の実質的な凸部２０ｂと、フリクションローラ１１６の凸部１１６ａとを接触させるため、フリクションローラ１１６の凸部１１６ａに対向するように、パッケージ２０において実質的な凸部２０ｂを形成すべき位置（第１部位）を決定する。実質的な凸部２０ｂの位置は、糸ガイド７のトラバース動作を制御することにより変更できる。このようにして、パッケージ２０においてフリクションローラ１１６の凸部１１６ａに接触する位置に実質的な凸部２０ｂが形成される。
【００４８】
実施例２において、フリクションローラ１１６に凸部１１６ａを形成すると、パッケージ２０とフリクションローラ１１６との接触は、パッケージ２０の実質的な凸部２０ｂと、フリクションローラ１１６の凸部１１６ａとで行われる。そして、他の部分では接触しにくくなる。このため、パッケージ２０の巻き密度が他の部分よりも相対的に高い実質的な凸部２０ｂと、フリクションローラ１１６において外周面を突出させた凸部１１６ａとが接触し、フリクションローラ１１６の駆動力が伝達される。よって、駆動力が伝達されるポイントの変動をより一層防止することができ、パッケージ２０の回転速度の変動を防止して、巻取り張力の変動による糸切れ等を防止することができる。
【００４９】
尚、フリクションローラ１１６に凸部１１６ａを形成する位置は、フリクションローラ１１６の軸方向の中央部に限定されない。そして、フリクションローラ１１６の凸部１１６ａの位置（第２部位）に合わせて、パッケージ２０の実質的な凸部２０ｂの位置（第１部位）を決定すればよい。
【００５０】
フリクションローラ１１６は凸部１１６ａとともに一体成形することができる。フリクションローラ１１６の凸部１１６ａ等を別部材として形成した場合、部材同士を合わせた隙間に糸９が入り込む場合があるが、フリクションローラ１１６を一体成形した場合は、このようなことは生じない点で好ましい。
【００５１】
フリクションローラ１１６を別体で構成する場合は、例えば、円柱状のフリクションローラ１１６の本体に、凸部１１６ａとなる円環状部材を外側から嵌め込む構成でもよい。また、フリクションローラ１１６を軸方向に分割した構成として、小径の円柱状部材で、凸部１１６ａを含む大径の樽状部材を軸方向に挟んで合わせる構成としてもよい。
【００５２】
駆動力の伝達性は、糸９の糸種、番手、接圧、巻取り張力等の巻取り条件によって異なるので、巻取り速度の安定と急速なパッケージ２０の回転開始による衝撃テンションの緩和のためにバランスを取ることが望ましい。滑りやすい糸９の場合等、駆動力が伝達しにくい巻取り条件の場合には、フリクションローラ１１６にある程度駆動力の伝達性を持たせる必要がある。この場合、フリクションローラ１１６の表面に横溝や斜め溝を形成することで、パッケージ２０への駆動力の伝達性を向上させることができる。フリクションローラ１１６の凸部１１６ａのみに溝を形成してもよく、フリクションローラ１１６の全体に形成してもよい。例えば、凸部１１６ａに軸方向に沿った横溝を複数形成することで、パッケージ２０がフリクションローラ１１６に対して滑りにくくなり、滑りやすい糸９の場合であってもパッケージ２０に確実に駆動力を伝達することができる。横溝を複数形成したフリクションローラ１１６ではパッケージ２０に振動が発生するような場合には、横溝の代わりに軸方向に傾斜した斜め溝を用いることで振動を低減することができる。尚、駆動力が伝達しやすい巻取り条件の場合には、溝は形成しなくてもよい。
【００５３】
以上説明した本発明の技術的範囲は、上記の実施例に限定されるものではなく、上記実施例の形状に限定されない。本発明の技術的範囲は、本明細書及び図面に記載した事項から明らかになる本発明が真に意図する技術的思想の範囲全体に、広く及ぶものである。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】実施例１に係る巻取り装置４を備えた紡績機１の構成を示す図である。
【図２】実施例１に係る巻取り装置４を糸送り方向から見た図である。
【図３】実施例１に係る巻取り装置４において、糸ガイドの位置と糸ガイドの速度との関係を示す図である。
【図４】実施例１に係る巻取り装置４において、糸案内溝の位置と溝傾斜角度との関係を示す図である。
【図５】実施例２に係る巻取り装置４を糸送り方向から見た図である。
【図６】従来の巻取装置におけるパッケージ径とパッケージ回転速度との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００５５】
４ 巻取り装置
７ 糸ガイド
１６ フリクションローラ
２０ｂ 凸部
３０ モータ
５２ カムドラム
１０４ 巻取り装置
１１６ フリクションローラ
１１６ａ 凸部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コーン形状のボビンに糸を綾巻きで巻き取ってコーン形状のパッケージを形成する巻取り装置であって、
前記パッケージの外周面に接触するフリクションローラと、
前記フリクションローラを回転駆動させるフリクションローラ駆動手段と、
前記パッケージの巻き密度を、前記パッケージの軸方向における第１部位で、他の部位よりも相対的に高くなるように、前記パッケージに巻き取る糸を振り動かすトラバース手段と、
を備えたことを特徴とする巻取り装置。
【請求項２】
前記フリクションローラは、軸方向における第２部位で、外周面を他の部位よりも拡径側に突出させて形成し、
前記トラバース手段は、前記フリクションローラの第２部位に、前記パッケージの第１部位が接触するように、前記糸を振り動かすことを特徴とする請求項１に記載の巻取り装置。
【請求項３】
前記第１部位は、前記パッケージの軸方向における中央部であることを特徴とする請求項１又は２に記載の巻取り装置。
【請求項４】
コーン形状のボビンに糸を綾巻きで巻き取ってコーン形状のパッケージを形成する巻取り方法であって、
前記パッケージの外周面にフリクションローラを接触させて、前記フリクションローラを回転させながら、前記パッケージの巻き密度が、前記パッケージの軸方向における第１部位で、他の部位よりも相対的に高くなるように、前記パッケージに巻き取る糸を振り動かすことを特徴とする巻取り方法。
【請求項１】
コーン形状のボビンに糸を綾巻きで巻き取ってコーン形状のパッケージを形成する巻取り装置であって、
前記パッケージの外周面に接触するフリクションローラと、
前記フリクションローラを回転駆動させるフリクションローラ駆動手段と、
前記パッケージの巻き密度を、前記パッケージの軸方向における第１部位で、他の部位よりも相対的に高くなるように、前記パッケージに巻き取る糸を振り動かすトラバース手段と、
を備えたことを特徴とする巻取り装置。
【請求項２】
前記フリクションローラは、軸方向における第２部位で、外周面を他の部位よりも拡径側に突出させて形成し、
前記トラバース手段は、前記フリクションローラの第２部位に、前記パッケージの第１部位が接触するように、前記糸を振り動かすことを特徴とする請求項１に記載の巻取り装置。
【請求項３】
前記第１部位は、前記パッケージの軸方向における中央部であることを特徴とする請求項１又は２に記載の巻取り装置。
【請求項４】
コーン形状のボビンに糸を綾巻きで巻き取ってコーン形状のパッケージを形成する巻取り方法であって、
前記パッケージの外周面にフリクションローラを接触させて、前記フリクションローラを回転させながら、前記パッケージの巻き密度が、前記パッケージの軸方向における第１部位で、他の部位よりも相対的に高くなるように、前記パッケージに巻き取る糸を振り動かすことを特徴とする巻取り方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００９−１２６６４７（Ｐ２００９−１２６６４７Ａ）
【公開日】平成２１年６月１１日（２００９．６．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３０３６２６（Ｐ２００７−３０３６２６）
【出願日】平成１９年１１月２２日（２００７．１１．２２）
【出願人】（０００００６２９７）村田機械株式会社 (4,916)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年６月１１日（２００９．６．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月２２日（２００７．１１．２２）
【出願人】（０００００６２９７）村田機械株式会社 (4,916)
【Ｆターム（参考）】
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