張力付与装置及びそれを備える繊維機械
【課題】走行する糸に張力を付与する張力付与装置において、上流側又は下流側での張力変動や糸太さの変動にかかわらず張力を安定して付与できる構成を提供する。
【解決手段】ディスクテンサ１３は、第２ディスク７２と、ソレノイド８１と、押圧バネ８６と、衝撃吸収部材としてのゲル部材６５と、を備える。第２ディスク７２は、走行している糸２０に接触して張力付与作用を行う。ソレノイド８１及び押圧バネ８６は、糸２０に対して付与する張力を増大させる方向に第２ディスク７２を押圧することが可能である。ゲル部材６５は、第２ディスク７２とソレノイド８１（又は押圧バネ８６）との間に配置される。
【解決手段】ディスクテンサ１３は、第２ディスク７２と、ソレノイド８１と、押圧バネ８６と、衝撃吸収部材としてのゲル部材６５と、を備える。第２ディスク７２は、走行している糸２０に接触して張力付与作用を行う。ソレノイド８１及び押圧バネ８６は、糸２０に対して付与する張力を増大させる方向に第２ディスク７２を押圧することが可能である。ゲル部材６５は、第２ディスク７２とソレノイド８１（又は押圧バネ８６）との間に配置される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主要には、走行する糸に所定の張力を付与するための張力付与装置の構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の張力付与装置は、例えば特許文献１に開示されている。特許文献１は、走行する糸を固定ディスクと作動ディスクで挟持して糸に一定の摩擦力を及ぼす構成のテンサを開示する。特許文献１において、固定ディスクはモータの回転軸に支持されており、回転可能である。一方、作動ディスクは固定ディスクと同一中心軸を有しており、支軸の回りに旋回可能なアームの先端に支持されている。アームにはスプリングが設けられており、これによりアームを付勢して作動ディスクを固定ディスクに圧接させる。
【特許文献１】実開平５−１４６０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上記特許文献１の構成は、例えばテンサより上流側又は下流側で糸に付与される張力が大きく変動する場合、糸に衝撃的な力が加わって、ディスクの部分で糸切れが頻発することがあった。また、糸は多少の太さムラを有しているが、例えば通常より太い部分（太ムラ）がディスクを通過した直後は、ディスクと糸との間が瞬間的に離れて張力を付与できなくなり（ゼロテンション）、糸の張力が瞬間的に大幅に減少することがあった。従って、特許文献１の構成は、糸切れを防止し、糸に張力を安定的に付与する観点から改善の余地が残されていた。
【課題を解決するための手段及び効果】
【０００４】
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。
【０００５】
本発明の第１の観点によれば、以下の構成の張力付与装置が提供される。即ち、この張力付与装置は、作用部材と、押圧部と、衝撃吸収部材と、を備える。前記作用部材は、走行している糸に接触して張力付与作用を行う。前記押圧部は、前記糸に対して付与する張力を増大させる方向に押圧することが可能である。前記衝撃吸収部材は、前記作用部材と前記押圧部との間に配置される。
【０００６】
これにより、例えば張力付与装置より上流側又は下流側で糸に付与される張力が変動したり、糸の太さムラの部分が作用部材を通過したりすること等によって作用部材に瞬間的な力が作用しても、その衝撃を衝撃吸収部材によって吸収することができる。従って、糸切れを効果的に防止できるとともに、押圧部によって糸に付与される張力の変動を効果的に抑制することができる。
【０００７】
前記の張力付与装置においては、前記衝撃吸収部材はゲル部材によりなることが好ましい。
【０００８】
これにより、糸に付与する張力を簡単な構成で安定化させることができる。また、圧縮永久歪みが一般的に少ないゲル部材を衝撃吸収のために用いることにより、長期間の使用によっても衝撃吸収性能を安定して発揮させることができる。
【０００９】
前記の張力付与装置においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記衝撃吸収部材は、前記押圧部からの押圧力を受ける被押圧面を一側に備えるとともに、前記押圧力を前記作用部材へ伝達するための伝達面を他側に備える。前記被押圧面と前記伝達面の間の部分において、前記衝撃吸収部材の周囲に空間が形成されている。
【００１０】
これにより、作用部材側から伝わる衝撃を、衝撃吸収部材が周囲を膨らませるように変形することで良好に吸収することができる。従って、小さな衝撃吸収部材を採用しても優れた衝撃吸収性能を発揮できるので、構成の小型化に貢献することができる。
【００１１】
前記の張力付与装置においては、前記作用部材は回転可能なディスクであることが好ましい。
【００１２】
これにより、ディスクを回転させることで、当該ディスクの新鮮な面を糸に接触させて張力付与作用を行わせることができる。従って、作用部材としてのディスクの摩耗及び汚れの蓄積を効果的に防止でき、メンテナンス頻度を低減することができる。
【００１３】
前記の張力付与装置においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記衝撃吸収部材は、前記押圧部からの押圧力を受ける被押圧面と、前記押圧力を前記ディスクへ伝達するための伝達面と、を備える。前記被押圧面及び前記伝達面の少なくとも何れか一方には耐摩耗シートが固定されている。
【００１４】
これにより、被押圧面又は伝達面の部分において耐摩耗シートを滑らせることで、当該耐摩耗シートの部分を境界としてディスク（及びディスクと一体的に回転する部材）をスムーズに回転させることができる。また、耐摩耗シートの面を境にして相対回転するので、回転滑り部分で発生する抵抗及び騒音を抑制できるとともに、衝撃吸収部材が捩り作用を受けて損傷することを防止することができる。
【００１５】
本発明の第２の観点によれば、前記の張力付与装置を備えることを特徴とする繊維機械が提供される。
【００１６】
これにより、糸に適切な張力を安定して付与できるので、糸切れを抑制して生産効率を向上できるとともに、高品質の製品を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
次に、本発明の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は自動ワインダが備える糸巻取ユニット１０の構成を示す側面図である。図２は糸巻取ユニット１０の概略的な構成を示す正面図及びブロック図である。
【００１８】
図１及び図２に示す糸巻取ユニット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（繊維機械）は、並べて配置された複数の糸巻取ユニット１０と、その並べられた方向の一端に配置された図略の機台制御装置と、を備えている。
【００１９】
それぞれの糸巻取ユニット１０は、正面視で左右一側に設けられたユニットフレーム１１（図１）と、このユニットフレーム１１の側方に設けられた巻取ユニット本体１６と、を備えている。ユニットフレーム１１の内部には、糸巻取ユニット１０の各部を制御するためのユニット制御部５０が備えられる。
【００２０】
前記巻取ユニット本体１６は、巻取ボビン２２を保持可能に構成されたクレードル２３と、糸２０をトラバースさせるとともに前記巻取ボビン２２を回転させるための巻取ドラム（綾振ドラム）２４と、を備えている。クレードル２３は、巻取ドラム２４に対し近接又は離間する方向に揺動可能に構成されており、これによって、パッケージ３０が巻取ドラム２４に対して接触又は離間される。図２に示すように、前記巻取ドラム２４の外周面には螺旋状の綾振溝２７が形成されており、糸２０は前記綾振溝２７によってトラバースされながら巻取ボビン２２に巻き取られる。
【００２１】
前記巻取ユニット本体１６は、給糸ボビン２１と巻取ドラム２４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、ディスクテンサ（張力付与装置）１３と、スプライサ装置（糸継部）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。なお、以後の説明において、糸の走行方向の上流側及び下流側を単に「上流側」及び「下流側」と称する場合がある。
【００２２】
前記糸巻取ユニット１０の下部にはボビンセット部（給糸部）１８が構成されている。このボビンセット部１８には、トレー５６に装着した状態の給糸ボビン２１が図略の給糸ボビン供給装置によって供給される。ボビンセット部１８にセットされた給糸ボビン２１は、糸２０を下流側へ供給する。
【００２３】
解舒補助装置１２は、給糸ボビン２１の芯管に被さることが可能な規制部材４０と、規制部材４０を上下動させることが可能な図略のアクチュエータと、を備えている。規制部材４０は、給糸ボビン２１から解舒された糸２０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２０の解舒を補助する。解舒補助装置１２は、給糸ボビン２１からの糸２０の解舒と連動して前記アクチュエータを駆動し、前記規制部材４０を下降させるように構成されている。具体的には、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前記規制部材４０の近傍に備えられており、このセンサがチェース部の下降を検出すると前記アクチュエータを駆動して前記規制部材４０を下降させる制御が行われる。
【００２４】
ディスクテンサ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り、糸２０を挟んで対向するように対で配置されるディスク（張力付与部としてのディスク対７３）を備えた構成となっている。このディスクテンサ１３はディスクを糸２０に押し付けるためのソレノイド及びバネを備えており、これによって、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の品質を向上させることができる。また、前記ディスク対７３は低速で回転するように構成されており、常にディスクの新鮮な面が糸２０に対面するようにしながら糸２０にテンションを付与するように構成されている。これによりディスク対７３の摩耗及び汚れの蓄積を抑制できるので、パッケージ３０の品質低下を防止できるとともに、必要なメンテナンス頻度を減らすことができる。なお、ディスクテンサ１３の詳細な構成は後述する。
【００２５】
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。スプライサ装置１４としては、圧縮空気等の流体を用いるもの又は機械式のもの等を使用することができる。
【００２６】
クリアラ１５は、糸２０の太さを適宜のセンサで検出することで欠陥を検出するように構成されており、このクリアラ１５のセンサからの信号をアナライザ５２（図２）で処理することで、スラブ等の糸欠点を検出可能に構成されている。なお、前記クリアラ１５は、単に糸２０の有無を検知するセンサとしても機能させることができる。前記クリアラ１５の近傍には、当該クリアラ１５が糸欠点を検出したときに直ちに糸２０を切断するための図略のカッタが付設されている。
【００２７】
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案内する第１中継パイプ２５と、パッケージ３０側の上糸を捕捉して案内する第２中継パイプ２６と、が設けられている。第１中継パイプ２５の先端には吸引口３２が形成され、第２中継パイプ２６の先端にはサクションマウス３４が備えられている。２つの中継パイプ２５，２６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に吸引流を作用させることができる。
【００２８】
この構成で、糸切れ時又は糸切断時においては、第１中継パイプ２５の吸引口３２が図１及び図２で示す位置で下糸を捕捉し、その後、軸３３を中心にして上方へ回動することでスプライサ装置１４に下糸を案内する。また、これとほぼ同時に、第２中継パイプ２６が図示の位置から軸３５を中心として上方へ回動し、ドラム駆動モータ５３によって逆転されるパッケージ３０表面上に存在する上糸をサクションマウス３４によって捕捉する。続いて、第２中継パイプ２６が軸３５を中心として下方へ回動することで、スプライサ装置１４に上糸を案内するようになっている。
【００２９】
給糸ボビン２１から解舒された糸は、スプライサ装置１４の上方（下流側）に配置される巻取ボビン２２に巻き取られる。巻取ボビン２２は、当該巻取ボビン２２に対向して配置される巻取ドラム２４が回転駆動することにより駆動される。図２に示すように、この巻取ドラム２４はドラム駆動モータ５３の出力軸に連結されており、このドラム駆動モータ５３の動作はモータ制御部５４により制御される。このモータ制御部５４は、ユニット制御部５０からの運転信号を受けて前記ドラム駆動モータ５３を運転及び停止させる制御を行うように構成している。
【００３０】
以上の構成で、給糸ボビン２１が糸巻取ユニット１０の下部（ボビンセット部１８）に供給されると、巻取ボビン２２が駆動され、前記給糸ボビン２１から糸２０を解舒して前記巻取ボビン２２に巻き取ることで所定長のパッケージ３０を形成することができる。
【００３１】
次に、ディスクテンサ１３について図３を参照して詳細に説明する。図３はディスクテンサ１３を正面側から見た斜視図である。図４は、ディスクテンサ１３において第２ディスク７２を押圧するための構成を詳細に示す正面概略図である。
【００３２】
図３に示すように、ディスクテンサ１３は、２つのディスク対７３を支持するハウジング７０を備えている。それぞれのディスク対７３は、互いに対向して且つ軸線を一致させて配置される第１ディスク（固定側ディスク）７１と第２ディスク（押圧側ディスク、作用部材）７２とにより構成されている。
【００３３】
ハウジング７０には上下方向に細長い凹部７４が形成されており、この凹部７４の内部において、前記ディスク対７３は上下に並べて２つ設けられている。それぞれのディスク対７３は、前記凹部７４の内部を走行する糸２０を第１ディスク７１及び第２ディスク７２で挟むことができるように配置されている。
【００３４】
下側（上流側）のディスク対７３を上下に挟むようにして、糸２０を案内するための２つの糸ガイド９１，９２が前記ハウジング７０に固定されている。また、糸２０が前記凹部７４を抜ける箇所において糸ガイド９３がハウジング７０に固定されており、上側（下流側）のディスク対７３を抜けた糸２０を当該糸ガイド９３により案内できるように構成されている。
【００３５】
前記ハウジング７０の内部には開閉アーム７６が支持されている。この開閉アーム７６は上下に細長い形状に構成され、その上端部と下端部に支軸７７がそれぞれ取り付けられている。２本の支軸７７，７７は互いに平行に配置され、ハウジング７０に回転可能に支持されている。また、それぞれの支軸７７は、その軸方向に移動可能とされている。
【００３６】
支軸７７のそれぞれは前記凹部７４の内部（ハウジング７０の外部）へ突出し、その先端に前記第１ディスク７１が取り付けられている。また、ハウジング７０の内部において、２本の支軸７７にはそれぞれ回転ギア７８が固定されている。２つの回転ギア７８，７８は何れも、ハウジング７０の内部に回転可能に支持されたカウンタギア７９と噛み合っている。
【００３７】
前記開閉アーム７６は適宜の連結機構を介して開閉アクチュエータ（図２の符号８９）に連結されている。この開閉アクチュエータ８９を駆動することにより開閉アーム７６を動かし、上下２つの第１ディスク７１を同時に、第２ディスク７２から離れる方向及び第２ディスク７２に近づく方向に移動させることができる。この構成により、２つのディスク対７３を、閉鎖状態と開放状態との間で切り替えることができる。
【００３８】
凹部７４を挟んで前記開閉アーム７６と反対側の位置には、バネ支持板８０及びソレノイド（押圧部、押圧アクチュエータ）８１が配置されている。また、ハウジング７０の内部には、２本の支軸８２，８２が回転可能かつ軸方向移動可能に配置されている。２本の支軸８２，８２は互いに平行となるように上下に並べて配置され、それぞれの軸線が反対側の前記支軸７７，７７と一致するように配置されている。
【００３９】
支軸８２のそれぞれは前記凹部７４の内部（ハウジング７０の外側）へ突出し、その先端に前記第２ディスク７２が取り付けられている。また、ハウジング７０の内部において、２本の支軸８２にはそれぞれ回転ギア８３が固定されている。２つの回転ギア８３，８３は何れも、ハウジング７０の内部に回転可能に支持されたカウンタギア８４と噛み合っている。
【００４０】
前記ソレノイド８１はロータリソレノイドとして構成されており、その出力軸に押圧アーム８５が固定されている。一方、下側（上流側）の支軸８２に取り付けられた回転ギア８３にはボス部が形成されており、このボス部には、円柱状に形成されたゲル部材（衝撃吸収部材）６５が固定されている。
【００４１】
図４に示すように、ゲル部材６５の一側の端面は平坦な被押圧面６６とされ、他側の端面は平坦な伝達面６７とされている。そして、前記伝達面６７は前記回転ギア８３のボス部に密着させるようにして固定される一方、前記被押圧面６６には円板状の耐摩耗シート６８が貼り付けられている。この耐摩耗シート６８には、前記ソレノイド８１に連結されている押圧アーム８５の先端部が対面している。
【００４２】
以上の構成で、前記ソレノイド８１に電流を印加すると、回転する押圧アーム８５がゲル部材６５の被押圧面６６を押し、この押圧力は伝達面６７を介して回転ギア８３側へ伝達される。従って、ソレノイド８１の力がゲル部材６５、回転ギア８３及び支軸８２を介して伝達され、第２ディスク７２が第１ディスク７１側へ押し付けられる。この結果、下側のディスク対７３の間を走行する糸２０に張力を付与することができる。なお、第２ディスク７２が第１ディスク７１側へ押し付けられる力は、ソレノイド８１へ印加する電流の大きさを変更することで調整することができる。
【００４３】
前記バネ支持板８０には、弾性体としての押圧バネ（押圧部）８６の一端が固定されている。この押圧バネ８６の他端には、円板状の押圧板８７が固定される。一方、上側（下流側）の支軸８２に取り付けられた回転ギア８３にはボス部が形成されており、このボス部には、円柱状に形成されたゲル部材６５が固定されている。
【００４４】
このゲル部材６５は下側（上流側）のゲル部材６５と同一の構成であり、その一端側は被押圧面６６とされ、他端側は伝達面６７とされている。前記伝達面６７は前記回転ギア８３のボス部に固定される一方、被押圧面６６には円板状の耐摩耗シート６８が固定されている。この耐摩耗シート６８には、前記押圧バネ８６に固定された押圧板８７が対面している。
【００４５】
この構成で、前記押圧バネ８６の弾性力が作用する押圧板８７は、ゲル部材６５の被押圧面６６を押し、この押圧力は伝達面６７を介して回転ギア８３側へ伝達される。従って、押圧バネ８６の力がゲル部材６５、回転ギア８３及び支軸８２を介して伝達され、第２ディスク７２が第１ディスク７１側へ押し付けられる。この結果、上側のディスク対７３の間を走行する糸２０に張力を付与することができる。
【００４６】
それぞれの回転ギア８３に固定されるゲル部材６５は、高分子鎖の物理的又は化学的な三次元的ネットワーク構造を形成し、衝撃吸収作用を発揮させるようにしたもので、一般的なバネ部材等に比べて圧縮永久歪みが小さいという特徴を有している。本実施形態では、シリコンを主原料としたものをゲル部材６５として採用している。また、前記耐摩耗シート６８としては、例えばフッ素樹脂、超高分子ポリエチレン樹脂、ポリアセタール樹脂等を円形シート状に成形し、硬度と低摩擦性を確保したものを採用することができる。
【００４７】
なお、ディスクテンサ１３より上流側においては、糸２０には給糸ボビン２１からの解舒に伴う張力（解舒テンション）が作用し、下流側において、巻取ボビン２２への巻取に伴う張力（巻取テンション）が作用する。糸巻取ユニット１０の実際の稼動時においては、これらの解舒テンション及び巻取テンションは様々な理由で変動し、これによって糸２０に瞬間的な張力変動が生じることがある。しかしながら本実施形態では、押圧バネ８６によって第２ディスク７２に適度な押し圧力を作用させつつ、このような糸２０の張力変動に伴う第２ディスク７２の振動をゲル部材６５によって効果的に緩衝できるので、糸切れ等の発生を良好に防止することができる。
【００４８】
また、例えば紡績糸を自動ワインダで巻き取る場合、糸２０の太さは厳密に一様であるとは限らず、（前述のクリアラ１５で糸欠点として検出されるか否かを問わず）ディスクテンサ１３を通過する糸２０には多少の太さムラが存在する。従って、例えば糸２０の太さが通常より大きくなっている部分（太ムラ）があった場合、その太ムラの部分はディスクテンサ１３を高速で通過するときに第１ディスク７１と第２ディスク７２との間を押し広げようとするので、ディスク対７３に瞬間的な力（衝撃）が作用することになる。しかしながら、本実施形態では前述したように、第２ディスク７２に衝撃的な力が加わっても前記ゲル部材６５によって吸収できるので、太ムラ部分の通過前後においてもディスク対７３は糸２０と良好に接触し、張力を安定して付与することができる。この結果、パッケージ３０の品質を向上させることができる。
【００４９】
図３に示すように、前記ハウジング７０の内部には一対の駆動伝達ギア７５，７５が配置されている。２つの駆動伝達ギア７５，７５は図略の中心軸を介して相互に連結されており、両者が一体的に回転するように構成されている。ハウジング７０の内部には図略の駆動ギアが配置されており、この駆動ギアは一側の駆動伝達ギア７５に噛み合っている。前記駆動ギアはモータ（図２の符号８８）の出力軸に固定されており、このモータ８８を駆動することによって、両側の駆動伝達ギア７５，７５を回転させることができる。
【００５０】
一側の駆動伝達ギア７５は、下側（上流側）の支軸７７に固定された回転ギア７８に噛み合い、他側の駆動伝達ギア７５は、下側（上流側）の支軸８２に固定された回転ギア８３に噛み合っている。従って、前記モータ８８を駆動することにより４本の支軸７７，８２を一斉に回転させ、この結果、上下のディスク対７３において、第１ディスク７１及び第２ディスク７２を同一の方向に等しい速度で回転させることができる。
【００５１】
なお、２つのゲル部材６５はそれぞれ回転ギア８３と一体的に回転するが、前記被押圧面６６には耐摩耗シート６８が取り付けられているため、押圧アーム８５の先端部（又は前記押圧板８７）との間で滑るようにしてスムーズに回転することができる。これにより、回転ギア８３（ひいては第２ディスク７２）を円滑に回転させることができるとともに、一般的に捩り作用に弱いゲル部材６５を保護して耐久性を向上させることができる。
【００５２】
次に、本願発明者が行った張力測定実験について、図５のグラフを参照して説明する。図５（ｂ）は、本実施形態のディスクテンサ１３に糸２０を実際に通過させたときの張力の変化を測定したものである。この実験は、糸２０として綿のＮｅ７の糸を用い、糸２０の走行速度は１０００ｍ／分とし、ソレノイド８１には１０５ｇの張力に相当する電圧を印加する条件で行った。なお、図５（ａ）には、従来の構成（即ち、ゲル部材６５を省略し、押圧アーム８５及び押圧板８７で回転ギア８３を直接押圧する構成）において、同様に糸の張力を測定した結果を比較のために示した。
【００５３】
図５の２つのグラフは、糸走行中の張力の変化を１０秒間にわたって示したものである。図５（ａ）のグラフには、糸張力が４０ｃＮを下回るレベルまで瞬間的に低下する箇所（破線の円で囲った部分）が観察される。このように、ゲル部材６５を省略した従来の構成では、糸張力の大きな低下が相当の頻度で発生することが判る。一方、本実施形態の構成では図５（ｂ）に示すように、糸張力が極端に低下する現象は発生せず、安定した張力を糸２０に付与できていることが判る。
【００５４】
以上に示すように、本実施形態のディスクテンサ１３は、第２ディスク７２と、ソレノイド８１と、押圧バネ８６と、ゲル部材６５と、を備える。第２ディスク７２は、走行している糸２０に接触して摩擦を発生させることで張力付与作用を行う。ソレノイド８１及び押圧バネ８６は、糸２０に対して付与する張力を増大させる方向に第２ディスク７２を押圧することが可能である。ゲル部材６５は、第２ディスク７２とソレノイド８１又は押圧バネ８６との間に配置される。
【００５５】
これにより、ディスクテンサ１３の上流側又は下流側での張力（解舒テンションや巻取テンション）が変動したり、糸の太さムラの部分が第２ディスク７２を通過したりすること等によって第２ディスク７２に瞬間的な力が作用しても、その衝撃をゲル部材６５によって吸収することができる。従って、糸切れを効果的に防止できるとともに、ソレノイド８１及び押圧バネ８６によって糸２０に付与される張力の変動を効果的に抑制することができる。
【００５６】
また、本実施形態のディスクテンサ１３はゲル部材６５を備え、このゲル部材６５が衝撃を吸収するように構成されている。
【００５７】
これにより、糸２０に付与する張力を簡単な構成で安定化させることができる。また、圧縮永久歪みが一般的に少ないゲル部材６５を衝撃吸収のために用いることにより、長期間の使用によっても衝撃吸収性能を安定して発揮させることができる。
【００５８】
また、本実施形態のディスクテンサ１３において、ゲル部材６５は、ソレノイド８１又は押圧バネ８６からの押圧力を受ける被押圧面６６を一側に備えるとともに、前記押圧力を第２ディスク７２側へ伝達するための伝達面６７を他側に備える。また、被押圧面６６と伝達面６７の間の部分において、ゲル部材６５の外周面の周囲に空間が形成されている。
【００５９】
これにより、第２ディスク７２側から伝わる衝撃を、ゲル部材６５が外周面を膨らませるように変形することで良好に吸収することができる。従って、小さなゲル部材６５を採用しても優れた衝撃吸収性能を発揮できるので、ディスクテンサ１３の構成の小型化に貢献することができる。
【００６０】
また、本実施形態のディスクテンサ１３においては、回転可能な第２ディスク７２によって糸２０に張力付与作用を行うように構成している。
【００６１】
これにより、第２ディスク７２の回転によって、当該第２ディスク７２の新鮮な面が糸２０に接触することになる。従って、第２ディスク７２の摩耗及び汚れの蓄積を効果的に軽減することができる。
【００６２】
また、本実施形態においてゲル部材６５は、ソレノイド８１又は押圧バネ８６からの押圧力を受ける被押圧面６６と、前記押圧力を第２ディスク７２側へ伝達するための伝達面６７と、を備える。そして、前記被押圧面６６には耐摩耗シート６８が固定されている。
【００６３】
これにより、被押圧面６６の部分において耐摩耗シート６８を滑らせることで、当該耐摩耗シート６８の部分を境界として、ソレノイド８１又は押圧バネ８６に対して第２ディスク７２、回転ギア８３、支軸８２及びゲル部材６５を円滑に回転させることができる。また、耐摩耗シート６８の面を境にして相対回転させることで、回転滑り部分で発生する抵抗及び騒音を抑制できるとともに、ゲル部材６５を捩りから保護し、損傷を防止することができる。
【００６４】
また、本実施形態の自動ワインダは、上記のように構成されたディスクテンサ１３を備えている。
【００６５】
これにより、糸２０に適切な張力を安定して付与しながら巻取ボビン２２に巻き取ることができるので、糸切れを抑制して生産効率を向上できるとともに、高品質のパッケージ３０を形成することができる。
【００６６】
次に、自動ワインダの変形例について、図６を参照して説明する。この変形例の糸巻取ユニット１０は、前記ディスクテンサ１３の代わりにゲートテンサ１３ｘを備えている。なお、本変形例において前記実施形態と同一又は類似の部材には図面に同一の符号を付して説明を省略する場合がある。
【００６７】
このゲートテンサ１３ｘは、固定櫛歯４５と可動櫛歯（作用部材）４６とを備えている。固定櫛歯４５と可動櫛歯４６は、走行している糸２０に接触して屈曲させることで張力付与作用を行う。可動櫛歯４６は、櫛歯同士が噛合せ状態又は解放状態になるように、ロータリ式のソレノイド４７により回動することができる。このソレノイド４７は、糸２０の屈曲を強める方向（即ち、糸２０に対して付与する張力を増大させる方向）に前記可動櫛歯４６を押圧することができる。
【００６８】
可動櫛歯４６とソレノイド４７との間には、衝撃吸収部材としてのゲル部材６５が配置されている。このゲル部材６５としては、前述の実施形態と同様に、例えばシリコンを主原料としたものを採用することができる。
【００６９】
この変形例のゲートテンサ１３ｘにおいても、糸２０の張力変動及び太さムラ等によって可動櫛歯４６に作用する瞬間的な力（衝撃）をゲル部材６５によって良好に吸収し、糸２０に付与する張力の変動を効果的に抑制することができる。
【００７０】
以上に本発明の好適な実施形態を説明したが、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。
【００７１】
前記実施形態のディスクテンサ１３は２つのディスク対７３，７３を備える構成であるが、１つ又は３つ以上のディスク対を備える構成に変更することができる。
【００７２】
前記ゲル部材６５の形状は、円柱状とすることに代えて、例えば円錐台形状、多角柱状、多角錐台形状等に変更することができる。また、前記ゲル部材６５は回転ギア８３に固定することに代えて、例えば支軸８２の端面に固定したり、第２ディスク７２に直接固定したりすることができる。
【００７３】
前記実施形態のディスクテンサ１３においては、ゲル部材６５の伝達面６７側が回転ギア８３に固定され、被押圧面６６側には耐摩耗シート６８が固定されている。しかしながらこれに代えて、ゲル部材６５の被押圧面６６を押圧アーム８５（又は押圧板８７）に固定し、伝達面６７側に耐摩耗シートを固定する構成に変更することができる。この場合、ゲル部材６５は回転せず、当該ゲル部材６５に対して回転ギア８３が滑りながら回転することになる。
【００７４】
前記実施形態のディスクテンサ１３及び変形例のゲートテンサ１３ｘは、自動ワインダに限らず、例えば紡績機等の他の繊維機械に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の一実施形態に係る自動ワインダが備える糸巻取ユニットの側面図。
【図２】糸巻取ユニットの正面図及びブロック図。
【図３】ディスクテンサを正面側から見た斜視図。
【図４】ディスクテンサにおいて第２ディスクを押圧するための構成を詳細に示す正面概略図。
【図５】本実施形態のディスクテンサを通過する糸の張力の変化を従来技術と比較して示すグラフ。
【図６】ゲートテンサを備えた変形例の糸巻取ユニットを示す正面図及びブロック図。
【符号の説明】
【００７６】
１３ ディスクテンサ（張力付与装置）
７２ 第２ディスク（作用部材）
６５ ゲル部材（衝撃吸収部材）
６６ 被押圧面
６７ 伝達面
６８ 耐摩耗シート
８１ ソレノイド（押圧部）
８６ 押圧バネ（押圧部）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主要には、走行する糸に所定の張力を付与するための張力付与装置の構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の張力付与装置は、例えば特許文献１に開示されている。特許文献１は、走行する糸を固定ディスクと作動ディスクで挟持して糸に一定の摩擦力を及ぼす構成のテンサを開示する。特許文献１において、固定ディスクはモータの回転軸に支持されており、回転可能である。一方、作動ディスクは固定ディスクと同一中心軸を有しており、支軸の回りに旋回可能なアームの先端に支持されている。アームにはスプリングが設けられており、これによりアームを付勢して作動ディスクを固定ディスクに圧接させる。
【特許文献１】実開平５−１４６０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上記特許文献１の構成は、例えばテンサより上流側又は下流側で糸に付与される張力が大きく変動する場合、糸に衝撃的な力が加わって、ディスクの部分で糸切れが頻発することがあった。また、糸は多少の太さムラを有しているが、例えば通常より太い部分（太ムラ）がディスクを通過した直後は、ディスクと糸との間が瞬間的に離れて張力を付与できなくなり（ゼロテンション）、糸の張力が瞬間的に大幅に減少することがあった。従って、特許文献１の構成は、糸切れを防止し、糸に張力を安定的に付与する観点から改善の余地が残されていた。
【課題を解決するための手段及び効果】
【０００４】
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。
【０００５】
本発明の第１の観点によれば、以下の構成の張力付与装置が提供される。即ち、この張力付与装置は、作用部材と、押圧部と、衝撃吸収部材と、を備える。前記作用部材は、走行している糸に接触して張力付与作用を行う。前記押圧部は、前記糸に対して付与する張力を増大させる方向に押圧することが可能である。前記衝撃吸収部材は、前記作用部材と前記押圧部との間に配置される。
【０００６】
これにより、例えば張力付与装置より上流側又は下流側で糸に付与される張力が変動したり、糸の太さムラの部分が作用部材を通過したりすること等によって作用部材に瞬間的な力が作用しても、その衝撃を衝撃吸収部材によって吸収することができる。従って、糸切れを効果的に防止できるとともに、押圧部によって糸に付与される張力の変動を効果的に抑制することができる。
【０００７】
前記の張力付与装置においては、前記衝撃吸収部材はゲル部材によりなることが好ましい。
【０００８】
これにより、糸に付与する張力を簡単な構成で安定化させることができる。また、圧縮永久歪みが一般的に少ないゲル部材を衝撃吸収のために用いることにより、長期間の使用によっても衝撃吸収性能を安定して発揮させることができる。
【０００９】
前記の張力付与装置においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記衝撃吸収部材は、前記押圧部からの押圧力を受ける被押圧面を一側に備えるとともに、前記押圧力を前記作用部材へ伝達するための伝達面を他側に備える。前記被押圧面と前記伝達面の間の部分において、前記衝撃吸収部材の周囲に空間が形成されている。
【００１０】
これにより、作用部材側から伝わる衝撃を、衝撃吸収部材が周囲を膨らませるように変形することで良好に吸収することができる。従って、小さな衝撃吸収部材を採用しても優れた衝撃吸収性能を発揮できるので、構成の小型化に貢献することができる。
【００１１】
前記の張力付与装置においては、前記作用部材は回転可能なディスクであることが好ましい。
【００１２】
これにより、ディスクを回転させることで、当該ディスクの新鮮な面を糸に接触させて張力付与作用を行わせることができる。従って、作用部材としてのディスクの摩耗及び汚れの蓄積を効果的に防止でき、メンテナンス頻度を低減することができる。
【００１３】
前記の張力付与装置においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記衝撃吸収部材は、前記押圧部からの押圧力を受ける被押圧面と、前記押圧力を前記ディスクへ伝達するための伝達面と、を備える。前記被押圧面及び前記伝達面の少なくとも何れか一方には耐摩耗シートが固定されている。
【００１４】
これにより、被押圧面又は伝達面の部分において耐摩耗シートを滑らせることで、当該耐摩耗シートの部分を境界としてディスク（及びディスクと一体的に回転する部材）をスムーズに回転させることができる。また、耐摩耗シートの面を境にして相対回転するので、回転滑り部分で発生する抵抗及び騒音を抑制できるとともに、衝撃吸収部材が捩り作用を受けて損傷することを防止することができる。
【００１５】
本発明の第２の観点によれば、前記の張力付与装置を備えることを特徴とする繊維機械が提供される。
【００１６】
これにより、糸に適切な張力を安定して付与できるので、糸切れを抑制して生産効率を向上できるとともに、高品質の製品を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
次に、本発明の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は自動ワインダが備える糸巻取ユニット１０の構成を示す側面図である。図２は糸巻取ユニット１０の概略的な構成を示す正面図及びブロック図である。
【００１８】
図１及び図２に示す糸巻取ユニット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（繊維機械）は、並べて配置された複数の糸巻取ユニット１０と、その並べられた方向の一端に配置された図略の機台制御装置と、を備えている。
【００１９】
それぞれの糸巻取ユニット１０は、正面視で左右一側に設けられたユニットフレーム１１（図１）と、このユニットフレーム１１の側方に設けられた巻取ユニット本体１６と、を備えている。ユニットフレーム１１の内部には、糸巻取ユニット１０の各部を制御するためのユニット制御部５０が備えられる。
【００２０】
前記巻取ユニット本体１６は、巻取ボビン２２を保持可能に構成されたクレードル２３と、糸２０をトラバースさせるとともに前記巻取ボビン２２を回転させるための巻取ドラム（綾振ドラム）２４と、を備えている。クレードル２３は、巻取ドラム２４に対し近接又は離間する方向に揺動可能に構成されており、これによって、パッケージ３０が巻取ドラム２４に対して接触又は離間される。図２に示すように、前記巻取ドラム２４の外周面には螺旋状の綾振溝２７が形成されており、糸２０は前記綾振溝２７によってトラバースされながら巻取ボビン２２に巻き取られる。
【００２１】
前記巻取ユニット本体１６は、給糸ボビン２１と巻取ドラム２４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、ディスクテンサ（張力付与装置）１３と、スプライサ装置（糸継部）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。なお、以後の説明において、糸の走行方向の上流側及び下流側を単に「上流側」及び「下流側」と称する場合がある。
【００２２】
前記糸巻取ユニット１０の下部にはボビンセット部（給糸部）１８が構成されている。このボビンセット部１８には、トレー５６に装着した状態の給糸ボビン２１が図略の給糸ボビン供給装置によって供給される。ボビンセット部１８にセットされた給糸ボビン２１は、糸２０を下流側へ供給する。
【００２３】
解舒補助装置１２は、給糸ボビン２１の芯管に被さることが可能な規制部材４０と、規制部材４０を上下動させることが可能な図略のアクチュエータと、を備えている。規制部材４０は、給糸ボビン２１から解舒された糸２０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２０の解舒を補助する。解舒補助装置１２は、給糸ボビン２１からの糸２０の解舒と連動して前記アクチュエータを駆動し、前記規制部材４０を下降させるように構成されている。具体的には、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前記規制部材４０の近傍に備えられており、このセンサがチェース部の下降を検出すると前記アクチュエータを駆動して前記規制部材４０を下降させる制御が行われる。
【００２４】
ディスクテンサ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り、糸２０を挟んで対向するように対で配置されるディスク（張力付与部としてのディスク対７３）を備えた構成となっている。このディスクテンサ１３はディスクを糸２０に押し付けるためのソレノイド及びバネを備えており、これによって、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の品質を向上させることができる。また、前記ディスク対７３は低速で回転するように構成されており、常にディスクの新鮮な面が糸２０に対面するようにしながら糸２０にテンションを付与するように構成されている。これによりディスク対７３の摩耗及び汚れの蓄積を抑制できるので、パッケージ３０の品質低下を防止できるとともに、必要なメンテナンス頻度を減らすことができる。なお、ディスクテンサ１３の詳細な構成は後述する。
【００２５】
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。スプライサ装置１４としては、圧縮空気等の流体を用いるもの又は機械式のもの等を使用することができる。
【００２６】
クリアラ１５は、糸２０の太さを適宜のセンサで検出することで欠陥を検出するように構成されており、このクリアラ１５のセンサからの信号をアナライザ５２（図２）で処理することで、スラブ等の糸欠点を検出可能に構成されている。なお、前記クリアラ１５は、単に糸２０の有無を検知するセンサとしても機能させることができる。前記クリアラ１５の近傍には、当該クリアラ１５が糸欠点を検出したときに直ちに糸２０を切断するための図略のカッタが付設されている。
【００２７】
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案内する第１中継パイプ２５と、パッケージ３０側の上糸を捕捉して案内する第２中継パイプ２６と、が設けられている。第１中継パイプ２５の先端には吸引口３２が形成され、第２中継パイプ２６の先端にはサクションマウス３４が備えられている。２つの中継パイプ２５，２６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に吸引流を作用させることができる。
【００２８】
この構成で、糸切れ時又は糸切断時においては、第１中継パイプ２５の吸引口３２が図１及び図２で示す位置で下糸を捕捉し、その後、軸３３を中心にして上方へ回動することでスプライサ装置１４に下糸を案内する。また、これとほぼ同時に、第２中継パイプ２６が図示の位置から軸３５を中心として上方へ回動し、ドラム駆動モータ５３によって逆転されるパッケージ３０表面上に存在する上糸をサクションマウス３４によって捕捉する。続いて、第２中継パイプ２６が軸３５を中心として下方へ回動することで、スプライサ装置１４に上糸を案内するようになっている。
【００２９】
給糸ボビン２１から解舒された糸は、スプライサ装置１４の上方（下流側）に配置される巻取ボビン２２に巻き取られる。巻取ボビン２２は、当該巻取ボビン２２に対向して配置される巻取ドラム２４が回転駆動することにより駆動される。図２に示すように、この巻取ドラム２４はドラム駆動モータ５３の出力軸に連結されており、このドラム駆動モータ５３の動作はモータ制御部５４により制御される。このモータ制御部５４は、ユニット制御部５０からの運転信号を受けて前記ドラム駆動モータ５３を運転及び停止させる制御を行うように構成している。
【００３０】
以上の構成で、給糸ボビン２１が糸巻取ユニット１０の下部（ボビンセット部１８）に供給されると、巻取ボビン２２が駆動され、前記給糸ボビン２１から糸２０を解舒して前記巻取ボビン２２に巻き取ることで所定長のパッケージ３０を形成することができる。
【００３１】
次に、ディスクテンサ１３について図３を参照して詳細に説明する。図３はディスクテンサ１３を正面側から見た斜視図である。図４は、ディスクテンサ１３において第２ディスク７２を押圧するための構成を詳細に示す正面概略図である。
【００３２】
図３に示すように、ディスクテンサ１３は、２つのディスク対７３を支持するハウジング７０を備えている。それぞれのディスク対７３は、互いに対向して且つ軸線を一致させて配置される第１ディスク（固定側ディスク）７１と第２ディスク（押圧側ディスク、作用部材）７２とにより構成されている。
【００３３】
ハウジング７０には上下方向に細長い凹部７４が形成されており、この凹部７４の内部において、前記ディスク対７３は上下に並べて２つ設けられている。それぞれのディスク対７３は、前記凹部７４の内部を走行する糸２０を第１ディスク７１及び第２ディスク７２で挟むことができるように配置されている。
【００３４】
下側（上流側）のディスク対７３を上下に挟むようにして、糸２０を案内するための２つの糸ガイド９１，９２が前記ハウジング７０に固定されている。また、糸２０が前記凹部７４を抜ける箇所において糸ガイド９３がハウジング７０に固定されており、上側（下流側）のディスク対７３を抜けた糸２０を当該糸ガイド９３により案内できるように構成されている。
【００３５】
前記ハウジング７０の内部には開閉アーム７６が支持されている。この開閉アーム７６は上下に細長い形状に構成され、その上端部と下端部に支軸７７がそれぞれ取り付けられている。２本の支軸７７，７７は互いに平行に配置され、ハウジング７０に回転可能に支持されている。また、それぞれの支軸７７は、その軸方向に移動可能とされている。
【００３６】
支軸７７のそれぞれは前記凹部７４の内部（ハウジング７０の外部）へ突出し、その先端に前記第１ディスク７１が取り付けられている。また、ハウジング７０の内部において、２本の支軸７７にはそれぞれ回転ギア７８が固定されている。２つの回転ギア７８，７８は何れも、ハウジング７０の内部に回転可能に支持されたカウンタギア７９と噛み合っている。
【００３７】
前記開閉アーム７６は適宜の連結機構を介して開閉アクチュエータ（図２の符号８９）に連結されている。この開閉アクチュエータ８９を駆動することにより開閉アーム７６を動かし、上下２つの第１ディスク７１を同時に、第２ディスク７２から離れる方向及び第２ディスク７２に近づく方向に移動させることができる。この構成により、２つのディスク対７３を、閉鎖状態と開放状態との間で切り替えることができる。
【００３８】
凹部７４を挟んで前記開閉アーム７６と反対側の位置には、バネ支持板８０及びソレノイド（押圧部、押圧アクチュエータ）８１が配置されている。また、ハウジング７０の内部には、２本の支軸８２，８２が回転可能かつ軸方向移動可能に配置されている。２本の支軸８２，８２は互いに平行となるように上下に並べて配置され、それぞれの軸線が反対側の前記支軸７７，７７と一致するように配置されている。
【００３９】
支軸８２のそれぞれは前記凹部７４の内部（ハウジング７０の外側）へ突出し、その先端に前記第２ディスク７２が取り付けられている。また、ハウジング７０の内部において、２本の支軸８２にはそれぞれ回転ギア８３が固定されている。２つの回転ギア８３，８３は何れも、ハウジング７０の内部に回転可能に支持されたカウンタギア８４と噛み合っている。
【００４０】
前記ソレノイド８１はロータリソレノイドとして構成されており、その出力軸に押圧アーム８５が固定されている。一方、下側（上流側）の支軸８２に取り付けられた回転ギア８３にはボス部が形成されており、このボス部には、円柱状に形成されたゲル部材（衝撃吸収部材）６５が固定されている。
【００４１】
図４に示すように、ゲル部材６５の一側の端面は平坦な被押圧面６６とされ、他側の端面は平坦な伝達面６７とされている。そして、前記伝達面６７は前記回転ギア８３のボス部に密着させるようにして固定される一方、前記被押圧面６６には円板状の耐摩耗シート６８が貼り付けられている。この耐摩耗シート６８には、前記ソレノイド８１に連結されている押圧アーム８５の先端部が対面している。
【００４２】
以上の構成で、前記ソレノイド８１に電流を印加すると、回転する押圧アーム８５がゲル部材６５の被押圧面６６を押し、この押圧力は伝達面６７を介して回転ギア８３側へ伝達される。従って、ソレノイド８１の力がゲル部材６５、回転ギア８３及び支軸８２を介して伝達され、第２ディスク７２が第１ディスク７１側へ押し付けられる。この結果、下側のディスク対７３の間を走行する糸２０に張力を付与することができる。なお、第２ディスク７２が第１ディスク７１側へ押し付けられる力は、ソレノイド８１へ印加する電流の大きさを変更することで調整することができる。
【００４３】
前記バネ支持板８０には、弾性体としての押圧バネ（押圧部）８６の一端が固定されている。この押圧バネ８６の他端には、円板状の押圧板８７が固定される。一方、上側（下流側）の支軸８２に取り付けられた回転ギア８３にはボス部が形成されており、このボス部には、円柱状に形成されたゲル部材６５が固定されている。
【００４４】
このゲル部材６５は下側（上流側）のゲル部材６５と同一の構成であり、その一端側は被押圧面６６とされ、他端側は伝達面６７とされている。前記伝達面６７は前記回転ギア８３のボス部に固定される一方、被押圧面６６には円板状の耐摩耗シート６８が固定されている。この耐摩耗シート６８には、前記押圧バネ８６に固定された押圧板８７が対面している。
【００４５】
この構成で、前記押圧バネ８６の弾性力が作用する押圧板８７は、ゲル部材６５の被押圧面６６を押し、この押圧力は伝達面６７を介して回転ギア８３側へ伝達される。従って、押圧バネ８６の力がゲル部材６５、回転ギア８３及び支軸８２を介して伝達され、第２ディスク７２が第１ディスク７１側へ押し付けられる。この結果、上側のディスク対７３の間を走行する糸２０に張力を付与することができる。
【００４６】
それぞれの回転ギア８３に固定されるゲル部材６５は、高分子鎖の物理的又は化学的な三次元的ネットワーク構造を形成し、衝撃吸収作用を発揮させるようにしたもので、一般的なバネ部材等に比べて圧縮永久歪みが小さいという特徴を有している。本実施形態では、シリコンを主原料としたものをゲル部材６５として採用している。また、前記耐摩耗シート６８としては、例えばフッ素樹脂、超高分子ポリエチレン樹脂、ポリアセタール樹脂等を円形シート状に成形し、硬度と低摩擦性を確保したものを採用することができる。
【００４７】
なお、ディスクテンサ１３より上流側においては、糸２０には給糸ボビン２１からの解舒に伴う張力（解舒テンション）が作用し、下流側において、巻取ボビン２２への巻取に伴う張力（巻取テンション）が作用する。糸巻取ユニット１０の実際の稼動時においては、これらの解舒テンション及び巻取テンションは様々な理由で変動し、これによって糸２０に瞬間的な張力変動が生じることがある。しかしながら本実施形態では、押圧バネ８６によって第２ディスク７２に適度な押し圧力を作用させつつ、このような糸２０の張力変動に伴う第２ディスク７２の振動をゲル部材６５によって効果的に緩衝できるので、糸切れ等の発生を良好に防止することができる。
【００４８】
また、例えば紡績糸を自動ワインダで巻き取る場合、糸２０の太さは厳密に一様であるとは限らず、（前述のクリアラ１５で糸欠点として検出されるか否かを問わず）ディスクテンサ１３を通過する糸２０には多少の太さムラが存在する。従って、例えば糸２０の太さが通常より大きくなっている部分（太ムラ）があった場合、その太ムラの部分はディスクテンサ１３を高速で通過するときに第１ディスク７１と第２ディスク７２との間を押し広げようとするので、ディスク対７３に瞬間的な力（衝撃）が作用することになる。しかしながら、本実施形態では前述したように、第２ディスク７２に衝撃的な力が加わっても前記ゲル部材６５によって吸収できるので、太ムラ部分の通過前後においてもディスク対７３は糸２０と良好に接触し、張力を安定して付与することができる。この結果、パッケージ３０の品質を向上させることができる。
【００４９】
図３に示すように、前記ハウジング７０の内部には一対の駆動伝達ギア７５，７５が配置されている。２つの駆動伝達ギア７５，７５は図略の中心軸を介して相互に連結されており、両者が一体的に回転するように構成されている。ハウジング７０の内部には図略の駆動ギアが配置されており、この駆動ギアは一側の駆動伝達ギア７５に噛み合っている。前記駆動ギアはモータ（図２の符号８８）の出力軸に固定されており、このモータ８８を駆動することによって、両側の駆動伝達ギア７５，７５を回転させることができる。
【００５０】
一側の駆動伝達ギア７５は、下側（上流側）の支軸７７に固定された回転ギア７８に噛み合い、他側の駆動伝達ギア７５は、下側（上流側）の支軸８２に固定された回転ギア８３に噛み合っている。従って、前記モータ８８を駆動することにより４本の支軸７７，８２を一斉に回転させ、この結果、上下のディスク対７３において、第１ディスク７１及び第２ディスク７２を同一の方向に等しい速度で回転させることができる。
【００５１】
なお、２つのゲル部材６５はそれぞれ回転ギア８３と一体的に回転するが、前記被押圧面６６には耐摩耗シート６８が取り付けられているため、押圧アーム８５の先端部（又は前記押圧板８７）との間で滑るようにしてスムーズに回転することができる。これにより、回転ギア８３（ひいては第２ディスク７２）を円滑に回転させることができるとともに、一般的に捩り作用に弱いゲル部材６５を保護して耐久性を向上させることができる。
【００５２】
次に、本願発明者が行った張力測定実験について、図５のグラフを参照して説明する。図５（ｂ）は、本実施形態のディスクテンサ１３に糸２０を実際に通過させたときの張力の変化を測定したものである。この実験は、糸２０として綿のＮｅ７の糸を用い、糸２０の走行速度は１０００ｍ／分とし、ソレノイド８１には１０５ｇの張力に相当する電圧を印加する条件で行った。なお、図５（ａ）には、従来の構成（即ち、ゲル部材６５を省略し、押圧アーム８５及び押圧板８７で回転ギア８３を直接押圧する構成）において、同様に糸の張力を測定した結果を比較のために示した。
【００５３】
図５の２つのグラフは、糸走行中の張力の変化を１０秒間にわたって示したものである。図５（ａ）のグラフには、糸張力が４０ｃＮを下回るレベルまで瞬間的に低下する箇所（破線の円で囲った部分）が観察される。このように、ゲル部材６５を省略した従来の構成では、糸張力の大きな低下が相当の頻度で発生することが判る。一方、本実施形態の構成では図５（ｂ）に示すように、糸張力が極端に低下する現象は発生せず、安定した張力を糸２０に付与できていることが判る。
【００５４】
以上に示すように、本実施形態のディスクテンサ１３は、第２ディスク７２と、ソレノイド８１と、押圧バネ８６と、ゲル部材６５と、を備える。第２ディスク７２は、走行している糸２０に接触して摩擦を発生させることで張力付与作用を行う。ソレノイド８１及び押圧バネ８６は、糸２０に対して付与する張力を増大させる方向に第２ディスク７２を押圧することが可能である。ゲル部材６５は、第２ディスク７２とソレノイド８１又は押圧バネ８６との間に配置される。
【００５５】
これにより、ディスクテンサ１３の上流側又は下流側での張力（解舒テンションや巻取テンション）が変動したり、糸の太さムラの部分が第２ディスク７２を通過したりすること等によって第２ディスク７２に瞬間的な力が作用しても、その衝撃をゲル部材６５によって吸収することができる。従って、糸切れを効果的に防止できるとともに、ソレノイド８１及び押圧バネ８６によって糸２０に付与される張力の変動を効果的に抑制することができる。
【００５６】
また、本実施形態のディスクテンサ１３はゲル部材６５を備え、このゲル部材６５が衝撃を吸収するように構成されている。
【００５７】
これにより、糸２０に付与する張力を簡単な構成で安定化させることができる。また、圧縮永久歪みが一般的に少ないゲル部材６５を衝撃吸収のために用いることにより、長期間の使用によっても衝撃吸収性能を安定して発揮させることができる。
【００５８】
また、本実施形態のディスクテンサ１３において、ゲル部材６５は、ソレノイド８１又は押圧バネ８６からの押圧力を受ける被押圧面６６を一側に備えるとともに、前記押圧力を第２ディスク７２側へ伝達するための伝達面６７を他側に備える。また、被押圧面６６と伝達面６７の間の部分において、ゲル部材６５の外周面の周囲に空間が形成されている。
【００５９】
これにより、第２ディスク７２側から伝わる衝撃を、ゲル部材６５が外周面を膨らませるように変形することで良好に吸収することができる。従って、小さなゲル部材６５を採用しても優れた衝撃吸収性能を発揮できるので、ディスクテンサ１３の構成の小型化に貢献することができる。
【００６０】
また、本実施形態のディスクテンサ１３においては、回転可能な第２ディスク７２によって糸２０に張力付与作用を行うように構成している。
【００６１】
これにより、第２ディスク７２の回転によって、当該第２ディスク７２の新鮮な面が糸２０に接触することになる。従って、第２ディスク７２の摩耗及び汚れの蓄積を効果的に軽減することができる。
【００６２】
また、本実施形態においてゲル部材６５は、ソレノイド８１又は押圧バネ８６からの押圧力を受ける被押圧面６６と、前記押圧力を第２ディスク７２側へ伝達するための伝達面６７と、を備える。そして、前記被押圧面６６には耐摩耗シート６８が固定されている。
【００６３】
これにより、被押圧面６６の部分において耐摩耗シート６８を滑らせることで、当該耐摩耗シート６８の部分を境界として、ソレノイド８１又は押圧バネ８６に対して第２ディスク７２、回転ギア８３、支軸８２及びゲル部材６５を円滑に回転させることができる。また、耐摩耗シート６８の面を境にして相対回転させることで、回転滑り部分で発生する抵抗及び騒音を抑制できるとともに、ゲル部材６５を捩りから保護し、損傷を防止することができる。
【００６４】
また、本実施形態の自動ワインダは、上記のように構成されたディスクテンサ１３を備えている。
【００６５】
これにより、糸２０に適切な張力を安定して付与しながら巻取ボビン２２に巻き取ることができるので、糸切れを抑制して生産効率を向上できるとともに、高品質のパッケージ３０を形成することができる。
【００６６】
次に、自動ワインダの変形例について、図６を参照して説明する。この変形例の糸巻取ユニット１０は、前記ディスクテンサ１３の代わりにゲートテンサ１３ｘを備えている。なお、本変形例において前記実施形態と同一又は類似の部材には図面に同一の符号を付して説明を省略する場合がある。
【００６７】
このゲートテンサ１３ｘは、固定櫛歯４５と可動櫛歯（作用部材）４６とを備えている。固定櫛歯４５と可動櫛歯４６は、走行している糸２０に接触して屈曲させることで張力付与作用を行う。可動櫛歯４６は、櫛歯同士が噛合せ状態又は解放状態になるように、ロータリ式のソレノイド４７により回動することができる。このソレノイド４７は、糸２０の屈曲を強める方向（即ち、糸２０に対して付与する張力を増大させる方向）に前記可動櫛歯４６を押圧することができる。
【００６８】
可動櫛歯４６とソレノイド４７との間には、衝撃吸収部材としてのゲル部材６５が配置されている。このゲル部材６５としては、前述の実施形態と同様に、例えばシリコンを主原料としたものを採用することができる。
【００６９】
この変形例のゲートテンサ１３ｘにおいても、糸２０の張力変動及び太さムラ等によって可動櫛歯４６に作用する瞬間的な力（衝撃）をゲル部材６５によって良好に吸収し、糸２０に付与する張力の変動を効果的に抑制することができる。
【００７０】
以上に本発明の好適な実施形態を説明したが、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。
【００７１】
前記実施形態のディスクテンサ１３は２つのディスク対７３，７３を備える構成であるが、１つ又は３つ以上のディスク対を備える構成に変更することができる。
【００７２】
前記ゲル部材６５の形状は、円柱状とすることに代えて、例えば円錐台形状、多角柱状、多角錐台形状等に変更することができる。また、前記ゲル部材６５は回転ギア８３に固定することに代えて、例えば支軸８２の端面に固定したり、第２ディスク７２に直接固定したりすることができる。
【００７３】
前記実施形態のディスクテンサ１３においては、ゲル部材６５の伝達面６７側が回転ギア８３に固定され、被押圧面６６側には耐摩耗シート６８が固定されている。しかしながらこれに代えて、ゲル部材６５の被押圧面６６を押圧アーム８５（又は押圧板８７）に固定し、伝達面６７側に耐摩耗シートを固定する構成に変更することができる。この場合、ゲル部材６５は回転せず、当該ゲル部材６５に対して回転ギア８３が滑りながら回転することになる。
【００７４】
前記実施形態のディスクテンサ１３及び変形例のゲートテンサ１３ｘは、自動ワインダに限らず、例えば紡績機等の他の繊維機械に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の一実施形態に係る自動ワインダが備える糸巻取ユニットの側面図。
【図２】糸巻取ユニットの正面図及びブロック図。
【図３】ディスクテンサを正面側から見た斜視図。
【図４】ディスクテンサにおいて第２ディスクを押圧するための構成を詳細に示す正面概略図。
【図５】本実施形態のディスクテンサを通過する糸の張力の変化を従来技術と比較して示すグラフ。
【図６】ゲートテンサを備えた変形例の糸巻取ユニットを示す正面図及びブロック図。
【符号の説明】
【００７６】
１３ ディスクテンサ（張力付与装置）
７２ 第２ディスク（作用部材）
６５ ゲル部材（衝撃吸収部材）
６６ 被押圧面
６７ 伝達面
６８ 耐摩耗シート
８１ ソレノイド（押圧部）
８６ 押圧バネ（押圧部）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行している糸に接触して張力付与作用を行う作用部材と、
前記糸に対して付与する張力を増大させる方向に前記作用部材を押圧することが可能な押圧部と、
前記作用部材と前記押圧部との間に配置される衝撃吸収部材と、
を備えることを特徴とする張力付与装置。
【請求項２】
請求項１に記載の張力付与装置であって、
前記衝撃吸収部材はゲル部材によりなることを特徴とする張力付与装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の張力付与装置であって、
前記衝撃吸収部材は、前記押圧部からの押圧力を受ける被押圧面を一側に備えるとともに、前記押圧力を前記作用部材へ伝達するための伝達面を他側に備え、
前記被押圧面と前記伝達面の間の部分において、前記衝撃吸収部材の周囲に空間が形成されていることを特徴とする張力付与装置。
【請求項４】
請求項１から３までの何れか一項に記載の張力付与装置であって、
前記作用部材は回転可能なディスクであることを特徴とする張力付与装置。
【請求項５】
請求項４に記載の張力付与装置であって、
前記衝撃吸収部材は、前記押圧部からの押圧力を受ける被押圧面と、前記押圧力を前記ディスクへ伝達するための伝達面と、を備え、
前記被押圧面及び前記伝達面の少なくとも何れか一方には耐摩耗シートが固定されていることを特徴とする張力付与装置。
【請求項６】
請求項１から５までの何れか一項に記載の張力付与装置を備えることを特徴とする繊維機械。
【請求項１】
走行している糸に接触して張力付与作用を行う作用部材と、
前記糸に対して付与する張力を増大させる方向に前記作用部材を押圧することが可能な押圧部と、
前記作用部材と前記押圧部との間に配置される衝撃吸収部材と、
を備えることを特徴とする張力付与装置。
【請求項２】
請求項１に記載の張力付与装置であって、
前記衝撃吸収部材はゲル部材によりなることを特徴とする張力付与装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の張力付与装置であって、
前記衝撃吸収部材は、前記押圧部からの押圧力を受ける被押圧面を一側に備えるとともに、前記押圧力を前記作用部材へ伝達するための伝達面を他側に備え、
前記被押圧面と前記伝達面の間の部分において、前記衝撃吸収部材の周囲に空間が形成されていることを特徴とする張力付与装置。
【請求項４】
請求項１から３までの何れか一項に記載の張力付与装置であって、
前記作用部材は回転可能なディスクであることを特徴とする張力付与装置。
【請求項５】
請求項４に記載の張力付与装置であって、
前記衝撃吸収部材は、前記押圧部からの押圧力を受ける被押圧面と、前記押圧力を前記ディスクへ伝達するための伝達面と、を備え、
前記被押圧面及び前記伝達面の少なくとも何れか一方には耐摩耗シートが固定されていることを特徴とする張力付与装置。
【請求項６】
請求項１から５までの何れか一項に記載の張力付与装置を備えることを特徴とする繊維機械。
【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２００９−２８６６０７（Ｐ２００９−２８６６０７Ａ）
【公開日】平成２１年１２月１０日（２００９．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１４２８５３（Ｐ２００８−１４２８５３）
【出願日】平成２０年５月３０日（２００８．５．３０）
【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１２月１０日（２００９．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年５月３０日（２００８．５．３０）
【出願人】（０００００６２９７）村田機械株式会社 (4,916)
【Ｆターム（参考）】
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