撚糸機
【課題】外糸のバルーンを早期に形成させ、もって、運転開始直後に生成される合糸の品質を改善すると共に、運転開始直後の糸切れを防止する。
【解決手段】外糸Ｙ２に対して張力を付与する張力付与装置５を設ける。張力付与装置５は、外糸Ｙ２に対して付与する張力を変更可能に構成される。また、定常運転時に外糸Ｙ２に対して付与される張力よりも小さい張力を、運転開始時から所定時間が経過するまでの間に外糸Ｙ２に対して付与するように、張力付与装置５を制御する張力制御部５１を設ける。
【解決手段】外糸Ｙ２に対して張力を付与する張力付与装置５を設ける。張力付与装置５は、外糸Ｙ２に対して付与する張力を変更可能に構成される。また、定常運転時に外糸Ｙ２に対して付与される張力よりも小さい張力を、運転開始時から所定時間が経過するまでの間に外糸Ｙ２に対して付与するように、張力付与装置５を制御する張力制御部５１を設ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二本の糸を撚り合わせる撚糸機に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、二本の糸を撚り合わせる撚糸機において、撚糸は次のように行われる。即ち、撚り合わせる二本の糸のうち一方の糸（以下、内糸と称する。）は、例えば円筒状のチーズ巻きに形成された給糸パッケージ（以下、内糸用給糸パッケージと称する。）から軸方向に向かって解舒される。他方の糸（以下、外糸と称する。）は、上記給糸パッケージから少し離れて支持される他の給糸パッケージ（以下、外糸用給糸パッケージと称する。）から解舒され、内糸に至るまでの糸道に配設された張力付与装置によって所定の張力を付与されつつ、上記内糸用給糸パッケージの外周側でバルーンを形成しながら内糸に対して撚り合わされる。
【０００３】
この外糸のバルーンを内糸用給糸パッケージの外周側に形成するために、前記内糸用給糸パッケージの一端には、内糸用給糸パッケージの軸心に対して垂直な方向に外糸の糸道が形成されたスピンドルが設けられている。このスピンドルがモータによって回転することで、スピンドル内で送糸される外糸が内糸用給糸パッケージの軸を中心に振り回され、もって、上記外糸のバルーンが形成されるという仕組みである。
【０００４】
以上の構成に加え、外糸が内糸用給糸パッケージに直接接触することがないよう、内糸用給糸パッケージのパッケージ径よりも大径の接触防止用リングが外糸の糸道と内糸用給糸パッケージの間に介装されている。
【０００５】
以上の構成で、撚糸機の運転を開始するには、オペレータが外糸用給糸パッケージから外糸を解舒して、この外糸を前述した張力付与装置やスピンドル内の糸道、内糸と外糸が合流する糸ガイドに通した上で、内糸と外糸を巻取装置に導入する。このとき、外糸は、スピンドル内の糸道から上記の糸ガイドにかけて、所定の張力を伴った状態で上記の接触防止用リングに当接した状態としておく。そして、オペレータが、巻取装置による巻き取りとスピンドルの回転を同時に開始させ、スピンドルの回転数が所定の回転数に至る頃には、外糸は遠心力によって接触防止用リングから外周側へ離反して、所定径のバルーンが形成される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記の撚糸機によって生成された合糸のうち、運転開始直後に生成された合糸の品質について、また、運転開始直後の糸切れについて、ユーザーから不満の申出があった。そこで、本願発明者は、上記品質及び糸切れについて調査した結果、運転開始から相当の時間が経過するまで、外糸はバルーンを形成できておらず、外糸が接触防止用リングと擦れ合い続けていたことが判った。そして、鋭意研究の末、運転開始から相当の時間が経過するまで外糸がバルーンを形成できないのは、（ａ）スピンドルの回転数が所定の回転数に至るまでに相当の時間を要すること、（ｂ）スピンドルの回転数が小さいうちは、外糸に作用する遠心力も小さく、外糸が自己に付与される張力に打ち勝ってバルーンを形成し始めることができないこと、（ｃ）従来の撚糸機では、外糸に対して運転開始時から既に相当量の張力が付与されていたこと、の（ａ）〜（ｃ）が強く影響していることを見出した。そして、上記（ｃ）の相当量の張力は、バルーンが十分に形成されている定常運転時の状態を前提として設定された固定値であり、ある意味では合理的だった。
【０００７】
本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、外糸のバルーンを早期に形成させ、もって、運転開始直後に生成される合糸の品質を改善すると共に、運転開始直後の糸切れを防止することにある。
【０００８】
なお、特許文献１（特開２００２−１３８３３１号公報）には、糸切れを起こさせないように糸のテンションを制御するテンション制御手段が開示されるが、このテンション制御手段は、上記特許文献１の段落番号００３９に記載されている通り、積極回転フライヤなるものを導入したことによる弊害に対処するためのもののようである。本願と着目している対象が相当異なるが、特許文献１の技術情報は興味深いものである。
【課題を解決するための手段及び効果】
【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とその効果を説明する。
【００１０】
本発明の観点によれば、駆動源によって回転させられるスピンドルによってバルーンが形成される外糸を内糸を供給するパッケージの外周側で送糸することによって、前記の内糸と外糸とを撚り合わせる、撚糸機は、以下のように構成される。前記撚糸機は、前記外糸に対して張力を付与する張力付与手段と、前記張力付与手段の作動を制御する張力制御手段と、を備える。前記張力付与手段は、前記外糸に対して付与する張力を変更可能に構成される。前記張力制御手段は、前記スピンドルの回転状態に応じて、前記外糸に対して付与する張力を変更するように前記張力付与手段の作動を制御する。前述したようにバルーンの形成と張力との関係に着目して本願発明者が想到した上記の構成によれば、外糸のバルーンの形成を制御できるようになる。
【００１１】
上記の撚糸機は、更に、以下のように構成される。即ち、前記張力制御手段は、定常運転時に前記外糸に対して付与する張力よりも小さい張力を、前記スピンドルが回転を開始してから前記スピンドルの回転数が所定の回転数に達するまでの間に前記外糸に対して付与するように前記張力付与手段の作動を制御する。以上の構成によれば、外糸のバルーンが早期に形成され、もって、運転開始直後に生成される合糸の品質が改善されると共に、運転開始直後の糸切れも防止される。更に、前記外糸のバルーンが形成される前であっても、例えば前記内糸を供給するパッケージなどの他の部品に対して擦れ合う外糸の張力が小さいことから、この点においても、合糸の品質が改善されると共に、運転開始直後の糸切れが防止されると言及できる。
【００１２】
上記の撚糸機は、更に、以下のように構成される。即ち、前記張力付与手段は、前記外糸が巻き掛けられ、この外糸が送糸されることによって従動回転させられる従動プーリと、この従動プーリの回転を抑制する回転抑制手段と、から構成される。以上の構成によれば、前記外糸の品質に配慮しつつ前記外糸に対して張力を付与する構成が実現される。
【００１３】
上記の撚糸機は、更に、以下のように構成される。即ち、前記回転抑制手段は、前記従動プーリの回転を磁気摩擦によって抑制する電磁ブレーキである。以上の構成によれば、前記従動プーリの回転の抑制の強弱を容易に制御できる。更に言えば、磁気摩擦を利用する構成であるから摺動部を省略した構成が可能となり、もって、維持管理の負担が軽減されよう。
【００１４】
上記の撚糸機は、更に、以下のように構成される。即ち、前記従動プーリは、この従動プーリに巻き掛けられた前記外糸が、異なる方向へ向かって、前記従動プーリの周方向に沿って交互に、押圧されるように構成される。以上の構成によれば、前記外糸が送糸されることによって従動回転させられる前記従動プーリが前記外糸との間の単なる接触抵抗で達成される構成と比較して、前記外糸の品質劣化を低減できる。
【００１５】
上記の撚糸機は、更に、以下のように構成される。即ち、前記張力付与手段は、前記撚糸機の正面側に配設される。以上の構成によれば、前記張力付与手段を構成する前記従動プーリに対する前記外糸の巻き掛けの作業性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態を説明する。先ず、図１に基づいて、本発明の一実施形態に係る撚糸機の構成を概説する。図１は、本発明の一実施形態に係る撚糸機の構成概略図である。
【００１７】
本実施形態に係る撚糸機１００は、複数で列設される撚糸ユニット１と、この複数の撚糸ユニット１の作動を制御する機台制御装置２と、から構成される。撚糸ユニット１は、二本の糸を撚り合わせるものであって、図１には、複数の撚糸ユニット１のうち一の撚糸ユニット１のみが正面視で描かれている。
【００１８】
撚糸ユニット１は、撚り合わせる二本の糸のうち一方の糸（以下、内糸Ｙ１と称する。）を供給する給糸パッケージ（以下、内糸用給糸パッケージＰ１と称する。）を支持する内糸用給糸パッケージ支持部３と、他方の糸（以下、外糸Ｙ２と称する。）を供給する給糸パッケージ（以下、外糸用給糸パッケージＰ２と称する。）を支持する外糸用給糸パッケージ支持部４と、外糸Ｙ２に対して張力を付与する張力付与装置５（張力付与手段）と、内糸Ｙ１と外糸Ｙ２が撚り合わされた糸としての合糸Ｙを巻き取る巻取装置６と、を備える。そして、内糸用給糸パッケージ支持部３の外周側で外糸Ｙ２のバルーンを形成するためのバルーン形成装置７が内糸用給糸パッケージ支持部３の上流側に同軸状に設けられる。以下、外糸Ｙ２が外糸用給糸パッケージＰ２から送出されて巻取装置６に至るまでの糸道に沿って撚糸ユニット１の構成を更に説明する。
【００１９】
外糸用給糸パッケージ支持部４に回転不能に支持される外糸用給糸パッケージＰ２から解舒された外糸Ｙ２は、外糸Ｙ２に対して若干の張力を付与する機能を有する第１糸ガイド８と、外糸Ｙ２に対して所定の張力を付与するゲート式テンサー９と、第２糸ガイド１０と、を順に介して上記の張力付与装置５に導入される。張力付与装置５の詳細な構成は、後述する。
【００２０】
張力付与装置５によって好適な張力が付与された外糸Ｙ２は、第３糸ガイド１１と、第４糸ガイド１２と、を順に介して鉛直方向に沿って吸い上げられるようにバルーン形成装置７に導入される。このバルーン形成装置７は、スピンドル１３を出力軸とする電気モータ１４と、このスピンドル１３に対して回転不能に固定されるディスク１５と、から構成される。ここで、図２を参照されたい。図２は、図１の２−２線矢視断面図である。図２（ａ）に示されるように、スピンドル１３の軸心には外糸Ｙ２が通過可能な糸道１６が同軸状に形成されると共に、この糸道１６から径方向へ延びる糸道１７がディスク１５の下面の直近に形成される。そして、第４糸ガイド１２を介してスピンドル１３の糸道１６内に案内された外糸Ｙ２は、糸道１７を通ってスピンドル１３の外部へ送出されると共に、図２（ｂ）に示されるように、このディスク１５がスピンドル１３を介して電気モータ１４によって回転させられることで、外糸Ｙ２はディスク１５の下面に沿って渦を描きながら振り回される。図２（ｂ）の底面視において、糸道１７から送出された外糸Ｙ２が描く渦の角度は、一般に遅れ角θ[deg.]と称される。
【００２１】
再度、図１を参照されたい。図１に示されるように、スピンドル１３から送出された外糸Ｙ２は、ディスク１５の下面を這うように更に外周へ案内され、ディスク１５の外周縁よりバルーン形成装置７を離れ、内糸用給糸パッケージ支持部３によって支持される内糸用給糸パッケージＰ１を避けるように案内されながら巻取装置６へ導かれる。
【００２２】
ここで、内糸用給糸パッケージ支持部３の構成を簡単に説明する。内糸用給糸パッケージ支持部３は、前述のスピンドル１３に対して図略のベアリングを介して軸支されると共に、内糸用給糸パッケージ支持部３の外周側へ配設される図略のマグネットとの磁気的な結合によって回転が規制される。内糸用給糸パッケージ支持部３は、内糸用給糸パッケージ支持部３に対して内糸用給糸パッケージＰ１が回転しないように内糸用給糸パッケージＰ１を支持すると共に、下方から送糸される外糸Ｙ２が内糸用給糸パッケージＰ１に対して接触することのないよう、ディスク１５に対して軸方向において下側に隣接するように、内糸用給糸パッケージＰ１より大径のハット１８が設けられる。同様に、送糸される外糸Ｙ２が内糸用給糸パッケージＰ１に対して接触することのないよう、ハット１８と内糸用給糸パッケージＰ１を挟んで反対側に、ハット１８と軸方向において対を成すように、ハット１８と略同径のリング１９が設けられる。リング１９はハット１８に取り付けられない。この構成で、バルーン形成装置７から離れた外糸Ｙ２は、ハット１８及びリング１９との当接により内糸用給糸パッケージＰ１との離間距離が所定量以上確保され、もって、外糸Ｙ２は、内糸用給糸パッケージＰ１を避けるように案内されながら巻取装置６の第５糸ガイド２０へ導かれることとなる。
【００２３】
一方、内糸用給糸パッケージＰ１から解舒された内糸Ｙ１は、第６糸ガイド２１によって軸心へ案内された後、上記の第５糸ガイド２０へ案内される。
【００２４】
次に、巻取装置６の構成を概説する。巻取装置６は、合糸Ｙの糸道に沿って順に、合糸Ｙの張力を所定量、低下させるための張力緩和部２２と、合糸Ｙを巻取ボビンＢに対して綾振るためのトラバース装置２３と、巻取ボビンＢを回転可能に支持するクレードル２４と、クレードル２４に支持された巻取ボビンＢを回転させるための巻取ドラム２５と、を備える。本実施形態においてトラバース装置２３は、合糸Ｙを把持する略示のトラバースガイドが往復運動することで合糸Ｙを巻取ボビンＢに対して綾振るように構成され、トラバースガイドを往復運動させるためのトラバースモータ２６が設けられる。巻取ドラム２５には、巻取ドラム２５を所定回転数で回転させるための巻取ドラム用モータ２７が設けられる。
【００２５】
次に、図３及び図４に基づいて張力付与装置５の構成を説明する。図３及び図４を参照されたい。図３は、張力付与装置の斜視図である。図４は、従動プーリの外周の展開図及び断面図である。
【００２６】
図３に示されるように、本実施形態に係る張力付与装置５は、外糸Ｙ２が巻き掛けられ、この外糸Ｙ２が送糸されることによって従動回転させられる従動プーリ４０と、この従動プーリ４０の回転を規制する略示のヒステリシスブレーキ４１（回転抑制手段）と、を備える。本実施形態において従動プーリ４０は外糸Ｙ２に対して摺動不能に回転する。ヒステリシスブレーキ４１は、従動プーリ４０の回転を磁気摩擦によって抑制する電磁ブレーキの一種である。つまり、張力付与装置５は、このヒステリシスブレーキ４１に入力する電流を増減することで、従動プーリ４０の外周に巻き掛けられた外糸Ｙ２に対して所望の張力を付与するように構成される。従動プーリ４０が軸支される張力付与装置５の筐体４２には、外糸Ｙ２を張力付与装置５へ円滑に導入するための第７糸ガイド４３が形成されると共に、従動プーリ４０に対する外糸Ｙ２の巻き付き角度を十分に確保するための補助プーリ４４が従動プーリ４０の近傍に軸支される。更に、外糸Ｙ２が従動プーリ４０の外周に巻き掛けられた状態を安定させるための第８糸ガイド４５が筐体４２の下部に形成される。
【００２７】
本図に示されるように、従動プーリ４０は、従動プーリ４０の軸方向において対向する一対のディスク部材４６、ディスク部材４７と、この一対のディスク部材４６、ディスク部材４７の間に敷設される複数の当接部材４８と、から構成される。各当接部材４８には曲面ｋが形成される。上記当接部材４８は、ディスク部材４６のディスク部材４７に対して対向する面に、曲面ｋがディスク部材４７と対向するように、周方向に沿って所定の間隔で並設される。同様に、上記当接部材４８は、ディスク部材４７のディスク部材４６に対して対向する面に、曲面ｋがディスク部材４６と対向するように、周方向に沿って所定の間隔で並設される。そして、図４に示されるように、従動プーリ４０の外周に巻き掛けられる外糸Ｙ２の糸道に沿って言えば、ディスク部材４６に対して着設される当接部材４８と、ディスク部材４７に対して着設される当接部材４８と、が等ピッチで交互に出現する。即ち、従動プーリ４０は、この従動プーリ４０に巻き掛けられた外糸Ｙ２が、異なる方向へ向かって、従動プーリ４０の周方向に沿って交互に、押圧されるように構成される。なお、この押圧方向は、本図において太線矢印で図示される。なお、張力付与装置５は、撚糸機１００のオペレータが外糸Ｙ２を従動プーリ４０へ巻き掛け易いように、撚糸ユニット１の正面側に露出して配設される。
【００２８】
以上に、撚糸機１００の機械的な構成を説明した。次に、撚糸機１００の電気的な構成を説明する。
【００２９】
図１に示されるように、機台制御装置２は、巻取装置６のトラバースモータ２６及び巻取ドラム用モータ２７の作動を制御する巻取制御部５０と、張力付与装置５の作動を制御する張力制御部５１（張力制御手段）と、電気モータ１４の作動を制御するスピンドル制御部５２と、各種の運転条件が記憶される運転条件記憶部５３と、従動プーリの回転に対して負荷するトルクの負荷パターンが記憶される負荷パターン記憶部５４と、から構成される。これらの機台制御装置２の構成は、例えばＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）やＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などにより実現される。負荷パターン記憶部５４には、例えば図５（ｂ１）、図６（ｂ２）、図６（ｂ３）に示されるような負荷パターンであって、具体的には時間とヒステリシスブレーキ４１に入力する電流値の関係が記憶される。
【００３０】
上記の巻取制御部５０は、例えばキーボードなどの図略の入力手段を用いてオペレータが機台制御装置２に入力し、運転条件記憶部５３に記憶された運転条件を適宜に参照し、参照した運転条件に基づいて巻取装置６を制御するように構成される。同様に、スピンドル制御部５２は、上記運転条件記憶部５３に記憶された運転条件を適宜に参照し、参照した運転条件に基づいて電気モータ１４を制御するように構成される。
【００３１】
張力制御部５１は、前記スピンドル１３の回転状態に応じて、前記外糸Ｙ２に対して付与する張力を変更するように前記張力付与装置５の作動を制御する。詳しくは、張力制御部５１は、上記運転条件記憶部５３に記憶された運転条件を適宜に参照し、参照した運転条件に基づいて、負荷パターン記憶部５４に複数記憶された負荷パターンのうち何れかを読み込み、読み込んだ負荷パターンに基づいて張力付与装置５の作動を制御するように構成される。
【００３２】
以上に、撚糸機１００の電気的な構成を説明した。次に、図５及び図６に例示される各種の負荷パターンについて若干の説明を加える。図５及び図６は何れも、従動プーリの回転に負荷するトルクの負荷パターンを例示するグラフである。なお、各図において符号ｓｐは、スピンドル回転数に対応する例示の線を特定するものである。
【００３３】
図５（ａ）に示される負荷パターンは、従来採用されてきたものであって、その特徴は、従動プーリに対する負荷が固定値である点である。従来は、スピンドル１３が所定の回転数で等速回転し、外糸Ｙ２のバルーンが形成されていることを前提とした上で、図２（ｂ）に示される遅れ角θ[deg.]が概ね９０〜２７０となるように負荷固定値を設定するに過ぎなかった。従って、従来、バルーンが立ち上がるまでに概ね時間Δｔを要していた。
【００３４】
一方、図５（ｂ１）及び図６（ｂ２）、図６（ｂ３）は、従来の負荷パターンを改良したものであって、その特徴は、定常運転時の負荷ａ１よりも小さい負荷ａ０を、スピンドル１３の回転数が所定の回転数に達するまでの間に設けた点である。この狙いは、主として、バルーンの立ち上がりまでに要する時間の短縮することにある。図５（ｂ１）に示される負荷パターン（以下、負荷パターンｂ１と称する。）では、スピンドル１３が回転を開始する時刻ｔ０から、スピンドル１３の回転数が所定の回転数（本実施形態において「所定の回転数」は「定常運転時の回転数」であるとした。）に達する時刻ｔｓまでの間に、定常運転時の負荷ａ１の半分以下である負荷ａ０を適用する時間域（ｔ０〜ｔ１）が設けられており、もって、負荷パターンｂ１は、ステップ状に増加する特徴を有する。図６（ｂ２）に示される負荷パターン（以下、負荷パターンｂ２と称する。）は、スピンドル１３が回転を開始する時刻ｔ０から、スピンドル１３の回転数が所定の回転数に達する時刻ｔｓまでの間に、負荷が直線的に漸増する特徴を有する。図６（ｂ２）には、負荷が直線的に漸増する負荷パターンｂ２として、２つのパターンを例示している。即ち、第一のパターンにおいては、スピンドル１３が回転を開始する時刻ｔ０から、スピンドル１３の回転数が所定の回転数に達する時刻ｔｓの少し手前である時刻ｔ１までの間に、負荷が直線的に漸増する。第二のパターンにおいては、スピンドル１３が回転を開始する時刻ｔ０から、スピンドル１３の回転数が所定の回転数に達する時刻ｔｓの少し後である時刻ｔ２までの間に、負荷が直線的に漸増する。図６（ｂ３）に示される負荷パターン（以下、負荷パターンｂ３と称する。）は、スピンドル１３が回転を開始する時刻ｔ０から、スピンドル１３の回転数が所定の回転数に達する時刻ｔｓまでの間に、負荷の増加する割合が漸増又は漸減するように負荷が漸増する特徴を有する。図６（ｂ３）には、負荷パターンｂ３として、２つのパターンを例示している。即ち、第三のパターンにおいては、スピンドル１３が回転を開始する時刻ｔ０から、スピンドル１３の回転数が所定の回転数に達する時刻ｔｓの少し後である時刻ｔ３までの間に、負荷の増加する割合が漸減するように負荷が漸増する。第四のパターンにおいては、スピンドル１３が回転を開始する時刻ｔ０から、スピンドル１３の回転数が所定の回転数に達する時刻ｔｓの少し後である時刻ｔ３までの間に、負荷の増加する割合が漸増するように負荷が漸増する。負荷パターンｂ３の上記第四のパターンに分類されるものとして、負荷が時間の二乗に比例するものが挙げられる。スピンドル１３の回転数の上昇が時間に比例するものだとすると、外糸Ｙ２に作用する遠心力がスピンドル１３の回転数の二乗に比例することから、負荷が時間の二乗に比例する負荷パターンは、他の負荷パターンと比較してある種の優位性があるものと考えられる。なお、上記の初期の負荷ａ０は、外糸Ｙ２の送糸の安定性のために設けられるものである。
【００３５】
以上に、本実施形態に係る撚糸機１００の構成を説明した。次に、この撚糸機１００の作動を説明する。
【００３６】
撚糸機１００の運転を開始するには、先ず、内糸Ｙ１と外糸Ｙ２が図１において実線で示される糸道を形成するように、内糸Ｙ１及び外糸Ｙ２の糸通しを行う。このとき、トラバースモータ２６、巻取ドラム用モータ２７、電気モータ１４は何れも静止状態とされる。外糸Ｙ２は、図２（ａ）に示されるように糸道１７からディスク１５の下面に沿って径方向へ直線的に存在し、相当量の張力を伴って、図１に示されるようにディスク１５の外周縁とハット１８、リング１９に当接した状態を保っている。
【００３７】
次に、オペレータが、各種の運転条件を図略の入力手段を介して機台制御装置２へ入力する。入力された各種の運転条件は、運転条件記憶部５３に記憶される。各種の運転条件としては、例えば、巻取装置６における巻取速度やトラバース装置２３におけるトラバース速度、スピンドル１３の回転数、糸種、糸太さなどが挙げられる。なお、内糸Ｙ１や外糸Ｙ２の送糸速度は巻取装置６の巻取速度によって律速されることとなる。
【００３８】
運転条件記憶部５３に記憶された各種の運転条件は、巻取制御部５０、張力制御部５１、スピンドル制御部５２に適宜に読み込まれると共に、張力制御部５１は、読み込んだ上記運転条件に基づいて負荷パターン記憶部５４に記憶された複数の負荷パターンの中から最も適切な負荷パターンを読み込む。そして、巻取制御部５０は上記運転条件に基づいて巻取装置６を制御することで合糸Ｙの巻き取りを開始し、スピンドル制御部５２も同様に上記運転条件に基づいて電気モータ１４を制御することでスピンドル１３の回転を、この回転が所望の回転数に到達するまで例えば図５や図６に示されるように所定の角加速度において加速させる。それと同時に、張力制御部５１は、読み込んだ負荷パターンに基づいて従動プーリ４０の回転に対して負荷をかける。
【００３９】
ところで、張力付与装置５において外糸Ｙ２が従動プーリ４０に対して摺動不能に巻き掛けられる態様は、以下のような作用によって実現される。即ち、複数の当接部材４８の曲面ｋは従動プーリ４０の軸心を含む切断面（図４下図を参照）において従動プーリ４０の外周にＶ字状の溝を構成すると共に、異なる方向から、周方向に沿って交互に、外糸Ｙ２に対して当接ないし押圧し、もって、外糸Ｙ２は複数の当接部材４８によってニップされ、従動プーリ４０に対して摺動不能に巻き掛けられる態様が実現される。
【００４０】
話を元に戻すと、スピンドル１３の回転数が低い間は、外糸Ｙ２は、ハット１８やリング１９に対して擦れ合いながら内糸用給糸パッケージ支持部３の外周を回転する。
【００４１】
一方、スピンドル１３の回転数が上昇し、外糸Ｙ２に対して発生する遠心力に起因する外糸Ｙ２の張力が、（１）外糸用給糸パッケージＰ２からの外糸Ｙ２の解舒に伴い生じる張力である解舒張力や、（２）ゲート式テンサー９によって外糸Ｙ２に対して付与される張力、（３）張力付与装置５によって外糸Ｙ２に対して付与される張力、（４）第３糸ガイド１１や第４糸ガイド１２において外糸Ｙ２に対して発生する張力、の（１）〜（４）などの合計値を上回ると、外糸Ｙ２は、図１において鎖線で示されるようにハット１８やリング１９を離れて、ディスク１５の外周縁と第５糸ガイド２０との間で外周側へ膨出してバルーンを形成する。
【００４２】
このときの遅れ角θ[deg.]は、図２（ｂ）に示されるように、概ね９０〜２７０とされる。外糸用給糸パッケージＰ２からの外糸Ｙ２の解舒張力は、外糸用給糸パッケージＰ２の先端近傍から外糸Ｙ２が解舒されるときと、外糸用給糸パッケージＰ２の基端近傍から外糸Ｙ２が解舒されるときと、で大きく変動するものであるが、この解舒張力の変動は遅れ角θ[deg.]の増減によって相殺され、もって、外糸用給糸パッケージＰ２からの外糸Ｙ２の解舒張力の大きな変動は、外糸Ｙ２のバルーンには殆ど影響しないようになっている。
【００４３】
そして、外糸Ｙ２が内糸用給糸パッケージＰ１の外周で振り回されることで、第５糸ガイド２０に至る直前において外糸Ｙ２は内糸Ｙ１と撚り合い合糸Ｙとされる。この撚り合った合糸状態を維持しながら張力緩和部２２において張力が所定量、低減され、トラバース装置２３において綾振られながら、巻取ボビンＢに巻き取られる。
【００４４】
以上に、本実施形態に係る撚糸機１００の構成と作動を説明した。上記の撚糸機１００が対象とする糸種は、例えば、ポリエステルやナイロン、レーヨン、アラミドなどが挙げられる。また、内糸用給糸パッケージＰ１や外糸用給糸パッケージＰ２の形状は、図１に示されるようなチーズ巻きの他に、例えば、コーン巻きやフランジ巻き、ボビン巻きであってもよい。
【００４５】
以上説明したように本実施形態において、電気モータ１４（駆動源）によって回転させられるスピンドル１３によってバルーンが形成される外糸Ｙ２を内糸Ｙ１を供給するパッケージＰ１の外周側で送糸することによって、前記の内糸Ｙ１と外糸Ｙ２とを撚り合わせる、撚糸機１００は、以下のように構成される。即ち、前記撚糸機１００は、前記外糸Ｙ２に対して張力を付与する張力付与装置５（張力付与手段）と、前記張力付与装置５の作動を制御する張力制御部５１（張力制御手段）と、を備える。前記張力制御部５１は、図５や図６に示されるように、前記スピンドル１３の回転状態に応じて、前記外糸Ｙ２に対して付与する張力を変更するように前記張力付与装置５の作動を制御する。前述したようにバルーンの形成と張力との関係に着目して本願発明者が想到した上記の構成によれば、外糸Ｙ２のバルーンの形成を制御できるようになる。
【００４６】
上記の撚糸機１００は、更に、以下のように構成される。即ち、前記張力制御部５１は、定常運転時に前記外糸Ｙ２に対して付与する張力ａ１よりも小さい張力を、前記スピンドル１３が回転を開始してから前記スピンドル１３の回転数が所定の回転数に達するまでの間に前記外糸Ｙ２に対して付与するように前記張力付与装置５の作動を制御する。以上の構成によれば、外糸Ｙ２のバルーンが早期に形成され、もって、運転開始直後に生成される合糸Ｙの品質が改善されると共に、運転開始直後の糸切れも防止される。更に、前記外糸Ｙ２のバルーンが形成される前であっても、例えば前記内糸Ｙ１を供給する内糸用給糸パッケージＰ１などの他の部品に対して擦れ合う外糸Ｙ２の張力が小さいことから、この点においても、合糸Ｙの品質が改善されると共に、運転開始直後の糸切れが防止されると言及できる。なお、上記実施形態では「所定の回転数」として、定常運転時におけるスピンドル１３の回転数を一つの目安としている（図５及び図６参照）。また、上記「他の部品」とは、上記実施形態においては、主としてハット１８やリング１９が相当する。
【００４７】
上記の撚糸機１００は、更に、以下のように構成される。即ち、前記張力付与装置５は、前記外糸Ｙ２が巻き掛けられ、この外糸Ｙ２が送糸されることによって従動回転させられる従動プーリ４０と、この従動プーリ４０の回転を抑制する回転抑制手段（上記実施形態では、ヒステリシスブレーキ４１）と、から構成される。以上の構成によれば、前記外糸Ｙ２の品質に配慮しつつ前記外糸Ｙ２に対して張力を付与する構成が実現される。
【００４８】
上記実施形態では、回転抑制手段としてヒステリシスブレーキ４１を例示したが、これに限られることなく、接触摩擦によるブレーキなども採用し得る。
【００４９】
上記の撚糸機１００は、更に、以下のように構成される。即ち、前記回転抑制手段は、前記従動プーリ４０の回転を磁気摩擦によって抑制する電磁ブレーキ（上記実施形態では、ヒステリシスブレーキ４１）である。以上の構成によれば、前記従動プーリ４０の回転の抑制の強弱を容易に制御できる。更に言えば、磁気摩擦を利用する構成であるから摺動部を省略した構成が可能となり、もって、維持管理の負担が軽減されよう。
【００５０】
上記の撚糸機１００は、更に、以下のように構成される。即ち、前記従動プーリ４０は、この従動プーリ４０に巻き掛けられた前記外糸Ｙ２が、異なる方向へ向かって、前記従動プーリ４０の周方向に沿って交互に、押圧されるように構成される。以上の構成によれば、前記外糸Ｙ２が送糸されることによって従動回転させられる前記従動プーリ４０が前記外糸Ｙ２との間の単なる接触抵抗で達成される構成と比較して、前記外糸Ｙ２の品質劣化を低減できる。
【００５１】
なお、上記実施形態においては、特殊な態様で配設された複数の当接部材４８の曲面ｋによって上記のように外糸Ｙ２が押圧される構成が実現されているが、この曲面ｋを平面に代えることは技術上、差し支えない。
【００５２】
上記の撚糸機１００は、更に、以下のように構成される。即ち、前記張力付与装置５は、前記撚糸機１００の正面側に配設される。以上の構成によれば、前記張力付与装置５を構成する前記従動プーリ４０に対する前記外糸Ｙ２の巻き掛けの作業性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の一実施形態に係る撚糸機の構成概略図
【図２】図１の２−２線矢視断面図
【図３】張力付与装置の斜視図
【図４】従動プーリの外周の展開図及び断面図
【図５】従動プーリの回転に負荷するトルクの負荷パターンを例示するグラフ
【図６】従動プーリの回転に負荷するトルクの負荷パターンを例示するグラフ
【符号の説明】
【００５４】
１ 撚糸ユニット
２ 機台制御装置
５ 張力付与装置
５１ 張力制御部
Ｙ１ 内糸
Ｙ２ 外糸
Ｐ１ 内糸用給糸パッケージ
Ｐ２ 外糸用給糸パッケージ
１００ 撚糸機
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二本の糸を撚り合わせる撚糸機に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、二本の糸を撚り合わせる撚糸機において、撚糸は次のように行われる。即ち、撚り合わせる二本の糸のうち一方の糸（以下、内糸と称する。）は、例えば円筒状のチーズ巻きに形成された給糸パッケージ（以下、内糸用給糸パッケージと称する。）から軸方向に向かって解舒される。他方の糸（以下、外糸と称する。）は、上記給糸パッケージから少し離れて支持される他の給糸パッケージ（以下、外糸用給糸パッケージと称する。）から解舒され、内糸に至るまでの糸道に配設された張力付与装置によって所定の張力を付与されつつ、上記内糸用給糸パッケージの外周側でバルーンを形成しながら内糸に対して撚り合わされる。
【０００３】
この外糸のバルーンを内糸用給糸パッケージの外周側に形成するために、前記内糸用給糸パッケージの一端には、内糸用給糸パッケージの軸心に対して垂直な方向に外糸の糸道が形成されたスピンドルが設けられている。このスピンドルがモータによって回転することで、スピンドル内で送糸される外糸が内糸用給糸パッケージの軸を中心に振り回され、もって、上記外糸のバルーンが形成されるという仕組みである。
【０００４】
以上の構成に加え、外糸が内糸用給糸パッケージに直接接触することがないよう、内糸用給糸パッケージのパッケージ径よりも大径の接触防止用リングが外糸の糸道と内糸用給糸パッケージの間に介装されている。
【０００５】
以上の構成で、撚糸機の運転を開始するには、オペレータが外糸用給糸パッケージから外糸を解舒して、この外糸を前述した張力付与装置やスピンドル内の糸道、内糸と外糸が合流する糸ガイドに通した上で、内糸と外糸を巻取装置に導入する。このとき、外糸は、スピンドル内の糸道から上記の糸ガイドにかけて、所定の張力を伴った状態で上記の接触防止用リングに当接した状態としておく。そして、オペレータが、巻取装置による巻き取りとスピンドルの回転を同時に開始させ、スピンドルの回転数が所定の回転数に至る頃には、外糸は遠心力によって接触防止用リングから外周側へ離反して、所定径のバルーンが形成される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記の撚糸機によって生成された合糸のうち、運転開始直後に生成された合糸の品質について、また、運転開始直後の糸切れについて、ユーザーから不満の申出があった。そこで、本願発明者は、上記品質及び糸切れについて調査した結果、運転開始から相当の時間が経過するまで、外糸はバルーンを形成できておらず、外糸が接触防止用リングと擦れ合い続けていたことが判った。そして、鋭意研究の末、運転開始から相当の時間が経過するまで外糸がバルーンを形成できないのは、（ａ）スピンドルの回転数が所定の回転数に至るまでに相当の時間を要すること、（ｂ）スピンドルの回転数が小さいうちは、外糸に作用する遠心力も小さく、外糸が自己に付与される張力に打ち勝ってバルーンを形成し始めることができないこと、（ｃ）従来の撚糸機では、外糸に対して運転開始時から既に相当量の張力が付与されていたこと、の（ａ）〜（ｃ）が強く影響していることを見出した。そして、上記（ｃ）の相当量の張力は、バルーンが十分に形成されている定常運転時の状態を前提として設定された固定値であり、ある意味では合理的だった。
【０００７】
本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、外糸のバルーンを早期に形成させ、もって、運転開始直後に生成される合糸の品質を改善すると共に、運転開始直後の糸切れを防止することにある。
【０００８】
なお、特許文献１（特開２００２−１３８３３１号公報）には、糸切れを起こさせないように糸のテンションを制御するテンション制御手段が開示されるが、このテンション制御手段は、上記特許文献１の段落番号００３９に記載されている通り、積極回転フライヤなるものを導入したことによる弊害に対処するためのもののようである。本願と着目している対象が相当異なるが、特許文献１の技術情報は興味深いものである。
【課題を解決するための手段及び効果】
【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とその効果を説明する。
【００１０】
本発明の観点によれば、駆動源によって回転させられるスピンドルによってバルーンが形成される外糸を内糸を供給するパッケージの外周側で送糸することによって、前記の内糸と外糸とを撚り合わせる、撚糸機は、以下のように構成される。前記撚糸機は、前記外糸に対して張力を付与する張力付与手段と、前記張力付与手段の作動を制御する張力制御手段と、を備える。前記張力付与手段は、前記外糸に対して付与する張力を変更可能に構成される。前記張力制御手段は、前記スピンドルの回転状態に応じて、前記外糸に対して付与する張力を変更するように前記張力付与手段の作動を制御する。前述したようにバルーンの形成と張力との関係に着目して本願発明者が想到した上記の構成によれば、外糸のバルーンの形成を制御できるようになる。
【００１１】
上記の撚糸機は、更に、以下のように構成される。即ち、前記張力制御手段は、定常運転時に前記外糸に対して付与する張力よりも小さい張力を、前記スピンドルが回転を開始してから前記スピンドルの回転数が所定の回転数に達するまでの間に前記外糸に対して付与するように前記張力付与手段の作動を制御する。以上の構成によれば、外糸のバルーンが早期に形成され、もって、運転開始直後に生成される合糸の品質が改善されると共に、運転開始直後の糸切れも防止される。更に、前記外糸のバルーンが形成される前であっても、例えば前記内糸を供給するパッケージなどの他の部品に対して擦れ合う外糸の張力が小さいことから、この点においても、合糸の品質が改善されると共に、運転開始直後の糸切れが防止されると言及できる。
【００１２】
上記の撚糸機は、更に、以下のように構成される。即ち、前記張力付与手段は、前記外糸が巻き掛けられ、この外糸が送糸されることによって従動回転させられる従動プーリと、この従動プーリの回転を抑制する回転抑制手段と、から構成される。以上の構成によれば、前記外糸の品質に配慮しつつ前記外糸に対して張力を付与する構成が実現される。
【００１３】
上記の撚糸機は、更に、以下のように構成される。即ち、前記回転抑制手段は、前記従動プーリの回転を磁気摩擦によって抑制する電磁ブレーキである。以上の構成によれば、前記従動プーリの回転の抑制の強弱を容易に制御できる。更に言えば、磁気摩擦を利用する構成であるから摺動部を省略した構成が可能となり、もって、維持管理の負担が軽減されよう。
【００１４】
上記の撚糸機は、更に、以下のように構成される。即ち、前記従動プーリは、この従動プーリに巻き掛けられた前記外糸が、異なる方向へ向かって、前記従動プーリの周方向に沿って交互に、押圧されるように構成される。以上の構成によれば、前記外糸が送糸されることによって従動回転させられる前記従動プーリが前記外糸との間の単なる接触抵抗で達成される構成と比較して、前記外糸の品質劣化を低減できる。
【００１５】
上記の撚糸機は、更に、以下のように構成される。即ち、前記張力付与手段は、前記撚糸機の正面側に配設される。以上の構成によれば、前記張力付与手段を構成する前記従動プーリに対する前記外糸の巻き掛けの作業性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態を説明する。先ず、図１に基づいて、本発明の一実施形態に係る撚糸機の構成を概説する。図１は、本発明の一実施形態に係る撚糸機の構成概略図である。
【００１７】
本実施形態に係る撚糸機１００は、複数で列設される撚糸ユニット１と、この複数の撚糸ユニット１の作動を制御する機台制御装置２と、から構成される。撚糸ユニット１は、二本の糸を撚り合わせるものであって、図１には、複数の撚糸ユニット１のうち一の撚糸ユニット１のみが正面視で描かれている。
【００１８】
撚糸ユニット１は、撚り合わせる二本の糸のうち一方の糸（以下、内糸Ｙ１と称する。）を供給する給糸パッケージ（以下、内糸用給糸パッケージＰ１と称する。）を支持する内糸用給糸パッケージ支持部３と、他方の糸（以下、外糸Ｙ２と称する。）を供給する給糸パッケージ（以下、外糸用給糸パッケージＰ２と称する。）を支持する外糸用給糸パッケージ支持部４と、外糸Ｙ２に対して張力を付与する張力付与装置５（張力付与手段）と、内糸Ｙ１と外糸Ｙ２が撚り合わされた糸としての合糸Ｙを巻き取る巻取装置６と、を備える。そして、内糸用給糸パッケージ支持部３の外周側で外糸Ｙ２のバルーンを形成するためのバルーン形成装置７が内糸用給糸パッケージ支持部３の上流側に同軸状に設けられる。以下、外糸Ｙ２が外糸用給糸パッケージＰ２から送出されて巻取装置６に至るまでの糸道に沿って撚糸ユニット１の構成を更に説明する。
【００１９】
外糸用給糸パッケージ支持部４に回転不能に支持される外糸用給糸パッケージＰ２から解舒された外糸Ｙ２は、外糸Ｙ２に対して若干の張力を付与する機能を有する第１糸ガイド８と、外糸Ｙ２に対して所定の張力を付与するゲート式テンサー９と、第２糸ガイド１０と、を順に介して上記の張力付与装置５に導入される。張力付与装置５の詳細な構成は、後述する。
【００２０】
張力付与装置５によって好適な張力が付与された外糸Ｙ２は、第３糸ガイド１１と、第４糸ガイド１２と、を順に介して鉛直方向に沿って吸い上げられるようにバルーン形成装置７に導入される。このバルーン形成装置７は、スピンドル１３を出力軸とする電気モータ１４と、このスピンドル１３に対して回転不能に固定されるディスク１５と、から構成される。ここで、図２を参照されたい。図２は、図１の２−２線矢視断面図である。図２（ａ）に示されるように、スピンドル１３の軸心には外糸Ｙ２が通過可能な糸道１６が同軸状に形成されると共に、この糸道１６から径方向へ延びる糸道１７がディスク１５の下面の直近に形成される。そして、第４糸ガイド１２を介してスピンドル１３の糸道１６内に案内された外糸Ｙ２は、糸道１７を通ってスピンドル１３の外部へ送出されると共に、図２（ｂ）に示されるように、このディスク１５がスピンドル１３を介して電気モータ１４によって回転させられることで、外糸Ｙ２はディスク１５の下面に沿って渦を描きながら振り回される。図２（ｂ）の底面視において、糸道１７から送出された外糸Ｙ２が描く渦の角度は、一般に遅れ角θ[deg.]と称される。
【００２１】
再度、図１を参照されたい。図１に示されるように、スピンドル１３から送出された外糸Ｙ２は、ディスク１５の下面を這うように更に外周へ案内され、ディスク１５の外周縁よりバルーン形成装置７を離れ、内糸用給糸パッケージ支持部３によって支持される内糸用給糸パッケージＰ１を避けるように案内されながら巻取装置６へ導かれる。
【００２２】
ここで、内糸用給糸パッケージ支持部３の構成を簡単に説明する。内糸用給糸パッケージ支持部３は、前述のスピンドル１３に対して図略のベアリングを介して軸支されると共に、内糸用給糸パッケージ支持部３の外周側へ配設される図略のマグネットとの磁気的な結合によって回転が規制される。内糸用給糸パッケージ支持部３は、内糸用給糸パッケージ支持部３に対して内糸用給糸パッケージＰ１が回転しないように内糸用給糸パッケージＰ１を支持すると共に、下方から送糸される外糸Ｙ２が内糸用給糸パッケージＰ１に対して接触することのないよう、ディスク１５に対して軸方向において下側に隣接するように、内糸用給糸パッケージＰ１より大径のハット１８が設けられる。同様に、送糸される外糸Ｙ２が内糸用給糸パッケージＰ１に対して接触することのないよう、ハット１８と内糸用給糸パッケージＰ１を挟んで反対側に、ハット１８と軸方向において対を成すように、ハット１８と略同径のリング１９が設けられる。リング１９はハット１８に取り付けられない。この構成で、バルーン形成装置７から離れた外糸Ｙ２は、ハット１８及びリング１９との当接により内糸用給糸パッケージＰ１との離間距離が所定量以上確保され、もって、外糸Ｙ２は、内糸用給糸パッケージＰ１を避けるように案内されながら巻取装置６の第５糸ガイド２０へ導かれることとなる。
【００２３】
一方、内糸用給糸パッケージＰ１から解舒された内糸Ｙ１は、第６糸ガイド２１によって軸心へ案内された後、上記の第５糸ガイド２０へ案内される。
【００２４】
次に、巻取装置６の構成を概説する。巻取装置６は、合糸Ｙの糸道に沿って順に、合糸Ｙの張力を所定量、低下させるための張力緩和部２２と、合糸Ｙを巻取ボビンＢに対して綾振るためのトラバース装置２３と、巻取ボビンＢを回転可能に支持するクレードル２４と、クレードル２４に支持された巻取ボビンＢを回転させるための巻取ドラム２５と、を備える。本実施形態においてトラバース装置２３は、合糸Ｙを把持する略示のトラバースガイドが往復運動することで合糸Ｙを巻取ボビンＢに対して綾振るように構成され、トラバースガイドを往復運動させるためのトラバースモータ２６が設けられる。巻取ドラム２５には、巻取ドラム２５を所定回転数で回転させるための巻取ドラム用モータ２７が設けられる。
【００２５】
次に、図３及び図４に基づいて張力付与装置５の構成を説明する。図３及び図４を参照されたい。図３は、張力付与装置の斜視図である。図４は、従動プーリの外周の展開図及び断面図である。
【００２６】
図３に示されるように、本実施形態に係る張力付与装置５は、外糸Ｙ２が巻き掛けられ、この外糸Ｙ２が送糸されることによって従動回転させられる従動プーリ４０と、この従動プーリ４０の回転を規制する略示のヒステリシスブレーキ４１（回転抑制手段）と、を備える。本実施形態において従動プーリ４０は外糸Ｙ２に対して摺動不能に回転する。ヒステリシスブレーキ４１は、従動プーリ４０の回転を磁気摩擦によって抑制する電磁ブレーキの一種である。つまり、張力付与装置５は、このヒステリシスブレーキ４１に入力する電流を増減することで、従動プーリ４０の外周に巻き掛けられた外糸Ｙ２に対して所望の張力を付与するように構成される。従動プーリ４０が軸支される張力付与装置５の筐体４２には、外糸Ｙ２を張力付与装置５へ円滑に導入するための第７糸ガイド４３が形成されると共に、従動プーリ４０に対する外糸Ｙ２の巻き付き角度を十分に確保するための補助プーリ４４が従動プーリ４０の近傍に軸支される。更に、外糸Ｙ２が従動プーリ４０の外周に巻き掛けられた状態を安定させるための第８糸ガイド４５が筐体４２の下部に形成される。
【００２７】
本図に示されるように、従動プーリ４０は、従動プーリ４０の軸方向において対向する一対のディスク部材４６、ディスク部材４７と、この一対のディスク部材４６、ディスク部材４７の間に敷設される複数の当接部材４８と、から構成される。各当接部材４８には曲面ｋが形成される。上記当接部材４８は、ディスク部材４６のディスク部材４７に対して対向する面に、曲面ｋがディスク部材４７と対向するように、周方向に沿って所定の間隔で並設される。同様に、上記当接部材４８は、ディスク部材４７のディスク部材４６に対して対向する面に、曲面ｋがディスク部材４６と対向するように、周方向に沿って所定の間隔で並設される。そして、図４に示されるように、従動プーリ４０の外周に巻き掛けられる外糸Ｙ２の糸道に沿って言えば、ディスク部材４６に対して着設される当接部材４８と、ディスク部材４７に対して着設される当接部材４８と、が等ピッチで交互に出現する。即ち、従動プーリ４０は、この従動プーリ４０に巻き掛けられた外糸Ｙ２が、異なる方向へ向かって、従動プーリ４０の周方向に沿って交互に、押圧されるように構成される。なお、この押圧方向は、本図において太線矢印で図示される。なお、張力付与装置５は、撚糸機１００のオペレータが外糸Ｙ２を従動プーリ４０へ巻き掛け易いように、撚糸ユニット１の正面側に露出して配設される。
【００２８】
以上に、撚糸機１００の機械的な構成を説明した。次に、撚糸機１００の電気的な構成を説明する。
【００２９】
図１に示されるように、機台制御装置２は、巻取装置６のトラバースモータ２６及び巻取ドラム用モータ２７の作動を制御する巻取制御部５０と、張力付与装置５の作動を制御する張力制御部５１（張力制御手段）と、電気モータ１４の作動を制御するスピンドル制御部５２と、各種の運転条件が記憶される運転条件記憶部５３と、従動プーリの回転に対して負荷するトルクの負荷パターンが記憶される負荷パターン記憶部５４と、から構成される。これらの機台制御装置２の構成は、例えばＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）やＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などにより実現される。負荷パターン記憶部５４には、例えば図５（ｂ１）、図６（ｂ２）、図６（ｂ３）に示されるような負荷パターンであって、具体的には時間とヒステリシスブレーキ４１に入力する電流値の関係が記憶される。
【００３０】
上記の巻取制御部５０は、例えばキーボードなどの図略の入力手段を用いてオペレータが機台制御装置２に入力し、運転条件記憶部５３に記憶された運転条件を適宜に参照し、参照した運転条件に基づいて巻取装置６を制御するように構成される。同様に、スピンドル制御部５２は、上記運転条件記憶部５３に記憶された運転条件を適宜に参照し、参照した運転条件に基づいて電気モータ１４を制御するように構成される。
【００３１】
張力制御部５１は、前記スピンドル１３の回転状態に応じて、前記外糸Ｙ２に対して付与する張力を変更するように前記張力付与装置５の作動を制御する。詳しくは、張力制御部５１は、上記運転条件記憶部５３に記憶された運転条件を適宜に参照し、参照した運転条件に基づいて、負荷パターン記憶部５４に複数記憶された負荷パターンのうち何れかを読み込み、読み込んだ負荷パターンに基づいて張力付与装置５の作動を制御するように構成される。
【００３２】
以上に、撚糸機１００の電気的な構成を説明した。次に、図５及び図６に例示される各種の負荷パターンについて若干の説明を加える。図５及び図６は何れも、従動プーリの回転に負荷するトルクの負荷パターンを例示するグラフである。なお、各図において符号ｓｐは、スピンドル回転数に対応する例示の線を特定するものである。
【００３３】
図５（ａ）に示される負荷パターンは、従来採用されてきたものであって、その特徴は、従動プーリに対する負荷が固定値である点である。従来は、スピンドル１３が所定の回転数で等速回転し、外糸Ｙ２のバルーンが形成されていることを前提とした上で、図２（ｂ）に示される遅れ角θ[deg.]が概ね９０〜２７０となるように負荷固定値を設定するに過ぎなかった。従って、従来、バルーンが立ち上がるまでに概ね時間Δｔを要していた。
【００３４】
一方、図５（ｂ１）及び図６（ｂ２）、図６（ｂ３）は、従来の負荷パターンを改良したものであって、その特徴は、定常運転時の負荷ａ１よりも小さい負荷ａ０を、スピンドル１３の回転数が所定の回転数に達するまでの間に設けた点である。この狙いは、主として、バルーンの立ち上がりまでに要する時間の短縮することにある。図５（ｂ１）に示される負荷パターン（以下、負荷パターンｂ１と称する。）では、スピンドル１３が回転を開始する時刻ｔ０から、スピンドル１３の回転数が所定の回転数（本実施形態において「所定の回転数」は「定常運転時の回転数」であるとした。）に達する時刻ｔｓまでの間に、定常運転時の負荷ａ１の半分以下である負荷ａ０を適用する時間域（ｔ０〜ｔ１）が設けられており、もって、負荷パターンｂ１は、ステップ状に増加する特徴を有する。図６（ｂ２）に示される負荷パターン（以下、負荷パターンｂ２と称する。）は、スピンドル１３が回転を開始する時刻ｔ０から、スピンドル１３の回転数が所定の回転数に達する時刻ｔｓまでの間に、負荷が直線的に漸増する特徴を有する。図６（ｂ２）には、負荷が直線的に漸増する負荷パターンｂ２として、２つのパターンを例示している。即ち、第一のパターンにおいては、スピンドル１３が回転を開始する時刻ｔ０から、スピンドル１３の回転数が所定の回転数に達する時刻ｔｓの少し手前である時刻ｔ１までの間に、負荷が直線的に漸増する。第二のパターンにおいては、スピンドル１３が回転を開始する時刻ｔ０から、スピンドル１３の回転数が所定の回転数に達する時刻ｔｓの少し後である時刻ｔ２までの間に、負荷が直線的に漸増する。図６（ｂ３）に示される負荷パターン（以下、負荷パターンｂ３と称する。）は、スピンドル１３が回転を開始する時刻ｔ０から、スピンドル１３の回転数が所定の回転数に達する時刻ｔｓまでの間に、負荷の増加する割合が漸増又は漸減するように負荷が漸増する特徴を有する。図６（ｂ３）には、負荷パターンｂ３として、２つのパターンを例示している。即ち、第三のパターンにおいては、スピンドル１３が回転を開始する時刻ｔ０から、スピンドル１３の回転数が所定の回転数に達する時刻ｔｓの少し後である時刻ｔ３までの間に、負荷の増加する割合が漸減するように負荷が漸増する。第四のパターンにおいては、スピンドル１３が回転を開始する時刻ｔ０から、スピンドル１３の回転数が所定の回転数に達する時刻ｔｓの少し後である時刻ｔ３までの間に、負荷の増加する割合が漸増するように負荷が漸増する。負荷パターンｂ３の上記第四のパターンに分類されるものとして、負荷が時間の二乗に比例するものが挙げられる。スピンドル１３の回転数の上昇が時間に比例するものだとすると、外糸Ｙ２に作用する遠心力がスピンドル１３の回転数の二乗に比例することから、負荷が時間の二乗に比例する負荷パターンは、他の負荷パターンと比較してある種の優位性があるものと考えられる。なお、上記の初期の負荷ａ０は、外糸Ｙ２の送糸の安定性のために設けられるものである。
【００３５】
以上に、本実施形態に係る撚糸機１００の構成を説明した。次に、この撚糸機１００の作動を説明する。
【００３６】
撚糸機１００の運転を開始するには、先ず、内糸Ｙ１と外糸Ｙ２が図１において実線で示される糸道を形成するように、内糸Ｙ１及び外糸Ｙ２の糸通しを行う。このとき、トラバースモータ２６、巻取ドラム用モータ２７、電気モータ１４は何れも静止状態とされる。外糸Ｙ２は、図２（ａ）に示されるように糸道１７からディスク１５の下面に沿って径方向へ直線的に存在し、相当量の張力を伴って、図１に示されるようにディスク１５の外周縁とハット１８、リング１９に当接した状態を保っている。
【００３７】
次に、オペレータが、各種の運転条件を図略の入力手段を介して機台制御装置２へ入力する。入力された各種の運転条件は、運転条件記憶部５３に記憶される。各種の運転条件としては、例えば、巻取装置６における巻取速度やトラバース装置２３におけるトラバース速度、スピンドル１３の回転数、糸種、糸太さなどが挙げられる。なお、内糸Ｙ１や外糸Ｙ２の送糸速度は巻取装置６の巻取速度によって律速されることとなる。
【００３８】
運転条件記憶部５３に記憶された各種の運転条件は、巻取制御部５０、張力制御部５１、スピンドル制御部５２に適宜に読み込まれると共に、張力制御部５１は、読み込んだ上記運転条件に基づいて負荷パターン記憶部５４に記憶された複数の負荷パターンの中から最も適切な負荷パターンを読み込む。そして、巻取制御部５０は上記運転条件に基づいて巻取装置６を制御することで合糸Ｙの巻き取りを開始し、スピンドル制御部５２も同様に上記運転条件に基づいて電気モータ１４を制御することでスピンドル１３の回転を、この回転が所望の回転数に到達するまで例えば図５や図６に示されるように所定の角加速度において加速させる。それと同時に、張力制御部５１は、読み込んだ負荷パターンに基づいて従動プーリ４０の回転に対して負荷をかける。
【００３９】
ところで、張力付与装置５において外糸Ｙ２が従動プーリ４０に対して摺動不能に巻き掛けられる態様は、以下のような作用によって実現される。即ち、複数の当接部材４８の曲面ｋは従動プーリ４０の軸心を含む切断面（図４下図を参照）において従動プーリ４０の外周にＶ字状の溝を構成すると共に、異なる方向から、周方向に沿って交互に、外糸Ｙ２に対して当接ないし押圧し、もって、外糸Ｙ２は複数の当接部材４８によってニップされ、従動プーリ４０に対して摺動不能に巻き掛けられる態様が実現される。
【００４０】
話を元に戻すと、スピンドル１３の回転数が低い間は、外糸Ｙ２は、ハット１８やリング１９に対して擦れ合いながら内糸用給糸パッケージ支持部３の外周を回転する。
【００４１】
一方、スピンドル１３の回転数が上昇し、外糸Ｙ２に対して発生する遠心力に起因する外糸Ｙ２の張力が、（１）外糸用給糸パッケージＰ２からの外糸Ｙ２の解舒に伴い生じる張力である解舒張力や、（２）ゲート式テンサー９によって外糸Ｙ２に対して付与される張力、（３）張力付与装置５によって外糸Ｙ２に対して付与される張力、（４）第３糸ガイド１１や第４糸ガイド１２において外糸Ｙ２に対して発生する張力、の（１）〜（４）などの合計値を上回ると、外糸Ｙ２は、図１において鎖線で示されるようにハット１８やリング１９を離れて、ディスク１５の外周縁と第５糸ガイド２０との間で外周側へ膨出してバルーンを形成する。
【００４２】
このときの遅れ角θ[deg.]は、図２（ｂ）に示されるように、概ね９０〜２７０とされる。外糸用給糸パッケージＰ２からの外糸Ｙ２の解舒張力は、外糸用給糸パッケージＰ２の先端近傍から外糸Ｙ２が解舒されるときと、外糸用給糸パッケージＰ２の基端近傍から外糸Ｙ２が解舒されるときと、で大きく変動するものであるが、この解舒張力の変動は遅れ角θ[deg.]の増減によって相殺され、もって、外糸用給糸パッケージＰ２からの外糸Ｙ２の解舒張力の大きな変動は、外糸Ｙ２のバルーンには殆ど影響しないようになっている。
【００４３】
そして、外糸Ｙ２が内糸用給糸パッケージＰ１の外周で振り回されることで、第５糸ガイド２０に至る直前において外糸Ｙ２は内糸Ｙ１と撚り合い合糸Ｙとされる。この撚り合った合糸状態を維持しながら張力緩和部２２において張力が所定量、低減され、トラバース装置２３において綾振られながら、巻取ボビンＢに巻き取られる。
【００４４】
以上に、本実施形態に係る撚糸機１００の構成と作動を説明した。上記の撚糸機１００が対象とする糸種は、例えば、ポリエステルやナイロン、レーヨン、アラミドなどが挙げられる。また、内糸用給糸パッケージＰ１や外糸用給糸パッケージＰ２の形状は、図１に示されるようなチーズ巻きの他に、例えば、コーン巻きやフランジ巻き、ボビン巻きであってもよい。
【００４５】
以上説明したように本実施形態において、電気モータ１４（駆動源）によって回転させられるスピンドル１３によってバルーンが形成される外糸Ｙ２を内糸Ｙ１を供給するパッケージＰ１の外周側で送糸することによって、前記の内糸Ｙ１と外糸Ｙ２とを撚り合わせる、撚糸機１００は、以下のように構成される。即ち、前記撚糸機１００は、前記外糸Ｙ２に対して張力を付与する張力付与装置５（張力付与手段）と、前記張力付与装置５の作動を制御する張力制御部５１（張力制御手段）と、を備える。前記張力制御部５１は、図５や図６に示されるように、前記スピンドル１３の回転状態に応じて、前記外糸Ｙ２に対して付与する張力を変更するように前記張力付与装置５の作動を制御する。前述したようにバルーンの形成と張力との関係に着目して本願発明者が想到した上記の構成によれば、外糸Ｙ２のバルーンの形成を制御できるようになる。
【００４６】
上記の撚糸機１００は、更に、以下のように構成される。即ち、前記張力制御部５１は、定常運転時に前記外糸Ｙ２に対して付与する張力ａ１よりも小さい張力を、前記スピンドル１３が回転を開始してから前記スピンドル１３の回転数が所定の回転数に達するまでの間に前記外糸Ｙ２に対して付与するように前記張力付与装置５の作動を制御する。以上の構成によれば、外糸Ｙ２のバルーンが早期に形成され、もって、運転開始直後に生成される合糸Ｙの品質が改善されると共に、運転開始直後の糸切れも防止される。更に、前記外糸Ｙ２のバルーンが形成される前であっても、例えば前記内糸Ｙ１を供給する内糸用給糸パッケージＰ１などの他の部品に対して擦れ合う外糸Ｙ２の張力が小さいことから、この点においても、合糸Ｙの品質が改善されると共に、運転開始直後の糸切れが防止されると言及できる。なお、上記実施形態では「所定の回転数」として、定常運転時におけるスピンドル１３の回転数を一つの目安としている（図５及び図６参照）。また、上記「他の部品」とは、上記実施形態においては、主としてハット１８やリング１９が相当する。
【００４７】
上記の撚糸機１００は、更に、以下のように構成される。即ち、前記張力付与装置５は、前記外糸Ｙ２が巻き掛けられ、この外糸Ｙ２が送糸されることによって従動回転させられる従動プーリ４０と、この従動プーリ４０の回転を抑制する回転抑制手段（上記実施形態では、ヒステリシスブレーキ４１）と、から構成される。以上の構成によれば、前記外糸Ｙ２の品質に配慮しつつ前記外糸Ｙ２に対して張力を付与する構成が実現される。
【００４８】
上記実施形態では、回転抑制手段としてヒステリシスブレーキ４１を例示したが、これに限られることなく、接触摩擦によるブレーキなども採用し得る。
【００４９】
上記の撚糸機１００は、更に、以下のように構成される。即ち、前記回転抑制手段は、前記従動プーリ４０の回転を磁気摩擦によって抑制する電磁ブレーキ（上記実施形態では、ヒステリシスブレーキ４１）である。以上の構成によれば、前記従動プーリ４０の回転の抑制の強弱を容易に制御できる。更に言えば、磁気摩擦を利用する構成であるから摺動部を省略した構成が可能となり、もって、維持管理の負担が軽減されよう。
【００５０】
上記の撚糸機１００は、更に、以下のように構成される。即ち、前記従動プーリ４０は、この従動プーリ４０に巻き掛けられた前記外糸Ｙ２が、異なる方向へ向かって、前記従動プーリ４０の周方向に沿って交互に、押圧されるように構成される。以上の構成によれば、前記外糸Ｙ２が送糸されることによって従動回転させられる前記従動プーリ４０が前記外糸Ｙ２との間の単なる接触抵抗で達成される構成と比較して、前記外糸Ｙ２の品質劣化を低減できる。
【００５１】
なお、上記実施形態においては、特殊な態様で配設された複数の当接部材４８の曲面ｋによって上記のように外糸Ｙ２が押圧される構成が実現されているが、この曲面ｋを平面に代えることは技術上、差し支えない。
【００５２】
上記の撚糸機１００は、更に、以下のように構成される。即ち、前記張力付与装置５は、前記撚糸機１００の正面側に配設される。以上の構成によれば、前記張力付与装置５を構成する前記従動プーリ４０に対する前記外糸Ｙ２の巻き掛けの作業性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の一実施形態に係る撚糸機の構成概略図
【図２】図１の２−２線矢視断面図
【図３】張力付与装置の斜視図
【図４】従動プーリの外周の展開図及び断面図
【図５】従動プーリの回転に負荷するトルクの負荷パターンを例示するグラフ
【図６】従動プーリの回転に負荷するトルクの負荷パターンを例示するグラフ
【符号の説明】
【００５４】
１ 撚糸ユニット
２ 機台制御装置
５ 張力付与装置
５１ 張力制御部
Ｙ１ 内糸
Ｙ２ 外糸
Ｐ１ 内糸用給糸パッケージ
Ｐ２ 外糸用給糸パッケージ
１００ 撚糸機
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源によって回転させられるスピンドルによってバルーンが形成される外糸を内糸を供給するパッケージの外周側で送糸することによって、前記の内糸と外糸とを撚り合わせる、撚糸機において、
前記外糸に対して張力を付与する張力付与手段と、
前記張力付与手段の作動を制御する張力制御手段と、
を備え、
前記張力付与手段は、前記外糸に対して付与する張力を変更可能に構成され、
前記張力制御手段は、前記スピンドルの回転状態に応じて、前記外糸に対して付与する張力を変更するように前記張力付与手段の作動を制御する、
ことを特徴とする撚糸機
【請求項２】
請求項１に記載の撚糸機において、
前記張力制御手段は、定常運転時に前記外糸に対して付与する張力よりも小さい張力を、前記スピンドルが回転を開始してから前記スピンドルの回転数が所定の回転数に達するまでの間に前記外糸に対して付与するように前記張力付与手段の作動を制御する、
ことを特徴とする撚糸機
【請求項３】
請求項１又は２に記載の撚糸機において、
前記張力付与手段は、前記外糸が巻き掛けられ、この外糸が送糸されることによって従動回転させられる従動プーリと、この従動プーリの回転を抑制する回転抑制手段と、から構成される、
ことを特徴とする撚糸機
【請求項４】
請求項３に記載の撚糸機において、
前記回転抑制手段は、前記従動プーリの回転を磁気摩擦によって抑制する電磁ブレーキである、
ことを特徴とする撚糸機
【請求項５】
請求項３又は４に記載の撚糸機において、
前記従動プーリは、この従動プーリに巻き掛けられた前記外糸が、異なる方向へ向かって、前記従動プーリの周方向に沿って交互に、押圧されるように構成される、
ことを特徴とする撚糸機
【請求項６】
請求項３〜５の何れか一に記載の撚糸機において、
前記張力付与手段は、前記撚糸機の正面側に配設される、
ことを特徴とする撚糸機
【請求項１】
駆動源によって回転させられるスピンドルによってバルーンが形成される外糸を内糸を供給するパッケージの外周側で送糸することによって、前記の内糸と外糸とを撚り合わせる、撚糸機において、
前記外糸に対して張力を付与する張力付与手段と、
前記張力付与手段の作動を制御する張力制御手段と、
を備え、
前記張力付与手段は、前記外糸に対して付与する張力を変更可能に構成され、
前記張力制御手段は、前記スピンドルの回転状態に応じて、前記外糸に対して付与する張力を変更するように前記張力付与手段の作動を制御する、
ことを特徴とする撚糸機
【請求項２】
請求項１に記載の撚糸機において、
前記張力制御手段は、定常運転時に前記外糸に対して付与する張力よりも小さい張力を、前記スピンドルが回転を開始してから前記スピンドルの回転数が所定の回転数に達するまでの間に前記外糸に対して付与するように前記張力付与手段の作動を制御する、
ことを特徴とする撚糸機
【請求項３】
請求項１又は２に記載の撚糸機において、
前記張力付与手段は、前記外糸が巻き掛けられ、この外糸が送糸されることによって従動回転させられる従動プーリと、この従動プーリの回転を抑制する回転抑制手段と、から構成される、
ことを特徴とする撚糸機
【請求項４】
請求項３に記載の撚糸機において、
前記回転抑制手段は、前記従動プーリの回転を磁気摩擦によって抑制する電磁ブレーキである、
ことを特徴とする撚糸機
【請求項５】
請求項３又は４に記載の撚糸機において、
前記従動プーリは、この従動プーリに巻き掛けられた前記外糸が、異なる方向へ向かって、前記従動プーリの周方向に沿って交互に、押圧されるように構成される、
ことを特徴とする撚糸機
【請求項６】
請求項３〜５の何れか一に記載の撚糸機において、
前記張力付与手段は、前記撚糸機の正面側に配設される、
ことを特徴とする撚糸機
【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２００９−２０９４７５（Ｐ２００９−２０９４７５Ａ）
【公開日】平成２１年９月１７日（２００９．９．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５２８０４（Ｐ２００８−５２８０４）
【出願日】平成２０年３月４日（２００８．３．４）
【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９月１７日（２００９．９．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月４日（２００８．３．４）
【出願人】（０００００６２９７）村田機械株式会社 (4,916)
【Ｆターム（参考）】
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