糸束把持機構およびこれを用いた糸束の製造装置、製造方法

【課題】糸束を製造するにあたり、糸束カバーの合わせ目での糸条の挟まれと、それによる糸条の折れや切れのような損傷と、糸束品位と歩溜まりの低下を防止できる糸束の製造方法および製造装置を提供すること。
【解決手段】所定本数の糸条を束ねてなる糸束１の外周面の少なくとも一部を覆って糸束のハンドリングを行う、前記糸束の外周に当接する前記糸束カバー３の糸束案内面が、少なくとも３方向より前記糸束の外周面に略中心方向に向けて当接・離合可能な糸束把持機構。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は糸束把持機構およびこれを用いた糸束の製造装置、製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、巻取り枠に巻き取った糸束を切り出す製造方法については、図１９および図２０に示すように、巻取り枠２に巻き取られた糸束１の一部を糸束カバー３で覆って把持し、糸束カバー３の端部をカッター４で切断したのち、筒状の糸束容器４０に糸束１を装填する方法が一般的に知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
しかしながら、このような方法では、糸束カバー３は糸束１に対して２方向から当接するようになっているため、把持した際に糸束カバー３におけるガイド同士の合わせ目において糸条が挟まれてしまうことがある。特に糸束１が嵩高な素材である場合や、巻き取った糸束１の断面形状がいびつになってしまった場合、または繊度が細い糸条の場合に顕著である。この状態で糸束容器５に装填すると、挟まれた糸条が無用に引っ張られ、折れや切れを起こして損傷し、糸束品位の低下と歩溜まりの低下を招くことになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１９８５１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、上述した従来技術の問題点を解決することにあり、糸束カバーの合わせ目での糸条の挟まれと、それによる糸条の折れや切れのような損傷と、糸束品位と歩溜まりの低下を防止できる糸束の製造方法および製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するための本発明は、以下の構成を有する。
１．所定本数の糸条を束ねてなる糸束の外周面の少なくとも一部を覆って糸束のハンドリングを行う、前記外周面に当接・離合可能な糸束案内面を糸束カバーに有する糸束把持機構において、少なくとも３方向より、前記糸束案内面が前記糸束の外周面に略中心方向に向けて当接可能であることを特徴とする糸束把持機構。
２．前記糸束案内面の内、少なくとも１方向より糸束に当接可能な糸束案内面が、他の２方向より糸束に当接する糸束案内面同士が交錯する点にあらかじめ当接可能であることを特徴とする前記１に記載の糸束把持機構。
３．前記糸束案内面が糸束長手方向に複数設置されたことを特徴とする前記１または２に記載の糸束把持機構。
４．前記糸束案内面の前記糸束の外周に当接する円弧の半径が、前記糸束把持機構の長手方向において少なくとも一部が糸束形状に合わせて変化していることを特徴とする前記１から３のいずれかに記載の糸束把持機構。
５．前記１から４のいずれかに記載の糸束把持機構を用いたことを特徴とする糸束の製造装置。
６．前記５に記載の糸束把持機構を用いて行うことを特徴とする糸束の製造方法。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、以下に説明するとおり、糸条の折れや切れのような損傷のない品位のよい糸束を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明による糸束の製造を行なう糸束処理装置の一例を示す概略図である。
【図２】図１をＡ−Ａ方向から見た糸束カバー３の周辺の平面図である。
【図３】図２をＢ−Ｂ方向から見た側面図（右側面図）である。
【図４】図2の次の動作を示す図である。
【図５】図４の次の動作を示す図である。
【図６】図５の次の動作を示す図である。
【図７】図６の右側面図である。
【図８】図６の部分拡大図である。
【図９】図８における糸束１の外周と、各々のガイドとの接触面の関係を点Ｃ２にて展開した図である。
【図１０】ガイドの一例を示す斜視図である。
【図１１】接触面積を増やしたガイドを用いたときの接触面の関係を示した図である。
【図１２】図８のＤ−Ｆ断面を表した図である。
【図１３】本発明による糸束の製造を行なう糸束処理装置の一例を示す概略図で、糸束を切断するところを示す図である。
【図１４】本発明による糸束の製造を行なう糸束処理装置の一例を示す概略図である。
【図１５】図１４の右側面図である。
【図１６】図１４の次の動作を示す図である。
【図１７】図１６の次の動作を示す図である。
【図１８】図１７の次の動作を示す図である。
【図１９】従来の糸束の製造方法の一例を示す概略図である。
【図２０】図１９のＨ−Ｈ断面を表した図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明は、合成繊維などの糸束を製造する方法および製造する装置に関するものであるが、以下、本発明の最良の実施形態の例を、血液濾過や水濾過などに用いる中空糸を所定本数束ねた糸束を製造する例に基づいて、図面を参照しながら説明する。
【００１０】
図１は、本発明の一実施態様による糸束の製造を行う糸束処理装置を示し、図示しない糸束巻取り装置にて巻取り枠２に所定本数の糸条を巻き取って糸束１を形成したのち、前記巻取り枠２を糸束処理装置の支持軸５に設置した状態を示す。
【００１１】
糸束１の近傍には、糸束の外周面の少なくとも一部を覆ってハンドリングする糸束カバー３と、糸束１における糸束カバー３に覆われない外側部分を切断する切断刃４が設置されている。
【００１２】
なお、糸束カバー３と切断刃４は、図示しない駆動装置および糸束案内面である案内ガイドによって、糸束１の外周面に自在に当接・離合可能なように支持されている。
【００１３】
図１におけるＡ−Ａ方向から見た糸束カバー３の周辺の平面図を図２に示す。
【００１４】
また、図２におけるＢ−Ｂ方向から見た側面図を図３に示す。
【００１５】
ガイド１１ａおよびガイド１１ｂは、円弧形状の糸束案内面１８ａおよび１８ｂと、導入部１９ａ、１９ｂをそれぞれもち、糸束１の長手方向に複数設置されている。
【００１６】
また、ガイド１１ａおよびガイド１１ｂはそれぞれバー１２でアーム１３に連結されており、かつアーム１３とギア１４にて支持体１０に開閉自在に支持されている。
【００１７】
支持体１０には開閉シリンダ１５が設置されており、その先端部はアーム１３に連結されている。
【００１８】
以上により、開閉シリンダ１５が作動することで、ガイド１１ａ、１１ｂが開閉されることとなる。
【００１９】
一方、ガイド１１ａ、１１ｂの間には、内ガイド１１ｄおよび外ガイド１１ｃがそれぞれ複数設置されている。図３の例では各々２箇所ずつである。
【００２０】
内ガイド１１ｄは支持体１０に固定されている。
【００２１】
また、外ガイド１１ｃはリンクアーム１７を介して、支持体１０に設置された旋回シリンダ１６に連結されている。
【００２２】
以上のように糸束把持機構５０は構成されている。ただし、本発明に係る糸束把持機構とは、上記リンクアームや旋回シリンダ等を必須の構成とするものではなく、機械的または電気的な作用により糸束カバーの糸束案内面が糸束に当接・離合可能な機構を有するものである。
【００２３】
このような糸束把持機構５０を用いて、糸束案内面である案内ガイドを糸束１の外周側に略中心方向に向けて当接させる順序を図２および図４から図７を用いて説明する。
【００２４】
図２において、糸束カバー３と、巻取り枠２に巻かれた糸束１との間には所定の距離があいている。次に、図示しない駆動装置および案内ガイドによって、糸束カバー３を糸束に接近させる。この状態が図４である。
【００２５】
ここでは、糸束１には内ガイド１１ｄのみが外周面に略中心方向に向けて当接した状態となる。
【００２６】
次に、図５に示すように、旋回シリンダ１６を旋回中心３２を中心に（紙面の）時計方向に１８０度作動させ、リンクアーム１７を介して、外ガイド１１ｃを１８０度旋回させ、糸束１に当接させる。
【００２７】
これで図５のとおり、糸束１には２方向から外ガイド１１ｃ、内ガイド１１ｄが当接したこととなる。
【００２８】
次に、図６に示すように、開閉シリンダ１５を作動させ、アーム１３およびギア１４、ならびにバー１２を介して、ガイド１１ａ、１１ｂを糸束１に当接させる。
【００２９】
この図６の状態の側面を示したのが図７である。糸束１の外表面をほぼ覆った状態となり、かつ糸束１の外周面にほぼ中心方向に向けて各々のガイドが当接したことになる。
【００３０】
図６のガイド１１ａ、１１ｂ付近の部分拡大図を図８に示す。
【００３１】
糸束１のほぼ全周を各々のガイド１１ａ、１１ｂ、外ガイド１１ｃ、内ガイド１１ｄがオーバーラップしながら４方向から当接していることになる。
【００３２】
ガイド１１ａ、１１ｂが重なる点Ｃ１およびＣ２は、各々のガイド１１ａ、１１ｂが閉じる過程でガイドの斜面同士が交錯する点であり、もっとも糸条を挟み易くなる箇所である。
【００３３】
したがって、この箇所をあらかじめ少なくとも１方向よりの糸束案内面で当接・規制させる、すなわち図８に示すように外ガイド１１ｃ、内ガイド１１ｄでＲ状に規制し当接すると、糸束１を構成する糸条が嵩高な素材であった場合、または巻き取った糸束１の断面形状が円径ではなく、いびつになってしまった場合、あるいは繊度が細い糸条の場合においても、糸条を挟むことなく当接できるのである。
【００３４】
なお、各々のガイドの当接する円弧の半径ｒ０は、糸束１の巻き上がり状態や次工程への受け渡し条件などに応じて適宜選択すればよく、通常は糸束１の断面半径とほぼ同じが好ましい。
【００３５】
また、糸束１を絞り上げるような場合、すなわちガイドの当接半径ｒ０が糸束１の断面半径よりも小さい場合においても、前述のごとくガイド１１ａ、１１ｂが重なる点Ｃ１およびＣ２を、あらかじめ外ガイド１１ｃ、内ガイド１１ｄでＲ状に規制し当接しているため、同様に糸条を挟むことなく当接できるのである。
【００３６】
なお、本発明の一実施態様では外ガイド１１ｃおよび内ガイド１１ｄは、２箇所ずつ設置しているが、これにとらわれることはなく、糸束カバー３の長さや糸束１の直径や巻き取り状態などにより、変更してもよく、３箇所以上設置してもよい。
【００３７】
図８における糸束１の外周と、各々のガイドとの接触面の関係を点Ｃ２にて展開した図を図９に示す。
【００３８】
図９において、横軸は糸束１の長手方向の距離であり、縦軸は糸束外周部の位相、そして各々のガイドの接触面積を斜線で示している。
【００３９】
また、ガイド１１ａ、１１ｂおよび外ガイド１１ｃ、内ガイド１１ｄによる接触面積をそれぞれ１１ａｓ、１１ｂｓ、１１ｃｓ、１１ｄｓで示している。
【００４０】
糸束カバー３の全長Ｌにおける糸束外周の面積（図９にて、Ｌ×２πｒ０）に対する前記ガイドの接触面積の総和の割合は、糸束１の巻き上がり状態や次工程への受け渡し条件などに応じて適宜選択すればよく、通常は３０％から５０％が好ましい。
【００４１】
なお、糸束１が極めて嵩高な場合、例えば強い巻縮加工をされた糸条で構成されている場合には、図１０の（ａ）で示したガイド１１ａ、１１ｂの形状を図１０の（ｂ）のようにすれば、図９に示す１１ａｓ、１１ｂｓの逆位相部分の糸束１の把持も可能となり、上述の糸束カバー３の全長Ｌにおける糸束外周の面積（図９にて、Ｌ×２πｒ０）に対する前記ガイドの接触面積の総和の割合を図１１に示すように、５０％ないし８０％に上げることにより、嵩高な糸束１に対してより確実に糸条をはさむことなく当接可能となる。
【００４２】
図８における当接半径ｒ０は、上述のように糸束１の長手方向において一定であってもよいが、糸束１の形状にあわせて、図８のＤ−Ｆ断面を表した図１２に示すように、糸束カバー３の中央付近から両端部にむかって、徐々に拡大させてもよい。この場合、糸束カバー全長Ｌの１／３から１／８にわたって拡大するのが好ましいが、これにとらわれることはなく、糸束カバー中央から両端に向かって緩く拡大してもよい。
また、当接半径ｒ０と、両端部の当接半径ｒ４の拡大比率を（ｒ４／ｒ０−１）％で表すと、３％から１０％が好ましく、その途中の当接半径ｒ１からｒ３は直線補間するのが好ましいが、これにとらわれることはなく、糸束１の巻縮状態や巻き姿や巻き径などで適宜選択すればよい。
【００４３】
このようにすることで、万が一糸束１の中心と、糸束カバー３の中心がずれてしまった場合においても、糸条を挟んだり、傷つけたりすることなく当接でき、糸束品位と歩溜まりの低下を防止できるのである。
【００４４】
以上のように糸条を挟んだり、傷つけたりすることなく糸束１の少なくとも一部を糸束カバー３にて覆ったのち、図１３に示すように、切断刃４を図示しないモータで回転させ、図示しない駆動装置および案内ガイドによって、切断刃４を糸束１および糸束カバー３に接近させ、糸束１の一部を切り出す。糸束カバー３に切り出した糸束１は、次の工程に送られ、糸束カバー３から抜き取られ、組み立てられることとなる。
【００４５】
なお、次の糸束１を切り出す際には、支持軸５と図示しないモータにより、巻取り枠２を所定角度回転させ、再び糸束カバー３を巻取り枠２に残った糸束１に接近・当接させ、順次切り出していく。
【００４６】
これらに対して、糸束把持機構５０の別の形態として次のようなものも好ましい。
【００４７】
図１におけるＡ−Ａ方向から見た糸束カバー３の別の形態を図１４に示す。
【００４８】
また、図１４の右側面図を図１５に示す。
【００４９】
チャックシリンダ２０は、図示しない圧力ポートに圧力空気を流すことで、操作ブロック２２が左右に開閉自在となっており、チャックシリンダ２０の固定部からは糸束カバー３を支えるプレート２１が設置されている。
【００５０】
ガイド２３ａ、２３ｂは、糸束１に応じた円弧状の糸束案内面を持ち、糸束１の長手方向に複数設置されており、かつ、前記プレート２１に締結されている。
ガイド２４ａ、２４ｂは、糸束１に応じた円弧状の糸束案内面を持ち、糸束１の長手方向に複数設置されており、かつ、軸２７によりガイド２３ａ、２３ｂに対して揺動自在に支持されている。
また、ガイド２４ａ、２４ｂの一端は、軸２６で連結されており、各々操作ブロック２２に係合している。
ガイド２５ａ、２５ｂは、糸束１に応じた円弧状の糸束案内面を持ち、糸束１の長手方向に複数設置されており、かつ、軸３０によりガイド２４ａ、２４ｂに対して揺動自在に支持されている。
また、ガイド２５ａ、２５ｂの一部には軸３１が設置され、これに係合するリンク２８と、ガイド２３ａ、２３ｂに設置された軸２９が係合されている。
このように構成された糸束把持機構５０を糸束１に当接させる順序を図１４および図１６から図１８を用いて説明する。
図１４において、糸束カバー３と糸束１は、所定の距離をおいて各々設置されている。
また、前記糸束カバー３は、図示しない駆動装置および案内ガイドによって、糸束１にむかって自在に当接・離合可能なように支持されている。
図１６において、図示しない駆動装置および案内ガイドによって、糸束カバー３が糸束１にむかって移動し、その一部が当接した状態を示す。
次に、チャックシリンダ２０の圧力ポートに圧空を流し、操作ブロック２２が各々外側に移動し、軸２６を通じてガイド２４ａ、２４ｂにトルクが加わり閉じ始める。
ガイド２４ａ、２４ｂが閉じ始めると、軸３０を通じてガイド２５ａ、２５ｂにもトルクが加わり、なおかつリンク２８の作用により、前記ガイド２５ａ、２５ｂが閉じ始める。
この状態が図１７である。
ここでは、ガイド２５ａ、２５ｂの先端部がすでにオーバーラップしており、糸束１を構成する糸条を１本も逃すことなく、以降当接できることになる。
さらに操作ブロック２２が各々外側に移動し、ガイド２４ａ、２４ｂ、２５ａ、２５ｂが糸束１の外表面を覆い、すべて当接した状態となる。この状態が図１８である。
この場合、糸束１を構成した糸条が嵩高な素材であっても、あるいは巻き取った糸束１の断面形状が円径ではなく、いびつになってしまっていても、あるいは繊度が細い糸条であっても、糸束１のほぼ中心方向に向かってガイド２３ａ、２３ｂ、２４ａ、２４ｂ、２５ａ、２５ｂが当接するため、糸条がガイド間に挟まれたり折れたりすることなく、品位のよい糸束１を得ることができるのである。
以上のように糸条を挟んだり、傷つけたりすることなく糸束１の少なくとも一部を糸束カバー３にて覆ったのち、図示しない切断刃にて糸束１および糸束カバー３に当接させ、糸束３の一部を切り出す。糸束カバー３において切り出された糸束１は次の工程に送られ、糸束カバー３から抜き取られ、組み立てられることとなる。
なお、チャックシリンダ２０は、圧空を利用するエアシリンダとしているが、これに捉われることはなく、ステッピングモータやサーボモータなどの電動モータを利用しても、本発明の目的は達成することができる。また、チャックシリンダ２０の１動作のみで糸束カバー３が開閉するようリンク機構を利用しているが、これに捉われることはなく、各々のガイドの回転軸周りに個別にモータなどを仕込んで、電気的に同期を取りながら開閉させるようにしても本発明の目的は達成することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、血液濾過や水濾過などに用いる中空糸を所定本数束ねた糸束の製造に適用することが望ましいが、ブラシなどのあらゆる糸束の製造など、その応用範囲が、これらに限られるものではない。
【符号の説明】
【００５２】
１：糸束
２：巻取り枠
３：糸束カバー
４：切断刃
５：支持軸
１０：支持体
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ：ガイド
１２：バー
１３：アーム
１４：ギア
１５：開閉シリンダ
１６：旋回シリンダ
１７：リンクアーム
２０：チャックシリンダ
２１：プレート
２２：操作ブロック
２３ａ、２３ｂ：ガイド
２４ａ、２４ｂ：ガイド
２５ａ、２５ｂ：ガイド
２６、２７：軸
２８：リンク
２９、３０、３１：軸
３２：旋回中心
４０：糸束容器
５０：糸束把持機構

【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定本数の糸条を束ねてなる糸束の外周面の少なくとも一部を覆って糸束のハンドリングを行う、前記外周面に当接・離合可能な糸束案内面を糸束カバーに有する糸束把持機構において、少なくとも３方向より、前記糸束案内面が前記糸束の外周面に略中心方向に向けて当接可能であることを特徴とする糸束把持機構。
【請求項２】
前記糸束案内面の内、少なくとも１方向より糸束に当接可能な糸束案内面が、他の２方向より糸束に当接する糸束案内面同士が交錯する点にあらかじめ当接可能であることを特徴とする請求項１に記載の糸束把持機構。
【請求項３】
前記糸束案内面が糸束長手方向に複数設置されたことを特徴とする請求項１または２に記載の糸束把持機構。
【請求項４】
前記糸束案内面の前記糸束の外周に当接する円弧の半径が、前記糸束把持機構の長手方向において少なくとも一部が糸束形状に合わせて変化していることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の糸束把持機構。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の糸束把持機構を用いたことを特徴とする糸束の製造装置。
【請求項６】
請求項５に記載の糸束把持機構を用いて行うことを特徴とする糸束の製造方法。

【図１】