JP2012162362A - 糸貯留装置及び糸巻取機 - Google Patents

Abstract

【課題】低速巻取から高速巻取まで幅広く対応できる糸貯留装置を提供する。
【解決手段】糸貯留装置１８は、糸貯留ローラ３２の外周面に形成された糸貯留部３７に糸を巻き付けて貯留し、糸貯留部３７から糸貯留ローラ３２の回転軸に沿う方向に糸が解舒されるように構成されており、テンション付与部３８が設けられている。前記テンション付与部３８は、糸貯留部３７の解舒側に設けられ、当該糸貯留部３７と一体回転しつつ、当該糸貯留部３７から解舒される糸にテンションを付与する。テンション付与部３８は、伸縮可能な弾性体からなるゴムリング５１と、前記ゴムリング５１の半径方向内側に設けられてゴムリング５１との間で糸を挟み込む拡大縮小部５０と、からなる。そして、前記拡大縮小部５０は、糸貯留ローラ３２の回転速度に応じて径を拡大縮小する。
【選択図】図３

Description

本発明は、糸巻取機が備える糸貯留装置に関する。詳細には、糸貯留装置において、当該糸貯留装置から解舒される糸にテンションを付与するための機構に関する。

紡績機などの糸巻取機において、回転する糸貯留ローラの周囲に糸を巻き付けて、糸を一時的に貯留する糸貯留装置が知られている。

この種の糸貯留装置においては、糸貯留ローラの軸線の延長線に沿って糸を引き出すことにより、当該糸貯留ローラに巻き付けられた糸を解舒する。ところで、糸貯留ローラに貯留された糸は、当該糸貯留ローラの外周面に螺旋状に巻き付いているので、糸貯留ローラから引き出される糸は、当該糸貯留ローラの周囲で振り回されながら解舒されることになる。この時、解舒される糸の軌跡が遠心力によって外側に膨らみ、糸が過度に振り回されることでローラからの糸の解舒が不安定になる場合がある。なお、上記のように解舒された糸の軌跡が膨らんだ部分を、バルーンと呼ぶ。

またこのような糸貯留装置において糸貯留ローラから糸を引き出す際には、螺旋状に巻きついた糸が端部側から順序良く解舒されていくことが理想的である。ところが、糸貯留ローラから糸を引き出すために必要な力が極めて小さい（糸を引き出す際の抵抗が小さい）場合は、糸貯留装置上の糸を少し引っ張っただけで、その勢いにより、糸が塊になって一度に糸貯留ローラから抜けてしまう場合がある。このように糸が塊になって一度に抜けてしまう現象を、スラッフィングと呼ぶ。

この点、特許文献１が開示する精紡機が備える糸貯留装置（糸弛み取り装置）は、糸に係合した状態で糸貯留ローラに対して相対回転するフライヤーを有している。このフライヤーには、前記相対回転に抗する方向のトルクが発生するように構成されているので、当該フライヤーに係合した状態で糸貯留ローラから解舒される糸が過度に振り回されることを防止できる。これにより、バルーンの発生を抑制して糸の解舒を安定させることができる。

また特許文献１の構成の場合、糸貯留ローラから解舒される糸は、前記トルクに抗してフライヤーを相対回転させるので、その反作用により、フライヤーから力を受ける。このフライヤーから受ける力は、糸貯留ローラから糸が解舒される際の抵抗となる。このように、糸貯留ローラから解舒される際に糸が抵抗を受ける結果、糸が一気に抜けてしまいにくくなるので、糸貯留ローラ上の糸が塊になって抜けてしまうスラッフィングを防止することができる。

そして上記のように、糸貯留装置から解舒される際に糸が抵抗を受けるので、フライヤーと、フライヤーよりも下流側で糸を巻き取っている巻取装置と、の間で、糸を張った状態に保つことができる。このように、巻取装置で巻き取られる糸に適度なテンションを付与することができるので、高品質なパッケージを形成することができる。

ところで、特許文献１の精紡機において、巻取装置の巻取速度が速くなると、糸貯留装置からの糸の解舒速度も速くなる結果、フライヤーの相対回転速度も速くなる。一方でフライヤーの相対回転速度にはおのずから限界があるので、糸の解舒速度がフライヤーの相対回転速度の限界を超えると、フライヤーの周回遅れが発生して、バルーンが発生したり、糸がフライヤーに巻き付いたりするという不具合が発生し得る。従って、特許文献１の構成の糸貯留装置を備えた糸巻取機においては、糸の巻取速度を高速化するには限界があった。なお、フライヤーを有する糸貯留装置を備えた糸巻取機における巻取速度の限界は、５００ｍ／ｍｉｎ程度である。

精紡機は巻取速度が比較的遅いので、フライヤーを有する糸貯留装置を採用した場合（特許文献１の構成）でも、正常に糸を巻き取ることができる。しかしながら、巻取速度が比較的速い自動ワインダ等においては、巻取速度がフライヤーの回転速度の限界を超えてしまうので、フライヤーを有する糸貯留装置を採用することが困難であった。また、自動ワインダにおいては、トラバース（綾振り）を行いながら糸を巻取ボビンに巻き取るため、当該トラバースによって周期的な速度変動が発生する。更に、自動ワインダにおいては、糸のリボン巻きを崩すために、巻取速度を急激に変化させるディスターブ制御と呼ばれる制御が行われる。フライヤーには慣性が働いているから、上記のような巻取速度の変動にフライヤーの回転を追従させることが難しい。この点も、フライヤーを有する糸貯留装置を自動ワインダに適用する際の問題となっていた。

この点、特許文献２が開示する糸継ぎ巻取装置は、フライヤーを有しない構成の糸貯留装置（測長・貯留部）を備えている。このように、相対回転する部材（フライヤー）を省略した構成であれば、糸貯留装置の高速回転時であっても、フライヤーが有していた上記のような問題が発生することはない。なお、特許文献２に記載の糸貯留装置は、フライヤーの代わりに、貯留ドラム部の先端にストッパフランジを備えた構成である。このようにストッパフランジを設けることにより、貯留ドラム部に貯留された糸が塊になって一度に抜けてしまうこと（スラッフィング）を防止できる。ところが、ストッパフランジを設けただけでは、貯留ドラム部から解舒される糸に適切な抵抗を与えることができないので、高速回転においてバルーンの発生を防止することができない。従って、特許文献２の構成をそのまま自動ワンイダに適用することはできない。

そこで、本願出願人は、フライヤーの代わりに、ゴムリングを備えた構成の糸貯留装置を検討している。具体的には図１１のように、この糸貯留装置１００は、金属製の糸貯留ローラ１０１の解舒側端部にゴムリング１０２をかけておき、糸貯留ローラ１０１から解舒される糸９９を、糸貯留ローラ１０１の表面とゴムリング１０２との間に通す構成である。ゴムリング１０２の径は、負荷を与えない状態において、糸貯留ローラ１０１の外径よりも小さくしておく。この構成により、ゴムリング１０２は糸貯留ローラ１０１の外周面を締め付けるので、糸貯留ローラ１０１の表面とゴムリング１０２との間を通過する糸９９を軽く挟むことができる。これにより、糸貯留ローラ１０１から糸９９が解舒される際に適度な抵抗を付与することができる。

このように、図１１の構成の糸貯留装置１００は、糸貯留ローラ１０１にゴムリング１０２を掛けただけという極めて簡単な構成でありながら、糸貯留ローラ１０１から解舒される糸９９に適度な抵抗を付与することができる。これにより、バルーンの発生、スラッフィング等を防止できるとともに、当該糸貯留装置１００よりも下流側の糸に対して適度なテンションを付与することができる。そして、図１１の構成は、フライヤーのような可動部を有しないため、巻取速度の急激な変動への追従性も優れているのである。更に、ゴムリング１０２は、当該ゴムリング１０２の下を通過する糸９９との間で適度な摩擦効果を発生させ、糸を撚り方向にころがして毛羽（けば）を撚り込むことにより、糸９９の毛羽を減少させる効果が高いという優れた特質をもっている。このゴムリング１０２の素材としては、耐摩耗性等に優れたＮＢＲ（ニトリルゴム）が特に好適である。

なお、特許文献３には、糸貯留体から延在するフィンガと、フィンガ周囲に配置されたリングと、の間で糸を挟み込む構成を開示している。特許文献３は、これにより、より高い糸の引出し張力及びこれに伴い相対的に均衡された糸の引出し張力が得られるとしている。しかし特許文献３の構成は、糸貯留体の外側に向けて弾性的に作用する複数のフィンガを形成しなければならず、製造コストが高くなってしまう。また特許文献３の構成は、当該フィンガの部分において、周方向でジャケット面が不連続となっているので、当該フィンガの位置で摺動しながら解舒される糸に対してダメージを与えてしまうと考えられる。この点、図１１の構成は、ゴムリングを設けるだけという簡単な構成であるから製造コストも安く、糸へのダメージも少ない。

特開２０１０−７７５７６号公報 特開２００４−１３１２７６号公報 特開昭６３−２６２３７６号公報

ところで、図１１の糸貯留装置１００において、糸貯留ローラ１０１を回転させると、ゴムリング１０２に遠心力がかかることになる。ＮＢＲ製のゴムリング１０２は、伸縮率が５０％程度と小さく、言ってみれば「粘り（弾性）」がないので、上記遠心力がかかると、容易に糸貯留ローラ１０１の表面から離れてしまう。このようにゴムリング１０２が糸貯留ローラ１０１の表面から離れてしまうと、糸貯留ローラ１０１から解舒される糸９９に対して適切な抵抗を与えることができなくなる結果、バルーンの発生やスラッフィングを防止することができなくなるとともに、糸貯留装置１００より下流側の糸に対して適切なテンションを付与することができなくなる。

上記のような問題に対処するため、糸貯留ローラ１０１の高回転時の遠心力に抗することができる程度の締め付け力を発揮できるゴムリング（より径の小さいゴムリング）を用いることも考えられる。しかしこの場合は、低回転時（遠心力が小さいとき）にはゴムリング１０２が糸貯留ローラ１０１を締め付ける力が大き過ぎるので、低回転時に糸貯留ローラ１０１から糸９９を引き出す最に過剰な抵抗がかかる。この場合、低速回転時には、糸貯留ローラ１０１から糸９９を引き出す際に、糸９９が張り切れてしまうという別の問題が発生する。

一方、ＮＢＲ製のゴムリングに代えて、天然ゴム製のゴムリング（輪ゴム）を利用することも考えられた。天然ゴム製のゴムリングの伸縮率は５００％〜９００％であり、いわば「粘り（弾性）」があるので、遠心力がかかっても糸貯留ローラ１０１の表面から離れず密着した状態を保つことができる。従って、高速回転の遠心力に耐え得るようにゴムリングによる締め付けをむやみに強くする必要がないので、低速回転時の糸の張り切れを防止することができる。図１１の糸貯留装置１００に天然ゴム製のゴムリングを採用した場合、当該ゴムリングが新品の間は糸の貯留に問題はなく、低速の糸巻取速度から高速な糸巻取速度（例えば１２００ｍ／ｍｉｎ）まで対応することができる。

しかしながら、天然ゴム製のゴムリングは耐久性が無く、糸との摩擦により、当該ゴムリングの表面がすぐに劣化してしまうという問題がある。また天然ゴムには粘着性があるため、糸の繊維、風綿などが絡み付いて、コブになる等の問題がある。また、いくら天然ゴム製のゴムリングの伸縮率が高いといっても、遠心力はゴムリングを開く側にかかるので、糸貯留ローラ１０１の高速回転時において糸に与える抵抗が低下することは避けられない。

本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その主要な目的は、低速巻取から高速巻取まで幅広く対応できる糸貯留装置を提供することにある。

課題を解決するための手段及び効果

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。

本発明の第１の観点によれば、以下の構成の糸貯留装置が提供される。この糸貯留装置は、回転体の外周面に形成された糸貯留部に糸を巻き付けて貯留し、前記糸貯留部から前記回転体の回転軸に沿う方向に糸が解舒される糸貯留装置であって、テンション付与部が設けられている。前記テンション付与部は、前記糸貯留部の解舒側に設けられ、前記糸貯留部と同期回転しつつ、前記糸貯留部から解舒される糸にテンションを付与する。前記テンション付与部は、伸縮可能な弾性体からなるリング部材と、前記リング部材の半径方向内側に設けられて前記リング部材との間で前記糸を挟み込む拡大縮小部と、からなる。そして、前記拡大縮小部は、前記回転体の回転速度に応じて径を拡大縮小する。

このように、弾性体からなるリング部材と、拡大縮小部と、で糸を挟み込むことにより、糸貯留部から解舒される糸に対してテンションを付与することができる。そして、拡大縮小部が回転体の回転速度に応じて径を拡大縮小させるように構成しているので、回転速度が速くなったときに遠心力によってリング部材が外側に拡がってしまっても、リング部材と拡大縮小部とを密着させた状態に保つことができる。これにより、低速回転から高速回転まで、糸に対して適切なテンションを付与することができる。

前記の糸貯留装置は、以下のように構成されることが好ましい。即ち、前記拡大縮小部には、前記回転体の回転軸方向に前記リング部材が移動することを規制する凹部が形成される。そして、前記リング部材は、前記拡大縮小部の前記凹部に取り付けられている。

これにより、糸貯留装置から引き出される糸に引き摺られてリング部材が外れてしまう事を防止することができる。

前記の糸貯留装置において、前記拡大縮小部は、当該拡大縮小部の径の拡大及び縮小にかかわらず前記凹部を維持する凹部維持機構を有することが好ましい。

これにより、高速回転時であっても低速回転時であっても、拡大縮小部からリング部材が外れてしまうことを防止することができる。

前記の糸貯留装置は、以下のように構成されることが好ましい。即ち、前記拡大縮小部の外周表面は、膜状の弾性体からなる弾性膜から構成される。前記凹部維持機構は、前記拡大縮小部の周方向に沿って形成された凹凸維持リング部を備える。そして、前記凹凸維持リング部は、弾性体から構成されており、前記弾性膜の内側に配置されている。

即ち、適切な径の凹凸維持リング部を弾性膜の内側に配置することにより、弾性膜の外側の面（拡大縮小部の外周表面）に凹部を構成することができる。そして、凹凸維持リング部を弾性体から構成しているので、当該凹凸維持リング部の径を拡大縮小することができる。これにより、凹部の形状を維持したまま、拡大縮小部の径を拡大縮小させることができる。

前記の糸貯留装置は、以下のように構成されることが好ましい。即ち、前記回転体の解舒側端部には、前記回転体の停止時における前記拡大縮小部の外径よりも大きな径の円板部材が設けられる。前記拡大縮小部は前記糸貯留面部と前記円板部材との間に設けられている。

これにより、糸貯留面から解舒される糸は、拡大縮小部に接触した後、当該拡大縮小部から離れて円板部材によってガイドされながら走行する。このように糸をガイドすることにより、糸が拡大縮小部に接触する面積を減らすことができるので、糸の毛羽立ち及び糸物性の低下を防止することができる。また、糸抜け時に拡大縮小部が糸によって擦られて傷つくことを防止することができる。

前記の糸貯留装置において、前記リング部材は、前記拡大縮小部との間で糸を挟み込む部分が平面状に形成されていることが好ましい。

これにより、リング部材が拡大縮小部の上で捻れてしまうことを防止できるので、糸に対して安定したテンションを付与することができる。

前記の糸貯留装置においては、前記拡大縮小部の径を拡大又は縮小させる駆動部が設けられていることが好ましい。

これにより、糸に付与するテンションを、一定のみならず、増加、減少させることができる。

本発明の第２の観点によれば、以下の構成の糸貯留装置が提供される。この糸貯留装置は、回転体の外周面に形成された糸貯留部に糸を巻き付けて貯留し、前記糸貯留部から前記回転体の回転軸に沿う方向に糸が解舒される糸貯留装置であって、テンション付与部が設けられている。前記テンション付与部は、前記糸貯留部の解舒側に設けられ、前記糸貯留部と同期回転しつつ、前記糸貯留部から解舒される糸にテンションを付与する。前記テンション付与部は、第１リング状弾性体と、同期回転部材と、第２リング状弾性体と、円筒部材と、からなる。前記第１リング状弾性体は、前記回転体の表面に取り付けられる。前記同期回転部材は、前記回転体の半径方向外側に配置されて前記回転体と同期回転可能に構成される。前記第２リング状弾性体は、前記同期回転部材に設けられる。前記円筒部材は、半径方向外側から前記第１リング状弾性体に対向するように、前記同期回転部材に設けられる。前記回転体の停止状態において、前記第１リング状弾性体は、前記円筒部材に非接触の状態であり、前記第２リング状弾性体は、前記回転体の表面に接触した状態である。そして、前記糸貯留部に貯留された糸は、前記第１リング状弾性体と前記円筒部材との間、及び、前記第２リング状弾性体と前記回転体の表面との間、を通過して解舒される。

この構成で、回転体が低速回転の間は、回転体の表面と第２リング状弾性体とによって糸にテンションが付与される。回転体が高速回転になると、遠心力によって第２リング状弾性体が回転体から離れる方向の力が働くので、第２リング状弾性体では糸に対して適切なテンションを付与できなくなる。しかし一方で、高速回転域では、遠心力によって第１リング状弾性体が円筒部材に押し付けられる。これにより、高速回転時には、第１リング状弾性体と円筒部材とによって、糸にテンションが付与される。これにより、低速回転時でも高速回転時でも、糸に対して適切なテンションを付与することができる。

本発明の第３の観点によれば、上記の糸貯留装置を備えた以下の構成の糸巻取機が提供される。即ち、この糸巻取機は、糸の走行方向に沿って順に、糸を供給する給糸部と、分断された糸端同士を繋ぐ糸継装置と、前記糸貯留装置と、糸にテンションを付与するテンション付与装置と、前記給糸部から供給された糸を巻き取ってパッケージを形成する巻取部と、を備える。そして、前記巻取部は、前記糸継装置が糸継作業を行っている間も、前記糸貯留装置から解舒した糸に対して前記テンション付与装置によってテンションを付与しつつ巻き取りを継続可能である。

即ち、上記糸貯留装置は、低速回転でも高速回転でも、解舒される糸に対して一定のテンションを付与することができるので、当該糸貯留装置の下流側に配置されたテンション付与装置におけるテンション制御が容易になる。また、巻取部は、糸貯留装置に貯留された糸を巻き取るので、給糸部の解舒テンション変動や、糸継作業の影響を受けずに巻取り作業を継続することができる。

本発明の一実施形態に係る自動ワインダが備えるワインダユニットの側面図。 糸貯留装置の側面図。 糸貯留装置の断面図。 テンション付与部の外観斜視図。 低速回転時におけるテンション付与部の断面図。 高速回転時におけるテンション付与部の断面図。 第２実施形態に係る糸貯留装置の断面図。 第３実施形態に係る糸貯留装置の断面図。 低速回転時における第３実施形態のテンション付与部の断面図。 高速回転時における第３実施形態のテンション付与部の断面図。 従来の糸貯留装置の側面図。

次に、本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る糸巻取機としての自動ワインダが備えるワインダユニット２の概略的な側面図である。本実施形態の自動ワインダは、多数のワインダユニット２を並べて配置した構成となっている。また、この自動ワインダは、前記ワインダユニット２を集中的に管理するための図略の機台管理装置と、圧縮空気源及び負圧源を備えた図略のブロアボックスと、を備えている。

図１に示すように、ワインダユニット２は、給糸部７と、巻取部８と、を主に備えている。このワインダユニット２は、給糸部７に支持された給糸ボビン２１の糸（紡績糸）２０を解舒して、パッケージ３０に巻き返すように構成されている。なお、図１は、通常の巻取時におけるワインダユニット２の様子を示している。本明細書において、「通常の巻取時」とは、給糸ボビン２１とパッケージ３０との間で糸が連続状態であり、かつ給糸ボビン２１から糸が解舒されてパッケージ３０に糸が巻き取られている状態をいう。

給糸部７は、糸を供給するための給糸ボビン２１を略直立状態で保持することが可能に構成されている。また、この給糸部７は、空になった給糸ボビン２１を排出することができるように構成されている。巻取部８は、巻取ボビン２２を装着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を駆動するための綾振ドラム２４と、を備えている。

綾振ドラム２４は巻取ボビン２２に対向して配置されており、この綾振ドラム２４を回転駆動することにより、巻取ボビン２２を従動回転させる。これにより、後述の糸貯留装置１８に貯留された糸２０を巻取ボビン２２に巻き取ることができる。また、綾振ドラム２４の外周面には図略の綾振溝が形成されており、この綾振溝によって糸２０を所定の幅でトラバース（綾振り）することが可能になっている。以上の構成で、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とすることができる。なお、以下の説明において「上流側」「下流側」という時には、糸の走行方向で見たときの上流側及び下流側をいうものとする。

各ワインダユニット２は、制御部２５を備えている。この制御部２５は、図略のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等のハードウェアと、前記ＲＡＭに記憶された制御ブログラム等のソフトウェアと、から構成されている。そして、前記ハードウェアとソフトウェアとが協働することにより、ワインダユニット２の各構成を制御するように構成されている。また、各ワインダユニット２が備える制御部２５は、前記機台管理装置と通信可能に構成されている。これにより、自動ワインダが備える複数のワインダユニット２の動作を、機台管理装置において集中的に管理することが可能となっている。

またワインダユニット２は、給糸部７と巻取部８との間の糸走行経路中に、各種の装置を備えている。具体的に説明すると、前記糸走行経路には、給糸部７側から巻取部８側へ向かって順に、解舒補助装置１０と、下糸吹上げ部１１と、第１テンション付与装置１２と、上糸捕捉部１３と、糸継装置１４と、ヤーントラップ１５と、カッタ１６と、クリアラ（糸欠陥検出装置）１７と、上糸引出し部４８と、糸貯留装置１８と、第２テンション付与装置１９と、が配置されている。

解舒補助装置１０は、給糸ボビン２１から解舒される糸２０が振り回されて給糸ボビン２１上部に形成されるバルーンに対し、可動部材４０を接触させ、当該バルーンの大きさを適切に制御することによって糸２０の解舒を補助するためのものである。

下糸吹上げ部１１は、解舒補助装置１０のすぐ下流側に配置されたエアサッカー装置であり、給糸ボビン２１側の下糸を糸継装置１４側に向かって吹き上げることができるように構成されている。給糸ボビン２１と糸貯留装置１８との間で糸２０が分断状態となったときには、下糸吹上げ部１１によって給糸ボビン２１の糸を吹き上げて、糸継装置１４まで案内することができる。

第１テンション付与装置１２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る。本実施形態の第１テンション付与装置１２は、固定の櫛歯に対して可動の櫛歯を配置するゲート式に構成されており、櫛歯の間に糸を走行させることで所定の抵抗を付与するように構成されている。可動側の櫛歯は、櫛歯同士の噛合せ状態を調整できるように、ソレノイドによって移動可能に構成されている。制御部２５は、前記ソレノイドを制御することにより、第１テンション付与装置１２によって糸に付与するテンションを調整することができる。もっとも、第１テンション付与装置１２の構成はこれに限らず、例えばディスク式のテンション付与装置でも良い。

上糸捕捉部１３は、糸継装置１４のすぐ上流側に配置されている。この上糸捕捉部１３は図略の負圧源に接続されており、糸継時に吸引空気流を発生させて、糸貯留装置１８側の糸を吸引捕捉するように構成されている（詳しくは後述）。

ヤーントラップ１５は、カッタ１６の上流側であって糸継装置１４のすぐ下流側に配置されている。このヤーントラップ１５の先端は筒状の部材として形成されており、糸２０の走行経路に接近して設けられているとともに、図略の負圧源に接続されている。この構成で、ヤーントラップ１５の先端に吸引空気流を発生させて、走行する糸２０に付着している風綿などのゴミを吸引除去することができる。

クリアラ１７は、糸２０の糸太さを監視することにより、スラブ等の糸欠陥（糸欠点）を検出するように構成されている。クリアラ１７は、糸の欠陥を検出すると、当該糸欠陥の切断除去を指示する分断信号を制御部２５等に送信する。クリアラ１７の近傍には、前記分断信号に応じて直ちに糸２０を切断するためのカッタ１６が配置されている。

上糸引出し部４８はエアサッカー装置であり、糸継時において、糸貯留装置１８に貯留されている糸を引き出して、糸案内部材６０（後述）に向けて吹き飛ばすことができるように構成されている。

糸貯留装置１８は、略円筒状の糸貯留ローラ３２と、当該糸貯留ローラ３２をその軸線を回転中心軸として回転駆動するローラ駆動モータ３３と、を備えている。ローラ駆動モータ３３は、制御部２５によって制御される。この構成で、糸貯留ローラ３２を回転駆動しながら、給糸ボビン２１から解舒された糸２０を糸貯留ローラ３２の外周面に巻き付けることにより、当該糸貯留ローラ３２に糸２０を一時的に貯留することが可能である。そして、糸貯留ローラ３２上に貯留された糸は、当該糸貯留ローラ３２の軸線方向に沿う方向に引き出された後、巻取部８に巻き取られる。なお、糸貯留装置１８の詳細な構成については後述する。

糸継装置１４は、クリアラ１７が糸欠陥を検出してカッタ１６で糸を切断する糸切断時、給糸ボビン２１からの解舒中の糸の糸切れ時、又は給糸ボビン２１の交換時等、給糸ボビン２１と糸貯留装置１８との間の糸２０が分断状態となったときに、給糸ボビン２１側の糸と、糸貯留装置１８側の糸とを糸継ぎするものである。このような糸継装置１４としては、圧縮空気等の流体を用いるものや、機械式のものを使用することができる。

第２テンション付与装置１９は、糸貯留装置１８から引き出された糸に対して所定のテンションを付与するものであり、これにより巻取部８に巻き取られる際の糸２０のテンションを制御する。第２テンション付与装置１９は、第１テンション付与装置と同じくゲート式のテンサとして構成されている。制御部２５は、第２テンション付与装置１９のソレノイドを適宜制御することにより、第２テンション付与装置１９によって糸に付与するテンションを調整することができる。もっとも、第２テンション付与装置１９の構成はこれに限らず、例えばディスク式のテンション付与装置でも良い。

また、ワインダユニット２の正面側には、マガジン式のボビン供給装置２６が配置されている。このボビン供給装置２６は、回転式のマガジンカン２７を備えている。このマガジンカン２７は予備の給糸ボビン２１を複数保持することが可能に構成されている。ボビン供給装置２６は、マガジンカン２７を間欠的に回転駆動することにより、給糸部７に対して新しい給糸ボビン２１を供給することができるように構成されている。また、ボビン供給装置２６は、マガジンカン２７に保持された給糸ボビン２１の糸端を吸引保持する糸端保持部２８を備えている。

次に、本実施形態の自動ワインダにおける糸継動作について説明する。

即ち、糸切れや、カッタ１６による糸切断、又は給糸ボビン２１の交換などにより、糸貯留装置１８側の糸と、給糸ボビン２１側の糸と、が分断状態となったときには、糸継装置１４による糸継作業が行われる。具体的には、まず、制御部２５は、下糸吹上げ部１１によって、給糸ボビン２１側の糸２０を上に向けて吹き上げる。吹き上げられた２０糸は、ヤーントラップ１５に吸引捕捉される。このヤーントラップ１５はヤーントラップ駆動部４７によって移動可能に構成されている。そして、ヤーントラップ１５は、給糸ボビン２１側の糸端を吸引捕捉した状態で移動することにより、当該給糸ボビン２１側の糸を糸継装置１４に導入することができるように構成されている。

また、これと前後して、制御部２５は、糸貯留装置１８の糸貯留ローラを逆回転させながら、上糸引出し部４８によって糸貯留ローラ上の糸２０を吹き飛ばす。上糸引出し部４８が糸２０を吹き出した先には、湾曲したチューブ状の糸案内部材６０が設けられている。前記吹き飛ばされた糸２０は、糸案内部材６０の一端から当該糸案内部材６０の内部に吹き込まれ、空気の流れに乗って、糸案内部材６０の他端側まで案内される。糸案内部材６０の他端側の出口の先には、上糸捕捉部１３が配置されている。以上の構成で、上糸引出し部４８によって吹き飛ばされた糸貯留ローラ側の糸２０は、上糸捕捉部１３に吸引捕捉される。なお、チューブ状の糸案内部材６０には、その長手方向に沿ったスリットが形成されており、当該スリットを介して糸案内部材６０内の糸２０を外側に取り出すことができるように構成されている。糸案内部材６０から取り出された糸は、上糸捕捉部１３によって更に吸引されることにより、糸継装置１４に導入される。なお制御部２５は、糸貯留装置１８側の糸が糸継装置１４に導入されると、糸貯留ローラ３２の逆回転を停止する。

以上の動作により、給糸ボビン２１側の糸と、糸貯留装置１８側の糸を、糸継装置１４に導入することができる。そして制御部２５はこの状態で糸継装置１４を作動させることにより、給糸ボビン２１側の糸と、糸貯留装置１８側の糸と、を接合することができる。制御部２５は、糸継動作が終了すると、糸貯留装置１８の正回転を再開することにより、糸貯留装置１８への糸の巻き取りを再開する。

なお、上記のように給糸ボビン２１と糸貯留装置１８との間の糸が分断状態となった場合であっても、巻取部８におけるパッケージ３０への糸２０の巻き取りは、中断することなく継続することができる。即ち、本実施形態の自動ワインダでは、上記のように、給糸部７と巻取部８との間に糸貯留装置１８を介在させ、当該糸貯留装置１８上に一定量の糸２０を貯留しているので、何らかの理由で給糸ボビン２１からの糸の供給が中断された場合（例えば糸継動作の最中）であっても、巻取部８は、糸貯留装置１８上に貯留された糸を巻き取ることができるので、パッケージ３０への糸２０の巻取を継続することができるのである。

このように、巻取部８における巻取動作が糸継動作等によって中断されないので、高速かつ安定してパッケージ３０を生成することができる。また、給糸ボビン２１との間に糸貯留装置１８を介在させているので、給糸ボビン２１から糸を解舒する際のテンション変動の影響を受けずに、巻取部８での巻取りを行うことができる。

次に、図２及び図３を参照して、糸貯留装置１８について説明する。前述のように、糸貯留装置１８は、糸貯留ローラ３２を備えている。

糸貯留ローラ（回転体）３２は、略円筒状のローラ部材であり、糸貯留部３７と、テンション付与部３８と、から構成されている。糸貯留部３７は糸貯留ローラ３２の外周面に形成されている。図２に示すように、給糸ボビン２１から解舒された糸２０は、糸貯留ローラ３２の一端側から、当該糸貯留ローラ３２の外周表面に導入されて糸貯留部３７に巻き付けられた後、糸貯留ローラ３２の他端側から引き出されて巻取部８側に送られる。以下の説明において、糸貯留ローラ３２の中心軸に沿う方向で考えたときに、当該糸貯留ローラ３２に対して給糸ボビン側の糸が導入される側（図２の斜め左下側）を基端側、当該糸貯留ローラ３２から糸が引き出される側（図２の斜め右上側）を解舒側と呼ぶ。

図３に示すように、糸貯留部３７は、円筒部３７ａと、テーパ部３７ｂと、から構成されている。なお、糸貯留部３７の外周表面は金属製とされている。

円筒部３７ａの外周表面には、一定量の糸２０を巻き付けて貯留することができるように構成されている。より具体的には、給糸ボビン２１側の糸は、円筒部３７ａの基端側の端部から当該円筒部３７ａの外周表面に導入され、当該外周表面に螺旋状に巻き付けられる。そして、円筒部３７ａに糸２０を巻き付けた状態で、ローラ駆動モータ３３によって糸貯留ローラ３２を回転駆動することにより、円筒部３７ａの表面に順次糸を巻き付けていくことができる。円筒部３７ａの基端側端部に新たに巻き付いた糸２０は、既に円筒部３７ａに巻き付いている糸２０を、解舒側端部に向けて押しながら巻き取られる。これにより、円筒部３７ａの表面に貯留された糸は、解舒側端部に向けて順次移動する。なお、この円筒部３７ａの径は完全に一定ではなく、解舒側の径が徐々に小さくなるような微小テーパが形成されている。これにより、円筒部３７ａに巻き付けられた糸が、解舒側端部に向けて移動し易くなっている。

前記テーパ部３７ｂは、円筒部３７ａの基端側端部に連続して形成されている。このテーパ部３７ｂは、円筒部３７ａとは反対側（基端側）に行くに従って径が拡大するテーパ状に形成されている。このようにテーパ部３７ｂを形成しているので、テーパ部３７ｂに巻き付けられた糸２０は、巻き付け時のテンションによりテーパ部３７ｂから円筒部３７ａに移動していく。これにより、円筒部３７ａに先に巻かれていた糸２０は、新たに巻かれた糸２０によって押し上げられる。以上のように、テーパ部３７ｂから円筒部３７ａへと糸が順次移動していくことにより、糸２０は、円筒部３７ａに螺旋状で規則正しく巻き付いていく。

糸貯留部３７に貯留された糸は、解舒側に向けて解舒されるが、このとき当該糸貯留部３７の解舒側に配置されたテンション付与部３８によって、解舒される糸に対して所定の抵抗が与えられる（詳しくは後述）。

図２に示すように、テンション付与部３８の解舒側端部よりも先の位置には、糸をガイドする糸ガイド２９が配置されている。この糸ガイド２９は、糸貯留ローラ３２の回転軸の延長線上における所定の位置で糸をガイドするように構成されている。これにより、糸貯留ローラ３２に螺旋状に巻き付いている糸２０を、糸貯留ローラ３２から解舒しつつ、当該糸貯留ローラ３２の軸線に沿う方向に引き出すことができる。テンション付与部でテンションを付与された糸は、この糸ガイド２９を介して、下流側（巻取部８側）に巻き取られる。

図２に示すように、糸貯留ローラ３２の近傍には、当該糸貯留ローラ３２上の糸２０が所定の上限量以上になったことを検出する上限センサ３６と、所定の下限量未満になったことを検出する下限センサ３５と、が配置されている。下限センサ３５と上限センサ３６の検出結果は、制御部２５へと送られる。

制御部２５は、上限センサ３６がＯＦＦとなり、糸貯留ローラ３２上の糸が前記上限量未満になったことを検出すると、ローラ駆動モータ３３を適宜制御して糸貯留ローラ３２の回転速度を増大させる。これにより、糸貯留ローラ３２へ糸２０が巻き取られる速度が増大する結果、糸貯留ローラ３２上の糸２０の貯留量を徐々に増やすことができる。一方、制御部２５は、上限センサ３６がＯＮとなり、糸貯留ローラ３２上の糸が前記上限量以上となったことを検出すると、ローラ駆動モータ３３を適宜制御して糸貯留ローラ３２の回転速度を減少させる。これにより、糸貯留ローラ３２へ糸２０が巻き取られる速度が減少する結果、糸貯留ローラ３２上の糸２０の量を徐々に減らすことができる。上記のような制御により、糸貯留ローラ３２上の糸２０の貯留量を、上限量の近くで略一定に保つことができる。

また、制御部２５は、下限センサ３５がＯＦＦとなり、糸貯留ローラ３２上の糸が前記下限量未満になったことを検出すると、巻取部８による糸２０の巻き取りを停止する。これにより、糸貯留ローラ３２上の糸が全て巻取部８に巻き取られることを防止している。

続いて、テンション付与部３８の構成について詳しく説明する。

テンション付与部３８は、糸貯留部３７と一体的に回転（同期回転）するように構成されており、拡大縮小部５０と、ゴムリング（リング部材）５１と、から構成されている。

図３に示すように、拡大縮小部５０の外周表面は、弾性体（本実施形態の場合はＮＢＲ製）からなるゴム膜５２（弾性膜）から構成されている。より具体的には以下のとおりである。図３及び図４に示すように、糸貯留ローラ３２は、略円筒状に形成されたゴム膜５２を備えている。当該ゴム膜５２の軸方向の両端部は、糸貯留ローラ３２の外周に接着などの適宜の方法で固定されている。これにより、拡大縮小部５０の外周は略円筒状となっている。ただし、拡大縮小部５０の外径は一定ではなく、第１凸部５０ａと、第２凸部５０ｂと、前記第１凸部５０ａ及び第２凸部５０ｂの間の凹部５０ｃと、からなる凹凸を有している。

拡大縮小部５０は、上記凹部５０ｃを維持する凹部維持機構５８を有している。図３及び図４に示すように、凹部維持機構５８は、ゴム膜５２の半径方向内側において、周方向に沿ってリング状に形成された複数の凹凸維持リング（凹凸維持リング部）５５，５６，５７から構成されている。凹凸維持リング５５，５６，５７は、弾性体（本実施形態の場合はＮＢＲ製）から構成されている。

複数の凹凸維持リングは糸貯留ローラ３２の軸方向に並んで配置されており、基端側から順に、第１凸部維持リング５５、凹部維持リング５６、第２凸部維持リング５７となっている。また、負荷をかけない状態（糸貯留ローラ３２の回転停止時）において、凹部維持リング５６の径は、２つの凸部維持リング５５，５７の径よりも小さいように設定されている。この構成により、ゴム膜５２の外周面（拡大縮小部５０の外周面）には、第１凸部維持リング５５の径に対応した第１凸部５０ａ、凹部維持リング５６の径に対応した凹部５０ｃ、第２凸部維持リング５７の径に対応した第２凸部５０ｂ、がそれぞれ形成されている。

一方、前記ゴムリング５１は、弾性体（本実施形態の場合はＮＢＲ製）からなるリング部材として構成されており、拡大縮小部５０の前記凹部５０ｃの位置において、当該凹部５０ｃの半径方向外側に配置されている。そして、無負荷の状態におけるゴムリング５１の径は、拡大縮小部５０の凹部５０ｃの外径よりも若干小さくなるように設定されている。これにより、ゴムリング５１によって、拡大縮小部５０の凹部５０ｃの部分を、半径方向外側から締め付けるように構成されている。

図２及び図５に示すように、糸貯留部３７から解舒される糸２０は、テンション付与部３８において、拡大縮小部５０の外周面とゴムリング５１との間を通過して、糸貯留ローラ３２から引き出されるようになっている。ゴムリング５１は拡大縮小部５０を締め付けているので、テンション付与部３８を通過する糸２０は、拡大縮小部５０の外周面とゴムリング５１とによって挟まれながら通過することになる。この構成により、糸貯留ローラ３２から糸２０が引き出される際に、当該糸２０に対して適度な抵抗を与えることができる結果、スラッフィングを防止することができる。また、糸貯留ローラ３２から引き出される際に糸２０に対して抵抗を与えることにより、糸貯留ローラ３２よりも下流側の糸２０を張った状態に保つことができる。即ち、糸貯留装置１８より下流側の糸２０に適度なテンションを付与することができるので、巻取部８において適切なテンションで糸を巻き取ることができる。

また、糸貯留部３７に貯留されている糸２０は、円筒部３７ａの外周面に螺旋状に巻き付いているので、当該円筒部３７ａから解舒される際には拡大縮小部５０の周囲を振り回されながら解舒される。本実施形態の構成によれば、振り回される糸２０を拡大縮小部５０の外周面とゴムリング５１とで挟み込んでいるので、糸２０が過度に振り回されることを防止してバルーンの発生を防止できる。なお、糸２０は上記のように振り回されながら解舒されるので、拡大縮小部５０の外周面及びゴムリング５１の間を糸２０が通過する位置は、周方向に移動していく。このように、糸２０が通過する位置が周方向に移動するので、拡大縮小部５０及びゴムリング５１の特定の部分のみが糸２０によって擦られて短期間に摩耗してしまうということを防止することができる。

また前述のように、ゴムリング５１は、拡大縮小部５０の凹部５０ｃに取り付けられているので、解舒される糸２０に連れられて糸貯留ローラ３２の軸方向に移動しようとしても、凸部５０ａ，５０ｂによってその移動が阻止される。この構成により、ゴムリング５１が拡大縮小部５０から外れてしまうことを防ぐことができる。

また本実施形態の糸貯留装置１８では、拡大縮小部５０の解舒側端部に、糸貯留ローラ３２と一体回転する円板部材３９を設けている。この円板部材３９の径は、糸貯留ローラ３２の回転停止時における拡大縮小部５０の外径よりも大きく設定されている。これにより、糸２０は円板部材３９によってガイドされながら糸貯留ローラ３２から引き出されるので、拡大縮小部５０のゴム膜５２の表面が糸２０によって強く擦られてしまうことを防止できる。これにより、ゴム膜５２の摩耗を低減し耐久性を向上させることができる。より詳細に説明すると、以下のとおりである。糸貯留ローラ３２に糸が巻き付けられている間は、糸貯留ローラ３２から解舒される糸はゴム膜５２の周囲を振り回されながら通過するので、糸２０によってゴム膜５２の一箇所のみが強く摺られるということはない。ところが、糸貯留ローラ３２に貯留された糸が全て巻き出されると、巻き付けられていない糸は、ゴム膜５２とゴムリング５１との間を直線状に通過する。この時に糸２０がゴム膜５２に接触していると、当該接触箇所が糸２０によって強く摺られ、ゴム膜５２を傷つけてしまうおそれがある。そこで、上記のように円板部材３９を設け、糸２０をゴム膜から浮いた状態で通過させるようにしたので、糸２０がゴム膜５２を巻き込むように接触することを防ぐことができる。これにより、ゴム膜５２が糸によって傷付いてしまうことを防止できる。また、糸２０がゴム膜５２に接触する面積を減らすことができるので、糸２０の毛羽立ち及び糸物性の低下を防止することができる。

なお図５に示すように、ゴムリング５１は、平面状の部分を有している。即ち、糸貯留ローラ３２の中心軸線を通る平面で切断したときのゴムリング５１の断面形状は、略Ｄ字形（かまぼこ形）となっている。そして、ゴムリング５１は、前記平面状の部分で、拡大縮小部５０の外周面と接触するようになっている。ここで、ゴムリング５１の断面形状を円形とすることも考えられるが、断面形状が円形のゴムリングは、その形状から頻繁に捻れてしまう。この点、本実施形態のようにゴムリング５１の断面形状を略Ｄ字型とすれば、当該ゴムリング５１は簡単に捻れてしまうことがない。また、断面形状がＤ字形のゴムリング５１は、仮に捻れたとしても、平面状の部分で拡大縮小部５０と接触しようとするので、捻れが元に戻る。更に、断面形状が円形のゴムリングは、糸と点接触するため、スティックスリップ現象を起こして、テンション変動による糸切れを起こすことがある。これに対して、断面形状が略Ｄ字形のゴムリング５１は、糸と線接触するので、安定したテンション付与が実現できる。以上のように、断面形状を略Ｄ字形としたことでゴムリング５１が捻れにくくなり、かつ糸と線接触するので、当該ゴムリング５１の下を通過する糸２０に付与する抵抗が安定し、糸２０の張り切れを防止するとともに、巻取部８において安定したテンションで糸２０を巻き取ることができる。

次に、拡大縮小部５０の拡大縮小機能について説明する。

即ち、既に説明したように、糸貯留ローラが回転することによりゴムリングに遠心力がかかると、当該ゴムリングの径が拡大してしまうため、従来の糸貯留装置（図１１の構成）では、ゴムリングと糸貯留ローラとの間を通過する糸に適切な抵抗を付与できなくなる可能性があったのである。

しかし本実施形態の糸貯留装置１８では、拡大縮小部５０の外周表面をゴム膜５２によって構成しているので、当該拡大縮小部５０に遠心力が働くと、図６のように、拡大縮小部５０の外径も拡大する。即ち、拡大縮小部５０の径を、糸貯留ローラ３２の回転速度に応じて拡大縮小させることができる。これにより、遠心力によってゴムリング５１の径が拡大するのに追従して拡大縮小部５０の外径も拡大させることができるので、高速回転時においても、ゴムリング５１が拡大縮小部５０の表面から離れてしまうことを防止できる。従って、本実施形態の糸貯留装置１８によれば、高速回転時においても、拡大縮小部５０の表面とゴムリング５１との間を通過する糸２０に対して、適切な抵抗を付与することができる。

また上記のように、高速回転時に拡大縮小部５０の表面からゴムリング５１が離れてしまうことを防止できるので、図１１の構成に比べて締め付けの弱いゴムリング（比較的径の大きいゴムリング）を採用することができる。このように、比較的締め付けの弱いゴムリングを採用することで、低速回転時（遠心力が小さいとき）に糸２０にかかる抵抗が過大になりすぎて当該糸２０が張り切れしてしまうという問題を回避することができる。

そして、ゴムリング５１の径の拡大もしくは縮小に追従して拡大縮小部５０の外径も拡大もしくは縮小するので、本実施形態の構成によれば、糸貯留ローラ３２の回転速度にかかわらず、ゴムリング５１が拡大縮小部５０を締め付ける強さを略一定に保つことができる。また、糸貯留ローラ３２の速度変化に対する拡大縮小部５０の拡大及び縮小の応答性は良好である。これらの特性により、ある種の機械式テンション自動制御系と呼べるような機構を実現することができており、糸貯留装置１８より下流側の糸２０に対して付与するテンションを、糸貯留ローラ３２の回転速度にかかわらず略一定に保つことができるのである。これにより、糸貯留装置１８の下流側において、糸２０のテンションを所望の範囲に保つように第２テンション付与装置１９を制御することが容易になる結果、巻取部８において高品質なパッケージを形成することができる。

また本実施形態においては、凹部維持機構５８を構成する凹凸維持リング５５，５６，５７は、弾性体（ＮＢＲ製）となっている。この構成によれば、凹凸維持リング５５，５６，５７も糸貯留ローラ３２の回転速度に応じて径を拡大縮小することができるので、凹部維持機構５８によって凹凸を維持したまま、拡大縮小部５０の径を拡大縮小させることができる。これにより、糸貯留ローラ３２の回転速度にかかわらず、ゴムリング５１が糸２０に引き摺られて拡大縮小部５０から外れてしまうことを、拡大縮小部５０の凹凸によって阻止することができる。

なお、本実施形態においては、凹部５０ｃの部分でゴム膜５２が遠心力で外側に膨らんで凸形状とならないように、凹部維持リング５６は、ゴム膜５２の内側から当該ゴム膜５２に対して接着されている。一方、凸部維持リング５５，５７は、必ずしもこのように接着する必要はない。例えば本実施形態では、第１凸部維持リング５５はゴム膜５２に接着されているが、第２凸部維持リング５７は、ゴム膜５２の内側に配置されているだけで、当該ゴム膜５２に対して接着はされていない。これにより、第２凸部維持リング５７は、回転軸に沿う方向である程度自由に移動できるので、遠心力によってゴム膜５２が変形したときに無理のない位置に移動することができる。

以上で説明したように、本実施形態の糸貯留装置１８は、糸貯留ローラ３２の外周面に形成された糸貯留部３７に糸２０を巻き付けて貯留し、糸貯留部３７から糸貯留ローラ３２の回転軸に沿う方向に糸２０が解舒されるように構成されており、テンション付与部３８が設けられている。前記テンション付与部３８は、糸貯留部３７の解舒側に設けられ、当該糸貯留部３７と一体回転しつつ、当該糸貯留部３７から解舒される糸２０にテンションを付与する。テンション付与部３８は、伸縮可能な弾性体からなるゴムリング５１と、前記ゴムリング５１の半径方向内側に設けられてゴムリング５１との間で糸２０を挟み込む拡大縮小部５０と、からなる。そして、前記拡大縮小部５０は、糸貯留ローラ３２の回転速度に応じて径を拡大縮小する。

このように、ゴムリング５１と、拡大縮小部５０と、で糸２０を挟み込むことにより、糸貯留部３７から解舒される糸２０に対してテンションを付与することができる。そして、拡大縮小部５０が糸貯留ローラ３２の回転速度に応じて径を拡大縮小させるように構成しているので、回転速度が速くなったときに遠心力によってゴムリング５１が外側に拡がってしまっても、ゴムリング５１と拡大縮小部５０とを密着させた状態に保つことができる。これにより、低速回転から高速回転まで、糸２０に対して適切なテンションを付与することができる。

また本実施形態の糸貯留装置１８は、以下のように構成されている。即ち、前記拡大縮小部５０には、糸貯留ローラ３２の回転軸方向にゴムリング５１が移動することを規制する凹部５０ｃが形成される。そして、ゴムリング５１は、拡大縮小部５０の前記凹部５０ｃに取り付けられている。

これにより、糸貯留装置１８から引き出される糸２０に引き摺られてゴムリング５１が外れてしまう事を防止することができる。

また本実施形態の糸貯留装置１８において、拡大縮小部５０は、当該拡大縮小部５０の径の拡大及び縮小にかかわらず凹部５０ｃを維持する凹部維持機構５８を有している。

これにより、高速回転時であっても低速回転時であっても、拡大縮小部５０からゴムリング５１が外れてしまうことを防止することができる。

また本実施形態の糸貯留装置１８は、以下のように構成されている。即ち、拡大縮小部５０の外周表面は、ゴム膜５２から構成される。凹部維持機構５８は、拡大縮小部５０の周方向に沿って形成された凹凸維持リング５５，５６，５７を備える。そして、凹凸維持リング５５，５６，５７は、弾性体から構成されており、ゴム膜５２の内側に配置されている。

即ち、適切な径の凹凸維持リングをゴム膜の内側に配置することにより、ゴム膜５２の外側の面（拡大縮小部５０の外周表面）に凹部５０ｃを構成することができる。そして、凹凸維持リング５５，５６，５７を弾性体から構成しているので、凹凸維持リング５５，５６，５７の径を拡大縮小することができる。これにより、凹部５０ｃの形状を維持したまま、拡大縮小部５０の径を拡大縮小させることができる。

また本実施形態の糸貯留装置１８は、以下のように構成されている。即ち、糸貯留ローラ３２の解舒側端部には、当該糸貯留ローラ３２の停止時における拡大縮小部５０の外径よりも大きな径の円板部材３９が設けられる。拡大縮小部５０は、糸貯留部３７と円板部材３９との間に設けられている。

これにより、糸貯留部３７から解舒される糸２０は、拡大縮小部５０に接触した後、当該拡大縮小部５０から離れて円板部材３９によってガイドされながら走行する。このように糸２０をガイドすることにより、糸２０が拡大縮小部５０に接触する面積を減らすことができるので、糸の毛羽立ち及び糸物性の低下を防止することができる。また、糸抜け時に拡大縮小部５０が糸によって擦られて傷つくことを防止することができる。

また本実施形態の糸貯留装置１８において、ゴムリング５１は、拡大縮小部５０との間で糸２０を挟み込む部分が平面状に形成されている。

これにより、ゴムリング５１が拡大縮小部５０の上で捻れてしまうことを防止できるので、糸２０に対して安定したテンションを付与することができる。

そして、本実施形態の自動ワインダは、糸の走行方向に沿って順に、糸２０を供給する給糸部７と、分断された糸端同士を繋ぐ糸継装置１４と、糸貯留装置１８と、糸２０にテンションを付与する第２テンション付与装置１９と、給糸部７から供給された糸２０を巻き取ってパッケージを形成する巻取部８と、を備える。そして、巻取部８は、糸継装置１４が糸継作業を行っている間も、糸貯留装置１８から解舒した糸２０に対して第２テンション付与装置１９によってテンションを付与しつつ巻き取りを継続可能である。

即ち、上記糸貯留装置１８は、低速回転でも高速回転でも、解舒される糸に対して一定のテンションを付与することができるので、当該糸貯留装置１８の下流側に配置された第２テンション付与装置１９におけるテンション制御が容易になる。また、巻取部８は、糸貯留装置１８に貯留された糸２０を巻き取るので、給糸部７の解舒テンション変動や、糸継作業の影響を受けずに巻取り作業を継続することができる。

また、パッケージに強度の弱い糸が混入してしまうと、強度の弱い糸は自動ワインダによる巻き返し作業の後工程にあたるワーパー工程において糸切れを起こしてしまうことがある。ワーパー工程で糸切れが発生すると、甚大な生産効率低下につながるため好ましくない。よって、このような強度の弱い糸は、自動ワインダの巻き返し作業において除去してしまうことが好ましい。

本実施形態の自動ワインダは、低速回転でも高速回転でも、解舒される糸に対して一定のテンションを付与することができるので、一定のテンションに耐えることのできない強度の弱い糸は、ゴムリング５１と拡大縮小部５０の糸道下流側で切断されることになる。切断された糸は、ゴムリング５１と拡大縮小部５０との間に挟まれた状態で保持されているので、糸切れ発生から糸貯留ローラ３２の停止までの間に、糸端が暴れて貯留不具合（例えばスラッフィングやアフレなど）を引き起こすことがない。よって、糸貯留ローラ３２の停止後、ゴムリング５１と拡大縮小部５０との間に挟まれた糸をパッケージ側の糸と糸継ぎして巻取り作業を継続することができる。更に、強度の弱い糸によってワーパー工程で糸切れが発生することを防止することができる。

次に、図７を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。なお、以下の説明において、上記第１実施形態と同一又は類似する構成については、図面に同一の符号を付して説明を省略する場合がある。

図７に示すように、この実施形態の糸貯留装置１８２が備える糸貯留ローラ３２は、ローラ本体部６１と、当該ローラ本体部６１の解舒側に配置された伸縮移動部６２と、を備えている。伸縮移動部６２とローラ本体部６１は、スプライン嵌合部６３によって連結している。これにより、ローラ本体部６１と伸縮移動部６２は、糸貯留ローラ３２の軸線を中心として一体的に回転するとともに、当該軸線方向で相対移動可能に構成されている。

ローラ本体部６１には、糸貯留部３７が形成されている。また、ゴム膜５２の軸方向一側の端部はローラ本体部６１側に、他側の端部は伸縮移動部６２側に、接着などの適宜の方法で固定されている。即ち、本実施形態において、ゴム膜５２は、ローラ本体部６１と伸縮移動部６２との間にかけわたされるように配置されている。

本実施形態の糸貯留ローラ３２は、伸縮移動部６２を、糸貯留ローラ３２の軸線方向で駆動することができるように構成されている。以下、具体的に説明する。本実施形態において、ローラ駆動モータ３３の回転駆動軸は中空軸として構成され、この回転駆動軸にローラ本体部６１が固定されている。一方、前記回転駆動軸の内側には、当該回転駆動軸と軸線を一致させて伸縮駆動ロッド６４が配置されている。

この伸縮駆動ロッド６４の解舒側端部には、ベアリング６５を介して伸縮移動部６２が取り付けられている。一方、伸縮駆動ロッド６４の基端側端部には、送りネジ６６が形成されている。そして、本実施形態の糸貯留装置１８２は、送りネジ機構によって伸縮駆動ロッド６４をその軸線方向に移動させる伸縮駆動部６７を備えている。なお、この伸縮駆動部６７の動作は、制御部２５によって制御されている。以上の構成で、伸縮駆動部６７を適宜制御することにより、伸縮移動部６２を糸貯留ローラ３２の軸線方向で移動させることができる。

これにより、ローラ本体部６１と伸縮移動部６２との間にかけ渡されているゴム膜５２の張り具合を変更することができるので、拡大縮小部５０の外径を変更することができる。そして、拡大縮小部５０の外径が大きくなる方向に伸縮移動部６２を移動させれば、ゴムリング５１が拡大縮小部５０を締め付ける力が強くなる結果、糸２０に対して付与する抵抗を大きくすることができる。一方、拡大縮小部５０の外径が小さくなる方向に伸縮移動部６２を移動させれば、ゴムリング５１が拡大縮小部５０を締め付ける力が弱くなる結果、糸２０に対して付与する抵抗を小さくすることができる。

このように、糸２０に与える抵抗を増減することができるので、糸貯留装置１８１の下流側の糸に付与するテンションを適宜調整することができる。従って、例えば糸巻取動作中に制御部２５によって伸縮駆動部６７を適宜制御することにより、糸貯留装置１８の下流側の糸２０に付与されるテンションを状況に応じて随時変更することができる。

以上で説明したように、本実施形態の糸貯留装置１８１においては、拡大縮小部５０の径を拡大又は縮小させる伸縮駆動部６７が設けられている。

これにより、糸に付与するテンションを、一定のみならず、増加、減少させることができる。

次に、図８を参照して本発明の第３実施形態について説明する。なお、以下の説明において、上記第１実施形態と同一又は類似する構成については、図面に同一の符号を付して説明を省略する場合がある。

図８に示すように、本実施形態の糸貯留装置１８２のテンション付与部３８１は、糸貯留部３７の解舒側に配置されており、糸貯留部３７と同期回転しつつ、糸貯留部３７から解舒される糸２０にテンションを付与するように構成されている。より具体的には、テンション付与部３８１は、糸貯留ローラ３２に取り付けられて当該糸貯留ローラ３２と一体回転する第１リング状ゴム板（第１リング状弾性体）７０と、糸貯留ローラ３２の半径方向外側に配置され、当該糸貯留ローラ３２と同期回転する同期回転部材７１と、を備えている。

同期回転部材７１は、ベアリング７２によって支持されており、糸貯留ローラ３２と回転軸を一致させて回転自在となっている。また、糸貯留ローラ３２には磁石７３が配置され、同期回転部材７１には、前記磁石７３に対向するようにして磁石７４が設けられている。この構成で、糸貯留ローラ３２がローラ駆動モータ３３によって回転駆動されると、磁石７３と磁石７４との間の磁力により、同期回転部材７１が糸貯留ローラ３２と同期回転するように構成されている。

同期回転部材７１には、第２リング状ゴム板（第２リング状弾性体）７５が取り付けられている。より具体的には、糸貯留ローラ３２の軸線を通る平面による断面（図８及び図９参照）で見たときの第２リング状ゴム板７５の一端側は、同期回転部材７１に固定されている。なお、当該断面で見たときの第２リング状ゴム板の他端側は、フリーとなっている。このフリーとなっている側の端部を、第２リング状ゴム板７５の自由端と呼ぶ。

一方、前記第１リング状ゴム板７０は、糸貯留ローラ３２の外周表面に以下のようにして取り付けられている。即ち、糸貯留ローラ３２の軸線を通る平面による断面（図８及び図９参照）で見たときの第１リング状ゴム板７０の一端側は、糸貯留ローラ３２の外周面に固定されている。一方、当該断面で見たときの第１リング状ゴム板７０の他端側は、フリーとなっている。このフリーとなっている側の端部を、第１リング状ゴム板の自由端と呼ぶ。

また、同期回転部材７１には、第１リング状ゴム板７０の半径方向外側において、当該第１リング状ゴム板７０に対向する位置に、円筒部材７６が設けられている。

また、糸貯留ローラ３２の回転停止時において、第１リング状ゴム板７０の自由端が前記円筒部材７６の内周面に非接触の状態となるように、当該第１リング状ゴム板７０が配置されている。また、糸貯留ローラ３２の回転停止時において、第２リング状ゴム板７５の自由端が糸貯留ローラ３２の外周面に接触するように、当該第２リング状ゴム板７５が配置されている。

そして、本実施形態の糸貯留装置１８２において、糸貯留部３７に貯留された糸は、第１リング状ゴム板７０と円筒部材７６の内周面との間、及び、第２リング状ゴム板７５と糸貯留ローラ３２の外周面との間、を通過して、糸貯留ローラ３２から引き出されるように構成されている。

この構成で、低速回転時においては、図９に示すように、糸貯留ローラ３２の外周面と第２リング状ゴム板７５とが接触しているので、糸貯留部３７から解舒される糸は、糸貯留ローラ３２の外周面と第２リング状ゴム板７５とによって挟まれながら、糸貯留ローラ３２から引き出される。即ち、低速回転時において、糸貯留ローラ３２から引き出される糸は、糸貯留ローラ３２の外周面と第２リング状ゴム板７５とによって抵抗を付与される。

ところが、糸貯留ローラ３２の回転速度が上がってくると、第２リング状ゴム板７５の自由端が遠心力によって糸貯留ローラ３２の外周面から浮き上がり、糸貯留ローラ３２の外周面との間で糸２０を挟み込むことができなくなってしまう。そこで、本実施形態の糸貯留装置１８２では、第２リング状ゴム板７５の自由端が糸貯留ローラ３２の外周面から浮き上がる回転速度とほぼ同じ回転速度で、第１リング状ゴム板７０の自由端が半径方向外側に向かって開き、円筒部材７６の内周面に接触するように構成されている。

以上のように第２リング状ゴム板７５が円筒部材７６の内周面に接触した状態になると、糸貯留部３７から解舒される糸２０は、図１０に示すように、第１リング状ゴム板７０と円筒部材７６の内周面とによって挟まれながら、糸貯留ローラ３２から引き出されることになる。即ち、高速回転時において、糸貯留ローラから引き出される糸２０は、第１リング状ゴム板７０と円筒部材７６の内周面とによって抵抗を付与される。

以上のように、本実施形態の糸貯留装置１８２は、低速回転時には第２リング状ゴム板７５によって糸２０を挟み込み、回転速度が上がって遠心力が増大すると、第２リング状ゴム板７５に代わって第１リング状ゴム板７０によって糸２０を挟み込むように構成している。このように、回転速度に応じて、糸２０に抵抗を付与する部材が切り替わるので、高速回転時でも低速回転時でも、糸に対して適切な抵抗を付与することができる。

以上で説明したように、本実施形態の糸貯留装置１８２は、糸貯留ローラ３２の外周面に形成された糸貯留部３７に糸を巻き付けて貯留し、糸貯留部４７から糸貯留ローラ３２の回転軸に沿う方向に糸が解舒される構成であって、テンション付与部３８１が設けられている。テンション付与部３８１は、糸貯留部３７の解舒側に設けられ、糸貯留部３７と同期回転しつつ、当該糸貯留部３７から解舒される糸２０にテンションを付与する。テンション付与部３８１は、第１リング状ゴム板７０と、同期回転部材７１と、第２リング状ゴム板７５と、円筒部材７６と、からなる。第１リング状ゴム板７０は、糸貯留ローラ３２の表面に取り付けられる。同期回転部材７１は、糸貯留ローラ３２の半径方向外側に配置されて糸貯留ローラ３２と同期回転可能に構成される。第２リング状ゴム板７５は、同期回転部材７１に設けられる。円筒部材７６は、半径方向外側から第１リング状ゴム板７０に対向するように、同期回転部材７１に設けられる。糸貯留ローラ３２の停止状態において、第１リング状ゴム板７０は、円筒部材７６に非接触の状態であり、第２リング状ゴム板７５は、糸貯留ローラ３２の表面に接触した状態である。そして、糸貯留部３７に貯留された糸は、第１リング状ゴム板７０と円筒部材７６との間、及び、第２リング状ゴム板７５と糸貯留ローラ３２の表面との間、を通過して解舒される。

この構成で、糸貯留ローラ３２が低速回転の間は、糸貯留ローラ３２の表面と第２リング状ゴム板７５とによって糸にテンションが付与される。糸貯留ローラ３２が高速回転になると、遠心力によって第２リング状ゴム板７５が糸貯留ローラ３２から離れる方向の力が働くので、第２リング状ゴム板７５では糸に対して適切なテンションを付与できなくなる。しかし一方で、高速回転域では、遠心力によって第１リング状ゴム板７０が円筒部材７６に押し付けられる。これにより、高速回転時には、第１リング状ゴム板７０と円筒部材７６とによって、糸にテンションが付与される。これにより、低速回転時でも高速回転時でも、糸に対して適切なテンションを付与することができる。

以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、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。

弾性体はＮＢＲとしたが、これに限らず、適当な弾性と耐久性を備えた素材であれば本発明の弾性体として採用することができる。

上記実施形態においては、凹部維持機構５８を、ゴム膜５２の周方向に沿ってリング状に形成された複数の凹凸維持リング５５，５６，５７で構成している。しかし、ゴム膜５２は遠心力によって外側に拡がるため、当該遠心力によって第１凸部５０ａ及び第２凸部５０ｂを形成することができる。即ち、凸部維持リング５５，５７がなくても遠心力で凸部を形成することができるので、凸部維持リング５５，５７を省略することも可能である。

凹凸維持リング部は、ゴム膜５２の内側にリング状の部材を配置する構成としたが、これに限らず、ゴム膜５２の内側にリング状の肉厚部を形成するなど、ゴム膜５２と凹凸維持リングを一体形成する構成であっても良い。また、拡大縮小部５０に、凹形状及び凸形状を維持できる高硬度部を設けて、これにより凹部及び凸部を形成、維持させても良い。

制御部２５は、ワインダユニット２ごとに備える構成に限らず、１つの制御部によって複数のワインダユニットを制御するように構成されていても良い。また、上記の説明では、１つの制御部２５によって複数の部材の制御をまとめて行うように構成しているが、これに限らず、例えば、制御対象の部材ごとに個別に制御部を設けても良い。

第２テンション付与装置１９は省略しても良い。この場合であっても、本実施形態の糸貯留装置１８においては、糸貯留ローラ３２から解舒される糸のテンションは回転速度によらず安定しているから、巻取部８において安定した巻取りを実現することができる。

制御部２５は、ハードウェアとソフトウェアから構成されるとしたが、その機能の一部又は全部が専用のハードウェアから構成されていても良い。

上記実施形態のワインダユニット２はマガジン式のボビン供給装置２６によって給糸ボビン２１を供給する構成であるが、この構成に限定されない。例えば、給糸ボビン２１をセットしたトレイを適宜の経路に沿って搬送することでワインダユニット２に給糸ボビン２１を供給する構成に変更することもできる。

上記実施形態において、巻取部８は、綾振ドラム２４によって糸２０をトラバースさせる構成であるが、例えばアーム式の綾振り機構で糸２０をトラバースさせる構成としても良い。

上記実施形態の自動ワインダは、糸継装置１４に対して糸を吹き飛ばして案内する構成であるが、これに限らず、例えば給糸ボビン２１の糸や糸貯留ローラ３２上の糸を吸引捕捉し、当該吸引捕捉した糸を適宜の駆動手段によって糸継装置１４まで案内する構成としても良い。

また、本発明の構成は、自動ワインダに限らず、糸継装置を備えた他の種類の糸巻取装置にも適用することができる。

１８ 糸貯留装置（第１実施形態）
１８１ 糸貯留装置（第２実施形態）
１８２ 糸貯留装置（第３実施形態）
３２ 糸貯留ローラ（回転体）
３７ 糸貯留部
３８ テンション付与部
３９ 円板部材
５０ 拡大縮小部
５１ ゴムリング（リング部材）
５２ ゴム膜（弾性膜）
５５，５６，５７ 凹凸維持リング（凹凸維持リング部）
５８ 凹部維持機構
７０ 第１リング状ゴム膜（第１リング状弾性体）
７１ 同期回転部材
７５ 第２リング状ゴム膜（第２リング状弾性体）
７６ 円筒部材

Claims (9)

1. 回転体の外周面に形成された糸貯留部に糸を巻き付けて貯留し、前記糸貯留部から前記回転体の回転軸に沿う方向に糸が解舒される糸貯留装置であって、
   前記糸貯留部の解舒側に設けられ、前記糸貯留部と同期回転しつつ、前記糸貯留部から解舒される糸にテンションを付与するテンション付与部が設けられ、
   前記テンション付与部は、
   伸縮可能な弾性体からなるリング部材と、
   前記リング部材の半径方向内側に設けられて前記リング部材との間で前記糸を挟み込む拡大縮小部と、
   から成り、
   前記拡大縮小部は、前記回転体の回転速度に応じて径を拡大縮小することを特徴とする糸貯留装置。
2. 請求項１に記載の糸貯留装置であって、
   前記拡大縮小部には、前記回転体の回転軸方向に前記リング部材が移動することを規制する凹部が形成され、
   前記リング部材は、前記拡大縮小部の前記凹部に取り付けられていることを特徴とする糸貯留装置。
3. 請求項２に記載の糸貯留装置であって、
   前記拡大縮小部は、当該拡大縮小部の径の拡大及び縮小にかかわらず前記凹部を維持する凹部維持機構を有することを特徴とする糸貯留装置。
4. 請求項３に記載の糸貯留装置であって、
   前記拡大縮小部の外周表面は、膜状の弾性体からなる弾性膜から構成され、
   前記凹部維持機構は、前記拡大縮小部の周方向に沿って形成された凹凸維持リング部を備え、
   前記凹凸維持リング部は、弾性体から構成されており、前記弾性膜の内側に配置されていることを特徴とする糸貯留装置。
5. 請求項１から４までの何れか一項に記載の糸貯留装置であって、
   前記回転体の解舒側端部には、前記回転体の停止時における前記拡大縮小部の外径よりも大きな径の円板部材が設けられ、
   前記拡大縮小部は前記糸貯留部と前記円板部材との間に設けられていることを特徴とする糸貯留装置。
6. 請求項１から５までの何れか一項に記載の糸貯留装置であって、
   前記リング部材は、前記拡大縮小部との間で糸を挟み込む部分が平面状に形成されていることを特徴とする糸貯留装置。
7. 請求項１から６までの何れか一項に記載の糸貯留装置であって、
   前記拡大縮小部の径を拡大又は縮小させる駆動部が設けられていることを特徴とする糸貯留装置。
8. 回転体の外周面に形成された糸貯留部に糸を巻き付けて貯留し、前記糸貯留部から前記回転体の回転軸に沿う方向に糸が解舒される糸貯留装置であって、
   前記糸貯留部の解舒側に設けられ、前記糸貯留部と同期回転しつつ、前記糸貯留部から解舒される糸にテンションを付与するテンション付与部が設けられ、
   前記テンション付与部は、
   前記回転体の表面に取り付けられる第１リング状弾性体と、
   前記回転体の半径方向外側に配置されて前記回転体と同期回転可能に構成される同期回転部材と、
   前記同期回転部材に設けられる第２リング状弾性体と、
   半径方向外側から前記第１リング状弾性体に対向するように、前記同期回転部材に設けられる円筒部材と、
   を備え、
   前記回転体の停止状態において、前記第１リング状弾性体は、前記円筒部材に非接触の状態であり、前記第２リング状弾性体は、前記回転体の表面に接触した状態であり、
   前記糸貯留部に貯留された糸は、前記第１リング状弾性体と前記円筒部材との間、及び、前記第２リング状弾性体と前記回転体の表面との間、を通過して解舒されることを特徴とする糸貯留装置。
9. 請求項１から８までの何れか一項に記載の糸貯留装置を備えた糸巻取機であって、
   糸の走行方向に沿って順に、
   糸を供給する給糸部と、
   分断された糸端同士を繋ぐ糸継装置と、
   前記糸貯留装置と、
   糸にテンションを付与するテンション付与装置と、
   前記給糸部から供給された糸を巻き取ってパッケージを形成する巻取部と、
   を備え、
   前記巻取部は、前記糸継装置が糸継作業を行っている間も、前記糸貯留装置から解舒した糸に対して前記テンション付与装置によってテンションを付与しつつ巻き取りを継続可能であることを特徴とする糸巻取機。

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