JPH0115011B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 繊維工業においては、繊維構造体の材料（実質
部分）の量、特に断面太さを求めることは極めて
重要である。スライバの断面実質部分の大きさ
は、糸の太さと断面太さの均一性に直接影響する
ので、あとの工程にとつて極めて重要である。

基本的には、繊維構造体の実質部分の量を繊維
体が動いているか静止しているかを考慮すること
なく求めることが問題である。運動するスライバ
の測定は、スライバを案内し制限する部材を、運
動に適合して採用すること以外は静止するスライ
バの測定と原理的には異なるところはない。

特に、走行するスライバについて秤量によつて
実質部分を測定することは不可能である。このた
め、断面実質部分の間接測定にもとづき、この問
題を解決する色々な提案が行なわれている。例え
ば次のものが挙げられる： ―溝付ローラとフイーラローラによる純機械的測
定、ここでスライバは溝付ローラを通つて導か
れ、溝付ローラとフイーラローラの軸間の距離
が断面実質部の測度として評価される。この配
置においては機械的装置が高価であり、機械的
に運動する質量のため応答の限界周波数が限定
され、繊維に著しい圧縮が加わるなどの欠点が
ある。

―スライバの光に対する吸収または反射を利用す
る光学的測定装置も公知である。これらの測定
装置も高価な電気的、光学的装置を必要とす
る。これとは別に繊維試料の色により反射また
は吸収特性が異なり、結果の信頼性が得られな
い。

―音波測定装置も公知である。これらにおいて
は、スライバを通過することによる音波の減衰
が測られる。今までの所では本方法の精度は充
分なものではない。

―他の断面実質部の測定法として、いわゆる動的
空気力学的測定装置も言及する必要がある。こ
の方法は１つの漏斗状測定部より成り、該部材
の側面より圧力測定器が接続される。該漏斗中
をスライバが走行すると、側方接続部に圧力の
変動が生じ、これがスライバの断面太さに対応
する等価信号に変換される。この動的空力的測
定装置は、それ自体容易に取りつけられるが、
測定値は繊維の繊度（マイクロネア値）とスラ
イバの通過速度に依存するという欠点を有す
る。

スライバを一定の寸法を有する１つのダクトを
通して導き、スライバの弾性を求めるための実験
も行なわれている。ここではスライバは１つのス
プリングと見なされ、該スプリングはスライバの
質量と共に１つの機械的振動系を形成する。物質
の弾性特性を利用するかかる方法の記述と、繊維
の実質部の量、または繊維密度を求める適当な装
置については、本出願人が既に特願昭57−96371
号（特開昭58−10652号参照）において提案した。
該方法および装置の欠点は、繊維試料の実質量を
求めるためのジエネレータ、受信器、補助装置が
高価につくことである。本発明は、このような欠
点のない安価な装置を提供するもので、体積また
は面積を規定するダクトに開孔を設け、この開孔
に受動体を移動可能に設けて、この受動体の一部
をダクト内へ突出せしめ、ダクト内の繊維の弾性
に抗する力を受動体に負荷し、受動体の移動を測
定する手段を設ける。

本発明の測定の原理を添付の図を参照し詳述す
る。

本発明はつぎにのべる観察をまず基本とする：
一般に繊維工業における繊維試料は、中間に大き
な空気層を含む繊維体の構造をしている。適度の
圧力の下では、繊維の実質部分の量はかなり小さ
い。例えば梳綿機のコンデンサトランペツトでは
該実質部はわずか10〜20％である。ルーズにつな
がれている繊維量を圧縮すると（第１図）、力―
伸び曲線のある経過が示される（第２図）。この
繊維量には引張力でなく圧縮力が加えられるの
で、伸びは圧縮量に対応する。すなわちこれは通
常の固体の強力―伸び曲線ではない。第２図に示
した曲線では、伸びε（圧縮）は横軸の方向に、
力（圧力）Ｐは縦軸にとり、曲線１が示されてい
る。

弾性係数Ｅは通常の様に、曲線に引いた接線２
と水平線３とのなす角αの正接で、いかなる点に
おいても表わされる。

Ｅ＝tanα 観察によれば、ある量の繊維の密度は、ある
力、したがつてある弾性係数に対応することが示
されている。ここで繊維の密度とは、繊維とその
中間を占める空気の混合の平均値を意味する。こ
れから、スライバの実質部分の真の断面積Q₀は、
繊維を含むダクトの断面積Ｑと充填率Ｆの積に等
しいという事が適用される。

密度の関数として、力あるいは弾性係数が変化
することは極めて明白である。このことから、い
かなる点にせよ、繊維試料が一定のスペースすな
わち断面積を占めるようにすると、その時の圧縮
力が求まり、これより密度が求められるという本
発明の発想が生ずる。密度と一定のスペースすな
わち断面積から繊維の実質量が求まる。

しかしながら、圧縮の関数としての力または弾
性係数は、同じ量の繊維であつても、何回か測定
を繰返すと、一般に異なつた結果を示すという事
は強調しておく必要がある。まず第一に、ルーズ
な繊維試料の最初の圧縮にはそのあとの繰返し圧
縮の時よりもより大きな力が必要である。本発明
により繊維構造体の実質量を求める目的のために
は、最初の圧縮の結果のみ、あるいは、一定回数
の圧縮後の結果のみを評価するのが有利である。
梳綿機や練条機または類似の機台においては、そ
のコンデンサトランペツトの様な部分で、パイプ
中またはトランペツトで圧縮力を測定するのが極
めて有利である。なぜならこれらの点においては
繊維構造体は、ルーズな状態からより凝縮された
状態へ連続的に変換される工程にあり、常に最初
の圧縮が加えられるからである。かかる点を測定
点とする他の利点は、スライバの断面外径は正確
に定義される点にある。本発明による測定装置の
大部分の適用はおそらくかかる適用となるので、
以下では一定の断面積を通過するスライバの実質
部分の量を求める測定装置の配列について説明す
る。原理的には、正確に定義された空間中の静止
試料の測定にも同様な考察が適用できる。

本発明による測定装置の機能を第３図を用いて
説明する、繊維試料５を含むダクト６の側面に取
りつけられた測定部材４は、繊維試料５に圧接す
る。該繊維試料５は弾性的特性のため、スプリン
グ７として表わすことができ、測定部材５に対し
て働く。

本原理のさらなる発展は第４図に示される。す
なわち繊維試料５中に突出する測定部材は１つの
球体８より成り、ダクト６の壁中の開孔９を通し
て繊維試料を接触する。このためダクト６の断面
は狭くなる。これにより繊維試料５の弾性が働く
事となり、球体８は外側方向に押圧される。本発
明によれば、この結果、球体８に逆方向の力Ｐを
生ずる。この力は、ダクトの断面中の繊維量には
無関係に、球体８の平衡点が得られるようにする
のが有利である。この様にして生ずる力はダクト
の断面中の繊維の量の測度となる。

球体８上の力Ｐは空気的に生じさせるのが好ま
しい。しかしながら、例えば電気的または電磁的
力の様な別の種類の有効力を球体８に加えること
も可能である。いかなる場合でも、繊維量の特性
パラメータとして、定義された平衡点から生ずる
力でも、一定の力によつて、ダクトの軸に垂直な
方向における球体８の平衡点ででも求めることが
できる。

第５図、第６図は、空気的に作動するかかる測
定装置の１実施例の横断面および縦断面図を示
す。ダクト６はその中を繊維試料５が矢印１０の
方法に通過するごとく示されている。球体８は輪
状の球面状開孔９中に置かれる。

ノズルチユーブ１４が、ダクト６に固定された
ヨーク１１中にねじ込まれ、ロツクナツト１３で
固定されている。球体８とノズル出口１２の間に
は充分な遊びがあり、輪状空隙を形成し、導入さ
れる圧搾空気が該空隙を通しノズル出口１２から
流出できるようになつている。該圧搾空気の取り
入れは、圧搾空気源１８から行なわれる。空気の
流れはパイプ１５とノズルチユーブ１４を通り、
ノズル１２に出る。スライバの弾力により球体８
はノズル１２に圧せられ、ノズル１２と球体８の
間の空隙の大きさは自動的に、球体と絞り弁の間
のパイプ中の圧がスライバの圧縮にと正確に補償
しあう様に調整される。この圧力は繊維の断面の
測度となる。これは圧力測定器１７で測定でき、
通常の変換器で比例する電気信号に変換される。

したがつて上記空隙は、繊維試料の球体８上へ
の圧力の量で決り、したがつて測定装置１７の圧
力は、その時ダクト６中にある繊維５の量に正確
に定義された関係にある。空隙の最大の大きさ
は、ノズルチユーブ１４がヨーク１１中にねじこ
まれる深さの初期設定で決められる。

第５図、第６図による配置および本発明の基本
的部分の利点は、球体が単純な方法で同時に力の
受感体と圧力調整器とを兼ね、測定媒体である空
気が同時に空気の受けと測定部材の清掃媒体とを
兼ねていることにある。

またノズル１２を通つて出て来る空気は、球体
８を通つて繊維試料５中に入らず、もしこれが生
じても、極く一部しか繊維中に進入しない。空気
の大部分は繊維を導く部分の外側、空間２１に逃
げ、したがつてここに溜りうる沈積物を取除くと
いう事実も１つの利点と見なされる。

壁と球体８の間の輪状ギヤツプに繊維が拘留さ
れ、結果に誤差が生ずるのをさけるため、第７図
及び第８図に示す１つの対策が用いうる。球体８
が支持されている球面で輪状の開孔９に、繊維試
料の流れの方向に、ダクトの軸に対し傾斜した軸
をもち、研磨したエツジ２０を有する１つの溝１
９が刻まれている。これにより輪状ギヤツプ９中
に侵入した繊維は、繊維試料の通過中球体８のう
しろ側に引かれ、輪状ギヤツプが溝１９で中断さ
れるので、ここから解放される。

本発明による装置がトラブルなく作動するため
には、球体８は、ダクト６の外側で、外気につな
がる充分大きな空間で取まかれ、繊維片またはご
みが、ノズル１２が流れる空気で大気中に運び去
られることができるようになつていることが重要
である。このようにして、定期保全の必要なく、
故障のない測定システムの動作が保証される。

【図面の簡単な説明】

第１図は測定プロセスの基本原理を示す図、第
２図は力―伸び曲線を表わすグラフ、第３図は立
方体の測定部材をもつ測定システムを示す図、第
４図は球形測定部材より成る同様な測定システム
を示す図、第５図は測定装置の実際例の横断面
図、第６図は同縦断面図、第７図は第６図の一部
拡大図、第８図は第７図の部分の下方より見た図
である。 ５…繊維、６…ダクト、８…受動体、９…開
孔。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 体積または面積に関して規定されて繊維を収
   容する空間または断面積によつて、繊維構造体の
   材料量または密度を求めるものにおいて、体積ま
   たは面積を規定するダクト６に開孔９を設け、こ
   の開孔９に受動体８を移動可能に設けて、この受
   動体８の一部をダクト６内へ突出せしめ、ダクト
   ６内の繊維５の弾性に抗する力を受動体８に負荷
   し、受動体８の移動を測定する手段を設けたこと
   を特徴とする、繊維構造体の材料量または密度を
   求める装置。 ２ 受動体８を球体とし、開孔９を円錐状孔とし
   たことを特徴とする、特許請求の範囲第１項記載
   の装置。 ３ ノズル１２を介して受動体８へ向けられる圧
   搾空気によりこの受動体８へ作用する力を発生
   し、圧搾空気源１８とノズル１２との間に絞り弁
   １６を設けたことを特徴とする、特許請求の範囲
   第１項記載の装置。 ４ 絞り弁１６とノズル１２との間の接続パイプ
   １５中に圧力測定装置１７を設けたことを特徴と
   する、特許請求の範囲第３項記載の装置。 ５ 繊維５の流れ方向において受動体８より後に
   ある開孔９の領域で、研磨された入口エツジ２０
   をもつ溝１９をグクト６の壁に設けたことを特徴
   とする、特許請求の範囲第１項記載の装置。 ６ 開孔９の外側にある受動体８の部分を、外気
   に接続されているできるだけ大きい空洞２１中に
   位置せしめたことを特徴とする、特許請求の範囲
   第１項記載の装置。