JPH09170132A - 繊維束掛け装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 処理用ローラへの繊維束掛け作業における作
業負担の軽減、迅速化が求められていた。 【解決手段】 繊維束Ｔの先端側を保持する先端保持部
１１と、先端保持部１１を処理用ローラ２，４の外周に
沿って移動させるための移動手段１２とを備える。移動
手段１２は、先端保持部１１を支持するリンクアーム１
３，１４と、リンクアーム１３，１４を適宜揺動させる
ための駆動機構１５とを備えている。この構成により、
駆動機構１５がリンクアーム１３，１４を揺動させるこ
とで、先端保持部１１がローラ２，４の外周に沿って移
動され、これに保持された繊維束Ｔがローラ２，４に順
次掛けられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、繊維束掛け装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ポリエステル等のステープルフ
ァイバーは、溶融紡糸機により製造された繊維束（ト
ウ）を延伸、オイリング、巻縮、切断などの各工程を経
由させることで生産される。この工程を構成する生産ラ
インには、図７に示すように、イマージョンバス１など
に備えられたガイドローラ２及び浸漬用ローラ３，４、
ドローフレーム５に備えられた延伸ローラ６、加熱用の
ヒーティングローラ７などのローラ群８が配設され、こ
れらローラ群８に繊維束Ｔが順次巻き掛けられて移送さ
れつつ、所定の処理がなされるようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで新たな品種の
ステープルファイバを生産する時など、生産開始時には
その繊維束Ｔの先端を各ローラ２，３，４，６，７に順
次掛け回し、連続処理が可能な状態に準備する必要があ
る。従来は人手によりこのトウ掛け作業を行っていた
が、数十万デニールなどの太い繊維束Ｔになるとその重
量がかなり大きくなること、また多品種小ロットなどの
事情によりトウ掛け作業頻度が高くなること等により、
その作業負担の軽減、迅速化が求められていた。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決すべく本
発明は、繊維束の先端側を保持する先端保持部と、この
先端保持部を処理用ローラの外周に沿って移動させるた
めの移動手段とを備えたものである。この構成により、
移動手段が先端保持部を移動させることで、これに保持
された繊維束が処理用ローラに順次掛けられる。その移
動手段は、先端保持部を支持するリンクアームと、この
リンクアームを適宜揺動させるための駆動機構とを備え
て構成されることが好ましい。この構成により、駆動機
構がリンクアームを揺動させることで、先端保持部が処
理用ローラの外周に沿って移動される。またその駆動機
構は、リンクアームの揺動をスライダを介して案内する
ためのガイドアームと、適宜回転制御されるモータと、
このモータの回転をスライダに伝達する伝動部材とを備
えて構成されたものであることが好ましい。この構成に
より、モータが回転制御されることで、伝動部材を介し
てスライダがガイドアームに沿って往復移動し、リンク
アームを適宜揺動させる。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に従って説明する。

【０００６】図１乃至図４は、本発明の繊維束掛け装置
をステープルファイバーの生産ライン（バンドライン）
に備えられた処理用ローラ２，４へのトウ掛けに適用し
た場合を示したものである。この繊維束掛け装置は、繊
維束（トウ）Ｔの先端側を保持する先端保持部１１と、
先端保持部１１を処理用ローラ２，４の外周に沿って移
動させるための移動手段１２とにより主として構成され
ている。移動手段１２は、二本のリンクアーム１３，１
４と、リンクアーム１３，１４を適宜揺動させるための
駆動機構１５とを備えている。

【０００７】リンクアーム１３，１４は、台車１６に一
端１７が揺動自在に支持された第一リンクアーム１３
と、第一リンクアーム１３の他端１８に基端１９が軸支
され、先端２０に先端保持部１１が取り付けられた第二
リンクアーム１４とで構成されている。台車１６は、平
面視で長方形に組まれた本体フレーム２１と、本体フレ
ーム２１の長手方向前後に取り付けられた車軸フレーム
２２，２３とを備えている。車軸フレーム２２，２３に
は車幅方向に延びた前車軸２４及び後車軸２５がそれぞ
れ軸受２６を介して保持され、その両端に車輪２７，２
８が取り付けられている。この車輪２７，２８は、各処
理ローラ２，４の前端面から適宜隔てられた位置で繊維
束移送方向Ｆに延びた二本のレール２９上を転動するよ
うになっている。前車軸２４には走行駆動系が備えられ
ている。この走行駆動系は、台車１６上に載置された電
動モータ３０と、電動モータ３０の出力軸に連結された
減速機３１と、減速機３１の出力軸及び前車軸２４にそ
れぞれ取り付けられたスプロケット３２，３３と、スプ
ロケット３２，３３間に巻き掛けられた無端チェーン３
４とで構成されている。すなわち電動モータ３０の回転
が車輪２７へと伝達されて、台車１６がローラ群８の前
面に沿って走行するようになっている。また図２に示し
たように、車軸２４，２５の一方の車輪２７，２８近傍
にはそれぞれスプロケット３５，３６が取り付けられ、
チェーン３７にて連動されるようになっている。本体フ
レーム２１にはそのチェーン３７に係合する二個のガイ
ドスプロケット３８が設けられている。このほか車軸フ
レーム２２，２３にはレール２９の側面に係合するガイ
ド車輪３９が設けられている。また本体フレーム２１の
他側部には、走行停止位置を検出するための一対の位置
センサ４０が走行方向（Ｆ）に所定の間隔を隔てられて
設けられている。

【０００８】第一リンクアーム１３は、並行に立ち上げ
られた一対の縦フレーム４１と、縦フレーム４１間に掛
け渡されたフレーム板４２とで構成され、縦フレーム４
１の下端が軸受４３を介して後車軸２５に連結されてい
る。第二リンクアーム１４は、おおむね前方に向かって
延び、先端２０側へゆくに従って狭くなる台形状のフレ
ームとして形成されている。先端２０には先端保持部１
１を固定するための支持ロッド４５が車幅方向に取り付
けられている。また第二リンクアーム１４の基端１９に
は、第一リンクアーム１３の縦フレーム４１の上端間に
掛け渡されて貫通した連結軸４４の両端部が支持されて
いる。さらに基端１９には先端２０と反対側に延出され
た一対のブラケット板４６が設けられ、その延出端側と
後車軸フレーム２３との間に二本の引張スプリング４７
が張架されている。すなわち第二リンクアーム１４を起
き上がる方向に付勢している。

【０００９】先端保持部１１は、適宜屈折されて下方な
いし処理用ローラ２，４側に延出されたブラケット４８
と、繊維束Ｔの先端を適宜保持する保持部材４９とで構
成されている。ブラケット４８の形状は、保持部材４９
が処理用ローラ２，４の軸方向中央の位置まで届くよう
に、またローラ２，４間に挿入されるように形成されて
いる。保持部材４９としては、繊維束Ｔを引っ掛けて保
持するような単純なロッド形状にするほか、例えば繊維
束Ｔの先端を把持するクランプとして形成してもよい
し、エアで適宜長さを吸引保持するサクションパイプと
して形成してもよい。なおブラケット４８の一部又は全
部を脆弱な構造にして、過度な負荷が掛かったときに折
れるようにし、万一繊維束Ｔが処理用ローラ２，４に絡
み付くなどしたときにローラ回転力でリンクアーム１
３，１４側が巻き込まれるのを防ぐようにしてもよい。

【００１０】駆動機構１５は、各リンクアーム１３，１
４の揺動をスライダ５０，５１を介してそれぞれ案内す
るための第一及び第二ガイドアーム５２，５３と、各ガ
イドアーム５２，５３に備えられた電動モータ５４，５
５と、電動モータ５４，５５の回転をスライダ５０，５
１に伝達するための伝動部材たるスプロケット５６，５
７，５８，５９及びチェーン６０，６１とを備えて構成
されている。ガイドアーム５２，５３は、下端が台車１
６に軸支された揺動ロッドとして形成され、台車１６に
設けられたシャフト６２にブラケット６３，６４を介し
てそれぞれ連結されている。シャフト６２は、本体フレ
ーム２１の長手方向中央の位置において車幅方向に延
び、その両端が本体フレーム２１の側部に取り付けられ
ている。第一ガイドアーム５２は、第一リンクアーム１
３よりも充分に長い全長を有し、その略全長に亘って往
復摺動するようにスライダ５０が設けられている。スラ
イダ５０には下側に延出されたブラケット６５が取り付
けられ、一方の縦フレーム４１の長手方向略中央に取り
付けられたブラケット６６に、車幅方向の軸６７を介し
て回動自在に連結されている。第一ガイドアーム５２の
電動モータ５４は、ブラケット６３に取付板６８を介し
て支持されている。電動モータ５４の出力軸６９には一
方のスプロケット５６が取り付けられていると共に、第
一ガイドアーム５２の上端にブラケット７０を介して軸
支された他方のスプロケット５７にチェーン６０にて連
結されている。これらスプロケット５６，５７は、チェ
ーン６０の一側（順行側）が第一ガイドアーム５２の上
側面に沿うように配置されている。そしてチェーン６０
の途中にスライダ５０が取り付けられ、チェーン６０の
回行に従って昇降移動されるようになっている。また電
動モータ５４にはロータリエンコーダ７１が備えられて
いる。ロータリエンコーダ７１は、電動モータ５４と並
設されるようにそのブラケット６８の延長部分に支持さ
れ、出力軸６９に噛合する歯車７２を備えている。そし
て歯車７２及びスプロケット５６，５７は、歯車の一回
転がチェーン６０の所定回行距離に略相当するように形
成されており、歯車７２の回転角度によりスライダ５０
の位置を検出できるようになっている。

【００１１】第二ガイドアーム５３は、第一ガイドアー
ム５２に近接して延設され、同じシャフト６２にブラケ
ット６４を介して軸支されている。そのスライダ５１
は、第二リンクアーム１４の長手方向中央に立設された
門型ブラケット７３に支軸７４を介して回動自在に連結
されている。また第一ガイドアーム５２と同様に、電動
モータ５５及びロータリエンコーダ７５がブラケット７
６に固定されていると共に、スプロケット５８，５９間
に張架されたチェーン６１がスライダ５１に取り付けら
れている。

【００１２】またこれらガイドアーム５２，５３には、
図５にも示すように、アーム周面を囲む螺旋形状を呈し
てスライダ５０，５１とアーム両端との間にそれぞれ張
架された圧縮スプリング７６，７７と、スライダ５０，
５１に取り付けられた支持金具７８とアーム端との間に
張架された引張スプリング７９，８０とが設けられてい
る。これらスプリング７６，７７，７９，８０は、スラ
イダ５０，５１がガイドアーム５２，５３の長手方向中
央に位置したときにバランスされ、この位置から両端い
ずれの側に移動したときにも中央へと付勢するように調
整されている。すなわちスライダ５０，５１の昇降移動
が軽い負荷で且つ迅速に行われるように、電動モータ５
４，５５の駆動力を補っている。

【００１３】このほか台車１６には図２に示したよう
に、各電動モータ５４，５５の駆動を制御するためのコ
ントローラ８１が設けられている。このコントローラ８
１は、その出力部に各電動モータ３０，５４，５５が、
入力部にロータリエンコーダ７１，７５及び位置センサ
４０がそれぞれ結線されていると共に、その演算処理部
（ＣＰＵ）の記憶部に電動モータ３０，５４，５５の回
転数及び回転方向を決定するためのプログラムが組み込
まれている。このプログラムには、その停止位置におい
て配置されている処理用ローラ２，４に対して、先端保
持部１１がその外周に沿って移動するように各リンクア
ーム１３，１４を揺動させるべく、各ローラ群８毎に設
定されている。この設定に際しては、処理用ローラ２，
４の大きさ及び配置を平面座標上にとり、目標移動軌跡
としてローラ周面から僅かに径方向外方の位置にとる。
その移動軌跡の横方向成分（ｘ座標）は第一リンクアー
ム１３の揺動量にて、縦方向成分（ｙ座標）は第二リン
クアーム１４の揺動量にて略決めることができる。すな
わちリンクアーム１３，１４の揺動を適宜組み合わせる
ことで、例えば図１に示したように、ローラ群８をカバ
ーする所定範囲（Ｚ）において、先端保持部１１を任意
に移動させることができる。

【００１４】以上のように構成された繊維束掛け装置に
よりトウ掛けを行うに際して、まず予めコントローラ８
１に、先端保持部１１が各処理用ローラ２，４の外周に
沿う移動軌跡を辿るように、電動モータ５４，５５の回
転方向及び角度を設定したプログラムを入力しておく。
そして繊維束Ｔの先端側を先端保持部１１に保持させて
から、走行用の電動モータ３０を始動させて台車１６を
スタートさせる。台車１６の前端（第二リンクアーム１
４の先端２０）が対象となるローラ群８の位置まで達
し、位置センサー４０がレール２９に設けられたポイン
トを感知すると、コントローラ８１は走行用の電動モー
タ３０を止めて、台車１６を所定位置に停止させる。そ
してその作業位置に合致したプログラムが選択されて出
力信号が順次出力され、第一ガイドアーム５２及び第二
ガイドアーム５３の電動モータ５４，５５が所定の回転
方向に、及び所定の回転数だけ駆動される。この回転駆
動制御は、それぞれのロータリエンコーダ７１，７５で
確認される。電動モータ５４，５５の回転によりチェー
ン６０，６１が回行すると、スライダ５０，５１がそれ
ぞれのガイドアーム５２，５３に沿って昇降し、この昇
降距離に応じて第一リンクアーム１３は車軸２５を中心
にして揺動し、第二リンクアーム１４はその揺動端の連
結軸４４を中心にして揺動する。このときガイドアーム
５２，５３は、リンクアーム１３，１４の揺動に追従し
てシャフト６２を中心に揺動する。先端保持部１１は、
リンクアーム１３，１４の揺動によりローラ２，４の外
周に沿って移動し、繊維束Ｔを掛け回して行く。例えば
図１に示したような三個の小径のガイドローラ２と一個
の大径の浸漬用ローラ４とが上下に配置されているロー
ラ群８に対して、先端保持部１１はまず浸漬用ローラ４
の下側からその外周に沿って反時計回りに略1/2 周した
のち、その接線方向に斜め上方へ移動し（図６（ａ）参
照）、さらに各ガイドローラ２の間を蛇行するように外
周に沿って移動し、繊維束Ｔを掛け回して行く（図６
（ｂ）参照）。なお各ローラ２，４は、低速で回転させ
ており、掛け回しの移動速度としてはそのローラ周速と
略等しいか、若干速い速度とする。この停止位置でのト
ウ掛けが終了したなら、台車１６を走行させて次のロー
ラ群の所定位置まで移動し、その位置で同様にリンクア
ーム１３，１４を揺動させることでトウ掛けを行い、生
産ラインの末端まで繊維束Ｔを延長させて、生産準備完
了とする。

【００１５】このように、リンクアーム１３，１４の揺
動駆動により、繊維束Ｔの先端を処理用ローラ２，４の
外周に沿って適宜移動させるようにしたので、トウ掛け
の自動化が達成され、オペレータの作業負担を大幅に軽
減させることができると共に、ステープルファイバーの
生産準備作業をスピードアップすることができる。また
トウ掛けの失敗で繊維束Ｔを汚染させたり破損させたり
することが防止できる。そして、略上下方向に延びる第
一リンクアーム１３と略前後方向に延びる第二リンクア
ーム１４の揺動の組み合わせだけで、複雑な配置のロー
ラ群８にもトウ掛けを行えるので、台車１６の走行を頻
繁に行う必要がなく、迅速なトウ掛けと走行用の電動モ
ータ３０の消費電力削減とが達成される。さらにリンク
アーム１３，１４を揺動させるために、ガイドアーム５
２，５３に沿って昇降するスライダ５０，５１を設けた
ので、例えばアーム揺動軸を直接回転駆動させる方式の
ものにくらべて、小さい力で駆動させることができ、し
かも昇降移動量に高い精度を要求されることはない。従
ってその電動モータ５４，５５としては小型の汎用モー
タで充分であり、全体を安価な装置とすることができ
る。また電動モータ５４，５５をガイドアーム５２，５
３の基端側に配置したので、装置全体の重心を低くして
安定化が図れると共に、ガイドアーム５２，５３がリン
クアーム１３，１４に追従して揺動しても、電動モータ
５４，５５が移動される量は小さいものとなり、駆動力
が余計に消費されることがない。さらにこれら電動モー
タ５４，５５は、ローラ群８に対面する側と反対側に配
置したので（図４参照）、繊維束Ｔの重量が大きい場合
でも、容易に車幅方向の重量バランスをとることがで
き、台車１６を簡単で軽量な構造にすることができる。
そしてガイドアーム５２，５３には圧縮スプリング７
６，７７及び引張スプリング７９，８０を設け、第二リ
ンクアーム１４にも引張スプリング４７を設けたので、
より一層の駆動力軽減及び作業の迅速化が達成される。

【００１６】なおリンクアーム１３，１４やガイドアー
ム５２，５３の長さは、対象となる処理用ローラの大き
さや配置等に相応するように適宜選択すべきものであ
る。またこの実施の形態にあっては、リンクアーム１
３，１４の駆動機構１５としてガイドアーム５２，５３
及び電動モータ５４，５５を示したが、リンクアーム１
３，１４を適宜揺動駆動できるものであれば、どのよう
な構成であってもよい。さらに第一リンクアーム１３の
揺動支軸を車輪２８の車軸２５と兼用にし、ガイドアー
ム５２，５３の揺動支軸は共通のシャフト６２とした
が、それぞれ別個の支軸を設けるようにしてもよい。そ
して台車１６は二本のレール２９上を走行するものとし
たが、例えば単一の案内軌道に沿って走行するように構
成してもよい。

【００１７】

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、処理用ロ
ーラへの繊維束掛け作業の自動化が達成され、オペレー
タの作業負担を大幅に軽減させることができると共に、
作業の迅速化が達成されるという優れた効果を発揮す
る。また装置を簡単で安価な構造とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示した側面図である。

【図２】図１の平面図である。

【図３】図１の正面図である。

【図４】図１の斜視図である。

【図５】図１中のガイドアームを示した側面図である。

【図６】図１の動作を説明するための側面図である。

【図７】本発明の繊維束掛け装置が適用される処理用ロ
ーラを備えたステープルファイバーの生産ラインを示し
た正面図である。

【符号の説明】

２ ガイドローラ（処理用ローラ） ４ 浸漬用ローラ（処理用ローラ） １１ 先端保持部 １２ 移動手段 １３ 第一リンクアーム １４ 第二リンクアーム １５ 駆動機構 １６ 台車 ５０，５１ スライダ ５２ 第一ガイドアーム ５３ 第二ガイドアーム ５４，５５ 電動モータ（モータ） ５６，５７，５８，５９ スプロケット（伝動部材） ６０，６１ チェーン Ｔ 繊維束

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 繊維束の先端側を保持する先端保持部
   と、該先端保持部を処理用ローラの外周に沿って移動さ
   せるための移動手段とを備えたことを特徴とする繊維束
   掛け装置。
2. 【請求項２】 上記移動手段が、上記先端保持部を支持
   するリンクアームと、該リンクアームを適宜揺動させる
   ための駆動機構とを備えて構成された請求項１記載の繊
   維束掛け装置。
3. 【請求項３】 上記駆動機構が、上記リンクアームの揺
   動をスライダを介して案内するためのガイドアームと、
   適宜回転制御されるモータと、該モータの回転を上記ス
   ライダに伝達する伝動部材とを備えて構成された請求項
   ２記載の繊維束掛け装置。