JPH09290959A - 繊維束掛け装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 繊維束掛けの自動化を図る。 【解決手段】 フィードローラ２の配列方向に沿って走
行する走行台車３と、走行台車３に設けられその走行に
伴って動作してトウＴをフィードローラ２に適宜巻き掛
ける作業アーム４とを備える。作業アーム４は、上下方
向に揺動するための縦揺動機構５と、左右方向に揺動す
るための横揺動機構６とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、処理用ローラに繊
維束を掛け回すための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、溶融紡糸機により連続的に製造された繊維
を複数本にまとめられて成る繊維束（トウ）を延伸、オ
イリング、巻縮、切断などの各工程に供することで生産
される。この工程を構成する生産ラインは、図１２に示
すように、処理用ローラ（例えばドローオフ部１のフィ
ードローラ２）が上下二段に千鳥状に略規則的に配列さ
れて成り、その回転によりトウＴに対して所定の処理を
行いつつ、次工程に送るようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところでこのような生
産ラインにおいては、清掃、銘柄変更、糸切れなどの際
に、新たなトウＴを各フィードローラ２に順次掛け回す
必要がある。従来はオペレータがトウＴの先端を持って
このトウ掛け作業を行っていたが、数万デニールなどの
太いトウ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の頻
度が高くなること、などのため、作業負担の軽減、作業
の迅速化が求められていた。すなわちトウ掛けの自動化
を図る必要があった。

【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、処理用ローラの配列方向に沿って走行する走行
台車と、走行台車に設けられその走行に伴って動作して
繊維束を処理用ローラに適宜巻き掛ける作業アームとを
備えたものである。この走行及び作業アーム動作を組み
合わせることで、自動的に繊維束を処理用ローラに掛け
ることができる。作業アームは、上下方向に揺動するた
めの縦揺動機構と、台車走行方向に揺動するための横揺
動機構とを有したものであることが好ましい。その横揺
動機構は、回転駆動を往復移動に変換するカムを有した
ものであることが好ましい。また作業アームは、繊維束
を吸引して保持するものであってよい。

【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３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に適用して、その
ドローオフ部１に備えられたフィードローラ２（前出図
１２参照）へのトウ掛けを行う場合を示したものであ
る。この繊維束掛け装置は、フィードローラ２の配列方
向に沿って走行する走行台車３と、走行台車３に設けら
れた作業アーム４とにより主として構成されている。そ
して作業アーム４は、サクションエアａによってトウＴ
を保持すると共に、上下方向Ｂ及び左右方向Ｃ（台車走
行方向）にそれぞれ揺動するための縦揺動機構５及び横
揺動機構６を備え、この揺動と走行台車３の走行と組み
合わせることで、保持したトウＴをフィードローラ２に
適宜巻き掛けるようになっている。

【０００７】走行台車３は、略直方体状の本体フレーム
７と、本体フレーム７の下部に設けられた走行手段８と
を備えている。本体フレーム７は、走行方向Ａ前方側が
ウエストボックス９として、後方側が電気ボックス１０
として区画されている。電気ボックス１０には走行或い
は作業アーム４の揺動制御のためのシーケンサ等が収容
されている。そしてウエストボックス９の前面１１には
作業アーム４の基端側が支持されていると共に、吸い込
んだ余剰のトウＴを溜めておくための溜りスペース１２
がウエストボックス９内に区画されている。この溜りス
ペース１２にはネット（図示せず）が配設され、サクシ
ョンエア流の下流側（ボックス外）と遮断されている。
またウエストボックス９の側面には溜まったトウＴを取
り出すための扉１３が設けられている。

【０００８】そして本体フレーム７の上部には、天井１
４から吊り下げられたガイドフレーム１５に係合する固
定アーム１６が設けられている。ガイドフレーム１５の
下端にはコ字状に形成されたガイド部１７が形成され、
その底面１７ａ上に、エア供給管１８及びキャブタイヤ
１９を内包したケーブルベア２０が延線されている。ま
た底面１７ａの先端には、断面Ｌ字状のガイドレール２
１が取り付けられている。一方固定アーム１６は、先端
がガイド部１７内に入るように適宜屈折して延出され、
途中にはガイドレール２１を挟むように係合する一対の
ガイド輪２２が前後に配設されていると共に、固定アー
ム１６の先端１６ａに、ケーブルベア２０の端部が取り
付けられている。そして固定アーム１６の立ち上がり部
分において、工場内のエア源からのエア（圧縮エア）を
導き入れると共に、アーム基端にはウエストボックス９
へ連通するダクト（図示せず）が取り付けれている。ま
た立上り部分には、これに沿ってキャブタイヤ１９を電
気ボックス１０へと接続させるためのパイプ２３が内設
されている。すなわち、ウエストボックス９において圧
縮エアの負圧作用で溜りスペース１２内を略下方へと流
れるサクションエアａを形成させると共に、電気ボック
ス１０に工場内の電源を利用して駆動・制御用の電力を
供給するようになっている。

【０００９】また走行手段８は、本体フレーム７の下部
に設けられた下部フレーム２４内に収容され、下部フレ
ーム２４の前後左右の隅に配置された車輪２５，２６
と、前方の車輪２５，２６の近傍に配置されたラック・
ピニオン機構のピニオン２７と、そのピニオン２７を駆
動するための走行用モータ２８とで構成されている。下
部フレーム２４は、本体フレーム７の前後方向長さより
も適宜長く高さの小さい偏平な直方体状に形成されてい
る。車輪２５，２６は、それぞれブラケット２９，３０
を介して下部フレーム２４に回動自在に支持されてい
る。そして左右の車輪２５，２６は、フロア３１に生産
ラインの長手方向に沿って延線された一対のレール３
２，３３にそれぞれ係合するようになっており、この実
施の形態では、断面矩形のレール３２と、断面円形のレ
ール３３にそれぞれ嵌まるように形成されている。この
レール３２，３３の形状及び車輪２５，２６の形状はこ
れに限るものではなく、左右両方同じ形状のレール及び
車輪を使用しても当然構わない。このレール３２，３３
間にはラック３４が平行に設けられており、その歯面が
側部に形成されている。そしてピニオン２７は、走行用
モータ２８に備えられた減速機３５の出力軸３５ａに取
り付けられ、上下方向の軸回りに回転してラック３４に
噛合するようになっている。減速機３５には、出力軸３
５ａに連続し上方に突出した軸に歯車３６が取り付けら
れ、この歯車３６に噛合する歯車３７を有したロータリ
エンコーダ３８によって、その回転数（走行距離）が検
出されるようになっている。このほか下部フレーム２４
には、フロア３１に適宜配置されたマークを検出するセ
ンサー３９が備えられ、シーケンサに走行台車３の位置
信号を送るようになっている。

【００１０】次に作業アーム４は、走行台車３の走行位
置からフィードローラ２までの距離に略相応した長さを
有する外筒４０と、外筒４０の内部に摺動自在に収容さ
れた内筒４１と、内筒４１の先端に取り付けられたサク
ションノズル４２とで構成されている。そして作業アー
ム４には縦揺動機構５及び横揺動機構６の他に、内筒４
１を外筒４０に対して適宜出没させるための伸縮機構４
３が備えられている。

【００１１】外筒４０は、基端が直角に曲げられて成る
エルボー部４０ａと、真っ直ぐに延びた直部４０ｂとで
成り、エルボー部４０ａの端部がウエストボックス９に
設けられた基部管４４に適宜な周面間隔を以て挿通され
ている。基部管４４は、ウエストボックス９の前面１１
の上部位置から走行方向Ａ前方に突出するように配置さ
れ、前面１１に取り付けられた支持管４５に軸受４６を
介して回動自在に支持されている。そして図４に示すよ
うに、基部管４４にはエルボー部４０ａを挟むように延
びたブラケット板４７が取り付けられ、直部４０ｂの上
端部分に径方向に取り付けられた突出軸４８を軸受４９
を介して支持している。すなわち外筒４０は、基部管４
４の軸回りに一体で回動するように拘束されていると共
に、基部管４４に対してその径方向の突出軸４８回りに
揺動自在となっている。

【００１２】そして基部管４４の途中にはスプロケット
５０が同心状に取り付けられており、縦揺動用モータ５
１の減速機５２の出力軸に取り付けられたスプロケット
５３にチェーン５４を介して連結されている。すなわち
縦揺動機構５は、本体フレーム７に取り付けられた縦揺
動用モータ５１の正逆回転により、基部管４４を介して
作業アーム４を上下方向に揺動させるようになってい
る。また縦揺動用モータ５１の出力軸には歯車５５が取
り付けられ、縦揺動用モータ５１の近傍に設けられた歯
車５６に噛合されている。この歯車５６は、ウエストボ
ックス９の前面１１に取り付けられたブラケット５７を
介して軸支されており、その回転が別のブラケット５８
に支持されたロータリエンコーダ５９によって検出され
るようになっている。

【００１３】横揺動機構６は、図５にも示すように、外
筒４０のエルボー部４０ａに取り付けられて、半円状の
周面を有した係合部材６０と、横揺動用モータ６１に減
速機６２を介して回転駆動されるカム６３と、カム６３
と係合部材６０とを結ぶレバー部材６４とで構成されて
いる。横揺動用モータ６１及び減速機６２は、ブラケッ
ト６５によってウエストボックス９の前面１１に取り付
けられ、その出力軸が走行方向Ａ前方に突出している。
カム６３は、円柱状のドラム体で成り、その外周面に、
回転運動を軸方向の適宜な往復運動に変換させるカム溝
６６が形成されている。レバー部材６４は、その略中央
が走行横断方向の軸６７に支持され、その一端に取り付
けられたカムフォロア６８がカム溝６６に嵌め合わされ
ている。すなわちカム６３が回転されると、レバー部材
６４は軸６７を支点として揺動するようになっている。
軸６７は、本体フレーム７に取り付けられたブロック
（図示せず）に設けられている。そしてレバー部材６４
の他端には、係合部材６０のガイド溝６９に嵌め合わさ
れるカムフォロア７０が取り付けられている。ガイド溝
６９は、作業アーム４が上下方向に揺動しても、レバー
部材６４と係合部材６０との係合を維持できるように、
その半円状の周面に沿って適宜形成されている。そして
作業アーム４は、前記したように突出軸４８回りに回動
自在に支持されているので、横揺動用モータ６１の回転
駆動が二段のレバー機構によって適宜変換されて伝達さ
れて、所定幅の左右方向の揺動運動が行われるものであ
る。

【００１４】次に伸縮機構４３は、図６にも示すよう
に、外筒４０の基端側に取り付けられた伸縮用モータ７
１と、伸縮用モータ７１の出力軸に取り付けられたスプ
ロケット７２と、外筒４０の先端側においてブラケット
７３を介して回動自在に支持されたスプロケット７４
と、これらスプロケット７２，７４間に張架されたチェ
ーン７５とを備えて構成されている。そしてチェーン７
５には、外筒４０と並行に延びたスライドバー７６の一
端が取付部材７７を介して取り付けられ、スライドバー
７６の他端は内筒４１の先端に取付部材７８を介して取
り付けられている。すなわちチェーン７５の回行に従っ
て、内筒４１がその長手方向に往復移動するようになっ
ている。伸縮用モータ７１の近傍には、その回転角度
（伸縮位置）を検出するためのロータリエンコーダ７９
が設けられている。

【００１５】このほかフィードローラ２には、図８にも
示すように、その軸端面２ａを覆う円板状のカバー８０
が設けられている。このカバー８０は、掛け回されるト
ウＴに干渉しないように、平板状の取付部８１によりフ
ィードローラ２のフレーム８２の前面に取り付けられて
いる。すなわち図７（ａ）に示すように、揺動する作業
アーム４のサクションノズル４２などがフィードローラ
２の縁などに当接するのを防止している。また図９に示
すように、旋回する作業アーム４が、タイミングのずれ
などでカバー８０等に当たっても破損しないように、サ
クションノズル４２の途中を分割してコイルスプリング
８３にて連結し、この位置で折れるように構成してい
る。このコイルスプリング８３は、サクションエアａの
作用に影響を与えないように、コイル線同士が隙間無く
並ぶように形成することが好ましい。またコイルスプリ
ング８３に代えて、適度な弾性及び可撓性を有した合成
樹脂材などにより連結させるようにしてもよい。

【００１６】このように構成された繊維束掛け装置によ
ってフィードローラ２にトウ掛けを行うに際しては、ま
ず紡糸機側の供給位置において、作業アーム４の先端の
サクションノズル４２にトウＴを吸い付かせてこれを受
け取る。このトウＴは、紡出機によって次々に高速で紡
出されている状態にあるので、余剰のトウＴは外筒４０
及び内筒４１を経由してウエストボックス９の溜りスペ
ース１２内に収容してゆく。すなわちトウＴを供給側か
ら適当な張力で引き出された状態に維持する。この作業
アーム４は、先端のサクションノズル４２から順次、内
筒４１、外筒４２、基部管４４と段階的に拡径している
ので、トウＴは途中で引っ掛かることなく円滑に吸い込
まれる。

【００１７】そして走行台車３は、走行用モータ２８の
駆動によってフィードローラ２の配列位置まで走行し、
巻き掛ける最初のフィードローラ２の位置に達したな
ら、所定の一定の速度に切り換えて、ローラ配置方向に
沿って走行する。このスタート位置は、走行距離の積算
によって検知するものとしてもよいが、フロア３１に設
けたマーク（図１２の符号８９参照）をセンサー３９に
よって感知することで、原点をリセットするようにして
もよい。そしてこの定速走行を行うと同時に、縦揺動用
モータ５１及び横揺動用モータ６１を駆動させて、作業
アーム４を上下方向に且つ左右方向に揺動させ、保持し
たトウＴを各フィードローラ２に掛け回してゆく。

【００１８】すなわち図１１に示すように、走行台車３
の定速走行（ｂ）と、一定の速度による上下方向の揺動
と（ｄ）、カム６３による左右方向の揺動（ｃ）とを同
時に行うと、これらの動作が合成されて斜めＳ字状の連
続した軌跡８４になる（ａ）。従ってサクションノズル
４２は、千鳥状に上下二段に配列されたフィードローラ
２の外周から適宜間隔を隔てた軌跡８４を辿って移動す
ることとなり、その先端に保持されたトウＴは、この軌
跡８４に従って掛け回されていく。なおこの軌跡８４
は、走行台車３の走行速度、上下方向揺動速度及びその
揺動範囲、左右方向の揺動速度及びその揺動範囲を適宜
組み合わせることにより、所望する形状となる。すなわ
ち対象となるフィードローラ２の大きさや配列に応じ
て、容易に軌跡８４の変更を行うことができる。

【００１９】なおトウＴは、図７（ａ）に示したよう
に、円弧状に掛けられることになるが、運転再開時に張
力が作用するとローラ周面を滑って生産ライン方向の同
一面上に揃うので、その後のフィード処理には全く支障
ない。また例えば図１２に示したように、規則的な配列
以外に、同じ高さのフィードローラ２間に掛け渡す箇所
８５があると、その箇所８５では揺動を停止させる。す
なわち作業アーム４を一定の位置に保持したまま走行す
れば、この箇所８５のトウ掛けを行うことができる。そ
してこの箇所８５を過ぎたなら、再び上下及び左右の揺
動を行う。この作業アーム４の動作切り換えは、例えば
フロア３１に設けたマーク８６をセンサー３９で感知す
ることにより行う。トウＴを最後のフィードローラ２に
掛け終わり、その生産ラインの最終地点（例えばカント
ラバーサ内）まで渡したなら、保持していたトウＴを切
断し、ウエストボックス９内の余剰のトウＴは処分す
る。この切断も自動的に行えるように、サクションノズ
ル４２の先端にカッタを備えるようにしてもよい。

【００２０】このように、走行台車３に作業アーム４を
設けて、その走行を行いつつ、作業アーム４を上下・左
右に揺動させるようにしたので、規則的に配列されたフ
ィードローラ２に適正に且つ迅速にトウ掛けを行うこと
ができる。すなわち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、銘柄
変更後の作業再開が円滑にできて、作業効率の向上が達
成される。また走行台車３は定速走行として、これに上
下及び左右の振れの動きを調和させるようにしたので、
トウ掛け作業中には逆走行や停止を行う必要がなく、走
行手段８及びその制御を極めて簡単なものにできる。そ
して走行方向Ａに沿う左右揺動をカム６３の駆動によっ
て行うようにしたので、作業アーム４の駆動系及び制御
が簡単になり、製造コスト及びランニングコストを低く
抑えることができる。また作業アーム４をパイプ状に形
成してサクションエアａによりトウＴを保持するように
したので、複雑なチャック機構などが不要になると共
に、紡糸機に直結する生産ライン（ドローオフ部１）に
おいて、連続的に製造されるトウＴを散逸させることな
く掛けることができ、余剰のトウＴはウエストボックス
９に収納させることができる。すなわち紡糸機の製造運
転を停止させることなく、適正なトウ掛けを行うことが
できる。

【００２１】さらにこの実施の形態では、作業アーム４
に伸縮機構４３を備えたので、トウＴの受け渡しを容易
に行うことができると共に、トウ掛け作業における汎用
性の向上が達成される。すなわち図５（ａ）に示したよ
うに、サクションノズル４２は略円弧状の軌道を辿って
フィードローラ２に対するトウ掛けを行うことになる
が、トウＴを導くガイド８７が設けられていたり、長さ
の短いフィードローラ８８が設けられていると（図５
（ｂ））、この軌跡８４では対処できない場合も生じて
くる。このような時に伸縮用モータ７１を駆動させて内
筒４１を適宜突出させることによって、図中二点鎖線に
て示したように、サクションノズル４２の位置及び移動
軌跡を変えることができ、ガイド８７や異形ローラ８８
にも適正にトウ掛けを行うことができる。

【００２２】次に図１０は、他の実施の形態の横揺動機
構９１を示したもので、作業アーム９２を走行台車３に
対して走行方向Ａへスライド自在に構成して、カム９３
及びレバー９４により走行移動及び上下方向の揺動に同
期させて動作させるものである。このようにしてもサク
ションノズル４２を所定の軌道に沿って移動させること
ができ、規則的に配列されたフィードローラ２へのトウ
掛けを行うことができる。

【００２３】なお以上の実施の形態においては、駆動用
の電力及びエアをケーブルベア２０により供給を受ける
ものとしたが、本体フレーム７にバッテリーやブロワを
搭載して各モータ２３，５１，６１，７１を駆動させる
と共に、サクションエアａを作用させるようにしてもよ
い。また本発明は、図示したドローオフ部１のフィード
ローラ２に対するトウ掛けに限るものではなく、他の同
様な処理用ローラ、例えばオイリングローラ、熱処理ロ
ーラ等に対する繊維束の掛け回しに広く適用できるもの
である。

【００２４】

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、処理用ロ
ーラに対する繊維束掛けの自動化が実現され、作業負担
の軽減及び作業効率の向上が達成されるという優れた効
果を発揮する。また簡単な構成にて走行台車及び作業ア
ームを適宜駆動させることができ、コスト低減に貢献で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかわる繊維束掛け装置の実施の形態
を示した正面図である。

【図２】図１の側面図である。

【図３】図１の斜視図である。

【図４】図１の要部の横断面図である。

【図５】図１の横揺動機構を示した図であり、（ａ）は
側面図、（ｂ）はその正面図である。

【図６】図１の伸縮機構を示した縦断面図である。

【図７】図１の動作を説明するためのフィードローラの
側面図である。

【図８】図７のカバーを示した斜視図である。

【図９】図１の他の要部を示した側面図である。

【図１０】図５の横揺動機構の他の実施の形態を示した
平面図である。

【図１１】図１の作用を説明するための軌跡図である。

【図１２】フィードローラの配列を示した正面図であ
る。

【符号の説明】

１ ドローオフ部 ２ フィードローラ（処理用ローラ） ３ 走行台車 ４ 作業アーム ５ 縦揺動機構 ６ 横揺動機構 ８ 走行手段 ４３ 伸縮機構 ６３ カム Ａ 走行方向（処理用ローラの配列方向） Ｂ 上下方向 Ｃ 左右方向（台車走行方向） Ｄ 伸縮方向 Ｔ トウ（繊維束） ａ サクションエア

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 処理用ローラの配列方向に沿って走行す
   る走行台車と、該走行台車に設けられその走行に伴って
   動作して繊維束を上記処理用ローラに適宜巻き掛ける作
   業アーム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】 上記作業アームが、上下方向に揺動する
   ための縦揺動機構と、台車走行方向に揺動するための横
   揺動機構とを有した請求項１記載の繊維束掛け装置。
3. 【請求項３】 上記横揺動機構が、回転駆動を往復移動
   に変換するカムを有した請求項２に記載の繊維束掛け装
   置。
4. 【請求項４】 上記作業アームが、上記繊維束を吸引し
   て保持するものである請求項１乃至４のいずれかに記載
   の繊維束掛け装置。