JPH1038722A - 糸のテンションセンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 配置スペースが低減でき、かつ取り付け方向
の自由度があり、測定の信頼性の向上を図ることができ
るテンションセンサを得る。 【解決手段】 糸ガイド４Ａと、糸ガイド４Ａを支持す
る糸ガイド支持体４と、弾性板３と、弾性板３の歪みを
測定する歪み測定部材５とを備え、特に糸ガイド支持体
４が弾性板３に対して略直角に取り付ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ベルト式仮撚装置
等を用いた延伸仮撚機の解撚張力を測定する等に用いら
れる糸のテンションセンサに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より延伸仮撚機等の糸の張力を測定
するものとして、歪みゲージを応用したテンションセン
サが知られている。上記テンションセンサは、延伸仮撚
機の各錘毎に設けられており、糸ガイド板を支持する弾
性板が糸に対して直交する方向に延長して設けられたも
のである。また、弾性板の延長方向に平行する側面に歪
みゲージ等の歪み測定部材を配置したものである。そし
て、糸ガイド板に作用する糸の張力を弾性板の変形に変
換して、この変形を歪み測定部材で測定することによ
り、糸の張力を検出するようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
テンションセンサでは、弾性板を糸の走行方向と直角な
方向に延長するようにしているので、糸張力の測定方向
が一定であり、テンションセンサの取り付け方向に制限
を受けるという問題があった。また、糸に対して直角な
方向に配置スペースが大きくなり、しいては複数の錘を
並設して構成される延伸仮撚機や紡績機の機器配置が、
窮屈になるという問題を引き起こしていた。

【０００４】本発明は、このような問題を解決するため
になされたもので、取り付け方向の自由度があり、配置
スペースが低減でき、かつ測定の信頼性の向上を図れる
テンションセンサを得ることを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決する本発
明のうち請求項１のテンションセンサは、糸ガイドと、
この糸ガイドを支持する糸ガイド支持体と、弾性板と、
この弾性板の歪みを測定する歪み測定部材とを備え、前
記糸ガイド支持体が前記弾性板に略直角に取り付けられ
ているものである。これにより、糸ガイドに作用する力
が突設状態の糸ガイド支持体を経て、弾性板の変形に変
換され、この変形を歪み測定部材で測定できる。また、
糸ガイド支持体は３６０°どの方向にも傾すことがで
き、その傾した方向に応じて弾性板が歪み、張力が測定
できる。

【０００６】また、請求項２のテンションセンサは、前
記糸ガイドに案内される糸が前記弾性板に対して略平行
となるよう、前記糸ガイドが前記糸ガイド支持体に支持
されているものである。これにより、弾性板を糸に対し
て平行配置すると、糸と直角方向のスペースを最小限に
してテンションセンサを構成することできる。

【０００７】請求項３のテンションセンサでは、糸ガイ
ド支持体の移動可能な範囲を制限するストッパが設けら
れているものである。糸ガイド支持体に過度の力が作用
すると、前記ストッパが糸ガイド支持体を支える。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明のテンションセンサ
について、図面を参照して説明する。図１は本発明のテ
ンションセンサの構成を示す断面図、図２は本発明のテ
ンションセンサの構成を示す正面図である。

【０００９】図１および図２において、テンションセン
サ１は、センサ本体２内に配置される弾性板３と、ガイ
ド棒体（糸ガイド支持体）４および歪み測定部材５とを
有して構成されている。

【００１０】センサ本体２は、外ケース８内に挿入され
る内ケース９とで構成されている。外ケース８は、一端
側に開口する空所を有する４角ハウジング部８ａと、こ
のハウジング部８ａの閉塞側に連続して形成され糸Ｙ側
に突出する円筒部８ｂとを有しており、円筒部８ｂには
上記空所に開口してその軸方向に貫通する連絡孔が形成
されている。

【００１１】また、内ケース９は、外ケース８の４角ハ
ウジング部８ａの間に所定隙間を区画して挿入される４
角ハウジング部９ａを有し、この４角ハウジング部９ａ
内には弾性板３を収納する収納空所が区画されている。
また、内ケース９の４角ハウジング部９ａには、この閉
塞側から突出して筒状部８ｂ内に圧入された円筒部９ｂ
を有しており、この円筒部９ｂには上記収納空所に開口
してその軸方向に貫通する連結孔が形成されている。そ
して、内ケース９の収納空所は、その開口側に嵌め込ま
れた板部材９ｄで閉塞されている。

【００１２】また、各４角ハウジング部８ａと９ａとの
間の隙間と、板部材９ｄより開口側の４角ハウジング部
８ａ内には、樹脂層１２を形成するように樹脂が充填さ
れて内ケース９の上記収納空所を密閉状態にしている。

【００１３】糸ガイド支持体としてのガイド棒体４は、
弾性板３に対して直角方向（略直角方向）に突設状態と
なるよう、その基端側が弾性板３に固設されている。ま
た、ガイド棒体４は、内ケース９の円筒部９ｂに挿通さ
れ、その先端側が円筒部９ｂから外部へ突出されてい
る。ガイド棒体４の先端部には、糸ガイド４Ａが取り外
し自在に支持されている。糸ガイド棒体４Ａは、糸Ｙを
案内する一対の糸ガイド６，７と同一平面に設けられ、
かつ糸Ｙを屈曲状態で案内するために糸ガイド６，７を
結ぶ直線からずれて配置されている。このようにして、
ガイド棒体４は糸Ｙに対して直角方向に設けられ、屈曲
状態の糸Ｙが形成する屈曲面Ａ（図２に示す）に直交し
ている。ガイド棒体４の外周面と円筒部９ｂの内周面と
の周方向に均等な隙間が設けられていて、この隙間の分
だけガイド棒体４及び糸ガイド４Ａが移動可能になって
いる。つまり、円筒部９ｂ（厳密には円筒部９ｂの先端
部）はガイド棒体の移動可能な範囲を制限するストッパ
となっている。

【００１４】弾性板３は、例えばホーロ金属板で構成さ
れ、上記屈曲面（糸Ｙ）に平行してセンサ本体２の内部
空所内に配置されている。また弾性板３は、図２に示す
ように、ガイド棒体４を境えにして糸Ｙの上流側（糸ガ
イド６側）と下流側（糸ガイド７側）に加わる張力Ｔの
合力が作用する方向の両端を、内ケース４の閉塞側で上
記収納空所側に突出形成された２つの取付座９ｂにボル
ト等により２点で支持されている。これにより、ガイド
棒体４が上記合力Ｆにより撓む（揺動する）と、その合
力が弾性板３に伝達されるので、各取付座９ｃに２点支
持された弾性板３はガイド棒体４の基端側を基準に、２
点支持の間で波状変形される。すなわち、ガイド棒体４
が撓むと、弾性板３は上記合力が作用する側で糸Ｙ側か
ら離れるように窪み、合力Ｆの反対側が糸Ｙに近接する
ように膨らむように波状変形される。尚、弾性板３６の
厚さは、微妙に変化する糸Ｙの張力に対応して上記波状
変形のできる厚さにすることが好ましい。

【００１５】歪み測定部材５は、弾性板３に備えられた
複数枚の歪みゲージ（例えば、メタルグレード歪み感応
抵抗体）１０で構成されている。歪みゲージ１０は、ガ
イド棒体４を境えにして上記合力が作用する方向で弾性
板３の波状変形が顕著に現れる箇所にそれぞれ固着さ
れ、上記波状変形（窪み、膨らみ）による弾性板３の伸
びと縮み（歪み）を測定できるようになっている。そし
て、各歪みゲージ１０はコントローラ基板１４に接続さ
れており、コントローラ基板１４は弾性板３の歪み量
（糸Ｙの張力）を張力測定信号として出力するものであ
る。また、コントローラ基板１４は、上記の４角ハウジ
ング部８ａの開口側に充填された樹脂層１２内に埋設さ
れている。符号１１の基板は機種毎に別機能を持たせる
際に付加的に使用される基板であり、必要に応じて設け
られる。なお、歪みゲージ１０は、弾性板３に貼り合わ
せて配置するものでもよく、また、平面印刷工法等によ
って弾性板３に直接配置するようにしたものであっても
よい。また、歪みゲージ１０は、必ずしも２つ配置する
必要はなく、ガイド棒体４を境にして一方側の弾性板３
に配置するようにしてもよい。

【００１６】そして、上記のように構成されるテンショ
ンセンサ１は、各糸ガイド６，７の間で、糸ガイド６を
通過する糸Ｙを屈曲して糸ガイド７に向かうように走行
方向を変更するように、センサ本体２の外ケース８に一
体形成された鍔部１３（図２に示す）により所定位置に
固定されている。なお、図１及び図２ので説明したテン
ションセンサ１は、内ケース９と外ケース８の二重構造
であるが、弾性板３、糸ガイド支持体４、歪み測定部材
５及びコントローラ基板１３を内蔵した内ケース９だけ
でテンションセンサ１を構成し、外ケース８と樹脂層１
２を省略することもできる。この場合、内ケース９に取
付用の鍔部又はフランジを設ける。

【００１７】本発明のテンションセンサ１は、以上のよ
うに構成されるが、次に、このテンションセンサ１によ
る糸Ｙの張力を測定する手順について説明する。

【００１８】糸Ｙが糸ガイド６からテンションセンサ１
のガイド棒体（糸ガイド支持体）４を通過すると、ガイ
ド棒体４を基点として屈曲状態にされた糸Ｙの上流側
（糸ガイド６側）と下流側（糸ガイド７側）に加わる張
力Ｔの合力Ｆ（図２に示す）により、ガイド棒体４が倒
れることで、弾性板３が各取付材９ｃ間で波状に変形す
る。これにより、各歪みゲージ１０が、弾性板３の上記
波状変形による弾性板３の伸び縮み（歪み）を連続して
測定して、コントローラ基板１４を介して張力測定信号
を順次、出力するものである。

【００１９】すなわち、糸Ｙの張力が低下してガイド棒
体４の倒れが、正常な（欠陥のない）糸Ｙの張力による
倒れより減少することから、弾性板３の波状変形も減少
し、これと逆に糸Ｙの張力が増加してガイド棒体４の撓
みが増加することから、弾性板３の波状変形も増加す
る。このように、各歪みゲージ１０は、糸Ｙの張力の変
動に応じて、変動する弾性板３の波状変形の増減を測定
して、上記のようにコントローラ基板１４を介して張力
測定信号を順次、出力するようになっている。

【００２０】このように、本発明のテンションセンサ１
は、糸ガイド８に作用する上記合力Ｆが突設状態のガイ
ド棒体４を経て、弾性板３の波状変形に変換され、その
波状変形を歪みゲージ１０で測定することで、糸Ｙの張
力を測定するようにしているので、省スペースで感度の
高い張力測定が可能になる。特に、弾性板３を上記屈曲
面Ａに平行に配置すると、弾性板３と糸Ｙとの間（幅方
向）の大きさが小さくなり、特に多数の糸が並列に走行
する延伸仮撚機や紡績機等に用いた場合に有利である。

【００２１】なお、本発明のテンションセンサ１は、弾
性板３を２点支持し、２つの歪みゲージ１０で弾性板３
の２方向の波状形状を測定して、糸Ｙの張力を測定する
ようにしたものを示したが、これに限定されるものでな
く、一点支持や３点支持であってもよい。一点支持の場
合は、弾性板の一端側に糸ガイド支持体を突設し、弾性
板の他端側を支持し、弾性板の途中に歪み測定部材を張
りつけたものにする。３点支持の場合は、図３に示すよ
うなものがある。

【００２２】図３において、テンションセンサ１の弾性
板３はＴ字形状にされており、そのＴ字状の交差点にガ
イド棒体４が弾性板３に対して直角方向に突設状態で固
定されている。そして、弾性板３のＴ字状の各位置の３
腕部にそれぞれ歪みゲージ１０を配置する。すなわち、
歪みゲージ１０は、糸ガイド８で屈曲状態にされた糸Ｙ
で形成される屈曲面Ａに直交しているが、糸Ｙ（糸の走
行方向）に対しては略平行となるように、かつ相互に直
交するように配置するものである。また、弾性板３は、
Ｔ字形状の３腕部の各端側で３点支持されている。これ
により、歪みゲージ１０を相互に直交するように弾性板
３に配置して、弾性体３を３点支持することで、ガイド
棒体４を介して弾性板３が容易に多方向に波状変形で
き、波状変形する弾性板３の伸び縮み（歪み）を、各歪
みゲージ１０により少なくとも４方向（縦横方向）に亘
って測定できる。ガイド棒体４は３６０°いずれの方向
にも倒せるが、ガイド棒体４を歪みゲージ１０の方向に
倒せば、当然歪ゲージ１０から出力が生じる。歪みゲー
ジ１０と異なる方向に倒しても分力に応じた出力が生じ
る。このことは、テンションセンサ１の取付方向の自由
度が高いということである。また、言い換えればセンサ
の取付方向を変えることで、検出する荷重範囲を変えれ
るということである。これは、図１のセンサにも言える
ことであるが、図１のセンサでは歪みゲージと直角方向
の出力は０となる。なお、図３のセンサでは、異なる方
向の力を同時に測定することが可能となる。

【００２３】次に、上記テンションセンサ１が適用され
た延伸仮撚機を、図４乃至図６に基づいて説明する。
尚、このテンションセンサ１は延伸仮撚機に限らず、糸
の張力を測定する必要のある種々の繊維機械、例えば精
紡機、自動ワインダ、紡糸巻取機、二重撚糸機等に適用
可能である。

【００２４】先ず、図４において、上記のテンションセ
ンサ１が用いられる延伸仮撚機５０の機器構成を説明す
る。給糸パッケージＰ１からフィラメント糸Ｙが引き出
され、第１フィードローラ５１から一次ヒータＨ１内へ
導入される。該ヒータＨ１を出たフィラメント糸Ｙはバ
ルーン制御プレートＢＣを経てベルト式仮撚装置５５に
入り、更に第２フィードローラ５４，二次ヒータＨ２，
第３フィードローラ５２を経て巻取パッケージＰ２に巻
き形成される。ベルト式仮撚装置５５で形成された撚り
は第１フィードローラ５１まで伝搬し、一次ヒータＨ１
で熱固定される。すなわち、ベルト式仮撚装置５５の上
流側が加撚側であり、下流側が解撚側となっている。延
伸仮撚機ではこのようなユニットを一錘として、該錘が
紙面厚み方向に多数配置されている。

【００２５】このように、ベルト式仮撚装置５５による
延伸仮撚機５０は、高い撚り数の仮撚を高速で加えるこ
とができる反面、安定した運転を維持するための監視が
必要である。この監視のために、ベルト式仮撚装置５５
の下流側に上記で示したテンションセンサ１を配置し、
解撚張力を測定し、解撚張力が所定値から外れることで
異常を検出することが有効である。そのためには、各錘
毎（図６に示す）に上記のテンションセンサ１を配置
し、所定の張力値が出力されるように調整する必要があ
る。

【００２６】そして、図５において、本発明のテンショ
ンセンサ１の配置を、延伸仮撚機５０とともに具体的に
説明する。

【００２７】図５において、ベルト式仮撚装置５５の下
流の解撚張力Ｔ２を測定するために、ベルト式仮撚装置
５５と第２フィールドローラ５４との間の糸Ｙの屈曲部
にセンサ本体２が配置されている。このとき、テンショ
ンセンサ１は、上記で説明したように、この弾性板２が
屈曲される糸Ｙで形成される屈曲面Ａに平行するように
固定する。

【００２８】また、ベルト式仮撚装置５５においては、
２本の無端ベルトＢ１，Ｂ２が各々２個ずつのプーリ５
５ａ，５５ｂ間に巻掛けられ、両ベルトＢ１，Ｂ２は図
に示す如く互いに交差して設けられている。上記プーリ
５５ａ，５５ｂのうち一方のプーリ５５ａはタンジェン
シャルベルト５５ｃで駆動される駆動プーリであり、他
方のプーリ５５ｂはベルトＢ１，Ｂ２を介して従動回転
される従動プーリである。

【００２９】糸Ｙは両ベルトＢ１，Ｂ２の交差部分のＮ
点においてニップされ、各ベルトＢ１，Ｂ２が逆方向に
走行することにより、下方に送出されると同時に施撚作
用を受ける。糸Ｙに所定のニップ圧を与えるには、一方
のベルトＢ２側はその位置を固定しておき、他方のベル
トＢ１側をその駆動プーリ５５ａを中心として従動プー
リ５５ｂと共に旋回可能とし、一方のベルトＢ２方向に
押圧付勢することによって行われる。そして、ニップ点
Ｎを固定するために、糸ガイド６４，６５が設けられて
いる。糸ガイド６４はアーム先端にスリット付ガイド孔
６４ａを有しており、ニップ点Ｎの直近にそのガイド孔
が位置している。糸ガイド６５は鼓状であって、次に述
べるトラバースガイド５４ｃによる糸の往復動の影響が
ニップ点Ｎに及ばないようになっている。

【００３０】第２フィードローラ５４はローラ５４ａと
エプロンベルト５４ｂの組合わせである。そして、第２
フィードローラ５４の入口に紙面厚み方向に往復動する
トラバースガイド５４ｃが付設され、ローラ５４ａとエ
プロンベルト５４ｂの寿命を延ばしている。

【００３１】上述したベルト式仮撚装置５５は交差し互
いに逆方向に走行するベルトの間に糸Ｙをニップして施
撚するものであり、所定の品質の加工糸を得るために
は、加撚張力Ｔ１と解撚張力Ｔ２が適切に維持される必
要がある。このため解撚張力Ｔ２をテンションセンサ１
で常時監視できるようにしている。テンションセンサ１
のセンサ本体２内に埋設されたコントローラ基板１４の
出力（張力測定信号）はフィードバックコントローラ２
０に入り、所定の糸張力から外れると、エアコントロー
ラ２１を介してベルト式仮撚装置５５のニップ圧を調整
して、所定の解撚張力Ｔ２を保つ制御が行われる。

【００３２】次に、図６により延伸仮撚機全体の解撚張
力制御システムについて説明する。延伸仮撚機５０は、
図示例では１〜２１６錘（ＳＰ）を有しており、１２錘
毎にスパンを形成し、全部で１８スパンが存在する。そ
して、各スパン毎に、フィードバックコントローラ２０
が設けられ、１２個のテンションセンサ１に基づく１２
個のベルト式仮撚装置５５をエアコントローラ２１を介
して制御している。各フィードバックコントローラ２０
はモニター２６に接続されている。このモニター２６は
プリンタ２７と操作装置２８を有しており、適切な解撚
張力Ｔ２を操作装置２８を通じて設定し、各錘毎に設け
られたテンションセンサ１でベルト式仮撚装置５５を調
整し、所定の解撚張力Ｔ２を維持する。また、プリンタ
２７には、各錘の実際の解撚張力Ｔ２が記録され、オペ
レータが定期的にプリンタ２７のデータを確認し、解撚
張力Ｔ２の異常値から一次ヒータの故障やベルト式仮撚
装置のベルト磨耗を早期に知ることができる。尚、モニ
ター２６にプリンタ２７と共にアラーム装置を設けるこ
とも可能である。また、延伸仮撚機の仮撚装置５５はベ
ルト式に限らずディスク式であってもよい。

【００３３】このように、延伸仮撚機５０の各錘毎にテ
ンションセンサ１を設けても、上述の如くテンションセ
ンサ１自体が、従来に比して、幅方向の小型化が図られ
ているので、省スペースで各錘毎に配置でき、延伸仮撚
機５０を大型にすることを防止できる。また、上記のよ
うに、テンションセンサ１を用いると、その耐久性を保
持しつつ、解撚張力Ｔ２を精度良く測定できる。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１のテンシ
ョンセンサによると、糸ガイドと、この糸ガイドを支持
する糸ガイド支持体と、弾性板と、この弾性板の歪みを
測定する歪み測定部材とを備えるという簡単な構成にな
り、また、糸ガイドに作用する力が突設状態の糸ガイド
支持体を経て、弾性板の変形に変換され、この変形を歪
みを測定できるために、感度高い張力を測定することが
可能となるとともに、取り付け方向性も必要がなくなる
という効果を奏する。

【００３５】請求項２のテンションセンサによると、糸
ガイドに案内される糸が弾性板に対して略平行となるよ
う糸ガイドが糸ガイド支持体に支持されているものであ
るために、請求項１の効果に加えて、延伸仮撚機や紡績
機等のように各錘毎に糸の張力を測定するテンションセ
ンサを必要とする機器においては、テンションセンサの
省スペース化により直接機械の小型化に寄与するという
効果を奏する。

【００３６】請求項３のテンションセンサによると、糸
ガイド支持体の移動可能な範囲を制限するストッパが設
けられているものであるために、請求項１又は２の効果
に加えて、誤って大きな力がセンサに加わっても、セン
サが破壊するのを防止することができるという効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】テンションセンサの構成を示す断面図である。

【図２】テンションセンサの構成を示す正面図である。

【図３】テンションセンサの変形例の構成を示す模式斜
視図である。

【図４】テンションセンサが適用された延伸仮撚機の機
器構成図である。

【図５】テンションセンサが適用された延伸仮撚機の要
部の側面図である。

【図６】延伸仮撚機の解撚張力を制御するシステム図で
ある。

【符号の説明】

１ テンションセンサ ２ センサ本体 ３ 弾性板 ４ ガイド棒体（糸ガイド支持体） ４Ａ 糸ガイド ５ 歪み測定部材 ９ｂ 円筒部（ストッパ） １０ 歪みゲージ Ａ 屈曲面

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 糸ガイドと、この糸ガイドを支持する糸
   ガイド支持体と、弾性板と、この弾性板の歪みを測定す
   る歪み測定部材とを備え、前記糸ガイド支持体が前記弾
   性板に略直角に取り付けられている糸のテンションセン
   サ。
2. 【請求項２】 前記糸ガイドに案内される糸が前記弾性
   板に対して略平行となるよう、前記糸ガイドが前記糸ガ
   イド支持体に支持されている請求項１記載の糸のテンシ
   ョンセンサ。
3. 【請求項３】 前記糸ガイド支持体の移動可能な範囲を
   制限するストッパが設けられている請求項１又は２記載
   の糸のテンションセンサ。