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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-01-17
(45)【発行日】2022-02-10
(54)【発明の名称】ポット精紡機
(51)【国際特許分類】
D01H 1/08 20060101AFI20220203BHJP
【ＦＩ】
D01H1/08
【請求項の数】
2
(21)【出願番号】P 2018056036
(22)【出願日】2018-03-23
(65)【公開番号】P2019167645
(43)【公開日】2019-10-03
【審査請求日】2020-06-10
(73)【特許権者】
【識別番号】000003218
【氏名又は名称】株式会社豊田自動織機
(74)【代理人】
【識別番号】100110423
【弁理士】
【氏名又は名称】曾我 道治
(74)【代理人】
【識別番号】100111648
【弁理士】
【氏名又は名称】梶並 順
(74)【代理人】
【識別番号】100166235
【弁理士】
【氏名又は名称】大井 一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100179936
【弁理士】
【氏名又は名称】金山 明日香
(74)【代理人】
【識別番号】100195006
【弁理士】
【氏名又は名称】加藤 勇蔵
(72)【発明者】
【氏名】宮田 康広
(72)【発明者】
【氏名】槌田 大輔
【審査官】▲高▼辻 将人
(56)【参考文献】
【文献】特開２００１－０８１６３４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０７－０４８７３４（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｄ０１Ｈ １／００－１７／０２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ドラフト装置から供給される糸を吸い込む吸篠管と、筒状のポットと、
前記吸篠管を通して供給される糸を前記ポット内に導く導糸管と、
を備え、
前記導糸管から排出した糸を前記ポットの内壁に巻き付けてケークを形成するポット精紡機であって、
前記ドラフト装置から前記吸篠管に至る糸経路において糸の引き戻し又は詰まりを検知する検知センサと、
前記ドラフト装置から前記吸篠管と前記導糸管を経由して前記ポットの内壁に至る糸経路の途中で糸を切断する切断機構と、
前記検知センサの検知結果を基に前記糸の引き戻し又は詰まりが発生したと判断した場合に、前記切断機構を駆動するように制御する制御部と、
を具備するポット精紡機。
【請求項2】
前記検知センサは、前記吸篠管に吸い込まれる糸のバルーニングを検知する請求項１に記載のポット精紡機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ポット精紡機に関する。
【背景技術】
【0002】
精紡機の１つとして、円筒形のポットを用いるポット精紡機が知られている。ポット精紡機では、ポットを所定の回転数で回転させるとともに、所定の細さに引き伸ばされた糸を導糸管を通してポット内に導くことにより、ポットの内壁に糸を巻き付けてケークを形成する。また、ケークの形成を終えたら導糸管よりも上流側で糸を切り、その後、ポット内にボビンを挿入してポットの内壁からボビンへと糸を巻き返す。
【0003】
ポット精紡機においては、ケークの形成中に導糸管に糸が巻き付いてしまうことがある。導糸管に糸が巻き付くと、導糸管とボビンとの接触を避けるために導糸管を移動させたときに、導糸管に巻き付いている糸がポットに接触するおそれがある。また、導糸管に巻き付いている糸がポットに接触すると、導糸管が曲がってしまうなどの部品の破損を招くおそれがある。
【0004】
ここで、特許文献１には、ポット精紡機に関する技術が記載されている。特許文献１に記載の技術では、導糸管の外側に、導糸管と同軸に円筒形のボビンを配置するとともに、ボビンの一端部に切り欠き部を形成している。そして、ケークの形成中に糸切れを検知した場合はボビンを落下させてボビンの切り欠き部に糸を引っ掛けることにより、ボビンへの巻き返しを開始する構成になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開平８－３２５８５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、特殊な構造のボビンと複雑な駆動機構が必要になる。
具体的には、特許文献１に記載の技術で使用するボビンは、ボビンの一端部が裾状に広く形成され、そこに切り欠き部が形成された特殊な構造になっている。また、特許文献１に記載の技術では、ボビンの上部にフランジ部を形成し、このフランジ部に係止手段を係止して、糸切れを検知したときに係止手段を駆動する構成になっている。
具体的には、特許文献１に記載の技術で使用するボビンは、ボビンの一端部が裾状に広く形成され、そこに切り欠き部が形成された特殊な構造になっている。また、特許文献１に記載の技術では、ボビンの上部にフランジ部を形成し、このフランジ部に係止手段を係止して、糸切れを検知したときに係止手段を駆動する構成になっている。
【0007】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、その目的は、特殊な構造のボビンや係止手段を用いることなく、導糸管への糸の巻き付きを抑制し、部品の破損を避けることができるポット精紡機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明は、ドラフト装置から供給される糸を吸い込む吸篠管と、筒状のポットと、前記吸篠管を通して供給される糸を前記ポット内に導く導糸管と、を備え、前記導糸管から排出した糸を前記ポットの内壁に巻き付けてケークを形成するポット精紡機であって、前記ドラフト装置から前記吸篠管に至る糸経路において糸の引き戻し又は詰まりを検知する検知センサと、前記ドラフト装置から前記吸篠管と前記導糸管を経由して前記ポットの内壁に至る糸経路の途中で糸を切断する切断機構と、前記検知センサの検知結果を基に前記糸の引き戻し又は詰まりが発生したと判断した場合に、前記切断機構を駆動するように制御する制御部と、を具備する。
【0009】
本発明に係るポット精紡機において、前記検知センサは、前記吸篠管に吸い込まれる糸のバルーニングを検知するものであってもよい。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、特殊な構造のボビンや係止手段を用いることなく、導糸管への糸の巻き付きを抑制し、部品の破損を避けることができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】本発明の実施形態に係るポット精紡機の構成例を示す概略図である。
【図2】本発明の実施形態に係るポット精紡機が備える切断機構の構成例を示す概略側面図である。
【図3】本発明の実施形態に係るポット精紡機の駆動制御系の構成例を示すブロック図である。
【図4】ポット精紡方法の基本的な流れを示す図である。
【図5】検知センサの配置と糸のバルーニングの様子を示す平面概略図である。
【図6】糸がバルーニングしているときの検知センサの出力信号を示す図である。
【図7】巻き返しステップにおけるポット精紡機の動作を説明する概略側面図である。
【図8】導糸管への糸の巻き付きを説明する図である。
【図9】導糸管への糸の巻き付きによって起こりうる不具合を説明する図である。
【図10】ローラ巻き上げ現象を説明する図である。
【図11】糸詰まり現象を説明する図である。
【図12】ローラ巻き上げ現象が発生したときの糸の挙動を説明する図である。
【図13】ローラ巻き上げ現象によって糸の挙動が異常となったときの検知センサの出力信号を示す図である。
【図14】糸詰まり現象が発生したときの糸の挙動を説明する図である。
【図15】糸詰まり現象によって糸の挙動が異常となったときの検知センサの出力信号を示す図である。
【図16】本発明の他の実施形態に係るポット精紡機の構成例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
【0013】
＜ポット精紡機＞
図１は、本発明の実施形態に係るポット精紡機の構成例を示す概略図である。
図１に示すように、ポット精紡機１は、ドラフト装置１０と、検知センサ１１と、吸篠管１２と、切断機構１３と、導糸管１４と、ポット１５と、ボビン支持部１６と、を備えている。なお、これらの構成要素は、紡績の一単位となる１つの紡錘を構成するものである。ポット精紡機１は、複数の紡錘を備えるものであるが、ここではそのうちの１つの紡錘の構成について説明する。
図１は、本発明の実施形態に係るポット精紡機の構成例を示す概略図である。
図１に示すように、ポット精紡機１は、ドラフト装置１０と、検知センサ１１と、吸篠管１２と、切断機構１３と、導糸管１４と、ポット１５と、ボビン支持部１６と、を備えている。なお、これらの構成要素は、紡績の一単位となる１つの紡錘を構成するものである。ポット精紡機１は、複数の紡錘を備えるものであるが、ここではそのうちの１つの紡錘の構成について説明する。
【0014】
（ドラフト装置）
ドラフト装置１０は、粗糸などの糸材料を引き伸ばす装置である。ドラフト装置１０は、バックローラ対２１、ミドルローラ対２２およびフロントローラ対２３からなる複数のローラ対を用いて構成されている。複数のローラ対は、糸の送り方向の上流側から下流側に向かって、バックローラ対２１、ミドルローラ対２２およびフロントローラ対２３の順に配置されている。
ドラフト装置１０は、粗糸などの糸材料を引き伸ばす装置である。ドラフト装置１０は、バックローラ対２１、ミドルローラ対２２およびフロントローラ対２３からなる複数のローラ対を用いて構成されている。複数のローラ対は、糸の送り方向の上流側から下流側に向かって、バックローラ対２１、ミドルローラ対２２およびフロントローラ対２３の順に配置されている。
【0015】
各々のローラ対２１，２２，２３は、後述するドラフト駆動部の駆動に従って回転するものである。各々のローラ対２１，２２，２３の単位時間あたりの回転数（ｒｐｍ）を比較すると、ミドルローラ対２２の回転数はバックローラ対２１の回転数よりも高く、フロントローラ対２３の回転数はミドルローラ対２２の回転数よりも高い。このように各々のローラ対２１，２２，２３の回転数は互いに異なり、この回転数の違い、すなわち回転速度差を利用して、ドラフト装置１０は糸材料を細く引き伸ばす。
【0016】
（検知センサ）
検知センサ１１は、ドラフト装置１０から吸篠管１２に至る糸経路において糸の挙動を検知するセンサである。検知センサ１１は、糸の送り方向において、ドラフト装置１０よりも下流側で、かつ、吸篠管１２よりも上流側に配置されている。本実施形態では、一例として、検知センサ１１は、糸の挙動として、吸篠管１２に吸い込まれる糸のバルーニングを検知するセンサとなっている。糸のバルーニングとは、ポット１５の回転によって糸が旋回し、これによって糸がバルーンを形成する現象をいう。
検知センサ１１は、ドラフト装置１０から吸篠管１２に至る糸経路において糸の挙動を検知するセンサである。検知センサ１１は、糸の送り方向において、ドラフト装置１０よりも下流側で、かつ、吸篠管１２よりも上流側に配置されている。本実施形態では、一例として、検知センサ１１は、糸の挙動として、吸篠管１２に吸い込まれる糸のバルーニングを検知するセンサとなっている。糸のバルーニングとは、ポット１５の回転によって糸が旋回し、これによって糸がバルーンを形成する現象をいう。
【0017】
糸のバルーニングは、ドラフト装置１０よりも下流側で、かつ、導糸管１４の糸排出口１４ｂよりも上流側で発生する。具体的には、糸のバルーニングは、ドラフト装置１０と吸篠管１２との間や、吸篠管１２の内部、さらには吸篠管１２と導糸管１４との間や、導糸管１４の内部で発生する。特に、ドラフト装置１０と吸篠管１２との間では、糸が吸篠管１２の中心軸まわりを旋回するようにバルーニングする。吸篠管１２の上流側で糸がバルーニングしている状態は、糸の挙動として正常な状態である。
【0018】
検知センサ１１は、たとえば、発光器１１ａと受光器１１ｂを組み合わせた光センサを用いて構成されている。本実施形態においては、発光器１１ａが発光ダイオード、受光器１１ｂがフォトダイオードによって構成され、検知センサ１１は、発光器１１ａから発光された光を受光器１１ｂが受光したときの受光量が多いほど、高い電圧または電流の信号、すなわちＨｉレベルの信号を出力する。
【0019】
（吸篠管）
吸篠管１２は、ドラフト装置１０から供給される糸１８を吸い込むとともに、吸い込んだ糸を導糸管１４へと送り出すものである。吸篠管１２は、ドラフト装置１０で引き伸ばされた糸１８を、空気の旋回流を利用して吸篠管１２内に吸い込む。
吸篠管１２は、ドラフト装置１０から供給される糸１８を吸い込むとともに、吸い込んだ糸を導糸管１４へと送り出すものである。吸篠管１２は、ドラフト装置１０で引き伸ばされた糸１８を、空気の旋回流を利用して吸篠管１２内に吸い込む。
【0020】
（切断機構）
切断機構１３は、ドラフト装置１０から吸篠管１２と導糸管１４を順に経由してポット１５の内壁２７に至る糸経路の途中で糸１８を切断するものである。本実施形態では、一例として、糸の送り方向において、吸篠管１２と導糸管１４の間に切断機構１３が配置されている。
切断機構１３は、ドラフト装置１０から吸篠管１２と導糸管１４を順に経由してポット１５の内壁２７に至る糸経路の途中で糸１８を切断するものである。本実施形態では、一例として、糸の送り方向において、吸篠管１２と導糸管１４の間に切断機構１３が配置されている。
【0021】
切断機構１３は、たとえば、電動式のカッターによって構成されるもので、その場合の具体的な構成例を図２に示す。
図示のように、切断機構１３は、切断刃１３１と、アクチュエータ部１３２と、刃受け部１３３と、を備えている。切断刃１３１は、鋭利な刃先１３１ａを有する。アクチュエータ部１３２は、切断刃１３１をＡ方向に素早く移動させる。アクチュエータ部１３２は、たとえば、ソレノイド等を用いて構成される。刃受け部１３３は、アクチュエータ部１３２の作動によって切断刃１３１が移動したときに刃先１３１ａを受ける部分となる。切断刃１３１の刃先１３１ａは、糸経路Ｊを間に挟んで刃受け部１３３と対向するように配置されている。
図示のように、切断機構１３は、切断刃１３１と、アクチュエータ部１３２と、刃受け部１３３と、を備えている。切断刃１３１は、鋭利な刃先１３１ａを有する。アクチュエータ部１３２は、切断刃１３１をＡ方向に素早く移動させる。アクチュエータ部１３２は、たとえば、ソレノイド等を用いて構成される。刃受け部１３３は、アクチュエータ部１３２の作動によって切断刃１３１が移動したときに刃先１３１ａを受ける部分となる。切断刃１３１の刃先１３１ａは、糸経路Ｊを間に挟んで刃受け部１３３と対向するように配置されている。
【0022】
上記構成からなる切断機構１３において、アクチュエータ部１３２が作動すると、まず、切断刃１３１は刃受け部１３３に接近する方向に移動し、この移動によって刃先１３１ａが刃受け部１３３に突き当たる。これにより、糸経路Ｊに存在する糸を切断刃１３１によって切断することができる。その後、切断刃１３１は刃受け部１３３から離間する方向に移動する。本実施形態では、吸篠管１２から導糸管１４に至る糸経路の途中に切断刃１３１が配置されているため、糸は、吸篠管１２と導糸管１４との間で切断される。ただし、切断機構１３による糸の切断位置は、フロントローラ対２３と吸篠管１２との間に設定してもよい。
【0023】
（導糸管）
図１に戻って、導糸管１４は、ドラフト装置１０から吸篠管１２を経由して搬送された糸１８をポット１５内に導くものである。導糸管１４は、細長い管状に形成されている。導糸管１４を長さ方向と直交する方向に断面したときの形状は円形になっている。導糸管１４は、ドラフト装置１０よりも下流側に、吸篠管１２およびポット１５と同軸に配置されている。導糸管１４は、ポット１５の上部を貫通してポット１５内に挿入されている。導糸管１４の上端部は糸導入口１４ａとして開口し、同下端部は糸排出口１４ｂとして開口している。導糸管１４の糸導入口１４ａから導入された糸１８は、導糸管１４の糸排出口１４ｂから排出される。
図１に戻って、導糸管１４は、ドラフト装置１０から吸篠管１２を経由して搬送された糸１８をポット１５内に導くものである。導糸管１４は、細長い管状に形成されている。導糸管１４を長さ方向と直交する方向に断面したときの形状は円形になっている。導糸管１４は、ドラフト装置１０よりも下流側に、吸篠管１２およびポット１５と同軸に配置されている。導糸管１４は、ポット１５の上部を貫通してポット１５内に挿入されている。導糸管１４の上端部は糸導入口１４ａとして開口し、同下端部は糸排出口１４ｂとして開口している。導糸管１４の糸導入口１４ａから導入された糸１８は、導糸管１４の糸排出口１４ｂから排出される。
【0024】
（ポット）
ポット１５は、ケーク２４の形成と糸の巻き返しに用いられるものである。ポット１５は、円筒形に形成されている。ポット１５は、ポット１５の中心軸まわりに回転可能に設けられている。ポット１５の中心軸Ｋは、鉛直方向と平行に配置されている。このため、ポット１５の中心軸方向の一方は上方、他方は下方となっている。ポット１５の上端側には導糸管挿入口２５が形成されている。導糸管挿入口２５は、ポット１５に導糸管１４を挿入するための開口である。ポット１５の下端部には開口部２６が形成されている。開口部２６は、ポット内径と同じ直径で下向きに開口している。
ポット１５は、ケーク２４の形成と糸の巻き返しに用いられるものである。ポット１５は、円筒形に形成されている。ポット１５は、ポット１５の中心軸まわりに回転可能に設けられている。ポット１５の中心軸Ｋは、鉛直方向と平行に配置されている。このため、ポット１５の中心軸方向の一方は上方、他方は下方となっている。ポット１５の上端側には導糸管挿入口２５が形成されている。導糸管挿入口２５は、ポット１５に導糸管１４を挿入するための開口である。ポット１５の下端部には開口部２６が形成されている。開口部２６は、ポット内径と同じ直径で下向きに開口している。
【0025】
（ボビン支持部）
ボビン支持部１６は、ボビン３０を支持するものである。ボビン支持部１６は、ボビン台座３１と、ボビン装着部３２と、を有する。ボビン台座３１は板状に形成されている。ボビン装着部３２はボビン台座３１に固定されている。ボビン装着部３２は、柱状に形成されるとともに、ボビン台座３１の上面から上方に突出するように配置されている。
ボビン支持部１６は、ボビン３０を支持するものである。ボビン支持部１６は、ボビン台座３１と、ボビン装着部３２と、を有する。ボビン台座３１は板状に形成されている。ボビン装着部３２はボビン台座３１に固定されている。ボビン装着部３２は、柱状に形成されるとともに、ボビン台座３１の上面から上方に突出するように配置されている。
【0026】
ボビン装着部３２は、ボビン３０が着脱自在に装着される部分となる。ボビン装着部３２は、ポット１５の中心軸方向で導糸管１４と対向するように、導糸管１４およびポット１５と同軸に配置されている。また、ボビン装着部３２は、導糸管１４よりも下方に配置されている。このため、ボビン装着部３２にボビン３０を装着すると、ボビン３０はポット１５の中心軸Ｋ上で導糸管１４と対向するように配置される。
【0027】
ボビン３０は、ボビン外周径がボビン中心軸方向の一端側から他端側に向かって連続的に変化するテーパー構造になっている。ボビン３０は、リング精紡などでも用いられる汎用のボビンに相当する。ボビン３０は、少なくとも一端側が中空の構造になっている。ボビン３０は、一端側の中空の部分をボビン装着部３２に嵌合させることにより、ボビン台座３１から垂直に起立して支持されるようになっている。ボビン３０の外周径は、ポット１５の内壁２７に形成されるケーク２４の最小径よりも小さく設定されている。これにより、ポット１５の開口部２６を通してポット１５内にボビン３０を挿入して配置するときに、ボビン３０とケーク２４の接触を避けることができる。
【0028】
また、ボビン台座３１には、糸ほぐし部材３３が取り付けられている。糸ほぐし部材３３は、ケーク２４の巻き終わり側の端部２４ｂに接触することにより、巻き返しの起点となる糸をケーク２４からほぐすものである。ケーク２４は、後述する導糸管１４およびポット１５の動作によってポット１５の内壁２７に形成される糸の積層体である。
【0029】
図３は、本発明の実施形態に係るポット精紡機の駆動制御系の構成例を示すブロック図である。
図３に示すように、ポット精紡機１は、制御部５０と、ドラフト駆動部５１と、カッター駆動部５２と、導糸管駆動部５３と、ポット駆動部５４と、ボビン駆動部５５と、を備えている。
図３に示すように、ポット精紡機１は、制御部５０と、ドラフト駆動部５１と、カッター駆動部５２と、導糸管駆動部５３と、ポット駆動部５４と、ボビン駆動部５５と、を備えている。
【0030】
（制御部）
制御部５０は、ポット精紡機１全体の動作を統括的に制御するものである。制御部５０には、動作制御の対象として、ドラフト駆動部５１、カッター駆動部５２、導糸管駆動部５３、ポット駆動部５４およびボビン駆動部５５が電気的に接続されている。また、制御部５０には、検知センサ１１が電気的に接続されている。
制御部５０は、ポット精紡機１全体の動作を統括的に制御するものである。制御部５０には、動作制御の対象として、ドラフト駆動部５１、カッター駆動部５２、導糸管駆動部５３、ポット駆動部５４およびボビン駆動部５５が電気的に接続されている。また、制御部５０には、検知センサ１１が電気的に接続されている。
【0031】
（ドラフト駆動部）
ドラフト駆動部５１は、バックローラ対２１、ミドルローラ対２２およびフロントローラ対２３をそれぞれ所定の回転数で回転させるものである。ドラフト駆動部５１は、制御部５０からドラフト駆動部５１に与えられるドラフト駆動信号に基づいて駆動することにより、バックローラ対２１、ミドルローラ対２２およびフロントローラ対２３を回転させる。
ドラフト駆動部５１は、バックローラ対２１、ミドルローラ対２２およびフロントローラ対２３をそれぞれ所定の回転数で回転させるものである。ドラフト駆動部５１は、制御部５０からドラフト駆動部５１に与えられるドラフト駆動信号に基づいて駆動することにより、バックローラ対２１、ミドルローラ対２２およびフロントローラ対２３を回転させる。
【0032】
（カッター駆動部）
カッター駆動部５２は、アクチュエータ部１３２を作動させて切断刃１３１をＡ方向に移動させるものである。カッター駆動部５２は、制御部５０からカッター駆動部５２に与えられるカッター駆動信号に基づいて駆動することにより、切断刃１３１を移動させる。
カッター駆動部５２は、アクチュエータ部１３２を作動させて切断刃１３１をＡ方向に移動させるものである。カッター駆動部５２は、制御部５０からカッター駆動部５２に与えられるカッター駆動信号に基づいて駆動することにより、切断刃１３１を移動させる。
【0033】
（導糸管駆動部）
導糸管駆動部５３は、導糸管１４を上下方向に移動させるものである。導糸管駆動部５３は、制御部５０から導糸管駆動部５３に与えられる導糸管駆動信号に基づいて駆動することにより、導糸管１４を上下方向に移動させる。
導糸管駆動部５３は、導糸管１４を上下方向に移動させるものである。導糸管駆動部５３は、制御部５０から導糸管駆動部５３に与えられる導糸管駆動信号に基づいて駆動することにより、導糸管１４を上下方向に移動させる。
【0034】
（ポット駆動部）
ポット駆動部５４は、ポット１５を回転させるものである。ポット駆動部５４は、制御部５０から与えられるポット駆動信号に基づいて駆動することにより、ポット１５の中心軸Ｋを回転中心としてポット１５を回転させる。
ポット駆動部５４は、ポット１５を回転させるものである。ポット駆動部５４は、制御部５０から与えられるポット駆動信号に基づいて駆動することにより、ポット１５の中心軸Ｋを回転中心としてポット１５を回転させる。
【0035】
（ボビン駆動部）
ボビン駆動部５５は、ボビン３０を上下方向に移動させるものである。ボビン駆動部５５は、制御部５０から与えられるボビン駆動信号に基づいて駆動することにより、ボビン台座３１を上下方向に移動させる。ボビン装着部３２にボビン３０を装着してボビン台座３１を上下方向に移動させると、ボビン台座３１と一体にボビン３０および糸ほぐし部材３３が上下方向に移動する。
ボビン駆動部５５は、ボビン３０を上下方向に移動させるものである。ボビン駆動部５５は、制御部５０から与えられるボビン駆動信号に基づいて駆動することにより、ボビン台座３１を上下方向に移動させる。ボビン装着部３２にボビン３０を装着してボビン台座３１を上下方向に移動させると、ボビン台座３１と一体にボビン３０および糸ほぐし部材３３が上下方向に移動する。
【0036】
【0037】
引き伸ばしステップＳ１は、粗糸などの糸材料を引き伸ばすステップである。ケーク形成ステップＳ２は、引き伸ばしステップＳ１で引き伸ばされた糸をポット１５の内壁２７に巻き付けてケーク２４を形成するステップである。巻き返しステップＳ３は、ケーク２４を形成する糸をボビン３０に巻き返すステップである。以下、各ステップに基づくポット精紡機１の動作について説明する。
【0038】
（引き伸ばしステップ）
引き伸ばしステップＳ１は、ドラフト装置１０を用いて行われる。ドラフト駆動部５１は、制御部５０から与えられるドラフト駆動信号に基づいて駆動することにより、バックローラ対２１、ミドルローラ対２２およびフロントローラ対２３をそれぞれ所定の回転速度で回転させる。これにより、粗糸などの糸材料は、各々のローラ対２１，２２，２３の回転に従って搬送される。
引き伸ばしステップＳ１は、ドラフト装置１０を用いて行われる。ドラフト駆動部５１は、制御部５０から与えられるドラフト駆動信号に基づいて駆動することにより、バックローラ対２１、ミドルローラ対２２およびフロントローラ対２３をそれぞれ所定の回転速度で回転させる。これにより、粗糸などの糸材料は、各々のローラ対２１，２２，２３の回転に従って搬送される。
【0039】
その際、制御部５０は、バックローラ対２１の回転速度をミドルローラ対２２の回転速度よりも低速に設定するとともに、ミドルローラ対２２の回転速度をフロントローラ対２３の回転速度よりも低速に設定する。これにより、バックローラ対２１とミドルローラ対２２との間では、それらのローラ対の回転速度差によって糸が引き伸ばされる。同様に、ミドルローラ対２２とフロントローラ対２３との間でも、それらのローラ対の回転速度差によって糸が引き伸ばされる。
【0040】
その結果、粗糸などの糸材料は、バックローラ対２１、ミドルローラ対２２およびフロントローラ対２３を順に通過しながら所定の細さに引き伸ばされる。こうして引き伸ばされた糸１８は、その後、空気の旋回流などを利用して吸篠管１２に吸い込まれた後、糸導入口１４ａから導糸管１４に導入される。
【0041】
また、ポット駆動部５４は、引き伸ばしステップＳ１の開始に先立って、制御部５０から与えられるポット駆動信号に基づいて駆動することにより、ポット１５を所定の回転数で回転させる。
【0042】
（ケーク形成ステップ）
ケーク形成ステップＳ２は、導糸管１４とポット１５を用いて行われる。導糸管駆動部５３は、制御部５０から与えられる導糸管駆動信号に基づいて駆動することにより、導糸管１４を吸篠管１２から離間する方向、すなわち下方に所定量だけ移動させる。また、ポット駆動部５４は、制御部５０から与えられるポット駆動信号に基づいて駆動することにより、ポット１５の回転を継続する。
ケーク形成ステップＳ２は、導糸管１４とポット１５を用いて行われる。導糸管駆動部５３は、制御部５０から与えられる導糸管駆動信号に基づいて駆動することにより、導糸管１４を吸篠管１２から離間する方向、すなわち下方に所定量だけ移動させる。また、ポット駆動部５４は、制御部５０から与えられるポット駆動信号に基づいて駆動することにより、ポット１５の回転を継続する。
【0043】
なお、吸篠管１２から導糸管１４に導入された糸１８は、導糸管１４の糸排出口１４ｂから排出される。また、フロントローラ対２３によって送り出された糸１８は、吸篠管１２の上流側でポット１５の回転に従ってバルーニングする。その様子を図５に示す。図５は、吸篠管１２を上方から見た様子を示している。図示のように、吸篠管１２の上流側では、糸１８が吸篠管１２の中心軸まわりを旋回するようにバルーニングする。このとき、糸１８は、発光器１１ａと受光器１１ｂからなる検知センサ１１のセンサ光軸Ｈを周期的に横切る。このため、検知センサ１１の出力信号は、図６に示すように、糸１８のバルーニングを反映したパルス信号となる。具体的には、糸１８がセンサ光軸Ｈを外れたときにＨｉレベル、糸１８がセンサ光軸Ｈを遮ったときにＬｏｗレベルとなるパルス信号が、検知センサ１１から出力されるものとなっている。
【0044】
なお、検知センサ１１の発光器１１ａが発光する光の強度は、その光路径の中心となるセンサ光軸Ｈ上が最も強い。このため、糸１８の直径が検知センサ１１の光路径よりも小さい場合、糸１８がバルーニングしているときに受光器１１ｂが出力する信号は波形になる。ただし、本実施形態においては、発明内容の理解を容易にするために、糸１８がバルーニングしているときに検知センサ１１が出力する信号を矩形のパルス信号とする。このパルス信号は、たとえば、受光器１１ｂが出力する波形の信号を、予め設定された閾値と比較して矩形の信号に変換することにより得られる。
【0045】
ケーク形成ステップＳ２において、導糸管１４の糸排出口１４ｂから排出される糸１８には、ポット１５の回転による遠心力が働き、この遠心力によって糸１８がポット１５の内壁２７に押し付けられる。また、導糸管１４の糸排出口１４ｂから排出される糸１８は、ポット１５の回転によって撚りを加えられた状態でポット１５の内壁２７に巻き付けられる。
【0046】
また、ケーク形成ステップＳ２において、導糸管駆動部５３は、上記導糸管駆動信号に基づいて駆動することにより、導糸管１４を所定の周期で繰り返し上下方向に往復移動させながら、導糸管１４の位置を相対的に下方に変位させる。これにより、ポット１５の内壁２７に糸１８が巻き付けられるとともに、その巻き付け位置をずらしながら糸１８が積層され、ケーク２４が形成される。ケーク２４の形成は、糸切りが行われた段階で終了となる。糸切りは、制御部５０の制御下で行われる。具体的には、制御部５０は、フロントローラ対２３の回転を継続したまま、バックローラ対２１およびミドルローラ対２２の回転を共に停止するように、ドラフト駆動部５１の駆動を制御する。そうすると、ミドルローラ対２２の下流側で糸１８が強制的に切られる。
【0047】
ここで、「糸切り」と「糸切れ」の違いについて説明する。糸切りは、ポット１５の内壁２７に予め決められた所定量の糸１８が巻かれた段階、すなわちケーク２４の形成を終了するときに制御部５０によって意図的に行われるものである。糸切れは、ポット１５の内壁２７に所定量の糸１８が巻かれる前、すなわちケーク２４を形成している途中で何らかの理由により糸１８が切れてしまう現象である。
【0048】
（巻き返しステップ）
巻き返しステップＳ３は、ポット１５とボビン３０と糸ほぐし部材３３を用いて行われる。巻き返しステップＳ３では、図７に示すように、導糸管駆動部５３の駆動により、導糸管１４を上方に移動するとともに、ポット駆動部５４の駆動により、ポット１５の回転を継続する。また、巻き返しステップＳ３では、ボビン駆動部５５の駆動により、開口部２６を通してポット１５内にボビン３０と糸ほぐし部材３３を配置する。このとき、制御部５０は、導糸管１４にボビン３０が接触しないよう、導糸管駆動部５３とボビン駆動部５５の駆動タイミングを調整する。
巻き返しステップＳ３は、ポット１５とボビン３０と糸ほぐし部材３３を用いて行われる。巻き返しステップＳ３では、図７に示すように、導糸管駆動部５３の駆動により、導糸管１４を上方に移動するとともに、ポット駆動部５４の駆動により、ポット１５の回転を継続する。また、巻き返しステップＳ３では、ボビン駆動部５５の駆動により、開口部２６を通してポット１５内にボビン３０と糸ほぐし部材３３を配置する。このとき、制御部５０は、導糸管１４にボビン３０が接触しないよう、導糸管駆動部５３とボビン駆動部５５の駆動タイミングを調整する。
【0049】
また、ボビン駆動部５５は、ボビン台座３１を上方に移動させる。これにより、ボビン装着部３２に装着されているボビン３０と、ボビン台座３１に取り付けられている糸ほぐし部材３３が、共に上方に移動する。その際、糸ほぐし部材３３の上端部は、ケーク２４の巻き終わり側の端部２４ｂに接触する。そうすると、糸ほぐし部材３３が接触した箇所では、ケーク２４を形成している糸がほぐれるとともに、ほぐれた糸がポット１５の内壁２７から離れてボビン３０に巻き付く。これにより、ほぐれた糸を巻き返し起点として、ポット１５からボビン３０への糸の巻き返しが開始される。
【0050】
その後、ケーク２４を形成しているすべての糸がボビン３０に巻き返されると、制御部５０は、ボビン駆動部５５の駆動により、ボビン台座３１を下方に移動させる。これにより、ボビン３０と糸ほぐし部材３３が共に下方に移動し、巻き返しステップＳ３が終了となる。その後は、巻き返し済みのボビン３０がボビン装着部３２から取り外され、空のボビン３０がボビン装着部３２に装着された後、上記同様の動作が行われる。
【0051】
＜導糸管への糸の巻き付きについて＞
次に、ケークの形成中に起こりうる導糸管への糸の巻き付きについて説明する。
まず、ケーク２４の形成中に何らかの理由によって導糸管１４の外周面に糸１８が接触すると、それをきっかけに導糸管１４に糸１８が巻き付き始めることがある。そうすると、図８に示すように、それまでケーク２４を形成していた糸１８が、ポット１５の回転によって導糸管１４に巻き付く。このため、巻き返しステップＳ３で導糸管１４を上方に退避させるときに、図９に示すように、導糸管１４に巻き付いた糸１８がポット１５に接触し、これによって導糸管１４が曲がってしまうなどの部品の破損を招くおそれがある。
次に、ケークの形成中に起こりうる導糸管への糸の巻き付きについて説明する。
まず、ケーク２４の形成中に何らかの理由によって導糸管１４の外周面に糸１８が接触すると、それをきっかけに導糸管１４に糸１８が巻き付き始めることがある。そうすると、図８に示すように、それまでケーク２４を形成していた糸１８が、ポット１５の回転によって導糸管１４に巻き付く。このため、巻き返しステップＳ３で導糸管１４を上方に退避させるときに、図９に示すように、導糸管１４に巻き付いた糸１８がポット１５に接触し、これによって導糸管１４が曲がってしまうなどの部品の破損を招くおそれがある。
【0052】
導糸管１４への糸１８の巻き付きは、ローラ巻き上げ現象や糸詰まり現象が発生した場合に起こりやすい。ローラ巻き上げ現象は、フロントローラ対２３によって糸１８が巻き上げられる現象である。糸詰まり現象は、吸篠管１２に糸１８が詰まる現象である。以下、各々の現象について説明する。
【0053】
（ローラ巻き上げ現象）
ドラフト装置１０のフロントローラ対２３は吸篠管１２に向けて糸１８を送り出すように回転している。その際、フロントローラ対２３のローラ表面に突起があると、この突起に糸１８が引っ掛かり、そのローラによって図１０に示すように糸１８が巻き上げられることがある。これにより、導糸管１４内の糸１８は通常の方向とは逆方向に引き戻される。そうすると、導糸管１４内の糸１８が、それまでケーク２４を形成していた別層の糸１８ａを巻き込みながら上方に移動する。その結果、別層の糸１８ａが導糸管１４の外周面に接触し、これをきっかけに導糸管１４に糸１８が巻き付くことがある。
ドラフト装置１０のフロントローラ対２３は吸篠管１２に向けて糸１８を送り出すように回転している。その際、フロントローラ対２３のローラ表面に突起があると、この突起に糸１８が引っ掛かり、そのローラによって図１０に示すように糸１８が巻き上げられることがある。これにより、導糸管１４内の糸１８は通常の方向とは逆方向に引き戻される。そうすると、導糸管１４内の糸１８が、それまでケーク２４を形成していた別層の糸１８ａを巻き込みながら上方に移動する。その結果、別層の糸１８ａが導糸管１４の外周面に接触し、これをきっかけに導糸管１４に糸１８が巻き付くことがある。
【0054】
なお、フロントローラ対２３のローラ表面に形成される突起は、たとえば、粘着性物質の付着によるものである。ドラフト装置１０に供給される糸材料には粘着性物質が混ぜられており、フロントローラ対２３の間を糸１８が通過するときに、この粘着性物質がローラ表面に付着して突起を形成することがある。
【0055】
（糸詰まり現象）
ドラフト装置１０から供給される糸１８は所定の細さに引き伸ばされる。ただし、図１１に示すように、糸１８の一部に他の部分よりも太い部分１８ｂが存在すると、その太い部分１８ｂが吸篠管１２に引っ掛かって糸詰まりを起こすことがある。糸詰まりが発生すると、吸篠管１２から導糸管１４に糸１８が送られなくなる。このため、吸篠管１２よりも下流側に停滞する糸１８には、ポット１５の回転によって過剰な撚りが加えられる。これにより、吸篠管１２よりも下流側では過剰な撚りによって糸１８が縮むため、糸排出口１４ｂを通して導糸管１４内に糸１８が引き込まれる。そうすると、導糸管１４内の糸１８は、それまでケーク２４を形成していた別層の糸１８を巻き込みながら縮む。その結果、別層の糸１８が導糸管１４の外周面に接触し、これをきっかけに導糸管１４に糸１８が巻き付くことがある。
ドラフト装置１０から供給される糸１８は所定の細さに引き伸ばされる。ただし、図１１に示すように、糸１８の一部に他の部分よりも太い部分１８ｂが存在すると、その太い部分１８ｂが吸篠管１２に引っ掛かって糸詰まりを起こすことがある。糸詰まりが発生すると、吸篠管１２から導糸管１４に糸１８が送られなくなる。このため、吸篠管１２よりも下流側に停滞する糸１８には、ポット１５の回転によって過剰な撚りが加えられる。これにより、吸篠管１２よりも下流側では過剰な撚りによって糸１８が縮むため、糸排出口１４ｂを通して導糸管１４内に糸１８が引き込まれる。そうすると、導糸管１４内の糸１８は、それまでケーク２４を形成していた別層の糸１８を巻き込みながら縮む。その結果、別層の糸１８が導糸管１４の外周面に接触し、これをきっかけに導糸管１４に糸１８が巻き付くことがある。
【0056】
＜導糸管への糸の巻き付きを抑制するための動作＞
本発明の実施形態に係るポット精紡機１は、以下のような動作により、導糸管１４への糸１８の巻き付きを抑制する。
本発明の実施形態に係るポット精紡機１は、以下のような動作により、導糸管１４への糸１８の巻き付きを抑制する。
【0057】
まず、制御部５０は、少なくともケーク２４の形成を開始してから終了するまでの間、吸篠管１２に吸い込まれる糸１８の挙動が正常であるか異常であるかを、検知センサ１１の出力信号に基づいて判断する。このとき、吸篠管１２に吸い込まれる糸１８がバルーニングしていると、検知センサ１１の出力信号は、ＨｉレベルとＬｏｗレベルを交互に繰り返す所定周期のパルス信号となる。このため、検知センサ１１が所定周期のパルス信号を出力している間は、検知センサ１１が糸のバルーニングを検知していることになる。
【0058】
これに対し、前述したようにフロントローラ対２３によって糸１８が巻き上げられると、フロントローラ対２３と吸篠管１２との間で糸１８が斜めに傾く（図１０参照）。また、糸１８が斜めに傾くと、吸篠管１２の縁に糸１８が接触するため、吸篠管１２の上流側で糸１８がバルーニングしなくなる。具体的には、図１２に示すように、糸１８は、検知センサ１１のセンサ光軸Ｈから大きく外れた、バルーニングの軌道Ｃよりも外側の位置に寄せられる。このため、発光器１１ａから発光された光のほとんどが糸１８で遮られることなく受光器１１ｂに到達し、受光器１１ｂの受光量が多くなる。したがって、検知センサ１１の出力信号は、図１３に示すように、Ｈｉ側でレベルが一定の信号となる。
【0059】
また、吸篠管１２で糸詰まりが発生した場合は、図１４に示すように、検知センサ１１のセンサ光軸Ｈが糸の太い部分１８ｂで遮られるとともに、吸篠管１２の上流側で糸１８がバルーニングしなくなる。このため、発光器１１ａから発光された光の多くが糸の太い部分１８ｂで遮られ、受光器１１ｂの受光量が少なくなる。したがって、検知センサ１１の出力信号は、図１５に示すように、Ｌｏｗ側でレベルが一定の信号となる。
【0060】
制御部５０は、検知センサ１１が所定周期のパルス信号（図６）を出力している場合は、吸篠管１２の上流側で糸がバルーニングしている、すなわち糸の挙動は正常であると判断する。また、制御部５０は、検知センサ１１が一定レベルの信号（図１３または図１５）を出力している場合は、吸篠管１２の上流側で糸がバルーニングしていない、すなわち糸の挙動が異常であると判断する。糸の挙動が正常であるか異常であるかを判別する具体的な手法としては、たとえば以下のような手法が考えられる。
【0061】
まず、ケーク２４の形成中はポット１５が高速で回転する。また、吸篠管１２の上流側ではポット１５の回転に従って糸１８が高速で旋回し、これによって糸１８がバルーンを形成する。このため、糸１８がバルーニングしている場合は、検知センサ１１が非常に短い周期のパルス信号を出力する。このため、制御部５０においては、たとえば、検知センサ１１が出力するパルス信号のパルス数を所定の時間ごとにカウントし、該カウントしたパルス数が予め設定された閾値以上であれば糸の挙動が正常であると判断し、閾値未満であれば異常であると判断する。
【0062】
制御部５０は、糸の挙動が異常であると判断すると、直ちに切断機構１３を駆動すべく、カッター駆動部５２にカッター駆動信号を出力する。これにより、アクチュエータ部１３２の作動によって切断刃１３１がＡ方向に素早く移動し、糸経路Ｊに存在する糸１８を切断刃１３１の刃先１３１ａで切断する。このように切断機構１３で糸１８を切断すると、切断時に導糸管１４内に存在していた糸１８は、導糸管１４の糸排出口１４ｂから排出され、ポット１５の内壁２７に巻き付けられる。このため、特殊な構造のボビンや係止手段を用いることなく、導糸管１４への糸１８の巻き付きを抑制し、部品の破損を避けることができる。また、導糸管１４への糸１８の巻き付きが起こると、その後の復旧処理で導糸管１４から糸１８を取り除く必要があるが、本実施形態によれば、そうした復旧処理が不要となるためポット精紡の生産性を向上させることができる。
【0063】
なお、ローラ巻き上げ現象に起因した導糸管１４への糸１８の巻き付きを抑制する場合は、切断機構１３による糸の切断位置は、ドラフト装置１０からポット１５の内壁２７に至る糸経路の途中であれば、いずれの位置に設定してもよい。これに対し、糸詰まり現象に起因した導糸管１４への糸１８の巻き付きを抑制する場合は、吸篠管１２に詰まった糸１８の太い部分１８ｂよりも下方で糸１８を切断する必要がある。このため、切断機構１３による糸の切断位置は、ドラフト装置１０からポット１５の内壁２７に至る糸経路の途中で、吸篠管１２よりも下流側の位置に設定する必要がある。
【0064】
また、ケーク２４の形成中に切断機構１３を駆動して糸１８を切断した場合は、バックローラ対２１およびミドルローラ対２２の回転停止によって糸切りを行う場合に比べて、巻き終わり側の糸端の位置が上方にずれる。その場合は、巻き返しステップＳ３でボビン駆動部５５を駆動する前に、巻き終わり側の糸端の位置に合わせて糸ほぐし部材３３の高さを変更し、その後で、ボビン駆動部５５の駆動によりボビン台座３１を上昇させる。これにより、ケーク２４の形成中に切断機構１３を駆動した場合でも、それまでに形成したケーク２４の糸端に糸ほぐし部材３３を接触させ、ポット１５からボビン３０に糸を巻き返すことができる。
【0065】
＜他の実施形態＞
図１６は、本発明の他の実施形態に係るポット精紡機の構成例を示す概略図である。
図示したポット精紡機１は、前述した実施形態と比較して、切断機構１３の構成が異なり、他の構成は同じである。切断機構１３は、カッター１３５と、導糸管落下機構１３６と、を備えている。
図１６は、本発明の他の実施形態に係るポット精紡機の構成例を示す概略図である。
図示したポット精紡機１は、前述した実施形態と比較して、切断機構１３の構成が異なり、他の構成は同じである。切断機構１３は、カッター１３５と、導糸管落下機構１３６と、を備えている。
【0066】
カッター１３５は、糸排出口１４ｂの近傍で導糸管１４に取り付けられている。カッター１３５は、円盤状に形成されている。カッター１３５の外周部には全周にわたって刃１３５ａが形成されている。カッター１３５の刃１３５ａは、導糸管１４の中心軸方向から見て円形に形成されている。また、カッター１３５の刃１３５ａは、糸１８を切断できるように鋭利に形成されている。カッター１３５は、たとえば、超硬合金などの金属材料によって構成することができる。
【0067】
導糸管落下機構１３６は、導糸管１４を落下させるためのもので、導糸管１４を把持する開閉式のチャック部１３６ａを有する。チャック部１３６ａは、閉じ状態で導糸管１４を把持し、開き状態で導糸管１４を解放する。チャック部１３６ａの開閉状態は、前述した制御部５０によって制御される。導糸管落下機構１３６は、導糸管駆動部５３の駆動によって導糸管１４と一体に上下方向に移動する。また、導糸管落下機構１３６のチャック部１３６ａは、前述したカッター駆動部５２の駆動により開閉動作する。そして、カッター駆動部５２の駆動によりチャック部１３６ａが開くと、その瞬間に導糸管１４は自重で落下する。その際、導糸管１４がポット１５の導糸管挿入口２５から抜け落ちないよう、導糸管１４の上端部には、導糸管挿入口２５との引っ掛かりとなるフランジ部（不図示）が形成されている。
【0068】
本実施形態に係るポット精紡機１において、制御部５０は、検知センサ１１の出力信号を基に糸１８の挙動に異常が発生したと判断すると、カッター駆動部５２にカッター駆動信号を出力する。これにより、カッター駆動部５２の駆動によって導糸管落下機構１３６のチャック部１３６ａが開くため、導糸管１４が落下する。このとき、カッター１３５は導糸管１４と一体に落下する。そうすると、図１７に示すように、カッター１３５に糸１８が接触する。このとき、糸１８はポット１５の回転によってカッター１３５の刃１３５ａに擦られる。このため、導糸管１４の糸排出口１４ｂの近傍において、糸１８をカッター１３５で切断することができる。したがって、前述した実施形態と同様に、特殊な構造のボビンや係止手段を用いることなく、導糸管１４への糸１８の巻き付きを抑制することができる。
【0069】
＜変形例等＞
本発明の技術的範囲は上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の構成要件やその組み合わせによって得られる特定の効果を導き出せる範囲において、種々の変更や改良を加えた形態も含む。
本発明の技術的範囲は上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の構成要件やその組み合わせによって得られる特定の効果を導き出せる範囲において、種々の変更や改良を加えた形態も含む。
【0070】
たとえば、上記実施形態においては、発光器１１ａと受光器１１ｂからなる検知センサ１１を用いて糸の挙動を検知するものとしたが、本発明はこれに限らない。すなわち、吸篠管１２の上流側での糸の挙動として、たとえば、フロントローラ対２３によって糸が巻き上げられているかどうか、あるいは、吸篠管１２で糸詰まりが発生しているかどうかを、図示しない画像センサを用いて検知する構成を採用してもよい。具体的には、フロントローラ対２３のローラ表面の画像を画像センサで撮影し、撮影した画像データに基づいて糸の挙動を検知してもよい。また、吸篠管１２に吸い込まれる糸の画像を画像センサで撮影し、撮影した画像データに基づいて糸の挙動を検知してもよい。その場合、制御部５０は、画像センサで撮影した画像データを取り込んで画像処理し、その画像処理の結果に基づいて、フロントローラ対２３が糸１８を巻き上げている、あるいは、吸篠管１２に糸１８が詰まっていると認識したときに、糸の挙動が異常であると判断すればよい。
【符号の説明】
【0071】
１ ポット精紡機、１０ ドラフト装置、１１ 検知センサ、１２ 吸篠管、１３ 切断機構、１４ 導糸管、１５ ポット、１８ 糸、２４ ケーク、２７ 内壁、５０ 制御部。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】