JP4419248B2 - 糸条張力付与装置および糸条束形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、糸条を長尺状に集束する糸条束集束装置において、集束に最適な糸条張力付与装置および張力付与方法ならびに糸条束形成装置および形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
糸条を長尺状に集束する際の張力制御技術としては、特開平５−６８８５８号公報に記載されているように、糸道にウエイトローラを設置し糸道方向と垂直方向に糸条を引っ張ることにより張力を発生させる重力式ダンサーローラがある。この糸条張力付与装置によると、一定張力を付与しながら、糸余り（不足）量をアキュームすることができる。
【０００３】
また、特開平９−２６３３５８公報記載の糸条張力調整装置によると、ブレーキ機構を備えたローラに糸条を巻きかけることにより、張力を発生させるため、張力設定が容易であり、一定張力を安定して供給するのに適している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような構成を有する糸条張力付与装置において、糸条を長尺の糸条束に低張力で安定して集束するには多くの不具合な点がある。例えば、前者の重力式ダンサーローラにおいては、張力は予め設定したウエイトによってのみ決定されるため、集束中に張力を任意に変化させることができず、更に一定の幅をもって常に張力が変動する。このため、糸条保持バーに巻き付け毎に張力のバラツキが生じ、糸条保持バー間の糸弛み量が一定せず、糸条束品位が著しく低下するという問題点があった。
【０００５】
また、後者のブレーキ機構を備えたローラのトルクを制御する張力付与方式においては、集束張力が集束速度変化に依存するため、急激な速度変化による張力変動と糸挙動を安定させることが困難である。特に、集束速度が一定しない長尺巻きにおいては、安定した張力付与が望めず、糸条束品位の良い集束が得られないという問題点があった。
【０００６】
そこで、本発明者は図４に示すような糸条束形成装置を既に提案している(特願平１０−１０６４５６号)。この糸条束形成装置は、糸条保持バー２a、２ｂの外周を直動アクチュエーター１８a〜１８ｃを用い張力付与部２００を旋回運動させることにより、該糸条保持バー２a、２bに糸条１ａ〜１ｄを巻き付け、更に張力保持手段１１０により、前記糸条１ａ〜１ｄの集束張力を保持する装置となっている。
【０００７】
ここで、張力付与部２００は、２枚１対の張力付与板２１が糸条１ａ〜１ｄを挟み込むように向かい合わせに配置されており、更に該張力付与板２１の互いの内側にはフィルム２２が弾性体２３を介して取り付けられており、該張力付与板２１に取り付けられた直動気２０により、張力付与板２１の間隔を自在に変化させることが可能となっており、これにより、フィルム２２と糸条１ａ〜１ｄの接触圧を変化させて、張力を変化させる機構となっている。
【０００８】
しかしながら、上記糸条束形成装置における張力付与手段は、糸条１ａ〜１ｄへの張力付与をフィルム２２との接触によって行うため、該フィルム２２が摩耗することによる張力の長期安定化が困難であるといった課題があった。
【０００９】
更に、糸条１ａ〜１ｄを挟み込んでいるため、該糸条１ａ〜１ｄが特に膜厚の薄い中空糸の場合、表層部の損傷や糸つぶれを誘発する恐れがあった。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、以上の問題点に鑑み、長尺糸条束形成にあたり、斜行糸・蛇行糸などを生じさせない整った糸条束品位の糸条束を採取するために、最適な張力を長期にわたり安定して糸条に付与することが可能であり、かつ対象糸条が特に膜厚の薄い中空糸などであっても品質を損なわせない張力付与装置および張力付与方法ならびに糸条束形成装置および形成方法を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の糸条張力付与装置および糸条束形成装置は、以下の構成を採用する。すなわち、
・ 間隔をおいて配設された糸条束を形成する糸条を保持する糸条保持バーに糸条を巻き付ける張力を付与する糸条張力付与装置において、前記糸条張力付与装置は、糸道に設けた一対の張力付与ローラにより構成され、前記ローラの一方もしくは双方に可変式トルク制御機構、張力付与ローラ移動手段を備え、前記張力付与ローラ移動手段は設定値以上の張力がかかったときにローラ間距離が自動的に小さくなるダンパー機構および前記ダンパー機構に取り付けられ前記ダンパー機構ごと張力付与ローラを強制駆動させる張力付与ローラ移動用直動機から構成されることを特徴とする糸条張力付与装置。
【００１５】
（２）前記糸条保持バーの外周を糸条巻き付けガイドが旋回し該糸条保持バーに前記糸条を巻き付ける糸条束形成装置において、前記巻き付けガイド部に前記（１）に記載の張力付与装置を備えることを特徴とする糸条束形成装置。
【００１６】
（３）前記糸条を前記間隔をおいて配設された糸条保持バーに巻き上げ時、前記糸条保持バーに前記糸条を押さえ込み、該糸条の巻き付け張力を保持する巻き付け張力保持手段を更に有することを特徴とする前記（２）に記載の糸条束形成装置である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の糸条張力付与装置においては、糸道に設置された一対の張力付与ローラと、該ローラのトルクを制御するための可変式ブレーキ装置と、該ローラの一方もしくは双方にローラ間距離を任意に変化させる張力付与ローラ移動手段を設けている。さらに好ましくは、設定値以上の張力がかかった場合、張力付与ローラ間距離が自動的に変化するダンパー装置と、張力付与ローラ上での他糸条同士の乗り上げを防止するための糸条分割ガイドと、集束中の糸条の張力を測定する張力計を設けている。
【００２０】
ここで、前記一対の張力付与ローラの各々には糸外れを防止するためのつばを設けることが好ましい。さらに、該ローラの前後には、複数糸条を同時に集束する際の糸条同士の絡みを防止する仕切ガイドを設けることがより好ましい。
【００２１】
糸条束形成装置においては、間隔をおいて並設された一対の糸条保持バーと、該糸条保持バー対の外周方向に対し糸条を連続的に巻き付ける様に旋回運動させる搬送機構を有し、該搬送機構には巻き付けガイドが設けられており、更に、該巻き付けガイドには前記糸条張力付与装置が取り付けられている。
【００２２】
ここで、前記一対の糸条保持バーの各々には糸条束の幅を規制するためのガイドが設けられていることが好ましい。
【００２３】
更に、糸条を前記一対の糸条保持バーに巻き上げ時、前記糸条を前記一対の糸条保持バーに押さえ込み、前記糸条の巻き付け張力を保持する巻き付け張力保持手段を設けることが好ましく、更に該巻き付け張力保持手段は、各糸条を個別に押さえ込むことが好ましい。
【００２４】
次に、本発明における張力付与方法は、長尺に糸条束を集束する際に張力並びに糸挙動を安定させる方法であって、一方の糸条保持バーに糸条を巻き付け、もう一方の糸条保持バーに巻き付けるまで常に張力を上昇させ続けるものである。ここで、糸条を糸条保持バーに巻き付けた直後に該糸条を該糸条保持バーに押さえ込み、巻き付け張力を維持することが好ましい。また、糸条束の集束時の張力は糸条保持バーに糸条を押さえ込んだ直後、張力を０．５〜１．５ｇ／単糸に降下させ、もう一方の端部に巻き付ける直前まで張力を徐々に上昇させ、２．０〜１０ｇ／単糸で前記糸条保持バーに巻き付けることがより好ましい。
【００２５】
つまり、本発明の糸条張力付与装置並びに方法によれば、医療用の中空糸等であっても糸条を損傷する恐れがなく、長尺状に集束する上で最も適した張力を長期に渡り安定して付与することができ、更に長尺状の糸条束形成装置に該張力付与手段を用いることにより、安定した品位の糸条束を採取することができるので糸条束の品位、品質及び生産性向上を図ることができる。
【００２６】
次に、本発明の糸条張力付与装置を図面に示す実施例を参照して説明する。図１は、本発明の１実施態様に係る糸条張力付与装置及び糸条を長尺状態に集束する手段の概略図であり、図２は、本発明の１実施態様に係る糸条張力付与装置の構造を示す概略図であり、 図３は図２のＸ−Ｘ矢視図である。
【００２７】
図４は従来の糸条束形成装置を示す図である。
【００２８】
まず、図１を参照すると、糸条保持部１００は、糸条１ａ〜１ｄを保持する一定の間隔で平行に配置された一対の糸条保持バー２ａ、２ｂと、糸条１ａ〜１ｄを束ねた糸条束３の集束幅を規制する糸条束幅規制ガイド４と、糸条１ａ〜１ｄを集束する際、糸条保持バー２ａ、２ｂに巻き付けられる糸条１ａ〜１ｄを随時押さえ込む糸条押さえ部１１０からなる。
【００２９】
ここで、糸条保持バー２ａ、２ｂの断面形状は円、その他の多角形などどのような形状でもよい。また、糸条束幅規制ガイド４の断面形状はいかなるものでもよいが、板状でかつ糸条束３の巻太り最大寸法より５〜１０ｍｍ大きな方が良く、任意の位置で固定できる機構を有するものが好ましい。
【００３０】
次に、糸条押さえ部１１０は糸条保持バー２ａの下側、２ｂの上側にそれぞれ設置され、糸条１ａ〜１ｄを集束する際、糸条保持バー２ａ、２ｂに巻き付けられる糸条１ａ〜１ｄを随時押さえ込み整った糸条束３を形成するための糸条押さえブロック５と、これに直結して上下方向に自在に昇降させる直動機６より構成される。
【００３１】
直動機６はシリンダーや、モーターの回転をベルト、ボールネジ等を利用して直線往復運動に変換する直動アクチュエーター等を用いれば良いが、糸条束３が巻き太っても押圧が一定で且つ巻太りによる押さえ位置変化にも容易に対応できるエアシリンダーが最も好ましい。
【００３２】
糸条押さえブロック５は、軸方向に自在に移動可能な複数のピン７からなり、このピン７は図示しない内蔵されたバネにより一定の力以上で軸方向にスライドする機構となっている。更に、ピン７は糸条束３の糸条１ａ〜１ｄの軸方向から見た際、隙間無く配置されていることが好ましく、その断面形状は円、矩形等どのような形状でも良いが、幅は糸太さと同等〜１／２程度が望ましい。
【００３３】
次に図２、図３を見ると、糸条張力付与装置１２０は、入り口部に糸条案内ローラ８、出口部に糸条巻き付けガイド９を備え、この間に糸条１ａ〜１ｄの張力をコントロールするためのブレーキ装置１０を備えたローラ１１ａ、１１ｂをそれぞれ糸条１ａ〜１ｄの最低巻き付け角１２０度以上で配置し、更にローラ１１ａ、１１ｂのどちらか一方もしくは双方を軸間距離が変化する方向に駆動させることにより、糸条保持部１００をターンする時に生じた糸条１ａ〜１ｄのたるみを吸収させる張力付与ローラ移動用直動機１２並びにスライド式案内ガイド１３と、糸条保持バー２ａ、２ｂに巻き付け時に集束速度に関係無く一定の張力を発生させるため、ローラ１１ａ、１１ｂに設定値以上の張力発生時、張力付与ローラ１１ｂを張力付与ローラ１１ｂの軸方向と垂直方向に駆動させるダンパー機構１４からなる。
【００３４】
ここで、張力付与ローラ１１ｂはブラケット１５を介しダンパー機構１４に取り付けられ、さらにこのダンパー機構１４を張力付与ローラ移動用直動機１２に取り付けることにより、ダンパー機構１４ごと張力付与ローラ１１ｂを強制駆動させる機構とする。
【００３５】
更に、糸条案内ローラ８並びに張力付与ローラ１１ａ、１１ｂは糸外れを防止するため、ツバを設けることが好ましい。また、糸条１ａ〜１ｄを糸条保持部１００に規則的に並べるため、糸条巻き付けガイド９は張力付与部旋回起動と垂直方向の角度αを２〜１０°程度傾けることが好ましい。
【００３６】
なお、ブレーキ装置１０はブレーキ力を無段階にコントロールできることが好ましく、この駆動源は応答性が良く精密な制御の可能な電磁式がより好ましい。
【００３７】
ここで、張力付与装置１２０の張力付与ローラ１１ｂと糸条巻き付けガイド９の間には張力計１６を設けることが好ましく、更に、張力付与装置１２０の入り口並びに出口付近には、張力付与部内の各ローラ上での糸条間の重なりによる張力バラツキや、糸損傷等を防止するため、糸条分割ガイド１７ａ、１７ｂ（仕切りガイド）が配置されていることが好ましい。なお、糸条分割ガイド１７ａ、１７ｂの形状は、板状、円柱状、丸穴などガイド効果があるものであればいかなるものでも良いが、円柱状でかつ糸条との接触によって回転自在となるものが最も好ましい。
【００３８】
更に、張力付与装置１２０は、３次元的に自在に運動させるように組み合わせられた複数の直動アクチュエーター１８ａ、１８ｂ、１８ｃに取り付けられており、糸条保持バー２ａ、２ｂの外周方向を任意の起動での旋回運動並びに糸条保持バー２ａ、２ｂの軸方向へのトラバースが可能となっている。
【００３９】
ここで、直動アクチュエーター１８ａ、１８ｂ、１８ｃは、エアシリンダーや、モーターの回転をボールネジ、ワイヤ、ベルトで直線運動に変換するもの等どのような形式のものでもよいが、位置決め精度が高く、繰り返し走行時の速度が安定しているモーターの回転をボールネジもしくはベルトで直線運動に変換する方式が特に好ましい。この時の駆動源には、ＡＣサーボモーターを用い、エンコーダやリニアスケールを併用することにより、繰り返し位置精度が向上し再現性を高めることが可能であるとともに、巻き付け速度も任意に制御できる。ただし、上記に挙げた駆動方式以外のものでも所定の動作ができるならどのようなものを用いてもよい。
【００４０】
次に、本発明になる糸条束集束装置を用いての糸条束集束方法について説明する。
【００４１】
まず、図示しない給糸部から送られてきた複数の糸条１ａ〜１ｄが糸条分割ガイド１７ａにより単糸条毎に糸条案内ローラ８、ローラ１１ａ、１１ｂの順に案内され、張力計１６により検出した張力値を基にローラ１１ａ、１１ｂに設けられたブレーキ力を適度に調整することにより、糸条１ａ〜１ｄの張力をコントロールする。更に、糸条１ａ〜１ｄを糸条保持バー２ａ、２ｂに巻き付ける直前にローラ１１ａのブレーキ力を最大に働かせローラ１１ａの回転を停止させることにより、ダンパー機構１４を強制的に駆動させ、糸条保持バー２ａ、２ｂ巻き付け時の糸条張力を常に一定化させる。
【００４２】
ここで、糸条張力は一方の糸条保持バー２ａ、２ｂに巻き付けた後、もう一方の糸条保持バー２ａ、２ｂに巻き付ける直前まで１．０〜７．０ｇ／単糸の範囲で任意に設定した張力まで糸条張力を徐々に上昇させ、そして、糸条１ａ〜１ｄを糸条保持バー２ａ、２ｂに巻き付ける直前に、２ｇ〜１０ｇ／単糸の範囲で任意に設定した張力まで糸条張力を上昇・維持し、糸条保持バー２ａ、２ｂに巻き付ける。ここまで、張力はほとんど降下することがないため、糸条１ａ〜１ｄは緊張する方向に作用し続け、糸条１ａ〜１ｄが振動しづらくなり、整った糸条束集束が可能となる。この後、糸条張力が維持されている状態で糸条保持部１００により糸条１ａ〜１ｄを糸条保持バー２ａ、２ｂに押さえ込み、押さえ込んだ後に糸条張力を０．５〜１．５ｇ／単糸の範囲で任意に設定した張力まで糸条張力を降下させる。以上の動作を任意の回数繰り返すことにより、整った長尺状の糸条束３が形成できる。
【００４３】
【実施例】
実施例１
中空糸濾過膜分離器用中空糸の中でも特に膜厚の薄い品種を４糸条用い、図１に示す装置を用い、糸条保持バー２ａ、２ｂの間隔２８１６ｍｍ、糸条集束幅４０ｍｍ、集束時幅方向送りピッチ５ｍｍ、糸条保持バー２ａ、２ｂの巻き付け回数２５回、集束速度０〜２５００ｍｍ／ｓｅｃの条件で糸条束を集束した。ここで、集束時の巻取り張力は３．０±０．３ｇ／単糸とした。巻取り張力を実現するためのダンパー機構１４のエア圧力０．２Ｍｐａ、張力付与ローラ１１ａ、１１ｂの材質はポリアセタール、糸条巻き付けガイド９の材質はテフロンとした。また、糸条保持バー２ａ、２ｂに巻き付けた糸条は押さえ板５で５００ｇの力で押しつけた。
【００４４】
その結果、端部幅４２ｍｍ、高さ５１ｍｍ、中央部幅５５ｍｍ、高さ８５ｍｍ、糸条束全長２８５０ｍｍの整った糸条束を形成することができた。更に、集束した中空糸を検査したが、単糸の扁平によるつぶれや表層キズはなく、糸質は良好であった。
【００４５】
【発明の効果】
本発明の糸条束形成装置では、集束張力並びに糸条巻きつけ軌道を確実に制御でき、再現性・長期安定性が高いので、糸条の蛇行や斜行のない整った高品質の糸条束を集束することができる。更に、低張力で且つ張力発生部はローラ構成のため、中空糸の中でも特に膜厚の薄い品種であっても、損傷することなく集束が可能であり、その生産性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施態様に係る糸条束形成装置の概略図である。
【図２】本発明の一実施態様に係る糸条張力付与装置の概略図である。
【図３】図２のＸ−Ｘ矢視図である。
【図４】従来の糸条束形成装置の概略図である。
【符号の説明】
１ａ〜１ｄ：糸条
２ａ、２ｂ：糸条保持バー
３：糸条束
４：糸条束幅規制ガイド
５：糸条押さえブロック
６：直動機
７：ピン
８：糸条案内ローラ
９：糸条巻き付けガイド
１０：ブレーキ装置
１１ａ、１１ｂ：張力付与ローラ
１２：ローラ移動用直動機
１３：スライド式案内ガイド
１４：ダンパー機構
１５：ブラケット
１６：張力計
１７ａ、１７ｂ：糸条分割（仕切り）ガイド
１８ａ、１８ｂ、１８ｃ：直動アクチュエーター
２１：張力付与板
２２：フィルム
２３：弾性体
１００：糸条保持部
１１０：糸条押さえ部
１２０：糸条張力付与装置
２００：張力付与部

Claims (3)

1. 間隔をおいて配設された糸条束を形成する糸条を保持する糸条保持バーに糸条を巻き付ける張力を付与する糸条張力付与装置において、前記糸条張力付与装置は、糸道に設けた一対の張力付与ローラにより構成され、前記ローラの一方もしくは双方に可変式トルク制御機構、張力付与ローラ移動手段を備え、前記張力付与ローラ移動手段は設定値以上の張力がかかったときにローラ間距離が自動的に小さくなるダンパー機構および前記ダンパー機構に取り付けられ前記ダンパー機構ごと張力付与ローラを強制駆動させる張力付与ローラ移動用直動機から構成されることを特徴とする糸条張力付与装置。
2. 前記糸条保持バーの外周を糸条巻き付けガイドが旋回し該糸条保持バーに前記糸条を巻き付ける糸条束形成装置において、前記巻き付けガイド部に請求項１に記載の張力付与装置を備えることを特徴とする糸条束形成装置。
3. 前記糸条を前記間隔をおいて配設された糸条保持バーに巻き上げ時、前記糸条保持バーに前記糸条を押さえ込み、該糸条の巻き付け張力を保持する巻き付け張力保持手段を更に有することを特徴とする請求項２に記載の糸条束形成装置。

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