JP6461705B2 - 糸切断装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数の糸を切断する糸切断装置に関する。

特許文献１には、紡糸機から紡出された複数の糸を巻取る紡糸巻取機が開示されている。紡糸巻取機は、複数の糸を引取るゴデットローラと、複数の糸をボビンに巻取る巻取装置を有する。さらに、この紡糸巻取機は、複数の糸を切断する糸切断装置を備えている。この糸切断装置は、複数の糸に断糸などの異常が発生した場合に、紡糸機から紡出された複数の糸を切断する第１カッターと、第１カッターによる切断後、紡糸機から紡出され続けている複数の糸を一時的に吸引して保持する吸引装置と、吸引装置の上側に取り付けられるとともに、異常解消後、吸引装置によって保持されている複数の糸をサクションガンに移すために、複数の糸を切断する第２カッターとを有している。

複数の糸は、糸と各カッターとが相対移動することによって、各カッターの刃部に案内されて切断される。より具体的には、第１カッターは吸引装置に取り付けられており、吸引装置が複数の糸に向かって進出するときに、第１カッターも吸引装置と一体的に移動して複数の糸を切断する。また、第２カッターは、吸引装置の退入側において固定的に設けられており、複数の糸を保持した吸引装置が退入するときに、第２カッターが複数の糸を切断する。

特開２０１３−５７１４８号公報

ところで、複数の糸の切断時、第１カッターまたは第２カッターには、複数の糸がまとまった状態で刃に接触する。従って、特許文献１に記載の従来のカッターでは、複数の糸を確実に切断することが難しい場合があった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、複数の糸を切断する際に、各糸をより確実に切断することができる糸切断装置を提供することである。

第１の発明の糸切断装置は、第１刃部を有する第１の刃と、前記第１の刃の下方に重ねて配置され、第２刃部を有する第２の刃とを備え、複数の糸を切断する糸切断装置であって、前記第１の刃と前記第２の刃の重なり方向から見て、前記第１刃部の刃先の稜線と前記第２刃部の刃先の稜線とが交差し、前記第１刃部と前記第２刃部との間には隙間が設けられ、各糸を構成する単糸の太さをｄｍｍ、前記複数の糸の単糸の合計本数をｆ本としたとき、前記第１刃部と前記第２刃部との間の最近接距離が、ｄ×（ｆ）^1/2以上であることを特徴とするものである。

本発明では、第１の刃と第２の刃の重なり方向から見て、第１刃部の刃先の稜線と第２刃部の刃先の稜線とが交差し、第１刃部と第２刃部との間には隙間が設けられている。また、各糸を構成する単糸の太さをｄｍｍ、単糸の総数をｆ本としたとき、第１刃部と第２刃部との間の最近接距離が、ｄ×（ｆ）^1/2以上である。ここで、ｄ×（ｆ）^1/2は、第１刃部と第２刃部との間に押し込まれる際の、束となった複数の糸の太さを表している。つまり、本発明では、第１刃部と第２刃部との間の最近接距離が、束となった複数の糸の太さ以上である。従って、第１刃部と第２刃部の隙間に挟まれることなく、複数の糸を第１刃部と第２刃部の間に通すことができる。これにより、切断するために十分なせん断力が生じる位置まで、複数の糸を確実に押し込むことができるため、それらの糸を確実に切断することができる。また、切断された糸が第１の刃と第２の刃の間に挟まって、次に進入してくる糸の切断の妨げとなることを防止できる。

第２の発明の糸切断装置は、前記第１の発明において、前記第１刃部と前記第２刃部との最近接距離が、１０ｍｍ以下であることを特徴とするものである。

ここで、第１刃部と第２刃部との最近接距離が大きい場合、複数の糸が切断されるに足るせん断力を作用させるためには、第１の刃と第２の刃の奥深くまで複数の糸を押し込む必要がある。この場合、例えば、糸の押し込みのエアシリンダの有効ストロークでは、糸を切断するための十分なせん断力が得られない、または、押し込みの過程で糸が切断される位置に大きなばらつきが生じてしまうなどの問題が生じる。本発明では、第１刃部と第２刃部との最近接距離が、１０ｍｍ以下である。第１刃部と第２刃部との最近接距離がこの範囲内であれば、上述したような問題を防止することができる。

第３の発明の糸切断装置は、前記第１または２の発明において、前記第１の刃は、前記第１刃部に連なる第１基部を有し、前記第２の刃は、前記第２刃部に連なる第２基部を有し、前記第１の刃と前記第２の刃の重なり方向において、前記第１基部と前記第２基部との間に隙間が設けられていることを特徴とするものである。

本発明では、第１の刃と第２の刃の重なり方向において、第１の刃の第１基部と第２の刃の第２基部との間にも隙間が設けられている。これにより、糸が第１刃部と第２刃部との間に挟まって詰まり、次に刃部に進入してくる糸の切断の妨げになることを防止できる。

第４の発明の糸切断装置は、前記第１〜３の何れかの発明において、前記第１の刃は、前記第１刃部のうちの前記稜線が形成された部分の少なくとも下面に形成された第１の面と、前記稜線と反対側において前記第１の面と連なる第２の面とを有し、前記第１の面と、前記第１の刃の前記稜線を通り、且つ、前記第１の刃が延びる延在面とがなす角度が、前記第２の面と、前記第１の刃の前記稜線を通り、且つ、前記第１の刃が延びる延在面とがなす角度よりも大きい２段刃になっており、前記第２の刃は、前記第２刃部のうちの前記稜線が形成された部分の少なくとも上面に形成された第３の面と、前記稜線と反対側において前記第３の面と連なる第４の面とを有し、前記第３の面と、前記第２の刃の前記稜線を通り、且つ、前記第２の刃が延びる延在面とがなす角度が、前記第４の面と、前記第２の刃の前記稜線を通り、且つ、前記第２の刃が延びる延在面とがなす角度よりも大きい２段刃になっていることを特徴とするものである。

本発明では、第１の刃において、第１刃部の稜線が形成された部分の下面に形成された第１の面と、第１の刃の稜線を通り、第１の刃が延びる延在面とがなす角度が、第１の面に連なる第２の面と、前記延在面とがなす角度よりも大きくなっている。即ち、第１の刃は、前記延在面に対する傾斜角度が異なる２つの面を有する、いわゆる２段刃になっている。また、第２の刃においても、第２刃部の稜線が形成された部分の上面に形成された第３の面と、第２の刃の稜線を通り、第２の刃が延びる延在面とがなす角度が、第３の面に連なる第４の面と、前記延在面とがなす角度よりも大きくなっている。即ち、第２の刃も２段刃になっている。従って、第１刃部の稜線、または、第２刃部の稜線で切断された糸は、第１刃部の第１の面に連なる第２の面、又は、第２刃部の第３の面に連なる第４の面において離れやすくなる。これにより、切断された糸が、次に刃部に進入してくる糸の切断の妨げになることを防止できる。

第５の発明の糸切断装置は、前記第１〜４の何れかの発明において、前記第１の刃は、前記第１刃部のうちの前記稜線が形成された部分の少なくとも下面に形成された第１の面と、前記稜線と反対側において前記第１の面と連なる第２の面とを有し、前記第２の面は、前記第１の面よりも表面粗度が粗く、前記第２の刃は、前記第２刃部のうちの前記稜線が形成された部分の少なくとも上面に形成された第３の面と、前記稜線と反対側において前記第３の面と連なる第４の面とを有し、前記第４の面は、前記第３の面よりも表面粗度が粗いことを特徴とするものである。

本発明では、第１刃部の、稜線と反対側に位置する第２の面の表面粗度が、稜線側の第１の面の表面粗度よりも粗い。また、第２刃部の、稜線と反対側に位置する第４の面の表面粗度が、稜線側の第３の面の表面粗度よりも粗い。従って、第１刃部の稜線、または、第２刃部の稜線で切断された糸は、第１刃部の第１の面に連なる第２の面、又は、第２刃部の第３の面に連なる第４の面においてスムーズに移動しやすくなり、第１刃部又は第２刃部から糸が離れやすくなる。これにより、切断された糸が、次に刃部に進入してくる糸の切断の妨げになることを防止できる。

第６の発明の糸切断装置は、前記第１〜５の何れかの発明において、前記第１刃部および前記第２刃部の刃角が、１５度以上３０度以下であることを特徴とするものである。

ここで、第１刃部および第２刃部の刃角が大きい場合、せん断力が小さくなるため、糸を確実に切断することができない。また、第１刃部および第２刃部の刃角が小さい場合、刃が薄いため、破損しやすい。本発明では、第１刃部および第２刃部の刃角が、１５度以上３０度以下である。この範囲によれば、上述した問題を防止することができる。

第７の発明の糸切断装置は、前記第１〜６の何れかの発明において、前記複数の糸を吸引する吸引部と、前記吸引部と前記第１の刃及び前記第２の刃とを前記複数の糸と交差する方向に相対移動させる駆動部とを有し、前記吸引部に前記複数の糸がまとめて吸引されている状態で、前記駆動部により前記吸引部と前記第１の刃及び前記第２の刃とを相対移動させて、前記第１刃部と前記第２刃部により前記複数の糸を切断することを特徴とするものである。

本発明では、吸引部に複数の糸がまとめて吸引されている状態で、駆動部により吸引部と第１の刃及び第２の刃とを相対移動させて、第１刃部と第２刃部により複数の糸を切断する。従って、吸引部によって吸引されてまとまった複数の糸が、第１刃部と第２刃部の交差部に連続的に送られる場合であっても、糸を次々に切断していくことができる。

本実施形態に係る紡糸巻取機の概略側面図である。 本実施形態に係る紡糸巻取機の概略正面図である。 糸切断装置および糸規制ガイドの断面図である。 第２カッターの下面図である。 図４のＸ−Ｘ断面図である。 第１刃部と第２刃部との間の隙間に押し込められた糸を示す図である。 図６のＹ−Ｙ断面図である。 各糸を構成する単糸の数が１６本である４本の糸について、全ての糸の断面形態を模式的に示した図である。 糸切断装置による糸の切断前の状態を示す図である。 第１カッターによる糸切断動作を示す図である。 吸引装置による吸引動作を示す図である。 第２カッターによる糸切断動作を示す図である。 実施例及び比較例の条件及び糸切断結果を示す表である。 第１の刃および第２の刃の変形例を示す図である。 第１の刃および第２の刃の変形例を示す図である。 第１の刃および第２の刃の変形例を示す図である。 第１の刃および第２の刃の変形例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。

本実施形態は、紡糸引取機１に本発明を適用した一例である。紡糸引取機１は、図１、図２に示すように、紡糸機２から紡出された複数の糸１０を引取る第１ゴデットローラ１１および第２ゴデットローラ１２と、第１ゴデットローラ１１の上方に配置された糸切断装置３０と、引取られた複数の糸１０を複数のボビンＢに巻き取る糸巻取機３とを有する。以下では、図１に示す前後を前後方向と定義する。すなわち、後述するボビンホルダ７の先端側は、オペレータが紡糸引取機１を操作する側であって、これを前方とする。また、前方からの視点にて左右方向を定義する。以下、上記の方向語を適宜使用して説明する。なお、図２では、図１では示されている強度部材２９の記載を省略している。

紡糸機２から紡出された複数の糸１０は、図１、図２に示すように、第１ゴデットローラ１１および第２ゴデットローラ１２によって引取られる。複数の糸１０は、図２に示すように、左右方向に配列されている。その後、複数の糸１０は、第２ゴデットローラ１２の下方に設けられた糸巻取機３に送られる。

第１ゴデットローラ１１は、図１に示すように、紡糸機２の直下に配置されている。第１ゴデットローラ１１は、ローラ昇降機構４の長手方向一端部（図中前方側）に設置されている。ローラ昇降機構４は、その長手方向一端部（図中前方側）が下、他端部（図中後方側）が上となるように、前後方向に対して斜めに配置されている。ローラ昇降機構４によって、第１ゴデットローラ１１は、その軸芯がボビンホルダ７の軸芯と直交して、回転可能に支持されている。ローラ昇降機構４は、その長さ方向他端部（図中後方側）で、強度部材２９によって支持されている。

また、第１ゴデットローラ１１のすぐ上方には、糸規制ガイド１６が設けられている。糸規制ガイド１６は、図３に示すように、複数の糸１０の配列方向に並んだ複数のガイドピース１６ａを有し、櫛歯状となっている。紡糸機２から送られた複数の糸１０は、この複数のガイドピース１６ａの間にそれぞれ通される。これにより、第１ゴデットローラ１１に巻き掛けられる複数の糸１０の間隔が規定される。また、糸１０の走行が安定するとともに、左右方向に配列された複数の糸１０の、左右方向への移動が規制される。

糸切断装置３０は、図１、図２に示すように、糸規制ガイド１６の糸走行方向におけるすぐ上流側において、複数の糸１０の糸道よりも左側に配置されている。糸切断装置３０は、図３に示すように、その基体となるホルダ３１と、吸引装置３４と、第１カッター３２と、第２カッター３３と、サクションガン３８（図１１、図１２参照）を位置決めする位置決め部３７などを備えている。

吸引装置３４は、図１０に示すように、第１カッター３２によって切断された複数の糸１０を吸引するためのものである。吸引装置３４は、図３に示すように、筒部材５７（本発明の吸引部に相当）と、エアシリンダ（不図示）などを有している。筒部材５７の右側端部は、ホルダ３１の開口部３１ａから突出している。筒部材５７には、図２に示す吸引源７１が接続されており、筒部材５７の右側先端部には、切断された複数の糸１０を吸引する吸引力が発生する。筒部材５７は、吸引源７１と電磁バルブ（不図示）を介して接続されている。エアシリンダ（不図示）は、ホルダ３１内に設けられている。また、エアシリンダにはシリンダロッド（不図示）が取り付けられている。シリンダロッドは、筒部材５７に接続されている。図２に示す駆動装置７０によってエアシリンダを駆動し、シリンダロッドを進退させることによって、筒部材５７は、複数の糸１０の配列方向（左右方向）に進退する。

第１カッター３２は、図１０に示すように、筒部材５７が右側に移動する際、糸規制ガイド１６の上方で複数の糸１０を、１本ずつ切断するためのものである。第１カッター３２は、図３に示すように、第１カッター保持部材３５を介して、筒部材５７の右側先端部の下部に取り付けられている。これにより、第１カッター３２は、筒部材５７が右側に移動することによって、それとともに複数の糸１０側に移動する。第１カッター３２は、後述する第１の刃４７および第２の刃４８の先端が上側となるように、水平方向に対して斜めに配置されている。

第２カッター３３は、図１２に示すように、吸引装置３４によって吸引され、束となった複数の糸１０を切断するためのものである。第２カッター３３は、図３に示すように、吸引装置３４の上方に配置されている。第２カッター３３は、第２カッター保持部材３６を介して、ホルダ３１の上端右側端部に取り付けられている。第２カッター３３は、後述する第１の刃３９および第２の刃４２の先端が上側となるように、水平方向に対して斜めに配置されている。なお、第２カッター３３の詳細な説明については後述する。

位置決め部３７は、図１２に示すように、第２カッター３３によって切断された複数の糸１０を吸引可能な位置に、サクションガン３８を位置決めするためのものである。具体的には、位置決め部３７は、第２カッター３３の近傍であって、第２カッター保持部材３６の上側に配置されている。断面が円筒形状のサクションガン３８を載置しやすく、また、サクションガン３８の位置がずれにくくなるように、位置決め部３７の形状は半円形の凹形状である。

第２ゴデットローラ１２は、図１に示すように、その軸芯がボビンホルダ７の軸芯と直交して配置されている。第２ゴデットローラ１２は、第１ゴデットローラ１１の後方、且つ、上方に配置されている。第２ゴデットローラ１２は、図１、図２の鎖線で示す下側位置と、図１、図２の実線で示す上側位置との間で移動可能となっている。

また、第２ゴデットローラ１２のすぐ前斜め下側には、上述した糸規制ガイド１６と同様の糸規制ガイド１４が設けられている。糸規制ガイド１４は、第２ゴデットローラ１２とともに昇降する。第１ゴデットローラ１１から送られた複数の糸１０は、糸規制ガイド１４の複数のガイドピース（不図示）間にそれぞれ通される。

次に、糸巻取機３について説明する。糸巻取機３は、図１、図２に示すように、第２ゴデットローラ１２から送られた複数の糸１０がそれぞれ分配される複数の糸振支点ガイド１３と、複数の糸振支点ガイド１３によって分配された糸１０をそれぞれ綾振る複数のトラバースガイド８と、複数のボビンＢが軸芯に沿って直列に装着される２本のボビンホルダ７と、ボビンホルダ７の一端が支持される円盤状のターレット６と、ターレット６を回転可能に支持する本体フレーム５と、本体フレーム５に対して上下方向に移動可能であり、ボビンホルダ７に装着されたボビンＢに対して離接するコンタクトローラ９などを有している。

複数の糸振支点ガイド１３は、ガイド部材２３に移動可能に装着されている。ガイド部材２３は、その長さ方向がボビンホルダ７の軸心方向に対して平行になるように配置されている。ガイド部材２３は、その下側に取り付けられた支持部材１７によって、本体フレーム５に取り付けられている。

第２ゴデットローラ１２から送られた複数の糸１０は、ボビンＢの軸方向に往復移動可能なトラバースガイド８によって、複数の糸振支点ガイド１３を支点としてボビンＢの軸方向にそれぞれ綾振りされる。ボビンホルダ７に装着された複数のボビンＢを回転させ、回転する複数のボビンＢにそれぞれ糸１０を巻き取り、パッケージＰを形成する。また、コンタクトローラ９は、ボビンＢへの糸巻き取り時に、パッケージＰに所定の接圧を付与しながら回転し、パッケージＰの形状を整える。

次に、紡糸引取機１の電気的構成について説明する。紡糸引取機１の動作を制御する制御装置１５は、第１ゴデットローラ１１、第２ゴデットローラ１２を駆動するモータ（不図示）、ローラ昇降機構４のモータ（不図示）を制御する。これにより、第１ゴデットローラ１１、第２ゴデットローラ１２が駆動される。制御装置１５は、吸引装置３４に設けられた電磁バルブ（不図示）を制御する。これにより、電磁バルブは、開閉駆動される。また、制御装置１５は、駆動装置７０を制御する。これにより、上述した吸引装置３４のエアシリンダが駆動され、エアシリンダに取り付けられたシリンダロッドが進退することによって、それに接続された筒部材５７が左右方向に進退する。また、制御装置１５は、糸巻取機３の制御部２４に信号を送る。制御部２４は、糸巻取機３に設けられたターレット６、トラバースガイド８、ボビンホルダ７等を制御する。

次に、上述した吸引装置３４の第２カッター３３の詳細について説明する。第２カッター３３は、図３、図４に示すように、第１の刃３９と、第２の刃４２と、案内部材４５と、刃保持部材４６とを備えている。

図４、図５に示すように、第１の刃３９は、その先端部である第１刃部４１と、第１刃部４１に連なる第１基部５５からなる。また、第２の刃４２は、その先端部である第２刃部４４と、第２刃部４４に連なる第２基部５６からなる。

第１の刃３９と第２の刃４２とは、図４、図５に示すように、第１の刃３９が上側、第２の刃４２が下側になるように、第１基部５５と第２基部５６とが重なった状態で配置されている。糸１０の走行方向から見て、第１の刃３９の刃先の稜線３９ａと第２の刃４２の刃先の稜線４２ａとは、それらの途中部において交差する。また、第１の刃３９は、第１刃部４１の刃角θ１が１５度以上３０度未満である。第２の刃４２は、第２刃部４４の刃角θ２が１５度以上３０度未満である。本実施形態では、第１の刃３９の刃角θ１と第２の刃４２の刃角θ２は等しくなっている。第１の刃３９の第１刃部４１と、第２の刃４２の第２刃部４４との間には、隙間Ｓが設けられている。即ち、第１刃部４１の下面の一部と第２刃部４４の上面の一部とが、隙間Ｓをあけて対向している。

複数の糸５０を切断する際に、複数の糸１０は、図６、図７に示すように、第１刃部４１と第２刃部４４との間の隙間Ｓに押し込まれる。この隙間Ｓの最小値、すなわち、第１刃部４１と第２刃部４４との最近接距離Ｄは、下式の範囲である。ｄ×（ｆ）^1/2≦Ｄ≦１０ｍｍ・・・(1)

(1)式の下限の導出方法について詳細に説明する。図８に示すように、各糸５０を構成する単糸５０ａの太さが０．０１ｍｍ、各糸５０を構成する単糸５０ａの数が１６本である４本の糸５０が、第１刃部４１と第２刃部４４との隙間Ｓに押し込まれる場合を考える。

４本の糸５０は、第１刃部４１と第２刃部４４との隙間Ｓに押し込まれる際、図８に示すように、束となって互いに密着し、押し込まれていく。このときの糸束の断面をひし形として近似する。ここで、糸束は、その太さが細い方向、すなわち、ひし形の短対角線が、上記最近接距離Ｄの方向とほぼ平行となった状態で、第１刃部４２と第２刃部４４との間を通るように押し込まれていく。図８から分かるように、合計６４本の単糸５０ａがひし型に整列した場合、上記短対角線には８本の単糸５０ａが並ぶ。上記断面の短対角線の長さｄｎは、単糸５０ａの太さが０．０１ｍｍであるから、０．０１（ｍｍ）×８（本）＝０．０８（ｍｍ）となる。

ここで、短対角線に並んだ単糸５０ａの数（８本）は、４本の糸５０を構成する単糸５０ａの合計本数（６４本）を用いて、（６４）^1/2として表すことができる。従って、上述した束になった４本の糸５０の断面の短対角線の長さｄｎ（０．０８ｍｍ）は、単糸５０ａの太さ（０．０１ｍｍ）と４本の糸５０を構成する単糸５０ａの合計本数（６４本）を用いて、０．０１×（６４）^1/2として表すことができる。

なお、同時に押し込まれる糸の本数、および、各糸を構成する単糸の本数が変化しても、複数の糸は、互いに密着し、その断面が略ひし形となった状態で第１刃部４１と第２刃部４４の隙間Ｓに押し込まれていく。つまり、押し込まれる糸の本数、および、各糸を構成する単糸の本数がどのような場合であっても、上述した場合と同様に、その断面形状をひし形として近似することができる。

以上より、第１刃部４２と第２刃部４４の間に押し込まれる際の、束となった複数の糸の太さを、ひし形の短対角線の距離と定義すると、各糸を構成する単糸の太さ（ｄ）、束になって隙間Ｓに押し込まれる複数の糸を構成する単糸の合計本数（ｆ）を用いて、第１刃部４２と第２刃部４４の間に押し込まれる際の、束となった複数の糸の太さ≒ｄ×（ｆ）^1/2として表すことができる。

つまり、(1)式の範囲によれば、第１刃部４１と第２刃部４４との間の最近接距離Ｄが、束となった複数の糸１０の太さ以上である。従って、(1)式の範囲によれば、図６、図７に示すように、第１刃部４１と第２刃部４４の隙間Ｓに挟まれることなく、複数の糸１０を第１刃部４１と第２刃部４４の間に通すことができる。

案内部材４５は、図４に示すように、第１の刃３９の図４紙面奥側に重ねて配置されている。案内部材４５は、糸１０を、第１の刃３９および第２の刃４２に形成された第１刃部４１と第２刃部４４とが交差する交差部Ｃに案内するためのものである。案内部材４５は、複数の糸１０を第１の刃３９と第２の刃４２とが交差する交差部Ｃに案内するように、略Ｖ字形状に形成されている。案内部材４５と第１の刃３９と第２の刃４２は、刃保持部材４６によって保持されている。

尚、第１カッター３２は、図３に示すように、第１の刃４７と、第２の刃４８と、案内部材５１と、刃保持部材４９とを備えている。なお、本実施形態では、第１カッター３２は、第２カッター３３と同様の構成であるため、詳細な説明は割愛する。

次に、糸切断装置３０による動作について、図９〜図１２を用いて説明する。なお、糸巻取装置３による糸１０の巻き取り中は、吸引装置３４は、吸引源７１との接続が電磁バルブ（不図示）により遮断されて駆動しない。また、筒部材５７は、ホルダ３１側に後退した位置に配置されており、その右側端部と第１カッター３２も、巻取られる複数の糸１０よりもホルダ３１側に退避している。

図９に示すように、例えば、巻き取り中の複数の糸１０が切断されるなどの異常が発生すると、制御装置１５は、センサー（不図示）により、糸切れを検出し自動的に糸切断装置３０を作動させる。若しくは、オペレータが糸切断装置３０を作動させる。糸切断装置３０は、電磁バルブ（不図示）が開放され、筒部材５７が吸引源７１に接続されることにより、吸引を開始する。なお、図９の筒部材５７内の矢印は、吸引方向を示している。

図１０に示すように、エアシリンダが駆動されることによって、エアシリンダのシリンダロッドが伸び、それに接続された筒部材５７が右側に突出する。それに伴って、筒部材５７の右側端部に取り付けられた第１カッター３２も右側に移動する。これにより、筒部材５７の右側端部と第１カッター３２の第１の刃４７および第２の刃４８が、複数の糸１０の配列方向に沿って右側に移動する。これにより、複数の糸１０は、第１カッター３２の交差部に導かれることによって糸１０が１本ずつ順に切断されるとともに、吸引装置３４によって吸引される。なお、図１０の矢印は、筒部材５７の移動方向を示している。

先に詳細に説明した第２カッター３３と同様に、第１カッター３２においては、複数の糸１０の走行方向から見て、第１の刃４７に設けられた第１刃部の刃先の稜線と、第２の刃４８に設けられた第２刃部の刃先の稜線とが交差し、第１刃部と第２刃部との間には隙間が設けられている。従って、第１刃部の刃先の稜線と第２刃部の刃先の稜線との交差部に案内された糸１０は、その動きが規制され、第１刃部と第２刃部との間の隙間に押し込まれていく。これにより、糸１０にせん断力を作用させ、刃部に順々に進入してくる糸１０を１本ずつ切断する。

図１１に示すように、吸引装置３４に取り付けられた第１カッター３２を、複数の糸１０よりも右側まで移動させる。これにより、複数の糸１０はすべて切断され、吸引装置３４によって吸引された状態となる。この状態でエアシリンダ（不図示）が突出端のストロークエンドに達することで、吸引装置３４の移動が停止する。

上述したように、吸引装置３４の移動を停止させた状態で、オペレータは、上述したような紡糸引取装置１の異常を解消させる。異常が解消されると、糸１０の巻き取りを再開するために、まず、オペレータは、吸引装置３４によって保持されている複数の糸１０をサクションガン３８に移し取る。

図１２に示すように、オペレータは、位置決め部３７にサクションガン３８を載置して位置決めする。その後、エアシリンダ（不図示）を駆動させ、吸引装置３４をホルダ３１側に移動させる。なお、図１２の矢印は、吸引装置３４の移動方向を示している。

吸引装置３４をホルダ３１側に移動させることによって、吸引装置３４に吸引された複数の糸１０をホルダ３１側に移動させる。このとき、第２カッター３３は、吸引装置３４の先端部上方において、吸引装置３４に連続的に吸引され、束になった複数の糸１０を切断していく。

ここで、上述したように、左右方向に配列する複数の糸１０を、１本ずつ順々に第１カッター３２によって切断する場合に対して、複数の糸１０が吸引装置３４によって吸引されているとき、それらは束になっている。そのため、第２カッター３３によって切断する際、複数の糸１０は、第１の刃３９と第２の刃４２が交差する交差部Ｃに一気に案内されてくる。そのため、第１カッター３２による切断と比べると、第２カッター３３による複数の糸１０の切断は、難易度が高いと言える。

本実施形態では、第２カッター３３は、図４、図５に示すように、複数の糸１０の走行方向から見て、第１の刃３９に設けられた第１刃部４１と、第２の刃４２に設けられた第２刃部４４との間には隙間Ｓが設けられている。従って、第１刃部４１の刃先の稜線３９ａと第２刃部４４の刃先の稜線４２ａとの交差部Ｃに案内された糸１０は、その動きが規制され、図６に示すように、第１刃部４１と第２刃部４４との間の隙間Ｓに押し込まれていく。これにより、糸１０にはせん断力が作用するため、刃部に進入してくる糸１０を切断しやすくなる。

しかしながら、第１刃部４１と第２刃部４４との最近接距離Ｄが小さい場合、まとまって刃部に進入してきた複数の糸１０は、第１刃部４１と第２刃部４４との間の隙間Ｓに挟まって詰まりやすい。このとき、次に刃部４１，４４の間に進入してくる糸１０を隙間Ｓに押し込みにくくなる。そのため、糸１０に対して大きなせん断力を生じさせることができず、糸１０を確実に切断することができない場合がある。この点、本実施形態では、第１刃部４１と第２刃部４４との間の最近接距離Ｄが、ｄ×（ｆ）^1/2以上、即ち、束となった複数の糸の太さ以上となっている。従って、第１刃部４１と第２刃部４４の隙間Ｓに挟まれることなく、複数の糸１０を第１刃部４１と第２刃部４４の間に通すことができる。これにより、十分なせん断力が生じる位置まで、複数の糸１０を確実に押し込むことができ、それらの糸１０を確実に切断することができる。また、切断された糸１０が第１の刃３９と第２の刃４２の間に挟まって、次に進入してくる糸１０の切断の妨げとなることを防止できる。

一方で、第１刃部４１と第２刃部４４との最近接距離Ｄが大きい場合、第１刃部４１と第２刃部４４との間の隙間Ｓに押し込む際、複数の糸１０にせん断力を作用させるためには、第１の刃３９と第２の刃３１の奥深くまで糸１０を押し込む必要がある。この場合、糸１０の押し込みのエアシリンダ（不図示）の有効ストロークでは、糸１０を切断するための十分なせん断力が得られないために糸１０が切断されにくくなる、もしくは、押し込みの過程で糸１０が切断される位置に大きなばらつきが生じてしまうため、サクションガン３８から離れた位置で糸１０が切断されてしまう。この場合、糸１０が吸引できなくなる虞がある。この点、本実施形態では、第１刃部４１と第２刃部４４との最近接距離Ｄが、１０ｍｍ以下であるため、奥深くまで糸１０を押し込まずとも、糸１０に十分なせん断力を作用させることが可能となる。

第１刃部４１と第２刃部４４の最近接距離Ｄについて、以下のような検証を行った。 図１３は、実施例及び比較例の条件及び糸切断結果を示す表である。図１３の実施例１〜３、及び、比較例１，２では、糸種（ポリエステルＰＯＹ）、単糸の太さ（０．０１ｍｍ）、各糸の単糸の本数（７２本）、同時に切断される糸の本数（１０本）の、各条件は同じである。その上で、第２カッター３３に設けられた第１の刃３９の第１刃部４１と第２の刃４２の第２刃部４４との間の、最近接距離Ｄの値が、０ｍｍ，０．３ｍｍ，２．０ｍｍ，１０ｍｍ，２０ｍｍと異なっている。

実施例１では、第１刃部４１と第２刃部４４との間の最近接距離Ｄが０．３ｍｍである。このとき、刃部４１，４４の間に進入してきた糸１０の束は、第２カッター３３によって切断されている。なお、このときの(1)式の下限値は０．２７ｍｍであって、第１刃部４１と第２刃部４４との間の最近接距離Ｄ（０．３ｍｍ）より小さく、(1)式が成り立っている。

実施例２では、第１刃部４１と第２刃部４４との間の最近接距離Ｄが２．０ｍｍである。このとき、刃部４１，４４の間に進入してきた糸１０の束は、第２カッター３３によって切断されている。なお、このときの(1)式の下限値は０．２７ｍｍであって、第１刃部４１と第２刃部４４との間の最近接距離Ｄ（２．０ｍｍ）より小さく、(1)式が成り立っている。

実施例３では、第１刃部４１と第２刃部４４との間の最近接距離Ｄが１０ｍｍである。このとき、刃部４１，４４の間に進入してきた糸１０の束は、第２カッター３３によって切断されている。また、このときの(1)式の下限値は０．２７ｍｍであって、第１刃部４１と第２刃部４４との間の最近接距離Ｄ（１０ｍｍ）より小さく、(1)式が成り立っている。

実施例４では、第１刃部４１と第２刃部４４との間の最近接距離Ｄが２０ｍｍである。このとき、刃部４１，４４の間に進入してきた糸１０の束は、第１の刃３９と第２の刃３１の奥深くまで糸１０を押し込めず、第２カッター３３によって切断できなかった。しかし、糸１０を押し込むためのエアシリンダ（吸引装置３４を駆動するエアシリンダ）を、有効ストロークが長いものに交換することで、糸１０の束は、第２カッター３３によって問題なく切断できるようになった。但し、糸１０の束は切断されても切断位置が安定せず、切断位置のばらつきが大きくなり、そのために、サクションガン３８で吸引できないことがあったため、サクションガン３８と第１刃部４１と第２刃部４４の位置調整やサクションガン３８の吸引力の増加を行った。これにより、切断された糸１０が全てサクションガン３８に吸引されるようになった。

一方、比較例１では、第１刃部４１と第２刃部４４との間の最近接距離Ｄが０ｍｍである。即ち、第１刃部４１と第２刃部４４の間に隙間が存在しない場合である。このとき、刃部４１，４４の間に進入してきた糸１０の束は、第２カッター３３によって切断されなかった。また、このときの(1)式の下限値は０．２７ｍｍであって、第１刃部４１と第２刃部４４との間の最近接距離Ｄ（０ｍｍ）より大きく、(1)式が成り立っていない。

以上より、図１３の条件の場合、第１刃部４１と第２刃部４４との間の最近接距離Ｄが、０．３ｍｍ以上であれば、上述した条件の糸１０を切断でき、また、サクションガン３８によって吸引することができる。但し、第１刃部４１と第２刃部４４との間の最近接距離Ｄが２０ｍｍの場合は、エアシリンダの有効ストロークを大きくする、あるいは、サクションガン３８の吸引能力を上げるなどの調整が必要であったことから、最近接距離Ｄは１０ｍｍ以下であることが望ましい。

また、第１刃部４１と第２刃部４４の刃角が大きい場合、せん断力が小さくなるため、糸１０を確実に切断することができない。また、第１刃部４１と第２刃部４４の刃角が小さい場合、刃が薄いため、破損しやすい。本実施形態では、第１刃部４１と第２刃部４４の刃角が、１５度以上３０度以下である。この範囲によれば、これらの問題を防止することができる。

第２カッター３３によって複数の糸１０がすべて切断されると、複数の糸１０は、位置決め部３７に載置されたサクションガン３８にすべて吸引される。その後、オペレータは、サクションガン３８を操作し、各糸１０を第１ゴデットローラ１１、第２ゴデットローラ１２、および、巻取装置２に設けられた各装置に掛けていく糸掛け作業を行う。その後、糸１０の巻き取りが再開される。

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施形態や実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な設計変更が可能なものである。

また、本実施形態では、第２カッター３３において、第１の刃３９の第１刃部４１と、第２の刃４２の第２刃部４４とで、刃角が同じであるが、第１刃部４１と第２刃部４４の刃角が異なっていても構わない。このことは、第１カッター３２についても同様である。

本実施形態では、第２カッター３３において、第１の刃３９の第１刃部４１、及び、第２の刃４２の第２刃部４４が、それぞれ、稜線３９ａを通り、基部５５（５６）の延在方向と平行な水平面（延在面）に対して上下に対称な形状となっているが、第１刃部４１、第２刃部４４の少なくとも一方が、前記延在面に対して非対称であってもよい。このことは、第１カッター３２についても同様である。

また、本実施形態では、図５，図６に示すように、第１の刃３９と第２の刃４２の重なり方向において、第１基部５５と第２基部５６との間にも隙間が設けられている場合について記載したが、複数の糸１０を押し込む隙間Sは、少なくとも第１刃部４１と第２刃部４４との間に設けられていればよい。例えば、図１４に示すように、第１の刃３９と第２の刃４２の重なり方向において、第１基部５５と第２基部５６との間には、隙間が設けられていなくても構わない。即ち、第１基部５５の下面が、第２基部５６の上面と、上下方向において同じ位置にあるか、あるいは、第２基部５６の上面よりも下の位置にあってもよい。

また、本実施形態では、第１カッター３２および第２カッター３３に設けられた第１の刃４７，３９、第２の刃４８，４２は、その両面に、２つの刃部がそれぞれ設けられた、いわゆる両刃であるが、例えば、図１５に示すように、第１の刃３９、第２の刃４２は、どちらも片刃であっても構わない。このとき、第１の刃３９の下面、及び、第２の刃４２の上面が、刃の延在面に対して傾斜する。また、第１の刃３９の刃角θ３と第２の刃４２の刃角θ４は、１５度以上３０度以下であることが好ましい。

また、第１の刃３９および第２の刃４２は、図１６に示すように、刃（基部）の延在面に対する傾斜角度の異なる２つの面を有する２段刃でも構わない。より具体的には、第１刃部４１には、稜線３９ａが形成された部分である、先端部の上下両面に形成された２つの第１の面４１ａと、稜線３９ａと反対側において２つの第１の面４１ａにそれぞれ連なる第２の面４１ｂとが形成されている。また、第１の面４１ａと、第１の刃３９の稜線３９ａを通り、第１の刃３９が延びる延在面６６とがなす角度θ５は、第１刃部４１に形成された第２の面４１ｂと延在面６６とがなす角度θ６よりも大きい。第１の刃３９の刃角（第１の面４１ａと延在面６６とがなす角度θ５）は、１５度以上３０度以下であることが好ましい。

また、第２刃部４４にも同様に、稜線４２ａが形成された部分である、先端部の上下両面に形成された２つの第３の面４４ａと、稜線４２ａと反対側において２つの第３の面４４ａにそれぞれ連なる２つの第４の面４４ｂが形成されている。第３の面４４ａと、第２の刃４２の稜線４２ａを通り、第２の刃４２が延びる延在面６７とがなす角度θ７は、第２刃部４４に形成された第４の面４４ｂと延在面６７とがなす角度θ８よりも大きい。第２の刃４２の刃角も、１５度以上３０度以下であることが好ましい。

従って、第１刃部４１の稜線３９ａ、または、第２刃部４４の稜線４２ａで切断された糸１０は、第１刃部４１の第１の面４１ａに連なる第２の面４１ｂ、又は、第２刃部４４の第３の面４４ａに連なる第４の面４４ｂにおいて離れやすくなる。これにより、切断された糸１０が、次に刃部４１，４４の間に進入してくる糸１０の切断の妨げになることを防止できる。なお、図１６では、第１の刃３９、第２の刃４２は、２段刃であるが、第１の刃３９、第２の刃４２が、３段刃以上となるように形成されていても構わない。

また、図１７に示すように、第１刃部４１の、稜線３９ａと反対側の第２の面４１ｂの表面粗度が、稜線３９ａ側の第１の面４１ａの表面粗度よりも粗くてもよい。また、第２刃部４４の、稜線４２ａと反対側の第４の面４４ｂの表面粗度が、稜線４２ａ側の第３の面４４ａの表面粗度よりも粗く形成されている構成であっても構わない。より具体的には、第１の面４１ａおよび第３の面４４ａは、例えば、研磨によって鏡面処理が施され、第２の面４１ｂおよび第４の面４４ｂは、例えば、ブラスト加工によって梨地処理が施されている。このとき、第２の面４１ｂおよび第４の面４４ｂの表面粗さは、例えば、Ｒａ＝０．２μmである。

この構成によれば、第１刃部４１の稜線３９ａ、または、第２刃部４４の稜線４２ａで切断された糸１０は、第１刃部４１の第１の面４１ａに連なる第２の面４１ｂ、又は、第２刃部４４の第３の面４４ａに連なる第４の面４４ｂにおいてスムーズに移動しやすくなるため、第１刃部４１又は第２刃部４４から糸１０が離れやすくなる。これにより、切断された糸１０が、次に刃部に進入してくる糸１０の切断の妨げになることを防止できる。

また、本実施形態では、上述したような構成を、第１カッター３２の第１の刃４７および第２の刃４８、第２カッター３３の第１の刃３９および第２の刃４２にそれぞれ適用する場合について記載したが、上述したような構成を、第１カッター３２、もしくは、第２カッター３３のみに適用しても構わない。

また、本実施形態では、第１カッター３２に設けられた第１の刃４７および第２の刃４８は、第２カッター３３と同様の形状であるが、第１の刃４７および第２の刃４８の形状は、第２カッター３３と同じでなくても構わない。

また、本実施形態では、糸切断装置１は、第１カッター３２および第２カッター３３を備えているが、例えば、糸切断装置は、特開２０１２−１２７０１１号公報、特許２８５４９８９号公報、ＵＳ６４９４７００ｂ１に記載のような構成の糸切断装置に適用しても構わない。

１ 紡糸引取装置
３ 巻取り装置
１１ 第１ゴデットローラ
１２ 第２ゴデットローラ
１０ 糸
１６ 糸規制ガイド
３０ 糸切断装置
３２ 第１カッター
３３ 第２カッター
３４ 吸引装置
３９ 第１の刃
３９ａ 稜線
４１ 第１刃部
４２ 第２の刃
４２ａ 稜線
４４ 第２刃部
５５ 第１基部
５６ 第２基部

Claims (7)

1. 第１刃部を有する第１の刃と、前記第１の刃の下方に重ねて配置され、第２刃部を有する第２の刃とを備え、複数の糸を切断する糸切断装置であって、
   前記第１の刃と前記第２の刃の重なり方向から見て、前記第１刃部の刃先の稜線と前記第２刃部の刃先の稜線とが交差し、
   前記第１刃部と前記第２刃部との間には隙間が設けられ、
   各糸を構成する単糸の太さをｄｍｍ、前記複数の糸の単糸の合計本数をｆ本としたとき、前記第１刃部と前記第２刃部との間の最近接距離がｄ×（ｆ）^1/2以上であることを特徴とする糸切断装置。
2. 前記第１刃部と前記第２刃部との間の最近接距離が、１０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の糸切断装置。
3. 前記第１の刃は、前記第１刃部に連なる第１基部を有し、
   前記第２の刃は、前記第２刃部に連なる第２基部を有し、
   前記第１の刃と前記第２の刃の重なり方向において、前記第１基部と前記第２基部との間に隙間が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の糸切断装置。
4. 前記第１の刃は、前記第１刃部のうちの前記稜線が形成された部分の少なくとも下面に形成された第１の面と、前記稜線と反対側において前記第１の面と連なる第２の面とを有し、
   前記第１の面と、前記第１の刃の前記稜線を通り、且つ、前記第１の刃が延びる延在面とがなす角度が、前記第２の面と、前記第１の刃の前記稜線を通り、且つ、前記第１の刃が延びる延在面とがなす角度よりも大きい２段刃になっており、
   前記第２の刃は、前記第２刃部のうちの前記稜線が形成された部分の少なくとも上面に形成された第３の面と、前記稜線と反対側において前記第３の面と連なる第４の面とを有し、
   前記第３の面と、前記第２の刃の前記稜線を通り、且つ、前記第２の刃が延びる延在面とがなす角度が、前記第４の面と、前記第２の刃の前記稜線を通り、且つ、前記第２の刃が延びる延在面とがなす角度よりも大きい２段刃になっていることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の糸切断装置。
5. 前記第１の刃は、前記第１刃部のうちの前記稜線が形成された部分の少なくとも下面に形成された第１の面と、前記稜線と反対側において前記第１の面と連なる第２の面とを有し、
   前記第２の面は、前記第１の面よりも表面粗度が粗く、
   前記第２の刃は、前記第２刃部のうちの前記稜線が形成された部分の少なくとも上面に形成された第３の面と、前記稜線と反対側において前記第３の面と連なる第４の面とを有し、
   前記第４の面は、前記第３の面よりも表面粗度が粗いことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の糸切断装置。
6. 前記第１刃部および前記第２刃部の刃角が、１５度以上３０度以下であることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の糸切断装置。
7. 前記複数の糸を吸引する吸引部と、前記吸引部と前記第１の刃及び前記第２の刃とを前記複数の糸と交差する方向に相対移動させる駆動部とを有し、
   前記吸引部に前記複数の糸がまとめて吸引されている状態で、前記駆動部により前記吸引部と前記第１の刃及び前記第２の刃とを相対移動させて、前記第１刃部と前記第２刃部により前記複数の糸を切断することを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の糸切断装置。

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