JP2022092651A - 繊維巻取装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トラバースシャフトの振動を抑えた繊維巻取装置を提供する。【解決手段】繊維巻取装置１０は、複数本のフィラメント１２を集束してストランド１４を形成するギャザリングシュー１６と、前記ストランド１４を巻き取るコレット２０と、前記ストランド１４がコレット２０に巻き取られる際、ストランド１４をコレット２０の長さ方向に綾振るトラバース装置２２とを備え、前記トラバース装置２２が、一端６２と他端６４を備える直線状のトラバースシャフト５２と、前記トラバースシャフト５２に取り付けられており、前記ストランド１４が当てられる曲線部を備えたトラバース５４と、前記トラバースシャフト５２を回転させるモータ５６と、前記トラバースシャフト５２の一端６２と他端６４の間において、該トラバースシャフト５２の外周を囲んで受ける軸受６０とを備える。【選択図】図４

Description

本発明は、繊維巻取装置に関する。

従来、下記特許文献１をはじめとして、ガラス繊維などの繊維を巻き取る装置が開発されている。特許文献１は複数本のガラスフィラメントを集束してガラスストランドを形成する。そのガラスストランドがコレットに巻き取られ、コレットにケーキが形成される。コレットにガラスストランドを巻き取る際、ガラスストランドを綾振るためにトラバース装置が用いられている。

トラバース装置はトラバースシャフトおよび曲線状のトラバースを備える。トラバースシャフトが回転することで、トラバースも回転する。ガラスストランドがトラバースに押し当てられ、トラバースが回転するとガラスストランドはトラバースの形状に沿って移動する。このガラスストランドの移動はガラスストランドを綾振る動作になっている。

ＷＯ２０１８／２２５５７０

生産性向上のために１本のコレットに複数のケーキを形成する場合がある。その場合、コレットの長さが長くなり、その長さに合わせてトラバースシャフトの長さを長くする必要がある。トラバースシャフトの長さが長くなると、トラバースシャフトが回転したとき、トラバースシャフトの振動が大きくなる。トラバースシャフトの振動がガラスストランドに伝わり、ガラスストランドが揺れ動き、コレットに所望の形状のケーキを形成できなくなる。ケーキの形状が不規則なると、ガラスストランドに巻き締まりが生じる場合がある。ガラスストランドの断面が押しつぶされ、ガラスストランドが不良品になる可能性がある。

そこで本発明の目的は、トラバースシャフトの振動を抑えた繊維巻取装置を提供することにある。

以上の課題を解決すべく、本発明に係る繊維巻取装置は、以下に述べるような構成を有する。

本発明の繊維巻取装置は、複数本のフィラメントを集束してストランドを形成するギャザリングシューと、前記ストランドを巻き取るコレットと、前記ストランドがコレットに巻き取られる際、ストランドをコレットの長さ方向に綾振るトラバース装置とを備え、前記トラバース装置が、一端と他端を備える直線状のトラバースシャフトと、前記トラバースシャフトに取り付けられており、前記ストランドが当てられる曲線部を備えたトラバースと、前記トラバースシャフトを回転させるモータと、前記トラバースシャフトの一端と他端の間において、該トラバースシャフトの外周を囲んで受ける軸受とを備える。

本発明によれば、トラバースシャフトの一端と他端の間を軸受で支持することでトラバースシャフトの振動を抑制することができる。ストランドの振動も抑制され、コレットに所望の形状のケーキを形成できる。

繊維巻取装置の全体構成を示す図である。 ４本のストランドを形成して４つのケーキを形成する図である。 押出装置によってストランドを移動させた図である。 トラバース装置の構成を示す図である。 図４のA-A線断面図である。 トラバースシャフトをカップリングから取り外した図である。 複数の第２軸受を備えた繊維巻取装置の全体構成を示す図である。 ホルダに貫通穴を形成した第２軸受の図である。 ホルダの貫通穴を開放した図である。

本発明の繊維巻取装置について図面を参照して説明する。複数の実施形態を説明するが、異なる実施形態であっても同じ手段には同一の符号を付して説明を省略する場合がある。

[実施形態１]
図１に示す本願の繊維巻取装置１０は、複数本のフィラメント１２を集束させてストランド１４を形成するギャザリングシュー１６、ストランド１４に所定の張力を与えるガイド１８、ストランド１４を巻き取るコレット２０、そのコレット２０にストランド１４を巻き取る際にストランド１４をコレット２０の長さ方向に綾振るトラバース装置２２を備える。

フィラメント１２は単繊維であり、たとえばガラス繊維、バサルト繊維、天然繊維、合成繊維、カーボン等無機繊維などである。ギャザリングシュー１６は溝２４を備えたローラである（図２）。複数本のフィラメント１２がギャザリングシュー１６の溝２４で集束される。複数本のフィラメント１２が集束されることでストランド１４が形成される。ギャザリングシュー１６の溝２４の数は限定されず、同時に複数本のストランド１４が形成されてもよい。図２は１本の回転軸２６に複数個のギャザリングシュー１６を取り付け、複数の溝２４を備える構成になっている。

ガイド１８はギャザリングシュー１６とコレット２０の間に配置されている。ストランド１４がガイド１８に接し、ストランド１４に張力を与えている。ガイド１８は溝２８を備えたローラまたは櫛歯状の板体である。図２は１本の回転軸３０に複数個のガイド１８を取り付け、複数の溝２８を備える構成になっている。

コレット２０は円筒状または円柱状になっている。コレット２０を回転させるモータが備えられる（図示省略）。コレット２０の外周にストランド１４が巻き付けられ、ケーキ３２が形成される。コレット２０の外周に円筒状のチューブ３４を取り付け、そのチューブ３４の上にストランド１４を巻き付けてもよい。チューブ３４は紙または樹脂で構成される。

図１に示すように、２つのコレット２０がタレット盤３６に取り付けられている。２つのコレット２０はタレット盤３６の中心に対して対称な位置に配置されている。２つのコレット２０の間に仕切り板３８が備えられている。タレット盤３６を回転させるためのモータ（図示省略）が備えられる。一方のコレット２０の位置がストランド１４の巻き取り位置であり、他方のコレット２０の位置が完成したケーキ３２の取り出し位置である。巻き取り位置にあるコレット２０がモータによって回転される。一方のコレット２０にケーキ３２が形成されると、タレット盤３６が回転させられてコレット２０の位置が入れ替えられる。

繊維巻取装置１０はガイド１８とコレット２０の間を走行するストランド１４の位置を移動させる押出装置４０を備える。押出装置４０はストランド１４を押す押出バー４２とその押出バー４２を前後させるエアシリンダまたは液圧シリンダなどの動力装置を備える。たとえばエアシリンダのピストンロッド４４に押出バー４２が取り付けられている。コレット２０にケーキ３２が完成してタレット盤３６が回転する前に、押出バー４２が前進されて、ストランド１４がケーキ３２の外側に押し出される（図３）。ストランド１４がケーキ３２に巻きつかず、コレット２０の端部４６の近傍の溝４８に巻きつく。タレット盤３６が回転すると一方のコレット２０の端部４６の近傍の溝４８から他方のコレット２０の端部４６の近傍の溝４８にストランド１４が巻きかえられる。その後、押出バー４２が元の位置に戻されることで、他方のコレット２０にストランド１４が巻き取られる。

繊維巻取装置１０は水などの液体を噴出するスプレー装置５０を備えてもよい。タレット盤３６が回転すると一方のコレット２０から他方のコレット２０にストランド１４が巻きかえられる。その際、一方のコレット２０は回転を停止し、他方のコレット２０が回転することで、両コレット２０の回転数差によってストランド１４が引っ張られ、巻き付く際にストランド１４が折れ曲がり、切断される。ストランド１４が切断されるときに微細になったフィラメント１２が飛び散るおそれがある。スプレー装置５０がストランド１４に液体を吹き付け、フィラメント１２の飛び散りを防止する。

図４に示すトラバース装置２２は、ガイド１８とコレット２０の間に配置される。トラバース装置２２は、トラバースシャフト５２、トラバース５４、モータ５６、第１軸受５８および第２軸受６０を備える。

トラバースシャフト５２は一端６２および他端６４を備えた直線状の棒状体またはは筒状体である。トラバースシャフト５２の中心軸６６はコレット２０の中心軸６８に対して平行になっている。トラバースシャフト５２は中心軸６６を軸として回転させられる。

トラバース５４は曲線部を備えた線状体である。トラバースシャフト５２が回転するとトラバース５４も一緒に回転する。トラバース５４にストランド１４が押し当てられる。トラバース５４が回転すると、ストランド１４がトラバース５４の形状に合わせて移動する。その移動によってストランド１４はトラバースシャフト５２の長さ方向に往復運動する。

モータ５６はトラバースシャフト５２を中心軸６６を軸として回転させる。モータ５６の回転軸７０の先端７２とトラバースシャフト５２の一端６２とがカップリング７４を介して接続されている。トラバースシャフト５２はモータ５６の回転軸７０に対して取り付けおよび取り外し可能になっている。モータ５６は筐体７６の内部空間に配置されている。モータ５６の回転軸７０は筒体７８の中で第3軸受８０で回転可能に保持されている。この筒体７８は筐体７６に固定されている。

モータ５６の回転数はコレット２０を回転させるモータの回転数に対して決定されてもよい。トラバースシャフト５２の回転がコレット２０の回転に合わせて所定の回転数で回転することで、所定の形状のケーキ３２を製造できるようになる。

第１軸受５８はトラバースシャフト５２の他端６４を回転可能に支持している。第１軸受５８は滑り軸受、玉軸受またはころ軸受などを含む。第１軸受５８によってトラバースシャフト５２の他端６４が大きく揺れることを抑制できる。

第１軸受５８を保持するための保持部材８２が備えられる。保持部材８２は、筒体７８に取り付けられ、トラバースシャフト５２の中心軸６６に対して垂直方向を向いた第１垂直部品８４、一端８６と他端８８を有し、一端８６が第１垂直部品８４に取り付けられ、トラバースシャフト５２の中心軸６６と平行配置された平行部品９０、その平行部品９０の他端８８に取り付けられ、トラバースシャフト５２の中心軸６６に対して垂直方向を向いており、第１軸受５８を保持する第２垂直部品９２を備える。第２垂直部品９２は平行部品９０の他端８８に対して回転または取り外し可能になっている。たとえば、図４に示すように、平行部品９０と第２垂直部品９２はヒンジで取り付けられており、第２垂直部品９２は平行部品９０に対して回転できる。また、第２垂直部品９２が平行部品９０に対して垂直になった状態で固定するための治具（図示省略）を備えてもよい。第２垂直部品９２が回転または取り外されることで、トラバースシャフト５２の他端６４が第１軸受５８から外れるようになっている。

第２軸受６０はトラバースシャフト５２の一端６２と他端６４の間であり、トラバース５４の無い部分に配置される。たとえば、トラバースシャフト５２の長さ方向の中央に第２軸受６０が配置される。図５に示すように、第２軸受６０はトラバースシャフト５２の外周を回転方向に一周するように囲む。第２軸受６０は滑り軸受、玉軸受またはころ軸受などを含む。第２軸受６０によってトラバースシャフト５２の一端６２と他端６４の間の振動を抑制することができる。

第２軸受６０はホルダ９６に取り付けられている。本願は、平行部品９０に取り付けられており、トラバースシャフト５２の中心軸６６に対して垂直方向を向いた固定部品９８、ホルダ９６と固定部品９８とを固定する締結部品１００を備える。締結部品１００はボルトまたはねじなどである。ホルダ９６は固定部品９８に対して取り外し可能になっている。トラバースシャフト５２には第２軸受６０およびホルダ９６が取り付けられた状態で、トラバースシャフト５２をカップリング７４から取り外すことができる。言い換えると、第２軸受け６０は保持部材８２に固定され、取り外し可能となっている。

トラバースシャフト５２の取り外し方法について説明する。第２垂直部品９２を平行部品９０に対して回転または取り外し、さらに締結部品１００を取り外してホルダ９６を固定部品９８から取り外す。トラバースシャフト５２をカップリング７４から取り外すことでトラバースシャフト５２がモータ５６から取り外される（図６）。トラバースシャフト５２およびトラバース５４のメンテナンスを行うことができる。

トラバースシャフト５２の取り付け方法について説明する。トラバースシャフト５２をカップリング７４に取り付ける。第１軸受５８がトラバースシャフト５２の他端６４を保持するようにし、第２垂直部品９２が平行部品９０に対して垂直になるように固定する。ホルダ９６と固定部品９８を締結部品１００で固定する。トラバースシャフト５２がモータ５６の回転軸７０に回転可能に取り付けられ、トラバースシャフト５２の他端６４を第１軸受５８、一端６２と他端６４の間を第２軸受６０で保持される。

以上のように、本願は第２軸受６０を設けたことで、トラバースシャフト５２の一端６２と他端６４の間に生じる振動を抑制できる。トラバースシャフト５２の長さが長くなっても、ストランド１４への振動を抑制しながらケーキ３２を製造することができる。

[実施形態２]
第２軸受６０の数は１つに限定されない。図７のトラバース装置１０２のように、トラバースシャフト５２の一端６２と他端６４の間に複数個の第２軸受６０を備えてもよい。トラバースシャフト５２の長さが長くなった場合、複数個の第２軸受６０によってトラバースシャフト５２の振動を抑制する。

トラバースシャフト５２が振動する際、大きく揺れ動く箇所と揺れ動かない箇所が生じる場合がある。トラバースシャフト５２が大きく揺れ動く箇所に第２軸受６０を配置することが好ましい。

[実施形態３]
第２軸受６０は滑り軸受、玉軸受またはころ軸受など、トラバースシャフト５２に接触する部材に限定されない。たとえば図８のように、ホルダ１０４に形成された貫通穴１０６であってもよい。この貫通穴１０６を形成する内壁１０８とトラバースシャフト５２の間に隙間を有する。トラバースシャフト５２が停止した状態でトラバースシャフト５２に対して内壁１０８が接触しないようになっている。トラバースシャフト５２が回転して振動たときに内壁１０８に接触し、トラバースシャフト５２が振動することを抑制する。内壁１０８の表面をフッ素系樹脂などの滑りやすい材料で構成することで、トラバースシャフト５２の回転を維持しやすくなる。

図８に示すように、ホルダ１０４を第１ホルダ１１０と第２ホルダ１１２に分けてもよい。第１ホルダ１１０と第２ホルダ１１２を分割することで、貫通穴１０６が開放され、トラバースシャフト５２が貫通穴１０６から取り出せるようになる（図９）。第１ホルダ１１０と第２ホルダ１１２は一側部をヒンジ１１４で取り付け、他側部を締結部材（図示省略）などで固定できるようにしても良い。

第２軸受６０、１０６はトラバースシャフト５２を一周するように囲み、トラバースシャフト５２の揺れを抑制できれば、本明細書で説明した構成に限定されない。

（第１項）一態様に係る繊維巻取装置は、複数本のフィラメントを集束してストランドを形成するギャザリングシューと、前記ストランドを巻き取るコレットと、前記ストランドがコレットに巻き取られる際、ストランドをコレットの長さ方向に綾振るトラバース装置とを備え、前記トラバース装置が、一端と他端を備える直線状のトラバースシャフトと、前記トラバースシャフトに取り付けられており、前記ストランドが当てられる曲線部を備えたトラバースと、前記トラバースシャフトを回転させるモータと、前記トラバースシャフトの一端と他端の間において、該トラバースシャフトの外周を囲んで受ける軸受とを備える。

第１項に記載の繊維巻取装置によれば、トラバースシャフトの一端と他端の間を軸受によって支持することで、トラバースシャフトの振動を抑制することができる。ストランドの振動が抑制され、コレットに所望の形状のケーキを形成しやすくなっている。

（第２項）前記軸受がトラバースシャフトにおけるトラバースの無い部分に配置される。

第２項に記載の繊維巻取装置によれば、トラバースが軸受に引っかかって、トラバースシャフトの回転を阻害することはない。

（第３項）前記軸受が滑り軸受、玉軸受またはころ軸受を含む。

第３項に記載の繊維巻取装置によれば、トラバースシャフトの回転を円滑に行える軸受を採用している。

（第４項）固定部品と、前記軸受を保持するホルダと、前記ホルダを固定部品に固定するための締結部品とを備える。

第４項に記載の繊維巻取装置によれば、トラバースシャフトとトラバースをメンテナンスする際、固定部品とホルダを分離させることができる。トラバースシャフトをメンテナンスしやすくなる。

（第５項）前記トラバースシャフトの一端をモータの回転軸に取り付けるカップリングを備え、該トラバースシャフトがモータの回転軸に対して取り外し可能になっている。

第５項に記載の繊維巻取装置によれば、トラバースシャフトとトラバースをメンテナンスる際、トラバースシャフトはモータの回転軸から取り外すことができる。

（第６項）前記軸受が複数備えられる。

第６項に記載の繊維巻取装置によれば、複数の軸受でトラバースシャフトを支持することで、トラバースシャフトの回転が安定しやすくなる。

その他、本発明は、その主旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づき種々の改良、修正、変更を加えた態様で実施できるものである。説明した各実施形態は独立したものではなく、当業者の知識に基づき適宜組み合わせて実施できるものである。

１０：繊維巻取装置
１２：フィラメント
１４：ストランド
１６：ギャザリングシュー
１８：ガイド
２０：コレット
２２、１０２：トラバース装置
３２：ケーキ
４０：押出装置
４２：押出バー
４４：ピストンロッド
５２：トラバースシャフト
５４：トラバース
５６：モータ
５８、６０、８０：軸受
７４：カップリング
９６、１０４：ホルダ
９８：固定部品
１００：締結部品
１０６：貫通穴

Claims (6)

1. 複数本のフィラメントを集束してストランドを形成するギャザリングシューと、
   前記ストランドを巻き取るコレットと、
   前記ストランドがコレットに巻き取られる際、ストランドをコレットの長さ方向に綾振るトラバース装置と、
   を備え、
   前記トラバース装置が、
   一端と他端を備える直線状のトラバースシャフトと、
   前記トラバースシャフトに取り付けられており、前記ストランドが当てられる曲線部を備えたトラバースと、
   前記トラバースシャフトを回転させるモータと、
   前記トラバースシャフトの一端と他端の間において、該トラバースシャフトの外周を囲んで受ける軸受と、
   を備えた繊維巻取装置。
2. 前記軸受がトラバースシャフトにおけるトラバースの無い部分に配置された請求項１の繊維巻取装置。
3. 前記軸受が滑り軸受、玉軸受またはころ軸受を含む請求項１または２の繊維巻取装置。
4. 固定部品と、
   前記軸受を保持するホルダと、
   前記ホルダを固定部品に固定するための締結部品と、
   を備えた請求項１から３のいずれかの繊維巻取装置。
5. 前記トラバースシャフトの一端をモータの回転軸に取り付けるカップリングを備え、該トラバースシャフトがモータの回転軸に対して取り外し可能になっている請求項１から４のいずれかの繊維巻取装置。
6. 前記軸受が複数備えられた請求項１から５のいずれかの繊維巻取装置。

Images