JP2885840B2 - 紡糸延伸用のローラ装置およびその支持方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はローラ装置の支持方法に関し、特に紡糸され
た糸条を延伸処理する延伸機のローラ装置に好適なロー
ラ装置の支持方法に関する。

（従来の技術） 従来、この種のローラ装置の支持方法としては、例え
ばローラ装置をボルト等によりフレームに直接締結する
方法、あるいは、ローラ装置とフレームの間に緩衝用の
弾性体を介在させた後ローラ装置をボルト等によりフレ
ームに締結する方法が実施されていた。これらは、ロー
ラ装置の駆動反力および制動反力、運転時の振動等を考
慮して、ローラ装置を一定の支持剛性でフレームに支持
するものである。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような従来のローラ装置の支持方
法にあっては、ローラ装置を常時一定の支持剛性でフレ
ームに支持していたため、特に昨今のロールの高速化や
長尺化の要求および各種の運転条件に対応していく場
合、ローラ装置を支持した系の低次の固有振動数が、ロ
ールの最高回転数に至るまでのローラ装置の運転領域内
にあり、ローラ装置の始動・停止時にロール回転数が前
記系の低次の固有振動数をゆっくり通過することになっ
て共振による過大な振動が発生していた。このため、ロ
ーラ装置の機械的寿命が低下したり、隣接する複数の錘
についてのローラ装置のうち、共振した装置から他のロ
ーラ装置、糸ガイド、フレーム等に振動が伝わり、これ
らの共振により糸条が切れてしまうという問題があっ
た。

（発明の目的） そこで本発明は、紡糸延伸用のローラ装置を支持した
振動系の固有振動数を適宜移動させることにより、共振
時間の短縮による過大振動の防止とローラ装置の運転範
囲の拡大を図ることを目的としている。

（課題を解決するための手段） 請求項１記載の発明は、紡糸された糸条を延伸処理す
るためのロールが固着された駆動軸と、フレームに弾性
体を介して弾性的に支持された基台部と、を備えた紡糸
延伸用のローラ装置であって、前記基台部を前記フレー
ム側に付勢して前記弾性体を変形させる付勢手段と、前
記付勢手段の付勢力を増減させる付勢力可変手段と、を
有し、前記ロールおよび駆動軸の回転状態に応じて、前
記付勢手段の付勢力を変化させ、前記フレームに弾性的
に支持された系の固有振動数を変化させることを特徴と
するものである。

また、請求項２記載の発明は、駆動軸に紡糸された糸
条を延伸処理するためのロールが固着された紡糸延伸用
のローラ装置の基台部をフレームに弾性的に支持する方
法であって、前記基台部とフレームの間に弾性体を介挿
した後、前記基台部をフレーム側に付勢する付勢力によ
り該付勢力に応じ弾性体を変形させて紡糸延伸用のロー
ラ装置の支持剛性を可変としておき、前記ロールが駆動
軸により駆動されるとき、該ロールの回転状態の変化に
対応じて前記紡糸延伸用のローラ装置の支持剛性を変化
させ、該ローラ装置を支持した系の固有振動数を変化さ
せる （作用） 本発明では、紡糸された糸条を延伸処理するロールの
回転状態の変化に対応して、ローラ装置をフレーム側に
付勢する付勢力が増減され、該付勢力に応じ弾性体が変
形してローラ装置の支持剛性が変化する。したがって、
ロールの回転状態の変化に対応してローラ装置を支持し
た系の固有振動数が移動され、始動・停止時等における
共振時間が短縮されてローラ装置の過大振動が紡糸され
るとともに、ローラ装置の運転可能範囲が拡大する。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて具体的に説明
する。第１〜５図は本発明の第１実施例を示す図であ
る。

まず、構成を説明する。第１、２図において、１は例
えば紡糸された糸条を延伸処理する延伸機のローラ装置
であり、ローラ装置１は、電動機２と、電動機２の図示
しない出力軸（駆動軸）に固着された紡糸された糸条を
延伸処理するためのロール３と、基台部であるベース４
とを有している。ローラ装置１はベース４に当接する防
振ゴム５を介してフレーム６に弾性的に支持されてお
り、この防振ゴム５がローラ装置１の自重により圧縮さ
れた状態でベース４はフレーム６と所定量離間してい
る。

また、ローラ装置１とフレーム６の間には付勢手段７
が介装されている。付勢手段７は、フレーム６に固定さ
れたシリンダ８と、シリンダ８内に摺動自在に収納され
たピストン９と、下端部でピストン９に連結され、シリ
ンダ８からローラ装置１に向って上方に突出した複数の
ロッド11A,11Bと、ベース４を貫通したロッド11A,11Bの
上端に固着され、ベース４の上面4aと対向する複数のプ
レート12A,12Bと、ベース４とプレート12A,12Bの間でロ
ッド11A,11Bに遊嵌されたラバーブッシュ13A,13Bと、シ
リンダ８およびピストン９の間に縮設され、ローラ装置
１をフレーム６側に付勢するようピストン９を押圧する
スプリング14と、を具備している。シリンダ８は第２図
に示す圧縮空気供給源15から電磁式の減圧弁16を介して
圧縮空気（以下、単に圧空という）を導入するととも
に、該圧空の空気圧を受圧して上昇するピストン９を内
周突起部8aにより所定位置で衝止するようになってお
り、シリンダ８に圧空が供給されてピストン９が内周突
起部8aに衝止されたとき、防振ゴム５の圧縮変形量が所
定値となる。また、減圧弁16からシリンダ８に圧空が供
給されず、ピストン９がスプリング14により下降される
とき、防振ゴム５の圧縮変形量は最大となり、フレーム
６の上面とベース４の下面およびベース４の上面とプレ
ート12A,12Bの下面は接圧を受ける。すなわち、付勢手
段７は、付勢力可変手段である減圧弁16の作動に応じ
て、スプリング14の押圧力（およびシリンダ８内の空気
圧）を受けてローラ装置１をフレーム６側に付勢するピ
ストン９の付勢力により該付勢力に応じて防振ゴム５を
弾性変形させ、該変形状態により変化する防振ゴム５の
ばね定数および振動減衰率あるいは接圧状態に基づいて
ローラ装置１とフレーム６の係合の強さ（ローラ装置１
の支持剛性）を可変するようになっている。

一方、減圧弁16はマイクロコンピュータ等からなるコ
ントローラ17に接続され、コントローラ17からの制御信
号Ｓに応じて出口圧（シリンダ８への供給空気圧）を変
えるようになっている。コントローラ17は入出力回路18
（以下、I/O回路という）、CPU19、RAM21およびROM22を
有しており、I/O回路18には電動機２の運転回転数又は
ロール３の回転数を検出する回転数センサ23とシリンダ
８への圧空供給条件を設定する設定器24とからの信号が
入力され、一方、I/O回路18から減圧弁16に前記出力信
号Ｓが出力される。CPU19はI/O回路18に入力された回転
数センサ23および設定器24からの信号データに基づき、
ROM22に予め格納された所定のプログラムに従ってRAM21
との間でデータの授受を行いながら出力信号Ｓの値を決
定し、該決定値に対応する出力信号ＳをI/O回路18から
減圧弁16に出力させる（詳細後述する）。

なお、本実施例においては、シリンダ８に所定圧P_Aの
圧空を供給した場合と供給しない場合についてローラ装
置１の加振テストおよび回転振動テストを行い、これら
のテスト結果から得られたローラ装置１の振動特性（第
３図参照）に基づき、ロール３の回転数ｆに対するシリ
ンダ８への圧空の供給条件をデジタル信号として予め設
定器24に入力している。ここで、圧空の供給条件とは、
例えば第４図（ａ）に示すような圧空の供給の有無であ
り、シリンダ８に圧空を供給しない状態（第３図の波形
Ｘ参照）で低次の共振が発生する回転数を含む２つの回
転数範囲f₁〜f₂およびf₃〜f₄においてシリンダ８に圧力
P_Aの圧空を供給し、ローラ装置１を支持した振動系の振
動を低減させる条件である（第３図の波形Ｙ参照）。

次に、作用を説明する。

まず、準備工程として、ローラ装置１のベース４とフ
レーム６の間に防振ゴム５を介装し、さらに、ラバーブ
ッシュ13A,13Bおよびスプリング14を有する付勢手段７
を介装して、ローラ装置１をフレーム６に弾性的あるい
は剛性的（剛性的とは、防振ゴム５が最大変形したとき
にベース４とフレーム６が直接当たった状態をいう）に
支持させる。次いで、ローラ装置１の加振テストおよび
回転振動テストを行い、そのテスト結果に基づいて設定
器24により圧空の供給条件を設定し、コントローラ17に
より減圧弁16を制御してシリンダ８への供給空気圧を増
減できるようにする。すなわち、ローラ装置１をフレー
ム６に付勢するピストン９の付勢力を変化させることに
より、該付勢力に応じ防振ゴム５を変形させてローラ装
置１の支持剛性を可変するようにしておく。

次いで、延伸機による糸条の延伸処理が開始される
と、電動機２が起動され、ローラ装置１が運転される。
そして、ローラ装置１の運転工程では、コントローラ17
によりROM22に格納された所定プログラムに従ってロー
ラ装置１の支持剛性が可変制御される。このプログラム
は、第５図に示すように、P₁〜P₆の各ステップからな
り、まず、P₁で上述したように設定器24によりシリンダ
８への圧空の供給条件が設定されると、P₂で設定器24か
らの入力データがI/O回路18からCPU19に読み込まれ、次
いで、P₃が回転数センサ23からの入力データであるロー
ル３の回転数ｆがサンプリングされ、P₄で回転数ｆがf₁
＜ｆ＜f₂又はf₃＜ｆ＜f₄となる所定範囲内にあるか否か
が判別され、このとき回転数ｆが前記所定範囲内にあれ
ば、P₅で出力信号Ｓの出力値が減圧弁16からシリンダ８
に圧空を供給させる出力値S₁と決定され、一方、回転数
ｆが前記所定範囲内になければ、P₆で出力信号Ｓの出力
値が減圧弁16からシリンダ８に圧空を供給させない（シ
リンダ８内の圧力を解放する）出力値S₂と決定され、該
出力値S₁又はS₂に対応する（D/A変換された）出力信号
ＳがI/O回路18から減圧弁16に出力される。次いで、P₃
〜P₆が繰り返し実行され、ロール３の回転数に応じて減
圧弁16がシリンダ８への供給空気圧を変化させ、第４図
（ａ）のような圧空の供給パターンでピストン９の付勢
力が可変制御される。すなわち、ロール３が電動機２に
よって駆動されるとき、コントローラ17によりロール３
の回転状態である回転数（回転速度）の変化に対応して
ローラ装置１の支持剛性を変化させ、ローラ装置１を支
持した振動系（ローラ装置１、防振ゴム５および付勢手
段７からなる系）の固有振動数を移動させる。

このようにすると、ロール３の増速又は減速により回
転数ｆがローラ装置１を支持する系の固有振動数近くに
なるとき、ローラ装置１の支持剛性が変化して前記系の
固有振動数が瞬時に低回転側又は高回転側に移動し、共
振時間が大幅に短縮される。したがって、共振によるロ
ーラ装置１の過大振動を防止することができる。また、
ローラ装置１の最高回転数付近でローラ装置１を支持す
る系の固有振動数を移動させるようにしておけば、高回
転域での過大振動を防止しつつ運転回転数範囲を拡大す
ることができる。

なお、本実施例においては、出力信号Ｓの出力値を適
宜異ならせて第４図（ｂ）又は第４図（ｃ）に示すよう
な圧空供給パターンにしてもよい。

第６図は本発明の第２実施例を示す図である。

同図に示すように、第２実施例においては、第１実施
例のスプリング14を省略し、シリンダ８内でピストン９
により区画された２つの室8b,8cのうち上方の室8bに第
１実施例と逆のパターンで圧縮空気を供給する（回転数
ｆがf₁＜ｆ＜f₂又はf₃＜ｆ＜f₄となるとき、室8bの圧力
を低下させる）。そして、シリンダ８の室8b内の空気圧
に応じ、ピストン９からローラ装置１に防振ゴム５を圧
縮する付勢力が加わり、ローラ装置１の支持剛性が可変
する。このようにしても、第１実施例と同様の効果を得
ることができる。

第７図は本発明の第３実施例を示す図である。

同図に示すように、第３実施例においては、プレート
12A,12Bに枢結されてフレーム６にねじ結合したボルト3
1A,31Bに歯車32A,32Bを同軸に固着し、両歯車32A,32Bに
噛合する歯車33をフレーム６に支持されたモータ34によ
り駆動して第１、第２実施例と同様にローラ装置１の支
持剛性を可変する。すなわち、ロール３の回転数ｆがf₁
＜ｆ＜f₂又はf₃＜ｆ＜f₄となるとき、防振ゴム５の弾性
圧縮量を減少するようローラ装置１をフレーム６に付勢
する付勢力を減少させ、ローラ装置１の支持剛性を低下
させる。このようにしても、第１、第２実施例と同様の
効果を得ることができ、ローラ装置１の支持機構全体を
小型化することができる。

第８図は本発明の第４実施例を示す図である。

同図に示すように、第４実施例においては、ロッド11
A,11Bの下端部に固着されたプレート41に斜面部41a,41b
を形成し、フレーム６に装着されたエアシリンダ42A,42
Bによりフレーム６とプレート41の間にくさび部材43A,4
3Bを進退動させて第１〜第３実施例と同様にローラ装置
１の支持剛性を可変する。このようにすると、エアシリ
ンダ42A,42Bに供給する圧縮空気圧が比較的低いもので
あっても、ローラ装置１をフレーム６に付勢する付勢力
を大きくすることができる。

第９図は本発明の第５実施例を示す図である。

同図に示すように、第５実施例においては、ローラ装
置１とフレーム６の間に複数のスプリング51A,51Bおよ
びオイルダンパ52を介装し、ベース４とプレート12A,12
Bの間に複数のスプリング53A,53Bを介装して第２実施例
と同様にシリンダ８の室8bに供給される圧縮空気圧に応
じてローラ装置１の支持剛性を可変する。このようにす
ると、スプリング51A,51Bの圧縮変形量に関係なくオイ
ルダンパ52により振動減衰能を発揮させることができ
る。

（効果） 本発明によれば、紡糸された糸条を延伸処理するロー
ルの回転状態の変化に対応してローラ装置をフレーム側
に付勢する付勢力を増減させ、該付勢力に応じ弾性体を
変形させてローラの支持剛性を可変するようにしている
ので、ロールの回転状態の変化に対応してローラ装置を
支持する系の固有振動数を移動させ、始動・停止時等に
おける共振時間を短縮してローラ装置の過大振動を防止
することできるとともに、ローラ装置の運転可能範囲を
拡大することができる。

【図面の簡単な説明】

第１〜５図は本発明に係るローラ装置の支持方法の第１
実施例を示す図であり、第１図はその全体構成図、第２
図はその制御系のブロック図、第３図はそのロールの回
転数とローラ装置の振動変位の関係を示す振動特性図、
第４図（ａ）はそのローラ装置をフレームに付勢する付
勢力を可変するための圧縮空気の供給条件を示す図、第
４図（ｂ）および第４図（ｃ）はそれぞれ圧縮空気の供
給条件の他の態様を示す図、第５図は第４図（ａ）の圧
縮空気の供給を行う制御プログラムのフローチャート、
第６〜９図は本発明に係るローラ装置の支持方法の第２
〜第５実施例を示すそれぞれの全体構成図である。 １……ローラ装置、３……ロール、５……防振ゴム（弾
性体）、６……フレーム、７……付勢手段、13A,13B…
…ラバーブッシュ、16……減圧弁、17……コントロー
ラ、23……回転数センサ。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】紡糸された糸条を延伸処理するためのロー
   ルが固着された駆動軸と、フレームに弾性体を介して弾
   性的に支持された基台部と、を備えた紡糸延伸用のロー
   ラ装置であって、 前記基台部を前記フレーム側に付勢して前記弾性体を変
   形させる付勢手段と、 前記付勢手段の付勢力を増減させる付勢力可変手段と、
   を有し、 前記ロールおよび駆動軸の回転状態に応じて、前記付勢
   手段の付勢力を変化させ、前記フレームに弾性的に支持
   された系の固有振動数を変化させることを特徴とする紡
   糸延伸用のローラ装置。
2. 【請求項２】駆動軸に紡糸された糸条を延伸処理するた
   めのロールが固着された紡糸延伸用のローラ装置の基台
   部をフレームに弾性的に支持する方法であって、 前記基台部とフレームの間に弾性体を介挿した後、前記
   基台部をフレーム側に付勢する付勢力により該付勢力に
   応じ弾性体を変形させて紡糸延伸用のローラ装置の支持
   剛性を可変としておき、前記ロールが駆動軸により駆動
   されるとき、該ロールの回転状態の変化に対応じて前記
   紡糸延伸用のローラ装置の支持剛性を変化させ、該ロー
   ラ装置を支持した系の固有振動数を変化させることを特
   徴とする紡糸延伸用のローラ装置の支持方法。