JPH03293262A - Take-up motion for filament yarn - Google Patents
Take-up motion for filament yarnInfo
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Landscapes
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- Winding Filamentary Materials (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、糸条の巻取装置に関し、詳しくは長尺のス
ピンドルを用いて高速巻取りを実現するタッチローラを
備えた糸条の巻取装置に関する。[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to a yarn winding device, and more specifically, a yarn winding device equipped with a touch roller that realizes high-speed winding using a long spindle. Regarding the collecting device.
近年、糸条の巻取装置において、生産性の向上を図るた
めに糸条を５０００ｒｎ／分以上の高速で巻き取るスピ
ンドルの高速化と、生産性のより一層の効率化を図るた
めに一回の巻取で複数の巻取パッケージが得られるボビ
ンの多山化、すなわちスピンドルの長尺化が試みられて
いる。In recent years, in yarn winding devices, in order to improve productivity, the speed of the spindle that winds the yarn at a high speed of 5000 rn/min or more has been increased, and in order to further improve productivity, the speed of the spindle has been increased. Attempts have been made to increase the number of bobbins, that is, to increase the length of the spindle, so that a plurality of winding packages can be obtained by winding.
このような糸条の巻取装置においては、通常、糸条をト
ラバースガイドにより綾振り運動させながらボビンの外
周に巻き付けることによりパッケジを形成しており、そ
の際、パッケージの外径がボビンの両端で膨出すること
なくボビンの軸芯方向に沿って均一となるように、タッ
チローラをパッケージの外周に接触させながら糸条の巻
取が行われている。In such a yarn winding device, a package is usually formed by winding the yarn around the outer circumference of the bobbin while traversing the yarn using a traverse guide. The yarn is wound while the touch roller is brought into contact with the outer periphery of the package so that the yarn is wound uniformly along the axial direction of the bobbin without bulging.
したがって、上記スピンドルの高速化および長尺化が図
られると、それに伴い、タッチロールも高速化および長
尺化を図る必要が生じる。Therefore, if the speed of the spindle is increased and the length of the spindle is increased, the touch roll must also be increased in speed and length.
従来のタッチロールは、材質か金属材料であるため、タ
ッチロールの外径を維持したまま長尺化して高速巻き取
りを得ようとすると、タッチロルの長尺化が必然的にタ
ッチロールの剛性、支持構造の脆弱化を招くことにより
、タッチロールの強度不足に起因する振動の問題が新た
に発生し、高速巻取の障害となる。Conventional touch rolls are made of materials or metal materials, so if you try to increase the length of the touch roll while maintaining the outer diameter and obtain high-speed winding, the longer length of the touch roll inevitably increases the rigidity of the touch roll. By weakening the support structure, a new vibration problem arises due to insufficient strength of the touch roll, which becomes an obstacle to high-speed winding.
一般に回転体、例えばタッチロールは、巻き始めから巻
終りまでの回転数領域において、激しい曲げ振動を発生
させる危険速度のない領域で使用することか安定した巻
取をするための必須条件とされる。この場合、危険速度
ω、はタッチロール■
質量をｍ、タッチロールの剛性をに１タッチロル長さを
Ｌ１タッチロールの支持条件で定まる定数をα とする
と、ｉ＝ｎのときの第ｎ次危険速度ω、は下式（１）で
決まる。In general, rotating bodies, such as touch rolls, must be used in the rotational speed range from the start of winding to the end of winding without dangerous speeds that can generate severe bending vibrations, or it is an essential condition for stable winding. . In this case, the critical speed ω is the touch roll.■ If the mass is m, the stiffness of the touch roll is L1, the length of 1 touch roll is α, and the constant determined by the support conditions of the touch roll is α, then The speed ω is determined by the following equation (1).
】
（機械工学便覧（口本機械学会編）、Ａ３編第５２頁）
ここで、タッチロール長さし、タッチロール外径を決定
すると、タッチロールの断面二次モーメント１１断面積
Ａが定まる。次いでタッチロール材質を決めると密度ρ
、ヤング率Ｅが定まるので、タッチロールの質量ｍ（ｍ
＝ρＡＬ）、ＥＩに比例する剛性にの概略値およＯ・タ
ッチロールの支持条件で定まる定数α、などが順次確定
し、これらの数値を上式（１）に代入すると危険速度ω
、が第一義的に定まり、タッチロールの製作仕様と回転
可能な速度範囲とがほぼ確定することとなる。] (Mechanical Engineering Handbook (edited by Kuchimoto Mechanical Society), A3 edition, page 52) Here, by determining the length of the touch roll and the outer diameter of the touch roll, the moment of inertia 11 of the touch roll is determined, and the cross-sectional area A is determined. Next, when the touch roll material is determined, the density ρ
, Young's modulus E is determined, so the mass m of the touch roll (m
= ρAL), the approximate value of the rigidity proportional to EI, the constant α determined by the support conditions of the O touch roll, etc. are determined in sequence, and by substituting these values into the above equation (1), the critical speed ω is determined.
, is primarily determined, and the manufacturing specifications of the touch roll and the rotatable speed range are almost determined.
従って、タッチロールの外′径を維持したまま長尺化し
て高速巻き取りを達成しようとすると、上式（１）から
明らかなように、タッチロールの長尺化はタッチロール
全長しの３乗で作用するため、危険速度ω、を極端に低
下させることとなる。Therefore, if we try to achieve high-speed winding by increasing the length of the touch roll while maintaining its outer diameter, as is clear from the above equation (1), the length of the touch roll will increase to the cube of the total length of the touch roll. Therefore, the critical speed ω is extremely reduced.
■
従って、そのような金属製の長尺タッチロールて糸条の
高速巻取を行うと、従来発生しなかった危険速度が使用
域での速度範囲まで低下してくるため、巻取時に激しい
振動が発生し、パッケージへの安定した接触が続行でき
ないばかりでなく機械的な破損をもたらすので、安全の
面からも到底実用に供することかできなかった。■ Therefore, when winding yarn at high speed with such a long metal touch roll, the dangerous speed that would not occur in the past will drop to the speed range in the usage range, resulting in severe vibration during winding. This not only makes it impossible to maintain stable contact with the package, but also causes mechanical damage, making it impossible to put it to practical use from a safety standpoint.
そのため、金属性の長尺タッチロールて糸条の高速巻取
を図るには、タッチロールを大径化して、上式（１）の
剛性ｋをアップする以外に方法はなかった。Therefore, in order to wind up yarn at high speed using a long metallic touch roll, there is no other way than to increase the diameter of the touch roll and increase the rigidity k in the above formula (1).
しかしながら、タッチロールを大径化すると、次に述べ
るような新たな問題が発生ずる。However, increasing the diameter of the touch roll causes new problems as described below.
（１）トラバースガイドとタッチロールとの距離である
フレーリンゲスが大きくなるため、タッチロール上での
糸条の折り返し時における挙動が不安定となり、パッケ
ージの巻姿不良、特に糸落ちが発生する。この現象は、
高速化につれて顕著になる。(1) Since the Fröringes, which is the distance between the traverse guide and the touch roll, increases, the behavior of the yarn when it is folded back on the touch roll becomes unstable, resulting in poor winding of the package, especially thread drop. This phenomenon is
This becomes more noticeable as the speed increases.
（２） タッチロールが大径化すると、その外径の２
乗に比例して慣性質量が増大する。したがって、２絹の
ボビンホルダを回転自在にター１・ソトに設け、一方の
ボビンホルダに所定量のパ・ソケシが形成されるとター
レットを回動させて他方のボビンホルダに糸条を切換え
て巻取らせるようにした切換式の巻取装置に適用した場
合には、切換時、タッチローラとパッケージとが離れる
ため、タッチローラは巻取速度から慣性力で回転しなが
ら徐々に減速されていく。次に、巻取速度まで昇速され
た紙製の空ボビンに接触すると、その空ボビンが飛散す
るいわゆるバースト現象を多発する。(2) When the diameter of the touch roll increases, its outer diameter increases by 2
The inertial mass increases in proportion to the power of Therefore, two silk bobbin holders are rotatably installed on the turret, and when a predetermined amount of yarn is formed on one bobbin holder, the turret is rotated to switch the yarn to the other bobbin holder and wind it. When applied to such a switching type winding device, the touch roller and the package are separated from each other at the time of switching, so that the touch roller is gradually decelerated from the winding speed while rotating due to inertia force. Next, when it comes into contact with an empty paper bobbin that has been sped up to the winding speed, a so-called burst phenomenon occurs frequently in which the empty bobbin is scattered.
また、タッチロールをモータにより強制的に駆動する方
式の巻取装置に適用した場合には、大きな容量のモータ
が必要となり、コンパクトな構成が難しく大掛りな装置
となってしまう。Further, when applied to a winding device in which the touch roll is forcibly driven by a motor, a motor with a large capacity is required, making it difficult to have a compact configuration and resulting in a large-scale device.
一方、繊維強化複合材料を回転体の材質として用いたも
のが遠心分離機の分野では散見されてはいるが、糸条の
巻取装置の分野においては、未た実用には供されていな
いのが現状である。その第１の理由は、タッチロールを
繊維強化複合材料で構成すると、繊維強化複合４４料製
のタッチロールは従来の金属製タッチロールに比べて表
面硬度、耐衝撃性、耐摩耗性なとの機械的強度が格段に
劣り、その結果、例えばタッチロールの回転軸の軸受部
などにおいて変電なる使用による摩耗、この摩耗による
ガタ、振動なとが発生して信頼性、耐久性に随分と劣る
ためである。また、第２の理由は、繊維強化複合材料製
のタッチロールは、外径の；」法精度が悪く、しかも糸
条の巻（＝Ｊに必要な所定の摩擦係数などの表面処理条
件が得られないため、糸条をきれいに巻取り、良好なパ
ッケージが得られないからである。更に、タッチローラ
とパッケージとが直接接触するため、タッチローラ表面
が振動や摩擦により経時的に変化し、耐久性。On the other hand, although devices using fiber-reinforced composite materials as the material for rotating bodies have been seen here and there in the field of centrifuges, they have not yet been put to practical use in the field of yarn winding devices. is the current situation. The first reason is that when the touch roll is made of fiber-reinforced composite material, the touch roll made of fiber-reinforced composite material has better surface hardness, impact resistance, and abrasion resistance than conventional metal touch rolls. Mechanical strength is significantly inferior, and as a result, as a result, for example, the bearing part of the rotating shaft of the touch roll, etc., wear due to use due to electric power transformation, rattle and vibration due to this wear occur, resulting in considerably inferior reliability and durability. It is. The second reason is that touch rolls made of fiber-reinforced composite materials have poor precision in the outer diameter method, and the surface treatment conditions such as the predetermined friction coefficient required for yarn winding (=J) are poor. This is because the yarn cannot be wound neatly and a good package cannot be obtained.Furthermore, since the touch roller and the package are in direct contact, the surface of the touch roller changes over time due to vibration and friction, resulting in poor durability. sex.
信頼性などの機械的強度が格段に劣るため、実用に供す
ることができなかった。It could not be put to practical use because its mechanical strength, such as reliability, was significantly inferior.
この発明は、上述した問題点を解消するためになされた
もので、タッチロールの構造および使用材質の最適化を
図ることにより、タッチロールの長尺化、小型化を達成
すると共に、併せて振動の問題、巻取精度の問題をも解
決した信頼性、耐久性の高い高速巻き取りが可能なタッ
チロールを具備した糸条の巻取装置を提供することを１
」的とする。This invention was made to solve the above-mentioned problems. By optimizing the structure and materials used for the touch roll, it is possible to make the touch roll longer and smaller, and also to prevent vibrations. It is an object of the present invention to provide a yarn winding device equipped with a touch roll capable of high-speed winding with high reliability and durability, which also solves the problems of winding accuracy and winding accuracy.
"Target."
この発明は、スピンドルに装着されたボビン上の巻取パ
ッケージにタッチローラを接触させながら糸条を巻取る
糸条の巻取装置であって、」二記目的を達成するために
、前記タッチローラが、繊維強化複合材料により形成さ
れた略円柱状又は略円筒状の芯材と、この芯材の外周面
において少なくとも前記巻取パッケージと接触する領域
に周方向に沿って設けられた金属材料よりなる外層と、
前記芯材の両端に設けられて軸受により回転自在に支持
された金属＋４料よりなる回転軸とを備えている。The present invention is a yarn winding device that winds yarn while bringing a touch roller into contact with a winding package on a bobbin attached to a spindle, and in order to achieve the second object, the touch roller However, from a substantially cylindrical or substantially cylindrical core material formed of a fiber-reinforced composite material, and a metal material provided along the circumferential direction at least in a region of the outer circumferential surface of the core material that contacts the winding package. The outer layer becomes
It is provided with a rotating shaft made of metal + 4 materials, which is provided at both ends of the core material and rotatably supported by bearings.
ここで、ボビンとは、糸条を巻き取るための筒状体で、
公知の各種ボビンを用いることができる。Here, the bobbin is a cylindrical body for winding yarn.
Various known bobbins can be used.
また、タッチロールは、スピンドルの回転力を受けて回
転するタイプのものであってもよく、あるいは独自の駆
動機構により回転するタイプのものであってもよい。Further, the touch roll may be of a type that rotates in response to the rotational force of a spindle, or may be of a type that rotates by its own drive mechanism.
繊維強化複合材料としては、無機繊維や有機繊維に対し
、マトリックスとして樹脂や金属を用いたものを使用す
ることができる。具体的には、ポリアクリルニトリル、
セルロースピッチなどを高温で焼成して得られる高弾性
炭素繊維や、芳香族ポリアミドなどを主成分とする例え
ば、米国デュポン社製の“ケブラー などの高弾性有機
繊維あるいはガラス繊維なとの強化繊維に対し、７トリ
クスとして、例えば、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステ
ル樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂なとの熱硬化
性樹脂、ポリスルホン樹脂などの熱可塑性樹脂なとの樹
脂や、アルミニューム、マクネシューム、銅なとの金属
を用いたものであってもよい。これら、繊維強化複合＋
４料のうち、本発明の糸条の巻取装置により適している
繊維強化材料は、強化繊維として高弾性繊維を用い、マ
トリクス樹脂としてエポキシ樹脂を用いたものか好まし
い。なお、引張強度、層間剪断強度などタッチロールの
構成材料に必要な機械的強度を」二げるためには、強化
繊維のマトリクス樹脂に対する混合体積比率Ｖｒは、４
０〜７５％が好ましく、５０〜７０％がより好ましい。As the fiber-reinforced composite material, a material using resin or metal as a matrix for inorganic fibers or organic fibers can be used. Specifically, polyacrylonitrile,
High-modulus carbon fibers obtained by firing cellulose pitch at high temperatures, high-modulus organic fibers such as Kevlar manufactured by DuPont in the United States, and glass fibers whose main ingredients are aromatic polyamides. On the other hand, the 7 Trixes include, for example, thermosetting resins such as epoxy resins, unsaturated polyester resins, phenolic resins, and polyimide resins, thermoplastic resins such as polysulfone resins, and resins such as aluminum, macanesium, and copper. It may be possible to use metals such as fiber-reinforced composite +
Among the four materials, a fiber-reinforced material more suitable for the yarn winding device of the present invention is one in which high-modulus fibers are used as the reinforcing fibers and epoxy resin is used as the matrix resin. In addition, in order to increase the mechanical strength necessary for the constituent materials of the touch roll, such as tensile strength and interlaminar shear strength, the mixing volume ratio Vr of reinforcing fibers to matrix resin should be 4.
0 to 75% is preferable, and 50 to 70% is more preferable.
また、強化繊維のタッチロールに対する巻き付は角度θ
、すなわち、強化繊維の長さ方向とタッチロールの軸芯
とのなす角度θ（鋭角側）は、理論的には０度に近い方
がタッチロールの曲げ振動に対するヤング率Ｅか高くな
るので最も効果的であるが、反面捩れに対する強度が低
下するので、この巻き（＝Ｉげ角度θは、伝達トルク、
必要とされるヤング率なとにより適宜設計するのがよい
。In addition, the reinforcing fiber is wrapped around the touch roll at an angle of θ
In other words, the angle θ (acute angle side) between the length direction of the reinforcing fibers and the axis of the touch roll is theoretically the closest to 0 degrees because the Young's modulus E against bending vibration of the touch roll will be the highest. Although it is effective, the strength against torsion decreases, so this winding (= I bend angle θ is the transmission torque,
It is preferable to design it appropriately depending on the required Young's modulus.
上記繊維強化複合材料からなる芯材の形成方法としては
、例えば樹脂の含浸された繊維シートをマンドレルに巻
付け、テープラッピング後乾燥炉で加熱し、樹脂硬化後
マンドレルから抜き取ることにより得られる。あるいは
、繊維状物を螺旋状に巻回したもの、あるいは螺旋か右
廻りのものと左廻りのものを交互に重ねたもの、あるい
は編物にしたものなとに樹脂を含浸させることにより得
ることもできる。The core material made of the above-mentioned fiber-reinforced composite material can be formed by, for example, winding a resin-impregnated fiber sheet around a mandrel, wrapping it with tape, heating it in a drying oven, and removing it from the mandrel after the resin has hardened. Alternatively, it can also be obtained by impregnating a fibrous material into a spiral, a spiral or a clockwise and counterclockwise spiral, or a knitted material. can.
次に、外層および回転軸を構成する金属材料は、その材
質が特に限定されず、従来常用されている炭素鋼、工具
鋼、ステンレス鋼、ひいては−膜構造用圧延鋼材など公
知の金属材料で充分である。Next, the metal materials constituting the outer layer and the rotating shaft are not particularly limited, and known metal materials such as conventionally commonly used carbon steel, tool steel, stainless steel, and rolled steel for membrane structures are sufficient. It is.
更には、繊維強化複合材料の外周に金属材料を溶射また
は蒸着、またはメツキをし、その後所定の寸法に加工し
、外層および回転軸を構成する金属材料を得ても良い。Furthermore, a metal material may be thermally sprayed, vapor deposited, or plated on the outer periphery of the fiber-reinforced composite material, and then processed to a predetermined size to obtain a metal material constituting the outer layer and the rotating shaft.
この外層は、芯材の外周面において、巻取パッケージと
接触する領域にのみ周方向に沿ってリング状に設けられ
ていてもよく、もちろん芯材の外周面の全領域に設けら
れていてもよい。This outer layer may be provided in a ring shape along the circumferential direction only in the area that contacts the winding package on the outer peripheral surface of the core material, or of course may be provided over the entire area of the outer peripheral surface of the core material. good.
また、」二連した芯材と外層を一体化する方法としては
、両者を所定形状に加工した上で、外層の内部に芯材を
焼き嵌め、圧入、冷し嵌め、接着剤による接着などで一
体化する方法が挙げられる。In addition, methods for integrating the double core material and the outer layer include processing them into a predetermined shape and then shrink-fitting the core material inside the outer layer, press-fitting, cold-fitting, bonding with adhesive, etc. One method is to integrate them.
また、軸受は、外層の両端に焼嵌めして溶接するか、あ
るいは芯材の両端に直接取付ければよい。Further, the bearings may be shrink-fitted and welded to both ends of the outer layer, or may be directly attached to both ends of the core material.
なお、芯Ｈの７トリクスが樹脂でなく、例えばＡＮやＭ
ｇのような金属の場合には、芯材を形成するときの金属
材からなる舞子をそのまま利用し、その舞子を加工して
外層および回転軸を得るようにしてもよい。In addition, the 7 trics of the core H are not made of resin, but are made of, for example, AN or M.
In the case of metal such as g, the maiko made of the metal material used to form the core material may be used as is, and the maiko may be processed to obtain the outer layer and the rotating shaft.
本発明のタッチロールが、繊維強化複合材料と金属材料
との糾合ぜにより構成されることを要する理由は、この
ような構成とすると、タッチロール材料として従来常用
されてきた炭素鋼やアルミニュームなどの材料に比べて
、曲げ振動に対する比ヤング率（ヤング率を材料の密度
で除した値）が高くなるからである。The reason why the touch roll of the present invention is required to be constructed by combining a fiber-reinforced composite material and a metal material is that with such a structure, carbon steel, aluminum, etc., which have conventionally been commonly used as touch roll materials, can be used. This is because the specific Young's modulus (the value obtained by dividing the Young's modulus by the density of the material) with respect to bending vibration is higher than that of the material.
すなわち、タッチロールの危険速度を決定する削代（１
）は」二連したようにｍ−７：＋ＡＬＸｋ＝ＥＩである
から、
と展開することがてきるが、本式（２）から明らかなよ
うに繊維強化複合材料の比ヤング率Ｅ／ρは金属に比べ
て３〜１０倍と大きいから、危険速度ω、を同様に著し
く上げることができるからてあ】
」 」
る。In other words, the cutting allowance (1
) can be expanded as m-7:+ALXk=EI as shown in double series, but as is clear from equation (2), the specific Young's modulus E/ρ of the fiber-reinforced composite material is Since it is 3 to 10 times larger than metal, it is possible to significantly increase the critical speed ω.
また、外層および回転軸が金属材料で構成される理由は
、上述したように軸受部なと、機械的強度、耐摩耗性等
が要求される部位の材質としては繊維強化複合材料より
は金属の方が好ましいからである。また、タッチロール
の外径の寸法精度を得るとともに、糸条の巻付に必要な
所定の摩擦係数を得るためには、繊維強化複合材料より
金属の方が好ましいからである。Furthermore, the reason why the outer layer and the rotating shaft are made of metal is that, as mentioned above, metal is preferred over fiber-reinforced composite materials for bearings and other parts that require mechanical strength and wear resistance. This is because it is more preferable. Further, in order to obtain dimensional accuracy of the outer diameter of the touch roll and to obtain a predetermined coefficient of friction necessary for winding the yarn, metal is preferable to fiber reinforced composite material.
なお、繊維強化複合材の肉厚ｔ１ （第１図）は、少な
くとも金属材料の肉厚ｔ２ （第１図）と同等以上とす
ることにより比ヤング率を大きくするのが良い。この肉
厚ｔ１は物理」二可能な限り厚くすることが好ましいが
、使用条件により必要なりレグ率を有するように適宜決
めても良い。It is preferable that the thickness t1 (FIG. 1) of the fiber-reinforced composite material is at least equal to or greater than the thickness t2 (FIG. 1) of the metal material to increase the specific Young's modulus. Although it is preferable that the wall thickness t1 be as thick as physically possible, it may be determined as appropriate to provide a leg ratio as required depending on the usage conditions.
また、タッチローラの長さＬ（第１図）としては、本発
明の振動抑制効果を発揮させるため、このような振動が
発生しやすい９００ ｍｍ以上の長尺品に適用するのが
良い。Furthermore, in order to exhibit the vibration suppressing effect of the present invention, the length L of the touch roller (FIG. 1) is preferably applied to a long product of 900 mm or more where such vibration is likely to occur.
その際、繊維強化複合材の長さ、１１’（第１図）の２
タッチロール長さしに占める比率、Ｑ／Ｌは、できるだ
け大きい方が望ましいが、少なくとも６０％あれば良い
。たたし、肉厚ｔ１と同様に必要な比ヤング率を有する
ように決めても良い。In this case, the ratio of the length of the fiber reinforced composite material, 11' (FIG. 1), to the length of the two touch rolls, Q/L, is preferably as large as possible, but it is sufficient if it is at least 60%. However, like the wall thickness t1, it may be determined to have the required specific Young's modulus.
タッチロールをパッケージに押付ける方法としては、例
えはタッチロールをブラケッＩ・により支持し、このブ
ラケットをシリンダにより上下運動させて、タッチロー
ルをパッケージに押し付ける方法が考えられる。A conceivable method for pressing the touch roll against the package is, for example, to support the touch roll with a bracket I, move this bracket up and down with a cylinder, and press the touch roll against the package.
また、タッチロールを独自の駆動機構により回転駆動す
る場合、例えばモータとしては直流モータ、誘導モータ
、同期モータなとの公知のものが用いられ、また、その
動力伝達手段もカップリンク、ベルト、ギアなと公知の
手段を用いることができる。本発明においては、タッチ
ロールの回転軸とモータとを直結し、しかもその回転軸
にモータの回転子を固定し、フレーム側に固定子を固定
する方がタッチロールをコンパクトにできるのでより好
ましい。In addition, when the touch roll is rotationally driven by a unique drive mechanism, for example, a known motor such as a DC motor, an induction motor, or a synchronous motor is used, and the power transmission means is also a cup link, a belt, or a gear. Any known means can be used. In the present invention, it is more preferable to directly connect the rotary shaft of the touch roll to the motor, fix the rotor of the motor to the rotary shaft, and fix the stator to the frame side, since this allows the touch roll to be made more compact.
この発明の糸条の巻取装置によれば、タッチロールは、
材質が繊維強化複合材料からなる芯材と、この芯材の外
周および両端にそれぞれ配設された金属月利からなる外
層および回転軸とを備えているので、タッチロール全体
としての密度を小さくすることができると共にヤング率
も大きくすることができるため、比ヤング率が著しく向
上し、危険速度を従来の金属のみて構成されたタッチロ
ルの場合よりも引き上げる作用を奏する。According to the yarn winding device of this invention, the touch roll is
The touch roll has a core material made of fiber-reinforced composite material, an outer layer made of metal material and a rotating shaft arranged around the outer periphery of the core material and at both ends, respectively, so that the density of the touch roll as a whole is reduced. Since the Young's modulus can be increased, the specific Young's modulus is significantly improved, and the critical speed is increased compared to the conventional touch roll made only of metal.
また、パッケージに接触する外層が金属材＊３１により
構成されるとともに、回転軸も金属材料で構成されてい
るので、タッチロールを繊維強化複合材料ｊ４ｉ独で構
成した場合に比べ、軸受部における表面強度、摺動特性
等の機械的強度が優れるとともに、タッチロールの外径
の寸法精度を出せ、かつ糸条の巻イ」に必要な所定の摩
擦係数が得られて、上記繊維強化複合材料単独で構成し
た場合の欠点を補完する作用を奏する。In addition, since the outer layer that comes into contact with the package is made of a metal material*31 and the rotating shaft is also made of a metal material, the surface of the bearing part is smaller than when the touch roll is made of fiber reinforced composite material j4i. The above fiber-reinforced composite material alone has excellent mechanical strength such as strength and sliding properties, and can achieve dimensional accuracy of the outer diameter of the touch roll, as well as obtain the specified friction coefficient necessary for thread winding. This works to compensate for the shortcomings of the configuration.
以下、本発明の実施例を図面に基づいて具体的 ５ に説明する。 Hereinafter, detailed examples of the present invention will be explained based on the drawings. Explain.
第１−実施例
第１図は、本発明の一実施例である４山取りの糸条の巻
取装置の縦断面図であり、第２図はその要部側面図であ
る。Embodiment 1 FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a four-piled yarn winding device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a side view of the main parts thereof.
図において、］ａ〜１ｄは、それぞれの外周にパッケー
ジ２ａ〜２ｄを巻き取るための筒状のボビンで、本実施
例では４個が直列にスピンドル３に外挿されている。こ
のスピンドル３は、巻取フレーム１６に回転自在に支持
されており、図示を省略したモータ等の駆動手段により
回転駆動される。In the figure, ] a to 1 d are cylindrical bobbins for winding the packages 2 a to 2 d around their respective outer peripheries, and in this embodiment, four bobbins are inserted in series on the spindle 3 . This spindle 3 is rotatably supported by a winding frame 16, and is rotationally driven by a driving means such as a motor (not shown).
タッチロール４は、繊維強化複合材料からなる円筒状の
芯材５を有し、この芯材５が金属材料からなる円筒状の
外層６内に嵌合連結されるとともに、外層の６の両端に
同じく金属材料からなる回転軸７が嵌合連結される。The touch roll 4 has a cylindrical core material 5 made of a fiber-reinforced composite material, and this core material 5 is fitted into and connected to a cylindrical outer layer 6 made of a metal material. A rotating shaft 7 also made of a metal material is fitted and connected.
ブラケット８には弾性体９を介して軸受１０が取付けら
れ、この軸受１０にタッチロール４の回転軸７が回転自
在に支持されている。このブラケ］ ６
ツｌ−８は、巻取フレーム１６内に設けられた図示しな
いスライド軸受により図の上下方向にスライド自在に支
持されており、図示しないシリンダによりタッチロール
４がパッケージ２ａ〜２ｄに圧接する方向に付勢されて
いる。A bearing 10 is attached to the bracket 8 via an elastic body 9, and the rotating shaft 7 of the touch roll 4 is rotatably supported by the bearing 10. This bracket] 6 is supported by a slide bearing (not shown) provided in the winding frame 16 so as to be slidable in the vertical direction in the figure, and a cylinder (not shown) moves the touch roll 4 to the packages 2a to 2d. It is biased in the direction of pressure contact.
タッチロール４の近傍位置には、第２図に示すように、
各パッケージ２ａ〜２ｄに対応させて合ｊ１４個のトラ
バースガイド１１が設けられ、糸条Ｙの巻取り時には、
各トラバースガイド１１が糸条Ｙを引掛けた状態でタッ
チロール４の軸芯方向（第２図の紙面直角方向）に往復
移動（綾振り運動）することにより、ボビ″ン１ａ〜１
ｄＪ二（こバ・ソケージ２ａ〜２ｄを形成していく。In the vicinity of the touch roll 4, as shown in FIG.
A total of 14 traverse guides 11 are provided corresponding to each package 2a to 2d, and when winding yarn Y,
By reciprocating (traversing movement) in the axial direction of the touch roll 4 (direction perpendicular to the plane of the paper in FIG. 2) with each traverse guide 11 hooking the yarn Y, the bobbins 1a to 1
dJ2 (form the top and socket cages 2a to 2d).
なお、タッチロール４の外層６の外周面は、パッケージ
２ａ〜２ｄの両端近傍に対応する領域を鏡面とし、その
他の領域を梨地面とするのが、糸条Ｙの綾振り運動時の
挙動を安定化させるのに望ましい。The outer circumferential surface of the outer layer 6 of the touch roll 4 has a mirror surface in the areas corresponding to the vicinity of both ends of the packages 2a to 2d, and a satin surface in the other areas to improve the behavior of the yarn Y during traverse motion. Desirable for stabilization.
本実施例では、ボビン１ａ〜１ｄの内径、外径および長
さをそれぞれ１．２０ ｍｍ １３５ｍｍ ３０Ｏ
ｍｍとし、これら４個のボビン１ａ〜１ｄを縦列して（
ボビン全長１２００ｍｍ）スピンドル３に装着した。ま
た、タッチロール４は、芯第４５の内径。In this example, the inner diameter, outer diameter, and length of bobbins 1a to 1d are respectively 1.20 mm, 135 mm, and 300 mm.
mm, and these four bobbins 1a to 1d are arranged in tandem (
(bobbin total length 1200 mm) was attached to spindle 3. Moreover, the touch roll 4 has an inner diameter of the 45th core.
外径および長さを２０ｍｍ、 ５５ｍｍ、 １１．
５０ｍｍとし、外層６の外径および長さを、６５ｍｍ、
１．２００ ｍｍとした。Outer diameter and length: 20mm, 55mm, 11.
50 mm, and the outer diameter and length of the outer layer 6 are 65 mm,
1.200 mm.
この場合、芯材５は、炭素繊維゛トレカＭ−５０” （
東し株式会社製）とエポキシ系樹脂で次のようにして製
作した。In this case, the core material 5 is carbon fiber trading card M-50'' (
(manufactured by Toshi Co., Ltd.) and epoxy resin as follows.
まず、エポキシ系樹脂の含浸された炭素繊維のシートを
所定の司法に切断し、外径が２０ｍｍの離型剤を塗布し
たマンドレルに一層毎に巻きつける。First, a sheet of carbon fiber impregnated with an epoxy resin is cut into a predetermined shape and wound layer by layer around a mandrel having an outer diameter of 20 mm and coated with a release agent.
次いて、これをテープラッピンクして乾燥炉で１３０°
Ｃに加熱してエポキシ樹脂を硬化させ、硬化後、マンド
レルを抜き取って、芯材５を得る。Next, tape wrap this and dry it in a drying oven at 130°.
The epoxy resin is cured by heating to C, and after curing, the mandrel is pulled out to obtain the core material 5.
そして、外層６の内周面との間に、直径で０゜０５〜０
．２ｍｍの隙間が生じるように芯材５の外周面を研摩し
、その外周面に接着剤を塗布して外層６の一側から挿入
、接着する。さらに、外層６の両端から回転軸７を焼嵌
め後溶接し、てタッチロル４を得る。Then, there is a diameter of 0°05 to 0° between the inner circumferential surface of the outer layer 6 and
．． The outer circumferential surface of the core material 5 is polished so as to create a gap of 2 mm, an adhesive is applied to the outer circumferential surface, and the outer layer 6 is inserted and bonded from one side. Furthermore, the rotary shaft 7 is shrink-fitted from both ends of the outer layer 6 and then welded to obtain the touch roll 4.
なお、外層６および回転軸７の材質は炭素鋼（Ｓ５５Ｃ
，ＪＩＳ Ｇ４０５１．）とした。The material of the outer layer 6 and the rotating shaft 7 is carbon steel (S55C
, JIS G4051. ).
上記のように構成された巻取装置に対し、タッチロール
回転数とその振幅との関係を調べるため、スピンドル３
の回転をボビン２ａ〜２ｄを介してタッチロール４に伝
えなから、そのタッチロール４を８０００ｍ／分（３９
１９６ｒｐｍ）まて昇速し、タッチロール回転数とブラ
ケッｌ−８の左端８ａにおける振幅との関係を測定した
のが第３図である。In order to investigate the relationship between the touch roll rotation speed and its amplitude for the winding device configured as described above, the spindle 3
The rotation of the touch roll 4 is transmitted through the bobbins 2a to 2d to the touch roll 4 at a speed of 8000 m/min (39
Figure 3 shows the relationship between the touch roll rotation speed and the amplitude at the left end 8a of the bracket l-8.
この第３図から明らかなように、タッチロール４が小径
、長尺でありながら８０００ｍ／分（３９１、９６ｒｐ
ｍ）まで低い振動レベルでの高速回転が可能となった。As is clear from FIG. 3, the touch roll 4 has a small diameter and a long length, but the speed of
It is now possible to rotate at high speeds with vibration levels as low as m).
また、ボビン１ａ〜ｌｄ上への糸条Ｙの巻取も安定し、
良好なパッケージ２ａ〜２ｄが得られた。また、タッチ
ロール４に紙製ボビン１ａ〜１ｄに接触させた場合にも
バーストは発生しなかった。In addition, the winding of the yarn Y onto the bobbins 1a to ld is stable,
Good packages 2a to 2d were obtained. Furthermore, no burst occurred when the touch roll 4 was brought into contact with the paper bobbins 1a to 1d.
また、長時間に渡る巻き取りでも何ら変化がな１ つ
かったことから、本実施例装置は信頼性、耐久性の高い
高速巻取装置であることか確証された。Furthermore, since there was no change in the winding over a long period of time, it was confirmed that the device of this embodiment is a high-speed winding device with high reliability and durability.
一方、」１記実施例装置に対し、タッチロール４の材質
を、何ら繊維強化複合材料を用いない炭素鋼（Ｓ５５Ｃ
，Ｊ Ｉｓ Ｇ４０５］、）だけて構成し、他の条件
は全て上記実施例と同様にしてタッチロール回転数とそ
の振幅との関係を調べたところ、第４図の結果が得られ
た。On the other hand, in the apparatus of Example 1, the material of the touch roll 4 was changed to carbon steel (S55C), which does not use any fiber-reinforced composite material.
, J Is G405], ), and all other conditions were the same as in the above embodiments, and the relationship between the number of rotations of the touch roll and its amplitude was investigated, and the results shown in FIG. 4 were obtained.
ずなわち、６８００ｒｎ／分（３３Ｂ ’ｌ−７ｒｐｍ
）近くから急に振動が大きくなり、ボビン］ａ〜１ｄか
らの駆動力が伝わらなくなり、８０００ｍ／分までの高
速回転が不可能であった。また、その時、紙製ボビンの
バーストが発生した。That is, 6800rn/min (33B'l-7rpm
) Vibration suddenly increased from nearby, and the driving force from the bobbins [a to 1d] was no longer transmitted, making it impossible to rotate at high speeds up to 8000 m/min. Also, at that time, a paper bobbin burst occurred.
このように、上記実施例において、タッチロルを小径化
しながら高速巻取を可能にできたのは、上記実施例のタ
ッチロール４の比ヤング率を、タッチロール４が全て金
属である場合の３倍とすることができたためである。ま
た、紙製ボビンのバストの発生を防止できたのは、上記
実施例の夕 ０
ッチロール４の重量が比較例の１／３倍で軽量となり、
その慣性モーメントを小さくできたためである。さらに
、良好な巻姿のパッケージが得られたのは、タッチロー
ル４の外径を小さくしてタッチロール４とトラバースガ
イド１１−間の距離、ずなわぢフレーリンゲスＰ（第２
図）を小さくできたので、その分タッチロール４上での
糸条Ｙの挙動が安定したためであり、また、タッチロー
ル４の外層６を金属で構成して糸条の巻付に必要な所定
の摩擦係数が得られるようにしたためでもある。In this way, in the above embodiment, high-speed winding was possible while reducing the diameter of the touch roll. This is because it was possible to do so. In addition, the reason why the occurrence of bust in the paper bobbin could be prevented was because the weight of the evening roll 4 of the above example was 1/3 times that of the comparative example, which made it lighter.
This is because the moment of inertia could be reduced. Furthermore, the package with a good winding shape was obtained by reducing the outer diameter of the touch roll 4, reducing the distance between the touch roll 4 and the traverse guide 11, and reducing the distance between the touch roll 4 and the traverse guide 11.
This is because the behavior of the yarn Y on the touch roll 4 is stabilized because the size of the yarn Y can be made smaller, and the outer layer 6 of the touch roll 4 is made of metal, which allows the yarn to be wrapped around the yarn more easily. This is also because a friction coefficient of .
第２実施例
上記第１一実施例では、スピンドル３の回転力を受けて
タッチロール４が回転するタイプの巻取装置について説
明したが、この発明は、タッチロール４か独自の駆動機
構により回転するタイプの巻取装置にも適用できる。Second Embodiment In the eleventh embodiment described above, a winding device of the type in which the touch roll 4 rotates in response to the rotational force of the spindle 3 has been described. It can also be applied to winding devices of this type.
例えば、第５図に示すように、一方側の回転軸７を長尺
に仕上げて、その回転軸７を軸受１０以外に軸受１２に
よっても支持させる。そして、軸受１−０．１２間にお
いて回転軸７の外周にモータの回転子１３を固着する一
方、ブラケッｌ−８にモータの固定子］４を固着して、
この回転子］３と固定子］４とで、タッチロール４の駆
動手段１５を形成するようにしてもよい。その他の構成
は、上記第１実施例と同様に仕上げる。For example, as shown in FIG. 5, the rotating shaft 7 on one side is finished to be elongated, and the rotating shaft 7 is supported by a bearing 12 in addition to the bearing 10. Then, the rotor 13 of the motor is fixed to the outer periphery of the rotating shaft 7 between the bearings 1-0.12, and the stator 4 of the motor is fixed to the bracket l-8.
The rotor] 3 and the stator] 4 may form a driving means 15 for the touch roll 4. The rest of the structure is the same as that of the first embodiment.
この実施例によっても、上記第１実施例と同様の効果を
達成できる。また、タッチロール４が軽量となるため、
タッチロール４の加速、減速等に要する駆動手段１５と
してのモータの容量を小さくでき、コンパクトな構成が
可能となる。This embodiment also achieves the same effects as the first embodiment. In addition, since the touch roll 4 is lightweight,
The capacity of the motor as the drive means 15 required for acceleration, deceleration, etc. of the touch roll 4 can be reduced, and a compact configuration is possible.
第３実施例
」二記第１実施例では、第１図に示すように、タッチロ
ール４の外層６を芯材５の外周全面に形成したが、第６
図に示すように、外層６を、パッケージ２ａ〜２ｄが接
触する領域たけにリング状に設けるようにしてもよい。In the first embodiment, the outer layer 6 of the touch roll 4 was formed on the entire outer periphery of the core material 5, as shown in FIG.
As shown in the figure, the outer layer 6 may be provided in a ring shape only in the area where the packages 2a to 2d come into contact.
この場合、回転軸７は、芯材５の両端に直接固定すれば
よい。In this case, the rotating shaft 7 may be directly fixed to both ends of the core material 5.
この実施例によっても上記第１実施例と同様の効果を達
成できる。This embodiment can also achieve the same effects as the first embodiment.
本発明の糸条の巻取装置は、以下に述べる優れた効果を
奏することができる。The yarn winding device of the present invention can achieve the excellent effects described below.
（１） タッチロールは、外径形状が小径、かっ長尺
化されても、その材質が繊維強化複合材料からなる芯材
と、この芯材の外周および両端にそれぞれ配設された金
属材料からなる外層および回転軸とを備えているので、
従来の金属月別のみて構成されたタッチロールに比べて
曲げ振動に対する比ヤング率が高くなり、巻取時の危険
速度をより高い領域に引き上げることかできる。(1) Even if the outer diameter of the touch roll becomes smaller or longer, its material is a core material made of fiber-reinforced composite material, and metal materials arranged on the outer periphery and both ends of this core material. Since it is equipped with an outer layer and a rotating shaft,
The specific Young's modulus with respect to bending vibration is higher than that of conventional touch rolls constructed only by metal parts, and the critical speed during winding can be raised to a higher range.
（２） また、タッチロールは、繊維強化複合材料を
用いながらも、回転軸は金属月別で構成されているので
、従来の繊維強化複合材たけて構成されたものに比べ、
格段に耐久性、信頼性の点て優れた巻取装置が得られる
。(2) In addition, although the touch roll uses fiber-reinforced composite material, the rotating shaft is made up of metal parts, so compared to conventional rolls made of fiber-reinforced composite material,
A winding device that is extremely durable and reliable can be obtained.
（３） また、タッチロールの外層か金属月別で構成
されているので、タッチロールの外径の寸法精度を出せ
るとともに、糸条の巻付に必要な所定の摩擦係数を得る
ことがてき、ホビン］二に精度良くパッケージを形成す
ることができる。特に、り ３
ッチロールの外径を小さくして、その慣性質量およびフ
リーリンクスを共に小さく設定できる結果、糸条の綾振
り運動に伴う挙動が安定して、良好な巻姿のパッケージ
が得られる。(3) In addition, since the outer layer of the touch roll is made of metal, it is possible to achieve dimensional accuracy of the outer diameter of the touch roll, and to obtain a predetermined coefficient of friction necessary for winding the yarn. ] Second, the package can be formed with high precision. In particular, by reducing the outer diameter of the stitch roll, both its inertial mass and free links can be set small, and as a result, the behavior associated with the traversing movement of the yarn is stabilized, and a package with a good wound shape can be obtained.
（４） 更に、タッチロールは、繊維強化複合材料の
使用により、従来の金属製タッチロールに比べて重量が
軽減されるので、少ない駆動トルつてより高速化が達成
できる。(4) Furthermore, the weight of the touch roll is reduced compared to conventional metal touch rolls due to the use of fiber-reinforced composite material, so higher speeds can be achieved with less driving torque.
第１図は、本発明の第１実施例である糸条の巻取装置の
縦断面図、第２図はその要部側面図、第３図は第１図の
糸条の巻取装置におけるタッチロル回転数と振動との関
係を示すグラフ、第４図は従来の糸条の巻取装置におけ
るタッチロール回転数と振動との関係を示すグラフ、第
５図は本発明の第２実施例である糸条の巻取装置の要部
断面図、第６図は本発明の第３実施例である糸条の巻取
装置の断面図である。
１ ａ〜１ｄ・・・ポヒ゛ン、２ａ〜２ｄ・・パッケー
ジ、３・スピンドル、 ４・・・タッチロール、 ４
・・芯材、
７・・・回転軸
外層、1 is a longitudinal cross-sectional view of a yarn winding device according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a side view of the main parts thereof, and FIG. 3 is a view of the yarn winding device of FIG. A graph showing the relationship between the touch roll rotation speed and vibration, FIG. 4 is a graph showing the relationship between the touch roll rotation speed and vibration in a conventional yarn winding device, and FIG. 5 is a graph showing the relationship between the touch roll rotation speed and vibration in a conventional yarn winding device. FIG. 6 is a sectional view of a main part of a yarn winding device, and FIG. 6 is a sectional view of a yarn winding device according to a third embodiment of the present invention. 1 a to 1d... pin, 2a to 2d... package, 3... spindle, 4... touch roll, 4... core material, 7... rotary shaft outer layer,
Claims (2)
ジにタッチローラを接触させながら糸条を巻取る糸条の
巻取装置において、 前記タッチローラが、繊維強化複合材料により形成され
た略円柱状又は略円筒状の芯材と、この芯材の外周面に
おいて少なくとも前記巻取パッケージと接触する領域に
周方向に沿って設けられた金属材料よりなる外層と、前
記芯材の両端に設けられて軸受により回転自在に支持さ
れた金属材料よりなる回転軸とを備えていることを特徴
とする糸条の巻取装置。(1) A yarn winding device that winds yarn while bringing a touch roller into contact with a winding package on a bobbin attached to a spindle, wherein the touch roller has a substantially cylindrical shape formed of a fiber-reinforced composite material. Alternatively, a substantially cylindrical core material, an outer layer made of a metal material provided along the circumferential direction at least in a region of the outer circumferential surface of the core material that contacts the winding package, and an outer layer made of a metal material provided at both ends of the core material. A yarn winding device comprising a rotating shaft made of a metal material and rotatably supported by a bearing.
れている請求項１記載の糸条の巻取装置。(2) The yarn winding device according to claim 1, wherein the outer layer is provided on the entire outer peripheral surface of the core material.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2092900A JP2751552B2 (en) | 1990-04-06 | 1990-04-06 | Yarn winding device |
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| JP2092900A JP2751552B2 (en) | 1990-04-06 | 1990-04-06 | Yarn winding device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03293262A true JPH03293262A (en) | 1991-12-24 |
| JP2751552B2 JP2751552B2 (en) | 1998-05-18 |
Family
ID=14067345
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2092900A Expired - Lifetime JP2751552B2 (en) | 1990-04-06 | 1990-04-06 | Yarn winding device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2751552B2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6092300A (en) * | 1983-10-26 | 1985-05-23 | Osaka Chem Lab | Production of soyasapogenol b derivative |
| JP2015516348A (en) * | 2012-05-16 | 2015-06-11 | エーリコン テクスティル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディートゲゼルシャフトＯｅｒｌｉｋｏｎ Ｔｅｘｔｉｌｅ ＧｍｂＨ ＆ Ｃｏ． ＫＧ | Device for crimping yarn to the package |
-
1990
- 1990-04-06 JP JP2092900A patent/JP2751552B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6092300A (en) * | 1983-10-26 | 1985-05-23 | Osaka Chem Lab | Production of soyasapogenol b derivative |
| JP2015516348A (en) * | 2012-05-16 | 2015-06-11 | エーリコン テクスティル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディートゲゼルシャフトＯｅｒｌｉｋｏｎ Ｔｅｘｔｉｌｅ ＧｍｂＨ ＆ Ｃｏ． ＫＧ | Device for crimping yarn to the package |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2751552B2 (en) | 1998-05-18 |
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