JP6238678B2 - トーションレース機用糸供給装置 - Google Patents

Description

本発明は、多数本のカーボン繊維の単繊維（太さ５μｍ〜７μｍ）を束ねてなるカーボン糸を、単繊維一本を切断（毛羽たたせない）させることなく、スムーズに編成部に供給されるようにしたトーションレース機用糸供給装置に関するものである。

従来のトーションレース機は、例えば、特開２００８−２４８４５８号（図３）に示されている。しかして、従来のものは、図５の如く、中空スピンドル５１に嵌合したボビン５２に巻かえした糸５３を、立上体（ヤーンガイド）５４の糸口５４′より引出し、該立上体５４の上部に設けたボビンストッパ５５の糸口５５′を通した後、前記中空スピンドル５１の内部に停止環５６に基端を接続したバネ５７から延出されたワイヤ５７′の上端のフック５７″を通して前記中空スピンドル５１の上端の糸口５８から編成部（図示せず）に供給するようにしていた。
特開２００８−２４８４５８号（図３）

しかしながら、多数本のカーボン繊維の単繊維（太さ５μｍ〜７μｍ）を束ねてなるカーボン糸は、引張り方向には極めて高い強度を示すが、折れや摩擦に対しては脆いため、単繊維一本を切断させることなく編成部に供給させる必要があるところ、その供給までに複数個所に設けた「糸口」を通すため、摩擦が多くなってカーボン糸は毛羽立つばかりでなく、束ねたカーボン糸の単繊維の１本乃至複数本を切断してしまう虞があった。

本発明は、上記問題を解消するためのもので、その目的とするところは、カーボン糸を毛羽立たせることなく編成部に供給されるようにしたトーションレース機用糸供給装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明は、ロータメタルの自転によって軌道に沿って移動するランナに立設したスピンドルと、該スピンドルに回転可能に差込んだボビンに巻かえしたカーボン糸を引き出す糸口及びボビンストッパを有する立上体とを備え、該立上体の頂頭部材の基端側及び先端側にそれぞれ設けた糸ガイド付きローラと、前記頂頭部材より下に上下スライド可能に設けたスライド体に設けた糸ガイド付きローラとの間でＵ字状をつくって編成部に供給できるようにしたことを特徴とし、カーボン糸が摩擦を受けることなく編成部へスムーズに供給できるように構成した。

また、請求項２に記載の発明は、前記頂頭部材の先端側に設けた糸ガイド付きローラが、水平方向に回転可能に設けた円盤の上面に設けられていることを特徴とし、ロータメタルの回転によって軌道に沿ってランナが右または左に移動しても、編成部にカーボン糸を供給する糸ガイド付きローラが常に編成部には正対するように構成した。

さらに、請求項３に記載の発明は、前記スライド体が、前記スピンドルの下部に嵌合した停止環に基端を連繋したコイルバネの上端から延出され、途中にボビンストッパの突上げ部を有するワイヤに係留されていることを特徴とし、ロータメタルの自転によってボビンが軌道をインからアウト、アウトからインに移行するときにも糸のテンションを一定に保つことができるように構成した。

さらに、請求項４に記載の発明は、前記スライド体のローラから前記頂頭部材の円盤の上面のローラに入るカーボン糸の直線が、前記ランナの中心線上又はその近傍であることを特徴とし、通常のトーションレース機よりボビン数を多くして幅広の製品を効率的に作成するときでも、リードナイフが通る道が十分に確保できるように構成した。

本発明によれば、ロータメタルの自転によって軌道に沿って移動するランナに立設したスピンドルと、該スピンドルに回転可能に差込んだボビンに巻かえしたカーボン糸を引き出す糸口及びボビンストッパを有する立上体とを備え、該立上体の頂頭部材の基端側及び先端側にそれぞれ設けた糸ガイド付きローラと、前記頂頭部材より下に上下スライド可能に設けたスライド体に設けた糸ガイド付きローラとの間でＵ字状をつくって編成部に供給できるようにした。つまり、カーボン糸はＵ字状にいったん貯留させてからその貯留分を平らな状態で編成部に過度に緊張させることなくスムーズに供給できる。この編成部への供給に断面Ｖ型の滑車を使用したのでは、カーボン糸の内外層で周速差が生じて内層が緩むため、滑車の溝部（Ｖ底）に単繊維が巻き付き、切れて毛羽立つし、溝部に巻き付いた単繊維を取り除くのに手間がかかることがあったが、断面Ｖ型の滑車を使用しないことによりこれらの問題もないなど各種の優れた効果を奏するものである。

また、請求項２に記載の発明によれば、前記頂頭部材の先端側に設けた糸ガイド付きローラが、水平方向に回転可能に設けた円盤の上面に設けられているので、ロータメタルの自転によって軌道に沿ってランナの送りが右または左に移動してもカーボン糸の供給点は編成部に常に正対するためスムーズな供給を行うことができるという優れた効果を奏するものである。

さらに、請求項３に記載の発明によれば、前記スライド体が、前記スピンドルの下部に嵌合した停止環に基端を連繋したコイルバネの上端から延出され、途中にボビンストッパの突上げ部を有するワイヤに係留されているため、ロータメタルの回転によってボビンが軌道をインからアウト、アウトからインに移行するときにも糸のテンションを一定に保つことができる。また、カーボン糸を編成部に供給する際にＵ字状に貯留された貯留量が少なくなるとスライド体が上昇しボビンストッパを開放させ、スライド体の下降にしたがってＵ字状をつくり次の供給の準備をすることができる。さらに、カーボン糸が切れたときには停止環が落下して機械を即時に停止できるという優れた効果を奏するものである。

さらにまた、請求項４に記載の発明によれば、前記スライド体のローラから前記頂頭部材の円盤の上面のローラに入るカーボン糸の直線が、前記ランナの中心線上又はその近傍であるので、通常のトーションレース機よりボビン数を多くして幅広の製品を効率的に作成するときでも、リードナイフ（図示せず）が通る道が確実に確保でき、カーボン糸をリードナイフにより傷付けることがないなど優れた効果を奏するものである。

次に、本発明の実施の態様を添付図面に基づいて説明する。図１は本願糸供給装置の斜視図、図２は本願糸供給装置のスライド体の上下スライド位置を示す側面図、図３はロータメタルとランナの配置を示す部分平面図、図４は立上体の頂頭体に設けた２つの糸ガイド付きローラを示す断面図である。

図１において、１は本願糸供給装置である。本願糸供給装置１は、図３の如く、軌道３に沿って並んでいるロータメタル（平面円形の左右部に同径の凹部を持つ）２の左右の凹部間に挟持されたランナ４の中心位置にセットされている。しかして、前記ランナ４は、ロータメタル２の自転によって前記軌道３に沿って右又は左に送られ、これにセットされている本願糸供給装置１も同時に送られるようになっている。

前記スピンドル６は、前記ランナ４の中心に設けたスピンドルホルダ５に下部６′を結合している。該スピンドルホルダ５は、その鍔部５′が非円形（楕円形）になっており、前記ロータメタル２の回転軸２′に当たって回転が規制されるようになっている。前記スピンドル６は、中空（筒状）にして短小になっている。該スピンドル６の上部６″にはボビン７の中心孔が回転可能に差し込まれている。

前記スピンドル６の下部６′と上部６″との境界部には枠部材８がネジ８′の締め付けにより固定されている。該枠部材８の外端部には２本のシャフトからなる立上体９が前記スピンドル６に沿って立ち上げられている。該立上体９の外側にはガイド板１０が一体的に添えられている。該ガイド板１０には、前記ボビン７に巻かえしたカーボン糸Ｋを引き出すための糸口１１を備えている。該糸口１１はカーボン糸Ｋが当る部位は滑らかに仕上げられている。

前記ボビン７の上面には、中心孔の周囲に環状に放射形歯７′が刻設されている。該放射形歯７′には、前記立上体９の中間部に固定した中間部材１２にボビンストッパ１３がピン１３′を中心に回動できるように軸支されている。該ボビンストッパ１３は下面突起１３″を介して前記放射形歯７′に係合している（図２参照）。

前記ボビンストッパ１３は、通常はバネ１４により引かれている。しかして、前記ピン１３′を中心に下向きに回動して下面突起１３″を放射形歯７′に係合している。一方、上向きには、後記するワイヤ１５の上動時にその拡大部１５′により突き上げられ、下面突起１３″を放射形歯７′から外し、ボビン７を回転フリーにする。

また、前記ボビンストッパ１３は、これを手指で摘んでピン１３′を中心に上方に回して起こすことにより前記バネ１４の働きにより起きたままの状態が維持できる。これは前記ボビン７をスピンドル６の上端より抜くときに行う。換言すれば、ボビン７に巻かえしたカーボン糸が使い尽くされたときに新たなボビンとの交換を容易にするためである。前述の如く、スピンドル６を短小にしたのはこのためである。

前記立上体９の上端には、頂頭部材１６が固定されている。該頂頭部材１６には、透孔１６′が設けられている。該透孔１６′より外側（基端側）の上面壁にローラ１７が軸支されている。該ローラ１７の上面には、前記立上体９の外側に添えたガイド板１０の糸口１１から引き出されたカーボン糸Ｋが回り込むようになる。この回り込みの時にカーボン糸Ｋが、ローラ１７より外れないようにするために糸ガイド１７′を備えている（図４参照）。

前記頂頭部材１６の下側には、上下方向にスライドできるスライド体１８が設けられている。該スライド体１８は、図示の例では、前記中間部材１２と前記頂頭部材１６との間の立上体９に摺動子１８′を介して滑らかに摺動できるように取り付けられている。該スライド体１８には縦壁に軸支されたローラ１９があり、該ローラ１９の下面には、前記頂頭部材１６の基端側のローラ１７の上面を回ったカーボン糸Ｋが、前記透孔１６′を通して回り込むようになっている。この回り込んだカーボン糸Ｋが、ローラ１９より外れないために糸ガイド１９′を備えている。

前記頂頭部材１６の先端側の上面には、円盤２０が水平方向に回転可能に設けられている。また、その中心部には縦透孔２０′が設けられている。前記円盤２０はベアリング部材２１を介して軽く回転できるように軸支され、その上面にはローラ２２が軸支されている。該ローラ２２の上面には、前記スライド体１８のローラ１９の下面を回ったカーボン糸Ｋが縦透孔２０′を通して回り込むようになっている。このローラ２２には回り込んだカーボン糸Ｋが外れないようにするために糸ガイド２２′を備えられている。このローラ２２の上面を回ったカーボン糸Ｋはトーションレース機の編成部（図示せず）に供給されることとなる。

前記ローラ２２の上面を回ってトーションレース機の編成部に供給される前記カーボン糸Ｋは、前記スライド体１８のローラ１９の下面を回ってから前記頂頭部材１６上の円盤２０に軸支されたローラ２２の上面に入るまでの直線Ｋ′は、前記ランナ４の中心線上にある。勿論、該中心線の近傍であってもよい。これは、通常のトーションレース機よりボビン数を多くして幅広の製品を効率的に作成するときにおいて、リードナイフ（図示せず）が通る道を確実に確保できるようにするためである。こうすることによりカーボン糸Ｋはリードナイフの作動時に傷付けられることがない。

前記頂頭部材１６の基端側及び先端側のローラ１７及び２２、これらとの間でＵ字状をつくるスライド体１８に設けたローラ１９には、カーボン糸を正確にリードするために、断面Ｖ型の滑車を使用することがあるが、本願糸供給装置１では採用していない。仮に、このような滑車を使用すると、カーボン糸の内外層で周速差が生じて内層が緩むため、滑車の溝部（Ｖ底）に単繊維が巻き付き、切れて毛羽立つ虞があるからである。したがって、本願糸供給装置１では、各ローラとして円形ローラを使用するとともに、別に、金属細棒よりなる糸ガイド１７′、１９′及び２２′を付けている。

前記頂頭部材１６の先端側に設けた糸ガイド付きローラ２２を水平方向に回転可能に設けた円盤２０の上面に固定したのは、ロータメタルの自転によって軌道３に沿ってランナ４が右または左に移動しても編成部にはローラ２２を常に正対させ、スムーズな糸供給ができるようにしている。

前記ボビン７に巻かえしたカーボン糸Ｋが、前記立上体９の外側に添えたガイド板１０の糸口１１から引き出され、前記頂頭部材１６の基端部に軸支された前記ローラ１７の上面を回って前記スライド体１８に軸支されたローラ１９の下面を回って、前記頂頭部材１６の先端側の上面に水平方向に回転可能に設けた円盤２０上に軸支したローラ２２から編成部に供給される。つまり、前記カーボン糸Ｋはトーションレース機の編成部に供給される直前において、Ｕ字状に貯留され、その貯留分が編成時に使用される。これはカーボン糸Ｋに過度に緊張を与えることなく組織がスムーズに編成できるようにするためである。

前記スピンドル６の空洞内に設けたコイルバネ２４の基端を、該スピンドル６の下部６′に嵌合している停止環２３に連繋（固定）し、該コイルバネ２４の上端から延出したワイヤ１５の上端環１５″を、前記スライド体１８に設けたフック１８″に嵌合連結している。このワイヤ１５の途中には、前記ボビンストッパ１３の下面を突き上げるための拡大部１５′が設けられている。

前記コイルバネ２４は、前記カーボン糸ＫのＵ字状の貯留分が、トーションレース機の編成部において使用されるときに、そのバネ力に抗して伸ばされてローラ１９が上方に移動して前記Ｕ字状を小さくする。これによりスライド体１８に連結しているワイヤ１５も上方に引かれ、その途中の拡大部１５′がボビンストッパ１３の下面を突き上げ、ボビン７の回転をフリーにする。

次の瞬間、前記コイルバネ２４はそのバネ力によりスライド体１８を下に引き、ローラ１９によりカーボン糸ＫのＵ字状を大きくする。このとき、回転フリーになっているボビン７からカーボン糸Ｋが引き出されることとなる。このＵ字状を小さくしたり大きくしたりする動きは、ロータメタル２の自転によってボビン７が軌道３をインからアウト、アウトからインに移行するときに編成部に繋がっているカーボン糸Ｋのテンションが一定に保つためでもある。

前記ワイヤ１５の上端環１５″を介してスライド体１８に連結し、コイルバネ２４の基端を停止環２３に連繋したのは、ボビンに巻かれた前記カーボン糸Ｋを使いきった時、または何らかの理由で切れたときに、停止環２３を落下させ、トーションレース機の電気系統を切断できるようになっている。

本願糸供給装置１は、カーボン繊維の単繊維を束ねたカーボン糸を「折れ」や単繊維１本の切断もない状態でトーションレース機の編成部に供給するもので、編成されるトーションレース地（図示せず）は、産業用複合材料として活用できるものである。

本発明は、カーボン繊維の単繊維を束ねたカーボン糸を、トーションレース機の編成部に「折れ」や単繊維１本の切断もない状態で供給できるようにしているので、トーションレース分野は勿論、カーボン糸を利用した産業用複合材料を活用する宇宙産業分野、航空機産業分野、及び自動車産業分野などにおいて、その利用可能性の高いものといえる。

本願糸供給装置の斜視図である。 本願糸供給装置のスライド体の上下スライド位置を示す側面図である。 ロータメタルとランナの配置を示す部分平面図である。 立上体の頂頭部材に設けた２つの糸ガイド付きローラを示す断面図である。 従来の糸供給装置の正面図である。

１ 本願糸供給装置
２ ロータメタル
２′ 回転軸
３ 軌道
４ ランナ
５ スピンドルホルダ
５′ 鍔部
６ スピンドル
６′ 下部
６″ 上部
７ ボビン
７′ 放射形歯
８ 枠部材
８′ ネジ
９ 立上体
１０ ガイド板
１１ 糸口
１２ 中間部材
１３ ボビンストッパ
１３′ ピン
１３″ 下面突起
１４ バネ
１５ ワイヤ
１５′ 拡大部
１５″ 上端環
１６ 頂頭部材
１６′ 透孔
１７ ローラ
１７′ 糸ガイド
１８ スライド体
１８′ 摺動子
１９ ローラ
１９′ 糸ガイド
２０′ 透孔
２０ 円盤
２１ ベアリング
２２ ローラ
２２′ 糸ガイド
２３ 停止環
Ｋ カーボン糸

Claims (4)

1. ロータメタルの自転によって軌道に沿って移動するランナに立設したスピンドルと、該スピンドルに回転可能に差込んだボビンに巻かえしたカーボン糸を引き出す糸口及びボビンストッパを有する立上体とを備え、該立上体の頂頭部材の基端側及び先端側にそれぞれ設けた糸ガイド付きローラと、前記頂頭部材より下に上下スライド可能に設けたスライド体に設けた糸ガイド付きローラとの間でＵ字状をつくって編成部に供給できるようにしたことを特徴とするトーションレース機用糸供給装置。
2. 前記頂頭部材の先端側に設けた糸ガイド付きローラが、水平方向に回転可能に設けた円盤の上面に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のトーションレース機用糸供給装置。
3. 前記スライド体が、前記スピンドルの下部に嵌合した停止環に基端を連繋したコイルバネの上端から延出され、途中にボビンストッパの突上げ部を有するワイヤに係留されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のトーションレース機用糸供給装置。
4. 前記スライド体のローラから前記頂頭部材の円盤の上面のローラに入るカーボン糸の直線が、前記ランナの中心線上又はその近傍であることを特徴とする請求項１〜３のうちの１に記載のトーションレース機用糸供給装置。

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