| 【発明の名称】 |
糸加熱装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】徳田 和郎
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| 【要約】 |
【課題】加熱された糸温度を応答性よく一定に制御できる糸加熱装置及び加熱方法を提供すること。
【解決手段】走行速度が略一定の糸Ｙがピンヒータ３に巻回されるように接触した状態において、温度センサ１３から出力される温度検出信号１２における糸Ｙの温度検出結果と予め設定された糸温度目標値とを比較して、制御部１１は、流体シリンダ８のシリンダロッド７が収縮、伸長するように切換弁９に対し切り換え制御を行い、これによりシリンダロッド７が収縮、伸長し、糸ガイド支持部材６を介して各糸ガイド４、５がピンヒータ３の軸方向に移動することになる。この糸ガイド４、５の移動に伴って、糸Ｙの糸道がピンヒータ３の円錐台の軸方向へ移動することにより、糸Ｙがピンヒータ３円周表面上を接触する距離（時間）を変化させ、ピンヒータ３から糸Ｙへの熱エネルギー供給量を変化させる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】加熱体に走行する糸を接触させて加熱する糸加熱装置であって、上記加熱体の糸走行路下流側に位置し、加熱後の走行糸の温度を検出する温度検出器と、該温度検出器の検出温度に基づいて加熱体と走行糸との接触時間を制御する制御装置とを設けたことを特徴とする糸加熱装置。
【請求項２】上記加熱体は、外周径が軸方向に次第に変化する円錐台形状を呈すると共に、上記制御装置は、加熱体と走行糸とを加熱体の軸方向に相対移動させる変位手段と、上記温度検出器の検出温度に基づいて変位手段を制御する制御手段とからなる請求項１記載の糸加熱装置。
【請求項３】上記変位手段は、走行糸に係合可能な糸ガイドと、該糸ガイドを加熱体の軸方向に相対移動させるアクチュエータとからなり、上記糸ガイドは、加熱体の上流側及び下流側にそれぞれ位置し、温度検出器の検出温度に基づいて、アクチュエータにより上記上流側糸ガイド及び下流側糸ガイドを変位させる請求項２記載の糸加熱装置。
【請求項４】上記上流側に糸ガイド及び下流側の糸ガイドを共通のアクチュエータにより変位させる請求項３記載の糸加熱装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、加熱体に走行する糸を接触させて加熱する糸加熱装置であって、加熱された糸温度を応答性よく一定に制御できるものに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の糸加熱装置は、ヒータ（加熱体）を有したものであって、該ヒータの下流側に、走行糸の糸温度を検出する温度センサ、該温度センサの検出温度に基づいて上記加熱体の発熱温度を制御するヒータ温度制御部を備えたものが知られている。更に、上記ヒータの上流側（走行糸の入口側）、下流側（走行糸の出口側）にそれぞれ糸道規制部材である糸ガイドが固設されており、走行糸は上記糸ガイドにより糸道を規制されることにより所定の糸道を通過し、上記ヒータ部表面によって接触又は非接触の状態で加熱されるようになっている。そして、温度制御部は上記温度センサにより検出された糸温度と予め設定された所定温度とを比較して、糸温度が常に上記所定温度となるようにヒータ（加熱体）の発熱温度を制御するようになっている。
【０００３】上述の糸加熱装置では、温度センサの検出温度が所定温度よりも高い場合に、温度制御部が上記検出結果に基づいてヒータの発熱温度を下げるように制御することとなる。しかし、ヒータに対して発熱温度を下げる制御を行ったとしても、加熱体及びヒータ表面の温度の下降速度は鈍く（即応性に欠ける）、糸温度を迅速に下降させる制御が要求される場合には問題点がある。
【０００４】そこで、特開平６−２３５５８３号公報には、検出温度と予め設定された設定温度とに基づいて、制御装置がアクチュエータを駆動制御し、このアクチュエータの駆動により、走行糸がヒータに対して離間、接近させられることにより温度制御されるような糸加熱装置が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】この糸加熱装置では、ヒータ表面と走行糸とは非接触の状態で加熱されている。故に、ヒータと走行糸との間には空気が介在しており、検出温度と予め設定された設定温度とに基づいて、制御装置がアクチュエータを駆動制御することにより加熱温度を制御するとしても、ヒータと走行糸との間の気温等の状況変化に伴って、加熱される走行糸の温度が正確に制御できない可能性がある。
【０００６】本発明は上記課題に鑑みてなされたもので、加熱された糸温度を応答性よく一定に制御できる糸加熱装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、加熱体に走行する糸を接触させて加熱する糸加熱装置であって、上記加熱体の糸走行路下流側に位置し、加熱後の走行糸の温度を検出する温度検出器と、該温度検出器の検出温度に基づいて加熱体と走行糸との接触時間を制御する制御装置とを設けたことを特徴としている。この発明では、上記加熱体の糸走行路下流側に位置し、加熱後の走行糸の温度を検出する温度検出器と、該温度検出器の検出温度に基づいて加熱体と走行糸との接触時間を制御する制御装置とを設けたことにより、加熱体の温度を昇降させる必要がないため、加熱された糸温度を応答性よく一定にすることが可能となる。
【０００８】請求項２記載の発明は、上記加熱体は、外周径が軸方向に次第に変化する円錐台形状を呈すると共に、上記制御装置は、加熱体と走行糸とを加熱体の軸方向に相対移動させる変位手段と、上記温度検出器の検出温度に基づいて変位手段を制御する制御手段とからなることを特徴としている。この発明では、上記加熱体は、外周径が軸方向に次第に変化する円錐台形状を呈すると共に、上記制御装置は、加熱体と走行糸とを加熱体の軸方向に相対移動させる変位手段と、上記温度検出器の検出温度に基づいて変位手段を制御する制御手段とからなることにより、加熱体と走行糸との接触時間を容易に且つ確実に制御することが可能となる。
【０００９】請求項３記載の発明は、上記変位手段は、走行糸に係合可能な糸ガイドと、該糸ガイドを加熱体の軸方向に相対移動させるアクチュエータとからなり、上記糸ガイドは、加熱体の上流側及び下流側にそれぞれ位置し、温度検出器の検出温度に基づいて、アクチュエータにより上記上流側糸ガイド及び下流側糸ガイドを変位させることを特徴としている。この発明では、上記変位手段は、走行糸に係合可能な糸ガイドと、該糸ガイドを加熱体の軸方向に相対移動させるアクチュエータとからなり、上記糸ガイドは、加熱体の上流側及び下流側にそれぞれ位置し、温度検出器の検出温度に基づいて、アクチュエータにより上記上流側糸ガイド及び下流側糸ガイドを変位させることにより、加熱体に比べて軽量な糸を移動させるため、アクチュエータの行う仕事量を小さく抑えることができる。更に、加熱体に対して糸が斜めに接触することがないため、糸道が不規則になることによる糸品質の劣化を防止することができる。又、常に加熱体の軸方向に対して垂直方向に接触するため、接触時間を正確に制御することができる。
【００１０】請求項４記載の発明は、上記上流側に糸ガイド及び下流側の糸ガイドを共通のアクチュエータにより変位させることを特徴としている。この発明では、上記上流側に糸ガイド及び下流側の糸ガイドを共通のアクチュエータにより変位させることにより、簡素な構成で上流側、下流側の糸ガイドを一体的に変位させることができるため、加熱体に対して糸道を適切な状態に維持したまま接触時間を制御することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面を用いて説明するが、本発明の趣旨を越えない限り、何ら本実施の形態に限定されるものではない。
【００１２】図１は、本発明の第一の実施形態における加熱装置１を示す斜視図であり、図２は図１に示す加熱体のイ−イ矢視図である。図３は、第二の実施形態における加熱体を示すロ−ロ矢視図である。図４は、第三の実施形態における加熱装置１’を示す斜視図である。図５、図６は、本発明の加熱装置１を適用した糸加工機を示す側面図である。
【００１３】図１に示すように、加熱装置１のピンヒータ（加熱体）３は、機台フレーム２から突設され、軸方向に径が異なる円錐台形状を呈しており、ピンヒータ３の軸（図１の一点鎖線部）が糸Ｙの走行する方向に対して略直交するように機台フレーム２に固着されている。
【００１４】又、加熱装置１には、上記ピンヒータ３と走行糸Ｙとの接触時間を制御する制御装置を構成する変位手段として、ピンヒータ３の糸Ｙ走行路の上流側及び下流側には各々糸ガイド４、５が配され、コの字状をなした糸ガイド支持部材６の両端に取り付けられている。上記糸ガイド４、５はピンヒータ３の軸方向に対して直交する同一直線上に位置するようになっている。上記糸ガイド支持部材６の略中心部位置には、アクチュエータとして設けられた流体シリンダ８のシリンダロッド７の先端が取り付けられている。上記流体シリンダ８は、切換弁９に接続されており、更に、切換弁９の切り換え制御を行うための制御部として制御部１１が設けられている。制御部１１では、糸Ｙの所定の目標温度が予め設定されている。又、上記ピンヒータ３の直ぐ下流側には、ピンヒータ３により加熱された糸Ｙの温度を計測する温度検出器（温度センサ）１３が設けられている。但し、本実施形態においては、流体シリンダ８を備えているが、リニアモータ等の他のアクチュエータを用いてもよい。温度検出器１３としては、走行糸Ｙから放射される赤外線を入射し、その入射赤外線に応じた検出信号を出力する非接触型温度検出機を使用できる。
【００１５】ピンヒータ３は、例えば電熱式のコイルを発熱体として内部に有し（図示せず）、この発熱体の発熱現象によって表面が加熱された状態となっている。走行する糸Ｙは加熱装置１において、各糸ガイド４、５と係合することによって糸道が規制されるようになっており、ピンヒータ３表面上に少なくとも１回以上巻回された状態で接触して走行するようになっており、ピンヒータ３を通過した糸Ｙは、上記ピンヒータ３の下流側に位置する温度センサ１３を非接触で通過するようになっている。
【００１６】ここで、流体シリンダ８により、糸ガイド支持部材６を介して上記糸ガイド４、５を変位させるのは、ピンヒータ３に対して糸Ｙが斜めに接触することがないようにし、糸道が不規則になることによる糸品質の劣化を防止すると共に、常に加熱体の軸方向に対して垂直方向に接触させることで、糸Ｙに対する接触時間を正確に制御して加熱ムラが生じないようにするためである。
【００１７】又、上記糸ガイド４、５は流体シリンダ８のシリンダロッド７の収縮、伸長に伴い、糸ガイド支持部材６を介してピンヒータ３の軸方向に相対移動し、変位自在となるようになっており、上記シリンダロッド７の伸長、収縮は、切換弁９の切り換えによって駆動切り換えがなされるようになっている。この切換弁９の制御は、制御部１１によりなされるようになっており、制御部１１は必要に応じて、上記切換弁９に対して制御信号１０を出力するようになっている。
【００１８】又、上記制御部１１に対しては、常時温度センサ１３による糸Ｙの温度検出信号１２が出力されるようになっており、該温度検出信号１２と、制御部１１にて予め設定された糸Ｙの温度目標値と比較するようになっている。ここで、制御部１１から切換弁９に出力される制御信号１０によって駆動切り換えが行われ、上記シリンダロッド７は、所定長或いは上記比較の際の偏差に応じた長さだけ収縮、伸長するようになっている。
【００１９】ここで、図１に示す第一の実施形態における加熱装置１による糸Ｙの温度制御について説明する。
【００２０】例えば、図１、図２の糸Ｙの巻回領域ｂに示す糸道の状態において、温度センサ１３から出力される温度検出信号１２における糸Ｙの温度検出結果と予め設定された糸温度目標値とを比較して、温度検出信号１２における糸Ｙの温度検出結果の方が大である場合、制御部１１は、流体シリンダ８のシリンダロッド７が収縮するように切換弁９に対し切り換え制御を行う。
【００２１】本実施形態では、糸Ｙのピンヒータ３との接触時間を変化させる方法として、糸Ｙの走行速度が略一定であるという条件において、糸Ｙとピンヒータ３との接触距離を変化させる制御を行っており、上記制御部１１の、切換弁９への切り換え制御により、シリンダロッド７は所定長或いは、上記比較した際の偏差に応じた長さだけ収縮し、該シリンダロッド７の収縮に伴って、糸ガイド支持部材６を介して各糸ガイド４、５がピンヒータ３の軸方向において、ピンヒータ３の円錐台の小径側に移動することになる。この糸ガイド４、５の移動に伴って、糸Ｙの糸道もピンヒータ３の円錐台の小径側（図２の二点鎖線で示した巻回領域ａを有する糸道）へ移動することにより、糸Ｙがピンヒータ３円周表面上を巻回して接触する距離（時間）が短くなる。従って、巻回された糸Ｙと発熱を帯びたピンヒータ３表面との接触距離（時間）が短くなることから、ピンヒータ３から糸Ｙへの熱エネルギー供給量が減少し、ピンヒータ３通過後の糸Ｙの温度が下降することになる。
【００２２】逆に、図１、図２の糸Ｙの巻回領域ｂに示す糸道の状態において、温度センサ１３から出力される温度検出信号１２における糸Ｙの温度検出結果と予め設定された糸温度目標値とを比較して、温度検出信号１２における糸Ｙの温度検出結果の方が小である場合、制御部１１は、流体シリンダ８のシリンダロッド７が伸長するように切換弁９に対し切り換え制御を行う。
【００２３】上記制御部１１の、切換弁９への切り換え制御により、シリンダロッド７は所定長或いは、上記比較した際の偏差に応じた長さだけ伸長し、該シリンダロッド７の収縮に伴って、糸ガイド支持部材６を介して各糸ガイド４、５がピンヒータ３の軸方向において、ピンヒータ３の円錐台の大径側に移動することになる。この糸ガイド４、５の移動に伴って、糸Ｙの糸道もピンヒータ３の円錐台の大径側（図２の二点鎖線で示した巻回領域ｃを有する糸道）へ移動することにより、糸Ｙがピンヒータ３表面上を巻回して接触する距離（時間）が長くなる。従って、巻回された糸Ｙと発熱を帯びたピンヒータ３表面との接触距離（時間）が長くなることから、ピンヒータ３から糸Ｙへの熱エネルギー供給量が増大し、ピンヒータ３通過後の糸Ｙの温度が上昇することになる。
【００２４】ここで、上記のように、糸ガイド４、５をピンヒータ３の軸方向に相対移動させるのは、ピンヒータ３に比べて軽量な糸Ｙを移動させることにより、流体シリンダ８の行う仕事量を小さく抑えるためである。又、上流側の糸ガイド４及び下流側の糸ガイド５を共通の流体シリンダ８により変位させることで構成を簡素なものにすることができる。
【００２５】又、上記実施形態では、糸Ｙをピンヒータ３円周表面に巻回させるようにして接触させ、加熱していたが、図３に示す第二の実施形態のように、糸Ｙをピンヒータ３表面の一部のみ接触させ、糸Ｙの接触領域ｂ’に示す糸道の状態において、温度センサ１３から出力される温度検出信号１２における糸Ｙの温度検出結果と予め設定された糸温度目標値とを比較して、温度検出信号１２における糸Ｙの温度検出結果の方が大（小）である場合、流体シリンダ８のシリンダロッド７の収縮（伸長）によって各糸ガイド４、５をピンヒータ３の軸方向において、ピンヒータ３の円錐台の小径側（大径側）に移動させ、糸Ｙの糸道を図３の接触領域ａ’（ｃ’）に示す糸道へ移動させることにより、ピンヒータ３通過後の糸Ｙの温度が下降（上昇）するように制御してもよい。又、本実施形態においても、糸Ｙのピンヒータ３との接触時間を変化させる方法として、糸Ｙの走行速度が略一定であるという条件において、糸Ｙとピンヒータ３との接触距離を変化させる制御を行っている。
【００２６】更に、第一、第二の実施形態において適用された加熱装置１の、軸方向に径が異なる円錐台形状を呈したピンヒータ３の代わりに、図４に示す加熱装置１’のように円筒形状を呈したピンヒータ３’円周表面上の一部のみ接触させ、糸Ｙの接触領域ｂ’’に示す糸道の状態において、温度センサ１３から出力される温度検出信号１２における糸Ｙの温度検出結果と予め設定された糸温度目標値とを比較して、温度検出信号１２における糸Ｙの温度検出結果の方が大（小）である場合、流体シリンダ８のシリンダロッド７の収縮（伸長）によって、上記第一、第二の実施形態とは異なり、各糸ガイド４、５をピンヒータ３’の軸方向と直交する方向に移動させ、糸Ｙの糸道を図３の接触領域ａ’’（ｃ’’）に示す糸道へ移動させることにより、ピンヒータ３’通過後の糸Ｙの温度を下降（上昇）制御してもよい。但し、本実施形態において、ピンヒータ３’以外の装置は、第一、第二の実施形態と形状、作用が略同様であるため、同一の符号を付し、詳述は略することとした。本実施形態においても、糸Ｙのピンヒータ３’との接触時間を変化させる方法として、糸Ｙの走行速度が略一定であるという条件において、糸Ｙンヒータ３’との接触距離を変化させる制御を行っている。
【００２７】次に、上記第一乃至第三の実施形態の加熱装置１（加熱装置１’でも可）の適用例として、延伸仮撚加工機２０、糸加工機３０について、図５、図６を用いて説明する。
【００２８】図５に示す仮撚加工機２０において、パッケージＰ１から糸Ｙの走行路下流側には、第０フィードローラＦＲ０、上記加熱装置１（又は加熱装置１’）、第１フィードローラＦＲ１、ヒータ２１、ベルト式仮撚装置２２、第２フィードローラＦＲ２が順番に設けられている。
【００２９】パッケージＰ１から解舒された糸Ｙは、略一定の走行速度となるように第０フィードローラＦＲ０から加熱装置１に送り込まれる。ここで、第０フィードローラＦＲ０と第１フィードローラＦＲ１との速度比は、所定延伸率に対して半延伸となるように設定されている。この第０フィードローラＦＲ０と加熱装置１とにより冷延伸（延伸適温未満の加熱による延伸）による半延伸が行われ、延びきるまでの延伸を無理やり施すため、部分的な延伸が第０フィードローラＦＲ０と第１フィードローラＦＲ１との間で発生する。糸Ｙは連続走行しているので、糸Ｙの走行速度に応じて、部分的な延伸が一定の分布をもって現れ、良く延伸された部分とあまり延伸されない部分とが互いに出現する。
【００３０】次に、糸Ｙはヒータ２１に導入され、該ヒータ２１を出た糸Ｙは、ベルト式仮撚装置２２に入り、更に、第２フィードローラＦＲ２を経て巻取パッケージＰ２に巻き取られる。上記ベルト式仮撚装置２２で形成された撚りは第１フィードローラＦＲ１まで伝播し、ヒータ２１で熱固定され、パッケージＰ２に巻き取られることとなる。
【００３１】以上のような加工を施すことにより、加工された糸Ｙを染色すると、濃く染まる部分と薄く染まる部分とが規則正しく出現した染色糸になり、この染色糸を織機にかけると色の風合いの異なる生地ができる。
【００３２】図６に示す糸加工機３０において、給糸パッケージＡから芯糸Ｙの走行路下流側には、フィードローラＦＲ０Ａ、ＦＲ１Ａと、給糸パッケージＢから鞘糸ｙの走行路下流側には、フィードローラＦＲ０Ｂ、ＦＲ１Ｂと、芯糸Ｙ及び鞘糸ｙに空気又は水によるテクスチャード加工を施す加工手段３１とフィードローラＦＲ２とを順番に備えて構成されている。
【００３３】図６に示すように、フィードローラＦＲ０ＢとフィードローラＦＲ１Ｂとの間には、上記加熱装置１（又は加熱装置１’）が設けられている。
【００３４】上記糸加工機３０を稼働させると、各フィードローラＦＲ０、ＦＲ１はそれぞれ別個に独立して回転され、未加工糸Ｙ、ｙを略一定の走行速度となるように送る。図６に示すように、芯糸Ｙに合糸する鞘糸ｙを送るフィードローラＦＲ０Ｂ、ＦＲ１Ｂは、芯糸ＹのフィードローラＦＲ０Ａ、ＦＲ１Ａより高速に回転され、鞘糸ｙを芯糸Ｙより高速に送り続けるようになっている。ここで、鞘糸ｙは、フィードローラＦＲ０Ｂ、ＦＲ１Ｂで下流側に送られると共に必要に応じて加熱装置１で加熱され、オーバーフィードされて加工手段３１に供給されるようになっている。
【００３５】芯糸Ｙと鞘糸ｙは、加工手段３１にて噴射空気による交絡加工等が施され、第２フィードローラＦＲ２を経て巻取手段３２に送られ、巻き取られるようになっている。
【００３６】以上のように、糸Ｙ、ｙの走行速度を略一定とするような図５、図６に示す延伸仮撚り加工機２０、糸加工機３０に第一乃至第三の実施形態の加熱装置１又は加熱装置１’を適用することにより、ピンヒータ３の温度を昇降させる必要がないため、加熱された糸Ｙ（ｙ）の温度を応答性よく一定にすることが可能となると共に、ピンヒータ３（又はピンヒータ３’）と走行糸Ｙ（ｙ）との接触距離を変化させることで接触時間を容易に且つ確実に制御することが可能となる。ピンヒータ３、３’に対して糸Ｙ（ｙ）が斜めに接触することがないため、糸道が不規則になることによる糸品質の劣化を防止することができる。又、常にピンヒータ３、３’の軸方向に対して垂直方向に接触するため、接触時間を正確に制御することができる。
【００３７】
【発明の効果】本発明は以上のように構成されるので、以下のような効果を奏する。
【００３８】請求項１記載の発明によれば、加熱体に走行する糸を接触させて加熱する糸加熱装置であって、上記加熱体の糸走行路下流側に位置し、加熱後の走行糸の温度を検出する温度検出器と、該温度検出器の検出温度に基づいて加熱体と走行糸との接触時間を制御する制御装置とを設けたことにより、加熱体の温度を昇降させる必要がないため、加熱された糸温度を応答性よく一定にすることができる。
【００３９】請求項２記載の発明によれば、上記加熱体は、外周径が軸方向に次第に変化する円錐台形状を呈すると共に、上記制御装置は、加熱体と走行糸とを加熱体の軸方向に相対移動させる変位手段と、上記温度検出器の検出温度に基づいて変位手段を制御する制御手段とからなることにより、加熱体と走行糸との接触時間を容易に且つ確実に制御することができる。
【００４０】請求項３記載の発明によれば、上記変位手段は、走行糸に係合可能な糸ガイドと、該糸ガイドを加熱体の軸方向に相対移動させるアクチュエータとからなり、上記糸ガイドは、加熱体の上流側及び下流側にそれぞれ位置し、温度検出器の検出温度に基づいて、アクチュエータにより上記上流側糸ガイド及び下流側糸ガイドを変位させることにより、加熱体に比べて軽量な糸を移動させるため、アクチュエータの行う仕事量を小さく抑えることができる。更に、加熱体に対して糸が斜めに接触することがないため、糸道が不規則になることによる糸品質の劣化を防止することができる。又、常に加熱体の軸方向に対して垂直方向に接触するため、接触時間を正確に制御することができる。
【００４１】請求項４記載の発明によれば、上記上流側に糸ガイド及び下流側の糸ガイドを共通のアクチュエータにより変位させることにより、簡素な構成で上流側、下流側の糸ガイドを一体的に変位させることができるため、加熱体に対して糸道を適切な状態に維持したまま接触時間を制御することができ、接触時間をより正確に制御することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００６２９７
【氏名又は名称】村田機械株式会社
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| 【出願日】 |
平成１２年６月１５日（２０００．６．１５） |
| 【代理人】 |
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| 【公開番号】 |
特開２００１−３５５１４１（Ｐ２００１−３５５１４１Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年１２月２６日（２００１．１２．２６） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−１７９２４０（Ｐ２０００−１７９２４０） |
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