Angle on the Disk Surface
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(2) J. Text. Mach.. 58. 解 析 を行 っ て き た.し. ニ ッ トの 前 後 に ガ イ ドが 設 置 さ れ て い る.. か し実 機 ユ ニ ッ トの デ ー タ も. ほ とん ど公 表 さ れ て お らず,解. Soc. Japan. 析 結 果 と詳 細 な 比 較. 2.2フ. リク シ ョ ンデ ィス ク. が で き な い. 本 研 究 で は,デ. ィ ス ク 寸 法,間. フ リ ク シ ョ ン デ ィ ス ク は 同 じ形 状 の デ ィス ク10枚. 隔 お よび軸 間距離. の 関 係 を実 機 ユ ニ ッ トを 用 い て 測 定･検. で1セ. 討 し,理 論. や 厚 さの 異 な る7種. 的 解 析 と比 較 検 討 した 結 果 に つ い て報 告 す る.. 2.実 2.1フ. ッ トを構 成 し て い る.本 研 究 で は デ ィ ス ク径 類 の デ ィス ク を用 い た.表1に. そ の 形 状 寸 法 を示 す.フ. 験 装置 リク シ ョ ンデ ィス クユ ニ ツ ト. Table. 1. Measurements. フ リ ク シ ョ ンデ ィス ク ユ ニ ッ トの概 要 を 図1に 示 す.ユ. ニ ッ トは フ リ ク シ ョ ン デ ィ ス ク10枚 を3軸. に. 振 り分 け重 ね 合 わ せ 交 差 させ た構 成 に な っ て い る.3軸. は す べ て が タ イ ミ ン グ ベ ル トで 連 結 さ れ て. お り同 一 方 向 に 回 転 す る.3軸. は軸 間 距 離38.5mm. の 正 三 角 形 を な す よ う に設 置 さ れ て い る.10枚 リ ク シ ョ ン デ ィス ク は3軸 に 順 序 よ く配 置 さ れ,そ は0.5mmで. あ る.ま. リクシ ョンデ ィス クは アル. ミ合 金 で 作 ら れ て お り,そ. のフ. に上 か らみ て 反 時 計 方 向. れぞ れの デ ィス ク間の 隙間. た フ リ ク シ ョン デ ィス ク ユ. Fig.. 1. Schematic. diagram. T156. of Multi-disk Friction Unit. の表 面 は酸 化 ク ロ ム で. of the friction. disk.
(3) 59. (Transactions, JapaneseEd.)Vol.53,No.7(2000) コ ー テ ィ ン グ が 施 さ れ 耐 摩 耗 性 が 付 与 さ れ て い る. フ リ ク シ ョ ンデ ィス ク の 種 類 は 表 に示 す 通 り,デ ス ク厚 さ2'が6mmで を4種. デ ィ ス ク径Dの. ィ. 異 な る もの. 類(50mm,51mm,52.5mm,53.5mm)そ. し てDが50mmで2tの. 異 な る も の3種. mm,7mm,8mm)の. 計7種. 実 験 を行 っ た.ま. た,フ. 類(5. 類 の もの を用 意 して. リ ク シ ョ ンデ ィ ス ク の 側 面. は 円 弧 状 に な っ て い る.そ の 曲 率 半 径rは 厚 さ に よ り異 な っ て お り,デ. ィ ス ク が 厚 く な る に つ れ3. mm,3.5mm,4.5mmと. な っ て い る.曲. 率半径 は. フ リ ク シ ョ ン デ ィス ク の 先 端 部 分 をCCDカ. メ ラで. 撮 影 し,ビ デ オ 計 測 シ ス テ ム に よ り外 周 部 分 の3点 を 計 測 して 求 め た.一. 般 にr＞tと. な っ て お り,円. 弧 と上 下 面 の つ な が りは 小 さ な半 径 の 円 で 滑 ら か に つ な が っ て い る.2sin‑1(t/r)を. デ ィス ク プ ロ. フ ィ ー ル 角 と呼 ぶ こ と に す る3).軸 問 距 離L=2c, デ ィ ス ク 間 の 隙 間 をsで 表 す.し 間 隔 距 離Hは2t+sと 2.3実. たが ってデ ィス ク. な る.. 験装置. 本 実 験 は,実. 際の仮 撚加 工 を実験 室内 で行 い なが. ら,様 々 な 測 定 を行 っ た.そ. の た め,実 験 装 置 も 実. 際 の 仮 撚 加 工 機 を そ の ま ま小 型 化,簡. 略 化 した も の. で 糸 速 度 は 低 速 に な っ て い る.図2に. 実 験 装 置 の概. 要 を示 す.糸. Fig . 2Schematic. of apparatus. tension. and. used. to measure. yarn. twist level. は フ ィー ドロ ー ラ ー(2)に よ り給 糸 パ ッ. ケ ー ジ(1)か ら 引 き 出 さ れ,ヒ. ー タ ー(3)を通 り,フ. リ. ク シ ョ ン デ ィ ス ク ユ ニ ッ ト(8)に入 っ て い く.ヒ. ー. タ ー は 長 さ40cmの. シ ョー トヒ ー タ ー で あ り任 意 の. 温 度 に設 定 が で き る.糸. ス テ ー ジ(7)に 据 え 付 け て あ る.こ. は フ リ ク シ ョ ン デ ィス ク ユ. ニ ッ トで 加 撚 さ れ つ つ 糸 送 り力 を 与 え ら れ る.こ 撚 り は フ ィ ー ドロ ー ラ ー(2)まで 遡 る.こ. 映 像 をVTRに. の. テ ム を 用 い て,走. りは な く. メラの. 行 糸 傾 角 θ,ユ ニ ッ ト内 部 の 糸. 糸 試 料 は ポ リエ ス テ ル 仮 撚 用 延 伸 糸150D(165. な りデ リベ リ ロ ー ラ ー(9)で巻 取 機 へ 送 ら れ る.仮 撚 加 工 機 と して は こ の よ う な 構 造 に な る が,測. のCCDカ. こか ら ビデ オ計 測 シ ス. の 走 行 経 路 を測 定 した. の撚 りが 仮. 撚 で あ りユ ニ ッ トを 出 た 所 で 解 撚 さ れ,撚. 取 り 込 み,そ. dtex)96Fと. 同 じ く48Fを 使 用 し た が,フ. ト数 に よ る 差 は 全 く み られ な か っ た.糸. 定のた. 速 は20ml. め にい くつ か の 装 置 を取 り付 け て い る.加 工 時 の 張. min,TinとToutの. 力 を測 定 す る た め に,フ. 度 は210℃ と し,条 件 が 変 わ る 場 合 は そ の 条 件 を 付. トの 前(Tin)後(Tout)に を取 り付 け た.フ. リ ク シ ョ ンデ ィ ス ク ユ ニ ッ 張 力 計 の ピ ッ ク ァ ッ プ(4). 張 力 比 は1.0,加. ィ ラメ ン. 工 時 の ヒー タ温. す こ と に す る.. リ ク シ ョ ン デ ィ ス ク ユ ニ ッ トに. 2.4走. よ っ て 撚 り を加 え ら れ た 走 行 中 の 糸 を採 取 す る た. 行 糸 の糸 傾 角 測 定. リク. デ ィス ク上 を走 行 して い る糸 は 曲線 で あ り,デ ィ ス ク 回転 軸 となす 方 向 も厳 密 に は一 定 とは な らな. シ ョ ン デ ィ ス クユ ニ ッ ト内 部 の 糸 の 走 行 経 路 を計 測. い.本 報告 で は図3に 示 す通 り糸 が デ ィス クに接触. め,自. 作 の 切 取 装 置(5)を フ リ ク シ ョ ン デ ィ ス ク ユ. ニ ッ ト と ヒ ー タ ー の 問 に 取 り付 け た.ま. す る た め,CCDカ. た,フ. してい る最 初 の点 と最後 の点 を正面 の方 向か ら見 て. メ ラ(6)を フ リ ク シ ョ ン デ ィ ス ク. ユ ニ ッ ト横 に 設 置 し た.CCDカ 位 置 を変 え られ る よ う に,XYZ方. メ ラ は 自在 に撮 影. 測 定 した もの の平 均糸 傾 角 を も って糸 傾 角 と した.. 向 に移動 が可 能 な. また糸 の進 入 点 と離 脱点 を明 らか にす るため 運転 中. T157.
(4) J. Text. Mach. Soc. Japan. 60. ク 上 の 糸 傾 角0の. 関 係 を 図5お. 図5は. デ ィ ス クNo.2〜No.4の. る.デ. ィス クNo.2お. よ び 図6に. 変 化 を示 し て い. よ びNo.3は,ガ. イ ド位 置. の 変 化 に よ り糸 傾 角 θ が 変 化 し て い る.デ No.2で. 示 す.. ィス ク. は 最 大 で9.63。 ま た デ ィ ス クNo.3で. イ ドNo.7を. はガ. 除 い て2.83。 の 差 が で て い る.そ. に 対 して デ ィ ス クNo.4は28。 値 を示 して い る.図6は. れ. 付 近 で ほぼ一 定 の. デ ィス クNo.5〜No.9の. 糸 傾 角 変 化 を 示 し て い るが,こ. れ ら の デ ィス ク に お. け る 糸 傾 角 θ は ガ イ ド位 置 に よ る 影 響 を受 け て い な い こ とが わ か る.各. Fig. 3. Entrance. point and exit point of yam with a disk. P : Entrance. point. P': Exit point. which yam contacts disk. N : Point. with maximum. る縞 模 様 か ら こ れ らの 点 を判 定 した.デ. 点)を. 入 点),赤. at. radius of. に デ ィス ク 表 面 にパ ウ ダ ー を 吹 きか け,表. 接 触 点(進. デ ィス ク 間 で の ば らつ き は あ. 面 にで き ィス ク との. 道 上 の 点 お よ び 脱 出 点(離. 脱. 測 定 した.. (a) 3.実 3.1フ. 験 結 果 と考察 リ ク シ ョ ンデ ィス クの 役 割. フ リ ク シ ョ ン デ ィ ス ク上 部 に 設 置 す る ガ イ ドの 位 置 を的 確 に 捉 え る た め に 図4(a)に ド板 を 用 意 し た.ガ. 示 す ような ガイ. イ ド板 に は2cmの. 格 子 状 に9. つ の セ ラ ミ ッ ク ス 製 の ガ イ ド孔 を設 置 した.ガ. イ ド. 孔 は図 の よ う に番 号 を付 け て 呼 ぶ こ と と す る.こ. の. ガ イ ド板 を,図4(b)に. 示 す よ う に,No.5の. ガイ. ド孔 が デ ィ ス クNo.1の. 交 点 の位 置 に くる よ うに. フ リク シ ョ ン デ ィス クユ ニ ッ ト上 部 に 取 り付 け て実 験 を行 っ た.こ 50mm,厚. の 実 験 で 使 用 し た デ ィス ク は 直 径 が. さが6mmの. も の で,加. 工 張 力 は40cNで. デ ィス ク ユ ニ ッ ト上 下 の 張 力 比 は1.0と な る よ う に 各 モ ー タ ー を 制 御 した.そ 実 験 条 件 と 同 じ で あ る.実 No.1〜No.9ま. の他 の条 件 は先 に述べ た. (b). 験 は ガ イ ド孔 の 位 置 を. で 変 化 さ せ,そ. れ に よ る 各 デ ィス. Fig. 4. ク上 で の 糸 傾 角 θの 変 化 を計 測 した 。 実験 結 果 と して 得 ら れ た,ガ. Yam guide plate and yarn guide position (a) Guide hole numbers on the plate (b) How they are positioned. イ ド位 置 と各 デ ィス. T158.
(5) (Transactions, Japanese Ed.)Vol53,No.7(2000). 61. は ほ か の デ ィ ス ク 上 の 糸 傾 角 θ が27° 〜28° 程 度 で あ る の に対 し,そ れ は,デ. の値 が31。 程 度 に な っ て い る.こ. ィ ス クNo.9が. 出 口 ガ イ ドお よ び 出 口. デ ィ ス ク の 影 響 を受 け て い る た め で あ り,も ガ イ ドを 変 化 させ た な ら ば,デ び デ ィス クNo.8も. し出口. ィ ス クNo.9お. よ. 入 り口 ガ イ ドデ ィ ス ク グ ル ー. プ と 同 様 に,糸. 傾 角 θが 変 化 す る も の と 考 え ら れ. る.そ. ィ ス クNo.8〜No.10を. こ で,デ. 出口 ガ イ ド. デ ィス ク グ ル ー プ と呼 ぶ こ と と す る.. 3.2糸. 傾 角0と 加 工張 力 の 関係. デ ィ ス ク径 の 異 な る3種 類 の デ ィ ス ク(50mm, 51m,52.5mm)を. 使 っ て,張. 力 を変 化 させ 各 デ ィ. ス ク上 で の 糸 傾 角 θ の 変 化 を測 定 し た.図7に Fig. 5. Relation. between. position. on disk number. inclination. angle. and. す の は,デ. guide. ィス ク 径 が50mmの. θ の 変 化 で あ る.先. 2, 3 and 4. No.4〜No.7上. 示. と きの 張 力 と糸 傾 角. の 節 で も述 べ た が,デ. の 糸 傾 角 θ の 値 は27〜28。. ィス ク 付近で. ほ ぼ 一 定 で あ り,張 力 の 影 響 を ほ とん ど受 け て い な い.ま. た,図. 示 して い な い が デ ィ ス ク外 径 が51mm. お よ び52.5mmの. 両 デ ィス ク径 と も各 デ ィス ク上 で. の張 力 に よ る糸傾 角 θの変 化 はほ とん どみ られ な か っ た.径51mmの. 場 合 はす べ て の デ ィ ス ク に お い. て 糸 傾 角 θ は33° 付 近 で 一 定 と な っ て い る が,径 52.5mmに. な る と各 デ ィス ク に よ り不 均 一 な 分 布 を. 示 す よ う に な る.以. 上 本 実 験 で の 張 力 範 囲 で は,糸. 傾 角 は 張 力 の 影 響 を ほ と ん ど受 け な い と い え る.. Fig. 6. るが,ガ. Relation. between. position. on disk number. inclination. angle. and guide. 5, 6, 7, 8 and 9. イ ド位 置 を 変 化 さ せ て も デ ィ ス クNo.2. の 様 に 糸 傾 角 θが 大 き く 変 化 す る こ と は な く,1。. 程 度 の 幅 の 中 で 変 動 して い る にす ぎず,ほ. ぼ 一 定 と見 な す こ と が で き る.こ デ ィス クNo.2,No.3は,走. の2つ. の 図か ら. 行 経 路 の 変 化 を矯 正. す る ガ イ ド的働 き を して い る もの と考 え られ る.そ の た め こ れ らの デ ィ ス ク を,入 デ ィ ス クNo.1と. 口 デ ィス ク で あ る. あ わ せ て 入 口 ガ イ ドデ ィ ス ク グ. ル ー プ と呼 ぶ こ と と す る.ま. た,デ. Fig. 7. ィス クNo。9. T159. Relation. between. tension. before. inclination. entrance. point. angle on disk and.
(6) J.Text. Mach. Soc. Japan. 62. ジ に糸 が か か らな い最 大 デ ィ ス ク外 径 は51.5mmで 3.3糸. 傾 角 とデ ィス ク 寸 法. (1)ディ ス ク 径 と 糸 傾 角,デ 図8に. あ り,52.5mmで. ィ ス ク 回 転 数,撚. デ ィ ス ク 径 を50,51,52.5mmと. 合 の デ ィ ス クNo.4〜7の. り数. ほ と ん ど差 が な か っ た が(最. が50mmで. 大 で1.04。),径. は糸 が エ ッジ に か か る こ と に な. 験 で は糸 は エ ッ ジ に か か っ た りは ず れ た りす. る こ とが 起 こ り,糸 傾 角 の ば らつ きが 大 き く な っ た. 変 え た場. 糸 傾 角 を示 す.各. ス ク 問 で の 糸 傾 角 θ を み る と,径. る.実. と考 え られ る.以 上 の と お り糸 傾 角 θ は デ ィ ス ク. ディ. の 形 状 に よ り決 定 さ れ て い る こ と か ら,ユ. は, が増. 構 成 す る 要 素(デ. ィス ク 形 状,軸. ニ ッ トを. 間 距 離,デ. ィス ク. は5.27。 と増 加 し て い る の が わ か る.糸 が 最 短 経 路. 間 隔)固 有 の 値 で あ る と推 測 さ れ る. 一 定 張 力(Ti n=Tout=40cN)の も とで仮 撚 加 工 を. を と る と仮 定 した 前 報2)の 解 析 で は デ ィ ス ク の エ ッ. 行 い,デ. 加 す る に つ れ 径51mmで. は 差 が1.3°,径52.5mmで. 糸)お. ィ ス ク 径 と 撚 り数(図2の(5)で. 採 集 した. よ び デ ィス ク 回 転 数 の 変 化 を 測 定 し,そ の 関. 係 を 図9に. 示 す.デ. ィス ク径 を増加 す る と フ リク. シ ョ ンユ ニ ッ トの 入 口 と出 口 の 張 力 を1:1に た め の デ ィ ス ク 回転 数 が 低 下 す る.こ. する. の こ とは糸傾. 角 θ の 増 加 と結 び つ け て 考 え る こ と が で き る.糸 傾 角 θ の増 加 に よ り デ ィ ス ク か ら 与 え ら れ る 糸 送 り方 向 の 摩 擦 力 成 分 が 増 加 して い くの で,デ. ィス ク. の 回 転 数 を低 下 さ せ る こ とで 張 力 の 平 衡 を保 っ て い た,撚. り数 も デ ィ ス ク外 径 の. 増 加 に つ れ減 少 して い る.デ. る も の と推 定 す る.ま. ィ ス ク 回転 数 お よ び撚. り数 の 変 化 の 割 合 を み る と,デ で34%低. ィス ク 回 転 数 は 全 体. 下 し て い る の に対 し,撚. り数 の 変 化 は3%. 程 度 の 低 下 に と ど ま っ て い る.こ の こ と は 糸 傾 角 と デ ィ ス ク 回 転 数 に よ っ て 入 口/出 口 の 張 力 比 は 変 化 しや す い の に対 し,撚. り数 は 限 界 撚 り数 に 近 い,か. な りの 強 撚 状 態 に あ る た め,撚 Fig. 8. Relation between disk diameter. inclination. り数 の 変 化 は 少 な い. もの と推 定 さ れ る.. angle on disk and. (2)ディ ス ク 厚 さ と 糸 傾 角,撚. り 数,デ. ィスク 回転 数. デ ィ ス ク 厚 さ に よ る 糸 傾 角 変 化 を 図10に 示 す. デ ィ ス ク厚 さ が 変 化 す る と,そ れ に伴 い デ ィ ス ク 側 面 の 環 半 径7も. 変 化 し て い る.図. 変 化 を み る と,デ は 減 少 して い る.こ. 中 の糸 傾 角 θの. ィス ク 厚 さ の増 加 に伴 い 糸 傾 角 θ れ もまたすべ ての デ ィス クに関. し て 同 様 の 変 化 が み ら れ る.ま. た,デ. ィ ス クNo.. の 違 い に よ る 糸 傾 角 θ の 差 を み る と,デ さ が5mmの が,デ き は1°. ィス ク厚. 場 合 は最 大 で6.89。 の 開 きが み ら れ る. ィ ス ク厚 さ が6mm以 未 満 で あ る.こ. 上 で は 糸傾 角 θ の 開. れ は,デ. ィ ス ク厚 さ5mm. で は デ ィス ク の側 面 形 状 の 曲 率 半 径 が3mmと. 小 さ. い た め と推 測 さ れ る. デ ィス ク厚 さ の 変 化 に よ る 加 工 性 へ の 影 響 に つ い て 述 べ る と,デ Fig. 9. Twist level and disk revolutions der condition tension. that exit tension. of multi-disk. friction. per minute equals. ィス ク厚 さ の 増 加 に よ るユ ニ ッ ト入. 口 と 出 口 の 張 力 比 が1と. un-. な る デ ィス ク 回 転 数 とそ の. と き の 撚 り数 の 関 係 を 図11に 示 す.回. entrance. 転 数 はデ ィス. ク 厚 さ が 厚 く な る に つ れ 上 昇 し て い く.こ. unit. T160. の理 由.
(7) (Transactloas,. Japanese. Ed.)Vol。53,. No.. 63. 7(2000). 4.実. 験値 と解析値の比較. 4.1糸. 傾角 について. フ リ ク シ ョ ン デ ィ ス ク の 寸 法 と ユ ニ ッ ト と して 組 み 立 て る と きの デ ィ ス ク を 重 ね る 間 隔 と軸 間 距 離 に よ っ て 糸 傾 角 は 決 ま る が,そ. れ らの関係 をあ らわす. 簡 便 な式 と前 報 の 解 析 結 果 と実 験 結 果 を 比 較 す る. デ ィス クNO.4〜NO.7に は,各. お ける糸傾 角 の実験 値. デ ィ ス ク 径 の 結 果 を 平 均 す る と50mmが. 27.63。,51mmが32.81。,52.5mmが36.97°. で,. デ ィ ス ク径 と の 関 係 を 図12に 示 す.図. 中 の 式(1). の 糸傾角 θは. (1) で 計 算 し た もの で あ り,山 本4)に よ っ て 導 か れ た 式 Disk Fig. 10. Relation. between. thickness inclination. で あ る.た angle. on. disk. c),デ. だ し デ ィ ス ク 外 径 Ｄ と 軸 間 距 離L(2. ィ ス ク 間 隔Hで. あ る.そ. の 考 え 方 を 図13で. and disk thickness. Disk thickness. Fig. 11. Influence disk. Dlsk dlameter. of disk thickness. revolutions. that exit tension multi-disk. per. on twist level and. minute. equals. under. entrance. Fig. 12. condition tension. Relation. between. average. inclination. angle on. disk and disk diameter. of. friction unit. は,糸 傾 角 θ が 小 さ く な る と糸 送 り成 分 が 小 さ く な る の で,デ. ィ ス ク の周 速 度 を大 き く して 糸 送 り成. 分 の 不 足 を補 う た め デ ィス ク 回 転 数 は 大 き くな る と 考 え ら れ る.ま. た撚 り数 の 変 化 は,デ. ィ ス ク厚 さ お. よ び 糸 傾 角 θ に 単 純 に対 応 し て い な い 。 糸 傾 角 θ が 小 さ く な る と,糸. に加 え られ る 加 撚 方 向 の 摩 擦 力. 成 分 は 増 加 し て い る と 考 え ら れ る が,2260〜2360 (Turnlm)の. 撚 り数 は150Dの. 糸 に と っ て か な り強. 撚 状 態 で あ る の で 変 化 が 少 な い とい え る.. Fig. 13. Minimum triangle. T161. yarn path. length. drawn. on overlap.
(8) J. Text. Mach,. 64. 説 明 す る.図. は3軸. デ ィス クに配 置 された デ ィス ク. を 上 か ら み た もの で,点A,B,Cは の 重 な る 点,弧AB,BC,CAの す る.デ. 中 点 をL,M,Nと. 測 地 線 の解 析 で は 糸 の デ ィ ス クへ の 進 入 と離 脱 の 点 は 赤 道 を は さ ん で 対 称 と な る の で デ ィス クの 接 触 厚 さ を 計 算 で き る.接. の周 囲長 さ をデ ィス ク高 さ3. 除 し た 値 をtanθ と した もの で あ る.実. 際 の糸. 触 厚 さ と デ ィス ク外 径 の 結 果 を 図15に 示 す.実. ま た 図 中 の 計 算 値 と は著 者 ら2)がデ ィ ス ク 上 で は. の で,張. して い る.式(1)の. No.3〜7に. 計 算 で は デ ィス ク の す き 間 を 求 め て い る.ま. 計 算 で もす き 間 を0.5mmと 径 は51.6mmで. あ る.実. 問 に な っ て い る.測. 測 は デ ィス ク. 中 の 接 触 厚 さ は,計 の接触 厚 さの平. ィス ク径 と接 触 厚 さ の 関 係 で は,. デ ィ ス ク径 の 増 加 に伴 い接 触 厚 さ も増 加 して い る の. 測地線の. が わ か る.し. 地 線 は 糸 を 強 制 的 に引 っ張 っ た. た 式(1)は. 一 定 とす る.計. 関 し て 行 っ た.図. 均 値 で 表 した.デ. す る と最 大 デ ィ ス ク外. と き の 糸 傾 角 と考 え ら れ る の で,糸 い え る.ま. 力 を30cNで. 測 を 行 っ た デ ィ ス クNo.3〜7で. た測 地線 とす る. 験 値 は 式(1)と. か し,デ. ィス ク 径 が52.5mmを. 接 触 厚 さ は 減 少 し て い る.実. 傾 角 の最小 値 と. 既 出の式 と同様 に糸傾 角 を. 察 か ら も,デ. 頂点に. 験 中の走 行 糸経路 の観. ィス ク 径53.5mmの. 場 合 はそ れ まで の. 測 地 線 と して 求 め た 値 よ り大 き く で る が デ ィ ス ク. 経 路 と は 著 し く違 っ た 経 路 と な っ て い る.こ. 径,間. か ら デ ィ ス ク 厚 さ6mm,側. 隔,中. 心 距 離 と糸 傾 角 の 関 係 を定 性 的 に簡 便. で 最 大 の93%に. ィス ク厚 さ と糸 傾 角 の 関 係 を図. 験 値 は 図13と 同 様,式(1)と. の 間 に入 っ て い る.た. だ し式(1)に. 関 係 が 含 ま れ て い な い が,測. は 環 半 径7の. 達 し て い る.. 件 は 図15と 同 じ で あ る.デ. ィ ス ク厚 さが 増 加 す る に. つ れ 接 触 厚 さ も増 加 して い る.一 方,デ. 地 線 で は7も 加 味 され. に 対 す る接 触 厚 さ の 割 合 は,デ 84%,デ. ィ ス ク厚 さ8mmで76%と. の 開 きが み られ る が,デ. between. average. inclination. ィ ス ク厚 さ. ィ ス ク 厚 さ7mmで 全 体 で8%ほ. ど. ィス ク 厚 さ に よ ら ず80%前. Disk diameter(mm). Disk thickness Relation. ィス ク 厚 さ. デ ィ ス ク厚 さ と接 触 厚 さ の 関 係 を 図16に 示 す.条. 測 地線. た 計 算 と な っ て い る.. Fig. 14. た,デ. に対 す る接 触 厚 さ の 割 合 を 計 算 す る と,径52.5mm. 35.9。,6mmで27.50,7mmで25.8。,8mmで. 14に 示 す.実. 走行 糸 の安 定 を図 る. に は 限 界 で あ る と推 測 さ れ る.ま. 各 デ ィ ス ク 厚 さ で の 糸 傾 角 θ の 平 均 は5mmで. のこと. 面 の 曲 率 半 径3.5mm. の デ ィ ス クで は,径52.5mmが. に あ ら わ す 式 で あ る.. 20.8。 で あ っ た.デ. 験条. 件 は,走 行 糸 経 路 は張 力 に よ る変 化 は ほ とん どな い. 糸 は 測 地 線 を描 く と仮 定 し て 求 め た 糸 傾 角 を あ ら わ. してHを. 触厚 さ とは糸が デ ィス クに接. 触 して い る 幅 の デ ィ ス ク厚 さ 方 向 の 高 さ で あ る.接. 傾 角 は こ れ よ り大 きい と書 か れ て い る.. 0.5mmと. のデ ィ ス クへ の接 触 厚 さ. デ ィ ス ク外 径. ィ ス ク が 薄 い と き の 糸 経 路 はL,M,Nを. 通 る ▽ で あ る と し,▽ Hで. 4.2糸. Soc. Japan. Fig. 15. angle on. Relation diameter. disk and disk thickness. T162. between. contact. thickness. and disk.
(9) (Transactions, Japanese Ed.)Vol. 53, No. 7(2000). 後 で あ る.こ. の 値 は,軸. 65. 間距離 お よびデ ィス ク間隔. に よ り決 定 され る と推 測 さ れ る. そ れ ぞ れ の 形 状 に よ る変 化 を 比 較 す る と,デ ク 径 の 変 化 で は 最 大 で0.90mmの 示 して い る が,デ 1.96mmの. ィス. 接 触 厚 さの増加 を. ィ ス ク厚 さ の 変 化 で は,最. 大で. 増 加 が み ら れ る.接 触 厚 さの 増 加 は デ ィ. ス ク厚 さお よ び 側 面 形 状 に よ り大 き く影 響 を受 け て い る.. 5.走. 行 糸 の経路 図. 走 行 糸 の 経 路 は ユ ニ ッ ト全 体 で,相. 互 の デ ィス ク. の 進 入 経 路 お よび 脱 出 経 路 か ら決 定 され る と推 測 さ れ る.そ が,ど. こで,ユ. ニ ッ ト全 体 で デ ィ ス ク 問 を走 行 糸. の よ う に 進 ん で い る か を 明 らか に す る た め,. 走 行 糸 経 路 図 を 製 作 した.走 た め に,ユ. 行 経 路 を 正 確 に捉 え る. Disk thickness(mm). ニ ッ トの 内 部 の 走 行 糸 全 体 を撮 影 す る こ. と は 不 可 能 で あ る.し. か し,デ. ィス クか ら デ ィ ス ク. へ の 経 路 は 直 線 とな っ て い る た め,デ 糸 の 接 触 状 態 を計 測 す る こ とで,走. Fig.. 16. ィス ク表面 の. Relation. between. contact. thickness. and. disk. thickness. 行糸 経路 図 を製. 作 す る こ と が で き る.経 路 図 に よ り,走 行 経 路 を 数 値 変 化 で は な く視 覚 的 に と ら え る こ とが で き る. 走 行 糸 経 路 の 製 作 に 当 た り,接 触 厚 さ を 考 慮 し デ ィス ク 上 の 走 行 糸 の 経 路 を測 定 した.測 糸 傾 角 θ の と き と 同 様 に,CCDカ. 定方法は. メ ラ に よ り走 行. 糸 を映 し 出 し,ビ デ オ 計 測 シ ス テ ム に よ り走 行 経 路 の 測 定 を行 っ た.デ. ィス ク 上 の 走 行 糸 は 必 ず し も安. 定 し一 定 と な っ て い る わ け で は な く,あ. (a). る程 度 の 幅. で 左 右 に変 化 して い る が 計 測 は 画 面 上 で そ の 中 心 と な る位 置 で 行 っ た.走. 行 糸 経 路 も 張 力 等 の加 工 条 件. に よ る 影 響 が 少 な い た め,計 定 と し て 行 っ た.そ. 測 は,張. 力30cNで. 一. の 他 の 条 件 もデ ィス ク 厚 さの 測. 定 時 と 同 様 で あ る. 計 測 に よ り求 め られ た 経 路 か ら走 行 糸 経 路 図 を作 る に は,ユ. ニ ッ トの 側 面 か らの 情 報 よ りユ ニ ッ トを. 上 部 か らみ た 図 を 次 の よ う に して 作 り 出 す.側. 面方. 向 か ら計 測 に よ り求 め られ た デ ィ ス ク 上 の 進 入 点, 離 脱 点 お よ び 赤 道 上 の 点 の3点. を,デ. 状 を考 慮 して,走. 面 図)に. こ れ を3軸. 行 経 路 図(平. ィス ク側面 形. (b). 変 換 す る.. そ れ ぞ れ に つ い て 行 う こ と で,走. 行 糸経. Fig. 17. Yarn path drawn. on overlap. triangle. 路 図 を 製 作 し た. 糸 の 走 行 経 路 は,デ 囲 に 限 定 され る.そ. ィ ス ク の 重 な り部 分 の 狭 い 範. の た め,図13に. 示 す よ うにデ ィ. ス ク の最 外 径 の 交 点ABCか. ら成 る 図 形 で 囲 ま れ た. 範 囲(Overlap. み を拡 大 し て 示 して い. thangle5))の. 以 上 の 方 法 に よ り,走 行 糸 経 路 図 を 求 め た もの を. る.. 図17に 示 した.. T163.
(10) J.Text. Mach. Soc. Japan. 66. 同 図(a)の. デ ィ ス ク 径50mmに. No.1か. つ い て は デ ィス ク. ら の 経 路 を示 して い る が,こ. デ ィ ス クNo.1〜2が. 変 化 は少 な く,フ. の図 か ら も. び フ リク シ ョ ン デ ィ ス ク の 形 状 に よ り決 定 され る 値 で あ っ た.糸. ガ イ ド的 働 き を して い る こ. と が わ か る.No.3は. 6に 近 い 経 路 と な っ て お り,は や く定 常 状 態 に入 っ. デ ィ ス クNo.7は. た,デ. 1に す る デ ィス ク 回 転 数 の 変 化 に つ な が り,特 に フ リ ク シ ョ ン デ ィス クユ ニ ッ トの 糸 送 り力 に大 き く影 響する. 経 路 が 一 定 に な っ て い る と推 測 さ れ る.図17(b) な る と,No。4とNo.7. の 糸 経 路 に 大 き な"ず な っ て い る.図 mmに. れ"が. 干 大 き くな る.. れ. 4)デ. 上 の も の は 軸 間 距 離38.5. ィス ク の 重 な り部 分 を平 面 図 に 表 し,糸. 入 位 置,離. 対 して 不 適 切 な デ ィス ク ユ ニ ッ トで あ る と い. の進. 脱 位 置 を順 次 記 入 し て 糸 経 路 を 表 す と,. 安 定 な場 合 は4枚. 目 の デ ィス ク と7枚. 目の デ ィ ス ク. 上 の 糸 経 路 は 重 な る.. え る. デ ィ ス ク 厚 さ5mm,7mm,8mmの 経 路 を 図 示 して い な い が,こ. 径50mm,軸. 間 距 離38.5mmの. た デ ィス ク外. 走 らす た め に は適 切 な外 径 と厚 み お よ び 外 周 形 状 の デ ィ ス ク を用 い る こ とが 必 要 で あ る.. 場合 の走 行 経 路 全 体 場 合 が 最 も経 路 が 安 定 し. て い る よ う に観 察 で きた が,デ. なお 本実験 装置 と測 定 関連装 置 の製作 にご協 力 い. ィ ス ク厚 さ の 違 い に. ただ きま した本学 部工作 セ ン ターの方 々お よび実験. よ る走 行 経 路 の 大 き な 変 化 は み ら れ な か っ た.. 5.結. 定 の 軸 間 距 離 を 保 っ て 回 転 す る3軸 外 接 型 フ. リ ク シ ョ ン ユ ニ ッ トに お い て 安 定 した 糸 経 路 で 糸 を. れ らの場合 もデ ィス ク. 場 合 に類 似 して い る.ま. は り厚 さ6mmの. 5)一. と きの 糸. 厚 さ6mmの. で は,や. 験 に よ り求 め た 糸 傾 角 は 糸 の 経 路 を滑 らか な. デ ィ ス ク の 曲 面 上 で 測 地 線 と な る と考 え た値 よ り若. に示 さ れ て い な い が デ ィス ク 径53.5. か ら デ ィ ス ク径52.5mm以 mmに. 3)実. 生 じ不 安 定 な 経 路 と. な る と,こ の ず れ は さ ら に大 き くな る.こ. ィ ス ク径 の増 加 お よび. ま ま撚 り数 お よ び ユ ニ ッ トの 入 口 と出 口 の 張 力 比 を. ィ ス クNo.4と. ほ ぼ 同 様 の 経 路 を 示 し て お り,. の デ ィス ク 径 が52.5mmに. 傾 角0は,デ. デ ィス ク厚 さの 減 少 に よ り増 加 し,こ の 変 化 は そ の. ガ イ ド的 な役 割 もあ る がNo.. て い る と も み ら れ る.ま. リ ク シ ョ ン デ ィ ス クユ ニ ッ トお よ. に ご尽 力い ただ いた鈴 木成 治君 に深 甚 な る謝 意 を表 論. します.. フ リ ク シ ョ ン デ ィ ス ク 上 の 糸 の 糸 傾 角 を 計 測 し, 参. そ の 変 化 お よび 撚 り数,デ. ィス ク の 回 転 数 の 変 化 を. 考 1). 調 べ 以 下 の 結 果 を 得 た. 1)10枚. トは 上 部3枚. 2). の デ ィス クが走行 経路 におい て ガイ ド っ て くる 糸 経 路 の 変 化 を 是 正. Shintakｕ,T. Soc.. Guang‑Wu. T.. Japan(Japanese. Ed.),. Endo,. T.. Japan(Japanese Du. and. Kiｎari,R.Tamamｕra 52,. Kinari,R.. Tamamurａ;J.. Ed.),53,. W.S。. Heanle. ;. 今 回 実1験. した範 囲で は張力 条件 お よびデ ィス ク回転 数 に よる. T164. 4). Text。. 5). J.J.Thwaites. Mach.. Soc.. Japan. ; J.Text.. ;. Text.. Text.. T53(2000). ; Textile. Res.. Sen‑ikougakuIII",P433(1987). Insｔ.,75,285(1984). J.. T217(1999). (1991). し て い る. 降 の デ ィ ス ク 上 の 糸 傾 角0は. S.. T.Endo, Soc.. Mach. 3). 2)No.4以. 献. Mach.. で 構 成 さ れ る フ リ ク シ ョン デ ィス ク ユ ニ ッ. の 働 き を し て お り,入. 文. S.hlntaku,. J.,. 61,289.
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