| 研究課題/領域番号 |
11650264
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
知能機械学・機械システム
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| 研究機関 | 信州大学 |
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研究代表者 |
中沢 賢 信州大学, 繊維学部, 教授 (90021138)
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| 研究分担者 |
松本 陽一 信州大学, 繊維学部, 教授 (50021176)
鳥海 浩一郎 信州大学, 繊維学部, 教授 (40016374)
河村 隆 信州大学, 繊維学部, 講師 (70242675)
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| 研究期間 (年度) |
1999 – 2000
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| 研究課題ステータス |
完了 (2000年度)
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| 配分額 *注記 |
700千円 (直接経費: 700千円)
2000年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
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| キーワード | ツイストドラフト / 紡績糸 / 張力制御 / ファジー制御 / 撚率 / ガラ紡 / ロボット / 手紡ぎ / 動作解析 / 紡績 / 糸 / 撚り |
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| 研究概要 |
本研究は、人の手紡ぎおよびガラ紡における力学的、制御学的原理を解明し、その成果を基に、粗悪雑多な原料から簡便に紡績糸を製造できる装置を開発したものである。
人の手紡ぎにおける原理に関する研究では、スピンドル式(紡錘式)紡ぎ車およびフライヤー式紡ぎ車を使う作業動作をビデオ撮影し、特に原料への加撚、延伸と原料供給におけるスキルに注目して考察を行い、各種の手紡ぎ紡績法に制御学的考察をくわえた。手紡ぎの原理は一通りではないこと、延伸と加撚の相互作用を巧みに使って糸の太さの形成に自力制御性を付与している場合のあることなどを明らかにした。
筆者らは、従来より日本において1708年に発明されたガラ紡機と呼ばれる紡績機械の制御構造に着目して研究を行ってきたが、それが力学的制御学的な面では手紡ぎのそれにかなり類似していることを見出し、それを基に、手紡ぎの原理を規範とする手紡ぎロボットシステム(TCTDS)を開発した。本機は一種のツイストドラフト紡績機であり、撚率λと太さDの関係を明らかにしておくことが必要である。ツイストドラフト紡績では一般にD・λ=C(=一定)の関係が存在することはよく知られているが、Cを繊維の物性値や機械の運転条件から定める理論は皆無であった。本研究では、糸形成部の力学的考察より、それを原料繊維の太さ、長さおよび摩擦係数より定める理論を構成し、それが実際とよく一致する事を示した。
実用化の観点からは、高速化のための工夫を試み、糸形成部と巻き取りローラまでの距離を糸の品質を損なうことなく大幅に短くすることができた。
本機は、少量の原料にも対応でき、紡糸条件の変更が容易で、極度の多品種少量生産に対応できる。また、粗悪雑多な原料、即ち反毛繊維、不織布の周辺切断屑、炭化綿70%とポリエステル30%混合原料などの紡績が可能であることを示した。
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