JP2000035368A - 荷重センサおよびそれを用いた糸切れ検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 糸の巻取ローラは巻き取った糸を均一な円筒
状に巻き付けるために、糸の巻取りの走行位置を変化さ
せるトラバース機構を設けており、糸の走行位置を変化
させる張力変動に微分回路が反応しないようにするため
に、低域フィルター回路のカットオフ周波数を低く設定
しなければならないということのない、糸が切れてから
糸切れを検知するまでの時間の短い特性の向上した荷重
センサおよびそれを用いた糸切れ検出装置を提供するこ
とを目的とするものである。 【解決手段】 巻取ローラ５１に巻き付ける糸５２の張
力を検出する交流増幅器５６を設けた荷重センサ５５
と、この荷重センサ５５における交流増幅回路５６の出
力を任意の電圧値と比較するレベル判定回路５８と、前
記レベル判定回路５８の出力によってリセットされ特定
の時間後、カウントアップ信号を出力するカウント回路
６１とを設けることにより、糸が切れてから糸切れを検
知するまでの時間の短い構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、繊維機械に設置さ
れる糸切れを検知する荷重センサおよびそれを用いた糸
切れ検出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の糸切れ検出装置として
は、特開平２−２５９１２９号公報に開示されたものが
知られている。

【０００３】以下に従来の糸切れ検出装置を図面を参照
しながら説明する。図５は従来の糸切れ検出装置の動作
する状態を示す側面図、図６は同糸切れ検出装置の回路
図である。

【０００４】図５、図６において、１は圧電素子で、こ
の圧電素子１は一対のガイドローラ２の間に設けられ、
前記圧電素子１を糸３の最短距離にて走行するのを妨げ
る位置に設けることにより、前記糸３の張力を検出して
いる。４は糸切れ検出ユニットで、この糸切れ検出ユニ
ット４は直流増幅回路５を設けており、この直流増幅回
路５により前記荷重センサによる張力を検出した出力信
号を増幅している。また、前記糸切れ検出ユニット４に
は前記直流増幅回路５の出力信号を処理する低域フィル
ター回路６を設けており、この低域フィルター回路６に
より前記糸３に生じる糸の張力変動によるノイズ信号を
前記出力信号から除去している。さらに、前記糸切れ検
出ユニット４は微分回路７を設けており、この微分回路
７は前記低域フィルター回路６の出力信号を微分してい
る。そしてまた、前記糸切れ検出ユニット４は警報信号
発生回路８を設けており、この警報信号発生回路８によ
り前記微分回路７の出力信号が零の場合に警報信号を発
生する。９は給糸パッケージで、この給糸パッケージ９
は前記圧電素子１および一対のガイドローラ２に糸を供
給している。また、前記糸３の給糸パッケージ９を設け
た側と反対側には巻取ローラ（図示せず）を設けてお
り、この巻取ローラ（図示せず）に糸を巻き付けてい
る。

【０００５】以上のように構成された従来の糸切れ検出
装置について、次にその動作を図面を参照しながら説明
する。

【０００６】図５は従来の糸切れ検出装置の動作する状
態を示す側面図、図６は同糸切れ検出装置の回路図であ
る。

【０００７】図５、図６において、前記直流増幅回路５
は、圧電素子１が糸３の接触圧に基づき発生する電圧
を、その後の処理に十分なレベルまで増幅する。また、
圧電素子１から送られてくる電気信号は、正常操業時に
おいても生じる頻繁かつ微少な糸張力変動に対応する電
圧変動を含み、前記直流増幅回路５はこの電気信号をそ
のまま増幅する。前記直流増幅回路５の出力信号を受け
る低域フィルター回路６は前記定常的な信号電圧の変動
による警報装置の誤動作を防ぐためのものであって、定
常的な電圧変動を消去し、平均的な糸張力に比例する信
号電圧を出力する。ここで、前記糸３が切れた場合を考
える。糸切れがあったとき、前記低域フィルター回路６
の出力電圧は低下する。これを受ける微分回路７の出力
電圧は、入力信号電圧が一定であるならば、零である。
この状態で糸切れが発生し、それにより糸３の張力が急
減すると、前記微分回路７の入力電圧も急低下するか
ら、微分回路７はパルス状の出力電圧を発生する。前記
警報信号発生回路８はこれを受けて警報信号を発生し、
ランプ１２が点灯し、ブザー１０が鳴るとともに、給糸
停止装置１１が作動し、糸３の供給が停止するものであ
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、通常の
糸の巻取ローラ（図示せず）は巻き取った糸３を均一な
円筒状に巻き付けるために、糸３の巻取りの走行位置を
変化させるトラバース機構（図示せず）を設けており、
この糸３の走行位置を移動させるときに発生する張力変
動に微分回路７が反応しないようにするために、低域フ
ィルター回路６のカットオフ周波数を低く設定しなけれ
ばならない。したがって、低域フィルター回路６の応答
速度が低下するから、結果として、実際に糸３が切れて
から糸切れを検知するまでに多くの時間を要するため、
これにより、給糸停止装置１１が作動するまでに多くの
時間を要し、糸３が切れたにもかかわらず糸３を給糸パ
ッケージ９から供給し続けるため、糸３がガイドローラ
２に絡まってしまうという課題を有していた。

【０００９】本発明は前記従来の課題を解決するもの
で、糸が切れてから糸切れを検知するまでの時間の短い
特性の向上した荷重センサおよびそれを用いた糸切れ検
出装置を提供することを目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明の荷重センサおよびそれを用いた糸切れ検出装
置は、糸を外側面に巻き付ける巻取ローラと、前記巻取
ローラの近傍に設けられるとともに巻取ローラの外側面
の一端部から他端部にわたって糸を均一に巻き付けるよ
うに糸を移動させるトラバース機構と、前記巻取ローラ
に巻き付ける糸の張力を検出する交流増幅回路を設けた
荷重センサと、この荷重センサにおける交流増幅回路の
出力を任意の電圧値と比較するレベル判定回路と、前記
レベル判定回路の出力によってリセットされ特定の時間
経過後カウントアップ信号を出力するカウント回路とを
備え、前記トラバース機構による糸の移動により発生す
る張力の変動を監視することにより糸切れを検知するも
ので、この構成によれば、糸が切れてから糸切れを検知
するまでの時間の短い特性の向上した荷重センサおよび
それを用いた糸切れ検出装置を提供することができるも
のである。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、外底面から下方に突出する筒状のガイド部を有する
とともに内底面に固定部を有しかつ上面に開放部を設け
たケースと、前記ケースのガイド部に挿入される柱部お
よび当該柱部の先端に位置して前記ガイド部より突出し
た検出部とを有するスティックと、前記ケースの固定部
に固定され、前記スティックに与えられる外力をモーメ
ントの力として受けるように前記スティックを支持した
少なくとも一つの歪検出素子および回路パターンを有す
るセンサ基板と、前記センサ基板の上方に設けられ、前
記センサ基板に電気的に接続された回路基板と、前記ケ
ースの開放部を覆うように設けた上蓋とを備え、前記回
路基板に交流増幅回路を設けたもので、この構成によれ
ば、前記回路基板に交流増幅回路を設けたため、微少な
糸の張力変動に対応する電圧変動を増幅できるから、糸
の張力変動を検出することにより、糸切れの有無を検出
できるという作用を有するものである。

【００１２】請求項２に記載の発明は、糸を外側面に巻
き付ける巻取ローラと、前記巻取ローラの近傍に設けら
れるとともに巻取ローラの外側面の一端部から他端部に
わたって糸を均一に巻き付けるように糸を移動させるト
ラバース機構と、前記巻取ローラに巻き付ける糸の張力
を検出する交流増幅回路を設けた荷重センサと、この荷
重センサにおける交流増幅回路の出力を任意の電圧値と
比較するレベル判定回路と、前記レベル判定回路の出力
によってリセットされ特定の時間経過後カウントアップ
信号を出力するカウント回路とを備え、前記トラバース
機構による糸の移動により発生する張力の変動を監視す
ることにより糸切れを検知するため、糸の移動により発
生する張力の変動を除去する低域フィルター回路を設け
る必要がないから、結果として、低域フィルターによる
応答速度の低下の影響を受けることがないため、糸が切
れてから糸切れ検出信号が発生するまでの応答時間が短
くなるという作用を有するものである。

【００１３】（実施の形態１）以下、本発明の実施の形
態１における荷重センサについて、図面を参照しながら
説明する。

【００１４】図１は本発明の実施の形態１における荷重
センサの組立斜視図、図２は同センサの側断面図であ
る。

【００１５】図１、図２において、３１は樹脂あるいは
金属のケースで、このケース３１は上面に開放部３２を
設けている。また、前記ケース３１は外底面から下方に
突出する筒状のガイド部３３を有するとともに、内底面
に凹状の固定部３４を設けている。３５は金属、樹脂、
あるいはセラミック製のスティックで、このスティック
３５は前記ケース３１のガイド部３３に挿入される柱部
３６とその一端に設けた検出部３７とにより構成されて
おり、前記柱部３６の他端に取付部３８を有している。
３９は樹脂、セラミックあるいは金属材料よりなるセン
サ基板で、このセンサ基板３９は、表面に少なくとも１
つの歪検出素子４０が設けられるとともに歪検出素子４
０の出力を外部へ導出するための回路パターン４１が設
けられている。このセンサ基板３９は片持ち梁となるよ
うに一端が前記ケース３１の固定部３４にネジ４２によ
り固定され、そして前記スティック３５に与えられる外
力がモーメントの力として作用するように前記スティッ
ク３５の取付部３８が支持される。具体的に前記スティ
ック３５は前記センサ基板３９に対してかしめ止めによ
り支持される。一方、前記センサ基板３９は前記ケース
３１の固定部３４への取着箇所３９ａからみて自由端側
に歪検出素子４０が設けられ、かつ前記スティック３５
への取着箇所３９ｂが設けられている。４３は金属の内
ベースで、この内ベース４３は前記ケース３１の内部で
かつ前記センサ基板３９の上部に設けている。４４は回
路基板で、この回路基板４４は前記内ベース４３の上面
に設けられるとともに、この回路基板４４の上面には交
流増幅回路４５を設けており、この交流増幅回路４５は
コネクタ４６を介して前記歪検出素子４０と電気的に接
続されるとともに、歪検出素子４０の出力電圧を処理し
ている。４７は金属の上蓋で、この上蓋４７は前記ケー
ス３１の上面開放部を閉塞している。４８は密封樹脂
で、この密封樹脂４８は前記上蓋４７の上部に設けら
れ、荷重センサの内部を外界から密封している。

【００１６】以上のように構成された本発明の実施の形
態１における荷重センサについて、次にその組立方法を
説明する。

【００１７】あらかじめ歪検出素子４０を上面に印刷さ
れたセンサ基板３９の取着箇所３９ｂにスティック３５
を垂直に固定する。

【００１８】次に、前記スティック３５の検出部３７が
ケース３１のガイド部３３から下方に突出するように、
前記スティック３５をケース３１のガイド部３３に挿入
する。

【００１９】次に、前記センサ基板３９の他端をケース
３１の固定部３４に固定する。次に、前記ケースの内部
でかつ、前記センサ基板３９の上部に内ベース４３を固
定する。

【００２０】次に、前記センサ基板３９の端部の上面に
コネクタ４６を設けた後、このコネクタ４６を介して、
前記歪検出素子４０と交流増幅回路４５とが電気的に接
続されるように、予め上面に交流増幅回路４５を実装し
た回路基板４４を、前記内ベース４３の上部に取着す
る。

【００２１】最後に、前記ケース３１の上面開放部を上
蓋４７で閉塞した後、密封樹脂４８で密封する。

【００２２】以上のように構成、組立てられた荷重セン
サについて、次にその動作を説明する。

【００２３】前記スティック３５の検出部３７を走行す
る糸（図示せず）の張力により、スティック３５の検出
部３７に横荷重が加わる。そして、センサ基板３９には
スティック３５に加えられた横荷重により、曲げモーメ
ントが発生する。センサ基板３９の上面には歪検出素子
４０が設けられているので、曲げモーメントに応じて変
形するセンサ基板３９の変形量に比例して歪検出素子４
０の抵抗値が変化する。この抵抗値の変化を回路基板４
４の上面に設けた前記交流増幅回路４５により増幅し、
外部装置（図示せず）へ出力するものである。

【００２４】ここで、前記スティック３５の検出部３７
を走行する糸（図示せず）が切れた場合を考える。糸は
走行するとともに、張力が例えば糸の巻取ローラ（図示
せず）の近傍に設けたトラバース機構（図示せず）によ
り変動するが、糸が切れると荷重センサの出力信号が変
動しなくなり、交流増幅回路４５の出力が一定の値を示
すようになる。すなわち、前記回路基板４４に交流増幅
回路４５を設けたため、微少な糸の張力変動に対応する
電圧変動を増幅できるから、糸の張力変動を検出するこ
とにより、糸切れの有無を検出できるという作用効果を
有するものである。

【００２５】（実施の形態２）以下に、本発明の実施の
形態２における荷重センサを用いた糸切れ検出装置につ
いて、図面を参照しながら説明する。

【００２６】図３は本発明の実施の形態２における荷重
センサを用いた糸切れ検出装置の回路図である。

【００２７】図３において、５１は円筒状の巻取ローラ
で、この巻取ローラ５１に糸５２を巻き付けている。５
３は円筒状のトラバース機構で、このトラバース機構５
３は溝５４を設けており、前記トラバース機構５３を回
転させるとともに、前記溝５４に糸５２を添わせること
により、前記糸５２を巻取ローラ５１の一端部から他端
部にわたって均一に巻き付けている。５５は荷重センサ
で、この荷重センサ５５には交流増幅回路５６を設けて
おり、前記荷重センサ５５で前記糸５２の糸の張力を検
出するとともに、前記交流増幅回路５６により、前記ト
ラバース機構５３による糸５２の張力の変動を増幅して
いる。また、前記交流増幅回路５６にはバイアス電圧源
５７が設けられ、このバイアス電圧源５７によりバイア
ス電圧Ｖａを設定している。５８はレベル判定回路で、
このレベル判定回路５８は前記荷重センサ５５の交流増
幅回路５６の出力電圧を入力するとともに、このレベル
判定回路５８は第１の電圧電源５９および第２の電圧電
源６０を設けており、この第１の電圧電源５９により、
高い方の電圧レベルＶｂを設定するとともに、第２の電
圧電源６０により、低い方の電圧レベルＶｃを設定する
ことにより、電圧レベルＶｂおよび電圧レベルＶｃを基
準にして、前記トラバース機構５３の振幅にあわせてパ
ルス電圧Ｖｄを出力する。６１はカウント回路で、この
カウント回路６１は前記レベル判定回路５８のパルス電
圧Ｖｄを入力するとともに、前記レベル判定回路５８に
よるパルス電圧Ｖｄの高い信号の出力時にリセットされ
るとともに低い信号の出力時にカウント動作を開始し、
このカウント動作により、カウント値が基準の値になる
と、カウントアップ信号を出力する。

【００２８】以上のように構成された、本発明の実施の
形態２における荷重センサを用いた糸切れ検出装置につ
いて、次にその動作を図面を参照しながら説明する。

【００２９】図３は本発明の実施の形態２における荷重
センサを用いた糸切れ検出装置の回路図、図４は本発明
の実施の形態２における荷重センサを用いた糸切れ検出
装置の動作する状態を示す図である。

【００３０】図３、図４において、前記巻取ローラ５１
により前記トラバース機構５３の溝５４を介して、糸５
２を巻き取ることにより、糸５２を巻取ローラ５１の一
端部から他端部にわたって均一に巻き付けている。この
とき、前記トラバース機構５３により、糸５２を巻取ロ
ーラ５１の一端部から他端部にわたって移動させるた
め、糸５２の張力が周期的に変化する。すなわち、糸５
２の張力は前記巻取ローラ５１の端部において大となる
とともに、前記巻取ローラ５１の中心部において小とな
るものである。この糸５２の張力の変化を前記荷重セン
サ５５により図４（ａ）に示す出力信号として検出し、
前記荷重センサ５５の交流増幅回路５６により、図４
（ｂ）に示すように前記バイアス電圧源５７のバイアス
電圧Ｖａを中心として、前記第１の電圧電源５９の高い
方の電圧レベルＶｂより高くなるとともに、第２の電圧
電源６０の低い方の電圧レベルＶｃより低くなるような
振幅をするように増幅する。そして、この増幅された出
力信号を前記レベル判定回路５８により、高い方の電圧
レベルＶｂよりも高い場合あるいは、低い方の電圧レベ
ルＶｃよりも低い場合にハイレベル信号からなるリセッ
ト信号を出力するとともに、低い方の電圧レベルＶｃ
と、高い方の電圧レベルＶｂとの間においてはロウレベ
ル信号からなるカウント動作を開始する。そして、図４
（ｄ）に示すように、前記カウント回路６１により、ロ
ウレベル信号からなるカウント動作が一定の時間Ｔａを
経過すると、前記カウント回路６１からハイレベル信号
を出力するようになっている。

【００３１】ここで、前記糸５２が切れた場合を考え
る。前記糸５２が切断されると、糸５２の張力が零とな
るため、図４（ｂ）に示すように、前記荷重センサ５５
の出力電圧がバイアス電圧源５７のバイアス電圧Ｖａと
なり、変動しなくなる。そして、図４（ｃ）に示すよう
に、前記レベル判定回路５８の出力はロウレベル信号か
らなるカウント動作を開始する。そして、ロウレベル信
号からなるカウント動作が一定の時間続くと、前記カウ
ント回路６１の出力信号が図４（ｄ）に示すようにハイ
レベル信号であるカウントアップ信号を出力する。この
とき、前記レベル判定回路５８によるロウレベル信号か
らなるカウント動作を開始してから、前記カウント回路
６１により、カウントアップ信号の出力信号が発生する
までの時間は前記トラバース機構５３により前記糸５２
が巻取ローラの一端部から他端部まで移動するまでの時
間に設定すれば良いものであり、この時間は非常に短い
ものである。すなわち、前記トラバース機構５３による
糸５２の移動により発生する張力の変動を監視すること
により糸切れを検知するため、糸５２の移動により発生
する張力の変動を除去する低域フィルター回路を設ける
必要がないから、結果として、低域フィルターによる応
答速度の低下の影響を受けることがないため、糸が切れ
てから糸切れ検出信号が発生するまでの応答時間が短く
なるという作用効果を有するものである。

【００３２】

【発明の効果】以上のように本発明の荷重センサおよび
それを用いた糸切れ検出装置は、糸を外側面に巻き付け
る巻取ローラと、前記巻取ローラの近傍に設けられると
ともに巻取ローラの外側面の一端部から他端部にわたっ
て糸を均一に巻き付けるように糸を移動させるトラバー
ス機構と、前記巻取ローラに巻き付ける糸の張力を検出
する交流増幅回路を設けた荷重センサと、この荷重セン
サにおける交流増幅回路の出力を任意の電圧値と比較す
るレベル判定回路と、前記レベル判定回路の出力によっ
てリセットされ特定の時間経過後カウントアップ信号を
出力するカウント回路とを備え、前記トラバース機構に
よる糸の移動により発生する張力の変動を監視すること
により糸切れを検知するため、糸の移動により発生する
張力の変動を除去する低域フィルター回路を設ける必要
がないから、結果として、低域フィルター回路による応
答速度の低下の影響を受けることがないため、糸が切れ
てから糸切れ検出信号が発生するまでの応答時間の短い
特性の向上した荷重センサおよびそれを用いた糸切れ検
出装置を提供することができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１における荷重センサの組
立斜視図

【図２】同荷重センサの側断面図

【図３】本発明の実施の形態２における荷重センサおよ
びそれを用いた糸切れ検出装置の回路図

【図４】同荷重センサおよびそれを用いた糸切れ検出装
置の動作する状態を示す図

【図５】従来の糸切れ検出装置の動作する状態を示す側
面図

【図６】同糸切れ検出装置の回路図

【符号の説明】

３１ ケース ３２ 開放部 ３３ ガイド部 ３４ 固定部 ３５ スティック ３７ 検出部 ３９ センサ基板 ４０ 歪検出素子 ４４ 回路基板 ４５ 交流増幅回路 ４７ 上蓋 ５１ 巻取ローラ ５２ 糸 ５３ トラバース機構 ５５ 荷重センサ ５６ 交流増幅回路 ５８ レベル判定回路 ６１ カウント回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F051 AA16 AB09 AC01 AC07 CA00 3F115 CA18 CB08 CC01 CC12 CC22 CD05 CE01 CE08 4L056 AA43 AA45 CA06 EA04 EA25 EA32 EA42 EA49 EC02 EC03

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外底面から下方に突出する筒状のガイド
   部を有するとともに内底面に固定部を有しかつ上面に開
   放部を設けたケースと、前記ケースのガイド部に挿入さ
   れる柱部および当該柱部の先端に位置して前記ガイド部
   より突出した検出部とを有するスティックと、前記ケー
   スの固定部に固定され、前記スティックに与えられる外
   力をモーメントの力として受けるように前記スティック
   を支持した少なくとも一つの歪検出素子および回路パタ
   ーンを有するセンサ基板と、前記センサ基板の上方に設
   けられ、前記センサ基板に電気的に接続された回路基板
   と、前記ケースの開放部を覆うように設けた上蓋とを備
   え、前記回路基板に交流増幅回路を設けた荷重センサ。
2. 【請求項２】 糸を外側面に巻き付ける巻取ローラと、
   前記巻取ローラの近傍に設けられるとともに巻取ローラ
   の外側面の一端部から他端部にわたって糸を均一に巻き
   付けるように糸を移動させるトラバース機構と、前記巻
   取ローラに巻き付ける糸の張力を検出する交流増幅回路
   を設けた荷重センサと、この荷重センサにおける交流増
   幅回路の出力を任意の電圧値と比較するレベル判定回路
   と、前記レベル判定回路の出力によってリセットされ特
   定の時間経過後カウントアップ信号を出力するカウント
   回路とを備え、前記トラバース機構による糸の移動によ
   り発生する張力の変動を監視することにより糸切れを検
   知する荷重センサを用いた糸切れ検出装置。