JP2001123352A - ホットローラの温度制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の埋込センサにより異常発生時の切換制
御を行う温度制御装置では、回転トランス等の伝達系に
障害が発生した場合、何れのセンサによっても温度検出
が不可能となり、ホットローラを停止する必要があるた
め、復旧までの間、連続して紡出されるフィラメント糸
が無駄になり生産性を低下させることとなる。 【解決手段】 ローラ外周に糸を巻きつけて案内し、ヒ
ータにより糸条を加熱するホットローラＲにおいて、温
度制御装置１は、切換手段２０、異常検出手段２１、補
正手段２２を有し、異常検出手段２１による埋込センサ
の異常検出時、切換手段２０により埋込センサの検出値
に基づくヒータ制御から非回転センサの検出値に基づく
ヒータ制御に切換え、正常時における両センサの検出値
の偏差に基づいて、補正手段２２により切換後のセンサ
検出値を補正する構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ローラの外周に糸
を巻きつけて案内すると共に、ヒータにより糸条を加熱
するホットローラシステムの温度制御装置の構成に関す
るものであり、詳しくは、２系統の温度センサを制御す
ることにより、システム全体の信頼性を向上させること
を目的とした技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】紡糸機から送り出された複数のフィラメ
ント糸から成る糸条群は、紡糸巻取機においてパッケー
ジとして巻き取られるが、この紡糸巻取機へと至る経路
中には、ヒータが埋め込まれた複数のホットローラより
構成されるホットローラシステムが配設されており、該
ホットローラシステムにおいて紡出糸を加熱すると共
に、複数のホットローラ間に回転速度差を与えることに
より紡出糸を延伸させてＦＤＹ（延伸糸）を形成する。
そして、ホットローラシステムにより加熱される紡出糸
の品質を一定に保つため、ホットローラに温度センサを
配設すると共に、温度センサ及びヒータを制御する温度
制御装置が設けられ、該温度制御装置によりローラ表面
温度を適正に制御することにより、紡出糸に対する加熱
温度を一定に保ち、品質向上を目指している。例えば、
ホットローラのローラ表面近傍に温度検出条件がそれぞ
れ等しい２つの温度センサを埋め込み、これらホットロ
ーラと一体的に回転する埋込センサを発光部と受光部の
組合せからなるデータ通信用の回転トランスを用いて温
度制御装置と接続し、一方の埋込センサに異常が検出さ
れた場合には、他方の埋込センサの検出温度による制御
処理に切換え、この切換後の検出温度によってホットロ
ーラの表面温度をフィートバック制御するよう構成した
ものが知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術におい
て、２つの埋込センサは共にローラ表面近傍に埋め込ま
れるため、ローラ表面の温度を正確に検出することが可
能であるという利点を有する。その一方で、２つの埋込
センサは双方ともホットローラと一体的に回転する構成
であり、またデータ通信用の回転トランスを用いて固定
側の温度制御装置に接続されるシステム構成となってい
るので、振動その他の要因により、埋込センサ自身若し
くは、その伝達系に障害が発生する可能性がある。特
に、回転トランスを含めた伝達系に障害が発生した場合
には、双方の埋込センサによる温度検出が不可能となる
ため、上述した切換処理を行ってもローラ表面温度を検
出することができないという問題が発生する。このた
め、伝達系に障害が発生した場合にはホットローラを停
止する必要があり、復旧するまでの間、連続して紡出さ
れるフィラメント糸が無駄になり生産性を著しく低下さ
せることとなる。そこで、本発明においては２系統のシ
ステムを用いた温度制御を行うことにより、システムの
信頼性を向上させ、糸条加熱用ホットローラの継続的な
加熱運転を可能とすることを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の解決しようとす
る課題は以上の如くであり、次に、課題を解決するため
の手段について説明する。即ち、請求項１記載の如く、
ローラの外周に糸を巻きつけて案内すると共に、ヒータ
により糸条を加熱する構成のホットローラにおいて、ロ
ーラと一体的に回転する温度センサである埋込センサ
と、位置固定状態で配設された温度センサである非回転
センサと、両センサの検出値を入力する制御装置とを備
え、該制御装置は一方のセンサの検出値に基づくヒータ
制御から他方のセンサに基づくヒータ制御に切換える切
換手段を有する構成とした。

【０００５】また、請求項２記載の如く、前記制御装置
は、埋込センサの検出値に基づいて異常を検出する手段
を有し、前記切換手段は、異常を検出した場合、埋込セ
ンサの検出値に基づくヒータ制御から非回転センサの検
出値に基づくヒータ制御に切換えるよう構成した。

【０００６】また、請求項３記載の如く、前記制御装置
は、正常時における両センサの検出値の偏差に基づい
て、切換後のセンサ検出値を補正する補正手段を有する
構成とした。

【０００７】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を添付
の図面により説明する。図１はホットローラシステムを
含む紡糸巻取機の全体概略図、図２は本発明に係るホッ
トローラの構成図、図３は温度制御装置の全体構成図、
図４は本発明に係る温度制御のフローチャート図であ
る。

【０００８】まず、図１を用いてホットローラシステム
を含む紡糸巻取機の全体概略構成について説明する。紡
糸機Ｕより送り出される糸条群である紡糸Ｙは、該紡糸
機Ｕの下方に配置されたホットローラシステムへ案内さ
れる。ホットローラシステムに案内された紡糸Ｙは、複
数のホットローラＲの外周に巻き付けられて、加熱及び
延伸されてＦＤＹ（延伸糸）となり、紡糸巻取機Ｗ側へ
連続的に送られる。

【０００９】本実施例では、複数のホットローラＲは、
２つの第一・第二ホットローラＲ１・Ｒ２により構成さ
れるホットゴデットローラとしており、紡糸機Ｕより紡
出される紡糸Ｙは、上方から横一列の一群となって第一
ホットローラＲ１に案内される。そして、第一ホットロ
ーラＲ１と第一セパレータローラＳ１との間で数回巻回
された紡糸Ｙは、第一ホットローラＲ１より上方に位置
する第二ホットローラＲ２へと案内される。そして、第
二ホットローラＲ２と第二セパレータローラＳ２との間
で数回巻回された紡糸Ｙは、ローラ軸方向に展開され、
下方に位置する紡糸巻取機Ｗで個々のパッケージに巻き
取られる。

【００１０】そして、第一・第二ホットローラＲ１・Ｒ
２の回転速度に差を与えることにより、該第一・第二ホ
ットローラＲ１・Ｒ２間を搬送される紡糸Ｙを延伸させ
るのである。また、後述するように第一・第二ホットロ
ーラＲ１・Ｒ２にはヒータ（固定コイル）４が内装され
ており、紡糸Ｙは、該ヒータ４により加熱されると共
に、第一・第二ホットローラＲ１・Ｒ２間で所定の延伸
比を維持しながら紡糸巻取機Ｗへと搬送されるのであ
る。

【００１１】図２は、ホットローラＲ（Ｒ１・Ｒ２とも
同様）の構成を示す。ホットローラＲは、後部（図２に
おける右側を後部とする。以下同じ）に配設されるモー
タ部Ｍと一体形成された固定部３０と、該モータ部Ｍに
より回転駆動されるモータ軸４１と一体回転するローラ
部４０より構成されている。モータ軸４１は、固定部３
０の中空内部を貫通して前方に突出し、先端部において
ローラ部４０を支持固定しており、モータ駆動によりロ
ーラ部４０が固定部３０の外周を回転駆動するよう構成
している。また、固定部３０にはヒータ（固定コイル）
４が配設され、ローラ部４０の内周面に設けられた図示
せぬ誘導加熱体（鉄等）を誘導加熱することで、ローラ
部４０を加熱するよう構成している。

【００１２】そして、ローラ部４０には、ホットローラ
Ｒの温度を検出する埋込センサ３が設けられている。埋
込センサ３はローラ部４０の表面近傍位置に、該ローラ
部４０と一体的にモータ軸４１の回りを回転するように
埋め込まれており、ローラ表面の温度を正確に検出でき
るようにしている。埋込センサ３の検出温度値は、後述
するような非接触型データ通信手段を介して固定側に送
信されるようになっている。また、ローラ部４０の後部
面には、円筒状のセンサ溝４０ａが設けられており、該
センサ溝４０ａには、ホットローラＲの温度を検出する
非回転センサ２が挿入されている。つまり、非回転セン
サ２は位置固定状態で配設され、ローラ部４０はセンサ
溝４０ａに非回転センサ２を挿入した状態で回転駆動
し、該非回転センサ２により、センサ溝４０ａ付近の雰
囲気温度を検出するのである。この２つのセンサ２・３
は、配置場所の関係から、その検出温度値には偏差が生
じる。そしてこの偏差をオフセット補正値とする。

【００１３】埋込センサ３のリード線４３は前記モータ
軸４１内を延設して、モータ軸４１の後端部４１ａに設
けられた回路モジュール４２に接続されている。図３に
示すように、回路モジュール４２は埋込センサ３による
温度検出値を増幅器２５において増幅した後、波形整形
器２６において所定の周波数帯域のデジタル信号に変換
し、波形整形器２６からのパルス信号を回転側の光送信
器２４から固定側の光受信器１９に向かって発信するの
である。また、モータ軸４１の後端部４１ａには、非接
触電源供給装置２３が設けられている。

【００１４】光受信器１９は、光送信器２４に対向する
位置に固定配置されており、該光受信機１９の入力信号
がリード線４４を介して温度制御装置１に入力される。
温度制御装置１は、ＣＰＵ１１、ＲＯＭ１２、ＲＡＭ１
３等から構成されており、光受信器１９において受信し
たデジタル信号を、ＲＯＭ１２に書き込まれたプログラ
ムを含む制御手段である切換手段２０、異常検出手段２
１、補正手段２２等に基づいて処理するのである。

【００１５】一方、非回転センサ２にはリード線４５が
接続され、該リード線４５が前記温度制御装置１に接続
されている。非回転センサ２による温度検出値はフィル
タ１４、増幅器（ＡＭＰ）１５を介した後、アナログ／
デジタル変換器（Ａ／Ｄ変換器）１６においてデジタル
信号に変換され、ＣＰＵ１１において制御処理されるの
である。

【００１６】また、回転側の非接触型電源供給装置２３
は前記モータ軸４１と一体で回転するため、回転側用の
電源２３ａは、二次側となる電磁誘導コイル２３ｂを介
して固定側（一次側）からの電力の供給を受け、前述し
た各回路を作動させる。

【００１７】また、温度制御装置１にはゲート回路１
７、ヒータ駆動素子（サイリスタ）１８を具備してお
り、ＣＰＵ１１は前記非回転センサ２、埋込センサ３の
検出値をもとに演算処理を行い、ゲート回路１７を介し
てサイリスタ１８を駆動し、ヒータ（固定コイル）４に
供給する電力の位相制御を行うのである。尚、電流検出
器４６は、サイリスタ１８を介してヒータ４に供給する
電流値を検出するものであり、異常検出手段２１は、検
出電流値に基づいて異常検出を行うようにすることもで
きる。

【００１８】次に、本発明による温度制御方法について
図４のフローチャートを用いて説明する。ＣＰＵ１１は
ＲＯＭ１２に書き込まれた制御プログラムにより以下の
制御を行うものである。まず、処理Ｓ１・Ｓ２において
埋込センサ３の検出値及び、非回転センサ２の検出値を
入力する。次に、分岐Ｓ３において異常検出手段２１に
より埋込センサ３の検出値が正常範囲内にあるかどうか
の判断を行う。

【００１９】ここで、埋込センサ３の検出値が正常範囲
内であるかどうかの判断は、例えば、埋込センサ３の検
出温度値が目標温度値より所定範囲以上外れているか等
の基準で行う。そして、所定範囲から外れている場合に
は、埋込センサ３及びその伝達手段に異常が発生したと
判断するのである。

【００２０】分岐Ｓ３において、埋込センサ３の検出値
が正常範囲であると判断した場合には、切換手段２０を
実行させることなく、処理Ｓ４において埋込センサ３の
検出値からヒータ４制御用の出力量を算出し、前述した
ゲート回路１７を介してサイリスタ１８を駆動してヒー
タ供給用の電力の位相制御を行う。

【００２１】次に、分岐Ｓ５において異常検出手段２１
は両センサ２・３の偏差が正常範囲内であるかどうかの
判断を行い、偏差が正常範囲内であれば、処理Ｓ６にお
いて補正手段２２による偏差更新処理が行われる。即
ち、両センサ２・３の検出温度値による最新の偏差をオ
フセット補正値として更新するのである。そして、処理
Ｓ１に戻り、以降ループ制御を行うのである。ここで、
分岐Ｓ５による正常範囲とは、上述したループ制御にお
いて、順次ＲＡＭ１３に更新保存されているオフセット
補正値からのずれ、若しくは、両センサ２・３の配置関
係によりあらかじめ与えられた所定の偏差量等から判断
する。

【００２２】また、前記分岐Ｓ３において、異常検出手
段２１が埋込センサ３の検出値を正常範囲内にないと判
断した場合、若しくは分岐Ｓ５において偏差が正常範囲
内にないと判断した場合には、処理Ｓ７においてアラー
ム５を発するとともに、切換手段２０によって非回転セ
ンサ２によるヒータ制御に切換えられるのである。ま
ず、処理Ｓ８において正常な範囲である最新の偏差、つ
まりオフセット補正値を取得し、分岐Ｓ９において非回
転センサ２の検出値が正常範囲内であるかの判断を行
い、非回転センサ２の検出値が正常範囲内にある場合に
は、非回転センサ２による出力量演算を行う。

【００２３】非回転センサ２による出力量演算は、補正
手段２２により非回転センサ２の検出温度値にオフセッ
ト補正値を加算し、この加算された温度値に基づいて、
ヒータ４制御用の出力量を算出するのである。前述の如
く、オフセット補正値はループ制御において最新の正常
な偏差が更新されているので、この値をもとに経時変化
やセンサの固体差に関わらず最適な補正が行われるので
ある。そして、正常時処理と同様にゲート回路１７を介
してサイリスタ１８を駆動してヒータ供給用の電力の位
相制御を行う。なお、分岐Ｓ９で非回転センサ２の検出
値が正常範囲内にないと判断した場合には、処理Ｓ１０
においてアラーム５を発する。

【００２４】このように本発明では、配置位置及び伝達
系の異なる２系統のセンサである埋込センサ３と非回転
センサ２の温度検出値を共通の温度制御装置１に入力
し、その切換手段２０により一方のセンサの検出値に基
づくヒータ制御から他方のセンサに基づくヒータ制御に
切換える構成としたので、温度検出によるヒータ制御が
２系統用意される構成となり、システムの信頼性が向上
した。また、それら２系統によるヒータ制御を切換可能
とすることで柔軟性の高いシステム構成となった。

【００２５】また、本発明に係る温度制御装置１は、異
常検出手段２１により埋込センサ３の異常を検出した場
合、埋込センサ３の検出値に基づくヒータ制御から非回
転センサ２の検出値に基づくヒータ制御に切換えるよう
構成したので、いずれか一系統のセンサの異常が発生し
た場合にも連続運転を続けることが可能となり、システ
ムの信頼性が向上した。

【００２６】また、温度制御装置１は補正手段２２を有
し、正常時における両センサの検出値の偏差（オフセッ
ト補正値）に基づいて、切換後のセンサ検出値を補正す
る構成としたので、ローラ表面の正確な温度を検出可能
な埋込センサ３のみならず、ホットローラの雰囲気温度
を検出する非回転センサ２によっても、ローラ表面の正
確な温度を取得することが可能となり、異常時等の切換
運転時にもホットローラを最適制御することが可能とな
り、システムの信頼性と品質の向上が図れた。

【００２７】つまり、正常処理時においては、ローラ表
面に近く正確な温度測定が行える埋込センサ３の検出値
に基づいてヒータ４の出力制御を行うことで、ローラ表
面温度を最適維持して糸条に対する加熱温度を目標温度
とすることができ、異常発生時の切換処理後において
も、非回転センサ２の検出値をオフセット補正値により
補正して、埋込センサ３による検出温度値に近づけるこ
とにより、糸条に対する加熱温度を目標温度とすること
が可能となるのである。

【００２８】

【発明の効果】本発明は以上の如く構成したので、次の
ような効果を奏する。即ち、請求項１記載の如くローラ
の外周に糸を巻きつけて案内すると共に、ヒータにより
糸条を加熱する構成のホットローラにおいて、ローラと
一体的に回転する温度センサである埋込センサと、位置
固定状態で配設された温度センサである非回転センサ
と、両センサの検出値を入力する制御装置とを備え、該
制御装置は一方のセンサの検出値に基づくヒータ制御か
ら他方のセンサに基づくヒータ制御に切換える切換手段
を有する構成としたので、温度検出によるヒータ制御が
２系統用意される構成となり、システムの信頼性が向上
した。また、それら２系統によるヒータ制御を切換可能
とすることで柔軟性の高いシステム構成となった。

【００２９】また、請求項２記載の如く、前記制御装置
は、埋込センサの検出値に基づいて異常を検出する手段
を有し、前記切換手段は、異常を検出した場合、埋込セ
ンサの検出値に基づくヒータ制御から非回転センサの検
出値に基づくヒータ制御に切換えるよう構成したので、
いずれか一系統のセンサの異常が発生した場合にも連続
運転を続けることが可能となり、システムの信頼性が向
上した。

【００３０】また、請求項３記載の如く、前記制御装置
は、正常時における両センサの検出値の偏差に基づい
て、切換後のセンサ検出値を補正する補正手段を有する
構成としたので、ローラ表面の正確な温度を検出可能な
埋込センサのみならず、ホットローラの雰囲気温度を検
出する非回転センサによっても、ローラ表面の正確な温
度を取得することが可能となり、異常時等の切換運転時
にもホットローラを最適制御することが可能となり、シ
ステムの信頼性と品質の向上が図れた。

【図面の簡単な説明】

【図１】ホットローラシステムを含む紡糸巻取機の全体
概略図である。

【図２】本発明に係るホットローラの構成図である。

【図３】温度制御装置の全体構成図である。

【図４】本発明に係る温度制御のフローチャート図であ
る。

【符号の説明】

１ 温度制御装置 ２ 非回転センサ ３ 埋込センサ ４ ヒータ（固定コイル） ３０ 固定部 ４０ ローラ部 ４１ モータ軸 Ｍ モータ部 Ｒ ホットローラ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ローラの外周に糸を巻きつけて案内する
   と共に、ヒータにより糸条を加熱する構成のホットロー
   ラにおいて、ローラと一体的に回転する温度センサであ
   る埋込センサと、位置固定状態で配設された温度センサ
   である非回転センサと、両センサの検出値を入力する制
   御装置とを備え、該制御装置は一方のセンサの検出値に
   基づくヒータ制御から他方のセンサに基づくヒータ制御
   に切換える切換手段を有する構成としたことを特徴とす
   るホットローラの温度制御装置。
2. 【請求項２】 前記制御装置は、埋込センサの検出値に
   基づいて異常を検出する手段を有し、前記切換手段は、
   異常を検出した場合、埋込センサの検出値に基づくヒー
   タ制御から非回転センサの検出値に基づくヒータ制御に
   切換えるよう構成したことを特徴とする請求項１記載の
   ホットローラの温度制御装置。
3. 【請求項３】 前記制御装置は、正常時における両セン
   サの検出値の偏差に基づいて、切換後のセンサ検出値を
   補正する補正手段を有する構成としたことを特徴とする
   請求項１又は請求項２記載のホットローラの温度制御装
   置。