JP2002088593A - 紡機の単錘駆動モータの制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 切換スイッチを設けずに一つの電源で、単錘
駆動モータを制御することにより、玉揚げ時に糸の張力
によってスピンドルが再起動時に支障を来すほど回転す
るの防止することができる紡機の単錘駆動モータの制御
方法を提供する。 【解決手段】 各錘のスピンドルを個別のモータで独立
して駆動する紡機において、前記モータとして同期モー
タを使用するとともに、該同期モータをインバータを介
して制御する。少なくとも玉揚げ停止後のスピンドルか
らのボビン引き抜き時に前記各モータに直流が供給さ
れ、スピンドルを停止状態に保持する保持力が強められ
る。従って、満ボビンの引き抜き時に糸に作用する張力
がスピンドルを回転させようとしても、スピンドルの回
転が規制され、スピンドルが再起動時に支障を来すほど
回転するの防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は各錘のスピンドルを
個別のモータで独立して駆動するリング精紡機、リング
撚糸機等の紡機の単錘駆動モータの制御方法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】近年、精紡機機台の多数錘化あるいはス
ピンドルの回転の高速化を図るため、精紡機機台の全錘
を１台のモータで駆動する代わりに、各錘毎にスピンド
ル駆動用のモータを設けた装置が提案されている。この
ように単錘駆動モータを各錘毎に設けた場合は、複数の
スピンドルが１本のベルトで駆動されるベルト駆動方式
のリング精紡機の場合と異なり、玉揚げ（ドッフィン
グ）の際にスピンドルの回転の問題が生ずることがあ
る。

【０００３】なぜならば、玉揚げの際、特に満ボビンを
スピンドルから引き抜く際に、スピンドルからトラベラ
を経て満ボビンに連なる糸に張力が加わると、その張力
はスピンドルを回転させる方向に作用する。ベルト駆動
方式では静止状態のベルトによりスピンドルに大きな制
動力が作用するため、スピンドルは前記ボビンの引き抜
きの際の糸の緊張による張力では回転しないか、たとえ
回転しても僅かである。一方、単錘駆動モータで直接駆
動されるスピンドルでは、前記糸の張力で回転され、満
ボビンに連なる糸が所望の位置で切断され難くなる。そ
して、トラベラの姿勢が変化したり、トラベラを経てド
ラフトパートに連なる糸の状態が、玉揚げ後の機台再起
動時に糸切れが発生し易い状態となり易い。

【０００４】この不具合を解消するため、特開平１−３
０６６２９号公報には、単錘駆動モータとして多相ＡＣ
モータが使用された紡機のブレーキ装置として、通常の
紡出時にモータに駆動電流を供給する第１の電源と、モ
ータに通常の紡出時と逆方向への回転トルクを与える第
２の電源と、前記２個の電源を切り替える切換スイッチ
と、該切換スイッチを作動させるブレーキ制御回路とを
備えたものが提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記特開平１−３０６
６２９号公報に記載のブレーキ装置を装備すれば、玉揚
げ時におけるスピンドルの回転に伴う不具合を解消でき
る。しかし、前記装置では電源を２個設けるとともに、
その切換スイッチと、該切換スイッチを作動させるブレ
ーキ制御回路とが必要になり、構成が複雑になるととも
に、コストが高くなる。

【０００６】本発明は前記の問題点に鑑みてなされたも
のであって、その目的は切換スイッチを設けずに一つの
電源で、単錘駆動モータを制御することにより、玉揚げ
時に糸の張力によってスピンドルが再起動時に支障を来
すほど回転するのを防止することができる紡機の単錘駆
動モータの制御方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、請求項１に記載の発明では、各錘のスピンドルを
個別のモータで独立して駆動する紡機において、前記モ
ータとして同期モータを使用するとともに、該同期モー
タをインバータを介して制御し、少なくとも玉揚げ停止
後のスピンドルからのボビン引き抜き時に前記各モータ
に直流を供給してスピンドルの回転を規制する状態に保
持する。

【０００８】この発明では、玉揚げ停止後、満ボビンが
スピンドルから引き抜かれる際、スピンドル駆動用の同
期モータにインバータを介して直流が供給される。従っ
て、モータの固定子は励磁状態が一定に保持され、回転
子に対して回転子を停止位置に保持しようとする磁力が
作用する。その結果、満ボビンの引き抜き時に糸に作用
する張力がスピンドルを回転させようとしても、スピン
ドルの回転が規制され、スピンドルが再起動時に支障を
来すほど回転するのを防止できる。

【０００９】請求項２に記載の発明では、請求項１に記
載の発明において、前記インバータは前記各モータ毎に
装備されている。従って、この発明では、各錘のモータ
を精度良く制御できる。

【００１０】請求項３に記載の発明では、請求項１又は
請求項２に記載の発明において、前記モータの停止中に
おける前記ボビン引き抜き時以外の間に、前記ボビン引
き抜き時より小さな直流をモータに供給する。従って、
この発明では、停止中は満ボビンの引き抜き時に限らず
常に、回転子が外力の作用で停止位置から回動されるの
を抑制する保持力が作用する。従って、停止中にスピン
ドルが回転する可能性がより低くなり、再起動時の糸切
れの発生率がより低下する。

【００１１】請求項４に記載の発明では、各錘のスピン
ドルを個別のモータで独立して駆動する紡機において、
前記モータとしてステップ動作可能な同期モータを使用
するとともに、該同期モータをインバータを介して制御
し、少なくとも玉揚げ停止後のスピンドルからのボビン
引き抜き時に、前記各モータを紡出運転時と逆方向に僅
か回転させる。

【００１２】この発明では、同期モータとしてスイッチ
トリラクタンスモータのようにステップ動作可能なもの
が使用される。そして、玉揚げ停止後、満ボビンがスピ
ンドルから引き抜かれる際、スピンドルを停止位置に保
持する代わりに、スピンドルを紡出運転時と逆方向に僅
か（例えば、１／４回転以下）回転させるようにモータ
が駆動される。前記糸張力によりスピンドルを回転させ
るように作用するトルクに対して抗する力は、スピンド
ルを所定位置に停止させるように固定子を励磁させた場
合より、モータを逆方向に回転させる方が同じ励磁電流
でも大きくなる。従って、特に太番手の糸のように糸の
切断に大きな力が必要な場合、スピンドルを逆方向に回
転させることにより、糸張力がスピンドルを回転させよ
うとするトルクに抗する作用が大きくなるとともに、ス
ピンドルに装備されたカッタによる糸の切断が円滑に行
われるようになる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明を単錘駆動のリング
精紡機に具体化した一実施の形態を図１〜図３に従って
説明する。

【００１４】図２に示すように、交流電源１にはＡＣ／
ＤＣコンバータ２が接続されている。ドラフトパート駆
動系を構成するドラフト用モータ３は、インバータ４を
介してＡＣ／ＤＣコンバータ２に接続されている。ドラ
フトパート駆動系はリングレール及びラペットアングル
を昇降させるリフティング駆動系と回転伝達手段（いず
れも図示せず）を介して同期作動可能に連結され、ドラ
フト用モータ３がリフティング駆動系をも駆動するよう
になっている。

【００１５】紡機の各錘には各スピンドル５（図３に図
示）を独立して駆動する単錘駆動モータ６がそれぞれ設
けられている。単錘駆動モータ６には同期モータが使用
され、この実施の形態ではスイッチトリラクタンスモー
タ（ＳＲモータ）が使用されている。各単錘駆動モータ
６はそれぞれ独立したスピンドル制御装置７及びチョッ
パ回路８を介してＡＣ／ＤＣコンバータ２に接続されて
いる。チョッパ回路８はＡＣ／ＤＣコンバータ２の出力
を単錘駆動モータ６の駆動用電源に適した電圧に変更し
て出力する。

【００１６】インバータ４及び各スピンドル制御装置７
は機台制御装置９に電気的に接続されている。機台制御
装置９はＣＰＵ１０及びメモリ１１、入力装置１２を備
えている。ＣＰＵ１０は入力インタフェース（図示せ
ず）を介して入力装置１２に接続され、出力インタフェ
ース（図示せず）を介してインバータ４に接続され、シ
リアル・インタフェース（図示せず）を介して各スピン
ドル制御装置７に接続されている。

【００１７】ＣＰＵ１０はメモリ１１に記憶された所定
のプログラムデータに基づいて動作する。メモリ１１に
は前記プログラムデータと、その実行に必要な各種デー
タとが記憶されている。プログラムデータには種々の繊
維種、紡出糸番手及び撚り数等の紡出条件と、定常運転
時のスピンドル回転速度及びドラフト用モータ３の回転
速度との対応データ等がある。また、メモリ１１には、
玉揚げ停止後、機台再起動までの単錘駆動モータ６の機
台停止時制御プログラムが記憶されている。

【００１８】前記機台停止時制御プログラムは、玉揚げ
停止後、少なくとも玉揚げ作業時のスピンドル５からの
ボビン引き抜き時に単錘駆動モータ６に所定時間直流を
供給するとともに、ボビン引き抜き時以外の機台再起動
時までの間の機台停止中に、単錘駆動モータ６にボビン
引き抜き時より小さな直流（例えばボビン引き抜き時の
直流の１／３程度の大きさの直流）を供給するようにな
っている。即ち、機台停止中、単錘駆動モータ６への電
流供給を停止せずに、小さな直流を供給し、ボビン引き
抜き時により大きな直流を供給するようになっている。
供給する直流の大きさの変更時期は、玉揚げ装置（管替
装置）１３（図３に一部図示）の作動開始から所定時間
後に設定されている。

【００１９】なお、糸切れに伴う糸継ぎ用の停止時に
も、単錘駆動モータ６には前記小さな直流が供給される
ようになっている。即ち、糸継ぎ停止時と、玉揚げ停止
時とにおける単錘駆動モータ６の制御は、ボビン引き抜
き時に所定時間供給電流を大きくする点を除き、同様の
制御となっている。

【００２０】各スピンドル制御装置７はインバータ１４
と、ＣＰＵを備えた制御回路１５とを備えている。制御
回路１５はシリアル・インタフェース（図示せず）を介
して機台制御装置９と通信可能となっており、機台制御
装置９からの指令信号を受信するとともに機台制御装置
９にデータ送信が可能となっている。

【００２１】次に前記のように構成された装置の作用を
説明する。精紡機の運転に先立って繊維原料、紡出糸番
手、撚り数等の紡出条件が入力装置１２により機台制御
装置９に入力される。そして、精紡機の運転が開始され
ると、機台制御装置９のＣＰＵ１０は入力された紡出条
件に基づいてインバータ４を介してドラフト用モータ３
を所定の回転速度となるように制御するとともに、各ス
ピンドル制御装置７に速度指令信号を出力する。スピン
ドル制御装置７は各単錘駆動モータ６を機台制御装置９
からの指令信号に対応する所定の回転速度となるように
制御する。

【００２２】紡出が継続されて満管になると、所定の停
止動作が行われ、図３に示すように、スピンドル５に装
着されている満ボビン（満管糸）Ｆに傾斜巻１６が形成
され、尻糸巻部１７に尻糸Ｙｂが所定巻数巻き付けら
れ、リングレール１８上のトラベラ１９が尻糸巻部１７
より上に位置する状態で機台の運転が停止される。

【００２３】次に玉揚げ装置１３による玉揚げ作業が開
始される。玉揚げ装置１３は満ボビンＦをスピンドル５
から引き抜き、その後に空ボビンを装着する。満ボビン
Ｆが引き抜かれる際、尻糸巻部１７から満ボビンＦに連
なる糸が、尻糸巻部１７の上方に装備された公知のカッ
タ（図示せず）に圧接されて切断される。

【００２４】玉揚げ作業が開始されると、機台制御装置
９からそれを知らせる信号が各スピンドル制御装置７に
出力され、各スピンドル制御装置７は玉揚げ開始時期を
確認する。各スピンドル制御装置７は玉揚げ開始時期か
らの経過時間を図示しないカウンタでカウントし、満ボ
ビンＦの引き抜き時を把握する。

【００２５】図１は機台の運転停止動作時から玉揚げ動
作時に単錘駆動モータ６に供給される電流の大きさの時
間変化を示すグラフである。図１に示すように、機台の
運転停止動作の際に、単錘駆動モータ６への供給電流が
減少されて減速される。所定の低速に達した後、ブレー
キ動作のため単錘駆動モータ６に所定の大きさの直流Ｄ
１が所定時間供給される。スピンドル５の停止後、単錘
駆動モータ６に直流Ｄ１より小さな直流Ｄ２が供給され
る状態となる。そして、玉揚げ作業開始後、玉揚げ装置
１３が満ボビンＦを引き抜く動作を開始する前に、単錘
駆動モータ６に前記両直流Ｄ１，Ｄ２より大きな直流Ｄ
３が所定時間供給される。その後、再び小さな直流Ｄ２
が供給される状態となり、機台の再起動時までその状態
に保持される。

【００２６】図３に示すように、満ボビンＦには傾斜巻
１６が形成されているため、満ボビンＦが引き抜かれる
際、傾斜巻１６を介してスピンドル５に対して、紡出時
の回転方向に回転させようとする力（トルク）が作用す
る。単錘駆動モータ６に電流が供給されていない状態で
は、前記トルクによりスピンドル５が回転し、トラベラ
１９を経てドラフトパート（図示せず）に繋がっている
糸Ｙがスピンドル５に巻き取られる。その結果、トラベ
ラ１９の姿勢が変わったり、糸Ｙの張力が大きくなり、
機台再起動時に糸切れが発生し易くなる。しかし、この
実施の形態では満ボビンＦがスピンドル５から引き抜か
れる際は、単錘駆動モータ６に直流Ｄ３が供給されてス
ピンドル５の回転が阻止される。

【００２７】なお、糸切れに伴う糸継ぎ停止の際は、ブ
レーキ動作のために直流Ｄ１が供給されてスピンドル５
が停止した後、停止中、単錘駆動モータ６には小さな直
流Ｄ２が供給される。

【００２８】この実施の形態では以下の効果を有する。 （１） 単錘駆動モータ６として同期モータを使用する
とともに、インバータ１４を介して制御し、玉揚げ停止
後のスピンドル５からの満ボビンＦの引き抜き時に、該
モータに直流を供給して回転子を停止状態に保持する。
従って、満ボビンＦの引き抜き時に満ボビンＦに連なる
糸Ｙからスピンドル５を回転させるトルクが作用して
も、スピンドル５の回転が規制され、再起動時に糸切れ
発生等の支障を来すほどスピンドル５が回転するのが防
止される。

【００２９】（２） 玉揚げ作業中ずっと大きな直流Ｄ
３を供給するのではなく、満ボビンＦの抜き取り時に大
きな直流Ｄ３を供給し、その他の期間は小さな直流Ｄ２
を流すようにした。従って、電流消費量を少なくできる
とともに、発熱も抑制できる。

【００３０】（３） 機台の運転停止中は、玉揚げ作業
時以外も単錘駆動モータ６に小さな直流Ｄ２を供給して
いるため、停止中にスピンドル５が回転する可能性がよ
り低くなり、再起動時の糸切れの発生率がより低下す
る。

【００３１】（４） 各単錘駆動モータ６毎にそれぞれ
インバータ１４が装備されているため、各錘の単錘駆動
モータ６を精度良く制御できる。 （５） 糸切れの際の糸継ぎ停止時にも、玉揚げ停止時
と同様にブレーキ用に所定の大きさの直流Ｄ１を供給
し、停止後、それより小さな直流Ｄ２を供給するように
している。従って、単錘駆動モータ６の停止時の制御プ
ログラムの一部を共通にし、満ボビンＦの引き抜き時に
直流Ｄ３を供給する割り込みプログラムを設けることで
制御を簡単にできる。

【００３２】実施の形態は前記に限定されるものではな
く、例えば、次のように具体化してもよい。 ○ 満ボビンＦの引き抜き時に大きな保持力を与えるた
めに単錘駆動モータ６に大きな直流Ｄ３を供給する期間
を、玉揚げ動作開始から玉揚げ動作終了までとしてもよ
い。この場合、玉揚げ開始信号により直流Ｄ３の供給を
開始し、玉揚げ完了信号により直流Ｄ３の供給を停止す
ることで、カウンタが不要となって構成が簡単になる。

【００３３】○ 直流Ｄ３の供給を、玉揚げ装置１３が
満ボビンＦを引き抜く時のタイミングに合わせて供給す
るようにしてもよい。例えば、玉揚げ装置１３の満ボビ
ン引き抜き動作指令により単錘駆動モータ６に直流Ｄ３
を供給するように構成する。

【００３４】○ 機台の運転停止中、直流Ｄ３を供給す
るとき以外は、単錘駆動モータ６に電力を供給しない構
成としてもよい。 ○ 少なくとも玉揚げ停止後のスピンドル５からの満ボ
ビンＦの引き抜き時に、単錘駆動モータ６に直流Ｄ３を
供給してスピンドル５を停止状態に保持する代わりに、
前記引き抜き時に単錘駆動モータ６を紡出運転時と逆方
向に僅か回転させるようにしてもよい。具体的には、例
えば、玉揚げ装置１３の満ボビン引き抜き動作指令によ
り単錘駆動モータ６にステップ動作を行わせ、スピンド
ル５を僅か（例えば３０〜６０°程度）回転させる。Ｓ
Ｒモータはステップ動作を行うように簡単に制御でき
る。この場合、前記糸張力によりスピンドル５を回転さ
せるように作用するトルクに対して抗する力は、スピン
ドル５を所定位置に停止させるように固定子を励磁させ
た場合より、単錘駆動モータ６を逆方向に回転させる方
が同じ励磁電流でも大きくなる。従って、特に太番手の
糸のように糸Ｙの切断に大きな力が必要な場合、糸張力
がスピンドル５を回転させようとするトルクに抗する作
用が大きくなるとともに、スピンドル５に装備されたカ
ッタが糸Ｙに当接した状態で回転することにより、糸Ｙ
の切断が円滑に行われるようになる。

【００３５】○ 紡出糸の太さにより、満ボビン引き抜
き時に、スピンドル５を僅かに逆転させる場合と、直流
Ｄ３を供給してスピンドル５を停止状態に保持する場合
とを選択するようにしてもよい。例えば、機台制御装置
９に入力された紡出条件に基づいて、紡出糸が所定の太
さ以上のときは逆転制御を行うようにし、所定の太さ未
満のときは直流Ｄ３を供給するように制御する。この場
合、糸の切断が円滑に行われ難い太番手の糸の時のみ逆
転が行われる。

【００３６】○ 各錘毎にインバータ１４を設ける代わ
りに、全錘の単錘駆動モータ６を１個のインバータを介
して駆動制御する構成や、単錘駆動モータ６を複数のグ
ループに分けてグループ毎に１個のインバータを設ける
構成としてよい。この場合、インバータの数が少なくな
り、製造コストが安くなる。

【００３７】○ 単錘駆動モータ６として、ＳＲモータ
に代えてシンクロナスリアクタンスモータ、永久磁石型
同期モータ、ステップモータ等を使用してもよい。 ○ チョッパ回路８を省略してもよい。

【００３８】○ リング精紡機に限らず、単錘駆動方式
のリング撚糸機等に適用してもよい。前記各実施の形態
から把握できる請求項記載以外の技術的思想（発明）に
ついて以下に記載する。

【００３９】（１） 請求項４に記載の発明において、
紡出糸が所定の太さ以上のときに、前記玉揚げ停止後の
ボビン引き抜き時に前記モータを前記逆方向に逆転さ
せ、紡出糸が所定の太さ未満のときは逆転させずに、モ
ータに直流を供給してスピンドルを停止状態に保持す
る。

【００４０】（２） 各錘のスピンドルを個別の同期モ
ータで独立して駆動する紡機において、前記モータを制
御するインバータと、該インバータに少なくとも玉揚げ
停止後のスピンドルからのボビン引き抜き時に、前記各
モータに直流を供給する制御指令信号を出力する制御装
置とを設けた紡機の単錘駆動モータの制御装置。

【００４１】（３） 各錘のスピンドルを個別の同期モ
ータで独立して駆動する紡機において、前記モータを制
御するインバータと、該インバータに少なくとも玉揚げ
停止後のスピンドルからのボビン引き抜き時に、前記各
モータに直流を供給する制御指令信号と、前記各モータ
を紡出運転時と逆方向に僅か回転させる制御指令信号と
のいずれかを出力し、かつその制御指令信号の選択を紡
出糸の太さを基準に行う制御装置とを設けた紡機の単錘
駆動モータの制御装置。

【００４２】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１〜請求項
４に記載の発明によれば、切換スイッチを設けずに一つ
の電源で、単錘駆動モータを制御することにより、玉揚
げ時に糸の張力によってスピンドルが再起動時に支障を
来すほど回転するのを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 一実施の形態のモータへの供給電流の変化を
示すグラフ。

【図２】 紡機の電気的構成を示すブロック回路図。

【図３】 玉揚げ装置が満ボビンを把持した状態を示す
模式側面図。

【符号の説明】

５…スピンドル、６…単錘駆動モータ、１４…インバー
タ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金子 政司 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会 社豊田自動織機製作所内 Ｆターム(参考） 4L056 AA02 AA32 BD32 DA33 DA52 EB12 EB29 EC70 EC79

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 各錘のスピンドルを個別のモータで独立
   して駆動する紡機において、 前記モータとして同期モータを使用するとともに、該同
   期モータをインバータを介して制御し、少なくとも玉揚
   げ停止後のスピンドルからのボビン引き抜き時に前記各
   モータに直流を供給してスピンドルの回転を規制する状
   態に保持する紡機の単錘駆動モータの制御方法。
2. 【請求項２】 前記インバータは前記各モータ毎に装備
   されている請求項１に記載の紡機の単錘駆動モータの制
   御方法。
3. 【請求項３】 前記モータの停止中における前記ボビン
   引き抜き時以外の間に、前記ボビン引き抜き時より小さ
   な直流をモータに供給する請求項１又は請求項２に記載
   の紡機の単錘駆動モータの制御方法。
4. 【請求項４】 各錘のスピンドルを個別のモータで独立
   して駆動する紡機において、 前記モータとしてステップ動作可能な同期モータを使用
   するとともに、該同期モータをインバータを介して制御
   し、少なくとも玉揚げ停止後のスピンドルからのボビン
   引き抜き時に、前記各モータを紡出運転時と逆方向に僅
   か回転させる紡機の単錘駆動モータの制御方法。