JP2003138443A

JP2003138443A - 糸揺れ検出装置

Info

Publication number: JP2003138443A
Application number: JP2001332511A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Tokuda; 和郎徳田
Original assignee: Murata Machinery Ltd
Current assignee: Murata Machinery Ltd
Priority date: 2001-10-30
Filing date: 2001-10-30
Publication date: 2003-05-14

Abstract

(57)【要約】【課題】簡素な構成で実現できる糸揺れ検出装置を提
供する。【解決手段】投光部３と、その投光部３に対向するよ
うに設けられ受光量に応じた振幅の糸太さ信号を出力す
る受光部４と、その糸太さ信号の変化量に応じた振幅の
糸太さ変化信号を出力する微分回路５とを備えた光電セ
ンサを設け、この糸太さ変化信号が予め設けた糸揺れ判
定閾値Ｔｈ１より低下したとき糸揺れ信号を出力すると
共に、前記糸太さ変化信号が予め前記糸揺れ判定閾値Ｔ
ｈ１より低く設けた糸切れ判定閾値Ｔｈ２より低下した
とき糸切れ信号を出力する糸揺れ判定部２を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、走行する糸が直交
方向に揺れていることを検知する糸揺れ検出装置に係
り、特に、簡素な構成で実現できる糸揺れ検出装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】エア噴射により芯糸と鞘糸とを絡み合わ
せるエア加工機にあっては、ノズルにゴミなどが詰まる
と加工に不具合が生じる。そこで、ノズルを定期交換す
ることによって常に詰まりのないノズルを使用してい
る。しかし、すべての錘についてノズルを無条件に交換
するのはコストアップの原因となる。詰まっているノズ
ルだけを交換できれば、コストを押さえることが可能に
なる。

【０００３】本出願人は、ノズルの詰まりによって鞘糸
がオーバーフィード状態となり鞘糸の糸揺れが大きくな
ることに着眼し、糸揺れを検出することによって、不良
糸の発生を未然に防ぐ技術を提案するに至った。

【０００４】即ち、特開２０００−３２８３７９公報に
は、流体噴射ノズルの近辺に糸揺れ検知センサを設ける
と共に、芯糸、鞘糸、加工糸のそれぞれ走行路にフィー
ラ（糸有無センサ）を設けることが記載されている。糸
揺れ検知センサとして、糸から受ける荷重による金属板
の撓み量をストレーンゲージを使って検知する例と、複
数の受光素子を並設して発光素子に対向配置した例とが
記載されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来は、糸揺れ検知セ
ンサが糸切れ検知センサとは別個に設けられている。こ
のため、センサが多数必要であり、それに伴いコストも
増大する。

【０００６】また、前記公報に示された、糸の張力から
糸揺れを検知する糸揺れ検知センサは、揺れ以外の要因
による影響が大きく、正確に糸揺れを検知できない。

【０００７】また、受光素子を複数並設した糸揺れ検知
センサは、受光素子を複数並設するためにセンサ構造が
複雑になると共に信号処理が複雑になる。

【０００８】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、簡素な構成で実現できる糸揺れ検出装置を提供する
ことにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、投光部と、その投光部に対向するように設
けられ受光量に応じた振幅の糸太さ信号を出力する受光
部と、その糸太さ信号の変化量に応じた振幅の糸太さ変
化信号を出力する微分回路とを備えた光電センサを設
け、この糸太さ変化信号が予め設けた糸揺れ判定閾値よ
り低下したとき糸揺れ信号を出力すると共に、前記糸太
さ変化信号が予め前記糸揺れ判定閾値より低く設けた糸
切れ判定閾値より低下したとき糸切れ信号を出力する糸
揺れ判定部を設けたものである。

【００１０】また、本発明は、投光部と、その投光部に
対向するように設けられ受光量に応じた振幅の糸太さ信
号を出力する受光部とを備えた光電センサを設け、この
糸太さ信号が予め設けた糸揺れ判定閾値より低下したと
き糸揺れ信号を出力する糸揺れ判定部を設けたものであ
る。

【００１１】前記糸揺れ判定部は、糸揺れ信号を出力し
ている時間が所定時間を超えたとき、糸切れ信号を出力
してもよい。

【００１２】前記糸揺れ判定部は、糸揺れ信号の出力回
数が所定回数を超えたとき、報知用アラーム信号を出力
してもよい。

【００１３】前記糸揺れ判定部からの糸揺れ信号の出力
状況に応じて糸の品質を評価する評価装置を設けてもよ
い。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を添付
図面に基づいて詳述する。

【００１５】図１に示されるように、本発明に係る第一
の糸揺れ検出装置は、糸が走行する領域を通して光を受
光し、その受光量の変化に基づく糸太さ変化信号を出力
する光電センサ１と、この糸太さ変化信号が予め設けた
糸揺れ判定閾値より低下したとき糸揺れ信号を出力する
と共に、前記糸太さ変化信号が予め前記糸揺れ判定閾値
より低く設けた糸切れ判定閾値より低下したとき糸切れ
信号を出力する糸揺れ判定部２とを備えている。

【００１６】ここに用いられる光電センサ１は、コ字状
に形成されたフレーム内に互いに対向させて投光部３と
受光部４とを備え、投光部３と受光部４とに挟まれた領
域（検出エリア）に糸を走行させる。光電センサ１は、
受光部４から取り出される振幅が受光量に比例した信号
を微分する微分回路５を内蔵したものであり、微分回路
５にはコンデンサ及び抵抗器（以下、ＣＲという）が使
用されている。

【００１７】投光部３と受光部４との間に走行している
糸があると、毛羽の量や密度が一定せず、また、微妙な
糸太さの変化が絶えずあるので、受光量が常に変化す
る。よって、糸走行中においては、微分回路５からは、
常にある程度のレベルの信号が出力される。この信号を
糸太さ変化信号（図２参照）とする。糸太さ変化信号
は、振幅が受光量の変化量に比例した信号である。投光
部３と受光部４との間に糸があっても、その糸が停止し
ていると、受光量に変化がないので、微分回路５からは
ゼロレベルの信号が出力される。糸が無いときも、ゼロ
レベルの糸太さ変化信号が出力される。走行中の糸が切
れた場合、糸太さ変化信号がただちにゼロレベルに落ち
るのではなく、ＣＲ時定数に応じた放電曲線に沿って低
下する。

【００１８】糸揺れ判定部２は、糸太さ変化信号に対し
て値の異なる２つの閾値を適用して糸揺れと糸切れとを
区別して判定するものである。即ち、糸揺れ判定部２
は、２つの比較器を有し、糸太さ変化信号が糸揺れ判定
閾値Ｔｈ１より低下したとき糸揺れ信号を出力し、前記
糸太さ変化信号がさらに低下して糸切れ判定閾値Ｔｈ２
より低下したとき糸切れ信号を出力する。評価装置８
は、糸揺れ信号の出力状況に応じて糸の品質を評価す
る。

【００１９】第一の糸揺れ検出装置の動作を図２により
説明する。糸が走行しているとき、ある程度のレベルの
糸太さ信号が出力される。ある程度のレベルといっても
直流のように安定しているのではなく、常に小さい変動
がある。糸揺れが生じて糸の一部又は全部が検出エリア
から外れた場合、糸による遮蔽面積が大きく変動して受
光量が正常時よりも大きく変動するため、その微分結果
である糸太さ変化信号も大きく変動する。糸太さ変化信
号が糸揺れ判定閾値Ｔｈ１より低下した場合、糸揺れ判
定部２は、糸揺れが生じたと判断し、糸揺れ信号を出力
する。この変動が、実際に糸揺れによるものであった場
合、直後には糸が検出エリア内に復帰するため、糸太さ
変化信号は、糸切れ判定閾値Ｔｈ２まで低下することな
く、ＣＲ時定数に応じた充電曲線に沿って元のレベル
（糸揺れ判定閾値Ｔｈ１より大きいレベル）に戻る。従
って、糸太さ変化信号が糸切れ判定閾値Ｔｈ２より低下
しないので、糸切れ信号は出力されない。糸揺れが生じ
て投光部３と受光部４との間の検出エリアから糸が外れ
ても、糸太さ変化信号は、実際の受光量の変化に対応す
る糸太さ信号から微分回路５を通して得た信号であるた
め、ただちにゼロレベルまで低下することはない。即
ち、糸揺れにより糸太さ信号が一瞬だけゼロレベルに低
下しても、その変化を微分して得られる糸太さ変化信号
は、微分回路５における放電時間があるため、ただちに
ゼロレベルまで低下することはない。従って、直ぐに糸
が検出エリアに復帰すれば（受光量変化があれば）、糸
太さ変化信号が糸切れ判定閾値Ｔｈ２より低下すること
はない。

【００２０】前記の変動が、糸切れによるものであった
場合、破線で示したように、糸太さ変化信号は、ＣＲ時
定数に応じた放電曲線に沿ってゼロレベルまで低下す
る。従って、糸太さ変化信号が糸揺れ判定閾値Ｔｈ１よ
り低く設けた糸切れ判定閾値ＴＨ２より低下するので、
糸揺れ判定部２は、糸切れが生じたと判断し、糸切れ信
号を出力する。

【００２１】このように、第一の糸揺れ検出装置は、１
つの光電センサからの糸太さ変化信号でもって、糸揺れ
と糸切れとをそれぞれ判定することができる。尚、図示
は省略したが、光電センサ１においては微分回路５の前
後に必要に応じて適宜フィルタが設けられる。

【００２２】次に、図３に示されるように、本発明に係
る第二の糸揺れ検出装置は、糸が走行する領域を通して
光を受光し、その受光量に応じた振幅の糸太さ信号を出
力する光電センサ３１と、この糸太さ信号が予め設けた
糸揺れ判定閾値より低下したとき糸揺れ信号を出力する
糸揺れ判定部３２を備え、さらにこの糸揺れ判定部３２
は、糸揺れ信号を出力している時間が設定時間を超えた
とき、糸切れ信号を出力するものである。

【００２３】ここに用いられる光電センサ３１は、コ字
状に形成されたフレーム内に互いに対向させて投光部３
と受光部４とを備え、投光部３と受光部４とに挟まれた
領域（検出エリア）に糸を走行させる。光電センサ３１
は、受光部４から取り出される受光量に比例した糸太さ
信号を出力するようになっている。第一の糸揺れ検出装
置の光電センサ１とは異なり、微分回路が存在せず、糸
太さ信号が光電センサ３１の出力となるため、投光部３
と受光部４との間に糸が存在すれば、走行、停止にかか
わらず、光電センサ３１からは、ある程度のレベルの信
号が出力される。糸が走行しているときは、糸太さの変
化に応じ受光量が常に変化するので、糸太さ信号も常に
変化する。糸が停止しているときは糸太さ信号は一定と
なる。糸が無くなれば、ゼロレベルの糸太さ信号が出力
される。

【００２４】糸揺れ判定部３２は、糸太さ信号に対して
閾値を適用して糸揺れを判定すると共に、その糸揺れ信
号の継続時間によって糸切れを判定するものである。即
ち、糸揺れ判定部３２は、糸太さ信号が糸揺れ判定閾値
Ｔｈ３より低下したとき糸揺れ信号を出力し、この糸揺
れ信号を出力している時間が設定時間を超えたとき、糸
切れ信号を出力する。

【００２５】第二の糸揺れ検出装置の動作を図４により
説明する。糸が存在しているとき、ある程度のレベルの
糸太さ信号が出力される。ある程度のレベルといっても
糸が走行している場合は直流のように安定しているので
はなく、常に小さい変動がある。糸揺れが生じて糸の一
部又は全部が検出エリアから外れた場合、糸による遮蔽
面積が大きく変動して受光量が正常時よりも大きく変動
するため、糸太さ信号も大きく変動する。糸太さ信号が
糸揺れ判定閾値Ｔｈ３より低下した場合、糸揺れ判定部
３２は、糸揺れが生じたと判断し、糸揺れ信号を出力す
る。この変動が、実際に糸揺れによるものであった場
合、直後には糸は検出エリア内に復帰するため、糸太さ
信号は、比較的短時間で元のレベル（糸揺れ判定閾値Ｔ
ｈ３より大きいレベル）に戻る。従って、糸揺れ信号が
設定時間より短い時間Δｔ１しか継続しないので、糸切
れ信号は出力されない。

【００２６】前記の変動が、糸切れによるものであった
場合、直後に糸が検出エリア内に復帰することがないた
め、糸太さ信号は、ゼロレベルに落ちたまま復元するこ
とがない。従って、糸揺れ信号が設定時間を超える長い
時間Δｔ２継続するので、糸揺れ判定部３２は、糸切れ
が生じたと判断し、糸切れ信号を出力する。

【００２７】このように、第二の糸揺れ検出装置は、糸
太さ信号のレベル変動から糸揺れを判定することができ
ると共に、糸太さ信号のレベルが復元しないことをもっ
て糸切れを判定することができる。尚、光電センサ３１
においては、必要に応じて適宜フィルタが設けられる。

【００２８】次に、光電センサ１、３１の詳細を説明す
る。図５に示されるように、投光部３には受光部４に向
けて光を照射する発光器６が設けられ、受光部４には投
光部３からの光を受光する受光器７が設けられている。
発光器６と受光器７とは、互いに正対する位置に配置さ
れている。受光器７の受光面の径は、例えば、１．５ｍ
ｍである。これは検出しようとしている糸Ｙの揺れ振幅
ΔＷが１．５ｍｍ以上である場合に効果的なサイズであ
る。即ち、受光器７の受光面の径は、異常時の糸揺れ振
幅より小さいことが望ましい。これにより、糸揺れが大
きくなると糸Ｙが発光器６と受光器７との間の検出エリ
アから確実に外れることになる。

【００２９】次に、糸揺れ検出装置の応用について説明
する。

【００３０】本発明の糸揺れ検出装置は、例えば、図６
のエア加工機のエアノズルの上流に鞘糸に対して設けら
れる。

【００３１】図６に示したエア加工機は、供給パッケー
ジＰ１から供給される芯糸Ｓ１（フィラメント糸）と供
給パッケージＰ２から供給される鞘糸Ｓ２（フィラメン
ト糸）とをエアジェットノズルボックスＮＢ内でエア噴
射により絡み合わせて加工糸Ｓ３（フィラメント加工
糸）を生産するものである。

【００３２】芯糸Ｓ１を送るフィードローラＦＲ１、Ｆ
Ｒ１´は、駆動装置Ｄ１により駆動されるモータＭに取
り付けられている。同様に、鞘糸Ｓ２を送るフィードロ
ーラＦＲ２、ＦＲ２´は、駆動装置Ｄ２により駆動され
るモータＭに取り付けられている。そして、加工糸Ｓ３
を送るフィードローラＦＲ３は、駆動装置Ｄ３により駆
動されるモータＭに取り付けられている。鞘糸Ｓ２側の
フィードローラＦＲ２、ＦＲ２´間には鞘糸Ｓ２を熱処
理する熱処理装置ＨＰが設けられている。フィードロー
ラＦＲ３と巻取りユニットＷＬとの間にはオイルリング
装置ＯＬが設けられている。鞘糸Ｓ２において、エアジ
ェットノズルボックスＮＢの前後のフィードローラＦＲ
２´、ＦＲ３間はオーバーフィード区間となっている。
即ち、フィードローラＦＲ２´の周速がフィードローラ
ＦＲ３の周速より大きい。

【００３３】エアジェットノズルボックスＮＢ内には、
交絡ノズルＮＺへ向かって糸を誘導すると共にこの交絡
ノズルＮＺに対して圧縮空気を噴射し糸条を開繊しなが
ら相互に糸を絡ませる通路が形成されている。また、エ
アジェットノズルボックスＮＢには、交絡ノズルＮＺの
手前側で鞘糸Ｓ２に水分を供給して重量を付加するため
の給湿装置ＷＳ、交絡ノズルＮＺの噴射空気圧を調整す
る空気圧制御弁ＡＶなどが取り付けられている。

【００３４】芯糸Ｓ１、鞘糸Ｓ２、加工糸Ｓ３の走行路
には、それぞれ走行している糸の有無を検出する糸切れ
検知センサ（フィーラ）Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３が設けられて
いる。また、芯糸Ｓ１、鞘糸Ｓ２の走行路には、それぞ
れ糸を切断するカッタ装置Ｃ１、Ｃ２が設けられてい
る。

【００３５】このエア加工機では、鞘糸Ｓ２の糸揺れを
検出する糸揺れ検知センサＹＳ１として、前述した光電
センサ１又は光電センサ３１が設けられている。光電セ
ンサ１、３１がフィーラＦ２を兼用できることは勿論で
ある。この糸揺れ検知センサＹＳ１の出力である糸揺れ
信号は、制御装置Ｒに入力されている。制御装置は、図
１又は図３の糸揺れ判定部２、３２と評価装置８とを内
蔵したものである。

【００３６】糸揺れ判定部２、３２には、糸揺れ信号、
糸切れ信号の他に報知用アラーム信号や糸揺れ発生回数
を出力する機能を持たせる。また、糸揺れ判定部２、３
２は、糸揺れ信号が一度でも発生すると報知用アラーム
信号を出力するようにしてもよい。また、糸揺れ判定部
２、３２は、所定時間内に糸揺れ信号の発生回数が設定
回数を超えれば報知用アラーム信号を出力するようにし
てもよい。報知用アラーム信号は、作業者に糸揺れの発
生を報知するための信号であり、音響による警報や光に
よる表示を行うための信号である。従って、糸揺れ判定
部２、３２からの報知用アラーム信号によって図示しな
い音響装置又は表示装置を作動させる。作業者は、報知
があった場合にノズル交換等のメンテナンス作業を実施
する。

【００３７】また、糸揺れ判定部２、３２ではエア加工
機で加工された加工糸Ｓ３がパッケージＰに巻かれてい
る間に糸揺れ発生回数をカウントし、パッケージＰが巻
き終わったときに、糸揺れ発生回数を評価装置８に出力
する。即ち、糸揺れ判定部２、３２から出力された糸揺
れ発生回数の情報は、評価装置８に取り込まれる。

【００３８】糸揺れ発生回数のカウント時には糸揺れ信
号の出力後そのまま（糸揺れ信号がいったん解除される
ことなく）糸切れと判定された場合、糸揺れ発生回数の
加算対象から除外する。これにより、糸切れの発生を糸
揺れ発生としてカウントしてしまうことなく、正確な糸
揺れ発生回数を求めることができる。評価装置８におい
て、糸揺れ発生回数に基づいて、パッケージの品質（グ
レード）が決定される。この品質判定では、糸揺れ発生
回数が少ないパッケージは高いグレードとし、糸揺れ発
生回数が多いパッケージは低いグレードとする。糸揺れ
発生回数を反映したグレードは、後工程である染色の良
否に関与する情報として有用となる。

【００３９】また、複数の錘を並べたエア加工機におい
て、各錘毎に光電センサ１又は光電センサ３１及び糸揺
れ判定部２、３２をそれぞれ設け、評価装置８を各糸揺
れ判定部２、３２との間でデータ通信可能に接続された
複数錘共通のものとし、各錘における糸揺れ発生回数を
評価装置８に取り込むことにより、評価装置８では糸揺
れ発生要因を推定することができる。即ち、特定の錘に
糸揺れ発生が集中している場合、その錘に何かの異常が
あると判定することができる。また、複数錘の全体に糸
揺れ発生が分散している場合、特定の錘に異常があるの
ではなく、全錘共通の要因があると判定することができ
る。そこで、評価装置８は、糸揺れ発生の集中・分散を
統計的に割り出し、その結果を作業者に報知する。作業
内容は、次のようになる。単錘のみ糸揺れが発生する場
合は、その錘のノズル交換を行う。全錘に糸揺れが発生
する場合は、エア圧あるいは水圧の調整を行うなど、全
錘共通の部材・物量を調整する。

【００４０】

【発明の効果】本発明は次の如き優れた効果を発揮す
る。

【００４１】（１）１つの光電センサからの糸太さ変化
信号に糸揺れ判定閾値と糸切れ判定閾値とを適用するの
で、センサの個数が削減できる。

【００４２】（２）受光量に比例している糸太さ信号で
糸揺れを判定するので、受光量変化を取り出す微分回路
が不要となり、センサが簡素化される。

【００４３】（３）糸切れ判定を時間で行うので、判定
閾値が１つでよく、比較回路が簡素化される。

【００４４】（４）糸揺れの発生頻度に応じてメンテナ
ンスの必要性を作業者に報知することができる。

【００４５】（５）パッケージのグレード（等級）付け
が定量的かつ自動的に行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施形態を示す糸揺れ検出装置
の構成図である。

【図２】図１の光電センサで検出する糸太さ変化信号の
波形図である。

【図３】本発明の第二の実施形態を示す糸揺れ検出装置
の構成図である。

【図４】図３の光電センサで検出する糸太さ信号の波形
図である。

【図５】本発明に用いる光電センサの詳細構成図であ
る。

【図６】本発明を応用したエア加工機の構成図である。

【符号の説明】

１、３１光電センサ２、３２糸揺れ判定部５微分回路８評価装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】投光部と、その投光部に対向するように
設けられ受光量に応じた振幅の糸太さ信号を出力する受
光部と、その糸太さ信号の変化量に応じた振幅の糸太さ
変化信号を出力する微分回路とを備えた光電センサを設
け、この糸太さ変化信号が予め設けた糸揺れ判定閾値よ
り低下したとき糸揺れ信号を出力すると共に、前記糸太
さ変化信号が予め前記糸揺れ判定閾値より低く設けた糸
切れ判定閾値より低下したとき糸切れ信号を出力する糸
揺れ判定部を設けたことを特徴とする糸揺れ検出装置。
【請求項２】投光部と、その投光部に対向するように
設けられ受光量に応じた振幅の糸太さ信号を出力する受
光部とを備えた光電センサを設け、この糸太さ信号が予
め設けた糸揺れ判定閾値より低下したとき糸揺れ信号を
出力する糸揺れ判定部を設けたことを特徴とする糸揺れ
検出装置。
【請求項３】前記糸揺れ判定部は、糸揺れ信号を出力
している時間が所定時間を超えたとき、糸切れ信号を出
力することを特徴とする請求項２記載の糸揺れ検出装
置。
【請求項４】前記糸揺れ判定部は、糸揺れ信号の出力
回数が所定回数を超えたとき、報知用アラーム信号を出
力することを特徴とする請求項１〜３いずれか記載の糸
揺れ検出装置。
【請求項５】前記糸揺れ判定部からの糸揺れ信号の出
力状況に応じて糸の品質を評価する評価装置を設けたこ
とを特徴とする請求項１〜４いずれか記載の糸揺れ検出
装置。