JP2003267627A

JP2003267627A - 糸条巻取機

Info

Publication number: JP2003267627A
Application number: JP2002073464A
Authority: JP
Inventors: Eiji Noma; 英治野間; Kazuo Tokuda; 和郎徳田
Original assignee: Murata Machinery Ltd
Current assignee: Murata Machinery Ltd
Priority date: 2002-03-18
Filing date: 2002-03-18
Publication date: 2003-09-25
Anticipated expiration: 2022-03-18
Also published as: JP3687618B2

Abstract

(57)【要約】【課題】巻取ドラムを減速停止制御する際、停止直前
の最終段階での振動を確実に防止し、減速を開始してか
ら所定時間経過後に、確実に停止状態とすることができ
る糸条巻取機を提供する。【解決手段】糸条巻取機１は、巻取ドラム３と、モー
タ制御装置２０と、直流ブラシレスモータ３０とを備え
ている。モータ制御装置２０では、回転検出器３ｂから
入力されたドラムパルスにより算出した回転速度が入力
部２１で設定されたブレーキ開始速度に達したと回転速
度検出部２３ａにおいて判断された場合、ブレーキ制御
部２４によるブレーキ制御が開始される。ブレーキ制御
部２４では、磁極位置検出センサ２９のロータ位置検出
信号のエッジ毎に、入力部２１で設定された初期出力値
から出力減少量を次第に減少していく制御を繰り返し行
い、出力部２５及びパワー回路２５を介して直流ブラシ
レスモータ３０を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動ワインダなど
の糸条巻取機に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動ワインダーなどの糸条巻取装
置において、効率向上や小型化の観点から巻取パッケー
ジを回転駆動するための巻取ドラムの駆動源として、Ｄ
Ｃブラシレスモータが使用されている。また、現状の糸
条巻取装置では、回転数に比例したパルス数の検出信号
を発生するドラムパルスや磁極位置検出センサといった
回転検出器を使用し、その検出信号の周期、いわゆるパ
ルス間の時間間隔に基づいて巻取ドラムの回転速度を算
出している。このような糸条巻取装置においては、巻取
中に糸欠点を検出して糸を切断した場合、あるいは糸継
をするための上糸を送り出すために巻取ドラムを所定量
だけ逆転する場合など、巻取ドラムを減速停止させる。

【０００３】

【発明の解決しようとする課題】しかし、巻取ドラムの
停止直前の最終段階では、パルス間の周期が非常に長く
なり、正確な回転速度を認識できず、永久磁石で構成さ
れているロータに作用する磁力によって、モータ（巻取
ドラム）が振動してしまうという問題があった。すなわ
ち、ロータに作用するブレーキ力が強いと、停止直前に
振動するという問題があり、一方で、その振動を抑える
ためにブレーキ力を弱くすると、停止するまでの時間が
長くなるという問題があった。

【０００４】また、このような振動が発生すると、回転
中の巻取ドラムを減速停止させる際、糸継動作との関連
により、糸弛みによるビリが発生したり、糸緊張による
糸切れが発生したりすることがある。

【０００５】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であり、巻取ドラムを減速停止制御する際、停止直前の
最終段階での振動を確実に防止し、減速を開始してから
所定時間経過後に、確実に停止状態とすることができる
糸条巻取機を提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明の請求項１に記載の糸条巻取機は、巻取ドラム
と、該巻取ドラムを回転駆動させる直流ブラシレスモー
タと、該直流ブラシレスモータの回転を制御するモータ
制御装置とを備え、前記モータ制御装置は、回転速度を
算出する回転速度検出手段と、前記巻取ドラムの減速中
において、前記回転速度検出手段の算出結果に基づい
て、前記直流ブラシレスモータの回転速度が予め設定さ
れたブレーキ開始速度に達したと判定するとブレーキ制
御を開始するブレーキ制御手段とを備え、前記ブレーキ
制御手段は、前記ブレーキ制御において、前記直流ブラ
シレスモータに対する出力量を次第に減少させる制御
を、前記直流ブラシレスモータが停止するまで間に繰り
返して行うことを特徴とする。

【０００７】この請求項１の構成によると、直流ブラシ
レスモータが停止するまで、繰り返し直流ブラシレスモ
ータに対する出力量を次第に減少させるため、停止直前
において、回転速度の減少に伴って直流ブラシレスモー
タに対する出力量（ロータに作用する磁力の大きさ）が
減少する。従って、振動を発生することなく、直流ブラ
シレスモータ（巻取ドラム）を停止させることができ
る。

【０００８】請求項２に記載の糸条巻取機は、請求項１
に記載の糸条巻取機であって、前記ブレーキ制御手段
は、直流ブラシレスモータのロータ位置を検出するロー
タ位置検出手段を更に備えるとともに、前記ブレーキ制
御手段は、初期出力値を記憶する初期出力値記憶手段
と、出力減少量を記憶する出力減少量記憶手段とを備
え、前記ロータ位置検出手段の検出結果に基づいて、前
記ロータが所定角度領域分回転したことを判定し、前記
ブレーキ制御において、前記直流ブラシレスモータに対
する出力量を前記初期出力値から前記出力減少量ずつ次
第に減少させる制御を、前記ロータが所定角度領域分回
転する毎に繰り返し行うことを特徴とする。

【０００９】この請求項２の構成によると、ロータの位
置が次の角度領域に到達する毎に、直流ブラシレスモー
タに対する出力量を初期出力値に戻し、その後、ロータ
の位置が更に次の角度領域に達するまで、出力量を初期
出力値から出力減少量ずつ次第に減少させるため、回転
速度が遅くなるに伴って直流ブラシレスモータに対する
出力量の減少量が大きくなる。従って、ロータに作用す
る磁力が次第に減少し、停止直前の最終段階での振動を
確実に防止することができる。

【００１０】請求項３に記載の糸条巻取機は、請求項２
に記載の糸条巻取機であって、前記初期出力値、前記出
力減少量または前記ブレーキ開始速度のうち少なくとも
１つを、パラメータとして設定変更可能とする入力手段
を備えることを特徴とする。

【００１１】この請求項３の構成によると、初期出力
値、出力減少量またはブレーキ開始速度のうち少なくと
も１つを、パラメータとして入力することを可能とする
ため、ブレーキ制御の形態を、負荷の大きさなどの条件
に応じて適切なものに設定することができる。

【００１２】請求項４に記載の糸条巻取機は、請求項２
または３に記載の糸条巻取機であって、前記ブレーキ制
御手段は、ブレーキ制御中に前記直流ブラシレスモータ
の逆転発生を検出する逆転発生検出手段を備え、前記逆
転発生検出手段により逆転発生が検出された場合に、前
記初期出力量を減少させることを特徴とする。

【００１３】この請求項４の構成によると、ブレーキ制
御中に逆転発生を検出するため、直流ブラシレスモータ
の跳ね返りにより逆転が発生した際には、ロータに作用
する磁力の大きさをより減少することができる。従っ
て、停止直前の振動をより確実に防止することができ
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ、本発明
における自動ワインダー（糸条巻取機）について説明す
る。

【００１５】まず、自動ワインダー（糸条巻取機）のユ
ニットの構成を、図１により説明する。図１は、自動ワ
インダーのユニットの機器構成を示す正面図である。

【００１６】図１に示すように、自動ワインダー１のユ
ニットは、一または多数の給糸ボビン（紡績糸ボビン）
Ｅから解舒される紡績糸Ｙをトラバースしながらボビン
Ｂｆに巻き返して、定長巻きでコーン状の巻取パッケー
ジＰとするものである。このような自動ワインダー１の
ユニットが複数並設されて一台の自動ワインダーが構成
されている。

【００１７】この自動ワインダー１のユニットは、ボビ
ンＢｆを把持するクレードル２と、紡績糸Ｙをトラバー
スする綾振りドラム（巻取ドラム）３とを備えている。

【００１８】クレードル２は、綾振りドラム３に向けて
又はその逆に旋回し、それによってボビンＢｆ（巻取パ
ッケージＰ）が綾振りドラム３に接触又は離反される。

【００１９】綾振りドラム３は、サイドフレーム４上に
設けられ、その表面には、紡績糸Ｙをトラバースさせる
螺旋状の綾振り溝３ａが形成されている。綾振りドラム
３は直流ブラシレスモータ３０により回転駆動される。
即ち、綾振りドラム３の回転により、糸Ｙは綾振り溝３
ａに係合しながら巻取パッケージＰの軸方向に往復動さ
せられる。

【００２０】綾振りドラム３の回転速度は、回転検出器
３ｂで発生したドラムパルスが後述するモータ制御装置
２０に入力されることで検出される。ドラムパルスは、
綾振りドラム３の回転速度に応じた周波数のパルス信号
である。この綾振りドラム３は紡績糸Ｙの巻取中には摩
擦接触により巻取パッケージＰを回転させる。この綾振
りドラム３はカップリングを介して直流ブラシレスモー
タ３０に連結されるか、プーリとベルトを介して直流ブ
ラシレスモータ３０に接続される。また、綾振りドラム
３の駆動軸と直流ブラシレスモータ３０の駆動軸とを共
通にし、直流ブラシレスモータ３０を綾振りドラム３に
直結するようにしても良い。

【００２１】この自動ワインダー１のユニットは、給糸
ボビンＥと綾振りドラム３との間の糸走行経路中に給糸
ボビンＥ側から、テンサ５（テンション付与装置）、糸
継ぎ装置７及びスラブキャッチャ（糸太さ検出器）６が
配置されている。テンサ５は、走行する紡績糸Ｙに対し
て所定の張力を与えるものである。スラブキャッチャ６
は、紡績糸Ｙの太さ欠陥を検出するためのもので、紡績
糸Ｙを切断する機能を備えている。このスラブキャッチ
ャ６の上方にはトラバース支点となる綾振り支点ガイド
８が設けられている。糸継ぎ装置７は、糸欠陥検出から
の糸切断時又は巻き返し中の糸切れ発生時に巻取パッケ
ージＰ側の糸端と給糸ボビンＥ側の糸端とを糸継ぎする
ものである。

【００２２】また、自動ワインダー１のユニットは、サ
イドフレーム４に旋回自在に軸支された下糸捕捉案内手
段としての中継パイプ９と、サイドフレーム４に旋回自
在に軸支された上糸捕捉案内手段としてのサクションマ
ウス１０を有している。中継パイプ９は、糸欠陥検出後
の糸切断又は糸切れ検出後に、給糸ボビンＥ側の糸端を
吸引・捕捉して糸継ぎ装置７に導入するものである。サ
クションマウス１０は、糸欠陥検出後の糸切断又は糸切
れ検出後に、巻取パッケージＰ側の糸端を吸引・捕捉し
て糸継ぎ装置７に導入するものである。走行中の紡績糸
Ｙにあるスラブなどの糸欠点がスラブキャッチャ６で検
出されると、スラブキャッチャ６内部あるいはその近傍
に設けられているカッタが作動して走行中の紡績糸Ｙを
切断し、巻取りが停止された後、糸継ぎ動作が行われ
る。

【００２３】糸継ぎ時には、サクションマウス１０（上
糸捕捉案内手段）を図示の位置から巻取パッケージＰに
向けて移動（旋回）させた状態で綾振りドラム３（巻取
ドラム）を逆転させることにより、巻取パッケージＰの
糸をサクションマウス１０（上糸捕捉案内手段）に捕捉
し、その後、サクションマウス１０（上糸捕捉案内手
段）を図示の位置まで移動（旋回）させて糸継ぎ装置７
まで糸を引き出す。同時に、図示の位置から下向きに移
動（旋回）させることにより、給糸ボビンＥの糸を中継
パイプ９（下糸捕捉案内手段）に捕捉し、その後、中継
パイプ９（下糸捕捉案内手段）を図示の位置まで移動
（旋回）させて糸継ぎ装置７まで糸を引き出す。その
後、糸継ぎ装置７において、上糸と下糸とを旋回空気流
を用いて糸継ぎする。具体的には、綾振りドラム３（巻
取ドラム）の逆転量が所定量に達すると、その逆転を停
止すると略同時に引き出した糸を糸継ぎ装置７内で把持
し、旋回空気流を噴射して糸継ぎを行う。糸継ぎ装置７
で、上糸と下糸とを糸継ぎした後、巻取が再開される。
以上の糸継ぎ時には、糸欠陥を検出し、糸切断をした
後、及び、上糸を捕捉する時に、綾振りドラム３を所定
量逆回転させた後に、綾振りドラム３の停止制御が行わ
れる。

【００２４】次に、自動ワインダー（糸条巻取機）にお
けるモータ制御装置２０の構成を、図２乃至図７により
説明する。図２は、ドラム駆動用の直流ブラシレスモー
タを制御するモータ制御装置の概略構成を示すブロック
図である。図３は、直流ブラシレスモータとパワー回路
（スイッチング回路）との構成を示すブロック図であ
る。図４は、巻取ドラムを停止させる際の速度パターン
を示すグラフである。図５は、ブレーキ制御中の磁極位
置検出センサの出力信号（ロータ位置検出信号）とスイ
ッチングの励磁パターンとの関係を示した図である。図
６は、ブレーキ制御中のスイッチング素子のＰＷＭ制
御、磁極位置検出センサの出力信号（ロータ位置検出信
号）及びＰＷＭ制御における出力量（デューティ量）の
関係を示した図である。

【００２５】モータ制御装置２０は、ドラム駆動用の直
流ブラシレスモータ３０を制御するものである。図２に
示すように、モータ制御装置２０は、回転検出器３ｂ
と、磁極位置検出センサ（ホールセンサ）２９と、直流
ブラシレスモータ３０とに接続されている。また、直流
ブラシレスモータ３０は、モータ制御装置２０にあるパ
ワー回路（スイッチング回路）２６に接続されている。

【００２６】直流ブラシレスモータ３０は、図３に示す
ように、永久磁石よりなるロータ（回転子）３０ａと、
電機子巻線よりなるステータコイル（固定子）３０ｂと
を備えている。また、直流ブラシレスモータ３０は、ロ
ータの位置検出用の磁極位置検出センサ（ロータ位置検
出手段）２９を有している。また、直流ブラシレスモー
タ３０のトルクはモータ電流に略比例する。

【００２７】磁極位置検出センサ（ホールセンサ）２９
は、波形切り替えのタイミング及び後述する出力量切り
かえのタイミングを検出するためのものであり、直流ブ
ラシレスモータ３０回転中は、ロータの磁極に反応し
て、ロータの回転速度に応じた周波数のロータ位置検出
信号を出力する。４極の直流ブラシレスモータ３０の場
合、一回転で２パルス出力する。磁極位置検出センサ２
９から出力されたロータ位置検出信号は、後述するモー
タ制御装置２０の出力部（駆動回路）２５及び速度制御
部２３に入力される。

【００２８】回転検出器（ドラム回転センサ）３ｂは、
綾振りドラム３又は直流ブラシレスモータ３０のロータ
の回転軸に設けられた磁気式又は光学式のロータリエン
コーダであり、回転軸の一回転で数十パルスのドラムパ
ルスを出力する。回転検出器（ドラム回転センサ）３ｂ
から出力されたドラムパルスは、後述するモータ制御装
置２０の速度制御部２３に入力される。

【００２９】モータ制御装置２０は、入力部（入力手
段）２１と、運転制御部２２と、速度制御部２３と、出
力部（駆動回路）２５と、パワー回路（スイッチング回
路）２６と、から構成される。なお、以下に説明するよ
うなモータ制御装置２０が備える各機能は、主としてＣ
ＰＵ等の中央演算装置により実現される。

【００３０】モータ制御装置２０は、以下のようにし
て、ロータ位置に同期した電圧をステータコイルに印加
することで、直流ブラシレスモータ３０を駆動させる。
即ち、モータ制御装置２０は、磁極位置検出センサ２９
によるロータ位置検出信号に基づいて、出力部（駆動回
路）２５からパワー回路（スイッチング回路）２６に出
力される駆動信号を切り替えることにより、ステータコ
イルの電機子巻線の相切り替え制御（波形切り替え）を
行う。モータ制御装置２０は、磁極位置検出センサ２９
から出力されたロータ位置検出信号に基づいて電機子巻
線の通電を切り替え、かつＰＷＭ信号を生成し、出力部
（駆動回路）２５を介して駆動信号をパワー回路（スイ
ッチング回路）２６に出力する。このようにしてスイッ
チング素子をＰＷＭ制御することにより、直流ブラシレ
スモータ３０を駆動する。

【００３１】入力部２１は、速度制御部２３に対してブ
レーキ開始速度、初期出力値（初期デューティ量）、出
力減少量をパラメーターとして入力する。入力されたブ
レーキ開始速度、初期出力値、及び出力減少量は、それ
ぞれ、回転速度検出部（回転速度検出手段）２３ａ、初
期出力値記憶部（初期出力値記憶手段）２４ａ、及び出
力減少量記憶部（出力減少量記憶手段）２４ｂに記憶さ
れる。また、運転制御部２２は、目標速度を速度制御部
２３に入力する。

【００３２】速度制御部２３は、回転速度検出部（回転
速度検出手段）２３ａと、ブレーキ制御部（ブレーキ制
御手段）２４とを備えている。速度制御部２３は、ブレ
ーキ制御が行われるブレーキ制御期間（図４のｔ２から
ｔ３までの間）の前の、定常速度での運転が行われる定
常期間（図４のｔ０からｔ１までの間）と、定常速度か
らブレーキ開始速度まで速度を減速する運転が行われる
減速期間（図４のｔ１からｔ２までの間）との双方にお
いて、運転制御部２２から入力された目標速度と回転速
度検出部により算出された回転速度（現在速度）との偏
差に基づいて、直流ブラシレスモータ３０に供給する電
力（トルク）を調整するためのデューティ量を算出し、
出力部２５に対してデューティ指令を出力する。なお、
ブレーキ制御が行われるブレーキ制御期間（図４のｔ２
からｔ３までの間）は、目標速度と現在速度との偏差に
よるデューティ量の算出は行わない。

【００３３】回転速度検出部２３ａは、回転検出器（ド
ラム回転センサ）３ｂから入力されたドラムパルスを基
に、直流ブラシレスモータ３０のロータの回転速度（現
在速度）を算出する。算出された回転速度は、運転制御
部２２から入力された目標速度との偏差に基づいて出力
部２５に対して出力されるディーティ指令の算出に使用
される。また、算出された回転速度は、入力部２１から
あらかじめ設定されていたブレーキ開始速度と比較され
る。算出された回転速度が、入力部２１からあらかじめ
設定されたブレーキ開始速度に達した場合は、ブレーキ
制御部２４によるブレーキ制御が行われる。

【００３４】ブレーキ制御部２４は、直流ブラシレスモ
ータ３０のロータの回転速度が予め設定されたブレーキ
開始速度に達した後の、ブレーキ制御期間（図４のｔ２
からｔ３までの間）において、ブレーキ制御を行う。ブ
レーキ制御部２４は、初期出力値記憶部２４ａと、出力
減少量記憶部２４ｂと、逆転発生検出部２４ｃとから構
成されている。ブレーキ制御では、直流ブラシレスモー
タ３０のロータを静止させる向きに力が作用するよう
に、電機子巻線の相切り替えを行う。即ち、定常期間と
減速期間では、ロータの現在位置に対して回転方向に進
めた位置に磁界が発生するように（ロータを回転方向前
方に引き付けるような磁力が発生するように）、ステー
タコイルに対する励磁の切り替えを行うのに対し、ブレ
ーキ制御中は、ロータの現在位置に相当する位置に磁界
が発生するように（ロータを現在位置でロックさせるよ
うな磁力が発生するように）、ステータコイルに対する
励磁の切り替えを行う。また、ブレーキ制御部２４で
は、直流ブラシレスモータ３０に対する出力のデューテ
ィ量を、後述する初期出力値から、所定時間毎に、後述
する出力減少量ずつ次第に減少させる制御を、ロータの
所定角度領域分回転する毎に繰り返す。ここで、磁極位
置検出センサ２９からのロータ位置検出信号により、ロ
ータが所定角度領域分回転したと判断した場合、直流ブ
ラシレスモータに対する出力量を初期出力値に戻す。

【００３５】初期出力値記憶部２４ａは、入力部２１か
ら入力された初期出力値を記憶し、出力減少量記憶部２
４ｂは、入力部２１から入力された出力減少量を記憶す
る。なお、初期出力値と出力減少量とは、ブレーキ開始
速度とともに、パラメータとして設定変更可能である。
また、逆転発生検出部２４ｃは、ブレーキ制御中に、磁
極位置検出センサ２９からのロータ位置検出信号により
ロータの逆転（跳ね返り）が発生したことを検出する。
逆転発生検出器２４ｃにより逆転の発生を検出すると、
初期出力値をより小さい値に変更する。即ち、ロータの
逆転が検出された後は、初期出力値がそれまでの値より
小さい値に設定され、直流ブラシレスモータ３０に対す
る出力量は、その初期出力値から所定時間毎に出力減少
量ずつ次第に減少される。

【００３６】出力部２５は、ロータ位置検出信号と、速
度制御部２３から入力されたデューティ指令とにより、
電機子巻線の通電の切り替えを行うための駆動信号を生
成する。生成された駆動信号は、出力部２５から出力さ
れ、パワー回路（スイッチング回路）２６に入力され
る。

【００３７】パワー回路（スイッチング回路）２６は、
図３に示すように、三相ブリッジ接続された複数のトラ
ンジスタ３１〜３６（スイッチング素子）で構成されて
いる。なお、これらのトランジスタ３１〜３６（スイッ
チング素子）には、還流用のダイオードがそれぞれ逆並
列に接続されている。出力部２５から入力された駆動信
号により、トランジスタ３１〜３６（スイッチング素
子）がＰＷＭ制御され、直流ブラシレスモータ３０が駆
動される。ブレーキ制御中においては、直流ブラシレス
モータ３０の回転は、磁極位置検出センサ２９からの出
力信号に応じてスイッチング素子３１〜３６が図５に示
すように開閉されることにより制御される。即ち、図５
に示すように、ブレーキ制御中においては、ロータをロ
ックするような励磁パターンにより、スイッチング素子
３１〜３６が制御される。励磁パターンは、出力部（駆
動回路）２５からパワー回路（スイッチング回路）２６
に出力される駆動信号により切り替えられる。ロータ位
置検出信号に基づく各スイッチング素子のオン／オフ制
御パターンは図５の通りであるが、図５にも一部図示す
るように、各スイッチング素子はチョッピング制御さ
れ、ＰＷＭ周期内で所定のデューティ量となるように、
１つの角度領域内（ロータ位置検出信号のエッジ間）で
多数回のオン／オフ切り替えが行われる。定常期間及び
減速期間においては、１つの角度領域内では、デューテ
ィ量が固定値に設定されるが、停止直前のブレーキ制御
期間においては、図６に示すように、１つの角度領域内
でデューティ量が次第に減少するように制御される。即
ち、図６に示すように、ブレーキ制御中には、ロータ位
置検出信号（磁極位置検出センサの出力信号）のエッジ
毎に、直流ブラシレスモータ３０に対する出力量（デュ
ーティ量）を段階的に減少させる制御が繰り返し行われ
る。また、図５に示すように、ブレーキ制御中は、３相
のステータコイルのうち、１相のコイルから残りの２相
のコイルに電流が流れるパターンと、２相のコイルから
残りの１相のコイルに電流が流れるパターンとが繰り返
される。このパターンの繰り返しは、磁極位置検出セン
サのロータ位置検出信号のエッジ毎に行われる。このよ
うに、常に３相のコイルを使用して２つの電流経路
（例：Ｖ→ＵとＶ→Ｗの２つ）を形成することにより、
直流ブラシレスモータ内には、各電流経路により発生す
る磁界を合成した合成磁界が発生し、ロータを振動なく
停止させるために有効に作用する。

【００３８】次に、上記の構成において、モータ制御装
置２０によるブレーキ制御の作用について、より詳細に
説明する。

【００３９】回転速度検出部２３ａにおいて、直流ブラ
シレスモータ３０の回転速度が、入力部２１からあらか
じめ設定されたブレーキ開始速度に達したことを検出す
ると、ブレーキ制御部２４によるブレーキ制御が行われ
る（図５及び図６参照）。

【００４０】ブレーキ制御が始まると、ブレーキ制御部
２４では、初期出力値記憶部２４ａ及び出力減少量記憶
部２４ｂから初期出力値（初期デューティ量）及び出力
減少量（１回の減少量）を呼び出す。そして、図６に示
すように、初期出力値記憶部２４ａから呼び出した初期
出力値から所定時間毎（例えば１０ｍｓ毎）に、出力減
少量記憶部２４ｂから呼び出した出力減少量ずつ直流ブ
ラシレスモータ３０に対する出力のデューティ量を次第
に減少させる。ロータが所定角度領域分回転したことを
検出すると、即ち、磁極位置検出センサ２９が出力する
ロータ位置検出信号のエッジを検出すると、デューティ
量を再度初期出力値に戻した後、初期出力値から所定時
間毎（例えば１０ｍｓ毎）に、上述と同様に、予め設定
した出力減少量ずつ直流ブラシレスモータ３０に対する
出力のデューティ量を次第に減少させる。以下、ロータ
が所定角度領域分回転したことを検出する毎に、即ち、
磁極位置検出センサ２９が出力するロータ位置検出信号
のエッジを検出する毎に、上述と同様に、デューティ量
を再度初期出力値に戻した後、初期出力値から所定時間
毎（例えば１０ｍｓ毎）に、予め設定した出力減少量ず
つ直流ブラシレスモータ３０に対する出力のデューティ
量を次第に減少させる。従って、ロータの回転速度が遅
くなるにつれて、ロータが所定角度領域分回転するのに
かかる時間（ロータ位置検出信号のエッジ間の時間）が
長くなるため、初期出力値からのデューティ量の減少量
（図６のように段階的に減少させる場合には減少回数）
が大きくなるので、ロータに作用する磁力を回転速度に
応じたものにすることができる。即ち、回転速度が遅く
なるにつれて、ロータに作用する磁力を小さくすること
ができる。なお、ロータ位置検出信号のエッジ間の時間
間隔が所定時間を超えると、ロータは停止したと判断
し、直流ブラシレスモータ３０に対する出力を停止させ
る。

【００４１】従って、停止直前では、磁極位置検出セン
サ２９が出力するロータ位置検出信号の変化が遅いた
め、初期出力値からのデューティ量の減少量（図６のよ
うに段階的に減少させる場合には減少回数）が大きくな
り、終にはデューティ量がなくなり、ロータに作用する
磁力がなくなる。従って、直流ブラシレスモータが振動
しない。

【００４２】このように、本実施形態に係る自動ワイン
ダー１によれば、ブレーキ制御が開始されると、初期出
力量から次第にデューティ量が減少していく制御がロー
タ位置検出信号のエッジ毎に繰り返される。エッジ間の
時間間隔が長くなると、デューティ量の減少量が多くな
るので、ロータに作用する磁力を回転速度に応じたもの
ができる。即ち、回転速度が遅くなるにつれて、ロータ
に作用する磁力を小さくすることができるので、極低速
のロータに対して大きな磁力が作用して振動することを
防止することができる。

【００４３】なお、本発明に係る自動ワインダー（糸条
巻取機）の実施形態は、前記実施形態に限定されるもの
ではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいてさま
ざまな設計変更が可能である。

【００４４】例えば、前記実施形態においては、ロータ
の位置検出のために、磁極位置検出センサ（ホールセン
サ）２９を用いているが、それに限られない。電機子巻
線に誘起される電圧信号をロータ位置検出信号に変換
し、その信号に基づいて直流ブラシレスモータの転流信
号を生成するセンサレス方式を用いても良い。

【００４５】また、前記実施形態においては、初期出力
値から出力減少量を次第に減少させるために、初期出力
値から出力減少量を、段階的に減少させているが、それ
に限られない。例えば、初期出力値から出力減少量を、
直線的に減少させることもできる。

【００４６】さらに、前記実施例においては、ブレーキ
制御中、初期出力値と出力減少量は一定であるが、それ
に限られない。例えば、時間の経過につれて、初期出力
値を次第に減少させることもできる。また、時間の経過
につれて、出力減少量を次第に増加させることもでき
る。

【００４７】

【発明の効果】本発明の糸条巻取機によると、巻取ドラ
ムの停止直前において、回転速度の減少に伴って、直流
ブラシレスモータに対する出力量（ロータに作用する磁
力の大きさ）が減少するため、振動なく、直流ブラシレ
スモータ（巻取ドラム）を停止させることができる。ま
た、所定角度領域において次第に直流ブラシレスモータ
に対する出力量を減少させるため、回転速度が遅くなる
に伴って直流ブラシレスモータに対する出力量の減少量
が大きくなる。従って、ロータに作用する磁力が次第に
減少し、最終段階での振動を確実に防止することができ
る。また、入力手段により初期出力値と出力減少量とブ
レーキ開始速度のうち少なくとも１つをパラメータとし
て設定変更することができるので、ブレーキ制御の形態
を条件（負荷の大きさ等）に応じて最適なものに設定す
ることができる。更に、直流ブラシレスモータの跳ね返
り（逆転）が発生した際には、ロータに作用する磁力の
大きさをより減少することができるので、停止直前の振
動をより確実に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】自動ワインダーのユニットの機器構成を示す正
面図である。

【図２】ドラム駆動用の直流ブラシレスモータを制御す
るモータ制御装置の概略構成を示すブロック図である。

【図３】直流ブラシレスモータとパワー回路（スイッチ
ング回路）との構成を示すブロック図である。

【図４】巻取ドラムを停止させる際の速度パターンを示
すグラフである。

【図５】ブレーキ制御中の磁極位置検出センサの出力信
号（ロータ位置検出信号）とスイッチングの励磁パター
ンとの関係を示した図である。

【図６】ブレーキ制御中のスイッチング素子のＰＷＭ制
御、磁極位置検出センサの出力信号（ロータ位置検出信
号）及びＰＷＭ制御における出力量（デューティ量）の
関係を示した図である。

【符号の説明】

１自動ワインダー（糸条巻取機）３綾振りドラム（巻取ドラム）３ｂ回転検出器２０モータ制御装置２１入力部（入力手段）２３ａ回転速度検出部（回転速度検出手段）２４ブレーキ制御部（ブレーキ制御手段）２４ａ初期出力値記憶部（初期出力値記憶手段）２４ｂ出力減少量記憶部（出力減少量記憶手段）２４ｃ逆転発生検出部（逆転発生検出手段）２９磁極位置検出センサ（ロータ位置検出手段）３０直流ブラシレスモータ３０ａロータ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】巻取ドラムと、該巻取ドラムを回転駆動
させる直流ブラシレスモータと、該直流ブラシレスモー
タの回転を制御するモータ制御装置とを備え、前記モータ制御装置は、回転速度を算出する回転速度検出手段と、前記巻取ドラムの減速中において、前記回転速度検出手
段の算出結果に基づいて、前記直流ブラシレスモータの
回転速度が予め設定されたブレーキ開始速度に達したと
判定するとブレーキ制御を開始するブレーキ制御手段と
を備え、前記ブレーキ制御手段は、前記ブレーキ制御において、
前記直流ブラシレスモータに対する出力量を次第に減少
させる制御を、前記直流ブラシレスモータが停止するま
で間に繰り返して行うことを特徴とする糸条巻取機。
【請求項２】直流ブラシレスモータのロータ位置を検
出するロータ位置検出手段を更に備えるとともに、前記ブレーキ制御手段は、初期出力値を記憶する初期出力値記憶手段と、出力減少量を記憶する出力減少量記憶手段とを備え、前記ロータ位置検出手段の検出結果に基づいて、前記ロ
ータが所定角度領域分回転したことを判定し、前記ブレーキ制御において、前記直流ブラシレスモータ
に対する出力量を前記初期出力値から前記出力減少量ず
つ次第に減少させる制御を、前記ロータが所定角度領域
分回転する毎に繰り返し行うことを特徴とする請求項１
に記載の糸条巻取機。
【請求項３】前記初期出力値、前記出力減少量または
前記ブレーキ開始速度のうち少なくとも１つを、パラメ
ータとして設定変更可能とする入力手段を備えることを
特徴とする請求項２に記載の糸条巻取機。
【請求項４】前記ブレーキ制御手段は、ブレーキ制御
中に前記直流ブラシレスモータの逆転発生を検出する逆
転発生検出手段を備え、前記逆転発生検出手段により逆転発生が検出された場合
に、前記初期出力値を減少させることを特徴とする請求
項２または３に記載の糸条巻取機。