JP2005281909A - 糸巻取機及び糸処理機 - Google Patents

Abstract

【課題】糸巻取機等に備えられる糸弛み取り装置の弛み取りローラを回転駆動するステッピングモータが起動時に脱調するのを防止する。
【解決手段】紡績手段５から供給される糸Ｙを巻き取る巻取手段１２の上流側に糸弛み取り装置１０を設け、その弛み取りローラ２１をステッピングモータ３５で回転駆動する。ステッピングモータ３５の回転起動時、モータ制御手段に設けた励磁位置合わせモード指令部により所定時間だけ励磁信号を出力して、ステータとロータとの磁極位置合わせを行った後、自起動周波数保持指令部により自起動周波数を与え、所定時間だけこの周波数を維持して同期引き込みを確実に実行させる。ステッピングモータ３５起動時の逆回転や脱調が防止され、同期回転を確実に開始可能である。弛み取りローラの慣性が多少大きくても、トルクの小さい小型のステッピングモータを用いて正確な回転制御が可能である。
【選択図】 図４

Description

本発明は、紡績手段などの糸供給手段から連続して供給される糸を巻き取る糸巻取機、及び、この糸巻取機を備える糸処理機に関し、詳しくは、巻取手段の上流側に設けられる糸弛み取り装置の動作制御に改良を加えたものに関する。

例えば、紡績手段でスライバ（繊維束）から紡績糸を生成し、これを巻取手段で所定のパッケージに巻き取る紡績機（空気式紡績機等）にあっては、糸欠陥検出器で糸欠陥を検出すると、糸欠陥箇所をカッターで切断し除去した後、紡績手段から次々に送られてくる糸の先端と巻取手段側の糸端とを糸継装置でつないで糸継ぎするようになっている。このとき糸継ぎ作業は、巻取手段を停止した状態で行うから、紡績手段から次々に供給される余剰の糸によって弛みが生じる。この糸の弛みを取り除くため、特許文献１では、スラックチューブと呼ばれる吸引管で余剰の糸を吸引する手段を採用している。しかるに、近年の紡績速度の高速化による糸弛み量の増大に伴い、前記吸引管方式では増加した糸の弛み量に対応するのが困難になりつつある。しかも吸引管方式には、負圧による吸引空気のみによる引っ張りのため、糸弛み取り時に糸に十分な張力を与えるのが難しいという問題もある。

そこで前記吸引管方式に代わる糸の弛み取り手段として、特許文献２に、紡績手段から送給される糸を、貯蔵ローラ（弛み取りローラ）に一時的に巻き付けることによって糸弛みを解消するローラ式糸貯蔵装置（糸弛み取り装置）が提案されている。この糸貯蔵装置は、紡績機に沿って走行可能な保守装置（作業台車）に、糸結合装置（糸継装置）と共に積載されている。また上記糸貯蔵装置には、貯蔵ローラと共に、戻し素子が設けられている。この戻し素子は、糸継ぎ時、糸を貯蔵ローラに巻き付かせる際に糸の導入を案内し、パッケージへの巻取再開後、糸を貯蔵ローラから解舒する際には、ある程度の解舒張力を付与しつつ糸を巻取パッケージへ案内する機能を有する糸戻しリングからなっている。

特開２００１−１５９０３９号公報 特公平４−１３２７２号公報

特許文献２に記載の技術において、貯蔵ローラの回転駆動手段は、糸のパッケージへの巻取に比べると、少量の糸を状況に応じて巻き取ることができればよく、厳密な制御や大トルクは必要とされない。従って、比較的安価で且つオープンループ制御が可能なステッピングモータを使用することが可能である。ところで、前記貯蔵ローラの如き糸弛み取り用のローラにあっては、なるべく少ない回転数で出来るだけ多くの糸を巻き取りたいという要請から、ローラ径が大きく設定されている。このため、ステッピングモータの出力トルクに比してローラの負荷慣性が大きいので、起動時や加速時に脱調や逆回転が発生するおそれがあった。また、紡績機のような複数の糸処理ユニットを並設した糸処理機において、各糸処理ユニットごとに糸弛み取り装置を配設する場合、糸送り装置や糸欠陥検出器など他装置との配置レイアウトの都合上、ステッピングモータ用の組み込みスペースが制限されるので、やはり大型のモータは使用できない。

本発明は、前記従来の問題点に鑑み、弛み取りローラの起動時の脱調を防止して、円滑な起動を確保しつつ、巻取動作中は小さなトルクによる駆動を実施できる手段を提供するものであって、その特徴とするところは、糸供給手段から供給される糸を巻き取る巻取手段の上流側に、糸の弛みを除去する糸弛み取り装置を設けた糸巻取機において、前記糸弛み取り装置は、糸の弛みを巻き取って貯留する弛み取りローラと、該弛み取りローラを回転駆動するステッピングモータと、該ステッピングモータの回転を制御する制御手段とを備え、当該制御手段は、前記弛み取りローラの回転起動時に、前記ステッピングモータを自起動領域の駆動周波数で回転駆動させる速度指令を所定時間継続して出力する速度指令手段を有していることである。

前記糸巻取機において、前記制御手段に、前記ステッピングモータを励磁する励磁指令手段を設け、該励磁指令手段を、前記速度指令手段が自起動領域の駆動周波数による速度指令を出力する時間よりも所定時間前にステッピングモータを励磁して、ロータとステータとの間の励磁位置合わせを実行するように設定してもよい。

さらに前記糸巻取機において、前記弛み取りローラの上流側には糸欠陥検出器、下流側には弛み取りローラの軸の延長線上に位置するガイド部材が設けられている場合、前記弛み取りローラに回転軸を直結させた前記ステッピングモータを、前記糸欠陥検出器に対し糸道とは反対側の領域に配置する構成を採用することができる。

なお、機台に、糸供給手段を有する複数の糸処理ユニットが設けられた糸処理機において、各糸処理ユニットごとに前記本発明に係る糸巻取機を配設することができる。

また前記糸処理機において、機台に、糸供給手段と糸巻取機との糸端を繋いで糸継ぎ処理する糸継装置が備えられる場合、該糸継装置の制御手段から出力される糸継制御信号に基づいて、前記ステッピングモータの制御手段による制御を開始するように設定することが好ましい。

本発明の請求項１に係る糸巻取機によれば、弛み取りローラの回転起動時に、ステッピングモータを自起動領域の駆動周波数で回転駆動させる速度指令を所定時間継続して出力するように設定したので、ステッピングモータの起動後、ステータとロータの同期引き込みが確実に行われる。従って、弛み取りローラの慣性が多少大きくても、ステッピングモータの起動時に、脱調や逆回転を起こすことがない。また、所定の同期引き込み時間の経過後、駆動周波数を増大させて回転速度を上昇させるので、急加速をしたとしても脱調するおそれがないから、短時間で所定回転速度に到達させることができる。このように本発明は、トルクの小さい小型のステッピングモータを用いて、慣性負荷の大きい弛み取りローラの正確な回転制御を可能とする。

本発明の請求項２によれば、制御手段に設けた励磁指令手段により、予めステッピングモータを励磁してロータとステータとの間の励磁位置合わせを実行したのち、自起動領域の駆動周波数による速度指令を出力する。すなわち、ロータとステータの励磁位置を合致させた後、駆動周波数を与えてステッピングモータを起動させるようにしたから、ローラの慣性負荷が大きいために、ステータとロータとの磁極合わせに要するセットリングタイムが多少長い場合でも、同期引き込みを確実に行わせることができる。よって、ステッピングモータに駆動周波数を与えたときの脱調や逆回転がより確実に防止され、円滑な回転起動が保証される。

本発明では、弛み取りローラの確実な回転駆動手段として小型のステッピングモータを使用することが可能であるから、請求項３に記載する如く、弛み取りローラの上流側には糸欠陥検出器、下流側には弛み取りローラの軸の延長線上に位置するガイド部材が設けられている場合において、弛み取りローラに回転軸を直結させたステッピングモータを、糸欠陥検出器に対し糸道とは反対側の限られた狭い領域に配置することが可能である。従って、糸巻取機をコンパクト化できる。また弛み取りローラにステッピングモータの回転軸を直結させたことにより、ステッピングモータの回転状態を弛み取りローラへ直接に伝達して回転制御を忠実に反映させることが可能である、という効果も得られる。

本発明は、ステッピングモータを採用することにより、糸弛み取り装置を組み込んだ糸巻取機を提供できるから、請求項４に記載の如く、機台に糸供給手段を有する複数の糸処理ユニットが設けられた糸処理機において、各糸処理ユニットごとに糸巻取機を配設することにより、糸弛み取り動作を糸処理ユニットごとに個別制御することが可能となる。

さらに請求項５に記載の如く、前記糸処理機において、機台に糸供給手段と糸巻取機との糸端を繋いで糸継ぎ処理する糸継装置が備えられる場合に、該糸継装置の制御手段から出力される糸継制御信号に基づいて、前記ステッピングモータの制御手段による制御を開始するように設定することにより、糸継装置の動作と糸弛み取り装置の動作との連係が確実になり、糸継作業を円滑で適正なものにすることができる。

以下、本発明を、糸処理機としての紡績機に適用した実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、本明細書において「上流・下流」とは、紡績時における糸の走行方向を基準として上流・下流を指し、具体的には、紡績手段側を上流、巻取手段側を下流とする。

図１は本発明が適用される紡績機１の一例を示す正面図、図２は同紡績機１における一部分の内部構造を概略的に示す拡大図である。例えば空気紡績機等から成る紡績機１は、制御部１Ａ、糸処理ユニットとしての多数の紡績ユニット２が並設された紡績部１Ｂ、空気を吸引するための負圧を発生させるブロアー部１Ｃ、及び、糸継装置を備え紡績ユニット２間をレールＲに沿って走行自在になされた作業台車３を主要構成部材としている。

制御部１Ａは、紡績機１の各種モータ類の運転を制御する。すなわち、紡績部１Ｂの全紡績ユニット２に共通して駆動力を与える駆動シャフト４１・４２・４３の駆動用モータ３１・３２・３３、紡績ユニット２ごとに設けられているモータ３４・３５、及び、巻取手段１２等の動作を制御する。そして、入力部ａに入力される各種設定値（紡出速度、紡出速度と巻取ローラ速度との比率など）に基づき、演算部ｂがモータ３１〜３４に対し、インバータＣ又はドライバ基板３０を介して、紡出速度情報を出力する。また糸弛み取り装置１０の弛み取りローラ（後述）を駆動するステッピングモータ３５に対し、ドライバ基板４０を介して、回転速度情報を出力するようになされている。

紡績部１Ｂには、紡績ユニット２が多数並設され、各紡績ユニット２はそれぞれ独立に制御できるよう構成されている。また各紡績ユニット２ごとに、紡績手段５、糸弛み取り装置１０、及び、巻取手段１２が備えられている。

ブロアー部１Ｃは負圧供給手段を収納するものであって、エアーダクトを通じて、紡績ユニット２の糸吸引装置７等、所要箇所に負圧（吸引圧）を作用させる。

前記紡績部１Ｂに複数配設される紡績ユニット２は、原料となる繊維束Ｓから糸Ｙを製造する一つの単位であって、図３に示すように、糸道Ｅの上流側から下流側に沿って順に配置された、ドラフト装置４、紡績手段５、糸送り装置６、糸吸引装置７、カッター８、糸欠陥検出器９、糸弛み取り装置１０、ワキシング装置１１、巻取手段１２から構成されている。

ドラフト装置４は、例えば、上流側からバックローラ４ａ・サードローラ４ｂ・エプロン４ｃが張設されたセカンドローラ４ｄ・フロントローラ４ｅからなる４線式のものが使用される。紡績手段５は、例えば、旋回気流を利用して繊維束Ｓから糸（紡績糸）Ｙを生成する空気式のものが採用され、この場合、紡出速度が数百ｍ／分の高速紡績が可能である。その他、紡績手段５には、空気紡績ノズルと加撚ローラ対とにより糸Ｙを生成するものや、ロータ回転により糸Ｙを生成するオープンエンド紡績機なども可能である。糸送り装置６は、ニップローラ６ａとデリベリローラ６ｂとから成り、両ローラ６ａ，６ｂ間に糸Ｙを挟持して下流側へ送給するものである。糸吸引装置７は、常時、吸引状態にあり、糸欠陥検出器９が糸Ｙの欠陥を検出したときにカッター８が切断した糸Ｙの断片を吸引除去する。巻取手段１２は、クレードルアーム１４に保持したボビン１５に、糸Ｙを巻き付けてパッケージ１６を形成するためのものであって、ボビン１５又はパッケージ１６に接触して回転する回転ドラム１３を備え、クレードルアーム１４は、ボビン１５又はパッケージ１６を回転ドラム１３に対し離接させることができるよう、回動可能に構成されている。

各紡績ユニット２に設けられる糸弛み取り装置１０は、図４及び図５に示すように、糸Ｙを外周面に巻き付け貯留する弛み取りローラ２１と、条件に応じて弛み取りローラ２１と同期するか又は独立して同心回転する解舒張力付与部材２２と、弛み取りローラ２１のやや上流側に配置される上流側ガイド２３と、弛み取りローラ２１に回転軸を直結させて回転駆動するステッピングモータ３５と、弛み取りローラ２１の下流位置に設けられスリット３６ａを有する下流側ガイド３６とを備えており、これらは、ブラケット３７などによって紡績ユニット２に固定されている。

ステッピングモータ３５には、安価な永久磁石型（ＰＭ型）が用いることができるが、状況に応じ、ステップ分解能や出力トルクに優れたハイブリッド型（ＨＢ型）を採用することも妨げない。

なお本例では、前記弛み取りローラ２１の上流側に糸欠陥検出器９を設け、前記ステッピングモータ３５を、前記糸欠陥検出器９に対し、糸道とは反対側の領域に配置するレイアウトを採用した。しかも本発明では、小容量のステッピングモータ３５を使用して、これを糸欠陥検出器９に接近させて配置するものとした。
一般に、紡績機１等における糸欠陥検出器９，弛み取りローラ２１，下流側ガイド３６の位置関係には、以下のような条件が求められる。まず、弛み取りローラ２１は、原則として、通常の糸道に出来るだけ接近させて配置する。糸欠陥検出器９は、できるだけ巻取手段１２に近い位置で欠陥検出を実行するため、糸送り装置６よりも下流の弛み取りローラ２１近くに配置するのが望ましい。他方、下流側ガイドは３６は、弛み取りローラ２１から解舒される糸の解舒張力がほぼ一定となるように、弛み取りローラ２１における回転軸心のローラ先端側への延長線上に位置させるのが好ましい。これらの条件を考慮して各部材の配置を決定すると、図４に例示する如く、弛み取りローラ２１に直結させたステッピングモータ３５の近傍に、糸欠陥検出器９を位置させざるを得ず、その結果、ステッピングモータ３５の配置用領域は狭いものとなっている。しかるに本発明では、前述したように小容量のステッピングモータ３５を使用するので、上記のように配置領域の空間容積が狭い場合であっても設置が可能であり、それによって、紡績ユニット２、ひいては紡績機１のコンパクト化が可能である。

弛み取りローラ２１は、図１６〜１８に示すように、ステッピングモータ３５の回転軸３５ａに連結され一体的に回転する。従って、弛み取りローラ２１の回転制御は、演算部ｂにより設定される回転速度を忠実に反映させることが可能である。なお弛み取りローラ２１の形態は、解舒張力付与部材２２を有する側を先端Ｐ、ステッピングモータ３５に接続される側を基端Ｑとすると、外周面２１ａに基端Ｑ側及び先端Ｐ側それぞれに端面へ向かって拡径するテーパ部２１ｂ、２１ｄが形成され、これらに挟まれた中間部は同一径、又は、先端Ｐに向かって若干小径となる円筒部２１ｃになされている。

弛み取りローラ２１には、同心回転可能に解舒張力付与部材２２が設けられる。解舒張力付与部材２２は、図１８に示す如く、棒状体２２ａと、該棒状体２２ａをローラ２１に対し同心回転可能に取り付ける伝達力調節機構とより成る。上記伝達力調節機構の構成は次の如くである。ローラ２１の中央部に突設した軸部２１ｅに、ベアリング等の軸受部材２２ｃを介してホイール部材２２ｂを回転自在に装着し、このホイール部材２２ｂに棒状体２２ａの基部を取着する。そして上記軸部２１ｅ先端のボルト部分に、ナット部材２２ｄや押さえ部材２２ｅ等を螺合させ、バネ等の付勢手段から成る伝達力付与部材２２ｆを抜け止めすることにより、上記ホイール部材２２ｂを取り付けている。

前記軸部２１ｅに螺合するナット部材２２ｄ・押さえ部材２２ｅの締め付け状態を操作することにより、伝達力付与部材２２ｆの押圧力（摩擦力）を無段階に調整可能な伝達力調節機構が構成される。そして上記ナット部材２２ｄ・押さえ部材２２ｅの締め付け度合いを弱くすれば、伝達力付与部材２２ｆの押圧力（あるいは摩擦力）が弱まって、わずかな負荷でも棒状体２２ａがスリップし、弛み取りローラ２１とは独立に回動するようにできる。反対に、上記ナット部材２２ｄや押さえ部材２２ｅの締め付け度合いを強くすれば、伝達力付与部材２２ｆのホイール部材２２ｂに対する押圧力が強まって、棒状体２２ａは大きな負荷が作用しない限りスリップせず、弛み取りローラ２１と一体に回転する。このように、糸種や番手等の紡績条件に応じ、ナット部材２２ｄや押さえ部材２２ｅの締め付け度合いを適当に調節することにより、弛み取りローラ２１から解舒される糸Ｙに付与する張力を調節可能である。なお本例のように、ナット部材２２ｄや押さえ部材２２ｅを、弛み取りローラ２１の先端Ｐ側に露出させるよう構成すれば、作業者による伝達力調整作業が容易である。

弛み取りローラ２１を回転駆動するステッピングモータ３５の運転は、モータ制御手段により、駆動回路（ドライバ）を介し制御される。このモータ制御手段は、演算部ｂに組み込むか、あるいは紡績ユニット２ごとに設けてもよい。図４に示す如く、本例のモータ制御手段は、ステッピングモータの駆動周波数を設定する周波数制御部と、モータの励磁状態を制御する励磁信号制御部と共に、起動時の運転モードを設定する起動制御部を設けたところを特色とする。起動制御部は、ステッピングモータ３５に対し、ステータとロータとの磁極合わせの実行を指令する励磁位置合わせモード指令部と、起動時に与える自起動周波数の保持時間を設定する自起動周波数保持指令部とを有している。またモータ制御手段の動作は、作業台車３に搭載した糸継装置１７の動作を制御する糸継制御部の動作と連係するように設定されている。

作業台車３は、糸継ぎを必要とする任意の紡績ユニット２から発信される糸継ぎ要求信号に基づき、レールＲ上を走行して該当する紡績ユニット２位置へ移動し停止できるようなされている。その概略構成は、紡績部１Ｂ部分の側面断面に相当する図３に示す如く、ノッターやスプライサー等の糸継装置１７、紡績手段５で形成された糸の端部を吸引して糸継装置１７へ導くサクションパイプ１８、巻取手段１２に支持されたパッケージ１６の糸端を吸引して糸継装置１７へ導くサクションマウス１９、必要時に糸Ｙに接触して糸張力を付与するテンションアーム２０を備えている。なお、紡績ユニット２の並設方向に沿って走行する作業台車３に糸継装置１７・サクションパイプ１８・サクションマウス１９を積載することで、これら一組だけで全部の紡績ユニット２に対する糸継ぎ作業を行うことができるから、紡績機１の構造を簡単にすることができる。

糸継ぎ用の前記サクションパイプ１８は、糸供給側である紡績側糸端の吸引部材として機能するものであって、先端に吸引口１８ａを備えると共に、枢支部１８ｂを中心に回動自在になされている。糸継ぎ作業の際は、図６中に二点鎖線で示す如く上方へ回動して、吸引口１８ａを紡績手段５の糸排出口付近に位置させ、紡出されてくる糸Ｙの糸端を吸引したのち、吸引状態のまま図６に実線で示す初期位置まで下方へ回動することにより、紡績側の糸Ｙ１を糸継装置１７へ導く。他方、サクションマウス１９は、巻取り側糸端の吸引部材として機能するものであって、先端に吸引口１９ａを備えると共に、枢支部１９ｂを中心に回動自在になされている。そして糸継ぎ作業の際は、パッケージ１６を回転停止させた後、このパッケージ１６を通常とは逆方向に回転させ、図６に二点鎖線で示す如く下方へ回動させたサクションマウス１９先端の吸引口１９ａで、糸端を吸引・捕捉して糸出しを行ったのち、吸引状態のまま図６中に実線で示す初期位置まで上方へ回動させることにより、パッケージ１６側の糸Ｙ２を糸継装置１７へ導く。

ところで作業台車３には、糸弛み取り装置１０の上流側ガイド２３を進退駆動するためのエアーシリンダ等から成る進退手段２４（図４，８参照）が設けられ、該進退手段２４は糸継制御部によって制御される。そして上流側ガイド２３は、糸移動手段として機能する。すなわち、上流側ガイド２３を前進させることにより、糸Ｙが糸弛み取り装置１０に係合することのない位置に糸道を保持し、後退させることにより、糸Ｙが糸弛み取り装置１０の棒状体２２ａと係合して弛み取りローラ２１に巻き取られる位置に糸道を移動させるよう設定されている。なお棒状体２２ａの回転面は、後退位置の上流側ガイド２３と下流側ガイド３６とを最短距離で結ぶ糸道と交叉するように設定され、これによって、弛み取りローラ２１と共に回転する棒状体２２ａを、糸Ｙと確実に係合させることができる。

前述の如く構成された紡績機１の運転状況を次に説明する。紡績ユニット２で図３に示す通常の運転を行っている時（作業台車３が停止していない状態）、糸弛み取り装置１０の上流側ガイド２３は、図示しないバネ等の引っ張り部材により強制的に引っ張られて後退位置に在る。また、後述する制御により、棒状体２２ａは糸道に接触しないよう遠ざけた離間位置に停止保持される（図１５（Ａ）（Ｂ）参照）。各紡績ユニット２は、繊維束Ｓをドラフト装置４で紡績手段５へ送り込み、紡績手段５において紡績され生成された糸Ｙを、糸送り装置６で下流側へ送給し、糸吸引装置７及び糸欠陥検出器９の直前を通過させたのち、上流側ガイド２３・下流側ガイド３６・ワキシング装置１１を経て、巻取手段１２へ送り出し、該巻取手段１２で糸Ｙをボビン１５に巻き取り、パッケージ１６を形成する。この通常紡績時（巻取時）、つまり紡績ユニット２から糸継ぎ要求信号が出されていないときは、ステッピングモータ３５には回転指令が出力されない。また仮に弛み取りローラ２１が回転しており、糸Ｙが棒状体２２ａと係合し得るとしても、糸Ｙには一定以上の張力が作用しているため、糸Ｙが弛み取りローラ２１に巻き付けられるおそれはない。

いずれかの紡績ユニット２の糸欠陥検出器９が糸Ｙにスラブ等の欠陥を検出すると、当該紡績ユニット２において、カッター８が糸Ｙを切断すると同時に、ドラフト装置４のバックローラ４ａとサードローラ４ｂとが回転を停止させ、巻取手段１２のクレードルアーム１４が回動して、パッケージ１６を回転ドラム１３から離反させる（図６参照）。パッケージ１６の回転は、自然停止させるか、または状況により強制停止させる。このとき、セカンドローラ４ｄとフロントローラ４ｅは、回転駆動が持続している。

カッター８により切断された糸Ｙの巻取手段１２側の部分Ｙ２は、惰性で回転を続けるパッケージ１６に巻き取られる。他方、紡績手段５側部分の糸Ｙ１については、ドラフト装置４のバックローラ４ａとサードローラ４ｂとが回転を停止することにより、停止させたサードローラ４ｂと回転を続行しているセカンドローラ４ｄとの間で繊維束Ｓが引っ張られ切断される。この切断位置から前記カッター８位置までの糸断片は、回転を続行しているセカンドローラ４ｄ及びフロントローラ４ｅにより送り出され、紡績手段５を経て、糸吸引装置７により吸引除去される。

紡績ユニット２が前記動作の間に出力する糸継ぎ要求信号に基づき、作業台車３が走行して糸継ぎを必要とする紡績ユニット２の位置へ移動する。作業台車３が所定位置に到着すると、出力される到着検知信号に基づいて糸継制御部が、まず進退手段２４を動作させて、上流側ガイド２３を前進させ、糸道を糸弛み取り装置１０と係合するおそれのない位置へ変更させる（図８の二点鎖線参照）。次いで糸継制御部は、モータ制御手段へ制御開始指令を出力する。これによりモータ制御手段は、ステッピングモータ３５へ駆動回路を介して回転指令を出力し、弛み取りローラ２１の回転を始動させる。あるいは、別途設けた手動スイッチ５０を手動でＯＮ操作することによって、モータ制御手段へ、制御開始信号を出力することも可能である。

但し、本発明にあっては、ステッピングモータ３５の起動に際し、次のような制御を行うこととした。ステッピングモータ３５は一般にそれほど大きいトルクは得られないが、慣性負荷が小さい場合は、励磁信号と同時に駆動周波数を与えると、直ちに回転を開始する。すなわち慣性負荷が充分に小さいときは、所定のモータ回転速度を得るのに、図２１のグラフに示すような、与える周波数を自起動周波数から即座に増大させるという制御を行うことが可能である。しかるに、回転軸３５ａに弛み取りローラ２１が連結され慣性負荷が大きい場合は、モータを励磁すると同時に自起動周波数を与えても、ステータとロータとの同期が不十分なため、ロータが逆回転を起こしたり、周波数を増大させた加速中に脱調を生じたりするおそれがある。そこで本発明では、モータ制御手段の起動制御部に設けた自起動周波数保持指令部により、図１９のグラフに示す如く、自起動周波数を与えた後、所定時間だけこの周波数を維持してステータの励磁位相とロータ位置とを同期させる所謂同期引き込みを確実に実行させ、引き続いて行われる周波数の増大に対応し得るよう設定した。これにより、ステッピングモータ３５の起動時の逆回転や脱調が防止され、同期回転を確実に開始させることが可能である。また、その後で周波数を急速に増大させて回転速度を急上昇させても脱調を起こすおそれがないから、短時間で所定回転速度に到達させることができる。上記自起動周波数の保持時間は例えば２００〜３００ｍｓｅｃ程度に設定されるが、この値は、ステッピングモータ３５の種類や弛み取りローラ２１の慣性負荷の大きさ等により適宜調節される。

ところで、ステッピングモータ３５の回転起動時に、必ずしもステータとロータとの磁極位置が適正に合致しているとは限らない。ステータとロータとの磁極位置が合致していない場合は、ステッピングモータ３５の励磁後、ステータとロータとの磁極位置合わせに要するセットリングタイムが発生する。このセットリングタイムは、モータの慣性負荷が大きいほど長くなる。従って、慣性負荷の大きい弛み取りローラ２１を連結したステッピングモータ３５の励磁と同時に駆動周波数を与えた場合において、ステータとロータとの磁極位置が不一致であるときは、同期引き込みが不完全となり、その結果、ロータが逆回転するおそれがあった。そこで本発明では、モータ制御手段の起動制御部に設けた励磁位置合わせモード指令部により励磁信号制御部を制御して、図２０のグラフに示す如く、自起動周波数を与える時点よりも所定時間だけ前に、予めステッピングモータ３５に励磁信号を出力することにより、ステータとロータとの磁極位置を確実に合致させるように設定した。かかる励磁位置合わせモードは、具体的には、ステッピングモータ３５における同位相のみを一定電流（周波数＝０）で所定時間だけ励磁することにより実行される。本例の制御方式によれば、励磁位置合わせの完了後に自起動周波数が与えられるので、回転起動時に逆回転を生じさせることが決してない。また、自起動周波数を与えたときの同期引き込みが確実であるから、同期引き込み時間（自起動周波数の保持時間）を短縮することが可能である。なお、励磁合わせモードの実行時間は、ステッピングモータ３５のセットリングタイムに基づいて設定され、例えば１００〜３００ｍｓｅｃ程度である。但しこの値は、ステッピングモータ３５の種類や弛み取りローラ２１の慣性負荷の大きさ等により適宜変更される。

前述のようにして、糸弛み取り装置１０の弛み取りローラ２１の回転を起動させたならば、引き続き、作業台車３により以下の糸継ぎ作業が実行される。図６に二点鎖線で示す如く、サクションパイプ１８を上方へ回動させ、吸引口１８ａで、紡績手段５から連続的に紡出される糸Ｙ１の糸端を吸引捕捉した後、同図に実線で示す初期位置まで下方へ回動させ、糸Ｙ１を糸継装置１７へ導く。他方、サクションマウス１９を、図６に二点鎖線で示す位置まで下方へ回動させ、先端の吸引口１９ａで、パッケージ１６から糸Ｙ２の糸端を吸引・捕捉し糸の引き出しを行い、吸引状態を維持したままサクションマウス１９を同図に実線で示す初期位置まで上方へ回動させて、巻取手段１２側の糸Ｙ２を糸継装置１７付近へ配置する。続いて、糸継装置１７の近傍に配置された紡績手段５側の糸Ｙ１及び巻取手段１２側の糸Ｙ２を糸寄せレバー（図示略）でクランプし、糸継装置１７の作業実行部内へ取り込み、糸継ぎ作業を実行する。

上記糸継ぎ作業の開始前、糸弛み取り装置１０の上流側ガイド２３は依然として前進位置にあり、糸道を解舒張力付与部材２２と係合することのない位置に保持している。ところで、糸継装置１７で糸Ｙ１，Ｙ２をクランプすると、サクションパイプ１８が糸Ｙ１の吸引・回収をできなくなるため、そのままでは糸継装置１７の上流側に紡績手段５から送り出される糸Ｙ１が溜まることとなる。そこで糸継ぎ作業の開始前、詳しくは糸寄せレバーによる糸Ｙ１，Ｙ２のクランプ直前に、進退手段２４を作動させて上流側ガイド２３を後退させ、図７，８に示す如く、糸Ｙ１が棒状体２２ａと係合し得る位置に糸道を変更する。これにより、図９，１０，１１に示すように、前もって回転駆動させた弛み取りローラ２１と共に回転する棒状体２２ａが、紡績手段５から送給される糸Ｙ１を捕捉して弛み取りローラ２１の円筒部２１ｃに巻き付かせ、糸継ぎ作業中に紡績手段５と糸継装置１７との間で生じ得る糸Ｙ１の弛みを解消する。

このときの弛み取りローラ２１の回転速度は、紡績手段５における糸Ｙの紡出速度（実質的には糸送り装置６の糸送り速度）と、入力部ａに入力される巻取速度の入力値情報とに基づき、モータ制御手段が演算し、糸張力が適切になるよう設定される。

糸継装置１７による糸継ぎが終了したならば、図１２に示すように、クレードルアーム１４を復帰方向へ回動させてパッケージ１６を回転ドラム１３に接触させ、糸Ｙの巻取作業を再開させる。但し糸継ぎ完了直後の糸弛み取り装置１０から巻取手段１２に至るまでの糸Ｙは張力が低い状態であるから、パッケージ１６を回転ドラム１３へ急に接触させると、糸張力の急激な変動が生じて、糸Ｙの張り切れを招くおそれがある。そこで、図１２に示す如き、糸Ｙに対し進退可能なレバー構造のテンションアーム２０を設け、パッケージ１６の回転ドラム１３への接触完了直前に糸Ｙに接触して屈曲させ、糸張力を予め増大させておくことにより、巻取再開時における糸張力の変動幅を小さく抑えるようにすることが望ましい。さらに図示は省略するが、クレードルアーム１４の回動速度を調整するための復帰速度制限機構を設け、パッケージ１６が回転ドラム１３に接触する直前のクレードルアーム１４の回動速度を制限するようにしてもよい。

前述した巻取再開時には、紡績手段５で生成され送り出される糸Ｙは、回転を継続している弛み取りローラ２１に巻き取られている。巻取作業が再開されると、糸に所定の張力が付与される。その結果、糸張力により、棒状体２２ａが回転を続けている弛み取りローラ２１に抗して独立した挙動を示すようになり、弛み取りローラ２１に巻き取られて貯留している糸Ｙが、しだいに弛み取りローラ２１から下流側ガイド３６を経て引き出され解舒される（図１３参照）。このとき棒状体２２ａは、弛み取りローラ２１から解舒される糸Ｙに適度の抵抗力を作用させて、糸Ｙに所定の張力を付与する。すなわち、弛み取りローラ２１から解舒される糸Ｙの解舒張力を、正規の巻取張力に実質的に合致させて、パッケージ１６の巻取状態を均一化する機能を有している。

糸継ぎ作業が終了し巻取作業が再開されたとき、作業台車３は、糸Ｙとの係合関係が無くなるので、自由に移動することが可能となる。それ故、巻取作業の再開段階に達していれば、別の紡績ユニットから糸継ぎ要求信号が出力されたときに、直ちに要求のあった紡績ユニット位置へ移動することができる。このように本発明の紡績機１は、紡績ユニットごとに糸弛み取り装置１０を配設したことにより、糸継ぎ作業のために作業台車３を一つの紡績ユニット２に停留させる時間を短縮でき、結果として、機械の稼働効率を向上させることができる。

巻取作業の再開後、図１３に示すように弛み取りローラ２１からの糸Ｙの解舒が終了したとき、棒状体２２ａは、弛み取りローラ２１から受ける回転力と走行する糸の張力とが均衡することによって、図１４（Ａ）（Ｂ）に示す位置で糸Ｙと係合する状態に保持される。そのまま放置すると、糸Ｙと棒状体２２ａとの摩擦で糸品質ひいてはパッケージ１６の品質に悪影響を及ぼすおそれがある。そこで本実施形態では、弛み取りローラ２１から糸Ｙが巻き出されたならば、図１５（Ａ）（Ｂ）に示すように、弛み取りローラ２１をほぼ１８０°逆回転させて、棒状体２２ａを糸Ｙと接触しない離間位置へ位置転換させ、しかるのち弛み取りローラ２１を当該離間位置に停止させるように設定した。これにより、糸Ｙの品質低下を回避することが可能である。

なお、弛み取りローラ２１の正回転の終了後、一旦、ステータの励磁を切ってしまってから、弛み取りローラ２１を逆回転させるため、ステッピングモータ３５に逆位相の駆動周波数を与える場合には、図１９又は図２０に示す制御方式を採用して、励磁位置合わせ及び／又は同期引き込みを確実に実行させ、逆方向への回転起動時の脱調を防止する。但し、正回転終了後もステータの励磁状態を維持している場合は、逆回転起動時に新たな励磁位置合わせ・同期引き込みは不要である。逆回転の実行タイミング調節は、例えばタイマー制御による。すなわち、糸弛み取り装置１０における糸弛み取り動作を開始してから弛み取りローラ１０の回転時間が所定時間に達したならば、自動的に弛み取りローラ２１を逆転・停止させるように設定すればよい。あるいは、弛み取りローラ２１の上流又は下流の適所に張力センサ（図示せず）を配置して解舒中の糸張力を監視し、張力値が一定の条件に達したならば、糸Ｙが完全に弛み取りローラ２１から解舒されたとみなして、弛み取りローラ２１を逆転・停止させるように構成することも可能である。

本発明は、通常紡績時においても巻取速度を適宜調整して弛みを生じさせ、弛み取りローラ２１に糸Ｙを常時巻き付かせる仕様の紡績機を構成するのに利用することも可能である。そのような例としては、コーン巻きパッケージを形成する際に、大径側と小径側とで生じる巻取速度の差による巻取張力差を吸収するため、弛み取りローラ２１に糸Ｙを常時巻き付けるものが挙げられる。

本発明を適用した紡績機の一実施形態を示す正面図である。 上記実施形態に関するものであって、紡績機の要部の構造を概略的に示す正面断面図である。 上記実施形態に関するものであって、通常紡績時における紡績ユニットと作業台車の概略構成を示す側面図である。 上記実施形態に関するものであって、通常紡績時における糸弛み取り装置部分の概略構成を拡大して示す側面図である。 上記実施形態に関するものであって、通常紡績時における糸弛み取り装置部分の概略構成を拡大して示す正面図である。 上記実施形態に関するものであって、糸継ぎ作業の開始直前における紡績ユニットと作業台車の概略構成を示す側面図である。 上記実施形態に関するものであって、糸継ぎ作業開始時における紡績ユニットと作業台車の概略構成を示す側面図である。 上記実施形態に関するものであって、糸継ぎ作業開始時における糸弛み取り装置部分の概略構成を拡大して示す側面図である。 上記実施形態に関するものであって、糸継ぎ作業中における紡績ユニットと作業台車の概略構成を示す側面図である。 上記実施形態に関するものであって、糸継ぎ作業中における糸弛み取り装置部分の概略構成を拡大して示す側面図である。 上記実施形態に関するものであって、糸継ぎ作業開始時における糸弛み取り装置部分の概略構成を拡大して示す正面図である。 上記実施形態に関するものであって、糸継ぎ終了後、巻取作業の再開直前における紡績ユニットと作業台車の概略構成を示す側面図である。 上記実施形態に関するものであって、巻取再開後の状態における紡績ユニットと作業台車の概略構成を示す側面図である。 上記実施形態に関するものであって、図（Ａ）は巻取作業再開後のローラから糸が解舒された直後における糸弛み取り装置の概略構成を拡大して示す側面図、図（Ｂ）は同状態の弛み取りローラを示す先端側から見た正面図である。 上記実施形態に関するものであって、図（Ａ）は上記図１４の状態に続くものであって、弛み取りローラを逆転させて糸との係合を回避した状態における糸弛み取り装置の概略構成を拡大して示す側面図、図（Ｂ）は同状態の弛み取りローラを示す先端側から見た正面図である。 上記実施形態に係る糸弛み取り装置に利用する弛み取りローラの一例を示す先端側から見た斜視図である。 上記実施形態に係る糸弛み取り装置に利用する弛み取りローラの一例を示すものであって、図（Ａ）は先端側から見た正面図、図（Ｂ）は平面図である。 上記実施形態に係る糸弛み取り装置に利用する弛み取りローラの一例を示す側面断面図である。 本発明に係るステッピングモータの駆動制御方式の一例を示すグラフである。 本発明に係るステッピングモータの駆動制御方式の異なる例を示すグラフである。 従来のステッピングモータの駆動制御方式を示すグラフである。

符号の説明

１…紡績機（糸処理機） ２…紡績ユニット（糸処理ユニット） ３…作業台車 ５…紡績手段（糸供給手段） １０…糸弛み取り装置 １２…巻取手段 １７…糸継装置 ２１…弛み取りローラ ３５…ステッピングモータ Ｓ…繊維束 Ｙ…糸（紡績糸）

Claims (5)

1. 糸供給手段から供給される糸を巻き取る巻取手段の上流側に、糸の弛みを除去する糸弛み取り装置を設けた糸巻取機において、前記糸弛み取り装置は、糸の弛みを巻き取って貯留する弛み取りローラと、該弛み取りローラを回転駆動するステッピングモータと、該ステッピングモータの回転を制御する制御手段とを備え、当該制御手段は、前記弛み取りローラの回転起動時に、前記ステッピングモータを自起動領域の駆動周波数で回転駆動させる速度指令を所定時間継続して出力する速度指令手段を有していることを特徴とする糸巻取機。
2. 前記制御手段に、前記ステッピングモータを励磁する励磁指令手段が設けられ、該励磁指令手段は、前記速度指令手段が自起動領域の駆動周波数による速度指令を出力する時間よりも所定時間前にステッピングモータを励磁して、ロータとステータとの間の励磁位置合わせを実行するように設定されている請求項１に記載の糸巻取機。
3. 前記弛み取りローラの上流側には糸欠陥検出器、下流側には弛み取りローラの軸の延長線上に位置するガイド部材が設けられ、前記弛み取りローラに回転軸を直結させた前記ステッピングモータを、前記糸欠陥検出器に対し糸道とは反対側の領域に配置した請求項１又は２に記載の糸巻取機。
4. 機台に、糸供給手段を有する複数の糸処理ユニットが設けられた糸処理機において、各糸処理ユニットごとに請求項１乃至３のいずれかに記載する糸巻取機を配設したことを特徴とする糸処理機。
5. 機台に、糸供給手段と糸巻取機との糸端を繋いで糸継ぎ処理する糸継装置が備えられ、該糸継装置の制御手段から出力される糸継制御信号に基づいて、前記ステッピングモータの制御手段による制御を開始するように設定されている請求項４に記載する糸処理機。