JP2006335483A - 糸のトラバース装置、及びそれを備える繊維機械 - Google Patents

Abstract

【課題】 パッケージに巻き取られる糸を綾振りさせるトラバース装置に関し、具体的には、糸ガイドを備えるアームの反転時における立ち上がり加速度を向上する。
【解決手段】 糸を巻き取る巻取ボビン２に糸を綾振るために、糸ガイド６ａを備えたアーム６を往復回動させるアーム駆動部７を備えるトラバース装置３であって、２つのヨーク１４ａ・１４ｂのそれぞれに永久磁石１６ａ・１６ｂが設けられ、前記エアギャップ１５を２列に分列する中央ヨーク１４ｍが設けられ、前記２列のエアギャップ１５ａ・１５ｂのそれぞれには、径方向を向き、互いに逆向きである磁力線１７ａ・１７ｂが永久磁石１６ａ・１６ｂによって形成されており、前記電気コイル１２の一部が、前記中央ヨーク１４ｍを取り巻くようにして前記２列のエアギャップ１５ａ・１５ｂのそれぞれに内挿されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、巻取ボビンに巻き取られる糸を綾振りさせるための糸のトラバース装置に関する。

この種のトラバース装置に関し、特許文献１は、アームの先端側に糸をガイドする糸ガイドが取り付けられ、アームの他端側又は中間部を軸に連結され、軸を支点としてアームが揺動可能な構成とし、アームの他端側にはボイスコイルモータが連結された構成を開示する。この特許文献１で、前記ボイスコイルモータは、軸を中心とした扇状の永久磁石からなるステータと、ステータを囲うように設けられた扇状の空芯コイルからなる可動子とからなる、とされている。

また特許文献２は、糸のトラバース装置ではなくディスクドライブのヘッド位置決めのための構成であるが、その第３実施例において、複数個の永久磁石を支えるヨークに内側と外側の２つの扇形の穴（エアギャップに相当）を備え、コイルは中心軸を接線方向に向けて構成し、磁石とヨークによって、大きさが等しく方向は平行で反対である一対の電磁力Ｆ−Ｆ（即ち、偶力）をコイルに作用させ、これによってモータがアームを回転する純粋トルクを発生させる構成を開示する。

一方、特許文献３のトラバース装置では、コイルは、特許文献１や特許文献２とは異なり、その中心軸線が糸ガイドの回転軸線と交差するように巻かれている。また、磁石は、コイルの旋回路の中心点の左側と右側で異なった極性とし、旋回路の左側と右側のそれぞれをコイルの巻線条が通っている。これにより、左側と右側でコイルの巻線条（コイル辺）に及ぼされるモーメントを同じ正負符号（向き）とすることができる。
特開２００１−７２３３４号公報（図１、００１２、００１３） 特開平５−３０４７５５号公報（図９、第１２カラム３８行〜４２行、第１３カラム６〜８行、同３６〜４１行） 特表２００２−５３２３６５号公報（図１、００４１、００４６、００４８、請求項７）

しかし、上記特許文献１では、上記コイルに流れる電流と交差する磁界の発生源が上記の永久磁石からなるステータであって、この永久磁石が、Ｎ極又はＳ極が駆動方向に連続的に配設されている、という点に関してのみ開示されるにとどまり、当該磁界の具体的な磁束経路に関して何ら記載されていない。言い換えれば、上記コイルに作用する磁束密度の高密度化という面で、改善の余地が残されている。

また、上記特許文献２のような偶力Ｆ−Ｆによる駆動構成では、アームを旋回させるトルクを十分に確保するためには、電磁力が加わる一対のコイル辺の間をある程度離隔させる必要がある。これは、上記コイル辺同士を繋ぐコイル辺（トルクに寄与しないコイル辺）を長くしなければならないことを意味し、コイルを含むアームの重量が増加し、イナーシャも大となってしまう。
ここで、トラバース装置の技術分野では（ディスクドライブのヘッド位置決めの分野と異なり）、近年の糸の高速巻取の傾向に伴い、高速で連続的に往復反転を繰り返すニーズが強くなってきている。特許文献３の段落番号００２７で、糸ガイドの往復運動幅の終端点における滞在時間の短縮（換言すれば、鋭い反転）が綾巻きボビンの密度の均一化を生じせしめるとしているように、パッケージの品質向上のためには、反転に抗する慣性力（イナーシャ）をできる限り低減することが重要な課題となっている。
また、別の観点から言えば、上記特許文献２の駆動構成では、前記アームの駆動トルクは、特許文献２の図９に示すように、前記電気コイルのうち、前記アームの回動軸に近い側のコイル辺に作用する電磁力Ｆによるトルクと、該回動軸から遠い側に位置するコイル辺に作用する電磁力Ｆによるトルクとのトルク差によって得られるものであるから、大きな駆動トルクを期待することは困難である。
ここで、上記技術分野では、上述の如くイナーシャをできる限り低減させることに加えて、同様の理由で、アームを旋回させる駆動トルクをできる限り増大させることも重要な課題となっている。従って、この観点からみても、上記特許文献２の構成は合理的とは言えない。

一方、特許文献３の構成では、左右一対のコイル辺に同じ方向の電磁力を生じさせることで大トルクが得られる点で特許文献１や特許文献２より優れているが、どの旋回位置においても、左右に分割された空間のそれぞれに左右一対のコイル辺を常に位置させなければならないので、結局は、その左右のコイル辺を繋ぐコイル辺（トルクに寄与しないコイル辺）を長くしなければならず、イナーシャは大きくなってしまう。
また、上記のように左右を繋ぐコイル辺が長い形状のコイルとなっているので、その旋回のために要するスペースも大きくなり、糸ガイドの駆動部のコンパクト化という面で改善の余地が残されていた。

課題を解決するための手段及び効果

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。

糸を巻き取る巻取ボビンに糸を綾振るために、糸ガイドを備えたアームを往復回動させるアーム駆動部を備える糸のトラバース装置であって、前記アーム駆動部は、前記アームに設けられる電気コイルと、前記アームの回動中心に対して円弧状に形成され、かつ前記円弧の径方向に互いに離隔して配置される２つのヨークと、前記２つのヨークに挟まれ、内部に磁界が形成されているエアギャップと、を備え、前記電気コイルの一部が前記エアギャップに内挿される形式のものであって、前記２つのヨークのそれぞれに磁石が設けられ、前記エアギャップを前記径方向に２列に分列する中央ヨークが設けられ、前記２列のエアギャップのそれぞれには、前記径方向を向き、互いに逆向きである磁界が前記磁石によって形成されており、前記電気コイルの一部が、前記中央ヨークを取り巻くようにして前記２列のエアギャップのそれぞれに内挿されている。

以上の構成により、前記電気コイルのうち前記磁界に内挿される部分に、それぞれ同一方向を向く電磁力が発生するので、大きさが等しく方向が平行で逆向きの一対の電磁力により生じる偶力によってアームを揺動させるアーム駆動部の構成（特許文献２）に比べて、前記電気コイルのうち前記アームを回動させる駆動トルクに寄与しない部分の長さを短くできるので、前記電気コイルを軽量、かつコンパクトにできる。
また、前記磁界を発生させる前記磁石が、前記電気コイルの外周側に配置されているので、この意味でも上記の駆動トルクに寄与しない部分の長さを短くできる。
また、前記アームの駆動トルクが、前記電気コイルのうち、前記アームの回動軸に近い側のコイル辺に作用する電磁力Ｆによるトルクと、該回動軸から遠い側に位置するコイル辺に作用する電磁力Ｆによるトルクとが重畳された合計トルクによって得られるものであるから、上記特許文献２の構成に比べて、極めて大きな駆動トルクを得ることができる。
また、前記中央ヨークと、その両側に前記エアギャップを隔てて配置される前記磁石及び前記ヨークと、によって、前記エアギャップ内に強力な磁界が生じるように前記磁界の磁束経路が発散することなく形成されている。言い換えれば、当該磁界の磁束密度の高密度化が、前記中央ヨークと、その両側に配置される２つの前記ヨークによって図られている。
以上により、前記アームのイナーシャが低減され、かつ、強力な磁界が前記電気コイルに作用するので、前記アームの反転時における立ち上がり加速度を向上できる。これにより、前記巻取ボビンの端部における糸の滞在時間を、その他の範囲における滞在時間に近づけられるので、巻取パッケージの端部に局所的に巻き太りが生じたり、巻取パッケージの密度が不均一となるのを抑制できる。
また、前記電気コイルの中心軸が前記中央ヨークの長手方向に沿うように構成されており、さらに前記径方向に２列に形成された前記エアギャップのそれぞれにおいて前記電気コイルに前記駆動トルクを発生させているので、特許文献３の構成と比べて、発生する駆動トルクの大きさが同一である場合においても、前記駆動トルクに寄与しない部分の長さを短くでき、また前記アーム駆動部をよりコンパクトとできる。

前記２つのヨークと前記中央ヨークが互いに接続されていることが好ましい。

以上の構成により、前記２列のエアギャップ内に形成される磁力線がループ可能な磁気回路が形成されるので、前記２つのエアギャップ内における磁束密度を向上できる。従って、前記アームの反転時における立ち上がり加速度を向上できる。

前記中央ヨークが、この中央ヨークの材料よりも低い比透磁率の材料で覆われていることが好ましい。

以上の構成により、前記電気コイルのコイルインダクタンスが低減されるので、前記電気コイルに流れる電流の変化を妨げようとする逆起電力を抑制できる。従って、前記電流を急峻に変化させることができるので、前記アームの反転時における立ち上がり加速度を向上できる。

前記中央ヨークを覆う前記材料は、銅またはアルミニウムであることが好ましい。

以上の構成により、前記比透磁率の低い材料として安価かつ加工が容易な材料を採用することで、前記電気コイルのコイルインダクタンスを安価かつ容易に低減できる。

前記アーム駆動部が、前記アームの回動中心に対して周方向に２つ設けられていることが好ましい。

以上の構成により、単に前記アーム駆動部を追加するだけで前記アームを回動させる駆動トルクを増大できるので、前記アームの反転時における立ち上がり加速度を容易に向上できる。
あるいは、前記アームの反転に際して必要とする大きな前記駆動トルクを前記２つのアーム駆動部に分担できるので、前記アームの反転時において前記電気コイルに流される電流を低減できるから、前記電気コイルの発熱を抑制できる。
また、前記電気コイルが、前記２つのアーム駆動部のそれぞれに別個独立して設けられているので、特許文献３と比較して、前記電気コイルのうち前記駆動トルクに寄与しない部分の長さを短くできる。従って、前記アーム駆動部を追加するに際して、前記アームが余計な重量増加を伴わないので、前記アームの反転時における立ち上がり加速度を確実に向上できる。

前記２つのアーム駆動部が、前記アームの回動中心に関して対称に設けられていることが好ましい。

以上の構成により、前記２つのアーム駆動部により前記アームの回動中心に作用する力が互いにつり合うこととなる。
従って、例えば前記回動中心が軸及び軸受より構成されている場合は、その軸及び軸受の摩耗を低減できる。

前記２つのアーム駆動部が、前記アームの長手方向に沿う方向に並べて配置されていることが好ましい。

以上の構成により、前記アーム駆動部が１つの場合と同程度に、前記糸のトラバース装置をコンパクトとできる。

前記２つのアーム駆動部が、前記アームの長手方向に対して直交する方向に並べて配置されていることが好ましい。

以上の構成により、前記アームの近傍に前記アーム駆動部を設けるスペースが確保できない場合でも、追加される前記アーム駆動部が前記アームと干渉することなく配置されるので、容易に前記アーム駆動部を追加することができる。

繊維機械は、上記の糸のトラバース装置を備えていることが好ましい。

これにより、上記の有用な効果を有する繊維機械を提供できる。

以下、図面を参照しつつ、本発明に係るトラバース装置の第１の実施形態に関して説明する。

ここでは、本発明を、繊維機械の一例として自動ワインダに適用した例について説明する。

図１は、第１実施形態に係る自動ワインダの巻取部の正面模式図である。
図２は、図１におけるＡ−Ａ’断面図である。
図５は、本発明の一実施形態に係る自動ワインダの巻取ユニットを示す正面模式図である。

まず、図５に基づいて、自動ワインダ１０１の糸巻取ユニット１０２を説明する。

図５に示す自動ワインダ１０１の糸巻取ユニット１０２は、給糸ボビン１０３から解舒されて供給される糸１をトラバース装置３でトラバースさせながら巻取ボビン２に巻き取り、所定長で所定形状のパッケージ２０を形成するものである。図５では糸巻取ユニット１０２を１台しか図示していないが、このような糸巻取ユニット１０２が図略の機台上に多数列設されることで、自動ワインダ１０１が構成されている。

糸巻取ユニット１０２は、巻取ボビン２を着脱可能に支持するクレードル２１と、巻取ボビン２に形成されるパッケージ２０の周面に接触して従動回転可能な圧接ローラ８と、を備えている。前記クレードル２１は、巻取ボビン２の軸方向両端をボビンホルダ４・４により挟持して回転自在に支持できるように構成されている。またクレードル２１は支軸２５を中心として回動自在に構成されており、これによって、巻取ボビン２上に形成されたパッケージ２０の周面が、圧接ローラ８の周面に対して接触又は離間できるようになっている。また、クレードル２１には、玉揚げ時や糸切れ時等にパッケージ２０を圧接ローラ８から離間するように当該クレードル２１を強制的に揺動させる、図示しない離間機構を備えている。

前記クレードル２１は一対のクレードルアームを備えており、それぞれのクレードルアームの先端部に、前記ボビンホルダ４・４が互いに対向するように配置されている（図１も併せて参照）。また、一側のクレードルアームの先端部には、前記ボビンホルダ４を駆動するためのパッケージ駆動モータ５が備えられている。なお、他側のクレードルアームのボビンホルダ４は、単に回転可能に備えられている。

また図１や図５に示すように、前記圧接ローラ８の近傍にはトラバース装置３が設けられており、このトラバース装置３によって、糸１が綾振りされながらパッケージ２０に巻き取られるようになっている。このトラバース装置３の構成は後述する。

なお、本実施形態の糸巻取ユニット１０２においては、巻取ボビン２に糸を巻き取る巻取部４０は、巻取ボビン２をボビンホルダ４・４を介して支持するクレードル２１と、前記パッケージ駆動モータ５と、前記トラバース装置３と、を少なくとも備えて構成される。

糸巻取ユニット１０２は、給糸ボビン１０３と圧接ローラ８との間の糸走行経路中に、給糸ボビン１０３側から順に、糸継装置１１４とクリアラー１１５を配設した構成となっている。

糸継装置１１４は、クリアラー１１５が糸欠陥を検出して行う糸切断時、又は給糸ボビン１０３からの糸解舒中の糸切れ時に、給糸ボビン１０３側の下糸と、パッケージ２０側の上糸とを糸継ぎするものである。クリアラー１１５はスラブ等の糸欠陥を検出するためのものであって、糸欠陥検出時の糸切断用のカッタ１１５ａが付設されている。

糸継装置１１４の上下には、給糸ボビン１０３側の下糸を吸引捕捉して糸継装置１１４へ案内する下糸捕捉案内手段１１６と、パッケージ２０側の上糸を吸引捕捉して糸継装置１１４へ案内する上糸捕捉案内手段１１７が設けられている。上糸捕捉案内手段１１７はパイプ状に構成されており、軸１１７ａを中心に上下回動可能に設けられるとともに、その先端側にマウス１１７ｂを設けている。同様に下糸捕捉案内手段１１６もパイプ状に構成されており、軸１１６ａを中心に上下回動可能に設けられるとともに、その先端側には吸引口１１６ｂを設けている。上糸捕捉案内手段１１７及び下糸捕捉案内手段１１６には適宜の負圧源が接続されており、先端のマウス１１７ｂ及び吸引口１１６ｂから空気を吸引できるようになっている。

前記のトラバース装置３は、巻取ボビン２よりもやや上流側に配置されている。このトラバース装置３は、大きく分けて、糸ガイド６ａを先端に備えるとともに基端を回転自在に枢支したアーム６と、このアーム６を往復回動させるアーム駆動部７と、から構成されている。

なお、トラバース装置３により高速で綾振られる糸１が巻取ボビン２に安定して巻き取られるよう、巻取ボビン２は巻取ボビン２と平行に設けられた圧接ローラ８の方向へ適宜の付勢手段（不図示）により付勢されており、糸１は、この圧接ローラ８により巻取ボビン２に対して押圧されながら巻き取られることとなる。

次に、トラバース装置３を構成する前記のアーム６に関して説明する。

図１及び図２に示すように、アーム６の基端には、巻取ボビン２の軸心に対して直角となるようなアーム軸９が備えられている。このアーム軸９は、図２に示すように、アーム６と一体的に回動するよう構成されており、トラバース装置３のケース１０に軸受９ａ・９ｂを介して回転自在に支持されている。また、アーム軸９の端部には、アーム６の回動角度を全範囲で検出可能なロータリーエンコーダ１１が設けられている。
また、電気コイル１２がコイル支持体１３を介してアーム軸９に固定されており、電気コイル１２とアーム６とが一体的に揺動するよう構成されている。電気コイル１２の形状に関しては後述する。
なお、アーム６の先端に備えられている糸ガイド６ａは、アーム６の回動中心であるアーム軸９から見て、巻取ボビン２および圧接ローラ８側に配置されている。

次に、アーム駆動部７に関して説明する。

図１に示すように、トラバース装置３において、糸ガイド６ａとアーム軸９を挟んで反対側には、アーム軸９の軸心を中心とした円弧状となるよう、２つのヨーク１４ａ・１４ｂが所定の円弧角だけ設けられている。図２に示すように、この２つのヨーク１４ａとヨーク１４ｂは、断面が矩形状であって、径方向に互いに離隔されている。また、内周側のヨーク１４ａと外周側のヨーク１４ｂに挟まれるように、エアギャップ１５が形成されている。
なお、上記所定の円弧角とは、アーム６に要求される綾振り角度より若干大きい角度のことである。また、ヨーク１４ｂは、トラバース装置３のケース１０の一部をなすよう構成されている。

前記のエアギャップ１５内には、前記ヨーク１４ａ・１４ｂと同様に円弧状であって断面が矩形状である中央ヨーク１４ｍが設けられている。また、この中央ヨーク１４ｍによりエアギャップ１５が前記径方向で２列に分列され、内周側にはエアギャップ１５ａが、外周側にはエアギャップ１５ｂが形成されている。エアギャップ１５ａおよびエアギャップ１５ｂも、断面が矩形状であって、かつアーム軸９の軸心に対して円弧状となっている。

上記のエアギャップ１５ａの内周側とエアギャップ１５ｂの外周側には、同様に円弧状であって断面矩形状の永久磁石１６ａ・１６ｂがそれぞれヨーク１４ａ・１４ｂに支持されている。内周側の永久磁石１６ａは、そのＮ極が中央ヨーク１４ｍ（外周側の永久磁石１６ｂ）に対向するように、径方向に着磁されている。同様に外周側の永久磁石１６ｂは、そのＮ極が中央ヨーク１４ｍ（内周側の永久磁石１６ａ）に対向するように、径方向に着磁されている。
これにより、内周側のエアギャップ１５ａ内には、アーム軸９側から放射状に延びる磁力線１７ａが形成されることとなり、外周側のエアギャップ１５ｂ内には、アーム軸９へ向かう磁力線１７ｂが形成されることとなる。言い換えれば、前記２列のエアギャップ１５ａ・１５ｂのそれぞれには、径方向を向き、互いに逆向きである磁界（磁力線１７ａ・１７ｂ）が上記の永久磁石１６ａ・１６ｂによって形成されている。
なお、第１実施形態においては、永久磁石１６ａ及び永久磁石１６ｂを、双方ともＮ極が中央ヨーク１４ｍに対向するよう着磁したが、これに限らず双方ともＳ極が中央ヨーク１４ｍに対向するよう着磁しても良い。この場合でも、前記２列のエアギャップ１５ａ・１５ｂ内に、径方向を向き、互いに逆向きである磁界が形成されている、ということができる。

ここで、上記の中央ヨーク１４ｍとエアギャップ１５ａ・１５ｂと永久磁石１６ａ・１６ｂは、図２に示すように、いずれもアーム軸９の軸心を中心とした薄い円弧板状となるように形成されている。

また、図１に示すように、ヨーク１４ａ・１４ｂと中央ヨーク１４ｍのそれぞれの端部がヨーク１４ｓ・１４ｔにより互いに接続されており、上記のエアギャップ１５ａ・１５ｂ内に形成される磁力線がループ可能な磁気回路が形成されている。これによって、前記エアギャップ１５ａ・１５ｂ内における磁束密度の向上が図られている。従って、後述する電気コイル１２に同じ大きさの電流が流される場合であっても、前記磁気回路が形成されていない場合と比較して、より強い電磁力を発生させることができるので、アーム６の反転時における立ち上がり加速度を向上できる。
なお、ヨーク１４ｓ・１４ｔは、トラバース装置３のケース１０に固定されるよう構成されている。

ところで、図２に示すように、前記アーム軸９に固定されている前述の電気コイル１２は、リード線が略矩形状に巻回されており、断面が矩形で薄い板状の前記中央ヨーク１４ｍを取り巻くように形成されている。また、図１に示すように、電気コイル１２は、その中心軸１２ａがアーム６の往復回動時に常に中央ヨーク１４ｍの長手方向に沿うように配置されている。また、電気コイル１２の一部であってアーム軸９と平行の、互いに向かい合う２つの辺である電気コイル辺１２ｕ・１２ｄが、上記のエアギャップ１５ａ及びエアギャップ１５ｂにそれぞれ内挿されるよう構成されている。
この電気コイル１２には、図２に示すように、可撓性の給電線１２ｗを介して適宜の電流が供給されており、アーム６の往復回動範囲や回動速度などは、この電圧により制御されることとなる。

ここで、前述のとおり、エアギャップ１５ａ・１５ｂ内には好適な磁界が形成されているので、電気コイル１２に電流が流れると、フレミングの法則により電気コイル辺１２ｕ・１２ｄに電磁力が発生する。
一方、電気コイル１２の一部であって前記電気コイル辺１２ｕ・１２ｄを互いに接続している残りの２つの辺である電気コイル辺１２ｆ・１２ｒが通る空間には、微弱な磁界しか形成されていないので、ほとんど電磁力を生じない。
このように、本実施形態における電気コイル１２には、電磁力が発生する辺（電気コイル辺１２ｕ・１２ｄ）と、ほとんど電磁力が発生せず、単にアーム６のイナーシャを増加させるだけの辺（電気コイル辺１２ｆ・１２ｒ）を、それぞれ一対、含んでいる。

そこで、本実施形態における電気コイル１２は、高速で連続的に往復反転するよう回動するアーム６のイナーシャを低減させるために、電気コイル辺１２ｆ・１２ｒの長さができるだけ短くなるよう構成されている。

具体的には、前述の通り、磁力線１７ａと磁力線１７ｂとが互いに対向するように形成され、前記磁力線１７ａ・１７ｂのそれぞれに内挿されている電気コイル辺１２ｕと電気コイル辺１２ｄに同一方向を向く電磁力を発生させている。
従って、両磁力線１７ａ・１７ｂを同方向に形成した場合、即ち大きさが等しく方向が平行で逆向きの一対の電磁力により生じる偶力によってアームを揺動させる場合と比較して、電気コイル辺１２ｕと電気コイル辺１２ｄとを離隔させる必要がないので、電気コイル１２のうち、ほとんど電磁力を発生せず、単にアーム６のイナーシャを増加させるだけの辺（電気コイル辺１２ｆ・１２ｒ）の長さをより短くできる。
言い換えれば、この電気コイル１２のうち、アーム６を回動させる駆動トルクに寄与しない部分の長さ（電気コイル辺１２ｆ・１２ｒ）を大幅に短くできる。

従って、上記の電気コイル１２が軽量、かつ前記径方向でコンパクトとなり、これに伴い前記アーム６のイナーシャが低減できるので、アーム６の反転時における立ち上がり加速度を向上できる。

また、前記磁力線１７ａ・１７ｂを発生させる前記永久磁石１６ａ・１６ｂが、前記電気コイル１２の内周側ではなく外周側に配置されているので、特許文献１の構成と比べて、この意味でも上記の駆動トルクに寄与しない部分の長さ（電気コイル辺１２ｆ・１２ｒ）を短くできる。
また、前記アーム６の駆動トルクが、前記電気コイル１２のうち、当該アーム６のアーム軸９に近い側の電気コイル辺１２ｕに作用する電磁力によるトルクと、当該アーム６のアーム軸９から遠い側の電気コイル辺１２ｄに作用する電磁力によるトルクとが重畳された合計トルクによって得られるものであるから、上記特許文献２の構成に比べて、極めて大きな駆動トルクを得ることができる。
また、前記中央ヨーク１４ｍと、その両側に前記エアギャップ１５ａ・１５ｂを隔てて配置される前記永久磁石１６ａ・１６ｂおよび前記ヨーク１４ａ・１４ｂと、によって前記エアギャップ１５ａ・１５ｂ内に強力な磁界が生じるように前記磁力線１７ａ・１７ｂの磁束経路が発散することなく形成されている。言い換えれば、当該磁力線１７ａ・１７ｂの磁束密度の高密度化が、中央ヨーク１４ｍと、その両側に配置される２つのヨーク１４ａ・１４ｂによって図られている。
前述の通り前記アーム６のイナーシャが低減され、そのうえ、強力な磁界（磁力線１７ａ・１７ｂ）が前記電気コイル１２に作用するので、当該アーム６の反転時における立ち上がり加速度を向上できる。

また、以上のように構成することで、電気コイル１２を始めとしたアーム駆動部７の構成を前記径方向でコンパクトとできる。

また、電気コイル１２の中心軸１２ａが中央ヨーク１４ｍの接線方向（長手方向）に沿うように構成されており、さらに駆動トルクを発生する上記の電気コイル辺１２ｕと電気コイル辺１２ｄとが前記径方向に２列に並んで配置されているので、特許文献３の構成に比べて、発生する駆動トルクの大きさが同一である場合においても、電気コイル１２のうちアーム６を回動させる駆動トルクに寄与しない部分（電気コイル辺１２ｆ・１２ｒ）の長さをより短くでき、またアーム駆動部７の幅（図１において紙面左右方向）をよりコンパクトとできる。

ここで、磁気回路を形成するヨークは、一般的にフェライトなどの比透磁率の高い金属を材料としている。一方、本実施形態において、前記電気コイル１２を貫通し磁気回路を形成している中央ヨーク１４ｍは、その円弧方向の全域にわたって、比透磁率の低い材料である銅のスリーブ１８によって覆われている。
これにより、上記電気コイル１２のコイルインダクタンスが低減されるので、電気コイル１２に流れる電流の変化を妨げようとする逆起電力を抑制できる。従って、アーム６の反転の際に電気コイル１２を流れる電流を急峻に変化させることができるので、立ち上がり加速度を向上できる。
なお、上記の比透磁率が低い材料としてアルミニウムを採用することもできる。これら銅やアルミニウムは安価かつ加工しやすい材料なので、電気コイル１２のコイルインダクタンスを安価かつ容易に低減できることとなる。

また、本実施形態のトラバース装置３は、前記の電気コイル１２に電流を供給することでアーム６の往復回動を制御できる制御部１９を備えている。
この制御部１９の入力側は、前述のロータリーエンコーダ１１へ適宜の信号線により接続されており、ロータリーエンコーダ１１で検出されたアーム６の回動角度の信号を受信できるよう構成されている。また、制御部１９の出力側は、アーム駆動部７の電気コイル１２へ可撓性の給電線１２ｗにより接続されており、適宜の電流を電気コイル１２に供給できるよう構成されている。
このように、制御部１９が、上記の受信結果に基づくフィードバック制御により、電気コイル１２に適宜の電流を供給できるので、アーム６の往復回動における回動角度や回動速度等を自在に制御できるよう構成されている。

次に、トラバース装置３の前記アーム駆動部７の作動に関して説明する。

まず、図２に示すように、制御部１９から電気コイル１２へ供給される電流（記号ｉ）が電気コイル１２を時計回りに流れる場合に関して説明する。
前記エアギャップ１５ａには図２において下向きの磁界（磁力線１７ａ）が形成されているので、フレミングの法則により、電気コイル辺１２ｕには紙面に対して垂直に入る向きの電磁力が発生する。なお、図２において、紙面に垂直方向に入るベクトルはＸ印の付いた○で示されている。
また、前記のエアギャップ１５ｂには上向きの磁界（磁力線１７ｂ）が形成されているので、電気コイル辺１２ｄにも同様に、紙面に対して垂直に入る向きの電磁力が発生する。

このように、電気コイル辺１２ｕと電気コイル辺１２ｄには、大きさが略等しく、かつ平行であって同一方向に作用する一対の電磁力が発生することとなる。図１に示すように、これらの電磁力がアーム軸９より離隔して生じることで、アーム６に対してアーム軸９まわりに反時計回りの駆動トルクが生じる。これにより、アーム６がアーム軸９まわりに反時計回りに回動されることとなる。

以上のように、本実施形態におけるアーム駆動部７では、アーム６を回動させる駆動トルクを生じさせるために電気コイル辺１２ｕと電気コイル辺１２ｄとを意図的に離隔させる必要がなく、また、電磁回路を形成する中央ヨーク１４ｍも肉薄とできる。
従って、前記駆動トルクに全く寄与せず単にアーム６のイナーシャを増加させるだけの電気コイル辺１２ｆと電気コイル辺１２ｒの長さを大幅に短くできるので、電気コイル１２を軽量、かつコンパクトとできる。また、それに伴いアーム６のイナーシャを低減できるので、アーム６の反転時における立ち上がり加速度を向上できる。

なお、制御部１９から供給される電流が電気コイル１２を図２において反時計回りに流れる場合は、電磁力は単に前述した電磁力と反対方向に作用することとなる。

以上説明したように、本実施形態に係るアーム駆動部７は、第１に、電気コイル１２のうちアーム６の駆動トルクに寄与しない部分（電気コイル辺１２ｆ・１２ｒ）の長さを短くでき、電気コイル１２を軽量、かつコンパクトにできるので、アーム６のイナーシャを低減できる。
第２に、アーム駆動部７内に、ヨーク１４ａ・１４ｂ・１４ｓ・１４ｔ及び中央ヨーク１４ｍから成る好適な磁気回路が形成されているので、電気コイル１２のうちアーム６の駆動トルクに寄与する部分（電気コイル辺１２ｕ・１２ｄ）に強い磁力線１７ａ・１７ｂを生じさせることができる。
第３に、電気コイル１２の中心を貫通する中央ヨーク１４ｍが、この中央ヨーク１４ｍより低い比誘電率の材料で覆われているので、電気コイル１２のコイルインダクタンスが低減されている。これによって、電気コイル１２を流れる電流を急峻に変化させることができる。
以上の効果より、アーム６の反転時（トラバースターン時）における立ち上がり加速度を向上できる。従って、アーム６が高速で連続的に往復反転を繰り返すよう回動しても、巻取ボビン２の端部における糸１の滞在時間を、その他の範囲における滞在時間に近づけられるので、巻取パッケージの端部に局所的に巻き太りが生じたり、巻取パッケージの密度が不均一となるのを防止できる。

次に、図３に基づいて、本発明に係るトラバース装置の第２の実施形態に関して説明する。ただし、この図３では、第１実施形態の構成要素と対応するものには、同一の符号を付すこととし、ここでは第２実施形態と第１実施形態との相違点を中心に説明する。

図３は、第２実施形態に係る自動ワインダの巻取部の正面模式図である。

第２実施形態では、第１実施形態でその構成を説明したアーム駆動部７が、単独ではなく、アーム軸９の軸心に対して周方向に２つ設けられている。
この２つのアーム駆動部７ａ・７ｂは、アーム６の回動中心であるアーム軸９の軸心に関して対称となるように、かつ、両者がアーム６の長手方向に沿って並ぶように配置されている。

このように、本実施形態のトラバース装置は、前記第１実施形態に対し単にアーム駆動部を追加するだけでアーム６を回動させる駆動トルクを増大できるので、アーム６の反転時における立ち上がり加速度を容易に向上できる。
あるいは、アーム６の反転に際して必要とする大きな駆動トルクを前記２つのアーム駆動部７ａ及び７ｂに分担できるので、アーム６の反転時において電気コイル１２に流される電流を低減できるから、電気コイル１２の発熱を抑制できる。
また、電気コイル１２が、前記２つのアーム駆動部７ａ及び７ｂにそれぞれ別個独立して設けられているので、特許文献３と比較して、電気コイル１２のうちアーム６の駆動トルクに寄与しない部分の長さを短くできる。従って、アーム駆動部を追加するに際して、前記アーム６が余計な重量増加を伴わないので、アーム６の反転時における立ち上がり加速度を確実に向上できる。

また、アーム駆動部７ａとアーム駆動部７ｂとがアーム軸９の軸心に関して対称に設けられていることから、各アーム駆動部７ａ・７ｂによりアーム軸９に作用する力が互いにつり合うこととなる。
従って、アーム駆動部が一つの場合（例えば第１実施形態）に比べて、アーム軸９を回転自在に支持する部分（例えば、軸受９ａ・９ｂ）の摩耗を低減できる。

さらに、この２つのアーム駆動部７ａ・７ｂが、アーム６の長手方向に沿う方向に並べて配置されているので、アーム駆動部７が１つの場合と同程度に、トラバース装置３の幅方向（図３において、紙面左右方向）をコンパクトとできる。

次に、図４に基づいて、本発明に係るトラバース装置の第３の実施形態に関して説明する。ただし、この図４では、第２実施形態の構成要素と対応するものには、同一の符号を付すこととし、ここでは第３実施形態と第２実施形態との相違点を中心に説明する。

図４は、第３実施形態に係る自動ワインダの巻取部の正面模式図である。

第３実施形態では、第２実施形態でその配置を説明した２つのアーム駆動部７ａ・７ｂがアーム６の長手方向ではなく、この長手方向に直交する方向に並べて配置されている。

これにより、アーム６の近傍にアーム駆動部７を設けるスペースを確保できない場合でも、追加されるアーム駆動部７がアーム６と干渉することなく配置されるので、容易にアーム駆動部７を追加できる。

なお、第２実施形態および第３実施形態では、トラバース装置３にアーム駆動部が２つ設けられているが、これら２つのアーム駆動部は、２つ同時に稼働させても良いし、一方は、アーム６の反転時にのみ稼働させることでアーム６の反転時における立ち上がり速度を補助的に向上するよう機能させても良い。

また、以上説明したような第１〜第３実施形態で示される糸のトラバース装置は、特に繊維機械に適しており、このような有用な効果を発揮するトラバース装置を備えることで、高品質な糸パッケージを生産する繊維機械を提供できる。

本発明は、上記の好ましい第１〜第３実施形態に記載されているが、本発明はそれだけに制限されない。本発明の精神と範囲から逸脱することのない様々な実施形態が他に成されることは理解されよう。さらに、本実施形態において、本発明の構成による作用効果を述べているが、これら作用効果は一例であり、本発明を限定するものではない。

例えば、第１実施形態ではアーム駆動部が１つ、第２及び第３実施形態では２つとしたが、これに限らず、前記アーム６をより高速で連続的に往復反転させる必要がある場合には、さらにアーム駆動部を追加しても良い。

また、第１〜第３実施形態では、磁界を発生させるために永久磁石を用いるとしたが、これに限るものではなく、電磁石を代わりに配設しても良い。また、ネオジウム磁石などの強力な磁石を利用すれば、アーム６の反転時における立ち上がり加速度をより向上できる。

第１実施形態に係る自動ワインダの巻取部の正面模式図。 図１におけるＡ−Ａ’断面図。 第２実施形態に係る自動ワインダの巻取部の正面模式図。 第３実施形態に係る自動ワインダの巻取部の正面模式図。 本発明の一実施形態に係る自動ワインダの巻取ユニットを示す正面模式図。

符号の説明

１ 糸
２ 巻取ボビン
３ トラバース装置
６ アーム
７ アーム駆動部
９ アーム軸
１２ 電気コイル
１４ａ・１４ｂ ヨーク
１４ｍ 中央ヨーク
１５ａ・１５ｂ エアギャップ
１６ａ・１６ｂ 永久磁石
１７ａ・１７ｂ 磁力線
１８ スリーブ
１９ 制御部
４０ 巻取部
１０１ 自動ワインダ（繊維機械）

Claims (9)

1. 糸を巻き取る巻取ボビンに糸を綾振るために、糸ガイドを備えたアームを往復回動させるアーム駆動部を備える糸のトラバース装置であって、
   前記アーム駆動部は、
   前記アームに設けられる電気コイルと、
   前記アームの回動中心に対して円弧状に形成され、かつ前記円弧の径方向に互いに離隔して配置される２つのヨークと、
   前記２つのヨークに挟まれ、内部に磁界が形成されているエアギャップと、
   を備え、前記電気コイルの一部が前記エアギャップに内挿される形式のものであって、
   前記２つのヨークのそれぞれに磁石が設けられ、
   前記エアギャップを前記径方向に２列に分列する中央ヨークが設けられ、
   前記２列のエアギャップのそれぞれには、前記径方向を向き、互いに逆向きである磁界が前記磁石によって形成されており、
   前記電気コイルの一部が、前記中央ヨークを取り巻くようにして前記２列のエアギャップのそれぞれに内挿されていることを特徴とする、糸のトラバース装置。
2. 前記２つのヨークと前記中央ヨークが互いに接続されていることを特徴とする、請求項１に記載の糸のトラバース装置。
3. 前記中央ヨークが、この中央ヨークの材料よりも低い比透磁率の材料で覆われていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の糸のトラバース装置。
4. 前記中央ヨークを覆う前記材料は、銅またはアルミニウムであることを特徴とする、請求項３に記載の糸のトラバース装置。
5. 前記アーム駆動部が、前記アームの回動中心に対して周方向に２つ設けられていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の糸のトラバース装置。
6. 前記２つのアーム駆動部が、前記アームの回動中心に関して対称に設けられていることを特徴とする、請求項５に記載の糸のトラバース装置。
7. 前記２つのアーム駆動部が、前記アームの長手方向に沿う方向に並べて配置されていることを特徴とする、請求項６に記載の糸のトラバース装置。
8. 前記２つのアーム駆動部が、前記アームの長手方向に対して直交する方向に並べて配置されていることを特徴とする、請求項６に記載の糸のトラバース装置。
9. 請求項１〜８のいずれかに記載の前記糸のトラバース装置を備えることを特徴とする、繊維機械。

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