JP2007137616A - 糸巻取装置の糸速度検出装置、及びトラバース装置の糸綾振り速度検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】糸巻取用の巻取ボビン６，７を回転駆動するパッケージ駆動モータ４１と、このモータ４１とは切り離されて駆動し、前記糸巻取の際に糸を綾振るためのトラバース装置５とを備えた糸巻取装置において、糸の走行速度を精度良く検出できる糸速度検出装置を提供する。
【解決手段】巻取ボビン６，７に糸４が巻き取られて形成された糸層の周面の周方向の糸層周面移動距離ΔＰＬｓを検出する手段７３と、糸層の幅方向の糸のトラバース移動距離ΔＴＬｓを検出する手段７４と、糸層周面移動距離演算手段７３で検出されたΔＰＬｓとトラバース移動距離演算手段７４で検出されたΔＴＬｓをそれぞれ入力し、入力されたΔＴＬｓ及びΔＰＬｓから、糸がｎトラバースストローク分（ｎ≧１）移動するのに必要な時間当たりの糸層周面移動距離及びトラバース移動距離をそれぞれ計算し、この計算結果に基づいて糸の走行速度を求める糸速度演算手段７７と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、糸をトラバース装置で綾振りしながら巻取ボビンに巻き取る糸巻取装置の糸速度検出装置、及びトラバース装置の糸綾振り速度検出装置に関する。

この種の糸速度検出装置に関し、特許文献１には、綾振ドラム式の糸巻取装置（自動ワインダ）において、綾振ドラムのドラム回転検出器が発生する検出パルスを計数し、単位時間当たりの糸巻取長（即ち糸走行速度）を検出する構成が開示されている。
特開平５−２８６６４６号公報（００１３等）

一方、特許文献２は、巻取ボビン回転駆動装置とトラバース装置とが互いに独立して駆動する糸巻取装置（自動ワインダ）を開示する。特許文献２では、このように巻取ボビン回転駆動装置と綾振りのための駆動装置とを独立させることで、プレシジョンワインディングやステッププレシジョンワインディング等の形式の綾巻ボビンを製造できることが開示されている。
特開２０００−２４７５４２号公報（０００７等）

上記特許文献２の構成は、巻取ボビンとトラバース糸案内部を独立のモータで駆動しているので、上記の多種多様な巻き方が可能な点で有利であるが、特許文献２の巻取装置に特許文献１の構成を適用して糸速度検出を行うことはできない。つまり、特許文献１のように糸層と接触するローラの回転を検出するだけでは、それと独立して綾振りされるトラバース成分を加味した糸速度検出が不可能である。また、特許文献２のトラバース糸案内部による糸の綾振り速度も、糸層と接触するローラの回転を検出することでは検出できないのは勿論である。

本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その目的は、トラバース装置が巻取ボビン回転駆動装置とは切り離されて駆動するタイプの糸巻取装置に好適な糸速度検出装置、及びトラバース装置の糸綾振り速度検出装置を提供することにある。

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。

本発明の第１の観点によれば、糸を巻き取るための巻取ボビンを回転駆動するための巻取ボビン回転駆動装置と、この巻取ボビン回転駆動装置とは切り離されて駆動するトラバース装置とを備える糸巻取装置における、前記巻取ボビンに巻き取られている糸の走行速度を検出する糸速度検出装置の以下の構成が提供される。前記巻取ボビンに糸が巻き取られて形成された糸層の周面の周方向の糸層周面移動距離を検出する手段と、前記糸層の幅方向の糸のトラバース移動距離を検出する手段と、前記糸層周面移動距離検出手段で検出された糸層周面移動距離及び前記トラバース移動距離検出手段で検出されたトラバース移動距離をそれぞれ入力し、入力された糸層周面移動距離及びトラバース移動距離から、糸がｎトラバースストローク分（ただし、ｎは１以上の整数）移動するのに必要な時間当たりの、糸層周面移動距離及びトラバース移動距離をそれぞれ計算し、この計算結果に基づいて糸の走行速度を求める糸速度演算手段と、を備えた。

この構成により、巻取ボビン回転駆動とトラバース駆動とが独立して行われるタイプの糸巻取装置において、糸の走行速度を精度良く検出することができる。

前記の糸巻取装置の糸速度検出装置においては、前記ｎが１であることが好ましい。

これにより、平均糸速度を最小時間で精度良く検出することが可能となる。

前記の糸巻取装置の糸速度検出装置においては、前記糸速度演算手段は、糸が１トラバースストローク分移動するのに必要な時間よりも短い時間ごとに糸層周面移動距離及びトラバース移動距離をそれぞれ求め、求めた短時間ごとの糸層周面移動距離及びトラバース移動距離をそれぞれ積算して、糸がｎトラバースストローク分移動するのに必要な時間当たりの糸層周面移動距離及びトラバース移動距離を求めることが好ましい。

この構成により、トラバース装置による糸の綾振り運動が与える影響を細かく反映させた形で平均糸速度をより精度良く検出することができる。

本発明の第２の観点によれば、糸を綾振るために往復運動するトラバースガイドを有するトラバース装置における、前記糸の平均綾振り速度を検出するための糸綾振り速度検出装置の以下の構成が提供される。前記糸のトラバース移動距離を検出する手段と、このトラバース移動距離検出手段で検出されたトラバース移動距離を入力し、入力されたトラバース移動距離から、糸がｎトラバースストローク分（ただし、ｎは１以上の整数）移動するのに必要な時間当たりの、トラバース移動距離を計算し、この計算結果に基づいて糸の平均綾振り速度を求める糸綾振り速度演算手段と、を備えた。

この構成により、トラバースガイドが往復運動するトラバース装置において、糸の平均綾振り速度を精度良く検出することができる。

前記のトラバース装置の糸綾振り速度検出装置においては、前記ｎが１であることが好ましい。

これにより、糸の平均綾振り速度を最小時間で精度良く検出することが可能となる。

前記のトラバース装置の糸綾振り速度検出装置においては、前記糸綾振り速度演算手段は、糸が１トラバースストローク分移動するのに必要な時間よりも短い時間ごとにトラバース移動距離を求め、求めた短時間ごとのトラバース移動距離を積算して、糸がｎトラバースストローク分移動するのに必要な時間当たりのトラバース移動距離を求めることが好ましい。

これにより、トラバースガイドの往復運動による影響を細かく反映させて、糸の平均綾振り速度をより精度良く検出することができる。

次に、発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の一実施形態に係る自動ワインダの糸巻取ユニットを示す正面模式図である。図２はトラバース制御部によるトラバースガイドの速度制御の様子を示すグラフ図、図３はサンプリング周期における糸の巻取長さΔＹＬｓと周面の移動距離ΔＰＬｓとトラバースガイドの移動距離ΔＴＬｓの関係を説明する要部斜視図である。図４はサンプリング時間ＴｔにおけるΔＹＬｓ、ΔＰＬｓ、ΔＴＬｓの推移を示す図である。

最初に図１に基づいて、自動ワインダ１の糸巻取ユニット（糸巻取装置）２を説明する。この糸巻取ユニット２は、給糸ボビン３の糸４を、トラバース装置５でトラバースさせながら巻取チューブ６に巻き取って糸層を形成し、所定長で所定形状のパッケージ７を形成するものである。図１では糸巻取ユニット２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２が図略の機台上に多数列設されることで、自動ワインダ１が構成されている。なお本明細書では、巻取チューブ６及びパッケージ７を総称して巻取ボビンと呼ぶ。即ち、糸層が形成されていない巻取ボビンが巻取チューブ６であり、糸層が形成された巻取ボビンがパッケージ７である。

糸巻取ユニット２は、前記巻取チューブ６を着脱可能に支持するクレードル（巻取ボビン支持部材）８と、前記パッケージ７の糸層の周面に接触して従動回転可能な接触ローラ９と、を備えている。前記クレードル８は、前記巻取チューブ６の両端を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、このクレードル８は揺動軸１０を中心に傾動自在に構成されており、巻取チューブ６への糸４の巻取りに伴う巻太り（糸層の径の増大）を、クレードル８が揺動することによって吸収できるように構成されている。

前記クレードル８の巻取チューブ６を挟持する部分にはパッケージ駆動モータ（巻取ボビン回転駆動装置）４１が取り付けられており、このパッケージ駆動モータ４１により巻取チューブ６を積極的に回転駆動して糸４を巻き取るように構成されている。パッケージ駆動モータ４１のモータ軸は、巻取チューブ６をクレードル８に把持させたときに、当該巻取チューブ６と相対回転不能に連結されるようになっている（いわゆるダイレクトドライブ方式）。このパッケージ駆動モータ４１の作動はパッケージ駆動制御部４２により制御され、このパッケージ駆動制御部４２はユニット制御部５０からの信号を受けて前記パッケージ駆動モータ４１の運転／停止を制御するように構成している。

また、前記クレードル８にはパッケージ回転センサ（巻取ボビン回転角度センサ）４３が取り付けられており、このパッケージ回転センサ４３は、クレードル８に取り付けられた巻取ボビン（巻取チューブ６、パッケージ７）の回転角度（巻取ボビンが何回転したか）を検出するように構成している。この巻取ボビン６，７の回転角度検出信号は、パッケージ回転センサ４３から、前記パッケージ駆動制御部４２や前記ユニット制御部５０へ送信される。更に、前記回転角度検出信号は、後述するトラバース制御部４６へも入力される。

また、前記クレードル８にはロータリエンコーダ等からなるパッケージ径センサ（糸層径センサ）４４が取り付けられており、このパッケージ径センサ４４は、クレードル８に取り付けられた巻取チューブ６に糸４を巻き取って形成される糸層（パッケージ７）の径を、クレードル８の揺動角を検出することで検出できるように構成されている。このパッケージ径センサ４４は、糸４を巻き取っている時にも糸４の巻取を停止している時にも糸層の径の検出が可能なものである。パッケージ径センサ４４で取得された糸層の径は、ユニット制御部５０へ送信される。なお、パッケージ回転センサ４３とパッケージ径センサ４４とは、巻取チューブ６に糸４を巻き取って形成した糸層の周面の周方向の糸層周面移動距離を検出する糸層周面移動距離検出手段の構成要素である。

また、前記接触ローラ９の近傍には前記トラバース装置５が設けられており、このトラバース装置５によって、糸４が綾振りされながらパッケージ７に巻き取られるようになっている。このトラバース装置５は、トラバース方向に往復移動自在に設けられたトラバースガイド（糸ガイド）１１と、このトラバースガイド１１を往復駆動するトラバース駆動モータ４５と、を備えている。

前記トラバース装置５は、支軸まわりに旋回可能に構成した細長状のアーム部材１３の
先端に前記トラバースガイド１１をフック状に設けるとともに、このアーム部材１３を前記トラバース駆動モータ４５により図１の矢印のように往復旋回駆動させる構成になっている。本実施形態において前記トラバース駆動モータ４５はボイスコイルモータで構成されている。

このトラバース駆動モータ４５の作動はトラバース制御部４６により制御され、このトラバース制御部４６はユニット制御部５０からの信号を受けて前記トラバース駆動モータ４５の運転／停止を制御するように構成している。また、トラバース装置５はロータリエンコーダ等からなるトラバースガイド位置センサ４７を備えており、アーム部材１３の旋回位置（ひいては、トラバースガイド１１の位置）を検出して、位置信号を前記トラバース制御部４６へ送信できるように構成されている。トラバースガイド位置センサ４７は、トラバース移動距離検出手段の構成要素である。

なお、本実施形態では図１に示すように、巻取ボビン６，７を駆動するパッケージ駆動モータ４１と、トラバースガイド１１を駆動するトラバース駆動モータ４５とは、別々に設けられており、巻取ボビン６，７とトラバースガイド１１とは別個独立に駆動（制御）されるように構成されている。これにより、巻取ボビン６，７への糸４の巻取りの際に、プレシジョン巻、ステッププレシジョン巻、ランダム巻等、多種多様な巻き方を実現することができる。

図２には前記トラバース制御部４６によるトラバースガイド１１の速度制御の様子が示され、この図２に示すようにトラバース制御部４６は、所定の単位制御パターンを繰り返すことによってトラバースガイド１１を駆動制御するように構成している。この制御パターンを詳細に説明すると、トラバースガイド１１は先ず、そのトラバースストロークの中央から所定の糸綾振り速度Ｖｃを保ちながら一側の端部へ向かい、ストローク端部近傍に差し掛かると前記の糸綾振り速度Ｖｃから減速する。そして、ストローク端部で停止した後は中央側に向かって加速して、前記の糸綾振り速度Ｖｃに到達するとその速度を維持しながらストローク中央へ戻ることになる。こうして一単位の制御が終了し、次の単位の制御では、トラバースガイド１１はストロークの他側の端部に向かって移動するよう制御される。上記のように、一側、他側、一側、・・・と上記単位の制御が向きを反転しつつ交互に繰り返されることで、トラバースガイド１１の往復駆動制御が実現されている。

なお、上記の一単位の制御により、トラバースガイド１１はトラバースストローク中央→端部→中央と、延べ１トラバースストローク分の距離を移動することになる。そして、この一単位の制御を行わせる時間（１トラバースストローク時間）Ｔｏは、パッケージ７の巻き方、巻取速度、実現したい綾角等、種々の条件に応じてユニット制御部５０又はトラバース制御部４６で計算される。糸綾振り速度Ｖｃも種々調整される。トラバースストローク端部における前記糸綾振り速度Ｖｃへの加速時間及び糸綾振り速度Ｖｃからの減速時間も調整可能である。また、糸綾振り速度Ｖｃを曲線的に変化させる場合もある。糸綾振り速度Ｖｃ及び１トラバースストローク時間Ｔｏは、巻取り中に変化する。

次に、図１を参照して糸継装置１４及びヤーンクリアラ１５を説明する。即ち、前記糸巻取ユニット２は、給糸ボビン３と接触ローラ９との間の糸走行経路中に、給糸ボビン３側から順に、糸継装置１４とヤーンクリアラ（糸監視器）１５を配設した構成となっている。

糸継装置１４は、ヤーンクリアラ１５が糸欠陥を検出して行う糸切断時、又は給糸ボビン３からの糸解舒中の糸切れ時に、給糸ボビン３側の下糸と、パッケージ７側の上糸とを糸継ぎするように構成されている。

また、ヤーンクリアラ１５は糸４の太さ欠陥を検出するためのものであって、ヤーンクリアラ１５の部分を通過する糸４の太さを適宜のセンサで検出し、このセンサからの信号をアナライザ２３で分析することで、スラブ等の糸欠陥を検出するように構成されている。このヤーンクリアラ１５には、糸欠陥を検出した時に直ちに糸４を切断するためのカッタ１６が付設されている。

糸継装置１４の下側と上側には、給糸ボビン３側の下糸を吸引捕捉して案内する下糸捕捉案内手段１７と、パッケージ７側の上糸を吸引捕捉して案内する上糸捕捉案内手段２０が設けられている。上糸捕捉案内手段２０はパイプ状に構成されており、軸２１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２２を設けている。同様に下糸捕捉案内手段１７もパイプ状に構成されており、軸１８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１９を設けている。上糸捕捉案内手段２０及び下糸捕捉案内手段１７には適宜の負圧源が接続されており、先端のマウス２２及び吸引口１９に吸引作用を生じさせるようになっている。

以上が自動ワインダ１の構成であり、この自動ワインダ１の糸巻取ユニット２において糸４の走行速度を検出する糸速度検出装置６１は、上記のパッケージ回転センサ４３、パッケージ径センサ４４、トラバースガイド位置センサ４７、トラバース制御部４６等を少なくとも含んで構成されている。また、この自動ワインダ１において糸４のトラバース速度を検出する糸綾振り速度検出装置６２は、上記のトラバースガイド位置センサ４７及びトラバース制御部４６等を少なくとも含んで構成されている。

次に、糸速度検出装置６１における糸速度検出機能を説明する。この糸速度検出装置６１を構成する前記トラバース制御部４６はマイクロコンピュータ式に構成されて、演算手段としてのＣＰＵ７０や、記憶手段としてのＲＡＭ７１、タイマ回路７２等を備えている。ＣＰＵ７０は、糸層周面移動距離演算手段７３と、トラバース移動距離演算手段７４と、糸速度演算手段７７とを備えている。糸層周面移動距離演算手段７３は、糸層周面移動距離検出手段の構成要素であり、パッケージ回転センサ４３からの検出結果とパッケージ径センサ４４の検出結果とから糸層周面の移動距離ΔＰＬｓを演算する。トラバース移動距離演算手段７４は、トラバース移動距離検出手段の構成要素であり、トラバースガイド位置センサ４７の検出結果からトラバース移動距離ΔＴＬｓを演算する。糸速度演算手段７７は、糸層周面移動距離演算手段７３で検出された糸層周面移動距離ΔＰＬｓとトラバース移動距離演算手段７４で検出されたトラバース移動距離ΔＴＬｓとをそれぞれ入力し、入力された糸層周面移動距離ΔＰＬｓ及びトラバース移動距離ΔＴＬｓから、糸４がｎトラバースストローク分（ただし、ｎは１以上の整数）移動するのに必要な時間Ｔｔ当たりの、糸層周面移動距離ＰＬ及びトラバース移動距離ＴＬをそれぞれ計算し、この計算結果に基づいて糸の走行速度Ｖを求めるものである。糸速度演算手段７７は、糸綾振り速度演算手段７６を含んでいる。この糸綾振り速度演算手段７６は、トラバース移動距離演算手段７４で検出されたトラバース移動距離ΔＴＬｓを入力し、入力されたトラバース移動距離ΔＴＬｓから、糸４がｎトラバースストローク分（ただし、ｎは１以上の整数）移動するのに必要な時間Ｔｔ当たりの、トラバース移動距離を計算し、この計算結果に基づいて糸の平均綾振り速度を求めるものである。そしてトラバース制御部４６のＣＰＵ７０は、所定のサンプリング周期Ｔｓごとに、前記巻取ボビン６，７に巻き取られた糸層の周面の移動距離ΔＰＬｓと、前記トラバースガイド１１の移動距離ΔＴＬｓとを演算している。前記のサンプリング周期Ｔｓは、前記トラバースガイド１１が１トラバースストローク分移動する時間よりも十分短い微小時間であり、短ければ短いほど良いが、例えば１秒以下（数百μｓ程度）の時間とされる。

具体的には、本実施形態において、パッケージ径センサ４４はパッケージ７の径を適宜の時間間隔ごとに検出し、この検出された径はユニット制御部５０へ送信される。ユニッ
ト制御部５０は、パッケージ７の径の信号を受信すると、それをトラバース制御部４６へ転送する。また、パッケージ回転センサ４３は巻取ボビン６，７の回転角度（巻取ボビン６，７の回転速度）を適宜の時間間隔ごとに検出し、この検出された回転角度はトラバース制御部４６へ送信される。

上記によりトラバース制御部４６はパッケージ（糸層）７の径と巻取ボビン６，７の回転速度を取得することができ、これに基づいて、トラバース制御部４６の糸層周面移動距離演算手段７３は、当該サンプリング周期Ｔｓにおける糸層の周面の移動距離ΔＰＬｓを、以下の式に従って演算する。即ち、パッケージ７の直径をＤ（メートル）、巻取ボビン６，７の回転速度をＢ（ｒｐｍ）、サンプリング周期をＴｓ（ｓ）とすると、ΔＰＬｓ＝（π×Ｄ×Ｂ×Ｔｓ）／６０である。

同時に、前記トラバースガイド位置センサ４７は、前記位置信号として、前記トラバースガイド１１の移動距離に応じた数のパルス信号をトラバース制御部４６へ適宜の時間間隔ごとに送信するように構成している。そしてトラバース制御部４６のトラバース移動距離演算手段７４は、今回入力された前記パルス信号の数と、前回のサンプリングで入力されたパルス信号の数との差を求め、これに１パルスあたりの距離を乗じることで、サンプリング周期Ｔｓにおけるトラバースガイド１１の移動距離ΔＴＬｓを演算して取得する。即ち、今回のサンプリングにおけるパルス数をＣｃ（個）、前回のサンプリングにおけるパルス数をＣｐ（個）、１パルスあたりの距離をΔＬｐ（メートル）とすると、ΔＴＬｓ＝｜Ｃｃ−Ｃｐ｜×ΔＬｐである。

そしてトラバース制御部４６の糸速度演算手段７７は、上記の演算で得られたΔＰＬｓ、ΔＴＬｓの値を、所定のサンプリング時間Ｔｔが経過するまでそれぞれ積算していく。なお、このサンプリング時間Ｔｔは、トラバースガイド１１が１トラバースストローク分移動するのに必要な時間（以下、１トラバースストローク時間と称する）であって、図２に示すように、前記の１トラバースストローク時間Ｔｏと等しい（Ｔｔ＝Ｔｏ）。

この結果、前記サンプリング時間Ｔｔにおける、糸層の周面の移動距離ＰＬと、トラバースガイド１１の（延べの）移動距離ＴＬが得られる。即ち、ＰＬ＝ΣΔＰＬｓ、ＴＬ＝ΣΔＴＬｓである。なお、上記トラバースガイド１１の移動距離ＴＬは、サンプリング周期Ｔｓにおけるトラバースガイド１１の移動距離ΔＴＬｓの１トラバースストローク時間Ｔｏにわたる積算値であるが、トラバース駆動モータ４５の応答遅れ等の事情があるので、得られた移動距離ＴＬが１トラバースストローク分の距離に一致するとは限らない。

そしてトラバース制御部４６の糸速度演算手段７７は、上記の値ＰＬ、ＴＬから、上記のサンプリング時間Ｔｔにおける糸４の巻取長さＹＬを、ＹＬ＝√（ＰＬ2＋ＴＬ2）の式に基づいて求めるとともに、この巻取長さＹＬをサンプリング時間Ｔｔで除して、当該サンプリング時間Ｔｔ（即ち１トラバースストローク時間）における糸の平均走行速度Ｖを求める（Ｖ＝ＹＬ／Ｔｔ）。こうして糸の走行速度Ｖを求めた後は、次のサンプリング時間Ｔｔでの処理に移り、上記と同様の処理を反復する。

上記の計算の原理を、図３及び図４を参照して説明する。図３には糸４が綾角θをもって糸層の周面に巻き取られている様子が示され、この図３に示すように、十分に短いサンプリング周期Ｔｓでの糸４の巻取長さを表すベクトル（ΔＹＬｓ）は、糸層の周面の移動する方向の成分のベクトル（ΔＰＬｓ）と、それに垂直な綾振移動（トラバース移動）の成分のベクトル（ΔＴＬｓ）のベクトル和として表される。

そして、サンプリング時間Ｔｔにおいてトラバースガイド１１がストローク中央から出発し、ストローク端部で反転して再びストローク中央へ戻るまでの上記のΔＹＬｓ、ΔＰ
Ｌｓ、ΔＴＬｓの推移の一例が図４に示される。このサンプリング時間Ｔｔにおいて、トラバースガイド１１はトラバースストローク中央と端部との間を１往復するので、理論的には、延べ１トラバースストローク分の距離を移動することになる。なお、図２の制御パターンに基づいてトラバースガイド１１が制御されるので、図４に示すように、トラバースストローク端部ではトラバースガイド１１は停止し、綾振移動の成分ΔＴＬｓはゼロになる。

そして図４に示すように、サンプリング時間Ｔｔ全体での糸４の巻取長さＹＬはΔＹＬｓのベクトル長さの累計として表されるが（ＹＬ＝Σ｜ΔＹＬｓ｜）、この図４を見ると判るように、この巻取長さＹＬは、前記の微小距離成分ΔＰＬｓ，ΔＴＬｓのサンプリング時間Ｔｔ全体でのそれぞれの累計ＰＬ、ＴＬを二辺とする長方形の対角線の長さであるとみなして、ＹＬ≒√（ＰＬ2＋ＴＬ2）というように近似的に求めることができる。本実施形態ではこの方法により、前記サンプリング時間Ｔｔにおける糸４の巻取長さＹＬを求め、これから糸の平均走行速度Ｖを求めているのである。

なお、本実施形態においてトラバースガイド１１は旋回駆動されるアーム部材１３の先端に設けられているので、厳密にはトラバースガイド１１は直線状の軌跡ではなく円弧状の軌跡を描いて運動する。この点、本実施形態ではアーム部材１３の長さが十分に長いものであるとして、トラバースガイド１１が綾振方向に直線運動をするものとみなして上記の計算式を適用している。ただし、上記の直線運動の近似を行うことに限定されず、トラバースガイド１１の移動距離ΔＴＬｓの前記糸層の幅方向の成分（糸４の綾振運動に実質的に寄与する成分距離）ΔＴＬｓ’を三角関数を使って演算し、こうして得られた距離ΔＴＬｓ’の積算値を用いて前記の三平方の定理の式からＹＬを計算するようにしても良い。

以上に説明したように、サンプリング時間Ｔｔ毎に、換言すればトラバースガイド１１が１トラバースストローク分の距離を移動する毎に、糸４の巻き取られる糸の平均走行速度Ｖがトラバース制御部４６によって演算されて求められる。こうして得られた糸の平均走行速度Ｖの情報（データ）は、トラバース制御部４６の糸速度演算手段７７から例えばユニット制御部５０に送られて、ディスプレイ等の適宜の表示手段に表示されたり、巻取ボビン６，７への糸４の巻始めからの巻取長さを計算して満巻に到達したか否かの判断に用いられたりする。

以上に示すように、本実施形態の糸速度検出装置６１は、前記トラバースガイド１１が１ストローク分移動するのに必要な時間Ｔｏに等しいサンプリング時間Ｔｔにおける、前記巻取ボビン６，７に巻き取られた糸層の周面の移動距離ＰＬと、前記トラバースガイド１１の移動距離ＴＬとから、前記のサンプリング時間Ｔｔにおける糸４の巻取長さＹＬを演算して求める糸速度演算手段７７を備えている。そして、この糸速度演算手段７７は、前記巻取長さＹＬをサンプリング時間Ｔｔで除することで、サンプリング時間Ｔｔにおける糸の平均走行速度Ｖを求めるように構成している。

従って、トラバース装置５による糸のトラバース運動を加味した形の糸の平均的な走行速度を精度良く検出することができる。

また、サンプリング時間Ｔｔが前述の１トラバースストローク時間Ｔｏに等しく設定されているので、糸の平均走行速度Ｖの検出値のバラツキを顕著に抑制できる。即ち、１トラバースストローク時間Ｔｏやその整数倍と長さが異なるようにサンプリング時間Ｔｔ’を仮に設定した場合（Ｔｔ’≠ｎ×Ｔｏ、ｎは１以上の整数）、図２に示すように、サンプリングを継続していくとトラバースストローク端部におけるトラバースガイド１１の停止・反転タイミングがサンプリング時間Ｔｔ’の中に含まれたり含まれなかったりし、そ
の影響で、算出される糸の平均走行速度Ｖが検出ごとに大きく変動することになる。この点、本実施形態では、どのサンプリング時間Ｔｔの中にも前記トラバースガイド１１の停止・反転タイミングが必ず１回だけ含まれることとなるから、バラツキのない糸の平均走行速度Ｖの値を得ることができるのである。

また本実施形態では、トラバース制御部４６の糸速度演算手段７７は、糸４の巻取長さＹＬを、ＹＬ＝√（ＰＬ2＋ＴＬ2）の式に基づいて求めている。従って、三平方の定理を用いる簡単な計算によって糸４の巻取長さＹＬを合理的に求めることができる。

また本実施形態では、トラバース制御部４６の糸速度演算手段７７は、サンプリング時間Ｔｔよりも短い時間（サンプリング周期Ｔｓ）における糸層の周面の移動距離ΔＰＬｓを積算することで、サンプリング時間Ｔｔにおける糸層の周面の移動距離ＰＬを求めている。また同様に前記糸速度演算手段７７は、サンプリング時間Ｔｔよりも短い時間（サンプリング周期Ｔｓ）におけるトラバースガイド１１の移動距離ΔＴＬｓを積算することで、サンプリング時間Ｔｔにおけるトラバースガイド１１の移動距離ＴＬを求めている。従って、トラバースガイド１１がトラバースストローク端部に向かうにつれて減速し、その端部で一瞬停止した後、反対側のトラバースストローク端部へ向かって加速するといった、トラバースガイド１１の往復運動が与える影響（換言すれば、ΔＴＬｓの変化）をキメ細かく反映させつつ巻取長さＹＬの値を求めることができる。従って、糸速度検出の精度を大きく向上させることができる。

なお、本実施形態ではサンプリング時間Ｔｔが前述の１トラバースストローク時間Ｔｏに等しく設定されているが、トラバースガイド１１が１トラバースストロークの２倍、３倍、４倍・・・の距離だけ移動するのに必要な時間に設定されていても良い。即ち、サンプリング時間Ｔｔは、トラバースガイド１１がｎトラバースストローク分（ただし、ｎは１以上の整数）移動するのに必要な時間に設定されていれば良い。ｎが整数であれば、そのサンプリング時間Ｔｔ中に含まれる前記トラバースガイド１１の停止・反転タイミングの個数を一定とすることができる。しかしながら、本実施形態のようにｎ＝１とすると、トラバースガイド１１の１トラバースストローク毎に高精度で且つキメ細かく糸速度Ｖを取得できる点で一層有利である。

次に、糸綾振り速度検出装置６２におけるトラバース速度検出機能を説明する。糸綾振り速度検出装置６２は、トラバースガイド位置センサ４７とトラバース移動距離演算手段７４と糸綾振り速度演算手段７６とを構成要素としている。前述のとおり、前記トラバースガイド位置センサ４７は、前記位置信号として、前記トラバースガイド１１の移動距離に応じた数のパルス信号をトラバース制御部４６へ適宜の時間間隔ごとに送信するように構成している。そしてトラバース制御部４６の糸綾振り速度演算手段７６は、前記サンプリング周期Ｔｓにおけるトラバースガイド１１の移動距離ΔＴＬｓを、前述と同様の式、即ちΔＴＬｓ＝｜Ｃｃ−Ｃｐ｜×ΔＬｐにより求め、これを前述のサンプリング時間Ｔｔにわたって積算することで、トラバースガイド１１の延べ移動距離を求める（ＴＬ＝ΣΔＴＬｓ）。

そしてトラバース制御部４６の糸綾振り速度演算手段７６は、得られた移動距離ＴＬを前記のサンプリング時間Ｔｔで除することで、糸の平均綾振り速度を求める。こうして得られた糸の平均綾振り速度の情報（データ）は、トラバース制御部４６から例えばユニット制御部５０に送られて、ディスプレイ等の適宜の表示手段に表示されたり、前記トラバース駆動モータ４５の脱調等の異常の有無の判定のために用いられたりする。

以上に示すように、本実施形態の糸綾振り速度検出装置６２は、前記トラバースガイド１１が１トラバースストローク分移動するのに必要な時間Ｔｏをサンプリング時間Ｔｔと
して設定し、当該サンプリング時間Ｔｔにおける前記トラバースガイド１１の移動距離ＴＬを求めるとともに、この移動距離ＴＬを前記の時間Ｔｔで除することで、前記の時間における糸の平均綾振り速度を求めている。

従って、糸の平均綾振り速度を簡素な構成で精度良く検出することができる。また、サンプリング時間Ｔｔが前述の１トラバースストローク時間Ｔｏに等しく設定されているので、上記の糸速度検出装置６１と同様に、糸の平均綾振り速度の検出値のバラツキを顕著に抑制できる。

なお、上記の糸綾振り速度検出装置６２においても前記サンプリング時間Ｔｔが前述の１トラバースストローク時間Ｔｏに等しく設定されているが、トラバースガイド１１が１トラバースストロークの２倍、３倍、４倍・・・の距離だけ移動するのに必要な時間に設定されていても良い。即ち、サンプリング時間Ｔｔは、トラバースガイド１１がｎトラバースストローク分（ただし、ｎは１以上の整数）移動するのに必要な時間に設定されていれば良い。しかしながら、本実施形態のようにｎ＝１とすると、１トラバースストローク毎に高精度で且つキメ細かく糸の綾振り速度を取得できる点で一層有利である。

また、本実施形態の自動ワインダ１の糸巻取ユニット２は、前記糸層の径を検出するパッケージ径センサ４４と、前記糸層の回転角度を検出するパッケージ回転センサ４３を備える。そして、トラバース制御部４６の糸速度演算手段７７は、前記パッケージ径センサ４４の検出値と前記パッケージ回転センサ４３の検出値とから、前記サンプリング時間Ｔｔにおける糸層の周面の移動距離ＰＬを演算して求めている。従って、正確に糸の走行速度を検出できる。なお、接触ローラ９に回転センサを取り付ける方式でも前記周面の移動距離ΔＰＬｓを求めることは可能であるが、この方式では糸層と接触ローラ９との間にすべりが生じることがあるので、糸の走行速度の測定値が不正確になってしまいやすい。この点、本実施形態では糸層周面移動距離検出手段をパッケージ径センサ４４とパッケージ回転センサ４３とで構成することで、糸の走行速度を正確に検出することができる。

また、本実施形態においてトラバース装置５は、糸４をトラバース方向に移動させるために駆動されるトラバースガイド１１と、そのトラバースガイド１１を駆動するためのトラバース駆動モータ４５とを備え、このトラバース駆動モータ４５の回転角度と前記トラバースガイド１１の移動距離とが比例の関係になっている。そして、トラバースガイド位置センサ４７は、このトラバース駆動モータ４５の回転角度を検出するように構成している。従って、トラバースガイド１１の移動距離ＴＬを簡単な構成で精度良く検出することができる。

また、本実施形態においてパッケージ径センサ４４は、糸４の巻取を停止している状態でも糸層径の検出が可能に構成されている。従って、空の巻取ボビンへの糸の巻取開始直後や糸継後の巻取再開直後のように巻取ボビン６，７が低速で回転しているときにも、パッケージ径センサ４４で糸層径を測定することができ、この結果、正確に糸の走行速度を検出することができる。

なお、例えば、パッケージ径センサ４４を省略する代わりに接触ローラ９に回転センサを取り付け、この回転センサのパルス信号とパッケージ回転センサ４３のパルス信号からＣＰＵ７０等で糸層径を演算することも可能である。しかしながら、このように回転速度の関係から糸層径を演算する場合、糸巻取開始直後等の巻取ボビンが低速で回転している時は単位時間当たりのパルス数が少ないために、ＣＰＵ７０での演算処理が困難になってしまう。この点、本実施形態の構成では、巻取ボビンの低速回転時でもパッケージ径センサ４４によって正確に糸層径を取得できるので、糸の走行速度を正確に検出することができる。特に本実施形態のような自動ワインダ１の糸巻取ユニット２では、ヤーンクリアラ
１５が糸欠点を検出する毎に巻取ボビン６，７の回転を停止し、当該糸欠点を除去して糸継装置１４による糸継後に巻取ボビン６，７の回転を再開する動作を繰返すので、上記のように巻取ボビン停止時でも糸層径を検出可能なパッケージ径センサ４４を採用することが有利である。

なお、上記に開示された構成は一例であって、例えば以下のように変更することができる。

トラバース装置５は、ボイスコイルモータに構成したトラバース駆動モータ４５によってアーム部材１３を旋回往復駆動させる構成に代えて、図５に示すように、接触ローラ９の近傍に無端状のタイミングベルト３１を配置し、このタイミングベルト３１にトラバースガイド１１’を取り付けるとともに、当該タイミングベルト３１を、例えばパルスモータとしてのトラバース駆動モータ４５’によって往復駆動する構成に変更することができる。また、ドラム状のトラバースカムの外周面にカム溝を螺旋状に設け、このカム溝にトラバースガイドを係合する構成等、他の構成のトラバース装置に変更することもできる。

パッケージ径センサ４４が検出した径の信号は、ユニット制御部５０を介してトラバース制御部４６に転送される構成に代えて、トラバース制御部４６に直接入力される構成に変更することができる。また、トラバース制御部４６及び／又はパッケージ駆動制御部４２をユニット制御部５０に組み込むようにしても良い。

糸の平均走行速度Ｖや糸の平均綾振り速度を、トラバース制御部４６で演算せずに、例えばユニット制御部５０で演算する構成に変更することができる。

本発明の一実施形態に係る自動ワインダの糸巻取ユニットの模式正面図及びブロック図。 トラバース制御部によるトラバースガイドの速度制御の様子を示すグラフ図。 サンプリング周期における糸の巻取長さΔＹＬｓと周面の移動距離ΔＰＬｓとトラバースガイドの移動距離ΔＴＬｓの関係を説明する要部斜視図。 サンプリング時間におけるΔＹＬｓ、ΔＰＬｓ、ΔＴＬｓの推移を示す図。 トラバース装置の変形例を示す模式正面図及びブロック図。

符号の説明

１ 自動ワインダ
２ 糸巻取ユニット（糸巻取装置）
４ 糸
５ トラバース装置
６ 巻取チューブ（空の巻取ボビン）
７ パッケージ（糸層付の巻取ボビン）
１１ トラバースガイド
４１ パッケージ駆動モータ（巻取ボビン回転駆動装置）
４３ パッケージ回転センサ（巻取ボビン回転角度センサ）
４４ パッケージ径センサ（糸層径センサ）
４６ トラバース制御部
４７ トラバースガイド位置センサ
５０ ユニット制御部
６１ 糸速度検出装置
６２ 糸綾振り速度検出装置
７３ 糸層周面移動距離演算手段
７４ トラバース移動距離演算手段
７６ 糸綾振り速度演算手段

Claims (6)

1. 糸を巻き取るための巻取ボビンを回転駆動するための巻取ボビン回転駆動装置と、この巻取ボビン回転駆動装置とは切り離されて駆動するトラバース装置とを備える糸巻取装置における、前記巻取ボビンに巻き取られている糸の走行速度を検出するための糸速度検出装置であって、
   前記巻取ボビンに糸が巻き取られて形成された糸層の周面の周方向の糸層周面移動距離を検出する手段と、
   前記糸層の幅方向の糸のトラバース移動距離を検出する手段と、
   前記糸層周面移動距離検出手段で検出された糸層周面移動距離及び前記トラバース移動距離検出手段で検出されたトラバース移動距離をそれぞれ入力し、入力された糸層周面移動距離及びトラバース移動距離から、糸がｎトラバースストローク分（ただし、ｎは１以上の整数）移動するのに必要な時間当たりの、糸層周面移動距離及びトラバース移動距離をそれぞれ計算し、この計算結果に基づいて糸の走行速度を求める糸速度演算手段と、
   を備えたことを特徴とする、糸巻取装置の糸速度検出装置。
2. 請求項１に記載の糸巻取装置の糸速度検出装置であって、前記ｎが１であることを特徴とする、糸巻取装置の糸速度検出装置。
3. 請求項１又は２に記載の糸巻取装置の糸速度検出装置であって、
   前記糸速度演算手段は、糸が１トラバースストローク分移動するのに必要な時間よりも短い時間ごとに糸層周面移動距離及びトラバース移動距離をそれぞれ求め、求めた短時間ごとの糸層周面移動距離及びトラバース移動距離をそれぞれ積算して、糸がｎトラバースストローク分移動するのに必要な時間当たりの糸層周面移動距離及びトラバース移動距離を求めることを特徴とする、糸巻取装置の糸速度検出装置。
4. 糸を綾振るために往復運動するトラバースガイドを有するトラバース装置における、前記糸の平均綾振り速度を検出するための糸綾振り速度検出装置であって、
   前記糸のトラバース移動距離を検出する手段と、
   このトラバース移動距離検出手段で検出されたトラバース移動距離を入力し、入力されたトラバース移動距離から、糸がｎトラバースストローク分（ただし、ｎは１以上の整数）移動するのに必要な時間当たりの、トラバース移動距離を計算し、この計算結果に基づいて糸の平均綾振り速度を求める糸綾振り速度演算手段と、
   を備えたことを特徴とする、トラバース装置の糸綾振り速度検出装置。
5. 請求項４に記載のトラバース装置の糸綾振り速度検出装置であって、前記ｎが１であることを特徴とする、トラバース装置の糸綾振り速度検出装置。
6. 請求項４又は５に記載のトラバース装置の糸綾振り速度検出装置であって、
   前記糸綾振り速度演算手段は、糸が１トラバースストローク分移動するのに必要な時間よりも短い時間ごとにトラバース移動距離を求め、求めた短時間ごとのトラバース移動距離を積算して、糸がｎトラバースストローク分移動するのに必要な時間当たりのトラバース移動距離を求めることを特徴とする、トラバース装置の糸綾振り速度検出装置。

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