JP2007211379A - 横編機の編地引き下げ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 誘導モータを使用して、拘束状態でも安定なトルクを発生させることができる横編機の編地引き下げ装置を提供する。
【解決手段】 インバータ回路２５は、巻下げモータ９および編み出しモータ１３の誘導モータに与える駆動電力の電圧Ｖおよび周波数ｆを変更して、拘束状態を含む領域で誘導モータのトルクおよび回転速度をそれぞれ変更可能である。編地４の編成動作中に、機構の摩擦や編糸に生じる瘤などで負荷変動があっても、回転速度に張力変動の影響を受けにくいトルクと回転速度との関係特性を実現することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、横編機で前後の針床が対向する歯口の下方に設けられる編地巻下げ装置や編み出し装置などの横編機の編地引き下げ装置に関するものである。

従来から、前後の針床が対向する歯口で編地を編成する横編機では、たとえば特許文献１に開示されているような編み出し装置や巻下げ装置が用いられている。編み出し装置は、編地の編成開始時から編地を歯口の下方に引き下げるために用いられる。編地の編成が進行すると、編地の引き下げは、巻下げ装置によって行われるようになる。

従来の横編機の編地の編み出し装置や編地の巻下げ装置では、駆動にトルクモータを使用している。トルクモータは、交流電力を与えて回転させ、位相制御による電圧調整で出力軸のトルクを変更可能である。編地の引き下げでは、回転速度が０ｒｐｍ付近の拘束制御を含む一定のトルクを維持することによって、安定した編地の編成が可能になる。

しかしながら、トルクモータの電圧制御では、周波数の制御は行わないので、機構の摩擦や編糸に生じる瘤などの要因で張力が変動すると、回転速度が変動しやすい。このため、拘束状態や低回転速度の領域での制御は困難となる。また、トルクモータは、比較的高コストであるとともに、大型であるために収納する横編機のコストをさらに上昇させる。

一般に、誘導モータは、トルクモータに比較して低コストで小型であることが知られている。しかし、誘導モータをトルクモータと同様に位相制御しても、トルク制御を行うことはできず、高トルクも得られない。
誘導モータのトルク制御は、インバータを使用すれば可能となる。たとえば特許文献２には、走行用または昇降用の搬送機械を駆動するための誘導モータに対し、インバータ装置を使用して可変速度制御を行う際に、拘束状態を検知すると、誘導モータに流れる電流が電流制限値を超過しないで十分なトルクが発生するように周波数を切り換える技術が開示されている。ただし、この技術は移動を主とする搬送機械で、安定な当て止め停止状態に切り換えることが目的であり、拘束状態で安定なトルクを発生させることまでは考慮されていない。
特公平０１−４１７４０号公報 特許第３１３９９１６号公報

本発明の目的は、誘導モータを使用して、拘束状態でも安定なトルクを発生させることができる横編機の編地引き下げ装置を提供することである。

本発明によれば、歯口の下方から編地を引き下げる横編機の編地引き下げ装置は、誘導モータとインバータと、設定器とを含む。編地の引き下げ駆動を誘導モータが行うので、トルクモータを使用する場合に比較して、横編機のコストを低減することができる。インバータは、誘導モータに与える駆動電力の電圧および周波数を変更して、拘束状態を含む領域で誘導モータのトルクおよび回転速度をそれぞれ変更可能である。編地の編成動作中に、機構の摩擦や編糸に生じる瘤などで負荷変動があっても、張力変動の影響を受けにくいトルクと回転速度との関係特性を実現することができる。設定器では、インバータの電圧および周波数を、編地の引き下げ張力に対応させて設定する。編地の引き下げ張力を指定して、拘束状態でも安定なトルクを発生させ、誘導モータによるトルク制御を容易に行うことができる。

また本発明によれば、設定器で設定するインバータの電圧および周波数の範囲は、所望のトルクを維持しても誘導モータの発熱が許容範囲内となるように、予め求められている。横編機の使用に際しては、予め求められている範囲内で容易に電圧と周波数との設定を行うことができる。引き下げ張力に対応させる電圧および周波数の関係は、テーブルデータとして有する。所望の引き下げ張力に対して、データテーブルを参照して、対応する電圧と周波数との組合せを容易に求めることができる。

また本発明によれば、編地の編成開始時には編地の編み出し装置で編地を引き下げ、さらに編地の巻下げ装置で編地を連続的に引き下げることができる。編み出し装置と巻下げ装置とに、それぞれ誘導モータが設けられるので、編成開始時には編み出し装置のみを駆動し、編地の連続的な引き下げは巻下げ装置のみを駆動して行うことができる。編み出し装置および巻下げ装置の各誘導モータに印加する電力の電圧と周波数とを編地の引き下げ張力に応じてそれぞれ設定し、円滑に編み出しから巻下げに移行させることができる。

以下に本発明を実施するための最適実施例を示す。

図１は、本発明の一実施例である横編機１に設けられる編地引き下げ装置の概略的な電気的構成を示す。編地引き下げ装置は、横編機１で前後の針床２が対峙する歯口３の下方に設けられ、歯口３で編成される編地４を引き下げるための編地巻下げ装置５および編地編み出し装置６を備える。

編地巻下げ装置５は、編地４の表裏両側を２つの巻下げローラ７で挟んで連続的に巻下げる。２つの巻下げローラ７は、開閉機構８で間隔を開閉することができる。開閉機構８で巻下げローラ７間を閉じている状態での編地４を巻下げるための駆動は、巻下げモータ９によって行う。巻下げモータ９としては、誘導モータを使用する。

編地編み出し装置６は、編地４の編成開始時に、編み出し板１０の上端を昇降機構１１で歯口３に上昇させ、針床２で編成が開始された編地の編み端を係止する。編み出し板１０を上昇させている間は、編地巻下げ装置５の巻下げローラ７を、開閉機構８で開いておく。編地４の編成の進行とともに、昇降機構１１で編み出し板１０を下降させる。編み出し板１０が巻下げローラ７の位置よりも下方に引き下げられて、編地４が巻下げローラ７間を通るようになれば、開閉機構８で巻下げローラ７間を閉じる。編み出し板１０に係止されている編地４は、目外し機構１２で外す。昇降機構１１での編み出し板１０の昇降は、編み出しモータ１３で駆動する。編み出しモータ１３としては、誘導モータを使用する。

誘導モータである巻下げモータ９および編み出しモータ１３は、コントローラ２０による制御下で駆動する。コントローラ２０は、編成データ入力部２１、データ処理部２２、引き下げ張力設定部２３、Ｖ／ｆデータテーブル２４およびインバータ回路２５を含む。編成データ入力部２１には、編地４を編成するための編成データが入力される。編成データは、予めデザインシステムなどで作成され、オンラインで、または記録媒体に記録されて入力される。データ処理部２２は、編成データに基づいて、横編機１の各部を制御するための処理を行う。引き下げ張力設定部２３は、編地４を引き下げるための張力を設定する。Ｖ／ｆデータテーブル２４には、編地の引き下げ張力に対し、インバータ回路２５に設定する電圧Ｖおよび周波数ｆの組合せが設定されている。電圧Ｖおよび周波数ｆの組合せは、所望のトルクを維持しても、巻下げモータ９および編み出しモータ１３の誘導モータからの発熱が許容範囲内となるように、予め求められている。

インバータ回路２５は、巻下げモータ９および編み出しモータ１３の誘導モータに与える駆動電力の電圧Ｖおよび周波数ｆを変更して、拘束状態を含む領域で誘導モータのトルクおよび回転速度をそれぞれ変更可能である。編地４の編成動作中に、機構の摩擦や編糸に生じる瘤などで負荷変動があっても、回転速度に張力変動の影響を受けにくいトルクと回転速度との関係特性を実現することができる。

引き下げ張力設定部２３は、インバータ回路２５の出力電力の電圧Ｖおよび周波数ｆを、編地４の引き下げ張力に対応させて設定する設定器として機能し、操作パネル３０を有する。操作パネル３０には、操作部３１および表示部３２が設けられる。表示部３２に表示される範囲内で、編地４の引き下げ張力を操作部３１で指定して、誘導モータによるトルク制御を容易に行うことができる。

図２ａは、図１の巻下げモータ９について、巻下げ張力と回転速度との関係を示す。実線で示すうち、Ａは電圧Ｖが最大、周波数ｆがある周波数αであるときの特性を示す。Ｂは、電圧ＶをＡの最大値から低下させているときの特性を示す。Ｃは電圧Ｖが最大で、周波数ｆがαよりも低いときの特性を示す。破線のＤは、トルクモータを電圧Ｖが最大となる条件で使用するときの特性を、参考用として示す。

Ａでは、機構の摩擦や編糸の瘤などの外的要因による巻下げ張力の変動による回転速度変動が少ない。Ｂでは、外的要因による巻下げ張力の変動による回転速度変動は少ない。電圧制御によって、巻下げ張力を調整可能であることが判る。Ｃでも、外的要因による巻下げ張力の変動による回転速度変動は少ない。回転速度が０ｒｐｍ付近を維持する特性にすれば、拘束制御を実現することができ、任意のトルクを出力することが可能となる。

Ａに示す特性とＤとを比較すると、Ａの方が回転速度の変動を低速側の狭い範囲に調整可能であることが判る。ＡとＢとから、周波数ｆを変えずに、電圧Ｖを低下させることによって、巻下げ張力が変化していることが判る。またＡとＣとから、電圧Ｖを最大に保ち、周波数ｆを低下させることによって、回転速度が変化していることが判る。すなわち、電圧制御で編地巻下げ装置５の巻下げ張力を調整可能であり、周波数制御で回転速度を調整可能であることが判る。このため、周波数ｆを変更して、外的要因による回転速度変動の影響を受けにくい特性にすることも可能である。また、一定の回転速度を維持する条件で、任意のトルクを出力させることもできる。

図２ｂは、トルクモータの位相制御での巻下げ張力と回転速度との関係を示す。トルクモータは、トルクが制御可能であるとされているけれども、編地巻下げ装置での巻下げ張力は必ずしも一定にはならない。Ｄは、電圧Ｖが最大での特性を示す。Ｅは、電圧Ｖが５０％となるときの特性を示す。Ｆは、電圧Ｖをさらに小さくするときの特性を示す。Ｇは、トルクモータに替えて誘導モータを電圧Ｖが最大となる条件で位相制御するときの特性を示す。

Ｄ，Ｅ，Ｆを比較すると、電圧Ｖを低下させて低トルクとすることで、見かけ上の低回転速度駆動が実現されている。電圧Ｖで制御するので、巻下げ張力を調整可能となる。ただし、張力変動による回転速度への影響は大きい。周波数ｆは制御することができないので、すべりによる若干の変化はあっても、回転速度の調整を行うことはできない。外的要因による巻下げ張力の変動により、回転速度が変化してしまうので、特に、拘束させる場合などに影響が出る。ＧとＤとを比較すると、誘導モータでは最大トルクがトルクモータよりも劣るため、巻下げ装置には不適であることも判る。

図２ｃは、一般的な誘導モータのインバータ制御でのトルクと回転速度との関係を示す。誘導モータのインバータ制御では、電圧Ｖと周波数ｆとの調整によって、Ｈとして示すように、一定回転速度を維持しつつ任意トルクを得ることができる。また、Ｉとして示す中間の特性を経て、Ｊとして示すように、一定トルクを維持して、任意回転速度を得ることもできる。しかし、高回転速度と高トルクとの両方を満たす出力には適さないことが判る。

図３ａは、図１に示す操作パネル３０の表示部３２での巻下げ張力設定画面の一例を示す。針本数は、横編機１の針床２に設けられる編針のうち、編成に使用するものの数を設定する。すなわち、”ｍｉｎ”では、最小編幅が設定される。また、”ｍａｘ”では、最大編幅が設定される。巻下げ張力は、巻下げデータとして設定される。巻下げデータの最小値”ｍｉｎ”は、最小編幅での巻下げ張力として設定される。巻下げデータの最大値”ｍａｘ”は、最大編幅での巻下げ張力として設定される。

図３ｂは、図1に示す操作パネル３０の表示部３２での巻下げ張力設定画面の他の例を示す。図３ｂでは、図３ａよりも簡潔に表示され、編幅との関連は表示しないで、巻下げデータのみを０〜１００までの間で、たとえば６０として設定する。
図３ａや図３ｂでは、編地巻下げ装置５の巻下げ張力のみを設定しているけれども、設定された巻下げ張力は、編地編み出し装置６の編み出し板１０を下降させる張力としても設定されるようにしておく。これによって、編地編み出し装置６による編み出しから、設定された張力で編地４の引き下げを行い、編地巻下げ装置５による連続的な編地４の巻下げまで、引き下げ張力の変動が少ない状態で編地４の引き下げを行わせることができる。

ただし、横編機１の編地引き下げ装置としては、必ずしも編地巻下げ装置５および編地編み出し装置６の両方を設ける必要はない。編成する編地４のコース数が少なく、長さが短くなるような場合は、編地編み出し装置６のみが設けられていればよい。また、編地４の長さが長くなれば、自重で引き下げるようにすることもできる。さらに、編み出しモータ１３で駆動する編地編み出し装置６は用いずに、編み出し板１０を重りで引き下げ、編地巻下げ装置５に達したら、巻下げモータ９で巻下げるようにしてもよい。

本発明では、巻下げモータ９または編み出しモータ１３の一方を用いる場合も、両方を用いる場合も、誘導モータを使用し、インバータ回路２５から出力する電力の電圧Ｖおよび周波数ｆを引き下げ張力に応じて調整することによって、適切に編地４の引き下げを行うことができる。

本発明の一実施例である横編機の編地引き下げ装置の概略的な電気的構成を示すブロック図である。 図２ａは図１に示す編地巻下げ装置５の巻下げモータ９のインバータ制御での巻下げ張力と回転速度との関係を示すグラフ、図２ｂはトルクモータの位相制御での巻下げ張力と回転速度との関係を示すグラフ、図２ｃは一般的な誘導モータのインバータ制御でのトルクと回転速度との関係を示すグラフである。 図３ａは図１に示す操作パネル３０の表示部３２での巻下げ張力設定画面の一例を示す図、図３ｂは図1に示す操作パネル３０の表示部３２での巻下げ張力設定画面の他の例を示す図である。

符号の説明

１ 横編機
３ 歯口
４ 編地
５ 編地巻下げ装置
６ 編地編み出し装置
７ 巻下げローラ
９ 巻下げモータ
１０ 編み出し板
１３ 編み出しモータ
２０ コントローラ
２３ 引き下げ張力設定部
２４ Ｖ／ｆデータテーブル
２５ インバータ回路
３０ 操作パネル
３２ 表示部

Claims (3)

1. 歯口の下方から編地を引き下げる横編機の編地引き下げ装置において、
   編地の引き下げ駆動を行う誘導モータと、
   誘導モータに与える駆動電力の電圧および周波数を変更して、拘束状態を含む領域で誘導モータのトルクおよび回転速度をそれぞれ変更可能なインバータと、
   インバータの電圧および周波数を、編地の引き下げ張力に対応させて設定する設定器とを、
   含むことを特徴とする横編機の編地引き下げ装置。
2. 前記設定器で設定する前記インバータの電圧および周波数は、所望のトルクを維持しても前記誘導モータの発熱が許容範囲内となるように予め求められているテーブルデータから選択されることを特徴とする請求項１記載の横編機の編地引き下げ装置。
3. 前記編地引き下げ装置は、
   編成開始時に編地を編成位置から引き下げる編地の編み出し装置と、
   編み出し装置で引き下げる編地を巻下げる編地の巻下げ装置とを備え、
   前記誘導モータは、編み出し装置と巻下げ装置とにそれぞれ設けられることを特徴とする請求項１または２記載の横編機の編地引き下げ装置。
   

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