JP2010163224A - 糸巻取機及びパッケージの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】特定のパッケージ回転数で発生する大きな振動を防止しつつ、パッケージの生産効率を向上させることができる糸巻取機を提供する。
【解決手段】自動ワインダが備えるワインダユニット１０は、クレードル２３と、巻取ドラム２４と、パッケージ回転数検出部５２と、モータ制御部５４と、を備える。クレードル２３は、パッケージ３０を回転可能に支持する。巻取ドラム２４は、パッケージ３０を回転させる。パッケージ回転数検出部５２は、パッケージ３０の回転数を検出する。モータ制御部５４は、巻取ドラム２４の回転数を制御する。そして、モータ制御部５４は、パッケージ回転数検出部５２が検出したパッケージ３０の回転数が所定の回避回転数に達した場合、巻取ドラム２４の回転数を所定回転数まで減らすように制御する。
【選択図】図２

Description

本発明は、糸巻取機及びパッケージの製造方法に関する。詳細には、前記糸巻取機において、パッケージを支持するクレードルの振動を防止するための構成に関する。

従来から、巻取ボビンをクレードルによって回転可能に支持し、当該ボビンの外周面に糸をトラバースしながら巻き取ってパッケージを形成する糸巻取機が知られている。一般的に、クレードルは、ボビン（及びその外周面に糸が巻かれて形成されたパッケージ）を左右のアームにより両持ち式で把持するように構成される。

ところで、パッケージが回転すると当該パッケージを支持しているクレードルに振動が発生するが、この振動の周波数（又は振動数）とパッケージの回転周波数（又は回転数）とが整数倍の関係になると共振が発生し、突発的に大きな振動が発生する場合がある。

この点に関し、特許文献１は、異常な振動が発生した時には、パッケージの巻取りを停止させる構成のワインダを開示している。

実開平２−４３８７６号公報

上記のように共振による大きな振動が発生すると、パッケージと、パッケージの外周に接触して当該パッケージを回転駆動している巻取ドラム（接触ローラ）と、の接触が不安定になり、トラバースの精度が落ちてパッケージの品質が低下してしまう。パッケージの回転数が大きいときほど振動も大きくなるため、高速回転時ほど品質への悪影響も大きくなる。また特に、パッケージの高速回転時に上記の共振が発生すると、振動が大きくなりすぎてパッケージがクレードルから外れて落下してしまう場合もある。落下したパッケージは形が崩れてしまい、商品価値が無くなるため廃棄せざるを得ない。

従って、近年、パッケージを高速回転させて生産効率を更に向上させたいという要望が高まっているにもかかわらず、上記のような事情から、パッケージの回転数を上げるのにも限界があった。

一方、特許文献１が開示するワインダは異常振動発生時に巻取りを停止する構成であるので、高速回転時においても、パッケージの品質低下やクレードルからの落下等を防止することができる。しかし、上記特許文献１のワインダでは異常振動発生時には停止してしまうため、パッケージを高速回転させたとしても生産効率を上げることができなかった。

本願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、特定のパッケージ回転数で発生する大きな振動を防止しつつ、パッケージの生産効率を向上させることができる糸巻取機及びパッケージの製造方法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、以下のように構成された糸巻取機が提供される。即ち、この糸巻取機は、クレードルと、回転駆動部と、パッケージ回転数検出部と、駆動制御部と、を備える。前記クレードルは、パッケージを回転可能に支持する。前記回転駆動部は、前記パッケージを回転させる。前記パッケージ回転数検出部は、前記パッケージの回転数を検出する。前記駆動制御部は、前記回転駆動部の回転数を制御する。そして、前記駆動制御部は、前記パッケージ回転数検出部が検出した前記パッケージの回転数が所定の回避回転数に達した場合、前記回転駆動部の回転数を、その時点での回転数である当初回転数から変更して所定回転数にする回転数変更制御を行う。

これにより、パッケージの回転数が特定の回転数近傍の値となることを回避し、又は、そのような状態となる期間を短くすることができる。従って、例えば振動等が発生し易い回転数となる期間を短縮するように制御することが可能となるので、振動によってクレードルからパッケージが外れたり、回転駆動部とパッケージとの間で接触不良が発生したりすることによる品質低下等を防止し、高品質なパッケージを生産することができる。また、このようにパッケージの振動を抑えることができるので、パッケージをより高速回転させることができ、生産効率が向上する。

上記の糸巻取機においては、以下のように構成することが好ましい。即ち、前記所定回転数は前記当初回転数より小さい値である。前記クレードルの振動と回転する前記パッケージの振動とが共振する当該パッケージの回転数が、前記回避回転数以下で、かつ前記回転駆動部の前記所定回転数に対応する前記パッケージの回転数より大きい値である。

これにより、回転数変更制御では、パッケージの回転数を、当初回転数から、クレードルの振動と回転するパッケージの振動とが共振する回転数（共振発生回転数）を飛び越えるようにして、所定回転数まで変更することができる。従って、クレードルの振動と回転するパッケージの振動とが共振する期間を短縮でき、大きな振動を防ぐことができる。更に、パッケージの回転数は巻取りの進行に伴って徐々に減少して共振発生回転数に近づくことが多いが、当該共振発生回転数を飛び越えるようなパッケージの回転数の減少制御によって、その共振発生回転数での振動の問題を確実に解決して巻取りを継続することができる。

前記の糸巻取機においては、前記駆動制御部は、前記回転数変更制御を行った後、前記パッケージ回転数検出部が検出した前記パッケージの回転数が所定の復帰回転数に達した場合、前記回転駆動部の回転数を前記当初回転数に戻すように制御することが好ましい。

即ち、回転駆動部の回転数を所定回転数に変更した後、パッケージ外周に糸層が形成されるに従い、パッケージの回転数は徐々に低下していく。従って、十分に巻取りが進んだことをパッケージ回転数検出部で検出した時点で回転駆動部の回転数を当初回転数に戻すことで、共振の問題を生じさせずに巻取速度を元の速度に復帰させることができる。また、例えば回転数変更制御において回転駆動部の回転数を減らした場合には、回転駆動部の回転数を増加させて当初回転数まで戻すことで、パッケージの回転数を上げて生産効率を向上させることができる。

前記の糸巻取機においては、前記駆動制御部は、前記回転数変更制御を行ってから所定時間経過後、当該回転駆動部の回転数を前記当初回転数に戻すように制御することもできる。

即ち、回転数変更制御から所定時間が経過した時点で十分に巻取りが進んだものとして回転駆動部の回転数を元に戻す方法によっても、共振の問題を生じさせずに巻取速度を元の速度に戻すことができる。

前記の糸巻取機においては、前記駆動制御部は、前記回転数変更制御を行った後、当該回転駆動部の回転数を前記所定回転数で維持するように制御することが好ましい。

これにより、回転数変更制御の後に、回転駆動部の回転数を一定に保つという簡単な制御で、回避すべき特定の回転数にパッケージの回転数が一致していない状態をしばらくの間確実に維持することができる。

前記の糸巻取機においては、以下のように構成することもできる。即ち、前記所定回転数は前記当初回転数より小さい値である。前記駆動制御部は、前記回転数変更制御を行った後、前記パッケージの巻太りに応じて前記回転駆動部の回転数を増大させることで前記パッケージの回転数を維持するように制御し、これにより、前記回転駆動部の回転数を前記当初回転数に戻す。

この構成では、回転数変更制御によりいったん減少した回転駆動部の回転数を巻太りに応じて徐々に増大させるので、巻取速度の落込みをその分だけ回復させることができる。従って、パッケージの生産効率を向上させることができる。

本発明の第２の観点によれば、クレードルに支持されたパッケージを回転駆動部で回転させて糸を巻き取るパッケージの製造方法であって、以下のようなパッケージの製造方法が提供される。即ち、このパッケージの製造方法は、パッケージ回転数検出工程と、回転駆動部回転数変更工程と、を含む。前記パッケージ回転数検出工程では、前記パッケージの回転数を検出する。前記回転駆動部回転数変更工程では、前記パッケージの回転数が所定の回避回転数に達した場合、前記回転駆動部の回転数を変更して所定回転数にする制御を行う。

この方法により、パッケージの回転数が特定の回転数近傍の値となることを回避し、又は、そのような状態となる期間を短くすることができる。従って、例えば振動等が発生し易い回転数となる期間を短縮するように制御することが可能となるので、振動によってクレードルからパッケージが外れたり、回転駆動部とパッケージとの間で接触不良が発生したりすることによる品質低下等を防止し、高品質なパッケージを生産することができる。また、このようにパッケージの振動を抑えることができるので、パッケージをより高速回転させることができ、生産効率が向上する。

本発明の第１実施形態に係る自動ワインダが備えるワインダユニットの概略図。 本実施形態に係るパッケージ製造方法における巻取ドラムの制御フローチャート。 （ａ）図２のフロー実行時におけるパッケージの回転数の変化を概念的に示したグラフ。（ｂ）図２のフロー実行時における巻取ドラムの回転速度の変化を概念的に示したグラフ。 本実施形態における別のパッケージ製造方法における巻取ドラムの制御フローチャート。 （ａ）図４のフロー実行時におけるパッケージの回転数の変化を概念的に示したグラフ。（ｂ）図４のフロー実行時における巻取ドラムの回転速度の変化を概念的に示したグラフ。 本発明の第２実施形態に係る自動ワインダが備えるワインダユニットの概略図。 （ａ）変形例におけるパッケージの回転数の変化を概念的に示したグラフ。（ｂ）変形例における巻取ドラムの回転速度の変化を概念的に示したグラフ。 （ａ）別の変形例におけるパッケージの回転数の変化を概念的に示したグラフ。（ｂ）別の変形例における巻取ドラムの回転速度の変化を概念的に示したグラフ。

次に、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る糸巻取機としての自動ワインダが備えるワインダユニット１０の概略図である。

図１に示すワインダユニット１０は、給糸ボビン２１から解舒される紡績糸２０をトラバースさせながら巻取ボビン（巻取管）２２に巻き付けて、所定長で所定形状のパッケージ３０とするものである。本実施形態の自動ワインダ（糸巻取機）は、並べて配置された複数のワインダユニット１０と、図略の機台制御装置を備えている。

それぞれのワインダユニット１０は、巻取ユニット本体１６と、ユニット制御部５０と、を備えている。

ユニット制御部５０は、例えば、ＣＰＵと、ＲＡＭと、ＲＯＭと、Ｉ／Ｏポートと、を備えて構成されている。前記ＲＯＭには、巻取ユニット本体１６の各構成を制御するためのプログラムが記録されている。また前記Ｉ／Ｏポートには前記機台制御装置が接続されている。以上の構成で、オペレータが機台制御装置を適宜操作することにより複数のワインダユニット１０を一括して管理或いは制御することができる。

前記巻取ユニット本体１６は、給糸ボビン２１と巻取ドラム２４との間の糸走行経路中に、給糸ボビン２１側から順に、解舒補助装置１２と、テンション付与装置１３と、スプライサ装置１４と、クリアラ（糸品質測定器）１５と、を配置した構成となっている。

解舒補助装置１２は、給糸ボビン２１の芯管に被さる規制部材４０を給糸ボビン２１からの糸の解舒と連動して下降させることにより、給糸ボビン２１からの糸の解舒を補助するものである。規制部材４０は、給糸ボビン２１から解舒された糸の回転と遠心力によって給糸ボビン２１上部に形成されたバルーンに対し接触し、当該バルーンを適切な大きさに制御することによって糸の解舒を補助する。規制部材４０の近傍には前記給糸ボビン２１のチェース部を検出するための図略のセンサが備えられており、このセンサがチェース部の下降を検出すると、それに追従して前記規制部材４０を例えばエアシリンダ（図略）によって下降させることができる。

テンション付与装置１３は、走行する紡績糸２０に所定のテンションを付与するものである。テンション付与装置１３としては、例えば、固定の櫛歯に対して可動の櫛歯を配置するゲート式のものを用いることができる。可動側の櫛歯は、櫛歯同士が噛み合わせ状態又は解放状態になるように、例えばロータリ式に構成された図略のソレノイドにより回動することができる。このテンション付与装置１３によって、巻き取られる紡績糸２０に一定のテンションを付与し、パッケージ３０の品質を高めることができる。なお、テンション付与装置１３には、上記ゲート式のもの以外にも、例えばディスク式のものを採用することができる。

スプライサ装置１４は、クリアラ１５が糸欠点を検出して行う糸切断時、又は給糸ボビン２１からの解舒中の糸切れ時等に、給糸ボビン２１側の下糸と、パッケージ３０側の上糸とを糸継ぎするものである。このような上糸と下糸とを糸継ぎする糸継装置としては、機械式のものや、圧縮空気等の流体を用いるもの等を使用することができる。

クリアラ１５のクリアラヘッド４９には、紡績糸２０の太さを検出するための図略のセンサが備えられている。クリアラ１５はこのセンサからの糸太さ信号を監視することにより糸欠陥を検出するように構成されている。また、前記クリアラヘッド４９の近傍には、前記クリアラ１５が糸欠点を検出したときに直ちに紡績糸２０を切断するための図略のカッタが付設されている。

前記スプライサ装置１４の下側及び上側には、給糸ボビン２１側の下糸を捕捉してスプライサ装置１４に案内する下糸案内パイプ２５と、パッケージ３０側の上糸を捕捉してスプライサ装置１４に案内する上糸案内パイプ２６と、が設けられている。また、下糸案内パイプ２５と上糸案内パイプ２６は、それぞれ軸３３，３５を中心にして回動可能に構成されている。下糸案内パイプ２５の先端には吸引口３２が形成され、上糸案内パイプ２６の先端にはサクションマウス３４が備えられている。下糸案内パイプ２５及び上糸案内パイプ２６には適宜の負圧源がそれぞれ接続されており、前記吸引口３２及びサクションマウス３４に吸引流を発生させて、上糸及び下糸の糸端を吸引捕捉できるように構成されている。

スプライサ装置１４の更に上側には、巻取ボビン（紙管、芯管）２２を回転可能に挟持できるように構成されたクレードル２３と、紡績糸２０をトラバースさせるとともに前記巻取ボビン２２を駆動するための巻取ドラム（回転駆動部）２４と、が設けられている。

巻取ドラム２４は、巻取ボビン２２に対向するように配置されている。また、巻取ドラム２４の外周面には螺旋状の綾振溝２７が形成されており、この綾振溝２７によって紡績糸２０をトラバースさせるように構成している。

巻取ボビン２２（又は当該巻取ボビン２２の外周に糸層が形成されたパッケージ３０）の外周面は前記巻取ドラム２４（回転駆動部）の外周面に接触しており、当該巻取ドラム２４が回転駆動することにより駆動される。この巻取ドラム２４はドラム駆動モータ５３の出力軸に連結されており、このドラム駆動モータ５３の作動はモータ制御部（駆動制御部）５４によって制御されている。

前記モータ制御部５４は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ及びＲＯＭ等からなるハードウェアと、前記ＲＯＭに記憶されたプログラムとによって構成されている。このモータ制御部５４は、ドラム駆動モータ５３の回転数を所定の回転数まで増加させる回転数増加部５７と、所定の回転数まで減少させる回転数減少部５８と、を備えている。モータ制御部５４は、例えばフィードバック制御等公知の方法によって前記ドラム駆動モータ５３の回転数を増加及び減少させることで、適切に制御できるように構成されている。また、モータ制御部５４にはユニット制御部５０から回転数指令信号が入力されるように構成されており、この回転数指令信号に基づいてドラム駆動モータ５３の回転数を制御するように構成されている。以上の構成で、給糸ボビン２１から解舒された紡績糸２０を適切な速度で巻取ボビン２２に巻き取ることができる。

クレードル２３は、２本のアーム５１，５１でパッケージ３０の両端を回転可能に把持するよう構成されている。また、クレードル２３は、図略の回動軸（支持軸）を中心にして、巻取ドラム２４に対し近接又は離間する方向に回動可能に構成されている。即ち、クレードル２３が回動することによって、巻取ボビン２２への紡績糸２０の巻取りに伴うパッケージ３０の径の増大を吸収できるように構成されている。これにより、パッケージ３０が巻き太って糸層径が増大しても、当該パッケージ３０の表面を常に適切に巻取ドラム２４に接触させた状態で紡績糸２０を巻き取ることができる。

クレードル２３の前記アーム５１の一方には、パッケージ回転センサ１８が設けられている。このパッケージ回転センサ１８は、ホールＩＣと、周方向に多極着磁された円板状の磁石と、から構成されている。前記円板状磁石はパッケージ３０の回転軸と一体的に回転するように構成されている。また、前記ホールＩＣは円板状磁石の周方向の端部に近接して配置されている。以上の構成で、パッケージ３０が回転すると、円板状磁石の回転によって引き起こされる磁界の変化をホールＩＣが検知し、当該パッケージ３０の１回転あたり所定個数のパルス信号がパッケージ回転センサ１８から出力される。なお、図１ではパッケージ回転センサ１８はコーン形状のパッケージ３０の小径側に設けられているが、大径側に設けても良い。

パッケージ回転センサ１８からの出力信号（前記パルス信号）は、ユニット制御部５０に入力される。ユニット制御部５０は、この出力信号に基づいて、パッケージ３０の回転数（単位時間あたりに回転した数）を算出するように構成されている。従って、ユニット制御部５０はパッケージ回転数検出部５２としても機能するということができる。パッケージ回転センサ１８からの信号に基づいて求めたパッケージ３０の回転数は、例えば、巻取ドラム２４の回転数とパッケージ３０の回転数とが整数比の関係になったときに、ワインド数を変更してリボン巻きを回避するトラバースジャンプ制御などに用いられている。

また、ユニット制御部５０は、前記パッケージ３０の回転数や、その他各種センサからの情報に基づいて、巻取ドラム２４の適切な回転数を決定し、ドラム駆動モータ５３の回転数を指示するための回転数指令信号をモータ制御部５４に出力するように構成されている。これにより、パッケージ３０の糸層径の成長に応じて、巻取ドラム２４を適切な回転数で回転させるように制御し、紡績糸２０を適切な巻取速度で巻き取ることができる。

以上のように構成されたワインダユニット１０による紡績糸２０の巻取方法について簡単に説明する。最初に、クレードル２３に空の巻取ボビン２２がセットされる。空の巻取ボビン２２がセットされると、ユニット制御部５０は、モータ制御部５４に適宜回転数指令信号を出力して、巻取ドラム２４を低速で回転させて空の巻取ボビン２２の外周面に紡績糸２０を一定長巻き付ける、いわゆるタッチ巻き制御を実行する。

前記タッチ巻きが終了すると、モータ制御部５４はユニット制御部５０からの回転数指令信号に基づき、紡績糸２０の巻取速度が所定の速度（目標巻取速度）になるまで巻取ドラム２４の回転数を上げる。ここで巻取速度とは、単位時間あたりに巻き取られる紡績糸２０の長さを意味する。巻取速度は巻取ドラム２４の単位時間あたりに回転した数（回転数）によって決まるので、モータ制御部５４は巻取ドラム２４の回転数が所定の回転数となるまで回転数の増加制御を行う。

巻取ドラム２４の回転数増加制御が終了し、紡績糸２０の巻取速度が目標巻取速度に達すると（即ち、巻取ドラム２４の回転数が所定の回転数に達すると）、モータ制御部５４は巻取ドラム２４の回転数を維持するように制御する。これにより、一定の巻取速度（目標巻取速度）で紡績糸２０の巻取りが行われ、パッケージ３０の糸層径が増大していく。なお、前記のように巻取速度を一定とする（即ちパッケージ３０の周速を一定とする）一方で、パッケージ３０の糸層径が徐々に増大していくので、紡績糸２０の巻取りの進行に従ってパッケージ３０の回転数は徐々に減少していくことになる。

巻取りの途中で糸切れが発生した場合や、クリアラ１５が糸欠点を検出したことにより糸が切断された場合は、糸継ぎを行って巻取りを再開する必要がある。このため、ユニット制御部５０は糸切れ及び糸切断を検知すると、モータ制御部５４に信号を出力して巻取ドラム２４の回転を停止させるとともに、図略のパッケージブレーキ機構でパッケージ３０の回転を止める。続いて、ユニット制御部５０は、下糸案内パイプ２５と上糸案内パイプ２６を駆動し、給糸ボビン２１側の下糸とパッケージ３０側の上糸とをスプライサ装置１４に案内する。そして、スプライサ装置１４で下糸と上糸との糸継ぎが終了すると、ユニット制御部５０は、モータ制御部５４に適宜回転数指令信号を出力し、停止する直前の回転数まで速やかに巻取ドラム２４の回転数を増加させて巻取りを継続する。

ところで、前述したように糸の巻取りに伴ってクレードル２３には振動が発生するが、本願発明者の実験によれば、クレードル２３の左右のアームが互いに逆位相の関係になるように振動するとき、当該クレードル２３に発生する振動が最大になるという知見が得られている。そして、パッケージ３０表面への糸の巻取りが進行するに従い、パッケージ３０の回転数は徐々に減少していく。すると、ある時点において、クレードル２３の振動と回転するパッケージ３０の振動とが共振して、クレードル２３に大きな振動が発生してしまうようなパッケージ３０の回転数となる。共振によってこのような大きな振動が発生すると、クレードル２３からパッケージ３０が落下したり、巻取ドラム２４とパッケージ３０との接触が不良になってパッケージ３０の回転制御が不安定になるなどの問題が発生する。

この問題点を克服するため、本実施形態の自動ワインダは以下のように構成されている。即ち、パッケージ３０の回転数が徐々に減少して共振が発生する回転数（共振発生回転数）に近づくと、巻取ドラム２４の回転数を減少させるように変更することにより、パッケージ３０の回転数を速やかに減少させて当該共振発生回転数を通過させる。つまり、パッケージ３０の回転数が徐々に減少していく以上、当該回転するパッケージ３０の振動とクレードル２３の振動とが共振する回転数を完全に避けることはできないが、上記のように当該パッケージ３０の回転数を速やかに低下させて共振発生回転数と一致する期間が最短となるように制御することで、上記の問題の発生を防止することができるのである。

より具体的には以下のように構成されている。まず、共振が発生するパッケージ３０の回転数（共振発生回転数）を予め求めておく。この共振発生回転数は、所定の巻取速度で紡績糸２０の巻取りを実施し、このときのクレードル２３の振動を監視して、クレードル２３に共振が発生した時のパッケージ３０の回転数を測定することで求めることができる。もっとも、前記のように実験で求める方法に代えて、クレードル２３の設計データ等からシミュレーション等により共振発生回転数を求めても良い。

そして、前記共振発生回転数に基づいて、パッケージ３０の所定の回転数（回避回転数、トリガ回転数）を予め設定しておく。モータ制御部５４は、パッケージ３０の回転数がこの回避回転数に達した場合に、巻取ドラム２４の回転数を減少させることでパッケージ３０の回転数を速やかに低下させ、共振発生回転数を瞬間的に通過させる。この回避回転数は、共振発生回転数と同じ値としても良いが、本実施形態では共振の影響を確実に防止するために、前記共振発生回転数に若干のマージン分を加算した値としている。

なお、クレードル２３に大きな振動が発生する振動数と回転するパッケージ３０の振動数とが一致した場合だけでなく、これらが整数倍の関係となった場合にも上記の共振が発生し得る。従って、共振発生回転数は１つとは限らず、パッケージ３０が満管となるまでの間に複数存在する場合がある。この場合は、上記回避回転数は、複数の共振発生回転数に対応して複数設定しておく。

次に、図２及び図３を参照して、本実施形態の自動ワインダにおけるパッケージ３０の製造方法について説明する。図２はユニット制御部５０及びモータ制御部５４による巻取ドラム２４の制御フローチャート、図３（ａ）は図２のフロー実行時におけるパッケージ３０の回転数の変化を概念的に示したグラフ、図３（ｂ）は図２のフロー実行時における巻取ドラム２４の回転数の変化を概念的に示したグラフである。なお、図３（ａ）において、縦軸はパッケージ３０の回転数、横軸は時間である。また図３（ｂ）において、縦軸は巻取ドラム２４の回転数、横軸は時間である。なお、図２に示すフローチャート及び図３に示すグラフの開始時点において、前記タッチ巻き制御及び目標巻取速度への加速が完了しているものとする。

まず、図２のフローチャート開始時点では、巻取ドラム２４の回転数を一定とするように制御が行われている。従って、図３（ａ）に示すように、パッケージ３０の回転数が徐々に減少している状態である。この状態で、パッケージ回転数検出部５２は、パッケージ回転センサ１８から取得した信号に基づいて、パッケージ３０の回転数を検出している。そして、ユニット制御部５０は、パッケージ３０の前記回転数が回避回転数まで低下したかどうかを監視している（Ｓ１０１の判断、パッケージ回転数検出工程）。

パッケージ３０の回転数が回避回転数まで下がっていない場合は、共振が発生するおそれのある回転数には達していないと判断できるので、ユニット制御部５０は回転数変更の信号をモータ制御部５４に対して出力せず、モータ制御部５４は巻取ドラム２４を一定の回転数で駆動させ続ける。これにより、紡績糸２０が目標巻取速度で巻かれ、パッケージ３０の表層に糸層が形成されていく。

パッケージ３０の回転数が徐々に低下して所定値（回避回転数）より小さくなると、共振が発生するおそれのある回転数に達したと判断できるので、ユニット制御部５０は、ドラム駆動モータ５３の回転数をその時点の回転数（当初回転数）から減らすようにモータ制御部５４に対して回転数指令信号を出力する。これに基づき、モータ制御部５４の回転数減少部５８は、巻取ドラム２４の回転数が速やかに所定回転数以下になるようにドラム駆動モータ５３の回転速度を減少制御する（Ｓ１０２、回転駆動部回転数変更工程）。なお、前記所定回転数は、これに対応するパッケージ３０の回転数が共振発生回転数より小さくなるような巻取ドラム２４の回転数が予め設定されている。即ち、前記共振発生回転数は、回避回転数と、巻取ドラム２４の前記所定回転数に対応するパッケージ３０の回転数と、の間の値となる。

この回転数変更制御（回転駆動部回転数変更工程）により、回転するパッケージ３０の振動とクレードル２３の振動とが共振する共振発生回転数を最短の期間で通過させ、共振による大きな振動が発生してしまうことを防ぐことができる。これにより、パッケージ３０の品質を向上させることができる。また、共振による振動を防止できるので、パッケージ３０をより高速回転させて生産効率を向上させることができる。また、特許文献１のようにパッケージ３０の回転を停止させる必要が無くなるため、この点でも生産効率を向上させることができる。

続いて、パッケージ回転数検出部５２はパッケージ３０の回転数の検出を行い、ユニット制御部５０はパッケージ３０の前記回転数が所定の回転数（復帰回転数、第２トリガ回転数）まで低下したかどうかを監視する（Ｓ１０３）。この復帰回転数としては、Ｓ１０２の処理で減速する前の巻取ドラム２４の回転数（前記当初回転数）まで当該巻取ドラム２４の回転数を戻しても、パッケージ３０の回転数が共振発生回転数以上にならないような回転数が予め設定されている。

パッケージ３０の回転数が復帰回転数より小さくなっていない場合は、ユニット制御部５０は回転数変更の信号をモータ制御部５４に対して出力せず、モータ制御部５４は巻取ドラム２４の回転数を所定回転数に維持して駆動させ続ける。これにより図３（ａ）に示すように、パッケージ３０の回転数は徐々に低下していく。

パッケージ３０の回転数が復帰回転数まで低下すると、ユニット制御部５０は、巻取ドラム２４の回転数を元に戻すようにモータ制御部５４に対して回転数指令信号を出力する。これに基づいて、モータ制御部５４の回転数増加部５７は、Ｓ１０２で回転数を下げる前の回転数（当初回転数）になるようにドラム駆動モータ５３の回転数を増加させるように制御する（Ｓ１０４）。これにより、紡績糸２０が再び目標巻取速度で巻かれる。即ち、巻取ドラム２４の回転数を戻してもクレードル２３と共振を起こすおそれの無い回転数までパッケージ３０の回転数が低下した場合には、巻取ドラム２４の回転数を戻すことにより、低下していた巻取速度を回復させて生産効率を向上させることができるのである。

なお、Ｓ１０３の判断でパッケージ３０の回転数を復帰回転数と比較する構成に代えて、巻取ドラム２４の回転数を減少（Ｓ１０２）させてから所定時間経過後に当該巻取ドラム２４の回転数を元に戻すように制御しても良い。この場合、前記所定時間としては、巻取ドラム２４の回転数を戻してもパッケージ３０の回転数が共振発生回転数以上とならないようになるまで糸層が形成されるのに十分な時間を予め設定しておく。ただし、巻取ドラム２４の回転数を戻してもパッケージ３０の回転数が共振発生回転数以上とならない回転数まで当該パッケージ３０の回転数が低下したことを正確に検知するという観点からは、図２のＳ１０３のように、パッケージ３０の回転数と復帰回転数とを比較して判断することが好ましい。

Ｓ１０４で巻取ドラム２４の回転数を戻した後も、パッケージ３０が満巻となるまでの間、当該パッケージ３０の回転数は徐々に低下していく。従って、満巻となるまでの間に共振発生回転数が複数存在している場合には、上記の処理を必要な回数だけ繰り返す（Ｓ１０５）。以上のようにして、回転するパッケージ３０の振動とクレードル２３の振動との共振を抑えつつ、可能な限り目標巻取速度で紡績糸２０を巻き取ることにより生産効率を向上させることができる。

また、本実施形態の自動ワインダは、トラバースジャンプ処理などを行うために従来から自動ワインダが備えていたパッケージ回転センサ１８の出力を用いて上記の制御を行っている。従って、パッケージ３０の回転数を検出するための新たな構成を必要としないので、コストの面で有利である。

なお、図３のグラフ中でパッケージ回転数及び巻取ドラム回転数が急激にゼロになって急激に回復している箇所は、糸切れや糸切断の発生により一時的に巻取りを停止させて糸継ぎを実行したことを示している。即ち、図２のフローの実行中に糸継ぎが必要な状況が発生した場合は、巻取ドラム２４及びパッケージ３０の回転をいったん停止させ、糸継ぎの終了後、停止させる直前の回転数まで巻取ドラム２４の回転数を速やかに増加させて巻取りを継続する。このように糸継ぎ等により一時的に巻取ドラム２４を停止した場合であっても、停止させる直前の回転数まで巻取ドラム２４の回転数を増加させて巻取りを継続する場合は、「回転数を維持する」ということができる。

次に図４及び図５を参照して、上記実施形態の自動ワインダが実行可能なパッケージ３０の製造方法の変形例について説明する。図４はこの変形例に係る巻取ドラム２４の制御フローチャートである。図５（ａ）は図４のフローチャート実行時のパッケージ３０の回転数の変化を概念的に示すグラフ、図５（ｂ）は巻取ドラム２４の回転数の変化を概念的に示すグラフである。なお、図５（ａ）において、縦軸はパッケージ３０の回転数、横軸は時間である。また図５（ｂ）において、縦軸は巻取ドラム２４の回転数、横軸は時間である。なお、図４に示すフローチャート及び図５に示すグラフの開始時点において、前記タッチ巻き制御及び目標巻取速度への加速が完了しているものとする。

まず、図２で説明した制御フローと同様に、パッケージ３０の回転数と回避回転数とを比較する（Ｓ２０１の判断、パッケージ回転数検出工程）。パッケージ３０の回転数が回避回転数より小さい場合は、巻取ドラム２４の回転数を所定回転数まで減少させる（Ｓ２０２、回転駆動部回転数変更工程）。

巻取ドラム２４の回転数を減少させた後は、パッケージ３０の回転数が共振発生回転数を超えないようにしながら、巻取ドラム２４の回転数を徐々に増加させる（Ｓ２０３）。即ち、図２で説明したフローでは、巻取ドラム２４の回転数を減少させた後は当該巻取ドラム２４の回転数を一定としたが、上記のように巻取ドラム２４の回転数を徐々に増加させることにより、巻取ドラム２４の回転数を減少させることによる生産効率の低下を最小限に抑えることができるのである。

巻取ドラム２４の回転数増加制御の方法としては様々な方法が考えられるが、例えば、図４及び図５（ａ）に示すように、パッケージ３０の回転数を維持するように制御することができる。巻取ドラム２４の回転数が元の回転数に達したら（Ｓ２０４の判断）、その後は巻取ドラム２４を一定の回転数で回転させる。そして、上記の処理を必要回数だけ繰り返す（Ｓ１０５）。

以上で説明したように、本実施形態の自動ワインダは、クレードル２３と、巻取ドラム２４と、パッケージ回転数検出部５２と、モータ制御部５４と、を備える。クレードル２３は、パッケージ３０を回転可能に支持する。巻取ドラム２４は、パッケージ３０を回転させる。パッケージ回転数検出部５２は、パッケージ３０の回転数を検出する。モータ制御部５４は、巻取ドラム２４の回転数を制御する。そして、モータ制御部５４は、パッケージ回転数検出部５２が検出したパッケージ３０の回転数が所定の回避回転数に達した場合、巻取ドラム２４の回転数を、その時点での回転数（当初回転数）から変更して所定回転数にする回転数変更制御を行う。

これにより、パッケージ３０の回転数が特定の回転数近傍の値となる期間を短くすることができる。従って、例えば振動等が発生し易い回転数となる期間を短縮するように制御することが可能となるので、振動によってクレードル２３からパッケージ３０が外れたり、巻取ドラム２４とパッケージ３０との間で接触不良が発生したりすることによる品質低下等を防止し、高品質なパッケージ３０を生産することができる。また、このようにパッケージ３０の振動を抑えることができるので、パッケージ３０をより高速回転させることができ、生産効率が向上する。

また、本実施形態の自動ワインダにおいては、前記回転数変更制御において、所定回転数は当初回転数より小さい値となっている。更に、前記クレードル２３の振動と回転する前記パッケージ３０の振動とが共振する当該パッケージ３０の回転数が、前記回避回転数以下で、かつ前記所定回転数に対応する前記パッケージ３０の回転数より大きい値となっている。

これにより、回転数変更制御では、パッケージ３０の回転数を、当初回転数から、クレードル２３の振動と回転するパッケージ３０の振動とが共振する回転数（共振発生回転数）を飛び越えるようにして、所定回転数まで変更することができる。従って、クレードル２３の振動と回転するパッケージ３０の振動とが共振する期間を短縮でき、大きな振動を防ぐことができる。更に、パッケージ３０の回転数は巻取りの進行に伴って徐々に減少して共振発生回転数に近づくことになるが、当該共振発生回転数を飛び越えるようなパッケージ３０の回転数の減少制御によって、その共振発生回転数での振動の問題を確実に解決して巻取りを継続することができる。

また、本実施形態の自動ワインダにおいては、モータ制御部５４は、回転数変更制御を行った後、パッケージ回転センサ１８が検出した前記パッケージ３０の回転数が所定の復帰回転数に達した場合、巻取ドラム２４の回転数を当初回転数に戻すように制御している。

即ち、巻取ドラム２４の回転数を所定回転数に減らした後、パッケージ３０の外周に糸層が形成されるに従い、パッケージ３０の回転数は更に徐々に低下していく。従って、十分に巻取りが進んだことをパッケージ回転センサ１８で検出した時点で巻取ドラム２４の回転数を当初回転数に戻すことで、共振の問題を生じさせずに巻取速度を元の速度に復帰させることができる。また、本実施形態では回転数変更制御において巻取ドラム２４の回転数を減らしているが、その後に巻取ドラム２４の回転数を増加させて当初回転数まで戻すことで、パッケージ３０の回転数を上げて生産効率を向上させることができる。

また、本実施形態の自動ワインダにおいては、モータ制御部５４は、前記回転数変更制御を行ってから所定時間経過後、当該巻取ドラム２４の回転数を前記当初回転数に戻すように制御することもできる。

即ち、回転数変更制御から所定時間が経過した時点で十分に巻取りが進んだものとして巻取ドラム２４の回転数を元に戻す方法によっても、共振の問題を生じさせずに巻取速度を元の速度に戻すことができる。

また、本実施形態の自動ワインダにおいては、モータ制御部５４は、前記回転数変更制御を行った後、当該巻取ドラム２４の回転数を前記所定回転数で維持するように制御している。

これにより、回転数変更制御の後に、巻取ドラム２４の回転数を一定に保つという簡単な制御で、回避すべき共振発生回転数よりパッケージ３０の回転数が小さい値である状態をしばらくの間確実に維持することができる。

また、本実施形態の自動ワインダにおいては、モータ制御部５４は、巻取ドラム２４の回転数を所定回転数まで減らす回転数変更制御を行った後、前記パッケージ３０の巻太りに応じて巻取ドラム２４の回転数を増大させることでパッケージ３０の回転数を維持するように制御し、これにより、前記巻取ドラム２４の回転数を当初回転数に戻すこともできる。

この構成では、回転数変更制御によりいったん減少した巻取ドラム２４の回転数を巻太りに応じて徐々に増大させるので、巻取速度の落込みをその分だけ回復させることができる。従って、パッケージ３０の生産効率を向上させることができる。

また、本実施形態のパッケージ３０の製造方法は、パッケージ回転数検出工程と、回転駆動部回転数変更工程と、を含む。パッケージ回転数検出工程では、パッケージ３０の回転数を検出する。回転駆動部回転数変更工程では、パッケージ３０の回転数が所定の回避回転数に達した場合、巻取ドラム２４の回転数を変更して所定回転数にする制御を行う。

この方法により、パッケージ３０の回転数が特定の回転数近傍の値となる期間を短くすることができる。従って、例えば振動等が発生し易い回転数（共振発生回転数）となる期間を短縮するように制御することが可能となるので、振動によってクレードル２３からパッケージ３０が外れたり、巻取ドラム２４とパッケージ３０との間で接触不良が発生したりすることによる品質低下等を防止し、高品質なパッケージ３０を生産することができる。また、このようにパッケージ３０の振動を抑えることができるので、パッケージ３０をより高速回転させることができ、生産効率が向上する。

次に、本発明の第２実施形態の自動ワインダについて図６を参照して説明する。図６は、本発明の第２実施形態に係る糸巻取機としての自動ワインダが備えるワインダユニット１０の概略図である。なお、以降の説明において、前述の第１実施形態と同一又は類似の構成については図面に同一の符号を付して説明を省略する場合がある。

本実施形態においてワインダユニット１０が備える巻取ユニット本体１６は、巻取ボビン２２を回転可能に把持できるように構成されたクレードル２３と、紡績糸２０をトラバースさせるためのアーム式のトラバース装置１１と、巻取ボビン２２の周面又はパッケージ３０の周面に接触して回転駆動させる接触ローラ４５と、を備えている。前記クレードル２３は図略の回動軸を中心に回動可能に構成されており、巻取ボビン２２への紡績糸２０の巻取りによる糸層径の増大を、クレードル２３が回動することによって吸収できるように構成されている。また、クレードル２３のアーム５１には、パッケージ３０の回転数を検出するためのパッケージ回転センサ１８が取り付けられている。

前記トラバース装置１１は、前記接触ローラ４５の近傍に設けられている。このトラバース装置１１は、支軸のまわりに旋回可能に構成した細長状のアーム部材４２と、このアーム部材４２の先端に形成されたフック状のトラバースガイド４１と、アーム部材４２を駆動するトラバースガイド駆動モータ４３と、を備える。そして、前記アーム部材４２をトラバースガイド駆動モータ４３により図６の矢印のように往復旋回運動させることにより、紡績糸２０の綾振りを行う構成になっている。このトラバースガイド駆動モータ４３の作動はユニット制御部５０によって制御されている。

接触ローラ４５は、巻取ボビン（又は当該巻取ボビンの外周に糸層が形成されたパッケージ３０）との間で紡績糸２０をニップする。このニップにより、前記トラバースガイド４１の往復旋回運動の影響で紡績糸２０が過度に振り回されることを防ぐことができる。また、巻取ボビン２２（又はパッケージ３０）は、当該巻取ボビン２２に対向して配置される前記接触ローラ（回転駆動部）４５が回転駆動することにより駆動される。前記接触ローラ４５は接触ローラ駆動モータ５５の出力軸に連結されており、この接触ローラ駆動モータ５５の作動はモータ制御部（駆動制御部）５４によって制御されている。

以上のように構成された第２実施形態の自動ワインダにおいても、第１実施形態における巻取ドラム２４の駆動と同様に接触ローラ４５の駆動を制御することにより、パッケージ３０の回転数が共振発生回転数となる期間を最短とすることができる。

次に、上記第１、第２実施形態の変形例について説明する。上記実施形態では、共振発生回転数を回避する際に、図３及び図５に示したようにパッケージ３０の回転数を一時的に下げているので、その分だけ糸の巻取りが通常より遅くなってしまう。一方、共振発生回転数の回避は、パッケージ３０の回転数を下げることだけでなく、パッケージ３０の回転数を上げるように巻取ドラム２４の回転数を変更することによっても実現することができる。

例えば、図２のフローチャートにおいて、巻取ドラム２４の回転数を所定回転数まで減少させる処理（Ｓ１０２）に代えて、巻取ドラム２４の回転数を所定回転数まで増加させる処理を行うことが考えられる。この変形例の回転数変更制御では、パッケージ３０の回転数は、共振発生回転数を飛び越えるのではなく、共振発生回転数から離れるように制御される。パッケージ３０の回転数を増加させることで共振発生回転数を回避する方法では、糸の巻取りは通常より速くなるので、パッケージ３０の生産効率はむしろ向上させることができる。

ただし、本変形例のようにパッケージ３０の回転数を上げる制御は一時避難的なものである。即ち、いったんパッケージ３０の回転数を上げて共振発生回転数を回避できたとしても、その後の巻太りによってパッケージ３０の回転数は徐々に減少するので、結局は、先ほど回避した共振発生回転数に再び近づいてしまうことになる。一方で、仮にパッケージ３０の回転数が回避回転数に達するたびに巻取ドラム２４の回転数を増加させると、糸の巻取速度がその都度上昇し、通常の巻取速度から大きく乖離してしまう。

自動ワインダ等の糸巻取機では、紡績糸２０の巻取速度が略一定であること（即ち、パッケージ３０の巻太りに伴い、当該パッケージ３０の回転数が低下していくこと）が、パッケージ品質の観点から好ましい。従って、パッケージ３０の回転数を回避回転数から増加させることで共振発生回転数を回避し、その後に再び回避回転数に達した場合には、今度はパッケージ３０の回転数を前述のように減少させ、共振発生回転数を飛び越えるように回避することが望ましい。この場合、パッケージ３０の回転数及び巻取ドラム２４の回転数のグラフは、例えば図７に示すようになる。

また、例えば図４のフローチャートの処理と組み合わせて、パッケージ３０の回転数を変更した後、当該パッケージ３０の回転数を維持するように巻取ドラム２４を制御しても良い。この場合、パッケージ３０の回転数及び巻取ドラム２４の回転数のグラフは、例えば図８に示すようになる。

以上に本発明の好適な実施の形態及びその変形例を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。

モータ制御部５４とユニット制御部５０とを別に設ける構成に代えて、例えばユニット制御部５０にモータ制御部５４の機能を持たせても良い。

モータ制御部５４は、巻取ドラム２４（又は接触ローラ４５）の回転数を制御するとしたが、回転数を用いて制御するという意味ではなく、巻取ドラム２４の回転数が結果的に所望の回転数になるように制御できれば良い。例えば、モータ制御部５４の内部では、巻取ドラム２４の周速［ｍ／ｍｉｎ］や周波数［Ｈｚ］に基づいてフィードバック制御等を行っていても良い。

また、例えばドラム駆動モータ５３としてステッピングモータを用いれば、フィードバック制御を行わずにモータの回転を制御することも可能であるので、モータ制御部５４の内部では、巻取ドラム２４の回転数を検出したり演算したりすることもなく制御することが可能である。しかしこの場合であっても、巻取ドラム２４の回転数が結果的に所望の回転数になるように制御することができるので、回転数を制御していると言うことができる。

また、パッケージ回転数検出部５２はパッケージ３０の回転数（単位時間あたりに回転した数）を検出し、ユニット制御部５０は回避回転数又は復帰回転数と比較するとしたが、これらの回転数としては、一般的に用いられている単位［ｒｐｍ］に限らず、例えば周波数［Ｈｚ］、角速度［ｒａｄ／ｓ］、周期［ｓ］など、回転数と同等又は回転数から求められる別の単位で表現されていても、本発明の趣旨の範囲内であることは勿論である。

パッケージ回転センサ１８は、ホールＩＣと円板状磁石を用いた構成に限らず、例えば市販のロータリエンコーダ等、パッケージ３０の回転を検出できるセンサであれば良い。

パッケージ３０の回転数が回避回転数に達した場合にパッケージ回転数を増加させるか減少させるかを、自動ワインダが備える機台制御装置によってオペレータが設定できるように構成することができる。この構成では、例えばパッケージ３０の生産性を重視する場合には、パッケージ３０の回転数の増加により共振発生回転数を回避するように設定すれば良い。

上記実施形態の変形例の説明においては、パッケージ３０の回転数を回避回転数から増加させることで共振発生回転数を回避した後に、再び回避回転数に達した場合には、パッケージ３０の回転数を減少させて共振発生回転数を飛び越えるように回避することが望ましいとしたが、これに限らない。例えば、パッケージ３０の回転数を増加させて共振発生回転数を回避する処理を２回繰り返した後、回転数を減少させて共振発生回転数を回避する（飛び越える）処理を行うようにしても良い。

第２実施形態ではアーム式のトラバース装置としたが、例えばベルトによってトラバースガイドを往復させるベルト式のトラバース装置であっても良い。

自動ワインダに限らず、クレードルでパッケージを支持して回転させる構成の糸巻取機であれば、例えば精紡機等の他の糸巻取機でも本発明の構成を適用することができる。

１０ ワインダユニット
１８ パッケージ回転センサ
２０ 紡績糸
２２ 巻取ボビン
２３ クレードル
２４ 巻取ドラム（回転駆動部）
４５ 接触ローラ（回転駆動部）
５０ ユニット制御部
５２ パッケージ回転数検出部
５４ モータ制御部（駆動制御部）

Claims (7)

1. パッケージを回転可能に支持するクレードルと、
   前記パッケージを回転させる回転駆動部と、
   前記パッケージの回転数を検出するパッケージ回転数検出部と、
   前記回転駆動部の回転数を制御する駆動制御部と、
   を備え、
   前記駆動制御部は、前記パッケージ回転数検出部が検出した前記パッケージの回転数が所定の回避回転数に達した場合、前記回転駆動部の回転数を、その時点での回転数である当初回転数から変更して所定回転数にする回転数変更制御を行うことを特徴とする糸巻取機。
2. 請求項１に記載の糸巻取機であって、
   前記所定回転数は前記当初回転数より小さい値であり、
   前記クレードルの振動と、回転する前記パッケージの振動と、が共振する当該パッケージの回転数が、前記回避回転数以下で、かつ前記回転駆動部の前記所定回転数に対応する前記パッケージの回転数より大きい値であることを特徴とする糸巻取機。
3. 請求項１又は２に記載の糸巻取機であって、
   前記駆動制御部は、前記回転数変更制御を行った後、前記パッケージ回転数検出部が検出した前記パッケージの回転数が所定の復帰回転数に達した場合は、前記回転駆動部の回転数を前記当初回転数に戻すように制御することを特徴とする糸巻取機。
4. 請求項１又は２に記載の糸巻取機であって、
   前記駆動制御部は、前記回転数変更制御を行ってから所定時間経過後、前記回転駆動部の回転数を前記当初回転数に戻すように制御することを特徴とする糸巻取機。
5. 請求項１から４までの何れか一項に記載の糸巻取機であって、
   前記駆動制御部は、前記回転数変更制御を行った後、変更された当該回転駆動部の回転数を維持するように制御することを特徴とする糸巻取機。
6. 請求項１又は２に記載の糸巻取機であって、
   前記所定回転数は前記当初回転数より小さい値であり、
   前記駆動制御部は、前記回転数変更制御を行った後、前記パッケージの巻太りに応じて前記回転駆動部の回転数を増大させることで前記パッケージの回転数を維持するように制御し、これにより、前記回転駆動部の回転数を前記当初回転数に戻すことを特徴とする糸巻取機。
7. クレードルに支持されたパッケージを回転駆動部で回転させて糸を巻き取るパッケージの製造方法であって、
   前記パッケージの回転数を検出するパッケージ回転数検出工程と、
   前記パッケージの回転数が所定の回避回転数に達した場合、前記回転駆動部の回転数を変更して所定回転数にする制御を行う回転駆動部回転数変更工程と、
   を含むことを特徴とするパッケージの製造方法。

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