JP2010202321A - 繊維機械 - Google Patents

Abstract

【課題】駆動モータのトルク変動を利用して高い効率でトラバースを行うことができる繊維機械を提供する。
【解決手段】自動ワインダは、糸をトラバースさせるための糸ガイドと、当該糸ガイドを往復駆動するトラバースガイド駆動モータ４５と、を備える。トラバースガイド駆動モータ４５は、磁石６３が取り付けられるロータ６２と、コイル６６が取り付けられるステータ６１と、を備える。トラバース作業において、糸ガイドがトラバースストロークの少なくとも何れかの端部に位置しているときにトラバースガイド駆動モータ４５のトルクが大きくなるように、糸ガイド、磁石６３が取り付けられるロータ６２、及びステータ６１の配置関係が設定される。
【選択図】図３

Description

本発明は、繊維機械が備えるトラバース装置に関するものであり、詳細には糸をトラバースさせる糸ガイドを駆動するための駆動モータに関するものである。

自動ワインダ等の繊維機械において、アーム式のトラバース装置やベルト式のトラバース装置をサーボモータやステップモータ等の駆動モータで駆動する構成が従来から知られている。この種の繊維機械を開示したものに例えば特許文献１がある。

特開２００６−１９３３３４号公報

上述したような駆動モータでは、駆動モータが無励磁状態のときの糸ガイドの位置を安定させるために、糸ガイドの中心と駆動モータ内に配置される磁石の磁極の変わり目とが、トラバースストロークの中心線上に位置するように当該糸ガイドをトラバースアームやベルト部材等を介して駆動モータの出力軸に取り付けることが行われている。

しかし、駆動モータでは、磁石（磁極）のレイアウト等の構造を要因とするトルクリップル（トルク変動）が発生することがある。トルクリップルが発生すると、ロータの回転角度に応じてトルクが変動してしまうため、トラバースストロークの決まった位置でトルクが弱まってしまう。この点、上記特許文献１のような駆動モータの構成では、トルクリップルを考慮していないため、トルクが最も必要とされる反転位置でトルクが小さくなってしまうことがあった。従って、従来の構成は、駆動モータのトルクを効率的に活用するという観点から改善の余地があった。

本発明は以上の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、駆動モータのトルク変動を利用して高い効率でトラバースを行うことができる繊維機械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。

本発明の観点によれば、以下のように構成される繊維機械が提供される。即ち、繊維機械は、糸をトラバースさせるための糸ガイドと、当該糸ガイドを往復駆動する駆動モータと、を備える。前記駆動モータは、磁石が取り付けられるロータと、コイルが取り付けられるステータと、を備える。トラバース作業において、前記糸ガイドがトラバースストロークの少なくとも何れかの端部に位置しているときに前記駆動モータのトルクが大きくなるように、前記糸ガイド、前記ロータ及び前記ステータの配置関係が設定されている。

これにより、大きなトルクが必要なトラバースストロークの端部で駆動モータのトルクを大きくすることができるので、糸ガイドの反転に要する時間を短縮することができる。従って、パッケージの耳高や綾落ち等を効果的に防止できる。また、駆動モータのトルクを効率的に活用することによって、駆動モータに掛かる負荷を抑えることができるので、駆動モータの発熱を低減することができ、駆動モータの寿命を改善することができる。

前記の繊維機械は、以下のように構成されることが好ましい。即ち、前記糸ガイドの糸を係合させる部分が前記トラバースストロークの中心位置にあるときに、前記磁石の磁極の変わり目が、前記糸ガイドの糸を係合させる部分と前記ロータの回転中心とを結ぶ糸ガイド仮想線に対して所定角度傾くように前記磁石を前記ロータに取り付ける。

これにより、トラバースストロークの所望の位置（例えばトラバースストロークの端部）で駆動モータのトルクがピークに達する構成を簡易に実現できる。

前記の繊維機械は、以下のように構成されることが好ましい。即ち、前記ステータは、前記コイルが前記ロータを挟んで対向して配置されるように構成されており、前記ロータの軸方向で見たときに、前記ロータを挟んで対向配置される前記コイルの中心線であるコイル仮想線の全てが、トラバースストロークの中心位置と前記ロータの回転中心とを結ぶ仮想的な直線であるトラバースストローク中心線と重なることなく、かつ、前記コイル仮想線の１つが当該トラバースストローク中心線に対して所定角度傾くように構成される。

これにより、トラバースストロークの所望の位置（例えばトラバースストロークの端部）で駆動モータのトルクがピークに達する構成を簡易に実現できる。

また、前記の繊維機械は、以下のように構成されることが好ましい。即ち、前記コイルが通電していない無励磁状態で、前記糸ガイド及び前記駆動モータを前記ロータの軸方向で見たときに、前記糸ガイドの糸を係合させる部分から前記ロータの回転中心までを結ぶ糸ガイド仮想線が、トラバースストロークの中心位置から前記ロータの回転中心までを結ぶ仮想的な直線であるトラバースストローク中心線に対して所定角度傾くように当該糸ガイドを配置する。

これにより、トラバースストロークの所望の位置（例えばトラバースストロークの端部）で駆動モータのトルクがピークに達する構成を簡易に実現できる。

前記の繊維機械においては、以下のように構成されることが好ましい。即ち、繊維機械は、出力軸と、第１係合部と、伝達部材と、第２係合部と、を備える。出力軸は、前記糸ガイドを駆動するために前記ロータに接続される。第１係合部は、前記無励磁状態での前記糸ガイドの位置を決めるために前記出力軸に形成される。前記伝達部材は、前記糸ガイドを支持する。前記第２係合部は、前記伝達部材を出力軸に接続するために前記第１係合部に対応するように当該伝達部材に形成される。前記第２係合部は、当該第２係合部が前記第１係合部に係合したときに、前記無励磁状態において、前記糸ガイドの糸を係合させる部分から前記ロータの回転中心までを結ぶ糸ガイド仮想線が前記トラバースストローク中心線に対して所定角度傾くように構成されている。

これにより、トラバースストロークの所望の位置（例えばトラバースストロークの端部）でトルクを大きくする構成を簡素に実現できるので、製造コストを低減できる。また、第２係合部が形成される位置を様々に異ならせた伝達部材を用意しておけば、伝達部材の交換によって、トルクを大きくする位置を容易に変えることができる。従って、パッケージの形状に合わせてトルクをトラバース端部で大きくすることができる構成をシンプルに実現できる。

前記の繊維機械においては、前記糸ガイドはトラバースアームに支持されており、当該トラバースアームが前記駆動モータによって駆動されることで前記糸ガイドによる糸のトラバースが行われることが好ましい。

これにより、反転位置での負荷が大きいトラバースアームの往復動を駆動モータのトルクを効率的に活用して行うことができる。

前記の繊維機械においては、前記糸ガイドはベルト部材に支持されており、当該ベルト部材を前記駆動モータによって往復動することで前記糸ガイドによる糸のトラバースが行われることが好ましい。

これにより、ベルトの動きを反転させる際にトルク変動のピークに達するように前記所定角度を設定することで、ベルト駆動を利用したトラバース作業を効率化できる。

前記の繊維機械においては、コーン形状のパッケージを巻き取る場合に、トラバースストロークの一端にある前記糸ガイドが他端よりも強い力で反転するように前記配置関係が設定されることが好ましい。

これにより、端部の一側と他側で径が異なるコーン形状のパッケージにおいて、目的に応じたトラバース制御を行うことができる。例えば、コーン形状のパッケージの大径側で鋭くターンするようにトルク変動のピークを設定することで、大径側での綾落ちを効果的に防止することができる。

本発明の一実施形態に係る自動ワインダが備えるワインダユニットの概略的な構成を示した模式図及びブロック図。 第１実施形態の糸ガイドとトラバースガイド駆動モータとの関係を概略的に示した模式図。 第１実施形態のトラバースガイド駆動モータの内部を概略的に示した模式図。 第２実施形態のトラバースガイド駆動モータの内部を概略的に示した模式図。 第３実施形態のトラバースアームを示した正面図。 第３実施形態の糸ガイドとトラバースガイド駆動モータとの関係を概略的に示した模式図。 第４実施形態の糸ガイドとトラバースガイド駆動モータとの関係を概略的に示した模式図。 従来技術及び本発明を適用した場合のトラバースストローク、トラバースガイド駆動モータの機械角及びトルクの関係の一例を示したグラフ。 従来技術及び本発明を適用した場合のトラバースストローク、トラバースガイド駆動モータの機械角及びトルクの関係の一例を示したグラフ。

次に発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は本発明の一実施形態に係る繊維機械としての自動ワインダが備えるワインダユニット１０の概略的な構成を示した模式図及びブロック図である。

図１に示すワインダユニット１０は、給糸ボビン２１から解舒される糸２０をトラバースさせながらコーン形状の巻取ボビン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。なお、巻取ボビン２２の形状としては、コーン形状に限らず、円筒形状であっても良い。本実施形態の自動ワインダ（糸巻取機、繊維機械）は、並べて配置された複数のワインダユニット１０と、その並べられた方向の一端に配置された図略の機台制御装置と、この機台制御装置の正面に備えられた図略の設定器と、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。前記Ｉ／Ｏポートには、前記設定器のほか、当該巻取ユニット本体１６が備える各構成（後述）が接続されており、制御情報の通信が可能に構成されている。

前記巻取ユニット本体１６は、給糸ボビン２１と接触ローラ２９との間の糸走行経路中に、給糸ボビン２１側から順に、糸解舒補助装置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。

糸解舒補助装置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３６に対して可動の櫛歯３７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３７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ソレノイド３８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は、糸２０の太さを検出するための図略のセンサが配置されたクリアラヘッド４９と、このセンサからの糸太さ信号を処理するアナライザ５２と、を備えている。クリアラ１５は、前記センサからの糸太さ信号を監視することにより、スラブ等の糸欠陥を検出するように構成されている。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糸２０を切断するためのカッタ３９が設けられている。

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。

前記巻取ユニット本体１６は、巻取ボビン（紙管、芯管）２２を着脱可能に支持するクレードル２３と、巻取ボビン２２の周面又はパッケージ３０の周面に接触して従動回転可能な接触ローラ２９と、を備えている。また、巻取ユニット本体１６は、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２７をクレードル２３近傍に備えており、このトラバース装置２７によって糸２０を綾振りしながらパッケージ３０に糸２０を巻き取ることが可能に構成されている。

前記クレードル２３は回動軸４８を中心に回動可能に構成されており、巻取ボビン２２への糸２０の巻取に伴う糸層径の増大を、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及びトラバース装置２７は、図１に示すようにコーン形状のパッケージ３０を形成可能に構成されている。

前記クレードル２３の巻取ボビン２２を挟持する部分にはパッケージ駆動モータ４１が取り付けられており、このパッケージ駆動モータ４１によって巻取ボビン２２を回転駆動して糸２０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、巻取ボビン２２をクレードル２３に支持させたときに、当該巻取ボビン２２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の動作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からの運転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２３にはパッケージ回転センサ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２３に取り付けられた巻取ボビン２２の回転（巻取ボビン２２に形成された糸層３１の回転）を検出するように構成している。この巻取ボビン２２の回転検出信号は、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、前記回転検出信号は、後述するトラバース制御部４６に入力される。

また、前記回動軸４８には、クレードル２３の角度（回動角）を検知するための角度センサ（パッケージ径取得部）４４が取り付けられている。この角度センサ４４は例えばロータリエンコーダからなり、クレードル２３の角度に応じた角度信号をユニット制御部５０に対して送信するように構成されている。クレードル２３はパッケージ３０が巻き太るに従って角度が変化するので、クレードル２３の回動角を前記角度センサ４４によって検出することにより、パッケージ３０の糸層の径を検知することができる。これにより、トラバース装置２７をパッケージ糸層径に応じて制御することで、糸の綾振りを適切に行うことができる。また、前記角度センサ４４で取得された糸層３１の径は、ユニット制御部５０からパッケージ駆動制御部４２へ転送される。

前記トラバース装置２７は、トラバースアーム（伝達部材）２８と、糸ガイド１１と、トラバースガイド駆動モータ（駆動手段）４５と、を主要な構成として備えている。トラバースアーム２８は、支軸のまわりに旋回可能に構成した細長状のアームとして構成されている。糸ガイド１１は、前記トラバースアーム２８の先端に保持されており、フック状に構成される。トラバースガイド駆動モータ４５は、トラバースアーム２８を駆動するためのものであって、サーボモータにより構成されている。トラバース装置２７は、トラバースアーム２８を図１の矢印のように往復旋回運動させることにより、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４５の作動はトラバース制御部４６により制御される。このトラバース制御部４６は、専用のマイクロプロセッサによるハードウェア等から構成されており、ユニット制御部５０からの信号を受けてトラバースガイド駆動モータ４５の運転／停止を制御するように構成されている。

また、トラバース装置２７にはロータリエンコーダからなるトラバースガイド位置センサ４７が備えられている。トラバース装置２７は、このトラバースガイド位置センサ４７によって、トラバースアーム２８の旋回位置（ひいては、糸ガイド１１の位置）を検出し、位置信号をトラバース制御部４６へ送信できるように構成されている。

次に、図２を参照して、糸ガイド１１とトラバースガイド駆動モータ４５の位置関係について説明する。図２は、第１実施形態の糸ガイド１１とトラバースガイド駆動モータ４５との関係を概略的に示した模式図である。

図２に示すように、トラバースガイド駆動モータ４５の出力軸５１の適宜位置には、キー結合のためのモータ側キー溝（第１係合部）５３が形成されている。出力軸５１は丸棒状に形成されており、前記モータ側キー溝５３は断面輪郭が矩形となるように形成されている。一方、トラバースアーム２８の基端側には、前記出力軸５１を差し込むための軸孔６５と、キー結合のためのキー溝（第２係合部）７２と、がそれぞれ形成されている。軸孔６５は円形の貫通孔として形成されており、キー溝７２は断面輪郭が矩形となるように形成されている。キー溝７２は軸孔６５の縁部の１箇所に形成されており、軸孔６５とキー溝７２とで一体的な鍵孔状の空間が形成されている。モータ側キー溝５３とトラバースアーム２８のキー溝７２とは、互いに対応するように形成されている。このモータ側キー溝５３の位置をキー溝７２に合わせた状態で、適宜のキー部材を介して出力軸５１とトラバースアーム２８を係合させる。これによって、トラバースアーム２８の基端側がトラバースガイド駆動モータ４５に対し相対回転不能に連結される。

トラバースアーム２８が軸孔６５の中心を回転中心として左右方向に往復旋回運動されることによって、当該トラバースアーム２８の先端側に支持される糸ガイド１１が円弧状の軌跡を描いて往復動される。この糸ガイド１１が糸をトラバースする範囲であるトラバースストロークＴＳは、形成するパッケージ３０の形状に応じてトラバース制御部４６に予め設定されており、このトラバースストロークＴＳに応じてトラバースガイド駆動モータ４５の駆動が制御される。

なお、以下において、糸ガイド１１の糸を係合する部分とトラバースガイド駆動モータ４５の出力軸５１（後述するロータ６２）の回転中心とを結ぶ仮想直線を糸ガイド仮想線１００と称して説明する。また、トラバースストロークＴＳを二等分するように垂直に交わる仮想的な直線（即ち、トラバースストロークＴＳの中心位置とロータ６２の回転中心とを結ぶ仮想直線）をトラバースストローク中心線９０と称して説明する。

図２に示すように、トラバースアーム２８がトラバースストロークＴＳの中心に相当する位置にあるときは、糸ガイド仮想線１００がトラバースストローク中心線９０と重なるように、モータ側キー溝５３及びトラバースアーム２８のキー溝７２の向きが設定されている。

次に、図３を参照して、本実施形態のトラバースガイド駆動モータ４５の構造について説明する。図３は、第１実施形態のトラバースガイド駆動モータ４５の内部を概略的に示した模式図である。

図３に示すように、本実施形態のトラバースガイド駆動モータ４５は、ハウジング６０と、ステータ６１と、コイル６６と、ロータ６２と、磁石６３と、を主要な構成として備えている。

ハウジング６０は、トラバースガイド駆動モータ４５の各部品を支持するためのものであり、その中央部で図略のベアリングを介してロータ６２を回転可能に支持するように構成されている。ロータ６２には磁石６３が取り付けられるとともに、前記出力軸５１が固定されている。

ステータ６１はハウジング６０に固定されるとともに、複数のステータ歯６４を備えている。ステータ歯６４のそれぞれは、外周のヨーク部からロータ６２に向けて径方向内側に突出しており、ロータ６２の外周を囲うように周方向に等間隔で６個並べて配置されている。コイル６６は、磁界を発生させて磁石６３が取り付けられるロータ６２を回転させるためのものであり、前記ステータ歯６４に電線を巻き付けて構成されている。磁石６３は、機械角９０度ごとにＮ極とＳ極が交互に配置された４極で構成されており、ロータ６２の表面に取り付けられている。

図２及び図３に示すように、糸ガイド１１の糸を係合させる部分がトラバースストローク中心線９０上にあるとき（トラバースストローク中心線９０と前記糸ガイド仮想線１００が重なっているとき）に、前記磁石のＮ極とＳ極との変わり目の１つ（磁極境界線８０）が糸ガイド仮想線１００に対して角度Ａ（所定角度）で傾くように配置されている。この角度Ａは磁石６３の磁極の変わり目同士がなす角（９０度）と異なるため、図３に示すように、この状態では、４つある磁極の変わり目の何れも糸ガイド仮想線１００と重なっていない。

角度Ａはゼロより大きい任意の値であり、この角度を適宜の値に設定することでトルク変動の位相を変化させることができる。即ち、トラバースガイド駆動モータ４５等の電気モータにおいては一般に、出力軸５１がどの回転位相にあってもステータ６１とロータ６２との磁気的吸引力を一定にすることは難しく、出力軸５１の回転位相に応じてトルクがある程度変動することが避けられない（トルク変動）。本明細書では、出力軸５１の回転位相に応じてトルクが変化する対応関係を、「トルク変動の位相」と定義する。そして、出力軸５１の回転位相（言い換えれば、糸ガイド１１の位置）とトルクとの対応関係は、出力軸５１に取り付けられる磁石６３の位相を適宜変化させることで、任意に変更することができる。

従って、角度Ａを適切な値に設定することで、トルクの大きさがトラバースストロークＴＳの端部でピークに到達するようにトラバースガイド駆動モータ４５を構成することができる。本実施形態では、トラバースアーム２８に支持される糸ガイド１１が、コーン状のパッケージ３０における大径側の端部（図面において右側）で素早くターンできるように前記角度Ａが設定されている。言い換えれば、角度Ａは、糸ガイド１１がトラバースストロークの大径側端部近傍に到達したときにトラバースガイド駆動モータ４５のトルクがピークを迎えるように設定されている。

以上に示したように、第１実施形態の自動ワインダは以下のように構成される。即ち、自動ワインダは、糸をトラバースさせるための糸ガイド１１と、当該糸ガイド１１を往復駆動するトラバースガイド駆動モータ４５と、を備える。トラバースガイド駆動モータ４５は、磁石６３が取り付けられるロータ６２と、コイル６６が取り付けられるステータ６１と、を備える。トラバース作業において、糸ガイド１１がトラバースストロークＴＳの少なくとも何れかの端部に位置しているときに、トラバースガイド駆動モータ４５のトルクが大きくなるように、糸ガイド１１、磁石６３が取り付けられるロータ６２及びステータ６１の配置関係が設定される。

これにより、大きなトルクが必要なトラバースストロークＴＳの端部でトラバースガイド駆動モータ４５のトルクを大きくすることができるので、糸ガイド１１の反転に要する時間を短縮することができ、パッケージ３０の耳高や綾落ち等を効果的に防止できる。また、トラバースガイド駆動モータ４５のトルクを効率的に活用することによって、トラバースガイド駆動モータ４５に掛かる負荷を抑えて発熱を低減することができる。これによって、トラバースガイド駆動モータ４５の寿命を延ばすことができる。

また、本実施形態の自動ワインダは、以下のように構成される。即ち、糸ガイド１１の糸を係合させる部分がトラバースストロークＴＳの中心位置にあるときに、磁石６３の磁極の変わり目の全てが糸ガイド仮想線１００と重ならず、かつ、前記磁極の変わり目の１つ（磁極境界線８０）が糸ガイド仮想線１００に対して角度Ａだけ傾くように、ロータ６２に磁石６３を取り付ける。

これにより、ロータ６２に取り付ける磁石６３の角度を適宜定めることで、トラバースストロークＴＳの所望の位置（例えばトラバースストロークＴＳの端部）でトラバースガイド駆動モータ４５のトルクがピークに達する構成を簡易に実現できる。

また、本実施形態の自動ワインダにおいては、糸ガイド１１はトラバースアーム２８に支持されており、当該トラバースアーム２８がトラバースガイド駆動モータ４５によって駆動されることで糸ガイド１１による糸のトラバースが行われる。

これにより、反転位置での負荷が大きいトラバースアーム２８の往復動を、駆動モータのトルクを効率的に活用して行うことができる。

また、本実施形態の自動ワインダは、コーン形状のパッケージ３０を巻き取る場合に、トラバースストロークＴＳの一端（大径側）にある糸ガイド１１が他端（小径側）よりも強い力で反転するように角度Ａが設定される。

これにより、端部の一側と他側で径が異なるコーン形状のパッケージ３０において、目的に応じたトラバース制御を行うことができる。本実施形態では、コーン状のパッケージ３０において大径側での糸道の鋭いターンを実現すべく、当該大径側端部でトルクがピークに達するように角度Ａを設定している。これにより、解舒時の糸切れを高い確率で引き起こす大径側での綾落ちを効果的に防止できる。ただし、事情によっては、小径側を大径側よりも強い力で反転するように所定角度を設定することもできる。

次に、図４を参照して、第２実施形態の自動ワインダが備えるトラバースガイド駆動モータ１４５の構造について説明する。図４は、第２実施形態のトラバースガイド駆動モータ１４５の内部を概略的に示した模式図である。なお、第２実施形態においては、トラバースガイド駆動モータ１４５以外の構成については前述の第１実施形態と同様であるので、その他の構成の説明は省略する。また、トラバースガイド駆動モータ１４５の構成においても、第１実施形態と同一及び類似するものについては図面に同一の符号を付してその説明を省略する場合がある。

図４に示すように、本実施形態においてトラバースガイド駆動モータ１４５が備えるステータ１６１は、第１実施形態と同様にステータ歯１６４を有している。このステータ歯１６４は、ロータ６２に向けて径方向に突出しており、ロータ６２の外周を囲うように周方向に等間隔で６個並べて配置されている。図４に示すように、ステータ１６１に取り付けられるコイル６６は、それぞれのコイル６６がロータ６２を挟んで対向するように配置されている。この対向配置されるコイル６６のそれぞれの中心（コイル６６を巻き付けているステータ歯１６４の中心）を結んだ仮想的な直線をコイル仮想線７０とする。即ち、このコイル仮想線７０は当該コイル６６の中心線となっており、図４のようにステータ歯１６４を６個配置したステータ１６１の場合は、６０度ずつ角度が異なる３本のコイル仮想線７０を考えることができる。

そして本実施形態においては、これらのコイル仮想線７０が何れもトラバースストローク中心線９０と一致しないように、ステータ１６１がハウジング６０に支持されている。即ち、全てのコイル仮想線７０がトラバースストローク中心線９０に対して傾いた状態となっている。なお、第２実施形態では、前記糸ガイドの糸を係止する部分がトラバースストローク中心線９０上にあるときに、磁石１６３の磁極境界線の少なくとも１つがトラバースストローク中心線９０と一致するように、当該磁石１６３がロータ６２に取り付けられている。

本実施形態では図４に示すように、複数のコイル仮想線７０の中の１つが、前記トラバースストローク中心線９０と角度Ｂをなすようにステータ１６１の取付位相が設定されている。この角度Ｂは、第１実施形態の角度Ａと同様にゼロより大きい値であり、任意の大きさに定めることができる。コイル仮想線７０はステータ１６１の位置によって決まるものであるため、ステータ１６１の取付位置をロータ６２の軸を中心としてズラすことによって、ステータ１６１に取り付けられているコイル６６が励磁されるタイミングにおける糸ガイドの位置が機械的に変更されることになる。この角度Ｂを適宜設定して前記トルク変動の位相を変化させることで、トラバースストロークＴＳの端部でトルクの大きさがピークに到達するように設定することができる。なお、上記の角度Ｂは、任意のコイル仮想線７０とトラバースストローク中心線９０の関係で考えることができる。

以上に示したように、第２実施形態の自動ワインダは以下のように構成される。即ち、ステータ１６１は、コイル６６がロータ６２を挟んで対向して配置されるように構成されており、ロータ６２の軸方向で見たときに、コイル仮想線７０の全てがトラバースストローク中心線９０と重なることなく、かつ、当該コイル仮想線７０の１つが前記トラバースストローク中心線９０に対して角度Ｂだけ傾くように構成する。

これにより、コイル仮想線７０がトラバースストローク中心線９０に対して所定角度傾くようにステータ１６１の位置を適宜設定することで、トラバースストロークの所望の位置（例えばトラバースストロークの端部）でトラバースガイド駆動モータ１４５のトルクがピークに達するようにする構成を簡易に実現できる。また、このようにトラバースガイド駆動モータ１４５のトルクを効率良く活用できるので、トラバースガイド駆動モータ１４５に掛かる負荷を抑えて発熱を低減できる。

次に、図５及び図６を参照して、第３実施形態の自動ワインダが備えるトラバースアーム２２８について説明する。図５は、第３実施形態のトラバースアーム２２８を示した正面図である。図６は、第３実施形態の糸ガイド１１とトラバースガイド駆動モータ２４５との関係を概略的に示した模式図である。なお、第３実施形態においても第２実施形態と同様に、第１実施形態と同一及び類似する構成については同一の符号を付して説明を省略する場合がある。

図５に示すように、第３実施形態のトラバースアーム（伝達部材）２２８の基端側には、トラバースガイド駆動モータ２４５の出力軸２５１を差し込むための軸孔６５と、キー結合のためのキー溝２７２と、がそれぞれ形成されている。軸孔６５は丸孔状に形成されており、キー溝２７２は断面輪郭が矩形状の溝として形成されている。

図６に示すように、トラバースガイド駆動モータ２４５の出力軸２５１に形成されるモータ側キー溝（第１係合部）２５３の向きは、トラバースガイド駆動モータ２４５の無励磁状態において、トラバースストローク中心線９０と一致している。一方、本実施形態においては図５及び図６に示すように、トラバースアーム２２８側のキー溝（第２係合部）２７２は、糸ガイド仮想線２００に対して角度Ｃだけ傾くようにして軸孔６５に形成されている。従って、キー溝２７２と軸孔６５とで形成される鍵孔状の空間は、第１実施形態の図２に示すようなキー溝７２の向きが糸ガイド仮想線１００と一致する状態から糸ガイド仮想線２００に対して角度Ｃだけ一側に傾斜している形になっている。

従って、本実施形態のトラバースアーム２２８をトラバースガイド駆動モータ２４５の出力軸２５１に取り付けた場合、トラバースガイド駆動モータ２４５の無励磁状態では図６に示すように、糸ガイド１１の糸を係止する部分と出力軸２５１を結ぶ仮想直線（糸ガイド仮想線２００）がトラバースストローク中心線９０に対して角度Ｃだけ傾くことになる。

ここで、本実施形態のトラバースガイド駆動モータ２４５においても、第１実施形態及び第２実施形態と同様に、出力軸２５１の回転位相に応じてトルクがある程度変動することが避けられない。そして、前記角度Ｃは、出力軸２５１に対するトラバースアーム２２８の取付位相を定めるものである。従って、この角度Ｃは、糸ガイド１１の位置に応じてトラバースガイド駆動モータ２４５のトルクが変化する対応関係を定めるものであるということもできる。

この角度Ｃは、前述した実施形態における角度Ａ及び角度Ｂと同様に、トラバースストロークＴＳの端部でトルクが大きくなるように適宜設定することができる。本実施形態においては、キー溝２７２の向きによって、トラバースガイド駆動モータ２４５のトルクの大きさがピークに到達する糸ガイド１１の位置が決定されることになる。従って、キー溝２７２の角度（向き）を種々異ならせたトラバースアームを複数用意しておくことで、様々な状況に応じてトラバースアーム２２８を交換して適切なトラバース作業を行うことができる構成を簡素に実現できる。具体的には、複数種類のトラバースアームから、形成したいパッケージの形状（例えば、巻き幅）に応じて適宜選択したものを使用することで、より状況に即したトラバース制御を行うことが可能になる。なお、本実施形態では、前記トラバース制御部４６がキー溝２７２の角度（キー溝２７２が形成される位置）に応じた制御を行うようにトラバース装置２２７が構成されている。また、前記設定器は、キー溝２７２の角度に応じたトラバース制御をユーザが選択できるように構成されている。

そして、本実施形態の特徴はトラバースアーム２２８側の構成に尽きるものであるため、既存のトラバース装置に簡単に適用できる点でも有利である。例えば、既存のトラバース装置ではトラバースストロークの一側の端部で強いトルクが得られなかった場合でも、キー溝２７２の向きが異なるトラバースアーム２２８に交換するだけで、トラバース装置の交換や分解を必要とせずに、トラバースストロークＴＳ端部での糸道の鋭いターンが得られる構成を実現することができる。

以上に示したように、第３実施形態の自動ワインダは以下のように構成される。即ち、自動ワインダは、コイル６６が通電していない無励磁状態（図６）で、糸ガイド仮想線２００がトラバースストロークＴＳのトラバースストローク中心線９０に対して角度Ｃだけ傾くように当該糸ガイド１１を配置する。

これにより、糸ガイド仮想線２００がトラバースストローク中心線９０に対して所定角度傾くように糸ガイド１１を配置することで、トラバースストロークＴＳの所望の位置でトラバースガイド駆動モータ２４５のトルクがピークに達するようにする構成を簡易に実現できる。また、このようにトラバースガイド駆動モータ２４５のトルクを効率良く活用できるので、トラバースガイド駆動モータ２４５に掛かる負荷を抑えて発熱を低減できる。

また、本実施形態の自動ワインダは、以下のように構成される。即ち、自動ワインダは、出力軸２５１と、モータ側キー溝２５３と、トラバースアーム２２８と、キー溝２７２と、を備える。出力軸２５１は、糸ガイド１１を駆動するためにロータ６２に接続される。モータ側キー溝２５３は、トラバースガイド駆動モータ２４５が前記無励磁状態のときの糸ガイド１１の位置を決めるために出力軸２５１に形成される。トラバースアーム２２８は、糸ガイド１１を支持する。キー溝２７２は、トラバースアーム２２８を出力軸２５１に接続するためにモータ側キー溝２５３に対応するようにトラバースアーム２２８に形成される。そして、キー溝２７２は、当該キー溝２７２が図略のキー部材を介してモータ側キー溝２５３に係合したときに、図６に示す無励磁状態において、糸ガイド仮想線２００がトラバースストローク中心線９０に対して角度Ｃだけ傾くように構成されている。

これにより、トラバースストロークＴＳの所望の位置（例えばトラバースストロークの端部）でトルクを大きくする構成を簡素に実現できるので、製造コストを低減できる。また、キー溝２７２の角度（向き）を様々に異ならせたトラバースアームを用意しておけば、トラバースアーム２２８の交換だけによって、トルクを大きくする位置を容易に変えることができる。従って、パッケージ３０の形状に合わせてトルクをトラバース端部で大きくすることができる構成をシンプルに実現できる。

次に、図７を参照して、第４実施形態の自動ワインダが備えるベルト式のトラバース装置３２７について説明する。図７は、第４実施形態の糸ガイド３１１とトラバースガイド駆動モータ３４５との関係を概略的に示した模式図である。なお、第４実施形態において、トラバース装置３２７以外の構成は、上記第１実施形態と同様であるので説明を省略する。また、トラバース装置３２７の構成においても、第１実施形態と同一又は類似であるものについては、図面に同一の符号を付して説明を省略する場合がある。

本実施形態のトラバース装置３２７は、ベルト駆動によって糸ガイド３１１を左右方向に往復動させることにより、パッケージ３０に巻き取られる糸をトラバースするためのものである。図７に示すように、このトラバース装置３２７は、駆動プーリ（伝達部材）３０１と、２つの従動プーリ３０２と、ベルト３０３と、糸ガイド３１１と、トラバースガイド駆動モータ３４５と、を主要な構成として備えている。

駆動プーリ３０１は、トラバースガイド駆動モータ３４５の出力軸３５１にキー結合で連結されており、トラバースガイド駆動モータ３４５の駆動力をベルト３０３（ひいては、糸ガイド３１１）に伝達することができる。２つの従動プーリ３０２は、駆動プーリ３０１の上方で左右に並んで配置されている。これらの駆動プーリ３０１と２つの従動プーリ３０２にベルト３０３が巻き回されている。駆動プーリ３０１及び従動プーリ３０２は、前記ベルト３０３が駆動プーリ３０１を下側の頂点とする略二等辺三角形となるように、適宜配置されている。

糸ガイド３１１は、ベルト３０３において、２つ並べて配置された従動プーリ３０２の間の位置に固定されている。この糸ガイド３１１は、トラバースガイド駆動モータ３４５が無励磁状態のときは、図７のようにトラバースストローク中心線９０から左右一側に若干離れた位置となるように、その取付箇所が設定されている。図７に示す状態では、糸ガイド３１１の糸を引っ掛ける部分と、トラバースガイド駆動モータ３４５の回転軸と、を結んだ糸ガイド仮想線３２０が、トラバースストローク中心線９０に対して角度Ｄだけ傾いた状態となっている。

この角度Ｄを適宜設定することで、トルク変動のピークをトラバースストロークＴＳの所望位置にもってくることができる。当該角度Ｄを変更するには、ベルト３０３に対する糸ガイド３１１の固定箇所を変更することが簡単であるが、駆動プーリ３０１に形成されたキー溝の向きを変更することで実現することもできる。この構成で、トラバースガイド駆動モータ３４５が駆動されて、ベルト駆動式のトラバース装置３２７によるトラバース作業が行われる。

以上に示したように、本実施形態の自動ワインダにおいて、糸ガイド３１１はベルト３０３に支持されており、当該ベルト３０３をトラバースガイド駆動モータ３４５によって往復動することで当該糸ガイド３１１による糸のトラバースが行われる。

これにより、ベルト３０３の動きを反転させる際に、トルク変動のピークに達するように角度Ｄを設定することで、ベルト駆動を利用したトラバース作業を効率化できる。

次に、図８及び図９を参照して、本発明を適用した場合の効果について説明する。図８及び図９は、従来技術及び本発明を適用した場合のトラバースストロークＴＳ、トラバースガイド駆動モータの機械角及びトルクの関係の一例をそれぞれ示したグラフである。横軸がトラバースガイド駆動モータの機械角を示し、縦軸が機械角に応じたトルクの大きさを示している。図８及び図９に示すトルク変動は、トラバースガイド駆動モータの磁石やコイルの位置等の構造的なものに起因している。従って、トラバースストロークの位置（機械角）に応じてトルクの大きさが変わり、トラバースストロークＴＳの同じ位置ではトルクは略一定の値を示すことになる。

まず、図８の場合について説明する。図８（ａ）に示す従来技術のように、トラバースストロークＴＳと機械角の関係から、トラバースストロークＴＳの左端のトルクが右端のトルクより小さく、かつトルクの平均値を下回っていることがある。ところで、第１実施形態等で説明したように、コーン形状のパッケージの小径側又は大径側の何れかでトラバース装置の糸ガイドを素早くターンさせたいような場合がある。例えば、第１実施形態とは逆にパッケージ３０の小径側（左側）で糸ガイドを素早くターンさせたいとする。このような場合に、上記第１実施形態から第４実施形態までに示した本発明の構成を適用してトルク変動の位相をズラすことで、トルクを所望の位置でピーク又はその近傍に到達させることができる。本発明を適用した図８（ｂ）では、トラバースストロークＴＳの左端でトルクがピーク又はその近傍に達しており、糸ガイドを強いトルクでターンさせることが可能になっている。このように、トラバースストロークＴＳが任意の長さであっても、トルク変動の位相を変化させることで、トルクのピーク又はその近傍をトラバースストロークＴＳの所望の位置で到達させることが本発明の構成によって可能となっている。

次に、図９の場合について説明する。図９（ａ）に示すように、トラバースストロークＴＳの両端の何れにおいても、トルクの値が最小値に近くなることがある。トラバースストロークＴＳと機械角の関係において、トラバースストロークＴＳとトルク変動のピーク間の距離（周期）の整数倍とが略一致するような場合である。このような場合では、第１実施形態から第４実施形態までに示した本発明の構成を適用してトルク変動の位相を変化させることで、図９（ｂ）に示すように、トラバースストロークＴＳの両端部の何れもで、トルクがピーク又はその近傍に到達するようにトラバース装置を構成することができる。従って、図９（ａ）に示すようなトラバースストロークＴＳとトルク変動のピーク間の距離の整数倍とが略一致し、かつピークが両端からズレているような場合では、トラバースストロークＴＳの両端で、強いトルクを発揮させるという観点から本発明の構成が特に有効であると言える。

以上に本発明の好適な実施形態を説明したが、上記の構成は更に以下のように変更することができる。

上記実施形態のトラバース装置においてロータが備える磁石は４極構成のものであるが、これに代えて例えば２極構成や８極構成の磁石を採用することもできる。この場合、磁極の数に応じてステータ（コイル）の構成を適宜変更すれば良い。

また、第１実施形態及び第２実施形態のトラバースガイド駆動モータ４５，１４５は、アーム式のトラバース装置２７の駆動モータとして用いられているが、この構成に限定されるわけではない。例えば、第１実施形態及び第２実施形態のトラバースガイド駆動モータ４５，１４５を、第４実施形態のようなベルト駆動式のトラバース装置に適用することもできる。

第１実施形態ではフック状の糸ガイド１１が採用されているが、糸ガイドの構成は適宜変更できる。例えば、先端側が開放されたＵ字状部分に糸を係合させる構成や、２本の棒状部材によって糸を挟み込んでトラバースさせる構成等に変更することができる。

更に、上記実施形態にそれぞれ示された方法を単独で用いることに代えて、複数を組み合わせた複合的な方法で、トラバースストロークＴＳの端部でトラバースガイド駆動モータのトルクが大きくなるように構成することができる。例えば、上記第１実施形態では、磁極の磁極境界線８０がトラバースストローク中心線９０に対して所定角度だけ傾いている構成であるが、この構成に加えて、ステータ６１の配置を変更することも可能である。即ち、トラバースストロークＴＳの端部でトラバースガイド駆動モータのトルクを大きくする構成は、糸ガイド、ステータ、磁石の配置の特徴を互いに適宜組み合わせることで実現することもできる。

トラバースガイド駆動モータの出力軸と、前記伝達部材（トラバースアーム又は駆動プーリ）とは、キー結合で連結する構成に限定されない。例えば、モータの出力軸の先端を角棒状に形成し、伝達部材側の軸孔を対応する角孔状に形成した上で、両者を係合させることができる。

上記実施形態のトラバース装置は、自動ワインダに限定されず、糸を綾振りながら巻き取る構成の繊維機械に広く適用することができる。

１１ 糸ガイド
２８ トラバースアーム（伝達部材）
４５ トラバースガイド駆動モータ（駆動モータ）
６１ ステータ
６２ ロータ
６３ 磁石
６６ コイル
８０ 境界線
９０ トラバースストローク中心線
２５３ モータ側キー溝（第１係合部）
２７２ キー溝（第２係合部）
ＴＳ トラバースストローク

Claims (8)

1. 糸をトラバースさせるための糸ガイドと、
   当該糸ガイドを往復駆動する駆動モータと、
   を備える繊維機械において、
   前記駆動モータは、
   磁石が取り付けられるロータと、
   コイルが取り付けられるステータと、
   を備え、
   トラバース作業において、前記糸ガイドがトラバースストロークの少なくとも何れかの端部に位置しているときに前記駆動モータのトルクが大きくなるように、前記糸ガイド、前記ロータ及び前記ステータの配置関係が設定されていることを特徴とする繊維機械。
2. 請求項１に記載の繊維機械であって、
   前記糸ガイドの糸を係合させる部分がトラバースストロークの中心位置にあるときに、前記磁石の磁極の変わり目が、前記糸ガイドの糸を係合させる部分と前記ロータの回転中心とを結ぶ糸ガイド仮想線に対して所定角度傾くように前記磁石を前記ロータに取り付けることを特徴とする繊維機械。
3. 請求項１に記載の繊維機械であって、
   前記ステータは、前記コイルが前記ロータを挟んで対向して配置されるように構成されており、
   前記ロータの軸方向で見たときに、前記ロータを挟んで対向配置される前記コイルの中心線であるコイル仮想線の全てが、トラバースストロークの中心位置と前記ロータの回転中心とを結ぶ仮想的な直線であるトラバースストローク中心線と重なることなく、かつ、前記コイル仮想線の１つが当該トラバースストローク中心線に対して所定角度傾くように構成されることを特徴とする繊維機械。
4. 請求項１に記載の繊維機械であって、
   前記コイルが通電していない無励磁状態で、前記糸ガイド及び前記駆動モータを前記ロータの軸方向で見たときに、前記糸ガイドの糸を係合させる部分から前記ロータの回転中心までを結ぶ糸ガイド仮想線が、トラバースストロークの中心位置から前記ロータの回転中心までを結ぶ仮想的な直線であるトラバースストローク中心線に対して所定角度傾くように当該糸ガイドを配置することを特徴とする繊維機械。
5. 請求項４に記載の繊維機械であって、
   前記糸ガイドを駆動するために前記ロータに接続される出力軸と、
   前記無励磁状態での前記糸ガイドの位置を決めるために前記出力軸に形成される第１係合部と、
   前記糸ガイドを支持する伝達部材と、
   前記伝達部材を前記出力軸に接続するために前記第１係合部に対応するように当該伝達部材に形成される第２係合部と、
   を備え、
   前記第２係合部は、当該第２係合部が前記第１係合部に係合したときに、前記無励磁状態において、前記糸ガイドの糸を係合させる部分から前記ロータの回転中心までを結ぶ糸ガイド仮想線が前記トラバースストローク中心線に対して所定角度傾くように構成されていることを特徴とする繊維機械。
6. 請求項１から５までの何れか一項に記載の繊維機械であって、
   前記糸ガイドはトラバースアームに支持されており、当該トラバースアームが前記駆動モータによって駆動されることで前記糸ガイドによる糸のトラバースが行われることを特徴とする繊維機械。
7. 請求項１から５までの何れか一項に記載の繊維機械であって、
   前記糸ガイドはベルト部材に支持されており、当該ベルト部材を前記駆動モータによって往復動することで前記糸ガイドによる糸のトラバースが行われることを特徴とする繊維機械。
8. 請求項１から７までの何れか一項に記載の繊維機械であって、
   コーン形状のパッケージを巻き取る場合に、トラバースストロークの一端にある前記糸ガイドが他端よりも強い力で反転するように前記配置関係が設定されることを特徴とする繊維機械。

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