JP2013049937A - 紡績機 - Google Patents

Abstract

【課題】牽伸する繊維束に応じて、ドラフトローラ対に対して繊維束の移動又は停止の制御を行なうことで紡績糸の品質を低下させることなく、ドラフトローラ対の寿命を延ばすことができる紡績機を提供する。
【解決手段】案内部２８と紡績部３とが取り付けられる可動ベース部２５と、可動ベース部２５をドラフトローラ対２１・２２・２３・２４の回転軸方向に対して平行に移動させる駆動部２６と、案内部２８と紡績部３と可動ベース部２５との少なくともいずれかの位置を検出する検出部２９と、検出部２９からの検出信号に基づいて駆動部２６に位置指令信号を送信して可動ベース部２５を位置制御することによって、ドラフトローラ対２１・２２・２３・２４に対する案内部２８と紡績部３の相対的な位置関係を調整してドラフトローラ対２１・２２・２３・２４による繊維束Ｆの把持位置を変更する制御部７と、を備えるとした。
【選択図】図２

Description

本発明は、紡績機の技術に関する。

従来より、繊維束を牽伸するとともに、牽伸された繊維束を撚ることで紡績糸を製造する紡績機が知られている（例えば特許文献１参照）。紡績機には、繊維束を牽伸する複数のドラフトローラ対が設けられている。ドラフトローラ対は、把持した繊維束を回転によって送り出すため、隣接するドラフトローラ対との送り出し速度の差異によって繊維束を牽伸できる。

ドラフトローラ対は、動力機構を介して回転されるボトムローラと該ボトムローラに接触した状態で従動回転するトップローラで構成される。トップローラは、ゴム等で形成された弾性体ローラであることから、該トップローラの表面が摩耗するという問題を有していた。特に、ドラフトローラ対による繊維束の把持位置が一定である場合においては、繊維束と接触している部分の摩耗が早く進行するという問題があった。

このため、繊維束の案内部（トランペット）をドラフトローラ対の回転軸に対して平行に移動させ、繊維束（粗糸）の把持位置を変更する構造が提案されている（例えば特許文献２参照）。しかし、かかる構造は、繊維束が太い場合に該繊維束を構成する繊維がドラフトローラ対から脱落するという問題があった。また、ドラフトローラ対の回転が停止しているときに案内部が移動すると、ドラフトローラ対によって把持された状態の繊維束を引き伸ばし、該繊維束が意図せずに切断されるという問題もあった。

特開２０１１−９９１９２号公報 特開平８−２９１４２９号公報

本発明は、牽伸する繊維束に応じて、ドラフトローラ対に対して繊維束の移動又は停止の制御を行なうことで紡績糸の品質を低下させることなく、ドラフトローラ対の寿命を延ばすことができる紡績機を提供することを目的としている。

次に、この課題を解決するための手段を説明する。

第１の発明は、繊維束を牽伸するとともに、牽伸された繊維束を撚ることで紡績糸を製造する紡績機に関する。本発明の実施形態に係る紡績機は、繊維束を牽伸するドラフトローラ対と、ドラフトローラ対によって牽伸される繊維束の幅（太さ）を規定して案内する案内部と、ドラフトローラ対によって牽伸された繊維束を撚って紡績糸を紡出する紡績部と、案内部と紡績部とが取り付けられる可動ベース部と、可動ベース部をドラフトローラ対の回転軸方向に対して平行に移動させる駆動部と、案内部と紡績部と可動ベース部との少なくともいずれかの位置を検出する検出部と、検出部からの検出信号に基づいて駆動部に位置指令信号を送信して可動ベース部を位置制御することによって、ドラフトローラ対に対する案内部と紡績部の相対的な位置関係を調整して、ドラフトローラ対による繊維束の把持位置を変更する制御部と、を備える。

第２の発明は、繊維束を牽伸するとともに、牽伸された繊維束を撚ることで紡績糸を製造する紡績機に関する。本発明の実施形態に係る紡績機は、繊維束を牽伸するドラフトローラ対と、ドラフトローラ対によって牽伸される繊維束の幅（太さ）を規定して案内する案内部と、ドラフトローラ対によって牽伸された繊維束を撚って紡績糸を紡出する紡績部と、案内部と紡績部とが取り付けられる可動ベース部と、可動ベース部をドラフトローラ対の回転軸方向に対して平行に移動させる駆動部と、案内部と紡績部と可動ベース部との少なくともいずれかの位置を検出する検出部と、検出部からの検出信号に基づいて駆動部に位置指令信号と速度指令信号を送信して可動ベース部を位置制御及び速度制御することによって、ドラフトローラ対に対する案内部と紡績部の相対的な位置関係を調整して、ドラフトローラ対による繊維束の把持位置を変更する制御部と、を備える。

第３の発明は、第１又は第２の発明に係る紡績機に関する。紡績機において、制御部は、駆動部を制御することによって、可動ベース部を連続的に往復移動させる。

第４の発明は、第１又は第２の発明に係る紡績機に関する。紡績機において、制御部は、駆動部を制御することによって、可動ベース部を間欠的に送り移動させる。

第５の発明は、第１から第３のいずれかの発明に係る紡績機に関する。紡績機において、制御部は、駆動部を制御することによって、紡績開始時における紡績部の位置を原点位置にあわせる。

第６の発明は、第１から第５のいずれかの発明に係る紡績機に関する。紡績機において、制御部は、繊維束の太さ又は／及びドラフトローラ対の回転軸方向の幅寸法に応じて可動ベース部の移動を制御する。

第７の発明は、第１から第６のいずれかの発明に係る紡績機に関する。紡績機において、制御部は、ドラフトローラ対が回転している場合に駆動部を作動させ、ドラフトローラ対が回転していない場合に駆動部を停止させる。

第８の発明は、第１から第７のいずれかの発明に係る紡績機に関する。紡績機において、制御部は、前記ドラフトローラ対が牽伸する繊維束が所定の値よりも大きい場合に駆動部を停止させる。

第９の発明は、第１から第８のいずれかの発明に係る紡績機に関する。駆動部は、ステッピングモータを用いて構成される。

第１０の発明は、第１から第９のいずれかの発明に係る紡績機に関する。紡績部は、旋回空気流によって繊維束を撚って紡績糸を紡出する。

第１１の発明は、第１から第１０のいずれかの発明に係る紡績機に関する。紡績機は、駆動部の制御態様を設定できる設定部を具備する。

第１２の発明は、第１から第１１のいずれかの発明に係る紡績機に関する。紡績機は、紡績糸をパッケージへと巻き取る巻取部を具備する。

第１３の発明は、第１から第１２のいずれかの発明に係る紡績機に関する。本発明の実施形態に係る紡績機は、駆動部の駆動量を記憶する記憶部と、ドラフトローラ対の耐久閾値を格納する格納部と、を具備する。制御部は、記憶部に記憶される駆動量と格納部に格納されている耐久閾値に基づいて、ドラフトローラ対による繊維束の把持位置を変更する。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

第１の発明によれば、可動ベース部を位置制御するため、可動ベース部を正確に移動させることができる。これにより、紡績糸の品質を低下させることなく、ドラフトローラ対（詳細にはドラフトローラ対を構成するトップローラ又は／及びボトムローラ）の寿命を延ばすことが可能となる。また、繊維束が太い場合であっても該繊維束を構成する繊維がドラフトローラ対から脱落することを防止できる。

第２の発明によれば、可動ベース部を位置制御及び速度制御するため、可動ベース部を正確に移動させることができる。これにより、紡績糸の品質を低下させる周期ムラの発生等を低減させることが可能となる。また、繊維束が太い場合であっても該繊維束を構成する繊維がドラフトローラ対から脱落することを防止できる。

第３の発明によれば、ドラフトローラ対による繊維束の把持位置を連続的に変更できる。これにより、ドラフトローラ対（詳細にはドラフトローラ対を構成するトップローラ又は／及びボトムローラ）の一部で摩耗が進行することを防止でき、該ドラフトローラ対の長寿命化を図ることが可能となる。

第４の発明によれば、ドラフトローラ対による繊維束の把持位置を間欠的に変更できる。これにより、ドラフトローラ対（詳細にはドラフトローラ対を構成するトップローラ又は／及びボトムローラ）の摩耗が許容範囲を超える前に把持位置を変更することができ、該ドラフトローラ対の長寿命化を図ることが可能となる。また、把持位置を連続的に変化させる場合、駆動部を超低速で制御することは難しい。そこで、ドラフトローラ対による繊維束の把持位置を間欠的に変更させることで糸品質の低下を防ぐことができる。

第５の発明によれば、紡績を開始する際に紡績部を原点位置に配置できる。紡績を開始する際は、ドラフトローラ対により牽伸された繊維束Ｆを紡績部へ導入する必要がある。このため、紡績部を原点位置に配置した状態で紡績を開始することにより、紡績をスムーズに開始させることができる。

第６の発明によれば、ドラフトローラ対による繊維束の把持可能領域を最大限広く確保できる。これにより、更にドラフトローラ対の長寿命化を図ることが可能となる。また、繊維束が太い場合であっても該繊維束を構成する繊維がドラフトローラ対から脱落することを確実に防止できる。

第７の発明によれば、ドラフトローラ対が回転していない場合に可動ベース部の移動を停止できる。これにより、ドラフトローラ対によって把持された状態の繊維束を可動ベース部が引き伸ばすことがなく、繊維束の意図しない切断を回避することができる。

第８の発明によれば、繊維束が所定の値よりも太い場合に可動ベース部の移動を停止できる。これにより、繊維束が太い場合であっても該繊維束を構成する繊維がドラフトローラ対から脱落することを確実に防止できる。

第９の発明によれば、ステッピングモータを用いることで簡素な制御システムを実現することができる。これにより、駆動部及び制御システムのコストを低減することが可能となる。

第１０の発明によれば、旋回空気流によって繊維束を撚るため、高い紡績速度を実現できる。紡績速度が高速化すると、繊維束の繊維の挙動も外部変化の影響を受け易くなる。また、高速で牽伸される繊維束によりドラフトローラ対（詳細にはドラフトローラ対を構成するトップローラ又は／及びボトムローラ）の摩耗の進行も早くなる。可動ベース部の位置制御を行なって該可動ベース部を移動させることにより、繊維束の繊維の挙動に影響を与えずに、少なくともドラフトローラ対の長寿命化を適切に図ることができる。

第１１の発明によれば、設定部を操作することで制御態様を設定したり選択したりすることができる。これにより、紡績機は、繊維束の特性に応じた最適な制御を行なうことが可能となる。

第１２の発明によれば、紡績機によるパッケージの生産能力を向上させることが可能となる。

第１３の発明によれば、ドラフトローラ対（詳細にはドラフトローラ対を構成するトップローラ又は／及びボトムローラ）を限界まで使用することができる。

紡績機１００の全体構成を示す図。 ドラフトユニット２の構成を示す図。 ドラフトユニット２を矢印Ｘ方向から見た図。 ドラフトユニット２を矢印Ｙ方向から見た図。 ドラフトユニット２を矢印Ｚ方向から見た図。 駆動部２６の他の構成を示す図。 紡績部３等の経時変位を示す図。 紡績部３等の経時変位を示す図。 空気紡績装置（紡績部）３の構成を示す図。

まず、紡績機１００の全体構成について簡単に説明する。図１は、紡績機１００の全体構成を示す図である。

紡績機１００は、繊維束Ｆから紡績糸Ｙを製造してパッケージＰを作成する紡績機械である。紡績機１００は、繊維束Ｆならびに紡績糸Ｙの送り方向に沿って以下の順に配置された、スライバ供給部１と、ドラフトユニット２と、紡績部３と、欠点検出部４と、張力安定部５と、巻取部６と、を備えている。また、紡績機１００は、各部に制御信号を送信可能とする制御部７と接続されている（図２参照）。

スライバ供給部１は、紡績糸Ｙの原料となる繊維束Ｆ（スライバ）をドラフトユニット２へ供給する。スライバ供給部１は、スライバケース１１と、スライバガイド（図示せず）と、を備えている。スライバケース１１に貯溜された繊維束Ｆは、スライバガイドによって案内されてドラフトユニット２へ導かれる。

ドラフトユニット２は、繊維束Ｆを牽伸して該繊維束Ｆを所定の太さに引きそろえる。ドラフトユニット２は、繊維束Ｆの送り方向に沿って以下の順に配置された、バックローラ対２１と、サードローラ対２２と、ミドルローラ対２３と、フロントローラ対２４と、の四組のドラフトローラ対２１・２２・２３・２４を備えている。ドラフトローラ対２１・２２・２３・２４は、把持した繊維束Ｆを回転によって送り出すため、隣接するドラフトローラ対との送り出し速度の差異によって繊維束Ｆを牽伸できる。

紡績部３は、所定の太さに牽伸された繊維束Ｆを撚ることで紡績糸Ｙを製造する。紡績部３は、ドラフトユニット２を構成するフロントローラ対２４の下流側に配置されている。このため、紡績部３は、所定の太さに牽伸された繊維束Ｆから紡績糸Ｙを製造することができる。なお、紡績部３の詳細な構成については後述する。

欠点検出部４は、製造された紡績糸Ｙの欠点部を検出する。具体的に説明すると、欠点検出部４は、発光ダイオードを光源として紡績糸Ｙを照射し、該紡績糸Ｙからの反射光量を検出する。欠点検出部４は、アナライザを介して制御部７に接続されており、該制御部７に検出信号を送信できる。このため、制御部７は、欠点検出部４からの検出信号に基づいて欠点部の有無を判断することができる。なお、欠点検出部４が検出できる欠点部には、紡績糸Ｙの太さの異常のほか、紡績糸Ｙにポリプロピレン等の異物が介在する場合も含まれる。欠点検出部４は、本実施形態に係る光学式センサ以外にも、静電容量式のセンサを採用することも可能である。

張力安定部５は、紡績糸Ｙに掛かる張力を適度に保ち安定させる。張力安定部５は、解舒部材５１と、ローラ５２と、を備えている。解舒部材５１は、紡績糸Ｙに掛かる張力が低い場合にローラ５２とともに回転し、該ローラ５２に紡績糸Ｙを巻き付ける。また、解舒部材５１は、紡績糸Ｙに掛かる張力が高い場合にローラ５２から独立して回転し、該ローラ５２に巻き付けられた紡績糸Ｙを解舒する。このため、張力安定部５は、紡績糸Ｙに掛かる張力を適度に保ち安定させることができる。

巻取部６は、紡績糸Ｙを巻き取ってパッケージＰを作成する。巻取部６は、駆動ローラ６１と、クレードル（図示せず）と、を備えている。駆動ローラ６１は、クレードルに把持されたボビンＢを回転させる。このため、巻取部６は、紡績糸Ｙを巻き取ってパッケージＰを作成することができる。なお、巻取部６は、図示しない綾振装置によって紡績糸Ｙを綾振するため、パッケージＰにおける紡績糸Ｙの偏りを防いでいる。

以上が本発明の実施形態に係る紡績機１００の全体構成である。但し、本紡績機１００の特徴部分であるドラフトユニット２を備えていれば詳細な構成については問わない。つまり、本紡績機１００の特徴部分であるドラフトユニット２を備えていればスライバ供給部１や紡績部３、欠点検出部４、張力安定部５、巻取部６、その他の構成について限定しない。また、各部が配置される位置等についても限定しない。

次に、ドラフトユニット２の構成について詳細に説明する。図２は、ドラフトユニット２の構成を示す図である。図３は、ドラフトユニット２を矢印Ｘ方向から見た図である。図４は、ドラフトユニット２を矢印Ｙ方向から見た図である。図５は、ドラフトユニット２を矢印Ｚ方向から見た図である。

ドラフトローラ対２１・２２・２３・２４は、それぞれボトムローラ２１Ａ・２２Ａ・２３Ａ・２４Ａと、トップローラ２１Ｂ・２２Ｂ・２３Ｂ・２４Ｂと、で構成される。また、ミドルローラ対２３を構成するボトムローラ２３Ａ及びトップローラ２３Ｂには、合成ゴム製のエプロンバンド２３Ｃ・２３Ｃが巻回されている。

ボトムローラ２１Ａ・２２Ａ・２３Ａ・２４Ａは、図示しない動力機構によって繊維束Ｆの走行方向に向けて回転される。トップローラ２１Ｂ・２２Ｂ・２３Ｂ・２４Ｂは、ボトムローラ２１Ａ・２２Ａ・２３Ａ・２４Ａに接触した状態で従動回転される。各ドラフトローラ対２１・２２・２３・２４は、繊維束Ｆの送り方向に沿って、順次、ドラフトローラ対２１・２２・２３・２４の周速度が速くなるように設定されている。

このような構成により、ドラフトローラ対２１・２２・２３・２４に把持された繊維束Ｆは、各ドラフトローラ対２１・２２・２３・２４を通過する度に送り速度が増していき、隣接するドラフトローラ対２１・２２・２３・２４との間で牽伸されることとなる。このようにして、ドラフトユニット２は、繊維束Ｆの幅（太さ）を徐々に細くし、所定の太さにすることができる。

紡績部３は、該紡績部３を保持するブラケットを介して可動ベース部２５に取り付けられている。可動ベース部２５は、ドラフトローラ対２１・２２・２３・２４の回転軸に対して平行に設けられた二つの案内軸２５１によって支持されている。可動ベース部２５は、該可動ベース部２５の摺動孔に案内軸２５１が挿通された状態で支持されている。

可動ベース部２５の下方（ドラフトローラ対２１・２２・２３・２４が配置されている側とは反対側）には、駆動部２６が配置されている。本実施形態に係る駆動部２６は、ステッピングモータ２６１と、カム２６２と、カムフォロア２６３と、で構成される。ステッピングモータ２６１は、カム２６２を回転させることによって可動ベース部２５に取り付けられたカムフォロア２６３を従動させる。可動ベース部２５は、案内軸２５１に環装されたスプリング２５３によって付勢されているため、カム２６２の形状に追従することができる。

このような構成により、可動ベース部２５は、ドラフトローラ対２１・２２・２３・２４の回転軸に対して平行にスムーズに移動することができる（図３、図４矢印Ｔ参照）。このため、可動ベース部２５に取り付けられた紡績部３も可動ベース部２５と一体となってドラフトローラ対２１・２２・２３・２４の回転軸に対して平行に移動できる。

このように、本実施形態に係る駆動部２６は、カム機構によって回転運動を直線運動に変換する構成を採用している。但し、図６Ａに示すように、スパイラル軸２６４とナット２６５によって回転運動を摺動運動に変換することも可能である。また、図６Ｂに示すように、ラックギヤ２６６とピニオンギヤ２６７によって回転運動を摺動運動に変換することも可能である。

なお、本実施形態に係る駆動部２６は、ステッピングモータではなくサーボモータ等であっても実現できる。しかし、駆動部２６の動力源としてステッピングモータを用いたのは、簡素な制御システムとなるからである。これにより、駆動部２６及び制御システムのコストを低減することが可能となる。

本ドラフトユニット２は、バックローラ対２１の上流側に第一案内部２７を備えている。第一案内部２７は、スライバ供給ユニット１から供給された繊維束Ｆをバックローラ対２１へ案内する。第一案内部２７は、該第一案内部２７を支持するブラケットを介して可動ベース部２５に取り付けられている。

また、本ドラフトユニット２は、サードローラ対２２とミドルローラ対２３の間に第二案内部２８を備えている。第二案内部２８は、サードローラ対２２から送り出された繊維束Ｆをミドルローラ対２３へ案内する。第二案内部２８は、該第二案内部２８を支持するブラケットを介して可動ベース部２５に取り付けられている。

このような構成により、可動ベース部２５に取り付けられた第一案内部２７と第二案内部２８は、可動ベース部２５と一体となってドラフトローラ対２１・２２・２３・２４の回転軸に対して平行に移動できる（図３、図４矢印Ｔ参照）。つまり、第一案内部２７と第二案内部２８は、紡績部３に対する位置を一定に保った状態でドラフトローラ対２１・２２・２３・２４の回転軸に対して平行に移動できる。

このように、本実施形態に係る第一案内部２７は、可動ベース部２５に取り付けられることによって紡績部３と同様に移動する構成を採用している。但し、第一案内部２７は、紡績機１００本体のフレーム等に取り付けられて移動しない構成とすることも可能である。

なお、図３に示すように、本実施形態において第一案内部２７と第二案内部２８と紡績部３は、直線上に配置されている。しかし、第一案内部２７と第二案内部２８と紡績部３を略直線上に配置しても良い。また、第一案内部２７がフレームに固定される場合では、第一案内部２７は、第二案内部２８と紡績部３に対して直線上に配置されなくても良い。

第一案内部２７を移動しない構成とする場合として、繊維束Ｆが太い場合が挙げられる。つまり、バックローラ対２１に把持された際の繊維束Ｆの幅（太さ）がバックローラ対２１の幅寸法に対して余裕がない場合である。このような状態で第一案内部２７を移動させると、繊維束Ｆを構成する繊維がバックローラ対２１から脱落してしまう。従って、繊維束Ｆが太い場合は、第一案内部２７を移動しないように設けるのが望ましい。

本ドラフトユニット２には、可動ベース部２５の近傍に検出部２９が取り付けられている。検出部２９は、可動ベース部２５に取り付けられた磁石Ｍの磁力を検出できる磁力センサ（ホールＩＣ）である。具体的に説明すると、検出部２９は、磁束密度の変化に応じて出力電圧を変換し、出力電圧の値から磁石Ｍの位置を検出できる。検出部２９は、アナライザを介して制御部７に接続されている。このため、制御部７は、検出部２９からの検出信号に基づいて磁石Ｍの位置、即ち、可動ベース部２５の位置を把握することができる。なお、磁石Ｍの取り付け位置等について限定するものではない。

このような構成により、制御部７は、検出部２９からの検出信号に基づいて駆動部２６に制御信号を送信できる。つまり、制御部７は、検出部２９からの検出信号に基づいて可動ベース部２５の位置、即ち、紡績部３等の位置を制御することができる。

なお、図６Ａに示したように、スパイラル軸２６４とナット２６５によって回転運動を摺動運動に変換する構成においては、可動ベース部２５のオーバーランを防止する必要がある。そのため、検出部２９を可動ベース部２５の移動範囲両側に設けても良い。また、当該実施形態の他、他の実施形態においても、検出部２９の取り付け位置について限定するものではない。更に、検出部２９の数量についても限定するものではない。

次に、本紡績機１００の制御態様について説明する。図７は、紡績部３等の経時変位を示す図である。本図の縦軸は、経過時間ｔを示している。本図の横軸は、紡績部３等の変位を示している。なお、紡績部３等の変位とは、紡績部３、第一案内部２７及び第二案内部２８の原点位置Ｏからの移動距離である。

本制御態様は、制御部７が駆動部２６を制御することによって、可動ベース部２５を連続的に往復移動させることを特徴としている。本紡績機１００は、駆動部２６の制御態様を設定できる設定部８を具備しているため（図２参照）、繊維束Ｆの種類に応じた制御態様を設定することができる。従って、本制御態様は、制御部７が設定部８の設定に基づいて駆動部２６を制御することで、可動ベース部２５を連続的に往復移動させることができる。

このような制御態様により、本紡績機１００は、ドラフトローラ対２１・２２・２３・２４による繊維束Ｆの把持位置を連続的に変更できる。これにより、ドラフトローラ対（本実施形態では、トップローラ２１Ｂ・２２Ｂ・２４Ｂ）２１・２２・２３・２４の一部で摩耗が許容範囲を超えることを防止でき、該トップローラ２１Ｂ・２２Ｂ・２３Ｂ・２４Ｂの長寿命化を図ることが可能となる。なお、本実施形態においては、ミドルローラ対２３にエプロンバンド２３Ｃ・２３Ｃが巻回されているため、ミドルローラ対２３について言及すると、正確にはエプロンバンド２３Ｃの長寿命化を図ることが可能となる。

なお、紡績部３の目標位置とは、繊維束Ｆの特性に応じて変化する理想的な制御に基づいて決定された単位時間毎の紡績部３の理想位置をいう。制御部７は、単位時間毎に紡績部３を理想位置まで移動させることによって、繊維束Ｆの特性に応じた最適な制御、即ち、位置制御を実現できる。即ち、本実施形態においては、可動ベース部２５を介して紡績部３と第一案内部２７と第二案内部２８の位置制御を実現できる。

これにより、例えば繊維束Ｆの太さに応じて振幅や周期を変更できるため、紡績糸Ｙの品質を低下させることなく、ドラフトローラ対（本実施形態では、トップローラ２１Ｂ・２２Ｂ・２４Ｂ）２１・２２・２３・２４の寿命を延ばすことが可能となる。また、繊維束Ｆの特性に応じた最適な位置制御を実現できるため、繊維束Ｆが太い場合であっても該繊維束Ｆを構成する繊維がドラフトローラ対２１・２２・２３・２４から脱落することを防止できる。

更に、本制御態様は、制御部７が紡績部３の目標位置と目標速度を設定して駆動部２６を制御することで、可動ベース部２５を連続的に往復移動させることも可能である。

紡績部３の目標速度とは、繊維束Ｆの特性に応じて変化する理想的な制御に基づいて決定された単位時間毎の紡績部３の理想速度をいう。制御部７は、単位時間毎に紡績部３を理想速度まで加速又は減速させることによって、繊維束Ｆの特性に応じた最適な制御、即ち、速度制御を実現できる。即ち、本実施形態においては、可動ベース部２５を介して紡績部３と第一案内部２７と第二案内部２８の速度制御を実現できる。

これにより、例えば繊維束Ｆの太さに応じて振幅や周期、移動速度を変更できるため、紡績糸Ｙの品質を低下させる周期ムラの発生等を低減させることが可能となる。また、繊維束Ｆの特性に応じた最適な位置制御及び速度制御を実現できるため、繊維束Ｆが太い場合であっても該繊維束Ｆを構成する繊維がドラフトローラ対２１・２２・２３・２４から脱落することを防止できる。

また、本制御態様において、制御部７は、紡績開始時における紡績部３の位置を原点位置Ｏにあわせるように駆動部２６を制御する。本紡績機１００では、紡績糸Ｙを吸引する吸引パイプの位置等に起因して紡績部３が原点位置Ｏにある場合に紡績糸Ｙを引き出す成功率が向上するからである。つまり、紡績開始時に紡績部３の位置を原点位置Ｏに配置した状態で紡績を開始することにより、紡績をスムーズに開始させることができる。

ここで紡績を開始するとは、新たなボビンＢに紡績糸Ｙを巻き始める場合のほか、欠点検出部４が欠点部を検出したことによる糸切断や巻取り途中の糸切れによって巻取りを中断した後に再開する場合を含む。以下に新たなボビンＢに紡績糸Ｙを巻き始める場合と、巻取りを再開する場合と、について詳細に説明する。

ボビンＢに紡績糸Ｙを巻き始める場合、ドラフトユニット２で牽伸された繊維束Ｆを紡績部３に導入し、紡績部３内で二つの異なる方向の旋回気流で紡績して、紡績糸Ｙを紡出する。そして、紡績部３から紡出された紡績糸Ｙを不図示の吸引パイプにより、吸引して、紡績糸ＹをボビンＢに対して位置決めして、上述のような方法でパッケージＰを巻き取っていく。

巻取りを再開する場合は、紡績部３から紡出された紡績糸Ｙを不図示の吸引パイプにより吸引して、不図示の糸継装置に案内する。これと同時又は前後して、別の吸引パイプがパッケージＰ側の紡績糸Ｙを吸引して、糸継装置に案内する。糸継装置は、案内された紡績糸Ｙ同士の糸継作業を行なう。

このような場合に、紡績部３の位置を原点位置Ｏにあわせて繊維束Ｆを紡績部３に導入すると、繊維束Ｆは紡績部３に対して常に一定の位置関係で導入される。その結果、繊維束Ｆの導入の成功率が安定する。また、紡績部３が原点位置Ｏにあると、不図示の吸引パイプが紡績糸Ｙを吸引するときの位置の常に一定となる。その結果、吸引パイプによる紡績部３からの紡績糸Ｙの吸引の成功率が安定する。

なお、例えば糸切断や糸切れ等が起こった場合には、紡績部３の位置を原点位置Ｏにあわせた後にドラフトローラ対２１・２２・２３・２４を停止させることができる。しかし、糸切断や糸切れ等が起こった場合は、直ちにドラフトローラ対２１・２２・２３・２４を停止させ、紡績開始時（紡績再開時）に紡績部３の位置を原点位置Ｏにあわせるとしても良い。

更に、図７に示すように、本実施形態において原点位置Ｏは、ドラフトローラ対２１・２２・２３・２４の軸方向中央部とされている。しかし、原点位置Ｏは、ドラフトローラ対２１・２２・２３・２４の軸方向中央部でなくとも良く、例えば軸方向端部としても良い。つまり、原点位置Ｏの位置について限定しない。なお、原点位置Ｏは、例えば紡績開始前にオペレータが駆動部２６の原点出し操作を行なうことにより、予め設定される位置である。

図７に示す実施形態では、紡績部３等の変位が原点位置Ｏから出発後、図面の左側（繊維束Ｆの走行方向に対して右側）に移動している。本発明は、当該実施形態に限らず、紡績部３等の変位が原点位置Ｏを出発後、図面の右側（繊維束Ｆの走行方向に対して左側）に移動させても良い。

次に、本紡績機１００の別の制御態様について説明する。図８は、紡績部３等の経時変位を示す図である。本図の縦軸は、経過時間ｔを示している。本図の横軸は、紡績部３等の変位を示している。なお、紡績部３等の変位とは、紡績部３、第一案内部２７及び第二案内部２８の原点位置Ｏからの移動距離である。

本制御態様は、制御部７が駆動部２６を制御することによって、可動ベース部２５を間欠的に送り移動させることを特徴としている。具体的に説明すると、本制御態様は、制御部７が紡績部３の目標位置を設定して駆動部２６を制御することで、可動ベース部２５を間欠的に送り移動させるのである。

このような制御態様により、本紡績機１００は、ドラフトローラ対２１・２２・２３・２４による繊維束Ｆの把持位置を間欠的に変更できる。これにより、ドラフトローラ対（本実施形態では、トップローラ２１Ｂ・２２Ｂ・２４Ｂ）２１・２２・２３・２４の摩耗が許容範囲を超える前に把持位置を変更することができ、該ドラフトローラ対２１・２２・２３・２４の長寿命化を図ることが可能となる。なお、本実施形態においては、ミドルローラ対２３にエプロンバンド２３Ｃ・２３Ｃが巻回されているため、ミドルローラ対２３について言及すると、正確にはエプロンバンド２３Ｃの長寿命化を図ることが可能となる。

紡績部３の目標位置とは、繊維束Ｆの特性に応じて変化するドラフトローラ対（本実施形態では、トップローラ２１Ｂ・２２Ｂ・２４Ｂ）２１・２２・２３・２４の摩耗の進行速度に基づいて決定された所定時間毎の紡績部３の理想位置をいう。制御部７は、所定時間毎に紡績部３を理想位置まで移動させることによって、繊維束Ｆの特性に応じた最適な制御、即ち、位置制御を実現できる。即ち、本実施形態においては、可動ベース部２５を介して紡績部３と第一案内部２７と第二案内部２８の位置制御を実現できる。

これにより、例えば繊維束Ｆの太さに応じて移動距離や移動時期を変更できるため、トップローラ２１Ｂ・２２Ｂ・２４Ｂの寿命を延ばすことが可能となる。また、繊維束Ｆの特性に応じた最適な位置制御を実現できるため、繊維束Ｆが太い場合であっても該繊維束Ｆを構成する繊維がドラフトローラ対２１・２２・２３・２４から脱落することを防止できる。

なお、繊維束Ｆの把持位置を間欠的に変更するとした場合、例えばステッピングモータ２６１により構成される駆動部２６をステップ状に駆動することにより、把持位置の移動と保持とを随時切り換えることも含まれる。また、図８では、把持位置が原点位置Ｏから移動可能距離Ｌまで段階的に移動する実施形態が図示されている。把持位置が移動可能距離Ｌに到達した後、到達前に保持しなかった位置に把持位置を保持しながら原点位置Ｏに再度到達するように、制御部７は可動ベース部２５の位置制御を行なっても良い。

駆動部２６がステッピングモータ２６１により構成される場合、ステッピングモータ２６１のロータは正逆回転するように駆動される。ロータの正回転量と逆回転量は等しいことが望ましいが、異なっていても良い。また、検出部２９の取り付け位置に応じて、ロータが原点位置に復帰するまでの回転量の補正値を制御部７に予め設定しておき、検出部２９の検出誤差を吸収するようにしても良い。

更に、本制御態様は、制御部７が紡績部３の目標位置と目標速度を設定して駆動部２６を制御することで、可動ベース部２５を間欠的に送り移動させることも可能である。

紡績部３の目標速度とは、繊維束Ｆの特性に応じて変化するドラフトローラ対（本実施形態では、トップローラ２１Ｂ・２２Ｂ・２４Ｂ）２１・２２・２３・２４の摩耗の進行速度に基づいて決定された所定時間毎の紡績部３の理想速度をいう。制御部７は、ドラフトローラ対（本実施形態では、トップローラ２１Ｂ・２２Ｂ・２４Ｂ）２１・２２・２３・２４の摩耗が許容範囲を超える手前に紡績部３を理想速度まで加速させることによって、繊維束Ｆの特性に応じた最適な制御、即ち、速度制御を実現できる。即ち、本実施形態においては、可動ベース部２５を介して紡績部３と第一案内部２７と第二案内部２８の速度制御を実現できる。

これにより、例えば繊維束Ｆの太さに応じて移動距離と移動時期と移動速度との少なくともいずれかを変更できるため、ドラフトローラ対（本実施形態では、トップローラ２１Ｂ・２２Ｂ・２４Ｂ）２１・２２・２３・２４の寿命を延ばすとともに、紡績糸Ｙの品質を低下させる周期ムラの発生等を低減させることが可能となる。また、繊維束Ｆの特性に応じた最適な位置制御及び速度制御を実現できるため、繊維束Ｆが太い場合であっても該繊維束Ｆを構成する繊維がドラフトローラ対２１・２２・２３・２４から脱落することを防止できる。

上述したように、本実施形態における紡績機１００は、ゴム等で形成されたトップローラ２１Ｂ・２２Ｂ・２４Ｂの寿命を延ばすことが可能である。しかし、ボトムローラ２１Ａ・２２Ａ・２４Ａがゴム等で形成されている場合は、該ボトムローラ２１Ａ・２２Ａ・２４Ａの寿命を延ばすことができる。また、トップローラ２１Ｂ・２２Ｂ・２４Ｂとボトムローラ２１Ａ・２２Ａ・２４Ａが共に摩耗する材料で形成されている場合においても寿命を延ばすことができる。従って、本発明の技術的特徴は、所定のローラ（本実施形態では、トップローラ２１Ｂ・２２Ｂ・２４Ｂ）の寿命を延ばす目的に限定するものではない。

次に、上述した制御態様に付加されている他の特徴点について説明する。

本実施形態において制御部７は、繊維束Ｆの太さ又はドラフトローラ対２１・２２・２３・２４の幅寸法Ｗ（本実施形態においてはトップローラ２４Ｂの幅寸法：図３参照）に応じて可動ベース部２５の移動可能距離Ｌを設定する（図７、図８参照）。また、繊維束Ｆの太さ及びドラフトローラ対２１・２２・２３・２４の幅寸法Ｗに応じて可動ベース部２５の移動可能距離Ｌを設定しても良い。

ここで、移動可能距離Ｌとは、繊維束Ｆを構成する繊維がドラフトローラ対２１・２２・２３・２４から脱落しない原点位置Ｏからの最大距離をいう。繊維束Ｆの太さ等に基づいて移動可能距離Ｌを設定するため、ドラフトユニット２が牽伸する繊維束Ｆの種類が変更された場合であっても、本実施形態に係る紡績機１００は、対応することが可能となる。

このような制御態様により、本紡績機１００は、ドラフトローラ対２１・２２・２３・２４による繊維束Ｆの把持可能領域を最大限広く確保できる。これにより、更にトップローラ２１Ｂ・２２Ｂ・２４Ｂの長寿命化を図ることが可能となる。また、繊維束Ｆが太い場合であっても該繊維束Ｆを構成する繊維がドラフトローラ対２１・２２・２３・２４から脱落することを確実に防止できる。

制御部７は、ドラフトローラ対２１・２２・２３・２４が回転している場合に駆動部２６を作動させ、ドラフトローラ対２１・２２・２３・２４が回転していない場合に駆動部２６を停止させる。これは、繊維束Ｆを牽伸している場合に紡績部３等の移動を実施させ、繊維束Ｆを牽伸していない場合に紡績部３等の移動を停止させることを意味する。本実施形態においては、バックローラ対２１が回転している場合に駆動部２６を作動させ、バックローラ対２１が回転していない場合に駆動部２６を停止させている。即ち、複数のドラフトローラ対２１・２２・２３・２４のうち、少なくとも繊維束Ｆを把持しているドラフトローラ対が回転している場合に駆動部２６を作動させていることが望ましい。

このような制御態様により、本紡績機１００は、ドラフトユニット２が停止している場合にドラフトローラ対２１・２２・２３・２４によって把持された状態の繊維束Ｆが意図せずに切断されることを回避できる。

更に、制御部７は、繊維束Ｆが所定の値よりも太い場合に駆動部２６を停止させる。具体的には、オペレータは、紡績機１００が紡績する繊維束Ｆの種類を設定部８から入力する。制御部７は、入力された繊維束Ｆの情報に基づいて該繊維束Ｆの太さが所定の値を超えているか否かを判断する。そして、制御部７は、繊維束Ｆの太さが所定値を超えている場合に駆動部２６が停止するように制御する。

このような制御態様により、本紡績機１００は、繊維束Ｆが太い場合であっても該繊維束Ｆを構成する繊維がドラフトローラ対２１・２２・２３・２４から脱落することを確実に防止できる。

次に、本実施形態に係る紡績機１００の他の特徴点について説明する。

本紡績機１００を構成する紡績部３は、旋回空気流によって繊維束Ｆを撚る、いわゆる空気紡績装置３である。図９は、空気紡績装置３の構成を示す図である。

空気紡績装置３は、紡績室ＳＣ内に旋回空気流を形成し、該旋回空気流によって繊維束Ｆを撚る。紡績室ＳＣは、ファイバーガイド３１とスピンドル３２の間に構成される空間ＳＣ１と、スピンドル３２とノズルブロック３３の間に構成される空間ＳＣ２と、に分けられる。

空間ＳＣ１において、繊維束Ｆを構成する繊維の後端部が旋回空気流によって反転される（図中二点鎖線参照）。空間ＳＣ２において、反転された各繊維の後端部が旋回空気流によって回転される（図中二点鎖線参照）。回転される繊維の後端部は、次々と中心部の繊維に巻き付いていく。このようにして、空気紡績装置３は、繊維束Ｆから紡績糸Ｙを紡出することができる。

なお、図９に示すように、本実施形態に係る空気紡績装置３では、ファイバーガイド３１にニードルが設けられている。ニードルは、繊維束Ｆをスピンドル３２に導くとともに、繊維の撚りが上流側に伝わらないようにするために設けられる。しかし、ファイバーガイド３１にニードルを設けない構成であったとしても、本発明の目的及び効果に差異はない。

このような構成により、本紡績機１００は、高い紡績速度を維持できる。紡績速度が高速化すると、繊維束Ｆの繊維の挙動も外部変化の影響を受け易くなる。また、高速で牽伸される繊維束Ｆによりドラフトローラ対（本実施形態では、トップローラ２１Ｂ・２２Ｂ・２４Ｂ）２１・２２・２３・２４の摩耗の進行も早くなる。可動ベース部２５の位置制御を行なって該可動ベース部２５を移動させることにより、繊維束Ｆの繊維の挙動に影響を与えずに、ドラフトローラ対２１・２２・２３・２４の長寿命化を適切に図ることができる。

なお、旋回空気流によって繊維束Ｆを撚る構成であれば、詳細な構成について限定しない。例えば互いに異なる方向に流れる旋回空気流を二つ形成し、これらの旋回空気流によって繊維束Ｆを撚る構成であっても良い（例えば特開平５−８６５１０、特開２００６−１６１１７１等）。

このような構成により、本紡績機１００は、繊維束Ｆの特性に応じた最適な制御を行なうことが可能となる。

更に、上述したように、本紡績機１００は、紡績糸Ｙを巻き取ってパッケージＰを作成する巻取部６を具備している（図１参照）。本紡績機１００は、トップローラ２１Ｂ・２２Ｂ・２３Ｂ・２４Ｂの寿命を延ばすことができるため、長期にわたって連続してパッケージＰを製造できる。即ち、本紡績機１００によるパッケージＰの生産能力を向上させることが可能となる。

上記実施形態では、検出部２９は可動ベース部２５の位置を検出し、制御部７は、検出部２９の検出結果に基づいて、可動ベース部２５の位置又は／及び速度を制御している。制御部７は、検出部２９の検出結果からフロントローラ対２４による繊維束Ｆの把持位置の履歴と把持位置の変化（速度と時間）を示す駆動部２６の駆動量を記憶する記憶部（不図示）と、フロントローラ対２４の耐久閾値を格納する格納部（不図示）と、を更に備えても良い。

この場合、制御部７は、記憶部に記憶される駆動量と格納部に格納されている耐久閾値を比較し、フロントローラ対２４によって更なる牽伸を行なうことが可能である部分が残っているかを判断する。制御部７が残っている部分があると判断した場合、制御部７は、当該部分を牽伸するように可動ベース部２５の位置又は／及び速度を制御する。これにより、高速紡績によって摩耗し易いフロントローラ対２４（本実施形態では、トップローラ２４Ｂ）を限界まで使用することができる。

なお、オペレータは、トップローラ２４Ｂを新しいトップローラ２４Ｂに交換した場合、制御部７に交換したことを入力し、記憶部に記憶されている内容をリセットするようにしても良い。

本実施形態では、紡績機１００が一台設けられている。しかし、複数の紡績機１００を並べて配置して、繊維機械を構成しても良い。この場合、隣り合う紡績機１００で可動ベース部２５を同じ方向に移動させても良いし、異なる方向に移動させても良い。異なる方向に移動させる場合、可動ベース部２５が同じ方向に移動することによる振動を抑制することができる。

１００ 紡績機
１ スライバ供給部
２ ドラフトユニット
２１ バックローラ対（ドラフトローラ対）
２１Ａ ボトムローラ
２１Ｂ トップローラ
２２ サードローラ対（ドラフトローラ対）
２２Ａ ボトムローラ
２２Ｂ トップローラ
２３ ミドルローラ対（ドラフトローラ対）
２３Ａ ボトムローラ
２３Ｂ トップローラ
２４ フロントローラ対（ドラフトローラ対）
２４Ａ ボトムローラ
２４Ｂ トップローラ
２５ 可動ベース部
２６ 駆動部
２７ 第一案内部
２８ 第二案内部
２９ 検出部
３ 紡績部
４ 欠点検出部
５ 張力安定部
６ 巻取部
７ 制御部
Ｆ 繊維束（スライバ）
Ｙ 紡績糸

Claims (13)

1. 繊維束を牽伸するドラフトローラ対と、
   前記ドラフトローラ対によって牽伸される繊維束の幅を規定して案内する案内部と、
   前記ドラフトローラ対によって牽伸された繊維束を撚って紡績糸を紡出する紡績部と、
   前記案内部と前記紡績部とが取り付けられる可動ベース部と、
   前記可動ベース部を前記ドラフトローラ対の回転軸方向に対して平行に移動させる駆動部と、
   前記案内部と前記紡績部と前記可動ベース部との少なくともいずれかの位置を検出する検出部と、
   前記検出部からの検出信号に基づいて前記駆動部に位置指令信号を送信して前記可動ベース部を位置制御することによって、前記ドラフトローラ対に対する前記案内部と前記紡績部の相対的な位置関係を調整して、前記ドラフトローラ対による繊維束の把持位置を変更する制御部と、を備える、ことを特徴とする紡績機。
2. 繊維束を牽伸するドラフトローラ対と、
   前記ドラフトローラ対によって牽伸される繊維束の幅を規定して案内する案内部と、
   前記ドラフトローラ対によって牽伸された繊維束を撚って紡績糸を紡出する紡績部と、
   前記案内部と前記紡績部とが取り付けられる可動ベース部と、
   前記可動ベース部を前記ドラフトローラ対の回転軸方向に対して平行に移動させる駆動部と、
   前記案内部と前記紡績部と前記可動ベース部との少なくともいずれかの位置を検出する検出部と、
   前記検出部からの検出信号に基づいて前記駆動部に位置指令信号と速度指令信号を送信して前記可動ベース部を位置制御及び速度制御することによって、前記ドラフトローラ対に対する前記案内部と前記紡績部の相対的な位置関係を調整して、前記ドラフトローラ対による繊維束の把持位置を変更する制御部と、を備える、ことを特徴とする紡績機。
3. 前記制御部は、前記駆動部を制御することによって、前記可動ベース部を連続的に往復移動させる、ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の紡績機。
4. 前記制御部は、前記駆動部を制御することによって、前記可動ベース部を間欠的に送り移動させる、ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の紡績機。
5. 前記制御部は、前記駆動部を制御することによって、紡績開始時における前記ドラフトローラ対と前記紡績部の相対位置を原点位置にあわせる、ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の紡績機。
6. 前記制御部は、繊維束の太さ又は／及び前記ドラフトローラ対の回転軸方向の幅寸法に応じて前記可動ベース部の移動を制御する、ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の紡績機。
7. 前記制御部は、前記ドラフトローラ対が回転している場合に前記駆動部を作動させ、前記ドラフトローラ対が回転していない場合に前記駆動部を停止させる、ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の紡績機。
8. 前記ドラフトローラ対が牽伸する繊維束が所定の値よりも大きい場合に前記駆動部を停止させる、ことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の紡績機。
9. 前記駆動部は、ステッピングモータを用いて構成される、ことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の紡績機。
10. 前記紡績部は、旋回空気流によって繊維束を撚って紡績糸を紡出する、ことを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の紡績機。
11. 前記駆動部の制御態様を設定できる設定部を具備する、ことを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の紡績機。
12. 前記紡績糸をパッケージへと巻き取る巻取部を具備する、ことを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の紡績機。
13. 前記駆動部の駆動量を記憶する記憶部と、
    前記ドラフトローラ対の耐久閾値を格納する格納部と、を具備し、
    前記制御部は、前記記憶部に記憶される駆動量と前記格納部に格納されている前記耐久閾値に基づいて、前記ドラフトローラ対による繊維束の把持位置を変更する、ことを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載の紡績機。

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