JP2014094786A - 綾振装置およびこれを備えた巻取装置 - Google Patents

Abstract

【課題】駆動モータにより糸ガイドを旋回させる場合において、エンコーダの分解能を最適に設計することができる綾振装置およびこれを備えた綾振装置および巻取装置を提供する。
【解決手段】綾振装置は、糸を係止する係止部を有し、糸が巻き取られるパッケージの回転軸線方向に沿って係止部を旋回させて糸を案内する糸ガイドと、糸ガイドを駆動する駆動モータと、駆動モータに設けられ、駆動モータの駆動量をパルス値として検出するエンコーダと、を備え、糸ガイドの係止部の移動量とエンコーダの出力するパルスとは、下記関係式（１）を満たす。
（係止部の移動量／パルス）＜０．５ｍｍ・・・（１）
【選択図】図３

Description

本発明は、特に、駆動モータにより糸ガイドを旋回させる綾振装置およびこれを備えた巻取装置に関する。

従来、特許文献１に記載されるように、線条体を案内するためのガイドをトラバース軸に設け、トラバース軸を巻取リールの回転軸線方向と平行に往復移動させることによって、巻取リールの回転軸線方向に線条体を綾振り（トラバース）する綾振装置が知られている。この綾振装置では、巻取リールの上流側に設けられたダンサローラの変位を検出することにより、トラバース軸の反転時期を遅らせたり早めたりしている。トラバース軸の反転時期を制御することにより、線条体が巻取リールに均一に巻き取られる。

この装置では、ダンサローラはアームに固定されており、アームの旋回軸に取り付けられたロータリエンコーダにより、ダンサローラの変位が検出される。ロータリエンコーダの分解能は３６００パルス／回であり、１パルスは０．１°の回転に相当する。そして、ダンサローラの移動量に応じたパルス数に基づいて、トラバース軸の反転時期を制御している。

特開平７−２５６３３８号公報

ところで、パッケージに糸を巻き取る巻取装置において、たとえばアーム式の糸ガイドを用いた綾振装置が検討されている。アーム式の糸ガイドは、その先端部に糸を係止する。アーム式の糸ガイドの基端部には駆動モータの回転軸が連結されている。糸ガイドは、駆動モータにより駆動されて、糸を係止した状態で往復旋回運動を行う。なお、アーム式の綾振装置の他には、所定の軌道上を走行するベルトに糸ガイドを装着したベルト式の綾振装置等が知られている。

駆動モータにより糸ガイドを旋回させる綾振装置では、糸ガイドの位置をフィードバック制御するためにエンコーダが用いられる。エンコーダは、駆動モータの駆動量をパルス値として検出する。エンコーダの分解能は、１回転あたりのパルス数によって決まる。ここで、エンコーダの分解能が高い（すなわち細かい）と、糸ガイドの位置制御の精度が高くなる。一方、エンコーダの分解能が低い（すなわち粗い）と、糸ガイドの位置制御の精度は低くなる。エンコーダの分解能を低くすると低コスト化を図ることができるが、分解能を低くし過ぎると、たとえば、パッケージの端縁から糸が落ちる現象、いわゆる綾落ち（または綾外れ）を招く可能性がある。

しかしながら、従来、駆動モータにより糸ガイドを旋回させる場合において、糸ガイドの位置を適切に制御するのに必要なエンコーダの分解能は明らかにされていなかった。そのため、エンコーダの分解能を最適に設計することは困難であった。

本発明は、駆動モータにより糸ガイドを旋回させる場合において、エンコーダの分解能を最適に設計することができる綾振装置およびこれを備えた巻取装置を提供することを目的とする。

本発明の綾振装置は、糸を係止する係止部を有し、糸が巻き取られるパッケージの回転軸線方向に沿って係止部を旋回させて糸を案内する糸ガイドと、糸ガイドを駆動する駆動モータと、駆動モータに設けられ、駆動モータの駆動量をパルス値として検出するエンコーダと、を備え、糸ガイドの係止部の移動量とエンコーダの出力するパルスとは、下記関係式（１）を満たす。
（係止部の移動量／パルス）＜０．５ｍｍ・・・（１）

この綾振装置によれば、エンコーダによって、駆動モータの駆動量がパルス値として検出される。エンコーダの分解能は、１回転あたりのパルス数によって決まる。１回転あたりのパルス数が大きいほど、分解能が高い。一方、係止部の移動量は、駆動モータの駆動量に比例する。よって、分解能が高いほど、係止部の位置を高い精度で制御することができる。係止部の移動量とエンコーダの出力するパルスとが、上記関係式（１）を満たすことにより、適切な制御のために必要とされる細かさで、係止部の移動量を検出することができる。言い換えれば、上記関係式（１）を満たす限り、エンコーダの分解能を低くしても、糸ガイドの位置を適切に制御することが可能である。すなわち、綾落ちの発生を防止し、また、係止部の旋回における端点の繰り返し精度を確保することができる。よって、駆動モータにより糸ガイドを旋回させる場合において、エンコーダの分解能を最適に設計することができる。

糸ガイドの係止部の移動量とエンコーダの出力するパルスとは、下記関係式（２）を満たしてもよい。
（係止部の移動量／パルス）＜糸の太さ・・・（２）
この場合、１パルスあたりの係止部の移動量が糸の太さよりも小さいため、綾落ちの発生をより確実に防止することができる。

糸ガイドの係止部の移動量とエンコーダの出力するパルスとは、下記関係式（３）を満たしてもよい。
（係止部の移動量／パルス）＜０．３ｍｍ・・・（３）
この場合、より高い精度で糸ガイドの位置を制御することができる。

糸ガイドの係止部の移動量とエンコーダの出力するパルスとは、下記関係式（４）を満たしてもよい。
（前記係止部の移動量／パルス）＜０．２ｍｍ・・・（４）
この場合、より高い精度で糸ガイドの位置を制御することができ、細い糸を巻き取る場合であっても、糸ガイドの位置を適切に制御することができる。

糸ガイドは、駆動モータの回転軸が基端部に固定されて、係止部が先端部に形成されたアーム式の糸ガイドであってもよい。この構成によれば、アーム式の綾振装置においても、エンコーダの分解能を最適に設計することができる。

エンコーダにおける１回転あたりのパルス数は２０００以上であってもよい。エンコーダには、たとえばインクリメンタル型またはアブソリュート型などのタイプがある。いずれのタイプを用いる場合であっても、実質的な分解能がこのような分解能を満たすエンコーダを採用することにより、アーム式の綾振装置における最適な設計が可能である。

回転軸の中心と係止部の中心との距離は、１００ｍｍ以上かつ２００ｍｍ以下であってもよい。回転軸の中心と係止部の中心との距離、すなわち糸ガイドにおけるアーム長さをこのように設定することで、イナーシャおよびフリーレングスのバランスを良好にすることができる。

回転軸を中心とする係止部の旋回角度は、４５°〜１００°であってもよい。

本発明の巻取装置は、パッケージを回転させて糸を巻き取る巻取部と、上記のいずれかの綾振装置と、を備える。この巻取装置によれば、エンコーダの分解能を最適に設計することができる。

本発明によれば、駆動モータにより糸ガイドを旋回させる場合において、エンコーダの分解能を最適に設計することができる。

本発明の一実施形態に係るワインダユニットを備えた自動ワインダの模式図である。 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である。 ワインダユニットの綾振装置近傍を拡大して示す左側面図である。 綾振装置の断面図である。 （ａ）は糸ガイドの正面図、（ｂ）は糸ガイドの右側面図である。 アーム長さに対する、糸ガイドの係止部の１°あたりの移動量を示す図である。 アーム長さとエンコーダの分解能に対する、糸ガイドの係止部の１パルスあたりの移動量を示す図である。

以下、図面を参照しながら、本発明に係る綾振装置および巻取装置について説明する。

まず、自動ワインダ（糸巻取機）１の全体的な構成について説明する。本明細書において「上流」及び「下流」は、糸巻取時での糸の走行方向における上流及び下流を意味する。

図１に示されるように、自動ワインダ１は、並べて配置された複数のワインダユニット（巻取ユニット）１０と、玉揚装置６０と、機台制御装置９０とを備えている。複数のワインダユニット１０に対して、１台の玉揚装置６０および１台の機台制御装置９０が設けられている。本実施形態のパッケージ排出装置１００は、玉揚装置６０に設けられている。

それぞれのワインダユニット１０は、給糸ボビン２１から解舒された糸２０を綾振り（トラバース）しながら巻き取り、パッケージ３０を形成する。

自動玉揚装置６０は、各ワインダユニット１０においてパッケージ３０が満巻となった際に、当該ワインダユニット１０の位置まで走行し、満巻のパッケージ３０を回収するとともに空ボビンを供給する。

機台制御装置９０は、制御部９１と、表示部９２とを備えている。制御部９１は、オペレータが所定の設定値を入力したり適宜の制御方法を選択したりすることで、各ワインダユニット１０に対する設定を行うためのものである。表示部９２は、各ワインダユニット１０の糸２０の巻取状況、及び、発生したトラブルの内容等を表示可能である。

次に、図２を参照して、ワインダユニット１０の構成について説明する。各ワインダユニット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、たとえば、ＣＰＵと、ＲＡＭと、ＲＯＭと、Ｉ／Ｏポートと、通信ポートと、を備えている。上記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。Ｉ／Ｏポートと通信ポートには、当該巻取ユニット本体１６が備える各部および機台制御装置９０が接続されており、制御情報等の通信ができるように構成されている。これにより、ユニット制御部５０は、巻取ユニット本体１６が備える各部の動作を制御することができる。

巻取ユニット本体１６において、給糸ボビン２１と接触ローラ（タッチローラ）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（糸継装置）１４と、クリアラ１５と、が配置されている。

巻取ユニット本体１６の下部には、巻取ボビン２２側へ糸２０を供給するための給糸部１１が備えられている。給糸部１１は、図略のボビン搬送システムによって搬送されてきた給糸ボビン２１を所定の位置に保持できる。

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２０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２０の解舒を補助する。規制部材４０は、給糸ボビン２１から解舒された糸２０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２０の解舒を補助する。規制部材４０の近傍には給糸ボビン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いる。糸解舒補助装置１２は、このセンサがチェース部の下降を検出すると、それに追従して規制部材４０をたとえば図略のステッピングモータ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。テンション付与装置１３としては、たとえば、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、櫛歯同士が噛合せ状態又は解放状態になるように、ロータリ式のソレノイドにより回動することができる。なお、テンション付与装置１３には、ゲート式のもの以外にも、たとえば、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。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、機械式のもの又は、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、上記センサからの糸太さ信号を監視することにより、スラブ等の糸欠点を検出する。クリアラ１５が検出する糸欠点には、糸２０の太さ異常の他、糸２０に含まれる異物が含まれる。クリアラヘッド４９の近傍には、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。

スプライサ装置１４の下側及び上側には、給糸ボビン２１側の糸端を捕捉してスプライサ装置１４に案内する下糸捕捉部材２５と、パッケージ３０側の糸端を捕捉してスプライサ装置１４に案内する上糸捕捉部材２６と、がそれぞれ設けられている。下糸捕捉部材２５は、下糸パイプアーム３３と、この下糸パイプアーム３３の先端に形成された下糸吸引口３２と、を備えている。上糸捕捉部材２６は、上糸パイプアーム３６と、この上糸パイプアーム３６の先端に形成された上糸吸引口（糸端捕捉部）３５と、を備えている。

下糸パイプアーム３３と上糸パイプアーム３６は、それぞれ軸３４と３７を中心にして回動可能である。下糸パイプアーム３３及び上糸パイプアーム３６には適宜の負圧源（図略）がそれぞれ接続されている。下糸パイプアーム３３と上糸パイプアーム３６は、下糸吸引口３２及び上糸吸引口３５に吸引流を発生させて、上糸及び下糸の糸端を吸引捕捉する。

図２および図３に示されるように、巻取ユニット本体１６は、巻取ボビン２２に糸２０を巻き取る巻取装置７５を備えている。巻取装置７５は、巻取ボビン２２を着脱可能に保持するクレードル（保持部）２３と、パッケージ３０の周面に接触して回転可能な接触ローラ２９と、を備えている。

巻取装置７５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（綾振装置）７０をクレードル２３近傍に備えており、このトラバース装置７０によって糸２０をトラバースしながらパッケージ３０に糸２０を巻き取る。トラバース箇所のやや上流にはガイドプレート２８が設けられ、上流側の糸２０をトラバース箇所へと案内している。このガイドプレート２８の更に上流には、セラミック製のトラバース支点部２７が設けられている。

トラバース装置７０は、サーボモータ等により構成されるトラバース駆動モータ（駆動モータ）７６を有する。トラバース駆動モータ７６の作動は、トラバース制御部７８により制御される。トラバース装置７０は、トラバース駆動モータ７６を作動させてトラバースアームを駆動することにより、トラバース支点部２７を支点として、図２の矢印に示す方向に糸２０をトラバースさせる。トラバース制御部７８は、専用のマイクロプロセッサによるハードウエ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駆動モータ７６の運転及び停止を制御する。トラバース駆動モータ７６としては、サーボモータに限られず、ステップモータ、ボイスコイルモータ等の各種のモータを採用することができる。

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いる。クレードル２３が回動することによって、巻取ボビン２２への糸２０の巻取に伴う糸層径の増大を吸収できる。

クレードル２３の巻取ボビン２２を狭持する部分には、サーボモータで構成されるパッケージ駆動モータ（パッケージ駆動部）４１が取り付けられている。このパッケージ駆動モータ４１により巻取ボビン２２が回転駆動されて、糸２０が巻き取られる。パッケージ駆動モータ４１は、巻取ボビン２２を（パッケージ３０を）巻取方向に回転駆動可能であり、反巻取方向にも回転駆動可能である。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（いわゆるダイレクトドライブ方式）。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パッケージ駆動モータ４１の運転及び停止を制御する。なお、パッケージ駆動モータ４１としては、サーボモータに限られず、ステップモータ、インダクションモータといった各種のモータを採用することができる。

回動軸４８には、クレードル２３の角度を検出するための角度センサ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。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のパッケージ径を検出することができる。なお、パッケージ径を検出する方法としては、角度センサ４４以外にも、ホールＩＣを用いたものやアブソリュート型エンコーダ等、パッケージの径を検出できるものであれば、適宜の構成を用いることができる。

これらのクレードル２３、接触ローラ２９、パッケージ駆動モータ４１、パッケージ駆動制御部４２、角度センサ４４、および回動軸４８により、巻取部６５が構成されている。巻取部６５は、パッケージ３０を回転させて糸２０を巻き取る。

次に、図３を参照して、トラバース装置７０の構成とトラバース装置７０近傍の構成のレイアウトについて説明する。図３は、トラバース装置７０近傍の拡大左側面図である。なお、本実施形態では接触ローラ２９は、軸方向が巻取ユニット本体１６の側方を向くように配置されているため、例えば図３のような側面図は、接触ローラ２９の軸方向に見た図であるということができる。また、パッケージ３０の巻取方向の回転は、図３において時計回りであり、パッケージ３０の反巻取方向の回転は、図３において反時計回りである。

図３および図４に示されるように、トラバース装置７０は、トラバースアーム（糸ガイド）７４と、トラバースアーム７４を駆動するトラバース駆動モータ７６と、を備える。

トラバース駆動モータ７６は、トラバースアーム７４を駆動するためのものであって、サーボモータ等により構成されている。このトラバース駆動モータ７６の作動は、図２に示されるように、トラバース制御部７８により制御されている。より詳細には、トラバース駆動モータ７６は、筐体７９内に配置されて筐体７９から突出する回転軸７７と、回転軸７７の周囲に固定された円筒状の永久磁石８０と、筐体７９の内面に固定され永久磁石８０の周囲に配置された円筒状の電気コイル８２とを有する。永久磁石８０と電気コイル８２との間には、円環状の空間８５が形成される。回転軸７７は、ベアリング８４，８４によって回転自在に支持されている。なお、トラバース駆動モータ７６は、ステップモータやボイスコイルモータ等の他のモータであってもよい。

トラバースアーム７４とは反対側の回転軸７７の端部には、円盤状の被検出体８６が取り付けられている。被検出体８６の円盤面には、長手方向を半径方向に向けたスリットが被検出体８６の円周方向に多数形成されている。筐体７９には、光学式検出手段であるエンコーダ８７が取り付けられている。エンコーダ８７のＵ字状の検出部内に、被検出体８６の一端部が配置されている。このエンコーダ８７によって被検出体８６のスリットを検出してカウントすることで、回転軸７７の回転位置が検出される。

エンコーダ８７は、トラバース駆動モータ７６の駆動量をパルス値として検出し、検出したパルス値をトラバース制御部７８に出力する。エンコーダ８７は、インクリメンタル型エンコーダであってもよく、アブソリュート型エンコーダであってもよい。エンコーダ８７は、上記のスリットが形成されることにより、所定の分解能を有している。エンコーダ８７の分解能は、回転軸７７すなわち被検出体８６が１回転する間に出力されるパルス数である。なお、エンコーダ８７としてインクリメンタル型エンコーダが採用される場合には、たとえば、エンコーダ８７が２つの相を備えることにより、４逓倍して用いることができる。たとえば、５００パルス／回転のエンコーダを用いることにより、実質的に２０００パルス／回転の分解能が得られる。エンコーダ８７の最適な分解能に関し、詳しくは後述する。

図３〜図５に示されるように、トラバースアーム７４の先端部７４ａには、フック形状の係止部７３が形成されている。この係止部７３によって、糸２０が係止される。トラバースアーム７４の基端部７４ｂには、トラバース駆動モータ７６の回転軸７７が挿通される挿通孔７４ｃが形成されている。回転軸７７は、挿通孔７４ｃに挿通されて、トラバースアーム７４の基端部７４ｂに固定される。挿通孔７４ｃの中心Ｃ１（すなわち回転軸７７の中心）と係止部７３の中心Ｃ２との距離Ｄは、綾振り（トラバース）に適した長さとされている。以下、この距離Ｄをトラバースアーム７４における「アーム長さＤ」とも言う。トラバースアーム７４の最適なアーム長さＤに関し、詳しくは後述する。

トラバース駆動モータ７６の動力は、回転軸７７を介して、トラバースアーム７４の基端部７４ｂに伝達される。そして、トラバース駆動モータ７６のロータが正逆回転することで、トラバースアーム７４が、パッケージ３０の回転軸線Ｌ４方向（図３の紙面垂直方向）に往復旋回運動を行う。すなわち、トラバースアーム７４は、パッケージ３０の回転軸線Ｌ４方向に沿って係止部７３を往復旋回させて、糸２０を案内する。

トラバース制御部７８は、専用のマイクロプロセッサによるハードウエ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駆動モータ７６の運転及び停止を制御する。トラバース制御部７８は、エンコーダ８７から出力される回転軸７７の位置に基づいて、フィードバック制御により、トラバースアーム７４が折り返す（反転する）タイミングおよび反転位置を制御する。

図３には、トラバース駆動モータ７６の回転軸線（トラバースアーム７４の回転軸線）が符号Ｌ１で、トラバースアーム７４の基端部７４ｂからトラバースアーム７４の側面における長手方向へ真っ直ぐ引いた仮想線（トラバースアーム７４の側面における中心線）が符号Ｌ２で、それぞれ示されている。トラバースアーム７４の往復旋回運動に伴って、係止部７３は、トラバースアーム７４の回転軸線Ｌ１に垂直な仮想平面内で円弧状の軌跡を描いて往復運動する（以下、この仮想平面を「旋回面」と称する）。本実施形態においてトラバースアーム７４は回転軸線Ｌ１に対してほぼ垂直に配置されているので、仮想線Ｌ２は回転軸線Ｌ１に対して垂直となっている。従って、トラバースアーム７４は上記旋回面内で往復旋回運動するということができる。

本実施形態では、トラバースアーム７４の先端部付近の糸道（ガイドプレート２８の端部から接触ローラ２９に至る糸道）を示す直線である糸道線Ｌ３を考えたときに、当該糸道線Ｌ３と、トラバースアーム７４の回転軸線Ｌ１と、が平行になるようなレイアウトが実現されている。言い換えれば、糸道線Ｌ３と上記の旋回面（及び仮想線Ｌ２）とが垂直なレイアウトとなっている。

このように、トラバースアームの長手方向が糸巻取機の設置面に対して略平行であるように綾振りを行う方式は、「水平トラバース方式」と称される。水平トラバース方式が採用されたワインダユニット１０では、トラバース時に糸２０を糸道線Ｌ３の方向に引っ張ったり弛ませたりする力がほとんど加わらない。そのため、特にトラバース端部において係止部に起因する糸の屈曲を軽減させることができるので、パッケージ３０の品質低下を抑制することができる。

続いて、トラバース装置７０におけるエンコーダ８７およびトラバースアーム７４の最適な設計について説明する。より詳細には、エンコーダ８７の最適な分解能と、トラバースアーム７４の最適なアーム長さＤについて説明する。

上述したように、エンコーダ８７は所定の分解能を有する。エンコーダ８７の分解能が高い（すなわち細かい）と、トラバースアーム７４の位置制御の精度が高くなる。一方、エンコーダ８７の分解能が低い（すなわち粗い）と、トラバースアーム７４の位置制御の精度は低くなる。エンコーダ８７の分解能を低くすると低コスト化を図ることができるが、分解能を低くし過ぎると、たとえば、パッケージ３０の端縁から糸が落ちる現象、いわゆる綾落ちを招く可能性がある。

これらを考慮し、トラバース装置７０では、トラバースアーム７４の係止部７３の移動量とエンコーダ８７の出力するパルスとは、下記関係式（１）を満たしている。すなわち、下記関係式（１）を満たすように、エンコーダ８７の分解能が設計されている。
（係止部７３の移動量／パルス）＜０．５ｍｍ・・・（１）

ここで、係止部７３の移動量とは、アーム長さＤから算出される、係止部７３の中心Ｃ２の回転軸線Ｌ４方向における移動量を基準としている。より詳細には、トラバースの端部から１°中心寄りに移動した際の、回転軸線Ｌ４方向における移動量を基準としている。トラバースアーム７４は円弧運動するため、端部では１°あたりの移動量は小さくなる。「係止部７３の移動量／パルス」は、エンコーダ８７の１パルスあたりの係止部７３の移動量である。

エンコーダ８７の分解能をこのように設計することにより、適切な制御のために必要とされる細かさで、係止部７３の移動量を検出することができる。言い換えれば、上記関係式（１）を満たす限り、エンコーダ８７の分解能を低くしても、トラバースアーム７４の位置を適切に制御することが可能となる。すなわち、綾落ちの発生を防止し、また、係止部７３の旋回における端点の繰り返し精度を確保することができる。よって、トラバース駆動モータ７６によりトラバースアーム７４を旋回させる場合において、エンコーダ８７の分解能を最適に設計することができる。

トラバースアーム７４の係止部７３の移動量とエンコーダ８７の出力するパルスとが、下記関係式（３）を満たすものであってもよい。
（係止部７３の移動量／パルス）＜０．３ｍｍ・・・（３）
この場合、より高い精度でトラバースアーム７４の位置を制御することができる。

トラバースアーム７４の係止部７３の移動量とエンコーダ８７の出力するパルスとが、下記関係式（４）を満たすものであってもよい。
（係止部７３の移動量／パルス）＜０．２ｍｍ・・・（４）
この場合、より高い精度でトラバースアーム７４の位置を制御することができ、細い糸２０を巻き取る場合であっても、トラバースアーム７４の位置を適切に制御することができる。

さらに、糸２０の太さとの関係に関しては、次のようにして、エンコーダ８７の最適な分解能を設計することができる。すなわち、トラバースアーム７４の係止部７３の移動量とエンコーダ８７の出力するパルスとが、下記関係式（２）を満たすものであってもよい。
（係止部７３の移動量／パルス）＜糸２０の太さ・・・（２）
この場合、１パルスあたりの係止部７３の移動量が糸２０の太さよりも小さいため、綾落ちの発生をより確実に防止することができる。なお、糸の太さとは、番手によって決まる糸直径である。一定の長さにおける糸直径の平均値をもって、糸の太さとすることもできる。

エンコーダ８７の１回転あたりのパルス数は、２０００以上であってもよい。この場合、たとえばインクリメンタル型エンコーダまたはアブソリュート型エンコーダ等の各種エンコーダのうち、いずれのタイプを用いる場合であっても、アーム式のトラバース装置７０における最適な設計が可能である。エンコーダ８７の１回転あたりのパルス数は、４０００以上であってもよい。

エンコーダ８７は、１１ｂｉｔ以上の分解能を有してもよく、１２ｂｉｔ以上の分解能を有してもよい。エンコーダ８７は、１７ｂｉｔ相当の分解能を有してもよい。

また、トラバースアーム７４のアーム長さＤは、１００ｍｍ以上かつ２００ｍｍ以下とすることができる。トラバースアーム７４におけるアーム長さＤが変わると、イナーシャとフリーレングスとにおいて傾向が変化する。アーム長さＤをこのように設定することで、イナーシャおよびフリーレングスのバランスを良好にすることができる。

トラバースアーム７４の長さが変わると、パッケージ３０の一端から他端までトラバースアーム７４を旋回させるため、旋回角度が変化する。ここで、回転軸７７を中心とするトラバースアーム７４の旋回角度は、４５°〜１００°とすることができる。

次に、上述したエンコーダ８７およびトラバースアーム７４の設計諸元について検証を行った。

図６は、アーム長さＤに対する、トラバースアーム７４の係止部７３の１°あたりの移動量を示す図である。図６に示されるように、９０ｍｍ〜２６０ｍｍの範囲において、刻み幅を１０ｍｍとして１８種類のアーム長さＤを設定した。トラバース長さ（ｍｍ）を決めると、各アーム長さＤについて、旋回角度（°）が求められ、さらに、旋回角度１°あたりの移動量（ｍｍ）が求められる。ここでの「移動量（ｍｍ／°）」は、トラバースの端部から１°中心寄りに移動した際の、回転軸線Ｌ４方向における移動量である。トラバースアーム７４は円弧運動するため、トラバース（直線）運動と考えた場合に、端部では１°あたりの移動量は小さくなる。そのため、端部における移動量を採用している。

図６に示されるように、アーム長さＤが短いほど、イナーシャは小さく、フリーレングスは長くなる傾向にある。アーム長さＤが長いほど、イナーシャは大きく、フリーレングスは短くなる傾向にある。図６では、一例として、トラバース長さ（ｍｍ）を６インチ（１５２．５ｍｍ）に設定している。装置の形態により決定されるフリーレングスの観点から、アーム長さＤは、１００ｍｍ以上が好ましく、トラバース駆動モータ及びトラバースアームの材質により決定されるイナーシャの観点から、アーム長さＤは、２００ｍｍ以下が好ましい。

次に、表１に示されるように、エンコーダ８７の分解能として、１０ｂｉｔ〜１７ｂｉｔの範囲において、８種類の分解能を設定した。各分解能において、１°あたりのパルス数すなわち「パルス数／°」が求められる。

そして、各アーム長さＤの「移動量（ｍｍ／°）」と、各エンコーダ分解能の「パルス数／°」とから、係止部７３の１パルスあたりの移動量が求められる。図７は、アーム長さとエンコーダの分解能に対する、糸ガイドの係止部の１パルスあたりの移動量すなわち「移動量／パルス」を示す図である。

図７に示されるアーム長さとエンコーダの分解能との組み合わせのうち、いくつかのケースについて、番手（英式綿番手）がＮｅ３０の糸２０を用いて実験を行った。その結果、Ｎｅ３０の糸２０を巻き取る場合には、太線よりも下の領域（「移動量／パルス」が大きくなる領域）において綾外れ（綾落ち）が発生する可能性が高くなることがわかった。この結果から、エンコーダ８７の設計にあたり「移動量／パルス」の上限値を設けることによって、安定した糸２０の巻き取りを実現できることが裏付けられた。

糸２０の番手に応じた糸直径を表２に示す。

表２から、Ｎｅ３０の糸２０の糸直径は０．１８ｍｍである。図７に示される結果と比較すると、許容可能な「移動量／パルス」の上限値は、糸２０の太さに対応することが明らかである。そのため、エンコーダ８７の設計にあたり、「移動量／パルス」の上限値を糸２０の太さとすることが有効であることが裏付けられた。

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではない。たとえば、綾振装置は、アーム式のトラバース装置に限られず、所定の軌道上を走行するベルトに糸ガイドを装着したベルト式のトラバース装置等であってもよい。エンコーダ８７の分解能、すなわち「係止部７３の移動量／パルス」を長さによって規定する場合に限られず、糸２０の太さのみによって規定してもよい。

１…自動ワインダ、１０…ワインダユニット、２０…糸、３０…パッケージ、７０…トラバース装置（綾振装置）、７４…トラバースアーム（糸ガイド）７５…巻取装置、８７…エンコーダ、Ｌ４…回転軸線。

Claims (9)

1. 糸を係止する係止部を有し、前記糸が巻き取られるパッケージの回転軸線方向に沿って前記係止部を旋回させて前記糸を案内する糸ガイドと、
   前記糸ガイドを駆動する駆動モータと、
   前記駆動モータに設けられ、前記駆動モータの駆動量をパルス値として検出するエンコーダと、を備え、
   前記糸ガイドの前記係止部の移動量と前記エンコーダの出力するパルスとは、下記関係式（１）を満たす、綾振装置。
   （前記係止部の移動量／パルス）＜０．５ｍｍ・・・（１）
2. 前記糸ガイドの前記係止部の移動量と前記エンコーダの出力するパルスとは、下記関係式（２）を満たす、請求項１記載の綾振装置。
   （前記係止部の移動量／パルス）＜前記糸の太さ・・・（２）
3. 前記糸ガイドの前記係止部の移動量と前記エンコーダの出力するパルスとは、下記関係式（３）を満たす、請求項１または２記載の綾振装置。
   （前記係止部の移動量／パルス）＜０．３ｍｍ・・・（３）
4. 前記糸ガイドの前記係止部の移動量と前記エンコーダの出力するパルスとは、下記関係式（４）を満たす、請求項３記載の綾振装置。
   （前記係止部の移動量／パルス）＜０．２ｍｍ・・・（４）
5. 前記糸ガイドは、前記駆動モータの回転軸が基端部に固定されて、前記係止部が先端部に形成されたアーム式の糸ガイドである、請求項１〜４のいずれか一項記載の綾振装置。
6. 前記エンコーダにおける１回転あたりのパルス数は２０００以上である、請求項５記載の綾振装置。
7. 前記回転軸の中心と前記係止部の中心との距離は、１００ｍｍ以上かつ２００ｍｍ以下である、請求項５または６記載の綾振装置。
8. 前記回転軸を中心とする前記係止部の旋回角度は、４５°〜１００°である、請求項５〜７のいずれか一項記載の綾振装置。
9. 前記パッケージを回転させて前記糸を巻き取る巻取部と、
   請求項１〜８のいずれか一項記載の綾振装置と、
   を備える、巻取装置。
   

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