JP2024022538A - 空気織機用緯糸自動除去装置および関連方法 - Google Patents

Abstract

【課題】空気織機の杼口から誤った緯糸を自動的に除去するための装置を提供する。【解決手段】誤った緯糸（Ｔ）の空気圧式または空気圧機械式の引抜装置（Ｄ）と、杼口からの緯糸（Ｔ）の引き抜き中に、引抜装置（Ｄ）によって緯糸（Ｔ）に付与される張力（Ｆ）の変化を検出するテンシオメータ（１）とを含む。【選択図】図３

Description

本発明は、空気織機用、特に空気織機用の、誤った緯糸の自動除去用装置および関連方法に関する。

特に、本発明の緯糸の自動除去装置は、誤った緯糸の挿入が合図され、その結果織機が停止した後に起動され、緯糸を杼口（shed）から除去し、同時にその除去が正しく完全に行われたことを確認する。このテストの結果が否定的であった場合、織機を再始動させるための同意信号は送信されず、代わりに、オペレータが手動で除去を行うよう作動させるための警告信号が送信され、こうして、杼口に絡まった可能性のある緯糸部分によって引き起こされる、製造された織物の欠陥の発生が回避される。

空気織機では、織機の片側（通常、織工の通常の作業位置から見て左側）から特別なノズルによって発射され、筬に形成された専用チャネル内の杼口を横切る緯糸が、織機の反対側（右側）に正しく到着しないことが起こり得る。このように緯糸が正しく挿入されない原因は、緯糸搬送システムの供給圧力の誤り、緯糸搬送システムの空気ジェットの作動タイミングの誤り、緯糸が筬チャネルに沿って配置された機械要素や経糸と干渉するなどの複数の原因が考えられるが、最終的には、緯糸が折れるか、緯糸が短くなるかの２つの具体的なケースに帰着する。このような結果は、織機の右側で緯糸経路に沿って配置された２つの光学センサ、すなわち緯糸自由端の規則的な到着が予想される地点の上流にある第１の光学センサと、その地点の下流にある第２の光学センサによって検証される。

緯糸が正しく挿入されている場合、第１の光学センサは予想される時間内に緯糸が到着したことを検出するが、第２の光学センサは、その反対側の端に作用して緯糸の前進が機械的に停止されるため、何も検出しない。一方、緯糸が切れた場合、織機の左側で緯糸を機械的に停止させても、切れた緯糸には何の影響もなく、緯糸は走行を続け、第１と第２の光学センサによって連続して検出される。緯糸が短い場合、すなわち緯糸が織機に絡まった場合、緯糸の先端は、少なくとも設定された時間内は、２つの光学センサのいずれによっても織機の右側で検出されない。

上記のような緯糸の誤挿入の全ての場合、織機制御システムがエラーを検出すると直ちにアラームが作動し、進行中の作業サイクルが中断され、誤挿入された緯糸の自動除去手順が開始される。織機内に残された緯糸を自動的に除去する手順は、緯糸搬送用の補助ノズルの噴射と、緯糸を引っ張るための機械式および／または空気圧式装置の複合的かつ協調的な動作から構成される。

一旦、自動除去手順が成功裏に完了し、誤った緯糸が織機から取り外されると、織機の自動再始動が可能になり、それゆえに織物に欠陥が残ることは無い。一方で、自動緯糸除去手順が設定時間内に緯糸除去を完了できない場合、織機の自動再起動は作動せず、オペレータの介入により手動で緯糸を除去し、織機を再起動することが要求される。

市場で入手可能な緯糸の自動除去装置は２つの系列に分けられ、緯糸の相互作用と引っ張り方によって識別することができる。第１の系列はもっぱら空気圧装置からなり、第２の系列はさらに緯糸の引っ張り動作を行う機械装置を含む。

図１に模式的に示された、完全に空気圧による自動除去手順の場合、筬Ｒのチャネルに沿って配置された補助ノズルが同時に断続的に噴射し、緯糸Ｔを、空気圧装置Ａと共に上述の２つの光学センサ（Ｓ１；Ｓ２）が設けられている織機の右側に向かって徐々に移動させる。空気圧装置Ａが作動すると、それに近づく誤った緯糸に引っ張り力Ｆを発生させ、これらの装置全体が及ぼす空気圧による引っ張り作用のおかげで、緯糸Ｔが徐々に杼口から除去される。空気圧装置Ａの直前に配置された光学センサＳ２は、緯糸Ｔが引き抜かれている間、緯糸Ｔの内部での走行を監視し、織機の電子制御システムが自動引き抜き手順の結果を確認できるようにする。

実際、緯糸の尾端が設定時間内に第２の光学センサＳ２の制御領域から消えた場合、緯糸の除去は成功したとみなされ、織機の自動再起動が可能になる。緯糸Ｔの尾端が前記設定時間内に第２の光学センサＳ２の制御領域から消えない場合、自動除去手順は失敗したとみなされ、したがって織機の自動再起動は、オペレータによる手動介入があるまで抑制されたままである。

図２に概略的に示されている、空気圧と機械的操作を組み合わせた装置の場合、緯糸Ｔの先端が空気圧装置Ａに到達した後、緯糸Ｔがどのように引っ張られるかを除けば、引き抜きサイクルは実質的に同じである。実際、最初に装置Ａの空気圧作用によって引きずられた後、上述した装置と完全に類似した方法で、この複合装置では、引き抜かれる緯糸の先端は、対向して回転する一対のシリンダーＣの間に挟まれ、このシリンダーＣは、設定された接触力で前記先端に接近し、反対方向に回転することによって、装置Ａによって発生する空気圧力に付加される機械的な引っ張り力を発揮する。空気圧と機械的作用が組み合わされたこのような自動取外し装置は、特に緯糸が杼口内で激しく絡み合っている状況において、緯糸Ｔの取外しにおいてより高い効率を保証することは明らかである。

しかしながら、誤った緯糸を自動的に除去するための上述のタイプの装置はいずれも共通の欠点を有している。すなわち、緯糸の自動除去段階では、緯糸Ｔの完全性をチェックすることができないという点である。従って、杼口中で緯糸Ｔが激しく絡んでいる状況では、機械的牽引装置が望まない破損を引き起こす確率が高くなり、その破損は完全に制御不能となる。実際、緯糸Ｔの望まない切断が発生した後でも、引抜装置は緯糸Ｔの自由端を引張り続け、織機から抜き取られた緯糸Ｃの尾端がセンサＳ２によって検出されると、自動引抜手順の肯定的な結果を織機制御システムに送信し、その結果、織機の自動再始動が可能になる。しかし、織機に絡まったままの緯糸Ｃの切れた部分は検出されず、除去されないため、自動除去装置の効率が低下し、織物が完成したときに初めて検出される織物の欠陥が生じる。

他の解決策も市場で得られており、それは機械の左側で、すなわち誤った緯糸をその挿入側から抜き取ることによって実施できる。しかしながら、このような解決策であっても、緯糸Ｔを杼口から引き抜く際に、緯糸Ｔの完全性をチェックすることは不可能であり、そのため、杼口内に切れた緯糸の断片が残される可能性があり、それにより、織機が自動的に再起動されたときに、最終織物に欠陥が発生する。

ＥＰ－０３０９０１３に開示された後者の解決策の１つでは、緯糸の引き抜き工程中に緯糸の張力を測定し、その張力が設定された閾値を超えた場合に緯糸の引き抜き作業を中断する機構の追加的な使用も提案されている。この文献は、本発明に最も近い先行技術を示すものであり、この先行技術は実際、独立請求項の前文で報告されている。

発明が解決しようとする課題
空気織機で製造される織物の高品質基準を維持するという市場の要求を考慮すると、本発明が対処する技術的課題は、現在使用されている誤った緯糸の自動除去装置の信頼性を向上させ、杼口からの誤った緯糸の自動除去中に発生する可能性のある緯糸の望まない切断を検出できるようにすることである。

自動引抜装置によって緯糸に発生する引っ張り力が緯糸の引張強さを超えると、杼口からの引き抜き工程で緯糸の切断が発生する。材料の種類と紡績工程で付与される機械的特徴に基づく各タイプの緯糸は、実際、明確に定義された引張り強さを有する。

上記の技術的課題を解決するために、本発明の第１の目的は、通常の製織作業を妨げることなく、緯糸を杼口から引き出す際に、誤った緯糸の張力の変動を検出する装置を設けることである。

本発明の第２の目的は、緯糸の張力の変動を解釈する方法を提供することであり、これにより、誤った緯糸の杼口からの引き出し中に、その起こり得る切断、あるいはいかなる場合でも切断の可能性が高いことを、視覚的に検出することなく推測することができる。

発明の概要
この問題は、請求項１に定義された特徴を有する、空気織機の杼口から誤った緯糸を自動的に除去するための装置、および請求項７に定義された特徴を有する誤った緯糸を自動的に除去するための方法によって解決され、これらの目的は達成される。上記装置の他の好ましい特徴は、従属請求項に定義される。

本発明による、空気織機の杼口から誤った緯糸を自動的に除去するための装置の更なる特徴および利点は、単なる非限定的な例によって与えられ、添付の図面に図示された、装置の好ましい実施形態の以下の詳細な説明から明らかになるであろう。

空気圧操作による誤った緯糸の自動除去のための公知の装置の概略平面図である。 空気圧操作と機械操作とを組み合わせた、誤った緯糸を自動的に除去するための公知の装置の概略平面図である。 本発明の誤った緯糸の自動除去装置の概略平面図である。 空気式織機の杼口から緯糸を取り出す間の、時間に対する緯糸の張力の変化の異なる傾向タイプを表す４つの典型的なグラフ（Ａ－Ｄ）を示す。 図４のグラフＣ－Ｄを、張力の時間微分の変化が報告される対応するグラフＧ－Ｈに重ねたものである。

本発明によれば、簡単で即座に適用可能な解決策によって、上記強調された問題を解決するために、例えば図２に概略的に示されたタイプの、空気圧と機械的操作を組み合わせた、誤った緯糸を引き出すための既知の装置Ｄに、杼口からの緯糸の引き出し中に誤った緯糸の張力を検出するのに適したセンサを付加する。簡単のために、このような張力センサを以下ではテンシオメータ（tensiometer）と呼ぶ。前記テンシオメータによって提供されるデータと、前記データの適切な解釈モードとに基づいて、本発明は完成された。

本発明の目的を達成するために、緯糸に垂直な方向に移動可能なキャリッジに取り付けられたテンシオメータ１は、好ましくは、織機の右端に最も近い光学センサＳ２と、誤った緯糸を引き抜くための空気機械装置Ｄとの間に配置される。テンシオメータ１は、その内部を走行する糸の張力を測定し、その張力に比例した電気信号を発生する任意の電子装置で構成することができる。

誤った緯糸を自動で取り除く手順の間、緯糸（Ｔ）の先端が引抜装置Ｄに到達し、シリンダーＣによってクランプされると、緯糸Ｔの走行方向にシリンダーＣと空気圧装置Ａによって加えられる全体的な引っ張り力Ｆを測定するために、テンシオメータ１が緯糸Ｔに近づき、接触し、緯糸Ｔをその直線軌道から逸脱させる。テンシオメータ１の概略図が図３に描かれており、緯糸Ｔの直線軌道からのずれを引き起こすテンシオメータ１の要素はガイドローラ２によって表され、テンシオメータ１の感知要素は前記ガイドローラ２の間に介在するローラーフィーラ３であり、前記ローラーフィーラ３は、緯糸Ｔによってローラーフィーラ３に及ぼす力を検出するロードセル４と一体である。誤った緯糸が検出されると、テンシオメータ１は、ガイドローラ２とローラーフィーラ３が緯糸Ｔと接触する動作位置に来るまで、誤った緯糸Ｔに向かって前進する。この動作は、テンシオメータ１と一体のＶ字型フォークによって容易となり、このフォークは、テンシオメータ１の接近工程の間、緯糸Ｔを遮り、ガイドローラ２とローラーフィーラ３上に正確に導く。

ガイドローラ２は、図３に模式的に示されるように、緯糸Ｔの軌跡に適度な波状パターンを生じさせ、ローラーフィーラ３は、緯糸Ｔの走行方向に対して垂直な方向で、そのような波状パターンの中間部分に取り付けられる。このおかげで、緯糸Ｔの張力が変化すると、ローラーフィーラ３に加えられる力も変化し、このような変化はロードセル４によって検出され、緯糸Ｔの実際の張力に比例した電気信号に変換される。テンシオメータ１がどのように動作するかについての本説明は、単なる例示によって提供されたものであることは明らかである。従って、実際には、緯糸の張力の電気的測定を提供するのに適した任意のタイプのテンシオメータが、この測定値がどのように得られるかに関係なく使用でき、本説明は、本発明を何ら制限するものではない。

ロードセル４によって検出された緯糸Ｔの張力Ｆの変動は、その後直ちに処理装置（これは、テンシオメータ１に付随する専用の処理装置でも、織機の同じ中央処理装置でも構わない）によって処理され、誤った緯糸の引き抜きの全サイクルの間に、緯糸の特徴および／または実際の織物操作に基づいて設定された閾値条件を超えたかどうかが検証される。閾値条件を１つでも超えると、緯糸Ｔの切断が発生した可能性が高いとみなされる。

この後者の情報は、織機制御システムによって、すでに提供されたチェックに加えて、自動緯糸除去手順の最終結果をより高い信頼性で決定するために使用される。実際のところ、先行技術の解決策の基準に従って手順が正常に完了し、さらに本発明の装置が緯糸の切れそうな箇所を検出しなかった場合、織機の自動再起動を有効にすることができる。一方、本発明の装置が緯糸の切断を検出した場合、織機の自動再始動は禁止され、たとえ公知の緯糸除去装置の基準に従ったチェックが肯定的な結果であったとしても、同時にオペレータの介入要求が出され、オペレータが直接目視でチェックし、場合によっては手動で杼口内に残された緯糸を除去し、その後織機を再始動させることができる。この後者の場合、機械の自動再起動を回避することにより、本発明の装置は完成した織物に欠陥を生じさせないことができる。この結果、本発明による誤った緯糸の自動除去装置は、既知の装置よりも全体的に高い信頼性を提供する。

ここで、テンシオメータ１で測定された、誤った緯糸の張力Ｔに関するデータを処理し、分析することにより、緯糸の切断が緯糸の引き抜きサイクル中に発生するかどうかを評価するための、いくつかの可能なモードについて説明する。

第１のモードは、テンシオメータ１が発する信号の値（引き抜かれる緯糸にかかる全体的な張力Ｆを表すように適切に処理されたもの）と、緯糸自体の引張強さの値との比較に基づく。

前記引張強さは、緯糸が使用される繊維材料の種類によって変化することが知られており、その値は緯糸の全長にわたって一定ではなく、むしろ紡績工程を通じて導入される機械的特徴および周囲の運転条件に依存する。これにより、運転中の緯糸Ｔの切断張力Ｆｂと、切断張力Ｆｂ以下の安全張力Ｆｔとが特定され、その間に、統計的に緯糸が切断する可能性が高い緯糸張力Ｆの制御帯域が形成される。

引き抜きサイクルの間、緯糸は繰り返し絡まったり解かれたりを繰り返すことができ、緯糸Ｔの張力Ｆはそれに応じて増減する。緯糸Ｔの張力Ｆのこのような変化はすべて、テンシオメータ１によって正確に検出される。図４は、緯糸Ｔの張力Ｆの異なる傾向の４つの典型的な図を示しており、これらの図は、以下でより良く説明されるように、緯糸Ｔの４つの異なる、統計的に有意な状況を代表している。

張力Ｆを表す測定信号が常に安全張力Ｆｔの閾値（曲線Ａ）を下回っている場合、引き抜かれた緯糸Ｔは無傷であるとみなされ、したがって、誤った緯糸Ｔの自動除去操作の終了時に織機の自動再始動が有効になる。逆に、引き抜きサイクルのいずれかの瞬間に、テンシオメータ１によって検出された張力Ｆが安全張力Ｆｔ、あるいは切断張力Ｆｂ（曲線Ｂ）を超えた場合、この状況は緯糸Ｔの切断の可能性が高いと識別され、その結果、織機の自動再起動が禁止される。また、引き抜きサイクル中にテンシオメータ１の測定値が漸増し、その後、引き抜き段階で急激に漸減した場合（曲線Ｃ）、切断張力Ｆｂを越えていない場合でも、緯糸の切断の可能性が高いと判断され、この場合も織機の自動再起動が禁止される。全く同様の状況において、張力Ｆの値が高いピークの後、初期値を回復するまで徐々に減少する場合（曲線Ｄ）、これは、安全張力Ｆｔを超えたにもかかわらず、緯糸の絡みが解け、まだ無傷である状態であるとみなされ、引き抜きサイクルの完了時に織機の自動再起動が許可される。

図５に示されている緯糸Ｔの張力Ｆのデータを解釈する追加的な方法は、緯糸の張力Ｆの時間に対する微分（derivative）ｄＦの分析を上述の制御に追加する混合アプローチを使用するものであり、このような導関数ｄＦの値は、緯糸の引き抜きサイクル中に常に監視される。緯糸Ｔの深刻なもつれ状態なしに、緯糸Ｔの上糸からの引き抜きが行われる場合、緯糸Ｔの張力の値はほぼ一定であり、したがって、そのような張力の、時間に対する導関数の値はほぼゼロである。反対に、緯糸Ｔのもつれ状態が発生すると、テンシオメータ１によって測定される張力Ｆの値は徐々に増加し、その結果、導関数ｄＦの信号はゼロ値から逸脱する。

変動のピーク（曲線Ｄ）に続く瞬間のテンシオメータ１からの張力Ｆ信号のゼロでない値の存在下での、導関数ｄＦの小さな変動は、それゆえに、緯糸がほどけ、まだ無傷である状態（曲線Ｈ）と解釈することができる。導関数ｄＦの信号における負のピーク（曲線Ｇ）は、その代わりに、急激な変動（曲線Ｃ）に続く瞬間のテンシオメータ１からの信号がゼロでない場合でも、緯糸の突然の切断の可能性の指標となる。この混合アプローチによって緯糸Ｔの張力Ｆのデータを解釈することにより、緯糸Ｔの引き抜きサイクル中に発生する可能性の高い切断を決定するために、予防的な目的に従って、より厳格な基準を定義することが可能になり、これにより、機械の自動再始動時に最終的な織物に発生する可能性のある欠陥を回避することができる。

杼口からの誤った緯糸の引き抜き中の、緯糸Ｔの張力Ｆを測定するためのテンシオメータ１の導入と、そのテンシオメータ１によって生成された信号の処理と解釈は、この操作が行われる自動除去装置による緯糸Ｔの不完全な除去によって引き起こされる欠陥を回避して、製造された織物の品質を大幅に改善することを可能にする。

しかしながら、本発明は、その例示的な実施形態に過ぎない上記に例示した特定の配置に限定されるものと考えられるべきではなく、以下の特許請求の範囲によってのみ定義される本発明の保護範囲から逸脱することなく、当業者の手の届く範囲内で異なる変形が可能であることが理解される。

Claims (7)

1. 空気織機の杼口から誤った緯糸を自動的に除去するための装置であって、誤った緯糸（Ｔ）の空気圧式または空気機械式の引抜装置（Ｄ）、前記引抜装置（Ｄ）の上流に配置され、杼口から緯糸（Ｔ）を取り出す工程中に、前記引抜装置（Ｄ）によって緯糸（Ｔ）に与えられる張力（Ｆ）の変化を検出するテンシオメータ（１）、および緯糸（Ｔ）の張力（Ｆ）の変化を処理し、前記張力（Ｆ）の変化が設定された閾値条件を満たした場合に織機の自動再始動を無効にする処理ユニット、を含むタイプであり、前記テンシオメータ（１）は、緯糸（Ｔ）をその直線軌道から逸らすガイド要素（２）と、前記ガイド要素（２）の間に介在し、緯糸（Ｔ）の張力（Ｆ）の変化を検出する感知要素（３、４）と、を含み、
   前記テンシオメータ（１）は、緯糸の挿入方向に垂直な方向に移動可能なキャリッジに取り付けられており、誤った緯糸の挿入が検出された場合に、前記ガイド要素（２）および前記感知要素（３、４）が誤った緯糸（Ｔ）に接触するまで、緯糸（Ｔ）に接近させられることを特徴とする空気織機の杼口から誤った緯糸を自動的に除去するための装置。
2. 前記テンシオメータ（１）が緯糸（Ｔ）に接近させられる間に、緯糸（Ｔ）を遮って前記ガイド要素（２）上および前記感知要素（３、４）上に導く、前記テンシオメータ（１）と一体の、少なくとも１つのＶ字形フォークをさらに含む請求項１に記載の空気織機の杼口から誤った緯糸を自動的に除去するための装置。
3. 前記感知素子（３、４）は、緯糸（Ｔ）の走行方向に対して垂直な方向に配置されたローラフィーラ（３）と、前記ローラフィーラ（３）と一体のロードセル（４）と、を含む請求項２に記載の空気織機の杼口から誤った緯糸を自動的に除去するための装置。
4. 前記閾値条件は、前記緯糸（Ｔ）の張力（Ｆ）の瞬時値が緯糸（Ｔ）の安全張力（Ｆｔ）より大きい場合に行われる請求項１～３のいずれか１項に記載の空気織機の杼口から誤った緯糸を自動的に除去するための装置。
5. 前記閾値条件は、以下の条件：
   ｉ．前記緯糸（Ｔ）の張力（Ｆ）の瞬時値が、緯糸（Ｔ）の安全張力（Ｆｔ）よりも大きいこと、および、
   ｉｉ．前記緯糸（Ｔ）の張力（Ｆ）の、時間に対する導関数（ｄＦ）が負のピークであること、
   が同時に発生したときに行われる請求項１～３のいずれか１項に記載の空気織機の杼口から誤った緯糸を自動的に除去するための装置。
6. 前記テンシオメータ（１）は、その内部を走行する緯糸（Ｔ）の張力（Ｆ）を測定し、緯糸（Ｔ）の前記張力（Ｆ）に比例する電気信号を発生するのに適した電子装置を含む請求項１～５のいずれか１項に記載の空気織機の杼口から誤った緯糸を自動的に除去するための装置。
7. 誤った緯糸（Ｔ）の空気圧式または空気機械式の引抜装置（Ｄ）を含む、空気織機の杼口から誤った緯糸を自動的に除去するための方法であって、
   ａ．引抜装置（Ｄ）の上流に配置されたテンシオメータ（１）の手段により、杼口からの緯糸（Ｔ）の引き抜き中に、引抜装置（Ｄ）によって緯糸（Ｔ）に与えられる張力（Ｆ）の変化を検出する工程；
   ｂ．処理ユニットにおいて、前記張力（Ｆ）の変化を、設定された閾値条件と比較する工程；
   ｃ．前記閾値条件が満たされた場合に、織機の自動再起動を無効にする工程；および同時に、
   ｄ．誤った緯糸を手動で除去するために、オペレータに警告信号を発する工程、
   を含み、
   前記閾値条件は、以下の条件：
   ｉ．緯糸（Ｔ）の張力（Ｆ）の瞬間値が、緯糸（Ｔ）の安全張力（Ｆｔ）よりも大きいこと、および、
   ｉｉ．前記緯糸（Ｔ）の張力（Ｆ）の、時間に対する導関数（ｄＦ）が負のピークであること、
   が同時に起きた場合に起きることを特徴とする方法。

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