JP2569561B2 - 粗紡機における巻取速度変速装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の目的 （産業上の利用分野） この発明は粗紡機における巻取速度変速装置に関する
ものである。

（従来の技術） 一般に粗紡機においては、フロントローラより一定速
度で送り出される粗糸を、一定速度で回転しているフラ
イヤとそれより高速で回転するボビンとの回転速度差に
より粗糸に撚りをかけつつボビンに巻取る。巻取時にボ
ビンの回転数を巻初めから巻終りまで一定にした場合に
は、ボビンに巻取られた粗糸層の増大に伴ない粗糸に対
する張力が大きくなる。従って、従来は一対のコーンド
ラムを使用してボビンの回転速度が粗糸層の増大に伴い
順次低下するように制御していた。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、紡出繊維の種類、重さ、フライヤの回転
数、撚数等の紡出条件により、ボビンに巻かれた粗糸層
の数とボビン径の増加の割合が変わるため、一種類のコ
ーンドラムを使用する装置では、全ての紡出条件に対し
て巻初めから満管まで巻取張力が一定となるように巻取
速度を調節することは困難である。

この不都合を解消するため特公昭52-48652号公報には
第７図に示すように、一対のコーンドラム51a,51b間に
掛装されたベルト52を移動させるベルトシフタ53と、ボ
ビンに巻取られた粗糸層の増大に伴い一定ピッチで間欠
的に移動されるラック54とをリンク機構55を介して連結
し、リンク機構55に装備された係合部56と係合するカム
面を有するガイドプレート57をボルト58及びナット59に
よりそのカム面の位置調節可能に取付けたものが開示さ
れている。この装置においては紡出条件の変更に対応し
てガイドプレート57のカム面の形状を変更することによ
り、同一コーンドラムを使用したままで各種の紡出条件
に対応することが可能であるが、ガイドプレート57の調
節が面倒であるという問題がある。

また、コーンドラムを使用した場合にはコーンドラム
とベルトとの滑りを防止するためコーンドラムを高速で
回転駆動する必要があり、動力消費が大きくなるととも
に機台振動も起こり易いという問題もある。

発明の構成 （問題点を解決するための手段） 前記の問題点を解決するため、第１発明においては、
スピンドルをドラフトパートと別個に変速駆動するため
の可変周波数電源により変速駆動される可変速モータ
と、ボビンに巻取られる粗糸形状を制御するためボビン
レールを昇降動させる正逆回転駆動可能な可逆可変速モ
ータと、紡出速度を検出する検出手段と、ボビンレール
の上昇、下降の切換に対応して信号を発する切換信号発
信手段と、撚数、巻取開始時におけるボビン径、ハンク
ロービング等の紡出条件を入力する入力装置と、前記紡
出条件を記憶する記憶装置と、前記検出手段による紡出
速度と前記記憶手段の記憶データとに基づいて適正な巻
取速度及びボビンレール昇降速度を演算し、前記切換信
号発信手段からの信号に応じて前記両可変速モータを制
御する制御装置とを設けた。

又、第２発明においては、スピンドルをドラフトパー
トと別個に変速駆動するための可変周波数電源により変
速駆動される可変速モータと、前記ドラフトパートを駆
動する主モータの回転力と前記可変速モータの回転力と
の合成回転力をスピンドルに伝える差動歯車機構と、紡
出速度を検出する検出手段と、ボビンレールの上昇、下
降の切換に対応して信号を発する切換信号発信手段と、
撚数、巻取開始時におけるボビン径、ハンクロービング
等の紡出条件を入力する入力装置と、前記紡出条件を記
憶する記憶装置と、前記検出手段による紡出速度と前記
記憶装置の記憶データとに基づいて適正な巻取速度を演
算し、前記切換信号発信手段からの信号に応じて前記可
変速モータを制御する制御装置とを設けた。

（作用） 上記手段により、第１発明においては、スピンドルに
嵌挿されたボビンはインバータ等の可変周波数電源を介
して変速駆動される可変速モータによりドラフトパート
と別個に変速駆動される。制御装置は予め入力装置によ
り入力された撚数、巻取開始時におけるボビン径等の紡
出条件と、検出手段により検出された紡出速度のデータ
に基づき適正な巻取速度を演算し、ボビンレールの上
昇、下降の切換すなわち粗糸層の増加を示す信号に応じ
て前記可変速モータを駆動制御する。従って、紡出条件
の変更に対応してボビンに対する粗糸の巻取が巻取開始
から満管時まで常に適正な張力で行われる。又、第１発
明においては、ボビンレールを昇降動させる別個の可逆
可変速モータが設けられ、前記検出手段による紡出速度
と前記記億装置のデータとに基づいて適正なボビンレー
ル昇降速度が演算され、ボビンの巻取速度だけでなくボ
ビンレールの昇降速度も全ての紡出条件に対してチェン
ジギヤの交換を行うことなく制御装置により巻取開始か
ら満管時まで適正な速度に制御される。

又、第２発明においては、ドラフトパートを駆動する主
モータの回転力と、可変周波数電源により変速駆動され
る可変速モータの回転力とが差動歯車機構で合成され、
その合成回転力がスピンドルに伝達されてスピンドルが
変速駆動される。すなわち、スピンドルを駆動するため
の主駆動力がドラフトパートを駆動する主モータから与
えられ、ボビンに巻取られた粗糸層の増加に伴う変速の
ための駆動力が可変速モータにより与えられる。そし
て、可変速モータの回転速度を変更することにより、ス
ピンドルがドラフトパートと別個に変速駆動される。

（実施例１） 以下、第２発明を具体化した一実施例を第１〜３図に
従って説明する。第１図の示すようにドラフトパートを
構成するフロントローラ１はその一端と、主モータ（図
示せず）により回転駆動されるドライビングプーリ２と
一体的に回転するドライビングシャフト３との間に配設
された歯車列４を介して回転駆動されるようになってい
る。又、フライヤ５の上部には被動歯車６が一体回転可
能に嵌着固定され、前記ドライビングシャフト３の回転
がベルト伝動機構７を介して伝達される回転軸８に嵌着
された駆動歯車９を介して回転されるようになってい
る。

一方、ボビンレール（図示せず）上に装備されたスピ
ンドル10の被動歯車10aと噛合する駆動歯車11が嵌着固
定された回転軸12は、ドライビングシャフト３の回転力
と可変周波数電源としてのインバータ13を介して変速駆
動される可変速モータ14による回転力とが差動歯車機構
15により合成されて伝達されるようになっている。すな
わち、可変速モータ14により駆動される駆動軸16の回転
が歯車列17、ベルト伝動機構18を介して差動歯車機構15
に入力され、差動歯車機構15の出力側に配設されたベル
ト伝動機構19に対して自在継手20及び連結軸21を介して
回転軸12が連結されている。又、ボビンレールに固定さ
れたリフターラック22と噛合する歯車23が嵌着された回
転軸24には、前記駆動軸16の回転が切換機構25及び歯車
列26を介して伝達される。そして、切換機構25が図示し
ない成形装置に連結されるとともに成形装置の運動と連
動して作動され、かさ歯車25a,25bとかさ歯車25cとの噛
合わせを切換ることにより、リフターラック22すなわち
ボビンレールの上下運動の方向が変更されるようになっ
ている。

フロントローラ１と一体的に回転される歯車1aの近傍
には紡出速度検出手段としての回転速度検出器27が、フ
ライヤ５の被動歯車６近傍にはフライヤ５の回転速度を
検出する回転速度検出器28がそれぞれ配設されている。
又、フロントローラ１とフライヤトップ5aとの間には粗
糸Ｒの張力状態を検出する被接触式の張力検知装置29が
配設されている。張力検知装置29としては例えば、特開
昭60-146016号公報に開示された装置が使用されてい
る。

次に前記の可変速モータ14を駆動制御するための電気
回路を第２図に従って説明する。制御装置30を構成する
マイクロコンピュータ31は中央処理装置（以下CPUとい
う）32と、制御プログラムを記憶した読出し専用メモリ
（ROM）よりなるプログラムメモリ33と、入力装置34に
より入力された入力データ及びCPU32における演算処理
結果等を一時記憶する読出し及び書替え可能なメモリ
（RAM）よりなる記憶装置としての作業用メモリ35とか
らなり、CPU32はプログラムメモリ33に記憶されたプロ
グラムデータに基づいて動作する。

撚数、巻取開始時におけるボビン径、ハンクロービン
グ等の紡出条件を作業用メモリ35に入力する入力装置34
は、制御装置30にキーボードとして一体に組込まれてい
る。前記回転速度検出器27,28からの検出信号はCPU32に
入力され、張力検知装置29からの検出信号はA/D変換器3
6を介してCPU32に入力されるようになっている。又、成
形装置のクレードル近傍にはボビンレールの昇降動の切
換えと対応してクレードルと係合可能な位置に切換信号
発信手段37としてのリミットスイッチ（図示せず）が配
設され、該切換信号発信手段37からの信号がCPU32に入
力されるようになっている。

CPU32は入力装置34により入力された紡出条件、回転
速度検出器27,28からの検出信号及び切換信号発信手段3
7からの出力信号に基づいて適正なボビン回転速度を演
算し、切換信号発信手段37の出力信号に対応して出力イ
ンターフェイス38、モータ駆動回路39及びインバータ13
を介して可変速モータ14を駆動制御するようになってい
る。

次に前記のように構成された装置の作用を説明する。
機台の駆動に先だってまず撚数Ｔ、巻取開始時における
ボビン径D_O、ハンクロービングH.R.及びハンクロービン
グH.R.とプレッサ加圧力により経験的に求められる係数
Kpを入力装置34により入力する。次いで機台が駆動され
てドライビングプーリ２とともにドライビングシャフト
３が回転駆動されると、歯車列４を介してフロントロー
ラ１が、ベルト伝動機構７、回転軸８、駆動歯車９及び
被動歯車６を介してフライヤ５がそれぞれ回転駆動され
る。そして、回転速度検出器27,28によりフォロントロ
ーラ１及びフライヤ５の回転速度がそれぞれ検出されて
CPU32に入力される。

機台の駆動と同時に可変速モータ14も駆動され、駆動
軸16、切換機構25及び歯車列26を介して回転軸24が駆動
されてリフターラック22が駆動される。一方、駆動軸1
6、歯車列17、ベルト伝動機構18を介して差動歯車機構1
5に入力された回転力とドライビングシャフト３の回転
力とが差動歯車機構15で合成され、合成された回転力に
よりベルト伝動機構19、自在継手20及び連結軸21を介し
て回転軸12が駆動されてスピンドル10が回転駆動され
る。すなわち回転軸12はその主駆動力がドライビングシ
ャフト３から与えられ、ボビンに巻取られた粗糸層の増
加に伴う変速のための駆動力が可変速モータ14により与
えられる。又、リフターラック22を駆動する回転軸24の
回転方向は、ボビンＢに対する粗糸の巻取が一層分完了
する毎に切換機構25のかさ歯車25a,25bとかさ歯車25cと
の噛合いが切換られることにより変更される。

巻取時におけるボビン回転数NBは次式で与えられる。

Ｖ＝NS/T … NB＝NS＋V/（πＤ） ＝NS｛１＋1/（πDT）｝ … Ｖ…フロントローラの周速 NS…フライヤ回転数 Ｔ…撚数 Ｄ…ボビン径 このうちボビン径ＤはボビンＢに巻取られる粗糸層の
増加に伴い一定量ずつ増加し、粗糸一層あたりの増加量
ΔＤは次式で与えられる。

H.R.＝250/粗糸紡出重量（ゲレン/30ヤード） Kp …H.R.及びプレッサ加圧力により決まる係数 従って、第ｎ層を巻取る際のボビン回転数NBは次式で
与えられる。

CPU32はあらかじめ入力された紡出条件及び回転速度
検出器27,28からの検出信号に基づき第式によりボビ
ン回転数NBを演算し、その回転数NBに対応する回転速度
となるようにインバータ13を介して可変速モータ14を駆
動する。すなわち、切換信号発信手段37のボビンレール
の上昇、下降の切換を検知するとともにその信号をカウ
ントして現在の巻取粗糸層が第何層であるかを判断し、
切換時毎にボビン回転数NBを第式により算出してボビ
ン巻取径が大きくなるに従って可変速モータ14を減速制
御する。従って、コーンドラムを使用しなくても、粗糸
層の増加毎にボビンの回転数が適正な値となるようにス
ピンドル10の回転速度が変更される。

可変速モータの回転をスピンドル10に直接伝える構成
では、可変速モータに対する負荷が大きくなり、正確な
回転を伝えるには容量の大きな可変速モータが必要とな
る。しかし、差動歯車機構15を備えた本発明の装置で
は、主モータによりフロントローラ１及びフライヤ５が
回転駆動される際、差動歯車機構15によりスピンドル1
0、すなわちボビンもその回転力の大部分が保証されて
いるため、ボビンリードで粗糸を巻取ることと相俟て、
可変速モータ14は比較的小さな回転力を付加すればよ
く、小負荷で正確な回転力を伝えることができる。

粗糸一層あたりの直径増加分ΔＤを算出する際に使用
する係数Kpの値は紡出ゲレンとプレッサ加圧力すなわち
フライヤ回転数とで決まるため、紡出ゲレンに太さの変
動がある場合には前記のようにボビン回転数NBを制御し
ても粗糸の巻取張力を適正に保つことはできない。しか
し、この実施例の装置においては張力検知装置29により
フロントローラ１とフライヤトップ5aとの間の粗糸の張
力状態を示す検知信号がCPU32に入力されるため、CPU32
はその信号から粗糸の張力が適正状態であるか否かを判
断し、適正張力からずれた場合には適正張力となる方向
にボビンの回転数が変更されるように可変速モータ14を
駆動制御する。

（実施例２） 次に第１発明を具体化した実施例を第４〜６図に従っ
て説明する。粗糸Ｒは第４図に示すようにボビンＢにコ
イル状に巻取られ、ボビンリフト単位長さあたりのコイ
ル数をＣとするとＣは粗糸番手により決まり、リフター
ラック22を昇降動する回転軸24の回転数NLは次式で与え
られる。

D_L＝mz NB…ボビン回転数 NS…フライヤ回転数 Ｔ…撚数 Ｄ…ボビン径 ｍ…歯車23のモジュール ｚ…歯車23の歯数 従って、同じ番手の粗糸を紡出する場合には撚数、フ
ライヤ回転数が同一条件であればリフティング速度も同
一となるはずであるが、スライバ原料の違いにより粗糸
の硬さが異なりボビンに巻取られた場合の変形度合が異
なるため、原料の違いにより他の紡出条件が同一の場合
でもボビン径Ｄが異なるようになる。そのため、前記実
施例の装置ではスライバ原料の変更を行う場合にはその
原料に適した回転数で回転軸24が駆動されるようにチェ
ンジギヤの交換作業が必要となる。この実施例で示す第
２発明の装置は前記紡出原料の変更時にもチェンジギヤ
の交換作業が不要な装置に関するものである。

この実施例の装置においては、スピンドル10を駆動す
る回転軸12が前記可変速モータ14により駆動される駆動
軸16に対して自在継手40及び連結軸41を介して連結され
ている。又、ボビンレールと一体的に昇降動するリフタ
ーラック22を駆動する回転軸24はインバータ13を介して
変速駆動される正逆回転駆動可能な可逆可変速モータ42
の出力軸に対して歯車43,44を介して連結されている。
すなわち、前記実施例の装置と異なり差動歯車機構15を
設けることなく、スピンドル10を駆動する回転軸12が可
変速モータ14によりドラフトパートの駆動系とは完全に
独立して駆動される。又、リフターラック22を駆動する
回転軸24が可逆可変速モータ42によりドラフトパートの
駆動系とは完全に独立して駆動される。

この実施例の装置においても前記実施例の装置と同様
に、機台の駆動に先立って種々の紡出条件を入力装置34
により入力するが、その際紡出原料の種類も入力され
る。次いで機台が駆動されると、ドライビングシャフト
３が回転駆動されて歯車列４を介してフロントローラ１
が、ベルト伝動機構７、回転軸８、駆動歯車９及び被動
歯車６を介してフライヤ５がそれぞれ回転駆動される。
一方、機台の駆動と同時に可変速モータ14及び可逆可変
速モータ42も駆動され、スピンドル10及びリフターラッ
ク22が駆動される。可逆可変速モータ42の回転方向はボ
ビンＢに対する粗糸の巻取が一層分完了する毎に切換信
号発信手段37の出力信号により切換られ、リフターラッ
ク22すなわちボビンレールの上昇、下降の切換が行われ
る。

CPU32はあらかじめ入力された紡出条件及び回転速度
検出器27,28からの検出信号に基づき前記実施例の装置
と同様に第式によりボビン回転数NBを演算し、その回
転数NBに対応する回転速度となるように出力インターフ
ェイス38、モータ駆動回路39及びインバータ13を介して
可変速モータ14を駆動する。又、CPU32は切換信号発信
手段37も出力信号により現在の巻取粗糸層が第何層であ
るかを判断し、切換時毎にリフターラック22を駆動する
回転軸24の回転数NLを第式により算出し、その回転数
NLに対応する回転速度となるように出力インターフェー
ス38、リフティングモータ駆動回路45及びインバータ13
を介して可逆可変速モータ42を駆動する。従って、回転
軸24の回転はスピンドル10及びドラフトパートと独立し
て可逆可変速モータ42により変動駆動され、紡出糸の原
料が変更された場合にもチェンジギヤの交換を行うこと
なく適正な速度でリフターラック22すなわちボビンレー
ルを昇降動することができる。又、差動歯車機構15及び
切換機構25を設ける必要がないため、構造が簡単となり
保全作業が容易となる。

なお、この発明は前記両実施例に限定されるものでは
なく、例えば、前記両実施例においてはフロントローラ
１とフライヤ５との回転速度を常に検出するように構成
したが、フロントローラ１の回転速度又はフライヤ５の
回転速度のいずれか一方がわかれば他方は計算により求
められるため、回転速度検出器27,28のいずれか一方を
省略してもよい。又、機台の高速化及びラージパッケー
ジ化により巻取時に粗糸に作用する遠心力の影響を考慮
して、一般にはフロントローラ１及びフライヤ５の回転
速度を巻取開始時から巻取終了時にわたって変速制御す
るが、遠心力の影響が小さな低速域で一定の紡出速度で
機台の運転を行う場合には回転速度検出器27,28を設け
ずに紡出速度を入力装置34により入力してもよい。さら
には、張力検知装置29を省略してもよい。

発明の効果 以上詳述したように、第１発明及び第２発明によれば
コーンドラムを廃止することができるため構造が簡単と
なり製造コストが安くなるとともに、従来装置と異なり
コーンドラムとベルトとのすべりを防止するためにコー
ンドラムを高速で回転するという余分な動力が不要にな
る。又、質量の大きなコーンドラムを高速で回転すると
機台振動が大きくなるため、コーンドラムを用いた場合
には紡出速度を上げることが難しかったが、この発明で
はより高速化が可能となる。さらに、紡出条件変更時に
従来装置と異なり紡出条件を入力装置により入力するだ
けで簡単に紡出条件の変更に対応してボビンの回転速度
制御を行うことができる。特に、第１発明においては、
リフティング切換のための切換機構が省略できるため、
構造が簡単となり保全作業が容易となる。さらには、紡
出原料の変更に際してもチェンジギヤの交換が不要とな
り、紡出条件の変更が入力装置による入力のみで完了す
る効果を奏する。

又、特に、第２発明では、可変速モータに加わる負荷
が小さな状態で、スピンドルの回転速度を粗糸層の増加
に対応して適正な速度に変更できるという効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

第１〜３図は第２発明を具体化した第１の実施例を示す
ものであって、第１図は駆動機構の概略斜視図、第２図
は制御回路のブロック図、第３図はボビン径とボビン回
転数の変化を示す線図、第４〜６図は第１発明を具体化
した第２の実施例を示すものであって第４図はボビンに
巻取られた粗糸の状態を示す部分断面図、第５図は駆動
機構の概略斜視図、第６図は制御回路のブロック図、第
７図は従来装置の概略正面図である。 フロントローラ１、フライヤ５、スピンドル10、可変周
波数電源としてのインバータ13、可変速モータ14、紡出
速度検出手段としての回転速度検出器27、制御装置30、
入力装置34、記憶装置としての作業用メモリ35、切換信
号発信手段37、可逆可変速モータ42、ボビンＢ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭50−112527（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−167034（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−119228（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−34628（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】スピンドルをドラフトパートと別個に変速
   駆動するための可変周波数電源により変速駆動される可
   変速モータと、 ボビンに巻取られる粗糸形状を制御するためボビンレー
   ルを昇降動させる正逆回転駆動可能な可逆可変速モータ
   と、 紡出速度を検出する検出手段と、 ボビンレールの上昇、下降の切換に対応して信号を発す
   る切換信号発信手段と、 撚数、巻取開始時におけるボビン径、ハンクロービング
   等の紡出条件を入力する入力装置と、 前記紡出条件を記憶する記憶装置と、 前記検出手段による紡出速度と前記記憶装置の記憶デー
   タとに基づいて適正な巻取速度及びボビンレール昇降速
   度を演算し、前記切換信号発信手段からの信号に応じて
   前記両可変速モータを制御する制御装置と を備えた粗紡機における巻取速度変速装置。
2. 【請求項２】スピンドルをドラフトパートと別個に変速
   駆動するための可変周波数電源により変速駆動される可
   変速モータと、 前記ドラフトパートを駆動する主モータの回転力と前記
   可変速モータの回転力との合成回転力をスピンドルに伝
   える差動歯車機構と、 紡出速度を検出する検出手段と、 ボビンレールの上昇、下降の切換に対応して信号を発す
   る切換信号発信手段と、 撚数、巻取開始時におけるボビン径、ハンクロービング
   等の紡出条件を入力する入力装置と、 前記紡出条件を記憶する記憶装置と、 前記検出手段による紡出速度と前記記憶装置の記憶デー
   タとに基づいて適正な巻取速度を演算し、前記切換信号
   発信手段からの信号に応じて前記可変速モータを制御す
   る制御装置と を備えた粗紡機における巻取速度変速装置。