JP2924271B2 - 粗紡機における粗糸パッケージの形成方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、粗紡機において粗糸パ
ッケージを形成する際に、その肩角度を所望の値に制御
する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に粗紡機においては、フロントロー
ラから一定の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ホ
イールに嵌挿されているボビンの表面速度との差によっ
てボビン上に巻き取って粗糸パッケージを形成してい
る。この巻取り操作を円滑に行うため、ボビンホイール
の駆動系に一対のコーンドラムによる変速機構が組込ま
れ、コーンドラム間に巻掛けられたベルトを、ボビンに
巻き取られた粗糸層が増加する毎に所定量ずつ移動させ
て、ボビンの回転速度を間欠的に順次に低下させてい
る。それと同時に、パッケージ表面に新たな粗糸層が形
成される毎に、ボビンレールの昇降ストロークを次第に
減じて、上下両肩に所定のテーパー角度を有する粗糸パ
ッケージを形成している。

【０００３】また、最近では、コーンドラムに代えて変
速モータを設け、パッケージ径の増加につれて所定のプ
ログラムに従って該モータを変速し、これと主モータの
回転速度との合成速度をボビンホイールに伝達して、前
述と同じような粗糸パッケージの回転速度のフィードフ
ォワード制御を行い、同時に、必要に応じて紡出中の粗
糸の張力を検出して、これが一定値となるように前記変
速モータの回転速度を修正するフィードバック制御を行
う方式も行われている（特開昭63-24923号公報）。

【０００４】この両者の方式においては、一層当たりの
粗糸パッケージ径の増加分を一定値Δx₀と仮定して初期
条件を設定している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、温湿度条件の
変化や、仕掛かり品種の変更等があった場合は、実際の
Δx の値は設定値Δx₀とは大きく異なってしまうことが
ある。前述の方式においては、こうした場合にも粗糸層
の増加に伴う昇降ストロークの減少分の設定値Δy₀は常
に一定になっているので、例えば、Δx の値が設定値Δ
x₀よりもかなり小さくなった場合には、図６に示すよう
に、得られた粗糸パッケージの肩角度θは、当初予定し
ていた肩角度θ₀ よりも小さなものとなり、捲き量不足
の原因となる。これとは逆にΔx の値が大きくなった場
合には、肩角度θも大きくなって、粗糸の肩外れ等の障
害を生じる。

【０００６】更に、生産性を向上させるためにフライヤ
回転速度を積極的にプログラム制御によって変速しなが
ら紡出する場合には、紡出途中でプレッサの加圧力の変
化によるΔx の変化が必然的に発生するが、こうした場
合には、図７に示すように、肩が直線的に形成されず、
やはり同じような欠点を生じる。本発明はこのような従
来技術の問題点を解決し、紡出途中で粗糸パッケージの
直径の増加割合が変化した場合にも、所望の形状の粗糸
パッケージを得ることのできる粗糸パッケージの形成方
法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的は、ボビンホイ
ールを紡出駆動系に対して変速駆動可能な変速手段を具
え、粗糸の紡出張力を一定に維持するようにスピンドル
の回転速度を変化させつつ、ボビンレールを昇降させな
がらスピンドル上のボビンに粗糸を巻き取って粗糸層を
形成し、新たな粗糸層が形成される毎に、ボビンレール
の昇降ストローク量を減じて、テーパー状の肩角度を有
する粗糸パッケージを形成する粗紡機において、新たな
粗糸層が形成される毎に現在の粗糸パッケージの直径を
求めると共に、現在の粗糸パッケージの直径と前回の粗
糸層形成時に求めた粗糸パッケージの直径との比較から
粗糸パッケージ上の粗糸層の厚さの増加分Δx を求め、
前記粗糸層の厚さ増加分Δｘに基づいてボビンレールの
昇降ストロークの減少分Δy を演算し、前記ボビンレー
ルの昇降ストロークの減少分Δｙに基づいて次の反転位
置を決定することを特徴とする粗紡機における粗糸パッ
ケージの形成方法によって達成される。

【０００８】

【作用】粗糸は、一定の張力を維持するように制御され
ながら紡出され、ボビンホイール上のボビンに層を形成
しながら巻き取られる。新たな粗糸層が形成される度に
粗糸パッケージの直径が検出され、これと前回の検出結
果とが比較されて、その増加分Δx が計算される。

【０００９】次に、これに比例定数k を乗じた値Δy が
求められ、このΔy が前回のボビンレールの昇降ストロ
ーク量から差し引かれて、新たな昇降ストローク量が決
められる。即ち、ボビンレールの次の反転位置はこの昇
降ストロークの減少分Δｙによって決定される。前記比
例定数k の値は、ｋ=cotθ₀ （θ₀ は所望の肩角度）と
して決めておけば、たとえパッケージ形成中に粗糸パッ
ケージの直径の増加分Δx が種々に変化しても、粗糸パ
ッケージの肩角度が常に所定値θ₀ に保たれた良好な粗
糸パッケージが得られる。

【００１０】以下、図面に示す好適実施例に基づいて、
本発明を更に詳細に説明する。

【００１１】

【実施例】図１に示すように、紡出駆動系を構成するフ
ロントローラ１は、その一端と、主モータＭ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との間に設けられた歯車列４を介
して回転駆動される。主モータＭにはインバータ５を介
して変速駆動可能な可変速モータが使用されている。フ
ライヤ６の上部には被駆動歯車７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
伝導機構８を介して伝達される回転軸９に嵌着された駆
動歯車１０を介して回転される。

【００１２】一方、ボビンレール（図示しない）上に搭
載されたボビンホイール１１の被駆動歯車１１ａと噛み
合う駆動歯車１２が嵌着固定されている回転軸１３に
は、ドライビングシャフト３の回転力とインバータ１４
を介して変速駆動される可変速モータ１５による回転力
とが差動歯車機構１６により合成されて伝達される。即
ち、可変速モータ１５により駆動される駆動軸１７の回
転が歯車列１８，ベルト伝導機構１９を介して差動歯車
機構１６に入力され、差動歯車機構１６の出力側に設け
られたベルト伝導機構２０に対して自在継ぎ手２１及び
連結軸２２を介して回転軸１３が連結されている。ま
た、ボビンレールに固定されたリフタラック２３と噛み
合う歯車２４が嵌着された回転軸２５には、前記駆動軸
１７の回転が切換機構２６及び歯車列２７を介して伝達
される。そして、切換機構２６は、傘歯車２６ａ，２６
ｂと傘歯車２６ｃとの噛み合わせをクラッチＭＣ１，Ｍ
Ｃ２の入り・切りによって切り換えることにより、リフ
タラック２３の動きが反転され、ボビンレールの昇降運
動の方向が変更される。

【００１３】ベルト伝導機構８を構成する一方の歯付き
プーリ８ａの近傍にはフライヤ６の回転速度を検出する
回転速度検出器２８が、ボビンホイール１１の被駆動歯
車１１ａ近傍にはボビンホイール１１即ちボビンＢの回
転速度を検出する回転速度検出器２９が設けられてい
る。更に、フロントローラ１とフライヤトップ６ａとの
間には、粗糸Ｒの張力状態を検出する非接触型の張力検
出器３０が設けられている。この張力検出器３０は、例
えば特開昭60-146016 号公報に開示されている。更に、
ボビンホイールの昇降位置を検出するために、リフタラ
ック駆動軸の回転量検出用エンコーダ３８が設けられて
いる。

【００１４】前記主モータＭ及び可変速モータ１５及び
切換機構２６を制御するためのシステムの一例を図２に
示す。制御装置３１を構成するマイクロコンピュータ３
２は、ＣＰＵ（中央処理装置）３３と、制御プログラム
を記憶している読出専用メモリＲＯＭからなるプログラ
ムメモリ３４と、入力データ及び演算処理結果を一時的
に記憶する読出／書変え可能なメモリＲＡＭからなる作
業用メモリ３６とで構成され、ＣＰＵ３３はプログラム
メモリ３４に記憶されたプログラムデータに基づいて作
動する。

【００１５】紡出番手、撚数、巻取り開始時におけるボ
ビン径等の紡出条件を作業用メモリ３６に入力する入力
装置３５は、制御装置３１にキーボードとして一体に組
み込まれている。前記回転速度検出器２８，２９からの
検出信号はＣＰＵ３３に入力され、張力検出器３０から
の検出信号はＡ／Ｄ変換器３７を介してＣＰＵ３３に入
力されるようになっている。また、ボビンレールの昇降
位置を検出する回転量検出エンコーダ３８からの信号が
ＣＰＵ３３に入力される。ＣＰＵ３３は入力装置３５に
よって入力された紡出条件に基づいて、出力インタフェ
ース３９、モータ駆動回路４０及びインバータ５を介し
て主モータＭの回転を制御する。また、回転速度検出器
２８，２９及び張力検出器３０からの出力信号に基づい
て適正なボビン回転速度が演算され、回転量検出用エン
コーダ３８の出力信号に対応して層チェンジが行われる
際に、出力インタフェース３９、モータ駆動回路４１及
びインバータ１４を介して、前記適正ボビン回転速度が
達成されるように可変速モータ１５の回転を制御する。

【００１６】また、張力検出器３０，回転速度検出器２
８，２９の出力信号に基づいて、ボビン直径と粗糸層の
厚さの増加分Δｘと適正なボビンレールの昇降位置をＣ
ＰＵ３３で演算し、回転量検出用エンコーダ３８から入
力された検出値が演算値と一致した時に、ボビンレール
の昇降が切り換わるように切換機構２６を制御する。次
に、このように構成された粗紡機の作用を説明する。粗
紡機の駆動に先立って、まず紡出番手、撚数、巻取り開
始時のボビン直径（空ボビン径）、フロントローラ１と
ボビンとの間における延伸比等の紡出条件と、図３に示
すボビン径（粗糸パッケージの直径）とボビン回転速度
の関係を示す変速パターンと、主モータＭの変速条件等
を入力装置３５を通じて入力する。

【００１７】粗紡機が駆動されると、入力された条件に
従って主モータＭがインバータ５を介して変速駆動され
る。この変速は、生産性を向上させるためと粗糸パッケ
ージが成長した場合にフライヤの回転に伴う遠心力によ
って粗糸の巻取りが阻害されないようにするために、巻
取りの初期にはフライヤ６を高速で回転駆動するが、粗
糸パッケージ径が増大するにつれて徐々にフライヤの回
転速度を減速するように行われる。

【００１８】主モータＭの駆動によってドライビングプ
ーリ２と共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、またベルト
伝導機構８，回転軸９，駆動歯車１０及び被駆動歯車７
を介してフライヤ６が、それぞれ回転駆動される。そし
て、回転速度検出器２８によってフライヤ６の回転速度
が検出され、ＣＰＵ３３に入力される。

【００１９】また、主モータＭの駆動と同時に可変速モ
ータ１５も駆動され、駆動軸１７，切り換え機構２６，
及び歯車列２７を介して回転軸２５が駆動されて、リフ
タラック２３が動かされ、これに伴ってボビンホイール
１１に担持されたボビンＢはボビンレールと共に昇降す
る。一方、駆動軸１７，歯車列１８，ベルト伝導機構１
９を介して差動歯車機構１６に入力された回転力とドラ
イビング３の回転力とが差動歯車機構１６で合成され、
これによってベルト伝導機構２０，自在継ぎ手２１及び
連結軸２２を介して回転軸１３が駆動されてボビンホイ
ール１１が回転される。即ち、回転軸１３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Ｂに
巻き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１５によって与えられる。リフタラック２
３を駆動する回転軸２５の回転方向は、ボビンＢに対す
る粗糸Ｒの巻取りが粗糸一層分完了する毎に、切り換え
機構２６の傘歯車２６ａ，２６ｂと傘歯車２６ｃとの噛
み合いが切り換えられることによって、変更される。

【００２０】また、張力検出器３０により粗糸Ｒの張力
状態を示す信号がＣＰＵ３３に入力され、ＣＰＵ３３は
その信号から粗糸Ｒの張力が適正状態か否かを判断し、
適正張力からずれている場合には、ボビン回転速度の調
整によってこれが適正値に戻るように、可変速モータ１
５を制御する。ＣＰＵ３３による可変速モータ１５の制
御の状況を図４のフローチャートに示す。

【００２１】粗糸Ｒの張力が適正状態にある場合には、
回転速度検出器２８，２９からの信号に基づいてフライ
ヤ回転速度とボビン回転速度を演算し、その値に基づい
て現在の粗糸パッケージの直径x _n を算出する。次に前回
の粗糸層形成時に求めた粗糸パッケージの直径x _n-1 を
参照して粗糸パッケージ直径の増加分Δx= x _n - x_n-1を
求める。

【００２２】次にこの増加分Δx，現在の粗糸パッケー
ジ直径x _n 及びフライヤ回転速度に基づいて、次回の層チ
ェンジ後に予定される減速されたボビン回転速度 N_B を
演算する。更に、ＣＰＵ３３は前記Δx の値に基づい
て、これに定数k を乗じた値Δy =k ・Δx を演算す
る。定数k は、k = cot θ₀ で表され、ここでθ₀ は図
５に示す粗糸パッケージの好ましい肩角度に相当する。
ここで求められたΔy は層チェンジ毎のボビンレールの
昇降ストロークの減少分に相当する値である。また、ボ
ビンレールの昇降位置はエンコーダ３８によって連続的
に検出され、その検出信号はＣＰＵ３３に入力される。

【００２３】そして、このΔy ずつ昇降ストロークが減
少した位置にボビンレールが変位したことをエンコーダ
３８からの信号によってＣＰＵ３３が判断すると、ＣＰ
Ｕ３３から切換機構２６に信号が送られ、ボビンレール
の昇降の切り換えが行われ、層チェンジが実行される。
層チェンジが行われたことを確認すると、可変速モータ
１５が変速駆動されてボビン回転速度が前記値N _B とな
るように減速される。

【００２４】以下、同様にして、層チェンジ毎に昇降ス
トロークの制御が行われる。このように、本発明におい
ては、層チェンジ毎の昇降ストローク量の減少分を粗糸
層の厚さの増加分に比例して調整しているので、図５に
示すように、パッケージ内の任意の粗糸層における肩角
度が常に最適な肩角度θに一致し、結果として肩がきち
んと直線状に揃ったきれいな粗糸パッケージが得られ
る。

【００２５】特に、前述のように紡出中に粗糸パッケー
ジの径の増大と共にフライヤを減速する方式の高速粗紡
機においては、フライヤの回転速度の減少に伴うプレッ
サの加圧力の低下に基づいて、図５に示すようにパッケ
ージの径の増加分が次第に大きくなる傾向があるが、本
発明によれば、こうした場合にも、常に肩角度を所望の
一定値に維持することができる。

【００２６】上に述べた例においては、粗糸パッケージ
の径の増加分の演算を、予め制御装置３１に記憶してあ
るボビン回転速度と粗糸パッケージの直径の関係線図に
基づいて行っている。しかし、本発明はこうしたやり方
に限定されるものではなく、実際にリアルタイムで粗糸
パッケージの径を実測し、これに基づいて増加分を求め
るようにすることも可能である。こうした方式に利用可
能な粗糸パッケージの直径測定法としては、例えば特開
平2-216227号公報等に開示されたものを挙げることがで
きる。

【００２７】

【発明の効果】以上、詳述したように、本発明によれ
ば、紡出中は、糸層が形成される毎に、実際の糸層の厚
さ増加分Δｘに基づいてボビンレールの昇降ストローク
の減少分Δｙが求められるので、たとえ紡出中に粗糸パ
ッケージの直径の増加割合が種々に変化する場合であっ
ても、常に粗糸パッケージの肩角度を所望の値に維持す
ることが可能となり、良好な粗糸パッケージの形成が可
能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の適用される粗紡機の駆動系を示す概略
斜視図である。

【図２】同じく制御回路のブロック図の一例である。

【図３】紡出中の粗糸パッケージの直径の変化とこれに
伴って変化すべきボビン回転速度の関係を示す線図であ
る。

【図４】本発明のフローチャートの一態様である。

【図５】本発明によって得られた粗糸パッケージの肩部
の模式的断面図である。

【図６】従来の方式によって得られた粗糸パッケージの
肩部の模式的断面図の一例である。

【図７】同じく従来の方式による粗糸パッケージの肩部
の模式的断面図の別の例である。

【符号の説明】

１…フロントローラ ６…フライヤ １１…ボビンホイール １５…可変速モータ １６…差動歯車機構 ２８，２９…回転速度検出器 ３０…張力検出器 Ｍ…主モータ ３１…制御装置 Ｂ…ボビン Ｒ…粗糸

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ボビンホイールを紡出駆動系に対して変
   速駆動可能な変速手段を具え、粗糸の紡出張力を一定に
   維持するようにスピンドルの回転速度を変化させつつ、
   ボビンレールを昇降させながらスピンドル上のボビンに
   粗糸を巻き取って粗糸層を形成し、新たな粗糸層が形成
   される毎に、ボビンレールの昇降ストローク量を減じ
   て、テーパー状の肩角度を有する粗糸パッケージを形成
   する粗紡機において、新たな粗糸層が形成される毎に現
   在の粗糸パッケージの直径を求めると共に、現在の粗糸
   パッケージの直径と前回の粗糸層形成時に求めた粗糸パ
   ッケージの直径との比較から粗糸パッケージ上の粗糸層
   の厚さの増加分Δx を求め、前記粗糸層の厚さ増加分Δ
   ｘに基づいてボビンレールの昇降ストロークの減少分Δ
   y を演算し、前記ボビンレールの昇降ストロークの減少
   分Δｙに基づいて次の反転位置を決定することを特徴と
   する粗紡機における粗糸パッケージの形成方法。
2. 【請求項２】 前記粗糸層の厚さの増加分Δx が、粗糸
   パッケージの径とボビンホイール回転速度との関係を示
   す予め設定された線図から求められる請求項１に記載の
   方法。