JP2959332B2 - 張力検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、糸の張力を検出する装
置であって、特にテンション装置に付設できる張力検出
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の張力検出装置は、３本棒に糸を山
型状に引っ掛け、頂上に位置する棒に作用する力を検出
するものが知られている。この張力検出装置は糸道の途
中であって張力が知りたい場所に設置される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の張力検出装置は
独立して糸道の途中に設置されるため、各種の機器が余
裕がない状態で糸道に配設されていると、張力検出装置
を配設する場所が確保できないという問題点を有してい
た。

【０００４】本発明は、従来の技術の有するこのような
問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とすると
ころは、テンション装置に付設され別途の設置場所を必
要としない張力検出装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の張力検出装置は、互いに噛み合ってジグザグ状の糸
道を形成して糸に張力を付与する固定の櫛状体及び可動
の櫛状体と、固定の櫛状体が糸張力に対応して受ける応
力又は歪を測定する測定手段とを備えてなるものであ
る。

【０００６】

【作用】積極的に糸に張力を付与するために噛み合い程
度が変える固定櫛状体及び可動櫛状体では、糸張力に対
応した応力又は歪が固定櫛状態に作用するため、この応
力又は歪を測定手段で測定すると、糸張力付与と糸張力
検出の兼用となる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１は本発明の張力検出装置の要部斜視
図、図２はその作動図である。

【０００８】図１において、２１は固定の櫛状体、２２
は可動の櫛状体であり、これらが対向配置されてゲート
式のテンション装置２０を構成している。そして可動櫛
状体２２は弓形状の３本の櫛２３ａ，２３ｂ，２３ｃを
有し、固定櫛状体２１も弓形状の３本の櫛２４ａ，２４
ｂ，２４ｃを有し、これらの櫛が矢印ａ，ｂ，ｃのよう
に噛み合う。また固定櫛状体２１はブラケット２５にボ
ルト締結され、可動櫛状体２２は揺動レバー２６にボル
ト締結されている。

【０００９】以上はゲート式テンション装置２０の構造
であるが、固定櫛状体２１の上側の櫛２４ａがロードセ
ル３１を介して他の櫛２４ｂと連結されており、このロ
ードセル３１と櫛２４ａが張力検出装置を構成し、テン
ション装置２０に張力検出装置３０が付加された構成に
なっている点が従来と異なる。

【００１０】ロードセル３１はロッド形状であり、両端
のボルト孔３１ａにより櫛２４ａと櫛２４ｂの根本に締
結される。またロッドの中央部分は薄くなってスリット
３１ｂを形成されており、矢印ｄ方向の力に応じた出力
が取り出せる構造になっている。

【００１１】つぎに図２により上述した張力検出装置３
０の作動を説明する。固定の櫛２４ａ，２４ｂ，２４ｃ
に対して可動の櫛２３ａ，２３ｂ，２３ｃが噛み合っ
て、ジグザグの糸道を形成し、糸Ｙは下から上へと走行
している。ここで一番上の固定の櫛２４ａに着目する
と、噛み合い程度が少ないと小さな合力Ｆ１の反力を受
け、噛み合い程度が多いと大きいな合力Ｆ２の反力を受
けている。この反力により生ずる応力又は歪を間接的に
ロードセルで計測すると、ゲート式テンション装置出口
の糸張力を測定することができる。図１で説明したロー
ドセルは矢印ｄ方向の力を計測する形式であるが、合力
Ｆ１，Ｆ２の水平分力相当を計測し、この水平分力は糸
張力に比例する。なおロードセルが取り付けられる固定
の櫛は糸Ｙの下流側が好ましい。なぜならぱ張力を付与
するテンション装置の結果が直接的に出口で検出できる
からである。

【００１２】つぎに上述した張力検出装置３０付きのテ
ンション装置２０の全体を図３により説明する。固定の
櫛状体２１はブラケット２５に固定され、ブラケット２
５は図示されないテンサボックス側面に固定される。可
動の櫛状体２２は揺動レバー２６に固定され、軸Ｘ−Ｘ
の回りに揺動自在となっている。揺動レバー２６の反対
側の腕２６ａには連結ロッド２７が掛止され、連結ロッ
ド２７の先端は偏心レバー２８の偏心軸２８ａに挿入さ
れている。また、偏心レバー２８はロータリ型ソレノイ
ド２９に連結されている。このソレノイド２９はコイル
に通電して得られる磁気的吸引力を用いて可動片を作動
させるもので、印加する電圧に応じた回転トルクが出力
できるようになっている。

【００１３】櫛２３，２４はその先端部分が弓形状に湾
曲しており、糸Ｙが逃げないようになっている。そして
図２のように、固定の櫛２４ａ，２４ｂ，２４ｃの間に
可動の櫛２３ａ，２３ｂ，２３ｃが位置することによ
り、互いに噛み合う。この噛み合い状態では、糸Ｙがジ
クザグに屈曲している。この噛み合いの程度は、ソレノ
イド２９により付与される揺動レバー２６の揺動トルク
で決まり、その大小はソレノイド２９に印加される電圧
により調整自在である。

【００１４】巻取開始時又は糸切れ時には、ソレノイド
２９が偏心レバー２８を方向に回転させ、連結ロッド
２７を介して揺動レバー２６が方向に揺動し、櫛状体
２１，２２を開いた状態とする。この状態で糸通しや糸
継ぎが行われる。そして、糸Ｙが通った後に、ソレノイ
ド２９が偏心レバー２８を方向に回転させ、連結ロッ
ド２７を介して揺動レバー２６が方向に揺動し、櫛状
体２１，２２を噛み合わせ、糸Ｙがジグザグに屈曲し、
屈曲程度に見合った糸張力が付加される。そして、通過
する糸に太い部分があり、糸張力が一時的に増加した場
合、ソレノイドの回転トルクが一定であると、糸張力の
増加に応じて櫛２３，２４の噛み合い程度が少なくな
り、糸張力が減少する。逆に、通過する糸に細い部分が
あり、糸張力が一時的に減少した場合、ソレノイドの回
転トルクが一定であると、糸張力の増加に応じて櫛２
３，２４の噛み合い程度が大きくなり、糸張力が増加す
る。このように、ゲート式のテンション装置２０は、応
答性にすぐれ糸張力のピーク的な増減を補償する機能を
持つ。このテンション装置２０に張力検出装置３０が付
設され、テンション装置２０出口の糸張力が測定され
る。そしてテンション装置２０に張力検出装置３０はユ
ニットコントローラ１１を経て図示されない制御装置で
例えばフィードバック制御で所望の糸張力が保持され
る。

【００１５】上述した張力検出装置３０はテンション装
置２０に付設されるので、張力検出装置のために糸道に
特別のスペースを確保する必要がない。このような張力
検出装置３０付きテンション装置２０が用いられる繊維
機械の代表例として自動ワインダを図４により説明す
る。張力検出装置３０を全てのテンション装置２０に付
設することも可能であるが、コスト高になるので代表錘
に張力検出装置３０を設けた自動ワインダとなってい
る。

【００１６】すなわち同じ品種をパッケージを巻き形成
する機台の全部又は一群の巻取ユニットのうちの特定の
巻取ユニット（代表錘）に張力検出装置３０が配設され
ている。この自動ワインダは多数錘の巻取ユニットを並
列配置したものであり、一つの巻取ユニットＵの機器配
置を説明する。

【００１７】給糸ボビン１から解舒引き出された糸Ｙ
は、解舒補助装置３５、糸の有無を検出する光学的フィ
ラー３、カッター４、張力検出装置３０付のゲート式テ
ンション装置２０、クリアラー６の如く糸欠点をチェッ
クして切断する糸欠点検出ヘッドを通り、綾振りドラム
７により回転するパッケージＰに巻き取られる。このパ
ッケージＰはその紙管８の両端においてクレードル９に
回転自在に支持される。またクレードル９の大径側に
は、紙管８の大径端の径よりやや大きいフリクションロ
ーラ１０が設けられ、パッケージＰの巻き始めには、フ
リクションローラ１０とドラム７が接触回転して糸Ｙを
巻取るようになっている。

【００１８】前記クリアラー６の糸信号はユニットコン
トローラ１１に入力される。ユニットコントローラ１１
は、スラブ、太糸、細糸などの糸欠点があった時、クリ
アラー６に内蔵されたカッターによりその糸を直ちに切
断して除去する。その後にサクションマウス１３をパッ
ケージＰ側に回動させ、同時にドラム７を逆回転させて
上糸を捕捉し、サクションマウス１３を図示の下方に回
動させて上糸を糸継装置１５に案内する。また中継パイ
プ１４をフィラー３付近まで回動させ、フィラー３まで
通っている下糸を捕捉し、中継パイプ１４を図示の上方
に回動させて下糸を糸継装置１５に案内する。そして、
糸継装置１５で上糸と下糸を糸継ぎした後、ドラム７を
回転させて巻取を再開するようになっている。

【００１９】前記ドラム７を駆動するモータ１５はユニ
ットコントローラ１１で制御され、ドラム７の回転はド
ラム回転センサ１６で検出され、センサ１６からのパル
ス信号をユニットコントローラ２１が計数・積算する。
この積算値は、多数錘の巻取ユニットＵを統括制御する
制御装置１８による設定値と比較され、所定の糸長のパ
ッケージになると、ドラム７を停止させ、グリーンラン
プ１９が点灯し、玉揚装置による玉揚を待つ待機状態と
なる。

【００２０】前記フィラー３は糸無しを検出してユニッ
トコントローラ１１に糸無し信号を出力するものであ
る。給糸ボビン１が全部解舒され空ボビンになると、フ
ィラー３が糸無し信号を出力すると共に、糸欠点を検出
するクリアラー６の糸信号も出力されなくなる。このよ
うに空ボビンが検知されると、ユニットコントローラ１
１は、ボビンチェンジの指令を出力し、空ボビンが排出
され新たな給糸ボビン１が巻取位置に供給される。この
新たな給糸ボビン１の口出しされた糸端はフィラー３付
近まで吹き上げられ、上述したサクションマウス１３及
び中継パイプ１４の作動により糸継装置１５で糸継ぎさ
れる。そして、新たな給糸ボビン１の巻取が開始され
る。

【００２１】解舒補助装置３５は給糸ボビン１から解舒
される糸のバルーンを適切に規制して解舒張力の変動と
増加を抑えるものであり、上述したテンション装置２０
の調整範囲を小さくするために、合わせ用いることが好
ましい。この解舒補助装置３５は、固定筒３６と、固定
筒３６内の絞り３７と、固定筒３６に嵌合する可動筒３
８と、可動筒３８を上下動自在に支持する昇降装置３９
と、昇降装置３９に設けられてチェス部１ａを検出する
センサ４０とからなっている。

【００２２】給糸ボビン１の解舒が進むと、センサ４０
とチェス部１ａまでの間隔が大きくなり、センサ４０の
出力が入力されるユニットコントローラ１１が昇降装置
３９を作動させて可動筒３８を下降させ、可動筒３８と
チェス部１ａの距離を略一定に保つ。そして、チェス部
１ａから解舒されバルーンしようとする糸の解舒角度を
適性に保つ。また、固定筒３６とその絞り３７がフィラ
ー３に至る糸のバルーン変動を抑える。このようにバル
ーン形状を適性に保つことで、解舒張力の変動と増加を
少なくする。しかし、この解舒補助装置３５が効くの
は、チェス部１ａからの糸の解舒が乱れる三分玉（残り
の糸量が約３０％の状態）までであり、可動筒３８は三
分玉で停止する。この三分玉の位置は昇降装置３９に設
けられた電子スケール等で検出可能である。

【００２３】また多数錘の巻取ユニットＵを統括制御す
る制御装置１８に、張力検出装置３０が設けられた代表
錘用のフィードバック回路１８ａと、他の多数錘用の基
準値出力回路１８ｂとが設けられ、代表錘のユニットコ
ントローラ１１には、テンション装置２０に対応する出
力回路１１ａと、張力検出装置３０に対応する出力回路
１１ｂと、出力回路１１ａに対する比率出力回路１１ｃ
が設けられ、代表錘以外の錘のユニットコントローラ１
１には、テンション装置２０に対応する出力回路１１ａ
と、出力回路１１ａに対する比率出力回路１１ｃが設け
られている。

【００２４】以上の制御装置１８及びユニットコントロ
ーラ１１による張力パターンの制御を以下に説明する。
代表錘において、パッケージの巻き始めから一定時間経
過した安定時点になると、張力検出装置２０の出力回路
１１ｂがフィードバック回路１８ａに実際のテンション
値に相当する信号を出力し、フィードバック回路１８ａ
で所望のテンションになるように制御し、出力回路１１
ａを経てテンション装置２０に基準電圧（トルク相当）
Ｔ２を出力する。このようにフィードバック回路１８ａ
は常時作動しているわけではなく、パッケージ形成毎の
特定巻取区間だけ作動し、代表錘の実際のテンション値
とテンション設定値をフィードバック制御し、所望のテ
ンションが得られる基準電圧を調整している。

【００２５】そして基準値出力回路１８ｂはこのフィー
ドバックされテンション設定値に対する基準電圧を代表
錘以外の錘の出力回路１１ａに出力し、他の多数錘は代
表錘に習ってテンション装置を作動させる。各錘のユニ
ットコントローラ１１に設けられている比率出力回路１
１ｃは、各錘の巻き上げ状態に応じたテンション値の変
更を基準電圧に対する比率Ｒ１，Ｒ２で行うためのもの
である。例えば空紙管からのドラム起動時又は糸継ぎ後
のパッケージ起動時から所定時間内は、強いテンション
で巻き始めるとよいので、１以上の定数である比率Ｒ１
を用い、基準電圧Ｔ２×比率Ｒ１＝増加電圧Ｔ１でテン
ション装置を作動させる。また３分玉以降は徐々に解舒
テンションが増加するので、相殺させるため糸長さによ
り徐々に減少させるテンションにするとよいので、１以
下の定数である比率Ｒ２を用い、基準電圧Ｔ２×比率Ｒ
２＝減少電圧Ｔ３まで漸減するようにテンション装置を
作動させる。

【００２６】つぎに適切な張力パターンの設定例を図５
により説明する。時刻ｔ１は、玉揚が完了し、図４のク
レードル９に空の紙管８が装着され、フリクションロー
ラ１０がドラム７に接している状態である。この状態で
は紙管８に巻かれる糸はドラム７に接していないため、
糸層が２〜３ｍｍ形成されるまで高めの糸張力Ｔ１と
し、時刻ｔ２で所定の糸張力Ｔ２に戻す。また、時刻ｔ
３で糸欠点が除去され糸継ぎがなされると、立ち上がり
までの間（例えば数秒間）に糸層が崩れないように高め
の糸張力Ｔ１とし、時刻ｔ４で所定の糸張力Ｔ２に戻
す。また、残りの糸量が約３０％の三分玉になると、図
４の解舒補助装置３５が効かなくなり、解舒張力が徐々
に増加する。この三分玉以降の解舒張力の増加を相殺す
るために、時刻ｔ５から空ボビンに至る時刻ｔ６の間に
おいて張力Ｔ２をＴ３まで徐々に小さくする。この三分
玉のタイミングは図１の解舒補助装置１５の昇降装置３
９を制御するユニットコントローラ１１で検知可能であ
る。そして、時刻ｔ６から時刻ｔ７で空ボビンを新たな
給糸ボビンに換えるボビンチェンジが行われ、立ち上が
りまでの間に糸層が崩れないように高めの糸張力Ｔ１で
スタートし、時刻ｔ８で所定の糸張力Ｔ２に戻す。この
ようにボビンチェンジ経て数本〜数十本の給糸ボビンを
糸継ぎして時刻ｔｘで所定の満パッケージとするもので
ある。この張力パターンは糸種によって効き具合が異な
り、代表錘でサンプル的に実際の糸張力を検出すること
で、適切な張力パターンの設定が可能となる。

【００２７】

【発明の効果】本発明における張力検出装置は、積極的
に糸に張力を付与するために噛み合い程度が変える固定
櫛状体及び可動櫛状体において、糸張力に対応した応力
又は歪が固定櫛状態に作用することに着目し、この応力
又は歪を測定手段で測定して糸張力付与と糸張力検出の
兼用としたので、例えば自動ワインダの如く各種の機器
は糸道に沿ってスペース的余裕が無い場合に、簡単に張
力検出装置を付与できる。また張力検出装置付のテンシ
ョン装置になるため、テンション装置自体の効き具合が
直接監視できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の張力検出装置である。

【図２】張力検出装置の作動図である。

【図３】張力検出装置が付加されたテンション装置の斜
視図である。

【図４】張力検出装置が適用された自動ワインダの概略
構成図である。

【図５】張力検出装置付きテンション装置による張力パ
ターン図である。

【符号の説明】

Ｕ 巻取ユニット ２０ テンション装置 ３０ 張力検出装置 ２１ 固定櫛状体 ２２ 可動櫛状体 ２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２４ａ，２４ｂ，２４ｃ 櫛 ３１ ロードセル（反力測定手段）

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに噛み合ってジグザグ状の糸道を形
   成して糸に張力を付与する固定の櫛状体及び可動の櫛状
   体と、固定の櫛状体が糸張力に対応して受ける応力又は
   歪を測定する測定手段とを備えてなる張力検出装置。