JP3003274B2 - 粗紡機の運転方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は粗紡機のフライヤ回転数
を、ボビンに巻き取られた粗糸の長さに応じて変速しつ
つ粗糸巻を形成する粗紡機の運転方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、粗紡機の生産性の向上を図るため
に、高速化とラージパッケージ化が行われる傾向にあ
る。巻取り時に粗糸に作用する遠心力は粗糸巻の径、す
なわち巻取り量の増大及びフライヤの回転速度の増大に
つれて大きくなり、粗紡機の運転は、この遠心力が粗糸
切れや粗糸の不正ドラフトが生じない範囲の一定値以下
になるように抑制する必要がある。従来この要求を満た
す粗糸巻取速度の制御方法として、図４に示すようにド
ラフト装置のフロントローラ５１とフライヤトップ５２
ａ間に渡っている粗糸Ｒの張力を粗糸張力検出装置（粗
糸位置検出装置）５３で検出し、予め粗糸巻径の増加に
伴う遠心力の増大を考慮して設定したボビン巻始め張力
とボビン巻終わり張力を基に、粗糸巻始め若しくは所定
の粗糸巻径に至ってから、粗糸巻径に応じた基準張力値
を粗糸巻径の増加につれて漸減するように算出し、この
基準張力と検出値を比較してボビン回転数を変更する方
法が提案されている（例えば、特開昭６０−１１９２２
９号公報）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】粗紡機では紡出される
粗糸の単位長さ当たりの粗糸重量が一定の粗糸巻を得る
ことが最終目的であり、粗糸品質が良いとは単位長さ当
たりの粗糸重量が一定であることを意味する。そして、
前記従来の制御方法ではフロントローラ５１とフライヤ
トップ５２ａ間に渡っている粗糸Ｒの張力を一定とすれ
ば粗糸巻取張力も一定となり、均質な（均一密度の）粗
糸が得られることを前提としていた。しかし、フロント
ローラ５１とフライヤトップ５２ａ間に渡っている粗糸
Ｒの張力を一定に保持した状態で、フライヤ回転速度が
漸減するように粗紡機の運転を行い、得られた粗糸巻の
各層の単位長さ当たりの粗糸重量を測定したところ、粗
糸重量は粗糸層の増加に伴って漸増することが判明し
た。すなわち、フロントローラ５１とフライヤトップ５
２ａ間に渡っている粗糸Ｒの張力を一定に保持しても、
フライヤ回転速度が漸減すれば巻取張力が低下する。

【０００４】この原因としては次のことが考えられる。
フロントローラ５１から実際の巻取部となるプレッサ５
４先端部までの粗糸張力は一定ではなく、粗糸Ｒとフラ
イヤ５２あるいはプレッサ５４各部との摩擦により巻取
部側ほど大きくなり、粗糸張力の増大割合がプレッサ加
圧力により変化し、プレッサ加圧力が低下すると前記増
大割合が下がる。そして、プレッサ加圧力はプレッサの
構造に起因してフライヤ回転数の増大に伴って増加する
ため、フライヤ５２の回転速度が漸減するとプレッサ加
圧力も漸減し、巻取張力となるプレッサ５４の先端部に
おける粗糸張力は図５（ａ）に示すように低下する。従
って、前記従来の粗糸巻取速度の制御方法では、得られ
る粗糸巻は単位長さ当たりの粗糸重量が一定ではなく、
図５（ｂ）に示すように巻径の増加に伴って漸増する。
フライヤ減速で巻取運転を行っている粗紡機のフライヤ
の最大回転速度は現時点では１５００ｒｐｍ程度である
ため、プレッサ加圧力の漸減に起因する粗糸重量の増加
はさほど大きくなく、重大な問題とはなっていない。し
かし、生産性を向上させるため巻取初期のフライヤの最
大回転速度が２０００ｒｐｍ程度になった場合は、満管
時までに大幅な減速が必要となり、それに伴うプレッサ
加圧力の減少による粗糸重量の増加が顕著になるという
問題がある。

【０００５】本発明は前記の問題点に鑑みてなされたも
のであって、その目的はフライヤ減速により巻取運転を
行う際、巻取初期のフライヤ回転速度が高速で満管まで
の減速幅が大きな場合においても、巻取開始から満管ま
で巻取張力を一定として均質な粗糸を生産することがで
きる粗紡機の運転方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め請求項１に記載の発明では、粗紡機のフライヤ回転数
を、ボビンに巻き取られた粗糸の長さに応じて減速しつ
つ粗糸巻を形成する粗紡機の運転方法において、フライ
ヤの減速に伴う粗糸の巻取張力低下を相殺させるための
フロントローラとフライヤトップ間に渡っている粗糸の
張力上昇パターンを、フライヤ減速パターンに応じて設
定し、前記張力上昇パターンに従ってフロントローラと
フライヤトップ間の粗糸張力が変化するようにボビン回
転速度を制御するようにした。

【０００７】又、請求項２に記載の発明では、フライヤ
の減速に伴う粗糸の巻取張力低下を相殺させるためのフ
ロントローラとフライヤトップ間に渡っている粗糸の張
力上昇パターンを、フライヤ減速パターンに応じて設定
し、フロントローラとフライヤトップ間に渡っている粗
糸の張力を粗糸張力検出装置で検出し、該粗糸張力検出
装置の検知信号に基づき前記張力上昇パターンに従って
フロントローラとフライヤトップ間の粗糸張力が変化す
るようにボビン回転速度を制御するようにした。

【０００８】

【作用】本発明ではボビンに巻き取られた粗糸の長さに
応じてフライヤ回転速度が減速される。フライヤの減速
による粗糸の巻取張力低下と、それを相殺させるための
フロントローラとフライヤトップ間に渡っている粗糸の
張力増加割合との関係を予め求め、フロントローラとフ
ライヤトップ間に渡っている粗糸の張力上昇パターンが
フライヤ減速パターンに応じて設定される。そして、前
記張力上昇パターンに従ってフロントローラとフライヤ
トップ間の粗糸張力が変化するようにボビン回転速度が
制御される。

【０００９】又、請求項２に記載の発明では、前記張力
上昇パターンに従ってフロントローラとフライヤトップ
間の粗糸張力を変化させるため、前記ボビン回転速度の
制御がフロントローラとフライヤトップ間に渡っている
粗糸の張力を検出する粗糸張力検出装置の検知信号に基
づいて行われる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図１〜
図３に従って説明する。粗紡機の駆動系は基本的には本
願出願人が先に提案（特開昭６３ー２６４９２３号公
報）したものと同じであるが、ボビンレールの昇降動切
替機構が異なっている。図３に示すように、フロントロ
ーラ１はその回転軸１ａ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シャフトとの間に配設された
歯車列を介して回転駆動されるようになっている。フラ
イヤ２の上部には被動歯車３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の回転がベルト伝動機
構を介して伝達される回転軸４に嵌着された駆動歯車５
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６上に装備されたスピンドル７の被動歯車７ａと噛
合する駆動歯車８が嵌着固定された回転軸９には、ドラ
イビングシャフトの回転力と、インバータ１０を介して
変速駆動される可変速モータ１１による回転力とが差動
歯車機構１２により合成されて伝達されるようになって
いる。

【００１１】ボビンレール６に固定されたリフターラッ
ク１３と噛合する歯車１４が嵌着された回転軸１５に
は、前記インバータ１０を介して変速駆動される別の可
変速モータ１６により駆動される駆動軸１７の回転が切
替機構１８及び歯車列を介して伝達される。切替機構１
８は中間軸１９と、該中間軸１９と前記駆動軸１７との
間に設けられた一対の歯車列２０，２１と、歯車列２
０，２１の回転を中間軸１９に伝達する電磁クラッチ２
２，２３とから構成され、電磁クラッチ２２，２３の励
消磁により回転軸１５の回転方向すなわちボビンレール
６の昇降動の方向が変更されるようになっている。回転
軸１５の端部にはボビンレール６の上下方向における位
置を検出する位置検出手段としてのロータリエンコーダ
２４が接続されている。又、フロントローラ１と一体的
に回転される歯車２５及びフライヤ２の被動歯車３の近
傍には回転速度検出器２６ａ，２６ｂが配設されてい
る。又、フロントローラ１とフライヤトップ２ａとの間
には粗糸Ｒの張力状態を検出する非接触式の張力検出装
置（粗糸位置検出装置）２７が配設されている。張力検
出装置２７としては公知の張力検出装置が使用されてい
る。

【００１２】制御装置２８は中央処理装置（以下ＣＰＵ
という）２９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３０と、入
力装置３１により入力された入力データ及びＣＰＵ２９
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
可能なメモリ（ＲＡＭ）よりなる作業用メモリ３２とか
らなり、ＣＰＵ２９はプログラムメモリ３０に記憶され
たプログラムデータに基づいて動作する。繊維の種類、
ゲレン、撚数、巻取開始時におけるボビン径、満管まで
の所定の巻取り量（満管長）、肩角度等の紡出条件や紡
出条件に対応したフライヤ減速パターン及びフロントロ
ーラとフライヤトップ間に渡っている粗糸の張力上昇パ
ターンを入力する入力装置３１が制御装置２８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
２６ａ，２６ｂからの検出信号はＣＰＵ２９に入力さ
れ、張力検出装置２７からの検出信号はＡ／Ｄ変換器３
３を介してＣＰＵ２９に入力されるようになっている。
又、電磁クラッチ２２，２３はＣＰＵ２９からの信号に
基づいてその励消磁が制御され、ボビンレール６の昇降
切替えが行われるようになっている。又、ＣＰＵ２９は
出力インタフェース３４、モータ駆動回路３５及びイン
バータ１０を介して主モータＭ及び可変速モータ１１，
１６を駆動制御するようになっている。

【００１３】次に前記のように構成された装置の作用を
説明する。機台の運転に先立ってまず繊維の種類、ゲレ
ン、撚数、巻取開始時におけるボビン径、満管までの所
定の巻取り量（満管長）、肩角度等の紡出条件と、紡出
条件に対応した巻取粗糸層の増加に伴うフライヤ減速パ
ターンとを入力装置３１により設定する。又、フライヤ
回転数ＮF と、フロントローラ１及びフライヤトップ２
ａ間に渡っている粗糸Ｒの張力ｔとの関係式又は関係デ
ータを、入力装置３１により作業用メモリ３２に記憶さ
せる。前記関係式又は関係データは予め理論的あるいは
実験的に求めたものを使用する。実験的に求める場合は
実際に種々の紡出条件毎に巻取運転を行い、粗糸巻の各
巻取粗糸層の粗糸重量を測定し、粗糸重量が一定となる
粗糸張力上昇パターンを求め、そのときのフライヤ回転
数ＮF と張力ｔとの関係から求める。巻取運転時の実際
の巻取張力Ｔは主としてフライヤ回転数ＮF と、フロン
トローラ１及びフライヤトップ２ａ間に渡っている粗糸
Ｒの張力ｔとの関数となり、巻取張力Ｔを紡出条件に対
応した適切な所定値とすると、フライヤ回転数ＮFは張
力ｔの、逆に張力ｔはフライヤ回転数ＮF の関数とな
る。作業用メモリ３２に前記関係式又は関係データが記
憶されると、ＣＰＵ２９は設定されたフライヤ減速パタ
ーンと、前記関係式又は関係データとから、フライヤ減
速によるプレッサ加圧力低下に起因する粗糸Ｒの巻取張
力低下を相殺させるためのフロントローラ１とフライヤ
トップ２ａ間に渡っている粗糸Ｒの張力上昇パターンを
演算設定する。

【００１４】紡出条件、フライヤ減速パターン及び粗糸
張力上昇パターンの設定終了後、機台の運転が開始さ
れ、主モータＭによりフロントローラ１及びフライヤ２
がそれぞれ回転駆動される。機台の駆動とともにロータ
リエンコーダ２４、回転速度検出器２６ａ，２６ｂ及び
張力検知装置２７からの出力信号がＣＰＵ２９に入力さ
れる。又、機台の起動と同時に可変速モータ１１，１６
も駆動され、差動歯車機構１２に入力された主モータＭ
の回転力と、可変速モータ１１の回転力とが差動歯車機
構１２で合成され、合成された回転力により回転軸９が
駆動されてスピンドル７が回転駆動される。これにより
ドラフト装置で延伸された粗糸Ｒがフライヤ２により加
撚され、フライヤ２より高速で回転するボビンＢに層状
に巻取られる。又、可変速モータ１６の駆動により、切
替機構１８、回転軸１５等を介してリフターラック１３
とともにボビンレール６が昇降動される。巻取り速度及
びボビンレール６の昇降速度は可変速モータ１１，１６
の回転速度を変更することにより変更される。

【００１５】ＣＰＵ２９はロータリエンコーダ２４から
の出力信号を入力してボビンレール６の位置を演算し、
紡出条件に対応した粗糸巻形状（粗糸巻肩角度）となる
ように電磁クラッチ２２，２３に励消磁の切替え信号を
出力してボビンレール６が所定の範囲で昇降動するよう
に制御する。ＣＰＵ２９は巻取粗糸層が１層増加する毎
に、フライヤ２の回転速度が入力装置３１で設定された
フライヤ減速パターンの当該粗糸層における回転数とな
るようにインバータ１０を介して主モータＭを制御す
る。又、スピンドル７すなわちボビン回転速度がそれに
対応する回転数となるようにインバータ１０を介して可
変速モータ１１を駆動制御するとともに、リフターラッ
ク１３すなわちボビンレール６の移動速度を巻取り速度
に同期して減速させるため、インバータ１０を介して可
変速モータ１６を駆動制御する。又、ＣＰＵ２９は張力
検出装置２７からの出力信号を入力し、その信号に基づ
いてフロントローラ１とフライヤトップ２ａ間に渡って
いる粗糸Ｒの張力が設定されたフライヤ減速によるプレ
ッサ加圧力低下に起因する粗糸の巻取張力低下を相殺さ
せるための張力上昇パターンの当該粗糸巻径（粗糸層）
における張力にあるか否かを判断し、設定張力からずれ
ている場合には適性張力となる方向にボビンの回転速度
が変更されるように可変速モータ１１を駆動制御する。

【００１６】粗糸巻径の増加に伴ってフライヤ回転数が
漸減するため、プレッサ加圧力も図１（ｂ）に示すよう
に粗糸巻径の増加に伴って漸減する。フロントローラ１
から実際の巻取部となるプレッサ３６先端部までの粗糸
張力は一定ではなく、粗糸Ｒとフライヤ２あるいはプレ
ッサ３６各部との摩擦により巻取部側ほど大きくなり、
粗糸張力の増大割合はプレッサ加圧力により変化する。
従って、従来のようにフロントローラ１とフライヤトッ
プ２ａ間に渡っている粗糸Ｒの張力が一定となるように
ボビン回転数が制御されると、プレッサ加圧力の減少に
ともなって実際の巻取張力も漸減する。しかし、フロン
トローラ１とフライヤトップ２ａ間に渡っている粗糸Ｒ
の張力は図１（ａ）に示すように粗糸巻径の増加に伴っ
て漸増するため、プレッサ加圧力の低下に起因する粗糸
の巻取張力の低下が相殺され、プレッサ３６の先端部に
おける実際の巻取張力は図２（ａ）に示すように粗糸巻
径の増加に関係なく一定に保持される。従って、粗糸巻
の粗糸重量の図２（ｂ）に示すように粗糸巻径の増加に
関係なく一定に保持される。

【００１７】なお、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、例えば、粗糸張力上昇パターンの設定は予
め紡出条件毎に実験的に求めるとともにプログラムメモ
リ３０に記憶された多数の粗糸張力上昇パターンの中か
らフライヤ減速パターンに対応して選択したり、紡出条
件に対応した粗糸張力上昇パターンデータを入力装置３
１により入力したりしてもよい。又、前記実施例ではフ
ロントローラ１とフライヤトップ２ａ間に渡っている粗
糸Ｒの張力を張力検出装置２７で検出してＣＰＵ２９に
フィードバックしてボビン回転数を制御したが、必ずし
も粗糸Ｒの張力をフィードバックする必要はなく、フラ
イヤ減速パターン及び粗糸張力上昇パターンから粗糸巻
径に対応したボビン回転数となるように主モータＭ及び
可変速モータ１１を駆動制御してもよい。ただしその場
合は粗紡機の設置されている室の温度及び湿度を一定に
調整する必要がある。又、ボビンレール６の昇降切替え
を制御する切替機構１８として一対の電磁クラッチ２
２，２３を使用する代わりに、成形装置と連動して切替
え作動される一対のかさ歯車を使用した切替機構等を使
用してもよい。さらには、スピンドル７の変速駆動手段
としてコーンドラムを使用した駆動系を採用したり、差
動歯車機構を設けることなく各駆動部を全て独立したサ
ーボモータで駆動する構成を採用したりしてもよい。

【００１８】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、フ
ライヤ減速により巻取運転を行う際、巻取初期のフライ
ヤ回転速度が高速で満管までの減速幅が大きな場合にお
いても、巻取開始から満管まで巻取張力を一定として均
質な粗糸を生産することができる。又、粗糸品質がフラ
イヤ減速の影響を受けないため、粗糸品質を低下させる
ことなく生産性を上げることができ、将来の超高速粗紡
機においても対応が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明を実施した場合のフロントロー
ラ及びフライヤトップ間の粗糸張力と粗糸巻径の関係を
示す図、（ｂ）はプレッサ加圧力と粗糸巻径の関係を示
す図である。

【図２】（ａ）は実際の巻取張力と粗糸巻径の関係を示
す図、（ｂ）は粗糸重量と粗糸巻径の関係を示す図であ
る。

【図３】粗紡機の駆動系及び制御系の概略図である。

【図４】フロントローラ、フライヤ、粗糸張力検出装置
等の位置関係を示す側面図である。

【図５】（ａ）は従来の巻取運転時の巻取張力と粗糸巻
径の関係を示す図、（ｂ）は粗糸重量と粗糸巻径の関係
を示す図である。

【符号の説明】

１…フロントローラ、２…フライヤ、２ａ…フライヤト
ップ、７…スピンドル、１１，１６…可変速モータ、２
７…張力検出装置、２８…制御装置、２９…ＣＰＵ、３
２…作業用メモリ、Ｂ…ボビン、Ｍ…主モータ、Ｒ…粗
糸。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) D01H 1/36 D01H 1/28 - 1/30 D01H 7/50

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 粗紡機のフライヤ回転数を、ボビンに巻
   き取られた粗糸の長さに応じて減速しつつ粗糸巻を形成
   する粗紡機の運転方法において、フライヤの減速に伴う
   粗糸の巻取張力低下を相殺させるためのフロントローラ
   とフライヤトップ間に渡っている粗糸の張力上昇パター
   ンを、フライヤ減速パターンに応じて設定し、前記張力
   上昇パターンに従ってフロントローラとフライヤトップ
   間の粗糸張力が変化するようにボビン回転速度を制御す
   る粗紡機の運転方法。
2. 【請求項２】 粗紡機のフライヤ回転数を、ボビンに巻
   き取られた粗糸の長さに応じて減速しつつ粗糸巻を形成
   する粗紡機の運転方法において、フライヤの減速に伴う
   粗糸の巻取張力低下を相殺させるためのフロントローラ
   とフライヤトップ間に渡っている粗糸の張力上昇パター
   ンを、フライヤ減速パターンに応じて設定し、フロント
   ローラとフライヤトップ間に渡っている粗糸の張力を粗
   糸張力検出装置で検出し、該粗糸張力検出装置の検知信
   号に基づき前記張力上昇パターンに従ってフロントロー
   ラとフライヤトップ間の粗糸張力が変化するようにボビ
   ン回転速度を制御する粗紡機の運転方法。