JP4182538B2 - 繊維機械の駆動装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の錘を有し、錘毎に起動停止が行われる繊維機械の駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
多数の錘を有する繊維機械においては、各錘で製造される、あるいは加工される糸条の品質が全錘に亘って均質となることが要求される。例えば、糸条に仮撚を付与する仮撚装置を備えて該糸条に仮撚加工を施す仮撚加工機においては、各錘で加工される糸条に撚りむらが生じないようにしなければならない。仮撚装置として、２本の無端ベルトを十字状に交差させて配置したニップツイスタと呼ばれるベルト式の仮撚装置を備えた仮撚加工機を例に挙げて説明すると、この仮撚加工機において撚りむらが生じないようにするためには、無端ベルトの回転速度が２本のベルト間で、あるいは錘間で、あるいは、経時的にばらつかないようにすることが必要である。
上述したニップツイスタを備えたタイプの仮撚加工機においては、各錘に設けたニップツイスタを駆動するために、各錘のニップツイスタ駆動用のモータを備えるようにしたものが、近年、公知となっている。この公知の技術においては、駆動モータとして、同期モータの一種である直流ブラシレスモータを使用し、無端ベルトの回転速度のばらつきを無くすように考慮されている。上記公知の技術は、以前から知られていた、共通の駆動モータを使い、共通のタイミングベルトを介して全錘のニップツイスタを駆動するという方式と比較して、低騒音及び省エネルギである点で優れている。また、錘毎にニップツイスタの起動及び停止ができるというメリットを有している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記公知の技術は、錘毎にニップツイスタの起動及び停止ができるようにするため、錘毎にドライバ（インバータ）が必要であり、制御系が複雑化するという欠点を有していた。
本発明は、この点を鑑みて、繊維機械の駆動装置を改良する。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
まず、請求項１に記載のように、複数の錘を有し、錘毎に起動停止が行われる繊維機械において、各錘の駆動源を誘導同期モータで構成し、各誘導同期モータはデルタ結線とスター結線とを備えて、各錘の誘導同期モータを、各対応する結線切替手段を介して、複数錘に共通のインバータ電源に並列に接続し、前記結線切替手段は、前記誘導同期モータを、前記デルタ結線を介して前記インバータ電源に接続する状態と、前記スター結線を介して前記インバータ電源に接続する状態と、の間で切替可能に構成する。
【０００５】
また、請求項２に記載のように、ある錘の誘導同期モータを再起動するための再起動信号を受けたときに、該錘の誘導同期モータに対応する結線切替手段をデルタ結線側に切り替えて、該錘の誘導同期モータを前記インバータ電源に直入れし、所定時間経過後に、該結線切替手段をスター結線側に切り替えるように、前記各対応する結線切替手段を制御する再起動制御部を備えた制御装置を設ける。
【０００６】
そして、請求項３に記載のように、前記制御装置は、複数錘全ての誘導同期モータを起動するための全錘起動信号を受けたときに、前記各対応する結線切替手段をスター結線側に切り替えて、前記複数錘の誘導同期モータと前記インバータ電源とを、前記スター結線を介して接続するように前記各対応する結線切替手段を制御する全錘起動制御部を備える。
【０００７】
さらに、請求項４に記載のように、前記制御装置は、前記結線切替手段が所定数以上、デルタ結線側に切り替えられないように規制する接続規制部を備える。
【０００８】
そうして、請求項５に記載のように、前記制御装置の接続規制部により前記接続が規制された錘を表示する表示部を備えている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の一形態を、仮撚加工機１に適用した例を参照しながら説明する。
図１は仮撚加工機１の側面図、図２は本発明に係るニップツイスタ５・５・・・の駆動装置の構成図である。
【００１０】
まず、図１を参照しながら仮撚加工機１の概略構成について説明する。
仮撚加工機１は糸条の仮撚加工処理を行う錘を複数備え、各錘は、第１フィードローラ１１と第２フィードローラ１２とを有し、各錘においては、給糸パッケージ１６から解舒された糸条Ｙが第１フィードローラ１１と、該第１フィードローラ１１の下流側に配置される第２フィードローラ１２とによって延伸可能な糸張力に保持されている。
ここで、糸条Ｙとは、ポリエステルやポリアミド等の熱可塑性合成繊維からなる糸だけでなく、他の糸条部材をも含む概念とする。
【００１１】
これら第１・第２フィードローラ１１・１２間には上流側から順に熱固定用のヒータ３、冷却プレート４、及び仮撚装置としてのニップツイスタ５が設けられ、撚りが入った糸条Ｙを該ヒータ３で延伸温度まで加熱し、冷却プレート４でヒータ３により加熱された糸条Ｙを冷却している。ニップツイスタ５は２本の無端ベルト５１・５２を十字状に交差させて配置し、交差部分に糸を挟んで、回転する２本の無端ベルト５１・５２で糸に撚りを付与する装置である。
【００１２】
次に、ニップツイスタ５によって糸条Ｙには撚りがかけられ、第１フィードローラ１１からニップツイスタ５までの間（加撚領域）の糸条Ｙは、撚りが入った加撚状態となっている。
【００１３】
また、第２フィードローラ１２と第３フィードローラ１３との間には第２ヒータ８が設けられ、糸条Ｙが再度加熱される。ただし、第２ヒータ８については使用しない場合もある。その後、糸条Ｙは、オイリング装置９によりオイリング処理され、ボビンに巻き取られ、巻取パッケージ１７・１７・・・を形成する。
このように、仮撚加工機１は、各錘においてそれぞれ給糸パッケージ１６から解舒した糸条Ｙを必要な延伸比で延伸しながらニップツイスタ５で撚りを付与し、この撚りを熱固定することで、該糸条Ｙを捲縮性及び収縮性を有した嵩高加工糸に加工するようにしている。
【００１４】
次に、本発明に係るニップツイスタ５・５・・・の駆動装置について説明する。
図２に示すように、各錘におけるニップツイスタ５の一対のベルト５１・５２はそれぞれモータ（駆動源）５３・５４で駆動されて走行しており、該ベルト５１・５２の回転速度（走行速度）はモータ５３・５４の回転速度で決まるように構成されている。各モータ５３（５４）はそれぞれデルタ結線６１とスター結線６２とを備え、各錘のモータ５３・５４はそれぞれ、各対応する結線切替スイッチ５９・５９を介して各錘のモータスイッチ５５に共通接続され、そして、この各モータスイッチ５５は共通母線（動力線）を介してインバータ２１に並列に接続されている。
そして、インバータ２１は、メインスイッチ２８を介して交流電源２０に接続され、この構成において交流電源２０から供給される電力は、インバータ２１を介して所定の周波数に変換されて、各錘のモータ５３・５４・・・へ出力される。
【００１５】
また、モータ５３・５４・・・には、起動時は誘導モータとして立ち上がり、起動完了後は同期モータとして回転する三相交流誘導同期モータを用いるものとする。なお、図２中では、簡略化のため、三相三線の動力線を便宜的に一本の実線で示している。
【００１６】
そうして、インバータ２１と、メインスイッチ２８と、各錘のモータスイッチ５５・５５・・・、及び各モータ５３・５４・・・に対応する結線切替スイッチ５９・５９・・・は、それぞれ図２中の一点鎖線で示す制御線を介して制御装置８０に通信接続されている。
【００１７】
この制御装置８０は、全錘起動制御部８０ａと、再起動制御部８０ｂと、接続規制部８０ｃとを備えている。
全錘起動制御部８０ａは、複数錘全てのモータ５３・５４・・・を起動するための全錘起動信号を受けたときに、各錘のモータ５３・５４・・・に対応する結線切替スイッチ５９・５９・・・を全てスター結線６２側に切り替えて、前記複数錘のモータ５３・５４・・・とインバータ２１とを、該スター結線６２・６２・・・を介して接続するように、各錘のモータ５３・５４・・・に対応する結線切替スイッチ５９・５９・・・を制御する。
【００１８】
また、再起動制御部８０ｂは、ある錘のモータ５３・５４を再起動するための再起動信号を受けたときに、該錘のモータ５３・５４に対応する結線切替スイッチ５９・５９をそれぞれデルタ結線６１側に切り替えて、該錘のモータ５３・５４をインバータ２１に直入れし、所定時間経過後に、該結線切替スイッチ５９・５９をスター結線６２側に切り替えるように、各錘のモータ５３・５４・・・に対応する結線切替スイッチ５９・５９・・・を制御する。
【００１９】
そして、接続規制部８０ｃは、停止したモータ５３・５４・・・を再起動するときに、前記結線切替スイッチ５９・５９・・・が所定数以上、デルタ結線６１側に切り替えられないように規制する。
【００２０】
まず、全錘一斉始動時には、全錘のモータスイッチ５５・５５・・・をＯＮにしておき、ついで、メインスイッチ２８を投入し、これにより前記制御装置８０の全錘起動制御部８０ａから制御信号が出力されて、該制御信号によって、全錘のモータ５３・５４・・・に対応する結線切替スイッチ５９・５９・・・が切替端子５９ｂ側に切り替えらて、それぞれスター結線６２・６２・・・に接続されるとともに、インバータ２１が駆動されて、全錘のモータ５３・５４・・・が一斉に駆動され、該インバータ２１の出力周波数を徐々に上昇させるようにインバータ２１が制御装置８０により制御される。これにより該モータ５３・５４・・・は低周波数で同期引入れされ、出力周波数の増加に従ってモータ５３・５４・・・の回転速度は上昇する。このようにして指定周波数まで上昇させる。
【００２１】
運転中にある錘で糸条Ｙが切れたり、メンテナンスの必要性が生じて強制的に糸条Ｙが切断された場合、途中まで巻き取られた、満巻に達していない巻取パッケージ１７が巻取装置から払い出されて、空巻の新たなボビンが装着され、該新たなボビンに糸条Ｙを巻き取るようにする。メンテナンスの前に、該錘のモータスイッチ５５をＯＦＦに切り替え、メンテナンスを終えて新たなボビンへの糸掛け作業の前に、当該錘のモータスイッチ５５をＯＮにし、これにより前記制御装置８０の再起動制御部８０ｂによって、該錘の結線切替スイッチ５９・５９がそれぞれ切替端子５９ａ側に切り替えられ、デルタ結線６１・６１に接続され、該錘のモータ５３・５４がインバータ２１に直入れされて、再起動が行われる。
【００２２】
このインバータ２１への直入れ直後は、該錘のモータ５３・５４は滑りを生じた非同期状態で運転される。この状態では誘導モータとしてのトルクが発生し、該トルクによって該モータ５３・５４は加速されていく。一方で、該錘のモータ５３・５４の滑りは徐々に減少していき、やがてゼロとなる。この同期状態では誘導モータとしてのトルクは発生せず、前記制御装置８０の再起動制御部８０ｂでは、該錘のモータ５３・５４をインバータ２１に直入れしたときから、該制御装置８０に内蔵されたタイマー８０ｄで所定時間を計測して、該錘のモータ５３・５４の滑りがゼロとなる直後のタイミングで、すなわち、モータ５３・５４が指定周波数に到達すると、該錘のモータ５３・５４に対応する結線切替スイッチ５９・５９がそれぞれ切替端子５９ｂ側に自動的に切り替えられて、スター結線６２・６２に接続される。このとき該モータ５３・５４は誘導モータとしてのトルクは発生せず、同期モータとしてのトルクで回転することとなり、他の錘のモータ５３・５４・・・と同期して回転するようになる。
【００２３】
また、複数の錘で同時に糸切れが発生した場合、該複数の錘のモータ５３・５４・・・を、それぞれインバータ２１に同時に直入れしてやることで、一斉に立ち上げることができる。また、糸切れが発生した、ある錘のモータ５３・５４をインバータ２１で立ち上げている間に、他の錘で糸切れが発生した場合、先に糸切れした錘のモータ５３・５４の再起動の完了を待たずに、後で糸切れした錘のモータ５３・５４もインバータ２１に直入れしてやることができ、各錘のモータ５３・５４を次々に連続して立ち上げることができる。
このように、複数の錘で糸切れなどのトラブルが発生した場合に、各錘の再起動を終えるまでの時間が短縮されて、作業効率の向上が図られている。
【００２４】
ただし、この再起動時に、デルタ結線６１・６１とした場合に、通常の３倍の電流が必要なため、制御装置８０の接続規制部８０ｃによって、同時期にデルタ結線６１・６１に切り替えて再起動できる錘数の上限が規制されている。
【００２５】
各錘毎に設けられたモータスイッチ５５の周辺には、それぞれその錘のモータ５３・５４の運転状態を表示する表示部として表示ランプ８５が配置されていて、ここで、該インバータ２１で同時期に再起動可能な錘の最大数をＮ（Ｎ＝２、３、４、・・・）として、万が一、該最大数Ｎの錘を同時期に直入れしている場合、前記制御装置８０の接続規制部８０ｃにより、さらに別の錘のモータスイッチ５５をＯＮにしても、該錘のモータ５３・５４に対応する結線切替スイッチ５９・５９が、それぞれ切替端子５９ｂ側に維持され、該モータ５３・５４がデルタ結線６１・６１を介してインバータ２１に接続されないように制御され、その錘の表示ランプ８５が点滅するように制御されている。
【００２６】
この表示ランプ８５の点滅によって、該錘のインバータ２１への接続が規制状態にあることが視覚的に報知されて、オペレータが容易に気が付き、一旦、該錘のモータスイッチ５５をＯＦＦにすることで、該錘の表示ランプ８５の点滅が消灯するように構成されている。そして、しばらくしてから、再び、該錘のモータスイッチ５５をＯＮにし、このとき該錘の表示ランプ８５が点滅していれば、依然、該錘のインバータ２１への接続が規制状態にあり、一方、該錘の表示ランプ８５が点灯すれば、該規制状態が解除されていて、該錘のモータ５３・５４に対応する結線切替スイッチ５９・５９がそれぞれ切替端子５９ａ側に切り替わってデルタ結線６１・６１に接続され、該錘のモータ５３・５４が再起動される。
このように、インバータ２１には、同時期に（Ｎ＋１）錘以上の再起動に係るモータ５３・５４・・・が係属されないように制御され、これにより設備容量が小さく抑えられることができて、省エネルギー化を図ることができる。
【００２７】
以上のように、本実施例では、各錘毎にインバータを設ける必要がなく、制御系が簡素化される。また、前記各錘のモータ５３・５４・・・を誘導同期モータとしたことで、（１）錘間でのベルト５１・５２・・・の回転速度のばらつきがなく、（２）且つ、錘内の２本のベルト５１・５２間での回転速度のばらつきがなく、（３）且つ、経時的な速度ばらつきもない。（４）さらに、１錘、又は数錘のみのニップツイスタ５・５・・・を停止させることができるとともに、その他の錘は停止させることなくそのまま運転を維持したまま、停止させた錘のニップツイスタ５・５・・・だけでの再起動が可能となる。
【００２８】
また、各錘のニップツイスタ５・５・・・はモータ５３・５４・・・で直接駆動されるために、タイミングベルト等は不要となり、この結果、低騒音化が実現し、ベルト駆動によるエネルギー損失を無くした高効率なシステム構成となる。さらに、デルタ結線６１とスター結線６２とを備えた誘導同期モータ５３（５４）を使い、結線切替スイッチ５９を備える構成としているため、駆動装置全体を簡素に構成することができる。
【００２９】
以上、本発明の実施の一形態であり、なお、以上のモータ５３・５４・・・の駆動装置は、仮撚加工機１に限定することなく、ダブルツイスタ等の撚糸機や、リング精紡機、粗紡機等、多数の錘、又は処理ユニットが設けられ、各錘、又は各処理ユニット毎に起動・停止が行われる繊維機械全般に設けることができる。
【００３０】
【発明の効果】
本発明は以上の如く構成したので、次のような効果を奏する。
まず、請求項１の発明では、制御系が簡素化されるとともに、各錘の駆動源を誘導同期モータとしたことで、（１）錘間でのモータの回転速度のばらつきがなく、（２）且つ、経時的な速度ばらつきがなくなり、（３）さらに、１錘、又は数錘のみを停止させることができるとともに、その他の錘は停止させることなくそのまま運転を維持したまま、停止させた錘だけでの再起動が可能となる。
また、各錘をモータ駆動としたために、タイミングベルト等は不要となり、この結果、低騒音化が実現し、ベルト駆動によるエネルギー損失を無くした高効率なシステム構成となる。
さらに、スター結線とデルタ結線とを備えた誘導同期モータを使い、結線切替手段を備える構成としているため、駆動装置全体を簡素に構成することができる。
【００３１】
また、請求項２の発明では、停止錘のモータを容易に再起動させることができるとともに、必要以上の電流消費を防止することができる。
【００３２】
そして、請求項３の発明では、小さな設備容量で、複数錘全ての一斉起動を行うことができ、省エネルギー化が図られている。
【００３３】
さらに、請求項４の発明では、同時期に所定数以上の再起動に係る誘導同期モータがデルタ結線側に切り替えられないように規制されて、繊維機械の駆動装置の設備容量を小さくすることができ、省エネルギー化が図られている。
【００３４】
そうして、請求項５の発明では、同時期に再起動に係る誘導同期モータが所定数を越えたために、インバータ電源へのデルタ結線接続が禁止された錘が発生したことを、オペレータは容易に知ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】仮撚加工機１の側面図である。
【図２】本発明に係るニップツイスタ５・５・・・の駆動装置の構成図である。
【符号の説明】
１ 仮撚加工機
５ ニップツイスタ
２１ インバータ
５３ モータ
５４ モータ
５５ モータスイッチ
５９ 結線切替スイッチ
６１ デルタ結線
６２ スター結線
８０ 制御装置
８０ａ 全錘起動制御部
８０ｂ 再起動制御部
８５ｃ 接続規制部
８５ 表示ランプ

Claims (5)

1. 複数の錘を有し、錘毎に起動停止が行われる繊維機械において、各錘の駆動源を誘導同期モータで構成し、各誘導同期モータはデルタ結線とスター結線とを備えて、各錘の誘導同期モータを、各対応する結線切替手段を介して、複数錘に共通のインバータ電源に並列に接続し、前記結線切替手段は、前記誘導同期モータを、前記デルタ結線を介して前記インバータ電源に接続する状態と、前記スター結線を介して前記インバータ電源に接続する状態と、の間で切替可能に構成したことを特徴とする繊維機械の駆動装置。
2. ある錘の誘導同期モータを再起動するための再起動信号を受けたときに、該錘の誘導同期モータに対応する結線切替手段をデルタ結線側に切り替えて、該錘の誘導同期モータを前記インバータ電源に直入れし、所定時間経過後に、該結線切替手段をスター結線側に切り替えるように、前記各対応する結線切替手段を制御する再起動制御部を備えた制御装置を設けたことを特徴とする請求項１に記載の繊維機械の駆動装置。
3. 前記制御装置は、複数錘全ての誘導同期モータを起動するための全錘起動信号を受けたときに、前記各対応する結線切替手段をスター結線側に切り替えて、前記複数錘の誘導同期モータと前記インバータ電源とを、前記スター結線を介して接続するように前記各対応する結線切替手段を制御する全錘起動制御部を備えたことを特徴とする請求項２に記載の繊維機械の駆動装置。
4. 前記制御装置は、前記結線切替手段が所定数以上、デルタ結線側に切り替えられないように規制する接続規制部を備えたことを特徴とする請求項２、又は請求項３に記載の繊維機械の駆動装置。
5. 前記制御装置の接続規制部により前記接続が規制された錘を表示する表示部を備えていることを特徴とする請求項４に記載の繊維機械の駆動装置。

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