JP4781061B2 - 横編機のソレノイドの制御装置 - Google Patents

Description

この発明は横編機のソレノイドの過熱防止に関する。

横編機では、ヤーンキャリアの制御や、針の操作用カムシステムの出没カム、針の選択用のセレクトジャックの制御、あるいは給排気装置の電磁弁などに、ソレノイドが用いられている。ヤーンキャリアは糸道レールに沿って摺動自在で、ヤーンキャリアの例えば上部には左右一対の突起が設けられている。そして横編機のキャリッジの上部には転換制御台が設けられ、糸道レール毎にかつキャリッジのカムシステム毎に、ソレノイドが下向きに配置されている。ソレノイドのピン（プランジャー）を前進させると、ヤーンキャリアの突起に係合してヤーンキャリアを連行する。またソレノイドのピンを後退させると、ヤーンキャリアとの係合が外れ、連行を解除する。

ここで発明者は、編糸を頻繁に切り換えるため、連行するヤーンキャリアを頻繁に変更すると、ソレノイドが過熱することがあることを見出した。これに対して、ソレノイドに放熱板や冷却用のファンを付けることも可能であるが、部品点数が増加し好ましくない。またソレノイドの温度をサーミスタなどで測定することも可能であるが、ソレノイドの個数が多いため現実的ではない。例えば糸道レールを４本設け、その左右にヤーンキャリアの摺動用のトラックを設けると、合計のトラック数は８となる。各トラックに対してカムシステム毎にソレノイドを設け、キャリッジに２つのカムシステムを設けると、ソレノイドの個数は８トラック×２システムの１６個となり、３つのカムシステムでは２４個となる。全てのソレノイドが均一に用いられるわけではないので、代表的なソレノイドについてのみ温度を測定し、これから他のソレノイドの温度を推定することは現実的ではない。

ソレノイドの動作頻度は編成プログラムなどから判明するので、ソレノイドの動作頻度が高い場合に、キャリッジの走行速度を低下させて、ソレノイドの動作頻度を低下させることも可能である。しかし編成速度を変動させると編地の品質に影響することがあるし、キャリッジの走行速度を低下させると編成効率が低下する。ここではヤーンキャリアの連行用のソレノイドに付いて説明したが、他のソレノイドでも過熱を防止する必要があることは変わらない。
特開平１１−１８５２

この発明の課題は、放熱用の部材やソレノイド毎の温度センサを必要とせずに、かつ編成速度を低下させずに、横編機のソレノイドの過熱を防止することにある。

この発明は、パルス的な通電によりピンを出没させる、横編機のソレノイドの制御装置において、所定時間当たりの動作回数からなるソレノイドの動作頻度と、ソレノイドの積算の温度変化とから、積算の温度変化が大きい時は負となり、積算の温度変化が小さい時は正となり、かつ同じ積算の温度変化で動作頻度が大きくなると温度変化が正の側にシフトするように、ソレノイドの温度変化を求めるための温度変化算出手段と、求めた温度変化を前記積算の温度変化に加算するための手段と、積算の温度変化に従って、ソレノイドの過熱を防止するため、積算の温度変化が増すと徐々にパルス幅が短くなるように、ソレノイドへの通電パルス幅を定めるためのパルス幅決定手段、とを設けることにより、ソレノイドの動作頻度が高い場合でも編成速度を低下させないように構成したことを特徴とする。

好ましくは、前記温度変化算出手段を、ソレノイドの動作頻度とソレノイドの積算の温度変化とに対して、ソレノイドの温度変化を出力するテーブルで構成する。
さらに好ましくは、前記温度変化算出手段と前記パルス幅決定手段とを、ソレノイドの動作頻度とソレノイドの積算の温度変化とに対して、ソレノイドの温度変化とソレノイドへの通電パルス幅とを出力するテーブルで構成する。
なおこれらのテーブルは、図６に示すように複数枚のテーブルで構成しても良い。

ここで、横編機は編成プログラムに従って動作するものとし、前記編成プログラムから今後所定時間以内に動作させるソレノイドの動作回数を求めて、ソレノイドの動作頻度とするための動作頻度算出手段を設けて、前記テーブルでは、少なくとも積算の温度変化が所定値以上で、ソレノイドの動作頻度と積算の温度変化との双方に依存し、ソレノイドの動作頻度が増すと幅が減少するようにパルス幅を定めて、今後所定時間の間ソレノイドを制御すると、より確実にソレノイドの過熱を防止できる。

好ましくは、前記ソレノイドを、横編機の給糸装置を連行するためのピンを出没させるためのソレノイドとする。
好ましくは、前記ソレノイドを複数備えて、各ソレノイド毎に、積算の温度変化と今回の温度変化分及びパルス幅を求める。

また好ましくは、横編機の電源オフ時の時刻を記憶するための手段と、横編機の電源オフ時の積算の温度変化を記憶するための手段と、横編機の電源をオンした際に、前記電源オフ時からの経過時間と前記記憶した積算の温度変化とから、積算の温度変化の初期値を求めるための手段とを設ける。

ソレノイドは動作頻度が高い程、温度上昇し、温度が上昇すると周囲への放熱が増すので、動作頻度が同じでも温度上昇は小さくなる。そこで発熱の程度を表す因子としてソレノイドの動作頻度を用い、周囲への放熱の程度を表す因子として積算の温度変化を用いると、ソレノイドの温度変化を求めることができる。求めた温度変化を積算すると、室温からのソレノイドの温度変化を積算の温度変化として求めることができ、積算の温度変化に応じて、過熱を防止するようにソレノイドの通電パルス幅を定める。このようにすると放熱板や冷却用のファンなどを用いずに、かつソレノイド毎にサーミスタなどの温度センサを取り付けずに、ソレノイドの過熱を防止できる。

なおソレノイドを確実に動作させるのに必要なパルス幅は、低温ではソレノイドのグリスが固まってプランジャーの摩擦が大きいために長く、高温ではグリスが柔らかくなり摩擦が小さいため短くなる。このため積算の温度変化が大きいと、ソレノイドへの通電パルス幅を短くしても、確実にソレノイドを動作させることができる。

ここで、ソレノイドの動作頻度とソレノイドの積算の温度変化に対して、温度変化を出力するテーブルを用いると、ソレノイドの温度変化をテーブルで簡単に求めることができる。

特に、テーブルから温度変化と通電パルス幅の双方を求めると、必要なパルス幅を簡単に決定できる。
さらに、今後所定時間内のソレノイドの動作回数を編成プログラムから求めると、ソレノイドの動作回数を事前に求めることができる。そしてテーブルで求めたパルス幅でソレノイドを動作させると、積算の温度変化が大きく且つ動作回数が多い場合にパルス幅を短くして、今後の所定時間での発熱を制御し、ソレノイドの過熱をより確実に防止できる。

ソレノイドは例えば、横編機の給糸装置を連行するピンを出没させるためのソレノイドとする。
ソレノイドは複数個横編機に備えられ、積算の温度上昇はソレノイド毎に異なるので、各ソレノイドについて積算の温度変化と今回の温度変化及び通電パルス幅を求めると、ソレノイド毎に過熱を防止できる。

積算の温度変化の初期値は例えば０℃とし、ソレノイドは室温から動作を開始するものと仮定しても良い。しかし停電等で短時間電源がオフした後に横編機を再起動すると、ソレノイドは室温まで冷却されていないので、積算の温度変化の初期値に誤差が生じる。そこで横編機の電源オフ時の時刻を記憶するための手段と、横編機の電源オフ時の積算の温度変化を記憶するための手段と、横編機の電源をオンした際に、前記電源オフ時からの経過時間と前記記憶した積算の温度変化とから積算の温度変化の初期値とを求めるための手段を設けると、停電等で短時間横編機の電源をオフした際にも、ソレノイドの積算の温度変化の初期値を正しく推定できる。

以下に本発明を実施するための最適実施例を示す。

図１〜図８に、実施例とその変形とを示す。図において２は横編機で、例えば前後一対のニードルベッド４を備え、６は糸道レールで、ニードルベッド４の上部に複数本設けられている。糸道レール６の左右に一対のトラック８を設け、各トラック８毎に例えば複数配置したヤーンキャリア１０を摺動させる。１２は編糸で、ニードルベッド４へ供給して、図示しない編針により編地を編成する。ヤーンキャリア１０の上部には、左右一対の突起１４，１４があり、転換制御台１８に設けたソレノイド１６のピンを出没させることにより、ヤーンキャリア１０を連行／解放する。なお転換制御台１８はニードルベッド４の編針を操作するためのキャリッジの上部などに設け、ソレノイド１６の数は、トラック８の数とキャリッジ中のカムシステムの数との積で定まる。各ソレノイド１６毎にドライバ２０を設け、所定のパルス幅でセット電流を通電することによりピンを出位置へ前進させ、リセット電流を所定のパルス幅で通電することによりピンを没位置へ後退させる。なおピンの出没はヤーンキャリア１０と係合して連行できる位置を出（図１の右側のソレノイド）とし、ヤーンキャリア１０との係合が解除される位置を没（図１の左側のソレノイド）とする。またソレノイド１６に通電しないと、ピンの位置は出か没かに保たれる。

例えば図２の編地２２のように、ヤーンキャリアを高い頻度で切り換えて、編地２２を編成する。図２の編地２２は縦方向のストライプがあり、４トラックを用いるものとすると、ヤーンキャリア１−１〜ヤーンキャリア４−２などのように、多数のヤーンキャリアを順次切り換えて用いる必要がある。そしてヤーンキャリアの切換の毎に、ソレノイドのセットとリセットとが必要になる。図２の下部に、１番目のトラックに対するソレノイドのセットとリセットのパルスを示し、この頻度が高いとソレノイドが過熱する。

図３に実施例でのソレノイド１６等の制御を示す。ソレノイド１６はヤーンキャリアの連行用のソレノイドであるが、これ以外のカムシステムでの出没カムの制御用のソレノイド４０や、セレクトジャックの制御用のソレノイドあるいは給排気装置の電磁弁の制御用のソレノイドなども、同様に制御する。３０は編成プログラム記憶部で、コントローラ３２は編成プログラムを読み出し、今後所定時間、例えば１０秒〜１分程度の時間の間に、ソレノイドを動作させる回数ｎi，ｎjをソレノイド毎に、カウンタ３４で求める。この回数は、ソレノイドのセットとリセットとをそれぞれ加算したものでも良く、あるいはセットとリセットの一方のみを加算したものでも良い。また添字iはヤーンキャリア用のソレノイド１６に関するデータを示し、jは例えば出没カムの制御用ソレノイドに関するデータを示す。

テーブル３６，３７は、ソレノイドの動作回数ｎi，ｎj（動作頻度）と、積算の温度変化Ｔsiとを見出しとして、今後１０秒〜１分程度の所定時間の間の、温度変化分ΔＴsiとソレノイドの制御に適したパルス幅とを出力する。テーブル３６はヤーンキャリアの連行／解放用ソレノイドのためのテーブル，３７は出没カムの制御用のソレノイドのテーブルで、セレクトジャックの制御用ソレノイドや電磁弁のソレノイドに対しても、同様の図示しないテーブルを設ける。また同じ種類のソレノイドに対してテーブルは共通で、例えばヤーンキャリアの連行／解放用のソレノイド１６には共通のテーブル３６を用いる。

個々のソレノイド毎に積算の温度変化Ｔsi，Ｔsjを、積算温度変化の記憶部３８で記憶し、テーブル３６，３７から読み出した今回の温度変化ΔＴsi，ΔＴsjを加算して更新する。ドライバ２０，４２などは、個別のソレノイド毎に設け、テーブル３６，３７などから読み出したパルス幅に従い、かつコントローラ３２が編成プログラムから求めたタイミングで、所定時間の間セット電流やリセット電流をソレノイドに加える。

図４に、ヤーンキャリアの連行／解放用のソレノイドへの制御モデルを示す。例えば２４個のソレノイドを用いるものとすると、その動作頻度はｎ1〜ｎ24の２４通りで、積算の温度変化Ｔsiも２４通りある。編成プログラムを先読みすると、今後所定時間内のソレノイドの動作回数を個別に求めることができるので、その間のソレノイドの動作パルス幅を決定する。図５にテーブル３６の例を示すと、ｎは所定時間当たりのソレノイドの動作頻度で、Ｔsは積算温度変化であり、これは室温に対するソレノイドの温度上昇を示す。各温度に対して２列のデータがあり、左側の列は今後所定時間内のソレノイドの温度上昇ΔＴsを℃単位で示したもので、この値が負の場合、ソレノイド温度は低下する。右側の列は、ソレノイドでの通電パルス幅を例えばm秒単位で示したもので、セット時のパルス幅とリセット時のパルス幅を共通とするが、これらを異ならせても良い。その場合、テーブル３６にセット用のパルス幅の列とリセット用のパルス幅の列とをそれぞれ設けると良い。なお図３のテーブル３７等も同様に構成する。

室温に対するソレノイド温度の上昇の許容範囲を例えば７０℃とする。そこで積算の温度変化Ｔsが例えば＋４０℃〜＋６０℃程度から通電パルス幅を短くし、かつこの温度範囲で動作頻度が高い程原則としてパルス幅を短くする。寒冷地では横編機の動作開始時のプランジャーの摩擦が大きいため、長い通電パルスが必要となる。これに配慮して、積算の温度変化が小さい場合、例えば積算の温度変化Ｔsが＋４０℃以下〜＋６０℃以下で、動作頻度によらず、パルス幅を一定でかつ長くする。積算の温度変化が大きくなると、ソレノイドの過熱を防止するためパルス幅を短くし、かつソレノイドの動作回数が大きい程原則としてパルス幅を小さくして、今後所定時間内の温度上昇を小さくするようにする。

例えば図５の７０℃の列において、ｎが１０以下の場合パルス幅は３５m秒で、ｎが５０以上の場合パルス幅は２７m秒である。ここでパルス幅を３５m秒に統一すると、ｎが大きい場合７０℃を超えて過熱する恐れがある。ここでは積算温度変化が大きく、あるいは動作頻度ｎが大きい程、パルス幅が単調に減少するようにしたが、必ずしも単調に減少させる必要はない。

なお図５のテーブル３６を２枚に分割し、一方のテーブルには積算温度変化ＴSに対する通電パルス幅ＰWのデータを持たせ、他方のテーブルには積算温度変化ＴSと所定時間当たりのソレノイドの動作頻度ｎに対するソレノイドの温度上昇ΔＴSを持たせても良い。この場合、積算温度変化ＴSとソレノイドの動作頻度ｎとからソレノイドの温度上昇ΔＴSを求めて積算温度変化ＴSを更新し、好ましくは更新後の、積算温度変化ＴSから通電パルス幅ＰWを決定する。このようにすると、表の規模をやや小さくできる。

図６に、横編機の周囲温度、即ち室温をサーミスタで測定する例を示す。この例では、テーブル４４はソレノイド毎の動作頻度ｎiとソレノイド毎の積算温度変化Ｔsiとに応じて、今回の温度変化分ΔＴsiを出力し、これによって積算の温度変化Ｔsiを更新する。積算の温度変化Ｔsiを加算器４６へ出力し、室温と加算してソレノイド温度を推定する。推定温度をテーブル４８へ入力し、ソレノイド毎のパルス幅ＰＷiを求める。横編機には多数のソレノイドが存在するので、各ソレノイド毎にサーミスタなどを設けることは非現実的であるが、図６では１個のサーミスタで良い。ここで図６の鎖線に示すように、今後所定時間での動作頻度ｎsiをテーブル４８へ入力して、その間のソレノイドの動作に対するパルス幅を求めても良い。図６の例は、図４の１枚のテーブル３６を、２枚のテーブル４４，４８で構成したものである。

図７にソレノイド１６の構造を示す。６０はプランジャーで、ソレノイドの内部を出没し、６２はその先端のピンである。６４は永久磁石、６６はセットコイル、６８はリセットコイル、７０は電源で、７２，７４はスイッチである。そしてスイッチ７２を所定のパルス幅で閉じ、セット電流を流すことにより、プランジャー６０はセットコイル６６側へ移動してピン６２が前進する。逆にスイッチ７４を例えば同じパルス幅で閉じてリセット電流を流すことにより、プランジャー６０はリセットコイル６８側へ吸引されて、ピン６２が後退する。セット電流やリセット電流を流していない間、プランジャー６０の位置は永久磁石６４により保持される。

ヤーンキャリアの連行／解放用のソレノイド１６以外の他のソレノイドも、構造は同様である。ここではセットコイル６６とリセットコイル６８の双方を備えたソレノイドを示したが、これらを共通のソレノイドとし、セット時とリセット時とで電流の向きを逆にしても良い。

停電などにより横編機２の電源が一旦オフした後に再起動する場合や、横編機２を短時間停止させた後に再起動すると、ソレノイドの積算温度変化の初期値が実際には０℃でないことがある。これに対応して、横編機２の電源を再度オンした際の、積算温度変化の初期値を推定するための機構を図８に示す。８０は積算温度変化の記憶部で、横編機の電源が断たれた際の積算温度変化を記憶する。８２はオフ時刻の記憶部で、電源をオフした時刻を記憶する。８４は差分器、８６はテーブルで、電源をオフした後オンするまでの冷却時間と、電源オフ時の積算温度変化Ｔsiの記憶値とから、積算温度変化の初期値を出力する。記憶部８０，８２はフラッシュＲＯＭなどの不揮発性の記憶部を用いるか、あるいは電池付きのＤＲＡＭなどを用い、電源がオフしても記憶が失われないようにする。なおテーブル８６を用いる代わりに、電源がオフしていた時間と電源がオフした際の積算温度変化との関数として、今回の積算温度変化の初期値を演算しても良い。

実施例では、温度変化ΔＴsi等や通電パルス幅をテーブル３６，３７等で求めたが、これらを通電回数ｎiや積算の温度変化Ｔsiの関数として演算で求めても良い。ただしこのようにすると、コントローラの負担が増加する。また実施例では、今後所定時間の間のソレノイドの発熱を制御するとの見地から、今後のソレノイドの動作頻度を編成プログラムから先読みした。しかし例えば過去１０秒〜１分程度の間のソレノイドの実際の動作頻度をカウントして、今後１０秒〜１分程度の間のソレノイドのパルス幅を決定しても良い。この場合、パルス幅は通電頻度ではなく、積算の温度変化のみにより定めても良い。

実施例では、ソレノイド１６のピンを直接ヤーンキャリア１０の肩の凹部に当接して連行したが、中間にソレノイドのピンに連動する昇降する他のピンを備えた機構を設けて、この機構のピンでヤーンキャリアを連行しても良い。

実施例での横編機の要部正面図 ソレノイドを頻繁に動作させる必要がある編地の例と、ヤーンキャリアの割り当て、及びソレノイドの動作パルスの波形とを示す図 実施例でのソレノイドの制御装置のブロック図 実施例でのソレノイドのパルス幅決定機構を示す図 実施例で用いる、ソレノイドの動作頻度と積算の温度変化とから、今回の温度変化とソレノイドのパルス幅とを求めるテーブルを模式的に示す図 周囲温度の実測値を加味した、ソレノイドのパルス幅決定機構を示す図 実施例で用いたソレノイドの断面図 横編機の電源オフ時から電源オン時までの時間により、積算温度変化の初期値を求めるための機構を示す図

符号の説明

２ 横編機
４ ニードルベッド
６ 糸道レール
８ トラック
１０ ヤーンキャリア
１２ 編糸
１４ 突起
１６ ソレノイド
１８ 転換制御台
２０，４２ ドライバ
２２ 編地
３０ 編成プログラム記憶部
３２ コントローラ
３４ カウンタ
３６，３７ テーブル
３８ 積算温度変化の記憶部
４６ 加算器
４４，４８ テーブル
６０ プランジャー
６２ ピン
６４ 永久磁石
６６ セットコイル
６８ リセットコイル
７０ 電源
７２，７４ スイッチ
８０ 積算温度変化の記憶部
８２ オフ時刻の記憶部
８４ 差分器
８６ テーブル

Claims (7)

1. パルス的な通電によりピンを出没させる、横編機のソレノイドの制御装置において、
   所定時間当たりの動作回数からなるソレノイドの動作頻度と、ソレノイドの積算の温度変化とから、積算の温度変化が大きい時は負となり、積算の温度変化が小さい時は正となり、かつ同じ積算の温度変化で動作頻度が大きくなると温度変化が正の側にシフトするように、ソレノイドの温度変化を求めるための温度変化算出手段と、
   求めた温度変化を前記積算の温度変化に加算するための手段と、
   積算の温度変化に従って、ソレノイドの過熱を防止するため、積算の温度変化が増すと徐々にパルス幅が短くなるように、ソレノイドへの通電パルス幅を定めるためのパルス幅決定手段、とを設けることにより、ソレノイドの動作頻度が高い場合でも編成速度を低下させないように構成したことを特徴とする、横編機のソレノイドの制御装置。
2. 前記温度変化算出手段を、ソレノイドの動作頻度とソレノイドの積算の温度変化とに対して、ソレノイドの温度変化を出力するテーブルで構成したことを特徴とする、請求項１の横編機のソレノイドの制御装置。
3. 前記温度変化算出手段と前記パルス幅決定手段とを、ソレノイドの動作頻度とソレノイドの積算の温度変化とに対して、ソレノイドの温度変化とソレノイドへの通電パルス幅とを出力する少なくとも１枚のテーブルで構成したことを特徴とする、請求項１の横編機のソレノイドの制御装置。
4. 横編機は編成プログラムに従って動作し、
   前記編成プログラムから今後所定時間以内に動作させるソレノイドの動作回数を求めて、ソレノイドの動作頻度とするための動作頻度算出手段を設けると共に、
   前記少なくとも一枚のテーブルを、少なくとも積算の温度変化が所定値以上で、ソレノイドの動作頻度と積算の温度変化との双方に依存し、ソレノイドの動作頻度が増すと幅が減少するように、前記パルス幅を定めるように構成して、今後所定時間の間前記パルス幅に従ってソレノイドを制御するようにしたことを特徴とする、請求項３の横編機のソレノイドの制御装置。
5. 前記ソレノイドを、横編機の給糸装置を連行するためのピンを出没させるためのソレノイドとしたことを特徴とする、請求項１の横編機のソレノイドの制御装置。
6. 前記ソレノイドを複数備えて、各ソレノイド毎に、積算の温度変化と今回の温度変化分及びパルス幅を求めるようにしたことを特徴とする、請求項１の横編機のソレノイドの制御装置。
7. 横編機の電源オフ時の時刻を記憶するための手段と、横編機の電源オフ時の積算の温度変化を記憶するための手段と、横編機の電源をオンした際に、前記電源オフ時からの経過時間と前記記憶した積算の温度変化とから、積算の温度変化の初期値を求めるための手段とを設けたことを特徴とする、請求項１の横編機のソレノイドの制御装置。
   

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