JP5297291B2

JP5297291B2 - ベルト式トラバース装置

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Publication number: JP5297291B2
Application number: JP2009172939A
Authority: JP
Inventors: 正勝長谷川; 志郎播戸
Original assignee: TMT Machinery Inc
Current assignee: TMT Machinery Inc
Priority date: 2009-07-24
Filing date: 2009-07-24
Publication date: 2013-09-25
Anticipated expiration: 2029-07-24
Also published as: KR101293092B1; CN101962135A; DE102010027700B4; CN101962135B; JP2011026059A; KR20110010549A; DE102010027700A1

Description

本発明は、ベルト式トラバース装置に関し、詳しくは、ベルトの歯飛びをピンポイントに検出する技術に関する。

この種の技術として特許文献１は、ベルト式トラバース装置の技術分野において、糸条をトラバースするためのトラバースガイドが正規のトラバース範囲から逸脱したことを検出する技術を開示している。この文献１の技術では、具体的には、トラバースガイドの通過を検出可能なセンサを設け、このセンサにより検出したトラバースガイドの通過の時間の間隔を測定し、測定した時間の間隔を所定値と比較することによりトラバースガイドが正規のトラバース範囲から逸脱したことを検出するようにしている。そして、文献１は、トラバースガイドが正規のトラバース範囲から逸脱することの原因として、（ａ）モータのロータとベルトとの間の結合関係の変化（以下、「ロータ−ベルト間結合関係の変化」又は単に「ベルトの歯飛び」とも称する。）と、（ｂ）モータのロータとステータとの間の結合関係の変化（以下、「ロータ−ステータ間結合関係の変化」とも称する。）と、を挙げている。必要であれば、文献１の段落番号０００４、０００５、００１０、００１１を参照されたい。

特開２００２−１６７１２５号公報

しかし、上記のロータ−ベルト間結合関係の変化とロータ−ステータ間結合関係の変化は、測定した時間の間隔を所定値と比較したところで、区別して検出することは極めて難しい。

本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、ロータ−ベルト間結合関係の変化、即ちベルトの歯飛びをピンポイントに検出する技術を提供することにある。

課題を解決するための手段及び効果

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とその効果を説明する。

本願発明の観点によれば、以下のように構成される、ベルト式トラバース装置が提供される。即ち、ベルト式トラバース装置は、糸条を案内可能な糸ガイドが取り付けられたベルトと、ロータとステータを有する駆動モータと、前記駆動モータのロータに固定され、上記ベルトが巻き掛けられる駆動プーリと、を備え、前記駆動モータによって前記駆動プーリを正逆回転させることで前記ベルトを介して前記糸ガイドを所定の軌道上で往復走行させるものである。このベルト式トラバース装置は、前記ベルトの所定箇所が所定位置に至ったことを検出可能なセンサと、前記駆動モータのロータの角度位置を検出するためのエンコーダと、前記ベルトの上記所定箇所が上記所定位置に至ったことを前記センサが検出したときの上記の角度位置に変化があるかを判定する変化判定手段と、を更に備えている。以上の構成によると、ロータ−ステータ間結合関係の変化があっても上記の角度位置に変化は出ないが、ロータ−ベルト間結合関係の変化があると、上記の角度位置に変化が出る。従って、上記の角度位置に変化があるかを判定する変化判定手段を設けたことで、ロータ−ベルト間結合関係の変化、即ちベルトの歯飛びをピンポイントに検出することができるようになる。

延伸仮撚機の概略図ベルト式トラバース装置の正面図トラバース制御部による制御フロー

以下、一例として、本願発明に係るベルト式トラバース装置が延伸仮撚機の巻取部に適用されている実施形態を、図１〜３に基づいて説明する。

図１に示すように延伸仮撚加工機１００は、糸条Ｙを供給する給糸部１０１と、糸条Ｙに延伸仮撚加工処理を施す加工処理部１０２と、加工処理した糸条Ｙを巻き取ってパッケージを形成する巻取部１０３と、から構成される加工処理ユニット１０４（錘とも称される。）を複数備えて構成される。上記の加工処理ユニット１０４は図１の紙面に対して垂直の方向に並べて設けられる。ただし、給糸部１０１と巻取部１０３は、省スペース化の要請から２〜４錘分、上下に重ねて配置されている。

給糸部１０１には、給糸パッケージ１０５を保持するペグ１０６が設けられ、各ペグ１０６は共通のクリールスタンド１０７に取り付けられている。

加工処理部１０２は、糸条Ｙの上流から下流へ向かって順に、第１フィードローラ１０８と、１次ヒータ１０９と、冷却器１１０と、仮撚装置１１１と、第２フィードローラ１１２と、２次ヒータ１１３と、第３フィードローラ１１４と、から構成されている。第１フィードローラ１０８による糸条送り速度は第２フィードローラ１１２による糸条送り速度よりも低く、第２フィードローラ１１２による糸条送り速度は第３フィードローラ１１４の糸条送り速度よりも高くなるように設定され、もって、糸条Ｙは、第１フィードローラ１０８と第２フィードローラ１１２の間では延伸され、第２フィードローラ１１２と第３フィードローラ１１４の間では弛緩されるようになっている。

また、仮撚装置１１１によって糸条Ｙに対して付与された撚りは第１フィードローラ１０８に至るまで遡上するので、糸条Ｙは、延伸され加撚された状態で、１次ヒータ１０９にて加熱され、冷却器１１０にて熱セットされる。糸条Ｙに対して付与された撚りは、糸条Ｙが第２フィードローラ１１２を通過する際に消失する。このように延伸仮撚加工された糸条Ｙは、弛緩された状態で、２次ヒータ１１３にて適宜の熱処理が施され、巻取部１０３にてボビンに巻き取られ、やがてパッケージを形成する。

詳しくは、上記の巻取部１０３は、図２に示すように、ボビン（図略）を回転可能に支持するクレードル１１５と、このクレードル１１５に支持されたボビン（乃至パッケージＰ）を回転させるためのコンタクトローラ１１６と、糸条Ｙを捕捉可能な糸ガイド３３を有し、この糸ガイド３３を往復運動させることでボビン（又はパッケージＰ）に対して糸条Ｙを綾振るトラバース装置３４（ベルト式トラバース装置）と、を備えている。この構成で、走行する糸条Ｙは、トラバース装置３４にて例えば１分間に７００〜８００回程度に高速で往復走行する糸ガイド３３によって綾振られながらボビン上に巻き取られ、もって、パッケージＰが生産されるようになっている。

上記のトラバース装置３４は、本実施形態において所謂ベルト式に構成される。即ち、ベルト式トラバース装置３４は、上記の糸ガイド３３が取り付けられた無端ベルト４２（ベルト）と、この無端ベルト４２の一部がコンタクトローラ１１６の長手方向に対して平行となるように無端ベルト４２を支持する一対の支持ユニット４３と、ロータとステータを有し、無端ベルト４２を駆動するＡＣサーボモータ４４（駆動モータ）と、を備える。

ＡＣサーボモータ４４のステータには多数のコイルが設けられ、このコイルに電流を流すことで磁気を帯びたロータとの間で磁気的な結合が成立し、コイルに流す電流を適宜に制御することで、ロータが所望の回転数で所望の方向へ回転可能となっている。しかし、この磁気的な結合の結合力は有限であり、ロータに対する負荷の如何によっては、磁気的な結合が一時的に乱れる場合がある。このステータとロータとの間の磁気的な結合の乱れを本願明細書では前述の通り「ロータ−ステータ間結合関係の変化」とも称する。話を戻すと、上記のベルト式トラバース装置３４は、ＡＣサーボモータ４４の上記ロータに設けられた駆動プーリ４５を介して無端ベルト４２を往復走行させることで、糸ガイド３３がコンタクトローラ１１６の長手方向に対して平行に往復運動できるようなっている。

なお、上記の無端ベルト４２は本実施形態においてタイミングベルトとされ、上記の駆動プーリ４５の周面にはタイミングベルトと噛み合うことができるように溝が適宜に形成されている。この構成により、上記の無端ベルト４２と駆動プーリ４５との間には力学的な結合が成立している。しかし、この力学的な結合の結合力は有限であり、ベルトに対する負荷の如何によっては、力学的な結合が一時的に乱れ、所謂歯飛びが発生する場合がある。この無端ベルト４２と駆動プーリ４５との間の力学的な結合の乱れ、即ち歯飛びを本願明細書では前述の通り「ロータ−ベルト間結合関係の変化」とも称する。なお、上記の支持ユニット４３及びＡＣサーボモータ４４は、板状のベース４６に取り付けられている。また、無端ベルト４２を往復走行させる際に糸ガイド３３がばたつかないよう、糸ガイド３３を直線的に案内するレール４７が上記一対の支持ユニット４３の間に設けられる。また、無端ベルト４２は、一対の支持ユニット４３のプーリ４８とＡＣサーボモータ４４の駆動プーリ４５とに巻き掛けられることで二等辺三角形状の軌道上を走行する。

また、ＡＣサーボモータ４４には、ＡＣサーボモータ４４のロータの角度位置、即ち、駆動プーリ４５の角度位置を検出するためのエンコーダ４９が設けられている。このエンコーダ４９は、ＡＣサーボモータ４４のロータの回転に応じたパルス信号を送信可能に構成されている。

コンタクトローラ１１６は、トラバース装置３４と、クレードル１１５のボビン把持部１１５ａと、の間に設けられ、パッケージＰを所望の回転数で回転させるものである。

更に、レール４７の近傍には、原点センサ５０（センサ）と、一対の端点センサ５１と、が設けられている。

原点センサ５０は、無端ベルト４２の所定箇所が所定位置に至ったことを検出可能なセンサである。即ち、原点センサ５０は、所定位置、即ち一対の支持ユニット４３の丁度中間位置に設けられ、この所定位置に至った糸ガイド３３を検出可能に構成されている。つまり、本実施形態では、原点センサ５０は、無端ベルト４２の所定箇所が所定位置へ至ったことを検出することを、無端ベルト４２の所定箇所に取り付けられた糸ガイド３３が原点センサ５０の正面に至ったことを検出することで達成している。この原点センサ５０は、糸ガイド３３が原点センサ５０の正面に至ったことを検出したら、原点到着信号をトラバース制御部８０に送信する。

同様に、各端点センサ５１は、糸ガイド３３が端点センサ５１の正面に至ったことを検出可能なセンサである。各端点センサ５１は、糸ガイド３３が端点センサ５１の正面に至ったことを検出したら、端点到着信号をトラバース制御部８０に送信する。

また、延伸仮撚加工機１００のオペレータから見易い位置にアラームランプ７０が設けられており、アラームランプ７０の点滅はトラバース制御部８０によって制御できるようになっている。

次に、上記のトラバース装置３４のトラバース制御部８０について説明する。トラバース制御部８０は、演算処理装置であるＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）と、ＣＰＵが実行する制御プログラム及び制御プログラムに使用されるデータが記憶されているＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）と、プログラム実行時にデータを一時記憶するためのＲＡＭ８１（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）と、を備える。そして、ＲＯＭに記憶された上記制御プログラムがＣＰＵに読み込まれＣＰＵ上で実行されることで、制御プログラムは、ＣＰＵなどのハードウェアを、パルスカウンタ６１、初期パルス値記憶部６２、変化判定部６３（変更判定手段）、警告部６４として機能させるようになっている。

パルスカウンタ６１は、ＡＣサーボモータ４４のロータの角度位置を検出すべくエンコーダ４９からのパルス信号のパルスをカウントするものである。このパルスカウンタ６１によって検出された上記角度位置は、「現在パルス値」として上記ＲＡＭ８１に記憶される。この構成で、ＡＣサーボモータ４４のロータが回転するたびに、上記ＲＡＭ８１に記憶されている「現在パルス値」が頻繁に更新されるようになっている。

初期パルス値記憶部６２は、上記ＲＡＭ８１に記憶されている「現在パルス値」を「初期パルス値」として記憶可能なものである。

変化判定部６３は、トラバース制御部８０が原点センサ５０から原点到着信号を受信したときの現在パルス値に変化があるかを判定する。即ち、糸ガイド３３が往復走行するたびにトラバース制御部８０は原点センサ５０から原点到着信号を受信することとなるが、ロータ−ベルト間結合関係の変化がなければ原点到着信号受信時の現在パルス値は常に一定となるはずである。一方で、ロータ−ベルト間結合関係の変化があれば原点到着信号受信時の現在パルス値には変化が現出することになる。従って、変化判定部６３は、この違いを判定する機能を発揮する。

警告部６４は、原点到着信号受信時の現在パルス値に変化があると変化判定部６３が判定したら、前記のアラームランプ７０を点滅させる。

次に、本実施形態の作動を説明する。

延伸仮撚加工機１００の電源が投入されると（Ｓ３００）、トラバース制御部８０は、原点復帰作動を実行する（Ｓ３１０〜Ｓ３５０）。即ち、トラバース制御部８０は、糸ガイド３３を何れかの方向に低速で走行させ（Ｓ３１０）、原点到達信号か端点到着信号を受信するまで待機する（Ｓ３２０：ＮＯ、Ｓ３３０：ＮＯ）。原点到達信号を受信したら（Ｓ３２０：ＹＥＳ）、トラバース制御部８０は、糸ガイド３３の走行を直ちに停止させる（Ｓ３５０）。一方、端点到達信号を受信したら（Ｓ３３０：ＹＥＳ）、糸ガイド３３の走行方向を反転させ（Ｓ３４０）、継続して、原点到達信号か端点到着信号を受信するまで待機する（Ｓ３２０：ＮＯ、Ｓ３３０：ＮＯ）。上記の原点復帰作動により、仮に延伸仮撚加工機１００の電源投入前に糸ガイド３３や無端ベルト４２の交換が行われていたとしても、糸ガイド３３は、原点センサ５０の正面で静止した状態になる（Ｓ３５０）。

この状態で、トラバース制御部８０は、パルスカウンタ６１をリセットすると共に、初期パルス値を設定する（Ｓ３６０）。即ち、トラバース制御部８０は、上記ＲＡＭ８１に記憶されている「現在パルス値」を例えば１０００００となるように強制的に書き換えることで、パルスカウンタ６１をリセットする。また、トラバース制御部８０は、書き換えた後の現在パルス値を初期パルス値として初期パルス値記憶部６２に記憶させることで、初期パルス値を設定する。これにより、延伸仮撚加工機１００の運転中では、上記ＲＡＭ８１に記憶されている現在パルス値は例えば９５７５０から１０４２５０の間をインクリメント又はデクリメントするように高速で更新され、一方で、初期パルス値記憶部６２に記憶されている初期パルス値は一切更新されることなく常に同一値のままである。

次に、トラバース制御部８０は、ベルト式トラバース装置３４については運転の準備が整ったことを知らせるための運転可能信号を延伸仮撚加工機１００の図示しない制御部に送信し、延伸仮撚加工機１００の運転が開始される（Ｓ３７０）。

延伸仮撚加工機１００の運転が開始されると（Ｓ３７０）、トラバース制御部８０は、原点センサ５０からの原点到達信号の受信待ち状態となる（Ｓ３８０：ＮＯ）。そして、トラバース制御部８０が原点センサ５０から原点到達信号を受信すると（Ｓ３８０：ＹＥＳ）、変化判定部６３は、受信時の現在パルス値と、初期パルス値と、を比較する（Ｓ３９０）。そして、受信時の現在パルス値と、初期パルス値と、が一致していると判定した場合は、変化判定部６３は、処理をＳ３８０に戻す（Ｓ３９０：ＹＥＳ）。一方で、受信時の現在パルス値と、初期パルス値と、が一致していないと変化判定部６３が判定した場合は、トラバース制御部８０は、ベルト式トラバース装置３４について運転に支障が生じたことを知らせるための運転停止信号を延伸仮撚加工機１００の制御部に送信し、延伸仮撚加工機１００の運転を停止させる（Ｓ４００）。そして、警告部６４は、アラームランプ７０を点滅させ（Ｓ４１０）、延伸仮撚加工機１００のオペレータに、ロータ−ベルト間結合関係の変化が発生したことを報知する。

（まとめ）
（請求項１）
以上説明したように上記実施形態においてベルト式トラバース装置３４は、以下のように構成されている。即ち、ベルト式トラバース装置３４は、無端ベルト４２に取り付けられている糸ガイド３３が原点センサ５０の正面に至ったことを検出可能な原点センサ５０と、ＡＣサーボモータ４４のロータの角度位置を検出するためのエンコーダ４９と、無端ベルト４２の糸ガイド３３が原点センサ５０の正面に至ったことを原点センサ５０が検出したときの上記の角度位置に変化があるかを判定する変化判定部６３と、を備えている。以上の構成によると、ロータ−ステータ間結合関係の変化があっても上記の角度位置に変化は出ないが、ロータ−ベルト間結合関係の変化があると、上記の角度位置に変化が出る。従って、上記の角度位置に変化があるかを判定する変化判定部６３を設けたことで、ロータ−ベルト間結合関係の変化、即ち無端ベルト４２の歯飛びをピンポイントに検出することができるようになる。

以上に本発明の好適な実施形態を説明したが、上記の実施形態は以下のように変更して実施することができる。

（１）上記実施形態では、無端ベルト４２としてタイミングベルトを採用することとしたが、本願発明が注目している所謂歯飛びという概念が存在しさえすれば、無端ベルト４２がタイミングベルト以外のベルトを採用した場合であっても、本願発明の有用性は保たれる。

（２）上記実施形態では、原点センサ５０は、無端ベルト４２の所定箇所が所定位置へ至ったことを検出することを、無端ベルト４２の所定箇所に取り付けられた糸ガイド３３が原点センサ５０の正面に至ったことを検出することで達成している。しかし、これに代えて、無端ベルト４２の所定箇所を、糸ガイド３３の取付位置とは異なる箇所に設定してもよい。この場合は、例えば以下の構成が考えられる。即ち、無端ベルト４２の所定箇所たる任意の箇所にマグネットを埋設し、このマグネットの接近を検知可能なホールＩＣを無端ベルト４２の走行軌道上の任意の位置に設ける構成である。

（３）上記実施形態では、ＡＣサーボモータ４４のロータの角度位置を検出するためのエンコーダとして、所謂インクリメンタルエンコーダを採用することとしたが、これに代えて、アブソリュートエンコーダを採用しても差し支えない。

（４）上記実施形態では、トラバース制御部８０が原点センサ５０から原点到達信号を受信したときの現在パルス値と、初期パルス値と、が完全に一致する場合を除く如何なる場合も「歯飛び」として処理するようになっているが、エンコーダ４９の分解能の如何によっては、「歯飛び」が発生しなくても、上記の現在パルス値と初期パルス値とが完全には一致しないことも十分に考えられる。この意味で、現在パルス値と初期パルス値との一致を判定する際には、若干の幅、余裕、ないしは許容公差なるものを考慮することが実際上、好ましい。

（５）上記実施形態では、本願発明が延伸仮撚加工機１００の巻取部１０３に適用されている例を説明したが、これに代えて、例えば、紡糸された多数の糸条を同時に巻き取って多数のパッケージを高い生産性で形成する紡糸巻取機の糸条巻取装置に搭載されるトラバース装置についても適用することができる。

３３糸ガイド
３４ベルト式トラバース装置
５０原点センサ
６１パルスカウンタ
６２初期パルス値記憶部
６３変化判定部
７０アラームランプ

Claims

糸条を案内可能な糸ガイドが取り付けられたベルトと、
ロータとステータを有する駆動モータと、
前記駆動モータのロータに固定され、上記ベルトが巻き掛けられる駆動プーリと、
を備え、
前記駆動モータによって前記駆動プーリを正逆回転させることで前記ベルトを介して前記糸ガイドを所定の軌道上で往復走行させる、
ベルト式トラバース装置であって、
前記ベルトの所定箇所が所定位置に至ったことを検出可能なセンサと、
前記駆動モータのロータの角度位置を検出するためのエンコーダと、
前記ベルトの上記所定箇所が上記所定位置に至ったことを前記センサが検出したときの上記の角度位置に変化があるかを判定する変化判定手段と、
を更に備えた、
ベルト式トラバース装置。