JP6135718B2 - コーマ - Google Patents

Description

本発明は、コーマに係り、詳しくはコーミングシリンダのコームの清掃を行うブラシの駆動制御に特徴を有するコーマに関する。

コーマは、供給されたラップをニッパ装置が後退した位置で把持し、該ラップの先端をコーミングシリンダにより梳ってラップから夾雑物や短繊維等のノイルを除去し、フリースとする。コーム用ブラシ（以下、単にブラシと記載する。）は、コーミングシリンダのコームに付着した短繊維等を掻き取る。コーマの運転中、ブラシ及びコーミングシリンダは、同方向に回転しており、ブラシはコーミングシリンダのコーム（以下、単にコームと記載する。）との速度差により、コームの落綿をクリーニングする。

一般にコーマは、コーミングシリンダ、ニッパ装置などがメインモータにより駆動され、ブラシはブラシ用のモータにより駆動される。そして、図４に示すように、機台の起動から所定の運転速度（定常運転速度）までの加速時及び所定の運転速度から停止までの減速時に、コームの回転速度が変更されても、ブラシは一定速度で駆動される。

また、ブラシの摩耗によりブラシ径が小さくなると、ブラシの回転速度を速くするようにしている。例えば、機台からブラシを取り外してブラシ径を測定し、ブラシ径が予め設定された値より小さくなると、駆動用プーリを径の大きなプーリと交換して、ブラシの回転速度を速くするようにしていた。

また、機台の運転に際しては、コームのクリーニングのための時間（クリーニングタイム）を設け、ブラシの回転速度は変更せずに、機台の運転速度（コームの回転速度）を遅くして運転する場合がある。

従来、直線コーマの円形ブラシの摩耗を自動的に補償する装置として、可変速度電動機を用いて円形ブラシの回転速度を制御することにより、この速度を房（ブラシ）の摩耗に合わせて調節し、それによって円形ブラシの周縁直線速度を一定に維持することが開示されている。（特許文献１参照）

特開平３−１４６７２５号公報

ブラシによるコームの清掃を良好に行うためには、ブラシの周速度がコームの周速度より速いことが必要であり、クリーニング性能だけを見ればブラシの回転速度が速い方が好ましいが、その分だけブラシが巻き上げる随伴気流が増える。定常運転中であればコームの随伴気流がそれを抑えるが、コームの速度が落ちると、バランスが崩れて気流が巻き上がり、フリースが乱れる。ブラシの回転速度を定常運転時のシリンダ速度に対応させた一定速度となるように制御すると、コーミングシリンダの加速時や減速時において、ブラシの周速度がコームの周速度より大きくなり過ぎ、特に減速時にブラシの随伴気流によるフリースの乱れが生じる。

特許文献１には、可変速度電動機を用いて円形ブラシの回転速度を制御することにより、この速度を房（ブラシ）の摩耗に合わせて調節し、それによって円形ブラシの周縁直線速度を一定に維持することが開示されている。しかし、特許文献１ではコーミングシリンダの加速時や減速時に関しては配慮されていない。

本発明は前記の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的はコーミングシリンダの加速時及び減速時に、ブラシの随伴気流によるフリースの乱れを防止することができるコーマを提供することにある。

上記課題を解決するコーマは、コーミングシリンダのコームを清掃するブラシの駆動が、コーミングシリンダを駆動するシリンダ駆動モータとは独立して設けられた可変速駆動モータで行われるコーマであって、少なくとも前記コーミングシリンダの加速時及び減速時は、前記ブラシの先端の周速度を、定常運転時における周速度より小さくなるように前記可変速駆動モータを制御する速度制御部を備えている。

この構成によれば、コーミングシリンダの加速時及び減速時に、ブラシの先端の周速度がコームの先端の周速度より速くなり過ぎることが防止される。そのため、ブラシの随伴気流によるフリースの乱れを防止することができる。

この構成によれば、コーミングシリンダの加速時及び減速時に、ブラシの先端の周速度がコームの先端の周速度より速くなり過ぎることが防止され、ブラシの随伴気流によってフリースに乱れが生じることが防止される。したがって、コーミングシリンダの加速時及び減速時に、ブラシの随伴気流によるフリースの乱れを防止することができる。

前記コーミングシリンダの加速時及び減速時は、前記ブラシの先端の周速度と前記コームの先端の周速度との速度比を、定常運転時における速度比と同一とすることが好ましい。この構成によれば、加速時及び減速時と定常運転時とで別々の速度比を設定する必要がなく、制御が容易となる。

前記ブラシの径を検出するブラシ径検出部を備え、前記ブラシ径検出部によって検出されたブラシ径が前記速度制御部に入力されて、前記可変速駆動モータの制御にフィードバックされることが好ましい。従来、ブラシを機台から取り外してブラシ径の検出を行っていたため、ブラシ径の検出に手間が掛かっていたが、ブラシ径検出部を設けることによってブラシ径の検出、ひいてはブラシの回転速度の変更が簡単になる。

前記速度制御部は、前記ブラシが前記コーミングシリンダの一回転内の速度変化に対して同期回転するように前記可変速駆動モータを制御することが好ましい。コーミングシリンダは、１回転する間においても速度が変更されるため、コーミングシリンダの平均速度の増減に合わせてブラシの回転速度を変更するのではなく、コーミングシリンダが１回転する間においてもその速度変化に対応してブラシの回転速度を変更すれば、クリーニング性能が向上する。

本発明によれば、コーミングシリンダの加速時及び減速時に、ブラシの随伴気流によるフリースの乱れを防止することができる。

一実施形態の駆動系を示す構成図。 コーミングヘッドの概略側面図。 機台運転時におけるコーミングシリンダ及びブラシの速度変化を示すグラフ。 従来技術におけるコーミングシリンダ及びブラシの速度変化を示すグラフ。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図３にしたがって説明する。
一般に、コーマは、複数個のコーミングヘッドを配設した作業部を備えている。図２に示すように、コーミングヘッド１１は、一対のラップローラ１２と、フィードローラ１３を備えたニッパ装置１４と、コーミングシリンダ１５と、前後２対のデタッチングローラ１６とを備えている。ニッパ装置１４は、コーミングシリンダ１５の上方で前後進揺動可能に配設されたニッパフレーム１７を有し、ニッパフレーム１７は、その底部にボトムニッパ１８が設けられている。ニッパフレーム１７には支軸１７ａを介してニッパアーム１９が回動可能に設けられ、ニッパアーム１９の先端にトップニッパ１９ａが固定されている。トップニッパ１９ａはニッパフレーム１７の前後進揺動運動に同期して所定のタイミングで開閉して、ボトムニッパ１８と協同してラップＬを挟持するようになっている。ニッパフレーム１７にはトップコーム２０がボトムニッパ１８の前方において、ニッパフレーム１７と同期して所定の運動を行うように取り付けられている。

コーミングシリンダ１５の後方、かつニッパフレーム１７の下方には、ニッパシャフト２１が往復回動可能に配設されている。ニッパシャフト２１にはニッパフレーム駆動アーム２２の第１端部が一体回動可能に固定され、その第２端部にニッパフレーム１７の後端部が支軸２２ａを介して回動可能に支持されている。ニッパフレーム１７は、ニッパシャフト２１の往復回動（揺動運動）によって、ボトムニッパ１８の先端部がデタッチングローラ１６に対して接近・離間するように前後に揺動する構成になっている。

コーミングシリンダ１５はコーム１５ａ（コーミングセグメント）を備えるとともに、シリンダシャフト２３に一体回転可能に支持され、シリンダシャフト２３の駆動により、ニッパ装置１４に把持されたラップＬの先端が、コーム１５ａにより梳られる。ラップＬがコーム１５ａにより梳られる際に除去される落綿量は、コーム１５ａがニッパ装置１４に把持されたラップＬを梳るタイミングにより変化する。

コーミングシリンダ１５の下方にはコーミングシリンダ１５のコーム１５ａを清掃するブラシ２４が設けられ、ブラシ２４の下方には吸引ダクト２５が設けられている。コーミングシリンダ１５及びトップコーム２０によってラップＬから除去された短繊維、ネップ等は吸引ダクト２５内へ吸い込まれる。

なお、デタッチングローラ１６の前方（図２の左方）には、一対のデリベリローラ（引出しローラ）２６及び一対のカレンダローラ２７が設けられている。
次に、コーミングヘッド１１の駆動機構を図１に従って説明する。複数のコーミングヘッド１１が機台の長手方向（図１の左右方向）に配設され、かつ全てのコーミングヘッド１１を構成する各駆動シャフトが全てのコーミングヘッド１１に共通に設けられている。なお、図１では、１個のコーミングヘッド１１のみを図示し、他のコーミングヘッド１１の図示は省略している。

図１に示すように、駆動機構は、メインモータ３０によりベルト伝動装置３１を介して駆動されるメイン駆動シャフト３２を備えている。メイン駆動シャフト３２にはコーミングヘッド１１を挟んだ両側に歯車３３が一体回転可能に固定され、中間シャフト３４には歯車３３の回転が歯車３５を介して伝達される。中間シャフト３４とニッパシャフト２１との間には、中間シャフト３４の一方向への回転運動をニッパシャフト２１の揺動運動（往復回動）に変換する変換機構３６が設けられている。中間シャフト３４は、歯車列３７を介してシリンダシャフト２３に連結されている。即ち、メインモータ３０は、コーミングシリンダ１５を駆動するシリンダ駆動モータとして機能する。

図１に示すように、各デタッチングローラ１６のデタッチングローラシャフト３８に対応してそれぞれ２個のサーボモータ３９が設けられ、その出力軸３９ａには、デタッチングローラシャフト３８に固定された歯車３８ａと噛合する駆動歯車４０が一体回転可能に固定されている。即ち、各デタッチングローラシャフト３８は、それぞれ２個のサーボモータ３９で両側から駆動される。

デリベリローラシャフト４１及びカレンダローラシャフト４２に回転を伝達する回転軸４３には、メイン駆動シャフト３２の回転がベルト伝動装置４４を介して伝達される。回転軸４３の回転は、歯車４３ａ及び歯車４１ａを介してデリベリローラシャフト４１に伝達され、歯車４３ａ及び歯車４２ａを介してカレンダローラシャフト４２伝達される。また、ラップローラ１２は、ラップローラ用モータ４５によりベルト伝動装置４６を介して駆動される。

図１に示すように、駆動機構は、ブラシ用モータ５０を備え、ブラシ用モータ５０は、ベルト伝動装置５１を介してブラシシャフト２４ａを駆動する。メインモータ３０及びブラシ用モータ５０は、速度制御部としての制御装置５２の指令に基づいて制御されるインバータ５３，５４を介して駆動されるようになっている。即ち、コーミングシリンダ１５のコーム１５ａを清掃するブラシ２４の駆動が、コーミングシリンダ１５を駆動するシリンダ駆動モータ（メインモータ３０）とは独立して設けられた可変速駆動モータ（ブラシ用モータ５０）で行われる。なお、制御装置５２は、サーボモータ３９及びラップローラ用モータ４５の制御も行うようになっている。

制御装置５２はＣＰＵ５５及びメモリ５６を備えている。メモリ５６にはメインモータ３０、サーボモータ３９、ラップローラ用モータ４５及びブラシ用モータ５０を駆動するのに必要な各種制御プログラム及びその実行に必要な各種データやマップあるいは関係式が記憶されている。制御装置５２は、定常運転時において、機台の運転速度、即ちコーミングシリンダ１５の回転速度と、その回転速度に対して所定の速度比Ａとなるブラシ２４の外周の適正速度との関係を示す関係式、図あるいは表が記憶されたメモリを用いて、機台の運転速度に対応した適正速度となるようにブラシ用モータ５０を駆動制御する。なお、速度比Ａは１．５〜２の範囲で設定される。

制御装置５２は、少なくともコーミングシリンダ１５の加速時及び減速時は、ブラシ２４の先端の周速度を、定常運転時における周速度より小さくなるようにブラシ用モータ５０を制御する。この実施形態では、制御装置５２は、コーミングシリンダ１５の１回転の平均回転速度をコーミングシリンダ１５の回転速度として、ブラシ用モータ５０の制御を行う。制御装置５２は、コーミングシリンダ１５の加速時及び減速時におけるブラシ２４の先端の周速度とコーム１５ａの先端の周速度との速度比が、定常運転時における速度比Ａと同一となるように制御する。

制御装置５２にはブラシ２４の径を検出するブラシ径検出部としてのセンサ５７の検出信号が入力されるようになっている。センサ５７はブラシ径を自動的に検出可能に構成され、その検出信号を制御装置５２に出力する。センサ５７によって入力されたブラシ径の値は、制御装置５２によるブラシ用モータ５０の制御にフィードバックされる。

なお、制御装置５２は、サーボモータ３９及びラップローラ用モータ４５の制御も行うようになっている。
次に前記のように構成されたコーマの作用を説明する。

コーマ（機台）の運転時、メインモータ３０により駆動されて揺動運動（往復回動）を行うニッパシャフト２１の揺動に基づいてボトムニッパ１８がニッパフレーム１７と共に前後に揺動され、トップニッパ１９ａが上下に揺動されてボトムニッパ１８の先端部との間でラップＬの把持、解放を行う。また、ニッパ装置１４に把持されたラップＬの先端が、コーミングシリンダ１５のコーム１５ａにより梳られる（コーミングされる）。コーミングシリンダ１５のコーム１５ａがラップＬをコーミングすることによりコーム１５ａの針間に付着した短繊維等は、ブラシ２４の回転によりコーム１５ａから掻き取られた後に、吸引力によって吸引ダクト２５内へ吸い込まれてノイル回収部に吸引回収される。

図３に示すように、コーミングシリンダ１５の加速時及び減速時、ブラシ２４を駆動するブラシ用モータ５０は、ブラシ２４の先端の周速度を、定常運転時より小さくなるように制御装置５２により駆動制御される。そのため、コーミングシリンダ１５の加速時及び減速時に、ブラシ２４の先端の周速度がコーム１５ａの先端の周速度より速くなり過ぎることが防止される。

ブラシ２４が高速回転すると、ブラシ２４の周囲に随伴気流が生じる。定常運転時のようにコーミングシリンダ１５も高速で回転している状態では、ブラシ２４の周囲に生じた随伴気流をコーム１５ａの随伴気流が抑える役割を果たす。そのため、ブラシ２４の随伴気流によってフリースの乱れが生じることが防止される。

図４に示す従来技術のように、ブラシ２４の回転速度が機台の起動時あるいは停止時においても定常運転時と同じ高速となるようにブラシ用モータ５０が駆動されると、ブラシの周囲に生じた随伴気流をコーム１５ａの随伴気流が抑えることができず、ブラシ２４の随伴気流によってフリースの乱れが発生する。

しかし、図３に示すように、機台の起動時あるいは停止時においては、ブラシ用モータ５０は、ブラシ２４の先端の周速度を、定常運転時より小さくなるように制御装置５２によって駆動制御される。そのため、コーミングシリンダ１５の加速時及び減速時に、ブラシ２４の先端の周速度がコーム１５ａの先端の周速度より速くなり過ぎることが防止され、ブラシ２４の随伴気流によってフリースの乱れが生じることが防止される。

ブラシ２４の径を検出するセンサ５７によって検出されたブラシ径が制御装置５２に入力され、制御装置５２は、入力されたブラシ径をブラシ用モータ５０の制御にフィードバックする。即ち、ブラシ２４の摩耗によりブラシ径が小さくなり、同じ回転速度ではブラシ２４の周速度が小さくなる場合は、制御装置５２は、ブラシ２４の周速度が摩耗前の周速度となるように、摩耗を考慮した回転速度でブラシ用モータ５０を制御する。

この実施形態によれば、以下に示す効果を得ることができる。
（１）コーミングシリンダ１５のコーム１５ａを清掃するブラシ２４の駆動が、コーミングシリンダ１５を駆動するメインモータ３０（シリンダ駆動モータ）とは独立して設けられた可変速駆動モータ（ブラシ用モータ５０）で行われる。そして、少なくともコーミングシリンダ１５の加速時及び減速時は、ブラシ２４の先端の周速度を、定常運転時における周速度より小さくなるように可変速駆動モータを制御する制御装置５２（速度制御部）を備えている。この構成によれば、コーミングシリンダ１５の加速時及び減速時に、ブラシ２４の先端の周速度がコーム１５ａの先端の周速度より速くなり過ぎることが防止され、ブラシ２４の随伴気流によってフリースに乱れが生じることが防止される。したがって、コーミングシリンダの加速時及び減速時に、ブラシ２４の随伴気流によるフリースの乱れを防止することができる。また、コーマから紡出されるスライバの品質を良くするためには、コーム１５ａの回転速度に合ったコーム１５ａとブラシ２４の外周の相対速度があるが、それに対して対応することができる。

（２）制御装置５２は、コーミングシリンダ１５の加速時及び減速時におけるブラシ２４の先端の周速度とコーム１５ａの先端の周速度との速度比が、定常運転時における速度比Ａと同一となるように制御する。したがって、加速時及び減速時と定常運転時とで別々の速度比を設定する必要がなく、制御が容易となる。

（３）ブラシ２４の径を検出するブラシ径検出部（センサ５７）を備え、ブラシ径検出部によって検出されたブラシ径が制御装置５２に入力されて、ブラシ２４を駆動する可変速駆動モータ（ブラシ用モータ５０）の制御にフィードバックされる。従来は、ブラシ２４を機台から取り外してブラシ径の検出を行っていたため、ブラシ径の検出に手間が掛かっていたが、ブラシ径検出部を設けることによってブラシ径の検出が簡単になる。また、検出されたブラシ径がブラシ用モータ５０の制御にフィードバックされるため、ブラシ用モータ５０はブラシ２４の摩耗状態に合わせて適切な回転速度となるようにブラシ２４の回転速度を制御することができる。

（４）ブラシ径検出部としてブラシ径を自動的に検出可能なセンサ５７が設けられ、センサ５７による検出結果が制御装置５２に直接入力される。したがって、ブラシ径検出部によって検出されたブラシ径を作業者が制御装置５２に入力する必要がない。

実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
○ ブラシ径検出部は、ブラシ２４の外径をセンサ５７で検出する構成に限らない。例えば、ブラシ２４は、ブラシ２４の回転中心とコーミングシリンダ１５の回転中心との距離を調整可能に、図示しないブラケットを介して機台に固定位置変更可能に固定されているため、ブラシ２４を支持する固定位置変更可能なブラケットの固定位置を示す目盛りを設ける。そして、その目盛りを作業者が読み取り、ブラシ２４の摩耗量を差し引いたブラシ径を制御装置５２に入力する構成としてもよい。ブラシ径の確認、即ち目盛りの読み取りは、例えば、機台の定期点検の時に確認すればよい。この場合、目盛りがブラシ径検出部を構成する。

○ 制御装置５２は、ブラシ用モータ５０をコーミングシリンダ１５と常に同期して回転駆動するように制御してもよい。即ち、ブラシ用モータ５０は、コーミングシリンダ１５と常に同期回転されるように駆動されてもよい。コーミングシリンダ１５は、１回転の内で、コーム１５ａがラップＬをコーミングする状態と、コーム１５ａがラップＬと係合しない状態とで、回転速度が変化するように駆動される。したがって、コーミングシリンダ１５の平均速度の増減に合わせてブラシ２４の回転速度を変更するのではなく、コーミングシリンダ１５が１回転する間においてもその速度変化に対応してブラシ２４の回転速度を変更することにより、クリーニング性能が向上する。

○ ラップＬを構成する繊維の繊維長や繊度（太さ）によって、ブラシ２４の先端の周速度とコーム１５ａの先端の周速度との速度比を変更するようにしてもよい。細い繊維は気流の影響を受け易く、細くて長い繊維は気流の影響をより受け易い。そのため、細い繊維の場合は前述の速度比を小さくする方がよい。

○ コーミングヘッド１１を構成する各駆動シャフトは、両側駆動に限らず片側駆動であってもよい。
○ ラップローラ１２及びデタッチングローラ１６も、それぞれメイン駆動シャフト３２からベルト伝動装置や歯車列を介して駆動される構成としてもよい。

○ 加減速時の速度比を定常運転時よりも小さくしてもよいが、クリーニング性能を保つためには１より大きくなければならない。また、加減速時の周速度が定常運転時の周速度よりも小さくなるのであれば、加減速時の速度比が定常運転時よりも大きくなってもよい。

以下の技術的思想（発明）は前記実施形態から把握できる。
（１）請求項３又は請求項４に記載の発明において、前記ブラシ径検出部は、前記ブラシをその回動中心と前記コーミングシリンダの回動中心との距離変更可能に支持する支持ブラケットの固定位置を示す目盛りである。この場合も、ブラシ径を検出する際に、ブラシを機台から取り外すことなくブラシ径を検出することができる。

１５…コーミングシリンダ、１５ａ…コーム、２４…ブラシ、３０…シリンダ駆動モータとしてのメインモータ、５０…可変速駆動モータとしてのブラシ用モータ、５２…速度制御部としての制御装置、５７…ブラシ径検出部としてのセンサ。

Claims (4)

1. コーミングシリンダのコームを清掃するブラシの駆動が、コーミングシリンダを駆動するシリンダ駆動モータとは独立して設けられた可変速駆動モータで行われるコーマであって、
   少なくとも前記コーミングシリンダの加速時及び減速時は、前記ブラシの先端の周速度を、定常運転時における周速度より小さくなるように前記可変速駆動モータを制御する速度制御部を備えていることを特徴とするコーマ。
2. 前記コーミングシリンダの加速時及び減速時は、前記ブラシの先端の周速度と前記コームの先端の周速度との速度比を、定常運転時における速度比と同一とする請求項１に記載のコーマ。
3. 前記ブラシの径を検出するブラシ径検出部を備え、前記ブラシ径検出部によって検出されたブラシ径が前記速度制御部に入力されて、前記可変速駆動モータの制御にフィードバックされる請求項１又は請求項２に記載のコーマ。
4. 前記速度制御部は、前記ブラシが前記コーミングシリンダの一回転内の速度変化に対して同期回転するように前記可変速駆動モータを制御する請求項１又は請求項２に記載のコーマ。