JP7327287B2 - 別巻き取り装置 - Google Patents

Description

本発明は、別巻き取り装置に関する。

織布巻き取り装置のうち、所謂別巻き取り装置は、織機の後段に配置され、織機により製織された織布をロール状に巻き取るものである。この別巻き取り装置は、織機とは別の
駆動源により駆動されている。

別巻き取り装置は、織機により製織された織布を巻き取る際、織布に皺が発生しないように一定の張力で織布を巻き取る必要がある。

特開平８－９２８４７号公報

別巻き取り装置において、織機における機台の回転数、織布の種類または密度等によって織布を巻き取る際の搬送速度は変化する。このため、別巻き取り装置は、駆動周波数と駆動電圧との比を一定にするＶ／ｆ一定制御により誘導電動機を駆動し、搬送速度が変化しても一定のトルクにより織布の巻き取りを行っている。

製織中の織機が何らかの理由で製織を停止した場合、織布を巻き取っている別巻き取り装置は、巻き取り途中の織布に一定の張力を与え続ける必要がある。しかし、誘導電動機は、直流制動によりブレーキを掛けることはできるが、停止状態を保持するトルクを有していない。

このため、特許文献１のように、別巻き取り装置にブレーキ手段を設けておき、織機の停止に合わせてブレーキ手段を作動させ、巻き取り途中の織布に一定の張力を与えることが必要になる。しかし、別巻き取り装置にブレーキ手段を設けることは、追加の部品により構成が複雑化し、コストが上昇する問題がある。また、別巻き取り装置の巻き取り駆動源としてブレーキ付きのサーボモータを用いることも考えられるが、コストの上昇を避けることができない。

本開示は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、誘導電動機を駆動源として織布を巻き取る際の織機の停止時に、ブレーキ手段を用いず、巻き取り途中の織布に一定の張力を与え続けることが可能な別巻き取り装置を提供することを目的とする。

本開示における別巻き取り装置は、誘導電動機により織布を巻き取る巻き取り部と、織布の巻き取り時には駆動周波数と駆動電圧との比を一定に保つＶ／ｆ一定制御により誘導電動機を駆動する駆動部と、を備え、駆動部は、織布の巻き取りを停止する場合、織布の巻き取り時に使用される第１駆動周波数より低い第２駆動周波数と、第２駆動周波数で駆動した場合に駆動周波数と駆動電圧との比が織布の巻き取り時よりも低くなるような第２駆動電圧とにより誘導電動機を駆動する。

本開示における別巻き取り装置において、第２駆動電圧は、第２駆動周波数が変わっても値が一定な固定値であることが望ましい。

本開示における別巻き取り装置において、駆動部はインバータを備え、第２駆動電圧はインバータの下限電圧に等しいことが望ましい。

本開示における別巻き取り装置において、駆動部は、織布の巻き取りを停止する場合、第２駆動周波数と第２駆動電圧との比を、織布の巻き取り時の駆動周波数と駆動電圧との比よりも低くなるように保つＶ／ｆ一定制御により、誘導電動機を駆動することが望ましい。

本開示における別巻き取り装置において、駆動部はインバータを備え、第２駆動周波数はインバータの下限周波数に等しいことが望ましい。

本開示における別巻き取り装置において、第２駆動周波数は、織布の性質に合わせて所定帯域内で可変であることが望ましい。

本開示の別巻き取り装置によれば、誘導電動機を駆動源として織布を巻き取る際の織機の停止時に、ブレーキ手段を用いず、巻き取り途中の織布に一定の張力を与え続けることができる。

実施の形態１における別巻き取り装置の構成を織機と共に示すブロック図である。 実施の形態１における別巻き取り装置の駆動特性を示す特性図である。 実施の形態１における別巻き取り装置の巻き取り停止時の駆動特性を示す特性図である。 図３の一部を拡大した部分拡大特性図である。 実施の形態１における別巻き取り装置の巻き取り停止時の駆動特性の他の例を詳細に示す特性図である。

以下、別巻き取り装置の実施の形態につき、図面を用いて説明する。

実施の形態１．
はじめに、実施の形態１における別巻き取り装置２００の構成について、図１を参照して説明する。図１は、実施の形態１における別巻き取り装置２００の構成を織機１００と共に示すブロック図である。

［構成］
図１において、織機１００と別巻き取り装置２００とが、織布３００の流れに沿って配置されている。

織機１００は、主に、制御部１１０と、製織部１２０と、搬送部１３０とを備える。搬送部１３０には、プレスローラ１３１と、サーフェスローラ１３２と、プレスローラ１３３と、ガイドローラ１３４と、クロスローラ１３５とが設けられている。

制御部１１０は、製織部１２０における織布３００の製織を制御する。製織部１２０は、制御部１１０の制御に基づいて、経糸に対して緯糸を緯入れして織り込むことで、織布３００を製織する。搬送部１３０は、プレスローラ１３１及び１３３と、サーフェスローラ１３２とにより、織布３００を後段の別巻き取り装置２００に向けて挟持搬送する。そして、搬送部１３０は、織布３００を、ガイドローラ１３４とクロスローラ１３５とにより転向し、別巻き取り装置２００に向けて搬送する。

別巻き取り装置２００は、織布３００の流れに沿って、織機１００の後段に接続されている。別巻き取り装置２００は、主に、駆動部２１０と、操作部２２０と、巻き取り部２３０とを備える。巻き取り部２３０には、モータ２３１と、転向ローラ２３２と、チェーン２３３と、サーフェスローラ２３４と、チェーン２３５と、サーフェスローラ２３６と、芯棒２４０とが設けられている。

駆動部２１０は、別巻き取り装置２００を織機１００とは別に駆動する。また、駆動部２１０は、芯棒２４０の周りに織布３００をロール状に巻き付けて織布ロール２５０を形成するように、巻き取り部２３０を駆動する。操作部２２０は、織布の巻き取りについてのオペレータの指示を受け付け、受け付けた指示を駆動部２１０に通知する。

巻き取り部２３０において、モータ２３１は、チェーン２３３を介して、モータ軸２３１ａの回転をサーフェスローラ２３４のギア２３４ａに伝達する。サーフェスローラ２３４は、ギア２３４ｂ、チェーン２３５、及びギア２３６ａを経由して、サーフェスローラ２３６に回転を伝達する。そして、サーフェスローラ２３４とサーフェスローラ２３６とは、モータ２３１により駆動されて、芯棒２４０の周囲に織布３００を巻き付け、織布ロール２５０を形成する。

芯棒２４０は、上下方向に移動が可能なように図示されない保持部により保持されており、織布３００の巻き取り初期時にはサーフェスローラ２３４及び２３６に接する位置に載置されている。芯棒２４０は、サーフェスローラ２３４及び２３６の回転により織布３００を巻き付けられ、巻き付けられた織布３００の厚みに応じて徐々に上昇する。

［製織中の別巻き取り装置の動作］
別巻き取り装置２００により織布３００を巻き取る搬送速度は、織機１００の製織部１２０の動作状況、すなわち、機台の回転数、織布の種類、または織布の密度等によって変化する。従って、別巻き取り装置２００の駆動部２１０は、織機１００の制御部１１０と通信し、製織部１２０の製織速度に合わせて織布３００を巻き取るようにモータ２３１を駆動する。

実施の形態１において、モータ２３１は誘導電動機である。ここで、織布３００の巻き取り時に使用される駆動周波数を第１駆動周波数、織布３００の巻き取り時に使用される駆動電圧を第１駆動電圧とする。そして、駆動部２１０は、織布３００を巻き取る搬送速度に対応した第１駆動周波数の駆動信号をモータ２３１に供給する。この第１駆動周波数に応じて固定子に生じる回転磁界により、滑りにより回転磁界より遅れて回転する回転子に誘導電流が発生し、滑りに対応した回転トルクがモータ２３１に発生する。

誘導電動機の固定子巻線・回転子巻線ともに鎖交する磁束を一定としたとき、第１駆動周波数ｆと第１駆動電圧Ｖとの比は一定になる。よって、駆動部２１０は、磁気飽和を避けるため、第１駆動周波数ｆと第１駆動電圧Ｖとの比Ｖ／ｆを一定に保つＶ／ｆ一定制御により、製織部１２０の製織速度に合わせてモータ２３１を駆動する。

以下、図２を参照して、駆動部２１０によるモータ２３１の駆動を説明する。図２は、実施の形態１における別巻き取り装置２００の駆動特性を示す特性図である。図２において、横軸は駆動周波数であり、縦軸は駆動電圧である。駆動部２１０は、磁気飽和を避けるため、図２の実線Ａに示す特性線のように、第１駆動周波数ｆと第１駆動電圧Ｖとの比Ｖ／ｆを一定に保つＶ／ｆ一定制御により、モータ２３１を駆動する。

駆動部２１０は、織機１００の制御部１１０と通信する代わりに、オペレータにより操作部２２０から入力された指示に基づいて、製織部１２０の製織速度に合わせて織布３００を巻き取るようにモータ２３１を駆動してもよい。また、駆動部２１０は、操作部２２０から入力される指示の代わりに外部の装置からの指示を受け付け、外部の装置からの指示に基づいて、製織部１２０の製織速度に合わせて織布３００を巻き取るようにモータ２３１を駆動してもよい。

［製織停止時の別巻き取り装置の動作］
織機１００において製織部１２０の製織が何らかの理由で停止すると、別巻き取り装置２００において駆動部２１０はモータ２３１の駆動を停止し、織布３００の巻き取りを停止する。

駆動部２１０によってモータ２３１の駆動が停止すると、モータ２３１は、誘導電動機であり、停止トルクを有しないため、回転自由状態になる。なお、誘導電動機の場合、直流制動のブレーキにより数秒程度の短時間であれば停止状態を維持できるが、例えば１０秒以上にわたる停止状態であると回転自由状態になる。この結果、製織部１２０が停止した場合、別巻き取り装置２００は、巻き取り途中の織布３００に一定の張力を与え続けることができない。

ここで、別巻き取り装置２００の織布３００の巻き取り停止時における張力付与を、図３と図４を参照して説明する。図３は、実施の形態１における別巻き取り装置２００の巻き取り停止時の駆動特性を示す特性図である。図４は、図３の一部を拡大した部分拡大特性図である。

図３において、特性Ａの領域ａ１は、織布３００の巻き取り時に使用される第１駆動周波数と第１駆動電圧との関係を示している。領域ａ１は、製織部１２０の製織速度に合わせて織布３００を巻き取るようにモータ２３１を駆動する範囲を示している。また、図３において、領域ａ２の実線は、織布３００の巻き取り停止時に織布３００に張力を与える第２駆動周波数と第２駆動電圧との関係を示している。

図３の領域ａ２を拡大した様子を図４に示す。図４において、領域ａ２の実線の特性Ａ２は、織布３００の巻き取り停止時における、停止トルク用に改良されたＶ／ｆ一定制御の第２駆動周波数と第２駆動電圧である。すなわち、領域ａ２の実線の特性Ａ２は、織布３００の巻き取り時において使用される領域ａ１の第１駆動周波数より低い第２駆動周波数と、第２駆動周波数に基づいて特性Ａに応じて定まる電圧より低い第２駆動電圧とに対応している。この場合、第２駆動周波数と第２駆動電圧との比は、織布の巻き取り時の第１駆動周波数と第１駆動電圧との比よりも低くなっている。なお、領域ａ２内の破線は、織布３００の巻き取りに用いられる通常のＶ／ｆ一定制御の特性Ａの延長線を示している。

図３及び図４に示す具体例では、領域ａ１において第１駆動周波数は１０～６０Ｈｚ程度であり、第１駆動電圧は３０Ｖ～２００Ｖ程度である。そして、領域ａ２において第２駆動周波数は１．５～３．０Ｈｚ程度であり、第２駆動電圧は７Ｖ～１０Ｖ程度である。
ここで、領域ａ１のＶ／ｆに比べて、領域ａ２のＶ／ｆは、比の値が小さく設定されている。そして、領域ａ２の第２駆動周波数と第２駆動電圧とは、織布３００の種類や巻き取りの環境において必要な張力を生成するのに適した値または範囲に定めることができる。

このように、織布３００の巻き取り停止時において、駆動部２１０は、織布３００の巻き取りに使用される第１駆動周波数より低い第２駆動周波数と、特性Ａ２に基づいて第２駆動周波数から決定される第２駆動電圧とを用いて、モータ２３１を駆動する。

これにより、織機１００の停止時において別巻き取り装置２００は、ブレーキ手段を用いず、モータ２３１に生じる誘導電動機の滑りにより、プレスローラ１３３の位置からサーフェスローラ２３６の位置に至るまでの巻き取り途中の織布３００に一定の張力を与え続けることができる。

なお、第２駆動周波数の範囲であっても、通常のＶ／ｆ一定制御の特性Ａを適用した駆動電圧を用いてモータ２３１を駆動すると、巻き取りを停止している織布３００に対して必要以上に大きいトルクが掛かり、織布３００の品質を損なう可能性がある。このため、実施の形態１においては、第２駆動周波数に基づいて第２駆動電圧を得るため、Ｖ／ｆの比の値が巻き取り時よりも小さい、改良されたＶ／ｆ一定制御の特性Ａ２を適用している。

別巻き取り装置２００において、駆動部２１０は、モータ２３１を駆動するインバータを備えていてもよい。この場合、第２駆動周波数をインバータが出力可能な制御限界値としての下限周波数に等しくすることができる。このように第２駆動周波数を下限周波数に等しくすると、モータ２３１のトルクは最小である。このため、織布３００に過張力を与えずに、一定かつ最小の張力を与えることができる。

［製織停止時の別巻き取り装置のその他の動作］
別巻き取り装置２００の織布３００の巻き取り停止時における張力付与の他の動作例を、図５を参照して説明する。図５は、別巻き取り装置２００の巻き取り停止時の駆動特性の他の例を詳細に示す特性図である。

別巻き取り装置２００の他の動作として、織布３００の巻き取りを停止する場合、駆動部２１０は、第１駆動周波数より低い第２駆動周波数と、第２駆動周波数で駆動した場合に駆動周波数と駆動電圧との比が織布３００の巻き取り時よりも低くなるような第２駆動電圧とにより、モータ２３１を駆動する。この場合、第２駆動周波数と第２駆動電圧との比は、一定ではないものの、巻き取り時における第１駆動周波数と第１駆動電圧との比よりは低くなっている。

図５に示す具体例では、領域ａ２において第２駆動周波数は１．５～３．０Ｈｚ程度であり、第２駆動電圧は１０Ｖ一定の固定値である。このように、織布３００の巻き取り停止時において、駆動部２１０は、織布３００の巻き取りに使用される第１駆動周波数より低い第２駆動周波数と、第２駆動周波数が変わっても値が一定な固定値の第２駆動電圧とを用いて、モータ２３１を駆動する。これにより、織機１００の停止時において別巻き取り装置２００は、ブレーキ手段を用いず、誘導電動機の滑りにより、プレスローラ１３３の位置からサーフェスローラ２３６の位置に至るまでの巻き取り途中の織布３００に一定の張力を与え続けることができる。

別巻き取り装置２００において、駆動部２１０は、モータ２３１を駆動するインバータを備えていてもよい。この場合、第２駆動電圧を、インバータが出力可能な制御限界値としての下限電圧に等しくすることができる。これにより、制御を簡素化しつつ、巻き取り途中の織布３００に最小の張力を与え続けることができる。

図４及び図５の特性図において第２駆動周波数は１．５～３．０Ｈｚ程度の帯域を有しているが、織布３００の巻き取り停止時における張力付与のため、帯域内の任意の固定された周波数を使用してもよいし、織布３００の性質に合わせて帯域内で可変の周波数を使用してもよい。

以上の図２～図５の特性図に示した駆動周波数と駆動電圧の値は一例に過ぎない。従って、使用する環境において各種の変形が可能である。

［実施の形態により得られる効果］
実施の形態１に説明した別巻き取り装置２００により得られる効果は以下の通りである。

本開示における別巻き取り装置は、モータ２３１の回転により織布３００を巻き取る巻き取り部２３０と、Ｖ／ｆ一定制御によりモータ２３１を駆動する駆動部２１０とを備える。駆動部２１０は、織布３００の巻き取りを停止する場合、織布３００の巻き取り時に使用される第１駆動周波数より低い第２駆動周波数と、第２駆動周波数で駆動した場合に駆動周波数と駆動電圧との比が織布の巻き取り時よりも低くなるような第２駆動電圧とにより、モータ２３１を駆動する。これにより、織機１００の停止時において別巻き取り装置２００は、ブレーキ手段を用いず、誘導電動機の滑りにより、プレスローラ１３３の位置からサーフェスローラ２３６の位置に至るまでの巻き取り途中の織布３００に一定の張力を与え続けることができる。

本開示における別巻き取り装置２００において、第２駆動電圧を、第２駆動周波数が変わっても値が一定な固定値にすることで、制御を簡素化しつつ、巻き取り途中の織布３００に一定の張力を与え続けることができる。

本開示における別巻き取り装置２００において、駆動部２１０はインバータを備え、第２駆動電圧をインバータの下限電圧に等しくすることで、制御を簡素化しつつ、巻き取り途中の織布３００に一定の張力を与え続けることができる。

本開示における別巻き取り装置２００において、織布３００の巻き取りを停止する場合、駆動部２１０は、第２駆動周波数と第２駆動電圧との比を、織布の巻き取り時の駆動周波数と駆動電圧との比よりも低くなるように保つＶ／ｆ一定制御によりモータ２３１を駆動することで、巻き取り途中の織布３００に一定の張力を与え続けることができる。

本開示における別巻き取り装置２００において、駆動部２１０はインバータを備え、第２駆動周波数をインバータの下限周波数に等しい周波数にすることで、制御を簡素化しつつ、巻き取り途中の織布３００に最小の張力を与え続けることができる。

本開示における別巻き取り装置２００において、第２駆動周波数を織布の性質に合わせて所定帯域内で可変にすることで、巻き取り途中の織布３００の性質に合わせた状態で一定の張力を与え続けることができる。

１００ 織機、１１０ 制御部、１２０ 製織部、１３０ 搬送部、１３１ プレスローラ、１３２ サーフェスローラ、１３３ プレスローラ、１３４ ガイドローラ、１３５ クロスローラ、２００ 別巻き取り装置、２１０ 駆動部、２２０ 操作部、２３０ 巻き取り部、２３１ モータ（誘導電動機）、２３１ａ モータ軸、２３２ 転向ローラ、２３３ チェーン、２３４ サーフェスローラ、２３４ａ ギア、２３４ｂ ギア、２３５ チェーン、２３６ サーフェスローラ、２３６ａ ギア、２４０ 芯棒、２５０ 織布ロール、３００ 織布。

Claims (6)

1. 誘導電動機により織布を巻き取る巻き取り部と、
   前記織布の巻き取り時には駆動周波数と駆動電圧との比を一定に保つＶ／ｆ一定制御により前記誘導電動機を駆動する駆動部と、を備え、
   前記駆動部は、前記織布の巻き取りを停止する場合、前記織布の巻き取り時に使用される第１駆動周波数より低い第２駆動周波数と、前記第２駆動周波数で駆動した場合に駆動周波数と駆動電圧との比が前記織布の巻き取り時よりも低くなるような第２駆動電圧とにより前記誘導電動機を駆動する、
   別巻き取り装置。
2. 前記第２駆動電圧は、前記第２駆動周波数が変わっても値が一定な固定値である、
   請求項１に記載の別巻き取り装置。
3. 前記駆動部は、インバータを備え、
   前記第２駆動電圧は、前記インバータの下限電圧に等しい、
   請求項２に記載の別巻き取り装置。
4. 前記駆動部は、前記織布の巻き取りを停止する場合、前記第２駆動周波数と前記第２駆動電圧との比を、前記織布の巻き取り時の駆動周波数と駆動電圧との比よりも低くなるように保つＶ／ｆ一定制御により、前記誘導電動機を駆動する、
   請求項１に記載の別巻き取り装置。
5. 前記駆動部は、インバータを備え、
   前記第２駆動周波数は、前記インバータの下限周波数に等しい、
   請求項４に記載の別巻き取り装置。
6. 前記第２駆動周波数は、前記織布の性質に合わせて所定帯域内で可変である、
   請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の別巻き取り装置。

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