JPH03505858A - 動いている繊維糸の機械的張力を制御し、この繊維糸の速度を測定する方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 いている　゛、の　　・　　を、１′シ　　この　　、の゛　を匝庄ｊ」αｕＬ 【仏象皿 本発明は、特に織機で縦糸の間に入れた横糸の繊維糸の機械的張力を制御し、前 記縦糸間に高速で前記横糸を進入させる糸の速度を測定する方法に関する。

本発明は更に、この方法を実施するための装置に関する。

布にしたり、コンディショニングしたりするための線状繊維または糸の加工には 、これらの構造に関するいくつかのパラメータを熟知する必要がある。多くの研 究がなされているが、糸の機械的張力は、最も重要な特性の１つであり、これが 、方法の良好な利用と製品の品質の条件となると思われる。

例えば、布のいくつかの糸の間に張力が少し変化する機織では、外観が不整合と なり、布地のランクが下がる。

今日、糸の張力について熟知しなければならないという認識の中で、特に高速で の糸加工方法に関する場合において、この張力の測定手段及び調整手段は少なく 、更に言えば存在していない。この問題については、現在機織では、横糸の速度 が秒速２０ｍ／ｓを超え、張力変化時間定数が約１０　ｍｓであることを強調し なけらばならない。

はとんどの糸張力センサは、２〜３カ所で、張った糸の重なり、あるいはそりか ら誘発される力の測定に基づいている。この力に起因する測定バーの変形は、容 量性または誘導性、あるいは応力ゲージで測定される。ある意見では、センサの 時間定数は多少高い。測定した成分は、選んだ重なりに左右される。

さらに、重なりによる摩擦によって、追加張力が誘発され、分析すべきシステム が妨害される。また、このタイプのセンサは特殊測定用であり、張力を常時制御 するためにはほとんど使用できない。

本発明の目的は、動いている糸の張力を制御し、つまり、この糸の張力を常時測 定し、必要に応じて張力を補正するために糸を調整することを可能にする上記の 方法を提案し、この不都合を改再することである。

この目的においては、発信点とこの点に対して軸方向にずれている受信点との間 での動いている系内の正弦波の拡散速度を計算することによって、その糸の瞬時 張力が決定されるため、上記瞬時張力の値に応じてこの糸に制動力を加えられる という特徴がある。

好適実施例では、発信点の発信波と発信点の下流に配設した受信点の受信波の間 の位相差を測定し、上記正弦波の拡散速度を測定する。

このためには、発信点に配設した１つ目の圧電センサで上記発信波を発生し、受 信点に配設した２つ目の圧電センサで受信波を検出する。

好ましくは、張力の値を使用する各タイプの横糸の速度値に一致させることがで きる較正表によって、正弦波の拡散速度から、動いている横糸の張力を導く。

動いている横糸に制動力を加えるには、固定要素と可動要素の間の間隔を変える ことが有利であるが、この場合、後者の可動要素は、この糸の張力に応じてこの 間隔を変えるために多少固定要素の方向に移動できるように配置する。

このため、固定要素は非磁石材料のプレートから成ることがあり、可動要素は固 定要素と対向側に配設する強磁性材料のプレートから成る。この場合、動いてい る横糸の張力に応じて電流の強さを変調した電流を流すコイルが発生する磁界を 変えながら、固定要素プレートの方向に多少可動要素プレートを引き付けて、２ つのプレート間の間隔を変える。

あるいは、可動要素には、動いている横糸の張力に応じて電流の強さを変調した 電流を流すコイル内に配設する、軟鋼製のプランジャコアと接続したプレートが あり、固定要素には、２つのプレート間の間隔がこの張力に応じて変化するよう に可動プレートの対向側に配設するプレートがある。

好適実施例によれば、発信点で発信源が発生する正弦波が、発信点のそれぞれ上 流と下流に配設した２つの受信点まで拡散するのに要する時間を測定し、また、 下記の関係式に基づいて糸の速度を決定することによって、糸の速度を測定する 。

Ｔｇ　（Ｖ　−Ｖｆ）　＝　Ｄｇ Ｔｄ　（Ｖ　−Ｖｆ）　＝　Ｄｄ 上式中、記号の意味は、次の通りである。

Ｔｇは、正弦波が発信点から上流の受信点まで拡散するのに要する時間である。

Ｔｄは、正弦波が発信点から下流の受信点まで拡散するのに要する時間である。

■は、正弦波が糸を拡散する速度である。

Ｖｆは、糸の移動速度である。

Ｄｇは、発信点から上流の受信点までの距離である。

Ｄｄは、発信点から下流の受信点までの距離である。

好都合なことには、Ｄｇ　＝　Ｄｄとなるように、上流と下流の２つの受信点が 発信点から等距離に配設される。

時間ＴｇとＴｄを測定するには、発信点で糸にパルスをかけて刺激し、発信と受 信の間で決まる周波数で発生するパルス数を計る。

時間ＴｇとＴｄを測定するには、発信点での発生波及びそれぞれ上流と下流の受 信点でキャッチした対応する波の間の位相差を測定することもできる。

この目的では更に、特に織機で縦糸の間に入れた横糸である動いている繊維糸の 機械的張力を制御１２、」二記縦糸間に高速で進入させる横糸の速度を測定する 方法を利用するための装置であって、動いている横糸の瞬時張力を決定する手段 があり、この手段には、発信点とこの点に対して軸方向にずれている受信点との 間での動いている系内の正弦波の拡散速度を計算する装置が備えられており、上 記瞬時張力の値に応じてこの糸に制動力を加える手段があることを特徴とする。

上記正弦波の拡散速度を計算する装置には、発信点での発信波と発信点の下流に 配設した受信点での受信波の位相差を測定する手段がある。

特に有利な実施例では、装置には、上記発信点に配設した上記発信波を発生する ために配置した１つ目の圧電センサー及び上記受信波の検出のために受信点に配 設した２つ目の圧電センサーがある。

動いている横糸の瞬時張力を決定する上記手段には、好ましくは、この糸の正弦 波の拡散速度値と使用する横糸のタイプに応じて糸の張力値の一致を定義するた めに考案した較正表がある。

好適実施例では、動いている横糸にこの糸の張力値に応じて制動力を加える上記 手段には、固定要素と可動要素があり、これらの２つの要素間の間隔が糸の張力 に応じて変化するように、可動要素を固定要素の方向へ多少移動する手段がある 。

この場合、固定要素は非磁石材料のプレートからなることがあり、可動要素は固 定要素と対向側に配設する強磁性材料のプレートから成り、可動要素を移動する 手段には、２つのプレート間に可変磁界を発生するように、動いている横糸の瞬 時張力に応じて電流強さを変調した電流が流れるコイルがある。

この装置の代案では、可動要素には、動いている横糸の瞬時張力に応じて電流強 さを変調した電流を流すコイル内に配設する軟鋼製のプランジャコアと接続した プレートがあるが、この時固定要素は可動要素の対向側に配設したプレートであ る。

好適実施例では、装置には、発信点で発信元が発生した正弦波が、それぞれこの 発信点の上流と下流に配設した２つの受信点まで拡散するのに要する時間を測定 する手段がある。

２つの受信点は、発信点の両側に等距離に配設するのが有利である。

時間を計る手段には、発信点での発信と受信点での受信間で発生するパルスを計 る高周波パルスカウンタを使用できる。

時間を計る手段には、発信点で発生した波とそれぞれ上流と下流の受信点でキャ ッチした対応する波の間の位相差を測定する手段も使用できる。

本発明は、実施例及び下記の添付図を参照すればより良く理解される。

第１図は、動いている糸の張力の決定を可能にする装置の略図である。

第２図は、動いている糸の張力の制御に使用する糸の制動装置の実施例の略図で ある。

第３図は、糸の速度を決定する装置の略図である。

動いている糸の機械的張力を制御するには、張力センサによって張力の大きさを 測定できることが不可欠である。使用するセンサは、糸に沿う波の拡散原理に基 づいている。系内での小さな振幅の横方向の乱れの拡散速度”■”が、次の関係 式によって、この糸の張力”Ｔ”と線重量”ｍ゛に結び付いていることを証明す ることができる。

ｖ　＝Ｆη１ 糸の線重量が糸の各タイプについて解っている定数なので、張力Ｔは、系内の波 の拡散速度”■”の測定から導くことができる。

ここで提案する解決策は、糸に正弦波を発生し、一定の距離をおいてこれをキャ ッチすることである。実際には、発信波と受信波間の位相差を測定する。この位 相差は、糸の機械的張力Ｔの代表的なものである。

第１図において、動いている糸の瞬時張力の決定手段には、正弦波として糸に横 方向の乱れを発生する１つ目のセンサ（１０）があり、この波の通過を検出する ための２つ目のセンサ（１１）がある。センサ（１０）が決定する発信点及びセ ンサ（１１）が決定する受信点は、糸に沿って数センチメートルずれている。セ ンサは、圧電セラミックで製作するのが有利である。

図示されているように、糸（１２）は、２つのセンサ（１０）（１１）が形成す る測定部の両側に配設したヤーンガイド（１３）（１４）を横切る。これらの要 素全体は、剛サポート（１５）に取付けられている。

発信信号を発生し、受信信号を獲取し、２つの信号間の位相差を測定し、位相差 を振幅に変換することを使命とするプリント基板が、測定を実施するために開発 された。クォーツ発振器によって時計信号が発生されるが、この信号は、糸に発 信波を発生する圧電センサ（１０）が受ける。場合により、一定の周波数の選択 ができるように、分岐回路をクォーツ発振器の回路に接続することができる。

糸で伝達される波は、２つ目の圧電センサ（１０）（１１）及び発信波と受信波 の位相の差を測定できるコンパレータ回路で受ける。

プリント基板は、発信点と受信点の波の位相差の代表的な出力信号を出す。

較正曲線を書くと、予定通り曲線が線状であることが確認される。発信信号と受 信信号の位相差は、糸の張力の一次関数である。

使用するセンサは例えば、Ｐ、　Ｔ　Ｃ社製ＰＸＥ　Ｓタイプの多形バトンであ る。

前記張力センサーによって、動いている糸の張力を知ることができる。この知識 によって、「糸ブレーキ」と呼ぶことができる装置で、張力の大きさを制御する ことができる。現在の織機は毎分６００回の割合で作動するが、これは毎分横糸 を１２００回制動することになり、従って５０ミリ秒ごとに１回となる。従って 、制動起動装置が数ミリ秒ごとに作動しなければならない。

この現実から、極めて短い機械応答時間が要求される。これに達するには、最小 の機械部分を動かす制動装置を見つける必要がある。可動部分は極めて短い距離 しか動かず、その慣性は、できるだけ小さくなければならない。以上の制約から 、制動実現のための糸挟み装置を実現することが要求される。実際、このような 装置には、約数百分の１ミリといった極めて小さな移動を要求するという利点が あり、これによって機械応答時間が極めて短くなる。本発明の枠内で使用される 糸ブレーキは、糸を圧縮するために糸の両側に配設した２つのプレートで構成す る。

糸の張力Ｔの増分ΔＴは、次の関係式によって、プレー・−トと糸の摩擦係数μ 及びプレートに加わる制動力と結び付いている。

ΔＴ＝μＦ ブレーキの下流の張力Ｔは、ブレーキの上流での当初の張力ＴＯに比べΔＴだけ 増えており、下記の式となる。

Ｔ　　＝　　Ｔｏ・ΔＴ 第２図に図示した好適実施例では、制動力を電磁石で発生させる。固定プレート （２０）と呼ぶ上記２つのプレートの１つは、電磁石（２１）に固定する。この プレートの製作については、このプレートが電磁石の磁界線を閉じないように、 非磁石材料で製作する。この材料は例えば銅である。可動プレート（２２）と呼 ぶ他方のプレートは、回転軸（２３）で連接する。可動プレートは、磁気回路を 閉じるので、例えばクロムめっき鋼製形鋼のような強磁性材料で製作する。ブレ ーキの両側には、セラミック製ヤーンガイド（２４）　（もう１つは（２５）） を数句ける。これらのヤーンガイドは、ブレーキが働かないようにするために、 糸を引き抜く時可動プレート（２２）を休止位置に戻すように配設する。この休 止位置は、電磁石（２１）の正面に配設したネジ（２６）で調整することができ る。このネジによって、可動プレートのストロークが可能な限り小さくなり、応 答時間が最も短くなるように、休止位置を最適に調整することができる。

２つのパラメータμとＦを変えて、張力の増分ΔＴを変えることができる。固定 及び可動プレートには、摩擦係数が銅やクロムめっき鋼より高い特殊コーティン グを行ってもよい。

本発明対象の装置は、動いている糸の張力を測定するための手段及び糸を制動し てこの張力を増やすための手段で構成する。

電子制御によって、張力測定手段の出力信号を解釈し、この信号を、糸のブレー キに伝えることができる。

本発明は、既に記述した実施例に制限されるものではなく、当業者の知識の範囲 内で変更することができることは勿論である。セラミック製センサは例えば、機 械的強さが高く、共鳴周波数を下げ、糸を伝達する波の振幅を増幅できる焼入れ した鋼のブレードを主部品としたセンサに代えてもよい。

横糸の機械的張力の制御は、機織の領域に大きな変化をもたらすであろう。実際 、この制御方法によって、横糸の破断が無くなって織機の生産性が上がり、布の 品質も向上する。なぜならば、機織時に横糸の張力がさらに一定になるからであ る。

機織ばかりでなく、この種の張力制御システムは、多くの糸の生産又は加工方法 にまで拡張することができる。事実、現在、糸の張力がコントロールされていな いので、これら方法の生産性と製品の品質は低い。

上述した原理は、糸の速度測定に適用される。第３図に図示した測定装置は、例 えば、正弦波としてパルスを発生するために設ける発信元（Ｅ）及び１つ目を発 信元の上流に、２つ目を下流にそれぞれ配設する２つの受信元（Ｒｇ）　（Ｒｄ ）で構成する。

発信元は正弦波あるいは発信元と２つの受信元をつなぐ直線に対して直角方向ｏ ｙに任意の形の波を発生できなければならない。

糸は、僅かな重なりで、発信元と２つの受信元と接触が保持される。接触面は、 糸が動いている時、摩擦が最も弱くなるように処理する。測定原理を次に記す。

先ず、糸が休止している、つまり糸の速度Ｖｆを零と仮定する。

発信元に任意の信号を送ると、発信元が糸に横方向の波を誘発し、横方向の波は 左右にある受信元に向かって速度Ｖで拡散する。受信元（Ｒｄ）は、この波をＴ ｄ時間後に検出し、受信元ＲｇはＴｇ時間後に検出する。距離ＤｄＳＤｇが同じ 場合、この２つの時間は等しい。

次に、糸が零以外の速度Ｖｆで動いていると仮定し、Ｄｄ　＝　Ｄｇとする。今 度は時間Ｔｄ、　Ｔｇが違うことが確認される。時間Ｔｄが短ければ短いほど糸 の移動速度Ｖｆは早く、時間Ｔｇが長ければ長いほど糸の移動速度Ｖｆは早い。

■が波の糸への拡散速度であれば、次の関係式となる。

Ｔｇ　（Ｖ　−Ｖｆ）　＝Ｄｇ Ｔｄ　（Ｖ　−Ｖｆ）　＝　Ｄｄ これは、２つの未知数がある系であり、ＴｇとＴｄの測定によって、ＤｄとＤｇ を知り、速度Ｖ、　Ｖｆを決定することができる。糸への拡散速度と糸の張力の 関係が分っている場合、これからも糸の張力を導き出すことができる。

時間Ｔｇ、　Ｔｄを測定するのに、２つの方法が可能である。

１、パルスで発信元を刺激し、発信と受信間に経過した時間をカウントして決定 することができる。高い精度を達成するには、カウントする時計の周波数が極め て高くなければならない。

２、正弦波で発信元を刺激し、発信元と受信元の位相差を測定することによって 時間を測定することができる。

これらの方法のいずれでも、糸と受信センサの摩擦によって発生するノイズが、 測定を著しく妨害することを意識しておく必要がある。このノイズの低減のため に適当なフィルタをかけることが絶対的に不可欠である。

補正書の写しく翻訳文）提出書 （特許法第１８４条の８） 平成２年９月１７日　、Ｕ心

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．発信点と発信点に対して軸方向にずれている受信点の間での糸の正弦波の拡 散速度を計算して、動いている前記糸の瞬時張力を決定し、この糸に、前記瞬時 張力値に応じて制動力を加えることを特徴とする、織機で縦糸の間に入れた横糸 である動いている繊維糸の機械的張力を制御し、縦糸間に高速で横糸を進入させ る糸の速度を測定する方法。 ２．発信点での発信波と、発信点の下流に配設した受信点での受信波の位相差を 測定することによって、正弦波の拡散速度を計算することを特徴とする請求項１ 記載の方法。 ３．発信点に配設した１つ目の圧電センサによって、発信波を発生し、受信点に 配設した２つ目の圧電センサによって、受信波を検出することを特徴とする請求 項２記載の方法。 ４．張力値を使用する横糸の各タイプの速度値に一致させることができる較正表 により、正弦波の拡散速度から動いている横糸の張力を演繹することを特徴とす る請求項２記載の方法。 ５．固定要素と可動要素との間の間隔を変えることによって動いている横糸に制 動力を加えるが、この場合、後者の可動要素は、この糸の張力に応じてこの間隔 を変えるために、多少固定要素の方向に移動できるように配置することを特徴と する請求項１記載の方法。 ６．固定要素は非磁石材料のプレートからなり、可動要素は固定要素と対向側に 配設する強磁性材料のプレートからなり、動いている横糸の張力に応じて電流強 さを変調した電流を流すコイルが発生する磁界を変えながら、固定要素プレート の方向に多少可動要素プレートを引き付けて、２つのプレート間の間隔を変える ことを特徴とする請求項５記載の方法。 ７．可動要素には、動いている横糸の張力に応じて電流強さを変調した電流を流 すコイル内に配設する軟鋼製のプランジャコアと接続したプレートがあり、固定 要素には、２つのプレート間の間隔がこの張力に応じて変化するように可動プレ ートの対向側に配設するプレートがあることを特徴とする請求項５記載の方法。 ８．発信点で発信元が発生する正弦波が、発信点のそれぞれ上流と下流に配設し た２つの受信点まで拡散するのに要する時間を測定し、また、次の関係式に基づ いて糸の速度を決定することによって、糸の速度を測定することを特徴とする請 求項１記載の方法。 Ｔｇ（Ｖ−Ｖｆ）＝Ｄｇ Ｔｄ（Ｖ−Ｖｆ）＝Ｄｄ （式中、記号の意味は、次の通りである。 Ｔｇは、正弦波が発信点から上流の受信点まで拡散するのに要する時間である。 Ｔｄは、正弦波が発信点から下流の受信点まで拡散するのに要する時間である。 Ｖは、正弦波が糸を拡散する速度である。 Ｖｆは、糸の移動速度である。 Ｄｇは、発信点から上流の受信点までの距離である。 Ｄｄは、発信点から下流の受信点までの距離である。）９．Ｄｇ＝Ｄｄとなるよ うに、上流と下流の２つの受信点が、発信点から等距離に配設されることを特徴 とする請求項８記載の方法。 １０．時間ＴｇとＴｄを測定するには、発信点で糸にパルスをかけて刺激し、発 信と受信の間で決まる周波数で発生するパルス数を計ることを特徴とする請求項 ８記載の方法。 １１．時間ＴｇとＴｄを測定するには、発信点での発生波、及びそれぞれ上流と 下流の受信点でキャッチした対応する波の間の位相差を測定することを特徴とす る請求項８記載の方法。 １２．特に織機で縦糸の間に入れた横糸である動いている繊維糸の機械的張力を 制御し、前記縦糸間に高速で進入させる横糸、この糸の速度を測定する方法を実 施するための装置であって、動いている横糸の瞬時張力を決定する手段を設け、 この手段には、発信点と、この点に対して軸方向にずれている受信点との間での 動いている糸内の正弦波の拡散速度を計算する装置が備えられており、前記瞬時 張力の値に応じて、この糸に制動力を加える手段が設けられていることを特徴と する装置。 １３．正弦波の拡散速度を計算する装置に、発信点での発信波と発信点の下流に 配設した受信点での受信波の間の位相差を測定するための手段が設けられている ことを特徴とする請求項１２記載の装置。 １４．装置には、発信点に配設され、かつ発信波を発生する１つ目の圧電センサ と、受信波検出用の受信点に配設された２つ目の圧電センサとがあることを特徴 とする請求項１３記載の装置。 １５．動いている横糸の瞬時張力の決定手段には、この糸での正弦波の拡散速度 値と使用横糸のタイプに応じた糸の張力値の一致の定義のための較正表があるこ とを特徴とする請求項１２記載の装置 １６．動いている横糸にこの糸の張力値に応じて制動力を加える手段には、固定 要素と可動要素があり、これらの２つの要素間の間隔が糸の張力に応じて変化す るように、可動要素を、固定要素の方向へ多少移動する手段があることを特徴と する請求項１２記載の装置。 １７．固定要素は非磁石材料のプレートからなり、可動要素は固定要素と対向側 に配設する強磁性材料のプレートからなり、可動要素を移動する手段には、２つ のプレート間に可変磁界を発生するように、動いている横糸の瞬時張力に応じて 、電流強さを変調した電流が流れるコイルがあることを特徴とする請求項１６記 載の装置。 １８．可動要素には、動いている横糸の瞬時張力に応じて電流強さを変調した電 流を流すコイル内に配設する軟鋼製のプランジャコアと接続したプレートがある が、その際、固定要素は、可動要素の対向側に配設したプレートであることを特 徴とする請求項１６記載の装置。 １９．装置には、発信点で発信元が発生した正弦波が、それぞれこの発信点の上 流と下流に配設した２つの受信点まで拡散するのに要する時間を測定する手段が あることを特徴とする請求項１２記載の装置。 ２０．２つの受信点は、発信点の両側に等距離に配設することを特徴とする請求 項１９記載の装置。 ２１．時間を計る手段には、発信点での発信と受信点での受信間で発生するパル スを計る高周波パルスカウンタを使用できることを特徴とする請求項１９記載の 装置。 ２２．時間を計る手段には、発信点で発生した波と、それぞれ上流と下流の受信 点でキャッチした対応する波の間の位相差を測定する手段を使用することを特徴 とする請求項１９記載の装置。