JPH06316372A - 紡糸巻取機及び紡糸巻取機に使用される動吸振器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数の共振周波数において振動が抑制され、
より広範囲な巻取速度での運転が可能な紡糸巻取機を提
供する。 【構成】 パッケージＰが巻形成されるボビンＢを挿着
するボビンホルダー５、６と、該ボビンホルダー５、６
に転接するタッチローラ１１を有する紡糸巻取機におい
て、該タッチローラ１１を保持する枠体１０に動吸振器
１５を設け、該動吸振器１５の吸振振動数を可変として
なるものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、紡糸機から紡出された
糸条を高速で巻取る紡糸巻取機に係わり、特に固有振動
数を可変とした動吸振器を備えたものに関する。

【０００２】

【従来の技術】まず、図６及び図７により紡糸巻取機を
説明する。図６は正面図、図７は側面図である。

【０００３】図６及び図７において、紡糸巻取機１は、
本体フレーム２に対して水平軸３の回りで回転するタレ
ット円板４と、該タレット円板４から突設する２本のボ
ビンホルダー５，６と、タレット円板４の背面に固定さ
れ上記ボビンホルダー５，６を回転駆動する誘導モータ
７，８と、本体フレーム２内の支柱９に案内されて垂直
に上昇又は下降する昇降枠１０と、この昇降枠１０の第
１枠体１０ａに支持されたタッチローラ１１と、昇降枠
１０の第２枠体１０ｂに支持されたトラバース装置１２
とから主に構成されている。すなわち、ボビンホルダー
５，６はタレット円板４を介して間接的に本体フレーム
２に突設されている。そして、タッチローラ１１やトラ
バース装置１２を支持する昇降枠１０全体の重量は昇降
枠１０側に設けられた接圧シリンダ１３によって支えら
れ、この重量と接圧シリンダ１３による持ち上げ力との
差がタッチローラ１１のパッケージＰに対する接圧力と
なるようになっている。なお、Ｂはボビン、Ｐは該ボビ
ンに巻形成されたパッケージ、Ｙは紡糸機からの糸、２
ａは本体フレーム２から突設しその先端に操作盤が設け
られている固定アーム部である。

【０００４】つぎに、紡糸巻取機１の巻取動作の概略を
説明する。図６において、ボビンホルダー５，６の誘導
モータ７，８には回転数制御用のインバータ２１が接続
されており、タッチローラ１１には回転数（即ち糸速
度）を検出するパルスジェネレータ２２が設けられてい
る。そして、巻取速度信号発生器２３の設定信号ｆ２と
パルスジェネレータ２２の信号ｆ１を比較し、比較器２
４からインバータ２１に指示を与えて所定の巻取速度を
維持する。すなわち、パッケージＰが巻き太っていくと
共に、ボビンホルダー５，６の回転数が低下するように
なっている。そして、パッケージＰが満巻になると、タ
レット円板４が１８０°回転し、満巻のパッケージＰの
ボビンホルダー６が図示の待機位置となり、空ボビンＢ
のボビンホルダー６が図示の巻取位置となり、満巻のパ
ッケージＰから空ボビンＢへと糸渡しが行われて連続的
に巻取りが行われる。そして、満巻のパッケージＰのボ
ビンホルダー６は徐々に減速して停止し、満巻のパッケ
ージＰと空のボビンＢとが差し替えられる。

【０００５】上述した従来の紡糸巻取機においては、巻
取中のボビンホルダー５，６は巻き始めから巻き終わり
まで広い範囲で回転数が変化する。このボビンホルダー
５，６に装着されたボビンＢに巻形成されるパッケージ
Ｐに適切な接圧を付与するタッチローラ１１はこの回転
数の影響を受ける。すなわち、ボビンホルダー５，６が
加振源となって、タッチローラ１１を保持する昇降枠１
０が共振現象を起こす。そこで、従来、昇降枠１０の固
有振動数がボビンホルダー５，６の回転振動数以下とな
るように、昇降枠１０を設計していた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、近年、紡糸
巻取機に低速から高速にわたる広範囲での使用が求めら
れており、ボビンホルダー５，６の回転振動数の範囲も
広がる傾向にある。例えば低速２０００ｍ／ｍｉｎから
高速６０００ｍ／ｍｉｎの広範囲巻取では、ボビンホル
ダー５，６の回転振動数は最低２４Ｈｚから最高２９０
Ｈｚにも達する。このように広範囲の回転振動数の中に
固有振動数を有しない昇降枠１０を設計することは実際
上困難であり、それがために紡糸巻取機の運転速度範囲
に制限を受けるという問題点を有していた。

【０００７】このため、出願人は先の出願（特願平４─
１２８３２７、未公開）において、昇降枠に動吸振器を
設けることを提案しており、この技術は、特定領域の共
振周波数帯の固定式動吸振器であり、当該範囲では有効
に共振を抑制できるものである。しかしながら、上述の
共振は、昇降枠のみならずボビンホルダー自身にも生
じ、また、これら振動系全体の予測できない振動が生じ
る場合もあり、より広範な運転速度範囲を確保するため
には複数の共振周波数に対処可能とする必要があった。

【０００８】本発明は、従来の技術の有するこのような
問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とすると
ころは、複数の共振周波数において振動が抑制され、よ
り広範囲な巻取速度での運転が可能な紡糸巻取機を提供
しようとするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明における紡糸巻取機は、パッケージが巻形成
されるボビンを挿着するボビンホルダーと、該ボビンホ
ルダーに転接するタッチローラを有する紡糸巻取機にお
いて、該タッチローラを保持する枠体に動吸振器を設
け、該動吸振器の吸振振動数を可変としてなるものであ
る。

【００１０】

【作用】動吸振器の吸振振動数を可変とすると、その可
変範囲内では昇降枠の振動が最小限に抑制され、全ての
共振周波数に対処することができる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説
明する。図１は本発明の紡糸巻取機の正面図、図２はそ
の側面図である。

【００１２】なお、図１及び図２において、図６及び図
７と同様な作動をする部分には同一の符号を付し、その
説明を省略する。図１及び図２において、図６及び図７
と異なる点は、昇降枠１０の第１枠体１０ａの先端部に
動吸振器１５が取り付けられた点である。

【００１３】動吸振器１５は、第１枠体１０ａに立設さ
れた固定枠１９に軸１６が該固定枠１９の基部方向に片
持ち状に突設され、該軸１６には錘１８が嵌合されてい
る。該軸１６はバネ要素であり、バネ定数は錘１８の位
置Ｌｘによって変化する。錘１８は、モータを内蔵して
おり、制御回路４０からの指令に応じて矢印５３方向に
移動して位置Ｌｘを変更できるようになっている。錘１
８の位置決めは、例えば、ラックとピニオンで構成され
る。また、軸１６、錘１８双方にネジを切り、軸方向に
回転止めの溝と突起をそれぞれに設ける構成とすること
もできる。また、位置Ｌｘの制御は、例えばサーボモー
タを用いることにより行われる。また、通常のモータと
位置センサ等で構成することもできる。ボビンホルダ６
を駆動する誘導モータ８にはパルスジェネレータ４１が
設置されており、制御回路４０は、この回転数入力を受
けて、予め設定された最適制御条件プログラムにより錘
１８の位置を決定し、錘１８内蔵のモータに信号を出力
して錘１８を当該位置に移動させるようになっている。
この最適制御条件については後述する。なお、錘１８の
位置Ｌｘの変更はマニュアル操作で行うこととしてもよ
い。この動吸振器１５の取付位置としては、タッチロー
ラ１１を直接的に保持する第１枠体１０ａがよく、先端
に位置するほど効果的である。

【００１４】動吸振器１５が取り付けられた昇降枠１０
のモデルを図３により説明する。モータ内蔵の錘１８は
質量ｍであり、片持ちの軸１６はバネ定数ｋであり、昇
降枠１０は質量Ｍの重りとその支持構造から決まるバネ
定数Ｋのバネとなる。また、ボビンホルダーからの加振
力はＦｅｘｐ（ｉΩ_B ｔ）であり、１７は動吸振器構造
が自然に有する減衰定数ｃである。このモデルにおい
て、理論上、ｃ＝０ならば、ω＝Ω_B のとき昇降枠１０
の振動は０になる。従って、動吸振器１５の吸振振動数
ω＝ω（Ｌｘ）をボビンホルダーの回転振動数Ω_B と一
致するように制御すれば昇降枠１０の振動は最小限に抑
えられる。よって、動吸振器１５の最適制御条件は下記
の式、式を満足するものとなる。 吸振振動数ω＝Ω_B ・・・・・・・・式 バネ定数ｋ ＝ｍω² ・・・・・・・式 ここで、Ω_B ：ボビンホルダーの回転振動数 動吸振器１５は、上式のバネ定数ｋとなるよう、錘１８
の位置が制御される。

【００１５】上述の動吸振器及び動吸振器が取り付けら
れた紡糸巻取機の作動を図４により説明する。図４は昇
降枠又はボビンホルダーによる共振周波数付近における
昇降枠の周波数応答を示す図であり、縦軸は振幅、横軸
は振動数比（Ω_n は昇降枠の固有振動数）である。図４
において、点線３４は動吸振器をを取り付けない場合の
昇降枠の周波数応答パターンを示しており、共振周波数
（振動数比＝１）において振幅がピークとなっている。
この共振周波数において動吸振器が上述のバネ定数ｋ＝
ｍω² ＝ｍΩ_B ² に制御されると、実線３２に示す周波
数応答パターンとなり、共振周波数の両側にピークが現
れるが共振周波数においては谷間（ｂ点）となり振動が
抑制される。一点鎖線３１は共振周波数より高い周波数
で、二点鎖線３３は共振周波数より低い周波数でそれぞ
れバネ定数ｋを最適に制御した場合の周波数応答パター
ンを示し、各点ａ、ｃが谷間となる。いま、紡糸巻取機
がスタートしボビンの回転数が巻太りに伴い徐々に低下
すると（矢印方向）、動吸振器はボビンの回転数に応じ
て錘の位置が調整されてバネ定数ｋが徐々に減少し、昇
降枠の振幅は点線３５に示すように推移し、常に振動が
抑制された状態で運転される。従って、従来は運転でき
なかったより低周波の領域でも運転が可能となり、運転
可能範囲が広くなる。また、紡糸巻取機のような振動系
では、振動体は昇降枠やボビンホルダーに限られないの
で、この他に予測されない振動が発生することもあり、
そのような場合にも、本発明はバネ定数を連続的に変化
させることができるので、対処することができる。

【００１６】つぎに、上述の実施例では錘の移動を自動
的に行ったが、これを手動で行う場合について説明す
る。すなわち、動吸振器を、図１のモータ内蔵の錘１８
と支持軸１６に代えて、例えば、通常の錘と摺動可能な
支持軸とし、適宜ネジ止め可能な構成とする。そして、
昇降枠の特定の共振周波数に対応したバネ定数となるよ
うに錘の位置を手動で調整する。これを図５により説明
する。図５において、実線は動吸振器を取り付けない場
合の昇降枠の周波数応答パターンを示しており、ボビン
ホルダーによる共振５１と昇降枠による共振５２とが存
在する。紡糸巻取機がスタートしてボビンの回転数が巻
太りに伴い徐々に低下し（矢印方向）、昇降枠による共
振周波数５２にさしかかると動吸振器の錘の位置を予め
設定された第１の位置に調整してバネ定数をこの共振周
波数に最適な条件とする。これによって、点線に示す周
波数応答パターンとなり、共振周波数５２において振動
が抑制される（点５２′）。つぎに、ボビンホルダーに
よる共振周波数５１にさしかかると同様に錘の位置を第
２の位置に調整してバネ定数をこの共振周波数に最適な
条件とし、これによって、一点鎖線に示す周波数応答パ
ターンとなり、この共振周波数５１においても振動が抑
制される。なお、符号５４は、バネ定数ｋを最適に調整
した場合の昇降枠の振幅を示す。このように手動によっ
ても同様に昇降枠の振動を抑制することが可能である。

【００１７】なお、上記した実施例では、動吸振器が用
いられる紡糸巻取機として、ボビンを装着するボビンホ
ルダーを誘導モータによって直接駆動する、いわゆるス
ピンドルドライブ型のもので説明したが、本発明は、ボ
ビンホルダーに装着したボビンに、積極駆動されるタッ
チローラを転接してボビンを間接的に駆動するいわゆる
フリクションドライブ型のものにも適用できる。また、
タレット円板を回転させて満巻のパッケージから空のボ
ビンへと自動的に切り換えるオートチェンジャタイプの
ものに限らず、ボビンホルダーが一本であって、紡糸巻
取機を停止させてボビンチェンジを行うタイプの紡糸巻
取機にも本発明が適用できる。

【００１８】

【発明の効果】本発明の紡糸巻取機は上述のように、パ
ッケージに転接するタッチローラを保持する枠体の先端
部に、動吸振器を取り付け、その吸振振動数を可変とし
たのでその可変範囲内では昇降枠の振動が最小限に抑制
され、全ての共振周波数帯に対処することができる。従
って、より広範囲な巻取速度での運転が可能な紡糸巻取
機を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の紡糸巻取機の正面図である。

【図２】本発明の紡糸巻取機の側面図である。

【図３】振動系のモデル図である。

【図４】動吸振器の作動を示す振動周波数応答図であ
る。

【図５】他の実施例の振動周波数応答図である。

【図６】従来の紡糸巻取機の正面図である。

【図７】従来の紡糸巻取機の側面図である。

【符号の説明】

Ｂ ボビン ｋ バネ定数 Ｐ パッケージ ２ 本体フレーム ５ ボビンホルダー ６ ボビンホルダー １０ 昇降枠（枠体） １１ タッチローラ １５ 動吸振器 １６ 軸（バネ手段） １８ 錘

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 パッケージが巻形成されるボビンを挿着
   するボビンホルダーと、該ボビンホルダーに転接するタ
   ッチローラを有する紡糸巻取機において、該タッチロー
   ラを保持する枠体に動吸振器を設け、該動吸振器の吸振
   振動数を可変としてなる紡糸巻取機。
2. 【請求項２】 バネ手段を介して錘を振動体に取り付
   け、前記錘の共振により振動体の振動を吸収する動吸振
   器であって、前記バネ手段は、取り付け枠に片持ち状に
   突設された支持軸からなり、前記錘は、該支持軸に軸方
   向に移動可能に嵌合されてなる動吸振器。