JPH09316735A - ロータ式オープンエンド精紡機のロータ駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アウタロータ及びインナロータを各錘毎に高
精度で同期駆動する。 【解決手段】 アウターロータは全錘共通の駆動ベルト
で駆動され、インナロータは各錘毎にサーボモータ11に
より駆動される。アウタロータの回転速度を検出する磁
気センサ33及びテイクアップローラの回転速度を検出す
るロータリエンコーダ36の出力パルス信号が、分周回路
43，44で分周された後、第１のカウンタ41及び第２のカ
ウンタ42にそれぞれ入力される。各カウンタ41，42は分
周回路43，44で分周された後のパルス信号の１パルス間
に基準クロック発振器45から出力されるパルス数をカウ
ントする。ＣＰＵ38は各カウンタ41，42のカウント値に
基づいてアウタロータ及びテイクアップローラの回転速
度を演算し、それに対応する適正なインナロータの回転
速度を各錘毎に演算する。そして、演算された回転速度
でインナロータが回転するようにサーボモータ11を制御
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は繊維集束部を有する
アウタロータ内に、前記繊維集束部から引き出された糸
を糸引出し通路の端部へ案内するインナロータを前記ア
ウタロータと同軸線上に設けるとともに、該アウタロー
タと独立して積極駆動可能にしたロータ式オープンエン
ド精紡機のロータ駆動装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般にロータ式オープンエンド精紡機に
おいては、供給スライバがコーミングローラにより開繊
されて不純物が分離され、ばらばらに開繊された繊維が
高速回転するロータ内の負圧に基づいて繊維輸送通路
（繊維輸送チャンネル）内に生じる気流によってロータ
内に輸送される。そして、ロータ内へ輸送された繊維は
ロータの最大内径部である繊維集束部に集束され、ネー
ブルの中心に設けられたガイド孔（糸引出し通路）から
糸引出しローラの作用により引き出され、同時にロータ
の回転により加撚されて糸となり、ボビンにパッケージ
として巻取られるようになっている。

【０００３】オープンエンド精紡機はリング精紡機に比
較して生産性が良い。ところが、繊維集束部に集束され
た繊維束はロータの回転に伴う遠心力の作用で繊維集束
部の内壁面に付着しているだけである。従って、ガイド
孔に沿って引き出される繊維束に加えられる撚が繊維集
束部に集束された繊維束のはぎ取り点より上流の繊維束
にもある程度伝わっている。その結果、撚りかけ時に十
分な張力が得られずに繊維が十分に伸ばされない状態で
撚が加えられるため、繊維が真っ直ぐに撚り込まれず、
糸強力が上がらないという問題があった。

【０００４】従来のオープンエンド糸の欠点を解消する
装置として、繊維集束部を有するアウタロータの内側
に、繊維集束部に集束された繊維束を引き出すための糸
道を備えるとともにアウタロータと独立して積極駆動さ
れるインナロータを設けた装置（以下、ダブルロータ式
オープンエンド精紡機と称す）が提案されている（例え
ば、特開平５−４４１１９号公報）。ダブルロータ式オ
ープンエンド精紡機では品質の良い紡出糸を得るには、
アウタロータとインナロータとの回転速度（回転数）が
所定の関係で運転されることが必要となる。特開平５−
４４１１９号公報では、繊維集束部の径をＤ、アウタロ
ータの回転数をＲ１、インナロータの回転数をＲ２とす
るとき、紡出速度Ｖが次式を満たすことが望ましいとし
ている。

【０００５】 πＤＲ１＋０．８Ｖ≦πＤＲ２≦πＤＲ１＋Ｖ ・・・（１） 両ロータの駆動装置として、アウタロータのシャフトは
複数錘共通のベルトで駆動し、インナロータのシャフト
は個別のモータで駆動する装置が提案されている。即
ち、図８に示すように、アウタロータ６１は筒状のロー
タシャフト６２の第１端部に支持されている。シャフト
６３はロータシャフト６２を貫通する状態でベアリング
６４を介してロータシャフト６２に対して相対回転可能
かつ軸方向への相対移動不能に支持され、シャフト６３
の第１端部にインナロータ６５が一体回転可能に支持さ
れている。ロータシャフト６２は２組の支持円板６６の
外周面に圧接され、回転時にその第２端部側へのスラス
ト力を支持円板６６から受ける状態で支承されている。
ロータシャフト６２は軸方向と直交する方向に走行する
複数錘共通の駆動ベルト６７により駆動可能となってい
る。

【０００６】シャフト６３は第２端部がスラスト軸受６
８のボール６９に当接するとともに、シャフト６３の途
中にモータ７０が組付けられている。即ち、シャフト６
３に回転子７１が一体回転可能に固定され、その周囲に
コイル７２を内蔵したケーシング７３が配設されてモー
タ７０が構成されている。コイル７２にはインバータ７
４を介して目的の回転速度に対応する所定周波数の電圧
が供給されシャフト６３が駆動される。制御装置７５は
回転検知センサ７６の出力信号に基づいてアウタロータ
６１の回転数を演算するとともに、その回転数に対応す
るインナロータ６５の回転数を演算する。そして、その
値に対応する周波数の電圧をインバータ７４に指示して
モータ７０を駆動する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前記（１）式を書き直
すと、次式となる。 Ｒ１＋０．８Ｖ／（πＤ）≦Ｒ２≦Ｒ１＋Ｖ／（πＤ） ・・・（２） 例えば、アウタロータの回転数Ｒ１＝６００００ｒｐ
ｍ、糸番手Ｎｅ＝２０、撚り係数ｋ＝４．０、繊維集束
部の径Ｄ＝３６ｍｍの場合、紡出速度Ｖは次のようにな
る。

【０００８】Ｖ＝６００００×０．０２５４／｛ｋ√
（Ｎｅ）｝≒８５ｍ／ｍｉｎ その結果、インナロータの回転数Ｒ2 は次のようにな
る。 ６００００＋６０１≦Ｒ２≦６００００＋７５１ 従って、アウタロータの回転数に対するインナロータの
回転数の値のバラツキは１５０ｒｐｍしか許容されな
い。この許容範囲はアウタロータの回転数の僅か０．２
５％であり、撚り数を大きくした紡出運転や細番手の糸
の紡出運転で巻取速度が遅くなると、前記許容範囲はさ
らに狭くなる。そして、糸継ぎ作業時にアウタロータ及
びインナロータが正確に同期駆動されないと、糸継ぎ成
功率が低下する。

【０００９】その結果、ダブルロータ式オープンエンド
精紡機ではアウタロータ及びインナロータを正確に同期
駆動する必要がある。ところが、アウタロータ６１をロ
ータシャフト６２の周面に摩擦接触する駆動ベルト６７
で駆動する構成では、駆動ベルト６７とロータシャフト
６２との間に発生するスリップ、駆動ベルト６７のロー
タシャフト６２に対する接圧のばらつき、あるいは負荷
の違い等により、各錘毎にアウタロータ６１の回転数が
変動する。従って、各錘毎にアウタロータの回転速度を
検出しその値に基づいた高精度の同期制御が必要とな
る。

【００１０】しかし、前記特開平５−４４１１９号公報
に開示された装置では、ロータシャフト６２を回転可能
に支承する支持円板６６の回転速度（回転数）を検出し
てアウタロータ６１の回転速度を演算しているため、正
確な同期制御を行うことが難しい。なぜならば、支持円
板６６とロータシャフト６２との間に滑りが生じる場合
があり、必ずしも支持円板６６にロータシャフト６２の
回転が正確に伝達されるとは限らない。従って、支持円
板６６の回転速度に基づいてインナロータの回転速度を
設定するのは、精度の高い制御を行う際に問題となる。

【００１１】インナロータを備えない一般のロータ式オ
ープンエンド精紡機において、ロータの回転数を検出す
る装置として、ロータの外周面に所定間隔でマーキング
を施し、ロータの近傍に光電パルス検知器を配設したも
のが開示されている（特開昭５１−１０５４３２号公
報）。この方法をダブルロータ式オープンエンド精紡機
のアウタロータの回転速度検出に適用することが考えら
れる。

【００１２】特開昭５１−１０５４３２号公報に開示さ
れた方法を適用する場合は、アウタロータの外周面にマ
ーキングを施し、アウタロータの近傍に反射式光センサ
を設ける。センサはアウタロータを収容するケーシング
の開放側端部と当接して開口を閉鎖するハウジングに取
り付けられる。そして、アウタロータからの反射光に基
づいてアウタロータの回転数に比例するパルス信号を出
力する。しかし、前記センサの収容空間にはアウタロー
タに供給された開繊繊維の一部が浮遊しているため、長
期間放置するとセンサに開繊繊維が堆積し、センサから
の出力光やアウタロータからの反射光が遮られる虞があ
る。従って、定期的に清掃を行う必要があり、手間がか
かるとともにその間紡出が中断されて生産性が低下する
という問題がある。

【００１３】本発明は前記の問題点に鑑みてなされたも
のであって、その目的はアウタロータ及びインナロータ
を各錘毎に高精度で同期駆動することができるロータ式
オープンエンド精紡機のロータ駆動装置を提供すること
にある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明では、繊維が集束する繊維集
束部を有するアウタロータ内に、前記繊維集束部から引
き出された糸を糸引出し通路の端部へ案内するインナロ
ータを前記アウタロータと同軸線上に設けるとともに、
前記インナロータを前記アウタロータと独立して積極駆
動可能にしたロータ式オープンエンド精紡機において、
前記インナロータを各錘毎に回転駆動するサーボモータ
と、前記アウタロータ又はアウタロータと一体に回転す
る回転軸に設けられた磁化された被検知部を検知してア
ウタロータの回転速度を検出する磁気センサと、糸引出
しローラの回転速度を検出する回転速度検出手段と、前
記磁気センサ及び回転速度検出手段の検出信号に基づい
て前記アウタロータ及び糸引出しローラの回転速度に対
応する適正な前記インナロータの回転速度を演算する演
算手段と、前記演算された回転速度で前記インナロータ
が回転するように前記サーボモータを制御する制御手段
とを備えた。

【００１５】請求項２に記載の発明では、前記インナロ
ータの回転軸の端部が前記サーボモータの回転子に一体
回転可能に組み付けられている。請求項３に記載の発明
では、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前
記磁気センサ及び回転速度検出手段はアウタロータ及び
糸引出しローラの回転数にそれぞれ対応したパルス信号
を出力し、前記演算手段は磁気センサ及び回転速度検出
手段から所定数のパルス信号が出力される間に基準発振
器から出力されるパルス数のカウント値に基づいて前記
アウタロータ及び糸引出しローラの回転速度を演算す
る。

【００１６】請求項４に記載の発明では、請求項３に記
載の発明において、前記演算手段は前記磁気センサ及び
回転速度検出手段の出力パルス信号を分周し、分周後の
パルス信号の１パルス間に前記基準発振器から出力され
るパルス数をそれぞれカウントするカウンタのカウント
値に基づいて前記アウタロータ及び糸引出しローラの回
転速度を演算する。

【００１７】請求項５に記載の発明では、請求項３又は
請求項４に記載の発明において、前記演算手段はマイク
ロプロセッサにより構成され、前記基準発振器はマイク
ロプロセッサの基準クロック発振器である。

【００１８】請求項１〜請求項４に記載の発明では、開
繊された状態で供給された繊維がアウタロータの繊維集
束部に集束される。繊維集束部に集束された繊維束は繊
維集束部からはぎ取られ、加撚されながらインナロータ
を経て糸引出し通路の端部へ案内される。インナロータ
は各錘毎にサーボモータによりアウタロータと同軸線上
で回転される。アウタロータの回転速度はアウタロータ
又はアウタロータと一体に回転する回転軸に設けられた
磁化された被検知部を検知する磁気センサにより検出さ
れる。磁気センサはアウタロータの回転速度（回転数）
に対応したパルス信号を出力する。糸引出しローラの回
転速度は回転速度検出手段により検出される。演算手段
は磁気センサ及び回転速度検出手段の検出信号に基づい
てアウタロータ及び糸引出しローラの回転速度に対応す
るインナロータの適正な回転速度を演算する。制御手段
は演算手段により演算された適正な回転速度でインナロ
ータが回転するように前記サーボモータを制御する。

【００１９】請求項２に記載の発明では、インナロータ
の回転軸の端部がサーボモータの回転子に一体回転可能
に組み付けられているため、装置がコンパクトになる。
請求項３に記載の発明では、請求項１又は請求項２に記
載の発明において、磁気センサ及び回転速度検出手段は
アウタロータ及び糸引出しローラの回転数にそれぞれ対
応したパルス信号を出力する。演算手段には磁気セン
サ、回転速度検出手段及び基準発振器から出力されるパ
ルス信号が入力される。磁気センサ及び回転速度検出手
段から所定数のパルス信号が出力される間に基準発振器
から出力されるパルス数に基づいて前記アウタロータ及
び糸引出しローラの回転速度が演算手段により演算され
る。

【００２０】請求項４に記載の発明では、請求項３に記
載の発明において、前記磁気センサ及び回転速度検出手
段の出力パルス信号は分周された後、それぞれカウンタ
に入力される。分周された後の前記磁気センサ及び回転
速度検出手段の出力パルス信号の１パルス間にカウンタ
によりそれぞれカウントされた基準発振器の出力パルス
数に基づいて、前記アウタロータ及び糸引出しローラの
回転速度が前記演算手段により演算される。

【００２１】請求項５に記載の発明では、請求項３又は
請求項４に記載の発明において、前記演算手段はマイク
ロプロセッサにより構成され、前記基準発振器としてマ
イクロプロセッサの基準クロック発振器が使用される。
従って、演算手段がマイクロプロセッサである場合、新
たにカウンタ用の基準発振器を設ける必要がない。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
の形態を図１〜図５に従って説明する。図１及び図２
（ａ）に示すように、軸受１を介して互いに平行に配設
された一対の回転軸２の両端に支持円板３がそれぞれ一
体回転可能に支持されている。図２（ａ）に示すよう
に、隣接する各１対の支持円板３により楔状凹部４が形
成されている。楔状凹部４には回転軸としての円筒状の
ロータシャフト５が、その外周面が各支持円板３の周面
に接触する状態で支承され、ロータシャフト５の第１端
部にアウタロータ６が一体回転可能に支持されている。
２対の支持円板３は回転時にロータシャフト５に対して
第２端部側へ向かうスラスト荷重を作用させるように、
回転軸２に対して若干傾斜した状態で固定されている。

【００２３】２対の支持円板３間には複数錘共通の駆動
ベルト７がロータシャフト５を支持円板３に圧接する状
態でロータシャフト５と直交する方向に走行するように
配設されている。そして、図示しない駆動モータにより
駆動ベルト７が駆動され、駆動ベルト７の走行によりロ
ータシャフト５が回転駆動されるようになっている。な
お、駆動ベルト７は、駆動ベルト７に沿って所定間隔で
配設された押圧ローラ（図示せず）によりロータシャフ
ト５側へ付勢されている。

【００２４】ロータシャフト５にはその内側両端にベア
リング８が嵌着固定され、ロータシャフト５を貫通する
シャフト９がベアリング８を介してロータシャフト５に
対して相対回転可能かつ軸方向への相対移動不能に支持
されている。シャフト９の第１端部にはインナロータ１
０がアウタロータ６内において一体回転可能に固定され
ている。

【００２５】シャフト９の第２端部側にはブラシレスＤ
Ｃサーボモータ（以下、単にサーボモータと称す）１１
が配設されている。シャフト９の第２端部は、サーボモ
ータ１１を構成する永久磁石製の回転子（ロータ）１２
に一体回転可能に固定され、シャフト９は回転子１２と
ともに固定子（ステータ）を構成するモータハウジング
１３から離脱可能に構成されている。回転子１２の外径
はロータシャフト５の外径と同じに形成されている。モ
ータハウジング１３には所定位置にコイル１４が配設さ
れ、シャフト９は回転子１２がコイル１４と対向する所
定位置に配置された状態において、その第２端部がモー
タハウジング１３から突出してスラスト軸受１５に支承
されるようになっている。また、サーボモータ１１には
回転子１２の角度位置を形状する位置センサとしてホー
ル素子（図示せず）が組み込まれている。

【００２６】スラスト軸受１５は潤滑油が収容されたケ
ース１６と、フェルト製のオイル供給部材１７に支承さ
れたボール１８と、ボール１８にシャフト９の反対側か
ら当接する調整ネジ１９とを備えている。そして、支持
円板３が回転する際、ロータシャフト５に対して作用す
るスラスト荷重がベアリング８を介してシャフト９に伝
達され、スラスト軸受１５で担われる。

【００２７】図２（ａ），（ｂ）に示すように、インナ
ロータ１０は円盤状に形成され、中央部にネーブル２０
の最大外径より大きな径の凹部２１が形成されている。
インナロータ１０にはアウタロータ６に形成された繊維
集束部６ａと対応する位置から凹部２１に至る糸道２２
を構成する溝が、アウタロータ６の開口部と同じ側が開
放された状態で形成されている。糸道２２の入口部には
インナロータ１０の回転方向（図２（ａ）の時計回り方
向）前側にガイド部材２３が配設されている。ガイド部
材２３は糸Ｙの径に比較して大きな径の軸部２３ａと、
その先端に形成されるとともに先端側に向かって拡径と
なるテーパ面２３ｂとを備え、その先端面がインナロー
タ１０の端面より突出するように配設されている。

【００２８】アウタロータ６の開放側と対向する位置に
配設されたハウジング２４には、ボス部２５がアウタロ
ータ６内に突出する状態に形成されている。ボス部２５
の周面にはコーミングローラ（図示せず）により開繊さ
れた繊維を、アウタロータ６内に案内する繊維輸送通路
２６の一端が開口されている。ボス部２５の中央にはネ
ーブル２０が固定され、ネーブル２０の中心には紡出糸
Ｙを巻取装置へ導くための糸引出し通路２７の一端が開
口されている。糸引出し通路２７の一部を構成するヤー
ンパイプ２８はネーブル２０の中心線と交差する状態で
配設されている。

【００２９】また、ハウジング２４と対向する位置には
アウタロータ６を覆うケーシング２９がハウジング２４
の端面にＯリング３０を介して当接される状態で配設さ
れている。ケーシング２９はパイプ３１を介して負圧源
（図示せず）に接続されている。ハウジング２４は図示
しない支軸を中心に回動され、ケーシング２９と対向す
る面が図１の時計方向に回動され、アウタロータ６を軸
方向に移動可能な状態にケーシング２９が開放されるよ
うになっている。

【００３０】ロータシャフト５の第２の端部には被検知
部３２が設けられている。図３に示すように、被検知部
３２は大径部３２ａ及び小径部３２ｂからなる円筒状の
磁性体により形成され、大径部３２ａはその周方向に沿
ってＳ極及びＮ極が１箇所ずつ存在するように着磁され
ている。小径部３２ｂの外径はロータシャフト５の内径
と同じに形成されている。そして、被検知部３２はシャ
フト９に遊挿された状態で、ロータシャフト５に一体回
転可能に嵌着されている。従って、磁気センサ３０はロ
ータシャフト５即ちアウタロータ６が１回転する毎に１
パルスの出力信号を出力するようになっている。

【００３１】図１に示すように、被検知部３２と対応す
る所定位置に磁気センサ３３が配設されている。磁気セ
ンサ３３は制御手段としての制御装置３４に電気的に接
続され、被検知部３２の回転に伴ってロータシャフト５
の回転数に比例するパルス信号を制御装置３４に出力す
るようになっている。磁気センサ３３としては例えばホ
ール素子が使用される。ヤーンパイプ２８から糸Ｙを引
き出す糸引出しローラとしての全錘共通のテイクアップ
ローラ３５の端部には、回転速度検出手段としてのロー
タリエンコーダ３６が配設されている。ロータリエンコ
ーダ３６はテイクアップローラ３５の回転数に比例した
パルス信号を出力する。この実施の形態ではロータリエ
ンコーダ３６としてテイクアップローラ３５の１回転あ
たり１００パルス出力するものが使用されている。サー
ボモータ１１はサーボアンプ３７を介して制御装置３４
に接続されている。なお、図１においては便宜上ロータ
シャフト５及びテイクアップローラ３５が平行に延びる
ように描かれているが、実際はロータシャフト５はテイ
クアップローラ３５と直交する方向に延びる状態に配設
されている。

【００３２】図４に示すように、制御装置３４は演算手
段としてのマイクロプロセッサ（この実施の形態ではＣ
ＰＵ）３８、記憶手段としてのプログラムメモリ３９、
作業用メモリ４０、第１及び第２のカウンタ４１，４
２、分周回路４３、４４、基準クロック発振器４５、入
力インタフェース４６、出力インタフェース４７、Ｄ／
Ａコンバータ４８及び入力装置４９を備えている。ＣＰ
Ｕ３８は制御手段としても機能する。ＣＰＵ３８は出力
インタフェース４７及びＤ／Ａコンバータ４８を介して
サーボアンプ３７に接続されている。また、ＣＰＵ３８
は図示しないモータ駆動回路を介してアウタロータ駆動
用のモータ及び巻取り駆動系駆動用のモータ（いずれも
図示せず）を駆動制御するようになっている。

【００３３】ＣＰＵ３８はプログラムメモリ３９に記憶
された所定のプログラムデータに基づいて動作する。プ
ログラムメモリ３９は読出し専用メモリ（ＲＯＭ）より
なり、プログラムメモリ３９には前記プログラムデータ
と、その実行に必要な各種データとが記憶されている。
各種データとしては種々の繊維種、紡出糸番手等の紡出
条件と定常紡出速度との対応データ等がある。また、プ
ログラムメモリ３９にはアウタロータ６の回転速度Ｒ
１、インナロータ１１の回転速度Ｒ２及びテイクアップ
ローラ３５の回転速度Ｒ3 との関係を示す（３）式が記
憶されている。

【００３４】 Ｒ２＝Ｒ１＋ｋ（Ｄt ／Ｄ）Ｒ3 ・・・（３） 但し、Ｄは繊維集束部６ａの直径、Ｄt はテイクアップ
ローラ３５の径、ｋは０．８〜１の係数である。（３）
式は（１）式から導かれる。

【００３５】 πＤＲ１＋０．８Ｖ≦πＤＲ２≦πＤＲ１＋Ｖ ・・・（１） 即ち、紡出速度ＶはＶ＝πＤt Ｒ3 であるから、（１）
式は次式となる。 Ｒ１＋０．８（Ｄt Ｒ3)／Ｄ≦Ｒ２≦Ｒ１＋（Ｄt Ｒ3)
／Ｄ 従って、この式からインナロータ１０の回転速度Ｒ2 は
（３）式で表される。

【００３６】作業用メモリ４０は読出し及び書替え可能
なメモリ（ＲＡＭ）よりなり、入力装置４９により入力
されたデータやＣＰＵ３８における演算処理結果等を一
時記憶する。作業用メモリ４０はバックアップ電源を備
えている。入力装置４９は繊維種、紡出糸番手、紡出運
転時のアウタロータ回転数、紡出速度等の紡出条件デー
タを入力する。

【００３７】磁気センサ３３は入力インタフェース４６
を介して分周回路４３に接続されている。第１のカウン
タ４１は磁気センサ３３から出力されて分周回路４３で
分周された後のパルス信号と、基準クロック発振器４５
の出力パルス信号とを入力する。そして、分周回路４３
から出力されるパルス信号の立ち上がりから次の立ち上
がりまでの間、即ち１パルス間に入力される基準クロッ
ク発振器４５の出力パルス数をカウントする。

【００３８】ロータリエンコーダ３６は入力インタフェ
ース４６を介して分周回路４４に接続されている。第２
のカウンタ４２はロータリエンコーダ３６から出力され
て分周回路４４で分周された後のパルス信号と、基準ク
ロック発振器４５の出力パルス信号とを入力する。そし
て、分周回路４４から出力されるパルス信号の立ち上が
りから次の立ち上がりまでの間、即ち１パルス間に入力
される基準クロック発振器４５の出力パルス数をカウン
トする。

【００３９】前記両カウンタ４１，４２は３２ビットの
幅を持ち、ダブルバッファ方式をとっている。即ち、カ
ウント用バッファをそれぞれ２個ずつ備え、分周回路４
３，４４からの出力パルス信号の立ち上がりから次の立
ち上がりまでの間における基準クロック発振器４５の出
力パルス数を、バッファを交互に切り換えることにより
連続的にカウント可能になっている。

【００４０】Ｄ／Ａコンバータ４８はその分解能が２０
ビットであり、フルビットで１０万ｒｐｍの速度指示と
なるように出力電圧が調整されている。ＣＰＵ３８はア
ウタロータ駆動用及び巻取り駆動系駆動用のモータを入
力装置４９により入力された紡出条件に対応した所定回
転数となるように駆動制御する。また、ＣＰＵ３８は両
カウンタ４１，４２のカウント値に基づいて前記（３）
式の関係を満足するインナロータ１０の回転速度Ｒ２を
リアルタイムで演算し、インナロータ１０の回転速度が
演算された所定の回転速度Ｒ2 となるようにＤ／Ａコン
バータ４８を介してサーボアンプ３７に制御信号を出力
する。サーボアンプ３７はＣＰＵ３８の指令信号と、サ
ーボモータ１１のホール素子からのフィードバック信号
とに基づいてサーボモータ１１を駆動制御する。

【００４１】次に前記のように構成された装置の作用を
説明する。各錘のアウタロータ６は全錘共通の駆動ベル
ト７を介して駆動され、テイクアップローラ３５を含む
巻取り駆動系も１台のモータで駆動される。インナロー
タ１０は、アウタロータ６の回転速度及びテイクアップ
ローラ３５の回転速度に基づいて各錘毎に演算された所
定速度となるように、各サーボモータ１１により駆動さ
れる。インナロータ１０はアウタロータ６と同方向に所
定の回転速度で回転駆動される。インナロータ１０は繊
維集束部６ａからの繊維束のはぎ取り速度（アウタロー
タ６の回転速度より若干速い）で回転される。この状態
でコーミングローラの作用により開繊された開繊繊維が
繊維輸送通路２６からアウタロータ６内に送り込まれ、
アウタロータ６の内壁面に付着するとともに内壁面に沿
って滑動して最大内径部である繊維集束部６ａに集束さ
れる。繊維集束部６ａに集束された繊維束はテイクアッ
プローラ３５によりヤーンパイプ２８を経て引出される
糸Ｙと繋がっており、糸Ｙの引出しに伴って繊維集束部
６ａからはぎ取られ、加撚されながら糸Ｙとして引出さ
れる。糸Ｙ及び繊維束に加わる撚りはヤーンパイプ２８
の端部を始点として繊維集束部６ａまで伝わる。

【００４２】この状態では繊維集束部６ａからはぎ取ら
れた繊維束は、ガイド部材２３の軸部２３ａに接触する
状態で糸道２２を経て糸引出し通路２７へと導かれる。
従って、はぎ取り点（撚り掛かり点）付近における繊維
束の引き出し方向と、繊維集束部６ａに集束している繊
維束との成す角度、即ち撚り掛け角度が鈍角となる。そ
して、繊維集束部６ａからはぎ取られつつ撚り掛けを受
ける繊維束は内側と外側との経路差が少なくなり、繊維
が真っ直ぐに伸びた状態で全体にほぼ均等な力で繊維束
に撚りが加わる。その結果、引き出された糸Ｙは外周部
に凹凸が表れ難くなり、布にした時の風合いが良くな
る。

【００４３】ＣＰＵ３８は各錘毎のアウタロータ６の回
転速度Ｒ１と、紡出速度Ｖに対応するテイクアップロー
ラ３５の回転速度Ｒ3 とを演算するとともに、（３）式
を満たすインナロータ１１の回転速度Ｒ２を各錘毎に演
算する。

【００４４】 Ｒ２＝Ｒ１＋ｋ（Ｄt ／Ｄ）Ｒ3 ・・・（３） テイクアップローラ３５の径Ｄt は機台により決まって
おり、係数ｋは紡出条件により予め設定されている。Ｃ
ＰＵ３８はアウタロータ６の回転速度Ｒ１及びテイクア
ップローラ３５の回転速度Ｒ3 を両カウンタ４１，４２
のカウント値に基づいて演算した後、インナロータ１０
の回転速度Ｒ２を演算する。そして、演算された回転速
度Ｒ２に基づいた指令信号をＤ／Ａコンバータ４８に出
力する。

【００４５】Ｄ／Ａコンバータ４８はフルビットで１０
万ｒｐｍの速度指示となるように電圧調整されているた
め、ＣＰＵ３８は求められた回転速度Ｒ２を１０万ｒｐ
ｍとの相対値として出力する。Ｄ／Ａコンバータはその
分解能が２０ビットであるため、Ｄ／Ａコンバータコー
ドＳＲ2 は次式のようになる。なお、ＦＦＦＦＦ₁₆は１
６進数表示である。

【００４６】 ＳＲ2 ＝ＦＦＦＦＦ₁₆×Ｒ２／１０００００ そして、Ｄ／Ａコンバータ４８からＣＰＵ３８の指令信
号に対応する電圧がサーボアンプ３７に出力され、イン
ナロータ１０が所定の回転速度Ｒ２でサーボモータ１１
により回転駆動される。サーボアンプ３７は指示された
回転数となるようにサーボモータ１１をフィードバック
制御し、高精度に指示回転数に追従する。

【００４７】次にアウタロータ６の回転速度Ｒ1 の演算
方法について説明する。回転速度の演算はパルス周期測
定により行われる。磁気センサ３３の出力パルス信号は
分周回路４３で分周された後、第１のカウンタ４１に入
力される。また、第１のカウンタ４１には基準クロック
発振器４５の基準クロックが入力される。そして、第１
のカウンタ４１は分周回路４３の出力パルスと同期化さ
れ、図５に示すように、分周後のパルス信号の立ち上が
りから次の立ち上がりまでの間、即ち１パルス間（１周
期Ｔ１間）に入力される基準クロック発振器４５の出力
パルス数をカウントする。

【００４８】第１のカウンタ４１に２個装備されたカウ
ント用バッファのうちの第１のバッファがまず１パルス
間の基準クロックの数をカウントし、その値をラッチす
る。次に第２のバッファが次の１パルス間の基準クロッ
クの数をカウントし、その値をラッチする。第２のバッ
ファが１パルス間の基準クロックの数をカウントしてい
る間に、第１のバッファにラッチされたデータ（カウン
ト値）がＣＰＵ３８に出力され、第２のバッファによる
１パルス間の基準クロックの数のカウントが終了する
と、第１のバッファが次のパルス間の基準クロックの数
のカウントを開始する。そして、第１のバッファが１パ
ルス間の基準クロックの数をカウントしている間に、第
２のバッファにラッチされたデータ（カウント値）がＣ
ＰＵ３８に出力される。以下、同様にして第１及び第２
のバッファにラッチされたデータが交互にＣＰＵ３８に
出力され、基準クロックが連続的に計測される。

【００４９】ＣＰＵ３８は第１のカウンタ４１のカウン
ト値Ｎ１と、基準クロックの周期Ｔｃとの積により、分
周回路４３の出力パルスの周期Ｔ1 を演算する。次に周
期Ｔ1 の逆数と分周比の逆数との積によりアウタロータ
６回転速度Ｒ１を算出する。例えば、分周比が１／ｓで
あれば、Ｒ１＝（１／Ｔ1 ）ｓとなる。

【００５０】同様にして第２のカウンタ４２により分周
回路４４の出力パルスの１パルス間に入力される基準ク
ロックの数が連続的に計測される。ＣＰＵ３８は第２の
カウンタ４２のカウント値Ｎ２と、基準クロックの周期
Ｔｃとの積により、分周回路４４の出力パルスの周期Ｔ
２を演算し、周期Ｔ２の逆数と分周比の逆数との積によ
りテイクアップローラ３５の回転速度Ｒ３を算出する。

【００５１】基準クロックを１ＭＨｚ、分周比を１／１
６とすると、アウタロータ６の回転速度が９００００ｒ
ｐｍでの精度は、（１／１０⁶ ）／［｛１／（９０００
０／６０）｝１６］＝０．００００９３で、ほぼ０．０
１％となる。

【００５２】また、カウンタ４１、４２は３２ビット幅
のため、計測可能な低速回転数は、（１０⁶ ×６０×１
６）／２³²≒０．２２ｒｐｍとなる。この実施の形態で
は次の効果を有する。

【００５３】（イ） アウタロータ６の回転速度Ｒ1 を
各錘毎に磁気センサ３３で直接的に検出し、磁気センサ
３３の検出信号と、テイクアップローラ３５の回転速度
Ｒ3を検出するロータリエンコーダ３６の検出信号に基
づいて適正なインナロータ１０の回転速度Ｒ２を演算
し、その回転速度Ｒ２となるように各錘毎にサーボモー
タ１１を制御する。従って、アウタロータ６及びインナ
ロータ１０を各錘毎に高精度で同期駆動することができ
る。

【００５４】（ロ） インナロータ１０のシャフト（回
転軸）９の端部がサーボモータ１１の回転子１２に一体
回転可能に組み付けられているため、装置がコンパクト
になる。また、独立したサーボモータ１１の出力軸にイ
ンナロータ１０のシャフト９を連結する場合に比較して
芯出しの手間が簡単になる。

【００５５】（ハ） アウタロータ６及びテイクアップ
ローラ３５の回転速度の演算が、磁気センサ６及びロー
タリエンコーダ３６から所定数のパルス信号が出力され
る間に基準発振器から出力されるパルス数のカウント値
に基づいてなされる。従って、基準発振器の出力パルス
の周期を小さく（周波数を高く）することにより、簡単
に前記回転速度の検出精度を高めることができる。その
結果、インナロータ１０を高精度でアウタロータ６と同
期駆動できる。

【００５６】（ニ） ＣＰＵ３８は分周された後の磁気
センサ３３及びロータリエンコーダ３６の出力パルス信
号の１パルス間にカウンタ４１、４２によりカウントさ
れた基準発振器の出力パルス数に基づいて、アウタロー
タ６及びテイクアップローラ３５の回転速度を演算す
る。従って、分周比を各錘の制御周期に対応して設定す
ることにより、ＣＰＵ３８による各錘のインナロータ１
０の回転速度の演算時に必要なデータ（各カウンタ４
１，４２のカウント値）を直ちに得ることができ、効率
良く演算できる。

【００５７】（ホ） 各カウンタ４１、４２がダブルバ
ッファ方式のため、連続した計測が可能となり、ＣＰＵ
３８がカウント値を必要とする際にいつでもデータを得
ることができる。

【００５８】（ヘ） 基準発振器としてＣＰＵ３８の作
動に必須のコンピュータの基準クロック発振器が使用さ
れる。従って、新たに各カウンタ４１、４２用の基準発
振器を設ける必要がない。

【００５９】なお、本発明は前記実施の形態に限定され
るものではなく、例えば、次のように具体化してもよ
い。 （１） 図６に示すように、アウタロータ６の開放側と
反対側に永久磁石製の２個の被検知部５０を対称に固着
する。そして、ケーシング２９には被検知部５０の回転
軌跡と対向する箇所に磁気センサ３３を配設する。この
場合はアウタロータ６の１回転毎に磁気センサ３３から
２パルスが出力される。ロータシャフト５及びシャフト
９の長さが長いと、ロータユニットの共振点を使用回転
数より大きくするのが難しくなるため、ロータシャフト
５及びシャフト９はできるだけ短くしたい。ロータシャ
フト５及びシャフト９を短くすると、磁気センサ３３を
ロータシャフト５の第２端部に設けられた被検知部３２
を検知可能な位置に配設するのが難しくなる。しかし、
この構成ではロータシャフト５及びシャフト９の長さが
短くなっても磁気センサ３３の配設位置の確保が容易と
なる。被検知部５０の数は２個に限らず、１個あるいは
３個以上であってもよい。

【００６０】（２） 図７に示すように、サーボモータ
１１とスラスト軸受とを一体化した構成とする。即ち、
モータハウジング５１の後部（図７における左側）には
ボール１８及びオイル供給部材１７を収容する収容部５
２が形成され、収容部５２の下側にオイルを貯留するオ
イルケース５３が取り外し可能に固定されている。オイ
ルケース５３はその上部内面に形成された雌ねじ部（図
示せず）においてモータハウジング５１に螺合されてい
る。

【００６１】ボール１８は収容部５２の壁面を貫通して
収容部５２内に突出したシャフト９の第２端部と、調整
ネジ１９の先端との間に支承されている。調整ネジ１９
の先端はボール１８の曲率とほぼ同じ曲率に湾曲して形
成されている。オイル供給部材１７はフェルトやひもで
構成され、一部がオイル内に浸漬され一部がボール１８
に接触している。そして、ボール１８はオイル供給部材
１７を介して供給されるオイルケース５３内のオイルで
潤滑される。シャフト９のスラスト力を受けるボール１
８が磨耗してきた場合は、調整ネジ１７を締めてボール
１８の位置をシャフト９側へ移動させてシャフト９とボ
ール１８との当接状態を調整する。また、潤滑用オイル
の交換は、オイルケース５３をモータハウジング５１か
ら取り外して中のオイルを入れ換える。

【００６２】アウタロータ６及びインナロータ１０を高
速で回転する場合、ロータユニットの共振点を使用回転
数より大きくする必要がある。そのためには、前記のよ
うにるロータシャフト５及びシャフト９をできるだけ短
くする必要がある。スラスト軸受をサーボモータ１１と
一体化したこの構成の場合は、スラスト軸受１５とサー
ボモータ１１とを別体にした場合に比較してロータシャ
フト５及びシャフト９を短くできる。その結果、使用回
転速度をより高速にできる。

【００６３】また、スラスト軸受１５とサーボモータ１
１とを別体にした場合は、シャフト９に対してモータの
芯出しと、スラスト軸受１５のボール１８との芯出しと
の２回の芯出し作業が必要となる。しかし、この構成で
は芯出し作業が１回で済み、工数が減少する。

【００６４】（３） 被検知部３２に形成するＮ極及び
Ｓ極の組数を２個以上としてもよい。ロータシャフト５
の１回転毎に磁気センサ３３から出力されるパルス数は
前記組数と同じとなり、２組あれば２個、３組あれば３
個出力される。

【００６５】（４） 第１及び第２のカウンタ４１，４
２用の基準発振器としてコンピュータの基準クロック発
振器４５を共用せずにカウンタ４１、４２専用の基準発
振器を設けても良い。この場合、コンピュータの能力に
関係なく基準発振器の周波数を高くでき、回転速度の測
定を高精度でできる。

【００６６】（５） インナロータ１０のシャフト９の
端部がサーボモータ１１の回転子１２に一体回転可能に
組み付けられた構成に代えて、インナロータ１０を駆動
するサーボモータとして独立のサーボモータを使用して
もよい。

【００６７】（６） Ｄ／Ａコンバータ４８の分解能や
カウンタ４１、４２のビット幅あるいは分周回路４３、
４４の分周比を、所望の精度に対応して前記実施の形態
以外のものに変更してもよい。

【００６８】（７） カウンタ４１、４２としてダブル
バッファ式以外のものを採用してもよい。 （８） スラスト軸受として接触型のスラスト軸受に代
えて、非接触型のスラスト軸受、例えば磁石の反発力を
利用したものや、圧縮空気の作用を利用したものを使用
してもよい。

【００６９】（９） インナロータ１０の形状は円盤状
に限らず、回転時の動バランスが保てる形状であればよ
い。また、糸道２２の形状やガイド部材２３の形状を適
宜変更してもよい。前記実施の形態及び変更例から把握
できる請求項記載以外の発明について、以下にその効果
とともに記載する。

【００７０】（１） 請求項４又は請求項５に記載の発
明において、前記カウンタをダブルバッファ式とする。
この場合、アウターロータ及び糸引出しローラの回転速
度に対応するパルス数を連続的に計測できる。

【００７１】（２） ダブルロータ式オープンエンド精
紡機において、各錘毎に設けられたインナロータ駆動用
のモータのハウジングに、インナーロータのシャフトの
スラスト力を受けるスラストボール軸受を一体的に形成
する。この場合、スラスト軸受とインナロータ駆動用の
モータとを別体にした場合に比較してシャフトを短くで
き、使用回転速度をより高速にできる。

【００７２】（３） （２）のスラストボール軸受はオ
イル供給部材を介してボールに供給するオイルを貯留す
るオイルケースが前記ハウジングに着脱可能に固定され
ている。この場合、潤滑用オイルの交換が容易となる。

【００７３】

【発明の効果】以上詳述したように請求項１〜請求項４
に記載の発明によれば、アウタロータ及びインナロータ
を各錘毎に高精度で同期駆動することができる。

【００７４】請求項２に記載の発明では、インナロータ
の回転軸の端部がサーボモータの回転子に一体回転可能
に組み付けられているため、装置がコンパクトになる。
また、独立したサーボモータの出力軸にインナロータの
回転軸を連結する場合に比較して芯出しの手間が簡単に
なる。

【００７５】請求項３に記載の発明では、基準発振器の
出力パルスの周期を小さく（周波数を高く）することに
より、アウターロータ及び糸引出しローラの回転速度の
検出精度を簡単に高めることができ、インナロータを高
精度でアウタロータと同期駆動できる。

【００７６】請求項４に記載の発明では、分周比を各錘
の制御周期に対応して設定することにより、アウターロ
ータ及び糸引出しローラの回転速度を効率良く演算でき
る。請求項５に記載の発明では、演算手段を構成するマ
イクロプロセッサの基準クロック発振器がカウンタ用の
基準発振器として使用されるため、新たに各カウンタ用
の基準発振器を設ける必要がない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施の形態のオープンエンド精紡機の概略断
面図。

【図２】 （ａ）はアウタロータの開口側から見た部分
断面図、（ｂ）はインナロータの断面図。

【図３】 被検知部の概略斜視図。

【図４】 電気的構成を示すブロック図。

【図５】 基準クロック、分周回路の出力パルスを示す
線図。

【図６】 変更例の部分断面図。

【図７】 別の変更例の部分断面図。

【図８】 従来装置の概略断面図。

【符号の説明】

５…回転軸としてのロータシャフト、６…アウタロー
タ、６ａ…繊維集束部、７…駆動ベルト、９…シャフ
ト、１０…インナロータ、１１…サーボモータ、１２…
回転子、２７…糸引出し通路、３２，５０…被検知部、
３３…磁気センサ、３４…制御手段としての制御装置、
３５…糸引出しローラとしてのテイクアップローラ、３
６…回転速度検出手段としてのロータリエンコーダ、３
８…演算手段及びマイクロプロセッサとしてのＣＰＵ、
４１…第１のカウンタ、４２…第２のカウンタ、４５…
基準発振器としての基準クロック発振器、Ｙ…糸。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 繊維が集束する繊維集束部を有するアウ
   タロータ内に、前記繊維集束部から引き出された糸を糸
   引出し通路の端部へ案内するインナロータを前記アウタ
   ロータと同軸線上に設けるとともに、前記インナロータ
   を前記アウタロータと独立して積極駆動可能にしたロー
   タ式オープンエンド精紡機において、 前記インナロータを各錘毎に回転駆動するサーボモータ
   と、 前記アウタロータ又はアウタロータと一体に回転する回
   転軸に設けられた磁化された被検知部を検知してアウタ
   ロータの回転速度を検出する磁気センサと、 糸引出しローラの回転速度を検出する回転速度検出手段
   と、 前記磁気センサ及び回転速度検出手段の検出信号に基づ
   いて前記アウタロータ及び糸引出しローラの回転速度に
   対応する適正な前記インナロータの回転速度を演算する
   演算手段と、 前記演算された回転速度で前記インナロータが回転する
   ように前記サーボモータを制御する制御手段とを備えた
   ロータ式オープンエンド精紡機のロータ駆動装置。
2. 【請求項２】 前記インナロータの回転軸の端部が前記
   サーボモータの回転子に一体回転可能に組み付けられて
   いる請求項１に記載のロータ式オープンエンド精紡機の
   ロータ駆動装置。
3. 【請求項３】 前記磁気センサ及び回転速度検出手段は
   アウタロータ及び糸引出しローラの回転数にそれぞれ対
   応したパルス信号を出力し、前記演算手段は磁気センサ
   及び回転速度検出手段から所定数のパルス信号が出力さ
   れる間に基準発振器から出力されるパルス数のカウント
   値に基づいて前記アウタロータ及び糸引出しローラの回
   転速度を演算する請求項１又は請求項２に記載のロータ
   式オープンエンド精紡機のロータ駆動装置。
4. 【請求項４】 前記演算手段は前記磁気センサ及び回転
   速度検出手段の出力パルス信号を分周し、分周後のパル
   ス信号の１パルス間に前記基準発振器から出力されるパ
   ルス数をそれぞれカウントするカウンタのカウント値に
   基づいて前記アウタロータ及び糸引出しローラの回転速
   度を演算する請求項３に記載のロータ式オープンエンド
   精紡機のロータ駆動装置。
5. 【請求項５】 前記演算手段はマイクロプロセッサによ
   り構成され、前記基準発振器はマイクロプロセッサの基
   準クロック発振器である請求項３又は請求項４に記載の
   ロータ式オープンエンド精紡機のロータ駆動装置。