JPH10197372A - 糸張力検知センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 糸の走行速度が速くても、精度良く糸張力を
測定することができる糸張力検知センサを得る。 【解決手段】 ケース２に両端部で固定された金属板３
の可動部３２上に突設された可動糸案内１２と、可動部
３２の下面に設けたシャフト１４に取り付けた磁石４
と、磁石４に対向して定位置に設けた磁気抵抗素子５と
からなる糸張力検知センサ。可動糸案内１２に掛けられ
た糸８が高速走行すると、張力と金属板３の弾性力がバ
ランスする位置まで可動糸案内１２、可動部３２及び磁
石４が一体的に移動する。磁石４の移動に基づいて磁気
抵抗素子５の出力電圧が変化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、糸張力検知セン
サ、特に、紡績機において糸の巻き取り時の糸張力を検
知する糸張力検知センサに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の糸張力検知センサとして
は特公平６−２９８１４号公報記載のものが知られてい
る。この糸張力検知センサは２個の固定糸案内の間に設
けられ、かつ糸の走行によって糸の走行方向に対して直
角に作用を受ける可動糸案内を備え、この可動糸案内に
糸を掛ける構造をしている。具体的には、一端がハウジ
ングに固定されているバネ板の開放側先端部上面に可動
糸案内が取り付けられ、下面に磁石が取り付けられ、糸
が掛けられた状態で磁石がホール効果センサに対向する
ように設定されている。そして、糸の巻き取り時の糸の
張力を可動糸案内を下方へ押す力に変換し、その押す力
に応じて上下に移動する磁石からの磁束密度の変化をホ
ール効果センサにて検知して、糸張力を測定している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
糸張力検知センサの可動糸案内は、バネ板に取り付けら
れていたため、糸の張力変化に応じて糸の走行方向に直
角に力を受けたとき、バネ板の固定部を支点として円運
動していた。従って、バネ板が短くて弾性が強いと可動
糸案内の位置とバネ板の弾性力が線形になる範囲が限ら
れ、測定可能範囲が狭くなってしまう。一方、バネ板と
して、長くて弾性が弱いものを用いると、特に、糸の巻
き取り速度を速くした場合、バネの弾性の弱さによっ
て、張力の変化の速さに追従できず検知不良を起こすば
かりか、異常振動を起こし磁石のジャンピングや糸絡
み、糸切れを発生させてしまうことがあった。また、バ
ネ板の片側だけを支持しているため不安定であり、とき
に検出誤差を生じさせていた。よって、精度良く張力を
測定できないという不具合があった。

【０００４】そこで、本発明の目的は、糸の走行速度が
速くても、精度良く糸張力を測定することができる糸張
力検知センサを提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
め、本発明に係る糸張力検知センサは、所定の間隔でケ
ースに固定された二つの固定糸案内と、この固定糸案内
の間に設けられ、糸の走行によって走行方向に対して直
交する方向に作用力を受ける可動糸案内と、少なくとも
両端部で前記ケースに固定され、前記可動糸案内を可動
部の略中央に突設保持し、該可動部が前記作用力に応じ
て略平行状態で変位可能な弾性を有する金属板と、この
金属板の可動部の変位に連動して移動する磁石と、この
磁石に対向して定位置に設けた磁気抵抗素子とを備えた
ことを特徴としている。

【０００６】ここで、可動部の周囲に複数のスリットを
設けるか、可動部と両端部との間に湾曲部を形成するこ
とで金属の可動部を弾性変位可能とした。

【０００７】

【作用】以上の構成において、可動糸案内及び磁石は金
属板の可動部と共に一体的に変位可能である。固定糸案
内及び可動糸案内に掛けられた糸が高速で走行すると、
糸の張力に応じた力が、可動糸案内に糸の走行方向と直
角に作用する。すると、金属板にたわみが発生し弾性力
が生ずる。ついには、この弾性力が、可動糸案内に作用
する力と向きを逆にして同じ大きさとなり、可動糸案内
に作用する力と弾性力が釣り合い、可動糸案内は静止す
る。この可動糸案内の一連の動きと同じ動きを可動糸案
内と一体化している磁石が行う。この結果、磁石より磁
気抵抗素子へ発せられる磁束密度が変化して、その変化
が電圧（抵抗）変化として出力される。つまり、この糸
張力検知センサによって糸の張力が電圧変化として検知
される。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る糸張力検知セ
ンサの実施形態について添付図面を参照して説明する。

【０００９】（第１実施形態、図１〜図５参照）図１〜
図４に示すように、糸張力検知センサは、概略、固定糸
案内１１、可動糸案内１２、ケース２、金属板３、磁石
４、磁気抵抗素子５にて構成されている。２個の固定糸
案内１１及び可動糸案内１２はそれぞれ糸が掛けられる
ものであり、糸との接触部の摩耗係数が小さくなるよう
に形成されている。２個の固定糸案内１１は、ケース２
の上面の両側に固定されている。

【００１０】金属板３は、弾性を持つ金属材料から、可
動部３２を囲むように複数のスリット３１を設けて成形
されたものである。この金属板３のスリット３１を形成
した部分の弾性が弱いため、可動部３２を押すと可動部
３２は平面を保ったまま下方に変位するようになってい
る。図３に示すように、この金属板３はケース２の空間
部を塞ぐようにケース２の上面に設けられており、両端
部３３がそれぞれネジ２２によって留められている。金
属板３の可動部３２の弾性は、スリット３１の長さや形
状を変えることにより所望の強さに設定できる。

【００１１】可動糸案内１２はシャフト１３が一体とな
っている。このシャフト１３の下面が前記金属板３の可
動部３２の上面中央部に固着されており、可動糸案内１
２は２個の固定糸案内１１よりやや上方に位置してい
る。

【００１２】金属板３の可動部３２の下面には、シャフ
ト１４が前記シャフト１３と同軸上に固着されており、
シャフト１４の下部には、磁石４が設けられている。図
４に示すように、ケース２内に溝２１が縦に形成されて
おり、磁石４が摺動可能に嵌着されている。溝２１は滑
り良く仕上げられており、磁石４に対する摩擦抵抗は極
力抑えられている。また、磁石４の下方への超過移動
は、溝２１の底面２３によって防止されるようになって
いる。

【００１３】磁気抵抗素子５は、磁石４に対向する位置
で、上下に運動する磁石４の障害とならない場所に設け
られている。磁気抵抗素子５の裏側には鉄等の磁性材か
らなるバックヨーク６が設けられており、磁石４から発
せられる磁力線がバックヨーク６に集められる過程で、
磁気抵抗素子５に磁力線密度が集中するようになってい
る。

【００１４】さらに、磁気抵抗素子５は、引出線５１に
よって、図示しない外部回路と接続されており、磁気抵
抗素子５の抵抗変化がその外部回路に出力される構成と
なっている。

【００１５】次に、以上の構成からなる糸張力検知セン
サの動作について説明する。図２に示すように、固定糸
案内１１及び可動糸案内１２の上部のそれぞれに渡るよ
うに糸８を掛ける。糸８が走行して張力が増加すると、
可動糸案内１２は二つの固定糸案内１１の接線より突出
して位置しているため、糸走行方向に直角に作用する力
Ｆを受ける。可動糸案内１２は、シャフト１３を介して
金属板３の可動部３２を下方に押す。この動作により、
金属板３の可動部３２が下方に移動する。この移動にと
もない、可動部３２が戻ろうとする弾性力が増加する。
ついには、弾性力は可動糸案内１２への作用力Ｆと向き
を逆にして同じ大きさになり、弾性力と可動糸案内１２
への作用力Ｆは釣り合う。よって、可動部３２は静止す
る。

【００１６】また、金属板３の可動部３２の下方への移
動にともない、その可動部３２の下面に設けられたシャ
フト１４が下方に移動し、シャフト１４の下部に設けら
れた磁石４も下方に移動し、可動部３２が静止したと同
時にシャフト１４及び磁石４が静止する。

【００１７】糸８の張力が減少すれば、可動糸案内１２
を下向きに押す作用力Ｆが弱まり、可動糸案内１２は、
この作用力Ｆと金属板３の可動部３２の弾性力が釣り合
うまで上昇し、釣り合った時点で静止する。磁石４も、
可動糸案内１２の上昇にともない上昇し、可動糸案内１
２の静止と同時に静止する。

【００１８】上記のように張力に応じて上下に磁石４が
移動し、磁気抵抗素子５に作用する磁束密度が変化し、
この磁束密度の変化が抵抗（電圧）変化として外部回路
に出力される。つまり、糸の張力を抵抗変化で出力する
ものである。

【００１９】このようにして、このセンサは、測定に最
適な弾性に設定した金属板３を用いて、張力測定を行え
るものであるから、糸８の走行速度が急変して張力の変
化が著しくなったとしても、糸の張力変化に可動部３２
が追従することができる。また、金属板３の両端を固定
することによって金属板３が異常振動することはなく、
磁石４のジャンピングや糸絡み、糸切れを生じさせな
い。また、金属板３は両端がケース２に固定されている
ため安定しており、張力測定誤差を生じさせることがほ
とんどない。よって、このセンサは、精度よく張力を検
知できるものである。

【００２０】さらに付言すれば、可動糸案内１２に作用
する力Ｆのベクトルと、この力Ｆに対抗する金属板３の
弾性力のベクトルは常に同一直線上にある。これに比べ
て従来の技術（特公平６−２９８１４号公報）では、可
動糸案内に作用する力Ｆのベクトルとこの力Ｆに対抗す
るバネ板の弾性力のベクトルとは互いに角度を成してい
るばかりか、その角度は刻一刻に変化している。よっ
て、本実施形態のセンサは従来のものに比べ精度の高さ
で勝っている。

【００２１】さらに、糸８がジャミングしても磁石４が
ケースの底面２３で止まり、可動糸案内１２が使用範囲
外まで移動することを防止する。また、スリット３１の
形状を工夫すれば、小さな金属板３にも適当な弾性を持
たせることができる。

【００２２】図５は糸８を１２００ｍ／分の高速で走行
させたとき、この糸張力検知センサの出力特性を示した
ものである。グラフが示すように、この糸張力検知セン
サは、糸８の張力と磁石４のストロークと出力電圧とが
線形性を有する範囲を持っている。よって、その線形性
を示す範囲で糸８の張力を測定することで、より精度の
高い測定ができる。ここでは、張力とストローク及び出
力との関係が比例する範囲を、このセンサの使用範囲と
している。具体的には、張力が０ｇから１００ｇまで測
定できるようにしており、５０ｇの張力のときはストロ
ークが０．１ｍｍで＋２０ｍＶの出力がなされ、１００
ｇの張力のときはストロークが０．２ｍｍで＋４０ｍＶ
の出力がなされるようになっている。

【００２３】（第２実施形態、図６〜図８参照）本第２
実施形態は、基本的には前記第１実施形態と同様の構成
を有している。異なる点は、前記複数のスリット３１と
このスリット３１に囲まれた可動部３２を有する金属板
３に代えて、可動部７２を挟んで湾曲部７１を有してい
る金属板７をケース２に取り付けた点にある。従って、
図６〜図８において、図１〜図４と同じ部材には同じ符
号を付し、その説明は省略する。

【００２４】湾曲部７１を有する金属板７は、スリット
３１を有する金属板３と同様、弾性を有する金属材を加
工したものである。湾曲部７１の弾性は可動部７２に比
較して弱く設定されており、可動部７２を押すと湾曲部
７１が広がるように変形し、可動部７２は平面を保った
まま下方へ移動する。

【００２５】図６、図８に示すように、この金属板７の
両端部７３はケース２の上面に第１実施形態と同様、ネ
ジ２２で固定されている。可動部７２の弾性変位量は湾
曲部７１の形状等を変えることで容易に調整できる。よ
って、張力検知の際の追従性のよい最適な金属板７を得
られるため、精度良い測定ができることは第１実施形態
に同じである。また、糸８の張力が電圧変化として出力
される構成は第１実施形態に同じであり、その説明は省
略する。

【００２６】（他の実施形態）なお、本発明に係る糸張
力検知センサは前記実施形態に限定するものではなく、
その要旨の範囲内で種々に変更することができる。

【００２７】図２、図７に示すような、糸８を可動及び
固定糸案内１１，１２の上部に掛ける方法に限らず、可
動糸案内１２の上部に糸８を掛けると共に、固定糸案内
１１の形状を工夫して、固定糸案内１１の下部に糸８を
掛けるような方法を用いてもよい。

【００２８】また、本発明の実施形態では、糸８を可動
糸案内１２の上部に掛け、糸８の張力を可動糸案内１２
を下方へ押す力Ｆに変換し、その後に電圧変化に変換す
る方法を用いているが、可動糸案内１２の形状を工夫し
て、可動糸案内１２の下部に糸８を掛けて、糸８の張力
を可動糸案内１２を上方へ引っ張る力に変換した上で電
圧変化に変換する方法を用いてもよい。

【００２９】さらに、大きさが等しく、弾性の違う種々
の金属板３，７を用意しておき、測定範囲によって、適
当な金属板３，７を用いるようにすれば、かなり精度よ
く張力を測定できる。

【００３０】また、可動糸案内１２の上下動を磁石４の
回転運動に変換させる構造を採用して、磁気抵抗素子５
への磁束密度を変化させるようにしてもよい。

【００３１】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、糸の張力に応じた可動糸案内に作用する力で金
属板の可動部が略平行状態で変位可能としたため、金属
板が異常振動をおこすことなく、糸の張力の変化をほと
んど誤差を生じさせずに磁気抵抗素子の出力として取り
出すことができる。よって、高速で走行中の糸の張力を
常に精度よく検知することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る糸張力検知センサの第１実施形態
を示す平面図。

【図２】図１のＡ−Ａ断面図。

【図３】図１のＢ−Ｂ断面図。

【図４】図３のＣ−Ｃ断面図。

【図５】第１実施形態における検知出力特性を示すグラ
フ。

【図６】本発明に係る糸張力検知センサの第２実施形態
を示す平面図。

【図７】図６のＤ−Ｄ断面図。

【図８】図６のＥ−Ｅ断面図。

【符号の説明】

２…ケース ３…金属板 ４…磁石 ５…磁気抵抗素子 ７…金属板 １１…固定糸案内 １２…可動糸案内 ３１…スリット ７１…湾曲部 ３２，７２…可動部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の間隔でケースに固定された二つの
   固定糸案内と、 前記固定糸案内の間に設けられ、糸の走行によって走行
   方向に対して直交する方向に作用力を受ける可動糸案内
   と、 少なくとも両端部で前記ケースに固定され、前記可動糸
   案内を可動部の略中央に突設保持し、該可動部が前記作
   用力に応じて略平行状態で変位可能な弾性を有する金属
   板と、 前記金属板の可動部の変位に連動して移動する磁石と、 前記磁石に対向して定位置に設けた磁気抵抗素子と、 を備えたことを特徴とする糸張力検知センサ。
2. 【請求項２】 前記金属板は可動部の周囲に複数のスリ
   ットが形成されていることを特徴とする請求項１記載の
   糸張力検知センサ。
3. 【請求項３】 前記金属板は可動部と両端部との間に湾
   曲部が形成されていることを特徴とする請求項１記載の
   糸張力検知センサ。