JP2009227412A - 糸巻取機及び糸巻取方法 - Google Patents

Abstract

【課題】加速巻取区間のトラバース幅の制御方法を例えば糸の巻き方法に応じて柔軟に変更することができ、年輪や綾落ちの発生を抑制できる糸巻取機を提供する。
【解決手段】自動ワインダは、パッケージ駆動モータ４１と、トラバース駆動モータ４５と、トラバース幅短縮部６３と、を備える。トラバース駆動モータ４５は、パッケージ駆動モータ４１により回転する巻取ボビン２２に巻き取られる糸２０を綾振るためのトラバースガイド１１を往復駆動する。トラバース幅短縮部６３は、加速巻取区間において、設定器５１で設定された初期トラバース幅に基づく目標トラバース幅より小さい一定の縮小トラバース幅でトラバースを行うようにトラバース駆動モータ４５を制御する縮小幅一定モードと、縮小トラバース幅から巻取速度が増加するにつれて連続的に増加するトラバース幅でトラバースを行うようにトラバース駆動モータ４５を制御する縮小幅変更モードと、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は糸巻取機に関するものであり、詳細には、加速巻取区間における綾振幅の制御に関するものである。

綾振を行いながら巻取ボビンに糸を巻き取って所定長のパッケージを生成する糸巻取機において、巻取ボビンの巻取開始時は回転の立ち上がりが円滑でなく、不規則かつ唐突に回転が開始されることが多い。また、巻取速度が所定の巻取速度に達するまでは、巻取速度が変動するため、走行する糸に発生するテンションも巻取速度に応じて変動する。このため、巻取開始から所定の巻取速度に達するまでの加速巻取区間は、糸のテンション変動が生じ易く不安定な状態となっている。

糸のテンションが安定でない場合、パッケージに巻き取られる糸の挙動が安定しないため、綾落ちが生じ易くなってしまう。これを回避するため、巻取ボビンの巻取速度が所定の巻取速度に達するまでの間に綾振幅を短縮するように制御する構成の糸巻取装置（糸巻取機）が特許文献１に開示されている。

この特許文献１の糸巻取装置は、糸巻取用の巻取ボビンを回転駆動するための巻取ボビン回転駆動モータと、前記巻取ボビンへの糸の巻取りの際にその糸を綾振るためのトラバース装置と、を備える。前記トラバース装置は、糸と係合して糸を綾振りさせるためのトラバースガイドと、前記巻取ボビン回転駆動モータとは切り離されて駆動し、前記トラバースガイドを移動させるためのトラバースガイド駆動モータと、を有する。更に、前記糸巻取装置は、前記巻取ボビン回転駆動モータ及び前記トラバースガイド駆動モータを制御する制御装置を備える。この制御装置は、前記巻取ボビン回転駆動モータを速度ゼロから所定の速度まで加速させる巻取加速手段と、この巻取加速手段による前記巻取ボビン回転駆動モータの少なくとも回転開始直後において、前記トラバースガイドのトラバースストロークを狭めるように前記トラバースガイド駆動モータを制御するトラバースストローク短縮手段と、を備える。特許文献１は、この構成により、加速巻取区間においてはトラバース幅を短縮することで、糸のテンションが不安定な加速巻取区間でも綾落ちを防止できるとしている。
特開２００７−２１０７７６号公報

しかし、糸巻取機を用いた糸の巻取においては、巻取速度をゼロから所定速度まで短時間で加速できないことがある。例えば、高品質の糸や細番手の糸を巻き取る場合は、巻取テンションの変動を小さくするために巻取速度の加速を通常より緩やかに行う必要があり、この場合には加速巻取区間を通常よりも長く確保しなければならない。

この点、特許文献１の構成では、加速巻取区間が長くなると、縮小されたトラバース幅の部分に形成される糸層が厚くなり、加速巻取区間が終了すると、その上から通常のトラバース幅で糸層が形成される。従って、トラバース幅の違いに起因する段差がパッケージ表面に生じることになる。また、一般的な糸巻取機では、巻取作業中に糸切れや糸切断等が発生すると、その都度巻取ボビンをいったん停止させ、糸継作業後に巻取速度を再び加速させることになる。従って、巻取停止ごとに前記段差が形成されてパッケージ表面に積み重なるような状態となり、パッケージ不良の１つである年輪の原因ともなっていた。

また、パッケージの周面に接触ローラを接触させて、この接触ローラとパッケージとの間で糸をニップしながら糸を巻き取る構成の糸巻取機においては、前述のようにパッケージ表面に段差が形成されると、パッケージの軸方向端部側で糸のニップが弱まる原因となる。このようにニップ力が低下すると、パッケージ端部での巻取位置が不安定となって綾落ちが発生する原因となっていた。

更に、糸巻取機での糸の巻取においては、パッケージが巻き太るにつれて、その軸方向両端部近傍において糸層の表面が拡径方向に盛り上がる現象（いわゆる耳高）が発生することがある。この点、前記特許文献１の構成では、加速巻取区間の終了直前においてパッケージが相当に大きい速度で回転している場合でも、糸がパッケージの端部側までトラバースされない。従って、パッケージの前記耳高部分の糸層表面は、新しい糸で覆われないまま、パッケージの回転に伴って前記接触ローラに多数回繰り返して接触することになる。そのため、耳高部分の糸層が接触ローラとの摩擦によって損傷し易く、糸切れの原因になることもあった。

本発明は以上の事情に鑑みてなされたものであり、その主要な目的は、糸の巻き方法に応じて加速巻取区間の綾振幅の制御方法を柔軟に変更することができ、年輪や綾落ちの発生を抑制できる糸巻取機を提供することにある。

課題を解決するための手段及び効果

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。

本発明の第１の観点によれば、巻取ボビンに糸を巻き取ってパッケージを形成する糸巻取機において、以下の構成が提供される。即ち、この糸巻取機は、巻取駆動部と、巻取駆動制御部と、綾振ガイドと、綾振ガイド駆動部と、綾振幅制御部と、設定部と、を備える。前記巻取駆動部は、前記巻取ボビンを回転駆動する。前記巻取駆動制御部は、前記巻取駆動部の回転速度を制御し、糸の巻取速度を制御する。前記綾振ガイドは、前記巻取ボビンに巻き取られる糸を綾振る。前記綾振ガイド駆動部は、前記綾振ガイドを往復駆動する。前記綾振幅制御部は、前記綾振ガイドの綾振幅を制御する。前記設定部は、前記綾振ガイドの綾振幅を設定できるように構成されている。前記綾振幅制御部は、前記巻取ボビンの巻取速度が所定の巻取速度に達するまでの間の綾振幅を制御する制御モードとして、第１制御モードと、第２制御モードと、を有する。前記第１制御モードでは、前記綾振幅制御部は、前記設定部で設定された設定綾振幅に基づく目標綾振幅より狭い一定の縮小綾振幅で綾振を行うように前記綾振ガイド駆動部を制御する。前記第２制御モードでは、前記綾振幅制御部は、前記設定部で設定された設定綾振幅に基づく目標綾振幅より狭い縮小綾振幅から巻取速度が増加するにつれて連続的に増加する綾振幅で綾振を行うように前記綾振ガイド駆動部を制御する。

これにより、前記巻取ボビンの巻取速度が所定の巻取速度に達するまでの間においては、当該所定の巻取速度に達した後よりも狭い綾振幅で綾振を行うので、糸のテンション変動に起因する綾落ちを防止することができる。また、巻取速度が所定の巻取速度に達するまでにおける綾振幅を制御する制御モードを２つの制御モードから選択できるので、パッケージの巻き方法等に応じて柔軟に対応することができる。更に、第２制御モードを選択した場合は、巻取速度に応じて綾振幅が縮小状態から連続的に増加していくので、パッケージの中央部と端部の間で表面に段差が発生することを防止できる。従って、年輪の発生を防止できるとともに、パッケージの段差によって巻取位置が不安定になり綾落ちが生じることを防止することができる。また、前記第２制御モードでは、巻取中にパッケージの軸方向端部に耳高が発生している場合であっても、巻取加速中においては徐々に綾振幅が拡大され、やがて、当該耳高部分を覆うように糸が綾振りされる。従って、耳高部分の糸層表面において糸の同一箇所が過度に擦れることを回避し、損傷による糸切れの発生を防止することができる。

本発明の第２の観点によれば、巻取ボビンに糸を巻き取ってパッケージを形成する糸巻取方法において、以下のステップを含む方法が提供される。即ち、第１ステップでは、前記巻取ボビンの巻取速度が所定の巻取速度に達するまでの間の綾振幅を定常時の綾振幅より短縮させる制御モードを第１制御モードと第２制御モードとから選択する。第２ステップでは、前記第１ステップで前記第１制御モードが選択された場合は、前記定常時の綾振幅より狭い一定の縮小綾振幅で綾振を行いながら糸を巻き取り、前記第１ステップで前記第２制御モードが選択された場合は、前記定常時の綾振幅より狭い縮小綾振幅から巻取速度が増加するにつれて連続的に増加する綾振幅で綾振を行いながら糸を巻き取る。

これにより、前記巻取ボビンの巻取速度が所定の巻取速度に達するまでの間においては、当該所定の巻取速度に達した後よりも狭い綾振幅で綾振を行うので、糸のテンション変動に起因する綾落ちを防止することができる。また、巻取速度が所定の巻取速度に達するまでにおける綾振幅を制御する制御モードを第１ステップにおいて２つの制御モードから選択できるので、パッケージの巻き方法等に応じて柔軟に対応することができる。更に、第２制御モードを選択した場合は、巻取速度に応じて綾振幅が縮小状態から連続的に増加していくので、パッケージの中央部と端部の間で表面に段差が発生することを防止できる。従って、年輪の発生を防止できるとともに、パッケージの段差によって巻取位置が不安定になり綾落ちが生じることを防止することができる。また、前記第２制御モードでは、巻取中にパッケージの軸方向端部に耳高が発生している場合であっても、巻取加速中においては徐々に綾振幅が拡大され、やがて、当該耳高部分を覆うように糸が綾振りされる。従って、耳高部分の糸層表面において糸の同一箇所が過度に擦れることを回避し、損傷による糸切れの発生を防止することができる。

本発明の第３の観点によれば、前記糸巻取方法によって形成されたパッケージが提供される。

これにより、綾落ちや年輪の発生を防止するとともに、巻取中に耳高が発生した場合でも糸へのダメージの蓄積が少ないので、高品質なパッケージを提供することができる。

本発明の第４の観点によれば、巻取ボビンに糸を巻き取ってパッケージを形成する糸巻取機において、以下の構成が提供される。即ち、この糸巻取機は、巻取駆動部と、巻取駆動制御部と、綾振ガイドと、綾振ガイド駆動部と、綾振幅制御部と、設定部と、を備える。前記巻取駆動部は、前記巻取ボビンを回転駆動する。前記巻取駆動制御部は、前記巻取駆動部の回転速度を制御し、糸の巻取速度を制御する。前記綾振ガイドは、前記巻取ボビンに巻き取られる糸を綾振る。前記綾振ガイド駆動部は、前記綾振ガイドを往復駆動する。前記綾振幅制御部は、前記綾振ガイドの綾振幅を制御する。前記設定部は、前記綾振ガイドの綾振幅を設定できるように構成されている。前記綾振幅制御部は綾振幅変更部を備える。この綾振幅変更部は、前記巻取ボビンの巻取速度が所定の巻取速度に達するまでの間に、前記設定部で設定された設定綾振幅に基づく目標綾振幅より狭い縮小綾振幅から巻取速度が増加するにつれて連続的に増加する綾振幅で綾振を行うように前記綾振ガイド駆動部を制御する。

これにより、テンションが不安定な巻取開始時に生じる綾落ちを防止するとともに、巻取速度に応じて綾振幅が縮小状態から連続的に増加していくので、パッケージの中央部と端部の間で表面に段差が発生することを防止できる。従って、年輪の発生を防止できるとともに、パッケージの段差によって巻取位置が不安定になって綾落ちが生じることを防止することができる。また、巻取中にパッケージに耳高が発生した場合であっても、加速巻取区間の終期においては糸層が当該耳高部分を覆うように形成されるので、耳高の部分が強く擦れてしまい糸切れの原因となることを防止できる。

以下、本発明の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は本発明の一実施形態に係る自動ワインダが備えるワインダユニットを示す正面模式図及びブロック図である。

図１に示すワインダユニット１０は、給糸ボビン２１から解舒される糸２０をトラバースさせながら巻取ボビン２２に巻き付けて、所定長で所定形状のパッケージ３０とするものである。本実施形態の自動ワインダ（糸巻取機）は、並べて配置された複数のワインダユニット１０と、その並べられた方向の一端に配置された図略の機台制御装置と、を備えている。

それぞれのワインダユニット１０は、巻取ユニット本体１６と、ユニット制御部５０と、を備えている。

前記巻取ユニット本体１６は、給糸ボビン２１と巻取ボビン２２との間の糸走行経路中に、給糸ボビン２１側から順に、バルーンコントローラ１２と、テンション付与装置１３と、スプライサ装置１４と、クリアラ（糸品質測定器）１５と、を配置した構成となっている。

バルーンコントローラ１２は、給糸ボビン２１の芯管に被さる規制部材４０を給糸ボビン２１からの糸の解舒と連動して下降させることにより、給糸ボビン２１からの糸の解舒を補助するものである。規制部材４０は、給糸ボビン２１から解舒された糸の回転と遠心力によって給糸ボビン２１上部に形成されたバルーンに対し接触し、当該バルーンに適切なテンションを付与することによって糸の解舒を補助する。規制部材４０の近傍には前記給糸ボビン２１のチェース部を検出するための図略のセンサが備えられており、このセンサがチェース部の下降を検出すると、それに追従して前記規制部材４０を例えばエアシリンダ（図略）によって下降させることができる。

テンション付与装置１３は、走行する糸２０に所定のテンションを付与するものである。テンション付与装置１３としては、例えば、固定の櫛歯３６に対して可動の櫛歯３７を配置するゲート式のものを用いることができる。可動側の櫛歯３７は、櫛歯同士が噛み合わせ状態又は解放状態になるように、例えばロータリ式に構成されたソレノイド３８により回動することができる。このテンション付与装置１３によって、巻き取られる糸２０に一定のテンションを付与し、パッケージ３０の品質を高めることができる。なお、テンション付与装置１３には、上記ゲート式のもの以外にも、例えばディスク式のものを採用することができる。

スプライサ装置１４は、クリアラ１５が糸欠点を検出して行う糸切断時、又は給糸ボビン２１からの解舒中の糸切れ時等に、給糸ボビン２１側の下糸と、パッケージ３０側の上糸とを糸継ぎするものである。このような上糸と下糸とを糸継ぎする糸継装置としては、機械式のものや、圧縮空気等の流体を用いるもの等を使用することができる。

クリアラ１５は、糸２０の太さを検出するための図略のセンサが配置されたクリアラヘッド４９と、このセンサからの糸太さ信号を処理するアナライザ５２と、を備えている。クリアラ１５は、前記センサからの糸太さ信号を監視することにより、スラブ等の糸欠陥を検出するように構成されている。なお、前記クリアラ１５は、糸２０の走行速度を検知するセンサ、及び、単に糸２０の有無を検知するセンサとしても機能させることができる。前記クリアラヘッド４９の近傍には、当該クリアラ１５が糸欠点を検出したときに直ちに糸２０を切断するためのカッタ３９が付設されている。

前記スプライサ装置１４の下側及び上側には、給糸ボビン２１側の下糸を捕捉してスプライサ装置１４に案内する下糸案内パイプ２５と、パッケージ３０側の上糸を捕捉してスプライサ装置１４に案内する上糸案内パイプ２６と、が設けられている。また、下糸案内パイプ２５と上糸案内パイプ２６は、それぞれ軸３３，３５を中心にして回動可能に構成されている。下糸案内パイプ２５の先端には吸引口３２が形成され、上糸案内パイプ２６の先端にはサクションマウス３４が備えられている。下糸案内パイプ２５及び上糸案内パイプ２６には適宜の負圧源がそれぞれ接続されており、前記吸引口３２及びサクションマウス３４に吸引流を発生させて、上糸及び下糸の糸端を吸引捕捉できるように構成されている。

前記巻取ユニット本体１６は、巻取ボビン（紙管、芯管）２２を着脱可能に支持するクレードル２３と、前記パッケージ３０の周面に接触して従動回転可能な接触ローラ２９と、を備えている。前記クレードル２３は、巻取ボビン２２の両端を挟持して回転可能に支持できるように構成されている。また、このクレードル２３は回動軸４８を中心に回動可能に構成されており、巻取ボビン２２への糸２０の巻取に伴う巻太りを、クレードル２３が回動することによって吸収できるように構成されている。

前記クレードル２３の巻取ボビン２２を挟持する部分にはパッケージ駆動モータ（巻取駆動部）４１が取り付けられており、このパッケージ駆動モータ４１により巻取ボビン２２を回転駆動して糸２０を巻き取るように構成されている。パッケージ駆動モータ４１のモータ軸は、巻取ボビン２２をクレードル２３に支持させたときに、当該巻取ボビン２２と相対回転不能に連結されるようになっている（いわゆるダイレクトドライブ方式）。

このパッケージ駆動モータ４１の作動はパッケージ駆動制御部（巻取駆動制御部）４２により制御され、このパッケージ駆動制御部４２はユニット制御部５０からの運転信号を受けて前記パッケージ駆動モータ４１の運転／停止を制御するように構成している。パッケージ駆動制御部４２はマイクロコンピュータとして構成されており、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えている。また、パッケージ駆動制御部４２は、巻取ボビン２２の回転を加速するようにパッケージ駆動モータ４１を制御する巻取加速部６２を備えている。

また、前記クレードル２３にはパッケージ回転センサ４３が取り付けられており、このパッケージ回転センサ４３は、クレードル２３に取り付けられた巻取ボビン２２の回転（巻取ボビン２２に形成された糸層３１の回転）を検出するように構成している。この巻取ボビン２２の回転検出信号は、パッケージ回転センサ４３から、前記パッケージ駆動制御部４２や前記ユニット制御部５０へ送信される。更に、前記回転検出信号は、後述するトラバース制御部４６に入力される。

また、前記クレードル２３にはロータリエンコーダ等からなるパッケージ径センサ（径センサ）４４が取り付けられており、このパッケージ径センサ４４は、クレードル２３の回動角の検出信号をユニット制御部５０へ送信し、ユニット制御部５０は、受信した検出信号に基づきパッケージ径を算出する。ユニット制御部５０は、算出したパッケージ径をパッケージ駆動制御部４２及びトラバース制御部４６へ送信する。

前記接触ローラ２９の近傍には前記トラバース装置２７が設けられており、このトラバース装置２７によって、糸２０がトラバース（綾振り）されながらパッケージ３０に巻き取られるようになっている。このトラバース装置２７は、トラバース方向に往復移動自在に設けられたトラバースガイド（綾振ガイド）１１と、このトラバースガイド１１を往復駆動するトラバース駆動モータ（綾振ガイド駆動部）４５と、を備えている。

前記トラバース装置２７は、支軸まわりに旋回可能に構成した細長状のアーム部材２８の先端に前記トラバースガイド１１をフック状に設けるとともに、このアーム部材２８を前記トラバース駆動モータ４５により図１の矢印のように往復旋回駆動させる構成になっている。本実施形態において前記トラバース駆動モータ４５はサーボモータで構成されている。

このトラバース駆動モータ４５の作動はトラバース制御部４６により制御され、このトラバース制御部４６は、ユニット制御部５０からの信号を受けて前記トラバース駆動モータ４５の運転／停止を制御するように構成している。また、トラバース装置２７はロータリエンコーダ等からなるトラバースセンサ４７を備えており、アーム部材２８の旋回位置（ひいては、トラバースガイド１１の位置）を検出して、位置信号を前記トラバース制御部４６へ送信できるように構成されている。

前記トラバース制御部４６はマイクロコンピュータとして構成されており、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えている。トラバース制御部４６は、所定の条件下でトラバースガイド１１のトラバース幅（トラバースストローク）を短縮するようにトラバース駆動モータ４５を制御するトラバース幅短縮部（綾振幅制御部）６３を備えている。

本実施形態では図１に示すように、前記パッケージ駆動モータ４１と前記トラバース駆動モータ４５とが別々に設けられており、巻取ボビン２２とトラバースガイド１１とは別個独立に駆動（制御）されるように構成されている。これにより、プレシジョン巻やステッププレシジョン巻等の多種多様な巻き方で巻取ボビン２２に糸２０を巻き取ることができる。

次に、巻取ユニット本体１６の電気的構成を説明する。図１に示すように、パッケージ駆動モータ４１を制御するパッケージ駆動制御部４２や、トラバース駆動モータ４５を制御するトラバース制御部４６や、カッタ３９を駆動するアナライザ５２や、テンション付与装置１３のソレノイド３８や、スプライサ装置１４等は、制御部としてのユニット制御部５０により制御される。

このユニット制御部５０はマイクロコンピュータとして構成されており、図略のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えている。また、前記ユニット制御部５０は各種の制御手段を含んでおり、上記に列挙した制御対象としての各装置や各部に対し所定の信号を送って制御し、糸２０の巻取作業のための制御や、糸切れ時又は糸切断時の糸継作業等の制御を行わせる。具体的には、ユニット制御部５０はパッケージ駆動制御部４２に各種制御パラメータを送信して、パッケージ駆動制御部４２にパッケージ駆動モータ４１を制御させる。また、ユニット制御部５０はトラバース制御部４６に各種制御パラメータを送信して、トラバース制御部４６にトラバース駆動モータ４５を制御させる。

また、ユニット制御部５０には設定器（設定部）５１が電気的に接続されている。設定器５１は図略の表示画面及び操作部を備え、オペレータがワインダユニット１０の各種操作を行うことができるように構成されている。具体的には、設定器５１によって、巻取作業中の巻取速度（設定巻取速度）、初期トラバース幅（設定トラバース幅）、及び、後述する加速巻取区間におけるトラバース幅の制御方法（制御モード）等を設定することができる。

設定器５１で設定される初期トラバース幅は、空の巻取ボビン２２に糸２０を巻き始める初期において、巻取速度が前記設定巻取速度に到達したとき（後述の定常巻取区間）のトラバース幅を意味する。トラバース制御部４６は、前記設定巻取速度で糸を巻き取っているときのトラバース幅（目標トラバース幅）を、前記初期トラバース幅に基づいて以下のように決定する。

即ち、本実施形態の自動ワインダは、設定器５１の操作により、図１に示すような巻き幅一定のパッケージ３０のほか、いわゆるテーパ巻のパッケージを形成することもできるように構成されている。そして、巻き幅が一定のパッケージを形成する場合は、トラバース制御部４６は前記目標トラバース幅を、パッケージ径にかかわらず常に初期トラバース幅と等しくなるように決定する。一方、テーパ巻のパッケージを形成する場合は、トラバース制御部４６は前記目標トラバース幅を、設定器５１で設定されるテーパ角等のパラメータに基づき、パッケージが巻き太るにつれて前記初期トラバース幅から緩やかに縮小するように決定する。

なお、この設定器５１による設定は、ワインダユニット１０ごとに設定したり、複数のワインダユニット１０の設定をまとめて行ったりすることができる。

更に、前記ユニット制御部５０はテンション付与装置１３に接続されており、糸２０への付加テンションを適宜制御することで、後述する糸の巻取テンションの変動を抑制している。

次に図２を参照して、加速巻取区間の巻取加速部６２及びトラバース幅短縮部６３の制御について説明する。図２は、２つの制御モードにおけるトラバース幅の制御を巻取ボビンの巻取速度と対応させて示すグラフである。

最初に、巻取加速部６２による制御について説明する。前記ワインダユニット１０において、空の巻取ボビン２２がクレードル２３に適切にセットされると、糸の巻取が開始される。また、解舒時の糸切れや前記カッタ３９による糸切断が発生し、スプライサ装置１４による糸継が完了した場合も、糸の巻取が開始（再開）される。

このとき、ユニット制御部５０はパッケージ駆動制御部４２へ信号を送り、信号を受信したパッケージ駆動制御部４２は、パッケージ駆動モータ４１を徐々に加速するように制御する。この加速制御は、巻取速度が前記設定巻取速度に達するまで行われる。図２（ａ）は、巻取開始からの時間に対する巻取速度の変化を示すグラフである。図２（ａ）に示すように、巻取速度が設定巻取速度に達すると、ユニット制御部５０はパッケージ駆動制御部４２へ信号を送り、信号を受信したパッケージ駆動制御部４２は、巻取速度の加速を終了して前記設定巻取速度で一定となるようにパッケージ駆動モータ４１を制御する。

なお、以後の説明では、回転を開始してから前記設定巻取速度に到達するまでの時間区間を加速巻取区間と称し、設定巻取速度に到達してからの時間区間を定常巻取区間と称する。

次に、トラバース幅短縮部６３による制御について説明する。即ち、前記加速巻取区間においては巻取速度がゼロから前記設定巻取速度まで変化するために、糸の走行テンションの変動等が発生する。また、仮に通常のトラバース幅（即ち、前述の目標トラバース幅）で糸２０を巻き取った場合であっても、トラバース装置２７の制御応答遅延により、トラバース装置２７が通常のトラバース幅を超えてトラバースされて、綾落ちが発生するおそれがある。

これを避けるため、本実施形態において前記トラバース制御部４６はトラバース幅短縮部６３を備えている。このトラバース幅短縮部６３は前記加速巻取区間においてトラバース幅を短縮し、定常巻取区間でのトラバース幅（前記目標トラバース幅）よりも狭い縮小トラバース幅で糸２０をトラバースするようにトラバース駆動モータ４５を制御する。

そして、本実施形態のトラバース幅短縮部６３は、２つの異なる制御モードを切り換えて加速巻取区間でのトラバース幅を制御できるように構成している。このために、トラバース幅短縮部６３は、縮小幅保持部７０と、縮小幅変更部（綾振幅変更部）７１と、を備えている。

２つの制御モードのうち、第１制御モードとしての縮小幅一定モードでは、トラバース幅が、前記設定器５１で設定された初期トラバース幅に基づく目標トラバース幅より狭いトラバース幅（縮小トラバース幅）で一定となるように縮小幅保持部７０によって制御する。

一方、第２制御モードとしての縮小幅変更モードでは、巻取開始時においてはトラバース幅を前記目標トラバース幅より狭いトラバース幅（縮小トラバース幅）とするとともに、このトラバース幅が巻取速度の増大に伴って前記目標トラバース幅に徐々に近づくように、縮小幅変更部７１によって制御する。

なお、以上に示した制御モードのうち何れの制御モードでトラバース幅を制御するかは、制御モード切換部としての設定器５１をオペレータが操作することによって選択することができる。

図２（ｂ）を参照して、縮小幅一定モードでの制御（縮小幅保持部７０による制御）について詳細に説明する。この縮小幅一定モードは、定常巻取区間でのトラバース幅よりも狭い一定の縮小トラバース幅を保持するように糸がトラバースされるモードである。

図２（ｂ）は縮小幅一定モードでのトラバース幅の変化を示すグラフであり、横軸は巻取開始からの時間を表している。グラフの縦軸はトラバース幅であり、このグラフにおいてトラバース幅は、定常巻取区間におけるトラバース幅（目標トラバース幅）に対する割合（以下、トラバース率と称する）で表されている。この図２（ｂ）に示すように、縮小幅一定モードでは、パッケージ駆動モータ４１の回転開始時におけるトラバース率は１００％未満の所定の値となり、このトラバース率が加速巻取区間の終了まで一定に維持される。そして、加速巻取区間から定常巻取区間へ移行する瞬間に、トラバース率が１００％に変化する。

次に図２（ｃ）を参照して、縮小幅変更モードでの制御（縮小幅変更部７１による制御）について説明する。この縮小幅変更モードは、加速巻取区間の開始時から終了時にかけてトラバース幅が徐々に大きくなるように糸がトラバースされるモードである。

図２（ｃ）は、縮小幅変更モードでのトラバース幅の変化を図２（ｂ）と同様に示すグラフである。この図２（ｃ）に示すように、縮小幅変更モードでは、パッケージ駆動モータ４１の回転開始時はトラバース率が１００％未満の所定の値となっているが、巻取速度の加速に伴って、トラバース率が１００％に近づくように直線的に増加していく。そして、巻取速度が設定巻取速度に達した時（加速巻取区間の終了時）に、トラバース率が１００％に達しているように制御される。

なお、本実施形態の自動ワインダでは、前記縮小幅一定モード及び縮小幅変更モードのそれぞれについて、加速巻取区間の開始時におけるトラバース幅を前記設定器５１で設定することができる。この設定の方法は種々考えられるが、本実施形態では、巻取開始時のトラバース率（開始トラバース率）をパーセント単位で設定できるように構成されている。

前述したように、前記縮小幅変更モードでは、トラバース幅が巻取速度に伴って直線的に増加するように構成されている。これを実現するために、前記縮小幅変更部７１は、前述の設定器５１で設定された設定巻取速度及び開始トラバース率に基づいて所定の変換式を作成し、この変換式に現在の巻取速度を代入することで現在のトラバース率を求める。そして、定常巻取区間でのトラバース幅（前記目標トラバース幅）に前記トラバース率を乗じて得られるトラバース幅に従って糸が綾振りされるように、前記トラバース制御部４６はトラバース駆動モータ４５を制御する。

この構成で、オペレータは前記設定器５１を操作して、設定巻取速度、初期トラバース幅等を糸種に応じて設定する。このとき、前述した２つの制御モードの何れでトラバースを制御するか、及び、前記開始トラバース率についても設定が行われる。

なお、前記開始トラバース率は、８０％〜９０％程度に設定されることが好ましい。開始トラバース率が小さ過ぎればパッケージ３０の端面形状が崩れるおそれがあり、逆に大き過ぎると綾落ちを防止することができなくなるためである。

次に図３を参照して、ワインダユニット１０におけるトラバース幅の制御について説明する。図３は、トラバース幅の制御を説明するフローチャートである。

自動ワインダの運転を開始する前に、オペレータは前記設定器５１を操作して、各種の運転条件（設定巻取速度、トラバース幅等を含む）を糸種等に応じて設定する。このとき、前述した２つの制御モードの何れに従ってトラバース幅を制御するか、及び、前記開始トラバース率についても設定が行われる。

その後、オペレータが適宜の運転開始操作を行うことにより図３のフローが開始されると、トラバース制御部４６は、縮小幅一定モード及び縮小幅変更モードのうち何れが選択されているかを調べる（Ｓ１０１）。

Ｓ１０１の判断で縮小幅一定モードが選択されていると判定された場合は、トラバース制御部４６は一定のトラバース幅で糸のトラバースを行うとともに、巻取加速部６２は巻取速度を設定巻取速度まで加速させる（Ｓ１０２）。このときのトラバース幅（縮小トラバース幅）は、定常巻取区間におけるトラバース幅（目標トラバース幅）に対し、設定器５１で設定された前記開始トラバース率を乗じたものである。

一方、Ｓ１０１の判断で縮小幅変更モードが選択されていると判定された場合は、トラバース制御部４６によるトラバース縮小幅変更制御と、パッケージ駆動制御部４２による巻取加速制御が並行的に行われる（Ｓ１０３）。具体的には、トラバース制御部４６の縮小幅変更部７１は、巻取開始時は所定のトラバース幅でトラバースを行うとともに、巻取速度の加速に応じてトラバース幅を徐々に大きくする制御を行う。また、パッケージ駆動制御部４２の巻取加速部６２は、巻取速度を設定巻取速度まで加速させる。なお、巻取開始時のトラバース幅（縮小トラバース幅）は、Ｓ１０２における縮小トラバース幅と同様に計算される。

次に、巻取ボビン２２の加速が完了したか否か（即ち、巻取速度が設定巻取速度に達したか否か）が調べられる（Ｓ１０４）。加速が完了していない場合は、Ｓ１０１に戻り、巻取の加速を継続する。このＳ１０１〜Ｓ１０４のループにより、前述の加速巻取区間の制御が実現される。

Ｓ１０４の判断で巻取速度の加速が完了したと判定されると、ユニット制御部５０はトラバース幅の縮小を解除する（Ｓ１０５）。そして、前記目標トラバース幅（トラバース率１００％）でトラバースしながら、設定巻取速度で糸を巻き取っていく（Ｓ１０６）。

次に、ユニット制御部５０は、糸切れ又は糸切断が発生していないかを前記クリアラ１５の信号に基づいて調べる（Ｓ１０７）。糸切れ又は糸切断が発生した旨の信号をクリアラ１５から受信した場合には、ユニット制御部５０はパッケージ３０の巻取を直ちに停止する（Ｓ１０８）とともに、パッケージ３０側の糸と給糸ボビン２１側の糸をスプライサ装置１４まで導いて糸継作業を行う（Ｓ１０９）。糸継作業が終了するとＳ１０１の処理に戻って、指定された制御モードに応じてトラバース幅を短縮させながら糸のトラバースを行い、巻取速度を再び設定巻取速度まで加速させる。

Ｓ１０７の判断で糸切れ又は糸切断が発生していないと判断された場合、ユニット制御部５０は、ワインダユニット１０の運転停止操作が行われているか否かを調べる（Ｓ１１０）。ワインダユニット１０の運転停止操作が検出された場合には、ワインダユニット１０の運転を停止して（Ｓ１１１）、フローを終了する。運転停止操作が検出されなかった場合は、Ｓ１０６に戻り、定常速度での巻取を継続する。このＳ１０６、Ｓ１０７、Ｓ１１０のループにより、前述の定常巻取区間の制御が実現される。

以上に示すように、本実施形態の自動ワインダは、巻取ボビン２２に糸２０を巻き取ってパッケージ３０を形成するように構成されている。そして、この自動ワインダが備えるワインダユニット１０は、パッケージ駆動モータ４１と、パッケージ駆動制御部４２と、トラバースガイド１１と、トラバース駆動モータ４５と、トラバース制御部４６が有するトラバース幅短縮部６３と、設定器５１と、を備える。パッケージ駆動モータ４１は、巻取ボビン２２を回転駆動する。パッケージ駆動制御部４２は、パッケージ駆動モータ４１の回転速度を制御し、糸の巻取速度を制御する。トラバースガイド１１は、巻取ボビン２２に巻き取られる糸をトラバースする。トラバース駆動モータ４５は、トラバースガイド１１を往復駆動する。前記トラバース制御部４６は、トラバースガイド１１のトラバース幅を制御する。設定器５１は、トラバースガイド１１のトラバース幅（前記初期トラバース幅）を設定できるように構成されている。そして、前記トラバース幅短縮部６３は、前記巻取ボビン２２の巻取速度が前記設定巻取速度に達するまでの間（加速巻取区間）のトラバース幅を制御する制御モードとして、縮小幅一定モードと、縮小幅変更モードと、を有している。前記縮小幅一定モードの場合、トラバース幅短縮部６３は、前記設定器５１で設定された初期トラバース幅に基づく目標トラバース幅より狭い一定の縮小トラバース幅でトラバースを行うように前記トラバース駆動モータ４５を制御する。前記縮小幅変更モードの場合、トラバース幅短縮部６３は、前記設定器５１で設定された初期トラバース幅に基づく目標トラバース幅より狭い縮小トラバース幅から巻取速度が増加するにつれて連続的に増加するトラバース幅でトラバースを行うように前記トラバース駆動モータ４５を制御する。

この構成により、加速巻取区間においては定常巻取区間よりも狭いトラバース幅で綾振を行うので、糸のテンション変動等に起因する綾落ちを防止することができる。また、加速巻取区間でのトラバース幅の制御モードを２つの制御モードから選択できるので、パッケージ３０の巻き方法等に応じて柔軟に対応することができる。例えば、プレシジョン巻等の整列巻きのパッケージを生成するような場合等には縮小幅一定モードを選択することで、整列巻きを適切に行うことができる。一方、巻取中の危険ワインド数でジャンプするようなステッププレシジョン巻等の場合には縮小幅変更モードを選択することで、年輪、綾落ち等のパッケージ不良の発生を効果的に防止することができる。また、縮小幅変更モードを選択した場合は、巻取速度に応じてトラバース幅が縮小状態から連続的に増加していくので、パッケージ３０の中央部と端部の間で表面に段差が発生することを防止できる。従って、年輪の発生を防止できるとともに、パッケージ３０の段差によって巻取位置が不安定になり綾落ちが生じることを防止することができる。また、巻取中にパッケージ３０の軸方向端部に耳高が発生している場合であっても、加速巻取区間において加速が進行するにつれてトラバース幅が拡大され、やがて、当該耳高部分を覆うように糸がトラバースされる。従って、耳高部分の糸層表面において糸の同一箇所が接触ローラ２９に多数回繰り返して接触することを回避できるので、糸層表面の損傷による糸切れの発生を防止することができる。

また、本実施形態の自動ワインダは、以下のような方法で巻取ボビン２２に糸を巻き取るように構成されている。即ち、第１ステップでは、巻取ボビン２２の巻取速度が所定の巻取速度に達するまでの間のトラバース幅を定常時のトラバース幅（目標トラバース幅）より短縮させる制御モードを、縮小幅一定モード及び縮小幅変更モードから選択する。第２ステップでは、前記第１ステップで前記縮小幅一定モードが選択された場合は、前記定常時のトラバース幅より狭い一定の縮小トラバース幅でトラバースを行いながら糸を巻き取り、前記第１ステップで縮小幅変更モードが選択された場合は、前記定常時のトラバース幅より狭い縮小トラバース幅から巻取速度が増加するにつれて連続的に増加するトラバース幅でトラバースを行いながら糸を巻き取る。

この方法により、縮小トラバース幅で綾振を行うので、テンションが不安定な巻取ボビン２２の駆動開始時でも綾落ちを防止することができる。また、第１ステップでパッケージ３０の巻き方法に応じて適切なモードを選択することで、第２ステップでは、上述のようなそれぞれの制御モードの効果を発揮させながら糸を巻き取ることができる。以上により、綾落ちや年輪の発生を防止するとともに、巻取中に耳高が発生した場合でも糸へのダメージの蓄積が少ない、高品質なパッケージ３０を提供することができる。

また、本実施形態の自動ワインダにおいて、前記トラバース幅短縮部６３は縮小幅変更部７１を備え、この縮小幅変更部７１は、前記巻取ボビン２２の巻取速度が所定の巻取速度に達するまでの間に、前記設定器５１で設定された初期トラバース幅に基づく目標トラバース幅より狭い縮小トラバース幅から巻取速度が増加するにつれて連続的に増加するトラバース幅でトラバースを行うように前記トラバース駆動モータ４５を制御する。

これにより、加速巻取区間においては定常巻取区間よりも狭いトラバース幅で綾振を行うので、糸のテンション変動等に起因する綾落ちを防止することができる。また、巻取速度に応じてトラバース幅が縮小状態から連続的に増加していくので、パッケージ３０の中央部と端部の間で表面に段差が発生することを防止できる。従って、年輪の発生を防止できるとともに、パッケージ３０の段差によって巻取位置が不安定になり綾落ちが生じることを防止することができる。また、巻取中にパッケージ３０の軸方向端部に耳高が発生している場合であっても、加速巻取区間において加速が進行するにつれてトラバース幅が拡大され、やがて、当該耳高部分を覆うように糸がトラバースされる。従って、耳高部分の糸層表面において糸の同一箇所が接触ローラ２９に多数回繰り返して接触することを回避できるので、糸層表面の損傷による糸切れの発生を防止することができる。

次に、図４を参照して自動ワインダの変形例について説明する。なお、変形例において上記実施形態と同一及び類似する構成には、図面に同一の符号を付して説明を省略する。

図４に示すように、変形例の自動ワインダでは、ユニット制御部９０が巻取加速部６２及びトラバース幅短縮部６３を備えている。この変形例では、ユニット制御部９０が巻取加速指令やトラバース幅短縮指令をパッケージ駆動制御部４２及びトラバース制御部４６に送信して、パッケージ駆動モータ４１及びトラバース駆動モータ４５を制御する構成になっている。この変形例の自動ワインダでは、ユニット制御部９０が巻取駆動制御部及び綾振幅制御部として機能する。

以上に本発明の好適な実施形態を説明したが、上記の構成は更に以下のように変更することができる。

上記実施形態の縮小幅変更モードでは、巻取速度の加速に応じてトラバース幅（トラバース率）を直線的に拡大させるように制御されるが、この構成に限定されず、巻取速度に応じてトラバース幅が連続的に増加して前記目標トラバース幅へ徐々に近づくように制御されるものであれば良い。例えば、適宜の関数に従って曲線を描くようにトラバース幅（トラバース率）を拡大させる制御に変更することができる。

また上記実施形態では、アーム部材２８を用いてトラバースを行う構成であるが、これに代えて、例えばベルト式のトラバース装置を用いる構成に変更することができる。

また、上記実施形態では、巻取ボビン２２の回転駆動にダイレクトドライブ方式を採用しているが、この構成に代えて、接触ローラ２９に駆動部を接続し、接触ローラ２９の回転によってパッケージ３０（巻取ボビン２２）を従動回転させる構成とすることもできる。

また、上記実施形態においてトラバース駆動モータ４５はサーボモータで構成されているが、これに代えて、ボイスコイルモータ又はステップモータを用いる構成に変更することができる。

上述の２つの制御モードのほか、設定器５１を操作することにより、加速巻取区間においてトラバース幅短縮部６３によるトラバース幅の短縮制御自体を行わない制御モード（縮小なしモード、第３制御モード）に設定することも可能な構成に変更することができる。

また、上記実施形態では、制御モードをオペレータが手動で選択する構成であるが、例えば、ワインダユニット１０の運転操作が行われると、特別な操作がない限り前記縮小幅変更モードが自動的に選択される構成とすることができる。また、図１の縮小幅保持部７０を省略し、常に縮小幅変更モードでトラバース幅が制御されるように変更することもできる。

また、上記実施形態では、オペレータが設定器５１を操作して開始トラバース率を入力する構成であるが、この構成に代えて、設定器５１に予め開始トラバース率を格納させておき、格納された当該開始トラバース率でトラバースを行う構成とすることもできる。また、開始トラバース率を複数格納させておき、その中からオペレータが設定器５１で選択した開始トラバース率で制御を行う構成とすることもできる。

また、上記実施形態では、トラバース幅を通常より縮小させる制御（以下、縮小幅モードと称する）は、加速巻取区間の終了と同時に終了するよう制御されている。しかしながら、縮小幅モードの終了のタイミングが、加速巻取区間が終了するタイミングより多少前又は後となるように変更することができる。ただし、確実に綾落ちを防止する観点からは、上記実施形態のように、加速巻取区間の終了と同時に縮小幅モードを終了することが好ましい。

本発明の一実施形態に係る自動ワインダの模式正面図及びブロック図。 ２つの制御モードにおけるトラバース幅の制御を巻取ボビンの巻取速度と対応させて示すグラフ。 自動ワインダのトラバース制御を説明するフローチャート。 変形例の自動ワインダの模式正面図及びブロック図。

符号の説明

１０ ワインダユニット
１１ トラバースガイド（綾振ガイド）
２２ 巻取ボビン
４１ パッケージ駆動モータ（巻取駆動部）
４２ パッケージ駆動制御部（巻取駆動制御部）
４５ トラバース駆動モータ（綾振ガイド駆動部）
４６ トラバース制御部
５１ 設定器（設定部）
６３ トラバース幅短縮部（綾振幅制御部）
７１ 縮小幅変更部（綾振幅変更部）

Claims (4)

1. 巻取ボビンに糸を巻き取ってパッケージを形成する糸巻取機において、
   前記巻取ボビンを回転駆動するための巻取駆動部と、
   前記巻取駆動部の回転速度を制御し、糸の巻取速度を制御する巻取駆動制御部と、
   前記巻取ボビンに巻き取られる糸を綾振るための綾振ガイドと、
   前記綾振ガイドを往復駆動するための綾振ガイド駆動部と、
   前記綾振ガイドの綾振幅を制御する綾振幅制御部と、
   前記綾振ガイドの綾振幅を設定できる設定部と、
   を備え、
   前記綾振幅制御部は、前記巻取ボビンの巻取速度が所定の巻取速度に達するまでの間の綾振幅を制御する制御モードとして、
   前記設定部で設定された設定綾振幅に基づく目標綾振幅より狭い一定の縮小綾振幅で綾振を行うように前記綾振ガイド駆動部を制御する第１制御モードと、
   前記設定部で設定された設定綾振幅に基づく目標綾振幅より狭い縮小綾振幅から巻取速度が増加するにつれて連続的に増加する綾振幅で綾振を行うように前記綾振ガイド駆動部を制御する第２制御モードと、を有することを特徴とする糸巻取機。
2. 巻取ボビンに糸を巻き取ってパッケージを形成する糸巻取方法において、
   前記巻取ボビンの巻取速度が所定の巻取速度に達するまでの間の綾振幅を定常時の綾振幅より短縮させる制御モードを第１制御モードと第２制御モードとから選択する第１ステップと、
   前記第１ステップで前記第１制御モードが選択された場合は、前記定常時の綾振幅より狭い一定の縮小綾振幅で綾振を行いながら糸を巻き取り、前記第１ステップで前記第２制御モードが選択された場合は、前記定常時の綾振幅より狭い縮小綾振幅から巻取速度が増加するにつれて連続的に増加する綾振幅で綾振を行いながら糸を巻き取る第２ステップと、
   を含むことを特徴とする糸巻取方法。
3. 請求項２に記載の糸巻取方法によって形成されたことを特徴とするパッケージ。
4. 巻取ボビンに糸を巻き取ってパッケージを形成する糸巻取機において、
   前記巻取ボビンを回転駆動するための巻取駆動部と、
   前記巻取駆動部の回転速度を制御し、糸の巻取速度を制御する巻取駆動制御部と、
   前記巻取ボビンに巻き取られる糸を綾振るための綾振ガイドと、
   前記綾振ガイドを往復駆動するための綾振ガイド駆動部と、
   前記綾振ガイドの綾振幅を制御する綾振幅制御部と、
   前記綾振ガイドの綾振幅を設定できる設定部と、
   を備え、
   前記綾振幅制御部は綾振幅変更部を備え、
   この綾振幅変更部は、前記巻取ボビンの巻取速度が所定の巻取速度に達するまでの間に、前記設定部で設定された設定綾振幅に基づく目標綾振幅より狭い縮小綾振幅から巻取速度が増加するにつれて連続的に増加する綾振幅で綾振を行うように前記綾振ガイド駆動部を制御することを特徴とする糸巻取機。

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