JP3912699B2 - 糸巻取装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、糸案内とセンサを有する、ボビンへ糸を巻き取る装置に関しており、糸案内は、モータ駆動の駆動輪と案内プーリとにより動作するトラバース要素へ接続されており、トラバース運動をボビンの長手方向へ行い、一方センサは、糸案内のトラバース運動を監視する位置検出器として働く。
【０００２】
【従来の技術】
トラバース要素の高い加速性と減速性により、前記トラバース要素は、出来るだけ小さい質量でなければならず、従って、好適に、張力を伝達するために、トラバース方向に剛性のある可撓性の機能要素の形をなしている。適切な既知のトラバース要素は、例えば、紐、ワイヤ、ケーブル、帯またはベルトである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
トラバース要素が紐により形成されている、ＥＰ−Ａ−０４５３６２２に記載された前記タイプの糸巻取装置において、案内プーリと紐は、共通の支持板に固定されて配置されている。糸案内と、それに伴う紐の各トラバース運動の反転時に、糸案内から案内プーリを経て駆動輪へ張られている紐の二つのストランド部の片方は張られ、他方のストランド部は弛められており、これにより、糸案内の位置決め精度を阻害し、トラバース速度を制約する。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
従って、本発明の目的は、非常に速いトラバース速度と、それに伴う、糸案内の非常に高い位置決め精度とが得られるように、紐、ベルト、ケーブル、バンドなどの可撓性要素の形のトラバース要素の前記動的変動が、反転点の領域においてもはや発生しない糸巻取装置を提示することである。
【０００５】
本発明により、前記目的は、トラバース要素が、張力の変動を補償するためこのトラバース要素に直角に弾力的に取り付けられた予荷重を受けた要素により誘導されることにより達成される。
【０００６】
本発明による前記予荷重を受けた要素により、トラバース要素の前記動的変動は、実際に全体的に避けられるので、かなり速いトラバース速度、具体的には、以前よりもかなり速い反転加速度を得ることが可能である。トラバース要素の動的変動は、予荷重を受けた要素により吸収されるので、糸案内の位置づけ精度を阻害するトラバース要素の張りと弛みは、もはや発生しない。
【０００７】
本発明による糸巻取装置の第一の好適な実施態様は、トラバース要素が、ワイヤケーブル、紐、またはベルトにより形成され、予荷重が、駆動輪により形成される点で特徴づけられる。
【０００８】
本発明による糸巻取装置の第二実施態様は、案内プーリが、共通の支持体に固定されて取り付けられ、駆動輪が、曲がり支持部により支持された舌状のブラケットに支持されている点で特徴づけられる。
【０００９】
駆動輪を予荷重を受ける要素として設計することは、予荷重を受ける要素としての追加の要素を不必要にする利点を提供するだけでなく、トラバース要素の動的変動の最適補償を可能にする。この最適補償は、一方のストランド部が一方の案内プーリを経て伸長し、他のストランド部が他の案内プーリを経て伸長しているトラバース要素の両方のストランド部が、前記最適補償が両方の要素に同時に働くように、駆動輪の回りに巻かれることにより、可能となる。曲がり支持部により支持体へ接続された舌状ブラケットに駆動輪を取り付けることは、次のような利点を有する。それは、個々の機械構造に関する予荷重を受けた要素の最適な動的特性を達成することが、曲がり支持部を適切な大きさと、設計とにすることにより可能であるということである。
【００１０】
第三の好適な実施態様は、支持体へ接続、好適にはねじ止めされ、曲がり支持部がそれに働く基板が備えられており、ブラケットが、一端において曲がり支持部により支持され、他端において自由である点で特徴づけられる。
【００１１】
第四の好適な実施態様は、基板が、相互に囲んでいる、二つの向かい合っているＵ字形の切り溝を有し、かかる切り溝の内側の切り溝がブラケットを曲がり支持部から分離させ、外側の切り溝が曲がり支持部を基板から分離させて、又、曲がり支持部が、切り溝の長手方向の周縁の間でブラケットから基板へ伸長している点で特徴づけられる。
【００１２】
本発明による糸巻取装置の他の好適な実施態様は、糸案内のトラバース運動用のセンサが、糸案内へ接続された回転機能要素を監視し、前記機能要素に表示されたマークを走査する点で特徴づけられる。回転機能要素は、駆動輪または駆動輪へ固く接続された円板により好適に形成されている。
【００１３】
本発明によるセンサ設計は、センサが、走査されたマークの数から糸案内の正確な位置を常に知り、これにより、モータは、その関係位置に対応する回転速度へ制御器により常に調節される利点を有する。従って、ステッピングモータにより送られるモータの出力は、ほとんど完全に利用される。
【００１４】
以降に、本発明の詳細な説明が、図面に示された実施態様を参照して続く。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１に示された巻き取りヘッドは、千鳥巻き返しボビン３などのボビンが巻き付けられるリボンケース２を受けて支持するモータ駆動スピンドル１と、送りロール（示されていない）により供給コイルから引き出される糸Ｆの巻き糸前進器４とから実質的に構成されている。千鳥巻き返しボビン３は、ボビン巻き取り機の適切な支持体６に取り付けられた、自由に回転するローラ５に相対している面上の線に沿って配置されている。所望の巻き糸を製作する巻き糸前進器４は、その中央要素として、ボビン３の軸に沿って、すなわち、引き出し面に直角にトラバース方向揺動運動を行う糸案内７を有する。
【００１６】
図２より、糸案内７は、トラバース要素８に固定されている。トラバース要素は、張力を伝達するためトラバース方向に剛性のある、可撓性機能要素の形をなしており、例えば、紐、ワイヤ、金属製ケーブル、平ベルト、歯付きベルトまたはＶベルト、金属製帯、チェーンなどより形成されている。トラバース要素８は、支持体６に固定して支持された二つの案内プーリ９と１０を経て、モータ１１、好適にはステッピングモータにより駆動される駆動輪１２へ伸長し、駆動輪の回りに複数の巻き数で巻かれており、両端により駆動輪へ固定されている。駆動輪１２が駆動されると、回転方向に従って、糸案内７は、案内プーリ９または１０のいずれか一つへ向かって移動される。案内プーリ９と１０の間の距離は、そのトラバース運動中の糸案内７の最大可能な移動を示す。駆動輪１２は、最適効率が発生するように、モータ１１のトルク特性と糸案内７、糸Ｆ、およびトラバース要素８により発生する負荷とに適応されている。
【００１７】
駆動輪１２の回転位置、および従って、糸案内７のトラバース位置を検出するセンサ１３は、モータ１１へ接続されている。センサ１３は、光電センサであり、これは送信／受信ダイオードから成り、駆動輪１２へ接続固定された円板（示されていない）の動きを走査する。前記目的のために、円板には、光学的に走査可能な適当なマーク、例えば、円に沿って配置された丸穴または細穴が形成されている。センサの信号は、制御器１４へ送られ、この制御器１４は、モータ１１が糸案内７の個々の位置について意図された速度で動作しているか否かを点検する。実際値と設定値の間に変化があると、制御器１４は、対応する制御信号をモータ１１へ流す。円板上のマークの数とそれらの大きさは、糸案内７の移動に関して、センサ１３により点検可能な糸案内７の約１５００位置を与えるように選択される。
【００１８】
巻き糸前進器４の領域における支持体６は、糸Ｆの方向へ、基板１６により覆われたほぼ四角形の開口１５を有する。基板１６は図３において詳細に示されており、長手方向に沿った縁に、締付ねじを受け入れる複数の穴１７を有し、前記穴の領域において、開口１５の縁へねじにより固定されている。符号１８で示されたさらに二つの穴は、案内プーリ９と１０の軸を通すために使用され、それらの軸は、支持体６に支持される。
【００１９】
例示された基板１６は、帯状の縁領域１９と舌状のブラケット２０とから成っており、ブラケット２０は、その一つの横方向の縁において、基板１６の縁領域１９へ接続され、その他の縁は、離れている。ブラケット２０と縁領域１９との間の接続は、二つの曲がり支持部２１により行われ、この曲がり支持部２１は、ブラケット２０の前記横方向の縁に働き、ブラケット２０と縁領域１９との間に間隙をおいて、前記ブランケットの長手方向の縁と距離をおいて平行に、縁領域１９の相対する横方向の縁まで伸びている。前記構成は、二つの曲がり支持部２１が、二つの相対して互いに向き合ったＵ字形の切り溝２５，２６から離れているが、これらは、ちょうど、一つが他へ挿入されているように見え、この切り溝の内側の切り溝２５は、ブラケット２０を曲がり支持部２１から分離させ、外側の切り溝２６は、曲がり支持部２１を基板１６から分離させている。従って、基板１６のブラケット２０は、縁領域１９に弾力的に取り付けられ、適切な力の働きにより、引き出し面に直角方向と、基板１６の長手方向の縁に直角の両方の方向へ調節される。
【００２０】
ブラケット２０は、その中央部に、モータ１１（図１参照）の適当な部分を回転しないように収容するために形成された穴２２を有する。モータ１１は、駆動輪１２が穴２２から前方向へ突出するように、ブラケット２０の裏側へ固定されている。穴２２に保持されたモータ１１の適当な部分は、モータ１１からブラケット２０への最適な熱伝導があるように設計されている。従って、ブラケット２０は、駆動輪１２の弾性支持体としてだけでなく、モータ１１の冷却面としても働く。
【００２１】
トラバース要素８の巻きを誘導するための駆動輪１２は、ねじ状の溝を有しており、従って、その巻きは、案内プーリ９，１０と駆動輪１２とにより画された平面に対し、ピッチに対応する傾斜を有している。トラバース要素８が溝内に入り込んだり、溝から走り出たりするとき、トラバース要素８が、その溝の側壁と擦れて、結果として摩耗するのを防止するため、トラバース要素８が駆動輪１２へ向かいまたは離れる領域における溝の巻きが、トラバース要素と平行にあるように、駆動輪１２は、僅かに傾斜した状態で配置されている。駆動輪１２の前記傾斜した配置は、モータ１１を支持しているブラケット２０が、その長手方向へ、基板１６に対し数度の角度で傾斜して配置されていることで達成され、これは、基板１６とブラケット２０の横縁との間の適切な支持手段により容易に達成される。
【００２２】
ブラケット２０の弾性的作用は、運動の反転位置の領域における、好適にスチールケーブルで形成されたトラバース要素８の動的変動を補償するために使用される。糸案内７が反転位置に到達すると、糸案内７へ接続されたトラバース要素８の２つのストランド部は、制動時に、運動方向の前方のストランド部は弛められ、運動方向の後方のストランド部は緊張され、加速時に、トラバース要素の運動方向の前方の紐は緊張され、後方の紐は弛められるように多様に挙動する。
【００２３】
トラバース要素８の前記動的挙動は、与えられた加速と減速において糸案内７の位置づけ精度を押さえ、従って、糸案内７の予め設定された位置づけ精度を与える糸案内７のトラバース速度を制限する。糸案内７の位置づけ精度要件は、千鳥巻き返しボビンに対しすでに非常に高く、すべての所望の重ね方による巻取りに対し一層高いので、トラバース要素８の前記動的挙動は、トラバース速度を、従って、巻き取り速度を顕著に限定する。
【００２４】
案内プーリ９，１０に対し弾力的である、ブラケット２０上へのモータ１１と駆動輪１２の前述の取り付けにより、駆動輪１２は、トラバース要素を側方へ押し、かつ前記要素の張力変動を補償する予荷重を受けた機能要素のように、トラバース要素８に働く。トラバース要素８の各ストランド部が、糸案内７から駆動輪１２へ送られるので、前記弾性的な予荷重を受ける機能要素は、トラバース要素８の両方のストランド部に対し同時に働き、従って、減速中と加速中に、トラバース要素の一つのストランド部の弛みと他のストランド部の過度の緊張の両方を防止する。
【００２５】
ボビン糸巻取機における測定は、反転位置において上述のように設計された糸巻き前進により、３００ｇまでの加速が達成されることを示した。位置検出用のセンサ１３の高い解析力により、例えば、３０または４５ｃｍの長さのボビンに与えられた位置づけ精度は、０．２または０．３ｍｍである。
【００２６】
センサ１３は、マークを備えた円板の走査が、全トラバース運動の完全な監視を可能にする主要な利点を提供する。これは、糸案内７の経路に沿ったセンサの従来の標準的構成によれば、受け入れ難い高い支出によってのみ可能となるものであった。前記理由に関し、従来行われたものは、糸案内７の全運動の監視ではなく、特定の位置によるその通過のみの監視であり、その過程において、モータ１１がステップをスキップしていたか否かが点検された。前記方法により、糸案内の瞬間的位置は、常にざっと知られただけであり、モータ１１の出力に関しては、特定の安全限界が観測されなければならず、従って、モータ１１は、その性能の限界において動作することが出来なかった。
【００２７】
センサ１３は、その監視を糸案内７の始動位置に、好適には糸案内のトラバース運動のゼロ点で行うものとする。センサ１３による調節は、最初に、糸案内７が一つの反転位置へ、次に、他の反転位置へ移動され、センサ１３が、前記移動に相当するマークの数を計数し、前記数から、ゼロ位置を計算するように行われる。従って、センサ１３は、ゼロ位置と反転位置との間の走査パルス数を知り、この走査パルスを基にして、特定の走査パルスに対応する糸案内７の位置を測定することは、何時でも可能である。これにより、モータ１１の非常に正確な制御を可能にし、従って、その出力は完全に活用される。
【００２８】
図３が示しているように、その自由な横方向の縁、すなわち、図面の左縁におけるブラケット２０は、耳状の突起２３を有しており、これに関連して、切欠き２４が、基板１６の縁領域１９の隣接した内側の縁に配置されている。突起２３と切欠き２４とは、トラバース要素８の初期張力を調節する助けの働きをする。基板１６の残りの部分の状態において、これは図３に示されているが、トラバース要素８は、まだ取り付けられていないか、または、いずれにせよ予荷重されておらず、突起２３は、切欠き２４に対し対称に置かれず、僅かに下方に配置されている。従って、トラバース要素８の初期の張力は、突起２３が切欠き２４に対し対称に置かれるように、調節される。
【００２９】
従って、突起２３と切欠き２４とは、トラバース要素８の予荷重された状態におけるブラケット２０の位置を示すマークの働きをする。当然、幾種類かの他のマークも、その代わりに使用することが出来る。しかし、実験では、特に織物工業に普及している条件の下では、突起２３と切欠き２４とにより形成されたマークは、トラバース要素８の初期張力調節の助けとして抜きんでて適切であることが示された。
【図面の簡単な説明】
【図１】 作業者の視点から見たボビン糸巻取装置の糸巻き取りヘッドの図である。
【図２】 図１の矢印IIの方向から見た図である。
【図３】 図２の詳細図である。
【符号の説明】
１…モータ駆動スピンドル、２…ボビンケース、３…ボビン、４…巻き糸前進器、５…自由回転ローラ、６…支持体、７…糸案内、８…トラバース要素、９，１０…案内プーリ、１１…モータ、１２…駆動輪、１３…センサ、１４…制御器、１５…開口、１６…基板、１７…穴、１８…穴、１９…帯状縁領域、２０…ブラケット、２１…曲がり支持部、２２… 穴、２３…突起、２４…切欠き、２５，２６…Ｕ字形切り溝。

Claims (11)

1. 糸（Ｆ）をボビン（３）へ巻き取るために、モータ駆動の駆動輪（１２）と案内プーリ（９，１０）とにより動作すると共に張力の変動を受け易いトラバース要素（８）へ接続されかつトラバース運動を前記ボビン（３）の長手方向へ行う糸案内（７）と、
   当該糸案内（７）のトラバース運動を監視する位置検出器として働くセンサ（１３）とを有する糸巻取装置において、
   前記駆動輪（１２）は、該糸巻取装置の作動中、前記トラバース要素（８）の緩み及び過度の緊張を含む張力の変動を最小にするための予荷重を受ける機能要素として機能するように配設されていることを特徴とする糸巻取装置。
2. 前記トラバース要素（８）がワイヤケーブル、紐、またはベルトにより形成され、前記予荷重を受ける機能要素が前記駆動輪（１２）により形成されることを特徴とする請求項１に記載の糸巻取装置。
3. 前記駆動輪（１２）は、前記トラバース要素（８）に対して横方向に弾力的に取り付けられ、
   前記案内プーリ（９，１０）は、固定されて支持体（６）に取り付けられていることを特徴とする請求項２に記載の糸巻取装置。
4. 前記支持体（６）へ接続され、かつブラケット（２０）及び該ブラケット（２０）を支持するための曲がり支持部（２１）を備える基板（１６）が設けられ、
   前記ブラケット（２０）は、前記曲がり支持部（２１）によって支持される第１の横方向の縁と、前記基板（１６）とは離れている、前記第１の横方向の縁の反対側に位置する第２の横方向の縁とを有することを特徴とする請求項３に記載の糸巻取装置。
5. 前記基板（１６）が相互に囲んでいる、二つの向かい合っているＵ字形の切り溝（２５，２６）を有し、該切り溝のうち内側の切り溝（２５）が前記ブラケット（２０）を前記曲がり支持部（２１）から分離させ、外側の切り溝（２６）が前記曲がり支持部（２１）を前記基板（１６）から分離させており、また、前記曲がり支持部（２１）が前記切り溝（２５，２６）の長手方向の周縁の間で前記ブラケット（２０）から前記基板（１６）へ伸長することを特徴とする請求項４に記載の糸巻取装置。
6. 前記トラバース要素（８）が複数の巻きで前記駆動輪（１２）の回りに巻かれ、当該駆動輪（１２）が前記巻きを誘導する溝を有し、かつ、前記駆動輪（１２）が、前記トラバース要素（８）が前記駆動輪（１２）へ向かいまたは離れて走行する領域において、前記溝が前記トラバース要素（８）と平行に配列されるように配設されることを特徴とする請求項２に記載の糸巻取装置。
7. 前記駆動輪（１２）のモータ（１１）が前記ブラケット（２０）に固定され、当該固定により、前記ブラケット（２０）が前記モータ（１１）の冷却面として働くことを特徴とする請求項４に記載の糸巻取装置。
8. 前記ブラケット（２０）が前記基板（１６）に対してトラバース要素（８）と平行になるように傾斜して配置されることを特徴とする請求項７に記載の糸巻取装置。
9. 前記トラバース要素（８）の初期張力を調整する補助として使用されるマークが前記ブラケット（２０）の自由な側部縁の領域に形成され、前記マークが前記側部縁に配置された突起（２３）と前記基板（１６）の隣接した縁に配置された切欠き（２４）とにより形成されることを特徴とする請求項５に記載の糸巻取装置。
10. 前記糸案内（７）のトラバース運動用の前記センサ（１３）が糸案内へ接続された回転している機能要素を監視し、かつ、前記回転している機能要素に設けられたマークを走査することを特徴とする請求項１ないし請求項９のうちいずれか１項に記載の糸巻取装置。
11. 前記回転している機能要素が前記駆動輪（１２）または駆動輪へ固定して接続された円板により形成されており、前記円板が穴の開いた円板により形成されることを特徴とする請求項１０に記載の糸巻取装置。

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