JPH0689490B2

JPH0689490B2 - 紡績用回転リング及びその制御装置

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Publication number: JPH0689490B2
Application number: JP1107060A
Authority: JP
Inventors: 博史山口; 雅史山口
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1988-11-08
Filing date: 1989-04-26
Publication date: 1994-11-09
Anticipated expiration: 2009-11-09
Also published as: KR920002505B1; KR920002506B1; JPH02229227A; KR900008083A; KR910011114A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、リングモーターを内蔵した紡績用回転リン
グ、及びその制御装置に関する。

〔従来の技術及びその課題〕

従来より、リング紡績機、リング撚糸機、リング延伸撚
糸機など、紡糸及び加撚装置には、各種紡績用回転リン
グの発表や試みがなされている。

これら公知の回転リングは、圧縮空気やフリクションプ
ーリなどによる外部動力伝導機構を用いた積極回転リン
グか、又はトラベラーの摩擦圧をトルクとした消極回転
リングが殆どである。

また、回転リングにリングモーターを内蔵し、電気的に
リング回転体を回転させるようにした回転リングも提案
されている（特開昭61−152835号）。しかしこれによる
と、アウターロータ式のモータ構造であるため、電機子
や回転子を構成する巻き線や鉄芯の容積によってかさ高
となり、上述した他の駆動方式の回転リングに比して外
径寸法が大きくなり、機台隣錘とのピッチを相当拡大す
る必要があるため、同一スペースに於ける紡機の稼動錘
数が大幅に減少する不利がある。

また、公知方式の回転リングを装着した精紡機のスピン
ドル回転数は毎分２万〜２万２千回転が既に実現し、３
万回転の試験も実施されている現在、上述のモーター式
の回転リングを用いて減少した錘数によって同一の生産
効率を得るためには、毎分４万〜６万回転程度のスピン
ドル回転を必要とし、機械構造、振動、電力コスト、糸
品質、操業管理などの点で問題があり現実的ではない。

一方、全紡糸工程中の広範な紡糸張力の変動に対応する
手段として、従来の精紡機では、空ボビンの巻き始めか
ら２〜３分玉までと、８〜９分玉から満管までの糸切れ
が多発する分玉区間において、変速機によってスピンド
ル回転数を中玉最高回転数より10〜20％程度を減速した
り、始動時にクッションスタート方式を採用するなど、
機械的な調整手段によって対応していたので、この糸切
れ多発区間に於ける生産性低下は避けられなかった。

また、トラベラーの摩擦圧をトルクとしたスラスト軸受
又はエアー支承の消極回転リングでは、リング回転体の
重量とトラベラーの摩擦圧による回転トルクとの関係に
おいて、回転トルクは、ストレッチ長さ、リングレール
の分玉位置、ビルディングモーションを含むリングレー
ルの昇降運動、トラベラーのチェース間変速、その他諸
要因による紡糸張力の増減にともない変化するにかかわ
らず、リング回転体の重量はそのリングについて固有で
ある。そのため、紡糸張力の上方吊上げ分力がリング回
転体の重量を越えたときは、回転体は高速に回転し、ブ
レーキ装置がなければ次第に増速し、軸受部が空気軸受
化して極めて短時間で「Ｊカーブ」を描いてトラベラー
と同速回転するに至る。

リング回転体がトラベラーと一旦同速化した場合には、
チェース間の巻取り速度の変化により、トラベラーの回
転速度は変化するにもかかわらず、リング回転体は慣性
によりトラベラーの最高回転数と同速化して変速せず、
チェース最上部のボビン径ｄを巻くときとチェース最下
部の管糸外径Ｄを巻くときの差π（Ｄ−ｄ）は２倍前後
に達し、リング回転がトラベラー回転を上回る場合が生
じるため、紡糸張力は正負の間を激しく変動する。

その結果、トラベラーを通過する紡出糸は、反復して激
しいショックを受けて、特に化合繊糸では、シゴキネッ
プや構成繊維切れ及び摩擦熱による溶融糸、黄変弱糸な
どの糸質低下、及び毛羽、糸切れ発生の原因となってい
る。

このため、リング回転体の回転数をトラベラの回転数よ
り絶えず低くする必要があり、そのためには、両者の間
には必ず摩擦抵抗を必要とする。しかし、この摩擦抵抗
によって生じる紡糸張力が糸の強力を上回れば糸切れと
なるので、リング回転体の回転速度（回転数）を制御す
ることのできない従来の回転リングでは、スピンドルの
回転速度上昇限界は20〜30％に止まり、精紡機のより高
速化を妨げていた。

また、リング回転体とトラベラーとの同速化を防止した
消極回転リングとして、摩擦ブレーキ装置付き回転リン
グ（特開昭57−34927号）、うず電流による磁気ブレー
キ装置付き回転リング（特願昭62−255456号）などがあ
り、それぞれ効果をあげているが、前者はブレーキシュ
ーの摩粍の問題があり、後者のものは紡出糸品種又は番
手が大幅に変った場合にマグネット磁力の異つたものと
取替えを必要とする不便さがあった。

本発明は、上述の問題に鑑み、小型に構成することので
きるインナーロータ式リングモーター内蔵形の紡績用回
転リングを提供することを目的としている。

本発明は、リングモーター内蔵形の紡績用回転リングを
使用して、高速に且つ糸切れを起こさないように紡糸を
行うことのできる制御装置を提供することを他の目的と
している。

〔課題を解決するための手段〕

上述の課題を解決するため、請求項１の発明は、ホルダ
ーと、前記ホルダーによって軸承機構を介し回転自在に
支持されるリング回転体とを有してなる紡績用回転リン
グであって、前記ホルダーと前記リング回転体との間
に、前記リング回転体を積極的に回転させるためのリン
グモーターが内蔵され、前記リングモーターは、前記リ
ング回転体の外周面の軸方向のほぼ中央に設けられた永
久磁石からなる回転子と、前記ホルダーの内周面の軸方
向のほぼ中央に配置され、前記軸承機構により保持され
る所定の間隙を隔てて前記回転子と対向する電機子とか
らなることを特徴として構成される。

請求項２の発明は、リングモーターを内蔵した紡績用回
転リングの制御装置であって、紡出糸の張力を検出する
張力検出手段と、紡出糸の最適張力を設定する設定手段
と、前記張力検出手段により検出された張力と前記設定
手段により設定された最適張力とを比較する比較手段
と、前記比較手段の出力に応じて紡出糸の張力が最適張
力に近づくように前記リングモーターの回転数を制御す
る制御手段とを有してなることを特徴として構成され
る。

請求項３の発明は、リングモーターを内蔵した紡績用回
転リングの制御装置であって、紡出糸の張力を検出する
張力検出手段と、紡出糸の最適張力を設定する設定手段
と、前記張力検出手段により検出された張力が前記設定
手段により設定された最適張力に対する許容範囲内であ
るか否かを判断する判断手段と、紡出糸の張力が許容範
囲内に入るように前記リングモーターの回転数を制御す
る制御手段とを有してなることを特徴として構成され
る。

請求項４の発明は、リングモーターを内蔵した紡績用回
転リングの制御装置であって、紡出糸の張力を検出する
張力検出手段と、紡出糸の最適張力を設定する設定手段
と、前記張力検出手段により検出された張力が前記設定
手段により設定された最適張力に対する許容範囲内であ
るか否かを判断する判断手段と、スピンドル及び前記紡
績用回転リングの回転数をストレッチ長さ又は分玉割合
に応じて予め定めた回転数となるように設定するプログ
ラム手段と、紡績用回転リングの回転数が前記プログラ
ム手段に設定された回転数となるように前記リングモー
ターを制御するプログラム制御手段と、前記判断手段に
よって紡出糸の張力が、許容範囲を越えたと判断された
ときは、張力が許容範囲内に入るように前記リングモー
ターの回転数を補正する補正制御手段とを有してなるこ
とを特徴として構成される。

請求項５の発明は、リングモーターを内蔵した紡績用回
転リングの制御装置であって、スピンドルの回転数及び
スピンドルの回転数に対応する紡績用回転リングの回転
数をストレッチ長さ又は分玉割合に対応して設定するプ
ログラム手段と、紡績用回転リングの回転数が前記プロ
グラム手段に設定された回転数となるように前記リング
モーターを制御するプログラム制御手段とを有してなる
ことを特徴として構成される。

〔作用〕

回転子と電機子とはインナーロータ式のリングモーター
を構成し、外部からの電気信号又は電力によって回転
し、且つその回転数（回転速度）が制御される。これに
よって、紡績用回転リングの回転数が制御される。

張力検出手段は紡出糸の張力を検出し、比較手段は、設
定手段により設定された紡出糸の最適張力とを比較し、
制御手段は、比較手段の出力に応じて紡出糸の張力が最
適張力に近づくようにリングモーターの回転数を制御す
る。

判断手段は、張力検出手段により検出された張力が前記
設定手段により設定された最適張力に対する許容範囲内
であるか否かを判断する。この場合には、制御手段は、
紡出糸の張力が許容範囲内に入るように、リングモータ
ーの回転数を制御する。

プログラム手段は、スピンドル及び紡績用回転リングの
回転数をストレッチ長さ又は分玉割合に応じて予め定め
た回転数となるように設定する。プログラム制御手段
は、プログラム手段の内容に基づいて、リングモーター
の回転数、又はリングモーターとスピンドルの回転数を
制御する。

補正制御手段は、判断手段によって紡出糸の張力が許容
範囲を越えたと判断されたときに、張力が許容範囲内に
入るようにリングモーターの回転数を補正する。

〔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。

第１図は、本発明に係る回転リング１の断面正面図であ
る。

回転リング１は、リングフランジ４を有するフランジロ
ータ３と下部ロータ５とが一体化されてなるリング回転
体２、リング回転体２をベアリング6,7を介して回転自
在に支持するホルダー８、及び、リング回転体２の外周
面の軸方向のほぼ中央に設けられた永久磁石からなる回
転子10とホルダー８の内周面の軸方向のほぼ中央であっ
て回転子10の外周側の対向する位置に設けられた電機子
11とからなるリングモーター９から構成されている。な
お、ベアリング6,7は、図示例では球軸受であるが、他
のころがり軸受、又は耐摩耗、耐熱、低摩擦係数のスー
パーエンプラやセラミックなど他の材質形状でもよい。

リングモーター９は、例えば直流電動機又は同期電動機
などによって構成されており、これに供給される電流、
電圧、又は周波数などに応じた速度で回転する。

フランジロータ３の外周には上部防塵カバー21が、ホル
ダー８の下部内周には下部防塵カバー22が、それぞれ取
りつけられている。下部ロータ５の下端外周面に設けた
螺子23には、ベアリング７を押さえるための押さえナッ
ト24が螺子込まれており、この押さえナット24に設けら
れた円盤状の鍔部24aの上面には、周方向の半周分が黒
色で残りの半周分が白色の検出板25が張りつけられてい
る。他方、ホルダー８の下方部に取りつけられた軸受ケ
ーシング26には、上述の検出板25を白黒を検出してリン
グ回転体２の回転速度を検出するための反射型の光電セ
ンサー27が取りつけられている。なお、リング回転体２
の回転速度の検出手段としては、切り欠き部、凹凸部、
磁界発生部などを設けた回転体とフォトインタラプタ、
マイクロスイッチ、磁気センサーなどとを組合わせた公
知の各種の検知手段を用いることができる。

図中、28及び28aは非磁性体からなるスペーサ、29は絶
縁体からなるコイルケース、30〜32は止めリング、33は
スペース調整リング、34はホルダー８の取りつけ用鍔、
35はホルダー８をリングレール36に固定するボルト、41
はトラベラー、42はボビン、43は管糸、44は紡出糸（バ
ルーン部）である。

第２図は、回転リング１の使用中におけるチェース間の
ストレッチ差によるバルーンの変化状態及び紡糸張力の
検出機構を示す図である。

回転リング１に対して一定の高さ位置には、ラペットレ
ール51が水平方向に取りつけられており、このラペット
レール51には、紡出糸44のバルーンにおける張力を検出
するための張力センサー52が取りつけられている。

張力センサー52は、半導体式又は歪ゲージ式などによる
微小荷重を検出する荷重変換器であり、先端に取りつけ
られたリング状のスネルワイヤ53を挿通する紡出糸44の
バルーン張力の水平分力を電気信号に変換する。この信
号に基づいて、後述するCPU（中央処理装置）によっ
て、スネルワイヤ53との接触点PSとフロントローラ54と
の接触点であるニップポイントPNとの間における紡出糸
44の上部張力が演算されて求められる。

なお、ラペットレール51には、通常は各錘毎に、ラペッ
トが取りつけれているが、本実施例では、精紡機１台
（400〜1000錘）に対して上述の張力センサー52が合計
十個程度取りつけられており、これらの張力センサー52
が検出した張力の平均値が用いられる。

また、第２図に鎖線で示したように、接触点PSとニップ
ポイントPNとの間に、紡出糸44の上部張力を直接に検出
する張力センサー52aを取りつけることとしてもよい。

なお、第２図において、Ｂはチェース、A1及びA2はチェ
ースＢの最下位置又は最上位置におけるバルーンストレ
ッチをそれぞれ示している。

また、第２図においては図示を省略したが、ラペットレ
ール51及びリングレール36の垂直方向位置の検出手段と
して、ラペットレール51及びリングレール36に跨がるラ
ック、リングレール36に取付けられラックと噛み合うピ
ニオンギア、及びピニオンギアの回転角度位置に応じた
パルスを出力するエンコーダなどからなるラペットレー
ル位置検出器61及びリングレール位置検出器62が設けら
れている。リングレール位置検出器６により検出された
ボビン42に対するリングレール36の絶対位置から分玉位
置が検出され、また、両位置検出器61,62により検出さ
れた両レールの相対位置から両レール間の垂直距離、す
なわちストレッチ長さA1,A2が検知され、これにより後
述するように、満管位置を1.0とし空ボビン巻き始め位
置を０とした管糸43の各分玉位置に応じてスピンドル回
転及びリング回転の調整制御が行われる。

第３図は、本発明に係る制御装置70のブロック図であ
る。

CPU71は、マイクロコンピュータや適当なインタフェー
ス回路などによって構成されており、入力された信号を
基に種々の演算を行い、各種データの処理や転送を行
い、各部に対して種々の制御信号や画像信号などを出力
する。

RAM72は、データやプログラムなどを一時的に記憶す
る。

ROM73又はフロッピィディスクやハードディスクなどの
外部記憶77は、多種類の紡出糸44の品種番手毎に設定さ
れた全紡出工程の紡出プログラムを格納している。紡出
プログラムは、それぞれの紡出糸44の適正紡出張力範囲
及びボビン42に形成される管糸43の分玉割合に応じて、
予め定めたスピンドルSP及び回転リング１の標準的な回
転速度のデータである。ROM73又は外部記憶77には、CPU
71が行うべき処理を実行するためのプログラム、及びそ
の他のプログラムやデータなどが格納されている。

キーボード74は、紡出糸44の最適張力TSを設定する他、
CPU71に対して種々のデータや命令を入力するためのも
のである。

表示部75は、CPU71による演算結果や各部の制御状態な
どをブラウン管などによって表示するためのものであ
る。

プリンタ76は、種々のデータやメッセージなどをプリン
トアウトする。

多数のスピンドルSPは、スピンドル駆動モータ82により
主軸83が駆動されることによって主軸に対して一定比率
で増減速回転駆動される。

スピンドル駆動モータ82は、インバータなどを内蔵した
駆動出力部81によって、その回転速度が制御されつつ駆
動される。主軸83には、その回転速度を検出するための
回転検出器84が取りつけられており、回転検出器84の出
力は検出部85を経てCPU71に入力される。

張力センサー52の検出信号は、増幅部86を経てCPU71に
入力される。

回転リング１を回転駆動するリングモーター９は、駆動
出力部87によって、CPU71からその回転速度の指令を受
けて制御されつつ駆動される。各回転リング１に設けら
れた光電センサー27の検出信号は、それぞれ検出部88を
経て、CPU71に入力される。

ラペットレール51及びリングレール36に取りつけられた
リニアスケールなどからなるラペットレール位置検出器
61及びリングレール位置検出器62からの検出信号は、そ
れぞれ検出部90,89を経てCPU71に入力される。

次に、張力センサー52の検出信号から紡出糸44の張力を
求める方法について説明する。

第７図は、第２図のスネルワイヤ53の近辺を取り出して
紡出糸44に加わる力の関係を説明するための図である。

第７図において、ニップポイントPNと接触点PSとを結ぶ
直線（上部張力）は、垂直平面Ｐ内にあるものとする。
紡出糸44のバルーンが垂直平面Ｐ内にあるときは、 T3H＝T2×Cosα……（１）但し、α …紡出角度 T1 …バルーンテンション T1V…T1の１回転平均垂直ベクトル T2 …上部紡出張力 T3 …T2とT1Vとの合力 T3H…T3の水平方向の成分の関係式が成立する。

ここで、トラベラー41の１回転中において、バルーンテ
ンションT1は現実には微小に変動するが、バルーンテン
ションT1の１回転平均垂直ベクトルT1Vと上部紡出張力T
2とは、その平均値として把握できるので、T1Vをバルー
ンテンションT1の平均垂直ベクトルとして差し支えな
い。

したがって、 T2＝T3H×Secα……（２）の関係式によって、張力センサー52の検出信号である水
平方向の成分T3Hから、上部紡出張力T2を求めることが
できる。

次に、ROM73又は外部記憶77に格納された紡出プログラ
ムによる回転リングの対スピンドル回転速度制御の一例
を第６図によって説明する。

第６図において、横軸は、空ボビン巻き始めから満管停
止までの時間をボビン42に形成される管糸43の分玉割合
によって示し、縦軸は、回転速度を、スピンドルSPの場
合は毎分回転数（RPM）によって、回転リング１の場合
はスピンドルSPに対する回転リング１の毎分回転数の比
によって示している。

スピンドル回転の紡出プログラムは、紡出糸の品種番手
その他紡糸諸条件及び機台性能条件により異なるが、イ
ンバータ等を備えた最新の高速精紡機による短繊維中番
手級の標準的な綿40′^s〜60′^sの紡出を例とした第６図
では、空ボビン巻き始めからコップボトムが形成される
３分玉付近までは、クッションスタートを含む若干の移
動を伴うコップビルド運動を行いつつ、スピンドル回転
数NSを糸切れに至らない張力範囲で多段階的に増加させ
て、機台及び糸品種の紡出可能限界回転数２万５千〜３
万RPMまで上昇可能である。

第６図の例示では、この時、スピンドル回転数NSをスタ
ートから０ステップで一挙に第１速（１万５千RPM）ま
で20秒以内で上昇させ、60秒以内に第２速（２万RPM）
ゾーンまで増速する。

その後、機台性能などにより限界は異なるが、最新の超
高速精紡機では、第３〜第４速と多段変速プログラムSC
により、機台能力限度の2.5万〜３万RPMまでのSC増速勾
配でコップボトム形成が終るＨ区間は、リング回転数
（RPM）Ｎも、スピンドル回転速度紡出プログラムSCに
連動追従するリング回転紡出プログラムRCの増速勾配に
従い、リング回転数Ｎはスピンドル回転数NSの90％程度
を維持しながら回転上昇制御を行い、３〜４分玉に達し
たコップボトム形成後から満管前8.5〜９分玉までの紡
調安定による糸切れ発生の少ない中玉区間は、スピンド
ル回転数NSは最高のSCプログラムを持続するが、この区
間のリング回転紡出プログラムRC曲線はSC曲線の60％程
度まで下降させ、チェース間トラベラー変速にリング回
転Ｎを対応させ、リングの自動的チェース間変速回転範
囲に制御して紡糸張力の変動を小さくして安定を計り、
8.5〜９分玉付近で再びリング回転数Ｎをスピンドル回
転数NSの90％程度に上昇するRC曲線制御を行い、9.5分
玉乃至それ以降に、スピンドル回転数NSを最高回転数２
分の１乃至３分の２に減速するSC曲線制御を行って満管
FBに到達し、機台及びスピンドルSP、リング回転体２な
ど回転体のイナーシャを減殺した後、SC（ａ）点での機
台スイッチオフ、リングレール自動降下開始（満管糸コ
ップ外周斜傾巻きつけ）、リングレール最下端停止、尻
糸巻及び完了、スピンドル停止（Ｓ−０）までのSC制御
曲線減速勾配に対し、RCリング回転制御曲線の減速勾配
は、スピンドル最高回転を例えば３万RPMとすればSC
（ａ）点は２分の１の１万５千RPM、このときのRC
（ｂ）点をSC（ａ）点の２分の１（7500RPM）以下にな
るようＮ＝0.5NS以下に減速制御して、SC曲線（ａ）点
から（Ｓ−０）までの時間HSよりRC曲線（ｂ）点からリ
ング回転停止（Ｒ−０）までの時間HRが、最大HSと同一
乃至HSより短くし、「Ｓ−０」より早く「Ｒ−０」４と
なるよう、RC減速勾配をSC減速勾配の２分の１程度に小
さく制御する。

なお、第６図において、曲線SZは在来型２段変速精紡機
によるスピンドル変速曲線を示し、この曲線SZと上述し
たSC曲線との差が生産増加メリットとなる。

次に、上述のように構成された制御装置70の動作につい
て説明する。

第４図は、ROM73又は外部記憶77に格納されたプログラ
ムによって実現されるCPU71の機能を示すブロック図で
ある。

まず、紡出が開始されると、読み出し部107によってROM
73又は外部記憶77から当該紡出糸に対応する紡出プログ
ラムが読み出され、速度制御部101は、紡出プログラム
にしたがった回転速度の指令を駆動出力部81,87に出力
する。

検出部85,88は、それぞれスピンドルの回転数検出又は
回転リングの回転数検出を行う。

ストレッチ検出部106は、ラペットレール位置検出器61
及びリングレール位置検出器62の検出信号に基づいて、
ストレッチ長さを求める。

張力検出部104は、多数の張力センサー52からの検出信
号に基づき、張力が一定値以下である検出信号を糸切れ
と判断して除外し、残りの有意データから平均張力TCを
求める。

キーボード74から設定されて最適張力格納部105に格納
された最適張力の内、当該紡出糸に対応する最適張力TS
が読み出される。

比較判断部103は、入力された平均張力TCと最適張力TS
とを比較し、その差の値TKを出力するとともに、平均張
力TCが上限張力TSUと下限張力TSDで定められる許容範囲
EKに入っているが否か、入っていないとすれば上限張力
TSU又は下限張力TSDのいずれを越えたかを判断し、その
判断結果をも出力する。

速度制御部101は、紡出プログラムにしたがって回転速
度指令を出力しながら、比較判断部103からの判断結果
に基づいて、補正制御部102による速度補正制御を行
う。

第５図は、速度制御部101及び補正制御部102による速度
制御の処理を示すフローチャートである。

まず、リングレールの位置が終了位置でないか否かを判
断し（ステップ＃１）、終了位置であれば制御を終了す
る。

終了位置でなければ、平均張力TCと最適張力TSとを比較
し（ステップ＃２）、これらが互いに等しければ、スピ
ンドルSP及び回転リング１の回転速度を変更せずにステ
ップ＃１へ戻る。

平均張力TCが最適張力TSよりも大きい場合には、平均張
力TCが上限張力TSUを越えているか否かを判断する（ス
テップ＃３）。

ステップ＃３でイエスであれば、スピンドルSPの回転速
度を下げるため、平均張力TCと上限張力TSUとの差の値
に利得gsを乗じたものを現在のスピンドル回転数NSから
差し引いた値を、新しいスピンドル回転数NSとして設定
する（ステップ＃５）。

ステップ＃３でノーであれば、すなわち平均張力TCが上
限張力TSUを越えておらず、許容範囲EKに入っているな
らば、回転リング１の回転数Ｎがスピンドル回転数NSに
上限比ruを乗じた値を越えているか否かを判断する（ス
テップ＃４）。

ステップ＃４でイエスであればステップ＃５の処理を実
行する。ノーであれば、回転リング１の回転速度を上昇
させるために、平均張力TCと最適張力TSとの差の値に利
得grを乗じたものを現在のリング回転数Ｎに加えた値
を、新しいリング回転数Ｎとして設定する（ステップ＃
６）。

ステップ＃２で平均張力TCが最適張力TSよりも小さい場
合には、平均張力TCが下限張力TSDを下回っているか否
かを判断する（ステップ＃７）。

ステップ＃７でイエスであれば、スピンドルSPの回転速
度を上げるため、下限張力TSDと平均張力TCとの差の値
に利得gsを乗じたものを現在のスピンドル回転数NSに加
えた値を、新しいスピンドル回転数NSとして設定する
（ステップ＃９）。

ステップ＃７でノーであれば、すなわち平均張力TCが下
限張力TSDを下回っておらず、許容範囲EKに入っている
ならば、回転リング１の回転数Ｎがスピンドル回転数NS
に下限比rdを乗じた値を下回っているか否かを判断する
（ステップ＃８）。

ステップ＃８でイエスであれば、ステップ＃９の処理を
実行する。ノーであれば、回転リング１の回転速度を下
降させるために、最適張力TSと平均張力TCとの差の値に
利得grを乗じたものを現在のリング回転数Ｎから差し引
いた値を、新しいリング回転数Ｎとして設定する（ステ
ップ＃10）。

上述の処理において、数値の一例を上げれば、例えば中
番手の紡出糸44では、最適張力TSが25グラム、許容範囲
EKがプラスマイナス10グラム、すなわち上限張力TSUが3
5グラム、下限張力TSDが15グラムである。

上述の処理によって、紡出糸の平均張力TCが予め設定さ
れた最適張力TSに近づくように制御される。また、紡出
プログラムで設定されたスピンドル回転数NSに対して、
リング回転数Ｎを増速しても、平均張力TCが最適張力TS
の許容範囲EK内に入らない場合は、スピンドル回転数NS
が変更され、平均張力TCが許容範囲EKに入るように制御
される。

これによって、全紡出工程を通して、平均張力TCが許容
範囲EK内で且つ最適張力TSになるように制御される。

上述の実施例によると、回転リング１には電気配線を施
しておくだけでよいから、従来のように圧縮空気使用の
ための配管などが不要であり、リングレール（機台）の
構造が複雑化することがない。

上述の実施例によると、ボビン42への紡出糸44の巻き始
め及び満管付近において、紡出糸44の糸切れを発生させ
ずに高速で短時間に紡出を行うことができるので、また
中間においても高速で安定した紡出を行うことができる
ので、生産性が向上する。

上述の実施例によると、回転子10がリング回転体２の外
周面の軸方向のほぼ中央に設けられており、電機子11が
ホルダー８の内周面の軸方向のほぼ中央であって回転子
10の外周側の対向する位置に設けられているので、回転
リング１の外径を最小限に押さえることができ、小型で
安定した回転を行う回転リング１とすることができる。
したがって、回転リング１を取りつける錘間距離の増大
が防止され、同一スペースにおける回転リング１の設置
個数が減少することがない。

上述の実施例において、平均張力TCが予め設定された範
囲を越えたときに、リング回転数Ｎの増減を行ない、平
均張力TCが許容範囲EK内になるように制御してもよい。

上述の実施例において、制御装置70からの回転速度指令
は、ファンアウトの制限を回避するために、複数の同一
出力を行ない、且つその出力をバッファによって分岐さ
せてもよい。

上述の実施例において、紡出プログラムによるスピンド
ルSP及び回転リング１の回転が、紡出糸に対して最適張
力を与えるようにプログラムされている場合、又は紡出
糸の張力の変動を他の手段によって吸収することができ
る場合には、紡出糸の張力によるリングモーターの回転
数の補正を行わず、紡出プログラムのみによってスピン
ドルSP及び回転リング１の回転数制御を行うことができ
る。

上述の実施例において、紡出プログラムのをROM73又は
外部記憶77に格納したが、その格納形式は、分玉割合に
応じた回転数を出力する純粋なプログラムとしてでもよ
いし、又は、分玉割合に応じた回転数又は回転数の変化
分のデータを格納したテーブルとしてでもよい。また、
スピンドルSPと回転リング１とでは紡出プログラムの形
式や格納場所が異なっていてもよい。例えば、回転リン
グ１については、スピンドルSPに対する回転比率のデー
タをテーブルに格納しておいてもよい。

上述の実施例において、紡出糸44の張力によるスピンド
ル回転数NSのオーバライド制御を行なわない場合などで
は、紡出プログラムをストレッチ長さ又は分玉割合に応
じて設定する必要はなく、予め既知の時間経過に応じて
設定しておくことができる。この場合には、紡出プログ
ラムのパラメータは経過時間となる。なお、紡出プログ
ラムによる回転数制御は、上述した構造の回転リング１
に限らず、例えば直流モーターを内蔵したものでもよ
い。

上述の実施例において、回転子10として、コバルト系、
ネオジ鉄系、その他の稀土類からなる強力磁界を有する
ラジアル配向多極着磁された薄型の永久磁石の縦割り円
筒片を用いることによって、充分なトルクを有したリン
グモーター９を構成し、且つ回転リング１を小型にする
ことができる。また、回転子10からフランジロータ３や
トラベラー41への漏れ磁界を防止するために、スペーサ
28、フランジロータ３、又は下部ロータ５の材質を適当
なものとし、又は磁気遮蔽材を適所に装着すればよい。

上述の実施例において、紡糸中のチェース間の管糸43の
巻き取り径を、レーザダイオードなどによる発光器及び
受光器をリングフランジ４の頂部に相当する位置に取り
つけて検出し、巻き取り径検出回路、係数演算器、オー
バーライドリング駆動回路などの制御システムを追加
し、リング回転数を、チェース間紡糸張力変動に対応し
た補正制御を行うこともできる。

上述の実施例において、ベアリング6,7に代えて他の軸
承機構を用いてもよい。キーボード74に代えて他の適当
なスイッチやダイアルなどを用いてもよい。

上述の実施例において、回転リング１、リングモーター
９、光電センサー27、その他の部材の方式、構造、寸
法、形状、材質などは、上述した以外の種々のものを採
用することができる。また、制御装置70の回路や構成な
どは種々変更することができ、CPU71により実現してい
る機能を適宜ハード回路により実現し、又はその逆とす
ることが可能である。

〔発明の効果〕

請求項１の発明によると、小型で実用性に優れたリング
モーター内蔵形の紡績用回転リングを提供することがで
きる。

請求項２乃至５の発明によると、リングモーター内蔵形
の紡績用回転リングを使用して、高速に且つ糸切れを起
こさないように紡糸を行うことができる。したがって、
紡機における生産性を大幅に向上させることが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る回転リングの断面正面図、第２図
は第１図の回転リングの使用中における紡糸張力及びス
トレッチ長さの変化状態を示す図、第３図は本発明に係
る制御装置のブロック図、第４図はROM又は外部記憶に
格納されたプログラムによって実現されるCPUの機能を
示すブロック図、第５図は速度制御部及び補正制御部に
よる速度制御の処理を示すフローチャート、第６図はRO
M又は外部記憶に格納された紡出プログラムによる回転
速度制御の一例を示す図、第７図は第２図のスネルワイ
ヤの近辺を取り出して紡出糸に加わる力の関係を説明す
るための図である。１…回転リング（紡績用回転リング）、２…リング回転
体、6,7…ベアリング（軸承機構）、８…ホルダー、９
…リングモーター、10…回転子、11…電機子、44…紡出
糸、70…制御装置、71…CPU（制御手段）、73…ROM（プ
ログラム手段）、74…キーボード（設定手段）、77…外
部記憶（プログラム手段）、101…速度制御部（制御手
段、プログラム制御手段）、102…補正制御部（補正制
御手段）、103…比較判断部（比較手段、判断手段）、1
04…張力検出部（張力検出手段）。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ホルダーと、前記ホルダーによって軸承機構を介し回転自在に支持さ
れるリング回転体とを有してなる紡績用回転リングであ
って、前記ホルダーと前記リング回転体との間に、前記リング
回転体を積極的に回転させるためのリングモーターが内
蔵され、前記リングモーターは、前記リング回転体の外周面の軸方向のほぼ中央に設けら
れた永久磁石からなる回転子と、前記ホルダーの内周面の軸方向のほぼ中央に配置され、
前記軸承機構により保持される所定の間隙を隔てて前記
回転子と対向する電機子とからなることを特徴とする紡績用回転リング。
【請求項２】リングモーターを内蔵した紡績用回転リン
グの制御装置であって、紡出糸の張力を検出する張力検出手段と、紡出糸の最適張力を設定する設定手段と、前記張力検出手段により検出された張力と前記設定手段
により設定された最適張力とを比較する比較手段と、前記比較手段の出力に応じて紡出糸の張力が最適張力に
近づくように前記リングモーターの回転数を制御する制
御手段とを有してなることを特徴とする紡績用回転リングの制御
装置。
【請求項３】リングモーターを内蔵した紡績用回転リン
グの制御装置であって、紡出糸の張力を検出する張力検出手段と、紡出糸の最適張力を設定する設定手段と、前記張力検出手段により検出された張力が前記設定手段
により設定された最適張力に対する許容範囲内であるか
否かを判断する判断手段と、紡出糸の張力が許容範囲内に入るように前記リングモー
ターの回転数を制御する制御手段とを有してなることを特徴とする紡績用回転リングの制御
装置。
【請求項４】リングモーターを内蔵した紡績用回転リン
グの制御装置であって、紡出糸の張力を検出する張力検出手段と、紡出糸の最適張力を設定する設定手段と、前記張力検出手段により検出された張力が前記設定手段
により設定された最適張力に対する許容範囲内であるか
否かを判断する判断手段と、スピンドル及び前記紡績用回転リングの回転数をストレ
ッチ長さ又は分玉割合に応じて予め定めた回転数となる
ように設定するプログラム手段と、紡績用回転リングの回転数が前記プログラム手段に設定
された回転数となるように前記リングモーターを制御す
るプログラム制御手段と、前記判断手段によって紡出糸の張力が許容範囲を越えた
と判断されたときは、張力が許容範囲内に入るように前
記リングモーターの回転数を補正する補正制御手段とを有してなることを特徴とする紡績用回転リングの制御
装置。
【請求項５】リングモーターを内蔵した紡績用回転リン
グの制御装置であって、スピンドルの回転数及びスピンドルの回転数に対応する
紡績用回転リングの回転数をストレッチ長さ又は分玉割
合に対応して設定するプログラム手段と、紡績用回転リングの回転数が前記プログラム手段に設定
された回転数となるように前記リングモーターを制御す
るプログラム制御手段とを有してなることを特徴とする紡績用回転リングの制御
装置。