JPH07102412A - 紡糸巻取機の吸振方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 紡糸巻取機の振動数が共振振動数を通過する
場合であっても、振動を殆ど無くすことができる紡糸巻
取機の吸振方法を提供する 【構成】 パッケージが巻き形成されるボビンを挿着し
回転するボビンホルダを有する紡糸巻取機に、反共振点
ａ，ｂ，ｃを形成する動吸振器を取り付け、加振振動数
が前記反共振点ａ，ｂ，ｃ近傍となるように前記動吸振
器を制御する方法であり、符号３５の点線の如く広範囲
の加振振動数において振動を殆ど無くした状態で運転す
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、紡糸機から紡出された
糸条などを高速で巻取る紡糸巻取機の吸振方法に関し、
特に広範囲の加振振動数にわたり振動を抑えることがで
きる吸振方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】まず、図５及び図６により紡糸巻取機を
説明する。図５は正面図、図５は側面図である。

【０００３】図５及び図６において、紡糸巻取機１は、
本体フレーム２に対して水平軸３の回りで回転するタレ
ット円板４と、該タレット円板４から突設する２本のボ
ビンホルダー５，６と、タレット円板４の背面に固定さ
れ上記ボビンホルダー５，６を回転駆動する誘導モータ
７，８と、本体フレーム２内の支柱９に案内されて垂直
に上昇又は下降する昇降枠１０と、この昇降枠１０の第
１枠体１０ａに支持されたタッチローラ１１と、昇降枠
１０の第２枠体１０ｂに支持されたトラバース装置１２
とから主に構成されている。すなわち、ボビンホルダー
５，６はタレット円板４を介して間接的に本体フレーム
２に突設されている。そして、タッチローラ１１やトラ
バース装置１２を支持する昇降枠１０全体の重量は昇降
枠１０側に設けられた接圧シリンダ１３によって支えら
れ、この重量と接圧シリンダ１３による持ち上げ力との
差がタッチローラ１１のパッケージＰに対する接圧力と
なるようになっている。なお、Ｂはボビン、Ｐは該ボビ
ンに巻形成されたパッケージ、Ｙは紡糸機からの糸、２
ａは本体フレーム２から突設しその先端に操作盤が設け
られている固定アーム部である。

【０００４】つぎに、紡糸巻取機１の巻取動作の概略を
説明する。図５において、ボビンホルダー５，６の誘導
モータ７，８には回転数制御用のインバータ２１が接続
されており、タッチローラ１１には回転数（即ち糸速
度）を検出するパルスジェネレータ２２が設けられてい
る。そして、巻取速度信号発生器２３の設定信号ｆ２と
パルスジェネレータ２２の信号ｆ１を比較し、比較器２
４からインバータ２１に指示を与えて所定の巻取速度を
維持する。すなわち、パッケージＰが巻き太っていくと
共に、ボビンホルダー５，６の回転数が低下するように
なっている。そして、パッケージＰが満巻になると、タ
レット円板４が１８０°回転し、満巻のパッケージＰの
ボビンホルダー６が図示の待機位置となり、空ボビンＢ
のボビンホルダー６が図示の巻取位置となり、満巻のパ
ッケージＰから空ボビンＢへと糸渡しが行われて連続的
に巻取りが行われる。そして、満巻のパッケージＰのボ
ビンホルダー６は徐々に減速して停止し、満巻のパッケ
ージＰと空のボビンＢとが差し替えられる。

【０００５】上述した従来の紡糸巻取機においては、巻
取中のボビンホルダー５，６は巻き始めから巻き終わり
まで広い範囲で回転数が変化する。このボビンホルダー
５，６に装着されたボビンＢに巻形成されるパッケージ
Ｐに適切な接圧を付与するタッチローラ１１はこの回転
数の影響を受ける。すなわち、ボビンホルダー５，６が
加振源となって、タッチローラ１１を保持する昇降枠１
０が共振現象を起こす。そこで、従来、昇降枠１０の固
有振動数がボビンホルダー５，６の回転振動数以下とな
るように、昇降枠１０を設計していた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、近年、紡糸
巻取機に低速から高速にわたる広範囲での使用が求めら
れており、ボビンホルダー５，６の回転振動数の範囲も
広がる傾向にある。例えば低速２０００ｍ／ｍｉｎから
高速６０００ｍ／ｍｉｎの広範囲巻取では、ボビンホル
ダー５，６の回転振動数は最低２４Ｈｚから最高２９０
Ｈｚにも達する。このように広範囲の回転振動数の中に
固有振動数を有しない昇降枠１０を設計することは実際
上困難であり、それがために紡糸巻取機の運転速度範囲
に制限を受ける。

【０００７】このため、出願人は先の出願（特願平４─
１２８３２７、未公開）において、昇降枠に動吸振器を
設けることを提案した。この動吸振器の特性は一定であ
って、図７に示されるような動吸振が行われる。点線は
振幅波形であって、振動数ωｎでピーク状に突き出た山
型波形となっている。これに対して適切なバネ定数と減
衰係数を有する動吸振器を取り付けると、振幅波形は実
線のように丘状になだらかに起伏する山型波形に変わ
る。しかし、振動体の振動数がこの共振振動数ωｎを通
過するように徐々に変化する場合、振幅の絶対値は点線
に比較すると小さくなっているものの、実線の山型波形
を横切ることになり、ある程度の共振は避けられないと
いう問題点を有していた。

【０００８】本発明は、従来の技術の有するこのような
問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とすると
ころは、紡糸巻取機の加振振動数が共振振動数を通過す
る場合であっても、振動を殆ど無くすことができる紡糸
巻取機の吸振方法を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する紡糸
巻取機の吸振方法は、パッケージが巻き形成されるボビ
ンを挿着し回転するボビンホルダを有する紡糸巻取機
に、反共振点を形成する動吸振器を取り付け、加振振動
数が前記反共振点近傍となるように前記動吸振器を制御
する方法である。

【００１０】

【作用】反共振点を形成する動吸振器の取り付けによっ
て、高いピーク値を持つ振動特性が比較的低いピーク値
を持つ振動特性に変わり、もとの共振点が非常に低い振
動の反共振点となり、加振振動数が前記反共振点近傍と
なるように前記動吸振器を制御すると、広い振動数の範
囲で非常に低い振動のまま運転される。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
つつ説明する。図１は、本発明方法の振動周波数応答
図、図２は紡糸巻取機の振動系モデル図である。

【００１２】図２において、符号１５は動吸振器であっ
て、質量ｍの錘１８と、バネ定数Ｋが可変となったバネ
１６と、減衰定数ｃを有する動吸振器特有の自然なダン
パー１７からなる。また、符号１は紡糸巻取機の主とし
てボビンホルダ及びタッチローラを保持する昇降枠から
なる振動体であって、質量Ｍの重りとその支持構造から
決まるバネ定数Ｋのバネとからなる。この振動体１に加
わる加振力はＦｅｘｐ（ｉΩ_B ｔ）であるとする。この
モデルにおいて、理論上、ｃ＝０ならば、ω＝Ω_B のと
き振動体１の振動は０になる反共振点が形成される。従
って、動吸振器１５の吸振振動数ω＝ω（Ｌｘ）を加振
振動数Ω_B と一致するように制御すれば振動体１の振動
は最小限に抑えられる。よって、動吸振器１５の最適制
御条件は下記の式、式を満足するものとなる。 吸振振動数ω＝Ω_B ・・・・・・・・式 バネ定数ｋ ＝ｍω² ・・・・・・・式 ここで、Ω_B ：加振振動数 動吸振器１５のバネ１６は可変であって、上式のバネ定
数ｋとなるように調整される。

【００１３】つぎに、上述の動吸振方法を図１により説
明する。図１は振動体の共振周波数付近における周波数
応答を示す図であり、縦軸は振幅、横軸は振動数比（Ω
_n は振動体の固有振動数）である。点線３４は動吸振器
を取り付けない場合の振動体の周波数応答パターンを示
しており、共振周波数（振動数比＝１）において振幅が
高いピーク値をもつ山型波形となっている。この共振周
波数において動吸振器が上述のバネ定数ｋ＝ｍω² ＝ｍ
Ω_B ² に制御されると、実線３２に示すように両側に比
較的低いピーク値をもつ２つの山型波形が形成された周
波数応答パターンとなり、共振周波数の両側にピーク値
が現れるが共振周波数においては谷間となった反共振点
（ｂ点）となり振動が大きく抑制される。一点鎖線３１
は共振周波数より高い周波数で、二点鎖線３３は共振周
波数より低い周波数でそれぞれバネ定数ｋを最適に制御
した場合の周波数応答パターンを示し、各点ａ、ｃがそ
れぞれ反共振点となっている。

【００１４】図１及び図２において、振動体１が運転に
より加振振動数Ω_B が変化すると（より大きなパッケー
ジが巻き形成される状態）、その加振振動数Ω_B が矢印
Ａで示すように徐々に低下する。すると、低下した加振
振動数Ω_B を基準にして最適制御条件ｋ＝ｍω² となる
ようにバネ定数ｋを変化させ、加振振動数が反共振点付
近に位置するように動吸振器１５を制御する。その結
果、振動体１の振幅は点線３５に示すように反共振点に
沿って推移し、常に振動が大きく抑制された状態で運転
される。

【００１５】つぎに、本発明方法が適用される紡糸巻取
機の構造を図３及び図４により詳しく説明する。図３は
紡糸巻取機の正面図、図４はその側面図である。なお、
図５及び図６と同様な作動をする部分には同一の符号を
付し、その説明を省略する。特に図５及び図６と異なる
点は、昇降枠１０の第１枠体１０ａの先端部に動吸振器
１５が取り付けられた点である。

【００１６】動吸振器１５は、第１枠体１０ａに立設さ
れた固定枠１９に軸１６が該固定枠１９の基部方向に片
持ち状に突設され、該軸１６には錘１８が嵌合されてい
る。該軸１６はバネ要素であり、バネ定数は錘１８の位
置Ｌｘによって変化する。錘１８は、モータを内蔵して
おり、制御回路４０からの指令に応じて矢印５３方向に
移動して位置Ｌｘを変更できるようになっている。錘１
８の位置決めは、例えば、ラックとピニオンで構成され
る。また、軸１６、錘１８双方にネジを切り、軸方向に
回転止めの溝と突起をそれぞれに設ける構成とすること
もできる。また、位置Ｌｘの制御は、例えばサーボモー
タを用いることにより行われる。また、通常のモータと
位置センサ等で構成することもできる。更に、ステッピ
ングモータを利用することもできる。

【００１７】ボビンホルダ６を駆動する誘導モータ８に
はパルスジェネレータ４１が設置されており、制御回路
４０は、この回転数入力を受けて、予め設定された最適
制御条件プログラムにより錘１８の位置を決定し、錘１
８内蔵のモータに信号を出力して錘１８を当該位置に移
動させるようになっている。この最適制御条件について
は前述した通りである。なお、この動吸振器１５の取付
位置としては、タッチローラ１１を直接的に保持する第
１枠体１０ａがよく、先端に位置するほど効果的であ
る。その理由は、本来ボビンホルダに取り付けると最も
効率的であるが、実際問題として取り付けが難しく、こ
のボビンホルダにパッケージを介して接するタッチロー
ラを保持する昇降枠を利用して振動を抑制するのが簡便
であり、昇降枠は片持ち状であるため、先端が最も効果
的である。

【００１８】なお、上記した実施例では、本発明方法が
適用される紡糸巻取機として、ボビンを装着するボビン
ホルダーを誘導モータによって直接駆動する、いわゆる
スピンドルドライブ型のもので説明したが、本発明方法
は、ボビンホルダーに装着したボビンに、積極駆動され
るタッチローラを転接してボビンを間接的に駆動するい
わゆるフリクションドライブ型のものにも適用できる。
また、タレット円板を回転させて満巻のパッケージから
空のボビンへと自動的に切り換えるオートチェンジャタ
イプのものに限らず、ボビンホルダーが一本であって、
紡糸巻取機を停止させてボビンチェンジを行うタイプの
紡糸巻取機にも本発明が適用できる。

【００１９】

【発明の効果】本発明の紡糸巻取機の吸振方法は上述の
ように、共振振動数を通過する加振振動数で運転する場
合に、加振振動数を反共振点付近にするように動吸振器
の吸振振動数を変えるので、振動体の振動数がこの共振
振動数を通過する場合であっても、振動を殆ど無くすこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の紡糸巻取機の吸振方法を示す振動周波
数応答図である。

【図２】紡糸巻取機の振動系モデル図である。

【図３】本発明方法が適用される紡糸巻取機の正面図で
ある。

【図４】本発明が適用される紡糸巻取機の側面図であ
る。

【図５】紡糸巻取機の正面図である。

【図６】紡糸巻取機の側面図である。

【図７】従来の吸振方法を示す振動周波数応答図であ
る。

【符号の説明】

Ｂ ボビン Ｐ パッケージ ａ，ｂ，ｃ 反共振点 ｋ バネ定数 ２ 本体フレーム ５ ボビンホルダ ６ ボビンホルダ １０ 昇降枠（枠体） １１ タッチローラ １５ 動吸振器 １６ 軸（バネ手段） １８ 錘

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 パッケージが巻き形成されるボビンを挿
   着し回転するボビンホルダを有する紡糸巻取機に、反共
   振点を形成する動吸振器を取り付け、加振振動数が前記
   反共振点近傍となるように前記動吸振器を制御すること
   を特徴とする紡糸巻取機の吸振方法。