JPH10194591A - 紡糸巻取機の制御盤の冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型で、耐久性の良い紡糸巻取機の制御盤の
冷却装置を提供することが課題である 【解決手段】 冷却装置１は冷却フィン１０と冷却ファ
ン１１とを備えており、定常運転時の発熱は冷却フィン
１０の自然放熱のみで冷却し、定常運転時の負荷を超え
るスピンドルモータ８，９やターレット７を回転させた
場合の発熱には冷却ファン１１を作動させ、冷却フィン
１０の放熱能力を高めるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、連続的に紡出され
ている糸を巻き取る紡糸巻取機の制御盤が発熱するのを
冷却する冷却装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の制御盤は、糸を巻き取る際に用い
られるスピンドルモータ等を制御するために、制御盤内
部にインバーター回路が設けられ、インバータ回路に
は、交流を直流に変換するダイオードモジュールや、ダ
イードモジュールで変換された直流から任意の電圧及び
周波数の交流に変換するインテリジェントモジュール
（ＩＰＭ）等が設けられており約１００Ｗｈ程度発熱し
ていた。この制御盤の発熱から、内部に用いられている
部品を保護するために、冷却装置として、アルミ製の多
数の放熱フィンが備えられている冷却フィンを設け、冷
却フィンにダイオードモジュールやインテリジェントモ
ジュール等を取り付けて、発熱を冷却フィンへ伝熱し、
更に放熱フィンから大気中に自然放熱することにより冷
却していた。

【０００３】そして、制御装置の発熱を自冷により冷却
するために、冷却フィンの大きさは、紡糸巻取機に異常
が発生した場合を除いて最も悪い条件で最大発熱した場
合でも冷却可能なように設計されており、冷却フィンは
大きなものとなっていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】近年、紡糸巻取機は高
速巻取りが行われるようになったために、発熱量が増
え、冷却フィンを大型化することにより対応していた。
しかし、冷却フィンを大型にしても、冷却フィンの材質
そのものに抵抗があり、大型にしたフィンの先端まで均
一に熱が拡散せず、主にダイオードモジュールやインテ
リジェントモジュールが設置されている周辺で熱が停滞
するため、冷却フィンのサイズが大きいわりには、冷却
性能が余り良いものではなかった。

【０００５】制御盤を冷却する方法としては、冷却フィ
ンで自冷する以外にも、冷却ファンを回し続けて制御盤
を強制冷却するという方法が考えられる。インバータ駆
動を行う現在の紡糸巻取機では、インバータ容量が大き
いため、一般的に使用されるアルミ材の冷却フィンに比
べて、寸法及び重量が小さく価格も安い冷却ファンの使
用は望ましい。しかし、紡糸巻取機は界面活性剤を含む
油剤雰囲気の中に設置されるため、制御盤の内部に外気
を導入すると、油剤によって電気回路が侵されるだけで
なく、油剤がグリスを溶かし、冷却ファンの回転軸に用
いられているベアリングの磨滅が早まるため、その寿命
が短くなり、紡糸巻取機の耐久年数より短い期間で冷却
ファンの部品交換を行う必要があるという問題点があっ
た。紡糸巻取機は、連続的に紡出されている糸を巻き取
る機械であり、部品交換を行うためには最も上流側の糸
を紡出する装置から停止させる必要があり、簡単に部品
交換を行うというわけにはいかないため、現在の制御盤
内のインバータの冷却装置は、大型の冷却フィンのみで
ある。

【０００６】本発明は、このような従来の技術に存在す
る問題点に着目して成されたものである。その課題は、
小型で、耐久性の良い紡糸巻取機の制御盤の冷却装置を
提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、請求項１に記載の発明では、制御盤を冷却するフ
ィンと、前記制御盤の負荷検出手段と、この負荷検出に
連動して前記冷却フィンを強制冷却するファンとを設
け、前記冷却フィンを、紡糸巻取機の一つのスピンドル
を駆動する定常運転時の発熱に対応する大きさに設定す
るとともに、前記負荷検出手段を、前記定常運転時の負
荷を超えた場合に前記冷却ファンを作動させるように構
成した。

【０００８】請求項２に記載の発明では、前記負荷検出
手段を、冷却フィンの発熱を検出するサーモセンサで構
成したものであり、異常運転時の前記冷却フィンの発熱
を検出して紡糸巻取機を停止させるサーモセンサを兼用
している。請求項３に記載の発明では、前記負荷検出手
段を、スピンドル位置の入れ換えのために二つのスピン
ドルを同時駆動させる玉揚げ命令の検出装置としたもの
である。

【０００９】従って、請求項１に記載の発明は、負荷検
出手段が、一つのスピンドルでボビンに糸条を巻き取っ
ている定常時の負荷を超える負荷を検出した間だけ冷却
ファンでフィンを強制冷却し、冷却フィンの放熱能力を
高めるように働く。請求項２に記載の発明は、従来の紡
糸巻取機で安全対策として用いられている、異常運転時
の保護装置であるサーモセンサを利用して、前記定常運
転時の負荷を超える負荷を、冷却フィンの温度上昇によ
って検出するように働く。そして、請求項３に記載の発
明では、二つのスピンドルを同時駆動させる玉揚げ動作
中は常に冷却ファンを駆動するように働く。

【００１０】

【実施の形態】本発明の実施の形態を図面を参照しなが
ら説明する。第１図は本実施の形態の冷却装置が用いら
れている紡糸巻取機の全体図であり、第２図は本実施の
形態の冷却装置が用いられている制御盤の要部斜視図で
あり、第３図は冷却ファンの作動時期を示す説明図であ
り、第４図は冷却ファンの作動を制御するためのフロー
チャートである。

【００１１】先ず、本実施の形態の冷却装置が用いられ
る紡糸巻取機３の概要を説明する。紡糸巻取機３は、上
流から紡出される糸を連続的に巻き取りパッケージＰを
形成するためのスピンドル４，５と、スピンドル４，５
を駆動させるためのスピンドルモータ８，９と、スピン
ドル４，５の位置交換を行うためのターレット７と、タ
ッチローラ６と、タッチローラ６の回転数を測定するパ
ルス発振器１６と、制御盤２とからなり、パルス発振器
１６の回転数を基に制御盤２で糸速を算出してスピンド
ルモータ８，９の回転数を制御する。いま仮に、鉛直上
方側のスピンドルを４とすると、スピンドル４で糸が巻
き取られ、所定時間経過してパッケージＰが満巻きにな
ると、不図示の駆動装置でターレット７を回転させ、巻
取り位置にあるスピンドル４と待機位置にあるスピンド
ル５との上下を入れ換えて、満巻きパッケージＰの糸を
スピンドル５に掛け換える糸掛けを行い、紡出され続け
る糸をスピンドル５で連続して巻き取るようになってい
る。

【００１２】スピンドルモータ８，９やターレット７の
回転を制御するのに、インバータ回路１４が用いられ、
紡糸巻取機１の本体に開閉自在に連設されている制御盤
２の内部に設けられるとともに、交流を直流に変換する
ダイオードモジュール１２や、ダイオードモジュール１
２で変換された直流から任意の電圧及び周波数の交流に
変換するインテリジェントモジュール（ＩＰＭ）１３等
が設けられている。ダイオードモジュール１２やインテ
リジェントモジュール１３は発熱するため、冷却装置１
で冷却し、ダイオードモジュール１２やインテリジェン
トモジュール１３等の内部の部品を、発熱から保護する
ようにしている。

【００１３】図２に示すように、冷却装置１は、冷却フ
ィン１０と冷却ファン１１とからなり、冷却フィン１０
は、突出している板材である放熱フィン１７と、放熱フ
ィン１７が設けられているベース部材１８とからなる。
ダイオードモジュール１２やインテリジェントモジュー
ル１３等発熱する部品は、ベース部材１８の放熱フィン
１７が設けられている面と反対側の面に固定されるとと
もに、その発熱はベース部材１８から放熱フィン１７へ
と伝熱し、放熱フィン１７の表面から自然放熱される。
ベース部材１８には、負荷検出手段の一例としてのサー
モセンサ（図外）が設けられ、冷却フィン１０の温度
が、機台に異常が発生して最大負荷の場合の発熱を上回
る程高温になる異常温度Ｈ２と、後述する所定温度Ｈ１
とを検出するようになっている。また、冷却ファン１１
は放熱フィン１７の鉛直下方に設けてあり、放熱フィン
１７の周囲に滞留する暖気を冷却ファン１１の駆動で流
動させて、冷却フィン１０の放熱能力を向上できるよう
に構成している。

【００１４】冷却フィン１０は、制御盤２に放熱フィン
１７とベース部材１８の表面の一部のみが制御盤２の外
に突出するように設けることで、制御盤２内部の機密性
を高め、制御盤２内部に設けられている不図示の基盤、
タイオードモジュール１２や、インテリジェントモジュ
ール１３等を紡績工場内の界面活性剤を含む油剤雰囲気
から保護するようになっている。更に、制御盤２は、内
部の空気圧を高めることで、外部の油剤雰囲気から内部
を保護するようにしている。サーモセンサは、従来から
放熱フィン１７が異常温度となった場合に機台を停止さ
せるために設けられているものを兼用する。このため、
既存の構成を利用することで、冷却装置１の簡略化を行
うことができる。

【００１５】次に図３に基づいて、制御盤の冷却装置１
の作動のタイミングと、紡糸巻取機３の運転サイクルと
について説明する。図３（イ）は一方のスピンドル５の
回転数の変化を、（ロ）は他方のスピンドル４の回転数
の変化を、（ハ）はインバータ回路１４の負荷を代表す
る値、すなわち両スピンドル４，５の回転数を加算した
値を時系列で示した説明図である。スピンドル４又は５
は、糸条を受け取るための回転数Ｍに増速した後に巻取
りのための定常回転数に緩やかに減速して巻取りを継続
し、満巻きに達するとブレーキを作用させて停止するサ
イクルをたどる。図３に示すように、二本のスピンドル
４，５は部分的にオーバーラップして交互に運転し、一
方のスピンドル５が満巻きに達する手前の時点ｔ１で他
方のスピンドル４の回転を開始し、一方のスピンドル５
が満巻きとなる時点ｔ２までに他方のスピンドル４は受
取回転数Ｍに達する。このｔ２時点でスピンドル４，５
の上下位置交換を開始するとともにｔ３時点で自動の糸
渡しを完了し、満巻きとなった一方のスピンドル５はｔ
４時点で回転停止し、他方のスピンドル４は定常回転数
に減速して巻取りを継続する。

【００１６】糸渡しのためにオーバーラップする時間Ｔ
１は約１〜２分であるのに比べて、巻取り時間Ｔ２は約
２〜３時間である。従来はこのオーバーラップ時間Ｔ１
の負荷に見合うように、冷却フィン１０の大きさを設定
していた。これに対して本発明者は、巻取り時間Ｔ２で
のインバータ回路１４の負荷は最大負荷の約５０〜６０
％程度である点、並びにオーバーラップ時間Ｔ１が巻取
り時間Ｔ２に比べて極端に短い点に着目した。紡績工場
の油剤雰囲気中であっても、短時間の回転であれば安価
な冷却ファン１１を使用できる。そこで、冷却フィン１
０の大きさは巻取り時間Ｔ２における定常回転数の負荷
に見合う大きさとし、それを超える負荷の発熱は冷却フ
ァン１１の助けを借りて放熱するように構成したもので
ある。具体的には、前述の所定温度Ｈ１を定常回転数の
負荷で運転しているときの温度よりも若干高めの温度に
設定し、紡糸巻取機３が玉揚げ動作のためにスピンドル
４，５をオーバーラップ運転するときにだけ冷却ファン
１１を運転して、冷却フィン１０の放熱能力を高めるよ
うに構成した。

【００１７】図４のフローチャートに従って冷却ファン
１１の制御を説明する。前記サーモセンサは、冷却フィ
ン１０の温度を一定のタイミングで測定している。巻取
り時間Ｔ２の間の駆動負荷による発熱は冷却フィン１０
の自然放熱で冷却できるために、巻取り異常が発生しな
い限り巻取り時間Ｔ２の間に測定温度Ｘが所定温度Ｈ１
を超えることは無い。従って、冷却ファン１１は停止し
たままである。巻取りが進んでオーバーラップ時間Ｔ１
に達すると、二つのスピンドル４，５を同時に駆動する
負荷のために、サーモセンサの測定温度Ｘが所定温度Ｈ
１を超えるようになる。測定温度Ｘを所定温度Ｈ１と比
較し、所定温度Ｈ１を超えた場合には、制御盤２が冷却
ファン１１へ通電して、冷却ファン１１を作動させて冷
却フィン１０を強制冷却する。何らかの巻取り異常のた
めに、サーモセンサの測定温度Ｘがさらに上昇を続け
て、前記オーバーラップ時間Ｔ１のときの負荷に対応し
た温度をも超える異常温度Ｈ２に達した場合には、運転
異常とみなして、制御盤２が紡糸巻取機１を緊急停止さ
せる。

【００１８】なお、この発明は以下のようにして具体化
しても良い。本実施の形態では、冷却ファン１１を小型
化し、かつ効率良く冷却するために、冷却ファン１１を
２個設けているが、冷却フィン１１が十分冷却できる程
度に大きな冷却ファン１１を１つ設けて放熱フィン１７
を冷却するようにしても良い。又、紡糸巻取機１の制御
盤２は、紡糸巻取機１本体個々に連設し、開閉自在とな
っているが、数台の紡糸巻取機１を１つの制御盤２で制
御するようにしても良い。効率良く冷却するために、ダ
イオードモジュール１２が設けられている付近の放熱フ
ィン１７と、インテリジェントモジュール１３が設けら
れている付近の放熱フィン１７とに、サーモセンサをそ
れぞれ設け、それぞれのモジュールの発熱をそれぞれの
サーモセンサで感知して、別々の冷却ファン１１で冷却
するようにしても良い。冷却フィン１０の温度は、スピ
ンドルモータ８，９の回転数や工場内の気温等、運転条
件により上下するので、前述の所定温度Ｈ１は調整自在
に構成するのが望ましい。また、前述の実施の形態では
前記制御盤２の負荷検出手段としてサーモセンサの例を
示したが、スピンドル位置の入れ換えのために二つのス
ピンドル４，５を同時駆動させる玉揚げ命令の検出装置
を負荷検出手段としても良い。具体的には、前記オーバ
ーラップ時間Ｔ１に達すると、玉揚げ手順の一つとして
自動的に冷却ファン１１を駆動するようにプログラムを
作成すること等が考えられる。

【００１９】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。

【００２０】請求項１に記載の発明によれば、冷却フィ
ンから放熱される熱がフィンに滞留して新たな放熱を妨
げることがなく、冷却フィンから確実に放熱されるの
で、冷却フィン自体は過負荷時に対応した放熱面積は必
要ない。従って、二本のスピンドルを同時に駆動させる
玉揚げ動作の運転にも耐え得るように制御盤全体の大き
さに対して大型の冷却フィンを使用していた従来の紡糸
巻取機の構造に比べて、冷却ファンを含めた装置の全体
を小型軽量化でき、廉価な構成にできる。そして、冷却
フィンの自冷での性能を最大限まで利用し、冷却フィン
の自冷だけでは冷却しきれなくなった場合のみ冷却ファ
ンを利用するため、冷却ファンを使用する時間が短くな
り、冷却ファンの回転軸に用いられるベアリングの磨滅
の進行を遅らせる。このため、油剤雰囲気の中で使用し
ながらも、冷却ファンの寿命が延び、冷却装置１の寿命
も延びる。この結果、小型で、耐久性のある紡糸巻取機
の制御盤の冷却装置を提供することができた。

【００２１】請求項２に記載の発明によれば、従来から
用いられているサーモセンサを兼用することで、既存の
構成を利用することで、冷却装置の簡略化を行うことが
できる。請求項３に記載の発明によれば、玉揚げ手順の
一つとして冷却ファンを自動的に駆動するので、請求項
１のような温度監視するための制御ループが不要であ
り、簡単に制御できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態の冷却装置が用いられている紡糸
巻取機の全体図である。

【図２】本実施の形態の冷却装置が用いられている制御
盤の要部斜視図である。

【図３】冷却ファンの作動時期と紡糸巻取機の運転サイ
クルとの関連図である。

【図４】冷却ファンの作動を制御するためのフローチャ
ートである

【符号の説明】

１ 冷却装置 ２ 制御盤 ３ 紡糸巻取機 ４，５ スピンドル ８，９ スピンドルモータ １０ 冷却フィン １１ 冷却ファン

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 巻取り位置にあるスピンドルと待機位置
   にあるスピンドルとを、巻取り位置にあるボビンが満巻
   きになる毎に入れ換え、満ボビンから空ボビンへと糸条
   を自動的に切り換えて連続的に巻き取る紡糸巻取機の制
   御盤の冷却装置において、前記制御盤を冷却するフィン
   と、前記制御盤の負荷検出手段と、この負荷検出に連動
   して前記冷却フィンを強制冷却するファンとを設け、前
   記冷却フィンを、紡糸巻取機の一つのスピンドルを駆動
   する定常運転時の発熱に対応する大きさに設定するとと
   もに、前記負荷検出手段を、前記定常運転時の負荷を超
   えた場合に前記冷却ファンを作動させるように構成した
   紡糸巻取機の制御盤の冷却装置。
2. 【請求項２】 前記負荷検出手段が、冷却フィンの発熱
   を検出するサーモセンサであり、異常運転時の前記冷却
   フィンの発熱を検出して紡糸巻取機を停止させるサーモ
   センサを兼用している請求項１に記載の紡糸巻取機の制
   御盤の冷却装置。
3. 【請求項３】 前記負荷検出手段が、スピンドル位置の
   入れ換えのために二つのスピンドルを同時駆動させる玉
   揚げ命令の検出装置である請求項１に記載の紡糸巻取機
   の制御盤の冷却装置。