JPH108335A - 仮撚機の制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ベルト寿命をできるだけ長くし、撚数不足等
の発生を防止することができる仮撚機の制御方法を提供
する。 【解決手段】 糸の解撚張力を測定して前記ニップツイ
スター７のニップ圧を制御するニップ圧制御部２１によ
るニップ圧制御の段階と、前記ニップ圧に応じて前記ニ
ップツイスター７の回転速度を制御する回転速度制御部
２２による回転速度制御の段階とがある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ニップツイスタを用い
た仮撚機の制御方法に関し、特にニップツイスタのニッ
プ圧と回転速度を制御して、ニップツイスタの解撚張力
を適切に保つものに関する。

【０００２】

【従来の技術】仮撚機は多数の仮撚ユニットを有し、各
仮撚ユニットで糸に撚りと張力を加えながら糸を走行さ
せて仮撚を行う。このような仮撚機の各仮撚ユニットの
一例が図５に示される。

【０００３】仮撚機は紙面垂直方向に多数並設された仮
撚ユニット１から構成され、各仮撚ユニット１はクリー
ルスタンド２に支持された給糸パッケージ３から糸（フ
ィラメント糸）Ｙを引き出す第１フィードローラ４を備
えている。この第１フィードローラ４から一次ヒータ
５、バルーン制御プレート６を順に経た糸Ｙは、ニップ
ツイスタ７により仮撚が施される。仮撚の施された糸Ｙ
は、テンションセンサ１５、第２フィードローラ８、二
次ヒータ９、第３フィードローラ１０を順に経て巻取装
置１１により巻取パッケージ１２に巻き取られ、仮撚加
工が完了する。

【０００４】上記ニップツイスタ７は交差した一対のベ
ルト１３，１４を備えており、両ベルト１３，１４間で
糸Ｙを挟んで撚と送りを与えるようになっている。この
ニップツイスタ７で形成される撚は第１フィードローラ
４まで伝播し、一次ヒータで固定される。すなわち、ニ
ップツイスタ７より上流側が加撚側であり、下流側が解
撚側となっている。

【０００５】このようにベルト式ニップツイスタ７は、
互いに交差して接する２本の無端状のベルトで糸を押し
挟むように構成されており、両ベルトをそれぞれ回転走
行させることにより、糸の送りと加撚とが行われる。ベ
ルト同志のニップ圧（接圧ともいう）或いはこれらの回
転速度（ベルト表面速度ともいう）は、解撚側の糸の張
力に影響を与え、その解撚張力は解撚後の糸の品質や性
状に影響を与える。また、同じニップ圧や回転速度であ
ってもベルトの経時変化により、解撚張力が変化する。

【０００６】図６は、ベルトの経時変化が解撚張力（品
質）に及ぼす影響を表している。即ち、一定のニップ圧
と回転速度を与えて長時間運転したとき、ベルトが新品
の時点Ｔ２₀ で解撚張力がＭ（標準）のレベルであると
すると、数日後Ｔ２₁ までに解撚張力がＬ（薄）のレベ
ルに下がる。その後は徐々にＭのレベルに復帰し、さら
に上昇してＴ２₂ の時点でＤ（濃）のレベルに至り、そ
れ以後はＤのレベルで安定する。このようにベルトがな
じむまでに、約１か月かかる。Ｄのレベルでの数か月の
安定期間が過ぎると、Ｔ２₃ で急に解撚張力が強まり最
終的にはニップ圧や回転速度を変えても張力も調整でき
なくなる。これは、ベルトの寿命である。寿命になった
ベルトは新品に交換すればよいが、交換するとまた最初
の１か月間、品質の変動が生じてしまう。

【０００７】そこで、ニップ圧を調整して解撚張力を一
定に保持することにより、糸の品質や性状を均一化させ
ることが行われる。具体的には、ベルト式ニップツイス
タの下流に糸の解撚張力を測定するテンションセンサ
（測定器）を設けて常時張力を監視できるようにする。
張力の制御には制御目標値を予め設定しておき、測定さ
れた張力を制御目標値と比較する。測定値が目標値と異
なる場合は、その差に基づいてベルトのニップ圧を調整
する。ベルトのニップ圧を調整するとその下流では糸の
張力が変化するので、測定値を目標値に近づけることが
できる。

【０００８】一方、ニップツイスターの回転速度を制御
する回転速度制御も解撚張力（品質）に影響を及ぼす。
したがって、ニップツイスタの回転速度を増減すること
により、解撚張力を制御することは知られている。仮撚
機の全錘のニップツイスタの共通の回転駆動源の回転数
をチェンジプーリなどで変えて、ベルト表面速度／糸速
で表されるＶＲを大きくして解撚張力を適切に制御する
ことが行われている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述したニ
ップ圧制御による仮撚機の制御方法では、ニップツイス
タのニップ圧を制御しても、解撚張力の上昇を抑えるこ
とができない場合がある（図６のＴ２₃ 以降に生じる状
態）。このような解撚張力の制御はずれが生じると、撚
数不足（編地不良）が発生する。そのため、解撚張力の
制御はずれが生じた場合には、ベルト寿命であると判断
して、仮撚機の全錘のニップツイスタのベルトを一斉に
交換することになる。そのため、ベルトがまだ使える場
合であって、一斉交換するため、ベルト寿命が短くなる
という問題点がある。

【００１０】一方、前述した回転速度制御による仮撚機
の制御方法では、仮撚機の全錘のニップツイスタに共通
の回転駆動源の回転数をチェンジプーリなどで変えて、
ベルト表面速度（回転速度）／糸速で表されるＶＲを大
きくして解撚張力を適切に制御するため、回転速度変更
が面倒であるという問題点がある。

【００１１】また、一般にニップ圧制御は各錘毎の制御
が比較的行いやすいのに比較して、回転速度制御は各錘
毎の制御が行いにくく一括制御が一般的である。すなわ
ち、ニップ圧制御によると、全錘の管理にしにくく、回
転速度制御によると、各錘の管理がしにくいという問題
点もあった。

【００１２】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、請求項１及び２の
発明は、ベルト寿命をできるだけ長くし、撚数不足等の
発生を防止することができる仮撚機の制御方法を提供す
ることを目的としている。請求項３の発明は、各錘制御
と全錘制御の好ましい組み合わせにかかる仮撚機の制御
方法を提供することを目的としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する請求
項１の発明は、ニップツイスターで糸を仮撚する錘の多
数を備えた仮撚機の制御方法であって、糸の解撚張力を
測定して前記ニップツイスターのニップ圧を制御するニ
ップ圧制御の段階と、前記ニップ圧に応じて前記ニップ
ツイスターの回転速度を制御する回転速度制御の段階と
を備えてなるものである。ニップ圧が制御しにくくなる
と、そのようなニップ圧に応じてニップツイスタの回転
速度を制御する。

【００１４】請求項２の発明は、請求項１において、前
記ニップ圧に上限値と下限値とを設け、この上限値又は
下限値を外れた場合に、前記回転速度制御を行うもので
ある。請求項１の回転数制御は、ニップ圧の上下限の間
の管理範囲を越えた場合に行い、ニップ圧を所定範囲に
抑える。

【００１５】請求項３の発明は、請求項１または２にお
いて、前記ニップ圧は複数の代表錘の平均値として検出
し、前記回転速度制御は全錘一律に行うものである。ニ
ップ圧制御は各錘毎に行い、その代表錘のニップ圧制御
に基づいて全錘の回転速度制御を行う。

【００１６】

【発明の実施の形態】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は本発明方法に用いられ
る仮撚機の制御ブロック図であり、図２は本発明方法に
よる制御の手順を示す図である。

【００１７】図１は各錘毎にニップ圧と回転速度が制御
可能となっている場合を図示している。したがって、一
つのニップツイスター７に対して、ニップ圧制御部２１
と、回転速度制御部２２の両方が設けられている。

【００１８】ニップ圧制御部２１は、ニップツイスタ７
の解撚側に設けられテンションセンサ１５のＴ２コント
ローラ２３と、Ｔ２コントローラ２３に対するＴ２レン
ジ設定器２４と、Ｔ２コントローラ２３からの指令で作
動する空圧コントローラ２５と、空電変換器２６とから
なる。Ｔ２コントローラ２３はテンションセンサ１５か
らの出力を変換し、Ｔ２レンジ設定器２４からの出力と
比較し、Ｔ２レンジ設定器２４で定められた所定の管理
範囲（目標値に対する上限値と下限値が一般的）に解撚
張力がおさまるように、空圧コントローラ２５からの空
気圧を昇降させるためのものである。すなわち空圧コン
トローラ２５は、エア源２７からの空気をＴ２コントロ
ーラ２３からの指令に基づいて、所定圧に制御するため
のものである。空電変換器２６は、空圧コントローラ２
５からの出力空気圧を電気信号に変換するものである。
ニップツイスタ７の一対のベルト１３，１４は一方が他
方に空圧シリンダで押しつけ可能になっており、空圧コ
ントローラ２５から出力される空気圧に応じたニップ圧
が発生する構造になっている。

【００１９】回転速度制御部２２は、空電変換器２６か
らの電気信号を受けて作動するコントローラ３１と、コ
ントローラ３１に対する空圧レンジ設定器３２と、コン
トローラ３１からの指令で作動するインバーター３３
と、インバーター３３で制御されるモータ３４とからな
る。コントローラ３１は空電変換器２５からの出力を受
けて、空圧レンジ設定器３２からの出力と比較し、空圧
レンジ設定器３２で定められた所定の管理範囲（目標値
に対する上限値と下限値が一般的）にニップ圧がおさま
るように、インバーター３３にモータ３４の回転数（す
なわちニップツイスタの回転速度）を変更するための指
令を出力するものである。ニップツイスタ７の一対のベ
ルト１３，１４は駆動プーリに巻きかけられて走行して
おり、ベルトの回転速度はモータ３４の回転数で決まる
ような構造になっている。

【００２０】つぎに、図１の制御ブロックによるニップ
ツイスタ７の制御を図２により説明する。同図（ａ）は
解撚張力Ｔ２の経時変化を示し、同図（ｂ）はニップ圧
Ｐの経時変化を示し、同図（ｃ）はモータ回転数ＲＰＭ
（ニップツイスタの回転速度と相関するもの）の経時変
化を示す。図１のＴ２レンジ設定器２４は、図２（ａ）
のように、目標値Ｔ２₀ に対する上限値Ｔ２_MAX と下限
値Ｔ２_MIN を出力している。時間までのように、Ｔ２
が管理範囲にある場合には、Ｔ２コントローラ２３は空
圧を変更するような出力は行わないため、図２（ｂ）の
ように、ニップ圧Ｐは例えば目標値Ｐ₀ に保たれたまま
である。

【００２１】時間以降のようにＴ２が上限値Ｔ２_MAX
を越えると、Ｔ２コントローラ２３からの指令によっ
て、空圧コントローラ２５が空気圧を上昇させていく。
すると、解撚張力Ｔ２が徐々に下がって時間で上限値
Ｔ２_MAX に至り、解撚張力Ｔ２が管理範囲に復帰する。
すると、Ｔ２コントローラ２３から空圧を上昇させる指
令が止まり、図２（ｂ）のように、ニップ圧Ｐは上限値
Ｐ_MAX 以内の一定値になる。同様に、時間から時間
まで、解撚張力Ｔ２が下限値Ｔ２_MIN を下回ると、ニッ
プ圧Ｐが下がり、解撚張力Ｔ２が管理範囲に復帰する
と、ニップ圧Ｐが一定になる。

【００２２】図１の空圧レンジ設定器３２は、図２
（ｂ）のように、目標値Ｐ₀ に対する上限値Ｐ_MAX と下
限値Ｐ_MIN を出力している。時間から時間迄のよう
に、再び解撚張力Ｔ２が上昇し、時間で上限値Ｔ２
_MAX を越えると、Ｔ２コントローラ２３からの指令によ
って、空圧コントローラ２５が空気圧を上昇させる。し
かし時間のように、ニップ圧Ｐが上限値Ｐ_MAX に至っ
ても、解撚張力Ｔ２が管理範囲に復帰しないことが生じ
たとする。この場合、ニップ圧が空電変換器２６を介し
て入力されているコントローラ３１が、空圧レンジ設定
器３２の入力との比較によって、ニップ圧Ｐの上限値Ｐ
_MAX を検出し、インバーター３３を介してモータ３４の
回転数を上げる指令を出力する。この状態が、図２
（ｃ）の時間として示される。モータ回転数がＲ１か
らＲ２へと時間から時間の間に徐々に上昇する。す
ると、ニップツイスタ７のベルトの表面速度が上がり、
ベルト表面速度／糸速で表されるＶＲが大きくなって、
図２（ａ）の解撚張力Ｔ２は時間から時間へと徐々
に低下する。

【００２３】時間で、解撚張力Ｔ２が下限値Ｔ２_MIN
を下回ると、ニップ圧Ｐが下がり始め、同時にモータ３
４の回転数の増加が停止され、図２（ｃ）のようにモー
タ回転数がＲ２の一定になる。時間から時間にかけ
て、ニップ圧Ｐが下がり、時間で解撚張力Ｔ２が管理
範囲に復帰すると、ニップ圧Ｐが一定になる。

【００２４】このように、ニップ圧Ｐに応じて前記ニッ
プツイスター７の回転速度を制御すると、ニップ圧Ｐの
上昇を止めることが出来る。特に、ニップ圧Ｐに上限値
Ｐ_MAX と下限値Ｐ_MIN を設定すると、ニップツイスター
７の回転速度を制御してニップ圧を上限値Ｐ_MAX と下限
値Ｐ_MIN との間の管理範囲に止まるようにすることがで
きる。そのため、ニップ圧が上昇しすぎることによる、
ベルト異常磨耗やコゲを防止することができ、ニップ圧
が小さすぎることによる撚り数異常も防止することがで
きる。

【００２５】図１及び図２の実施形態は各錘毎にニップ
ツイスタのニップ圧制御と回転速度制御を行う場合を説
明したが、特に回転速度制御は各錘毎にインバーター制
御のモータを準備する必要があり、大がかりとなる。そ
こで、各錘毎のニップ圧制御と全錘共通の回転速度制御
を行う場合を図３のブロック図で説明する。

【００２６】図３において、仮撚機は仮撚ユニット１の
１２錘を列設してスパンＳ１を形成し、スパンＳ１から
スパンＳ１２で一列を形成している。また、図５で説明
した仮撚ユニット１の二次ヒータ９の側を中心にした左
右対称形状の仮撚ユニット１が背中合わせに配設され、
更にスパンＳ１３からスパンＳ２４で他列を形成し、全
部で２８８錘の仮撚機を構成している。

【００２７】図示例では、２８８錘の各々にニップ圧制
御部２１が設けられているものの、電空変換器２６が取
り付けられているのは、スパンＳ１の１２錘だけであ
る。そして、回転速度制御部２２は仮撚機に対して一台
だけ設けられている。１２錘の電空変換器２６からの出
力は、コントローラ３１に入力され、ここで平均化処理
（平均化手段）が施され、平均化されたニップ圧が空圧
レンジ設定機３２に設定された管理範囲に入るようにモ
ータ３４の回転数がインバータ３３を介して制御される
構成になっている。モータ３４の出力はタイミングベル
ト・プーリ等の伝達機構を介して第１出力軸３６と第２
出力軸３７に分けられ、背中合わせの２列の全錘のニッ
プツイスタが共通のモータ３４で回転駆動される。

【００２８】各錘毎のニップ圧制御部２１は、ニップツ
イスタの上流側のヒータ等が不良の場合におけるニップ
ツイスタのベルト異常磨耗の場合等のように各錘毎の運
転条件が違った場合に対応可能である。そして、図５で
説明したような、ベルトの経時変化は全錘共通の回転速
度制御部２２が対応する。これにより、各錘毎の状況に
対応した解撚張力の変動の対応と、ベルトの一斉交換に
起因する一斉のベルトの経時変化に回転速度制御部２２
が対応し、ニップ圧が高すぎることによるベルト寿命の
低下を防止し、更に各錐毎の面倒な回転速度制御を回避
することができる。なお、各錘毎のニップ圧制御に代わ
り、スパン等のような全錘により小さいグループ毎にニ
ップ圧制御を行うことでもよい。

【００２９】つぎに、各ニップツイスタ毎のニップ圧制
御部２１の具体例を図４により説明する。まずニップツ
イスタ７のニップ圧調整方法を簡単に説明すると、各ベ
ルト１３，１４は、一方が固定され他方が揺動自在に支
持される。その揺動のためのシリンダを伸縮させる２つ
のバルブが備えられ、一方のバルブは上記揺動自在のベ
ルトを固定されたベルトに押圧する方向にシリンダを作
用させ、他方のバルブは揺動自在のベルトを固定された
ベルトから離れる方向にシリンダを作用させるようにな
っている。

【００３０】このニップ圧機構を詳しく説明する。図に
おいて、ニップツイスタ７は、糸Ｙを挟んで撚りと送り
を与える交差した一対の無端状のベルト１３，１４を備
えている。各ベルト１３，１４は、それぞれフレーム１
１５に支持された駆動プーリ１１６と従動プーリ１１７
間に巻掛けられている。ベルト１３，１４の回転方向は
それぞれ、矢印Ｂ１，Ｂ２である。実線で示したベルト
１４は固定側のベルト１３に対するニップ圧を調整すべ
く揺動自在に支持され、後述するシリンダ１２５と弁１
３１，１３２からなるニップ圧調整手段１４０が空圧コ
ントローラ２５により作動して固定側ベルト１３に押圧
されニップ圧が調整されるようになっている。

【００３１】駆動プーリ１１６と従動プーリ１１７は、
タッチローラ１１８に支持され、そのタッチローラ１１
８が、フレーム１１５に回転自在に支持され、タッチロ
ーラ１１８を回転することで、ベルト１４が駆動プーリ
１１６と同一軸心を支点に図示の矢印Ｒ方向に揺動でき
るようになっている。このタッチローラ１１８内には、
図示していないが駆動軸が挿通され、モータなどで駆動
プーリ１１６が駆動されるようになっている。またタッ
チローラ１１８にホルダ１１９が取り付けられる。この
ホルダ１１９は３つのレバー部１２０，１２１，１２２
を有し、第１のレバー部１２０には、揺動側のベルト１
４を固定側のベルト１３から離反させる方向に付勢する
バネ１２３が設けられたニップ圧調整ピン１２４が当接
されている。第２のレバー部１２１には、バネ１２３の
力に抗して揺動側のベルト１４を固定側のベルト１３に
押圧付勢するシリンダ１２５のピストン１２６が当接さ
れている。第３のレバー部１２２には、揺動側のベルト
１４の最大位置を規制するストッパピン１２７に連結さ
れたレバー１２７ａを回すことで、ベルト１３，１４間
を大きく開くこともできるようになっている。

【００３２】シリンダ１２５は、リザーブタンク１２８
に接続され、そのリザーブタンク１２８に空気圧供給管
１２９が接続される。この空気圧供給管１２９は、内部
に例えば０．１ｍｍ程度のオリフィス１３０を有し、そ
の上流側が二股に分岐されるとともに、その一方に上限
の空気圧ｕを供給する弁（以下第１弁という）１３１が
接続され、他方に下限の空気圧Ｐｄを供給する弁（以下
第２弁という）１３２が接続されている。オリフィス１
３０とリザーブタンク１２８は空気圧の脈動を防止する
ために設けられる。上限の空気圧Ｐｕを供給する第１弁
１３１の上流側は空気圧供給源に接続され、下限の空気
圧Ｐｄを供給する第２弁１３２の上流側は、上流側の空
気圧供給源と別個の供給源に接続されるかあるいは上側
の空気圧供給源に減圧弁等を介して接続される。上限の
空気圧Ｐｕと下限の空気圧Ｐｄは、糸の種類やベルト速
度に応じて設定される。

【００３３】ニップ圧の調整は、第１弁１３１を開く
と、上限の空気圧Ｐｕが、オリフィス１３０を介してリ
ザーブタンク１２８に作用する。この結果シリンダ１２
５に作用する圧力は徐々に上昇し、ベルト１３，１４の
ニップ圧が上昇し、解撚張力が減少する。第１弁１３１
が閉じられると、シリンダ１２５は、その間に上昇した
圧力を維持し、ベルト１３，１４はそのままのニップ圧
に維持される。第２弁１３２を開くと、下限の空気圧Ｐ
ｄがリザーブタンク１２８に作用し、シリンダ１２５の
空気圧が下がりこれによりベルト１３，１４のニップ圧
が低下し、解撚張力が増大する。第２弁１３２が閉じら
れると、ベルト１３，１４はそのままのニップ圧に維持
される。

【００３４】図４において、ベルト１３，１４よりも下
流側の糸道には糸Ｙの解撚張力Ｔを検出するテンション
センサ１５が設けられ、その検出信号が後述する管理装
置１に入力されるようになっている。このようなコンパ
クトの構造であるため、各錘毎にニップ圧制御部２１を
設けることが可能になっている。

【００３５】

【発明の効果】上述したように、請求項１の発明による
と、糸の解撚張力を測定して前記ニップツイスターのニ
ップ圧を制御するニップ圧制御の段階と、前記ニップ圧
に応じて前記ニップツイスターの回転速度を制御する回
転速度制御の段階とを備えるため、ニップ圧が高くなる
と回転速度制御を加味するため、ニップ圧が異常に高く
なることがなく、ニップツイスタを構成するベルトを寿
命が長くなり、ベルトのコゲ発生も少なくなる。また、
ニップ圧が異常に高くなったり、低くなったりすること
による撚り数異常も防止することができる。

【００３６】請求項２の発明によると、ニップ圧が上限
値又は下限値を外れた場合に回転速度制御を行うため、
請求項１におけるニップ圧制御が確実に行われ、請求項
１の効果を確実にする。

【００３７】請求項３の発明によると、ニップ圧は１又
は複数の代表錘の平均値として検出し、回転速度制御は
全錘一律に行うため、ニップ圧制御を錘毎又はグループ
毎に行い、各錘又はグループ毎に、ヒータ等の個々の機
器の異常に対応した制御を行い、ベルトの経時変化に対
応する制御は一括して行うという、適材適所の制御を可
能にする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法に用いられる仮撚機の一錘の制御ブ
ロック図である。

【図２】本発明方法による制御の手順を示す図である。

【図３】仮撚機全体の制御ブロック図である。

【図４】ニップツイスタの具体的機器構成を示す斜視図
である。

【図５】仮撚ユニットの機器構成図である。

【図６】ベルトの経時変化による解撚張力の時間的推移
を示すグラフ図である。

【符号の説明】

７ ニップツイスター １３ ベルト １４ ベルト １５ テンションセンサ ２１ ニップ圧制御部 ２２ 回転速度制御部 ２３ Ｔ２コントローラ ２４ Ｔ２レンジ設定器 ２５ 空圧コントローラ ２６ 電空変換器 ３１ コントローラ ３２ 空圧レンジ設定器 ３３ インバーター ３４ モータ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ニップツイスターで糸を仮撚する錘の多
   数を備えた仮撚機の制御方法であって、糸の解撚張力を
   測定して前記ニップツイスターのニップ圧を制御するニ
   ップ圧制御の段階と、前記ニップ圧に応じて前記ニップ
   ツイスターの回転速度を制御する回転速度制御の段階と
   を備えてなる仮撚機の制御方法。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記ニップ圧に上限
   値と下限値とを設け、この上限値又は下限値を外れた場
   合に、前記回転速度制御を行う仮撚機の制御方法。
3. 【請求項３】 請求項１または２において、前記ニップ
   圧は複数の代表錘の平均値として検出し、前記回転速度
   制御は全錘一律に行う仮撚機の制御方法。