JPH1087170A - 巻取ドラム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 巻取ドラムの構成を簡単にして、部品点数の
削減及び省スペースを図る。 【解決手段】 糸を巻き取るべく巻取管或いはパッケー
ジを摩擦接触で回転させるドラム本体２３を有した巻取
ドラムにおいて、ドラム本体２３のシャフト２４に駆動
モータ４０を直結させる。駆動モータ４０は、ドラム本
体２３の内部に設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、糸を巻き取るべく
巻取管或いはパッケージを摩擦接触で回転させるための
巻取ドラムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】巻取ドラムの一つの例として、自動ワイ
ンダのワインディングユニットに備えられた綾振ドラム
がある。図３及び図４に示すように、従来この種の綾振
ドラム１は、ドラム本体２の周面に適宜形状の綾振溝３
が形成されており、ワインディングユニット４のケーシ
ング（図示せず）に片持ち支持されている。ドラム本体
２の回転軸５にはプーリ６が取り付けられ、その近傍に
並設された駆動モータ７のプーリ８にベルト９を介して
連結されている。そして駆動モータ７から回転駆動力が
伝達されることにより所定速度で回転して、ボビン（図
示せず）の糸Ｙを綾振溝３に入れることでトラバースさ
せつつ、クレードル１０によって支持された巻取管（或
いはパッケージＰ）をドラム本体２の周面で摩擦接触回
転させて、所定形状のパッケージＰに巻き取るようにな
っている。

【０００３】また図４に示したように、各ワインディン
グユニット４には、巻き取られる糸Ｙのテンションを調
節するためのテンション調節機構（テンションレリーズ
装置）１１が設けられている。このテンション調節機構
１１は、多数のリンク１２及びレバー１３によって構成
されており、ユニット下部に設けられたテンション付与
手段（ディスクテンサー）１４を、次第に後方へ展開移
動するクレードル１０に連動させることで、巻径が大き
くなるに従って巻取テンションを減少させ、菊巻きなど
の不良パッケージの発生を防いでいる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで従来の綾振ド
ラム１は、駆動モータ７の回転をベルト９及びプーリ
６，８によって回転軸５に伝達するようになっているの
で、ドラム本体２とは別個に備える部材が多くなり、部
品点数の削減及び省スペースを図る上での課題となって
いた。また巻取中に回転軸５のベアリング破損などが生
じてもこれを直ちに発見できないので、回転ムラにより
不良パッケージが発生するおそれがあった。さらに図４
に示した従来のテンション調節機構１１においては、構
成部品が多いために部品点数及びスペース上の問題があ
ると共に、機械的に糸Ｙの巻取テンションを下げていく
ので、テンション制御の精度には限界があった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決すべく本
発明は、糸を巻き取るべく巻取管或いはパッケージを摩
擦接触で回転させるドラム本体を有した巻取ドラムにお
いて、ドラム本体の回転軸に駆動モータを直結させたも
のである。駆動モータは、ドラム本体の内部に設けられ
たものであることが好ましい。この構成により、全体を
コンパクトにすることができる。また駆動モータは、少
なくともドラム回転の負荷を検出する検出機構を備えた
ものであることが好ましい。その検出機構は、糸の巻取
テンションを、検出した回転負荷に基づいて制御するた
めの制御機構を備えたものであることが好ましい。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に従って説明する。

【０００７】図１は、本発明にかかわる巻取ドラムを、
自動ワインダの綾振ドラム２１に適用した場合で示した
ものである。この綾振ドラム２１は、糸を巻き取るべく
巻取管或いはパッケージを摩擦接触で回転させるための
ものであって、摩擦接触する周面に適宜形状の綾振溝２
２が形成された中空円柱状のドラム本体２３と、ドラム
本体２３の軸心の位置に設けられたシャフト２４と、シ
ャフト２４とドラム本体２３との間に設けられた保持部
材２５とを備えている。ドラム本体２３は、周面が全体
的に薄く形成された鉄又はアルミダイキャスト製の部材
で成り、綾振溝２２の位置に相当する部分のみがその深
さに応じた肉厚に形成されている。またドラム本体２３
の外形は、一方（先端側）に向かうに従って僅かに縮径
しており、大径側には略同径の有底筒体状の基部２６が
設けられている。ドラム本体２３の小径側端部には軸孔
２７を有したフランジ部材２８が取り付けられ、シャフ
ト２４の一端を挿着固定している。シャフト２４の他端
は、基部２６を若干越える程度に延長されている。保持
部材２５は、シャフト２４の大部分を覆うような長さの
円筒状部材で成り、その軸孔２９にシャフト２４を挿通
させている。また保持部材２５の先端側外周には、軸方
向に所定の間隔を以て一対の第一軸受３０が設けられ、
これら第一軸受３０によって、ドラム本体２３の厚肉部
３１をそれぞれ支持している。保持部材２５のうち、第
一軸受３０が配置されている区間は厚肉部３１から適宜
隔てられるような小径に、また基部２６の位置では小径
部２５ａよりも充分大きい、例えば二倍程度の外径に形
成されている。この大径部２５ｂの内方には軸孔２９が
拡径された凹部３２が形成されている。また大径部２５
ｂの基端には鍔状のフランジ３３と、フランジ３３から
さらに軸方向に延びた穴挿入端３４が形成されている。
そしてこれらフランジ３３及び穴挿入端３４が、ワイン
ディングユニット（図示せず）のユニットハウジング３
５に形成された取付穴３６の段状縁部３７に嵌合され
て、ユニットハウジング３５に支持されている。また挿
入端３４には、ユニットハウジング３５の取付穴３６及
び保持部材２５の軸孔２９（凹部３２）を塞ぐようなフ
ランジ付きの栓体３８が一体的に嵌め込まれている。そ
してこの栓体３８の内側と、保持部材２５の大径部２５
ｂ内の凹部３２に臨む位置とにそれぞれ第二軸受３９が
設けられ、シャフト２４の一端側を回転自在に支持して
いる。さらにこれら一対の第二軸受３９の間の位置に、
ドラム本体２３を適宜回転させるべくシャフト２４に直
接連結された駆動モータ４０が設けられている。

【０００８】この実施の形態にあっては、駆動モータ４
０は小型の無整流子電動機（ブラシレスＤＣモータ）で
成り、シャフト２４に取り付けられたロータ（永久磁
石）４１と、その径方向外方に接近して設けられたステ
ータ（電磁石）４２とで構成され、ステータ４２の巻線
（図示せず）に励磁電流を適宜供給するための駆動部４
３が備えられている。ロータ４１は、第二軸受３９間の
距離よりも若干短い程度の長さの円筒体で成り、圧入に
よりシャフト２４に嵌着されている。ステータ４２は、
保持部材２５の凹部３２の内周壁に埋め込まれている。
駆動部４３は、ユニットハウジング３５の内面側周囲に
取り付けられて、ステータ４２に接続されている。

【０００９】図２（ａ）に示すように、駆動部４３はパ
ワー回路４４、電流制御回路４５、ロジック回路４６、
設定比較回路４７、電源回路４８の五つのブロックにて
構成されており、図中太線矢印のように信号の送受が行
われる。パワー回路４４は、ステータ４２の巻線に流れ
る電流を制御するためのもので、回路を構成するトラン
ジスタ（図示せず）が一定の順序でＯＮ−ＯＦＦを繰り
返して巻線に励磁電流を流すものである。電流制御回路
４５は、巻線に流れる電流を常時検出して、負荷の大き
さによって変化する電流を、設定された回転数からズレ
が生じないように制御するものである。ロジック回路４
６は、ステータ４２に設けられた磁気素子（ホール素
子）よりフィードバック信号を受け、ロータ４１の位置
検出を行って巻線の励磁順序を決めるものである。また
このフィードバック信号によりモータ回転数を検出する
と共に、駆動モータ４０への指令（スタート／ストッ
プ、ブレーキ／ランなど）を実行させる。設定比較回路
４７は、速度設定信号と、駆動モータ４０の回転数信号
とを比較し、モータ速度が設定より高ければ駆動モータ
４０への入力を下げ、低ければ駆動モータ４０への入力
を上げるようになっている。電源回路４８は、商用電源
より、駆動モータ４０と各制御回路４４…４８を駆動す
るための必要な電圧にするものである。すなわちこの駆
動部４３は、ステータ４２に印加する励磁電流を適宜制
御することにより、ロータ４１（シャフト２４）を所定
の速度で回転させると共に、電流変化によってモータ負
荷を、さらにはロータ位置によって回転数（回転速度）
を常時検出する検出機構を構成しているものである。

【００１０】また図２（ｂ）に示すように、駆動部４３
は各ワインディングユニットにその作動を制御すべく設
けられたプログラマブルコントローラ４９に接続され、
検出したモータ負荷及び回転数などの情報を電気信号
（出力波形）で入力するようになっている。そしてプロ
グラマブルコントローラ４９は、巻取中においてモータ
負荷や回転の変動を常時監視するモニター部と、ディス
クテンサー５０を作動制御する制御部とよりなってい
る。ディスクテンサー５０は、一対の円板状の部材５１
の間に糸を挟んで通すことで適宜なテンションを付与す
るものであり、その駆動部であるソレノイド５２に通電
されることでテンション値が変えられる。そしてプログ
ラマブルコントローラ４９の記憶部（図示せず）には、
モータ負荷と最適な巻取テンションとの関係が予めマッ
プ等の形で設定入力されている。そのモータ負荷は、パ
ッケージの巻径が大きくなるに従って、パッケージ重量
増及び周面回転抵抗増となることで、次第に増加する。
この相関により、モータ負荷（出力波形）に基づいて最
適なテンション値を決め、この値になるようにソレノイ
ド５２に励磁電流を印加することができる。すなわち駆
動部４３及びプログラマブルコントローラ４９によっ
て、糸のテンションをモータ負荷に基づいて適宜制御す
る制御機構が構成されている。

【００１１】このように、ドラム本体２３のシャフト２
４に駆動モータ４０を直結で設けたので、綾振ドラム２
１全体の構成が極めてコンパクトとなって、部品点数の
削減及び省スペースが達成される。また駆動モータ４０
をドラム本体２３に内蔵させたので、シャフト２４から
突出する部分はなく、さらに省スペースが達成されると
共に、軸受３０，３９の個数は必要最少限（合計四個）
でよく、より一層の部品点数の削減が図れる。また駆動
モータ４０としてブラシレスＤＣモータを採用したの
で、その駆動部４３の出力波形によってモータ負荷や回
転数の変化をリアルタイムで検出しモニターすることが
でき、回転支持系（軸受３０，３９）の管理を常時行
い、回転ムラなどのトラブルを防止することや、軸受３
０，３９等の故障検出等の保全管理ができる。さらにこ
の実施の形態においては、プログラマブルコントローラ
４９が駆動部４３により検出したモータ負荷の変動に基
づいてディスクテンサー５０を作動させるようにしたの
で、電気的な制御によってきめ細かく巻径に応じた最適
な巻取テンションにすることができ、良好なパッケージ
の生産に寄与できる。そして従来の機械的なテンション
調節機構（テンションレリーズ装置）は不要になり、ワ
インディングユニット全体の部品点数の削減及び省スペ
ースが達成される。

【００１２】なお駆動モータ４０の位置としては、シャ
フト２４に直結されていればどの位置でも構わないが、
厚肉部３１との干渉を避けるような位置とする。そして
図１のようにユニットケーシング３５の取付穴３６近く
に駆動モータ４０を設置することは、モータ熱がドラム
本体２３内にこもることがなく、冷却ファンが備えられ
たユニットケーシング３５側へ発散するので、昇温によ
るモータ機能などへの悪影響を未然に防ぐという点で好
ましい。ユニットケーシング３５は熱伝導の良いアルミ
ニウム等で形成するのが好ましい。

【００１３】さらに本発明は、この実施の形態で示した
自動ワインダの綾振ドラムに限らず、同様な巻取ドラム
に広く適用できるものであり、例えばトラバース機構
（トラバースカム）が別個に備えられた駆動ドラムにも
適用することができる。この種の駆動ドラムにおいて
は、ドラム内部に駆動モータを設ける際の位置制限はな
いので、そのシャフトに対してどのような位置に設けて
もよく、例えばドラムの軸長方向中央に設けるようにし
てもよい。また駆動モータとしては図示したブラシレス
ＤＣモータに限るものではなく、シャフトに直結或いは
直装できる電動機であればどのような形式のものでもよ
い。

【００１４】

【発明の効果】以上要するに請求項１の発明によれば、
プーリやベルトなどの駆動伝達部材が不要になって構造
をコンパクトにすることができ、部品点数の削減及び省
スペースが達成される。また請求項２の発明によれば、
より一層のコンパクト化ができる。そして請求項３の発
明によれば、ドラム回転支持系の保全管理を行うことが
できる。さらに請求項４の発明によれば、糸の巻取テン
ションをきめ細かく最適に制御できると共に、機械的な
テンション調節機構が不要になるので、巻取ユニット全
体の部品点数の削減及び省スペースが達成される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかわる巻取ドラムの実施の形態を示
した側断面図である。

【図２】図１の駆動モータを説明するためのブロック図
である。

【図３】従来の巻取ドラムである綾振ドラムを示した斜
視図である。

【図４】図３の巻取ドラムを備えた自動ワインダの要部
斜視図である。

【符号の説明】

２１ 綾振ドラム（巻取ドラム） ２３ ドラム本体 ２４ シャフト（回転軸） ４０ 駆動モータ ４１ ロータ ４２ ステータ ４３ 駆動部（検出機構） ４９ プログラマブルコントローラ（制御機構） ５０ ディスクテンサー Ｙ 糸 Ｐ パッケージ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 糸を巻き取るべく巻取管或いはパッケー
   ジを摩擦接触で回転させるドラム本体を有した巻取ドラ
   ムにおいて、上記ドラム本体の回転軸に、駆動モータを
   直結させたことを特徴とする巻取ドラム。
2. 【請求項２】 上記駆動モータが、上記ドラム本体の内
   部に設けられた請求項１記載の巻取ドラム。
3. 【請求項３】 上記駆動モータが、少なくともドラム回
   転の負荷を検出する検出機構を備えた請求項１又は２に
   記載の巻取ドラム。
4. 【請求項４】 上記検出機構が、上記糸の巻取テンショ
   ンを、検出した回転負荷に基づいて制御するための制御
   機構を備えた請求項３記載の巻取ドラム。