JPS5950765B2 - 紡績用ラツプマシンの巻取り制御方法ならびにその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は紡績用ラップマシンに係り、詳しくは、ラップ
にかけるゲレンを巻き初め端から巻き終り端に至る全長
に亘って略々一定に保持することが可能な巻取り制御方
法ならびに該方法る実施する十で最適な構造の制御装置
に関する。

加圧下での表面巻取りを行うラップマシンにより定速度
、定ドローの下で巻成されたラップのゲレン（単位面積
当りの目付け）を秤量すると、巻き初めが必ず軽く、巻
径の増大と共に所定のゲレンに回復してくるものである
ことが種々実測した結果からはつきりしている。

ここで、ドローというのは巻取り速度と送り出し速度と
の差にもとづく巻取り張力を云うものであり、原理的に
は一定ドローの下で巻取りを行えば一定ゲレンのラップ
が得られる筈であるが、後述する如きゲレン推移が生じ
て特に巻取り当初にオイてはゲレンが減少する傾向にな
ることは避けられない。

ところでこのようにゲレンの変動を有するラップでは、
後処理のコーマ工程で品質の均一なものが得られない問
題があるが、従来は品質の低下を容認して現行通りの巻
取りを行う場合が多くて何等の解決策も講じないのが普
通であった。

これとは別にゲレン変動を修正しようとする試みも一部
にかいて成されている等、この場合、ダブリング回数を
増やす手段が殆どであって、工程が重複することによる
生産能率の低下、製造コストの増大をもたらして良策と
は云い難かった。

このように根本的な解決が成されないま＼に現在に至っ
ている実状に鑑みて、本発明は簡単かつ確実な手段ｌ（
よって前記ゲレン変動の修正を可能としたものであって
、特に加圧下表面巻取シ方式のラップマシンにシける巻
取りローラと送りローラとの間のドローを巻取り当初に
は漸次変えてゆき、巻取りローラを、その周速度を減じ
た状態で起動した後、漸次増速して所定時間で送り出し
ローラとの間に適宜のドローが形成される如き速度に達
せしめる一方、送り出しローラを一定周速度で運転する
ことにより、一定速度、一定ドローで巻成したときのラ
ップが巻取り当初にかいてはゲレンを漸減した後に漸増
に転じる変動状態となり、その後の巻取りではゲレンを
一定に保つ安定状態となるゲレン推移状態となるのを補
正して、ゲレンを巻取り始めから巻取り終りまではソ一
定に保たせることが可能な制御方法を特徴とするもので
ある。

さらに本発明はか＼る制御方法の実施に好適な実用装置
を提供することもまた重要な特徴とするものであって、
特に２つの原動軸と１つの従動軸とを備え、第１、第２
原動軸のうちモータによって回動せしめられる第２原動
軸によって遊星歯車を積極公転せしめることにより、第
１原動軸と従動軸との間の歯車比を変え得る如く形成し
た差動歯車装置と、前記モータを回転制御する制御手段
とを要素となして、この差動歯車装置を送り出しローラ
の軸と巻取りローラの軸との間に動力伝達機構として介
設すると共に、前記制御手段によって前記モータを特定
の運転モードにもとづき発停ならびにその間の増速、減
速を含んで速度制御する如くなした制御装置を特徴とす
るものである。

以下、本発明の内容について添付図面を参照しながら詳
細に説明する。

第１図は加圧Ｐ下での表面巻取シを行う紡績用ラップマ
シンであって、谷間を存し並設した１対のローラＲ，，
Ｒ２からなる巻取りローラ１と、１対のニップローラＲ
３，Ｒ４からなる送り出しローラ２とを備えておシ、送
シ出しローラ２の周速度と巻取りローラ１の周速度を等
しくするかあるいは巻取如ローラ１を一定比で若干早く
して巻取り運転を行うものであるが、一般には巻取りロ
ーラ１の各ローラＲ□、Ｒ２としては軸に平行して延び
る溝が周囲に削設されてなる筋ローラが用いられるもの
である。

しかして前述せる巻取り運転にかいては、巻成されるラ
ップＬの定長例えばヤード当りの目付け（ゲレン）は原
理的には一定であるべきであるが、実測を繰り返したと
ころ、第２図に示す如く巻き初めけゲレン変動が大きく
て、所定ゲレンのものが漸次軽くなってゆき、２０〜２
５ Ｙｄ近辺で変向し以降除々にゲレンが回復してきて
８０〜９０Ｙｄ近辺ではジ飽和し安定するようになるこ
とがわかった。

このように巻取り当初においてゲレンが減少してゆくこ
とは筋ローラＲ，，Ｒ２に進入後の巻成途中で不整ドラ
フトを受けていると考えられるものであって、その要因
としては、（イ）筋ローラの形状および接圧状態、（ロ
）巻成中の圧縮、膨化の繰り返し作用、ｅウランプの遠
心力による作用などが挙げられる。

前（イ）〜（−ウ項に示した要因のうち、まず（イ）項
では、接圧を弱めることによって巻取り初期のゲレン減
少程度を小さく抑えることは可能であるが、巻取り不安
定など別の問題が派生して好ましくない。

次に仲）項については、例えば膨化（巻取りローラ１と
の接触が離れて圧せられていた状態から自由状態にもど
って膨むことを意味する）が不整ドラフトに影響ありと
するならば、径が大きくなるにつれてゲレンが減ってゆ
くはずであるにもか＼わらず、ある巻径以上では変化が
ないところからこれも直接の原因ではないと考えられる
。

最後にｅつ項についてみるに、第３図々示の形状になる
ラップＬにおいて、巻取速度が６０ ｍ／＠ｇ＝ １０
０ ｃｍ／ｓｅｃ ％ラツブゲレンが５０ ｆ／’ｍ、
＝０ 、５ ？ ／ｃｗｔ、巻取半径がＲであるとする
と、巻取方向にｌＣｍの長さで所定巾のラップエレメン
トに加わる遠心力Ｆｃは となり、巻径の逆数に比例する双曲線グラフで表される
ところから第４図に示す通りとなる。

この第４図と前記第１図とを較べてみると、第１図に卦
ける巻取り初期の不規則変動状態は停止による自動ドツ
フィング後に行う再起動時の乱れと考えられるところか
ら、両図におけるグラフの傾向が酷似していると考えら
れる。

従って以上の比較結果よりすれば、不整ドラフトの原因
は主として遠心力によるものであると考えて問題はなく
、また巻成途中で半径が小さい小玉のときには巻取りロ
ーラ１に接する個所の後方、すなわちこれから巻取りロ
ーラ１に接しようとする個所で遠心力によって切線方向
に膨れ出してたるんだ状態を後方につくり出す現象につ
いても遠心力を考慮すれば十分に説明がつくものである
。

以上のことから、第２図に示す如きゲレン推移状態を補
正して、巻き始めから巻き終りまで一定のゲレンを保持
し得る巻取りを行おうとするには、巻取り最初の巻取速
度を遅くして漸次速度を上昇しながら適当な時間を経て
安定速度に達するようにすればよい。

例えば巻きはじめの速度を３０？７Ｚ／ｍとし、加速時
間を１ｉとって６０ｍ／ｗｍに達するようにすることが
挙げられるが、以上例示した制御態様をまとめると下記
の制御方法になる。

すなわち、巻取り当初には巻取りローラをその周速度を
減じた状態で起動した後、漸次増速して所定時間で送り
出しローラ２との間に適宜のドローが形成される周速度
に達せしめて一定値に保持する一方、送り出しローラ２
を一定速度で運転するものである。

この方法を具体化するには既設の駆動モータはそのま＼
使用してインバータを電源回路側に設けることにより初
期速度、加速時間を設定できるようにする一例が当然挙
げられる。

その他に種々の実用装置が勿論可能であるが、各種装置
のうち、構造簡単かつ制御が容易となるすぐれた利点を
有するものとして第２番目の発明に係る制御装置につき
以下説明する。

この装置は第５図に示される構造と、これに関連せしめ
た制御手段とからなって卦り、送り出しローラ２と巻取
りローラ１の両軸間に動力伝達的に設けた差動歯車装置
３を機械要素として、該装置３を前記制御手段によって
制御するようにしている。

上記差動歯車装置３は同軸に配設しケーシング８に回転
自在に軸支させた第１原動軸５卦よび従動軸７、前記ケ
ーシング８を第１原動軸５と従動軸７の周りに回転せし
めるだめの第２原動軸６とを有すると共に、ケーシング
８内には太陽歯車９．１０卦よび遊星歯車１１．１２，
１３，１４を収設して有する構造である。

太陽歯車９は第１原動軸５に嵌着し、太陽歯車１０は従
動軸７に嵌着しており、遊星歯車１１と１２１ｆｉ同軸
結合してケーシング８に回転自在に軸支すると共に、太
陽歯車９と１０に夫々噛合せしめ、遊星歯車１３と１４
は同軸結合してケーシング８に回転自在に軸支すると共
に、太陽歯車９と１０に夫々噛合せしめている。

そして第１原動軸５はスプロケットＧ２、チェ７、スプ
ロケットＧ０を介し、送り出しローラ２の駆動軸Ｓ２に
連繋し、一方、従動軸７はスプロケットＧ １チエーン
、スプロケットＧ４を介し巻取りローラーの駆動軸Ｓ１
に連繋せしめる。

また、第２原動軸６はスプロケットＧ５．Ｇ６、減速機
１５を介してモータ４の出力軸に連繋せしめており、か
くして差動歯車装置３を送り出しローラ２と巻取りロー
ラーの両軸Ｓ２．Ｓ、間に動力伝達機構として介設せし
めている。

しかして上記差動歯車装置３には下記の関係式が成立す
ることは当然である。

上式から明らかなように、第２原動軸６すなわちケーシ
ング８を固定して回転を止める（ｗ３＝０）す、一方、
第２原動軸６を同じ方向に回転させると従動軸７は増速
し、また逆の方向に回転させると減速するようになるの
は当然である。

従って、前記制御手段によってモータ４の発停および速
度制御を行えば送り出しローラ２の周速度を一定に保ち
力から巻取りローラ１の周速度を可変的に調節すること
ができる。

此の場合、上記制御手段はラップＬの巻き初めから巻き
終りに至るまでの全域で一定ゲレンが保たれるように特
定の制御が成されるものであって、縦軸に巻取りローラ
１と送シ出しローラ２の間のドロー値（周速度比）をと
り、横軸に巻取り長さく時間）をとった図表土において
右下りａ１水平ｂ１右上りｃ、！、−よび水平ｄの各直
線の連続になる折線（第６図参照）により画成されて、
一定速度、一定ドロー値で巻成されたときのラップＬが
有するゲレン推移状態に近似した線図により形成されて
なる運転モードに基いて制御指令を発するようになって
いる。

斜上の構成になる制御装置によって巻取り運転を行う場
合の態様を次に説明すると、モータ４の回転を止めて差
動歯車装置３のケーシング８を固定したときには、該装
置３は単純な減速歯車機構として機能するものであり、
か＼る使用形態にかける前記両ローラ１，２間のドロー
値が所定のαチになるようにスプロケット０１〜Ｇ４の
歯数の調整を行う。

この状態で一定速度のもとて巻取りを行って得られたラ
ップＬの単位長当りのゲレン推移をまず実測してこれか
ら近似的な運転モード線図（第６図々水線図）を作図す
ると共に、ドロー値の最大変化α′チを調べてα＝α′
になるようスプロケツ）Ｇ□〜Ｇ４ の歯数を調整す
る。

そして前記運転モード線図に倣ってモータ４の回転数を
制御する。

０右下り直線ａのゾーン この所定時間（１１秒）の間はラップＬのゲレンが普通
は軽くなっている領域であるので、その分だけ差動歯車
装置３のケーシング８を第１原動軸５とは逆方向に回転
せしめて、従動軸７の回転が遅くなるようにする。

この場合のゲレン変化は直線変化とみなされるので、モ
ータ４の起動時間を１１秒となしてこの間にドロー変動
値（α′％）の補正が完了するように設定する。

０水平直線すのゾーン 所定時間（１２秒）の間そのま＼の回転（ケーシング８
の回転）を持続するのみでよい。

○右上り直線Ｃのゾーン 所定時間（１３秒）の間に減速停止が行われるようにモ
ータ４の減速制御を行い、以降はモータ４を停止し、差
動歯車装置３を減速歯車列として機能させる。

以上の制御を行えばゲレンが一定したラップを得ること
ができる。

この場合、モータ４の制御は加減速制御を行うのみでよ
り、シかも巻取り運転中の加減速が何等支障なく行える
し巻取り停止中でも減速比可変のためのモータ制御を同
様に支障なく行える。

なか、所定長の巻取りが終って次の巻取りを行うだめの
巻替えに際しては、差動歯車装置３の第２原動軸６すな
わちケージジグ８を正転させることによってラップのド
ラフト切断を行うこともできる。

本発明は以上述べたように巻取り初期においてラップが
ゲレン変化を来すのを補正するために、運転最初は巻取
りローラ１の周速度を減じて遠心力による作用が大きく
及ぼさないようにしながら漸次増速してゆき、所定時間
で所要ドローが保持されるように巻取ジロー２１の回転
制御を行うものであって、ラップのゲレンを巻き初め部
分から巻き終り部分に至る全域に亘って一定ゲレンに保
持し得るためにコーマ工程など後処理工程で品質が均一
しかつ安定した製品が得られることとなり、品質安定の
ためにダブリングを行うなどの余計な手段を省いて生産
効率の向上がはわれるし製品コストの低減に寄与する効
果が奏される。

また、本発明は巻取りロール１の速度制御を行ってゲレ
ンの一定保持を可能とするものであるから、制御が容易
にできるし既設のラップマシンにも簡単に適用し得る汎
用性にも富んでいる。

さらに、本発明の第２番目の発明に係る装置は加減速制
御の対象となる機構を繰り出しローラ２と巻取りローラ
１との間の動力伝達機構として設けた差動歯車装置３に
形成しているので、回転中だけでなく、動力伝達を行っ
ていない停止中でも第２原動軸６の回転制御によって減
速比を変えることが可能であると共に、この回転制御を
行うことで機構上に何等の支障を与えることもなく取扱
いの簡便さと相俟って実用的価値は頗る大である。

因に、一般に多く使用されている機械的無段変速装置は
回転中でなければ変速操作できないし、ラップの巻き替
え毎に・・ンドル等操作部を介して最初の状態に戻さね
ばならなく制御機構が複雑化する難点があって、到底本
発明装置の比ではない。

上述の如く本発明は種々の作用効果を遺憾なく奏し得る
ものであって斯界に貢献するところ多大な発明である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の実施に係るラップマシンの略示構
造図、第２図は定速、定ドローの下での巻取りを行った
ラップのゲレン推移を示す線図、第３図は巻取ったラッ
プの斜視図、第４図はラップの巻径と遠心力との関係を
示す線図、第５図は本発明の１実施例に係るラップマシ
ンの要部駆動系統図、第６図は本発明に係る運転モード
線図である。 １・・・・・・巻取りローラ、２・・・・・・送り出し
ローラ、３・・・・・・差動歯車装置、４・・・・・・
モータ、５・・・・・・第１原動軸、６・・・・・・第
２原動軸、Ｔ・・・・・・従動軸、Ｌ・・・・・・ラッ
プ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 巻取りローラ１と送り出しローラ２との間にドロー
   を持たせ、かつ加圧して表面巻取りを行なう紡績用ラッ
   プマシンにおいて、送り出しローラ２は起動時点から一
   定周速度で運転する一方、巻取りローラ１はその周速度
   を減じた状態で起動した後、漸次増速して前記送シ出し
   ローラ２との間に適宜のドローが形成される周速度に達
   せしめ、かつこの間の経過時間を、巻取り当初に一定速
   度、一定ドローを保って巻成したとしたときのラップＬ
   がゲレンを漸減した後に漸増する変動状態を呈する時間
   に合致するようにし、その後は適宜のドローが形成され
   る前記周速度に保持せしめることを特徴とする紡績用ラ
   ップマシンの巻取り制御方法。 ２ 巻取りローラ１と送り出しローラ２との間にドロー
   を持たせ、かつ加圧して表面巻取りを行なう紡績用ラッ
   プマシンにおいて、同軸的に配設し、太陽歯車と遊星歯
   車とによって回転の伝達が成される第１原動軸５および
   従動軸７、前記遊星歯車を前記太陽歯車の周りに積極公
   転せしめるための第２原動軸６の３軸を備えて、第１原
   動軸５を送り出しローラ２の軸に、従動軸７を巻取りロ
   ーラ１の軸に夫々連結せしめてなる差動歯車装置３と、
   前記第２原動軸６に連結したモータ４°と、前記モータ
   ４に対し巻取り開始と同時に起動指令を発して、定時間
   （ｔｏ）中に定速度に達せしめた後、この定速度を定時
   間（ｔ２）中保持せしめて、さらに定時間（ｔ３）中に
   漸減速した後、停止指令を発せしめ、かつこの間の経過
   時間（１，＋１２＋１３）を、巻取り当初に一定速度、
   一定ドローを保って巻成したとしたときのラップＬがゲ
   レンを漸減した後に漸増する変動状態を呈する時間に合
   致せしめる運転制御を行なう制御手段とからなることを
   特徴とする巻取り制御装置。