JP6781011B2 - トラバース装置及び糸巻取装置 - Google Patents

Description

本発明は、糸をトラバースさせるためのトラバース装置及び当該トラバース装置を備える糸巻取装置に関する。

例えば、特許文献１には、糸をボビンに巻き取ってパッケージを形成する際に、糸をトラバースさせるためのトラバース装置として、トラバースガイドが無端ベルトに取り付けられたタイプのものが開示されている。このトラバース装置では、無端ベルトが巻き掛けられているプーリが繰り返し正逆に回転することで、無端ベルトのトラバースガイドが取り付けられている部分がトラバース方向に往復移動し、これによって、トラバースガイドに保持されている糸をトラバースすることができる構成となっている。

特開２０１６−１０８０７３号公報

上述のように、トラバースガイドが取り付けられた可動部（特許文献１では無端ベルト）がトラバース方向に往復移動することで、糸をトラバースさせるように構成されている場合、糸の反転時、すなわち、可動部の反転時に、可動部の慣性によって振動が生じる。昨今、パッケージの生産効率を向上させるため、糸の巻取速度の高速化が進んでおり、これに伴って、トラバース速度も速くなっている。このため、反転時における可動部の慣性がこれまでよりも大きくなり、上述の振動が無視できない状況となってきている。

以上の課題に鑑みて、本発明は、トラバースされている糸の反転時に生じる振動を低減可能なトラバース装置を提供することを目的とする。

本発明に係るトラバース装置は、複数の糸をトラバース方向にトラバースさせるためのトラバース装置であって、前記複数の糸に対して個別に設けられ、糸を保持した状態で前記トラバース方向に往復移動する複数のトラバースガイドと、前記トラバースガイドが取り付けられた可動部を有し、前記可動部が前記トラバース方向に往復移動する駆動装置と、前記駆動装置の動作を制御する制御装置と、を備え、前記駆動装置は複数設けられており、前記制御装置は、前記複数の駆動装置のうち一部の駆動装置の可動部が一方の向きに反転するのと同時に、前記複数の駆動装置のうち残りの少なくとも一部の駆動装置の可動部が他方の向きに反転するように、前記複数の駆動装置を制御し、前記複数の駆動装置の個数は、４つ以上の偶数個であることを特徴とする。

本発明では、トラバースガイドが取り付けられた可動部を有する駆動装置が複数設けられており、そのうち一部の駆動装置の可動部が反転するときに、残りの少なくとも一部の駆動装置の可動部が逆向きに反転する。したがって、これらの可動部が反転する際の慣性による衝撃が相殺され、糸の反転時に生じる振動を低減することができる。

さらに、本発明において、前記制御装置は、同時に反転する前記可動部の数が２つになるように、前記複数の駆動装置を制御するとよい。
また、本発明において、前記一部の駆動装置の可動部が一方の向きに反転するのと同時に、前記可動部が他方の向きに反転する前記残りの少なくとも一部の駆動装置の数は、前記一部の駆動装置と同数であるとよい。

こうすることで、可動部が反転する際の慣性による衝撃がより効果的に相殺され、糸の反転時に生じる振動を一層低減することができる。

また、本発明において、１つの前記可動部に、複数の前記トラバースガイドが取り付けられているとよい。

このような構成によれば、１つの駆動装置で複数のトラバースガイドを駆動することが可能となるので、駆動装置の数を減らすことができ、コストを削減することができる。

また、本発明において、前記複数の駆動装置のそれぞれの前記可動部には、前記トラバースガイドが同数ずつ取り付けられているとよい。

このように、各駆動装置の可動部に取り付けられるトラバースガイドの数が同じであれば、可動部の反転時に、トラバースガイドの慣性による衝撃も確実に相殺することができ、糸の反転時に生じる振動を一層効果的に低減することができる。

また、本発明において、前記トラバースガイドが偶数個設けられており、前記複数の駆動装置は、前記偶数個のトラバースガイドのうち半数が取り付けられた前記可動部を有する第１駆動装置と、前記偶数個のトラバースガイドのうち残りの半数が取り付けられた前記可動部を有する第２駆動装置と、からなるとよい。

このように駆動装置を２つとすることで、駆動装置の数を最低限とすることができ、コストを効果的に削減することができる。また、各駆動装置の可動部に、同数のトラバースガイドを取り付けることによって、糸の反転時に生じる振動を一層効果的に低減することができる。

また、本発明において、前記複数の駆動装置は、前記トラバース方向に一列に並んでいるとよい。

複数の駆動装置が一列に並んでいれば、複数の可動部が互いに逆向きに反転する際にトラバース装置にモーメントが作用することを防止でき、糸の反転時に生じる振動を一層効果的に低減することができる。

また、本発明において、前記駆動装置はリニアモータであり、前記可動部は前記リニアモータの可動子であるとよい。

例えば、弾性体であるベルトにトラバースガイドが取り付けられるトラバース装置では、弾性体に生じる変形分だけ、ベルトの挙動とトラバースガイドの挙動とが厳密には一致せず、トラバース制御の精度向上に限界があった。その点、リニアモータを用いると、可動子の挙動とトラバースガイドの挙動とを一致させることができ、トラバース制御の精度を向上させることが可能となる。

また、本発明において、糸をトラバースさせるトラバース速度が８ｍ／ｍｉｎ以上であるとよい。

このように比較的高速のトラバースを行うトラバース装置においては、可動部の反転時における振動が大きくなりやすいので、特に本発明が有効となる。

また、本発明に係る糸巻取装置は、上記何れかのトラバース装置によってトラバースされた複数の糸を巻き取ってパッケージを形成することを特徴とする。

このような糸巻取装置では、トラバース装置における振動を低減できることで、パッケージの品質を向上させることができる。

本実施形態に係る紡糸引取装置の模式図である。 トラバース装置の詳細を示す拡大図である。 可動子の位置制御を模式的に示すグラフである。 可動子の動作を示す模式図である。 他の実施形態におけるトラバース装置の構成を示す模式図である。 他の実施形態における可動子の位置制御を模式的に示すグラフである。

（紡糸引取装置）
本発明の実施形態の一例について説明する。図１は、本実施形態に係る紡糸引取装置の模式図である。紡糸引取装置１は、紡糸装置１００から紡出される複数の合成繊維糸Ｙを、複数のボビンＢにそれぞれ巻き取って複数のパッケージＰを形成する。なお、図１に示される上下前後の方向を、それぞれ、紡糸引取装置１の上下前後の方向と定義する。

紡糸引取装置１は、ゴデットローラ３、４、糸巻取装置５等を備える。紡糸装置１００では、ギヤポンプ等からなるポリマー供給装置（図示省略）から供給されたポリマーが、紡糸口金（図示省略）から下方に押し出される。紡糸装置１００から紡出された複数の糸Ｙは、図１の紙面垂直方向に並んでおり、糸道ガイド（図示省略）により適切な間隔で配列された状態で、ゴデットローラ３、４に沿った糸道を走行する。さらに、複数の糸Ｙは、ゴデットローラ４から前後方向に分配され、糸巻取装置５において複数のボビンＢにそれぞれ巻き取られる。

糸巻取装置５は、機台７、ターレット８、２本のボビンホルダ９、支持枠体１０、コンタクトローラ１１、トラバース装置１２、制御装置１６等を備えている。糸巻取装置５は、ボビンホルダ９を回転させることによって、ゴデットローラ４から送られてきた複数の糸Ｙを、複数のボビンＢに同時に巻き取り、複数のパッケージＰを形成する。

機台７には、円板状のターレット８が取り付けられている。ターレット８は、不図示のモータによって、前後方向に平行な回転軸周りに回転駆動される。ターレット８には、長尺な円筒状の２本のボビンホルダ９が、前後方向に延びる姿勢で回転自在に片持ち支持されている。各ボビンホルダ９には、前後方向に沿って複数のボビンＢが並んだ状態で装着される。ターレット８を回転させることにより、２本のボビンホルダ９の位置を、上側位置と下側位置との間で切り換えることができる。複数の糸Ｙは、上側位置にあるボビンホルダ９に装着された複数のボビンＢに巻き取られる。上側位置にあるボビンホルダ９に装着された複数のボビンＢに複数の糸Ｙが巻き取られ、複数のパッケージＰが形成されると、２本のボビンホルダ９の位置を上下で切り換える。そして、新たに上側位置にきたボビンホルダ９に装着された複数のボビンＢに複数の糸Ｙが巻き取られる。

支持枠体１０は、前後方向に延びる長尺なフレーム状の部材である。支持枠体１０は、機台７に固定的に取り付けられている。支持枠体１０の下部には、ローラ支持部材１３が、支持枠体１０に対して上下に移動可能に取り付けられている。ローラ支持部材１３は、ボビンホルダ９の軸方向に沿って延びるコンタクトローラ１１を回転自在に両持ち支持する。複数の糸Ｙの巻取り中に、コンタクトローラ１１が上側位置にあるボビンホルダ９が支持する複数のパッケージＰに接することで、パッケージＰに所定の接圧が付与され、パッケージＰの形状が整えられる。

支持枠体１０のコンタクトローラ１１の直上には、トラバース装置１２が取り付けられている。トラバース装置１２は、前後方向に並んだ複数のトラバースガイド１４を有する。複数のトラバースガイド１４には、複数の糸Ｙがそれぞれ掛けられる。糸Ｙを保持した状態のトラバースガイド１４が、トラバース方向（前後方向）に往復移動することにより、糸Ｙが支点ガイド１５を中心に前後に綾振りされながら、対応するボビンＢに巻き取られる。なお、トラバース装置１２の詳細については後述する。

制御装置１６は、糸巻取装置５を構成する各部位の動作を制御する。具体的には、制御装置１６は、ターレット８、ボビンホルダ９、トラバース装置１２等の動作を制御する。

なお、本実施形態では、糸巻取装置５は８本の糸Ｙを巻き取るものとしており、これに対応して、トラバースガイド１４や支点ガイド１５も８個ずつ設けられる構成となっている。しかしながら、これらの数は糸Ｙの巻取り本数に応じて適宜変更が可能である。

（トラバース装置）
図２は、トラバース装置１２の詳細を示す拡大図である。図２に示すように、本実施形態のトラバース装置１２は、トラバースガイド１４を駆動する駆動装置として、２つのリニアモータ２０を有する。２つのリニアモータ２０は、トラバース方向（前後方向）に一列に並んだ状態で配置されている。リニアモータ２０は、支持枠体１０に固定される固定子２１と、固定子２１に対して前後方向に移動可能な可動子２２（太線で図示）とを有する。固定子２１には、前後方向に延びる軌道２１ａが形成されており、可動子２２は、この軌道２１ａに沿って前後方向に移動する。

固定子２１は、制御装置１６によって通電状態が制御されるコイル（図示省略）を有する。一方、可動子２２は、磁石（図示省略）を有する。そして、制御装置１６によって固定子２１のコイルへの通電状態が制御されることで、固定子２１のコイルと可動子２２の磁石との間に作用する電磁誘導により、可動子２２が固定子２１の軌道２１ａに沿って前後方向に往復移動可能となっている。なお、リニアモータ２０の構成はこれに限定されず、固定子２１が磁石を有し、可動子２２がコイルを有する形態でもよい。以下では、適宜、前側に配置されたリニアモータ２０を２０Ａと表記し、後側に配置されたリニアモータ２０を２０Ｂと表記する。

リニアモータ２０Ａ、２０Ｂの可動子２２には、それぞれ４個のトラバースガイド１４が前後方向に並んで取り付けられている。詳細には、前側４個のトラバースガイド１４は、前側のリニアモータ２０Ａの可動子２２に取り付けられており、リニアモータ２０Ａによってトラバース方向に往復移動させられる。また、後側４個のトラバースガイド１４は、後側のリニアモータ２０Ｂの可動子２２に取り付けられており、リニアモータ２０Ｂによってトラバース方向に往復移動させられる。

ここで、８個全てのトラバースガイド１４を、１つのリニアモータの可動子に取り付け、この１つのリニアモータによって全てのトラバースガイド１４を駆動することも可能である。しかしながら、そうすると、リニアモータの可動子が移動領域の端部で反転する際に、質量の大きな可動子（一般的に金属製である）の慣性力によって大きな振動が発生するという問題があった。本実施形態では、このような問題を解決するため、トラバースガイド１４を駆動するためのリニアモータ２０を複数設けている。以下、詳細に説明
する。

図３は、可動子２２の位置制御を模式的に示すグラフであり、図４は、可動子２２の動作を示す模式図である。図３に示すように、制御装置１６は、リニアモータ２０Ａの可動子２２とリニアモータ２０Ｂの可動子２２とが、トラバース方向（前後方向）において逆位相で往復移動するように制御する。このように制御することで、時間ｔがｔ１、ｔ３のときには、図４（ａ）、（ｃ）に示すように、各トラバースガイド１４が各トラバース領域の中心に位置するように、リニアモータ２０Ａ、２０Ｂの可動子２２は、トラバース方向における移動領域の中央に位置する。

一方、時間ｔがｔ２、ｔ４のときには、図４（ｂ）、（ｄ）に示すように、リニアモータ２０Ａの可動子２２に取り付けられたトラバースガイド１４が、トラバース方向における一方側の端部で反転するとともに、リニアモータ２０Ｂの可動子２２に取り付けられたトラバースガイド１４が、トラバース方向における他方側の端部で反転する。つまり、リニアモータ２０Ａの可動子２２と、リニアモータ２０Ｂの可動子２２とが、同時にトラバース方向において逆向きに反転する。その結果、リニアモータ２０Ａの可動子２２が反転する際の慣性による衝撃と、リニアモータ２０Ｂの可動子２２が反転する際の慣性による衝撃とが互いに相殺され、可動子２２の反転時に生じる振動を低減することができる。

なお、本実施形態のトラバース装置１２では、糸Ｙのトラバース速度が８ｍ／ｍｉｎ（１３３ｍｍ／ｓｅｃ）以上と比較的高速に設定されている。このように比較的高速のトラバースを行うトラバース装置１２においては、可動子２２の反転時における振動が特に大きくなりやすいので、本実施形態の構成を採用することによる効果が顕著である。しかしながら、もちろん、トラバース速度が８ｍ／ｍｉｎ未満の場合にも、本実施形態の構成は振動を低減させるのに有効であることには変わりがない。

（効果）
以上のように、本実施形態のトラバース装置１２では、トラバースガイド１４が取り付けられた可動部（可動子２２）を有する駆動装置（リニアモータ２０）が複数設けられており、そのうち一部の駆動装置２０の可動部２２が反転するときに、残りの少なくとも一部の駆動装置２０の可動部２２が逆向きに反転する。したがって、これらの可動部２２が反転する際の慣性による衝撃が相殺され、糸Ｙの反転時に生じる振動を低減することができる。

また、本実施形態では、一部の駆動装置２０の可動部２２が一方の向きに反転するのと同時に、可動部２２が他方の向きに反転する上記残りの少なくとも一部の駆動装置２０の数は、上記一部の駆動装置２０と同数（１つ）とされている。こうすることで、可動部２２が反転する際の慣性による衝撃がより効果的に相殺され、糸Ｙの反転時に生じる振動を一層低減することができる。

また、本実施形態では、１つの可動部２２に、複数のトラバースガイド１４が取り付けられている。このような構成によれば、１つの駆動装置２０で複数のトラバースガイド１４を駆動することが可能となるので、駆動装置２０の数を減らすことができ、コストを削減することができる。

また、本実施形態では、複数の駆動装置２０のそれぞれの可動部２２に、トラバースガイド１４が同数ずつ取り付けられている。このように、各駆動装置２０の可動部２２に取り付けられるトラバースガイド１４の数が同じであれば、可動部２２の反転時に、トラバースガイド１４の慣性による衝撃も確実に相殺することができ、糸Ｙの反転時に生じる振動を一層効果的に低減することができる。

また、本実施形態では、トラバースガイド１４が偶数個（８個）設けられており、複数の駆動装置２０は、偶数個のトラバースガイド１４のうち半数が取り付けられた可動部２２を有する第１駆動装置２０Ａと、偶数個のトラバースガイド１４のうち残りの半数が取り付けられた可動部２２を有する第２駆動装置２０Ｂと、からなる。このように駆動装置２０を２つとすることで、駆動装置２０の数を最低限とすることができ、コストを効果的に削減することができる。また、各駆動装置２０の可動部２２に、同数のトラバースガイド１４を取り付けることによって、糸Ｙの反転時に生じる振動を一層効果的に低減することができる。

また、本実施形態では、複数の駆動装置２０は、トラバース方向に一列に並んでいる。このため、複数の可動部２２が互いに逆向きに反転する際にトラバース装置１２にモーメントが作用することを防止でき、糸Ｙの反転時に生じる振動を一層効果的に低減することができる。

また、本実施形態では、駆動装置はリニアモータ２０であり、可動部はリニアモータ２０の可動子２２である。例えば、弾性体であるベルトにトラバースガイドが取り付けられるトラバース装置では、弾性体に生じる変形分だけ、ベルトの挙動とトラバースガイドの挙動とが厳密には一致せず、トラバース制御の精度向上に限界があった。その点、リニアモータ２０を用いると、可動子２２の挙動とトラバースガイド１４の挙動とを一致させることができ、トラバース制御の精度を向上させることが可能となる。また、リニアモータ２０の可動子２２は、一般的に金属等で作製されており質量が大きいために慣性力が大きくなりやすい。このため、リニアモータ２０の場合は、本発明が特に有効となる。

また、本実施形態では、糸Ｙをトラバースさせるトラバース速度が８ｍ／ｍｉｎ以上とされている。このように比較的高速のトラバースを行うトラバース装置１２においては、可動部２２の反転時における振動が大きくなりやすいので、特に本発明が有効となる。

また、本実施形態のトラバース装置１２を備えた糸巻取装置５によれば、トラバース装置１２における振動を低減できることで、パッケージＰの品質を向上させることができる。

（他の実施形態）
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明を適用可能な形態は、上述の実施形態に限られるものではなく、以下に例示するように、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることが可能である。

上記実施形態では、リニアモータ２０を２つ設け、１つのリニアモータ２０Ａの可動子２２が一方の向きに反転するのと同時に、１つのリニアモータ２０Ｂの可動子２２が他方の向きに反転するものとした。しかしながら、リニアモータ２０の数は２つに限定されないし、同時に互いに逆向きに反転する可動子２２の数が必ずしも同数でなくてもよい。例えば、リニアモータ２０が３つ以上設けられている場合、２つのリニアモータ２０の可動子２２が一方の向きに反転する際に、少なくとも他の１つの可動子２２が他方の向きに反転すれば、少なくとも１つ分の可動子２２の慣性による衝撃は相殺され、振動を低減する効果は得られる。ただし、振動の低減効果を向上させるためには、リニアモータ２０の個数を偶数個とし、所定数のリニアモータ２０の可動子２２が反転する際に、同時に所定数と同数の他のリニアモータ２０の可動子２２が逆向きに反転することが好ましい。

リニアモータ３０を４つ設けた場合について、図５及び図６を参照しつつ説明する。図５に示すトラバース装置１１２では、リニアモータ３０を４つ設け、各リニアモータ３０の可動子２２に２個のトラバースガイド１４を取り付けるものとしている。このように４つのリニアモータ３０（３０Ａ〜３０Ｄ）を設けた場合には、リニアモータ３０の制御方法も複数のパターンが考えられる。

例えば、図６（ａ）に示すように、リニアモータ３０Ａ、３０Ｃを同位相で制御するとともに、リニアモータ３０Ｂ、３０Ｄを同位相で制御し、さらに、リニアモータ３０Ａ、３０Ｃとリニアモータ３０Ｂ、３０Ｄとが逆位相になる（１８０度位相がずれる）ように制御することで、振動を低減することが可能である。なお、このとき、同位相で制御するリニアモータ３０の組み合わせは上述のものに限定されない。

また、図６（ｂ）に示すように、リニアモータ３０Ａとリニアモータ３０Ｂとが逆位相になるように制御するとともに、リニアモータ３０Ｃとリニアモータ３０Ｄとが逆位相になるように制御してもよい（この組み合わせは適宜変更可能である）。なお、図６（ｂ）では、リニアモータ３０Ａ（又はリニアモータ３０Ｂ）とリニアモータ３０Ｃ（又はリニアモータ３０Ｄ）との位相差が９０度となるようにしているが、この位相差は必ずしも９０度である必要はない。このように、同時に反転する可動子２２の数を２つにするように制御すれば、一度に反転する可動子２２の総質量を減らすことができるので、振動をより効果的に低減できる。

また、上記実施形態では、各リニアモータ２０の可動子２２に取り付けられるトラバースガイド１４の数を同数としたが、可動子２２によって、取り付けられるトラバースガイド１４の数に多少差があってもよい。

また、上記実施形態では、各リニアモータ２０の可動子２２に複数のトラバースガイド１４を取り付けるものとしたが、可動子２２にトラバースガイド１４を１つだけ取り付けるものとしてもよい。

また、上記実施形態では、複数のリニアモータ２０をトラバース方向に一列に並べて配置するものとしたが、これは必須要件ではない。例えば、複数のリニアモータ２０をトラバース方向に沿って千鳥状に配置してもよい。

また、上記実施形態では、本発明における駆動装置としてリニアモータ２０を採用したが、駆動装置の形態はリニアモータに限定されない。例えば、駆動装置として、特許文献１のように無端ベルトを用いた構成を採用してもよいし、ボールねじを用いた構成を採用してもよい。

５：糸巻取装置
１２、１１２：トラバース装置
１４：トラバースガイド
１６：制御装置
２０（２０Ａ、２０Ｂ）、３０（３０Ａ〜３０Ｄ）：リニアモータ（駆動装置）
２１：固定子
２２：可動子（可動部）
Ｙ：糸
Ｐ：パッケージ

Claims (11)

1. 複数の糸をトラバース方向にトラバースさせるためのトラバース装置であって、
   前記複数の糸に対して個別に設けられ、糸を保持した状態で前記トラバース方向に往復移動する複数のトラバースガイドと、
   前記トラバースガイドが取り付けられた可動部を有し、前記可動部が前記トラバース方向に往復移動する駆動装置と、
   前記駆動装置の動作を制御する制御装置と、
   を備え、
   前記駆動装置は複数設けられており、
   前記制御装置は、前記複数の駆動装置のうち一部の駆動装置の可動部が一方の向きに反転するのと同時に、前記複数の駆動装置のうち残りの少なくとも一部の駆動装置の可動部が他方の向きに反転するように、前記複数の駆動装置を制御し、
   前記複数の駆動装置の個数は、４つ以上の偶数個であることを特徴とするトラバース装置。
2. 前記制御装置は、同時に反転する前記可動部の数が２つになるように、前記複数の駆動装置を制御することを特徴とする請求項１に記載のトラバース装置。
3. 前記一部の駆動装置の可動部が一方の向きに反転するのと同時に、前記可動部が他方の向きに反転する前記残りの少なくとも一部の駆動装置の数は、前記一部の駆動装置と同数であることを特徴とする請求項１または２に記載のトラバース装置。
4. １つの前記可動部に、複数の前記トラバースガイドが取り付けられていることを特徴とする請求項１ないし３の何れか１項に記載のトラバース装置。
5. 前記複数の駆動装置のそれぞれの前記可動部には、前記トラバースガイドが同数ずつ取り付けられていることを特徴とする請求項１ないし４の何れか１項に記載のトラバース装置。
6. 前記トラバースガイドが偶数個設けられており、
   前記複数の駆動装置は、前記偶数個のトラバースガイドのうち半数が取り付けられた前記可動部を有する第１駆動装置と、前記偶数個のトラバースガイドのうち残りの半数が取り付けられた前記可動部を有する第２駆動装置と、からなることを特徴とする請求項５に記載のトラバース装置。
7. 前記複数の駆動装置は、前記トラバース方向に一列に並んでいることを特徴とする請求項１ないし６の何れか１項に記載のトラバース装置。
8. 前記駆動装置はリニアモータであり、前記可動部は前記リニアモータの可動子であることを特徴とする請求項１ないし７の何れか１項に記載のトラバース装置。
9. 前記駆動装置は、ボールねじを含んでいることを特徴とする請求項１ないし７の何れか１項に記載のトラバース装置。
10. 糸をトラバースさせるトラバース速度が８ｍ／ｍｉｎ以上であることを特徴とする請求項１ないし９の何れか１項に記載のトラバース装置。
11. 請求項１ないし１０の何れか１項に記載のトラバース装置を備える糸巻取装置であって、
    前記トラバース装置によってトラバースされた複数の糸を巻き取って複数のパッケージを形成することを特徴とする糸巻取装置。

Images