JP4108563B2 - 織機の回転原点位置決定装置 - Google Patents

Description

本発明は、織機の往復運動装置の回転原点位置を決定する装置に関する。

この種の回転原点位置決定装置の１つとして、織機のフレームに組み付けられた往復位置検出装置と、回転駆動源の回転運動により往復移動されて往復位置検出装置の検出領域に接近及び離間する被検出部を有する往復運動部材と、回転駆動源の回転位置を検出する回転位置検出装置と、往復位置検出装置からの検出信号と回転位置検出装置からの検出信号とを基に、往復位置検出装置の出力信号のオン・オフの切り換わり時における回転駆動源の回転位置を求める演算回路とを含む装置がある（例えば、特許文献１参照）。

往復位置検出装置の検出領域は、往復運動部材の最大振幅（ストローク）時における最大振幅位置付近に設置されて、往復位置検出信号を用いて最大振幅位置における出力軸の回転位置を検出している。

このため、上記従来技術では、製織中に最大振幅が変化したとき又は停台時に最大振幅を変更したときに、往復位置検出装置を変化又は変更した最大振幅に合わせて精度よくフレームに組み付け直す必要があり、織布の生産性に難があると共に、最大振幅位置を高精度で検出することが難しい。

特開平９−１１１５７６号公報（図１）

本発明の目的は、往復運動部材の所定位置における回転駆動源の回転位置を容易に精度よく検出することにある。

本発明に係る回転原点位置決定装置は、回転駆動源により往復運動されかつ前記往復運動の振幅量を変更可能の往復運動部材であって前記往復運動の方向に伸びる被検出部を有する往復運動部材と、前記被検出部を検出して往復位置信号を出力する往復位置検出装置であって前記被検出部が前記往復運動の方向に出入りする検出領域を有する往復位置検出装置と、前記回転駆動源の回転位置を検出して回転位置信号を出力する回転位置検出装置と、前記往復位置信号と前記回転位置信号とを基に、前記往復運動部材の最端位置における前記回転駆動源の回転角度位置を求める演算回路とを含む。

前記被検出部は前記往復運動部材の前記最小振幅時及び前記最大振幅時における前記最端位置間の距離より長く、前記検出領域は前記往復運動部材の前記最小振幅時及び前記最大振幅時の前記最端位置において前記被検出部が重複する箇所とされている。

前記演算回路は、前記往復位置信号と前記回転位置信号とを基に、前記往復運動部材の最小振幅時及び最大振幅時の同じ側の最端位置における前記回転駆動源の回転角度位置を求めてもよい。

前記回転位置検出装置は前記回転駆動源の回転位置を常時監視してもよい。

前記往復運動部材は、織機の経糸開口装置の綜絖枠に接続された揺動レバーを含むことができる。

前記往復運動部材は織機の経糸開口装置の綜絖枠を含み、前記被検出部は前記綜絖枠の前記往復運動と平行な側面を含んでいてもよい。

前記往復運動部材は、経糸開口装置の綜絖枠に接続された揺動レバーと、該揺動レバーを前記回転駆動源により回転駆動されるクランクに連結するリンクとを含み、前記揺動レバーと前記リンクとは前記往復運動における連結位置を変更可能とされていてもよい。

前記演算回路は、前記検出部が前記被検出部を検出している検出期間又は検出していない非検出期間の前記回転位置信号の始端時及び終端時に対応する前記回転角度位置を求め、求めた回転角度位置の中央位置を求めることができる。

本発明によれば、被検出部を最小振幅時及び最大振幅時における同じ側の最端位置間の距離より長くし、検出領域を最小振幅時及び最大振幅時の最端位置において被測定部が重複する箇所に設けたから、往復運動部材の振幅が運転中に変化しても、及びそのような振幅を停台中に変更しても、検出部の設置位置を調整することなく、及び振幅量に関係なく、最小振幅時及び最大振幅時における同じ側の最端位置を含む被検出部の一部が検出領域内を往復運動する範囲内で往復位置信号が連続的に出力される。このため、往復運動部材の最端位置における回転駆動源の回転角度位置を容易にしかも正確に最端位置における回転駆動源の回転角度位置を求めることができる。

前記回転位置検出装置は前記回転駆動源の回転位置を常時監視することにより、往復運動部材が一方の最端位置に位置しているか他方の最端位置に位置しているかを判別することができる。このため、設定された往復運動部材の運動パターンに対する前記往復位置検出装置の状態を常時監視することにより、往復運動部材の運動パターンのずれかを認識することができ、回転原点位置決定装置を備えた織機の破損を早期に発見することができる。

前記往復運動部材は、織機の経糸開口装置の綜絖枠に接続された揺動レバーを含ませ、また、前記被検出部を、前記揺動レバーの揺動中心と同心の円弧状側面とすれば、検出領域は、揺動レバーの被検出部を検出することになるから、枠の形状や高さ等、種類の異なる綜絖枠が往復運動部材に組み付けられても、特許文献１に記載の技術のような、検出装置の取付位置や検出領域が被検出位置を検出する位置の細かい調整が不要になる。

前記演算回路は、前記検出部が前記被検出部を検出している検出期間又は検出していない非検出期間の前記回転位置信号の始端時及び終端時に対応する前記回転角度位置を求め、求めた回転角度位置の中央位置を求めれば、求めた中央位置を回転原点位置とすることができる。

本実施例において、「前後方向」とは、経糸の送り出しによる経糸の移動方向をいい、「上下方向」とは、綜絖枠の移動方向をいい、「左右方向」とは、緯糸の飛走方向をいい、「揺動面」とは、上下方向と左右方向とに伸びる面をいう。

図１を参照するに、回転原点位置決定装置１０は、経糸開口装置１２の綜絖枠１４毎に、経糸開口装置１２の一部として織機に備えられている。

図１は、綜絖枠１４を１つ図示しているにすぎないが、経糸開口装置１２は、前後方向に間隔をおいた複数の綜絖枠１４を備えている。各綜絖枠１４は、織機のフレーム１６に組み付けられた図示しない一対の綜絖枠ガイドにより、上下動のみをすることができる状態に保持されている。

各綜絖枠１４は、綜絖枠１４毎に備えられた支持機構２０に支持されており、また綜絖枠１４毎に備えられた駆動モータ２２により支持機構２０を介して上下動される。これにより、経糸の開口が形成される。

各駆動モータ２２は綜絖枠専用の電動機であり、したがって経糸開口装置１２は電動開口装置として作用する。経糸開口装置１２は、各駆動モータ２２の出力軸の回転速度を減速装置２４で減速する。

駆動モータ２２は、織機の主軸を駆動させる主軸用駆動モータとは別個に制御されるが、主軸の回転と同期して回転される。減速装置２４の出力軸２６の回転位置は、エンコーダ２８により検出されて、エンコーダ２８から回転位置信号Ｓ２として出力される。

本実施例では、駆動モータ２２の出力軸の回転速度は、図４（Ａ）に示すように、駆動モータ２２の出力軸が５回転すると、綜絖枠１４が１往復するように、減速装置２４により減速されている。減速装置２４の出力軸２６には、偏心リンクとして作用するクランク円板３０が取り付けられている。

クランク円板３０には、クランクロッド３２が、クランク円板３０の回転運動により揺動されるように、連結されている。クランク円板３０とクランクロッド３２とは、駆動モータ２２、ひいては減速装置２４の回転運動を左右方向への往復運動に変換するクランク機構を構成している。

各支持機構２０は、前後方向へ伸びる軸線の周りに揺動可能の左右一対の揺動レバー３４と、各揺動レバー３４を綜絖枠１４に連結する連結ロッド３６とを備えており、また対応する綜絖枠１４の下方に配置されている。図１は、織機を前方から見て、右方側に位置する揺動レバー３４を示している。

左方側の揺動レバー３４及び右方側の揺動レバー３４のそれぞれは、複数の支持機構２０で共通の支持ロッド３８に揺動可能に支持されている。各支持ロッド３８は前後方向へ伸びている。

各支持機構２０は、クランク円板３０とクランクロッド３２とにより変換された往復運動を右方側の揺動レバー３４に受ける。これにより、揺動レバー３４が揺動されて、支持ロッド３８が上下動される。

各クランクロッド３２は、その一端部をクランク円板３０の偏心位置に枢軸的に連結されていると共に、その他端部を揺動レバー３４から揺動面内を円弧状に伸びるアーム部４０に組み付けられている。

揺動レバー３４の揺動角度範囲（ストローク量）は、クランクロッド３２をアーム部４０に組み付けている組み付け位置を変更することにより、変更される。これにより、綜絖枠１４の上下動の振幅量（ストローク量）、つまり、経糸の開口量を任意に変更することができる。

各綜絖枠１４は、その下側の左右方向における左側（図示せず）及び右側のそれぞれにブラケット４２を備えている。各ブラケット４２は、連結ロッド３６の上端部を左右方向に伸びる軸線の周りに揺動可能に連結している。

各連結ロッド３６は、有効長さを変更可能に結合された２つの部材により上下方向へ伸びる棒状の形状とされている。左右の連結ロッド３６の上端部及び下端部は、それらが互いに平行に伸びるように、それぞれ、綜絖枠１４及び揺動レバー３４に枢軸的に連結されている。

右方側の揺動レバー３４は、前後方向から見て、略Ｙ字状の形状を有しているが、図示しない左方側の揺動レバー３４は、前後方向から見て、略Ｖ字状の形状を有している。左右の揺動レバー３４は、同期して揺動するように、連結片４４により相互に連結されている。

図示の例においては、経糸開口量を最大にするために、クランクロッド３２は揺動レバー３４の揺動中心に最も近い箇所においてアーム部４０に組み付けられている。したがって、揺動レバー３４は、矢印Ａに示す二点鎖線の位置まで支持ロッド３８の周りを揺動する。このとき、揺動レバー３４の振幅（ストローク）が最大となり、経糸開口量が最大になる。

これに対し、クランクロッド３２が、支持ロッド３８から最も遠い位置、すなわち矢印Ｂで示す二点鎖線の箇所においてアーム部４０に組み付けられていると、揺動レバー３４の振幅が最小となり、経糸の開口量が最小になる。

回転原点位置決定装置１０は、揺動レバー３４の被検出部４８をフレーム１６に取り付けられた往復位置検出装置４６により検出して、被検出部４８の検出信号を往復位置信号Ｓ１として往復位置検出装置４６から出力する。往復位置信号Ｓ１は、被検出部４８が往復位置検出装置４６の検出領域に位置することを示す信号であり、被検出部４８を検出しているとオンになり、検出していないとオフになる。

揺動レバー３４の被検出部４８は、揺動レバー３４の往復（揺動）運動の方向に伸びている。図３に示す例においては、被検出部４８は、揺動レバー３４の最小振幅及び最大振幅における同じ側の最端位置（図３においてＡ及びＢの極限位置、すなわち綜絖枠１４の上死点位置に対応する端縁）から、他の最端位置（他方の極限位置、すなわち綜絖枠１４の下死点位置に対応する端縁）に向けて伸びている。

このため、被検出部４８は、揺動レバー３４の揺動にともなって、往復位置検出装置４６の検出領域に、揺動レバー３４の往復運動の他の最端位置（他方の極限位置）側から出入りする。

揺動レバー３４の往復運動の方向における被検出部４８の長さＬは、揺動レバー３４の最小振幅及び最大振幅における同じ側の最端位置（図３においてＡ及びＢの極限位置）間の距離（綜絖枠１４が上死点に位置するときの揺動レバー３４の位置の差）Ｃより長くされている。

往復位置検出装置４６は、織機のフレーム１６に組み付けられているシャフト受け５０にブラケット５２を介して組み付けられている。本実施例では、往復位置検出装置４６は、その検出部を被検出部４８の揺動中心すなわち支持ロッド３８に向けている。したがって、被検出部４８は、揺動レバー３４の揺動にともなって、被検出部４８が往復位置検出装置４６の検出領域に出入りする。

往復位置検出装置４６の検出領域は、被検出部４８を確実に検出可能の位置（図３の範囲Ｄ）とされている。そのような配置位置は、また、往復位置検出装置４６の検出感度に影響を及ぼさない。

被検出部４８は、図３の極限位置Ａ及びＢにおいて往復位置検出装置４６の検出部、特に検出領域に対して重複する範囲内に往復位置検出装置４６の検出領域が設定されている。このため、綜絖枠１４が上死点に位置すれば、往復位置検出装置４６は、経糸開口量が変更されても、被検出部４８を必ず検出することができる。

図２を参照するに、回転原点位置決定装置１０は、往復位置検出装置４６からの往復位置信号Ｓ１を制御装置６０の演算器６２に供給すると共に、減速装置２４の出力軸２６の回転位置に対応しかつエンコーダ２８から出力される回転位置信号Ｓ２を演算器６２に供給する。

演算器６２は、揺動レバー３４の最小振幅及び最大振幅のときの同じ一方側、例えば綜絖枠１４の上死点位置に対応する最端位置（図３にＡ及びＢで示す極限位置）における減速装置２４の出力軸２６の回転角度を求め、求めた回転角度に対応する回転角度信号Ｓ３を駆動モータ制御装置６４に出力する。

駆動モータ制御装置６４は、綜絖枠１４の開口パターン信号Ｓ４を開口パターン記憶装置６６から受け、回転角度信号Ｓ３と開口パターン信号Ｓ４とを用いて駆動モータ２２を制御する。

本実施例では、往復位置検出装置４６は、被検出部４８を常時監視し、往復位置信号Ｓ１を演算器６２に出力する。演算器６２はそのように常時監視することにより、往復位置信号Ｓ１と回転位置信号Ｓ２とから、綜絖枠１４が上死点又は下死点に位置しているか否かを判別する。この判別は、被検出部４８を常時監視していることから、容易に行うことができる。

図４を参照して、回転原点位置決定装置１０の動作を説明する。

図４（Ｂ）は被検出部４８を長くしたときの往復位置信号Ｓ１の波形を示し、図４（Ｃ）は被検出部４８を短くしたときの往復位置信号Ｓ１の波形を示す。

綜絖枠１４が下死点から上死点に向けて上昇する過程においては、被検出部４８は往復位置検出装置４６の検出領域に存在していない。このため、往復位置検出装置４６は、オフの往復位置信号Ｓ１を演算器６２に出力する。

しかし、駆動モータ２２が綜絖枠１４を下死点から上死点に向けて移動させるように回転される途中において、被検出部４８が往復位置検出装置４６に入り込むから、それにより往復位置信号Ｓ１は図４（Ｂ）又は（Ｃ）に示すようにオフからオンに変化する。

駆動モータ２２がさらに回転されると、綜絖枠１４を上死点に向けて移動させ、さらに上死点から下死点に向けて移動される。この回転の途中までは、被検出部４８が往復位置検出装置４６の検出領域に存在するから、往復位置信号Ｓ１はオンの状態に維持される。

駆動モータ２２がさらに回転されて、綜絖枠１４が下死点に向けてさらに移動されると、被検出部４８が往復位置検出装置４６の検出領域から抜け出るから、往復位置信号Ｓ１は図４（Ｂ）又は（Ｃ）に示すようにオンからオフに変化する。

演算器６２は、往復位置検出装置４６からの往復位置信号Ｓ１が、オフから最初のオンに変化したときに、回転位置信号Ｓ２を基に駆動モータ２２の回転角度位置θ１を求め、次いで初めて往復位置信号Ｓ１がオンからオフに変化したときに、エンコーダ２８からの回転位置信号Ｓ２を基に駆動モータ２２の回転角度位置θ２を求める。

演算器６２は、また、求めた回転角度位置θ１及びθ２に基づいて、中間位置θ０を次式（１）を用いて算出する。中間位置θ０は、綜絖枠１４が上死点位置に位置するときに対応する。

θ０＝（θ１＋θ２）／２ ・・・（１）

算出した中間位置θ０は、綜絖枠１４の最大開口時の駆動モータ２２、ひいては減速装置の出力軸２６の回転位置とされる。駆動モータ制御装置６４は、中間位置θ０を主軸の回転位置と同期させるための基準位置として使用する。

演算器６２は、綜絖枠１４が最大開口となる位置である中間位置θ０における往復位置検出装置４６及びエンコーダ２８の状態の関係、又は、中間位置θ０及び主軸回転角度の関係を監視することにより、綜絖枠１４が上死点に位置していることを正確に判定する。

演算器６２は、また、中間位置θ０における往復位置信号Ｓ１の有無を監視することにより、予め設定されている開口パターンに対するパターンずれを生じているか否か判定することもできる。例えば、図４で綜絖枠１４が上死点となる位置である中間位置θ０において往復位置信号Ｓ１がオンになっていないと、パターンずれを生じている、と判定することができる。

中間位置θ０の算出精度は、被検出部４８の長さ寸法を大きくして、往復位置検出装置４６からのオンの往復位置信号Ｓ１の時間幅が長ければ長いほど、高くなる。

回転角度位置θ１及びθ２並びに中間位置θ０を往復位置信号Ｓ１が、それぞれ、オフから最初のオンに変化したときと、次いで初めてオンからオフに変化したときとに求める代わりに、オンから最初のオフに変化したときと、次いで初めて往復位置信号Ｓ１がオフからオンに変化したときとに求めてもよい。この場合、中間位置θ０は綜絖枠１４が下死点に位置するときに対応し、綜絖枠１４が下死点に位置していることを確実に判定することができる。

上記いずれの場合も、往復位置信号Ｓ１のオン領域は中間位置θ０を中心にほぼ対称に存在し、綜絖枠１４は最大開口位置と最小開口位置とに往復運動する。

中間位置（最端位置）θ０の算出は、綜絖枠１４が常に上死点又は下死点に位置しているときに対応する中間位置（最端位置）θ０を算出してもよいし、綜絖枠１４が所定回数の往復運動をする度に算出する中間位置を上死点から下死点又は下死点から上死点に切り替えてもよい。上死点及び下死点の算出は、上述の往復位置信号Ｓ１のオン・オフの変化に基づいて算出してもよいし、第２の往復位置検出装置を図１において点線で示す揺動レバー３４の被検出部４８を検出できる位置（往復位置検出装置４６の下側）に設けてもよい。

例えば、綜絖枠１４が最大振幅の上下運動をしているときは、上死点に位置しているときに対応する中間位置θ０を算出し、綜絖枠１４が最小振幅の上下運動をしているときは、下死点に位置しているときに対応する中間位置θ０を算出するようにしてもよい。

被検出部４８は、綜絖枠１４の往復運動と平行な側面、例えば、綜絖枠１４自体の側面としてもよい。この場合、往復位置検出装置４６の検出部は上下方向に略直交する左右方向に向けられる。

回転原点位置決定装置１０は、減速装置２４を用いない電動開口装置にも適用することができるし、織機における経糸開口装置１２だけでなく、往復運動をする部材を有する他の往復運動装置に適用することができる。後者の場合、回転原点位置決定装置１０が適用された往復運動装置の最大振幅時の駆動モー夕の回転位置を検出可能である。

本発明は、上記実施例に限定されない。本発明は、その趣旨を逸脱しない限り、種々変更することができる。

本発明に係る回転原点位置決定装置の正面図である。 図１に示した回転原点位置決定装置の動作を説明するためのブロック線図である。 図１に示した回転原点位置決定装置の往復位置検出装置と往復運動部材の被検出部との位置関係を説明するための図である。 図１に示した回転原点位置決定装置の動作を説明するためのグラフである。

符号の説明

１０ 回転原点位置決定装置
１２ 経糸開口装置
１４ 綜絖枠
１６ フレーム
２０ 支持機構
２２ 綜絖枠用の駆動モータ
２４ 減速装置
２６ 減速装置の出力軸
２８ エンコーダ
３０ クランク円板
３２ クランクロッド
３４ 揺動レバー
３６ 連結ロッド
３８ 支持ロッド
４０ アーム部
４２，５２ ブラケット
４４ 連結片
４６ 往復位置検出装置
４８ 被検出部
５０ シャフト受け
６０ 制御装置
６２ 演算器
６４ 駆動モータ制御装置
６６ 開口パターン記憶装置
Ｄ 往復位置検出装置を配置すべく範囲
Ｌ 往復運動の方向における被検出部の長さ
Ｓ１ 往復位置信号
Ｓ２ 回転位置信号
Ｓ３ 回転角度信号
Ｓ４ 開口パターン信号

Claims (7)

1. 回転駆動源により往復運動されかつ前記往復運動の振幅量を変更可能の往復運動部材であって前記往復運動の方向に伸びる被検出部を有する往復運動部材と、
   前記被検出部を検出して往復位置信号を出力する往復位置検出装置であって前記被検出部が前記往復運動の方向に出入りする検出領域を有する往復位置検出装置と、
   前記回転駆動源の回転位置を検出して回転位置信号を出力する回転位置検出装置と、
   前記往復位置信号と前記回転位置信号とを基に、前記往復運動部材の最端位置における前記回転駆動源の回転角度位置を求める演算回路とを含み、
   前記被検出部は前記往復運動部材の前記最小振幅時及び前記最大振幅時における前記最端位置間の距離より長く、
   前記検出領域は前記往復運動部材の前記最小振幅時及び前記最大振幅時の前記最端位置において前記被検出部が重複する箇所とされている、織機の回転原点位置決定装置。
2. 前記回転位置検出装置は前記回転駆動源の回転位置を常時監視している、請求項１に記載の装置。
3. 前記往復運動部材は織機の経糸開口装置の綜絖枠に接続された揺動レバーを含む、請求項１又は２に記載の装置。
4. 前記被検出部は前記揺動レバーの揺動中心と同心の円弧状側面を含む、請求項３に記載の装置。
5. 前記往復運動部材は織機の経糸開口装置の綜絖枠を含み、前記被検出部は前記綜絖枠の前記往復運動と平行な側面を含む、請求項１又は２に記載の装置。
6. 前記往復運動部材は、経糸開口装置の綜絖枠に接続された揺動レバーと、該揺動レバーを前記回転駆動源により回転駆動されるクランクに連結するリンクとを含み、前記揺動レバーと前記リンクとは前記往復運動における連結位置を変更可能とされている、請求項１から５のいずれか１項に記載の装置。
7. 前記演算回路は、前記往復位置検出装置が前記被検出部を検出している検出期間又は検出していない非検出期間の前記回転位置信号の始端時及び終端時に対応する前記回転角度位置を求め、求めた回転角度位置の中央位置を求める、請求項１から６のいずれか１項に記載の装置。

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