(57)【要約】【課題】板バネが振動状態から安定状態に復帰するのに要する自由振動減衰時間の短縮化を図ることにより、可動部に作用する外力にステップ関数的な外乱が加わっても、外乱が去った後は、リニアセンサの検出値を早期に安定させることが可能であり、したがって、検出精度に優れた変位量検出装置を得る。【解決手段】リニアセンサ４０を備える固定部１６と、固定部１６に一対の板バネ１８・１８を介して取り付けられた可動部１７とを有し、可動部１７の変位量をリニアセンサ４０により検出する変位量検出装置において、両板バネ１８・１８の間に、衝撃吸収機能を備えた樹脂性のブロック体４５を、両板バネ１８・１８に接する状態で配置する。【選択図】図１
2010008293.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リニアセンサを備える固定部と、固定部に弾性部を介して取り付けられた可動部とを有し、可動部の変位量を前記リニアセンサにより検出する変位量検出装置であって、
前記弾性部は、所定間隔を置いて平行状に配された一対の板バネであり、これら板バネは前記固定部から片持ち状に延出されており、
両板バネの間に、衝撃吸収機能を備えた樹脂性のブロック体が、両板バネに接する状態で配されていることを特徴とする変位量検出装置。
【請求項２】
前記ブロック体が、両板バネの間に圧縮変形状態で配されている、請求項１記載の変位量検出装置。
【請求項３】
前記可動部は、上流側から下流側に向かって走行する糸条体に接する案内部を有し、
前記案内部により前記糸条体は屈曲された状態で走行しており、この案内部には該糸条体が屈曲された姿勢状態から直線状の姿勢状態に復帰しようとする復帰力が作用するようになっており、
前記糸条体の復帰力に由来する前記可動部の変位量を、前記リニアセンサで検出することにより、該糸条体の張力を測定することができるようになっている請求項１又は２記載の変位量検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リニアセンサを備える固定部と、固定部に弾性部を介して取り付けられた可動部とを有し、可動部の変位量をリニアセンサにより検出する変位量検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
延伸仮撚機において、２つのガイドローラ間を走行する糸条体の張力を測定するために配設された張力測定装置が、特許文献１に公知である。そこでの張力測定装置は、固定部としての装置本体と、糸条体の案内部と、案内部の支持軸を装置本体に連結する弾性板などで構成されている。案内部は、２つのガイドローラと同一平面に、且つ、２つのガイドローラを結ぶ直線からずれるように配置されており、糸条体は案内部との接触部分において屈曲される。この接触部分において案内部は、糸条体の上流方向に加わる張力と、糸条体の下流方向に加わる張力とを合成した押圧力、換言すれば、糸条体が屈曲状態から直線状態に復帰しようとする復帰力を受ける。このように案内部が復帰力を受けると、その復帰力の大きさに応じて、案内部に連結された弾性板に歪みが発生し、この弾性板の歪み量を測定することにより、糸条体に与えられている張力を求めることができる。
【０００３】
これとは別に、本発明者はリニアセンサを検出要素とする張力測定装置を既に開発している。図５に、かかる張力測定装置を示す。この張力測定装置は、リニアセンサ４０を備える固定部１６と、固定部１６から片持ち状に延出された一対の板バネ１８・１８と、板バネ１８・１８の遊端部に固定された可動部１７とを有する。可動部１７には、糸条体Ｙに接する案内部３１が設けられている。リニアセンサ４０は、円筒状のセンサヘッド４１と、センサヘッド４１に差し込まれたセンサロッド４２とからなり、可動部１７の変位に伴うセンサロッド４２の変位量をセンサヘッド４１で検出することにより、糸条体Ｙの張力を測定することができるようになっている。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−３８７２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記の図５に示すような張力測定装置では、ステップ関数的な外乱が外力に加わると、外乱が去った後も測定値が長時間に亘って不安定となる。つまり、外乱によって外力が一時的に増加すると、板バネ１８で支持された可動部１７が長時間に亘って振動し、この振動は板バネ１８の自由振動減衰に委ねられるため、リニアセンサ４０の検出値が安定化するのに時間が掛かるという問題があった（図４（ａ）参照）。以上のように検出値が長時間に亘って不安定となることは、振動期間において張力の正確な測定が不可能となることを意味し、結果として張力の測定精度が低下する。なお、糸張力測定装置におけるステップ関数的な外乱要因としては、糸条体Ｙが部分的に太くなった糸瘤などの糸欠点を挙げることができる。
【０００６】
本発明は、以上のような問題に鑑みてなされたものであり、板バネが振動状態から安定状態に復帰するのに要する自由振動減衰時間の短縮化を図ることにより、可動部に作用する外力にステップ関数的な外乱が加わっても、外乱が去った後はリニアセンサの検出値を早期に安定させることが可能であり、したがって、検出精度に優れた変位量検出装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る変位量検出装置は、リニアセンサを備える固定部と、固定部に弾性部を介して取り付けられた可動部とを有し、可動部の変位量をリニアセンサにより検出する。弾性部は、所定間隔を置いて平行状に配された一対の板バネであり、これら板バネは固定部から片持ち状に延出される。両板バネの間に、衝撃吸収機能を備えた樹脂性のブロック体が、両板バネに接する状態で配されていることを特徴とする。
【０００８】
ブロック体が、両板バネの間に圧縮変形状態で配されている形態を採ることができる。
【０００９】
可動部は、上流側から下流側に向かって走行する糸条体に接する案内部を有する。案内部により糸条体は屈曲された状態で走行しており、この案内部には糸条体が屈曲された姿勢状態から直線状の姿勢状態に復帰しようとする復帰力が作用するようになっている。糸条体の復帰力に由来する可動部の変位量をリニアセンサで検出することにより、糸条体の張力を測定することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明では、可動部を固定部に連結する一対の板バネの間に、樹脂性のブロック体を配置したので、可動部に作用する外力にステップ関数的な外乱が加わり板バネが振動した場合でも、その振動をブロック体で吸収して、早期に減衰させることができる。つまり本発明によれば、外乱が去った後は、ブロック体の衝撃吸収機能によりリニアセンサの検出値を早期に安定化させることができ、変位量検出装置の検出精度の向上を図ることができる。また、板バネの間にブロック体を配置するだけの簡単な構成であるため、板バネを用いた既存の変位量検出装置に後付け付加することも容易である。
【００１１】
ブロック体を圧縮変形された状態で板バネの間に配置したので、ブロック体と板バネとの間の摩擦によりブロック体が位置ずれし、あるいは板バネの間から抜け外れるのを防止できる。つまり、接着剤などの固定手段を使用せずとも、ブロック体を板バネの間に保持できるので、変位量検出装置の組み立てに要する手間やコストを削減できる。
【００１２】
上記の各変位量検出装置を糸条体の張力測定手段として使用すると、糸瘤が案内部を通過して板バネが振動しても、その振動は、ブロック体の衝撃吸収機能により早期に減衰する。したがって、糸瘤の通過後、リニアセンサの検出値が早期に安定するので、張力の測定精度が大きく向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
（実施形態）  図１から図４に、本発明の変位量測定装置を自動ワインダの糸張力測定装置（以下、単に測定装置と記す。）に適用した実施形態を示す。自動ワインダは、図２に示すように、精紡ボビン１に巻かれた糸条体（以下、単に糸と記す。）Ｙを引き出してパッケージ２に巻き取る装置であり、その間には、解舒補助部３、張力付与部４、糸継部５、糸欠陥検出部６、駆動ドラム７などが配設されている。駆動ドラム７の回転動力を受けてパッケージ２が回転することにより、精紡ボビン１の糸Ｙが引き出されてパッケージ２に巻き取られる。また駆動ドラム７は、その周面に綾振り溝を備えており、パッケージ２に巻き取られる糸Ｙをトラバースさせることができる。
【００１４】
糸継部５は、精紡ボビン１の糸Ｙが少なくなって新しいものに取り替えた場合、あるいは、糸欠陥検出部６において糸Ｙに欠陥が発見されて当該箇所を切断した場合に、精紡ボビン１側とパッケージ２側の糸Ｙをつなぎ合わせる糸継ぎ処理を行うものである。具体的には、糸継部５は、糸継部本体１０と、精紡ボビン１側の糸Ｙを糸継部本体１０に導く下糸吸引案内部材１１と、パッケージ２側の糸Ｙを糸継部本体１０に導く上糸吸引案内部材１２とを備えている。
【００１５】
糸Ｙの進行方向における張力付与部４の下流側に、測定装置１５が配設される。測定装置１５は、図１および図３に示すように、垂直な壁面などに固定される固定部１６と、固定部１６から片持ち状に延出された前後一対の板バネ１８・１８と、両板バネ１８・１８の遊端部に固定された可動部１７とを有する。一対の板バネ１８・１８は、所定間隔を置いて平行状に、且つ、前後方向に直交するように配置される。なお、図１および図３においては、説明の便宜上、各図において示した方向を前後方向および左右方向と規定する。
【００１６】
固定部１６は、正面視でＴ字状のベース部２１と、ベース部２１の前方寄りに張り出し形成されるヘッド支持部２２と、ベース部２１の後端に固定される板バネ１８・１８の連結部２３とを有し、ベース部２１の前端部の上下２箇所がビス２４・２４により壁面に固定される。ヘッド支持部２２には、後述するリニアセンサ４０のセンサヘッド４１が固定される。可動部１７は、糸Ｙに接するローラ状の案内部３１と、案内部３１を回転自在に支持する支持軸３２と、板バネ１８・１８の連結部３３と、連結部３３の前側に設けられたロッド支持部３４とを有する。ロッド支持部３４の前面に、リニアセンサ４０のセンサロッド４２が固定される。
【００１７】
固定部１６側の連結部２３は、板バネ１８・１８の対向空間の右端部に配置されて、ベース部２１の後端面との間で前側の板バネ１８を挟持する中間ブロック２６と、中間ブロック２６の後面との間で後側の板バネ１８を挟持する押さえ板２８とを備える。ベース部２１の後端部、中間ブロック２６および押さえ板２８の左右幅寸法はそれぞれ等しく設定される（図３参照）。可動部１７側の連結部３３は、板バネ１８・１８の対向空間の左端部に配置された、固定部１６側の中間ブロック２６と同形の中間ブロック３６と、中間ブロック３６の前面との間で前側の板バネ１８を挟む前挟持ピース３７と、中間ブロック３６の後面との間で後側の板バネ１８を挟む後挟持ピース３８とを備える。中間ブロック３６と前後の挟持ピース３７・３８の左右幅寸法は等しく設定される。中間ブロック３６の左面に支持軸３２が一体に設けられ、前挟持ピース３７の前側にロッド支持部３４が一体に設けられる。
【００１８】
固定部１６側において、板バネ１８・１８、ベース部２１および連結部２３は、２本のビス２９・２９で一体化することができる。具体的には、ビス２９・２９を、押さえ板２８の後面側から、中間ブロック２６と板バネ１８・１８とを介してベース部２１までねじ込むことにより、板バネ１８を固定部１６に片持ち状に固定している。同様に、可動部１７側においても、２本のビス３９・３９を用いて、板バネ１８・１８に連結部３３を固定できる。具体的には、ビス３９・３９を、後挟持ピース３８の後面側から、中間ブロック３６と板バネ１８・１８とを介して前挟持ピース３７までねじ込むことにより、板バネ１８に可動部１７を固定している。図１に示すように、前側の板バネ１８の前面の左右方向中央部と、後側の板バネ１８の後面の左右方向中央部とは、それぞれ露出しており、板バネ１８・１８は、右端部を固定側、左端部を遊端側として、前後に屈曲変形させることができる。
【００１９】
案内部３１は、糸Ｙの進行方向において案内部３１に隣接する２つのガイドローラ（不図示）と同一平面に、且つ、２つのガイドローラを結ぶ直線からずれるように配置されており、糸Ｙは、案内部３１との接触部分において屈曲する。この接触部分において案内部３１は、糸Ｙの上流方向に加わる張力と、糸Ｙの下流方向に加わる張力とを合成した前向きの押圧力、換言すれば、糸Ｙが屈曲状態から直線状態に復帰しようとする復帰力を受ける。これに対し、一対の板バネ１８・１８は、糸Ｙが可動部１７に与える復帰力とは逆向き、すなわち後向きの付勢力を可動部１７に与える。
【００２０】
案内部３１が糸Ｙから前向きの復帰力を受けると、図３に想像線で示すように、その復帰力の大きさに応じて、可動部１７の全体が固定部１６に対して前方に変位する。この変位量を、固定部１６が備えるリニアセンサ４０で検出することにより、糸Ｙの張力を測定することができる。リニアセンサ４０は、ヘッド支持部２２に固定された円筒状のセンサヘッド４１と、該センサヘッド４１に差し込まれた丸棒状のセンサロッド４２とからなる。センサロッド４２は、後端部をロッド支持部３４に固定されて、可動部１７と一体に変位するようになっており、したがって、センサヘッド４１によるセンサロッド４２の変位量の検出値が、固定部１６に対する可動部１７の変位量となる。センサヘッド４１による検出値は、図２に示すように、任意の送信手段を介して制御部４３に入力される。その入力値に基づき制御部４３は、張力付与部４で糸Ｙに付与する張力を増減させて最適値に近付ける制御を行い、また、入力値が許容範囲を超えている場合に駆動ドラム７を緊急停止させる制御を行う。
【００２１】
そのうえで、本実施形態に係る測定装置１５は、一対の板バネ１８・１８の間に、衝撃吸収機能を備えた樹脂性のブロック体４５が配置されることを特徴とする。ブロック体４５は、三進興産株式会社の“ソルボＳ”などの軟質ゴムを素材にして、直方体形状に成形される。ブロック体４５の前後寸法は、板バネ１８・１８の対向間隔寸法より大きく設定され、また左右寸法は、連結部２３・３３の中間ブロック２６・３６の対向間隔寸法より大きく設定される。したがって、ブロック体４５は、板バネ１８・１８および中間ブロック２６・３６にそれぞれ接触し、且つ、前後方向および左右方向に圧縮変形された状態で配置される。本実施形態では、ブロック体４５が前後左右の各接触面において受ける摩擦により、ブロック体４５が上下方向に不用意に変位し、あるいは抜け外れるのを防止している。
【００２２】
以上のように、板バネ１８・１８の間に衝撃吸収用のブロック体４５を配置すると、糸Ｙの糸瘤が案内部３１を通過した際の板バネ１８・１８の振動を早期に減衰させることができる。図４は、板バネ１８・１８に振動を与えた場合の時間経過と振幅との関係を、ブロック体４５の有無により比較した結果を示したものであり、（ａ）は従来例（図５）の場合を、（ｂ）は本実施形態（図１、図３）の場合を、それぞれ示している。両者を比較すると、最初は同量の振幅Ａを示すが、（ｂ）ではすぐに振幅が小さくなり、また減衰時間Ｔｂが、（ａ）の減衰時間Ｔａに比べて非常に短い。つまり本実施形態では、ブロック体４５の衝撃吸収機能により、可動部１７の振動が早期に減衰することから、糸瘤の通過後、リニアセンサ４０による検出値、すなわち張力の測定値を早期に安定化させることができる。
【００２３】
上記以外に、２以上のブロック体４５を上下方向や左右方向に隣接させて配置してもよい。本発明の変位量検出装置は、糸張力測定装置１５の他、種々の測定装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施形態に係る変位量検出装置の斜視図である。
【図２】変位量検出装置が適用される自動ワインダの機器配置図である。
【図３】変位量検出装置の横断平面図である。
【図４】板バネを振動させた際の時間経過と振幅との関係を示した図であり、（ａ）は従来例の場合を、（ｂ）は実施形態の場合を、それぞれ示している。
【図５】従来例に係る変位量検出装置の要部の横断平面図である。
【符号の説明】
【００２５】
１５  変位量検出装置（糸張力測定装置）
１６  固定部
１７  可動部
１８  板バネ
３１  案内部
４０  リニアセンサ
４５  ブロック体
Ｙ  糸条体
【図１】
2010008293.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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