(57)【要約】【課題】回転速度の算出に関する負荷を軽減する。【解決手段】ドラムパルスのエッジごとにモータの回転数Ｎ１を算出する。また、ドラムパルスを分周して、分周されたパルスのエッジごとにモータの回転数Ｎ２を算出する。回転数Ｎ２が閾値Ｔｈ以下の場合（区間ＴＡ、ＴＣ）、分周なしの回転数Ｎ１をモニタ回転数とする。また、回転数Ｎ２が閾値Ｔｈ１より大きい場合（区間ＴＢ）、分周ありの回転数Ｎ２をモニタ回転数に決定する。区間ＴＢでは、回転数Ｎ１はモニタ回転数とはされず、かつ回転数Ｎ１は閾値Ｔｈと比較されないため、回転数Ｎ１の算出動作を停止する。【選択図】　　　　図６
2004026328.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
巻取ドラムと、該巻取ドラムを回転駆動させるモータと、前記巻取ドラムの回転速度に応じた周波数のドラムパルスを検出し、該モータの回転を制御するモータ制御装置と、を備えており、
前記モータ制御装置は、
前記モータからのパルス信号を分周する分周手段と、
前記モータからのパルス信号に応じて前記モータの第１回転速度を算出する第１回転速度算出手段と、
前記分周手段により分周されたパルス信号に応じて前記モータの第２回転速度を算出する第２回転速度算出手段と、
前記モータの回転速度が予め定められた閾値以下の場合には前記第１回転速度に基づいて前記モータに対する出力量を算出し、前記モータの回転速度が前記閾値を超えた場合には前記第２回転速度に基づいて前記出力量を算出する出力量演算手段とを備えたことを特徴とする糸条巻取機。
【請求項２】
巻取ドラムと、該巻取ドラムを回転駆動させるモータと、前記巻取ドラムの回転速度に応じた周波数のドラムパルスを検出し、該モータの回転を制御するモータ制御装置と、を備えており、
前記モータ制御装置は、
前記モータからのパルス信号を分周する分周手段と、
前記モータからのパルス信号に応じて前記モータが１／ｎ回転する時間を検出して前記モータの第１回転速度を算出する第１回転速度算出手段と、
前記分周手段により分周されたパルス信号に応じて前記モータの第２回転速度を算出する第２回転速度算出手段と、
前記第１回転速度と前記第２回転速度との差に基づき前記モータの補正回転速度を算出する回転速度補正手段と、
前記モータの回転速度が予め定められた第１閾値以下の場合には前記第１回転速度に基づいて前記モータに対する出力量を算出し、前記モータの回転速度が前記第１閾値より大きく予め定められた第２閾値以下の場合には前記補正回転速度に基づいて前記出力量を算出し、前記モータの回転速度が前記第２閾値より大きい場合には前記第２回転速度に基づいて出力量を算出する出力量演算手段とを備えたことを特徴とする糸条巻取機。
【請求項３】
前記第１閾値と前記第２閾値との間が複数区間に分割されており、
前記回転速度補正手段は、前記第２回転速度が前記第１閾値に近い区間内である場合には、前記第１回転速度から、前記第１回転速度と前記第２回転速度との差に予め定められた演算処理を施して求めた値を減算することによって前記回転速度を補正し、前記第２回転速度が前記第２閾値に近い区間内である場合には、前記第２回転速度に、前記第１回転速度と前記第２回転速度との差に予め定められた演算処理を施して求めた値を加算することによって前記回転速度を補正することを特徴とする請求項２に記載の糸条巻取機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、巻取ドラムなどを回転駆動させるモータを備えた自動ワインダなどの糸条巻取機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動ワインダなどの糸条巻取機において、効率向上や小型化の観点から巻取パッケージを回転駆動するための巻取ドラムなどのドラムの駆動源として、直流ブラシレスモータ（ブラシレスＤＣモータ）が使用されている。ブラシレスＤＣモータを備えた糸条巻取機では、回転数に比例したパルス数のドラムパルスを検出し、糸条巻取機が備えるＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）によって、ドラムパルスのエッジ（立ち上がりエッジと立ち下がりエッジの双方）ごとに、検出したパルスの周期（パルス間の時間間隔）に基づいて、ブラシレスＤＣモータのロータ（回転子）の回転速度を算出する。そして、ＣＰＵにより、目標速度と算出した回転速度とに基づいてＰＩ制御又はＰＩＤ制御を行って、ブラシレスＤＣモータのロータの回転速度を制御している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、ブラシレスＤＣモータのロータの回転速度が速くなると、単位時間当たりに発生するパルスの数が増加する。このため、パルスのエッジごとに回転速度を算出したのでは、ＣＰＵによる回転速度の算出回数が多くなり、ＣＰＵにかなりの負荷をかけるという問題があった。
【０００４】
本発明は、上記問題に鑑みなされたものであって、回転速度の算出に関する負荷を軽減することが可能な糸条巻取機を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の糸条巻取機は、巻取ドラムと、該巻取ドラムを回転駆動させるモータと、前記巻取ドラムの回転速度に応じた周波数のドラムパルスを検出し、該モータの回転を制御するモータ制御装置と、を備えており、前記モータ制御装置は、前記モータからのパルス信号を分周する分周手段と、前記モータからのパルス信号に応じて前記モータの第１回転速度を算出する第１回転速度算出手段と、前記分周手段により分周されたパルス信号に応じて前記モータの第２回転速度を算出する第２回転速度算出手段と、前記モータの回転速度が予め定められた閾値以下の場合には前記第１回転速度に基づいて前記モータに対する出力量を算出し、前記モータの回転速度が前記閾値を超えた場合には前記第２回転速度に基づいて前記出力量を算出する出力量演算手段とを備えたことを特徴とする。
【０００６】
請求項１によると、回転速度が速くなると、分周されたパルス信号に応じて算出された回転速度（第２回転速度）に基づいてモータに対する出力量を算出する。このため、モータからのパルス信号に応じた回転速度（第１回転速度）の算出に比べて算出回数を減少させ、回転速度の算出に関する負荷を軽減することが可能になる。
【０００７】
請求項２に記載の糸条巻取機は、巻取ドラムと、該巻取ドラムを回転駆動させるモータと、前記巻取ドラムの回転速度に応じた周波数のドラムパルスを検出し、該モータの回転を制御するモータ制御装置と、を備えており、前記モータ制御装置は、前記モータからのパルス信号を分周する分周手段と、前記モータからのパルス信号に応じて前記モータが１／ｎ回転する時間を検出して前記モータの第１回転速度を算出する第１回転速度算出手段と、前記分周手段により分周されたパルス信号に応じて前記モータの第２回転速度を算出する第２回転速度算出手段と、前記第１回転速度と前記第２回転速度との差に基づき前記モータの補正回転速度を算出する回転速度補正手段と、前記モータの回転速度が予め定められた第１閾値以下の場合には前記第１回転速度に基づいて前記モータに対する出力量を算出し、前記モータの回転速度が前記第１閾値より大きく予め定められた第２閾値以下の場合には前記補正回転速度に基づいて前記出力量を算出し、前記モータの回転速度が前記第２閾値より大きい場合には前記第２回転速度に基づいて出力量を算出する出力量演算手段とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２によると、回転速度が速くなると、分周されたパルス信号に応じて算出された回転速度（第２回転速度）に基づいてモータに対する出力量を算出する。このため、モータからのパルス信号に応じた回転速度（第１回転速度）の算出に比べて算出回数を減少させ、回転速度の算出に関する負荷を軽減することが可能になる。また、第１回転速度を、モータが１／ｎ回転する時間を検出することにより算出している。これにより、高価なメモリを要することなく回転速度の算出が可能である。更に、モータに対する出力量を求めるのに使用する回転速度を第１回転速度から第２回転速度に、第２回転速度から第１回転速度に直接切り替えていない。このため、モータに対する出力量の算出に使用する回転速度が不連続となる部分における前後の回転速度差が大きくなることを防ぐことができる。
【０００９】
請求項３に記載の糸条巻取機は、前記第１閾値と前記第２閾値との間が複数区間に分割されており、前記回転速度補正手段は、前記第２回転速度が前記第１閾値に近い区間内である場合には、前記第１回転速度から、前記第１回転速度と前記第２回転速度との差に予め定められた演算処理を施して求めた値を減算することによって前記回転速度を補正し、前記第２回転速度が前記第２閾値に近い区間内である場合には、前記第２回転速度に、前記第１回転速度と前記第２回転速度との差に予め定められた演算処理を施して求めた値を加算することによって前記回転速度を補正することを特徴とする。
【００１０】
請求項３によると、第２回転速度が第１閾値に近い区間内にある場合には、第１回転速度から得られた値を減算し、第２閾値に近い区間内にある場合には、第２回転速度から得られた値を加算しているため、減算／加算前後の値の変化が小さくなり、誤差を小さくすることが可能になる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本実施の形態に係る糸条巻取機について図面を参照しつつ説明する。図１は、糸条巻取機の一例を示す自動ワインダ１のユニットである。精紡ボビンなどの給糸ボビン（給糸巻糸体）Ｂに巻かれた糸Ｙの巻き上げ方向に、解舒補助装置２、張力付与装置３、複数ディスク式の毛羽制御装置４、スラブキャッチャ５、糸継装置６、糸Ｙをトラバースする巻取ドラム７、巻取パッケージＰを把持するクレードルＫを順に配設して、更にこれらの各機器を制御する制御部５０を備えている。この自動ワインダ１のユニットは、巻取ドラム７の回転により、ボビンＢから糸Ｙを解舒しつつ、巻取ドラム７に接触して回転する巻取パッケージＰに巻き取るものである。このような自動ワインダ１のユニットが複数並設されて１台の自動ワインダ１が構成されている。
【００１２】
撚り止め装置兼用の張力付与装置３は、解舒補助装置２を介して給糸パッケージＢと毛羽制御装置４との間に配置され、固定の櫛歯１１に対して可動の櫛歯１２を交互に配置するゲート式のものである。張力付与装置３は、固定の櫛歯１１と可動の櫛歯１２との間に通されてジグザグ状に屈曲した糸Ｙに対し、可動の櫛歯１２に掛かる付勢力に応じた張力を付与する働きをする。張力付与装置３に対する制御部５０（図１参照）からの電気信号に応じて付与張力が変更される。また、この張力付与装置３は、毛羽制御装置４の仮撚作用による給糸パッケージＢ側への撚りの伝播を制御する撚り止め装置としても機能する。
【００１３】
毛羽制御装置４は、給糸ボビンＢから解舒されて巻取パッケージＰとして巻形成される糸Ｙの毛羽を抑制するためのものであり、回転する複数の毛羽伏せディスク１５により糸Ｙに仮撚りを施すことで、糸Ｙを構成する繊維群に毛羽を織り込ませるものである。また、この毛羽制御装置４は、同時に糸Ｙに対して下流側に向かう送り出し力を付与するようになっている。
【００１４】
図１において、スラブキャッチャ５は例えば静電容量式又は光学式の糸太さ検出装置であって、スラブキャッチャ５からの信号をアナライザ４０で処理することによりスラブなどの糸欠陥を検出する。糸欠陥が検出されると、付属のカッタ５ａで巻き上げ途中の糸Ｙを切断する。
【００１５】
糸継装置６は、切り離された給糸ボビンＢ側の紡績糸と巻取パッケージＰ側の紡績糸を継ぎ合わせる糸継処理を行うものである。この糸継装置６は、糸継装置本体３５と、給糸パッケージＢ側の紡績糸を糸継装置本体３５に導く下糸吸引案内部材３６と、給糸パッケージＰ側の紡績糸を糸継装置本体３５に導く上糸吸引案内部材３７とを備えている。
【００１６】
下糸吸引案内部材３６は、開閉自在な吸引口３６ａを有し、軸３６ｂを中心として旋回自在である。糸Ｙが強制切断されると、吸引口３６ａが開くとともに、毛羽制御装置４及び撚り止め装置兼用の張力付与装置３が開き、給糸側の糸端が吸引口３６ａに吸引される。この吸引口３６ａで糸端を保持し、下方の糸端捕捉位置から上方の糸端案内位置に旋回すると、下糸が糸継装置本体３５内、張力付与装置３及び毛羽制御装置４内に案内される。この下糸吸引案内部材３６は、糸捕捉時と略同じ姿勢である。吸引口３６ａが給糸パッケージＢと張力付与装置３との間にある状態を待機位置とするので、下糸吸引案内部材３６の作動後迅速に給糸側の糸端を捕捉することができ、切断された糸Ｙの糸端が毛羽伏せドラム１５に巻きつくのを防止することができる。
【００１７】
上糸案内吸引部材３７は吸引口３７ａを有し、軸３７ｂを中心として旋回自在である。糸Ｙが強制切断されると、上方の糸端捕捉位置に旋回し、吸引口３７ａにより巻取パッケージＰに巻き取られた糸端を吸引する。さらに、上糸を捕捉した状態で上糸吸引案内部材３７が下方に旋回することにより、上糸が糸継装置本体３５に案内される。そして、糸継装置本体３５で上糸と下糸との糸継ぎが行われる。
【００１８】
巻取ドラム７は、綾振り溝を備えた綾振りドラムとして構成され、巻取パッケージＰと接触して巻取パッケージＰを回転させるとともに、巻取パッケージＰに巻き取られる糸Ｙをトラバース運動させる。巻取ドラム７は、インバータ４２により回転速度が制御される直流ブラシレスモータ４１で駆動される。制御部５０から出力される制御信号により、インバータ４２を介して直流ブラシレスモータ４１の回転速度が制御される。
【００１９】
クレードルＫは、巻取ドラム７に向けて又はその逆に旋回し、それによって巻取パッケージＰが巻取ドラム７に接触、離反される。
【００２０】
第１の実施の形態
以下、上述した構成を有する自動ワインダ１における、第１の実施の形態に係る直流ブラシレスモータ（ブラシレスＤＣモータ）の制御機構について図面を参照しつつ説明する。尚、ブラシレスＤＣモータの制御機構は、制御部５０（図１参照）の一部を構成するものである。
【００２１】
まず、ブラシレスＤＣモータの制御機構（モータ制御装置）の構成について図２及び図３を参照しつつ説明する。図２は、ブラシレスＤＣモータの制御機構の構成を示すブロック図である。図３は、図２中の速度制御部の機能を説明するための機能図である。
【００２２】
モータ制御装置６０は、図２に示すように、回転検出器６１と、磁極位置検出センサ（ホールセンサ）６２と、ブラシレスＤＣモータ４１とに接続されている。また、ブラシレスＤＣモータ４１は、モータ制御装置６０の後述するパワー回路（スイッチング回路）６９に接続されている。
【００２３】
ブラシレスＤＣモータ４１は、図４に示すように、永久磁石よりなるロータ（回転子）４１ａと、電機子巻線よりなるステータコイル（固定子）４１ｂとを備えている。また、ブラシレスＤＣモータ４１は、ロータ４１ａの位置検出用の磁極位置検出センサ（ホールセンサ）６２を有している。また、ブラシレスＤＣモータ４１のトルクはモータ電流に略比例する。
【００２４】
磁極位置検出センサ（ホールセンサ）６２は、波形切り替えのタイミングを検出するものであり、ブラシレスＤＣモータ４１の回転中は、ロータ４１ａの磁極に反応して、ロータ４１ａの回転速度に応じた周波数のロータ位置検出信号（Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗ）を出力する。４極のブラシレスＤＣモータ４１の場合、１回転で２パルス出力する。磁極位置検出センサ２９から出力されたロータ位置検出信号は、モータ制御装置６０の後述する出力部（駆動回路）６８及び速度制御部６７に入力される。
【００２５】
回転検出器（ドラム回転センサ）６１は、巻取ドラム７又はブラシレスＤＣモータ４１のロータ４１ａの回転軸に設けられた磁気式又は光学式のロータリエンコーダであり、回転軸の回転により、巻取ドラム７の回転速度に応じた周波数のドラムパルスを出力する。回転検出器６１から出力されたドラムパルスは、モータ制御装置６０の後述する速度制御部６７に入力され、検出される。
【００２６】
モータ制御装置６０は、運転制御部６６と、速度制御部６７と、出力部（駆動回路）６８と、パワー回路（スイッチング回路）６９とから構成されている。尚、以下に説明するようなモータ制御装置６０が備える運転制御部６６、速度制御部６７の各機能は、主としてＣＰＵ等の中央演算装置により実現されている。
【００２７】
モータ制御装置６０は、以下のようにして、ロータ４１ａの位置に同期した電圧をステータコイル４１ｂに印加することで、ブラシレスＤＣモータ４１を駆動させる。即ち、モータ制御装置６０は、磁極位置検出センサ６２によるロータ位置検出信号（Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗ）に基づいて、出力部（駆動回路）６８からパワー回路（スイッチング回路）６９に出力される駆動信号を切り替えることにより、ステータコイル４１ｂの電機子巻線の相切り替え制御（波形切り替え）を行う。モータ制御装置６０は、磁極位置検出センサ６２から出力されたロータ位置検出信号（Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗ）に基づいて電機子巻線の通電を切り替え、かつＰＷＭ信号を生成し、出力部（駆動回路）６８を介して駆動信号をパワー回路（スイッチング回路）６９に出力する。このようにしてパワー回路（スイッチング回路）６９を構成するスイッチング素子をＰＷＭ制御することにより、ブラシレスＤＣモータ４１の駆動を制御する。
【００２８】
運転制御部６６は、ブラシレスＤＣモータ４１のロータ４１ａの目標回転速度を速度制御部６７に入力する。
【００２９】
速度制御部６７は、図３に示すように、パルス周期検出部７１と、回転数演算部７２と、分周部７３と、パルス周期検出部７４と、回転数演算部７５と、回転数判定部７６と、回転数モニタ出力部７７と、デューティ比演算部７８とを備えている。
【００３０】
パルス周期検出部７１は、回転検出器６１から入力されるドラムパルスからブラシレスＤＣモータ４１に接続された巻取ドラム７が例えば１／４回転する時間を検出する。尚、１／４回転する時間を検出しているのは、制御部５０が備えるメモリ（不図示）の容量によるものであり、高価なメモリを要することなく回転検出が行える。回転数演算部７２は、ドラムパルスのエッジ（立ち上がりエッジと立ち下がりエッジの双方）ごとに、パルス周期検出部７１による検出結果に基づいて、巻取ドラム７の現在の回転数Ｎ１を求める。回転数Ｎ１がブラシレスＤＣモータ４１のロータ４１ａの回転速度に対応するため、パルス周期検出部７１と回転数演算部７２とが、第１回転速度算出手段として機能する。
【００３１】
分周部７３は、回転検出器６１から入力されるドラムパルスを分周するものである。パルス周期検出部７４は、分周部７３で分周されたパルスから巻取ドラム７が例えば１回転する時間を検出する。回転数演算部７５は、分周部７３により分周されたパルスのエッジ（立ち上がりエッジと立ち下がりエッジの双方）ごとに、パルス周期検出部７４による検出結果に基づいて、巻取ドラム７の現時点の回転数Ｎ２を求める。つまり、パルス周期検出部７４と回転数演算部７５とが、第２回転速度算出手段として機能する。
【００３２】
回転数判定部７６は、回転数演算部７５によって求められた回転数Ｎ２が予め定められた閾値Ｔｈ（本実施の形態では、１０００ｒｐｍ）より大きいか否かを判定する。回転数判定部７６が回転数Ｎ２が閾値Ｔｈより大きいと判定した場合に、第１回転速度算出手段を構成するパルス周期検出部７１及び回転数演算部７２はその動作を停止する。従って、閾値Ｔｈと現在の巻取ドラム７の回転数との比較を常時行うためには、常時求められている回転数Ｎ２を用いるのが好ましい。
【００３３】
回転数モニタ出力部７７は、回転数判定部７６によって回転数Ｎ２が閾値Ｔｈ（１０００ｒｐｍ）以下であると判定された場合には、回転数Ｎ１をモニタ回転数としてデューティ比演算部７８へ出力する。また、回転数モニタ出力部７７は、回転数判定部７６によって回転数Ｎ２が閾値Ｔｈ（１０００ｒｐｍ）より大きいと判定された場合には、回転数Ｎ２をモニタ回転数としてデューティ比演算部７８へ出力する。
【００３４】
デューティ比演算部（出力量演算手段）７７は、回転速度モニタ出力部７７から入力されたモニタ回転数に対応した回転速度と運転制御部６６から入力された目標回転速度との偏差に基づいてデューティ比（出力量）を算出し、算出したデューティ比を示すデューティ指令を出力部（駆動回路）６８へ出力する。
【００３５】
出力部（駆動回路）６８は、ロータ位置検出信号と、速度制御部６７から入力されたデューティ指令が示すデューティ比とにより、電機子巻線の通電を行うための駆動信号を生成する。生成された駆動信号は、出力部（駆動回路）６８からパワー部（スイッチング回路）６９に入力される。
【００３６】
パワー部（スイッチング回路）６９は、図４に示すように、三相ブリッジ接続された複数（６つ）のトランジスタＴ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６（スイッチング素子）で構成されている。尚、これらのトランジスタＴ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６（スイッチング素子）には、還流用のダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６が夫々逆並列に接続されている。出力部（駆動回路）６８から入力される駆動信号により、トランジスタＴ１〜Ｔ６（スイッチング素子）がＰＷＭ制御され、ブラシレスＤＣモータ４１が駆動される。
【００３７】
次に、上述した構成を有するモータ制御装置の回転制御におけるデューティ比算出に用いる現時点の回転数の決定方法について図５を参照しつつ説明する。図５は、モータ制御装置の回転制御におけるデューティ比算出に用いる回転数の決定方法の処理手順を示すフローチャートである。
【００３８】
ステップＳ１０１において、パルス周期検出部７１は、回転検出器６１から入力されるドラムパルスから巻取ドラム７が１／４回転する時間を検出する。そして、回転数演算部７２は、ドラムパルスのエッジ（立ち上がりエッジと立ち下がりエッジの双方）ごとに、パルス周期検出部７１による検出結果に基づいて、巻取ドラム７の現時点の回転数Ｎ１を求める。
【００３９】
ステップＳ１０２において、分周部７３は、回転検出器６１から入力されるドラムパルスを分周する。パルス周期検出部７４は、分周部７３で分周されたパルスから巻取ドラム７が１回転する時間を検出する。回転速度演算部７５は、分周部７３により分周されたパルスのエッジ（立ち上がりエッジと立ち下がりエッジの双方）ごとに、パルス周期検出部７４による検出結果に基づいて、巻取ドラム７の現時点の回転数Ｎ２を求める。
【００４０】
ステップＳ１０３において、回転数判定部７６は、ステップＳ１０２で求められた回転数Ｎ２が閾値Ｔｈ（１０００ｒｐｍ）より大きいか否かを判定する。回転数Ｎ２が閾値Ｔｈ以下であると判定された場合（Ｓ１０３：ＮＯ）、ステップＳ１０４の処理へ移行する。一方、回転数Ｎ２が閾値Ｔｈより大きいと判定された場合（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、ステップＳ１０５の処理へ移行する。そして、回転数Ｎ２が閾値Ｔｈより大きいと判定されている間、パルス周期検出部７１及び回転数演算部７２はその動作を停止する。
【００４１】
ステップＳ１０４において、回転数モニタ出力部７７は、ステップＳ１０１で求められた回転数Ｎ１をモニタ回転数に決定して、決定したモニタ回転数をデューティ比演算部７８へ出力する。
【００４２】
ステップＳ１０５において、回転数モニタ出力部７７は、ステップＳ１０２で求められた回転数Ｎ２をモニタ回転数に決定して、決定したモニタ回転数をデューティ比演算部７８へ出力する。
【００４３】
デューティ比演算部７８は、回転数モニタ出力部７７から入力される回転数と目標回転速度とに基づいてデューティ比（モータに対する出力量）を算出し、算出したデューティ比を示すデューティ指令を出力部（駆動回路）６８へ出力する。つまり、回転数Ｎ２が閾値Ｔｈ以下の場合には、第１回転速度算出手段により求まる回転数Ｎ１（分周なし）を利用してデューティ比を算出し、回転数Ｎ２が閾値Ｔｈより大きい場合には、第２回転速度算出手段により求まる回転数Ｎ２を利用してデューティ比を算出する。
【００４４】
以上の処理により、デューティ比演算部７８に入力されるモニタ回転数について図６を参照しつつ説明する。図６は、デューティ比算出に用いられるモニタ回転数を説明するための説明図である。尚、図中、実線がモニタ回転数である。また、一点鎖線が分周なしの場合に求めた回転数Ｎ１である。また、二点鎖線が分周ありの場合に求めた回転数Ｎ２である。
【００４５】
図９中の区間ＴＡでは、回転数Ｎ２が閾値Ｔｈ以下なので、分周なしの回転数Ｎ１がモニタ回転数として決定される。また、区間ＴＢでは、回転数Ｎ２が閾値Ｔｈ１より大きいので、分周ありの回転数Ｎ２がモニタ回転数に決定される。また、区間ＴＣでは、回転数Ｎ２が閾値Ｔｈ１以下なので、分周なしの回転数Ｎ１がモニタ回転数として決定される。
【００４６】
ここで、区間ＴＢでは、回転数Ｎ１は閾値Ｔｈと比較されず、かつ回転数Ｎ１はモニタ回転数とはされないため、ドラムパルスのエッジごとに回転数Ｎ１を算出する必要がなく、回転数Ｎ１を算出する動作を停止する。
【００４７】
以上説明した第１の実施の形態の自動ワインダ１によれば、単位時間当たりの巻取ドラム７の回転数が多くなって単位時間当たりに発生するドラムパルスの数が多くなると、分周したパルスを利用して算出した回転数を利用するようにし、その間は回転数Ｎ１（分周なし）のドラムパルスのエッジ（分周なし）ごとに回転数を算出する動作を停止している。この結果、単位時間当たりに発生するドラムパルスが多くなっても、ブラシレスＤＣモータ４１の回転数を算出する回数が多くならず、回転数の算出に関する負荷を軽減することができる。
【００４８】
但し、上述したように、回転数Ｎ１（分周なし）は１／４周期の回転から求め、回転数Ｎ２（分周あり）は１周期の回転より求めているため、回転数Ｎ２を求める場合の方が古いデータを利用していることになる。このため、例えば、回転数が上昇するときは、データが古いほど回転数が小さいので、回転数Ｎ２（分周あり）が回転数Ｎ１（分周あり）より小さい値となる。逆に、回転数が下降するときは、データが古いほど回転数が大きいので、回転数Ｎ２（分周あり）が回転数Ｎ１（分周あり）より大きい値となる。このように、回転数Ｎ１（分周なし）と回転数Ｎ２（分周あり）との間には回転数の差が生じる。従って、回転数Ｎ１から回転数Ｎ２に、又はその逆に切り替えるときに、この差が大きいと回転速度の制御に支障がきたすことが考えられるので、切り替え時のモニタ回転数に大きな差をなくすために、改良したものが第２の実施の形態である。
【００４９】
第２実施の形態
以下、上述した構成を有する自動ワインダ１における、第２の実施の形態に係る直流ブラシレスモータ（ブラシレスＤＣモータ）の制御機構について図面を参照しつつ説明する。
【００５０】
まず、ブラシレスＤＣモータの制御機構（モータ制御装置）の構成について図７を参照しつつ説明する。図７は、ブラシレスＤＣモータの制御機構を構成する速度制御部６７ａの機能を説明するための機能図である。尚、第１の実施の形態と実質的に同様の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００５１】
速度制御部６７ａは、パルス周期検出部７１と、回転数演算部７２と、分周部７３と、パルス周期検出部７４と、回転数演算部７５と、第１回転数判定部８１と、回転数補正部８２と、第２回転数判定部８４と、回転速度モニタ出力部７７と、デューティ比演算部７８とを備えている。
【００５２】
第１回転数判定部８１は、回転数演算部７５により求められた回転数Ｎ２が、閾値Ｔｈ１（本実施の形態では、５００ｒｐｍ）より大きく閾値Ｔｈ２（本実施の形態では、１５００ｒｐｍ）以下であるか否かを判定する。この判定は、回転数演算部７２によって求められた回転数Ｎ１及び回転数演算部７５によって求められた回転数Ｎ２を補正するか否かを決定するために行われるものである。
【００５３】
回転数補正部８２は、回転数Ｎ２が閾値Ｔｈ１（５００ｒｐｍ）より大きく閾値ＴｈＢ（本実施の形態では、１０００ｒｐｍ）以下の場合に、回転数演算部７２で求められた回転数Ｎ１及び回転数演算部７５で求められた回転数Ｎ２を利用して、回転数Ｎ１の補正を行う（Ｎ１←補正後の回転数）。この詳細については図８のフローチャート（Ｓ２１０、Ｓ２１１）を参照しつつ後述する。
【００５４】
また、回転数補正部８２は、回転数Ｎ２が閾値ＴｈＢ（１０００ｒｐｍ）より大きく閾値Ｔｈ２（１５００ｒｐｍ）以下の場合に、回転数演算部７２で求められた回転数Ｎ１及び回転数演算部７５で求められた回転数Ｎ２を利用して、回転数Ｎ２の補正を行う（Ｎ２←補正後の回転数）。この詳細については図８のフローチャート（Ｓ２０５、Ｓ２０７）を参照しつつ後述する。
【００５５】
第２回転数判定部８４は、回転数Ｎ２が予め定められた閾値ＴｈＢ（本実施の形態では、１０００ｒｐｍ）より大きいか否かを判定する。この判定は、回転数モニタ出力部７７が回転数Ｎ１及び回転数Ｎ２の何れをモニタ回転数として出力するかを決定するために行うものである。
【００５６】
次に、上述した構成を有するモータ制御装置の回転制御におけるデューティ比算出に用いる現時点の回転数（モニタ回転数）の決定方法について図８を参照しつつ説明する。図８は、モータ制御装置の回転制御におけるデューティ比算出に用いる回転数の決定方法の処理手順を示すフローチャートである。尚、本実施の形態において、閾値Ｔｈ１を５００ｒｐｍ、閾値Ｔｈ２を１５００ｒｐｍ、閾値ＴｈＡを１２５０ｒｐｍ、及び閾値ＴｈＣを７５０ｒｐｍとしたのは、閾値ＴｈＢを１０００ｒｐｍとし、閾値ＴｈＢを中心に１区間５００ｒｐｍとして上下にわたり４分割することを考慮したことによる。
【００５７】
ステップＳ２０１において、パルス周期検出部７１は、回転検出器６１から入力されるドラムパルスから巻取ドラム７が１／４回転する時間を検出する。そして、回転数演算部７２は、ドラムパルスのエッジ（立ち上がりエッジと立ち下がりエッジの双方）ごとに、パルス周期検出部７１による検出結果に基づいて、巻取ドラム７の現時点の回転数Ｎ１を求める。
【００５８】
ステップＳ２０２において、分周部７３は、回転検出器６１から入力されるドラムパルスを分周する。パルス周期検出部７４は、分周部７３で分周されたパルスから巻取ドラム７が１回転する時間を検出する。回転数演算部７５は、分周部７３により分周されたパルスのエッジ（立ち上がりエッジと立ち下がりエッジの双方）ごとに、パルス周期検出部７４による検出結果に基づいて、巻取ドラム７の現時点の回転数Ｎ２を求める。
【００５９】
ステップＳ２０３において、第１回転数判定部８１は、ステップＳ２０２で求められた回転数Ｎ２が閾値Ｔｈ１（５００ｒｐｍ）より大きく且つ閾値Ｔｈ２（１５００ｒｐｍ）より小さい範囲にあるか否かを判定する。回転数Ｎ２が上記範囲にないと判定された場合（Ｓ２０３：ＮＯ）、ステップＳ２０１で求められた回転数Ｎ１及びステップＳ２０２で求められた回転数Ｎ２を補正する処理を行わずに、ステップＳ２１２の処理へ移行する。そして、第２回転数判定部８４によりステップＳ２１２で回転数Ｎ２が閾値ＴｈＢ（１０００ｒｐｍ）より大きいと判定されている間で、しかも回転数Ｎ２が閾値Ｔｈ２以上であると判定されている間、パルス周期検出部７１及び回転数演算部７２はその動作を停止する。一方、回転数Ｎ２が上記範囲にあると判定された場合（Ｓ２０３：ＹＥＳ）、ステップＳ２０４の処理へ移行する。
【００６０】
回転数補正部８２により、ステップＳ２０４において、ステップＳ２０１で求められた回転数Ｎ１から、ステップＳ２０２で求められた回転数Ｎ２を減算することによって、回転数差ΔＮを算出する（ΔＮ＝Ｎ１−Ｎ２）。
【００６１】
ステップＳ２０５において、ステップＳ２０２で求められた回転数Ｎ２が閾値ＴｈＡ（本実施の形態では、１２５０ｒｐｍ）より大きいか否かを判定する。回転数Ｎ２が閾値ＴｈＡ（１２５０ｒｐｍ）より大きいと判定された場合（Ｓ２０５：ＹＥＳ）、ステップＳ２０６の処理へ移行する。一方、回転数Ｎ２が閾値ＴｈＡ（１２５０ｒｐｍ）以下と判定された場合（Ｓ２０５：ＮＯ）、ステップＳ２０７の処理へ移行する。
【００６２】
ステップＳ２０６において、回転数Ｎ２が閾値ＴｈＣから閾値Ｔｈ２の間（閾値Ｔｈ２に近い区間）にあるので、回転数補正部８２は、ステップＳ２０５で求めた回転数差ΔＮを利用して、Ｎ２＋ΔＮ×１／ｎ（予め定められた演算式である。ｎは分割数であって、１／ｎは予め定められた比率を表す。ｎは、本実施の形態では４）を演算し、ステップＳ２０２で求められた回転数Ｎ２を補正する（Ｎ２←Ｎ２＋ΔＮ×１／４）。
【００６３】
ステップＳ２０７において、ステップＳ２０２で求められた回転数Ｎ２が閾値ＴｈＢ（本実施の形態では、１０００ｒｐｍ）より大きいか否かを判定する。回転数Ｎ２が閾値ＴｈＢ（１０００ｒｐｍ）より大きいと判定された場合（Ｓ２０７：ＹＥＳ）、ステップＳ２０８の処理へ移行する。一方、回転数Ｎ２が閾値ＴｈＢ（１０００ｒｐｍ）以下と判定された場合（Ｓ２０７：ＮＯ）、ステップＳ２０９の処理へ移行する。
【００６４】
ステップＳ２０８において、回転数Ｎ２が閾値ＴｈＢから閾値ＴｈＣの間（閾値Ｔｈ２に近い区間）にあるので、回転数補正部８２は、ステップＳ２０５で求めた回転数差ΔＮを利用して、Ｎ２＋ΔＮ×２／ｎ（予め定められた演算式である。ｎは分割数であって、２／ｎは予め定められた比率を表す。ｎは、本実施の形態では４）を演算し、ステップＳ２０２で求められた回転数Ｎ２を補正する（Ｎ２←Ｎ２＋ΔＮ×２／４）。
【００６５】
ステップＳ２０９において、ステップＳ２０２で求められた回転数Ｎ２が閾値ＴｈＣ（本実施の形態では、７５０ｒｐｍ）より大きいか否かを判定する。回転数Ｎ２が閾値ＴｈＣ（７５０ｒｐｍ）より大きいと判定された場合（Ｓ２０９：ＹＥＳ）、ステップＳ２１０の処理へ移行する。一方、回転数Ｎ２が閾値ＴｈＣ（７５０ｒｐｍ）以下と判定された場合（Ｓ２０９：ＮＯ）、ステップＳ２１１の処理へ移行する。
【００６６】
ステップＳ２１０において、回転数Ｎ２が閾値ＴｈＡから閾値ＴｈＢの間（閾値Ｔｈ１に近い区間）にあるので、回転数補正部８２は、ステップＳ２０５で求めた回転数差ΔＮを利用して、Ｎ１−ΔＮ×２／ｎ（予め定められた演算式である。ｎは分割数であって、２／ｎは予め定められた比率を表す。ｎは、本実施の形態では４）を演算し、ステップＳ２０１で求められた回転数Ｎ１を補正する（Ｎ１←Ｎ１−ΔＮ×２／４）。
【００６７】
ステップＳ２１１において、回転数Ｎ２が閾値Ｔｈ１から閾値ＴｈＡの間（閾値Ｔｈ１に近い区間）にあるので、回転数補正部８２は、ステップＳ２０５で求めた回転数差ΔＮを利用して、Ｎ１−ΔＮ×１／ｎ（予め定められた演算式である。ｎは分割数であって、１／ｎは予め定められた比率を表す。ｎは、本実施の形態では４）を演算し、ステップＳ２０１で求められた回転数Ｎ１を補正する（Ｎ１←Ｎ１−ΔＮ×１／４）。
【００６８】
ステップＳ２１２において、第２回転数判定部８４は、回転数Ｎ２が閾値Ｔｈ（１０００ｒｐｍ）より大きいか否かを判定する。回転数Ｎ２が閾値Ｔｈ（１０００ｒｐｍ）以下であると判定された場合（Ｓ２１２：ＮＯ）、ステップＳ２１３の処理へ移行する。一方、回転数Ｎ２が閾値Ｔｈ（１０００ｒｐｍ）より大きいと判定された場合（Ｓ２１２：ＹＥＳ）、ステップＳ２１４の処理へ移行する。
【００６９】
ステップＳ２１３において、回転数モニタ出力部７７は、回転数Ｎ１をモニタ回転数に決定して、決定したモニタ回転数をデューティ比演算部７８へ出力する。
【００７０】
ステップＳ２１４において、回転数モニタ出力部７７は、回転数Ｎ２をモニタ回転数に決定して、決定したモニタ回転数をデューティ比演算部７８へ出力する。
【００７１】
デューティ比演算部７８は、回転数モニタ出力部７７から入力される回転数と目標回転速度とに基づいてデューティ比を算出し、算出したデューティ比を示すデューティ指令を出力部（駆動回路）６８へ出力する。つまり、回転数Ｎ２が閾値Ｔｈ１以下の場合には、回転数Ｎ１（補正されていない値）を利用してデューティ比を算出する。また、回転数Ｎ２が閾値Ｔｈ１より大きく閾値ＴｈＣ以下の場合、回転数Ｎ１（ステップＳ２１１で補正された値）を利用してデューティ比を算出する。回転数Ｎ２が閾値ＴｈＣより大きく閾値ＴｈＢ以下の場合、回転数Ｎ１（ステップＳ２１０で補正された値）を利用してデューティ比を算出する。
回転数Ｎ２が閾値ＴｈＢより大きく閾値ＴｈＡ以下の場合、回転数Ｎ２（ステップＳ２０８で補正された値）を利用してデューティ比を算出する。回転数Ｎ２が閾値ＴｈＡより大きく閾値Ｔｈ２以下の場合、回転数Ｎ２（ステップＳ２０６で補正された値）を利用してデューティ比を算出する。回転数Ｎ２が閾値Ｔｈ２より大きい場合、回転数Ｎ２（補正されていない値）を利用してデューティ比を算出する。
【００７２】
以上の処理により、デューティ比演算部７８に入力されるモニタ回転数について図９を参照しつつ説明する。図９は、デューティ比算出に用いられるモニタ回転数を説明するための説明図である。尚、図中、実線がモニタ回転数である。また、一点鎖線が分周なしの場合の回転数Ｎ１である。また、二点鎖線が分周ありの場合の回転数Ｎ２である。
【００７３】
図９中の区間ｔａでは、回転数Ｎ２が閾値Ｔｈ１以下なので、ステップＳ２０１で求められた分周なしの回転数Ｎ１がモニタ回転数として決定される。
【００７４】
区間ｔｂでは、回転数Ｎ２が閾値Ｔｈ１から閾値ＴｈＣの間にあるので、ステップＳ２１１で求められ、補正された回転数Ｎ１がモニタ回転数として決定される。区間ｔｃでは、回転数Ｎ２が閾値ＴｈＣから閾値ＴｈＢの間にあるので、ステップＳ２１０で求められ、補正された回転数Ｎ１がモニタ回転数として決定される。区間ｔｄでは、回転数Ｎ２が閾値ＴｈＢから閾値ＴｈＡの間にあるので、ステップＳ２０８で求められ、補正された回転数Ｎ２がモニタ回転数として決定される。区間ｔｅでは、回転数Ｎ２が閾値ＴｈＡから閾値Ｔｈ２の間にあるので、ステップＳ２０６で求められ、補正された回転数Ｎ２がモニタ回転数として決定される。
【００７５】
区間ｔｆでは、回転数Ｎ２が閾値Ｔｈ２より大きいので、ステップＳ２０３のＮＯの判定によりステップＳ２０２で求められた分周ありの回転数Ｎ２がモニタ回転数として決定される。
【００７６】
区間ｔｇでは、回転数Ｎ２が閾値ＴｈＡから閾値Ｔｈ２の間にあるので、閾値Ｔｈ２（１５００ｒｐｍ）以下である。従って、停止していた回転数Ｎ１の算出を再開することにより回転数差ΔＮを求め、ステップＳ２０６で求められ、補正された回転数Ｎ２がモニタ回転数として決定される。区間ｔｈでは、回転数Ｎ２が閾値ＴｈＡから閾値ＴｈＢの間にあるので、ステップＳ２０８で求められ、補正された回転数Ｎ２がモニタ回転数として決定される。区間ｔｉでは、回転数Ｎ２が閾値ＴｈＣから閾値ＴｈＢの間にあるので、ステップＳ２１０で求められ、補正された回転数Ｎ１がモニタ回転数として決定される。区間ｔｊでは、回転数Ｎ２が閾値Ｔｈ１から閾値ＴｈＣの間にあるので、ステップＳ２１１で求められ、補正された回転数Ｎ１がモニタ回転数として決定される。尚、区間ｔｇ〜ｔｊでは差Δの符号が負になり、ステップＳ２０６、Ｓ２０８、Ｓ２１０、Ｓ２１１の符号が逆になる。
【００７７】
区間ｔｋでは、回転数Ｎ２が閾値Ｔｈ１以下なので、ステップＳ２０３のＮＯの判定により分周なしの回転数Ｎ１がモニタ回転数として決定される。
【００７８】
ここで、区間ｔｆでは、回転数Ｎ１はモニタ回転数とはされず、回転数Ｎ１及び回転数Ｎ２の補正も行われず、回転数Ｎ１は閾値Ｔｈ１、ＴｈＡ、ＴｈＢ、ＴｈＣ、Ｔｈ２と比較されないため、ドラムパルスのエッジごとに回転数Ｎ１を算出する必要がなく、回転数Ｎ１を算出する動作を停止する。
【００７９】
以上説明した第２の実施の形態の自動ワインダ１によれば、第１の実施の形態の場合と同様に、単位時間当たりの巻取ドラム７の回転数が多くなって単位時間当たりに発生するドラムパルスの数が多くなると、分周したパルスを利用して算出した回転数を利用するようにし、その間は回転数Ｎ１（分周なし）のドラムパルスのエッジ（分周なし）ごとに回転数を算出する動作を停止している。この結果、単位時間当たりに発生するドラムパルスが多くなっても、ブラシレスＤＣモータ４１の回転数を算出する回数が多くならず、回転数の算出に関する負荷を軽減することができる。
【００８０】
また、モニタ回転数をステップＳ２０１で求められた回転数Ｎ１からステップＳ２０２で求められた回転数Ｎ２に、又はその逆に、直接切り替えずに、モニタ回転数をステップＳ２０１で求められた回転数Ｎ１、ステップＳ２０１で求められた回転数Ｎ１及びステップＳ２０２で求められた回転数Ｎ２を利用して補正した回転数、ステップＳ２０２で求められた回転数Ｎ２の順に、又はその逆に切り替えている。このため、デューティ比算出に使用する回転数のモニタ値を段階的に切り替えることができ大きく変動することを防ぐことが可能になる。この結果、巻き取られる糸の張力が大きく変化せず、パッケージの品質を良好に保つことができる。
【００８１】
特に、本実施の形態では、閾値Ｔｈ１に近い区間では、回転数Ｎ１に対して演算量を減算しており、閾値Ｔｈ２に近い区間では回転数Ｎ２に対して演算量を加算している。このため、閾値Ｔｈ１に近い区間では、回転数Ｎ２に対して加算する値より小さい値を回転数Ｎ１から減算すれば足り、減算前後の差を小さくすることが可能になって誤差を小さくすることができる。同様に、閾値Ｔｈ２に近い区間では、回転数Ｎ１に対して減算する値より小さい値を回転数Ｎ２に加算すれば足り、加算前後の差を小さくすることが可能になって誤差を小さくすることができる。
【００８２】
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な設計変更が可能なものである。例えば、各閾値の値や分割数ｎなどの値は一例であって他の値を使用しても良いことは言うまでもない。
【００８３】
また、第２の実施の形態で説明したような回転数の補正の方法（図１１のＳ２０６、Ｓ２０８、Ｓ２１０、Ｓ２１１）に限られず、モニタ回転数の不連続となる部分の前後の回転数差が小さくなるような回転数の補正の方法であればよい。
【００８４】
さらに、上記実施の形態では、自動ワインダ１を例に挙げて説明しているが、それ以外の糸条巻取機にも適用可能であることはいうまでもない。
【００８５】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１によると、回転速度が速くなると、分周されたパルス信号に応じて算出された回転速度（第２回転速度）に基づいてモータに対する出力量を算出する。このため、モータからのパルス信号に応じた回転速度（第１回転速度）の算出に比べて算出回数を減少させ、回転速度の算出に関する負荷を軽減することが可能になる。
【００８６】
請求項２によると、回転速度が速くなると、分周されたパルス信号に応じて算出された回転速度（第２回転速度）に基づいてモータに対する出力量を算出する。このため、モータからのパルス信号に応じた回転速度（第１回転速度）の算出に比べて算出回数を減少させ、回転速度の算出に関する負荷を軽減することが可能になる。また、第１回転速度を、モータが１／ｎ回転する時間を検出することにより算出している。これにより、高価なメモリを要することなく回転速度の算出が可能である。更に、モータに対する出力量を求めるのに使用する回転速度を第１回転速度から第２回転速度に、第２回転速度から第１回転速度に直接切り替えていない。このため、モータに対する出力量の算出に使用する回転速度が不連続となる部分における前後の回転速度差が大きくなることを防ぐことができる。
【００８７】
請求項３によると、第２回転速度が第１閾値に近い区間内にある場合には、第１回転速度から得られた値を減算し、第２閾値に近い区間内にある場合には、第２回転速度から得られた値を加算しているため、減算／加算前後の値の変化が小さくなり、誤差を小さくすることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の自動ワインダのユニットの機器構成を示す正面図である。
【図２】第１の実施の形態におけるモータ制御装置の構成図である。
【図３】図２のモータ制御装置を構成する速度制御部の機能図である。
【図４】図２の直流ブラシレスモータとモータ制御装置を構成するパワー回路を示す図である。
【図５】第１の実施の形態におけるデューティ比算出に用いる回転数の決定方法を示すフローチャートである。
【図６】デューティ比算出に用いられるモニタ回転数を説明するための説明図である。
【図７】第２の実施の形態における速度制御部の機能図である。
【図８】デューティ比算出に用いる回転数の決定方法を示すフローチャートである。
【図９】デューティ比算出に用いられるモニタ回転数を説明するための説明図である。
【符号の説明】
１　自動ワインダ（糸条巻取機）
４１　直流ブラシレスモータ
６０　モータ制御装置
６１　回転検出器
６２　磁極位置検出センサ
６６　運転制御部
６７　速度制御部
６８　出力部（駆動回路）
６９　パワー回路（スイッチング回路）
７１　パルス周期検出部
７２　回転数演算部
７３　分周部
７４　パルス周期検出部
７５　回転数演算部
７６　回転数判定部
７７　回転数モニタ出力部
７８　デューティ比演算部
Ｎ１　回転数（分周なし）
Ｎ２　回転数（分周あり）
Ｔｈ　閾値
【図１】
2004026328.tif 000003
【図２】
2004026328.tif 000004
【図３】
2004026328.tif 000005
【図４】
2004026328.tif 000006
【図５】
2004026328.tif 000007
【図６】
2004026328.tif 000008
【図７】
2004026328.tif 000009
【図８】
2004026328.tif 000010
【図９】
2004026328.tif 000011