JP2004156162A - 空気噴射式織機の緯入れノズル及びこれ用のパイプ - Google Patents

Abstract

【課題】緯糸搬送力を維持しつつ織物欠点の発生を防止すること。
【解決手段】空気噴射式織機の緯入れノズル用パイプは、流体出口に向けて連続的に拡大するテーパー部を内面に有するパイプであって流体出口側の流体速度が流体入口側の流体速度より大きくなる内面形状を有するパイプであって、該パイプの長さ寸法は１５０ｍｍ以下とされている。前記テーパー部の内面は、流体出口側に向けて漸次増大する直径寸法を有している。前記テーパー部は、３ｍｍ以上の流体入口側の直径寸法と、５ｍｍ以下の流体出口側の直径寸法とを有している。前記テーパー部の傾斜角度は、０°を超えかつ１°以下である。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気を緯入れ用流体として用いる空気噴射式織機の緯入れノズル（メインノズル）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
空気噴射式織機の緯入れノズルの１つとして、特許文献１に記載の技術が知られている。この従来技術は、緯糸が挿通される導通穴を有する緯糸ガイドと、導通穴を取り囲むように配置されて流体流路を形成する本体と、噴射穴の噴射先にあって圧力流体を整流する整流穴を有する整流管とを備えている。整流穴は、パイプのような管材で構成されている。整流穴は、断面積が流体出口の箇所ほど段階的に大きくなる、階段状の断面形状とされている。
【０００３】
導通穴に挿通された緯糸は、整流穴の先端（流体出口）から突出した状態で待機し、緯入れ時に圧力流体が流体流路から整流穴に吹き込まれることにより、その圧力流体によって整流穴の先端から噴き出されて経糸の開口に緯入れされる。
【０００４】
緯糸は、所定量噴き出されて筬打ちされた後、緯入れノズルと織布との間において切断される。圧力流体は、整流穴内の緯糸領域に噴き当てられる。換言すれば、整流穴内に通されている緯糸に整流穴への流体入口側（反噴射側）から流体出口側（噴射側）に向けて噴出される。
【０００５】
【特許文献１】
特公平２−４２９３０号公報（第２頁、第１図、第４図）
【０００６】
【解決しようとする課題】
しかし、上記の従来技術においては、緯入れ開始の際に、整流穴内に静止していた緯糸先端部が静止状態から急激に加速されることから、緯入れ開始時点に緯入れノズル内に存在していた緯糸先端部が整流穴内で暴れて損傷しまい、緯入れ後の織布の反給糸側に緯節やビリなどの織物欠点が発生しやすい。
【０００７】
また、整流穴の断面積が段階的に大きくなるように構成されていることから、内径が段階的に大きくなっている箇所の境界の急拡大部付近で、圧力流体の流れの剥離による渦が発生しやすい。このため、その渦によって圧力流体の流れ損失が大きくなり、搬送力（流体が緯入れノズル内で緯糸を搬送する力）が小さくなってしまう。
【０００８】
本発明の目的は、緯糸の搬送力を維持しつつ織物の欠点の発生を防止することにある。
【０００９】
【解決手段、作用、効果】
本発明者等は、精力的に研究を重ねた結果、緯入れノズルのパイプの長さ寸法や内面の形状を改良することにより、本発明の目的を達成することができることを突き止めた。
【００１０】
本発明に係る緯入れノズル用パイプは、流体出口に向けて連続的に拡大するテーパー部を内面に有するパイプであって流体出口側の流体速度が流体入口側の流体速度より大きくなる内面形状を有するパイプであり、該パイプの長さ寸法は１５０ｍｍ以下とされている。
【００１１】
パイプの長さ寸法が１５０ｍｍ以下であると、パイプ内で暴れて傷んだ緯糸の先端部の大部分が織布の反給糸側の房耳部に使用され、織布内に残存する損傷部の量が少なくなるから、織布に発生する織物欠点の量が少なくなり、織布の品質が向上する。
【００１２】
また、パイプの内面に形成されたテーパー部が流体出口の向けて連続的に拡大し、しかもテーパー部に流れる緯入れ用圧力流体の流速が流体出口側ほど速くなる形状を有する（以下、そのような形状を有するパイプ部分を「ラバール（ｌａｖａｌ）パイプ部分」と称す。）と、パイプの長さ寸法が１５０ｍｍ以下と短いことに起因する緯入れノズルによる緯糸搬送力の低下が補われる。したがって、所定の値の緯糸搬送力を維持しながら、織物欠点の発生を防止することができる。
【００１３】
ここで、「連続的に拡大するテーパー部」とは、従来技術のように、テーパー部の範囲内において、内面が、段階的に拡大するのではなく、すなわち、パイプの軸線と平行の面や直交する面のように、パイプの軸線と大きな角度で交差する面（急拡大部）を介することなく、無段階に拡大することをいう。
【００１４】
また、「流体出口側の流体速度が流体入口側の流体速度より大きくなる内面形状を有するパイプ」は、その一部にテーパー部を有していればよい。例えば、流体が流入される流体入口側又は流体が流出する流体出口側にストレート部が存在していても、緯入れ用圧力流体の流速が流体出口に向けて連続的に速くなるテーパー部が存在するならば、そのようなパイプであってもよい。
【００１５】
前記テーパー部の内面は流体出口側に向けて漸次増大する直径寸法を有していてもよい。そのようなテーパー部を有することにより、従来技術における急拡大部付近での圧力流体の流れの剥離による渦の発生を抑えることができる。
【００１６】
前記テーパー部は、３ｍｍ以上の流体入口側の直径寸法と、５ｍｍ以下の流体出口側の直径寸法とを有していてもよい。また、前記テーパー部の傾斜角度は、０°を超えかつ１°以下であってもよい。そのようにすれば、従来技術における渦による流れ損失を招くことなく、テーパー部に流れる緯入れ用圧力流体の流速が流体出口側の箇所ほど確実に速くなる。
【００１７】
本発明に係る緯入れノズルは、前記パイプの流体入口側が挿入された貫通穴を有するノズル本体と、前記貫通穴に緯糸入口側から挿入にされた緯糸ガイドであって前記テーパー部の軸線と同一の軸線を有するニードル部を前記パイプ側に有する緯糸ガイドと、前記テーパー部と前記ニードル部との間隔を調整する調整機構と、少なくとも前記ニードル部の先端部の周りにオリフィス部を形成すべく前記貫通穴に配置されたノズル部であって前記パイプの側ほど小さい直径寸法を有する内周面とされたノズル部と、前記緯入れノズル用パイプとを含む。
【００１８】
そのようにすれば、テーパー部とニードル部との間隔を調整することにより、オリフィス部へのニードル部の挿入量を調整することができるから、そのような挿入量をこれが小さく（又は、大きく）なるように調整して、オリフィス部からの圧力流体の流出量を多く（又は、少なく）して、緯糸搬送力を大きく（又は、小さく）することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１から図４を参照するに、本発明に係る緯入れノズル１０は、圧力流体として圧縮空気を用いる空気噴射式織機のメインノズルとして用いられる。
【００２０】
図１に示すように、緯入れノズル１０は、織布１２の緯入れ側に位置されている。緯糸貯留装置１４から伸びる緯糸１６は、緯入れノズル１０に、その後端（反織布側）から先端側（織布側）に通されている。
【００２１】
緯入れノズル１０はＬ０の長さ寸法を有している。このため、織布１２においては、長さＬ０に対応する緯糸先端領域の大部分が反緯入れ側の房耳部１８として用いられ、織布１２内に残存する緯糸先端領域はわずかである。
【００２２】
図２に示すように、緯入れノズル１０は、貫通穴が形成された円筒状のノズル本体２０と、ノズル本体２０の貫通穴の後端領域（反織布側の領域）に挿入された緯糸ガイド２２と、ノズル本体２０の貫通穴の中央前半領域に配置された整流器２４と、ノズル本体２０の貫通穴の中央後半領域に配置された筒状のノズル部２６と、一部がノズル本体２０の貫通穴の先端領域（織布側の領域）に挿入されたパイプ２８とを含む。
【００２３】
ノズル本体２０の貫通穴は、緯糸１６の通過を許すように、ノズル本体２０をその軸線方向に貫通している。ノズル本体２０の貫通穴は、後端領域、中央前半領域及び中央後半領域として作用する収納穴３０と、パイプ２８の後端部（織布側の端部）が嵌合された先端領域として作用するパイプ穴３２とを同軸的に備えている。
【００２４】
収納穴３０及びパイプ穴３２は、緯糸ガイド２２、整流器２４、ノズル部２６及びパイプ２８共通の軸線を有しており、また前者の直径寸法が後者の直径寸法より大きい円形の断面形状を有している。
【００２５】
ノズル本体２０は、また、圧縮空気のような圧力流体を緯入れノズル１０に供給するノズルホルダ（図示せず）に螺合するねじ穴３４と、このねじ穴３４に連通された流体導入路３６とを有している。
【００２６】
緯糸ガイド２２は、後端側からノズル本体２０の収納穴３０に同軸的に挿入されたベース部４０と、ベース部４０から先端側へ同軸的に伸びる中間部４２と、中間部４２から先端側へ同軸的に伸びるニードル部４４と、ベース部４０の後端に設けられたフランジ部４６と、緯糸ガイド２２をその軸線方向に貫通する導糸穴４８とを同軸的に有しており、またニードルとして作用する。
【００２７】
緯糸ガイド２２は、フランジ部４６がノズル本体２０の後端面に接触した状態に、ベース部４０、中間部４２及びニードル部４４を収納穴３０に挿入されて、ベース部４０の雄ねじ部５０において収納穴３０の後端部に螺合されている。
【００２８】
ベース部４０は、収納穴３０とほぼ同じ直径寸法を有する円形の断面形状を有している。中間部４２は収納穴３０の直径寸法より小さい直径寸法を有する円形の断面形状を有しており、これにより、中間部４２の周りを伸びる環状室５２がノズル本体２０と共同して緯糸ガイド２２に形成されている。環状室５２は、流体導入路３６に連通されている。
【００２９】
ニードル部４４は、細い円筒状に形成されている。ニードル部４４の外周面は、圧力流体を案内する外向き誘導面として作用するように、直径寸法が中間部４２の後端部から先端に向けて連続して漸次減少する形状を有している。
【００３０】
整流器２４は、収納穴３０の内径寸法とほぼ同じ外径寸法を有する筒状に形成されており、また前後方向へ伸びる複数の整流フィン５４を内周面の少なくとも後半部に有している。周方向に隣り合う整流フィン５４の間の空間は、圧力流体を整流する整流路として作用する。
【００３１】
ノズル部２６は、収納穴３０の内径寸法とほぼ同じ外径寸法を有する筒状に形成されている。ノズル部２６の内周面は、後端においてはパイプ２８の後端の内周面の直径寸法より大きい直径寸法とされ、前端においてはパイプ２８の後端の内周面の直径寸法とほぼ同じ直径寸法とされている。
【００３２】
しかし、ノズル部２６の内周面は、直径寸法がパイプ２８の側ほど連続して漸次減少するほぼ截頭円錐形状の形状を有している。これにより、圧力流体を漸次絞って加速してパイプ２８内に噴出するオリフィス５６が形成されている。ノズル部２６は、ノズル本体２０又は整流器２４に一体的に形成してもよい。
【００３３】
図３に示すように、パイプ２８の内面は、内径（φａ及びφｂ）が流体流出側（前方側）に向けて連続的に漸次増大する（内径φａ＜内径φｂ）截頭円錐形状のテーパー部とされたいわゆるラバール形状を有している。
【００３４】
しかし、パイプ２８の内面は、直径寸法が流体流出側に向けて連続的に斬増することなく一定とされて圧力流体が加速されないいわゆる直線部をテーパー部の先端側及び後端側の少なくとも一方に含んでいてもよいし、断面が弧状とされていてもよい。以下、図４に示すように、流体流出側に向けて連続的に斬増する角度を傾斜角度θすなわちラバール角度θという。
【００３５】
緯入れノズル１０において、圧縮空気のような圧力流体は、図示しないノズルホルダにより流体導入路３６に供給される。流体導入路３６に供給された圧力流体は、環状室５２から整流器２４を介してノズル部２６の供給され、ノズル部２６からパイプ２８内に噴出され、さらにパイプ２８から経糸開口に向けて噴出される。
【００３６】
パイプ２８の長さ寸法Ｌ（図２参照）は１５０ｍｍ以下とされている。このため、例え緯糸１６が緯入れノズル１０のパイプ２８内で暴れて損傷しても、その緯糸１６の先端領域の大部分は、織布１２の反給糸側の房耳部１８に使用され、織布１２に残存する量はわずかになる。これにより、織布１２の織物欠点の発生が少なくなり、織布１２の品質が向上する。
【００３７】
緯入れノズル１０に供給された圧力流体は、整流器２４において整流され、ノズル部２６において絞られて加速される。これに対し、パイプ２８の長さ寸法Ｌが１５０ｍｍ以下と短い、緯入れノズル１０による緯糸の搬送力が低下する。
【００３８】
しかし、緯入れノズル１０においては、パイプ２８の内面のテーパー部が流体出口の向けて連続的に拡大しており、しかもパイプ２８が、テーパー部に流れる圧力流体の流速が流体出口側ほど速くなる形状を有するから、パイプ２８の長さ寸法Ｌが１５０ｍｍ以下と短いことに起因する緯入れノズル１０の緯糸搬送力の低下は圧力流体がパイプ２８のテーパー部において加速されることにより補われる。したがって、緯入れノズル１０によれば、所定の値の緯糸搬送力を維持しながら、織物欠点の発生を防止することができる。
【００３９】
上記の緯入れノズル１０において、本願発明者等は、以下の試験を行い、緯入れノズル１０、特にパイプ２８の形状に関する最適値を見出した。以下のいずれの試験においても、製織条件として、織物幅を１６７５ｍｍにし、織機の主軸の回転数を７００ｒｐｍにした。
【００４０】
［試験１：ストレートタイプのパイプとラバールタイプのパイプとの比較］
【００４１】
表１に示す寸法を有する各種のパイプ２８の試験体１，２，６を製作し、織機に組み込み、製織を行った。
【００４２】
【表１】

【００４３】
表１に、それぞれの試験体によって製織された織布の１ｍあたりの緯節（織物欠点）の数と、緯入れノズル（メインノズルのみ）の圧力（以下ＭＰと記する。）を測定した値とを示す。ここで、ＭＰ値は、同じ所定の緯糸飛走速度を得るために必要な圧力を示すものであり、ＭＰ値が低いほど搬送力が高いことを示す。
【００４４】
表１より、ラバールタイプの試験体２は、試験体１，６に比べてＭＰ値が一番低い（搬送力が一番高い）が、緯節数が一番多いことが認められる。また、ストレートタイプの試験体１は、緯節数が０であるが、ＭＰ値が最も高い（搬送力が一番低い）ことが認められる。
【００４５】
［試験２：ラバータイプのパイプの長さ寸法の対比］
【００４６】
試験２は、試験１の結果のうち、最良の結果を有するラバールタイプの試験体２のパイプの長さ寸法Ｌを表１に示す値（１６０ｍｍ、１３５ｍｍ、１１０ｍｍ）に変化させた試験体３，４，５を標準長さ寸法が２２０ｍｍのラバールタイプから製作し、これを用いた緯入れノズルで製織し、それぞれについて緯節数及びＭＰ値を測定した。
【００４７】
試験結果を表１に示す。試験１で使用した試験体２及び試験２で使用した試験体３から５の試験結果を参照するに、パイプの長さ寸法Ｌを短くすると緯糸搬送力が減少することが認められ、またパイプの長さ寸法を長くすると緯糸搬送力が増加することが認められる。
【００４８】
以上の試験１及び試験２の結果から、緯入れノズルのパイプの形状と緯節数及び搬送力（ＭＰ値）の関係を表２に示す。また、パイプの長さ寸法Ｌに対する緯節数及び搬送力（ＭＰ値）の変化をグラフにしたものを、それぞれ図５及び図６に示す。
【００４９】
【表２】

【００５０】
図５より、パイプの長さ寸法Ｌを大きくすると緯節の発生数が多くなることが認められる。換言すると、パイプの長さ寸法Ｌを小さくすることにより緯節の発生数が激減することが認められる。ここで、織布１ｍあたりの緯節数の判定基準は、数個程度以内であることが、経験則から導き出されている。このことから、図５を参照するに、パイプの長さ寸法Ｌの上限は、１５０ｍｍ以下にすることが好ましいことが認められる。
【００５１】
図６より、パイプの長さ寸法Ｌを１５０ｍｍ以下にしても緯糸搬送力すなわちＭＰ値はほとんど低下しないことが認められる。このことは、ラバールタイプの試験体５のＭＰ値が、試験体６のＭＰ値よりも低く、緯糸搬送力がそれほど減少していないことからも明らかである。
【００５２】
表２、図５及び図６より、ラバールタイプのパイプを用いることによって、一方では、緯糸搬送力が大きくなるが、他方では、緯節の発生数が多くなることが認められる。ストレートタイプのパイプを用いた場合では、緯糸搬送力が頭打ちとなることから、パイプの長さ寸法Ｌを大きくしたり、パイプの内径寸法を大きくしたりしても、チョーク現象により緯糸搬送力の増加に限界がある、と考えられる。したがってラバール角度θ及びパイプの長さ寸法Ｌから、緯節が発生しにくいラバール形状を特定することができる。
【００５３】
また、緯糸が筬溝に入りやすいこと、及び２色以上の多色織機に使用されることを考慮すると、パイプの流体出口（緯糸出口）側の端部の内径φｂは小さい方が好ましく、パイプの流体出口側の内径φｂはφ５ｍｍ以下、より好ましくは、φ４ｍｍ〜φ５ｍｍに設定することが適当である。ラバールタイプのパイプの流体入口（緯糸入口）側の内径φａは、パイプの流体出口側の内径φｂとの関係から、φ３ｍｍ以上、より好ましくは、φ３ｍｍ〜φ４ｍｍに設定することが適当であることが認められる。
【００５４】
［試験３：ラバール角度θの比較］
【００５５】
試験１及び試験２の試験結果から、表１に示す試験体７，８，９の３種類の緯入れノズルを試作し、それぞれに対して緯節数及びＭＰ値を測定した。
【００５６】
ここで、試験体７は、試験２でもっとも緯節数が少ない試験体２のパイプの長さ寸法を１１０ｍｍとし、ラバール角度θを０．３８°から０．２９°にしたパイプである。
【００５７】
試験体８は、試験体１のパイプにおいて、出口側の内径をφ３ｍｍからφ３．５ｍｍに拡大することにより、ラバールタイプにしたパイプである。
【００５８】
試験体９は、試験体６のパイプの長さ寸法Ｌを２２０ｍｍから１１０ｍｍに短くしたパイプである。
【００５９】
試験結果を表１に示す。表１より、試験体７が最も緯節数が少ないことが認められる。これは、パイプの長さ寸法の短縮とラバール角度θが適当であったこと、及びＭＰ値が低かったことが要因として考えられる。
【００６０】
また、試験体７を用いて、織機の主軸の回転数を８５０ｒｐｍに高くして別途追加試験をした結果、緯節数が６、ＭＰ値が０．４３７ＭＰａとなり、織機の主軸の回転数を比較的高くても緯節の発生数が合格レベルに達していることが認められる。
【００６１】
以上の試験結果から明らかなように、緯入れノズルは、そのパイプの長さ寸法Ｌを１５０ｍｍ以下にされており、テーパー部の内径寸法を流体出口に向けて連続的に斬増しており、テーパー部内に緯糸が導入される入口側におけるテーパー部の内径寸法は直径３ｍｍ以上であるとともに、出口側におけるテーパー部の内径寸法は直径５ｍｍ以下でありテーパー部の傾斜角度は、０°を超えかつ１°以下であることにより、緯糸の搬送力を維持しつつ織物の欠点の発生を防止することができる。しかし、テーパー部の傾斜角度が１°を超えるパイプは、圧力流体の剥離現象により、良好な結果を得ることができなかった。
【００６２】
図７を参照するに、上記の緯入れノズル１０においては、ノズル部２６に対するニードル部４４の先端部の位置は、例えば、緯糸ガイド２２のベース部４０とノズル本体２０との螺合の量を調整することにより、変更することができる。したがって、ベース部４０とノズル本体２０との螺合箇所は、テーパー部とニードル部との間隔を調整する調整機構として作用する。
【００６３】
そのような調整機構を備えると、そのようにすれば、テーパー部とニードル部との間隔を調整することにより、オリフィス５６へのニードル部４４の挿入量を調整することができるから、そのような挿入量をこれが小さく（又は、大きく）なるように調整して、オリフィス５６からの圧力流体の流出量を多く（又は、少なく）して、緯糸搬送力を大きく（又は、小さく）することができる。また、緯糸ガイド２２を、オリフィス５６への挿入量が短く（又は、長くなる）なるものに取り替えることによっても、オリフィス５６からの圧力流体の流出量及び緯糸搬送力を変更することができる。
【００６４】
パイプ２８は、その内径（φａ及びφｂ）が流体出口に向けて連続的に斬増する（内径φａ＜内径φｂ）形状として、図８に示すように、流体出口に向けて連続的に斬増する量が指数関数的すなわち連続的にかつ曲線的に傾斜していてもよいことはいうまでもない。
【００６５】
ノズル部２６は、ノズル本体２０又は整流器２４に一体的に形成してもよい。
【００６６】
本発明は、上記実施例に限定されず、その趣旨を逸脱しない限り、種々に変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る緯入れノズルの第１の実施例を示す概略構成図である。
【図２】図１に示す緯入れノズルの縦断面図である。
【図３】図２に示すパイプの拡大断面図である。
【図４】図３に示すパイプのラバール角度を説明するための拡大断面図である。
【図５】パイプの長さ寸法と１ｍあたりの緯節の個数との関係を示すグラフである。
【図６】パイプの長さ寸法と搬送力との関係を示すグラフである。
【図７】図２に示すオリフィスの拡大断面図である。
【図８】パイプの他の実施例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１０ 緯入れノズル
１２ 織布
１４ 緯糸貯留装置
１６ 緯糸
１８ 房耳部
２０ ノズル本体
２２ ニードル
２４ 整流器
２６ ノズル部
２８ パイプ
３０ ノズル本体の収納穴（貫通穴）
３２ ノズル本体のパイプ穴（貫通穴）
４０ 緯糸ガイドのベース部
４２ 緯糸ガイドの中間部
４４ 緯糸ガイドのニードル部
４８ 導糸穴
５０ 緯糸ガイドの雄ねじ部
５２ 環状室
５４ 整流フィン
５６ オリフィス

Claims (5)

1. 流体出口に向けて連続的に拡大するテーパー部を内面に有するパイプであって流体出口側の流体速度が流体入口側の流体速度より大きくなる内面形状を有するパイプであり、該パイプの長さ寸法は１５０ｍｍ以下とされている、空気噴射式織機の緯入れノズル用パイプ。
2. 前記テーパー部の内面は流体出口側に向けて漸次増大する直径寸法を有している、請求項１に記載の緯入れノズル用パイプ。
3. 前記テーパー部は、３ｍｍ以上の流体入口側の直径寸法と、５ｍｍ以下の流体出口側の直径寸法とを有する、請求項１又は２に記載の緯入れノズル用パイプ。
4. 前記テーパー部の傾斜角度は、０°を超えかつ１°以下である、請求項１から３のいずれか１項に記載の緯入れノズル用パイプ。
5. 前記パイプの流体入口側が挿入された貫通穴を有するノズル本体と、
   前記貫通穴に緯糸入口側から挿入にされた緯糸ガイドであって前記テーパー部の軸線と同一の軸線を有するニードル部を前記パイプ側に有する緯糸ガイドと、
   前記テーパー部と前記ニードル部との間隔を調整する調整機構と、
   少なくとも前記ニードル部の先端部の周りにオリフィス部を形成すべく前記貫通穴に形成されたノズル部であって前記パイプの側ほど小さい直径寸法を有する内周面とされたノズル部と、
   請求項１から４のいずれか１項に記載の緯入れノズル用パイプとを含む、緯入れノズル。

Images