JP2009013509A - 空気噴射式織機のサブノズルとその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】コストダウンを図るとともに、品質の向上できるサブノズルを一体成形で製造すること。
【解決手段】サブノズル１０は、ホルダ部１１とノズルヘッド部１２とを一体成型にて形成する。ホルダ部１１とノズルヘッド部１２とは、凹状円弧部に形成された連接部１３で連結している。ホルダ部１１とノズルヘッド部１２内に通気路１４を形成し、ノズルヘッド部１２の先端部に通気路１４と直交する方向から僅かに傾斜する噴射ノズル口１５を形成している。サブノズル１０を一体成形する際、通気路１４の軸心方向を切断面としたパーティングラインＰＬを形成し、通気路１４用の第１の入子の先端を噴射ノズル口１５用の第２の入子で支持する。
【選択図】図１

Description

本発明はコストダウンを図ることができる空気噴射式織機のサブノズルとその製造方法に関する。

空気噴射式織機のサブノズルは、メインノズルで飛ばした緯糸の勢いをさらに加速するために高速空気流を噴射するとともに織機フレームの幅方向に対して複数個配置されている。このサブノズルは、織機フレームに装着されるホルダ部と空気を噴射するノズルヘッド部とを有して長尺状に形成され、内部にホルダ部とノズルヘッド部を連通する通気路が形成されている。ノズルヘッド部の先端には通気路と略直交する方向に噴射ノズル口が形成されている。このサブノズルは、通常、真鍮で形成されたホルダにステンレス製で形成されたノズルヘッド部を組み付けて形成されている。サブノズルは経糸に接触して配置されているために各種の改良がなされている。従来から改良されたサブノズルは、例えば、特許文献１や特許文献２等によって知られている。

特許文献１に示されているサブノズルは、経糸との接触による経糸の羽毛立ちの発生を防止するように構成されたものであり、ノズルヘッド部を高強度のガラス系材料で形成したものである。ガラス系材料はその表面の滑らかさによって経糸の損傷やノズルヘッド自体の摩耗を抑制することができることとなっていた。

また、特許文献２に示されているサブノズルは、空気の噴射方向性及び噴射速度を向上させるために構成されたものであり、ノズルヘッドを厚みの厚い部材と厚みの薄い部材との２部材を突き合わせ接合して構成している。厚みの厚い部材には噴射孔を形成している。このサブノズルは内部空間を広くすることができ、内部空間を広くすることによって板圧のばらつきを少なくして空気抵抗を小さくしている。空気抵抗を小さくすることによって噴射速度を向上することができることとなっていた。また、厚みの厚い部材に噴射孔を形成することによって、噴射孔から噴射される空気が噴射孔で長く案内されることから噴射方向のばらつきを小さくすることができることとなっていた。
特開平７−１８９０７８号公報 特開２００１−２９５１５９公報

しかし、従来の特許文献に示されているサブノズルは、いずれも別体で形成されたホルダとノズルヘッドとを組みつけて形成したものである。２体を組み付けて構成することは、組み付けた部分からエア漏れを発生させる虞があること、ノズルヘッドがホルダから脱着する虞があること、さらにはコストが高くなるという課題が残されていた。

しかし、ホルダとノズルヘッドとを一体的に形成することは、その製造過程によってノズルヘッドに反りが発生することから実現されることはなかった。つまり、サブノズルは、通気路を有して筒状に形成されている。もともと経糸に接触しながら織機フレームに取り付けられているため、サブノズル自体を大きく形成することはできず、肉厚が薄く形成されていた。そのため、ホルダとノズルヘッドを一体成型する場合、ステンレス製のノズルヘッドを成形する際に行われる加熱工程において、長尺筒状のノズルヘッドが変形する虞があった。

一方、金属粉末射出成形技術において、混合された金属粉末と、バインダとして使用する熱可塑性樹脂と、を混合して一体成形体を製造する技術が知られている（Indo-USMIM Tec Pvt.Ltd.のインターネットホームページによる）。これによると、金属粉末とバインダとの混合体を射出成形して一次成形体を形成した後、バインダの一部を除去して二次成形体を形成する。その後、残りの樹脂を全て除去しながら焼結して最終製品を形成することとなっていた。本出願人は、この技術を利用してサブノズルを一体的に成形することに注目した。

しかし、サブノズルを一体成形する際に、成形用型を二分割する必要がある。サブノズルには、長手方向に通気路が形成され、通気路の先端に、通気路の軸心と略直交する方向に噴射ノズル口が形成されている。そのため、サブノズルのホルダとノズルヘッドと分割する方向に型を二分割する場合、噴射ノズル口を後加工で形成しなければならない。また、通気路の長尺方向に沿って型を二分割する場合、パーティングラインを形成する際に、通気路が細長く形成されていることから、通気路用に挿入する入子は先端部にダレが生じるために、通気路を真直状に形成することが困難であるという課題が残されていた。

本発明は、上述の課題を解決するものであり、コストダウンを図るとともに、エア漏れを発生することなく品質を向上できる空気噴射式織機サブノズルを提供することを目的とする。そのために以下のように構成するものである。すなわち、
請求項１記載の発明では、空気噴射式織機のサブノズルであって、織機フレームに装着するホルダ部と、空気の噴射ノズル口を有するノズルヘッド部とを備え、前記ホルダ部と前記ノズルヘッド部とが、耐熱性を有する材料で一体成形にて形成されていることを特徴とするものである。

請求項２記載の発明では、前記ホルダ部の内部に通気路が形成され、前記通気路は、前記ホルダ部の外端に向かって広がるテーパ面に形成されていることを特徴としている。

請求項３記載の発明では、前記噴射ノズル口の周縁角部は円弧状に形成されていることを特徴としている。

請求項４記載の発明では、空気噴射式織機のサブノズルの製造方法であって、
織機フレームに装着するホルダ部と、空気の噴射ノズル口を有するノズルヘッド部とを備え、前記ホルダ部と前記ノズルヘッド部内に軸心方向に延設する通気路が形成されるとともに、前記通気路の先端部において前記噴射ノズル口が前記通気路と直交する方向、又は直交するから僅かに傾斜して形成され、前記ホルダ部と前記ノズルヘッド部とが、耐熱性を有する材料で一体成形にて形成される際、前記通気路の軸心方向に二分割するとともに、前記通気路に沿って長尺の第１の入子を挿入し、前記通気路の先端部を支持するように前記噴射ノズル口に第２の入子を挿入することを特徴とするものである。

請求項５記載の発明では、前記第１の入子は先端部に尖状部を形成するとともに、前記尖状部に第２の入子に形成された支持面に支持される被支持面が形成されていることを特徴としている。

請求項６記載の発明では、前記ホルダ部と前記ノズルヘッド部とは、金属粉末材料と熱可塑性樹脂とを混合させた混合体にした後、射出成形にて形成し、さらに前記熱可塑性樹脂を脱脂して焼結することによって一体成型されることを特徴としている。

請求項７記載の発明では、前記ホルダ部の端部には前記織機フレームに螺合する雄ねじ部が形成され、前記雄ねじ部の合わせ面に平面部が形成された状態で一体成形されることを特徴としている。

本発明によれば、ホルダ部とノズルヘッド部とは、耐熱性を有する材料で形成されているから、金属粉末射出成形技術を利用して一体成形する際、ノズルヘッド部の反りを形成することなく製造することができる。一体成形で形成されたサブノズルは、ホルダ部とノズルヘッド部との間でエア漏れを起こすことなく、また、ノズルヘッド部がホルダ部から抜けることもない。

この際、ホルダ部の内部に形成される通気路がテーパ面に形成されていることから、射出成形で一体成形する際に、パーティングラインを通気路の軸心方向に沿って二分割する場合、長尺状の入子の着脱を容易に行うことができる。

また、経糸がサブノズルに接触する際、噴射ノズル口の周縁角部を円弧状に形成することによって経糸切れを防止することができる。

また、サブノズルのホルダ部とノズルヘッド部とを一体成形で形成する際、通気路の軸心に沿ってパーティングラインを形成する。通気路用の第１の入子は先端部で噴射ノズル口用の第２の入子によって支持されるために、ダレを防止することができ、通気路の真直状態を維持することができる。

さらに、サブノズルのホルダ部とノズルヘッド部とを一体成形する際、粉末にした耐熱性を有する金属材料とバインダとしての熱可塑性樹脂を混合させて射出成形して一次成形体を形成する。熱可塑性樹脂を部分的に除去しながら二次成形体を形成し、残りの熱可塑性樹脂を全て除去して焼結して最終的なサブノズルを形成する。

この際、ホルダ部に形成される雄ねじ部は、合わせ面が膨らむことから、合わせ面を含めた付近を予め平面状に形成することによって、一体成形時に雄ねじ部を形成することができる。これによって、二次加工を削除することができてコスト低減を図ることができる。

次に、本発明の空気噴射式織機のサブノズルとその製造方法の一形態について、図面に基づいて説明する。

図１は、サブノズル１０の全体斜視図、図２はその平面図、図３はその正面断面図を示すものであって、サブノズル１０は、ホルダ部１１とノズルヘッド部１２とを備えている。ホルダ部１１は、円筒状に形成され、織機フレームに装着するためにノズルヘッド部１２より大径に形成されている。また、軸方向外端部には雄ねじ部１１１が形成されている。雄ねじ１１１には、後述のパーティングラインに沿って対向する面に一対の平面部１１２が形成されている。また、ホルダ部１１の外周面には必要に応じて、広幅溝（符号なし）や装着用の位置あわせ溝（符号なし）また雄ねじ部１１１を回すための平面部（符号なし）等が形成されている。

ノズルヘッド部１２は、偏平筒状に形成され先端部が正面視・平面視とも円弧状に形成されている。ホルダ部１１とノズルヘッド部１２との連接部１３は、正面視・平面視とも凹状の円弧部として形成されている。ホルダ部１１及びノズルヘッド部１２の内部の中空部は通気路１４として形成されている。通気路１４はホルダ部１１側の端面が開口され、ノズルヘッド部１２の側の端面は閉口している。ノズルヘッド部１２の先端側付近に、通気路１４の軸心方向から僅かに先端側に向かって傾斜するするとともに、通気路１４から連接されて外部に向かう噴射ノズル口１５が形成されている。

図３に示すように、通気路１４は、ホルダ部１１側において、内方に向かって緩やかに狭小となる第１のテーパ面１４１、第２のテーパ面１４２を２段に形成している。また、連接部１３において第１の真直面１４３に形成され、さらに、ノズルヘッド部１２において、緩やかな第３のテーパ面１４４を介して偏平の第２の真直面１４５に形成されている。第１のテーパ面１４１と第２のテーパ面１４２とは急角度のテーパ面で連接され、第２のテーパ面と第１の真直面１４３とは急角度のテーパ面で連接されている。

さらに、通気路１４のノズルヘッド部１２側の先端部は、図３の拡大図に示すように、第２の真直面１４５から連接された尖状部１４６に形成されている。尖状部１４６は、噴射ノズル口１５との対向する部位が真直面１４５から通気路１４の軸心に向かって僅かに傾斜する傾斜部１４７として形成されている。噴射ノズル口１５は、尖状部１４６の傾斜部１４７に対して直交する方向に形成されている。そのため、噴射ノズル口１５は、通気路１４の軸心に対して先端側に僅かに傾斜して形成されることとなる。

噴射ノズル口１５の表面側における周縁角部１５１は、凸状円弧部又は面取り部に形成され、接触する経糸の糸切れを防止している。

上記のように形成されたサブノズル１０において、噴射ノズル口１５を上面（又は下面）に向けた状態で、サブノズル１０の軸心を水平方向に切断した位置にパーティングラインＰＬを形成する。つまり、このサブノズル１０を一体成形する際に、図１に示すパーティングラインＰＬで二分割することとなる。

次に、サブノズル１０を一体成形する方法について説明する。まず、サブノズル１０の材料を、防錆材で高強度を有する材料、さらに耐熱性・耐食性を考慮して、例えば、ステンレス材を使用する。この材料は、セラミックスであってもよい。例えば、ステンレスを含む複数の金属材料を微細な粉末状態にして均一に混合して原材料とする。

第１の工程は、コンパウンド工程として、原材料にバインダとして使用する熱可塑性樹脂を混合する。熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリプロピレンを使用する。

第２の工程はモールディング工程として、混合体を射出成形して一次成形体を形成する。この際、成形型２０を、サブノズル１０の通気路１４の長手方向に沿って二分割する。つまり、図４に示すように、一方の型２１を、図３に示すパーティングラインＰＬを境にしてサブノズル１０の上半分を形成するキャビティ面を含む可動型２１として形成し、他方の型２２を、噴射ノズル口１５を含むとともにサブノズル１０の下半分を形成するためのキャビティ面を含む固定型２２として形成している。

図５に示すように、可動型２１と固定型２２を閉じると、可動型２１と固定型２２との合わせ面にはサブノズル１０の形状をしたキャビティ２３が形成される。キャビティ面２３は、一方の側面が開口され他方の側面が閉口されている。また、固定型２２には噴射ノズル口１５を形成する部位に第２の入子２５を挿入する段付き孔２２１が形成されている。そして、キャビティ２３内に通気路１４を形成するための第１の入子２４をパーティングラインＰＬに沿って挿入する。第１の入子２４は先端部が尖状に形成された尖状部２４１を形成し、尖状部２４１の一面には第２の入子２５で支持される被支持面２４２が形成されている。一方、固定型２２に形成された孔２２１に第２の入子２５を挿入する。第２の入子２５には、先端部に第１の入子２４の被支持面２４２を支持する支持面２５１が形成されるとともに、中間位置に噴射ノズル口１５の周縁角部１５１の凸状円弧部を形成するための凹状円弧部２５２が形成されている。キャビティ２３に挿入した第１の入子２４を第２の入子２５で支持することよって、細長く形成された第１の入子のダレを防止して真直状態を維持させることになる。

図６に示すように、第１の入子２４と第２の入子２５とを成形型２０に挿入した後、図示しないゲートより混合体を充填する。混合体はキャビティ２３内の第１の入子２４の周りに充填され加熱される。

次に、混合体を冷却した後、図７に示すように、第１の入子２４をキャビティ２３から脱着し、第２の入子２５を固定型２２から脱着する。成形型２０内には、サブノズル１０に形作られた成形品が残ったままにある。第１の入子２４は、通気路１４の形状に合わせて外周面が形成されていることから、つまり、通気路の第１のテーパ面１４１、第２のテーパ面１４２に合わせた抜き勾配が形成されていることによって、成形型２０から容易に脱着することができる。

図８に示すように、可動型２１を移動して成形型２０を開けることによって、成形品を取り出すと一次成形体としてのサブノズル１０が形成される。

上述のように射出成形した後、次に、第３の工程に移行する。第３の工程は脱脂工程として、バインダを部分的に除去して二次成形体を形成する。

最後に第４の工程として焼結工程を行う。この工程では、残された樹脂を全て除去しながら二次成形体を焼結する。これによって最終的なサブノズル１０が形成されることとなる。

上述のように、実施形態のサブノズル１０は、ホルダ部１１とノズルヘッド部１２とを一体成形で形成していることから、一体成形で形成されたサブノズル１０は、ホルダ部１１とノズルヘッド部１２との間で空気漏れを起こすことなく、また、ノズルヘッド部１２がホルダ部１１に対して抜け落ちることもない。また、耐熱性で形成された材料を使用していることから、焼結する際にノズルヘッド部１２がホルダ部に対して反りを生じにくく軸心に沿って真直状態を保持することが品質を向上することができる。しかも、外周面に形成された段付き形状やねじ形状を、成形時に形成することから、成形した後の後加工を行なうことなくコストダウンを図ることができる。

また、このサブノズル１０を一体成形する際、従来から課題とされていた、細長状の通気路１４の真直状態の維持に関しては、噴射ノズル口１５用の第２の入子２５で通気路１４用の第１の入子２４の先端部を支持することによって解決できたので、通気路１４の軸心方向に沿ったパーティングラインＰＬを形成して一体成形することが可能となった。

さらに、ホルダ部１１に形成される雄ねじ部１１１における合わせ面は、成形時に膨らむ可能性があるものの、予め成形型２０内に平面部１１２として形成していることから、雄ねじ部１１１を織機フレームに装着する際に、何等支障も発生しない。

なお、本発明のサブノズルは上述の形態に限定するものではない。例えば、噴射ノズル口を、通気路１４に対して僅かに傾斜して形成するのではなくても、直交する方向に形成してもよい。

本発明の一形態のサブノズルを示す斜視図である。 同平面図である。 同正面断面図である。 射出成形時における解放した状態の成形型を示す作用図である。 同成形型を閉じた状態で入子を挿入した状態を示す作用図である。 同混合体を充填した状態を示す作用図である。 同成形型から入子を脱着した状態を示す作用図である。 同成形型を解放して成形品を取り出す状態を示す作用図である。

符号の説明

１０、サブノズル
１１、ホルダ部
１１１、雄ねじ部
１１２、平面部
１２、ノズルヘッド部
１３、連接部
１４、通気路
１５、噴射ノズル口
２０、成形型
２１、可動型
２２、固定型
２３、キャビティ
２４、第１の入子
２４２、被支持面
２５、第２の入子
２５１、支持面
ＰＬ、パーティングライン

Claims (7)

1. 空気噴射式織機のサブノズルであって、
   織機フレームに装着するホルダ部と、空気の噴射ノズル口を有するノズルヘッド部とを備え、
   前記ホルダ部と前記ノズルヘッド部とが、耐熱性を有する材料で一体成形にて形成されていることを特徴とする空気噴射式織機のサブノズル。
2. 前記ホルダ部の内部に通気路が形成され、前記通気路は、前記ホルダ部の外端に向かって広がるテーパ面に形成されていることを特徴とする請求項１記載の空気噴射式織機のサブノズル。
3. 前記噴射ノズル口の周縁角部は円弧状に形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の空気噴射式織機のサブノズル。
4. 空気噴射式織機のサブノズルの製造方法であって、
   織機フレームに装着するホルダ部と、空気の噴射ノズル口を有するノズルヘッド部とを備え、
   前記ホルダ部と前記ノズルヘッド部内に軸心方向に延設する通気路が形成されるとともに、前記通気路の先端部において前記噴射ノズル口が前記通気路と直交する方向、又は直交する方向から僅かに傾斜して形成され、
   前記ホルダ部と前記ノズルヘッド部とが、耐熱性を有する材料で一体成形にて形成される際、前記通気路の軸心方向に二分割するとともに、前記通気路に沿って長尺の第１の入子を挿入し、前記通気路の先端部を支持するように前記噴射ノズル口に第２の入子を挿入することを特徴とする空気噴射式織機のサブノズルの製造方法。
5. 前記第１の入子は先端部に尖状部を形成するとともに、前記尖状部に第２の入子に形成された支持面に支持される被支持面が形成されていることを特徴とする請求項４記載の空気噴射式織機のサブノズルの製造方法。
6. 前記ホルダ部と前記ノズルヘッド部とは、金属粉末材料と熱可塑性樹脂とを混合させた混合体にした後、射出成形にて形成し、さらに前記熱可塑性樹脂を脱脂して焼結することによって一体成型されることを特徴とする請求項４又は５記載の空気噴射式織機のサブノズルの製造方法。
7. 前記ホルダ部の端部には前記織機フレームに螺合する雄ねじ部が形成され、前記雄ねじ部の合わせ面に平面部が形成された状態で一体成形されることを特徴とする請求項４，５又は６のいずれかに記載の空気噴射式織機のサブノズルの製造方法。
   

Images