JP2010144297A

JP2010144297A - 空気紡績機

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Publication number: JP2010144297A
Application number: JP2008324266A
Authority: JP
Inventors: Hideshige Mori; 秀茂森
Original assignee: Murata Machinery Ltd
Current assignee: Murata Machinery Ltd
Priority date: 2008-12-19
Filing date: 2008-12-19
Publication date: 2010-07-01
Anticipated expiration: 2028-12-19
Also published as: EP2199438B1; ATE510941T1; CN101748520B; JP5333987B2; EP2199438A1; CN101748520A

Abstract

【課題】空気流量が増加しても紡績及び吸引を安定して行うことができる空気紡績機を提供する。
【解決手段】精紡機は、紡績室２６と、中空ガイド軸体２０と、第１空気室６１と、第２空気室６２と、複数の空気流通路６４と、複数の旋回流発生ノズル２７と、を備える。第１空気室６１には、圧縮空気が供給される。空気流通路６４は、第１空気室６１と第２空気室６２とを連通する。旋回流発生ノズル２７は、第２空気室６２と紡績室２６とを連通する。紡績室２６は断面形状が略円形に形成される。第２空気室６２は、紡績室２６の周囲にリング状に形成される。空気流通路６４は、第２空気室６２の周方向に等間隔で並べて形成される。また、複数の空気流通路６４の合計断面積は、複数の旋回流発生ノズル２７の合計断面積よりも大きくなるように構成されている。
【選択図】図４

Description

本発明は、空気紡績機に関する。詳細には、当該空気紡績機が有する空気流噴出孔に対して圧縮空気を供給するための構成に関する。

特許文献１は、断面形状が略円形に形成された紡績室に対して、複数の旋回流発生ノズル（空気流噴出孔）から当該紡績室の接線方向に向けて圧縮空気を噴出することにより、当該紡績室内に旋回空気流を発生させて繊維束に撚りを与える空気紡績機を開示する。
特開２００５−２２０４８３号公報

従来の空気紡績機が備える紡績装置の模式的な平面断面図を図６に示す。紡績装置９３は、図６の紙面に垂直な方向に繊維束９８を挿通可能に構成された、断面形状が略円形の紡績室９４を有する。この紡績室９４の周囲には、断面形状がリング状の空気室９５が形成されている。紡績室９４と空気室９５との間は、細長く形成された複数の旋回流発生ノズル（空気流噴出孔）９６によって連通されている。旋回流発生ノズル９６は、平面視で紡績室９４の接線方向に形成されている。また、リング状の空気室９５に対して、図略の圧空源から圧縮空気を供給するための圧縮空気供給パイプ９７が接続されている。

以上の構成で、圧縮空気供給パイプ９７から空気室９５に圧縮空気が供給されると、当該空気室９５から複数の旋回流発生ノズル９６に圧縮空気が分配して供給され、それぞれの旋回流発生ノズル９６から紡績室９４内に向かって圧縮空気が噴射される。すると、紡績室９４内に、例えば図中に矢印で示すような反時計回りの旋回空気流が発生する。紡績装置９３は、この旋回空気流によって当該繊維束９８に撚りを与え、紡績糸を生成することができる。

また、旋回流発生ノズル９６は、図６の紙面奥に向かって傾斜して形成されている。従って、紡績室９４内に旋回流発生ノズル９６から圧縮空気が噴出されると、当該紡績室９４内には図６の紙面奥に向かう空気流が発生する。これにより、紡績室９４内が減圧され（ベルヌーイの定理）、前記繊維束９８を紡績室９４内に吸引して案内することができるようになっている。

しかしながら、上記の構成の空気紡績機では、紡績の高速化等のために圧縮空気供給パイプからの圧縮空気の供給流量が増えるに従い、複数の旋回流発生ノズルから紡績室内に噴出される空気流の流量が不均等になることがあった。この結果、紡績室内の旋回流に乱れが生じて紡績の安定性を低下させるとともに、紡績室内が十分に減圧されないために安定した吸引が困難になっていた。

本願発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その目的は、空気流量が増加しても紡績及び吸引を安定して行うことができる空気紡績機を提供することにある。

課題を解決するための手段及び効果

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。

本発明の観点によれば、以下の構成の空気紡績機が提供される。即ち、この空気紡績機は、紡績室と、中空ガイド軸体と、第１空気室と、第２空気室と、複数の空気流通路と、複数の空気流噴出孔と、を備える。前記第１空気室には、圧縮空気が供給される。前記空気流通路は、前記第１空気室と前記第２空気室とを連通する。前記空気流噴出孔は、前記第２空気室と前記紡績室とを連通する。

これにより、第２空気室に対して複数の空気流通路から圧縮空気を供給することができるので、複数の空気流噴出孔から紡績室に対して噴出される空気流の流量を均一化し、空気流量が増加しても紡績と吸引を安定して行うことができる。結果として、紡績室で繊維束が紡績されて生成する紡績糸の品質を好適に維持することができる。

前記の空気紡績機においては、前記複数の空気流通路の合計断面積は、前記複数の空気流噴出孔の合計断面積よりも大きいことが好ましい。

これにより、第２空気室内の圧力を良好に均一化し、複数の空気流噴出孔から噴出される空気流の流量を更に均等にすることができる。

前記の空気紡績機においては、以下のように構成されることが好ましい。即ち、前記第２空気室は前記紡績室の周囲にリング状に形成される。前記空気流通路は、前記第２空気室の周方向に等間隔で並べて形成される。

これにより、第２空気室に対して圧縮空気が周方向で均等に供給されるので、第２空気室内の空気圧を良好に均一化し、複数の空気流噴出孔から噴出される空気流の流量を均等にすることができる。

前記の空気紡績機においては、前記第１空気室は、前記第２空気室の径方向外側にリング状に形成されていることが好ましい。

これにより、繊維束又は紡績糸の走行方向にコンパクトな装置を構成することができる。

次に、図面を参照して発明の実施の形態を説明する。図１は本実施形態に係る精紡機１の全体的な構成を示した正面図、図２は精紡機１の縦断面図である。

図１に示す空気紡績機としての精紡機１は、並設された多数の紡績ユニット（空気紡績ユニット）２を備えている。この精紡機１は、糸継台車３と、ブロアボックス４と、原動機ボックス５と、を備えている。前記糸継台車３は、紡績ユニット２が並べられる方向に走行可能な構成となっている。

図１に示すように、各紡績ユニット２は、ドラフト装置７と、紡績部９と、糸送り装置１１と、巻取装置１２と、を主要な構成として備えている。ドラフト装置７は精紡機１の筺体６の上部に設けられており、紡績部９は、このドラフト装置７から送られてくる繊維束８を紡績するように構成されている。紡績部９から送り出された紡績糸１０は糸送り装置１１で送られた後、巻取装置１２によって巻き取られ、パッケージ４５を形成する。

ドラフト装置７は、スライバ１３を延伸して繊維束８にするためのものである。このドラフト装置７は図２に示すように、バックローラ１４、サードローラ１５、エプロンベルト１６を装架したミドルローラ１７及びフロントローラ１８の４つのローラを備えている。

筺体６の適宜位置には電動モータからなるドラフトモータ３１が設置されており、前記バックローラ１４とサードローラ１５は、このドラフトモータ３１にベルトを介して連結されている。このドラフトモータ３１の駆動及び停止は、紡績ユニット２が備えるユニットコントローラ３２によって制御される。なお、本実施形態の精紡機１では、ミドルローラ１７やフロントローラ１８を駆動するための電動モータも筺体６に設けられているが、ここでは図示を省略する。

また糸送り装置１１は、精紡機１の筺体６に支持されたデリベリローラ３９と、デリベリローラ３９に接触するように配置されるニップローラ４０と、を備える。この構成で、紡績部９から排出された紡績糸１０をデリベリローラ３９とニップローラ４０との間に挟んでデリベリローラ３９を図示しない電動モータで回転駆動することにより、紡績糸１０を巻取装置１２側へ送ることができる。

糸継台車３は、図１及び図２に示すように、スプライサ（糸継装置）４３と、サクションパイプ４４と、サクションマウス４６と、を備えている。糸継台車３は図１に示すように、精紡機１本体の筺体６に設けられたレール４１上を走行するように設けられている。ある紡績ユニット２で糸切れや糸切断が発生すると、糸継台車３は当該紡績ユニット２まで走行し、停止する。サクションパイプ４４は、軸を中心に上下方向に回動しながら、紡績部９から送出される糸端を吸い込みつつ捕捉してスプライサ４３へ案内する。サクションマウス４６は、軸を中心に上下方向に回動しながら、前記巻取装置１２に回転自在に支持されたパッケージ４５から糸端を吸引しつつ捕捉してスプライサ４３へ案内する。スプライサ４３は、案内された糸端同士の糸継ぎを行うように構成されている。

紡績部９は、図２に示すように、２つに分割されたブロック、即ち第１ブロック９１及び第２ブロック９２により構成されている。繊維束８の走行方向において、第２ブロック９２は第１ブロック９１よりも下流側に設けられている。

前記第２ブロック９２には空気圧シリンダ８０が連結されており、この空気圧シリンダ８０を駆動することによって、当該第２ブロック９２を第１ブロック９１から遠ざかる向きに移動させることができる。これは、第１ブロック９１と第２ブロック９２との間に形成された後述の空気排出用空間５５、旋回流発生室２５及び紡績室２６などに繊維等が詰まった場合、第２ブロック９２を第１ブロック９１から離間させて、清掃等のメンテナンス容易に行うことができるようにするためである。なお、前記空気圧シリンダ８０はユニットコントローラ３２によって制御されており、適宜の駆動信号によって作動させることができる。

次に、図３から図５を参照して、紡績部９の構成について更に詳しく説明する。図３は紡績部９の縦断面図、図４は紡績時における紡績部９の様子を示す縦断面図、図５は紡績部９の模式的な平面断面図である。

図３に示すように、第１ブロック９１は、空気紡績ノズル１９と、ノズル部ケーシング５３と、リング部材６３と、を備えている。また第２ブロック９２は、中空ガイド軸体２０と、軸体保持部材５９と、を備えている。

前記空気紡績ノズル１９は、ニードルホルダ２３と、ノズルブロック３４と、を備える。この空気紡績ノズル１９は、前記ノズル部ケーシング５３によって支持されている。前記ニードルホルダ２３には案内孔２１が形成され、この案内孔２１に、上流側のドラフト装置７でドラフトされた繊維束８を導入するように構成されている。また、ニードルホルダ２３は、案内孔２１から導入された繊維束８の流路上に配置されたニードル２２を保持している。

ニードルホルダ２３より繊維束８の流路の下流側の位置において、前記ノズルブロック３４にテーパ孔５４が形成されている。そして、このテーパ孔５４に、前記中空ガイド軸体２０の先端部２４が、軸線を一致させつつ挿入されている。この先端部２４はテーパ状に形成され、そのテーパ角は、テーパ孔５４のテーパ角とほぼ等しくなっている。中空ガイド軸体２０の先端面とニードルホルダ２３との間には円形の紡績室２６が形成され、この紡績室２６に前記ニードル２２の先端が突出されている。このニードル２２の先端は、中空ガイド軸体２０の先端面と対向するように配置されている。

中空ガイド軸体２０の先端部２４は、前記テーパ孔５４との間に所定の隙間を形成するようにして配置される。これにより旋回流発生室（中空室）２５が形成され、この旋回流発生室２５は紡績室２６に連通している。また、ノズル部ケーシング５３には空気排出用空間５５が形成され、この空気排出用空間５５は旋回流発生室２５と互いに連通している。この空気排出用空間５５には、前記ブロアボックス４に配置されている図略の負圧源（吸引手段）が配管６０を通じて接続されている。

また中空ガイド軸体２０は筒体５６を備えており、この筒体５６の一端にテーパ状の前記先端部２４が形成されている。この中空ガイド軸体２０の軸心部に糸通路２９が形成され、糸は、この糸通路２９内を通過した後、下流側の図示しない出口孔を介して送り出されるようになっている。筒体５６には、その先端部２４より下流側に拡径状の太径部５８が形成され、この太径部５８は前記空気排出用空間５５に露出される。また、この太径部５８が前記軸体保持部材５９に挿入された状態で、当該軸体保持部材５９に対して中空ガイド軸体２０が固定される。

リング部材６３は、繊維束８の走行方向と直交する平面による断面形状がリング状に形成されるとともに、ノズル部ケーシング５３に対して嵌合可能に構成されている。また、このリング部材６３には、当該リング部材６３の内周側と外周側とを接続するように、半径方向に細長い複数の孔（空気流通路６４）が穿設されている。具体的には、図５に示すように、８つの空気流通路６４がリング部材６３の周方向に等間隔で形成されている。８つの空気流通路６４は、何れも流路断面積及び長さが同一となるように形成されている。

また、前記リング部材６３をノズル部ケーシング５３に嵌合させると、図３及び図５に示すように、リング部材６３とノズル部ケーシング５３との間にリング状の第１空気室６１が、ノズルブロック３４とリング部材６３との間にリング状の第２空気室６２が、それぞれ形成されるように構成されている。また、ノズル部ケーシング５３には、図略の圧空源に接続された圧縮空気供給パイプ６５が接続されている。これにより、前記圧空源から前記第１空気室６１に対して圧縮空気を供給できるようになっている。

ノズルブロック３４には、紡績室２６と第２空気室６２とを連通する複数の旋回流発生ノズル（空気流噴出孔）２７が形成される。これら旋回流発生ノズル２７は、ノズルブロック３４に穿設された細長い孔として構成されている。この旋回流発生ノズル２７は、図３に示すように長手方向が糸送り下流側に若干傾斜して設けられるとともに、図５に示すように円形の紡績室２６の接線方向に形成される。

この旋回流発生ノズル２７は、前記圧空源から供給された圧縮空気を紡績室２６に噴射し、例えば平面視反時計回りの旋回流（図４及び図５参照）を紡績室２６に発生させる。この旋回流は、前記旋回流発生室２５に沿って螺旋状に下流側に流れた後、ノズル部ケーシング５３に形成された空気排出用空間５５から排出される。また、この下流側に向かう空気流の流れによって紡績室２６内は減圧され、案内孔２１に吸引流が発生する。

以上のように構成された紡績部９について、紡績室２６、第１空気室６１及び第２空気室６２の配置に着目してまとめると、以下のようになっている。即ち、円形の紡績室２６の周囲にリング状の第２空気室６２が形成され、当該紡績室２６と第２空気室６２とは複数の旋回流発生ノズル２７によって連通されている。また、前記第２空気室６２の周囲にはリング状の第１空気室６１が形成され、当該第１空気室６１と第２空気室６２とは複数の空気流通路６４によって連通されている。

この構成で、前記圧空源から圧縮空気供給パイプ６５を介して第１空気室６１に圧縮空気を供給すると、第１空気室６１に供給された圧縮空気は、前記複数の空気流通路６４を介して第２空気室６２に供給される。そして、第２空気室６２から複数の旋回流発生ノズル２７によって、紡績室２６に圧縮空気が噴出されるようになっている。

以下、上記のように２つの空気室を介して紡績室に圧縮空気を供給する構成の効果について説明する。

即ち、従来の空気紡績機においては、図６に示すように空気室９５を１つのみ有し、この空気室９５に対して１つの圧縮空気供給パイプ９７から圧縮空気を供給していた。しかしながら、この構成では、空気室９５内において、圧縮空気供給パイプ９７の接続箇所に近い位置と遠い位置との間で圧力差が生じてしまう。結果として、複数の旋回流発生ノズル９６から噴射される空気流の流量にバラツキが生じ、特に圧縮空気の供給流量が大きいときに前記バラツキが大きくなって旋回流と吸引流が不安定になってしまっていた。

この点、本実施形態では図５に示すように、第１空気室６１に圧縮空気をいったん供給し、この第１空気室６１からオリフィス（流量調整部）としての複数の空気流通路６４を介して第２空気室６２に圧縮空気を供給している。従って、リング状の第１空気室６１において空気を周方向にある程度分配した上で（周方向の圧力差をある程度緩和した上で）、第２空気室６２に圧縮空気を供給することができる。特に本実施形態では、複数の空気流通路６４は、リング状の第２空気室６２の周方向に等間隔で並べて形成されている。これにより、第２空気室６２に対して円周方向で均等に圧縮空気が供給されるので、第２空気室６２内の空気圧の偏りをなくし、結果として、旋回流発生ノズル２７から噴出される圧縮空気の流量を均一化することができる。

また本実施形態では、複数の空気流通路６４の流路断面積の合計は、複数の旋回流発生ノズル２７の流路断面積の合計よりも大きくなるように構成されている。これにより、空気が旋回流発生ノズル２７に導入される際に流量が絞られる形となるので、その上流側に位置する第２空気室６２内の空気圧をより均等にすることができる。この結果、旋回流発生ノズル２７から噴出される圧縮空気の流量を一層均一化することができる。

次に、以上のように構成された紡績部９によって繊維束８を紡績する様子について説明する。

まず、紡績部９内に繊維束が導入されていない状態（図３の状態）で、図略の圧空源から圧縮空気を供給し、旋回流発生ノズル２７によって紡績室２６内に圧縮空気を噴射する。これにより、紡績室２６内に旋回空気流が発生するとともに、図３の図面下向きに流れる空気流が発生する。すると、ベルヌーイの定理によって紡績室２６内が減圧され、案内孔２１に吸引流が発生する。この状態でドラフト装置７から繊維束８を紡績部９側へ送ると、当該繊維束８が案内孔２１から吸引され、紡績室２６内に案内される。紡績室２６内に導入された繊維束８は、糸通路２９を通過して最終的に図略の出口孔から紡績部９の外部に送り出される。

紡績部９の前記出口孔から出た糸端は、糸継台車３が備えるサクションパイプ４４によって捕捉され、スプライサ４３においてパッケージ４５側の糸端と糸継ぎされる。これにより、繊維束８ないし紡績糸１０は、フロントローラ１８から案内孔２１、紡績室２６及び糸通路２９を通じて糸送り装置１１に至る連続状態となる。この状態で、糸送り装置１１により下流側への送り力が付与されることにより、糸に張力が付与されて紡績部９から次々に紡績糸１０が引き出されていく。

ドラフト装置７のフロントローラ１８から下流側へ送られた繊維束８は、図４に示すように案内孔２１から紡績室２６に入って、旋回流発生ノズル２７による旋回流の作用を受ける。これにより、繊維束８のうちの芯繊維となる長繊維に対して残りの短繊維の一端が分離されて開繊され、短繊維は旋回流発生室２５内で振り回され、加撚される。なお、この撚りはフロントローラ１８側へ伝播しようとするが、その伝播はニードル２２によって阻止されるので、フロントローラ１８から送り出される繊維束８が上記の撚りによって撚り込まれることがない。このように、ニードル２２は撚り伝播防止手段をなしている。

上記のように加撚された繊維は、大部分が巻付き繊維となる実撚り状の糸に順次生成され、紡績糸１０となって糸通路２９を通過し、図示しない出口孔から下流側へ送り出される。そして、図１に示す糸送り装置１１を経て巻取装置１２に紡績糸１０が巻き取られることにより、最終的にパッケージ４５が形成される。なお、上記の短繊維の開繊及び加撚時に切れるなどして紡績糸１０に撚り込まれなかった繊維は、旋回流発生ノズル２７で生起された旋回流によって旋回流発生室２５から空気排出用空間５５へ送られ、負圧源の吸引によって、配管６０を経由して排出される。

以上で説明したように、本実施形態の精紡機１は、紡績室２６と、中空ガイド軸体２０と、第１空気室６１と、第２空気室６２と、複数の空気流通路６４と、複数の旋回流発生ノズル２７と、を備える。第１空気室６１には、圧縮空気が供給される。複数の空気流通路６４のそれぞれは、第１空気室６１と第２空気室６２とを連通する。複数の旋回流発生ノズル２７のそれぞれは、第２空気室６２と紡績室２６とを連通する。

これにより、第２空気室６２に対して複数の空気流通路６４から圧縮空気を供給することができるので、複数の旋回流発生ノズル２７から紡績室２６に対して噴出される空気流の流量を均一化し、空気流量が増加しても紡績と吸引を安定して行うことができる。結果として、紡績室２６で繊維束８が紡績されて生成する紡績糸１０の品質を好適に維持することができる。

また、本実施形態の精紡機１においては、複数の空気流通路６４の合計断面積は、複数の旋回流発生ノズル２７の合計断面積よりも大きくなるように構成されている。

これにより、第２空気室６２内の圧力を良好に均一化し、複数の旋回流発生ノズル２７から噴出される空気流の流量を更に均等にすることができる。

また、本実施形態の精紡機１は、以下のように構成されている。即ち、紡績室２６は断面形状が略円形に形成される。第２空気室６２は、紡績室２６の周囲にリング状に形成される。空気流通路６４は、第２空気室６２の周方向に等間隔で並べて形成される。

これにより、第２空気室６２に対して圧縮空気が周方向で均等に供給されるので、第２空気室６２内の空気圧を良好に均一化し、複数の旋回流発生ノズル２７から噴出される空気流の流量を均等にすることができる。

また、本実施形態の精紡機においては、第１空気室６１は、第２空気室６２の径方向外側にリング状に形成されている。

以上に本発明の好適な実施の形態について説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。

旋回流発生ノズル２７及び空気流通路６４が形成される数は、上記実施形態に限らず、適宜の数形成することができる。

第１空気室と第２空気室とを連通する空気流通路は、必ずしも等間隔に形成されている必要はなく、複数形成されていれば良い。ただし、第２空気室に対して均等に圧縮空気を供給するという観点からは、上記実施形態のように当該第２空気室の周方向に等間隔で空気流通路を形成するのが好ましい。

また、第２空気室の周囲に第１空気室を形成する構成に代えて、例えば、第２空気室に対して糸走行方向下流側（図３の図面下側）に第１空気室を形成し、第１空気室と第２空気室を糸走行方向と平行に形成された複数の空気流通路によって連通しても良い。ただし、紡績部を糸走行方向にコンパクトに構成するとともに、圧縮空気供給パイプから旋回流発生ノズルに至るまでの空気流の流れをスムーズにするという観点からは、第２空気室の周囲に第１空気室を配置することが好ましい。

なお、上記の実施形態ではリング部材６３は周方向で位置決めされていない。このため、空気流通路６４と旋回流発生ノズル２７との位置関係は図５に示した位置関係に限定されない。ただし、リング部材６３を周方向で固定する場合には、図５に示すように、空気流通路６４の開口端と旋回流発生ノズル２７の開口端とが向かい合わないようにするのが好ましい。これによれば、空気流通路６４からの空気流が旋回流発生ノズル２７に直接流れ込まないので、旋回流発生ノズル２７から噴出される圧縮空気の流量をより均等にすることができる。

本発明の一実施形態に係る精紡機の全体的な構成を示した正面図。精紡機の縦断面図。紡績部の縦断正面図。紡績時における紡績部の様子を示す縦断正面図。紡績部の模式的な平面断面図。従来の空気紡績機が備える紡績部の模式的な平面断面図。

符号の説明

１精紡機（空気紡績機）
９紡績部
２０中空ガイド軸体
２６紡績室
２７旋回流発生ノズル（空気流噴出孔）
６１第１空気室
６２第２空気室
６４空気流通路
６５圧縮空気供給パイプ

Claims

紡績室と、
中空ガイド軸体と、
圧縮空気が供給される第１空気室と、
第２空気室と、
前記第１空気室と前記第２空気室とを連通する複数の空気流通路と、
前記第２空気室と前記紡績室とを連通する複数の空気流噴出孔と、
を備えることを特徴とする空気紡績機。
請求項１に記載の空気紡績機であって、
前記複数の空気流通路の合計断面積は、前記複数の空気流噴出孔の合計断面積よりも大きいことを特徴とする空気紡績機。
請求項１又は２に記載の空気紡績機であって、
前記第２空気室は前記紡績室の周囲にリング状に形成され、
前記空気流通路は、前記第２空気室の周方向に等間隔で並べて形成されていることを特徴とする空気紡績機。
請求項３に記載の空気紡績機であって、
前記第１空気室は、前記第２空気室の径方向外側にリング状に形成されていることを特徴とする空気紡績機。