JP2017020153A - 空気噴射式織機用の筬 - Google Patents

Abstract

【課題】緯糸搬送の効率を維持したまま、圧縮空気の消費量を可能な限り更に削減するための、空気噴射式織機用の筬を提供する。【解決手段】横並びに配置された複数の筬羽を有する空気噴射式織機用の筬であって、各筬羽は幅広な中央凹部Ｃを備え、当該中央凹部Ｃは、当該筬羽の上部と下部を分けて搬送経路を形成しており、中央凹部Ｃは、少なくとも、下壁Ｌ２と、底壁Ｌ３と、上壁Ｌ４と、これら各壁を互いに接続する２つの内部弧状接続面Ｒ２，Ｒ３と、下壁Ｌ２を筬羽の下部の外壁Ｌ１に接続する外部弧状接続面Ｒ１とによって定められている、空気噴射式織機用の筬であって、外部弧状接続面Ｒ１は、その一端が下壁Ｌ２に正接し、他端が筬羽の下部外壁Ｌ１と０度以外の角度を為している。【選択図】図５

Description

本発明は空気噴射式織機用の筬に関する。更に詳しくは、杼口を通して緯糸を搬送するのに必要な圧縮空気の消費量を減じることが可能なこの種の筬に関する。

知られているように、空気噴射式織機では、緯糸は、機械要素を用いずに杼口に挿入され、単に気体（通常は圧縮空気）噴流を使用して杼口に沿って搬送される。気体噴流の生成は、通常は織機の左側に配置されていて緯糸に初期加速を与える複数のメインノズルからなるシステムと、杼口に沿って均等に配置されていて杼口長に渡って緯糸を適切な速度に維持するのに必要な複数の補助ノズルからなるシステムと、を用いて行われる。

同様によく知られていることは、緯糸を搬送する高速空気流、すなわち、幾何学的に明確に定義され、十分に集中した空気流を提供するために、筬羽の内側に搬送経路を形成することである。それは、単一の筬羽の膨らんだ中央領域に適当な形状の凹部を備えることによって達成される。ここで、当該凹部は、上部及び下部の丸みを帯びた部分又は筬羽の「ノーズ」によって定められる。実際には、筬羽は、緯糸の挿入方向に対して垂直で完全な平行平面上に、相互に短い距離を離間して配置されている。従って、筬を形成する複数の平行な筬羽の横並びに配置された凹部により搬送経路は定められ、この搬送経路中を緯糸は移動する。

前述したように、搬送経路の断面形状と等しい個々の筬羽の中央凹部の特定の形状は、緯糸の搬送の態様及び緯糸を適切に搬送するために必要な圧縮空気の消費量に強く影響を及ぼす。

筬に形成された搬送経路は、実際は、個々の筬羽の間の隙間に対応して、そしてなにより製織されている織物に面した方向において、共に外部に「開いた」経路である。従って、緯糸の搬送を果たすために使用される圧縮空気噴流の大部分は、筬を通して、又は、筬の前で、緯糸の搬送に寄与することなく拡散し、その結果、圧縮空気の使用効率が低下することは明白である。

欧州特許第０６９１４３０号（トヨタ）（特許文献１）によって、空気噴射式織機用の筬のいくつかの実施形態が開示されている。これらの実施形態では、筬羽に形成された凹部は丸みを帯びた縁を有するＵ型形状である。凹部の下側は、搬送経路において空気が流れやすく、また搬送経路に空気が流入しやすいように補助ノズルに向かって傾斜している。この発明の主な特徴によれば（図１）、Ｕ型凹部の上部内角部は、緯糸が搬送経路に沿ってまさに移動する領域であり、当該上部内角部の接続半径（ｒ）は、それに対向するＵ型凹部の下部角部の接続半径（Ｒ）より小さい。この接続半径（ｒ）は、絶対値で１ｍｍより小さく、０．５ｍｍより小さければ好適である非常に小さい半径である。

この筬の第２の重要な特徴によれば、Ｕ型凹部の上下を定め、織物用語で単純に「ノーズ」と定義される各筬羽の突起部は、対称的な構成を有していない。特に、補助ノズルの筬への近接を許容すると共に、圧縮空気の使用効率を向上させるために、下部ノーズの（経糸の方向の）幅は上部ノーズの幅よりも短い。この筬の第１実施形態（図１）では、下部ノーズの幅Ｗ３は上部ノーズの幅Ｗ１の約７５％であり、これらの幅は共に中央Ｕ型凹部の底壁３４２に対して測定されている。別の実施形態（図２）では、下部ノーズの幅Ｗ１３は、更に短縮されており、上部ノーズの幅Ｗ１１の長さの２５％から５５％の範囲で構成されている。また、この実施形態では、これらの幅は中央Ｕ型凹部の底壁８４２に対して測定されている。

この特許によって開示されている第３の特徴によれば、各単一筬羽において緯糸搬送経路の内側へ向かうように空気噴流を送り、筬の個々の筬羽を通じた圧縮空気の流出を低減させるために、Ｕ型凹部を定める種々の壁は、緯糸の進行方向に、従って、筬羽の平面に対して交差する方向に約１０度の適度な傾斜を有している。

前記したトヨタの特許の第２実施形態と同一ではあるが、いくつかの寸法制限が具体的にされた実施形態（図３）が欧州特許第２４５５５２０号（トヨタ）（特許文献２）によってその後再度開示されている。当該寸法制限によって筬羽のＵ型凹部の下壁の好ましい構成は規定される。この寸法制限については、以下に詳細に記述する。

欧州特許第０６９１４３０号明細書 欧州特許第２４５５５２０号明細書

先行技術のこの枠組みにおいて、圧縮空気の消費コストが、現在、空気噴射式織機工場の主な運転コストとなっていることを鑑みて、本出願人は、緯糸搬送の効率を維持したまま、圧縮空気の消費量を可能な限り更に削減するために、空気噴射式織機用の筬の中央Ｕ型凹部の形状を更に最適化するという問題に取り組んだ。

筬羽のＵ型中央凹部の形状が請求項１で規定される特徴を有する空気噴射式織機用の筬を用いることで、この問題は解決され、前記目的は達成される。本発明における筬の他の好ましい特徴は従属請求項に規定する。

既知のタイプの筬羽の中心部の側面図（欧州特許第０６９１４３０号（トヨタ）の第１実施形態）。 既知のタイプの筬羽の中心部の側面図（欧州特許第０６９１４３０号（トヨタ）の第２実施形態）。 図２に示した筬羽の具体的な実施形態である既知のタイプの筬羽の中心部の側面図（欧州特許第２４５５５２０号（トヨタ）に開示）。 本発明に係る筬羽の中心部の拡大図。 図４の筬羽をより詳細に示した更なる拡大図。

前述した目的を達成するため、本発明者らは、まず現時点の技術水準から出発した。当該技術水準によれば、既に本明細書の導入部で述べたように、補助ノズルの緯糸からの距離が短くなると、筬チャンネル内において緯糸を搬送するのに必要な圧縮空気の消費量が小さくなる。具体的には、本発明に最も近い先行技術を説明する図３に示すように、考慮すべき距離は、補助ノズル１７の噴射孔１８と、筬羽のＵ型中央凹部の底壁２２との距離である。実際のところ、緯糸は、搬送経路に沿って底壁２２に近接して（より厳密には、底壁２２の上端に近接して）移動する。

同時に、噴射孔１８は、Ｕ型中央凹部の外部に維持されるべきであり、筬から所定の最低距離だけ離されるべきである。そうすることによって、補助ノズル１７が緯糸や経糸に不具合を生じさせることがなくなる。

補助ノズルの噴射孔１８とＵ型中央凹部の底壁２２との距離の所望の短縮を得るために、既知の好適な解決方法によれば、筬羽の下部ノーズ２０の横断面寸法は大幅に短縮されている。言い換えるならば、Ｕ型中央凹部の底壁２２に対する下部ノーズ２０の突出長さＢは、筬羽の上部ノーズ１９の対応する突出長さＡよりも大幅に短い。

図３に図示される欧州特許第２４５５５２０号（特許文献２）に開示されている既知の技術によると、筬羽の壁２３（つまり、Ｕ型中央凹部の下壁）の形状は、次のようなものでなければならない。すなわち、Ｕ型中央凹部の下壁の形状を決めている弧状接続面２５、２９の半径ＣＲとＤＲの合計が、距離Ｂよりも短く（好ましくは、距離Ｂよりも１．５ｍｍ以上短く）なければならない。それ故、この制約下では、筬羽の下壁２３上で弧状接続面２５と弧状接続面２９の間に平面部αが形成され、この平面部αにより、前述の特許で報告されているように、補助ノズルからの空気流が搬送経路の外部へ拡散することを効果的に防止する。これにより、緯糸は望ましい経路位置に沿って安定し、その結果、不適当な緯糸の数は大幅に減少する。

しかしながら、この技術水準から出発し本出願人によってなされた空気噴射式織機の筬に関するその後の研究によれば、前述した解決方法は、満足な性能を提供することができるが、更なる改善の道がない。実際のところ、補助ノズル１７に送られる空気流の更なる削減のために距離Ｂの更なる短縮を試みると、搬送経路の下面２３の平面部αに起因する緯糸の安定はすぐに不十分なものになってしまう。この状況では、半径ＤＲを有する湾曲面２９に起因する拡散効果が恐らく優勢になっていると考えられる。実際、平面部αの長さが変わらなければ、長さＢが短くなればなるほど、湾曲面２９の半径は必然的に小さくなり、その結果、曲率は大きくなる。

この制限を克服するという目的で、本出願人は、筬羽の中央凹部の下壁を完全に異なる形状にすることを考えた。すなわち、中央凹部を定めている壁の直線部に対して正接の位置関係にある弧状接続面が必ず設けられている伝統的な形状を捨てて、筬羽の下部ノーズの外部弧状接続面（すなわち、図３に示した先行技術において符号２９で示したもの）の代わりに、一端で平面部αと正接の位置関係を有し、他端で筬羽の外壁に対して角（コーナ）を成す湾曲プロファイルを提案している。

本発明に係る新しい筬羽の構成を図４に図示する。筬羽は、それぞれが既知の形状である下部内部弧状接続面Ｒ２と上部内部弧状接続面Ｒ３を含む。すなわち、下部弧状接続面Ｒ２及び上部弧状接続面Ｒ３は、それらが接続する筬羽中央凹部Ｃの隣接する平面壁に対して、その両端において正接の位置関係で接する。具体的には、下部弧状接続面Ｒ２は下壁Ｌ２と底壁Ｌ３と正接の位置関係で接し、上部弧状接続面Ｒ３は底壁Ｌ３と上壁Ｌ４とに正接の位置関係で接する。好ましくは、弧状接続面Ｒ２及びＲ３は円弧状であり、半径ｒ２、半径ｒ３の各値は小さく、例えば、１ｍｍよりも大きいか、又は１ｍｍに等しい値である。好ましくは、緯糸の通路となる可能性が最も高い領域を定める上部弧状接続面Ｒ３の半径ｒ３は、下部弧状接続面Ｒ２の半径ｒ２よりもわずかに大きい値を有する。

上の説明から予期できるように、筬羽の中央凹部Ｃの下壁Ｌ２と同筬羽の下部外壁Ｌ１とを接続する弧状接続面Ｒ１も同様に円弧状である。しかし、この弧状接続面Ｒ１は、上で定義した半径ｒ２及びｒ３よりも明らかに大きい半径ｒ１を有する。実際、弧状接続面Ｒ１の半径ｒ１はとても大きく、以下の関係式を常に満足させる。
ｒ１＋ｒ２＞Ｂ

更に、この弧状接続面の半径ｒ１は、筬羽の中央凹部（Ｃ）の内壁Ｌ２に対してのみ正接の位置関係をもって接するのであって、同筬羽の外壁Ｌ１に対しては、正接の位置関係ではなく、０度以外の角度を形成しており、従って外壁に対してエッジを形成している。筬羽の製造技術上の制限により、このエッジはある一定の半径を有することとなるであろう。しかしながら、最高の性能を得るためには、当該半径はできるだけ最小の値に止めるべきである。

最後に、図面（図５）から明らかであるように、筬羽の中央凹部Ｃの下壁Ｌ２は、先行技術で既に示された形状に従い、搬送経路内での緯糸の搬送を改善すべく補助ノズルからの空気の流入を促す目的で、対向する上壁Ｌ４に対して拡開している。しかしながら、図示された実施形態では、前記２つの拡開壁Ｌ２及びＬ４が既知の角度から少し広い角度によって形成されるとき、具体的には、１２度から１４度の間の角度のときに、緯糸を搬送するための空気消費効率という点で最善の結果は得られた。

本発明によれば、筬羽の中央凹部Ｃの下壁Ｌ２及びそれと関連する弧状接続面Ｒ１の前述した形状により、いくつかの重要な利点が得られる。まず、弧状接続面Ｒ１の半径ｒ１に比較的大きな値を用いることによって、当該接続面の曲率の程度は非常に小さくなり、直線的な下壁Ｌ２と正接の位置関係で接する第１部分は、前記搬送経路内での緯糸の安定という点において、直線的な下壁Ｌ２を更に長くした場合と実質的に同様の効果を生じさせ、これにより、緯糸の安定性は大幅に向上する。先行技術において指摘されていた直線的な下壁Ｌ２の長さの限界値はもはや存在せず、下壁Ｌ２の長さは、当該限界値を下回ることができる。その場合に、半径ｒ１が十分に大きい値を有する限り、緯糸の安定性に何ら悪い影響を及ぼすことはない。

弧状接続面Ｒ１の半径ｒ１に特別大きい値を選択することで、直線的な下壁Ｌ２を完全に除去することもでき、その場合、弧状接続面Ｒ１と弧状接続面Ｒ２は直接接続される。
直線的な下壁Ｌ２に関して既に規定したような、接続点（この場合は変曲点）において、これら湾曲面に対して正接の位置関係で接していなければならないことは、上壁Ｌ４に対して傾斜するという条件を当然に、また好ましく満たしているであろう。

この形状の第２の望ましい利点は、中央凹部Ｃの底壁Ｌ３に対して、筬羽の底部突起の幅Ｂが、結果として小さくなったことにある。図５の拡大図から明らかなように、本発明におけるこの幅Ｂの値は、実際ところ、弧状接続面Ｒ１が下部外壁Ｌ１’と正接する位置まで大きな円弧で延在している場合の幅Ｂ’と比較して非常に短い。本発明における筬羽の形状によって、幅Ｂを短くするという望ましい目的が達成され、それ故に、補助ノズルを緯糸搬送エリアに近接させるという目的、及び、結果的として緯糸自体を飛走させ続けるために必要な空気流を低減するという目的が達成される。

最後に、本発明における筬羽の形状の第３の利点は、筬羽の中央凹部Ｃの開口の幅を、幅Ｋ’から幅Ｋへと短縮できたことである（図５）。ここで、幅Ｋ’は、弧状接続面Ｒ１がより大きな円弧を包含していて筬羽の外壁Ｌ１’（破線）と正接する位置まで延在する場合の、筬羽開口幅である。

筬羽の中央凹部Ｃの開口幅をＫ’からＫへと短くすることは、弧状接続面Ｒ１の末端部を取り除くことによっても達成でき、その場合には、傾斜はほぼ垂直となるであろう。筬羽の中央凹部Ｃの開口（それは、搬送経路の開口に一致する）の幅の短縮は、このように、一方では、搬送経路内に流入する空気流の大幅な減少を引き起こすことはなく、他方では、杼口を開閉させる段階で歯の下部ノーズと経糸が干渉することを減らす。その結果、織り上がった布内に欠陥が生じる可能性を減じる。

しかしながら、本発明は、上に説明した特定の構成だけに限定して解釈されるべきではない。ここに説明したものは、本発明の例示的な具体例に過ぎない。当業者が理解可能な範囲において、以下の特許請求の範囲で独占的に規定される本発明の範囲から逸脱することなく、異なる形態も可能である。

Ｃ 中央凹部
Ｌ１ 下部外壁
Ｌ２ 下壁
Ｌ３ 底壁
Ｌ４ 上壁
Ｒ１ 弧状接続面
Ｒ２ 弧状接続面
Ｒ３ 弧状接続面
Ｋ 開口幅

Claims (5)

1. 横並びに配置された複数の筬羽を有する空気噴射式織機用の筬であって、
   各筬羽は幅広な中央凹部（Ｃ）を備え、当該中央凹部（Ｃ）は、当該筬羽の上部と下部を分けて搬送経路を形成しており、
   中央凹部（Ｃ）は、少なくとも、下壁（Ｌ２）と、底壁（Ｌ３）と、上壁（Ｌ４）と、これら各壁を互いに接続する２つの内部弧状接続面（Ｒ２，Ｒ３）と、下壁（Ｌ２）を筬羽の下部の外壁（Ｌ１）に接続する外部弧状接続面（Ｒ１）とによって定められており、
   外部弧状接続面（Ｒ１）は、その一端が下壁（Ｌ２）に正接し、他端が筬羽の下部外壁（Ｌ１）と０度以外の角度を為していることを特徴とする、空気噴射式織機用の筬。
2. 前記中央凹部（Ｃ）の下壁（Ｌ２）を定める外部弧状接続面（Ｒ１）及び内部弧状接続面（Ｒ２）は、それぞれ半径ｒ１、半径ｒ２を有する円弧であって、これら半径が以下の関係式を満たしていて、
   ｒ１＋ｒ２＞Ｂ
   Ｂは、中央凹部（Ｃ）の底壁（Ｌ３）に対して横に突出した筬羽下部の幅であり、当該筬羽下部の幅広い部分（ノーズ）に対応している、請求項１記載の空気噴射式織機用の筬。
3. 筬羽の中央凹部（Ｃ）の下壁（Ｌ２）と上壁（Ｌ４）は、中央凹部（Ｃ）の開口に向かって、１２度から１４度の範囲で互いに拡開状になっている、請求項２記載の空気噴射式織機用の筬。
4. 中央凹部（Ｃ）の底壁（Ｌ３）を定める内部弧状接続面（Ｒ２、Ｒ３）は、それぞれ半径ｒ２及びｒ３を有する円弧であって、前記半径が以下の関係式を満たす、請求項２に記載の空気噴射式織機用の筬。
   ｒ２≦ｒ３
5. 前記半径ｒ２及びｒ３は、１ｍｍに等しいか又はそれよりも大きい、請求項４に記載の空気噴射式織機用の筬。

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