JP3227603U - 剛性を向上させた製織機用の綜絖枠のクロスバー - Google Patents

Abstract

【課題】綜絖枠の移動面における曲げ剛性及び剪断剛性を向上させ、動作性能を最適化し、構造の長期間の安全性を確保するように配置された補強部材を備える綜絖枠のクロスバーを提供する。
【解決手段】内側の長手方向の縁部において突起部Ｃで終わる中空体Ｂを有する金属押出形材で構成される製織機用の綜絖枠のクロスバーＨであって、突起部は、ヘルドＬを取り付けるために設けられる。クロスバーは、少なくとも中空体の外縁部に形成されたキャビティ内に固定された複数のバー１と、複数のバーと中空体の対応する外側の少なくとも一部とを被覆するシート２と、を有する補強部材を更に備える。補強部材は、高い弾性率を示す複合材料で構成されている。
【選択図】図１

Description

本実用新案は、剛性を向上させた製織機（weaving looms）用の綜絖枠のクロスバーに関し、特に、エアー織機などの高速織機用の綜絖枠のクロスバーに関する。より具体的には、本実用新案は、綜絖枠の移動面におけるその曲げ剛性及び剪断剛性を向上させ、その動作性能を最適化し、その構造の長期間の安全性を確保するように配置された補強部材を備える綜絖枠のクロスバーに関する。

既知のように、綜絖枠は、織機（weaving machine）によって制御された交互の動きにより、織り面に対して垂直な平面に沿って、製織機で使用される装置である。綜絖枠は、横糸が同期して挿入されるシェッドを形成するために、縦糸のグループの動きを制御する。最も単純な織物（fabric）、いわゆる布地（cloth）を製造するとき、綜絖枠は２つであり、縦糸は交互に綜絖枠の一方又は他方につながれる。より複雑なパターンを有する織物に対しては、より多くの綜絖枠（例えば、最大２４個の綜絖枠）が存在する。各綜絖枠は、より複雑なパターンを作成するために、異なる品質又は色の縦糸と横糸とを使用することによって、少ない数の縦糸で動作する。

綜絖枠は、適当な横方向のガイド内で、織物形成の平面に対して上部と下部との位置の間をスライドし、綜絖枠に引っ掛けられたタイロッドを駆動させることによって、この移動が制御される。織機は、所望の予め決められた織物パターンを形成するために、既知の方法で前記タイロッドを動作させる。

最近の様々なタイプの製織機の中で、本実用新案は、特に、エアー織機として想到されており、綜絖枠の交互移動中に、圧縮空気のジェットが、縦糸の間に形成されたシェッドを通じて横糸を挿入するために使用される。横糸を挿入する可動式機械部材がないため、エアー織機では、グリッパ織機又はプロジェクタイル織機よりも高い動作速度に到達することができる。その結果、前記より高い動作速度によって引き起こされる高い応力のために、現在存在する綜絖枠は、エアー織機で使用した場合、極端に短い耐用年数を示す。

各綜絖枠は、２本の平行なクロスバーと、２つのサイドピースとで構成される。クロスバーには、鋼又は他の材料の細い棒（実際には「ヘルド（綜絖）」）が一定の遊びを有して挿入され、１本以上の縦糸が通る中央アイレットが設けられている。２つのサイドピースは、クロスバーの両端部に横方向から接続されている。更に、サイドピースは、綜絖枠の交互移動を決定するために、前述のサイドガイドと連携する。安定したフレーム構造のために、サイドピースとクロスバーとは、適当な連結継手によってフレームの四隅で相互に固定されている。前記上部及び下部のクロスバーは、綜絖枠全体の慣性質量を制限するとともに、動作中にタイロッドを駆動することによる推力及び引張応力を低減するために、厚さ及び重量を低減しなければならない。このため、クロスバーは、通常、低比重材料、典型的にはアルミニウム又はアルミニウム合金の中空の押出形材として作製される。しかしながら、他方で、綜絖枠のクロスバーの構造は、綜絖枠の非常に速い交互移動中に発生する高い応力に十分に耐える剛性を有さなければならない。実際のところ、エアー織機の非常に高い動作速度は、縦糸の張力とヘルド及びクロスバーの全体的な慣性力のために、綜絖枠の交互移動中に運動の反転段階でクロスバーに高いピーク応力をもたらす。前記ピーク応力は、綜絖枠の移動面上で、ヘルド及びクロスバーの反り構造を引き起こし、クロスバーの中心点でその最大反り高さとなる。

しかしながら、この局所的な反りは、クロスバー上のヘルドの通常の遊びを無効にするほどの範囲に達してはいけない。ヘルドがクロスバー上で動けなくなって綜絖枠に沿って不均一に分布した場合、織物の欠陥、及び時間の経過に伴うヘルドの変形／破損が発生する。

そのため、最終的に、軽合金の薄肉の中空材（非常に低い慣性力を提供し、それにより、綜絖枠の高速交互移動の厳しい要件に十分に対処できる）は、エアージェット織機に典型的な高い動作速度の結果としてクロスバーに発生する非常に高いピーク応力を時間の経過とともに最適且つ安定させるようにクロスバーの剛性を提供するには、単独では不十分であることが明らかになっている。

近年、綜絖枠の移動面で適切な曲げ剛性を示す綜絖枠のクロスバーを提供するという市場のニーズが高まっている。当該綜絖枠のクロスバーは、ピーク応力下での局所的な反りを許容範囲内に収めるにも関わらず、高速動作中のクロスバーの全体的なより良い安定性、ヘルドの機械的完全性のより良い保護、及び綜絖枠のより長い耐用年数を提供するために、低減された重量を維持するのに役立つ。

米国特許第３７５４５７７号（１９７３）には、２つの対向する細長い補強部材がクロスバーの外縁部に（場合によってはその内縁部にも）設けられた綜絖枠の構造が開示されている。前記補強部材は、クロスバーの本体を形成する形材に設けられた対応するキャビティに接着剤で接着されている。前記補強部材は、クロスバーの曲げ剛性を向上させるために、例えば鋼又は炭素繊維ベースの積層体などの高弾性係数を有する材料で作製され、それらの厚さ及び長さは、クロスバーの曲げ剛性を要求通り向上させるようなサイズである。所望の性能を示す製品を得るための本質的な特徴は、クロスバーの本体を構成する軽合金材に対する補強部材の安定した接合である。しかしながら、この特徴は、この特許に開示されているクロスバー構造では、補強部材とクロスバーの本体を構成する軽合金材との間の接触面が小さいため、十分に達成することができない。

欧州特許第１５２８１３０号（２００５）は、米国特許第３７５４５７７号に記載されているものと非常によく似た綜絖枠の構造を開示しているが、補強部材の接合面が大幅に増加している。実際、クロスバーの各エッジに単一の補強部材が挿入され、この補強部材は、クロスバーの本体を構成する形材と同じ厚さである。この設計により、補強部材がより大きくなり、クロスバーの本体を構成する形材の構造内により深く組み込まれるため、補強部材をクロスバーに非常に安定して接合することができる。しかしながら、補強部材を収容するキャビティの閉鎖壁が形材自体の横方向の位置にのみ配置されるので、この構造は必然的に前記形材が非対称の構造を有することを必要とする。しかしながら、クロスバーの本体を構成する形材の前記非対称の構造は、綜絖枠の長期間の使用の下でクロスバーの反り及びねじれの発生を容易にする可能性があるため、好ましくない。

したがって、前述の既知のクロスバーは、上記の技術的な問題に対する２つの異なる解決策を示すが、これらの解決策は、現在まだ対処されていない他の欠点をもたらす。具体的には、米国特許第３７５４５７７号に開示されている解決策における、補強部材の潜在的に不安定で且つ効果的でない接合、及び、欧州特許第１５２８１３０号に開示されている解決策における、クロスバーの本体を構成する形材の非対称の構造である。

したがって、完全には解決されていない技術的問題が未だ存在する。すなわち、高速エアー織機での使用に適するようにクロスバーに向上された曲げ剛性及び剪断剛性を提供するとともに、クロスバーの本体を構成する形材に補強部材を接合する際の重大な問題がなく、更に、応力下で完全にバランスのとれた動作を維持するように、前記形材が完全に対称的な構造を示すという、技術的問題が未だ存在する。

この問題の範囲内で、本実用新案の第１の目的は、前記形材と補強部材との間の相互接合の状態を向上させるように、補強部材の接合面が、クロスバーの本体を構成する形材と直接接触する補強部材の表面領域に対して大幅に増加された綜絖枠のクロスバーを提供することにある。

本実用新案の更なる目的は、特に、クロスバーとサイドピースとの間の連結継手に高い集中応力が生じるクロスバーの端部において、その重量を大幅に増加させることなく、クロスバーの本体の剪断剛性も増加させることにある。

この問題及びこれらの目的は、請求項１で定義された特徴を有する製織機用の綜絖枠のクロスバーによって解決され、達成される。前記クロスバーの他の好ましい特徴は、従属請求項で定義される。

しかしながら、本実用新案に係る綜絖枠のクロスバーの更なる特徴及び利点は、単なる非限定的な例として与えられ且つ添付の図面に示された、その好適な実施形態の以下の詳細な説明からより明らかになるであろう。

本実用新案の実施形態に係るクロスバーを備える綜絖枠の角部の斜視図である。 図１のクロスバーの上部の垂直面に沿って切った断面図である。

図１は、本実用新案に係るクロスバーを備える綜絖枠の一般的な構成を概略的に示す図である。説明を簡単にするために、綜絖枠の角部のみが図面に示されている。前記綜絖枠は、それ自体既知の態様で、２つのサイドピースＦと、２つのクロスバーＨ（すなわち、上部クロスバー及び下部クロスバー）とを備えている。２つのサイドピースＦと２つのクロスバーＨとは、綜絖枠の四隅で、ネジＶで締結することによってロックされた適当な連結継手によって、互いに直角に固定されている。各クロスバーＨは、金属押出形材で構成され、好ましくはアルミニウム合金で構成され、或いは、場合によっては複合材料で構成されている。各クロスバーＨは、クロスバーの内側の長手方向の縁部において平坦な突起部（appendix）で終わる中空の本体Ｂを備える。平坦な突起部Ｃは、ヘルドＬの取り付けのために適切に配置されている。

本実用新案によれば、図１及び２に明確に示されるように、前述の問題を解決するために、クロスバーＨは、それ自体の長手方向の外縁部において、Ｉ型の断面を有する縁部分Ｐを示す。前記Ｉ型の部分のウイング部は、中空体Ｂと同様の大きさである一方で、前記Ｉ型の部分のコア部は、クロスバーＨの垂直正中面に沿って配置されている。このようにして、２つの対向する長手方向のキャビティが、クロスバーＨの垂直正中面に対して対称に形成されている。各キャビティは、クロスバーＨの各側部に面する開口部を有する。

本実用新案によれば、前述のタイプのクロスバーの構造において、２つの異なる補強部材を使用することによって、所望の目的を達成することを可能にする解決策に到達することができる。具体的には、第１の補強部材は、一対のバー１で構成されている。各バー１は、クロスバーの縁部分Ｐに形成された対向するキャビティのそれぞれに固定されている。また、第２の補強部材は、一対のシート（薄板）２で構成されている。各シート２は、本体Ｂの２つの対向する側部の一方又はその少なくとも一部に固定され、対応するバー１を完全に被覆するように延在する。

前述の補強部材、すなわち、バー１及びシート２は、高弾性率の引抜成形又は積層複合材料、具体的には、弾性係数が約２００ＧＰａである一般的用途（ＧＰ）のための標準的な炭素繊維に基づく、或いは、３００〜６００ＧＰａ以上の範囲の弾性係数を有する高弾性炭素繊維（ＨＭ及びＵＨＭ）に基づく、複合材料で構成されている。バー１及びシート２は、好ましくは、例えばエポキシ樹脂を含浸させた炭素繊維の層で構成される。当該炭素繊維は、クロスバーＨの長さに沿って一方向に配置される。また、シート２は、好ましくは、エポキシ樹脂を含浸させた炭素繊維の織物で構成される。当該炭素繊維は、互いに直角の方向に沿って、クロスバーＨの長手方向に対して約４５°の角度で、２つの重なり合う層に配置されている。この最後の、より高価なパターンは、特にクロスバーの全体的な質量を低減するために垂直壁が非常に薄い場合に、クロスバーＨの剪断荷重をよりよく分散及び吸収するのに特に役立つ。エポキシ樹脂の代替として、ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、又は他の熱硬化性ポリマー材料を使用することもできる。

バー１及びシート２は、当技術分野で知られているように、接着剤接合によって互いに且つクロスバーの各支持面に固定される。補強部材の前述の配置は、バー１とシート２との間の接合が、これらの２つの部品が共有ポリマーマトリックスを有するために非常に強いので、クロスバーＨを構成する形材に対してバー１の特に強力に安定した接合を得ることを可能にし、２つの補強部材は応力下で単一の部材として動作する。したがって、クロスバーＨに対するバー１の接合面は、クロスバーＨに直接接触している前記バーの表面だけに限定されず、クロスバーＨの外側の少なくとも一部に広がり、前述の従来技術のクロスバーに使用されている補強バーの接合面よりも大幅に広い。

クロスバーＨの外側のシート２の最大範囲は、複合材料の高コストを考慮して、綜絖枠の意図された耐用年数のために、バー１を適切な位置に安定して保持するのに、或いはクロスバー２の特定の補強効果を有するのに十分な接着力の増加を得ることができるように、適切に最適化される。この補強効果は、クロスバーが非常に薄い金属材料で構成されている場合に特に役立つ。接着剤によってバー１を各シート２に互いに接合する代わりに、これらの２つの部品の共積層体を予め作製し、それらがポリマーマトリックスを共有して、単一の連続部材として動作するようにしてもよい。

前記説明から明らかに理解されるように、本実用新案に係る綜絖枠のクロスバーＨに設けられたバー１及びシート２で構成される補強部材は、意図された目的を完全に達成することを可能にする。

クロスバーＨの縁部分Ｐの対応するキャビティの内側に配置された補強バー１は、綜絖枠の移動面におけるクロスバーＨの曲げ剛性を増加させ、使用中のクロスバーＨの反りを大幅に低減し、綜絖枠の高速交互移動中に、その中央ゾーンの最大反り高さを大幅に低減する。クロスバーＨを構成する形材のそれらの拡大された接合面のため（複合材料のシート２によって）、バー１は、長時間の作業の後でもクロスバーＨと完全に一体化したままである。したがって、既知のタイプのクロスバーにおいて、特に高い作業速度にさらされたときに、不十分に短い使用期間の後に発生し、クロスバーの最大反り高さがクロスバーＨ上のヘルドの所望に設定された遊びよりも大きくなるときに発生する、ヘルドの詰まり、変形、及び破損という既知の現象を回避することができる。

クロスバーＨの外縁部に関連して上で説明及び示した補強バー１の革新的な構造は、曲げ挙動に関して、クロスバーが完全に対称な構造を有するように、クロスバーＨの内縁部でも明らかに同じように繰り返すことができる。また、図１に示す好適な実施形態では、ヘルドＬをクロスバーＨの内側の長手方向の縁部に引っ掛けるための装置として、ヘルド保持板Ｓを使用することによって、クロスバーＨの内側の縁部と同等の補強が達成される。好ましくは、ヘルド保持板Ｓは、本出願人によって欧州特許第１７９０７６１号に開示された鋼で構成される。鋼板ＳとクロスバーＨの突起部Ｃの対応するリブとの締り嵌めのため、鋼板Ｓは、クロスバーＨの本体に堅固に接合され、綜絖枠の移動面における曲げ応力に関して、下部の補強部材として機能する。

したがって、補強シート２は、２つの異なる機能を果たす。本実用新案の目的を達成するために不可欠な第１の機能によれば、補強シート２は、バー１の接合領域を、クロスバーＨを形成する形材の側部の一部又は全てに拡大し、この固定を長期間にわたってさらに安定させる。更に、シート２がクロスバーＨの外側のかなりの部分又は側面全体に広がる場合、クロスバーＨの垂直壁が全体の質量及びクロスバーＨの慣性力を低減するために必然的に非常に薄い厚さを有することを考慮すると、剪断応力に関するクロスバーＨの垂直壁の構造抵抗を増加させることによって、補強シート２は第２の付加的機能を果たす。具体的には、補強シート２は、より高い効果と耐久性を有し、綜絖枠の交互動作の各反転中に、（クロスバーＨの垂直壁がクロスバーＨとサイドピースＦとを接合する継手によって非常に高い剪断応力を受ける）クロスバーＨの両端部で発生する応力を分散して耐えることができる。高価な複合材料を節約するために、クロスバーＨの異なる部分での局所的応力の強さに応じて、シート２がクロスバーの中空体Ｂの外側を異なる程度で被覆することを提供してもよい。具体的には、特に、サイドバー／クロスバー継手によって高い局所的応力が発生するクロスバーＨの両端部のみに前記外側の完全な被覆を採用し、応力がより均等に分散されるクロスバーＨの残りの部分には部分的なコーティングのみを採用することを想到することができる。

最後に、複合材料の特定の特性のため、補強部材１，２は、各横方向のガイドに対してクロスバーＨの振動の十分な減衰効果を提供し、その結果、綜絖枠の移動中に、製織機の主なノイズ源の１つである、クロスバーへのヘルドの衝撃に起因するノイズレベルを制限することに留意すべきである。

しかしながら、本実用新案は、その例示的な実施形態に過ぎない上述の特定の実施形態に限定されると考えられるべきではなく、本実用新案の範囲から逸脱することなく、当業者が想到する全ての範囲内で、以下の請求項によってのみ定義される、異なる変形形態が可能である。

Claims (12)

1. クロスバー（Ｈ）の内側の長手方向の縁部において突起部（Ｃ）で終わる中空体（Ｂ）を有する形材で構成される製織機用の綜絖枠のクロスバーであって、
   前記突起部（Ｃ）は、ヘルド（Ｌ）を取り付けるために設けられ、
   前記クロスバーは、
   少なくとも前記中空体（Ｂ）の外縁部に形成されたキャビティ内に固定された複数のバー（１）と、前記複数のバー（１）と前記中空体（Ｂ）の対応する外側の少なくとも一部とを被覆するシート（２）と、を有する複数の補強部材を更に備え、
   各補強部材（１，２）は、高い弾性率を示す複合材料で構成されている、
   綜絖枠のクロスバー。
2. 前記キャビティは、Ｉ型の断面を有する前記中空体（Ｂ）の縁部（Ｐ）に対称的に形成され、前記Ｉ型の部分のウイング部が、前記中空体（Ｂ）の幅と同じ大きさであり、前記Ｉ型の部分のコア部は、前記クロスバー（Ｈ）の正中面に沿って配置されている、請求項１に記載の綜絖枠のクロスバー。
3. 高弾性率を示す前記複合材料が、ポリマーマトリックス内において炭素繊維の引抜成形又は積層複合材料で構成されている、請求項１又は請求項２に記載の綜絖枠のクロスバー。
4. 前記複数の補強部材（１，２）の少なくとも１つの前記炭素繊維は、前記クロスバー（Ｈ）の長手方向に平行に一方向に配置されている、請求項３に記載の綜絖枠のクロスバー。
5. 前記バー（１）の炭素繊維は、前記クロスバー（Ｈ）の長手方向に平行に一方向に配置され、前記シート（２）の炭素繊維は、互いに直角な方向に沿って、前記クロスバー（Ｈ）の長手方向に対して約４５°の角度で、重なり合う層に配置されている、請求項３に記載の綜絖枠のクロスバー。
6. 前記バー（１）及び前記シート（２）は、前記クロスバー（Ｈ）の前記中空体（Ｂ）に固定されるとともに、一方が他方に接着剤によって固定されている、請求項１〜５のいずれか１つに記載の綜絖枠のクロスバー。
7. 各バー（１）は、共有ポリマーマトリックスを有する単一部材として、対応するシート（２）と一体的に予め成形され、前記単一部材は、接着剤によって前記クロスバー（Ｈ）の前記中空体（Ｂ）に固定されている、請求項１〜５のいずれか１つに記載の綜絖枠クロスバー。
8. 前記形材は、軽合金、好ましくはアルミニウム合金で構成されている、請求項１〜７のいずれか１つに記載の綜絖枠のクロスバー。
9. 前記複合材料のポリマーマトリックスは、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、又は他の熱硬化性ポリマー材料に基づいている、請求項１〜８のいずれか１つに記載の綜絖枠のクロスバー。
10. 前記バー（１）は、前記クロスバーの前記中空体（Ｂ）の内縁部にも設けられている、請求項１〜７のいずれか１つに記載の綜絖枠のクロスバー。
11. 前記突起部（Ｃ）には、前記突起部（Ｃ）の対応するリブとの締り嵌めによって、鋼製のヘルド保持板（Ｓ）が固定されている、請求項１〜７のいずれか１つに記載の綜絖枠のクロスバー。
12. 前記シート（２）は、前記クロスバー（Ｈ）の両端部において、前記中空体（Ｂ）の外面の表面の全体を被覆し、前記クロスバー（Ｈ）の残りの部分で前記表面の一部のみを被覆する、請求項１〜７のいずれか１つに記載の綜絖枠のクロスバー。

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