JP3280274B2 - 水噴射式織機のポンプ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水噴射式織機の緯
入れノズルに噴射水を供給するポンプ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の水噴射式織機の緯入れノズルに噴
射水を供給するポンプ装置は、織機主軸と同期回転する
カム等により、ポンプ本体内のスプリングの弾性力に抗
してプランジャを変位させて吸入動作を行わせると共
に、吸入動作に伴って前記スプリングを蓄勢し、ポンプ
吐出時には、蓄勢された上記スプリングを所定のタイミ
ングで開放し、上記プランジャに吐出動作を行わせ、噴
射水を緯入れノズルに供給するものである。

【０００３】しかしながら、このような従来の水噴射式
織機のポンプ装置に於いては、織機の高速化に伴い噴射
水の圧力に大きな脈動が生じ、そのため噴射水の形状に
複数のコブが発生するようになり、次のような問題を生
じることとなった。

【０００４】経糸開口を飛走中に空気抵抗により低速と
なった先端のコブに、後続の複数のコブが次々と衝突し
て合体し、先端が大きなコブとなる。このため、空気抵
抗増大により飛走速度が低下し、緯入れ性能が悪くなる
と共に、大きくなった先端のコブが経糸に接触し傷をつ
け、毛羽の発生やそれによる開口不良が生じ、緯入れミ
スを招くと共に、織布に経筋が生じ品質が低下する。

【０００５】図８の（ａ）は、従来のポンプ装置を用
い、織機回転数１０００r.p.m.での運転時の、緯入れノ
ズルから噴射直後の噴射水の先端形状を観察した図であ
る。織機回転数８００r.p.m.での運転時には先端のコブ
のみであったが、１０００r.p.m.に回転数を上げたた
め、圧力脈動による４個のコブが見られる。（ｂ）は、
（ａ）の噴射直後の噴射水の状態から、経糸開口を飛走
中に先端のコブが空気抵抗で速度が落ち、先端とそれに
続くコブが衝突して合体した状態を観察した図である。
（ｃ）は噴射水の先端が（ｂ）の形状になった後、更に
後続のコブが衝突して合体し、更に大きくなった状態を
観察した図である。先端のコブの直径は噴射直後の２倍
近い大きさになっている。

【０００６】そこで、実公平７−２６３８１号の考案で
は、上記ポンプ装置に於いて、噴射水の脈動を抑えるた
め、スプリング端部とスプリング端部が当接する作用部
との間に、制振部材を介在させることを提案している。
プランジャの吐出動作終了時には、プランジャに係合す
るレバーはスプリングの蓄勢力でもって、ストロークア
ジャスタに激しく衝突し、瞬間的に止められる。その
際、スプリングは激しい衝撃を受けるが、この考案で
は、スプリング端部とスプリング端部が当接する作用部
との間に、制振部材を介在させることにより、衝撃によ
って生ずるスプリングの振動を減少させて、噴射水の脈
動を抑えようとするものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記考
案のポンプ装置の場合、プランジャの吐出動作中は上記
制振部材は作用せず、プランジャの吐出動作が終わった
段階で、上記制振部材が作用するので、プランジャの吐
出動作中は、上記制振部材にはスプリングの振動を減衰
させる効果がほとんどなく、上記制振部材を設けること
では、噴射水の圧力に脈動が発生するのを十分に防ぐこ
とができなかった。

【０００８】本発明は、織機の高速化に伴って激しくな
った前記ポンプ装置の噴射水の圧力脈動を抑え、噴射水
形状を良好な状態とし、噴射水による経糸毛羽の発生を
防ぐことにより、織機稼働率の向上及び高品質の織布生
産を図ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】このため、本出願人は研
究と実験を重ねることにより、織機の高速化に伴って激
しくなる前記ポンプ装置から吐出される噴射水の圧力脈
動の原因が、スプリングの共振現象に基づくことを究明
した。すなわち、織機を高速化するには噴射水の圧力を
高めることが必要であるが、噴射水の圧力を高めると、
複雑な管路や吐出弁のために噴射水はより激しい乱流と
なり、噴射水の圧力変動がより激しいものとなる。この
ような高速運転時において、スプリングが噴射水の圧力
変動に共振した場合、低速運転時における共振の場合と
比較して、スプリングが非常に激しい振動を起こすた
め、噴射水の圧力変動がより一層激しものとなり、噴射
水には大きな圧力脈動が発生してしまう。従って、本発
明では、スプリングの共振現象を抑えるために、前記ポ
ンプ装置のスプリングを、プランジャによる水吸入、吐
出動作に伴うたわみ量の変化によってばね定数が絶えず
変動する非線形特性コイルスプリングとして前記ポンプ
装置を構成した。

【００１０】なお、前記非線形コイルスプリングとして
は、不等ピッチコイルスプリング、円錐コイルスプリン
グ、つづみ形コイルスプリング、たる形コイルスプリン
グ、テーパコイルスプリングのいずれかの形式のスプリ
ングを用いる。ここにテーパコイルスプリングはスプリ
ングの線径が均一でなく、テーパ状になったものを意味
する。

【００１１】

【作用】上記の構成に於いては、前記プランジャの吐出
動作中、非線形特性コイルスプリングのばね定数が絶え
ず変化する。そのため、ばね定数の関数である固有振動
数が絶えず変化するので、非線形特性コイルスプリング
に加わる噴射水圧力変動の振動数と、非線形特性コイル
スプリングの固有振動数の比が整数倍となることは瞬時
もない。

【００１２】このため、非線形特性コイルスプリングが
噴射水の圧力変動に共振し、大きく振動することはな
く、従ってスプリングの共振による噴射水圧力の脈動は
発生せず、噴射水の形状には複数個のコブの発生は見ら
れない。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面を以て発明の実施の形
態を説明する。

【００１４】図１は、本発明のポンプ装置の断面図で、
非線形特性コイルスプリング２４として不等ピッチコイ
ルスプリング２４ａを用いたものであり、図２は緯入れ
装置全体の概略図である。

【００１５】ポンプ装置１は、図示しない定水位タンク
から水を吸入し、これを吐出し、導水管１４を経て、噴
射水Ｗを緯入れノズル１２に供給し、緯入れノズル１２
は緯糸１０を噴射水Ｗと共に噴射する。

【００１６】ポンプ装置１には、ハウジング１６に螺着
する筒状のシリンダ部１８が設けられ、シリンダ室１８
ａ内に嵌入し摺動自在なプランジャ２０が設けられてい
る。さらに、シリンダ部１８の外側に、プランジャ２０
と一体に摺動するスプリング受け２２が設けられてい
る。

【００１７】スプリングケース２７がハウジング１６に
螺合して設けられており、織機運転条件に最適の噴射水
圧力を得られるように螺合量が調整され、ロックナット
２８で固定されている。

【００１８】スプリング受け２２とスプリングケース２
７との間に、不等ピッチコイルスプリング２４ａが弾縮
して介装されており、不等ピッチコイルスプリング２４
ａの一端部はスプリング受け２２のつば部２２ａに当接
し、他端部はスプリングケース２７のつば部２７ａに当
接している。

【００１９】プランジャ２０の基端部はボールジョイン
ト３１と連結部材３０を介して連結レバー３２に接続さ
れ、連結レバー３２は連結レバー３６と一体して設けら
れ、揺動中心軸３４を中心に揺動する。

【００２０】連結レバー３６の先端部には、カムフォロ
ア３８が回転自在に取り付けられ、カム４０に当接して
いる。カム４０は図示しない織機主軸と同期して矢印方
向に回転する。

【００２１】またストロークアジャストボルト３９が連
結レバー３２の一端部に対応する箇所に設けられてお
り、連結レバー３２の動きを規制することによりプラン
ジャ２０のストロークを規制する。

【００２２】カム４０の回転に伴い、カムフォロア３８
が渦巻状カム面４０ａにより押圧される過程で、ポンプ
装置１は吸水動作を行う。

【００２３】カムフォロア３８を介して渦巻状カム面４
０ａに押され、連結レバー３６及び連結レバー３２は時
計方向に回動する。連結レバー３２がプランジャ２０を
図面の左方向に引くことにより、吸入弁４１が開くと共
に、吐出弁４２が閉じ、図示しない定水位タンクからの
水は、吸水管１３を経てシリンダ室１８ａに吸入され
る。同時にプランジャ２０と係合し一体になっているス
プリング受け２２のつば部２２ａの移動により、不等ピ
ッチコイルスプリング２４ａは圧縮され、蓄勢される。

【００２４】次にカム４０の回転に伴い、カムフォロア
３８がカムトップ４０ｃを通過し、ボトムカム面４０ｂ
に移ると、ポンプ装置１は吐出動作を行う。

【００２５】連結レバー３６及び連結レバー３２はカム
４０による拘束が解かれ、蓄勢された不等ピッチコイル
スプリング２４ａはスプリング受け２２のつば部２２ａ
を介し、プランジャ２０を図面の右方向に押し動かし、
シリンダ室１８ａ内の水を急速に吐出させ、吸入弁４１
が閉じると共に吐出弁４２が開き、噴射水Ｗを緯入れノ
ズル１２へ供給する。

【００２６】ここに於いて、噴射水の緯入れノズル１２
への管路は屈曲し、また管径は大きく変化し、吐出弁４
２が有るため、噴射水の流れは激しい乱流となる。その
ため噴射水圧力は正弦波といくつかの高調波の重ね合わ
されたものとなって変動する。噴射水圧力の変動はプラ
ンジャ２０を介して、不等ピッチコイルスプリング２４
ａに、繰り返し荷重振動として作用する。

【００２７】不等ピッチコイルスプリング２４ａの固有
振動数と噴射水圧力変動の振動数との比が整数倍になっ
た場合には、不等ピッチコイルスプリング２４ａは噴射
水圧力の変動と共振現象を起こして、非常に激しく振動
し、そのため噴射水の圧力は更に変動し、大きく脈動す
る

【００２８】しかしここに於いて、不等ピッチコイルス
プリング２４ａは、スプリングのたわみ量によってばね
定数が変化し、そのためばね定数の関数である固有振動
数もたわみ量によって変化するところの非線形特性を持
っており、不等ピッチコイルスプリング２４ａの固有振
動数は、プランジャ２０の摺動と共に瞬時瞬時に変化す
るので、不等ピッチコイルスプリング２４ａは噴射水圧
力の変動と共振現象を起こすことはない。

【００２９】従って、噴射水圧力変動に不等ピッチコイ
ルスプリング２４ａの共振現象による異常振動が加わ
り、噴射水の圧力が更に激しく変動し、そのために噴射
水の圧力に大きな脈動が生ずることは起こらない。

【００３０】よって、噴射水の先端形状には圧力脈動に
よる複数のコブの発生は見られず、複数のコブによって
製織性や織布品質が損なわれることはない。

【００３１】図４・図５・図６は緯入れノズル１２先端
で測定した噴射水の圧力波形である。

【００３２】図５は従来のポンプ装置を用い織機回転数
８００r.p.m.で運転時の圧力波形である。Ａ、Ｂ、Ｃ、
Ｄの４箇所に、コイルスプリングの共振現象による小さ
な圧力脈動が見られる。

【００３３】図６は従来のポンプ装置を用い織機回転数
１０００r.p.m.で運転時の圧力波形である。Ａ、Ｂ、
Ｃ、Ｄの４箇所に、コイルスプリングの共振現象による
大きな圧力脈動が見られる。

【００３４】図４は本発明のポンプ装置を用い織機回転
数１０００r.p.m.で運転時の圧力波形である。非線形特
性のコイルスプリングとして、不等ピッチコイルスプリ
ングを使用している。Ａ、Ｂ、Ｃの３箇所に小さな圧力
脈動が見られるが、図６の従来のポンプ装置を用いたも
のに比較し、圧力脈動は非常に小さいものとなってい
る。

【００３５】

【発明の効果】ポンプ装置に於いて、織機回転数を上げ
ることによって激しくなった噴射水の圧力脈動を、本発
明により非常に小さくすることができる。そのため噴射
水の先端形状に複数のコブ発生がなくなったことによ
り、噴射水による毛羽の発生を防止でき、更にスプリン
グが共振現象による異常振動で、短期間に破損する事故
がなくなった。これらにより織機稼働率及び織布品質を
維持したまま、織機回転数を上げ生産性を高めることが
可能となった。また織機回転数を上げない場合は、本発
明によりスプリングの共振現象がほとんどなくなり、噴
射水形状はより改善されるため、織機稼働率及び織布品
質のより一層の向上が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のポンプ装置の断面図である。

【図２】全体の概略図である。

【図３】本発明のポンプ装置に用いる非線形特性コイル
スプリングである。

【図４】本発明のポンプ装置を用いての噴射水の圧力波
形である。

【図５】従来のポンプ装置を用いての噴射水の圧力波形
である。

【図６】従来のポンプ装置を用いての噴射水の圧力波形
である。

【図７】従来のポンプ装置である。

【図８】従来のポンプ装置での噴射水の先端形状を観察
した図である。

【符号の説明】

１ ポンプ装置 １０ 緯糸 １２ 緯入れノズル １８ シリンダ部 ２０ プランジャ ２２ スプリング受け ２４ 非線形特性コイルスプリング ２４ａ 不等ピッチコイルスプリング １２４ コイルスプリング（線形特性） ２７ スプリングケース ３２、３６ 連結レバー ３８ カムフォロア ４０ カム ４０ａ 渦巻状カム面 ４０ｂ ボトムカム面 ４０ｃ カムトップ

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プランジャをスプリングの弾性力に抗し
   て変位させることによりスプリングを蓄勢しつつ水吸入
   動作を行い、この蓄勢されたスプリングによりプランジ
   ャの吐出動作を行わせて緯入ノズルに噴射水を供給する
   水噴射式織機のポンプ装置において、前記スプリング
   が、前記水吸入、吐出動作に伴うたわみ量の変化によっ
   てばね定数が絶えず変動する非線形特性コイルスプリン
   グであることを特徴とする水噴射式織機のポンプ装置。
2. 【請求項２】 前記非線形特性コイルスプリングが不等
   ピッチコイルスプリング、円錐コイルスプリング、つづ
   み形コイルスプリング、たる形コイルスプリング、テー
   パコイルスプリングのいずれかの形式のスプリングであ
   る請求項１に記載の水噴射式織機のポンプ装置。