JP3783933B2 - Water jet device in water jet loom - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、緯入れポンプによって緯入れノズルへ水を圧送して緯入れノズルから水を噴射し、前記緯入れノズルの水噴射作用によって緯糸を緯入れするウォータジェットルームにおける水噴射装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図16は、従来のウォータジェットルームにおける水噴射装置を示し、図17は従来の水噴射装置を構成する緯入れポンプ11の内部構造を示す。緯入れポンプ11の筒形状のポンプハウジング12内には貯水室形成シリンダ13が収容固定されており、貯水室形成シリンダ13の筒内にはプランジャ14がスライド可能に収容されている。プランジャ14にはスプリングシート15が取り付けられており、筒形状のポンプハウジング12の内周面にはスプリングキャップ16が螺合されている。スプリングキャップ16は、ロックナット17の締め付けによってポンプハウジング12に固定されている。スプリングシート15の座部151とスプリングキャップ16の座部161との間にはコイルばね18が介在されている。
【0003】
ポンプハウジング12には吸入口121及び吐出口122が形成されており、吸入口121と吐出口122との間には貯水室123が形成されている。貯水室123と吸入口121との間、及び貯水室123と吐出口122との間には逆止弁19,20が介在されている。図16に示すように、吸入口121に接続された吸入管24は、フロートボックス25に通じており、吐出口122に接続された吐出管26は、緯入れノズル27に接続されている。
【0004】
プランジャ14は、ジョイント21を介してカムレバー22に連結されている。カムレバー22は、カムフォロア221を介してカム23に接離可能である。カムレバー22は、織機の回転に同期して一定の角速度で図16の矢印Zの方向へ回転するカム23とコイルばね18との協働によって往復揺動される。プランジャ14及びスプリングシート15は、カムレバー22の往復揺動によって一体的に往復動する。図16において、カムレバー22がカム23の回転力によって支軸222を中心に左回動すると、プランジャ14及びスプリングシート15は、コイルばね18のばね力に抗して往動(図17において右側から左側への移動)する。スプリングシート15の往動動作は、コイルばね18を圧縮し、プランジャ14の往動動作は、フロートボックス25から吸入管24を介して貯水室123内に一定量の水を吸入する。逆止弁19が開いて貯水室123内に吸水されている間、逆止弁20が閉じており、吐出管26内の水が貯水室123側へ逆流することはない。
【0005】
カムフォロア221がカム23のカム面231の最大径位置Maを越えると、カムフォロア221がカム23のカム面231から離れ、コイルばね18の復元力を受けるプランジャ14が貯水室123内の水を加圧する。貯水室123内の水が加圧されると、逆止弁19が閉じると共に、逆止弁20が開き、貯水室123内の加圧された水は、吐出管26を介して緯入れノズル27へ圧送される。緯入れノズル27へ圧送された水は、緯入れノズル27から噴射し、緯糸Yが経糸開口内へ緯入れされる。カム23のカム面231から離れていたカムフォロア221がカム面231もしくは別途設けた噴射水量制限用のストッパ28に当接し、1サイクルの水噴射が終了する。
【0006】
ストッパ28は、不動配置された雌ねじ体281と、雌ねじ体281に螺合された雄ねじ体282と、雄ねじ体282に螺着されたロックナット283とからなる。雄ねじ体282は、ロックナット283の締め付けによって雌ねじ体281に固定される。雌ねじ体281に対する雄ねじ体282の螺入位置を変更することによってカムレバー22の復動方向の最終端位置が変更される。
【0007】
図18のグラフにおける曲線Kは、織機回転角度とカムリフト量(即ち、カム23のカム面231の最小径位置から半径方向へのカムフォロア221の変位量)との関係を示す。織機回転角度θ1〜θ2は、カムリフト量がほぼ等速度で増加する水吸入行程であり、織機回転角度θ3〜θ4は、カムリフト量が最大値から急激に減少する水噴射行程である。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
緯入れポンプ11は、カム23及びカムレバー22を介して織機駆動モータから駆動力を得る。そのため、布種の変更に応じて緯入れノズルにおける噴射タイミングを変更しようとする場合には、カム23の支軸232に対するカム23の取り付けを調整したり、カム23を交換したり、あるいはストッパ28における雌ねじ体281に対するロックナット283の螺着位置を変更する必要がある。このような作業の必要性は、ウォータジェットルームの自動化の妨げとなる。
【0009】
本発明は、ウォータジェットルームの自動化に適した水噴射装置を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
そのために本発明は、シリンダ内のピストンをばね手段によって上死点方向に付勢する緯入れポンプによって緯入れノズルへ水を圧送して緯入れノズルから水を噴射し、前記緯入れノズルの水噴射作用によって緯糸を緯入れするウォータジェットルームにおける水噴射装置において、前記ばね手段が前記ピストンを上死点方向に付勢する荷重に打ち勝って前記ピストンを下死点方向へ移動させるだけの高圧水を前記シリンダへ供給可能な水供給源と、前記水供給源から前記緯入れポンプへ高圧水を供給可能な状態と供給不能な状態とに切り換えられる第1の給水状態切り換え手段と、前記緯入れポンプから前記緯入れノズルへ水を供給可能な状態と供給不能な状態とに切り換えられる第2の給水状態切り換え手段と、水を供給可能な状態と供給不能な状態とに切り換えられ、前記水供給源から前記緯入れポンプへ高圧水を供給するときに前記緯入れノズルへの水供給を阻止するための第3の給水状態切り換え手段とを備えた水噴射装置を構成し、前記第2の給水状態切り換え手段の駆動源を織機駆動源から独立させた。
【0011】
第1の給水状態切り換え手段が供給可能な状態にあり、かつ第3の給水状態切り換え手段が供給不能な状態にあるときには、水供給源の高圧水は緯入れポンプにおけるばね手段がピストンを上死点方向へ付勢する荷重に打ち勝ってピストンを下死点方向へ移動させつつ緯入れポンプに供給される。第1の給水状態切り換え手段が供給不能な状態にあり、かつ第2及び第3の給水状態切り換え手段が供給可能な状態にあるときには、緯入れポンプ内の水は緯入れポンプにおけるばね手段の付勢力に基づくピストンの上死点方向への移動によって緯入れノズルへ供給される。第2の給水状態切り換え手段の給水切り換え状態は、織機駆動源から独立して切り換えられる。このような織機駆動源から独立した切り換えは、緯入れポンプから緯入れノズルへの水供給のタイミング、即ち水噴射タイミングの変更を容易にする。
【0012】
請求項2の発明では、請求項1において、前記第2の給水状態切り換え手段の給水切り換え状態を電気的に制御する切り換え制御手段を備えた水噴射装置を構成した。
【0013】
第2の給水状態切り換え手段の給水切り換え状態は、切り換え制御手段によって電気的に切り換えられる。このような電気的な切り換え制御は、緯入れポンプから緯入れノズルへの水供給のタイミング、即ち水噴射タイミングの変更を容易にする。
【0014】
請求項3の発明では、請求項1及び請求項2のいずれか1項において、前記第1の給水状態切り換え手段の駆動源を織機駆動源から独立させ、前記第1の給水状態切り換え手段の給水切り換え状態を前記切り換え制御手段によって電気的に制御するようにした。
【0015】
第1の給水状態切り換え手段の給水切り換え状態が切り換え制御手段によって電気的に切り換えられる。このような電気的な切り換え制御は、水供給源から緯入れポンプへの水供給のタイミングの変更を容易にする。
【0016】
請求項4の発明では、請求項1乃至請求項3のいずれか1項において、前記ばね手段は、圧縮可能なガス状の流体を収容する圧力室を有し、前記圧力室内の流体の圧力をばね力とした流体ばね手段とした。
【0017】
請求項5の発明では、請求項4において、前記流体ばね手段は、空気の圧力をばね力とした空気ばね手段とした。
請求項4及び請求項5において、圧縮可能な流体の圧力をばね力とした流体ばね手段ではサージング振動が少ないため、サージング振動に起因する水噴射圧の波打つような変動(圧力脈動)は少ない。従って、緯糸の緯入れがサージング振動によって乱される状態が改善される。又、従来のコイルばねがないため、水噴射圧の立ち上がり速度を高めることができる。
【0018】
請求項6の発明では、請求項4及び請求項5のいずれか1項において、前記流体ばね手段における流体ばね力を調整するばね力調整手段と、前記ばね力調整手段におけるばね力調整状態を電気的に制御する噴射圧制御手段とを備えた水噴射装置を構成した。
【0019】
ばね力調整手段におけるばね力調整状態は、噴射圧制御手段によって電気的に制御される。このような電気的なばね力調整状態の制御は、緯入れノズルにおける水噴射圧の変更を容易にする。
【0020】
請求項7の発明では、請求項6において、前記流体ばね手段の前記圧力室に高圧の流体を供給するための流体供給源と、前記流体ばね手段に供給される流体の圧力を調整する圧力調整手段とを備えた前記ばね力調整手段を構成し、前記圧力調整手段における圧力調整状態を前記噴射圧制御手段によって電気的に制御するようにした。
【0021】
圧力調整手段における圧力調整状態は、噴射圧制御手段によって電気的に制御される。このような電気的な圧力調整状態の制御は、緯入れノズルにおける水噴射圧の変更を容易にする。
【0023】
請求項8の発明では、請求項4乃至請求項7のいずれか1項において、流体シリンダと、前記流体シリンダ内に収容されたピストンと、前記ピストンによって前記流体シリンダ内に区画された前記圧力室とを備えた前記流体ばね手段を構成し、前記ピストンの上死点位置から下死点位置への移動は、緯入れポンプに高圧水を送り込むことによって生じるようにし、前記緯入れポンプから前記緯入れノズルへの給水をもたらす前記ピストンの下死点位置から上死点位置への移動は、前記圧力室内の流体の圧力によって生じるようにした。
【0024】
第1の給水状態切り換え手段が供給可能な状態にあり、かつ第3の給水状態切り換え手段が供給不能な状態にあるときには、水供給源の高圧水が圧力室内の圧力に打ち勝ってピストンを上死点位置側から下死点位置側へ移動する。これにより水が緯入れポンプに供給される。第1の給水状態切り換え手段が供給不能な状態にあり、かつ第2及び第3の給水状態切り換え手段が供給可能な状態にあるときには、ピストンが圧力室内の圧力によって下死点位置側から上死点位置側へ移動する。これにより緯入れポンプ内の水が緯入れノズルへ供給される。
【0025】
請求項9の発明では、請求項8において、前記ピストンの下死点位置を変更可能な位置規制手段を備えた水噴射装置を構成した。
水噴射開始時の噴射圧は、ピストンの下死点位置を変更することによって変えられる。
【0026】
請求項10の発明では、請求項8又は9において、前記ピストンを前記下死点位置に保持可能な状態と保持不能な状態とに切り換えられる保持手段を前記第2の給水状態切り換え手段とし、前記保持可能な状態と保持不能な状態とに前記保持手段を電気的に切り換え制御する保持制御手段を前記切り換え制御手段とした。
【0027】
保持手段が保持可能な状態にあってピストンが下死点位置に保持されているときには、緯入れポンプから緯入れノズルへの水供給が阻止される。ピストンが下死点位置にあり、かつ第3の給水状態切り換え手段が供給可能な状態にあるとき、保持手段が保持可能な状態から保持不能な状態に切り換えられると、ピストンが下死点位置から上死点位置へに向けて移動開始する。
【0028】
請求項11の発明では、請求項1乃至請求項10のいずれか1項において、ウォータジェットルームは、複数の水噴射装置を用いて複数の緯糸を緯入れするものとし、複数の水噴射装置における前記第1の給水状態切り換え手段を単一の第1の給水状態切り換え手段によって共用した。
【0029】
第1の給水状態切り換え手段の共用化は、多色緯入れにおける緯入れ装置のコンパクト化に有利である。
【0030】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した第1の実施の形態を図1〜図7に基づいて説明する。
【0031】
図1(a)に示すように、流路ブロック30には支持筒31が立設されており、支持筒31上には流体シリンダとしてのエアシリンダ32が同軸的に固定して支持されている。支持筒31内には水シリンダ33が収容されている。水シリンダ33は、流路ブロック30上に固定されている。エアシリンダ32の上部内には端壁板34が嵌入されている。水シリンダ33にはプランジャ35がスライド可能に嵌入されている。プランジャ35の上端部は、端壁板34をスライド可能に貫通している。エアシリンダ32内にはピストン37がスライド可能に収容されている。ピストン37は、プランジャ35に固着されており、ピストン37とプランジャ35とは、シリンダ32,33の軸線方向に一体的に移動可能である。
【0032】
プランジャ35の上端部を貫通させる端壁板34の貫通孔にはシールリング36がプランジャ35と摺接可能に取り付けられている。ピストン37の周面にはシールリング38がエアシリンダ32の内周面と摺接可能に取り付けられている。ピストン37は、エアシリンダ32内に圧力室321を区画する。
【0033】
ピストン37の下面には位置規制部371が一体形成されている。位置規制部371は、水シリンダ33の上端に当接してピストン37の最下動位置、即ちピストン37の上死点位置を規定する。
【0034】
エアシリンダ32の上端には支持筒59が立設されており、支持筒59の上端には支持板60がねじ61によって締め付け固定されている。支持板60にはボルト62が螺着されている。ボルト62は、ロックナット63の締め付けによって支持板60に固定されている。ボルト62の頭部621は、プランジャ35の軸線上にあり、プランジャ35の上端がボルト62の頭部621に当接可能である。ボルト62は、プランジャ35の最上動位置、即ちピストン37の下死点位置を規定する。
【0035】
流路ブロック30、支持筒31,59、支持板60、ボルト62、ロックナット63、エアシリンダ32、水シリンダ33、プランジャ35、ピストン37及び端壁板34は、緯入れポンプ64を構成する。エアシリンダ32、圧力室321、ピストン37及びシールリング36,38は、空気ばね手段を構成する。
【0036】
圧力室321には流体供給源としてのエア圧力源39がエア管路40を介して接続されている。エア管路40上にはリリーフ機能を備えた電気式の圧力調整弁41及び逆止弁42が介在されている。圧力調整弁41と圧力室321との間には絞り通路43が逆止弁42と並列となるように設けられている。圧力調整弁41と逆止弁42との間のエア管路40には圧力計44が接続されている。圧力計44は、圧力調整弁41と逆止弁42との間のエア圧力を確認するためのものである。圧力調整弁41は、圧力調整弁41と逆止弁42との間のエア管路40内の圧力を圧力調整弁41によって設定された圧力に常に維持する。圧力調整弁41によって設定される圧力室321内の圧力Pi(準初期圧力)は、圧力室321内のピストン37が上死点位置にあるときの圧力である。
【0037】
ピストン37が上死点位置から下死点位置に向けて移動してゆくと、エアシリンダ32の圧力室321内の空気は、逆止弁42の存在によって圧縮されてゆく。絞り通路43における通過断面積は僅かであるため、短時間での絞り通路43からの空気洩れは実質的に生じない。そのため、圧力室321内の圧力は、ピストン37が上死点位置から下死点位置に向けて移動してゆくにつれて増大してゆく。そして、ピストン37が下死点位置に達すると、即ちプランジャ35がボルト62に当接すると、圧力室321内の圧力が最大圧力Pm(>Pi)となる。
【0038】
流路ブロック30上には常閉型の電磁開閉弁45が装着されている。流路ブロック30内には流路301,302が形成されている。水シリンダ33の筒内331は、流路301に連通している。電磁開閉弁45の流入口451は、流路301に連通しており、電磁開閉弁45の流出口452は、流路302に連通している。流路302は、管路46を介して緯入れノズル47に連通している。
【0039】
流路ブロック30とは別の流路ブロック48には常閉型の電磁開閉弁49が装着されている。流路ブロック48内には流路481,482が形成されている。電磁開閉弁49の流入口491は、流路481に連通しており、電磁開閉弁49の流出口492は、流路482に連通している。流路482,301は、管路50によって繋がれている。流路482,301、管路50及び水シリンダ33の筒内331の一部は、貯水室641となる。
【0040】
流路481は、管路53を介してフロートボックス51に通じており、管路53上にはプランジャポンプ52が介在されている。フロートボックス51内の水は、プランジャポンプ52によって流路ブロック48内の流路481に向けて圧送される。管路53には還流管路54がプランジャポンプ52と並列になるように接続されている。還流管路54上には圧力調整弁55が介在されている。プランジャポンプ52と電磁開閉弁49との間の管路53には脈動吸収装置56が取り付けられている。プランジャポンプ52は、連続作動しており、フロートボックス51の水が流路ブロック48の流路481に向けて連続的に圧送される。電磁開閉弁49が閉状態にあるときには、プランジャポンプ52から圧送される水は、還流管路54を経由してフロートボックス51に還流する。
【0041】
フロートボックス51、プランジャポンプ52、脈動吸収装置56、還流管路54及び圧力調整弁55は、緯入れポンプ64へ高圧水を供給可能な水供給源29を構成する。
【0042】
圧力調整弁55は、エアシリンダ32の圧力室321における最大圧力Pmよりもかなり高い圧力Poをもたらすように調整されている。貯水室641の水圧に対するプランジャ35の受圧面積(即ち、プランジャ35の下端の端面積)をS1とする。そして、圧力室321内のエア圧力に対するピストン37の受圧面積(即ち、ピストン37の上面の面積)をS2(>S1)とする。圧力Poは、Pm・S2/S1で表される圧力よりも高い圧力となるようにしてある。従って、プランジャポンプ52と電磁開閉弁49との間の管路53内の圧力は、Pm・S2/S1で表される圧力よりも高い圧力Poとなっている。電磁開閉弁49が開状態にあり、かつ電磁開閉弁45が閉状態にあれば、貯水室641内の圧力も圧力Poとなる。貯水室641内の圧力が圧力Poになっていると、プランジャ35に掛かる高圧水の圧力による全荷重がピストン37に掛かるエア圧力による全荷重を上回る。従って、ピストン37が上死点位置側から下死点位置側へ移行する。
【0043】
図1(a)に示すように、電磁開閉弁49,45及び圧力調整弁41は、コンピュータを内蔵する制御装置57の電気的な指令制御を受ける。制御装置57には制御データ入力装置58が信号接続されている。制御データ入力装置58は、緯入れノズル47における所望の水噴射タイミング、即ち電磁開閉弁45の励消磁タイミングを制御装置57に入力して記憶させる。制御データ入力装置58は、電磁開閉弁49の励消磁タイミングを制御装置57に入力して記憶させる。又、制御データ入力装置58は、エアシリンダ32の圧力室321における所望の準初期圧力Piを制御装置57に入力して記憶させるものである。制御装置57には織機回転角度検出用のロータリエンコーダ65が信号接続されている。図1(a)に示すMは、織機駆動源となる織機駆動モータである。
【0044】
制御装置57は、ロータリエンコーダ65から得られる織機回転角度検出情報、及び予め設定された励消磁タイミングに基づいて電磁開閉弁49,45の励消磁を制御する。制御装置57は、予め設定された準初期圧力Piとなるように圧力調整弁41の圧力調整状態を制御する。電磁開閉弁49は、水供給源29から緯入れポンプ64へ高圧水を供給可能な状態と供給不能な状態とに切り換えられる第1の給水状態切り換え手段である。電磁開閉弁45は、緯入れポンプ64から緯入れノズル47へ水を供給可能な状態と供給不能な状態とに切り換えられる第2の給水状態切り換え手段である。又、電磁開閉弁45は、緯入れノズル47へ水供給源29から緯入れポンプ64へ高圧水を供給するときに緯入れノズル47への水供給を阻止するための第3の給水状態切り換え手段である。圧力調整弁41及びエア圧力源39は、流体ばね手段における流体ばね力を調整するばね力調整手段を構成する。制御装置57及び制御データ入力装置58は、第2の給水状態切り換え手段(電磁開閉弁45)の給水切り換え状態を電気的に制御する切り換え制御手段、及びばね力調整手段におけるばね力調整状態を電気的に制御する噴射圧制御手段を構成する。
【0045】
図4のグラフにおける曲線Dは、電磁開閉弁45の予め設定された励消磁タイミングを表し、曲線Eは、電磁開閉弁49の予め設定された励消磁タイミングを表す。曲線Fは、緯入れノズル47における噴射圧の変化を表し、曲線Gは、圧力室321内の圧力変化を表す。
【0046】
電磁開閉弁45の励磁が消磁に切り換えられた時点(図4において織機回転角度θがθ2の時点)では、ピストン37が上死点位置にあり、電磁開閉弁49は消磁状態にある。緯入れノズル47における水噴射は、停止している。図1(a),(b)は、電磁開閉弁49,45の消磁状態を示す。織機回転角度θがθ3になると、制御装置57は、電磁開閉弁49の励磁を指令する。電磁開閉弁49は、制御装置57の励磁指令に基づいて閉状態から開状態に切り換えられる。図2(b)に示すように、電磁開閉弁49が開状態になると、プランジャポンプ52から圧送される高圧水が電磁開閉弁49を経由して貯水室641へ送られる。貯水室641への高圧水の圧送は、図1(a)に示す上死点位置にあるピストン37を図2(a)に示す下死点位置へ移動する。織機回転角度θがθ4になると、制御装置57は、電磁開閉弁49の消磁を指令する。電磁開閉弁49は、制御装置57の消磁指令に基づいて開状態から閉状態に切り換えられる。織機回転角度θがθ1になると、制御装置57は、電磁開閉弁45の励磁を指令する。電磁開閉弁45は、制御装置57の励磁指令に基づいて閉状態から開状態に切り換えられる。図3(a),(b)に示すように、電磁開閉弁45が開状態になると、下死点位置にあるピストン37が圧力室321内のエア圧力によって上死点位置に向けて移動する。下死点位置から上死点位置へのピストン37の移動、即ちプランジャ35の移動は、貯水室641内の水を緯入れノズル47へ圧送し、緯入れノズル47から水が噴射して緯糸Yが緯入れされる。
【0047】
ピストン37が上死点位置から下死点位置へ向けて移動すると、圧力室321の容積が減少し、圧力室321内の圧力が準初期圧力Piから上昇開始する。圧力室321内の圧力の上昇開始は、逆止弁42を閉じる。その後、圧力室321内の圧力は、ピストン37が下死点位置向けて移動するにつれて上昇し、ピストン37のが下死点位置に到達した時点で圧力室321内の圧力が最大圧力Pmになる。圧力室321内の空気圧縮開始時の圧力は、逆止弁42の存在により圧力調整弁41によって設定された準初期圧力Piに規定される。即ち、圧力室321内の圧力は、圧力調整弁41によってもたらされる準初期圧力Pi以上のレベルに保持される。図5のグラフにおける曲線Pbは、圧力室321の容積と圧力室321内の圧力との関係を示す。
【0048】
図5の曲線Pbで示す圧力変化を式で表せば以下のようになる。一般に、空気圧縮機の中で空気が圧縮・膨張するときの実際の圧力Pの変化は、ポリトロープ変化として次の式(1)で表される。
【0049】
P・Vn=一定 ・・・(1)
式(1)におけるnはポリトロープ指数であり、通常n=1.2である。圧力室321の容積が初期容積Voから(Vo−s・Aa)に減少する場合には、次の式(2)が成立する。
【0050】
P・(Vo−s・Aa)n=Pi・Von・・・(2)
式(2)におけるsは、ピストン37の変位量(圧縮開始時ではs=0とする)であり、Aaは、圧力室321内の圧力に対するピストン37の受圧面積である。
【0051】
従って、圧力室321の容積が(Vo−s・Aa)のときの圧力室321内の圧力Pは、次の式(3)で表される。
P=Pi・Von/(Vo−s・Aa)n・・・(3)
即ち、図5の曲線Pbは、式(3)で表される。変位量sが増大、即ち圧力室321の容積が減少すると、圧力室321内の圧力Pは、図5の矢印U1で示すように曲線Pbを辿るように増大してゆく。図5の圧力Pmは、圧力室321の容積(Vo−s・Aa)が最小のときの圧力である。最大圧力Pmは、変位量sの最大値が大きくなるほど、即ちピストン37の上死点位置から下死点位置までの移動距離が大きくなるほど高くなる。変位量sの最大値が大きくなるほど、緯入れノズル47における初期噴射圧は高くなり、噴射圧の減圧勾配は大きくなる。変位量sの最大値は、支持板60に対するボルト62の螺着位置を変更することによって変えられる。
【0052】
ピストン37が下死点位置から上死点位置に向けて移動する場合、即ち変位量sが減少すると、圧力室321内の圧力Pは、図5の矢印U2で示すように曲線Pbを辿るように減圧してゆく。
【0053】
図6の曲線Goは、貯水室641内の実際の圧力変化を表し、曲線Foは、緯入れノズル47における実際の水噴射圧の変化を表す。この場合、例えば貯水室641の水圧に対するプランジャ35の受圧面積S1と、圧力室321内のエア圧力に対するピストン37の受圧面積S2(>S1)との間にはS2/S1=20の関係が設定してあり、準初期圧力Piが0.2MPaに設定してある。流路損失、シールリング36,38における摩擦、プランジャ35の慣性力及びピストン37の慣性力を無視すると、水噴射終了時の緯入れノズル47における水噴射圧は、0.2・S2/S1=4MPaとなる。
【0054】
第1の実施の形態では以下の効果が得られる。
(1−1)布種が変更される場合には、緯入れノズル47における水噴射タイミングを変更することが多い。制御装置57に記憶される水噴射タイミングデータの変更は、制御データ入力装置58の操作によって容易に行える。電磁開閉弁45の駆動源は、それ自体のソレノイド部であって織機駆動モータMから独立している。織機駆動モータMから独立した電磁開閉弁45における切り換え制御は、緯入れポンプ64から緯入れノズル47への水供給のタイミング、即ち水噴射タイミングを変更することを容易にする。
【0055】
(1−2)電磁開閉弁49の開閉状態(即ち、第1の給水切り換え手段の給水切り換え状態)は、制御装置57の電気的な指令制御によって切り換えられる。即ち、プランジャポンプ52から緯入れポンプ64への高圧水供給タイミングは、制御装置57の電気的な指令によって制御される。制御装置57に記憶される電磁開閉弁49の励消磁タイミングデータの変更は、制御データ入力装置58の操作によって容易に行える。電磁開閉弁49の駆動源は、それ自体のソレノイド部であって織機駆動モータMから独立している。織機駆動モータMから独立した電磁開閉弁49における切り換え制御は、プランジャポンプ52から緯入れポンプ64への高圧水供給のタイミングを変更することを容易にする。
【0056】
(1−3)エアシリンダ32における圧力室321内のエア圧力は、圧力調整弁41における圧力調整状態によって左右される。圧力室321内の圧力を左右する圧力調整弁41の圧力調整状態(即ち、圧力調整手段における圧力調整状態)は、制御装置57の電気的な指令によって制御される。布種が変更される場合には、緯入れノズル47における水噴射圧を変更することが多い。制御装置57に記憶される準初期圧力Piのデータの変更は、制御データ入力装置58の操作によって容易に行える。電気式の圧力調整弁41における圧力調整状態の制御は、緯入れノズル47における水噴射圧の変更を容易にする。
【0057】
(1ー4)図7(e),(f),(g),(h)のグラフにおける曲線Ce,Cf,Cg,Chは、従来のコイルばねを用いた水噴射装置における水噴射圧の変化の計測結果を示す。図7(a),(b),(c),(d)のグラフにおける曲線Ca,Cb,Cc,Cdは、空気ばね手段を用いた本実施の形態の水噴射装置における水噴射圧の変化の計測結果を示す。図7(a),(e)は、織機回転数を700rpmとし、圧力室321内の準初期圧力Piを0.25MPaとした場合である。図7(b),(f)は、織機回転数を800rpmとし、圧力室321内の準初期圧力Piを0.3MPaとした場合である。図7(c),(g)は、織機回転数を900rpmとし、圧力室321内の準初期圧力Piを0.4MPaとした場合である。図7(d),(h)は、織機回転数を1000rpmとし、圧力室321内の準初期圧力Piを0.5MPaとした場合である。又、前記したS2/S1は、11.2とし、圧力室321における最大容積に対する最小容積の割合は、0.64としている。
【0058】
緯入れポンプにおける水噴射圧発生用駆動源として空気ばね手段を用いた本実施の形態の水噴射装置においては、織機の回転数がいずれにおいてもサージング振動に起因する水噴射圧の大きく波打つような変動(圧力脈動)は見られない。しかし、緯入れポンプにおける水噴射圧発生用駆動源としてコイルばねを用いた従来の水噴射装置を用いた場合には、特定の織機回転数においてサージング振動に起因する水噴射圧の大きく波打つような変動(圧力脈動)が顕著になる。このような圧力脈動は、水噴射の拡散を増す。水噴射の拡散が増すと、経糸が損傷し易くなり、しかも緯入れ後半での緯糸姿勢が不安定になって緯入れ不良が発生し易くなる。
【0059】
圧縮可能な流体である空気の圧力をばね力とした空気ばね手段ではサージング振動がコイルばねに比べて非常に少ない。そのため、サージング振動に起因する水噴射圧の大きく波打つような変動(圧力脈動)は少ない。コイルばねを用いた場合の圧力脈動の発生は、織機回転数が高くなるほど顕著になるが、空気ばね手段を用いた本実施の形態の水噴射装置では、織機回転数が1000rpmというような高速回転数になってもサージング振動に起因する圧力脈動の発生は見られない。従って、1000rpmというような織機の高速回転状態においても、経糸損傷がなく、緯糸Yが安定して緯入れされる。織機の高速運転における緯糸Yの安定した緯入れは、織物品質を損なうことなく織機の高速運転を可能にする。
【0060】
(1ー5)図16及び図17に示す従来の水噴射装置の場合、水の慣性力や管路摩擦抵抗は小さいものとして無視すると、緯入れノズル27からの水噴射時には以下の式(4)に示す運動方程式が成り立つ。
【0061】
m・d2x/dt2=(H−k・x)+(Pa−Po)・Ap・・・(4)
式(4)におけるmは、カムレバー22、プランジャ14、コイルばね18、スプリングシート15等の動力伝達系の可動体の等価質量の合計、xはプランジャ14の変位、d2x/dt2はプランジャ14の加速度、kはコイルばね18のばね定数、Hは水噴射開始時のコイルばね18の圧縮荷重、Poは貯水室123の圧力、Paは大気圧、Apはプランジャ14の断面積である。
【0062】
貯水室123の圧力Po、即ち水噴射圧力について(4)式を整理すれば、以下の(5)式が得られる。
Po=Pa+(H−k・x−m・d2x/dt2)/Ap・・・(5)
式(5)において、水噴射開始段階では、先ず質量mがばね力Hによって急速に加速される。次に、加速が終了すると、即ち慣性力m・d2x/dt2が零に近づくと、ばね力(H−k・x)と圧力Poとが釣り合いながら水噴射が進行する。水噴射進行過程において、水噴射初期の変位xが小さいときには水噴射圧力は高いが、水噴射が進んでコイルばね18が復元してゆく、即ち変位xが増加するにつれて、水噴射圧力Poは次第に低下してゆく。水噴射終了直前では水噴射圧力Poは水噴射期間中の最低値を取り、貯水室123に吸入した水を全て噴射し終えると、カムフォロア221はストッパ28もしくはカム23に衝突し、水噴射圧力Poは大気圧にまで低下する。
【0063】
式(4)における質量mは、動力伝達系の可動体の等価質量の合計であり、質量mが小さいほどプランジャ14の復動時の初期速度、即ち水噴射圧の立ち上がり速度が高くなる。コイルばねを用いない本実施の形態の水噴射装置では、コイルばねを用いる従来の水噴射装置に比べ、式(4)における質量mが小さくなる。コイルばねが無くなったことによる質量mの低減は、水噴射圧の立ち上がり速度を高め、ジェットの「追い付き現象」の発生が抑制される。従って、ジェットの「追い付き現象」に起因するジェット先端部の噴霧形状の乱れが抑制される。その結果、経糸に高速の水滴が衝突して経糸を傷付ける事態が回避され、経筋発生による織物品質の低下が回避される。
【0064】
(1ー6)本実施の形態の水噴射装置で得られる圧力変化は、図5に示す通りであるが、水噴射行程中の時間変化における圧力勾配は、次の式(6)で表される。
【0065】
dP/dt=(dP/ds)(ds/dt)・・・(6)
コイルばね18を用いた従来の水噴射装置における圧力勾配dP/dtは、サージなどの外乱が入らないとすれば比較的直線的な変化を示す。一方、空気ばね手段を用いた本実施の形態における圧力勾配dP/dtは、dP/dsが式(5)を変位量sで微分して得られる曲線であることを考慮すると、圧力室321の設計次第で直線から大きく外れた変化を実現することも可能である。
【0066】
(1ー7)逆止弁42は、圧力室321内の空気を圧縮するときに圧力調整弁41と圧力室321との連通を遮断する役割と、圧力室321の最低圧(即ち、圧力調整弁41によって設定された準初期圧力Pi)を規定する役割と、圧力室321から空気が洩れた場合の空気洩れ分を補充する役割とを果たす。
【0067】
シールリング36,38によるシール機能が完全であって圧力室321からの空気洩れがないとすると、圧力調整弁41を操作しない限り、織機稼働中において逆止弁42での空気の出入りはなく、逆止弁42は単にストップ弁として振る舞っているにすぎない。
【0068】
圧力室321からの空気洩れがない場合には、圧力室321内の圧力は、圧力調整弁41の操作によって昇圧できても、逆止弁42の作用によって減圧することができない。絞り通路43は、圧力室321内の空気を圧力調整弁41側へ積極的に僅かに洩れさせる。逆止弁42と並列に絞り通路43を設ける構成は、シールリング36,38によるシール機能が完全に働く場合に、圧力室321内を減圧可能にする。この減圧可能な構成は、圧力室321における準初期圧力Piの設定を可能にする。エア圧力源39、圧力調整弁41、逆止弁42及び絞り通路43は、流体ばね手段における準初期圧力を設定するための準初期圧力設定手段を構成する。
【0069】
圧力室321内の空気は、準初期圧力設定手段によって設定された準初期圧力Piの状態から圧縮開始される。水噴射過程の圧力室321内の圧力は、準初期圧力Pi以上となる。ピストン37のストロークは緯入れ毎に一定であるため、圧力室321内の空気を最大に圧縮したときの圧力は常に一定である。従って、水噴射は、圧力室321内の空気を最大に圧縮したときの圧力Pmの状態のもとに開始される。水噴射初期の水噴射圧は、圧力調整弁41によって設定された準初期圧力Piよりも高い圧力Pmに常に一致し、水噴射過程における水噴射圧は圧力Pm以下かつPi以上の範囲となる。従って、緯入れにとって重要なファクタである水噴射開始初期の圧力を間接的に制御することができ、精度の良い水噴射圧調整が可能である。
【0070】
(1−8)ピストン37の下死点位置は、支持板60に対するボルト62の螺着位置を変更することによって変えられる。ボルト62及びロックナット63は、ピストン37の下死点位置を変更可能な位置規制手段を構成する。ピストン37の下死点位置の変更は、圧力室321の最大容積に対する最小容積の割合を変える。即ち、圧力室321内のエアの圧縮比は、支持板60に対するボルト62の螺着位置の変更によって容易に変えられる。緯入れにとって重要なファクタである水噴射開始初期の圧力は、ボルト62の螺着位置の変更という簡単な作業によって容易に変更可能である。
【0071】
(1−9)図16に示す従来の水噴射装置では、カム23のカム面231とカムフォロア221との衝突、及びカムレバー22とストッパ28との衝突が大きな振動発生源となる。本実施の形態では、カム機構が存在しないため、水噴射装置における発生騒音は、著しく低減する。これは、工場内の作業環境の悪化を招くことなくウォータジェットルームの高速化を可能にする。
【0072】
次に、図8〜図10の第2の実施の形態を説明する。第1の実施の形態と同じ構成部には同じ符号が用いてある。
ボルト62には電磁石66が取り付けられており、プランジャ35の上端には磁性体67が止着されている。電磁石66は、第1の実施の形態における制御装置57と同じ機能を有する制御装置57Aの励消磁制御を受ける。図9に示すように、磁性体67が電磁石66に当接しているとき、即ちピストン37が下死点位置にあるとき、磁性体67は、電磁石66の励磁によって電磁石66に吸着して当接状態を保持される。
【0073】
電磁開閉弁45は、電磁開閉弁49が消磁された後に、かつ水噴射開始前にタイミングよりも前に励磁される。電磁石66は、電磁開閉弁45の励磁開始よりも後の水噴射開始タイミングに消磁される。これにより磁性体67が電磁石66の吸着作用から解放され、図10に示すようにピストン37が下死点位置から上死点位置に向けて移動する。緯入れポンプ64Aにおける貯水室642内の水は、下死点位置から上死点位置へのピストン37の移動に伴って緯入れノズル47へ圧送され、緯入れノズル47における水噴射が開始される。
【0074】
電磁石66及び磁性体67は、ピストン37を下死点位置に保持可能な状態と保持不能な状態とに切り換えられる保持手段を構成する。この保持手段は、緯入れポンプ64から緯入れノズル47へ水を供給可能な状態と供給不能な状態とに切り換えられる第2の給水状態切り換え手段である。第2の実施の形態における電磁開閉弁45は、緯入れノズル47へ水供給源29から緯入れポンプ64Aへ高圧水を供給するときに緯入れノズル47への水供給を阻止するための第3の給水状態切り換え手段である。制御装置57Aは、保持可能な状態と保持不能な状態とに前記保持手段を電気的に切り換え制御する保持制御手段となる。
【0075】
水噴射開始は、電磁石66の消磁に依存する。そのため、電磁開閉弁45の励磁開始は、電磁開閉弁49の励磁を消磁に切り換えるタイミング(即ち、ピストン37が下死点位置に到達したタイミング)から水噴射開始タイミング(即ち、電磁石66の励磁を消磁に切り換えるタイミング)までの間に行えばよい。これは、電磁開閉弁45の励磁による開動作に余裕を与える。従って、電磁開閉弁45として応答速度の低い電磁開閉弁の採用が可能である。
【0076】
電磁開閉弁は、応答速度が高いほどその弁体が弁座に衝突する際の衝撃力を増し、弁体あるいは弁座が早期に摩耗してシール性が早期に損なわれるという問題がある。又、応答速度の高い電磁開閉弁は高価である。電磁開閉弁45として応答速度の低い電磁開閉弁を採用する構成は、水噴射装置のコスト低減及び信頼性の向上に寄与する。
【0077】
次に、図11及び図12の第3の実施の形態を説明する。第2の実施の形態と同じ構成部には同じ符号が用いてある。
第2の実施の形態と異なる点は、第2の実施の形態における電磁開閉弁49,45の代わりに電磁三方弁68を用いたことである。電磁三方弁68は、第2の実施の形態における制御装置57Aと同様の機能を有する制御装置57Bの励消磁制御を受ける。図11は、電磁三方弁68の励磁状態を示す。電磁三方弁68の励磁状態は、プランジャポンプ52から圧送される高圧水を緯入れポンプ64Bにおける貯水室643へ供給可能、かつ貯水室643の水を緯入れノズル47へ供給不能な状態である。ピストン37は下死点位置にある。図12は、電磁三方弁68の消磁状態を示す。電磁三方弁68の消磁状態は、プランジャポンプ52から圧送される高圧水を貯水室643へ供給不能、かつ貯水室643の水を緯入れノズル47へ供給可能な状態である。ピストン37は上死点位置から下死点位置に向けて移動する途中にある。
【0078】
電磁三方弁68は、第1の給水状態切り換え手段及び第3の給水状態切り換え手段を兼ねる。
第3の実施の形態では、第1及び第2の実施の形態に比べて電磁弁の個数を減らすことができ、水噴射装置の一層のコンパクト化及び低コスト化が可能である。
【0079】
次に、図13及び図14の第4の実施の形態を説明する。第3の実施の形態と同じ構成部には同じ符号が用いてある。
第3の実施の形態と異なる点は、第3の実施の形態における電磁三方弁68の代わりに電磁回転弁69を用いたことである。電磁三方弁68は、第2の実施の形態における制御装置57Aと同様の機能を有する制御装置57Cの励消磁制御を受ける。図13は、電磁回転弁69の励磁状態を示す。電磁回転弁69の励磁状態は、プランジャポンプ52から圧送される高圧水を貯水室642へ供給可能、かつ貯水室642の水を緯入れノズル47へ供給不能な状態である。ピストン37は下死点位置にある。図14は、電磁回転弁69の消磁状態を示す。電磁回転弁69の消磁状態は、プランジャポンプ52から圧送される高圧水を貯水室642へ供給不能、かつ貯水室642の水を緯入れノズル47へ供給可能な状態である。ピストン37は上死点位置から下死点位置に向けて移動する途中にある。
【0080】
電磁回転弁69は、第1の給水状態切り換え手段及び第3の給水状態切り換え手段を兼ねる。
第4の実施の形態では、第3の実施の形態と同じ効果が得られる。
【0081】
次に、図15の第5の実施の形態を説明する。第1の実施の形態と同じ構成部には同じ符号が用いてある。
緯糸Y1,Y2,Y3を複数の緯入れノズル47から射出するための緯入れポンプ64、電磁開閉弁45、流路ブロック30及び圧力調整弁41が筺体701,702,703内に収納されている。筺体701,702,703及びそれらの収納部品は、別々の水噴射装置を構成する。各筺体701,702,703内の流路ブロック30内の流路301には単一の電磁開閉弁49が共通管路71及び分岐管路711,712,713を介して連通されている。単一の電磁開閉弁49は、前記別々の水噴射装置の共有の構成部品である。分岐管路711,712,713上には逆止弁72,73,74が介在されている。電磁開閉弁45が閉状態にあるときには、各緯入れポンプ64の貯水室641に送られている水は、逆止弁72,73,74の存在によって高圧状態を維持された状態で噴射待機している。
【0082】
第1の実施の形態における制御装置57と同様の機能を有する制御装置57Dには緯糸選択パターンデータが制御データ入力装置58Dの入力操作によって入力して記憶されている。制御装置57Dは、予め設定された緯糸選択パターンデータに基づいて緯入れ1回毎に複数の電磁開閉弁45のうちのいずれか1つを選択して励消磁する。これにより緯糸Y1,Y2,Y3のうちのいずれか1つのみが選択して緯入れノズル47から射出して緯入れされる。
【0083】
図16に示す従来の水噴射装置では、装置の大きさや取り付け条件等の制約のために、2色緯入れが限界である。空気ばね手段を水噴射圧発生用駆動源とする水噴射装置は、従来の水噴射装置に比べて非常にコンパクトになるため、第5の実施の形態のように、2色を越える緯入れも可能である。又、第5の実施の形態では、複数の緯入れポンプ64への高圧水供給を制御するための第1の給水状態切り換え手段として単一の電磁開閉弁49が共用される。そのため、多色緯入れのための水噴射装置全体が一層コンパクトになり、装置コストの低減効果も著しい。又、第5の実施の形態では、騒音源となる緯入れポンプ64及び電磁開閉弁45を筺体701,702,703内に収納したため、騒音は、第1の実施の形態の場合よりも一層低減する。本願発明者が本実施の形態の試作装置と従来装置との騒音を計測して比較したところ、本実施の形態の試作装置における騒音が従来装置よりも10dB以上小さくなるという結果が得られている。
【0084】
本発明では以下のような実施の形態も可能である。
(1)第1の実施の形態において、絞り通路43上に電磁開閉弁を介在し、布種変更等に伴う準初期圧力Piの変更時にのみ前記電磁開閉弁を開閉制御するようにすること。
【0085】
(2)第1及び第2の実施の形態において、電磁開閉弁49の代りに、織機回転に同期して開閉する機械式開閉弁を用いること。機械式開閉弁の採用は、第2の給水状態切り換え手段の切り換え動作に余裕があるために可能である。
【0086】
(3)空気以外の圧縮可能なガス状の流体、例えば不活性ガス(窒素ガス、二酸化炭素等)の圧力をばね力とする流体ばね手段を用いること。
(4)ばね手段として図17に示すコイルばねを用いた緯入れポンプを本発明に採用すること。
【0087】
(5)多数台のウォータジェットルームを管理する管理用コンピュータと、織機内蔵のコンピュータとを通信で結び、多数のウォータジェットルームを管理用コンピュータを介して遠隔操作すること。
【0088】
(6)ウォータジェットルームの稼動データに基づいて水噴射タイミングあるいは水噴射圧をフィードバック制御すること。
【0089】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明では、ばね手段がピストンを上死点方向に付勢する荷重に打ち勝ってピストンを下死点方向へ移動させるだけの高圧水を水供給源から緯入れポンプへ供給し、前記緯入れポンプから緯入れノズルへ水を供給可能な状態と供給不能な状態とに切り換えられる第2の給水状態切り換え手段の駆動源を織機駆動源から独立させたので、ウォータジェットルームの自動化に適した水噴射装置を提供し得るという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施の形態を示し、(a)は水噴射装置の全体図。(b)は電磁開閉弁49,45の励消磁状態を示す簡略図。
【図2】(a)は、ピストン37が下死点位置にある状態を示す要部断面図。(b)は電磁開閉弁49,45の励消磁状態を示す簡略図。
【図3】(a)は、ピストン37が下死点位置から上死点位置に移動しつつある状態を示す要部断面図。(b)は電磁開閉弁49,45の励消磁状態を示す簡略図。
【図4】電磁開閉弁45,49の励消磁タイミング、緯入れノズル47における噴射圧変化、及び圧力室321における圧力変化を示すグラフ。
【図5】圧力室321の容積と圧力室321内の圧力との関係を示すグラフ。
【図6】緯入れノズル47における噴射圧変化、及び圧力室321における圧力変化を示すグラフ。
【図7】(a),(b),(c),(d)は、空気ばね手段を用いた本実施の形態の水噴射装置における水噴射圧の変化の計測結果を示すグラフ。(e),(f),(g),(h)は、従来のコイルばねを用いた水噴射装置における水噴射圧の変化の計測結果を示すグラフ。
【図8】第2の実施の形態を示す水噴射装置の全体図。
【図9】ピストン37が下死点位置にある状態を示す要部断面図。
【図10】ピストン37が下死点位置から上死点位置に移動しつつある状態を示す要部断面図。
【図11】第3の実施の形態を示す水噴射装置の全体図。
【図12】ピストン37が下死点位置から上死点位置に移動しつつある状態を示す水噴射装置の全体図。
【図13】第4の実施の形態を示す水噴射装置の全体図。
【図14】ピストン37が下死点位置から上死点位置に移動しつつある状態を示す水噴射装置の全体図。
【図15】第5の実施の形態を示す水噴射装置の全体図。
【図16】従来の水噴射装置の全体図。
【図17】緯入れポンプ11の側断面図。
【図18】織機回転角度とカムリフト量との関係を示すグラフ。
【符号の説明】
29…水供給源。32…流体ばね手段を構成する流体シリンダとしてのエアシリンダ。321…流体ばね手段を構成する圧力室。33…緯入れポンプを構成する水シリンダ。35…緯入れポンプを構成するプランジャ。37…流体ばね手段を構成するピストン。39…流体供給源としてのエア圧力源。41…圧力調整手段としての圧力調整弁。43…絞り通路。45…第2及び第3の給水状態切り換え手段となる電磁開閉弁。47…緯入れノズル。49…第1の給水状態切り換え手段となる電磁開閉弁。57,57A,57B,57C,57D…噴射圧制御手段及び切り換え制御手段を構成する制御装置。58,58D…制御データ入力装置。62…位置規制手段を構成するボルト。63…位置規制手段を構成するロックナット.64,64A,64B…緯入れポンプ。66…第2の給水状態切り換え手段としての保持手段を構成する電磁石。67…第2の給水状態切り換え手段としての保持手段を構成する磁性体。68…第1及び第3の給水状態切り換え手段となる電磁三方弁。69…第1及び第3の給水状態切り換え手段となる電磁回転弁。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a water injection device in a water jet loom that pumps water to a weft insertion nozzle by a weft insertion pump to inject water from the weft insertion nozzle, and wefts are inserted by the water injection action of the weft insertion nozzle. is there.
[0002]
[Prior art]
FIG. 16 shows a water injection device in a conventional water jet loom, and FIG. 17 shows an internal structure of a
[0003]
A
[0004]
The
[0005]
When the
[0006]
The stopper 28 includes a female screw body 281 that is fixedly disposed, a
[0007]
A curve K in the graph of FIG. 18 shows the relationship between the loom rotation angle and the cam lift amount (that is, the displacement amount of the
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
The
[0009]
An object of this invention is to provide the water injection apparatus suitable for automation of a water jet loom.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
Therefore, the present invention The piston in the cylinder is urged in the direction of top dead center by spring means. In a water jet device in a water jet loom that pumps water from a weft insertion nozzle by pumping water to a weft insertion nozzle by a weft insertion pump, and wefts are inserted by the water injection action of the weft insertion nozzle, High pressure water that only overcomes the load by which the spring means urges the piston in the direction of top dead center and moves the piston in the direction of bottom dead center to the cylinder. A water supply source that can be supplied, a first water supply state switching means that can switch between a state in which high-pressure water can be supplied from the water supply source to the weft insertion pump and a state in which supply of the high pressure water is impossible, and A second water supply state switching means for switching between a state in which water can be supplied to the inlet nozzle and a state in which water cannot be supplied; and a state where water can be supplied and a state where water cannot be supplied; And a third water supply state switching means for blocking water supply to the weft insertion nozzle when supplying high-pressure water to the pouring pump. The drive source was made independent of the loom drive source.
[0011]
When the first water supply state switching means can be supplied and the third water supply state switching means cannot be supplied, the high pressure water of the water supply source Is Spring means in weft insertion pump Loads that urge the piston toward top dead center Overcoming While moving the piston toward the bottom dead center Supplied to the weft insertion pump. When the first water supply state switching means cannot be supplied and the second and third water supply state switching means can be supplied, the water in the weft insertion pump Is Biasing force of spring means in weft insertion pump Movement toward the top dead center To the weft insertion nozzle. The water supply switching state of the second water supply state switching means is switched independently from the loom drive source. Such switching independent of the loom drive source facilitates changing the timing of water supply from the weft insertion pump to the weft insertion nozzle, that is, the water injection timing.
[0012]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the water injection device is provided that includes a switching control unit that electrically controls a water supply switching state of the second water supply state switching unit.
[0013]
The water supply switching state of the second water supply state switching means is electrically switched by the switching control means. Such electrical switching control facilitates changing the timing of water supply from the weft insertion pump to the weft insertion nozzle, that is, the water injection timing.
[0014]
According to a third aspect of the present invention, in any one of the first and second aspects, the drive source of the first water supply state switching means is independent from the loom drive source, and the water supply of the first water supply state switch means The switching state is electrically controlled by the switching control means.
[0015]
The water supply switching state of the first water supply state switching means is electrically switched by the switching control means. Such electrical switching control facilitates changing the timing of water supply from the water supply source to the weft insertion pump.
[0016]
According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the spring means includes a pressure chamber that houses a compressible gaseous fluid, and the pressure of the fluid in the pressure chamber is controlled. The fluid spring means is a spring force.
[0017]
According to a fifth aspect of the present invention, in the fourth aspect, the fluid spring means is an air spring means in which the air pressure is a spring force.
In the fourth and fifth aspects, since the surging vibration is small in the fluid spring means in which the pressure of the compressible fluid is a spring force, the fluctuation (pressure pulsation) of the water injection pressure due to the surging vibration is small. Therefore, the state in which the weft insertion of the weft is disturbed by the surging vibration is improved. Moreover, since there is no conventional coil spring, the rising speed of the water injection pressure can be increased.
[0018]
According to a sixth aspect of the present invention, in any one of the fourth and fifth aspects, the spring force adjusting means for adjusting the fluid spring force in the fluid spring means, and the spring force adjusting state in the spring force adjusting means in an electric state. The water injection apparatus provided with the injection pressure control means to control automatically was comprised.
[0019]
The spring force adjustment state in the spring force adjustment means is electrically controlled by the injection pressure control means. Such control of the electric spring force adjustment state makes it easy to change the water injection pressure in the weft insertion nozzle.
[0020]
According to a seventh aspect of the present invention, in the sixth aspect, a fluid supply source for supplying a high-pressure fluid to the pressure chamber of the fluid spring means, and a pressure adjustment for adjusting the pressure of the fluid supplied to the fluid spring means The spring force adjusting means is provided, and the pressure adjustment state in the pressure adjusting means is electrically controlled by the injection pressure control means.
[0021]
The pressure adjustment state in the pressure adjustment means is electrically controlled by the injection pressure control means. Such control of the electrical pressure adjustment state facilitates the change of the water injection pressure in the weft insertion nozzle.
[0023]
[0024]
When the first water supply state switching means can be supplied and the third water supply state switching means cannot be supplied, the high pressure water of the water supply source overcomes the pressure in the pressure chamber and causes the piston to die. Move from the point position to the bottom dead center position. Thereby, water is supplied to the weft insertion pump. When the first water supply state switching means cannot be supplied and the second and third water supply state switching means can be supplied, the piston is dead from the bottom dead center position side by the pressure in the pressure chamber. Move to the point position side. Thereby, the water in the weft insertion pump is supplied to the weft insertion nozzle.
[0025]
Claim 9 In the invention of
The injection pressure at the start of water injection can be changed by changing the bottom dead center position of the piston.
[0026]
[0027]
When the holding means is in a holdable state and the piston is held at the bottom dead center position, water supply from the weft insertion pump to the weft insertion nozzle is blocked. When the piston is at the bottom dead center position and the third water supply state switching means can be supplied, if the holding means is switched from the holdable state to the non-holdable state, the piston is moved from the bottom dead center position. Start moving toward top dead center position.
[0028]
[0029]
Sharing the first water supply state switching means is advantageous for making the weft insertion device compact in multi-color weft insertion.
[0030]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0031]
As shown in FIG. 1A, a
[0032]
A
[0033]
A
[0034]
A
[0035]
The
[0036]
An
[0037]
When the
[0038]
A normally-closed electromagnetic on-off
[0039]
A normally closed electromagnetic on-off
[0040]
The
[0041]
The
[0042]
The
[0043]
As shown in FIG. 1A, the electromagnetic on-off
[0044]
The control device 57 controls the excitation / demagnetization of the electromagnetic on-off
[0045]
A curve D in the graph of FIG. 4 represents a preset excitation / demagnetization timing of the
[0046]
When the excitation of the electromagnetic on-off
[0047]
When the
[0048]
The pressure change indicated by the curve Pb in FIG. 5 is expressed as follows. Generally, the actual change in pressure P when air is compressed and expanded in the air compressor is expressed by the following equation (1) as a polytropic change.
[0049]
P · Vn = constant (1)
N in the formula (1) is a polytropic index, and usually n = 1.2. When the volume of the
[0050]
P · (Vo−s · Aa) n = Pi · Von (2)
In Expression (2), s is the displacement amount of the piston 37 (s = 0 at the start of compression), and Aa is the pressure receiving area of the
[0051]
Therefore, the pressure P in the
P = Pi · Von / (Vos−Aa) n (3)
That is, the curve Pb in FIG. 5 is expressed by Expression (3). When the displacement amount s increases, that is, the volume of the
[0052]
When the
[0053]
A curve Go in FIG. 6 represents an actual pressure change in the
[0054]
The following effects can be obtained in the first embodiment.
(1-1) When the cloth type is changed, the water injection timing in the
[0055]
(1-2) The open / close state of the electromagnetic on-off valve 49 (that is, the water supply switching state of the first water supply switching means) is switched by electrical command control of the control device 57. That is, the high-pressure water supply timing from the
[0056]
(1-3) The air pressure in the
[0057]
(1-4) Curves Ce, Cf, Cg, and Ch in the graphs of FIGS. 7 (e), (f), (g), and (h) indicate the water injection pressure in a water injection device using a conventional coil spring. The measurement result of change is shown. Curves Ca, Cb, Cc, and Cd in the graphs of FIGS. 7A, 7B, 7C, and 7D indicate changes in the water injection pressure in the water injection device of the present embodiment using air spring means. The measurement result is shown. 7A and 7E show the case where the loom rotation speed is 700 rpm and the quasi-initial pressure Pi in the
[0058]
In the water injection device of the present embodiment using the air spring means as the drive source for generating the water injection pressure in the weft insertion pump, the water injection pressure caused by surging vibration is greatly undulated at any rotational speed of the loom. There is no fluctuation (pressure pulsation). However, when a conventional water injection device using a coil spring is used as a drive source for generating a water injection pressure in a weft insertion pump, the water injection pressure caused by surging vibration at a specific loom rotational speed greatly undulates. The fluctuation (pressure pulsation) becomes remarkable. Such pressure pulsations increase the diffusion of the water jet. If the diffusion of the water jet increases, the warp yarn is likely to be damaged, and the weft posture in the latter half of the weft insertion becomes unstable and a weft insertion failure is likely to occur.
[0059]
In the air spring means that uses the pressure of air, which is a compressible fluid, as a spring force, surging vibration is very small compared to a coil spring. For this reason, there is little fluctuation (pressure pulsation) in which the water injection pressure undulates due to surging vibration. The occurrence of pressure pulsation when using a coil spring becomes more pronounced as the loom speed increases, but in the water jet device of the present embodiment using air spring means, the loom speed is 1000 rpm. No pressure pulsation due to surging vibration is observed even when the number is increased. Therefore, even in a high speed rotation state of the loom such as 1000 rpm, there is no warp damage and the weft Y is stably inserted. The stable weft insertion of the weft Y in the high speed operation of the loom enables the loom to operate at high speed without impairing the fabric quality.
[0060]
(1-5) In the case of the conventional water injection device shown in FIGS. 16 and 17, when the water inertia force and the pipe frictional resistance are ignored as being small, the following equation (4 ) Holds the equation of motion.
[0061]
m · d2x / dt2 = (H−k · x) + (Pa−Po) · Ap (4)
In Expression (4), m is the total equivalent mass of the movable bodies of the power transmission system such as the
[0062]
If the formula (4) is arranged for the pressure Po of the
Po = Pa + (Hk * xm * d2x / dt2) / Ap (5)
In Expression (5), at the water injection start stage, first, the mass m is rapidly accelerated by the spring force H. Next, when the acceleration is finished, that is, when the inertial force m · d2x / dt2 approaches zero, water injection proceeds while the spring force (Hk · x) and the pressure Po are balanced. In the course of water injection, the water injection pressure is high when the initial displacement x is small, but the water injection proceeds and the
[0063]
The mass m in the equation (4) is the sum of the equivalent masses of the movable bodies of the power transmission system. The smaller the mass m, the higher the initial speed when the
[0064]
(1-6) The pressure change obtained by the water injection device of the present embodiment is as shown in FIG. 5, but the pressure gradient in the time change during the water injection stroke is expressed by the following equation (6). The
[0065]
dP / dt = (dP / ds) (ds / dt) (6)
The pressure gradient dP / dt in the conventional water injection device using the
[0066]
(1-7) The
[0067]
If the sealing function by the seal rings 36 and 38 is complete and there is no air leakage from the
[0068]
When there is no air leakage from the
[0069]
The air in the
[0070]
(1-8) The bottom dead center position of the
[0071]
(1-9) In the conventional water jetting apparatus shown in FIG. 16, the collision between the
[0072]
Next, a second embodiment of FIGS. 8 to 10 will be described. The same reference numerals are used for the same components as those in the first embodiment.
An
[0073]
The electromagnetic open /
[0074]
The
[0075]
The start of water injection depends on the demagnetization of the
[0076]
The electromagnetic on-off valve has a problem in that the higher the response speed, the greater the impact force when the valve body collides with the valve seat, and the valve body or the valve seat wears earlier and the sealing performance is impaired earlier. Moreover, an electromagnetic on-off valve with a high response speed is expensive. The configuration employing an electromagnetic on-off valve with a low response speed as the electromagnetic on-off
[0077]
Next, a third embodiment of FIGS. 11 and 12 will be described. The same components as those in the second embodiment are denoted by the same reference numerals.
The difference from the second embodiment is that an electromagnetic three-
[0078]
The electromagnetic three-
In the third embodiment, the number of solenoid valves can be reduced as compared with the first and second embodiments, and the water injection device can be further reduced in size and cost.
[0079]
Next, a fourth embodiment shown in FIGS. 13 and 14 will be described. The same reference numerals are used for the same components as in the third embodiment.
The difference from the third embodiment is that an electromagnetic
[0080]
The electromagnetic
In the fourth embodiment, the same effects as in the third embodiment can be obtained.
[0081]
Next, a fifth embodiment of FIG. 15 will be described. The same reference numerals are used for the same components as those in the first embodiment.
A
[0082]
In the control device 57D having the same function as the control device 57 in the first embodiment, weft selection pattern data is inputted and stored by an input operation of the control data input device 58D. The control device 57D selects and demagnetizes one of the plurality of electromagnetic on-off
[0083]
In the conventional water jetting apparatus shown in FIG. 16, two-color weft insertion is the limit due to restrictions such as the size of the apparatus and mounting conditions. Since the water injection device using the air spring means as the drive source for generating the water injection pressure is very compact as compared with the conventional water injection device, the weft insertion exceeding two colors is possible as in the fifth embodiment. Is possible. In the fifth embodiment, a single electromagnetic on-off
[0084]
In the present invention, the following embodiments are also possible.
(1) In the first embodiment, an electromagnetic on-off valve is interposed on the
[0085]
(2) In the first and second embodiments, instead of the electromagnetic on-off
[0086]
(3) Use fluid spring means that uses a pressure of a compressible gaseous fluid other than air, for example, an inert gas (nitrogen gas, carbon dioxide, etc.) as a spring force.
(4) A weft insertion pump using a coil spring shown in FIG. 17 as a spring means is employed in the present invention.
[0087]
(5) A management computer for managing a large number of water jet looms and a computer with a built-in loom are connected by communication, and a large number of water jet looms are remotely operated via the management computer.
[0088]
(6) The water injection timing or the water injection pressure is feedback controlled based on the operation data of the water jet loom.
[0089]
【The invention's effect】
As described in detail above, in the present invention, High-pressure water is needed to move the piston toward the bottom dead center by overcoming the load that the spring means biases the piston toward the top dead center. Wet pump from water supply To Since the drive source of the second water supply state switching means for switching between the state in which water can be supplied from the weft insertion pump to the weft insertion nozzle and the state in which it cannot be supplied is made independent of the loom drive source, the water jet loom It is possible to provide a water jet device suitable for the automation of the above.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows a first embodiment, and (a) is an overall view of a water injection device. FIG. 4B is a simplified diagram showing the excitation / demagnetization state of the electromagnetic on-off
FIG. 2A is a cross-sectional view of a main part showing a state where a
FIG. 3A is a cross-sectional view of a principal part showing a state in which a
FIG. 4 is a graph showing excitation / demagnetization timing of electromagnetic open /
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the volume of the
6 is a graph showing a change in injection pressure in the
FIGS. 7A, 7B, 7C, and 7D are graphs showing measurement results of changes in water injection pressure in the water injection device of the present embodiment using air spring means. (E), (f), (g), (h) is a graph which shows the measurement result of the change of the water injection pressure in the water injection apparatus using the conventional coil spring.
FIG. 8 is an overall view of a water injection device showing a second embodiment.
FIG. 9 is a cross-sectional view of a principal part showing a state where a
FIG. 10 is a cross-sectional view of a principal part showing a state where a
FIG. 11 is an overall view of a water injection device showing a third embodiment.
FIG. 12 is an overall view of the water ejection device showing a state in which a
FIG. 13 is an overall view of a water injection device showing a fourth embodiment.
FIG. 14 is an overall view of the water injection device showing a state in which a
FIG. 15 is an overall view of a water injection device showing a fifth embodiment.
FIG. 16 is an overall view of a conventional water injection device.
17 is a side sectional view of the
FIG. 18 is a graph showing a relationship between a loom rotation angle and a cam lift amount.
[Explanation of symbols]
29 ... Water supply source. 32. An air cylinder as a fluid cylinder constituting the fluid spring means. 321 ... Pressure chamber constituting fluid spring means. 33: A water cylinder constituting a weft insertion pump. 35 ... Plunger constituting a weft insertion pump. 37. Piston constituting the fluid spring means. 39: An air pressure source as a fluid supply source. 41 ... Pressure adjusting valve as pressure adjusting means. 43: A throttle passage. 45. An electromagnetic on-off valve serving as a second and third water supply state switching means. 47 ... Weft insertion nozzle. 49. An electromagnetic on-off valve serving as a first water supply state switching means. 57, 57A, 57B, 57C, 57D... Control device constituting injection pressure control means and switching control means. 58, 58D: Control data input device. 62... Bolts that constitute position restricting means. 63 ... A lock nut constituting the position restricting means. 64, 64A, 64B ... Weft insertion pump. 66: An electromagnet constituting holding means as second water supply state switching means. 67: A magnetic body constituting holding means as second water supply state switching means. 68: An electromagnetic three-way valve serving as first and third water supply state switching means. 69: An electromagnetic rotary valve serving as first and third water supply state switching means.
Claims (11)
前記ばね手段が前記ピストンを上死点方向に付勢する荷重に打ち勝って前記ピストンを下死点方向へ移動させるだけの高圧水を前記シリンダへ供給可能な水供給源と、
前記水供給源から前記緯入れポンプへ高圧水を供給可能な状態と供給不能な状態とに切り換えられる第1の給水状態切り換え手段と、
前記緯入れポンプから前記緯入れノズルへ水を供給可能な状態と供給不能な状態とに切り換えられる第2の給水状態切り換え手段と、
水を供給可能な状態と供給不能な状態とに切り換えられ、前記水供給源から前記緯入れポンプへ高圧水を供給するときに前記緯入れノズルへの水供給を阻止するための第3の給水状態切り換え手段とを備え、
前記第2の給水状態切り換え手段の駆動源を織機駆動源から独立させたウォータジェットルームにおける水噴射装置。Water is pumped to the weft insertion nozzle by a weft insertion pump that urges the piston in the cylinder in the direction of top dead center by a spring means, and water is injected from the weft insertion nozzle. In the water jet device in the water jet loom to put,
A water supply source capable of supplying the cylinder with high-pressure water that only overcomes the load by which the spring means urges the piston in the direction of top dead center and moves the piston in the direction of bottom dead center ;
First water supply state switching means for switching between a state in which high-pressure water can be supplied from the water supply source to the weft insertion pump and a state in which the high-pressure water cannot be supplied;
A second water supply state switching means capable of switching between a state where water can be supplied from the weft insertion pump to the weft insertion nozzle and a state where water cannot be supplied;
A third water supply for switching to a state where water can be supplied and a state where water cannot be supplied, and for blocking water supply to the weft insertion nozzle when high pressure water is supplied from the water supply source to the weft insertion pump State switching means,
A water jet device in a water jet loom, wherein a drive source of the second water supply state switching means is independent of a loom drive source.
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