JP3826291B2 - 紡績機械及び紡績方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は紡績機械及び紡績方法に係り、詳しくは例えば精紡機のドラフト装置（ドラフトパート）の下流に配置され、ドラフト装置でドラフトされた繊維束を集束する繊維束集束装置を備えた紡績機械及び該紡績機械を使用した紡績方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の繊維束集束装置は、一般に繊維束の集束に吸引作用を利用している（例えば、特許文献１及び特許文献２参照。）。前記特許文献１，２に開示された装置では、ドラフト装置の最終ローラの下流のボトム側に吸引スリットを有する静止摺動面を構成する中空プロフィル（ガイド筒）を設け、中空プロフィルに輸送用の孔開けベルトが巻き掛けられている。また、トップ側には前記孔開けベルトと当接してニップ点を画成するニップローラが設けられている。前記ニップローラは前記最終ローラにより移送ベルトを介して駆動されるようになっている。ニップローラを移送ベルトを介して駆動する構成に代えて、最終ローラに当接する移送ローラを介して駆動する構成も開示されている。
【０００３】
また、スライド表面に吸引スリットが形成された中空プロファイルと、緊張ローラとの間に孔開けベルトが巻かけられている点が前記特許文献１に開示されたものと異なる構成の繊維束集束装置も開示されている（特許文献３参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−２８６８３７号公報（段落番号［００１７］〜［００２４］、図１，図３）
【特許文献２】
特開２０００−７３２２４号公報（段落番号［００１５］〜［００２１］、図１）
【特許文献３】
特開２０００−３４６３１号公報（段落番号［００１８］〜［００２１］、図１，図２）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記繊維束集束装置を備えた紡績機械で糸を紡出する際、繊維束集束装置の吸引スリットに作用する吸引圧力が紡出される糸の品質に影響を与えることが考えられる。しかし、従来、紡出条件に対応して吸引圧力を積極的に変更し、適正な品質の糸を紡出することに関して記載された文献は見あたらない。
【０００６】
本願発明者は、実験的に前記吸引圧力を変更して、紡出糸の品質を調べた。その結果、吸引圧力の低い領域では、負圧の上昇（減圧度の増加）に連れて糸品質が著しい向上を示すこと、負圧がある程度以上になると繊維集束が飽和状態になるためか、ほぼ横這いの傾向を示すこと等が判明した。また、この横這いとなりだす圧力は、糸の太さ（番手）や繊維種、スピンドル回転数によって異なることも判った。
【０００７】
このような事実から吸引作用により繊維束の集束度を高めて、望ましい糸品質を実現するためには、ある程度以上の吸引圧力（以下、必要圧と記す。）を繊維束に作用させることが重要との結論に至る。しかし、安全をみて必要圧の高い紡出条件に合わせて吸引装置の圧力設定を固定すると、必要圧の低い紡出条件に対しては、吸引に要する電力などのエネルギーを無駄に消費する結果となる。
【０００８】
また、このような状況を考慮して、仮に、吸引圧力が紡出条件毎に設定変更可能に吸引装置を構成した場合でも、機台操作者が無駄のない圧力設定をしたくとも適正値が簡単には決定できず、紡出条件が変更されるたびに何度かの試験紡出に基づいて適正値を見つけ出す手間がかかるという問題も考えられる。
【０００９】
また、一般的に１本の満管糸に巻かれた糸において、毛羽などの糸品質は、撚り掛け・巻き取り部での糸張力の変化などにより変化することが知られている。従って、より均質な糸を得るためには、巻き取り開始（紡出開始）から満管停止まで一定の吸引圧力とするのではなく、吸引圧力を変化させるのが最適な可能性もある。
【００１０】
本発明は前記の問題に鑑みてなされたものであって、その第１の目的は紡出糸の品質が所望の条件を満たすように、繊維束集束装置の吸引圧力の設定及び変更が可能な紡績機械を提供することにある。また、第２の目的は巻き取り開始から終了まで、繊維束集束装置に適正な繊維束集束作用を発揮させて一定の品質の糸を紡出することができる紡績方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記第１の目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、ドラフトパートの最終送出ローラ対の下流側に、前記ドラフトパートでドラフトされた繊維束を集束する繊維束集束装置が設けられた紡績機械である。前記繊維束集束装置はニップローラを備えた送出部と、前記送出部のニップ点に対して少なくとも繊維束の移動方向の上流側に延びるように設けられた吸引孔を備えた吸引部と、前記送出部を構成するとともに前記吸引部に沿って回転される通気部材と、前記吸引部に作用する吸引圧力を任意に設定及び変更可能な吸引手段とを備えている。
【００１２】
この発明では、ドラフトパートでドラフトされた繊維束は、ドラフトパートの最終送出ローラ対の下流側に設けられた繊維束集束装置によって集束され、集束された状態で移動するため、繊維束集束装置の配設されない紡績機械に比較して、毛羽の発生や落綿が抑制されて糸質の改善効果が大幅に向上する。繊維束集束装置の集束作用は、吸引手段によって吸引圧力が付与される吸引部の吸引孔の吸引作用によって生じる。そして、前記吸引手段が前記吸引部に作用する吸引圧力を任意に設定及び変更可能なため、前記吸引圧力を紡出条件に応じて最適な値に変更して紡績を行うことが可能になる。
【００１３】
また、前記吸引手段は紡出糸の太番手、中番手及び細番手に対応して、前記吸引圧力が太番手＞中番手＞細番手となるように変更して駆動される。この発明では、紡出糸の太さに応じて吸引圧力が適正な値に変更されて紡績が行われる。その結果、無駄なエネルギーの消費を抑制した状態で、繊維束集束装置の集束作用が適正に行われる。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記吸引手段は制御手段により前記吸引圧力を変更可能に駆動制御され、前記制御手段は紡出条件に対応して適正な前記吸引圧力を自動的に設定可能に構成されている。この発明では、紡出条件を設定することにより、制御手段に紡出条件に対応した適正な前記吸引圧力が自動的に設定される。そして、紡績機械が運転されると吸引手段は制御手段により吸引部の吸引圧力が紡出条件に対応した適正な圧力となるように駆動制御される。
【００１５】
第２の目的を達成するため、請求項３に記載の発明は、ドラフトパートの最終送出ローラ対の下流側に、ニップローラを備えた送出部と、前記送出部のニップ点に対して少なくとも繊維束の移動方向の上流側に延びるように設けられた吸引孔を備えた吸引部と、前記送出部を構成するとともに前記吸引部に沿って回転される通気部材と、前記吸引部に作用する吸引圧力を任意に設定及び変更可能な吸引手段とを備え、前記ドラフトパートでドラフトされた繊維束を集束する繊維束集束装置が設けられた紡績機械を使用した紡績方法である。そして、前記吸引圧力をボビンへの糸の巻取り量が満管の３割程度となった時期に最高となるように調整して紡績を行う。
【００１６】
この発明では、紡績時に紡出糸の巻き取り開始から巻終わり（即ち満管）まで繊維束集束装置の前記吸引圧力が一定となるように行われるのではなく、ボビンへの糸の巻取り量が満管の３割程度となった時期に吸引孔の吸引作用が最大となるように行われる。その結果、紡出糸の品質が向上する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した一実施の形態を図１〜図８に従って説明する。図１は繊維束集束装置のダクト、吸引装置及び吸引部の関係を示す模式平面図、図２はドラフト装置の片側を示す一部破断概略側面図である。図３はドラフト装置のボトムローラと、繊維束集束装置の吸引部及びボトムニップローラとの関係を示すための、トップローラ側を省略した部分概略図である。図４（ａ）は繊維束集束装置をニップ点における繊維束引き出し方向（ドラフト装置における繊維束の移動方向前方）から見た概略図である。
【００１８】
図２に示すように、ドラフトパートとしてのドラフト装置１１はフロントボトムローラ１２、ミドルボトムローラ１３及びバックボトムローラ１４を備えた３線式の構成となっている。フロントボトムローラ１２はローラスタンド１５に対して所定位置に支持され、ミドル及びバックの各ボトムローラ１３，１４はローラスタンド１５に対して前後方向に位置調整可能に固定された支持ブラケット１３ａ，１４ａを介して支持されている。支持ブラケット１３ａ，１４ａはローラスタンド１５に形成された長孔を貫通するボルト及びナット（いずれも図示せず）により所定位置に締め付け固定されるようになっている。ボトムエプロン１６はボトムテンサ１７と、ミドルボトムローラ１３とに巻き掛けられている。
【００１９】
ウエイティングアーム１８にはフロントトップローラ１９、ミドルトップローラ２０及びバックトップローラ２１が、それぞれフロントボトムローラ１２、ミドルボトムローラ１３及びバックボトムローラ１４と対応する位置にトップローラ支持部材を介してそれぞれ支持されている。各トップローラ１９〜２１は２錘１組として支持されている。フロントボトムローラ１２及びフロントトップローラ１９がドラフト装置１１の最終送出ローラ対を構成する。
【００２０】
ウエイティングアーム１８にはレバー１８ａが加圧位置と解放位置とに回動可能に配設されている。レバー１８ａが図２に示すウエイティングアーム１８のフレーム１８ｂと当接する加圧位置に配置された状態では、ウエイティングアーム１８に支持された各トップローラ１９〜２１をボトムローラ１２，１３，１４側に押圧する加圧位置（紡出位置）にロック状態で保持される。また、レバー１８ａが図２に示す状態から上方の解放位置に回動された状態では、前記ロック状態が解除されるようになっている。
【００２１】
図２に示すように、ドラフト装置１１の最終送出ローラ対の下流側に繊維束集束装置３０が配設されている。繊維束集束装置３０は送出部３１、吸引部Ｓとしての吸引パイプ３２，３３及び通気部材としての通気エプロン３４を備えている。送出部３１はフロントボトムローラ１２と平行に配設された回転軸３５に形成されたニップローラとしてのボトムニップローラ３５ａと、ボトムニップローラ３５ａに通気エプロン３４を介して押圧されるニップローラとしてのトップニップローラ３１ａとで構成されている。
【００２２】
この実施の形態の繊維束集束装置３０は、図４（ａ）に示すように、トップニップローラ３１ａがドラフト装置１１の各トップローラ１９〜２１と同様に２錘毎に、支持部材３６（図２及び図５に図示）を介してウエイティングアーム１８に支持されている。なお、この実施の形態では支持部材３６はフロントトップローラ１９の支持部材と一体に形成されている。
【００２３】
一方、繊維束集束装置３０のボトム側は、ドラフト装置１１のローラスタンド１５間に配置される錘の半分、この実施の形態では４錘分を１ユニットとして構成されている。機台長手方向に所定間隔で配設されたローラスタンド１５の中間位置には、図３に示すように、機台長手方向に延設された支持ビーム３７に基端側が支持された状態で支持アーム３８が配設され、ローラスタンド１５と支持アーム３８との間に回転軸３５が支持されている。
【００２４】
図４（ｂ）に示すように、回転軸３５は複数錘（この実施の形態では４錘）と対応する所定長さに形成され、その両端に軸受３９が固定されている。そして、軸受３９がエンドプラグ４０に嵌合され、図４（ａ）に示すように、エンドプラグ４０が嵌合部４０ａにおいてローラスタンド１５及び支持アーム３８に設けられた支持部１５ａ，３８ａに支持されることにより、回転軸３５はローラスタンド１５と支持アーム３８との間に回転可能に支持されている。支持部１５ａ，３８ａは、エンドプラグ４０を２個支持可能に形成され、隣接する回転軸３５の端部に取り付けられたエンドプラグ４０を支持可能になっている。
【００２５】
支持部１５ａはローラスタンド１５上に固定されたブロックで構成され、機台前側斜め上方に向かって延びる嵌合凹部を有している。支持部３８ａも機台前側斜め上方に向かって延びる嵌合凹部を有している。そして、エンドプラグ４０は両嵌合凹部と嵌合可能な嵌合部４０ａを有し、嵌合部４０ａにおいて支持部１５ａ，３８ａに対してワンタッチで嵌合可能に形成されている。
【００２６】
回転軸３５には長手方向の中央にギヤ４１が回転軸３５と一体回転可能に設けられている。図３に示すように、フロントボトムローラ１２にはギヤ４１と対向する位置にギヤ部１２ａが形成されている。そして、前記支持アーム３８と同様に、基端側が支持ビーム３７に固定された支持アーム４２に、ギヤ部１２ａ及びギヤ４１に噛合する中間ギヤ４３が回転可能に支持されている。即ち、フロントボトムローラ１２の回転力は、ギヤ部１２ａ、中間ギヤ４３及びギヤ４１を介して回転軸３５に伝達される。
【００２７】
図１及び図２に示すように、精紡機機台にはその長手方向（図２の紙面と垂直方向）に延びるように、繊維束集束装置３０用のダクト４４が配設されている。図１に示すように、ダクト４４は紡機機台の長手方向に沿って複数設けられている。この実施の形態では各ダクト４４は片側２４錘、両側４８錘に対応する長さに形成されている。各ダクト４４にはダクト４４内を負圧にするための複数（この実施の形態では３台）の吸引装置４５がパイプ４６を介して接続されている。即ち、この実施の形態では１６錘を１ユニットとして、１ユニットに１台の割合で吸引装置４５が装備されている。吸引装置４５としてファン４７ａをモータ４７で駆動するファンモータが使用されている。図２に示すように、ダクト４４はドラフト装置１１の後側上方において紡機機台の中央に配設され、吸引装置４５はダクト４４の下方に配設されている。ダクト４４及び吸引装置４５により吸引手段が構成されている。
【００２８】
図１に示すように、吸引部Ｓはダクト４４と平行に延びる状態で４錘毎に設けられ、接続管４８を介してダクト４４に接続されている。接続管４８は途中に蛇腹部４９（図２にのみ図示）を備えている。なお、図１においては吸引パイプ３２，３３をまとめて吸引部Ｓとして示し、各吸引パイプ３２，３３に形成された後記する吸引孔をまとめて破線の○で示している。
【００２９】
図６に示すように、接続管４８の先端部には吸引パイプ３２，３３が着脱可能に取り付けられる嵌合孔４８ａ，４８ｂが形成されている。そして、接続管４８の左右両側には、それぞれ吸引パイプ３２，３３の第１端部が着脱可能に取り付けられ、吸引パイプ３２，３３の第２端部はエンドプラグ４０に嵌合されている。また、エンドプラグ４０には軸受３９が嵌合される嵌合孔４０ｂが形成されている。なお、図６は接続管４８の片側に吸引パイプ３２，３３を取り付けた状態を示す部分模式斜視図である。
【００３０】
図３に示すように、吸引パイプ３２は、ボトムニップローラ３５ａのニップ点を挟んで繊維束（フリース）Ｆの移動方向の上流側に延びるスリット状の吸引孔３２ａが形成された摺動面３２ｂを有する。吸引パイプ３３は、下流側に延びるスリット状の吸引孔３３ａが形成された摺動面３３ｂを有する。そして、図３及び図５に示すように、吸引パイプ３２はボトムニップローラ３５ａのニップ点より繊維束の移動方向上流側に、吸引パイプ３３は下流側に位置するようにそれぞれ配設されている。なお、図３では吸引孔３２ａ，３３ａを見やすくするため、通気エプロン３４を鎖線で図示している。
【００３１】
吸引パイプ３２は、通気エプロン３４をフロントボトムローラ１２とフロントトップローラ１９とのニップ点の近傍に至るように案内可能な形状に形成されている。吸引パイプ３３は、通気エプロン３４から送り出される繊維束Ｆがある程度のフリース角度をもって転向するように配置されている。なお、フリース角度とは繊維束（フリース）Ｆのニップ点を通過した後、繊維束Ｆを引き出し位置まで案内する円弧面の曲率中心とニップ点とを結ぶ線分と、前記曲率中心と繊維束Ｆの引き出し点とを結ぶ線分との成す角度を意味する。通気エプロン３４は一部が吸引パイプ３２，３３に、一部がボトムニップローラ３５ａに接触するように巻き掛けられ、ボトムニップローラ３５ａの回転に伴って摺動面３２ｂ，３３ｂに沿って摺動しつつ回転されるようになっている。この実施の形態では通気エプロン３４は、適度な通気性を確保できる織布により形成されている。
【００３２】
図２及び図４（ａ）等に示すように、吸引パイプ３３の下方近傍には、糸切れ時にドラフト装置１１から送出される繊維束Ｆを吸引する作用をなすシングルタイプのニューマ装置の吸引ノズル５０の先端がそれぞれ配設されている。吸引ノズル５０の基端は全錘共通のニューマダクト５１に接続されている。
【００３３】
図１に示すように、各モータ４７は共通のインバータ５２を介して商用の交流電源５３に接続されている。インバータ５２はコンバータ回路とインバータ回路とを内蔵しており、交流電源５３の交流をコンバータ回路で直流に変換した後、インバータ回路で所望の周波数及び電圧の交流に変換して出力する。インバータ５２は制御装置５４に電気的に接続され、制御装置５４からの指令信号に基づいて、モータ４７を制御する。制御装置５４は紡機の主制御装置（図示せず）に電気的に接続されている。インバータ５２及び制御装置５４により制御手段が構成されている。
【００３４】
制御装置５４はＣＰＵ（図示せず）及びメモリ５５を備え、前記主制御装置とシリアル・インタフェースを介して通信可能となっている。メモリ５５には種々の繊維種、紡出糸番手等の紡出条件と、モータ４７の回転速度との対応データ等が記憶されている。メモリ５５には紡出糸の太番手、中番手及び細番手に対応して、繊維束Ｆに作用する吸引圧力が太番手＞中番手＞細番手となるように設定するデータが記憶されている。前記データは例えば、試験紡出運転を行って求められる。例えば、吸引圧力は太番手では４ｋＰａ、中番手では２〜３ｋＰａ、細番手では１〜２ｋＰａに設定されるようになっている。
【００３５】
制御装置５４は主制御装置から紡出運転時の紡出条件データを入力し、その紡出条件に対応したモータ４７の回転速度をインバータ５２に指令するようになっている。即ち、吸引手段（吸引装置４５）は制御手段（インバータ５２及び制御装置５４）により吸引圧力を調整可能に構成され、制御手段は紡出条件に対応して適正な吸引圧力を自動的に設定可能に構成されている。
【００３６】
次に前記のように構成された装置の作用を説明する。
精紡機の運転に先だって繊維種、紡出糸番手等の紡出条件が主制御装置に入力される。精紡機が運転されると、繊維束Ｆはドラフト装置１１のボトムローラ１２〜１４と、トップローラ１９〜２１との間を通過することによりドラフトされた後、繊維束集束装置３０へ案内される。送出部３１はフロントボトムローラ１２及びフロントトップローラ１９の表面速度より若干速く回転され、繊維束Ｆは適度な緊張状態で送出部３１のニップ点を過ぎた後、転向して撚り掛けを受けながら下流側へ移動する。
【００３７】
また、ダクト４４の吸引作用が接続管４８を介して吸引パイプ３２，３３に及び、摺動面３２ｂ，３３ｂに形成された吸引孔３２ａ，３３ａの吸引作用が通気エプロン３４を介して繊維束Ｆに及ぶ。そして、繊維束Ｆが吸引孔３２ａ，３３ａと対応する位置に吸引集束された状態で移動する。送出部３１のニップ点を挟んで上流側及び下流側に吸引孔３２ａ，３３ａが存在するため、繊維束Ｆはニップ点を過ぎた後も吸引作用を受けて集束された状態で移動する。その結果、ニップ点通過後の繊維束Ｆの両端から繊維の遊離が抑制され、毛羽の発生や落綿が抑制されて糸質の改善効果が大幅に向上する。
【００３８】
吸引装置４５はダクト４４内の負圧が、糸の太さ（番手）や繊維種等の紡出条件に対応した適正な値となるように、モータ４７の回転速度がインバータ５２により制御される。その結果、紡出条件が変更された場合でも、所望の糸品質の糸が紡出される。
【００３９】
図７（ａ），（ｂ）に太番手（カード糸１０番）、（ｃ），（ｄ）に中番手（コーマ糸４０番）、（ｅ），（ｆ）に細番手（コーマ糸８０番）の糸を紡出した際の吸引圧力とHairiness （毛羽）との関係及び吸引圧力とＵ％との関係を示す。なお、「Hairiness 」とは糸１ｃｍ長さに存在する毛羽の長さの総和［ｃｍ］を意味する。ただし、一般に単位はつけない。繊維束Ｆに対して吸引孔３２ａ，３３ａから作用する吸引圧力により紡出糸の品質が変化し、吸引圧力の低い領域では、負圧の上昇（減圧度の増加）に連れて糸品質が著しい向上を示す。負圧がある程度以上になると繊維集束が飽和状態になるためか、ほぼ横這いの傾向を示す。そして、この横這いとなりだす負圧の大きさは、太番手＞中番手＞細番手の順となる。メモリ５５にはこのような紡出結果に基づいて決定された吸引圧力となるように、モータ４７の回転速度を設定するデータが記憶されており、制御装置５４に主制御装置から紡出条件のデータが入力されると、その紡出条件に適した回転速度がインバータ５２に指令される。そして、インバータ５２により、モータ４７が所定の回転速度となるように制御される。
【００４０】
この実施の形態は以下の効果を有する。
（１） 繊維束集束装置３０は吸引部Ｓに作用する吸引圧力を任意に設定及び変更可能な吸引手段（吸引装置４５）を備えている。従って、吸引部Ｓに作用する吸引圧力を紡出条件に応じて、紡出糸の品質が所望の条件を満たすように、最適な値に変更して紡績を行うことが可能になる。
【００４１】
（２） 吸引装置４５は紡出糸の太番手、中番手及び細番手に対応して、吸引孔３２ａ，３３ａの吸引圧力が太番手＞中番手＞細番手となるように変更して駆動される。従って、紡出糸の太さに応じて吸引圧力が適正な値に変更されて紡績が行われ、無駄なエネルギーの消費を抑制した状態で、繊維束集束装置３０の集束作用が適正に行われる。
【００４２】
（３） 吸引装置４５は制御手段（インバータ５２及び制御装置５４）により前記吸引圧力を変更可能に駆動制御され、制御手段は紡出条件に対応して適正な前記吸引圧力を自動的に設定可能に構成されている。従って、紡出条件を変更する場合、機台操作者は運転に先だって紡出条件を入力設定するだけでよく、紡出条件を変更する作業が簡単になる。
【００４３】
（４） ドラフトされた後の繊維束Ｆに吸引作用を及ぼす吸引孔３２ａ，３３ａを各錘に対応して備えた吸引パイプ３２，３３が接続管４８を介してダクト４４に接続され、ダクト４４は複数の吸引装置４５により負圧に保持される。従って、一部の吸引装置４５が異常となって停止された際に、残りの吸引装置４５により発生する負圧によって吸引孔３２ａ，３３ａの吸引作用が確保され、紡出された糸の品質が許容範囲内に保持される。
【００４４】
（５） 繊維束集束装置３０専用のダクト４４がニューマダクト５１と独立して設けられている。従って、吸引装置４５を大型化することなくダクト４４内を所定の負圧に保持することができる。
【００４５】
（６） ニップ点より下流側に設けられた吸引孔３３ａによる集束効果が、ニップ点より上流側にもある程度伝播し、ニップ点到達までの繊維束Ｆの拡がりが抑制されて、集束効果がより向上する。
【００４６】
実施の形態は前記に限定されるものではなく、例えば次のように構成してもよい。
〇 前記実施の形態では所定の紡出条件においては、紡出糸の巻き取り開始から巻終わり（即ち満管）まで、繊維束集束装置３０の吸引部Ｓの吸引圧力を一定で行う構成であった。しかし、紡出糸の巻き取り開始から満管までの吸引部Ｓの吸引圧力を、毛羽の発生状況を考慮して毛羽の発生し易い時期に高めるように吸引装置４５を駆動制御するようにしてもよい。図８は、繊維束集束装置３０が装備されていないリング精紡機における毛羽の発生数と巻取り量との関係を示すグラフである。図８の縦軸の単位の「３ｍｍ毛羽数／１０ｍ」は、糸１０ｍあたりの３ｍｍ以上の毛羽の数である。図８からボビンへの糸の巻取り量が満管の３割程度（３分玉）となった時期に毛羽が発生し易いことが判る。この実施の形態では、吸引部Ｓの吸引圧力を、ボビンへの糸の巻取り量が満管の３割程度となった時期に最高となるように調整して紡績を行う。例えば、メモリ５５に各紡出条件毎に、巻取り量と吸引部Ｓの吸引圧力との関係を示すデータが記憶される。そして、制御装置５４は紡出開始後、巻取り量に対応してインバータ５２にモータ４７の回転速度を指令する。巻取り量の情報は主制御装置から制御装置５４に入力される。この場合、紡績時（紡出時）に紡出糸の巻き取り開始から巻終わり（即ち満管）まで繊維束集束装置３０の吸引圧力が一定となるように行われるのではなく、ボビンへの糸の巻取り量が満管の３割程度となった時点で吸引孔の吸引作用が最大となるように行われる。その結果、１本の満管糸に巻かれた糸おいて、毛羽や糸斑の発生が均一になって紡出糸の品質がより向上する。
【００４７】
〇 紡出条件に対応してインバータ５２を介してモータ４７を制御する制御装置５４が、紡出条件に関するデータを主制御装置から通信により入力する構成に代えて、制御装置５４に機台操作者が紡出条件を入力設定する構成としてもよい。
【００４８】
〇 紡出条件の入力を予め主制御装置又は制御装置５４に記憶された紡出条件から選択するように構成してもよい。
〇 紡出条件と無関係に吸引部Ｓの吸引圧力を設定可能としてもよい。この場合、紡出糸の用途に応じて糸品質を意図的に変更でき、過剰品質の糸の紡出を回避できる。
【００４９】
〇 制御装置５４に紡出条件と吸引圧力との関係を示すデータを記憶させておき、紡出条件を入力することで所定の吸引圧力となるように制御装置５４がインバータ５２を介してモータ４７を駆動制御する構成に代えて、制御装置５４に機台操作者がモータ４７の回転速度を入力設定する構成としてもよい。この場合、紡出条件とモータ４７の回転速度との関係を示す表等を予め作成しておき、機台操作者がその表等で紡出条件に対応するモータ４７の回転速度を確認できるようにしておくことが好ましい。
【００５０】
〇 制御装置５４を設けずに、紡機の主制御装置が制御装置５４の役割を果たし、インバータ５２に直接指令信号を出力する構成としてもよい。
〇 一般的な意味での糸品質の良好な糸、即ち毛羽の発生や糸斑の少ない糸を紡出するために吸引部Ｓの吸引圧力を適正な値に調整するのではなく、糸品質を意図的にコントロールするために、吸引部Ｓの吸引圧力を調整するようにしてもよい。例えば、織物用の糸と編物用の糸とでは繊維種が同じでも、糸に要求される品質が異なる。例えば、編物用の糸では、織物用の糸に比較して毛羽が多くてもよく、吸引圧力を低く設定してエネルギー消費を少なくすることが可能になる。また、糸を全長にわたって均質にするのを目的とする代わりに、意匠糸のように糸斑を積極的に形成するように、吸引部Ｓの吸引圧力を巻き取り開始から満管まで適宜変更するように吸引装置４５を駆動するようにしてもよい。
【００５１】
〇 ダクト４４に接続される吸引装置４５の数は複数に限らず、１台であってもよい。しかし、１台の場合は吸引装置４５が故障すると直ちに機台の運転を停止して、品質の低下した糸の紡出を防止しなければならないため、複数台の吸引装置４５が接続されている方が好ましい。
【００５２】
○ ダクト４４の長さは片側２４錘、両側４８錘に対応した長さに限らず、適宜の錘数に対応した長さとしてもよい。その場合８の倍数の錘数に対応する長さが好ましい。
【００５３】
○ ダクト４４を紡機機台の長手方向に沿って複数設ける代わりに、紡機機台の全長にわたって１本のみ設けてもよい。
○ ダクト４４を精紡機の左右両側に配設された吸引パイプ３２，３３で共用する代わりに、右側用と左側用に分けて、紡機機台の長手方向に沿って２列に配設してもよい。
【００５４】
〇 ダクト４４に１台の吸引装置４５が接続された構成としてもよい。
○ ダクト４４に吸引装置４５が複数接続された構成において、各吸引装置４５のモータ４７への速度指令が全て同じではなく、各モータ４７毎に速度指令を設定可能とする。そして、各吸引装置４５の異常を検出する異常検出手段を設け、該異常検出手段の異常検出信号に基づいて、異常が発生した吸引装置を停止させるとともに、該吸引装置４５が接続されたダクト４４に接続された異常でない他の吸引装置４５の能力を高めるように駆動する構成としてもよい。例えば、図１に鎖線で示すように、各吸引装置４５に異常検出手段としてモータ４７の異常検出センサ５６を設ける。異常検出センサ５６として例えばモータ４７の駆動軸の回転速度センサが使用される。そして、制御装置５４は異常検出センサ５６の異常検出信号に基づいて、異常が発生した吸引装置４５を停止させるとともに、該吸引装置４５が接続されたダクト４４に接続された他の吸引装置４５の能力を高めるようにモータ４７への速度指令を変更する。この場合、一部の吸引装置４５に異常が発生した場合、当該吸引装置４５を停止させてもダクト４４内の負圧が所定の範囲内に保持されて運転が継続され、紡出される糸の品質が安定した状態で所定の玉揚げ時まで紡出を継続できる。
【００５５】
○ 吸引装置４５に異常が発生した際に他の吸引装置４５の能力を高めるように駆動する構成において、各モータ４７をそれぞれ独立に制御可能とする構成に代えて、同じダクト４４に接続されたモータ４７毎に制御可能としてもよい。例えば、モータ４７をインバータで駆動する場合、同じダクト４４に接続されたモータ４７毎にインバータを設ける。例えば、各ダクト４４に３台の吸引装置４５が接続されていれば、インバータ５２は３台のモータ４７につき１台の割合で設けられる。この場合、各モータ４７をそれぞれ独立に制御する場合に比較して、制御及び構成が簡単になる。
【００５６】
○ ダクト４４の位置はドラフト装置１１の後側上方に限らず、ドラフト装置１１の後側あるいはドラフト装置１１の後側下方に配設してもよい。
○ 精紡機として各錘のスピンドルを個別のモータで独立して駆動する所謂単錘駆動式の精紡機において、吸引装置４５の異常検出手段の異常検出信号に基づいて、異常の吸引装置４５に接続されたダクト４４から吸引作用を受ける吸引パイプ３２，３３と対応する錘のスピンドルの駆動を停止するように構成する。そして、その他の錘は所定の玉揚げ時まで紡出が継続される。この場合、全錘の紡出を停止する構成に比較して、巻き取り途中で紡出を停止する錘の数が少なくなる。
【００５７】
○ 回転軸３５及び吸引パイプ３２，３３は４錘を１ユニットとする構成に限らず、ローラスタンド１５間の錘数（例えば８錘）を１ユニットとしたり、２錘を１ユニットとした構成としてもよい。また、必ずしも全ユニットを同じ錘数とせずに、ローラスタンド１５間の錘数を異なる数に分けて（例えば６錘と２錘）それに対応して２種のユニットを設けてもよい。
【００５８】
○ 吸引パイプ３２，３３を別体に形成せず、両吸引パイプ３２，３３が一体化されるとともに、トップニップローラ３１ａと対向する側が開放された円弧状に形成してもよい。
【００５９】
〇 吸引パイプ３２，３３は接続管４８と対向する側と反対側の端部が閉塞された形状に形成してもよい。この場合、エンドプラグ４０は吸引パイプ３２，３３の端部を密閉する配慮をせず、軸受３９が嵌合される嵌合孔４０ｂと、吸引パイプ３２，３３の端部が嵌合される嵌合部（孔）とを有する構成とすればよいため、製造が簡単になる。
【００６０】
○ 通気エプロン３４を織布や編み地で形成する代わりに、ゴム製や弾性を有する樹脂製のベルトに多数の孔を開けて形成してもよい。
○ 吸引部を構成する吸引パイプ３２，３３を接続管４８と一体に形成してもよい。
【００６１】
○ 繊維束Ｆのニップ点を挟んで上流側及び下流側に吸引孔３２ａ，３３ａを設ける構成に限らず、ニップ点を挟んで上流側にのみ吸引孔３２ａを有する構成としてもよい。その場合、吸引孔３３ａを形成しない吸引パイプ３３を使用すれば製造方法や組み付けをほぼ同じにすることができる。また、吸引パイプ３３を無くして通気エプロン３４を吸引パイプ３２とボトムニップローラ３５ａとの間に巻き掛けた構成としてもよい。
【００６２】
○ 通気エプロン３４を駆動する構成として、吸引パイプ３２，３３及びボトムニップローラ３５ａを無くして、断面卵形の吸引パイプを設け、該吸引パイプの所定位置に吸引孔を形成し、吸引パイプの外周に沿って通気エプロン３４を摺動可能に巻き掛ける。そして、トップニップローラ３１ａを積極駆動可能とし、トップニップローラ３１ａを通気エプロン３４に圧接しながら駆動することで通気エプロン３４を駆動するようにしてもよい。
【００６３】
○ 吸引装置の構成は、ファン４７ａをモータ４７で駆動する構成に限らない。例えば、減圧ポンプ（真空ポンプ）を使用してもよい。真空ポンプは回転式ポンプでも往復動式ポンプでもよい。
【００６４】
〇 ニューマ装置としてシングルノズルタイプに代えて、フルートタイプの構成を採用してもよい。
○ 通気エプロン３４をトップ側に設ける構成としてもよい。
【００６５】
前記実施の形態から把握される発明（技術的思想）について、以下に記載する。
（１）前記吸引手段は紡績機械の機台の長手方向に沿って延びるダクトと、ダクトに接続された吸引装置とを備えている。
【００６６】
（２）前記吸引手段は紡績機械の機台の長手方向に沿って延びる複数のダクトと、前記ダクトに接続された複数の吸引装置とを備え、各吸引装置には異常検出手段が装備され、その異常検出信号に基づいて、異常の吸引装置を停止するとともに、前記異常の吸引装置が接続されたダクトに接続された他の吸引装置の吸引作用を高めるように運転される。
【００６７】
【発明の効果】
以上詳述したように請求項１〜請求項２に記載の発明によれば、紡出糸の品質が所望の条件を満たすように、繊維束集束装置の吸引圧力の設定及び変更が可能である。また、請求項３に記載の発明によれば、巻き取り開始から終了まで、繊維束集束装置に適正な繊維束集束作用を発揮させて一定の品質の糸を紡出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 一実施の形態の吸引装置とダクトの配置を示す模式平面図。
【図２】 ドラフト装置と繊維束集束装置とを示す一部破断概略側面図。
【図３】 吸引部とボトムニップローラとの関係を示す部分概略図。
【図４】 （ａ）は繊維束集束装置を繊維束移動方向前方から見た部分概略図、（ｂ）は回転軸の正面図。
【図５】 図２の部分拡大図。
【図６】 接続管の部分斜視図。
【図７】 （ａ）〜（ｆ）は番手の異なる糸の紡出時における、吸引圧力とHairiness との関係又は吸引圧力とＵ％との関係を示すグラフ。
【図８】 一般のリング精紡機の毛羽数と巻取り量との関係を示すグラフ。
【符号の説明】
Ｆ…繊維束、Ｓ…吸引部、１１…ドラフトパートとしてのドラフト装置、３０…繊維束集束装置、３１…送出部、３１ａ…送出部を構成するニップローラとしてのトップニップローラ、３２，３３…吸引部としての吸引パイプ、３２ａ，３３ａ…吸引孔、３４…通気部材としての通気エプロン、３５ａ…送出部を構成するニップローラとしてのボトムニップローラ、４４…吸引手段を構成するダクト、４５…同じく吸引装置、５２…制御手段を構成するインバータ、５４…同じく制御装置５４。
【発明の属する技術分野】
本発明は紡績機械及び紡績方法に係り、詳しくは例えば精紡機のドラフト装置（ドラフトパート）の下流に配置され、ドラフト装置でドラフトされた繊維束を集束する繊維束集束装置を備えた紡績機械及び該紡績機械を使用した紡績方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の繊維束集束装置は、一般に繊維束の集束に吸引作用を利用している（例えば、特許文献１及び特許文献２参照。）。前記特許文献１，２に開示された装置では、ドラフト装置の最終ローラの下流のボトム側に吸引スリットを有する静止摺動面を構成する中空プロフィル（ガイド筒）を設け、中空プロフィルに輸送用の孔開けベルトが巻き掛けられている。また、トップ側には前記孔開けベルトと当接してニップ点を画成するニップローラが設けられている。前記ニップローラは前記最終ローラにより移送ベルトを介して駆動されるようになっている。ニップローラを移送ベルトを介して駆動する構成に代えて、最終ローラに当接する移送ローラを介して駆動する構成も開示されている。
【０００３】
また、スライド表面に吸引スリットが形成された中空プロファイルと、緊張ローラとの間に孔開けベルトが巻かけられている点が前記特許文献１に開示されたものと異なる構成の繊維束集束装置も開示されている（特許文献３参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−２８６８３７号公報（段落番号［００１７］〜［００２４］、図１，図３）
【特許文献２】
特開２０００−７３２２４号公報（段落番号［００１５］〜［００２１］、図１）
【特許文献３】
特開２０００−３４６３１号公報（段落番号［００１８］〜［００２１］、図１，図２）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記繊維束集束装置を備えた紡績機械で糸を紡出する際、繊維束集束装置の吸引スリットに作用する吸引圧力が紡出される糸の品質に影響を与えることが考えられる。しかし、従来、紡出条件に対応して吸引圧力を積極的に変更し、適正な品質の糸を紡出することに関して記載された文献は見あたらない。
【０００６】
本願発明者は、実験的に前記吸引圧力を変更して、紡出糸の品質を調べた。その結果、吸引圧力の低い領域では、負圧の上昇（減圧度の増加）に連れて糸品質が著しい向上を示すこと、負圧がある程度以上になると繊維集束が飽和状態になるためか、ほぼ横這いの傾向を示すこと等が判明した。また、この横這いとなりだす圧力は、糸の太さ（番手）や繊維種、スピンドル回転数によって異なることも判った。
【０００７】
このような事実から吸引作用により繊維束の集束度を高めて、望ましい糸品質を実現するためには、ある程度以上の吸引圧力（以下、必要圧と記す。）を繊維束に作用させることが重要との結論に至る。しかし、安全をみて必要圧の高い紡出条件に合わせて吸引装置の圧力設定を固定すると、必要圧の低い紡出条件に対しては、吸引に要する電力などのエネルギーを無駄に消費する結果となる。
【０００８】
また、このような状況を考慮して、仮に、吸引圧力が紡出条件毎に設定変更可能に吸引装置を構成した場合でも、機台操作者が無駄のない圧力設定をしたくとも適正値が簡単には決定できず、紡出条件が変更されるたびに何度かの試験紡出に基づいて適正値を見つけ出す手間がかかるという問題も考えられる。
【０００９】
また、一般的に１本の満管糸に巻かれた糸において、毛羽などの糸品質は、撚り掛け・巻き取り部での糸張力の変化などにより変化することが知られている。従って、より均質な糸を得るためには、巻き取り開始（紡出開始）から満管停止まで一定の吸引圧力とするのではなく、吸引圧力を変化させるのが最適な可能性もある。
【００１０】
本発明は前記の問題に鑑みてなされたものであって、その第１の目的は紡出糸の品質が所望の条件を満たすように、繊維束集束装置の吸引圧力の設定及び変更が可能な紡績機械を提供することにある。また、第２の目的は巻き取り開始から終了まで、繊維束集束装置に適正な繊維束集束作用を発揮させて一定の品質の糸を紡出することができる紡績方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記第１の目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、ドラフトパートの最終送出ローラ対の下流側に、前記ドラフトパートでドラフトされた繊維束を集束する繊維束集束装置が設けられた紡績機械である。前記繊維束集束装置はニップローラを備えた送出部と、前記送出部のニップ点に対して少なくとも繊維束の移動方向の上流側に延びるように設けられた吸引孔を備えた吸引部と、前記送出部を構成するとともに前記吸引部に沿って回転される通気部材と、前記吸引部に作用する吸引圧力を任意に設定及び変更可能な吸引手段とを備えている。
【００１２】
この発明では、ドラフトパートでドラフトされた繊維束は、ドラフトパートの最終送出ローラ対の下流側に設けられた繊維束集束装置によって集束され、集束された状態で移動するため、繊維束集束装置の配設されない紡績機械に比較して、毛羽の発生や落綿が抑制されて糸質の改善効果が大幅に向上する。繊維束集束装置の集束作用は、吸引手段によって吸引圧力が付与される吸引部の吸引孔の吸引作用によって生じる。そして、前記吸引手段が前記吸引部に作用する吸引圧力を任意に設定及び変更可能なため、前記吸引圧力を紡出条件に応じて最適な値に変更して紡績を行うことが可能になる。
【００１３】
また、前記吸引手段は紡出糸の太番手、中番手及び細番手に対応して、前記吸引圧力が太番手＞中番手＞細番手となるように変更して駆動される。この発明では、紡出糸の太さに応じて吸引圧力が適正な値に変更されて紡績が行われる。その結果、無駄なエネルギーの消費を抑制した状態で、繊維束集束装置の集束作用が適正に行われる。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記吸引手段は制御手段により前記吸引圧力を変更可能に駆動制御され、前記制御手段は紡出条件に対応して適正な前記吸引圧力を自動的に設定可能に構成されている。この発明では、紡出条件を設定することにより、制御手段に紡出条件に対応した適正な前記吸引圧力が自動的に設定される。そして、紡績機械が運転されると吸引手段は制御手段により吸引部の吸引圧力が紡出条件に対応した適正な圧力となるように駆動制御される。
【００１５】
第２の目的を達成するため、請求項３に記載の発明は、ドラフトパートの最終送出ローラ対の下流側に、ニップローラを備えた送出部と、前記送出部のニップ点に対して少なくとも繊維束の移動方向の上流側に延びるように設けられた吸引孔を備えた吸引部と、前記送出部を構成するとともに前記吸引部に沿って回転される通気部材と、前記吸引部に作用する吸引圧力を任意に設定及び変更可能な吸引手段とを備え、前記ドラフトパートでドラフトされた繊維束を集束する繊維束集束装置が設けられた紡績機械を使用した紡績方法である。そして、前記吸引圧力をボビンへの糸の巻取り量が満管の３割程度となった時期に最高となるように調整して紡績を行う。
【００１６】
この発明では、紡績時に紡出糸の巻き取り開始から巻終わり（即ち満管）まで繊維束集束装置の前記吸引圧力が一定となるように行われるのではなく、ボビンへの糸の巻取り量が満管の３割程度となった時期に吸引孔の吸引作用が最大となるように行われる。その結果、紡出糸の品質が向上する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した一実施の形態を図１〜図８に従って説明する。図１は繊維束集束装置のダクト、吸引装置及び吸引部の関係を示す模式平面図、図２はドラフト装置の片側を示す一部破断概略側面図である。図３はドラフト装置のボトムローラと、繊維束集束装置の吸引部及びボトムニップローラとの関係を示すための、トップローラ側を省略した部分概略図である。図４（ａ）は繊維束集束装置をニップ点における繊維束引き出し方向（ドラフト装置における繊維束の移動方向前方）から見た概略図である。
【００１８】
図２に示すように、ドラフトパートとしてのドラフト装置１１はフロントボトムローラ１２、ミドルボトムローラ１３及びバックボトムローラ１４を備えた３線式の構成となっている。フロントボトムローラ１２はローラスタンド１５に対して所定位置に支持され、ミドル及びバックの各ボトムローラ１３，１４はローラスタンド１５に対して前後方向に位置調整可能に固定された支持ブラケット１３ａ，１４ａを介して支持されている。支持ブラケット１３ａ，１４ａはローラスタンド１５に形成された長孔を貫通するボルト及びナット（いずれも図示せず）により所定位置に締め付け固定されるようになっている。ボトムエプロン１６はボトムテンサ１７と、ミドルボトムローラ１３とに巻き掛けられている。
【００１９】
ウエイティングアーム１８にはフロントトップローラ１９、ミドルトップローラ２０及びバックトップローラ２１が、それぞれフロントボトムローラ１２、ミドルボトムローラ１３及びバックボトムローラ１４と対応する位置にトップローラ支持部材を介してそれぞれ支持されている。各トップローラ１９〜２１は２錘１組として支持されている。フロントボトムローラ１２及びフロントトップローラ１９がドラフト装置１１の最終送出ローラ対を構成する。
【００２０】
ウエイティングアーム１８にはレバー１８ａが加圧位置と解放位置とに回動可能に配設されている。レバー１８ａが図２に示すウエイティングアーム１８のフレーム１８ｂと当接する加圧位置に配置された状態では、ウエイティングアーム１８に支持された各トップローラ１９〜２１をボトムローラ１２，１３，１４側に押圧する加圧位置（紡出位置）にロック状態で保持される。また、レバー１８ａが図２に示す状態から上方の解放位置に回動された状態では、前記ロック状態が解除されるようになっている。
【００２１】
図２に示すように、ドラフト装置１１の最終送出ローラ対の下流側に繊維束集束装置３０が配設されている。繊維束集束装置３０は送出部３１、吸引部Ｓとしての吸引パイプ３２，３３及び通気部材としての通気エプロン３４を備えている。送出部３１はフロントボトムローラ１２と平行に配設された回転軸３５に形成されたニップローラとしてのボトムニップローラ３５ａと、ボトムニップローラ３５ａに通気エプロン３４を介して押圧されるニップローラとしてのトップニップローラ３１ａとで構成されている。
【００２２】
この実施の形態の繊維束集束装置３０は、図４（ａ）に示すように、トップニップローラ３１ａがドラフト装置１１の各トップローラ１９〜２１と同様に２錘毎に、支持部材３６（図２及び図５に図示）を介してウエイティングアーム１８に支持されている。なお、この実施の形態では支持部材３６はフロントトップローラ１９の支持部材と一体に形成されている。
【００２３】
一方、繊維束集束装置３０のボトム側は、ドラフト装置１１のローラスタンド１５間に配置される錘の半分、この実施の形態では４錘分を１ユニットとして構成されている。機台長手方向に所定間隔で配設されたローラスタンド１５の中間位置には、図３に示すように、機台長手方向に延設された支持ビーム３７に基端側が支持された状態で支持アーム３８が配設され、ローラスタンド１５と支持アーム３８との間に回転軸３５が支持されている。
【００２４】
図４（ｂ）に示すように、回転軸３５は複数錘（この実施の形態では４錘）と対応する所定長さに形成され、その両端に軸受３９が固定されている。そして、軸受３９がエンドプラグ４０に嵌合され、図４（ａ）に示すように、エンドプラグ４０が嵌合部４０ａにおいてローラスタンド１５及び支持アーム３８に設けられた支持部１５ａ，３８ａに支持されることにより、回転軸３５はローラスタンド１５と支持アーム３８との間に回転可能に支持されている。支持部１５ａ，３８ａは、エンドプラグ４０を２個支持可能に形成され、隣接する回転軸３５の端部に取り付けられたエンドプラグ４０を支持可能になっている。
【００２５】
支持部１５ａはローラスタンド１５上に固定されたブロックで構成され、機台前側斜め上方に向かって延びる嵌合凹部を有している。支持部３８ａも機台前側斜め上方に向かって延びる嵌合凹部を有している。そして、エンドプラグ４０は両嵌合凹部と嵌合可能な嵌合部４０ａを有し、嵌合部４０ａにおいて支持部１５ａ，３８ａに対してワンタッチで嵌合可能に形成されている。
【００２６】
回転軸３５には長手方向の中央にギヤ４１が回転軸３５と一体回転可能に設けられている。図３に示すように、フロントボトムローラ１２にはギヤ４１と対向する位置にギヤ部１２ａが形成されている。そして、前記支持アーム３８と同様に、基端側が支持ビーム３７に固定された支持アーム４２に、ギヤ部１２ａ及びギヤ４１に噛合する中間ギヤ４３が回転可能に支持されている。即ち、フロントボトムローラ１２の回転力は、ギヤ部１２ａ、中間ギヤ４３及びギヤ４１を介して回転軸３５に伝達される。
【００２７】
図１及び図２に示すように、精紡機機台にはその長手方向（図２の紙面と垂直方向）に延びるように、繊維束集束装置３０用のダクト４４が配設されている。図１に示すように、ダクト４４は紡機機台の長手方向に沿って複数設けられている。この実施の形態では各ダクト４４は片側２４錘、両側４８錘に対応する長さに形成されている。各ダクト４４にはダクト４４内を負圧にするための複数（この実施の形態では３台）の吸引装置４５がパイプ４６を介して接続されている。即ち、この実施の形態では１６錘を１ユニットとして、１ユニットに１台の割合で吸引装置４５が装備されている。吸引装置４５としてファン４７ａをモータ４７で駆動するファンモータが使用されている。図２に示すように、ダクト４４はドラフト装置１１の後側上方において紡機機台の中央に配設され、吸引装置４５はダクト４４の下方に配設されている。ダクト４４及び吸引装置４５により吸引手段が構成されている。
【００２８】
図１に示すように、吸引部Ｓはダクト４４と平行に延びる状態で４錘毎に設けられ、接続管４８を介してダクト４４に接続されている。接続管４８は途中に蛇腹部４９（図２にのみ図示）を備えている。なお、図１においては吸引パイプ３２，３３をまとめて吸引部Ｓとして示し、各吸引パイプ３２，３３に形成された後記する吸引孔をまとめて破線の○で示している。
【００２９】
図６に示すように、接続管４８の先端部には吸引パイプ３２，３３が着脱可能に取り付けられる嵌合孔４８ａ，４８ｂが形成されている。そして、接続管４８の左右両側には、それぞれ吸引パイプ３２，３３の第１端部が着脱可能に取り付けられ、吸引パイプ３２，３３の第２端部はエンドプラグ４０に嵌合されている。また、エンドプラグ４０には軸受３９が嵌合される嵌合孔４０ｂが形成されている。なお、図６は接続管４８の片側に吸引パイプ３２，３３を取り付けた状態を示す部分模式斜視図である。
【００３０】
図３に示すように、吸引パイプ３２は、ボトムニップローラ３５ａのニップ点を挟んで繊維束（フリース）Ｆの移動方向の上流側に延びるスリット状の吸引孔３２ａが形成された摺動面３２ｂを有する。吸引パイプ３３は、下流側に延びるスリット状の吸引孔３３ａが形成された摺動面３３ｂを有する。そして、図３及び図５に示すように、吸引パイプ３２はボトムニップローラ３５ａのニップ点より繊維束の移動方向上流側に、吸引パイプ３３は下流側に位置するようにそれぞれ配設されている。なお、図３では吸引孔３２ａ，３３ａを見やすくするため、通気エプロン３４を鎖線で図示している。
【００３１】
吸引パイプ３２は、通気エプロン３４をフロントボトムローラ１２とフロントトップローラ１９とのニップ点の近傍に至るように案内可能な形状に形成されている。吸引パイプ３３は、通気エプロン３４から送り出される繊維束Ｆがある程度のフリース角度をもって転向するように配置されている。なお、フリース角度とは繊維束（フリース）Ｆのニップ点を通過した後、繊維束Ｆを引き出し位置まで案内する円弧面の曲率中心とニップ点とを結ぶ線分と、前記曲率中心と繊維束Ｆの引き出し点とを結ぶ線分との成す角度を意味する。通気エプロン３４は一部が吸引パイプ３２，３３に、一部がボトムニップローラ３５ａに接触するように巻き掛けられ、ボトムニップローラ３５ａの回転に伴って摺動面３２ｂ，３３ｂに沿って摺動しつつ回転されるようになっている。この実施の形態では通気エプロン３４は、適度な通気性を確保できる織布により形成されている。
【００３２】
図２及び図４（ａ）等に示すように、吸引パイプ３３の下方近傍には、糸切れ時にドラフト装置１１から送出される繊維束Ｆを吸引する作用をなすシングルタイプのニューマ装置の吸引ノズル５０の先端がそれぞれ配設されている。吸引ノズル５０の基端は全錘共通のニューマダクト５１に接続されている。
【００３３】
図１に示すように、各モータ４７は共通のインバータ５２を介して商用の交流電源５３に接続されている。インバータ５２はコンバータ回路とインバータ回路とを内蔵しており、交流電源５３の交流をコンバータ回路で直流に変換した後、インバータ回路で所望の周波数及び電圧の交流に変換して出力する。インバータ５２は制御装置５４に電気的に接続され、制御装置５４からの指令信号に基づいて、モータ４７を制御する。制御装置５４は紡機の主制御装置（図示せず）に電気的に接続されている。インバータ５２及び制御装置５４により制御手段が構成されている。
【００３４】
制御装置５４はＣＰＵ（図示せず）及びメモリ５５を備え、前記主制御装置とシリアル・インタフェースを介して通信可能となっている。メモリ５５には種々の繊維種、紡出糸番手等の紡出条件と、モータ４７の回転速度との対応データ等が記憶されている。メモリ５５には紡出糸の太番手、中番手及び細番手に対応して、繊維束Ｆに作用する吸引圧力が太番手＞中番手＞細番手となるように設定するデータが記憶されている。前記データは例えば、試験紡出運転を行って求められる。例えば、吸引圧力は太番手では４ｋＰａ、中番手では２〜３ｋＰａ、細番手では１〜２ｋＰａに設定されるようになっている。
【００３５】
制御装置５４は主制御装置から紡出運転時の紡出条件データを入力し、その紡出条件に対応したモータ４７の回転速度をインバータ５２に指令するようになっている。即ち、吸引手段（吸引装置４５）は制御手段（インバータ５２及び制御装置５４）により吸引圧力を調整可能に構成され、制御手段は紡出条件に対応して適正な吸引圧力を自動的に設定可能に構成されている。
【００３６】
次に前記のように構成された装置の作用を説明する。
精紡機の運転に先だって繊維種、紡出糸番手等の紡出条件が主制御装置に入力される。精紡機が運転されると、繊維束Ｆはドラフト装置１１のボトムローラ１２〜１４と、トップローラ１９〜２１との間を通過することによりドラフトされた後、繊維束集束装置３０へ案内される。送出部３１はフロントボトムローラ１２及びフロントトップローラ１９の表面速度より若干速く回転され、繊維束Ｆは適度な緊張状態で送出部３１のニップ点を過ぎた後、転向して撚り掛けを受けながら下流側へ移動する。
【００３７】
また、ダクト４４の吸引作用が接続管４８を介して吸引パイプ３２，３３に及び、摺動面３２ｂ，３３ｂに形成された吸引孔３２ａ，３３ａの吸引作用が通気エプロン３４を介して繊維束Ｆに及ぶ。そして、繊維束Ｆが吸引孔３２ａ，３３ａと対応する位置に吸引集束された状態で移動する。送出部３１のニップ点を挟んで上流側及び下流側に吸引孔３２ａ，３３ａが存在するため、繊維束Ｆはニップ点を過ぎた後も吸引作用を受けて集束された状態で移動する。その結果、ニップ点通過後の繊維束Ｆの両端から繊維の遊離が抑制され、毛羽の発生や落綿が抑制されて糸質の改善効果が大幅に向上する。
【００３８】
吸引装置４５はダクト４４内の負圧が、糸の太さ（番手）や繊維種等の紡出条件に対応した適正な値となるように、モータ４７の回転速度がインバータ５２により制御される。その結果、紡出条件が変更された場合でも、所望の糸品質の糸が紡出される。
【００３９】
図７（ａ），（ｂ）に太番手（カード糸１０番）、（ｃ），（ｄ）に中番手（コーマ糸４０番）、（ｅ），（ｆ）に細番手（コーマ糸８０番）の糸を紡出した際の吸引圧力とHairiness （毛羽）との関係及び吸引圧力とＵ％との関係を示す。なお、「Hairiness 」とは糸１ｃｍ長さに存在する毛羽の長さの総和［ｃｍ］を意味する。ただし、一般に単位はつけない。繊維束Ｆに対して吸引孔３２ａ，３３ａから作用する吸引圧力により紡出糸の品質が変化し、吸引圧力の低い領域では、負圧の上昇（減圧度の増加）に連れて糸品質が著しい向上を示す。負圧がある程度以上になると繊維集束が飽和状態になるためか、ほぼ横這いの傾向を示す。そして、この横這いとなりだす負圧の大きさは、太番手＞中番手＞細番手の順となる。メモリ５５にはこのような紡出結果に基づいて決定された吸引圧力となるように、モータ４７の回転速度を設定するデータが記憶されており、制御装置５４に主制御装置から紡出条件のデータが入力されると、その紡出条件に適した回転速度がインバータ５２に指令される。そして、インバータ５２により、モータ４７が所定の回転速度となるように制御される。
【００４０】
この実施の形態は以下の効果を有する。
（１） 繊維束集束装置３０は吸引部Ｓに作用する吸引圧力を任意に設定及び変更可能な吸引手段（吸引装置４５）を備えている。従って、吸引部Ｓに作用する吸引圧力を紡出条件に応じて、紡出糸の品質が所望の条件を満たすように、最適な値に変更して紡績を行うことが可能になる。
【００４１】
（２） 吸引装置４５は紡出糸の太番手、中番手及び細番手に対応して、吸引孔３２ａ，３３ａの吸引圧力が太番手＞中番手＞細番手となるように変更して駆動される。従って、紡出糸の太さに応じて吸引圧力が適正な値に変更されて紡績が行われ、無駄なエネルギーの消費を抑制した状態で、繊維束集束装置３０の集束作用が適正に行われる。
【００４２】
（３） 吸引装置４５は制御手段（インバータ５２及び制御装置５４）により前記吸引圧力を変更可能に駆動制御され、制御手段は紡出条件に対応して適正な前記吸引圧力を自動的に設定可能に構成されている。従って、紡出条件を変更する場合、機台操作者は運転に先だって紡出条件を入力設定するだけでよく、紡出条件を変更する作業が簡単になる。
【００４３】
（４） ドラフトされた後の繊維束Ｆに吸引作用を及ぼす吸引孔３２ａ，３３ａを各錘に対応して備えた吸引パイプ３２，３３が接続管４８を介してダクト４４に接続され、ダクト４４は複数の吸引装置４５により負圧に保持される。従って、一部の吸引装置４５が異常となって停止された際に、残りの吸引装置４５により発生する負圧によって吸引孔３２ａ，３３ａの吸引作用が確保され、紡出された糸の品質が許容範囲内に保持される。
【００４４】
（５） 繊維束集束装置３０専用のダクト４４がニューマダクト５１と独立して設けられている。従って、吸引装置４５を大型化することなくダクト４４内を所定の負圧に保持することができる。
【００４５】
（６） ニップ点より下流側に設けられた吸引孔３３ａによる集束効果が、ニップ点より上流側にもある程度伝播し、ニップ点到達までの繊維束Ｆの拡がりが抑制されて、集束効果がより向上する。
【００４６】
実施の形態は前記に限定されるものではなく、例えば次のように構成してもよい。
〇 前記実施の形態では所定の紡出条件においては、紡出糸の巻き取り開始から巻終わり（即ち満管）まで、繊維束集束装置３０の吸引部Ｓの吸引圧力を一定で行う構成であった。しかし、紡出糸の巻き取り開始から満管までの吸引部Ｓの吸引圧力を、毛羽の発生状況を考慮して毛羽の発生し易い時期に高めるように吸引装置４５を駆動制御するようにしてもよい。図８は、繊維束集束装置３０が装備されていないリング精紡機における毛羽の発生数と巻取り量との関係を示すグラフである。図８の縦軸の単位の「３ｍｍ毛羽数／１０ｍ」は、糸１０ｍあたりの３ｍｍ以上の毛羽の数である。図８からボビンへの糸の巻取り量が満管の３割程度（３分玉）となった時期に毛羽が発生し易いことが判る。この実施の形態では、吸引部Ｓの吸引圧力を、ボビンへの糸の巻取り量が満管の３割程度となった時期に最高となるように調整して紡績を行う。例えば、メモリ５５に各紡出条件毎に、巻取り量と吸引部Ｓの吸引圧力との関係を示すデータが記憶される。そして、制御装置５４は紡出開始後、巻取り量に対応してインバータ５２にモータ４７の回転速度を指令する。巻取り量の情報は主制御装置から制御装置５４に入力される。この場合、紡績時（紡出時）に紡出糸の巻き取り開始から巻終わり（即ち満管）まで繊維束集束装置３０の吸引圧力が一定となるように行われるのではなく、ボビンへの糸の巻取り量が満管の３割程度となった時点で吸引孔の吸引作用が最大となるように行われる。その結果、１本の満管糸に巻かれた糸おいて、毛羽や糸斑の発生が均一になって紡出糸の品質がより向上する。
【００４７】
〇 紡出条件に対応してインバータ５２を介してモータ４７を制御する制御装置５４が、紡出条件に関するデータを主制御装置から通信により入力する構成に代えて、制御装置５４に機台操作者が紡出条件を入力設定する構成としてもよい。
【００４８】
〇 紡出条件の入力を予め主制御装置又は制御装置５４に記憶された紡出条件から選択するように構成してもよい。
〇 紡出条件と無関係に吸引部Ｓの吸引圧力を設定可能としてもよい。この場合、紡出糸の用途に応じて糸品質を意図的に変更でき、過剰品質の糸の紡出を回避できる。
【００４９】
〇 制御装置５４に紡出条件と吸引圧力との関係を示すデータを記憶させておき、紡出条件を入力することで所定の吸引圧力となるように制御装置５４がインバータ５２を介してモータ４７を駆動制御する構成に代えて、制御装置５４に機台操作者がモータ４７の回転速度を入力設定する構成としてもよい。この場合、紡出条件とモータ４７の回転速度との関係を示す表等を予め作成しておき、機台操作者がその表等で紡出条件に対応するモータ４７の回転速度を確認できるようにしておくことが好ましい。
【００５０】
〇 制御装置５４を設けずに、紡機の主制御装置が制御装置５４の役割を果たし、インバータ５２に直接指令信号を出力する構成としてもよい。
〇 一般的な意味での糸品質の良好な糸、即ち毛羽の発生や糸斑の少ない糸を紡出するために吸引部Ｓの吸引圧力を適正な値に調整するのではなく、糸品質を意図的にコントロールするために、吸引部Ｓの吸引圧力を調整するようにしてもよい。例えば、織物用の糸と編物用の糸とでは繊維種が同じでも、糸に要求される品質が異なる。例えば、編物用の糸では、織物用の糸に比較して毛羽が多くてもよく、吸引圧力を低く設定してエネルギー消費を少なくすることが可能になる。また、糸を全長にわたって均質にするのを目的とする代わりに、意匠糸のように糸斑を積極的に形成するように、吸引部Ｓの吸引圧力を巻き取り開始から満管まで適宜変更するように吸引装置４５を駆動するようにしてもよい。
【００５１】
〇 ダクト４４に接続される吸引装置４５の数は複数に限らず、１台であってもよい。しかし、１台の場合は吸引装置４５が故障すると直ちに機台の運転を停止して、品質の低下した糸の紡出を防止しなければならないため、複数台の吸引装置４５が接続されている方が好ましい。
【００５２】
○ ダクト４４の長さは片側２４錘、両側４８錘に対応した長さに限らず、適宜の錘数に対応した長さとしてもよい。その場合８の倍数の錘数に対応する長さが好ましい。
【００５３】
○ ダクト４４を紡機機台の長手方向に沿って複数設ける代わりに、紡機機台の全長にわたって１本のみ設けてもよい。
○ ダクト４４を精紡機の左右両側に配設された吸引パイプ３２，３３で共用する代わりに、右側用と左側用に分けて、紡機機台の長手方向に沿って２列に配設してもよい。
【００５４】
〇 ダクト４４に１台の吸引装置４５が接続された構成としてもよい。
○ ダクト４４に吸引装置４５が複数接続された構成において、各吸引装置４５のモータ４７への速度指令が全て同じではなく、各モータ４７毎に速度指令を設定可能とする。そして、各吸引装置４５の異常を検出する異常検出手段を設け、該異常検出手段の異常検出信号に基づいて、異常が発生した吸引装置を停止させるとともに、該吸引装置４５が接続されたダクト４４に接続された異常でない他の吸引装置４５の能力を高めるように駆動する構成としてもよい。例えば、図１に鎖線で示すように、各吸引装置４５に異常検出手段としてモータ４７の異常検出センサ５６を設ける。異常検出センサ５６として例えばモータ４７の駆動軸の回転速度センサが使用される。そして、制御装置５４は異常検出センサ５６の異常検出信号に基づいて、異常が発生した吸引装置４５を停止させるとともに、該吸引装置４５が接続されたダクト４４に接続された他の吸引装置４５の能力を高めるようにモータ４７への速度指令を変更する。この場合、一部の吸引装置４５に異常が発生した場合、当該吸引装置４５を停止させてもダクト４４内の負圧が所定の範囲内に保持されて運転が継続され、紡出される糸の品質が安定した状態で所定の玉揚げ時まで紡出を継続できる。
【００５５】
○ 吸引装置４５に異常が発生した際に他の吸引装置４５の能力を高めるように駆動する構成において、各モータ４７をそれぞれ独立に制御可能とする構成に代えて、同じダクト４４に接続されたモータ４７毎に制御可能としてもよい。例えば、モータ４７をインバータで駆動する場合、同じダクト４４に接続されたモータ４７毎にインバータを設ける。例えば、各ダクト４４に３台の吸引装置４５が接続されていれば、インバータ５２は３台のモータ４７につき１台の割合で設けられる。この場合、各モータ４７をそれぞれ独立に制御する場合に比較して、制御及び構成が簡単になる。
【００５６】
○ ダクト４４の位置はドラフト装置１１の後側上方に限らず、ドラフト装置１１の後側あるいはドラフト装置１１の後側下方に配設してもよい。
○ 精紡機として各錘のスピンドルを個別のモータで独立して駆動する所謂単錘駆動式の精紡機において、吸引装置４５の異常検出手段の異常検出信号に基づいて、異常の吸引装置４５に接続されたダクト４４から吸引作用を受ける吸引パイプ３２，３３と対応する錘のスピンドルの駆動を停止するように構成する。そして、その他の錘は所定の玉揚げ時まで紡出が継続される。この場合、全錘の紡出を停止する構成に比較して、巻き取り途中で紡出を停止する錘の数が少なくなる。
【００５７】
○ 回転軸３５及び吸引パイプ３２，３３は４錘を１ユニットとする構成に限らず、ローラスタンド１５間の錘数（例えば８錘）を１ユニットとしたり、２錘を１ユニットとした構成としてもよい。また、必ずしも全ユニットを同じ錘数とせずに、ローラスタンド１５間の錘数を異なる数に分けて（例えば６錘と２錘）それに対応して２種のユニットを設けてもよい。
【００５８】
○ 吸引パイプ３２，３３を別体に形成せず、両吸引パイプ３２，３３が一体化されるとともに、トップニップローラ３１ａと対向する側が開放された円弧状に形成してもよい。
【００５９】
〇 吸引パイプ３２，３３は接続管４８と対向する側と反対側の端部が閉塞された形状に形成してもよい。この場合、エンドプラグ４０は吸引パイプ３２，３３の端部を密閉する配慮をせず、軸受３９が嵌合される嵌合孔４０ｂと、吸引パイプ３２，３３の端部が嵌合される嵌合部（孔）とを有する構成とすればよいため、製造が簡単になる。
【００６０】
○ 通気エプロン３４を織布や編み地で形成する代わりに、ゴム製や弾性を有する樹脂製のベルトに多数の孔を開けて形成してもよい。
○ 吸引部を構成する吸引パイプ３２，３３を接続管４８と一体に形成してもよい。
【００６１】
○ 繊維束Ｆのニップ点を挟んで上流側及び下流側に吸引孔３２ａ，３３ａを設ける構成に限らず、ニップ点を挟んで上流側にのみ吸引孔３２ａを有する構成としてもよい。その場合、吸引孔３３ａを形成しない吸引パイプ３３を使用すれば製造方法や組み付けをほぼ同じにすることができる。また、吸引パイプ３３を無くして通気エプロン３４を吸引パイプ３２とボトムニップローラ３５ａとの間に巻き掛けた構成としてもよい。
【００６２】
○ 通気エプロン３４を駆動する構成として、吸引パイプ３２，３３及びボトムニップローラ３５ａを無くして、断面卵形の吸引パイプを設け、該吸引パイプの所定位置に吸引孔を形成し、吸引パイプの外周に沿って通気エプロン３４を摺動可能に巻き掛ける。そして、トップニップローラ３１ａを積極駆動可能とし、トップニップローラ３１ａを通気エプロン３４に圧接しながら駆動することで通気エプロン３４を駆動するようにしてもよい。
【００６３】
○ 吸引装置の構成は、ファン４７ａをモータ４７で駆動する構成に限らない。例えば、減圧ポンプ（真空ポンプ）を使用してもよい。真空ポンプは回転式ポンプでも往復動式ポンプでもよい。
【００６４】
〇 ニューマ装置としてシングルノズルタイプに代えて、フルートタイプの構成を採用してもよい。
○ 通気エプロン３４をトップ側に設ける構成としてもよい。
【００６５】
前記実施の形態から把握される発明（技術的思想）について、以下に記載する。
（１）前記吸引手段は紡績機械の機台の長手方向に沿って延びるダクトと、ダクトに接続された吸引装置とを備えている。
【００６６】
（２）前記吸引手段は紡績機械の機台の長手方向に沿って延びる複数のダクトと、前記ダクトに接続された複数の吸引装置とを備え、各吸引装置には異常検出手段が装備され、その異常検出信号に基づいて、異常の吸引装置を停止するとともに、前記異常の吸引装置が接続されたダクトに接続された他の吸引装置の吸引作用を高めるように運転される。
【００６７】
【発明の効果】
以上詳述したように請求項１〜請求項２に記載の発明によれば、紡出糸の品質が所望の条件を満たすように、繊維束集束装置の吸引圧力の設定及び変更が可能である。また、請求項３に記載の発明によれば、巻き取り開始から終了まで、繊維束集束装置に適正な繊維束集束作用を発揮させて一定の品質の糸を紡出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 一実施の形態の吸引装置とダクトの配置を示す模式平面図。
【図２】 ドラフト装置と繊維束集束装置とを示す一部破断概略側面図。
【図３】 吸引部とボトムニップローラとの関係を示す部分概略図。
【図４】 （ａ）は繊維束集束装置を繊維束移動方向前方から見た部分概略図、（ｂ）は回転軸の正面図。
【図５】 図２の部分拡大図。
【図６】 接続管の部分斜視図。
【図７】 （ａ）〜（ｆ）は番手の異なる糸の紡出時における、吸引圧力とHairiness との関係又は吸引圧力とＵ％との関係を示すグラフ。
【図８】 一般のリング精紡機の毛羽数と巻取り量との関係を示すグラフ。
【符号の説明】
Ｆ…繊維束、Ｓ…吸引部、１１…ドラフトパートとしてのドラフト装置、３０…繊維束集束装置、３１…送出部、３１ａ…送出部を構成するニップローラとしてのトップニップローラ、３２，３３…吸引部としての吸引パイプ、３２ａ，３３ａ…吸引孔、３４…通気部材としての通気エプロン、３５ａ…送出部を構成するニップローラとしてのボトムニップローラ、４４…吸引手段を構成するダクト、４５…同じく吸引装置、５２…制御手段を構成するインバータ、５４…同じく制御装置５４。
Claims (3)
- ドラフトパートの最終送出ローラ対の下流側に、前記ドラフトパートでドラフトされた繊維束を集束する繊維束集束装置が設けられた紡績機械であって、
前記繊維束集束装置が、ニップローラを備えた送出部と、前記送出部のニップ点に対して少なくとも繊維束の移動方向の上流側に延びるように設けられた吸引孔を備えた吸引部と、前記送出部を構成するとともに前記吸引部に沿って回転される通気部材と、前記吸引部に作用する吸引圧力を任意に設定及び変更可能な吸引手段とを備え、前記吸引手段は紡出糸の太番手、中番手及び細番手に対応して、前記吸引圧力が太番手＞中番手＞細番手となるように変更して駆動される紡績機械。 - 前記吸引手段は制御手段により前記吸引圧力を変更可能に駆動制御され、前記制御手段は紡出条件に対応して適正な前記吸引圧力を自動的に設定可能に構成されている請求項１に記載の紡績機械。
- ドラフトパートの最終送出ローラ対の下流側に、ニップローラを備えた送出部と、前記送出部のニップ点に対して少なくとも繊維束の移動方向の上流側に延びるように設けられた吸引孔を備えた吸引部と、前記送出部を構成するとともに前記吸引部に沿って回転される通気部材と、前記吸引部に作用する吸引圧力を任意に設定及び変更可能な吸引手段とを備え、前記ドラフトパートでドラフトされた繊維束を集束する繊維束集束装置が設けられた紡績機械を使用した紡績方法であって、前記吸引圧力をボビンへの糸の巻取り量が満管の３割程度となった時期に最高となるように調整して紡績を行う紡績方法。
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