JP5070943B2 - 紡績装置 - Google Patents

Description

この発明は紡績装置に関し、特に旋回気流を利用して紡績糸を製造する紡績装置に関するものである。

旋回気流を利用して紡績糸を製造する紡績装置は、繊維束から紡績糸が製造される糸送り方向に沿って、ニードルを有するニードルブロックと、繊維束が導入される空間部が形成されたノズルブロックと、その空間部に挿入されたスピンドルとを備えている。ノズルブロックには、上記空間部に開口する出口を有するエアーノズルが形成されている。上記空間部の周壁であるノズルブロックの内周壁は、糸送り方向下流側にむかって末広がり状に拡大傾斜している。スピンドルには、その軸方向に中空の糸通過孔が形成され、スピンドルの先端は円錐台状に形成されている。上記エアーノズルの出口の一部は、ニードルブロックとスピンドルの先端との間のスペースである反転室に面するような位置に設定されている。このように構成される紡績装置では、エアーノズルからスピンドルの先端部に向かってエアーが噴射され、ノズルブロックとスピンドルとの間に形成されたスペースである旋回気流発生室に旋回気流が生じる。この旋回気流により、旋回気流発生室に導入された繊維束の一部の繊維、即ち巻付き繊維が反転し、ノズルブロックの内周壁に沿って旋回する。そして、その巻付き繊維は糸通過孔に導入され続けている繊維束の中心の繊維、即ち芯繊維に巻き付き、糸通過孔を介して紡績糸が製造される（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−１９３３３７号公報

上記のような従来の紡績装置では、安定して旋回気流を発生させるために、エアーノズルの軸方向に直交する平面におけるエアーノズルの出口の径に対して、ノズルブロックの内周壁とスピンドルの外周壁との間隔を適切な大きさにする必要がある。上記間隔が大きすぎると、エアーノズルから噴射されるエアーが拡散してしまい、逆に、上記間隔が小さすぎると、エアーが停滞したり逆流したりしてしまうこととなる。安定して旋回気流を発生させることができなければ、反転した巻付き繊維は芯繊維に均一に巻き付きにくくなり、その結果、糸強力の弱い紡績糸が製造される。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、ノズルブロックの内周壁とスピンドルの外周壁との間隔を適切な大きさに設定し、旋回気流を安定させ、所定の糸強力を有する紡績糸を製造することができる紡績装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、請求項１記載の発明は、繊維束の繊維を旋回気流により旋回させて紡績糸を製造する紡績装置であって、糸送り方向に向かって円柱状空間部と円錐台状空間部とが連続して形成される空間部が形成され、該円柱状空間部に開口する出口から前記旋回気流を発生させるためのエアーが噴射されるエアーノズルが形成されたノズルブロックと、糸送り方向に向かって円柱部と円錐台部とが連続して形成され、前記空間部に挿入されると共に、前記紡績糸が通過する糸通過孔が形成されたスピンドルとを備え、前記ノズルブロックの内周壁と前記スピンドルの外周壁との間隔が、前記スピンドルの軸方向における所定長さの範囲で一定となるように設定され、前記所定長さとは、前記スピンドルの円柱部の糸送り方向最上流側の面から前記ノズルブロックの円柱状空間部の最下流側の面までの長さであって、前記一定の間隔をＳとし、前記エアーノズルの軸方向に直交する平面における前記出口の径をＤとすると、０．７Ｄ≦Ｓ≦１．３Ｄの関係を有するものである。

このように構成すると、ノズルブロックの内周壁とスピンドルの外周壁との間を旋回する旋回気流が拡散、停滞及び逆流しにくくなり安定する。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の構成において、範囲におけるスピンドル及び空間部の形状が各々円柱状に形成されたものである。

このように構成すると、旋回気流がスムーズに流れる。

請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の発明の構成において、所定長さは、少なくとも繊維が旋回する領域のスピンドルの軸方向における長さより大きいものである。

このように構成すると、旋回する繊維全体に安定した旋回気流が与えられる。

以上説明したように、請求項１記載の発明は、ノズルブロックの内周壁とスピンドルの外周壁との間を旋回する旋回気流が拡散、停滞及び逆流しにくくなり安定するため、繊維束の外側の繊維である巻付き繊維の旋回も安定する。よって、所定の糸強力を有する紡績糸を製造することができる。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の効果に加えて、旋回気流がスムーズに流れるため、旋回気流を効率的に発生させることができる。

請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の発明の効果に加えて、旋回する繊維全体に安定した旋回気流が与えられるため、旋回気流を更に効率的に発生させることができる。

次に、発明の実施の形態について図を用いて説明する。

図１はこの発明の第１の実施の形態による紡績装置を備えた紡績機の概略構成を示した斜視図である。

図１を参照して、紡績機１０は、繊維束１７から紡績糸１８が製造される糸送り方向に沿って上流側から、ケンス１１と、ドラフト装置１２と、紡績装置１３と、糸送り装置１４と糸欠点検出装置１５と、巻取り装置１６とを備えている。ケンス１１には、錬条機で生成された繊維束１７が収容されている。

ドラフト装置１２は、ケンス１１から引き出された繊維束１７をローラで挟み込んで延伸する装置であり、糸送り方向上流側から、バックローラ対１９、サードローラ対２０、セカンドローラ対２１及びフロントローラ対２２の４組のローラを備えている。セカンドローラ対２１の各ローラにはエプロンベルト２６が装着されている。

紡績装置１３は、ドラフト装置１２のフロントローラ対２２から送られてきた繊維束１７に旋回気流を与えて紡績糸１８を製造する装置であり、詳細については後述する。

糸送り装置１４は、紡績装置１３で製造された紡績糸１８を、糸送り方向下流側に配置された巻取り装置１６へ送り出す装置である。糸送り装置１４は、デリベリローラ２３と、デリベリローラ２３に接触・離反自在に設けられたニップローラ２４とを備え、デリベリローラ２３とニップローラ２４との間に挟持された紡績糸１８が、デリベリローラ２３の回転駆動により巻取り装置１６へ送られる。

糸欠点検出装置１５は、巻取り装置１６へ送られる途中の紡績糸１８の糸欠点を検出する装置である。この糸欠点検出装置１５による糸欠点検出情報に基づいて、紡績糸１８の欠点部分が除去され、不良な糸のパッケージ２５への巻取りが防止される。尚、糸欠点検出装置１５は、糸欠点の検出に応じて紡績糸１８を切断する図示しない切断装置を備え、紡績機１０は、一旦切断された紡績糸１８の両端を繋ぐ図示しない糸継ぎ装置を備えている。

巻取り装置１６は、紡績装置１３で製造された紡績糸１８を図示しないボビンホルダーに支持されたボビン２７に巻き取って、パッケージ２５を製造する装置である。

次に、上述した紡績装置１３について説明する。

図２は図１で示した紡績装置のスピンドル先端付近の概略構成を示した縦断面図であり、図３は図１で示した紡績装置のエアーノズル付近の概略構成を示した横断面図である。

図２及び図３を参照して、紡績装置１３は、繊維束１７から紡績糸１８が製造される糸送り方向に沿って、ガイド部材支持体３０と、空間部５５が形成されたノズルブロック３３と、上記空間部５５に糸送り方向下流側からその先端４２側が挿入されたスピンドル３８とを備えている。空間部５５は、具体的には、円柱状に形成された円柱状空間部４３と、円柱状空間部４３の下流側に接続されると共に、接続される上流側の面の径が円柱状空間部４３の径と同一で下流側にむかって拡大する円錐台状空間部４９とから構成されている。ノズルブロック３３とスピンドル３８とは同軸に配置されている。スピンドル３８は、ガイド部材支持体３０及びノズルブロック３３の双方と接触しないように離間して配置されている。ガイド部材支持体３０には、ドラフト装置１２から送られてきた繊維束１７が導入される導入通路３２が糸送り方向に貫通して形成されている。又、ガイド部材支持体３０とスピンドル３８の先端４２との間に円柱状のスペース、即ち反転室３６が形成され、ノズルブロック３３の内周壁４４とスピンドル３８の外周壁４５との間に円筒状のスペース、即ち旋回気流発生室３７が形成されている。スピンドル３８には、スピンドル３８の軸方向に貫通して軸心位置に糸通過孔３９が形成されている。上記の導入通路３２、旋回気流発生室３７及び糸通過孔３９は、反転室３６を介して互いに連通している。

ガイド部材支持体３０は、糸通過孔３９に向かって円柱状空間部４３の一部である反転室３６内に先端が突出した針状のガイド部材３１を備えている。このガイド部材３１により、反転室３６に導入された繊維束１７の一部、即ち繊維束１７の中心に位置する芯繊維が糸通過孔３９に誘導される。尚、ガイド部材３１の糸通過孔３９側への突出量は調整自在である。

ノズルブロック３３には、円柱状空間部４３に向かって糸送り方向下流側に少し傾斜して断面が円形を有する複数のエアーノズル３４・３４・・・が形成されている。そのエアーノズル３４・３４・・・の出口３５・３５・・・の各々は、円柱状空間部４３の周壁であるノズルブロック３３の内周壁４４に開口して形成されている。図３で示すようにエアーノズル３４・３４・・・の各々は、ノズルブロック３３の内周壁４４が構成する円の接線方向に等間隔に６つ形成されている。図示しないエアー供給手段により、このエアーノズル３４・３４・・・の各々から均一にエアーが噴射されると、反転室３６や旋回気流発生室３７にスピンドル３８の軸回り方向に一定の速さで旋回する旋回気流が発生する。又、エアーノズル３４・３４・・・は糸送り方向下流側に少し傾斜しているため、エアーの流れは旋回成分だけではなく、糸送り方向へ向かう成分も有している。

スピンドル３８は、ノズルブロック３３の円柱状空間部４３の外径を僅かに小さくして、先端４２の角が面取りされた円柱部４０と、糸送り方向上流側の接続される面の径が円柱部４０の径と同一で下流側に向かって拡大する円錐台部４１とを備え、紡績糸１８が通過する上述の糸通過孔３９が形成されている。スピンドルの先端４２から円錐台部４１の中間部分までがノズルブロック３３の空間部５５に挿入されている。

次に、紡績糸１８の製造工程について説明する。

図２を中心に参照して、先ず、ドラフト装置１２のフロントローラ対２２から送り出された繊維束１７が、ガイド部材支持体３０に形成された導入通路３２を介して反転室３６に導入される。繊維束１７はガイド部材３１に半周程度巻き付けられている。この反転室３６や反転室３６の糸送り方向下流側に接続される旋回気流発生室３７には、図２及び図３の矢印で示された方向に旋回気流が発生している。この旋回気流は上述のように糸送り方向に向かう成分を有しているため、導入通路３２から外気が吸引され、繊維束１７が反転室３６に導入され易くなっている。

次に、反転室３６に導入された繊維束１７の中心の繊維、即ち芯繊維はガイド部材３１に巻き付きながら、糸通過孔３９に導入される。一方、繊維束１７のその他の繊維、即ち巻付き繊維４６・４６・・・は、糸送り方向下流側の端部が上記芯繊維に巻き付いた状態で、糸通過孔３９に導入される。そして、巻付き繊維４６・４６・・・は、糸送り方向上流側の端部がフロントローラ対２２から外れて、旋回気流の糸送り方向へ向かう成分により図２の２点鎖線で示したように反転して、旋回気流発生室３７に導入される。

次に、反転した巻付き繊維４６・４６・・・はノズルブロック３３の内周壁４４に沿って旋回気流の旋回成分により旋回し、糸通過孔３９に導入され続けている芯繊維に巻き付く。

次に、巻付き繊維４６・４６・・・が巻き付いた芯繊維が糸通過孔３９を介して紡績装置１３から送り出される。このようにして、紡績糸１８は製造される。

ここで、ノズルブロック３３の内周壁４４とスピンドル３８の外周壁４５との間隔とエアーノズル３４・３４・・・の出口３５・３５・・・の径との関係について説明する。

図２及び図３を参照して、スピンドル３８の軸方向における所定長さＨの範囲におけるノズルブロック３３の内周壁４４とスピンドル３８の外周壁４５との間隔をＳとし、エアーノズル３４・３４・・・の軸方向に直交する平面における出口３５・３５・・・の径をＤとする。長さＨは、スピンドル３８の面取り部分を除いた円柱部４０の糸送り方向最上流側の面からノズルブロック３３に形成された円柱状空間部４３の最下流側の面までのスピンドル３８の軸方向における長さである。長さＨの範囲において、ノズルブロック３３の内周壁４４を構成する円柱状空間部４３とスピンドル３８の円柱部４０とは、同一の軸を中心とした円柱状に形成されている。したがって、上記間隔は、長さＨの範囲においてＳで一定である。

又、長さＨは、少なくとも巻付き繊維４６・４６・・・が旋回する領域のスピンドル３８の軸方向における長さよりは大きく設定されている。換言すれば、フロントローラ対２２の狭持点からスピンドル３８の糸通過孔３９の入口の中心までの繊維束１７が走行することができる最短経路をＬとし、円柱状空間部４３の半径をＲとし、円柱状空間部４３の軸方向に直交する平面に対するエアーノズル３４・３４・・・の傾斜角度をθとすると、長さＨは、（Ｌ−Ｒ）ｓｉｎθの長さよりは大きく設定されている。巻付き繊維４６・４６・・・が旋回する領域のスピンドル３８の軸方向における長さは、ほぼ（Ｌ−Ｒ）ｓｉｎθである。尚、上記最短経路Ｌは、使用する繊維の有効繊維長より短いものとする。有効繊維長は、「繊維便覧−加工編」丸善株式会社、昭和６１年１月２０日第２版第４刷発行、１０.標準試験法、１０・１・２繊維長（１０９３〜１０９４頁）に定義されている。長さＨは上記のように設定されているため、旋回する巻付き繊維４６・４６・・・全体に安定した旋回気流が与えられ、旋回気流を効率的に発生させることができる。

ここで、紡績装置１３を０．７Ｄ≦Ｓ≦１．３Ｄの関係を有するように構成すると、次に説明する所定の糸強力を有する紡績糸１８を製造することができる。尚、エアーノズル３４・３４・・・の各々から噴射されるエアーの噴射圧は、径Ｄの大きさに関わらず一定とする。即ち、出口３５・３５・・・の各々から吐出されるエアーの単位時間あたりの噴射量は、径Ｄの大きさに比例して変化する。

図４は、最大値を１００％としたときの糸強力比と間隔Ｓ／エアーノズル出口の径Ｄとの関係を示した図である。

図４を参照して、縦軸には、最大値を１００％としたときの糸強力比が採られ、横軸には、所定範囲の間隔Ｓ／エアーノズル出口の径Ｄが採られている。間隔Ｓ／径Ｄを、０．５、０．７、０．８、1．０、１．２、１．３、１．５としたときの、糸強力比の各々が結ばれた曲線が示されている。間隔Ｓ／径Ｄが０．５のとき糸強力比は約７８％であり、同様に０．７のときは約８７％であり、同様に０．８のときは約９５％であり、同様に１．０のときはほぼ１００％であり、同様に１．２のときは約９２％であり、同様に１．３のときは約８７％であり、同様に１．５のときは約７７％である。

間隔Ｓ／径Ｄが０．５のときは、間隔Ｓが小さすぎて、エアーノズルから噴射されるエアーが停滞したり逆流してしまい、安定して旋回気流を発生させることができない。そのため、反転した巻付き繊維４６・４６・・・は芯繊維に均一に巻き付きにくくなり、糸強力が大幅に低下していると考えられる。一方、間隔Ｓ／径Ｄが１．５のときは、間隔Ｓが大きすぎて、エアーノズルから噴射されるエアーが拡散してしまい、安定して旋回気流を発生させることができない。そのため、反転した巻付き繊維４６・４６・・・は芯繊維に均一に巻き付きにくくなり、糸強力が大幅に低下していると考えられる。

紡績糸１８を製造するにあたって、最大値を１００％としたときの許容することができる糸強力比の低下割合は１５％程度である。又、紡績糸１８は、糸強力の他に風合いやファイバーロス等を考慮する必要があり、風合いやファイバーロスの減少を優先させて糸強力を多少低下させる場合もある。糸強力比の低下割合が１５％、即ち糸強力比が８５％となるのは、間隔Ｓ／径Ｄが約０．６７と約１．３３のときである。したがって、間隔Ｓ／径Ｄを０．７から１．３の範囲に設定すれば、糸強力比は８５％以上となる。即ち、紡績装置１３を０．７Ｄ≦Ｓ≦１．３Ｄの関係を有するように構成すれば、その紡績装置１３で製造される紡績糸１８の糸強力比は１５％の範囲の低下に抑えることができる。

０．７Ｄ≦Ｓ≦１．３Ｄの関係を有するように構成された紡績装置１３にあっては、ノズルブロック３３の内周壁４４とスピンドル３８の外周壁４５との間を旋回する旋回気流が拡散、停滞及び逆流しにくくなり安定するため、繊維束１７のうちの旋回気流発生室に導入された繊維である巻付き繊維４６・４６・・・の旋回も安定する。よって、所定の糸強力、即ち最大値を１００％としたときの糸強力比で８５％以上の糸強力比を有する紡績糸を製造することができる。又、長さＨの範囲におけるスピンドル３８及び円柱状空間部４３の形状が各々円柱状に形成されているため、旋回気流がスムーズに流れ、旋回気流を効率的に発生させることができる。

尚、上記の実施の形態では、所定の範囲でノズルブロックの空間部及びスピンドルが円柱状に形成されているが、ノズルブロックの内周壁とスピンドルの外周壁との間隔が一定であれば、円錐台状等他の形状であってもよい。

又、上記の実施の形態では、ノズルブロックの空間部の一部が円柱状に形成されているが、空間部の全部が円柱状に形成されてもよい。

更に、上記の実施の形態では、エアーノズルが６つ形成されているが、必ずしもこのように構成する必要はなく、他の数でもよい。

この発明の第１の実施の形態による紡績装置を備えた紡績機の概略構成を示した斜視図である。 図１で示した紡績装置のスピンドル先端付近の概略構成を示した縦断面図である。 図１で示した紡績装置のエアーノズル付近の概略構成を示した横断面図である。 最大値を１００％としたときの糸強力比と間隔Ｓ／エアーノズル出口の径Ｄとの関係を示した図である。

符号の説明

１３ 紡績装置
１７ 繊維束
１８ 紡績糸
３３ ノズルブロック
３４ エアーノズル
３５ 出口
３８ スピンドル
３９ 糸通過孔
４４ 内周壁
４５ 外周壁
５５ 空間部

Claims (3)

1. 繊維束の繊維を旋回気流により旋回させて紡績糸を製造する紡績装置であって、
   糸送り方向に向かって円柱状空間部と円錐台状空間部とが連続して形成される空間部が形成され、該円柱状空間部に開口する出口から前記旋回気流を発生させるためのエアーが噴射されるエアーノズルが形成されたノズルブロックと、
   糸送り方向に向かって円柱部と円錐台部とが連続して形成され、前記空間部に挿入されると共に、前記紡績糸が通過する糸通過孔が形成されたスピンドルとを備え、
   前記ノズルブロックの内周壁と前記スピンドルの外周壁との間隔が、前記スピンドルの軸方向における所定長さの範囲で一定となるように設定され、
   前記所定長さとは、前記スピンドルの円柱部の糸送り方向最上流側の面から前記ノズルブロックの円柱状空間部の最下流側の面までの長さであって、
   前記一定の間隔をＳとし、前記エアーノズルの軸方向に直交する平面における前記出口の径をＤとすると、
   ０．７Ｄ≦Ｓ≦１．３Ｄ
   の関係を有する、紡績装置。
2. 前記範囲における前記スピンドル及び前記空間部の形状が各々円柱状に形成された、請求項１記載の紡績装置。
3. 前記所定長さは、少なくとも前記繊維が旋回する領域の前記スピンドルの軸方向における長さより大きい、請求項１又は請求項２記載の紡績装置。

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