JP6031847B2 - 中空ガイド軸体、空気紡績装置、及びこれを備える糸巻取機 - Google Patents

Description

本発明は、空気式の紡績装置が備える中空ガイド軸体の構成に関する。

繊維束に対して旋回空気流を作用させることにより、当該繊維束に撚りを加えて紡績糸を生成する空気紡績装置が知られている。

空気紡績装置は、スピンドル（又は中空ガイド軸体）を備えている。このスピンドルは、円筒状ないし円錐状の形状を有し、当該スピンドルの周囲には所定の空間（旋回室）が形成される。空気紡績装置において、旋回空気流の作用を受けた繊維は、旋回室内でスピンドルの周囲を振り回される。これにより、繊維に撚りが加えられ、紡績糸が生成される。

このように、スピンドルの周囲を繊維が振り回されるので、スピンドル表面と繊維との間に摩擦が生じる。このため、空気紡績装置のスピンドルには耐摩耗性が要求される。なお、繊維業界において、耐摩耗性が要求される部材にはファインセラミックスを採用することが一般的である。このため、従来の空気紡績装置においては、ファインセラミックス製のスピンドルが採用されていた。セラミック製のスピンドルを備えた空気紡績装置は、例えば特許文献１に記載されている。

特開平１０−３１７２３１号公報

近年、紡績速度の更なる高速化が望まれている。空気紡績装置において、紡績速度を向上させるためには、旋回室内での繊維の旋回速度を上昇させる必要がある。そこで、スピンドルの半径を小さく（スピンドルを細く）することにより、繊維の旋回半径を小さくして、当該繊維の旋回速度を向上させることが考えられる。

ところが、従来の空気紡績装置が備えるスピンドルはセラミックス製（焼結構造）となっていたため、靭性が低く、脆い。このため、仮に従来のセラミックス製のスピンドルを細くしていくと、割れ及び／又は欠けなどの破損が頻発するおそれがある。スピンドルが破損した場合は交換する必要があり、コスト増の原因となる。このように、従来のスピンドルを更に細くすることは難しく、紡績速度の高速化という要望に十分に応えることができていなかった。

また、繊維とスピンドルとの間には摩擦が生じるため、静電気が発生する。ところが、一般的なセラミックスは絶縁体であるため、電荷を逃がすことができず、帯電し易い。帯電したスピンドルの表面には繊維クズなどのゴミが付着し易くなり、生成する紡績糸の品質に悪影響を及ぼす懸念がある。このため、従来の空気紡績装置では、スピンドルの清掃作業を頻繁に行う必要があり、当該清掃作業が紡績糸の生産効率の低下につながっていた。

本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その主要な目的は、割れにくく、繊維クズなどのゴミが付着しにくいスピンドルを提供することにある。

課題を解決するための手段及び効果

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。

本発明の観点によれば、空気紡績装置において旋回気流の作用を受けた繊維が周囲を旋回するとともに、前記旋回気流によって撚りが加えられた前記繊維が通過する繊維通路が形成された中空ガイド軸体の以下の構成が提供される。即ち、この中空ガイド軸体は、導電性を有する基材部と、前記基材部の表面の少なくとも一部に設けられた、前記基材部よりも硬い表面層と、を備える。前記表面層は、前記繊維通路の入口部分と、前記繊維通路の内面の少なくとも一部に、少なくとも設けられている。

このように、基材部を導電性とすることで、中空ガイド軸体（スピンドル）が帯電しにくくなる。これにより、中空ガイド軸体にゴミが付着しにくくなるので、空気紡績装置によって生成される紡績糸の品質を向上させるとともに、中空ガイド軸体を清掃する手間を低減できる。基材部の表面に設けた表面層により、中空ガイド軸体の耐摩耗性を向上させることができる。基材部自体には耐摩耗性が要求されないことから、基材部には比較的靭性が高い素材を採用できる。これにより、中空ガイド軸体の割れ及び／又は欠けなどの破損が発生しにくくなるので、当該中空ガイド軸体の形状の自由度が向上する。例えば、従来に比べて中空ガイド軸体を細く（直径を小さく）形成できるので、繊維の旋回速度を向上させて、空気紡績装置の紡績速度を向上させることができる。また、空気紡績装置において旋回させられる繊維は、中空ガイド軸体の上記の位置に接触するので、この位置に表面層を設けることにより、中空ガイド軸体の耐摩耗性を向上させることができる。

上記の中空ガイド軸体において、前記表面層は、ダイヤモンドライクカーボン被膜であることが好ましい。

これにより、十分な硬度の表面層を形成できる。また、ダイヤモンドライクカーボン被膜は摩擦係数が低いため、中空ガイド軸体と繊維の間に発生する摩擦を低減できる。これにより、繊維の旋回速度を更に向上させることができるので、空気紡績装置の紡績速度を更に向上させることができる。

上記の中空ガイド軸体において、前記表面層は、導電性を有することが好ましい。

このように表面層が導電性を有することにより、中空ガイド軸体がより一層帯電しにくくなるので、当該中空ガイド軸体にゴミが更に付着しにくくなる。

上記の中空ガイド軸体において、前記基材部は、鉄、導電性セラミックス、超硬合金、及びステンレス鋼の少なくも何れかから構成されていることが好ましい。

このように導電性を有する素材によって中空ガイド軸体の基材部を構成することにより、中空ガイド軸体と繊維との摩擦によって発生した静電気を確実に逃がすことができる。

上記の中空ガイド軸体においては、前記表面層と前記基材部の間に、前記表面層と前記基材部とを密着させる中間層が設けられていることが好ましい。

これにより、表面層が基材部から剥がれにくくなり、中空ガイド軸体の耐久性が向上する。

上記の中空ガイド軸体において、前記表面層は、黒色であることが好ましい。

このように中空ガイド軸体の表面を黒色とすることにより、当該表面に付着した繊維クズなどのゴミを視認し易くなる。これによれば、メンテナンスなどの際に、中空ガイド軸体の清掃を行い易くなる。

本発明の別の観点によれば、上記の中空ガイド軸体と、前記繊維が旋回する旋回室が形成された旋回室形成部材と、前記旋回室に前記繊維を案内する繊維案内部と、を備えた空気紡績装置が提供される。

この空気紡績装置は、上記の中空ガイド軸体を採用しているので、紡績速度を従来に比べて向上させることができる。

本発明の更に別の観点によれば、上記の空気紡績装置と、前記空気紡績装置で生成された紡績糸を巻き取ってパッケージを形成する巻取部と、を備える糸巻取機が提供される。

この糸巻取機は、上記空気紡績装置を採用しているので、パッケージの生成速度を従来に比べて向上させることができる。

本発明の一実施形態に係る精紡機の全体的な構成を示す正面図。 紡績ユニットの側面断面図。 空気紡績装置の縦断面図。 繊維束に撚りを加えている様子を示す空気紡績装置の縦断面図。 繊維接触部を示す縦断面図。 中空ガイド軸体の構成を概念的に示す図。 従来と本実施形態の中空ガイド軸体を比較する図。

次に、本発明の一実施形態に係る精紡機（糸巻取機）について、図面を参照して説明する。図１に示す糸巻取機としての精紡機１は、並設された多数の紡績ユニット２と、糸継台車３と、を主に備えている。

図２に示すように、各紡績ユニット２は、上流から下流へ向かって順に、ドラフト装置４と、空気紡績装置５と、糸監視装置６と、糸貯留装置７と、巻取部８と、を備えている。なお、本明細書において「上流」及び「下流」とは、紡績時での繊維束及び紡績糸の走行方向における上流及び下流を意味する。

ドラフト装置４は、スライバ（繊維束の原料）９をドラフトして繊維束１０とする。ドラフト装置４は、複数のドラフトローラ１１，１２，１３及び１４と、各ドラフトローラに対向するように配置された対向ローラを有している。複数のドラフトローラ１１，１２，１３及び１４は、それぞれ所定の回転速度で回転駆動されている。ドラフト装置４は、図略のスライバケースから供給されるスライバ９を、回転するドラフトローラ１１，１２，１３及び１４と、これに対向する対向ローラとの間で挟み込んで搬送することにより、ドラフトして繊維束１０とする。ドラフト装置４でドラフトされた繊維束１０は、空気紡績装置５に供給される。

空気紡績装置５は、その内部に旋回気流を発生させ、当該旋回気流を繊維束１０に作用させることにより、当該繊維束１０に撚りを与えて紡績糸１５を生成する。なお、空気紡績装置５の詳細な構成については後述する。

空気紡績装置５で生成された紡績糸１５は、糸監視装置６を通過する。糸監視装置６は、走行する紡績糸１５の状態を監視し、当該紡績糸１５の品質に異常がある箇所（糸欠点）を検出する。また、糸監視装置６には、糸欠点を検出した場合に紡績糸１５を切断するためのカッタ１６が付設されている。

糸監視装置６を通過した紡績糸１５は、巻取部８によってボビン１７に巻き取られる。巻取部８は、クレードルアーム１９と、巻取ドラム２０と、トラバース装置２１と、を備えている。

クレードルアーム１９は、紡績糸１５を巻き取るためのボビン１７を回転可能に支持する。巻取ドラム２０は、前記ボビン１７の外周面に接触して回転駆動されることにより、前記ボビン１７を従動回転させる。トラバース装置２１は、紡績糸１５に係合して左右（ボビン１７の巻幅方向）に駆動されるトラバースガイド２２を備えている。このトラバース装置２１によって、ボビン１７に巻き取られる紡績糸１５を綾振り（トラバース）する。

以上の構成の紡績ユニット２により、スライバ９から紡績糸１５を生成して、ボビン１７に巻き取っていくことができる。なお、このように紡績糸１５が巻き取られた状態のボビン１７のことを「パッケージ」と呼ぶ。

また、本実施形態の精紡機１では、糸監視装置６と巻取部８の間に、糸貯留装置７が配置されている。糸貯留装置７は、図２に示すように、糸貯留ローラ２３と、当該糸貯留ローラ２３を回転駆動する電動モータ２５と、を備えている。

糸貯留ローラ２３は、その外周面に一定量の紡績糸１５を巻き付けて一時的に貯留できる。このように紡績糸１５を一時的に貯留するので、糸貯留装置７は一種のバッファとして機能する。これにより、空気紡績装置５における紡績速度と、巻取部８における巻取速度と、が何らかの理由により一致しない場合の不具合（例えば紡績糸１５の弛みなど）を解消することができる。

また、各紡績ユニット２は、ユニット制御部２６を備えている。ユニット制御部２６は、紡績ユニット２が備える各構成を適宜制御する。

糸継台車３は、図１及び図２に示すように、糸継装置２７と、吸引装置（サクションパイプ２８及びサクションマウス２９）を備えている。糸継台車３は、紡績ユニット２が並んでいる方向（図１の左右方向）に沿って走行可能である。ある紡績ユニット２において、空気紡績装置５と巻取部８の間の紡績糸１５が何らかの理由により切断状態になった場合、糸継台車３は、当該紡績ユニット２の前まで走行して、切断された紡績糸１５の接合（糸継ぎ）を行う。

糸継装置２７は、糸端同士を糸継ぎする。糸継装置２７の構成は特に限定されないが、例えば旋回気流によって糸端同士を撚り合わせる空気式のスプライサを採用できる。前記サクションパイプ２８は、空気紡績装置５から送出される糸端を吸い込みつつ捕捉して、糸継装置２７へ案内する。サクションマウス２９は、巻取部８に支持されたパッケージ１８から糸端を吸引しつつ捕捉して、糸継装置２７へ案内する。

次に、図３を参照して、空気紡績装置５の構成について詳しく説明する。図３は、中空ガイド軸体３２の軸線を通る平面で切断したときの、空気紡績装置５の模式的な縦断面図である。

図３に示すように、空気紡績装置５は、繊維案内ブロック３０と、ノズルブロック３１と、中空ガイド軸体３２と、ケーシング３３と、を備えている。ケーシング３３は、上流側ケーシング３３ａ及び下流側ケーシング３３ｂから構成されている。

繊維案内ブロック３０には、ドラフト装置４でドラフトされた繊維束１０を導入する繊維導入孔３４が形成されている。また、繊維案内ブロック３０は、繊維束１０の通路上に配置されたニードル（繊維案内部）４４を保持している。また、この繊維案内ブロック３０は、上流側ケーシング３３ａに保持されている。

中空ガイド軸体３２は、下流側に向かって形が拡大するテーパ部３７と、直径が略一定の円筒部３８と、を有している。テーパ部３７の大径側には、軸線を一致させるようにして前記円筒部３８が接続されている。また、円筒部３８及びテーパ部３７の軸中心には、繊維通路３９が形成されている。これにより、中空ガイド軸体３２は中空状になっている。

中空ガイド軸体３２のテーパ部３７は、その小径側が上流側を向くように配置されている。また、中空ガイド軸体３２の円筒部３８は、下流側ケーシング３３ｂに保持されている。

中空ガイド軸体３２の上流側の端部（テーパ部３７の小径側の端部）には、繊維通路３９の入口が開口している。中空ガイド軸体３２の上流側の端部を、繊維通路３９の入口部４０と呼ぶ。図３に示すように、入口部４０は、ニードル４４の先端に対向するように配置されている。以上の構成で、繊維導入孔３４に導入された繊維束１０は、ニードル４４によって案内されつつ、入口部４０から繊維通路３９内に導入される（図４参照）。なお、繊維通路３９の下流側端部は、図略の出口孔となっている。

ノズルブロック３１には、旋回室４１と、テーパ室４２と、が形成されている。従って、ノズルブロック３１は、旋回室形成部材と呼ぶこともできる。旋回室４１は略円柱状の空間として形成されており、繊維導入孔３４に連通している。テーパ室４２は下流側に向けて広がるテーパ状の空間として形成されている。テーパ室４２は旋回室４１の下流に位置しており、かつ旋回室４１に接続している。また、このノズルブロック３１は、上流側ケーシング３３ａに保持されている。

ケーシング３３は開閉可能に構成されている。ケーシング３３を閉じた状態（上流側ケーシング３３ａ及び下流側ケーシング３３ｂを接近させた状態、図３に示す）において、旋回室４１及びテーパ室４２の内部に、中空ガイド軸体３２のテーパ部３７が一部挿入されるようにして配置されている。中空ガイド軸体３２は、前記旋回室４１及びテーパ室４２と軸線を一致させるようにして配置されている。また、ケーシング３３を閉じた状態において、中空ガイド軸体３２の外周面と、ノズルブロック３１の内面と、の間には、所定の空間（旋回室４１及びテーパ室４２）が形成されている。空気紡績装置５によって紡績糸１５を生成する際には、このようにケーシング３３を閉じた状態とする。

ケーシング３３を開いた状態（上流側ケーシング３３ａ及び下流側ケーシング３３ｂを離間させた状態、図示は省略）とすることにより、ノズルブロック３１及び繊維案内ブロック３０と、中空ガイド軸体３２と、を離間させることができる。これにより、中空ガイド軸体３２を外部に露出させることができる。例えば中空ガイド軸体３２に繊維クズなどのゴミが付着した場合には、上記のようにケーシング３３を開いて中空ガイド軸体３２を露出させることにより、当該中空ガイド軸体３２の清掃作業を行うことができる。

ノズルブロック３１の周囲には、エア供給室３５が形成されている。また、上流側ケーシング３３ａには、図略の圧空源に接続された圧縮空気供給パイプ３６が接続されている。これにより、前記圧空源からエア供給室３５に対して圧縮空気を供給できる。

ノズルブロック３１には、旋回室４１とエア供給室３５とを連通する１つ以上の空気噴出ノズル４３が形成されている。空気噴出ノズル４３は、その長手方向が、平面視で旋回室４１の略接線方向に向くように形成されている。エア供給室３５に供給された圧縮空気は、空気噴出ノズル４３を介して旋回室４１内に噴射される。これにより、旋回室４１内には、中空ガイド軸体３２の軸線周り一方向に旋回するように流れる旋回気流が発生する。

空気噴出ノズル４３は、図３に示すように、その長手方向が下流側に若干傾斜して形成されている。これにより、空気噴出ノズル４３から噴射される圧縮空気を、下流側に向かって流すことができる。

以上の構成で、空気噴出ノズル４３から噴射される圧縮空気は、旋回室４１内において中空ガイド軸体３２の周囲を旋回しつつ、下流側に向かって流れる。このようにして、旋回室４１内に、下流側に向かって流れる螺旋状の旋回気流を発生させることができる。

次に、本実施形態の空気紡績装置５において、繊維束１０に撚りが加えられて紡績糸１５が生成される様子について、図４を参照して説明する。なお、図４には、空気紡績装置５内の空気の流れを太線の矢印で示している。

繊維束１０は、多数の繊維からなっている。繊維束１０を構成する各繊維の下流側の端部は、撚りが加えられつつある繊維束１０に撚り込まれているが、上流側の端部は、自由端となっている。繊維導入孔３４から空気紡績装置５内に導入された各繊維の自由端は、空気噴出ノズル４３からの噴出空気によって発生した空気流によって下流側に流される。このように、繊維の上流側端部（自由端）が下流側に流されることにより、当該上流側端部の向きが「反転」して、下流側（図４の下側）を向く。この状態の繊維を反転繊維１０ｂと呼ぶ。

繊維束１０に含まれている繊維のうち、一部は、繊維導入孔３４と繊維通路３９との間で連続状態となる。この状態の繊維を、芯繊維１０ａと呼ぶ。

反転繊維１０ｂの自由端は、旋回室４１内において、中空ガイド軸体３２の周囲を螺旋状に流れる旋回気流の影響を受ける。これにより、反転繊維１０ｂは、図４に示すように、中空ガイド軸体３２のテーパ部３７の表面に沿いつつ、当該テーパ部３７の周囲を旋回する。これにより、反転繊維１０ｂは、芯繊維１０ａの周囲に順次巻き付いていく。

芯繊維１０ａは、旋回する反転繊維１０ｂに連れられて加撚される。このように、芯繊維１０ａの周囲に反転繊維１０ｂが巻き付き、更に芯繊維１０ａに撚りが加えられることで、前記反転繊維１０ｂが芯繊維１０ａに撚り込まれて、紡績糸１５が生成される。

なお、芯繊維１０ａの撚りは上流側（フロントローラ１４側）へ伝播しようとするが、その伝播はニードル４４によって阻止される。このように、ニードル４４は撚り伝播防止手段としての機能を有している。

空気紡績装置５で生成された紡績糸１５は、巻取部８によって巻き取られるので、当該紡績糸１５には下流側に向かう搬送力が付与されている。これにより、紡績糸１５及び芯繊維１０ａは、全体的に下流側に向けて搬送される。芯繊維１０ａに巻き付いた反転繊維１０ｂは、下流側に向けて搬送される芯繊維１０ａに連れられて、繊維通路３９の入口部４０から、当該繊維通路３９の内部に引き摺り込まれていく。

以上で説明したように、中空ガイド軸体３２のテーパ部３７の周囲では、反転繊維１０ｂが振り回されるので、テーパ部３７の外周表面と反転繊維１０ｂと間で摩擦が発生する。ただし、テーパ部３７の外周表面全体で摩擦が発生するわけではなく、主に、テーパ部３７の外周表面のうち入口部４０に近い部分（図５の３７ａで示す部分）で摩擦が発生する。

前述のように、反転繊維１０ｂは、入口部４０（中空ガイド軸体３２の上流側の端部）から繊維通路３９内に引き摺り込まれていくので、当該入口部４０の端面と、繊維通路３９の内壁面のうち入口部４０に近い部分（図５の３９ａで示す部分）に、強い摩擦が発生する。

そこで、中空ガイド軸体３２の表面のうち、特に繊維との間で摩擦が発生する部分３７ａ，４０及び３９ａを合わせて「繊維接触部」と呼ぶ（図５の太線で示す部分）。

続いて、本実施形態における特徴的な構成について説明する。

本実施形態の中空ガイド軸体３２は、ステンレス鋼製の基材部５０を有しており、この基材部５０の表面に薄くコーティング（表面層５１）を形成したことを特徴としている。また、本実施形態では、基材部５０と表面層５１との間に、中間層５２を形成している。本実施形態の中空ガイド軸体３２の構成を、図６に概念的に示す。

本実施形態の中空ガイド軸体３２において、表面層５１は、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）被膜によるコーティングとしている。表面層５１（ＤＬＣ被膜）は極めて薄いことから、中空ガイド軸体３２の大部分は、ステンレス鋼製の基材部５０からなっている。ステンレス鋼は良好な導電性を有しているので、本実施形態の中空ガイド軸体３２は良好な導電性を有している。従って、本実施形態の中空ガイド軸体３２は、繊維との摩擦によって発生した静電気を容易に逃がすことができる。

なお、中空ガイド軸体３２を保持している下流側ケーシング３３ｂは、中空ガイド軸体３２の静電気を逃がすことができるように、良好な導電性を有する素材（具体的には金属）から構成されている。更に、この下流側ケーシング３３ｂは、紡績ユニット２を構成する金属製のフレームに対して電気的に接続されている。この金属製のフレームは接地されている。

以上の構成によれば、中空ガイド軸体３２が帯電しにくくなるので、当該中空ガイド軸体３２の表面に繊維クズなどのゴミが付着しにくくなる。これにより、中空ガイド軸体３２の表面を常に清浄な状態に維持できるので、空気紡績装置５で生成される紡績糸１５の品質を向上させることができる。また、中空ガイド軸体３２の表面を清掃するといったメンテナンスの手間を低減できるので、紡績ユニット２の生産性も向上する。

本実施形態の中空ガイド軸体３２は大部分がステンレス鋼製の基材部５０であるから、従来のセラミックス製（焼結構造）の中空ガイド軸体に比べて靭性が大幅に向上している。これにより、中空ガイド軸体３２の割れ及び／又は欠けが発生しにくくなっており、当該中空ガイド軸体３２の形状の自由度を増すことができる。

例えば、図７（ａ）に示す従来の中空ガイド軸体１３２において、テーパ部３７の径を小さくしていくと、中空ガイド軸体１３２の軸方向に直交する方向の厚さが薄くなる。従来の中空ガイド軸体１３２はセラミックス製であったため、厚さが薄くなると割れ及び／又は欠けなどの破損が発生し易くなる。このため、従来の中空ガイド軸体１３２は、径を小さくすることが難しかった。この点、本実施形態の中空ガイド軸体３２は適度な靭性を備えているので、図７（ｂ）のように、従来に比べてテーパ部３７の直径を小さく（テーパ部３７を細く）して厚さが薄くなったとしても、割れ及び／又は欠けなどの破損が発生し難い。このように、本実施形態の中空ガイド軸体３２は、従来に比べてテーパ部３７の径を小さく（テーパ部３７を細く）できる。これにより、繊維の旋回半径を小さくできるので、空気紡績装置５の紡績速度を向上させることができる。

本実施形態の中空ガイド軸体３２は、ステンレス鋼製の基材部５０の表面に、ＤＬＣ被膜からなる表面層５１を形成している。周知のように、ＤＬＣ被膜はステンレス鋼に比べて極めて硬度が高い。従って、基材部５０の表面に表面層５１（ＤＬＣ被膜）を形成することにより、中空ガイド軸体３２の耐摩耗性を大幅に向上させることができる。

中空ガイド軸体３２の耐摩耗性を向上させるという観点からは、少なくとも、基材部５０が繊維に接触する部分（図５に示す繊維接触部）に表面層５１が形成されていると良い。本実施形態の中空ガイド軸体３２では、基材部５０の外周表面全体（テーパ部３７及び円筒部３８の周面）と、入口部４０の端面と、繊維通路３９の内壁面のうち入口部４０に近い部分（図５の３９ａで示す部分）に、表面層５１を形成している。なお、繊維通路３９の内面にも全体的に表面層５１を形成しても良い。

ＤＬＣ被膜は非晶質であるため、平滑性に優れ低摩擦である。このため、中空ガイド軸体３２と反転繊維１０ｂとの間の摩擦を低減できる。従って、反転繊維１０ｂを、中空ガイド軸体３２の周囲でスムーズに旋回させることができ、当該反転繊維１０ｂの旋回速度を向上させることができる。このように、本実施形態の中空ガイド軸体３２によれば、空気紡績装置５による紡績速度を更に向上させることができる。

以上のように、本実施形態の構成によれば、耐摩耗性と靭性とを兼ね備え、低摩擦で、しかも導電性を有する中空ガイド軸体３２を提供できる。これにより、セラミックス製の従来の中空ガイド軸体に比べて、繊維の旋回速度を向上させて紡績速度を向上させることができる。

従来のファインセラミックス製の中空ガイド軸体は、白色、又は白に近い色であった。このため、繊維クズ（通常は白色）などのゴミが中空ガイド軸体に付着した場合であっても、当該ゴミを発見し難いという問題があった。

ＤＬＣ被膜は一般に黒色であるから、当該ＤＬＣ被膜を施した本実施形態の中空ガイド軸体３２の表面は黒色である。このため、繊維クズなどのゴミが本実施形態の中空ガイド軸体３２に付着した場合、当該ゴミを容易に発見できる。その結果、中空ガイド軸体３２の清掃等のメンテナンスの必要性を適切に判断できる。従って、不必要なメンテナンスを行うこともなくなり、紡績ユニット２の生産性を向上させることができる。

上記のＤＬＣ被膜を形成する方法としては、公知の適宜の方法を利用できる。ただし、ＤＬＣ被膜は、その形成方法によって、導電性を有する場合と導電性を有さない場合がある。中空ガイド軸体３２の帯電を防止するという観点からは、基材部５０だけでなく、表面層５１も導電性を有していることが好ましい。そこで、本実施形態の中空ガイド軸体３２の表面層５１は、導電性を有するＤＬＣ被膜としている。これによれば、中空ガイド軸体３２がより一層帯電しにくくなるので、当該中空ガイド軸体３２の表面にゴミが付着することを効果的に防止できる。

続いて、中間層５２について説明する。

ステンレス鋼の硬度とＤＬＣ被膜の硬度は大きく異なるので、ステンレス鋼とＤＬＣ被膜との密着性は低い。このため、仮に基材部５０の表面にＤＬＣ被膜を直接形成した場合は、当該ＤＬＣ被膜が基材部５０から剥がれてしまう懸念がある。本実施形態では、基材部５０と表面層５１との間に、基材部５０と表面層５１との密着性を向上させるための中間層５２を設けている。

中間層５２は、表面層５１の硬度と、基材部５０の硬度と、の中間の硬度を有すれば良い。更に、中間層５２は、基材部５０から表面層５１にかけて、徐々に硬度が高くなっていくように多層的に構成されていれば好適である。本実施形態では、中間層は、基材部５０側から順に、熱処理層５３と、窒化処理層５４と、メッキ層５５と、から構成されている。

熱処理層５３は、ステンレス鋼製の基材部５０に対して焼き入れ及び焼き戻しなどの熱処理を加えることにより、当該基材部５０の表面の硬度を向上させたものである。

窒化処理層５４は、前記熱処理を施した基材部５０の表面に対して、公知の窒化処理を行ったものである。これにより、基材部５０の表面の硬度を更に向上させることができる。なお、窒化処理によって基材部５０の表面に化合物層が形成されてしまうと、当該化合物層が基材部５０の表面から剥がれてしまう懸念があるので、化合物層を形成せずに拡散層のみを形成する窒化法（例えばラジカル窒化法）を採用すれば好適である。

メッキ層５５は、上記窒化処理を施した基材部５０の表面に対して、タングステン、クロム等による硬質なメッキ被膜を形成したものである。

以上のように中間層５２を形成することにより、基材部５０と表面層５１の密着性を高め、表面層５１（ＤＬＣ被膜）が基材部５０から剥がれてしまうことを防止できる。なお、上記中間層５２は導電性を有しているため、表面層５１と反転繊維１０ｂとの摩擦によって発生した静電気を、当該表面層５１から基材部５０に逃がすことができる。

以上で説明したように、本実施形態の中空ガイド軸体３２は、空気紡績装置５において旋回気流の作用を受けた繊維が周囲を旋回するとともに、前記旋回気流によって撚りが加えられた繊維が通過する繊維通路３９が形成されている。この中空ガイド軸体３２は、導電性を有する基材部５０と、基材部５０の表面に設けられた、基材部５０よりも硬い表面層５１と、を備えている。

このように、基材部５０を導電性とすることで、中空ガイド軸体３２が帯電しにくくなる。これにより、中空ガイド軸体３２にゴミが付着しにくくなるので、空気紡績装置５によって生成される紡績糸１５の品質を向上させるとともに、中空ガイド軸体３２を清掃する手間を低減できる。基材部５０の表面に設けた表面層５１により、中空ガイド軸体３２の耐摩耗性を向上させることができる。基材部５０自体には耐摩耗性が要求されないことから、基材部５０には比較的靭性が高い素材を採用できる。これにより、中空ガイド軸体３２の割れ及び／又は欠けなどの破損が発生しにくくなるので、当該中空ガイド軸体３２の形状の自由度が向上する。例えば、従来に比べて中空ガイド軸体３２を細く（直径を小さく）形成できるので、繊維の旋回速度を向上させて、空気紡績装置５の紡績速度を向上させることができる。

本実施形態の中空ガイド軸体３２において、表面層５１は、ダイヤモンドライクカーボン被膜である。

これにより、十分な硬度の表面層５１を形成できる。また、ダイヤモンドライクカーボン被膜は摩擦係数が低いため、中空ガイド軸体３２と繊維の間に発生する摩擦を低減できる。これにより、繊維の旋回速度を更に向上させることができるので、空気紡績装置５の紡績速度を更に向上させることができる。

本実施形態の中空ガイド軸体３２において、表面層５１は、導電性を有するＤＬＣ被膜としている。

このように表面層５１が導電性を有することにより、中空ガイド軸体３２がより一層帯電しにくくなるので、当該中空ガイド軸体３２にゴミが更に付着しにくくなる。

本実施形態の中空ガイド軸体３２において、表面層５１は、繊維通路３９の入口部４０と、繊維通路３９の内面のうち入口部４０に近い部分３９ａに、少なくとも設けられている。

空気紡績装置５において旋回させられる繊維は、中空ガイド軸体３２の上記の位置に接触するので、この位置に表面層５１を設けることにより、中空ガイド軸体３２の耐摩耗性を向上させることができる。

本実施形態の中空ガイド軸体３２において、基材部５０は、ステンレス鋼から構成されている。

このように導電性を有する素材によって中空ガイド軸体３２の基材部５０を構成することにより、中空ガイド軸体３２と繊維との摩擦によって発生した静電気を確実に逃がすことができる。

本実施形態の中空ガイド軸体３２において、表面層５１と基材部５０の間に、表面層５１と基材部５０とを密着させる中間層５２が設けられている。

これにより、表面層５１が基材部５０から剥がれにくくなり、中空ガイド軸体３２の耐久性が向上する。

本実施形態の中空ガイド軸体３２において、表面層５１は、黒色である。

このように中空ガイド軸体３２の表面を黒色とすることにより、当該表面に付着した繊維クズなどのゴミを視認し易くなる。これによれば、メンテナンスなどの際に、中空ガイド軸体３２の清掃を行い易くなる。

本実施形態の空気紡績装置５は、中空ガイド軸体３２と、繊維が旋回する旋回室４１が形成されたノズルブロック３１と、旋回室４１に繊維を案内するニードル４４と、を備えている。

この空気紡績装置５は、上記の中空ガイド軸体３２を採用しているので、紡績速度を従来に比べて向上させることができる。

本実施形態の精紡機１は、上記の空気紡績装置５と、当該空気紡績装置５で生成された紡績糸１５を巻き取ってパッケージを形成する巻取部８と、を備えている。

この精紡機１は、上記空気紡績装置５を採用しているので、パッケージの生成速度を従来に比べて向上させることができる。

以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更できる。

基材部の素材は、ステンレス鋼に限らず、良好な導電性を備えた素材であれば良い。このような素材としては、ステンレス鋼の他にも、例えば、鉄、導電性セラミックス、タングステンカーバイド等の超硬合金などを挙げることができる。ただし、耐食性を有し、かつ適度な靭性を備えるという点では、上記実施形態のように基材部５０をステンレス鋼製とすることが好適である。

上記実施形態では、基材部５０の外周表面の全体に表面層５１（ＤＬＣ被膜）を形成している。これにより、中空ガイド軸体３２の全体の耐摩耗性を向上させることができる。しかし、繊維との接触による基材部５０の摩耗を防止するという観点からは、必ずしも基材部５０の外周表面全体に表面層５１を設ける必要は無く、少なくとも基材部５０に繊維が接触する部分（図５に示した繊維接触部３７ａ，４０及び３９ａ）に表面層５１が形成されていれば良い。一般にＤＬＣ被膜は高価であるため、上記の繊維接触部にのみ表面層５１を形成すれば、中空ガイド軸体３２の製造コストの削減を図ることができる。

中間層５２は、基材部５０と表面層５１の密着性を高めるためのものであるから、基材部５０と表面層５１の間の密着性が十分な場合は中間層５２を省略しても良い。

表面層５１は、ＤＬＣ被膜に限らず、基材部５０よりも硬い層であれば良い。例えば、図６に示した中間層５２（メッキ層５５、窒化処理層５４及び熱処理層５３）は、何れも基材部５０（ステンレス鋼）よりも硬い。そこで、例えば図６のＤＬＣ被膜を省略した場合、メッキ層５５を「表面層」として把握できる。

同様に、図６のＤＬＣ被膜及びメッキ層５５を省略した場合、窒化処理層５４を「表面層」として把握できる。なお、窒化処理層５４は、ＤＬＣ被膜に比べて硬度が劣るため、耐摩耗性が十分であるとは言えない。従って、表面層を窒化処理層５４とした場合、繊維との摩擦によって中空ガイド軸体３２が摩耗する可能性はある。しかし、表面層を窒化処理層５４とした場合は、高価なＤＬＣ被膜を省略しているので、中空ガイド軸体３２を安価に構成できるという利点がある。従って、この中空ガイド軸体３２が摩耗した場合は、新しい中空ガイド軸体３２に交換したとしてもコスト面での負担は小さい。

ニードル４４は省略しても良い。この場合、繊維束１０は、繊維案内ブロック３０に形成された繊維導入孔３４の内壁面によって案内されながら、旋回室４１に導入される。この場合、繊維案内ブロック３０自体を、「繊維案内部」として把握できる。

１ 精紡機（糸巻取機）
５ 空気紡績装置
８ 巻取部
３１ ノズルブロック（旋回室形成部材）
３２ 中空ガイド軸体
３９ 繊維通路
４１ 旋回室
４４ ニードル（繊維案内部）
５０ 基材部
５１ 表面層

Claims (8)

1. 空気紡績装置において旋回気流の作用を受けた繊維が周囲を旋回するとともに、前記旋回気流によって撚りが加えられた前記繊維が通過する繊維通路が形成された中空ガイド軸体であって、
   導電性を有する基材部と、
   前記基材部の表面の少なくとも一部に設けられた、前記基材部よりも硬い表面層と、
   を備え、
   前記表面層は、前記繊維通路の入口部分と、前記繊維通路の内面の少なくとも一部と、に少なくとも設けられていることを特徴とする中空ガイド軸体。
2. 請求項１に記載の中空ガイド軸体であって、
   前記表面層は、ダイヤモンドライクカーボン被膜であることを特徴とする中空ガイド軸体。
3. 請求項１又は２に記載の中空ガイド軸体であって、
   前記表面層は、導電性を有することを特徴とする中空ガイド軸体。
4. 請求項１から３までの何れか一項に記載の中空ガイド軸体であって、
   前記基材部は、鉄、導電性セラミックス、超硬合金、及びステンレス鋼の少なくも何れかから構成されていることを特徴とする中空ガイド軸体。
5. 請求項１から４までの何れか一項に記載の中空ガイド軸体であって、
   前記表面層と前記基材部の間に、前記表面層と前記基材部とを密着させる中間層が設けられていることを特徴とする中空ガイド軸体。
6. 請求項１から５までの何れか一項に記載の中空ガイド軸体であって、
   前記表面層は、黒色であることを特徴とする中空ガイド軸体。
7. 請求項１から６までの何れか一項に記載の中空ガイド軸体と、
   前記繊維が旋回する旋回室が形成された旋回室形成部材と、
   前記旋回室に前記繊維を案内する繊維案内部と、
   を備えることを特徴とする空気紡績装置。
8. 請求項７に記載の空気紡績装置と、
   前記空気紡績装置で生成された紡績糸を巻き取ってパッケージを形成する巻取部と、
   を備えることを特徴とする糸巻取機。

Images