JP6119557B2 - エアジェット織機おける圧縮エア圧力制御装置 - Google Patents

Description

本願発明は、メインノズル及びサブノズルに供給する圧縮エアの緯入れ圧力を制御するエアジェット織機おける圧縮エア圧力制御装置に関する。

エアジェット織機においては、エア供給源から供給される高圧の圧縮エアをレギュレータにより緯入れに適した緯入れ圧力に減圧し、メインノズル及びサブノズルに供給している。近年のエアジェット織機では、例えば、毎分１０００回転以上の高速運転が行われるため、緯入れ圧力を制御するレギュレータが高速運転に対応できるように、従来の手動式あるいはモータ式レギュレータから、例えば、特許文献１に開示されている電空レギュレータを採用するようになった。

特許文献１では、電空レギュレータについて次のように開示している。流体噴射式織機には、緯入れ時の緯糸搬送に最適な流体圧力を設定するために、流体圧力供給側に圧力調整弁が設けられている。圧力調整弁には、自動制御により織機運転中に圧力制御を行い、常時最適な緯糸搬送状態にするため、圧力センサー内蔵の電気式圧力調整弁を用いる場合が多い。電気式圧力調整弁は、圧力センサーにより出力側圧力を検知して入力側の背圧室にフィードバックし、入力側圧力と出力側圧力との差を利用し、ダイヤフラムを介して調整弁の開度を調整し、設定圧力値通りの出力側圧力を実現するものである。

特開平６−７３６４０号公報

エアジェット織機では、緯入れにより圧縮エアが消費されるため、緯入れ毎に緯入れ圧力が低下する。緯入れ圧力の低下を圧力センサーで検知すると、電空レギュレータの背圧室フィードバック制御が作動し、入力側の圧縮エアを速やかに出力側へ供給する。このため、特許文献１に開示される電空レギュレータは単純に計算して、毎分１０００回背圧室フィードバック制御を作動させる。従って、電空レギュレータが緯入れ毎に背圧室フィードバック制御を実行するために、緯入れ圧力がオーバーシュートを繰り返し易く、緯入れに適した設定圧力に収束させることが困難となる。

緯入れ圧力の変動は、緯糸がメインノズルと反対側の所定の位置に達する緯糸到達タイミングのばらつきを発生させ、緯入れ不良の原因となる。緯糸到達タイミングのばらつきに起因する緯入れ不良の発生は、織物品質を低下するとともに、エアジェット織機の稼働率を低下する。また、エアジェット織機では、電空レギュレータの作動回数が極端に多くなり、電空レギュレータの寿命を大幅に低下させる問題がある。

本願発明は、電空レギュレータを用いたエアジェット織機における圧縮エアの緯入れ圧力の変動を抑制することを目的とする。

請求項１は、ダイヤフラムと、前記ダイヤフラムの一方に形成された一次側空間に圧縮エアを供給する給気用電磁弁及び前記一次側空間の圧縮エアを排気する排気用電磁弁とを有し、出力側の圧力に基づいて前記給気用電磁弁及び前記排気用電磁弁を制御する空気ばね圧調整部と、前記ダイヤフラムにより作動され出力側と入力側とを接続するパイロット式開閉弁と、前記ダイヤフラムにより作動され前記ダイヤフラムの他方に形成され出力側に連通する二次側空間を大気側に連通する排気弁とを備えた電空レギュレータによって、エア供給源から緯入れ用ノズルに供給する圧縮エアの緯入れ圧力を目標圧力に制御するエアジェット織機の圧縮エア圧力制御装置において、前記給気用電磁弁の作動開始タイミングを決定する前記緯入れ圧力の下限圧力を、前記エアジェット織機の起動後、１回目の緯入れ終了時の前記緯入れ圧力より低く設定したことを特徴とする。

請求項１によれば、電空レギュレータの給気用電磁弁の作動タイミングを決定する下限圧力を適切に設定することにより、緯入れ圧力のオーバーシュートを防止し、緯入れ圧力の変動を抑制することができる。緯入れ圧力の変動の減少により、安定した緯糸飛走を実現できるため、緯糸の到達タイミングのばらつきに起因する緯入れ不良の発生を減少し、織物品質やエアジェット織機の稼働率を向上することができる。また、電空レギュレータの給気用電磁弁や排気用電磁弁の動作回数が減少するため、電空レギュレータの寿命を高めることができる。

請求項２は、前記下限圧力は、前記エアジェット織機の起動後、２回目の緯入れ終了時の前記緯入れ圧力より高く設定したことを特徴とする。請求項２によれば、電空レギュレータの給気用電磁弁による緯入れ毎に生じる圧力制御や、圧力制御の開始遅れを防止し、最適な圧力制御タイミングと圧力制御回数を得ることができる。

請求項３は、前記排気用電磁弁の作動開始タイミングを決定する前記緯入れ圧力の上限圧力は、前記目標圧力と前記下限圧力との差分を前記目標圧力に加えた圧力に設定することを特徴とする。請求項３によれば、エアジェット織機の起動時の１回目及び２回目の緯入れ以外は、緯入れに伴う緯入れ圧力の変動幅を下限圧力と上限圧力の間に収めることができ、安定した緯入れを行うことができる。

本願発明は、電空レギュレータを用いたエアジェット織機における緯入れ圧力の変動を抑制することができる。

エアジェット織機における圧縮エアの配管系を示す概略説明図である。 電空レギュレータの概略説明図である。 電空レギュレータにより制御された緯入れ圧力の変化を示す線図である。 給気用電磁弁の非作動時の圧力調整を示す電空レギュレータの概略説明図である。 給気用電磁弁の作動時の圧力調整を示す電空レギュレータの概略説明図である。

本願発明における圧縮エア圧力制御装置の実施形態を図１〜図５に基づいて説明する。図１は、エアジェット織機１の緯入れ装置における圧縮エアの配管系２をブロック図で示したものである。織布工場内に設置されたエア供給源３は、エアコンプレッサー及びドライヤー等の関連機器（図示せず）から構成され、配管４により圧縮エアをエアジェット織機１に供給している。配管４はエアジェット織機１に設けられた元圧開閉弁５を介してエアジェット織機１の配管６と接続している。元圧開閉弁５はエアジェット織機１への圧縮エアの供給、又は停止を行うことができる。

配管６は、フィルタ７を介して、圧力計８に接続する。圧力計８は、エア供給源３から供給される圧縮エアの元圧力を計測する。元圧力は、エアジェット織機１の緯入れに使用する緯入れ圧力よりも高圧で供給されるように設定されている。圧力計８に接続した配管６は、電空レギュレータ９を介してメインエアタンク１０と接続する。また、電空レギュレータ９とメインエアタンク１０とを接続する配管６には、圧力計１１が設けられている。

電空レギュレータ９は、圧縮エアの元圧力を予め設定されている緯入れに適した緯入れ圧力に制御する。緯入れ圧力に制御された圧縮エアは、メインエアタンク１０に供給され、貯蔵される。なお、緯入れ圧力は、元圧力より低圧に設定されている。圧力計１１は、メインエアタンク１０に貯留される圧縮エアの圧力、すなわちメインノズル圧力（緯入れ圧力）を計測し、メインノズル圧力が設定された圧力に制御されているか否かをチェックすることができる。メインエアタンク１０は、配管６によりメインエアバルブ１２を介してメインノズル１３（緯入れ用ノズル）と接続されている。メインエアバルブ１２は、開弁動作により圧縮エアをメインノズル１３に供給し、閉弁動作によりメインノズル１３への圧縮エアの供給を停止する。

圧力計８と電空レギュレータ９とを接続する配管６から分岐された配管１４は、絞り弁１５を介してメインエアバルブ１２とメインノズル１３とを接続する配管６に接続し、微風回路１６を構成している。従って、絞り弁１５により調整された微量の圧縮エアは、緯入れ停止中に常時メインノズル１３に供給されている。メインノズル１３は、緯入れ停止中に、常時微風を噴射することにより、緯入れ後の緯糸先端を安定した状態で保持する。

一方、圧力計８と電空レギュレータ９とを接続する配管６からさらに分岐された配管１７は、電空レギュレータ９と同一の構造、機能を有する電空レギュレータ１８を介してサブエアタンク１９に接続する。また、電空レギュレータ１８とサブエアタンク１９とを接続する配管１７には、圧力計２０が設けられている。電空レギュレータ１８は、エア供給源３から供給された圧縮エアの元圧力を緯入れに適したサブノズル圧力（緯入れ圧力）に制御する。このため、サブエアタンク１９には、サブノズル圧力に制御された圧縮エアが貯蔵される。なお、サブノズル圧力は、メインノズル圧力と同一に設定されている。

サブエアタンク１９は、緯入れ方向に沿って配設された４つのサブエアバルブ２１にそれぞれ配管１７によって接続される。緯入れ方向に４つの群に分割されたサブノズル群２２は、それぞれ複数本のサブノズル（緯入れ用ノズル）を備え、各サブエアバルブ２１は各サブノズル群２２の各サブノズルに配管１７によって接続される。従って、各サブノズル群２２には、各サブエアバルブ２１の作動によりサブエアタンク１９から設定されたサブノズル圧力の圧縮エアが供給され、緯入れが行われる。

圧力計８、１１、２０はファンクションパネル２３を備えた制御装置２４に電気的に接続され、計測した圧縮エアの元圧力、メインノズル圧力、サブノズル圧力のデータを制御装置２４に送信している。制御装置２４には、圧力計８、１１、２０から送信されるデータや設定値等を記憶する記憶部（図示せず）及び元圧力、メインノズル圧力、サブノズル圧力のデータを基に各種計算を行う演算部（図示せず）が備えられる。

また、制御装置２４には、電空レギュレータ９及び電空レギュレータ１８に対して、電力供給を制御するプログラム（図示せず）及び圧力制御を指令するプログラム（図示せず）が記憶されている。なお、制御装置２４は、エアジェット織機１を運転するために必要な各種プログラムを備え、緯入れ時にメインエアバルブ１２及びサブエアバルブ２１に信号を送信し、緯入れ動作の開始及び停止を制御する。

電空レギュレータ９及び電空レギュレータ１８は、同一構造を有している。従って、本実施形態は、電空レギュレータ９の構成を図２に基づいて詳細に説明する。電空レギュレータ９は、空気ばね圧調整部２５、パイロット式開閉弁２６、排気弁２７、給気用電磁弁２８及び排気用電磁弁２９から構成されている。空気ばね圧調整部２５は、筺体内に配設されたダイヤフラム３０とダイヤフラム３０の一方に形成された一次側空間３１、他方に形成された二次側空間３２とを備えている。ダイヤフラム３０は、一次側空間３１内の圧力及び二次側空間３２内の圧力の差により、一次側空間３１側あるいは二次側空間３２側に変位される。

一次側空間３１は、管路３３を介して給気用電磁弁２８及び排気用電磁弁２９に接続されている。給気用電磁弁２８及び排気用電磁弁２９は、それぞれ制御装置２４に電気的に接続され、制御装置２４からの指令により開閉動作を行う。給気用電磁弁２８は、管路３４を介してエア供給源３に接続する配管６に接続されている。従って、給気用電磁弁２８が開弁した時、元圧力の圧縮エアは管路３３を介して一次側空間３１に供給される。排気用電磁弁２９は、外部に開放された排気口３５を備え、排気用電磁弁２９が開弁した時、一次側空間３１内の圧縮エアが排気口３５から外部に放出される。

パイロット式開閉弁２６は、エア供給源３側の配管６に接続する入口３６と、メインエアタンク１０側の配管６に接続する出口３７とを備えている。また、パイロット式開閉弁２６は、空気ばね圧調整部２５のダイヤフラム３０に連結されているため、ダイヤフラム３０の変位により開閉動作を行う。例えば、パイロット式開閉弁２６は、一次側空間３１が二次側空間３２より高圧になると開弁し、二次側空間３２が一次側空間３１とバランス状態にあるか、高圧状態になると閉弁する。パイロット式開閉弁２６の開弁時には、エア供給源３側の高圧の圧縮エアがメインエアタンク１０側に供給される。なお、パイロット式開閉弁２６の出口３７に接続する配管６は、管路３８によって二次側空間３２と連通している。

排気弁２７は、二次側空間３２に連通する管路３９と大気側に連通する排気口４０とを備え、パイロット式開閉弁２６と同様にダイヤフラム３０の変位により開閉動作を行う。例えば、排気弁２７は、一次側空間３１が二次側空間３２とバランス状態にあるか、高圧状態になると閉弁する。二次側空間３２が一次側空間３１より高圧になると、排気弁２７がダイヤフラム３０の変位により開弁される。従って、二次側空間３２内の圧縮エア、即ち、パイロット式開閉弁２６の出口３７側の圧縮エアが、管路３８、二次側空間３２及び管路３９を介して排気口４０から放出される。

図３において、電空レギュレータ９の圧力制御に関する設定値について説明する。メインエアタンク１０に貯留される圧縮エアのメインノズル圧力の目標圧力ＰＴは予め設定され、制御装置２４に記憶されている。従って、電空レギュレータ９は、メインノズル圧力が目標圧力ＰＴとなるように圧力制御を行う。また、メインノズル圧力に対して、給気用電磁弁２８の作動開始タイミングを決定する下限圧力ＰＬ及び排気用電磁弁２９の作動開始タイミングを決定する上限圧力ＰＵが設定され、制御装置２４に記憶されている。

下限圧力ＰＬは、エアジェット織機１の起動後、１回目の緯入れ終了時のメインノズル圧力Ｐ１より低い圧力で、２回目の緯入れ終了時のメインノズル圧力Ｐ２よりも高い圧力となるように設定されている。本実施形態では、下限圧力ＰＬは、緯入れ圧力Ｐ１と緯入れ圧力Ｐ２との中間となる圧力に設定されている。また、上限圧力ＰＵは、目標圧力ＰＴと下限圧力ＰＬとの差分を目標圧力ＰＴに加えた圧力に設定されている。

下限圧力ＰＬが、例えば、エアジェット織機１の起動後、１回目の緯入れ終了時のメインノズル圧力Ｐ１より高い圧力に設定された場合、緯入れ時のメインノズル圧力の低下中に、給気用電磁弁２８及び排気用電磁弁２９が作動するため、頻繁に圧力制御が行われ、好ましくない。即ち、給気用電磁弁２８は緯入れ毎に作動し、給気用電磁弁２８の圧力制御に伴うオーバーシュートにより、排気用電磁弁２９が緯入れ毎に作動する。このため、圧力制御が頻繁に行われる結果、メインノズル圧力を目標圧力ＰＴに収束できない恐れがある。給気用電磁弁２８及び排気用電磁弁２９は、頻繁に作動することにより、部品損傷を生じる恐れがある。

また、下限圧力ＰＬが、例えば、エアジェット織機１の起動後、２回目の緯入れ終了時のメインノズル圧力Ｐ２より低い圧力に設定された場合、３回目又は３回目以降の緯入れによるメインノズル圧力の低下で給気用電磁弁２８が作動する形態となる。このため、圧力制御の開始が遅くなり、エアジェット織機１の起動後におけるメインノズル圧力の低下が大きく、緯入れ不良を発生する恐れがある。

以下、図３〜図５に基づき、電空レギュレータ９によるメインノズル圧力の制御について説明する。エアジェット織機１が起動されると、圧力計１１は電空レギュレータ９より下流側の圧縮エアの圧力（メインノズル圧力）を検出し、検出した圧力データを制御装置２４に送信する。図３に示すように、エアジェット織機１の起動後、１回目の緯入れが開始され、メインノズル圧力が低下するが、緯入れ終了時のメインノズル圧力Ｐ１は、下限圧力ＰＬまで、低下していないため、制御装置２４は電空レギュレータ９における給気用電磁弁２８の開弁制御のための作動指令を発信しない。

従って、電空レギュレータ９では、図４に示すように、給気用電磁弁２８及び排気用電磁弁２９が閉弁状態に維持されるが、空気ばね圧調整部２５の二次側空間３２内の圧力はメインノズル圧力の変動により低下する。このため、ダイヤフラム３０は、一次側空間３１内の圧力により二次側空間３２側へ、仮想線位置から実線位置へ変位され、パイロット式開閉弁２６を開弁する。パイロット式開閉弁２６の開弁により、エア供給源３側の高圧の圧縮エアが出口３７からメインエアタンク１０側の配管６へ供給され、メインノズル圧力を高める。しかし、エアジェット織機１の起動時は、一次側空間３１内の圧力が十分に高く無く、ダイヤフラム３０が大きく変位されないため、メインノズル圧力を目標圧力ＰＴにまで高めることはできない。

２回目の緯入れは、図３に示すように、１回目の緯入れにより低下したメインノズル圧力が目標圧力ＰＴにまで昇圧されていない状態で、開始されるため、メインノズル圧力は再度低下し、２回目の緯入れ中に、Ａ点の位置で下限圧力ＰＬを下回り、緯入れ終了時にはさらに低下した状態にある。制御装置２４では、圧力計１１から送信されるメインノズル圧力の検出データを、記憶された下限圧力ＰＬと常時比較している。制御装置２４は、検出されたメインノズル圧力が下限圧力ＰＬを下回ったことを認識すると、電空レギュレータ９の給気用電磁弁２８に作動指令を発信する。

図５に示すように、給気用電磁弁２８は、制御装置２４からの指令により、ソレノイドが励磁されて下方に作動し、開弁する。エア供給源３側の高圧の圧縮エアは、管路３４、給気用電磁弁２８及び管路３３を介して空気ばね圧調整部２５の一次側空間３１内に供給される。一次側空間３１内の圧力は、高圧の圧縮エアの流入により昇圧し、ダイヤフラム３０を仮想線位置から実線位置へ変位してパイロット式開閉弁２６を開弁する。

このため、エア供給源３側の高圧の圧縮エアがパイロット式開閉弁２６の入口３６及び出口３７を介してメインエアタンク１０側の配管６に供給され、メインノズル圧力を高める。給気用電磁弁２８の作動は、制御装置２４からの指令により作動する回数あるいは時間が予め定められている。メインノズル圧力は一旦、２回目の緯入れ終了時のメインノズル圧力Ｐ２まで低下するが、その後、給気用電磁弁２８の作動により急速に昇圧される。但し、メインノズル圧力は、上限圧力ＰＵに達するほど高められることが無く、次の３回目の緯入れが開始される。

３回目の緯入れ終了時のメインノズル圧力は、給気用電磁弁２８の作動により昇圧された後であるため、下限圧力ＰＬを下回ることが無く、制御装置２４は給気用電磁弁２８の作動指令信号を発信しない。電空レギュレータ９では、図５に示すように、給気用電磁弁２８及び排気用電磁弁２９は閉弁しているが、３回目の緯入れ終了時におけるメインノズル圧力の低下により、二次側空間３２内の圧力が低下する。このため、ダイヤフラム３０は、一次側空間３１の圧力により、仮想線位置から実線で示した二次側空間３２側の位置へ変位される。

ダイヤフラム３０の変位により、パイロット式開閉弁２６が開弁し、エア供給源３側の高圧の圧縮エアがメインエアタンク１０側に供給され、メインノズル圧力が昇圧される。３回目の緯入れ終了時では、給気用電磁弁２８の作動後であるため、一次側空間３１内の圧力が十分に高められている。このため、ダイヤフラム３０は大きく変位され、高圧の圧縮エアの供給量が十分になり、メインノズル圧力は目標圧力ＰＴに達する程度にまで、昇圧される。従って、３回目以降の緯入れ終了によるメインノズル圧力の低下は、メインノズル圧力の変動によるダイヤフラム３０の変位により制御され、目標圧力ＰＴ付近に収束した状態でのメインノズル圧力の変動を維持することができる。

なお、本実施形態では、上限圧力ＰＵは、目標圧力ＰＴとの圧力差を下限圧力ＰＬと同一に設定されているが、圧力差を同一にする必要は無い。例えば、上限圧力ＰＵは、エアジェット織機１の通常運転中（起動後、３回目の緯入れ終了時以降）に制御されているメインノズル圧力の昇圧値より高い圧力に設定すれば十分である。また、本実施形態では、エアジェット織機１の運転中、メインノズル圧力が目標圧力ＰＴ付近に収束されているため、上限圧力ＰＵは設定しなくてもよい。また、本実施形態では、電空レギュレータ９について説明したが、サブエアタンク１９に接続する電空レギュレータ１８においても、電空レギュレータ９と同様に、サブノズル圧力の制御が行われる。

本実施形態は、エアジェット織機１の起動後における１回目の緯入れ終了時の緯入れ圧力より低くなるように、下限圧力ＰＬを設定したことにより、電空レギュレータ９、１８の給気用電磁弁２８や排気用電磁弁２９の作動回数を必要最小限に抑えることができる。また、エアジェット織機１の運転中は、緯入れによる緯入れ圧力の低下を利用してダイヤフラム３０を変位し、緯入れ圧力の制御を行うため、給気用電磁弁２８や排気用電磁弁２９の作動を必要としない。このため、本実施形態は、緯入れ圧力の大きな変動を抑制し、緯入れ圧力を目標圧力ＰＴ付近に収束して安定化させることができるとともに給気用電磁弁２８や排気用電磁弁２９の作動回数を減らし、電空レギュレータ９、１８の寿命を高めることができる。

本願発明は、前記した実施形態の構成に限定されるものではなく、本願発明の趣旨の範囲内で種々の変更が可能であり、次のように実施することができる。

（１）本実施形態において、下限圧力ＰＬは、エアジェット織機１の起動後、１回目の緯入れ終了時の緯入れ圧力Ｐ１と２回目の緯入れ終了時の緯入れ圧力Ｐ２との中間の圧力で設定しているが、緯入れ圧力Ｐ１と緯入れ圧力Ｐ２との間の圧力であれば、自由に設定することができる。
（２）本願発明は、メインノズル１３の上流側に緯糸を牽引するタンデムノズルを配置したエアジェット織機や、メインノズル１３を複数設けた多色用エアジェット織機において実施することができる。

１ エアジェット織機
３ エア供給源
９、１８ 電空レギュレータ
１０ メインエアタンク
１１、２０ 圧力計
１３ メインノズル（緯入れ用ノズル）
１９ サブエアタンク
２２ サブノズル群（緯入れ用ノズル）
２３ ファンクションパネル
２４ 制御装置
２５ 空気ばね圧調整部
２６ パイロット式開閉弁
２７ 排気弁
２８ 給気用電磁弁
２９ 排気用電磁弁
３０ ダイヤフラム
３１ 一次側空間
３２ 二次側空間
ＰＴ 目標圧力
ＰＬ 下限圧力
ＰＵ 上限圧力
Ｐ１ １回目の緯入れ終了時のメインノズル圧力（緯入れ圧力）
Ｐ２ ２回目の緯入れ終了時のメインノズル圧力（緯入れ圧力）

Claims (3)

1. ダイヤフラムと、前記ダイヤフラムの一方に形成された一次側空間に圧縮エアを供給する給気用電磁弁及び前記一次側空間の圧縮エアを排気する排気用電磁弁とを有し、出力側の圧力に基づいて前記給気用電磁弁及び前記排気用電磁弁を制御する空気ばね圧調整部と、前記ダイヤフラムにより作動され出力側と入力側とを接続するパイロット式開閉弁と、前記ダイヤフラムにより作動され前記ダイヤフラムの他方に形成され出力側に連通する二次側空間を大気側に連通する排気弁とを備えた電空レギュレータによって、エア供給源から緯入れ用ノズルに供給する圧縮エアの緯入れ圧力を目標圧力に制御するエアジェット織機の圧縮エア圧力制御装置において、
   前記給気用電磁弁の作動開始タイミングを決定する前記緯入れ圧力の下限圧力を、前記エアジェット織機の起動後、１回目の緯入れ終了時の前記緯入れ圧力より低く設定したことを特徴とするエアジェット織機おける圧縮エア圧力制御装置。
2. 前記下限圧力は、前記エアジェット織機の起動後、２回目の緯入れ終了時の前記緯入れ圧力より高く設定したことを特徴とする請求項１に記載のエアジェット織機おける圧縮エア圧力制御装置。
3. 前記排気用電磁弁の作動開始タイミングを決定する前記緯入れ圧力の上限圧力は、前記目標圧力と前記下限圧力との差分を前記目標圧力に加えた圧力に設定することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のエアジェット織機おける圧縮エア圧力制御装置。

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