JP6303586B2 - 紡糸口金加工装置 - Google Patents

Description

本発明は、紡糸原液を繊維状に吐出するための微細な孔を、紡糸口金に形成する紡糸口金加工装置に関する。

従来から、微細な孔が多数形成された紡糸口金を使用し、この紡糸口金の孔から紡糸原液を吐出することにより、化学繊維を製造することが行われている。このような紡糸口金は、一般的には、平面板に多数の吐出孔が形成されて構成されている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、平板状の紡糸口金を用いた場合、紡糸原液を紡糸口金から吐出させる際の圧力により、紡糸口金が膨出変形する。紡糸口金が変形すると、紡糸原液の吐出方向が変化したり、吐出孔の形状が変形して繊維の太さや断面形状が変化したりするため、紡糸された繊維の品質にばらつきが生じたり、品質が低下したりする。

そこで、紡糸口金を予め球冠状に膨出させた形状に加工する技術が知られている（例えば、特許文献２参照）。特許文献２には、最終段階で曲面加工したときに生じる孔の変形を見越して平板に楕円形の吐出孔を形成し、この平板を曲面整形して球冠状の紡糸口金を製造することが記載されている。平板に形成された楕円形の孔が、曲面整形により変形し、曲面整形後に略円形の孔になるようにされている。

特開２００３−３４２８２４号公報（図２） 特開平７−３５１９号公報

しかしながら、特許文献２に記載されているように孔が形成された平板を球冠形状に整形すると、紡糸口金の中心部では孔の変形が小さく、中心部から離れるにつれて孔の変形が大きくなり、外周部で孔の変形が最大になる。従って、最終的な吐出孔の形状を円形にするためには、中心部では径の大きな円形の加工工具が必要となり、中心部から離れるほど、径が小さくかつ扁平率が大きな楕円形の加工工具が必要となる。

そのため、紡糸口金を一つ製造するために、形状や大きさの異なる多数の加工工具が必要となる。また、楕円形の加工工具は、その短軸方向を紡糸口金の径方向に沿わせる必要がある。例えば特許文献２の例では、吐出孔の数は１７０００個という、膨大な数である。このような膨大な数の吐出孔を形成するために、加工工具の短軸方向をいちいち紡糸口金の径方向に沿わせるには、膨大な手間がかかる。

このように、特許文献２に記載の方法によれば、紡糸口金を製造するために、形状や大きさの異なる多数の加工工具を作成するコストや、加工工具の向きを合わせながらセットする作業工数が生じるという、不都合があった。

本発明の目的は、特殊な楕円形状の孔開け工具を用いることなく、円形の孔開け工具を用いて曲面形状の紡糸口金に吐出孔を形成することができる紡糸口金加工装置を提供することである。

本発明に係る紡糸口金加工装置は、板状の板状部を含む口金板に、紡糸原液を吐出させるための複数の貫通孔を形成する紡糸口金加工装置であって、前記板状部は、一方向に凹んだ曲面状の形状を有し、前記紡糸口金加工装置は、直線状の軌道に沿って工具を進退させることによって、前記軌道と交わるように配置された前記板状部に前記貫通孔を形成する穿孔手段と、前記板状部が前記軌道と略直交するように前記口金板を保持する口金保持部と、前記口金保持部を前記索孔手段に対して相対的に移動させて前記板状部と前記軌道とが交わる位置を変化させる穿孔位置移動手段とを備える。

この構成によれば、一方向に凹んだ曲面状の形状を有する板状部に対して、穿孔手段による貫通孔すなわち吐出孔の形成が行われるので、孔開け加工後の板状部材を曲面に加工する背景技術のように、曲面加工時に貫通孔が変形することがない。その結果、特殊な楕円形状の孔開け工具を用いることなく、円形の孔開け工具を用いて曲面形状の紡糸口金に吐出孔を形成することができる。また、口金保持部によって、板状部が工具の進退方向と略直交するように保持されるので、工具による孔開け加工が容易である。

また、前記穿孔位置移動手段は、前記口金保持部を、前記軌道又はその延長線上に設定された揺動中心を中心に揺動させる揺動機構を含むことが好ましい。

この構成によれば、口金保持部に保持された口金板の板状部と工具の軌道とが直角に近い角度で交わる状態を維持しつつ、板状部と軌道が交わる加工位置を変化させることが容易である。その結果、板状部が、軌道と略直交するように口金板を保持することが容易となる。

また、前記揺動中心は、前記口金保持部よりも前記穿孔手段側に配置されていることが好ましい。

この構成によれば、貫通孔の形成位置を変更するべく揺動機構により口金保持部を揺動変位させるだけで、板状部と工具の軌道とが直角に近い角度で交わる状態を維持しつつ、板状部と軌道が交わる加工位置を変化させることが可能となる。

また、前記揺動中心は、前記口金保持部よりも前記穿孔手段から遠い側に配置され、前記穿孔位置移動手段は、前記揺動の軌跡を含む揺動平面と、前記軌道と直交する直交平面とが交わる交線に沿って前記口金保持部を前記索孔手段に対して相対的に平行移動可能な移動機構をさらに含むことが好ましい。

この構成によれば、揺動機構により口金保持部を揺動変位させ、移動機構により揺動平面と直交平面とが交わる交線に沿って口金保持部を平行移動させることにより、板状部と工具の軌道とが直角に近い角度で交わる状態を維持しつつ、板状部と軌道が交わる加工位置を変化させることが可能となる。

また、前記揺動機構は、前記口金保持部の移動を、前記揺動中心を中心とする円弧に沿うように案内するガイド部材を含むことが好ましい。

この構成によれば、ガイド部材によって、口金保持部の移動が揺動中心を中心とする円弧に沿うように案内される結果、揺動中心を中心に口金保持部を揺動させることができる。

また、前記揺動機構は、前記揺動中心と前記口金保持部との間に掛け渡され、前記口金保持部を、前記揺動中心を中心に揺動可能に保持するアーム部材を含むことが好ましい。

この構成によれば、揺動中心を支点にアーム部材を旋回させることにより、揺動中心を中心に口金保持部を揺動させることができる。

また、前記板状部は、球冠形状を有し、前記穿孔位置移動手段は、前記板状部の中心を通る回転軸を中心に前記口金板を回動させる回動機構をさらに含むことが好ましい。

この構成によれば、揺動機構によって、口金保持部で保持された口金板を揺動変位させた後、回動機構により口金板を回動させることによって、板状部と工具の軌道とが直角に近い角度で交わる状態を維持しつつ、板状部内の円周上の領域に貫通孔を形成することが可能となる。

また、前記板状部の曲率中心を前記揺動中心と一致させるように、前記口金保持部の位置を調節可能な調節機構をさらに備えることが好ましい。

この構成によれば、調節機構によって、板状部の曲率中心を前記揺動中心と一致させることができる。板状部の曲率中心と揺動中心とが一致していれば、板状部の中心と工具の軌道とが正確に直交していた場合、揺動機構により口金保持部を揺動変位させた後も、板状部と工具の軌道とを精度よく直交させることができる。すなわち、板状部と工具の軌道とを精度よく直交させつつ、口金保持部を揺動変位させることにより貫通孔の形成位置を移動できる。

また、前記口金保持部は、前記口金板の凹面側が、前記穿孔手段と対向するように前記口金板を保持することが好ましい。

この構成によれば、揺動中心が口金保持部よりも穿孔手段側に配置され、かつ口金板の凹面側が穿孔手段と対向配置されるので、口金保持部を揺動させて貫通孔の形成位置を変更しながら複数の貫通孔を形成した場合、複数の貫通孔は、口金保持部の凹面側から凸面側に向かって互いの間隔が拡がるような角度で形成される。紡糸原液は口金保持部の凹面側から供給されるので、このように形成された各貫通孔から紡糸原液を吐出させると、紡糸原液が拡がるように吐出される。その結果、隣接する貫通孔間で糸が癒着してしまうおそれが低減される。

また、前記口金保持部は、前記口金板の凸面側が、前記穿孔手段と対向するように前記口金板を保持するようにしてもよい。

この構成によれば、揺動中心が口金保持部よりも穿孔手段から遠い側に配置され、かつ口金板の凸面側が穿孔手段と対向配置されるので、口金保持部を揺動させて貫通孔の形成位置を変更しながら複数の貫通孔を形成した場合、複数の貫通孔は、口金保持部の凸面側から凹面側に向かって互いの間隔が狭まるように、すなわち口金保持部の凹面側から凸面側に向かって互いの間隔が拡がるような角度で形成される。紡糸原液は口金保持部の凹面側から供給されるので、このように形成された各貫通孔から紡糸原液を吐出させると、紡糸原液が拡がるように吐出される。その結果、隣接する貫通孔間で糸が癒着してしまうおそれが低減される。

このような構成の紡糸口金加工装置は、特殊な楕円形状の孔開け工具を用いることなく、円形の孔開け工具を用いて曲面形状の紡糸口金に吐出孔を形成することができる。

本発明の第１実施形態に係る紡糸口金加工装置の構成の一例を示す部分断面図である。 図２は、図１に示す紡糸口金加工装置の側面図である。 図１，図２に示すワーク保持装置の揺動動作を説明するための説明図である。 口金板を揺動させて板状部に貫通孔を形成する動作を説明するための説明図である。 貫通孔の形成位置を説明するための説明図である。 揺動機構の別の構成例を概略的に示す斜視図である。 本発明の第２実施形態に係る紡糸口金加工装置の一例を示す斜視図である。 主に揺動機構による口金板の揺動動作を説明するための説明図である。 主に揺動機構による口金板の揺動動作を説明するための説明図である。 Ｘ−Ｙテーブルによるワークホルダの退避動作を説明するための上面図である。

以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その説明を省略する。
（第１実施形態）

図１は、本発明の第１実施形態に係る紡糸口金加工装置１の構成の一例を示す部分断面図である。図２は、紡糸口金加工装置１の側面図である。図２では、紡糸口金加工装置１の内部を一部透視して破線で示している。

図１，図２に示す紡糸口金加工装置１は、孔加工機２（穿孔手段）、ワーク保持装置３、基台部４、コラム５、及びアーム６を備えている。ワーク保持装置３は、基台部４上に配置され、ワーク保持装置３の上方に口金板８が保持されている。基台部４の後方には、柱状のコラム５が立設されている。コラム５には、アーム６が上下にスライド可能に取り付けられている。

基台部４の上面には、円弧状に凹没したガイド面４１（ガイド部材）が形成されている。基台部４の内部には、モータ４２と、前後方向に延びるモータ４２の回転軸４３と、回転軸４３に取り付けられ、回転軸４３と一体回転するピニオンギア４４とが収容されている。

ワーク保持装置３は、ベース部３１と、ベース部３１の上方四つ角にそれぞれ立設されたねじ軸３２と、ねじ軸３２によって支持された回転テーブル支持部３３と、回転テーブル支持部３３によって支持された回転テーブル３４と、回転テーブル３４を回転駆動させるモータＭ１（回動機構）と、回転テーブル３４の上面に固着され、口金板８を保持するワークホルダ３６（口金保持部）とを備えている。

口金板８は、板状の球冠形状に加工された板状部８１と、板状部８１の外周に設けられたフレーム８２とを含む。

ベース部３１の下面には、ガイド面４１に沿う円弧状の被ガイド面３１１が形成されている。また、ベース部３１の下側には、左右方向に円弧状に延びるラック３１２が形成されている。ラック３１２は、ピニオンギア４４と噛合する。これにより、モータ４２が回転すると、ピニオンギア４４の回転運動がラック３１２によって左右方向の運動に変換され、被ガイド面３１１がガイド面４１に対して摺動することにより、被ガイド面３１１がガイド面４１によりガイドされて、被ガイド面３１１がガイド面４１の円弧に沿ってスライド移動する。

その結果、ワーク保持装置３全体が、ガイド面４１の曲率中心を中心に揺動する。図１，図２に示す例では、ガイド面４１の曲率中心、すなわちワーク保持装置３の揺動中心は、ワークホルダ３６の孔加工機２側に配置されている。

回転テーブル支持部３３の四方にねじ軸３２と螺合するナット３３１が回転可能に取り付けられている。回転テーブル支持部３３は、ナット３３１を介してねじ軸３２に取り付けられている。ナット３３１を回転させることによって、回転テーブル支持部３３の高さを調節可能にされている。ねじ軸３２とナット３３１とが、調節機構の一例に相当している。回転テーブル支持部３３の上面には、回転テーブル３４が回転可能に載置され、回転テーブル３４の上面に固着されたワークホルダ３６によって、口金板８が保持されている。

工具７は、チャック２１によって孔加工機２に取り付けられている。工具７は、例えばリーマ、パンチ、あるいはドリル等の、孔開け工具である。孔加工機２は、上下方向に延びる軌道に沿って工具７をスライド移動させて進退させ、あるいは進退させつつ回転させることによって、ワークホルダ３６に保持された口金板８に貫通孔を形成する。図１，図２では、工具７の軌道及びその延長線を、一点鎖線Ａで示している。以下、工具７の軌道及びその延長線を軌道線Ａと称する。

なお、孔加工機２がワークホルダ３６の上方に配置されていると、ワークホルダ３６への口金板８の脱着作業が行いにくい。そこで、例えばコラム５を中心にアーム６を旋回可能にするなどして、ワークホルダ３６の上方から孔加工機２を退避可能にすることが好ましい。ワークホルダ３６の上方から孔加工機２を退避させることによって、ワークホルダ３６へ口金板８を脱着する際の作業性が向上する。

このように、口金板８は、最初から板状部８１と軌道線Ａとが略直交するようにワークホルダ３６によって保持されている必要はなく、加工処理の前に、板状部８１と軌道線Ａとが略直交する位置にワークホルダ３６が移動配置される構成であればよい。

図３は、図１，図２に示すワーク保持装置３の揺動動作を説明するための説明図である。上述したように、モータ４２が回転駆動することにより、ワーク保持装置３は、ガイド面４１の曲率中心Ｏを中心に揺動する。このとき、ガイド面４１の曲率半径をＲ０とする。これに対し、口金板８の板状部８１の曲率半径Ｒは、曲率半径Ｒ０よりも短い。そこで、ナット３３１によって口金板８の位置を調節することによって、ガイド面４１の曲率中心Ｏすなわち揺動中心に、板状部８１の曲率中心を一致させることが可能にされている。

なお、ナット３３１等の調節機構を備える例に限らない。ガイド面４１の曲率中心Ｏすなわち揺動中心と、板状部８１の曲率中心とが一致するように、予めワーク保持装置３の位置が設定されていてもよい。

図４は、口金板８を揺動させて板状部８１に貫通孔を形成する動作を説明するための説明図である。まず、口金板８を揺動させない状態で、板状部８１の中心Ｃが軌道線Ａ上に位置している。この状態で孔加工機２が軌道線Ａに沿って工具７を口金板８に向けて駆動することにより、板状部８１の中心Ｃに、板状部８１と直交する方向に貫通孔が形成される。

次に、モータ４２を駆動して口金板８を、曲率中心Ｏを中心に角度α揺動させると、中心Ｃから角度α離れた位置にある点Ｎ０が軌道線Ａ上に位置する。図５は、貫通孔の形成位置を説明するための説明図である。図５（ａ）に示すように、点Ｎ０は、中心Ｃを中心とする半径Ｒｓｉｎαの同心円Ｎ上の点である。

この状態で、モータＭ１を駆動して口金板８を回転させつつ、工具７による貫通孔の形成を繰り返すことにより、板状部８１と直交する複数の貫通孔を、同心円Ｎに沿って形成することができる。さらに揺動角度αの変更と、口金板８の回転と、孔開け加工とを繰り返すことにより、板状部８１全体に多数の貫通孔が形成される。

この場合、揺動中心となる曲率中心Ｏと板状部８１の曲率中心とが一致しているので、軌道線Ａと板状部８１とが垂直に交わる結果、工具７が板状部８１に対して垂直に当接され、板状部８１に対して精度よく垂直方向に貫通孔を形成することが可能となる。

工具７が板状部８１に対して垂直に当接されることで、貫通孔の断面形状が楕円形になったり、孔開け加工時に工具７が板状部８１に対して滑って貫通孔の形状が変形したりするおそれが低減される。

また、既に曲面加工された状態の板状部８１に対して貫通孔を形成するので、孔開け加工後の板状部を曲面に加工する背景技術のように、曲面加工時に貫通孔が変形することがない。その結果、特殊な楕円形状の孔開け工具を用いることなく、円形の孔開け工具７を用いて曲面形状の紡糸口金に吐出孔を形成することができる。

また、板状部８１は、球冠形状を有しているので、板状部８１に対して垂直方向に多数の貫通孔を形成して紡糸口金を作成すると、この紡糸口金の凹面側から紡糸原液を供給し、凸面側から紡糸原液を吐出させた場合、各貫通孔から糸状に吐出された紡糸原液は、互いに離間する方向に拡がるように吐出される。その結果、隣接する吐出孔から吐出された紡糸原液同士がぶつかってくっついてしまうおそれが低減される。

例えばマイクロコンピュータを用いて構成された制御部を備え、制御部によって、モータ４２，Ｍ１、孔加工機２等、紡糸口金加工装置１の各部の動作を制御する構成としてもよい。制御部によって、モータ４２によるワークホルダ３６の揺動角度、モータＭ１によるワークホルダ３６の回転角度、及び孔加工機２による孔加工動作を制御することにより、上述の紡糸口金加工装置１の動作を実行させ、口金板８に自動的に複数の貫通孔を形成して紡糸口金を形成するようにしてもよい。

なお、必ずしもガイド面４１の曲率中心Ｏ（揺動中心）と、板状部８１の曲率中心とを一致させる例に限らない。しかしながら、ガイド面４１の曲率中心Ｏ（揺動中心）と、板状部８１の曲率中心とを一致させることで、板状部８１に対して垂直に貫通孔を貫通させる精度が向上する点で好ましい。

また、曲率中心Ｏが軌道線Ａ上に位置する例を示したが、曲率中心Ｏは、必ずしも軌道線Ａ上に位置していなくてもよい。しかしながら、曲率中心Ｏを軌道線Ａ上に位置させることで、簡素な構成で板状部８１に対して垂直に貫通孔を貫通させることが可能になる。

また、ワークホルダ３６は、口金板８の凹面側が孔加工機２と対向するように口金板８を保持する例を示したが、ワークホルダ３６は、口金板８の凸面側が孔加工機２と対向するように口金板８を保持してもよい。この場合、孔開け加工時に、工具７が板状部８１に対して凸面側から押圧されるので、板状部８１に対して圧縮方向の押圧力が作用する。その結果、凹面側から押圧される場合と比べて、孔開け加工時に工具７の押圧力に起因して板状部８１が損傷するおそれが低減される。

なお、揺動機構として、ワークホルダ３６の移動を、揺動中心を中心とする円弧に沿うように案内するガイド面４１を用いる例を示したが、揺動機構は、必ずしもガイド面４１のようなガイド部材を用いて構成される例に限らない。例えば、図６に示すように、曲率中心Ｏを通る揺動軸３７と、揺動軸３７とワークホルダ３６との間に掛け渡され、ワークホルダ３６を、揺動軸３７を中心に揺動可能に保持するアーム部材３８とを用いて揺動機構を構成するようにしてもよい。

この場合、アーム部材３８の長さを伸縮自在に構成し、アーム部材３８の長さを調節することにより、板状部８１の曲率中心を揺動中心となる揺動軸３７に一致させることができる調節機構を備えることが好ましい。なお、予め、板状部８１の曲率中心が揺動軸３７と一致するようにアーム部材３８の長さが設定されていても無論よい。

また、板状部８１は、必ずしも球冠形状でなくてもよい。板状部８１を、曲率半径の異なる曲面や平面を組み合わせて構成し、板状部８１と軌道線Ａとが略直交するように、揺動角度αと、ナット３３１等による位置調節とを適宜行うようにしてもよい。
（第２実施形態）

次に、本発明の第２実施形態に係る紡糸口金加工装置１ａについて説明する。図７は、本発明の第２実施形態に係る紡糸口金加工装置１ａの一例を示す斜視図である。図７に示す紡糸口金加工装置１ａは、ワークホルダ３６の揺動中心となる揺動軸９２３が、ワークホルダ３６よりも孔加工機２から遠い側に配置される点、及びワークホルダ３６を平行移動可能なＸ−Ｙテーブル９１（移動機構）を備える点で、主に異なる。

具体的には、図７に示す紡糸口金加工装置１ａは、孔加工機２（穿孔手段）、工具７、ワークホルダ３６、穿孔位置移動手段９、ベースプレート４ａ、アーム６、及び昇降機構１０を備えている。穿孔位置移動手段９は、ベースプレート４ａ上に配置され、穿孔位置移動手段９の上面に口金板８が保持されている。基台部４の後方には、昇降機構１０が立設されている。

昇降機構１０は、ベースプレート４ａ上に立設された二本のポール１１と、二本のポール１１の間に立設されたねじ棒１２と、ねじ棒１２を回転駆動するモータ１３と、ポール１１、ねじ棒１２、及びモータ１３を支持するサポート１４とを備えている。ポール１１は、アーム６に挿通され、アーム６を昇降可能に保持する。ねじ棒１２は、アーム６に形成されたネジ穴と螺合されている。モータ１３がねじ棒１２を正逆回転させることにより、アーム６が昇降する。

アーム６は、昇降機構１０から前方に向かって延び、アーム６の先端部に、孔加工機２が取り付けられている。孔加工機２には、口金板８に貫通孔を形成するための工具７が取り付けられている。アーム６によって、口金板８の上方に孔加工機２及び工具７が配置されている。孔加工機２は、軌道線Ａに沿って工具７を進退させ、軌道線Ａ上の板状部８１に貫通孔を形成する。

穿孔位置移動手段９は、ベースプレート４ａ上に配設されたＸ−Ｙテーブル９１と、Ｘ−Ｙテーブル９１上に配設された揺動機構９２と、揺動機構９２により揺動可能に配設された回転機構９３とを含む。Ｘ−Ｙテーブル９１は、工具７の軌道線Ａと直交する平面に沿って、回転機構９３及び揺動機構９２を平行移動可能にされている。

揺動機構９２は、Ｘ−Ｙテーブル９１の上面に固着された枠体９２１と、枠体９２１の側壁に固着され、枠体９２１の側壁を前後方向に貫通する揺動軸９２３を回動させる傾斜駆動装置９２２とを備える。傾斜駆動装置９２２は、例えばモータと、モータの回転を減速して揺動軸９２３に伝達する減速ギア等を含んで構成されている。

回転機構９３は、ロータリーインデックス９３１（回動機構）と、ロータリーインデックスホルダ９３２とを備えている。ロータリーインデックス９３１は、ロータリーインデックスホルダ９３２の上面に固着されている。ロータリーインデックス９３１の上面には、ワークホルダ３６が固着されている。ロータリーインデックス９３１には、図８に記載のモータＭ２（回動機構）の回転軸が連結されている。これにより、モータＭ２が回転駆動すると、ロータリーインデックス９３１が回転する。ロータリーインデックス９３１が回転すると、ワークホルダ３６及びワークホルダ３６に取り付けられた口金板８が回転される。

ロータリーインデックスホルダ９３２は、枠体９２１の内側に収容されている。ロータリーインデックスホルダ９３２は、傾斜駆動装置９２２の揺動軸９２３と連結され、揺動軸９２３の回動に応じて、揺動軸９２３を中心に揺動するようになっている。図７に示す紡糸口金加工装置１ａでは、ワークホルダ３６の揺動中心である揺動軸９２３が、ワークホルダ３６（口金保持部）よりも孔加工機２（穿孔手段）から遠い側に配置されている。

図８、図９は、主に揺動機構９２による口金板８の揺動動作を説明するための説明図である。まず、中心Ｃが軌道線Ａ上に位置する基準姿勢のとき、口金板８は、ワークホルダ３６によって、板状部８１が中心Ｃで軌道線Ａと直交するように配置されている。ワークホルダ３６は、揺動軸９２３から板状部８１の中心Ｃまでの距離がＬとなるように、口金板８を保持している。

この状態で、孔加工機２が軌道線Ａに沿って工具７を口金板８に向けて駆動することにより、板状部８１の中心Ｃに、板状部８１と直交する方向に貫通孔が形成される。

次に、傾斜駆動装置９２２を駆動して口金板８を、揺動軸９２３を中心に例えば左方向に角度β揺動させると、口金板８が、左方向に傾きつつ、左方向に移動する。このとき、基準姿勢のときの板状部８１の曲率中心Ｏの位置と、角度β傾いたときの曲率中心Ｏ’の位置とは、左右方向かつ水平方向に沿って、すなわち揺動軸９２３と直交する平面であって、かつ揺動の軌跡を含む揺動平面と、軌道線Ａと直交する直交平面とが交わる交線（以下、移動ラインと称する）に沿って、距離ｘ離間している。距離ｘは、下記の式（１）で求められる。

ｘ＝（Ｒ＋Ｌ）ｓｉｎβ ・・・（１）

次に、Ｘ−Ｙテーブル９１によって、式（１）で算出された距離ｘだけ、右方向（揺動による口金板８の移動方向と逆方向）に口金板８（板状部８１）を平行移動させると、板状部８１が点Ｎ０で軌道線Ａと直交するように配置される。この状態で、孔加工機２が軌道線Ａに沿って工具７を口金板８に向けて駆動することにより、板状部８１の点Ｎ０に、板状部８１と直交する方向に貫通孔が形成される。このとき、角ＣＯ’Ｎ０＝α＝βとなる。

なお、口金板８を水平方向に平行移動させると、下記の式（２）で示す距離ｚだけ、口金板８と工具７との距離が遠くなる。

ｚ＝（Ｒ＋Ｌ）（１−ｃｏｓβ） ・・・（２）

そこで、孔加工機２により貫通孔を形成する前に、式（２）に基づき、昇降機構１０により孔加工機２を距離ｚ下降させ、工具７と口金板８との距離が一定になるように調節することが好ましい。これにより、孔加工機２が工具７を駆動するストロークの範囲内で、貫通孔の形成に適した一定の位置に工具７を位置させて、工具７による貫通孔の形成を行うことができる。このように、貫通孔の形成時の工具７と口金板８との距離を一定にすることにより、孔加工機２の性能が発揮しやすい状態で、孔開け加工を行うことが可能となる。

また、移動機構は、理論上、上記移動ラインに沿って直線的に口金板８（板状部８１）を平行移動可能であればよい。しかしながら、実際の装置による揺動や移動動作の精度上、口金板８が上記移動ラインからずれて揺動したり移動されたりする場合がある。そこで、移動機構としてＸ−Ｙテーブル９１を用いることで、このような移動ラインからの位置ずれを修正可能とすることが好ましい。

さらにこの状態でモータＭ２を回転させつつ、工具７による貫通孔の形成を繰り返すことにより、図５（ａ）に示すように、板状部８１と直交する複数の貫通孔を、同心円Ｎに沿って形成することができる。

この場合、工具７が板状部８１に対して垂直に当接されるので、貫通孔の断面形状が楕円形になったり、孔開け加工時に工具７が板状部８１に対して滑って貫通孔の形状が変形したりするおそれが低減される。

また、紡糸口金加工装置１の場合と同様、既に曲面加工された状態の板状部８１に対して貫通孔を形成するので、特殊な楕円形状の孔開け工具を用いることなく、円形の孔開け工具７を用いて曲面形状の紡糸口金に吐出孔を形成することができる。

紡糸口金加工装置１の場合と同様、例えばマイクロコンピュータを用いて構成された制御部を備え、制御部によって、傾斜駆動装置９２２、Ｘ−Ｙテーブル９１、モータＭ２、孔加工機２等、紡糸口金加工装置１ａの各部の動作を制御する構成としてもよい。制御部によって、式（１）に基づき傾斜駆動装置９２２によるワークホルダ３６の揺動角度βに対応する移動距離ｘを算出し、式（２）に基づき昇降機構１０を昇降させる距離ｚを算出してもよい。

そして、制御部によって、揺動角度β、移動距離ｘ、距離ｚの算出、Ｘ−Ｙテーブル９１による平行移動、昇降機構１０の昇降、モータＭ２によるワークホルダ３６の回転角度、及び孔加工機２による孔加工動作を制御することにより、上述の紡糸口金加工装置１ａの動作を実行させ、口金板８に自動的に複数の貫通孔を形成して紡糸口金を形成するようにしてもよい。

なお、紡糸口金加工装置１の場合と同様、ワークホルダ３６は、口金板８の凸面側が孔加工機２と対向するように口金板８を保持してもよい。

また、移動機構としてＸ−Ｙテーブル９１を用いる例を示したが、移動機構は、移動ラインに沿って平行移動可能であればよく、必ずしもＸ−Ｙテーブルでなくてもよい。

また、板状部８１は、必ずしも球冠形状でなくてもよい。板状部８１を、曲率半径の異なる曲面や平面を組み合わせて構成し、板状部８１と軌道線Ａとが略直交するように、揺動角度βと、Ｘ−Ｙテーブル９１による移動量等の調節を適宜行うようにしてもよい。

なお、孔加工機２がワークホルダ３６の上方に配置されていると、ワークホルダ３６への口金板８の脱着作業が行いにくい。そこで、例えば図１０に上面図で示すように、Ｘ−Ｙテーブル９１によって、ワークホルダ３６を孔加工機２の下方から退避させるようにしてもよい。あるいは、図８、図９において、揺動角度βが９０°近くになるまで揺動可能な構成としてもよい。これにより、ワークホルダ３６の上方から孔加工機２を退避させることによって、ワークホルダ３６へ口金板８を脱着する際の作業性が向上する。

このように、口金板８は、最初から板状部８１と軌道線Ａとが略直交するようにワークホルダ３６によって保持されている必要はなく、加工処理の前に、板状部８１と軌道線Ａとが略直交する位置に、ワークホルダ３６が移動配置される構成であればよい。

なお、移動機構は、必ずしもＸ−Ｙテーブル９１でワークホルダ３６を移動させる例に限らない。移動機構は、ワークホルダ３６を孔加工機２に対して相対的に移動可能であればよく、例えば移動機構は、孔加工機２を左右（Ｘ方向）、前後（Ｙ方向）に移動させる機構であってもよい。

また、ガイド面４１や図６に示すような揺動機構や穿孔位置移動手段９は、穿孔位置移動手段の一例である。穿孔位置移動手段は、口金板８を移動させ、かつ板状部８１と軌道線Ａとが略直交するように口金板８を傾斜させることができればよく、必ずしもこのような構成に限らない。また、回動機構もモータＭ１，Ｍ２、ロータリーインデックス９３１等に限られず、種々の変形が可能である。

１，１ａ 紡糸口金加工装置
２ 孔加工機
３ ワーク保持装置
４ 基台部
４ａ ベースプレート
５ コラム
６ アーム
７ 工具
８ 口金板
９ 穿孔位置移動手段
１０ 昇降機構
１１ ポール
１２ ねじ棒
１３，４２，Ｍ１，Ｍ２ モータ（回動機構）
１４ サポート
２１ チャック
３１ ベース部
３２ ねじ軸
３３ 回転テーブル支持部
３４ 回転テーブル
３６ ワークホルダ（口金保持部）
３７ 揺動軸
３８ アーム部材
４１ ガイド面（ガイド部材）
４３ 回転軸
４４ ピニオンギア
８１ 板状部
８２ フレーム
９１ Ｘ−Ｙテーブル（移動機構）
９２ 揺動機構
９３ 回転機構
３１１ 被ガイド面
３１２ ラック
３３１ ナット
９２１ 枠体
９２２ 傾斜駆動装置
９２３ 揺動軸
９３１ ロータリーインデックス（回動機構）
９３２ ロータリーインデックスホルダ
Ａ 軌道線
Ｏ 曲率中心
Ｒ，Ｒ０ 曲率半径

Claims (7)

1. 板状の板状部を含む口金板に、紡糸原液を吐出させるための複数の貫通孔を形成する紡糸口金加工装置であって、
   前記板状部は、一方向に凹んだ曲面状の球冠形状を有し、
   前記紡糸口金加工装置は、
   上下方向に延びる直線状の軌道に沿って工具を進退させることによって、前記軌道と交わるように配置された前記板状部に前記貫通孔を形成する穿孔手段と、
   前記板状部が前記軌道と略直交するように前記口金板を保持する口金保持部と、
   前記口金保持部を前記穿孔手段に対して相対的に移動させて前記板状部と前記軌道とが交わる位置を変化させる穿孔位置移動手段とを備え、
   前記穿孔位置移動手段は、
   前記口金保持部を支持すると共に、前記軌道又はその延長線上に設定された揺動中心を中心に揺動させる揺動機構と、
   前記揺動機構及び当該揺動機構により支持された前記口金保持部を、水平に平行移動させる移動機構とを含み、
   前記揺動中心は、前記口金保持部よりも前記穿孔手段から遠い側に配置され、
   前記揺動機構及び当該揺動機構により支持された口金保持部は、前記移動機構上に配設されて前記移動機構によって水平に平行移動可能にされている紡糸口金加工装置。
2. 前記穿孔位置移動手段は、前記板状部の中心を通る回転軸を中心に前記口金板を回動させる回動機構をさらに含み、
   前記揺動機構は、前記回動機構を支持すると共に、前記揺動中心である揺動軸を中心に前記回動機構を揺動させ、
   前記移動機構は、前記揺動機構を、前記揺動の水平成分の方向に沿って直線的に平行移動させる請求項１記載の紡糸口金加工装置。
3. 前記揺動機構は、前記口金保持部の移動を、前記揺動中心を中心とする円弧に沿うように案内するガイド部材を含む請求項１又は２に記載の紡糸口金加工装置。
4. 前記揺動機構は、前記揺動中心と前記口金保持部との間に掛け渡され、前記口金保持部を、前記揺動中心を中心に揺動可能に保持するアーム部材を含む請求項１又は２に記載の紡糸口金加工装置。
5. 前記板状部の曲率中心を前記揺動中心と一致させるように、前記口金保持部の位置を調節可能な調節機構をさらに備える請求項１〜４のいずれか１項に記載の紡糸口金加工装置。
6. 前記口金保持部は、前記口金板の凹面側が、前記穿孔手段と対向するように前記口金板を保持する請求項１〜５のいずれか１項に記載の紡糸口金加工装置。
7. 前記口金保持部は、前記口金板の凸面側が、前記穿孔手段と対向するように前記口金板を保持する請求項１〜５のいずれか１項に記載の紡糸口金加工装置。

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