JP6881345B2

JP6881345B2 - ポット精紡方法およびポット精紡機

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Publication number: JP6881345B2
Application number: JP2018022028A
Authority: JP
Inventors: 康広宮田; 大輔槌田
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2018-02-09
Filing date: 2018-02-09
Publication date: 2021-06-02
Anticipated expiration: 2038-02-09
Also published as: EP3524715A1; JP2019137937A; EP3524715B1; CN110129927A; CN110129927B

Description

本発明は、ポット精紡方法およびポット精紡機に関する。

精紡方法の１つとして、円筒形のポットを用いるポット精紡方法が知られている。特許文献１には、ポット精紡方法およびポット精紡機に関する技術が記載されている。特許文献１に記載の技術では、導糸管の外側に、導糸管と同軸に円筒形のボビンを配置するとともに、ボビンの一端部に切り欠き部を形成している。そして、導糸管から紡出される糸に撚りを加えながら、ポットの内壁に糸を巻き付けてケークを形成した後、ボビンの一端部を軸方向に突出させて切り欠き部に糸を引っ掛けることにより、ボビンへの巻き返しを開始する構成になっている。

特開平８−３２５８５４号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術には、次のような課題がある。
特許文献１に記載の技術で使用するボビンは、ボビンの一端部が裾状に広く形成され、そこに切り欠き部が形成された特殊な構造になっている。また、特許文献１に記載の技術では、ボビンの上部にフランジ部を形成し、このフランジ部に係止手段を係止して、ボビンの位置を保持する構成を採用している。このため、特許文献１に記載の技術に使用するボビンは、フランジ付きの特殊な構造になっている。

したがって、特許文献１に記載の技術では、たとえば、リング紡績機を導入済みの既存の紡績工場に新たにポット精紡機を導入する場合、リング紡績で使用しているボビンとは別に、ポット精紡のための専用のボビンを用意する必要がある。また、ポット精紡機から取り出されたボビンを取り扱うワインダーなども、ボビンの構造にあわせて特殊な仕様にする必要がある。このため、ポット精紡機の導入に伴うコストが高くなってしまう。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、その目的は、特殊な構造のボビンを使用しなくても、ボビンへの巻き返しを適切に行うことができるポット精紡方法およびポット精紡機を提供することにある。

本発明に係るポット精紡方法は、
開口部を有するポットを回転させるとともに、所定の細さに引き伸ばされた糸を前記ポットの内壁に巻き付けてケークを形成するステップと、
前記開口部を通して前記ポット内にボビンを配置するステップと、
前記ポットの内壁において前記ケークの前記開口部側の端部よりも前記開口部側の領域に圧縮空気を吹き付けることにより、前記領域に存在する糸部を前記ポット外に排出するステップと、
前記ポット外に排出した前記糸部を前記巻き返し起点部として、前記ケークを形成する糸を前記ポットの内壁から前記ボビンへと巻き返すステップと、
を有する。

本発明のポット精紡方法において、前記ケークを形成する際は前記ポットを第１の回転数で回転させ、前記圧縮空気を吹き付ける際は前記ポットを前記第１の回転数よりも低い第２の回転数で回転させてもよい。

また、前記圧縮空気の吹き付け角度は、前記ポットの内壁に対して前記開口部側に２０度以上６０度以下に設定するとよい。

また、前記ポットの内壁において前記ケークの巻き終わり側の端部よりも前記開口部側の領域に、ボビンの巻き返し起点部となる糸部を巻き付けるステップを有してもよい。

また、前記巻き返し起点部となる糸部の糸強力が、前記ケークを形成している糸部の糸強力よりも強いものとしてもよい。

本発明に係るポット精紡方法は、
開口部を有するポットを回転させるとともに、所定の細さに引き伸ばされた糸を前記ポットの内壁に巻き付けてケークを形成するステップと、
前記開口部を通して前記ポット内にボビンを配置するステップと、
前記ケークを形成する糸を前記ポットの内壁から前記ボビンへと巻き返すステップと、
を有し、
前記ケークの形成途中で糸切れが発生した場に、前記糸切れによって生じた糸の端が巻かれる糸切れ位置から前記開口部に至る前記ポットの内壁に対し、前記ポットの中心軸方向に位置をずらして複数の箇所に圧縮空気を吹き付けることにより、前記糸切れによって生じた糸の端を前記ポット外に排出する。

本発明に係るポット精紡機は、
導糸管と、
開口部を有し、前記開口部と反対側から前記導糸管の一部が挿入されるポットと、
前記ポットの中心軸方向において前記導糸管と対向するように配置されるとともに、前記導糸管と反対側に位置する前記ポットの前記開口部から前記ポット内に挿入されるボビンと、を備え、
所定の細さに引き伸ばされた糸を前記導糸管および前記ポットの動作により前記ポットの内壁に巻き付けてケークを形成するとともに、前記ケークを形成する糸を前記ポットの内壁から前記ボビンへと巻き返すポット精紡機であって、
前記ボビンと共に前記ポット内に挿入され、前記ポットの内壁に向けて圧縮空気を吹き付けるエアーノズルを具備し、
前記エアーノズルは、前記ポットの内壁において前記ケークの前記開口部側の端部よりも前記開口部側の領域に圧縮空気を吹き付けることにより、前記領域に存在する糸部を前記ポット外に排出する。

本発明によれば、特殊な構造のボビンを使用しなくても、ボビンへの巻き返しを適切に行うことができる、

本発明の実施形態に係るポット精紡機の主要部の構成例を示す概略図である。エアーノズルの配置を説明する部分拡大図である。本発明の実施形態に係るポット精紡機の駆動制御系の構成例を示すブロック図である。ポット精紡方法の基本的な流れを示す図である。本発明の実施形態に係るポット精紡方法の第１の状態を説明する断面図である。導糸管の動作を説明する図である。本発明の実施形態に係るポット精紡方法の第２の状態を説明する断面図である。本発明の実施形態に係るポット精紡方法の第３の状態を説明する断面図である。本発明の実施形態に係るポット精紡方法の第４の状態を説明する断面図である。本発明の実施形態に係るポット精紡方法の第５の状態を説明する断面図である。本発明の実施形態に係るポット精紡方法の第６の状態を説明する断面図である。本発明の第２の実施形態を説明する断面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

＜ポット精紡機＞
まず、本発明の実施形態に係るポット精紡機について説明する。
図１は、本発明の実施形態に係るポット精紡機の主要部の構成例を示す概略図である。
図１に示すように、ポット精紡機１は、ドラフト装置１０と、導糸管１１と、ポット１２と、ボビン支持部１３と、を備えている。なお、これらの構成要素は、紡績の一単位となる１つの紡錘を構成するものである。ポット精紡機１は、複数の紡錘を備えるものであるが、ここではそのうちの１つの紡錘の構成について説明する。

（ドラフト装置）
ドラフト装置１０は、粗糸などの糸材料を所定の細さに引き伸ばす装置である。ドラフト装置１０は、バックローラ対１５、ミドルローラ対１６およびフロントローラ対１７からなる複数のローラ対を用いて構成されている。複数のローラ対は、糸材料の搬送方向の上流側から下流側に向かって、バックローラ対１５、ミドルローラ対１６およびフロントローラ対１７の順に配置されている。

各々のローラ対１５，１６，１７は、後述するドラフト駆動部の駆動に従って回転するものである。各々のローラ対１５，１６，１７の単位時間あたりの回転数（ｒｐｍ）を比較すると、ミドルローラ対１６の回転数はバックローラ対１５の回転数よりも高く、フロントローラ対１７の回転数はミドルローラ対１６の回転数よりも高い。このように各々のローラ対１５，１６，１７の回転数は互いに異なり、この回転数の違い、すなわち回転速度差を利用して、ドラフト装置１０は糸材料を細く引き伸ばす。以降の説明では、ローラ対の回転数を回転速度ともいう。ローラ対の回転数と回転速度とは互いに比例関係にある。

（導糸管）
導糸管１１は、ドラフト装置１０で所定の細さに引き伸ばされた糸１８をポット１２内に導くものである。導糸管１１は、細長い管状に形成されている。導糸管１１を長さ方向と直交する方向に断面したときの形状は円形になっている。

導糸管１１は、ドラフト装置１０の下流側に、ポット１２と同軸に配置されている。導糸管１１の下部は、ポット１２内に挿入されている。導糸管１１は、フロントローラ対１７から糸供給管１４を通して供給される糸１８をポット１２内に導く。ドラフト装置１０で引き伸ばされた糸１８は、たとえば、空気の旋回流を利用して糸供給管１４に引き込まれた後、糸供給管１４を通して導糸管１１に導入される。導糸管１１に導入された糸１８は、導糸管１１の下端部１１ａから紡出される。導糸管１１は、後述する導糸管駆動部によって上下方向に移動可能に設けられている。

フロントローラ対１７と糸供給管１４との間には糸センサ１９が配置されている。糸センサ１９は、ドラフト装置１０によって引き伸ばされる糸の状態を検出するセンサである。本実施形態においては、糸センサ１９が検出する糸の状態の一例として、糸切れを挙げる。また、本実施形態では、一例として、発光器１９ａと受光器１９ｂを組み合わせた光センサを用いて糸センサ１９が構成されている。

（ポット）
ポット１２は、ケーク２８の形成と糸の巻き返しに用いられるものである。ポット１２は、円筒形に形成されている。ポット１２は、ポット１２の中心軸回りに回転可能に設けられている。ポット１２の中心軸Ｋは、鉛直方向と平行に配置されている。このため、ポット１２の中心軸方向の一方は上方、他方は下方となっている。

ポット１２は、後述するポット駆動部の駆動に従って回転するものである。ポット１２の上端側には導糸管挿入口２１が形成されている。導糸管挿入口２１は、ポット１２に導糸管１１を挿入するための開口である。ポット１２の下端部には開口部２３が形成されている。導糸管挿入口２１は、ポット１２の内容積を規定する、内壁２２の位置を基準とする直径（以下、「ポット内径」という。）よりも小さな直径で上向きに開口している。開口部２３は、ポット内径と同じ直径で下向きに開口している。

（ボビン支持部）
ボビン支持部１３は、ボビン２５を支持するものである。ボビン支持部１３は、ボビン台座２６と、ボビン装着部２７と、を有する。ボビン台座２６は板状に形成されている。ボビン装着部２７はボビン台座２６に固定されている。ボビン装着部２７は、柱状に形成されるとともに、ボビン台座２６の上面から上方に突出するように配置されている。

ボビン装着部２７は、ボビン２５が着脱自在に装着される部分となる。ボビン装着部２７は、ポット１２の中心軸方向で導糸管１１と対向するように、導糸管１１およびポット１２と同軸に配置されている。また、ボビン装着部２７は、導糸管１１よりも下方に配置されている。このため、ボビン装着部２７にボビン２５を装着すると、ボビン２５は、ポット１２の中心軸Ｋ上で導糸管１１と対向するように配置される。

ボビン２５は、ボビン外周径がボビン中心軸方向の一端側から他端側に向かって連続的に変化するテーパー構造になっている。ボビン２５は、リング精紡などでも用いられる汎用のボビンに相当する。ボビン２５は、少なくとも一端側が中空の構造になっている。ボビン２５は、一端側の中空の部分をボビン装着部２７に嵌合させることにより、ボビン台座２６から垂直に起立して支持されるようになっている。

ボビン支持部１３は、後述するボビン駆動部によって上下方向に移動可能に設けられている。ボビン２５の外周径は、ポット１２の内壁２２に形成されるケーク２８の最小径よりも小さく設定されている。これにより、ポット１２の開口部２３を通してポット１２内にボビン２５を挿入して配置するときに、ボビン２５とケーク２８の接触を避けることができる。

（エアーノズル）
本発明の実施形態に係るポット精紡機１は、上記の構成要素に加えて、エアーノズル３１を備えている。エアーノズル３１は、導糸管１１およびポット１２の動作によってポット１２の内壁２２に形成されるケーク２８の巻き終わり側の端部２８ｂよりも開口部２３側の領域２２ａに圧縮空気を吹き付けるものである。エアーノズル３１は、ポット１２内の領域２２ａに巻き付けられた、ボビン２５への巻き返し起点部となる糸部を、圧縮空気の吹き付けによってポット１２外に排出する。

巻き返し起点部は、ケーク２８を形成する糸をボビン２５に巻き返す際に、ボビン２５に最初に巻き付けられる糸の部分である。このため、ボビン２５への巻き返しは、巻き返し起点部となる糸部がボビン２５に巻き付いたときに始まる。本実施形態においては、ポット１２の内壁２２に巻き付けられる糸のうち、ポット１２の中心軸方向においてケーク２８の巻き終わり側の端部と開口部２３との間に巻き付けられる糸の部分が、巻き返し起点部となる。また、ケーク２８の巻き終わり側の端部は、ポット１２の中心軸方向でみると、ケーク２８の開口部２３側の端部に相当する。

エアーノズル３１は、ボビン支持部１３に設けられている。エアーノズル３１は、ボビン台座２６に取り付けられている。エアーノズル３１は、ボビン台座２６から垂直に起立するように、ボビン装着部２７の近傍に配置されている。

エアーノズル３１は、圧縮空気を噴出する噴出口３２を有する。エアーノズル３１の噴出口３２は、エアーノズル３１の上端部近傍に配置されている。エアーノズル３１の噴出口３２から噴出する圧縮空気は、後述するボビン駆動部とエアーノズル駆動部の駆動により、ポット１２の開口部２３側に向けて、ポット１２の内壁２２に斜めに吹き付けられるようになっている。

ここで、図２に示すように、エアーノズル３１からポット１２の内壁２２に圧縮空気３３を吹き付ける場合、ポット１２の内壁２２対する圧縮空気３３の吹き付け角度θは、開口部２３側に所定の傾き角度をもつ。圧縮空気３３の吹き付け角度θは、好ましくは、２０度以上６０度以下であり、より好ましくは、３０度以上４５度以下である。このように圧縮空気３３の吹き付け角度θを設定することにより、ポット１２の内壁２２とエアーノズル３１との間に、圧縮空気３３の吹き付けに適した距離Ｌを確保しやすくなる。

図３は、本発明の実施形態に係るポット精紡機の駆動制御系の構成例を示すブロック図である。
図３に示すように、ポット精紡機１は、制御部５１と、ドラフト駆動部５２と、導糸管駆動部５３と、ポット駆動部５４と、ボビン駆動部５５と、ノズル駆動部５６、を備えている。

（制御部）
制御部５１は、ポット精紡機１全体の動作を統括的に制御するものである。制御部５１には、動作制御の対象として、ドラフト駆動部５２、導糸管駆動部５３、ポット駆動部５４、ボビン駆動部５５およびノズル駆動部５６が電気的に接続されている。また、制御部５１には、糸センサ１９が電気的に接続されている。糸センサ１９は、ドラフト装置１０で糸切れが発生した場合に、その旨を知らせる糸切れ発生信号を制御部５１に出力する。

（ドラフト駆動部）
ドラフト駆動部５２は、バックローラ対１５、ミドルローラ対１６およびフロントローラ対１７をそれぞれ所定の回転数で回転させるものである。ドラフト駆動部５２は、制御部５１からドラフト駆動部５２に与えられるドラフト駆動信号に基づいて駆動することにより、バックローラ対１５、ミドルローラ対１６およびフロントローラ対１７を回転させる。

（導糸管駆動部）
導糸管駆動部５３は、導糸管１１を動作させるものである。導糸管駆動部５３は、導糸管１１を上下方向に移動させるように動作させる。導糸管駆動部５３は、制御部５１から導糸管駆動部５３に与えられる導糸管駆動信号に基づいて駆動することにより、導糸管１１を上下方向に移動させる。

（ポット駆動部）
ポット駆動部５４は、ポット１２を回転させるものである。ポット駆動部５４は、制御部５１から与えられるポット駆動信号に基づいて駆動することにより、ポット１２の中心軸Ｋを回転中心としてポット１２を回転させる。

（ボビン駆動部）
ボビン駆動部５５は、ボビン２５を動作させるものである。ボビン駆動部５５は、ボビン支持部１３のボビン装着部２７に装着されたボビン２５を、ボビン支持部１３およびエアーノズル３１と一体に上下方向に移動させるように動作させる。ボビン駆動部５５は、制御部５１から与えられるボビン駆動信号に基づいて駆動することにより、ボビン２５を上下方向に移動させる。

（ノズル駆動部）
ノズル駆動部５６は、エアーノズル３１を動作させるものである。ノズル駆動部５６は、エアーノズル３１の噴出口３２から圧縮空気を噴出させるように動作させる。ノズル駆動部５６は、制御部５１から与えられるノズル駆動信号に基づいて駆動することにより、エアーノズル３１から圧縮空気を噴出させる。

＜ポット精紡方法＞
続いて、本発明の実施形態に係るポット精紡方法について説明する。
図４は、ポット精紡方法の基本的な流れを示す図である。
図４に示すように、ポット精紡方法は、引き伸ばしステップＳ１と、ケーク形成ステップＳ２と、巻き返しステップＳ３と、を備える。

引き伸ばしステップＳ１は、粗糸などの糸材料を所定の細さに引き伸ばすステップである。ケーク形成ステップＳ２は、引き伸ばしステップＳ１で所定の細さに引き伸ばされた糸をポット１２の内壁２２に巻き付けてケーク２８を形成するステップである。巻き返しステップＳ３は、ケーク２８を形成する糸をボビン２５へと巻き返すステップである。以下、各ステップに基づくポット精紡機１の動作について説明する。

なお、ポット精紡機１を動作させる前は、糸供給管１４に導糸管１１が近接して配置されるとともに、ボビン支持部１３のボビン装着部２７にボビン２５が装着され、かつ、ボビン２５がポット１２よりも下方に退避して配置されているものとする。

（引き伸ばしステップ）
引き伸ばしステップＳ１は、ドラフト装置１０を用いて行われる。ドラフト駆動部５２は、制御部５１から与えられるドラフト駆動信号に基づいて駆動することにより、バックローラ対１５、ミドルローラ対１６およびフロントローラ対１７をそれぞれ所定の回転速度で回転させる。これにより、粗糸などの糸材料は、各々のローラ対１５，１６，１７の回転に従って搬送される。

その際、制御部５１は、バックローラ対１５の回転速度をミドルローラ対１６の回転速度よりも低速に設定するとともに、ミドルローラ対１６の回転速度をフロントローラ対１７の回転速度よりも低速に設定する。これにより、バックローラ対１５とミドルローラ対１６との間では、それらのローラ対の回転速度差によって糸が引き伸ばされる。同様に、ミドルローラ対１６とフロントローラ対１７との間でも、それらのローラ対の回転速度差によって糸が引き伸ばされる。

その結果、粗糸などの糸材料は、バックローラ対１５、ミドルローラ対１６およびフロントローラ対１７を順に通過しながら所定の細さに引き伸ばされる。こうして引き伸ばされた糸１８は、その後、空気の旋回流を利用して糸供給管１４に引き込まれた後、導糸管１１に導入される。

また、制御部５１は、引き伸ばしステップＳ１の開始に先立って、ポット駆動部５４にポット駆動信号を与えることにより、ポット１２を所定の回転数で回転させる。

（ケーク形成ステップ）
ケーク形成ステップＳ２は、導糸管１１とポット１２を用いて行われる。導糸管駆動部５３は、制御部５１から与えられる導糸管駆動信号に基づいて駆動することにより、導糸管１１を所定量だけ下方に移動させる。また、ポット駆動部５４は、制御部５１から与えられるポット駆動信号に基づいて駆動することにより、ポット１２の回転を継続する。なお、導糸管１１を下方に移動させると、糸供給管１４から導糸管１１が離間した状態となる。また、糸供給管１４から導糸管１１に導入された糸１８は、導糸管１１の下端部１１ａから紡出される。

導糸管１１の下端部１１ａから紡出される糸１８には、ポット１２の回転による遠心力が働き、この遠心力によって糸１８がポット１２の内壁２２に押し付けられる。また、ポット１２の内壁２２に押し付けられた糸１８は、ポット１２の回転によって撚られる。その結果、導糸管１１の下端部１１ａから紡出される糸１８は、ポット１２の回転によって撚りを加えられた状態でポット１２の内壁２２に巻き付けられる。

また、導糸管駆動部５３は、上記導糸管駆動信号に基づいて駆動することにより、図５に示すように、導糸管１１を所定の周期で繰り返し上下方向に往復移動させながら、導糸管１１の位置を相対的に下方に変位させる。これにより、ポット１２の内壁２２にケーク２８が形成される。ケーク２８は、ポット１２の内壁２２に巻かれた糸１８によって形成される積層体である。

図６は、ケーク形成ステップにおける導糸管の動作を説明する図である。図中の縦軸は、ポット中心軸方向における導糸管の位置を示し、横軸は時間を示す。
図６において、導糸管１１は、まず、Ｐ１位置まで下降した後、Ｐ２位置まで上昇し、次いでＰ３位置まで下降した後、Ｐ４位置まで上昇する。つまり、導糸管１１は繰り返し上下方向に往復移動する。この場合、導糸管１１がＰ１位置に到達してからＰ３位置に到達するまでの期間Ｔ１、および、導糸管１１がＰ２位置に到達してからＰ４位置に到達するまでの期間Ｔ２が、それぞれ一周期となる。また、導糸管１１の位置を相対的に下方に変位させるため、Ｐ３位置はＰ１位置よりも低位となり、Ｐ４位置はＰ２位置よりも低位となる。Ｐ１位置とＰ３位置との上下方向のズレ量Ｈ１、および、Ｐ２位置とＰ４位置との上下方向のズレ量Ｈ２は、それぞれ一周期における導糸管１１の変位ステップ量となる。つまり、導糸管１１は、一定の周期で繰り返し上下方向への往復移動を繰り返しながら、一定の変位ステップ量ずつ下方に変位する。このような導糸管１１の動作は、導糸管１１がＰｍ位置に到達するまで続く。この場合、Ｐ１位置は、図１に示すケーク２８の巻き始め側の端部２８ａを規定し、Ｐｍ位置は、同図に示すケーク２８の巻き終わり側の端部２８ｂを規定する。

制御部５１は、導糸管駆動部５３に導糸管駆動信号を与えることにより、図５および図６に示すように導糸管１１を動作させる。これにより、ポット１２の内壁２２には図５に示すような形状でケーク２８が形成される。本実施形態では、ケーク形成ステップＳ２において、導糸管１１の動作によりケーク２８を形成した後、さらに次のようなステップを含む。

制御部５１は、導糸管１１がＰｍ位置に到達した後、導糸管１１を所定量Ｌｈだけ下方に移動させる。これにより、ポット１２の内壁２２には、図７に示すように、ケーク２８の終端２８ｂよりも開口部２３側の領域２２ａに、ボビン２５への巻き返し起点部となる糸部１８ａが巻き付けられる。この糸部１８ａは、１層で巻き付けてもよいし、複数層で巻き付けてもよい。糸部１８ａを１層で巻き付ける場合は、導糸管１１をＰｍ位置からＰｎ位置へと下降させた段階で糸切りを行えばよい。また、糸部１８ａを複数層で巻き付ける場合は、導糸管１１をＰｍ位置からＰｎ位置へと下降させてから、Ｐｎ位置よりも高い位置まで上昇させる動作を、少なくとも１回行った段階で糸切りを行えばよい。なお、所定量Ｌｈは、好ましくは、３ｍｍ以上７ｍｍ以下である。

ここで、「糸切り」と「糸切れ」の違いについて説明する。
糸切りは、ポット１２の内壁２２に予め決められた所定量の糸１８が巻かれた段階で意図的に行われるものである。これに対し、糸切れは、ポット１２の内壁２２に所定量の糸１８が巻かれる前に何らかの理由によって途中で糸１８が切れてしまう現象である。

糸切りは、制御部５１の制御下で行われる。具体的には、制御部５１は、フロントローラ対１７の回転を継続したまま、バックローラ対１５およびミドルローラ対１６の回転を共に停止するように、ドラフト駆動部５２の駆動を制御する。これにより、ミドルローラ対１６の下流側で糸１８が強制的に切られる。

また、制御部５１は、ボビン２５への巻き返し起点部となる糸部１８ａの糸強力が、ケーク２８を形成している糸部の糸強力よりも強くなるように、糸切りに際して紡績条件を変更する。この場合、制御部５１は、紡績条件変更部に相当する。糸強力は、糸の太さが太いほど強くなる。また、糸強力は、糸の撚りが多いほど強くなる。糸強力を強くするために変更する紡績条件は、１つでもあってもよいし、複数であってもよい。本実施形態では、変更すべき紡績条件の一例として、フロントローラ対１７の回転速度を挙げる。フロントローラ対１７の回転速度を変更すると、これに応じて、ミドルローラ対１６とフロントローラ対１７との間の回転速度差が変化する。

そこで、制御部５１は、上述のように巻き返し起点部となる糸部１８ａの糸強力が強くなるように、フロントローラ対１７の回転速度を減速させる。フロントローラ対１６の回転速度を減速させると、ミドルローラ対１６とフロントローラ対１７との間の回転速度差が小さくなる。また、フロントローラ対１７から送り出される糸の速度が遅くなるため、撚り数も増加する。これにより、ドラフト装置１０によって引き伸ばされる糸１８の太さが太くなる。このため、ポット１２の内壁２２の領域２２ａに巻かれる予定の糸１８がドラフト装置１０を通過するときに、フロントローラ対１７の回転速度を減速させることにより、巻き返し起点部となる糸部１８ａの糸強力を強めることができる。

ケーク形成ステップＳ２は、上述のようにケーク形成および糸切りが行われ、かつ、糸切りによって生じた糸の端部がポット１２の内壁２２に巻かれた段階で終了となる。

（巻き返しステップ）
巻き返しステップＳ３は、ポット１２とボビン２５とエアーノズル３１を用いて行われる。巻き返しステップＳ３では、ポット駆動部５４の駆動により、開口部２３を通してポット１２内にボビン２５とエアーノズル３１を配置する。ポット駆動部５４は、制御部５１から与えられるポット駆動信号に基づいて駆動することにより、ポット１２の回転を継続する。ボビン駆動部５５は、制御部５１から与えられるボビン駆動信号に基づいて駆動することにより、図９に示すように、ボビン支持部１３を上方に移動させる。これにより、ボビン装着部２７（図１参照）に装着されているボビン２５と、ボビン台座２６に取り付けられているエアーノズル３１が、共に上方に移動する。また、ボビン２５とエアーノズル３１は、ポット１２の開口部２３を通してポット１２内に進入する。その際、エアーノズル３１の噴出口３２は、ポット１２の内壁２２に向かって斜め下向きに配置される。一方、導糸管駆動部５３は、制御部５１から与えられる導糸管駆動信号に基づいて駆動することにより、図９に示すように、導糸管１１を上方に移動させる。これにより、ポット１２内では、ボビン２５の進入に先立って、導糸管１１の下端部１１ａがボビン２５に接触しない位置へと退避する。

次に、制御部５１は、ノズル駆動部５６にノズル駆動信号を与えることにより、図１０に示すように、エアーノズル３１の噴出口３２から圧縮空気３３を噴出させる。圧縮空気３３の噴出時間は、たとえば、０．２秒以上２秒以下の範囲内に設定するとよい。これにより、エアーノズル３１の噴出口３２から噴出された圧縮空気３３が、ポット１２の内壁２２に向かって吹き付けられる。圧縮空気３３の吹き付け角度θ（図２参照）は、ポット１２の内壁２２に対して開口部２３側に２０度以上６０度以下であることが好ましく、より好ましくは４０度以上５０度以下である。エアーノズル３１から噴出する圧縮空気３３は、ケーク２８の終端２８ｂよりも開口部２３側に巻かれた糸部、すなわちボビン２５への巻き返し起点部となる糸部１８ａに吹き付けられる。そうすると、糸部１８ａが圧縮空気３３に押されてポット１２の開口部２３からポット１２外に排出される。

制御部５１は、圧縮空気３３の吹き付けに際して、ポット１２の回転数を相対的に下げるように、ポット駆動部５４の駆動を制御する。具体的には、ケーク２８を形成する際のポット１２の回転数を第１の回転数（ｒｐｍ）とし、圧縮空気を吹き付ける際のポット１２のポット１２の回転数を第２の回転数（ｒｐｍ）とする。そうした場合、制御部５１は、第２の回転数が第１の回転数よりも低くなるように、ポット駆動部５４の駆動を制御する。ここで、第１の回転数をＡ（ｒｐｍ）、第２の回転数をＢ（ｒｐｍ）とすると、制御部５１は、好ましくは「０．６Ａ≦Ｂ≦０．８Ａ」の条件を満たすように、ポット駆動部５４の駆動を制御するとよい。

このように、ポット１２の回転数を制御することにより、圧縮空気の吹き付けに際しては、ポット１２の内壁２２に糸を押し付けようとする力、すなわち遠心力が弱まる。このため、エアーノズル３１から圧縮空気３３を吹き付けたときに、ポット１２の内壁２２から糸部１８ａが剥がれやすくなる。したがって、ポット１２の回転数を下げない場合に比べて、より小さな力で糸部１８ａをポット１２外に排出することができる。また、ポット１２の回転数を下げることで、糸に加わる張力が小さくなる。このため、圧縮空気３３の吹き付けによってポット１２外に排出される糸部１８ａが糸切れを起こしにくくなる。したがって、糸切れによって巻き返しに失敗するリスクを低減することができる。

上述のように、ボビン２５への巻き返し起点部となる糸部１８ａをポット１２外に排出すると、ポット１２外に排出された糸部１８ａは、ポット１２と一体に回転できずに、ポット１２の回転に遅れて連れ回るようになる。その結果、糸部１８ａは、ポット１２の中心軸Ｋ上に配置されたボビン２５に巻き付き始める。これにより、ポット１２内に排出された糸部１８ａを巻き返し起点部として、ボビン２５への巻き返しを開始することができる。

その後、ケーク２８を形成しているすべての糸が図１１に示すようにボビン２５に巻き返されると、制御部５１は、ボビン駆動部５５にボビン駆動信号を与えることにより、ボビン支持部１３を下方に移動させる。これにより、巻き返しステップＳ３が終了となる。

以上の動作により、管糸２９が巻かれたボビン２５が得られる。管糸２９が巻かれたボビン２５はボビン装着部２７から取り外される。その後、空のボビン２５がボビン装着部２７に装着された後、上記同様の動作が行われる。

＜実施形態の効果＞
本発明の実施形態においては、ポット精紡機１にエアーノズル３１を設けた構成を採用している。そして、ポット精紡方法においては、ポット１２の内壁２２の領域２２ａに巻き付けられた、ボビン２５への巻き返し起点部となる糸部１８ａを、エアーノズル３１を用いた圧縮空気の吹き付けによってポット１２外に排出することにより、ボビン２５への巻き返しを行う構成を採用している。これにより、特殊な構造のボビンを使用しなくても、ボビン２５への巻き返しを適切に行うことができる。したがって、たとえば、リング紡績機を導入済みの既存の紡績工場に新たにポット精紡機を導入する場合、リング紡績で使用しているボビンをポット精紡に転用することができる。このため、ポット精紡機の導入に伴うコストを安価に抑えることができる。加えて、従来技術ではボビンを導糸管の外側に装着していたため、ポットの上部開口部や支持する軸受の径を大きくする必要があり、軸受の寿命や電力、コストの点で劣る問題があったが、本実施形態によればそのような問題は生じない。

また、本発明の実施形態によれば、ポット１２の内壁２２に形成されるケーク２８に対し、物理的に何らかの部材を接触させる接触方式ではなく、圧縮空気の吹き付けを利用した非接触方式を採用している。このため、接触方式で懸念される種々の不具合を招くことなく、ボビン２５への巻き返しを行うことができる。なお、接触方式で懸念される不具合としては、たとえば、部材の摩耗による耐久性の低下、あるいは、摩耗粉の混入による管糸の品質低下などが考えられる。

さらに、本発明の実施形態によれば、上記特許文献１に記載の技術に比べて、ケーク形成ステップＳ２の途中で糸切れが発生した場合に、異常紡錘への対応時間を確保できるというメリットが得られる。その理由は次のとおりである。

まず、特許文献１に記載の技術では、ポットの内壁に糸を巻き付けてケークを形成する場合に、導糸管の下端部から糸の紡出を継続したまま、ボビンの一端部を軸方向に突出させてボビンの切り欠き部に糸を引っ掛けることで糸切りが行われる構成になっている。このため、ポットの内壁に所定量の糸が巻かれたタイミング（以下、「満管タイミング」という。）で、ボビンの一端部を突出させないと、所定量を超える過剰な糸が巻かれてケークの内径が小さくなる。そうすると、ボビンを突出させるときに、ポットと一緒に回転しているケークにボビンが接触するおそれがある。その結果、たとえば、ボビンが破損する、あるいは、ボビンへの巻き返しが適切に行われないなど、種々の問題が生じる可能性がある。したがって、特許文献１に記載の技術では、満管タイミングになったときに、糸の紡出を継続したままボビンを突出させ、ボビンへの巻き返しを開始する必要がある。

これに対し、本発明の実施形態においては、ポット１２の内壁２２に所定量の糸１８が巻かれた段階で、制御部５１がドラフト装置１０を制御して糸切りを行い、その後は、エアーノズル３１から圧縮空気を噴出しないかぎり、ボビン２５への巻き返しが始まらない構成になっている。このことは、ポット１２の内壁２２に所定量の糸１８が巻かれた後でも、任意のタイミングでボビン２５への巻き返しを開始できることを意味する。一方、特許文献１に記載の技術では、ボビンへの巻き返しを開始するタイミングが任意ではなく、ごく狭い範囲に制限される。

したがって、本発明の実施形態によれば、ケーク形成ステップＳ２の途中で糸切れが発生した場合に、たとえば、糸切れが発生したタイミングが満管タイミングの直前であっても、異常紡錘への対応を終えるまでボビン２５への巻き返しを待つことができる。具体的には、異常紡錘への対応に要する時間だけ、圧縮空気の噴出タイミングを遅らせることができる。したがって、満管タイミングの直前に糸切れが発生した場合でも、糸切れに対応するための時間を確保することができる。この点に関して、特許文献１に記載の技術では、満管タイミングとほぼ同時にボビンへの巻き返しを開始する必要があるため、満管タイミングの直前に糸切れが発生すると、糸切れに対応するための時間を確保できなくなる。

ちなみに、糸切れに対応するための時間とは、たとえば、次のような時間である。
ケーク形成ステップＳ２の途中で糸切れが発生すると、糸センサ１９が糸切れ発生信号を出力し、この糸切れ発生信号を受けて制御部５１が、糸切れ発生信号を出力した糸センサ１９が属する紡錘を特定する。さらに、制御部５１は、ポット精紡機１が備える自走式のワゴン（不図示）を、上述のように特定した紡錘の位置まで移動させる。ワゴンは、糸切れが発生した紡錘でも他の紡錘と同様のタイミングでボビン２５への巻き返しが開始されるよう、各々の紡錘に設けられるエアーノズルを上昇させる昇降機を備える。このため、いずれかの紡錘で糸切れが発生した場合は、その都度、ワゴンを移動させるための時間と昇降機を動作させるための時間が必要になり、これらの時間が、糸切れに対応するための時間となる。

また、本発明の実施形態においては、巻き返し起点部となる糸部１８ａの糸強力が、ケーク２８を形成している糸部の糸強力よりも強くなるように、糸切りに際して紡績条件を変更する構成を採用している。これにより、糸切れに際して紡績条件を変更しない場合に比べて、圧縮空気の吹き付けによってポット１２外に排出される糸部１８ａが糸切れを起こしにくくなる。このため、ポット１２外に排出される糸部１８ａを、より確実にボビン２５に巻き付けることができる。その結果、ボビン２５への巻き返しに失敗するリスクを低減することができる。

ところで、ケーク形成の途中で糸切れが発生した場合は、糸切れによって生じた糸１８の端がポット１２の内壁２２に巻かれた段階で実質的にケーク形成が終了となる。このため、糸切れによって生じた糸１８の端が巻かれる位置（以下、「糸切れ位置」という。）は、正常にケーク形成を終えて糸切りを行う場合よりも上方にずれる。そうした場合、糸切れ位置からポット１２の開口部２３までの距離が長くなる。このため、上述したエアーノズル３１を用いて圧縮空気を吹き付ける構成では、糸切れした糸１８の端をポット１２外に排出することが難しくなる。

＜第２の実施形態＞
そこで、本発明の第２の実施形態においては、図１２に示すような構成を採用することとした。
図１２においては、ボビン支持部１３のボビン台座２６にエアーノズル６１が取り付けられている。エアーノズル６１は、糸切れ位置の高さに合わせて図示しない昇降手段により昇降可能である。エアーノズル６１には複数の噴出口６２が設けられている。複数の噴出口６２は、それぞれ圧縮空気を噴出するものである。複数の噴出口６２は、ポット１２の中心軸方向となる上下方向に位置をずらして設けられている。各々の噴出口３２から噴出する圧縮空気は、ポット１２の開口部２３側に向けて、ポット１２の内壁２２に斜めに吹き付けられるようになっている。また、エアーノズル６１は、複数の噴出口６２のうちポット１２の開口部２３から遠い側の噴出口６２から噴出する圧縮空気が、糸切れによって生じた糸１８の端、すなわち糸切れ位置に吹き付けられるように配置されている。ケーク２８の糸切れ位置は、ポット１２の中心軸方向でみると、ケーク２８の開口部２３側の端部に相当する。ポット１２の内壁２２に対する圧縮空気の吹き付け角度は、先述した実施形態と同様に、好ましくは、２０度以上６０度以下であり、より好ましくは、３０度以上４５度以下である。ポット１２の円周方向に対する圧縮空気の吹き付け方向は、たとえば、ポット１２の円周方向に垂直な法線方向と平行な方向に設定するとよい。この点は第１の実施形態も同様である。

本発明の第２の実施形態においては、ケーク形成ステップＳ２におけるケーク形成の途中で糸切れが発生した場合に、制御部５１は、糸センサ１９から出力される糸切れ発生信号を基に、ケークにおける糸切れ位置を特定する。その後、制御部５１は、巻き返しステップＳ３において、ボビン台座２６の上昇により開口部２３を通してポット１２内にボビン２５とエアーノズル６１を配置した後、先に特定した糸切れ位置から開口部２３に至るポット１２の内壁２２に、エアーノズル６１を用いて圧縮空気を吹き付ける。

エアーノズル６１を用いた圧縮空気の吹き付けは、制御部５１がノズル駆動部５６にノズル駆動信号を出力することで行う。これにより、糸切れ位置から開口部２３に至るポット１２の内壁２２に対しては、ポット１２の中心軸方向に位置をずらして複数の箇所に圧縮空気が吹き付けられる。その際、最上位の噴出口６２から噴出する圧縮空気を糸切れ位置に向けて吹き付けることにより、糸切れ位置においてポット１２の内壁２２から糸を剥がすことができる。さらに、ポット１２の内壁２２から剥がした糸を、上記最上位よりも下位の噴出口６２から噴出する圧縮空気の吹き付けによって開口部２３側に移動させ、ポット１２外に排出することができる。その結果、ケーク形成の途中で糸切れが発生した場合でも、エアーノズル６１による圧縮空気の吹き付けにより、ポット１２の内壁２２からボビン２５へと糸を巻き返すことができる。

なお、エアーノズル６１は、ケーク形成の途中で糸切れが発生した場合に限らず、正常にケーク形成を終えた後の巻き返しにも適用可能である。その場合は、複数の噴出口６２から噴出する圧縮空気がケーク２８に直接吹き付けられないよう、ポット１２の中心軸方向においてエアーノズル６１の位置を調整するノズル位置調整機構を設け、ノズル位置調整機構の駆動を制御部５１によって制御する構成を採用するとよい。また、エアーノズル６１の位置は、糸センサ１９から糸切れ発生信号が出力されるタイミングを基に制御部５１が糸切れ位置を特定し、特定した糸切れ位置に応じて制御部５１がノズル位置調整機構の駆動を制御することで調整する構成を採用するとよい。

また、ノズル位置調整機構は、エアーノズル６１を備える構成に限らず、先述したエアーノズル３１を備える構成に適用してもよい。この構成を採用すれば、ポット１２の中心軸方向においてケーク２８の終端位置が変更される場合でも、変更後のケーク２８の終端位置に対応する適切な位置にエアーノズル３１を配置することができる。

＜変形例等＞
本発明の技術的範囲は上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の構成要件やその組み合わせによって得られる特定の効果を導き出せる範囲において、種々の変更や改良を加えた形態も含む。

たとえば、上記実施形態においては、ポット精紡機１の構成として、導糸管１１を相対的に上方に配置し、ボビン２５を相対的に下方に配置する例を示したが、本発明はこれに限らず、導糸管１１を相対的に下方に配置し、ボビン２５を相対的に上方に配置してもよい。また、ポット１２の中心軸Ｋ（図１参照）は必ずしも鉛直方向と平行でなくてもよい。たとえば、ポット１２の中心軸Ｋは鉛直方向に対して傾いて配置されてもよし、鉛直方向と垂直に配置されてもよい。

また、上記実施形態においては、ボビン支持部１３のボビン台座２６にエアーノズル３１を取り付け、ボビン支持部１３と一体にエアーノズル３１が上下方向に移動する構成を採用したが、本発明はこれに限らない。たとえば、ボビン支持部１３とは別体で、エアーノズル３１を上下方向に移動可能な構成を採用してもよい。この点は、第２の実施形態として記載したエアーノズル６１についても同様である。

また、上記実施形態においては、ケーク２８を形成するための導糸管１１の動作として、図６に示すように、導糸管１１がＰｍ−１位置からＰｍ位置を経由してＰｎ位置に到達するまで、導糸管１１を連続して下降動作させるようにしているが、本発明はこれに限らない。たとえば、導糸管１１がＰｍ−１位置からＰｍ位置に到達した段階で、導糸管１１の下降動作を一旦停止し、その後で、導糸管１１をＰｎ位置まで下降動作させてもよい。さらに、図６においては、Ｐｍ−１位置からＰｍ位置まで下降するときの導糸管１１の下降速度と、Ｐｍ位置からＰｎ位置まで下降するときの導糸管１１の下降速度とは、互いに同じ速度になっているが、これに限らず、互いに異なる速度で導糸管１１を下降動作させもよい。具体的には、Ｐｍ−１位置からＰｍ位置まで下降するときの導糸管１１の下降速度に比べて、Ｐｍ位置からＰｎ位置まで下降するときの導糸管１１の下降速度を速くしてもよいし、遅くしてもよい。

また、上記実施形態においては、リング精紡に転用可能なボビン２５を用いるようにしたが、本発明はこれ以外のボビンを用いて実施することも可能である。
また、上記実施形態においては、導糸管１１がＰｍ位置に到達した後、導糸管１１を所定量Ｌｈだけ下方に移動させることで、ケーク２８の終端２８ｂよりも開口部２３側の領域２２ａに、ボビン２５への巻き返し起点部となる糸部１８ａを巻き付けていたが、糸種によっては、糸切り後に導糸管１１内の糸が領域２２ａに数層分巻き付けられ、巻返し起点部としての糸部１８ａとなり得る。この場合は、糸切り後、導糸管１１をＰｍ位置より所定量下方に移動させることなく、圧縮空気により糸部１８ａをポット外に排出するステップに移行してもよい。
また、図６に示すようなケーク形成ステップとは別のケーク形成ステップ（例えば特開平４−３０８２２７号公報に開示されるようなステップ）であってもよい。
また、ポットは開口部が上側でもよい。

１ポット精紡機、１１導糸管、１２ポット、１８糸、２２内壁、２３開口部、２５ボビン、２８ケーク、２８ｂ終端（巻き終わり側の端部）、３１エアーノズル、３２噴出口、３３圧縮空気３３、５１制御部（紡績条件変更部）、５３導糸管駆動部、５４ポット駆動部、６１エアーノズル、６２噴出口。

Claims

開口部を有するポットを回転させるとともに、所定の細さに引き伸ばされた糸を前記ポットの内壁に巻き付けてケークを形成するステップと、
前記開口部を通して前記ポット内にボビンを配置するステップと、
前記ポットの内壁において前記ケークの前記開口部側の端部よりも前記開口部側の領域に圧縮空気を吹き付けることにより、前記領域に存在する糸部を前記ポット外に排出するステップと、
前記ポット外に排出した前記糸部を前記巻き返し起点部として、前記ケークを形成する糸を前記ポットの内壁から前記ボビンへと巻き返すステップと、
を有するポット精紡方法。
前記ケークを形成する際は前記ポットを第１の回転数で回転させ、前記圧縮空気を吹き付ける際は前記ポットを前記第１の回転数よりも低い第２の回転数で回転させる
請求項１に記載のポット精紡方法。
前記圧縮空気の吹き付け角度は、前記ポットの内壁に対して前記開口部側に２
０度以上６０度以下である
請求項１または２に記載のポット精紡方法。
前記ポットの内壁において前記ケークの巻き終わり側の端部よりも前記開口部側の領域に、ボビンの巻き返し起点部となる糸部を巻き付けるステップを有する
請求項１〜３のいずれか１項に記載のポット精紡方法。
前記巻き返し起点部となる糸部の糸強力が、前記ケークを形成している糸部の糸強力よりも強い
請求項１〜４のいずれか１項に記載のポット精紡方法。
前記ケークの形成途中で糸切れが発生した場合に、糸切れ箇所から前記ケークまでの糸が前記領域に巻き付いて形成される前記糸部から前記開口部に至る前記ポットの内壁に対し、前記ポットの中心軸方向に位置をずらして複数の箇所に圧縮空気を吹き付けることにより、前記糸部を前記ポット外に排出する
請求項１〜５のいずれか１項に記載のポット精紡方法。
導糸管と、
開口部を有し、前記開口部と反対側から前記導糸管の一部が挿入されるポットと、
前記ポットの中心軸方向において前記導糸管と対向するように配置されるとともに、前記導糸管と反対側に位置する前記ポットの前記開口部から前記ポット内に挿入されるボビンと、を備え、
所定の細さに引き伸ばされた糸を前記導糸管および前記ポットの動作により前記ポットの内壁に巻き付けてケークを形成するとともに、前記ケークを形成する糸を前記ポットの内壁から前記ボビンへと巻き返すポット精紡機であって、
前記ボビンと共に前記ポット内に挿入され、前記ポットの内壁に向けて圧縮空気を吹き付けるエアーノズルを具備し、
前記エアーノズルは、前記ポットの内壁において前記ケークの前記開口部側の端部よりも前記開口部側の領域に圧縮空気を吹き付けることにより、前記領域に存在する糸部を前記ポット外に排出する
ポット精紡機。