JP2006169657A - ウォータジェットルームにおける緯入れ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】噴射圧力の波形の悪化を抑制できるウォータジェットルームにおける緯入れ装置を提供する。
【解決手段】緯入れポンプ１１と緯入れノズル２０との間の吐出管１９には分岐管３５が接続されており、分岐管３５の末端にはバイパスノズル３６が接続されている。緯入れノズル２０の噴射口における通過断面積は、変更可能であり、バイパスノズル３６の噴射口における通過断面積は、変更可能である。緯入れノズル２０の噴射口の高さ位置とバイパスノズル３６の噴射口の高さ位置とは、同じにしてある。分岐部５３から緯入れノズル２０の噴射口に至る水路長と、分岐部５３からバイパスノズル３６の噴射口に至る水路長とは、揃えてある。
【選択図】 図１

Description

本発明は、緯入れポンプから供給される水を緯入れノズルから噴射して緯糸を緯入れするウォータジェットルームにおける緯入れ装置に関する。

ウォータジェットルームでは、プランジャ、シリンダ、レバー系等により構成されるポンプ、このポンプを駆動するカム機構、加圧用コイルバネ、配管、ならびに緯入れノズルにより構成される緯入れ装置が広く用いられている。緯入れ装置の動作は、シリンダ室前後に逆止弁を備えたプランジャ式ポンプによって、緯入れ毎に一定量の水を吸引・加圧して緯入れノズルから噴射するものであり、緯糸が緯入れノズルからの水噴射によって経糸開口内へ緯入れされる。

ウォータジェットルームにおいては、製織条件（具体的には織機回転数、糸種類、織り幅）に対応して、水ジェットの速度Ｖｊ、水ジェットの断面積Ａｊ、及び水ジェットの長さＬを調整する必要がある。プランジャ式ポンプにおいては、これらの３つの特性値Ｖｊ，Ａｊ，Ｌは、プランジャ推力Ｆ、プランジャ断面積Ａｐ、プランジャストロークｓ及び緯入れノズルの噴射口における通過断面積Ａｎによって決定される。水ジェットを水柱と見なし、管路や緯入れノズルにおける損失を無視し、プランジャ推力Ｆを一定値と仮定すれば、特性値Ｖｊ，Ａｊ，Ｌの間には以下のような関係がある。

[数１]
Ｖｊ＝〔２×ｇ×Ｆ／（Ａｐ×γ）〕^1/2・・・（１）
Ａｊ＝Ａｎ ・・・（２）
Ｌ＝ｓ×Ａｐ／Ａｎ ・・・（３）
なお、ｇは、重力加速度、γは、水の比重量である。

タフタのような薄地織物の製織からエアバッグのような厚地織物の製織に変更する場合、糸の太さは、約１０倍太くなる。このような太糸の場合には、糸の周囲を強力なジェットで包み込むようにして糸を飛走させる必要があることから、太く強力な水ジェットが得られる口径の大きい緯入れノズルが選択される（通過断面積Ａｎが大きい緯入れノズルが選択される）。口径の大きい緯入れノズルに交換されると、プランジャ断面積Ａｐがそのままであれば、式（３）によりジェット長さＬが不足するので、これを補うためにプランジャストロークｓを緯入れノズルにおける通過断面積Ａｎに比例して増加する必要がある。プランジャストロークｓの増加には機構上限界があるため、限界値以上に水量が必要である場合には、プランジャ断面積Ａｐの大きいポンプに変更される。又、水ジェットの速度Ｖｊを維持するには式（１）によりプランジャ推力Ｆを増す（緯入れノズルにおける噴射圧力を増す）必要があり、コイルバネの圧縮量を増すか、それでも不足する場合には、バネ定数の大きいコイルバネに取り替えられる。

特許文献１の多色緯入れ装置では、緯入れノズルとポンプとの間の管路の緯入れノズルの近くに絞り弁を設置し、この絞り弁の上流から分岐したバイパス管路上に可変式絞り弁を設けたバイパス構成が開示されている。ポンプから吐出された高圧水の一部は、バイパス管路及び可変式絞り弁を経由して水タンクに戻される。特許文献１では、可変式絞り弁の開度操作により緯入れノズルにおける噴射圧力を調整することが目的のように記載されている。
実公平１−２４１５２号公報

特許文献１では、バイパス管路は、水タンクに直接に接続されている。このような構成は、以下のような問題をもたらす。
ポンプにおいては、カム機構を構成するカムレバーがカムの拘束を外れた瞬間に、コイルバネの推力が直接プランジャに作用し、その急激な推力上昇に対応してシリンダ内の水圧が急激に高まる。このとき、過渡的な圧力波が音速で管路を伝わってゆく。特許文献１に開示のバイパス構成では、圧力波は、分岐部において緯入れノズルに向かう方向と、可変式絞り弁に向かう方向とに別れ、可変式絞り弁に向かった圧力は、可変式絞り弁を通過して水タンクへと向かう。緯入れノズルに向かう圧力波が出口端に達すると反射波が発生し、可変式絞り弁に向かう圧力波が出口端に達すると反射波が発生する。これらの反射波は、管路を逆流してポンプへと戻り、さらに反射を繰り返す。こうして発生した圧力波が重畳し、噴射圧力の脈動が引き起こされる。

特許文献１の装置では、可変絞り弁の出口部は、水タンクよりも上方に位置しており、緯入れノズルから水が噴射されない期間においては可変絞り弁の出口部の圧力は、大気圧以下（負圧）となる。そのため、織機が長時間停止されると、管路内の水が落ち、管路内が空気で満たされる。織機を運転する際には、足踏みペダルを操作してポンプを作動させ、管路内に水を充満させる作業が必要である。緯入れノズル側の管路では、数回の水噴射で簡単に空気が抜けるが、可変絞り弁側のバイパス管路では、空気が浮力の影響によりバイパス管路内の上方にとどまろうとするため、バイパス管路側の空気が水タンク側に速やかに排出されることはない。空気がバイパス管路内に残留した状態から織機の運転を開始すると、時間経過と共に残留空気が押し流されてゆくが、噴射圧力の脈動波形は、残留している気泡量に対応して順次変化してゆき、最終的には安定状態に至る、しかし、その過程では水ジェットの噴射が不安定となり、緯入れ不良が生じやすい。

定常運転に至っても、気泡の問題は解消されない。水の中には多少なりとも空気が溶け込んでおり、可変絞り部の出口部では局所的な負圧が発生するため、水に溶け込んでいた空気が気泡化（エアレーション）、あるいは水が蒸発（キャビテーション）する現象が避けられない。可変絞り弁より下流側が大気圧以下（負圧）の状態であれば、発生した気泡が直ちに水に溶け込まずに細かく分散して管路内に混在する。気泡混入量が僅か（例えば１％）であっても、気泡の圧縮性のために流体としての体積弾性率は大きく低下し、圧力波の伝播速度も大きく低下する。圧力波の伝播速度の低下は、反射波の発生を遅らせ、脈動周期が長くなる。周期脈動の増加は、圧力波形の立ち上がり応答を低下させ、緯入れ不良を招く。

以上のように、特許文献１に開示の装置では、緯入れ装置にとって好ましくない現象である噴射開始直後の圧力波形の乱れや、水噴射期間中の脈動現象の増加が避けられない。
本発明は、噴射圧力の波形の悪化を抑制できるウォータジェットルームにおける緯入れ装置を提供することを目的とする。

本発明は、緯入れポンプから供給される水を緯入れノズルから噴射して緯糸を緯入れするウォータジェットルームにおける緯入れ装置を対象とし、請求項１の発明は、前記緯入れポンプから前記緯入れノズルに至る給水経路から水を分流可能な分流手段を備え、前記分流手段は、バイパスノズルを備え、前記バイパスノズルから噴射される水は、大気圧領域に向けて噴射されることを特徴とする。

バイパスノズルから噴射される水を大気圧領域に向けて噴射させる構成では、バイパスノズルの出口部が大気圧以下（負圧）になることはないため、管路内の気泡に起因する圧力波形の悪化が回避される。

好適な例では、前記分流手段は、前記給水経路から分岐する分岐水経路を備え、前記バイパスノズルは、前記分岐水経路の末端に接続されており、前記給水経路と前記分岐水経路との分岐部から前記緯入れノズルに至る水路長と、前記分岐部からバイパスノズルに至る水路長とが揃えられている。

分岐部から緯入れノズルに至る水路長と、分岐部からバイパスノズルに至る水路長との差が小さくなるほど、水噴射の圧力波形の悪化が抑制される。分岐部から緯入れノズルに至る水路長と、分岐部からバイパスノズルに至る水路長とが同一にした構成は、水噴射の圧力波形の悪化の抑制に特に好ましい。分岐部から緯入れノズルに至る水路長と、分岐部からバイパスノズルに至る水路長とを揃えた状態は、水噴射の圧力波形の悪化が許容される範囲において、これらの水路長に差をつけた場合も含む。

好適な例では、前記緯入れノズルと前記バイパスノズルとからの水落ちを防止する水落ち防止手段が設けられている。
織機の停止中に緯入れノズルあるいはバイパスノズルから水落ちがあると、管路内に空気が混入し、噴射圧力の波形の悪化がもたらされる。緯入れノズルとバイパスノズルとからの水落ちを防止した構成は、管路内への空気の混入を防止する。

好適な例では、前記水落ち防止手段は、前記緯入れノズルの噴射口の高さ位置と前記バイパスノズルの噴射口の高さ位置とが水落ちを生じない関係にあるように、前記緯入れノズルの噴射口と前記バイパスノズルの噴射口とを配置した構成である。

緯入れノズルの噴射口とバイパスノズルの噴射口との高さ位置に大きな差があると、両者の水位差により水落ちが生じて管路中に気泡が混入し、噴射圧力波形が悪くなる。緯入れノズルの噴射口とバイパスノズルの噴射口との高さ位置に大きな差がない場合には、水の表面張力のために水落ちが生じない。

好適な例では、前記水落ち防止手段は、前記緯入れノズルの噴射口と前記バイパスノズルの噴射口とを同一高さ位置に配置した構成である。
緯入れノズルの噴射口とバイパスノズルの噴射口とを同一高さ位置に配置した構成は、緯入れノズルの噴射口あるいはバイパスノズルの噴射口からの空気の吸い込みを回避する上で特に有効である。

好適な例では、前記バイパスノズルの噴射口の高さ位置は、前記緯入れノズルの噴射口の高さ位置よりも上にあり、前記水落ち防止手段は、前記バイパスノズルから噴射された水を前記緯入れノズルの噴射口の高さ位置よりも下方で貯水可能な排出主管と、前記緯入れノズルの噴射口の高さ位置で前記排出主管に接続された排出副管とを備え、前記バイパスノズルの噴射口に近い方の貯水面と、前記バイパスノズルの噴射口との間は、前記排出主管によって被覆された空気領域であり、前記バイパスノズルの噴射口から遠い方の貯水面は、大気圧領域に開放されており、前記排出主管と前記排出副管との接続部の高さ位置を越えた前記排出主管内の水は、前記接続部から前記排出副管へ流出する。

バイパスノズルの噴射口に近い方の貯水面と、バイパスノズルの噴射口との間における空気領域は、大気圧領域であり、バイパスノズルの噴射口から遠い方の貯水面の高さ位置は、緯入れノズルの噴射口の高さ位置と同じである。従って、緯入れノズルの噴射口の高さ位置よりも上にあるバイパスノズルの噴射口から空気が吸い込まれることはない。

好適な例では、前記バイパスノズルの噴射口の高さ位置は、前記緯入れノズルの噴射口の高さ位置よりも上にあり、前記水落ち防止手段は、バイパスノズルから噴射された水を受ける排出主管と、前記緯入れノズルの噴射口の高さ位置よりも上で前記排出主管に接続された排出副管と、前記排出主管と前記排出副管との接続部よりも上流側に設けられた逆止弁とを備え、前記接続部は、大気圧領域に開放されており、前記接続部の高さ位置を越えた前記排出主管内の水は、前記接続部から前記排出副管へ流出する。

逆止弁は、これより上流への空気の混入を防止する。従って、緯入れノズルの噴射口の高さ位置よりも上にあるバイパスノズルの噴射口から空気が吸い込まれることはない。
好適な例では、前記緯入れノズルの噴射口における通過断面積は、変更可能であり、前記バイパスノズルの噴射口における通過断面積は、変更可能である。

通過断面積を変更可能な緯入れノズルと通過断面積を変更可能なバイパスノズルとを組み合わせた構成は、製織条件の変更に対応した緯入れノズルにおける噴射水量の適切な調整を容易にする。例えば、織機回転数と織り幅とは変更されないで緯糸の太さが太くなった場合には、水ジェットの太さを増すように緯入れノズルにおける通過断面積を大きくし、緯入れノズルの噴射口における通過断面積を大きくした分に応じてバイパスノズルの噴射口における通過断面積を減らせばよい。つまり、緯入れノズルの噴射口における通過断面積とバイパスノズルの噴射口における通過断面積との和が一定値になるように調整すればよい。又、例えば、緯糸の太さと織機回転数とは変更されないで織り幅が大きくなった場合には、緯入れノズルの噴射口における通過断面積は変えないで、バイパスノズルの噴射口における通過断面積を小さくするように調整すればよい。これにより緯入れノズルに送られる水量が織り幅の増加に応じて増やされる。

好適な例では、前記緯入れノズルの噴射口における通過断面積は、第１の電気的駆動手段によって変更され、前記バイパスノズルの噴射口における通過断面積は、第２の電気的駆動手段によって変更される。

緯入れノズルの噴射口における通過断面積及びバイパスノズルの噴射口における通過断面積を電気的駆動手段によって変更する構成は、緯入れ装置の自動化に有利である。
前記緯入れノズルの噴射口における通過断面積の可変範囲は、好ましくは１．２ｍｍ²〜５ｍｍ²の範囲である。

前記バイパスノズルの噴射口における通過断面積の可変範囲は、好ましくは０ｍｍ²〜５ｍｍ²の範囲である。
好適な例では、前記緯入れポンプにおける水噴射圧発生用駆動源として、圧縮可能なガス状の流体の圧力をバネ力とした流体バネ手段を用いた。

緯入れノズルにおける噴射圧力は、プランジャに作用する推力Ｆとプランジャ断面積Ａｐとにより定まる圧力（Ｆ／Ａｐ）から、途中の管路壁の摩擦抵抗と緯入れノズルと直列に繋がる絞り弁における流動損失とによる圧力降下と、水の慣性効果による圧力降下とを引いた値となる。分流の結果として生じる流速の増加によって圧力降下量が増加し、これが水噴射圧力に影響を及ぼす。特許文献１に開示の装置では、緯入れノズルと直列に設けた絞り弁を調整することによって緯入れノズルに至る流動損失を変更し、これにより緯入れノズルにおける水噴射圧力を調整する構成を採用しているようである。しかし、可変絞り弁の絞り操作によって緯入れノズルにおける水噴射流量と水噴射圧との２つが同時に連動して変化することは原理的に避けることができない。つまり、特許文献１に開示の装置では、可変絞り弁には流れを分流させて緯入れノズルに送る水流量を減らす機能はあっても、水噴射圧力を積極的に調整する機能はない。

緯入れポンプにおける水噴射圧発生用駆動源として流体バネ手段を用いた構成は、圧縮可能なガス状の流体の圧力を調整して緯入れノズルにおける水噴射圧力を調整でき、このような調整は容易である。

本発明は、ウォータジェットルームにおける水噴射の圧力波形の悪化を抑制できるという優れた効果を奏する。

以下、本発明を具体化した第１の実施形態を図１〜図７に基づいて説明する。
図１（ａ）及び図４（ａ）は、ウォータジェットルームにおける緯入れ装置を示し、図４（ｂ）は、緯入れ装置を構成する緯入れポンプ１１の内部構造を示す。

図４（ｂ）に示すように、緯入れポンプ１１を構成するポンプハウジング１２には貯水室形成シリンダ１３が一体形成されており、貯水室形成シリンダ１３内にはプランジャ１４が摺動可能に収容されている。

ポンプハウジング１２には吸入口１２１及び吐出口１２２が形成されており、吸入口１２１と吐出口１２２との間には貯水室１２３が形成されている。貯水室１２３と吸入口１２１との間、及び貯水室１２３と吐出口１２２との間には逆止弁１５，１６が介在されている。図１（ａ）に示すように、吸入口１２１に接続された吸入管１７は、水タンク１８に通じており、吐出口１２２に接続された吐出管１９は、緯入れノズル２０に接続されている。吐出管１９は、緯入れポンプ１１から圧送された水を緯入れノズル２０へ供給するための給水経路である。

ベース２１にはベローズ２２が取り付けられている。ベローズ２２には変位伝達体２３が止着されており、プランジャ１４に連結されたジョイント２４には回転子２５が回転可能に取り付けられている。変位伝達体２３と回転子２５とは当接しており、ベローズ２２内の圧力室２２１〔図４（ａ）に図示〕の圧力が変位伝達体２３、回転子２５及びジョイント２４を介してプランジャ１４に伝達される。ベローズ２２及び圧力室２２１は、圧縮可能なガス状の流体（空気）の圧力をバネ力とした流体バネ手段（緯入れポンプ１１における水噴射圧発生用駆動源）を構成する。

プランジャ１４は、ジョイント２４を介してカムレバー２６に連結されている。カムレバー２６は、カムフォロア２６１を介してカム２７に接離可能である。カムレバー２６は、織機の回転に同期して一定の角速度で図１（ａ）及び図４（ａ）の矢印Ｚの方向へ回転するカム２７とベローズ２２内の圧力との協働によって往復揺動される。プランジャ１４は、カムレバー２６の往復揺動によって一体的に往復動する。

カムレバー２６が支軸２６２を中心に左回動すると、プランジャ１４が図４（ｂ）の矢印Ｑで示す往動方向へ移動する。プランジャ１４が矢印Ｑで示す往動方向へ移動すると、貯水室１２３の容積が増大し、水タンク１８内の水が貯水室１２３内へ吸入される。プランジャ１４が矢印Ｑで示す往動方向へ移動すると、圧力室２２１の容積が減少し、圧力室２２１内の圧力が上昇開始する。その後、圧力室２２１内の圧力は、プランジャ１４が往動するにつれて上昇し、プランジャ１４の往動が終了した時点で圧力室２２１内の圧力が最大になる。逆止弁１５が開いて貯水室１２３内に吸水されている間、逆止弁１６が閉じており、吐出管１９内の水が貯水室１２３側へ逆流することはない。

カムフォロア２６１がカム２７のカム面２７１の最大径位置Ｍａを通過すると、カムレバー２６が支軸２６２を中心に右回動し、プランジャ１４が圧力室２２１内の空気の圧力によって図４（ａ）の矢印Ｒで示す復動方向へ移動する。プランジャ１４が矢印Ｒで示す復動方向へ移動すると、貯水室１２３内の水が加圧される。貯水室１２３内の加圧された水は、緯入れノズル２０へ圧送される。緯入れノズル２０へ圧送された水は、緯入れノズル２０から噴射され、緯糸Ｙ〔図１（ｂ）に図示〕が緯入れされる。カム２７のカム面２７１から離れていたカムフォロア２６１がカム面２７１もしくは別途設けた噴射水量制限用のストッパ２８に当接し、１サイクルの水噴射が終了する。

ストッパ２８は、不動配置された雌ねじ体２８１と、雌ねじ体２８１に螺合された雄ねじ体２８２と、雄ねじ体２８２に螺合されたロックナット２８３とからなる。雄ねじ体２８２は、ロックナット２８３の締め付けによって雌ねじ体２８１に固定される。雌ねじ体２８１に対する雄ねじ体２８２の螺入位置を変更すると、カムレバー２６の復動方向の最終端位置が変更される。この最終端位置を変更すれば、水噴射終了時期が変更される。雌ねじ体２８１に対する雄ねじ体２８２の螺入位置を深くすれば、水噴射終了時期が遅くなり、雌ねじ体２８１に対する雄ねじ体２８２の螺入位置を浅くすれば、水噴射終了時期が早くなる。

流体バネ手段を構成するベローズ２２内の圧力室２２１は、エア管路２９を介してエア圧力源３０に接続されている。エア管路２９上にはリリーフ機能を備えた圧力調整弁３１及び逆止弁３２が介在されている。圧力調整弁３１と圧力室２２１との間には絞り通路３４が逆止弁３２と並列となるように設けられている。圧力調整弁３１と逆止弁３２との間のエア管路２９には圧力計３３が接続されている。圧力計３３は、圧力調整弁３１と逆止弁３２との間のエア圧力を測るためのものである。圧力調整弁３１と逆止弁３２との間のエア圧力は、圧力計３３を見ながら圧力調整弁３１を調整操作することによって設定される。リリーフ機能を備えた圧力調整弁３１は、圧力調整弁３１と逆止弁３２との間のエア圧力を圧力調整弁３１によって設定された圧力に常に維持する。つまり、圧力調整弁３１によって設定された圧力がベローズ２２内の圧力室２２１へ波及する。

図１（ｂ）に示すように、緯入れポンプ１１と緯入れノズル２０との間の吐出管１９には分岐管３５が接続されており、分岐管３５の末端にはバイパスノズル３６が接続されている。分岐管３５は、給水経路としての吐出管１９から分岐した分岐水経路である。分岐管３５及びバイパスノズル３６は、緯入れポンプ１１から緯入れノズル２０に至る吐出管１９から水を分流可能な分流手段を構成する。

図２（ａ），（ｂ）は、緯入れノズル２０の内部構造を示す。ホルダ３８の支持孔３８１には筒形状のノズル本体３９が嵌入されている。ノズル本体３９の先端側の外周面にはキャップ４０が螺合されている。ホルダ３８は、ノズル本体３９の後端側に形成されたフランジ部３９１とキャップ４０との間でキャップ４０の締め付けにより挟み込まれてホルダ３８に止着されている。ノズル本体３９の周囲の支持孔３８１は、ホルダ３８内の給水通路３８２に連なっており、ノズル本体３９の外周面と支持孔３８１との間の環状室４１は、給水通路３８２に連通している。

ノズル本体３９の筒内には緯糸案内用ニードル４２が嵌入されている。緯糸案内用ニードル４２の後端部には調整ねじ４３が圧入して固定されている。緯糸案内用ニードル４２の一部となる調整ねじ４３は、フランジ部３９１の内周に螺合されており、緯糸案内用ニードル４２の大径部４２１は、ノズル本体３９の内孔３９２に嵌合している。緯糸案内用ニードル４２の小径部４２２とノズル本体３９の内孔３９２の内周面との間の環状の水路４４は、複数の流入口３９３を介して環状室４１に連通している。流入口３９３は、緯糸案内用ニードル４２の小径部４２２の周囲でノズル本体３９に等間隔に配列して形成されている。小径部４２２の外周面は、僅かにテーパとなっている。

ノズル本体３９の先端部の筒内には筒形状の噴射口形成体４５が圧入して固定されている。ノズル本体３９の一部となる噴射口形成体４５の内周面にはテーパ孔４５１が形成されている。テーパ孔４５１は、噴射口形成体４５の後端から先端に向かうにつれて縮径する形状であり、テーパ孔４５１の周囲は、噴射口形成体４５の後端から噴射口形成体４５の後端と先端との中間の段差４５２までである。緯糸案内用ニードル４２の先端側の小径部４２２は、テーパ孔４５１の内側を通って段差４５２を越えるように噴射口形成体４５に挿通されている。テーパ孔４５１の内周面と小径部４２２の外周面との間は、絞り通路４５３となる。絞り通路４５３の先端は、緯入れノズル２０の噴射口２０１となっている。

環状の水路４４内には複数の整流子４６が配設されている。
ノズル本体３９に対する調整ねじ４３の螺合位置を変えると、緯糸案内用ニードル４２がその軸方向に変位し、噴射口２０１における通過断面積が変更される。図２（ａ）は、調整ねじ４３がノズル本体３９に対して最も深く入り込んだ状態を示す。この状態では、調整ねじ４３及び緯糸案内用ニードル４２がノズル本体３９に対して固定され、噴射口２０１における通過断面積が最小（＞０）となっている。図２（ｂ）は、噴射口２０１における通過断面積が最大となっている状態を示す。調整ねじ４３とノズル本体３９との間に介在されたリング形状のスペーサ３７は、調整ねじ４３の締め付けによってノズル本体３９に固定され、調整ねじ４３及びニードル４２もノズル本体３９に固定される。

噴射口２０１における通過断面積は、１．２ｍｍ²から５ｍｍ²の範囲で変更可能である。又、緯糸案内用ニードル４２の内径Ｄは、１．３ｍｍ以上にしてある。内径Ｄの値１．３ｍｍは、一般的に用いられる緯糸の最大の太さに対応できる値である。

緯入れポンプ１１から圧送された水は、給水通路３８２、環状室４１及び流入口３９３を経由して水路４４に流入する。水路４４に流入した水は、隣り合う整流子４６間及び絞り通路４５３を通過して噴射口２０１から噴射される。緯糸案内用ニードル４２内に通されている緯糸Ｙは、噴射口２０１からの水噴射によって経糸開口内へ緯入れされる。

図３（ａ），（ｂ）は、バイパスノズル３６の内部構造を示す。ノズル本体４７内には室４７１、放水通路４７２及び噴射口４７３が形成されており、室４７１と放水通路４７２とが噴射口４７３によって接続されている。室４７１は、分岐管３５に連通されている。ノズル本体４７にはニードル４８が嵌入されている。ニードル４８の先端部４８１の外周面は、テーパとなっており、先端部４８１は、室４７１を通って噴射口４７３に入り込んでいる。

ニードル４８の後端部には調整ねじ４９が圧入して固定されている。ニードル４８の一部となる調整ねじ４９は、ノズル本体４７に螺合されている。調整ねじ４９にはロックナット５２が螺合されている。調整ねじ４９は、ロックナット５２の締め付けによってノズル本体４７に固定される。ノズル本体４７に対する調整ねじ４９の螺合位置を変えると、ニードル４８がその軸方向に変位し、噴射口４７３における通過断面積が変更される。

ノズル本体４７には指針５４が取り付けられており、調整ねじ４９の操作円板４９１には目盛り（図示略）が付けられている。指針５４及び目盛りは、噴射口４７３における通過断面積を認識するためのものであり、指針５４に一致する目盛りが噴射口４７３における実際の通過断面積を表している。

図３（ａ）は、調整ねじ４９がノズル本体４７に対して最も深く入り込んだ状態を示す。この状態では、噴射口４７３における通過断面積が零となっている。図３（ｂ）は、噴射口４７３における通過断面積が最大となっている状態を示す。噴射口４７３における通過断面積は、零から５ｍｍ²の間で変更可能である。

放水通路４７２には筒形状の継ぎ手５０が嵌入されており、継ぎ手５０にはフレキシブルなホース５１が接続されている。ホース５１の末端は、水タンク１８へ導かれている。ノズル本体４７の側面の上部には通気孔４７４が放水通路４７２に連通するように形成されている。放水通路４７２内は、大気圧領域である。

バイパスノズル３６の噴射口４７３における通過断面積が零ではない場合、緯入れポンプ１１から分岐管３５へ圧送された水は、室４７１に流入する。室４７１に流入した水は、噴射口４７３から放水通路４７２に向けて噴射される。放水通路４７２へ噴射された水は、ホース５１を介して水タンク１８へ還流される。

図１（ｂ）に示すように、吐出管１９と分岐管３５との分岐部５３から緯入れノズル２０の噴射口２０１に至る水路長と、分岐部５３からバイパスノズル３６の噴射口４７３に至る水路長は、ほぼ同じにしてある（揃えられている）。そして、バイパスノズル３６の噴射口４７３と緯入れノズル２０の噴射口２０１とは、同じ高さ位置に配置されている。

第１の実施形態では以下の効果が得られる。
（１−１）バイパスノズル３６から噴射される水は、放水通路４７２に向けて噴射される。放水通路４７２は、通気孔４７４を介して大気圧領域に連通しており、放水通路４７２は、大気圧領域である。バイパスノズル３６から噴射される水を大気圧領域に向けて噴射させる構成では、バイパスノズル３６の噴射口４７３が大気圧以下（負圧）になることはない。従って、バイパスノズル３６の噴射口４７３が大気圧以下（負圧）になることに起因して、吐出管１９内、分岐管３５内、緯入れノズル２０内部の水路内、及びバイパスノズル３６内部の水路内に気泡が生じるという問題は、回避される。つまり、バイパスノズル３６の噴射口４７３（出口部）が大気圧以下になることによって生じる気泡に起因する圧力波形の悪化が回避される。

図５（ａ），（ｂ），（ｃ）は、本実施形態の緯入れ装置のバイパスノズル３６の噴射口４７３における通過断面積を変更した場合の緯入れノズル２０の噴射口２０１における圧力波形を測定した実験例を示す。図５（ａ）における曲線Ｇ１は、バイパスノズル３６の噴射口４７３における通過断面積が零の場合の圧力波形を示す。図５（ｂ）における曲線Ｇ２は、バイパスノズル３６の噴射口４７３における通過断面積が最大の通過断面積の２０％の場合の圧力波形を示し、図５（ｃ）における曲線Ｇ３は、バイパスノズル３６の噴射口４７３における通過断面積が最大の通過断面積の５０％の場合の圧力波形を示す。

図５（ｄ），（ｅ），（ｆ）は、バイパスノズル３６と水タンク１８とを鋼管で接続し、バイパスノズル３６の放水通路４７２を大気圧領域に連通していない緯入れ装置のバイパスノズル３６の噴射口４７３における通過断面積を変更した場合の緯入れノズル２０の噴射口２０１における圧力波形を測定した実験例を示す。図５（ｄ）における曲線Ｋ１は、バイパスノズル３６の噴射口４７３における通過断面積が零の場合の圧力波形を示す。図５（ｅ）における曲線Ｋ２は、バイパスノズル３６の噴射口４７３における通過断面積が最大の通過断面積の２０％の場合の圧力波形を示し、図５（ｆ）における曲線Ｋ３は、バイパスノズル３６の噴射口４７３における通過断面積が最大の通過断面積の５０％の場合の圧力波形を示す。図５（ｄ），（ｅ），（ｆ）の実験は、管路内に気泡が混入していないことを確かめて行なっている。

圧力波形Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３と圧力波形Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３とを見比べると、バイパスノズル３６の噴射口４７３における通過断面積が零の場合には、当然ながら圧力波形Ｇ１と圧力波形Ｋ１との間に差はない。しかし、バイパスノズル３６と水タンク１８とを鋼管で接続した緯入れ装置では、バイパスノズル３６の噴射口４７３における通過断面積が増大するに従い、圧力波形の乱れが増加する。これに対し、本実施形態の緯入れ装置（バイパスノズル３６が大気圧領域に水を噴射する構成）では、バイパスノズル３６の噴射口４７３における通過断面積が増大するに従い、圧力波形は、水噴射開始直後の立ち上がり波形を維持したまま噴射期間が短縮されてゆき、圧力波形の乱れが少ない。

図６は、バイパスノズル３６と水タンク１８とを鋼管で接続し、バイパスノズル３６の放水通路４７２を大気圧領域に連通していない緯入れ装置において管路内に気泡が入っている場合の緯入れノズル２０の噴射口２０１における圧力波形を測定した実験例を示す。圧力波形Ｋｏは、激しい脈動の発生を表しており、このような圧力波形Ｋｏの発生の場合には、緯入れノズル２０から噴射される水ジェットは、団子状になって拡散も激しくなり、安定した緯入れは望めない。

しかし、本実施形態によれば、バイパスノズル３６の放水通路４７２が大気圧以下の圧力となることが防止されるため、管路内に気泡が発生せず、安定した緯入れを行うことができる。

（１−２）特許文献１の図面に開示されているように、バイパス管路の長さがポンプ−緯入れノズル間の管路長に比べてかなり長い（約２倍長い）構成では、周期の長い圧力脈動成分が増す。このような場合には、噴射圧力波形の立ち上がり応答が低下するという不具合が生じる。又、圧力波形の形自体も複雑になる。

本実施形態では、吐出管１９と分岐管３５との分岐部５３から緯入れノズル２０に至る水路長と、分岐部５３からバイパスノズル３６に至る水路長とが同等にされている（揃えられている）。このような水路長の同等化は、圧力波形の形の複雑化（圧力波形の悪化）の抑制に有効である。

（１−３）緯入れノズル２０の噴射口２０１の高さ位置がバイパスノズル３６の噴射口４７３の高さ位置よりも高い場合、両者の水位差により緯入れノズル２０の噴射口２０１から空気が吸い込まれると共に、バイパスノズル３６の噴射口４７３からは同じ容積の水が滴下する。緯入れノズル２０の噴射口２０１の高さ位置がバイパスノズル３６の噴射口４７３の高さ位置よりも低い場合、両者の水位差によりバイパスノズル３６の噴射口から空気が吸い込まれると共に、緯入れノズルの噴射口からは同じ容積の水が滴下する。そうすると、水の管路中（吐出管１９内、分岐管３５内、緯入れノズル２０内の水路、バイパスノズル３６内の水路中等）に気泡が混入し、噴射圧力波形が悪くなる。緯入れノズル２０の噴射口２０１とバイパスノズル３６の噴射口４７３とを同一高さ位置に配置した構成は、水位差による緯入れノズル２０の噴射口２０１あるいはバイパスノズル３６の噴射口４７３からの空気の吸い込みを回避する上で有効である。

（１−４）図７は、緯糸Ｙの太さｄと、織り幅と、緯入れ１回毎に緯入れノズル２０から噴射される水量Ｗｙと、緯入れ１回毎にバイパスノズル３６から噴射される水量Ｗｂとの関係を示すグラフである。横軸は、緯糸Ｙの太さｄを表し、縦軸は、水量を表す。ｄ１は、織機において使用される緯糸Ｙの最小太さを表し、ｄ２は、織機において使用される緯糸Ｙの最大太さを表す。水量Ｗｙと水量Ｗｂとの和（Ｗｙ＋Ｗｂ）は、緯入れ１回毎に緯入れポンプ１１から圧送される供給水量Ｗｏに等しい。供給水量Ｗｏは、貯水室１２３内においてプランジャ１４の復動〔図４（ａ）において矢印Ｒの方向への移動〕によって排除される容積に等しい。供給水量Ｗｏは、最大の織り幅Ｈ２と用いる緯糸Ｙの最大の太さｄ２とを想定して決定されている。

線Ｅ１は、織機において許容される最小の織り幅Ｈ１で製織される場合において、緯糸Ｙの太さｄが〔ｄ１，ｄ２〕の範囲で変更されたときの水量Ｗｙと水量Ｗｂとの配分割合を表す。線Ｅ２は、織機において許容される最大の織り幅Ｈ２で製織される場合において、緯糸Ｙの太さｄが〔ｄ１，ｄ２〕の範囲で変更されたときの水量Ｗｙと水量Ｗｂとの配分割合を表す。線Ｅ３は、最大の織り幅よりも小さく、かつ最小の織り幅よりも大きい織り幅Ｈ３で製織される場合において、緯糸Ｙの太さｄが〔ｄ１，ｄ２〕の範囲で変更されたときの水量Ｗｙと水量Ｗｂとの配分割合を表す一例である。

織機回転数と織り幅（例えばＨ３）とは変更されないで、緯糸Ｙ（例えばｄ１より太く、ｄ２より細い太さｄ３の緯糸）がより太い緯糸（例えばｄ２より細い太さｄ４の緯糸）に変更されるとする。この場合には、図７に示すように、水量Ｗｙと水量Ｗｂとの配分割合は、点Ｘ１（配分割合Ｗｙ１：Ｗｂ１）からＸ２（配分割合Ｗｙ２：Ｗｂ２）へ変更される。この変更を行なうには、緯入れノズル２０の噴射口２０１における通過断面積を大きくし、噴射口２０１における通過断面積を大きくした分だけ、バイパスノズル３６の噴射口４７３における通過断面積を小さくする調整作業を行なう。この調整作業の前と後とでは、噴射口２０１における通過断面積と噴射口４７３における通過断面積との和は変わらないが、緯入れノズル２０から噴射される水ジェットの太さが増す。

織機回転数と緯糸Ｙの太さ（例えばｄ４）とは変更されないで、例えば織り幅Ｈ３が最大の織り幅Ｈ２に変更されるとする。この場合には、図７に示すように、水量Ｗｙと水量Ｗｂとの配分割合は、点Ｘ２（配分割合Ｗｙ２：Ｗｂ２）から点Ｘ３（配分割合Ｗｙ３：Ｗｂ３）へ変更される。この変更を行なうには、緯入れノズル２０の噴射口２０１における通過断面積はそのままとし、バイパスノズル３６の噴射口４７３における通過断面積を小さくする調整作業を行なう。これにより、緯入れノズル２０への水供給量が増す。

このように、噴射水量を変更可能な緯入れノズル２０と噴射水量を変更可能なバイパスノズル３６とを組み合わせた構成は、製織条件（具体的には織機回転数、糸種類、織り幅）の変更に対応した緯入れノズル２０における噴射水量の適切な調整を容易にする。

（１−５）緯入れノズル２０の噴射口２０１における通過断面積の可変範囲は、好ましくは１．２ｍｍ²〜５ｍｍ²の範囲である。又、バイパスノズル３６の噴射口４７３における通過断面積の可変範囲は、好ましくは０ｍｍ²〜５ｍｍ²の範囲である。

（１−６）織機回転数が変更されないで織り幅が大きくなる場合には、緯入れノズル２０から噴射される水の噴射速度を大きく必要がある。そのためには、ベローズ２２の圧力室２２１における圧力を高めて緯入れノズル２０における噴射圧力を高める調整作業を行なえばよい。前記した式（１）に従えば、例えば、織機回転数を１．２倍に高める場合には、ベローズ２２の圧力室２２１における圧力を１．４４倍（１．２の２乗）にすればよい。この圧力調整は、圧力調整弁３１を調整操作することによって簡単に行える。

（１−７）従来のウォータジェットルームでは、緯糸の太さが５０デニール〜９００デニールの範囲で大幅に変更されるような場合には、緯入れポンプを構成するコイルバネの交換、緯入れポンプ全体の交換、緯入れノズルの交換等が不可避である。現状の生産工場では、大きな製織条件の変更が予想される場合には、変更に備えて、プランジャ径の異なる緯入れポンプや、バネ定数、自由長の異なるコイルバネや、口径の異なる緯入れノズル等の緯入れ用部品を在庫として準備しておく等の措置が講じられている。しかし、事情により交換する部品がない場合には、不経済と知りつつも必要以上の水量を用いて細い緯糸を緯入れする、あるいは、織物品質や稼働率の低下を招くのを覚悟の上で少ない水量で太い緯糸を緯入れする、あるいは、やむなく織機回転数を下げて運転する等の処置をとらざるを得ない。

本実施形態では、緯入れポンプ１１における水噴射圧発生用駆動源として流体バネ手段を用い、吐出管１９から分流した水を大気圧領域へ噴射するバイパスノズル３６の噴射口４７３における通路断面積と、緯入れノズル２０の噴射口２０１における通過断面積とを調整可能にしている。その結果、製織条件を大きく変更する際に水量及び水噴射圧力の調整のために余儀なくされていた部品交換という問題が解消される。

本実施形態では、新規の部品を新たに追加しているが、従来技術で製織条件の全ての範囲で製織するのに必要な部品数を考えると、本実施形態における部品数は、従来よりも大幅に減っている。多様な製織条件にスピーディに対処する多品種少量生産のための織機に本発明を利用すれば、機能増、調整時間短縮、在庫部品減少といった数々の効果が期待でき、そのコストパフォーマンスは、従来技術に比べて極めて高い。

次に、第１の実施形態におけるバイパスノズル３６とは若干構造が異なる図８のバイパスノズル３６Ａについて説明する。第１の実施形態と同じ構成部には同じ符合が用いてある。

ニードル４８Ａは、調整ねじ４９の操作円板４９１の回動操作によってノズル本体４７Ａに対して上下方向に移動可能である。噴射口４７３Ａを通過した水は、ノズル本体４７Ａに対して上下に貫通する放水通路４７２Ａに向けて噴射される。放水通路４７２Ａは通気孔４７４により大気圧領域と連通されている。バイパスノズル３６Ａは、第１の実施形態におけるバイパスノズル３６と同じ役割を果たす。

次に、図９に模式的に示す第２の実施形態を説明する。第１の実施形態と同じ構成部には同じ符合が用いてある。
バイパスノズル３６Ｂの噴射口３６１の高さ位置は、緯入れノズル２０の噴射口２０１の高さ位置よりも上にあり、噴射口３６１は、下方を指向している。バイパスノズル３６ＢにはＵ字形状の排出主管５５が接続されており、排出主管５５の側面には排出副管５６が接続されている。排出副管５６と排出主管５５との接続部は、緯入れノズル２０の噴射口２０１の高さ位置にあり、排出主管５５は、排出副管５６と排出主管５５との接続部まで貯水可能である。バイパスノズル３６Ｂの噴射口３６１に近い方の貯水面ｈ１とバイパスノズル３６Ｂの噴射口３６１との間は、排出主管５５によって被覆された空気領域である。バイパスノズル３６Ｂの噴射口３６１から遠い方の貯水面ｈ２は、通気孔４７４によって大気圧領域に開放されており、排出副管５６と排出主管５５との接続部の高さ位置を越えた排出主管５５内の水は、前記接続部から排出副管５６へ流出する。排出副管５６へ流出した水は、ホース５１を経由して水タンク１８〔図１（ａ）参照〕へ還流する。

バイパスノズル３６Ｂから前記接続部に至る排出主管５５の長さは、圧力脈動に影響を与えない長さにしてある。排出主管５５における流動抵抗が極めて小さい場合には、貯水面ｈ１とバイパスノズル３６Ｂの噴射口３６１との間の空気領域は、大気圧領域と見なすことができ、バイパスノズル３６Ｂの噴射口３６１から噴射される水は、大気圧領域に噴射される。つまり、織機の運転停止中において緯入れノズル２０の噴射口２０１あるいはバイパスノズル３６Ｂの噴射口３６１から水が落ちることはなく、水落ちによる管路内への空気の混入は生じない。排出主管５５と排出副管５６とは、水落ち防止手段を構成する。

多色緯入れ装置に本発明を適用する場合には設置スペースの制約があり、緯入れノズル２０とバイパスノズルとの高さ位置に関して理想的な配置（緯入れノズル２０の噴射口２０１とバイパスノズルの噴射口とを同一高さに配置すること）が得られない場合がある。第２の実施形態の水落ち防止手段は、このような場合に有効である。

次に、図１０に模式的に示す第３の実施形態を説明する。第１の実施形態と同じ構成部には同じ符合が用いてある。
バイパスノズル３６Ｃの噴射口３６２の高さ位置は、緯入れノズル２０の噴射口２０１の高さ位置よりも上にあり、噴射口３６２は、水平方向を指向している。バイパスノズル３６Ｃには排出主管５７が接続されている。バイパスノズル３６Ｃからの噴射水を受ける排出主管５７は、水平部分と垂直部分とからなり、垂直部分は、上方に延びている。排出主管５７の垂直部分の側面には排出副管５８が接続されている。排出主管５７と排出副管５８との接続部よりも上流側には逆止弁５９が設けられている。逆止弁５９は、弁体５９１の自重を利用して弁孔５９２を閉鎖する。排出副管５８と排出主管５７との接続部は、通気孔４７４により大気圧領域に開放されている。排出副管５８と排出主管５７との接続部の高さ位置を越えた排出主管５７内の水は、前記接続部から排出副管５８へ流出する。排出副管５８へ流出した水は、ホース５１を経由して水タンク１８〔図１（ａ）参照〕へ還流する。

逆止弁５９は、排出主管５７内の水の逆流を防止する。従って、織機の運転停止中において緯入れノズル２０の噴射口２０１あるいはバイパスノズル３６Ｃの噴射口３６２から水が落ちることはなく、水落ちによる管路内への空気の混入は生じない。排出主管５７、排出副管５８及び逆止弁５９は、水落ち防止手段を構成する。第３の実施形態の水落ち防止手段は、緯入れノズル２０とバイパスノズルとの高さ位置に関して理想的な配置が得られない場合に、第２の実施形態と同様に有効である。

なお、逆止弁５９の弁体５９１をバネ力によって弁孔５９２を閉じる方向へ付勢してもよい。この場合、バネ力は、極力小さくすることが望ましい。
次に、図１１〜図１４に示す第４の実施形態を説明する。第１の実施形態と同じ構成部には同じ符合が用いてある。

図１１に示すサーボモータ型の第１の電気的駆動手段６６は、緯入れノズル２０の緯糸案内用ニードル４２〔図２（ａ），（ｂ）参照〕を駆動し、サーボモータ型の第２の電気的駆動手段６７は、バイパスノズル３６のニードル４８〔図３（ａ），（ｂ）参照〕を駆動する。第１の電気的駆動手段６６は、調整ねじ４３〔図２（ａ），（ｂ）参照〕を回動して緯入れノズル２０の噴射口２０１における通過断面積を変更する。第２の電気的駆動手段６７は、調整ねじ４９〔図３（ａ），（ｂ）参照〕を回動してバイパスノズル３６の噴射口４７３における通過断面積を変更する。

緯入れノズル２０にはポテンショメータ７７が組み付けられており、バイパスノズル３６にはポテンショメータ７８が組み付けられている。ポテンショメータ７７は、緯糸案内用ニードル４２〔図２（ａ），（ｂ）参照〕の位置に応じた電気信号を出力し、ポテンショメータ７８は、バイパスノズル３６のニードル４８〔図３（ａ），（ｂ）参照〕の位置に応じた電気信号を出力する。

図１２に示すように、緯入れノズル２０の手前の緯糸経路上には歪み検出型の糸張力計６０及びグリッパ６１が配設されている。緯糸Ｙは、糸張力計６０の糸ガイド孔（図示略）に通されてからグリッパ６１の固定把持片（図示略）と可動把持片（図示略）との間を通される。緯糸Ｙの非緯入れ時には可動把持片が固定把持片に接合し、緯糸Ｙが固定把持片と可動把持片との間に把持される。緯糸Ｙの緯入れ時には可動把持片が固定把持片から離間して緯糸Ｙがグリッパ６１の把持作用から解放される。グリッパ６１の把持作用から解放された緯糸Ｙは、緯入れノズル２０の水噴射によって緯入れされる。緯糸Ｙの張力による荷重は、糸張力計６０に掛かり、糸張力計６０は、緯糸Ｙの張力による荷重に応じた電気信号を出力する。

緯入れ末端側には歪み検出型のジェット先頭到達検出器６２が配設されている。ジェット先頭到達検出器６２は、緯入れノズル２０から噴射される水の噴射経路上にある。緯入れノズル２０から噴射された水ジェットは、ジェット先頭到達検出器６２に衝突する。ジェット先頭到達検出器６２は、水ジェットの衝突による荷重に応じた電気信号を出力する。

カムレバー２６の復動方向の最終端位置を規定するストッパ２８には荷重検出器６３が取り付けられている。荷重検出器６３は、カムレバー２６がストッパ２８の雄ねじ体２８２に衝突する際の衝撃振動加速度に対応した電気信号を出力する。荷重検出器６３は、緯入れノズル２０からの水の噴射終了を検出する。

ポテンショメータ７７，７８、糸張力計６０、ジェット先頭到達検出器６２及び荷重検出器６３から出力される電気信号は、監視制御装置６４に送られる。監視制御装置６４は、信号処理部６４１と演算部６４２とを備えている。ポテンショメータ７７，７８、糸張力計６０、ジェット先頭到達検出器６２及び荷重検出器６３は、信号処理部６４１に信号接続されており、信号処理部６４１には織機回転角度検出用のロータリエンコーダ６５が信号接続されている。

信号処理部６４１は、ポテンショメータ７７から送られてくる電気信号に基づいて、緯入れノズル２０の噴射口２０１における通過断面積Ｎ１を検出する。信号処理部６４１は、ポテンショメータ７８から送られてくる電気信号に基づいて、バイパスノズル３６の噴射口４７３における通過断面積Ｎ２を検出する。信号処理部６４１は、糸張力計６０から送られてくる電気信号及びロータリエンコーダ６５から送られてくる織機回転角度検出情報に基づいて、緯糸Ｙの自由飛走が終了する自由飛走終了時期θｐ（飛走する緯糸Ｙが自由飛走状態から拘束飛走状態に変わるときの織機回転角度）を検出する。信号処理部６４１は、ジェット先頭到達検出器６２から送られてくる電気信号及び前記織機回転角度検出情報に基づいて、緯入れノズル２０から噴射される水ジェットの先頭がジェット先頭到達検出器６２の位置に到達する時期を検出する。又、信号処理部６４１は、荷重検出器６３から送られてくる電気信号及び前記織機回転角度検出情報に基づいて、緯入れノズル２０から噴射される水の噴射終了時期θｅを検出する。

そして、信号処理部６４１は、検出した自由飛走終了時期θｐ、及び検出したジェット先頭到達時期θｊを演算部６４２に出力する。又、信号処理部６４１は、緯入れノズル２０における検出した通過断面積Ｎ１、バイパスノズル３６における検出した通過断面積Ｎ２、及び検出した水噴射終了時期θｅを制御指令装置７６に出力する。

信号処理部６４１を含む監視制御装置６４は、糸張力計６０及びロータリエンコーダ６５と共に、緯糸Ｙの自由飛走が終了する自由飛走終了時期θｐを検出する自由飛走終了時期検出手段を構成する。監視制御装置６４は、ジェット先頭到達検出器６２及びロータリエンコーダ６５と共に、緯入れノズル２０から噴射される水のジェットの先頭が所定の位置に到達するジェット先頭到達時期を検出するジェット先頭到達時期検出手段を構成する。監視制御装置６４は、荷重検出器６３及びロータリエンコーダ６５と共に、水の噴射終了時期を検出する噴射終了時期検出手段を構成する。監視制御装置６４は、ポテンショメータ７７と共に緯入れノズル２０の噴射口２０１における通過断面積を検出する第１の通過断面積検出手段を構成する。監視制御装置６４は、ポテンショメータ７８と共にバイパスノズル３６の噴射口４７３における通過断面積を検出する第２の通過断面積検出手段を構成する。

演算部６４２は、信号処理部６４１における信号処理の結果に基づいて、自由飛走状態から拘束飛走状態への移行時を表す織機回転角度θｐにおけるジェット先行長Ｌｐを算出する。ジェット先行長Ｌｐの算出は、本願出願人が特願２００３−１４５３５５（特開２００４-３４６４５７）において記載した算出方法（特願２００３−１４５３５５の図５に基づく算出方法）による。演算部６４２を含む監視制御装置６４は、ジェット先行長を算出するジェット先行長算出手段である。

水噴射発生用駆動源としての流体バネ手段を構成するベローズ２２内の圧力室２２１は、エア管路２９を介してエア圧力源３０に接続されている。以下においては、圧力室２２１の圧力を空気バネ圧力ということもある。エア管路２９上には噴射圧調整手段６８が介在されている。噴射圧調整手段６８は、電磁気的手段により絞り部を調整するいわゆる空電変換装置である。

噴射圧調整手段６８とベローズ２２との間のエア管路２９には減圧勾配調整手段６９が接続されている。減圧勾配調整手段６９の構成を図１３に基づいて説明する。
エア管路２９には３個の電磁開閉弁７０，７１，７２が並列に接続されており、各電磁開閉弁７０，７１，７２にはアキュームレータ７３，７４，７５が１対１に接続されている。電磁開閉弁７０，７１，７２を励磁して開状態にすると、アキュームレータ７３，７４，７５がエア管路２９に連通する。電磁開閉弁７０，７１，７２を消磁して閉状態にすると、アキュームレータ７３，７４，７５とエア管路２９との連通が遮断される。

アキュームレータ７３の容積は、ベローズ２２内の圧力室２２１の最小容積Ｓに等しくしてある。アキュームレータ７４の容積は、アキュームレータ７３の容積Ｓの２倍の容積２Ｓにしてあり、アキュームレータ７５の容積は、アキュームレータ７３の容積Ｓの３倍の容積３Ｓにしてある。エア管路２９に連通するアキュームレータ７３，７４，７５の総和の容積は、電磁開閉弁７０，７１，７２の開閉の組み合わせにより、０〜７Ｓまでの８通り選択できる。以下においては、エア管路２９に連通するアキュームレータ７３，７４，７５の総和の容積のことを副室容積ということにする。

図１４のグラフにおける曲線Ｐａは、圧力室２２１の容積と圧力室２２１内の圧力との関係を示す。圧力Ｐｉは、圧力室２２１の容積が最大のときの圧力であり、圧力Ｐｍは、圧力室２２１の容積が最小のときの圧力である。圧力室２２１の容積が増大すると、圧力室２２１内の圧力は、図１３の矢印Ｕ２で示すように曲線Ｐａを辿るように減圧してゆく。図１３の矢印Ｕ２で示すように曲線Ｐａを辿る圧力室２２１内の空気圧の減圧変化の度合いは、緯入れノズル２０における水噴射圧の減圧変化の度合いに等しい。

曲線Ｐａで示す圧力室２２１内の圧力の減圧変化の度合いは、副室容積が大きくなるにつれて小さくなる。以下においては、曲線Ｐａで示すような圧力室２２１内の圧力の減圧変化の度合いを減圧勾配ということにする。減圧勾配は、電磁開閉弁７０，７１，７２の開閉の組み合わせを変えることによって調整できる。

図１１，１２に示すように、噴射圧調整手段６８、電気的駆動手段６６，６７は、コンピュータによって構成された制御指令装置７６の制御を受ける。
監視制御装置６４において得られた通過断面積Ｎ１，Ｎ２、ジェット先行長Ｌｐ、自由飛走終了時期θｐ、ジェット先頭到達時期θｊ及び水噴射終了時期θｅの各情報Ｎ１，Ｎ２，Ｌｐ，θｐ，θｊ，θｅは、制御指令装置７６へ送られる。制御指令装置７６には、通過断面積Ｎ１の目標値Ｎ１ｏ、通過断面積Ｎ２の目標値Ｎ２ｏ、ジェット先行長Ｌｐの目標値Ｌｐｏ、自由飛走終了時期θｐの目標値θｐｏ、ジェット先頭到達時期θｊの目標値θｊｏ、及び自由飛走終了時期θｐのばらつきの目標値σｏが予め入力設定されている。制御指令装置７６は、各情報Ｎ１，Ｎ２，Ｌｐ，θｐ，θｊの平均値及び自由飛走終了時期θｐのばらつきと、各目標値Ｎ１ｏ，Ｎ２ｏ，Ｌｐｏ，θｐｏ，θｊｏ，σｏとの偏差に応じて、噴射圧調整手段６８の調整状態、減圧勾配調整手段６９の調整状態、及び電気的駆動手段６６，６７の調整状態をフィードバック制御する。各情報Ｎ１，Ｎ２，Ｌｐ，θｐ，θｊの平均値及び自由飛走終了時期θｐのばらつきは、一定期間、例えば１分間のサンプリングデータの平均値である。

噴射圧調整手段６８の調整状態とは、噴射圧調整手段６８が空気バネ圧力を或る圧力に調整している状態のことである。減圧勾配調整手段６９の調整状態とは、減圧勾配調整手段６９が副室容積を或る容積（０〜７Ｓの８通りの容積のうちの１つ）に調整している状態のことである。第１の電気的駆動手段６６の調整状態とは、第１の電気的駆動手段６６が緯入れノズル２０の噴射口２０１における通過断面積を或る通過断面積に調整している状態のことである。第２の電気的駆動手段６７の調整状態とは、第２の電気的駆動手段６７がバイパスノズル３６の噴射口４７３における通過断面積を或る通過断面積に調整している状態のことである。フィードバック制御の対象となるのは、緯入れノズル２０の噴射口２０１における通過断面積Ｎ１、バイパスノズル３６の噴射口４７３における通過断面積Ｎ２、ジェット先行長Ｌｐ、自由飛走終了時期θｐ、ジェット先頭到達時期θｊ及び水噴射終了時期θｅである。これらの制御対象は、緯入れノズル２０の緯糸案内用ニードル４２の位置、バイパスノズル３６のニードル４８の位置、空気バネ圧力及び副室容積を調整して制御される。空気バネ圧力を変更すると、水噴射圧力が変わる。副室容積を変更すると、水噴射圧力の減圧勾配が変わる。水噴射圧力レベルや減圧勾配を変更したときの水噴射期間の変化は、水噴射終了時期θｅを変更することによって補償できる。水噴射終了時期θｅは、バイパスノズル３６の噴射口４７３における通過断面積を変更することによって変えられる。

制御指令装置７６は、一定期間、例えば１分間のジェット先行長データをサンプリングして逐次調整を繰り返すという制御を行なう。
第４の実施形態では以下の効果が得られる。

（４−１）緯糸Ｙの太さに応じた水ジェットの断面積は、緯入れノズル２０の噴射口２０１における通過断面積を変更して変えることができる。緯入れノズル２０の噴射口２０１における通過断面積は、第１の電気的駆動手段６６の調整状態を変更することによって変えられる。第１の電気的駆動手段６６は、緯入れノズル２０の噴射口２０１における通過断面積を自動調整する上で有効な手段である。

（４−２）緯入れノズル２０側へ供給される水量は、緯入れノズル２０の噴射口２０１における通過断面積及びバイパスノズル３６の噴射口４７３における通過断面積を変更して変えることができる。又、水噴射終了時期は、第２の電気的駆動手段６７の調整状態を変更することによって変えられる。水噴射終了時期を変更すると、ジェット先行長を変更することができる。

バイパスノズル３６の噴射口４７３における通過断面積は、第２の電気的駆動手段６７の調整状態を変更することによって変えられる。第２の電気的駆動手段６７は、バイパスノズル３６の噴射口４７３における通過断面積を自動調整する上で有効な手段である。

（４−３）水ジェットの速度は、水噴射圧を変更して変えることができる。水噴射圧は、噴射圧調整手段６８の調整状態を変更することによって変えられる。水ジェットの速度の調整は、ジェット先行長や自由飛走終了時期の調整に利用でき、噴射圧調整手段６８は、ジェット先行長や自由飛走終了時期を自動調整する上で有効な手段である。

（４−４）緯入れ後期の水ジェットの速度は、水噴射圧の圧力波形の減圧勾配を変更して変えることができる。減圧勾配は、減圧勾配調整手段６９の調整状態を変更することによって変えられる。減圧勾配を変更すると、水ジェットの後半の噴射速度が変わり、後半部の緯糸の飛走速度が変わることから、緯糸と噴射水との速度差が生じ、ジェット先行長を変更することができる。減圧勾配の調整は、ジェット先行長の調整に利用でき、減圧勾配調整手段６９は、ジェット先行長を自動調整する上で有効な手段である。

（４−５）従来においては、装置の分解、部品取り替え、組み付け、ネジ締結等といった人手に頼らざるを得ない作業が必要であるため、ウォータジェットルームにおける緯入れ装置の自動化には限界があった。しかし、本実施形態では、全自動化のための緯入れ装置が構成されており、製織条件の全範囲をカバーした製織が前記した人手に頼った作業を行なうことなく遂行可能である。

本発明では以下のような実施形態も可能である。
（１）前記した第１の実施形態では、緯入れノズル２０の噴射口２０１の高さ位置と、バイパスノズル３６の噴射口４７３の高さ位置とを同じにしたが、緯入れノズル２０の噴射口２０１の高さ位置と、バイパスノズル３６の噴射口４７３の高さ位置とを異ならせても水落ちが生じない場合がある。これは、水の表面張力のために水落ちが生じない場合であり、緯入れノズル２０の噴射口２０１の高さ位置と、バイパスノズル３６の噴射口４７３の高さ位置との差が１０ｃｍ以内であれば、殆ど水落ちが生じない。つまり、水落ちが生じない範囲において、緯入れノズル２０の噴射口２０１の高さ位置と、バイパスノズル３６の噴射口４７３の高さ位置とに差をつけてもよい。つまり、緯入れノズル２０の噴射口２０１の高さ位置とバイパスノズル３６の噴射口４７３の高さ位置とが水落ちを生じない関係にあるように、緯入れノズル２０の噴射口２０１とバイパスノズル３６の噴射口４７３とを配置すればよい。

（２）前記した第１の実施形態では、分岐部５３から緯入れノズル２０の噴射口２０１に至る水路長と、分岐部５３からバイパスノズル３６の噴射口４７３に至る水路長とを同じにしたが、水噴射の圧力波形の悪化が許容される範囲において、これらの水路長に差をつけてもよい。

（３）バイパスノズルとして緯入れノズル２０と同じ構成のノズルを用いてもよい。
（４）吐出管１９の内径と分岐管３５の内径とを同じにすることが望ましい。このような内径の同一化は、圧力の脈動特性の向上に有効である。

（５）吐出管１９の材質と分岐管３５の材質とを同じにすることが望ましい。吐出管１９と分岐管３５との材質が異なると、吐出管１９の膨張特性と分岐管３５の膨張特性とが異なる。吐出管１９と分岐管３５との膨張特性の相違は、圧力の脈動特性の悪化をもたらす。吐出管１９と分岐管３５との材質の統一化は、圧力の脈動特性の抑制に有効である。

（６）緯入れノズル２０のホルダ３８にバイパスノズルを組み込んでもよい。つまり、ホルダ３８内の給水通路３８２からバイパスノズルへ水を分流させてもよい。このようにすれば、緯入れノズル２０とバイパスノズルとの間の管路長（水路長）が非常に短くなる。吐出管１９と分岐管３５との分岐部５３から緯入れノズル２０に至る水路長と、分岐部５３からバイパスノズル３６に至る水路長とをできるだけ短くすることは、周期の長い圧力脈動成分を抑制する上で望ましい。

（７）製織条件の全範囲をカバーしなくてもよい場合、例えば、織機回転数と織り幅との変更幅が少なく、緯糸種類（糸太さ）のみを変更すればよい場合もある。このような場合には、緯入れノズル２０側への供給水量とバイパスノズル３６側への供給水量との配分比が主たる調整対象となり、水噴射圧力を大きく変更する必要がない。従って、このような場合には、コイルバネを利用した緯入れポンプを用いてもよい。

（８）緯入れノズル２０における緯糸案内用ニードル４２の位置を変更する電気的駆動手段としてリニアソレノイドを用いてもよい。
（９）バイパスノズル３６におけるニードル４８の位置を変更する電気的駆動手段としてリニアソレノイドを用いてもよい。

第１の実施形態を示し、（ａ）は、全体図。（ｂ）は、部分平面図。 （ａ），（ｂ）は、緯入れノズル２０を示す断面図。 （ａ），（ｂ）は、バイパスノズル３６を示す断面図。 （ａ）は、全体図。（ｂ）は、緯入れポンプ１１の断面図。 （ａ），（ｂ），（ｃ）は、第１の実施形態における圧力波形の例を示すグラフ。（ｄ），（ｅ），（ｆ）は、バイパスノズル３６と水タンク１８とを鋼管接続した場合の圧力波形の例を示すグラフ。 バイパスノズル３６と水タンク１８とを鋼管接続した場合において気泡を混入したときの圧力波形の例を示すグラフ。 緯入れノズル２０側への給水量とバイパスノズル３６側への給水量との配分比を示すグラフ。 バイパスノズルの別例を示す断面図。 第２の実施形態を示す模式図。 第３実施形態を示す模式図。 第４の実施形態を示す全体図。 部分平面図。 減圧勾配調整手段６９を示す模式図。 圧力室２２１の容積と圧力室２２１内の圧力との関係を示すグラフ。

符号の説明

１１…緯入れポンプ。１９…給水経路としての吐出管。２０…緯入れノズル。２０１…緯入れノズルの噴射口。２２…流体バネ手段を構成するベローズ。２２１…流体バネ手段を構成する圧力室。３５…分岐水経路としての分岐管。３６，３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ…バイパスノズル。３６１，３６２，４７３…バイパスノズルの噴射口。５３…分岐部。５５…第２の実施形態における水落ち防止手段を構成する排出主管。５６…第２の実施形態における水落ち防止手段を構成する排出副管。５７…第３の実施形態における水落ち防止手段を構成する排出主管。５８…第３の実施形態における水落ち防止手段を構成する排出副管。５９…第３の実施形態における水落ち防止手段を構成する逆止弁。６６…第１の電気的駆動手段。６７…第２の電気的駆動手段。Ｙ…緯糸。ｈ１，ｈ２…貯水面。

Claims (12)

1. 緯入れポンプから供給される水を緯入れノズルから噴射して緯糸を緯入れするウォータジェットルームにおける緯入れ装置において、
   前記緯入れポンプから前記緯入れノズルに至る給水経路から水を分流可能な分流手段を備え、前記分流手段は、バイパスノズルを備え、前記バイパスノズルから噴射される水は、大気圧領域に向けて噴射されるウォータジェットルームにおける緯入れ装置。
2. 前記分流手段は、前記給水経路から分岐する分岐水経路を備え、前記バイパスノズルは、前記分岐水経路の末端に接続されており、前記給水経路と前記分岐水経路との分岐部から前記緯入れノズルに至る水路長と、前記分岐部からバイパスノズルに至る水路長とが揃えられている請求項１に記載のウォータジェットルームにおける緯入れ装置。
3. 前記緯入れノズルと前記バイパスノズルとからの水落ちを防止する水落ち防止手段が設けられている請求項１及び請求項２のいずれか１項に記載のウォータジェットルームにおける緯入れ装置。
4. 前記水落ち防止手段は、前記緯入れノズルの噴射口の高さ位置と前記バイパスノズルの噴射口の高さ位置とが水落ちを生じない関係にあるように、前記緯入れノズルの噴射口と前記バイパスノズルの噴射口とを配置した構成である請求項３に記載のウォータジェットルームにおける緯入れ装置。
5. 前記水落ち防止手段は、前記緯入れノズルの噴射口と前記バイパスノズルの噴射口とを同一高さ位置に配置した構成である請求項４に記載のウォータジェットルームにおける緯入れ装置。
6. 前記バイパスノズルの噴射口の高さ位置は、前記緯入れノズルの噴射口の高さ位置よりも上にあり、前記水落ち防止手段は、前記バイパスノズルから噴射された水を前記緯入れノズルの噴射口の高さ位置よりも下方で貯水可能な排出主管と、前記緯入れノズルの噴射口の高さ位置で前記排出主管に接続された排出副管とを備え、前記バイパスノズルの噴射口に近い方の貯水面と、前記バイパスノズルの噴射口との間は、前記排出主管によって被覆された空気領域であり、前記バイパスノズルの噴射口から遠い方の貯水面は、大気圧領域に開放されており、前記排出主管と前記排出副管との接続部の高さ位置を越えた前記排出主管内の水は、前記接続部から前記排出副管へ流出する請求項３に記載のウォータジェットルームにおける緯入れ装置。
7. 前記バイパスノズルの噴射口の高さ位置は、前記緯入れノズルの噴射口の高さ位置よりも上にあり、前記水落ち防止手段は、バイパスノズルから噴射された水を受ける排出主管と、前記緯入れノズルの噴射口の高さ位置よりも上で前記排出主管に接続された排出副管と、前記排出主管と前記排出副管との接続部よりも上流側に設けられた逆止弁とを備え、前記接続部は、大気圧領域に開放されており、前記接続部の高さ位置を越えた前記排出主管内の水は、前記接続部から前記排出副管へ流出する請求項３に記載のウォータジェットルームにおける緯入れ装置。
8. 前記緯入れノズルの噴射口における通過断面積は、変更可能であり、前記バイパスノズルの噴射口における通過断面積は、変更可能である請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載のウォータジェットルームにおける緯入れ装置。
9. 前記緯入れノズルの噴射口における通過断面積は、第１の電気的駆動手段によって変更され、前記バイパスノズルにおける通過断面積は、第２の電気的駆動手段によって変更される請求項８に記載のウォータジェットルームにおける緯入れ装置。
10. 前記緯入れノズルの噴射口における通過断面積は、１．２ｍｍ²〜５ｍｍ²の範囲で可変である請求項８及び請求項９のいずれか１項に記載のウォータジェットルームにおける緯入れ装置。
11. 前記バイパスノズルにおける通過断面積は、０ｍｍ²〜５ｍｍ²の範囲で可変である請求項８乃至請求項１０のいずれか１項に記載のウォータジェットルームにおける緯入れ装置。
12. 前記緯入れポンプにおける水噴射圧発生用駆動源として、圧縮可能なガス状の流体の圧力をバネ力とした流体バネ手段を用いた請求項１乃至請求項１１のいずれか１項に記載のウォータジェットルームにおける緯入れ装置。

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