JP2018040102A - エアジェット紡績機の糸形成要素および紡糸ノズル - Google Patents

Abstract

【課題】紡績機の保守性および様々な繊維材料への適合性を向上させるエアジェット紡績機用の糸形成要素およびこれを備える紡糸ノズルを提供する。【解決手段】旋回空気流によって繊維束から糸を生成するエアジェット紡績機の糸形成要素１であって、繊維束から生成された糸の入口開口５を備える紡糸先端部４と、紡糸先端部に接続された基体６と、紡糸先端部および基体を貫通し、かつ紡糸先端部で生成された糸を糸形成要素の外に導出するための出口８に接続された引出チャネル７とを有し、紡糸先端部と基体は、少なくとも１つのスナップ接続を用いて相互に接続され、紡糸先端部は、スリーブ１０によって基体に保持され、スリーブがスナップ接続によって基体に固定されることで、紡糸先端部が基体に固定される。【選択図】図２

Description

本発明は、旋回空気流によって繊維束から糸を生成するエアジェット紡績機の糸形成要素に関する。本発明に係る糸形成要素は、旋回空気流によって繊維束から糸が生成される入口開口を備える紡糸先端部と、紡糸先端部に接続された基体と、紡糸先端部および基体を貫通し、かつ紡糸先端部で生成された糸を糸形成要素の外に導出するための出口に接続された引出チャネルとを有することを特徴とする。

本発明はさらに、旋回空気流によって繊維束から糸を生成するエアジェット紡績機の紡糸ノズルに関する。本発明に係る紡糸ノズルは、渦室壁によって部分的に包囲され、かつ繊維束の導入口を備える渦室と、少なくとも部分的に渦室内に突出した糸形成要素と、糸形成要素の入口開口付近で繊維束に撚りを付与するために、糸形成要素の外面に向かって空気を導入するように渦室に配置された空気ノズルとを有し、糸形成要素は、入口開口に接続され、かつ生成された糸を渦室外に導出する引出チャネルを備えることを特徴とする。

基体と、これに接続された紡糸先端部とを有する糸形成要素は、例えばドイツ特許出願公開第１０２０１１０５３８３７号に開示されている。本開示における紡糸ノズルは、渦室に接続され、かつ渦室内で生成された糸の引出チャネルを備えた糸形成要素を有する。紡糸先端部の入口開口付近に旋回空気流を作用させることにより、繊維束の表面付近の繊維が内側の芯繊維の周りに巻回され、糸が形成される。

上記開示に係るエアジェット紡績機は、糸形成要素が基体と紡糸先端部とに分割されているため、様々な繊維材料に適合させることができる。また、紡糸先端部に所定量の摩耗が生じた場合に、糸形成要素全体ではなく紡糸先端部のみを交換することが可能である。一方で、このような従来のエアジェット紡績機の保守性および様々な繊維材料への適合性をさらに向上させたいという要求がある。

本発明の目的は、上記要求を満足するエアジェット紡績機用の糸形成要素およびこれを備える紡糸ノズルを提供することである。

上記目的は、独立請求項に記載の構成を備えた糸形成要素および紡糸ノズルにより達成される。

本発明に係る糸形成要素は、紡糸先端部と基体が少なくとも１つのスナップ接続を用いて相互に接続されていることを特徴とする。基体は、単一の部品であってもよいし、複数の部品で構成されていてもよい。紡糸先端部についても同様である。紡糸先端部は生成された糸の入口開口を備え、基体は出口を備える。本発明において、基体と紡糸先端部は、１つまたは複数のスナップ接続を用いて相互に接続された、糸形成要素の別個の部品である。

上記スナップ接続は、紡糸先端部と基体を着脱自在かつ確実に接続する１つまたは複数の機能要素によって形成される。紡糸先端部と基体が接続される際、少なくとも１つの機能要素が弾性変形し、対応する他の機能要素と係合する。上記機能要素は、例えば、弾性フックやクリップであり、溝や凹みの形態を有する機能要素と係合する。また、機能要素の他の例として、球体などの機能要素に対して所定の方向に付勢するばねを用いることもできる。スナップ接続を形成する１つまたは複数の機能要素は、紡糸先端部および／または基体の一部であってもよい。また、スナップ接続を形成する機能要素は、紡糸先端部および基体以外の構成要素（例えば、後述するスリーブ）に配置されてもよい。

スナップ接続を形成する少なくとも２つの機能要素が係合することで、紡糸先端部と基体は確実に接続され、さらに、両者を引き離すことで容易に接続が解除される。

紡糸先端部は、その表面を通過する繊維によって機械的負荷に曝される。本発明によれば、機械的負荷によって摩耗した紡糸先端部を容易に交換することができる。

スナップ接続は、道具を用いることなく手で紡糸先端部と基体を分離できるように形成されることが好ましい。

スナップ接続は、紡糸先端部と基体を引出チャネルの長手方向軸に沿って引き離すことで解除可能であることが好ましい。

スナップ接続の形成および解除は、道具を用いることなく、また、糸形成要素の構成要素を損傷することなく実行できることが好ましい。

スナップ接続は、スナップリングによって形成されることが好ましい。スナップリングは、周方向に１つの切れ目を有する保持リングである。図３（参照番号２２）には、スナップリングの基本的形状が示されている。スナップリングは、周方向の切れ目を有するため、径方向（中心方向）の力を受けると、切れ目の両端が接触するように（すなわち、スナップリングの直径が減少するように）変形する。そのため、例えば、基体の外面に設けられた凹部（例えば、環状溝）にスナップリングを配置して、基体を紡糸先端部または後述のスリーブに押し込むと、スナップリングは、基体の凹部と紡糸先端部またはスリーブとの間で径方向に押圧されて変形する。基体が所定の最終位置（糸形成要素完成時の位置）まで押し込まれると、スナップリングは紡糸先端部またはスリーブの内面に設けられた凹部に嵌入して元の形状に戻り、これと係合する。

スナップリングは、紡糸先端部の外面に配置されてもよい。この場合、スナップリングは、基体の内面に設けられた凹部と係合する。

紡糸先端部は、スリーブによって基体に保持され、スリーブがスナップ接続によって基体に固定されることで、紡糸先端部が基体に固定されることが好ましい。この場合、スリーブに紡糸先端部と基体を順次押し込むことで、スリーブの内面に設けられた環状溝にスナップリングが係合し、スナップ接続が形成される。スリーブは、基体の一部が突出する第１の円形開口（以下、第１開口）と、紡糸先端部が突出する第２の円形開口（以下、第２開口）とを備えることが好ましい。第１開口は、第２開口よりも大きな直径を有する。

スリーブは、第２開口付近に環状肩を備える（すなわち、スリーブの内径が第２開口から第１開口にかけて増大する）ことが好ましい。また、紡糸先端部にも環状肩を設けることで、紡糸先端部をスリーブに確実に挿入することができる。紡糸先端部の環状肩の外径は、第２開口の内径よりも大きい。この場合、紡糸先端部はスリーブを完全に通過しないため、紡糸先端部を基体に保持することが可能である。

上述のように基体と紡糸先端部がスリーブによって押圧保持される際、紡糸先端部は、基体と直接またはシールリングを介して接触することが好ましい。

スリーブおよび／または紡糸先端部は、回転対称であることが好ましい。この場合、紡糸先端部および基体の一部をスリーブに押し込んだ後、スリーブを紡糸先端部および基体に対して所定の回転角度（スリーブの第１および第２開口の周方向）に位置合わせする必要がない。そのため、糸形成要素を容易に組み立てることができる。

スナップ接続は、基体の環状溝に配置されたスナップリングと、スリーブの内面に設けられ、かつ最終位置において上記スナップリングが嵌入する凹部（好ましくは、環状溝）とによって形成されることが好ましい。

基体とのスナップ接続を解除するために紡糸先端部またはスリーブに加えられる引出チャネルと平行かつ入口開口方向の引張力は、３０Ｎ以上、好ましくは５０Ｎ以上である。スナップ接続は、糸形成要素を有するエアジェット紡績機の動作中に紡糸先端部またはスリーブが基体から分離しないように確実に形成される。スナップ接続は道具を用いることなく手で解除することができるため、エアジェット紡績機の操作者がその場で容易かつ迅速に紡糸先端部を交換することができる。

スリーブは、紡糸先端部と対向する円形開口を備え、スリーブの径方向の壁厚は、上記開口から引出チャネルに沿った方向に所定値以上増大することが好ましい。すなわち、スリーブの壁部は、上記開口（第１開口）付近で先細りになっていることが好ましい。これにより、基体の挿入方向に向かって漏斗効果が生じるため、スリーブに基体をスムーズに挿入ことができる。

また、スリーブの壁部が上述の先細り形状を有することで、スナップリングを基体とともにスリーブに押し込み、かつ径方向にスリーブを押圧することが容易となる。

スリーブの内壁には、スナップリングが嵌入する凹部（好ましくは、環状溝）が設けられていることが好ましい。これにより、スリーブに基体を押し込む際、基体が所定の最終位置に到達すると、スナップリングが上記凹部に嵌入してスリーブと基体が係合される。糸形成要素の完成時の状態において、スナップリングは、引出チャネルに対して外側部分がスリーブの環状溝によって包囲され、内側部分が基体の環状溝によって包囲されることが好ましい。すなわち、スナップリングは、２つの環状溝により形成される環状チャネル内に配置される。

基体は金属製であり、紡糸先端部は少なくとも一部がセラミックス製であり、スリーブはプラスチック製であることが好ましい。この場合、スリーブは低コストで製造することができ、基体および紡糸先端部は必要な剛性を備え、さらに紡糸先端部は必要な耐摩耗性を備える。

紡糸先端部と基体の間に１つまたは複数のシールリングが配置されることが好ましい。シールリング（例えば、ゴム、プラスチック、または金属製）は、引出チャネルを好ましくは同心状に取り囲むように配置される。また、シールリングは、スナップリングと同心状に配置される。シールリングを配置することで、紡糸中に引出チャネル内を流れる空気が紡糸先端部と基体の間から横方向に流出することを防止することができる

本発明に係る紡糸ノズルは、渦室と、紡糸に際して渦室内に旋回空気流を発生させる空気ノズルと、渦室内に突出した前述および後述の糸形成要素とを有することを特徴とする。

本発明のさらなる利点は、以下の実施例において説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る紡糸ノズルの部分断面図である。 図２は、本発明の一実施形態に係る糸形成要素の長手方向断面図である。 図３は、本発明の一実施形態に係る糸形成要素の分解図である。 図４は、本発明の一実施形態に係る糸形成要素の長手方向断面図である。

図１は、本発明に係るエアジェット紡績機の紡糸ノズル１３の部分断面図を示す。紡糸ノズル１３は、例えば別個の糸案内要素２０により形成された導入口１６を有する。導入口１６を通じて、渦室１５に繊維材料（通常、ドラフトされた繊維束の形態で供給される）が導入され、紡糸が行われる。

繊維材料は、エアジェット紡績機の紡糸ステーション（通常、複数配置されており、各々が紡糸ノズル１３およびドラフト装置を備える）が備えるドラフト装置（不図示）によってドラフトされる。ドラフト装置は糸案内要素２０の上流に配置されており、ドラフト装置でドラフトされた繊維束は、引出ローラ対（不図示）によって引き出される（糸貯留ローラ等、他の引き出し手段を用いてもよい）。

繊維材料は、糸案内要素２０を通過した後、複数の空気ノズル１８の作用領域に導入される。空気ノズル１８は、例えば、渦室壁１４に設けられ、かつ渦室１５に略接線方向に接続された孔として構成される。紡糸に際し、例えば空気チャネル２１に接続された供給ライン（不図示）を通じて空気ノズル１８に所定の空気圧を供給することで、渦室１５内に旋回空気流が生成される。旋回空気流は、渦室１５内に突出して形成され、かつ生成された糸の入口開口５を備える糸形成要素１またはその外面１７の周囲を流れる（渦室１５内に流入した空気の少なくとも一部は、空気出口１９を通じて渦室１５の外に排出される）。

繊維束３の表面付近に位置する繊維が旋回空気流によって捕捉され、繊維材料に撚りが付与されることで、糸２が生成される。生成された糸２は、入口開口５に接続された引出チャネル７を通じて渦室１５から引き出された後、出口８を通じて紡糸ノズル１３の外に搬出される。

糸形成要素１は、単体であってもよいし、既知のように、基体６およびこれに接続された紡糸先端部４を含む複数の部品で構成されていてもよい。糸形成要素１を複数の部品で構成する場合、各部品はねじ接続または圧入によって接続されるのが一般的である。

これに対し、本発明では、基体６および紡糸先端部４が少なくとも１つのスナップ接続によって接続される。

図２および図３は、本発明における基体６および紡糸先端部４のスナップ接続の例（断面図および分解図）を示す。

図２および図３に示すように、基体６は、スナップリング２２を受容する凹部、好ましくは環状溝１２を備える。

糸形成要素１はさらに、内壁１１に凹部（好ましくは環状溝１２）が形成されたスリーブ１０を有する。図３に示すように、スリーブ１０の開口９に紡糸先端部４と基体６が順次押し込まれる。紡糸先端部４および基体６が所定の最終位置に到達すると、スナップリング２２がスリーブ１０の環状溝１２に係合される。これにより、スナップ接続が形成され、紡糸先端部４と基体６が接続される。

スリーブ１０は、壁厚Ｄが（紡糸先端部４と基体６が押し込まれる）開口９から徐々に増加するように設計されることが好ましい。これにより、スリーブ１０の壁部が開口９付近で先細りとなるため、スリーブ１０にスナップリング２２が配置された基体６を押し込むことが容易となる。

紡糸先端部４と基体６の間には、シールリング２３が配置されることが好ましい。これにより、引出チャネル７を流れる空気が紡糸先端部４と基体６の間から横方向に漏れることを防止することができる。

図４は、スリーブ１０を有さない糸形成要素１の例を示す。本実施形態では、紡糸先端部４と基体６に設けられた凹部（環状溝１２）にスナップリング２２が係合することでスナップ接続が形成される。

スナップリング２２の代わりに、例えば紡糸先端部４、基体６および／またはスリーブ１０の一部であるラッチ要素を設けてもよい。

本発明は、図示および説明されている実施形態に限定されない。説明された特徴が、明細書や特許請求の範囲において異なる部分、または異なる実施形態において図示および説明されていたとしても、これらの組み合わせのほか、特許請求の範囲の枠組みの中における種々の変形が可能である。

１：糸形成要素
２：糸
３：繊維束
４：紡糸先端部
５：入口開口
６：基体
７：引出チャネル
８：出口
９：開口
１０：スリーブ
１１：スリーブ内壁
１２：環状溝
１３：紡糸ノズル
１４：渦室壁
１５：渦室
１６：導入口
１７：紡糸先端部外面
１８：空気ノズル
１９：空気出口
２０：糸案内要素
２１：空気チャネル
２２：スナップリング
２３：シールリング
Ｄ：スリーブ壁厚

Claims (9)

1. 旋回空気流によって繊維束（３）から糸（２）を生成するエアジェット紡績機の糸形成要素（１）であって、
   前記繊維束（３）から生成された前記糸（２）の入口開口（５）を備える紡糸先端部（４）と、
   前記紡糸先端部（４）に接続された基体（６）と、
   前記紡糸先端部（４）および前記基体（６）を貫通し、かつ前記紡糸先端部（４）で生成された糸（２）を前記糸形成要素（１）の外に導出するための出口（８）に接続された引出チャネル（７）とを有し、
   前記紡糸先端部（４）と前記基体（６）は、少なくとも１つのスナップ接続を用いて相互に接続され、
   前記紡糸先端部（４）は、スリーブ（１０）によって前記基体（６）に保持され、
   前記スリーブ（１０）が前記スナップ接続によって前記基体（６）に固定されることで、前記紡糸先端部（４）が前記基体（６）に固定されることを特徴とする糸形成要素（１）。
2. 前記スナップ接続は、道具を用いることなく形成可能であり、前記糸形成要素（１）の構成要素を損傷することなく、かつ道具を用いることなく解除可能であることを特徴とする請求項１に記載の糸形成要素（１）。
3. 前記スナップ接続は、前記基体（６）および／または前記紡糸先端部（４）の環状溝（１２）に配置されたスナップリング（２２）により形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の糸形成要素（１）。
4. 前記基体（６）との前記スナップ接続を解除するために前記紡糸先端部（４）または前記スリーブ（１０）に加えられる前記引出チャネル（７）と平行かつ前記入口開口（５）方向の引張力は、３０Ｎ以上、好ましくは５０Ｎ以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の糸形成要素（１）。
5. 前記スリーブ（１０）は、前記紡糸先端部（４）と対向する開口（９）を備え、
   前記スリーブ（１０）の径方向の壁厚（Ｄ）は、前記開口（９）から前記引出チャネル（７）に沿った方向に所定値以上増大することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の糸形成要素（１）。
6. 前記スリーブ（１０）の内壁（１１）には、前記スナップリング（２２）が嵌入する環状溝（１２）が設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の糸形成要素（１）。
7. 前記基体（６）は金属製であり、前記紡糸先端部（４）は少なくとも一部がセラミックス製であり、前記スリーブ（１０）はプラスチック製であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の糸形成要素（１）。
8. 前記紡糸先端部（４）と前記基体（６）の間に１つまたは複数のシールリング（２３）が配置されることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の糸形成要素（１）。
9. 旋回空気流によって繊維束（３）から糸（２）を生成するエアジェット紡績機の紡糸ノズル（１３）であって、
   渦室壁（１４）によって部分的に包囲され、かつ前記繊維束（３）の導入口（１６）を備える渦室（１５）と、
   少なくとも部分的に前記渦室（１５）内に突出した糸形成要素（１）と、
   前記糸形成要素（１）の入口開口（５）付近で前記繊維束（３）に撚りを付与するために、前記渦室（１５）内に空気を導入するように前記渦室（１５）に配置された空気ノズル（１８）とを有し、
   前記糸形成要素（１）は、前記入口開口（５）に接続され、かつ生成された前記糸（２）を前記渦室（１５）外に導出する引出チャネル（７）を備え、
   前記糸形成要素（１）は、請求項１〜８のいずれかに記載の糸形成要素（１）であることを特徴とする紡糸ノズル（１３）。

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