特許 6879061 エアジェット織機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6879061

(24)【登録日】2021年5月7日

(45)【発行日】2021年6月2日

(54)【発明の名称】エアジェット織機

(51)【国際特許分類】

   D03D 47/30 20060101AFI20210524BHJP

【ＦＩ】

   D03D47/30

【請求項の数】4

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2017-110639(P2017-110639)

(22)【出願日】2017年6月5日

(65)【公開番号】特開2018-204143(P2018-204143A)

(43)【公開日】2018年12月27日

【審査請求日】2019年9月9日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003218

【氏名又は名称】株式会社豊田自動織機

(74)【代理人】

【識別番号】100110423

【弁理士】

【氏名又は名称】曾我 道治

(74)【代理人】

【識別番号】100111648

【弁理士】

【氏名又は名称】梶並 順

(74)【代理人】

【識別番号】100166235

【弁理士】

【氏名又は名称】大井 一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100179914

【弁理士】

【氏名又は名称】光永 和宏

(74)【代理人】

【識別番号】100179936

【弁理士】

【氏名又は名称】金山 明日香

(72)【発明者】

【氏名】木口 祐一郎

(72)【発明者】

【氏名】牧野 洋一

【審査官】 ▲桑▼原 恭雄

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−１５６１６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 中国実用新案第２７８９２８９（ＣＮ，Ｙ）

【文献】 特開昭５５−１６３２３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０２−２１６２４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６３−２８８２３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−３３９８４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５８−００４８５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５６−０６８１３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０４５５０７５２（ＵＳ，Ａ）

【文献】 独国特許出願公開第０３１４５３２６（ＤＥ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｄ０３Ｄ ４７／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

緯入れ方向に延びるトンネルが設けられるリードと、
エアジェット噴射により緯糸を前記トンネルに飛走させて緯入れを行うメインノズルとを備え、
前記メインノズルの加速管は、
上流側から下流側に向かって内径が連続的に大きくなるラバール部と、
前記ラバール部の下流側に接して設けられ、上流側から下流側に亘って一定の内径を有して延びるストレート部とを有し、
前記緯糸の糸速比（ｑ）は、前記緯糸の任意の点の速度（Ｕ１）と、前記緯糸の下流側の先端の速度（Ｕ２）との速度比（Ｕ１／Ｕ２）であり、
前記糸速比（ｑ）は、前記加速管の全長（Ｌ）と、前記加速管の全長（Ｌ）に対する前記ストレート部の長さ（Ａ）の比（Ａ／Ｌ）と、前記ラバール部の内側表面の傾斜角度（θ）との関係によって求められるとともに、
前記加速管の下流側の先端から前記リードまでの距離（ｃ１）と、前記加速管の中心軸から前記リードのトンネルまでの最短距離（ｃ２）との関係で前記糸速比（ｑ）が以下の式で求められる前記糸速比（ｑ）の最大値（ｑｍａｘ）より小さくなるように、前記加速管の全長（Ｌ）、前記加速管の全長（Ｌ）に対する前記ストレート部の長さ（Ａ）の比（Ａ／Ｌ）及び前記ラバール部の内側表面の傾斜角度（θ）の値が決められるエアジェット織機。

【数1】

【請求項2】

前記加速管が前記緯糸に与える推進力比（ｐ）は、前記加速管の全長（Ｌ）と、前記加速管の全長（Ｌ）に対する前記ストレート部の長さ（Ａ）の比（Ａ／Ｌ）と、前記ラバール部の内側表面の傾斜角度（θ）との関係によって求められ、
前記推進力比（ｐ）の最小値（ｐｍｉｎ）は前記メインノズルに供給される圧縮空気の圧力又は前記メインノズルに圧縮空気を供給するバルブの開度の目標値に応じて決まり、
前記推進力比（ｐ）が前記最小値（ｐｍｉｎ）よりも大きくなるように、前記加速管の全長（Ｌ）、前記加速管の全長（Ｌ）に対する前記ストレート部の長さ（Ａ）の比（Ａ／Ｌ）及び前記ラバール部の内側表面の傾斜角度（θ）の値が決められる、請求項１に記載のエアジェット織機。

【請求項3】

前記推進力比（ｐ）及び前記糸速比（ｑ）は、多変量解析によって得られる推定式ｆ（Ｌ，Ａ／Ｌ，θ）によって求められ、
前記加速管の全長（Ｌ）に対する前記ストレート部の長さ（Ａ）の比（Ａ／Ｌ）の範囲は、前記推進力比（ｐ）が前記最小値（ｐｍｉｎ）よりも大きく、かつ、前記糸速比（ｑ）が前記最大値（ｑｍａｘ）よりも小さくなる範囲に決められる請求項２に記載のエアジェット織機。

【請求項4】

θ＝０．１，Ｌ＝２４０ｍｍ，ｑｍａｘ＝１．１５，ｐｍｉｎ＝１．２の時、０．１３＜Ａ／Ｌ≦０．７６である請求項３に記載のエアジェット織機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、エアジェット織機に関する。

【背景技術】

【0002】

エアジェット織機のメインノズルは、圧縮空気を用いて緯糸を飛ばし緯入れを行うものであり、緯糸を加速させて飛ばすための加速管を有している。
特許文献１には、加速管として、流体入口から流体出口に向かって連続的に拡大するテーパ部を内面に有するラバールノズル形状のパイプが記載されている。ここで、特許文献１の段落［０００６］に記載されているように、緯入れ開始の際に緯糸の先端が暴れてしまい、織布に織物欠点である緯節が発生しやすいという問題があった。特許文献１に記載されるエアジェット織機のメインノズルでは、パイプの長さを１５０ｍｍ以下にすることで緯節の発生を防止している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００４−１５６１６２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１のエアジェット織機のメインノズルでは、加速管の長さが１５０ｍｍ以下に制限されているため、緯糸搬送力を大きくすることができないという問題があった。

【0005】

この発明は、このような問題を解決するためになされ、緯節の発生を防止するとともに、高い緯糸搬送力を維持することができるエアジェット織機を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記の課題を解決するために、この発明に係るエアジェット織機は、緯入れ方向に延びるトンネルが設けられるリードと、エアジェット噴射により緯糸を前記トンネルに飛走させて緯入れを行うメインノズルとを備え、メインノズルの加速管は、上流側から下流側に向かって内径が連続的に大きくなるラバール部と、ラバール部の下流側に接して設けられ、上流側から下流側に亘って一定の内径を有して延びるストレート部とを有し、緯糸の糸速比（ｑ）は、緯糸の任意の点の速度（Ｕ１）と、緯糸の下流側の先端の速度（Ｕ２）との速度比（Ｕ１／Ｕ２）であり、糸速比（ｑ）は、加速管の全長（Ｌ）と、加速管の全長（Ｌ）に対するストレート部の長さ（Ａ）の比（Ａ／Ｌ）と、ラバール部の内側表面の傾斜角度（θ）との関係によって求められるとともに、加速管の下流側の先端からリードまでの距離（ｃ１）と、加速管の中心軸からリードのトンネルまでの最短距離（ｃ２）との関係で、糸速比（ｑ）が以下の式で求められる糸速比（ｑ）の最大値（ｑｍａｘ）より小さくなるように、加速管の全長（Ｌ）、加速管の全長（Ｌ）に対するストレート部の長さ（Ａ）の比（Ａ／Ｌ）及びラバール部の内側表面の傾斜角度（θ）の値が決められる。

【数1】

【0007】

また、この発明に係るエアジェット織機の加速管が緯糸に与える推進力比（ｐ）は、加速管の全長（Ｌ）と、加速管の全長（Ｌ）に対するストレート部の長さ（Ａ）の比（Ａ／Ｌ）と、ラバール部の内側表面の傾斜角度（θ）との関係によって求められ、推進力比（ｐ）の最小値（ｐｍｉｎ）は前記メインノズルに供給される圧縮空気の圧力又は前記メインノズルに圧縮空気を供給するバルブの開度の目標値に応じて決まり、推進力比（ｐ）が最小値（ｐｍｉｎ）よりも大きくなるように、加速管の全長（Ｌ）、加速管の全長（Ｌ）に対するストレート部の長さ（Ａ）の比（Ａ／Ｌ）及びラバール部の内側表面の傾斜角度（θ）の値が決められてもよい。

【0008】

さらに、推進力比（ｐ）及び糸速比（ｑ）は、多変量解析によって得られる推定式ｆ（Ｌ，Ａ／Ｌ，θ）によって求められ、加速管の全長（Ｌ）に対するストレート部の長さ（Ａ）の比（Ａ／Ｌ）の範囲は、推進力比（ｐ）が最小値（ｐｍｉｎ）よりも大きく、かつ、糸速比（ｑ）が最大値（ｑｍａｘ）よりも小さくなる範囲に決められてもよい。

【0009】

さらに、θ＝０．１，Ｌ＝２４０ｍｍ，ｑｍａｘ＝１．１５，ｐｍｉｎ＝１．２の時、０．１３＜Ａ／Ｌ≦０．７６であってよい。

【発明の効果】

【0010】

この発明に係るエアジェット織機によれば、緯節の発生を防止するとともに、高い緯糸搬送力を維持することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】この発明の実施の形態１に係るエアジェット織機のメインノズルの加速管の模式的な断面図である。

【図2】図１に示すエアジェット織機のメインノズルの加速管の先端部及びリードを示す模式的な斜視図である。

【図3】図２に示すエアジェット織機のメインノズルの加速管の先端部とリードとの位置関係を示す模式的な側面図である。

【図4】図２に示すエアジェット織機のメインノズルの加速管とリードを切断線ＩＶ−ＩＶで切断した断面図であり、リードと加速管の中心軸との位置関係を模式的に示すものである。

【図5】図５（ｉ）は、図１に示すエアジェット織機のメインノズルの加速管による緯入れ開始時の緯糸の状態を模式的に示し、図５（ｉｉ）は、緯糸の先端部がリードのトンネル入口に到達した時の緯糸の状態を模式的に示す図である。

【図6】図６（ｉ）は、緯糸の先端部の折れ曲がりの状態を示す図であり、図６（ｉｉ）は、緯糸の先端部の折れ曲がり長さが最大となった状態を示す図である。

【図7】多変量解析によって得られる推定式ｆ（Ｌ，Ａ／Ｌ，θ）によって得られたＡ／Ｌと推進力比ｐとの関係を示すグラフである。

【図8】多変量解析によって得られる推定式ｆ（Ｌ，Ａ／Ｌ，θ）によって得られたＡ／Ｌと糸速比ｑとの関係を示すグラフである。

【図9】Ａ／Ｌと評価関数Ｄ０との関係を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、この発明の実施の形態について添付図面に基づいて説明する。
図１に示すように、エアジェット織機１００はメインノズル１０を有している。メインノズル１０は、加速管１と、加速管１を支持する第一メインノズルブラケット３と、第一メインノズルブラケット３の上流側に設けられ、スリーブ４を介して加速管１を支持する第二メインノズルブラケット５とを有する。また、第二メインノズルブラケット５にはスレッドガイド２が設けられており、スレッドガイド２は、スリーブ４を介して加速管１に連通される。スレッドガイド２は、緯糸が加速管１の中心軸Ｔに合わせて搬送されるように緯糸を案内するものである。

【0013】

図１に示すように、加速管１はラバール部１ａとストレート部１ｂとを有している。ラバール部１ａは上流側から下流側に向かって連続的に内径が大きくなるように形成されている。なお、ラバール部１ａの内側表面の傾斜角度はθであるものとする。また、ストレート部１ｂはラバール部１ａの下流側に接し、上流側から下流側にわたって同一の径を有するよう、直線的な形状に形成されている。加速管１は下流側の先端部１ｃから緯糸をエアジェット噴射させる。
なお、ストレート部１ｂの長さはＡであり、加速管１の全長はＬである。

【0014】

また、図２に示すように、エアジェット織機１００はリード７を有する。リード７には緯入れ方向Ｙに延びるトンネル７ａが形成される。そして、加速管１の先端部１ｃからは緯糸２０がエアジェット噴射され、加速管１の中心軸Ｔに沿ってトンネル７ａに飛走されて緯入れされる。

【0015】

さらに、図３に示すように、加速管１の先端部１ｃとリード７のトンネル７ａの入り口との間隔はｃ１である。また、図４に示すように、リード７のトンネル７ａと加速管１の中心軸Ｔとの最短距離はｃ２である。なお、図４に示す破線の円Ｅは加速管１の位置を示している。

【0016】

次に、図５〜９を用いて、加速管１のストレート部１ｂの長さＡの範囲の決め方について説明する。
まず、図５に示すように、緯糸２０を２質点Ｐ１，Ｐ２で単純化したモデルで示す。そして、緯糸２０の任意の点Ｐ１の糸速をＵ１とし、緯糸２０の下流側の先端Ｐ２の糸速をＵ２とする。ここで、緯入れの開始時は、点Ｐ１の糸速Ｕ１は点Ｐ２の糸速Ｕ２よりも速い。そして、図５（ｉ）に示すように、緯入れ開始時に緯糸２０の先端Ｐ２が加速管１の先端部１ｃと同じ位置にある時、緯糸２０の２質点Ｐ１，Ｐ２の間隔はＤ１であるものとする。さらに次に、図５（ｉｉ）に示すように、緯糸２０の先端Ｐ２がリード７のトンネル７ａの入り口に到達した時には、緯糸２０の２質点Ｐ１，Ｐ２の間隔はＤ１からＤ２に縮まる。そのために、緯糸２０の下流側の先端付近にはたわみが生じる。

【0017】

このように緯糸２０にたわみが発生することにより、図６（ｉ）に示すように、緯糸２０には折れ曲がりが発生する。図６（ｉ）に示すように、折れ曲がった分の緯糸２０の長さを、折れ曲がり長さＳをとする。また、加速管１の中心軸Ｔから緯糸２０の先端Ｐ２までの距離を、折れ曲がり距離ｈとする。そして、図６（ｉｉ）に示すように、折り曲がり距離ｈが折れ曲がり長さＳとほぼ同一の長さとなった時、すなわち、糸が直角に折れ曲がり、質点Ｐ１とＰ２との接近量が折れ曲がり長さＳとほぼ同一となった時に、折り曲がり距離ｈは最大値ｈｍａｘをとるものとする。なお、このような折れ曲がりの発生は、主にエアジェット織機１００による緯入れ開始直後、すなわち圧力の立ち上がりの初期段階における現象である。

【0018】

ここで、糸速比ｑ＝Ｕ１／Ｕ２と定義すると、以下の関係式が成り立つ。
なお、緯糸２０の先端Ｐ２がリード７のトンネル７ａの入り口に到達するまでの時間をｔ２とする。また、糸速Ｕ１／Ｕ２は例えば、Ｄ１＝２０ｍｍを進む間に空気がなす仕事、すなわちエネルギに対する糸の運動エネルギの増分の比から求められる。

【数2】

【0019】

ここで、折れ曲がった緯糸２０の先端Ｐ２がリード７のトンネル７ａの壁に触れた場合に、織布に緯節が発生する可能性が高くなる。従って、折れ曲がった緯糸２０の先端Ｐ２がリード７のトンネル７ａの壁に触れない条件は以下の関係式で表される。

【数3】

【0020】

これを糸速比ｑについて変形すると、以下の関係が成り立つ。

【数4】

従って、糸速比ｑが最大値ｑｍａｘ＝（ｃ２／ｃ１）＋１より小さければ、折れ曲がった緯糸２０の先端Ｐ２がリード７のトンネル７ａの壁に触れないことになる。すなわち、折れ曲った緯糸２０の先端Ｐ２がリード７に触れない糸速比ｑの条件、すなわち、糸速比ｑの最大値ｑｍａｘは、リード７と加速管１の先端部１ｃとの位置関係に帰着する。

【0021】

次に、図７には、多変量解析によって得られる推定式ｆ（Ｌ，Ａ／Ｌ，θ）によるＡ／Ｌと推進力比ｐとの関係がグラフ化されている。ここで、推進力比ｐは、ラバール部１ａの内側表面が傾斜して傾斜角度θが形成された時に単位長さあたりの緯糸２０が噴射流体から受ける推進力を、傾斜角度θ＝０である時と比較した推進力の比である。推進力比ｐの最小値ｐｍｉｎは、メインノズル１０に供給される圧縮空気の圧力又はメインノズル１０に圧縮空気を供給するバルブの開度の目標値に応じて決定される。図７のグラフによると、加速管１の推進力比ｐが最小値ｐｍｉｎ＝１．２を取る時、Ａ／Ｌは０．７６である。

【0022】

また、図８には、多変量解析によって得られる推定式ｆ（Ｌ，Ａ／Ｌ，θ）によるＡ／Ｌと糸速比ｑとの関係がグラフ化される。ここで、糸速比ｑが、距離ｃ１＝２０ｍｍ，距離ｃ２＝３ｍｍである場合の最大値ｑｍａｘ＝１．１５を取る時、Ａ／Ｌは０．１３である。

【0023】

さらに、図９には、Ｌ＝２４０ｍｍ、θ＝０．１０の時のＡ／Ｌの評価関数Ｄ０がグラフ化されて表されている。Ａ／Ｌの評価関数Ｄ０は０〜１の無次元数であり、以下の式で表される。なお、推進力比ｐの評価関数Ｄ１は、推進力比ｐの任意の充分大きい値に対する比であり、推進力比ｐが最小値ｐｍｉｎよりも小さい時、Ｄ１＝０であるものとする。また、糸速比ｑ＝Ｕ１／Ｕ２の評価関数Ｄ２は、糸速比ｑの任意の充分大きい値に対する比であり、糸速比ｑが最大値ｑｍａｘよりも大きい時、Ｄ２＝０である。

【数5】

従って、図９より、Ｌ＝２４０で、θ＝０．１０の時、Ａ／Ｌは０．１３＜Ａ／Ｌ≦０．７６の範囲の値をとる。

【0024】

以上より、この実施の形態に係るエアジェット織機１００の加速管１は、ラバール部１ａと、ラバール部１ａの下流側に接して設けられるストレート部１ｂとを有する。ここで、緯糸の糸速比ｑは、加速管１の全長Ｌと、加速管１の全長Ｌに対するストレート部１ｂの長さＡの比Ａ／Ｌと、ラバール部１ａの内側表面の傾斜角度θとの関係によって求められる。また、Ｌ、Ａ／Ｌ及びθの値は、糸速比ｑの最大値ｑｍａｘが加速管１の下流側の先端からリード７までの距離ｃ１と、加速管１の中心軸Ｔからリード７のトンネル７ａまでの最短距離ｃ２との関係で以下の式を充足するような値に決められる。

【数6】

【0025】

また、加速管１が緯糸に与える推進力比ｐは、糸速比ｑと同様に、加速管１の全長Ｌと、加速管１の全長Ｌに対するストレート部１ｂの長さＡの比Ａ／Ｌと、ラバール部１ａの内側表面の傾斜角度θとの関係によって求められる。そして、Ｌ、Ａ／Ｌ及びθの値は、推進力比ｐが、メインノズル１０に供給される圧縮空気の圧力又はメインノズル１０に圧縮空気を供給するバルブの開度の目標値に応じて決まる最小値ｐｍｉｎよりも大きくなるように決められる。ここで、ラバール部１ａの内側表面が傾斜して傾斜角度θが形成されることにより推進力比ｐが向上するので、その分メインノズル１０に供給される圧縮空気の圧力やメインノズル１０に圧縮空気を供給するバルブの開度が低減され、これにより省エネを図ることができる。

【0026】

さらにより詳細には、推進力比ｐ及び糸速比ｑは、多変量解析によって得られる推定式ｆ（Ｌ，Ａ／Ｌ，θ）によって求められる。そして、加速管１の全長Ｌに対するストレート部１ｂの長さＡの比Ａ／Ｌの範囲は、推進力比ｐが最小値ｐｍｉｎよりも大きく、かつ、糸速比ｑが最大値ｑｍａｘよりも小さくなる範囲に決められる。このように決められる具体的なＡ／Ｌの範囲の一例として、 θ＝０．１，Ｌ＝２４０ｍｍ，ｑｍａｘ＝１．１５，ｐｍｉｎ＝１．２の時、加速管１の全長Ｌに対するストレート部１ｂの長さＡの比Ａ／Ｌの範囲は、０．１３＜Ａ／Ｌ≦０．７６となる。

【0027】

このように加速管１のストレート部１ｂの長さＡの範囲を適切に定めることにより、緯糸の先端の暴れによる緯節の発生を防止することができるとともに、メインノズル１０は、高い緯糸搬送力を維持することができる

【0028】

なお、加速管１とスリーブ４は一体的に形成されていてもよい。これにより、エアジェット織機１００の部品点数を削減することができる。
さらに、加速管１のストレート部１ｂには継手部材を介してストレート形状の第二の加速管が接続されてもよい。これにより、加速管の全長Ｌを長くすることができ、緯糸搬送力をさらに向上させることができる。

【符号の説明】

【0029】

１ 加速管、１ａ ラバール部、１ｂ ストレート部、７ リード、７ａ トンネル、１０ メインノズル、１００ エアジェット織機、Ｔ 加速管の中心軸、Ｙ 緯入れ方向。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】