特開 2023-162119 糸加工機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023162119

(43)【公開日】2023-11-08

(54)【発明の名称】糸加工機

(51)【国際特許分類】

   D02G 1/02 20060101AFI20231031BHJP

   D02G 1/04 20060101ALI20231031BHJP

【ＦＩ】

D02G1/02 101

D02G1/04 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023042059

(22)【出願日】2023-03-16

(31)【優先権主張番号】P 2022072512

(32)【優先日】2022-04-26

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【識別番号】502455511

【氏名又は名称】ＴＭＴマシナリー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001841

【氏名又は名称】弁理士法人ＡＴＥＮ

(72)【発明者】

【氏名】堀本 尭幸

(72)【発明者】

【氏名】北川 重樹

【テーマコード（参考）】

4L036

【Ｆターム（参考）】

4L036AA01

4L036PA05

4L036PA18

4L036UA21

(57)【要約】

【課題】コストを低減可能とし、且つ、糸走行方向に関する加熱部材の温度の高く維持する。
【解決手段】第１加熱装置１３は、熱源５１と、熱源５１によって加熱される加熱部５２と、熱源５１の温度を制御する制御装置１００と、を備えている。加熱部５２は、少なくとも所定の延在方向に延びた、走行中の糸を接触させるための接糸面５６が設けられた接糸部５４と、熱源５１で発生する熱を受けて接糸部５４を加熱するための加熱部材５３と、を有する。加熱部材５３は、アルミニウムを含む金属で構成され、制御装置１００は、加熱部材５３の温度が３２０℃以下に制限されるよう熱源５１の温度を制御する。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

合成繊維からなる走行中の糸を加熱する加熱装置を有する糸加工機であって、
前記加熱装置は、熱源と、前記熱源によって加熱される加熱部と、前記熱源の温度を制御する制御部と、を備え、
前記加熱部は、
前記走行中の糸を接触させるための接糸面が設けられた接糸部と、
前記熱源で発生する熱を受けて前記接糸部を加熱するための加熱部材と、を有し、
前記加熱部材は、アルミニウムを含む金属で構成され、
前記制御部は、
前記加熱部材の温度が３２０℃以下に制限されるよう前記熱源の温度を制御することを特徴とする糸加工機。

【請求項2】

前記接糸部は、少なくとも鉛直方向に交わる延在方向に延びており、
前記加熱装置は、前記接糸面が少なくとも下側を向くように、且つ、鉛直方向及び前記延在方向の両方と平行な断面において、前記接糸面の水平方向に対する傾き角度が－６０°～＋６０°の間に収まるように設置されることを特徴とする請求項１に記載の糸加工機。

【請求項3】

前記熱源は、電流が供給されることにより発熱し、
前記加熱部材の温度を検出するセンサと、
前記熱源に電流を供給可能な電流付与回路と、をさらに備えており、
前記制御部は、前記センサの検出値に基づいて前記電流付与回路を制御し、前記熱源に電流を供給する状態と電流を供給しない状態とを切り替えることを特徴とする請求項１又は２に記載の糸加工機。

【請求項4】

前記加熱部材の温度が４００℃以上且つ４５０℃以下の所定温度となったときに前記熱源に供給する電流を遮断する遮断器をさらに有していることを特徴とする請求項３に記載の糸加工機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、糸を加熱する加熱装置を備えた糸加工機に関する。

【背景技術】

【0002】

合成繊維からなる糸に合糸加工や仮撚加工等の種々の加工を施す糸加工機において糸を加熱する加熱装置が、従来から知られている。例えば特許文献１には、シーズヒータ等の発熱体（熱源）により加熱されるヒータブロック（加熱部材）を備えた加熱装置が開示されている。かかる加熱装置においては、加熱部材により温められた糸走行空間内を糸が走行する。これにより、走行空間内の気体により糸が所定の加工温度に加熱される。すなわち、当該加熱装置は、非接触式の加熱装置である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００２－２２０７５５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

一般的に、上述のような加熱装置においては、加熱部材の素材として、耐熱温度が比較的高い黄銅が使用される。ここで、外乱による加熱部材の温度変動を少なくするために、加熱部材はある程度大きな熱容量を有していることが好ましい。しかしながら、黄銅は比熱が比較的低いので、黄銅製の加熱部材の熱容量をある程度確保しようとすると加熱部材の質量が大きくなり、コストが増大する。

【0005】

また、上述のような加熱装置においては、加熱部材における糸走行方向に関する所定位置（コントロール点）の温度が所定の温度となるように制御される。しかしながら、黄銅は熱伝導率が比較的低いので、黄銅製の加熱部材では、糸走行方向に関してコントロール点から離れた部分の温度の低下度合が大きくなる。

【0006】

本発明の目的は、コストを低減可能であり、且つ、糸走行方向に関する加熱部材の温度の高く維持できる糸加工機を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

第１の発明にかかる糸加工機は、合成繊維からなる走行中の糸を加熱する加熱装置を有する糸加工機であって、前記加熱装置は、熱源と、前記熱源によって加熱される加熱部と、前記熱源の温度を制御する制御部と、を備えている。前記加熱部は、前記走行中の糸を接触させるための接糸面が設けられた接糸部と、前記熱源で発生する熱を受けて前記接糸部を加熱するための加熱部材と、を有し、前記加熱部材は、アルミニウムを含む金属で構成される。前記制御部は、前記加熱部材の温度が３２０℃以下に制限されるよう前記熱源の温度を制御する。

【0008】

本発明では、糸を接糸面に接触させて加熱する接触方式であるので、非接触方式の場合に比べて、熱源の設定温度を低くすることができる。すなわち、加熱部材の温度が３２０℃以下であっても糸を適正に加熱することができる。したがって、加熱部材の素材として、融点が比較的低いアルミニウムを使用することができる。アルミニウムは、比熱が比較的高く且つ比重が比較的小さいので、黄銅に比べて小さな質量である程度の熱容量を確保することができる。よって、コストを削減することができる。また、アルミニウムは、黄銅に比べて熱伝導率が高いので、糸走行方向に関する加熱部材の温度の高く維持できる。

【0009】

なお、熱源は、例えばニクロム線等の電熱線に電流を流すことで発熱する抵抗加熱式の熱源である。抵抗加熱式の熱源の一例としては、シーズヒータが挙げられる。

【0010】

第２の発明にかかる糸加工機では、前記接糸部は、少なくとも鉛直方向に交わる延在方向に延びており、前記加熱装置は、前記接糸面が少なくとも下側を向くように、且つ、鉛直方向及び前記延在方向の両方と平行な断面において、前記接糸面の水平方向に対する傾き角度が－６０°～＋６０°の間に収まるように設置される。

【0011】

本発明では、断糸が発生したときには、糸を自重で接糸面から速やかに離れさせることができる。これにより、断糸が発生した際に、糸が加熱装置内で融解して加熱装置に付着するのを回避できる。

【0012】

第３の発明にかかる糸加工機では、前記熱源は、電流が供給されることにより発熱し、前記加熱部材の温度を検出するセンサと、前記熱源に電流を供給可能な電流付与回路と、をさらに備えており、前記制御部は、前記センサの検出値に基づいて前記電流付与回路を制御し、前記熱源に電流を供給する状態と電流を供給しない状態とを切り替える。

【0013】

本発明では、熱源に供給する電流や電圧の大きさを制御する場合に比べて、制御を簡素化してコストを低減することができる。

【0014】

第４の発明にかかる糸加工機では、前記加熱部材の温度が４００℃以上且つ４５０℃以下の所定温度となったときに前記熱源に供給する電流を遮断する遮断器をさらに備えている。

【0015】

本発明では、センサの故障等により制御部により加熱部材の温度が制御できなくなった場合であっても、加熱部材の温度が４００℃以上且つ４５０℃以下の所定温度となったときに、遮断器によって熱源に供給する電流を遮断することができる。したがって、加熱部材の温度の上昇を抑え、加熱部材の強度が低下するのを避けることができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の一実施形態にかかる仮撚加工機の側面図である。

【図2】糸の経路に沿って仮撚加工機を展開した模式図である。

【図3】第１加熱装置を示す図である。

【図4】図３のIV－IV線に沿う断面図である。

【図5】図４のV－V線に沿う断面図である。

【図6】図４のVI－VI線に沿う断面図である。

【図7】接糸面の水平方向に対する傾き角度の定義を示す説明図である。

【図8】（ａ）、（ｂ）は、接糸面の水平方向に対する傾き角度の限度を示す説明図である。

【図9】実施例及び比較例にかかる各加熱部材を使用した際の接糸面の温度分布を示すグラフである。

【図10】実施例及び比較例にかかる各加熱部材を使用した際の消費電力を示すグラフである。

【図11】アルミニウム及び黄銅の各物性値を示す表である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

本発明の好適な一実施形態に係る仮撚加工機１について、図１を参照しつつ説明する。なお、図１の紙面垂直方向を機台長手方向とし、紙面左右方向を機台幅方向とする。機台長手方向及び機台幅方向の両方と直交する方向を、重力の作用する上下方向（鉛直方向）とする。機台長手方向及び機台幅方向は、水平方向と略平行な方向である。

【0018】

（仮撚加工機の全体構成）
仮撚加工機１は、例えばナイロン（ポリアミド系繊維）やポリエステル等の合成繊維からなる糸Ｙを仮撚加工可能に構成されている。仮撚加工機１は、糸Ｙを供給するための給糸部２と、給糸部２から供給された糸Ｙを仮撚加工する加工部３と、加工部３によって加工された糸Ｙを巻取ボビンＢｗに巻き取る巻取部４とを備える。給糸部２、加工部３及び巻取部４が有する各構成要素は、機台長手方向において複数配列されている（図２参照）。機台長手方向は、給糸部２から加工部３を通って巻取部４に至る糸道によって形成される、糸Ｙの走行面（図１の紙面）と直交する方向である。

【0019】

給糸部２は、複数の給糸パッケージＰｓを保持するクリールスタンド５を有する。給糸部２は、加工部３に複数の糸Ｙを供給する。加工部３は、給糸パッケージＰｓから供給された糸Ｙを仮撚りする。加工部３は、糸走行方向の上流側から順に、第１フィードローラ１１、撚止ガイド１２、第１加熱装置１３（本発明の「加熱装置」に相当）、冷却装置１４、仮撚装置１５、第２フィードローラ１６、交絡装置１７、第３フィードローラ１８、第２加熱装置１９、第４フィードローラ２０が配置された構成となっている。巻取部４は、複数の巻取装置２１を有する。各巻取装置２１は、加工部３で仮撚加工された糸Ｙを巻取ボビンＢｗに巻き取って巻取パッケージＰｗを形成する。

【0020】

仮撚加工機１は、機台幅方向に間隔を置いて配置された主機台８及び巻取台９を有する。主機台８及び巻取台９は、機台長手方向に略同じ長さに延設されている。主機台８及び巻取台９は、機台幅方向において互いに対向するように配置されている。主機台８の上部と巻取台９の上部とは、支持フレーム１０によって連結されている。加工部３を構成する各装置は、主に主機台８や支持フレーム１０に取り付けられている。巻取部４を構成する各装置は、巻取台９に取り付けられている。主機台８と巻取台９と支持フレーム１０とによって、作業者が各装置に対して糸掛け等の作業を行うための作業空間Ａが形成されている。糸道は、糸Ｙが主に作業空間Ａの周りを走行するように形成されている。

【0021】

仮撚加工機１は、互いに対向配置された１組の主機台８及び巻取台９を含むスパンと呼ばれる単位ユニットを有する。１つのスパンには、加工部３を構成する各装置を通るように糸道が形成されている加工ユニット（錘とも呼ばれる）が、機台長手方向に複数並んで配置されている。これによって、１つのスパンでは、機台長手方向に並んだ状態で走行する複数の糸Ｙに対して、同時に仮撚加工を行うことができる。仮撚加工機１は、スパンが、主機台８における機台幅方向の中心線Ｃを対称軸として、紙面左右対称に配置されている。主機台８は左右のスパンで共通のものとなっている。

【0022】

（加工部の構成）
加工部３の構成について、図１及び図２を参照しつつ説明する。第１フィードローラ１１は、給糸部２に装着された給糸パッケージＰｓから糸Ｙを解舒して第１加熱装置１３へ送るように構成されている。第１フィードローラ１１は、例えば、図２に示すように、１本の糸Ｙを第１加熱装置１３へ送るように構成されている。或いは、第１フィードローラ１１は、隣り合う複数の糸Ｙをそれぞれ糸走行方向における下流側へ送ることが可能に構成されていても良い。撚止ガイド１２は、仮撚装置１５で糸Ｙに付与された撚りが、撚止ガイド１２よりも糸走行方向上流側に伝播しないように構成されている。

【0023】

第１加熱装置１３は、第１フィードローラ１１から送られてきた糸Ｙを所定の加工温度に加熱するための装置である。第１加熱装置１３は、例えば、図２に示すように、２本の糸Ｙを加熱可能に構成されている。第１加熱装置１３のより詳細については後述する。

【0024】

冷却装置１４は、第１加熱装置１３で加熱された糸Ｙを冷却するように構成されている。冷却装置１４は、例えば、図２に示すように、１本の糸Ｙを冷却するように構成されている。或いは、冷却装置１４は、複数の糸Ｙを同時に冷却可能に構成されていても良い。仮撚装置１５は、冷却装置１４の糸走行方向下流側に配置され、糸Ｙに撚りを付与するように構成されている。仮撚装置１５は、例えば、いわゆるディスクフリクション方式の仮撚装置であるが、これには限られない。第２フィードローラ１６は、仮撚装置１５で処理された糸Ｙを交絡装置１７へ送るように構成されている。第２フィードローラ１６による糸Ｙの搬送速度は、第１フィードローラ１１による糸Ｙの搬送速度よりも速い。これにより、糸Ｙは、第１フィードローラ１１と第２フィードローラ１６との間で延伸仮撚される。

【0025】

交絡装置１７は、糸Ｙに交絡を付与するように構成されている。交絡装置１７は、例えば、空気流によって糸Ｙに交絡を付与する公知のインターレースノズルを有する。

【0026】

第３フィードローラ１８は、交絡装置１７よりも糸走行方向における下流側を走行している糸Ｙを第２加熱装置１９へ送るように構成されている。第３フィードローラ１８は、例えば、図２に示すように、１本の糸Ｙを第２加熱装置１９へ送るように構成されている。或いは、第３フィードローラ１８は、隣り合う複数の糸Ｙをそれぞれ糸走行方向における下流側へ送ることが可能に構成されていても良い。なお、第３フィードローラ１８による糸Ｙの搬送速度は、第２フィードローラ１６による糸Ｙの搬送速度よりも遅い。このため、糸Ｙは、第２フィードローラ１６と第３フィードローラ１８との間で弛緩される。

【0027】

第２加熱装置１９は、第３フィードローラ１８から送られてきた糸Ｙを加熱するように構成されている。第２加熱装置１９は、鉛直方向に沿って延びており、１つのスパンに１つずつ設けられている。第４フィードローラ２０は、第２加熱装置１９によって加熱された糸Ｙを巻取装置２１へ送るように構成されている。第４フィードローラ２０は、例えば、図２に示すように、１本の糸Ｙを巻取装置２１へ送ることが可能に構成されている。或いは、第４フィードローラ２０は、隣り合う複数の糸Ｙをそれぞれ糸走行方向における下流側へ送ることが可能に構成されていても良い。第４フィードローラ２０による糸Ｙの搬送速度は、第３フィードローラ１８による糸Ｙの搬送速度よりも遅い。このため、糸Ｙは、第３フィードローラ１８と第４フィードローラ２０との間で弛緩される。

【0028】

以上のように構成された加工部３では、第１フィードローラ１１と第２フィードローラ１６との間で延伸された糸Ｙが、仮撚装置１５によって撚られる。仮撚装置１５により形成される撚りは、撚止ガイド１２までは伝播するが、撚止ガイド１２よりも糸走行方向上流側には伝播しない。延伸されつつ撚りが付与された糸Ｙは、第１加熱装置１３で加熱されて熱固定された後、冷却装置１４で冷却される。仮撚装置１５よりも糸走行方向下流側では糸Ｙは解撚されるが、上記の熱固定によって糸Ｙが波状に仮撚りされた状態が維持される（すなわち、糸Ｙの捲縮が維持される）。

【0029】

仮撚りが施された糸Ｙは、第２フィードローラ１６と第３フィードローラ１８との間で弛緩されながら、交絡装置１７によって交絡が付与された後、糸走行方向下流側へ案内される。さらに、糸Ｙは、第３フィードローラ１８と第４フィードローラ２０との間で弛緩されながら、第２加熱装置１９で熱処理される。最後に、第４フィードローラ２０から送られた糸Ｙが巻取装置２１によって巻き取られる。

【0030】

（巻取部の構成）
巻取部４の構成について、図２を参照しつつ説明する。巻取部４は、複数の巻取装置２１を有する。各巻取装置２１は、１つの巻取ボビンＢｗに糸Ｙを巻取可能に構成されている。巻取装置２１は、支点ガイド４１と、トラバース装置４２と、クレードル４３とを有する。支点ガイド４１は、糸Ｙが綾振りされる際の支点となるガイドである。トラバース装置４２は、トラバースガイド４５によって糸Ｙを綾振りすることが可能に構成されている。クレードル４３は、巻取ボビンＢｗを回転自在に支持するように構成されている。クレードル４３の近傍には、接触ローラ４６が配置されている。接触ローラ４６は、巻取パッケージＰｗの表面に接触して接圧を付与する。以上のように構成された巻取部４では、上述した第４フィードローラ２０から送られた糸Ｙが各巻取装置２１によって巻取ボビンＢｗに巻き取られ、巻取パッケージＰｗが形成される。

【0031】

（第１加熱装置の構成）
次に、第１加熱装置１３のより具体的な構成について、図３～図６をさらに参照しつつ説明する。図３に示すように、第１加熱装置１３は、機台長手方向と直交する所定の延在方向に延びている。延在方向は、上下方向（鉛直方向）に交わる方向である。以下の説明においては、機台長手方向及び延在方向の両方と直交する方向を高さ方向とする。

【0032】

第１加熱装置１３は、走行する糸Ｙを加熱するように構成されている。本実施形態では、第１加熱装置１３は、例えば２本の糸Ｙ（糸Ｙａ、Ｙｂ：図４参照）を加熱可能に構成されている。

【0033】

第１加熱装置１３は、図４及び図５に示すように、熱源５１、加熱部５２、加熱部５２の温度を検出するセンサ５７、電流付与回路５８、サーモスタット７０、断熱材５９、ボックス６０、及び、制御装置１００を主に有する。第１加熱装置１３は、熱源５１によって加熱された加熱部５２に走行中の糸Ｙａ、Ｙｂを接触させることによって、糸Ｙａ、Ｙｂを同時に加熱する。

【0034】

熱源５１は、例えばニクロム線等の電熱線に電流を流すことで発熱する抵抗加熱式の熱源である。抵抗加熱式の熱源の一例としては、電熱線（例えばコイル）と、電熱線を囲むパイプとを有するシーズヒータが挙げられる。熱源５１は、延在方向に沿って延びている。熱源５１の加熱長（延在方向に沿う長さ）は、例えば１．０ｍである。熱源５１は、電流付与回路５８に接続されている。電流付与回路５８は、熱源５１の電熱線に電流を流すための回路である。熱源５１は、電流付与回路５８によって電熱線に電流が供給されることによりジュール熱を発生させる。

【0035】

電流付与回路５８は、制御装置１００と電気的に接続されている。なお、制御装置１００は、第１加熱装置１３の電流付与回路５８の他にも、仮撚加工機１を構成する装置と電気的に接続されていても良い。制御装置１００は、センサ５７の出力信号に基づいて電流付与回路５８のＯＮ／ＯＦＦを制御（PWM制御）し、熱源５１の電熱線に電流を供給する状態と電流を供給しない状態とを切り替える。具体例としては、センサ５７の検出値が目標温度よりも十分に低い場合は、制御装置１００は、電熱線に電流が供給される状態を維持する。そして、センサ５７の検出値が目標温度に近づくと、電熱線に電流を供給する状態の時間と電熱線に電流を供給しない状態との時間を調整し、目標温度を超えないように制御する。一方、センサ５７の検出値が目標温度よりも十分に高い場合は、制御装置１００は、電熱線に電流を供給しない状態を維持する。そして、センサ５７の検出値が目標温度に近づくと、電熱線に電流を供給しない状態の時間と電熱線に電流を供給する状態との時間を調整し、目標温度を下回らないように制御する。なお、上述の目標温度は、糸Ｙの種類、糸Ｙの銘柄（太さ）、糸Ｙの走行速度等の運転条件に応じて適宜設定されるものである。

【0036】

上述のように、制御装置１００は、熱源５１の温度（第１加熱装置１３の加熱温度）を制御可能である。なお、制御装置１００による温度制御のコントロール点は、加熱部５２においてセンサ５７が設けられている部分（延在方向の中央部分）である。

【0037】

また、制御装置１００は、第１加熱装置１３の加熱温度の上限を管理する。すなわち、制御装置１００は、センサ５７の検出値が３２０℃以下に制限されるように制御する。具体例としては、制御装置１００は、センサ５７の検出値が３２０℃以下の所定の上限温度まで上昇したときに、電熱線に電流を供給しない状態として熱源５１の温度を下げる。なお、上述の上限温度は固定値であり、糸Ｙの種類、糸Ｙの銘柄（太さ）、糸Ｙの走行速度等の運転条件により変更されるものではない。

【0038】

サーモスタット７０は、電流付与回路５８と熱源５１との間に配置されている。サーモスタット７０は、加熱部材５３の温度が４００℃以上且つ４５０℃以下の所定の異常温度となったときに、電流付与回路５８と熱源５１との間の回路を物理的に遮断する。これにより、熱源５１に供給する電流が遮断される。すなわちサーモスタット７０は、本発明の「遮断器」に相当する。

【0039】

加熱部５２は、熱源５１が生成する熱によって加熱されるように構成されている。加熱部５２は、図５に示すように、熱源５１に沿って延在方向に延びている。加熱部５２は、例えば、２つの加熱部材５３（加熱部材５３ａ、５３ｂ）と、２つの接糸部５４（接糸部５４ａ、５４ｂ）と、を有する。加熱部材５３ａ及び接糸部５４ａは、糸Ｙａを加熱するための部材である。加熱部材５３ｂ及び接糸部５４ｂは、糸Ｙｂを加熱するための部材である。糸Ｙａを加熱するための部材と糸Ｙｂを加熱するための部材は、例えば、機台長手方向において、熱源５１を挟んで互いに反対側の位置に配置されている。

【0040】

糸Ｙａを加熱するための部材について説明する。加熱部材５３ａは、アルミニウム又はアルミニウム合金で構成されている。加熱部材５３ａは、熱源５１に沿って延在方向に延びている。加熱部材５３ａは、熱源５１に接触するように配置されている。加熱部材５３ａは、例えば、熱源５１の機台長手方向における一方側（図４の紙面左側）に配置されている。加熱部材５３ａは、例えば、延在方向に延びたスリット５５（スリット５５ａ）を有する。スリット５５ａは、延在方向と直交する断面において逆Ｕ字状のスリットである。スリット５５ａは、高さ方向における一方側（図４の紙面上側）とは反対の他方側（図４の紙面下側）が開口している。スリット５５ａ内には、接糸部５４（接糸部５４ａ）が収容されている。

【0041】

接糸部５４ａは、糸Ｙａが走行するための糸道を形成している部材である。接糸部５４ａは、例えばＳＵＳ製の長尺の部材である。接糸部５４ａは、少なくとも延在方向に延びている。接糸部５４ａは、加熱部材５３ａと接触した状態で加熱部材５３ａに固定されている。接糸部５４ａは、加熱部材５３ａを介して熱源５１から伝わる熱によって昇温される。接糸部５４ａは、糸Ｙを接触させるための接糸面５６（接糸面５６ａ）を有する。接糸面５６ａは、少なくとも高さ方向における他方側を向いている。接糸面５６ａは、図６に示すように、機台長手方向と直交する断面において、例えば高さ方向の他方側へ凸状に膨らんだ略Ｕ字状に湾曲している。接糸面５６ａは、図４に示すように、延在方向から見たときに、例えば高さ方向の一方側へ凸状に膨らんだ逆Ｕ字状に湾曲している。

【0042】

また、糸Ｙｂを加熱するための部材について説明する。加熱部材５３ｂは、例えば、熱源５１の機台長手方向における他方側（図４の紙面右側）に配置されている。加熱部材５３ｂは、熱源５１と接触している。加熱部材５３ｂは、スリット５５ａと同様の形状のスリット５５ｂを有する。スリット５５ｂ内には、接糸部５４ａと同様の構造の接糸部５４ｂが収容されている。接糸部５４ｂは、接糸面５６ａと同様の形状の接糸面５６ｂを有する。さらなる詳細については省略する。

【0043】

センサ５７は、図４及び図５に示すように、加熱部５２における高さ方向の一方側の端部に配置されている。より詳細には、センサ５７は、図４に示すように、加熱部材５３ａ、５３ｂにおける高さ方向の一方側の端面に跨って形成された凹部５２ａ内に配置されている。これにより、センサ５７は、加熱部５２における加熱部材５３の温度を検出する。センサ５７は、高さ方向に関して熱源５１の一方側に配置されている。センサ５７は、図５に示すように、加熱部５２における延在方向の中央部分において、熱源５１と高さ方向に関して重なる位置に配置されている。

【0044】

加熱部５２は、ボックス６０に収容されている。ボックス６０は、延在方向を長手方向とする直方体形状を有する中空の部材である。ボックス６０における高さ方向の他方側の側壁には開口６１が形成されている。開口６１により、２つの加熱部材５３にそれぞれ形成されたスリット５５内の空間が、ボックス６０外の空間と連通している。また、ボックス６０における延在方向の両端の側壁には、開口６２、６３がそれぞれ形成されている。開口６２、６３により、２つの加熱部材５３にそれぞれ形成されたスリット５５内の空間が、ボックス６０外の空間と連通している。

【0045】

ボックス６０と、ボックス６０内に収容された加熱部５２との間のすき間を埋めるように、複数の断熱材５９が配置されている。加熱部５２の機台長手方向の両側の壁面、及び、高さ方向の両側の壁面は、複数の断熱材５９によって覆われている。加熱部５２の延在方向の両側の壁面は断熱材５９によって覆われておらず、外気に晒されている。また、断熱材５９は、高さ方向に関してスリット５５の他方側には配置されていない。

【0046】

これにより、図４及び図６に示すように、スリット５５内に収容された接糸部５４における接糸面５６の高さ方向における他方側の（より正確には、下側の）空間は、開放されている。「開放されている」とは、第１加熱装置１３において、接糸面５６の下側への延長線上に部材が配置されておらず、断糸時に糸Ｙが自重で第１加熱装置１３から脱落可能な空間が形成されていることを意味する。

【0047】

ここで、糸Ｙが正常に走行している状態において、糸Ｙが接糸面５６に確実に接触するように、第１加熱装置１３と撚止ガイド１２との位置関係及び第１加熱装置１３と冷却装置１４との位置関係が適切に設定されている。すなわち、接糸面５６に沿って走行している糸Ｙに対して、少なくとも高さ方向において接糸面５６側への力が加えられようになっている。これにより、糸Ｙが接糸面５６から離れてしまうことが防止される。

【0048】

以上の構成を有する第１加熱装置１３においては、糸Ｙは、走行しながら接糸面５６と接触することにより、接糸面５６を介して加熱部５２から熱を受け取る（接触方式）。これにより、糸Ｙが加熱される。糸Ｙの種類、糸Ｙの銘柄（太さ）、糸Ｙの走行速度及び加熱温度を適切に設定することにより、糸Ｙの温度を最適な加工温度にすることができる。第１加熱装置１３においては、加熱温度と加工温度は必ずしも一致しない。加熱温度は、加工温度の目標値よりも高く設定されることが多い。

【0049】

（第１加熱装置の配置）
第１加熱装置１３の配置について、図７及び図８をさらに参照しつつ、より具体的に説明する。

【0050】

上述のように、機台長手方向に直交する断面（言い換えると、上下方向及び延在方向の両方と平行な断面）において、接糸面５６は略Ｕ字状に湾曲している。より詳しくは、接糸面５６の延在方向における中央部（図７に示す点Ｐ０の近傍部分）は、延在方向と略平行である。接糸面５６の延在方向における中央部の両側部分は、延在方向に対して傾いている。接糸面５６の延在方向における一方側の端（図７に示す点Ｐ１）の近傍部分及び他方側の端（図７に示す点Ｐ２）の近傍部分が、延在方向に対して最も大きく傾いている。例えば、図７に示すように、延在方向が水平方向と略平行になるように第１加熱装置１３が配置されているとき、機台長手方向と直交する断面において、点Ｐ０の近傍部分が水平方向と略平行である。また、このとき、点Ｐ１の近傍部分及び点Ｐ２の近傍部分が水平方向に対して大きく傾いている。

【0051】

図７に示すように、機台長手方向と直交する断面において、点Ｐ１の近傍部分の水平方向に対する傾き角度を角度θ１とする。また、当該断面において、点Ｐ２の近傍部分の水平方向に対する傾き角度を角度θ２とする。以下、角度θ１、θ２の詳細な定義について説明する。

【0052】

角度θ１は、機台長手方向と直交する断面において、接糸面５６の点Ｐ１を通る接線のうち延在方向における一方側の部分（接線Ｔ１）と、機台幅方向に沿って延びる略水平な直線Ｌ１とのなす角度である。接線Ｔ１が直線Ｌ１よりも上側に位置しているとき（図７及び図８（ａ）参照）、角度θ１は正の値を有するものとする。接線Ｔ１が直線Ｌ１よりも下側に位置しているとき（図８（ｂ）参照）、角度θ１は負の値を有するものとする。

【0053】

角度θ２は、機台長手方向と直交する断面において、接糸面５６の点Ｐ２を通る接線のうち延在方向における一方側の部分（接線Ｔ２）と、機台幅方向に沿って延びる略水平な直線Ｌ２とのなす角度である。接線Ｔ２が直線Ｌ２よりも上側に位置しているとき（図８（ａ）参照）、角度θ２は正の値を有するものとする。接線Ｔ２が直線Ｌ２よりも下側に位置しているとき（図７及び図８（ｂ）参照）、角度θ２は負の値を有するものとする。機台長手方向と直交する断面において、接糸面５６の、点Ｐ１と点Ｐ２との間の部分の水平方向に対する傾き角度は、角度θ１と角度θ２との間の値を有する。

【0054】

本実施形態において、接糸面５６の水平方向に対する傾き角度は、－６０°～＋６０°の間に収まっている。より具体的には、接糸面５６の点Ｐ１から点Ｐ２に亘る全ての部分（つまり、接糸面５６の延在方向における全ての部分）の傾き角度が、水平方向に対して－６０°～＋６０°の間に収まっている。本実施形態では、角度θ１及び角度θ２の両方が－６０°～＋６０°の間に収まっているとき、接糸面５６全体の水平方向に対する傾き角度は、－６０°～＋６０°の間に収まっている。

【0055】

以上のように、第１加熱装置１３において接糸面５６の下側（真下）の空間が開放されており、且つ、機台長手方向と直交する断面において、接糸面５６の水平方向に対する傾き角度が所定の範囲に収まっている。このため、仮撚加工機１の稼働中に断糸が生じたとき、糸Ｙを自重で速やかに接糸面５６から離れさせ、さらには、第１加熱装置１３から糸Ｙを脱落させることが可能になる。このため、断糸時に糸Ｙが第１加熱装置１３に融着するのを回避できる。

【0056】

（比較試験）
本願発明者は、本実施形態のように加熱部材の素材としてアルミニウムを使用した場合（実施例）と、加熱部材の素材として黄銅を使用した場合（比較例）と、で比較試験を行った。図９は、実施例及び比較例にかかる加熱部材をそれぞれ使用し、設定温度を１００℃、２００℃、３００℃とした場合（センサで検出される加熱部の温度（コントロール点の温度）が１００℃、２００℃、３００℃となるように制御した場合）の、接糸面の延在方向に関する温度分布を示すグラフである。なお、実施例においても比較例においても、加熱部材の熱容量は２９０４Ｊ／Ｋである。

【0057】

図９のグラフから、いずれの設定温度での試験でも、加熱部材の素材としてアルミニウムを使用した場合（実施例）は、加熱部材の素材として黄銅を使用した場合（比較例）に比べて、接糸面における延在方向の両端部の温度の低下度合が小さくなっている。すなわち、実施例は比較例に比べて、コントロール点から離れた位置での接糸面の温度の低下度合が小さい。これは、後述するように、アルミニウムの熱伝導率が、黄銅の熱伝導率に比べて高いためである。

【0058】

図１０は、実施例及び比較例にかかる加熱部材をそれぞれ使用し、無負荷状態（糸Ｙの加熱を行わない状態）で設定温度を１００℃、２００℃、３００℃とした場合の、消費電力を示すグラフである。図１０に示すように、実施例のように加熱部材の素材としてアルミニウムを使用した場合も、比較例のように加熱部材の素材として黄銅を使用した場合と、消費電力はほとんど変わらない。

【0059】

（アルミニウム及び黄銅の物性値）
ここで、上述の比較試験において実施例にかかる加熱部材の素材として使用したアルミニウムと、比較例にかかる加熱部材の素材として使用した黄銅との、融点、比熱、比重及び熱伝導率の各物性値を、図１１の表に示す。なお、アルミニウムの各物性値は２０℃でのものである。また、黄銅は、亜鉛の含有率が３０パーセントの７３黄銅である。図１１に示すように、アルミニウムの融点は６６０℃であり、黄銅（１２０５℃）よりも低い。アルミニウムの比熱は９００Ｊ／ｋｇ℃であり、黄銅（３８５Ｊ／ｋｇ℃）よりも大きい。アルミニウムの比重は２．７ｇ／ｃｍ³であり、黄銅（８．５６ｇ／ｃｍ³）よりも小さい。アルミニウムの熱伝導率は２０４Ｗ／ｍｋ、黄銅（９９Ｗ／ｍｋ）よりも大きい。

【0060】

（実施形態の特徴）
以上のように、本実施形態の仮撚加工機１は、合成繊維からなる走行中の糸Ｙを加熱する第１加熱装置１３を有する仮撚加工機１であって、第１加熱装置１３は、熱源５１と、熱源５１によって加熱される加熱部５２と、熱源５１の温度を制御する制御装置１００と、を備えている。加熱部５２は、走行中の糸を接触させるための接糸面５６が設けられた接糸部５４と、熱源５１で発生する熱を受けて接糸部５４を加熱するための加熱部材５３と、を有する。加熱部材５３は、アルミニウムを含む金属で構成され、制御装置１００は、加熱部材５３の温度が３２０℃以下に制限されるよう熱源５１の温度を制御する。

【0061】

上述の構成によると、第１加熱装置１３は、糸Ｙを接糸面５６に接触させて加熱する接触方式であるので、非接触方式の場合に比べて、加熱温度を低くすることができる。すなわち、加熱部材５３の温度が３２０℃以下であっても糸Ｙを適正に加熱することができる。したがって、加熱部材５３の素材として、融点が比較的低いアルミニウムを使用することができる。アルミニウムは、比熱が比較的高く且つ比重が比較的小さいので、黄銅に比べて小さな質量である程度の熱容量を確保することができる。よって、コストを削減することができる。また、アルミニウムは、黄銅に比べて熱伝導率が高いので、糸走行方向に関する加熱部材５３の温度の高く維持できる。

【0062】

また、本実施形態の仮撚加工機１では、接糸部５４は、少なくとも鉛直方向に交わる延在方向に延びており、第１加熱装置１３は、接糸面５６が少なくとも下側を向くように、且つ、鉛直方向及び延在方向の両方と平行な断面において、接糸面５６の水平方向に対する傾き角度が－６０°～＋６０°の間に収まるように設置される。したがって、断糸が発生したときには、糸Ｙを自重で接糸面５６から速やかに離れさせることができる。これにより、断糸が発生した際に、糸Ｙが第１加熱装置１３内で融解して第１加熱装置１３に付着するのを回避できる。

【0063】

さらに、本実施形態の仮撚加工機１では、熱源５１は、電流が供給されることにより発熱する。そして、加熱部材５３の温度を検出するセンサ５７と、熱源５１の電熱線に電流を供給可能な電流付与回路５８と、を備えている。制御装置１００は、センサ５７の検出値に基づいて電流付与回路５８のＯＮ／ＯＦＦを制御して、熱源５１に電流を供給する状態と電流を供給しない状態とを切り替える。したがって、熱源５１に供給する電流や電圧の大きさを制御する場合に比べて、制御を簡素化してコストを低減することができる。

【0064】

加えて、本実施形態の仮撚加工機１は、加熱部材５３の温度が４００℃以上且つ４５０℃以下の異常温度となったときに熱源５１に供給する電流を遮断するサーモスタット７０を備えている。センサ５７の故障等により制御装置１００により加熱部材５３の温度が制御できなくなった場合には、加熱部材５３の温度が上限温度よりも高くなるおそれがある。本実施形態の加熱部材５３は、アルミニウムを含む金属で構成されている。ここで、純度９９％以上の純アルミニウムの融点は６６０℃である。Al-Cu系のアルミニウム合金の融点は５００℃～６４０℃である。Al-Mn系のアルミニウム合金の融点は６４０℃である。Al-Si系のアルミニウム合金の融点は５３０℃～５７０℃である。Al-Mg系のアルミニウム合金の融点は５７０℃～６５０℃である。Al-Mg-Si系のアルミニウム合金の融点は５８０℃～６５０℃である。Al-Zn-Mg系のアルミニウム合金の融点は４８０℃～６４０℃である。そして、本実施形態では、加熱部材５３の温度が４００℃以上且つ４５０℃以下の異常温度となったときに、サーモスタット７０によって熱源５１に供給する電流を遮断することができる。したがって、アルミニウムを含む金属で構成された加熱部材５３の温度の上昇を抑え、溶融又は溶融に近い状態となるのを防ぐことができる。よって、加熱部材５３の強度が低下するのを避けることができる。

【0065】

以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

【0066】

上述の実施形態においては、加熱部材５３の温度が４００℃以上且つ４５０℃以下の異常温度となったときに、サーモスタット７０によって熱源５１に供給する電流を遮断する場合について説明したが、これには限定されない。すなわち、サーモスタット７０に替えて温度ヒューズを採用してもよい。また、サーモスタット７０や温度ヒューズ等の遮断器が設けられていなくてもよい。

【0067】

さらに、上述の実施形態では、センサ５７は、加熱部材５３ａ、５３ｂにおける高さ方向の一方側の端面に跨って形成された凹部５２ａ内に配置されており、熱源５１と高さ方向に重なる位置に配置されている場合について説明した。しかしながら、センサ５７の配置はこれに限定されるものではない。すなわち例えば、センサ５７は、機台長手方向に関して熱源５１と並ぶ位置に配置されていてもよい。センサ５７は、熱源５１の近傍に配置されていることが好ましい。

【0068】

また、上述の実施形態においては、第１加熱装置１３は、接糸面５６が少なくとも下側を向くように、且つ、鉛直方向及び延在方向の両方と平行な断面において、接糸面５６の水平方向に対する傾き角度が－６０°～＋６０°の間に収まるように設置される場合について説明したが、これには限定されない。すなわち、接糸面５６は、上側を向いていてもよい。さらに、接糸面５６の水平方向に対する傾き角度は－６０°～＋６０°の間に収まっていなくてもよい。

【0069】

加えて、上述の実施形態では、本発明を糸Ｙに仮撚加工を施す仮撚加工機１に適用する場合について説明したが、これには限定されない。本発明は、仮撚加工に限定されず、合糸加工等の種々の加工を合成繊維からなる糸に施す糸加工機に適用することが可能である。

【符号の説明】

【0070】

１ 仮撚加工機（糸加工機）
１３ 第１加熱装置（加熱装置）
５１ 熱源
５２ 加熱部
５３ 加熱部材
５４ 接糸部
５６ 接糸面
５７ センサ
５８ 電流付与回路
７０ サーモスタット（遮断器）
１００ 制御装置（制御部）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】