紡機における繊維束案内装置
【課題】繊維束を非接触状態で案内する案内部材を励振する励振手段のエネルギー効率を高めることができ、設置に必要なスペースを確保するのが容易になる紡機における繊維束案内装置を提供する。
【解決手段】繊維束案内装置３０は、案内すべき繊維束の移動方向に沿って繊維束の幅を狭める案内面を備えた案内部材３１と、案内面に繊維束が接触するのを阻止する音圧を発生するように案内部材３１を振動させる励振手段３２とを備えている。励振手段３２を構成する振動子３７は、一対の連結部材３５，３６間に圧電素子３４及び取付け用ブラケット３３を挟み込んだ形で構成されている。発振器３９は圧電素子３４に連結部材３５，３６が取付け用ブラケット３３の位置が節になり、案内部材３１の位置が腹になる縦振動を行うように所定周波数の電圧を出力する。
【解決手段】繊維束案内装置３０は、案内すべき繊維束の移動方向に沿って繊維束の幅を狭める案内面を備えた案内部材３１と、案内面に繊維束が接触するのを阻止する音圧を発生するように案内部材３１を振動させる励振手段３２とを備えている。励振手段３２を構成する振動子３７は、一対の連結部材３５，３６間に圧電素子３４及び取付け用ブラケット３３を挟み込んだ形で構成されている。発振器３９は圧電素子３４に連結部材３５，３６が取付け用ブラケット３３の位置が節になり、案内部材３１の位置が腹になる縦振動を行うように所定周波数の電圧を出力する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紡機における繊維束案内装置に係り、詳しくは繊維束を非接触状態で案内する紡機の繊維束案内装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
リング精紡機において、ドラフトされた繊維束を撚り掛けの前に予め集束し、むらが少ない、毛羽が少ない等の糸品質の向上を目的とした繊維束集束装置が種々提案されている。そして、繊維束の集束方法としては、機械的なガイド（コレクター）を用いる方法や、多孔ベルト（通気エプロン）上を移動する繊維束に吸引気流を作用させる方法が一般的である。
【０００３】
しかし、これらの方法では、繊維束と接触して繊維束を案内するため、繊維束中の繊維配列を乱さないために、案内部材の表面の摩擦を低減させる対策が必要であり、対策を施しても経時的に性能が劣化する。この問題を解消するため、繊維束に接触せずに繊維束を案内することができ、摩耗や異物の付着によって案内面の摩耗状態が経時的に劣化するのを防止する繊維束案内装置が提案されている（特許文献１参照。）。特許文献１の繊維束案内装置では、案内すべき繊維束の移動方向に沿って繊維束の幅を狭める案内面を備えた案内部材として２枚の板をそれぞれ専用の振動子で励振させる構成が採用されている。
【特許文献１】特開２００７−９３９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、特許文献１の繊維束案内装置のように、案内部材を構成する２枚の板をそれぞれ専用の振動子で励振させる構成では小型化が難しく、リング精紡機の各錘の繊維束の通過経路に案内部材を設けるスペースを確保するのが難しい。
【０００５】
そこで、図８に示すように、１つの案内部材５１を１つの振動子５２で励振させる構成が考えられる。この繊維束案内装置は振動子５２を構成する圧電素子５３に対して案内部材５１が固定される側と反対側の端部において取付け用ブラケット５４に取り付けられる構成である。この構成では１錘に必要な振動子５２は１つで済むが、インピーダンスが高く図示しない発振器を含めた励振手段のエネルギー効率が低い。
【０００６】
本発明は、前記の問題に鑑みてなされたものであって、その目的は繊維束を非接触状態で案内する案内部材を励振する励振手段のエネルギー効率を高めることができ、設置に必要なスペースを確保するのが容易になる紡機における繊維束案内装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記の目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、上流側から下流側へと移動する繊維束の幅を狭めるように案内する紡機における繊維束案内装置であって、紡機に取り付けられた状態において、案内すべき繊維束の移動方向に沿って繊維束の幅を狭める案内面を備えた案内部材と、前記案内面に前記繊維束が接触するのを阻止する音圧を発生するように前記案内部材を振動させる励振手段とを備えている。そして、少なくとも隣接する２錘に対応する間隔で配置される前記案内部材を前記案内部材と直交する方向に延びる棒状の連結部材で連結し、前記連結部材の中間部に圧電素子を介在させて、圧電素子により前記連結部材を縦振動させるように励振する。
【０００８】
圧電素子の片側にのみ連結部材を固定して、その連結部材を励振して縦振動させると、圧電素子の連結部材と反対側への力が無駄になる。しかし、この発明では、少なくとも２錘に対応する間隔で配置される案内部材が連結部材で連結されるとともに、連結部材の中間部に介在する圧電素子により励振されて縦振動する。そのため、圧電素子は振動のエネルギーを有効に利用して両側の連結部材を縦振動させることができる。したがって、繊維束を非接触状態で案内する案内部材を励振する励振手段のエネルギー効率を高めることができる。また、案内部材を個々に独立した励振手段で励振させる構成に比較して、設置に必要なスペースを確保するのが容易になる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記圧電素子は、前記連結部材の縦振動の節と対応する位置に設けられた取付け用ブラケットを挟んで両側に一対ずつ設けられている。この発明では、繊維束案内装置を紡機に取り付ける際の取付け用ブラケットが、連結部材の縦振動の節と対応する位置に設けられているため、取付け用ブラケットに余計な振動が伝わることなく、他部位への不要な振動の伝達及び、それに伴う余分なエネルギーの消費がない。また、圧電素子が取付け用ブラケットの両側に一対ずつ設けられているため、取付けブラケット側を接地側の電位とすることができ、接地が容易になる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記圧電素子は前記連結部材に挟まれて一対設けられ、前記圧電素子を挟んで設けられた連結部材は前記圧電素子と対向する部分において取付け用ブラケットで支持されている。この発明では、請求項２に記載の発明に比較して、圧電素子の数を容易に少なくすることができる。また、圧電素子の接地側の電位を連結部材と対向する側にすることで、取付け用ブラケットを介して接地することができる。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の発明において、前記案内部材は、２枚の板がスペーサを介して連結されるとともに、前記スペーサと対応する部分において励振される。案内部材として繊維束を案内するガイド部のみ一対の板部が対向する構成とし、振動子に連結されて撓み振動する大部分を１枚の板状あるいはロッド状に構成した場合、ガイド部を所望の振動状態で効率良く大きな振幅で励振させるのが難しい。しかし、この発明では、２枚の板がスペーサを介して連結されるとともに、スペーサと対応する部分において励振される。したがって、ガイド部が効率良く大きな振幅で共振され易くなる。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の発明において、前記圧電素子を挟んで設けられた連結部材には前記圧電素子と対向する面に雌ねじ部が形成され、両連結部材は前記圧電素子を遊貫するとともに両側に前記雌ねじ部と螺合する雄ねじ部を有する連結ロッドに螺合することにより前記圧電素子を挟持する状態で連結されている。この発明では、圧電素子と連結部材を対称な状態で連結することができ、振動系のインピーダンスを低減させて効率良く励振させることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、繊維束を非接触状態で案内する案内部材を励振する励振手段のエネルギー効率を高めることができ、設置に必要なスペースを確保するのが容易になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（第１の実施形態）
以下、本発明を精紡機に具体化した一実施形態を図１及び図２にしたがって説明する。
図１（ａ）に示すように、精紡機を構成するドラフト装置１１は、３線式ドラフト部の繊維束進行方向下流側に最終送出ローラ対を備えた４線式の構成である。３線式ドラフト部は、フロントボトムローラ１２、ミドルボトムローラ１３及びバックボトムローラ１４を備えている。ミドルボトムローラ１３及びバックボトムローラ１４は機台を構成するローラスタンド１５に対して前後方向に位置調整可能に固定された支持ブラケット１６，１７を介して支持されている。
【００１５】
ウエイティングアーム２０のフレーム２０ｂには、フロントトップローラ２１、ミドルトップローラ２２及びバックトップローラ２３が、それぞれフロントボトムローラ１２、ミドルボトムローラ１３及びバックボトムローラ１４と対応する位置にトップローラ支持部材を介してそれぞれ支持されている。ウエイティングアーム２０にはレバー２０ａが加圧位置と解放位置とに回動可能に配設されている。レバー２０ａが図１（ａ）に示すウエイティングアーム２０のフレーム２０ｂと当接する加圧位置に配置された状態では、ウエイティングアーム２０に支持された各トップローラ２１，２２，２３をボトムローラ１２，１３，１４側に押圧する加圧位置（紡出位置）にロック状態で保持される。また、レバー２０ａが図１（ａ）に示す状態から上方の解放位置に回動された状態では、前記ロック状態が解除されるようになっている。
【００１６】
最終送出ローラ対２６は、ローラスタンド１５に支持されたボトムニップローラ２６ａと、ウエイティングアーム２０に支持部材を介して支持されたトップニップローラ２６ｂとで構成されている。トップニップローラ２６ｂはドラフト装置１１のフロントトップローラ２１と同様に２錘毎に、支持部材を介してウエイティングアーム２０に支持されている。
【００１７】
図１（ａ）に示すように、繊維束案内装置３０は、最終送出ローラ対２６とその直前のローラであるフロントボトムローラ１２及びフロントトップローラ２１との間に配置されている。図２（ａ）に示すように、繊維束案内装置３０は案内部材３１と、案内部材３１を振動させる励振手段３２とを備えている。
【００１８】
図２（ａ）に示すように、励振手段３２は、機台への取付け用ブラケット３３を挟んで両側に圧電素子３４が一対ずつ設けられており、両圧電素子３４を挟むように連結部材３５，３６が設けられている。即ち、励振手段３２を構成する振動子３７は、一対の連結部材３５，３６間に圧電素子３４及び取付け用ブラケット３３を挟み込んだ形で構成されている。連結部材３５，３６は金属製のロッドで構成されている。振動子３７は所謂ランジュバン形振動子を構成し、圧電素子３４は一対のリング状のピエゾ素子３４ａ，３４ｂを備えており、両ピエゾ素子３４ａ，３４ｂ間にリング状の電極板３８が配置されている。
【００１９】
図２（ｂ）に示すように、一方の連結部材３５には圧電素子３４と対向する面に雌ねじ部３５ａが形成され、他方の連結部材３６には圧電素子３４と対向する面に雄ねじ部３６ａを有するロッド部３６ｂが突出形成されている。そして、連結部材３６の雄ねじ部３６ａが圧電素子３４及び電極板３８を遊貫し、取付け用ブラケット３３の嵌合孔（図示せず）を貫通して連結部材３５の雌ねじ部３５ａに螺合されることにより、両連結部材３５，３６が、圧電素子３４及び電極板３８を取付け用ブラケット３３に締め付け固定した状態で、取付け用ブラケット３３に支持されている。
【００２０】
案内部材３１は、案内面３１ａを構成するように互いに対向して設けられた一対の板状のガイド部３１ｂを備えるとともに、ガイド部３１ｂが１枚の板状の支持部３１ｃに連続する構成に形成され、支持部３１ｃの基端で連結部材３５，３６の端部に取り付けられている。支持部３１ｃは、連結部材３５，３６に、例えば、ろう付けで固着されている。図１（ｂ）に示すように、一対のガイド部３１ｂは対向面の間隔、即ち案内面３１ａの間隔が繊維束Ｆの進行方向の下流側より上流側が広くなるように形成されている。具体的には、ガイド部３１ｂは、案内面３１ａの中央より上流側においては上流側程間隔が広くなるように形成されており、中央より下流側においては一定の間隔になるように形成されている。紡出条件によっても異なるが、ガイド部３１ｂは、一対の案内面３１ａの下流端の間隔が１ｍｍ以下に形成されている。
【００２１】
振動子３７は発振器３９に接続されている。電極板３８は配線４０ａを介して発振器３９と接続され、発振器３９の接地端子が配線４０ｂを介して取付け用ブラケット３３に接続されている。したがって、圧電素子３４は、取付け用ブラケット３３に接触する面と、雄ねじ部３６ａが形成されたロッド部３６ｂを介して取付け用ブラケット３３に電気的に接続されている連結部材３５，３６に接触する面とが電位ゼロとなる状態に設けられている。そして、発振器３９は、取付け用ブラケット３３が振動の節に位置し、連結部材３５，３６の案内部材３１が固着された端部が振動の腹となるように振動子３７を励振させる。また、発振器３９は、案内部材３１を人の可聴領域より高い周波数で振動させるように振動子３７を励振させる。
【００２２】
次に前記のように構成された装置の作用を説明する。
精紡機の運転に先立って、紡出原料に合わせて、ミドルボトムローラ１３及びバックボトムローラ１４の位置が、支持ブラケット１６，１７の位置を調整することで適正な位置に調整される。ミドルトップローラ２２及びバックトップローラ２３の位置もミドルボトムローラ１３及びバックボトムローラ１４の位置に対応して調整される。
【００２３】
精紡機が運転されると、繊維束Ｆはドラフト装置１１の３線式ドラフト部でドラフトされた後、案内部材３１の案内面３１ａを介して最終送出ローラ対２６のニップ部へと案内され、最終送出ローラ対２６から送出される。精紡機の運転時には、発振器３９の駆動により、振動子３７が案内部材３１の所定の共振周波数（例えば、３０ｋＨｚ前後）で励振され、連結部材３５，３６が縦振動して連結部材３５，３６を介して案内部材３１が撓み振動する。そして、案内面３１ａに繊維束Ｆが接触するのを阻止する音圧を発生するように案内部材３１が振動され、繊維束Ｆは非接触状態で案内面３１ａと対応する位置を通過して集束され、ボトムニップローラ２６ａ及びトップニップローラ２６ｂのニップ点を過ぎた後、撚り掛けを受けながら下流側へ移動し、図示しないボビンに巻き取られる。最終送出ローラ対２６はフロントボトムローラ１２及びフロントトップローラ２１の表面速度より若干速く回転され、繊維束Ｆは適度な緊張状態で最終送出ローラ対２６のニップ点を過ぎた後、転向して撚り掛けを受けながら下流側へ移動する。
【００２４】
３線式のドラフト部でドラフトされた繊維束Ｆは、案内面３１ａを通過する間に幅が１ｍｍ以下に圧縮された状態で最終送出ローラ対２６へ案内されてニップ点を過ぎる。従って、繊維束案内装置３０を装備しない３線式のドラフト装置が装備された精紡機に比較して、毛羽の発生や落綿が抑制されて糸質が改善される。
【００２５】
繊維束案内装置３０は、精紡機の２錘に対応する間隔で配置される案内部材３１が、連結部材３５，３６で連結されるとともに、連結部材３５，３６の中間部に介在する圧電素子３４により励振されて縦振動する。そして、各連結部材３５，３６の圧電素子３４と反対側の端部に固着された両案内部材３１が撓み振動されて、各一対のガイド部３１ｂは案内面３１ａに対して繊維束Ｆが接触しないような音圧を発生する状態で超音波振動する。そのため、圧電素子３４の片側にのみ連結部材を固定して、その連結部材を励振して縦振動させて１つの案内部材３１を励振させる構成に比較して、圧電素子３４は振動のエネルギーを有効に利用して両側の連結部材３５，３６を縦振動させることができる。したがって、繊維束Ｆを非接触状態で案内する案内部材３１を励振する励振手段３２のエネルギー効率を高めることができる。また、案内部材３１を個々に独立した励振手段３２で励振させる構成に比較して、繊維束案内装置３０の設置に必要なスペースを確保するのが容易になる。
【００２６】
この実施形態によれば、以下に示す効果を得ることができる。
（１）繊維束案内装置３０は、紡機に取り付けられた状態において、案内すべき繊維束Ｆの移動方向に沿って繊維束Ｆの幅を狭める案内面３１ａを備えた案内部材３１と、案内面３１ａに繊維束Ｆが接触するのを阻止する音圧を発生するように案内部材３１を振動させる励振手段３２とを備えている。そして、隣接する２錘に対応する間隔で配置される案内部材３１を案内部材３１と直交する方向に延びる棒状の連結部材３５，３６で連結し、連結部材３５，３６の中間部に圧電素子３４を介在させて、圧電素子３４により連結部材３５，３６を縦振動させるように励振する。これにより、圧電素子３４は振動のエネルギーを有効に利用して両側の連結部材３５，３６を振動させることができるようになる。したがって、繊維束Ｆを非接触状態で案内する案内部材３１を励振する励振手段３２のエネルギー効率を高めることができる。また、案内部材３１を個々に独立した励振手段３２で励振させる構成に比較して、繊維束案内装置３０の設置に必要なスペースを確保するのが容易になる。
【００２７】
（２）圧電素子３４は、連結部材３５，３６の縦振動の節と対応する位置に設けられた取付け用ブラケット３３を挟んで両側に一対ずつ設けられている。したがって、繊維束案内装置３０が紡機に取り付けられた状態において、取付け用ブラケット３３に余計な振動が伝わることがないため、他部位への不要な振動の伝達及び、それに伴う余分なエネルギーの消費がない。
【００２８】
（３）取付け用ブラケット３３を挟んで両側に一対ずつ設けられた圧電素子３４は、一対のリング状のピエゾ素子３４ａ，３４ｂを備えている。両ピエゾ素子３４ａ，３４ｂ間にリング状の電極板３８が配置されるとともに、両ピエゾ素子３４ａ，３４ｂの電極板３８と対向する側と反対側の端部が、取付け用ブラケット３３及び連結部材３５，３６と電気的に同電位で接続されている。そして、電極板３８は配線４０ａを介して発振器３９と接続され、発振器３９の接地端子が配線４０ｂを介して取付け用ブラケット３３に接続されている。したがって、取付け用ブラケット３３及び連結部材３５，３６が接地された状態、即ちゼロ電位の状態で紡機に容易に取り付けすることができる。
【００２９】
（４）発振器３９は、連結部材３５，３６の案内部材３１が固着された側の端部が縦振動の腹となるように振動子３７を縦振動させる。したがって、各案内部材３１が効率良く撓み振動される。
【００３０】
（第２の実施形態）
次に第２の実施形態を、図３を参照しながら説明する。なお、第２の実施形態は、案内部材の構成が第１の実施形態と異なり、その他の構成は第１の実施形態と同様であるため、同様の部分については同一符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００３１】
図３（ａ）に示すように、案内部材４１は、２枚の板４２がスペーサ４３を介して連結されて形成されている。具体的には、各板４２は、基部４２ａにおいてスペーサ４３を介して接合されるとともに、連結部材３５，３６に当接する板４２と反対側の板４２側から板４２及びスペーサ４３を貫通するボルト４４が連結部材３５，３６の図示しないねじ穴に螺合することで連結部材３５，３６に締め付け固定されている。なお、図３（ａ）では連結部材３６側の案内部材４１と、発振器３９と、配線４０ａ，４０ｂの図示を省略している。
【００３２】
図３（ｂ）に示すように、板４２は、基部４２ａと、基部４２ａより幅が狭い中間部４２ｂと、中間部４２ｂとほぼ直交するように延びるガイド部４２ｃとを備えている。そして、両板４２の間隔、即ち両ガイド部４２ｃの間隔は、スペーサ４３の厚さによって設定される。一対のガイド部４２ｃは、その対向面が一対の案内面を構成し、案内面は上流側から下流側へと移動する繊維束Ｆの幅を狭めるように案内する。即ち、この実施形態では、案内部材４１は、ガイド部４２ｃに連続するとともに、励振手段３２に連結される支持部となる中間部４２ｂ及び基部４２ａも２枚の板で構成されている。
【００３３】
ガイド部４２ｃは、案内面を構成するその対向面の間隔が繊維束Ｆの進行方向下流側において一定のストレート部と、繊維束Ｆの進行方向上流側が広くなるように形成されたテーパ部とを備えている。なお、図３（ａ）では便宜上、ガイド部４２ｃにおけるテーパ部の図示を省略している。
【００３４】
この実施形態においても、第１の実施形態と同様に発振器３９の駆動により、振動子３７が案内部材４１の所定の共振周波数（例えば、３０ｋＨｚ前後）で励振され、連結部材３５，３６は、連結部材３５，３６の案内部材３１が固着された側の端部が縦振動の腹となるように縦振動し、連結部材３５，３６を介して案内部材４１が撓み振動する。そして、ガイド部４２ｃに繊維束Ｆが接触するのを阻止する音圧を発生するように案内部材４１が振動され、繊維束Ｆは非接触状態でガイド部４２ｃと対応する位置を通過して集束され、ボトムニップローラ２６ａ及びトップニップローラ２６ｂのニップ点を過ぎた後、撚り掛けを受けながら下流側へ移動し、図示しないボビンに巻き取られる。
【００３５】
したがって、この実施形態によれば、第１の実施形態における（１）〜（４）と同様な効果の他に次の効果を得ることができる。
（５）案内部材４１は、２枚の板４２がスペーサ４３を介して連結されるとともに、スペーサ４３と対応する部分において励振される。したがって、案内部材として繊維束を案内するガイド部のみ一対の板部が対向する構造に鋳造や切削加工で形成する場合に比較して、案内部材４１の製造が容易になっている。また、案内部材を、振動子に連結されて撓み振動する大部分を１枚の板状あるいはロッド状に構成した場合に比較して、ガイド部４２ｃを所望の振動状態で効率良く大きな振幅で励振させるのが容易になる。
【００３６】
（６）案内部材４１は、２枚の板４２がスペーサ４３にろう付け等で固着されて連結されるのではなく、ボルト４４が板４２及びスペーサ４３を貫通して連結部材３５，３６に螺合することにより、連結部材３５，３６に締め付け固定されて連結されている。したがって、紡出条件の変更、例えば細番手の糸の紡出から太番手の糸の紡出への変更や紡出糸の風合い（毛羽の状態）の変更等により、ガイド部４２ｃの間隔を変更する必要がある場合、スペーサ４３の交換のみで対応することが可能になる。
【００３７】
実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように構成してもよい。
○ 板状の取付け用ブラケット３３を挟んで両側にそれぞれ一対の圧電素子３４を設ける構成に代えて、圧電素子３４が連結部材３５，３６に挟まれて一対設けられた構成としてもよい。例えば、図４（ａ），（ｂ）に示すように、一対の圧電素子３４を挟むようにして圧電素子３４と連結部材３５，３６を連結する。詳述すると、両ピエゾ素子３４ａ，３４ｂ間に電極板３８を挟持し、これを貫通するボルトと連結部材３５，３６とで締め上げられた状態で、取付け用ブラケット４５に支持される。
【００３８】
取付け用ブラケット４５は、連結部材３５，３６の周面と同じ曲率半径の円弧面４６ａを一対備え、両円弧面４６ａの間に円弧面４６ａより大きな曲率半径の円弧面４６ｂが形成された本体４６と、円弧面４６ａと同じ曲率半径の円弧面を有するとともに、ボルト４８により本体４６に固定される２個の固定部材４７とで構成されている。そして、図４（ａ）に示すように、ピエゾ素子３４ａ，３４ｂ及び電極板３８が円弧面４６ｂと対応し、連結部材３５，３６が円弧面４６ａに嵌合する状態で、固定部材４７が連結部材３５，３６と嵌合するようにボルト４８により本体４６に締め付け固定される。したがって、圧電素子３４及び電極板３８は、本体４６及び固定部材４７と非接触の状態に保持される。そして、電極板３８が配線４０ａを介して発振器３９に接続され、発振器３９の接地端子が配線４０ｂを介して取付け用ブラケット３３に接続される。即ち、圧電素子３４は取付け用ブラケット４５を介して接地される。
【００３９】
この実施形態においても、振動子３７は、圧電素子３４の中央部分が縦振動の節になり、連結部材３５，３６の案内部材４１側の端部が縦振動の腹になる状態で励振されて使用される。そのため、取付け用ブラケット４５に余計な振動が伝わることがないため、他部位への不要な振動の伝達及び、それに伴う余分なエネルギーの消費がない。また、圧電素子３４の数が１対だけでもよくなり、圧電素子の数を容易に少なくすることができる。
【００４０】
○ 第１の実施形態において振動子３７を構成する連結部材３５，３６を連結する構成は、一方の連結部材３５に形成された雌ねじ部３５ａに他方の連結部材３６形成された雄ねじ部３６ａを螺合する構成に限らない。例えば、図５に示すように、連結部材３６にも雌ねじ部３６ｃを形成し、両側に雄ねじ部４９ａを有するロッド４９を介して連結部材３５，３６を連結する構成としてもよい。この場合、他方の連結部材３６に雄ねじ部３６ａを有するロッド部３６ｂを設ける構成に比較して、振動子３７を精度良く左右対称にしてバランスをとることができ、両案内部材３１を均等に振動させることができる。その結果、振動系のインピーダンスを低下させることができ、振動子３７をより効率良く励振することができる。
【００４１】
○ 案内部材４１を２枚の板４２がスペーサ４３を介して連結される構成は、スペーサ４３が板４２と別体である構成に限らない。例えば、図６（ａ），（ｂ）に示すように、両板４２の基部４２ａにそれぞれスペーサ４３を一体に突出形成してもよい。スペーサ４３の厚さは、両スペーサ４３の厚さの合計が、両ガイド部４２ｃの間隔に対応する値になればよく、同じ厚さである必要はない。スペーサ４３を板４２と一体に形成した場合、部品点数を削減できるだけでなく、スペーサ４３が別体の場合に比較して、振動系のインピーダンスを低下させることができ、より低電圧で駆動することが可能になる。
【００４２】
○ スペーサ４３を板４２と一体に形成する場合、各板４２に形成されたスペーサ４３の先端面が互いに対向する状態で当接する構成に限らず、例えば、図６（ｃ）に示すように、両板４２の基部４２ａの高さの異なる位置に、両ガイド部４２ｃの間隔に対応する厚さのスペーサ４３を１個ずつ設けてもよい。また、図６（ｄ）に示すように、一方の板４２に２個のスペーサ４３を突設し、他方の板４２に前記２個のスペーサ４３の間隔と同じ幅の１個のスペーサ４３を突設してもよい。これらの場合、両板４２を組み合わせて接合する際に、スペーサ４３が上下方向の位置決め部としても機能する。
【００４３】
○ １つの振動子が２錘に対応する間隔で配置された２つの案内部材３１，４１を同時に振動させる構成に限らず、１つの振動子が２錘に対応する間隔で配置された３つ以上の案内部材３１を振動させる構成にしてもよい。例えば、図７に示すように、１つの振動子３７で４錘分の案内部材３１を振動させる構成としてもよい。振動子３７は左右対称に形成され、第１の実施形態における連結部材３５，３６に加えて、２錘の間隔に対応する長さの連結部材５０が案内部材３１の支持部３１ｃを挟んで連結部材３５，３６に連結されている。なお、図７では連結部材３６側の案内部材３１と、発振器３９と、配線４０ａ，４０ｂと連結部材５０の図示を省略している。案内部材３１の支持部３１ｃと連結部材３５，３６，５０とは、例えば、ろう付けで固着されている。振動子３７が案内部材３１の所定の共振周波数（例えば、３０ｋＨｚ前後）で励振された際、連結部材３５，３６，５０の案内部材３１が固着された側の端部が縦振動の腹となるように、連結部材３５，３６，５０の太さや形状が設定される。したがって、連結部材３５，３６を介して案内部材３１が効率良く撓み振動する。この場合、部品点数をより削減することができる。なお、案内部材３１に代えて、２枚の板４２がスペーサ４３を介して接合された構成の案内部材４１を用いてもよい。
【００４４】
○ １つの振動子３７に４錘以上と対応するように案内部材３１，４１を設ける場合、取付け用ブラケット３３を圧電素子３４に挟持された状態で振動子３７の中央に設ける構成に代えて、圧電素子３４と別の位置で振動子３７が縦振動する際の節となる位置に設けてもよい。この場合、取付け用ブラケット３３を２箇所に設けた方が安定した状態で支持することができる。
【００４５】
○ ガイド部４２ｃは、側面の形状が、入口側及び出口側の幅（高）が中央部より小さい形状に限らず、入口から出口まで一定の幅であってもよい。
○ 振動子３７を励振させる際、必ずしも連結部材３５，３６，５０の案内部材３１，４１と接合される位置が縦振動の腹になる状態で励振させる構成に限らず、連結部材３５，３６，５０の案内部材３１，４１と接合される位置が縦振動の腹からずれた位置であってもよい。しかし、腹と一致する位置の方が小さな駆動エネルギーで案内部材３１，４１を所望の振動状態で振動させることができる。連結部材３５，３６，５０の案内部材３１，４１と接合される位置を縦振動の腹からずらす場合、隣接する腹と節の距離の２０％以内が好ましい。
【００４６】
○ 案内部材３１，４１を連結部材３５，３６，５０にろう付けで固着する代わりに、半田付けや接着剤で固着したり、ボルトで締め付け固定したりしてもよい。
○ 励振手段３２は圧電素子３４を用いて構成された振動子３７に代えて、磁歪素子や超磁歪素子を用いて振動子３７を構成してもよい。
【００４７】
○ 繊維束案内装置３０は、所謂コンパクト糸と呼ばれる高品質の糸を紡出するため、最終送出ローラ対２６とその直前のローラ（フロントボトムローラ１２及びフロントトップローラ２１）との間に配置されて使用されるものに限らない。例えば、精紡機のドラフト装置において、繊維束案内装置３０をバックローラとエプロンが巻き掛けられたミドルローラとの間に配置して使用するようにしてもよい。精紡機においては、現在のドラフトより高いドラフトで紡出を行いたいという要望もある。しかし、現在のドラフト装置ではそのドラフトを達成するためにバックローラとミドルローラとの間のドラフトを高めると、バックローラとミドルローラとの間において繊維束の幅が拡がり、拡がったままの状態で繊維束がミドルローラに進入するため、良好なドラフトを行うことができないという問題がある。しかし、前記のような構成の繊維束案内装置３０をバックローラとミドルローラとの間に配置することにより、エプロンが巻き掛けられたミドルローラに繊維束が入る前に、繊維束の幅が所望の幅に狭められる。したがって、従来に比較してバックゾーンでのドラフトを高めて、全体としてのドラフトを高めるようにドラフト装置を駆動しても、エプロンゾーンでのドラフトが良好に行われる。
【００４８】
以下の技術的思想（発明）は前記実施形態から把握できる。
（１）請求項２に記載の発明において、前記連結部材は第１端部が前記圧電素子に接合され、第２端部が前記案内部材に接合されている。
【００４９】
（２）請求項２又は前記技術的思想（１）に記載の発明において、前記対を成す圧電素子は、前記連結部材と接合する側及び前記取付け用ブラケットと接合する側が電位ゼロになるように設けられている。
【００５０】
（３）請求項４に記載の発明において、前記スペーサは前記２枚の板と別体に形成され、ボルトを介して前記連結部材に締め付け固定されることで互いに連結状態に保持される。
【００５１】
（４）請求項１〜請求項５及び前記技術的思想（１）〜（３）のいずれか一項に記載の繊維束案内装置が、最終送出ローラ対とその直前のローラとの間に配置されている精紡機のドラフト装置。
【００５２】
（５）請求項１〜請求項５及び前記技術的思想（１）〜（３）のいずれか一項に記載の繊維束案内装置が、エプロンが巻き掛けられたミドルローラとバックローラとの間に配置されている精紡機のドラフト装置。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】（ａ）は第１の実施形態におけるドラフト装置の側面図、（ｂ）はトップ側から見た案内部材とボトムローラの関係を示す概略図。
【図２】（ａ）は繊維束案内装置の正面図、（ｂ）は振動子の分解正面図。
【図３】（ａ）は第２の実施形態の繊維束案内装置の部分正面図、（ｂ）は板の側面図。
【図４】別の実施形態を示し、（ａ）は取付け用ブラケット、圧電素子、連結部材等の関係を示す模式平面図、（ｂ）は取付け用ブラケットの分解斜視図。
【図５】別の実施形態の連結部材の連結構成を示す模式図。
【図６】（ａ）は別の実施形態の案内部材を構成する板の側面図、（ｂ）〜（ｄ）はそれぞれ別の実施形態の案内部材の正面図。
【図７】別の実施形態の繊維束案内装置の部分模式正面図。
【図８】案内部材及び振動子が１個の繊維束案内装置の模式図。
【符号の説明】
【００５４】
Ｆ…繊維束、３０…繊維束案内装置、３１，４１…案内部材、３１ａ…案内面、３２…励振手段、３３，４５…取付け用ブラケット、３４…圧電素子、３５，３６，５０…連結部材、３５ａ，３６ｃ…雌ねじ部、３６ａ，４９ａ…雄ねじ部、４２…板、４３…スペーサ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紡機における繊維束案内装置に係り、詳しくは繊維束を非接触状態で案内する紡機の繊維束案内装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
リング精紡機において、ドラフトされた繊維束を撚り掛けの前に予め集束し、むらが少ない、毛羽が少ない等の糸品質の向上を目的とした繊維束集束装置が種々提案されている。そして、繊維束の集束方法としては、機械的なガイド（コレクター）を用いる方法や、多孔ベルト（通気エプロン）上を移動する繊維束に吸引気流を作用させる方法が一般的である。
【０００３】
しかし、これらの方法では、繊維束と接触して繊維束を案内するため、繊維束中の繊維配列を乱さないために、案内部材の表面の摩擦を低減させる対策が必要であり、対策を施しても経時的に性能が劣化する。この問題を解消するため、繊維束に接触せずに繊維束を案内することができ、摩耗や異物の付着によって案内面の摩耗状態が経時的に劣化するのを防止する繊維束案内装置が提案されている（特許文献１参照。）。特許文献１の繊維束案内装置では、案内すべき繊維束の移動方向に沿って繊維束の幅を狭める案内面を備えた案内部材として２枚の板をそれぞれ専用の振動子で励振させる構成が採用されている。
【特許文献１】特開２００７−９３９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、特許文献１の繊維束案内装置のように、案内部材を構成する２枚の板をそれぞれ専用の振動子で励振させる構成では小型化が難しく、リング精紡機の各錘の繊維束の通過経路に案内部材を設けるスペースを確保するのが難しい。
【０００５】
そこで、図８に示すように、１つの案内部材５１を１つの振動子５２で励振させる構成が考えられる。この繊維束案内装置は振動子５２を構成する圧電素子５３に対して案内部材５１が固定される側と反対側の端部において取付け用ブラケット５４に取り付けられる構成である。この構成では１錘に必要な振動子５２は１つで済むが、インピーダンスが高く図示しない発振器を含めた励振手段のエネルギー効率が低い。
【０００６】
本発明は、前記の問題に鑑みてなされたものであって、その目的は繊維束を非接触状態で案内する案内部材を励振する励振手段のエネルギー効率を高めることができ、設置に必要なスペースを確保するのが容易になる紡機における繊維束案内装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記の目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、上流側から下流側へと移動する繊維束の幅を狭めるように案内する紡機における繊維束案内装置であって、紡機に取り付けられた状態において、案内すべき繊維束の移動方向に沿って繊維束の幅を狭める案内面を備えた案内部材と、前記案内面に前記繊維束が接触するのを阻止する音圧を発生するように前記案内部材を振動させる励振手段とを備えている。そして、少なくとも隣接する２錘に対応する間隔で配置される前記案内部材を前記案内部材と直交する方向に延びる棒状の連結部材で連結し、前記連結部材の中間部に圧電素子を介在させて、圧電素子により前記連結部材を縦振動させるように励振する。
【０００８】
圧電素子の片側にのみ連結部材を固定して、その連結部材を励振して縦振動させると、圧電素子の連結部材と反対側への力が無駄になる。しかし、この発明では、少なくとも２錘に対応する間隔で配置される案内部材が連結部材で連結されるとともに、連結部材の中間部に介在する圧電素子により励振されて縦振動する。そのため、圧電素子は振動のエネルギーを有効に利用して両側の連結部材を縦振動させることができる。したがって、繊維束を非接触状態で案内する案内部材を励振する励振手段のエネルギー効率を高めることができる。また、案内部材を個々に独立した励振手段で励振させる構成に比較して、設置に必要なスペースを確保するのが容易になる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記圧電素子は、前記連結部材の縦振動の節と対応する位置に設けられた取付け用ブラケットを挟んで両側に一対ずつ設けられている。この発明では、繊維束案内装置を紡機に取り付ける際の取付け用ブラケットが、連結部材の縦振動の節と対応する位置に設けられているため、取付け用ブラケットに余計な振動が伝わることなく、他部位への不要な振動の伝達及び、それに伴う余分なエネルギーの消費がない。また、圧電素子が取付け用ブラケットの両側に一対ずつ設けられているため、取付けブラケット側を接地側の電位とすることができ、接地が容易になる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記圧電素子は前記連結部材に挟まれて一対設けられ、前記圧電素子を挟んで設けられた連結部材は前記圧電素子と対向する部分において取付け用ブラケットで支持されている。この発明では、請求項２に記載の発明に比較して、圧電素子の数を容易に少なくすることができる。また、圧電素子の接地側の電位を連結部材と対向する側にすることで、取付け用ブラケットを介して接地することができる。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の発明において、前記案内部材は、２枚の板がスペーサを介して連結されるとともに、前記スペーサと対応する部分において励振される。案内部材として繊維束を案内するガイド部のみ一対の板部が対向する構成とし、振動子に連結されて撓み振動する大部分を１枚の板状あるいはロッド状に構成した場合、ガイド部を所望の振動状態で効率良く大きな振幅で励振させるのが難しい。しかし、この発明では、２枚の板がスペーサを介して連結されるとともに、スペーサと対応する部分において励振される。したがって、ガイド部が効率良く大きな振幅で共振され易くなる。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の発明において、前記圧電素子を挟んで設けられた連結部材には前記圧電素子と対向する面に雌ねじ部が形成され、両連結部材は前記圧電素子を遊貫するとともに両側に前記雌ねじ部と螺合する雄ねじ部を有する連結ロッドに螺合することにより前記圧電素子を挟持する状態で連結されている。この発明では、圧電素子と連結部材を対称な状態で連結することができ、振動系のインピーダンスを低減させて効率良く励振させることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、繊維束を非接触状態で案内する案内部材を励振する励振手段のエネルギー効率を高めることができ、設置に必要なスペースを確保するのが容易になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（第１の実施形態）
以下、本発明を精紡機に具体化した一実施形態を図１及び図２にしたがって説明する。
図１（ａ）に示すように、精紡機を構成するドラフト装置１１は、３線式ドラフト部の繊維束進行方向下流側に最終送出ローラ対を備えた４線式の構成である。３線式ドラフト部は、フロントボトムローラ１２、ミドルボトムローラ１３及びバックボトムローラ１４を備えている。ミドルボトムローラ１３及びバックボトムローラ１４は機台を構成するローラスタンド１５に対して前後方向に位置調整可能に固定された支持ブラケット１６，１７を介して支持されている。
【００１５】
ウエイティングアーム２０のフレーム２０ｂには、フロントトップローラ２１、ミドルトップローラ２２及びバックトップローラ２３が、それぞれフロントボトムローラ１２、ミドルボトムローラ１３及びバックボトムローラ１４と対応する位置にトップローラ支持部材を介してそれぞれ支持されている。ウエイティングアーム２０にはレバー２０ａが加圧位置と解放位置とに回動可能に配設されている。レバー２０ａが図１（ａ）に示すウエイティングアーム２０のフレーム２０ｂと当接する加圧位置に配置された状態では、ウエイティングアーム２０に支持された各トップローラ２１，２２，２３をボトムローラ１２，１３，１４側に押圧する加圧位置（紡出位置）にロック状態で保持される。また、レバー２０ａが図１（ａ）に示す状態から上方の解放位置に回動された状態では、前記ロック状態が解除されるようになっている。
【００１６】
最終送出ローラ対２６は、ローラスタンド１５に支持されたボトムニップローラ２６ａと、ウエイティングアーム２０に支持部材を介して支持されたトップニップローラ２６ｂとで構成されている。トップニップローラ２６ｂはドラフト装置１１のフロントトップローラ２１と同様に２錘毎に、支持部材を介してウエイティングアーム２０に支持されている。
【００１７】
図１（ａ）に示すように、繊維束案内装置３０は、最終送出ローラ対２６とその直前のローラであるフロントボトムローラ１２及びフロントトップローラ２１との間に配置されている。図２（ａ）に示すように、繊維束案内装置３０は案内部材３１と、案内部材３１を振動させる励振手段３２とを備えている。
【００１８】
図２（ａ）に示すように、励振手段３２は、機台への取付け用ブラケット３３を挟んで両側に圧電素子３４が一対ずつ設けられており、両圧電素子３４を挟むように連結部材３５，３６が設けられている。即ち、励振手段３２を構成する振動子３７は、一対の連結部材３５，３６間に圧電素子３４及び取付け用ブラケット３３を挟み込んだ形で構成されている。連結部材３５，３６は金属製のロッドで構成されている。振動子３７は所謂ランジュバン形振動子を構成し、圧電素子３４は一対のリング状のピエゾ素子３４ａ，３４ｂを備えており、両ピエゾ素子３４ａ，３４ｂ間にリング状の電極板３８が配置されている。
【００１９】
図２（ｂ）に示すように、一方の連結部材３５には圧電素子３４と対向する面に雌ねじ部３５ａが形成され、他方の連結部材３６には圧電素子３４と対向する面に雄ねじ部３６ａを有するロッド部３６ｂが突出形成されている。そして、連結部材３６の雄ねじ部３６ａが圧電素子３４及び電極板３８を遊貫し、取付け用ブラケット３３の嵌合孔（図示せず）を貫通して連結部材３５の雌ねじ部３５ａに螺合されることにより、両連結部材３５，３６が、圧電素子３４及び電極板３８を取付け用ブラケット３３に締め付け固定した状態で、取付け用ブラケット３３に支持されている。
【００２０】
案内部材３１は、案内面３１ａを構成するように互いに対向して設けられた一対の板状のガイド部３１ｂを備えるとともに、ガイド部３１ｂが１枚の板状の支持部３１ｃに連続する構成に形成され、支持部３１ｃの基端で連結部材３５，３６の端部に取り付けられている。支持部３１ｃは、連結部材３５，３６に、例えば、ろう付けで固着されている。図１（ｂ）に示すように、一対のガイド部３１ｂは対向面の間隔、即ち案内面３１ａの間隔が繊維束Ｆの進行方向の下流側より上流側が広くなるように形成されている。具体的には、ガイド部３１ｂは、案内面３１ａの中央より上流側においては上流側程間隔が広くなるように形成されており、中央より下流側においては一定の間隔になるように形成されている。紡出条件によっても異なるが、ガイド部３１ｂは、一対の案内面３１ａの下流端の間隔が１ｍｍ以下に形成されている。
【００２１】
振動子３７は発振器３９に接続されている。電極板３８は配線４０ａを介して発振器３９と接続され、発振器３９の接地端子が配線４０ｂを介して取付け用ブラケット３３に接続されている。したがって、圧電素子３４は、取付け用ブラケット３３に接触する面と、雄ねじ部３６ａが形成されたロッド部３６ｂを介して取付け用ブラケット３３に電気的に接続されている連結部材３５，３６に接触する面とが電位ゼロとなる状態に設けられている。そして、発振器３９は、取付け用ブラケット３３が振動の節に位置し、連結部材３５，３６の案内部材３１が固着された端部が振動の腹となるように振動子３７を励振させる。また、発振器３９は、案内部材３１を人の可聴領域より高い周波数で振動させるように振動子３７を励振させる。
【００２２】
次に前記のように構成された装置の作用を説明する。
精紡機の運転に先立って、紡出原料に合わせて、ミドルボトムローラ１３及びバックボトムローラ１４の位置が、支持ブラケット１６，１７の位置を調整することで適正な位置に調整される。ミドルトップローラ２２及びバックトップローラ２３の位置もミドルボトムローラ１３及びバックボトムローラ１４の位置に対応して調整される。
【００２３】
精紡機が運転されると、繊維束Ｆはドラフト装置１１の３線式ドラフト部でドラフトされた後、案内部材３１の案内面３１ａを介して最終送出ローラ対２６のニップ部へと案内され、最終送出ローラ対２６から送出される。精紡機の運転時には、発振器３９の駆動により、振動子３７が案内部材３１の所定の共振周波数（例えば、３０ｋＨｚ前後）で励振され、連結部材３５，３６が縦振動して連結部材３５，３６を介して案内部材３１が撓み振動する。そして、案内面３１ａに繊維束Ｆが接触するのを阻止する音圧を発生するように案内部材３１が振動され、繊維束Ｆは非接触状態で案内面３１ａと対応する位置を通過して集束され、ボトムニップローラ２６ａ及びトップニップローラ２６ｂのニップ点を過ぎた後、撚り掛けを受けながら下流側へ移動し、図示しないボビンに巻き取られる。最終送出ローラ対２６はフロントボトムローラ１２及びフロントトップローラ２１の表面速度より若干速く回転され、繊維束Ｆは適度な緊張状態で最終送出ローラ対２６のニップ点を過ぎた後、転向して撚り掛けを受けながら下流側へ移動する。
【００２４】
３線式のドラフト部でドラフトされた繊維束Ｆは、案内面３１ａを通過する間に幅が１ｍｍ以下に圧縮された状態で最終送出ローラ対２６へ案内されてニップ点を過ぎる。従って、繊維束案内装置３０を装備しない３線式のドラフト装置が装備された精紡機に比較して、毛羽の発生や落綿が抑制されて糸質が改善される。
【００２５】
繊維束案内装置３０は、精紡機の２錘に対応する間隔で配置される案内部材３１が、連結部材３５，３６で連結されるとともに、連結部材３５，３６の中間部に介在する圧電素子３４により励振されて縦振動する。そして、各連結部材３５，３６の圧電素子３４と反対側の端部に固着された両案内部材３１が撓み振動されて、各一対のガイド部３１ｂは案内面３１ａに対して繊維束Ｆが接触しないような音圧を発生する状態で超音波振動する。そのため、圧電素子３４の片側にのみ連結部材を固定して、その連結部材を励振して縦振動させて１つの案内部材３１を励振させる構成に比較して、圧電素子３４は振動のエネルギーを有効に利用して両側の連結部材３５，３６を縦振動させることができる。したがって、繊維束Ｆを非接触状態で案内する案内部材３１を励振する励振手段３２のエネルギー効率を高めることができる。また、案内部材３１を個々に独立した励振手段３２で励振させる構成に比較して、繊維束案内装置３０の設置に必要なスペースを確保するのが容易になる。
【００２６】
この実施形態によれば、以下に示す効果を得ることができる。
（１）繊維束案内装置３０は、紡機に取り付けられた状態において、案内すべき繊維束Ｆの移動方向に沿って繊維束Ｆの幅を狭める案内面３１ａを備えた案内部材３１と、案内面３１ａに繊維束Ｆが接触するのを阻止する音圧を発生するように案内部材３１を振動させる励振手段３２とを備えている。そして、隣接する２錘に対応する間隔で配置される案内部材３１を案内部材３１と直交する方向に延びる棒状の連結部材３５，３６で連結し、連結部材３５，３６の中間部に圧電素子３４を介在させて、圧電素子３４により連結部材３５，３６を縦振動させるように励振する。これにより、圧電素子３４は振動のエネルギーを有効に利用して両側の連結部材３５，３６を振動させることができるようになる。したがって、繊維束Ｆを非接触状態で案内する案内部材３１を励振する励振手段３２のエネルギー効率を高めることができる。また、案内部材３１を個々に独立した励振手段３２で励振させる構成に比較して、繊維束案内装置３０の設置に必要なスペースを確保するのが容易になる。
【００２７】
（２）圧電素子３４は、連結部材３５，３６の縦振動の節と対応する位置に設けられた取付け用ブラケット３３を挟んで両側に一対ずつ設けられている。したがって、繊維束案内装置３０が紡機に取り付けられた状態において、取付け用ブラケット３３に余計な振動が伝わることがないため、他部位への不要な振動の伝達及び、それに伴う余分なエネルギーの消費がない。
【００２８】
（３）取付け用ブラケット３３を挟んで両側に一対ずつ設けられた圧電素子３４は、一対のリング状のピエゾ素子３４ａ，３４ｂを備えている。両ピエゾ素子３４ａ，３４ｂ間にリング状の電極板３８が配置されるとともに、両ピエゾ素子３４ａ，３４ｂの電極板３８と対向する側と反対側の端部が、取付け用ブラケット３３及び連結部材３５，３６と電気的に同電位で接続されている。そして、電極板３８は配線４０ａを介して発振器３９と接続され、発振器３９の接地端子が配線４０ｂを介して取付け用ブラケット３３に接続されている。したがって、取付け用ブラケット３３及び連結部材３５，３６が接地された状態、即ちゼロ電位の状態で紡機に容易に取り付けすることができる。
【００２９】
（４）発振器３９は、連結部材３５，３６の案内部材３１が固着された側の端部が縦振動の腹となるように振動子３７を縦振動させる。したがって、各案内部材３１が効率良く撓み振動される。
【００３０】
（第２の実施形態）
次に第２の実施形態を、図３を参照しながら説明する。なお、第２の実施形態は、案内部材の構成が第１の実施形態と異なり、その他の構成は第１の実施形態と同様であるため、同様の部分については同一符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００３１】
図３（ａ）に示すように、案内部材４１は、２枚の板４２がスペーサ４３を介して連結されて形成されている。具体的には、各板４２は、基部４２ａにおいてスペーサ４３を介して接合されるとともに、連結部材３５，３６に当接する板４２と反対側の板４２側から板４２及びスペーサ４３を貫通するボルト４４が連結部材３５，３６の図示しないねじ穴に螺合することで連結部材３５，３６に締め付け固定されている。なお、図３（ａ）では連結部材３６側の案内部材４１と、発振器３９と、配線４０ａ，４０ｂの図示を省略している。
【００３２】
図３（ｂ）に示すように、板４２は、基部４２ａと、基部４２ａより幅が狭い中間部４２ｂと、中間部４２ｂとほぼ直交するように延びるガイド部４２ｃとを備えている。そして、両板４２の間隔、即ち両ガイド部４２ｃの間隔は、スペーサ４３の厚さによって設定される。一対のガイド部４２ｃは、その対向面が一対の案内面を構成し、案内面は上流側から下流側へと移動する繊維束Ｆの幅を狭めるように案内する。即ち、この実施形態では、案内部材４１は、ガイド部４２ｃに連続するとともに、励振手段３２に連結される支持部となる中間部４２ｂ及び基部４２ａも２枚の板で構成されている。
【００３３】
ガイド部４２ｃは、案内面を構成するその対向面の間隔が繊維束Ｆの進行方向下流側において一定のストレート部と、繊維束Ｆの進行方向上流側が広くなるように形成されたテーパ部とを備えている。なお、図３（ａ）では便宜上、ガイド部４２ｃにおけるテーパ部の図示を省略している。
【００３４】
この実施形態においても、第１の実施形態と同様に発振器３９の駆動により、振動子３７が案内部材４１の所定の共振周波数（例えば、３０ｋＨｚ前後）で励振され、連結部材３５，３６は、連結部材３５，３６の案内部材３１が固着された側の端部が縦振動の腹となるように縦振動し、連結部材３５，３６を介して案内部材４１が撓み振動する。そして、ガイド部４２ｃに繊維束Ｆが接触するのを阻止する音圧を発生するように案内部材４１が振動され、繊維束Ｆは非接触状態でガイド部４２ｃと対応する位置を通過して集束され、ボトムニップローラ２６ａ及びトップニップローラ２６ｂのニップ点を過ぎた後、撚り掛けを受けながら下流側へ移動し、図示しないボビンに巻き取られる。
【００３５】
したがって、この実施形態によれば、第１の実施形態における（１）〜（４）と同様な効果の他に次の効果を得ることができる。
（５）案内部材４１は、２枚の板４２がスペーサ４３を介して連結されるとともに、スペーサ４３と対応する部分において励振される。したがって、案内部材として繊維束を案内するガイド部のみ一対の板部が対向する構造に鋳造や切削加工で形成する場合に比較して、案内部材４１の製造が容易になっている。また、案内部材を、振動子に連結されて撓み振動する大部分を１枚の板状あるいはロッド状に構成した場合に比較して、ガイド部４２ｃを所望の振動状態で効率良く大きな振幅で励振させるのが容易になる。
【００３６】
（６）案内部材４１は、２枚の板４２がスペーサ４３にろう付け等で固着されて連結されるのではなく、ボルト４４が板４２及びスペーサ４３を貫通して連結部材３５，３６に螺合することにより、連結部材３５，３６に締め付け固定されて連結されている。したがって、紡出条件の変更、例えば細番手の糸の紡出から太番手の糸の紡出への変更や紡出糸の風合い（毛羽の状態）の変更等により、ガイド部４２ｃの間隔を変更する必要がある場合、スペーサ４３の交換のみで対応することが可能になる。
【００３７】
実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように構成してもよい。
○ 板状の取付け用ブラケット３３を挟んで両側にそれぞれ一対の圧電素子３４を設ける構成に代えて、圧電素子３４が連結部材３５，３６に挟まれて一対設けられた構成としてもよい。例えば、図４（ａ），（ｂ）に示すように、一対の圧電素子３４を挟むようにして圧電素子３４と連結部材３５，３６を連結する。詳述すると、両ピエゾ素子３４ａ，３４ｂ間に電極板３８を挟持し、これを貫通するボルトと連結部材３５，３６とで締め上げられた状態で、取付け用ブラケット４５に支持される。
【００３８】
取付け用ブラケット４５は、連結部材３５，３６の周面と同じ曲率半径の円弧面４６ａを一対備え、両円弧面４６ａの間に円弧面４６ａより大きな曲率半径の円弧面４６ｂが形成された本体４６と、円弧面４６ａと同じ曲率半径の円弧面を有するとともに、ボルト４８により本体４６に固定される２個の固定部材４７とで構成されている。そして、図４（ａ）に示すように、ピエゾ素子３４ａ，３４ｂ及び電極板３８が円弧面４６ｂと対応し、連結部材３５，３６が円弧面４６ａに嵌合する状態で、固定部材４７が連結部材３５，３６と嵌合するようにボルト４８により本体４６に締め付け固定される。したがって、圧電素子３４及び電極板３８は、本体４６及び固定部材４７と非接触の状態に保持される。そして、電極板３８が配線４０ａを介して発振器３９に接続され、発振器３９の接地端子が配線４０ｂを介して取付け用ブラケット３３に接続される。即ち、圧電素子３４は取付け用ブラケット４５を介して接地される。
【００３９】
この実施形態においても、振動子３７は、圧電素子３４の中央部分が縦振動の節になり、連結部材３５，３６の案内部材４１側の端部が縦振動の腹になる状態で励振されて使用される。そのため、取付け用ブラケット４５に余計な振動が伝わることがないため、他部位への不要な振動の伝達及び、それに伴う余分なエネルギーの消費がない。また、圧電素子３４の数が１対だけでもよくなり、圧電素子の数を容易に少なくすることができる。
【００４０】
○ 第１の実施形態において振動子３７を構成する連結部材３５，３６を連結する構成は、一方の連結部材３５に形成された雌ねじ部３５ａに他方の連結部材３６形成された雄ねじ部３６ａを螺合する構成に限らない。例えば、図５に示すように、連結部材３６にも雌ねじ部３６ｃを形成し、両側に雄ねじ部４９ａを有するロッド４９を介して連結部材３５，３６を連結する構成としてもよい。この場合、他方の連結部材３６に雄ねじ部３６ａを有するロッド部３６ｂを設ける構成に比較して、振動子３７を精度良く左右対称にしてバランスをとることができ、両案内部材３１を均等に振動させることができる。その結果、振動系のインピーダンスを低下させることができ、振動子３７をより効率良く励振することができる。
【００４１】
○ 案内部材４１を２枚の板４２がスペーサ４３を介して連結される構成は、スペーサ４３が板４２と別体である構成に限らない。例えば、図６（ａ），（ｂ）に示すように、両板４２の基部４２ａにそれぞれスペーサ４３を一体に突出形成してもよい。スペーサ４３の厚さは、両スペーサ４３の厚さの合計が、両ガイド部４２ｃの間隔に対応する値になればよく、同じ厚さである必要はない。スペーサ４３を板４２と一体に形成した場合、部品点数を削減できるだけでなく、スペーサ４３が別体の場合に比較して、振動系のインピーダンスを低下させることができ、より低電圧で駆動することが可能になる。
【００４２】
○ スペーサ４３を板４２と一体に形成する場合、各板４２に形成されたスペーサ４３の先端面が互いに対向する状態で当接する構成に限らず、例えば、図６（ｃ）に示すように、両板４２の基部４２ａの高さの異なる位置に、両ガイド部４２ｃの間隔に対応する厚さのスペーサ４３を１個ずつ設けてもよい。また、図６（ｄ）に示すように、一方の板４２に２個のスペーサ４３を突設し、他方の板４２に前記２個のスペーサ４３の間隔と同じ幅の１個のスペーサ４３を突設してもよい。これらの場合、両板４２を組み合わせて接合する際に、スペーサ４３が上下方向の位置決め部としても機能する。
【００４３】
○ １つの振動子が２錘に対応する間隔で配置された２つの案内部材３１，４１を同時に振動させる構成に限らず、１つの振動子が２錘に対応する間隔で配置された３つ以上の案内部材３１を振動させる構成にしてもよい。例えば、図７に示すように、１つの振動子３７で４錘分の案内部材３１を振動させる構成としてもよい。振動子３７は左右対称に形成され、第１の実施形態における連結部材３５，３６に加えて、２錘の間隔に対応する長さの連結部材５０が案内部材３１の支持部３１ｃを挟んで連結部材３５，３６に連結されている。なお、図７では連結部材３６側の案内部材３１と、発振器３９と、配線４０ａ，４０ｂと連結部材５０の図示を省略している。案内部材３１の支持部３１ｃと連結部材３５，３６，５０とは、例えば、ろう付けで固着されている。振動子３７が案内部材３１の所定の共振周波数（例えば、３０ｋＨｚ前後）で励振された際、連結部材３５，３６，５０の案内部材３１が固着された側の端部が縦振動の腹となるように、連結部材３５，３６，５０の太さや形状が設定される。したがって、連結部材３５，３６を介して案内部材３１が効率良く撓み振動する。この場合、部品点数をより削減することができる。なお、案内部材３１に代えて、２枚の板４２がスペーサ４３を介して接合された構成の案内部材４１を用いてもよい。
【００４４】
○ １つの振動子３７に４錘以上と対応するように案内部材３１，４１を設ける場合、取付け用ブラケット３３を圧電素子３４に挟持された状態で振動子３７の中央に設ける構成に代えて、圧電素子３４と別の位置で振動子３７が縦振動する際の節となる位置に設けてもよい。この場合、取付け用ブラケット３３を２箇所に設けた方が安定した状態で支持することができる。
【００４５】
○ ガイド部４２ｃは、側面の形状が、入口側及び出口側の幅（高）が中央部より小さい形状に限らず、入口から出口まで一定の幅であってもよい。
○ 振動子３７を励振させる際、必ずしも連結部材３５，３６，５０の案内部材３１，４１と接合される位置が縦振動の腹になる状態で励振させる構成に限らず、連結部材３５，３６，５０の案内部材３１，４１と接合される位置が縦振動の腹からずれた位置であってもよい。しかし、腹と一致する位置の方が小さな駆動エネルギーで案内部材３１，４１を所望の振動状態で振動させることができる。連結部材３５，３６，５０の案内部材３１，４１と接合される位置を縦振動の腹からずらす場合、隣接する腹と節の距離の２０％以内が好ましい。
【００４６】
○ 案内部材３１，４１を連結部材３５，３６，５０にろう付けで固着する代わりに、半田付けや接着剤で固着したり、ボルトで締め付け固定したりしてもよい。
○ 励振手段３２は圧電素子３４を用いて構成された振動子３７に代えて、磁歪素子や超磁歪素子を用いて振動子３７を構成してもよい。
【００４７】
○ 繊維束案内装置３０は、所謂コンパクト糸と呼ばれる高品質の糸を紡出するため、最終送出ローラ対２６とその直前のローラ（フロントボトムローラ１２及びフロントトップローラ２１）との間に配置されて使用されるものに限らない。例えば、精紡機のドラフト装置において、繊維束案内装置３０をバックローラとエプロンが巻き掛けられたミドルローラとの間に配置して使用するようにしてもよい。精紡機においては、現在のドラフトより高いドラフトで紡出を行いたいという要望もある。しかし、現在のドラフト装置ではそのドラフトを達成するためにバックローラとミドルローラとの間のドラフトを高めると、バックローラとミドルローラとの間において繊維束の幅が拡がり、拡がったままの状態で繊維束がミドルローラに進入するため、良好なドラフトを行うことができないという問題がある。しかし、前記のような構成の繊維束案内装置３０をバックローラとミドルローラとの間に配置することにより、エプロンが巻き掛けられたミドルローラに繊維束が入る前に、繊維束の幅が所望の幅に狭められる。したがって、従来に比較してバックゾーンでのドラフトを高めて、全体としてのドラフトを高めるようにドラフト装置を駆動しても、エプロンゾーンでのドラフトが良好に行われる。
【００４８】
以下の技術的思想（発明）は前記実施形態から把握できる。
（１）請求項２に記載の発明において、前記連結部材は第１端部が前記圧電素子に接合され、第２端部が前記案内部材に接合されている。
【００４９】
（２）請求項２又は前記技術的思想（１）に記載の発明において、前記対を成す圧電素子は、前記連結部材と接合する側及び前記取付け用ブラケットと接合する側が電位ゼロになるように設けられている。
【００５０】
（３）請求項４に記載の発明において、前記スペーサは前記２枚の板と別体に形成され、ボルトを介して前記連結部材に締め付け固定されることで互いに連結状態に保持される。
【００５１】
（４）請求項１〜請求項５及び前記技術的思想（１）〜（３）のいずれか一項に記載の繊維束案内装置が、最終送出ローラ対とその直前のローラとの間に配置されている精紡機のドラフト装置。
【００５２】
（５）請求項１〜請求項５及び前記技術的思想（１）〜（３）のいずれか一項に記載の繊維束案内装置が、エプロンが巻き掛けられたミドルローラとバックローラとの間に配置されている精紡機のドラフト装置。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】（ａ）は第１の実施形態におけるドラフト装置の側面図、（ｂ）はトップ側から見た案内部材とボトムローラの関係を示す概略図。
【図２】（ａ）は繊維束案内装置の正面図、（ｂ）は振動子の分解正面図。
【図３】（ａ）は第２の実施形態の繊維束案内装置の部分正面図、（ｂ）は板の側面図。
【図４】別の実施形態を示し、（ａ）は取付け用ブラケット、圧電素子、連結部材等の関係を示す模式平面図、（ｂ）は取付け用ブラケットの分解斜視図。
【図５】別の実施形態の連結部材の連結構成を示す模式図。
【図６】（ａ）は別の実施形態の案内部材を構成する板の側面図、（ｂ）〜（ｄ）はそれぞれ別の実施形態の案内部材の正面図。
【図７】別の実施形態の繊維束案内装置の部分模式正面図。
【図８】案内部材及び振動子が１個の繊維束案内装置の模式図。
【符号の説明】
【００５４】
Ｆ…繊維束、３０…繊維束案内装置、３１，４１…案内部材、３１ａ…案内面、３２…励振手段、３３，４５…取付け用ブラケット、３４…圧電素子、３５，３６，５０…連結部材、３５ａ，３６ｃ…雌ねじ部、３６ａ，４９ａ…雄ねじ部、４２…板、４３…スペーサ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上流側から下流側へと移動する繊維束の幅を狭めるように案内する紡機における繊維束案内装置であって、
紡機に取り付けられた状態において、案内すべき繊維束の移動方向に沿って繊維束の幅を狭める案内面を備えた案内部材と、
前記案内面に前記繊維束が接触するのを阻止する音圧を発生するように前記案内部材を振動させる励振手段とを備え、
少なくとも隣接する２錘に対応する間隔で配置される前記案内部材を前記案内部材と直交する方向に延びる棒状の連結部材で連結し、前記連結部材の中間部に圧電素子を介在させて、圧電素子により前記連結部材を縦振動させるように励振する紡機における繊維束案内装置。
【請求項２】
前記圧電素子は、前記連結部材の縦振動の節と対応する位置に設けられた取付け用ブラケットを挟んで両側に一対ずつ設けられている請求項１に記載の紡機における繊維束案内装置。
【請求項３】
前記圧電素子は前記連結部材に挟まれて一対設けられ、前記圧電素子を挟んで設けられた連結部材は前記圧電素子と対向する部分において取付け用ブラケットで支持されている請求項１に記載の紡機における繊維束案内装置。
【請求項４】
前記案内部材は、２枚の板がスペーサを介して連結されるとともに、前記スペーサと対応する部分において励振される請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の紡機における繊維束案内装置。
【請求項５】
前記圧電素子を挟んで設けられた連結部材には前記圧電素子と対向する面に雌ねじ部が形成され、両連結部材は前記圧電素子を遊貫するとともに両側に前記雌ねじ部と螺合する雄ねじ部を有する連結ロッドに螺合することにより前記圧電素子を挟持する状態で連結されている請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の紡機における繊維束案内装置。
【請求項１】
上流側から下流側へと移動する繊維束の幅を狭めるように案内する紡機における繊維束案内装置であって、
紡機に取り付けられた状態において、案内すべき繊維束の移動方向に沿って繊維束の幅を狭める案内面を備えた案内部材と、
前記案内面に前記繊維束が接触するのを阻止する音圧を発生するように前記案内部材を振動させる励振手段とを備え、
少なくとも隣接する２錘に対応する間隔で配置される前記案内部材を前記案内部材と直交する方向に延びる棒状の連結部材で連結し、前記連結部材の中間部に圧電素子を介在させて、圧電素子により前記連結部材を縦振動させるように励振する紡機における繊維束案内装置。
【請求項２】
前記圧電素子は、前記連結部材の縦振動の節と対応する位置に設けられた取付け用ブラケットを挟んで両側に一対ずつ設けられている請求項１に記載の紡機における繊維束案内装置。
【請求項３】
前記圧電素子は前記連結部材に挟まれて一対設けられ、前記圧電素子を挟んで設けられた連結部材は前記圧電素子と対向する部分において取付け用ブラケットで支持されている請求項１に記載の紡機における繊維束案内装置。
【請求項４】
前記案内部材は、２枚の板がスペーサを介して連結されるとともに、前記スペーサと対応する部分において励振される請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の紡機における繊維束案内装置。
【請求項５】
前記圧電素子を挟んで設けられた連結部材には前記圧電素子と対向する面に雌ねじ部が形成され、両連結部材は前記圧電素子を遊貫するとともに両側に前記雌ねじ部と螺合する雄ねじ部を有する連結ロッドに螺合することにより前記圧電素子を挟持する状態で連結されている請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の紡機における繊維束案内装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００８−２９７６７７（Ｐ２００８−２９７６７７Ａ）
【公開日】平成２０年１２月１１日（２００８．１２．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１４７１７７（Ｐ２００７−１４７１７７）
【出願日】平成１９年６月１日（２００７．６．１）
【出願人】（０００００３２１８）株式会社豊田自動織機 (4,162)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１２月１１日（２００８．１２．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年６月１日（２００７．６．１）
【出願人】（０００００３２１８）株式会社豊田自動織機 (4,162)
【Ｆターム（参考）】
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