繊維機械用のダクト及びこれを備えた繊維機械
【課題】ダクト内の糸屑を効果的に除去できる製造性の高い繊維機械用のダクトを提供する。
【解決手段】ブロアダクト２０は、ブロアボックス（負圧源）による吸引方向に垂直な面で切断した断面形状が多角形となるように形成されている。また、ブロアダクト２０は、前記断面形状を構成する一面をなすように平面状に形成される第１壁面３５を備える。第１壁面３５には、吸引力を自動ワインダの各巻取ユニットに供給するための第１空気流入孔３１が形成されている。この第１空気流入孔３１に対面する対面壁３８が、第１壁面３５に対して傾斜して形成される。この第１空気流入孔３１と前記ブロアボックスの吸引力とによって、ブロアダクト２０内にサイクロン流を発生させる。
【解決手段】ブロアダクト２０は、ブロアボックス（負圧源）による吸引方向に垂直な面で切断した断面形状が多角形となるように形成されている。また、ブロアダクト２０は、前記断面形状を構成する一面をなすように平面状に形成される第１壁面３５を備える。第１壁面３５には、吸引力を自動ワインダの各巻取ユニットに供給するための第１空気流入孔３１が形成されている。この第１空気流入孔３１に対面する対面壁３８が、第１壁面３５に対して傾斜して形成される。この第１空気流入孔３１と前記ブロアボックスの吸引力とによって、ブロアダクト２０内にサイクロン流を発生させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は繊維機械に備えられるダクトに関するものであり、詳細には、ダクト内の糸屑の除去に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
繊維機械用のダクトにおいて、ブロアボックス等の負圧源に接続され、繊維機械の各部に吸引力を供給する構成のものが従来から知られている。この種のダクトを開示したものに特許文献１及び特許文献２がある。
【０００３】
特許文献１が開示する紡機用ダクトは、筒状のダクトを、その両端と交差する平面で複数に、かつ少なくとも同じ形状の構成片同士を多数積み重ね可能な形状に分割した構成片から構成される。特許文献１は、この構成により、梱包の際に各構成片を容易に積み重ねることができ、より効率よく梱包ができるとしている。特許文献２が開示するダクトは、湾曲した形状の内側表面を有するケーシング内に、空気及び汚染物の渦流を生起させることによって、汚物を沈殿させることなく搬送するものである。
【特許文献１】特開平９−５３７６６号公報
【特許文献２】実公昭４９−１０３２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、自動ワインダ等の繊維機械において、糸継作業等で生じた糸屑は、巻取ユニットからダクト内に送り込まれた後、ダクト内を通って外部に排出される。しかし、特許文献１に開示されるような断面形状が多角形で構成されるダクトは、ダクト内の底部や隅の方で空気の流れが澱み、糸屑がダクト内に残留することがあった。
【０００５】
この点、特許文献２は、渦流を生起させることで、ダクト内の汚物を搬送する能力を向上させている。しかし、内側面が湾曲状に形成されるダクトは、板金を曲面となるように加工し、継ぎ目部分を溶接する等の複雑な工程を経て製造しなければならない。また、円筒状に構成されるダクトの場合、巻取ユニット等の各部に吸引力を供給するための配管等を曲面に取り付けなければならないため、巻取ユニットとダクトとの接続を容易に行うことができなかった。
【０００６】
本発明は以上の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ダクト内の糸屑を効果的に除去でき、製造が容易な繊維機械用のダクトを提供することにある。
【課題を解決するための手段及び効果】
【０００７】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。
【０００８】
本発明の第１の観点によれば、端部に配置される負圧源によって糸屑を吸引除去する繊維機械用のダクトにおいて、以下の構成が提供される。即ち、ダクトは、前記負圧源による吸引方向に垂直な面で切断した断面形状が多角形となるように形成されている。そして、ダクト内にサイクロン流を発生させるように構成されている。
【０００９】
これにより、サイクロン流によって、ダクト内に留まろうとする糸屑があっても効果的に除去することができる。従って、糸屑を除去するために必要な負圧源の吸引力を低減することができ、省エネルギー化を達成できる。また、断面形状が多角形になるように構成されているので、加工が容易な板状部材を組み合わせたり、折り曲げたりすることでダクトを容易に製造することができる。
【００１０】
前記の繊維機械用のダクトにおいては、以下のように構成されることが好ましい。即ち、ダクトは、前記断面形状を構成する一面をなすように平面状に形成されるダクト壁面を備える。前記ダクト壁面には、吸引力を繊維機械の各部に供給するための１又は２以上の空気流入孔が形成されている。前記空気流入孔に対面する内壁が、前記ダクト壁面に対して傾斜して形成される。
【００１１】
これにより、空気流入孔から流入された空気が傾斜状の内壁によって一定の方向に誘導されるので、ダクト内にサイクロン流を効率的に発生させることができる。従って、空気流入孔を形成するという簡易な構成でサイクロン流を発生させることができる。また、空気流入孔が形成されるダクト壁面は平面状に形成されているので、繊維機械に構成される吸引経路と空気流入孔との接続部の構造を簡易化できる。
【００１２】
前記の繊維機械用のダクトにおいては、前記断面形状は、頂点の数が５以上の多角形となるように構成されることが好ましい。
【００１３】
これにより、頂点の数が多くなることでダクトの断面形状は円に近い形状となる。従って、ダクト内でサイクロン流が発生し易い状態となり、ダクト内の糸屑を効果的に除去することができる。
【００１４】
前記の繊維機械用のダクトにおいては、前記断面形状に内接する最大径の内接円が、当該断面形状を構成する全ての辺に接することが好ましい。
【００１５】
これにより、ダクトの形状によってサイクロン流の流れを妨げることがないので、糸屑を除去するための能力を向上させることができる。
【００１６】
本発明の第２の観点によれば、繊維機械は、前記の繊維機械用のダクトと、前記ダクトに接続される前記負圧源としてのブロアボックスと、を備える。
【００１７】
これにより、ブロアボックスの容量を低減することができるとともに、糸屑がダクト内に留まることを効果的に抑制できる繊維機械を提供することができる。
【００１８】
本発明の第３の観点によれば、端部に配置される負圧源によって糸屑を吸引除去する繊維機械用のダクトにおいて、以下の構成が提供される。即ち、ダクトは、前記負圧源による吸引方向に垂直な面で切断した断面形状が多角形となるように形成されている。また、ダクトは、前記断面形状を構成する一面をなすように平面状に形成されるダクト壁面を備える。また、前記ダクト壁面には、吸引力を繊維機械の各部に供給するための１又は２以上の空気流入孔が形成されている。更に、前記空気流入孔に対面する内壁が、前記ダクト壁面に対して傾斜して形成される。
【００１９】
これにより、空気流入孔から流入された空気が傾斜状の内壁によって一定の方向に誘導されるので、ダクト内に留まろうとする糸屑があっても効果的に除去することができる。従って、糸屑を除去するために必要な負圧源の吸引力を低減することができ、省エネルギー化を達成できる。また、断面形状が多角形になるように構成されているので、加工が容易な板状部材を組み合わせたり、折り曲げたりすることでダクトを容易に製造することができる。また、空気流入孔が形成されるダクト壁面は平面状に形成されているので、繊維機械に構成される吸引経路と空気流入孔との接続部の構造を簡易化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は本発明の一実施形態に係る自動ワインダ１０の一部を示した斜視図である。
【００２１】
図１に示すように、繊維機械としての自動ワインダ１０は、自動ワインダフレーム１２と、複数の巻取ユニット１１と、ブロアダクト２０と、パッケージコンベア７５と、を備える。
【００２２】
また、図では省略したが、自動ワインダ１０は、巻取ユニット１１が並べられた方向の一端に配置されるブロアボックス（負圧源）、機台制御装置、及び自動玉揚装置等を備えている。ブロアボックスは、各巻取ユニット１１に吸引力を発生させるためのものである。機台制御装置は、巻取ユニット１１の各部を制御するためのものである。自動玉揚装置は、各巻取ユニット１１で形成された満巻状態のパッケージと空の巻取ボビン７０とを自動的に交換するためのものである。この自動玉揚装置によって巻取ユニット１１から取り上げられた満巻状態のパッケージは、パッケージコンベア７５によって適宜の場所に搬送される。
【００２３】
自動ワインダフレーム１２は、巻取ユニット１１、ブロアダクト２０、パッケージコンベア７５及び前記自動玉揚装置等を支持できるように、枠組状に形成されている。巻取ユニット１１は、給糸ボビンから解舒された糸をトラバースさせながら巻取ボビン７０に巻き付けて所定長で所定形状のパッケージを形成するためのものであり、自動ワインダフレーム１２に並べて配置されている。
【００２４】
ブロアダクト２０は、巻取ユニット１１のそれぞれにブロアボックスの吸引力を分配して供給するためのものであり、その長手方向一端が前記ブロアボックスに接続されている。ブロアダクト２０は、巻取ユニット１１の背面側で横向きとなるように自動ワインダフレーム１２に設置されている。これによって巻取ユニット１１は、背面側からブロアダクト２０に支持される形となっている。このブロアダクト２０の正面側の外壁には、第１空気流入孔３１、第２空気流入孔３２及び第３空気流入孔３３が形成されている。これらの空気流入孔を通じて巻取ユニット１１の各部にブロアボックスの吸引力が供給される。なお、ブロアダクト２０の詳細については後述する。
【００２５】
次に、巻取ユニット１１の詳細について説明する。巻取ユニット１１は、マガジン式供給装置６１と、給糸ボビン保持部６２と、解舒補助装置６３と、テンション付与装置６４と、スプライサ装置６５と、クリアラ６６と、巻取ドラム６９と、を主要な構成として備えている。
【００２６】
マガジン式供給装置６１は、図１に示すように、巻取ユニット１１の下部から正面上方向に斜めに延びる支持フレームに支持されている。このマガジン式供給装置６１においては、前記支持フレームの先端部に配置されるマガジンポケットの収納孔（図略）のそれぞれに、給糸ボビンを傾斜姿勢でセットすることができる。前記マガジンポケットは図略のモータ等によって間欠的な回転送り駆動が可能であり、この間欠駆動とマガジンポケットが有する図略の制御弁とによって、給糸ボビン保持部６２に給糸ボビンが供給される。
【００２７】
このマガジン式供給装置６１は、マガジンポケットの上部中央部に配置された吸引部を備えており、この吸引部によって前記収納孔にセットされた給糸ボビンの糸端を吸引している。そして、この吸引部は、ホースを介して第３空気流入孔３３に接続されている。
【００２８】
給糸ボビン保持部６２は、給糸ボビンを解舒位置にセットするためのものであり、前記マガジンポケットから受け取った給糸ボビンを解舒位置に移動させるための移動手段を備えている。これによって、マガジン式供給装置６１から供給された給糸ボビンは、巻取ユニット１１の適切な位置にセットされる。
【００２９】
解舒補助装置６３は、給糸ボビン上部に形成されたバルーンに適切なテンションを付与するためのものである。解舒補助装置６３は、給糸ボビンの芯管に被さる規制部材を給糸ボビンからの糸の解舒と連動して下降させることによって、前記バルーンに適切なテンションを付与する。
【００３０】
テンション付与装置６４は、走行する糸に所定のテンションを付与することによってパッケージの品質を高めるものである。このテンション付与装置６４としては、ゲート式又はディスク式のもの等を採用することができる。
【００３１】
スプライサ装置６５は、クリアラ６６が糸欠点を検出して行う糸切断時、又は給糸ボビンからの解舒中の糸切れ時等に、給糸ボビン側の下糸と、パッケージ側の上糸とを糸継ぎするためのものである。
【００３２】
クリアラ６６は、糸の太さを検出するためのセンサを備えており、このセンサからの糸太さ信号を監視することによって糸欠陥を検出するためのものである。また、前記クリアラ６６近傍には、糸欠点を検出したときに直ちに糸を切断するための図略のカッタが付設されている。
【００３３】
スプライサ装置６５の下側及び上側には、給糸ボビン側の下糸を捕捉してスプライサ装置６５に案内する下糸案内パイプ６７と、パッケージ側の上糸を捕捉してスプライサ装置６５に案内する上糸案内パイプ６８と、が設けられている。下糸案内パイプ６７及び上糸案内パイプ６８は、巻取ユニット１１本体に対して回転可能に取り付けられている。
【００３４】
下糸案内パイプ６７の先端には吸引口７１が形成され、上糸案内パイプ６８の先端にはサクションマウス７２が取り付けられている。上糸案内パイプ６８はブロアダクト２０の第１空気流入孔３１に接続されており、先端のサクションマウス７２に吸引流を発生させることができる。このサクションマウス７２は、パッケージの表面上の糸端を捕捉するために、その吸引部分がパッケージの幅を含むように細長状に形成されている。一方、下糸案内パイプ６７は、ブロアダクト２０の第２空気流入孔３２に接続されており、吸引口７１に吸引流を発生させることができる。また、巻取ユニット１１には図略のシャッタ装置が備えられており、このシャッタ装置によって下糸案内パイプ６７の吸引口７１及び上糸案内パイプ６８のサクションマウス７２に吸引力を作用させるか否かを切り替えることができる。
【００３５】
この構成で、糸継時には、下糸案内パイプ６７は捕捉位置で下糸を吸引捕捉した後、上方に回転してスプライサ装置６５まで下糸を導く。一方、上糸案内パイプ６８は、上方の捕捉位置まで回転してパッケージの表面上に存在する上糸を吸引捕捉した後、下方に回転してスプライサ装置６５まで上糸を導く。スプライサ装置６５では上糸と下糸の糸継作業が行われ、余分な糸は適宜切断される。切断された糸は糸屑として下糸案内パイプ６７及び上糸案内パイプ６８に吸い込まれ、第１空気流入孔３１及び第２空気流入孔３２を通じてブロアダクト２０内に送り出される。
【００３６】
巻取ドラム６９は、パッケージ（巻取ボビン７０）を回転駆動させるためのものであり、図略の駆動モータに接続されている。この巻取ドラム６９の周面には綾振溝が形成されており、この綾振溝によって糸はトラバースされながらパッケージに巻き取られる。
【００３７】
次に図２、図３、図４及び図５を参照してブロアダクト２０について説明する。図２は、本実施形態のブロアダクト２０の様子を示した斜視図である。図３は、ブロアダクト２０の正面図である。図４は、ブロアダクト２０をブロアボックスの吸引方向に対して垂直な面で切断した断面図である。図５は、ブロアダクト２０内の気流の様子を模式的に示したブロアダクト２０の正面断面図である。
【００３８】
図２に示すように、ブロアダクト２０は、ブロアボックスの吸引方向に対して垂直な面で切断した断面形状が六角形となる筒状に形成されている。具体的には、前記断面形状は、矩形の有する２組の対角のうち１組を斜めに切り落としたような六角形とされている。このブロアダクト２０は、板金に折曲げ加工を行って、これらの板金を組み合わせる等して製造される。前述したように、ブロアダクト２０の端部にはブロアボックスが接続されており、このブロアボックスによってブロアダクト２０内に吸引力が作用している。
【００３９】
図２及び図３に示すように、ブロアダクト２０の正面側の壁面には空気流入孔が形成されている。以下に空気流入孔と、この空気流入孔が形成される壁面について説明する。図３に示すように、正面視において上側に位置する第１壁面３５に第１空気流入孔３１が形成されており、正面視において下側に位置する第２壁面３６に第２空気流入孔３２及び第３空気流入孔３３が形成されている。図４に示すように、第１壁面３５は平面状に形成されており、自動ワインダ１０の接地面に対して略垂直となる向きで配置されている。また、第１壁面３５は、一端がブロアダクト２０の上面に、他端が第２壁面３６に接続されるように構成されている。第２壁面３６は平面状に形成されており、前記第１壁面３５との接続部分から下方に進むに従って背面側へ近づくように傾斜して、ブロアダクト２０の下面に接続されるように構成されている。
【００４０】
第１空気流入孔３１は空気流入孔の中で最も上方に配置されるものであり、第１壁面３５に貫通状の孔として形成されている。この第１空気流入孔３１には、上糸案内パイプ６８のサクションマウス７２に吸引力を供給するための配管が取り付けられており、この配管を通じてサクションマウス７２に吸引流を発生させる。また、本実施形態の第１空気流入孔３１の径は、第２空気流入孔３２及び第３空気流入孔３３の径より大きく形成されている。これによって、第１空気流入孔３１からブロアダクト２０内に流れ込む空気の流入量も、他の空気流入孔から流入する流入量に比べて大きくなっている。
【００４１】
第２空気流入孔３２は、前記第１空気流入孔３１の下方位置であって、第２壁面３６の上部に貫通状に形成されている。第２空気流入孔３２には、下糸案内パイプ６７の吸引口７１に吸引力を供給するための配管が取り付けられており、この配管を通じて吸引口７１に吸引流を発生させる。
【００４２】
第３空気流入孔３３は空気流入孔の中で最も下方に配置されるものであり、第２壁面３６に貫通状の孔として形成されている。この第３空気流入孔３３は、正面視において前記第２空気流入孔３２の左側に設けられている。第３空気流入孔３３には、マガジン式供給装置６１の吸引部に吸引力を供給するためのホースが取り付けられており、このホースを通じて前記吸引部に吸引力を作用させる。マガジン式供給装置６１に接続されている吸引部は、常時吸引している状態であり、吸引部から吸引された空気が第３空気流入孔３３から途切れることなくダクト内に流入している。
【００４３】
空気流入孔が形成される第１壁面３５及び第２壁面３６は、平面状の板金で構成されている。従って、巻取ユニット１１の各部（サクションマウス７２、吸引口７１及びマガジン式供給装置６１）に吸引力を供給するための配管やホースを取り付けるための固定具を平面部分に設置することが容易にできる。ここで、ブロアボックスの吸引力を巻取ユニット１１側に適切に供給するためには、ブロアダクト２０と配管等の接続部に隙間が生じないようにする必要がある。この点、本実施形態では上記のように固定具の取付け面が平面状に形成されているので、取付面が曲面で形成される従来の円筒状のブロアダクトに比べ、配管を取り付けるための取付構造を簡易に構成できるとともに、取付作業も容易に行うことができる。
【００４４】
図４に示すように、ブロアダクト２０内で第１空気流入孔３１が対面する対面壁３８は、下方に進むに従って背面側へ近づくように傾斜状に構成されている。第１壁面３５は前述したように自動ワインダ１０の設置面に対して略垂直に構成されているので、第１壁面３５に対して前記対面壁３８は傾斜していることになる。従って、第１壁面３５に形成される第１空気流入孔３１からブロアダクト２０に流入した空気は、対面壁３８の傾斜に沿って下方向に案内される形となる。第１空気流入孔３１から流入した空気が一定方向にガイドされることによって、ブロアダクト２０内に円を描くような空気流が生じる。
【００４５】
また、本実施形態のブロアダクト２０は、図４の鎖線に示す最大径の内接円５０に対して、ブロアダクト２０の内壁を構成する全ての板金の内側面（内壁）が接するように構成されている。従って、第１空気流入孔３１から流入した空気は、ブロアダクト２０の内壁によって大きな干渉を受けることなくスムーズに流れることができる。
【００４６】
この構成で、ブロアボックスの吸引力がブロアダクト２０を介して各巻取ユニット１１に供給される。巻取ユニット１１では、糸継作業が行われる時は巻取ユニット１１側のシャッタを開放して、上糸案内パイプ６８及び下糸案内パイプ６７に吸引力を作用させる。糸継作業によって発生した不要な糸屑は、上糸案内パイプ６８のサクションマウス７２及び下糸案内パイプ６７の吸引口７１から吸引されて、それぞれが第１空気流入孔３１及び第２空気流入孔３２からブロアダクト２０内に吸引される。また、第３空気流入孔３３からは、途切れることなく空気が流入している。本実施形態では、第１空気流入孔３１の空気の流入量が大きいため、第２空気流入孔３２及び第３空気流入孔３３から流入する空気は、第１空気流入孔３１から流入する空気によって発生した空気の流れに合流する形となる。
【００４７】
また、図５の白抜きの矢印に示すように、ブロアダクト２０内では、ブロアボックスからの吸引力によってブロアボックス側へ引き込まれる力が働いている。このブロアボックスの吸引力と、対面壁３８によって一定方向に導かれる空気の流れと、が相まって、螺旋状に回転するサイクロン流がブロアダクト２０内に発生する。第１空気流入孔３１、第２空気流入孔３２及び第３空気流入孔３３からダクト内に運ばれた糸屑は、このサイクロン流に巻き込まれて、ブロアダクト２０の底部に留まることなく吸引方向に運ばれる。サイクロン流によってブロアボックスまで運ばれた糸屑は、図示しないダストボックスに回収される。
【００４８】
次に図６を参照して、断面形状が五角形で形成されるブロアダクト２０の変形例について説明する。なお、この変形例は、ブロアダクト９０の断面形状が五角形である以外は上記実施形態と同様の構成であるので、上記実施形態と同様の部分については図面に同一の符号を付して説明を省略する場合がある。
【００４９】
図６に示すように、変形例のブロアダクト９０は、断面形状が五角形となるように、板金に適宜の加工を行うことで筒状に形成されている。ブロアダクト９０の端部にはブロアボックスが接続されており、ブロアダクト９０内にブロアボックスに向かう吸引流が発生している。
【００５０】
正面側の正面壁９５は、自動ワインダ１０の接地面に対して略垂直に構成されている。この正面壁９５には、上から順に、第１空気流入孔９１、第２空気流入孔９２、第３空気流入孔９３がそれぞれ貫通状の孔として形成されている。第１空気流入孔９１の径は、第２空気流入孔９２及び第３空気流入孔９３よりも大きくなるように形成されており、この第１空気流入孔９１から流入する空気の流入量が最も大きくなっている。
【００５１】
第１空気流入孔９１に対面する対面壁９８は、下方に進むに従って背面側に近づくような傾斜状に構成されている。第１空気流入孔９１から流入した空気は対面壁９８の傾斜面にガイドされ、ブロアダクト９０内に円を描くような一定方向の気流の流れが生じる。この気流の流れと、ブロアボックスによって発生している吸引流と、によってサイクロン流が発生する。また、ブロアダクト９０の断面形状を構成する全ての板金の内壁が、ブロアダクト９０内の最大径の内接円５０に接するように構成されているので、発生したサイクロン流の流れを妨げることもない。
【００５２】
第２空気流入孔９２及び第３空気流入孔９３から流入する空気の流れは、サイクロン流に合流する形となり、第２空気流入孔９２及び第３空気流入孔９３から流入した糸屑もサイクロン流によって運ばれることになる。このように、断面形状が五角形のブロアダクト９０においても、サイクロン流を内部に発生させて、ブロアダクト９０内に留まろうとする糸屑を効果的に除去することができる。
【００５３】
次に、断面形状の異なる４種類のブロアダクトにおける空気流のシミュレーション結果について、図７から図１０を参照して説明する。図７から図１０までは、ブロアダクト底面から１０ｍｍの位置の平均流量分布（等高線分布）を模式的に平面視で示したものである。図７から図１０に示すブロアダクトの一端（図面において下側の端部）にはブロアボックスが接続されており、このブロアボックスに向かう方向に吸引力が発生している。また、ブロアダクトには、下糸案内パイプ６７、上糸案内パイプ６８及びマガジン式供給装置６１からの空気が空気流入孔を介してブロアダクト内に流れ込んでいる。
【００５４】
図７は、図４等に示すブロアダクト２０（断面六角形）についてのシミュレーション結果である。図８は、図６に示すブロアダクト９０（断面五角形）についてのシミュレーション結果である。なお、本シミュレーション実験においては、断面形状が長方形で構成される従来のブロアダクト、及び、断面円形のブロアダクトについても実験を行った。断面長方形の場合を図９に、円形の場合を図１０にそれぞれ示す。また、図７から図１０までに示すシミュレーション結果は、何れもブロアダクトの内底面から１０ｍｍだけ上方の高さ（断面円形の場合は、内面の最下端から１０ｍｍだけ上方の高さ）における平均流量分布を示している。この平均流量分布は、その場所における速度の絶対値が等しい部分を１ｍ／ｓ毎に示した等高線分布である。この分布図の乱れの大きいものは、ダクト内の気流の乱れが大きいことを示し、逆に分布図の乱れの小さいものは、ダクト内の気流の乱れが小さいことを示している。
【００５５】
図７から図１０に示すように、ブロアボックスからの距離が遠くなるに従って圧力損失が大きくなるために生じる吸引力の低下と、空気流入孔から流入する流入空気と、によって、４種類全てのブロアダクト内では気流の乱れが生じている。しかしながら、図７に示す断面六角形のブロアダクトは、断面形状が異なる他のブロアダクトに比べて、気流の乱れが少ない。なお、図１０に示す円筒状のブロアダクトは、他の形状のブロアダクトに比べて断面積が小さいために空気流入孔からの流入空気の影響が大きくなっており、そのため気流の乱れが激しくなっていると考えられる。
【００５６】
前述したように、上記の実施形態及び変形例のように頂点の数が５以上の多角形の断面を有するブロアダクトは、内部にサイクロン流を効率良く発生させることができ、従来のブロアダクトに比べて吸引方向の損失速度が小さく糸屑の搬送能力が高い。そして、上記実験結果より、特に断面六角形のブロアダクトは損失速度が小さく気流の乱れも少ないので、糸屑を効果的に除去する点においてシミュレーション結果の中では好適であることがわかる。
【００５７】
以上に示したように、本実施形態のブロアダクト２０は、以下のように構成される。即ち、ブロアダクト２０は、ブロアボックス（負圧源）による吸引方向に垂直な面で切断した断面形状が多角形となるように形成されている。そして、このブロアダクト２０は、当該ブロアダクト２０内にサイクロン流を発生させるように構成されている。
【００５８】
これにより、ブロアダクト２０内に留まろうとする糸屑があっても、サイクロン流によって効果的に除去することができる。従って、糸屑を除去するために必要な負圧源の吸引力を低減することができ、省エネルギー化を達成できる。また、断面形状が多角形になるように構成されているので、加工が容易な板金（板状部材）を組み合わせたり折り曲げたりすることでブロアダクト２０を容易に製造することができる。
【００５９】
本実施形態のブロアダクト２０においては、以下のように構成される。即ち、ブロアダクト２０は、前記断面形状を構成する一面をなすように平面状に形成される第１壁面３５を備える。第１壁面３５には、吸引力を自動ワインダ１０の各巻取ユニット１１に供給するための第１空気流入孔３１が形成されている。第１空気流入孔３１に対面する対面壁３８が、第１壁面３５に対して傾斜して形成される。
【００６０】
これにより、第１空気流入孔３１から流入された空気が傾斜状の対面壁３８によって一定の方向に誘導されるので、ブロアダクト２０内にサイクロン流を効率的に発生させることができる。従って、第１空気流入孔３１を形成するという簡易な構成でサイクロン流を発生させることができる。また、第１空気流入孔３１が形成される第１壁面３５は平面状に形成されているので、自動ワインダ１０に構成される巻取ユニット１１に吸引力を供給するための吸引経路と、第１空気流入孔３１と、の接続部の構造を簡易化できる。なお、本実施形態及び変形例では、第１空気流入孔３１の径が空気流入孔の径の中で最も大きく形成されており、空気の流入量も大きくなっている。従って、前記シャッタ装置を開放したときは第１空気流入孔３１から導入された空気の流れが支配的となるので、サイクロン流を効果的に発生させることができる。
【００６１】
本実施形態のブロアダクト２０においては、前記断面形状は、六角形（頂点の数が５以上の多角形）となるように構成される。
【００６２】
これにより、頂点の数が多くなることでブロアダクト２０の断面形状は円に近い形状となる。従って、ブロアダクト２０内でサイクロン流が発生し易い状態となり、ブロアダクト２０内の糸屑を効果的に除去することができる。
【００６３】
本実施形態のブロアダクト２０においては、前記断面形状に内接する最大径の内接円５０が、当該断面形状を構成する全ての辺に接する。
【００６４】
これにより、ブロアダクト２０の形状によってサイクロン流の流れを妨げることがないので、糸屑を除去するための能力を向上させることができる。
【００６５】
また、本実施形態の自動ワインダ（繊維機械）１０は、ブロアダクト２０と、ブロアダクト２０に接続される負圧源としてのブロアボックスと、を備える。
【００６６】
これにより、ブロアボックスの容量を低減することができるとともに、糸屑がブロアダクト２０内に留まることを効果的に抑制できる。
【００６７】
以上に本発明の好適な実施形態を説明したが、上記の構成は更に以下のように変更することができる。
【００６８】
上記実施形態のブロアダクトに形成される空気流入孔の構成は適宜変更することができる。例えば、断面形状が六角形で形成されるブロアダクトにおいて、上側の第１壁面３５に、第１空気流入孔３１に加えて第２空気流入孔及び第３空気流入孔を形成することもできる。このように、各巻取ユニット１１に吸引力を供給するための空気流入孔の配置数、配置場所は事情に応じて変更することができる。
【００６９】
また、上記実施形態では、ブロアダクト２０の内壁を構成する全ての板金が、最大径の内接円５０に接する構成である。しかしながらこの構成に代えて、最大径の内接円に接しない内壁を有する構成のブロアダクトに変更することもできる。
【００７０】
また、上記実施形態では、第１空気流入孔３１から流入する空気が対面壁３８に案内されることによってサイクロン流が発生する構成であるが、サイクロン流を生じさせるための構成は適宜変更することができる。例えば、ブロアダクトの内側面に、サイクロン流を発生させるための溝やガイド板等を形成する構成とすることもできる。また、上記実施形態のように、ブロアダクト内にサイクロン流を発生させる構成に限定されるわけではない。空気流入孔からブロアダクト内に流入する空気が、傾斜する対面壁によって一定方向に導かれる構成であれば、ブロアダクトの構成は適宜変更することができる。この構成によっても、ブロアダクト内の空気流入孔近傍に留まろうとする糸屑の除去を効率的に行うことができる。
【００７１】
また、上記実施形態のブロアダクトの断面形状は六角形及び五角形であるがこの構成に限定されるわけではない。例えば、ブロアダクトの断面形状を、八角形となるように構成したり、正方形となるように構成したりする等、ブロアダクトの断面形状は適宜変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の一実施形態に係る自動ワインダの一部を示した斜視図。
【図２】本実施形態のブロアダクトの様子を示した斜視図。
【図３】本実施形態のブロアダクトの様子を示した正面図。
【図４】本実施形態のブロアダクトをブロアボックスの吸引方向に対して垂直な面で切断した断面図。
【図５】ブロアダクト内の気流の様子を模式的に示したブロアダクトの正面断面図。
【図６】変形例のブロアダクトをブロアボックスの吸引方向に対して垂直な面で切断した断面図。
【図７】本実施形態のブロアダクト（断面六角形）において、内部の平均流量分布を示した模式図。
【図８】変形例のブロアダクト（断面五角形）において、内部の平均流量分布を示した模式図。
【図９】従来のブロアダクト（断面長方形）において、内部の平均流量分布を示した模式図。
【図１０】円筒状に構成されるブロアダクト内の平均流量分布を示した模式図。
【符号の説明】
【００７３】
１０ 自動ワインダ（繊維機械）
２０ ブロアダクト
３１ 第１空気流入孔
３２ 第２空気流入孔
３３ 第３空気流入孔
３５ 第１壁面（ダクト壁面）
３６ 第２壁面
３８ 対面壁
【技術分野】
【０００１】
本発明は繊維機械に備えられるダクトに関するものであり、詳細には、ダクト内の糸屑の除去に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
繊維機械用のダクトにおいて、ブロアボックス等の負圧源に接続され、繊維機械の各部に吸引力を供給する構成のものが従来から知られている。この種のダクトを開示したものに特許文献１及び特許文献２がある。
【０００３】
特許文献１が開示する紡機用ダクトは、筒状のダクトを、その両端と交差する平面で複数に、かつ少なくとも同じ形状の構成片同士を多数積み重ね可能な形状に分割した構成片から構成される。特許文献１は、この構成により、梱包の際に各構成片を容易に積み重ねることができ、より効率よく梱包ができるとしている。特許文献２が開示するダクトは、湾曲した形状の内側表面を有するケーシング内に、空気及び汚染物の渦流を生起させることによって、汚物を沈殿させることなく搬送するものである。
【特許文献１】特開平９−５３７６６号公報
【特許文献２】実公昭４９−１０３２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、自動ワインダ等の繊維機械において、糸継作業等で生じた糸屑は、巻取ユニットからダクト内に送り込まれた後、ダクト内を通って外部に排出される。しかし、特許文献１に開示されるような断面形状が多角形で構成されるダクトは、ダクト内の底部や隅の方で空気の流れが澱み、糸屑がダクト内に残留することがあった。
【０００５】
この点、特許文献２は、渦流を生起させることで、ダクト内の汚物を搬送する能力を向上させている。しかし、内側面が湾曲状に形成されるダクトは、板金を曲面となるように加工し、継ぎ目部分を溶接する等の複雑な工程を経て製造しなければならない。また、円筒状に構成されるダクトの場合、巻取ユニット等の各部に吸引力を供給するための配管等を曲面に取り付けなければならないため、巻取ユニットとダクトとの接続を容易に行うことができなかった。
【０００６】
本発明は以上の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ダクト内の糸屑を効果的に除去でき、製造が容易な繊維機械用のダクトを提供することにある。
【課題を解決するための手段及び効果】
【０００７】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。
【０００８】
本発明の第１の観点によれば、端部に配置される負圧源によって糸屑を吸引除去する繊維機械用のダクトにおいて、以下の構成が提供される。即ち、ダクトは、前記負圧源による吸引方向に垂直な面で切断した断面形状が多角形となるように形成されている。そして、ダクト内にサイクロン流を発生させるように構成されている。
【０００９】
これにより、サイクロン流によって、ダクト内に留まろうとする糸屑があっても効果的に除去することができる。従って、糸屑を除去するために必要な負圧源の吸引力を低減することができ、省エネルギー化を達成できる。また、断面形状が多角形になるように構成されているので、加工が容易な板状部材を組み合わせたり、折り曲げたりすることでダクトを容易に製造することができる。
【００１０】
前記の繊維機械用のダクトにおいては、以下のように構成されることが好ましい。即ち、ダクトは、前記断面形状を構成する一面をなすように平面状に形成されるダクト壁面を備える。前記ダクト壁面には、吸引力を繊維機械の各部に供給するための１又は２以上の空気流入孔が形成されている。前記空気流入孔に対面する内壁が、前記ダクト壁面に対して傾斜して形成される。
【００１１】
これにより、空気流入孔から流入された空気が傾斜状の内壁によって一定の方向に誘導されるので、ダクト内にサイクロン流を効率的に発生させることができる。従って、空気流入孔を形成するという簡易な構成でサイクロン流を発生させることができる。また、空気流入孔が形成されるダクト壁面は平面状に形成されているので、繊維機械に構成される吸引経路と空気流入孔との接続部の構造を簡易化できる。
【００１２】
前記の繊維機械用のダクトにおいては、前記断面形状は、頂点の数が５以上の多角形となるように構成されることが好ましい。
【００１３】
これにより、頂点の数が多くなることでダクトの断面形状は円に近い形状となる。従って、ダクト内でサイクロン流が発生し易い状態となり、ダクト内の糸屑を効果的に除去することができる。
【００１４】
前記の繊維機械用のダクトにおいては、前記断面形状に内接する最大径の内接円が、当該断面形状を構成する全ての辺に接することが好ましい。
【００１５】
これにより、ダクトの形状によってサイクロン流の流れを妨げることがないので、糸屑を除去するための能力を向上させることができる。
【００１６】
本発明の第２の観点によれば、繊維機械は、前記の繊維機械用のダクトと、前記ダクトに接続される前記負圧源としてのブロアボックスと、を備える。
【００１７】
これにより、ブロアボックスの容量を低減することができるとともに、糸屑がダクト内に留まることを効果的に抑制できる繊維機械を提供することができる。
【００１８】
本発明の第３の観点によれば、端部に配置される負圧源によって糸屑を吸引除去する繊維機械用のダクトにおいて、以下の構成が提供される。即ち、ダクトは、前記負圧源による吸引方向に垂直な面で切断した断面形状が多角形となるように形成されている。また、ダクトは、前記断面形状を構成する一面をなすように平面状に形成されるダクト壁面を備える。また、前記ダクト壁面には、吸引力を繊維機械の各部に供給するための１又は２以上の空気流入孔が形成されている。更に、前記空気流入孔に対面する内壁が、前記ダクト壁面に対して傾斜して形成される。
【００１９】
これにより、空気流入孔から流入された空気が傾斜状の内壁によって一定の方向に誘導されるので、ダクト内に留まろうとする糸屑があっても効果的に除去することができる。従って、糸屑を除去するために必要な負圧源の吸引力を低減することができ、省エネルギー化を達成できる。また、断面形状が多角形になるように構成されているので、加工が容易な板状部材を組み合わせたり、折り曲げたりすることでダクトを容易に製造することができる。また、空気流入孔が形成されるダクト壁面は平面状に形成されているので、繊維機械に構成される吸引経路と空気流入孔との接続部の構造を簡易化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は本発明の一実施形態に係る自動ワインダ１０の一部を示した斜視図である。
【００２１】
図１に示すように、繊維機械としての自動ワインダ１０は、自動ワインダフレーム１２と、複数の巻取ユニット１１と、ブロアダクト２０と、パッケージコンベア７５と、を備える。
【００２２】
また、図では省略したが、自動ワインダ１０は、巻取ユニット１１が並べられた方向の一端に配置されるブロアボックス（負圧源）、機台制御装置、及び自動玉揚装置等を備えている。ブロアボックスは、各巻取ユニット１１に吸引力を発生させるためのものである。機台制御装置は、巻取ユニット１１の各部を制御するためのものである。自動玉揚装置は、各巻取ユニット１１で形成された満巻状態のパッケージと空の巻取ボビン７０とを自動的に交換するためのものである。この自動玉揚装置によって巻取ユニット１１から取り上げられた満巻状態のパッケージは、パッケージコンベア７５によって適宜の場所に搬送される。
【００２３】
自動ワインダフレーム１２は、巻取ユニット１１、ブロアダクト２０、パッケージコンベア７５及び前記自動玉揚装置等を支持できるように、枠組状に形成されている。巻取ユニット１１は、給糸ボビンから解舒された糸をトラバースさせながら巻取ボビン７０に巻き付けて所定長で所定形状のパッケージを形成するためのものであり、自動ワインダフレーム１２に並べて配置されている。
【００２４】
ブロアダクト２０は、巻取ユニット１１のそれぞれにブロアボックスの吸引力を分配して供給するためのものであり、その長手方向一端が前記ブロアボックスに接続されている。ブロアダクト２０は、巻取ユニット１１の背面側で横向きとなるように自動ワインダフレーム１２に設置されている。これによって巻取ユニット１１は、背面側からブロアダクト２０に支持される形となっている。このブロアダクト２０の正面側の外壁には、第１空気流入孔３１、第２空気流入孔３２及び第３空気流入孔３３が形成されている。これらの空気流入孔を通じて巻取ユニット１１の各部にブロアボックスの吸引力が供給される。なお、ブロアダクト２０の詳細については後述する。
【００２５】
次に、巻取ユニット１１の詳細について説明する。巻取ユニット１１は、マガジン式供給装置６１と、給糸ボビン保持部６２と、解舒補助装置６３と、テンション付与装置６４と、スプライサ装置６５と、クリアラ６６と、巻取ドラム６９と、を主要な構成として備えている。
【００２６】
マガジン式供給装置６１は、図１に示すように、巻取ユニット１１の下部から正面上方向に斜めに延びる支持フレームに支持されている。このマガジン式供給装置６１においては、前記支持フレームの先端部に配置されるマガジンポケットの収納孔（図略）のそれぞれに、給糸ボビンを傾斜姿勢でセットすることができる。前記マガジンポケットは図略のモータ等によって間欠的な回転送り駆動が可能であり、この間欠駆動とマガジンポケットが有する図略の制御弁とによって、給糸ボビン保持部６２に給糸ボビンが供給される。
【００２７】
このマガジン式供給装置６１は、マガジンポケットの上部中央部に配置された吸引部を備えており、この吸引部によって前記収納孔にセットされた給糸ボビンの糸端を吸引している。そして、この吸引部は、ホースを介して第３空気流入孔３３に接続されている。
【００２８】
給糸ボビン保持部６２は、給糸ボビンを解舒位置にセットするためのものであり、前記マガジンポケットから受け取った給糸ボビンを解舒位置に移動させるための移動手段を備えている。これによって、マガジン式供給装置６１から供給された給糸ボビンは、巻取ユニット１１の適切な位置にセットされる。
【００２９】
解舒補助装置６３は、給糸ボビン上部に形成されたバルーンに適切なテンションを付与するためのものである。解舒補助装置６３は、給糸ボビンの芯管に被さる規制部材を給糸ボビンからの糸の解舒と連動して下降させることによって、前記バルーンに適切なテンションを付与する。
【００３０】
テンション付与装置６４は、走行する糸に所定のテンションを付与することによってパッケージの品質を高めるものである。このテンション付与装置６４としては、ゲート式又はディスク式のもの等を採用することができる。
【００３１】
スプライサ装置６５は、クリアラ６６が糸欠点を検出して行う糸切断時、又は給糸ボビンからの解舒中の糸切れ時等に、給糸ボビン側の下糸と、パッケージ側の上糸とを糸継ぎするためのものである。
【００３２】
クリアラ６６は、糸の太さを検出するためのセンサを備えており、このセンサからの糸太さ信号を監視することによって糸欠陥を検出するためのものである。また、前記クリアラ６６近傍には、糸欠点を検出したときに直ちに糸を切断するための図略のカッタが付設されている。
【００３３】
スプライサ装置６５の下側及び上側には、給糸ボビン側の下糸を捕捉してスプライサ装置６５に案内する下糸案内パイプ６７と、パッケージ側の上糸を捕捉してスプライサ装置６５に案内する上糸案内パイプ６８と、が設けられている。下糸案内パイプ６７及び上糸案内パイプ６８は、巻取ユニット１１本体に対して回転可能に取り付けられている。
【００３４】
下糸案内パイプ６７の先端には吸引口７１が形成され、上糸案内パイプ６８の先端にはサクションマウス７２が取り付けられている。上糸案内パイプ６８はブロアダクト２０の第１空気流入孔３１に接続されており、先端のサクションマウス７２に吸引流を発生させることができる。このサクションマウス７２は、パッケージの表面上の糸端を捕捉するために、その吸引部分がパッケージの幅を含むように細長状に形成されている。一方、下糸案内パイプ６７は、ブロアダクト２０の第２空気流入孔３２に接続されており、吸引口７１に吸引流を発生させることができる。また、巻取ユニット１１には図略のシャッタ装置が備えられており、このシャッタ装置によって下糸案内パイプ６７の吸引口７１及び上糸案内パイプ６８のサクションマウス７２に吸引力を作用させるか否かを切り替えることができる。
【００３５】
この構成で、糸継時には、下糸案内パイプ６７は捕捉位置で下糸を吸引捕捉した後、上方に回転してスプライサ装置６５まで下糸を導く。一方、上糸案内パイプ６８は、上方の捕捉位置まで回転してパッケージの表面上に存在する上糸を吸引捕捉した後、下方に回転してスプライサ装置６５まで上糸を導く。スプライサ装置６５では上糸と下糸の糸継作業が行われ、余分な糸は適宜切断される。切断された糸は糸屑として下糸案内パイプ６７及び上糸案内パイプ６８に吸い込まれ、第１空気流入孔３１及び第２空気流入孔３２を通じてブロアダクト２０内に送り出される。
【００３６】
巻取ドラム６９は、パッケージ（巻取ボビン７０）を回転駆動させるためのものであり、図略の駆動モータに接続されている。この巻取ドラム６９の周面には綾振溝が形成されており、この綾振溝によって糸はトラバースされながらパッケージに巻き取られる。
【００３７】
次に図２、図３、図４及び図５を参照してブロアダクト２０について説明する。図２は、本実施形態のブロアダクト２０の様子を示した斜視図である。図３は、ブロアダクト２０の正面図である。図４は、ブロアダクト２０をブロアボックスの吸引方向に対して垂直な面で切断した断面図である。図５は、ブロアダクト２０内の気流の様子を模式的に示したブロアダクト２０の正面断面図である。
【００３８】
図２に示すように、ブロアダクト２０は、ブロアボックスの吸引方向に対して垂直な面で切断した断面形状が六角形となる筒状に形成されている。具体的には、前記断面形状は、矩形の有する２組の対角のうち１組を斜めに切り落としたような六角形とされている。このブロアダクト２０は、板金に折曲げ加工を行って、これらの板金を組み合わせる等して製造される。前述したように、ブロアダクト２０の端部にはブロアボックスが接続されており、このブロアボックスによってブロアダクト２０内に吸引力が作用している。
【００３９】
図２及び図３に示すように、ブロアダクト２０の正面側の壁面には空気流入孔が形成されている。以下に空気流入孔と、この空気流入孔が形成される壁面について説明する。図３に示すように、正面視において上側に位置する第１壁面３５に第１空気流入孔３１が形成されており、正面視において下側に位置する第２壁面３６に第２空気流入孔３２及び第３空気流入孔３３が形成されている。図４に示すように、第１壁面３５は平面状に形成されており、自動ワインダ１０の接地面に対して略垂直となる向きで配置されている。また、第１壁面３５は、一端がブロアダクト２０の上面に、他端が第２壁面３６に接続されるように構成されている。第２壁面３６は平面状に形成されており、前記第１壁面３５との接続部分から下方に進むに従って背面側へ近づくように傾斜して、ブロアダクト２０の下面に接続されるように構成されている。
【００４０】
第１空気流入孔３１は空気流入孔の中で最も上方に配置されるものであり、第１壁面３５に貫通状の孔として形成されている。この第１空気流入孔３１には、上糸案内パイプ６８のサクションマウス７２に吸引力を供給するための配管が取り付けられており、この配管を通じてサクションマウス７２に吸引流を発生させる。また、本実施形態の第１空気流入孔３１の径は、第２空気流入孔３２及び第３空気流入孔３３の径より大きく形成されている。これによって、第１空気流入孔３１からブロアダクト２０内に流れ込む空気の流入量も、他の空気流入孔から流入する流入量に比べて大きくなっている。
【００４１】
第２空気流入孔３２は、前記第１空気流入孔３１の下方位置であって、第２壁面３６の上部に貫通状に形成されている。第２空気流入孔３２には、下糸案内パイプ６７の吸引口７１に吸引力を供給するための配管が取り付けられており、この配管を通じて吸引口７１に吸引流を発生させる。
【００４２】
第３空気流入孔３３は空気流入孔の中で最も下方に配置されるものであり、第２壁面３６に貫通状の孔として形成されている。この第３空気流入孔３３は、正面視において前記第２空気流入孔３２の左側に設けられている。第３空気流入孔３３には、マガジン式供給装置６１の吸引部に吸引力を供給するためのホースが取り付けられており、このホースを通じて前記吸引部に吸引力を作用させる。マガジン式供給装置６１に接続されている吸引部は、常時吸引している状態であり、吸引部から吸引された空気が第３空気流入孔３３から途切れることなくダクト内に流入している。
【００４３】
空気流入孔が形成される第１壁面３５及び第２壁面３６は、平面状の板金で構成されている。従って、巻取ユニット１１の各部（サクションマウス７２、吸引口７１及びマガジン式供給装置６１）に吸引力を供給するための配管やホースを取り付けるための固定具を平面部分に設置することが容易にできる。ここで、ブロアボックスの吸引力を巻取ユニット１１側に適切に供給するためには、ブロアダクト２０と配管等の接続部に隙間が生じないようにする必要がある。この点、本実施形態では上記のように固定具の取付け面が平面状に形成されているので、取付面が曲面で形成される従来の円筒状のブロアダクトに比べ、配管を取り付けるための取付構造を簡易に構成できるとともに、取付作業も容易に行うことができる。
【００４４】
図４に示すように、ブロアダクト２０内で第１空気流入孔３１が対面する対面壁３８は、下方に進むに従って背面側へ近づくように傾斜状に構成されている。第１壁面３５は前述したように自動ワインダ１０の設置面に対して略垂直に構成されているので、第１壁面３５に対して前記対面壁３８は傾斜していることになる。従って、第１壁面３５に形成される第１空気流入孔３１からブロアダクト２０に流入した空気は、対面壁３８の傾斜に沿って下方向に案内される形となる。第１空気流入孔３１から流入した空気が一定方向にガイドされることによって、ブロアダクト２０内に円を描くような空気流が生じる。
【００４５】
また、本実施形態のブロアダクト２０は、図４の鎖線に示す最大径の内接円５０に対して、ブロアダクト２０の内壁を構成する全ての板金の内側面（内壁）が接するように構成されている。従って、第１空気流入孔３１から流入した空気は、ブロアダクト２０の内壁によって大きな干渉を受けることなくスムーズに流れることができる。
【００４６】
この構成で、ブロアボックスの吸引力がブロアダクト２０を介して各巻取ユニット１１に供給される。巻取ユニット１１では、糸継作業が行われる時は巻取ユニット１１側のシャッタを開放して、上糸案内パイプ６８及び下糸案内パイプ６７に吸引力を作用させる。糸継作業によって発生した不要な糸屑は、上糸案内パイプ６８のサクションマウス７２及び下糸案内パイプ６７の吸引口７１から吸引されて、それぞれが第１空気流入孔３１及び第２空気流入孔３２からブロアダクト２０内に吸引される。また、第３空気流入孔３３からは、途切れることなく空気が流入している。本実施形態では、第１空気流入孔３１の空気の流入量が大きいため、第２空気流入孔３２及び第３空気流入孔３３から流入する空気は、第１空気流入孔３１から流入する空気によって発生した空気の流れに合流する形となる。
【００４７】
また、図５の白抜きの矢印に示すように、ブロアダクト２０内では、ブロアボックスからの吸引力によってブロアボックス側へ引き込まれる力が働いている。このブロアボックスの吸引力と、対面壁３８によって一定方向に導かれる空気の流れと、が相まって、螺旋状に回転するサイクロン流がブロアダクト２０内に発生する。第１空気流入孔３１、第２空気流入孔３２及び第３空気流入孔３３からダクト内に運ばれた糸屑は、このサイクロン流に巻き込まれて、ブロアダクト２０の底部に留まることなく吸引方向に運ばれる。サイクロン流によってブロアボックスまで運ばれた糸屑は、図示しないダストボックスに回収される。
【００４８】
次に図６を参照して、断面形状が五角形で形成されるブロアダクト２０の変形例について説明する。なお、この変形例は、ブロアダクト９０の断面形状が五角形である以外は上記実施形態と同様の構成であるので、上記実施形態と同様の部分については図面に同一の符号を付して説明を省略する場合がある。
【００４９】
図６に示すように、変形例のブロアダクト９０は、断面形状が五角形となるように、板金に適宜の加工を行うことで筒状に形成されている。ブロアダクト９０の端部にはブロアボックスが接続されており、ブロアダクト９０内にブロアボックスに向かう吸引流が発生している。
【００５０】
正面側の正面壁９５は、自動ワインダ１０の接地面に対して略垂直に構成されている。この正面壁９５には、上から順に、第１空気流入孔９１、第２空気流入孔９２、第３空気流入孔９３がそれぞれ貫通状の孔として形成されている。第１空気流入孔９１の径は、第２空気流入孔９２及び第３空気流入孔９３よりも大きくなるように形成されており、この第１空気流入孔９１から流入する空気の流入量が最も大きくなっている。
【００５１】
第１空気流入孔９１に対面する対面壁９８は、下方に進むに従って背面側に近づくような傾斜状に構成されている。第１空気流入孔９１から流入した空気は対面壁９８の傾斜面にガイドされ、ブロアダクト９０内に円を描くような一定方向の気流の流れが生じる。この気流の流れと、ブロアボックスによって発生している吸引流と、によってサイクロン流が発生する。また、ブロアダクト９０の断面形状を構成する全ての板金の内壁が、ブロアダクト９０内の最大径の内接円５０に接するように構成されているので、発生したサイクロン流の流れを妨げることもない。
【００５２】
第２空気流入孔９２及び第３空気流入孔９３から流入する空気の流れは、サイクロン流に合流する形となり、第２空気流入孔９２及び第３空気流入孔９３から流入した糸屑もサイクロン流によって運ばれることになる。このように、断面形状が五角形のブロアダクト９０においても、サイクロン流を内部に発生させて、ブロアダクト９０内に留まろうとする糸屑を効果的に除去することができる。
【００５３】
次に、断面形状の異なる４種類のブロアダクトにおける空気流のシミュレーション結果について、図７から図１０を参照して説明する。図７から図１０までは、ブロアダクト底面から１０ｍｍの位置の平均流量分布（等高線分布）を模式的に平面視で示したものである。図７から図１０に示すブロアダクトの一端（図面において下側の端部）にはブロアボックスが接続されており、このブロアボックスに向かう方向に吸引力が発生している。また、ブロアダクトには、下糸案内パイプ６７、上糸案内パイプ６８及びマガジン式供給装置６１からの空気が空気流入孔を介してブロアダクト内に流れ込んでいる。
【００５４】
図７は、図４等に示すブロアダクト２０（断面六角形）についてのシミュレーション結果である。図８は、図６に示すブロアダクト９０（断面五角形）についてのシミュレーション結果である。なお、本シミュレーション実験においては、断面形状が長方形で構成される従来のブロアダクト、及び、断面円形のブロアダクトについても実験を行った。断面長方形の場合を図９に、円形の場合を図１０にそれぞれ示す。また、図７から図１０までに示すシミュレーション結果は、何れもブロアダクトの内底面から１０ｍｍだけ上方の高さ（断面円形の場合は、内面の最下端から１０ｍｍだけ上方の高さ）における平均流量分布を示している。この平均流量分布は、その場所における速度の絶対値が等しい部分を１ｍ／ｓ毎に示した等高線分布である。この分布図の乱れの大きいものは、ダクト内の気流の乱れが大きいことを示し、逆に分布図の乱れの小さいものは、ダクト内の気流の乱れが小さいことを示している。
【００５５】
図７から図１０に示すように、ブロアボックスからの距離が遠くなるに従って圧力損失が大きくなるために生じる吸引力の低下と、空気流入孔から流入する流入空気と、によって、４種類全てのブロアダクト内では気流の乱れが生じている。しかしながら、図７に示す断面六角形のブロアダクトは、断面形状が異なる他のブロアダクトに比べて、気流の乱れが少ない。なお、図１０に示す円筒状のブロアダクトは、他の形状のブロアダクトに比べて断面積が小さいために空気流入孔からの流入空気の影響が大きくなっており、そのため気流の乱れが激しくなっていると考えられる。
【００５６】
前述したように、上記の実施形態及び変形例のように頂点の数が５以上の多角形の断面を有するブロアダクトは、内部にサイクロン流を効率良く発生させることができ、従来のブロアダクトに比べて吸引方向の損失速度が小さく糸屑の搬送能力が高い。そして、上記実験結果より、特に断面六角形のブロアダクトは損失速度が小さく気流の乱れも少ないので、糸屑を効果的に除去する点においてシミュレーション結果の中では好適であることがわかる。
【００５７】
以上に示したように、本実施形態のブロアダクト２０は、以下のように構成される。即ち、ブロアダクト２０は、ブロアボックス（負圧源）による吸引方向に垂直な面で切断した断面形状が多角形となるように形成されている。そして、このブロアダクト２０は、当該ブロアダクト２０内にサイクロン流を発生させるように構成されている。
【００５８】
これにより、ブロアダクト２０内に留まろうとする糸屑があっても、サイクロン流によって効果的に除去することができる。従って、糸屑を除去するために必要な負圧源の吸引力を低減することができ、省エネルギー化を達成できる。また、断面形状が多角形になるように構成されているので、加工が容易な板金（板状部材）を組み合わせたり折り曲げたりすることでブロアダクト２０を容易に製造することができる。
【００５９】
本実施形態のブロアダクト２０においては、以下のように構成される。即ち、ブロアダクト２０は、前記断面形状を構成する一面をなすように平面状に形成される第１壁面３５を備える。第１壁面３５には、吸引力を自動ワインダ１０の各巻取ユニット１１に供給するための第１空気流入孔３１が形成されている。第１空気流入孔３１に対面する対面壁３８が、第１壁面３５に対して傾斜して形成される。
【００６０】
これにより、第１空気流入孔３１から流入された空気が傾斜状の対面壁３８によって一定の方向に誘導されるので、ブロアダクト２０内にサイクロン流を効率的に発生させることができる。従って、第１空気流入孔３１を形成するという簡易な構成でサイクロン流を発生させることができる。また、第１空気流入孔３１が形成される第１壁面３５は平面状に形成されているので、自動ワインダ１０に構成される巻取ユニット１１に吸引力を供給するための吸引経路と、第１空気流入孔３１と、の接続部の構造を簡易化できる。なお、本実施形態及び変形例では、第１空気流入孔３１の径が空気流入孔の径の中で最も大きく形成されており、空気の流入量も大きくなっている。従って、前記シャッタ装置を開放したときは第１空気流入孔３１から導入された空気の流れが支配的となるので、サイクロン流を効果的に発生させることができる。
【００６１】
本実施形態のブロアダクト２０においては、前記断面形状は、六角形（頂点の数が５以上の多角形）となるように構成される。
【００６２】
これにより、頂点の数が多くなることでブロアダクト２０の断面形状は円に近い形状となる。従って、ブロアダクト２０内でサイクロン流が発生し易い状態となり、ブロアダクト２０内の糸屑を効果的に除去することができる。
【００６３】
本実施形態のブロアダクト２０においては、前記断面形状に内接する最大径の内接円５０が、当該断面形状を構成する全ての辺に接する。
【００６４】
これにより、ブロアダクト２０の形状によってサイクロン流の流れを妨げることがないので、糸屑を除去するための能力を向上させることができる。
【００６５】
また、本実施形態の自動ワインダ（繊維機械）１０は、ブロアダクト２０と、ブロアダクト２０に接続される負圧源としてのブロアボックスと、を備える。
【００６６】
これにより、ブロアボックスの容量を低減することができるとともに、糸屑がブロアダクト２０内に留まることを効果的に抑制できる。
【００６７】
以上に本発明の好適な実施形態を説明したが、上記の構成は更に以下のように変更することができる。
【００６８】
上記実施形態のブロアダクトに形成される空気流入孔の構成は適宜変更することができる。例えば、断面形状が六角形で形成されるブロアダクトにおいて、上側の第１壁面３５に、第１空気流入孔３１に加えて第２空気流入孔及び第３空気流入孔を形成することもできる。このように、各巻取ユニット１１に吸引力を供給するための空気流入孔の配置数、配置場所は事情に応じて変更することができる。
【００６９】
また、上記実施形態では、ブロアダクト２０の内壁を構成する全ての板金が、最大径の内接円５０に接する構成である。しかしながらこの構成に代えて、最大径の内接円に接しない内壁を有する構成のブロアダクトに変更することもできる。
【００７０】
また、上記実施形態では、第１空気流入孔３１から流入する空気が対面壁３８に案内されることによってサイクロン流が発生する構成であるが、サイクロン流を生じさせるための構成は適宜変更することができる。例えば、ブロアダクトの内側面に、サイクロン流を発生させるための溝やガイド板等を形成する構成とすることもできる。また、上記実施形態のように、ブロアダクト内にサイクロン流を発生させる構成に限定されるわけではない。空気流入孔からブロアダクト内に流入する空気が、傾斜する対面壁によって一定方向に導かれる構成であれば、ブロアダクトの構成は適宜変更することができる。この構成によっても、ブロアダクト内の空気流入孔近傍に留まろうとする糸屑の除去を効率的に行うことができる。
【００７１】
また、上記実施形態のブロアダクトの断面形状は六角形及び五角形であるがこの構成に限定されるわけではない。例えば、ブロアダクトの断面形状を、八角形となるように構成したり、正方形となるように構成したりする等、ブロアダクトの断面形状は適宜変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の一実施形態に係る自動ワインダの一部を示した斜視図。
【図２】本実施形態のブロアダクトの様子を示した斜視図。
【図３】本実施形態のブロアダクトの様子を示した正面図。
【図４】本実施形態のブロアダクトをブロアボックスの吸引方向に対して垂直な面で切断した断面図。
【図５】ブロアダクト内の気流の様子を模式的に示したブロアダクトの正面断面図。
【図６】変形例のブロアダクトをブロアボックスの吸引方向に対して垂直な面で切断した断面図。
【図７】本実施形態のブロアダクト（断面六角形）において、内部の平均流量分布を示した模式図。
【図８】変形例のブロアダクト（断面五角形）において、内部の平均流量分布を示した模式図。
【図９】従来のブロアダクト（断面長方形）において、内部の平均流量分布を示した模式図。
【図１０】円筒状に構成されるブロアダクト内の平均流量分布を示した模式図。
【符号の説明】
【００７３】
１０ 自動ワインダ（繊維機械）
２０ ブロアダクト
３１ 第１空気流入孔
３２ 第２空気流入孔
３３ 第３空気流入孔
３５ 第１壁面（ダクト壁面）
３６ 第２壁面
３８ 対面壁
【特許請求の範囲】
【請求項１】
端部に配置される負圧源によって糸屑を吸引除去する繊維機械用のダクトにおいて、
前記負圧源による吸引方向に垂直な面で切断した断面形状が多角形となるように形成されており、
ダクト内にサイクロン流を発生させることを特徴とする繊維機械用のダクト。
【請求項２】
請求項１に記載の繊維機械用のダクトであって、
前記断面形状を構成する一面をなすように平面状に形成されるダクト壁面を備え、
前記ダクト壁面には、吸引力を繊維機械の各部に供給するための１又は２以上の空気流入孔が形成されており、
前記空気流入孔に対面する内壁が、前記ダクト壁面に対して傾斜して形成されることを特徴とする繊維機械用のダクト。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の繊維機械用のダクトであって、
前記断面形状は、頂点の数が５以上の多角形となるように構成されることを特徴とする繊維機械用のダクト。
【請求項４】
請求項１から３までの何れか一項に記載の繊維機械用のダクトであって、
前記断面形状に内接する最大径の内接円が、当該断面形状を構成する全ての辺に接することを特徴とする繊維機械用のダクト。
【請求項５】
請求項１から４までの何れか一項に記載の繊維機械用のダクトと、
前記ダクトに接続される前記負圧源としてのブロアボックスと、
を備えることを特徴とする繊維機械。
【請求項６】
端部に配置される負圧源によって糸屑を吸引除去する繊維機械用のダクトにおいて、
前記負圧源による吸引方向に垂直な面で切断した断面形状が多角形となるように形成されており、
前記断面形状を構成する一面をなすように平面状に形成されるダクト壁面を備え、
前記ダクト壁面には、吸引力を繊維機械の各部に供給するための１又は２以上の空気流入孔が形成されており、
前記空気流入孔に対面する内壁が、前記ダクト壁面に対して傾斜して形成されることを特徴とする繊維機械用のダクト。
【請求項１】
端部に配置される負圧源によって糸屑を吸引除去する繊維機械用のダクトにおいて、
前記負圧源による吸引方向に垂直な面で切断した断面形状が多角形となるように形成されており、
ダクト内にサイクロン流を発生させることを特徴とする繊維機械用のダクト。
【請求項２】
請求項１に記載の繊維機械用のダクトであって、
前記断面形状を構成する一面をなすように平面状に形成されるダクト壁面を備え、
前記ダクト壁面には、吸引力を繊維機械の各部に供給するための１又は２以上の空気流入孔が形成されており、
前記空気流入孔に対面する内壁が、前記ダクト壁面に対して傾斜して形成されることを特徴とする繊維機械用のダクト。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の繊維機械用のダクトであって、
前記断面形状は、頂点の数が５以上の多角形となるように構成されることを特徴とする繊維機械用のダクト。
【請求項４】
請求項１から３までの何れか一項に記載の繊維機械用のダクトであって、
前記断面形状に内接する最大径の内接円が、当該断面形状を構成する全ての辺に接することを特徴とする繊維機械用のダクト。
【請求項５】
請求項１から４までの何れか一項に記載の繊維機械用のダクトと、
前記ダクトに接続される前記負圧源としてのブロアボックスと、
を備えることを特徴とする繊維機械。
【請求項６】
端部に配置される負圧源によって糸屑を吸引除去する繊維機械用のダクトにおいて、
前記負圧源による吸引方向に垂直な面で切断した断面形状が多角形となるように形成されており、
前記断面形状を構成する一面をなすように平面状に形成されるダクト壁面を備え、
前記ダクト壁面には、吸引力を繊維機械の各部に供給するための１又は２以上の空気流入孔が形成されており、
前記空気流入孔に対面する内壁が、前記ダクト壁面に対して傾斜して形成されることを特徴とする繊維機械用のダクト。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１０−７０８８３（Ｐ２０１０−７０８８３Ａ）
【公開日】平成２２年４月２日（２０１０．４．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２４１８６２（Ｐ２００８−２４１８６２）
【出願日】平成２０年９月１９日（２００８．９．１９）
【出願人】（０００００６２９７）村田機械株式会社 (4,916)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月２日（２０１０．４．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月１９日（２００８．９．１９）
【出願人】（０００００６２９７）村田機械株式会社 (4,916)
【Ｆターム（参考）】
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