專利名稱：紡紗裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種利用旋轉氣流制造紡紗的紡紗裝置。
背景技術：
以前，利用由產生旋轉氣流的噴嘴座和旋轉或者非旋轉的中空導軸體等組成的紡紗部制造紡紗的紡紗裝置為大家所熟知。在這樣的紡紗裝置中，利用從穿設于噴嘴座的空氣噴射孔向中空導軸體的頂端部噴射的壓縮空氣，在噴嘴座與旋轉或者非旋轉的中空導軸體之間形成的紡紗室內產生旋轉氣流，將導入紡紗室內的纖維加捻，生成由芯纖維和卷繞在芯纖維周圍的卷繞纖維組成的紡紗，并經過中空導軸體的中空通道，將生成的紡紗卷繞在卷裝上(例如日本專利特開2000-345438號公告等)。
上述紡紗裝置中，存在的第1個問題是對于給生成的紡紗的強度等物理特性和外觀造成影響的、上述旋轉氣流的沿中空導軸體的軸向的軸流成分與以中空導軸體的軸線為中心的旋轉方向的旋轉氣流的旋轉成分的比例沒作任何考慮，因此，存在生成的紡紗的強度不足，或者產生較多的不構成紡紗、被排除的纖維，即纖維損失多的問題。
在以前的紡紗裝置中，存在的第2個問題是對于穿設了空氣噴射孔的噴嘴座的內徑等沒作任何考慮，因此存在生成的紡紗的強度不足等問題。
此外，在以前的紡紗裝置中，對于穿設于噴嘴座上的空氣噴射孔的穿設位置沒作任何考慮，因此存在生成的紡紗的強度等物理特性低下，或者紡紗性變差等問題。
在以前的紡紗裝置中，存在的第3個問題是對于中空導軸體的形狀，特別是中空導軸體的頂端的外徑沒作任何考慮，因此存在生成的紡紗的強度不足等問題。
在以前的紡紗裝置中，存在的第4個問題是對于拉伸裝置的前輥與織針架之間的間隙沒作任何考慮，因此存在生成的紡紗的強度等物理特性低下，或者紡紗性變差等問題。
發明內容
本發明的目的就是要解決上述以前的紡紗裝置存在的問題為了解決上述第1個問題，本發明的紡紗裝置，包括沿軸線方向穿通設置了通孔、并朝向該通孔開口那樣地穿通設置了空氣噴射孔的噴嘴座和旋轉或者非旋轉的中空導軸體，且利用旋轉氣流將后端部沿中空導軸體的外周壁面彎曲的反轉纖維作為卷繞纖維卷繞在芯纖維上制造紡紗；第1，在噴嘴座與中空導軸體的插入上述噴嘴座的通孔內的部分之間形成的空間內，設置了收縮部；第2，收縮部形成在不與反轉纖維接觸的位置上；第3，在形成了收縮部的部位，噴嘴座與中空導軸體之間的空間的、與噴嘴座的軸線相正交的面的截面積在大致為6～15平方毫米。
另外，為了解決上述第2個問題，第4，本發明的紡紗裝置包括沿軸線方向穿通設置了通孔、并朝向該通孔開口那樣地穿通設置了空氣噴射孔的噴嘴座和旋轉或者非旋轉的中空導軸體，利用旋轉氣流將后端部沿中空導軸體的外周壁面彎曲的反轉纖維作為卷繞纖維卷繞在芯纖維上制造紡紗，其空氣噴射孔的出口位于穿通設置于噴嘴座的通孔的位于纖維束導入側的圓柱狀空間部上，圓柱狀空間部的內徑大致在4～6毫米的范圍。
另外，為了解決上述第3個問題，本發明的紡紗裝置不僅包括沿軸線方向穿通設置了通孔、并朝向該通孔開口那樣地穿通設置了空氣噴射孔的噴嘴座和旋轉或者非旋轉的中空導軸體，而且在噴嘴座與中空導軸體的插入上述通孔內的部分之間形成的空間內配設了收縮部，利用旋轉氣流將后端部沿中空導軸體的外周壁面彎曲的反轉纖維，作為卷繞纖維卷繞在芯纖維上制造紡紗，第5，不僅中空導軸體至少包括構成其頂端部的第1圓錐臺狀部和與該第1圓錐臺狀部連接、并且其外周面比第1圓錐臺狀部的外周面向外側擴張的第2圓錐臺狀部，而且第2圓錐臺狀部位于上述收縮部的下流側；第6，只有第1圓錐臺狀部位于噴嘴座的通孔內；第7，中空導軸體的頂端的外徑大致在2.4～3.9毫米的范圍。
另外，為了解決上述第4個問題，本發明的紡紗裝置包括沿軸線方向穿通設置了通孔、并朝向該通孔開口那樣地穿通設置了空氣噴射孔的噴嘴座和旋轉或者非旋轉的中空導軸體，并利用旋轉氣流將后端部沿中空導軸體的外周壁面彎曲的反轉纖維，作為卷繞纖維卷繞在芯纖維上制造紡紗，第8，配設了纖維導入構件，該纖維導入構件具有能夠導入從拉伸裝置的前輥排出的纖維束的纖維導入孔，并且在前輥的近旁配置了吸塵器的吸引口，并且，使導入纖維導入孔內的纖維束的走行不受吸塵器的吸引口附近的吸引空氣流的影響那樣地構成前輥與纖維導入構件之間的間隙；第9，配設了纖維導入構件，該纖維導入構件具有能夠導入從拉伸裝置的前輥排出的纖維束的纖維導入孔，并且，在前輥與纖維導入構件之間形成間隙，以形成前輥的伴隨氣流的排放區；第10，前輥的最接近纖維導入構件的位置的間隙大致在0.3～2.3毫米的范圍。
圖1是構成本發明的紡紗裝置的紡紗單元的概略斜視圖。
圖2是構成本發明的紡紗裝置的紡紗部等的側剖視圖。
圖3是構成本發明的紡紗裝置的紡紗部的主要部件的側剖視圖。
圖4是構成本發明的紡紗裝置的紡紗部的噴嘴座的側剖視圖。
圖5是構成本發明的紡紗裝置的紡紗部的噴嘴座及中空導軸體。的側剖視6是生成的紡紗的強度與凸出部部位的空間的截面積的關系的曲線圖。
圖7是生成的紡紗的強度與中空導軸體的頂端的外徑的關系的曲線圖。
圖8是生成的紡紗的強度與空間的出口面積的關系的曲線圖。
圖9是生成的紡紗的強度與前輥和織針架之間的間隙的關系的曲線圖。
具體實施例方式
下面說明本發明的實施例，但只要不超出本發明的要點，并不局限于本實施例。
首先，用圖1說明作為一例的紡紗裝置的總體構成。
1為收容在條筒2內被拉伸前的纖維束，D為作為一個示例的4線式拉伸裝置，其由后輥3、第3輥4、張設了輸送帶(エプロンベルト)5a的第2輥5及前輥6組成。P為后述的紡紗部，7為由夾持輥7a和送出輥7b組成的喂紗構件，8為用于接頭作業時，臨時存儲從重新開始紡紗的紡紗部P排出的紗的松弛紗管，9為紗線清潔器。10為形成在被圖中沒有示出的筒管架支持的繞線管11上的卷裝，卷裝10這樣構成通過其表面與摩擦輥12抵接而旋轉。13為圖中沒有示出的擺動裝置的擺動導紗器。
從條筒2引出的纖維束1被拉伸裝置D拉伸后進入紡紗部P生成紗Y，生成的紗Y被構成喂紗構件7的夾持輥7a和送出輥7b夾持向卷裝10的方向傳送。并且，一邊被擺動導紗器13橫向往復導向，一邊卷繞在與摩擦輥12抵接旋轉的卷裝10上。
多個如上所述的由拉伸裝置D、紡紗部P、喂紗構件7、松弛紗管8、紗線清潔器9及卷裝10等構成的紡紗單元，沿圖中沒有示出的基座并行設置，構成紡紗裝置。
接下來，用圖2說明紡紗部P。
14是具有纖維導入孔14a的纖維導入構件，該纖維導入孔14a導入從前輥6排出、被拉伸裝置D拉伸的纖維束F，而且14還是具有沿纖維導入孔14a配設的織針14b的織針架。15為后面詳細說明的噴嘴座，噴嘴座15上穿通設置著多個的空氣噴射孔15a。織針架14與噴嘴座15配置成相對的面接觸，而且織針架14嵌入在穿通設置于噴嘴框16上的前輥6側的安裝孔16a中；并且，噴嘴座15嵌入在穿設于噴嘴框16上、與前輥6相反一側的安裝孔16b及穿設于主外框17上的安裝孔17a中。18為被噴嘴框16與主外框17夾持的板狀襯墊。噴嘴框16上形成有環狀儲氣室19及與儲氣室19連通的連通孔20，連通孔20通過圖中沒有示出的管與壓縮空氣供給源連接著。因此，由壓縮空氣供給源提供的壓縮空氣通過連通孔20進入儲氣室19，然后從穿設于噴嘴座15中的空氣噴射孔15a噴出。
21為后面詳細敘述的旋轉或者非旋轉中空導軸體，中空導軸體21嵌在穿設于安裝在主外框17的開口部17b中的軸體支持座22上的安裝孔22a中。23為主外框17與軸體支持座22之間形成的空氣室，空氣室23通過與形成在主外框17上的吸引孔17c連接的管17d，與圖中沒有示出的、以較小的吸引壓吸引空氣的空氣吸引源連接著，在紡紗中，不僅具有作為從穿設于噴嘴座15中的空氣噴射孔15a噴出的空氣的排出通道的空間的功能，而且還起吸引除去紡紗中產生的浮游纖維等的作用。
下面主要用圖2和圖3簡要說明上述紡紗裝置生成紗的過程。
從拉伸裝置D的前輥6送出、被拉伸的纖維束F進入織針架14的纖維導入孔14a，然后進入噴嘴座15與旋轉或者非旋轉的中空導軸體21的頂端部之間形成的紡紗室p1中。在紡紗室p1內，從穿設于噴嘴座15中的空氣噴射孔15a噴出的空氣形成旋轉氣流，旋轉氣流一邊沿中空導軸體21旋轉一邊向下方流動進入空氣室23，然后經過管17d從吸引孔17c排出。由于從穿設于噴嘴座15中的空氣噴射孔15a噴出的空氣的作用，在織針架14的前輥6側的纖維導入孔14a的入口附近產生吸引氣流，因此從前輥6送出、被拉伸的纖維束F被吸入織針架14的纖維導入孔14a中。
從織針架14的纖維導入孔14a出來的纖維束F一邊卷繞在頂端接近中空導軸體21的中空通道21a的入口21a1配置的織針14b上，一邊被導入中空導軸體21的中空通道21a中。并且，構成從織針架14的纖維導入孔14a出來的纖維束F的纖維f的一部分，其頂端卷繞于在中空導軸體21的中空通道21a內不斷生成的紡紗Y′上，被導入中空導軸體21的中空通道21a中，另外，構成從織針架14的纖維導入孔14a出來的纖維束F的纖維f的一部分，其頂端卷繞于在中空導軸體21的中空通道21a內不斷生成的紡紗Y′上，被導入中空導軸體21的中空通道21a中，而且其后端部f1a通過紡紗室p1內產生的旋轉氣流，一邊沿中空導軸體21的頂端部回轉，一邊沿中空導軸體21的外周壁面彎曲(以下將頂端部插入中空導軸體21的中空通道21a內，后端部f1a沿中空導軸體21的頂端部的外周壁面那樣地配置、彎曲的纖維稱為“反轉纖維”，加上附圖標記f1)。并且，隨著生成過程中的紡紗Y′的移動，反轉纖維f1的后端部f1a接近中空導軸體21的中空通道21a的入口21a1時，反轉纖維f1的后端部f1a通過旋轉氣流，一邊在位于中空導軸體21的中空通道21a內的生成過程中的紡紗Y′的周圍振擺回轉，一邊卷繞在其外周，生成紡紗Y。這樣，生成由以近似直線的狀態導入中空導軸體21的中空通道21a內的纖維f構成的芯纖維和由卷繞在芯纖維周圍的反轉纖維f1構成的卷繞纖維形成的實捻狀態的紡紗Y。由于纖維束F是臨時卷繞在織針14b上的，即使被旋轉氣流加上的一部分捻向前輥6的方向擴展，該擴展也被織針14b阻止，因此不存在從前輥6送來的纖維束F被加捻的情況。
下面主要用圖4和圖5說明噴嘴座15和中空導軸體21的詳細結構以及它們之間的關系。
在噴嘴座15沿其軸線方向形成有通孔24，通孔24由以下部分構成構成位于通孔24的織針架14側(纖維束F的導入側)的通孔24的入口部、內徑一定的圓柱狀空間部24a，與圓柱狀空間部24a連接的第1圓錐臺狀空間部24b，與第1圓錐臺狀空間部24b連接的第2圓錐臺狀空間部24c和與第2圓錐臺狀空間部24c連接的第3圓錐臺狀空間部24d。構成第1圓錐臺狀空間部24b的噴嘴座15的內周壁面15b的母線與通孔24的中心線L1的夾角θ1，比構成第2圓錐臺狀空間部24c的噴嘴座15的內周壁面15c的母線與通孔24的中心線L1的夾角θ2大，并且，構成第2圓錐臺狀空間部24c的噴嘴座15的內周壁面15c的母線與通孔24的中心線L1的夾角θ2，比構成第3圓錐臺狀空間部24d的噴嘴座15的內周壁面15d的母線與通孔24的中心線L1的夾角θ3小。即，構成第3圓錐臺狀空間部24d的噴嘴座15的內周壁面15d的母線與通孔24的中心線L1的夾角θ3，比構成第1圓錐臺狀空間部24b的噴嘴座15的內周壁面15b的母線與通孔24的中心線L1的夾角θ1小，比構成第2圓錐臺狀空間部24c的噴嘴座15的內周壁面15c的母線與通孔24的中心線L1的夾角θ2大。
穿設于噴嘴座15中的多個空氣噴射孔15a，其出口15a1約一半位于構成圓柱狀空間部24a的噴嘴座15的內周壁面15e上，并且剩下的約一半位于從構成圓柱狀空間部24a的噴嘴座15的內周壁面15e的下流端向下流側擴大傾斜成喇叭狀、構成第1圓錐臺狀空間部24b的噴嘴座15的內周壁面15b上。
中空導軸體21這樣配置其中心線L2與穿設于噴嘴座15中的通孔24的中心線L1一致。中空導軸體21由構成其頂端部的第1圓錐臺狀部21b、與第1圓錐臺狀部21b連接的第2圓錐臺狀部21c、與第2圓錐臺狀部21c連接的圓筒部21d和與圓筒部21d連接的第3圓錐臺狀部21e構成。并且，第2圓錐臺狀部21c的母線與中空導軸體21的中心線L2的夾角θ4，比第1圓錐臺狀部21b的母線與中空導軸體21的中心線L2的夾角θ5大。并且，中空導軸體21被配置成其第1圓錐臺狀部21b位于穿設于噴嘴座15中的通孔24內，而且空氣噴射孔15a這樣穿設在噴嘴座15中從空氣噴射孔15a噴出的空氣，在形成于中空導軸體21的第1圓錐臺狀部21b的上流端角部的圓角部21b1的切線方向上，并且向下方噴出。
在噴嘴座15的構成第1圓錐臺狀空間部24b的內周壁面15b、構成第2圓錐臺狀空間部24c的內周壁面15c及夠成第3圓錐臺狀空間部24d的內周壁面15d，與中空導軸體21的第1圓錐臺狀部21b的外周壁面21b2之間形成有近似筒狀的空間S。該空間S是用于插入中空導軸體21的中空通道21a內的反轉纖維f1的后端部f1a通過從空氣噴射孔15a噴出的空氣形成的旋轉氣流而沿中空導軸體21的頂端部的外周壁面彎曲的空間，而且還具有作為從空氣噴射孔15a噴出的空氣排到空氣室23的排氣空間的作用。
由于使構成第2圓錐臺狀空間部24c的噴嘴座15的內周壁面15c的母線與通孔24的中心線L1的夾角θ2，比構成第3圓錐臺狀空間部24d的噴嘴座15的內周壁面15d的母線與通孔24的中心線L1的夾角θ3小，因此在構成第2圓錐臺狀空間部24c的噴嘴座15的內周壁面15c與構成第3圓錐臺狀空間部24d的噴嘴座15的內周壁面15d的交界處，形成了向中空導軸體21的第1圓錐臺狀部21b的外周壁面21b2的方向凸出的環形凸出部25，在該作為收縮部的凸出部25的位置，噴嘴座15的構成第2圓錐臺狀空間部24c的內周壁面15c及構成第3圓錐臺狀空間部24d的內周壁面15d，與中空導軸體21的第1圓錐臺狀部21b的外周壁面21b2之間形成的空間S的收縮最大。
通過使構成第2圓錐臺狀空間部24c的噴嘴座15的內周壁面15c的母線與通孔24的中心線L1的夾角θ2，比構成第3圓錐臺狀空間部24d的噴嘴座15的內周壁面15d的母線與通孔24的中心線L1的夾角θ3小，可以不一定要形成上述凸出部25。例如可以不形成第3圓錐臺狀空間部24d，而使噴嘴座15的通孔24由圓柱狀空間部24a、與圓柱狀空間部24a連接的第1圓錐臺狀空間部24b和與第1圓錐臺狀空間部24b連接的第2圓錐臺狀空間部24c形成，并在第2圓錐臺狀空間部24c的內周壁面15c上凸出環形凸出部，形成與上述同樣的凸出部25。
但是，如上所述，雖然從噴嘴座15的空氣噴射孔15a噴出的空氣，為在形成于中空導軸體21的第1圓錐臺狀部21b的上端角部的圓角部21b1的切線方向上向下流側噴出，并在中空導軸體21的周圍呈螺旋狀向下流側流動的旋轉氣流，但該旋轉氣流包括使反轉纖維f1沿中空導軸體21的頂端部的外周壁面向圓周方向旋轉的旋轉成分和使反轉纖維f1沿中空導軸體21的軸線方向移動的軸流成分，該軸流成分也是具有將反轉纖維f1的后端部f1a壓在中空導軸體21的外周壁面的作用的氣體。如果旋轉氣流的旋轉成分大，則構成紡紗的芯纖維和卷繞纖維中，卷繞纖維的比例增加，而如果旋轉成分小，則卷繞纖維的比例減少。
旋轉氣流的旋轉成分與軸流成分的比例，可以通過改變向上述噴嘴座15的內周壁面15b、15c、15d與中空導軸體21的第1圓錐臺狀部21b的外周壁面21b2之間形成的空間S內凸出那樣形成的凸出部25向空間S內凸出的量，換言之，通過改變凸出部25處空間S的截面積(與噴嘴座15的中心線(軸線)L1相正交的面的面積)來調整。
如果使凸出部25向空間S內凸出的量大、使凸出部25處空間S的截面積小，換言之，使空間S的收縮量大，則旋轉氣流的旋轉成分增加、軸流成分減小，因此構成紡紗的卷繞纖維的比例增加。
如果凸出部25向空間S內凸出的量過大、凸出部25處空間S的截面積過小，則妨礙旋轉氣流向空氣室23方向的流動，旋轉氣流的軸流成分極端低下，進而旋轉氣流反向流動。這樣，如果旋轉氣流反向流動，則在織針架14的前輥6側的纖維導入孔14a的入口附近產生的吸引氣流變弱，因此該吸引氣流對纖維束F的向織針架14的纖維導入孔14a方向的吸引力變低，生成的紡紗強度變低，甚至不能生成紡紗。并且，如果凸出部25向空間S內凸出的量過大，則旋轉氣流產生紊亂，反轉纖維f1的后端部f1a被弄亂，生成的紡紗的物理特性和外觀變差。雖然可以通過增大凸出部25處空間S的收縮量，換言之，通過減小凸出部25處空間S的截面積，增加旋轉氣流的旋轉成分，來增加構成紡紗的卷繞纖維的比例，但由于軸流成分將反轉纖維f1的后端部f1a壓在中空導軸體21的外周壁面21b2上的作用變小，則成為其相反的作用，卷繞纖維的卷繞力也變低，生成的紡紗的強度變低，或者，如上所述，軸流成分極端低下，旋轉氣流反方向流動，因此必須適當設定凸出部25處空間S的截面積。
如果減小凸出部25向空間S內凸出的量、增大凸出部25處空間S的截面積，則旋轉氣流的軸流成分增加、旋轉成分減小，因此構成紡紗的卷繞纖維的比例減少。并且，如果旋轉氣流的軸流成分增加，則反轉纖維f1被吸入中空導軸體21的中空通道21a內時的阻力變大，因此，反轉纖維f1向構成紡紗的芯纖維卷繞的力增強，能夠制造卷繞緊并且強度增加的紡紗。
但是，如果凸出部25向空間S內凸出的量過小、凸出部25處空間S的截面積過大，則旋轉氣流的軸流成分變得過大，旋轉氣流向下流側的流動變得過強，因此構成纖維束F的纖維從纖維束F分離，增加了浮游纖維，即所謂纖維損失。這樣的纖維損失增大時，當然會減少構成生成的紡紗的纖維量，因此紡紗的強度變低。并且，如果旋轉氣流的軸流成分變得過大，則卷繞在芯纖維上的卷繞纖維變少，紡紗的強度變低。
圖6表示了生成的紡紗的強度(克/特gr/tex)與凸出部25處空間S的截面積(平方毫米)的關系的實驗結果。
為了生成用途范圍更廣、8克/特以上的實用的紡紗強度的紡紗，凸出部25處空間S的截面積必須大致在6～15平方毫米。特別是為了生成用途范圍廣、10克/特以上更好的紡紗的強度的紡紗，應該使凸出部25處空間S的截面積大致在7～12平方毫米。
并且，由于上述凸出部25的配置位置也影響紡紗的物理特性和紡紗性，因此必須適當調整凸出部25到中空導軸體21的上流側端面(包括中空通道21a的入口21a1、與中空導軸體21的中心線L2垂直的上流側端面)21f的距離H1。
如果凸出部25與中空導軸體21的上流側端面21f的距離H1過短，反轉纖維f1與凸出部25接觸，阻礙纖維的反轉，則構成紡紗的卷繞纖維的比例減小，生成卷繞纖維少、芯纖維多的紡紗，紡紗的強度變低。并且，如果反轉纖維f1與凸出部25接觸，則存在反轉纖維f1的后端部f1a彎曲的情況，因此紡紗的強度變低、外觀變差。
如果凸出部25與中空導軸體21的上流側端面21f的距離H1過長，則構成噴嘴座15的第3圓錐臺狀空間部24d的噴嘴座15的內周壁面15d的端部15d1，與中空導軸體21的第1圓錐臺狀部21b的外周壁面21b2的端部之間的間隙變窄，夾雜在纖維束F中的、飛散的夾雜物等堵塞在該狹窄的間隙中，容易發生所謂的“阻塞”。如果發生這樣的阻塞，則妨礙旋轉氣流向空氣室23的流動，軸流成分極端低下，進而旋轉氣流逆向流動，紡紗的強度變低、或者不能生成紡紗，妨礙紡紗性。
構成中空導軸體21的第2圓錐臺狀部21c最好不要位于穿設于噴嘴座15中的通孔24內，即，最好只有第1圓錐臺狀部21b位于穿設于噴嘴座15中的通孔24內。由于第2圓錐臺狀部21c相對于中心線L2的角度θ4比第1圓錐臺狀部21b相對于母線中心線L2的角度θ5大，換言之，由于第2圓錐臺狀部21c的外周面比第1圓錐臺狀部21b的外周面更加向外擴張，因此如果第2圓錐臺狀部21c位于穿設于噴嘴座15中的通孔24內，則空間S在空間S的出口部S1處收縮了，由此，會損害將上述凸出部25形成在空間S內的作用效果。
但是，通過使第2圓錐臺狀部21c位于構成收縮部的凸出部25的下流側(空間S的出口部S1側)，不僅可以通過凸出部25適當調整旋轉氣流的旋轉成分與軸流成分的比例，而且通過第2圓錐臺狀部21c起到不必過多地形成噴嘴座15與中空導軸體21之間的空間S的效果。
由于噴嘴座15的空氣噴射孔15a的出口15a1位于圓柱狀空間部24a的內徑W1的大小，影響紡紗的物理特性和紡紗性，因此必須使該內徑W1大小合適。
如果圓柱狀空間部24a的內徑W1小，則旋轉氣流的旋轉周長變短，旋轉氣流的旋轉成分的氣流速度增加。因此，使反轉纖維f1的旋轉力變大，以大的卷繞力卷繞在芯纖維上，生成纏得緊、強度增加的紡紗。但是，如果圓柱狀空間部24a的內徑W1過小，則纖維的反轉空間變窄，纖維反轉變難，因此，由于由反轉纖維f1構成的卷繞纖維的比例降低、芯纖維的比例增加，所以紡紗的強度變低。并且，如果圓柱狀空間部24a的內徑W1過小，則旋轉氣流的旋轉成分的氣流速度過分增加，因此，由于軸流成分將反轉纖維f1的后端部f1a壓在中空導軸體21的外周壁面21b2上的作用降低，所以成為其相反的作用，卷繞纖維的卷繞力也變低，紡紗的強度變低。
如果圓柱狀空間部24a的內徑W1過大，則由于旋轉氣流旋轉的周長過長，旋轉氣流的旋轉成分的氣流速度變小。因此，反轉纖維f1的旋轉力變小，反轉纖維f1卷繞在芯纖維上的力變弱，生成卷繞不緊的紡紗，紡紗的強度變低。并且，如果圓柱狀空間部24a的內徑W1過大，旋轉氣流的旋轉成分的氣流速度變得過小，因此，由于旋轉氣流的軸流成分變得過大，生成芯纖維多、卷繞纖維少的紡紗，紡紗的強度變低。
上述圓柱狀空間部24a的內徑W1最好大致在4～6毫米的范圍內。如果圓柱狀空間部24a的內徑W1不到4毫米，則圓柱狀空間部24a的內徑W1過小，如上所述，纖維的反轉空間變窄，纖維反轉變難，因此，由反轉纖維f1構成的卷繞纖維的比例變低，芯纖維的比例增加，所以紡紗的強度變低。如果圓柱狀空間部24a的內徑W1超過6毫米，則圓柱狀空間部24a的內徑W1變得過大，如上所述，反轉纖維f1的旋轉力變小，反轉纖維f1卷繞在芯纖維上的力變弱，生成卷繞不緊的紡紗，紡紗的強度變低。
由于中空導軸體21的頂端的外徑W2的大小也影響紡紗的物理特性和紡紗性，因此必須使該外徑W2的大小適當。另外，所謂中空導軸體21的頂端的外徑W2，是指第1圓錐臺狀部21b的外周壁面21b2的相對的一對母線的延長線L3、L3與中空導軸體21的上流側端面21f交叉的一對交點X1、X1之間的距離。
如果中空導軸體21的頂端的外徑W2小，則噴嘴座15的空氣噴射孔15a的出口15a1到中空導軸體21的圓角部21b1的距離變長，因此，與中空導軸體21的頂端的外徑W2大、噴嘴座15的空氣噴射孔15a的出口15a1到中空導軸體21的圓角部21b1的距離短時相比，中空導軸體21的頂端處的旋轉氣流的旋轉成分對纖維f的作用變小，反轉纖維f1向芯纖維的強的卷繞力變小，因此生成卷繞不緊、強度低的紡紗。并且，如果旋轉氣流的旋轉成分對纖維f的作用變小，則生成芯纖維多、卷繞纖維少的紡紗，紡紗的強度變低。
并且，中空導軸體21的頂端的外徑W2的大小影響卷繞在芯纖維上的反轉纖維f1的卷繞角度(卷繞纖維相對于紡紗的長度方向的傾斜角度)。即，與中空導軸體21的頂端的外徑W2大時相比，中空導軸體21的頂端的外徑W2小時，由反轉纖維f1構成的卷繞纖維的卷繞角度變大。即，卷繞纖維相對于紡紗的長度方向的傾斜角度更加，靠近水平線(與紡紗的長度方向相垂直的方向)。并且，如果中空導軸體21的頂端的外徑W2過小、卷繞纖維的卷繞角度變得過大，則生成的紡紗的強度變低，并且，在中空導軸體21的頂端的外徑W2過大、卷繞纖維的卷繞角度過小時，同樣生成的紡紗的強度同樣變低。
此外，如果中空導軸體21的頂端的外徑W2過小，則從噴嘴座15的空氣噴射孔15a噴出的空氣不與形成于中空導軸體21的上端角部的圓角部21b1接觸，容易偏離，因此不能產生充足的旋轉氣流，生成強度低下的紡紗。
而如果中空導軸體21的頂端的外徑W2過大，則纖維的反轉空間變窄，纖維反轉變難，因此由反轉纖維f1構成的卷繞纖維的比例降低、芯纖維的比例增加，所以紡紗的強度變低。并且，如果中空導軸體21的頂端的外徑W2過大，則噴嘴座15的空氣噴射孔15a的出口15a1到中空導軸體21的圓角部21b1的距離變得過短，旋轉氣流向空氣室23的排氣量變少，所以旋轉氣流向空氣室23方向的流動被阻擋，軸流成分變得極端低下，或者旋轉氣流逆向流動，因此，在織針架14的前輥6側的纖維導入孔14a的入口附近產生的吸引空氣流對纖維束F的向織針架14的纖維導入孔14a方向的吸引力變低，紡紗的強度變低，在極端的情況下，不能生成紡紗。
因此，考慮到上述情況，適當設定中空導軸體21的頂端的外徑W2。
圖7表示了生成的紡紗的強度(克/特)與中空導軸體21的頂端的外徑W2(毫米)之間的關系的實驗結果。
為了生成用途范圍更廣、10克/特以上的實用的紡紗強度的紡紗，中空導軸體21的頂端的外徑W2最好大致在2.4～3.9毫米。
如果中空導軸體21的頂端的外徑W2不到2.4毫米，則如上所述，旋轉氣流的旋轉成分對纖維f的作用過小，生成卷繞纖維少、芯纖維多的強度低的紡紗；或者，從噴嘴座15的空氣噴射孔15a噴出的空氣，不與形成于中空導軸體21的上端角部的圓角部21b1接觸，容易偏移，因此旋轉氣流的作用不足，生成強度低下的紡紗。而且，如果中空導軸體21的頂端的外徑W2超過3.9毫米，則如上所述，由于由反轉纖維f1構成的卷繞纖維的比例變低、芯纖維的比例增加，因此不僅紡紗的強度變低，而且噴嘴座15的空氣噴射孔15a的出口15a1到中空導軸體21的圓角部21b1的距離變得過短，旋轉氣流向空氣室23方向的排氣被抑制，所以，旋轉氣流向空氣室23方向的流動被阻擋，軸流成分變得極端低下，或者，旋轉氣流逆向流動，因此在織針架14的前輥6側的纖維導入孔14a的入口附近產生的吸引氣流對纖維束F的向織針架14的纖維導入孔14a方向的吸引力變低，紡紗的強度變低，在極端的情況下，不能生成紡紗。
由于旋轉氣流從噴嘴座15的構成第1圓錐臺狀空間部24b的內周壁面15b、構成第2圓錐臺狀空間部24c的內周壁面15c及構成第3圓錐臺狀空間部24d的內周壁面15d與中空導軸體21的第1圓錐臺狀部21b的外周壁面21b2之間形成的空間S向空氣室23排出的出口面積，也影響紡紗的物理特性和紡紗性，因此，必須使出口部S1處的空間S的出口面積大小適當。
與上述出口面積大時相比，該出口面積小時旋轉氣流的旋轉成分增加、軸流成分減少，因此紡紗的卷繞纖維的比例增加、芯纖維的比例降低。并且，與上述出口面積大時相比，該出口面積小時旋轉氣流向空氣室23的排氣被抑制，因此，旋轉氣流向空氣室23方向的流動被阻擋。
上述出口面積如果過小，則旋轉氣流向空氣室23的排氣被抑制，因此，旋轉氣流向空氣室23方向的流動被阻擋，軸流成分極端低下，或者旋轉氣流逆向流動。這樣，如果旋轉氣流的軸流成分極端低下，或者旋轉氣流逆向流動，則在織針架14的前輥6側的纖維導入孔14a的入口附近產生的吸引空氣流變弱，因此該吸引氣流對纖維束F的向織針架14的纖維導入孔14a方向的吸引力變低，生成的紡紗強度下降，在極端情況下，不能生成紡紗。并且，由于旋轉氣流的旋轉成分過強，軸流成分將反轉纖維f1的后端部f1a壓在中空導軸體21的外周壁面21b2上的作用低下，因此成為其相反的作用，卷繞纖維的卷繞力也低下，生成強度低下的紡紗。
并且如果上述出口面積過大，則旋轉氣流的軸流成分變得過大，旋轉氣流向下流側的流動變強，構成纖維束F的纖維從纖維束F分離，浮游纖維增加，即所謂纖維損失增加。如果這樣的纖維損失增加，構成生成的紡紗的纖維量當然會減少，因此紡紗的強度變低。此外，由于旋轉氣流的軸流成分過強，所以生成芯纖維多、卷繞纖維少的強度低下的紡紗。
圖8表示了生成的紡紗的強度(克/特)與上述出口面積(平方毫米)的關系的實驗結果。
為了生成用途范圍更廣、10克/特以上的實用的紡紗強度的紡紗，空間S的出口面積最好大致在10～42平方毫米。如果出口面積不到10平方毫米，則如上所述，旋轉氣流向空氣室23方向的流動被阻擋，軸流成分極端低下，或者，旋轉氣流逆向流動，因此，在織針架14的前輥6側的纖維導入孔14a的入口附近產生的吸引氣流對纖維束F的向織針架14的纖維導入孔14a方向的吸引力變低，紡紗的強度變低或者不能生成紡紗，或者，旋轉氣流的旋轉成分過強，生成強度低下的紡紗。如果出口面積超過42平方毫米，則如上所述，旋轉氣流的軸流成分過大，旋轉氣流向下流側的流量過強，纖維損失增加，紡紗的強度變低，或者，旋轉氣流的軸流成分過強，生成芯纖維多、卷繞纖維少的強度低下的紡紗。
構成中空導軸體21的第2圓錐臺狀部21c最好不要位于穿設于噴嘴座15中的通孔24內，即，最好只有第1圓錐臺狀部21b位于穿設于噴嘴座15中的通孔24內。由于第2圓錐臺狀部21c的母線與中心線L2的夾角θ4，比第1圓錐臺狀部21b的母線與中心線L2的夾角θ5大，換言之，由于第2圓錐臺狀部21c的外周面比第1圓錐臺狀部21b的外周面更加向外側擴展，因此如果第2圓錐臺狀部21c位于穿設于噴嘴座15中的通孔24內，則空間S的出口面積會變得過小。
由于構成前輥6的上輥6a及下輥6b與織針架14之間的間隙W3影響紡紗的物理特性和紡紗性，所以必須使該間隙W3的大小適當。雖然在構成前輥6的上輥6a和下輥6b與織針架14形成的近似三角柱狀的空間26內，隨著構成前輥6的上輥6a和下輥6b的旋轉產生伴隨氣流，但該伴隨氣流并不能封閉在上述空間26內，而必須適當從構成前輥6的上輥6a與織針架14之間的間隙W3排出。
如果構成前輥6的上輥6a及下輥6b與織針架14之間的間隙W3過小，則隨著上輥6a與下輥6b旋轉的伴隨氣流被封閉在空間26內，伴隨氣流產生紊亂，被導入織針架14的纖維導入孔14a內的纖維束F被弄亂，生成的紡紗的均勻度和強度及外觀變差。并且，如果構成前輥6的上輥6a及下輥6b與織針架14之間的間隙W3過小，則構成從前輥6排出的纖維束F的纖維f和夾雜物等堵塞在該間隙W3中，伴隨氣流的排出區被堵塞，或者由于排出區被堵塞，后面進入的夾雜物等進入紡紗室p1內等，產生與上述同樣的問題。
而且，如果構成前輥6的上輥6a及下輥6b與織針架14之間的間隙W3過大，則由于構成前輥6的上輥6a與下輥6b之間的夾持點27到中空導軸體21的中空通道21a的入口21a1的距離過長，夾持在夾持點27上并且到達中空導軸體21的中空通道21a的入口21a1、纖維的兩端同時被限制著的限定纖維減少，纖維的兩端沒被限制的自由纖維增加。由于該自由纖維的兩端沒有被限制，因此容易受到上述伴隨氣流的影響，不僅生成的紡紗的物理特性、特別是強度低下，而且外觀也變差。并且，如果構成前輥6的上輥6a及下輥6b與織針架14之間的間隙W3過大，則構成從前輥6排出的纖維束F的纖維f容易受到配置在構成前輥6的下輥6b附近的吸塵器C的吸引口C1的吸引空氣流的影響，給纖維束F的走行帶來影響，給纖維束F向紡紗部P內的導入帶來不良影響。因此，不僅生成的紡紗的物理特性特別是強度低下，而且外觀也變差。
圖9表示了生成的紡紗的強度(克/特)與構成前輥6的上輥6a及下輥6b與織針架14之間的間隙W3的關系的實驗結果。
為了生成用途范圍更廣、10克/特以上的好的紡紗的強度的紡紗，構成前輥6的上輥6a及下輥6b與織針架14之間的間隙W3最好在約2.3毫米以下。
構成前輥6的上輥6a及下輥6b與織針架14之間的間隙W3最好大致在0.3～2.3毫米的范圍內。如果構成前輥6的上輥6a及下輥6b與織針架14之間的間隙W3不到0.3毫米，則如上所述，伴隨上輥6a與下輥6b旋轉的伴隨氣流被封閉在空間26內，伴隨氣流產生紊亂，被導入織針架14的纖維導入孔14a內的纖維束F被弄亂，不僅生成的紡紗的均勻度、強度和外觀變差，而且纖維和夾雜物等堵塞在該間隙W3內，伴隨氣流的排出區被堵塞，產生與上述同樣的問題。如果構成前輥6的上輥6a及下輥6b與織針架14之間的間隙W3超過2.3毫米，則如上所述，容易受伴隨氣流影響的自由纖維增加，不僅生成的紡紗的物理特性特別是強度低下，而且外觀也變差；此外，構成纖維束F的纖維f易受配置在構成前輥6的下輥6b附近的吸塵器C的吸引氣流的影響，因此，與上述同樣，不僅生成的紡紗的物理特性特別是強度低下，而且外觀也變差。
如上所述，穿設于噴嘴座15中的空氣噴射孔15a的出口15a1的約一半位于構成圓柱狀空間部24a的噴嘴座15的內周壁面15e上，并且剩下的約一半位于從構成圓柱狀空間部24a的噴嘴座15的內周壁面15e的下端擴大傾斜成喇叭狀、構成第1圓錐臺狀空間部24b的噴嘴座15的內周壁面15b上。于是，由于從穿設于噴嘴座15中的空氣噴射孔15a噴出的空氣向位于下方逐漸靠近的壁側偏向這一空氣流的特性，從空氣噴射孔15a噴出的空氣沿從構成圓柱狀空間部24a的噴嘴座15的內周壁面15e的下端擴大傾斜成喇叭狀、構成第1圓錐臺狀空間部24b的噴嘴座15的內周壁面15b流動，因此旋轉氣流的軸流成分增加。因此，由于在織針架14的前輥6側的纖維導入孔14a的入口附近產生的吸引氣流變強，該吸引空氣流對纖維束F的向織針架14的纖維導入孔14a的吸引力變大，從前輥6排出的纖維束F向纖維導入孔14a的導入有效地進行，所以不僅纖維損失減少、生成的紡紗的強度變大，而且紡紗性也提高。
發明效果由于本發明包括上面說明的構成，所以能起到以下的效果。
由于在噴嘴座與中空導軸體的插入到噴嘴座的通孔內的部分之間形成的空間內配設了收縮(しばり)部，因此能夠適當地調整旋轉氣流的旋轉成分與軸流成分的比例，所以能夠控制構成紡紗的芯纖維與卷繞纖維的比例，制造出所希望的紡紗。
由于收縮部形成在不與反轉纖維接觸的位置，因此能夠防止反轉纖維與收縮部接觸、阻礙纖維的反轉這樣的情況。
由于使在形成有收縮部的地方的、與噴嘴座的軸線相正交的面的截面積大致在6～15平方毫米，所以能夠生成用途范圍更廣、有實用的強度的紡紗。
由于使空氣噴射孔的出口位于穿設于噴嘴座內的通孔的位于纖維束導入側的圓柱狀空間部上、使圓柱狀空間部的內徑大致在4～6毫米的范圍內，因此能夠生成卷繞緊的紡紗，并且能夠生成強度增加的紡紗。
由于使中空導軸體不僅至少包括構成其頂端部的第1圓錐臺狀部和與第1圓錐臺狀部連接、并且其外周面比第1圓錐臺狀部的外周面向外側擴張的第2圓錐臺狀部，而且使第2圓錐臺狀部位于收縮部的下流側，因此不僅可以通過收縮部適當調整旋轉氣流的旋轉成分與軸流成分的比例，而且通過第2圓錐臺狀部不必過多地形成噴嘴座與中空導軸體之間的空間。
由于使中空導軸體不僅至少包括構成其頂端部的第1圓錐臺狀部和與第1圓錐臺狀部連接、并且其外周面比第1圓錐臺狀部的外周面向外側擴張的第2圓錐臺狀部，而且只有第1圓錐臺狀部位于噴嘴座的通孔內，因此不會損害空間內形成的收縮部的所謂能夠適當調整旋轉氣流的旋轉成分與軸流成分的比例的作用效果。
由于使中空導軸體的頂端的外徑大致在2.4～3.9毫米的范圍，所以不會使在織針架的前輥側的纖維導入孔的入口附近產生的吸引空氣流對纖維束的向織針架的纖維導入孔的吸引力變得低下，能夠生成強度增加的紡紗。
由于按照導入纖維導入孔的纖維束的走行不受吸塵器的吸引口附近的吸引空氣流的影響那樣地構成前輥與纖維導入構件之間的間隙，因此不僅生成的紡紗的強度增加，而且外觀更好。
由于在前輥與纖維導入構件之間形成了形成前輥的伴隨氣流的排放區的間隙，因此能夠防止伴隨氣流產生紊亂、導入纖維導入構件的纖維導入孔內的纖維束散亂、生成的紡紗的均勻度和強度以及外觀低下。
由于使前輥的最接近纖維導入構件的位置的間隙在0.3～2.3毫米的范圍內，因此伴隨前輥旋轉的伴隨氣流不紊亂，所以不僅能夠更加有效地防止導入纖維導入構件的纖維導入孔內的纖維束散亂、生成的紡紗的均勻度和強度以及外觀低下這樣的情況，而且能夠更加有效地防止纖維和夾雜物等堵塞在該間隙內、堵塞伴隨氣流的排放區這樣的情況。
權利要求
1.一種紡紗裝置，包括沿軸線方向穿通設置了通孔、并朝向該通孔開口地穿通設置了空氣噴射孔的噴嘴座；和旋轉或者非旋轉的中空導軸體，利用旋轉氣流將后端部沿中空導軸體的外周壁面彎曲的反轉纖維作為卷繞纖維卷繞在芯纖維上，來進行紡紗的制造，其特征在于在噴嘴座與中空導軸體的插入上述噴嘴座的通孔內的部分之間形成的空間內，設置了收縮部。
2.如權利要求1所述的紡紗裝置，其特征在于收縮部形成在不與反轉纖維接觸的位置上。
3.如權利要求1或權利要求2所述的紡紗裝置，其特征在于在形成了收縮部的部位，噴嘴座與中空導軸體之間的空間的、與噴嘴座的軸線正交的面的截面積大致在6～15平方毫米。
4.一種紡紗裝置，包括沿軸線方向穿通設置了通孔、并朝向該通孔開口地穿通設置了空氣噴射孔的噴嘴座；和旋轉或者非旋轉的中空導軸體，利用旋轉氣流將后端部沿中空導軸體的外周壁面彎曲的反轉纖維作為卷繞纖維卷繞在芯纖維上，來進行紡紗的制造，其特征在于空氣噴射孔的出口位于穿通設置于噴嘴座的通孔的位于纖維束導入側的圓柱狀空間部上，圓柱狀空間部的內徑大致在4～6毫米的范圍。
5.一種紡紗裝置，包括沿軸線方向穿通設置了通孔、并朝向該通孔開口地穿通設置了空氣噴射孔的噴嘴座和旋轉或者非旋轉的中空導軸體；而且在噴嘴座與中空導軸體的插入上述通孔內的部分之間形成的空間內配設了收縮部，利用旋轉氣流將后端部沿中空導軸體的外周壁面彎曲的反轉纖維作為卷繞纖維卷繞在芯纖維上，來進行紡紗的制造，其特征在于中空導軸體至少包括構成其頂端部的第1圓錐臺狀部、和與該第1圓錐臺狀部連接、并且其外周面比第1圓錐臺狀部的外周面向外側擴張的第2圓錐臺狀部；第2圓錐臺狀部位于上述收縮部的下流側。
6.如權利要求5所述的紡紗裝置，其特征在于只有第1圓錐臺狀部位于噴嘴座的通孔內。
7.如權利要求5或者權利要求6所述的紡紗裝置，其特征在于中空導軸體的頂端的外徑大致為2.4～3.9毫米。
8.一種紡紗裝置，包括沿軸線方向穿通設置了通孔、并朝向該通孔開口地穿通設置了空氣噴射孔的噴嘴座、和旋轉或者非旋轉的中空導軸體，并利用旋轉氣流將后端部沿中空導軸體的外周壁面彎曲的反轉纖維，作為卷繞纖維卷繞在芯纖維上，進行紡紗的制造，其特征在于配設了具有能夠導入從拉伸裝置的前輥排出的纖維束的纖維導入孔的纖維導入構件，并且在前輥的附近配置了吸塵器的吸引口，并且，以使導入纖維導入孔內的纖維束的走行不受吸塵器的吸引口附近的吸引空氣流的影響的方式來構成前輥與纖維導入構件之間的間隙。
9.一種紡紗裝置，包括沿軸線方向穿通設置了通孔、并朝向該通孔開口地穿通設置了空氣噴射孔的噴嘴座、和旋轉或者非旋轉的中空導軸體，并利用旋轉氣流將后端部沿中空導軸體的外周壁面彎曲的反轉纖維作為卷繞纖維卷繞在芯纖維上，進行紡紗的制造，其特征在于配設了具有能夠導入從拉伸裝置的前輥排出的纖維束的纖維導入孔的纖維導入構件，并且，在前輥與纖維導入構件之間形成有形成前輥的伴隨氣流的排放區的間隙。
10.如權利要求8或者權利要求9所述的紡紗裝置，其特征在于前輥的最接近纖維導入構件的位置的間隙大致在0.3～2.3毫米的范圍。
全文摘要
本發明的目的是提高生成的紡紗的強度和外觀等。本發明的紡紗裝置備有中空導軸體和紡紗噴嘴，通過在噴嘴座與中空導軸體之間的空間的中間設置收縮部，并且適當選定該收縮部與中空導軸體的位置關系，在噴嘴座的內周壁面上形成圓柱狀部分和喇叭狀部分，使圓柱狀部分的長度適當，能夠使噴射空氣的流量最合適。并且，適當選定前輥與纖維導入構件之間的間隙。由此，能夠使纖維束難以落棉、難以受伴隨氣流的影響，能夠生成具有紗線斷裂強度等合適的紗的物理特性的紗。
文檔編號D01H7/00GK1427100SQ0215752
公開日2003年7月2日 申請日期2002年12月19日 優先權日2001年12月19日
發明者出野宏二, 今村久勝 申請人:村田機械株式會社