(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
旋回流によって糸に仮撚加工を施す糸処理ノズルであって、
所定方向に延び、且つ、糸が挿入される糸通路と、
前記糸通路の径方向外側から前記糸通路に向けて延び、前記糸通路内にそれぞれ流体を噴射して、前記糸通路内に旋回流を生じさせる２つの流体噴射孔を有し、
前記糸通路の周方向において前記２つの流体噴射孔のなす角度が、１２０〜１５０度の範囲内にあることを特徴とする糸処理ノズル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、糸に対して流体を噴射して、糸を旋回させることによって糸に様々な加工を施す糸処理ノズルに関する。
【背景技術】
【０００２】
糸に対して流体を噴射して、内部に生じた旋回流によって糸を加工する糸処理ノズルとして、特許文献１には、糸に仮撚りを施す仮撚加工用ノズルが開示されている。この特許文献１の仮撚加工用ノズルは、糸が挿入される糸通路と、糸通路にそれぞれ開口する４つ以上の複数の噴射孔を有する。各噴射孔は、糸通路の内周面の接線方向に沿って延びている。また、複数の噴射孔は、糸通路の周方向において均等（等間隔）に配置されている。複数の噴射孔から、糸通路の接線方向に沿ってそれぞれ流体が噴射されることにより、糸通路内には旋回流が発生する。この旋回流により、糸通路を走行する糸が旋回されて、糸に撚り（仮撚り）が施される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−３２８３８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の仮撚加工用ノズルのように、複数の噴射孔が、糸通路の周方向において等間隔に配置されている場合、一見すると、糸通路内に安定した旋回流を発生させることができるように思われる。しかしながら、本願発明者の検討によれば、噴射孔の数が多い場合には、糸通路から排出される流体の流れが不安定になることがわかった。この理由は定かではないが、糸通路内に流れ込む流体の流量が大きくなりすぎていることが一因であると推測される。従って、このようなノズルにおいて安定して使用するためには、各噴射孔に供給する流体の供給圧力の範囲を制限する必要がある。しかし、流体の供給圧力は、各噴射孔からの流体噴射速度、即ち、糸を旋回させる力に直接影響を及ぼすものであり、１つのノズルで様々な種類の糸に様々な加工を施すためには、広い範囲の供給圧力において安定して使用できるノズルが望まれる。
【０００５】
本発明の目的は、幅広い範囲の流体の供給圧力に対して、糸通路内に安定した旋回流を発生させることができる、糸処理ノズルを提供することである。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００６】
本発明の糸処理ノズルは、旋回流によって糸に仮撚加工を施す糸処理ノズルであって、所定方向に延び、且つ、糸が挿入される糸通路と、前記糸通路内にそれぞれ流体を噴射して、前記糸通路内に旋回流を生じさせる２つの流体噴射孔を有し、前記糸通路の周方向において前記２つの流体噴射孔のなす角度が、１２０〜１５０度の範囲内にあることを特徴とするものである。
【０００７】
本発明では、流体噴射孔の数が２つであるため、糸通路内に流れ込む流体の流量が大きくなり過ぎることがなく、糸通路内の流体の流れが不安定になりにくい。但し、２つの流体噴射孔のなす角度が１８０度、もしくは、それに近い角度であると、２つの流体噴射孔からそれぞれ噴射された流体が互いに干渉し、この要因で糸通路内の流体の流れが不安定になる。また、上記角度が鋭角又はそれに近い角度である場合も同様である。この点、本発明では、２つの流体噴射孔のなす角度が１２０〜１５０度の範囲内にあることで、２つの流体噴射孔からそれぞれ噴射された流体が干渉しにくく、流れが安定する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態のノズルを備えた糸処理装置の縦断面図である。
【図２】図１のノズルの拡大図である。
【図３】図２のIII-III線断面図である。
【図４】図３とは旋回方向が逆となるノズルの、図３相当の断面図である。
【図５】実施例のノズルと比較例のノズルについての、試験条件及び測定結果を示す表である。
【図６】本実施形態のノズルを含む、仮撚加工を行う装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
次に、本発明の実施の形態について説明する。図１は、本実施形態のノズルを備えた糸処理装置の正面図である。尚、説明の便宜上、装置の左右方向、及び、上下方向を、図１のように定義する。図１に示すように、糸処理装置１は、ノズル２（本発明の糸処理ノズル）と、このノズル２を保持するノズルホルダ３を備えている。ノズル２には、図示しない糸送りローラによって送られる糸Ｙが挿入される糸通路１０と、糸通路１０内へエアを噴射するエア噴射孔１３が形成されている。
【００１０】
ノズルホルダ３には、このノズルホルダ３を水平に貫通する装着孔１４が形成され、この装着孔１４にノズル２が装着されている。また、ノズルホルダ３の内部には、エア供給空間１５が形成されている。エア供給空間１５は、図示しないエア供給源と接続され、所定の圧力に保持されている。ノズル２がノズルホルダ３の装着孔１４に装着された状態で、ノズル２に形成されたエア噴射孔１３が、ノズルホルダ３内のエア供給空間１５と連通する。そして、エア供給空間１５からエア噴射孔１３に供給されたエアが、エア噴射孔１３から糸通路１０へ噴射される。これにより、糸通路１０内にエアの旋回流が発生し、糸通路１０内を走行する糸Ｙに、仮撚り等の様々な加工が施される。
【００１１】
次に、ノズル２について詳細に説明する。図２は、図１のノズルの拡大図である。図３は、図２のIII-III線断面図である。ノズル２は、筒状の部材であり、金属やセラミックス等の硬質材料で形成されている。ノズル２内には、糸Ｙが挿入される糸通路１０が形成されている。また、ノズル２の右端面には糸Ｙが挿入される糸挿入口１１が開口している。糸通路１０の右側部分は、前記糸挿入口１１から先端側（図中左側）に向かうほど内径が縮小する先細り状に形成されている。一方、ノズル２の左端面には糸Ｙが排出される糸排出口１２が開口している。糸通路１０の左側部分は、糸排出口１２に向かうほど内径が拡大する末広がり形状に形成されている。
【００１２】
図２、図３に示すように、ノズル２の左右方向中央部には、糸通路１０にそれぞれ開口する２つのエア噴射孔１３が糸通路１０の周方向に配置されている。ノズル２の外面にはエア噴射孔１３よりも径の大きい２つの大径凹部１６が形成され、２つのエア噴射孔１３は、前記凹部１６から糸通路１０に向けて、ノズル２の半径方向に延びている。但し、図２に示すように、糸通路１０の軸線Ｃを含む断面において、各エア噴射孔１３は、その先端が糸通路１０の先端側（左側）へ向くように、ノズル２の半径方向（糸通路１０の軸線Ｃと直交する方向）に対して所定角度α（例えば、４０度程度）傾斜している。これにより、各エア噴射孔１３から噴射されたエアの大部分は糸排出口１２へ向かって流れ、糸通路１０内に左方へ向かうエアの流れを生じさせる。
【００１３】
また、図３に示すように、糸通路１０の軸線方向（糸Ｙの走行方向）から見て、各エア噴射孔１３は、糸通路１０の内周面の接線方向に沿って延びている。これにより、各エア噴射孔１３から、糸通路１０内に向けてその接線方向にエアが噴射されるため、糸通路１０内でエアが周方向に旋回しながら糸排出口１２へ向けて螺旋状に流れる。図３の構成では、糸通路１０内に、時計回りの旋回流が発生する。また、図４は、図３の変形例であり、この場合は、図３とは逆に、糸通路１０内に反時計回りの旋回流が発生する。上記のような旋回流によって、糸通路１０内で糸Ｙが時計回りの方向、又は、反時計回りの方向に旋回する。
【００１４】
ところで、本願発明者の検討により、エア噴射孔１３の数が多い場合（３つ以上）、糸通路１０内に流入するエアの量が多くなり過ぎ、糸通路１０内の流量変動、及び、圧力変動が大きくなって、エアの流れが不安定になることが分かった。そこで、本実施形態のノズル２では、エア噴射孔１３の数が２つとなっている。また、２つのエア噴射孔１３のなす角度（β）が１８０度、もしくは、それに近い角度であると、２つのエア噴射孔１３からそれぞれ噴射されたエアが互いに干渉し、糸通路１０内のエアの流れが不安定になる。また、上記角度βが鋭角又はそれに近い角度である場合も同様である。そこで、図３に示すように、本実施形態のノズル２においては、２つのエア噴射孔１３のなす角度βが１２０〜１５０度の範囲内にある。このような角度にすることで、２つのエア噴射孔１３からそれぞれ噴射されたエアが干渉しにくく、糸通路１０内に安定した旋回流を生じさせることができる。尚、上記範囲内において、角度が大きい方が（上限角度１５０度に近い方が）、糸通路１０内に強い旋回流を生じさせることができ、糸Ｙをより強く旋回させることができる。
【００１５】
（効果検証）
本実施形態のノズル２の効果について、エア噴射孔の数や、隣接するエア噴射孔のなす角度等の条件を異ならせて試験を行って検証した。図５は、本発明を適用した実施例のノズルと、本発明の適用外である比較例のノズルについての、試験条件及び測定結果を示す表である。図５の左側には、実施例１〜４、及び、比較例１〜４の間で異ならせた試験条件が示されている。即ち、エア噴射孔の数、エア噴射孔のなす角度β、及び、旋回方向（旋回流の方向）である。尚、旋回方向が「時計回り」であるノズルとは、図３のような構成のノズルであり、「反時計回り」であるノズルとは、図４のような構成のノズルである。
【００１６】
尚、実施例１〜４及び比較例１〜４で、図５に示されている条件以外の、他の構造的な条件は同じである。具体例を挙げると、実施例１〜４及び比較例１〜４で、エア噴射孔の径（＝０．６ｍｍ）、糸通路の、エア噴射孔が開口する中央部分の径（＝１．２ｍｍ）、糸通路の全長（＝２７．５ｍｍ）等の構造的な条件は、全て同じとなっている。
【００１７】
実施例１〜４及び比較例１〜４のそれぞれのノズルについて、エア噴射孔へ供給するエアの圧力を０．３〜０．８ＭＰａの範囲で変化させたときの、エア噴射孔へ供給されるエアの流量を測定した。また、ノズルの糸通路内のエアの流れが不安定になると、エアの排出流量が大きく変動し、異常音が発生する。そこで、上記のエア流量の測定とともに、上記の異常音についても測定を行った。これらの測定結果を、図５の右側に示す。
【００１８】
尚、糸通路内に、糸を旋回させるだけの十分な旋回流を生じさせるためには、各エア噴射孔に、一定以上のエア供給圧を作用させる必要がある。上記の０．３〜０．８ＭＰａというエアの供給圧力範囲は、糸の種類、及び、糸加工の種類にかかわらず、各エア噴射孔からのエアの噴射量を十分確保できる、実用的な圧力範囲である。つまり、１つのノズルで、様々な糸に様々な加工を施すには、上記の圧力範囲の全域において、異常音が発生するほどの流量変動が生じないことが求められる。
【００１９】
図５において、エア供給流量の数値の横に、（異常音）と記載があるのは、一応、ある流量測定値が得られたものの、実際には、測定値が大きく変動して異常音が発生している状態を示している。このような異常音が生じるような状態では、糸通路内のエアの流れが安定しておらず、糸の加工に不適である。
【００２０】
この点、エア噴射孔の数が２つで、且つ、それらのなす角度が１２０〜１５０度である、実施例１〜４では、０．３〜０．８ＭＰａの圧力範囲全域において、異常音が発生していない。つまり、実施例１〜４のノズルでは、幅広い圧力範囲に対して、常に、糸通路内に安定した旋回流が生じることから、様々な糸に対して様々な加工を、１つのノズルで良好に行うことができると言える。これに対して、比較例１〜４では、０．３〜０．８ＭＰａの範囲内で、異常音が発生している。このような異常音が発生するような状態では、糸通路内を走行する糸に良好な加工を行うことは到底望めない。
【００２１】
（糸加工例）
次に、本実施形態のノズル２によって可能な糸加工の例を挙げる。
本実施形態のノズル２を使用し、糸通路１０内に安定的に生じた旋回流によって糸Ｙを旋回させることにより、糸Ｙに仮撚加工を施して嵩高性及び伸縮性を付与することが可能である。図６は、仮撚加工を行う装置の概略図である。第１糸送りローラ２０により送られる糸Ｙは、加熱装置２１、冷却装置２２を経て、ノズル２に挿入される。ノズル２内の旋回流によって糸Ｙが旋回することにより、糸Ｙに捩り方向の力が作用し、ノズル２よりも上流側の加撚区間で糸Ｙに撚りがかかる。加撚区間では、撚りがかかっている糸Ｙが加熱装置２１によって加熱されて熱セットされた後、冷却装置２２で冷却される。一方、ノズル２から排出された糸Ｙは、ノズル２から第２糸送りローラ２３までの解撚区間において解撚される。上記の一連の工程によって、糸Ｙが捲縮されて、糸Ｙに嵩高性及び伸縮性が付与される。尚、旋回流の向きが異なる図３のノズル２と図４のノズル２を使い分けることにより、加撚区間における糸Ｙの撚りの方向（Ｓ撚りとＺ撚り）を変えることが可能である。
【００２２】
尚、本発明は、前記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で適宜変更可能である。
【００２３】
例えば、ノズル２の形状については、以下のように変更可能である。例えば、糸通路１０の形状、特に、先細り状の糸挿入口１１側の部分（図２の右側部分）、及び、末広がり状の糸排出口１２側の部分（左側部分）の、内面の傾斜角度や湾曲の曲率等は適宜変更できる。また、エア噴射孔１３の、糸通路１０の径方向に対する傾斜角度αも適宜変更できる。
【符号の説明】
【００２４】
２  ノズル
１０  糸通路
１３  エア噴射孔
Ｙ  糸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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