(57)【要約】【課題】糸材を羊毛タイプの製品に伸張する装置が提供される。【解決手段】この装置は、外側ノズルセクションと内側ノズルセクションとを有する。外側ノズルセクションは、入口ポーションと中間ポーションと出口ポーションとを有する。内側ノズルセクションの少なくとも一部は、外側ノズルセクションの内側に受容されうるようになっている。内側ノズルセクションは、メインボディポーションと、そのメインボディポーションから延びたニードルポーションとを有する。メインボディポーションとニードルポーションは、糸材が通り抜けて羊毛タイプの製品になる第１の通路を持っている。ニードルポーションとメインボディポーションは、外側ノズルセクションの入口ポーション及び中間ポーションの内側表面とともに内部チャンバを形成する。メインボディポーションはそのメインボディポーションを貫通して延びる少なくとも２個の穴を有する。【選択図】図１
2011012383.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
糸材を伸張して羊毛タイプの製品を作る伸張装置に用いられる糸材固定装置において、
ノーズを有するピストンと、
ばねと、
前記伸張装置に形成され、メインボディセクション及びシリンダキャップを有するシリンダポーションと、
を有し、
前記メインボディセクションは内部キャビティと通路と第１及び第２の穴とを有し、前記ピストンは、前記内部キャビティ内で引込みポジションと係合ポジションとの間で往復するように前記内部キャビティ内に配置されていて、前記ノーズは、前記ピストンが前記係合ポジションにあるときに前記第２の穴に延びて前記伸張装置内の前記糸材と係合し、前記シリンダキャップは、流体入口を有し、その流体入口を通って前記内部キャビティ内に加圧流体が流入して前記ピストンをその係合ポジションに動かし、前記流体入口がもう加圧流体を受容しなくなったときに、前記ばねが前記ピストンをその前記引込みポジションに戻すこと、
を特徴とする糸材固定装置。
【請求項２】
前記第１の穴は、前記内部キャビティと流体源を連絡する請求項１記載の糸材固定装置。
【請求項３】
前記ピストンノーズは第１の寸法を有し、前記第２の穴は前記第１の寸法よりも大きな第２の寸法を有することによって、前記ピストンノーズと前記第２の穴との間にギャップを形成するようになっており、前記ギャップは、加圧流体が前記第１の穴を通って前記内部キャビティに流入し、前記ピストンノーズと前記第２の穴の間を通って前記内部キャビティを流出するための通路を形成し、それによって、糸材が前記内部キャビティに入るのを阻止する請求項２記載の糸材固定装置。
【請求項４】
前記シリンダポーションは、前記伸張装置のメインボディ内に形成され、前記糸材固定装置は、前記伸張装置と一体である請求項１〜３のいずれか１項に記載の糸材固定装置。
【請求項５】
前記ピストンは、係合ポジションにあるときには、前記伸張装置の前記メインボディを通過する前記糸材に係合する請求項４記載の糸材固定装置。
【請求項６】
前記伸張装置は、
ガスの供給源と、
入口ポーション、中間ポーション及び出口ポーションを備えた外側ノズルセクションと、
前記外側ノズルセクション内に受け入れられるようになっている内側ノズルセクションと、を有し、
この内側ノズルセクションは、メインボディポーションと、このメインボディポーションから延びるニードルポーションと、を備え、前記メインボディポーション及び前記ニードルポーションは、伸張されて羊毛タイプの製品になるべき糸材が通過する第１の内部通路を備え、前記ニードルポーション及び前記メインボディポーションは、前記外側ノズルセクションの前記入口ポーション及び前記中間ポーションの両内面と共に内部チャンバを形成し、この内部チャンバは、前記ガスの供給源からガスを受容し、前記ガスは、前記内部チャンバを通過し、それによって、前記糸材が前記第１の内部通路内を移動し、前記ガスが前記糸材を羊毛タイプの製品に伸張させる効果をもたらす請求項１〜５のいずれか１項に記載の糸材固定装置。
【請求項７】
前記ニードルポーションは、前記外側ノズルセクションの前記中間ポーションの前記内表面から約０.７５ｍｍ〜約３．０ｍｍ隔たっている請求項６記載の糸材固定装置。
【請求項８】
前記ニードルポーションの一終端の外表面が錐形であって、前記ニードルポーションの長手方向の軸に対して約３０°〜約７５°の角度をなして延びている請求項６記載の糸材固定装置。
【請求項９】
前記外側ノズルセクションの前記中間ポーションが錐形であって、前記外側ノズルセクションの長手方向の軸に対して約３０°〜約７５°の角度をなして延びている請求項８記載の糸材固定装置。
【請求項１０】
前記糸材固定装置は、前記伸張装置のメインボディに結合され且つ前記伸張装置のメインボディと一体ではない請求項１〜３のいずれか１項に記載の糸材固定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、糸(strand)材を伸張して羊毛タイプの製品を作る装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インゲマンソン(Ingemansson)らに付与された米国特許第4,569,471号には、種々の長さの連続的なガラス繊維糸をマフラ外殻の中に供給するための方法及び装置が記載されている。この装置は、繊維糸が外殻に入る前に、ファイバ糸を伸張して羊毛状の材料にするためのノズルを含んでいる。この '471特許に開示されたノズルは、糸材を約７０グラム／リットル以上の密度にまでしか伸ばすことができない。しかし、７０グラム／リットル未満の密度、例えば約３０グラム／リットル乃至約６０グラム／リットルの密度の羊毛状の材料にまで伸ばすことが望ましい。そのように比較的低い密度の羊毛タイプの材料は、多くの遮音や断熱の用途にとって好ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第4,569,471号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、糸材を羊毛タイプの製品に伸張する装置及び方法を目指すものである。かかる製品は、自動車や産業への応用における音響及び／又は熱の遮断材としての利用を意図している。本発明の装置は、糸材を、約３０グラム／リットル乃至約６９グラム／リットルの密度の羊毛状の材料にまで伸ばすことができる。そのような低密度の羊毛タイプ製品は、エンジンマフラ内の吸音材として、そして又ＨＶＡＣシステム用消音機として利用するのに好ましい。低密度の羊毛タイプの製品は又、その他の熱及び音の遮断のための応用にも使用されうる。本発明の装置は又、糸材を、約７０グラム／リットル乃至約１４０グラム／リットルの密度の羊毛状の材料にまで伸ばすことができる。そのような高密度の羊毛タイプ製品は、エンジンマフラ内の吸音材として、そして又ＨＶＡＣシステム用消音機として利用するのに好ましい。高密度の羊毛タイプの製品は又、その他の熱及び音の遮断のための応用にも使用されうる。本発明の装置は、前出の '471特許に開示されたノズルの改良であって、’471特許のノズルが必要とする圧縮空気の流量に比べて少量の圧縮空気即ち空気流量しか必要としない。従って、そのような装置が使用されるプラントは、より少数のあるいは、より小容量の空気圧縮機しか必要としない。更に、空気圧縮機と関連する配管やレギュレータも比較的小さなものを採用することができる。使用される圧縮空気の量が低減されるので、プラント内の騒音も低減する。
【０００５】
本発明の第１の態様によれば、糸材を羊毛タイプの製品に伸張する装置が提供される。この装置は、外側ノズルセクションと内側ノズルセクションとを有する。外側ノズルセクションは、入口ポーションと中間ポーションと出口ポーションとを有する。内側ノズルセクションの少なくとも一部は、外側ノズルセクションの内側に受容されうるようになっている。内側ノズルセクションは、メインボディポーションと、そのメインボディポーションから延びたニードルポーションとを有する。メインボディポーションとニードルポーションは、糸材が通り抜けて羊毛タイプの製品になる第１の通路を持っている。ニードルポーションとメインボディポーションは、外側ノズルセクションの入口ポーション及び中間ポーションの内側表面とともに内部チャンバを形成する。メインボディポーションはそのメインボディポーションを貫通して延びる少なくとも２個の穴を有し、それらの穴は、ガス流源によって供給されるガスを受容する。前記少なくとも２個の穴は、内部チャンバに連絡し、内部チャンバに到達するガスの通路を形成する。ガスは内部チャンバに流れ込んで、糸材をして第１の通路内を通り抜けさせる。ガスは又、糸材が羊毛タイプの製品になるまで伸張させる効果も持つ。
【０００６】
メインボディポーションは、例えば、約２個乃至約１２個の穴を有する。各穴の内径は、例えば約３ｍｍ乃至約５ｍｍであって、好ましくは約４ｍｍである。しかし、メインボディポーションは２個又は３個の穴だけを有するのが好ましい。各穴の長さは、例えば約２０ｍｍ乃至約５０ｍｍであって、好ましくは約３０ｍｍである。
【０００７】
ニードルポーションは、外側ノズルセクションの中間ポーションの内側表面から、約０.７５ｍｍ乃至約３．０ｍｍ隔たっており、好ましくは約１.９ｍｍ隔たっている。ニードルポーションの終端の外側表面は、錐形状であって、ニードルポーションの長手方向の軸に対して、約３０°乃至約７５°、好ましくは約６０°の角をなして延びている。同様に、外側ノズルセクションの中間ポーションは、錐形状であって、外側ノズルセクションの長手方向の軸に対して、約３０°乃至約７５°、好ましくは約６０°の角をなして延びている。
【０００８】
第１の通路は第１の内径を有し、それは、約３．０ｍｍ乃至約６．０ｍｍであって、好ましくは約４ｍｍである。
【０００９】
外側ノズルセクションの出口ポーションは、例えば中間ノズルセグメントと外側ズルセグメントとを有する。中間ノズルセグメントは、外側ノズルセクションの中間ポーションと一体になっていて、第２の内部通路を有する。外側ズルセグメントは、中間ノズルセグメントに結合されていて、第３の内部通路を有する。糸材は第２及び第３の通路を通過する。第２及び第３の通路の内径は、約６．０ｍｍ乃至約１２．０ｍｍであって、好ましくは約８ｍｍである。
【００１０】
前記装置は更に、内側ノズルセクションのメインボディに結合された糸材固定装置を有してもよい。糸材固定装置は、メインボディハウジングとダイアフラムを有する。メインボディハウジングは、内部キャビティと、糸材入口と、糸材出口と、内部キャビティに連絡する流体通路と、その流体通路に連絡する流体入口とを有する。前記流体入口及び流体通路は、加圧流体源からの加圧流体を内部キャビティに流す通路を提供する。ダイアフラムは、内部キャビティ内に位置し、糸材が通り抜ける第２の内部通路を有する。ダイアフラムは、糸材が第１、第２、第３、第４の内部通路を通って動くのを阻止するべく、内部キャビティに流入する加圧流体に応じて膨張する。
【００１１】
内側ノズルセクションのメインボディは、ガス流源に結合されるようにできているコネクタポーションを有してもよい。コネクタポーションは、源からメインボディポーションの少なくとも２個の穴へと加圧ガスが流れる通路を提供する。
【００１２】
伸張装置は更に、外側ノズルセクションの出口ポーションの中間セグメントと外側ノズルセグメントの間に結合された切断装置を有してもよい。切断装置は例えば、シリンダと、ピストンとナイフとを有する。シリンダは、内部キャビティを有し、メインボディポーションとシリンダキャップを有する。シリンダメインボディポーションは、加圧流体が内部キャビティ内へと流れる第１の開口を有する。シリンダキャップは、メインボディポーションに結合されていて、加圧流体が内部キャビティ内へ流れる第２の開口を有する。ピストンは、シリンダ内部キャビティ内に位置している。ナイフは第１の寸法を有し、ピストンに結合されていて、第１及び第２の開口を通り抜けてシリンダに流入する加圧流体に応じてピストンとともに往復運動するようになっている。
【００１３】
シリンダ内部キャビティは、第２の寸法の第１の穴と、第２の寸法よりも小さな第３の寸法の第２の穴とを有する。第２の穴の第３の寸法は、ナイフの第１の寸法よりも僅かに大きく、第２の穴とナイフの間にギャップが存在する。そのギャップは、第１の開口を通って第１の穴に入り、ナイフと第２の穴の間の第１の穴を出て行く加圧流体の通路を提供する。これによって、糸材が第１及び第２の内部キャビティ穴へ入るのが阻止される。
【００１４】
本発明の第２の態様によれば、糸材を羊毛タイプの製品に伸張する方法が提供される。この方法は、伸張装置を提供するステップを含む。その装置は、外側及び内側のノズルセクションを有する。外側ノズルセクションは、入口ポーションと、中間ポーションと、出口ポーションとを有する。中間ノズルセクションは、外側ノズルセクションに受容されうるようになっていて、メインボディポーションと、そのメインボディポーションから延びたニードルポーションとを有する。メインボディポーションとニードルポーションは第１の内部通路を有し、糸は、この第１の内部通路を通って羊毛タイプの製品に伸張される。ニードルポーションとメインボディポーションは、外側ノズルセクションの入口ポーションと中間ポーションの内表面とともに内部チャンバを形成する。メインボディポーションは、メインボディポーションを貫通して延びる少なくとも２個の穴を有し、これらの穴はガスを受容できるようになっている。これら少なくとも２個の穴は、内部チャンバに連絡しており、ガスが内部チャンバに達するための通路を形成する。本方法は更に、前記少なくとも２個の穴に加圧ガスを供給するステップを有する。それによって、加圧ガスが内部チャンバ内に入り、それによって、糸材が第１の内部通路内を動かされる。加圧ガスは更に、糸材が羊毛タイプの製品にまで伸張されるのに効果がある。
【００１５】
前記の加圧ガスを提供するステップは、内部チャンバ内の圧力が約１．５バール乃至約２．５バールになるように、前記少なくとも２個の穴に約４．５バール乃至約７．０バールの圧力の加圧ガスを提供するステップを含む。この加圧ガスによって、糸材が伸張して約３０グラム／リットル乃至約６０グラム／リットルの密度の羊毛タイプの製品になる。
加圧ガス供給ステップは、内部チャンバ内の圧力が、約０.７バール乃至約１．５バールになるように、前記少なくとも２個の穴に約２．５バール乃至約４．５バールの圧力の加圧ガスを提供するステップを含んでもよい。加圧ガスによって、糸材が伸張して約７０グラム／リットル乃至約１４０グラム／リットルの密度の羊毛タイプの製品になる。
【００１６】
本発明の第３の態様によれば、糸材が動かないように係合して保持するための糸材固定装置が提供される。この固定装置は、ノーズを備えたピストンと、ばねと、シリンダポーションとを有する。シリンダポーションは、メインボディセクションとシリンダキャップとを有する。メインボディセクションは、内部キャビティと、通路と、第１及び第２の穴とを有する。ピストンは内部キャビティ内に配置され、その中で、引込みポジションと係合ポジションの間を往復することができる。ノーズは、ピストンが係合ポジションにあるときに、第２の穴を貫通し、糸材と係合する。シリンダキャップは流体入口を有し、加圧流体がこの流体入口を通って内部キャビティ内に入ることにより、ピストンがその係合ポジションに動かされる。ばねは、流体入口がもう加圧流体を受け入れなくなったときに、ピストンをその引込みポジションに戻す。
【００１７】
第１の穴は、内部キャビティと流体源の間に延びてこれらに連絡する。ピストンノーズは第１の寸法を持ち、第２の穴は第１の寸法よりも大きな第２の寸法を持つ。それによって、ピストンノーズと第２の穴の間にギャップが形成される。このギャップは、第１の穴を通って内部キャビティに入ってきた加圧流体が、ピストンノーズと第２の穴の間を通って内部キャビティから出て行く通路を提供する。これによって、糸材が内部キャビティに入るのが阻止される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施の形態に沿って構成された伸張装置の断面図である。
【図２】図１に示された切断装置の部分拡大断面図である。
【図３】図１に示された外側ノズルセクションと内側ノズルセクションの部分拡大断面図である。
【図４】図３に示された４−４線矢視図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に沿って構成された伸張装置の断面図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態に沿って構成された伸張装置の断面図である。
【図７】本発明に沿って構成された糸材供給装置の断面図である。
【図８】本発明の第４の実施の形態に沿って構成された伸張装置の断面図である。
【図９】図８に示された装置の部分断面図であって、ピストンが係合から外れたポジションにある状態を示す。
【図１０】本発明の第５の実施の形態に沿って構成された伸張装置の部分断面図である。
【図１１】図１０の矢視線１１に沿う断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
糸材を羊毛タイプの製品に伸張する装置及び方法が提供される。かかる製品は、自動車や産業への応用における音響及び／又は熱の遮断材としての利用を意図している。
【００２０】
連続した糸材は、従来のいかなる強化ガラス繊維糸であってもよい。ここでいう「ガラス繊維糸」とは、複数のガラス繊維から形成された１本の糸を意味する。そのような糸の一例としては、例えば４０００本の繊維を有する市販のロービング(roving)がある。マフラの用途にはガラス繊維糸が好ましい。それは、ガラス繊維が、エンジン排気マフラの内部で生成される高熱に耐えるからである。好ましくは、糸は、Ｅ−ガラス又はＳ−ガラスタイプの繊維から形成される。煙道又は換気システムのための断熱等の産業応用にも、ガラス繊維糸が好ましい。更に、連続的な糸材は、玄武岩(basalt)繊維糸あるいはその他の材料から形成される繊維糸も考えられる。
【００２１】
図１において、伸張装置即ちテクスチャ装置１０は、糸材２０を羊毛タイプの製品に伸張するためのものである。装置１０は、外側ノズルセクション３０と内側ノズルセクション４０とを有する。外側ノズルセクション３０は、入口ポーション３２と、中間ポーション３４と出口ポーション３６とを有する。図に示す実施の形態では、出口ポーション３６は、中間ノズルセグメント３８と外側ノズルセグメント３９とを有する。中間ノズルセグメント３８は、外側ノズルセクション３０の中間ポーション３４と一体になっていて、第２の通路３８ａを有する。中間セグメント３８は、後述の切断装置５０に結合されている。外側ノズルセグメント３９も切断装置５０に結合されていて、第３の内部通路３９ａを有する。図に示す実施の形態では、外側ノズルセグメント３９は、第１のパート３９ｂと第２のパート３９ｃとを有する。第１のパート３９ｂと第２のパート３９ｃは一つの一体の要素（図示せず）とすることも考えられる。
【００２２】
図１に示すように、糸材は、装置１０の中を通って動くときに、第２の通路３８ａと第３の通路３９ａを通る。第２の通路３８ａの内径Ｄ１は、約６．０ ｍｍ乃至約１２．０ ｍｍであって、好ましくは約８ ｍｍである（図２参照）。第３の通路３９ａの内径Ｄ２は、約６．０ ｍｍ乃至約１２．０ ｍｍであって、好ましくは約８ ｍｍである。好ましくは、Ｄ１とＤ２とはほぼ等しい。
【００２３】
内側ノズルセクション４０の一部分は、外側ノズルセクション３０内に受容されている（図１参照）。内側ノズルセクション４０は、メインボディポーション４２と、メインボディポーション４２と一体でメインボディポーション４２から延びているニードルポーション４４を含む。メインボディポーション４２とニードルポーション４４は第１の内側通路４６を有し、糸材２０は、装置１０の中を動くときに、第１の内側通路４６の中を通る。第１の通路４６の内径ＤＮは、約３ｍｍ乃至約６ｍｍであって、好ましくは約４ｍｍである（図３参照）。
【００２４】
メインボディポーション４２とニードルポーション４４は、外側ノズルセクション３０の入口ポーション３２及び中間ポーション３４の内面３２ａ、３４ａとともに内部チャンバ６０を形成する（図３参照）。ニードルポーション４４の端部４２ｂの外表面４２ａは、外側ノズルセクション３０の中間ポーション３４の内表面３４ａから約０.７５ ｍｍ乃至約３．０ ｍｍ、好ましくは約１.９ ｍｍ隔たっていて、それによって、ニードルポーション４４の外表面４２ａと中間ポーション３４の内表面３４ａの間に第１のギャップＧ１が存在するようになっている。
【００２５】
メインボディポーション４２の外表面及び外側ノズルセクション３０の入口ポーション３２の内表面の一部にはねじが切ってある。従って、ニードルポーション４４の外表面４２ａと中間ポーション３４の内表面３４ａの間に適当なギャップＧ１を設定するように、メインボディポーション４２を回転することができる。設定ねじ３２ｂは、入口ポーション３２との相対位置関係を決めて、メインボディポーション４２を解除可能に固定する。
【００２６】
ニードルポーション４４の端部４２ｂの外表面４２ａは円錐形であって、ニードルポーション４４の長手方向の軸ＡＮに対して、約３０°乃至約７５°、好ましくは約６０°の角度で延びている（図３参照）。同様に、外側ノズルセクション３０の中間ポーション３４は円錐形であって、外側ノズルセクションの長手方向の軸ＡＯに対して、約３０°乃至約７５°、好ましくは約６０°の角度で延びている。
【００２７】
メインボディポーション４２は、それを貫通して延びる３個の穴４２ｃ〜４２ｅを有する。穴４２ｃ〜４２ｅは内部チャンバ６０に連絡している。図に示す実施の形態では、穴４２ｅが加圧ガスを受容するのを阻止するために、穴４２ｅの中にボルト４２ｆがある。穴４２ｃ、４２ｄは、ガス流源７０から加圧ガス（図に示す実施の形態では空気）を受容し、加圧された即ち圧縮されたガスが内部チャンバ６０まで流れるような通路を形成する。穴４２ｃ〜４２ｅのそれぞれの内径ＤＢは、約３ｍｍ乃至約５ｍｍであって、好ましくは約４ｍｍである。又、穴４２ｃ〜４２ｅのそれぞれの長さＬ１は、約２０ｍｍ乃至約５０ｍｍであって、好ましくは約３０ｍｍである。穴４２ｃと４２ｄの互いに離れている角度Ａ１は、約２８°乃至約３２°であって、好ましくは約３０°である（図４参照）。同様に、穴４２ｄと４２ｆの互いに離れている角度Ａ２は、約２８°乃至約３２°であって、好ましくは約３０°である。
【００２８】
メインボディポーション４２は例えば２個乃至１２個の穴を持つ。しかし、メインボディポーション４２は２個か３個だけの穴を持つのが好ましい。更に、穴４２ｅが、源７０から供給される空気を内部チャンバ６０内に流すための更なる通路を提供するように、ボルト４２ｆを穴４２ｅから取り除いた方が良い場合も考えられる。
【００２９】
ガス流源７０は、空気圧縮機（図示せず）と、流量制御弁（図示せず）と、圧縮機に連結されたホース７２と、ホース７２の端部に付けられたフィッティング７４とを有する。メインボディポーション４２は、穴４２ｃ〜４２ｅに連絡するねじ付きの通路４８ａを有するコネクタポーション４８を含んでいる。フィッティング７４は通路４８ａの内側にねじ込まれる。加圧空気は、圧縮機から、ホース７２及びフィッティング７４を通って通路４８ａへと流れる。加圧空気は、通路４８ａから、穴４２ｃ−４２ｄを通り、内部チャンバ６０に入る。加圧空気は、糸材２０が第１、第２、第３の通路４６、３８ａ、３９ａを通るように促す。加圧空気は更に、糸材２０の繊維を分離してもつれさせ、それによって、糸材が、装置１０の遠方端部１０ａから、１本の長い連続的な「毛羽立った(fluffed-up)」即ち羊毛タイプの製品として出て来る。
【００３０】
図に示した実施の形態では、ガス流源７０は、分離(discrete)充填サイクルの間だけ内部チャンバ６０内に加圧空気を提供する。充填サイクルの終わりに、ガス源７０は、内部チャンバ６０内への加圧空気提供を停止する。分離充填サイクルは、ある長さの糸材を伸張して織物にする(texturize)ことを含み、そのサイクルの終了時には、一つの容器やケース等が、伸張された糸材で満たされ、そのある長さの糸材が、糸材の源（図示せず）から提供される糸材２０の残りの長さ部分から分離即ち切断されるようになる。１回の充填サイクルは、例えば、１個のマフラケーシングを充填する量である。１個のマフラケーシングの中に２個以上の伸張装置１０から糸材を供給することも考えられる。
【００３１】
上述のように、切断装置５０は、中間ノズルセグメント３８と外側ノズルセグメント３９の間に結合されている。それは、シリンダ５１と、ピストン５２と、ナイフ５２ａと、ばね８０とを有する（図１及び図２参照）。シリンダ５１は、内部キャビティ５３ａを有し、メインボディポーション５３と、シリンダキャップ５４と、シリンダベース５５とを有している。シリンダベース５５は、ボルト５５ａによってメインボディポーション５３に結合されている。シリンダキャップ５４は、メインボディポーション５３にねじで固定されている。ピストン５２はシリンダ内部キャビティ５３ａ内にあって、その中で往復運動することができる。ナイフ５２ａは、ピストン５２とともに動くように、ピストン５２に結合されている。内部キャビティ５３ａ内にばね８０があって、これは、ピストン５２をシリンダキャップ５４に向けて上向きに付勢している。ベース５５は、ネオプレン等の高分子材料からなるアンビル(anvil)５５ｂを含み、アンビルはナイフ５２ａの止め具として機能する。
【００３２】
メインボディポーション５３は第１の開口５３ｂを持ち、この第１の開口５３ｂを通じて加圧された流体が、内部キャビティ５３ａ内のピストン５２の下方に入っていく。シリンダキャップ５４は第２の開口５４ａを持ち、この第２の開口５４ａを通じて加圧された流体が、内部キャビティ５３ａ内のピストン５２の上方に入っていく。従来からある流体供給源が第１の開口５３ｂ及び第２の開口５４ａに加圧流体（図に示す実施の形態では空気）を提供する。流体供給源５６は、空気圧縮機（図示せず）、流量制御弁（図示せず）、第１及び第２のホース５６ａ、５６ｂ、これら第１及び第２のホース５６ａ、５６ｂにそれぞれ接続された第１及び第２のフィッティング５６ｃ、５６ｄを有する。第１及び第２のフィッティング５６ｃ、５６ｄは、第１及び第２の開口５３ｂ、５４ａ内にねじを介して受け入れられる。
【００３３】
流体供給源５６が、充填サイクルの終了時に、第２の開口５４ａに加圧空気を供給するとき、ピストン５２とナイフ５２ａが、ばね８０の上向きの力に抗して下方に糸材２０に向かって動かされ、それによって、ナイフ５２ａとアンビル５５ｂの間に置かれた糸材２０が切断される。糸材２０が切断されると、流体供給源５６は、第２の開口５４ａに加圧空気を提供するのを止める。切断後直ちに、流体供給源５６は、第１の開口５３ｂへの加圧空気供給を開始する。第１の開口５３ｂを通る空気は、ばね８０とともに、ピストン５２とナイフ５２ａを図１に示すホームポジションに戻す働きをする。好ましくは、加圧空気は、ナイフ５２ａが糸材２０を切断した直後から供給され、ピストン５２とナイフ５２ａが完全にホームポジションに戻るまで（例えば約０.８秒乃至約１．５秒間）供給され続ける。ばね８０は又、加圧空気が第１の開口５３ｂにもう提供されなくなったときに、ピストン５２とナイフ５２ａをホームポジションに保持する働きを持つ。
【００３４】
ピストン５２とナイフ５２ａがホームポジションに戻ったとき、流体供給源５６は、加圧空気を第１の開口５３ｂに提供するのを止める。新たな充填サイクルが始まったとき、即ち糸材２０が、伸張されるべく装置１０内に動き始めると、流体供給源５６は再び加圧空気を第１の開口５３ｂに提供する。加圧空気は、充填サイクルが完了するまで、第１の開口５３ｂに供給され続ける。充填サイクルが完了すると、流体供給源５６は、加圧空気を第１の開口５３ｂに提供するのを止める。上述のように、切断の直後から、ピストン５２とナイフ５２ａがホームポジションに戻るのに十分な期間、流体供給源５６より第１の開口５３ｂに加圧空気が再び提供される。
【００３５】
ナイフ５２ａは第１の寸法を有し、図示の実施の形態では、長さが約３５ｍｍ、幅が約１６ｍｍ、厚さが約４ｍｍである。これらの寸法は変えてもよい。
【００３６】
シリンダ内部キャビティ５３ａは、第２の寸法を有する第１の穴５３ｃと、第３の寸法を有する第２の穴５３ｄとを有し、第３の寸法は第２の寸法よりも小さい（図２参照）。第２の穴５３ｄの第３の寸法はナイフ５２ａの第１の寸法よりも僅かに大きく、それによって、第２の穴５３ｄとナイフ５２ａの間にギャップＧ２が存在する。ギャップＧ２は、第１の開口５３ｂを通じて第１の穴５３ｃに入って第１の穴５３ｃを出る加圧流体の通路を提供する。このようにして、充填サイクルの間、即ち織物にされた糸材２０が、装置１０の遠方端部１０ａから出て来るときに、第１の開口５３ｂを通って第１の穴５３ｃに入りギャップＧ２を通って出て行く空気によって、糸材２０又は糸材２０の一部が、第１及び第２の内部キャビティ穴５３ｃ、５３ｄに入るのが防止される。これによって、第１の穴５３ｃ内に糸材２０が詰まること(a build up)によって切断装置５０が動作不能になるのを防ぐことができる。前記第１の穴５３ｃ内に糸材２０が詰まるとすると、これによって、ピストン５２及び切断装置５２ａが、糸材２０を切断するのに十分な距離だけアンビル５５ｂに向かって動くことができなくなることがありうる。
【００３７】
装置１０は更に、内部ノズルセクション４０のメインボディポーション４２に結合された糸材固定装置９０を有する。糸材固定装置９０は、メインボディハウジング９２と環状ダイアフラム９４とを有する。メインボディハウジング９２は、内部キャビティ９２ａと、糸材入口９２ｂと、糸材出口９２ｃと、流路９２ｄと、流路９２ｄに連絡している流体入口９２ｅと、伸張ポーション９２ｆとを有する。伸張ポーション９２ｆは、メインボディポーション４２内に形成された窪み４２ｇに受容され、設置ねじ９１によって、そこに、取外し可能に保持される。流路９２ｄは、内部キャビティ９２ａに連絡し、加圧流体（図示の実施の形態では空気）が加圧流体源９６から内部キャビティ９２ａまでの流路を提供する。ダイアフラム９４は内部キャビティ９２ａ内に配置され、糸材２０が通過する第４の内部通路９４ａを有する。ダイアフラム９４は、内部キャビティ９２ａに入って来る加圧流体に応じて膨らみ、それによって、糸材２０が、メインボディハウジング９２に対して決まった位置に、解放可能に固定され保持される。このようにして、ダイアフラム９４が膨らんだときは、糸材２０は、第１、第２、第３、第４の内部通路４６、３８ａ、３９ａ、９４ａを通って動くのが阻止される。
【００３８】
加圧流体源９６は、空気圧縮機（図示せず）と、流量制御弁（図示せず）と、圧縮機に連結されたホース９６ａと、ホース９６ａの端部に取り付けられたフィッティング９６ｂとを有する。フィッティング９６ｂは流体入口９２ｅの一部でねじによって受容される。加圧空気は、圧縮機から、ホース９６ａ及びフィッティング９６ｂを経て流体入口９２ｅへ流れる。加圧空気は、流体入口９２ｅから通路９２ｄを通って、内部キャビティ９２ａに入り、それによってダイアフラム９４を膨張させる。膨張したダイアフラム９４は糸材２０を把持し、それを動かないように保持する。切断装置５０が糸材２０を切断する直前に、流体源９６が、加圧流体を内部キャビティ９２ａ内に提供することになる。糸材２０が供給されると、流体源９６は、加圧空気を内部キャビティ９２ａから解放し、それによって、ダイアフラム９４が糸材２０を解放する。
【００３９】
本発明の装置１０は、糸材を伸張して、密度が約３０グラム／リットル乃至約６０グラム／リットルの羊毛タイプの製品にすることができる。そのような低密度の製品を形成するために、約４．５バール乃至約７．０バールの圧力の加圧ガスが、穴４２ｃ、４２ｄに提供される。その結果、内部チャンバ６０の圧力は、約１．５バール乃至約２．５バールになる。糸材の供給速度は、約３００メートル／分乃至約４００メートル／分である。更に、穴４２ｅからボルト４２ｆを取り去ることによってその中を加圧空気が流れられるようにすることも考えられる。
【００４０】
本発明の装置１０は更に、糸材を伸張して、密度が約７０グラム／リットル乃至約１４０グラム／リットルの羊毛タイプの製品にすることができる。そのような高密度の製品を形成するために、約２．５バール乃至約４．５バールの圧力の加圧ガスが、穴４２ｃ、４２ｄに提供される。その結果、内部チャンバ６０の圧力は、約０.７バール乃至約１．５バールになる。糸材の供給速度は、約４００メートル／分乃至約６００メートル／分である。更に、穴４２ｅからボルト４２ｆを取り去ることによってその中を加圧空気が流れられるようにすることも考えられる。
【００４１】
装置１０の遠方端部１０ａから出て来る伸張された板材は、例えばマフラ（図示せず）に供給される。例えば、装置１０は、米国特許第4,569,471号（その開示内容は引用文献として本明細書に含まれるものとする）に開示されたノズル９の代わりに使用することができる。
【００４２】
更に、糸材２０を、従来型のブレーキ装置(breaking device)によって装置１０に供給することもできる。従って、糸材２０が装置の中に入っていって通過する速度は、ブレーキ装置の速度（メートル／分）とチャンバ６０内の空気圧力によって決まる。ブレーキ装置は又、装置１０の中に供給される糸材２０の長さを測定し、装置１０内を所定の量の糸材２０が動いたときに、制御装置（図示せず）に適当な信号を与えるようにしてもよい。その時点で、制御装置は、ガス流源７０による内部チャンバ６０への加圧空気供給を停止させ、流体供給源５６による第１の開口５３ｂへの加圧空気供給を停止させ、固定装置９０に糸材２０を把持させ、切断装置５０に糸材２０を切断させる。好ましくは、各マフラケーシング又はキャビティは、伸張された材料の１本の連続的な糸を受容する。
【００４３】
本発明の第２の実施の形態に沿って形成された伸張装置１００が図５に示されている。図５で、共通の符号は共通の要素を示す。この実施の形態において、外側ノズルセクション１３０は、図１の外側ノズルセクション３０とほとんど同じように構成されている。但し、出口ポーション１３６の中間ノズルセグメント１３８と外側ノズルセグメント１３９は、互いに分離されておらず、切断装置の反対側に結合されていない。更に、内側ノズルセクション１３８は、図１に示すセグメント３８よりも短い。内側ノズルセクション１４０は、メインボディポーション１４２と、メインボディポーション１４２と一体であってメインボディポーション１４２から延びているニードルポーション１４４と、入口１４６と、入口１４６をメインボディポーション１４２に結合するコネクタポーション１４７と、入口１４６とメインボディポーション１４２との間に延びる通路管１４８とを有する。メインボディポーション１４２と入口１４６は、コネクタポーション１４７内にねじ込まれて受容される。Ｏリング１４８ａは、通路管１４８を入口１４６及びメインボディポーション１４２にシールする。ニードルポーション１４４及びメインボディポーション１４２は、図１に示すニードルポーション４４及びメインボディポーション４２とほとんど同じように構成されている。装置１００には固定装置９０及び切断装置５０がない。
【００４４】
本発明の第３の実施の形態に沿って形成された伸張装置２００が図６に示されている。同図で、共通の符号は共通の要素を示している。この図に示す実施の形態で、外側ノズルセクション２３０は、図１の外側ノズルセクション３０とほとんど同じように構成されている。但し、中間ノズルセグメント２３８は、図１に示す中間ノズルセグメント３８よりも短い。又、中間セグメント２３８が図１に示すノズルセグメント３８とほぼ同じ長さになるように形成することも考えられるし、その方が好ましいかもしれない。切断装置２５０は、図１に示す切断装置５０と基本的に同じである。内側ノズルセクション２４０は、図５に示す内側ノズルセクション１４０と基本的に同じである。但し、入口２４６が、ボルト２４６ａによって固定装置９０に結合されている点は異なる。固定装置９０は、図１に示す固定装置９０と基本的に同様に構成されている。
【００４５】
本発明によって構成された糸材供給装置３００を図７に示す。同図で、共通の符号は共通の要素を示している。この装置は、米国特許出願第08/753,987号に開示された供給装置５００と同様の構造である。同出願は、1996年12月3日に出願されたもので、名称は「予め形成（プリフォーム）されたエンジン排気マフラ用吸音材料」であり、既に米国特許第5,766,541号になっている。この文献の開示内容は、この引用によって本明細書に取り入れられるものとする。供給装置５００は、繊維供給ポーション３０２と、ナイフポーション３０４と、バインダ供給ポーション３０６とを有する。ナイフポーション３０４は、基本的に図１に示す切断装置５０と同様に構成されている。
【００４６】
繊維供給ポーション３０２は、外側ノズルセクション３３０と内側ノズルセクション３４０とを有する。外側ノズルセクション３３０は基本的に、図１に示す外側ノズルセクション３０と同様に構成されている。又、内側ノズルセクション３４０は基本的に、図１に示す内側ノズルセクション４０と同様に構成されている。
【００４７】
バインダ供給ポーション３０６は、米国特許第5,766,541号に開示されたバインダ供給ポーション５０６と基本的に同様に構成されている。簡単に述べると、それは第１と第２のノズルポーション３５０、３６０を有する。第１のノズルポーション３５０は、バインダ供給入口３５２を含み、供給入口３５２は、バインダ供給管３５３に接続されてそれに連絡する。供給入口３５２に入るバインダは、糸材が通過する中央通路３７０内に、対角線状に供給される。第１と第２のノズルポーション３５０、３６０は、環状のキャビティ３６２を形成する。第２のノズルポーション３６０は、給水管３６６に接続されてそれに連絡する開口３６４を有する。開口３６４に入ってきた水は、環状キャビティ３６２に供給される。水は、第１と第２のノズルポーション３５０、３６０の間のギャップ３６８を通って出て行って通路３７０に入り、バインダを湿らせる。バインダと伸張された糸材は、例えば、米国特許第5,766,541号に示されたプリフォームを形成するように、モールドに供給される。
【００４８】
本発明の第４の実施の形態に沿って形成された伸張装置４００を図８及び図９に示す。同図で、共通の符号は共通の要素を示している。この実施の形態で、外側ノズルセクション４３０は、図１の外側ノズルセクション３０とほとんど同じように構成されている。内側ノズルセクション４４０は、メインボディポーション４４２と、メインボディポーション４４２と一体になっていてメインボディポーション４４２から延びているニードルポーション４４４とを有する。ニードルポーション４４４は、図１に示すニードルポーション４４と基本的に同様に形成されている。メインボディポーション４４２は、図１に示すメインボディポーション４２と基本的に同様に形成されているが、糸材固定装置４９０がメインボディポーション４４２と一体になっている点が異なる。装置４００は更に、切断装置（図示せず）をも有する。これは、図１に示す装置５０と基本的に同様に構成されている。
【００４９】
糸材固定装置４９０は、シリンダポーション４９２と、ピストン４９４と、ばね４９５とを有する。シリンダポーション４９２は、メインボディセクション５１０と、メインボディセクション５１０にねじで固定されるシリンダキャップ５２０とを有する。メインボディセクション５１０は、内部キャビティ５１２と、第１及び第２の穴５１４、５１６を有する。ピストン４９４は、内部キャビティ５１２内にあって、その中で往復することができる。ばね４９５は内部キャビティ５１２内にあって、ピストン４９４を、シリンダキャップ５２０に向けて上方に付勢する。
【００５０】
メインボディセクション５１０の第１の穴５１４は、内部キャビティ５１２と、コネクタポーション４４８の通路４４８ａの間に延びていてこれらに連絡している。この実施の形態では、固定装置４９０は、コネクタポーション４４８から軸方向にずれた位置にある。通路４４８ａはガス流源７０に結合されており、ガス流源７０は、圧縮機（図示せず）に結合されたホース７２と、ホース７２の端部にあるフィッティング７４とを含む。上述の通路４８ａが源７０からの加圧空気を受け入れるのと同様に、源７０により、通路４４８ａに加圧空気が提供される。第２の穴５１６は、内部キャビティ５１２と第１の通路４４６との間に延びていてそれらに連絡している。糸材は、装置４００を通って動くとき第１の通路４４６を通過する。図示のように、通路４４６は、第１の直径を持つ第１のセクション４４６ａと、第１の直径よりも小さい第２の直径を持つ第２のセクション４４６ｂとを有する。例えば、第１の直径は約５ｍｍで、第２の直径は約４ｍｍである。集合した又は組み継ぎした(spliced)糸を停止させることなく通路４４６の中に通して通過させるために、第１のセクション４４６ａは、比較的大きな直径を有する。
【００５１】
シリンダキャップ５２０は、加圧流体源４９６に連絡する流体入口５２２を有する。加圧流体源４９６は、空気圧縮機（図示せず）と、流れ制御弁（図示せず）と、圧縮機に結合されたホース４９６ａと、ホース４９６ａの端部にあるフィッティング４９６ｂとを有する。フィッティング４９６ｂは、流体入口５２２の一部にねじ込まれる。加圧空気は、圧縮機から、ホース４９６ａ及びフィッティング４９６ｂを経て流体入口５２２に流れる。加圧空気は、流体入口５２２から内部キャビティ５２２に流れ、ピストン４９４を、ばね４９５に抗して下方に動かす。ピストン４９４が下方に動くとき、ピストン４９４のノーズ４９４ａが第２の穴５１６を通って動き、糸材２０と係合する。ノーズ４９４ａが、第１の通路４４６内で糸材２０を把持し、動かないように保持する。流体源４９６は、切断装置が糸材２０を切断する動作をする直前に、内部キャビティ５１２に加圧流体を提供するようにする。糸材２０が切断されると、流体源４９６は、加圧空気を内部キャビティ５１２から解放し、それによって、ばね４９５により、ピストン４９４は、引き込まれたポジション（図９参照）に戻される。
【００５２】
ピストン４９４のノーズ４９４ａは第１の寸法を持ち、第２の穴５１６は第１の寸法よりも大きな第２の寸法を持つ。従って、ノーズ４９４ａが糸材と係合するポジション（図８参照）にあるとき、第２の穴５１６とピストンノーズ４９４ａの間にギャップＧ３が存在する。ギャップＧ３は、第１の穴５１４を通って内部キャビティ５１２に流入した加圧空気に、内部キャビティ５１２からの出口を提供する。従って、充填サイクルのとき、第１の穴５１４を通って内部キャビティ５１２に入りギャップＧ３を通って出て行く加圧空気によって、糸材２０又は糸材２０の一部が内部キャビティ５１２に入り込むのが阻止される。これによって、内部キャビティ５１２内に糸材２０が詰まること(a build up)によって固定装置４９０が動作不能になるのが防止される。そのような糸材２０の詰まりがあるとするとそれによって、切断動作の直前又はその最中にピストンノーズ４９４ａが糸材２０と係合するのが阻止されることもありうる。
【００５３】
糸材固定装置４９０は、メインボディポーション４４２と一体でなくともよいと考えられる。この実施の形態では、固定装置４９０は、メインボディポーション４４２に結合され、メインボディセクション５１０は、糸材が通過する通路を含んでいる。
【００５４】
本発明の第５の実施の形態に沿って形成された伸張装置６００が図１０及び図１１に示されている。同図で、共通の符号は共通の要素を示している。この実施の形態で、外側ノズルセクション６３０は、図１の外側ノズルセクション３０とほとんど同じように構成されている。内側ノズルセクション６４０は、メインボディポーション６４２と、メインボディポーション６４２と一体になっていてメインボディポーション６４２から延びているニードルポーション６４４とを有する。ニードルポーション６４４は、図１に示すニードルポーション４４と基本的に同様に形成されている。メインボディポーション６４２は、図１に示すメインボディポーション４２と基本的に同様に形成されているが、糸材固定装置６９０がメインボディポーション６４２と一体になっている点が異なる。装置６００は更に、切断装置（図示せず）をも有する。これは、図１に示す装置５０と基本的に同様に構成されている。
【００５５】
糸材固定装置６９０は、シリンダポーション６９２と、ピストン６９４と、ばね６９６とを有する。装置６００全体の長さを短くするために、シリンダポーション６９２は、コネクタポーション６４８の通路６４８ａと、一般に軸方向には同じ位置であって、周方向（角度方向）にずれている（図１１参照）。シリンダポーション６９２は、メインボディセクション６１０と、メインボディセクション６１０にねじで固定されるシリンダキャップ６２０とを有する。メインボディセクション６１０は、内部キャビティ６１２と、第１及び第２の穴６１４、６１６を有する。ピストン６９４は、内部キャビティ６１２内にあって、その中で往復することができる。ばね６９６は内部キャビティ６１２内にあって、ピストン６９４を、シリンダキャップ６２０に向けて上方に付勢する。
【００５６】
メインボディセクション６１０の第１の穴６１４は、内部キャビティ６１２と、コネクタポーション６４８の通路６４８ａの間に延びていてこれらに連絡している。通路６４８ａはガス流源７０に結合されており、ガス流源７０は、圧縮機（図示せず）に結合されたホース７２と、ホース７２の端部にあるフィッティング７４とを含む。上述の通路４８ａが源７０からの加圧空気を受け入れるのと同様に、源７０により、通路６４８ａに加圧空気が提供される。第２の穴６１６は、内部キャビティ６１２と第１の通路６４６との間に延びていてそれらに連絡している。
【００５７】
シリンダキャップ６２０は、加圧流体源６９７に連絡する流体入口６２２を有する。加圧流体源６９７は、空気圧縮機（図示せず）と、流れ制御弁（図示せず）と、圧縮機に結合されたホース６９７ａと、ホース６９７ａの端部にあるフィッティング６９７ｂとを有する。フィッティング６９７ｂは、流体入口６２２の一部にねじ込まれる。加圧空気は、圧縮機から、ホース６９７ａ及びフィッティング６９７ｂを経て流体入口６２２に流れる。加圧空気は、流体入口６２２から内部キャビティ６１２に流れ、ピストン６９４を、ばね６９６に抗して下方に動かす。ピストン６９４が通路６４６に向かって動くとき、ピストン６９４のノーズ６９４ａが第２の穴６１６を通って動き、通路６４６内の糸材２０と係合する。ノーズ６９４ａが、第１の通路６４６内で糸材２０を把持し、糸材が装置６００内で動くのを阻止するように、静的に保持する。流体源６９７は、切断装置が糸材２０を切断する動作をする直前に、内部キャビティ６１２に加圧流体を提供するようにする。糸材２０が切断されると、流体源６９７は、加圧空気を内部キャビティ６１２から解放し、それによって、ばね６９６により、ピストン６９４は、引き込まれたポジション（図１１参照）に戻される。
【００５８】
ピストン６９４のノーズ６９４ａは第１の寸法を持ち、第２の穴６１６は第１の寸法よりも大きな第２の寸法を持つ。従って、ノーズ６９４ａが糸材を固定するポジション（図示せず）にあるとき、第２の穴６１６とピストンノーズ６９４ａの間にギャップＧ４が存在する。ギャップＧ４は、加圧空気が、第１の穴６１４を通じて入ってきて、内部キャビティ６１２を出て行くための通路を提供する。従って、充填サイクルの間に、第１の穴６１４を通って内部キャビティ６１２に入り、ギャップＧ４を通って出て行く加圧空気によって、糸材２０又は糸材２０の一部が内部キャビティ６１２に入り込むのが阻止される。これによって、内部キャビティ６１２内に糸材２０が詰まることによって固定装置６９０が動作不能になるのが防止される。そのような糸材２０の詰まりがあるとそれによって、切断動作の直前又はその最中にピストンノーズ６９４ａが糸材２０と係合するのが阻止されることもありうる。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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