(57)【要約】【課題】仮撚用ディスクにおいて、その外周の摩擦リングだけを交換することができ、且つ当該仮撚用ディスクの高速回転時に摩擦リングが脱落したりしないようにする。【解決手段】ディスク本体６の外周にゴム状弾性を有する摩擦リング８が装着された仮撚用ディスク５において、ディスク本体６の外周にアリ溝７等の嵌合用凹部を設け、摩擦リング８の内周には前記アリ溝７等に嵌め込まれる凸条９等の嵌合用凸部が設けられている。【選択図】　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心に軸穴を有するディスク本体の外周に、ゴム状弾性を有する摩擦リングが装着された仮撚用ディスクにおいて、ディスク本体の外周にアリ溝が形成され、摩擦リングの内周には前記アリ溝に嵌め込まれる凸条が設けられている、仮撚用ディスク。
【請求項２】
中心に軸穴を有するディスク本体の外周に、ゴム状弾性を有する摩擦リングが装着された仮撚用ディスクにおいて、ディスク本体の外周に凹溝が設けられ、該凹溝の両側壁における開口部側部分に一または複数の摩擦リング抜止め用突起が設けられ、摩擦リングの内周には前記凹溝に嵌め込まれる凸条が設けられている、仮撚用ディスク。
【請求項３】
摩擦リング抜止め用突起が横断面略半円形または横断面略三角形である請求項２記載の仮撚用ディスク。
【請求項４】
中心に軸穴を有するディスク本体の外周に、ゴム状弾性を有する摩擦リングが装着された仮撚用ディスクにおいて、ディスク本体の外周に凹溝が設けられ、該凹溝の両側壁における開口部側部分には互いに対向する係合用凸部が設けられて、該係合用凸部の凹溝底部側面が摩擦リング抜止め用段部となされ、摩擦リングの内周には前記両係合用凸部間の間隔に対応する幅の凸条と該凸条の先端に形成された係合用頭部とが設けられ、該係合用頭部は前記凹溝内に進入可能な横断面略山形となされ、且つその山すそ部の幅が前記凸条の幅より広くなされて、山すそ部の両縁に前記凹溝内の摩擦リング抜止め用段部と係合する係合部が形成されている、仮撚用ディスク。
【請求項５】
摩擦リングのデュロメータ硬さがＡ８０〜Ａ９５の範囲である請求項１〜請求項４のうちのいずれか一項記載の仮撚用ディスク。
【請求項６】
摩擦リングがウレタンゴムである請求項１〜請求項５のうちのいずれか一項記載の仮撚用ディスク。
【請求項７】
中心に軸穴を有する仮撚用ディスク本体において、その外周に摩擦リング装着用アリ溝が形成されていることを特徴とする、仮撚用ディスク本体。
【請求項８】
中心に軸穴を有する仮撚用ディスク本体において、外周に凹溝が設けられ、該凹溝の両側壁における開口部側部分には一または複数の摩擦リング抜止め用突起が設けられていることを特徴とする、仮撚用ディスク本体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、主として、ナイロン、ポリエステル等の合成繊維を捲縮する摩擦仮撚装置において用いられる仮撚用ディスクに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の仮撚用ディスクとしては、セラミック等の単一材料で構成されたものの他、ディスク本体をポリアセタール等の合成樹脂で構成し、これを所定形状の金型内に配置して、該金型内に液状ウレタンを注入・硬化させることにより、前記ディスク本体の外周にウレタンゴム製の摩擦リングが一体的に固着されたものやディスク本体を所定形状の金型内に装着し、射出成形機によって前記ディスク本体の外周に摩擦リングを一体成型したものが知られている。
【０００３】
ところが、上述のように、ディスク本体に摩擦リングが一体的に固定された仮撚用ディスクの場合、使用によって摩擦リングが磨耗したときには、ディスク本体から摩擦リングを分離することができないため、当該仮撚用ディスク自体を新しいものと交換し、古い仮撚用ディスクは廃棄するしかなかった。そのため、原糸の仮撚加工に伴う仮撚用ディスクのコストが高くなる上、使用済みディスクの廃棄処理に困ると共に資源の有効利用を図る面でも好ましくなかった。
【０００４】
そのため、このような問題に対処するために、ディスク本体の外周に摩擦リングを嵌めたものが開発されている。
【０００５】
具体的には、図１１に示すように、ディスク本体７１の外周に、該ディスク本体７１の外径よりも小さい内径として、拡げ代を持たせたウレタンゴム製の摩擦リング７２を装着した仮撚ディスク７３（特開昭５１−５３１４８号公報参照）や、図１２に示すように、ディスク本体８１の外周に、底部から開口部に向かって幅が広くなった凹溝８２を設け、該凹溝８２にゴム製リング８３を嵌め被せた仮撚ディスク８４（実公昭５９−１０１３６号公報参照）が知られている。
【０００６】
これらいずれの仮撚用ディスク７３・８４においても、基本的にはディスク本体７１・８１の外周にゴム状弾性を有する摩擦リング７２・８３を嵌めた構造であるため、該摩擦リング７２・８３が磨耗した場合には、該摩擦リング７２・８３だけを交換することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した仮撚用ディスク７３・８４のうち、前者では、ディスク本体７１の平坦な外周に摩擦リング７２が単に圧接された構造であり、また後者も、ディスク本体８１の外周において、開口部側の幅が広くなった凹溝８２に摩擦リング８３を嵌めた構造であり、いずれもディスク本体７１・８１外周に摩擦リング７２・８３が強固に装着された構造ではないため、摩擦仮撚装置において、当該仮撚用ディスク７３・８４が高速回転する際、上記摩擦リング７２・８３における応力緩和によって、ディスク本体７１・８１に対する摩擦リング７２・８３の抱き込み力が低下し、上記高速回転に伴う遠心力によりディスク本体７１・８１外周において、摩擦リング７２・８３がズレたり、外れたりするおそれがあった。
【０００８】
本発明の目的は、摩擦リングが磨耗した場合に、該摩擦リングだけを交換することができ、しかも仮撚加工における高速回転時にも、摩擦リングがディスク本体からズレたり、外れたりするおそれがない仮撚用ディスクを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の本発明は、中心に軸穴を有するディスク本体の外周に、ゴム状弾性を有する摩擦リングが装着された仮撚用ディスクにおいて、ディスク本体の外周にアリ溝が形成され、摩擦リングの内周には前記アリ溝に嵌め込まれる凸条が設けられているものである。
【００１０】
前記摩擦リングにおける凸条の幅は、ディスク本体外周におけるアリ溝の開口部幅と同一か、または若干広くするのが好ましい。具体的には、摩擦リングの硬度を後述する範囲内で比較的高く設定した場合には凸条の幅をアリ溝の開口部幅とほぼ同一とし、摩擦リングの硬度を後述する範囲内で比較的低く設定した場合には凸条の幅をアリ溝の開口部幅より若干広くして摩擦リングがアリ溝の開口部で変形しつつアリ溝内に押し込められるようにすることにより、ディスク本体と摩擦リングとの嵌合をより強固とするのである。
【００１１】
また、摩擦リング内周における凸条の高さは、ディスク本体外周におけるアリ溝の深さと同一か、または若干高くするのが好ましい。具体的には摩擦リングの硬度を後述する範囲内で比較的高く設定した場合には凸条の高さをアリ溝の深さとほぼ同一とし、摩擦リングの硬度を後述する範囲内で比較的低く設定した場合には凸条の高さをアリ溝の深さより若干高くして、摩擦リングの凸条をアリ溝へ押し込んだ際に、該アリ溝の底部分で摩擦リングの凸条先端部分がその幅方向に僅かに膨らんで、ディスク本体と摩擦リングとの嵌合をより強固にするためである。
【００１２】
請求項２記載の本発明は、中心に軸穴を有するディスク本体の外周に、ゴム状弾性を有する摩擦リングが装着された仮撚用ディスクにおいて、ディスク本体の外周に凹溝が設けられ、該凹溝の両側壁における開口部側部分に一または複数の摩擦リング抜止め用突起が設けられ、摩擦リングの内周には前記凹溝に嵌め込まれる凸条が設けられているものである。
【００１３】
請求項３記載の本発明は、前記請求項２記載の仮撚用ディスクについて、摩擦リング抜止め用突起が横断面略半円形または横断面略三角形であることを技術的特徴としたものである。
【００１４】
なお、前記請求項２および請求項３における摩擦リング抜止め用突起は、ディスク本体の全周にわたって設ける他、円周方向に所定間隔をあけて複数箇所だけ設けても良い。
【００１５】
請求項４記載の本発明は、中心に軸穴を有するディスク本体の外周に、ゴム状弾性を有する摩擦リングが装着された仮撚用ディスクにおいて、ディスク本体の外周に凹溝が設けられ、該凹溝の両側壁における開口部側部分には互いに対向する係合用凸部が設けられて、該係合用凸部の凹溝底部側面が摩擦リング抜止め用段部となされ、摩擦リングの内周には前記両係合用凸部間の間隔に対応する幅の凸条と該凸条の先端に形成された係合用頭部とが設けられ、該係合用頭部は前記凹溝内に進入可能な横断面略山形となされ、且つその山すそ部の幅が前記凸条の幅より広くなされて、山すそ部の両縁に前記凹溝内の摩擦リング抜止め用段部と係合する係合部が形成されているものである。
【００１６】
請求項５は、前記請求項１〜請求項４のうちのいずれか一項記載の仮撚用ディスクについて、摩擦リングのデュロメータ硬さをＡ８０〜Ａ９５の範囲とするものである。
【００１７】
摩擦リングは、耐摩耗性および耐久性の面では、硬度が高い方が好ましいが、仮撚加工で原糸に良好な捲縮性を付与するためには、弾性および摩擦性が要求される。
【００１８】
前記摩擦リングのデュロメータ硬さは、Ａ８０より低い場合には、耐摩耗性、耐久性が不十分になると共に使用時に膨張変形や波状変形が生じ易くなり、また弾性回復性が劣る等の不都合が発生し、Ａ９５より高い場合には、必要な摩擦特性が得られないこととなるため、Ａ８０〜Ａ９５の範囲とするのが好ましい。すなわち、摩擦リングのデュロメータ硬さを前記範囲とすることにより、当該摩擦リングとして必要な耐摩耗性、耐久性、形状安定性、弾性回復性および摩擦特性が得られるのである。
【００１９】
また、摩擦リングの表面粗さ（Ｒｚ）は、４μｍ以下し、好ましくは１μｍ〜３μｍの範囲とする。この理由は後述の通りである。
【００２０】
すなわち、表面粗さ（Ｒｚ）が４μｍを超える場合には、使用当初において摩擦リングの撚糸特性にバラツキが生じ易く、均質な撚糸が得られ難いことから、実際の仮撚加工に先立ってならし運転を行い、摩擦リングの表面を平滑にしておく必要が生ずる。また、摩擦リングの耐摩耗性を向上させるために、摩擦リングを構成するウレタンゴムの硬度が高く設定されている場合には、前記ならし運転が長時間になるという問題が生ずる。
【００２１】
一方、摩擦リングの表面粗さ（Ｒｚ）を１μｍ未満として摩擦リング表面を非常に平滑にした場合には、前記ならし運転が省略されるものの、原糸と接触することによって当該摩擦リングの表面に筋状の凹凸が発生し易く、そのため摩擦リングの寿命が短いという問題も生ずる。ここで、表面粗さ（Ｒｚ）は、ＪＩＳ−Ｂ０６０１（２００１年版）に定義される最大高さ粗さのことである。
【００２２】
請求項６記載の本発明は、前記請求項１〜請求項５のうちのいずれか一項記載の仮撚用ディスクについて、摩擦リングをウレタンゴム製としたものである。すなわち、摩擦リングの材質としては、熱硬化性ウレタン、熱可塑性ウレタンおよびミラブルウレタン等が使用され、耐熱性および耐摩耗性の面では、例えばポリオール成分とイソシアネート成分を出発原料とする熱硬化性の液状ウレタンを使用することができる。
【００２３】
ウレタンゴムは、ポリオールの種類によって、ポリエーテル系ウレタンゴムとポリエステル系ウレタンゴムとに大別されるが、ポリエステル系ウレタンゴムは、ポリエーテル系ウレタンゴムに比べて耐摩耗性、引裂き強度、耐油性の点で優れている。
【００２４】
そして、摩擦リングの材質として、前記ポリエステル系ウレタンゴムを用いることにより、当該仮撚用ディスクが高速回転して摩擦リングが延伸走行する原糸と連続的に接触する際の耐摩耗性、耐久性および耐油性等を向上させることができる。
【００２５】
また、前記ポリエステル系ウレタンゴムに用いられるポリオールとしては、アジペート系ポリエステルポリオール、ラクトン系ポリエステルポリオールおよびポリカーボネート系ポリオール等が挙げられるが、更に、前記ポリエステル系ポリオールにポリエーテルポリオールを少量加える場合もある。
【００２６】
本発明の仮撚ディスクにおけるディスク本体の材質としては、アルミニウム（合金を含む）等の金属、セラミック、合成樹脂等、種々のものが使用され得るが、コスト、軽量性、強度等の総合的な点では合成樹脂が好ましい。ディスク本体を構成する合成樹脂としては、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリアセタール等が挙げられ、またこれら合成樹脂をマトリックスとし、フィラーとしてガラス繊維等を混入させた繊維強化樹脂を用いれば、当該ディスク本体の形態安定性およ　び耐久性等を一層向上させることができる。
【００２７】
また、合成樹脂製のディスク本体は、熱変形温度（１．８０メガパスカル）が１００℃以上の熱可塑性樹脂が好適である。
【００２８】
請求項７記載の本発明は、前記請求項１記載の仮撚用ディスクにおけるディスク本体に関するものである。
【００２９】
請求項８記載の本発明は、前記請求項２記載の仮撚用ディスクにおけるディスク本体に関するものである。
【００３０】
なお、以上述べた本発明において、ディスク本体および摩擦リングは、射出成形等の合成樹脂成形法や研削加工等を適宜用いて製作される。
【００３１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。
【００３２】
先ず、本発明の仮撚用ディスクが使用される摩擦仮撚装置における加撚部の構成について説明する。ただし、本発明の仮撚用ディスクは、以下に説明する加撚部以外の他の構造の加撚部、或いは別の種類の繊維機械にも転用され得る。
【００３３】
図１は、後述する各実施形態の仮撚用ディスクが用いられる三軸外接型の加撚部の構造を示している。
【００３４】
具体的には、加撚部１は、互いに等間隔で平行に配置された３本の回転軸２と、これら各回転軸２に取り付けられた３枚の仮撚用ディスク３とを備えている。
【００３５】
そして、前記３本の異なる回転軸２に取り付けられた仮撚用ディスク３は、異なる回転軸２同士で、上下方向に交互に組み込まれ、最終的に３本の回転軸２における仮撚用ディスク３の外周間に原糸４が通されて、該原糸４と各仮撚ディスク３とが接触する。
【００３６】
（実施形態１）
【００３７】
図２〜図４に示すように、本実施形態の仮撚用ディスク５は、中心に軸穴６が設けられたガラス繊維入りのポリブチレンテレフタレート製ディスク本体１０の外周に、アリ溝７が形成され、ウレタンゴム製の摩擦リング８の内周には前記アリ溝７に嵌め込まれる凸条９が設けられている。
【００３８】
そして、本実施形態では、図３の通り、アリ溝７の開口幅Ｗ１と凸条９の幅Ｗ２とが同一となされ、アリ溝７の深さＤ１よりも凸条９の高さＨ１が若干高くなされている。この場合、図４に見られるように、凸条９の先端部分がアリ溝７内でその幅方向に膨らむ結果、摩擦リング８がアリ溝７に対してより強固に嵌合され得る。
【００３９】
（実施形態２）
【００４０】
図５に示すように、本実施形態の仮撚用ディスク２１は、中心に軸穴（図示略）が設けられたガラス繊維入りのポリアセタール製ディスク本体２３の外周に凹溝２４が設けられ、該凹溝２４の両側壁２７における開口部側部分に、全周にわたる横断面半円形の摩擦リング抜止め用突起２６が１つずつ設けられ、ウレタンゴム製摩擦リング２８の内周には前記凹溝２４に嵌め込まれる凸条２５が設けられている。
【００４１】
本実施形態では、凹溝２４の幅と凸条２５の幅とが同一となされ、また凹溝２４の深さと凸条２５の高さとが同一となされている。
【００４２】
（実施形態３）
【００４３】
図６に示すように、本実施形態の仮撚用ディスク３１は、前記実施形態２の変形例であって、前記実施形態２では、ディスク本体２３外周の凹溝２４の両側壁２７における開口部側部分に横断面半円形の摩擦リング抜止め用突起２６を１つずつ設けたが、本実施形態では、これに代えて、全周にわたる横断面三角形の摩擦リング抜止め用突起３２が３つずつ設けられている。その他の構成は前記実施形態２と同様であるので、同じ符号を付すことによって説明を省略する。
【００４４】
（実施形態４）
【００４５】
図７および図８に示すように、本実施形態の仮撚用ディスク４１は、中心に軸穴（図示略）を有するポリカーボネート製ディスク本体４２の外周に、凹溝４３が設けられ、該凹溝４３の両側壁における開口部側部分には互いに対向する係合用凸部４５が設けられて、該係合用凸部４５の凹溝底部４６側面が摩擦リング抜止め用段部４７となされ、摩擦リング４８の内周には前記両係合用凸部４５間の間隔に対応する幅の凸条４９と該凸条４９の先端に形成された係合用頭部５１とが設けられ、該係合用頭部５１は前記凹溝４３内に進入可能な横断面略山形となされ、且つその山すそ部５１ａの幅Ｗ５が前記凸条４９の幅Ｗ６より広くなされて、山すそ部５１ａの両縁に前記凹溝４３内の摩擦リング抜止め用段部４７と係合する係合部５２が形成されているものである。
【００４６】
本実施形態において、前記横断面略山形の係合用頭部５１は、より詳細には横断面台形であって、その両側面が前記凹溝４３内への案内面５１ｂとなされ、かつ係合用頭部５１の頂部幅Ｗ７が前記両係合用凸部４５の間隔Ｓ１より狭く、且つ係合用頭部５１の山すそ部５１ａの幅Ｗ５が凹溝４３の幅Ｗ９と同一となされている。
【００４７】
したがって、係合用頭部５１は、その両側の案内面５１ｂが両係合用凸部４５に当接した状態で凹溝４３内へスムーズに進入し、係合用頭部５１が両係合用凸部４５間を通過したときに係合用頭部５１の係合部５２が摩擦リング抜止め用段部４７と係合して当該摩擦リング４８がディスク本体４２外周に装着され得る。
【００４８】
また、本実施形態では、図８に示すように、係合用頭部５１の頂部５１ｃが凹溝４３の底部４６に当接する構造としたが、係合用頭部５１の頂部５１ｃが凹溝４３の底部４６に当接しない場合もある。
【００４９】
（実施形態５）
【００５０】
本実施形態の仮撚用ディスク６１は、前記実施形態４の変形例であって、実施形態４では摩擦リング４８における横断面略山形の係合用頭部５１は、より詳細には横断面台形のものであったが、本実施形態では、図９および図１０に示すように、摩擦リング６２における係合用頭部６３は横断面略半円形となされている。
【００５１】
その他の構成は前記実施形態４と同様であるので、同じ符号を付すことによって、説明を省略する。
【００５２】
本実施形態では、横断面略半円形となされた係合用頭部６３の外面が凸弧面であるため、これが案内面となって両係合用凸部４５に当接した状態で係合用頭部６３が凹溝４３内へスムーズに進入し、係合用頭部６３が両係合用凸部４５間を通過したときに係合用頭部６３の係合部５２が摩擦リング抜止め用段部４７と係合して当該摩擦リング６２がディスク本体４２外周に装着され得る。
【００５３】
（試験）
【００５４】
以上述べた各実施形態の仮撚用ディスク５・２１・３１・４１・６１を用いて、１５０デニールのポリエステルフィラメント（原糸）を、糸速４００ｍ／ｓ、仮撚用ディスク回転数６．５００ｒｐｍの条件で仮撚加工を行ったところ、摩擦リング８・２８・４８・６２が当該仮撚用ディスク５・２１・３１・４１・６１のディスク本体１０・２３・４２から脱落したり、所定位置からズレたりすることが全くなかった。
【００５５】
【発明の効果】
本願のいずれの発明に係る仮撚用ディスクにおいても、ディスク本体の外周に摩擦リングが強固に嵌め込まれているため、該摩擦リングは、当該仮撚用ディスクが高速回転した場合でも、従来のように、応力緩和に伴う抱き込み力の低下によって所定位置からズレたり、外れたりするおそれが全くない。
【００５６】
また、摩擦リングが磨耗した場合には、該摩擦リングだけをディスク本体から切り離して新しい摩擦リングをディスク本体に装着することができるため、仮撚加工に伴う仮撚用ディスクのコストを抑え、資源の有効を図り得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】仮撚装置における加撚部の斜視図
【図２】実施形態１の仮撚用ディスクの断面図
【図３】同仮撚用ディスクにおける摩擦リング嵌合前の状態を示す要部拡大断面図
【図４】同仮撚用ディスクにおける摩擦リング嵌合後の状態を示す要部拡大断面図
【図５】実施形態２の仮撚用ディスクにおける摩擦リング嵌合後の状態を示す要部拡大断面図
【図６】実施形態３の仮撚用ディスクにおける摩擦リング嵌合後の状態を示す要部拡大断面図
【図７】実施形態４の仮撚用ディスクにおける摩擦リング嵌合前の状態を示す要部拡大断面図
【図８】実施形態４の仮撚用ディスクにおける摩擦リング嵌合後の状態を示す要部拡大断面図
【図９】実施形態５の仮撚用ディスクにおける摩擦リング嵌合前の状態を示す要部拡大断面図
【図１０】実施形態５の仮撚用ディスクにおける摩擦リング嵌合後の状態を示す要部拡大断面図
【図１１】仮撚用ディスクの従来例を示す断面図
【図１２】仮撚用ディスクの他の従来例を示す断面図
【符号の説明】
３・５・２１・３１・４１・６１：　仮撚用ディスク
６：　軸穴
７：　アリ溝
８・２８・４８・６２：　摩擦リング
９・２５・４９：　凸条
１０・２３・４２：　ディスク本体
２６・３２：　摩擦リング抜止め用突起
４７：　係合用段部
５１・６３：　係合用頭部
５２：　係合部
【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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【図１２】
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