(57)【要約】【課題】中番手や細番手の糸のための繊維束のドラフトに最適なドラフトローラを提供する。【解決手段】フロントトップローラ２０は、径が略一定に形成されその外周面に繊維束８を接触させる繊維接触部３０と、繊維接触部３０の軸方向両端部において、繊維接触部３０よりも径が小さく形成された縮径部３１と、を有する。繊維接触部３０と縮径部３１とを合わせた軸方向の幅Ｗ４は３０ｍｍ以上３４ｍｍ以下である。そして、繊維接触部３０の軸方向の幅Ｗ１は１８ｍｍ未満である。【選択図】図５
2012107363.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドラフト装置のドラフトローラであって、
径が略一定に形成されその外周面に繊維束を接触させる繊維接触部と、
前記繊維接触部の軸方向両端部において、前記繊維接触部よりも径が小さく形成された縮径部と、
を有し、
前記繊維接触部と前記縮径部とを合わせた軸方向の幅は３０ｍｍ以上３４ｍｍ以下であり、
前記繊維接触部の軸方向の幅は１８ｍｍ未満であることを特徴とするドラフトローラ。
【請求項２】
請求項１に記載のドラフトローラと、
当該ドラフトローラに対向して配置され、当該ドラフトローラの前記繊維接触部との間で繊維束をニップする対向ローラと、
を備え、
前記繊維接触部の軸方向の幅は、当該繊維接触部と前記対向ローラとの間においてニップされた状態の繊維束の幅よりも、７ｍｍ以上１１ｍｍ以下の範囲で広いことを特徴とするドラフト装置。
【請求項３】
請求項２に記載のドラフト装置であって、
前記繊維接触部と前記対向ローラとの間でニップされた状態の繊維束の幅が７ｍｍ以下となるように当該繊維束をドラフトすることを特徴とするドラフト装置。
【請求項４】
請求項２又は３に記載のドラフト装置であって、
前記ドラフトローラはフロントトップローラであることを特徴とするドラフト装置。
【請求項５】
請求項２から４までの何れか一項に記載のドラフト装置と、
当該ドラフト装置によってドラフトされた繊維束を紡績して紡績糸を生成する紡績装置と、
を備えた紡績ユニットを複数有することを特徴とする紡績機。
【請求項６】
請求項５に記載の紡績機であって、
前記紡績装置が空気紡績装置であることを特徴とする紡績機。
【請求項７】
請求項６に記載の紡績機であって、
前記紡績装置は、
ノズルホルダと、
中空ガイド軸体と、
前記ノズルホルダ及び前記中空ガイド軸体との間に形成される紡績室内に繊維束を案内する繊維案内部と、
を備えることを特徴とする紡績機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として、ドラフト装置が備えるドラフトローラの形状に関する。
【背景技術】
【０００２】
紡績機は、ドラフト装置によって繊維束（スライバ）をドラフト（繊維束を引き伸ばすこと）したうえで、当該繊維束に紡績装置で撚りを加えて紡績糸とするものである。この種のドラフト装置は、複数のドラフトローラを備え、繊維束をドラフトローラでニップ（挟み込むこと）して各ドラフトローラを回転駆動することにより、当該繊維束をドラフトする構成である。
【０００３】
近年は紡績装置による紡績が高速化しているため、ドラフト装置が備えるドラフトローラの回転速度も速くなっている。ドラフトローラの回転速度が速くなると、当該ドラフトローラの表面に連れられて流れる空気の流れ（以下、随伴気流と呼ぶ）が大きくなる。従来から、この随伴気流によって繊維束の繊維が拡散され、生成される紡績糸の均整度が低下するという問題が指摘されていた。
【０００４】
この点、特許文献１は、両端を大きく切除し、有効ローラ幅を標準の半分近くに狭めたドラフト装置のフロントトップローラ（ドラフトローラのうち一番下流側に配置されるトップローラ）を開示している。特許文献１は、これにより、フロントトップローラが高速回転する場合にも繊維束が随伴気流の影響を受けず、風綿がフロントトップローラの前方から両側へ殆ど飛散しないとしている。
【０００５】
また特許文献２は、ローラ対を構成するローラ間端部に、ローラの回転に伴う随伴気流を挿通させるとともに、前記随伴気流がドラフトされて送り出される繊維束の拡がりを阻止する防止壁を形成する気流となる空気通路を形成する間隙を設けたドラフト装置を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平７−１２６９２６号公報
【特許文献２】特開２００５−１１３２７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
繊維機械においては各部品の寸法や形状が極めて重要であり、例えばドラフトローラのわずかな形状の違いが糸品質に多大な影響を及ぼすこともまれではない。これは、繊維束を構成する繊維は非常に細く軽いので、ドラフトローラ近傍の随伴気流のわずかな変化で繊維の拡散具合が大きく変化するからである。ドラフトローラの寸法及び形状をどのように設定するかには無数の選択肢があるから、公知のドラフトローラの寸法及び形状を改良して糸品質を向上させることが技術課題の１つである。
【０００８】
しかしながら上記特許文献１は、フロントトップローラの有効ローラ幅を標準の半分近くに狭めた、としているだけで「半分近く」とはどの程度か記載されておらず、ちょうど半分の場合を含むのかどうかもわからない。このように、ドラフトローラを作るうえでは寸法が極めて重要であるにもかかわらず、「標準の半分近く」の有効ローラ幅がどの程度の範囲の寸法までを含むのか特許文献１の記載では不明確である。従って、特許文献１の記載に基づいてフロントトップローラを作ろうとする当業者としては、実施例に記載されている「両端を切除した後の有効ローラ幅は１８ｍｍ」という寸法を参考にし得るだけである。
【０００９】
また特許文献２は、段部の高さと幅に着目した発明であり、有効ローラ幅の重要性については記載も示唆もされておらず、フロントトップローラのニップ部の巾（特許文献１でいうところの有効ローラ幅）の一例として１８ｍｍを開示（図７）するにとどまる。また、特許文献２には、有効ローラ幅の長さをどのように設定すれば糸品質が向上するか、記載も示唆もされていない。従って、この特許文献２を見た当業者であれば、段部をいかに最適化するかに着目し、有効ローラ幅を最適化する余地があるとは考えない。
【００１０】
一方、当業者の間では、ドラフト装置のフロントトップローラの有効ローラ幅を１８ｍｍ未満とした場合に、有効ローラ幅から繊維束の繊維がハミ出し易くなり、糸の品質が不安定になることが知られている。もちろん、フロントトップローラの有効ローラ幅から実際に繊維がハミ出すか否かはドラフト条件によって異なるため、一概に言うことはできない。しかしながら、フロントトップローラの有効ローラ幅を１８ｍｍ以上とすれば、たいていの条件で繊維のハミ出しを防止することができる。即ち、有効ローラ幅１８ｍｍ以上のフロントトップローラは、汎用性の高いフロントトップローラであると言える。従って、フロントトップローラの有効ローラ幅は１８ｍｍ以上にすべきというのが最近の当業者の技術常識である。この技術常識を持った当業者が特許文献１及び２に触れたとしても、フロントトップローラの有効ローラ幅は実施例に記載されている通り１８ｍｍにすれば良いと考えるだけで、例えば有効ローラ幅を１８ｍｍ未満にするという発想に至ることはない。
【００１１】
ところで、最近は測定器具が発達して糸品質の測定精度も向上した結果、ドラフトローラの形状が糸品質に与える影響を正確に評価することができるようになってきた。このような流れの中で本願発明者らが鋭意研究を重ねた結果、有効ローラ幅が１８ｍｍ以上のフロントトップローラを採用したドラフト装置を備える紡績機において、太番手の糸を紡績した場合には確かに糸品質向上の効果が得られるものの、中番手や細番手の糸を紡績した場合には必ずしも期待通りに糸品質が向上しているわけではないことがわかった。即ち、有効ローラ幅１８ｍｍ以上のフロントトップローラは、太番手より細い糸（中番手や細番手の糸）のための繊維束をドラフトするには必ずしも最適な形状ではないことが、本願発明者らの実験によって示唆された。
【００１２】
この点、特許文献１や特許文献２には、糸の番手（太さ）等に応じてフロントトップローラの寸法・形状を最適化するという発想は、記載も示唆もされていない。そもそも、特許文献１や特許文献２の出願当時は糸品質の測定精度が今ほど高くなく、またドラフトローラの汎用性が重視されていたため、有効ローラ幅が１８ｍｍ以外のフロントトップローラを用いる必要性に乏しかったのである。
【００１３】
しかしながら、最近は上記のように糸品質の測定精度が向上した結果、特許文献１や特許文献２の出願当時よりも糸の品質を一層厳しく要求されるようになってきている。従って、汎用的なドラフトローラよりも、糸の番手（太さ）に応じて最適化されたドラフトローラを提供することがニーズに合致すると考えられる。
【００１４】
本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その主要な目的は、中番手や細番手の糸のための繊維束のドラフトに最適なドラフトローラ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】
【００１５】
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。
【００１６】
本発明の第１の観点によれば、ドラフト装置のドラフトローラであって、以下の構成のドラフトローラが提供される。即ち、このドラフトローラは、径が略一定に形成されその外周面に繊維束を接触させる繊維接触部と、前記繊維接触部の軸方向両端部において、前記繊維接触部よりも径が小さく形成された縮径部と、を有する。前記繊維接触部と前記縮径部とを合わせた軸方向の幅は３０ｍｍ以上３４ｍｍ以下である。そして、前記繊維接触部の軸方向の幅は１８ｍｍ未満である。
【００１７】
このように、繊維接触部の両端部に縮径部を形成することにより、ドラフトローラの回転に伴って発生する随伴気流を逃がすことができるので、繊維束の拡散を抑制することができる。そして、繊維接触部の幅を１８ｍｍ未満とすることにより、ドラフトする繊維束の幅が狭い場合（太番手より細い糸のための繊維束をドラフトする場合）に随伴気流の影響を低減することができるので、糸品質を向上させることができる。
【００１８】
本発明の第２の観点によれば、以下のように構成されたドラフト装置が提供される。即ち、このドラフト装置は、上記のドラフトローラと、当該ドラフトローラに対向して配置され、当該ドラフトローラの前記繊維接触部との間で繊維束をニップする対向ローラと、を備える。そして、前記繊維接触部の軸方向の幅は、当該繊維接触部と前記対向ローラとの間においてニップされた状態の繊維束の幅よりも、７ｍｍ以上１１ｍｍ以下の範囲で広い。
【００１９】
このように、ニップされている繊維束の幅に対して繊維接触部の幅に余裕を持たせておくことにより、繊維接触部から繊維がハミ出してしまうことを防止できる。また、ニップされている繊維束の幅に対して繊維接触部の幅が広過ぎると、随伴気流の影響が大きくなって繊維束が拡がり易くなってしまう。この点、繊維束の幅に対する繊維接触部の幅の余裕を上記範囲内とすることにより、繊維束が随伴気流によって拡がることを抑制することができる。以上のように、ドラフトされる繊維束の幅に応じてドラフトローラの繊維接触部の幅を決定することにより、最適なドラフト装置を提供することができる。
【００２０】
前記のドラフト装置は、前記繊維接触部と前記対向ローラとの間でニップされた状態の繊維束の幅が７ｍｍ以下となるように当該繊維束をドラフトすることが好ましい。
【００２１】
即ち、本発明のドラフトローラは太番手より細い糸（中番手や細番手の糸）のための繊維束のドラフトに好適であるから、当該ドラフトローラでニップされた状態の繊維束の幅を７ｍｍ（中番手、ほぼ３０番手の糸に相当）以下とすることにより特に良好な品質でドラフトを行うことができる。
【００２２】
前記のドラフト装置において、前記ドラフトローラはフロントトップローラであることが好ましい。
【００２３】
即ち、フロントトップローラは、ドラフト装置が備えるローラの中でも繊維束の送り方向の最下流側に配置され、最も高速に回転するので、随伴気流の影響が最も大きい。従って、このフロントトップローラに本発明のドラフトローラを採用することにより、随伴気流を逃がして繊維の拡散を抑制するという効果を最も顕著に発揮することができる。
【００２４】
本発明の第３の観点によれば、上記のドラフト装置と、当該ドラフト装置によってドラフトされた繊維束を紡績して紡績糸を生成する紡績装置と、を備えた紡績ユニットを複数有する紡績機が提供される。
【００２５】
即ち、本発明のドラフト装置は、中番手や細番手の糸のための繊維束のドラフトに特に好適である。従って、上記構成の紡績機によれば、紡績装置で生成される中番手や細番手の紡績糸の品質を向上させることができる。
【００２６】
上記の紡績機において、前記紡績装置は、空気紡績装置であることが好ましい。
【００２７】
即ち、空気紡績装置は高速紡績が可能であるから、ドラフトローラも高速回転となり随伴気流の影響が大きくなりがちである。そこで、上記随伴気流を逃がすことができる本発明のドラフトローラを採用することにより、糸の品質を向上させる効果を顕著に発揮することができる。
【００２８】
上記の紡績機において、前記紡績装置は、ノズルホルダと、中空ガイド軸体と、前記ノズルホルダ及び前記中空ガイド軸体との間に形成される紡績室内に繊維束を案内する繊維案内部と、を備えることが好ましい。
【００２９】
即ち、紡績室内に導入される繊維束の状態の精度が求められる空気紡績装置において、上記ドラフト装置によりドラフトされた繊維束が繊維案内部によって安定した状態で導入されるので、この紡績機は品質の安定した紡績糸を生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施形態に係る精紡機の全体的な構成を示す正面図。
【図２】紡績ユニットの側面図。
【図３】紡績装置の断面図。
【図４】フロントローラ対の斜視図。
【図５】フロントローラ対の平面図。
【図６】フロントローラ対における繊維束のニップ幅が６ｍｍのときに紡績された紡績糸の糸品質を測定した結果を示す図。
【図７】フロントローラ対における繊維束のニップ幅が１０ｍｍのときに紡績された紡績糸の糸品質を測定した結果を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
次に、本発明の一実施形態に係る精紡機（紡績機）について、図面を参照して説明する。図１に示す紡績機としての精紡機１は、並設された多数の錘（紡績ユニット２）を備えている。この精紡機１は、糸継台車３と、ブロアボックス８０と、原動機ボックス５と、を備えている。
【００３２】
図１に示すように、各紡績ユニット２は、上流から下流へ向かって順に、ドラフト装置７と、紡績装置９と、糸弛み取り装置（糸貯留装置）１２と、巻取装置１３と、を主要な構成として備えている。なお、本明細書において「上流」及び「下流」とは、紡績時での繊維束及び糸の走行方向における上流及び下流を意味するものとする。各紡績ユニット２は、ドラフト装置７から送られてくる繊維束８を紡績装置９で紡績して紡績糸１０を生成し、この紡績糸１０を巻取装置１３で巻き取ってパッケージ４５を形成するように構成されている。
【００３３】
ドラフト装置７は精紡機１の筐体６の上端近傍に設けられている。ドラフト装置７は、図略のスライバケースからスライバガイドを介して供給される繊維束（スライバ）８を、所定の幅になるまでドラフト（繊維束を引き伸ばすこと）するものである。ドラフト装置７でドラフトされた繊維束８は、紡績装置９に供給される。
【００３４】
紡績装置９は、ドラフト装置７から供給された繊維束８に撚りを加えて、紡績糸１０を生成するためのものである。本実施形態では、旋回気流を利用して繊維束８に撚りを与える空気式の紡績装置を採用している。図３に示すように、紡績装置９は、ノズルホルダ３４と、中空ガイド軸体２３と、繊維ガイド（繊維案内部）２２と、を主に備えている。
【００３５】
ノズルホルダ３４と中空ガイド軸体２３の間には、紡績室２６が形成されている。ノズルホルダ３４には、紡績室２６内に空気を噴出する空気噴出ノズル２７が形成されている。繊維ガイド２２には、紡績室２６内に繊維束８を導入する糸導入口２１が形成されている。空気噴出ノズル２７は、紡績室２６内に空気を噴出して旋回気流を発生させることができるように構成されている。この構成で、ドラフト装置７から供給された繊維束８は、糸導入口２１を有する繊維ガイド２２によって紡績室２６内に案内される。紡績室２６内において、繊維束８は、旋回気流によって中空ガイド軸体２３の周囲を振り回されることにより、撚りが加えられて紡績糸１０となる。撚りが加えられた紡績糸１０は、中空ガイド軸体２３の軸中心に形成された糸通路２９を通って、下流側の糸出口（図略）から紡績装置９の外部に送出される。
【００３６】
なお、前記糸導入口２１には、その先端を紡績室内向けて配置された針状のガイドニードル２２ａが配置されている。糸導入口２１から導入される繊維束８は、このガイドニードル２２ａに巻きかかるようにして紡績室２６内に案内される。これにより、紡績室２６内に導入される繊維束８の状態を安定させることができる。また、このようにガイドニードル２２ａに巻きかかるように繊維束８が案内されるので、紡績室２６内で繊維に撚りが加えられても、繊維ガイド２２よりも上流側に撚りが伝播することが防止される。これにより、紡績装置９による加撚がドラフト装置７に影響を与えることを防止できる。
【００３７】
紡績装置９の下流には、糸貯留装置１２が設けられている。この糸貯留装置１２は、図２に示すように、糸貯留ローラ１４と、当該糸貯留ローラ１４を回転駆動する電動モータ２５と、を備えている。
【００３８】
糸貯留ローラ１４は、その外周面に一定量の紡績糸１０を巻き付けて一時的に貯留することができるように構成されている。そして、糸貯留ローラ１４の外周面に糸を巻き付けた状態で当該糸貯留ローラ１４を所定の回転速度で回転させることにより、紡績装置９から紡績糸１０を所定の速度で引き出して下流側に搬送することができる。
【００３９】
巻取装置１３は、支軸７３まわりに揺動可能に支持されたクレードルアーム７１を備える。このクレードルアーム７１は、紡績糸１０を巻回するためのボビン４８を回転可能に支持することができる。
【００４０】
また、前記巻取装置１３は、巻取ドラム７２と、トラバース装置７５と、を備えている。巻取ドラム７２は、前記ボビン４８やそれに紡績糸１０を巻回して形成されるパッケージ４５の外周面に接触して駆動できるように構成されている。また、トラバース装置７５は、紡績糸１０に係合可能なトラバースガイド７６を備えている。この構成で、トラバースガイド７６を図略の駆動手段によって往復動させながら巻取ドラム７２を図略の電動モータによって駆動することで、巻取ドラム７２に接触するパッケージ４５を回転させ、紡績糸１０を綾振りしつつ巻き取るようになっている。
【００４１】
糸継台車３は、図１及び図２に示すように、スプライサ（糸継装置）４３と、サクションパイプ４４と、サクションマウス４６と、を備えている。糸継台車３は、ある紡績ユニット２で糸切れや糸切断が発生すると、前記レール４１上を当該紡績ユニット２まで走行し、停止するように構成されている。前記サクションパイプ４４は、軸を中心に上下方向に回動しながら、紡績装置９から送出される糸端を吸い込みつつ捕捉してスプライサ４３へ案内する。サクションマウス４６は、軸を中心に上下方向に回動しながら、前記巻取装置１３に支持されたパッケージ４５から糸端を吸引しつつ捕捉してスプライサ４３へ案内する。スプライサ４３は、案内された糸端同士の糸継ぎを行う。
【００４２】
また、紡績装置９と糸貯留装置１２との間の位置には、ヤーンクリアラ５２が設けられている。紡績装置９で紡出された紡績糸１０は、糸貯留装置１２で巻き取られる前に前記ヤーンクリアラ５２を通過するようになっている。ヤーンクリアラ５２は、走行する紡績糸１０を図略のセンサによって監視し、紡績糸１０の糸欠点（糸の太さなどに異常がある箇所や糸に含まれる異物）を検出した場合に、糸欠点検出信号を図示しないユニットコントローラへ送信するように構成されている。
【００４３】
前記ユニットコントローラは、前記糸欠点検出信号を受信すると、直ちにカッタ５７で紡績糸１０を切断し、更にドラフト装置７や紡績装置９等を停止させるとともに、巻取装置１３における巻き取りも停止させる。また、ユニットコントローラは糸継台車３に制御信号を送り、当該紡績ユニット２の前まで走行させる。糸継台車３は、サクションパイプ４４及びサクションマウス４６によって紡績装置９側の糸端とパッケージ４５側の糸端をスプライサ４３に案内し、当該スプライサ４３において糸継動作を行う。以上の糸継動作により、糸欠点の箇所が除去され、パッケージ４５への紡績糸１０の巻き取りを再開できる。なお、カッタ５７は省略して、巻取装置１３の駆動を継続した状態でドラフト装置７の駆動を停止することにより、紡績糸１０を引きちぎるように切断する構成でも良い。
【００４４】
次に、ドラフト装置７について詳しく説明する。
【００４５】
ドラフト装置は、複数のドラフトローラを備えている。また、各ドラフトローラは、２つ１組でドラフトローラ対を構成している。本実施形態のドラフト装置は、上流側から順に、ドラフトローラ１６，６６からなるバックローラ対、ドラフトローラ１７，６７からなるサードローラ対、ドラフトローラ１９，６９からなるミドルローラ対、及びドラフトローラ２０，７０からなるフロントローラ対、の４つのドラフトローラ対を備えた、いわゆる４線式のドラフト装置として構成されている。また、サードローラ対とミドルローラ対との間には、繊維束の幅を規制するためのコンデンサ２８が配置されている。
【００４６】
各ドラフトローラ対において、精紡機１の正面側のドラフトローラをトップローラ、精紡機１の背面側のドラフトローラをボトムローラと称する。トップローラは、上流側から順に、バックトップローラ１６、サードトップローラ１７、エプロンベルト１８を装架したミドルトップローラ１９、及びフロントトップローラ２０となっている。一方、ボトムローラは、上流側から順に、バックボトムローラ６６、サードボトムローラ６７、エプロンベルト６８を装架したミドルボトムローラ６９、及びフロントボトムローラ７０となっている。
【００４７】
各トップローラ１６，１７，１９，２０は、その外周面がゴム等の弾性部材から構成されているローラである。また各トップローラ１６，１７，１９，２０は、図略の軸受等を介して、その軸線を中心に回転自在に支持されている。一方、各ボトムローラ６６，６７，６９，７０は金属製のローラであり、図略の駆動源によって、その軸線を中心に回転駆動されるように構成されている。各ドラフトローラ対において、トップローラとボトムローラは対向するように配置されている。ドラフト装置７は、各トップローラ１６，１７，１９，２０を、それに対向するボトムローラ６６，６７，６９，７０に向かって付勢する付勢手段を有している。これにより、トップローラ１６，１７，１９，２０の外周面が，ボトムローラ６６，６７，６９，７０の外周面に弾性的に接触する。この構成で、ボトムローラ６６，６７，６９，７０を回転駆動することにより、これに対向して接触するトップローラ１６，１７，１９，２０も従動回転する。
【００４８】
ドラフト装置７は、回転するトップローラ１６，１７，１９，２０とボトムローラ６６，６７，６９，７０の間で繊維束８をニップ（挟み込むこと）することにより、当該繊維束８を下流側に向けて搬送するように構成されている。そして、ドラフト装置７においては、下流側のドラフトローラ対ほど回転速度が速くなるように構成されている。従って、繊維束８は、ドラフトローラ対とドラフトローラ対との間で搬送される間に引き伸ばされ（ドラフトされ）、これに伴い、下流側にいくほど繊維束８の幅が細くなっていく。各ボトムローラ６６，６７，６９，７０回転速度、及びコンデンサ２８による繊維規制幅等を適宜設定することにより、繊維束８がドラフトされる程度を変更できるので、所望の幅になるようにドラフトした繊維束８を紡績装置９に対して供給することができる。これにより、紡績装置９において、所望の番手（太さ）の紡績糸１０を紡績することができる。
【００４９】
上記のように、ドラフト装置７においては下流側のドラフトローラ対ほど回転速度が速くなっているので、最も下流側のドラフトローラ対であるフロントローラ対の回転速度は極めて高速となる。このため、フロントローラ対の近傍に発生する随伴気流が強力なものとなり、当該随伴気流が糸品質に与える影響も大きくなる。そこで、本実施形態のドラフト装置７においては、高速回転するフロントローラ対の近傍に発生する上記随伴気流の影響を低減させるため、フロントトップローラ２０に縮径部３１を形成している。
【００５０】
以下、フロントトップローラ２０の構成について詳しく説明する。図４及び図５に示すように、フロントトップローラ２０は、径が略一定の円柱状に形成された繊維接触部３０と、当該繊維接触部３０の軸方向両端部において、繊維接触部３０よりも径が小さい円柱状に形成された縮径部３１と、を有している。
【００５１】
フロントトップローラ２０の繊維接触部３０の外周面は、当該フロントトップローラ２０に対向して配置されているフロントボトムローラ７０の外周面に接触する。これにより、図５に示すように、繊維接触部３０とフロントボトムローラ７０との間で繊維束８をニップするように構成されている。一方、縮径部３１とボトムローラ７０との間には、隙間が形成される。
【００５２】
次に、上記のように構成されたフロントトップローラ２０の近傍に発生する随伴気流について説明する。前述のように、フロントトップローラ２０は、これに対面するフロントボトムローラ７０が回転駆動されることによって従動回転する。従って、フロントトップローラ２０とフロントボトムローラ７０は互いに逆方向に回転する。このため、図４に示すように、フロントトップローラ２０の回転によって発生する随伴気流９０と、フロントボトムローラ７０の回転によって発生する随伴気流９１は、互いに対向する気流となって、繊維束８のフロントローラ対への入口付近で衝突することなる。
【００５３】
衝突した随伴気流９０，９１は、フロントトップローラ２０及びフロントボトムローラ７０のローラ軸と平行な方向（以下、単に軸方向と呼ぶ）に流れる気流となり、フロントトップローラ２０及びフロントボトムローラ７０の軸方向端部に向かって流れる（即ち、外に向かって拡がるように流れる）。そして前記随伴気流は、繊維接触部３０の軸方向端部まで到達すると、縮径部３１とフロントボトムローラ７０との間に形成された隙間を通って、繊維束８の走行方向と平行な方向に流れる。このように、軸方向に流れる随伴気流の流れを、縮径部３１とフロントボトムローラ７０との間に形成された隙間を介して逃がすことができる。この結果、軸方向に流れる随伴気流の流れが弱まるので、繊維束８の繊維が随伴気流によって軸方向に拡がってしまうことを抑制することができる。
【００５４】
従来から、上記のような随伴気流の制御には縮径部３１の形状が重要であると考えられており、例えば特許文献２には、縮径部の幅や隙間の形状などをいかにして最適化するかが記載されている。また例えば特開２０１０−１６３７０２には、縮径部の形状を様々に工夫した例が記載されている。一方で、繊維接触部３０の形状及び寸法はあまり重要視されていなかった。これは、繊維接触部３０の幅は１８ｍｍ以上にすべきという技術常識があり、当該繊維接触部３０の寸法及び形状等を工夫する余地は無いと考えられていたことも一因である。
【００５５】
しかしながら前述のように、本願発明者らが研究を重ねた結果、繊維接触部３０の軸方向の幅を１８ｍｍ以上とした従来のフロントトップローラ２０を備えた紡績機では、中番手や細番手の糸を紡績する際には十分な糸品質向上の効果が得られないことが明らかになったのである。そこで本願発明者らは、繊維接触部３０の形状が糸品質に及ぼす影響を調べるべく、以下の実験を行った。
【００５６】
即ち、本願発明者らは、繊維接触部３０のローラ軸方向の幅を１８ｍｍ、１７ｍｍ、１６ｍｍとしたフロントトップローラ２０を作成し、それぞれのフロントトップローラ２０を採用した精紡機１で紡績糸１０を紡績する実験を行った。図６に、このときに生成された紡績糸１０の糸品質を測定した結果を示す。なお、図６に記載のＡ１、Ａ２というのは、公知のクラシマット分類によって分類された糸欠点である。図６には、それぞれの糸欠点が紡績糸１０の１００ｋｍあたりに検出された数を記載している。検出された糸欠点の数が少ないほど、品質の高い紡績糸１０であるといえる。なお、図６の実験を行った際、繊維接触部３０がニップした状態の繊維束８の幅は６ｍｍ程度であった。これは、およそ３０番手の紡績糸１０に相当する繊維幅である。一般的に、３０番手は中番手の糸とされる。
【００５７】
図６に示すように、繊維接触部３０の幅を１８ｍｍとした場合に比べ、１７ｍｍや１６ｍｍとした場合に糸欠点（特にクラシマットＡ１）が減少している。特に、繊維接触部３０の幅を１６ｍｍとした場合に、糸欠点を減少させる効果が著しく大きいことがわかる。このように、繊維接触部３０のローラ軸方向の幅が１８ｍｍ未満（例えば１７ｍｍや１６ｍｍ）のフロントトップローラ２０を採用することにより、中番手の紡績糸１０の品質が向上することが確認された。また、中番手の紡績糸１０に対しては、繊維接触部３０の幅を１６ｍｍとしたフロントトップローラ２０が特に有効であることがわかった。
【００５８】
前述のように、従来は、繊維接触部３０の幅を１８ｍｍ未満にすると繊維のハミ出しが発生し易くなると考えられていたため、繊維接触部３０の幅が１８ｍｍ未満のドラフトトップローラが用いられることは無かった。ところが今回、繊維接触部３０の幅が１８ｍｍ未満であっても繊維のハミ出しが発生しないばかりか、糸品質向上の効果が得られる場合があることがわかった。即ち、本願発明者等の実験により、繊維接触部３０の幅を１８ｍｍ未満としたフロントトップローラ２０を実用化できる可能性が初めて明らかになったのである。
【００５９】
そして本願発明者らは、更に実験を繰り返した結果、フロントトップローラ２０の形状を最適化するためには、非ニップ部の幅が重要であることを見出した。ここで、非ニップ部とは、繊維接触部３０のうち、繊維束８をニップしていない部分を指す。図５に示すように、繊維接触部３０によってニップされている状態の繊維束８の幅をＳＷ、繊維接触部３０の軸方向の幅をＷ１とする。また、繊維束８の幅方向両端部よりも外側に形成された非ニップ部３２，３３の軸方向の幅をそれぞれＷ２，Ｗ３とする。このように、非ニップ部３２，３３は繊維束８の両端部に形成されているので、本明細書で単に「非ニップ部の幅」等と言った場合には、両端部の非ニップ部３２，３３の幅の合計（Ｗ２＋Ｗ３）を指すものとする。
【００６０】
以下、発明者らによって明らかにされた非ニップ部の幅の重要性について簡単に説明する。即ち、非ニップ部の幅（Ｗ２＋Ｗ３）が広いということは、繊維接触部３０にニップされている繊維束８と、縮径部３１と、が軸方向で離れているということである。縮径部３１は随伴気流を逃がすために形成されたものであるから、繊維束８と縮径部３１が離れ過ぎていると、繊維束８の近傍の随伴気流を逃がすことができないため、当該随伴気流によって繊維束８が拡散し易くなってしまうと考えられる。そこで、非ニップ部の幅（Ｗ２＋Ｗ３）を或る程度狭くすることにより、繊維束８近傍の随伴気流が縮径部３１を介して逃げ易くなるので、繊維束８が拡散しにくくなり、糸品質が向上するのである。しかし一方で、非ニップ部の幅（Ｗ２＋Ｗ３）を狭くし過ぎると、繊維接触部３０から繊維束８がハミ出し易くなり、かえって糸品質が低下すると考えられる。
【００６１】
図６に示した実験結果は繊維束８の幅ＳＷが６ｍｍの場合であるから、フロントトップローラ２０の繊維接触部３０の幅Ｗ１を１８ｍｍとした場合は、非ニップ部の幅（Ｗ２＋Ｗ３）は１２ｍｍとなる。同様に、繊維接触部３０の幅Ｗ１を１７ｍｍとした場合は、非ニップ部の幅（Ｗ２＋Ｗ３）は１１ｍｍ、繊維接触部３０の幅Ｗ１を１６ｍｍとした場合は、非ニップ部の幅（Ｗ２＋Ｗ３）は１０ｍｍとなる。図６の実験結果を非ニップ部の幅という観点から見れば、非ニップ部の幅を１２ｍｍとしたときに比べて、非ニップ部の幅を１１ｍｍとしたときに糸品質が向上しており、非ニップ部の幅を１０ｍｍとした場合に糸品質が特に向上していることがわかる。即ち、フロントトップローラの繊維接触部３０の幅Ｗ１が１７ｍｍ以下である場合に、糸品質が向上している。
【００６２】
なお、図６に示しているのは繊維束８の幅ＳＷが６ｍｍの場合であるが、本願発明者らが実験を重ねた結果、当該繊維束の幅ＳＷが７ｍｍ以下であれば、非ニップ部の幅を１１ｍｍ以下とすることで糸品質が向上することが確認された。
【００６３】
一方、繊維束８の幅ＳＷが７ｍｍよりも太い場合（太番手の糸、例えばＳＷ＝８ｍｍの場合）は、本発明のフロントトップローラ（繊維接触部３０の幅Ｗ１が１８ｍｍ未満のフロントトップローラ）では繊維のハミ出しが発生し易くなり、糸品質が低下する場合があった。従って、本発明のフロントトップローラ２０は、繊維束８の幅ＳＷが７ｍｍ以下の場合（これは太番手よりも細い糸，即ち中番手や細番手の糸に相当する）に用いるのが好適である。なお、繊維束８の幅ＳＷが７ｍｍより太い場合（太番手の糸を紡績する場合）は、従来のフロントトップローラ（繊維接触部３０の幅Ｗ１が１８ｍｍ以上のフロントトップローラ）を用いれば良い。
【００６４】
本願発明者らは、繊維のハミ出し易さと、非ニップ部の幅（Ｗ２＋Ｗ３）と、の関係を調べるため、繊維束８の幅ＳＷを１０ｍｍとして紡績糸１０を紡績する実験を行った。この結果を図７に示す。この実験のように繊維束８の幅ＳＷを１０ｍｍとした場合、（幅ＳＷが７ｍｍより太いので）本発明のフロントトップローラ２０では繊維のハミ出しが発生し易くなり、糸品質が劣化する場合がある。従って、この実験における糸品質の劣化具合（糸欠点の数）と、非ニップ部の幅（Ｗ２＋Ｗ３）と、の関係を見ることにより、繊維のハミ出し易さと非ニップ部の幅（Ｗ２＋Ｗ３）との関係を明らかにすることができる。この観点から図７の実験結果を見れば、非ニップ部の幅（Ｗ２＋Ｗ３）が７ｍｍ、８ｍｍの場合には糸欠点の数は比較的少なく、非ニップ部の幅（Ｗ２＋Ｗ３）が６ｍｍの場合に糸欠点（特にクラシマットＡ２）が増大していることがわかる。この実験結果から、非ニップ部の幅（Ｗ２＋Ｗ３）が６ｍｍの場合には、繊維接触部３０から繊維束８の繊維がハミ出し易くなるといえる。従って、非ニップ部の幅（Ｗ２＋Ｗ３）を７ｍｍ以上とすれば、繊維のハミ出しを防止できると考えられる。
【００６５】
以上をまとめると、フロントトップローラ２０の非ニップ部の幅（Ｗ２＋Ｗ３）が７ｍｍ以上１１ｍｍ以下の範囲となるようにすれば、繊維束８が繊維接触部３０からハミ出すことを防止できるとともに、当該繊維束８が随伴気流によって拡散しにくくなる結果、糸品質を向上させることができる。即ち、繊維接触部３０の幅Ｗ１を以下に示す範囲とすることにより、良好な品質の紡績糸１０を得ることができる：
ＳＷ＋７ｍｍ  ≦  Ｗ１  ≦ＳＷ＋１１ｍｍ
【００６６】
フロントトップローラ２０の繊維接触部３０で繊維束８をニップしたときの幅ＳＷは、ドラフト装置７の設定（各ドラフトローラ対の回転速度など）によって決まる。そこで、本実施形態の精紡機１では、繊維接触部３０の幅Ｗ１を異ならせたフロントトップローラ２０を複数用意しておき、ドラフト装置７で設定された繊維束８の幅ＳＷに合わせてフロントトップローラ２０を使い分けるようにしている。これによれば、前記設定が変更された場合でも繊維接触部３０の幅Ｗ１を上記範囲内に収めることができるので好適である。なお、上記実施形態では中番手の糸を紡績する場合（具体的には繊維束８の幅ＳＷが６ｍｍである場合）について説明したが、本実施形態のフロントトップローラ２０は細番手の糸を紡績する場合であっても同様の効果を奏する。即ち、本実施形態のフロントトップローラ２０は、繊維束８の幅ＳＷが７ｍｍ以下であれば（例えばＳＷ＝７ｍｍ，６ｍｍ，５ｍｍ，４ｍｍ，３ｍｍ，２ｍｍ等）、糸品質を向上させる効果を発揮することができる。
【００６７】
ところでトップローラの表面はゴム等の弾性部材であるから、使用よって摩耗が発生する。このように、トップローラは消耗品であるため、ドラフト装置７においてトップローラは交換可能に構成されている。従って、ドラフト装置７の設定に応じてフロントトップローラ２０を交換することは容易である。
【００６８】
なお、フロントトップローラ２０全体の幅Ｗ４（繊維接触部３０と縮径部３１とを合わせた軸方向の幅）が広過ぎると、ローラがたわんでしまい、ニップが不均一になる懸念がある。一方で、フロントトップローラ２０全体の幅Ｗ４が狭過ぎると、縮径部３１の幅を十分にとれないので、随伴気流を逃がす効果を十分に発揮することができない。この点、本願発明者らの実験によれば、ローラ全体の幅Ｗ４を３０ｍｍ以上３４ｍｍ以下の範囲内とすれば特に問題は発生しないことが確認された。そこで、本実施形態のフロントトップローラ２０では、ローラ全体の幅Ｗ４を３０ｍｍ以上３４ｍｍ以下としている。なお、図６及び図７に示す実験結果は、全体の幅Ｗ４が３２ｍｍのフロントトップローラ２０を用いて行った実験結果である。
【００６９】
以上で説明したように、本実施形態のフロントトップローラ２０は、径が略一定に形成されその外周面に繊維束８を接触させる繊維接触部３０と、繊維接触部３０の軸方向両端部において、繊維接触部３０よりも径が小さく形成された縮径部３１と、を有する。繊維接触部３０と縮径部３１とを合わせた軸方向の幅Ｗ４は３０ｍｍ以上３４ｍｍ以下である。そして、繊維接触部３０の軸方向の幅Ｗ１は１８ｍｍ未満である。
【００７０】
このように、繊維接触部３０の両端部に縮径部３１を形成することにより、フロントトップローラ２０の回転に伴って発生する随伴気流を逃がすことができるので、繊維束８の拡散を抑制することができる。そして、繊維接触部３０の幅を１８ｍｍ未満とすることにより、ドラフトする繊維束８の幅が狭い場合（太番手より細い糸のための繊維束８をドラフトする場合）に随伴気流の影響を低減することができるので、糸品質を向上させることができる。
【００７１】
また本実施形態のドラフト装置７は、上記のフロントトップローラ２０と、当該フロントトップローラ２０に対向して配置され、当該フロントトップローラ２０の繊維接触部３０との間で繊維束８をニップするフロントボトムローラ７０と、を備える。そして、繊維接触部３０の軸方向の幅Ｗ１は、当該繊維接触部３０とフロントボトムローラ７０との間においてニップされた状態の繊維束８の幅ＳＷよりも、７ｍｍ以上１１ｍｍ以下の範囲で広い。
【００７２】
このように、ニップされている繊維束８の幅ＳＷに対して繊維接触部３０の幅Ｗ１に余裕を持たせておくことにより、繊維接触部３０から繊維がハミ出してしまうことを防止できる。また、ニップされている繊維束８の幅に対して繊維接触部３０の幅が広過ぎると、随伴気流の影響が大きくなって繊維束８が拡がり易くなってしまう。この点、繊維束８の幅ＳＷに対する繊維接触部３０の幅Ｗ１の余裕（即ち、非ニップ部の幅）を上記範囲内とすることにより、繊維束８が随伴気流によって拡がることを抑制することができる。以上のように、ドラフトされる繊維束８の幅に応じてフロントトップローラ２０の繊維接触部３０の幅Ｗ１を決定することにより、最適なドラフト装置７を提供することができる。
【００７３】
また本実施形態のドラフト装置７は、繊維接触部３０とフロントボトムローラ７０との間でニップされた状態の繊維束８の幅ＳＷが７ｍｍ以下となるように当該繊維束８をドラフトすることが好ましい。
【００７４】
即ち、本実施形態のフロントトップローラ２０は太番手より細い糸（中番手や細番手の糸）のための繊維束８のドラフトに好適であるから、当該フロントトップローラ２０でニップされた状態の繊維束８の幅ＳＷを７ｍｍ（中番手、ほぼ３０番手の糸に相当）以下とすることにより特に良好な品質でドラフトを行うことができる。
【００７５】
また、フロントトップローラ２０は、ドラフト装置７が備えるローラの中でも繊維束８の送り方向の最下流側に配置され、最も高速に回転するので、随伴気流の影響が最も大きい。従って、このフロントトップローラ２０に本発明のドラフトローラを採用することにより、随伴気流を逃がして繊維の拡散を抑制するという効果を最も顕著に発揮することができる。
【００７６】
また本実施形態の精紡機１は、上記のドラフト装置７と、当該ドラフト装置７によってドラフトされた繊維束を紡績して紡績糸を生成する紡績装置９と、を備えた紡績ユニット２を複数有する。
【００７７】
即ち、本実施形態のドラフト装置７は、中番手や細番手の糸のための繊維束８のドラフトに特に好適である。従って、上記構成の精紡機１によれば、紡績装置９で生成される中番手や細番手の紡績糸１０の品質を向上させることができる。
【００７８】
また本実施形態の精紡機１において、紡績装置９は、空気紡績装置である。
【００７９】
即ち、空気紡績装置は高速紡績が可能であるから、ドラフトローラも高速回転となり随伴気流の影響が大きくなりがちである。そこで、上記随伴気流を逃がすことができる本発明のドラフトローラを採用することにより、糸の品質を向上させる効果を顕著に発揮することができる。
【００８０】
また、本実施形態の精紡機１において、紡績装置９は、ノズルホルダ３４と、中空ガイド軸体２３と、ノズルホルダ３４及び中空ガイド軸体２３との間に形成される紡績室２６内に繊維束８を案内する繊維ガイド２２と、を備えている。
【００８１】
即ち、紡績室２６内に導入される繊維束８の状態の精度が求められる空気紡績装置において、繊維束８が繊維ガイド２２によって安定した状態で導入されるので、精紡機１は品質の安定した紡績糸１０を生成することができる。
【００８２】
以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。
【００８３】
本発明は、他の種類の紡績機（例えばリング紡績機）のドラフト装置にも適用することができる。
【００８４】
上記実施形態では、回転する糸貯留ローラ１４の周囲に紡績糸１０を巻き付けることにより、紡績装置９から紡績糸１０を引き出す構成としている。この点、糸貯留装置１２の代わりに、回転するデリベリローラとニップローラを設け、当該デリベリローラとニップローラとで紡績糸１０をニップすることにより紡績装置９から引き出す構成としても良い。この場合、デリベリローラとニップローラの下流側に糸貯留ローラ１４を配置して、巻取作業や糸継作業時に発生する紡績糸１０の緩みを吸収するようにすることもできる。
【００８５】
繊維ガイド２２が備える針状のガイドニードル２２ａは省略することもできる。この場合、繊維ガイド２２の下流側端部のエッヂにより上記ガイドニードル２２ａの機能を実現するようにするようにしても良い。
【００８６】
縮径部３１の形状は、図４、５等に示したような円柱状に限らず、例えば特開２０１０−１６３７０２が開示しているように斜面状や曲面状に形成されていても良い。
【００８７】
上記実施形態においては、本発明のドラフトローラをフロントトップローラに適用した構成について説明したが、これに限らず、フロントボトムローラに本発明の構成を適用しても良い。また、フロントローラ対に限らず、他のドラフトローラにも本発明の構成を適用することができる。
【符号の説明】
【００８８】
１  精紡機（紡績機）
７  ドラフト装置
８  繊維束
９  紡績装置
１０  紡績糸
２０  フロントトップローラ（ドラフトローラ）
３０  繊維接触部
３１  縮径部
【図１】
2012107363.tif 000003
【図２】
2012107363.tif 000004
【図３】
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【図４】
2012107363.tif 000006
【図５】
2012107363.tif 000007
【図６】
2012107363.tif 000008
【図７】
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