(57)【要約】【課題】研磨による糸品質の劣化を緩和した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、繊維接触部３０と、縮径部３１と、を有する。繊維接触部３０は、外径が略一定に形成される。縮径部３１は、繊維接触部３０の軸方向両端部において、繊維接触部３０よりも外径が小さく形成される。繊維接触部３０は、軸方向の幅Ｗ１が１８ｍｍであり、外径Ｄ１が３０ｍｍである。縮径部３１の外径Ｄ２は２５ｍｍである。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スライバをドラフトして繊維束とするためのドラフトローラであって、
外径が略一定に形成された繊維接触部と、
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外径が小さく形成された縮径部と、
を備え、
記繊維接触部は、軸方向の幅が１８ｍｍであり、外径が３０ｍｍであり、
前記縮径部の外径は２５ｍｍ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であって、
前記繊維接触部の外周を研磨した後、当該繊維接触部の外周と前記縮径部の外周とによって形成される段差が１．５ｍｍ以上であることを特徴とするドラフトローラ。
【請求項３】
スライバをドラフトして繊維束とするためのドラフトローラであって、
外径が略一定に形成された繊維接触部と、
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外径が小さく形成された縮径部と、
を備え、
前記繊維接触部の外周を研磨した後の当該繊維接触部の外周と、縮径部の外周とによって形成される段差が１．５ｍｍ以上であることを特徴とするドラフトローラ。
【請求項４】
請求項３に記載のドラフトローラであって、
前記縮径部の外径は２５ｍｍ、前記繊維接触部の研磨前の外径は３０ｍｍであることを特徴とするドラフトローラ。
【請求項５】
請求項１から４までの何れか一項に記載のドラフトローラであって、
前記繊維接触部と前記縮径部はテーパ部によって接続されていることを特徴とするドラフトローラ。
【請求項６】
スライバをドラフトして繊維束とするドラフト装置と、
前記ドラフト装置によりドラフトされた繊維束を、紡績速度４００ｍ／ｍｉｎ以上で紡績する紡績部と、
を備え、
前記ドラフト装置は、回転することにより前記スライバをドラフトするドラフトローラを備え、
前記ドラフトローラは、
外径が略一定に形成された繊維接触部と、
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外径が小さく形成された縮径部と、
を備え、
前記繊維接触部の外周と前記縮径部の外周とによって形成される段差が２．５ｍｍであることを特徴とする紡績ユニット。
【請求項７】
請求項６に記載の紡績ユニットであって、
前記繊維接触部の軸方向の幅が１８ｍｍであり、外径が３０ｍｍであり、
前記縮径部の外径が２５ｍｍであることを特徴とする紡績ユニット。
【請求項８】
請求項６又は７に記載の紡績ユニットであって、
前記ドラフト装置は、前記スライバをドラフトするためのローラを、前記スライバの搬送方向に複数備え、
前記ドラフトローラは、前記ドラフト装置の最下流側に配置されるフロントトップローラであることを特徴とする紡績ユニット。
【請求項９】
請求項６から８までの何れか一項に記載の紡績ユニットを複数備えることを特徴とする紡績機。
【請求項１０】
ドラフトローラによってドラフトされた繊維束に撚りを加えて紡績糸を生成する、紡績糸の製造方法であって、
前記ドラフトローラは、
外径が略一定に形成された繊維接触部と、
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外径が小さく形成された縮径部と、
を備え、
前記繊維接触部の外周と前記縮径部の外周とによって形成される段差を、２．５ｍｍから１．５ｍｍまで段階的に変化させながら紡績を行うことを特徴とする、紡績糸の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として、紡績機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、繊維束に撚りを加えて紡績糸を生成する紡績装置を備えている。また、紡績機は、繊維束をドラフト（繊維束を引き伸ばすこと）するためのドラフト装置を備えている。このドラフト装置は、回転するドラフトローラ対で繊維束（又はスライバ）を挟み込んで搬送することにより、当該繊維束を適切な繊維幅に引き伸ばしたうえで紡績装置に供給するように構成されている。
【０００３】
この種のドラフト装置において、前記ドラフトローラは高速回転しているため、当該ドラフトローラの外周面に沿って気流（随伴気流）が発生する。この随伴気流が、糸品質に大きな影響を与えることが知られている。そこで従来から、ドラフトローラの形状に工夫を施して、随伴気流による悪影響を低減する構成が試みられてきた。このようなドラフトローラは、例えば特許文献１から３に記載されている。
【０００４】
特許文献１は、有効ローラ幅を、標準の半分以上近くに狭めたフロントトップローラを開示している。即ち、特許文献１が開示するフロントトップローラの外周には、段差が設けられている。特許文献１は、この構成により、随伴気流の影響を受けず、風綿が両側へ殆ど移動しないとしている。
【０００５】
特許文献２は、フロントトップローラに形成する段差（特許文献２でいうところの隙間Ｌ）は、１ｍｍ以上３ｍｍ以下が良好であるとしている。しかしながら、特許文献２は、当該段差のその他の具体的な寸法については開示していない。
【０００６】
この点、特許文献３は、３００ｍ／ｍｉｎを超える高速紡績（特許文献３では具体的に３５０ｍ／ｍｉｎで実験を行っている）では、フロントローラの段差の寸法（特許文献３でいうところの隙間Ｂ）を１．５ｍｍとすることが好適であるとしている。また特許文献３は、フロントローラの段差は狭すぎても広すぎても不都合が生じるとしている。
【０００７】
以上のように、フロントトップローラに段差を形成する場合には、当該段差を１．５ｍｍとすることが最適であるということが、公知となっている。特許文献３が指摘するように、この段差の寸法は高すぎても低すぎても不都合が発生する。従って、フロントトップローラの段差の寸法をあえて１．５ｍｍ以外に設定することはなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平７−１２６９２６号公報
【特許文献２】特開２０１０−１６３７０２号公報
【特許文献３】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】
【０００９】
ドラフト装置のフロントトップローラは、一般にゴム製である。このゴム製のローラは、使用することにより、繊維束と接触している部分（軸方向の中央部分）が摩耗して凹んでいく。即ち、ゴム製のフロントトップローラは消耗品である。しかし、多少摩耗しただけでフロントトップローラを廃棄するようでは、紡績機の運転コストが増大してしまう。そこで、摩耗したフロントトップローラの表面を研磨して平滑な状態（前記凹みを解消した状態）とし、当該フロントトップローラを再利用するということが行われている。
【００１０】
ところで、フロントトップローラの表面を研磨すると当該フロントトップローラの外径が小さくなるので、当該フロントトップローラに形成されている段差が小さくなる。この結果、糸品質が劣化してしまうという問題がある。従って、生成される紡績糸の品質を考慮するならば、利用可能なフロントトップローラの最小径を設定しておき、研磨後の外径が最小径未満になったフロントトップローラは再利用を禁止する必要がある。このため、従来のフロントトップローラは、研磨を繰り返して長期間使用することができなかった。
【００１１】
なお、特許文献３は、紡績速度が３００ｍ／ｍｉｎ以上を「高速紡績」と称しているが、近年は紡績速度が更に向上しているため、紡績速度が４００ｍ／ｍｉｎを超える場合もある。従って、近年は特許文献３の出願当時よりもドラフトローラの回転速度が高速化しており、随伴気流が糸品質に与える影響も変化していると考えられる。このため、上記特許文献で最適とされたドラフトローラの形状が、現状の高速紡績（紡績速度が４００ｍ／ｍｉｎ前後）で最適であるとは限らない。即ち、ドラフトローラの形状を改良して糸品質を向上させる余地が残されている。
【００１２】
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、研磨による糸品質の劣化を緩和した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】
【００１３】
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。
【００１４】
本発明の第１の観点によれば、スライバをドラフトして繊維束とするためのドラフトローラであって、以下のように構成された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、繊維接触部と、縮径部と、を有する。前記繊維接触部は、外径が略一定に形成される。前記縮径部は、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外径が小さく形成される。前記繊維接触部は、軸方向の幅が１８ｍｍであり、外径が３０ｍｍである。前記縮径部の外径は２５ｍｍである。
【００１５】
このドラフトローラは、繊維接触部と縮径部との段差が２．５ｍｍとなるので、従来のドラフトローラ（段差１．５ｍｍ）に比べて、段差に余裕がある。このため、繊維接触部を研磨して段差が小さくなったとしても、糸品質に対する影響は従来のドラフトローラよりも小さい。結果として、上記のドラフトローラは、従来のドラフトローラよりも研磨回数を多くすることができるので、当該ドラフトローラを使用できる期間が長くなり、運転コストの削減を実現できる。
【００１６】
上記のドラフトローラは、前記繊維接触部の外周を研磨した後、当該繊維接触部の外周と前記縮径部の外周とによって形成される段差が１．５ｍｍ以上であることが好ましい。
【００１７】
即ち、本発明のドラフトローラは、従来のドラフトローラよりも段差を大きくしたので、少なくとも従来のドラフトローラ（段差１．５ｍｍ）より段差が大きい間は、繊維接触部の研磨を許容することができる。また、繊維接触部を研磨し過ぎると、当該繊維接触部のゴムの厚さが薄くなって繊維束を把持する力が低下し、糸品質劣化の一因にもなり得る。しかし、上記の構成によれば、最低でも１．５ｍｍの段差を確保できる。従って、糸品質の維持を図ることができる。
【００１８】
本発明の第２の観点によれば、スライバをドラフトして繊維束とするためのドラフトローラであって、以下のように構成された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、繊維接触部と、縮径部と、を有する。前記繊維接触部は、外径が略一定に形成される。前記縮径部は、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外径が小さく形成される。前記繊維接触部の外周を研磨した後の当該繊維接触部の外周と、縮径部の外周とによって形成される段差が１．５ｍｍ以上である。
【００１９】
このドラフトローラは、従来のドラフトローラ（段差１．５ｍｍ）よりも、繊維接触部を研磨する余裕が大きいので、当該繊維接触の研磨回数を増やすことができる。これにより、当該ドラフトローラを使用できる期間が長くなり、運転コストの削減を実現できる。
【００２０】
上記のドラフトローラは、以下のように構成されることが好ましい。即ち、前記縮径部の外径は２５ｍｍ、前記繊維接触部の研磨前の外径は３０ｍｍである。
【００２１】
このドラフトローラは、繊維接触部と縮径部との段差が２．５ｍｍとなるので、従来のドラフトローラ（段差１．５ｍｍ）に比べて、段差に余裕がある。このため、繊維接触部を研磨して段差が小さくなったとしても、糸品質に対する影響は従来のドラフトローラよりも小さい。結果として、上記のドラフトローラは、従来のドラフトローラよりも研磨回数を多くすることができるので、当該ドラフトローラを使用できる期間が長くなり、運転コストの削減を実現できる。
【００２２】
上記のドラフトローラにおいて、前記繊維接触部と前記縮径部はテーパ部によって接続されていることが好ましい。
【００２３】
この構成によれば、繊維接触部の外周を研削盤によって研磨する際に、ドラフトローラを砥石に対して軸方向から近づけ易くなり、研磨作業をスムーズに行うことができる。
【００２４】
本発明の第３の観点によれば、以下の紡績ユニットが提供される。即ち、この紡績ユニットは、スライバをドラフトして繊維束とするドラフト装置と、前記ドラフト装置によりドラフトされた繊維束を、紡績速度４００ｍ／ｍｉｎ以上で紡績する紡績部と、を備える。前記ドラフト装置は、回転することにより前記スライバをドラフトするドラフトローラを備える。このドラフトローラは、繊維接触部と、縮径部と、を有する。前記繊維接触部は、外径が略一定に形成される。前記縮径部は、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外径が小さく形成される。前記繊維接触部の外周と前記縮径部の外周とによって形成される段差は、２．５ｍｍである。
【００２５】
上記のように段差を２．５ｍｍとしたことで、従来のドラフトローラ（段差１．５ｍｍ）に比べて、段差に余裕がある。このため、繊維接触部を研磨して段差が小さくなったとしても、糸品質に対する影響は従来のドラフトローラよりも小さい。結果として、上記のドラフトローラは、従来のドラフトローラよりも研磨回数を多くすることができるので、当該ドラフトローラを使用できる期間が長くなり、紡績ユニットの運転コストの削減を実現できる。しかも、上記のように段差を２．５ｍｍとしたドラフトローラは、紡績速度４００ｍ／ｍｉｎ以上の高速紡績においては、従来のドラフトローラと比較して糸欠点の数を減少させることができる。
【００２６】
上記の紡績ユニットは、前記繊維接触部の軸方向の幅が１８ｍｍであり、外径が３０ｍｍであり、前記縮径部の外径が２５ｍｍであることが好ましい。
【００２７】
この紡績ユニットが備えるドラフトローラは、特に紡績速度４００ｍ／ｍｉｎ以上の高速紡績において、従来のドラフトローラと比較して糸欠点の数を減少させることができる。
【００２８】
上記の紡績ユニットは、以下のように構成されることが好ましい。即ち、前記ドラフト装置は、前記スライバをドラフトするためのローラを、前記スライバの搬送方向に複数備える。前記ドラフトローラは、前記ドラフト装置の最下流側に配置されるフロントトップローラである。
【００２９】
即ち、ドラフト装置においては、下流側のローラほど回転速度高速になる。従って、最下流に配置されるフロントトップローラは、極めて高速で回転するため、随伴気流の影響も大きく、摩耗も激しい。そこで、このフロントトップローラに本発明の構成を適用することにより、研磨可能回数を増やすとともに糸欠点の数を減少させるという効果をより好適に発揮させることができる。
【００３０】
本発明の第４の観点によれば、上記の紡績ユニットを複数備える紡績機が提供される。
【００３１】
この紡績機においては、従来に比べて使用可能期間が長いドラフトローラを各紡績ユニットで採用しているので、紡績機全体の運転コストを削減することができる。また、４００ｍ／ｍｉｎ以上の高速紡績では、従来よりも段差が大きいドラフトローラ（段差２．５ｍｍ）を各紡績ユニットで採用することで、随伴気流の影響を受けにくくなる結果、各紡績ユニットのごとの糸品質のバラツキが減少し、生成される紡績糸の品質を均一に保つことができる。
【００３２】
本発明の第５の観点によれば、ドラフトローラによってドラフトされた繊維束に撚りを加えて紡績糸を生成する、紡績糸の製造方法であって、以下の方法が提供される。即ち、前記ドラフトローラは、繊維接触部と、縮径部と、を有する。前記繊維接触部は、外径が略一定に形成される。前記縮径部は、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外径が小さく形成される。前記繊維接触部の外周と前記縮径部の外周とによって形成される段差を、２．５ｍｍから１．５ｍｍまで段階的に変化させながら紡績を行う。
【００３３】
即ち、摩耗によって繊維接触部の外周が凹んできたときには、繊維接触部の外周を研磨して外径を小さくすることにより、当該繊維接触部の外周を平滑な状態としてドラフトローラを再利用することができる。このように研磨を行うことでローラ外周の段差が段階的に小さくなるが、当該段差が上記の範囲内とすることにより、糸品質が劣化することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【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】紡績ユニットの模式的な側面図。
【図３】紡績装置の断面図。
【図４】フロントローラ対の正面図。
【図５】フロントトップローラの断面図。
【図６】随伴気流を説明する斜視図。
【図７】研磨装置の概略図。
【図８】（ａ）Ｒａｙｏｎ１００％、Ｎｅ３０の紡績糸を生成したときの糸品質を示すグラフ。（ｂ）ＰＥ１００％、Ｎｅ３０の紡績糸を生成したときの糸品質を示すグラフ。
【図９】（ａ）ＣＤ１００％、Ｎｅ３０の紡績糸を生成したときの糸品質を示すグラフ。（ｂ）ＰＣ６５／３５、Ｎｅ４５の紡績糸を生成したときの糸品質を示すグラフ。
【図１０】（ａ）従来のフロントトップローラを利用したときの各紡績ユニットの糸品質を示すグラフ（ヤーンクリアラによる検出結果）。（ｂ）実施形態のフロントトップローラを利用したときの各紡績ユニットの糸品質を示すグラフ（ヤーンクリアラによる検出結果）。
【図１１】（ａ）従来のフロントトップローラを利用したときの各紡績ユニットの糸品質を示すグラフ（糸欠点検出装置による検出結果）。（ｂ）実施形態のフロントトップローラを利用したときの各紡績ユニットの糸品質を示すグラフ（糸欠点検出装置による検出結果）。
【図１２】（ａ）繊維接触部を段階的に縮小してＲａｙｏｎ１００％、Ｎｅ４０の紡績糸を生成したときの糸品質の変化を示すグラフ（ヤーンクリアラによる検出結果）。（ｂ）繊維接触部を段階的に縮小して綿１００％コーマ、Ｎｅ３０の紡績糸を生成したときの糸品質の変化を示すグラフ（ヤーンクリアラによる検出結果）。
【図１３】（ａ）繊維接触部を段階的に縮小してＲａｙｏｎ１００％、Ｎｅ４０の紡績糸を生成したときの糸品質の変化を示すグラフ（糸欠点検出装置による検出結果）。（ｂ）繊維接触部を段階的に縮小して綿１００％コーマ、Ｎｅ３０の紡績糸を生成したときの糸品質の変化を示すグラフ（糸欠点検出装置による検出結果）。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
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、並設された多数の紡績ユニット２と、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。
【００３６】
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配置された、ドラフト装置７と、紡績装置（紡績部）９と、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。各紡績ユニット２は、４００ｍ／ｍｉｎ以上の紡績速度で紡績糸１０を生成するように設定されている。
【００３７】
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スライバ（繊維束の原料）１５を、所定の幅になるまでドラフト（繊維を引き伸ばすこと）する。
【００３８】
ドラフト装置７は、複数のドラフトローラを備えている。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７は、上流側から以下の順に配置された、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。
【００３９】
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、ゴム製のエプロンベルト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、ゴム製のエプロンベルト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。
【００４０】
トップローラ１６，１７，２０は、その外周面がゴム製である。トップローラの外周をゴム製とすることにより、当該トップローラの外周面をスライバ１５に対して弾性的に接触させることができるので、当該スライバ１５を強力に挟み込むことができる。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。
【００４１】
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。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の外周面に押し付けられる。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。
【００４２】
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の間でスライバ１５を挟み込み、当該スライバ１５を下流側に向けて搬送する。ドラフト装置７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（又はスライバ１５）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）ていく。各ボトムローラ６６，６７，６９，７０回転速度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、所望の繊維幅となるように繊維束８をドラフトすることができる。
【００４３】
フロントローラ対のすぐ下流側には、紡績装置９が配置されている。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。以上のように、所定の幅までドラフトされた繊維束８を紡績装置９に供給することで、当該紡績装置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。
【００４４】
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。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。この種の紡績装置は、４００ｍ／ｍｉｎ以上の高速紡績にも対応可能である。図３に示すように、紡績装置９は、ノズルホルダ３５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。
【００４５】
ノズルホルダ３５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３５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。
【００４６】
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。但し、ガイドニードル２２ａを省略して、繊維ガイド２２の下流側端部により、ガイドニードル２２ａの機能を果たしても良い。
【００４７】
紡績装置９の下流側には、巻取装置１３が配置されている。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。
【００４８】
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。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。
【００４９】
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。
【００５０】
紡績装置９と巻取装置１３との間には、糸貯留装置１２が設けられている。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。
【００５１】
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。糸貯留ローラ１４の外周面に紡績糸１０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。また、糸貯留ローラ１４の外周に紡績糸１０を一時的に貯留するように構成されているので、糸貯留装置１２を一種のバッファとして機能させることができる。これにより、紡績装置９における紡績速度と、巻取装置１３における巻取速度と、が何らかの理由により一致しない場合の不具合（例えば紡績糸１０の弛みなど）を解消することができる。
【００５２】
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（糸品質測定器）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を図略の静電容量式センサによって監視し、紡績糸１０の糸欠点（紡績糸１０の太さなどに異常がある箇所）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。
【００５３】
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。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。
【００５４】
次に、ドラフト装置７が備えるフロントトップローラ２０について詳しく説明する。
【００５５】
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（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も相当強力なものとなり、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の外周に段差を形成している。
【００５６】
具体的には図４及び図５に示すように、フロントトップローラ２０は、外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よりも外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。また、繊維接触部３０と縮径部３１の間には、テーパ部３２が形成されている。このように、繊維接触部３０と、これよりも外径の小さい縮径部３１とを有しているので、フロントトップローラ２０は、繊維接触部３０の外周と縮径部３１の外周とによって形成された段差（図４及び図５において符号Ｌ１で示す）を有しているといえる。
【００５７】
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４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を挟み込む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。
【００５８】
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６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。
【００５９】
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）。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。
【００６０】
以上のように、フロントトップローラ２０の外周に段差Ｌ１を形成することで、当該フロントトップローラ２０とフロントボトムローラ７０との間に隙間を形成し、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を逃すことができる。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、糸品質が劣化することを防止できる。
【００６１】
なお、本実施形態において、フロントトップローラ２０の段差Ｌ１は、円筒状の通常のゴムローラを削って形成している。従って、繊維接触部３０、縮径部３１、及びテーパ部３２は、一体のゴム部材として形成されている。しかし、フロントトップローラ２０の全体がゴム製である必要はなく、外周がゴム製であれば良い。例えば本実施形態では、図５に示すように、フロントトップローラ２０の内側には金属製の筒体３４が配置されている。これにより、フロントトップローラ２０の剛性を確保することができる。また本実施形態のフロントトップローラ２０は、前記金属製の筒体３４と、回転軸３６との間に軸受（図略）を配置することにより、当該フロントトップローラ２０が回転軸３６に対して回転自在に支持されている。
【００６２】
続いて、フロントトップローラ２０の摩耗と研磨について説明する。
【００６３】
上述のように、フロントトップローラ２０の外周はゴム製であるから、使用とともに擦り減って形状が変化する。ここで、摩耗したフロントトップローラ２０と区別する必要がある場合には、摩耗（及び研磨）する前の状態（即ち、新品のフロントトップローラ２０の形状）のことを、「初期形状」と称する。
【００６４】
フロントトップローラ２０の摩耗についてより具体的に説明すると以下のとおりである。即ち、フロントトップローラ２０の使用を続けていくと、繊維に接触している繊維接触部３０の外周が摩耗していく。繊維接触部３０は、その外周が均一に繊維束８に接触している訳ではなく、主に軸方向の中央部分で繊維束８に接触している。従って、フロントトップローラ２０を使い続けてくと、繊維接触部３０の軸方向中央部が摩耗して凹んでいくことになる。繊維接触部３０の軸方向中央部が凹んでくると、当該繊維接触部３０の外周とボトムトップローラ７０の外周とのあいだで繊維束８を把持する力が弱くなり、糸品質が劣化する原因となる。
【００６５】
そこで従来から、摩耗したフロントトップローラ２０の外周を研磨して平滑な状態（前記凹みを解消した状態）とし、当該フロントトップローラ２０を再利用するということが行われている。このための研磨装置５０を図７に示す。
【００６６】
この研磨装置５０は、一種の研削盤として構成されている。具体的には、研磨装置５０は、回転する砥石５１と、ローラ保持部５３と、ローラ駆動部５４と、を備えている。ローラ保持部５３は、フロントトップローラ２０の回転軸３６を保持する。ローラ保持部５３は、フロントトップローラ２０の軸方向と平行な方向で移動することができるように構成されている。ローラ駆動部５４は、フロントトップローラ２０の外周に接触する駆動ローラ５５を備えている。この駆動ローラ５５は、図略のモータ等によって回転駆動される。駆動ローラ５５を回転駆動させることにより、当該駆動ローラ５５に接触しているフロントトップローラ２０を回転させることができる。
【００６７】
この構成で、高速回転する砥石５１に対して、フロントトップローラ２０の回転軸３６を把持したローラ保持部５３を、当該回転軸３６の軸方向から接近させていく。これにより、フロントトップローラ２０の繊維接触部３０を砥石５１に接触させ、当該繊維接触部３０の外周を研磨する。駆動ローラ５５を回転駆動することにより、フロントトップローラ２０が回転軸３６まわりに回転するので、繊維接触部３０の外周を均一に研磨することができる。
【００６８】
なお、本実施形態のフロントトップローラ２０にはテーパ部３２が形成されているので、砥石５１に対して繊維接触部３０をスムーズに接触させることができる。即ち、仮にテーパ部３２が形成されていない場合（繊維接触部３０と縮径部３１との接続部分の断面輪郭が直角である場合）は、砥石５１に対してフロントトップローラ２０を近づけていったときに、当該砥石５１がフロントトップローラ２０の段差に引っ掛かってしまい、スムーズに研磨を行うことができない。この点、本実施形態のフロントトップローラ２０は、繊維接触部３０と縮径部３１との間にテーパ部３２を形成しているので、砥石５１に対して繊維接触部３０をスムーズに接触させることができる。
【００６９】
次に、上記の研磨によって発生し得る問題について簡単に説明する。
【００７０】
前述のように、従来のフロントトップローラでは、段差の寸法を１．５ｍｍとすることが一般的であった。また、特許文献３には、段差が１．５ｍｍよりも小さいと不具合が発生する旨が記載されている。ところで、従来のフロントトップローラ（段差１．５ｍｍ）の繊維接触部を研磨した場合、段差が１．５ｍｍより小さくなることは明白である。即ち、従来のフロントップローラ（段差１．５ｍｍ）では、研磨すればするほど糸品質が劣化していくことになる。このため、従来のフロントトップローラは、研磨して再利用できる回数が少なく、結果として寿命が短いという問題があった。
【００７１】
段差が小さくなることにより糸品質が劣化する理由は、以下のように説明することができる。即ち、段差Ｌ１が小さくなると、フロントトップローラ２０とフロントボトムローラ７０との間に形成される隙間が狭くなるので、当該隙間を介して随伴気流を逃がす効果が弱まる。この結果、随伴気流によって繊維が攪乱され易くなり、糸品質が劣化すると考えられる。また、段差Ｌ１が小さくなるということは、繊維接触部３０の部分のゴムの厚みが薄くなるということであるから、繊維接触部３０によって繊維束８を把持する力が弱くなり、糸品質が劣化してしまう。
【００７２】
次に、本実施形態のフロントトップローラ２０の各部の形状について詳しく説明する。
【００７３】
本実施形態のフロントトップローラ２０では、段差１．５ｍｍの従来のフロントトップローラの問題点に鑑み、以下のように構成されている。即ち、このフロントトップローラ２０は、初期形状において、段差Ｌ１を２．５ｍｍとしている。このように、初期形状の段差を従来（段差１．５ｍｍ）よりも大きくすることにより、フロントトップローラ２０の外周を研磨できる余裕を多く持たせ、当該フロントトップローラ２０の寿命を長期化することができる。
【００７４】
具体的には、本実施形態のフロントトップローラ２０は、初期形状において、繊維接触部３０の幅Ｗ１が１８ｍｍ、外径Ｄ１が３０ｍｍである。また、縮径部３１の幅Ｗ２は左右それぞれ６ｍｍ、外径Ｄ２は２５ｍｍである。即ち、繊維接触部３０の外径Ｄ１と縮径部３１の外径Ｄ２との差（Ｄ１−Ｄ２）は、初期形状で５ｍｍである。従って、繊維接触部３０の外周と縮径部３１の外周とによって形成されている段差Ｌ１は、初期形状で２．５ｍｍとなる。なお、テーパ部３２の軸方向の幅Ｗ３は、繊維接触部３０の両端それぞれ１ｍｍである。
【００７５】
このように、フロントトップローラ２０の段差Ｌ１を初期形状で２．５ｍｍとすることで、従来のフロントトップローラ（段差１．５ｍｍ）に比べて、繊維接触部３０の外周を削る余裕を１ｍｍ多く確保することができる。なぜなら、本実施形態のフロントトップローラ２０の繊維接触部３０の外周を１ｍｍ削ったとしても（繊維接触部３０の外径Ｄ１を２ｍｍ縮小したとしても）、従来のフロントトップローラと同じ程度の段差１．５ｍｍを確保できるからである。言い替えれば、本実施形態のフロントトップローラ２０は、繊維接触部３０の外周を研磨した後の段差Ｌ１が１．５ｍｍ以上であれば、使用を継続することができる。もちろん研磨後の段差Ｌ１が１．５ｍｍ未満になってもフロントトップローラ２０の使用を継続することは可能であるが、この場合は紡績糸１０の品質が劣化するため推奨されない。
【００７６】
従って、本実施形態の精紡機１による紡績糸１０の製造方法は、以下のとおりである。
【００７７】
まず、精紡機１のオペレータは、紡績ユニット２に、初期形状の（新品の）フロントトップローラ２０を取り付ける。このとき、フロントトップローラ２０の段差Ｌ１は２．５ｍｍである。この状態で、紡績速度４００ｍ／ｍｉｎ以上で紡績糸１０の生成を行う。紡績を続けていくと、繊維接触部３０が摩耗して凹んでいく。繊維接触部３０がある程度摩耗すると、オペレータは、摩耗したフロントトップローラ２０を紡績ユニット２からいったん取り外し、前記研磨装置５０によって繊維接触部３０の外周を研磨する。これにより、繊維接触部３０の外径Ｄ１が縮小するので、段差Ｌ１が小さくなる。
【００７８】
研磨後のフロントトップローラ２０の段差Ｌ１が１．５ｍｍ以上の場合、オペレータは、研磨後のフロントトップローラ２０を紡績ユニット２に取り付け、紡績速度４００ｍ／ｍｉｎ以上の高速紡績で紡績糸１０の生成を継続して行う。一方、研磨後のフロントトップローラ２０の段差Ｌ１が１．５ｍｍ未満の場合（繊維接触部３０が限界まで擦り減ってしまった場合）、このフロントトップローラ２０を使用すると糸品質が劣化してしまうので、当該フロントトップローラ２０は破棄する。
【００７９】
以上のように、本実施形態の精紡機１では、フロントトップローラ２０の使用と、研磨と、を繰り返しながら紡績糸１０の生成を行う。従って、本実施形態の精紡機１は、フロントトップローラ２０の段差Ｌ１を、２．５ｍｍから１．５ｍｍまで段階的に変化させながら紡績を行っていると言うことができる。このような製造方法により紡績糸１０を製造することで、フロントトップローラ２０を研磨して再利用しつつ、糸品質の劣化を抑えることができる。
【００８０】
ところで、特許文献３が開示するように、紡績速度が３００ｍ／ｍｉｎ以上の高速紡績では、段差を１．５ｍｍより大きくすると不具合が発生することが公知である。このため従来は、あえて１．５ｍｍより段差の大きいローラを使うこともなかった。即ち、従来の技術常識からすれば、本実施形態のフロントトップローラ２０（段差２．５ｍｍ）は、実用性の無いドラフトローラであると考えられる。
【００８１】
ところが、特許文献３が出願された当時は、高速紡績といっても、紡績速度３５０ｍ／ｍｉｎ程度が限度であった。しかし近年は紡績速度が更に高速化しており、４００ｍ／ｍｉｎ前後の紡績速度が主流となりつつあり、４００ｍ／ｍｉｎ以上の紡績速度が設定される場合もある。紡績速度が高速化すると、フロントトップローラ２０の回転速度も高速化するので、当該フロントトップローラ２０の周囲に発生する随伴気流も変化する。従って、特許文献３に記載されている実験結果が、本実施形態の精紡機１（紡績速度４００ｍ／ｍｉｎ以上）にあてはまるとは限らない。
【００８２】
そこで本願発明者らは、４００ｍ／ｍｉｎ前後の高速紡績（紡績速度は少なくとも３５０ｍ／ｍｉｎ以上）で、従来のフロントトップローラ（段差１．５ｍｍ）と、本実施形態のフロントトップローラ２０（段差２．５ｍｍ）を比較する実験を行った。なお、この従来のフロントトップローラは、具体的には、繊維接触部３０の外径Ｄ１を３０ｍｍ、幅Ｗ１を１８ｍｍ、縮径部３１の外径Ｄ２を２７ｍｍとしたローラである。
【００８３】
実験の内容について具体的に説明すると以下のとおりである。従来のフロントトップローラ（段差１．５ｍｍ）を採用した紡績ユニット２と、本実施形態のフロントップローラ（段差２．５ｍｍ）を採用した紡績ユニット２を、それぞれ複数台用意する。各紡績ユニット２において、４００ｍ／ｍｉｎ前後の高速紡績（紡績速度は少なくとも３５０ｍ／ｍｉｎ以上）を行い、生成された紡績糸１０の糸欠点の数を測定する。複数の紡績ユニット２で生成された紡績糸１０で検出された糸欠点の数の平均値を算出し、当該平均値を測定結果とする。この測定結果を、図８及び図９に示す。測定された糸欠点の数が少ないほど、品質の高い紡績糸１０であると言うことができる。
【００８４】
なお、糸欠点の測定は、パッケージ４５の形成が終了したあとで、当該パッケージ４５に巻かれた紡績糸１０を、専用の測定装置（糸欠点測定装置）にかけることで行うことができる。紡績糸１０の糸欠点は、各紡績ユニット２が備えているヤーンクリアラ５２によって、紡績中にリアルタイムに測定することもできる。今回の実験では、ヤーンクリアラ５２と糸欠点測定装置の両方でデータを取得したので、参考のために両者の結果をあわせてグラフに示す。なお、本実施形態の紡績ユニット２が備えるヤーンクリアラ５２は、糸欠点測定装置とは紡績糸１０の測定方式が異なるため、両者の測定結果は異なる。ただし、ヤーンクリアラ５２による測定結果と、糸欠点測定装置による測定結果は、データの全体的な傾向としては一致しているので、本明細書で両者のデータ別々に解説することはしない。
【００８５】
図８から１３においてＡ１，Ｂ１，Ｃ１と表記しているのは、公知のＣＬＡＳＳＩＭＡＴ（登録商標）検査によって分類された糸欠点の種類を差す分類名である。ＣＬＡＳＳＩＭＡＴ検査とは、糸の太さムラを連続的に測定し、その太さの程度と長さ別に分類したものである。例えばＡ１欠点とは、その太さが平均（１００％）から１５０％までの範囲に収まるもであって、その長さが１ｃｍまでの太さムラを示す。Ｂ１欠点とは、その太さが平均（１００％）から１５０％までの範囲に収まるものであって、その長さが１ｃｍから２ｃｍまでの太さムラを示す。Ｃ１欠点とは、その太さが平均（１００％）から１５０％までの範囲に収まるものであって、その長さが２ｃｍから４ｃｍまでの太さムラを示す。図８から図１３のグラフの縦軸は、Ａ１，Ｂ１，Ｃ１それぞれの糸欠点が検出された数を示している。
【００８６】
図８及び図９に示す実験では、繊維の種類による違いを検証するため、Ｒａｙｏｎ１００％の繊維でＮｅ３０の紡績糸を紡績した場合（図８（ａ））、ポリエステル（ＰＥ）１００％の繊維でＮｅ３０の紡績糸を紡績した場合（図８（ｂ））、カード綿（ＣＤ）１００％の繊維でＮｅ３０の紡績糸を紡績した場合（図９（ａ））、ポリエステル６５％と綿３５％（ＰＣ６５／３５）の繊維でＮｅ４５の紡績糸を紡績した場合（図９（ｂ））のそれぞれについて実験を行っている。
【００８７】
図８及び図９からわかるように、本実施形態のフロントトップローラ２０（段差２．５ｍｍ）を利用して生成された紡績糸１０は、従来のフロントトップローラ（段差１．５ｍｍ）を利用して生成された紡績糸１０に比べて、糸品質の面で劣らない。むしろ、本実施形態のフロントトップローラ２０を利用して生成された紡績糸１０は、従来のフロントトップローラを利用して生成された紡績糸１０よりも糸欠点の数が減少していることがわかる。即ち、本実施形態のフロントトップローラ２０を採用した精紡機１では、紡績糸１０の品質が向上することがわかった。
【００８８】
このように、従来は非実用的であると考えられていた段差２．５ｍｍのフロントトップローラ２０が、４００ｍ／ｍｉｎ前後の紡績速度ではかえって有効であることが今回の実験により初めて明らかになった。特に、近年主流となりつつある４００ｍ／ｍｉｎ以上の高速紡績でも、上記の効果が得られることが確認された。このように、本実施形態のフロントトップローラ２０（段差２．５ｍｍ）は、研磨可能回数が増えて長寿命であるだけでなく、糸品質を向上させることができる。
【００８９】
次に、図１０及び図１１に示す実験結果について説明する。
【００９０】
上記の実験結果は、複数の紡績ユニット２で生成された紡績糸１０を測定した結果の平均値であった。しかし、仮に平均的な糸品質が良好であったとしても、特定の紡績ユニットで品質の悪い紡績糸が生成されてしまうと、最終製品である布製品となったときに、品質の悪い糸のみが大変目立ってしまうという問題がある。従って、精紡機１においては、生成される紡績糸１０の平均的な品質を向上させるのみでなく、紡績ユニット２間の品質のバラツキを抑えることも重要である。
【００９１】
そこで本願発明者らは、紡績ユニット２間での糸品質のバラツキを調べる実験を行った。その結果を図１０及び図１１に示す。
【００９２】
まず、従来のフロントトップローラ（段差１．５ｍｍ）についての実験について説明する。この実験では、従来のフロントトップローラ（段差１．５ｍｍ）を採用した紡績ユニット２を８台用意し、各紡績ユニット２において４００ｍ／ｍｉｎ前後の紡績速度でＲａｙｏｎ１００％の繊維でＮｅ４０の紡績糸１０を生成させた。図１０（ａ）及び図１１（ａ）に示すのは、当該生成された紡績糸１０に含まれる糸欠点の数を、紡績ユニット２ごとに示したものである。
【００９３】
図からわかるように、段差１．５ｍｍの従来のフロントトップローラによって紡績を行った場合、各紡績ユニット２で生成された紡績糸１０の品質にバラつきが生じている。例えば図１０（ａ）のデータでは、「ユニット６」と表示された紡績ユニット２で生成された紡績糸１０が突出して糸欠点が多い（糸品質が悪い）ことがわかる。
【００９４】
なお、従来の紡績速度（３００ｍ／ｍｉｎ程度）では、紡績ユニット２間で糸品質が大きくバラつくことはあまりなかった。従って、段差１．５ｍｍの従来のフロントトップローラであっても問題が発生することは少なかった。しかし、近年のように紡績速度が高速化し、４００ｍ／ｍｉｎ前後の紡績速度になってくると、図１０（ａ）及び図１１（ａ）に示すように紡績ユニット２間で糸品質がバラつき易くなるのである。これは、高速紡績ではフロントトップローラ２０の回転速度が速くなり、随伴気流が乱れ易くなるため、各紡績ユニット２のわずかな個体差などが糸品質に影響を与え易くなるためであると考えられる。
【００９５】
次に本願発明者らは、図１０（ａ）及び図１１（ａ）の実験を行った８台の紡績ユニット２のフロントトップローラを、本実施形態のフロントトップローラ２０（段差２．５ｍｍ）に交換したうえで、上記と同様の実験を行った。この結果を図１０（ｂ）及び図１１（ｂ）に示す。
【００９６】
図１０（ｂ）及び図１１（ｂ）からわかるように、本実施形態のフロントトップローラ２０（段差２．５ｍｍ）を採用した場合は、従来のフロントトップローラ（段差１．５ｍｍ）を採用した場合（図１０（ａ）及び図１１（ａ））に比べて、紡績ユニット２間での糸品質のバラツキが減少している。段差を２．５ｍｍとしたフロントトップローラ２０であれば、当該フロントトップローラ２０とフロントボトムローラ７０との間に旋回気流を逃がすための隙間を十分に確保できるので、当該旋回気流が乱れにくくなる。結果として、各紡績ユニット２の個体差の影響が現れにくくなり、糸品質のバラつきが抑えられたものと考えられる。
【００９７】
以上のように、本実施形態のフロントトップローラ２０によれば、４００ｍ／ｍｉｎ前後の紡績速度で発生し得る、紡績ユニット２間での糸品質のバラつきを低減することができる。特に、近年主流となりつつある４００ｍ／ｍｉｎ以上の高速紡績でも、上記の効果が得られることが確認された。
【００９８】
次に、図１２及び図１３の実験結果について説明する。
【００９９】
以上の実験結果は、何れも初期形状のフロントトップローラを利用して紡績を行った結果である。しかし前述したように、フロントトップローラ２０の外周を研磨すると、繊維接触部３０の外径Ｄ１が縮小して段差Ｌ１が小さくなるので、段差Ｌ１の縮小が糸品質に影響を与えることが考えられる。そこで本願発明者らは、フロントトップローラ２０の繊維接触部３０の外径Ｄ１が縮小することにより糸品質に与える影響を測定する実験を行った。
【０１００】
具体的には、従来のフロントトップローラ（縮径部の外径Ｄ２＝２７ｍｍ）と本実施形態のフロントトップローラ（縮径部３１の外径Ｄ２＝２５ｍｍ）のそれぞれについて、繊維接触部３０の外径Ｄ１を、初期形状（３０ｍｍ）から０．３ｍｍきざみで小さくしたフロントトップローラ２０を複数用意する。具体的には、Ｄ１＝３０ｍｍ，２９．７ｍｍ，２９．４ｍｍ，２９．１ｍｍ，２８．８ｍｍのフロントトップローラを、従来（縮径部の外径Ｄ２＝２７ｍｍ）と本実施形態（縮径部３１の外径Ｄ２＝２５ｍｍ）のそれぞれについて用意する。そして、各フロントトップローラを紡績ユニット２に取り付け、４００ｍ／ｍｉｎ前後の紡績速度で紡績糸１０の生成を行った。
【０１０１】
図１２（ａ）及び図１３（ａ）は、Ｒａｙｏｎ１００％の繊維で、Ｎｅ４０の紡績糸を、各フロントトップローラを使って紡績したときに生成された紡績糸１０に含まれていた糸欠点の数を示すものである。図１２（ａ）及び図１３（ａ）に示すように、従来のフロントトップローラ（縮径部の外径Ｄ２＝２７ｍｍ）では、繊維接触部の外径Ｄ１が初期形状（３０ｍｍ）から小さくなればなるほど、糸欠点の数が増加している（糸品質が悪化している）。これは、従来のフロントトップローラ（初期形状で段差１．５ｍｍ）では、繊維接触部の外周を研磨すればするほど糸品質が悪化することを示している。
【０１０２】
この点、本実施形態のフロントトップローラ２０（縮径部の外径Ｄ２＝２５ｍｍ）は、繊維接触部３０の外径Ｄ１が初期形状（３０ｍｍ）から小さくなっていても、糸欠点の数は殆ど増大していない。これは、本実施形態のフロントトップローラ２０（初期形状で段差２．５ｍｍ）は、繊維接触部３０の外周を研磨したとしても、従来のフロントトップローラ（初期形状で段差１．５ｍｍ）ほどは糸品質が悪化しないことを示している。
【０１０３】
即ち、本実施形態のフロントトップローラ２０は、従来のフロントトップローラ（初期形状で段差１．５ｍｍ）よりも段差Ｌ１を大きくとっているので、研磨によって段差Ｌ１が小さくなったとしても、段差Ｌ１の縮小が糸品質に与える影響は、従来のフロントトップローラよりも小さい。このように、本実施形態のフロントトップローラ２０は、研磨による糸品質の悪化が小さいので、研磨後も問題なく使用を継続することができる（ただし前述のように、段差Ｌ１が１．５ｍｍよりも小さくなると糸品質が劣化してしまう。従って、本実施形態のフロントトップローラ２０を問題なく使用できるのは、研磨後の段差Ｌ１が１．５ｍｍ以上のときである）。
【０１０４】
図１２（ｂ）及び図１３（ｂ）は、上記と同じ条件下で、綿１００％コーマの繊維でＮｅ３０の紡績糸１０を生成した結果を示すものである。図１２（ｂ）及び図１３（ｂ）からわかるのように、この場合であっても、本実施のフロントトップローラ２０は、繊維接触部３０の外径Ｄ１が初期形状（３０ｍｍ）から小さくなっていても、糸欠点の数は殆ど増大していない。即ち、綿１００％の紡績糸１０を生成する場合にも、本実施形態のフロントトップローラ２０を問題なく使用することができる。
【０１０５】
ただし、図１２（ａ）と図１２（ｂ）を見くらべると分かるように、本実施形態のフロントトップローラ２０を用いることによる糸品質改善の効果は、Ｒａｙｏｎ１００％の紡績糸１０を生成する場合の方が大きい。これは、綿繊維に比べてＲａｙｏｎの繊維はしなやかであるため、随伴気流の影響を受け易く、フロントトップローラ２０の形状変化の影響が大きいためであると考えられる。従って、特にＲａｙｏｎのようにしなやかな繊維を紡績する際に本実施形態のフロントトップローラ２０を利用することで、研磨による糸品質の悪化を低減するという本願発明の作用を、より効果的に発揮することができる。
【０１０６】
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、繊維接触部３０と、縮径部３１と、を有する。繊維接触部３０は、外径が略一定に形成される。縮径部３１は、繊維接触部３０の軸方向両端部において、繊維接触部３０よりも外径が小さく形成される。繊維接触部３０は、軸方向の幅Ｗ１が１８ｍｍであり、外径Ｄ１が３０ｍｍである。縮径部３１の外径Ｄ２は２５ｍｍである。
【０１０７】
このフロントトップローラ２０は、繊維接触部３０と縮径部３１との段差Ｌ１が２．５ｍｍとなるので、従来のフロントトップローラ（段差１．５ｍｍ）に比べて、段差に余裕がある。このため、繊維接触部３０を研磨して段差Ｌ１が小さくなったとしても、糸品質に対する影響は従来のフロントトップローラよりも小さい。結果として、本実施形態のフロントトップローラ２０は、従来のフロントトップローラよりも研磨回数を多くすることができるので、当該フロントトップローラ２０を使用できる期間が長くなり、運転コストの削減を実現できる。しかも、上記のように段差を２．５ｍｍとしたフロントトップローラ２０は、紡績速度４００ｍ／ｍｉｎ前後の高速紡績においては、従来のフロントトップローラと比較して糸欠点の数を減少させることができる。
【０１０８】
本実施形態のフロントトップローラ２０は、繊維接触部３０の外周を研磨した後、段差Ｌ１が１．５ｍｍ以上である。
【０１０９】
即ち、本実施形態のフロントトップローラ２０は、従来のフロントトップローラよりも段差を大きくしたので、少なくとも従来のフロントトップローラ（段差１．５ｍｍ）より段差が大きい間は、繊維接触部３０の研磨を許容することができる。また、繊維接触部３０を研磨し過ぎると、当該繊維接触部３０のゴムの厚さが薄くなって繊維束８を把持する力が低下し、糸品質劣化の一因にもなり得る。しかし、上記の構成によれば、最低でも１．５ｍｍの段差を確保できる。即ち、研磨後であっても随伴気流を逃がす空間を最低でも１．５ｍｍ確保できるので、糸品質の劣化を防ぐことができる。
【０１１０】
本実施形態のフロントトップローラ２０において、繊維接触部３０と縮径部３１はテーパ部３２によって接続されている。
【０１１１】
この構成によれば、繊維接触部３０の外周を研磨装置５０によって研磨する際に、フロントトップローラ２０を砥石５１に対して軸方向から近づけ易くなり、研磨作業をスムーズに行うことができる。
【０１１２】
本実施形態の紡績ユニット２は、スライバ１５をドラフトして繊維束８とするドラフト装置７と、前記ドラフト装置７によりドラフトされた繊維束８を、紡績速度４００ｍ／ｍｉｎ以上で紡績する紡績装置９と、を備えている。ドラフト装置７は、回転することによりスライバ１５をドラフトするフロントトップローラ２０を備える。
【０１１３】
本実施形態の紡績ユニット２は、以下のように構成されている。即ち、ドラフト装置７は、スライバ１５をドラフトするためのローラを、前記スライバ１５の搬送方向に複数備える。ドラフト装置７の最下流側に配置されるフロントトップローラ２０に、本発明の構成が適用されている。
【０１１４】
即ち、ドラフト装置７においては、下流側のローラほど回転速度高速になる。従って、最下流に配置されるフロントトップローラ２０は、極めて高速で回転するため、随伴気流の影響も大きく、摩耗も激しい。そこで、このフロントトップローラ２０に本発明の構成を適用することにより、研磨可能回数を増やすとともに糸欠点の数を減少させるという効果をより好適に発揮させることができる。
【０１１５】
本実施形態の精紡機１は、紡績ユニット２を複数備えている。
【０１１６】
精紡機１においては、従来に比べて使用可能期間が長いフロントトップローラ２０を各紡績ユニット２で採用しているので、精紡機１全体の運転コストを削減することができる。また、４００ｍ／ｍｉｎ以上の高速紡績では、従来よりも段差が大きいフロントトップローラ２０（段差２．５ｍｍ）を各紡績ユニット２で採用することで、随伴気流の影響を受けにくくなる結果、各紡績ユニット２のごとの糸品質のバラツキが減少し、生成される紡績糸１０の品質を均一に保つことができる。
【０１１７】
本実施形態の精紡機１では、段差Ｌ１を、２．５ｍｍから１．５ｍｍまで段階的に変化させながら紡績を行うという方法で紡績糸１０を製造している。
【０１１８】
即ち、摩耗によって繊維接触部３０の外周が凹んできたときには、繊維接触部３０の外周を研磨して外径を小さくすることにより、当該繊維接触部３０の外周を平滑な状態としてフロントトップローラ２０を再利用することができる。このように研磨を行うことでローラ外周の段差が段階的に小さくなるが、当該段差が上記の範囲内とすることにより、糸品質が劣化することを防止できる。
【０１１９】
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。
【０１２０】
上記実施形態では、回転する糸貯留ローラ１４によって、紡績装置９から紡績糸１０を引き出す構成の紡績ユニット２について説明した。しかしこの構成に限定される訳ではなく、例えば、対向して配置された２つのローラに紡績糸１０を挟み込み、当該ローラを回転させるとにより、紡績装置９から紡績糸１０を引き出すように構成することもできる。
【０１２１】
上記実施形態では、フロントトップローラ２０に段差を設ける構成としたが、ドラフト装置７が備える複数のドラフトローラの何れにも本願発明の構成を適用することができる。特に、外周がゴム製のドラフトローラ１６，１７，２０に本願発明の構成を適用することで、外周を研磨することによる糸品質の劣化を防止するという本願発明の効果を好適に発揮することができる。
【０１２２】
テーパ部３２は省略しても良い。
【符号の説明】
【０１２３】
１  精紡機（紡績機）
２  紡績ユニット
７  ドラフト装置
８  紡績糸
９  紡績装置
１５  スライバ
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
３２  テーパ部
Ｌ１  段差
【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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【図１３】
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