世界最高の織機「無停止杼換式豊田自動織機（G型）」はいかにして完成したのか：トヨタ自動車におけるクルマづくりの変革（13）（5/6 ページ）

[武藤一夫／武藤技術研究所 代表取締役社長 博士（工学），MONOist]

（7）不正杼入れ防止装置

　シャットル織機では、シャットルが左右に高速で飛び交いよこ糸を通す。このとき、正しい姿勢でシャットルが受け箱に入っていないと、つかみ装置（ピッカー）やたて糸を破損してしまう危険がある。マガジンボックス（予備杼溜箱）に杼を挿入する際、本来は木管挿入部を上にして入れる必要がある。しかし、誤って横向きに挿入した場合、そのまま杼換を行うと杼や織機を破損する危険がある。

　この問題を防ぐために考案されたのが、誤ったシャットル挿入を検知して停止する不正杼入れ防止装置である。

　図9（a）に不正杼入れ防止装置を示す。特徴は以下の通りだ。

• 誤ってシャットルが縦向きに入れられたときや、新シャットルが準備されていない空のままの状態のときは織機が停止する
• 正しくシャットルを投入すると、チェックレバーA／Bはシャットルの側面で押され、矢印方向に移動し、シャットルはマガジンボックスに充填（じゅうてん）される
• 誤ってシャットルを横にして投入すると、チェックレバーBに引っ掛かり、シャットルの不正投入を防止する

　図9（b）に「底面」に触れる高さを設定する装置を示す。特徴は以下の通りだ。

• 受け箱内部の感知棒（プローブ）は、正しく入ったシャットルの「底面」に触れる高さに設定
• リンク機構（青）は、感知棒の動きを増幅し、異常なら停止機構へ信号を送る
• レバー・カム（黒）は、異常信号を受けると、主軸にストップをかける

図9　不正杼入れ防止装置［クリックで拡大］ 出所：トヨタ産業技術記念館

　この装置は1925年（大正14年）9月に特許第65950号として登録された。当時は取扱者の習熟度が十分でなかったため有効に働いたが、その後技術者の熟練により不正挿入が減少したため、現在は装着されていない。とはいえ、設計者が取扱者の技術水準を考慮して工夫を凝らした一例として重要である。

（8）杼緯糸引通装置

　杼（シャットル）は自動織機の製織能率を左右する重要な要素であり、豊田佐吉以来、多くの研究と特許が重ねられてきた。その中でも注目すべき発明が杼緯糸引通装置である。不正杼入れ防止装置を安全系とすれば、杼緯糸引通装置は能率系となって互いを補完する関係にあるためここで紹介する。

　杼緯糸引通装置は、特許第60182号として1923年（大正12年）3月に登録された。よこ糸を効率的に杼へ通すための独創的な仕組みであり、佐吉の発明精神を受け継ぐものとして高く評価されている。

　技術的意義としては、不正杼入れ防止装置が取扱者の誤操作を防ぎ、織機の破損を回避する安全装置であるのに対し、杼緯糸引通装置は杼の効率的な使用を可能にし、製織能率を高める独創的な仕組みになっている。

　両者は「安全性の確保」と「能率の向上」という異なる側面を担い、自動織機の完成度をさらに高めた。その役割の違いと補完関係が一目で分かるよう表4にまとめた。

区分	装置名	主な目的	動作の仕組み	技術的効果	発明の意義
安全系	不正杼入れ防止装置	杼の誤挿入による織機破損を防止	・杼が正しく挿入された場合は部品が通路に出ない ・杼が横向きに挿入された場合、部品が通路に突き出し杼の通過を妨げる	誤操作による杼や織機の損傷を未然に防止	1925年（大正14年）特許第65950号。取扱者の技術水準を考慮した安全設計の一例
能率系	杼緯糸引通装置	よこ糸を効率的に杼へ通し、製織能率を高める	・よこ糸をシャットルに確実かつ迅速に通す仕組み ・作業効率を改善し、織布工程を円滑化	製織速度と能率の向上 作業者の負担軽減	1923年（大正12年）特許第60182号。佐吉の独創力を受け継ぐ発明として高く評価
表4　安全系（不正杼入れ防止）と能率系（緯糸引通）の比較表

（9）杼停止位置安全装置

　図10に示すように、杼位置異常を検知して停止、すなわち、杼の停止位置が不良で、杼箱と筬の間にシャットルを挟んだとき、織機を停止する。

図10　杼停止位置安全装置［クリックで拡大］ 出所：トヨタ産業技術記念館

　万が一、杼が途中で停止して空打ちした場合は、（1）シャットルが筬を押す。（2）筬を介してリードフライバックが少し回動すると、筬への押圧力が急激に減少し、筬が後方へ逃げてたて糸や部品の破損を防ぐ。（3）リードフライバックに結合している機構が働き織機を停止させる。

（10）たて糸保護装置

　杼が何らかの故障で、開口したたて糸の間に挟まったとき、筬打ちが行われると、杼の長さだけたて糸が切断されたり、筬が破損したりする。これを防ぐため、筬を筬框から外すとともに運転を停止させる装置をたて糸保護装置という。

　これには可動筬装置と固定筬停止装置があるが、無停止杼換式豊田自動織機（G型）では、高速運転時において敏感に作動し、かつたて糸切れを確実に防止する可動装置を採用している。この装置の主体は公知のものだったが、たて糸切断を減少させる機構については特許権を取得し（特許第71179号：特許出願日1924年（大正13年）11月19日、特許登録日1927年（昭和2年）3月1日）、これを改良したものが無停止杼換式豊田自動織機（G型）に装着されている。

　図11（a）に、無停止杼換式豊田自動織機（G型）に使用されているたて糸保護装置の構造を示す。

図11　たて糸保護装置と可動固定装置の構造［クリックで拡大］ 出所：四十年史 豊田自動織機製作所

　杼が途中に挟まると、筬（1）、フライバック（2）が押されて、軸（3）を反時計方向に回転させるため、（3）に固定されたコンペンセーターブラケット（4）も左に回るが、中心線を超えると、（4）に取り付けられた腕（5）を下から引っ張っているバネの力により、（3）（4）は急速に左方向に回転する。従って、フライバック（2）も点線位置に移動し、筬（1）は完全に（2）より外れ、杼によりたて糸を切断することはない。

　なお、運転の停止は、（3）の回転により、レバー（6）が上がり、（7）を押し上げ、テークオフレバー（8）を右に回転させ、ハンドルを外すことによって行われる。

　なお、図中（9）は、レバー（6）の同軸に設けられたキャッチで、（6）が押し上げられると同時に先端が上がって、筬框に設けられたフッカ（10）に引っ掛かり、いったんはね返った筬が、再び戻らないよう安全装置として作用している。

　図11（b）に、可動固定装置（1）を示す。この可動筬装置においては、筬は極めて軽く筬框に保持されているため、筬が前進して筬打ちするときには、よこ糸を確実に織前に圧入し、また筬が後退するときには、筬の抗力により、筬がはずれて杼が逸脱しないよう、筬を筬框に圧着する必要がある。従って、無停止杼換式豊田自動織機（G型）においては、筬打ち時には、図11（b）に示すように、ストップフィンガー（11）の下にダックビル（12）が接し、可動筬をしっかりと筬框に固定するようになっている。

　図11（c）に、可動固定装置（2）を示す。筬が後退して杼道を作るときには、図11（c）に示すように、フライバックを支えるプレスフィンガー（13）に装着したベンドスライダーボール（14）が、ベンドスライダー（15）により押し上げられて筬を固定し、可動筬が筬框より離脱するのを防いでいる。

　なお、異常時に杼がたて糸内で停止した場合は、筬打ちでたて糸が切断しないように筬を後方に回転させて織機を停止させる。