JPH01168938A - 三次元環状織物の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の目的 （産業上の利用分野） この発明は三次元環状織物の製造方法に係り、詳しくは
環状織物の放射方向に配列される第１の糸群と、経線方
向に配列される第２の糸群と、周方向に配列される第３
の糸群とから構成され、放射方向に配列される第１の糸
群が環状織物の内側及び外側において折り返される構造
を有する三次元環状織物の製造方法に関するものである
。

（従来の技術） 三次元環状織物は樹脂や無機物をマトリックスとする繊
維強化複合材料の基材として用いられ、このような複合
材料成形品は軒昂でしがも高強度のためロケット、航空
機等の構造材料としてその有用性が評価されている。特
に、炭素繊維／炭素マトリックス、セラミクス繊維／セ
ラミクスマトリックス等の組合わせによる複合材料は１
０００℃以上の耐熱性が要求されるロケットエンジン、
ジェットエンジン用ノズルとしても使用が可能となる。

前記の構造を有する三次元環状織物の製造方法として特
開昭６１−２０１０６３号公報には第１８．１９図に示
すように筒状をなす基板３１に多数の糸案内管３２を放
射状にかつ半径方向外側に向って移動可能に挿通し、基
板３１の表面には隣接する糸案内管３２間にそれぞれ板
状のスペーサ３３を放射状に配置するとともに、その先
端部に沿って巻回され糸案内管３２間に環状をなして延
びるワイヤ３４で固定した心材を使用して三次元環状織
物を製造する方法が開示されている。この方法ではまず
基板３１の軸線方向すなわち第１９図の紙面と直交する
方向に第１の無端糸３５を心材の両端で折り返しながら
糸案内管３２に沿って蛇行配置して得られた第１の無端
糸３５の層の上に、基板３１の周方向に沿って第１の無
端糸３５を巻き付ける。そして、この操作を所定回数（
０回）繰返し、スペーサ３３上に第１の無端糸３５の積
層体を形成する。次に糸案内管３２の内部に基板３１の
内側から第２の無端糸３６のループを挿通するとともに
糸案内管３２を第１の無端糸３５の積層の上面に引出し
て取・除き、第１の無端糸３５の積層の外面に第２の無
端糸３６のループを引出す。そして、引出された第２の
無端糸３６のループに第３の無端糸３７をカンヌキ糸と
して挿通し、前記第２の無端糸３６及び第３の無端糸３
７によって第１の無端糸３５の積層を締付けることによ
り三次元環状織物が製造される。

又、米国特許３７１９２１０号明柵川には転配元用状織
物の形状を定めるマンドレル（心材）を中心としてジャ
カード装置を環状に配置し、環状織物の放射方向に配列
される放射方向糸と、環状織物の内周面に沿って軸方向
に配列される経線方向糸とをジャカード装置を介して供
給し、前記ジャカード装置の内側に環状に配置されたレ
ールに沿って糸供給体を移動させることにより糸供給体
から繰り出される糸を環状織物の周方向に配列される周
方向糸として供給して三次元環状織物を製造する方法が
開示されている。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、特開昭６１−２０１０６３号公報に開示され
た方法では環状織物の放射方向に配列される糸を構成す
る第２の無端糸３６を糸案内管３２に挿通する作業及び
糸案内管３２を基板３１から取除くとともに、第２の無
端糸３６のループ内に第３の無端糸３７をカンヌキ糸と
して挿通する作業に手間がかかり、自動化が難しいばか
りでなく、少なくとも糸案内管３２の肉厚の合計分、環
状織物の密度が低くなるという不都合がある。

一方、後者の方法では環状織物を自動的に製造すること
ができるが、環状織物の周方向に配列される周方向糸を
供給する糸供給体の構造及びその駆動機構が複雑なばか
りでなく、経線方向糸の開口が型開口ずなわら同一平面
上に配置されるため、周方向糸の層の数ずつ一組となる
開口装置を同一平面上に並べる必要があり、経線方向糸
間隔が大きくなり経線方向糸の密度を上げることができ
ない。又、糸供給体が一平面内でのみ移動するため環状
織物の製造速度が遅いという問題がある。

発明の構成 （問題点を解決するための手段） 前記の問題点を解決するためこの発明においては、複数
段の案内通路を備えた多数のシャトルガイドを１マ状に
配置し、その中央部に三次元環状織物の形状を定める心
材を配置し、三次元環状織物の放射方向糸を構成する第
１の糸群及び経線方向糸を構成する複数列の第２の糸群
をそれぞれ前記心材を中心に放射状に配列し、前記第１
の糸群と第２の糸群とにより形成される開口及び第２の
糸群により形成される開口と対向する位置に前記シャト
・ルガイドの案内通路が位置する状態で複枚のシャトル
を各案内通路に沿って走行させることにより、前記心材
の外周に各シャトルから繰り出される第３の糸を周方向
糸として複数段に巻き付け、シャトルが前記開口を通過
した後、前記複数段に巻ぎ付けられた周方向糸を第２の
糸と共同して囲繞するように第１の糸を折り返す操作を
繰り返すようにした。

（作用） この発明においては三次元環状織物の形状を定める心材
を中心に放射状に配列された第１の糸群と第２の糸群と
により形成される開口及び第２の糸群により形成される
開口内をシャトルガイドの案内通路に沿ってシャトルが
走行することにより、各シャトルから繰り出される糸が
第３の糸群として心材の周方向に同心円状に複数段に巻
き付けられる。すなわち、シャトルガイドに形成された
複数段の案内通路内を走行するシャトルの段数と同じ数
だけ周方向糸の層が形成される。シャトルが前記間口を
通過した後、通過した開口が閉じられて第１の糸が折り
返され、複数段に巻き付けられた周方向糸を第２の糸と
共同して囲繞する。そして、新に形成された開口をシャ
トルが通過する。

この操作の繰り返しと、必要に応じて心材を軸心方向に
移動させることにより順次心材の外周面に三次元環状織
物が形成される。

（実施例１） 以下この発明を具体化した第１の実施例を第１〜６図に
従って説明する。第２図に示すように三次元環状織物の
形状を定める心材１の周囲には心材１を中心にして多数
のシャトルガイド２が環状に配置されている。シャトル
ガイド２の外側には三次元環状織物Ｆの放射方向に配列
される放射方向糸を構成する第１の糸３を供給するヤー
ンビーム４と、環状織物Ｆの内周面に沿って軸方向に配
列される経線方向糸を構成する第２の糸５を供給するヤ
ーンビーム６とがそれぞれ環状をなずように多数配置さ
れている。又、シャトルガイド２とヤーンビーム６との
間には第１の糸３の開口運動を行うベルト７がヤーンビ
ーム４と平行に配置されている。

シャトルガイド２には心材１を中心とした放射方向と直
交する方向に延びる案内通路８が複数段′（この実施例
では４段）形成されるとともに、各案内通路８の心材１
と対応する側にはスリット９が形成されている。第４図
に示すように各案内通路８間には心材１に対して放射方
向に延びる糸通路１０が形成されている。ヤーンビーム
４から繰り出される第１の糸３はベルト７の目７ａ及び
各シャトルガイド２間の間隙を通って心材１の周面に供
給され、ヤーンど−ム６から繰り出される第２の糸５は
前記糸通路１０を通って心材１の周面に供給されるよう
になっている。シャトルガイド２の案内通路８内を走行
するシャトル１１は第３図に示すようにその中央部にリ
ール１２が回転自在に装備されるとともに、後部内側に
糸繰り出し部１１ａが形成されている。又、シャトル１
１には案内通路８のスリット９の反対側と対向する位置
に永久磁石１３が２個固定されている。そして、シャト
ルガイド２に設けられた電磁石１４の極性が順次変換さ
れることにより永久磁石１３と電磁石１４との吸引及び
反発力によりシャトル１１が案内通路８内を移動するよ
うになっている。なお、心材１は図示しない駆動機構に
よりその軸心方向に移動可能に構成され、織成の進行に
伴い徐々に」二昇移動されるようになっている。

次に前記のように構成された装置による三次元環状織物
Ｆの織成作用について説明する。心材１をその上部がシ
ャトルガイド２の上部とほぼ対応する位置に配置した状
態で、第１の糸３及び第２の糸５をそれぞれベルト７の
目７８あるいはシャトルガイド２の糸通路１０に挿通し
た状態で心材１を中心に放射状に配列する。又、各シャ
トル１１から繰り出される第３の糸１５の端部を心材１
の上部にそれぞれ固定する。そしてこの状態で織成を開
始する。この実施例では＃、×及び○で区別される各４
段３組のシャトル１１により、第３の糸１５が環状織物
Ｆの周方向に配列される周方向糸として巻き付けられる
。第６図（ａ）に示すようにベルト７はシャトルガイド
２の各案内通路８が全て第１の糸３による開口内に位置
するように開口運動を行う。第６図（ａ　）に示す状態
から＃のシャトル１１がシャトルガイド２の案内通路８
内を走行すると、シャトル１１がら繰り出される第３の
糸１５は最下段の案内通路８を走行するシレトル１１か
ら繰り出されるものが最内層に、最上段の案内通゛路８
を走行するシャトル１１がら繰り出されるものが最外層
となるように心材１の周面に巻き付けられて第６図（１
））に示す状態となる。そして、その状態でベルト７が
作動されて開口が閉じるとともに新な開口が形成される
ことにより、第１の糸３が前記複数段に巻き付けられた
周方向糸としての第３の糸１５を第２の糸５と共同して
囲繞するように折り返される。次に×のシャトル１１が
新に形成された開口を通過すると第１の糸３と第２の糸
５により形成される開口及び第２の糸５により形成され
る開口内に第３の糸１５が挿通されて第６図（Ｃ）に示
す状態となる。

以下同様にして順次筒３の糸１５が周方向糸として４段
ずつ心材１の外周に巻き付けられるとともに第１の糸３
が折り返されるに従い徐々に心材１が−Ｅ界移動され、
三次元環状織物Ｆが順次織成される。

（実施例２） 次に第２の実施例を第７図（ａ　）〜（Ｃ）に従って説
明する。この実施例においては第１の糸３を上下動させ
るベルト７が放射方向に対し１枚で構成されている点と
、各シャトルガイド２がそれぞれ案内通路８の配置間隔
分上下動可能に構成されるとともに、シャトル１１の段
数が案内通路８の段数より１少ない点が前記実施例と異
っている。

さて、第７図（ａ　）に示す状態から＃のシャ１ヘル１
１がシャ］・ルガイド２の案内通路８を通過することに
より第１の糸３と第２の糸５により形成された開口及び
第２の糸５により形成された開口内に第３の糸１５が挿
通された後、ベルト７が下降移動されるとともにシャト
ルガイド２が上方へ移動されて第７図（ｂ　）に示す状
態となる。これにより第１の糸３が折り返されるととも
に、シャトルガイド２に形成された案内通路８の内置上
段の案内通路８がシャトル１１の走行路から退避した状
態となる。この状態で次の×のシャトル１１が案内通路
８を通過することにより、第２の糸５により形成される
開口及び第２の糸５と第１の糸３とにより形成される開
口内に第３の糸１５が挿通されて第７図（Ｃ）に示す状
態となる。以下順次ベルト７及びシャトルガイド２が上
下動されるとともに、シャトル１１が案内通路８内を通
過づ−ることにより順次三次元環状織物Ｆが織成される
。

（実施例３） 次に第３の実施例を第８図及び第９図（ａ　）〜（Ｃ）
に従って説明する。この実施例においてはベルト７が放
射方向に対し１枚である点は前記第２の実施例と同様で
あるが、シャトルガイド２に形成された糸通路１０に代
えて第９図（ａ　）〜（Ｃ）に示すように第２の糸５を
案内する糸ガイド１６をベルト７と同期して上下動可能
にかつ第８図に示すように糸ガイド１６が各シャトルガ
イド２の間と対向する位置に設けられ、シャトルガイド
２を上下動させる代わりに糸ガイド１６を上下動させる
ようにした点が前記第２の実施例と異っている。第９図
（ａ　）に示す状態すなわちベルト７が下降位置に、糸
ガイド１６が上が位置に配置された状態でシャトル１１
がシャトルガイド２の案内通路８を通過することにより
第２の糸５により形成される開口及び、第２の糸５と第
１の糸３により形成される開口内に第３の糸１５が挿通
され、その後ベルト７及び糸ガイド１６が作動されると
第９図（ｂ　）に示す状態となる。この状態で次の×の
シャトル１１が案内通路８を通過することにより第３の
糸１５が新に形成された開口内に挿通され、シャトル１
１が案内通路８を通過した後ベルト７及び糸ガイド１６
が作動されると第９図（Ｃ）に示す状態となる。以下同
様の操作を繰り返すことにより三次元環状織物Ｆが順次
織成される。

（実施例４） 次に第４の実施例を第１０．１１図に従って説明する。

この実施例においてはシャトル１１の段数が案内通路８
の段数より１少ない点と、第１の糸３を上下動させるベ
ルト７が放射方向に対し１枚で構成されている点とは前
記第２の実施例と同じであるが、シャトルガイド２が固
定位置に保持される点が大ぎく異なっている。すなわち
、シャ１−ルガイド２と、第２の糸５の開口を定めるベ
ルト４０とが固定位置に保持され、ベルト７のみが上下
動される。そして、４段１組のシャトル１１が偶数組使
用され、第１１図に示すように最下段の案内通路８を使
用しない組と、最上段の案内通路８を使用しない絹とが
交互に配置され、４［９１絹のシャトル１１が第１の糸
３と第２の糸５により形成された開口及び第２の糸５に
より形成された開口を通過すると、ベルト７が作動され
て第１の糸３が折り返えされる。

（実施例５〉 次に第５の実施例を第１２〜１４図に従って説明する。

前記各実施例においてはシャトル１１が複数段独立して
設けられたリング状の走行路内を走行する構成であるの
に対し、この実施例においてはシャトル１１が連続した
螺旋状の走行路を走行する点と、シャトル１１が螺旋状
の走行路を上段から下段に向って移動する間に三次元環
状織物Ｆの周方向糸が１本ずつ独立して織り込まれる点
とが前記各実施例と大ぎく異っている。シャトル１１は
ボビン１７が着脱可能な構造に形成され、シャトルガイ
ド２の外側に配置されるガイド通路１８（第１３図に図
示）を通ってシャトルガイド２の案内通路８内に進入し
、螺旋状に形成された走行路に沿って第１２図に示すよ
うに順次下方へと移動して最下段の案内通路８からシャ
トルガイド２の外側へ脱出し、前記ガイド通路１８の一
端に進入して再び上方へと移動するようになって・いる
。ボビン１７にはシャトル１１が螺旋状の走行路の入口
から出口に到達する間に繰り出される長さの糸が巻き付
けられており、シャトル１１が前記出口に到達した時点
でボビン１７に巻かれた糸がなくなる。そして、シャト
ル１１が走行路の出口部からガイド通路１８内に進入し
てその上部に到達した時点で、第１２図に示すように空
のボビン１７がシャトル１１から取り出されるとともに
ガイド通路１８の上方に配置された満ボビン供給装置１
９から供給される満ボビンと交換され、再びガイド通路
１８を経てシャトルガイド２の案内通路８へと移動する
ようになっている。シャトル１１に装着されたボビン１
７に巻かれた糸の糸端は所定位置に固定保持され、シＰ
トル１１が移動するに従いボビン１７から糸が繰り出さ
れて第１の糸３及び第２の糸５により形成される開口内
に挿通される。従って、この実施例の方法で織成された
三次元環状織物Ｆはその表面から周方向糸としての第３
の糸１５の糸端が飛び出した状態に形成されるため、第
３の糸１５がシャトル１１により周方向糸として巻ぎ付
けられる都度、あるいは三次元環状織物Ｆが織成された
後にその糸端を切断する必要がある。案内通路８により
形成される螺旋が第１２図に示す三重構造の場合には、
織成された三次元環状織物Ｆの断面構造は第１４図に示
すものとなる。

なお、この発明は前記各実施例に限定されるものではな
く、例えば、第１実施例の第１の糸３の開口運動を行う
開口装置２０として第１５．１６図に示す装置を使用し
てもよい。この装置は外周面に上下方向に延びる多数の
ガイド溝２１８゜２２ａを有する上下一対の環状フレー
ム２１゜２２間に板状のベルト２３．２４が交互に上下
動可能に装着され、一方のベルト２３にはその上部外側
に環状フレーム２１の外側に回転自在に配置されるとど
ちに内周面にカム溝２５ａが形成されたＩ４状の回転カ
ム２５のカム溝２５ａと係合する係合凸部２３ａが、伯
方のベルト２４の下部外側には環状フレーム２２の外側
に配置されるととしに内周面にカム溝２６ａが形成され
た回転カム２６のカム溝２６ａと係合する係合凸部２４
ａが突設されている。そして、回転カム２５．２６はそ
の外側面に歯部２５ｂ、２６ｂが形成されるとともに、
該歯部２５ｂ、２６ｂと噛合するとともに図示しない駆
動装置により回転駆動される回転軸３０に嵌着されたギ
ヤ２７．２８を介して回転され、回転カム２５．２６の
回転にともない各ベルト２３．２４がカム溝２５ａ、２
６ａの形状に従って順次上下動される。又、シャトル１
１の駆動方法として磁石による吸引、反発力を利用する
かわりに、第１７図に示すようにシャトルガイド２に一
部が案内通路８内に突出する状態で駆動ギ１フ２９を設
け、シャトル１１の外側には該駆動ギＡ７２９と噛合す
る南部１１ｂを形成し、駆動ギヤ２９と歯部１１．ｂと
の噛合によりシせ１−ル１１を案内通路８のガイド凸条
８ａに）合って移動させる構成としてもよい。さらには
、心材１の形状あるいは案内通路８の段数を任意に変更
したり、第５の実施例においてシャトル１１を循環使用
する構成に代えてボビン１７を備えたシャトル１１ある
いはり−ル１２を装備したシャトル１１を多数準備して
ガイド通路１８からシャトル１１を順次螺旋状の走行路
入口部へ送り込み、出口部から脱出したシャトル１１に
対して別の場所でボビンの交換あるいはリール１２への
糸の巻き付けを行う構成を採用してもよい。

発明の効果 以上詳述したように、この発明によれば三次元環状織物
の周方向に配列される周方向糸が所望の段数ずつ一度に
巻き付けられるため、経線方向糸の密度を上げることが
できるとともに環状織物の製造速度が速くなるという優
れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１〜６図はこの発明の第１の実施例を示すものであっ
て第１図はこの発明の製造方法を実施する製造装置の要
部概略断面図、第２図は同じく概略平面図、第３図は一
部破断部分平面図、第４図はシャトルガイドの斜視図、
第５図はシャトルの移動軸、跡を示す概略図、第６図（
ａ　）〜（Ｃ）は織成作用を示す概略断面図、第７図（
ａ　）〜（Ｃ）は第２の実施例の織成作用を示す概略断
面図、第８図は第３の実施例の糸ガイドの配置を示す部
分概略平面図、第９図（ａ　）〜（Ｃ）は同じく第３の
実施例の織成作用を示す概略断面図、第１０゜１１図は
第４の実施例を示すものであって第１０図は織成作用を
示す概略断面図、第１１図はシャトルの移動軌跡とベル
トの開口との関係とを示す概略図、第１２図はシャトル
の移動軌跡を示す概略図、第１３図はシャトルガイドの
斜視図、第１４図は織成された織物の断面図、第１５．
１６図は開口装置の変更例を示すものであって第１５図
は部分平面図、第１６図は断面図、第１７図はシャトル
の駆動機構の変更例を示す一部破断乎面図、第１８図は
従来の織成方法を示す平面図、第１９図は同じく部分開
面図である。 心材１、シャトルガイド２、第１の糸３、第２の糸５、
案内通路８、シャトル１１、第３の糸１５、環状織物Ｆ
０ ’）？’）− −ＯりＡ− 第１７図 第１８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、複数段の案内通路を備えた多数のシャトルガイドを
   環状に配置し、その中央部に三次元環状織物の形状を定
   める心材を配置し、三次元環状織物の放射方向糸を構成
   する第１の糸群及び経線方向糸を構成する複数列の第２
   の糸群をそれぞれ前記心材を中心に放射状に配列し、前
   記第１の糸群と第２の糸群とにより形成される開口及び
   第２の糸群により形成される開口と対向する位置に前記
   シャトルガイドの案内通路が位置する状態で複数のシャ
   トルを各案内通路に沿って走行させることにより、前記
   心材の外周に各シャトルから繰り出される第３の糸を周
   方向糸として複数段に巻き付け、シャトルが前記開口を
   通過した後、前記複数段に巻き付けられた周方向糸を第
   ２の糸と共同して囲繞するように第１の糸を折り返す操
   作を繰り返す三次元環状織物の製造方法。