JPH01174637A - 三次元環状織機 - 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形状を定める心材を中心に
放射状に配列された糸群により形成される開口内を走行
ケるシャトルから繰り出される糸を周方向糸として心材
外周に巻付ける三次元環状織機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１ｆｆｌでしか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、／　ｒＡ素マトリックス、セラミ
ックス繊維／セラミックスマトリックス等の組合ねゼに
よる複合材料は１０００℃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。

前記の三次元環状織物を製織する三次元環状織機として
、米国特許３７１９２１０号明細叢には三次元環状織物
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設し、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くシャトル）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マンドレルの外周面に巻付けて
三次元環状織物を製造する装置が開糸されている。。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、前記従来装置においては、経線方向糸の開口
が単開口すなわち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経線方向糸を同一平面上に並
べる必要があり、経線方向糸の間隔が大きくなり、経線
方向系の密度を上げることができない。又、糸供給体が
１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。

この問題を解決するため本願発明者は周方向糸を供給す
るシャトルを多数段同時に走行させることにより心材の
外周面に各シャトルから繰り出される糸を周方向糸とし
て複数段ずつ巻付ける方法を発明した。ところが、環状
に配置されたシャトルガイドに形成された複数段の案内
通路内をシャトルが走行する構成の場合には、シャトル
から繰り出される糸がなくなった際にシャトルを案内通
路内から取り出す必要があるが、複数段積層された案内
通路の中間部分の案内通路内からシャトルを取′り出す
作業が面倒となる。しかも、一般に三次元環状織物に使
用される糸はその太さが太く、かつ三次元環状織物の直
径も大きいので、シャトルが１回に保持できる糸により
形成される周方向糸の巻数は比較的に少いため、シャト
ルの交換あるいはシャトル内のボビンの交換が頻繁とな
り前記の不都合がより顕著となる。

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、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
れた糸群により形成される開口内を走行するシャトルの
走行経路がスパイラル状となるように複数段の案内通路
を備えたシャトルガイドを環状に配置し、前記スパイラ
ル状の走行経路にシアトルの入口部及び出口部を設けた
。

（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糸群により形成される開口
と対応する位置に複数段の案内通路が形成されたシャト
ルガイドの各案内通路内を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周方向糸として心
材の外周面に複数段ずつ巻付けられる。そして、案内通
路により形成されるシャトルの走行経路がスパイラル状
となっているため、シャトルはスパイラル状の走行経路
の入口部から案内通路内に進入し、複数段の案内通路を
順次出口部へ向かって走行し、出口部から走行経路外へ
と脱出する。従って、入口部から順次シャトルを案内通
路内に供給ケることにより三次元環状織物が連続的に織
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１〜７
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０１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の放射方向に
配列される放射方向糸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５を供給するヤーンビーム６とがそれぞれ環状をな
すように多数配置されている。又、シャトルガイド２の
外側の各シャトルガイド２間と対応する位置には経線方
向糸５が挿通される糸ガイド７が配設され、該糸ガイド
７の外側には放射方向糸３の開口運動を行う開口装置８
が配置されている。

開口装置８は第４図に示すように、外周面に上下方向に
延びる多数のガイド溝９ａ、１０ａを有する上下一対の
環状フレーム９．１０間に板状のベルト１１，１２が交
互に上下動可能に装着されている。各環状フレーム９．
１０の外側には内周面にカム溝１３ａ、１４ａが形成さ
れた環状の回転カム１３．１４が前記環状フレーム９．
１０に対して回転自在に支持された被動ギヤ１５．１６
に対してそれぞれ一体回転可能に固定されている。

各被動ギヤ１５．１６は図示しない駆動装置により回転
駆動される回転軸１７に嵌Ｗされた駆動ギヤ１８．１９
と噛合している。前記一方のベルト１１にはその上部外
側に前記回転カム１３のカム溝１３８と係合する係合凸
部１１ａが、他方のベルト１２の下部外側には回転カム
１４のカム溝１４ａと係合する保合凸部１２ａがそれぞ
れ突設されている。そして、前記駆動ギヤ１８．１９及
び被動ギヤ１５．１６を介して回転カム１３゜１４が回
転されるに伴い、各ベルト１１．１２がカム溝１３８．
１４ａの形状に従うて順次上下動されるようになってい
る。

１前記シヤトルガイド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Ｍ２０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２０
の高、さが順次低くなるように形成されて案内通路２０
によりスパイラル状の走行路が構成されるようになって
いる。第１図に示すようにシャトルガイド２の上部には
シャトル２１を案内通路２０内に導入する入口部２２ａ
が、又シャトルカイド２の下部にはシャトル２１を案内
通路２０外に排出する出口！１２２ｂがそれぞれ設けら
れている。シャトル２１はその中央部に周方向糸２３が
轡かれたリール２４が回転自在に装備されている。前記
入口部近傍には周方向糸２３の一端を把持する糸−把持
装置２５（第２図に図示）が設けられている。

又、シャトル２１の左右両側には複数個の永久磁石２６
が前後方内に沿ってそれぞれ一列に装備されている。各
永久磁石２６は第５図に示すように、Ｎ［Ｉ及びＳ極が
それぞれ上下に位Ｉｌする状態に配置されている。一方
シャトルガイド２には案内通路２０を心材１と対応する
側に開放するスリット２ａが形成されるとともに、案内
通路２０の上下両側と対応する位置には前記永久磁石２
６と協同してシャトル２１を浮遊状態に保持するととも
に推進力を付与するための１ｉｉｉｔ石２７が前記永久
磁石２６のＮ、Ｓ極と対向するように設けられている。

そして、前記電磁石２７の極性が順次変換されることに
より、永久磁石２６と電磁石２７との吸引及び反発力の
作用でシャトル２１が案内通路２０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
い徐々に上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。三次元環状織物Ｆ＠
織成する場合にはまず、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ヤー
ンビーム４から引出された放射方向糸３をそれぞれベル
ト１１．１２の目に通すとともに、各シャトルガイド２
の間を通した状態で心材１を中心に放射状に配列する。

又。

ヤーンビーム６から引出された経線方向糸５を糸ガイド
７の糸通路に挿通した状態で心材１を中心に放射状に配
列する。

そして、シャトルガイド２の入口部２２ａに周方向糸号
３が轡かれたリール２４を備えたシャトル２１を多数準
備し、この状態で織成を開始する。

なお、シャトル２１から繰り出される周方向糸２３の一
端がシャトルガイド２の内側に配置された糸端把持ｆ！
ｌ１ｌｆ２５により把持された状態で、シャトル２１が
入口部２２ａから案内通路２０内に導入される。案内通
路２０内に導入されたシャトル２１はスパイラル状に形
成された走行路に沿って第６図に示すように順次下方へ
と移動し、最下段の案内通路２０に３！続して設けられ
た出口部２２ｂからシャトルガイド２の外部へと脱出す
る。

リール２４にはシャトル２１が走行路の入口部２２ａか
ら出口部２２ｂに到達する間に繰り出される長さの糸が
巻付けられており、シャトル２１が出口部２２ｂに到達
した時点でリール２４に轡かれた周方向糸がなくなる。

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２３の糸端が飛び出した状
態に形成されるため、周方向糸２３がシャトル２１によ
り心材１に巻付けられる都度゛、あるいは三次元環状Ｉ
Ｉｖ！ＪＦが織成された後にその糸端を切断する必要が
ある。

１３．７因に示すようにベルト１１，１２はシャトル２
１の走行時輪シャトルガイド２の各案内通路２０が全て
当該放射方向糸３による開口内に位置するように開口運
動を行う。そして、各ベルト１１．１２は回転カム１３
．１４が１回転する間に１往復動するように作動される
。第３図に示す状態からシャトル２１が案内通路２０内
を走行すると、シャトル２１から繰り出される周方向糸
２３は最下段の案内通路２０を走行するシャトル２１か
ら繰り出されるものが最内層に、最上段の案内通路２０
を走行するシャトル２１から繰り出されるものが最外層
となるように心材１の周面に巻付けられる。経線方向糸
５はそれぞれ４段設けられた案内通路２０の間を通る位
置に配置されているため、シャトル２１が案内通路２０
を通過することにより各経線方向糸５は常に周方向糸２
３の層間に織り込まれる。そして、放射方向糸３により
形成される開口をシャトル２１が通過した後ベルト１１
．１２が作動されて当該開口が閉じるとともに新たに開
口が形成されることにより、放射方向糸３が経線方向糸
５と協同して周方向糸２３を囲繞するように折り返され
る。以下同様にして順次周方向糸２３が４段ずつ心材１
の外周に巻付けられるとともに放射方向糸３が折り返さ
れるに従い、徐々に心材１が上昇移動されて三次元環状
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８因に従って説明する。

この実施例においては、案内通路２０により形成される
スパイラル状の走行路が２重構造となるように形成され
るとともに、各走行路に入口部２２ａ及び出口部２２ｂ
が形成されている点が前記実施例と異なっている。この
ように構成した場合には周方向糸２３の段数が４段であ
っても、各シャトル２１が入口部２２ａから出口部２２
ｂまで移動する長さが前記実施例の場合の半分となり、
シャトル２１が保持する周方向糸２３の必要最小長さが
短くなり、シャトル２１の小型化が可能となる。

なお、この発明は前記実施例に限定されるものではなく
、例えば、シャトル２１の駆動方法として磁石による吸
引、反発力を利用する代わりに、第９区に示すようにシ
ャトルガイド２に一部が案内通路２０内に突出する状態
で駆動ギヤ′２８を設け、シャトル２１の外側には該駆
動ギヤ２８と噛合する山部２１ａを形成し、駆動ギヤ２
８と歯部２１ａとの噛合によりシャトル２１を案内通路
２０のガイド凸条２０ａに沿って移動させる構成として
もよい。又、入口部２２ａと出口部２２ｂとを搬送路で
連結するとともに、シャトル２１としてボビンを着脱可
能に収容する構成のものを使用し、出口ａＳ２２ｂから
脱出したシャトル２１のボビンを新しいボビンと交換し
て再び入口部２２ａから案内通路２０内へと送り込む構
成としてもよい。ざらには、心材１の形状あるいは案内
通路２０の段数を変更したり、周方向糸２３と直交する
状態で織り込まれる糸の組織が異なる織成方法に適用し
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繊物
の周方向糸を繰り出すシャトルの走行経路がスパイラル
状に形成され該走行経路に入口部及び出口部が設けられ
ているため、シャトルガイドの入口部から出口部まで移
動する間に繰り出す長さの周方向糸を保持したシャトル
を順次入口部から案内通路内に送り込むことにより、三
次元環状織物を連続的に織成することができるとともに
、シャトルの小型化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１〜７因はこの発明を具体化した第１の実施例を示す
ものであって、第１図はシャトルガイドの展開図、第２
図は三次元環状織機の概略平面図、第３図は織成作用を
示す概略側断ｌｉ図、第４図は開口装置の部分断面図、
第５図はシャトルガイドの部分断面図、笥６図はシャト
ルの移動軌跡を示す概略図、第７図は回転カムが１回転
する間のベルトの移動軌跡とシャトルとの関係を示す概
略図、第８図、は第２の実施例のシャトルの移動軌跡を
示す概略図、笥９図は変更例を示ケ部分平断面図である
。 心材１、シャトルガイド２、放射方向糸３、経線方向糸
５、開口装置８、案内通路２０、シャトル２１、入口部
２２ａ、出口部２２ｂ１周方向糸２３、環状織物Ｆ。 特許□出願人　　株式会社爺田自動織機製作所代　理　
人　　弁理士　　恩１）Ｉｌ寞第９ｖＩＪ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、三次元環状織物の形状を定める心材を中心に放射状
   に配列された糸群により形成される開口内を走行するシ
   ャトルから繰り出される糸を周方向糸として心材外周に
   巻付ける三次元環状織機において、前記開口内を走行す
   るシャトルの走行経路がスパイラル状となるように複数
   段の案内通路を備えたシャトルガイドを環状に配置し、
   前記スパイラル状の走行経路にシャトルの入口部及び出
   口部を設けた三次元環状織機。