JPH01174639A - 三次元環状織機のシャトル駆動方法 - 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１１ｉ１１のシャトル駆動方法に関
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ｓ
ｉＩ＃強化複合材料の基材として用いられ、このような
複合材料成形品は軽量て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（ｉｆｉｉ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１０００℃以、Ｆ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。

米国特許３７１９２１０号明細書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８をジャカード装置を介し工供給し
、前晶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（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供給して三次元環状織物を製造
する三次元環状織機が開示されている。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、前記従来装置においては、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糸供給体
が走行するように駆動する駆動装置として、ギア等を使
用した機械的な駆動装置が使用されているため、その構
造が複雑となる。又、前記従来装置では経線方向糸の開
口が単開口すなわち同一平面上に耐雷され、糸供給体は
１平面上のみを移動する構成のため、機械的駆動装置で
も対応できるが、経線方向糸の密度を上げる目的で開［
］を複開口すなわち糸供給体が複数段でそれぞれ独立し
て移動する場合には機構がより複雑となるという問題が
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、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に
永久磁石を装備し、前記開口内をシャトルが走行するよ
うに案内する複数段の案内通路を備えたシャトルガイド
の案内通路と対応する位置に、前記永久磁石と協同して
シャトルに推進力を付与するための電磁石を設け、前記
複数段の各案内通路内に前記シャトルを各段のシャトル
の位置がずれた状態に配置し、シャトルの位置に応じて
前記電磁石の励消磁あるいは極性の切換えで複数個のシ
ャトルを駆動するようにした。

（作用） この発明においては、シャトルはシャトル自身に装備さ
れた永久磁石と、シャトルガイドの各段の案内通路と対
応する位置に設けられた電磁石との作用により駆動され
る。すなわち、シャトルに装備された永久磁石とシャト
ルガイド側の電磁石との位置関係に対応して電磁石の励
消磁あるいは極性を切換えることにより、永久磁石と電
磁石との吸引、反発作用又は反発作用のみでシャトルに
推進力が付与されてシャトルが案内通路に沿って移動す
る。シャトルは複数段設けられた案内通路の段数と同じ
数が１組となって案内通路内を移動するが、各段のシャ
トルの位置がずれた状態を保持したままシャトルが駆動
される。

（実施例１） 以下この発明を具体化した第一の実施例を第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ＩＮ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５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９８，１０ａ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１３８．１４ａ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に嵌着された駆動ギｉア１８．１
９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１３ａ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１４８と係合する係合凸部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１３ａ
、１４ａの形状に従って順次上下動されるようになって
いる。

前記シャトルガイド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２０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
り螺旋状の走行路が構成されるようになっている。第４
図に示すようにシャトルガイド２の上部にはシャトル２
１を案内通路２０内に導入する入口部２２ａが、又シャ
トルガイド２の下部にはシャトル２１を案内通路２０外
に排出する出口部２２ｂ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が巻かれたリー
ル２４が回転自在に装備されている。又、シャトル２１
の左右両側には複数個の永久磁石２５が前後方向に沿っ
てそれぞれ一列に装備されている。各永久磁石２５はＮ
極及びＳ極がそれぞれ上下に位置する状態にかつＮ極及
びＳ極が交互に上部側となるように配置されている。

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２５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電磁石２６が前記永久磁
石２５のＮ。

Ｓ極と対向するように設けられている。又、各シャトル
ガイド２にはシャトル２１を検知する検知センサ２７（
第６図に図示）が設けられている。

そして、前記検知センサ２７からの検知信号を入力して
シャトル２１の位置を演算し、その位置に応じて各電磁
石２６の励消磁及び極性の切換えを制御する制御装置１
２８　（第２図に図示）の信号により電磁石２６の極性
が切換えられ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を織
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
門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２
３が巻かれたリール２４を備えたシャトル２１を多数準
備して入口部２２ａから案内通路２０内にシャトル２１
を導入するとともに各段のシャトル２１の位置がずれた
状態に配置し、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装２１２９　（
第２図に図示）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は螺旋状に形成さ
れた走行路に沿って第７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に連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に巻かれた周方向糸がなくなる。

第３図にポリようにベルト１１．１２はシャトルガイド
２の各案内通路２０が全て放射方向糸３による開口内に
位置するように開口運動を行う。

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２
３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Ｖ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の局面に巻き付けられる。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
２３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１
１，１２が作動されて当該開口が閉じるとともに新たな
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。この実施例の装置では各ベルト１１．１２は回転
カム１３．１４が１回転する問に１回上下動される。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。

次にシャトル２１の駆動方法について説明する。

シャトル２１はシャトルガイド２に設けられた電磁石２
６と、永久磁石２５との吸引、反発力の作用により案内
通路２０内に浮遊状態に保持される。

そして、制御袋ｗ１２８により各電磁石２６のコイル（
図示ゼず）への通Ｎ電流の方向を切換えることにより電
磁石２６の極性がシャトルの位置に応じて切換えられて
、シャトル２１が案内通路２０内を同一方向へ移動する
。第１図（ａ　）に示す状態では電磁石２６と永久磁石
２５との反発力によりシャトル２１が停止状態に保持さ
れる。この状態から第１図（ｂ　）に示すように一部の
電磁石２６への通電及び極性の反転をすると、シャトル
２１は電磁石２６と永久磁石２５との反発力により第１
図（ｂ　）の左方へと移動する。そして、第１図＜Ｃ）
に示す位置にシャトル２１が移動した時点で電磁石２６
のコイルへの通電電流の向きの変更及び通電停止の電磁
石の変更を行うことにより、シャトル２１が左方への移
動を継続する。そして、シャトル２１を停止させる場合
には第１図（ａ）、（ｂ）に示すように、電磁石２６に
対するシャトル２１の位置が対称となった位置で電磁石
２６の極性を永久磁石２５の極性と対応するように切換
えることによりシャトル２１が停止する。

このようにシャトル２１は電磁石２６の極性の変換及び
電磁石２６の励消磁により案内通路２０内を浮遊状態で
円滑に移動する。

各シャトルガイド２に設けられた電磁石２６はそれぞれ
上段あるいは下段の案内通路２０で共用するように配置
されている。従って、４段１組のシャトル２１が同じ位
相で案内通路２０を通過するようにした場合には、各段
の案内通路２０を通過するシャトル２１の１つにでも理
れが生じると、当該シャトル２１に対する電磁石の作用
が他のシャトル２１に対するものと異なる状態となり、
シャトル２１が円滑に走行できなくなる。しかし、この
実施例では上下方向に隣接する案内通路２０内に同時に
シャトル２１が進入することがないため、各段の案内通
路２０内を移動するシャトル２１間で多少の移動速度の
違いがある場合でも、シャトル２１は円滑に走行できる
。

（実施例２） 次に第２の実施例を第８図（ａ　）〜（ｅ）に従って説
明する。この実施例においてはシャトル２１に装備され
る永久磁石２５が全てそのＮ極が上部側に、５Ｖ７Ａが
下部側となるように配置されている点が前記実施例と異
なっている。従って、この実施例の装置においては第８
図（ａ　）に示すようにシャトル２１が電磁石２６と対
称となる位置に配置された状態で電磁石２６の極性を永
久磁石２５のＮ極と対向する側がＮ極に、Ｓ極と対向す
る側がＳ極とすることによりシャトル２１が停止状態に
保持される。この状態から第８図（ｂ　）に示すように
電磁石２６の一部を消磁することにより、シャトル２１
は第８図（ｂ　）の左方への推進力を受けて移動する。

そして、第８図（Ｃ）に示す位置までシャトル２１が移
動した時点で再び電磁石２６の一部が励磁されてシャト
ル２１が左方へと移動する。そして順次電磁石の励消磁
によりシャトル２１が左方へと駆動される。そして、第
８図（ｅ　）に示す状態で電磁石２６が永久磁石２５Ｏ
Ｎ極、Ｓ極と同一極性が対向するように励磁されること
によりシャトル２１が停止される。

この方法では電磁石２６の極性を変換する必要が無（、
駆動回路が簡略化される。

なお、この発明は前記両実施例に限定されるものではな
く、例えば、第９図（ａ）、（ｂ）に示すように４段１
組のシャトル２１のうち２個のシャトル２１が同じシャ
トルガイド２の案内通路２０を同時に通過するようにシ
ャトル２１の配置を変更してもよい。この場合でも、上
下方向の隣接する案内通路２０内にはシャトル２１が同
時に存在する。ことがないので、各シャトル２１の移動
速度が多少違っても他のシャトル２１に影響を及ぼさな
い。又、シャトルガイド２の案内通路２０により形成さ
れるシャトル２１の走行路を複数段のリング状となるよ
うに構成したり、案内通路２０の段数を変更してもよい
。さらには、シャトル２１を電磁石２６の作用で浮遊状
態に保持する構成に代えて、第１０図に示すようにガイ
ドレール２０ａに沿って走行するとともに永久磁石２５
をシャトル２１の外側に設け、電磁石２６をスリット２
ａと反対側に設ける構成としてもよい。

発明の効果 以上詳述したように、この発明によれば、シャトルはシ
ャトル自身が有する永久磁石と、シャトルガイドの複数
段の案内通路と対応する位置に設けられた電磁石との吸
引、反発力の作用により推進力が付与されて移動するた
め、複数段１組のシャトルを駆動する駆ｅ１ｍが簡単と
なり、しかも上下方向に隣接する案内通路内には同時に
シャトルが存在しないため、各シャトルの移動速度が多
少異なっても案内通路内を円滑に走行することができる
という優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１〜７図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（ａ　）〜（Ｃ）はシャトルの駆
動作用を示す概略図、第２図は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面図、第４図はシャト
ルガイドの展開図、第５図は開口Ｓｌｉ置の部分断面図
、第６図はシャトルガイドの部分断面図、第７図はシャ
トルの移動軌跡を示す概略図、第８図（ａ　）〜（８）
は第２の実施例のシャトルの駆動作用を示す概略図、第
９図（ａ）、（ｂ）は変更例のシャトルの配置を示す概
略図、第１０図は変更例のシャトルガイドの断面図であ
る。 心材１、シャトルガイド２、案内通路２０、シャトル２
１、周方向糸２３、永久磁石２５、電磁石２６、検知セ
ンサ２７、制御装置２８、環状織物Ｆ０ 特許出願人　　　株式会社　豊田自動ｍ＊製作所代　理
　人　　　弁理士　　恩１）博宣第９図（ｂ） Ｍ８図（ａ） 第８図（ｂ） Ｍ８　図（ｄ）ＩＩ［その７ 第８図（ｅ）

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、前記シャトルに永久
   磁石を装備し、前記開口内をシャトルが走行するように
   案内する複数段の案内通路を備えたシャトルガイドの案
   内通路と対応する位置に、前記永久磁石と協同してシャ
   トルに推進力を付与するための電磁石を設け、前記複数
   段の各案内通路内に前記シャトルを各段のシャトルの位
   置がずれた状態に配置し、シャトルの位置に応じて前記
   電磁石の励消磁あるいは極性の切換えで複数個のシャト
   ルを駆動する三次元環状織機のシャトル駆動方法。