JPH02229241A - 三次元織物及びその製造方法 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明はパイプ、シリンダ等の円筒状の繊維強化複合材
の骨格材として好適な三次元織物及びその製造方法に関
するものである． ［従来の技術］ 近年、軽量化を目的として金属部材を＊ａ強化プラスチ
ック（ＦＲＰ）で代替することが盛んに行われており、
ＦＲＰ製のパイプも使用されている．一方、三次元織物
を骨格材とし、樹脂あるいは無放物をマトリｙクスとし
た複合材はロケット、航空機、自動車、船舶及び建築物
の構造材として幅広い用途が期待されており、環状（円
筒状）の三次元織物の製遣方法も種々提案されている（
例えば、特開昭５６−１４２０５３号公報、特開昭６１
−２０１０６３号公報）． ［発明が解決しようとする課題１ ところが、従来の円筒状の三次元織物に樹脂を含浸させ
て製造したパイプ等はその内面の寸法精度を高く形成す
ることや高度に気密性を保つことが難しく、又、耐油性
、耐薬品性が厳しく要求される分野にも適用が難しくこ
れらの分野では依然としてその材質に金属が使用されて
いる．本発明は前記の問題点に鑑みてなされたものであ
って、その目的は内面の寸法精度や耐油性、耐薬品性が
厳しく要求される分野にも適用できる三次元繊物複合材
の脅格材として好適な三次元織物及びその製造方法を提
供することにある．［課題を解決するための手段］ 前記の目的を達成するため本発明の三次元ａ物は、中心
部に配置された円筒部林の少なくともその外周部に、軸
方向に沿って延びる多数の軸方向糸（ｚ）と、軸方向糸
（ｚ）の層間にその周方向に沿って挿入された周方向糸
（ｙ，）と、軸を含む断面内において周方向糸（ｙ，）
の任意の層間な周方向糸（ｙ，）と直交する状態で軸方
向及び放射方向に連続して蛇行状態に挿入された多数の
半径方向糸（ｙ−ｓ）とが円筒状をなすように織成され
ている． 又、前記三次元織物の製造方法では、多数の軸方向糸（
Ｚ）及び半径方向系（ｙｒｘ）の端部を所定位置に配置
した円筒部材の周囲に多層状態をなすように糸支持体に
固定した状態で放射状に配置し、周方向糸（ｙ，）の端
部を繊物中心部近傍に固定し、各層を形成する軸方向糸
（ｚ）と半径方向糸（ｙｒ一の外側から該層を中心部に
圧着するように周方向糸（ｙ，）を巻き付けて各層の一
つを形成し、各層ごとに該当する軸方向糸（ｚ）と半径
方向糸（ｙ４）とを放射状位置を保ちながら軸方向に移
動させることにより開口位置を変更して周方向糸（ｙθ
）を巻き付け、半径方向糸（ｙ．）が軸方向に沿って所
定長さ配置されたのち軸方向糸（ｚ）と直交する方向に
折り曲げられ開口位置の選定に．より一部は周方向糸（
ｙ，）の任意の層間で再び軸方向糸（ｚ）に沿って延び
るように直線状に配置され、残部が周方向糸（．ｙｓ）
の外側からの巻き付けを受けずに半径方向に配置されて
蛇行状態で織り込まれるように半径方向系（ｙ．）の開
口位置を変更して周方向糸《ｙσ）を巻き付けるように
した． ［作用］ 本発明Ｑ三次元織物は中心部に配置された円筒部材の周
囲が軸方向糸（Ｚ）、周方向糸（ｙ，）及び半径方向糸
（ｙ０）の３種類の糸で楕成される織物によって囲繞さ
れ、樹脂等をマトリックスとした複合材として使用する
場合、複合材が円筒部材内に加わる圧力を支え、円筒部
材が内面の寸法精度や耐油性、耐薬品性等の条件を溝足
させる．又、１ａ物の周方向に沿って多層に巻装された
周方向糸（ｙ，）の任意の層間を周方向糸（ｙ，）と直
交する状態で軸方向及び放射方向に連続して蛇行状に挿
入された多数の半径方向系（ｙｒｚ）が存在するため、
半径方向糸（ｙｒｚ）の周方向糸（Ｖａに対する挿入位
置及び折返し位置を変更することにより外周部における
半径方向の糸密度を任意に選択することができ、従って
内周部と同様な密度とすることも容易に可能である。か
かる変更も含めて３種類の糸の配列状況を種々に変化せ
しめることにより、織物の物性やｍ物形状も種・マ変更
可能となる． 又、第２請求項に記載の製造方法では、多数の軸方向糸
（ｚ）及び半径方向糸（ｙｒｚ）の端部を所定位置に配
置し、た円筒部材の周囲に多層状態をなすように糸支持
休に固定した状態で放射状に配置し、周方向糸（ｙσ）
の端部を職物中心部近傍に固定した状態で製織が開始さ
れる．周方向糸（ｙ，｝は前記軸方向糸（ｚ）の開口状
態に対応して軸方向糸（ｚ）の各層間に順次挿入される
とともに、対応する層の軸方向糸（ｚ）の周囲に巻付け
られる．そして、半径方向糸（ｙ−ｚ）の開口位置が変
更されて半径方向系（ｙｒｚ）の外側に周方向糸が半径
方向糸（ｙｒｚ）を内層に圧着するように巻付けられる
ことにより、周方向糸（ｙζ）の任意の層間に半径方向
糸（ｙｒｚ）が周方向糸（ｙσ）と直交する状態すなわ
ち軸方向糸（ｚ）と平行に織り込まれる．従って、半径
方向糸（ｙｒｚ）の開口位置を変更することにより、半
径方向糸（ｙｒｚ）の半径方向での折り返し位置を所望
の位置で変更することが可能となり、半径方向糸（ｙｒ
ｚ）の軸方向の長さ及び半径方向の長さを適宜変更する
ことにより多様な構造の三次元織物の製造が可能となる
． ［実施例１１ 以下、本発明を具体化した第１の実施例を第１〜５図に
従って説明する．第１．２図に示すように、三次元織物
Ｆは中心部に配置された円筒部材としての金属又はセラ
ミックス製のパイプＰの外周部に、軸方向糸（２）、周
方向糸（ｙ−）及び半径方向糸（ｙ０）の３種類の糸が
円筒状をなすように織成されている．軸方向糸（２）は
バイプＰを中心とした同心円状で軸方向に沿って延びる
ように２層に張設され、軸方向糸（２）の層間及び外側
に周方向糸（ｙ＃）が軸方向糸（ｚ）と直交する状態に
、すなわちバイブＰの周方向に沿って延びるように挿入
されている．又、バイプＰの中心を含む断面内において
周方向糸（ｙａ）と直交する状態で軸方向及び放射方向
に連続して蛇行状態に挿入された多数の半径方向系（ｙ
ｒｚ）は、隣接する半径方向糸（ｙ−ｓ）同士が互いに
位相がずれた状態で周方向糸（ｙ＃）の最内層の内側と
最外層の外側との間で交互に折り返すように挿入されて
いる．隣接する半径方向糸（ｙ−ｓ）の間隔が三次元織
物Ｆの外側ほど拡がるので、各半径方向糸（ｙｒｚ）の
間に織り込まれる軸方向糸（ｚ）の本数が外側ほど多く
なっている．この三次元職物Ｆに樹脂を含浸させること
によりパイプ状の複合材が形成される． この三次元織物Ｆを骨格材とした複合材は油圧、空圧用
配管、薬液の輸送配管として使用される．パイプＰ内の
流体圧力は三次元織物Ｆで支えられるため、パイプＰは
流体圧を支える必要はなく、その使用目的に応じてパイ
プＰ内面の寸法精度、面粗度、耐油性、耐薬品性等の機
能を備えるだけでよく、薄肉化により軽量化が可能とな
る。

次に前記パイプＰが内在された三次元織物Ｆの製造方法
を説明する．三次元織物を製織する装置は第３図に示す
ように、三次元ｍ物の製織部を挟んで上下に分割された
状態に楕成され、下部側中央には支持テーブル１がスプ
ライン軸２と一体的に昇降動及び回転可能に配設されて
いる．スプラ・イン軸２には放射状に延びる多数のアー
ム３を有ずる支持体４がスプライン軸２と所定の位置に
おいて一体回転可能に支持され、スプライン軸２は図示
しない駆動ｍ楕により支持体４に対して上下方向に移動
可能となっている．前記各アーム３の先端にはエアシリ
ンダ５が上方へ延びるように固定されている．エアシリ
ンダ５のピストン口ツド５ａの先端には電磁石の作用に
より磁性体製のボビンホルダ６を吸着保持するホルダ保
持体７が装着されている．ボビンホルダ６には軸方向糸
（２）あるいは半径方向糸（ｙｒｚ）が巻き付けられた
ボビンＢが着脱可能に取り付けられている．前記支持テ
ーブル１の上方には糸支持体としての糸固定テーブル８
が支持テーブル１と対称な状態でスプライン軸つと一体
的に昇降動及び回転可能に配設されている．前記両テー
ブル１．８間にはパイプＰが固定可能となっている。ス
プライン＠９には前記支持体４と同様に放射状に延びる
多数のアーム１０を有する支持体１１が所定高さ位置で
スプライン軸９と一体回転可能に嵌合されている．両ス
プライン軸２，９は完全に分離されているが、互いに同
期して所定方向に回転、及び昇降動されるようになって
いる．前記各アーム１０の先端にはエアシリンダ１２が
下方へ延びるように固定され、そのピストンロツド１２
ａの先端には前記と同様に磁性体製のボビンホルダ６を
電磁石の作用により吸着保持するホルダ保持体１３が装
着されている．前記ホルダ呆持体７，１３はそれぞれ同
じ上下一対が常に対向する位置関係にあり、エアシリン
ダ５．１２の作動によるホルダ保持体７，１３の昇降動
と電磁石の励消磁により同じ１個のボビンホルダ６の受
け渡しを行うようになっている． 前記支持体４の中央上面には繊成位置を規制するための
ガイドフレーム１４が配設されている。

ガイドフレームｌ４の上端面とほぼ同じ高さ位置のボビ
ンホルダ外周方向には、周方向糸供給部１５が配設され
ている．周方向糸供給部１５を構成する支持フレーム１
６はスプライン軸２，９を中心とした放射方向に配役形
成され、その外周側には周方向糸（ｙθ）が巻かれた周
方向糸ボビン１７が着脱可能に装着されている．又、支
持フレーム１６の内周側には前記周方向糸ボビン１７か
ら繰出される周方向糸（ｙ＃）を織成位置に導く糸ガイ
ド１８及び必要に応じて適当な糸張力付与装置が設けら
れている．糸ガイド１８は耐廟耗性の材質で形成されて
いる． 次に前記の装置による三次元織物の製織作用を説明する
． 三次元ＩＩ￥ＩＩ／Ｊの製織に先立って、まず、バイプ
Ｐが両テーブル１，８の中心部間にその軸心がスプライ
ン軸２．９の軸心と一致する状態に圃定され、各ボビン
ホルダ６に装着されたボビンＢから繰出された半径方向
系（３／−１）及び軸方向糸（２）の一端が上側の糸固
定テーブル８にバイブＰを中心として多層（この実施例
では３層）状態をなすように固定される。これにより、
第４図に示すように軸方向糸（ｚ）及び半径方向糸（ｙ
ｒｚ）がスプライン軸２，９を中心とした放射状に配置
される。

又、周方向糸ボビン１７から繰出された周方向糸（ｙ，
）の一端が上１１の糸固定テーブル８に固定される．そ
して、各ボビンホルダ６がそれぞれ製織条件に対応して
上側、下側のホルダ保持体７．１３に保持された状態か
ら製織が開始される。

第３図に示すように、ボビンホルダ６から繰出される軸
方向糸（ｚ）及び半径方向糸（ｙｒｚ）は、ボビンホル
ダ６が上側のホルダ保持体１３に保持された上昇位置に
配置された状態では周方向糸ボビン１７から繰出される
周方向糸（ｙ２）より上方に位置し、ボビンホルダ６が
下側のホルダ保持体７に保持された下降位置に配置され
た状態では図中２点鎖線で示したように前記周方向糸＜
ｙｅ　）と交差する位置に配置される．従って、スプラ
イン軸２．９の回転に伴うホルダ保持体７．１３の公転
時に、ボビンホルダ６が下降位置に配置された状態で周
方向糸供給部１５と対応する位置を通過ずると、軸方向
糸（ｚ）あるいは半径方向糸（ｙｒｚ）のｍ物側端部は
周方向糸ボビン１７より繰出される周方向糸〈ｙ＃）に
より製織途中の三次元Ｒ物の周面に軸方向に沿って延び
る状態に固定される． 第５図４ａ１），［ａ２）は第１，２図に示した三次元
ＩＩｌｌ物を製織し始める際の状態をそれぞれ第２図の
Ｙ　−　ＹｖＡｙｆｔ面図、Ｚ−Ｚ線断面図について示
している。この状態から同図（　ｂ１），　（ｂ２）に
示ずようにホビンＢｓ　，Ｂ６に連なる半径方向系（３
’ｒｉＳ．ｙ．，）はボビンホルダ６が下降位置にある
ホルダ保持体７に保持されることによりガイドフレーム
１４の上端面に近接するように伸張され、他のボビンＢ
１．Ｂ２　，Ｂｉ　，Ｂ４に連なる４本の半径方向糸（
　３’ｒｍｌ　＋　３’ｒ＊２　＋　￥　ｒｓ３　＋　
ｙｒｔ４　＋　）はそれぞれホルダ保持体１３により糸
固定テーブル８に近接するように上昇位置に屈曲保持さ
れる．スプライン軸２，９が２回転されると、周方向糸
（ｙａ）の１層目が両糸固定テーブル１、８の中心間に
固定されたパイプＰの周囲に巻き１寸けられるとともに
、下降位置に配置されたボビンホルダ６に連なる半径方
向糸（３’ｒｓｓ　．　ｙｒ−ｂ　）が周方向糸（ｙ＃
）の内側に織り込まれ、第５図（ｃｌ），（Ｃ２）に示
すようにバイプＰの周囲に周方向糸《ｙ，》が２段に巻
き付けられた状態゛となる。これにより１層目の周方向
糸（ｙ，）の内側で半径方向糸（　’ｌ’　ｒｉ！　＋
　３／　ｒｍ６　）は軸方向に圧着され、外側へ向かっ
て折り曲げられた状態にあった他の４本の半径方向糸は
、そのまま拘束されない状態を保つ．次に第５図（ｄ２
）に示すようにボビン８３Ｂ４が上昇位置のホルダ保持
体１３から下降位置？ホルダ保持体７にそれぞれ祁載さ
れ、各ボビンに連なる半径方向糸＜３’．３　．　３’
ｒ−４　）はガイドフレーム１４上端面に近接する．こ
の状態でスプライン軸２．９が回転され、前記と同様に
２７１目の周方向糸（ｙθ）が２段に巻き付けられると
、半径方向糸（３’ｒｇｓ，ｙ■４）は軸方向に圧着さ
れ、第７図（　ｅ１），　（ｅ２）に示す状態が得られ
、第１段階の廠成が完了する． 次にスプライン軸２．９が上昇移動されて三次元織物Ｆ
が所定量引上げられ、下降位置に配置されているボビン
Ｂｊ．Ｂ４が上昇位置に移載されるとともに上昇位置に
配置されているボビンＢＢ２が下降位置に移載されて第
５図（ｆ１）　，　（ｆ２）に示される半径方向糸の配
置状態になった後に、周方向糸（ｙ，）がスプライン軸
２．９の回転によって巻き付けられる．これによりボビ
ンＢ，，Ｂ６に連なり１層目の周方向糸ｙθの内側で軸
方向に延びる状態にあった半径方向糸（ｙ４５ｙ０６）
は第５図（ｇ２）に示されるようにそのまま軸方向に延
びるように配置され、ボビンＢ？２に連なる半径方向系
（ｙ■ｌ　＋　！／ｒｍｌ　）は第５図（ｇ１）に示さ
れるように職物の最外層がら周方向糸（ｙ＃》の第１層
の内側にまで配設される３次にボビンＢｓ　，Ｂ＝が上
昇位置から下降位置に移載され、それぞれのボビンに連
なる半径方向糸（　３’　ｒａｓ　．　３’　ｒｘａ　
）がガイドフレーム１４へ近接し第５図（　ｈ１），　
（ｈ２）に示される半径方向糸の配置状態になった後に
、スプライン軸２．９の回転とともに周方向糸（ｙ，）
によって内側へ圧着され、第１段階の織成で周方向糸（
ｙ，）の第１層と第２層の間で軸方向に延びる状態にあ
った半径方向糸（　ｙ　，．−　ｓ　、，ｙ　−　４　
＞は共にそのまま軸方向に延長され第５図（ｉ１）　．
　（ｉ２）の状態となり、第２段階の織成が完了する． 次にスプライン軸２．９が上昇移動されて三次元織物Ｆ
が所定量引上げられ、下降位置に配置されているボビン
Ｂ＋　，Ｂ２　，Ｂｓ　，Ｂ４が上昇位！に移載されて
、第５図（ｍ，　（ｊ２）に示される半径方向糸の配置
状態になった後に、周方向糸（ｙ，）がスプライン軸２
．９の回転によって巻き付けら？、ボビンＢ−，Ｂ６に
連なる半径方向糸（Ｖｒｓｊ　＋３’ｒ■）は第５図（
ｋ２）に示されるように１層目の周方向糸ｙθの内側で
そのまま軸方向に延びるように配置される．次いで第５
図（Ｊ２）に示されるように、ボビンＢｓ．Ｂ＝が上昇
位宣から下降位置に移截され、それぞれのボビンに連な
る半径方向系（　Ｙｅｓｓ　．　！／ｒｓ＜　）がガイ
ドフレーム１４へ近接し、スプライン軸２，９の回転と
ともに周方向糸（ｙ＃）によって内側へ圧着され、第１
層と第２層の間で軸方向に延びる状態にあった半径方向
糸（　’！　ｒｚ３　．　ｙｒｚ４　）は共にそのまま
軸方向に延長されて第５図（　ｍ１）．　（ｒｍ２）に
示す糸配列となり第３段階を完了する．以下、同様にし
て順次製織が継続され、中心部にバイブＰを有する円筒
状の三次元ａ物Ｆが製織される． この製綴方法では特定のボビンホルダ６がその公転時に
常に下降位置に配置された状態に保持されるため、該ボ
ビンホルダ６から繰出される半径方向糸（　３’ｒｓ３
　＋　３’ｒｓ４　ｔ　’Ｉｔｓ＠　＋　ｙｒｓ４　）
は、常に軸線方向に沿って延びるように織り込まれ、製
織後は三次元ｌｌ物Ｆの軸方向糸（ｚ）となる。

又、その他の半径方向系（　３’ｒｓ＋　＋　３’ｒＺ
２）は周方向糸（ｙ，）の１層目の内側と２層目の外側
との間で交互に折り返される状態で織り込まれる．［実
施例２］ 次に第２実施例を第６図に従って説明する．この実施例
では両端部にフランジＰａを有するバイプＰが三次元１
！ｌｌ物Ｆに織り込まれている点と、バイプＰとして肉
厚パイプが使用されている点とが前記実施例の三次元′
ａ物Ｆと異なっている．このような構造ではフランジＰ
ａの作用により、各糸の端部がバイプＰの軸方向にずれ
るのが防止され、樹脂含浸時まで各糸が製ａ直後の状態
に保持されて各糸とバイブＰとの結合状態が向上する．
又、バイプＰが肉厚のため、樹脂含漠により複合材とし
た後もＩｌ械加工による仕上げが可能となり、高精度の
嵌合を必要とする部品として使用するのに好適となる． この三次元織物Ｆは、前記実施例の装置の両テーブル１
．８間にフランジＰａを有するパイプＰを固定１，た状
態で、前記実施例と同様に製織することにより得られる
． ［実施例３］ 次に第３実施例を第７図に従って説明する．この実施例
の三次元繊ｅｌＦはオイルダンパのシリンダ用に使用さ
れる．三次元織物Ｆの中心部には開放側端部にフランジ
１９ａを有ずる有底の円筒部材１９が織り込まれている
．この三次元ｓ物Ｆに樹脂を含浸して複合材とした後、
透孔２０ａを有するピストン２０及びオイル０を円筒部
材１９の内部に収容するとともに、キャップ２１をフラ
ンジ１９ａに取付けることによりオイルダンバ２２が組
立てられる．この三次元織物Ｆも前記実總例１の装置の
両テーブル１．８間に円筒部材ｌ９を固定した状態で、
前記実施例と同様に製織することにより得られる． ［実施例４］ 次に第４実施例を第８．９図に従って説明する．この実
施例の三次元織物Ｆもオイルダンバのシリンダ用に使用
されるが、三次元織物Ｆの中心部に織り込まれた有底の
円筒部材１９の外周部だけでなく底部もａ物により囲繞
されている点が前記第３実施例と異なっている．この実
施例の場合には円筒部材１９の底部の厚さをも薄くでき
、より軽量化が可能となる． この三次元織物Ｆも前記実施例１の装置を使用して製造
できるが、前記各実施例の場合と異なり、円筒部材１９
は底部側が糸固定テーブル８から所定間隔を重いた状態
でフランジ１９側において前記支持テーブル１に固定さ
れ、各ボビンホルダ６に装着されたボビンＢから繰出さ
れた半径方向糸（ｙ４）及び軸方向糸（ｚ）の一端が糸
固定テーブル８に４７ｉ１の同心円状に固定される．そ
して、第９図に示す順序で製織される。

第９図（ａ１）　〜（ｏ１）　，（ａ３）　〜（ｏ３）
　．（ａ２）　〜（０２）はそれぞれ三次元織物の周方
向糸（ｙ，）の最内層の内側と最外層の外側の間で交互
に折り返される半径方向糸（　ｙ　，．）あるいは軸方
向糸（２）の織成状態を示す断面について示している．
第９図（ａ１）　，（ａ２）　，（ａ３）は三次元織物
を製織し？める際の状態を示し、この状態から同図（ｂ
１）．（ｂ２），　（ｂ３）に示すようにホビンＢ＋，
Ｂｔに連なる半径方向糸（　３’ｒｓｌ　＋　３’ｒｓ
２　）はボビンホルダ６が下降位置にあるホルダ保持体
７に保持されることによりガイドフレーム１４の上端面
に近接するように仲張され、池のボビンＢ，〜Ｂ，に連
なる６本の半径方向糸（ｙ０３〜ｙ４８）はそれぞれホ
ルダ保持体１３により糸固定テーブル８に近接するよう
に上昇位置に屈曲保持される．スプライン軸２．９が３
回転されると、周方向糸（ｙ＃）の１層目が巻き付けら
れるとともに、下降位置に配置されたボビンホルダ６に
連なる半径方向糸（ｙ■＋　＋　３７ｒｓ２）が周方向
糸（ｙ＃）の内側に織り込まれ、第９図（Ｃ１）に示す
ように半径方向糸（　３’ｒｓＬ　＋　３’ｒｍｌ　）
はその周囲に周方向糸（ｙ＃）が３段に巻き付けられた
状態で軸方向に延びた後、円筒部材１９の底面に沿って
直角に屈曲された状態となり、外側へ向かって折り曲げ
られた状ＷｓＣあった他の６本の半径方向糸は、そのま
ま拘束されない状態を保つ． 次に第９図（ｄ２）に示すようにボビンＢｓ　，　Ｂａ
が上昇位置のホルダ保持体１３から下降位置のホルダ保
持体７にそれぞれ移載され、各ボビンに連なる半径方向
糸（　’／　ｒｓｓ　，　３’　ｒｓ４　）はガイドフ
レーム１４上端面に近接する．この状態でスプライン軸
２．９が回転され、前記と同様に２層目の周方向糸《ｙ
，》が３段に巻き付けられると、半径方向糸（　３’　
ｒｓｓ　＋　３／　ｒｓｂ．　）は軸方向に圧着されて
その周囲に周方向糸（ｙ，）が３段に巻き付けらた状態
で軸方向に延びた後、円筒部材１９の底面に沿って直角
に屈曲された状態となり、外側へ向かって折り曲げられ
た状態にあった他の４本の半径方向糸は、そのまま拘束
されずに第９図（ｅ１），（ｅ２）．ｆｅ３　）に示す
状態が得られる．次に第９図（ｆ２）に示すようにボビ
ンＢｓ，Ｂ＜が上昇位置から下降位置に移載された後、
スプライン軸２９が回転され、３層目及び４層目の周方
向糸（Ｖ＃　＞がそれぞれ３段に巻き付けられて第９図
（＋；＋１）　．（！；１２），　ｆｇ３）に示す状態
が得られ、第１段階の織成が完了する． 次にスプライン軸２．９が上昇移動されて三次元織物Ｆ
が所定量引上げられ、下降位置に配置されているボビン
Ｂ１．Ｂ２　，Ｂｓ　，Ｂ−が上昇位置に移載されると
ともに上昇位置に配置されているボビンＢ７．Ｂ６が下
降位置に秘載されて第９図（旧）　，（ｈ２＞　，（ｈ
３）に示される半径方向糸の配置状態になった後に、周
方向糸（ｙ，）がスプライン軸２，９の回転によって２
段に巻き付けられる．これによりボビンａｓ，Ｂａに連
なり１層目の周方向糸ｙθの内側で軸方向に延びる状態
にあった半径方向糸（３’ｒｓｓ　＝　ｙｒｓ６＞は第
９図（１２）に示されるように円筒部材１９の外周面に
沿って軸方向に延びるように配置される．又一ボビンＢ
７　，Ｂｅに連なる半径方向糸（ｙ−ｔ　，ｙ−１）は
第９図（ｉ３）に示されるように繊物の最外層から円筒
部材１９の外周面に沿った周方向糸（ｙ＃）の第１層の
内側にまで配宣される． 次にボビンＢｓ，Ｂ４が上昇位置から下降位置に移載さ
れ、それぞれのボビンに連なる半径方向糸（　３’　ｒ
ｓ３　＋　３／　ｒｓ４　）がガイドフレーム１４へ近
接し第９図（ｊ２）に示される半径方向糸の配置状態に
なった後に、スプライン軸２．９の回転とともに周方向
糸（ｙ，）によって内側へ圧着されて円筒部材１９の外
周面に周方向糸（ｙ，）の第１層と第２層の間で軸方向
に延びる状態に配置され、第９図（　ｋ１）．　（ｋ２
），　（ｋ３）の状態となり、第２段階の緑成が完了す
る． 次にスプライン軸２，９が上昇移動されて三次元織物Ｆ
が所定量引上げられ、下降位置に配置されているボビン
Ｂｓ　．Ｂ４　．Ｂｙ　．Ｂａが上昇位置に移駐され、
一方、ボビンＢ，，Ｂ２が下降位置に移載されて、第９
図（ｊ　１）．（Ｊ　２），（ｊ　３）に示される半径
方向糸の配置状態になった後に、周方向糸（ｙ，）がス
プライン軸２．９の回転によって巻き付けられ、ボビン
Ｂ＋　．Ｂｔに連なる半径方向糸（３’ｒｍｔ　．　ｙ
−２）は第９図（１）に示されるように織物の最外層か
ら周方向糸（ｙ＃）の第１層の内側にまで配設される．
又、ボビンＢｓ，Ｂ．に連なる半径方向糸（３’ｒｓｓ
　．　ｙ，ｓ＊　）は第９図（ｍ２）に示されるように
１層目の周方向糸（ｙ，）の内側でそのまま軸方向に延
びるように配置される．次いで第９図（ｎ２）に示され
るように、ボビンＢ），Ｂ４が上昇位置から下降位置に
移載され、それぞれのボビンに連なる半径方向糸（　５
’　ｒ＠ｌ　＋ｙ０４》がガイドフレーム１４へ近接し
，スプライン軸２．９の回転とともに周方向糸（ｙ，）
によって内側へ圧着され、第１層と第２層の間で軸方向
に延びる状態にあった半径方向糸（３’ｒｓｉ＋３’ｒ
ｔ４）は共にそのまま軸方向に延長されて第９図（　ｏ
１），　（ｏ２＞に示す糸配列となり第３段附を完了す
る。以下、前記各実施例と同様にして円筒部材１９の外
周部に順次三次元織物が製織される．なお、本発明は前
記各実施例に限定されるものではなく、例えば、第１０
図に示すように、半径方向糸（ｙ．．．）が周方向糸＜
３／＃）の１層目の内側と２層目の外側との間で交互に
折り返されるものと、２層目の．内側と２層目の外側と
の間で交互に折り返されるものとの２種類が規則的に繰
り返される状態で織り込まれる構造としなり、軸方向糸
（２）、周方向糸（ｙ，）及び半径方向糸（ｙｒｚ）の
暦数を増してもよい．又、バイプＰや円筒部材１９を直
接支持テーブル１に固定する代わりに支持÷−ブル１に
芯金を間定し、その芯金にバイプＰや円筒部材１９を嵌
挿した状態で製織を行ってもよい．この場合にはパイプ
Ｐや円筒部材１９が薄肉であっても、製織時にバイプＰ
や円筒部材１９に加わる力を芯金が支え、バイプＰや円
筒部材１９が製織中に変形する虞がない．又、軸方向糸
（ｚ）あるいは半径方向糸（ｙ．）の端部をバイプＰや
円筒部材１９の端部に固定した状態で製織を開始したり
、ホルダ保持体７，１３の両者を昇降動可能に楕成する
代わりに一方のみを昇降動可能に楕成したり、周方向糸
（ｙ＃　）を巻き付けるのに支持体４，ｌｉｆｔ！Ｉを
回転させる代わりに周方向糸供給部１５側を支持テーブ
ル１を中心として公転させてもよい．さらには、周方向
糸供給部１５を複数設けてもよい。

又、半径方向糸（ｙｒｚ）用ボビンホルダ６を保持する
ための機構はマグネットによらず、空圧式あるいは油圧
式等のホルダを使用してもよい．［発明の効果］ 以上詳述したように本発明の三次元織物は中心部に配置
された円筒部材の周囲が軸方向糸（２）、周方向糸（ｙ
，）及び半径方向糸（ｙ４）の３種類の糸で構成される
ＩＩＩ物によって囲繞され、樹脂等をマトリックスとし
た複合材として使用する場合、円筒部材に寸法精度や耐
油性、耐薬品性の要求性能を満たすものを使用すること
により、内面の寸法精度や耐油性、耐薬品性が厳しく要
求される分野にも適用できる．又、円筒部材内に加わる
圧力は複合材により支えられるため、円筒部材自身には
機械的強度が要求されず、円筒部材として前記内面の寸
法精度や耐油性、耐薬品性等の機能を備えた薄肉のもの
の使用が可能となり軽量化が可能となる．さらに、三次
元織物が軸方向、周方向及び半径方向の３成分の糸から
構成されているので、複合材を変形させる力が加わった
場合にも内外層の１４１１が確実に防止され、全層のｆ
ａ鱈が円筒部材の保護に寄与する． 又、第２請求項に記載の製造方法では、軸方向糸｛ｚ）
一半径方向糸（ｙ．）及び周方向糸（Ｖ＃）の３種類の
糸が連続的に円筒部材の外周部にその軸方向、放射方向
及び周方向に挿入されるので、生産性が向上ずるととも
に自動化が容易となり、しかも、製織された三次元ｉｌ
ｉｌｌ物に樹脂等を含浸させることによりｍ終製品であ
る複合材を得ることができる．又、半径方向糸（ｙｒｚ
）の半径方向での折り返し位置を所望の位１で変更する
ことにより、半径方向糸（ｙ−＊）の蛇行状態及び半径
方向成分の糸間に配置される周方向糸（ｙσ）の段数を
容易に変更できて多様な織成Ｗ４遣の三次元織物の製織
が可能となり、多様な材料設計に対応できる

【図面の簡単な説明】

第１〜５図は本発明を具体化した一実施例を示すもので
あって、第１図は三次元ｌａＩＩｉｌの断面図、第２図
は第１図のＸ−Ｘ線断面図、第３図は三次元織機の一部
破断概略正面図、第４図は第３図のＡ−Ａ線断面図、第
５図（ａ１）　〜（１）は第２図のＹ−￥轢断面に対応
した製織作用を示す概略図、第５図（ａ２）　〜（１１
２＞は第２図のＺ−Ｚ線断面に対応した製織作用を示す
概略図、第６図は第２実施例の三次元ｍ物の断面図、第
７図は第３実施例の三次元織物の断面図、第８図は第４
実施例の三次元繊物の断面図、第９図（ａ１》〜（　ｏ
ｌ），　（ａ２）〜（ｏ２）　．　　（ａ３）　〜（ｏ
３）は同じく製繊作用を示す概略図、第１０図は変更例
の三次元ｌＩｌ物の断面図である． 支持テーブル１、アーム３，１０、ボビンホルダ６、ホ
ルダ支持体７，１３、糸支持体としての糸固定テーブル
８、周方向糸供給部１５、周方向糸ボビン１７、円筒部
材１９、円筒部材としてのバイプＰ、ボビンＢ、軸方向
糸（２）、半径方向糸（ｙｒｚ）−周方向糸Ｃｙｅ｝、
三次元８物Ｆ．特許出願人　株式会社　豊［１自動織機
製作所代　理　人　弁理士　　恩田博宣 第 図 第５図 （ａ２） （ｂ１） （Ｃ１） （ｅ１） （ｅ２） （ｆ１） （ｈ１） （ｈ２） 第５図 （κ１） （κ２） （Ｉ１） 第５図 （ＪＴ１２） 手続辛市正書 （方テ０ １．事件の表示 平成０１年特許願第０４７９８７号 発明の名称 三次元織物及びその製造方法 ３，補正をする者 事件との関係：　特許出願人 住所　　　愛知県メｆ浴市豊田町２丁目１番地氏名 （名称） ３２１　株式会社　豊田自動織機製作所代表者　豊田　
芳年 ４．代理人 住所 〒５００　　岐阜市端詰町２番地 ＴＥＬ　　０５８２　（６５）−１８１０　（代表）フ
ァックス専用　０５８２　（６６）−１３３９７．補正
の内容 （１）明細書第２８頁第１９行の「第５図」の記載を「
第５図の］と補正する。 〈２》同第２９頁第１行の「第５図」の記載を「第５図
の」と補正する。 （３》同第２９頁第５行の「第９図」の記載を「第９図
の」と補正する。 平成０１年０５月１５日 （平成０１年０５月３０日発送）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、中心部に配置された円筒部材の少なくともその外周
   部に、軸方向に沿って延びる多数の軸方向糸（ｚ）と、
   軸方向糸（ｚ）の層間にその周方向に沿って挿入された
   周方向糸（ｙ＿σ）と、軸を含む断面内において周方向
   糸（ｙ＿σ）の任意の層間を周方向糸（ｙ＿σ）と直交
   する状態で軸方向及び放射方向に連続して蛇行状態に挿
   入された多数の半径方向糸（ｙ＿ｒ＿ｚ）とが円筒状を
   なすように織成された三次元織物。 ２、多数の軸方向糸（ｚ）及び半径方向糸（ｙ＿ｒ＿ｚ
   ）の端部を所定位置に配置した円筒部材の周囲に多層状
   態をなすように糸支持体に固定した状態で放射状に配置
   し、周方向糸（ｙ＿σ）の端部を織物中心部近傍に固定
   し、各層を形成する軸方向糸（ｚ）と半径方向糸（ｙ＿
   ｒ＿ｚ）の外側から該層を中心部に圧着するように周方
   向糸（ｙ＿σ）を巻き付けて各層の一つを形成し、各層
   ごとに該当する軸方向糸（２）と半径方向糸（ｙ＿ｒ＿
   ｚ）とを放射状位置を保ちながら軸方向に移動させるこ
   とにより開口位置を変更して周方向糸（ｙ＿σ）を巻き
   付け、半径方向糸（ｙ＿ｒ＿ｚ）が軸方向に沿って所定
   長さ配置されたのち軸方向糸（ｚ）と直交する方向に折
   り曲げられ開口位置の選定により一部は周方向糸（ｙ＿
   σ）の任意の層間で再び軸方向糸（ｚ）に沿って延びる
   ように直線状に配置され、残部が周方向糸（ｙ＿σ）の
   外側からの巻き付けを受けずに半径方向に配置されて蛇
   行状態で織り込まれるように半径方向糸（ｙ＿ｒ＿ｚ）
   の開口位置を変更して周方向糸（ｙ＿σ）を巻き付ける
   三次元織物の製造方法。