JPH03838A - 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］ 本発明は軸方向糸、周方向糸及び軸を含む平面内で放射
方向と軸方向に延びるように屈曲配置される半径方向糸
の三成分の糸から構成される三次元繊物及びその製造方
法に関するものである。

［従来の技術］ 三次元織物を骨格材とし、樹脂あるいは無機物をマトリ
ックスとした複合材はロケット、航空機、自動車、船舶
及び建築物の楕遠材として幅広い途が期待されている。

三次元織物としては従来四角柱状あるいは板状の物と環
状の物とがある。従来、環状の三次元織物として特開昭
５６−１４２０５３号公報には第１４図に示すように、
マンドレル（心材）　Ｍ　ｎの周面に形成された多数の
孔に樹脂で固められた炭素繊維製のロッドＲを三次元環
状、ｉｉｉ！ｉ物の半径方向糸成分として多数突起状に
嵌入し、その状態で各ロッドＲ間に軸線とほぼ直交する
平面内に配列される糸ｈｃと、軸線と斜めに交差する平
面内に配列される糸ｈｄと、前記糸ｈｄと反対方向に傾
斜する糸１−１０とを順次マンドレルＭｎに巻き付ける
ことにより形成される三次元環状織物が提案されている
。

又、三次元環状織物として環状織物の放射方向に配列さ
れる放射方向糸と、内周面に沿って軸方向に配列される
軸線方向糸と、周方向に配列される周方向糸とから構成
され、放射方向糸を環状織物の内側及び外側で折り返す
ことにより、環状織物の最外周及び最内周に配列された
周方向糸の環状織物からの離脱を防止するようにした構
造の物が知られている。こ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９Ａ１５．１６図に示すように、筒状をなす基板６
１に多数の糸案内管６２を放射状にかつ半径方向外側に
向かって移動可能に挿通し、基板６１の表面には隣接す
る糸案内管６２間にそれぞれ板状のスペーサ６３を放射
状に配置するととらに、その先端部に沿って巻回され糸
案内管６２間に環状をなして延びるワイヤ６４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６１の軸線方向すなわち第１５図
の紙面と直交する方向に第１の無端糸６５を心材の両端
で折り返しながら糸案内管６２に沿って蛇行配置して得
られた第１の無端糸６５の層の上に、基板６１の周方向
に沿って第１の無端糸６５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６３上に第１
の無端糸６５の積層体を形成する０次に糸案内管６２の
内部に基板６１の内側から第２の無端糸６６のループを
挿通するとともに、糸案内管６２を第１の無端糸６５の
積層の外面に引き出して取除き、第１の無端糸６５の８
１層の外面に第２の無端糸６６のループを引き出す、そ
して、引き出された第２の無端糸６６のループに第３の
無端糸６７をかんぬき糸として挿通し、前記第２の無端
糸６６及び第３の無端糸６７によって第１の無端糸６５
の積層を締め付けることにより三次元環状織物が製造さ
れる。

又、環状の複合構造体の製造方法として、前もって基盤
物質に含浸するかワインディングの最中に含浸するかし
ながら、連続４！維状補強材（ガラス、ボロン、シリコ
ンカーバイド等）を張力をもなぜて回転コア上に巻くい
わゆるフィラメントワインディングがある。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、前記特開昭５６−１４２０５３号公報に開示
された製造方法では糸の巻き付は前に口、ラドＲをマン
ドレルＭｎに差し込む作業が面倒であるばかりでなく、
各糸間相互及び糸とロッド間に空隙を生じ易く、織物中
の繊維の占める割合を高め難い上に、巻付完了後のマン
ドレルＭｎの取外し作業も面倒であるという不都合があ
る。又、ロッドＲの間隔が外側はど拡がるため、三次元
織物の外層はど半径方向の糸の密度が低下するという問
題もある。更にこの方法で作られる構造は環状であり、
中心部まで繊維の詰まった柱状体を作ることができない
。

一方、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６６を糸案内管６２に挿通する作業及び糸
案内管６２を基板６１から取り除くとともに第２の無端
糸６６のループ内に第３の無端糸６７をかんぬき糸とし
て挿通する作業は極めてきめこまかく繁雑であり、人手
に頼らざるを得ないために工業製品としての再現性、信
顆牲に乏しい、その上、少なくとも糸案内管６２の肉厚
の分、環状織物を構成する糸密度が低くなり無端糸６６
．６７で締め付けることで若干向上が図れるものの、強
いしごき作用によってカーボンなどの伸度の低い糸素材
では損傷を受け、毛羽発生を免れないという不都合があ
る。加えて、外層程放射方向糸の密度が低い円環構造に
限定されるなど、前者同様の問題点を有する。又、この
方法で製造された三次元環状織物は軸方向に対して斜め
の糸成分がないので捩りに対する強度が小さいという問
題もある。

又、フィラメントワインディングにより製造された複合
構造体は、多層に巻かれた連続繊維状補強材の各層間を
貫いて各層を固定する繊維状補強材が存在しないため、
各層間のずれが生じ易くその分強度が弱くなるという間
転がある。

本発明は前記の問題点に鑑みてなされたものであって、
その目的は従来の三次元環状織物の製造方法より簡単な
方法で織成でき、しかも、それらのもつ問題点を解消す
る新規な横道の三次元織物及びその製造方法を提供する
ことにある。

［課頚を解決するための手段］ 前記の目的を達成するなめ本発明の三次元織物は、中心
から同心円状に多層状態で配列され軸方向に延びる多数
の軸方向糸（２）と、軸方向糸（２）の眉間あるいは外
側にその周方向に沿って巻き付けられた周方向糸（ｙσ
）と、周方向糸（ｙ、）の任意の眉間を軸方向及び放射
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
（ｙｒｓ）とから構成され、かつ前記軸方向糸（２）の
層の少なくとも一層を構成する軸方向糸（２）又は半径
方向糸（ｙｒ、）が軸方向に対して傾斜した状態に配列
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（
２）及び半径方向糸（ｙｒｚ）の端部を所定の中心から
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＃）の端部を前記糸支持体に固
定する。そして、各層を形成する軸方向糸（２）と半径
方向糸（ｙｒｚ）の外側から部層を中心側に圧着するよ
う周方向糸（ｙ、）が巻き付けられることにより、各層
の一つが形成され、各層ごとに該当する軸方向糸（２）
と半径方向糸（ｙＰｔ）とは、放射状位置を保ちながら
軸方向に移動することにより開口位置を変更して周方向
糸（ｙ、）が巻き付けられる。軸方向糸（２）の少なく
とも一層は部層を構成する軸方向糸（２）がその外側に
周方向糸（ｙ、）を巻き付けた状態で軸方向に対して傾
斜するように、該軸方向糸（２）を軸心の回りに所定量
回動させた後、その外側に周方向糸（ｙ、）が巻き付け
られる。半径方向糸（ｙｒｚ）は軸方向に沿って所定長
さ配置されたのち軸方向糸（２）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−
）の任意の眉間で再び軸方向糸（２）に沿って延びるよ
うに直線状に配置され、残部は周方向糸（ｙ＃）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６つ込まれるように半径方向糸（ｙｏ）の開口位置
が変更された状態で周方向糸（ｙ＃）が巻き付けられる
。

［作用］ 本発明の三次元織物は３種類の糸群で構成され、そのう
ち織物の周方向に沿って多層に巻装された周方向糸（ｙ
ｓ　）の任意の層間を周方向糸（ｙ、）と直交し、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
径方向糸（ｙ□）が存在するため、半径方向糸（ｙ、）
の周方向糸（ｙ、）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
ｙａ顕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ａ物形状も種々変更可能となる。又、軸
方向糸（２）により構成される層の少なくとも一層の軸
方向糸（２）又は半径方向糸（ｙ４）が軸方向に対して
傾斜した状態に配列されているため、捩りに対する強度
も大きい。

又、第２精求項に記載の製造方法では、多数の軸方向糸
（２）及び半径方向糸（ｙｒｚ）の端部を所定の中心か
ら多層状態をなすように糸支持体に固定した状態で放射
状に配置するとともに１周方向糸（ｙ、）の端部を前記
糸支持体に固定した状態で織成が開始される６周方向糸
（ｙ、）は前記軸方向糸（２）の開口状態に対応して軸
方向糸（２）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（２）の周囲に巻付けられる。

そして、軸方向糸（２）の少なくとも一層は核層を構成
する軸方向糸（２）が軸方向に対して傾斜するように、
該軸方向糸（２）を軸心の回りに所定１回動させた後、
その外側に周方向系（ｙ＃）が巻き付けられる。又、半
径方向系（ｙｒｚ）の開口位置が変更されて半径方向糸
（ｙｒｓ）の外側から周方向糸（ｙ、）が半径方向糸（
ｙｒｓ）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（ｙ、）の任意の層間に半径方向糸（ｙｒ
ａ）が周方向糸（ｙ、）と直交する状態すなわち軸方向
糸（２）と平行に織り込まれる。従って、半径方向糸（
ｙ、）の開口位置を変更することにより、半径方向糸（
ｙ、、ｓ）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（ｙｒｓ）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１］ 以下、本発明を具体化した一実施例を第１〜８図に従っ
て説明する。

三次元＆！機は第６図に示すように、三次元織物の織成
部を挟んで上下に分割された状態に構成され、下部側中
央には糸固定テーブル１が図示しない駆動ｒＲ構により
上下方向に移動可能に構成された支軸２の上端に一体的
に昇降動可能に配設されている。糸固定テーブル１の下
方には放射状に延びる多数のアーム３を有する支持体４
が、そのボス部５において支軸２を中心に回転自在、か
つ支軸２に対して上下方向への相対移動可能に配設され
、ボス部５の外周に形成されたギヤ部５ａと歯噛すると
ともに図示しないモータにより正逆回転駆動されるギヤ
６により支軸２を中心に回転されるようになっている。

前記各アーム３の先端にはエアシリンダ７が上方へ延び
るように固定されている。エアシリンダ７のピストンロ
ッド７ａ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８を吸ｅｃＡ持するホルダ保持体９が装着され
ている。ボビンホルダ８には半径方向糸（ｙｒｓ）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
。又、前記支持体４のボス部５には該支持体４と同様に
多数のアーム１０を有する支持体１１が所定の高さ位置
で相対回動可能に支持され、各アーム１０は第７図に示
すように前記支持体４のアーム３の外側でかつ位相が異
なる位置に配設されている。各アーム１０の先端にもエ
アシリンダ１２が上方へ延びるように固定され、そのピ
ストンロッド１２ａの先端には前記と同様なホルダ保持
１４ｃ１３が装着されている。

前記糸固定テーブル１の上方には織物を構成する３種顛
の糸すべてを固定する糸支持体としての糸固定テーブル
１４が、前記支軸２と同軸上に設けられた支軸１５の下
端に一体的に昇降動可能に配設されている０両支軸２．
１５は完全に分離されているが、互いに同期して昇降動
されるようになっている。支軸１５には前記支持体４と
同数の放射状に延びる多数のアーム１６を有する支持体
１７が所定の高さ位置で支持体４と対称な状態で支軸１
５に摺動可能に支持され、支持体１７の上方には前記支
持体１１と同数の放射状に延びる多数のアーム１８を有
する支持体１９が支持体１１と対称な状態で支持体１７
のボス部に支持されている。前記各アーム１６．１８の
先端にはエアシリンダ２０．２１が下方へ延びるように
固定され、そのピストンロッド２Ｑａ、２１ａの先端に
は前記と同様に磁性体製のボビンホルダ８を電磁石の作
用により吸着保持するホルダ保持体２２．２３が装着さ
れている。前記ホルダ保持体９．２２及びホルダ保持体
１３．２３はそれぞれ対向する位置関係にあり、エアシ
リンダ７．２０，１２．２１の作動によるホルダ保持体
９．２２，１３．２３の昇降動と電磁石の励消磁により
ボビンホルダ８の受は渡しを行うようになっている。

前記支持体４の中央上面には織成位置を規制するための
ガイドフレーム２４が配設されている。

ガイドフレーム２４の上端面とほぼ同じ高さ位置には、
周方向糸供給装置２５が配設されている。

周方向糸供給装置２５は第７図に示すように、環状の回
転体２６が支持フレーム２７にブラケットを介して回転
自在に取付けられた複数のガイドローラ２８に支承され
た状態で、前記ホルダ保持体１３．２３の外側において
支軸２の軸心を中心に回転可能に配設されている６回転
体２６の外周にはモータＭの駆動軸に嵌着された駆動歯
車２９と歯噛する歯車２６ａが一体に形成され、モータ
Ｍの駆動により回転駆動されるようになっている。

回転体２６の内側には周方向糸（ｙ、）が巻かれた周方
向糸ボビン３０が着脱可能に装着され、該周方向糸ボビ
ン３０の装着部下面には支持ブラケット３１が支軸２，
１５を中心とした放射方向に延びる状態に固定され、そ
の先端には周方向糸ボビン３０から繰出される周方向糸
（ｙｓ　）を織成位置に導く耐磨耗性の材質で形成され
た糸ガイド３１ａが固定されている４又、支持ブラケッ
ト３１には必要に応じて適当な糸張力付与装置が設けら
れるようになっている。

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
。

三次元織物の製織に先立って、まず、軸方向糸（２）が
両糸固定テーブル１．１４の中心部間に張設され、各ボ
ビンホルダ８に装着されたボビンＢから繰出された半径
方向糸（ｙ−ａ）の一端が上側の糸固定テーブル８に前
記軸方向糸（２）を中心として多層状態をなすように固
定される。これにより、第７図に示すように半径方向系
（ｙｒ２）が支軸２，１５を中心とした放射状に配置さ
れる。

又、周方向糸ボビン３０から繰出された周方向糸（ｙａ
）の一端が上側の糸固定テーブル１４に固定される。そ
して、各ボビンホルダ８がそれぞれ製綿条件に対応して
上側、下側のホルダ保持体９゜１３．２２．２３に保持
された状態から製繊が開始される。

第６図に示すように、ボビンホルダ８から繰出される半
径方向糸（ｙ、）は、ボビンホルダ８が上側のホルダ保
持体２２．２３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３０から繰出される周方向糸（ｙ＃
）より上方に位置し、ボビンホルダ８が下側のホルダ保
持体９．１３に保持された下降位置に配置された状態で
は図中二点鎖線で示したように前記周方向糸（ｙ、）と
交差する位置に配置される。従って、モータＭの駆動に
より回転体２６とともに周方向糸ボビン３０が公転され
た際に、ボビンホルダ８が下降位置に配置された状態で
周方向糸ボビン３０が該ボビンホルダ８と対応する位置
を通過すると、半径方向糸（ｙ４）の織物側端部が周方
向糸ボビン３０から繰出される周方向糸（ｙ−）により
製織途中の三次元織物の周面に軸方向に延びる状態に固
定される。

第８図（ａｌ）、　（ａ２）は第１〜５図に示した三次
元織物Ｆを製織し始める際の状態をそれぞれＸ−Ｘ断面
、Ｙ−Ｙ断面について示している。この状態から同図（
ｂｌ）、　（ｂ２）に示すようにボビンＢ１に連なる半
径方向糸（ｙｒｇｌ）はボビンホルダ８が下降位置にあ
るホルダ保持体１３に保持されることによりガイドフレ
ーム２４の上端面に近接するように伸張され、他のボビ
ンＢ２　、　Ｂｉ　、　Ｂ４　。

Ｂｓ　、Ｂ−に連なる５本の半径方向糸＜３’ｒｔ２゜
３／　ｒｓ３　＋　３／ｒｓ４　＋　ｙｒｓＳ　＋　ｙ
ｒｚ６　）はそれぞれホルダ保持体２２．２３により糸
固定テーブル１４に近接するように上昇位置に屈曲保持
される。そして、モータＭの駆動により回転体２６が３
回転されると、周方向糸（ｙ−）のＩＮＪ目が両糸固定
テーブル１．１４の中心間にｉ８１設された軸方向糸（
ｚ）の周囲に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８に連なる半径方向糸（ｙ、Ｉ）が
周方向糸（ｙ−）の内側に織り込まれ、第８図（ｃｌ）
　、（Ｃ２）に示すように軸方向糸（２）の周囲に周方
向糸（ｙａ）が３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（
ｙｒｚｌ）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５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８図（ｄｌ）、　（ｄ２）に示すようにボビンＢ
％＋８６が上昇位置のホルダ保持体２２から下降位置の
ホルダ保持体９にそれぞれ移載され、各ボビンに連なる
半径方向糸（ｙｒｓｓ　＋　３’　ｒｔ＆　）はガイド
フレーム２４上端面に近接する状態となる。この状態で
支持体４が回転されて支持体４とともにボビンＢｓ　、
Ｂａが周方向に一定角度回転され、ボビンＢＳ、Ｂ６に
連なる半径方向糸（３’ｒｓｓ＋ｙ＝−ａ）が軸方向に
対して傾斜した状態に配置された後、回転体２６が３回
転されて前記と同様に２層目の周方向糸（ｙ、）が３段
に巻き付けられる。これにより半径方向糸（）’ｒａｓ
　＋　ｙｒｔｌ　）は軸方向に対して傾斜した状態で１
層目の周方向糸（ｙ−）の外側に圧着され、外側へ向か
って折り曲げられた状態にあった半径方向糸（３’ｒｍ
ｔ＋Ｙ　ｒｍｓ　＋　３／　ｒｓ４　）はそのまま拘束
されずに〜第８図（ｅｌ）、　（ａ２）に示す状態が得
られる。ついで２層目の周方向糸（ｙｅ　）で固定され
た端部からボビンＢｓ　、Ｂａに連なる半径方向系（３
’ｒｓｓ。

ｙ１□）が軸方向に沿って延びる位置にホルダ保持（ハ
）９が配置される角度だけ支持体４が逆方向に回転され
、下降位置のホルダ保持体９と上昇位置のホルダ保持体
２２とが対向する状態となる６次に第８図（ｆｌ）、　
（ｆ２）に示すように、ボビンＢ、が上記と同様に上昇
位置から下降位置に移載された後、回転体２６の回転に
よって周方向糸（ｙｅ）が巻き付けられ、第８図（ｇｌ
）、　［ｇ２）の状態が得られ、第１段階の織成が完了
する。

次に支軸２，１５が上昇移動されて三次元織物Ｆが所定
型引上げられ、下降位置に配置されていたボビンＢ＋　
、Ｂｉ　、Ｂｓ　、Ｂａが上昇位置に移載され、一方、
ボビンＢ２が下降位置に移載されて、第８図＜　ｈｌ）
、　（ｈ２）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（ｙａ＞が回転体２６の回転によって巻
き付けられ、ボビンＢ２に連なる半径方向糸（３’ｒｔ
ｔ）は第８図（１１）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０
次いで第８図（ｊ２）に示されるように、ボビンＢｓ　
、Ｂａが上昇位置から下降位置に移載され、それぞれの
ボビンＢｓ、Ｂａに連なる半径方向糸＜　ｙｒｓｓ　＋
Ｖｒｚｓ　）がガイドフレーム２４に近接する位置に配
置されるとともに、前記と同様にボビンＢｓ　、Ｂａが
周方向に一定角度回転されてボビンＢｓ　、Ｂａに連な
る半径方向糸（３’　ｒｍｓ　、　３’　ｒｔｈ　）が
軸方向に対して傾斜した状態に配置された後１回転体２
６が３回転されてがＩ記と同様に周方向糸（ｙ、）によ
って内側へ圧着され、第８図（ｋｌ）、　（ｋ２）の状
態が得られる。この場合第１段階の織成で周方向糸（ｙ
、）の第１層と第２層の間で軸方向に傾斜して延びる状
態にあった半径方向糸（ｙｒｓｓ　＋Ｖｒｔ６　）は共
にそのままの状態で延長される。そして、前記と同様に
支持体４が逆方向に所定角度回転された後、第８図（ｊ
２）に示すように、ボビンＢ４が上昇位置から下降位置
に移載され、回転体２６の回転によって周方向糸（ｙ、
）が巻き付けられると第８図（ｎｌ）、　（ｍ２）に示
したように、ボビンＢ。

に連なる半径方向糸（ｙ１８４）は最外周位置から周方
向糸（ｙ＃）の第２層と第３層の間に挟圧される形で短
い半径方向部分と軸方向部分とを形成し、第２　ｒ１階
の織成が完了する。

次に支軸２．１５が上昇移動されて第８図（ｎｌ）　。

（ｎｌ）に示すように三次元織物Ｆが所定址引上げられ
、ボビンＢ＋が下降位置へ、ボビンＢ２　、８４　。

Ｂｓ　、Ｂ、が上昇位置にそれぞれ移載され、回転体２
６が回転されて周方向糸（ｙｅ）が巻き付けられ、ボビ
ンＢ、に連なる半径方向糸（ｙｒｚｌ）は三次元織物Ｆ
の最外周位置から内層に至る半径方向に連続して軸方向
に配列され、第８図（０１）（０２）の糸配列状態が得
られる。続いて第８図（ｐ２）に示すようにボビンＢｓ
　、Ｂａが下降位置に移載され、前記と同様にボビンＢ
ｓ、Ｂａが周方向に一定角度回転されてボビンＢｓ　、
Ｂ−に連なる半径方向系（３’　ｒｔｓ　＊　ｙｒｍ４
　）が軸方向に対して傾斜した状態に配置された後、回
転体２６の回転によって周方向糸（ｙ、）が巻き付けら
れ、ボビンＢｓ　、Ｂａに連なる半径方向糸（ｙｒｓｓ
　、　ｙ−ｈ　）が引き続いて軸方向糸を形成する第８
図（Ｑｌ）。

（ｑ２）の糸配列状態が得られる。続いて第８図（ｒ２
）に示すようにボビンＢ３を下降位置に移載し、回転体
２６の回転によって周方向糸（ｙ、）が巻き付けられ、
ボビンＢ１に連なる半径方向糸（ｙｒ＋ｓｉ）は周方向
糸（ｙ、）の第２層と第３層の間に挟圧されて、短い半
径方向部分と軸方向部分とを形成し、第８図（ｓｌ）、
　（ｓ２）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、中心部に軸方向糸
（２）を有する円柱状の三次元へ物Ｆが製繊される。

この製織方法で得られた三次元ａ物Ｆの概略斜視図が第
１図に、断面が第２〜５図にそれぞれ示されている。こ
の製織方法では特定のボビンホルダ８が回転体２６の回
転による周方向糸（ｙ、）の巻き付は時に常に下降位置
に配置された状態に保持されるため、該ボビンホルダ８
から繰出される半径方向糸（ｙｒｓ＠　、　３’　ｒａ
４　）は、常に軸方向に延びるように織り込まれ、製織
後は三次元織物Ｆの軸方向糸（２）となる、又、前記半
径方向糸＜　３／ｒｉｌ　＊　Ｖｒｓ６　）が軸方向に
対して傾斜した状態に配置された状態で回転体２６の回
転による周方向糸（ｙ−）の巻き付けが行われるため、
該ボビンホルダ８から繰出される半径方向糸（ｙｒｚ５
＋ｙｒｔ６）は、常に軸方向に対して傾斜した状態で軸
方向に延びるように、すなわちスパイラル状に織り込ま
れる。又、その曲の半径方向糸（ｙｒｚ）は周方向糸（
ｙ＃）の１層目の内側と３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３層目の外側との間
で交互に折り返されるものと、３層目の内側と外側との
間で交互に折り返されるものとの３種類が規則的に繰り
返される状態で織り込まれる。

この実施例においては中心部の軸方向糸（２）を直線状
に張設したが、中心部の軸方向糸（２）を捩じって、軸
方向に傾斜した状態で張設してもよい。

［実施例２］ 次に第２実施例を第９〜１１図に従って説明する。この
実施例の三次元織物Ｆはその中心部に軸方向糸（２）が
存在しない点と、全ての半径方向糸（ｙ４）が３層の周
方向糸（ｙ−）の最内層の内側と最外層の外側の間で交
互に折り返されている点とが前記実施例の三次元綴物Ｆ
と大きく異なっている。このような構造では隣接する半
径方向糸（ｙｏ）の間隔が三次丸線！１ｍ　Ｆの外側は
ど拡がるので、各半径方向糸（ｙ□）の間に織り込まれ
る軸方向糸（２）の本数が外側はど多くなっている。

この三次元織物Ｆを製織する場合には、前記実施例と同
様に半径方向糸（ｙｏ）を準備するとともに、糸固定テ
ーブル１．１４の中心部間に軸方向糸（２）の代わりに
円柱状あるいは円筒状の芯金を設置した状態で製織を行
う、そして、ボビンホルダ８の昇降動による半径方向糸
（ｙ、）の開口状態が規則的に変更され、周方向糸（ｙ
、）の１層目と２層目の間に織り込まれて軸方向糸（２
）となる半径方向糸（ｙｒｓ）が、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
状態に織り込まれる半径方向糸（ｙ４）と交互に配置さ
れ、周方向糸（ｙｅ）の２層目と３層目の間に織り込ま
れて゛軸方向糸（２）となる半径方向糸（ｙ、）が、周
方向糸（ｙ、）の最内層の内側と最外層の外−ｊの間で
交互に折り返される状態に織り込まれる隣接する半径方
向糸（ｙｏ）の間に２本ずつ配置されるように周方向糸
（ｙ、）の巻き付けが行われる。

又、中心部に金属部材、織物をまるめたもの、ブレード
構造体を設置した状態で製織を行い、製綿後も、織物の
中心部に残しておいてもよい。

なお、本発明は前記両実施例に眼定されるものではなく
、例えば、第１２図に示すように半径方向糸（ｙｏ）を
軸方向に対して傾斜するように織り込んでもよい、その
場合には第１３図に示すように、支持体１１を回転駆動
可能に構成し、ボビンホルダ８をその下降位置で吸着保
持するホルダ渫持体１３を支軸２を中心に回転可能に構
成する。

又、軸方向糸（２）の一部と半径方向糸（ｙ４）の双方
を軸方向に対して傾斜させてもよい。ス、互いに対向す
る位置に配設されたホルダ保持体９゜２２．１３．２３
の両者を昇降動可能に′！Ｒ成する代わりに一方のみを
昇降動可能に構成したり、ボビンホルダ８を保持するた
めの構成としてマグネットによらず、空圧式あるいは油
圧式のホルダを使用したり、回転体２６に周方向糸ボビ
ン３０を複数個装備して周方向糸（ｙｓ）を複数箇所か
ら供給可能としてもよい、さらには、周方向糸（■−）
を巻き付けるのに周方向糸ボビン３０側を支軸２゜１５
を中心に公転させる代わりに、糸固定テーブル１．１４
及び支持体４，１１．１７．１９側を回転させてもよい
。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明の三次元繊物は３［１順の糸
群で構成され、そのうち！Ｉ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糸（ｙｒｓ）が存在
するため、半径方向系（ｙｒｚ）の周方向系（ｙｏ）に
対する挿入位置及び折り返し位置を変更することにより
外周部においても半径方向の糸密度を内周部と同様な密
度とすることが可能となるとともに、３種類の糸の材質
あるいは繊物形状も種々変更可能となる。しかも、軸方
向に延びる軸方向糸（２）の層の少なくとも一層又は半
径方向糸（ｙ−ｔ）が軸方向に対して傾斜する状態に配
列されているので、捩りに対する強度が大きくなる。

又、第２請求項に記載の製造方法では、ロッドや糸案内
管等の治具を使用することなく軸方向糸（２）、半径方
向糸（ｙｒｚ）及び周方向糸（ｙ、）の３種類の糸が連
続的に軸方向、放射方向及び周方向に挿入されるので、
生産性が向上するとともに自動化が容易となる。又、半
径方向糸（ｙ、）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により、半径方向糸（ｙｒｚ＞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（
ｙ＃）の段数を容易に変更でき多様な織成構造の三次元
織物の製織が可能となり、多様な材料設計に対応できる
。さらに、同一段数における周方向糸（ｙ、）の暦数を
変更することにより、軸方向に径が変化する三次元織物
の製造も可能となり、三次元織物の使用用途が広くなる
。これらの織物は樹脂あるいは無機物と共に複合材の構
成要素として使用できるばかりでなく、多層に構成され
た繊維構造を利用して濾過材などの用途に織物そのもの
として使用することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１〜８図は本発明を具体化しな一実施例を示すもので
あって、第１図は三次元織物の概略斜視図、第２図は三
次元織物の断面図、第３図は第２図のｘ−ｘ、Ｉｌ＠面
図、第４図は第２図のＹ−Ｙ線断面図、第５図は第２図
のＺ−Ｚ線断面図、（いずれも片側のみ図示）、第６図
は三次元織機の一部破断概略正面図、第７図は第６図の
Ａ−Ａ線断面図、第８図（ａｌ）　〜（ｓｌ）は第２図
のＸ−Ｘ線断面に対応した製織作用を示す概略図、第８
［！１〈ａ２）〜（Ｓ２）は第２図のＹ−Ｙ線断面に対
応した製織作用を示す概略図、第９図は第２実施例の三
次元ａ物の断面図、第１０図は第９図のＰ−Ｐ線断面図
、第１１図は第９図のＱ−Ｑ線断面図、第１２図は変更
例の三次元織物の概略斜視図、第１３図は変更例の三次
元ｍ機の一部破断概略正面図、第１４図は従来の織成方
法を示す概略図、第１５図は別の従来の織成方法を示す
平面図、第１６図は同じくその部分断面図である。 糸固定テーブル１、支持体４，１１，１７，１９、ボビ
ンホルダ８、ホルダ保持体９，１３．２２゜２３、糸支
持体としての糸固定テーブル１４、周方向糸供給装置２
５、回転体２６、周方向糸ボビン３０、ボビンＢ、軸方
向糸２、半径方向糸ｙｒ３、周方向糸ｙθ、三次元織物
Ｆ。 特許出願人　株式会社　豊田自動ｉｔｍ製作所代理人　
　　弁理士　　恩田博宣（ほか１名）第２図 ×くコ ×（２） 第 図 第 図 −Ｐ４ｍｌＩ正書 （方式） １、事件の表示 平成０１年特詐願第１３３６９３号 ２、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　　愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地氏名　　　３
２１　株式会社豊田自動織機製作所（名称）　　　代表
者豊田芳年 ４、代理人 住所　〒５００　　岐阜市端詰町２１　ｆｔ置　　０５
８２　（６５）−１８１０（代表）平成０１年０８月１
４日　　（平成０１年０８月２９日発送）６．１１証の
対象 明細書の図面の簡単な説明の欄 ７゜補正の内容

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、中心から同心円状に多層状態で配列され軸方向に延
   びる多数の軸方向糸（ｚ）と、軸方向糸（ｚ）の層間あ
   るいは外側にその周方向に沿って巻き付けられた周方向
   糸（ｙ＿θ）と、周方向糸（ｙ＿θ）の任意の層間を軸
   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）とから構成され、かつ前記
   軸方向糸（ｚ）の層の少なくとも一層を構成する軸方向
   糸（ｚ）又は半径方向糸（ｙ＿ｒ＿ｚ）が軸方向に対し
   て傾斜した状態に配列された三次元織物。 ２、多数の軸方向糸（２）及び半径方向糸（ｙ＿ｒ＿ｚ
   ）の端部を所定の中心から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するとともに、周方向
   糸（ｙ＿θ）の端部を前記糸支持体に固定し、各層を形
   成する軸方向糸（ｚ）と半径方向糸（ｙ＿ｒ＿ｚ）の外
   側から該層を中心側に圧着するように周方向糸（ｙ＿θ
   ）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（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＿θ）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＿θ）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＿θ）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＿θ）を巻き付け、かつ少なくと
   も一層を構成する軸方向糸（ｚ）が周方向糸（ｙ＿θ）
   を巻き付けた状態で軸方向に対して傾斜するように、該
   軸方向糸（ｚ）の外側への周方向糸（ｙ＿θ）の巻き付
   けを行う前に該軸方向糸（ｚ）を軸心の回りに所定量回
   動させる三次元織物の製造方法。