JPS6366357A - 三次元製織装置 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は三次元繊維構造体の製造装置に関するものであ
る。

〔従来技術〕

金属あるいはプラスチックの成形体の補強手段として炭
素繊維、ガラス繊維あるいは金属繊維等の高強力繊維が
使用されている。

従来の補強手段としては、プラスチック材料中に補強繊
維を平板状に積層しており、この構造の補強繊維では大
量の繊維を立体的に使用することができず、例えば、平
板状に配列した繊維を多数の層に積層した場合でも各層
の間には連続性がないために立体的な繊維の補強構造と
はならず、繊維の充填量に比較して補強効果は低い。

特に、三次元方向に強化されず、また高い繊維体積含有
率も難しいと云う本質的な問題がある。

そこで、編組紐あるいはこれを拡張した編組構造体、す
なわち、三次元繊維構造体を形成し、これを金属あるい
はプラスチック中に埋め込んで補強する構造が提案され
ている。

この三次元繊維構造体を形成する製織手法は、例えば米
国特許第４３１２２６１号明細書に記載されており、こ
の製織方法はトーションレース方式と称するものである
。このトーションレース方式は、多数のボビンを移動平
面内に配置し、ボビンに巻かれた糸条を解舒しながらボ
ビン相互の位置を変えることにより糸条同志の絡み合い
による三次元繊維構造体を形成するものである。

本方式による製織装置としては、前記米国特許に記載さ
れた、通常“ＭＡＧＮＡＷＥＡＶＥ″と呼ばれている方
式からなるものがある。この方式は限られた移動平面内
にボビンを搭載した多数のキャリヤを決められた配列に
配列し、該キャリヤ同志は内蔵された磁石によって微小
間隙を保ちながら、該キャリヤを前記移動平面の外周部
に設けられた電磁ソレノイドの駆動によるロッドの押圧
力によって縦あるいは横一列に配列されているキャリヤ
を一群として移動させる方法である。

また、前記米国特許に記載された三次元装置を改良した
ものとして、スライダを底面に設けたボビンキャリヤと
、これを支持する移動平面上に設けたステータとでリニ
ヤモータを構成し、個々のボビンキャリヤに自己駆動力
を与えた装置を本発明者等が開発し、既に提案している
。

このトーションレース方式による製織装置としては、外
にキャリヤの駆動方法として高速性は望めないが、−Ｍ
的な空気又は油圧シリンダーを用いる方法もある。

従来、これらトーションレース方式による三次元製織装
置において、製織される糸条に付与される張力は、製織
中に引取りローラによって引き取られる際に発生するボ
ビンからの解舒張力、或いはボビン又は走行糸条に単純
なブレーキを作用したフィード抵抗力によるものである
。

即ち、糸条が走行中にのみ発生する張力であった。

〔本発明の解決すべき問題点〕

トーションレース方式による製織装置において、ボビン
キャリヤの移動方向によっては、糸条の張力低下が発生
し、常に均一な張力で製織することができないと云う問
題がある。

即ち、ボビンキャリヤが移動平面上を外側から内側に移
動する際に、例えば第１図においてボビンキャリヤがＸ
ｌの位置からＸ２の位置へ、更にＸ２の位置からＸ３の
位置へと順次移動する際にボビンと三次元繊維構造体の
引取ローラとの間の距離が短縮し、そのために糸条の張
力が瞬間的に低下する。糸条の張力が低下すると三次元
繊維構造体の組織を引き締める効果が低下する。

つまり、ボビンキャリヤは移動平面上を制御された方向
にかなり早い速度で移動するため、三次元繊維構造体を
引取る引取りローラとボビンキャリヤ上のボビンとの間
の距離の変化に対して糸条の張力が急激に変動し、所定
の張力に戻る前に製織されることになり、均質な、そし
て繊維体積含有率の高い三次元繊維構造体を製造するこ
とが困難となっていたのである。

〔本発明の目的〕

本発明は、ボビンキャリヤが移動する際に発生する糸条
の張力低下を防止し、もって均質な三次元繊維構造体を
工業的な早い製織速度で製織する装置を提供することを
目的とするもので、　　ある。

〔本発明の概要〕

前記目的を達成するための本発明は、移動平面上に配置
され、任意の方向に駆動されるボビンキャリヤに出口ガ
イドを設け、且つ該出口ガイドを通過した糸条を、該出
口ガイドよりボビン側へ引き込む張力付与機構を設けて
なる三次元製織装置である。

即ち、本発明はボビンに巻取られた糸が解舒される際に
所定の張力を与え、しかも、糸条が弛むような状態の時
にはこれを出口ガイドよりボビン側に引き込むように構
成したものである。

この引き込み操作には、渦巻きバネ等の弾性体やダンサ
ローラ等が使用されると共に、ある張力以上の張力が作
用した際にはそれ以上の張力が作用することがないよう
な構造であることが必要である。

〔実施例〕

次に図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図はボビンキャリヤの駆動方法がリニヤモータ式の
三次元製織装置の側面図であって、三次元製織装置Ｍは
、ボビンを搭載したボビンキャリヤ１を移動平面２上に
配置し、各ボビンキャリヤ１に対向してステータ３が設
けられ、ボビンキャリヤ１の枠体の下面にはスライダ（
ロータ）が設けられている。

第２図の例においてはステータ３は二輪方向へそれぞれ
２個ずつ区分ステータ３Ｒ１３Ｔ。

３Ｓ、３Ｕが１組となって１個のステータ３を形成して
いる。そのステータ３は横方向にＡ〜Ｇの７個、縦方向
にａ　−１の１２個、計８４個が隣接して基盤目状に配
置されて非磁性体からなる架台４上に支持されている。

ボビンキャリヤ１の下面に設けたスライダ１ｍと、移動
平面２上に設けらたステータ３によってリニヤモータを
構成しており、電磁装置である区分スタータ３Ｒ，３Ｔ
とスライダ１ｍとでボビンキャリヤ１を図の左右方向へ
、また、区分ステータ３Ｓ、３Ｕとスライダ１ｍとでボ
ビンキャリヤｌを図において上下方向へ移動させること
ができるリニヤモータを形成している。

従って、ステータ３への通電を選択する制御を行えば移
動平面２の上のボビンキャリヤ１を個々に任意の方向へ
移動させることができる。

前記ステータ３の駆動用電気配線１０は、それぞれ別個
に電源ドライバー９と接続され、この電源ドライバー９
はコントローラ８によって各ステータ３の独立制御を行
うように構成されている。

第３図はボビンキャリヤ１とステータ３との関係を示す
断面図であって、ボビンキャリヤｌを構成する枠体１ａ
の下面には凹凸状の断面形状を有する磁性体で形成され
たスライダ１ｍが設けられ、このスライダ１ｍは微小間
隙を持ってステータ３と対向している。そして枠体１ａ
の下部には例えばボール状のキャスタＩｎが設けられ、
移動平面２上を軽く移動させると共に、糸状５の張力に
よるボビンキャリヤｌの浮き上がりを防止するために移
動平面２に設けた溝２ａに係合部１ｐを嵌合させている
。

第２図において、ボビンキャリヤ１の移動方法について
節単に説明すれば、３Ｔｍに位置するボビンキャリヤは
矢印のように運動し、また、別のボビンキャリヤニも同
様に規定の経路に従って駆動されて、その間にボビンよ
り解舒される糸条５の位置を変更し、三次元繊維構造体
６を製織するのである。この図で、ボビンキャリヤｌが
移動平面２上の外側から内側の矢印方向に移動する際、
総てにおいて第１図に示す引取りローラ７とボビンキャ
リヤ１間の糸条５の長さは短くなり、そのため張力の低
下を招くことになるのである。なお、この三次元繊維構
造体６は大型の組紐と同様なものであると考えてもよい
。

製織された三次元繊維構造体６は第１図に示すように引
取りローラフによって所定の張力を与えながら搬送され
る。

次に本発明にかかる装置の要部を説明する。

第３図に示すように、ボビンキャリヤ１は枠体１ａの中
央部に軸１ｂをポル）ｌｃ等の固定具で固定し、更にこ
の軸ｌｂ上にボビン１ｄを支持している。そしてこのボ
ビン１ｄのフランジ部１ｅには糸条５の張力制御装置ｉ
ｆが設けられている。

この張力制御装ｒａＩｆは第４図に示すように軸１ｂに
クラフチ１ｈを固定し、このクラッチ１ｈの側部の軸ｌ
ｂ上に風車１ｇをキーｔｇによって固定している。そし
て一端１ｉをフランジ部１ｅに固定した渦巻きバネ１ｊ
の他・瑞１ｋを前記クラッチ１ｈに固定し、これによっ
てクラッチ１ｈに渦巻きバネ１ｊの弾性力が作用してい
る。また、クラッチ１ｈには爪１１！が上下に揺動自在
に設けられ、前記風車１ｇに噛合している。該爪ｌ！に
は、先端に回転ローラ１ｓが、また該ローラ１ｓと該風
車１ｇとの噛合力を発生させる引張コイルバネ１ｒが固
定されている。

尚、風車１ｇのギヤ形状は回転ローラ１ｓが回転移動し
やすいスプライン形状が好ましい。

ボビンｌｄに巻取られている糸条５は製織動作に応じて
枠体１ａの上板の中央部に設けられた出口ガイド１ｔを
経由して三次元繊維構造体６側に引き出される（第１図
参照）。

さて、前記装置において、ボビンキャリヤｌが第２図の
移動平面２上の外側から内側に移動する際には引取りロ
ーラ７とボビンキャリヤｌ上のボビン１ｄとの間の距離
が短縮されるが、この際に糸条５が弛緩することは前記
の通りであるが、本発明はこの糸条５の弛緩を防止する
ものである。

本発明にかかる装置は、前記のようにボビンｌｄの端部
には渦巻バネ１ｊによって巻込力をボビン１ｄに与える
ように構成された張力制御装置ｉｆが設けられている。

次に張力付与機構、即ち張力制御装置１ｒの動作につい
て説明する。

糸条５が巻出される際、即ちボビン１ｄと別巻取りロー
ラ７との間の糸条５の経路が増加するようにボビンキャ
リヤｌが移動する際には、ボビン１ｄは第４図の矢印の
ように回転して渦巻バネｌｊを巻込み、この渦巻バネ１
ｊにボビン１ｄを逆回転させるだけの弾性力を蓄積する
。

この場合、渦巻バネ１ｊに対する巻取りが限界に達した
ならばクラッチｉｈが滑り、これ以上の巻取りが行なわ
れない、なお、このクラッチｌｈの滑りの際に軸１ｂに
固定されている爪型１ｇ上をクチソチ１ｈの回転と共に
爪ｌβが、詳しくは先端に固定される回転ローラＩＳが
移動することになる。なお、クラック１ｈの滑り開始時
期は、回転ローラＩＳと風車ｔｇとの噛合力に左右され
るため、糸条５に発生する張力は渦巻バネＩｊばかりで
なく、前記噛合力を決める引張コイルバネ１ｒによって
も微調節することができる。

次に、ボビンキャリヤ１が移動平面２の外側から内側に
移動することによって糸条５の経路が短縮された結果、
糸条５の張力が低下する際には、前記渦巻バネｌｊの弾
性力によってボビン１ｄは矢印とは逆に回転して糸条５
に所定の張力が作用するようにボビン１ｄに糸条５を巻
込むのである。

第５図は別の形式の張力制御装置１ｆを示すものであっ
て、この装置はディスクブレーキを設けたものである。

ボビンｌｄを支持する軸１ｂの一端は枠体１ａに対して
ボルトｌｃ等で固定されている。この軸１ｂ上にはブレ
ーキ力を調節するためのナンドＩＥが螺合されている。

ディスクブレーキはプレーキバ・７ドＩＡとブレーキ板
ＩＢと、このブレーキ板ＩＢに一端が固定された圧縮コ
イルバネＩＣが固定され、他端は前記ナンドＩＥに支持
されている。なお、詳細は図示していないが、このナツ
トＩＥは圧縮コイルバネＩＣの一端を押圧すると共にこ
れの回転を防止する構造に構成されている。また、軸１
ｂの反対側には、圧縮コイルバネ１ｄの軸方向のズレを
止めるためのブツシュｌＤが固定されている。

次にこの張力制御装置１ｆの作用について説明する。

ボビン１ｄが糸条５の解舒にしたがって回転すると、こ
のボビン１ｄのフランジ部１ｅに設けられている張力制
御装置１ｆを構成するディスクブレーキを経由して圧縮
コイルバネＩＣにねじりを与える。このねじりはボビン
１ｄを逆回転させるための弾性力となるものである。

圧縮コイルバネＩＣは、ブレーキ板ＩＢを押圧して所定
のブレーキ圧、即ち、ボビン１ｄの回転の時期を決定す
る作用と、糸条５の解舒に伴なって逆回転力を蓄える作
用とをなすものである。

前記構造の張力制御装置１ｆは、三次元繊維構造体６を
製織する際の糸条５の解舒と共に圧縮コイルバネＩＣが
捻られて弾性力（回転弾性力）が蓄積される。そしてこ
の弾性力が所定の値を越えるとディスクブレーキが滑っ
てそれ以上は弾性力を蓄積しない。

一方、糸条５の張力が低下する方向にボビンキャリヤｌ
が移動する際には、前記圧縮コイルバネＩＣに蓄えられ
た弾性力によってボビン１ｄが逆回転して糸条５の張力
を所定の値に維持するのである。

また、第６図も別の形式の張力制？′１１装置１ｒを示
す図であり、張力発生機構をボビンから離した装置の例
である。

キャリヤ枠体１の内はボビンＩｄと軸１ｂ及びポル）ｌ
ｃのみからなり、張力制？ＩＩ＋装置１ｒは該枠体１ａ
に設置されている。即ち、該張力制御装置１ｆは、前記
枠体１ａに装着された支持架台ＩＦと支持板ＩＧからな
り、張力発生機構を具備した該支持板ＩＧは、該支持架
台ＩＦに固定されている。

張力付与機構を有する該支持板ＩＧは、固定ローラＩＨ
と押さえローラＩＩ及びダンシングローラＩＫのローラ
類と糸条５の出口に当る出口ガイド１ｔ、ダンシングロ
ーラＩＫに保持された重りＩＪから構成されている。

次に上記張力制御装置１ｆの作用について説明する。

ボビン１ｄから解舒された糸条５は、ガイドＩＭを経て
、固定ローラＩＨに掛けられ、ダンシングローラＩＪ上
を経由して出口ガイド１ｔを通りその上方の交織点より
製織されることになる。このとき、糸条５には固定ロー
ラＩＨと交織点間に作用するダンシングローラＩＫの重
力により張力が発生する。従って、固定ローラＩ　Ｈ上
で糸条５が滑らぬように外表がゴム製の押えローラＩＩ
が固定ローラ２Ｈを押えており、また、固定ローラＩ　
Ｈにも自由回転せぬように記載していないブレーキ制御
機構が設けられている。糸条５に発生する張力の制御は
、例示ではダンシングローラＩＫに取り付こられた重り
ＩＪの重量を変えることによってなされるが、重りＩＪ
Ｏ代りに引張コイルバネや板ハネ等を適用することも可
能である。

ダンシングローラｌＫは、通常張力の場合には、溝ガイ
ドＩＬの比較的上方に位置し、前述のようにボビンキャ
リヤ１が前記移動平面２上を外側から内側に移動するこ
とによって糸条５の張力が低下して来た場合には、溝ガ
イドＬＬの下方へ下降することによって張力上昇を図り
、やがて定常張力に戻りながら再上昇していく。

即ち、本実施例の張力付与機構は一般的なダンサローラ
方式による方法を応用したものである。

〔発明の効果〕

本発明にかかる三次元製織装置は、移動平面上に配置さ
れ、任意の方向に駆動されるボビンキャリヤに出口ガイ
ドを設け、且つ該出口ガイドを通過した糸条を、該出口
ガイドよりボビン側へ引き込む張力付与機構を設けてい
るので、次の効果を奏することができる。

（１）ボビンキャリヤが移動平面上を外側から内側に移
動することによって糸条の張力が減少する際には、この
糸条をボビン側に自動的に引き込むことによって糸条の
張力が所定の値より低下することを防止することができ
る。

（２）ボビンキャリヤの移動する速度が高速化するにし
たがい、糸条の張力変動が増加するが、本発明によれば
糸条の張力変動を補正する機能があるので、常に糸条に
所定の張力を作用させることができる。

（３）本発明にかかる張力制御装置は、構造が著しく簡
単なものであっても十分な効果を得ることができるので
、安価な装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は三次元製織装置の概略側面図、第２図は移動平
面上にボビンキャリヤを配置した状態を示す平面図、第
３図はボビンキャリヤとこれを支持し、駆動する機構を
示す側断面図、第４図はボビンに設けられた張力制御装
置の正面図、第５図は別の実施例にかかる張力制御装置
を設けたボビンキャリヤを示す側断面図である。 第６図は別の原理による張力付与機構を設けたボビンキ
ャリヤの実施例を示す側断面図である。 ｌ・・・ボビンキャリヤ、 ｌａ・・・枠体、ｌｂ・・・軸、１ｃ・・・ボルト、１
ｄ・・・ボビン、１ｅ・・・フランジ部、１ｒ・・・張
力制御装置、Ｉｇ・・・爪型、ｌｊ・・・渦巻バネ、ｌ
ｈ・・・クラッチ、１１・・・爪、１ｍ・・・スライダ
、１ｔ・・・出口ガイド、 ＩＡ・・・ブレーキパッド、ＩＢ・・・ブレーキ板、Ｉ
Ｃ・・・圧縮コイルバネ、ｌＤ・・・ブツシュ、ｌＥ・
・・ナンド、ＩＦ・・・支持架台、ＩＧ・・・支持板、
ＩＨ・・・固定ローラ、ＩＩ・・・押えローラ、ＩＪ・
・・重り、ＩＫ・・・ダンシングローラ、ＩＭ・・・ガ
イド、ＩＬ・・・溝ガイド、２・・・移動平面、３・・
・ステータ、５・・・糸条、６・・・三次元繊維構造体
、７・・・引取りローラ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 移動平面上に配置され、任意の方向に駆動されるボビン
   キャリヤに出口ガイドを設け、且つ該出口ガイドを通過
   した糸条を、該出口ガイドよりボビン側へ引き込む張力
   付与機構を設けてなる三次元製織装置。