JP2548476B2 - 組紐構造および多層組紐を形成する機械 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、複数層のストランド材を有し、これらが中
空構造に編まれる組紐構造の製造に関する。多層編組材
は組紐の第１層を形成し、次に順々に別の層を最初の層
の上に形成することで従来作られている。組紐は“メイ
ポール”形式の編組機械を使用して現在のところ製造さ
れている。この編組機械においては、環状ベッドプレー
トはそのプレートに形成された一対の交差する蛇行トラ
ックによって構成される蛇行路、および前記トラックに
沿って移動するようにされた可動パッケージキャリヤを
有している。各キャリヤはストランド材のパッケージを
担持しており、ストランド材は様々なパッケージキャリ
ヤからのストランドを前記蛇行通路における交差部にて
互いに交差させた組紐を形成する。組紐は更に静止キャ
リヤ、すなわち蛇行通路に対して位置を固定されたキャ
リヤ、から供給される“静止”ストランドを含むことで
強化されることができる。このように“静止”ストラン
ドは作られた組紐構造の内部に組み入れられて、長手方
向のストランドを形成する。組紐は通常はベッドプレー
トの一般に中央で形成され、また、通常は長手方向軸線
上で形成される。

多層組紐を形成するために、共通の長手方向軸線を有
して一連のメイポール編組装置が組み上げられる。ま
た、組紐が形成される間、その組紐は一連の編組装置を
順々に通過され、これにより別個の層が次々と上に編み
上げられるのである。この代わりに、このような多層組
紐は必要回数だけ一つの編組装置を通過され、必要数の
層を形成されることができる。こうして形成された組紐
は、場合によっては使用されたメイポール編組装置の数
または行われた通過回数に応じて、如何なる層数を有す
ることもできる。

多数組紐構造は適当形状のマンドレルの上で形成され
ることができる。このマンドレルは組紐構造を形成した
後に取り外され、形の与えられた組紐構造が形成される
のである。

メイポール形式の編組装置の代わりに、管状の編組機
械にて中空組紐を形成することが提案されてきた。これ
らは例えば、アトランティック・リサーチ・コーポレー
ションに譲渡されている米国特許第4621560号および同
第4753150号に記載されている。これらの特許に開示さ
れた機械においては、装置を構成する円筒の内面が複数
のリング部材で構成され、同じような寸法のそれらの各
々が互いに軸線方向に配置され、また、各各はヤーンキ
ャリヤを有している。ヤーンキャリヤは円筒の軸線方向
に移動できる。リング部材が円筒の軸線回りに回転する
ようにされ、また、キャリヤは軸線方向に移動されて、
フィラメトを相互に編み上げるようになされる。ストッ
プが備えられて軸線方向の移動量を制限し制御する。し
かしながらこれらの機械は、部材およびキャリヤの断続
または一体の動作によって作動し、この結果として動作
が遅い。このことは、このような機械が使用される実際
的な使用目的を制限してしまい、それ故に製造できる組
紐構造の特徴および形式を制限することになるのであ
る。

上述した形式の多層組紐の主なる問題点は、作られた
組紐が使用中に層間剥離を引き起こす傾向を見せること
である。このような組紐構造は、いわゆる“複合”形態
にて使用され、例えばそのような組紐に樹脂材を含浸さ
せて使用される。このような複合材は層の平面における
引張り強さおよび引張り係数に関して良好な機械的特性
を示す。層を横切る方向の複合材の機械的特性は、マト
リックス材のせん断強さおよびマトリックス材料とファ
イバー層との間の組紐強度にのみ依存する。何故なら
ば、これは構造内部で隣り合う層の物理的な結合が全て
であるからである。従って、複合材が横方向の荷重を受
けると、組紐層の間で内部の積層構造が破壊される危険
がある。

組紐製造工程の間に、層の横方向に延在する追加のス
トランド材を導入することで剥離問題を解消しようとす
る提案が既になされている。これらのストランドの幾つ
かはランダムに導入されるが、それ以外は開口を形成さ
れてその開口を通して半径方向にストランドが突出され
るようなマンドレルを備えて、規則的に半径方向を基準
として導入されている。このような半径方向のストラン
ドは、組紐層の間にある程度のコヒーレント性を与える
が、その存在がパッケージキャリヤからの様々なストラ
ンドの相互編み合わせを困難にしている。この結果とし
て、組紐の形成速度が低下してしまうのである。

剥離の問題を解消する他の試みは、組紐層を結合させ
て強化するストランドを縫合作業にて導入することであ
る。これは、一部成功したが、このような組紐構造また
はこれから複合形成されたものを使用する多くの応用例
において要求される強度および粘りのレベルが与えられ
ないのである。

有効なクラッド層構造を得るために、組紐の様々な層
が積極的に相互連結されるのが望まれる。本発明は多層
組紐構造の提供を探究するのであり、これにおいて層は
相互に編組され、また、実質的に一様な、すなわち予め
定めた特性を表すものとされる。本発明はまた、改良し
た形態の組紐構造の提供を記載するのであり、これは基
本的に編組された複合材として使用でき、安価且つ迅速
に構成でき、従って製造が安価に行える。

本発明によれば、隣接して編み合わされた複数の層を
含み、これらの各層は、第１の距離だけ互いに離れて配
置された層内交差点において交差する蛇行経路内に延び
るストランドで形成されており、また、前記第１の距離
よりも大きい第２の距離だけ互いに離れて配置された、
前記層間における複数の層間交差点を含み、２つの隣接
する層間における各層間交差点は、この２つの隣接する
層間における他の層間交差点から少なくとも２つの層内
交差点だけ分離されており、各層間交差点は、１つの層
からの１つのストランドが他の層へ進んで他の層からの
他のストランドに取って代わり、且つこの他のストラン
ドは前記他の層から前記１つの層へ進んで前記１つのス
トランドに取って代わることによって画定されており、
前記１つのストランド及び前記他のストランドは前記１
つの層と前記他の層との間の連結部を形成していること
を特徴とする組紐構造が提供される。

ここで使用されるように、“ストランド”なる用語は
フィラメント、単一フィラメント、スリットテープ、ロ
ウヴィング（roving）、マルチフィラメントヤーン、組
紐またはその他の長手方向に延在する織物製品を含むと
理解されねばならない。

層間の相互連結は、相互連結するストランドが第１層
から隣接する第２層へ通じ、また、前記第２層の少なく
とも１つのストランドの回りを回されるような、直接相
互連結とされる。

この代わりに、層間の相互連結は間接相互連結とさ
れ、相互連結ストランドが前記第１層から第２層を通し
て構造内の他の必ずしも隣接されない層へ通され、そし
て前記他の層内のストランドの回りを回されて第１層を
前記他の層に結合し、これと同時にそれらの間の層を結
合するようになす。

本発明による組紐構造は中空とされ、円形または不規
則の横断面とされることができる。本発明の更に他の概
念によれば、組紐は折りたたみできる組紐とされる。

本発明は複合材を含む。この複合材は本発明による組
紐を含んでなり、組紐の隙間の中に分散および／または
分配された樹脂マトリックスを有する。本発明の他の概
念によれば、ストランド材の複数の層を有し、前記層が
編組機械を１回通過させて編み上げられ、また、各層は
その層における少なくとも１つのストランドが隣接する
層の中に延在して前記層間に相互連結を形成しているよ
うな組紐構造を含んで構成された複合構造であって、少
なくとも前記組紐構造の間隙の中にマトリックス材が組
み入れられた複合構造が提供される。

少なくとも幾つかのストランドは前記マトリックス材
料と調和する樹脂を含んで構成されることができる。こ
のようなストランドは予め含浸されることができる。こ
の事前含浸はストランドに樹脂層すなわち被覆をコーテ
ィングすることで行える。これに代えて、ストランドは
樹脂材を含みまたは樹脂材で構成されることができる。

組紐が形成された後、マトリックス材の有無に係わら
ずに組紐は処理を受ける。これにおいて、前記ストラン
ドの樹脂材成分が前記組紐構造の間隙に浸透できる。

組紐複合材のマトリックス材は熱可塑性または熱硬化
性の樹脂とされることができる。複合材は形成された
後、例えばモールド型に熱および圧力を作用させること
で成形されることができる。

本発明に関連して、多層組紐構造を作る方法が提供さ
れる。この方法は、ストランドグループを組紐形成ステ
ーションに供給し、このステーションで各ストランドグ
ループが組紐層を形成し、前記グループの１つから供給
されたストランドが隣接する層のグループの中へ導かれ
て通過され、両者間に相互連結を形成させる、ことを包
含する。

本発明に関連してまた多層組紐構造を作る方法を提供
する。この方法は、 （ｉ） 可動のパッケージキャリヤの第１の組から組紐
形成領域へ複数のストランド材を給送して組紐層を形成
するようになし、各々の可動パッケージキャリヤは予め
定めた第１の蛇行通路を移動する。

（ii） 可動のパッケージキャリヤの第２の組から前記
組紐形成領域へ複数のストランドを給送して組紐層を形
成するようになし、前記第２の組の各々の可動パッケー
ジキャリヤは予め定めた第２の蛇行通路を移動するので
あり、これにおいて前記蛇行通路は各組の少なくとも１
つのパッケージキャリヤがそれぞれの層からストランド
材を他の層の中へ運び、前記他の層と相互連結するよう
になす。

を包含する。

前記第２の層は前記第１の層に隣接することができ
る。また、前記第２の層は前記第１の層から間隔を隔て
られ、両者間に複数の中間層が介在される。このような
状況のもとで、第１および第２の層の間を移動するパッ
ケージキャリヤに組み合うストランドは第２の層と積極
的な相互連結を形成する前に、中間層の全てを通過する
ようになされる。

“静止”パッケージキャリヤからのストランド材もま
た各層について組紐成形領域へ給送され、前記それぞれ
の可動パッケージキャリヤからのストランドと相互に編
み合わせるようになされる。

マンドレルは組紐形成領域に配置され、中空組紐構造
を形成するようになされる。次に組紐の第１の層がマン
ドレル上で形成され、第２の層および引き続く層が前記
第１の層の上に形成される。円形または他の横断面とさ
れることができる。編み合わせが行われる際に、マンド
レルは組紐形成領域を通して移動されて、連続的に組紐
構造を作り上げることができる。

この方法はまた多層組紐構造の全ての層を編組機械の
１つの通路内に位置させることができる。

本発明に関連して更にまた、複数の層を有し、各々の
層は隣接層のストランドと相互連結している各層の少な
くとも１つのストランドと相互に編み合わされたストラ
ンド材によって構成されているような組紐構造を作り上
げる方法であって、各層に関して複数のストランド材を
複数の静止パッケージキャリヤから組紐形成領域へ給送
する段階と、前記静止ストランドを対応する可動パッケ
ージキャリヤの組からの他のストランドと相互に編み合
わせる段階と、組み合う層に対して各々の可動のパッケ
ージキャリヤが予め定めた蛇行通路を移動する段階と、
それぞれの層の可動パッケージキャリヤのストランドを
前記それぞれの層の静止パッケージキャリヤの組のスト
ランドと編み合わせて編組層を形成する段階と、各々の
層に関してストランドを同時に組紐形成領域へ給送し
て、装置が互いに重なるようにする段階と、各々の組の
少なくとも１つの可動パッケージキャリヤがそれぞれの
層からストランド材を他の層へ運んで前記他の層のスト
ランドと相互連結させるように各々の蛇行通路を配列す
る段階と、を含んでなる組紐構造を作り上げる方法を提
供する。

１つの実施例において、前記少なくとも１つの可動パ
ッケージキャリヤはストランドを本来の層へ戻す。他の
実施例においては、中間層の可動パッケージキャリヤの
蛇行通路は、ストランド材をその層から両側の隣接層へ
運び且つまた前記中間層へ戻して、中間層のストランド
を各隣接層と相互連結させるように、中間層から移動で
きるようになされる。

製造されるべき組紐構造が複数の中間層を含む場合、
可動パッケージキャリヤは１つの蛇行通路から隣の蛇行
通路へ移動して、パッケージキャリヤと組み合わされた
層から中間隣接層を超えた層まで可動ストランドを運
び、且つまたパッケージキャリヤを本来の蛇行通路に戻
し、これにより可動パッケージキャリヤからのストラン
ドが通過した層を相互連結するようになされる。

組紐構造は中空形とされ、マンドレルの上に形成さ
れ、マンドレルは組紐形成領域に配置されることができ
る。典型的には、編み合わせが行われる際にマンドレル
は組紐形成領域を通して移動して、連続的な中空組紐構
造をマンドレルの上に形成し、組紐構造の全ての層は相
互連結されるのである。

本発明に関連して更に複数層のストランド材を有し、
各々の層は隣接層のストランドと相互連結しているか、
あるいはストランドが通過している各層の少なくとも１
つのストランドと相互に編み合わされたストランド材に
よって構成されているような組紐構造を作り上げる方法
であって、複数のパッケージキャリヤおよびその蛇行通
路が管状編組機械の内面に配置され、前記内面は形成さ
れた複数の蛇行通路を有しており、複数の“静止”スト
ランド材が第１の組の静止パッケージキャリヤから組紐
形成領域へ給送され、ここで前記“静止”ストランドが
対応する組の可動パッケージキャリヤからの他のストラ
ンドと相互に編み合わされるようになされていて、各々
の可動パッケージキャリヤは予め定めた第１の蛇行通路
を移動して第１の組の可動パッケージキャリヤのストラ
ンドを第１の組の静止パッケージキャリヤからのストラ
ンドと相互に編み合わせて、第１の編み合わされた層を
形成するようになされており、同時に第２の静止パッケ
ージキャリヤからのストランドを組紐形成領域へ給送し
て対応する第２の組の可動パッケージキャリヤからのス
トランドと相互に編み合わせるようになし、第２の組の
各々の可動パッケージキャリヤは予め定めた第２の蛇行
通路を移動し、これが第２の組の可動パッケージキャリ
ヤからのストランドを第２の組の静止パッケージキャリ
ヤからのストランドと相互に編み合わせて、第１の編み
合わされた層の上に第２の編み合わされた層を形成する
ようになし、また、各々の蛇行通路は、各組の可動パッ
ケージキャリヤの少なくとも１つの可動パッケージキャ
リヤがそのそれぞれの層からストランド材を隣接層に運
んで、そのストランドが本来の層へ戻される前に前記隣
接層と相互連結させるように配列されていることを特徴
とする組紐構造を作り上げる方法を提供する。

組紐形成領域は管状編組機械の長手方向軸線上に配置
されるのが好ましい。また、組紐構造が形成されたなら
ば、管状組紐形成機械を通してその長手方向軸線に沿っ
て移動される。

管状編組機械の管状ベッドは円形断面とされ、あるい
は楕円形または何れかの他の閉じたすなわち多辺形状と
されることができる。

本発明によれば、更に、多層組紐を形成する機械であ
って、 組紐を編むステーションと、 前記ステーションに複数のストランドの群を供給し、
このストランドの各群を結合させて該ステーションにお
いて組紐の層を形成する供給手段と、 前記ステーションに配置されて、少なくとも第１対及
び第２対の蛇行経路を画定するトラック手段とを含み、 前記蛇行経路の各対は第１経路及び第２経路を含み、
各層の前記第１経路及び前記第２経路は互いに交差して
層内交差点を画定しており、 更に、前記ステーションに配置されて、前記ストラン
ドを複数の層に編み合わせ且つ組紐の各層からの１つの
ストランドを次に隣接する層内に進めて前記複数の層間
に連結部を形成する編み合わせ手段を含み、 該編み合わせ手段は、複数のパッケージキャリアを含
み、各該パッケージキャリヤは前記蛇行経路のうちの１
つ内で移動し且つ前記供給手段からの１つのストランド
を受けるように配置され、各層は少なくとも２つのパッ
ケージキャリヤによって形成され、各パッケージキャリ
ヤは、蛇行経路の前記対のうちの１つのそれぞれの蛇行
経路に沿って移動し、１つの層の蛇行経路のうちの１つ
と、それに隣接する層の蛇行経路のうちの１つとは予め
選択された位置において層間交差点を備えており、この
層間交差点は、前記１つの層の蛇行経路の１つのパッケ
ージキャリヤがこの層間交差点で前記隣接する層の蛇行
経路のうちの１つに交差するとともに、前記隣接する層
の蛇行経路の１つのパッケージキャリヤがこの層間交差
点で前記１つの層の蛇行経路のうちの１つに交差するよ
うになっており、 前記蛇行経路の第１対は第２対に対して軸線方向に隔
置されており、２つの隣接する層の間のどの２つの層間
交差点も少なくとも２つの層内交差点だけ分離されてい
る、 ことを特徴とする機械が提供される。

本発明は更に、本発明による多層中空組紐を形成する
機械であって、この組紐構造は複数の層を有し、これら
の層はそれぞれ隣接する層のストランドと相互連結され
た各層の少なくとも１つのストランドと相互に編み合わ
されたストランド材によって構成されており、前記機械
は中空管状部材と、この中空円筒部材を固定する２つの
開口を備えた端部プレートと、管状部材の内面に円周方
向に形成された複数の蛇行通路と、複数の相互に噛み合
うホーンギヤと、複数の可動パッケージキャリヤと、各
各の可動パッケージキャリヤがホーンギヤの回転によっ
て予め定めた順番で蛇行通路に沿って移動するように配
列されていることと、可動パッケージキャリヤを１つの
円周方向の蛇行通路から前記隣り合う蛇行通路へ移動さ
せるように隣り合う蛇行通路の間で行われるトラック変
更の手段と、を含んで構成された多層中空組紐を形成す
る機械を包含する。

この移動は管状部材の回りをパッケージキャリヤが１
回通過される間に少なくとも１回行われるのが好まし
い。

この機械は、各々の端部プレートに隣接して配置され
た蛇行通路と、中間蛇行通路とを含み、管状部材の回り
をパッケージキャリヤが１回通過される間に少なくとも
１回だけ、中間蛇行通路の可動パッケージキャリヤがホ
ーンギヤによって隣り合う蛇行通路の各々へ移動するよ
うになされることができる。

管状部材は円形、楕円形または多面形の横断面とされ
ることができる。

この機械は更に複数の中間蛇行通路を含み、円筒部材
の回りをパッケージキャリヤが１回通過する間に、少な
くとも１つの中間蛇行通路の可動パッケージキャリヤが
ホーンギヤによって前記複数の蛇行通路へ移動するよう
に送られる。

各々の蛇行通路は一対の交差するジグザグ状のまたは
全体的にシヌソイド状のトラックによって形成されてお
り、これらのトラックはベッドプレートに配置されて、
その中に部品が位置される。隣接する交差部の間の各々
の対をなすトラックは全体的にレモン形の島部分を形成
する。可動パッケージキャリヤはトラック内に沿ってス
ライド移動できるように取り付けられ、その下側に配置
されたホーンギヤによって駆動される。この構造は、蛇
行トラックの下側に配置されたホーンギヤのアレーが各
各のトラック内で反対方向へパッケージキャリヤを駆動
するように働くようになされている。従って、何れか１
つの交差部においてホーンギヤはパッケージキャリヤを
交差部を横断して第１の方向へ駆動するように働き、次
に第２のパッケージキャリヤはその同じ交差部をほぼ直
角な方向へ横断させるように働く。

この構造は標準的な編組機械において良く知られてい
る。また、このような機械において可動パッケージキャ
リヤはそれが配置されている対をなす蛇行通路の単一ト
ラックのみを移動するように強制される。本発明によれ
ば、２つ以上の蛇行通路が並んで配置されて、各トラッ
クにおけるパッケージキャリヤの移動方向を全体的に横
切ってカラムとして延在する島部分のアレーを形成す
る。従って、第１の蛇行通路の全ての島部分は第２およ
びそれに続く蛇行通路の島部分の全てと整合される。す
なわち、蛇行トラックの線に実質的に垂直に延在するカ
ラムを形成するようになされる。本発明によれば、２つ
の隣接する通路間の間隔内において、島部分は変更され
て隣接の蛇行通路の間でのトラックの交差部分を形成す
るのである。

ホーンギヤは蛇行通路の下側に配置され、ギヤ列を形
成する。基本的に１つのギヤが各々の島部分の下側に配
置である。従って、各々の蛇行通路に沿ってギヤは交差
部にて相互に噛み合い、前記通路の交差するトラック間
の切り替え位置を形成する。通路の長さ部分に沿うだけ
でなく、カラムに沿って横方向においても隣接する通路
の間でギヤが交差する。従って、隣接する通路の間の切
り替え位置において、下側に配置されたホーンギヤの間
で積極的な駆動が行われる。パッケージキャリヤは一方
の蛇行通路から交差トラックを経て隣の蛇行通路へスム
ースに移動し、交差トラックが一方から他方の通路へ給
送するのである。従って、パッケージキャリヤが一方の
通路から隣接する通路へヤーンを一緒に運んで移動でき
るようにされ、これによりストランドの一方の層から隣
の層への移動が行われるのである。様々な異なる相互連
結パターンがこのようにして隣り合う層間に形成できる
ことは認識されよう。

各々の島部分の間隔寸法および与えられた蛇行通路に
おける各々の交差位置の間隔寸法は実質的に一定に保持
され、隣り合う蛇行通路における一対の標準の隣接島部
分は、それらの間に交差トラックの部分を形成する一対
の変更された島部分と交換することができる。島部分は
容易に交換できるので、この分野に熟知した者には広く
様々なパターンおよび切り替え構造の可能とされること
が認識されよう。

本発明の更に他の概念において、この装置は管状の、
好ましくは実質的に円筒形の本体部材を含む。この本体
部材はその表面の回りに複数の相互に噛み合うホーンギ
ヤを担持するようになされる。各々のホーンギヤは隣の
ホーンギヤと与えられた通路において直接に噛み合う関
係にあるが、与えられた通路（または列）内のホーンギ
ヤは互いに角度を有して相互に噛み合うことができる。

円筒形のベッドプレートの内面は複数のトラック形成
部材もしくはトラックプレートを備えられる。トラック
プレートは標準的なトラック形成部材を含んでなり、そ
の各々が蛇行通路のトラック部分の末端を定めている。
各部材はベッドプレートの湾曲に一致させて湾曲されて
いる。外側のトラック形成部材は並置されて交差部のな
い標準的な蛇行通路を形成する標準的な部材を定めるよ
うに働くか、あるいは交差部を形成するように変形され
る。

相互に噛み合うホーンギヤは円筒形のベッドプレート
の外側に取り付けれる。このギヤの駆動手段は一方の端
部プレートに取り付けられる。駆動手段は基本的な駆動
ギヤを含み、このギヤは一方の端部プレートに取り付け
られ、互いに対して90゜の角度で配置され、１つの原動
機によって駆動される。カップリング手段が駆動ギヤと
各端部プレートとの間に備えられることができる。

上述した可動パッケージキャリヤに加えて、固定すな
わち“静止”パッケージキャリアが備えられて、円筒形
部材の表面上の位置にストランドを導くようになされ得
る。本発明の概念によれば、このような“静止”パッケ
ージキャリヤは編み合わせ可能なストランド材を編組領
域に与えるように配置されることができ、あるいはホー
ンギヤの各々の中空軸を経て編組機械のステーションへ
与えるように配置されることができる。

本発明による機械は、折りたたまれるか、あるいは中
空形態の組紐構造を作り出せる。中空形の構造が製造さ
れる場合、この機械は円筒形部材の中央軸線に沿って長
手方向へ移動できるマンドレルを含むことができる。こ
の場合、可動パッケージキャリヤからのストランドは可
動マンドレルへ給送されてその上に組紐を形成する。

前述から、本発明による構造の融通性は広い範囲で様
様に異なる組紐構造を作り出せるようにするということ
が認識されよう。本発明は、異なる形式のストランドの
編み合わせもしくは相互編み合わせを含み、積層された
編組層は、ある組の特性を有する編み合せ可能なストラ
ンド材による組紐構造の各々の基本層を形成し、隣り合
う編み合わされる層が別の特性を有するストランド材で
形成され、同時に両層の間に予め定めた度合いの相互連
結を行うようにすることで、形成されるのである。

以下は、本発明を実際に遂行する方法の、例を挙げ且
つ添付図面を参照しての説明である。

図面において、 第１図は、本発明による、中空編組構造を製造するた
めの編組機械の前面図である。

第２図は、駆動装置を示す第１図の詳細である。

第３図は、歯車列のレイアウトを示す編組機械の長手
方向の横断面図である。

第４図は、蛇行トラックの一般的なレイアウトを示す
編組機械の内面の詳細である。

第５図は、典型的な中間トラックプレートである。

第６図は、典型的な端部トラックプレートである。

第７図は、端部トラックプレートの湾曲を示す第６図
の側面図である。

第８図は、ホーンギヤの典型的なレイアウトの一部を
示し、且つまた本発明を有効にすることのできる蛇行ト
ラックを示す概略図である。

図面に示された機械は、一対の端部プレート10,10′
を含んで構成され、各プレートは実質的に円形の開口1
1、頂部エッジ12、底部エッジ13および一対の側部エッ
ジ14を有している。各コーナーは面取り部15を備え、こ
の面取り部は頂部エッジ12および側部エッジ14とともに
全体的に８辺構成の周縁を各プレート10,10′に形成し
ている。

各端部プレート10は全体的に円筒形のベッドプレート
16に固定されている。このベッドプレートは複数の、特
別な例では48個の、平たいすなわちフラットな部材で構
成されている。これらの部材は互いに相互連結されてお
り、各フラット部材は隣の部材に対して7.5゜の角度に
て配置されるようになされている。各フラット部材は中
央ボアー18を含む。この中央ボアーはホーンギヤ20のシ
ャフトベアリング19を受け入れて保持する。各ホーンギ
ヤは周縁の歯部21を有しており、これらの歯部は符号22
で示す位置にて、周辺アレーにおけるそれぞれ隣り合う
ギヤの対応する歯部と噛み合うようになされている。こ
の例では、各ホーンギヤ20は２つの直交する直径方向の
スロットを、機械の中央に向けて配置された表面に有し
ている。

各シャフトベアリング19はそれぞれのホーンギヤ20を
駆動する駆動シャフトを担持している。各ホーンギヤ20
は中空チューブ23の回りに回転するように軸支されてい
る。中空チューブは島プレート27または28（第４図参
照）を支持する働きをしている。

複数のホーンギヤ20がベッドプレート16の周辺回りに
配置され、複数の、図示した特別の実施例の場合は48個
の、ホーンギヤの直線状のカラムを形成している。各カ
ラムは円筒形のベッドプレート16の長手方向に延在し、
この構造は各カラムと相互に噛み合うギヤが平面内に位
置するようになされている。

各カラムは５個のホーンギヤを含む。これらのホーン
ギヤは、円周方向に考えた場合に、５つの円周方向に配
置されたホーンギヤ列を構成し、各列は48個のギヤを含
んで構成される。円周方向の各列は円筒形のベッドプレ
ート16の周辺を延在する蛇行経路に対応し、この構造は
アレーのホーンギヤが互いに相互噛み合いするようにな
されている。中間列における各ホーンギヤは他の４個の
ギヤ、すなわちその列の２個のギヤおよび隣接するそれ
ぞれ列のそれぞれ１個のギヤ、と噛み合う。エッジの列
における各ホーンギヤは３個のギヤ、すなわちその列の
２つのギヤおよび隣の列の隣接ギヤ、と噛み合う。これ
は第３図に最も良く見ることができる。これにおいて、
ホーンギヤ31,32,33,34および35は平面内で互いに噛み
合い、これらのギヤ31,32,33,34および35はともに48個
からなる１つのカラムを構成する。

第４図をここで参照すれば、各々の蛇行経路は一対の
交差するトラックを含んでなることが認識されよう。従
って、第１の蛇行経路29は一般にシヌソイド経路のトラ
ック72および73を含んでなる。これらのトラックは外側
プレート25によって形成されており、この外側プレート
は輪郭を決められたトラックエッジ53を有している。こ
のトラックエッジはトラック73の外側エッジ53を定める
ように働く。トラックの内側エッジ36はガイドプレート
27によって定められている。このガイドプレートは基準
的な島プレートであり、全体的にレモンのような形状輪
郭をしている。トラック73および72は符号65で示す位置
において交差している。この構造は、矢印（Ａ）の方向
へ移動するストランドパッケージキャリヤ（図示せず）
が経路73に沿って通過して交差位置65を横断し、次に矢
印（Ｂ）方向に沿って移動するヤーンパッケージキャリ
ヤがこれと逆の状態で行われる。従って、島プレート27
だけによって形成された標準的な蛇行経路においては、
交差部64,65は全て同じ列内に置かれることが認識され
よう。しかしながらガイドプレート28は島交差プレート
である。これは島プレート27のエッジ36と同じ形状の１
つのエッジ36を有する一方、他のエッジ37は中間プレー
ト26および対応する島プレート28′とともに交差部66を
形成するような輪郭とされている。島プレート28′は２
つの交差エッジ37を備えてカラムに沿って対称的な交差
部を形成するようになされていることが注目される。

プレート27,28および28′はプレート25,26およびその
他の変種とともに選択的に交換され、これによりカラム
に沿うかまたは列間の相互連結部の完全な相互結合マト
リックスまたはアレーが隣接する層間に相互結合部を形
成するか、あるいはこれに代えて中間層を通る相互結合
部を形成して、隣の層に積極的な相互結合部を形成する
ことができるようになることは認識されよう。

４つの駆動ユニット41,42,43および44（第１図）が駆
動プレート10のコーナーに配置されている。これらのユ
ニットは連続チェーン45によって互いに連結されてい
る。チェーン45は適当な主動装置、例えば電気もしくは
空気モーターによって駆動される。

ホーンギヤのアレーに荷重を分散させるために、対応
する駆動ユニット41a,42a,43aおよび44aが他方の端部プ
レート10′に備えられている。第３図には１つのユニッ
ト43aだけが示されている。これらはシャフト46によっ
て相互連結されており、このシャフトは全ての駆動ユニ
ットおよびホーンギヤがギヤアレーを通じて８箇所に積
極的な駆動装置を備えることで同期され、これにより個
々のギヤに作用するトルクは減少される。

各々の蛇行経路トラックは複数のパッケージキャリヤ
を受け入れるようになされる。各々のパッケージキャリ
ヤは垂下ラグを有し、このラグはホーンギヤの各々のス
ロットと係合し、各々のギヤが回転する際にスロットが
ラグと協働してパッケージをトラックの回りに駆動す
る。トラックプレート25,26,27,28および28′はキャリ
ヤの動きを与えられたトラックに強制するように働き、
キャリヤはその経路の与えられたトラックに保持される
のであり、このトラックは同じ経路における他のトラッ
クとの交差部を次々に通過する。パッケージキャリヤが
隣の蛇行経路にカラムの交差部を与えるような蛇行経路
のトラック部分に進入すると、例えば隣の経路に対する
第４図の交差部66のような交差部によって交差が行われ
るのである。

パッケージキャリヤの動きは制御され、編組構造の何
れかの特定の設計に関するトラックプレートのレイアウ
トに応じて、キャリヤを１つの与えられた蛇行経路に沿
って方向決めするか、あるいはそれを隣接経路の間で移
動させるようにすることができることは、認識されよ
う。使用において、一連の可動パッケージキャリヤは５
つの蛇行経路または機械の列に取り付けられ、各キャリ
ヤからのストランドは機械軸線の長手方向に延在する中
央マンドレルへ導かれる。ストランドは、チューブ23を
通して延在される何れかの“静止”したパッケージキャ
リヤからのストランドと一緒にマンドレルに固定され
る。

全てのストランドがマンドレルに固定されたならば、
駆動手段が作動を開始されてホーンギヤを回転させるよ
うに働き、上述したようにして蛇行経路に沿った可動パ
ッケージの移動を生じさせる。経路の設計は、各種キャ
リヤからの編組可能なストランド材が各々の経路によっ
て形成された層間を移動して、相互連結された組紐構造
を形成するようにされる。従ってこのように形成された
組紐構造は多層を有し、ストランドが層から層へ通過し
て層間剥離に対する構造強度の増大された３次元の組紐
を構成する。キャリヤは48個のカラムの全５列の全てを
移動するので、組紐構造は全ての層が相互連結された３
次元組紐として連続的に編組されるのである。

これは、添付図面の第８図に更に示されている。この
図は５列のギヤ100,200,300,400および500を示してお
り、各列は機械の周辺回りに配置された48個のギヤを有
している。隣接する列における対応するギヤ、すなわち
101,201,301,401および501はそれぞれともにカラムを定
めている。従って、この機械はそれぞれ48個のギヤを含
む５つの円周方向列か、またはそれぞれ５個のギヤを含
む48のカラムを含んで構成され、ギヤは全部で240個で
ある。第８図において、列における共通のギヤは１桁目
の数で示されており、カラムにおける共通のギヤは３桁
目の数で示されている。

ギヤのカラムは組として配置され、第８図に示された
特別な例ではカラム101〜501、102〜502、103〜503、10
4〜504が単一カラムを構成している。カラム105〜505お
よびそれ以降は次の隣接する組を構成する。それ故に５
列48カラムの特別な例においては、12のギヤ組が存在
し、全部で240個のギヤのアレーが存在する。

第８図において、時計方向に回転するホーンギヤは斜
線を付して示されており、反時計方向に回転するホーン
ギヤは斜線の無い状態で示されている。このように、各
ギヤは噛み合う隣のギヤとは反対方向に回転する。ホー
ンギヤのスロットは、そのギヤの周縁における円形によ
って図解的に示されている。可動パッケージキャリヤに
よって何れのときにも占拠されるのがこれらのスロット
である。

ホーンギヤ101〜501の第１カラムをここで参照すれ
ば、赤いストランドを担持する符号Ｒで示すホーンギヤ
101を考えるならば、実線小円から、この小円は第８図
に見られるようにギヤ101の最左位置に位置され、101が
回転するとパッケージキャリヤが180゜ほど全体的に時
計方向へと、同じ列での次のギヤ102との交差位置へ運
ぶことが分かる。ギヤ102は反時計方向に回転され、パ
ッケージキャリヤＲはこれによりギヤ102によってギヤ1
02と202との間の交差位置、すなわち同じカラム内で隣
り合う列の間の交差部へ運ばれる。ギヤ102が引き続き
回転されると、パッケージキャリヤは実質的に時計方向
へ向けてギヤ202および203の間の交差部、すなわち隣り
合うカラムで同じ列におけるギヤ間の交差部へと移動す
る。パッケージキャリヤが180゜の円弧を経てギヤ203に
よってギヤ203および204の間の交差部、すなわち同じ列
内で隣り合うカラムの間の交差部へ移動するときに、転
移が行われる。ギヤ204は時計方向へ回転し、パッケー
ジキャリヤを90゜の円弧を経てギヤ204と104との間の交
差部へ運び、すなわち同じコラム内で異なる列間で転移
が行われる。ここでパッケージキャリヤは次にギヤ104
の回りで90゜の円弧を経て歯車105との交差部へ向けて
時計方向に回転される。そして次に再び繰り返される。

従って、パッケージキャリヤからのストランドは、ギ
ヤ101を始めとして、その列１からカラム２へと移動
し、次に列１から列２へとカラム２にて転移することが
見られよう。次にギヤ203を経て列２に沿って移動し
て、カラム４を経て列１へ戻り、このようにして相互連
結の手順が完遂される。第８図の符号を付した残るパッ
ケージキャリヤでこれを引き続き行うことによって、同
じ手順が繰り返されるが列の各々に関して互い違いとな
り、これにより３次元編組構造が製造されること、が分
かるであろう。

この機械の作動において、マンドレルは円筒形のベッ
ドプレート16の実質的な中央に配置される。このマンド
レル（図面に示されていない）は、組紐が作られる際に
機械の長手方向の軸線に沿って全体的に移動される。マ
ンドレルは剛性材料とされるか、または折りたたまれて
組紐が形成された後にマンドレルから取り外しできるよ
うにされることが可能である。この分野に熟知した者に
よればマンドレルの形状は、通常は円形横断面を有する
が、要求された製品形状に応じて決まることが認識され
よう。

上述した方法で製造された編組構造は次に、例えば熱
可塑性または熱硬化性の樹脂のようなマトリックス材料
を含浸されて、耐久性の強い編組構造を作り上げること
ができる。この代わりに、ストランド材自体がマトリッ
クス結合剤を含浸されてこの結合剤がしかる後に活性化
されるか、あるいはマトリックス材の成分で構成される
ことができる。実際に３次元構造の組紐が形成されるこ
とにより、組紐はこれ迄経験されていたよりも層間剥離
に対する強度が格段に高められたことを示している。

本発明の多層組紐を形成する機械はシリカ、ガラスお
よびカーボンのようなセラミックスファイバーの組紐
や、あるいはケヴラーのようなファイバーを含む標準的
な織布ファイバーの組紐に好適なことが見いだされてい
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ローズ，ドナルド アメリカ合衆国02067 マサチューセッ ツ州シャロン，ミドルセックス ロード ３ (72)発明者 デント，ロビン アメリカ合衆国02035 マサチューセッ ツ州フォックスボロ，アイドルワイルド ストリート 10 (72)発明者 デント，ジョン アメリカ合衆国02035 マサチューセッ ツ州フォックスボロ，アサートン ロー ド 15 (56)参考文献 特開 平１−40648（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−259147（ＪＰ，Ａ)

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】隣接して編み合わされた複数の層を含み、
   これらの各層は、第１の距離だけ互いに離れて配置され
   た層内交差点において交差する蛇行経路内に延びるスト
   ランドで形成されており、また、前記第１の距離よりも
   大きい第２の距離だけ互いに離れて配置された、前記層
   間における複数の層間交差点を含み、２つの隣接する層
   間における各層間交差点は、この２つの隣接する層間に
   おける他の層間交差点から少なくとも２つの層内交差点
   だけ分離されており、各層間交差点は、１つの層からの
   １つのストランドが他の層へ進んで他の層からの他のス
   トランドに取って代わり、且つこの他のストランドは前
   記他の層から前記１つの層へ進んで前記１つのストラン
   ドに取って代わることによって画定されており、前記１
   つのストランドおよび前記他のストランドは前記１つの
   層と前記他の層との間の連結部を形成していることを特
   徴とする組紐構造。
2. 【請求項２】各層は一端を有し、該一端における第１の
   ストランドは方向が逆転されて第２の蛇行経路に従って
   他のストランドと編み合わされて平らな組紐構造を形成
   する、請求の範囲第１項記載の組紐構造。
3. 【請求項３】前記組紐構造は第１の幅を有する層の第１
   組と、該第１の幅とは異なる第２の幅を有する層の第２
   組とを含む、請求の範囲第１項記載の組紐構造。
4. 【請求項４】前記組紐構造の最終形態は樹脂材料が充填
   されていて組紐複合構造を形成している、請求の範囲第
   １項記載の組紐構造。
5. 【請求項５】樹脂材料が充填されたストランドを含む、
   請求の範囲第４項記載の組紐構造。
6. 【請求項６】前記蛇行経路は、前記層内交差点において
   互いに反対方向に交差しており、前記１つのストランド
   と前記他のストランドとは前記層間交差点において互い
   に同じ方向に進んでいる、請求の範囲第１項記載の組紐
   構造。
7. 【請求項７】各層が、隣接する前記層内交差点間に配置
   された静止したストランドを含む、請求の範囲第１項記
   載の組紐構造。
8. 【請求項８】多層組紐を形成する機械であって、 組紐を編むステーションと、 前記ステーションに複数のストランドの群を供給し、こ
   のストランドの各群を結合させて該ステーションにおい
   て組紐の層を形成する供給手段と、 前記ステーションに配置されて、少なくとも第１対及び
   第２対の蛇行経路を画定するトラック手段とを含み、 前記蛇行経路の各対は第１経路及び第２経路を含み、各
   層の前記第１経路及び前記第２経路を含み、各層の前記
   第１経路及び前記第２経路は互いに交差して層内交差点
   を画定しており、 更に、前記ステーションに配置されて、前記ストランド
   を複数の層に編み合わせ且つ組紐の各層からの１つのス
   トランドを次に隣接する層内に進めて前記複数の層間に
   連結部を形成する編み合わせ手段を含み、 該編み合わせ手段は、複数のパッケージキャリアを含
   み、各該パッケージキャリヤは前記蛇行経路のうちの１
   つ内で移動し且つ前記供給手段からの１つのストランド
   を受けるように配置され、各層は少なくとも２つのパッ
   ケージキャリヤによって形成され、各パッケージキャリ
   ヤは、蛇行経路の前記対のうちの１つのそれぞれの蛇行
   経路に沿って移動し、１つの層の蛇行経路のうちの１つ
   と、それに隣接する層の蛇行経路のうちの１つとは予め
   選択された位置において層間交差点を備えており、この
   層間交差点は、前記１つの層の蛇行経路の１つのパッケ
   ージキャリヤがこの層間交差点で前記隣接する層の蛇行
   経路のうちの１つに交差するとともに、前記隣接する層
   の蛇行経路の１つのパッケージキャリヤがこの層間交差
   点で前記１つの層の蛇行経路のうちの１つに交差するよ
   うになっており、 前記蛇行経路の第１対は第２対に対して軸線方向に隔置
   されており、２つの隣接する層の間のどの２つの層間交
   差点も少なくとも２つの層内交差点だけ分離されてい
   る、 ことを特徴とする機械。