JP2873117B2 - 筒状多層織物とその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は筒状多層織物、より詳し
くは筒状断面を有し、その中間に織成されない円周方向
挿入糸が配置することによって形成されている三次元多
層織物とその織物の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】三次元多層織物として、複数列かつ複数
段の経糸と緯糸とをその両者に直交する方向のバインド
糸を織り込んで一体化した構造が知られている（例えば
特公昭５２−３９４７３号）。一方筒状の三次元織物と
してマンドレルの周面に沿ってその軸線方向の糸（軸方
向糸）の間に円周方向の糸（周方向糸）を織り込んだ単
層の円筒状の織物が公知である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ガラス繊維や炭素繊維
を織って布状にしたものを合成樹脂等の補強材として用
いることは、広く行われている。成形品が中空の円筒体
（例えばパイプ）である場合には、平面的な布に織った
ガラス繊維や炭素繊維を丸めて補強体とするか、テープ
状に織ったものを螺旋状に巻き付けて補強体とするか、
あるいは単層の円筒状に織られた布を一層または複数層
重ね合わせて補強体とするかである。

【０００４】しかし第１の構造のものは、成形したパイ
プの軸方向に沿って補強布の継目が生じるため、円周方
向の応力に対するパイプの強度が一定にならないという
問題があり、成形も困難である。また第２の構造は、成
形は第１の構造のものより簡単であるが、軸方向に布の
繋ぎ目が生じるため、軸線方向の応力に対するパイプの
強度を充分に高くできない欠点がある。

【０００５】また第３の構造の場合には、軸方向糸の密
度と周方向糸の密度が等しければ、軸線方向及び円周方
向の引張力に対する強度がほぼ等しいパイプが製造され
る。周知のようにパイプに内圧や外圧が作用するとき
は、その円周方向の応力が軸線方向の応力の２倍となる
ので、それほど大きな強度を必要としない場合には、軸
方向糸の密度を周方向糸の密度の半分程度にするのが合
理的である。しかし大きな強度を必要とするときは、軸
方向糸と交差させねばならないので、周方向糸の密度を
高くするのにも限界があり、また周方向糸が軸方向糸に
織り込まれて波状になっているため、周方向糸の曲げ変
形によってパイプに円周方向の歪が生じることとなり、
充分な補強効果を期待することはできない。そのため円
周方向の強度を高くしたい場合には、補強繊維のフィラ
メントを円周方向に巻き付けることによって目的を達成
しているが、成形作業に手数がかかり、生産性が低くな
るという問題があった。

【０００６】この発明は以上のような問題を解決するこ
とを目的としてなされたもので、円周方向の応力に対す
る充分な強度を備えた筒状の多層織物の組織を提供する
こと及びかかる組織の筒状織物の製織方法を提供するこ
とを課題としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、円周方
向に延在する周方向挿入糸３の内側及び外側に軸方向に
延在する多数の軸方向１，２をその円周に沿って配置
し、内側の軸方向糸をその間に緯入れされた円周方向緯
糸５，６で組織して内側布を織成し、外側の軸方向糸２
をその間に緯入れされた円周方向の周方向緯糸７，８で
組織して外側布を織成し、前記軸方向糸に実質的に垂直
な平面内で延びる交絡糸４で両布９，１０を連結してな
る筒状織物１１によって達成される。

【０００８】このような構造の筒状多層織物１１の製造
方法は、円筒形の芯材１２の周囲に沿って円心円状に複
数本の内側軸方向糸１と外側軸方向糸２とを配置し、複
数本の外側軸方向糸２を２分割して一方の群の外側軸方
向糸と他方の群の外側軸方向糸とを交差させる方向に開
口して緯糸７，８を緯入れし、内側軸方向糸１と外側軸
方向糸２とを交差させない方向に開口して周方向挿入糸
３を緯入れし、複数本の内側軸方向糸１を２分割して一
方の群の内側軸方向糸と他方の群の内側軸方向糸とを交
差させる方向に開口して緯糸５，６を緯入れし、一部ま
たは全部の内側軸方向糸１と外側軸方向糸２とを交差さ
せる方向に開口して交絡糸４を緯入れすることを特徴と
する。

【０００９】

【作用】以上のような組織を有する筒状多層織物１１
は、軸方向糸１，２に織り込まれない周方向挿入糸３と
軸方向糸１，２に織り込まれた交絡糸４または内外の周
方向緯糸５〜８との割合を変えることによって円周方向
の引張力に対する強度を自在に設定することができる。

【００１０】そして中間層の周方向挿入糸３は軸方向糸
１，２に織り込まれることなく、まっすぐな状態で挿入
されているので、この筒状多層織物を補強材としたパイ
プに係る円周方向の応力は、周方向挿入糸３に単純引張
応力として作用し、従ってそのパイプに円周方向の応力
に対する充分な強度を付与することができる。

【００１１】

【実施例】図１はこの発明の筒状多層織物の組織の第１
実施例を示したもので、１及び２は軸方向糸、３は周方
向挿入糸、４は交絡糸（バインド糸）、５，６，７及び
８は周方向緯糸である。軸方向糸１，２は周方向挿入糸
３を挟んで内側と外側とに同心円状に配置されており、
内側軸方向糸１の本数と外側軸方向糸２の本数とは同じ
である。交絡糸４は、内側軸方向糸１と外側軸方向糸２
とに交互に掛け渡された状態で織り込まれており、周方
向挿入糸３を挟んで内側軸方向糸１と外側軸方向糸２と
を結束している。

【００１２】この第１実施例の組織では、内側軸方向糸
１相互が内側周方向緯糸５，６によって平織り状に織ら
れて内側布９となっており、外側軸方向糸２相互は外側
周方向緯糸７，８によって平織り状に織られて外側布１
０となっている。従って隣接する内側軸方向糸１相互及
び外側軸方向糸２相互は、周方向緯糸５，６あるいは
７，８によって拘束されているので、交絡糸４を内外の
軸方向糸１，２に一つおきあるいは二つおきに掛け渡し
ていく構造も可能である。図２は交絡糸４を一つおきに
掛け渡したときに形成される組織を示した図である。周
方向挿入糸３、交絡糸４及び周方向緯糸５，６，７及び
８はいわゆる緯入れによって軸方向糸１，２の間に挿入
され、あるいは織り込まれる。

【００１３】図３及び図４は、本発明の筒状多層織物を
製織するための装置の一例を模式的に示したもので、筒
状多層織物１１はその内径を規制するマンドレル１２
と、その外径を規制するガイドリング１３との間で製織
される。１４Ｌ及び１４Ｒは内側軸方向糸のボビンであ
り、１５Ｒ及び１５Ｌは外側軸方向糸のボビンである。
内側軸方向糸１および外側軸方向糸２はそれぞれ円筒の
直径方向の線で左右に２分割され、その左右に分割され
た内側軸方向糸群１Ｒ，１Ｌおよび外側軸方向糸群２
Ｒ，２Ｌのそれぞれに開口装置１６〜１９が設けられ
る。従って２枚のヘルドからなる開口装置が４組設けら
れることとなり、図に１６ａ、１６ｂで示すヘルドが図
の右側の内側軸方向糸群１Ｒの開口装置、１７ａ，１７
ｂで示すヘルドが図の左側の内側軸方向糸群１Ｌの開口
装置、図に１８ａ，１８ｂで示すヘルドが図の右側の外
側軸方向糸群２Ｒの開口装置、図に１９ａ，１９ｂで示
すヘルドが図の左側に示す外側軸方向糸群２Ｌの開口装
置となっている。

【００１４】これらのヘルドは図３の左右方向に駆動さ
れて、内側軸方向糸群１Ｒ，１と外側軸方向糸群２Ｒ，
２Ｌとをそれぞれ単独であるいは両者を交差させるよう
に、あるいは両者を離隔させるように開口させる。図３
に示した状態は、外側軸方向糸群２Ｒ，２Ｌが単独で開
口されている状態を示している。開口部分における軸方
向糸群１Ｒ，１Ｌ，２Ｒ，２Ｌは、図４に示すように、
製織される筒状織物の直径よりも拡げられた状態で直線
状に並んで緯入れのための直線状の開口２０Ｒ，２０Ｌ
が形成されるようになっている。

【００１５】２１はオサで、第３図の上下方向に移動し
て下記シャットル２７で緯入れされた糸を織前に打ち込
んで周方向挿入糸３、交絡糸４および周方向緯糸５ない
し８とする。このオサのオサ羽２３は、図４に示すよう
に、中心部では織成される筒形の織物１１の半径方向を
向いており、外側は平行になるように屈曲している。各
オサ羽の中心側の端部はオサ羽２３とともに上下動する
リング２６に固定されている。オサ羽２３がこのような
形状であるから、オサ２１が上動したときには、軸方向
糸群１Ｒ，１Ｌ，２Ｒ，２Ｌを開口装置１６ないし１９
と協同してほぼ直線状に配置されるように案内し、オサ
打ち時にはマンドレル１２とガイドリング１３とによっ
て緯入れされた糸３１〜３４を円形に拘束される織前に
向けて打ち込むこととなる。

【００１６】前記緯入れはシャットル２７を用いて行わ
れる。シャットル２７は図４に一点鎖線で示すように矩
形の軌跡を描いて移動する。すなわち図４に図示した織
機において、対応する開口に挿入されることになる糸の
ボビンを収容するシャットル２７の上面と下面には金属
板（図示せず）が取付けられている。一方コの字形の形
状を有し、図４で両頭矢印４１て示す方向に往復動可能
なフレーム３６が設けられ、このフレーム３６にレピア
３５が摺動可能に取付けてある。さらに電磁マグネット
３９がレピア３５の先端に設けられ、電磁マグネット３
７，３８がフレーム３６の両端の下側にそれぞれ設けら
れている。

【００１７】最初にレピア３５が前進してその先端がシ
ャットル２７の下側に入ると電磁マグネット３９に通電
され、電磁マグネット３９がシャットル２７の下側に固
定され、それによってシャットル２７はレピア３５の先
端に保たれることになる。この状態でレピア３５が駆動
されて図４において下側から上側にシャットル２７を移
動し、それに伴ってシャットル２７中の糸が引出されて
開口２０Ｒに配置される。この時点でのフレーム３６の
位置は図４で実線で示す位置であり、シャットル２７は
フレーム３６の一端の電磁マグネット３７の下側の位置
に進む。次にレピア３５の電磁マグネット３９への通電
が遮断され、併せてフレーム３６の電磁マグネット３７
に通電され、それによってシャットル２７はレピア３５
からフレーム３６に乗換えることになる。次いでシャッ
トル２７を放したレピア３５を、元の位置に引戻し、フ
レーム３６の実線で示す位置から破線で示す位置への移
動を可能にする。フレーム３６の移動と共にシャットル
２７も左側に移動し、さらにレピア３５も３５ａで示す
位置に移動する。このシャットル２７の移動によって糸
が横方向に供給される。この位置において再びレピア３
５を移動後のフレーム３６の電磁マグネット３７に保持
されているシャットル２７の下側に進め、今後は逆にシ
ャットル２７をフレーム３６からレピア３５の先端に乗
換えさせる。次いでレピア３５を元の位置に戻して糸を
開口２０Ｌに供給する。最後に再びシャットル２７をレ
ピア３５からフレーム３６の他端（電磁マグネット３８
が配置されている）に乗換えさせた後、フレーム３６を
破線の位置から実線の位置へ移動させることによってシ
ャットル２７を元の位置に戻すことができる。このよう
にして開口に挿入されることになる糸を矩形状に配置す
ることができる。周方向挿入糸３、交絡糸４および周方
向緯糸５ないし８に対してそれぞれ前述の糸挿入方法
（緯打ち方法）を採用することにより所定の組織の筒状
多層織物を製造することができる。

【００１８】前述のように糸は実質的矩形の軌跡で開口
内に配置され、その糸長が織前に配置されることになる
糸の長さより長くなるという問題点が発生する。この問
題点を解消するためにはスプリング等を用いた糸長補償
装置を設けるとよい。又開口装置１６〜１９、シャット
ル２７、レピア３５およびフレーム３６の各運動をコン
トローラ（図示せず）を用いて順次コントロールすると
よい。

【００１９】前述の構成を用いて糸を開口に挿入するに
際して、図５に示すように内側軸方向糸群１Ｒ，１Ｌと
外側軸方向糸群２Ｒ，２Ｌとを互いに離隔させる方向に
開いた状態で挿通された糸３１は、織前２２に打ち込ま
れたときに、周方向挿入糸３となり、図６に示すように
内側軸方向糸群１Ｒ，１Ｌと外側軸方向糸群２Ｒ，２Ｌ
とを交差する方向に開口させた状態で挿通された糸３２
は、織前２２に打ち込まれたときに交絡糸４となり、図
７に示すように外側軸方向糸群２Ｒ，２Ｌを退避させ、
内側軸方向糸群１Ｒ，１Ｌ相互を開いた状態で開口に挿
通された糸３３は織前２２に打ち込まれたときに内側周
方向緯糸５，６となり、また図８に示すように内側軸方
向糸群１Ｒ，１Ｌを退避させ、外側軸方向糸群２Ｒ，２
Ｌ相互を開いた状態で挿通された糸３４は織前２２に打
ち込まれて外側周方向緯糸７，８となる。

【００２０】このようにして織成されたこの発明の筒状
多層織物１１は、図１または図２に示す組織のうちの周
方向挿入糸３、交絡糸４及び内外の周方向緯糸５ないし
８がすべて同一の糸で形成される。しかしながらこれら
の糸の緯入れ回数の割合をどのように選ぶかは、開口装
置１６ないし１９の動作を制御することによって任意に
選択することができ、製織された筒形の織物に要求され
る軸線方向の強度、円周方向の強度及び局部応力に対す
る強度を勘案して決定してやれば良い。勿論シャットル
２７を複数個用いて周方向挿入糸と、交絡糸あるいは周
方向緯糸の種類や太さを変えることも勿論可能である。

【００２１】

【００２２】

【００２３】

【００２４】

【発明の効果】以上説明した本発明の筒形多層織物によ
れば、この織物を補強材として成形された筒状の複合材
に円周方向および軸線方向の充分な強度を付与すること
が可能であり、かつ円周方向、軸線方向および局部応力
の割合に応じてそれぞれの応力に対する強度を持たせた
補強織物を製織できる。さらに周方向挿入糸が軸方向糸
に織り込まれないで真っ直ぐに存在するので、薄い肉厚
で高い内圧に耐えることができ、かつ複合成形時の成形
の容易な筒状の補強織物を得ることが可能になるという
効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の筒状多層織物の第１実施例の組織を示
す部分横断面図である。

【図２】本発明の筒状多層織物の第２実施例の組織を示
す部分横断面図である。

【図３】本発明の筒状多層織物を製織する装置の一例を
模式的に示す側面図である。

【図４】図３に示す装置に用いられるオサの構造、軸方
向糸の開口状態及びシャットルの移動手段を模式的に示
す平面図である。

【図５】図１に示した織り組織における周方向挿入糸の
緯入れ状態を模式的に示す側面図である。

【図６】交絡糸の緯入れ状態を模式的に示す図５と同様
の側面図である。

【図７】内側周方向緯糸の緯入れ状態を模的的に示す図
５と同様の側面図である。

【図８】外側周方向緯糸の緯入れ状態を模式的に示す図
５と同様の側面図である。

【符号の説明】

１…内側軸方向糸 １Ｒ，２Ｒ…右側の軸方向糸群 ２…外側の軸方向糸 １Ｌ，２Ｌ…左側の軸方向糸群 ３…周方向挿入糸 ４…交絡糸 ５〜８…周方向緯糸 ９…内側布 １０…外側布 １１…筒状多層織物 １２…マンドレル ２７…シャットル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−148863（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−229241（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−175999（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−220847（ＪＰ，Ａ) 米国特許4183232（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) D03D 3/02 D03D 25/00 D03D 37/00 D03D 41/00 D03D 1/00

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円周方向に延在する周方向挿入糸（３）
   の内側及び外側に軸方向に延在する多数の軸方向糸
   （１），（２）をその円周に沿って配置し、内側の軸方
   向糸（１）をその間に緯入れされた円周方向の周方向緯
   糸（５），（６）で組織して内側布（９）を織成し、外
   側の軸方向糸（２）をその間に緯入れされた円周方向の
   周方向緯糸（７），（８）で組織して外側布（１０）を
   織成し、前記軸方向糸に実質的に垂直な平面内で延びる
   交絡糸（４）で両布（９），（１０）を連結してなる、
   筒状多層織物。
2. 【請求項２】 円筒形の芯材（１２）の周囲に沿って円
   心円状に複数本の内側軸方向糸（１）と外側軸方向糸
   （２）とを配置し、複数本の外側軸方向糸（２）を２分
   割して一方の群の外側軸方向糸と他方の群の外側軸方向
   糸とを交差させる方向に開口して緯糸（７，８）を緯入
   れし、内側軸方向糸（１）と外側軸方向糸（２）とを交
   差させない方向に開口して周方向挿入糸（３）を緯入れ
   し、複数本の外側軸方向糸（１）を２分割して一方の群
   の内側軸方向糸と他方の群の内側軸方向糸とを交差させ
   る方向に開口して緯糸（５，６）を緯入れし、一部また
   は全部の内側軸方向糸（１）と外側軸方向糸（２）とを
   交差させる方向に開口して交絡糸（４）を緯入れする、
   筒状多層織物の製造方法。
3. 【請求項３】 前記緯入れ工程をシャットルを用いて行
   い、該シャットルを初期位置から第１直線に沿って移動
   した後に、シャットルを第１直線に垂直方向にトラバー
   スし、次にシャットルを前記第１直線に平行な第２直線
   に沿って反対方向に移動した後に、シャットルを第２直
   線に垂直方向にトラバースして初期位置に戻す工程を繰
   返えす請求項２記載の製造方法。