JP3006198B2 - 三次元織物製造用糸供給ヘッド - Google Patents

三次元織物製造用糸供給ヘッド

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JP3006198B2
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義治 安居
明司 穴原
藤夫 堀
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    • D03WEAVING
    • D03DWOVEN FABRICS; METHODS OF WEAVING; LOOMS
    • D03D41/00Looms not otherwise provided for, e.g. for weaving chenille yarn; Details peculiar to these looms
    • D03D41/004Looms for three-dimensional fabrics

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
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  • Woven Fabrics (AREA)
  • Looms (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は所定ピッチで配置したピ
ン間に糸を折り返し状に配列するための三次元織物製造
用糸供給ヘッドに関するものである。
【0002】
【従来の技術】複数列、複数行に張設された多数の経
糸、該経糸群の列及び行間にそれぞれ経糸と直交する状
態に織り込まれた第1緯糸(垂直糸)及び第2緯糸の3
種類の糸から成る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、船舶及び建築物の構造材として幅広い用途
が期待されており、その製造方法も種々提案されてい
る。
【0003】三次元織物がX,Y,Zの直交3軸のみの
糸(繊維)で構成されていると、この三次元織物を骨格
材として作られた複合材は、各軸方向の引張り荷重に対
しては充分な耐久性を示すが、織物の長手方向に対して
斜め方向の繊維がないため、三次元織物の長手方向に対
して斜め方向の力に対する変形量が大きくなる。従っ
て、圧縮荷重に対しては引張荷重に比べて抵抗力が弱く
なる傾向がある。この欠点を解消するためX,Y,Zの
直交3軸方向に延びる糸の他に、X,Y方向に対して互
いに逆方向に斜めに配列されたバイアス糸を有する5軸
の三次元織物も提案されている。
【0004】バイアス糸を含む5軸の三次元織物の製造
方法として特開平1−292162号公報には基板に多
数のピンを所定ピッチで配置し、該ピン間に糸を基板の
長手方向と平行に折り返し状に配列して形成した糸層
と、糸を基板の幅方向と平行に折り返し状に配列して形
成した糸層と、糸を基板の幅方向及び長手方向に対して
斜め方向に配列して形成した糸層とを所定層数積層した
後、前記ピンを垂直糸で置換して各糸層を結合する方法
が提案されている。
【0005】又、特開昭59−47464号公報にはフ
レーム台上に多数の棒材を垂直に所定ピッチで格子状に
立設し、フレーム台の上方にはX,Y2方向に自由に移
動可能なシャトルを設け、該シャトルに設けられた線状
物案内管の先端を棒材先端よりも下方に配置させた状態
で線状物案内管の先端から線状物(糸)を繰り出しなが
らシャトルを移動させて線状物を棒材の間に配列させて
線状物の層を形成し、線状物の層が1層形成されるたび
にシャトルを退避位置に配置させて棒材のピッチに対応
した多数の孔が形成された多孔板を棒材に沿って降下さ
せ、線状物の層をフレーム台側へ移動させて形成済の線
状物層を圧縮する操作を繰り返し、所定数の線状物層が
積層された後、棒材を他の線状物と交換することにより
三次元織物を製造する方法が開示されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】特開昭59−4746
4号公報に開示された方法では線状物を無張力下に配列
させているため、線状物案内管の先端部と線状物との摩
擦抵抗により線状物に損傷を与える虞は少ない。しか
し、線状物に一定の張力をかけて伸長させておくことが
できず、線状物(糸)の配列長さがばらつき、複合材と
した場合の強度が不充分となるという問題がある。この
問題を解消するには糸(線状物)に張力を加えた状態で
配列させる必要がある。ところが、その場合には糸案内
管は糸の配列面に対して垂直状態で移動するため、糸は
糸案内管の先端部でほぼ直角に屈曲するとともに糸案内
管の先端に圧接された状態で引き出される。そして、高
密度の三次元織物を製造する場合には棒材(ピン)のピ
ッチが小さくなり、それに対応して糸案内管の径が小さ
くなるとともに肉厚も薄くなるため、糸が糸案内管から
引き出される際の摩擦抵抗が大きくなって糸が損傷を受
け易いという問題がある。又、特開平1−292162
号公報には5軸の三次元織物を製造する方法は開示され
ているが、基板に所定ピッチで立設されたピンの間に糸
をどのような装置により配列させるかについては開示さ
れていない。
【0007】本発明は前記の問題点に鑑みてなされたも
のであって、その目的は数mm以下の所定ピッチで配置
された多数のピン間に、糸案内管から引き出される糸に
損傷を与えることなく糸を配列させることができる三次
元織物製造用糸供給ヘッドを提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め本発明においては、所定ピッチで配置したピンに対し
て相対移動しながら、糸を供給し、案内する糸案内管を
支持筒部に回転可能に取り付けるとともに、糸案内管の
先端を円弧状に形成した。
【0009】
【作用】糸供給ヘッドが所定ピッチで配置されたピンの
列に沿って移動することにより、糸案内管の先端から引
き出された糸が所定ピッチで配置されたピン間に折り返
し状に配列される。糸案内管の先端が円弧状に形成され
ているため、糸に張力が加わった状態で糸案内管から引
き出されても、糸は糸案内管の先端に大きな力で圧接さ
れることがなく糸案内管との摩擦抵抗により損傷を受け
ることがない。又、糸案内管は支持筒部に回転可能に取
り付けられているため、糸案内管の先端に先端が延びて
いる方向と異なる方向への力が作用した場合自由に回動
されるため、糸供給ヘッドが糸案内管の向きを考慮する
ことなく前記ピンの列に沿って移動しても、糸案内管の
向きが自動的に変更されて糸の配列が円滑に行われる。
【0010】
【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図1〜
図4に従って説明する。図1に示すように糸供給ヘッド
1は支持筒部2と、その先端にベアリング3を介して回
転可能に取り付けられた糸案内管4とから構成されてい
る。糸案内管4は支持筒部2と同軸状に延びるとともに
その先端部4aが、糸案内管4の直径以上の曲率半径を
有する円弧状に湾曲形成されている。支持筒部2はX,
Y,Z方向へ任意に移動可能なロボットのアーム等に取
り付けられる。
【0011】次に所定ピッチで配置した糸配列ピン間に
糸を折り返し状に配列して形成した糸層を多数積層する
とともに、前記糸配列ピンを各糸層を結合する垂直糸と
置換する三次元織物を製造する際における前記糸供給ヘ
ッド1の作用を説明する。
【0012】図2に示すように糸の配列を規制する多数
の糸配列ピン5が数mm以下の所定ピッチで着脱可能に
立設された基板6の隅に、糸案内管4の先端部4aから
糸7の端部を引き出して固定する。この状態から糸案内
管4の先端部4aが基板6の上面に近接する位置に配置
され、支持筒部2が基板6に対して垂直に保持された状
態で糸供給ヘッド1が移動される。そして、糸供給部か
ら張力調整装置(いずれも図示せず)を介して供給され
る糸7が糸案内管4の先端部4aから所定の張力が付さ
れた状態で繰り出される。
【0013】糸7を基板6の長手方向に折り返し状に配
列する場合は、図3(a),(b)に示すように、糸供
給ヘッド1とともに糸案内管4が糸配列ピン5の列に沿
って基板6の長手方向の一端から他端に向かって糸配列
ピン5の間を直線状に移動する。糸供給ヘッド1は基板
6の他端に立設された糸配列ピン5と対応する位置に達
すると、図3(c),(d)に示すように支持筒部2の
中心が当該糸配列ピン5の周りを回るように移動され
る。そして、糸案内管4は先端部4aが糸配列ピン5と
係合した状態で支持筒部2の移動に伴って自動的に反転
する。すなわち、糸供給ヘッド1を糸案内管4の先端部
4aの向きを考慮せずに移動させても先端部4aが糸7
を円滑に繰り出す方向に自動的に回動され、糸供給ヘッ
ド1の移動制御が容易となる。糸7を基板6の幅方向に
折り返し状に配列する場合も同様に、糸供給ヘッド1を
基板6の幅方向に折り返し状に移動させる。
【0014】一方、糸7を基板6の長手方向に対して所
定の角度(この実施例では45°)を成した状態で配列
する場合、糸配列ピン5のピッチが小さいと糸案内管4
を糸7の配列方向に沿って直線的に移動させることはで
きない。なぜならば、糸案内管4が移動する経路の幅W
は糸配列ピン5のピッチの約0.7倍しかないからであ
る。従って、糸配列ピン5のピッチが小さい場合は図4
に示すように、糸供給ヘッド1は鎖線で示すようにジグ
ザグ状に移動される。糸供給ヘッド1がジグザグ状に移
動するに伴って糸案内管4の先端部4aが糸配列ピン5
に係合した状態で向きを変え、先端部4aから繰り出さ
れる糸7は基板6の長手方向に対して斜め方向に真っ直
ぐに延びた状態で配列される。糸案内管4が支持筒部2
に対して回動不能の場合には先端部4aが糸配列ピン5
と干渉して糸案内管4の方向転換が円滑に行われない
が、糸案内管4が支持筒部2に対して回動可能なため糸
案内管4の方向転換が円滑に行われる。
【0015】又、従来は糸案内管が真っ直ぐに形成され
ていたため、糸が糸案内管に対して直角に引き出され、
糸が糸案内管の先端面に強く圧接された状態で引き出さ
れてその摩擦抵抗により損傷を受ける虞があった。しか
し、本発明の糸供給ヘッド1では糸案内管4の先端部4
aが円弧状に湾曲形成されているため、糸7は糸案内管
4の内面に沿って引き出されるため、張力が加えられた
状態で引き出されても糸案内管4の先端面に対して強く
圧接されることはなく、引き出し時の摩擦抵抗により糸
7が損傷を受けることはない。
【0016】なお、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、例えば、基板6が平面ではなく、図5に示
すようなほぼL字状に形成されたものや、L字状の基板
6に図5に鎖線で示す面Pが加わった形状のような立体
形状のものに糸7を配列する場合に使用する糸供給ヘッ
ド1に適用してもよい。L字状の基板6に対して糸を配
列する場合には、糸供給ヘッド1はX,Y,Zの3軸に
加えてX軸を中心として回動可能なロボットのアームの
先端に取り付けて使用され、互いに垂直な3面からなる
基板6に対して糸を配列する場合には、糸供給ヘッド1
はX,Y,Zの3軸に加えてX軸及びZ軸を中心として
回動可能なロボットのアームの先端に取り付けて使用さ
れる。
【0017】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、数
mm以下のピッチで配置された多数の糸配列ピン間に、
糸案内管から引き出される糸に損傷を与えることなく糸
を配列させることができる。又、糸案内管を回動させる
ための特別な駆動装置を設けなくとも糸張力と糸配列ピ
ンの作用により、糸案内管の姿勢が糸を案内するのに最
適な状態に保持できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】糸供給ヘッドの部分断面図である。
【図2】糸配列状態を示す概略斜視図である。
【図3】基板の長手方向への糸の配列手順を示す概略平
面図である。
【図4】基板の斜め方向への糸の配列手順を示す概略平
面図である。
【図5】変更例の基板と糸供給ヘッドの関係を示す概略
斜視図である。
【符号の説明】
1…糸供給ヘッド、2…支持筒部、3…ベアリング、4
…糸案内管、4a…先端部、5…糸配列ピン、6…基
板、7…糸。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−292162(JP,A) 特開 平4−146237(JP,A) 実開 昭63−119684(JP,U) 米国特許4183232(US,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) D03D 41/00 D03D 25/00 D03D 23/00

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 所定ピッチで配置したピンに対して相対
    移動しながら、糸を供給し、案内する糸案内管を支持筒
    部に回転可能に取り付けるとともに、糸案内管の先端を
    円弧状に形成した三次元織物製造用糸供給ヘッド。
JP3220509A 1991-08-30 1991-08-30 三次元織物製造用糸供給ヘッド Expired - Fee Related JP3006198B2 (ja)

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JP4797820B2 (ja) * 2006-06-14 2011-10-19 株式会社豊田自動織機 配列ヘッド
WO2008018438A1 (fr) * 2006-08-07 2008-02-14 Japan Science And Technology Agency Dispositif et procédé de tissage tridimensionnel
FR2907803B1 (fr) * 2006-10-27 2009-01-23 Airbus France Sas Systeme de tissage d'un angle continu

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