JP4568204B2 - 三次元織物、三次元織物の製織方法及び三次元織物の製織装置並びに摩擦材 - Google Patents

Description

本発明は、三次元織物、三次元織物の製織方法及び三次元織物の製織装置並びに摩擦材に関する。

三次元織物（三次元繊維構造体）は、フィルタや樹脂あるいは無機物をマトリックスとした複合材の骨格材等として幅広い用途が期待されている。従来、三次元織物フィルタとして、少なくともＸ，Ｙ，Ｚの３軸方向に繊維束を多重に配列した平板状三次元織物で構成され、三次元織物中の繊維束の交錯点に生じる空隙の大きさを三次元織物の厚み方向の一方側が他方側より小さくなるようにしたものが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この三次元織物は、Ｘ方向に配列された繊維層と、Ｙ方向に配列された繊維層とがＺ方向に配列されたＺ糸（厚さ方向糸）で結合された構成である。

また、三次元織物として、複数段、複数列に配列された経糸群と、前記経糸群の各段の間に織り込まれた緯糸と、経糸及び緯糸に対して垂直に配列された垂直糸と、緯糸及び垂直糸で耳を組織した三次元織物も提案されている（例えば、特許文献２参照。）。この三次元織物は、平織り組織の織物を重ね、それをＺ糸（垂直糸）で結合した構成である。
特開平４−３４１３１３号公報（明細書の段落［０００８］、図１） 特許第２５１６５２１号公報（明細書の段落［０００８］〜［００１３］、図１，２，３）

特許文献１及び特許文献２に記載の三次元織物は、層間を固定するＺ糸は各層に垂直に配列され、各層を構成する経糸等に絡んでいないため、Ｚ糸が切れると、容易に各層の糸の結合が緩くなって、ばらばらになり易い。従って、三次元織物を樹脂等をマトリックスとした複合材としてではなく、フィルタやベルト等に三次元織物の状態で使用する場合、耐久性が悪くなるという問題がある。また、複合材として使用する場合でも、樹脂等でマトリックスが構成されるまでの段階で、三次元織物として取り扱っている際に、何らかの原因でＺ糸が切れると、各層の糸がばらばらになり易いという問題がある。

また、特許文献１及び特許文献２に記載の三次元織物は、各層が積み重なった状態で束ねた組織のため、厚さ方向の繊維間密度が高くクッション性（弾力性）が低い。本願発明者は、三次元織物を強化材とした複合材を湿式クラッチ又は湿式ブレーキなどに使用される摩擦材として使用することを考えている。しかし、Ｚ糸が各糸層と垂直に配列された構成の従来の三次元織物を強化材として使用した場合、クッション性が不十分となる。

本発明は前記の問題に鑑みてなされたものであって、その第１の目的は、三次元織物を構成する各層を結合する役割を果たす厚さ方向糸が切れても、各層を構成する糸がばらばらになるのを抑制することができ、厚さ方向のクッション性（弾力性）を高めることができる三次元織物を提供することにある。第２の目的は、その製織方法を提供することにあり、第３の目的は、前記製織方法を効率良く実施することができる製織装置を提供することにある。また、第４の目的は摩擦材として使用した際の弾力性の低下を抑制することができる摩擦材を提供することにある。

前記第１の目的を達成するため、請求項１に記載の発明の三次元織物は、互いに平行に配置された複数の経糸層と、前記複数の経糸層の一方の側に経糸と直交するように配列された抜け止め糸と、前記複数の経糸層の他方の側から各経糸層を貫通するとともに、前記抜け止め糸で抜け止めされた状態で折り返すように前記経糸と直交する面内に配列される複数本の厚さ方向糸とを少なくとも有する。そして、前記厚さ方向糸は隣接する経糸層間を蛇行するように、かつ前記抜け止め糸で抜け止めされて折り返した部分が、同じ経糸に対して折り返す前に配列された部分と同じ側に位置するように配置されている。ここで、「蛇行する」とは、厚さ方向糸が経糸層間の幅方向（経糸と直交する方向）に延びながら所定の経糸の箇所で延びる向きを変えて、三次元織物の一方から他方へ通るように配置されていることを意味する。

この発明では、複数の経糸層を結合する厚さ方向糸が、従来の三次元織物と異なり、隣接する経糸層間を蛇行するように、かつ前記抜け止め糸で抜け止めされて折り返した部分が、同じ経糸に対して折り返す前に配列された部分と同じ側に位置するように配置されている。従って、厚さ方向糸は隣接する経糸層で挟まれた状態にあるため、厚さ方向糸が切れた場合でも、従来の三次元織物と異なり、厚さ方向糸が抜け難く、各層を構成する糸がばらばらになるのを抑制することができる。また、厚さ方向糸が厚さ方向に真っ直ぐ配列されるのではなく蛇行した状態で配列されて経糸層で挟まれた状態にあるため、厚さ方向のクッション性（弾力性が）向上する。

請求項２に記載の発明の三次元織物は、互いに平行に配置された複数の経糸層と、前記複数の経糸層の一方の側及び前記経糸層の間にそれぞれ経糸と直交するように配列された抜け止め糸と、前記複数の経糸層の他方の側から経糸層を貫通するとともに、前記抜け止め糸で抜け止めされた状態で折り返すように前記経糸と直交する面内に配列される複数本の厚さ方向糸とを少なくとも有する。そして、前記厚さ方向糸は隣接する経糸層間を蛇行するように、かつ前記抜け止め糸で抜け止めされて折り返した部分が、同じ経糸に対して折り返す前に配列された部分と同じ側に位置するように配置されている。

この発明でも、複数の経糸層を結合する厚さ方向糸が、従来の三次元織物と異なり、隣接する経糸層間を蛇行するように、かつ前記抜け止め糸で抜け止めされて折り返した部分が、同じ経糸に対して折り返す前に配列された部分と同じ側に位置するように配置されている。従って、厚さ方向糸は隣接する経糸層で挟まれた状態にあるため、厚さ方向糸が切れた場合でも、従来の三次元織物と異なり、厚さ方向糸が抜け難く、各層を構成する糸がばらばらになるのを抑制することができる。また、厚さ方向糸が厚さ方向に真っ直ぐ配列されるのではなく蛇行した状態で配列されて経糸層で挟まれた状態にあるため、厚さ方向のクッション性（弾力性が）向上する。しかも、経糸層の一方の側及び前記経糸層の間にそれぞれ配置された抜け止め糸は、経糸の配列方向において異なる位置に配置されている。従って、三次元織物全体として抜け止め糸のピッチを、全ての抜け止め糸が経糸層の一方の側に配置された構成に比較して狭くすることができ、織物組織が安定するとともに強固になる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記厚さ方向糸は、織物組織の１単位において、１本の厚さ方向糸が三次元織物の幅方向において異なる位置に配列された経糸間に跨るように配置されている。この発明では、緯糸がなくても三次元織物の形態を確保できる。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の発明において、前記厚さ方向糸は、織物組織の１単位において、三次元織物の幅方向で同じ位置における全ての経糸層の経糸に対して前記幅方向の外側を通る部分が存在するようにように配置されている。この発明では、三次元織物の幅方向の最も外側に配列された経糸より外側に厚さ方向糸の一部が配置されるため、耳をわざわざ製織しなくても、最も外側に配列された経糸が所定の位置に保持されて、三次元織物の外形が保持される。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の発明において、
前記厚さ方向糸は、少なくとも前記抜け止め糸が配列された側と反対側で複数本の経糸に跨るように配置されている。この発明では、三次元織物の片面に露出して配置される厚さ方向糸の面積が増えるため、例えば樹脂を含浸させて使用する摩擦材用の織物材として、摩擦面に露出する厚さ方向糸の量が増えて接触面積を増やすことができる。

第２の目的を達成するため、請求項６に記載の発明の三次元織物の製織方法は、第１挿入工程において、複数層に配列された各層の経糸をそれぞれ各層毎に独立して経糸層の幅方向に、それぞれ所定ピッチ移動させた状態で、経糸間に厚さ方向糸を厚さ方向糸挿入具を使用して、経糸と直交する方向に配列される抜け止め糸で抜け止めした状態で折り返すように挿入し、その後、各経糸を元の位置まで幅方向に移動させる。第２挿入工程においては、第１挿入工程に続いて各層の経糸をそれぞれ各層毎に独立して経糸層の幅方向に、それぞれ前記と異なる所定ピッチ移動させた状態で、経糸間に厚さ方向糸を厚さ方向糸挿入具を使用して、経糸と直交する方向に配列される抜け止め糸で抜け止めした状態で折り返すように挿入し、その後、各経糸を元の位置まで幅方向に移動させる。第２挿入工程に続いて織物を１ピッチ分引き取った後、厚さ方向糸挿入具を経糸層の幅方向に経糸の１ピッチ分移動させた後、前記第１挿入工程及び第２挿入工程と同じ動作を繰り返す。その後、厚さ方向糸挿入具を経糸層の幅方向に経糸の１ピッチ分、前記と逆方向に移動させる。そして、以上の操作を繰り返すことにより三次元織物が製織される。

従って、この発明の製織方法では、三次元織物を構成する各層を結合する役割を果たす厚さ方向糸が切れても、各層を構成する糸がばらばらになるのを抑制することができ、厚さ方向のクッション性（弾力性）を高めることができる三次元織物を容易に製織することができる。

請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の発明において、前記複数本の厚さ方向糸に対応して設けられた複数の厚さ方向糸挿入具は、複数のグループに分けられ、グループ毎に経糸層への厚さ方向糸挿入動作が行われる。この発明では、経糸の配列間隔が狭く、厚さ方向糸挿入具の数が多い場合でも、厚さ方向糸挿入具を円滑に経糸層を貫通するように経糸間に挿入することができる。

第３の目的を達成するため、請求項８に記載の発明の三次元織物の製織装置は、複数本の経糸を供給する経糸供給手段と、複数本の経糸を複数層に配列した状態で保持可能な経糸保持部と、前記複数層の経糸層の経糸の配列位置毎に設けられ、各経糸層の各経糸と係合して各経糸を経糸の配列方向と直交する方向に移動可能な経糸ガイドと、前記各経糸ガイドをそれぞれ所定ピッチ移動させる経糸ガイド駆動手段とを備えている。また、前記複数層の経糸層に厚さ方向糸を挿入するため、先端側に厚さ方向糸挿通用の孔を備えた複数本の厚さ方向糸挿入具とを備えている。さらに、前記厚さ方向糸挿入具を前記経糸層を貫通可能な作用位置と、前記経糸層に係合不能な待機位置とに移動させる第１の駆動手段と、前記厚さ方向糸挿入具を経糸の配列方向と直交する方向に移動させる第２の駆動手段と、前記厚さ方向糸挿入具が作用位置に配置された状態で厚さ方向糸と経糸層との間に、抜け止め糸を配置する抜け止め糸配置手段とを備えている。

この発明の製織装置を使用して三次元織物を製織する場合は、経糸供給手段から供給された複数層の経糸の端部が、経糸保持部に保持された状態で製織が開始される。そして、各経糸ガイドが経糸層の幅方向に所定ピッチ移動された状態で厚さ方向糸挿入具により厚さ方向糸が経糸層を貫通するように経糸間に挿入されるとともに、厚さ方向糸挿入具が経糸層を貫通した状態で、厚さ方向糸と経糸層との間に、抜け止め糸が抜け止め糸配置手段により配置される。その状態で厚さ方向糸挿入具が待機位置に戻り、厚さ方向糸が抜け止め糸で抜け止めされた状態で折り返し状に配列される。次に経糸ガイドが元の位置に戻された後、各経糸ガイドが前記所定ピッチと異なる所定ピッチずつ移動された後、厚さ方向糸挿入具により厚さ方向糸が経糸層を貫通するように経糸間に挿入される。その後、前記と同様にして抜け止め糸が配置された後、厚さ方向糸挿入具が待機位置に復帰して、厚さ方向糸が抜け止め糸で抜け止めされた状態で折り返し状に配列される。次に経糸ガイドが元の位置に復帰される。次に、経糸保持部が三次元織物を１ピッチ分引き取った後、厚さ方向糸挿入具が経糸層の幅方向に経糸の１ピッチ分移動され、その状態から前記と同様に厚さ方向糸の挿入動作が２回行なわれる。その後、厚さ方向糸挿入具が前記と逆方向に経糸の１ピッチ分移動されて元の位置に復帰することにより、製織サイクルの１サイクルが完了する。以下この製織サイクルが繰り返されて三次元織物が製織される。従って、この発明では、前記発明の製織方法を効率よく実施することができる。

第４の目的を達成するため、請求項９に記載の発明の摩擦材は、請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の三次元織物を強化材とし、熱硬化成樹脂をマトリックスとした複合材で形成されている。この発明では、複合材の強化材となる三次元織物は、複数の経糸層を貫通するように配列される厚さ方向糸が、隣接する経糸層間を蛇行するように配列されている。従って、層間剥離が確実に防止されるとともに、摩擦材として使用された際、摩擦材が相手部材を押圧する弾性力を高めるのに厚さ方向糸が寄与するため、前記弾性力の低下を抑制することができる。

本発明の三次元織物によれば、三次元織物を構成する各層を結合する役割を果たす厚さ方向糸が切れても、各層を構成する糸がばらばらになるのを抑制することができ、厚さ方向のクッション性（弾力性）を高めることができる。本発明の製織方法によれば、前記三次元織物を容易に製織することができる。また、本発明の製織装置を用いれば前記製織方法を効率良く実施することができる。また、本発明の摩擦材は、例えば、湿式クラッチや湿式ブレーキ等の摩擦材として使用した際、摩擦材の弾力性の低下を抑制することができる。

（第１の実施形態）
以下、本発明を具体化した第１の実施形態を図１〜図６に従って説明する。図１（ａ）は三次元織物の部分模式斜視図、（ｂ），（ｃ）は三次元織物の織物組織の模式図、図２は三次元織物の製織状態を示す模式斜視図である。

図１（ａ）〜（ｃ）に示すように、三次元織物１１は、複数本の経糸１２が平行に配列されて形成されるとともに、互いに平行に配置された複数（この実施形態では３層）の経糸層１３を厚さ方向糸Ｚで結合することにより構成されている。複数の経糸層１３の一方の側（図１（ａ）〜（ｃ）の下側）には経糸１２と直交するように抜け止め糸１４が配列されている。厚さ方向糸Ｚは、前記複数の経糸層１３の他方の側から各経糸層１３を貫通するとともに、抜け止め糸１４で抜け止めされた状態で折り返すようにして経糸１２と直交する面内に配列されている。

図１（ａ）に示すように、厚さ方向糸Ｚは隣接する経糸層１３間を蛇行するように、かつ抜け止め糸１４で抜け止めされて折り返した部分が、同じ経糸１２に対して折り返す前に配列された部分と同じ側に位置するように配置されている。即ち、厚さ方向糸Ｚは、経糸層１３間の幅方向（経糸１２と直交する方向）に延びながら所定の経糸１２の箇所で延びる向きを変えて、三次元織物１１の一方から他方へ通るように配置されている。

厚さ方向糸Ｚは、織物組織の１単位において、１本の厚さ方向糸Ｚが三次元織物１１の幅方向（図１（ａ）〜（ｃ）の左右方向）において異なる位置に配列された経糸１２間に跨るように配置されている。また、厚さ方向糸Ｚは、少なくとも抜け止め糸１４が配列された側と反対側で複数本（この実施の形態では３本）の経糸１２に跨るように配置されている。なお、経糸１２の本数を図１（ｂ），（ｃ）では１層を８本で説明しているが、図はあくまで模式的なものであり、実際の本数はずっと多い。

次に三次元織物１１の織物組織の１単位について詳述する。この実施形態の三次元織物１１においては、織物組織の１単位は、厚さ方向糸Ｚが経糸層１３を４回貫通することにより配列された配列組織を備えている。具体的には図１（ａ）に示すように、上層の経糸１２の左側を通った後、その経糸１２と隣接する右側の列に配置された中層の経糸１２の右側を通り、該経糸１２の下側の経糸１２の左側を通った後、抜け止め糸１４で折り返して、折り返し前と同じ配置で上層の経糸１２より上方に至る１往復分の部分１５ａを有する。また、部分１５ａに連続し、上層の３本の経糸１２を跨ぐように配列された後、３本目の経糸１２の右側を通った後、その経糸１２と隣接する左側の列に配置された中層の経糸１２の左側を通り、該経糸１２の下側の経糸１２の右側を通った後、抜け止め糸１４で折り返して、折り返し前と同じ配置となる１往復分の部分１５ｂを有する。また、前記部分１５ｂに連続し、図１（ｃ）に示すように、前記厚さ方向糸Ｚの配置位置より経糸１２の配列の１ピッチ分右にずれた位置に、前記部分１５ａと同様に配置された部分１５ｃと、部分１５ｂと同様に配置された部分１５ｄとを備えている。なお、経糸１２の列とは全ての経糸層１３と直交するとともに経糸１２を含む平面上に配列された経糸１２を意味する。また、図１（ｂ），（ｃ）においては、折り返し状態に配列された厚さ方向糸Ｚ（部分１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ）が１本に図示されている。

なお、三次元織物１１の幅方向の端部においては、織物組織が若干異なる。例えば、図１（ｂ），（ｃ）において、三次元織物１１の左端には耳糸Ｐが配置されている。また、図１（ｂ），（ｃ）において、三次元織物１１の右端では厚さ方向糸Ｚの配置が変則的になっている。即ち、部分１５ａは他の箇所と同じ配置であるが、部分１５ｂは上層の経糸層１３の経糸１２に対する配置が他の箇所と異なり、部分１５ｃは中層の経糸層１３の経糸１２に対する配置が他の箇所と異なり、部分１５ｄは上層及び下層の経糸層１３の経糸１２に対する配置が他の箇所と異なる。

経糸１２、抜け止め糸１４、厚さ方向糸Ｚ及び耳糸Ｐは、マルチフィラメント繊維束で構成されている。繊維束を構成する繊維としては、三次元織物１１の用途によって決められるが、摩擦材のように耐摩耗性が要求される場合は、例えば、アラミド繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維（ＰＢＯ繊維）が使用され、耐熱性が要求される場合は、例えば、炭素繊維が使用される。

次に前記のように構成された三次元織物１１の製織方法を説明する。三次元織物１１の製織には、図２及び図５（ａ），（ｂ）に示すような製織装置が使用される。
製織装置は、複数本の経糸１２を供給する経糸供給手段１６と、複数本の経糸１２を複数層に配列した状態で保持可能な経糸保持部１７と、複数層の経糸層１３の経糸１２の配列位置毎に設けられた経糸ガイド１８ａ，１８ｂ，１８ｃとを備えている。経糸供給手段１６は、互いに平行な状態で回転可能に配設された複数本（この実施形態では３本）の支軸１９を備え、各支軸１９は図示しない正逆回転可能なモータによって駆動されるようになっている。各支軸１９には経糸１２が巻かれたボビン２０がそれぞれ支持され、各ボビン２０はモータの正転時に経糸１２を繰り出す方向に回転され、モータの逆転時に経糸１２を巻き戻す方向に回転される。なお、図２においては、１層分の支軸１９及びボビン２０が図示されている。経糸供給手段１６から供給された経糸１２は図示しない張力調整手段によりその張力が調整されるようになっている。張力調整手段には、例えばパウダーブレーキや、渦電流により支軸１９に負荷を加える構成の所謂パーマトルクが使用されている。

経糸保持部１７は、図示しない駆動手段により、織物を１ピッチずつ引き取り可能に構成されている。この実施の形態では、経糸保持部１７は板状に形成され、駆動手段はボールねじを介して往復動される移動体を備え、経糸保持部１７はその移動体に固定されている。

図２に示すように、各経糸ガイド１８ａ〜１８ｃには、それぞれ各経糸層１３の各経糸１２が挿通される孔２１が一定間隔で１列に形成されている。各経糸ガイド１８ａ〜１８ｃは一端が経糸ガイド駆動手段としての電気シリンダ２２の作動ロッド２２ａに連結されている。各電気シリンダ２２は、図示しない制御装置からの指令信号により各経糸ガイド１８ａ〜１８ｃを経糸１２の配列方向と直交する方向に所定ピッチ移動させる。

図５（ａ）に示すように、経糸層１３の配列箇所の上方には、複数層の経糸層１３に厚さ方向糸Ｚを挿入するため、先端側に厚さ方向糸挿通用の孔２３ａを備えた複数本の厚さ方向糸挿入具２３を、経糸層１３を貫通可能な作用位置と、経糸層１３に係合不能な待機位置とに移動させる第１の駆動手段２４が設けられている。厚さ方向糸挿入具２３は、板状に形成されるとともに、先端部に孔２３ａが形成され、孔２３ａより基端側（この実施形態では上側）に、凹部２３ｂが形成されている。厚さ方向糸挿入具２３は基端において支持プレート２４ａに固定されている。

第１の駆動手段２４はエアシリンダ２５を備えており、そのピストンロッド２５ａの先端に支持プレート２４ａが固定されている。エアシリンダ２５は、２個の支持部材２６ａ，２６ｂにより、経糸１２の配列方向に沿った方向（Ｘ方向）と、経糸１２の配列方向と直交する方向（Ｙ方向）とに移動可能に配設されている。支持部材２６ａは図示しないフレーム沿ってＸ方向に移動可能に支持され、支持部材２６ｂは支持部材２６ａ上でＹ方向に移動可能に支持されている。エアシリンダ２５は支持部材２６ｂに固定されており、支持部材２６ｂは第２の駆動手段２７により支持部材２６ａ上をＹ方向に移動されるようになっている。即ち、第２の駆動手段２７は、厚さ方向糸挿入具２３を経糸１２の配列方向と直交する方向に移動させる。なお、支持部材２６ａにはエアシリンダ２５の移動を許容する孔が形成されている。また、支持部材２６ａは、第３の駆動手段２８によりＸ方向に移動される。支持部材２６ａがＸ方向に移動されると、支持部材２６ｂも支持部材２６ａと共にＸ方向に移動される。即ち、エアシリンダ２５は、第２の駆動手段２７によりＹ方向に移動され、第３の駆動手段２８によりＸ方向に移動される。第２の駆動手段２７及び第３の駆動手段２８には、例えばエアシリンダが使用されている。

経糸層１３の配列箇所の下方には、厚さ方向糸挿入具２３が作用位置に配置された状態で孔２３ａを貫通している厚さ方向糸Ｚと、経糸層１３との間に、経糸１２と直交するように抜け止め糸１４を配置する抜け止め糸配置手段としての抜け止め糸挿通針２９（図２に図示）が設けられている。抜け止め糸挿通針２９は、作用位置に配置された厚さ方向糸挿入具２３の凹部２３ｂを挿通する作用位置と、経糸層１３の配列箇所と対応しない待機位置とに、図示しない駆動装置により移動されるようになっている。

なお、耳糸Ｐを挿入するため、厚さ方向糸挿入具２３と同様の構成の耳糸挿入具３０（図３及び図４に図示）が、厚さ方向糸挿入具２３の列の一端に位置するように支持プレート２４ａに固定されている。従って、この実施形態では、耳糸挿入具３０は厚さ方向糸挿入具２３と同様の動きをする。但し、耳糸挿入具３０と厚さ方向糸挿入具２３との間隔は、厚さ方向糸挿入具２３同士の間隔（ピッチ）の１／２に設定されている。

次に前記製織装置による三次元織物１１の製織方法を図３（ａ）〜（ｄ）、図４（ａ）〜（ｄ）及び図５（ａ），（ｂ）に従って説明する。図３（ａ）〜（ｄ）及び図４（ａ）〜（ｄ）は製織作用を経糸１２の配列方向から見た模式図、図５（ａ）は厚さ方向糸挿入具２３が待機位置に配置された状態の概略側面図、図５（ｂ）は厚さ方向糸挿入具２３が作用位置に配置された状態の概略側面図である。なお、図３（ａ）〜（ｄ）及び図４（ａ）〜（ｄ）において、１点鎖線Ｏで示す位置が左端の経糸１２の基準位置となる。

三次元織物１１の製織に先立って、先ず経糸供給手段１６の各ボビン２０から繰り出された経糸１２が、経糸ガイド１８ａ〜１８ｃの孔２１に挿通された状態でその端部が経糸保持部１７に固定され、３層の経糸層１３が経糸供給手段１６と経糸保持部１７との間に配置される。また、図示しない厚さ方向糸供給部から厚さ方向糸Ｚを引き出し、各厚さ方向糸挿入具２３の孔２３ａに挿通し、その端部を経糸保持部１７に固定する。厚さ方向糸Ｚの端部の固定位置は、経糸１２の固定位置より上に設定されている。耳糸Ｐは図示しない耳糸供給部から引き出されて耳糸挿入具３０の孔に挿通され、その端部が経糸保持部１７に固定される。そして、その状態から製織が開始される。

先ず電気シリンダ２２が駆動されて、経糸ガイド１８ａ〜１８ｃがそれぞれ、製織すべき三次元織物１１の織物組織に対応した所定ピッチ移動される。この実施形態では、上層用の経糸ガイド１８ａは０ピッチ移動され（即ち、移動されず）、中層用の経糸ガイド１８ｂは左側に２ピッチ移動され、下層用の経糸ガイド１８ｃは左側に１ピッチ移動される。その結果、厚さ方向糸挿入具２３及び耳糸挿入具３０と対応する位置の経糸１２の配置は図３（ａ）の状態となる。

この状態で第１の駆動手段２４のエアシリンダ２５が駆動されて、図３（ｂ）、図５（ｂ）に示すように、厚さ方向糸挿入具２３が経糸１２間に挿入される。耳糸挿入具３０も共に移動される。厚さ方向糸挿入具２３は、凹部２３ｂが下層の経糸層１３より下方に位置する状態となるまで挿入される。また、エアシリンダ２５による厚さ方向糸挿入具２３の下降が完了した後、第３の駆動手段２８が駆動され、支持部材２６ａ，２６ｂは厚さ方向糸挿入具２３が経糸保持部１７に近づく方向へ所定量移動される。この動作により厚さ方向糸挿入具２３が筬の役割を果たしながら織り前まで移動する。なお、図５（ａ），（ｂ）は、三次元織物１１が少し製織された後の状態を示しており、製織開始時においては、孔２３ａからの厚さ方向糸Ｚは経糸保持部１７に繋がっており、図５（ａ），（ｂ）の三次元織物１１の部分の無い状態となる。

厚さ方向糸挿入具２３が織り前まで移動された状態で抜け止め糸挿通針２９が駆動され、抜け止め糸挿通針２９が凹部２３ｂを通過するようにして前進する。抜け止め糸挿通針２９は、先端の鉤部が経糸層１３を挟んで抜け止め糸挿通針２９の待機位置と反対側に設けられた図示しない抜け止め糸供給部の抜け止め糸１４を係止可能な位置まで前進した後、後退する。後退途中で、抜け止め糸挿通針２９は抜け止め糸１４を係止し、後退が継続されることにより、抜け止め糸１４が厚さ方向糸挿入具２３の凹部２３ｂに挿通されて、折り返し状に挿通される。その後、第３の駆動手段２８が駆動されて凹部２３ｂが抜け止め糸１４と干渉しない位置に移動された後、エアシリンダ２５が駆動されて、厚さ方向糸挿入具２３が上昇されて待機位置に戻り、厚さ方向糸Ｚが抜け止め糸１４で抜け止めされた状態で折り返し状に配列される。その結果、厚さ方向糸Ｚは図３（ｃ）に示す状態となる。なお、抜け止め糸１４の挿通動作は、例えば、特開平５−２７２０３０号公報（特許第３０３６２１６号）に開示されている抜け止め糸の挿入動作と基本的に同じである。

次に、電気シリンダ２２が駆動されて各経糸ガイド１８ａ〜１８ｃが元の位置に戻され、厚さ方向糸Ｚが、図３（ｄ）に示すように配置される。即ち、厚さ方向糸Ｚは、上層の経糸１２の左側を通った後、その経糸１２と隣接する右側の列に配置された中層の経糸１２の右側を通り、該経糸１２の下側の経糸１２の左側を通った後、抜け止め糸１４で折り返して、折り返し前と同じ配置で上層の経糸１２より上方に至る図１（ｂ）の部分１５ａに対応する配置となる。以上で第１挿入工程が完了する。

次に、各経糸ガイド１８ａ〜１８ｃが前記所定ピッチと異なる所定ピッチずつ移動される。詳しくは、上層用の経糸ガイド１８ａは左側に３ピッチ移動され、中層用の経糸ガイド１８ｂは左側に１ピッチ移動され、下層用の経糸ガイド１８ｃは左側に２ピッチ移動される。その結果、厚さ方向糸挿入具２３と対応する位置の経糸１２の配置は図４（ａ）に示す状態となる。

次に前記と同様に、エアシリンダ２５が駆動されて、厚さ方向糸挿入具２３により厚さ方向糸Ｚが経糸層１３を貫通するように経糸１２間に挿入されるとともに、第３の駆動手段２８の駆動により、厚さ方向糸挿入具２３が織り前まで移動される。その後、前記と同様にして抜け止め糸１４が凹部２３ｂを挿通する位置に配置された後、第３の駆動手段２８及びエアシリンダ２５が順に駆動される。そして、厚さ方向糸挿入具２３が待機位置に復帰して、厚さ方向糸Ｚが抜け止め糸１４で抜け止めされた状態で折り返し状に配列される。その結果、厚さ方向糸Ｚは図４（ｂ）に示す状態となる。

次に電気シリンダ２２が駆動されて、各経糸ガイド１８ａ〜１８ｃが元の位置に復帰される。その結果、厚さ方向糸挿入具２３と対応する位置の経糸１２の配置は図４（ｃ）に示すように配置される。即ち、厚さ方向糸Ｚは、上層の経糸層１３の経糸１２を３本跨いでその経糸１２の右側を通った後、その経糸１２の斜め左下に配置された中層の経糸１２の左側を通り、該経糸１２の下側の経糸１２の右側を通った後、抜け止め糸１４で折り返して、折り返し前と同じ配置で上層の経糸１２より上方に至る図１（ｂ）の部分１５ｂに対応する配置となる。以上で第２挿入工程が完了する。

次に、経糸保持部１７が移動されて、三次元織物１１が１ピッチ分引き取られた後、第２の駆動手段２７が駆動され、厚さ方向糸挿入具２３が経糸層１３の幅方向に経糸１２の１ピッチ分移動される。その状態から前記と同様に、第１挿入工程及び第２挿入工程と同じ動作が行なわれて、図４（ｄ）に示すように、経糸１２の１ピッチ分ずれた位置に、図１（ｃ）の部分１５ｃに対応する実線で示す配置と、部分１５ｄに対応する破線で示す配置とが形成される。

その後、第２の駆動手段２７が駆動され、厚さ方向糸挿入具２３が前記と逆方向に経糸１２の１ピッチ分移動されて元の位置に復帰することにより、製織サイクルの１サイクルが完了する。以下この製織サイクルが繰り返されて三次元織物が製織される。

前記のように構成された三次元織物１１は、例えば、車両用オートマチックトランスミッションにおけるクラッチの摩擦材として使用される。摩擦材を形成する際は、三次元織物１１に熱硬化成樹脂（例えば、フェノール樹脂）が含浸、硬化されて形成された中間製品であるシートが形成される。シートは、三次元織物１１を強化材とし、熱硬化成樹脂をマトリックスとした複合材である。次に図６に示すように、シート４０から、プレスにより円環状の摩擦材４１が打ち抜かれる。

前記のように構成された摩擦材４１は、一方の面（抜け止め糸１４が配置された側と反対側の面）が相手部材を押圧する状態に保持されて、その面と相手部材との摩擦により相手部材との相対移動を抑制するように作用する。

この実施の形態では以下の効果を有する。
（１）三次元織物１１は、複数の経糸層１３を結合する厚さ方向糸Ｚが、従来の三次元織物と異なり、隣接する経糸層１３間を蛇行するように、かつ抜け止め糸１４で抜け止めされて折り返した部分が、同じ経糸１２に対して折り返す前に配列された部分と同じ側に位置するように配置されている。従って、厚さ方向糸Ｚは隣接する経糸層１３で挟まれた状態にあるため、厚さ方向糸Ｚが切れた場合でも、従来の三次元織物と異なり、厚さ方向糸Ｚが抜け難く、各層を構成する糸がばらばらになるのを抑制することができる。

（２）三次元織物１１は、厚さ方向糸Ｚが厚さ方向に真っ直ぐ配列されるのではなく蛇行した状態で配列されて経糸層１３で挟まれた状態にあるため、厚さ方向のクッション性（弾力性が）向上する。

（３）三次元織物１１を強化材とし、熱硬化成樹脂をマトリックスとした複合材で摩擦材４１を形成した場合、複合材の強化材となる三次元織物１１は、複数の経糸層１３を貫通するように配列される厚さ方向糸Ｚが、隣接する経糸層１３間を蛇行するように配列されている。従って、層間剥離が確実に防止されるとともに、摩擦材として使用された際、摩擦材が相手部材を押圧する弾性力を高めるのに厚さ方向糸Ｚが寄与するため、前記弾性力の低下を抑制することができる。

（４）三次元織物１１を構成する厚さ方向糸Ｚは、織物組織の１単位において、１本の厚さ方向糸Ｚが三次元織物１１の幅方向において異なる位置に配列された経糸１２間に跨るように配置されている。従って、緯糸がなくても三次元織物１１の形態を確保できる。

（５）厚さ方向糸は、少なくとも抜け止め糸１４が配列された側と反対側で複数本の経糸１２に跨るように配置されている。従って、三次元織物１１の片面に露出して配置される厚さ方向糸Ｚの面積が増えるため、例えば樹脂を含浸させて使用する摩擦材用の織物材として、摩擦面に露出する厚さ方向糸Ｚの量が増えて接触面積を増やすことができる。

（６）三次元織物１１の製織方法は、第１挿入工程と第２挿入工程とを繰り返すことを基本としている。第１挿入工程は、複数層に配列された各層の経糸１２をそれぞれ各層毎に独立して経糸層１３の幅方向に、それぞれ所定ピッチ移動させた状態で、経糸１２間に厚さ方向糸Ｚを厚さ方向糸挿入具２３を使用して、経糸１２と直交する方向に配列される抜け止め糸１４で抜け止めした状態で折り返すように挿入する。その後、各経糸１２を元の位置まで幅方向に移動させる。第２挿入工程は、第１挿入工程に続いて各層の経糸１２をそれぞれ各層毎に独立して経糸層１３の幅方向に、それぞれ前記と異なる所定ピッチ移動させた状態で、経糸１２間に厚さ方向糸Ｚを厚さ方向糸挿入具２３を使用して、経糸１２と直交する方向に配列される抜け止め糸１４で抜け止めした状態で折り返すように挿入する。その後、各経糸１２を元の位置まで幅方向に移動させる。従って、三次元織物を構成する各層を結合する役割を果たす厚さ方向糸Ｚが切れても、各層を構成する糸がばらばらになるのを抑制することができ、厚さ方向のクッション性（弾力性）を高めることができる三次元織物１１を容易に製織することができる。

（７）製織装置は、各経糸層１３の各経糸１２と係合して各経糸１２を経糸１２の配列方向と直交する方向に移動可能な経糸ガイド１８ａ〜１８ｃと、各経糸ガイド１８ａ〜１８ｃをそれぞれ所定ピッチで移動させる経糸ガイド駆動手段（電気シリンダ２２）とを備えている。そして、各経糸ガイド１８ａ〜１８ｃの移動と、厚さ方向糸挿入具２３の移動との組合せによる、単純な動作の組合せで、前記三次元織物１１を効率良く製織することができる。

（８）厚さ方向糸挿入具２３を経糸１２の配列方向に移動させる第３の駆動手段２８を備えているため、厚さ方向糸挿入具２３が筬の役割も果たし、筬を別に設けるより構成が簡単になる。

（９）経糸１２、抜け止め糸１４及び厚さ方向糸Ｚにアラミド繊維やＰＢＯ繊維を使用した場合、三次元織物１１を強化材とした複合材で摩擦材４１を構成したときに、接触面となる側の、摩擦係数、耐熱性、摩耗性等の物性が要求性能を満たす三次元織物を得るのが容易になる。

（１０）経糸１２、抜け止め糸１４及び厚さ方向糸Ｚに炭素繊維を使用した場合、より耐熱性が要求される用途に用いることができる。
（第２の実施形態）
次に第２の実施形態を図７及び図８に従って説明する。この実施形態は、三次元織物１１を構成する繊維束として緯糸を含んでいる点が前記第１の実施形態と異なっており、その他の構成は同じである。前記第１の実施形態と同一部分は同一符号を付して詳しい説明を省略する。

図７（ａ），（ｂ）に示すように、三次元織物１１は、経糸１２、抜け止め糸１４、厚さ方向糸Ｚ及び耳糸Ｐに加えて緯糸３２を有している。緯糸３２は、経糸層１３の間に経糸１２と直交する状態に配列されている。

三次元織物１１を製織する場合、図８（ａ）に示すように、厚さ方向糸挿入具２３が待機位置に配置された状態で、図示しない緯糸挿入手段により緯糸３２が織り前から孔２３ａに連なる厚さ方向糸Ｚより手前側（図８（ａ）における左側）に挿入される。緯糸３２の挿入は、各経糸ガイド１８ａ〜１８ｃを所定ピッチずつ移動させる前でも、移動させた後のいずれでもよい。そして、各経糸ガイド１８ａ〜１８ｃの移動及び緯糸３２の挿入が完了した後、図８（ｂ）に示すように、厚さ方向糸挿入具２３が経糸層１３を貫通する作用位置に配置される。その他の製織動作は第１の実施形態と同じである。

この第２の実施形態においては、第１の実施形態の効果（１）〜（１０）と同様の効果を有する他に次の効果を有する。
（１１）三次元織物１１は織物組織に緯糸３２が加わったため、織物組織が安定するとともに、緯糸方向の力に対して強固になる。従って、三次元織物１１を摩擦材４１に適用した場合、より性能が向上する。

（第３の実施形態）
次に第３の実施形態を図９（ａ），（ｂ）に従って説明する。この実施形態の三次元織物１１は、厚さ方向糸Ｚが、織物組織の１単位において、三次元織物１１の幅方向で同じ位置における全ての経糸層１３の経糸１２に対して前記幅方向の外側を通る部分が存在するようにように配置されている点と、耳糸Ｐを有しない点とが第１の実施形態の三次元織物１１と異なっている。前記第１の実施形態と同一部分は同一符号を付して詳しい説明を省略する。

この三次元織物１１では、厚さ方向糸Ｚは、２ピッチ離れて配列されている経糸１２との間を蛇行するように配置されている。
三次元織物１１の製織は、第１の実施形態の製織方法において、第１挿入工程及び第２挿入工程における各経糸ガイド１８ａ〜１８ｃの移動量が異なるだけで、他の動作は同じである。第１挿入工程で各経糸ガイド１８ａ〜１８ｃを移動させる際は、上層及び下層の経糸ガイド１８ａ，１８ｃの移動量を０ピッチとし、中層の経糸ガイド１８ｂの移動量を左側へ３ピッチとする。また、第２挿入工程で各経糸ガイド１８ａ〜１８ｃを移動させる際は、上層及び下層の経糸ガイド１８ａ，１８ｃの移動量を左側へ３ピッチとし、中層の経糸ガイド１８ｂの移動量を０ピッチとする。

この第３の実施形態においては、第１の実施形態の効果（１）〜（１０）と同様の効果を有する他に次の効果を有する。
（１２）この三次元織物１１では、三次元織物１１の幅方向の最も外側に配列された経糸１２より外側に厚さ方向糸Ｚの一部が配置されるため、耳をわざわざ製織しなくても、最も外側に配列された経糸１２が所定の位置に保持されて、三次元織物１１の外形が保持される。

（１３）第１の実施形態と異なり各経糸ガイド１８ａ〜１８ｃの移動量は３ピッチに限る。従って、各経糸ガイド１８ａ〜１８ｃを移動させる経糸ガイド駆動手段は、電気シリンダ２２のように、異なる移動量に移動量の変更が容易にできるものではなく、単純な往復動作だけですむエアシリンダや油圧シリンダを使用でき、制御も簡単になる。

（第４の実施形態）
次に第４の実施形態を図１０（ａ），（ｂ）に従って説明する。この実施形態の三次元織物１１は、厚さ方向糸Ｚが、各経糸層１３の同じ列の経糸１２間を蛇行するように配置されている点と、耳糸Ｐを有しない点とが第１の実施形態の三次元織物１１と異なっている。前記第１の実施形態と同一部分は同一符号を付して詳しい説明を省略する。

この三次元織物１１においては、厚さ方向糸Ｚは、織物組織の１単位において、三次元織物１１の幅方向で同じ位置における全ての経糸層１３の経糸１２に対して前記幅方向の外側（左側）及び内側（右側）を通る部分が存在するようにように配置されている。

三次元織物１１の製織は、第１の実施形態の製織方法において、第１挿入工程及び第２挿入工程における各経糸ガイド１８ａ〜１８ｃの移動量が異なる。第１挿入工程で各経糸ガイド１８ａ〜１８ｃを移動させる際は、上層及び下層の経糸ガイド１８ａ，１８ｃの移動量を０ピッチとし、中層の経糸ガイド１８ｂの移動量を左側へ１ピッチとする。また、第２挿入工程で各経糸ガイド１８ａ〜１８ｃを移動させる際は、上層及び下層の経糸ガイド１８ａ，１８ｃの移動量を左側へ１ピッチとし、中層の経糸ガイド１８ｂの移動量を０ピッチとする。

また、第１挿入工程及び第２挿入工程終了後、三次元織物１１が１ピッチ分引き取られた後、第１の実施形態と異なり第２の駆動手段２７による厚さ方向糸挿入具２３の経糸層１３の幅方向への移動を行わずに次の２回の厚さ方向糸Ｚの挿入工程が行われる。第１挿入工程に準じる第３挿入工程で各経糸ガイド１８ａ〜１８ｃを移動させる際は、上層及び下層の経糸ガイド１８ａ，１８ｃの移動量を０ピッチとし、中層の経糸ガイド１８ｂの移動量を右側へ１ピッチとする。また、第２挿入工程に準じる第４挿入工程で各経糸ガイド１８ａ〜１８ｃを移動させる際は、上層及び下層の経糸ガイド１８ａ，１８ｃの移動量を右側へ１ピッチとし、中層の経糸ガイド１８ｂの移動量を０ピッチとする。その結果、厚さ方向糸挿入具２３を経糸層１３の幅方向への移動を行わずに、第１挿入工程及び第２挿入工程で厚さ方向糸Ｚにより結合された経糸１２の左側に配列されている経糸１２を結合するように厚さ方向糸Ｚが配列される。

この第４の実施形態においては、第１の実施形態の効果（１）〜（１０）と、第３の実施形態の効果（１２）と同様の効果を有する他に次の効果を有する。
（１４）同じ経糸１２に対して厚さ方向糸Ｚが外側及び内側に配置されるため、厚さ方向糸Ｚによる外径保持性が第３の実施形態より向上する。

（１５）各経糸ガイド１８ａ〜１８ｃの移動量は１ピッチに限るため、各経糸ガイド１８ａ〜１８ｃを移動させる経糸ガイド駆動手段は、電気シリンダ２２のように移動量の変更が容易にできるものではなく、単純な往復動作だけですむエアシリンダや油圧シリンダを使用でき、制御も簡単になる。また、第３の実施形態より経糸ガイド駆動手段を小型化できる。

（１６）第２挿入工程終了後、三次元織物１１が１ピッチ分引き取られた後に各厚さ方向糸挿入具２３を１ピッチ分移動させずに、製織サイクル後半の厚さ方向糸Ｚの挿入が行われるため、第２の駆動手段２７が不要となり、製織装置の構成が簡単になる。

（第５の実施形態）
次に第５の実施形態を図１１〜図１４に従って説明する。この実施形態の三次元織物１１は、抜け止め糸が複数の経糸層の一方の側だけでなく、経糸層の間にもそれぞれ経糸と直交するように配列されている点が第１の実施形態の三次元織物１１と異なっている。前記第１の実施形態と同一部分は同一符号を付して詳しい説明を省略する。

図１１及び図１２（ａ），（ｂ）に示すように、三次元織物１１は、複数本の経糸１２が平行に配列されて形成されるとともに、互いに平行に配置された複数（この実施形態では３層）の経糸層１３を厚さ方向糸Ｚで結合することにより構成されている。複数の経糸層１３の一方の側（図１１及び図１２（ａ），（ｂ）の下側）及び経糸層１３の間に経糸１２と直交するように抜け止め糸１４，３４，３５が配列されている。厚さ方向糸Ｚは、前記複数の経糸層１３の他方の側から各経糸層１３を貫通するとともに、抜け止め糸１４，３４，３５で抜け止めされた状態で折り返すようにして経糸１２と直交する面内に配列されている。

図１１に示すように、厚さ方向糸Ｚは隣接する経糸層１３間を蛇行するように、かつ抜け止め糸１４，３４，３５で抜け止めされて折り返した部分が、同じ経糸１２に対して折り返す前に配列された部分と同じ側に位置するように配置されている。即ち、厚さ方向糸Ｚは、経糸層１３間の幅方向（経糸１２と直交する方向）に延びながら所定の経糸１２の箇所で延びる向きを変えて、三次元織物１１の一方から他方へ通るように配置されている。

厚さ方向糸Ｚは、織物組織の１単位において、１本の厚さ方向糸Ｚが三次元織物１１の幅方向（図１２（ａ）の左右方向）において異なる位置に配列された経糸１２間に跨るように配置されている。また、厚さ方向糸Ｚは、少なくとも抜け止め糸１４が配列された側と反対側で複数本（この実施の形態では３本）の経糸１２に跨るように配置されている。

この実施形態の三次元織物１１においては、織物組織の１単位は、厚さ方向糸Ｚが３層の経糸層１３を２回貫通するように配列された部分と、２層の経糸層１３を２回貫通するように配列された部分と、１層の経糸層１３を２回貫通するように配列された部分とを備えている。具体的には図１１に示すように、上層の経糸１２の左側を通った後、その経糸１２と同じ列に配置された中層の経糸１２の右側を通り、該経糸１２の下側の経糸１２の左側を通った後、抜け止め糸１４で折り返して、折り返し前と同じ配置で上層の経糸１２より上方に至る１往復分の部分３６ａを有する。また、部分３６ａに連続し、上層の３本の経糸１２を跨ぐように配列された後、３本目の経糸１２の右側を通り、その経糸１２と同じ列に配置された中層の経糸１２の左側を通り、中層の経糸１２の下側に配列された抜け止め糸３４で折り返して、折り返し前と同じ配置で上層の経糸１２より上方に至る部分３６ｂを有する。図１２（ｂ）に示すように、部分３６ｂは、部分３６ａの配置位置より１ピッチ分ずれた位置で中層の経糸１２の下側に配列された抜け止め糸３４で折り返す。また、部分３６ｂに連続し、上層の２本の経糸１２を跨ぐように配列された後、２本目の経糸１２の左側を通った後、その経糸１２の下側において、部分３６ｂが折り返した抜け止め糸３４の配列位置から１ピッチ分ずれた位置に配列された抜け止め糸３５で折り返して、１本目の経糸１２を跨ぐように配列された部分３６ｃを有する。

なお、図１２（ａ）においては、折り返し状態に配列された厚さ方向糸Ｚ（部分３６ａ，３６ｂ，３６ｃ）が１本に図示されている。
この実施形態の三次元織物１１を製織する場合に使用する製織装置は、前記第１の実施形態で使用された製織装置と基本的には同じ構成である。しかし、抜け止め糸挿通針２９が各経糸層１３の下方においてそれぞれ抜け止め糸１４，３４，３５を配列可能に装備されている点と、図１４（ａ），（ｂ）に示すように、厚さ方向糸挿入具２３の孔２３ａより先端部側の長さが長く形成されている点とが異なる。

厚さ方向糸挿入具２３は、厚さ方向糸Ｚが折り返すべき抜け止め糸に対応する経糸層１３より下方に凹部２３ｂが位置する状態となるまで挿入された後、経糸保持部１７に近づく方向へ所定量移動されて筬の役割を果たしながら織り前まで移動する。その際、第１の実施形態のように厚さ方向糸Ｚが常に下層の経糸層１３の下方に配列された抜け止め糸１４で折り返す位置（図１４（ａ）の位置）まで厚さ方向糸挿入具２３が挿入されるのであれば問題はない。しかし、厚さ方向糸Ｚが中層の経糸層１３の下方に配列された抜け止め糸３４で折り返す位置あるいは図１４（ｂ）に示すように、厚さ方向糸Ｚが上層の経糸層１３の下方に配列された抜け止め糸３５で折り返す位置まで厚さ方向糸挿入具２３が挿入された場合、厚さ方向糸挿入具２３の孔２３ａより先端部側が短いと問題が生じる。

なぜならば、厚さ方向糸挿入具２３の孔２３ａより先端部側が短いと、厚さ方向糸挿入具２３が経糸保持部１７側へ移動する際に、それまでに配列された抜け止め糸１４に対して押圧力を作用させることができず、筬としての役割を果たせない。しかし、この実施形態では、厚さ方向糸Ｚが上層の経糸層１３の下方に配列された抜け止め糸３５で折り返す位置まで厚さ方向糸挿入具２３が挿入された場合においても厚さ方向糸挿入具２３の孔２３ａより先端部側の部分が抜け止め糸１４に押圧力を作用させることが可能な長さに形成されているため、筬としての役割を果たすことができる。

その結果、厚さ方向糸Ｚと抜け止め糸１４，３４，３５との関係を模式的に示すと、この実施形態の三次元織物１１においては、図１３（ｂ）に示すように、下層の経糸層１３と対応する抜け止め糸１４、中層の経糸層１３と対応する抜け止め糸３４及び上層の経糸層１３と対応する抜け止め糸３５のピッチが狭くなる。一方、第１の実施形態の場合は、図１３（ａ）に示すように、抜け止め糸のピッチがこの実施形態に比較して広くなる。

この実施形態においては、第１の実施形態の効果（１）〜（１０）と同様の効果を有する他に次の効果を有する。
（１７）三次元織物１１は、経糸層１３の一方の側及び経糸層１３の間にそれぞれ配置された抜け止め糸１４，３４，３５が、経糸１２の配列方向（経糸１２の延びる方向）において異なる位置に配置されるように構成されている。従って、三次元織物１１全体として抜け止め糸のピッチを、全ての抜け止め糸が経糸層の一方の側に配置された構成に比較して狭くすることができ、織物組織が安定するとともに強固になる。

（１８）三次元織物１１を製織する際、厚さ方向糸Ｚを複数の経糸層１３の一方の側及び経糸層１３の間にそれぞれ経糸１２と直交するように配列された抜け止め糸１４，３４，３５で折り返すように厚さ方向糸挿入具２３が経糸層１３に挿入される毎に、厚さ方向糸挿入具２３に筬打ち動作に相当する動きをさせる。従って、経糸１２の配列方向における厚さ方向糸Ｚの密度を高くすることができる。

実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば次のように構成してもよい。
○ 図１５（ａ），（ｂ）に示すように、厚さ方向糸Ｚが１ピッチ離れて配列されている中層の経糸１２との間を蛇行するように配置される構成としてもよい。この三次元織物１１の製織は、第１の実施形態の製織方法において、第１挿入工程及び第２挿入工程における各経糸ガイド１８ａ〜１８ｃの移動量が異なるだけで、他の動作は同じである。第１挿入工程において各経糸ガイド１８ａ〜１８ｃを移動させる際は、上層及び下層の経糸ガイド１８ａ，１８ｃの移動量を０ピッチとし、中層の経糸ガイド１８ｂの移動量を左側へ２ピッチとする。また、第２挿入工程において各経糸ガイド１８ａ〜１８ｃを移動させる際は、上層及び下層の経糸ガイド１８ａ，１８ｃの移動量を左側へ３ピッチとし、中層の経糸ガイド１８ｂの移動量を左側へ１ピッチとする。

○ 図１６（ａ），（ｂ）に示すように、厚さ方向糸Ｚが各経糸層１３の同じ列の経糸１２間を蛇行するように配置されるとともに、前記各実施形態と異なり、経糸１２と直交する平面内に配列される厚さ方向糸Ｚが経糸１２間に１列置きではなく、各経糸１２間に配列された構成としてもよい。この三次元織物１１は、織物組織の１単位の構成は第４の実施形態の三次元織物１１と同じで、厚さ方向糸Ｚの配列密度が２倍である点が異なる。従って、この三次元織物１１は、第４の実施形態の三次元織物１１と同様の効果を有する他に、厚さ方向糸Ｚの挿入密度が高いため、強度が向上する。

○ 図１６（ａ），（ｂ）に示す構成の三次元織物１１の製織方法として、三次元織物１１が１ピッチ分引き取られた後、第１の実施の形態と同様に厚さ方向糸挿入具２３を第２の駆動手段２７で経糸１２の１ピッチ分移動させた後、第３挿入工程及び第４挿入工程を実施するようにしてもよい。

○ 厚さ方向糸Ｚが各経糸層１３の同じ列の経糸１２間を蛇行するように配置されるとともに、経糸１２と直交する平面内に配列される厚さ方向糸Ｚが経糸１２間に１列置きではなく、各経糸１２間に配列された構成として、図１６（ａ）に示す構成又は図１６（ｂ）に示す構成のみで構成される三次元織物１１としてもよい。

○ 三次元織物１１を構成する経糸層１３の層数は複数であればよく、３層に限らずに三次元織物１１に対する要求性能に対応して変更してもよく、例えば、図１６（ｃ），（ｄ）に示すように経糸層１３が２層であってもよい。この三次元織物１１の製織は、第１の実施形態とほぼ同様に行われ、第１挿入工程において上層の経糸ガイドの移動量を０ピッチとし、下層の経糸ガイドの移動量を左側へ２ピッチとする。また、第２挿入工程において上層の経糸ガイドの移動量を左側へ３ピッチとし、下層の経糸ガイドの移動量を左側へ１ピッチとする。

○ 三次元織物１１は、図１７（ａ），（ｂ）に示すように経糸層１３が４層であってもよい。この三次元織物１１の製織は、第１の実施形態とほぼ同様に行われ、第１挿入工程において上層及び中２層の経糸ガイドの移動量を０ピッチとし、中１層及び下層の経糸ガイドの移動量を左側へ２ピッチとする。また、第２挿入工程において上層及び中２層の経糸ガイドの移動量を左側へ３ピッチとし、中１層及び下層の経糸ガイドの移動量を左側へ１ピッチとする。

○ 第１の実施形態と同様な織物組織以外の織物組織に緯糸３２を加えた構成としてもよい。また、緯糸３２は全ての経糸層１３の間に配列される必要はなく、緯糸３２の配列層が１層であってもよい。しかし、第５の実施形態の三次元織物１１のように抜け止め糸が経糸層１３の一方の側だけでなく経糸層１３の間にも配列される構成の三次元織物では、緯糸は必要ない。

○ 抜け止め糸が経糸層１３の一方の側及び経糸層１３の間に配列される構成の三次元織物も、第５の実施形態の三次元織物１１のように経糸層１３が３層の構成に限らず、２層あるいは４層以上の構成であってもよい。例えば、２層構成の三次元織物１１においては、織物組織の１単位は、図１８（ａ），（ｂ）に示すように、厚さ方向糸Ｚが上層の経糸１２の左側を通って、上層の経糸層１３の下側に配列された抜け止め糸３５で折り返して、折り返し前と同じ配置で上層の経糸１２より上方に至る１往復分の部分３７ａを有する。また、部分３７ａに連続し、上層の３本の経糸１２を跨ぐように配列された後、３本目の経糸１２の右側を通って折り返し、その経糸１２の下側を通り、下層の２本目の経糸１２の左側を通った後、下層の経糸１２の下側に配列された抜け止め糸１４で折り返して、折り返し前と同じ配置で上層の経糸１２より上方に至る部分３７ｂを有する。図１８（ａ）に示すように、部分３７ｂは、部分３７ａの配置位置より１ピッチ分ずれた位置で下層の経糸１２の下側に配列された抜け止め糸１４で折り返す。

○ 第５の実施形態の三次元織物１１のように抜け止め糸が経糸層１３の一方の側だけでなく経糸層１３の間にも配列される構成において、全ての経糸層１３の間にそれぞれ抜け止め糸を配列する必要はない。経糸層１３がＮ層（Ｎは３以上の自然数）の場合、抜け止め糸は、経糸層の一方の側に配列される抜け止め糸１４に加えて、（Ｎ−１）箇所の経糸層１３の間の少なくとも一つに抜け止め糸が配列される構成であればよい。例えば、経糸層１３が３層の場合、経糸層の一方の側に配列される抜け止め糸１４に加えて、上層の経糸層１３の下側に配列される抜け止め糸３５だけ、あるいは中層の経糸層１３の下側に配列される抜け止め糸３４だけとしてもよい。

○ 緯糸３２が織物組織を構成する場合は、厚さ方向糸Ｚは、織物組織の１単位において、１本の厚さ方向糸Ｚが三次元織物１１の幅方向において異なる位置に配列された経糸１２間に跨るように配置されていなくてもよい。例えば、第４の実施形態のように厚さ方向糸Ｚが、三次元織物１１の幅方向で同じ位置における全ての経糸層１３の経糸１２に対して前記幅方向の外側及び内側を通る部分が存在するようにように配置されている構成で、緯糸３２も織物組織に加わる構成とした場合、厚さ方向糸Ｚが異なる列の経糸１２間に跨るように配列される必要はない。なぜならば、経糸層１３の幅方向の結合を緯糸３２によって確保することができるからである。しかし、厚さ方向糸Ｚが三次元織物１１の幅方向において異なる位置に配列された経糸１２間に跨るように配置されるとともに、緯糸３２も含む構成の方が強度が高くなる。

○ 厚さ方向糸Ｚが抜け止め糸１４の配列面と反対側において経糸１２と直交する方向に配列される長さは、経糸１２の３ピッチ分以上であってもよい。この場合、三次元織物１１を摩擦材として使用する際に、摩擦面に現れる厚さ方向糸Ｚの面積をより多くすることができる。

○ 三次元織物１１は、その全長にわたって同じ織物組織で構成されたものに限らず、複数の織物組織が混在する構成としてもよい。
○ 第１の実施形態の三次元織物１１のように、幅方向の端部に配置される経糸１２の外側に厚さ方向糸Ｚが配置されない織物組織であっても、必ずしも耳糸Ｐを設けなくてもよい。この場合、三次元織物１１にその経糸１２は含まれなくなるが、経糸１２の本数が多い場合、三次元織物１１の物性に殆ど影響しない。

○ 耳糸挿入具３０を厚さ方向糸挿入具２３と独立して移動可能に構成し、耳糸Ｐを三次元織物１１の端部において経糸１２の外側のみを通過するように配置してもよい。
○ 三次元織物１１は、隣接する経糸層１３の間に経糸１２に対して斜めに交差するように配列されたバイアス糸が配列された構成としてもよい。また、緯糸３２とバイアス糸の両方を含む構成としてもよい。

○ 経糸ガイド１８ａ〜１８ｃは、各経糸層１３の各経糸１２と係合して各経糸１２を経糸１２の配列方向と直交する方向に移動可能な構成であればよく、必ずしも一定間隔で経糸１２の本数以上の孔２１を有する構成に限らない。例えば、孔２１に代えて、経糸１２のピッチと対応する間隔で溝を設けたり、係止ピンを設けてもよい。

○ 三次元織物１１を製織する際、複数本の厚さ方向糸Ｚに対応して設けられた複数の厚さ方向糸挿入具２３を複数のグループに分け、グループ毎に経糸層１３への厚さ方向糸挿入動作が行われるようにしてもよい。この場合、経糸１２の配列間隔が狭く、厚さ方向糸挿入具２３の数が多い場合でも、厚さ方向糸挿入具２３が円滑に経糸層１３を貫通するように経糸１２間に挿入することができる。

○ 経糸保持部１７は板状に限らず、製織された三次元織物１１を巻き取り可能な形状、例えば円柱状や円筒状であってもよい。三次元織物１１が可撓性を有し巻き取り可能な場合、三次元織物１１を巻き取る方が製織装置の設置に必要な面積を小さくできる。

○ 経糸ガイド駆動手段は電気シリンダ２２に限らず、経糸ガイド１８ａ〜１８ｃを所定ピッチ移動させることができる構成であればよく、例えば、リニアアクチュエータ、エアシリンダ、油圧シリンダ等を使用してもよい。所定ピッチの大きさが複数の場合は、エアシリンダや油圧シリンダより電気シリンダ２２やリニアアクチュエータの方が精度良く制御するのが容易である。

○ 厚さ方向糸挿入具２３は凹部２３ｂを備えていなくてもよい。
○ 第１の駆動手段２４は、厚さ方向糸挿入具２３をエアシリンダ２５で作用位置と、待機位置とに移動させる構成に限らず、エアシリンダ２５に代えて、例えばボールねじ機構を備えた構成やリニアアクチュエータを備えた構成としてもよい。

○ 第３の駆動手段２８はなくてもよい。筬打ちの機能を別に設けた専用の装置で行う構成としてもよい。
○ 抜け止め糸配置手段は抜け止め糸挿通針２９のように、経糸層１３を挟んで反対側にある抜け止め糸供給部から抜け止め糸１４を引き戻す構成に限らない。例えば、シャトルで抜け止め糸１４を経糸層１３と厚さ方向糸Ｚの間に挿入して配置する構成としてもよい。

○ 製織装置は、経糸１２が上下方向に延びるように配列された状態で製織を行う構成としてもよい。この場合、厚さ方向糸挿入具２３は水平方向に往復移動して厚さ方向糸Ｚの挿入動作が行われる。

○ 経糸１２が水平方向に配列された場合でも、厚さ方向糸挿入具２３は必ずしも上下方向に往復動する構成に限らず、水平方向に往復動する構成としてもよい。
〇 三次元織物１１を構成する繊維は、アラミド繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維（ＰＢＯ繊維）、炭素繊維に限らず、三次元織物１１の使用条件に応じて他の繊維としてもよい。

○ 三次元織物１１を構成する繊維束として、異なる材質の繊維を混合した繊維束を使用してもよい。この場合、摩擦材４１としたときの接触面となる側の、摩擦係数、耐熱性、摩耗性等の物性を要求性能に合わせて調整するのが容易になる。また、三次元織物１１を摩擦材４１以外の用途に使用する場合でも、三次元織物１１の物性を要求性能に合わせて調整するのが容易になる。

〇 三次元織物１１を構成する経糸１２、抜け止め糸１４、厚さ方向糸Ｚ及び緯糸３２を全て同じ材質の繊維束で形成する必要はない。例えば、炭素繊維を経糸１２及び緯糸３２に使用し、厚さ方向糸Ｚにアラミド繊維やＰＢＯ繊維を使用する。アラミド繊維やＰＢＯ繊維は曲げに強いが静電気を発生し易く、帯電し易い。一方、炭素繊維は静電気が発生し難く帯電し難いが曲げに弱い。従って、曲げに弱い炭素繊維を経糸１２や緯糸３２に使用することにより、静電気の悪影響を受け難く、製織装置により、良好な三次元織物１１が得られる。

○ 三次元織物１１を構成する経糸１２、抜け止め糸１４、厚さ方向糸Ｚ及び緯糸３２に同じ太さの繊維束を使用する必要はない。また、経糸１２も経糸層１３によって太さを変更してもよい。

○ 経糸１２、抜け止め糸１４、厚さ方向糸Ｚ及び緯糸３２の太さを変える場合、繊維束を構成するフィラメントの本数を変える代わりに、本数は変えずにフィラメント自身の太さを変えてもよい。

○ 三次元織物１１に含浸させる熱硬化性樹脂として、フェノール樹脂に限らず、変性フェノール樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、エポキシ樹脂等の他の熱硬化性樹脂を使用してもよい。

○ 三次元織物１１を摩擦材４１として使用する場合、第１の実施形態のように、三次元織物１１に熱硬化成樹脂が含浸、硬化されて形成されたシート４０から、プレスにより円環状の摩擦材４１を打ち抜いて使用する代わりに、図１９（ａ）に示すような、扇状の摩擦材片４１ａをリング４２に貼り付けて摩擦材としてもよい。第１の実施形態のように摩擦材４１を円環状に打ち抜いて摩擦材４１を形成した場合、繊維の配列を模式的に表すと図１９（ｂ）のようになる。そのため、回転方向に対する繊維の配列方向（織布の織目の方向）が場所によって異なり、摩擦材４１に作用する抵抗が場所によって異なる状態となる。しかし、この実施形態のように、各摩擦材片４１ａの繊維の配列方向がリング４２の中心に対して同じとなるように環状に貼り付けることにより、回転方向に対する抵抗を安定させることができる。また、摩擦材片４１ａの圧接面の繊維の配列方向を変えることにより、抵抗の強さを調整できる。例えば、図１９（ａ）のように繊維の配列方向が回転方向とほぼ同方向の場合は抵抗が小さくなり、繊維の配列方向を回転方向とほぼ直交する方向とすれば抵抗は最大となる。

○ 三次元織物１１は、摩擦材４１として使用する使用方法に限らず、摩擦材以外の複合材の補強材（骨格材）として使用したり、フィルタとして使用したり、動力伝達用のベルト、例えば、Ｖベルトに使用したりしてもよい。

以下の技術的思想（発明）は前記実施の形態から把握できる。
（１）請求項１及び請求項３〜請求項５のいずれか一項に記載の発明において、前記経糸層の間に緯糸が配列されている。

（２）請求項１〜請求項５及び前記技術的思想（１）のいずれか一項に記載の発明において、前記経糸層の間に経糸に対して斜めに交差するように配列されたバイアス糸が存在する。

（ａ）は第１の実施形態の三次元織物の部分模式斜視図、（ｂ），（ｃ）は同じく三次元織物の織物組織の模式図。 三次元織物の製織状態を示す模式斜視図。 （ａ）〜（ｄ）は製織作用を示す模式図。 （ａ）〜（ｄ）は製織作用を示す模式図。 （ａ），（ｂ）は製織作用を示す模式側面図。 シート状の中間製品から摩擦材を打ち抜いた状態の模式斜視図。 （ａ），（ｂ）は第２の実施形態の三次元織物の織物組織の模式図。 （ａ），（ｂ）は同じく製織作用を示す模式側面図。 （ａ），（ｂ）は第３の実施形態の三次元織物の織物組織の模式図。 （ａ），（ｂ）は第４の実施形態の三次元織物の織物組織の模式図。 第５の実施形態の三次元織物の部分模式斜視図。 （ａ）は図１１において三次元織物を経糸の延びる方向から見た模式図、（ｂ）は同じく抜け止め糸の延びる方向から見た模式図。 （ａ）は抜け止め糸が経糸層の一方の側にのみ配列された三次元織物の模式図、（ｂ）は抜け止め糸が経糸層の間にも配列された三次元織物の模式図。 （ａ），（ｂ）は製織作用を示す模式図。 （ａ），（ｂ）は別の三次元織物の織物組織の模式図。 （ａ），（ｂ）は別の三次元織物の織物組織の模式図、（ｃ），（ｄ）は別の三次元織物の織物組織の模式図。 （ａ），（ｂ）は別の三次元織物の織物組織の模式図。 （ａ）は別の三次元織物の模式斜視図、（ｂ）はその織物組織の模式図。 （ａ）は摩擦材の別の構成を示す模式図、（ｂ）は円環状の摩擦材の繊維の配列を示す模式図。

符号の説明

Ｚ…厚さ方向糸、１１…三次元織物、１２…経糸、１３…経糸層、１４，３４，３５…抜け止め糸、１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ，３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３７ａ，３７ｂ…部分、１６…経糸供給手段、１７…経糸保持部、１８ａ，１８ｂ，１８ｃ…経糸ガイド、２２…経糸ガイド駆動手段としての電気シリンダ、２３…厚さ方向糸挿入具、２３ａ…孔、２４…第１の駆動手段、２７…第２の駆動手段、２９…抜け止め糸配置手段としての挿通針、４１…摩擦材。

Claims (9)

1. 互いに平行に配置された複数の経糸層と、
   前記複数の経糸層の一方の側に経糸と直交するように配列された抜け止め糸と、
   前記複数の経糸層の他方の側から各経糸層を貫通するとともに、前記抜け止め糸で抜け止めされた状態で折り返すように前記経糸と直交する面内に配列される複数本の厚さ方向糸と
   を少なくとも有し、
   前記厚さ方向糸は隣接する経糸層間を蛇行するように、かつ前記抜け止め糸で抜け止めされて折り返した部分が、同じ経糸に対して折り返す前に配列された部分と同じ側に位置するように配置されている三次元織物。
2. 互いに平行に配置された複数の経糸層と、
   前記複数の経糸層の一方の側及び前記経糸層の間にそれぞれ経糸と直交するように配列された抜け止め糸と、
   前記複数の経糸層の他方の側から経糸層を貫通するとともに、前記抜け止め糸で抜け止めされた状態で折り返すように前記経糸と直交する面内に配列される複数本の厚さ方向糸と
   を少なくとも有し、
   前記厚さ方向糸は隣接する経糸層間を蛇行するように、かつ前記抜け止め糸で抜け止めされて折り返した部分が、同じ経糸に対して折り返す前に配列された部分と同じ側に位置するように配置されている三次元織物。
3. 前記厚さ方向糸は、織物組織の１単位において、１本の厚さ方向糸が三次元織物の幅方向において異なる位置に配列された経糸間に跨るように配置されている請求項１又は請求項２に記載の三次元織物。
4. 前記厚さ方向糸は、織物組織の１単位において、三次元織物の幅方向で同じ位置における全ての経糸層の経糸に対して前記幅方向の外側を通る部分が存在するようにように配置されている請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の三次元織物。
5. 前記厚さ方向糸は、少なくとも前記抜け止め糸が配列された側と反対側で複数本の経糸に跨るように配置されている請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の三次元織物。
6. 経糸層が複数平行に配置され、前記複数の経糸層が、各経糸層を貫通するとともに、前記経糸層の一方の側に経糸と直交する方向に配列された抜け止め糸で抜け止めされた状態で折り返すように配列された厚さ方向糸により結合された三次元織物の製織方法であって、
   前記複数層に配列された各層の経糸をそれぞれ各層毎に独立して経糸層の幅方向に、それぞれ所定ピッチ移動させた状態で、経糸間に厚さ方向糸を厚さ方向糸挿入具を使用して、経糸と直交する方向に配列される抜け止め糸で抜け止めした状態で折り返すように挿入し、その後、各経糸を元の位置まで幅方向に移動させる第１挿入工程と、第１挿入工程に続いて各層の経糸をそれぞれ各層毎に独立して経糸層の幅方向に、それぞれ前記と異なる所定ピッチ移動させた状態で、経糸間に厚さ方向糸を厚さ方向糸挿入具を使用して、経糸と直交する方向に配列される抜け止め糸で抜け止めした状態で折り返すように挿入し、その後、各経糸を元の位置まで幅方向に移動させる第２挿入工程と、第２挿入工程に続いて織物を１ピッチ分引き取った後、厚さ方向糸挿入具を経糸層の幅方向に経糸の１ピッチ分移動させた後、前記第１挿入工程及び第２挿入工程と同じ動作を繰り返し、その後、厚さ方向糸挿入具を経糸層の幅方向に経糸の１ピッチ分、前記と逆方向に移動させる操作を繰り返すようにした三次元織物の製織方法。
7. 前記複数本の厚さ方向糸に対応して設けられた複数の厚さ方向糸挿入具は、複数のグループに分けられ、グループ毎に経糸層への厚さ方向糸挿入動作が行われる請求項６に記載の三次元織物の製織方法。
8. 複数本の経糸を供給する経糸供給手段と、
   複数本の経糸を複数層に配列した状態で保持可能な経糸保持部と、
   前記複数層の経糸層の経糸の配列位置毎に設けられ、各経糸層の各経糸と係合して各経糸を経糸の配列方向と直交する方向に移動可能な経糸ガイドと、
   前記各経糸ガイドをそれぞれ所定ピッチ移動させる経糸ガイド駆動手段と、
   前記複数層の経糸層に厚さ方向糸を挿入するため、先端側に厚さ方向糸挿通用の孔を備えた複数本の厚さ方向糸挿入具と、
   前記厚さ方向糸挿入具を前記経糸層を貫通可能な作用位置と、前記経糸層に係合不能な待機位置とに移動させる第１の駆動手段と、
   前記厚さ方向糸挿入具を経糸の配列方向と直交する方向に移動させる第２の駆動手段と、
   前記厚さ方向糸挿入具が作用位置に配置された状態で厚さ方向糸と経糸層との間に、抜け止め糸を配置する抜け止め糸配置手段と
   を備えた三次元織物の製織装置。
9. 請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の三次元織物を強化材とし、熱硬化成樹脂をマトリックスとした複合材で形成された摩擦材。

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