JPH02191742A - 三次元織物及びその製造方法 - 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】 ［業１の利用分野１ 本発明は多数の経糸Ｚを複数列、複数行に張設した経糸
２群の列及び行間に第１緯糸ｙ及び第２緯糸Ｘがそれぞ
れ経糸Ｚと直交する状態に織り込まれた三次元繊物及び
その製造方法に関するものである。

多数の経糸Ｚ、該経糸Ｚ釘の列及び行間にそれぞれ経糸
２と直交する状態に織り込まれた第１緯糸ｙ及び第２緯
糸Ｘの３種類の糸からなる三次元織物を骨格材とし、樹
脂あるいは熟機物をマトリックスとした複合材は軽重、
高強度、高剛性という特徴を有するため、ロゲット、航
空機、自動車、船舶及び建築物の梢遣材として幅広い用
途が期待されている。従来、この種の三次元織物は四角
柱状あるいは板状のものに限られていた。

［発明が解決しようとする課題］ 三次元１１１物摺合Ｈを槽遣材として幅広い用途に使用
可能とするためには、単なる四角柱状あるいは板状の６
のた”けでなく、経糸Ｚの長手方向に沿って屈曲した形
状の三次元織物が必要となる。ところが、四角柱状ある
いは厚い平板状の三次元織物を折り曲げて経糸Ｚの長子
方向に屈曲した形状の三次元ａ物を得ようとすると、折
り曲げ時に屈曲部内内側に大きな圧縮力が加わって第９
図に示すように内側に配置された経糸Ｚが無秩序に折れ
曲がるとともに、外ｎ！１に肋く大きな引張り力のため
外側の経糸ｌが必要以上な力で引張られた状態となる。

そのため、三次元織物Ｆの形状が不良となるだけでなく
、三次元ｍ物複合材とした場合の特徴であるｘ、ｙ、ｚ
の３方向に対して大きな強度を有するという物性上の特
徴も非常に低下するという不都合がある。

そこで、従来このような屈曲形状の複合材の骨格材とし
て第１０図に示すように、多数枚のり１７スＣを屈曲状
態で積層するとともに各クロスＣを糸で縫い合わせたも
のが提案されている。ところが、このように多数枚のク
ロスＣを糸で縫い合わせたものでは剪断方向の強度が非
常に弱くなるという不都合がある。従って、三次元４１
１物を骨格材とする屈曲形状の複合材を製造する場合に
は、まずブロツク状の複合材を製造した後、所定の形、
伏に加工することが考えられるが、１間が掛かるばかり
でなく材料の無駄が多くなるという問題がある。

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［１的はｘ、ｙ、ｚの各方向の強度が大きな状態に
保持されたままで経糸２の長子方向に治って屈曲した形
状を存する三次元織物及びその９ＪＩＦ方法を提供する
ことにある。

［課題を解決するための手段］ ｒ’＋ｊｌ記の１的を達成するため本発明の三次元ａ物
は、複数行、複数列に張設された多数本の経糸２群と、
その列間に経糸Ｚと直交する状態で織り込まれた各列毎
に連続する多数本の第１緯糸ｙと、経糸２群の行間に経
糸２及び第１緯糸ｙと直交する状態で織り込まれた第２
緯糸Ｘとからなり、経糸２群の長手方向の屈曲部におい
て前記第１緯糸ｙの一部が三次元繕物のれ内層に達する
手前で折り返されるとともに第２緯糸Ｘも該第１緯糸ｙ
の折返し層と対応する層より外ｆｌｕで折り返された横
道となっている。

又、第２請求項に記載の製造方法では、多数の経糸Ｚを
三次元織物の断面形状に対応した複数行、複数列に８１
設して経糸２群を形成し、該経糸１群の行間に経糸２と
直交する状態で第２緯糸Ｘを挿入する工程と、経糸２群
の列間に経糸２及び第２緯糸Ｘと直交する状１に各列毎
に連続する多数本の第１緯糸ｙを挿入する工程とを繰り
返し、三次元織物の屈曲部を織成する際に、ａ物の長子
方向の屈曲状態に対応して第１緯糸ｙを部分的に屈曲部
の最内層となる経糸Ｚに達する手＋）ｉｌで折り返・り
とともに第２緯糸Ｘの挿入行数をそれに対応して減少す
る織成工程を入れ、製織の進行にとらない織上がった部
分の三次元織物をその長手方向の密度がほぼ均一となる
ように順次屈曲させるようにした。

［作用］ 本発明の三次元ロガは経糸２群の列間に織り込まれた第
１緯糸ｙが、経糸２群の長′−１方向の屈曲部において
その一部がＥ次元織物の最内層に達する手前で折り返さ
れ、第２緯糸Ｘも第１緯糸ｙの折返し贋と対応する層よ
り外ｆｆ！１１で経糸ｚｔｆの行間に織り込まれている
なめ、屈曲部における第Ｔ緯糸ｙ及び第２緯糸Ｘの密度
がほぼ均一になり、二次元ａ物は屈曲部においてもＸ、
Ｙ、Ｚ方向の全てに対して直線部と同様な強度を有する
状態となる。

又、第２請求項に記載の製造方法では、三次元織物はそ
の断面形状に対応して複数行、複数列に張設された経糸
２群の行間に経糸２と直交する状態で第２緯糸Ｘを挿入
する工程と、経糸２群の列間に経糸Ｚ及び第２緯糸Ｘと
直交する状態に各列毎に連続する多数本の第１緯糸ｙを
挿入する工程の繰返しにより織成される。屈曲部を織成
する際には、綴物の長手方向の屈曲状態に対応して第１
緯糸ｙが部分的に屈曲部の最内層となる経糸２に達する
［前で折り返され、それに対応して第２緯糸Ｘの挿入行
数を減少した機成工程が入れられる。

そして、織成の進行に伴い織上がった部分の三次元＃Ｉ
ｌ物はその長手方向の密度がほぼ均一となるように順次
屈曲され、三次元織物を構成する経糸Ｚ、第１緯糸ｙ及
び第２緯糸Ｘがそれぞれ屈曲部においても互いに直交し
た状態でほぼ均一な密度で配置されるように織成される
。

し実施例１］ 以Ｆ、本発明を具体化した第１実施例を第１〜５図に従
って説明する。

第１．２図に示すように、三次元織物Ｆは複数行、複数
列（この実施例では４行８列）にｉ′Ａ投された多数本
の経糸２群と、その列間に経糸２と直交する状態で織り
込まれた各列毎に連続する多数本の第１緯糸ｙと５経糸
１群の行間に経糸Ｚ及び第１緯糸ｙと直交する状態で織
り込まれた連続する１本の第２緯糸Ｘとから構成され“
〔いる。第１緯糸ｙは経糸２の直線部においては経糸２
群の厚さ方向の両端部より外側で折返される蛇行状態に
綴り込まれ、第２緯糸Ｘは経糸２群の各行間及び厚さ方
向の両端部の行を構成する経糸Ｚと前記第１緯糸ｙの折
返し部との間に蛇行状１で纏り込まれている。ずなおち
、三次元織物Ｆ−′の直線部では第２緯糸Ｘが全ての位
置に５段ずつ織り込まれている。第１緯糸ｙは全部が同
じ折り返し状態で各列間に織り込まれるのではなく、隣
接する第１緯糸ｙ同士でその折り返し位置が反対となる
ように織り込まれている。

又、三次元織物Ｆの屈曲部においては第２緯糸Ｘは三次
元織物Ｆの第２緯糸Ｘを含み経糸Ｚと直交する断面にお
けるその段数が４段、３１４．５段、３段の順で規則的
に繰返されるように綴り込まれている。そして、第１ｕ
糸ｙは前記第２緯糸Ｘの段数に対応して三次元ａ物Ｙ？
の最内層に達する手前で折り返される部分と、三次元織
物Ｆの最内層に達した後に折り返される部分とを形成す
るように織り込まれている。第１緯糸ｙは前記第２緯糸
ＸのＦｌ数が５段の部分と対応する箇所で三次元織物Ｉ
Ｓの最内層に達した後に折返されるが、最内層に達した
後に折返されるのは、−列おきの第１緯糸ｙのみで該第
１緯糸ｙの間に挾まれた第１緯糸ｙは三次元織物の屈曲
部においては常に最内層より手前（第３行目の経糸Ｚと
対応する位置）で折り返されている。前記のように第１
緯糸ｙ及び第２緯糸Ｘが織り込まれることにより、屈曲
部においても三次元織物Ｆは経糸Ｚの長手方向における
密堆がほぼ均一な状態となり、経糸２、第１緯糸ｙ及び
第２１２糸入がどの位置においても互いに直交状態にあ
るため、ｘ、ｙ、ｚ方向に対する強度が屈曲部において
も直線部と同様に大きな状態となる。

この三次元織物Ｆを織成する装置は第３〜５図に示すよ
うに、経糸２群の各行の開口を多数のベルト１を備えた
経糸開口装置２で行うとともに第１１／！Ｊ糸ｙを経糸
ｚｔｆの各列間に挿入する挿入装置として一対の緯糸用
ベルト３ａ、３ｂが使用されている。経糸２群の各行毎
に経糸Ｚを供給する経糸供給部４から繰り出された多数
本の経糸２は経糸支持板５にその端部が固定された状態
で三次元織物Ｆの断面形状に対応した複数行、複数列に
張設されている。経糸支持板５はベルト１と直交する水
平方向への直進移動と、三次元ｍ物■２の屈曲部の形状
を規制１する円弧面を持つＢ１形状規制ガイド６の規制
内に沿って三次元織物Ｆを引取るような移動とが可能に
構成されている。織物形状規制ガイド６は所定位置に固
定される織前枠６ａと、織前枠６ａから分離可能かつ水
平方向に移動ｉｉ１　（舟な規制ガイド部６ｂとから構
成されている。織物形状規制ガイド６と経糸開口装置２
との間に配設された緯糸用ベルト３ａ、３ｂには一組の
第１ＬＩ系供給部７から繰り出される第１緯糸ｙがそれ
ぞれ１列おきに挿通され、緯糸用ベルト３ａ、３ｂの昇
降動により経糸ｚｌ’Ｙの各列間に挿入されるようにな
っている。緯糸用ベルト３ａ、３ｂと第１緯糸供給部７
との間には経糸開口装置２の上方にガイドバー８が経糸
用ベルト３ａ、３ｂと平行に配設されている。又、第２
緯糸Ｘはシャトル（図示せず）により経糸開口内に挿入
されるようになっている。

次に訂記のように構成された装置による織成作用を説明
する。三次元１！！ｌ！ＪＰの織成開始時には経糸支持
板５が織物形状規制ガイド６と接近する位置に配置され
るとともに、一方の緯糸用ベルト３ａ。

が」上昇位置に他方の緯糸用ベルト３ｂが下降位置に配
置されている。この状態から経糸開口装置２の作動によ
りベルト１がｉＩ物形状規制ガイド６に近い側から順に
上昇移動されて経糸開口が経糸２ａの１４部側から順に
下方へ向かって一段ずつ順次形成され、その経糸開口内
にシャトルが投入され゛〔第２緯糸Ｘが経糸２群の行間
に経糸Ｚと直交する状態で蛇行状態で挿入される。最下
段の行と第１緯糸ｙとの間への第２緯糸Ｘの挿入が完了
した後、緯糸用ベルト３ａ、３ｂが作動されて各第１緯
糸ｙが経糸２群の列間に挿入される。この状態で再び最
下段の行と第１緯糸ｙとの間への第２緯糸Ｘの挿入が行
われた後、経糸開口装置２が作動されて経糸開口が下方
から一段ずつ上方へと移動形成され、シャトルが経糸開
口内に順次投入されて第２緯糸Ｘが下から上へと順に緯
入れされる。

以下同様にして第２緯糸Ｘの緯入れ、第１緯糸ｙの緯入
れが交互に行われて三次元織物Ｆが織成されるとともに
、経糸支持板５が水平方向に移動されて三次元織物Ｆが
順次引取られる。第３図に示すように経糸支持板５は織
成１ｍ始から三次元織物Ｆの所定量の長さが織上げられ
るまでは織成の進行に伴い水平方向に移動されて三次元
ｍ物Ｆを順次引取る。

三次元織物Ｆの直線部が所定長織成された後、屈曲部の
織成に移る。屈曲部を織成する場合にはまず、それまで
経糸２群の最下行の下側まで緯入れされていた第２緯糸
Ｘの緯入れが最下行の経糸２より上の位置までで中止さ
れ、その状態で緯糸用ベルト３ａ、３ｂがそれぞれ昇降
動されて第１緯糸ｙが折り返され、第４図に示すように
各列の第１緯糸ｙの間に第２緯糸入が４ＦＮに挿入され
た状Ｂの層が形成される。その状態で第２緯糸Ｘが２行
１−１と３行１１の経糸２間に挿入されるとともに経糸
間１」装置２の作動により形成される経糸開口にシャト
ルが投入されて順次上に向かって緯入れが行われ、各列
の第１緯糸ｙの間に第２緯糸Ｘが３Ｆｔに挿入された状
態の層が形成される０次に再び第２緯糸Ｘの緯入れが経
糸１群の最下行の下側まで行われ、各列の第１緯糸ｙの
間に第２緯糸Ｘが５段に挿入された状態の層が形成され
、次に各列の第１緯糸ｙの間に第２緯糸Ｘが３段に挿入
された状態の層が形成される。この状態では三次元ｍＴ
ｈ１’の経糸Ｚの長手方向における第１緯糸ｙ及び第２
緯糸Ｘの密度は、上の行の部分が高密度で下の行の部分
が低密度となる。この状態で経糸支持板５が下方へ移動
され、経糸１群の最下行より下側に挿入された第２緯糸
Ｘをその折返し部分に織込む状態で折返された第１緯糸
ｙの折返し部が規制ガイド６ｂの周面と当接する位置ま
で三次元織’ｌ！ＩＰが折り曲げられる。

以下第２緯糸Ｘの緯入れ段数が３段、４段、３段、５段
の順となるように第２緯糸Ｘ及び第１ｍ糸ｙの緯入れが
行われるとともに、第５図に示すように経糸支持板５が
下方へ移動されて三次元織物Ｆが規制ガイド部６ｂの形
状に合わせて順次屈曲される。これにより一時的に低密
度となる状態で織成された下の行の部分が他の部分とほ
ぼ同一密度となる。そして、三次元織物Ｆの屈曲部が織
成された後、再び第２緯糸Ｘが前記と同様に経糸２群の
最下行より下側まで緯入れされる状態が連続するように
三次元＠物ｌ？が織成され、織成の進行に伴い三次元織
物Ｆが織前枠６ａから分離された規制ガイド部６ｂど一
体的に引取られる。従って、三次元織物Ｆ全体が織上が
るまで三次元織物Ｉ？はその屈曲部が規制ガイド部６ｂ
により所定の屈曲形状に確実に保持される。

［実施例２］ 次に第２の実施例を第６図に従って説明する。

前記実施例では第１緯糸ｙの挿入装置として一組の緯糸
用ベルト３ａ、３ｂを使用していたのに対し、この実施
例では１個の緯糸用ベルト３によりすべての第１緯糸ｙ
を経糸２の列間に挿入する点が前記実施例と異っている
。従って、この実施例では全ての第１緯糸ｙが経糸２群
の列間に同様な状態で織り込まれ、第２緯糸Ｘは三次元
織物Ｆの両端の行より外側へは一層おきに緯入れされる
。

この場合には第１緯糸ｙの挿入装置の構成が簡単となる
。

なお２本発明は前記両実施例に限定されるものではなく
、例えば、三次元ｍ物Ｆを断面形状が単純な四角形状で
はなく第７図に示すような溝形状のものや第８図に示す
ようなＴ字状の断面を有するもの等別の形状としてもよ
い、このように三次元ａ物Ｆの断面形状を異形とした場
合には経糸２群の行及び列を構成する経糸２の本数が異
なる部分が生じる。この場合緯糸用ベルトは経糸２群の
各列を構成する経糸２の本数が異なる部分毎に別のもの
を使用して第１緯糸ｙを経糸２群の列内に挿入する必要
がある。すなわち、第７．８図に示す形状の三次元織物
Ｆの場合にはしで示す部分及びＭで示す部分にそれぞれ
緯入れされる第１緯糸ｙが同一の緯糸用ベルトにより経
糸ＺＲの列内に挿入される。又、第７図に示す三次元織
物Ｆのように互いに対向する側壁部Ｆ　ａ　、　Ｆ　ｂ
を有する形状の場合には、各側壁部Ｆａ、Ｆｂの経糸Ｚ
の行間に挿入される第２緯糸Ｘはそれぞれ独立したもの
となり２本の第２緯糸Ｘが必要となる。

ス、第２緯糸Ｘをシャトルで経糸開口に対して左右両方
向から交互に挿入する代わりに、レピアを使用して第２
緯糸Ｘを経糸開口の一側方からのみ挿入してその先端部
でループを形成して折返し状に挿入するとともに先端ル
ープ内に耳糸を挿入して第２緯糸Ｘの抜止めを行う織成
方法を採用してもよい、さらに第２緯糸Ｘに連続した糸
を使用する代わりに、織物の横幅の長さに１本１本切断
された緯糸を挿入するようにしてもよい、さらには、三
次元織物Ｆの屈曲角度を１８０度及び９０度以外の所望
の角度としたり、織物形状規制ガイド６の織前枠６ａ及
び規制ガイド部６ｂを一体に形成して三次元ａ物Ｆの屈
曲部を織成した後、織物形状規制ガイド６を所定位置に
固定したまま三次元織物Ｆのみを経糸支持板５とともに
引取るようにしてもよい。

［発明の効果１ 以−Ｌ詳述したように、本発明の三次元織物は経糸２の
長平方向に沿った屈曲部においてもほぼ均一な密度で経
糸２、第１緯糸ｙ及び第２緯糸Ｘの３成分の糸が互いに
直交状態に保持されているため高強度、高剛性が保持さ
れる。又、第２ｒ＃求項に記載の製造方法では最終製品
に近い形状で三次元繕物を効率良く製造することが可能
となり、三次元繊物にそのままの形状で樹脂を含浸させ
ることにより三次元織物を骨格剤とした軽量かつ高強度
、高剛性の複合材を最少限の仕上げ加工のみで得ること
ができ、生産性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を具体化した三次元織物の部分ｍｔｔｘ
面図、第２図は第１図のＡ−Ａ線断面図、第３〜５図は
織成状態を示す概略側断面図、第６図は第２実施例の織
成状態を示す概略側断面図、第７．８図は断面形状の異
なる三次元繊物の概略斜視図、第９図は板状の三次元織
物を折り曲げた状態を示す概略斜視図、第１０図は多数
のクロスを折り曲げて積層した骨格材の概略斜視図であ
る。 経糸開口装置２、緯糸用ベルト３，３ａ、３ｂ、経糸支
持板５、織物形状規制ガイド６、織前枠６ａ、規制ガイ
ド部６ｂ、経糸２、第１緯糸ｙ、第２緯糸入、三次元織
物Ｆ。 特許出願人　株式会社　豊Ｂ］自動１１／ＡＲ製作所代
理人　　　弁理士　　恩田博宣 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、複数行、複数列に張設された多数本の経糸（ｚ）群
   と、その列間に経糸（ｚ）と直交する状態で織り込まれ
   た各列毎に連続する多数本の第１緯糸（ｙ）と、経糸（
   ｚ）群の行間に経糸（ｚ）及び第１緯糸（ｙ）と直交す
   る状態で織り込まれた第２緯糸（ｘ）とからなり、経糸
   （ｚ）群の長手方向の屈曲部において前記第１緯糸（ｙ
   ）の一部が三次元織物の最内層に達する手前で折り返さ
   れるとともに第２緯糸（ｘ）も該第１緯糸（ｙ）の折り
   返し層と対応する層より外側で折り返された三次元織物
   。 ２、多数の経糸（ｚ）を三次元織物の断面形状に対応し
   た複数行、複数列に張設して経糸（ｚ）群を形成し、該
   経糸（ｚ）群の行間に経糸（ｚ）と直交する状態で第２
   緯糸（ｘ）を挿入する工程と、経糸（ｚ）群の列間に経
   糸（ｚ）及び第２緯糸（ｘ）と直交する状態に各列毎に
   連続する多数本の第１緯糸（ｙ）を挿入する工程とを繰
   り返し、三次元織物の屈曲部を織成する際に、織物の長
   手方向の屈曲状態に対応して第１緯糸（ｙ）を部分的に
   屈曲部の最内層となる行の経糸（ｚ）に達する手前で折
   り返すとともに第２緯糸（ｘ）の挿入行数をそれに対応
   して減少する織成工程を入れ、製織の進行にともない織
   上がった部分の三次元織物をその長手方向の密度がほぼ
   均一となるように順次屈曲させる三次元織物の製造方法
   。