JPH04108137A - 結合部材用三次元織物 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は三次元織物に係り、特に他の部材との連結状態
で使用される複合材の骨格材として好適な結合部材用三
次元織物に関するものである。

［従来の技術］ 複数列、複数行に張設された多数の経糸Ｚ、該経糸２群
の列及び行間にそれぞれ経糸Ｚと直交する状態に織り込
まれた第１緯糸（垂直系）ｙ及び第２緯糸Ｘ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
されている。この種の複合材を幅広い用途に使用するた
めには、一般の金属製の構造材と同様に各部材同士を連
結可能とする必要がある。従来、三次元織物を骨格材と
した複合材同士を連結する使用例は無いが、多数枚のク
ロスを積層した積層材を骨格材とした複合材では第２１
図に示すように、複合材６０にメタルブッシング６１を
挿入して複合材６０同士あるいは複合材６０と他の構造
材６２とをボルト６３及びナツト６４により連結する方
法が採用されている。三次元織物を骨格材とした複合材
をボルトとナツトを用いであるいはピンにより連結する
場合にも、前記と同様に複合材に穴を開けてメタルブッ
シング６１を嵌入する必要かある。

［発明が解決しようとする課題］ ところか、複合材にメタルブッシング嵌入用の穴６５を
形成した場合には、第２２図に示すように、穴６５と対
応する部分で織物Ｆを構成する糸が切断されるため、当
該部分と対応する部分の強度（特に矢印方向の力に対す
る強度）か低下し、この部分の強度を増すためにはその
部分の長さし及び幅Ｗの値を太きくしなければならず、
メタルブッシング６１を囲む部分の体積が大きくなると
いう不都合があり、積層複合材と同様である。又、複合
材を形成した後に穴開は加工を行う為、加工の仕上り具
合によっては微少な亀裂等が発生し、応力集中による破
壊が生じ易く設計上強度予測が難しいという問題かある
。

又、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、各軸方向の弓張り荷重に対しては充
分な耐久性を示すか、織物の長手方向に対して斜め方向
の繊維かないため、三次元織物の軸線方向に対して斜め
方向の力に対する変形量か大きくなる。従って、圧縮荷
重に対しては引張り荷重に比へて抵抗力が弱くなる傾向
かある。

本発明は前記の問題点に鑑みてなされたものであって、
その目的は他の構造材と連結状態で使用するための三次
元織物複合材として使用する場合、連結部の体積を大き
くすることな（強度を大きくすることができるとともに
、引張り荷重及び圧縮荷重に対する堅牢性（耐久性）を
向上することができ、しかも設計上強度予測が容易な結
合部材用三次元織物を提供することにある。

［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の三次元織物は、織物
の端部に固体部材を有し、少なくとも三次元織物の長手
方向に延びる状態に配列された経糸２の一部と、経糸層
と平行な平面内で織物の長手方向に対して互いに対称的
に傾斜するように配列されたバイアス糸Ｂの一部とが前
記固体部材の外周に巻き付けられている。又、前記固体
部材の周囲に巻き付けられた経糸２及びバイアス糸Ｂに
対して固体部材の外周面と直交する方向あるいは織物の
厚み方向に配列される糸のうちの少なくともいずれか一
方向の糸を加えた構成としてもよい。

［作用］ 本発明の三次元織物は織物の端部にメタルブッシング等
の固体部材が配置され、その外周に経糸２及びバイアス
糸の少なくとも一部が巻き付けられた状態となっている
ため、三次元織物を三次元織物複合材として他の部材と
連結状態で使用した場合、他の部材との連結要素である
ボルトあるいはピンを介して固体部材に引張り力が加わ
った場合その力が経糸２及びバイアス糸により担われる
。

従って、連結部に加わる力に対応した本数の経糸Ｚ及び
バイアス糸を固体部材に巻き付けた状態で三次元織物を
構成することにより、連結部の強度を確保でき、固体部
材を囲む部分の体積も小さくなる。又、三次元織物の長
手方向に対して斜めに配列されたバイアス糸が存在する
ため、樹脂等をマトリックスとした複合材として使用し
た場合、バイアス糸の作用により複合材への斜め方向の
力に対する変形量か小さくなり、圧縮荷重に対しても充
分な堅牢性（耐久性）を発揮する。

又、第２請求項に記載の発明では、固体部材に加えられ
る面内面外を含む複雑な荷重に対し固体部材を囲む部分
の強度がより向上する。

［実施例１］ 以下、本発明を具体化した第１実施例を第１〜ｌＯ図に
従って説明する。

第１〜３図に示すように、三次元織物Ｆは複数列、複数
行（この実施例では８列４行）に張設された多数本の経
糸２からなる経糸層と、経糸２の列間に経糸２と直交す
る状態で織り込まれて織物の厚さ方向に配列された各列
毎に連続する多数本の垂直系ｙと、経糸２の行間におい
て経糸層と平行な平面内で織物の長手方向に対して互い
に隣接して対称的に傾斜するようにシート状に配列され
たバイアス糸Ｂからなる２層−組のバイアス糸層と、経
糸Ｚと直交する状態で経糸層及びバイアス糸層との間に
織物の幅方向に配列された連続する緯糸Ｘとから構成さ
れている。すなわち、この三次元織物Ｆは面内４軸の織
物が垂直系ｙで結合された５軸の三次元織物となってい
る。なお、−組のバイアス糸Ｂの本数は当該バイアス糸
Ｂ層の組が折り返される幅内に挿入される垂直系ｙの本
数の２倍の数となる。

垂直系ｙは三次元織物Ｆの上方から先端でループを形成
して折り返し状に挿入されるとともに、先端ループの抜
は止めを図るために緯糸Ｘが先端ループ部に耳糸として
挿入されている。緯糸Ｘも先端でループを形成して折り
返し状に挿入されている。多糸に実質的に撚のかかって
いないロービングを使用した場合は、先端でループを形
成して折り返し状に挿入されたこれらの緯糸Ｘ及び垂直
系ｙは製織後１本に束ねられて第１図に示すようになる
。

三次元織物Ｆの一端には固体部材としてのメタルブッシ
ングｌが配置されている。経糸Ｚ及びバイアス糸Ｂの大
部分は、メタルブッシング１の外周に巻き付けられた状
態となっている。各経糸２及びバイアス糸Ｂは大部分の
糸がメタルブッシングｌの外周に折り返し状に巻き付け
られているから、経糸２群及びバイアス糸Ｂ群を構成す
る本数の約半分の数の経糸Ｚ及びバイアス糸Ｂがメタル
ブッシング１の外周に巻き付けられることになる。

前記のように構成された三次元織物Ｆに樹脂を含浸させ
て形成された複合材をメタルブッシングｌの部分で他の
部材と連結して使用すると、メタルブッシングｌに加え
られた荷重が経糸２及びバイアス糸Ｂを介して三次元織
物の本体部分に確実に伝えられる。そして、メタルブッ
シングｌに圧縮荷重が加えられた場合は、バイアス糸Ｂ
がそれに耐える方向の力を分担するため、強固な堅牢性
を示し結合部材としての機能が高められる。又、経糸２
の列間分離を防いで、機能を高めるために緯糸Ｘの結合
力が大きな力を発揮する。又、垂直系ｙが経糸Ｚ、緯糸
Ｘ及びバイアス糸Ｂの各層を結合して層間剥離を防ぎ、
メタルブッシングｌにその軸方向の力が加わったり、三
次元織物の層に直角に衝撃が加わった場合の抵抗力とな
る。又、メタルブッシングｌに加わる引張り力はほとん
どすべての経糸Ｚ及びバイアス糸Ｂにより担われるため
、経糸２及びバイアス糸Ｂが有効に寄与して連結部の強
度が高くなる。又、織物の長手方向に対して傾斜する方
向に配列されたバイアス糸Ｂの存在により、従来の３軸
三次元織物を骨格材として使用したものに比較して斜め
方向の力に対する変形量が減少する。図では経糸２が８
列、４行、バイアス糸Ｂの層が２組で説明したが、三次
元織物が骨格材として使用される複合材の大きさ及び要
求される物性により、経糸２及びバイアス糸Ｂの層数が
決定される。

次に前記の三次元織物Ｆの製造方法について説明する。

この三次元織物を製織する装置は第４゜５図に示すよう
に、経糸２の行数と対応する数の経糸ビーム２からなる
経糸供給部と、バイアス糸層の半分の数のバイアス糸ビ
ーム３からなるバイアス糸供給部とを備えている。所定
位置に配設された織前枠４を挟んで前記経糸供給部及び
バイアス糸供給部と反対側には、メタルブッシングｌを
支持する支持部材５を備え製織の進行に伴い図示しない
駆動機構により支持部材５を三次元織物Ｆの引取り方向
（第４図及び第５図の左方）に移動する装置が配設され
ている。織前枠４の後方（第４．５図の右方）には経糸
開口装置６及びバイアス糸開口装置７が配設されている
。

経糸開口装置６は第６図に示すように三次元織物の幅よ
り広い幅と、厚さより大きな高さとを有する枠８に経糸
２の通過を許容する間隔で一対のガイドロッド８ａが固
定され、図示しない駆動機構により昇降動されるように
なっている。又、バイアス糸開口装置７も経糸開口装置
６とほぼ同様に構成されているが、後記するバイアス糸
送り装置の作動時にバイアス糸Ｂがガイドロッド８ａと
接触しないように一対のガイドロッド８ａの間隔が経糸
開口装置６の場合よりも広く設定されている。

織前枠４と経糸開口装置６との間には垂直系ビーム９か
ら繰り出される垂直系ｙをその昇降動により経糸２群の
各列内に挿入する作用をなす垂直系レピア１０が配設さ
れている。第７図に示すように垂直系レピア１０は、図
示しない駆動機構により昇降動される支持体１１に複数
本のパイプ１０ａが嵌挿されることにより形成され、経
糸２群の各列間に同時に所定本数の垂直系ｙが挿通され
るようになっている。経糸ビーム２の前方には経糸ビー
ム２及びバイアス糸ビーム３から繰り出された経糸２及
びバイアス糸Ｂをガイドするガイド板１２が配設され、
該ガイド板１２には経糸２及びバイアス糸Ｂをそれぞれ
１本ずつガイドするガイド孔１２ａが経糸ビーム２及び
バイアス糸ビーム３の上端と対応する位置に形成されて
いる。

ガイド板１２とバイアス糸ビーム３との間にはバイアス
糸ビーム３から繰り出される各バイアス糸Ｂ毎に張力調
整装置１３（第４図にのみ図示）が設けられている。

前記両開口装置６，７の後方には経糸ガイド１４及びバ
イアス糸送り装置１５　（第４図中の１６゜１７に該当
する）か配設されている。経糸ガイド１４は所定位置に
配置されるとともに、表面に所定間隔でカイト溝が形成
されたロットにより構成されている。バイアス糸送り装
置１５は第８図に示すように、その螺旋溝１６ａ、１７
ａの向きか逆向きとなるように形成された各２本のスク
リュー軸１６．１７が、三次元織物の幅方向と平行に延
びる状態でそれぞれバイアス糸Ｂと係合可能な作用位置
とバイアス糸Ｂと係合不能な退避位置とに移動配置可能
に配設されるとともに、３本のスクリュー軸１６．１７
が上下方向に交互に配置可能に構成されている。

経糸２群の各行間あるいは経糸２群の行とバイアス糸Ｂ
の層間に挿入される緯糸Ｘは、緯糸レピア１８（第１Ｏ
図（ｃ）、（ｅ）に図示）により先端でループを形成し
て折り返し状に挿入されるようになっている。挿入され
た緯糸Ｘのループは昇降する抑えピンの作用により、−
旦固定されるが、緯糸Ｘを挟む上下層の経糸２ないしバ
イアス糸Ｂの開口が閉じ、上下面から圧着されると糸相
互の摩擦により緯糸Ｘは挿入された状態に固定され、抑
えピンを抜いて先端ループをフリーにしても、はとんど
弛むことはない。しかし、場合によっては図には示して
いないが、先端ループを止めるために他の糸を耳糸とし
て各ループに挿通ずれば、更に強固に緯糸Ｘが固定され
る。

次に前記のように構成された装置による三次元織物の製
織作用について説明する。

まず、バイアス糸送り装置１５によるバイアス糸Ｂの送
り作用について説明する。バイアス糸Ｂの横方向（三次
元織物の幅方向）への移動は、３本のスクリュー軸１６
．１７を水平方向に延びる状態で上下３段に配置すると
ともに、上下３段に配置した各スクリュー軸１６．１７
を同方向に回転することにより行われる。第９図（ａ）
に示すように、３本のスクリュー軸１６．１７が水平方
向に延びる状態で上下３段に配置されるとともに１本の
スクリュー軸１７が最下段のスクリュー軸１６と同軸上
の退避位置に配置された状態で、バイアス糸Ｂが上段及
び中段に配置されたスクリュー軸１６．１７の螺旋溝１
６ａ、１７ａに所定ピッチＰで相互に垂直線上に並ぶ位
置に係合した状態に配置される。この状態から作用位置
に配置された各スクリュー軸１６．１７が同方向に２回
転駆動されると、上段のスクリュー軸１６と係合状態に
あるバイアス糸Ｂは右側に、中段のスクリュー軸１７と
係合状態にあるバイアス糸Ｂは左側にそれぞれｌピッチ
Ｐ分移動される。このとき中段に配置されたスクリュー
軸１７の先端付近において螺旋溝１７ａと係合状態にあ
ったバイアス糸Ｂは、該スクリュー軸１７との係合が解
除されて下段に配置されたスクリュー軸１６の基端部り
において螺旋溝１６ａと係合した状態となる。又、上段
に配置されたスクリュー軸１６の先端にあったバイアス
糸Ｂが中段のスクリュー軸１７の基端部寄りに移載され
て第９図（ｂ）の状態となる。

以下同様にして作用位置に配置されたスクリュー軸１６
．１７が回転されてバイアス糸Ｂの横送りが順次行われ
ると、第９図（ａ）に示す状態において中段のスクリュ
ー軸１７と係合状態にあったバイアス糸Ｂが下段に配置
されたスクリュー軸１６上に全て移載され、上段に配置
されたスクリュー軸１６と係合状態にあったバイアス糸
Ｂは中段のスクリュー軸１７上に移載されて第９図（Ｃ
）に示す状態となる。上段に配置されたスクリュー軸１
６と係合するバイアス糸Ｂが無くなると、該スクリュー
軸１６が第９図（ｄ）に示すように退避位置に後退移動
されるとともに、中段に配置されていたスクリュー軸１
７及び下段に配置されていたスクリュー軸１６か上段及
び中段へと１段ずつ上昇移動される。次いでそれまで下
段の退避位置に配置されていたスクリュー軸１７が前進
移動されて下段の作用位置に配置されるとともに、上段
の退避位置に配置されたスクリュー軸１６が下段の退避
位置に下降移動されて第９図（ｅ）に示す状態になる。

この状態からスクリュー軸１６．１７が前記と同方向に
回転されると、中段に配置されたスクリュー軸１６と係
合するバイアス糸Ｂは順次ｌピッチずつ右方へ移動され
るとともに順次下段に配置されたスクリュー軸１７上へ
と移載される。又、上段に配置されたスクリュー軸１７
と係合状態にあるバイアス糸Ｂは左方へ移動されるとと
もに順次中段に配置されたスクリュー軸１６上に移載さ
れる。そして、第９図（ｇ）に示すように上段に配置さ
れたスクリュー軸１７と係合する状態にあったバイアス
糸Ｂが全て中段に配置されたスクリュー軸１６上に移載
されると、第９図（ｈ）に示すように上段のスクリュー
軸１７が退避位置に後退移動されるとともに、中段に配
置されたスクリュー軸１６及び下段に配置されたスクリ
ュー軸１７が上段及び中段へと１段ずつ上昇移動された
状態となる。そして、次に下段の退避位置に配置されて
いたスクリュー軸１６が作用位置に配置され、上段の退
避位置に配置されたスクリュー軸１７が下段の退避位置
に下降移動されることにより第９図（ａ）に示す状態に
復帰する。以下同様にして順次バイアス糸Ｂの横送り動
作が行われる。なお、バイアス糸Ｂの横送りによりガイ
ド板１２と織前間のバイアス糸Ｂの経路長さか大きく変
動するか、バイアス糸Ｂの張力は張力調整装置１３の作
用によりほぼ一定に保持される。

次に三次元織物の製織手順について説明する。

まず所定本数の経糸２、バイアス糸Ｂをメタルブッシン
グ１の外周に折り返し状に巻き付け、各経糸２を経糸開
口装置６に挿通した後、経糸ビーム２に行毎に巻き取っ
た状態に、バイアス糸Ｂをバイアス糸開口装置７に挿通
した後、バイアス糸ビーム３に各組毎に巻き取った状態
にそれぞれ準備した後、メタルブッシング１を三次元織
機の支持部材５に固定支持する。垂直系ｙは垂直系ビー
ム９から端部を引き出し垂直系レピア１０のパイプ及び
経糸２及びバイアス糸Ｂの各列間を挿通させた後、第４
図に示すｙ糸固定部材５ａに固定する。

緯糸Ｘは緯糸ビーム（図示せず）より端部を引き出し緯
糸レピア１８に挿通後、第４図に示すような支持部材５
の下部に設けられたｙ糸固定部材５ａに固定される。以
上により三次元織物の製織準備作業が終了する。この状
態では支持部材５が織前枠４と接近する位置に配置され
、緯糸レピア１８が降下位置に配置された状態となる。

又、メタルブッシングｌと経糸挿入開始面との間の部分
の糸密度が低いことが問題になる場合には、第１図（ｂ
）、第２図に示すように別の緯糸Ｘ′を手作業で経糸２
層の層間あるいはバイアス糸Ｂ層と経糸２層の層間に複
数層蛇行状態に挿入してもよい。

第１０図（ａ）は三次元織物Ｆの緯糸レピア１８による
第４回目の緯糸Ｘの緯入れが完了した状態を示しており
、この状態では垂直系レピアｌＯは上昇位置に配置され
、経糸開口装置６及びバイアス糸開口装置７はともに下
降位置に配置されている（ただしバイアス糸のスクリュ
ー軸１６．１７への係合状態は簡略化して図示しである
。）。バイアス糸開口装置７が下降位置に配置された状
態では、各バイアス糸開口装置７のガイドロッドは一対
のガイドロッド間に挿通されたバイアス糸Ｂと係合しな
い位置に配置される。この状態でバイアス糸送り装置１
５が前記のように駆動され、各バイアス糸Ｂがそれぞれ
三次元織物の幅方向に１ピツチＰずつ移動される。次に
第１０図（ｂ）に示すように、全ての経糸開口装置６及
びバイアス糸開口装置７が上昇位置に配置されるととも
に、垂直系レピア１０が下降移動されて垂直系ｙが経糸
Ｚの各列間及び列の外側に挿入される。この時垂直系レ
ピアｌＯの各パイプ１０ａは第５図に示すように、互い
に交差する状態で配置されたバイアス糸Ｂの交差部より
後方、すなわちバイアス未開ロ装置７寄りにおいてバイ
アス糸Ｂ間に挿入される。

次に緯糸レピア１８により最下段の経糸２と垂直系ｙと
の間に緯糸Ｘの緯入れが行われる。垂直系レピアＩＯが
織前位置から離れているため、垂直系レピア１０の下降
移動だけでは垂直系ｙは織前位置に経糸２と直交する状
態に配置されずに織前位置から離れた状態となっている
が、最下段への緯糸Ｘの緯入れにより第１Ｏ図（ｃ）に
示すように垂直系ｙは織前位置において経糸２と直交状
態となるように配置される。なお、緯糸Ｘの緯入れを行
う前に筬打ちを行い垂直系ｙを織前側に移動させておい
てもよい。

次に垂直系レピア１０が上昇位置に移動配置されて垂直
系ｙが上方へ折り返された後、経糸開口装置６及びバイ
アス糸開口装置７か織前枠４から最も離れた側から順に
下降位置に配置されて開口か形成されるとともに、該開
口に緯糸レピア１８により緯糸Ｘの緯入れが行われる。

垂直系レピア１０が上昇位置に移動配置された時点では
第１０図（ｄ）に示すように垂直系レピアｌＯから織前
に連なる垂直系ｙは織前に対して斜めに配置されている
が、第１０図（ｅ）、（ｆ）に示すように緯糸レピア１
８による緯糸Ｘの緯入れに伴い順次織前の直近位置に移
動される。全段への緯糸Ｘの緯入れが完了して第１０図
（ｆ）に示す状態となった後、支持部材５が移動されて
三次元織物Ｆが１ピッチ分移動され、その端部が第１０
図（ａ）に示す状態となる。以下同様な操作が繰り返さ
れて第１図に示す三次元織物Ｆと同様な組成の三次元織
物Ｆが製織される。この製造方法は三次元織物Ｆを機械
的に大量に生産する場合に適する。

［実施例２コ 次に第２実施例を第１１〜１５図に従って説明する。こ
の実施例では三次元織物の製造方法が前記実施例と大き
く異なっている。この実施例の三次元織物の製造方法で
は、所望の三次元織物の外径形状と対応した基板１９上
の所定位置にメタルブッシング１を配置するとともに、
糸の配列を規制する多数のピン２０を基板１９の表面と
直角に立設する。そして、前記基板１９上のピン２ｏの
間隙に経糸２、バイアス糸Ｂあるいは緯糸Ｘを配列して
経糸層、バイアス糸層あるいは緯糸層を形成する。経糸
層は例えば第１１図に示すように、経糸２が基板１９の
長手方向及びメタルブッシング１の周方向に沿って折り
返し状に配列されることにより形成される。緯糸層は例
えば第１２図に示すように、緯糸Ｘが経糸２と直交する
ように折り返し状に配列されることにより形成される。

そして、緯糸Ｘと連続する糸がメタルブッシングｌの周
囲において経糸２と直交するようにメタルブッシング１
の放射方向（半径方向）に配列されている。この場合、
緯糸Ｘと放射方向成分の糸とは必ずしも繋がっている必
要はない。又、バイアス糸層は第１３図に示すように、
バイアス糸Ｂが基板１９の長手方向と４５°の方向及び
メタルブッシングｌの周方向に沿って折り返し状に配列
されることにより形成される。この場合、バイアス糸Ｂ
が交差する状態に配列される部分が２層となるのに対し
て、その他の部分カ月層となる。バイアス糸Ｂをすべて
の部分で２層とするため、第１４図に示す状態に別のバ
イアス糸Ｂを配列する。これにより２層−組の均一なバ
イアス糸層が形成される。前記各層を−っずっ重ねると
第１５図に示す状態となる。そして、結合部材に加わる
と想定される荷重の大きさ、方向等に応じて前記の各層
が必要数積層された後、ピン２ｏが垂直系ｙで置換され
る。

ピン２０を垂直系ｙで置換する方法としては次の方法が
ある。

（１）ピン２０を押出しながらピンによって形作られた
空隙に垂直系ｙの先端を挿入し、織物の一方の面で次の
ピン位置へ移動するようにしてジグザグ状に置換する。

（２）ピン２０を押出しなから垂直系ｙをループ状に挿
入し、ループ部に耳糸を挿入して抜は止めをする。

（３）パイプ状のピン２０を用い、パイプに垂直系ｙを
挿通して、パイプも一緒に三次元織物に組み込む。

前記のようにして製造された三次元織物に樹脂が含浸さ
れて複合材に成形される。この実施例のようにメタルブ
ッシング１に対して放射方向に折り返し状に配列される
糸（放射方向糸）が存在する場合は、メタルブッシング
１と糸との間にある程度のクリアランスが必要となり、
このクリアランスが複合材では樹脂層となる。そして、
樹脂層が厚いと破壊につながり易いため、多糸の配列が
終わった後、クリアランスの小さいメタルブッシングｌ
と交換して樹脂を含浸してもよい。なお、メタルブッシ
ング１の周囲に配列される多糸をメタルブッシング１に
対して強固に一体化するため、メタルブッシング１に放
射方向糸が折り返すための多数の孔を設け、その孔に放
射方向糸を折り返し状に貫通させてもよい。この場合に
は多糸の配列時に使用されたメタルブッシングｌがその
まま複合材に使用される。前記多数の孔は折り返された
放射方向糸の一部かメタルブッシングｌの内面に突出せ
ず、しかも折り返し部分が損傷されない形状に形成され
る。

前記のようにして製造された三次元織物に樹脂を含浸さ
せて形成された複合材も前記実施例の場合と同様に圧縮
荷重に対しても強度が向上する。

又、この実施例の三次元織物はメタルブッシングｌの周
囲に配列された経糸Ｚ及びバイアス糸Ｂに対して、メタ
ルブッシング１の外周面に直交する方向に配列された二
方向の糸が存在するため、メタルブッシング１を囲む部
分がより強靭となる。

又、この実施例の製造方法では、メタルブッシングｌを
支持する三次元織物の形状が複雑な場合でも、又、メタ
ルブッシング１を複数個含むような場合でもその形状に
対応した基板１９を使用することにより、所望の形状の
三次元織物か比較的簡単に製造できる。

［実施例３］ 次に第３実施例を第１６．１７図に従って説明する。こ
の実施例では三次元織物の本体部の製造には前記第１実
施例と同様な三次元織機が使用され、メタルブッシング
ｌに対する経糸Ｚ１バイアス糸Ｂ等のセット方法として
第２実施例と同様にピン２０が使用される。すなわち、
基板１９上に配置されたメタルブッシングｌの周囲にの
みピン２０が立設され、経糸ｚ１バイアス糸Ｂあるいは
緯糸Ｘとなるべき糸がピン２０の間に配列される。

経糸Ｚ及びバイアス糸Ｂは第１６図に示す状態に配列さ
れ、緯糸Ｘは第１７図に示す状態に配列される。緯糸Ｘ
は１本でよいため、メタルブッシングｌの周囲に放射方
向に配列される糸を緯糸Ｘと連続するものとすると、前
記第２実施例と異なりメタルブッシング１の周囲に放射
方向に配列される糸層が１層となり、三次元織機により
製織される部分と、メタルブッシングｌの周囲に配設さ
れる糸層の厚さが異なる状態となる。両者の厚さを同じ
とするため、メタルブッシングｌの周囲に放射方向に配
列される糸を緯糸Ｘと同一層数となるよう独立して配列
してもよい。

各糸層の配列終了後、ピン２０か垂直系ｙと置換され、
メタルブッシング１が三次元織機の支持部材に支持され
る。そして、多糸が第１実施例と同様に各ビームに巻き
取られた状態にセットされ、その状態から三次元織物の
本体部が製織される。

なお、ピン２０と垂直系ｙとの置換は製織終了後に行っ
てもよい。

なお、本発明は前記各実施例に限定されるものではなく
、例えば、第２実施例におけるメタルブッシング１の周
囲に経糸Ｚを配列するパターンとして、メタルブッシン
グｌを中心とした円周方向に沿って単純に配列する代わ
りに第１８図に示すように、円周の内外を出入りするよ
うに配列してもよい。このような配列とした場合は、巻
回部分の荷重を内外層にわたって均一に分散して支持部
分に伝達する機能を増すことになり、堅牢性（耐久性）
が向上する。又、メタルブッシングｌの周りに配列され
る経糸Ｚ１バイアス糸Ｂについて、これまでの例はいず
れもメタルブッシングｌを半周する形で折り返していた
が、第１９図（ａ）〜（Ｃ）に示すような手順で経糸２
を通して、経糸２の一部（又は全部）がメタルブッシン
グ１を完全に１周するように、又は第２０図（ａ）〜（
ｆ）に示すような手順で経糸２を通して、はぼ全周にわ
たって巻回させるようにしてもよい。図には示さなかっ
たが、バイアス糸Ｂの一部（又は全部）が同様に巻き付
けられていてもよい。このような配列はメタルブッシン
グ１に加えられる荷重、特に斜め方向からの圧縮荷重に
対し、その荷重を三次元織物で構成された支持部材全体
に伝播せしめる効果を持ち、その結果かかる結合部材に
特に要求される圧縮荷重に対する極めて強靭な耐久性を
発揮する。このような糸配列ではメタルブッシング１周
辺の糸層の重なりが増え、他部よりも織物厚さが厚くな
るが、厚さ方向に織物を圧縮するプレス圧力を増大して
糸の偏平化を図ったり、緯糸ｙの挿入距離を織物中の一
部に止めるなどの対応で調整可能である。メタルブッシ
ングｌの周囲に配列される糸のうち、放射方向に配列さ
れる糸（放射方向糸）及び厚さ方向に配列される糸（垂
直系ｙ）は両者が常に必要とされるのではなく、少な（
とも一方の糸か存在すれはメタルブッシング１の周囲の
強度か向上する。放射方向糸か存在する場合は、垂直系
ｙは放射方向糸を跨ぐようにも円周方向に配列される経
糸Ｚあるいはバイアス糸Ｂを跨ぐようにも配列されるが
、放射方向糸か存在しない場合は、後者の配列のみとな
る。放射方向にのみ糸を配列するにはメタルブッシング
１の外周に半径方向に小孔を設け、糸を束ねたロット（
後述する）を突き立てて放射方向の糸としてもよい。

又、メタルブッシング１に巻き付けられた糸がメタルブ
ッシングｌの軸方向に移動するのを防止するため、メタ
ルブッシング１の両端部にフランジを設けたり、メタル
ブッシング１の外周面に糸の一部か収容される多数の凹
溝を周方向に沿って形成してもよい。又、メタルブッシ
ング１の一部に糸挿通孔を形成し、メタルブッシング１
に巻き付ける経糸２、バイアス糸Ｂの一部あるいは織成
開始点で追加する糸の一部を糸挿通孔に通した状態で三
次元織物Ｆを製織してもよい。又、三次元織物Ｆに織り
込む固体部材は円筒形状に限らず断面三角形や四角形の
筒状部材を織り込んだり、固体部材を複数個織り込んで
もよい。複数個の固体部材が三次元織物の一端に存在す
る三次元織物の場合は、第１実施例のような三次元織機
による製織方法と、第２実施例のようにピン２０を使用
する方法の両者が適用可能であるが、固体部材が三次元
織物の両端に存在する三次元織物の場合は、基板１９上
に多数のピン２０を立設し、そのピン２０に沿って糸を
配列する第２実施例の方法に限定される。

又、ピン２０を使用する三次元織物の製造方法において
、ピン２０として三次元織物に使用される素材のロービ
ングで作られたロッドを使用し、経糸２、バイアス糸Ｂ
及び緯糸Ｘの配列か完了した後、ピン２０を垂直系ｙと
置換することなく、全体を樹脂含浸硬化処理してもよい
。この場合ロッドの製造は例えば、ローピンクを樹脂に
含浸した後、任意形状のダイス中を通してロフトに仕上
けられ、その断面形状は円に限らない。又、樹脂か完全
に硬化した状態で使用せずに半硬化の状態で糸の配列を
行い、三次元織物全体の樹脂含浸硬化処理の時にロット
の樹脂の硬化反応が進むようにすると、全体樹脂との結
合かより強固になる。

又、三次元織機による製織の際に、経糸Ｚの列間に折り
返し状に挿入された垂直系ｙの折り返し先端ループ部分
のみならず各経糸Ｚ及びバイアス糸Ｂとの間にも緯糸Ｘ
を挿入して緯糸Ｘの密度を大きくしたり、緯糸Ｘとして
１本の連続した糸でなく各段毎にそれぞれ独立した糸を
使用したり、垂直系ｙ及び緯糸Ｘをシャトルを使用して
挿入し、折り返しによる耳部の形成を堅固に行ってもよ
い。

又、経糸層及びバイアス糸屑の組が少なくとも１層ずつ
存在する状態で経糸Ｚの層及びバイアス糸層の組の数及
び配置関係を任意に変更してもよい。

さらには、緯糸Ｘを使用せず、経糸２及びバイアス糸Ｂ
で構成された面内３軸を構成する層か多層に重ねられて
厚み方向に垂直系ｙで結合された４軸三次元織物に適用
してもよい。４軸三次元織物の場合に面内３軸を構成す
る経糸Ｚ及びバイアス糸Ｂを互いに６０度の角度をなし
て交差する状態に配列すると、５軸三次元織物に比較し
て繊維充填率を高め易く、バイアス糸Ｂの太さを太くす
ることかでき、複合材とした場合に斜め方向の力に対す
る強度か向上し、たて方向の剪断圧縮に対する強度が増
す。

［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明の三次元織物は三次元織物
の端部に織り込まれた固体部材の外周に経糸Ｚ及びバイ
アス糸が巻き付けられた状態となっているため、この三
次元織物で複合材を形成して他の部材との連結状態で使
用した場合、ボルト、ピン等の連結要素を介して固体部
材に作用する弓張り力及び圧縮力が固体部材の外周に巻
き付けられた全ての経糸２及びバイアス糸に確実に伝達
されて荷重か分散されるとともに、固体部材の外周に巻
き付けられた全ての経糸Ｚ及びバイアス糸か強力に寄与
し、連結部における強度が増大するとともに連結部とな
る固体部材外周の形状をコンパクトにすることができる
。特に、一般に複合材の弱点とされる圧縮荷重に対する
堅牢性（耐久性）が向上する。又、従来と異なり複合材
を形成した後に穴開は加工を行う必要がないため、穴開
は加工の際に生じる微小な亀裂等が原因となる応力集中
により強度が低下することかなく、設計上強度予測が容
易となる。

【図面の簡単な説明】

第１〜ｌＯ図は本発明を具体化した第１実施例を示し、
第１図（ａ）は三次元織物の一部破断部分平面図、第１
図（ｂ）は別の緯糸Ｘ′を加えた場合の三次元織物の一
部破断部分平面図、第２図は第１図（ｂ）の■−■線に
おける一部省略断面図、第３図は第１図（ａ）に対応す
る部分側面図、第４図は製織状態を示す概略側断面図、
第５図は同じく概略平面図、第６図は開口装置の概略斜
視図、第７図は垂直系レピアの概略斜視図、第８図はバ
イアス糸送り装置の要部概略斜視図、第９図（ａ）〜（
ｈ）はバイアス糸送り装置の作用を示す概略断面図、第
１０図（ａ）〜（ｆ）は製織作用を示す概略側面図、第
１１〜１５図は第２実施例を示し第１１図は経糸の配列
状態を示す概略平面図、第１２図は緯糸の配列状態を示
す概略平面図、第１３．１４図はバイアス糸の配列状態
を示す概略平面図、第１５図は各層を重ねた状態の各層
の配列状態を示す概略平面図、第１６．１７図は第３実
施例を示し、第１６図は経糸の配列状態を示す概略平面
図、第１７図は緯糸の配列状態を示す概略平面図、第１
８図は変更例の経糸の配列状態を示す概略平面図、第１
９図（ａ）〜（ｃ）は別の変更例における経糸２の通し
方の手順を示す概略平面図、第２０図（ａ）〜（ｆ）は
別の変更例における経糸２の通し方の手順を示す概略平
面図、第２１図は従来の複合材と構造材の連結状態を示
す側断面図、第２２図は三次元織物に穴を開けた状態を
示す概略斜視図である。 固体部材としてのメタルブッシングｌ、経糸ビーム２、
バイアス糸ビーム３、支持部材５、バイアス糸送り装置
１５、スクリュー軸１６．１７、緯糸Ｘ、垂直系ｙ、経
糸Ｚ、バイアス糸Ｂ、三次元織物Ｆ０ 特許出願人　株式会社　豊田自動織機製作所代理人　　
　弁理士　恩田博宣（ほか１名）ｉ７ 図 第２０図 （ｃ） メ「−− 用 図 （ｄ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、織物の端部に固体部材を有し、少なくとも三次元織
   物の長手方向に延びる状態に配列された経糸（２）の一
   部と、経糸層と平行な平面内で織物の長手方向に対して
   互いに対称的に傾斜するように配列されたバイアス糸（
   Ｂ）の一部とが前記固体部材の外周に巻き付けられてい
   る結合部材用三次元織物。 ２、前記固体部材の周囲に巻き付けられた経糸（２）及
   びバイアス糸（Ｂ）に対して固体部材の外周面と直交す
   る方向あるいは織物の厚み方向に配列される糸のうちの
   少なくともいずれか一方向の糸が加わった第１請求項に
   記載の結合部材用三次元織物。