JPH0450352A - 三次元織物製織のための織物形状規制方法及び装置 - 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、三次元織物の製織に際し、織物形状を所要の
形状に規制する方法及び装置に関するものであり、特に
不等断面の三次元織物の製織に用いるのに適した形状規
制装置に関するものである。

［従来の技術］ ブレード〔組紐〕方式の三次元織物織機においては、断
面形状が逐次変化するような織物を製織することが非常
に困難である。本発明者らは、先に特願平１−８５１１
１号において、不等断面の三次元織物を製織する技術に
ついて提案しているが、このような技術によって織物の
断面形状を逐次変化させることができても、製織の諸条
件、例えば織物形状によっては、糸条の張力により歪み
、偏り等を生じ、所望の形状を保持させることが困難で
ある。

このような場合に、織物形状を保持させるためには、製
織されつつある織物を最終的な不等断面形状に規制する
必要があるが、断面が一定でないことからその規制が困
難である。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明の技術的課題は、不等断面の三次元織物を製織す
るに際して有効に利用することができて、製織されつつ
ある三次元織物の外形を所期の形状に賦形、保持させる
ことが可能な織物形状規制手段を提供すること、さらに
それを利用して三次元織物複合材料を成形する成形手段
を提供することにあり、しかもその織物の形状規制及び
成形を簡易な構成によって行える手段を提供することに
ある。

［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決するための本発明の織物形状規制方法は
、多数の糸条のキャリヤをキャリヤ駆動機構により所要
の軌跡に沿って走行させ、上記キャリヤに保持させた糸
条を互いに組織させて三次元織物を製織するに際し、織
前位置付近において製織された織物表面にフレキシブル
なチューブを流体圧で圧接することにより、その織物形
状を規制することを特徴とするものである。

また、本発明の織物形状規制装置は、上述した三次元織
物を製織する装置において、織前位置付近において製織
された織物表面に被着してその表面に圧接するフレキシ
ブルなチューブ、製織された織物をそれに被着した上記
チューブと共に導出する導出手段、上記チューブを逐次
延出可能にしたチューブ延出手段、及び上記フレキシブ
ルなチューブを製織された織物表面に圧接するためにそ
の背面に流体圧を作用させる流体圧付勢手段を設けたこ
とを特徴とするものである。

上述した方法及び装置においては、糸条にマトリックス
樹脂を含浸させておき、フレキシブルなチューブの背面
から圧力を作用させる流体を加熱してお（ことにより、
上記チューブを介して伝えられる熱をマトリックス樹脂
に作用させ、織物の形状規制と同時にその成形を行うこ
とができる。

［作　用］ 糸条のキャリヤをキャリヤ駆動機構により所要の軌跡に
沿って走行させ、キャリヤに保持させた糸条を互いに組
織させるに際し、一般に、製織されつつある三次元織物
は必ずしも所期の最終織物形状を保持するとは限らず、
特に不等断面形状の三次元織物では、糸条の張力等によ
り歪み、偏り等を生じ、所望の形状を保持させることが
困難である。しかるに、上述のフレキシブルなチューブ
の背面に流体圧付勢手段による流体圧を作用させて、周
囲からの均一な加圧により織物形状を規制すると、製織
した三次元織物をほぼ最終的な織物形状に保持すること
が可能になる。

さらに、製織に用いる糸条に予めまたは製織時にマトリ
ックス樹脂を含浸させ、フレキシブルなチューブを織物
に圧接するための流体として高温の流体を用い、上記チ
ューブを介して伝えられる熱をマトリックス樹脂に作用
させると、織物の形状規制と同時にマトリックス樹脂の
硬化による三次元織物複合材料の成形を行うことができ
る。

［実施例］ 以下に、図面を参照して本発明の実施例について詳述す
る。

本発明の方法及び装置は、第４図Ａ−Ｄに示すような織
物の製織方向に不等断面の三次元織物の製繊に適してい
るが、同図Ｅに示すような断面４角形等の均一断面の場
合にも有効に利用することができる。同図Ａは、ディス
ク付きのパイプ、同図Ｂはテーパ付き角パイプ、同図Ｃ
はテーパ付きパイプ、同図りは中空ノーズコーン、同図
Ｅは均一断面の角バイブを示している。さらに、第４図
Ａ−Ｅではパイプ状の部材について例示したが、同様な
外形で中実の部材の製織にも適用することができる。

三次元織物製織装置としては、第３図において例示して
いるような装置を用いることができる。

この三次元織物製織装置は、多数の糸条１のキャリヤ１
２をキャリヤ駆動機構により所要の軌跡に沿って走行さ
せるものである。即ち、糸条１に必要な張力を与えて保
持する多数のキャリヤ１２を、機枠ｌＯによって形成さ
れた部分円筒面状のキャリヤ移動面１１に沿って多数行
多数列に配設したロータ１３間に保持させ、キャリヤを
保持する一対のロータ１３，１３のうちの一方のロータ
を回転させることにより、他方のロータをガイドとして
キャリヤを移動させ、これを多数のロータにおいて繰返
すことにより、多数のキャリヤ１２に所要の軌跡を走行
させて、キャリヤ１２に保持させた糸条１を互いに組織
させ、その間にキャリヤ１２の移動域を変えることによ
り、断面形状が変化した三次元織物２を製織可能にした
ものである。なお、上記キャリヤ１２には、糸条に必要
な張力を与えるようにしたボビンあるいは張力付与装置
が取付けられる。

上記三次元織物製織装置は、本発明者らが先に特願平１
−８５１１１号において提案しているものであるが、本
発明は上記のような製織装置に限ることな（、例えばキ
ャリヤ移動面を平面状、球面状その他の曲面状に形成で
きるのは勿論であり、さらに糸条を保持したキャリヤを
適宜のキャリヤ駆゛動機構により所要の軌跡に沿って走
行させるようにした各種機構の製織装置であって、不等
断面三次元織物の製織に適用するのに適した各種装置を
利用することができる。

上記実施例においては、キャリヤ１２を駆動するための
ロータ１３等を含むキャリヤ駆動機構として、部分円筒
面状をなす機枠１０の背後においてガイド１５に沿って
移動可能に設けた部分駆動装置１６によって回転駆動す
るようにしている。

この部分駆動装置１６は、キャリヤ移動面１１に配列設
置したロータ１３の一部（縦１列分）に対応してそれら
を駆動する回転駆動機構１７を縦列設置し、部分駆動装
置自体をロータの配列域においてガイド１５に沿って円
周方向に移動可能にすると共に、キャリヤ駆動機構の駆
動軸と回転駆動機構１７における出力軸との連結のため
に、その回転駆動機構１７を機枠１０側に進退可能にし
、図示しない制御装置によってそれらの駆動が制御され
るものである。

なお、このような部分駆動装置１６を用いることなく、
各キャリヤ駆動機構に、機枠】０に支持させたモータ等
の駆動機構を直接的に取付けて、それらの駆動を制御す
ることもできる。

上記部分駆動装置１６のカバー１８と、機枠１０の円筒
面の中心付近に設置した支持枠１９との間に設けた連結
部材２１は、一端を上記カバー１８に固定的に取付け、
他端を支持枠１９に回転可能に取付けたものであり、従
って上記部分駆動装置１６のガイド１５に沿う移動は、
カバー１８と支持枠１９とを連結部材２１により連結し
た状態で行われ、連結部材２１は常に部分駆動装置１６
に追随して駆動されることになる。

この連結部材２工上には、配向角設定バー２３を備えた
糸条配向角設定装置２２を設けている。上記配向角設定
バー２３は、キャリヤの移動によって交差せしめられた
糸条ｌの交点を織前位置付近まで運んで、その運んだ位
置により三次元織物２における糸条の配向角を設定する
もので、流体圧シリンダ２４により上下動して上記糸条
１間に挿抜可能とし、且つ連結部材２１に沿って糸条１
の交点を織前位置付近まで運ぶように、配向角設定バー
２３を流体圧シリンダ２４と共に連結部材２１に沿って
移動させるバー駆動装置（図示省略）を、該連結部材２
１内に設けている。製織に際しては、第３図に示す位置
において配向角設定バー２３を交差した糸条１間に挿入
し、その挿入状態でバー駆動装置により織前位置付近ま
で移動させるものである。この場合の移動位置はバー駆
動装置に付設したストッパにより設定され、その位置と
糸条ｌに作用する張力とによって、三次元織物における
糸条の配向角が設定される。

なお、上記部分駆動装置１６及び糸条配向角設定装置２
２は、それらの−組のみを設けて、糸条配向角設定装置
２２の機枠ｌＯに沿う円周方向の位置決めを、部分駆動
装置１６のガイド１５に沿う円周方向の移動と兼用して
いるが、その複数組を設置することもでき、また糸条配
向角設定装置２２を部分駆動装置１６とは別個に各キャ
リヤ駆動機構の位置に対応させて多数配列設置すること
もできる。

上記織成部を備えた三次元織物織機は、円筒面状の機枠
１０によって形成されるキャリヤ移動面１１に沿って配
設したロータ１３の選択的な回転駆動で、糸条１を保持
したキャリヤ１１を所要の軌跡に沿って移動させるもの
であり、それによって糸条１の反対側は互いに組織され
、配向角設定装置２２により織物２内の糸条の方向を規
制されたうえで、機枠１０から水平方向に突出する台枠
２６上の形状規制装置２７によって、所要の断面形状を
保持するように賦形される。

織前位置付近から織成部と反対の側に位置させて台枠２
６上に配設した形状規制装置２７は、第１図に詳細に示
すように、三次元織物の製織開始端から織前位置付近ま
での製織された織物２の表面に被着してその表面に圧接
し、その織前位置付近から外側に折り返されているフレ
キシブルなチューブ３０を備えている。チューブ３０の
外側面は、固定ガイド３２により保持させているが、こ
の固定ガイド３２は必ずしも必要なものではない。

上記フレキシブルチューブ３０の内端は、製織された織
物２の導出手段を構成する導出ロッド３３の先端のチャ
ック部３４に織物２の製織開始端と共に保持され、従っ
てチューブ内端は製織の進行に応じて製織された織物２
と共に導出ロッド３３により導出される。一方、上記チ
ューブ３０の外端は、チューブ折返し部３０ａを常に織
前位置付近に位置させるため、チューブ延出手段によっ
て、チューブ内端とは逆に製織の進行に応じて逐次チュ
ーブ３０を織前位置側に延出できるように保持させてい
る。このチューブ延出手段は、チューブ３０の外端に気
密（液密）に連接され、台枠２６上に保持されたハウジ
ング３６及び固定ガイド３２に摺動自在に内挿されたチ
ューブホルダ３７と、上記ハウジング３６に取付けられ
て、該チューブホルダ３７を織前位置側に送り出すチュ
ーブ送り出し装置３８とを備えている。このチューブ送
り出し装置３８は、ボールネジあるいは流体圧シリンダ
等によって構成されるものである。

上記ハウジング３６には、フレキシブルなチューブ３０
を製織された織物表面に圧接するために、その背面に流
体圧を作用させる流体圧付勢手段を付設している。この
流体圧付勢手段は、上記ハウジング３６から外部に摺動
可能に導出される導出ロッド３３及びチューブホルダ３
７の周囲を、シール４０、４１によって気密（液密）に
シールさせ、ハウジング３６の一部に流体圧を導入する
流体圧導入口４３を設けることにより構成している。

上記構成を有する形状規制装置２７は、上記キャリヤに
保持させた糸条を互いに組織させて三次元織物を製織す
るに際し、織前位置付近において、織物２に被着してい
るフレキシブルなチューブ３０の背面に流体圧導入口４
３からハウジング３６内に導入した流体圧を作用させ、
この流体圧で製織された織物２の表面にフレキシブルな
チューブ３０を圧接することにより、その織物の外形状
を半径方向に規制するものである。

このような織物の形状規制を行うに際し、導出ロッド３
３の先端のチャック部３４に織物２と共に保持されたフ
レキシブルチューブ３０の内端は、製織の進行に同期し
て導出ロッド３３により引出され、一方、チューブ３０
の外端は、製織の進行に同期して逐次チューブ延出手段
により延出される。即ち、チューブ３０の外端に連接し
たチューブホルダ３７が、チューブ送り出し装置３８に
より織前位置側に送り出される。その結果、常に織前位
置付近にチューブ折返し部３０ａが位置し、そこからチ
ューブ３０による織物２の形状規制が開始されることに
なる。

フレキシブルなチューブ３０をその背面の流体圧により
織物外表面に圧接して、その織物の外形状を規制する場
合、織前位置付近にある織物自体は、部分的な糸条の本
数、張力等の関係で、ある程度の製織形状をなしている
ので、それを周囲から半径方向にほぼ等しい力で加圧す
ると、その製織形状が保持されるが、第１図に例示する
ような複雑な製織形状の場合で、等しい力による加圧で
は目的とする形状にするのが困難な場合には、チューブ
３０自体を予め織物の最終形状に近い形状にしておくこ
ともできる。

導出ロッド３３による製織された織物２の導出、チュー
ブホルダ３７によるチューブ３０の送り出しは、チュー
ブ３０内の圧力を低下させることによりスムーズ行うこ
とができ、この場合には、製織、糸条の配向角規制、チ
ューブ内の減圧、織物及びチューブ内端の導出、チュー
ブ外端の送り出し、加圧による形状規制、製織の操作を
繰返せばよい。

上記フレキシブルチューブ３０の背面に作用させる流体
としては、空気等の気体、あるいは油等の液体を用いる
ことができる。

上述した形状規制装置２７による織物外形の規制は、第
４図Ａ−Ｈに例示するような三次元織物ばかりでなく、
織物の製織方向に不均一あるいは均一断面の各種織物に
適用することができるが、織物の製織方向軸に対し、同
心に近い形状の方が、織物に対するチューブの加圧が半
径方向に比較的等圧に近くなるために有利である。

なお、上記実施例におけるチューブ３０の内端と外端を
直接連結することにより、チューブ自体をエンドレスと
することもできる。この場合には、固定ガイド３２にチ
ューブ延出手段、及び流体圧付勢手段を設ければよく、
また流体圧を外部から供給することなく、チューブ内に
予め圧力気体を封入してお（こともできる。

第２図に示す実施例は、製織時に織物にマトリックス樹
脂を含浸させ、織物の形状規制と同時に三次元織物複合
材料３の成形を行うようにした形状規制装置４７を示し
ている。この形状規制装置４７では、製織された織物を
下方に導出するようにしているので、必然的に三次元織
物製織装置もそれに対応した構成にする必要がある。

この実施例におけるフレキシブルなチューブ５０は耐熱
性のある材料により形成され、その背面には前記実施例
と同様な流体圧付勢手段により流体圧を作用させるよう
しているが、その流体の供給路に、供給する流体を高温
に加熱するための加熱手段（図示せず）が付設される。

また、製織時に織物にマトリックス樹脂を含浸させるた
め、織前位置付近に、マトリックス樹脂を供給する供給
管５１を開口させている。

なお、図示していないが、製織された織物゛をチューブ
５０と共に導出する導出手段、上記チューブ５０を逐次
延出可能にしたチューブ延出手段も、前記実施例と同様
に設置される。

このような構成を有する形状規制装置４７においては、
三次元織物の製織の進行に応じて供給管５１から適量の
マトリックス樹脂を供給し、またフレキシブルチューブ
５０を織物に圧接するための流体として加熱手段により
加熱された高温の流体（空気や油）を用い、上記チュー
ブ５０を介して伝えられる熱をマトリックス樹脂に作用
させて、織物の形状規制と同時に三次元織物複合材料３
の成形を行うことができる。この場合には、三次元織物
を製織する糸条としては、適宜のものを使用することが
できる。また、マトリックス樹脂として、例えばエポキ
シ樹脂を用いると、チューブ５０内に供給する高温の流
体は１２０〜１８０℃程度に加熱することになる。

一方、上記マトリックス樹脂は、三次元織物を製織する
糸条１に予め含浸させておくこともてきる。この場合に
は、製織素材である糸条として、例えば、熱可塑性樹脂
を抱き込んだコミングルドヤーンまたはジ−ストヤーン
、あるいは熱硬化性樹脂を抱き込んだプリプレグヤーン
などを使用することができ、これらをフレキシブルチュ
ーブ５０内の加熱流体により加熱・加圧して、成形・硬
化させ、三次元織物複合材料３として完成させることが
できる。この場合には、第１図に示すような形状規制装
置を用いることができる。但し、フレキシブルなチュー
ブを耐熱性のある材料により形成し、その背面に導入す
る流体の供給路に加熱手段を付設すればよい。

また、この三次元織物複合材料３の成形に際し、織物の
形状保持を行える程度の少量のマトリックス樹脂を用い
ることもでき、これによって、成形は完了しないが、織
物を取り出したときの崩れ、目ずれの防止効果を期待す
ることができる。

さらに、前記実施例に関連して説明したように、フレキ
シブルチューブ５０としてエンドレスのものを用いるこ
とができ、この場合には、固定ガイド（図示省略）にチ
ューブ延出手段、及び流体圧付勢手段を設けると同時に
、チューブ５０内の流体を加熱する加熱手段膜ければよ
い。

第４図Ａ−Ｅは、上述した装置によって製織できる三次
元織物またはそれをマトリックス樹脂によって成形した
複合材料の形状を例示したものであるが、ここに例示す
るようなパイプ状の部材を得るためには、製織される織
物の中心部にマンドレルを配置し、それによって内形状
を規制すればよい。また、内形状が織物の製織方向に変
化する場合には、外形状を規制する場合と同様のフレキ
シブルチューブを中心部にも用いればよい。

［発明の効果］ 以上に詳述した本発明の方法及び装置によれば、特に不
等断面の三次元織物を製織するに際して有効に利用する
ことができて、製織されつつある三次元織物の外形を所
期の形状に賦形、保持させることが可能な織物形状規制
装置を得ることができ、さらにそれを利用して三次元織
物複合材料を成形する成形手段を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る三次元織物製織装置の織物形状規
制装置の構成を示す断面図、第２図は他の実施例の断面
図、第３図は上記形状規制装置を装備した不等断面三次
元織物製織装置の斜視図、第４図Ａ−Ｅは本発明によっ
て得られる三次元織物またはその複合材料の斜視図であ
る。 ｌ・・糸条、　　　　　２　・三次元織物、３　　・三
次元織物複合材料、１２・・キャリヤ、２７．４７　・
・形状規制装置、 ３０．５Ｄ　　・・チューブ。 第 図 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、多数の糸条のキャリヤをキャリヤ駆動機構により所
   要の軌跡に沿って走行させ、上記キャリヤに保持させた
   糸条を互いに組織させて三次元織物を製織するに際し、 織前位置付近において製織された織物表面にフレキシブ
   ルなチューブを流体圧で圧接することにより、その織物
   形状を規制する、 ことを特徴とする三次元織物製織のための織物形状規制
   方法。 ２、請求項１に記載の方法において、 糸条に予めまたは製織時にマトリックス樹脂を含浸させ
   、フレキシブルなチューブを織物に圧接するための流体
   として高温の流体を用い、上記チューブを介して伝えら
   れる熱をマトリックス樹脂に作用させて、織物の形状規
   制と同時に複合材料の成形を行う、 ことを特徴とする三次元織物製織のための織物形状規制
   方法。 ３、多数の糸条のキャリヤをキャリヤ駆動機構により所
   要の軌跡に沿って走行させ、上記キャリヤに保持させた
   糸条を互いに組織させて三次元織物を製織する装置にお
   いて、 織前位置付近において製織された織物表面に被着してそ
   の表面に圧接するフレキシブルなチューブ、 製織された織物をそれに被着した上記チューブと共に導
   出する導出手段、 上記チューブを逐次延出可能にしたチューブ延出手段、
   及び、 上記フレキシブルなチューブを製織された織物表面に圧
   接するためにその背面に流体圧を作用させる流体圧付勢
   手段、 を設けたことを特徴とする三次元織物製織のための織物
   形状規制装置。 ４、請求項３に記載の装置において、 フレキシブルなチューブの背面に流体圧を作用させる流
   体圧付勢手段に、流体を高温に加熱するための加熱手段
   を付設した、 ことを特徴とする三次元織物製織のための織物形状規制
   装置。