JP2016084555A - トーションレース機 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、炭素繊維糸をバイアス状に製織（編成）し、織前からバイアス方向に緊張させた状態で巻取りできるようにしたトーションレース機を提供する。【解決手段】本発明に係るトーションレース機１は、炭素繊維糸４を半円状に編成し、織前４′から一定高さのレースガイド７を設け、該レースガイド７の頂部から編成品６を半円状から扁平状に展開して巻取る巻取部８の第一ローラ８ａまでの間に、中央縦糸と両脇縦糸の糸長差による弛みを補正する補助ガイド９を設け、前記レースガイド９の外面を通過中の編成品６の両脇及び前記補助ガイド９の外面を通過中の編成品６の両脇をそれぞれ外方向へ向けて拡開させる複数個の拡開手段１１を設けるように構成した。【選択図】図１

Description

本発明は、炭素繊維糸をバイアス状に製織（編成）し、織前からバイアス方向に緊張させた状態で巻取りできるようにしたトーションレース機に関するものである。

一般に、トーションレース機は、編み糸を筒状（断面真円状）の編成品に編成し、その編成品を挟圧ローラにより扁平に潰して巻取ローラにより巻取るようになっている（特開平９−１１１６２６号公報参照）。このトーションレース機により編成した編成品は、通常では円周の適所に抜糸が使用され、編成後、その抜糸を引き抜いて扁平に展開して種々の用途（たとえば、女子服の裾飾、えり飾りなど）に用いられている。したがって、トーションレース機に炭素繊維糸を用い、抜糸を使用して筒状に編成した後、扁平に潰して巻取り、あとから抜糸を抜いて展開することにより、炭素繊維糸によるバイアス方向に非変形力を示す産業用複合材料（たとえば、航空機用構造材料）が作成できると言えた。
特開平９−１１１６２６号公報

しかしながら、上記特許文献１では、編み糸として単純に炭素繊維糸に代えてバイアス状に編成したとしても、炭素繊維糸を円状に編成した編成品を扁平に潰すことから炭素繊維糸の折れによる脆さが生じてしまった。また、炭素繊維糸を筒状に編成した後、編成品を扁平に潰して巻取った後、抜糸を抜いて偏平に展開したときは、図１０の如く、前記編成品Ｈは、その端部において直線（一点鎖線）Ｓから外れ、弓状に曲がってしまう、いわゆる目曲がり現象が生じてしまう。その弓状の曲がり分だけ直進性が確保できないこととなり、非変形力が減殺されてしまうという問題があった。なお、上記目曲がり現象は、レース編成部と巻取部とを結ぶ糸長を限りなく長くとることによって理論的には解消できるが、建物内の高さには自ずと制約があることから目曲がり現象は現実的には防止することは困難であった。

本発明は、上記問題を解消するためのもので、その目的とするところは、炭素繊維糸を半円状に編成し、これを偏平に展開するだけであるため炭素繊維糸の折れによる脆さを解消するとともに織前（レース編成部）と巻取部とを結ぶ糸長を長くとらなくても直進性を確保し、目曲がり現象を抑えることのできるトーションレース機を提供する点にある。

上記目的を達成するため、本発明は、炭素繊維糸を半円状に編成し、織前から一定高さのレースガイドを設け、該レースガイドの頂部から編成品を半円状から扁平状に展開して巻取る巻取部の第一ローラまでの間に、中央縦糸と両脇縦糸の糸長差による弛みを補正する補助ガイドを設け、前記レースガイドの外面を通過中の編成品の両脇及び前記補助ガイドの外面を通過中の編成品の両脇をそれぞれ外方向へ向けて拡開させる複数個の拡開手段を設けるように構成した。

また、請求項２は、前記拡開手段がレースガイドの両脇に沿って同角度に配され、前記補助ガイドの両脇に沿って変化するカーブに合わせて配されるように構成した。

本発明によれば、炭素繊維糸を半円状に編成してから折らずして展開するため、炭素繊維糸の折れによる脆さを全く生じさせない。また、レースガイドを長くとるとともに、該レースガイドの頂部から半円状の編成品を扁平状に展開して巻取る巻取部の第一ローラまでの間に補助ガイドを設けたので、レースガイドと補助ガイドとで支持しつつ編成品を複数個所で拡開方向に引っ張ることにより炭素繊維糸の直進性の確保と目曲がり現象の防止に寄与できるという優れた効果を奏するものである。

また、請求項２の発明によれば、前記拡開手段がレースガイドの両脇に沿って同角度に配され、前記補助ガイドの両脇に沿って変化するカーブに合わせて配されているので、レースガイドと補助ガイドの表面を利用して無理なく確実に拡開できるという優れた効果を奏するものである。

次に、本発明の実施の態様を添付図面に基づいて説明する。図１はトーションレース機のレースガイドから巻取部までの間を示す正面図、図２は半円状に編成された編成品を概略的に示す平面図、図３はレースガイドと補助ガイド及び巻取部を示す正面図、図４はレースガイドと補助ガイド及び巻取部を示す斜視図、図５はレースガイド及び補助ガイドの表面を通って巻取部に至る編成品を示す側面図、図６は編成品と拡開手段との関係を示す平面図、図７は拡開手段（テンプル）を示す側面図、図８は補助ガイドの脇のカーブに合わせて配した複数個の拡開手段を示す斜視図、図９は仕上がった編成品を示す平面図である。

本願トーションレース機１は、図１の如く、周囲（たとえば、１８０°±α）に配置された多数のロータメタル（図示せず）の回転によってスピンドルランナー２を、円周に沿って左ないし右に移動させ、該スピンドルランナー２に搭載されたスピンドル２′に嵌入したボビン３から巻きほぐされた炭素繊維糸４を、織前（レース編成部）４′において交叉させ、リードナイフ５にて筬打ちし、図２の如く、半円状の編成品６が編成される。

前記半円状の編成品６は、レースガイド７に沿って上昇する。該レースガイド７は、織前４′から一定の高さＡ分だけ立ち上がっている。該レースガイド７の頂部を過ぎた編成品６は半円状から扁平状に展開されて巻取部８に第一ローラ８ａを経て巻取られるようになっている。換言すれば、レースガイド７により半筒状に立ち上げられた編成品６は、レースガイド７の頂部を半円状に出て、巻取部８の第一ローラ８ａに至るまでには偏平状に展開されるようになっている。

前記編成品６をレースガイド７の頂部から扁平状に巻取る巻取部８の第一ローラ８ａまでの間には、編成品６を構成する中央縦糸と両脇縦糸の糸長差による弛みを補正するための補助ガイド９が設けられている。該補助ガイド９は、図３及び図４の如く、レースガイド７の頂部寄りでは半円状であるが、前記巻取部８の第一ローラ８ａに至る直前には扁平状になっている。すなわち、図４の縦方向の中央細線９ａのように表側に膨らみあり、両脇は円弧から平まで徐々にカーブが変化している。つまり、図４の水平方向の下細線９ｂ及び上細線９ｃから明らかなように下側に対し上側のカーブ方が浅くなっている。この補助ガイド９の形状は糸長差による弛みは物理的（強制的）に補正するためのもので、この補正は炭素繊維糸からなる縦糸の直進性を確保し、目曲がり現象をなくすために有効である（図９参照）。

前記巻取部８の第一ローラ８ａは、図５の如く、織前４′にて編成された編成品６が、前記レースガイド７から補助ガイド９の表面を経て破線の如く上昇し、最初に接触するものであって、その接触位置Ｐは、通常の巻取位置（図示せず）より一定量だけオフセットされている。これは縦糸（中央及び両脇）の長さの差を低減させる役目を有している。しかして、第一ローラ８ａを回った扁平状の編成品６はスイングアーム８ｂの先端部に軸支された先端側スイングローラ８ｃから固定ローラ８ｄ及びスイングアーム８ｂの基部に軸支された基部側スイングローラ８ｅを経て巻取ローラ８ｆに巻き取られるようになっている。

前記編成品６は、その両側縁に捨糸（低価格の糸には限らない）による副編成品１０が編成（図１参照）される。該副編成品１０は、図６の如く、前記レースガイド７を上昇する間に拡開手段１１に接触して外方向Ｂに拡開される。該拡開手段１１として、例えば図６の如く、周面に突針１２を植えた輪状ローラ１３の複数個が輪状隔壁板１４を介して軸棒１５に斜状に嵌合してなる「テンプル」が用いられている。このテンプルの軸棒１５は、レースガイド７にあっては、基体１６に同一方向に並んで固定されている。しかして、テンプル自身には駆動力はないが、副編成品１０が接触することにより突針１２を植えた輪状ローラ１３が斜めに従動して回転するから副編成品１０は外方向Ｂに拡開され、編成品６も同様にバイアス方向に伸展させられることとなる。

前記拡開手段（テンプル）１１は、前記レースガイド７の両脇に沿って、図１、図３及び図４の如く、複数個が備えられている。この補助ガイド９の両脇は前述したように円弧から平まで徐々にカーブが変化しているので、その変化するカーブに合わせて設置角度を、図８の如く、微妙に変えながら複数個を基体１６に固定している。すなわち、前記拡開手段１１であるテンプルは、前記レースガイド７にあってはその両脇に沿って同角度に編成品６を外方向に引くように配され、前記補助ガイドにあってはその両脇に沿って変化するカーブに合わせて編成品６を外方向に引くように配されているため、編成品６は、織前からバイアス方向に緊張させた状態で巻取りされる。なお、前記拡開手段１１の具体的な個数は特に定めないが、前記テンプルを用いるときは、できるだけ密に配した方が拡開力を効果的に発揮させ得る。

本願トーションレース機１により炭素繊維糸をバイアス状に製織（編成）した編成品６は、図９の如く、縦糸の総ての糸はその直線（一点鎖線）Ｓと一致することとなり、いわゆる目曲がり現象を生じさせない。

次に、本願トーションレース機１の作用について説明する。まず、周囲に配置された多数のロータメタル（図示せず）の作用によって円周に沿って左ないし右に移動するスピンドルランナー２に搭載されたスピンドル２′に嵌入したボビン３から巻きほぐされた炭素繊維糸４を織前（レース編成部）4′において交叉させ、リードナイフ５にて筬打ちすることにより半円状の編成品６を編成する。これと同時に、該編成品６の両側縁に副編成品１０を捨糸により編成する。

前記編成品６及び副編成品１０は、レースガイド７に沿って上昇する。この間に前記副編成品１０は、前記レースガイド７の両脇に複数個が同角度で設置された拡開手段（テンプル）１１に接して外方向へ向けて拡開され、これに伴って編成品６はレースガイド７の表面に密接してバイアス方向に伸展させられることとなる。

また、前記編成品６及び副編成品１０は、レースガイド７に続いて前記補助ガイド９に沿って上昇する。この間に前記副編成品１０は、前記補助ガイド９の両脇に変化するカーブに合わせて複数個が設置された拡開手段（テンプル）１１に接して外方向へ向けて拡開され、これに伴って編成品６は補助ガイド９の表面に密接してバイアス方向に伸展させられることとなる。

かくして、バイアス方向に伸展させられた編成品（副編成品１０は最終的に除去）６は、炭素繊維糸によるバイアス方向に直進性が確保され、目曲がり現象もない状態で編成されることとなる。したがって、非変形力を示す産業用複合材料（たとえば、航空機用構造材料）として活用されることとなる。

本発明は、炭素繊維をバイアス状に製織（編成）して目曲がり現象を生じさせない状態で形成できるトーションレース機であり、航空機や宇宙ロケットなどの強度を高めるために使われる材料、特に、産業用複合材料として簡易に製作できるものであり、トーションレース機の業界はもとより、広く産業利用可能性は高いものである。

トーションレース機のレースガイドから巻取部までの間を示す正面図である。 半円状に編成された編成品を概略的に示す平面図である。 レースガイドと補助ガイド及び巻取部を示す正面図である。 レースガイドと補助ガイド及び巻取部を示す斜視図である。 レースガイド及び補助ガイドの表面を通って巻取部に至る編成品を示す側面図である。 編成品と拡開手段との関係を示す平面図である。 拡開手段（テンプル）を示す側面図である。 補助ガイドの脇のカーブに合わせて配した複数個の拡開手段を示す斜視図である。 仕上がった編成品を示す平面図である。 従来編成品を示す平面図である。

１ 本願トーションレース機
２ ロータメタル
２′ スピンドル
３ ボビン
４ 炭素繊維糸
４′ 織前（レース編成部）
５ リードナイフ
６ 編成品
７ レースガイド
８ 巻取部
８ａ 第一ローラ
８ｂ スイングアーム
８ｃ 先端側スイングローラ
８ｄ 固定ローラ
８ｅ 基部側スイングローラ
８ｆ 巻取ローラ
９ 補助ガイド
１０ 副編成品
１１ 拡開手段（テンプル）
１２ 突針
１３ 輪状ローラ
１４ 輪状隔壁板
１５ 軸棒
１６ 基体
Ａ レースガイドの高さ
Ｂ 外方向
Ｓ 直線
P 接触位置

Claims (2)

1. 炭素繊維糸を半円状に編成し、織前から一定高さのレースガイドを設け、該レースガイドの頂部から編成品を半円状から扁平状に展開して巻取る巻取部の第一ローラまでの間に、中央縦糸と両脇縦糸の糸長差による弛みを補正する補助ガイドを設け、前記レースガイドの外面を通過中の編成品の両脇及び前記補助ガイドの外面を通過中の編成品の両脇をそれぞれ外方向へ向けて拡開させる複数個の拡開手段を設けてなることを特徴とするトーションレース機。
2. 前記拡開手段が、レースガイドの両脇に沿って同角度に配され、前記補助ガイドの両脇に沿って変化するカーブに合わせて配されていることを特徴とする請求項１に記載のトーションレース機。

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