JP6084057B2

JP6084057B2 - トーションレース機

Info

Publication number: JP6084057B2
Application number: JP2013022692A
Authority: JP
Inventors: 導宏市川
Original assignee: Ichikawa Iron Works Co Ltd
Current assignee: Ichikawa Iron Works Co Ltd
Priority date: 2013-02-07
Filing date: 2013-02-07
Publication date: 2017-02-22
Anticipated expiration: 2033-02-07
Also published as: JP2014152411A

Description

本発明は、炭素繊維糸をバイヤス状に製織（編成）するに当たり、その編成部と巻取ローラとを結ぶ縦糸の長さの誤差を補正することにより炭素繊維糸の目曲がりを抑えて直進性を確保することのできる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筒状のまま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、襟飾など）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、筒状のまま扁平に潰して巻取り、あとから抜糸を抜いて開くことにより、炭素繊維糸によるバイヤ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。

この炭素繊維糸を用い、筒状のまま扁平に潰さないでバイヤス状に編成する場合には、通常、図８（ａ）の如く、炭素繊維糸８０を筒状に編成した後、該編成品（縦糸のみで示す）８１を筒状のまま開いて巻取ローラ８２に巻取るようにするが、このとき、中心部に位置する縦糸８３と両脇に位置する縦糸８４、８４とでは、その長さに誤差ができることから扁平の構造材料８５にしたときに、図８（ｂ）の如く、前記縦糸８３及び８４の端部において直線（一点鎖線）から外れる軽い弓状の曲がり（以下、「目曲がり現象」という）８６が生じ、その曲がり分だけ直進性を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。もちろん、レース編成部８７と巻取ローラ８２とを結ぶ縦糸の長さ８８を限りなく長くとれば、前記目曲がり現象を防止できるといえる。
特開平９−１１１６２６号公報

しかしながら、上記特許文献１では、編み糸として炭素繊維糸を用い、バイヤス状に編成したとしても、挟圧ローラで筒状のまま扁平に潰すことから、これにより生じた折部が脆くなった。

また、上述した目曲がり現象を解決するために、レース編成部と巻取ローラとを結ぶ糸長を限りなく長くとることは建物内に設置する関係で制約があることは確かである。従って、現実的には、これを可及的に短長（１ｍくらい）にすることが必要である。この短長の状況下において、炭素繊維糸の目曲がり現象を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てから展開することにより炭素繊維糸の折れによる脆さを解消するとともに、レース編成部と巻取ローラとを結ぶ糸長の短い状況において直進性を確保し、目曲がり現象を抑えられ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、炭素繊維糸による半円状編成品を扁平にして巻取る巻取ローラの巻取位置を、織前（レース編成部の円弧側を指す）の中心方向にオフセットするとともに、前記織前の中央縦糸から両脇縦糸までの糸長の誤差を抑える補助ガイドを設けたことを特徴とし、炭素繊維糸を半円状に編成してから扁平に展開することにより、折れによる脆さをなくすとともに、総ての糸長の誤差を抑えて直進性及び目曲がり現象を生じさせないように構成した。

また、請求項２に記載の発明は、前記オフセットが、前記巻取ローラの水平移動（高さを変えない移動）であることを特徴とし、織前の中央縦糸に対して両脇縦糸の緊張度をより高め得ることができるように構成した。

さらに、請求項３に記載の発明は、前記補助ガイドが、前記織前から巻取位置までの間に設置したカム体であることを特徴とし、織前の中央縦糸から両脇縦糸の糸長を、カム体により物理的（強制的）に揃え得るように構成した。

本発明によれば、炭素繊維糸を半円状に編成してから展開するため、炭素繊維糸の折れによる脆さは全く生じさせない。しかも、オフセットすること及び補助ガイドの設置により炭素繊維糸からなる縦糸の総ての糸長の誤差が抑えられ、したがって、直進性の確保及びこれに伴う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に記載の発明によれば、前記巻取ローラの巻取位置を、該巻取ローラの水平移動によりオフセットするだけで、織前の中央縦糸に対する両脇縦糸の緊張度がより高められるという優れた効果を奏するものである。

さらに、請求項３に記載の発明によれば、前記織前の中央縦糸からその両脇縦糸までの総ての糸長を、カム体により物理的に揃えることが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ローラ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は巻取ローラの巻取位置を平時から織前の中心方向にオフセットした状態を示す側面図、図４は編成品を縦糸のみで示し、（ａ）はオフセット前、（ｂ）はオフセット後、図５は編成品の縦糸とカム体との関係を概略的に示す斜視図、図６はカム体の平面断面図、図７は編成品を概略的に示す拡大平面図である。

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、レース編成部４′において交叉させ、リードナイフ５にて筬打ちして、図２の如く、ほぼ半円状の編成品（主要品）６を編成する。この編成品６はレースガイド７内を上昇し、半円状から扁平状に開かれて巻取ローラ８に巻取られるようになっている。換言すれば、筒状に編成したものを筒状のまま扁平に潰して巻取ることはない。

前記編成品６は、炭素繊維糸を４用いてバイヤス状に編成されるとともに、その両側縁には、捨糸による副編成品９が編成される。この編成品６及び副編成品９は前記レースガイド７内を上昇する間に、副編成品９がガイド内に備えたテンプル１０、１０によって外向きに拡開されるため、主要の編成品６も平らに引き延ばされることとなる。すなわち、前記テンプル１０、１０は、周面に突針を植えたローラが軸棒に斜状に回転できるように重ねられているもので、そのローラの突針は副編成品９に突き刺しているため、副編成品９の上昇に従って回されつつ拡開できるようになっている。

前記巻取ローラ８は、編成品６及びその両側縁に編成される副編成品９、９の巻取位置１１が、図３の如く、通常の巻取位置１１′より織前（レース編成部の円弧側を指す）の中心方向に一定量１２だけオフセットされている。このオフセットは、前記巻取ローラ８を水平移動させることにより行われるため、織前Ａの中央縦糸４１に対して両脇縦糸４２の緊張度がより高められる。この結果、図８（ａ）の如く、筒状に編成した編成品８１を扁平にしつつ巻取ローラ８２に巻取るときの誤差量が３３．０３７ｍｍあったのに対し、図４（ａ）の如く、半円状から扁平状に開いて巻取ったときには、１０．２５ｍｍ（約１／３）になった。

また、図４（ｂ）の如く、巻取位置１１′から一定量１２だけ水平移動によりオフセットした位置における巻取位置１１で巻取るときは、その誤差量が、図４（ａ）の状態からさらに５．２８２ｍｍ（約１／２）に減った。すなわち、図４（ａ）の如く、通常の巻取位置１１′であったものを、図４（ｂ）の如く、一定量１２だけオフセットして定めた巻取位置１１に巻取ることにより誤差量が低減する。

前記オフセットの「一定量１２」は具体的には、レース編成部４′と巻取ローラ８とを結ぶ糸長Ｂを、仮に、１ｍに設定した場合において５．９ｍｍとなる。しかして、オフセットが、前記一定量１２を超えると、織前Ａの中央縦糸４１に対して両脇縦糸４２の緊張度が逆に低下する。勿論、糸長Ｂは、工場によって常に一定ではないので、糸長Ｂに対する最適なオフセット量を予め算出しておくことが重要である。

前記織前Ａの中央縦糸４１から両脇縦糸４２までの糸長Ｂの誤差を抑えるための補助ガイド１３が備えられている。該補助ガイド１３は、図５の如く、カム体Ｃが利用されている。このカム体Ｃは織前Ａ側に膨らんでいる。しかして、図６の如く、その織前Ａ側の中央部Ｃ１は、中央縦糸４１が接触する面であり、膨らみ度合いが小さいのに対し、両脇部Ｃ２、Ｃ２′は両脇縦糸４２が接触する面となるので膨らみ度合いが大きくなる。したがって、織前Ａ側に膨らんでいる膨らみ度合いは、両脇部Ｃ２、Ｃ２′から中央部Ｃ１に近くなるほど小さくなるようなカーブを描いている。つまり、糸長Ｂにおいて総ての誤差量が物理的（強制的）に揃えられる結果、図７の如く、前記編成品６を構成する縦糸４１、４２の端部が直線（一点鎖線）から外れることがなく、直進性が確保され、目曲がり現象をなくすことができることとなる。

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ほぼ半円状の編成品（主要品）６を編成すると同時に、該編成品６の両側縁に副編成品９、９を捨糸（普通の糸）により編成する。

前記編成品６及び副編成品９、９は、レースガイド７を通して上昇する。しかして、前記副編成品９、９は、前記レースガイド７内に設置した既製のテンプル１０、１０に接して外方へ向けて拡開され、これに伴って編成品（主要品）６をバイヤス方向に伸展させることとなる。

バイヤス方向に伸展させられた編成品６と副編成品９、９とは扁平状にして巻取ローラ８に巻取られる。該巻取ローラ８は、編成品６及びその両側縁に形成される副編成品９、９を巻取る巻取位置１１が、織前Ａの中心方向に一定量１２だけ水平移動によりオフセットされているため、織前Ａの中央縦糸４１に対して両脇縦糸４２の緊張度がより高められるとともに、カム体Ｃからなる補助ガイド１３が、総ての糸長Ｂの誤差を揃えるから、目曲がり現象がなくなり、編成品６は、炭素繊維糸によるバイヤ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）として活用されることとなる。

本発明は、炭素繊維をバイヤス状に製織（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を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ローラ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。巻取ローラの巻取位置を織前の中心方向にオフセットした状態を示す側面図である。編成品を縦糸のみで示し、（ａ）はオフセット前、（ｂ）はオフセット後である。編成品の縦糸とカム体との関係を概略的に示す斜視図である。カム体の平面断面図である。編成品を概略的に示す拡大平面図である。従来例を示し、（ａ）は筒状編成品を巻取っている状態の概略的斜視図、（ｂ）は編成品を概略的に示す平面図である。

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
４１中央縦糸
４２両脇縦糸
５リードナイフ
６編成品
７レース編成部
８巻取ローラ
９副編成品
１０テンプル
１１巻取位置
１１′ 通常の巻取位置
１２オフセット量
１３補助ガイド
Ａ織前
Ｂ糸長
Ｃカム体

Claims

炭素繊維糸による半円状編成品を扁平にして巻取る巻取ローラの巻取位置を、織前の中心方向にオフセットするとともに、前記織前の中央縦糸から両脇縦糸までの糸長の誤差を抑える補助ガイドを設けたことを特徴とするトーションレース機。
前記オフセットが、前記巻取ローラの水平移動であ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。
前記補助ガイドが、前記織前から巻取位置までの間に設置したカム体であることを特徴とする請求項１又は２に記載のトーションレース機。