JPH08218249A - 三次元繊維組織の製造方法及び製造装置 - Google Patents
三次元繊維組織の製造方法及び製造装置Info
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- JPH08218249A JPH08218249A JP2067895A JP2067895A JPH08218249A JP H08218249 A JPH08218249 A JP H08218249A JP 2067895 A JP2067895 A JP 2067895A JP 2067895 A JP2067895 A JP 2067895A JP H08218249 A JPH08218249 A JP H08218249A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】積層糸群を形成するための準備作業及び積層糸
群を厚さ方向糸で結合する作業を簡単にし、しかも繊維
の配列密度の大きな三次元繊維組織を製造することを可
能とする。 【構成】ピン13が所定ピッチで配置された枠体2上に、
ピン13で折り返すように糸が配列されて少なくとも2軸
配向となる積層糸群3が形成される。積層糸群3が枠体
2上に保持された状態で、1列に配置された厚さ方向糸
挿入針28が積層糸群3に挿通されて厚さ方向糸zが積層
糸群3に折り返し状に挿入され、そのループに抜け止め
糸Pが挿通される。積層糸群3は挿入針28列の近くにお
いてプレスプレート39及びプレスブロック44,45 で押圧
され、その状態で挿入針28が引き戻されて積層糸群3の
締付けと、厚さ方向糸zの抜け止めとがなされる。厚さ
方向糸zが所定の挿入区域に挿入された後、積層糸群3
が枠体2から取り外される。
群を厚さ方向糸で結合する作業を簡単にし、しかも繊維
の配列密度の大きな三次元繊維組織を製造することを可
能とする。 【構成】ピン13が所定ピッチで配置された枠体2上に、
ピン13で折り返すように糸が配列されて少なくとも2軸
配向となる積層糸群3が形成される。積層糸群3が枠体
2上に保持された状態で、1列に配置された厚さ方向糸
挿入針28が積層糸群3に挿通されて厚さ方向糸zが積層
糸群3に折り返し状に挿入され、そのループに抜け止め
糸Pが挿通される。積層糸群3は挿入針28列の近くにお
いてプレスプレート39及びプレスブロック44,45 で押圧
され、その状態で挿入針28が引き戻されて積層糸群3の
締付けと、厚さ方向糸zの抜け止めとがなされる。厚さ
方向糸zが所定の挿入区域に挿入された後、積層糸群3
が枠体2から取り外される。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は三次元繊維組織の製造方
法及び製造装置に係り、詳しくは枠体上に所定ピッチで
配置した多数のピン、パイプ等の規制部材間に糸を折り
返し状に配列して形成した糸層を必要数積層して少なく
とも2軸配向となる積層糸群を形成した後、各糸層と直
交する方向に配列される厚さ方向糸(垂直糸)で前記積
層糸群を結合する三次元繊維組織の製造方法及び製造装
置に関するものである。
法及び製造装置に係り、詳しくは枠体上に所定ピッチで
配置した多数のピン、パイプ等の規制部材間に糸を折り
返し状に配列して形成した糸層を必要数積層して少なく
とも2軸配向となる積層糸群を形成した後、各糸層と直
交する方向に配列される厚さ方向糸(垂直糸)で前記積
層糸群を結合する三次元繊維組織の製造方法及び製造装
置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】繊維強化複合材は軽量の構造材料として
広く使用されている。複合材用補強基材として三次元織
物(三次元繊維組織)がある。この三次元織物を骨格材
として、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。一般に三次元繊
維組織は互いに直交するX,Y,Z軸方向にそれぞれ延
びる三種類の糸から成る。X,Y,Z軸方向に延びる三
種類の糸に加えて、三次元繊維組織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を有する5軸の三
次元繊維組織も提案されている。
広く使用されている。複合材用補強基材として三次元織
物(三次元繊維組織)がある。この三次元織物を骨格材
として、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。一般に三次元繊
維組織は互いに直交するX,Y,Z軸方向にそれぞれ延
びる三種類の糸から成る。X,Y,Z軸方向に延びる三
種類の糸に加えて、三次元繊維組織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を有する5軸の三
次元繊維組織も提案されている。
【0003】三次元繊維組織の製造方法として、糸を折
り返しながら配列して形成した糸層を複数積層して積層
糸群を形成し、厚さ方向に配列される糸により各糸層を
結合する方法がある。例えば、特開平1−292162
号公報に開示された方法では、ベースプレート上に所定
間隔で多数の糸案内管を立設配置する。そして、その糸
案内管をガイドとして糸をベースプレートの縦方向に折
り返し状に配列して糸層を形成する作業と、横方向に折
り返し状に配列して糸層を形成する作業と、斜め方向に
折り返し状に配列して糸層を形成する作業とを順に行っ
て所定数の糸層からなる積層糸群を形成する。次に糸案
内管に引掛具を挿入して糸案内管を引き抜き、積層糸群
の下方に供給されるかしめ糸を引掛具によって積層糸群
の上方まで引き上げ、かしめ糸のループ部にかんぬき糸
を通す。その後、かしめ糸を下方に引き戻してかしめ糸
の弛みをとるとともに積層糸群を締めつける。この操作
を順に糸案内管の本数分だけ繰り返して積層糸群をかし
め糸で結合する。
り返しながら配列して形成した糸層を複数積層して積層
糸群を形成し、厚さ方向に配列される糸により各糸層を
結合する方法がある。例えば、特開平1−292162
号公報に開示された方法では、ベースプレート上に所定
間隔で多数の糸案内管を立設配置する。そして、その糸
案内管をガイドとして糸をベースプレートの縦方向に折
り返し状に配列して糸層を形成する作業と、横方向に折
り返し状に配列して糸層を形成する作業と、斜め方向に
折り返し状に配列して糸層を形成する作業とを順に行っ
て所定数の糸層からなる積層糸群を形成する。次に糸案
内管に引掛具を挿入して糸案内管を引き抜き、積層糸群
の下方に供給されるかしめ糸を引掛具によって積層糸群
の上方まで引き上げ、かしめ糸のループ部にかんぬき糸
を通す。その後、かしめ糸を下方に引き戻してかしめ糸
の弛みをとるとともに積層糸群を締めつける。この操作
を順に糸案内管の本数分だけ繰り返して積層糸群をかし
め糸で結合する。
【0004】又、多数のピン(又はパイプ)を所定ピッ
チで立設したベースプレートを使用して三次元繊維組織
を製造する方法も提案されている(例えば、特開平4−
289241号公報、特開平4−289243号公報
等)。この方法では、ピン間に糸を折り返し状に配列し
た糸層により少なくとも2軸配向となる積層糸群を形成
した後、ピンを厚さ方向糸と置換して各糸層を結合して
三次元繊維組織を製造する。ベースプレートの形状を変
えることにより、断面がL字状やU字状など異形断面形
状の三次元繊維組織が得られる。
チで立設したベースプレートを使用して三次元繊維組織
を製造する方法も提案されている(例えば、特開平4−
289241号公報、特開平4−289243号公報
等)。この方法では、ピン間に糸を折り返し状に配列し
た糸層により少なくとも2軸配向となる積層糸群を形成
した後、ピンを厚さ方向糸と置換して各糸層を結合して
三次元繊維組織を製造する。ベースプレートの形状を変
えることにより、断面がL字状やU字状など異形断面形
状の三次元繊維組織が得られる。
【0005】積層糸群はベースプレートの表面と直接接
触する状態で形成されるのではなく、ピンと厚さ方向糸
との置換を容易とするため、ベースプレート上の各ピン
間に載置されたプレッシャープレート上に形成される。
積層糸群が形成された後、ピンと厚さ方向糸とを置換す
る場合は、積層糸群の上側にも各ピン間にプレッシャー
プレートを配置し、積層糸群を上下のプレッシャープレ
ートで挟持した状態でピンとともにベースプレート上か
ら取り外す。そして、厚さ方向糸が通された針でピンを
1本ずつ積層糸群から押し出しながら厚さ方向糸を積層
糸群内に挿通させて、ピンと厚さ方向糸との置換を行う
ようになっている。又、特開平5−272030号公報
にはピンと厚さ方向糸との置換を、1列ずつ行う方法が
開示されている。
触する状態で形成されるのではなく、ピンと厚さ方向糸
との置換を容易とするため、ベースプレート上の各ピン
間に載置されたプレッシャープレート上に形成される。
積層糸群が形成された後、ピンと厚さ方向糸とを置換す
る場合は、積層糸群の上側にも各ピン間にプレッシャー
プレートを配置し、積層糸群を上下のプレッシャープレ
ートで挟持した状態でピンとともにベースプレート上か
ら取り外す。そして、厚さ方向糸が通された針でピンを
1本ずつ積層糸群から押し出しながら厚さ方向糸を積層
糸群内に挿通させて、ピンと厚さ方向糸との置換を行う
ようになっている。又、特開平5−272030号公報
にはピンと厚さ方向糸との置換を、1列ずつ行う方法が
開示されている。
【0006】又、特開平6−184906号公報には、
2枚以上のプレート部の端部同士が互いに角度をなして
隣接された繊維構造体(三次元繊維組織)を製造する
際、糸の配列箇所全面にガイドピンを立設したベースプ
レートを使用しない方法が開示されている。この方法で
例えば、断面L字状の三次元繊維組織を製造するとき
は、図20に示すように、多数のガイドピン61が所定
ピッチで抜き取り可能に植設されたL字状の枠体62が
使用される。糸をガイドピン61に掛止して折り返すよ
うに配列し、糸の配列方向が異なる糸層を所定数積層形
成して積層糸群63を構成する。次に図21(a)に示
すように、積層糸群63の表裏両面にガイドピン61の
間隔より若干狭い幅の多数のプレス板64を配置し、プ
レス装置で挟圧する。この圧縮状態を維持したまま、プ
レス板64を1ヶ所だけ表裏2枚を一組として取り外
し、図21(b)に示すように、ベラ針65を使用して
z糸(厚さ方向糸)66をチェーンステッチ方式により
積層糸群63をかしめ縫いして結合する。ベラ針65が
取付けられた支持部材67に穿孔針68が一体に固定さ
れ、ベラ針65が挿入される位置に穿孔針68により孔
が開けられる。
2枚以上のプレート部の端部同士が互いに角度をなして
隣接された繊維構造体(三次元繊維組織)を製造する
際、糸の配列箇所全面にガイドピンを立設したベースプ
レートを使用しない方法が開示されている。この方法で
例えば、断面L字状の三次元繊維組織を製造するとき
は、図20に示すように、多数のガイドピン61が所定
ピッチで抜き取り可能に植設されたL字状の枠体62が
使用される。糸をガイドピン61に掛止して折り返すよ
うに配列し、糸の配列方向が異なる糸層を所定数積層形
成して積層糸群63を構成する。次に図21(a)に示
すように、積層糸群63の表裏両面にガイドピン61の
間隔より若干狭い幅の多数のプレス板64を配置し、プ
レス装置で挟圧する。この圧縮状態を維持したまま、プ
レス板64を1ヶ所だけ表裏2枚を一組として取り外
し、図21(b)に示すように、ベラ針65を使用して
z糸(厚さ方向糸)66をチェーンステッチ方式により
積層糸群63をかしめ縫いして結合する。ベラ針65が
取付けられた支持部材67に穿孔針68が一体に固定さ
れ、ベラ針65が挿入される位置に穿孔針68により孔
が開けられる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】糸の配列面全体に多数
のピンあるいは糸案内管を立設した状態で糸を配列した
後、ピン等の立設位置に厚さ方向糸を挿入する従来の製
造方法では、高密度の三次元繊維組織を得るためにはピ
ンのピッチが数mm程度となる。そして、ベースプレー
トに立設されるピンの本数は数千〜数万に及び、ベース
プレートへのピンの立設や厚さ方向糸の挿入に時間がか
かり、三次元繊維組織の製造に時間がかかる。
のピンあるいは糸案内管を立設した状態で糸を配列した
後、ピン等の立設位置に厚さ方向糸を挿入する従来の製
造方法では、高密度の三次元繊維組織を得るためにはピ
ンのピッチが数mm程度となる。そして、ベースプレー
トに立設されるピンの本数は数千〜数万に及び、ベース
プレートへのピンの立設や厚さ方向糸の挿入に時間がか
かり、三次元繊維組織の製造に時間がかかる。
【0008】特開平5−272030号公報に開示され
た方法では厚さ方向糸の挿入が1列分のピンに対して同
時に行われるため、1本ずつ行う方法に比較して三次元
繊維組織の生産性が向上する。しかし、積層糸群に保持
されたピンはその両端が自由状態のため先端の位置が不
安定となり、ピンと厚さ方向糸挿入針との芯合わせに時
間がかかる。
た方法では厚さ方向糸の挿入が1列分のピンに対して同
時に行われるため、1本ずつ行う方法に比較して三次元
繊維組織の生産性が向上する。しかし、積層糸群に保持
されたピンはその両端が自由状態のため先端の位置が不
安定となり、ピンと厚さ方向糸挿入針との芯合わせに時
間がかかる。
【0009】又、ピン等を厚さ方向糸で置換する際に、
プレッシャプレート等で積層糸群を押圧して糸の配置密
度を高める操作が行われるが、ピン等が積層糸群内で一
定の体積を占めているため三次元繊維組織のVfを向上
させることが難しい。ここでVfとは三次元繊維組織の
密度に相当するものであり、Vf=繊維体積/三次元繊
維組織の体積として定義される。又、ピン等を厚さ方向
糸で置換する際に、全部のピン等をベースプレートから
抜き取ってプレッシャプレート等で積層糸群を挟持した
状態に保持する。そのため、積層糸群を構成している糸
が弛み易く、複合材としたときの物性が悪くなり易い。
プレッシャプレート等で積層糸群を押圧して糸の配置密
度を高める操作が行われるが、ピン等が積層糸群内で一
定の体積を占めているため三次元繊維組織のVfを向上
させることが難しい。ここでVfとは三次元繊維組織の
密度に相当するものであり、Vf=繊維体積/三次元繊
維組織の体積として定義される。又、ピン等を厚さ方向
糸で置換する際に、全部のピン等をベースプレートから
抜き取ってプレッシャプレート等で積層糸群を挟持した
状態に保持する。そのため、積層糸群を構成している糸
が弛み易く、複合材としたときの物性が悪くなり易い。
【0010】一方、特開平6−184906号公報に開
示された方法では、糸の配列面全部にピンを立設する手
間はない。しかし、z糸66により積層糸群63を結合
するために積層糸群63の表裏全面を多数のプレス板6
4で押圧して圧縮状態を維持したまま、プレス板64を
1ヶ所だけ取り外して当該箇所でz糸の挿通を行う必要
があり作業が面倒である。即ち、ガイドピン61の間隔
より幅の狭い多数のプレス板64で積層糸群63を圧縮
状態に維持しつつ1ヶ所だけ表裏2枚を1組としてプレ
ス板64を取り外し可能とするプレス装置の構造が複雑
になる。又、積層糸群63の全面を同時に圧縮状態に維
持するため、大きな圧縮力が必要となり装置が大型化す
るという問題もある。
示された方法では、糸の配列面全部にピンを立設する手
間はない。しかし、z糸66により積層糸群63を結合
するために積層糸群63の表裏全面を多数のプレス板6
4で押圧して圧縮状態を維持したまま、プレス板64を
1ヶ所だけ取り外して当該箇所でz糸の挿通を行う必要
があり作業が面倒である。即ち、ガイドピン61の間隔
より幅の狭い多数のプレス板64で積層糸群63を圧縮
状態に維持しつつ1ヶ所だけ表裏2枚を1組としてプレ
ス板64を取り外し可能とするプレス装置の構造が複雑
になる。又、積層糸群63の全面を同時に圧縮状態に維
持するため、大きな圧縮力が必要となり装置が大型化す
るという問題もある。
【0011】本発明は前記の問題点に鑑みてなされたも
のであって、その目的は糸の配列面全面に規制部材を立
設して積層糸群を形成する工程を含む三次元繊維組織の
製造方法に比較して、積層糸群を形成するための準備作
業が簡単となるとともに繊維の配列密度の大きな三次元
繊維組織を製造することができ、しかも積層糸群を厚さ
方向糸で結合する作業が簡単となる三次元繊維組織の製
造方法及び製造装置を提供することにある。
のであって、その目的は糸の配列面全面に規制部材を立
設して積層糸群を形成する工程を含む三次元繊維組織の
製造方法に比較して、積層糸群を形成するための準備作
業が簡単となるとともに繊維の配列密度の大きな三次元
繊維組織を製造することができ、しかも積層糸群を厚さ
方向糸で結合する作業が簡単となる三次元繊維組織の製
造方法及び製造装置を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め請求項1に記載の発明では、糸が折り返し状に配列さ
れた複数の糸層を積層して形成された少なくとも2軸配
向となる積層糸群と、各糸層と直交する方向に配列され
て前記積層糸群を結合する厚さ方向糸を含む三次元繊維
組織の製造方法であって、厚さ方向糸の挿入区域と対応
する領域を囲むように規制部材が所定ピッチで配置され
た枠体上に、該規制部材間に糸を折り返し状に配列した
糸層を複数積層して少なくとも2軸配向となる積層糸群
を形成した後、前記積層糸群を前記枠体に保持した状態
で、1列に配置された複数の厚さ方向糸挿入針を厚さ方
向糸とともに積層糸群に一斉にかつ厚さ方向糸の保持部
が積層糸群の外側に出るまで突き刺し、厚さ方向糸挿入
針の突出側に厚さ方向糸のループを形成する工程と、前
記ループに抜け止め糸を厚さ方向糸挿入針の配列方向に
沿って挿通する工程と、前記ループに抜け止め糸が挿通
された後、積層糸群をその厚さ方向糸挿入針列の近くに
おいて厚さ方向の両側から押圧部材で押圧した状態で厚
さ方向糸挿入針を引き戻して締付ける工程とを繰り返し
て厚さ方向糸を所定の挿入区域に挿入し、その後、積層
糸群を枠体から取り外すようにした。
め請求項1に記載の発明では、糸が折り返し状に配列さ
れた複数の糸層を積層して形成された少なくとも2軸配
向となる積層糸群と、各糸層と直交する方向に配列され
て前記積層糸群を結合する厚さ方向糸を含む三次元繊維
組織の製造方法であって、厚さ方向糸の挿入区域と対応
する領域を囲むように規制部材が所定ピッチで配置され
た枠体上に、該規制部材間に糸を折り返し状に配列した
糸層を複数積層して少なくとも2軸配向となる積層糸群
を形成した後、前記積層糸群を前記枠体に保持した状態
で、1列に配置された複数の厚さ方向糸挿入針を厚さ方
向糸とともに積層糸群に一斉にかつ厚さ方向糸の保持部
が積層糸群の外側に出るまで突き刺し、厚さ方向糸挿入
針の突出側に厚さ方向糸のループを形成する工程と、前
記ループに抜け止め糸を厚さ方向糸挿入針の配列方向に
沿って挿通する工程と、前記ループに抜け止め糸が挿通
された後、積層糸群をその厚さ方向糸挿入針列の近くに
おいて厚さ方向の両側から押圧部材で押圧した状態で厚
さ方向糸挿入針を引き戻して締付ける工程とを繰り返し
て厚さ方向糸を所定の挿入区域に挿入し、その後、積層
糸群を枠体から取り外すようにした。
【0013】請求項2に記載の発明では、予め穿孔針で
所定位置に孔を形成した後、前記厚さ方向糸挿入針を積
層糸群に突き刺すようにした。請求項3に記載の発明で
は、厚さ方向糸の挿入区域と対応する領域を囲むように
規制部材が所定ピッチで配置された枠体を枠体上に形成
された積層糸群とともに保持する保持装置と、前記保持
装置を支持するとともに前記積層糸群の厚さ方向と直交
する方向に移動可能に設けられ、第1の駆動手段により
所定ピッチずつ移動可能な支持テーブルと、前記保持装
置に保持される積層糸群の厚さ方向に沿って移動可能に
設けられ、複数の厚さ方向糸挿入針が所定ピッチで1列
に装備された針支持体と、前記針支持体を厚さ方向糸挿
入針が保持装置に保持された積層糸群と係合不能な待機
位置と針孔が積層糸群の反対側となる位置まで積層糸群
を貫通する作用位置とに移動させる第2の駆動手段と、
前記保持装置に保持される積層糸群に対して前記厚さ方
向糸挿入針の待機位置側に配設され、前記挿入針列の挿
入位置近傍において挿入針列の移動方向に沿って移動可
能に設けられた第1の押圧部材と、前記第1の押圧部材
を、積層糸群と係合して積層糸群を挿入針列の前進側へ
押圧する作用位置と積層糸群と係合不能な待機位置とに
移動させる第1の駆動装置と、前記第1の押圧部材と対
向する位置に配設され、前記挿入針列の挿入位置近傍に
おいて挿入針列の移動方向に沿って移動可能に設けられ
た第2の押圧部材と、前記第2の押圧部材を、積層糸群
を針列の後退側へ押圧する作用位置と、積層糸群と係合
不能な待機位置とに移動させる第2の駆動装置と、前記
挿入針列の配列方向に沿って移動可能に配設され、前記
作用位置に配置されたときの挿入針列に連なる厚さ方向
糸のループを貫通する作用位置と、積層糸群と対応する
位置から退避した待機位置とに配置される抜け止め糸挿
通用針とを備えた。
所定位置に孔を形成した後、前記厚さ方向糸挿入針を積
層糸群に突き刺すようにした。請求項3に記載の発明で
は、厚さ方向糸の挿入区域と対応する領域を囲むように
規制部材が所定ピッチで配置された枠体を枠体上に形成
された積層糸群とともに保持する保持装置と、前記保持
装置を支持するとともに前記積層糸群の厚さ方向と直交
する方向に移動可能に設けられ、第1の駆動手段により
所定ピッチずつ移動可能な支持テーブルと、前記保持装
置に保持される積層糸群の厚さ方向に沿って移動可能に
設けられ、複数の厚さ方向糸挿入針が所定ピッチで1列
に装備された針支持体と、前記針支持体を厚さ方向糸挿
入針が保持装置に保持された積層糸群と係合不能な待機
位置と針孔が積層糸群の反対側となる位置まで積層糸群
を貫通する作用位置とに移動させる第2の駆動手段と、
前記保持装置に保持される積層糸群に対して前記厚さ方
向糸挿入針の待機位置側に配設され、前記挿入針列の挿
入位置近傍において挿入針列の移動方向に沿って移動可
能に設けられた第1の押圧部材と、前記第1の押圧部材
を、積層糸群と係合して積層糸群を挿入針列の前進側へ
押圧する作用位置と積層糸群と係合不能な待機位置とに
移動させる第1の駆動装置と、前記第1の押圧部材と対
向する位置に配設され、前記挿入針列の挿入位置近傍に
おいて挿入針列の移動方向に沿って移動可能に設けられ
た第2の押圧部材と、前記第2の押圧部材を、積層糸群
を針列の後退側へ押圧する作用位置と、積層糸群と係合
不能な待機位置とに移動させる第2の駆動装置と、前記
挿入針列の配列方向に沿って移動可能に配設され、前記
作用位置に配置されたときの挿入針列に連なる厚さ方向
糸のループを貫通する作用位置と、積層糸群と対応する
位置から退避した待機位置とに配置される抜け止め糸挿
通用針とを備えた。
【0014】請求項4に記載の発明では、請求項3に記
載の発明において、前記針支持体と平行に配置され、厚
さ方向糸挿入針と対応して穿孔針が所定ピッチで1列に
装備された穿孔針支持体と、前記穿孔針支持体を穿孔針
が保持装置に保持された積層糸群と係合不能な待機位置
と積層糸群を貫通する作用位置とに移動させる第3の駆
動手段とを備えている。
載の発明において、前記針支持体と平行に配置され、厚
さ方向糸挿入針と対応して穿孔針が所定ピッチで1列に
装備された穿孔針支持体と、前記穿孔針支持体を穿孔針
が保持装置に保持された積層糸群と係合不能な待機位置
と積層糸群を貫通する作用位置とに移動させる第3の駆
動手段とを備えている。
【0015】請求項5に記載の発明では、請求項3又は
請求項4に記載の発明において、前記第1の押圧部材は
前記挿入針列の配列方向に沿って延びる支持部と、支持
部と一体的に形成され各厚さ方向糸挿入針を挟んだ状態
で積層糸群を押圧可能な櫛歯部とを備えている。
請求項4に記載の発明において、前記第1の押圧部材は
前記挿入針列の配列方向に沿って延びる支持部と、支持
部と一体的に形成され各厚さ方向糸挿入針を挟んだ状態
で積層糸群を押圧可能な櫛歯部とを備えている。
【0016】
【作用】請求項1に記載の発明では、厚さ方向糸の挿入
区域と対応する領域を囲むように規制部材が所定ピッチ
で配置された枠体上に、該規制部材で折り返すように糸
が配列されて少なくとも2軸配向となる積層糸群が形成
される。積層糸群が前記枠体上に保持された状態で、1
列に配置された厚さ方向糸挿入針が積層糸群に挿通さ
れ、厚さ方向糸が積層糸群に折り返し状に挿入されてそ
のループに抜け止め糸が挿通される。積層糸群は厚さ方
向糸挿入針列の近くにおいて厚さ方向の両側から押圧部
材で押圧され、その状態で厚さ方向糸挿入針が引き戻さ
れて積層糸群の締付けと、厚さ方向糸の抜け止めとがな
される。厚さ方向糸が所定の挿入区域に挿入された後、
積層糸群が枠体から取り外される。
区域と対応する領域を囲むように規制部材が所定ピッチ
で配置された枠体上に、該規制部材で折り返すように糸
が配列されて少なくとも2軸配向となる積層糸群が形成
される。積層糸群が前記枠体上に保持された状態で、1
列に配置された厚さ方向糸挿入針が積層糸群に挿通さ
れ、厚さ方向糸が積層糸群に折り返し状に挿入されてそ
のループに抜け止め糸が挿通される。積層糸群は厚さ方
向糸挿入針列の近くにおいて厚さ方向の両側から押圧部
材で押圧され、その状態で厚さ方向糸挿入針が引き戻さ
れて積層糸群の締付けと、厚さ方向糸の抜け止めとがな
される。厚さ方向糸が所定の挿入区域に挿入された後、
積層糸群が枠体から取り外される。
【0017】請求項2に記載の発明では、予め穿孔針で
所定位置に孔が形成された後、前記厚さ方向糸挿入針が
積層糸群に突き刺される。その他の作用は請求項1に記
載の発明と同じである。
所定位置に孔が形成された後、前記厚さ方向糸挿入針が
積層糸群に突き刺される。その他の作用は請求項1に記
載の発明と同じである。
【0018】請求項3に記載の発明では、厚さ方向糸の
挿入区域と対応する領域を囲むように規制部材が所定ピ
ッチで配置された枠体を枠体上に形成された積層糸群と
ともに保持装置が保持する。この状態で第2の駆動手段
の作動により厚さ方向糸挿入針が前進移動されて積層糸
群を貫通する位置に配置される。このとき針孔が積層糸
群の反対に位置し、挿入針列に沿って厚さ方向糸のルー
プが形成される。そして、抜け止め糸挿通用針が往復動
されて前記ループに抜け止め糸が挿通される。次に第1
及び第2の駆動装置が作動されて第1及び第2の押圧部
材が作用位置に配置され、積層糸群は挿入針列の近傍に
おいて両押圧部材により圧縮状態に保持される。この状
態で第2の駆動手段が作動されて厚さ方向糸挿入針が待
機位置まで後退し、厚さ方向糸が抜け止め糸により抜け
止めされた状態で積層糸群を締め付ける。1列分の厚さ
方向糸の積層糸群への挿入、引き戻しが完了した後、第
1の駆動手段が作動されて保持装置が支持テーブルとと
もに1ピッチ移動される。以下、前記と同様にして1列
分の厚さ方向糸の積層糸群への挿入、引き戻しと、保持
装置の移動とが交互に行われる。
挿入区域と対応する領域を囲むように規制部材が所定ピ
ッチで配置された枠体を枠体上に形成された積層糸群と
ともに保持装置が保持する。この状態で第2の駆動手段
の作動により厚さ方向糸挿入針が前進移動されて積層糸
群を貫通する位置に配置される。このとき針孔が積層糸
群の反対に位置し、挿入針列に沿って厚さ方向糸のルー
プが形成される。そして、抜け止め糸挿通用針が往復動
されて前記ループに抜け止め糸が挿通される。次に第1
及び第2の駆動装置が作動されて第1及び第2の押圧部
材が作用位置に配置され、積層糸群は挿入針列の近傍に
おいて両押圧部材により圧縮状態に保持される。この状
態で第2の駆動手段が作動されて厚さ方向糸挿入針が待
機位置まで後退し、厚さ方向糸が抜け止め糸により抜け
止めされた状態で積層糸群を締め付ける。1列分の厚さ
方向糸の積層糸群への挿入、引き戻しが完了した後、第
1の駆動手段が作動されて保持装置が支持テーブルとと
もに1ピッチ移動される。以下、前記と同様にして1列
分の厚さ方向糸の積層糸群への挿入、引き戻しと、保持
装置の移動とが交互に行われる。
【0019】請求項4に記載の発明では、第3の駆動手
段の作動により穿孔針が往復動されて積層糸群に孔が形
成された後、その孔と対応する位置に厚さ方向糸挿入針
が挿通される。その他の作用は請求項3に記載の発明と
同じである。
段の作動により穿孔針が往復動されて積層糸群に孔が形
成された後、その孔と対応する位置に厚さ方向糸挿入針
が挿通される。その他の作用は請求項3に記載の発明と
同じである。
【0020】請求項5に記載の発明では、前記第1の押
圧部材は櫛歯部において各厚さ方向糸挿入針を挟んだ状
態で積層糸群を押圧する。従って、積層糸群の厚さ方向
糸挿入針が挿入された位置の近傍が効率良く圧縮され
る。その他の作用は請求項3又は請求項4に記載の発明
と同じである。
圧部材は櫛歯部において各厚さ方向糸挿入針を挟んだ状
態で積層糸群を押圧する。従って、積層糸群の厚さ方向
糸挿入針が挿入された位置の近傍が効率良く圧縮され
る。その他の作用は請求項3又は請求項4に記載の発明
と同じである。
【0021】
(実施例1)以下、本発明を具体化した第1実施例を図
1〜図15に従って説明する。先ず三次元繊維組織の製
造装置の構成を説明する。図1に示すように、製造装置
1は枠体2上に形成された積層糸群3をその厚さ方向が
水平となるように配置し、厚さ方向糸zを積層糸群3の
幅方向(図1の上下方向)に沿って1列ずつ同時に挿入
するようになっている。
1〜図15に従って説明する。先ず三次元繊維組織の製
造装置の構成を説明する。図1に示すように、製造装置
1は枠体2上に形成された積層糸群3をその厚さ方向が
水平となるように配置し、厚さ方向糸zを積層糸群3の
幅方向(図1の上下方向)に沿って1列ずつ同時に挿入
するようになっている。
【0022】図2及び図3に示すように、製造装置1の
基板4上にはその前側(図3の左側)に一対のレール5
が左右方向(図2の左右方向)に延設され、レール5に
沿って支持テーブルとしてのテーブル6が摺動可能に支
持されている。テーブル6の下方にレール5と平行にボ
ールネジ7が延設され、基板4の第1端部(図2の左
端)にはブラケット8を介してテーブル駆動用のモータ
9が固定されている。モータ9は正逆転可能に構成さ
れ、ベルト伝動機構10を介してボールネジ7を回転す
る。テーブル6の下面にはボールネジ7と螺合するボー
ルナット11が固定されている。
基板4上にはその前側(図3の左側)に一対のレール5
が左右方向(図2の左右方向)に延設され、レール5に
沿って支持テーブルとしてのテーブル6が摺動可能に支
持されている。テーブル6の下方にレール5と平行にボ
ールネジ7が延設され、基板4の第1端部(図2の左
端)にはブラケット8を介してテーブル駆動用のモータ
9が固定されている。モータ9は正逆転可能に構成さ
れ、ベルト伝動機構10を介してボールネジ7を回転す
る。テーブル6の下面にはボールネジ7と螺合するボー
ルナット11が固定されている。
【0023】テーブル6上には保持装置を構成する一対
の支持ブラケット12が突設されている。各支持ブラケ
ット12にはその上部及び下部後面に、所定の間隔をお
いて枠体2を固定するボルト(図示せず)が螺合するネ
ジ穴(図示せず)が形成されている。枠体2はそのコー
ナー部にボルト挿通孔2a(図1,図6等に図示)が形
成されている。支持ブラケット12はボルト挿通孔2a
を貫通するボルトにより、枠体2をその上に形成された
積層糸群3とともに保持する。モータ9によるボールネ
ジ7の回転駆動により、テーブル6が枠体2とともにレ
ール5に沿って所定ピッチずつ移動可能になっている。
ボールネジ7、モータ9、ベルト伝動機構10及びボー
ルナット11が第1の駆動手段を構成している。
の支持ブラケット12が突設されている。各支持ブラケ
ット12にはその上部及び下部後面に、所定の間隔をお
いて枠体2を固定するボルト(図示せず)が螺合するネ
ジ穴(図示せず)が形成されている。枠体2はそのコー
ナー部にボルト挿通孔2a(図1,図6等に図示)が形
成されている。支持ブラケット12はボルト挿通孔2a
を貫通するボルトにより、枠体2をその上に形成された
積層糸群3とともに保持する。モータ9によるボールネ
ジ7の回転駆動により、テーブル6が枠体2とともにレ
ール5に沿って所定ピッチずつ移動可能になっている。
ボールネジ7、モータ9、ベルト伝動機構10及びボー
ルナット11が第1の駆動手段を構成している。
【0024】基板4にはテーブル6より後側に一対のブ
ラケット14(一方のみ図示)が立設され、両ブラケッ
ト14間には一対のガイドロッド15がレール5と平行
に架設されている。ガイドロッド15には支持プレート
16がブラケット16a(図3に図示)を介して摺動可
能に支持されている。一方のブラケット14にはエアシ
リンダ17が固定され、そのピストンロッド17aにブ
ラケット16bを介して支持プレート16が連結されて
いる。支持プレート16はエアシリンダ17の作動によ
り所定の距離を往復移動可能となっている。
ラケット14(一方のみ図示)が立設され、両ブラケッ
ト14間には一対のガイドロッド15がレール5と平行
に架設されている。ガイドロッド15には支持プレート
16がブラケット16a(図3に図示)を介して摺動可
能に支持されている。一方のブラケット14にはエアシ
リンダ17が固定され、そのピストンロッド17aにブ
ラケット16bを介して支持プレート16が連結されて
いる。支持プレート16はエアシリンダ17の作動によ
り所定の距離を往復移動可能となっている。
【0025】支持プレート16の前後両端には一対の支
持ブラケット18が立設され、支持ブラケット18の第
1端部寄りには上下一対のガイドロッド19(図3に図
示)が平行に架設されている。両ガイドロッド19の間
には両支持ブラケット18を貫通する状態でボールネジ
20が回動可能に支持されている。両ガイドロッド19
には移動体21が摺動可能に支持され、移動体21には
ボールネジ20と螺合するボールナット22が固定され
ている。支持ブラケット18の第1端部寄りには支持板
23が固定され、支持板23にブラケット24を介して
駆動モータ25が固定されている。
持ブラケット18が立設され、支持ブラケット18の第
1端部寄りには上下一対のガイドロッド19(図3に図
示)が平行に架設されている。両ガイドロッド19の間
には両支持ブラケット18を貫通する状態でボールネジ
20が回動可能に支持されている。両ガイドロッド19
には移動体21が摺動可能に支持され、移動体21には
ボールネジ20と螺合するボールナット22が固定され
ている。支持ブラケット18の第1端部寄りには支持板
23が固定され、支持板23にブラケット24を介して
駆動モータ25が固定されている。
【0026】移動体21の前端には針支持体27が固定
されている。針支持体27は軽量化のため矩形状の枠体
として形成され、その前部に厚さ方向糸挿入針(以下、
単に挿入針という)28がピン13の配列ピッチと対応
する所定ピッチで1列に水平に固定されている。針支持
体27は前側の支持ブラケット18に形成された孔18
a(図3に図示)を貫通する状態で配設されている。駆
動モータ25は正逆転可能に構成され、ベルト伝動機構
26を介してボールネジ20を回転する。そして、駆動
モータ25の作動により針支持体27は挿入針28が支
持ブラケット12に保持された積層糸群3と係合不能な
待機位置と、針孔28a(図1,図15に図示)が積層
糸群3の反対側となる位置まで積層糸群3を貫通する作
用位置(図13及び図15(b)に示す状態)とに移動
される。ボールネジ20、ボールナット22、駆動モー
タ25及びベルト伝動機構26が第2の駆動手段を構成
する。
されている。針支持体27は軽量化のため矩形状の枠体
として形成され、その前部に厚さ方向糸挿入針(以下、
単に挿入針という)28がピン13の配列ピッチと対応
する所定ピッチで1列に水平に固定されている。針支持
体27は前側の支持ブラケット18に形成された孔18
a(図3に図示)を貫通する状態で配設されている。駆
動モータ25は正逆転可能に構成され、ベルト伝動機構
26を介してボールネジ20を回転する。そして、駆動
モータ25の作動により針支持体27は挿入針28が支
持ブラケット12に保持された積層糸群3と係合不能な
待機位置と、針孔28a(図1,図15に図示)が積層
糸群3の反対側となる位置まで積層糸群3を貫通する作
用位置(図13及び図15(b)に示す状態)とに移動
される。ボールネジ20、ボールナット22、駆動モー
タ25及びベルト伝動機構26が第2の駆動手段を構成
する。
【0027】針支持体27の後方には支持プレート(図
示せず)が両ガイドロッド19と平行に配設され、支持
プレートには図示しない厚さ方向糸供給部から繰り出さ
れる厚さ方向糸zを案内するガイドローラ(図示せず)
が1列に配設されている。
示せず)が両ガイドロッド19と平行に配設され、支持
プレートには図示しない厚さ方向糸供給部から繰り出さ
れる厚さ方向糸zを案内するガイドローラ(図示せず)
が1列に配設されている。
【0028】支持ブラケット18の第2端部寄りには上
下一対の支持ロッド31が支持ブラケット18を貫通し
た状態で摺動可能に支持されている。支持プレート16
には後側の支持ブラケット18寄りに、ブラケット32
を介してエアシリンダ33が前後方向に延びるように水
平に固定されている。両支持ロッド31は後端側が連結
板34を介して互いに連結され、連結板34がエアシリ
ンダ33のピストンロッド33aに連結されている。両
支持ロッド31の前端には穿孔針支持体35が固定さ
れ、穿孔針支持体35には穿孔針36が挿入針28と対
応した所定ピッチで1列に固定されている。穿孔針36
の列はエアシリンダ17の作動時における支持プレート
16の移動距離と等しい間隔を保って挿入針28の列と
平行に配置されている。エアシリンダ33の作動により
穿孔針支持体35は穿孔針36が支持ブラケット12に
保持された積層糸群3と係合不能な待機位置と、積層糸
群3を貫通する作用位置とに移動される。エアシリンダ
33が第3の駆動手段を構成する。
下一対の支持ロッド31が支持ブラケット18を貫通し
た状態で摺動可能に支持されている。支持プレート16
には後側の支持ブラケット18寄りに、ブラケット32
を介してエアシリンダ33が前後方向に延びるように水
平に固定されている。両支持ロッド31は後端側が連結
板34を介して互いに連結され、連結板34がエアシリ
ンダ33のピストンロッド33aに連結されている。両
支持ロッド31の前端には穿孔針支持体35が固定さ
れ、穿孔針支持体35には穿孔針36が挿入針28と対
応した所定ピッチで1列に固定されている。穿孔針36
の列はエアシリンダ17の作動時における支持プレート
16の移動距離と等しい間隔を保って挿入針28の列と
平行に配置されている。エアシリンダ33の作動により
穿孔針支持体35は穿孔針36が支持ブラケット12に
保持された積層糸群3と係合不能な待機位置と、積層糸
群3を貫通する作用位置とに移動される。エアシリンダ
33が第3の駆動手段を構成する。
【0029】図2に示すように、基板4上には前側の支
持ブラケット18の近傍にエアシリンダ37が前後方向
に延びるように水平に配設され、そのピストンロッド3
7aの先端にブラケット38を介して第1の押圧部材と
してのプレスプレート39が固定されている。図5
(a),(b)に示すように、プレスプレート39は挿
入針28列の配列方向に沿って延びる断面L字状の支持
部39aと、支持部39aと一体的に形成された櫛歯部
39bとを備えている。図5(c)に示すように、櫛歯
部39bに形成された各櫛歯40の両側面には挿入針2
8及び穿孔針36をガイドする凹部40aが形成され、
プレスプレート39は櫛歯部39bで各挿入針28ある
いは穿孔針36を挟んだ状態で積層糸群3を押圧可能と
なっている。櫛歯部39bの積層糸群3と対向する面に
は凹部39cが形成されている。プレスプレート39は
枠体2の内側の幅より若干短く形成され、枠体2と係合
せずに積層糸群3を押圧可能となっている。
持ブラケット18の近傍にエアシリンダ37が前後方向
に延びるように水平に配設され、そのピストンロッド3
7aの先端にブラケット38を介して第1の押圧部材と
してのプレスプレート39が固定されている。図5
(a),(b)に示すように、プレスプレート39は挿
入針28列の配列方向に沿って延びる断面L字状の支持
部39aと、支持部39aと一体的に形成された櫛歯部
39bとを備えている。図5(c)に示すように、櫛歯
部39bに形成された各櫛歯40の両側面には挿入針2
8及び穿孔針36をガイドする凹部40aが形成され、
プレスプレート39は櫛歯部39bで各挿入針28ある
いは穿孔針36を挟んだ状態で積層糸群3を押圧可能と
なっている。櫛歯部39bの積層糸群3と対向する面に
は凹部39cが形成されている。プレスプレート39は
枠体2の内側の幅より若干短く形成され、枠体2と係合
せずに積層糸群3を押圧可能となっている。
【0030】プレスプレート39は支持ブラケット12
に保持された積層糸群3に対して挿入針28及び穿孔針
36の待機位置側に配設され、挿入針28列の挿入位置
近傍において挿入針28列の移動方向に沿って移動可能
に配設されている。エアシリンダ37の作動によりプレ
スプレート39は支持ブラケット12に保持された積層
糸群3と係合して積層糸群3を挿入針28列の前進側へ
押圧する作用位置と、積層糸群3と係合不能な待機位置
とに移動される。エアシリンダ37が第1の駆動装置を
構成する。
に保持された積層糸群3に対して挿入針28及び穿孔針
36の待機位置側に配設され、挿入針28列の挿入位置
近傍において挿入針28列の移動方向に沿って移動可能
に配設されている。エアシリンダ37の作動によりプレ
スプレート39は支持ブラケット12に保持された積層
糸群3と係合して積層糸群3を挿入針28列の前進側へ
押圧する作用位置と、積層糸群3と係合不能な待機位置
とに移動される。エアシリンダ37が第1の駆動装置を
構成する。
【0031】図2及び図3等に示すように、基板4上に
は第2の駆動装置としてのエアシリンダ41,42が前
後方向に延びるようにブラケット43を介して水平に固
定されている。各エアシリンダ41,42のピストンロ
ッド41a,42aの先端には、対を成すプレスブロッ
ク44,45が固定されている。両プレスブロック4
4,45は平面L字状に形成されるとともにプレスプレ
ート39と同じ長さに形成されるとともに、積層糸群3
との接触部の幅がピン13のピッチより広く形成されて
いる。両プレスブロック44,45にはブラケット43
を貫通する一対のガイドロッド46がそれぞれ固定され
ている。両プレスブロック44,45はプレスプレート
39と対向する位置でかつ、凹部40aの配列位置と対
応する位置に挿入針28又は穿孔針36の進入を許容す
る隙間が生じるように互いに近接して配設されている。
エアシリンダ41,42の作動により各プレスブロック
44,45は積層糸群3を針列の後退側へ押圧する作用
位置と、積層糸群3と係合不能な待機位置とに移動され
る。両プレスブロック44,45が第2の押圧部材を構
成する。
は第2の駆動装置としてのエアシリンダ41,42が前
後方向に延びるようにブラケット43を介して水平に固
定されている。各エアシリンダ41,42のピストンロ
ッド41a,42aの先端には、対を成すプレスブロッ
ク44,45が固定されている。両プレスブロック4
4,45は平面L字状に形成されるとともにプレスプレ
ート39と同じ長さに形成されるとともに、積層糸群3
との接触部の幅がピン13のピッチより広く形成されて
いる。両プレスブロック44,45にはブラケット43
を貫通する一対のガイドロッド46がそれぞれ固定され
ている。両プレスブロック44,45はプレスプレート
39と対向する位置でかつ、凹部40aの配列位置と対
応する位置に挿入針28又は穿孔針36の進入を許容す
る隙間が生じるように互いに近接して配設されている。
エアシリンダ41,42の作動により各プレスブロック
44,45は積層糸群3を針列の後退側へ押圧する作用
位置と、積層糸群3と係合不能な待機位置とに移動され
る。両プレスブロック44,45が第2の押圧部材を構
成する。
【0032】又、テーブル6及び基板4には支持ブラケ
ット12に保持された積層糸群3の下端と対応する位置
に孔4a,6aが形成されている。そして、挿入針28
列が積層糸群3を貫通する位置と対応する位置に、抜け
止め糸挿通用針(以下、単に抜け止め糸針という)47
が挿入針28列の配列方向に沿って移動可能に配設され
ている(図1及び図3にその先端部を図示)。抜け止め
糸針47は先端にベラを有し、図示しない駆動装置によ
り往復動されて、作用位置に配置されたときの挿入針2
8列に連なる厚さ方向糸zのループを貫通する作用位置
と、積層糸群3と対応する位置から退避した待機位置と
に配置されるようになっている。
ット12に保持された積層糸群3の下端と対応する位置
に孔4a,6aが形成されている。そして、挿入針28
列が積層糸群3を貫通する位置と対応する位置に、抜け
止め糸挿通用針(以下、単に抜け止め糸針という)47
が挿入針28列の配列方向に沿って移動可能に配設され
ている(図1及び図3にその先端部を図示)。抜け止め
糸針47は先端にベラを有し、図示しない駆動装置によ
り往復動されて、作用位置に配置されたときの挿入針2
8列に連なる厚さ方向糸zのループを貫通する作用位置
と、積層糸群3と対応する位置から退避した待機位置と
に配置されるようになっている。
【0033】次に前記のように構成された製造装置1を
使用して平板状の三次元繊維組織を製造する方法を説明
する。先ず図6及び図8に示すように、厚さ方向糸zの
挿入区域と対応する領域48を囲むように多数のピン1
3が所定ピッチで着脱可能に立設された長方形状の枠体
2を使用して積層糸群3を形成する。図8に示すよう
に、第1の面内配列糸x、第2の面内配列糸y及びバイ
アス糸B1 ,B2 がそれぞれピン13と係合する状態で
折り返すようにして配列され、x糸層、y糸層及びバイ
アス糸層が積層形成される。第1の面内配列糸xは図8
(a)に示すように、枠体2の長手方向に沿って平行に
延びる状態で折り返すように配列される。第2の面内配
列糸yは図8(b)に示すように、枠体2の幅方向に沿
って平行に延びる状態で折り返すように配列される。バ
イアス糸B1 ,B2 は図8(c),(d)に示すよう
に、枠体2の長手方向に対して45°の角度をなす状態
で折り返すように配列される。なお、各糸を構成する繊
維の材質としては複合材の用途に応じてカーボン繊維、
ガラス繊維、ポリアラミド繊維等種々のものが使用され
る。
使用して平板状の三次元繊維組織を製造する方法を説明
する。先ず図6及び図8に示すように、厚さ方向糸zの
挿入区域と対応する領域48を囲むように多数のピン1
3が所定ピッチで着脱可能に立設された長方形状の枠体
2を使用して積層糸群3を形成する。図8に示すよう
に、第1の面内配列糸x、第2の面内配列糸y及びバイ
アス糸B1 ,B2 がそれぞれピン13と係合する状態で
折り返すようにして配列され、x糸層、y糸層及びバイ
アス糸層が積層形成される。第1の面内配列糸xは図8
(a)に示すように、枠体2の長手方向に沿って平行に
延びる状態で折り返すように配列される。第2の面内配
列糸yは図8(b)に示すように、枠体2の幅方向に沿
って平行に延びる状態で折り返すように配列される。バ
イアス糸B1 ,B2 は図8(c),(d)に示すよう
に、枠体2の長手方向に対して45°の角度をなす状態
で折り返すように配列される。なお、各糸を構成する繊
維の材質としては複合材の用途に応じてカーボン繊維、
ガラス繊維、ポリアラミド繊維等種々のものが使用され
る。
【0034】枠体2上に前記各糸層が所定の順序で所定
数積層され、図7に示すように、積層糸群3が形成され
る。積層糸群3の密度を高めるとともに厚さを調整する
ため、各糸層の配列が完了するたび、あるいは適宜の糸
層が形成された時点毎に糸層を上からプレスプレートで
押圧して積層糸群3を圧縮する。
数積層され、図7に示すように、積層糸群3が形成され
る。積層糸群3の密度を高めるとともに厚さを調整する
ため、各糸層の配列が完了するたび、あるいは適宜の糸
層が形成された時点毎に糸層を上からプレスプレートで
押圧して積層糸群3を圧縮する。
【0035】次に枠体2が積層糸群3とともにテーブル
6の支持ブラケット12にボルトにより固定され、エア
シリンダ17はピストンロッドの没入状態に保持され
る。そして、テーブル6は積層糸群3の厚さ方向糸挿入
区域の第1端部(図2の左端部)が穿孔針36と対応す
る原位置に配置される。なお、図2に示すテーブル6の
位置は厚さ方向糸zの挿入がほとんど終了に近づいた時
点における位置である。テーブル6が原位置に配置さ
れ、挿入針28、穿孔針36、プレスプレート39及び
プレスブロック44,45が待機位置に配置された状態
から積層糸群3への厚さ方向糸zの挿入作業が開始され
る。
6の支持ブラケット12にボルトにより固定され、エア
シリンダ17はピストンロッドの没入状態に保持され
る。そして、テーブル6は積層糸群3の厚さ方向糸挿入
区域の第1端部(図2の左端部)が穿孔針36と対応す
る原位置に配置される。なお、図2に示すテーブル6の
位置は厚さ方向糸zの挿入がほとんど終了に近づいた時
点における位置である。テーブル6が原位置に配置さ
れ、挿入針28、穿孔針36、プレスプレート39及び
プレスブロック44,45が待機位置に配置された状態
から積層糸群3への厚さ方向糸zの挿入作業が開始され
る。
【0036】図9に示す初期状態からエアシリンダ37
及びエアシリンダ41,42が作動され、図10に示す
ように、プレスプレート39及び両プレスブロック4
4,45が作用位置に配置される。そして、プレスプレ
ート39及び両プレスブロック44,45により積層糸
群3は穿孔針36列と対応する箇所が圧縮状態に保持さ
れる。その状態でエアシリンダ33が作動されて穿孔針
36が前進し、図11に示すように穿孔針36は積層糸
群3を貫通する作用位置に配置される。穿孔針36は各
櫛歯40の各凹部40aにガイドされて移動するため、
穿孔針36が多少曲がっていても穿孔針36は積層糸群
3に対して垂直に挿通される。積層糸群3は穿孔針36
の突出側が両プレスブロック44,45により押圧され
ているため、穿孔針36の前進時に各糸の配列が乱れる
ことはない。次にエアシリンダ33が作動されて穿孔針
36が後退する。積層糸群3を構成する繊維がプレスプ
レート39及び両プレスブロック44,45の圧縮作用
によりある程度密に配置された状態にあるため、穿孔針
36の抜き跡に孔3aが確実に形成される。
及びエアシリンダ41,42が作動され、図10に示す
ように、プレスプレート39及び両プレスブロック4
4,45が作用位置に配置される。そして、プレスプレ
ート39及び両プレスブロック44,45により積層糸
群3は穿孔針36列と対応する箇所が圧縮状態に保持さ
れる。その状態でエアシリンダ33が作動されて穿孔針
36が前進し、図11に示すように穿孔針36は積層糸
群3を貫通する作用位置に配置される。穿孔針36は各
櫛歯40の各凹部40aにガイドされて移動するため、
穿孔針36が多少曲がっていても穿孔針36は積層糸群
3に対して垂直に挿通される。積層糸群3は穿孔針36
の突出側が両プレスブロック44,45により押圧され
ているため、穿孔針36の前進時に各糸の配列が乱れる
ことはない。次にエアシリンダ33が作動されて穿孔針
36が後退する。積層糸群3を構成する繊維がプレスプ
レート39及び両プレスブロック44,45の圧縮作用
によりある程度密に配置された状態にあるため、穿孔針
36の抜き跡に孔3aが確実に形成される。
【0037】次にエアシリンダ17が突出作動されて支
持プレート16とともに穿孔針36列及び挿入針28列
が移動され、図12及び図15(a)に示すように挿入
針28列が孔3aと対応する位置に配置される。次にエ
アシリンダ41が作動されてプレスブロック44が待機
位置に配置された後、駆動モータ25が作動されてボー
ルネジ20が正転駆動され、挿入針28が前進して作用
位置に配置される。挿入針28は針孔28aが積層糸群
3の前方に出るまで積層糸群3に挿通される。挿入針2
8が前進端に達した後、駆動モータ25が逆転されて挿
入針28がわずかに後退させられる。その結果、図13
及び図15(b)に示すように、積層糸群3から針孔2
8aに連なる厚さ方向糸zが抜け止め糸針47の通過を
許容するループLを形成した状態となる。
持プレート16とともに穿孔針36列及び挿入針28列
が移動され、図12及び図15(a)に示すように挿入
針28列が孔3aと対応する位置に配置される。次にエ
アシリンダ41が作動されてプレスブロック44が待機
位置に配置された後、駆動モータ25が作動されてボー
ルネジ20が正転駆動され、挿入針28が前進して作用
位置に配置される。挿入針28は針孔28aが積層糸群
3の前方に出るまで積層糸群3に挿通される。挿入針2
8が前進端に達した後、駆動モータ25が逆転されて挿
入針28がわずかに後退させられる。その結果、図13
及び図15(b)に示すように、積層糸群3から針孔2
8aに連なる厚さ方向糸zが抜け止め糸針47の通過を
許容するループLを形成した状態となる。
【0038】挿入針28が積層糸群3に挿通されるとき
プレスブロック44が待機位置に配置されて積層糸群3
を押圧する力が弱くなる。しかし、挿入針28は穿孔針
36によって形成された孔3aに挿通されるため、挿入
針28の挿通時の抵抗が小さくなって積層糸群3の糸の
配列の乱れを引き起こさない。
プレスブロック44が待機位置に配置されて積層糸群3
を押圧する力が弱くなる。しかし、挿入針28は穿孔針
36によって形成された孔3aに挿通されるため、挿入
針28の挿通時の抵抗が小さくなって積層糸群3の糸の
配列の乱れを引き起こさない。
【0039】次に抜け止め糸針47が作動され、抜け止
め糸針47は前回挿通された抜け止め糸Pのループ部
(図示せず)を通って挿入針28の配列方向に沿って前
進する。抜け止め糸針47はその先端が各挿入針28に
保持された各厚さ方向糸zのループL内を次々に通過
し、積層糸群3の端部まで到達した時点で停止する。こ
のとき、抜け止め糸供給部(図示せず)に連なる抜け止
め糸Pが、抜け止め糸針47の先端に掛止される。そし
て、抜け止め糸針47はその先端にあるベラが閉じてル
ープLを引き込まないようにして引き戻され、抜け止め
糸Pが厚さ方向糸zのループL内に折り返し状に挿通さ
れる。又、抜け止め糸針47に掛止された抜け止め糸P
のループ部は前回挿入された抜け止め糸Pのループ部に
挿通された状態に配置される。
め糸針47は前回挿通された抜け止め糸Pのループ部
(図示せず)を通って挿入針28の配列方向に沿って前
進する。抜け止め糸針47はその先端が各挿入針28に
保持された各厚さ方向糸zのループL内を次々に通過
し、積層糸群3の端部まで到達した時点で停止する。こ
のとき、抜け止め糸供給部(図示せず)に連なる抜け止
め糸Pが、抜け止め糸針47の先端に掛止される。そし
て、抜け止め糸針47はその先端にあるベラが閉じてル
ープLを引き込まないようにして引き戻され、抜け止め
糸Pが厚さ方向糸zのループL内に折り返し状に挿通さ
れる。又、抜け止め糸針47に掛止された抜け止め糸P
のループ部は前回挿入された抜け止め糸Pのループ部に
挿通された状態に配置される。
【0040】その後、駆動モータ25が逆転されて挿入
針28が後退し、積層糸群3から離脱して待機位置に配
置される。又、エアシリンダ41が作動されてプレスブ
ロック44が再び作用位置に配置される。この状態で張
力調整部(図示せず)の作用により厚さ方向糸zが引き
戻され、積層糸群3内に挿入された厚さ方向糸zが抜け
止め糸Pにより抜け止めされた状態で締付けられて図1
4に示す状態となる。櫛歯部39bの積層糸群3への当
接面には各櫛歯40の凹部40aと対応する位置に凹部
39cが形成されているため、厚さ方向糸zを引き戻す
とき、厚さ方向糸zが前記当接面と積層糸群3との間に
挟まれた状態で引っ張られることが回避されて厚さ方向
糸zに無理な力が加わる虞がない。次にエアシリンダ1
7が作動され、支持プレート16とともに穿孔針36列
及び挿入針28列が図14の左方に移動されて図9に示
す初期位置に戻される。又、エアシリンダ37,41,
42が作動されてプレスプレート39及びプレスブロッ
ク44,45が待機位置に配置される。以上により厚さ
方向糸zの1回の挿入サイクルが完了する。
針28が後退し、積層糸群3から離脱して待機位置に配
置される。又、エアシリンダ41が作動されてプレスブ
ロック44が再び作用位置に配置される。この状態で張
力調整部(図示せず)の作用により厚さ方向糸zが引き
戻され、積層糸群3内に挿入された厚さ方向糸zが抜け
止め糸Pにより抜け止めされた状態で締付けられて図1
4に示す状態となる。櫛歯部39bの積層糸群3への当
接面には各櫛歯40の凹部40aと対応する位置に凹部
39cが形成されているため、厚さ方向糸zを引き戻す
とき、厚さ方向糸zが前記当接面と積層糸群3との間に
挟まれた状態で引っ張られることが回避されて厚さ方向
糸zに無理な力が加わる虞がない。次にエアシリンダ1
7が作動され、支持プレート16とともに穿孔針36列
及び挿入針28列が図14の左方に移動されて図9に示
す初期位置に戻される。又、エアシリンダ37,41,
42が作動されてプレスプレート39及びプレスブロッ
ク44,45が待機位置に配置される。以上により厚さ
方向糸zの1回の挿入サイクルが完了する。
【0041】次にモータ9が作動されてテーブル6が厚
さ方向糸zの挿入ピッチ分移動され、穿孔針36が積層
糸群3への次回の厚さ方向糸挿入位置と対向する状態と
なる。以下、前記と同様にして順次厚さ方向糸zの挿入
サイクルが実行される。その結果、積層糸群3を構成す
る各糸層が厚さ方向糸zにより結合されて三次元繊維組
織が製造される。積層糸群3の厚さ方向糸挿入区域全域
への厚さ方向糸zの挿入が終了した後、各ピン13が枠
体2から取り外されて三次元繊維組織が枠体2から取り
外され、三次元繊維組織の製造が完了する。
さ方向糸zの挿入ピッチ分移動され、穿孔針36が積層
糸群3への次回の厚さ方向糸挿入位置と対向する状態と
なる。以下、前記と同様にして順次厚さ方向糸zの挿入
サイクルが実行される。その結果、積層糸群3を構成す
る各糸層が厚さ方向糸zにより結合されて三次元繊維組
織が製造される。積層糸群3の厚さ方向糸挿入区域全域
への厚さ方向糸zの挿入が終了した後、各ピン13が枠
体2から取り外されて三次元繊維組織が枠体2から取り
外され、三次元繊維組織の製造が完了する。
【0042】なお、枠体2の第2端部近傍においてはプ
レスプレート39を作用位置に配置すると、プレスプレ
ート39が枠体2と干渉するのでプレスプレート39に
よる押圧を行わずに厚さ方向糸zの挿入が行われる。し
かし、この時点では積層糸群3の厚さ方向糸挿入区域の
大部分への厚さ方向糸zの挿入が完了している。従っ
て、積層糸群3の大部分は厚さ方向糸zにより締め付け
られた状態にあり、一方厚さ方向糸zを挿入すべき箇所
の近傍に枠体2が位置するため、プレスブロック45と
枠体2により積層糸群3が圧縮状態に保持される。その
結果、プレスプレート39による積層糸群3の押圧操作
が行われなくても厚さ方向糸zの挿入及び締付けが円滑
に行われる。
レスプレート39を作用位置に配置すると、プレスプレ
ート39が枠体2と干渉するのでプレスプレート39に
よる押圧を行わずに厚さ方向糸zの挿入が行われる。し
かし、この時点では積層糸群3の厚さ方向糸挿入区域の
大部分への厚さ方向糸zの挿入が完了している。従っ
て、積層糸群3の大部分は厚さ方向糸zにより締め付け
られた状態にあり、一方厚さ方向糸zを挿入すべき箇所
の近傍に枠体2が位置するため、プレスブロック45と
枠体2により積層糸群3が圧縮状態に保持される。その
結果、プレスプレート39による積層糸群3の押圧操作
が行われなくても厚さ方向糸zの挿入及び締付けが円滑
に行われる。
【0043】前記のように積層糸群3は厚さ方向糸zの
挿入区域と対応する領域48を囲むようにピン13が立
設された枠体2上に形成されるため、ピン13を立設す
るための準備作業の手間が大幅に削減される。
挿入区域と対応する領域48を囲むようにピン13が立
設された枠体2上に形成されるため、ピン13を立設す
るための準備作業の手間が大幅に削減される。
【0044】厚さ方向糸zの挿入区域全体にピンが立設
されたベースプレート上に糸を配列する場合と異なり、
糸の配列時に糸が折り返し用のピン以外のピンと係合し
て途中で屈曲あるいは配列ピッチが変化することがな
い。その結果、繊維の真直度が向上し、複合材としたと
きの物性が向上する。
されたベースプレート上に糸を配列する場合と異なり、
糸の配列時に糸が折り返し用のピン以外のピンと係合し
て途中で屈曲あるいは配列ピッチが変化することがな
い。その結果、繊維の真直度が向上し、複合材としたと
きの物性が向上する。
【0045】又、厚さ方向糸の挿入区域全体に立設した
ピンと厚さ方向糸とを順次置換する方法では、Vfを上
げるために積層糸群を圧縮する操作が、積層糸群内にピ
ンが存在する状態で行われる。従って、繊維を十分に圧
縮することができず、Vfはあまり向上しない。一方、
本発明では圧縮箇所にピンが存在しない状態で積層糸群
3の圧縮が行われ、しかも1列分の厚さ方向糸zの挿入
領域と対応する箇所が部分的に圧縮される。従って、圧
縮を行うプレスプレート39及びプレスブロック44,
45を小さな動力で作動でき、積層糸群3の挿入針28
が挿入された位置の近傍が効率良く圧縮され、厚さ方向
糸z及び抜け止め糸Pによる積層糸群3の締付けが円滑
に行われる。
ピンと厚さ方向糸とを順次置換する方法では、Vfを上
げるために積層糸群を圧縮する操作が、積層糸群内にピ
ンが存在する状態で行われる。従って、繊維を十分に圧
縮することができず、Vfはあまり向上しない。一方、
本発明では圧縮箇所にピンが存在しない状態で積層糸群
3の圧縮が行われ、しかも1列分の厚さ方向糸zの挿入
領域と対応する箇所が部分的に圧縮される。従って、圧
縮を行うプレスプレート39及びプレスブロック44,
45を小さな動力で作動でき、積層糸群3の挿入針28
が挿入された位置の近傍が効率良く圧縮され、厚さ方向
糸z及び抜け止め糸Pによる積層糸群3の締付けが円滑
に行われる。
【0046】又、積層糸群内にピンが挿通された状態で
圧縮を受けると、繊維がピンの外形に沿って屈曲すると
ともにピンを抜いても回復せず、厚さ方向糸より大径の
ピンの抜き跡がそのまま残る。その結果、三次元繊維組
織に樹脂を含浸させて複合材を形成したときにその箇所
が樹脂リッチ部となって複合材の物性が低下する。しか
し、本発明ではそのような虞がない。
圧縮を受けると、繊維がピンの外形に沿って屈曲すると
ともにピンを抜いても回復せず、厚さ方向糸より大径の
ピンの抜き跡がそのまま残る。その結果、三次元繊維組
織に樹脂を含浸させて複合材を形成したときにその箇所
が樹脂リッチ部となって複合材の物性が低下する。しか
し、本発明ではそのような虞がない。
【0047】又、枠体2上に形成された積層糸群3は厚
さ方向糸zの挿入作業が完了するまでピン13を介して
枠体2上に支持されているため、積層糸群3を構成する
各糸の繊維は三次元繊維組織の製造が終了するまで配列
時の緊張状態が保持される。その結果、積層糸群を形成
した後、積層糸群をピンとともにベースプレートから取
り外して別の保持手段で保持する方法に比較して、三次
元繊維組織を構成する繊維の真直度が向上し、複合材と
したときの物性が向上する。
さ方向糸zの挿入作業が完了するまでピン13を介して
枠体2上に支持されているため、積層糸群3を構成する
各糸の繊維は三次元繊維組織の製造が終了するまで配列
時の緊張状態が保持される。その結果、積層糸群を形成
した後、積層糸群をピンとともにベースプレートから取
り外して別の保持手段で保持する方法に比較して、三次
元繊維組織を構成する繊維の真直度が向上し、複合材と
したときの物性が向上する。
【0048】(実施例2)次に第2実施例を図16及び
図17に従って説明する。この実施例は積層糸群3を形
成するための枠体2の構成が前記実施例と異なり、その
他の構成は同じである。図16に示すように、枠体2は
領域48の周囲に1列に配列されたピン13の外側にピ
ン49が所定ピッチで立設されている。各ピン49は上
側が枠体2の外側に向かって傾斜するとともに取り外し
可能に固定されている。
図17に従って説明する。この実施例は積層糸群3を形
成するための枠体2の構成が前記実施例と異なり、その
他の構成は同じである。図16に示すように、枠体2は
領域48の周囲に1列に配列されたピン13の外側にピ
ン49が所定ピッチで立設されている。各ピン49は上
側が枠体2の外側に向かって傾斜するとともに取り外し
可能に固定されている。
【0049】積層糸群3を構成する糸はガイドパイプを
経て繰り出されるため、積層糸群3を構成する各糸を順
次ピン13と係合して折り返し状に配列するとき、各糸
を前に配列された糸層と接触するように配列することは
非常に難しい。すなわち、糸を供給するパイプが前に配
列された糸層と接触すると糸を傷つける虞があるため、
糸はピン13に対して当該糸層より上側において係合し
た状態で折り返されて配列される。従って、層数が多い
場合は、前記実施例のように糸層が1層配列される毎あ
るいは数層配列される毎に、配列糸層を枠体2側に移動
させる必要がある。
経て繰り出されるため、積層糸群3を構成する各糸を順
次ピン13と係合して折り返し状に配列するとき、各糸
を前に配列された糸層と接触するように配列することは
非常に難しい。すなわち、糸を供給するパイプが前に配
列された糸層と接触すると糸を傷つける虞があるため、
糸はピン13に対して当該糸層より上側において係合し
た状態で折り返されて配列される。従って、層数が多い
場合は、前記実施例のように糸層が1層配列される毎あ
るいは数層配列される毎に、配列糸層を枠体2側に移動
させる必要がある。
【0050】この実施例ではピン13の外側に配列され
たピン49と係合した状態で糸が折り返されて順次配列
される。例えば第1の面内配列糸xを配列する場合、図
17に鎖線で示すように面内配列糸xをピン49の上側
と係合した状態で折り返すように配列して張力を掛ける
と、面内配列糸xはピン49の傾斜に沿って自動的に枠
体2側へ移動する。そして、当該x糸層の配列が完了し
たときには、面内配列糸xは枠体2側に押圧された状態
に保持される。他の面内配列糸の場合も同様にピン49
の上側と係合した状態で折り返すように配列すると、糸
は自動的に枠体2側に移動される。従って、糸層の数が
多い場合も途中で配列動作を中断して配列糸層を枠体2
側へ移動させる作業を行4必要がなく、最後まで連続し
て糸の配列を行うことができる。
たピン49と係合した状態で糸が折り返されて順次配列
される。例えば第1の面内配列糸xを配列する場合、図
17に鎖線で示すように面内配列糸xをピン49の上側
と係合した状態で折り返すように配列して張力を掛ける
と、面内配列糸xはピン49の傾斜に沿って自動的に枠
体2側へ移動する。そして、当該x糸層の配列が完了し
たときには、面内配列糸xは枠体2側に押圧された状態
に保持される。他の面内配列糸の場合も同様にピン49
の上側と係合した状態で折り返すように配列すると、糸
は自動的に枠体2側に移動される。従って、糸層の数が
多い場合も途中で配列動作を中断して配列糸層を枠体2
側へ移動させる作業を行4必要がなく、最後まで連続し
て糸の配列を行うことができる。
【0051】又、複合材の物性を向上させるため糸に張
力が掛かった状態で配列されるが、張力が強いとその張
力によってピン49に対して枠体2の内側に向かう力が
作用してピン49が内側に曲がる。しかし、糸の配列位
置は内側に配列されたピン13により精度良く規制され
るとともに、ピン49はもともと外側に傾斜しているた
め、多少曲がっても支障はない。ピン13を外側に傾斜
して立設させても糸は自動的に枠体2側に移動するが、
糸層の数が多くなって積層糸群3が厚くなると、断面が
長方形の三次元繊維組織を形成するのが難しい。
力が掛かった状態で配列されるが、張力が強いとその張
力によってピン49に対して枠体2の内側に向かう力が
作用してピン49が内側に曲がる。しかし、糸の配列位
置は内側に配列されたピン13により精度良く規制され
るとともに、ピン49はもともと外側に傾斜しているた
め、多少曲がっても支障はない。ピン13を外側に傾斜
して立設させても糸は自動的に枠体2側に移動するが、
糸層の数が多くなって積層糸群3が厚くなると、断面が
長方形の三次元繊維組織を形成するのが難しい。
【0052】なお、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、次のように具体化してもよい。 (1)平板以外の形状、例えばアングル形状、角筒形
状、円筒形状あるいは有底筒状体の側面の一部を切り欠
いた形状の三次元繊維組織に適用してもよい。アングル
形状の三次元繊維組織を製造する場合は、図18に示す
枠体50を使用する。枠体50はコーナー部に段差部5
0aが形成されるとともに、枠体50の幅方向に延びる
溝51が形成されている。溝51には支持バー52が取
り外し可能に嵌合され、支持バー52にはピン13aが
取り外し可能に突設されている。又、段差部50aには
溝51の間にピン13が取り外し可能に突設されてい
る。
ものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。 (1)平板以外の形状、例えばアングル形状、角筒形
状、円筒形状あるいは有底筒状体の側面の一部を切り欠
いた形状の三次元繊維組織に適用してもよい。アングル
形状の三次元繊維組織を製造する場合は、図18に示す
枠体50を使用する。枠体50はコーナー部に段差部5
0aが形成されるとともに、枠体50の幅方向に延びる
溝51が形成されている。溝51には支持バー52が取
り外し可能に嵌合され、支持バー52にはピン13aが
取り外し可能に突設されている。又、段差部50aには
溝51の間にピン13が取り外し可能に突設されてい
る。
【0053】この枠体50を使用して例えば特開平4−
289241号公報に開示されたように各面内配列糸を
配列して積層糸群3を形成する。そして、積層糸群3を
形成した後、枠体50をテーブル6上の支持ブラケット
に固定して、厚さ方向糸zの挿入作業を行う。支持ブラ
ケットの形状及び配置は枠体50の形状に合わせて設定
され、支持ブラケットは枠体50のコーナー部の曲率中
心を通る軸の回りに枠体50とともに回動可能にテーブ
ル6上に装備される。そして、前記実施例とほぼ同様に
厚さ方向糸zの挿入が行われる。コーナー部に配置され
た各支持バー52は、厚さ方向糸zを挿入する箇所のみ
枠体50から順に取り外し、当該箇所に厚さ方向糸zが
挿入された後、再度枠体50に取り付けられる。支持バ
ー52を取り外すときは、支持バー52のピン13aを
支持バー52との係合が解除され、かつ積層糸群3に挿
通された位置まで抜き上げ、その状態で支持バー52を
枠体50から取り外す。なお、厚さ方向糸zはピン13
の突出側から積層糸群3に挿入される。又、プレスブロ
ック44,45の先端部を取り外し可能に構成し、コー
ナー部と対応する位置に厚さ方向糸zを挿入するとき
に、先端部を積層糸群3のコーナー部の形状と対応した
形状のものと交換するのが好ましい。
289241号公報に開示されたように各面内配列糸を
配列して積層糸群3を形成する。そして、積層糸群3を
形成した後、枠体50をテーブル6上の支持ブラケット
に固定して、厚さ方向糸zの挿入作業を行う。支持ブラ
ケットの形状及び配置は枠体50の形状に合わせて設定
され、支持ブラケットは枠体50のコーナー部の曲率中
心を通る軸の回りに枠体50とともに回動可能にテーブ
ル6上に装備される。そして、前記実施例とほぼ同様に
厚さ方向糸zの挿入が行われる。コーナー部に配置され
た各支持バー52は、厚さ方向糸zを挿入する箇所のみ
枠体50から順に取り外し、当該箇所に厚さ方向糸zが
挿入された後、再度枠体50に取り付けられる。支持バ
ー52を取り外すときは、支持バー52のピン13aを
支持バー52との係合が解除され、かつ積層糸群3に挿
通された位置まで抜き上げ、その状態で支持バー52を
枠体50から取り外す。なお、厚さ方向糸zはピン13
の突出側から積層糸群3に挿入される。又、プレスブロ
ック44,45の先端部を取り外し可能に構成し、コー
ナー部と対応する位置に厚さ方向糸zを挿入するとき
に、先端部を積層糸群3のコーナー部の形状と対応した
形状のものと交換するのが好ましい。
【0054】(2)(1)において厚さ方向糸zの挿入
時に枠体50から取り外された支持バー52は、挿入後
に必ずしも再度枠体50に取り付ける必要はなく、支持
バー52を取り外したまま厚さ方向糸zの挿入を行って
もよい。この場合、支持バー52から取り外されたピン
13aを枠体50に積極的に支持されない状態とせず、
厚さ方向糸挿入領域にはみ出さないように支持片を溝5
1に嵌合し、支持片の孔にピン13aを挿入して固定し
てもよい。そうすれば、支持バー52を再度取り付けな
くてもコーナー部への厚さ方向糸zの挿入時に繊維の配
列が乱れ難くなる。
時に枠体50から取り外された支持バー52は、挿入後
に必ずしも再度枠体50に取り付ける必要はなく、支持
バー52を取り外したまま厚さ方向糸zの挿入を行って
もよい。この場合、支持バー52から取り外されたピン
13aを枠体50に積極的に支持されない状態とせず、
厚さ方向糸挿入領域にはみ出さないように支持片を溝5
1に嵌合し、支持片の孔にピン13aを挿入して固定し
てもよい。そうすれば、支持バー52を再度取り付けな
くてもコーナー部への厚さ方向糸zの挿入時に繊維の配
列が乱れ難くなる。
【0055】(3)積層糸群3の形状が図19(a)に
示すように、有底筒状体の側面の一部を切り欠いた形状
の場合は、第1実施例のように抜け止め糸Pを折り返し
状に挿入することが難しい。このような場合は、積層糸
群3の閉鎖側の面と対応する位置に挿入される厚さ方向
糸zを、図19(b)に示すように抜け止め糸針47で
掛止して厚さ方向糸zのループLに挿通して抜け止め糸
としても使用することにより、ほぼ同じ装置で三次元繊
維組織を製造できる。
示すように、有底筒状体の側面の一部を切り欠いた形状
の場合は、第1実施例のように抜け止め糸Pを折り返し
状に挿入することが難しい。このような場合は、積層糸
群3の閉鎖側の面と対応する位置に挿入される厚さ方向
糸zを、図19(b)に示すように抜け止め糸針47で
掛止して厚さ方向糸zのループLに挿通して抜け止め糸
としても使用することにより、ほぼ同じ装置で三次元繊
維組織を製造できる。
【0056】(4)第2実施例において内側に配列され
るピン13は必ずしも取り外し可能でなくてもよい。外
側のピン49を取り外せばピン13が枠体2に立設され
た状態であっても三次元繊維組織をピン13から取り外
すことができる。
るピン13は必ずしも取り外し可能でなくてもよい。外
側のピン49を取り外せばピン13が枠体2に立設され
た状態であっても三次元繊維組織をピン13から取り外
すことができる。
【0057】(5)プレスプレート39による押圧力を
調整可能とし、穿孔針36及び挿入針28の挿入時にプ
レスプレート39の押圧力を弱くし、厚さ方向糸zの引
き戻し時に押圧力を強くしてもよい。又、穿孔針36及
び挿入針28の挿入時にプレスプレート39を待機位置
に配置してプレスブロックのみを作用位置に配置しても
よい。この場合、繊維が密に圧縮されていない状態で穿
孔針36及び挿入針28が積層糸群3に挿通されるた
め、穿孔針36及び挿入針28の挿通時の抵抗が少なく
なって円滑に挿通できる。
調整可能とし、穿孔針36及び挿入針28の挿入時にプ
レスプレート39の押圧力を弱くし、厚さ方向糸zの引
き戻し時に押圧力を強くしてもよい。又、穿孔針36及
び挿入針28の挿入時にプレスプレート39を待機位置
に配置してプレスブロックのみを作用位置に配置しても
よい。この場合、繊維が密に圧縮されていない状態で穿
孔針36及び挿入針28が積層糸群3に挿通されるた
め、穿孔針36及び挿入針28の挿通時の抵抗が少なく
なって円滑に挿通できる。
【0058】(6)積層糸群3の厚さや繊維の種類によ
っては穿孔針36による孔開けを行わずに、挿入針28
を積層糸群3に直接挿入してもよい場合がある。 (7)積層糸群3に対して挿入針28の突出側に配置さ
れるプレスブロック44,45は2個一組に限らず、1
個でもよい。1個とする場合はプレスブロックが作用位
置に配置された状態で挿入針28が積層糸群3に挿通さ
れたとき、挿入針28の突出側における厚さ方向糸zの
ループLの形成に支障を来さない側に配置する。
っては穿孔針36による孔開けを行わずに、挿入針28
を積層糸群3に直接挿入してもよい場合がある。 (7)積層糸群3に対して挿入針28の突出側に配置さ
れるプレスブロック44,45は2個一組に限らず、1
個でもよい。1個とする場合はプレスブロックが作用位
置に配置された状態で挿入針28が積層糸群3に挿通さ
れたとき、挿入針28の突出側における厚さ方向糸zの
ループLの形成に支障を来さない側に配置する。
【0059】(8)プレスプレート39の櫛歯部39b
の凹部39cを省略して積層糸群3との当接面を平坦に
してもよい。又、櫛歯40の隙間を挿入針28及び穿孔
針36の外径より若干大きくして凹部40aを省略して
もよい。又、プレスプレート39として櫛歯部39bが
なく、挿入針28列に沿って延びる単なる直線状の押圧
部を備えたものを使用してもよい。
の凹部39cを省略して積層糸群3との当接面を平坦に
してもよい。又、櫛歯40の隙間を挿入針28及び穿孔
針36の外径より若干大きくして凹部40aを省略して
もよい。又、プレスプレート39として櫛歯部39bが
なく、挿入針28列に沿って延びる単なる直線状の押圧
部を備えたものを使用してもよい。
【0060】(9)挿入針28を水平方向に移動させる
代わりに、上下方向に移動させる構成とし、それに対応
して各部の配置を変更してもよい。 (10)抜け止め糸Pのループ部を前回挿通された抜け
止め糸Pのループ部に順次挿通してループ部の抜け止め
を行う代わりに、単に厚さ方向糸zの締付けにより抜け
止め糸Pの抜け止めを行ってもよい。
代わりに、上下方向に移動させる構成とし、それに対応
して各部の配置を変更してもよい。 (10)抜け止め糸Pのループ部を前回挿通された抜け
止め糸Pのループ部に順次挿通してループ部の抜け止め
を行う代わりに、単に厚さ方向糸zの締付けにより抜け
止め糸Pの抜け止めを行ってもよい。
【0061】(11)積層糸群3は少なくとも面内2軸
配向であればよく、バイアス糸B1,B2 をなくして面内
2軸配向としたり、対を成すバイアス糸B1 ,B2 を第
2の面内配列糸yに対して±60°の傾斜角度をなすよ
うに配列するとともに第1の面内配列糸xをなくして面
内3軸配向としてもよい。又、面内4軸配向の構成にお
いても積層糸群3を構成するバイアス糸B1 ,B2 の傾
斜角度を45°以外にしてもよい。
配向であればよく、バイアス糸B1,B2 をなくして面内
2軸配向としたり、対を成すバイアス糸B1 ,B2 を第
2の面内配列糸yに対して±60°の傾斜角度をなすよ
うに配列するとともに第1の面内配列糸xをなくして面
内3軸配向としてもよい。又、面内4軸配向の構成にお
いても積層糸群3を構成するバイアス糸B1 ,B2 の傾
斜角度を45°以外にしてもよい。
【0062】前記実施例及び変更例から把握できる請求
項記載以外の発明について、以下にその効果とともに記
載する。 (1)積層糸群を形成するための枠体の内側寄りにピン
を所定ピッチで垂直に立設し、その外側にピンを外側に
傾斜した状態で取り外し可能に立設する。この枠体を使
用すると、積層糸群を構成する糸層の数が多い場合で
も、枠体上への糸の配列を連続動作で最後まで行うこと
ができる。
項記載以外の発明について、以下にその効果とともに記
載する。 (1)積層糸群を形成するための枠体の内側寄りにピン
を所定ピッチで垂直に立設し、その外側にピンを外側に
傾斜した状態で取り外し可能に立設する。この枠体を使
用すると、積層糸群を構成する糸層の数が多い場合で
も、枠体上への糸の配列を連続動作で最後まで行うこと
ができる。
【0063】(2)請求項2に記載の発明において、積
層糸群への穿孔針の挿通に先立って、積層糸群の次に穿
孔針が挿通される箇所及びその近傍を厚さ方向の両側か
ら押圧部材で押圧した後、穿孔針側の押圧部材による押
圧を解除した状態で穿孔針を積層糸群に挿通する。この
場合、積層糸群を構成する繊維がある程度密に配置され
た状態にあるため、穿孔針の抜き跡に孔が形成されて厚
さ方向糸挿入針の挿通が円滑に行われる。
層糸群への穿孔針の挿通に先立って、積層糸群の次に穿
孔針が挿通される箇所及びその近傍を厚さ方向の両側か
ら押圧部材で押圧した後、穿孔針側の押圧部材による押
圧を解除した状態で穿孔針を積層糸群に挿通する。この
場合、積層糸群を構成する繊維がある程度密に配置され
た状態にあるため、穿孔針の抜き跡に孔が形成されて厚
さ方向糸挿入針の挿通が円滑に行われる。
【0064】(3)請求項5に記載の発明において、第
2の駆動手段及び第3の駆動手段を厚さ方向糸挿入針列
及び穿孔針列の間隔だけ往復移動させる駆動手段を設け
る。この場合、穿孔針により形成された孔と対応する位
置に厚さ方向糸挿入針を容易に配置できる。
2の駆動手段及び第3の駆動手段を厚さ方向糸挿入針列
及び穿孔針列の間隔だけ往復移動させる駆動手段を設け
る。この場合、穿孔針により形成された孔と対応する位
置に厚さ方向糸挿入針を容易に配置できる。
【0065】
【発明の効果】以上詳述したように請求項1〜請求項5
に記載の発明によれば、糸の配列面全面に規制部材を立
設して積層糸群を形成する工程を含む三次元繊維組織の
製造方法に比較して、積層糸群を形成するための準備作
業が簡単となるとともに繊維の配列密度の大きな三次元
繊維組織を製造することができ、しかも積層糸群を厚さ
方向糸で結合する作業が簡単となる。
に記載の発明によれば、糸の配列面全面に規制部材を立
設して積層糸群を形成する工程を含む三次元繊維組織の
製造方法に比較して、積層糸群を形成するための準備作
業が簡単となるとともに繊維の配列密度の大きな三次元
繊維組織を製造することができ、しかも積層糸群を厚さ
方向糸で結合する作業が簡単となる。
【0066】請求項2及び請求項4に記載の発明では厚
さ方向糸挿入針の積層糸群への挿通が円滑に行われる。
又、請求項5に記載の発明では、積層糸群の厚さ方向糸
挿入針が挿入された位置の近傍が効率良く圧縮され、厚
さ方向糸及び抜け止め糸による積層糸群の締付けが円滑
に行われる。
さ方向糸挿入針の積層糸群への挿通が円滑に行われる。
又、請求項5に記載の発明では、積層糸群の厚さ方向糸
挿入針が挿入された位置の近傍が効率良く圧縮され、厚
さ方向糸及び抜け止め糸による積層糸群の締付けが円滑
に行われる。
【図1】 第1実施例の三次元繊維組織製造装置の概略
斜視図。
斜視図。
【図2】 同じく一部破断概略平面図。
【図3】 同じく一部破断概略側面図。
【図4】 図2の部分拡大図。
【図5】 (a)は第1のプレスプレートの平面図、
(b)は断面図、(c)は櫛歯の部分拡大平面図。
(b)は断面図、(c)は櫛歯の部分拡大平面図。
【図6】 枠体の概略斜視図。
【図7】 積層糸群が形成された状態を示す概略斜視
図。
図。
【図8】 糸の配列状態を示す模式図。
【図9】 厚さ方向糸の挿入手順を示す模式断面図。
【図10】 厚さ方向糸の挿入手順を示す模式断面図。
【図11】 厚さ方向糸の挿入手順を示す模式断面図。
【図12】 厚さ方向糸の挿入手順を示す模式断面図。
【図13】 厚さ方向糸の挿入手順を示す模式断面図。
【図14】 厚さ方向糸の挿入手順を示す模式断面図。
【図15】 (a)は図12の部分拡大図、(b)は図
13の部分拡大図。
13の部分拡大図。
【図16】 第2実施例の枠体の概略斜視図。
【図17】 糸の配列時の作用を示す模式断面図。
【図18】 変更例の枠体の概略斜視図。
【図19】 (a)は別の変更例の積層糸群の概略斜視
図、(b)は抜け止め糸の挿入作用を示す模式断面図。
図、(b)は抜け止め糸の挿入作用を示す模式断面図。
【図20】 従来技術の枠体の概略斜視図。
【図21】 (a)は同じくプレス板を配置した部分概
略斜視図、(b)はz糸の挿入状態を示す模式断面図。
略斜視図、(b)はz糸の挿入状態を示す模式断面図。
2,50…枠体、3…積層糸群、7…第1の駆動手段を
構成するボールネジ、9…同じくモータ、10…同じく
ベルト伝動機構、12…保持装置を構成する支持ブラケ
ット、13,13a,49…ピン、20…第2の駆動手
段を構成するボールネジ、25…同じく駆動モータ、2
6…同じくベルト伝動機構、27…針支持体、28…
(厚さ方向糸)挿入針、28a…保持部としての針孔、
33…第3の駆動手段を構成するエアシリンダ、35…
穿孔針支持体、36…穿孔針、37…第1の駆動装置を
構成するエアシリンダ、39…第1の押圧部材としての
プレスプレート、39b…櫛歯部、41,42…第2の
駆動装置としてのエアシリンダ、44,45…第2の押
圧部材としてのプレスブロック、47…抜け止め糸(挿
通用)針、48…領域、z…厚さ方向糸、L…ループ、
P…抜け止め糸。
構成するボールネジ、9…同じくモータ、10…同じく
ベルト伝動機構、12…保持装置を構成する支持ブラケ
ット、13,13a,49…ピン、20…第2の駆動手
段を構成するボールネジ、25…同じく駆動モータ、2
6…同じくベルト伝動機構、27…針支持体、28…
(厚さ方向糸)挿入針、28a…保持部としての針孔、
33…第3の駆動手段を構成するエアシリンダ、35…
穿孔針支持体、36…穿孔針、37…第1の駆動装置を
構成するエアシリンダ、39…第1の押圧部材としての
プレスプレート、39b…櫛歯部、41,42…第2の
駆動装置としてのエアシリンダ、44,45…第2の押
圧部材としてのプレスブロック、47…抜け止め糸(挿
通用)針、48…領域、z…厚さ方向糸、L…ループ、
P…抜け止め糸。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹内 純治 愛知県刈谷市豊田町2丁目1番地 株式会 社豊田自動織機製作所内
Claims (5)
- 【請求項1】 糸が折り返し状に配列された複数の糸層
を積層して形成された少なくとも2軸配向となる積層糸
群と、各糸層と直交する方向に配列されて前記積層糸群
を結合する厚さ方向糸を含む三次元繊維組織の製造方法
であって、 厚さ方向糸の挿入区域と対応する領域を囲むように規制
部材が所定ピッチで配置された枠体上に、該規制部材間
に糸を折り返し状に配列した糸層を複数積層して少なく
とも2軸配向となる積層糸群を形成した後、前記積層糸
群を前記枠体に保持した状態で、1列に配置された複数
の厚さ方向糸挿入針を厚さ方向糸とともに積層糸群に一
斉にかつ厚さ方向糸の保持部が積層糸群の外側に出るま
で突き刺し、厚さ方向糸挿入針の突出側に厚さ方向糸の
ループを形成する工程と、前記ループに抜け止め糸を厚
さ方向糸挿入針の配列方向に沿って挿通する工程と、前
記ループに抜け止め糸が挿通された後、積層糸群をその
厚さ方向糸挿入針列の近くにおいて厚さ方向の両側から
押圧部材で押圧した状態で厚さ方向糸挿入針を引き戻し
て締付ける工程とを繰り返して厚さ方向糸を所定の挿入
区域に挿入し、その後、積層糸群を前記枠体から取り外
すようにした三次元繊維組織の製造方法。 - 【請求項2】 予め穿孔針で所定位置に孔を形成した
後、前記厚さ方向糸挿入針を積層糸群に突き刺すように
した請求項1に記載の三次元繊維組織の製造方法。 - 【請求項3】 厚さ方向糸の挿入区域と対応する領域を
囲むように規制部材が所定ピッチで配置された枠体を枠
体上に形成された積層糸群とともに保持する保持装置
と、 前記保持装置を支持するとともに前記積層糸群の厚さ方
向と直交する方向に移動可能に設けられ、第1の駆動手
段により所定ピッチずつ移動可能な支持テーブルと、 前記保持装置に保持される積層糸群の厚さ方向に沿って
移動可能に設けられ、複数の厚さ方向糸挿入針が所定ピ
ッチで1列に装備された針支持体と、 前記針支持体を厚さ方向糸挿入針が保持装置に保持され
た積層糸群と係合不能な待機位置と針孔が積層糸群の反
対側となる位置まで積層糸群を貫通する作用位置とに移
動させる第2の駆動手段と、 前記保持装置に保持される積層糸群に対して前記厚さ方
向糸挿入針の待機位置側に配設され、前記挿入針列の挿
入位置近傍において挿入針列の移動方向に沿って移動可
能に設けられた第1の押圧部材と、 前記第1の押圧部材を、積層糸群と係合して積層糸群を
挿入針列の前進側へ押圧する作用位置と積層糸群と係合
不能な待機位置とに移動させる第1の駆動装置と、 前記第1の押圧部材と対向する位置に配設され、前記挿
入針列の挿入位置近傍において挿入針列の移動方向に沿
って移動可能に設けられた第2の押圧部材と、 前記第2の押圧部材を、積層糸群を針列の後退側へ押圧
する作用位置と、積層糸群と係合不能な待機位置とに移
動させる第2の駆動装置と、 前記挿入針列の配列方向に沿って移動可能に配設され、
前記作用位置に配置されたときの挿入針列に連なる厚さ
方向糸のループを貫通する作用位置と、積層糸群と対応
する位置から退避した待機位置とに配置される抜け止め
糸挿通用針とを備えた三次元繊維組織の製造装置。 - 【請求項4】 前記針支持体と平行に配置され、厚さ方
向糸挿入針と対応して穿孔針が所定ピッチで1列に装備
された穿孔針支持体と、 前記穿孔針支持体を穿孔針が保持装置に保持された積層
糸群と係合不能な待機位置と積層糸群を貫通する作用位
置とに移動させる第3の駆動手段とを備えている請求項
3に記載の三次元繊維組織の製造装置。 - 【請求項5】 前記第1の押圧部材は前記挿入針列の配
列方向に沿って延びる支持部と、支持部と一体的に形成
され各厚さ方向糸挿入針を挟んだ状態で積層糸群を押圧
可能な櫛歯部とを備えている請求項3又は請求項4に記
載の三次元繊維組織の製造装置。
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