JPH111844A - Yarn insertion device in the direction of thickness of three-dimensional fibrous texture - Google Patents
Yarn insertion device in the direction of thickness of three-dimensional fibrous textureInfo
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- JPH111844A JPH111844A JP14951097A JP14951097A JPH111844A JP H111844 A JPH111844 A JP H111844A JP 14951097 A JP14951097 A JP 14951097A JP 14951097 A JP14951097 A JP 14951097A JP H111844 A JPH111844 A JP H111844A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は三次元繊維組織の厚
さ方向糸挿入装置に係り、詳しくは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が、各
糸層と直交する方向に配列された厚さ方向糸にて結合さ
れた構造の三次元繊維組織を製造する際に使用される三
次元繊維組織の厚さ方向糸挿入装置に関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for inserting a three-dimensional fiber structure in the thickness direction, and more particularly, to a yarn group in which at least biaxial orientation formed by laminating a plurality of yarn layers is formed in each yarn layer. The present invention relates to a three-dimensional fiber structure thickness direction yarn insertion device used when manufacturing a three-dimensional fiber structure having a structure joined by thickness direction yarns arranged in a direction perpendicular to the direction.
【０００２】[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。BACKGROUND OF THE INVENTION Fiber reinforced composites are widely used as lightweight structural materials. There is a three-dimensional fabric (three-dimensional fiber structure) as a reinforcing base material for a composite material. A composite material using this three-dimensional fabric as a skeleton material and a resin or an inorganic material as a matrix is expected to be widely used as a structural material for rockets, aircraft, automobiles, ships, and buildings.
【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、特開昭６１−２０１０６
３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。[0003] As a method of producing a three-dimensional fiber structure, a method of forming a laminated yarn group by laminating a plurality of yarn layers formed by folding and arranging yarns, and combining the yarn layers with the yarns arranged in the thickness direction. There is. For example, JP-A-61-20106
In the method disclosed in Japanese Patent Publication No. 3 (1993), a large number of yarn guide tubes are erected at predetermined intervals on a base plate. The yarn guide tube is used as a guide to arrange the yarns in a folded direction in the longitudinal direction of the base plate to form a yarn layer, and the yarns are arranged in a folded direction in the lateral direction to form a yarn layer. The operation of forming the yarn layers by wrapping the yarn layers is sequentially performed to form a laminated yarn group including a predetermined number of yarn layers. Next, a hook is inserted into the yarn guide tube, the yarn guide tube is pulled out, the swaging yarn supplied below the stacked yarn group is pulled up to above the stacked yarn group by the hook device, and the bobbin thread is passed through the loop portion of the swage yarn. Thereafter, the caulking yarn is pulled back downward to remove the slack of the caulking yarn and tighten the laminated yarn group. This operation is sequentially repeated by the number of the yarn guide tubes, and the laminated yarn groups are connected by caulking yarns.
【０００４】また、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、多数のガイドピンが所定ピッチで抜き取り可能に植
設されたＬ字状の枠体が使用される。糸をガイドピンに
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を構成する。次に積
層糸群の表裏両面にガイドピンの間隔より若干狭い幅の
多数のプレス板を配置し、プレス装置で挟圧する。この
圧縮状態を維持したまま、プレス板を１ヶ所だけ表裏２
枚を一組として取り外し、ベラ針を使用して厚さ方向糸
をチェーンステッチ方式により積層糸群をかしめ縫いし
て結合する。ベラ針が取付けられた支持部材に穿孔針が
一体に固定され、ベラ針が挿入される位置に穿孔針によ
り孔が開けられる。Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 6-184906 discloses that, when producing a fibrous structure (three-dimensional fiber structure) in which the ends of two or more plate portions are adjacent to each other at an angle to each other, A method is disclosed that does not use a base plate in which guide pins are provided upright on the entire arrangement location. For example, when a three-dimensional fiber structure having an L-shaped cross section is manufactured by this method, an L-shaped frame in which a number of guide pins are implanted so as to be able to be extracted at a predetermined pitch is used. The yarns are arranged so as to be hooked on the guide pins and folded back, and a predetermined number of yarn layers having different arrangement directions of the yarns are formed to form a laminated yarn group. Next, a large number of press plates having a width slightly smaller than the distance between the guide pins are arranged on both the front and back surfaces of the laminated yarn group, and are pressed by a press device. While maintaining this compressed state, press the press plate only one place
The sheets are removed as a set, and the thickness direction yarns are stitched together by a chain stitch method using a spatula needle to join the stacked yarn groups. A perforating needle is integrally fixed to the supporting member to which the vera needle is attached, and a hole is made by the perforating needle at a position where the vera needle is inserted.
【０００５】また、特開平８−２１８２４９号公報等に
は、糸の配列箇所全面にガイドピンを立設する代わり
に、厚さ方向糸の挿入区域と対応する領域を囲むように
ピンが所定ピッチで配置された枠体上に、前記ピン間に
折り返し状に配列した糸層を複数積層して積層糸群を形
成した後、積層糸群を枠体に保持した状態で、一列に配
置された複数の厚さ方向糸挿入針を使用して厚さ方向糸
を挿入する方法が開示されている。In Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-218249, a guide pin is provided upright at a predetermined pitch so as to surround a region corresponding to a thickness direction yarn insertion area, instead of erecting a guide pin on the entire surface where yarns are arranged. On the frame arranged in the above, after forming a laminated yarn group by laminating a plurality of yarn layers arranged in a folded manner between the pins, a plurality of yarn layers arranged in a row while holding the laminated yarn group in the frame. A method of inserting a thickness direction thread using a thickness direction thread insertion needle is disclosed.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】三次元繊維組織を骨格
材とした複合材の強度は、三次元繊維組織の影響を大き
く受け、強度の大きな複合材を得るには、複合材の形状
に対応した形状の三次元繊維組織を骨格材として使用す
る必要がある。従って、三次元繊維組織として平板ある
いは平板を組み合わせた形状に限らず、曲面部を有する
形状の三次元繊維組織も必要となる。The strength of a composite material having a three-dimensional fiber structure as a skeleton material is greatly affected by the three-dimensional fiber structure. It is necessary to use a three-dimensional fiber structure having a predetermined shape as a skeleton material. Therefore, the three-dimensional fiber structure is not limited to a flat plate or a combination of flat plates, but also needs a three-dimensional fiber structure having a curved surface.
【０００７】特開昭６１−２０１０６３号公報には、ベ
ースプレートの形状を変えることにより、円筒状、円錐
台筒状、ドーム状の三次元繊維組織Ｗが得られることが
開示されている。しかし、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。Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-201063 discloses that by changing the shape of a base plate, a three-dimensional fiber structure W having a cylindrical shape, a truncated cone shape, and a dome shape can be obtained. However, in a conventional manufacturing method in which a number of pins or yarn guide tubes are erected on the entire arrangement surface of the yarns, and then the thickness direction yarns are inserted into the erected positions of the pins or the like, a high-density yarn is used. In order to obtain a three-dimensional fiber structure, the pitch of the pins is about several mm. And the number of pins erected on the base plate ranges from several thousand to tens of thousands, and it takes time to erect pins and insert thickness direction threads on the base plate,
It takes time to produce a three-dimensional fiber structure.
【０００８】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、厚さ方向糸により積層糸群を結合す
るために積層糸群の表裏全面を多数のプレス板で押圧し
て圧縮状態を維持したまま、プレス板を１ヶ所だけ取り
外して当該箇所で厚さ方向糸の挿入を行う必要があり作
業が面倒である。即ち、ガイドピンの間隔より幅の狭い
多数のプレス板で積層糸群を圧縮状態に維持しつつ１ヶ
所だけ表裏２枚を１組としてプレス板を取り外し可能と
するプレス装置の構造が複雑になる。また、積層糸群の
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。また、
三次元繊維組織の形状が複数の平板が組み合わされた多
面体や、円筒のように曲率が一定の曲面部を有する形状
の場合はプレス板の種類は少なくてよいが、曲率が変化
する曲面部を有する形状の場合は多種類のプレス板を準
備する必要がある。On the other hand, according to the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-184906, there is no need to erect pins on the entire arrangement surface of the yarn. However, in order to combine the laminated yarn group with the thickness direction yarn, the entire front and back surfaces of the laminated yarn group are pressed by a number of press plates, and while maintaining the compressed state, only one press plate is removed and the thickness direction yarn is removed at the relevant position. It is necessary to perform the insertion, and the work is troublesome. In other words, the structure of the press device that allows the press plate to be detachable with two sets of the front and back sheets as one set while maintaining the laminated yarn group in a compressed state with a large number of press plates having a width smaller than the distance between the guide pins becomes complicated. Further, since the entire surface of the layered yarn group is simultaneously maintained in a compressed state, a large compressive force is required, and there is a problem that the apparatus becomes large. Also,
When the shape of the three-dimensional fiber structure is a polyhedron in which a plurality of flat plates are combined, or in the case of a shape having a curved surface portion with a constant curvature such as a cylinder, the type of press plate may be small, but the curved surface portion where the curvature changes is used. In the case of having a shape, it is necessary to prepare various types of press plates.
【０００９】また、特開平８−２１８２４９号公報に開
示された方法では、厚さ方向糸の挿入が１列ずつ行われ
るため、１本ずつ行う特開平６−１８４９０６号公報に
開示された方法に比較して三次元繊維組織の生産性は向
上する。しかし、厚さ方向糸挿入針は所定位置で往復移
動され、積層糸群を支持する保持装置が厚さ方向糸挿入
針の移動方向と直交する方向に平行移動されるか、円筒
状の積層糸群では保持装置が回転される構成となってい
る。三次元繊維組織の物性を高めるためには、厚さ方向
糸は糸層と直交する方向に挿入する必要がある。しか
し、従来装置では曲率が変化する曲面部を有する形状の
積層糸群に対しては、厚さ方向糸の挿入方向と当該箇所
における糸層とのなす角度が場所によって異なる状態と
なり、均質な三次元繊維組織を得ることが難しい。In the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-218249, the insertion of the thickness direction yarns is performed one row at a time, so that the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-184906 is performed one by one. In comparison, the productivity of the three-dimensional fiber structure is improved. However, the thickness direction thread insertion needle is reciprocated at a predetermined position, and the holding device supporting the layered yarn group is moved in parallel in a direction orthogonal to the direction of movement of the thickness direction thread insertion needle, or in the case of a cylindrical layered yarn group. The holding device is configured to be rotated. In order to enhance the physical properties of the three-dimensional fiber structure, the thickness direction yarn needs to be inserted in a direction orthogonal to the yarn layer. However, in the conventional apparatus, for a laminated yarn group having a shape having a curved surface portion where the curvature changes, the insertion direction of the thickness direction yarn and the angle between the yarn layer and the yarn layer at the position are different depending on the location, and a uniform three-dimensional yarn is obtained. Difficult to obtain fibrous tissue.
【００１０】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が、各糸層と直交
する方向に配列された厚さ方向糸にて結合された構造の
三次元繊維組織を製造する際に、三次元繊維組織の曲面
部の曲率や屈曲部の位置に関係なく厚さ方向糸を糸層と
直交する方向に挿入することができ、厚さ方向糸の挿入
作業も簡単になる三次元繊維組織の厚さ方向糸挿入装置
を提供することにある。The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to form a laminated yarn group formed by laminating a plurality of yarn layers and having at least biaxial orientation, orthogonal to each yarn layer. When manufacturing a three-dimensional fiber structure with a structure joined by thickness direction yarns arranged in the direction, the thickness direction yarn is applied to the yarn layer regardless of the curvature of the curved surface part of the three-dimensional fiber structure and the position of the bent part. It is an object of the present invention to provide a three-dimensional fiber structure thickness direction yarn insertion device that can be inserted in a direction perpendicular to the direction of the thickness direction and that facilitates the operation of inserting the thickness direction yarn.
【００１１】[0011]
【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、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が、各糸層
と直交する方向に配列された厚さ方向糸にて結合された
構造の三次元繊維組織を製造する際に使用される三次元
繊維組織の厚さ方向糸挿入装置であって、Ｘ方向及びＹ
方向に移動可能に設けられ、第１の駆動手段によりＸ，
Ｙ方向に移動される第１の支持部材と、前記第１の支持
部材上に回動可能に装備され、前記積層糸群を保持する
治具を支持する第１の支持軸と、前記第１の支持軸を回
転駆動する第１の支持軸駆動手段と、前記第１の支持部
材と独立して前記Ｘ，Ｙ方向と直交する方向に往復移動
可能に設けられた移動部材と、前記移動部材を駆動する
第２の駆動手段と、前記移動部材に前記第１の支持軸と
直交する方向に延びる第２の支持軸を介して回動可能に
支持された第２の支持部材と、前記第２の支持軸を回転
駆動する第２の支持軸駆動手段と、前記第２の支持部材
上に前記第２の支持軸と直交する方向に往復移動可能に
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、前記第２の支持部材上に設け
られ、前記針支持体を厚さ方向糸挿入針が前記治具に保
持された積層糸群と係合不能な待機位置と、針孔が積層
糸群に対して針支持体と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駆動装置とを備え
た。In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a laminated yarn group formed by laminating a plurality of yarn layers and having at least biaxial orientation is formed by each yarn layer. A thickness direction yarn insertion device for a three-dimensional fiber structure used in manufacturing a three-dimensional fiber structure having a structure joined by thickness direction yarns arranged in orthogonal directions, comprising: an X direction and a Y direction.
Movably provided in the directions X and X by the first driving means.
A first support member moved in the Y direction, a first support shaft rotatably mounted on the first support member and supporting a jig holding the stacked yarn group, A first support shaft driving unit that rotationally drives a support shaft, a moving member that is provided independently of the first support member so as to be able to reciprocate in a direction orthogonal to the X and Y directions, and Second driving means for driving; a second support member rotatably supported by the moving member via a second support shaft extending in a direction orthogonal to the first support shaft; And a plurality of thickness direction thread insertion needles provided on the second support member so as to be reciprocally movable in a direction orthogonal to the second support shaft. Are provided on the second support member in a row at a predetermined pitch, and the needle support is provided on the second support member. A function in which the thickness direction thread insertion needle penetrates the laminated yarn group to a standby position where it cannot be engaged with the laminated yarn group held by the jig, and a position where the needle hole is opposite to the needle support with respect to the laminated yarn group. And a driving device for moving the position.
【００１２】請求項２に記載の発明では、請求項１に記
載の発明において、厚さ方向糸供給部から供給される複
数本の厚さ方向糸と係合してガイドする糸ガイドが前記
第２の支持軸に支持されている。According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the yarn guide that engages with and guides the plurality of thickness direction yarns supplied from the thickness direction yarn supply section is provided. 2 are supported by two support shafts.
【００１３】請求項３に記載の発明では、請求項１又は
請求項２に記載の発明において、前記第１の支持軸は鉛
直方向に延びるように配設されている。請求項１に記載
の発明では、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が治具により保持され、その
治具が第１の支持軸に支持される。第１の支持軸は第１
の駆動手段により第１の支持部材とともにＸ，Ｙ方向に
移動される。また、第１の支持軸は第１の支持軸駆動手
段により回動される。一方、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を支持する支持部材
は、第２の駆動手段により移動部材とともに前記第１の
支持部材と独立して前記Ｘ，Ｙ方向と直交する方向（Ｚ
方向）に往復移動される。また、第２の支持部材は第２
の支持軸駆動手段により第２の支持軸とともに回動され
る。従って、治具に保持された積層糸群に対して、厚さ
方向糸挿入針がＸ，Ｙ，Ｚの互いに直交する３軸方向に
相対移動されるとともに、互いに直交する第１及び第２
の支持軸を中心とした２方向に相対旋回される。そのた
め、積層糸群の形状が曲率の異なる曲面が連続する形状
であっても、前記各駆動手段による駆動量を調整するこ
とにより、厚さ方向糸の挿入時に厚さ方向糸挿入針が積
層糸群に対して直交する状態で往復移動される。針支持
体に所定ピッチで１列に装備された複数の厚さ方向糸挿
入針は、駆動装置により前記治具に保持された積層糸群
と係合不能な待機位置と、針孔が積層糸群に対して針支
持体と反対側となる位置まで積層糸群を貫通する作用位
置とに針支持体とともに移動され、積層糸群に厚さ方向
糸が挿入される。According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the first support shaft is disposed so as to extend in a vertical direction. According to the first aspect of the invention, at least a biaxially-oriented laminated yarn group formed by laminating a plurality of yarn layers is held by a jig, and the jig is supported by the first support shaft. The first support shaft is the first
Is moved in the X and Y directions together with the first support member by the driving means. Further, the first support shaft is rotated by the first support shaft driving means. On the other hand, a supporting member that supports a needle support in which the thickness direction thread insertion needles are arranged in a line at a predetermined pitch is independent of the first supporting member together with the moving member by a second driving means, and the X, The direction orthogonal to the Y direction (Z
Direction). Further, the second support member is a second support member.
Is rotated together with the second support shaft by the support shaft driving means. Therefore, the thickness direction thread insertion needle is relatively moved in the X-, Y-, and Z-axis directions orthogonal to each other with respect to the stacked yarn group held by the jig, and the first and second directions are orthogonal to each other.
Are pivoted relative to each other in two directions about the support shaft. Therefore, even if the shape of the laminated yarn group is a shape in which curved surfaces having different curvatures are continuous, the thickness direction yarn insertion needle is inserted into the laminated yarn group when the thickness direction yarn is inserted by adjusting the driving amount by the driving means. It is reciprocated in a state perpendicular to it. The plurality of thickness direction thread insertion needles provided in one row at a predetermined pitch on the needle support have a standby position where they cannot be engaged with the stacked yarn group held by the jig by the driving device, and the needle holes are formed in the stacked yarn group. The needle support is moved together with the needle support to a position where the needle support is penetrated to a position opposite to the needle support, and the thickness direction yarn is inserted into the stack of yarns.
【００１４】請求項２に記載の発明では、請求項１に記
載の発明において、厚さ方向糸供給部から供給される複
数本の厚さ方向糸は、第２の支持軸に支持された糸ガイ
ドにガイドされて直接あるいは他の糸ガイドを経て厚さ
方向糸挿入針に供給される。糸ガイドは針支持体が支持
された第２の支持部材の回動軸である第２の支持軸に支
持されているため、針支持体が第２の支持部材とともに
回動しても、糸ガイドから厚さ方向糸挿入針までの経路
はほとんど変化せず、厚さ方向糸が安定した状態で厚さ
方向糸挿入針に供給される。According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the plurality of thickness direction yarns supplied from the thickness direction yarn supply unit are yarns supported by a second support shaft. It is supplied to the thickness direction thread insertion needle directly by the guide or via another thread guide. Since the thread guide is supported by the second support shaft, which is the rotation axis of the second support member on which the needle support is supported, even if the needle support rotates with the second support member, the thread guide The path from the guide to the thickness direction thread insertion needle hardly changes, and the thickness direction thread is supplied to the thickness direction thread insertion needle in a stable state.
【００１５】請求項３に記載の発明では、請求項１又は
請求項２に記載の発明において、前記第１の支持軸は鉛
直方向に延びるように配設されている。三次元繊維組織
の形状によっては、第１の支持軸は治具を片持ち状態で
支持する場合がある。そのとき、第１の支持軸が鉛直方
向に延びるように配設されていることにより、第１の支
持軸に作用する曲げモーメントが小さくなる。According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the first support shaft is arranged to extend in a vertical direction. Depending on the shape of the three-dimensional fiber structure, the first support shaft may support the jig in a cantilever state. At this time, since the first support shaft is arranged to extend in the vertical direction, the bending moment acting on the first support shaft is reduced.
【００１６】[0016]
【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
の形態を図１〜図１４に従って説明する。図１（ａ）は
積層糸群Ｆが形成された治具８１が取り付けられた状態
の厚さ方向糸挿入装置１１の一部破断概略側面図を示
し、図３は同じく一部破断概略平面図を示す。図１
（ａ）及び図３に示すように、厚さ方向糸挿入装置１１
のベースプレート１２上には一対のレール１２ａがＹ方
向（図１（ａ）及び図３の左右方向）に延びるように設
けられ、レール１２ａに沿って支持テーブル１３が摺動
可能に支持されている。支持テーブル１３上にはレール
１３ａがレール１２ａと直交する状態に延設され、レー
ル１３ａに沿って第１の支持部材としての第１の支持テ
ーブル１４がＸ方向（図１（ａ）及び図３の上下方向）
に摺動可能に支持されている。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1A shows a partially broken schematic side view of the thickness direction yarn insertion device 11 in a state where a jig 81 on which a laminated yarn group F is formed is attached, and FIG. Show. FIG.
(A) and FIG. 3, as shown in FIG.
A pair of rails 12a are provided on the base plate 12 so as to extend in the Y direction (left and right directions in FIGS. 1A and 3), and a support table 13 is slidably supported along the rails 12a. . A rail 13a extends on the support table 13 in a state perpendicular to the rail 12a, and a first support table 14 as a first support member extends along the rail 13a in the X direction (FIGS. 1A and 3A). Up and down direction)
Slidably supported by
【００１７】支持テーブル１３は、ベースプレート１２
上に支持されたモータＭ１によって駆動されるボールネ
ジ機構１５により、レール１２ａに沿って往復動され
る。第１の支持テーブル１４は、支持テーブル１３上に
支持されたモータＭ２によって駆動されるボールネジ機
構１６により、レール１３ａに沿って往復動される。モ
ータＭ１，Ｍ２にはサーボモータが使用されている。ボ
ールネジ機構１５，１６及びモータＭ１，Ｍ２が第１の
支持テーブル１４をＸ，Ｙ方向に移動させる第１の駆動
手段を構成する。The support table 13 includes a base plate 12
It is reciprocated along the rail 12a by the ball screw mechanism 15 driven by the motor M1 supported above. The first support table 14 is reciprocated along the rail 13a by a ball screw mechanism 16 driven by a motor M2 supported on the support table 13. Servo motors are used for the motors M1 and M2. The ball screw mechanisms 15 and 16 and the motors M1 and M2 constitute first driving means for moving the first support table 14 in the X and Y directions.
【００１８】第１の支持テーブル１４上の前寄り（図１
（ａ）の左寄り）には治具８１を回動可能に支持する支
持部１７が設けられている。支持部１７は治具８１を支
持する第１の支持軸１９を回動可能に支持する。支持部
１７はその上部に軸受１８が設けられ、上下方向に延び
る状態の第１の支持軸１９をその下端において軸受１８
を介して支持する。第１の支持テーブル１４上の後寄り
には支柱２０が立設され、支柱２０の上部には支持アー
ム２１がその基端において支軸２２を介して回動可能に
支持されている。支持アーム２１の先端には第１の支持
軸１９の上端が連結される駆動軸２３を備えた第１の支
持軸駆動手段としてのモータＭ３が支持されている。モ
ータＭ３にはサーボモータが使用されている。支持アー
ム２１は駆動軸２３が軸受１８と同軸上に位置する所定
位置（図１（ａ）に示す位置）に配置された状態で、図
示しない固定手段により固定されるようになっている。
第１の支持軸１９には治具８１を支持する支持ブラケッ
ト２４ａ，２４ｂが取り外し可能に固定されている。The front side of the first support table 14 (FIG. 1)
A support 17 that supports the jig 81 in a rotatable manner is provided on the left side of (a). The support portion 17 rotatably supports the first support shaft 19 that supports the jig 81. The support portion 17 is provided with a bearing 18 at an upper portion thereof.
Support through. A column 20 is erected on the rear side of the first support table 14, and a support arm 21 is rotatably supported at a base end of the column 20 via a shaft 22 at a base end thereof. The distal end of the support arm 21 supports a motor M3 as a first support shaft drive unit having a drive shaft 23 to which the upper end of the first support shaft 19 is connected. A servo motor is used for the motor M3. The support arm 21 is fixed by a fixing means (not shown) in a state where the drive shaft 23 is arranged at a predetermined position (position shown in FIG. 1A) coaxially with the bearing 18.
Support brackets 24 a and 24 b for supporting the jig 81 are detachably fixed to the first support shaft 19.
【００１９】図３に示すように、ベースプレート１２の
前寄りには上下方向に延びる支柱２５が左右一対立設さ
れ、各支柱２５にはその上下方向に沿って延びるように
レール２６が一対ずつ固定されている。各支柱２５には
移動部材２７ａ，２７ｂがそれぞれ摺動可能に支持され
ている。即ち、移動部材２７ａ，２７ｂは第１の支持テ
ーブル１４と独立してＸ，Ｙ方向と直交する方向に往復
移動可能に設けられている。各移動部材２７ａ，２７ｂ
は各支柱２５の上部に設けられたモータＭ４（図１に図
示）によって駆動されるボールネジ機構２８により、レ
ール２６に沿って昇降移動されるようになっている。モ
ータＭ４及びボールネジ機構２８が第２の駆動手段を構
成する。各移動部材２７ａ，２７ｂにはボールネジ機構
２８のボールナット（図示せず）が装備されている。モ
ータＭ４にはサーボモータが使用され、両モータＭ４は
同期して駆動され各移動部材２７ａ，２７ｂは一体的に
昇降移動される。As shown in FIG. 3, columns 25 extending vertically are provided on the front of the base plate 12 at right and left sides, and a pair of rails 26 are fixed to each column 25 so as to extend in the vertical direction. Have been. The moving members 27a and 27b are slidably supported by the columns 25, respectively. That is, the moving members 27a and 27b are provided independently of the first support table 14 so as to be able to reciprocate in a direction orthogonal to the X and Y directions. Each moving member 27a, 27b
Is moved up and down along a rail 26 by a ball screw mechanism 28 driven by a motor M4 (shown in FIG. 1) provided on the upper part of each support 25. The motor M4 and the ball screw mechanism 28 constitute a second driving unit. Each moving member 27a, 27b is equipped with a ball nut (not shown) of a ball screw mechanism 28. A servo motor is used as the motor M4, and both motors M4 are driven in synchronization with each other so that the moving members 27a and 27b are integrally moved up and down.
【００２０】第１の移動部材２７ａには軸受２９を介し
て回動軸３０が水平状態で回動可能に支持されている。
第２の移動部材２７ｂには第２の支持軸駆動手段として
のモータＭ５が支持され、モータＭ５の駆動軸Ｍ５ａに
は回動軸３１が一体回転可能に連結されている。モータ
Ｍ５にはサーボモータが使用されている。両回動軸３
０，３１は同軸上に位置するように配設され、両回動軸
３０，３１は第２の支持軸を構成する。両回動軸３０，
３１には厚さ方向糸挿入機構３２を支持する第２の支持
部材としての第２の支持テーブル３３が支持アーム３４
を介して支持されている。従って、厚さ方向糸挿入機構
３２はベースプレート１２に対して昇降移動可能、かつ
回動軸３０，３１を中心として相対回動可能に配置され
ている。A rotating shaft 30 is supported by the first moving member 27a via a bearing 29 so as to be rotatable in a horizontal state.
The second moving member 27b supports a motor M5 as a second support shaft driving means, and a rotating shaft 31 is connected to the driving shaft M5a of the motor M5 so as to be integrally rotatable. A servo motor is used for the motor M5. Both rotating shafts 3
0 and 31 are disposed so as to be coaxially located, and both rotating shafts 30 and 31 constitute a second support shaft. Both rotating shafts 30,
A second support table 33 as a second support member for supporting a thickness direction thread insertion mechanism 32 is provided on the support arm 31.
Is supported through. Therefore, the thickness direction thread insertion mechanism 32 is arranged to be able to move up and down with respect to the base plate 12 and to be relatively rotatable about the rotation shafts 30 and 31.
【００２１】厚さ方向糸挿入機構３２は基本的には本願
出願人が先に提案（特開平８−２１８２４９号公報等）
した装置と同様に構成されている。図２及び図４に示す
ように、第２の支持テーブル３３には一対のブラケット
３５（一方のみ図示）が立設され、両ブラケット３５間
には一対のガイドロッド３６が回動軸３０，３１と平行
に架設されている。ガイドロッド３６には支持プレート
３７が摺動可能に支持され、支持プレート３７はブラケ
ット３５に固定されたエアシリンダ３８の作動により所
定の距離を往復移動可能となっている。The thickness direction thread insertion mechanism 32 is basically proposed by the present applicant first (Japanese Patent Laid-Open No. 8-218249).
It is configured similarly to the device described above. As shown in FIGS. 2 and 4, a pair of brackets 35 (only one is shown) are erected on the second support table 33, and a pair of guide rods 36 are provided between the two brackets 35 with the rotating shafts 30 and 31. It is installed in parallel with. A support plate 37 is slidably supported by the guide rod 36, and the support plate 37 can reciprocate a predetermined distance by the operation of an air cylinder 38 fixed to the bracket 35.
【００２２】支持プレート３７の前後両端には一対の支
持ブラケット３９が立設され、支持ブラケット３９には
上下一対のガイドロッド４０が回動軸３０，３１と直交
する方向に延びるように設けられている。ガイドロッド
４０には移動体４１が摺動可能に支持されている。移動
体４１には両支持ブラケット３９を貫通するボールネジ
４２と螺合するボールナット４３が固定されている。移
動体４１の前端には針支持体４４が固定され、針支持体
４４の前部に厚さ方向糸挿入針（以下、単に挿入針とい
う）４５が所定ピッチで１列に固定されている。針支持
体４４は前側（第１の支持軸１９と対向する側）の支持
ブラケット３９に形成された孔（図示せず）を貫通する
状態で配設されている。即ち、針支持体４４は第２の支
持テーブル３３上に回動軸３０，３１と直交する方向に
往復移動可能に設けられている。A pair of support brackets 39 are erected on both front and rear ends of the support plate 37, and a pair of upper and lower guide rods 40 are provided on the support bracket 39 so as to extend in a direction perpendicular to the rotation shafts 30 and 31. I have. A moving body 41 is slidably supported by the guide rod 40. A ball nut 43 screwed into a ball screw 42 penetrating both support brackets 39 is fixed to the moving body 41. A needle support 44 is fixed to the front end of the moving body 41, and a thickness direction thread insertion needle (hereinafter, simply referred to as an insertion needle) 45 is fixed to a front portion of the needle support 44 in a row at a predetermined pitch. The needle support 44 is disposed so as to pass through a hole (not shown) formed in the support bracket 39 on the front side (the side facing the first support shaft 19). That is, the needle support 44 is provided on the second support table 33 so as to be able to reciprocate in a direction orthogonal to the rotating shafts 30 and 31.
【００２３】図４に示すように、支持ブラケット３９に
は支持板４６ａ及びブラケット４６ｂを介して駆動モー
タ４７が固定されている。駆動モータ４７は正逆回転可
能に構成され、ベルト伝動機構４８を介してボールネジ
４２を回転する。そして、駆動モータ４７の作動によ
り、針支持体４４は挿入針４５が治具８１に保持された
積層糸群Ｆと係合不能な待機位置と、針孔（図示せず）
が積層糸群Ｆの反対側となる位置まで積層糸群Ｆを貫通
する作用位置とに移動される。挿入針４５が作用位置に
おいて回動軸３０，３１の中心軸線上に位置するように
針支持体４４のストロークが設定されている。ボールネ
ジ４２、駆動モータ４７及びベルト伝動機構４８等によ
り針支持体４４を待機位置と作用位置とに移動させる駆
動装置が構成されている。As shown in FIG. 4, a drive motor 47 is fixed to the support bracket 39 via a support plate 46a and a bracket 46b. The drive motor 47 is configured to be rotatable forward and backward, and rotates the ball screw 42 via a belt transmission mechanism 48. By the operation of the drive motor 47, the needle support 44 moves the insertion needle 45 into a standby position where the insertion needle 45 cannot be engaged with the laminated yarn group F held by the jig 81, and a needle hole (not shown).
Is moved to the position on the opposite side of the laminated yarn group F to the operation position where it penetrates the laminated yarn group F. The stroke of the needle support 44 is set such that the insertion needle 45 is located on the center axis of the rotation shafts 30 and 31 in the operation position. A driving device for moving the needle support 44 between the standby position and the operation position by the ball screw 42, the drive motor 47, the belt transmission mechanism 48, and the like is configured.
【００２４】図２に示すように、支持ブラケット３９に
は上下一対の支持ロッド４９が支持ブラケット３９を貫
通した状態で摺動可能に支持され、両支持ロッド４９は
前端側が連結板５０を介して互いに連結されている。支
持ブラケット３９には、ブラケットを介してエアシリン
ダ５１が前後方向に延びるように水平に固定され、その
ピストンロッド５１ａに連結板５０が連結されている。
連結板５０には穿孔針支持体５２が固定され、穿孔針支
持体５２には穿孔針５３が挿入針４５と対応した所定ピ
ッチで１列に固定されている。穿孔針５３の列はエアシ
リンダ３８の作動時における支持プレート３７の移動距
離と等しい間隔を保って挿入針４５の列と平行に配置さ
れている。エアシリンダ５１の作動により穿孔針支持体
５２は穿孔針５３が治具８１に保持された積層糸群Ｆと
係合不能な待機位置と、積層糸群Ｆを貫通する作用位置
とに移動される。As shown in FIG. 2, a pair of upper and lower support rods 49 are slidably supported by the support bracket 39 while penetrating the support bracket 39, and the front ends of the support rods 49 are connected via a connecting plate 50. Linked to each other. An air cylinder 51 is horizontally fixed to the support bracket 39 so as to extend in the front-rear direction via the bracket, and a connection plate 50 is connected to the piston rod 51a.
A perforation needle support 52 is fixed to the connecting plate 50, and the perforation needles 53 are fixed to the perforation needle support 52 in a row at a predetermined pitch corresponding to the insertion needle 45. The rows of the perforating needles 53 are arranged in parallel with the rows of the insertion needles 45 while keeping an interval equal to the moving distance of the support plate 37 when the air cylinder 38 is operated. By the operation of the air cylinder 51, the perforation needle support 52 is moved to a standby position where the perforation needle 53 cannot be engaged with the laminated yarn group F held by the jig 81, and an operation position where the perforation needle 53 penetrates the laminated yarn group F.
【００２５】図３及び図４に示すように、第２の支持テ
ーブル３３上にはエアシリンダ５４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５４ａの先
端にブラケット５５を介してプレスプレート５６が固定
されている。エアシリンダ５４は支持プレート３７と干
渉しない位置に配置されている。プレスプレート５６は
挿入針４５列の配列方向に沿って延びる断面Ｌ字状の支
持部と、支持部と一体的に形成された櫛歯部とを備えて
いる。プレスプレート５６は櫛歯部で各挿入針４５ある
いは穿孔針５３を挟んだ状態で積層糸群Ｆを押圧可能と
なっている。As shown in FIGS. 3 and 4, an air cylinder 54 is horizontally disposed on the second support table 33 so as to extend in the front-rear direction. The press plate 56 is fixed. The air cylinder 54 is arranged at a position that does not interfere with the support plate 37. The press plate 56 includes a support portion having an L-shaped cross section extending along the direction of arrangement of the 45 rows of insertion needles, and a comb-tooth portion formed integrally with the support portion. The press plate 56 can press the laminated yarn group F in a state where the insertion needle 45 or the perforation needle 53 is sandwiched between the comb teeth.
【００２６】プレスプレート５６は治具８１に保持され
た積層糸群Ｆに対して挿入針４５及び穿孔針５３の待機
位置側に配設され、挿入針４５列の挿入位置近傍におい
て挿入針４５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５４の作動によりプレスプレート
５６は治具８１に保持された積層糸群Ｆと係合して積層
糸群Ｆを挿入針４５列の前進側へ押圧する作用位置と、
積層糸群Ｆと係合不能な待機位置とに移動される。The press plate 56 is arranged on the standby position side of the insertion needle 45 and the piercing needle 53 with respect to the laminated yarn group F held by the jig 81, and near the insertion position of the insertion needle 45 rows, It is arranged movably along the moving direction. By the operation of the air cylinder 54, the press plate 56 is engaged with the laminated yarn group F held by the jig 81, and presses the laminated yarn group F toward the forward side of the row of insertion needles 45;
It is moved to the standby position where it cannot engage with the laminated yarn group F.
【００２７】回動軸３０には厚さ方向糸供給部５７（図
３にのみ図示）から繰り出される厚さ方向糸ｚを案内す
る糸ガイド５８が設けられている。図５及び図６に示す
ように、糸ガイド５８は回動軸３０に対して一体回転可
能に固定されたほぼ半円形の一対の支持板５９ａと、支
持板５９ａ間に固定された支持ロッド５９ｂと、支持ロ
ッド５９ｂに所定ピッチで固定された多数の円弧状の分
離板６０とを備えている。分離板６０は第２の支持テー
ブル３３が水平に配置された状態において、下に凸とな
る状態に配設されている。また、両支持板５９ａには分
離板６０の取付け側と反対側に支持バー６１が固着さ
れ、支持バー６１上に複数のガイドローラ６２が支持さ
れている。ガイドローラ６２は回動軸３０の中心に向か
って延びるように固定された支軸６３に回動可能に支持
されている。The rotary shaft 30 is provided with a thread guide 58 for guiding a thickness direction thread z fed from a thickness direction thread supply section 57 (only shown in FIG. 3). As shown in FIGS. 5 and 6, the thread guide 58 is composed of a pair of substantially semicircular support plates 59a fixed so as to be able to rotate integrally with the rotation shaft 30, and a support rod 59b fixed between the support plates 59a. And a large number of arc-shaped separation plates 60 fixed to the support rod 59b at a predetermined pitch. The separation plate 60 is disposed so as to be convex downward when the second support table 33 is horizontally disposed. Further, a support bar 61 is fixed to both support plates 59a on the side opposite to the side on which the separation plate 60 is mounted, and a plurality of guide rollers 62 are supported on the support bar 61. The guide roller 62 is rotatably supported by a support shaft 63 fixed so as to extend toward the center of the rotation shaft 30.
【００２８】図２及び図４に示すように、支持ブラケッ
ト３９には、針支持体４４と反対側に延びるブラケット
６４が固定され、ブラケット６４には糸ガイド６５が設
けられている。糸ガイド６５はボールネジ４２と直交す
る方向に延びるように設けられた４本の支持ロッド６６
と、各支持ロッド６６に回動可能に支持されたガイドロ
ーラ６７とを備えている。また、第２の支持テーブル３
３上にはブラケット６８が突設され、ブラケット６８に
は糸ガイド６９が設けられている。糸ガイド６９は２本
の支持ロッド６６と、各支持ロッド６６に回動可能に支
持されたガイドローラ６７とを備えている。そして、厚
さ方向糸供給部５７から繰り出された厚さ方向糸ｚが、
図示しない張力調整装置を経て先ず糸ガイド５８に導か
れた後、糸ガイド６９及び糸ガイド６５を経て挿入針４
５に供給されるようになっている。As shown in FIGS. 2 and 4, a bracket 64 is fixed to the support bracket 39 and extends to the side opposite to the needle support 44. The bracket 64 is provided with a thread guide 65. The thread guide 65 includes four support rods 66 provided so as to extend in a direction orthogonal to the ball screw 42.
And a guide roller 67 rotatably supported by each support rod 66. Also, the second support table 3
A bracket 68 protrudes from the top 3, and a thread guide 69 is provided on the bracket 68. The thread guide 69 includes two support rods 66 and a guide roller 67 rotatably supported by each support rod 66. Then, the thickness direction yarn z fed from the thickness direction yarn supply unit 57 is:
After being first guided to the thread guide 58 through a tension adjusting device (not shown), the insertion needle 4 is passed through the thread guide 69 and the thread guide 65.
5 is supplied.
【００２９】各モータＭ１〜Ｍ５は制御装置７０（図３
に図示）と電気的に接続されており、制御装置７０から
の指令信号により制御される。制御装置７０はマイクロ
コンピュータを備え、治具８１に保持された積層糸群Ｆ
の形状に基づいて、積層糸群Ｆの厚さ方向糸挿入箇所の
外面が回動軸３０，３１の中心を結ぶ直線上に位置する
ように各モータＭ１〜Ｍ３を制御して第１の支持軸１９
の位置決めを行う。制御装置７０は前記位置に配置され
た積層糸群Ｆの外面と垂直に挿入針４５が往復移動可能
な位置に厚さ方向糸挿入機構３２を配置させるように、
両モータＭ４，Ｍ５を制御する。また、エアシリンダ３
８，５１，５４への圧縮空気の供給排気を制御する電磁
弁（図示せず）及び駆動モータ４７も制御装置７０に電
気的に接続されており、駆動モータ４７及びエアシリン
ダ３８，５１，５４は制御装置７０からの指令に基づい
て所定の順序で駆動されるようになっている。The motors M1 to M5 are connected to a control device 70 (FIG. 3).
) And is controlled by a command signal from the control device 70. The control device 70 includes a microcomputer, and the stacked yarn group F held by the jig 81
The motors M1 to M3 are controlled based on the shape of the first support shaft so that the outer surface of the thickness direction yarn insertion portion of the laminated yarn group F is positioned on a straight line connecting the centers of the rotation shafts 30 and 31. 19
Perform positioning. The control device 70 arranges the thickness direction yarn insertion mechanism 32 at a position where the insertion needle 45 can reciprocate perpendicularly to the outer surface of the laminated yarn group F arranged at the position,
The motors M4 and M5 are controlled. Air cylinder 3
An electromagnetic valve (not shown) for controlling the supply and exhaust of compressed air to 8, 51, 54 and a drive motor 47 are also electrically connected to the controller 70, and the drive motor 47 and the air cylinders 38, 51, 54 are also connected. Are driven in a predetermined order based on a command from the control device 70.
【００３０】次に治具８１の構成を説明する。この治具
８１は三次元繊維組織の形状に対応した積層糸群Ｆの配
列と、配列された積層糸群Ｆへの厚さ方向糸ｚの挿入時
における積層糸群Ｆの保持とに使用される。この実施の
形態の治具８１は航空機のリーディングエッジ用の繊維
強化複合材の骨格材として使用される三次元繊維組織の
製造に好適な形状に形成されている。Next, the structure of the jig 81 will be described. The jig 81 is used for arranging the laminated yarn groups F corresponding to the shape of the three-dimensional fiber structure, and for holding the laminated yarn groups F when inserting the thickness direction yarns z into the arranged laminated yarn groups F. The jig 81 of this embodiment is formed in a shape suitable for manufacturing a three-dimensional fiber structure used as a skeleton material of a fiber-reinforced composite material for a leading edge of an aircraft.
【００３１】図７及び図８に示すように、治具８１は、
互いに平行に配置された一組の基板８２，８３を備えて
いる。両基板８２，８３はリーディングエッジの断面形
状に対応した外形、即ち放物線と直線で囲まれたほぼ三
角形状の板状に形成され、中央に孔８２ａ，８３ａが形
成されている。両基板８２，８３間には支柱８４が複数
本（この実施の形態では７本）配設されている。各支柱
８４はブラケット８５を介して基板８２，８３に対して
内側から取り外し可能に固定されている。ブラケット８
５はネジ８５ａにより基板８２，８３及び支柱８４に固
定されている。なお、図７ではブラケット５の図示を省
略している。各支柱８４は外側に凸となるように湾曲し
て形成されている。各支柱８４には外側の所定位置に係
合凹部８４ａが形成されている。As shown in FIGS. 7 and 8, the jig 81 is
It has a pair of substrates 82 and 83 arranged parallel to each other. Both substrates 82 and 83 are formed in an outer shape corresponding to the sectional shape of the leading edge, that is, in a substantially triangular plate shape surrounded by a parabola and a straight line, and holes 82a and 83a are formed in the center. A plurality of columns 84 (seven columns in this embodiment) are arranged between the substrates 82 and 83. Each of the columns 84 is detachably fixed to the substrates 82 and 83 via a bracket 85 from the inside. Bracket 8
5 is fixed to the substrates 82 and 83 and the support 84 by screws 85a. In FIG. 7, the illustration of the bracket 5 is omitted. Each of the columns 84 is formed to be curved so as to protrude outward. Each pillar 84 has an engagement recess 84a at a predetermined outer position.
【００３２】図８に示すように、基板８２，８３にはそ
の外周縁に沿って段差部８２ｃ，８３ｃが形成され、そ
の段差部８２ｃ，８３ｃと係合する状態で複数の支持プ
レート８６が基板８２，８３の外周縁に沿って配設され
ている。支柱８４の両端部と対応する位置には支持バー
８７が基板８２，８３の外周に沿って延びるように配置
されている。支持バー８７は一部が支柱８４に当接し、
一部が支持プレート８６の先端に当接する状態で配置さ
れ、その両端部が図示しない粘着テープ等で支柱８４に
固定されている。支柱８４の中間部には曲面形成用バー
８８が、係合凹部８４ａと係合する状態で支持されてい
る。曲面形成用バー８８は支柱８４と共同して積層糸群
Ｆの形状を保持する役割を果たす。As shown in FIG. 8, steps 82c, 83c are formed on the substrates 82, 83 along the outer peripheral edge thereof, and a plurality of support plates 86 are engaged with the steps 82c, 83c. 82 and 83 are arranged along the outer peripheral edge. Support bars 87 are arranged at positions corresponding to both ends of the support column 84 so as to extend along the outer circumferences of the substrates 82 and 83. A part of the support bar 87 abuts on the column 84,
A part of the support plate 86 is arranged in contact with the tip of the support plate 86, and both ends of the support plate 86 are fixed to the support columns 84 with an adhesive tape or the like (not shown). A curved surface forming bar 88 is supported at an intermediate portion of the support column 84 so as to be engaged with the engagement concave portion 84a. The curved surface forming bar 88 plays a role in maintaining the shape of the laminated yarn group F in cooperation with the support column 84.
【００３３】支持バー８７には多数の規制ピン８９ａが
所定ピッチで取り外し可能に固定されている。各規制ピ
ン８９ａは基板８２，８３に対してほぼ４５°の角度を
なすように固定されている。基板８２，８３には規制ピ
ン８９ａの内側に対応する所定位置に、基準ピン８９ｂ
が取り外し可能に固定されている。基板８２，８３上の
基準ピン８９ｂは規制ピン８９ａと同数設けられてい
る。また、基板８２，８３の基端部（湾曲部と対向する
部分）と対応する位置に設けられた支持プレート８６の
端部にも基準ピン８９ｂが所定ピッチで取り外し可能に
固定されている。さらに、基板８２，８３の基端部と対
応する位置に配設された支柱８４にも基準ピン８９ｂが
所定ピッチで取り外し可能に固定されている。A number of regulating pins 89a are detachably fixed to the support bar 87 at a predetermined pitch. Each restriction pin 89a is fixed so as to make an angle of approximately 45 ° with respect to the substrates 82 and 83. The reference pins 89b are provided at predetermined positions corresponding to the inside of the restriction pins 89a.
Is detachably fixed. The number of reference pins 89b on the substrates 82 and 83 is equal to the number of restriction pins 89a. Also, reference pins 89b are detachably fixed at a predetermined pitch to the ends of the support plate 86 provided at positions corresponding to the base ends (portions facing the curved portions) of the substrates 82 and 83. Further, reference pins 89b are also detachably fixed at a predetermined pitch to columns 84 disposed at positions corresponding to the base ends of the substrates 82 and 83.
【００３４】次に前記のように構成された装置の作用を
説明する。この実施の形態では積層糸群Ｆを構成する糸
の配列方向が基準方向に対してなす角度（配列角度）が
０°及び±６０°に設定された面内３軸の構成となって
いる。糸の配列方向は、治具８１の支柱８４と平行に延
びる方向を基準としている。配列角度が０°となる第１
の面内配列糸ｙの糸層を形成する場合は、面内配列糸ｙ
の端部を基板８３に固定した状態で、図７に示すよう
に、面内配列糸ｙが基準ピン８９ｂと係合する状態で折
り返すようにして支柱８４とほぼ平行に延びるように配
列される。Next, the operation of the above-configured apparatus will be described. In this embodiment, the in-plane three axes are configured such that the angles (arrangement angles) formed by the arrangement directions of the yarns constituting the laminated yarn group F with respect to the reference direction are set to 0 ° and ± 60 °. The arrangement direction of the yarns is based on a direction extending in parallel with the support column 84 of the jig 81. The first where the array angle is 0 °
When the yarn layer of the in-plane arrangement yarn y is formed, the in-plane arrangement yarn y
7, the in-plane array yarns y are folded back in a state of engaging with the reference pins 89b so as to extend substantially in parallel with the support columns 84, as shown in FIG. .
【００３５】配列角度が＋６０°となる第２の面内配列
糸としてのバイアス糸Ｂの糸層を形成する場合は、糸Ｂ
の端部を基板８３に固定した状態で、先ず、基板８３及
び支持プレート８６に固定された基準ピン８９ｂと係合
する状態で折り返し、次に図７に示すように、支柱８４
及び基板８３に固定された基準ピン８９ｂと係合する状
態で折り返すようにして支柱８４とほぼ６０°の角度を
なすように配列される。この実施の形態の治具８１で
は、支柱８４に固定された基準ピン８９ｂに対しては２
本ずつ係合した状態で折り返すように配列することによ
り、バイアス糸Ｂが支柱８４とほぼ６０°の角度をなす
ように配列される。支柱８４に固定された基準ピン８９
ｂにおける折り返しが終了した後は、基板８２，８３の
基準ピン８９ｂと係合する状態で支柱８４とほぼ６０°
の角度をなすように配列され、その後、反対側の支柱８
４及び基板８２に固定された基準ピン８９ｂと係合する
状態で折り返すようにして支柱８４とほぼ６０°の角度
をなすように配列される。バイアス糸Ｂは支持バー８７
と対応する位置で屈曲されて斜めに延びるように配列さ
れるが、支持バー８７に固定された規制ピン８９ａと係
合することによりバイアス糸Ｂが所定の位置に整然と配
列される。When forming the yarn layer of the bias yarn B as the second in-plane arrangement yarn having an arrangement angle of + 60 °, the yarn B
Is fixed to the base plate 83, and is first folded back so as to engage with the reference pin 89b fixed to the base plate 83 and the support plate 86. Then, as shown in FIG.
In addition, they are arranged so as to be folded at a state of being engaged with the reference pins 89b fixed to the substrate 83 so as to form an angle of substantially 60 ° with the support column 84. In the jig 81 of this embodiment, the reference pin 89b fixed to the support 84 is
By arranging them so as to be folded back in the engaged state, the bias yarns B are arranged so as to make an angle of approximately 60 ° with the support column 84. Reference pin 89 fixed to support column 84
After the turning back at b, the support 84 is substantially 60 ° in a state of being engaged with the reference pins 89b of the substrates 82 and 83.
Are arranged at an angle, and then the opposite column 8
4 and the reference pins 89b fixed to the substrate 82, and are arranged so as to form an angle of substantially 60 ° with the support column 84 so as to be folded back. The bias yarn B is supported on the support bar 87.
Are arranged so as to be bent and extend obliquely at a position corresponding to the above, but the bias yarn B is arranged at a predetermined position in an orderly manner by engaging with the regulating pin 89a fixed to the support bar 87.
【００３６】配列角度が−６０°となるバイアス糸Ｂの
糸層を形成する場合は、バイアス糸Ｂの端部を基板８２
に固定した状態で、先ず、基板８２及び支持プレート８
６に固定された基準ピン８９ｂと係合する状態で折り返
し、次に支柱８４及び基板８２に固定された基準ピン８
９ｂと係合する状態で折り返すようにして支柱８４とほ
ぼ−６０°の角度をなすように配列される。以下、前記
配列角度が＋６０°となるバイアス糸Ｂの配列と基本的
に同様にして配列される。When forming the yarn layer of the bias yarn B having an arrangement angle of -60 °, the end of the bias yarn B is
First, the substrate 82 and the support plate 8
6 is folded in a state of being engaged with the reference pin 89b fixed to the support pin 84, and then the reference pin 8
9b are arranged so as to be folded back in an engaged state with the support 84 so as to form an angle of substantially -60 °. Hereinafter, the arrangement is basically performed in the same manner as the arrangement of the bias yarn B in which the arrangement angle is + 60 °.
【００３７】面内配列糸ｙ及びバイアス糸Ｂの配列作業
は、手作業あるいは多軸ロボットのアームに糸供給部を
装備した装置による作業により行われる。治具８１上に
前記各糸層が所定の順序で所定数積層され、図８及び図
１（ａ）等に示すように、積層糸群Ｆが形成される。な
お、積層糸群Ｆ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プレスプレート（図示せ
ず）で押圧して積層糸群Ｆを圧縮してもよい。なお、面
内配列糸ｙ、バイアス糸Ｂ及び厚さ方向糸ｚ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。The operation of arranging the in-plane arrangement yarns y and the bias yarns B is performed manually or by a device equipped with a yarn supply unit on an arm of a multi-axis robot. A predetermined number of the respective yarn layers are stacked on the jig 81 in a predetermined order, and a stacked yarn group F is formed as shown in FIG. 8 and FIG. In addition, in order to increase the density and adjust the thickness of the laminated yarn group F, each time the arrangement of each yarn layer is completed, or each time a suitable yarn layer is formed, the yarn layers are pressed with a press plate (not shown). The laminated yarn group F may be compressed by pressing. Various materials such as carbon fiber, glass fiber, and polyaramid fiber are used as the material of the fibers constituting the in-plane arrangement yarn y, the bias yarn B, and the thickness direction yarn z depending on the use of the composite material.
【００３８】次に治具８１が積層糸群Ｆとともに前記厚
さ方向糸挿入装置１１の第１の支持軸１９に支持ブラケ
ット２４ａ，２４ｂを介して固定される。第１の支持ブ
ラケット２４ａは基板８２，８３において治具８１を支
持し、第２の支持ブラケット２４ｂは支柱８４において
治具８１を支持する。そして、治具８１が取り付けられ
た第１の支持軸１９が、厚さ方向糸挿入装置１１の支持
部１７とモータＭ３の駆動軸２３との間に取り付けられ
る。Next, the jig 81 is fixed to the first support shaft 19 of the thickness direction yarn insertion device 11 via the support brackets 24a and 24b together with the laminated yarn group F. The first support bracket 24a supports the jig 81 on the substrates 82 and 83, and the second support bracket 24b supports the jig 81 on the column 84. Then, the first support shaft 19 to which the jig 81 is mounted is mounted between the support portion 17 of the thickness direction thread insertion device 11 and the drive shaft 23 of the motor M3.
【００３９】治具８１が第１の支持軸１９に支持された
後、制御装置７０が作動され、制御装置７０からの指令
信号に基づいて各モータＭ１〜Ｍ５が駆動される。そし
て、第１の支持テーブル１４が所定位置に配置されると
ともに、第１の支持軸１９が基準位置から所定角度回動
されて、積層糸群Ｆの最初の厚さ方向糸挿入位置が所定
位置に保持される。この実施の形態では、図１０（ａ）
及び図１１（ａ）に示すように、治具８１の下部側面が
挿入針４５と対向する状態から厚さ方向糸挿入装置１１
が駆動されて積層糸群Ｆに厚さ方向糸ｚが挿入される。After the jig 81 is supported by the first support shaft 19, the control device 70 is operated, and each of the motors M1 to M5 is driven based on a command signal from the control device 70. Then, the first support table 14 is arranged at a predetermined position, and the first support shaft 19 is rotated by a predetermined angle from the reference position, so that the first thickness direction yarn insertion position of the laminated yarn group F is at the predetermined position. Will be retained. In this embodiment, FIG.
As shown in FIG. 11A, the thickness direction thread insertion device 11 is moved from a state where the lower side surface of the jig 81 faces the insertion needle 45.
Is driven to insert the thickness direction yarn z into the laminated yarn group F.
【００４０】厚さ方向糸ｚの挿入時、先ず穿孔針５３が
積層糸群Ｆの厚さ方向糸挿入位置と対向する位置に配置
され、その状態でエアシリンダ５４が作動され、プレス
プレート５６が作用位置に配置される。そして、プレス
プレート５６により積層糸群Ｆは穿孔針５３列と対応す
る箇所が押圧状態に保持される。プレスプレート５６が
作用位置に配置されたとき、その押圧面はほぼ回転軸３
０，３１の中心を結ぶ直線上に位置する。その状態でエ
アシリンダ５１が突出作動されて穿孔針５３が前進し、
穿孔針５３が積層糸群Ｆを貫通する作用位置に配置され
た後、エアシリンダ５１が没入作動されて穿孔針５３が
後退する。積層糸群Ｆを構成する繊維がプレスプレート
５６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５３の抜き跡に孔が形成される。When the thickness direction thread z is inserted, first, the perforating needle 53 is arranged at a position opposed to the thickness direction thread insertion position of the laminated yarn group F, and in that state, the air cylinder 54 is operated, and the press plate 56 is operated. Placed in the position. The press plate 56 holds the laminated yarn group F at a position corresponding to the row of perforation needles 53 in a pressed state. When the press plate 56 is placed in the operating position, its pressing surface is substantially
It is located on a straight line connecting the centers of 0 and 31. In this state, the air cylinder 51 is operated to protrude, and the puncture needle 53 advances,
After the perforation needle 53 is disposed at the operation position where the perforation needle 53 penetrates the laminated yarn group F, the air cylinder 51 is immersed and the perforation needle 53 retreats. Since the fibers constituting the laminated yarn group F are densely arranged to some extent by the compressing action of the press plate 56, holes are formed in the traces of the perforation needles 53.
【００４１】次にエアシリンダ３８が突出作動されて支
持プレート３７とともに穿孔針５３列及び挿入針４５列
が移動され、挿入針４５列が孔と対向する位置に配置さ
れる。次に駆動モータ４７が作動されてボールネジ４２
が正転駆動され、挿入針４５が前進して作用位置に配置
される。挿入針４５は針孔が積層糸群Ｆの前方、即ち針
孔が積層糸群Ｆに対して針支持体４４と反対側となる位
置まで積層糸群Ｆを貫通する作用位置まで移動される。
挿入針４５が前進端に達した後、駆動モータ４７が逆転
されて挿入針４５がわずかに後退させられる。その結
果、積層糸群Ｆから針孔に連なる厚さ方向糸ｚが抜け止
め糸針（図示せず）の通過を許容するループを形成した
状態となる。Next, the air cylinder 38 is protruded to move the rows of the puncturing needles 53 and the rows of the insertion needles 45 together with the support plate 37, and the row of the insertion needles 45 is arranged at a position facing the holes. Next, the drive motor 47 is operated to drive the ball screw 42.
Is driven to rotate forward, and the insertion needle 45 advances to be placed at the operation position. The insertion needle 45 is moved to a position where the needle hole penetrates the laminated yarn group F to a position in front of the laminated yarn group F, that is, a position where the needle hole is on the opposite side of the laminated yarn group F to the needle support 44.
After the insertion needle 45 has reached the forward end, the drive motor 47 is reversed and the insertion needle 45 is slightly retracted. As a result, a state is formed in which the thickness direction yarn z connected to the needle hole from the laminated yarn group F forms a loop that allows the passage of the retaining yarn needle (not shown).
【００４２】次に抜け止め糸針を使用して抜け止め糸が
前記ループに挿通される。その後、駆動モータ４７が逆
転されて挿入針４５が後退し、積層糸群Ｆから離脱して
待機位置に配置される。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
Ｆ内に挿入された厚さ方向糸ｚが抜け止め糸により抜け
止めされた状態で締付けられる。次にエアシリンダ３８
が作動され、支持プレート３７とともに穿孔針５３列及
び挿入針４５列が移動されて初期位置に戻される。ま
た、エアシリンダ５４が作動されてプレスプレート５６
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。Next, a retaining thread is inserted through the loop using a retaining thread needle. Thereafter, the drive motor 47 is rotated in the reverse direction, the insertion needle 45 is retracted, separated from the laminated yarn group F, and placed at the standby position. In this state, the thickness direction thread z is pulled back by the action of the tension adjusting unit (not shown), and the thickness direction thread z inserted into the laminated yarn group F is tightened in a state where the thickness direction thread z is prevented from coming off by the retaining thread. Next, the air cylinder 38
Is operated, and the row of perforation needles 53 and the row of insertion needles 45 are moved together with the support plate 37 to return to the initial position. When the air cylinder 54 is operated, the press plate 56
Is arranged at the standby position. As described above, 1 of the thickness direction thread z
Insertion cycles are completed.
【００４３】次にモータＭ２が駆動されて第１の支持テ
ーブル１４が厚さ方向糸ｚの挿入ピッチ分移動され、穿
孔針５３が積層糸群Ｆ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。そして、図１１
（ｂ）に示すように、積層糸群Ｆの一方の側面側の直線
部への厚さ方向糸ｚの挿入が完了する位置まで第１の支
持テーブル１４が移動された後、厚さ方向糸ｚの各回の
挿入サイクルが完了する毎にモータＭ３が駆動されて、
治具１が支持軸１９を中心に所定角度回動される。ま
た、モータＭ１，Ｍ２が駆動されて、第１の支持テーブ
ル１４がＸ方向（図１１（ｂ）の左右方向）及びＹ方向
（図１１（ｂ）の上下方向）に移動される。そして、図
１２（ａ）、図１２（ｂ）、図１３（ａ）及び図１３
（ｂ）に示すように、積層糸群Ｆの曲面部への厚さ方向
糸ｚの挿入が完了する位置まで順に厚さ方向糸ｚの挿入
が行われる。次に積層糸群Ｆの他方の側面側の直線部へ
の厚さ方向糸ｚの挿入が完了する位置まで、厚さ方向糸
ｚの各回の挿入サイクルが完了する毎にモータＭ２が駆
動されて第１の支持テーブル１４が厚さ方向糸ｚの挿入
ピッチ分ずつ図１３（ｂ）の下方向へ移動される。Next, the motor M2 is driven to move the first support table 14 by the insertion pitch of the thickness direction thread z, and the perforating needle 53 faces the next thickness direction thread insertion position in the laminated thread group F. State. Thereafter, the insertion cycle of the thickness direction yarn z is sequentially executed in the same manner as described above. And FIG.
As shown in (b), after the first support table 14 is moved to a position where the insertion of the thickness direction yarn z into the linear portion on one side surface of the laminated yarn group F is completed, the thickness direction yarn z The motor M3 is driven each time the insertion cycle of
The jig 1 is rotated about the support shaft 19 by a predetermined angle. In addition, the motors M1 and M2 are driven to move the first support table 14 in the X direction (the left-right direction in FIG. 11B) and the Y direction (the up-down direction in FIG. 11B). 12 (a), 12 (b), 13 (a) and 13
As shown in (b), the insertion of the thickness direction thread z is performed in order until the insertion of the thickness direction thread z into the curved surface portion of the laminated yarn group F is completed. Next, the motor M2 is driven each time each insertion cycle of the thickness direction yarn z is completed until the position where the insertion of the thickness direction yarn z into the straight portion on the other side surface side of the laminated yarn group F is completed. One support table 14 is moved downward in FIG. 13B by the insertion pitch of the thickness direction thread z.
【００４４】厚さ方向糸ｚの挿入時に、治具８１を構成
する支柱８４、支持プレート８６、支持バー８７及び曲
面形成用バー８８が挿入針４５と干渉する場合は、当該
領域の支柱８４、支持プレート８６、支持バー８７及び
曲面形成用バー８８を一時的に取り外した状態で厚さ方
向糸ｚの挿入を行い、その後、再び元の位置に組付け
る。When the support 84, the support plate 86, the support bar 87, and the curved surface forming bar 88 that constitute the jig 81 interfere with the insertion needle 45 when the thickness direction thread z is inserted, the support 84 in the area is used. With the support plate 86, the support bar 87, and the curved surface forming bar 88 temporarily removed, the thickness direction thread z is inserted, and then, it is assembled again at the original position.
【００４５】図１０（ａ）に示すように、積層糸群Ｆの
側面の下部と対応する部分への厚さ方向糸ｚの挿入が完
了すると、モータＭ４が駆動されて支持テーブル３３が
所定量上昇されるとともに、モータＭ５が駆動されて回
動軸３０，３１が所定量回動される。そして、挿入針４
５が図１０（ａ）の位置より上側の厚さ方向糸挿入位置
において、積層糸群Ｆと直交する位置に配置される。な
お、第１の支持テーブル１４も挿入針４５と積層糸群Ｆ
との距離が所定値となるように位置調整される。そし
て、その状態で前記のように、積層糸群Ｆの側面への厚
さ方向糸ｚの挿入が行われる。以下、その高さでの積層
糸群Ｆの側面への厚さ方向糸ｚの挿入が完了する毎に、
モータＭ４，Ｍ５が駆動されて厚さ方向糸挿入機構３２
が上昇移動されるとともに、第１の支持テーブル１４の
位置調整が行われる。As shown in FIG. 10A, when the insertion of the thickness direction thread z into the portion corresponding to the lower portion of the side surface of the laminated yarn group F is completed, the motor M4 is driven to raise the support table 33 by a predetermined amount. At the same time, the motor M5 is driven to rotate the rotating shafts 30, 31 by a predetermined amount. And the insertion needle 4
5 is arranged at a position orthogonal to the laminated yarn group F at the thickness direction yarn insertion position above the position of FIG. The first support table 14 also includes the insertion needle 45 and the laminated yarn group F.
The position is adjusted so that the distance to the position becomes a predetermined value. Then, in this state, the thickness direction thread z is inserted into the side surface of the laminated thread group F as described above. Hereinafter, each time the insertion of the thickness direction yarn z into the side surface of the laminated yarn group F at that height is completed,
The motors M4 and M5 are driven to drive the thickness direction thread insertion mechanism 32.
Is moved upward, and the position of the first support table 14 is adjusted.
【００４６】そして、図１０（ｂ）に示すように、積層
糸群Ｆの側面の最上部への厚さ方向糸ｚの挿入が完了す
ると、厚さ方向糸挿入機構３２が図１０（ｃ）に示すよ
うに、積層糸群Ｆの上側フランジ部への厚さ方向糸ｚの
挿入位置へ移動される。その状態で厚さ方向糸ｚの挿入
が行われ、積層糸群Ｆの上側フランジ部への厚さ方向糸
ｚの挿入が完了した後、モータＭ４，Ｍ５が逆転駆動さ
れて厚さ方向糸挿入機構３２が積層糸群Ｆの下側フラン
ジ部への厚さ方向糸ｚの挿入位置へ移動される。下側フ
ランジ部への厚さ方向糸ｚの挿入が完了すると、積層糸
群Ｆの厚さ方向糸挿入区域全域への厚さ方向糸ｚの挿入
が終了して三次元繊維組織Ｗが完成する。そして、各規
制ピン８９ａ及び基準ピン８９ｂが治具８１から取り外
された後、治具８１が三次元繊維組織Ｗの内側から分解
されて、図９に示すような三次元繊維組織Ｗの製造が完
了する。Then, as shown in FIG. 10B, when the insertion of the thickness direction yarn z into the uppermost portion of the side surface of the laminated yarn group F is completed, the thickness direction yarn insertion mechanism 32 moves to the state shown in FIG. As shown, the layer is moved to the position where the thickness direction yarn z is inserted into the upper flange portion of the laminated yarn group F. In this state, the insertion of the thickness direction yarn z is performed, and after the insertion of the thickness direction yarn z into the upper flange portion of the laminated yarn group F is completed, the motors M4 and M5 are driven to rotate in reverse, and the thickness direction yarn insertion mechanism is driven. 32 is moved to a position where the thickness direction yarn z is inserted into the lower flange portion of the laminated yarn group F. When the insertion of the thickness direction yarn z into the lower flange portion is completed, the insertion of the thickness direction yarn z into the entire thickness direction yarn insertion area of the laminated yarn group F is completed, and the three-dimensional fiber structure W is completed. Then, after each of the restriction pins 89a and the reference pins 89b are removed from the jig 81, the jig 81 is disassembled from the inside of the three-dimensional fiber structure W, and the three-dimensional fiber structure W as shown in FIG. Complete.
【００４７】なお、三次元繊維組織Ｗに内側に屈曲形成
されたフランジ部が設けられているため、抜け止め糸の
挿入は手作業の方が簡単となる。しかし、湾曲した針を
使用して、厚さ方向糸ｚのループに針を順に挿通させる
ことにより自動化も可能である。また、コーナ部近傍、
即ち図１０（ａ）〜図１０（ｃ）に示す位置での厚さ方
向糸ｚの挿入時には、厚さ方向糸ｚと別の抜け止め糸を
厚さ方向糸ｚのループに挿通することが難しい。このよ
うな場合は、特開平８−２１８２４９号公報に開示され
ているのと同様に、コーナ部側に挿入される厚さ方向糸
ｚを抜け止め糸針で掛止して他の厚さ方向糸ｚのループ
に挿通して抜け止め糸としても使用することにより、抜
け止め糸の挿通が容易になる。この場合、抜け止め糸を
兼用する厚さ方向糸ｚは他の厚さ方向糸ｚと独立して繰
り出し及び巻き戻しが可能なボビンから供給する必要が
ある。Since the three-dimensional fiber structure W is provided with the inwardly bent flange, the insertion of the retaining yarn is easier by manual operation. However, automation is also possible by using a curved needle and sequentially passing the needle through the loop of the thickness direction thread z. In addition, near the corner,
That is, when the thickness direction yarn z is inserted at the positions shown in FIGS. 10A to 10C, the thickness direction yarn z and another retaining yarn may be inserted through the loop of the thickness direction yarn z. difficult. In such a case, in the same manner as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-218249, the thickness direction thread z inserted into the corner portion side is hooked with a retaining thread needle to be moved in the other thickness direction. By inserting the thread into the loop of the thread z and using it as a retaining thread, the penetration of the retaining thread becomes easy. In this case, it is necessary to supply the thickness direction yarn z which also serves as the retaining yarn from a bobbin which can be fed and unwound independently of the other thickness direction yarns z.
【００４８】製造する三次元繊維組織Ｗの形状が例えば
図１４（ａ）に示すようなドーム形の場合は、治具の形
状もそれに対応した形状となり、積層糸群Ｆがドーム形
に配列される。従って、第１の支持軸１９はドーム形の
治具の開放側から治具内に挿入された状態で、治具を片
持ち状態で支持する。一方、モータＭ３の駆動軸２３に
は、治具上に形成された積層糸群Ｆの上から治具を押さ
えるアタッチメントが取り付けられ、アタッチメントを
介して積層糸群Ｆが治具及び第１の支持軸１９とともに
回動される。When the shape of the three-dimensional fiber structure W to be manufactured is, for example, a dome shape as shown in FIG. 14A, the shape of the jig also corresponds to the shape, and the laminated yarn groups F are arranged in a dome shape. . Accordingly, the first support shaft 19 supports the jig in a cantilever state while being inserted into the jig from the open side of the dome-shaped jig. On the other hand, an attachment that presses the jig from above the stacked yarn group F formed on the jig is attached to the drive shaft 23 of the motor M3, and the stacked yarn group F is connected to the jig and the first support shaft 19 via the attachment. It is rotated together with.
【００４９】この実施の形態では次の効果を有する。 （イ） 治具８１に保持された積層糸群Ｆに対して、挿
入針４５がＸ，Ｙ，Ｚの互いに直交する３軸方向に相対
移動されるとともに、互いに直交する第１の支持軸１９
及び第２の支持軸３０，３１を中心とした２方向に相対
旋回される。従って、三次元繊維組織Ｗの曲面部の曲率
や屈曲部の位置に関係なく厚さ方向糸ｚを糸層と直交す
る方向に挿入することができ、その三次元繊維組織を使
用した複合材の物性が向上する。This embodiment has the following effects. (A) The insertion needle 45 is moved relative to the stacked yarn group F held by the jig 81 in three X-axis directions orthogonal to each other, X, Y, and Z, and the first support shaft 19 orthogonal to each other.
And the second support shafts 30 and 31 are relatively rotated in two directions. Therefore, the thickness direction thread z can be inserted in the direction orthogonal to the yarn layer regardless of the curvature of the curved surface portion of the three-dimensional fiber structure W and the position of the bent portion, and the composite material using the three-dimensional fiber structure can be inserted. Physical properties are improved.
【００５０】（ロ） 厚さ方向糸ｚを全ての箇所におい
て糸層と直交する状態で挿入することが可能なため、厚
さ方向糸ｚによる締付け力を高めることが容易になり、
繊維の体積率（Ｖｆ）を高めることができるとともに、
厚さ方向糸ｚの挿入ピッチが一定になり、均質な三次元
繊維組織を製造することができる。(B) Since the thickness direction thread z can be inserted at all points in a state perpendicular to the thread layer, the tightening force by the thickness direction thread z can be easily increased,
While the volume ratio (Vf) of the fiber can be increased,
The insertion pitch of the thickness direction thread z becomes constant, and a uniform three-dimensional fiber structure can be manufactured.
【００５１】（ハ） 治具８１を回動可能に支持する第
１の支持軸１９をＸ，Ｙ方向に移動される第１の支持テ
ーブル１４上に設け、厚さ方向糸挿入機構３２を第１の
支持テーブル１４と独立してＺ方向に移動可能、かつ第
１の支持軸１９と直交する状態で回動される第２の支持
軸（回動軸３０，３１）に支持された第２の支持テーブ
ル上に設けた。従って、治具８１に保持された積層糸群
Ｆに対して、挿入針４５を互いに直交するＸ，Ｙ，Ｚの
３軸方向に相対移動させるとともに、互いに直交する２
軸の周りの相対旋回を可能とする手段が比較的簡単な構
成となる。 （ニ） 厚さ方向糸供給部５７から供給される複数本の
厚さ方向糸ｚが、先ず厚さ方向糸挿入機構３２を支持す
る第２の支持テーブル３３の回動中心となる第２の支持
軸（回動軸３０）に支持された糸ガイド５８に係合した
状態で、他の糸ガイド６５，６９を経て挿入針４５に供
給される。従って、第２の支持軸の回動に伴って挿入針
４５の待機位置が大幅に変化しても、糸ガイド５８から
挿入針４５までの経路はほとんど変化せず、厚さ方向糸
ｚが円滑に挿入針４５に供給される。(C) The first support shaft 19 for rotatably supporting the jig 81 is provided on the first support table 14 which is moved in the X and Y directions, and the thickness direction thread insertion mechanism 32 is used for the first direction. The second support shaft (rotation shafts 30 and 31) that is movable in the Z direction independently of the first support table 14 and that is rotated in a state perpendicular to the first support shaft 19. Provided on a support table. Therefore, the insertion needle 45 is moved relative to the laminated yarn group F held by the jig 81 in three X, Y, and Z directions orthogonal to each other, and the insertion needle 45
The means enabling relative rotation about the axis is a relatively simple configuration. (D) A plurality of thickness direction yarns z supplied from the thickness direction yarn supply unit 57 first become a rotation center of the second support table 33 that supports the thickness direction yarn insertion mechanism 32. In a state of being engaged with the thread guide 58 supported by the support shaft (rotating shaft 30), it is supplied to the insertion needle 45 via the other thread guides 65 and 69. Therefore, even if the standby position of the insertion needle 45 greatly changes with the rotation of the second support shaft, the path from the yarn guide 58 to the insertion needle 45 hardly changes, and the thickness direction yarn z is smoothly moved. Is supplied to the insertion needle 45.
【００５２】（ホ） 三次元繊維組織の形状によって
は、第１の支持軸１９は治具８１を片持ち状態で支持す
る場合がある。この実施の形態では治具８１を支持する
第１の支持軸１９が鉛直方向に延びるように配設されて
いるため、治具８１を片持ち状態で支持する場合、第１
の支持軸１９に作用する曲げモーメントが小さくなり、
第１の支持軸１９を支持する軸受１８の耐久性が向上す
る。(E) Depending on the shape of the three-dimensional fiber structure, the first support shaft 19 may support the jig 81 in a cantilever state. In this embodiment, the first support shaft 19 that supports the jig 81 is disposed so as to extend in the vertical direction.
Bending moment acting on the support shaft 19 of
The durability of the bearing 18 supporting the first support shaft 19 is improved.
【００５３】（ヘ） 厚さ方向糸挿入機構３２は挿入針
４５による積層糸群Ｆの厚さ方向糸挿入箇所の外面が第
２の支持軸（回動軸３０，３１）の中心軸線上に位置す
る状態で厚さ方向糸ｚの挿入を行う。従って、積層糸群
Ｆの外形に基づいて、治具８１の位置及び第２の支持テ
ーブル３３の位置を厚さ方向糸ｚの挿入に最適な位置に
位置決めするための制御データの作成が容易となる。(F) In the thickness direction yarn insertion mechanism 32, the outer surface of the insertion direction of the thickness direction yarn of the laminated yarn group F by the insertion needle 45 is located on the center axis of the second support shaft (rotating shafts 30, 31). Then, the thickness direction thread z is inserted. Therefore, it is easy to create control data for positioning the position of the jig 81 and the position of the second support table 33 at a position optimal for inserting the thickness direction thread z based on the outer shape of the laminated thread group F. .
【００５４】（ト） 第１の支持軸１９が支持部１７及
び駆動軸２３に取り外し可能に支持されているため、第
１の支持軸１９を厚さ方向糸挿入装置１１から取り外し
た状態で治具８１の取り付け及び取り外しを行うことが
でき、取付け及び取外し作業が簡単になる。(G) Since the first support shaft 19 is detachably supported by the support portion 17 and the drive shaft 23, the first support shaft 19 is removed from the thickness direction thread insertion device 11 and is restored. The attachment and detachment of the tool 81 can be performed, and the attachment and detachment work is simplified.
【００５５】（チ） 前記各モータＭ１〜Ｍ５にサーボ
モータが使用されているため、治具８１及び厚さ方向糸
挿入機構３２の位置決めが容易となる。なお、実施の形
態は前記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。(H) Since a servomotor is used for each of the motors M1 to M5, the positioning of the jig 81 and the thickness direction thread insertion mechanism 32 is facilitated. The embodiment is not limited to the above, and may be embodied as follows, for example.
【００５６】○ 第１の支持軸１９を支持部１７及び駆
動軸２３から取り外し不能に構成してもよい。この場
合、図１４（ａ）に示すようなドーム形の三次元繊維組
織Ｗを製造するときは、第１の支持軸１９にドーム形の
治具を片持ち状態で支持するブラケットを固定して、ド
ーム形の積層糸群をその中心軸が第１の支持軸と直交す
る方向に延びるように支持する。この構成では支持アー
ム２１を回動可能にする必要がなく、構造が簡単にな
る。The first support shaft 19 may not be detached from the support portion 17 and the drive shaft 23. In this case, when manufacturing a dome-shaped three-dimensional fiber structure W as shown in FIG. 14A, a bracket for supporting the dome-shaped jig in a cantilever state is fixed to the first support shaft 19. The dome-shaped laminated yarn group is supported such that its central axis extends in a direction orthogonal to the first support axis. In this configuration, the support arm 21 does not need to be rotatable, and the structure is simplified.
【００５７】○ 第１の支持軸１９を第１の支持テーブ
ル１４に垂直に設ける代わりに、第１の支持テーブル１
４に平行に設けてもよい。例えば、図１５に示すよう
に、第１の支持テーブル１４に支持フレーム７１ａ，７
１ｂを立設する。一方の支持フレーム７１ａには第１の
支持軸１９を水平に支持可能に支持部１７を設け、他方
の支持フレーム７１ｂにはモータＭ３をその駆動軸２３
が水平に延びるように取り付ける。一方、第２の支持テ
ーブル３３を支持アーム３４を介して支持する回動軸３
０は、昇降駆動される移動部材に対して上下方向に延び
るように支持される。そして、厚さ方向糸挿入機構３２
は水平面内を旋回する。Instead of providing the first support shaft 19 vertically on the first support table 14, the first support table 1
4 may be provided in parallel. For example, as shown in FIG. 15, the support frames 71a, 71
1b is erected. One support frame 71a is provided with a support portion 17 capable of horizontally supporting the first support shaft 19, and the other support frame 71b is provided with a motor M3 and a drive shaft 23 thereof.
So that it extends horizontally. On the other hand, the rotating shaft 3 supporting the second support table 33 via the support arm 34
0 is supported so as to extend in the up-down direction with respect to the moving member driven up and down. Then, the thickness direction thread insertion mechanism 32
Rotates in a horizontal plane.
【００５８】○ 第１の支持軸１９に治具８１を取り付
けた状態で、面内配列糸ｘ，ｙ及びバイアス糸Ｂの配列
を行う。この場合、厚さ方向糸挿入装置１１への治具８
１の取付けが簡単になる。With the jig 81 attached to the first support shaft 19, the in-plane arrangement yarns x and y and the bias yarn B are arranged. In this case, the jig 8 to the thickness direction thread insertion device 11
1 is easy to mount.
【００５９】○ 厚さ方向糸挿入機構３２による厚さ方
向糸ｚの挿入時に、挿入針４５による積層糸群Ｆの厚さ
方向糸挿入箇所の外面が第２の支持軸（回動軸３０，３
１）の中心軸線上に位置しない状態で厚さ方向糸ｚの挿
入を行ってもよい。When the thickness direction yarn z is inserted by the thickness direction thread insertion mechanism 32, the outer surface of the insertion direction of the thickness direction yarn of the laminated yarn group F by the insertion needle 45 is connected to the second support shaft (rotating shafts 30, 3).
The insertion of the thickness direction thread z may be performed in a state where it is not located on the center axis line in 1).
【００６０】○ 糸ガイド６９を省略して、厚さ方向糸
供給部５７から供給される厚さ方向糸ｚを糸ガイド５８
から直接糸ガイド６５に導く構成としたり、糸ガイド６
５，６９の位置を変更してもよい。The yarn guide 69 is omitted, and the thickness direction yarn z supplied from the thickness direction yarn supply unit 57 is supplied to the yarn guide 58.
From the thread guide 65 directly to the thread guide 65,
The positions of 5, 69 may be changed.
【００６１】○ 積層糸群Ｆを支柱８４とほぼ平行に配
列される面内配列糸ｙと、支柱８４とほぼ±６０°の角
度で交差するように配列されるバイアス糸Ｂとで面内３
軸の構成とする代わりに、面内配列糸ｙと、面内配列糸
ｙと直交するように配列される第２の面内配列糸ｘと、
両面内配列糸ｘ，ｙに対して±４５°の角度で交差する
ように配列されるバイアス糸Ｂとで、面内４軸の構成と
する。この場合、治具８１のほぼＵ字状に湾曲する箇所
と対応する位置に配置された支柱８４及び支持プレート
８６に第２の面内配列糸ｘの配列を規制する規制ピン８
９ａを取り外し可能に設けるのが好ましい。この構成の
三次元繊維組織は積層糸群が面内４軸構成のため、第１
の実施の形態の三次元繊維組織Ｗより面内配列糸ｙと直
交する方向への引っ張り及び圧縮の強度が向上する。The in-plane arrangement yarns y in which the stacked yarn groups F are arranged substantially in parallel with the struts 84 and the bias yarns B arranged so as to intersect the struts 84 at an angle of approximately ± 60 °.
Instead of having a shaft configuration, an in-plane arrangement yarn y, a second in-plane arrangement yarn x arranged orthogonal to the in-plane arrangement yarn y,
The bias yarns B arranged so as to intersect the in-plane arranged yarns x and y at an angle of ± 45 ° have a configuration of four in-plane axes. In this case, the regulating pin 8 that regulates the arrangement of the second in-plane arrangement thread x on the support column 84 and the support plate 86 arranged at positions corresponding to the positions of the jig 81 that are curved substantially in a U shape.
Preferably, 9a is removably provided. In the three-dimensional fiber structure having this structure, the laminated yarn group has an in-plane four-axis structure.
The tensile and compressive strength of the three-dimensional fiber structure W of the embodiment in the direction orthogonal to the in-plane arrangement yarns y is improved.
【００６２】○ 積層糸群Ｆは少なくとも面内２軸配向
であればよく、面内配列糸としてのバイアス糸Ｂをなく
して面内配列糸ｘ，ｙによる面内２軸配向としたり、面
内４軸配向の構成において積層糸群Ｆを構成する面内配
列糸としてのバイアス糸Ｂの傾斜角度を４５°以外にし
てもよい。The laminated yarn group F only needs to be at least biaxial in-plane orientation. The bias yarn B as the in-plane arrangement yarn is eliminated, and the in-plane biaxial orientation by the in-plane arrangement yarns x and y is used. In the configuration of the axial orientation, the inclination angle of the bias yarn B as the in-plane arrangement yarn constituting the laminated yarn group F may be other than 45 °.
【００６３】○ リーディングエッジの形状やドーム形
のように三次元繊維組織Ｗの曲面の曲率が連続的に変化
する形状に限らず、円筒、円錐台筒や、図１４（ｂ）に
示すようなほぼＵ字状に屈曲された形状の三次元繊維組
織Ｗに適用してもよい。曲率が一定の曲面のみあるいは
曲率が一定の曲面と平面とからなる三次元繊維組織Ｗを
製造する場合は、Ｘ，Ｙ，Ｚ及び互いに直交する状態で
回動する２本の旋回軸の合計５軸を駆動する必要はな
い。例えば、図１４（ｂ）に示す形状の三次元繊維組織
Ｗに対応する積層糸群Ｆに厚さ方向糸ｚを挿入する場
合、第１の支持軸１９が三次元繊維組織Ｗの屈曲部の中
心に位置するように治具を取り付ける。この場合、治具
は第１の支持軸１９を中心とした回動と、Ｘ方向への移
動とが必要となり、厚さ方向糸挿入機構３２はＺ方向の
移動のみ必要となる。挿入針４５の本数が多く、挿入針
４５の針列の長さが三次元繊維組織Ｗの幅と対応してい
れば、Ｚ方向の移動も不要となる。また、Ｕ字状の三次
元繊維組織Ｗの屈曲部の曲率が一定でない場合でも、Ｙ
方向の移動を加えることにより厚さ方向糸挿入機構３２
の旋回移動なしに厚さ方向糸ｚの挿入が行われる。The shape is not limited to a shape in which the curvature of the curved surface of the three-dimensional fiber structure W changes continuously, such as the shape of the leading edge or the dome shape. You may apply to the three-dimensional fiber structure W of the shape bent substantially U-shape. When manufacturing a three-dimensional fiber structure W composed of only a curved surface having a constant curvature or a curved surface having a constant curvature and a flat surface, a total of 5 rotations of X, Y, Z, and two revolving axes that are orthogonal to each other are formed. There is no need to drive the shaft. For example, when the thickness direction yarn z is inserted into the laminated yarn group F corresponding to the three-dimensional fiber structure W having the shape shown in FIG. 14B, the first support shaft 19 is positioned at the center of the bent portion of the three-dimensional fiber structure W. Attach the jig so that it is located at. In this case, the jig needs to rotate around the first support shaft 19 and move in the X direction, and the thickness direction thread insertion mechanism 32 only needs to move in the Z direction. If the number of the insertion needles 45 is large and the length of the needle row of the insertion needles 45 corresponds to the width of the three-dimensional fiber tissue W, the movement in the Z direction is not required. Further, even when the curvature of the bent portion of the U-shaped three-dimensional fiber structure W is not constant, Y
Thickness direction thread insertion mechanism 32
The insertion of the thickness direction thread z is performed without the turning movement of.
【００６４】○ 積層糸群Ｆを面内配列糸ｘ，ｙ及び面
内配列糸としてのバイアス糸Ｂの配列のみで構成する代
わりに、クロス（布）を積層して構成する。クロスの場
合は１枚で糸配列の２層分となる。例えば、平織りのク
ロスは面内配列糸ｘによる糸層と、面内配列糸ｙによる
糸層とが積層されたものとほぼ同等の構成となる。ま
た、平織りのクロスを重ねる場合に、一方のクロスの糸
が他方のクロスの糸と±４５°の角度で交差するように
配置すれば、面内配列糸ｘ，ｙの糸層に対してバイアス
糸Ｂの糸層を積層したものとほぼ同等の構成となる。ク
ロスは治具８１の糸層形成部を覆うように配置されると
ともに、クロスの周縁部の、製品とならない部分が治具
８１に止めピンや粘着テープあるいは接着剤等により固
定されて所定の形状に保持される。この場合、治具８１
は規制ピン８９ａや基準ピン８９ｂが不要になる。The laminated yarn group F is constructed by laminating cloths (cloths) instead of being composed only of the arrangement of the in-plane arranged yarns x and y and the bias yarn B as the in-plane arranged yarn. In the case of a cloth, one sheet corresponds to two layers of the yarn arrangement. For example, a plain-woven cloth has a configuration substantially the same as that obtained by laminating a yarn layer of in-plane arranged yarns x and a yarn layer of in-plane arranged yarns y. Further, when the plain-woven cloths are overlapped, if the yarns of one cloth are arranged so as to intersect with the yarns of the other cloth at an angle of ± 45 °, a bias is applied to the yarn layers of the in-plane arranged yarns x and y. The structure is substantially the same as that obtained by laminating the yarn layers of the yarn B. The cloth is arranged so as to cover the thread layer forming portion of the jig 81, and a portion of the periphery of the cloth that does not become a product is fixed to the jig 81 by a fixing pin, an adhesive tape, an adhesive, or the like, and has a predetermined shape. Is held. In this case, the jig 81
Does not require the regulation pin 89a or the reference pin 89b.
【００６５】○ 糸の配列とクロスの積層とを組み合わ
せて積層糸群を形成してもよい。この構成は、その肉厚
が部分的に変化する積層糸群を形成する際に有効であ
る。例えば、クロスを必要数積層した後、肉厚を厚くす
る部分と対応する箇所の基板８２，８３及び支持プレー
ト８６に基準ピン８９ｂを取り付け、当該箇所に糸層を
必要数配列する。The yarn arrangement and the cloth lamination may be combined to form a laminated yarn group. This configuration is effective when forming a layered yarn group whose thickness changes partially. For example, after laminating the required number of cloths, the reference pins 89b are attached to the substrates 82 and 83 and the support plate 86 corresponding to the portion where the thickness is to be increased, and the required number of thread layers are arranged at the corresponding positions.
【００６６】○ 積層糸群Ｆの厚さや繊維の種類によっ
ては穿孔針５３による孔開けを行わずに、挿入針４５を
積層糸群Ｆに直接挿入してもよい。前記実施の形態から
把握できる請求項記載以外の技術思想（発明）につい
て、以下にその効果とともに記載する。Depending on the thickness of the yarn group F and the type of fiber, the insertion needle 45 may be inserted directly into the yarn group F without making a hole with the perforation needle 53. Technical ideas (inventions) other than those described in the claims that can be grasped from the embodiment will be described below together with their effects.
【００６７】（１） 前記第１及び第２の駆動手段並び
に第１及び第２の支持軸駆動手段を、前記第１の支持軸
に支持された治具に保持された積層糸群の厚さ方向糸の
挿入箇所の外面が、ほぼ前記第２の支持軸の中心軸の延
長線上に位置するように制御する制御装置を備えた請求
項１に記載の三次元繊維組織の厚さ方向糸挿入装置。こ
の場合、積層糸群の外形に基づいて、治具の位置及び第
２の支持部材の位置を厚さ方向糸の挿入に最適な位置に
位置決めするための制御データの作成が容易となる。(1) The first and second driving means and the first and second support shaft driving means are arranged in the thickness direction of the laminated yarn group held by a jig supported by the first support shaft. 2. The three-dimensional fiber structure thickness direction yarn insertion device according to claim 1, further comprising a control device for controlling an outer surface of a yarn insertion portion to be located substantially on an extension of a center axis of the second support shaft. . In this case, it becomes easy to create control data for positioning the position of the jig and the position of the second support member at the position optimal for inserting the thickness direction yarn based on the outer shape of the laminated yarn group.
【００６８】（２） 前記第１の支持軸は取り外し可能
に設けられている請求項１に記載の三次元繊維組織の厚
さ方向糸挿入装置。この場合、第１の支持軸に対する治
具の取付けが簡単になる。(2) The three-dimensional fiber structure thickness direction yarn insertion device according to claim 1, wherein the first support shaft is detachably provided. In this case, attachment of the jig to the first support shaft is simplified.
【００６９】（３） 前記第１及び第２の駆動手段並び
に第１及び第２の支持軸駆動手段はサーボモータを備え
ている請求項１又は（１）に記載の三次元繊維組織の厚
さ方向糸挿入装置。この場合、治具及び厚さ方向糸挿入
機構の位置決めが容易となる。(3) The thickness of the three-dimensional fiber structure according to claim 1 or (1), wherein the first and second driving means and the first and second support shaft driving means include a servomotor. Directional thread insertion device. In this case, the positioning of the jig and the thickness direction thread insertion mechanism becomes easy.
【００７０】[0070]
【発明の効果】以上詳述したように請求項１〜請求項３
に記載の発明によれば、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が、各糸層と直交
する方向に配列された厚さ方向糸にて結合された構造の
三次元繊維組織を製造する際に、三次元繊維組織の曲面
部の曲率や屈曲部の位置に関係なく厚さ方向糸を糸層と
直交する方向に挿入することができ、厚さ方向糸の挿入
作業も簡単になる。また、均質で繊維の体積率の大きな
三次元繊維組織を製造できる。As described in detail above, claims 1 to 3 are described.
According to the invention described in (1), a structure in which at least biaxially oriented laminated yarn groups formed by laminating a plurality of yarn layers are joined by thickness direction yarns arranged in a direction orthogonal to each yarn layer. When manufacturing a three-dimensional fiber structure, the thickness direction yarn can be inserted in a direction orthogonal to the yarn layer regardless of the curvature of the curved surface portion of the three-dimensional fiber structure and the position of the bent portion. Insertion work becomes easy. Further, it is possible to produce a three-dimensional fiber structure that is homogeneous and has a large fiber volume ratio.
【００７１】請求項２に記載の発明では第２の支持軸の
回動に伴って挿入針の待機位置が大幅に変化しても、糸
ガイドから挿入針までの経路はほとんど変化せず、厚さ
方向糸が円滑に挿入針に供給される。According to the second aspect of the present invention, even if the standby position of the insertion needle changes significantly with the rotation of the second support shaft, the path from the thread guide to the insertion needle hardly changes, and the thickness increases. The direction yarn is smoothly supplied to the insertion needle.
【００７２】請求項３に記載の発明では、治具を片持ち
状態で支持する場合、第１の支持軸に作用する曲げモー
メントが小さくなり、第１の支持軸を支持する軸受の耐
久性が向上する。According to the third aspect of the invention, when the jig is supported in a cantilever state, the bending moment acting on the first support shaft is reduced, and the durability of the bearing supporting the first support shaft is reduced. improves.
【図１】 （ａ）は一実施の形態の一部破断一部省略側
面図、（ｂ）は一部破断部分側面図。1A is a partially cutaway side view of one embodiment, and FIG. 1B is a partially cutaway side view of one embodiment.
【図２】 厚さ方向糸挿入機構の一部破断一部省略側面
図。FIG. 2 is a partially cut-away side view of the thickness direction thread insertion mechanism.
【図３】 治具を取り付けた状態の一部破断一部省略平
面図。FIG. 3 is a partially cutaway plan view partially showing a state where a jig is attached.
【図４】 厚さ方向糸挿入機構の一部破断平面図。FIG. 4 is a partially broken plan view of the thickness direction thread insertion mechanism.
【図５】 糸ガイドの側面図。FIG. 5 is a side view of the yarn guide.
【図６】 糸ガイドの平面図。FIG. 6 is a plan view of a yarn guide.
【図７】 治具の概略斜視図。FIG. 7 is a schematic perspective view of a jig.
【図８】 治具の断面図。FIG. 8 is a sectional view of a jig.
【図９】 三次元繊維組織の概略斜視図。FIG. 9 is a schematic perspective view of a three-dimensional fiber structure.
【図１０】 厚さ方向糸の挿入作用を示す概略側断面
図。FIG. 10 is a schematic side cross-sectional view showing an operation of inserting a thickness direction yarn.
【図１１】 厚さ方向糸の挿入作用を示す概略平面図。FIG. 11 is a schematic plan view showing the insertion operation of the thickness direction yarn.
【図１２】 厚さ方向糸の挿入作用を示す概略平面図。FIG. 12 is a schematic plan view showing an operation of inserting a thickness direction thread.
【図１３】 厚さ方向糸の挿入作用を示す概略平面図。FIG. 13 is a schematic plan view showing the insertion operation of the thickness direction yarn.
【図１４】 三次元繊維組織の概略斜視図。FIG. 14 is a schematic perspective view of a three-dimensional fiber structure.
【図１５】 別の実施の形態の一部破断一部省略部分平
面図。FIG. 15 is a partially cutaway partially plan view of another embodiment.
１４…第１の支持部材としての第１の支持テーブル、１
５，１６…第１の駆動手段を構成するボールネジ機構、
１９…第１の支持軸、２７ａ，２７ｂ…移動部材、２８
…第２の駆動手段を構成するボールネジ機構、３０，３
１…第２の支持軸を構成する回動軸、３２…厚さ方向糸
挿入機構、３３…第２の支持部材としての第２の支持テ
ーブル、４２…駆動装置を構成するボールネジ、４７…
同じく駆動モータ、４８…同じくベルト伝動機構、４４
…針支持体、４５…厚さ方向糸挿入針、５７…厚さ方向
糸供給部、５８…糸ガイド、８１…治具、Ｍ１，Ｍ２…
第１の駆動手段を構成するモータ、Ｍ３…第１の支持軸
駆動手段としてのモータ、Ｍ４…第２の駆動手段を構成
するモータ、Ｍ５…第２の支持軸駆動手段としてのモー
タ、ｚ…厚さ方向糸、Ｆ…積層糸群、Ｗ…三次元繊維組
織。14. First support table as first support member, 1
5, 16... A ball screw mechanism constituting first driving means;
19: first support shaft, 27a, 27b: moving member, 28
... Ball screw mechanism constituting second driving means, 30, 3
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Rotating shaft which comprises a 2nd support shaft, 32 ... Thickness direction thread insertion mechanism, 33 ... 2nd support table as a 2nd support member, 42 ... Ball screw which comprises a drive device, 47 ...
Similarly, a drive motor, 48 ... also a belt transmission mechanism, 44
... Needle support, 45 ... Thickness direction thread insertion needle, 57 ... Thickness direction thread supply unit, 58 ... Thread guide, 81 ... Jig, M1, M2 ...
Motor constituting first driving means, M3 ... motor as first supporting shaft driving means, M4 ... motor forming second driving means, M5 ... motor as second supporting shaft driving means, z ... Thickness direction yarn, F: laminated yarn group, W: three-dimensional fiber structure.
───────────────────────────────────────────────────── 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 (72)発明者 鈴木 航也 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 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Junji Takeuchi 2-1-1 Toyota-cho, Kariya-shi, Aichi Prefecture Inside Toyota Industries Corporation (72) Inventor Kouya Suzuki 2-1-1 Toyota-cho, Kariya-shi, Aichi Prefecture Inside Toyota Industries Corporation
Claims (3)
とも２軸配向となる積層糸群が、各糸層と直交する方向
に配列された厚さ方向糸にて結合された構造の三次元繊
維組織を製造する際に使用される三次元繊維組織の厚さ
方向糸挿入装置であって、 Ｘ方向及びＹ方向に移動可能に設けられ、第１の駆動手
段によりＸ，Ｙ方向に移動される第１の支持部材と、 前記第１の支持部材上に回動可能に装備され、前記積層
糸群を保持する治具を支持する第１の支持軸と、 前記第１の支持軸を回転駆動する第１の支持軸駆動手段
と、 前記第１の支持部材と独立して前記Ｘ，Ｙ方向と直交す
る方向に往復移動可能に設けられた移動部材と、 前記移動部材を駆動する第２の駆動手段と、 前記移動部材に前記第１の支持軸と直交する方向に延び
る第２の支持軸を介して回動可能に支持された第２の支
持部材と、 前記第２の支持軸を回転駆動する第２の支持軸駆動手段
と、 前記第２の支持部材上に前記第２の支持軸と直交する方
向に往復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、 前記第２の支持部材上に設けられ、前記針支持体を厚さ
方向糸挿入針が前記治具に保持された積層糸群と係合不
能な待機位置と、針孔が積層糸群に対して針支持体と反
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
動させる駆動装置とを備えた三次元繊維組織の厚さ方向
糸挿入装置。1. A three-dimensional structure having a structure in which at least biaxially oriented laminated yarn groups formed by laminating a plurality of yarn layers are connected by thickness direction yarns arranged in a direction orthogonal to each yarn layer. A thickness direction yarn insertion device for a three-dimensional fiber structure used when manufacturing a fiber structure, which is provided so as to be movable in an X direction and a Y direction, and is moved in the X and Y directions by a first driving means. A first support member, a first support shaft rotatably mounted on the first support member, and supporting a jig for holding the stacked yarn group; and a first drive shaft rotatably driving the first support member. A first support shaft driving means, a movable member provided independently of the first support member and capable of reciprocating in a direction orthogonal to the X and Y directions, and a second drive member for driving the movable member. A driving means, and a second support extending to the moving member in a direction orthogonal to the first support shaft. A second support member rotatably supported via a holding shaft, a second support shaft driving means for rotatingly driving the second support shaft, and a second support member on the second support member. A needle support provided so as to be reciprocally movable in a direction perpendicular to the support shaft, and a plurality of thickness direction thread insertion needles provided in a row at a predetermined pitch; and the needle provided on the second support member, The support penetrates the laminated yarn group to a standby position where the thickness direction thread insertion needle cannot be engaged with the laminated yarn group held by the jig, and a position where the needle hole is on the opposite side to the needle support with respect to the laminated yarn group. And a driving device for moving the three-dimensional fiber structure to the working position.
の厚さ方向糸と係合してガイドする糸ガイドが前記第２
の支持軸に支持されている請求項１に記載の三次元繊維
組織の厚さ方向糸挿入装置。2. A yarn guide that engages with and guides a plurality of thickness direction yarns supplied from a thickness direction yarn supply unit.
The three-dimensional fiber structure thickness direction yarn insertion device according to claim 1, which is supported by the support shaft.
うに配設されている請求項１又は請求項２に記載の三次
元繊維組織の厚さ方向糸挿入装置。3. The three-dimensional fiber structure thickness direction yarn insertion device according to claim 1, wherein the first support shaft is disposed so as to extend in a vertical direction.
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| WO2009124724A1 (en) * | 2008-04-07 | 2009-10-15 | Airbus Operations Gmbh | Method for the production of a fiber composite/fiber-reinforced plastic part from rovings by means of a mold, and mold for carrying out said method |
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1997
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