(57)【要約】  本発明は、２次元織物２０とその製作方法に関する。２次元織物２０は、３次元複合部の製作に用いる。２次元織物は、結合たて糸２３及び／又は結合横糸２４を有する結合組織２１と、強化横糸２５及び／又は強化たて糸２６を有する強化組織２２とを有する。挿入された強化糸２５の少なくとも一部は、短縮された強化横糸２５ａ及び／又は短縮された強化たて糸２６ａの形態をもつ。それらの糸長Ｌは、結合横糸２４又は結合たて糸２３の長さよりも短い。短縮された強化糸２５ａ、２６ａは、糸端位置３０又は３１にそれぞれ位置する自由端の間に延在する。２次元織物２０における短縮された強化糸２５ａ、２６の糸長Ｌ及び糸端位置３０、３１のそれぞれは、製作される複合部の３次元形状に基づいて予め定められる。これは、プリフォームを製作する際の無駄な切り屑及び強化糸２５、２６を切り出すための労力の削減を可能とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
３次元複合部の製作に使用する２次元織物（２０）であって、
強化糸からなり、強化組織（２２）に属する強化横糸（２５）及び／又は強化たて糸（２６）と、
前記強化糸とは異なる結合糸からなる、結合組織（２１）に属する、たて糸方向（Ｋ）に延びる結合たて糸（２３）とを備え、
前記強化糸は、前記結合糸よりも高い張力を有し、
前記たて糸方向（Ｋ）に対し横方向において最大限に離間するように配置された２つの最外部の結合たて糸（２３）であって、それらの間の距離はたてビーム幅（Ｂ）を定め、
前記強化横糸（２５）及び／又は強化たて糸（２６）の少なくとも一部は短縮された強化糸（２５ａ、２６ａ）の形態をもち、前記短縮された強化糸（２５ａ、２６ａ）は前記たてビーム幅（Ｂ）より短いか、又は前記たて糸方向（Ｋ）における前記製作された織物（２０）の長さより短いか、のいずれかの糸長（Ｌ）を有し、
前記短縮された強化糸（２５ａ、２６ａ）の端部の糸端位置（３０、３１）及びそれらの糸長（Ｌ）は、製作される前記３次元複合部に基づいて定められる、
ことを特徴とする２次元織物（２０）。
【請求項２】
前記強化糸が強化帯状体の形態を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の２次元織物。
【請求項３】
前記強化たて糸（２６）及び前記結合たて糸（２３）は交差せずに配置され、及び／又は前記結合組織（２１）は結合横糸（２４）を有し、前記強化横糸（２５）及び前記結合横糸（２４）は交差せずに配置される、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の２次元織物。
【請求項４】
前記結合横糸（２４）は結合糸でできていることを特徴とする請求項３に記載の２次元織物。
【請求項５】
前記強化横糸（２５）及び／又は強化たて糸（２６）は、製織技術によって前記結合組織（２１）の前記結合たて糸（２３）及び結合横糸（２４）に織り込まれることなく、前記結合組織（２１）に保持される、ことを特徴とする請求項３又は４に記載の２次元織物。
【請求項６】
前記強化横糸（２５）及び／又は強化たて糸（２６）はそれぞれ、それらが前記結合組織（２１）の前記結合たて糸（２３）又は結合横糸（２４）の１つと直接結合される１つの結合位置を有する、ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１つに記載の２次元織物。
【請求項７】
２次元織物（２０）を製作する方法であって、
強化糸からなるとともに強化組織（２２）に属する強化横糸（２５）及び／又は強化たて糸（２６）を織機に搭載する工程と、
前記強化糸とは異なる結合糸からなるとともに、結合組織（２１）に属し、たて糸方向（Ｋ）に延在する結合たて糸（２３）を前記織機に搭載する工程であって、前記結合たて糸（２３）のうち前記たて糸方向（Ｋ）に対して横方向に最大限離間するように配置された２つの最外部の前記結合たて糸（２３）の間の距離はたてビーム幅（Ｂ）を定める、ことを特徴とする工程と、
前記２次元織物（２０）における前記強化横糸（２５）及び／又は強化たて糸（２６）の数と位置を、製作する３次元複合部の形状に基づいて定める工程であって、少なくとも一部の前記強化横糸（２５）及び／又は前記強化たて糸（２６）は、前記たてビーム幅（Ｂ）の長さより又はたて糸方向（Ｋ）において製作する前記織物（２０）の長さより短い糸長（Ｌ）を有する短縮された強化糸（２５ａ、２６ａ）の形態であり、各短縮された強化糸（２５ａ、２６ａ）の両端の糸端位置（３０、３１）及びその糸長（Ｌ）は前記製作する３次元複合部に基づいて定められ、よって前記織機が設定されることを特徴とする工程と、
少なくとも１つの強化横糸（２５）及び／又は少なくとも１つの強化たて糸（２６）を挿入するために、前記織機のヘルドシャフトを挿入位置に位置決めする工程と、
強化横糸（２５）及び／又は強化たて糸（２６）の自由端を糸供給部（３９）から前記強化糸（２５、２６）ぞれぞれの第１の糸端位置（３０）に挿入する工程と、
前記第２の糸端位置（３１）で前記挿入した強化糸（２５、２６）を切り出す工程と、
前記結合組織（２１）により前記挿入された強化糸（２５、２６）を固定する工程と
を備える、ことを特徴とする２次元織物（２０）を製作する方法。
【請求項８】
前記少なくとも１つの強化横糸（２５）及び／又は前記少なくとも１つの強化たて糸（２６）は、その自由端が前記第１の糸端位置（３０）に到達するまで、押し出すことにより移動する、ことを特徴とする請求項７に記載の２次元織物（２０）を製作する方法。
【請求項９】
前記第１の糸端位置へと押し入れられた前記強化糸（２５、２６）は、前記第２の糸端位置（３１）で、移動可能な切出具（４５）により切り出される、ことを特徴とする請求項８に記載の２次元織物（２０）を製作する方法。
【請求項１０】
回転軸（Ｄ）を回転する駆動可能なボビン（６３）から前記強化糸（２５、２６）を巻き戻し、前記強化糸（２５、２６）を押し出すこと、を特徴とする請求項９に記載の２次元織物（２０）を製作する方法。
【請求項１１】
支持面（７１）が、前記少なくとも１つの強化糸（２５、２６）が押し出されると、押し出された強化糸（２５、２６）を支持するように設けられる、ことを特徴とする請求項８乃至１０の何れか１つに記載の２次元織物（２０）を製作する方法。
【請求項１２】
少なくとも１つのグリッパ（３５、３６）を用いて請求項７に記載の２次元織物（２０）を製作する方法であって、
前記強化横糸（２５）の前記自由端を第１のグリッパ（３５）により糸供給部（３９）から前記強化横糸（２５）の前記第１の糸端位置（３０）又は受け渡し位置（４０）へと挿入し、前記強化横糸（２５）の前記自由端を第２のグリッパ（３６）へ受け渡しする工程と、
前記第１のグリッパ（３５）を前記強化横糸（２５）の前記第２の糸端位置（３１）に移動させ、前記強化横糸（２５）を前記第２の糸端位置（３１）の近傍に保持する工程と、
前記第２の糸端位置（３１）で前記強化横糸（２５）を切り出す工程と、
前記糸供給部（３９）に接続された前記強化横糸（２５）の前記自由端とともに前記第１のグリッパ（３５）を前記第２の糸端位置（３１）から離れて移動させる工程と、
前記挿入された強化横糸（２５）を前記結合組織（２１）により固定する工程と
を備える、ことを特徴とする方法。
【請求項１３】
前記受け渡し位置（４０）が前記強化横糸（２５）の前記第１の糸端位置（３０）に一致しない場合、前記第２のグリッパ（３６）が前記受け渡し位置（４０）から前記強化横糸（２５）の前記第１の糸端位置（３０）へと移動する、ことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記第２のグリッパ（３６）が前記受け渡し位置（４０）から前記強化横糸（２５）の前記第１の糸端位置（３０）に移動する際、その動作は前記第１のグリッパ（３５）から離れる動作となる、ことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記第１のグリッパ（３５）は、前記強化横糸（２５）を把持する把持位置（ＳＫ）と前記強化糸（２５）を緩く囲む案内位置（ＳＦ）との間で切り替えることができる保持具（３７）を有する、ことを特徴とする請求項１２乃至１４の何れか１つに記載の方法。
【請求項１６】
前記第１のグリッパ（３５）が前記強化横糸（２５）の前記第２の糸端位置（３１）に到達した場合、前記保持具（３７）は前記案内位置（ＳＦ）から前記把持位置（ＳＫ）に切り替えられる、ことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記第１のグリッパ（３５）が切出具（４５）を有する、ことを特徴とする請求項１２乃至１６の何れか１つに記載の方法。
【請求項１８】
前記第１のグリッパ（３５）が前記強化横糸（２５）の前記第２の糸端位置（３１）に到達するとともに、前記保持具（３７）が前記案内位置（ＳＦ）から前記把持位置（ＳＫ）に切り替わった後に前記切出具（４５）が作動する、ことを特徴とする請求項１５又は１６及び請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
前記挿入された強化横糸（２５）を、
１つ又はそれ以上の結合たて糸（２３）のひ口の変更により前記挿入された強化横糸（２５）をその位置に安定させる工程と、
前記強化横糸（２５）に対しおさ打ちを行う工程と、
前記強化横糸（２５）を固定するために前記１つ又はそれ以上の結合たて糸（２３）のひ口の変更を行う工程と
を含む複数の工程から製作する、ことを特徴とする請求項１２乃至１８の何れか１つに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３次元複合部の製作に用いる２次元織物及びかかる２次元織物の製作のための方法に関する。かかる複合部は複合材とも定義される。
【背景技術】
【０００２】
３次元複合部を製作するための２次元織物は、張力を有する材料、例えば炭素等でできたたて糸及び／又は横糸を含む。実際に、いわゆる「プリフォーム」の製作にかかる２次元織物が使用される際には、頻繁に問題が発生する。これには、１つ又はそれ以上の織物層を上下に重ね、プリフォームを施す工程と、その後のプロセス工程においてこれらの層から複合部を所望の３次元形状で製作する工程とが含まれる。プリフォームは、構成要素の仕上げの形状を形成するための後処理を簡素化する。プリフォームは、複合部の後の形状又は仕上げの形状とほぼ同じ形状を持つように予め意図して製作される。そのため、プリフォームの製作には、２次元織物ができるだけ問題なく所望の形状に成形することができ、後に最終的な複合部として再度整形されることが求められる。
【０００３】
織物に必要な成形であっても、所望の強度の達成は保証されなければならない。そのため、強化糸は、３次元複合部の特定の位置を占めるか又は特定の方向を向いている必要がある。ふつう、かかる強化糸の製作に用いる材料は高価なものである。プリフォームの製作には、２次元織物を切り出して成形する工程が含まれる。プリフォームの所望の形状を成形した際の織物材料の余剰分は、除去される。これにより、多大な労力及び材料のかなりの部分が無駄になる。
【０００４】
特許文献１は、強化糸が後に切出される特定の領域のみでたて糸及び／又は横糸に付着されることを特徴とする２次元織物を開示している。付着された箇所は、仕上げた２次元織物から後に切り出される。たとえこのプロセスであっても、大量の切出し作業と多大な労力を伴う。
【０００５】
特許文献２は、機械的製織プロセスにおいて、横糸を追加的に織物の幅の中に部分的に組み込むプロセスを記載している。これは、例えば古い紋織物の再生のためのジャガード織機を用いた、機械的製作を可能とすることを目的としたものである。織物の模様を形成するには、織物の全幅を超えて延在することがなく、たてビームの一区分にのみ組み込まれる横糸を挿入することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１４−１８１４３１号公報
【特許文献２】独国特許出願公開第１０２００８０３６３４７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、３次元複合部の製作効率を向上させる２次元織物と、それを製作する方法を提供することである。
【０００８】
これは、請求項１の特徴を有する２次元織物及び請求項７の特徴を有する方法により実現される。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明では、３次元複合部の製作に用いることを意図するとともに強化糸（撚糸）からなる強化横糸を有する２次元織物を提案する。強化横糸は、強化組織に属する。追加的又は代替的に、強化より糸でできた強化たて糸を備えることもできる。
【００１０】
さらに、織物は、強化より糸とは異なる結合より糸からなる結合たて糸及び／又は結合横糸を有し、これらの結合たて糸及び／又は結合横糸は結合組織に属するとともにたて糸方向に延びる。強化糸は結合糸よりも高い張力を有する。
【００１１】
相互に最大限に離間した、２つの最外部の結合たて糸は、たてビーム幅を定める。たてビーム幅は、任意に設けられる強化たて糸が最外部の結合たて糸の間に位置する場合は、たて糸方向と垂直に測定され、織物の幅と一致させることができる。少なくとも一部の強化横糸及び／又は強化たて糸は、短縮された強化糸の形態を持つ。短縮された強化糸の糸長はたてビーム幅より短く、強化横糸であればそれが２つの最外部の結合たて糸の間に完全には延在しないか、製作された織物又は結合たて糸よりも短い。この短縮された強化糸の糸長及び各短縮された強化糸の両端の各糸端位置は、製作する３次元複合部に基づいて定められる。強化糸すなわち短縮された強化糸は、それらを織る間に後に製作する複合部又はプリフォームの３次元形状にすでに位置決めされる。これにより、無駄、特に切り捨てられる強化糸の量が大幅に削減される。強化糸は、結合たて糸及び結合横糸に直接編み込まれない「フロート」として２次元織物に配置することができ、よって成形性が改善し、さらに強化糸の経路を最大限に「伸長」することが保証される。これにより、強化糸が、その織られた箇所で波打つことを防ぐことができる。結合組織と強化組織の接続を改善する、結合たて糸及び／又は結合横糸による製織技術で織った箇所が強化糸にあってもよい。強化糸は出来るだけ伸長するように織物に配置し、例えば織機の織の設定（織の種類、糸張力等）で波打ちがないようにすることが好ましい。
【００１２】
２次元織物中の強化糸の長さ及び正確な位置を予め定めると、プリフォームの製作又は３次元複合部の仕上げに伴う労力が削減される。
【００１３】
３次元複合部とは、元の２次元織物が成型され、２次元織物がもともと延在する面と垂直に、その厚さを超えて延びた形状である、と理解されるべきである。かかる３次元複合部は、例えば、車両、航空機、又は船舶の製造等において、高い材料強度が望まれる箇所で用いられ、かつその重量を最小限に抑える。
【００１４】
結合糸及び強化糸は、異なる材料から成ることが好ましい。加えて又はそれに代えて、強化糸及び結合糸は、異なる断面積及び／又は断面輪郭及び／又は力価を有することができる。
【００１５】
使用可能な結合糸の例は、プラスチックを含む糸、例えばフェノキシ糸である。
【００１６】
本実施例において、強化糸は、炭素及び／又はアラミド及び／又はセラミック及び／又はグラスの繊維及び／又は予め組み込まれたロービング（vorgetraenkte Rovings）、例えば、上述の繊維からできた強化帯状体を有する。
【００１７】
強化糸は、例えば、強化帯状体の形態でもよい。この場合、その断面は、ある方向における寸法が、これと垂直な方向での寸法よりも大きい。例えば、強化糸を断面上で見ると、その断面の１つの寸法は他の断面の寸法よりも少なくとも４倍から５倍大きくなり得る。強化帯状体は特に押圧挿入に耐える剛性を有するため、それをたて糸及び／又は横糸の形態で結合組織へと押し入れることができる。
【００１８】
既述の通り、強化横糸及び／又は強化たて糸を保持する、結合横糸及び結合たて糸からできた結合組織を備えると都合がよい。強化横糸及び結合横糸は交差無し及び／又はたて糸方向においてお互いに離間して配置されることが好ましい。強化横糸及び結合横糸は、交差無し及び／又は横糸方向においてお互いに離間するように配置してもよい。１つの態様において、結合たて糸及び結合横糸は、強化横糸及び／又は強化たて糸の間のそれらが織られる箇所で、製織技術によりお互いに接続される。結合組織の織の種類は必要に応じて選択してよく、同じ織物において異なる種類でもよい。例えば、アトラス織り、綾織り、リネン織り、旋回織り等、どのような織り方でも使うことができる。
【００１９】
１つの態様において、強化横糸及び／又は強化たて糸にはそれぞれ、それらが織られる箇所及びそれらが結合たて糸又は結合横糸と直接結合される箇所が１つ又はそれ以上あってもよい。例えば、かかる織布箇所は、２次元織物の製作中に、強化横糸の位置の予備的固定のために設けてもよい。これらの織布箇所は、織物のその他の部分には設けられない。
【００２０】
３次元複合部の製作に用いる２次元織物は、以下の通り製作することができる。
【００２１】
織機には、強化糸からなる強化横糸及び／又は強化たて糸並びに結合糸できた結合たて糸が搭載されている。本実施例においては、結合糸からなる結合横糸がさらに設けられ、結合横糸は強化横糸に追加的に挿入される。すでに説明した通り、２つの最外部の結合たて糸は、たてビーム幅を示す。
【００２２】
２次元織物における前記強化横糸及び／又は強化たて糸の数と位置は、製作する３次元複合部の形状に基づいて定められ、それにより織機が設定される。強化横糸及び／又は強化たて糸の一部は、その長さがたてビーム幅より短い短縮された強化糸の形態である。各短縮された強化糸の長さ及び自由端の２つの糸端位置は、製作する複合部の３次元形状に基づいて定められ、それにより織機が設定される。
【００２３】
強化横糸及び／又は強化たて糸を挿入する前に、結合たて糸を特定の挿入位置にそれぞれ設ける。次に、少なくとも１つの強化横糸及び／又は少なくとも１つの強化たて糸は、糸供給部から挿入される。それが短縮された強化糸であれば、以下の通り進めることができる。
【００２４】
糸供給部からの強化糸の自由端は、強化横糸の第１の糸端位置に挿入される。次に、強化糸は、第２の糸端位置又はその近傍で切り出される。
【００２５】
本実施例において、この手順は２つのグリッパによって以下の通り実行することができる。
【００２６】
糸供給部からの強化糸の自由端は、第１のグリッパにより強化糸の第１の糸端位置又は受け渡し位置に挿入される。受け渡し位置又は第１の糸端位置において、強化糸の自由端が第２のグリッパへと受け渡される。第２のグリッパが第１の糸端位置の外側の受け渡し位置にある場合、第２のグリッパは第１の糸端位置へと移動する。それと同時又はそれ以降に、第１のグリッパは第２のグリッパから離れて強化糸の第２の糸端位置へと移動する。強化糸は、第１の糸端位置と第２の糸端位置の間で２つのグリッパにより保持される。次に、強化糸は、第２の糸端位置又はその近傍で切り出される。第１のグリッパは、糸供給部に接続された強化糸の自由端とともに戻される。それ以前、それ以後、又はそれと同時に、第２のグリッパは挿入された強化糸を第１の糸端位置で解放し、第１の糸端位置から離れる。最後に、挿入された強化糸を結合組織で固定する。
【００２７】
第２のグリッパは、自らが受け渡し位置から強化糸の第１の糸端位置へと動く際に、第１のグリッパから離れることが好ましい。両方のグリッパがそれぞれの糸端位置へ移動してお互いから離れる場合は、強化糸はグリッパ間で一杯に伸ばされることができる。しかし、すでに説明した通り、受け渡し位置がすでに第１の糸端位置と同位置になってしまっていることもあり得る。
【００２８】
第１のグリッパは、強化糸を把持する把持位置と強化糸を緩く囲む案内位置の間で切り替えることができる保持具を有してもよい。第１のグリッパのこの実施例において、保持具は、第１のグリッパが強化横糸の自由端から第２のグリッパへと受け渡しした後に、把持位置から案内位置に切り替わると都合がよい。さらに、保持具は、第１のグリッパが強化糸の第２の糸端位置に到達した場合、案内位置から把持位置に切り替わると好ましい。この時、２次元織物に置く強化糸又は短縮された強化糸は、２つのグリッパに把持され、保持される。
【００２９】
その他の実施例において、第１のグリッパは切出具を有する。第１のグリッパが強化糸の第２の糸端位置に到着した後、特に保持具が案内位置から把持位置へと切り替わった後で、切出具を作動させると都合がよい。切出具は、好ましくは第１のグリッパの保持具の近傍及び第１のグリッパの保持具と第２のグリッパの間で、強化糸を切り出す。
【００３０】
第１のグリッパの１つの態様では、保持具に加えて、強化糸を把持する把持位置と強化糸を解放する解放位置との間で切り替えることができる把持具が設けられている。強化糸が切り出される前に、保持具と把持具の両方がそれぞれの把持位置を占める。この場合、切出箇所は、保持具と把持具の間に設けてよい。
【００３１】
ここでは、第１のグリッパの実施例において、発明性を有する方法又は発明性を有する２次元織物とは別に、織機内で使用可能であることを記すべきである。
【００３２】
この方法に加えて又はこの方法とともに実行できる他の方法は、押圧挿入するのに十分な剛性を有する強化横糸又は押圧挿入するのに十分な剛性を有する強化帯状体を、２つのグリッパを使用せずに挿入する以下の工程を備える。
【００３３】
押圧挿入するに十分な剛性を有する強化糸の自由端は、例えば、ロール又はボビンからの巻き戻し等で糸供給部から運ばれ、第１の糸端位置へと押し込まれる。グリッパで引き込む工程は含まれていない。ここで強化糸の剛性は、たてビームに隣接する搬送具がその自由端を第１の糸端位置へ押しだすのに十分である。次に、その強化横糸は、第２の糸端位置又はその近傍で切出機により切り出される。
【００３４】
糸の挿入は、媒体、特に空気に支持される。この支持は、例えば、幅の広い織機又は織物で優位となり得る。
【００３５】
お互いに直に隣接する２つの結合たて糸の間又はたてビームの最外部の結合たて糸に隣接して、それぞれに１つの強化たて糸を挿入することができる、少なくとも１つのコンベヤ装置又は少なくとも１つのボビンを配置又は備えることができる。このコンベヤ装置は、たて糸方向、好ましくはセルベッジとの隣接位置又はヘルド枠とは反対のひ口の側に強化たて糸を挿入する。たてビームの片側又は両側に、強化横糸を横糸方向に挿入する１つのコンベヤ装置又はボビンを設けてもよい。製作する織物の形状に従い、強化糸を挿入すべき箇所に、強化糸を強化横糸として横糸方向に挿入、又は強化糸を強化たて糸としてたて糸方向に挿入することができるコンベヤ装置がある。
【００３６】
特に、全てのコンベヤ装置は、対象となる強化糸を挿入するために、個別に及び他のコンベヤ装置とは独立して作動又は駆動させることができる。強化たて糸を導入するためのボビンの形態のコンベヤ装置は、少なくとも共通のシャフトにまとめて配置することができるが、お互いに独立して回転可能に装着する。例えば、全てのボビンは、ベルト駆動機又はその他の適当な方法で、シャフト上のその他のボビンから独立して駆動することができる。
【００３７】
限定されたスペースの条件下で、省スペースの電磁石又はピエゾ素子を用いることも、駆動機を段階的に増加させる構成も可能である。
【００３８】
少なくとも１つの連動するコンベヤ装置又はボビンとともに作動する切出機、例えば切出ナイフ、と連動する、１つ又はそれ以上のコンベヤ装置又はボビンのそれぞれにとって、駆動機が方向を変える際に強化糸を自動的に切出すようにすると、特に好都合である。
【００３９】
コンベヤ装置又はボビンを移動可能にすると、強化糸を挿入するためにそれらを休止位置から挿入位置に移動させることができる。これを達成するため、全ての個別のコンベヤ装置若しくはボビン又はコンベヤ装置若しくはボビンの一群が位置決め装置を有する。
【００４０】
強化糸は、挿入するためにボビンの回転軸の上又は下で巻き戻すことができる。
【００４１】
結果として、押圧挿入するのに十分な剛性を有する強化糸は、グリッパ又は追加の手段無しで、コンベヤ装置からたて糸方向又は横糸方向に押し入れることによりの挿入できる。
【００４２】
例えば、サイズ剤を強化糸に使用すると、押圧挿入するのに十分な剛性を有するようにすることができ、強化糸を押圧することができる。
【００４３】
強化糸を支持する支持面があれば都合がよい。支持面は、少なくとも１つのコンベヤ装置に隣接して配置された支持体の面により形成することができる。支持面は、強化糸がたて糸方向又は横糸方向に挿入される面において延在する。強化横糸と強化たて糸の両方に共通の支持面があることが好ましい。
【００４４】
本態様において、支持体は自らの内部に各結合たて糸のスロットを有してよい。スロットは、ひ口が織機のヘルド枠により開閉される際に、対象となる結合たて糸が動く面に延びる。スロットは、垂直方向及びたて糸方向の垂直面に配列されることが好ましい。支持体のスロットは、お互いに平行に延在する。スロットの幅は、結合たて糸の太さに合わせるか、それよりも大きいことが好ましく、そうすると結合たて糸は、角や端にかかることなく、ひ口の開閉とともにスロットへの導入と取り出しが可能となる。スロットは、支持面に対して開放されている。強化糸は、支持体の支持面に沿って押されても、下方にぶれたり、湾曲したりすることがなく、所望の位置へと移動させられ得る。これは、強化糸の自由端とそれぞれの連動するコンベヤ装置の間で届くコンベヤ装置からの自由長を延長する。
【００４５】
強化横糸及び／又は強化たて糸は、一般的な用途においては強化糸として定義される。強化糸は、熱可塑性マトリックスを有してもよく、エネルギー、例えば熱を入力すると、交差点で強化糸を接続又は溶接することができる。
【００４６】
所定の糸長を有する強化糸が所定の糸端位置に挿入及び配置された後に、挿入された強化糸は、複数の工程で固定することができる。例えば、挿入された強化横糸は、１つ又はそれ以上の結合たて糸のひ口の変更によって固定することができる。さらに、１つの態様において、これらの結合たて糸のひ口の変更前及び／又は強化たて糸の挿入前に、少なくとも１つの結合横糸を挿入することができる。この予備的な結合により、おさ打ち前に、挿入された強化横糸の位置を安定して確保することができる。強化横糸のおさ打ち後に、追加の結合たて糸のひ口に変更を加えて、強化横糸を固定することができる。
【００４７】
すでに説明した通り、強化横糸に加えて、強化たて糸の定められた第１の糸端位置及び定められた第２の糸端位置の間で延びる、１つ又はそれ以上の強化たて糸をそれぞれ導入することもでき、各強化たて糸の糸端位置は、強化横糸の糸端位置と同様にして定められる。
【００４８】
強化横糸との関連においてすでに説明した通り、強化たて糸はグリッパの配置で導入が可能になる。
【００４９】
強化たて糸が押圧挿入に耐える剛性を有する場合、強化横糸と同様にして強化たて糸を強化たて糸の第１の糸端位置に押し込み、強化たて糸の第２の糸端位置で切り出すことも可能である。
【００５０】
本発明の有効な態様は、従属項、発明の詳細な説明、及び図面に基づき説明される。本発明の実施例は、添付の図面を用いて、下記で詳細に説明する。図は以下の通りである。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】３次元複合部を製作するための２次元織物の原理を示す大幅に簡素化された概略的上面図である。
【図２】３次元複合部を製作するための２次元織物の斜視図である。
【図３】２次元織物を製作するための方法の異なる状況又は工程を示す図である。
【図４】２次元織物を製作するための方法の異なる状況又は工程を示す図である。
【図５】２次元織物を製作するための方法の異なる状況又は工程を示す図である。
【図６】２次元織物を製作するための方法の異なる状況又は工程を示す図である。
【図７】２次元織物を製作するための方法の異なる状況又は工程を示す図である。
【図８】２次元織物を製作するための方法の異なる状況又は工程を示す図である。
【図９】２次元織物を製作するための方法の異なる状況又は工程を示す図である。
【図１０】２次元織物を製作するための方法の異なる状況又は工程を示す図である。
【図１１】２次元織物を製作するための方法の異なる状況又は工程を示す図である。
【図１２】２次元織物の製作に用いる第１のグリッパを示す概略的ブロック図に相当する図である。
【図１３】図１２のグリッパの保持具の異なる状態を示す概略的ブロック図に相当する図である。
【図１４】図１２のグリッパの保持具の異なる状態を示す概略的ブロック図に相当する図である。
【図１５】２次元織物の製作に求められる押圧挿入に耐える剛性を有する強化たて糸を挿入する方法における異なる状況又は工程を示す概略的ブロック図に相当する図である。
【図１６】２次元織物の製作に求められる押圧挿入に耐える剛性を有する強化たて糸を挿入する方法における異なる状況又は工程を示す概略的ブロック図に相当する図である。
【図１７】織機の実施例を示す概略的ブロック図に相当する図である。
【図１８】強化繊維の支持面を有する支持体の概略的斜視図である。
【図１９】支持体の支持面の実施例の概略的上面図である。
【図２０】横糸方向及びたて糸方向に強化繊維を挿入するコンベヤ装置が延在するひ口の領域の概略的斜視図である。
【図２１】図２０のコンベヤ装置の個々の駆動機の実施例を示す概略的ブロック図に相当する図である。
【発明を実施するための形態】
【００５２】
本発明は、３次元複合部の製作における使用のために構成された２次元織物に関する。３次元複合部は、張力を有する強化糸でできた強化糸を含み、３次元の湾曲形及び／又は曲線形を有する部材と考えられる。３次元形状とは、２次元織物が延在する平面からその厚さを超えて３次元に拡張する形状であると考えられる。このような複合部は、例えば自動車、航空機、又は船舶の製造といった様々な用途に用いることができる。
【００５３】
図１及び図２は、そのような２次元織物２０を概略的に示す。２次元織物２０は、結合組織２１と、強化組織２２とを有する。本実施例において、結合組織２１は、結合たて糸２３と、結合横糸２４とを有する。結合たて糸２３は、たて糸方向Ｋに延びる。たて糸方向Ｋと垂直な方向は、横糸方向Ｓとする。ここで示す２次元織物２０の実施例において、横糸はたて糸と垂直な横糸方向Ｓに延びる。この構成に加えられる変更としては、横糸をたて糸と別の角度に配置することである。
【００５４】
図１の実施例において、強化組織２２は強化横糸２５のみを有する。強化横糸２５への追加又は代替として、強化たて糸２６を配置することもでき、その例が図２に概略的に示されている。強化組織２２の強化糸２５、２６が複数の層として配置できることも分かる。
【００５５】
発明の詳細な説明は、少なくとも１つの強化横糸２５及び／又は少なくとも１つの強化たて糸２６が含まれるという仮定の下、強化糸全般について記載する。
【００５６】
ここで描かれている２次元織物２０の実施例において、設けられている強化横糸２５と強化たて糸２６は、製織技術によってお互いに直接結合されたものではない。ここで強化横糸２５又は強化たて糸２６は、結合たて糸２３及び結合横糸２４により、結合組織２１のみを介して織物２０に保持される。結合横糸２４は、製織技術により織ることできる箇所２７で結合たて糸２３と接続されている。例えば、リネン織り、綾織り、アトラス織り、旋回織り等、どのような織り方でも使うことができる。結合組織２１は、強化組織２２を２次元織物２０に保持している。
【００５７】
強化糸２５、２６は強化糸（撚糸）から成る。結合糸２３、２４は結合糸（撚糸）から成る。強化糸は、材料及び／又は断面積及び／又は力価において、結合糸と異なってもよい。強化糸は、結合糸よりも高い張力を有する。本実施例において、強化糸は強化帯状体の形態であり、その断面の１つの寸法は他の断面の寸法よりも大きく、例によると、少なくとも４倍又は５倍大きい。
【００５８】
強化糸は、張力を有するカーボンファイバー及び／又はアラミドファイバー及び／又はグラスファイバー又は他のプラスチック材料を含んでもよい。さらに、強化糸は、熱可塑性マトリックスを含んでもよい。結合糸は好ましくはプラスチック糸の形態、例えば、フェノキシ糸の形態であることが好ましい。
【００５９】
図１及び図２は、どのように強化横糸２５と結合横糸２４がお互いに交差しないように横糸方向に延びているかを概略的に示す。強化横糸２５は、たて糸方向Ｋにおいてお互いに離間していることが好ましく、例によると、２つの隣接する強化横糸２５の間にはぞれぞれ１つの結合横糸２４が配置されている。
【００６０】
強化横糸２５の実施例では、少なくとも一か所あるいは複数個所において、製織技術により、１つの結合たて糸２３と直接結合される。これにより、例えば強化横糸２５のおさ打ち前に、織縁での横糸方向Ｓにおける強化横糸２５の位置を予備的に安定させ確保することが可能になる。
【００６１】
横糸方向Ｓでお互い最大限に離間した結合たて糸２３は、たてビーム幅Ｂを定める２つの最外部の結合たて糸２３である（図１）。分かり易くするため、図１は結合たて糸２３の一部分のみを示す。強化横糸２５の少なくとも一部はたてビーム幅Ｂ全体を覆っていない。これらのたてビーム幅２５を、短縮された強化横糸２５ａと定める。したがって、短縮された強化横糸２５ａはそれぞれ、たてビーム幅Ｂよりも短い糸長Ｌを有する。糸長Ｌは、例えば、図１が示す短縮された強化横糸２５ａの１つだけを対象として示されている。そこに見られる通り、配置されている短縮された強化横糸２５ａは、異なる糸長Ｌを有してよい。
【００６２】
同様に、強化たて糸２６には、短縮された強化たて糸２６ａの形態のものも一部ある（図２０）。たて糸方向Ｋにおいて、短縮された強化たて糸２６ａには、製作された織物よりも短い糸長Ｌを有する。結果として、たて糸方向Ｋにおいて、短縮された強化たて糸２６ａは、製作された２次元織物２０の一部のみを覆うように延びる。結果として、２次元織物２０において、短縮された強化たて糸２６ａは結合たて糸２３よりも短い。
【００６３】
たてビーム幅Ｂの範囲内又は２つの最外部の結合たて糸２３の間に、全ての短縮された強化横糸２５ａは、横糸方向Ｓに２つの自由端を有し、１つの自由端は第１の糸端位置３０に、反対側の自由端は第２の糸端位置３１になるよう配置される。従って、たて糸方向Ｋにおいて、短縮された強化たて糸２６ａは、２つの糸端位置３０、３１に２つの自由端を有する。２次元織物２０の２つの糸端位置３０、３１及び短縮された強化糸２５ａ、２６ａの２つの糸端位置３０、３１間の糸長Ｌは、製作する３次元複合部に基づいて定められる。従って、２次元織物２０は、製作される３次元複合部の３次元形状に適合される。これにより、引き続き行われる工程、特に２次元複合部を所望の３次元形状に成型する工程を簡素化し、例えば複合部を製作する枠組みにおいて俗に言うプリフォームを製作する。
【００６４】
糸端位置３０、３１と糸長Ｌの両方が目的とする３次元形状に適合されるという事実は、強化糸の無駄がほとんど又は全く発生しなかったこと示す。強化糸は非常に高価な材料から成ることが多いため、これは費用の削減につながる。第２に、強化組織２２の形状を形成するための切出しによる精巧な仕上げ及び形成が必要なくなるということである。強化糸２５、２６又は短縮された強化糸２５ａ、２６ａを有する強化組織２２は、後にプリフォーム又は３次元複合部を製作する際に自らが必要とされる位置にすでに配置されている。プリフォーム又は３次元複合部を製作する際に必要となることは、結合組織２１の幾つかの部分を除去することだけである。結合組織は複合部の強度に影響を与えないことに加え、結合糸は強化糸よりも経済的であることから、結合組織２１の形状での切出し及びそれに伴う無駄な切り屑は問題にはならない。
【００６５】
図１は、強化横糸の無駄な切り屑を出さずに、投影面から凸形状を作り出すことができる、短縮された強化横糸２５ａの例を概略的に示す。
【００６６】
図３乃至図１１は、２次元織物２０を製作する方法の異なる状況又は工程の非常に概略的な説明の図である。製作法は、図面を参照しながら以下で説明する。
【００６７】
織機は、結合たて糸２３と、結合横糸２４と、強化横糸２５とを搭載する。結合横糸２４は既知の方法で挿入する。下記の説明は、特に短縮された強化横糸２５ａの挿入と位置決めに関する。
【００６８】
最初に、強化横糸２５及び短縮された強化横糸２５ａが織物内にどのように配置されるかを定め、よって織機を設定する。特に、短縮された強化横糸２５ａの端部の糸端位置３０、３１及びそれぞれの糸長Ｌを設定する。
【００６９】
短縮された横糸２５ａの挿入には、第１のグリッパ３５及び第２のグリッパ３６を用いる。第１のグリッパは保持具３７と、例によると、把持具３８とを有する。保持具３７は、強化横糸２５を把持する把持位置ＳＫ（図１４）と強化横糸２５を囲む又は取り囲む案内位置ＳＦ（図１３）の間で切り替えることがきる。案内位置ＳＦでは、保持具３７に対して強化横糸２５が延びる方向に強化横糸２５を動かすことができ、延びる方向と横断する方向に第１のグリッパ３５から離れることを防ぐことのみが可能である。保持具３７は、図１３が概略的に示す通り、目のような形状にすることができ、それを通して、摩擦により把持されることなく強化糸２５は案内位置ＳＦを通る。
【００７０】
把持具３８は、強化横糸２５を解放する解放位置と強化横糸２５を把持する把持位置ＳＫの間で切り替えることができる。保持具３７も、強化横糸２５が完全に解放される解放位置ＳＬに置くことができる。
【００７１】
図３乃至図８において、○の印はそれぞれ解放位置ＳＬを表す。×の印は、把持位置ＳＫを表す。２本の平行線は、案内位置ＳＦを表す。
【００７２】
第１のグリッパ３５は、製作する２次元織物２０の片側又は織機の片側に位置する。この側には、強化横糸２５が配置された糸供給部３９が設けられている。横糸方向Ｓの反対側には、第２のグリッパ３６が位置する。
【００７３】
初期状態では、保持具３７及び把持具３８が解放位置ＳＬに配置される（図３）。次に、把持位置ＳＫに切り替えるための把持具３８の例によると、強化横糸を挿入するために、糸供給部３９に保存された強化横糸２５の自由端が把持される（図４）。
【００７４】
その後、第１のグリッパ３５により、開放されたひ口に強化横糸２５の自由端が横糸方向Ｓに挿入される。結合たて糸２３は、指定された挿入位置に位置する。この位置は、結合横糸２４との結合の種類によって決まる。本実施例において、第１のグリッパ３５と第２のグリッパ３６の両方は、両グリッパ３５、３６が受け渡し位置４０に到達するまでに、開放されたひ口内に移動する（図５）。受け渡し位置４０において、第２のグリッパ３６は強化横糸２５の自由端を把持する。第１のグリッパ３５の把持具３８は、解放位置ＳＬへと切り替えられる。同時に、保持具３７は案内位置ＳＦに切り替えられ、自らを通り抜ける強化横糸２５を案内する（図６）。
【００７５】
図４及び図５が概略的に示す通り、保持具３７は、強化横糸２５が第２のグリッパ３６に受け渡される前に、案内位置ＳＦに切り替えることもできる。例によると、この切り替えは、強化横糸２５の自由端が第１のグリッパ３５に把持される際、ひ口への挿入の直前に発生する。これには、図３及び図４が概略的に示す通り、供給手段４１の助けを借りて、強化横糸２５が安全に保持具３７に囲まれるという優位性がある。
【００７６】
１つの実施例において、受け渡し位置４０は、短縮された強化横糸２５ａの第１の糸端位置３０と一致させることができる。この実施例においては、第２のグリッパ３６は第１のグリッパ３５から離れ、移行位置４０から第１の糸端位置３０へと移動する（図７）。同様に、第１のグリッパ３５は第２のグリッパ３６から離れ、受け渡し位置４０から第２の糸端位置３１へと移動する。この移動の間、強化横糸２５は把持されず、強化横糸２５は保持具３７に保持及び案内される（案内位置ＳＦ）。
【００７７】
第１のグリッパ３５が第２の糸端位置３１に到達後、保持具３７は案内位置ＳＦから把持位置ＳＫへと切り替えられる。続いて、第２の糸端位置３１で強化糸２５は切断される。それと同時又はそれに続いて、挿入された短縮された強化横糸２５ａは、第１の糸端位置３０で第２のグリッパ３６によって解放される（図８）。
【００７８】
続いて、グリッパ３５、３６はひ口から引き出されうる。挿入された短縮された強化横糸２５ａは、第１の糸端位置３０と第２の糸端位置３１との間に延在する（図９）。
【００７９】
第１のグリッパ３５は、糸供給部３９に接続された強化横糸２５の自由糸端を供給手段４１に移送し戻すことができる（図１０及び図１１）。一方、挿入された短縮された強化横糸２５ａは、リード４２により、既知の方法で織縁に対して打ち付けることができる（図１１）。
【００８０】
続いて、本実施例において、結合横糸２４は、ひ口に相応の変更を加えるとともに、製織技術により、結合たて糸２３に挿入され、織り込まれる。代替的に、短縮された強化横糸を打ち付ける前に、結合横糸２４をひ口に挿入することもできる。次に、挿入された短縮された強化横糸２５ａと結合横糸２４の両方をリード４２を介して打ち付けることができる。
【００８１】
この方法のその他の実施例では、打ち付ける前に、リード４２で、挿入された短縮された強化横糸２５ａを予備的に自らの位置で安定させることができる。これは、例えば、短縮された強化横糸２５ａを予備的に安定させるためのひ口又は位置の変更を結合たて糸の一部分のみにより行うことで可能となる。したがってリード４２による挿入した横糸２５ａ又は２４の変位は可能であるが、横糸方向Ｓの変位は同時に回避される。
【００８２】
図１２は、ブロック図に相当する表示であり、第１のグリッパ３５の実施例を概略的に示す。これまで説明した通り、第１のグリッパ３５は、保持具３７と、把持具３８と、切出具４５とを有する。保持具３７、把持具３８、及び切出具４５は、第１のグリッパ３５の自由端４６に位置する。自由端４６を始点に、グリッパ本体４７は横糸方向Ｓに延在する。グリッパ駆動機４８は、第１のグリッパ３５を横糸方向Ｓに動かすことができる。例えば、グリッパ本体４７のみならず、グリッパ駆動機４８の駆動ギアも歯を持つことができる。これらの歯は、駆動ギアが回転するとともにグリッパ本体４７が横糸方向Ｓに動くように、噛み合わせることができる。
【００８３】
グリッパ本体４７は、その上に配置された保持具３７用の第１の作動装置４９を有する。この第１の作動装置４９は、第１の結合手段５０、例えば、第１の結合ロッド５１を介して、保持具３７と結合する。横糸方向Ｓに第１の結合ロッド５１を動かすと、保持具３７を各位置の間で切り替えることができる。
【００８４】
保持具３７の非常に概略的な表示が図１３及び図１４に再現されている。保持具３７は、相互に動かすことができる第１の保持口３７ａと第２の保持口３７ｂを有する。把持位置ＳＫにおいて、強化横糸２５は、２つの保持口３７ａ及び３７ｂの間で摩擦力により保持される（図１４）。案内位置ＳＦにおいて、強化横糸２５は把持作用がない２つの保持口３７ａ、３７ｂの間を動き、強化横糸２５は周辺方向において保持口３７ａ、３７ｂに囲まれる。そのようにして、強化横糸２５は２つの保持口３７ａ、３７ｂの間から出られなくなる。このためには、保持具３７が把持位置ＳＫの外側にあって案内位置ＳＦに位置するのであれば、例えば、２つの保持口３７ａと３７ｂの間の横方向の隙間を埋めるために、２つの把持口３７ａ及び３７ｂの少なくとも１つに突起部３７ｃを設けてもよい（図１３）。保持具３７の解放位置ＳＬは明確には図示されていない。解放位置ＳＬにおいて、２つの保持口３７ａ、３７ｂは十分な大きさの隙間が出来るほど離れており、保持具３７はその延在する方向と横断方向にある強化横糸２５から離れて遠ざかることができる。
【００８５】
さらに、第１のグリッパ３５は、例によると、第２結合ロッド５４により形成された第２の結合手段５３を介して把持具３８に結合される第２の作動装置５２を有する。第２の作動装置５２及び第２の結合手段５３は、把持位置ＳＫと解放位置ＳＬの間で把持具３８を切り替えることができる。保持具と同様に、把持具３８は、相互に動かすことができ、それ故に把持位置ＳＫと解放位置ＳＬの間で切り替えができる、２つの把持口３８ａ、３８ｂを有することができる。把持具３８には、案内位置ＳＦは存在しない。
【００８６】
切出具４５には、挿入された強化横糸２５を第２の糸端位置３１で切り出す役割がある。それは保持具３７の隣、例によると、保持具３７と把持具３８の間に配置される。切出具４５は、保持具３７がその把持位置ＳＫに切り替えられた際に作動する。そのため、切出具４５を第１の作動装置４９又は第１の結合手段５０に結合し、把持位置ＳＫに到着した後に切出具４５を作動させて強化横糸２５を切り出すことが可能である。そのような結合手段は、図１２に概略的に示されている。代わりに、切出具４５と結合する別の第３の作動装置を設けることもできる。
【００８７】
図１２が概略的に示す通り、結合手段５０、５３は、グリッパ本体４７に配置される１つの結合ロッド５１、５４それぞれによって形成される。結合ロッド５１、５４は、少なくとも１つの領域において外部からアクセスが可能で、連動する機器３７、３８、４５の作動又は切替えによりその延在する方向にグリッパ本体４７に対して駆動ギアで動かすことができる。例えば、ベルト又は回転シャフト等、他にもこの種の結合手段を設けることができるのは言うまでもない。案内位置ＳＦと把持位置ＳＫの間を切り替えることができる、把持具３８と保持具３７を主要な特徴として有する第１のグリッパ３５の実施例は、ここに記載する発明性を有する方法又は２次元織物２０の発明性を有するものとは独立して実施することもできる。
【００８８】
グリッパ３５、３６を用いた上述の方法は、短縮された強化たて糸２６ａを形成するための所定の糸端位置３０、３１における強化たて糸２６の挿入及び位置決めに用いてもよく、又は可能であれば強化たて糸２６の切出しに用いてもよい。
【００８９】
図１５乃至図２１を参照しながら以下で説明する通り、別の方法において、２つのグリッパを使用せずに、押圧挿入に耐える剛性を有する強化糸２５、１６又は押圧挿入に耐える剛性を有する短縮された強化糸２５ａ、２６ａを挿入することができる。
【００９０】
図１７は、ヘルド枠６１を有する織機６０の原理を概略的に示す。簡素化のため、図示するヘルド枠６１は２つだけである。ヘルド枠６１の数は、製作される結合部と織物によって異なる。ヘルド枠６１は、結合たて糸２３を案内する。ヘルド枠６１の位置によって、対応する結合組織２１のひ口の開閉が決まる。
【００９１】
織物巻き取り部６２とヘルド枠６１との間には、強化糸２５、２６それぞれに、ボビン６３の形態の糸供給部３９がある。各ボビン６３は、別のボビン６３と分離して独自に回転軸Ｄの回りを駆動することができる。例えば、全てのボビン６３は被駆動ギア６４を有し、被駆動ギア６４はベルト６５又はその他の結合要素を介した駆動ギア６６との駆動連結を有する（図２１）。駆動ギア６６は、モーター６７を介して駆動される。結果として、モーター６７はボビン６３の回転軸Ｄから離して配置することができる。
【００９２】
ボビンを駆動するために他の既知の駆動機を使用することもできる。
【００９３】
図２０は、それぞれが強化たて糸２６を供給する複数のボビン６３を概略的に示す。これらのボビン６３は、回転可能に共通のシャフトに装着することができるが、この場合でもお互いに分離して独自に駆動することができる。
【００９４】
ボビン６３を回転させると、対象となる強化糸２５、２６が巻き戻され、強化糸２５、２６はひ口の領域で結合たて糸２３又は結合横糸２４の上に配置される。
【００９５】
別の実施例においては、支持体７０を、強化糸２５、２６を支持するために設けることができる。支持体７０を図１７乃至図１９に概略的に示す。支持体７０は、その最上部に、強化糸２５、２６のための支持面７１を有する。支持面７１は、水平面で延在することが好ましい。たて糸方向Ｋにおいて、支持面は切り込まれたスロット７２を有する。スロット７２は、支持面７１に向けて、及びたて糸方向Ｋにおいて、支持体７０の前後で開放されている。スロット７２の幅は、結合たて糸７３の太さよりも大きい。それらは、結合たて糸２３の間に対応する間隔が横糸方向Ｓに形成されるように配置される。図１７及び図１８が示す通り、ひ口が形成されているため、１つの結合たて糸２３を各スロット７２に入れて、スロット７２の支持体７０を通すことができる。同時に、強化糸２５、２６の支持面７１は、ひ口の領域の上部に位置する。強化糸２５、２６がボビン６３から巻き戻されて押されると、これらの強化糸２５、２６は支持面７１に沿って所望の位置へと滑動する。
【００９６】
図１９が概略的に示す通り、支持面７１上で、強化たて糸２６と強化横糸２５を、それぞれが重なるように、押す出すこともできる。強化糸２５、２６を支持面７１に押し付ける順番に従って、組み合わされた及び／又は織り合わせた強化組織２２としてそれらを配置することができる。
【００９７】
強化糸２５、２６の支持面７１上での案内性を改善するため、支持面７１は案内要素と、例えば、自らと垂直に配置された円筒形の案内ピン７３とを備えることができる。案内要素の形状は、例えば、半球状又はそれに類似の形状等、他の形状でもよい。例によると、設けられた案内ピン７３は、たて糸方向Ｋにおいて各スロット７２の両側に配置されている。その他の案内ピン７３の列は、支持面７１の各外側端に存在してもよい。たて糸方向Ｋにおいて直に隣接する案内ピン７３の２つの列はそれぞれ、強化横糸２５の案内路を形成する。横糸方向Ｓにおいて直に隣接するとともに２つのスロット７２の間に配置される案内ピン７３の２つの行はそれぞれ、強化たて糸２６の案内路を形成する。よって、案内要素及び例の通り案内ピン７３は、強化糸２５、２６の位置決め、案内、及び横方向の支持を行う支持面７１上のグリッドを形成する。
【００９８】
押圧挿入するに十分な剛性を有する強化糸２５、２６の自由端又は押圧挿入するのに十分な剛性を有する短縮された強化糸２５ａ、２６ａが糸供給部３９から搬送され、例えばボビン６３から巻き戻され、第１の糸端位置３０へと押し入れられる。押圧挿入するに十分な剛性を有する強化糸２５、２６は、その延在する方向では十分に押圧挿入に耐える剛性を有するため、引き込む必要がないが、むしろ適当なコンベヤ装置で押すことができる。ここで記載する例の通り、コンベヤ装置は、駆動可能な糸供給部３９又はその他の適正な駆動機、例えば駆動可能なボビン６３で形成することができる。ここでは、グリッパによる引き込みは備えられていない。コンベヤ装置、糸供給部３９、又はボビン６３は、短縮された強化糸２５ａ、２６ａの自由端を第１の糸端位置３０へと押す。
【００９９】
次に、短縮された強化横糸２５ａは、第２の糸端位置３１又はその隣で切出具４５により切り出される。切出具４５による第２の糸端位置３１での切出しは、コンベヤ装置又はボビン６３の駆動機と同期させることができる。第１の糸端位置３０に自由端が到達して直に、及び／又はコンベヤ装置若しくはボビン６３の駆動機が回転方向を反転させたときに、切出しが行われる。回転方向が反転することにより、切出が容易になる。回転方向の反転により、コンベヤ装置又はボビン６３と第２の糸端位置３１の間の糸の後方への搬送、特にボビン６３への糸の再度の巻き付けが可能となる。
【０１００】
切出具４５は、第２の糸端位置３１において、横糸方向Ｓ及び／又はたて糸方向Ｋに位置させることができる。切出具４５を全てのコンベヤ装置又はボビン６３に付随させることもできる。切出具４５は、連動するコンベヤ装置又はボビン６３とともに移動可能又は位置決め可能に配置することができる。
【０１０１】
織機６０は、切出具４５として機能する少なくとも１つの切出ナイフ７４を有する。全ての糸供給部３９又は全てのボビン６３には、それらと連動する別々の切出ナイフ７４を備えることができる。１つの実施例においては、少なくとも１つの強化横糸２５を切り出す切出ナイフ７４を１つと、少なくとも１つの強化たて糸２６を切り出す切出ナイフ７４をもう１つ使用することができる（図２０）。この場合、切出ナイフ７４はたて糸方向Ｋ及び横糸方向Ｓで動かすことができる。仮に各々のボビン６３が別々の切出ナイフ７４と連動する場合、強化たて糸２６を対象に連動する各切出ナイフ７４がたて糸方向Ｋに設置できるとともに、強化横糸２５を対象に連動する各切出ナイフ７４が横糸方向Ｓに設置できれば十分である。対象となる強化糸２５、２６を切り出すために、切出ナイフ７４をさらに垂直方向に動かしてもよい。強化糸２５、２６を切り出すため、これらは支持体７０と相互に作用することができる。
【０１０２】
切出具７４の代替として、少なくとも１つのはさみのような切出具４５を設けることもできる。
【０１０３】
強化横糸２５を導入するプロセスの実施例については、上記で説明した通りである。同様にして、強化たて糸２６を織物２０の強化組織２２に導入することもできる。
【０１０４】
本発明は、２次元織物２０及びその製作方法に関する。２次元織物２０は、３次元複合部の製作に用いる。２次元織物は、結合たて糸２３及び／又は結合横糸２４を有する結合組織２１と、強化横糸２５及び／又は強化たて糸２６を有する強化組織２２とを有する。挿入された強化糸２５の少なくとも一部は、短縮された強化横糸２５ａ及び／又は短縮された強化たて糸２６ａの形態を持つ。それらの糸長Ｌは、結合横糸２４又は結合たて糸２３の長さよりも短い。短縮された強化糸２５ａ、２６ａは、糸端位置３０又は３１にそれぞれ位置する自由端の間に延在する。２次元織物２０の短縮された強化糸２５ａ、２６ａの糸長Ｌ及び糸端位置３０、３１はそれぞれ、製作する複合部の３次元形状に基づき予め定められる。これにより、プリフォームを製作する際の無駄な切り屑及び強化糸２５、２６を切り出すための労力の削減が可能となる。
【符号の説明】
【０１０５】
２０    ２次元織物
２１    結合組織
２２    強化組織
２３    結合たて糸
２４    結合横糸
２５    強化横糸
２５ａ  短縮された強化横糸
２６    強化たて糸
２６ａ  短縮された強化たて糸
２７    織布箇所
３０    第１の糸端位置
３１    第２の糸端位置
３５    第１のグリッパ
３６    第２のグリッパ
３７    保持具
３７ａ  第１の保持口
３７ｂ  第２の保持口
３７ｃ  突起部
３８    把持具
３８ａ  第１の把持口
３８ｂ  第２の把持口
３９    糸供給部
４０    受け渡し位置
４１    供給手段
４５    切出具
４６    第１のグリッパの自由端
４７    グリッパ本体
４８    グリッパ駆動機
４９    第１の作動装置
５０    第１の結合手段
５１    第１の結合ロッド
５２    第２の作動装置
５３    第２の結合手段
５４    第２結合ロッド
６０    織機
６１    ヘルド枠
６２    織物巻き取り部
６３    ボビン
６４    被駆動ギア
６５    ベルト
６６    駆動ギア
６７    モーター
７０    支持体
７１    支持面
７２    スロット
７３    案内ピン
７４    切出ナイフ
Ｂ      たてビーム幅
Ｄ      回転軸
Ｋ      たて糸方向
Ｌ      糸長
Ｓ      横糸方向
ＳＦ    案内位置
ＳＫ    把持位置
ＳＬ    解放位置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【手続補正書】
【提出日】平成29年4月6日(2017.4.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３次元複合部の製作に使用する２次元織物（２０）であって、
強化糸からなり、強化組織（２２）に属する強化横糸（２５）及び強化たて糸（２６）と、
前記強化糸とは異なる結合糸からなる、結合組織（２１）に属する、たて糸方向（Ｋ）に延びる結合たて糸（２３）とを備え、
前記強化糸は、前記結合糸よりも高い張力を有し、
前記たて糸方向（Ｋ）に対し横方向において最大限に離間するように配置された２つの最外部の結合たて糸（２３）であって、それらの間の距離はたてビーム幅（Ｂ）を定め、
前記強化横糸（２５）及び強化たて糸（２６）の少なくとも一部は短縮された強化糸（２５ａ、２６ａ）の形態をもち、前記短縮された強化糸（２５ａ、２６ａ）は前記たてビーム幅（Ｂ）より短いか、又は前記たて糸方向（Ｋ）における前記製作された織物（２０）の長さより短いか、のいずれかの糸長（Ｌ）を有し、
前記短縮された強化糸（２５ａ、２６ａ）の端部の糸端位置（３０、３１）及びそれらの糸長（Ｌ）は、製作される前記３次元複合部に基づいて定められる、
ことを特徴とする２次元織物（２０）。
【請求項２】
前記強化糸が強化帯状体の形態を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の２次元織物。
【請求項３】
前記強化たて糸（２６）及び前記結合たて糸（２３）は交差せずに配置され、及び／又は前記結合組織（２１）は結合横糸（２４）を有し、前記強化横糸（２５）及び前記結合横糸（２４）は交差せずに配置される、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の２次元織物。
【請求項４】
前記結合横糸（２４）は結合糸でできていることを特徴とする請求項３に記載の２次元織物。
【請求項５】
前記強化横糸（２５）及び／又は強化たて糸（２６）は、製織技術によって前記結合組織（２１）の前記結合たて糸（２３）及び結合横糸（２４）に織り込まれることなく、前記結合組織（２１）に保持される、ことを特徴とする請求項３又は４に記載の２次元織物。
【請求項６】
前記強化横糸（２５）及び／又は強化たて糸（２６）はそれぞれ、それらが前記結合組織（２１）の前記結合たて糸（２３）又は結合横糸（２４）の１つと直接結合される１つの結合位置を有する、ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１つに記載の２次元織物。
【請求項７】
２次元織物（２０）を製作する方法であって、
強化糸からなるとともに強化組織（２２）に属する強化横糸（２５）及び／又は強化たて糸（２６）を織機に搭載する工程と、
前記強化糸とは異なる結合糸からなるとともに、結合組織（２１）に属し、たて糸方向（Ｋ）に延在する結合たて糸（２３）を前記織機に搭載する工程であって、前記結合たて糸（２３）のうち前記たて糸方向（Ｋ）に対して横方向に最大限離間するように配置された２つの最外部の前記結合たて糸（２３）の間の距離はたてビーム幅（Ｂ）を定める、ことを特徴とする工程と、
前記２次元織物（２０）における前記強化横糸（２５）及び強化たて糸（２６）の数と位置を、製作する３次元複合部の形状に基づいて定める工程であって、少なくとも一部の前記強化横糸（２５）及び前記強化たて糸（２６）は、前記たてビーム幅（Ｂ）の長さより又はたて糸方向（Ｋ）において製作する前記織物（２０）の長さより短い糸長（Ｌ）を有する短縮された強化糸（２５ａ、２６ａ）の形態であり、各短縮された強化糸（２５ａ、２６ａ）の両端の糸端位置（３０、３１）及びその糸長（Ｌ）は前記製作する３次元複合部に基づいて定められ、よって前記織機が設定されることを特徴とする工程と、
少なくとも１つの強化横糸（２５）及び／又は少なくとも１つの強化たて糸（２６）を挿入するために、前記織機のヘルドシャフトを挿入位置に位置決めする工程と、
強化横糸（２５）及び強化たて糸（２６）の自由端を糸供給部（３９）から前記強化糸（２５、２６）ぞれぞれの第１の糸端位置（３０）に挿入する工程と、
前記第２の糸端位置（３１）で前記挿入した強化糸（２５、２６）を切り出す工程と、
前記結合組織（２１）により前記挿入された強化糸（２５、２６）を固定する工程と
を備える、ことを特徴とする２次元織物（２０）を製作する方法。
【請求項８】
前記少なくとも１つの強化横糸（２５）及び／又は前記少なくとも１つの強化たて糸（２６）は、その自由端が前記第１の糸端位置（３０）に到達するまで、押し出すことにより移動する、ことを特徴とする請求項７に記載の２次元織物（２０）を製作する方法。
【請求項９】
前記第１の糸端位置へと押し入れられた前記強化糸（２５、２６）は、前記第２の糸端位置（３１）で、移動可能な切出具（４５）により切り出される、ことを特徴とする請求項８に記載の２次元織物（２０）を製作する方法。
【請求項１０】
回転軸（Ｄ）を回転する駆動可能なボビン（６３）から前記強化糸（２５、２６）を巻き戻し、前記強化糸（２５、２６）を押し出すこと、を特徴とする請求項９に記載の２次元織物（２０）を製作する方法。
【請求項１１】
支持面（７１）が、前記少なくとも１つの強化糸（２５、２６）が押し出されると、押し出された強化糸（２５、２６）を支持するように設けられる、ことを特徴とする請求項８乃至１０の何れか１つに記載の２次元織物（２０）を製作する方法。
【請求項１２】
少なくとも１つのグリッパ（３５、３６）を用いて請求項７に記載の２次元織物（２０）を製作する方法であって、
前記強化横糸（２５）の前記自由端を第１のグリッパ（３５）により糸供給部（３９）から前記強化横糸（２５）の前記第１の糸端位置（３０）又は受け渡し位置（４０）へと挿入し、前記強化横糸（２５）の前記自由端を第２のグリッパ（３６）へ受け渡しする工程と、
前記第１のグリッパ（３５）を前記強化横糸（２５）の前記第２の糸端位置（３１）に移動させ、前記強化横糸（２５）を前記第２の糸端位置（３１）の近傍に保持する工程と、
前記第２の糸端位置（３１）で前記強化横糸（２５）を切り出す工程と、
前記糸供給部（３９）に接続された前記強化横糸（２５）の前記自由端とともに前記第１のグリッパ（３５）を前記第２の糸端位置（３１）から離れて移動させる工程と、
前記挿入された強化横糸（２５）を前記結合組織（２１）により固定する工程と
を備える、ことを特徴とする方法。
【請求項１３】
前記受け渡し位置（４０）が前記強化横糸（２５）の前記第１の糸端位置（３０）に一致しない場合、前記第２のグリッパ（３６）が前記受け渡し位置（４０）から前記強化横糸（２５）の前記第１の糸端位置（３０）へと移動する、ことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記第２のグリッパ（３６）が前記受け渡し位置（４０）から前記強化横糸（２５）の前記第１の糸端位置（３０）に移動する際、その動作は前記第１のグリッパ（３５）から離れる動作となる、ことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記第１のグリッパ（３５）は、前記強化横糸（２５）を把持する把持位置（ＳＫ）と前記強化糸（２５）を緩く囲む案内位置（ＳＦ）との間で切り替えることができる保持具（３７）を有する、ことを特徴とする請求項１２乃至１４の何れか１つに記載の方法。
【請求項１６】
前記第１のグリッパ（３５）が前記強化横糸（２５）の前記第２の糸端位置（３１）に到達した場合、前記保持具（３７）は前記案内位置（ＳＦ）から前記把持位置（ＳＫ）に切り替えられる、ことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記第１のグリッパ（３５）が切出具（４５）を有する、ことを特徴とする請求項１２乃至１６の何れか１つに記載の方法。
【請求項１８】
前記第１のグリッパ（３５）が前記強化横糸（２５）の前記第２の糸端位置（３１）に到達するとともに、前記保持具（３７）が前記案内位置（ＳＦ）から前記把持位置（ＳＫ）に切り替わった後に前記切出具（４５）が作動する、ことを特徴とする請求項１５又は１６及び請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
前記挿入された強化横糸（２５）を、
１つ又はそれ以上の結合たて糸（２３）のひ口の変更により前記挿入された強化横糸（２５）をその位置に安定させる工程と、
前記強化横糸（２５）に対しおさ打ちを行う工程と、
前記強化横糸（２５）を固定するために前記１つ又はそれ以上の結合たて糸（２３）のひ口の変更を行う工程と
を含む複数の工程から製作する、ことを特徴とする請求項１２乃至１８の何れか１つに記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
特許文献２は、機械的製織プロセスにおいて、横糸を追加的に織物の幅の中に部分的に組み込むプロセスを記載している。これは、例えば古い紋織物の再生のためのジャガード織機を用いた、機械的製作を可能とすることを目的としたものである。織物の模様を形成するには、織物の全幅を超えて延在することがなく、たてビームの一区分にのみ組み込まれる横糸を挿入することができる。
特許文献３は、強化横糸を有する２次元織物を開示している。この織物では様々な長さの強化横糸がたて糸に対してのみ織り込まれている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１４−１８１４３１号公報
【特許文献２】独国特許出願公開第１０２００８０３６３４７号明細書
【特許文献３】独国特許出願公開第１０２０１３０１１５８０号明細書
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明では、３次元複合部の製作に用いることを意図するとともに強化糸（撚糸）からなる強化横糸と強化たて糸とを有する２次元織物を提案する。強化横糸と強化たて糸は、強化組織に属する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
相互に最大限に離間した、２つの最外部の結合たて糸は、たてビーム幅を定める。たてビーム幅は、任意に設けられる強化たて糸が最外部の結合たて糸の間に位置する場合は、たて糸方向と垂直に測定され、織物の幅と一致させることができる。少なくとも一部の強化横糸及び強化たて糸は、短縮された強化糸の形態を持つ。短縮された強化糸の糸長はたてビーム幅より短く、強化横糸であればそれが２つの最外部の結合たて糸の間に完全には延在しないか、製作された織物又は結合たて糸よりも短い。この短縮された強化糸の糸長及び各短縮された強化糸の両端の各糸端位置は、製作する３次元複合部に基づいて定められる。強化糸すなわち短縮された強化糸は、それらを織る間に後に製作する複合部又はプリフォームの３次元形状にすでに位置決めされる。これにより、無駄、特に切り捨てられる強化糸の量が大幅に削減される。強化糸は、結合たて糸及び結合横糸に直接編み込まれない「フロート」として２次元織物に配置することができ、よって成形性が改善し、さらに強化糸の経路を最大限に「伸長」することが保証される。これにより、強化糸が、その織られた箇所で波打つことを防ぐことができる。結合組織と強化組織の接続を改善する、結合たて糸及び／又は結合横糸による製織技術で織った箇所が強化糸にあってもよい。強化糸は出来るだけ伸長するように織物に配置し、例えば織機の織の設定（織の種類、糸張力等）で波打ちがないようにすることが好ましい。
【国際調査報告】
2018524489.tif 000024
2018524489.tif 000025
2018524489.tif 000026
2018524489.tif 000027