JP2018028164A - ヘルドフレーム - Google Patents

Abstract

【課題】ヘルドフレームの上下動により、フレーム本体の連結部からの割れの発生を抑えることができるヘルドフレームを提供することにある。【解決手段】ヘルドフレーム１は、離間して配置された一対のフレーム本体２０，２０と、各フレーム本体２０の両側に連結された一対のサイドステー３０，３０と、を備えている。フレーム本体２０は、フレーム本体２０の長手方向に延在した発泡樹脂材料からなる芯材２１と、芯材２１を被覆するように形成された繊維強化複合材料からなる板状部２３と、板状部２３の両側に、板状部２３に一体的に取着され、各サイドステー３０に連結される金属材料からなる連結部２５と、を備えている。サイドステー３０は、金属材料からなり、サイドステー３０は、フレーム本体２０の連結部２５に、締結部材６を介して連結されている。【選択図】図３

Description

本発明は、一般に、織機に用いられるヘルドフレームの構造に関する。

従来から、織物に用いられるヘルドフレームは、織機において経糸を通すためのヘルド（ソウコウ）を支持するものであり、製織に際し、一対のヘルドフレームを交互に上下動させて経糸を開口させ、その開口に緯糸を打込むためのものである。

このようなヘルドフレームは、長手方向に延在した上下枠フレームステーブとなる一対のフレーム本体と、一対のフレーム本体の長手方向の両端部に配置され、両フレーム本体を連結する一対のサイドステーと、を有する。フレーム本体には、フレーム本体の長手方向に沿って、一対のフレーム本体間を渡すようにヘルドを支持する支持突起部が形成されている。

フレーム本体とサイドステーは、一般的に、連結部によって、取り外し可能な構造で接続されている。その他に、ヘルドフレーム同士の干渉を防ぐための案内板、およびヘルドフレームの上下動の動力を伝達する箇所のカップリングが、ヘルドフレームには取付けられている。

例えば、このようなヘルドフレームとして、フレーム本体を繊維強化複合材料で成形したヘルドフレームが提案されており（例えば特許文献１参照）、ヘルドフレーム本体の長手方向に沿った空間に、芯材として発泡体が収容されたヘルドフレームも提案されている（例えば特許文献２参照）。

特開２０１５−０８３７２７公報 特開２００６−１３８０４０公報

しかしながら、ヘルドフレームを上下動した際には、ヘルドフレームには、動的応力が作用し易い。このとき、フレーム本体を構成する繊維強化複合材料は、サイドステーを構成するアルミニウムなどの金属材料に比べて、延性を有しない（脆性を有する）ため、再度ステーを連結するフレーム本体の連結部から、動的応力により割れ等の亀裂が発生し易い。

本発明は、このような点を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ヘルドフレームの上下動により、フレーム本体の連結部からの割れの発生を抑えることができるヘルドフレームを提供することにある。

前記課題を鑑みて、本発明に係るヘルドフレームは、離間して配置された一対のフレーム本体と、前記各フレーム本体の両側に連結された一対のサイドステーと、を備えたヘルドフレームであって、前記フレーム本体は、前記フレーム本体の長手方向に延在した発泡樹脂材料からなる芯材と、前記芯材を被覆するように形成された繊維強化複合材料からなる板状部と、前記板状部の両側において、前記板状部に一体的に取着され、前記各サイドステーに連結される金属材料からなる連結部と、を備えており、前記サイドステーは、金属材料からなり、前記サイドステーは、前記フレーム本体の前記連結部に、締結部材を介して連結されていることを特徴とする。

本発明によれば、フレーム本体の芯材は、発泡樹脂材料からなり、芯材を被覆する板状部は繊維強化複合材料からなるので、フレーム本体は、金属材料からなるフレーム本体に比べて軽量である。したがって、ヘルドフレームが上下動した際に、ヘルドフレームに作用する動的応力を低減することができる。

さらに、板状部の両側に取着された連結部と、締結部材を介して連結部に連結されるサイドステーは、金属材料からなるので、これらの熱膨張差を低減しつつ、ヘルドフレームの上下動の際に、フレーム本体の連結部に動的応力が作用したとしても、連結部から亀裂等が発生し難い。

本発明によれば、ヘルドフレームの上下動により、フレーム本体の連結部から割れが発生することを抑えることができる。

本発明のヘルドフレームを備えた織機要部の模式的斜視図である。 図１に示すヘルドフレームの模式的斜視図である。 図１に示すヘルドフレームのフレーム本体とサイドステーを分解した斜視図である。 図３のＡ−Ａ線に沿った矢視断面図である。 （ａ）は、図４のＢ−Ｂ線に沿った矢視断面図であり、（ｂ）は、図４のＣ−Ｃ線に沿った矢視断面図である。 連結部近傍の分解斜視図である。 図６のＤ−Ｄ線に沿った矢視断面図である。 図７に示す本実施形態の変形例を示した断面図である。 図７に示す本実施形態の他の変形例を示した断面図である。

以下に、本発明の実施形態に係るヘルドフレームを、図１〜図９を参照しながら説明する。

１．ヘルドフレーム１の全体構造について
図１に示すように、織機は、２つのヘルドフレーム１，１を有しており、ヘルドフレーム１に取付けられたカップリング８を介して動力を上下方向に伝達することにより、ヘルドフレーム１を相互に上下動させながら、織物Ｆを織る装置である。さらに、ヘルドフレーム１には、ヘルドフレーム１の相互の干渉を防ぐための案内部材９が取り付けられている。

図２に示すように、ヘルドフレーム１は、複数のヘルド４，４，…を有した中空状の枠体である。ヘルドフレーム１は、上下に離間して配置された一対のフレーム本体（ヘルドフレームステーブ）２０，２０と、各フレーム本体２０の両側に連結された一対の金属材料からなるサイドステー３０，３０と、を備えている。図３に示すように、フレーム本体２０とサイドステー３０とは、後述する締結部材６を介して、着脱自在に連結されている。なお、図３以降の図面では、便宜上、図２に示すヘルド４を省略している。

２．フレーム本体２０について
図４に示すように、各フレーム本体２０は、フレーム本体２０の長手方向に延在したボード状の発泡樹脂材料からなる芯材２１と、芯材２１を被覆するように形成された繊維強化複合材料からなる板状部２３と、を備えている。さらに、各フレーム本体２０は、板状部２３の両側において、板状部２３に一体的に取着され、各サイドステー３０に連結される金属材料からなる連結部２５を備えている。

２−１．芯材２１について
上述した如く、本実施形態では、芯材２１は、発泡樹脂材料からなる。これにより、フレーム本体２０の軽量化を図るとともに、芯材２１を有しない中空状のフレーム本体よりも、その強度を高めることができる。

芯材２１の材料としては、発泡樹脂材料であれば特に限定されるものではないが、ポリカーボネート系樹脂、アクリル系樹脂、熱可塑性ポリエステル系樹脂、ポリメタクリルイミド系樹脂、ポリスチレン系樹脂、またはポリプロピレン系樹脂などが挙げられる。なお、合成樹脂は、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。なかでも、芯材２１の発泡樹脂材料と、板状部２３の繊維強化複合材料とをより強固に一体化することができることから、熱可塑性ポリエステル系樹脂またはアクリル系樹脂が好ましく、アクリル系樹脂がより好ましい。

アクリル系樹脂は、無水マレイン酸及びメタクリルアミドを有するアクリル系モノマーを含む重合性モノマー、尿素を含む発泡剤、並びに、重合開始剤を含有する重合性溶液を作製し、前記重合性モノマーを重合させた後、前記重合によって得られた発泡性重合体を発泡させて得られた樹脂が好ましい。

熱可塑性ポリエステル系樹脂は、ジカルボン酸と二価アルコールとが、縮合反応を行った結果得られた高分子量の線状ポリエステルである。熱可塑性ポリエステル系樹脂のなかでも、芳香族ポリエステル系樹脂が好ましい。

芳香族ポリエステル系樹脂とは、芳香族ジカルボン酸成分とジオール成分とを含むポリエステルであり、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリシクロヘキサンジメチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、またはポリブチレンナフタレートなどが挙げられ、ポリエチレンテレフタレートが好ましい。なお、芳香族ポリエステル系樹脂は、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。

なお、芳香族ポリエステル系樹脂は、芳香族ジカルボン酸成分またはジオール成分以外に、例えば、トリメリット酸などのトリカルボン酸、ピロメリット酸などのテトラカルボン酸などの三価以上の多価カルボン酸やその無水物、グリセリンなどのトリオール、またはペンタエリスリトールなどのテトラオールなどの三価以上の多価アルコールなどを構成成分として含有していてもよい。

ポリエチレンテレフタレートは架橋剤によって架橋されていてもよい。架橋剤としては、公知のものが用いられ、例えば、無水ピロメリット酸などの酸二無水物、多官能エポキシ化合物、オキサゾリン化合物、またはオキサジン化合物などが挙げられる。なお、架橋剤は、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。

２−２．板状部２３について
板状部２３は、フレーム本体２０の長手方向に延在したボード状の芯材２１を覆うとともに、フレーム本体２０の長手方向に沿って複数のヘルド４，４，…を支持するフックハンガー用の支持突起部２４が一体的に形成されている。

板状部２３の両側には、芯材２１を覆った状態で、サイドステー３０の連結凸部３１を収容する収容凹部２３ａが形成されている。収容凹部２３ａは、連結凸部３１を収容した状態で、連結凸部３１が芯材２１の端面２１ａに当接するような深さとなっている（図７参照）。収容凹部２３ａは、連結凸部３１を収容した状態で、連結凸部３１に嵌合するようになっている。

本実施形態では、板状部２３は、繊維強化複合材料からなる。これにより、アルミニウム等の金属材料からなる板状部よりも軽量化を図ることができ、芯材２１に対して密着性を高めることができる。芯材２１に、板状部２３の繊維強化複合材料を構成するマトリクス樹脂を含浸することができれば、芯材２１と板状部２３との密着性をさらに高めることができる。

板状部２３は、たとえば、シートモールドコンパウンド（ＳＭＣ）により製造することができる。具体的には、成形型内に、未硬化の熱硬化性樹脂と、強化繊維からなるシートを、芯材２１を覆うように配置し、型締め後、これを加熱することにより、板状部２３を製造することができる。なお、この時に、後述する連結部２５を板状部２３にインサート成形してもよい。また、このときに、（予備発泡させた）芯材２１の発泡樹脂をさらに発泡させてもよい。

板状部２３の材料としては、繊維強化複合材料でれば、特に限定されるものではなく、たとえば、繊維強化複合材料を構成する強化繊維としては、ガラス繊維、炭素繊維、炭化ケイ素繊維、アルミナ繊維、チラノ繊維、玄武岩繊維、セラミックス繊維などの無機繊維；ステンレス繊維やスチール繊維などの金属繊維；アラミド繊維、ポリエチレン繊維、ポリパラフェニレンベンズオキサドール（ＰＢＯ）繊維などの有機繊維；またはボロン繊維などが挙げられる。強化繊維は、一種単独で用いられてもよく、二種以上が併用されてもよい。なかでも、炭素繊維、ガラス繊維またはアラミド繊維が好ましく、炭素繊維がより好ましい。これらの強化繊維は、軽量であるにも関わらず優れた機械的強度を有している。

強化繊維は、所望の形状に加工された強化繊維基材として用いられることが好ましい。強化繊維基材としては、強化繊維を用いてなる織物、編物、不織布、または強化繊維を一方向に引き揃えた繊維束（ストランド）を糸で結束（縫合）してなる面材などが挙げられる。織物の織り方としては、平織、綾織、または朱子織などが挙げられる。また、糸としては、ポリアミド樹脂糸やポリエステル樹脂糸などの合成樹脂糸、またはガラス繊維糸などのステッチ糸が挙げられる。

繊維強化複合材料の強化繊維に含浸させるマトリクス樹脂としては、熱硬化性樹脂が好ましく用いられる。熱硬化性樹脂としては、特に限定されず、例えば、エポキシ系樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂、フェノール系樹脂、メラミン系樹脂、ポリウレタン系樹脂、シリコン系樹脂、マレイミド系樹脂、ビニルエステル系樹脂、シアン酸エステル系樹脂、またはマレイミド系樹脂とシアン酸エステル系樹脂を予備重合した樹脂などが挙げられる。熱硬化性樹脂は、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。なかでも、エポキシ系樹脂、ビニルエステル系樹脂が好ましい。これらの熱硬化性樹脂によれば、弾性に優れた板状部２３を形成することができ、得られる板状部２３の耐衝撃性を向上させることができる。また、熱硬化性樹脂には、硬化剤、硬化促進剤などの添加剤が含有されていてもよい。

繊維強化複合材料における熱硬化性樹脂の含有量は、２０〜７０重量％が好ましく、３０〜６０重量％がより好ましい。熱硬化性樹脂の含有量が少な過ぎると、強化繊維同士の結着性や板状部２３と芯材２１（発泡樹脂材料）との接着性が不十分となり、板状部２３の機械的強度や板状部２３の耐衝撃性を十分に向上することができないおそれがある。また、熱硬化性樹脂の含有量が多過ぎると、板状部２３の機械的強度が低下して、板状部２３の耐衝撃性を十分に向上させることができないおそれがある。

２−３．連結部２５について
連結部２５は、金属材料からなり、板状部２３の両側において、板状部２３に一体的に取着され、各サイドステー３０に連結される部分である。本実施形態では、図５（ａ）および図５（ｂ）に示すように、連結部２５は、板状部２３のうち、芯材２１を覆う部分の断面形状（長手方向と直交する断面の形状）と略同じ断面形状を有している。連結部２５には、サイドステー３０の連結凸部３１を挿通する挿入部２５ａが形成されている。連結凸部３１を挿入部２５ａに挿通した状態で、連結部２５の挿入部２５ａは、サイドステー３０の連結凸部３１に嵌合するようになっている。

さらに、図６に示すように、連結部２５には、サイドステー３０の連結凸部３１を挿通した状態で、サイドステー３０の連結凸部３１に形成された雌ネジ部３１ａに連通する位置に、雌ネジ部２５ｂが形成されている。雌ネジ部３１ａおよび雌ネジ部２５ｂを介して、金属製の締結部材６の雄ネジ部６１を締結することにより、フレーム本体２０とサイドステー３０とを連結することができる。

板状部２３の材料としては、金属材料であれば、特に限定されるものではなく、たとえば、アルミニウムまたはアルミニウム合金、ステンレス鋼などの鋼を挙げることができる。板状部２３と連結部２５とは、例えば接着剤などにより接合されていてもよいが、例えば、インサート成形により一体的に成形されていてもよい。

３．サイドステー３０について
サイドステー３０は、金属材料からなる部材であり、上下方向に延在し、上下に離間して配置されたフレーム本体２０，２０の両側に連結される部材である。図３および図６に示すように、サイドステー３０は、フレーム本体２０に連結するための連結凸部３１が形成されている。連結凸部３１は、フレーム本体２０の連結部２５に形成された挿入部２５ａおよび板状部２３に形成された収容凹部２３ａに嵌合するようになっている。

サイドステー３０の材料は、金属材料であれば、特に限定されるものではなく、たとえば、アルミニウムまたはアルミニウム合金、ステンレス鋼などの鋼を挙げることができ、フレーム本体２０の連結部２５の材料と同じであることが好ましい。これにより、サイドステー３０と連結部２５との熱膨張差を抑えることができるため、熱膨張差が起因となった連結部２５または後述する締結部材６の損傷を回避することができる。

４．フレーム本体２０とサイドステー３０との連結構造について
図６に示すように、サイドステー３０は、フレーム本体２０の連結部２５に、締結部材６を介して連結されている。具体的には、上述したように、一対のフレーム本体２０の連結部２５に形成された挿入部２５ａに、サイドステー３０の連結凸部３１を挿通し、連結凸部３１の先端部３１ｂを、板状部２３に形成された収容凹部２３ａに収容する。

この状態で、フレーム本体２０の連結部２５に形成された雌ネジ部２５ｂと、サイドステー３０の連結凸部３１に形成された雌ネジ部３１ａと、に締結部材６の雄ネジ部６１を螺着させ、これらを締結する。これにより、図７に示すように、フレーム本体２０とサイドステー３０とは連結される。締結部材６は、雌ネジ部２５ｂ，３１ａに螺合する雄ネジ部６１を有する部材であれば、特に限定されるものではなく、例えば、ボルトまたは皿ネジ等のネジなどを挙げることができる。

板状部２３の両側に形成された連結部２５は金属材料からなる。したがって、図１で説明した如くヘルドフレーム１が上下動する際に、フレーム本体２０の連結部２５に動的応力が作用したとしても、連結部２５から亀裂等が発生し難い。さらに、締結部材６を介して連結部２５に連結されたサイドステー３０も、金属材料からなり、好ましくは、連結部２５と同じ金属材料からなる。これにより、連結部２５とサイドステー３０との熱膨張および熱収縮による影響を抑え、これらに亀裂等が発生することを低減することができる。

また、フレーム本体２０の芯材２１は発泡樹脂材料からなり、芯材２１を被覆する板状部２３は繊維強化複合材料からなるので、フレーム本体２０は、金属材料からなるフレーム本体に比べて軽量である。したがって、ヘルドフレーム１が上下動した際に、ヘルドフレーム１に作用する動的応力を低減することができる。

さらに、サイドステー３０の連結凸部３１は、板状部２３および連結部２５に収容された状態でこれらに嵌合しているので、フレーム本体２０とサイドステー３０との連結状態は安定する。特に、サイドステー３０の連結凸部３１の端面３１ｃと、芯材２１の端面２１ａとが当接しているので、フレーム本体２０とサイドステー３０との連結状態をさらに安定させることができる。

図７に示すように、上述した実施形態では、ヘルドフレーム１は、連結凸部３１の先端部３１ｂを、板状部２３に形成された収容凹部２３ａに収容するような構造となっていた。しかしながら、例えば、図８に示すように、芯材２１の端部２１ｂを、連結部２５の挿入部２５ａに挿入することにより、挿入部２５ａの内壁に芯材２１の端部２１ｂを接触させてもよい。

特に、芯材２１の発泡樹脂に無水マレイン酸が含まれる樹脂を用いれば、金属材料からなる連結部２５に対して馴染みがよいので、芯材２１を連結部２５に接合し、フレーム本体２０の強度を高めることができる。

さらに、図９に示すように、連結部２５の、板状部２３と当接する部分に凸部２５ｃを形成し、この凸部２５ｃを挟み込むように、板状部２３を形成してもよい。これにより、板状部２３と連結部２５とをより強固に接続することができる。

以上、本発明のいくつか実施形態について詳述したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。

１：ヘルドフレーム、４：ヘルド、６：締結部材、８：カップリング、９：案内部材、２０：フレーム本体、２１：芯材、２１ａ：端面、２１ｂ：端部、２３：板状部、２３ａ：収容凹部、２４：支持突起部、２５：連結部、２５ａ：挿入部、２５ｂ：雌ネジ部、２５ｃ：凸部、３０：サイドステー、３１：連結凸部、３１ａ：雌ネジ部、３１ｂ：先端部、６１：雄ネジ部、Ｆ：織物

Claims (1)

1. 離間して配置された一対のフレーム本体と、前記各フレーム本体の両側に連結された一対のサイドステーと、を備えたヘルドフレームであって、
   前記フレーム本体は、前記フレーム本体の長手方向に延在した発泡樹脂材料からなる芯材と、前記芯材を被覆するように形成された繊維強化複合材料からなる板状部と、前記板状部の両側において、前記板状部に一体的に取着され、前記各サイドステーに連結される金属材料からなる連結部と、を備えており、
   前記サイドステーは、金属材料からなり、
   前記サイドステーは、前記フレーム本体の前記連結部に、締結部材を介して連結されていることを特徴とするヘルドフレーム。

Images