JP5769958B2 - サイドステー取付部構造 - Google Patents

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し、特に、炭素繊維強化複合材製ヘルドフレームステーブとサイドステーとを連結するためのサイドステー取付部構造に関するものである。

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運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。

一般に、ヘルドフレーム１は、図１にその一例を示すように、長手方向（矢印Ａ方向）に延在した上下枠フレームステーブ、即ち、両フレーム本体２と、両フレーム本体２の長手方向両端部に配置された、両フレーム本体２を連結するサイドステー３とを有する。またフレーム本体２の長さ方向に直交する短手方向（矢印Ｂ方向）の、互いに対向した一端側には、フレーム本体２の長手方向に沿ってヘルド４を支持するフックハンガー用の支持突起部５が一体に形成されている。

また、フレーム本体２とサイドステー３は、一般的に、連結部６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１同志の干渉を防ぐための案内板７や、ヘルドフレーム１に上下動の動力を伝達する箇所のカップリング８がヘルドフレーム１には取付けられている。

フレーム本体２は、現在ほとんどはアルミ製である。アルミ製フレーム本体２の場合は、図２に示すように、中空構造であるが、中空部分の強度を出すために数本の横リブ２１の入った構造となっている。

しかし、織機の織りスピードを上げると、アルミニウムの強度、特に疲労強度がもたず、現況では、連続使用で半年を待たずに取替えを余儀なくされている。

近年、織機の高速化に対応するために、種々の軽い繊維強化複合材（ＦＲＰ）製ヘルドフレームが提案されている。

例えば、特許文献１には、ＦＲＰ製フレームステーブとサイドステーとの結合方法が開示され、特許文献２には、ＦＲＰ製ヘルドフレームの剛性、強度を確保しつつ、破損、磨耗したミドルフックハンガ、ロッド受部等の部品交換を容易にする構造が提案されている。

現在、織機の高速化、幅広化が世界の潮流となってきており、幅広化は、織機として既に、幅、即ち、図２にて紙面に直交する方向の長手方向長さが３５００ｍｍを超えるものの製作まで進んでいる。この機種のフレーム本体は、アルミ製だが、幅広化に伴いフレーム本体にかかる荷重が増加し、それに強度や剛性が充分追従できず、速度を上げるとフレーム本体の破損に至る。そのために、速度を上げての織りができず、幅広化のメリットを享受していないのが実情である。

一方、強化繊維として炭素繊維を用いた繊維強化複合材、即ち、ＣＦＲＰを用いたフレーム本体が提案され、一部使用されているが、まだ製品の強度や剛性が足りないため、幅が１５００ｍｍ程度のものにしか適用されていないのが実情である。その理由は、軽量化になっても、強度や剛性の不足から、織機の速度を上げられないためである。

つまり、ＣＦＲＰ製でありながら、強度や剛性の不足から幅広化に対応できない理由の一つとして、ＣＦＲＰ製ヘルドフレーム構造が、中空構造若しくは内部に発泡材を入れただけの構造になっているため、充分な強度を確保できず、特に疲労強度を確保するのが難しいからである。そのために、現状では、幅の狭い織機でしか用いられず、しかも十分な高速化を図れないものとなっている。

ＣＦＲＰ製ヘルドフレームの強度、剛性を確保するために、中実構造にすれば、それなりの効果はでるが、重量的にアルミ製より重くなり、且つコストも高くなり、使用するメリットはほとんどなくなる。

そこで、本発明者らは、限られた構造の中で、最大の強度、剛性を発揮し、且つ軽量で疲労強度に強い構成とし、それによって、今まで達成できなかった幅広化した織機の生産性を大きく改善することのできる繊維強化複合材製ヘルドフレームを提供するために、特許文献３において、繊維強化複合材製ヘルドフレームを提案した。

特許文献３に記載する繊維強化複合材製ヘルドフレームの概略構成を図３に示す。本例において、繊維強化複合材製ヘルドフレームは、細長形状の長手方向（長さＬ）に延在する略平板状のフレーム本体２と、このフレーム本体２の下方端には、その長手方向に沿って一体に支持突起５が連接されている。フレーム本体２は、内層にハニカム構造体４を有し、内層の両面には、内層のハニカム構造体４を挟持する態様で表面層としての長繊維強化複合材１１（１１ａ、１１ｂ）が配置されている。更に、内層のハニカム構造体４の周囲端面の一部若しくは全部が、幅３ｍｍ〜３０ｍｍの範囲で、短繊維強化複合材、樹脂又は発泡材をハニカム構造体４内に詰めこむことによって補強部９を形成する。

しかし、特許文献３で提案したヘルドフレームにおいては、サイドステーと連結する際、従来の方式、例えば、特許文献１に示されるような方式を採用せざるを得なかった。このような方式においては、連結するために金具の挿入が必要となり、そのために、ハニカムの除去、金具の接着等の煩雑な作業が必要となり、コストアップの原因となっていた。

また、従来の連結方法は、何種類もの金具を用いて連結する方式のため、この箇所の重量が重くなり、軽量化のメリットが半減するものとなっていた。

そこで、本発明者らは、特許文献４に示す繊維強化複合材製ヘルドフレームを提案した。図４にフレーム本体２の全体構成を示す。本例では、フレーム本体２は、上記図３に示す特許文献３のフレーム本体２と同様の構成とされ、内層にハニカム構造体９を有し、表面層に長繊維強化複合材１１（１１ａ、１１ｂ）を配置し、且つ内層のハニカム構造体９の周囲端面の一部若しくは全部が、幅３ｍｍ〜３０ｍｍの範囲で、短繊維強化複合材、樹脂又は発泡材をハニカム構造体４内に詰めこむことによって補強部１０が形成される。ただ、本例では、図４に示すように、フレーム本体２は、両側部に形成したサイドステー取付突起部６０をサイドステー３の溝３Ａに挿入して固定する構成とされた。

特開平８−２６９８３６号公報 特開平１１−６１５８９号公報 特開２００６−１３８０４０号公報 特開２００８−１２７６９０号公報

上記特許文献４に記載するような繊維強化複合材製ヘルドフレームは、フレーム本体２の曲げ強度や曲げ弾性率が大幅に向上するのみでなく、端面の応力集中に対しても補強され、曲げ疲労に対しても強いものとなり、広幅の織機において、従来以上の織りスピードアップのみならず、連続織り時間も、大幅に向上させることができる、といった特長を有するものである。

ヘルドフレームにて、フレーム本体であるヘルドフレームステーブを炭素繊維強化複合材製とする目的は、軽量化と高剛性化による、織機の高速化、制振性達成にある。勿論、長尺化対応、品質向上が達成されることは必須である。

そのためには、限られた断面形状のなかで、如何に効率的な炭素繊維強化複合材（ＣＦＲＰ）の配置をするか、いかに効率的な組立をするかが重要である。

本発明は、上記観点から、繊維強化複合材製ヘルドフレームを更に発展させたものである。

本発明の目的は、軽量化と高剛性化による、織機の高速化、制振性を達成することができ、しかも、組立分解が容易である炭素繊維強化複合材製ヘルドフレームステーブとサイドステーとを連結するためのサイドステー取付部構造を提供することである。

上記目的は本発明に係る炭素繊維強化複合材製ヘルドフレームステーブとサイドステーとを連結するためのサイドステー取付部構造にて達成される。要約すれば、本発明によれば、
細長形状とされ長手方向に延在し、長手方向両端部にサイドステーが取り付けられる中空構造を有した炭素繊維強化複合材製ヘルドフレームステーブを、前記サイドステーに取り付けるためのサイドステー取付部構造であって、
前記炭素繊維強化複合材製ヘルドフレームステーブは、
長手方向に延在する矩形状の炭素繊維強化複合材製の両側板と、
前記両側板の上端及び下端を長手方向に沿って互いに連結する炭素繊維強化複合材製の上板及び下板と、
前記上板の長手方向両端部において各々前記上板の下面に一体的に取り付けられた、前記サイドステーを取り付けるための第一の金属製バーと、
を備え、
前記上板及び前記下板は、炭素繊維を長手方向に引き揃えて作製された一方向炭素繊維強化複合材にて作製され、長手方向に直交する上下方向の厚さが５ｍｍ以上２０ｍｍ以下とされ、
前記サイドステーは、垂直方向に延在するサイドステー本体と、前記サイドステー本体から前記ヘルドフレームステーブ側へと突出し、中空構造の前記ヘルドフレームステーブ内へと挿入可能なサイドステー挿入部とを備え、
前記上板側から前記上板、前記第一の金属製バー及び前記サイドステー挿入部を貫通するようにして固定ボルトを挿通し、前記固定ボルトの下端には、ねじ穴を有する第二の金属製バーを螺合させ、
前記ヘルドフレームステーブ内へと挿入された前記サイドステー挿入部を、前記固定ボルトと前記第二の金属製バーとにより前記ヘルドフレームステーブに固定する、
ことを特徴とするサイドステー取付部構造が提供される。

本発明の一実施態様によれば、前記上板の長手方向両端部に各々取り付けられた二つの前記第一の金属製バーの間にて前記上板の下面に補強板を設け、
前記補強板は、炭素繊維を長手方向に引き揃えて作製された一方向炭素繊維強化複合材にて作製され、長手方向に直交する上下方向の厚さが５ｍｍ以上２０ｍｍ以下とされる。

本発明の他の実施態様によれば、前記サイドステー挿入部は、上面に凸状突起が形成されており、
前記第一の金属製バーの前記サイドステー挿入部上面と接する下面には、前記サイドステー挿入部を前記ヘルドフレームステーブに挿入したとき前記サイドステー挿入部の前記凸状突起に係合する凹状溝が形成されている。

本発明の他の実施態様によれば、前記第二の金属製バーは、金属製のリベットで前記両側板に結合し、
前記両側板は、前記第一の金属製バーと前記第二の金属製バーとの間に位置して、前記両側板の各側端から長手方向に所定長さにてスリットが形成されている。

本発明の他の実施態様によれば、前記第一の金属製バーの下方に位置して調整用移動金属製バーを配置し、固定ボルトにて前記上板及び前記第一の金属製バーに固定し、
前記サイドステー挿入部は、前記調整用移動金属製バーと前記第二の金属製バーとの間に挿入し、
前記上板側から前記上板、前記第一の金属製バー、前記調整用移動金属製バー及び前記サイドステー挿入部を貫通するようにして固定ボルトを挿通し、前記固定ボルトの下端に配置したねじ穴を有する前記第二の金属製バーに螺合させる。

本発明の他の実施態様によれば、前記サイドステー挿入部は、上面に凸状突起が形成されており、
前記調整用移動金属製バーの前記サイドステー挿入部上面と接する下面には、前記サイドステー挿入部を前記ヘルドフレームステーブに挿入したとき前記サイドステー挿入部の前記凸状突起に係合する凹状溝が形成されている。

本発明の他の実施態様によれば、前記第一の金属製バーの位置に対応する領域にて、少なくとも一方側の側板に開口部が形成されている。

本発明の他の実施態様によれば、前記第二の金属製バーの下方部に位置して第三の金属製バーを設け、
前記第三の金属製バーは、金属製のリベットで前記両側板に結合し、
前記第二の金属製バーは、下面に凸状突起が形成されており、前記第二の金属製バーの下面と対向する前記第三の金属製バーの上面には凹状溝が形成されており、前記サイドステーを前記ヘルドフレームステーブに取り付けたとき、前記第二の金属製バーの凸状突起が前記第三の金属製バーの凹状溝に嵌合する。

本発明の他の実施態様によれば、前記第二の金属製バーは、前記固定ボルトが螺合する前記ねじ穴を有する水平部材と、前記水平部材に対して垂直方向に延在した垂直部材とを有したＬ字型固定部材とされる。

本発明の他の実施態様によれば、前記第二の金属製バーは、前記固定ボルトが螺合する前記ねじ穴を有する水平部材と、前記水平部材に対して垂直方向に延在した垂直部材とを有したＬ字型固定部材とされ、
前記垂直部材の上面には、前記第一の金属製バー又は前記調整用移動金属製バーの下面に形成された凹状溝に嵌合する突起が形成されている。他の実施態様によれば、前記水平部材の下方部に位置して第三の金属製バーを設け、
前記第三の金属製バーは、金属製のリベットで前記両側板に結合し、
前記水平部材は、下面に凸状突起が形成されており、前記水平部材の下面と対向する前記第三の金属製バーの上面には凹状溝が形成されており、前記サイドステーを前記ヘルドフレームステーブに取り付けたとき、前記水平部材の凸状突起が前記第三の金属製バーの凹状溝に嵌合する。

本発明の他の実施態様によれば、前記サイドステー挿入部は、前記ヘルドフレームステーブの中空部に嵌合する厚さを有した概略矩形状をした板状部材であって、前記サイドステー本体とは反対側の先端部から前記サイドステー本体側へと所定長さに亘って前記先端部が開口したＵ字状の溝が垂直方向に形成され、
前記サイドステー挿入部は、前記サイドステー挿入部の前記Ｕ字状溝が、前記上板側から挿通された前記固定ボルトに嵌り合うようにして前記ヘルドフレームステーブ内へと挿入され、
前記ヘルドフレームステーブ内へと挿入された前記サイドフレームを、前記固定ボルトと前記第二の金属製バーとにより固定する。

本発明によれば、軽量化と高剛性化による、織機の高速化、制振性を達成することができ、しかも、組立分解が容易である。

本発明が具現化されるヘルドフレームの一例を示す正面図である。 アルミ製ヘルドフレームステーブの断面図である。 繊維強化複合材製ヘルドフレームステーブの一例を示す斜視図である。 繊維強化複合材製ヘルドフレームステーブとサイドステーとを連結するためのサイドステー取付部構造の一例を示す斜視図である。 本発明に係る炭素繊維強化複合材製ヘルドフレームステーブの一実施例の斜視図である。 図６（ａ）は、本発明に係る炭素繊維強化複合材製ヘルドフレームステーブの一実施例の断面図であり、図６（ｂ）は、本発明に係る炭素繊維強化複合材製ヘルドフレームステーブの他の実施例の断面図である。 図７（ａ）は、本発明に係るサイドステー取付部構造の一実施例を説明する斜視図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）に示すサイドステー取付部構造の一部の拡大斜視図である。 本発明に係る炭素繊維強化複合材製ヘルドフレームステーブの他の実施例の斜視図である。 本発明に係る炭素繊維強化複合材製ヘルドフレームステーブの他の実施例の斜視図である。 本発明に係るサイドステー取付部構造の他の実施例を説明する図であり、図１０（ａ）は、サイドステー取付部構造の全体を示す斜視図であり、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）に示すサイドステー取付部構造の一部の拡大斜視図である。 本発明に係るサイドステー取付部構造の他の実施例を説明する図であり、図１１（ａ）は、サイドステー取付部構造の全体を示す斜視図であり、図１１（ｂ）及び図１１（ｃ）は、図１１（ａ）に示すサイドステー取付部構造の一部の拡大斜視図である。 本発明に係るサイドステー取付部構造の他の実施例を説明する図であり、図１２（ａ）は、サイドステー取付部構造の全体を示す斜視図であり、図１２（ｂ）は、図１２（ａ）に示すサイドステー取付部構造の一部の拡大斜視図である。 本発明に係るサイドステー取付部構造の他の実施例を説明する図であり、図１３（ａ）は、サイドステー取付部構造の全体を示す斜視図であり、図１３（ｂ）及び図１３（ｃ）は、図１３（ａ）に示すサイドステー取付部構造の一部の拡大斜視図である。 本発明に係るサイドステー取付部構造の他の実施例を説明する斜視図である。 本発明に係るサイドステー取付部構造の他の実施例を説明する図であり、図１５（ａ）は、サイドステー取付部構造の全体を示す斜視図であり、図１５（ｂ）は、図１５（ａ）に示すサイドステー取付部構造の一部の拡大斜視図であり、図１５（ｃ）は、正面図である。 本発明に係るサイドステー取付部構造の他の実施例を説明する正面図である。 本発明に係るサイドステー取付部構造の他の実施例を説明する図であり、図１７（ａ）は、サイドステー取付部構造の全体を示す斜視図であり、図１７（ｂ）は、図１７（ａ）に示すサイドステー取付部構造の一部の拡大斜視図である。 本発明に係るサイドステー取付部構造の他の実施例を説明する図であり、図１８（ａ）は、サイドステー取付部構造の全体を示す斜視図であり、図１８（ｂ）は、図１８（ａ）に示すサイドステー取付部構造の一部の拡大斜視図であり、図１８（ｃ）は、正面図である。 本発明に係るサイドステー取付部構造の他の実施例を説明する正面図である。 本発明に係るサイドステー取付部構造の他の実施例を説明する図であり、図２０（ａ）は、サイドステー取付部構造の全体を示す斜視図であり、図２０（ｂ）は、図２０（ａ）に示すサイドステー取付部構造の一部の拡大斜視図である。

以下、本発明に係る炭素繊維強化複合材製ヘルドフレームステーブとサイドステーとを連結するためのサイドステー取付部構造を図面に則して更に詳しく説明する。

実施例１
（ヘルドフレームの全体構成）
図５、図６、図７に、本発明の炭素繊維強化複合材製ヘルドフレームステーブ２の一実施例の概略構成を示す。図５及び図６は、それぞれ、繊維強化複合材製ヘルドフレーム１（図１参照）を構成する、上枠ヘルドフレームステーブ２、即ち、中空構造を有する上方側のフレーム本体２を示す斜視図及び横断面図である。図７は、フレーム本体２と、フレーム本体２の長手方向一方の側部に位置するサイドステー３の一部を示す斜視図である。

以下の説明では、本実施例のヘルドフレームステーブ２の構成をより良く理解し得るように、単に説明のために、図５にてＹ方向を上下方向（又は、短手方向）といい、Ｘ方向を左右方向（又は、長手方向）という。

本実施例にて、ヘルドフレームは、全体構成は、図１に示す従来のヘルドフレーム１と同様の構成とされ、細長形状の長手方向に延在する中空構造を有したフレーム本体とされるフレームステーブ２と、このフレーム本体２の長手方向両側部に一体に設けられたサイドステー３とを備えている。

フレーム本体２は、図５に示すように、中空の構造体とされる中空構造部２Ａを有しており、また、この中空構造部２Ａの長手方向に直交する短手方向の一端側には、即ち、このフレーム本体２の長手方向に沿った下端縁側には、フレーム本体２の長手方向に沿ってヘルド４（図１参照）を支持するフックハンガー用の支持突起部５が一体に形成されている。

また、フレーム本体２の長手方向の両端部上端は、図７に示すように、サイドステー３とフレーム本体２とを結合するための構造、即ち、サイドステー取付部構造６０とされる。

本実施例の繊維強化複合材製ヘルドフレーム１にて、フレーム本体２の中空構造部２Ａは、図５及び図６（ａ）に示すように、長手方向に延在する矩形状の両側板１１（１１ａ、１１ｂ）と、両側板１１ａ、１１ｂの上端及び下端を連結する横リブ１０、即ち、上板１０ａ及び下板１０ｂと、にて構成される。

本発明によれば、上板１０ａの長手方向両端部には、各々、サイドステー取付部構造６０を構成するために、上板１０ａの下面に金属製のサイドステー固定部材、即ち、例えば、鋼、ステンレススチール、銅、アルミ等で作製された金属製バー（第一の金属製バー）２０が設けられる。本実施例では、金属製バー２０は、横断面形状が矩形状とされ、幅Ｔ２０は両側板１１ａ、１１ｂの内面間の距離Ｔ３と同じとされ、両側板１１ａ、１１ｂの内側に配置される。金属製バー２０の側板１１の長手方向に沿った長手方向長さ（Ｌ２０）は所定長さ、例えば、３〜８ｃｍ、通常、５ｃｍ程度とされる。厚さ（Ｈ３）は、５〜１０ｍｍとされ、通常、５ｍｍ程度とされる。金属製バー２０は、上部の上板１０ａに接着剤にて固着される。また、金属製バー２０は、図８に示すように、更に、金属製バー２０の側面を両側板側から貫通する金属製の、例えば、鋼、ステンレススチール、銅、アルミ等で作製されたリベット２２にて両側板１１（１１ａ、１１ｂ）に結合することも可能である。

更には、図９に示すように、フレーム本体２の長手方向両端部に配置したサイドステー固定部材を構成する金属製バー２０、２０の間に、上板１０ａと同様の構成とされる炭素繊維強化複合材料から成る追加の横リブ（即ち、補強板）１０ｃを上板１０ａの下面に接着などにより固着しても良い。

図５及び図６（ａ）を参照すると、フレーム本体２の下方に一体に形成される支持突起部５は、フレーム本体２の一方側の側板１１ａの下端縁長手方向に沿って、側板１１ａと一体に形成された矩形状の支持板５ａと、支持板５ａの下方端に隣接して形成された横断面形状が四角形とされる突部５ｂとにて構成される。実際には、詳しくは後述するが、図６（ｂ）に示すように、支持板５ａは、フレーム本体２の側板１１ａ、１１ｂを、下方へと更に延長し、下端にて突起材５ｃを囲包するように互いに接合して形成することもできる。

フレーム本体２の中空構造とされる中空構造部２Ａ、更には、支持突起部５は、実質的に炭素繊維強化複合材にて作製される。理解を容易とするために一例として、本実施例におけるフレーム本体２の具体的寸法を挙げれば、以下の通りである。

フレーム本体２の中空構造部２Ａの上下方向の長さＷ１は１１８ｍｍ、支持突起部５の上下方向の長さＷ２は３７ｍｍとされる。即ち、フレーム本体２の全体の幅Ｗは、１５５ｍｍ，フレーム本体２の下端、即ち、下板１０ｂから突起部５ｂまでの上下方向の長さＷ３は２５ｍｍとされる。フレーム本体２の長手方向の長さＬは、３５００ｍｍを越える長さとし得るが、本実施例では２３７４ｍｍとした。

また、本実施例では、両側板１１ａ、１１ｂの外表面間の大きさＴ１は９ｍｍとされ、各側板１１ａ、１１ｂの厚さＴ２は１ｍｍ（即ち、両側板１１ａ、１１ｂの内側面間の距離Ｔ３は７ｍｍ）とした。また、支持板５ａの厚さＴ４は、２ｍｍとした。特に、フレーム本体２の上板１０ａ及び下板１０ｂ、並びに、補強板１０ｃは、長繊維の炭素繊維を一方向に揃えて、長手方向に配列して形成された一方向炭素繊維強化複合材とされ、厚さＨ１、Ｈ２、Ｈ４（図９）は５ｍｍ以上２０ｍｍ以下（通常、５〜１０ｍｍ）とされる。特に上板１０ａ、下板１０ｂに関して言えば、５ｍｍ未満では、ヘルドフレームステーブ２に要求される所要の強度が得られなくなる。一方、上限値としては、２０ｍｍとされるが、２０ｍｍを越えると、強度は上がるが、ヘルドフレームステーブを炭素繊維強化複合材で作製する重要な要因をなす、ヘルドフレームステーブの「軽量化」の点でメリットがなくなってしまう。つまり、ヘルドフレームステーブをアルミニウムにて作製した従来の場合と同様な重さとなってしまう虞がある。本実施例では、軽量化を考慮して、上板１０ａ、下板１０ｂの厚さＨ１、Ｈ２（及び、必要に応じて使用される補強板１０ｃの厚さＨ４）は、下限値である５ｍｍとした。勿論、Ｈ１、Ｈ２、Ｈ４の値は、設計に応じて、それぞれ異なる値とすることもできる。

次に、本実施例の炭素繊維強化複合材製ヘルドフレームステーブ２の各部材について、詳しく説明する。

（フレーム本体）
本実施例の繊維強化複合材製ヘルドフレーム１にて、中空構造とされるフレーム本体、即ち、ヘルドフレームステーブ２の両側板１１（１１ａ、１１ｂ）を形成する炭素繊維強化複合材に使用される長繊維の形態は、一方向に引き揃えられたＵＤ形状、２軸に織られた平織り及び朱子織り形状、または、３軸に織られた３軸織り形状が単独で、または、複数組み合わされて使用することができる。横リブ１０としての上板１０ａ、下板１０ｂ（更には、補強板１０ｃ）は、上述のように、一方向に引き揃えられたＵＤ形状とされる。

また、炭素繊維強化複合材に使用されるマトリックス樹脂は、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニールエステル樹脂、ＭＭＡ樹脂、または、フェノール樹脂のいずれかが使用できる。

炭素繊維強化複合材の繊維体積含有率は、３０〜７０％、通常、５０〜６０％とされる。

（支持突起部）
図６（ｂ）に示すように、本実施例によれば、上記フレーム本体２に連接して一体に設けられるフックハンガー用の支持突起部５の支持板５ａは、フレーム本体２の両側板１１（１１ａ１１ｂ）を形成する炭素繊維強化複合材を互いに接着することにより形成される。また、支持突起部５の先端部は、フックハンガー用として機能するために所定の形状寸法を有した突起５ｂを有する。この突起５ｂは、支持板５ａを形成する炭素繊維強化複合材１１ａ、１１ｂの間に、長繊維強化複合材、短繊維強化複合材、樹脂、或いは、樹脂発泡材から成る突起材５ｃを介在させて一体に形成することができる。突起材５ｃは、強化繊維は、炭素繊維に限定されず、ガラス繊維、有機繊維などを使用することができる。

（サイドステー取付部構造）
上述のように、サイドステー取付部構造６０は、フレーム本体２の両側端部上端にサイドステー３の固定部材として配置された金属製バー２０を有している。

図７（ａ）、（ｂ）に、上記フレーム本体２の長手方向右側端に設置された金属製バー２０と、右側のサイドステー３とを連結するためのサイドステー取付部構造６０の一実施例を示す。フレーム本体２の左側端も右側端と同様にサイドステー３が配置され、同様のサイドステー取付部構造とされるが、図７（ａ）、（ｂ）には省略されている。

図７（ａ）に示すように、上板１０ａと、フレーム本体２の長手方向両端に各々設置された金属製バー２０とには、それぞれ、上板１０ａから金属製バー２０を上下方向に同中心にて貫いた貫通穴１２、２１が形成されている。

図７（ｂ）に示すように、断面が矩形状とされる金属製バー２０は、好ましくは、その下面に長手方向に沿って、横断面が矩形状とされる凹状の溝２２が加工されている。

一方、サイドステー３は、上下方向に延在した横断面が矩形状とされる金属製部材とされるサイドステー本体３０と、その上端に直角方向に突出して一体に形成され、フレーム本体中空構造部２Ａへと挿入されてフレーム本体２に取り付けられる挿入部３１とを有している。サイドステー３、即ち、サイドステー本体３０及び挿入部３１としては、鋼、ステンレススチール、アルミニウムなどが使用される。

挿入部３１は、サイドステー本体３０から直角方向に所定の長さＬ３０、例えば、３０〜８０ｍｍだけ延び、フレーム本体２の側面中空部へと装着可能とされる概略矩形状をした板状部材とされる。また、挿入部３１の厚さＴ３０は、６〜６．５ｍｍと側面中空部厚みＴ３（本実施例ではＴ３＝７ｍｍ）より少し薄めで、高さＨ３０は、２０〜７０ｍｍとされる。

本実施例では、挿入部３１の先端部には、サイドステー本体３０とは反対側の先端面から所定長さ（Ｌ３０の１／２程度）に亘ってＵ字形状の溝３２が上下方向に貫通して形成されている。

更に、好ましくは、上述した金属製バー２０に形成された溝２２に嵌合するために、挿入部３１の上面には、サイドステー本体３１から溝３２の方向へと長手方向に沿って所定長さ（Ｌ３０の１／２程度）に亘って、金属製バー２０の溝２２に嵌合するに適した横断面形状、即ち、本実施例では矩形状とされる凸状突起３３が形成される。従って、サイドステー３の挿入部３１をフレーム本体２の側端部中空部へと差し込むと、サイドステー３の挿入部３１の上面凸状突起３３が金属製バー２０の下面溝２２に嵌合し、サイドステー３がフレーム本体２の側端部に一体的に長手方向に整列して装着される。

なお、本実施例によると、図１０に示すように、上板１０ａに固着された第一の固定部材としての固定の金属製バー（第一の金属製バー）２０の下方に所定距離離間して第二の固定部材としての可動の第二の金属製バー４０が配置される。

第二の金属製バー４０は、第一の金属製バー２０と同様の材料及び形状寸法とすることができる。ただ、ねじ穴４１が加工されている。つまり、第二の金属製バー４０は、サイドステー固定ボルト３８のナット部材として機能する。なお、第一の金属製バー２０に形成された溝２２は有していない。

本例では、上記構成にて、サイドステー３をフレーム本体２の中空構造部２Ａの側部に挿入するに先立って、図１０（ａ）に示すように、先ず、サイドステー固定ボルト３８を、上板１０ａから第一の金属製バー２０へと貫通穴１２、２１を貫いて貫通し、第二の金属製バー４０ねじ穴４１に螺合させる。次いで、第一の金属製バー２０と第二の金属製バー４０とで挿入部３１を挟持するように、挿入部３１のＵ字溝３２に固定ボルト３８の軸部が嵌合するようにしてサイドステー３１の挿入部３１をフレーム本体２の中空部に挿入する。

これにより、サイドステー３の挿入部３１の上面凸状突起３３が金属製バー２０の溝２２に嵌合し、サイドステー３がフレーム本体２の側面に一体的に装着される。サイドステー挿入部３１の下面は、第二の固定金属製バー４０の上面に当接される。

従って、サイドステー３の挿入部３１は、固定ボルト３８により、第一の金属製バー２０と第二の金属製バー４０とによって挟持され、サイドステー３は、フレーム本体２の側端部にしっかりと固着される。

図１１に、本実施例１のサイドステー取付部構造６０の他の変更実施例１−１を示す。

上記実施例１では、図１０に示すように、可動の固定部材として第二の金属製バー４０が使用され、サイドステー３の挿入部３１をフレーム本体２の側端中空部へと差し込むに先立って、図１０に示すように、可動の第二の金属製バー４０がフレーム本体２の側部中空部に配置され、固定ボルト３８の先端部が螺合された。

本変更実施例１−１においても、実施例１における第二の金属製バー４０と同様の第二の金属製バー４０Ａが使用されるが、ただ、本変更実施例１−１における第二の金属製バー４０Ａは、その下面部において長手方向（即ち、フレーム本体２の長手方向）に延在して突起部４０Ａ１が形成されている点で相違している。第二の金属製バー４０Ａの全体構成及び機能は実施例１の第二の金属製バー４０と同様とされる。

更に、本変更実施例１−１では、可動の第二の金属製バー４０Ａの下方部に位置して、固定の第三の金属製バー５０が設置される。第三の金属製バー５０は、側面を両側板側から貫通するリベット５１にて両側板１１（１１ａ、１１ｂ）に固定される。

また、第三の金属製バー５０の上面には、上記第二の金属製バー４０Ａの下面部に形成された突起部４０Ａ１に嵌合する形状とされる凹状溝５２が長手方向（即ち、フレーム本体２の長手方向）に沿って形成されている。

上記構成にて、本変更実施例１−１においても、実施例１にて説明したと同様にして、サイドステー３の挿入部３１は、固定ボルト３８により、第一の金属製バー２０と第二の金属製バー４０Ａとによって挟持され、サイドステー３は、フレーム本体２の側端部にしっかりと固着される。

更に、本変更実施例１−１では、第二の金属製バー４０Ａの下面突起部４０Ａ１が、フレーム本体２に固定された第三の金属製バー５０の上面に形成された凹溝５２に嵌合しており、この構成によって、サイドステー３の横振れを抑制することができる。

実施例２
次に、図１２を参照して本発明に係るサイドステー取付部構造６０の他の実施例を説明する。

上記実施例１では、サイドステー３の挿入部３１をフレーム本体２の側端中空部へと差し込むに先立って、図１０に示すように、可動の第二の金属製バー４０がフレーム本体２の側部中空部に配置され、固定ボルト３８の先端部が螺合された。

本実施例２では、図１２に示すように、上記可動の第二の金属製バー４０の代わりに、第二の金属製バーとしてＬ字型固定部材３５が使用される。即ち、Ｌ字型固定部材３５は、垂直部材３５ａと水平部材３５ｂとから成り、垂直部材３５ａの上面には、金属製バー２０の溝２２に嵌合する所定長さの凸状突起３６が形成される。水平部材３５ｂには、垂直方向にサイドステー固定ボルト３８に螺合するねじ穴３７が形成されている。水平部材３５ｂは、固定ボルト３８のナット部材としての機能をなす。サイドステー３の構成は、実施例１で説明したと同じとされる。

本実施例においても、先ず、図１２に示すように、サイドステー固定ボルト３８を、上板１０ａから第一の金属製バー２０へと同中心にて形成された貫通穴１２、２１を貫いて貫通し、Ｌ字型固定部材３５のねじ穴３７にねじ込む。この時、垂直部材３５ａの凸状突起３６は、第一の金属製バー２０の溝２２に嵌合しており、サイドステー挿入部３１と、Ｌ字型固定部材３５の水平部材３５ｂとを整列させる機能をなす。これによって、サイドステー３の挿入部３１は、固定ボルト３８により、金属製バー２０とＬ型固定部材３５の水平部材３５ｂによって挟持され、サイドステー３は、フレーム本体２にしっかりと固着される。

本実施例２においても、更に他の変更実施例２−１として、図１３に示すように、水平部材３５ｂの下方部に位置して第三の金属製バー５０を設置することができる。

つまり、本変更実施例２−１においても、上記実施例２におけるＬ字型固定部材３５と同様のＬ字型固定部材３５Ａが使用されるが、ただ、本変更実施例２−１における水平部材３５ｂは、その下面部において長手方向（即ち、フレーム本体２の長手方向）に延在して突起部３５ｂ１が形成されている点で相違している。Ｌ字型固定部材３５Ａの全体構成及び機能は上記実施例２におけるＬ字型固定部材３５と同様とされる。

本変更実施例２−１では、上述のように、水平部材３５ｂの下方部に位置して、固定の第三の金属製バー５０が設置される。第三の金属製バー５０は、側面を両側板側から貫通するリベット５１にて両側板１１（１１ａ、１１ｂ）に固定される。

また、第三の金属製バー５０の上面には、水平部材３５ｂの下面部に形成された突起部３５ｂ１に嵌合する形状とされる凹状溝５２が長手方向（即ち、フレーム本体２の長手方向）に沿って形成されている。

上記構成にて、本変更実施例２−１においても、上記実施例２にて説明したと同様にして、サイドステー３の挿入部３１は、固定ボルト３８により、第一の金属製バー２０とＬ字型固定部材３５Ａとによって挟持され、サイドステー３は、フレーム本体２の側端部にしっかりと固着される。

更に、本変更実施例２−１では、Ｌ字型固定部材３５Ａの水平部材３５ｂの下面突起部３５ｂ１が、フレーム本体２に固定された第三の金属製バー５０の上面に形成された凹溝５２に嵌合しており、この構成によって、サイドステー３の横振れを抑制することができる。

実施例３
図１４に、サイドステー取付部構造６０の他の実施例を示す。上記実施例１では、図１０に示すように、可動の固定部材として第二の金属製バー４０が使用された。

本実施例３では、可動の第二の金属製バー４０の代わりに、固定の第二の金属製バー４２が使用される。実施例１における第一の金属製バー２０及びサイドステー３の構成は、実施例１で説明した構成と同じとされる。

ただ、本実施例では、第二の固定金属製バー４２は、側面を両側板側から貫通する金属製リベット４４にて両側板１１（１１ａ、１１ｂ）に固定される。第二の固定金属製バー４２のその他の構成は、実施例１の第二の金属製バー４０と同様とされる。

本実施例によると、フレーム本体２の両側板１１（１１ａ、１１ｂ）には、第一の固定金属製バー２０と第二の固定金属製バー４２との間に位置して、フレーム本体２の側端面から所定長さに亘ってスリット４５が形成されている。スリット４５は、その長さＬ４５が、好ましくは、上面及び下面固定金属製バー２０、４２の長手方向長さより２〜３ｃｍ以上長くされ、スリット幅Ｗ４５は１〜２ｍｍ程度とされる。

上記構成にて、本変更実施例では、フレーム本体２の第一の固定金属製バー２０と第二の固定金属製バー４２との間の側面中空部にサイドステー３の挿入部３１が差し込まれる。これにより、サイドステー３の挿入部３１の上面凸状突起３３が金属製バー２０の溝２２に嵌合し、サイドステー３がフレーム本体２の側面に一体的に装着される。サイドステー挿入部３１の下面は、第二の固定金属製バー４２の上面に当接される。

次いで、図１４に示すように、サイドステー固定ボルト３８を、上板１０ａから金属製バー２０へと貫通穴１２、２１を貫いて貫通し、更に、サイドステー挿入部３１のＵ字状溝３２を貫通し、第二の固定金属製バー４２のねじ穴４３にねじ込む。これによって、サイドステー３の挿入部３１は、固定ボルト３８により、第一の金属製バー２０及び第二の金属製バー４２とによって挟持され、固定ボルト３８を固定の金属製バー４２に螺合して締め付けることによって、サイドステー３は、フレーム本体２に固着される。勿論、上述の各実施例にて説明したように、最初に、サイドステー固定ボルト３８を、上板１０ａから金属製バー２０へと貫通穴１２、２１を貫いて貫通し、更に、第二の固定金属製バー４２のねじ穴４３に螺合させ、その後、サイドステー挿入部３１を、固定ボルト３８のねじ軸にサイドステー挿入部３１のＵ字状溝３２が嵌合するようにして、挿入することもできる。

いずれにしても、サイドステー挿入部３１を第一の金属製バー２０及び第二の金属製バー４２によって挟持し、固定ボルト３８を固定の金属製バー４２に螺合して締め付けたとき、両側板１１（１１ａ、１１ｂ）にはスリット４５が形成されているので、両側板１１（１１ａ、１１ｂ）は多少上下方向への変形が可能とされる。これにより、サイドステー挿入部３１は、フレーム本体側部にしっかりと固定される。

実施例４
図１５に、サイドステー取付部構造６０の他の実施例を示す。上記実施例１では、図１０に示すように、サイドステー３の挿入部３１は、固定ボルト３８により、第一の金属製バー２０と第二の金属製バー４０とによって挟持され、サイドステー３は、フレーム本体２の側端部にしっかりと固着される。

本実施例４では、図１５に示すように、実施例１の第一の金属製バー２０と同様に構成された第一の金属製バー２０Ａの下方に位置して調整用移動金属製バー２０Ｂが配置される。即ち、第一の金属製バー２０Ａは、接着剤にて上板１０ａに固着されているが、調整用移動金属製バー２０Ｂは、固定ボルト５５にて上板１０ａ及び第一の金属製バー２０Ａに固定される。本実施例では、第一の金属製バー２０Ａの下面には凹状溝２２は形成されていないが、好ましくは、調整用移動金属製バー２０Ｂの下面に、サイドステー挿入部３１の上面凸状突起３３に係合する凹状溝２２が形成される。

本実施例においても、実施例１と同様の構成とされ、サイドステー３の挿入部３１は、調整用移動金属製バー２０Ｂと、第二の金属製バー４０とによって挟持され、サイドステー３は、フレーム本体２の側端部にしっかりと固着される。

通常、ヘルドフレームにて、サイドステー３とフレーム本体２との取付精度は極めて重要である。特に、図１５（ｃ）に示すように、サイドステー３の挿入部３１の上面３１ｕと、ヘルド（図示せず）を取り付ける支持突起部５（即ち、支持突起部５の突部５ｂの上面５ｕ）との間の垂直距離Ｌ０が規定寸法に組み立てられていることが必要である。そのために、もしこの寸法が規定値と異なって組み立てられた場合には、調整用移動金属製バー２０Ｂの厚さを調整することにより、既定寸法Ｌ０を得るようにする。

本実施例では、第一の金属製バー２０Ａと調整用移動金属製バー２０Ｂとの間にシム（調整用金属薄板）等を挟み、調整用移動金属製バー２０Ｂの厚さを調整することができる。勿論、厚さの異なる調整用移動金属製バー２０Ｂを複数準備しておき、適当なサイズのものを適宜使用するようにしても良い。また、これらを併用して、調整用移動金属製バー２０Ｂの厚さ調整を行なうこともできる。

図１６に示すように、本実施例においても、更に、変更実施例４−１として、フレーム本体２の両側板１１（１１ａ、１１ｂ）に、或いは、一方の側板１１には、第一の金属製バー２０Ａの位置に対応する領域に、機械加工により細長長円形の開口部５９を形成することもできる。この構成とすることにより、該開口部５９を介して、第一の金属製バー２０Ａの取付、シムの設置等を作業性良く簡単に実施することができ、組立の作業効率を向上させる。

上記構成の本実施例４及び変更実施例４−１によれば、サイドステー３とフレーム本体２との取付精度を、より簡単な構造にて、向上させることができる。

実施例５
図１７に、サイドステー取付部構造６０の他の実施例を示す。本実施例５は、図１５に示す上記実施例４の変更実施例である。

本実施例５においても、実施例４における第二の金属製バー４０と同様の第二の金属製バー４０Ａが使用されるが、ただ、本実施例５における第二の金属製バー４０Ａは、その下面部において長手方向（即ち、フレーム本体２の長手方向）に延在して突起部４０Ａ１が形成されている点で相違している。第二の金属製バー４０Ａの全体構成及び機能は実施例４の第二の金属製バー４０と同様とされる。

更に、本実施例５では、可動の第二の金属製バー４０Ａの下方部に位置して、固定の第三の金属製バー５０が設置される。第三の金属製バー５０は、側面を両側板側から貫通するリベット５１にて両側板１１（１１ａ、１１ｂ）に固定される。

また、第三の金属製バー５０の上面には、上記第二の金属製バー４０Ａの下面部に形成された突起部４０Ａ１に嵌合する形状とされる凹状溝５２が長手方向（即ち、フレーム本体２の長手方向）に沿って形成されている。

上記構成にて、本実施例５おいても、実施例４にて説明したと同様にして、サイドステー３の挿入部３１は、固定ボルト３８により、第一の金属製バー２０Ａ（調整用移動金属製バー２０Ｂ）と第二の金属製バー４０Ａとによって挟持され、サイドステー３は、フレーム本体２の側端部にしっかりと固着される。

更に、本実施例５では、第二の金属製バー４０Ａの下面突起部４０Ａ１が、フレーム本体２に固定された第三の金属製バー５０の上面に形成された凹溝５２に嵌合しており、この構成によって、サイドステー３の横振れを抑制することができる。

実施例６
図１８に、サイドステー取付部構造６０の他の実施例を示す。本実施例６は、図１５に示す実施例４の変更実施例である。

本実施例６では、図１８に示すように、実施例４における上記可動の第二の金属製バー４０の代わりに、第二の金属製バーとしてＬ字型固定部材３５が使用される。

本実施例６のＬ字型固定部材３５は、図１２を参照して説明した実施例２におけるＬ字型固定部材３５と同様の構成とされる。

即ち、Ｌ字型固定部材３５は、垂直部材３５ａと水平部材３５ｂとから成り、垂直部材３５ａの上面には、金属製バー２０の溝２２に嵌合する所定長さの凸状突起３６が形成される。水平部材３５ｂには、垂直方向にサイドステー固定ボルト３８に螺合するねじ穴３７が形成されている。水平部材３５ｂは、固定ボルト３８のナット部材としての機能をなす。サイドステー３の構成は、実施例１で説明したと同じとされる。

本例においても、先ず、図１８に示すように、サイドステー固定ボルト３８を、上板１０ａから第一の金属製バー２０Ａへと同中心にて形成された貫通穴１２、２１を貫いて貫通し、Ｌ字型固定部材３５の水平部材３５ｂのねじ穴３７にねじ込む。この時、垂直部材３５ａの凸状突起３６は、調整用移動金属製バー２０Ｂの溝２２に嵌合しており、サイドステー挿入部３１と、Ｌ字型固定部材３５の水平部材３５ｂとを整列させる機能をなす。これによって、サイドステー３の挿入部３１は、固定ボルト３８により、第一の金属製バー２０Ａ（調整用移動金属製バー２０Ｂ）とＬ型固定部材３５の水平部材３５ｂによって挟持され、サイドステー３は、フレーム本体２にしっかりと固着される。

図１９に示すように、本実施例においても、上記変更実施例４−１と同様に、更に、変更実施例６−１として、フレーム本体２の両側板１１（１１ａ、１１ｂ）に、或いは、一方の側板１１には、第一の金属製バー２０Ａの位置に対応する領域に、機械加工により細長長円形の開口部５９を形成することもできる。この構成とすることにより、該開口部５９を介して、第一の金属製バー２０Ａの取付、シムの設置等を作業性良く簡単に実施することができ、組立の作業効率を向上させる。

上記構成の本実施例６及び変更実施例６−１によれば、サイドステー３とフレーム本体２との取付精度を、より簡単な構造にて、向上させることができる。

実施例７
図２０に、サイドステー取付部構造６０の他の実施例を示す。本実施例７は、図１８に示す上記実施例６の変更実施例である。

本実施例７においては、図２０に示すように、水平部材３５ｂの下方部に位置して第三の金属製バー５０を設置することができる。

つまり、本実施例７においても、上記実施例６におけるＬ字型固定部材３５と同様のＬ字型固定部材３５Ａが使用されるが、ただ、本実施例７における水平部材３５ｂは、その下面部において長手方向（即ち、フレーム本体２の長手方向）に延在して突起部３５ｂ１が形成されている点で相違している。Ｌ字型固定部材３５Ａの全体構成及び機能は上記実施例６におけるＬ字型固定部材３５と同様とされる。

本実施例７では、水平部材３５ｂの下方部に位置して、固定の第三の金属製バー５０が設置される。第三の金属製バー５０は、側面を両側板側から貫通するリベット５１にて両側板１１（１１ａ、１１ｂ）に固定される。

また、第三の金属製バー５０の上面には、水平部材３５ｂの下面部に形成された突起部３５ｂ１に嵌合する形状とされる凹状溝５２が長手方向（即ち、フレーム本体２の長手方向）に沿って形成されている。

上記構成にて、本実施例７においても、実施例６にて説明したと同様にして、サイドステー３の挿入部３１は、固定ボルト３８により、調整用移動金属製バー２０ＢとＬ字型固定部材３５Ａの水平部材３５ｂとによって挟持され、サイドステー３は、フレーム本体２の側端部にしっかりと固着される。

更に、本実施例７では、Ｌ字型固定部材３５Ａの下面突起部３５ｂ１が、フレーム本体２に固定された第三の金属製バー５０の上面に形成された凹溝５２に嵌合しており、この構成によって、サイドステー３の横振れを抑制することができる。

本実施例７においても、図１９を参照して説明したように、実施例６の変更実施例６−１と同様に、フレーム本体２の両側板１１（１１ａ、１１ｂ）に、或いは、一方の側板１１には、第一の金属製バー２０Ａの位置に対応する領域に、機械加工により細長長円形の開口部５９を形成することもできる。

上記各実施例にて、本発明に係る炭素繊維強化複合材製ヘルドフレームステーブ及びサイドステー取付部構造について詳しく説明したが、次に、織機のヘルドフレームに上記構成とされる本発明の炭素繊維強化複合材製ヘルドフレームステーブ２を使用した場合の特徴について纏めて説明する。

上述したように、織機のヘルドフレームでは、ヘルドフレームステーブを炭素繊維強化複合材製とし、軽量化と高剛性化による、織機の高速化、制振性を達成することが希求されている。勿論、長尺化対応、品質向上は達成されることが必須である。

そこで、
（１）上下のヘルドフレームステーブ（フレーム本体）２を、サイドフレーム３にて連結して構成されるヘルドフレーム１（図１参照）は、上下の撓みを如何に少なくするかが設計上重要なポイントとなる。このためには、各ヘルドフレームステーブ２の上下方向両端縁部に高弾性率の炭素繊維強化複合材を集中して投入することが考えられる。

これを考慮して、本発明では、中空構造とされるヘルドフレームステーブ２の中空構造部２Ａの上下両端縁部に長手方向に長繊維が引き揃えて作製されたＵＤ形状のＣＦＲＰ（一方向炭素繊維強化複合材）で作られた横リブ１０（１０ａ、１０ｂ）を配置する構造となっている。

つまり、本発明は、斯かる構造によって、上下方向の撓みを決める上下方向のヘルドフレームステーブ２の断面剛性を、より少ない材料で最大に得られる構造となっている。

（２）ヘルドフレームステーブ２には、下端にヘルドや織る糸がぶら下がり、そこに荷重がかかる。その荷重を受ける点が次に重要となる。上下方向の撓みを最小にするためには、ヘルドフレームステーブ２の断面剛性をフルに発揮する箇所にこの荷重を受ける点を持って行く必要がある。

そのためには、これら荷重を、ヘルドフレームステーブ２の最上部の長手方向に延びた炭素繊維強化複合材の横リブとしての上板１０ａに持たせるのが最適である。

そこで、本発明では、サイドステー３に荷重を直接伝えるための金属製バー２０を、横リブとしての上板１０ａに接着等で一体化して取り付けており、ヘルドフレームステーブ２の断面剛性をフルに発揮できる構造となっている。

（３）次に、ヘルドフレームに要求される機能として、サイドステー３を固定する精度がある。

サイドステー３は、上下の各ヘルドフレームステーブ２を一定間隔に組み立て、その精度を保持する役目がある。そうしないとヘルドを取り付ける箇所の幅が変わり、ヘルドが取り付け不能になったり、織機で織っている途中で、ヘルドが折損する等の問題は発生する。

この精度を決めるのが、ヘルドフレームステーブ２の上部に接着された金属製バー２０である。

サイドステー３を決められた精度で取り付けること、及び、作業中にこの精度が変わらないことが必須である。サイドステー３を取り付ける面を炭素繊維強化複合材にすると、樹脂面のため、摩耗、疵付き等により、長期間使用している間に変動し、不都合を生じる。このため、サイドステー３を固定する面は、硬く摩耗し難い金属面が必須となる。

金属製バー２０を取り付ける際の精度出しは、接着時に充分に注意して接着するか、例え精度不良がでても、後で加工することで対応できる構成とする。

因みに、サイドステー３を取り付ける精度は、サイドステー３を取り付けた際の、ヘルドを取付ける間隔とされ、±０．１ｍｍである。

（４）次に、ヘルドフレーム１に要求される機能は強度であり、サイドステー３を取り付ける固定ボルト３８での締め付け力や、稼働中にかかるヘルドや織る糸から来る荷重で壊れないことが重要である。

この両方の荷重とも、サイドステー３を取り付けるヘルドフレームステーブ２の上部の長手方向に延びた炭素繊維強化複合材製の横リブ（上板）１０ａに接着された固定用金属製バー２０に掛かる。

先ず、サイドステー３を、固定ボルト３８を用いて取り付ける際、上部の第一の金属製バー２０と下部の第二の金属製バー３５、４０、４２との間にサイドステー３の固定部材（挿入部３１）を挟みこみ、これをボルト３８で締め付ける。この時、ボルト３８の反力は、サイドステーステーブ上部の炭素繊維強化複合材横リブ（上板）１０ａの上面（ボルト頭の下面）で受けることとなる。そうすると、この炭素繊維強化複合材横リブ（上板）１０ａの上面とこの下面に接着された、第一の金属製バー２０との間に、ボルト３８で締め付ける力と同一の圧縮力が掛かってくる。

この圧縮力は、中実の炭素繊維強化複合材横リブ（上板）１０ａと第一の金属製バー２０で受けるため、壊れることは無い構造となっている。一方、この圧縮力を側面の炭素繊維強化複合材製側板１１（１１ａ、１１ｂ）で持たせようとすると、炭素繊維強化複合材が変形、若しくは、破壊して、充分な力を負荷することができない。

勿論、安全のため、固定ボルト３８の頭の直ぐ下に、金属製の座金をいれて、下面の炭素繊維強化複合材（上板）１０ａを保護することも有用である。

次に、織機で織る際の力は、ヘルドフレームを上下する力が、サイドステー固定部材（挿入部３１）から、上面の第一の金属製バー２０に入ってくる。その力は、ヘルドフレームステーブ２に取り付けられているヘルドや、織る糸の張力等を持ち上げる力でそれ程大きくない。

この力は、ヘルドフレームステーブ２の上面の横方向に伸びた炭素繊維強化複合材製横リブ（上板）１０ａに入り、その横リブ（上板）１０ａに接着されているステーブ側面の炭素繊維強化複合材製側板１１（１１ａ、１１ｂ）を通じて、ステーブ全体に力が伝わっていく。

この力に対しては、ヘルドフレームステーブ上面の横方向に伸びた炭素繊維強化複合材製横リブ（上板）１０ａとステーブ側面の炭素繊維強化複合材製側板１１（１１ａ、１１ｂ）との接着力が必須となる。従って、接着面積を確保するために、ヘルドフレームステーブ上面の横方向に伸びた炭素繊維強化複合材横リブ（上板）１１ａ、同様に、横リブ（下板）１１ｂの厚さＨ１、Ｈ２は、５ｍｍ以上が必要となる。

図８に示したように、上面の第一の金属製バー２０をリベット２２で固定するのは、作業中に、何らかの事情で、接着が剥がれることを防止する安全対策を目的としている。

（５）次に、ヘルドフレーム１に要求される機能は、織るスピードの確保である。

このためには、現状のアルミ製ヘルドフレームの断面剛性以上の断面剛性を確保することは勿論、ヘルドフレームステーブ２の１次固有振動数も、現状のアルミ製のもの以上にすることが要求される。

コスト的に安価な汎用のＰＡＮ系炭素繊維（引張弾性率２３５ＧＰａ以上）の炭素繊維を用いてヘルドフレームステーブ２を製作した場合、ヘルドフレームステーブ２の中空構造部２Ａの上下面に幅５ｍｍ以上の横リブ１０（１０ａ、１０ｂ）を配置した構造にすれば、上下方向の断面剛性はアルミ製以上のものを確保できることが分かった。

１次固有振動数に対しては、使用材料の引張弾性率と密度がポイントとなる。

ここで、
アルミの引張弾性率；７０ＧＰａ、密度；２．７ｇ／ｃｍ³
使用ＣＦＲＰの平均引張弾性率；１０７ＧＰａ、密度１．６ｇ／ｃｍ³
とし、長さが同じであるとすると、１次固有振動数は、引張弾性率のルート（２分の１乗）に比例し、密度のルート（２分の１乗）に反比例することから、本発明のヘルドフレームステーブ２の１次固有振動数は、アルミ製の約１．６倍となり、１次固有振動数は問題ないことが分かる。

（６）ヘルドフレームには、静音性も当然要求されている。特に最近は環境問題ともなっており、特にヨーロッパでは静音性の高いヘルドフレームの要求が高くなっている。

これに対し、ＣＦＲＰ製ヘルドフレームステーブは、樹脂との複合であることから、フレームそのもので共振性が少なく、静音性の高い製品となっている。

さらに、その効果と高めるために、ＣＦＲＰ製ヘルドフレームステーブの中空部に、サイドステーを取り付ける端部を除いて、ウレタンの発泡材や、ペーパーのハニカム等を入れ、さらに効果を高めることも可能である。

１ ヘルドフレーム
２ フレーム本体（炭素繊維強化複合材製ヘルドフレームステーブ）
２Ａ 中空構造部
３ サイドステー
５ 支持突起部
１０ａ 横リブ（上板）
１０ｂ 横リブ（下板）
１０ｃ 横リブ（補強板）
１１（１１ａ、１１ｂ） 側板
２０、２０Ａ サイドステー固定部材（第一の金属製バー）
２０Ｂ サイドステー固定部材（調整用移動金属製バー）
３０ サイドステー本体
３１ サイドステー挿入部
３２ Ｕ字状溝
３３ 凸状突起
３５、３５Ａ Ｌ字型固定部材
３８ サイドステー固定ボルト
４０、４０Ａ、４２ サイドステー固定部材（第二の金属製バー）
５０ 第三の金属製バー
６０ サイドステー取付部構造

Claims (16)

1. 細長形状とされ長手方向に延在し、長手方向両端部にサイドステーが取り付けられる中空構造を有した炭素繊維強化複合材製ヘルドフレームステーブを、前記サイドステーに取り付けるためのサイドステー取付部構造であって、
   前記炭素繊維強化複合材製ヘルドフレームステーブは、
   長手方向に延在する矩形状の炭素繊維強化複合材製の両側板と、
   前記両側板の上端及び下端を長手方向に沿って互いに連結する炭素繊維強化複合材製の上板及び下板と、
   前記上板の長手方向両端部において各々前記上板の下面に一体的に取り付けられた、前記サイドステーを取り付けるための第一の金属製バーと、
   を備え、
   前記上板及び前記下板は、炭素繊維を長手方向に引き揃えて作製された一方向炭素繊維強化複合材にて作製され、長手方向に直交する上下方向の厚さが５ｍｍ以上２０ｍｍ以下とされ、
   前記サイドステーは、垂直方向に延在するサイドステー本体と、前記サイドステー本体から前記ヘルドフレームステーブ側へと突出し、中空構造の前記ヘルドフレームステーブ内へと挿入可能なサイドステー挿入部とを備え、
   前記上板側から前記上板、前記第一の金属製バー及び前記サイドステー挿入部を貫通するようにして固定ボルトを挿通し、前記固定ボルトの下端には、ねじ穴を有する第二の金属製バーを螺合させ、
   前記ヘルドフレームステーブ内へと挿入された前記サイドステー挿入部を、前記固定ボルトと前記第二の金属製バーとにより前記ヘルドフレームステーブに固定する、
   ことを特徴とするサイドステー取付部構造。
2. 前記上板の長手方向両端部に各々取り付けられた二つの前記第一の金属製バーの間にて前記上板の下面に補強板を設け、
   前記補強板は、炭素繊維を長手方向に引き揃えて作製された一方向炭素繊維強化複合材にて作製され、長手方向に直交する上下方向の厚さが５ｍｍ以上２０ｍｍ以下とされることを特徴とする請求項１に記載のサイドステー取付部構造。
3. 前記サイドステー挿入部は、上面に凸状突起が形成されており、
   前記第一の金属製バーの前記サイドステー挿入部上面と接する下面には、前記サイドステー挿入部を前記ヘルドフレームステーブに挿入したとき前記サイドステー挿入部の前記凸状突起に係合する凹状溝が形成されている、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のサイドステー取付部構造。
4. 前記第二の金属製バーの下方部に位置して第三の金属製バーを設け、
   前記第三の金属製バーは、金属製のリベットで前記両側板に結合し、
   前記第二の金属製バーは、下面に凸状突起が形成されており、前記第二の金属製バーの下面と対向する前記第三の金属製バーの上面には凹状溝が形成されており、前記サイドステーを前記ヘルドフレームステーブに取り付けたとき、前記第二の金属製バーの凸状突起が前記第三の金属製バーの凹状溝に嵌合する、
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかの項に記載のサイドステー取付部構造。
5. 前記第二の金属製バーは、前記固定ボルトが螺合する前記ねじ穴を有する水平部材と、前記水平部材に対して垂直方向に延在した垂直部材とを有したＬ字型固定部材とされることを特徴とする請求項１〜４のいずれかの項に記載のサイドステー取付部構造。
6. 前記第二の金属製バーは、前記固定ボルトが螺合する前記ねじ穴を有する水平部材と、前記水平部材に対して垂直方向に延在した垂直部材とを有したＬ字型固定部材とされ、
   前記Ｌ字型固定部材の前記垂直部材の上面には、前記第一の金属製バーの下面に形成された凹状溝に嵌合する突起が形成されている、
   ことを特徴とする請求項３に記載のサイドステー取付部構造。
7. 前記水平部材の下方部に位置して第三の金属製バーを設け、
   前記第三の金属製バーは、金属製のリベットで前記両側板に結合し、
   前記水平部材は、下面に凸状突起が形成されており、前記水平部材の下面と対向する前記第三の金属製バーの上面には凹状溝が形成されており、前記サイドステーを前記ヘルドフレームステーブに取り付けたとき、前記水平部材の凸状突起が前記第三の金属製バーの凹状溝に嵌合する、
   ことを特徴とする請求項６に記載のサイドステー取付部構造。
8. 前記第二の金属製バーは、金属製のリベットで前記両側板に結合し、
   前記両側板は、前記第一の金属製バーと前記第二の金属製バーとの間に位置して、前記両側板の各側端から長手方向に所定長さにてスリットが形成されている、
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかの項に記載のサイドステー取付部構造。
9. 前記第一の金属製バーの下方に位置して調整用移動金属製バーを配置し、固定ボルトにて前記上板及び前記第一の金属製バーに固定し、
   前記サイドステー挿入部は、前記調整用移動金属製バーと前記第二の金属製バーとの間に挿入し、
   前記上板側から前記上板、前記第一の金属製バー、前記調整用移動金属製バー及び前記サイドステー挿入部を貫通するようにして固定ボルトを挿通し、前記固定ボルトの下端に配置したねじ穴を有する前記第二の金属製バーに螺合させる、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のサイドステー取付部構造。
10. 前記サイドステー挿入部は、上面に凸状突起が形成されており、
    前記調整用移動金属製バーの前記サイドステー挿入部上面と接する下面には、前記サイドステー挿入部を前記ヘルドフレームステーブに挿入したとき前記サイドステー挿入部の前記凸状突起に係合する凹状溝が形成されている、
    ことを特徴とする請求項９に記載のサイドステー取付部構造。
11. 前記第二の金属製バーの下方部に位置して第三の金属製バーを設け、
    前記第三の金属製バーは、金属製のリベットで前記両側板に結合し、
    前記第二の金属製バーは、下面に凸状突起が形成されており、前記第二の金属製バーの下面と対向する前記第三の金属製バーの上面には凹状溝が形成されており、前記サイドステーを前記ヘルドフレームステーブに取り付けたとき、前記第二の金属製バーの凸状突起が前記第三の金属製バーの凹状溝に嵌合する、
    ことを特徴とする請求項９又は１０に記載のサイドステー取付部構造。
12. 前記第二の金属製バーは、前記固定ボルトが螺合する前記ねじ穴を有する水平部材と、前記水平部材に対して垂直方向に延在した垂直部材とを有したＬ字型固定部材とされることを特徴とする請求項９〜１１のいずれかの項に記載のサイドステー取付部構造。
13. 前記第二の金属製バーは、前記固定ボルトが螺合する前記ねじ穴を有する水平部材と、前記水平部材に対して垂直方向に延在した垂直部材とを有したＬ字型固定部材とされ、
    前記Ｌ字型固定部材の前記垂直部材の上面には、前記調整用移動金属製バーの下面に形成された凹状溝に嵌合する突起が形成されている、
    ことを特徴とする請求項１０に記載のサイドステー取付部構造。
14. 前記水平部材の下方部に位置して第三の金属製バーを設け、
    前記第三の金属製バーは、金属製のリベットで前記両側板に結合し、
    前記水平部材は、下面に凸状突起が形成されており、前記水平部材の下面と対向する前記第三の金属製バーの上面には凹状溝が形成されており、前記サイドステーを前記ヘルドフレームステーブに取り付けたとき、前記水平部材の凸状突起が前記第三の金属製バーの凹状溝に嵌合する、
    ことを特徴とする請求項１３に記載のサイドステー取付部構造。
15. 前記第一の金属製バーの位置に対応する領域にて、少なくとも一方側の側板に開口部が形成されていることを特徴とする請求項９〜１４のいずれかの項に記載のサイドステー取付部構造。
16. 前記サイドステー挿入部は、前記ヘルドフレームステーブの中空部に嵌合する厚さを有した概略矩形状をした板状部材であって、前記サイドステー本体とは反対側の先端部から前記サイドステー本体側へと所定長さに亘って前記先端部が開口したＵ字状の溝が垂直方向に形成され、
    前記サイドステー挿入部は、前記サイドステー挿入部の前記Ｕ字状溝が、前記上板側から挿通された前記固定ボルトに嵌り合うようにして前記前記ヘルドフレームステーブ内へと挿入され、
    前記前記ヘルドフレームステーブ内へと挿入された前記サイドフレームを、前記固定ボルトと前記第二の金属製バーとにより固定する、
    ことを特徴とする請求項１〜１５のいずれかの項に記載のサイドステー取付部構造。

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