JPH06184906A - 繊維構造体及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 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において、各プレート
部に縦横及び２つの斜かい方向に糸条配列面を形成する
と共に、これら糸条配列面がプレート部の隣接部を横断
して他のプレート部へと連続するようにすることであ
る。 【構成】 抜き取り可能なガイドピン１２が植設された
積層用枠体１１を使用して、糸条２をガイドピン１２に
引っ掛けてＸ，Ｙ，Ｖ及びＷ方向にそれぞれ無端で折り
返し配列して糸条配列面９Ｘ，９Ｙ，９Ｖ及び９Ｗを積
層形成する。積層された糸条配列面は、ベラ針４と穿孔
針１７を使用してチェーンステッチ方式でｚ糸条により
かしめ結合する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は複合材強化用の繊維構造
体及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】航空機や、自動車、鉄道車両あるいは船
舶等の強度を要求される機械装置の形成素材、あるいは
建築物の構築部材として、ガラス繊維織物や炭素繊維織
物等の繊維構造体によって補強された樹脂成形品（ＦＲ
Ｐ）が使用されている。更に１０００°Ｃ以上の耐熱性
が要求される機械装置の形成素材には炭素繊維／炭素マ
トリックス、黒鉛繊維／炭素マトリックスあるいは、黒
鉛繊維／黒鉛マトリックス等の炭素繊維強化炭素コンポ
ジット（Ｃ／Ｃコンポジット）が使用されている。

【０００３】このような繊維構造体によって補強された
樹脂成形品ならびにＣ／Ｃコンポジットは、軽量である
のと同時に、物理的ならびに化学的強度が大であり、上
記用途分野に限らず、種々の産業分野においてその有用
性が評価されている。

【０００４】かかる樹脂成形品ならびにＣ／Ｃコンポジ
ット等の強度的な特性は、強化用基材としてマトリック
ス中に配合される繊維構造体、例えば織物の構造によっ
て大きな影響を受ける。このため、これら繊維構造体は
最終的に得られる樹脂成形品やＣ／Ｃコンポジットの強
度を向上させる目的で繊維構造体を構成する繊維糸条の
配列密度をできるだけ高め得るようにその構造が設計さ
れる。

【０００５】特開平１−２９２１６２号公報には、図１
７〜図２０に示す方法で配列密度を高めた繊維構造体３
が示されている。この繊維構造体３は、図１７及び図１
８のように、縦横のマトリックス状配列で立設された多
数のガイドピン１をガイドとして、図１９（Ａ）〜
（Ｄ）のように繊維の糸条２を横、縦及び２つの斜方向
に順番に走らせて糸条２による４層の配列面を形成し、
この配列面を繰り返し積層形成してプレート部３ａの厚
みＤ１と、プレート部３ｂ１，３ｂ２の幅Ｄ２を得る。
ガイドピン１は図２０のように筒状をなし、配列面の積
層Ｐをかしめ結合するため、ガイドピン１の中にリーデ
ィングワイヤ７その他適当な引掛具を挿入し、ガイドピ
ン１を引抜き、積層Ｐの下方に供給されるかしめ糸条５
を、リーディングワイヤ７によって積層Ｐの上方まで引
き上げ、かしめ糸条５のループ部５ａにかんぬき糸６を
通し、以上の操作を繰り返すことにより、配列面の積層
Ｐをかしめ結合している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】繊維構造体３の強度を
増大させるためには、各プレート部の面に沿って縦、横
及び２つの斜かい方向にそれぞれ糸条が走っている配列
面が形成されていることと、これら配列面が各プレート
の境界を越えて連続していることが重要である。しか
し、前述した糸条の配列方法では、図１７の中間のプレ
ート部３ａでは、面に沿う方向で縦、横及び２つの斜か
い方向の合計４方向に糸条が走る配列面が形成されるの
に対し、両端のプレート部３ｂ１，３ｂ２では、その面
に沿う斜かい方向の糸条が全くない。ガイドピン１の配
列関係からして、プレート部３ｂ１，３ｂ２の面に沿う
方向で図１９（Ｃ）（Ｄ）のように斜かい方向に糸条２
を走らせることはできないから、プレート部３ｂ１，３
ｂ２の力学的強度はプレート部３ａに比べるとかなり弱
いことになる。

【０００７】もっとも、繊維構造体３をプレート部３ａ
と、プレート部３ｂ１，３ｂ２に分けて形成すれば、４
方向の糸条配列面を両方のプレート部３ａ，３ｂ１，３
ｂ２に形成可能である。しかし、このように別々にプレ
ート部３ａ，３ｂ１，３ｂ２を形成すると、形成後に各
プレート部３ａ，３ｂ１，３ｂ２を何らかの結合手段で
結合することになり、結合部のある繊維構造体は、その
部分の強度が弱いから実用にならない。

【０００８】また図１９（Ａ）〜（Ｄ）の４層を基本単
位とする糸条配列面は、プレート部３ａからプレート部
３ｂ１，３ｂ２へと延びていないので、プレート部３ａ
とプレート部３ｂ１，３ｂ２を結合する力が非常に弱
い。プレート部３ａと、プレート部３ｂ１，３ｂ２は、
単に、かしめ糸条５だけで結合されている。このため繊
維構造体３全体としての強度が十分でない。

【０００９】繊維構造体は単なる一枚板の形状での使用
の他、互いに角度をなす２枚以上のプレート部を有する
より複雑な形状での使用の要求が強い。このような複雑
な形状の繊維構造体に対し、従来の技術では前述の如く
２枚以上のプレート部にまたがって延びる糸条配列面を
形成できなかった。このため繊維構造体の利用形態が、
強度的な制約のため、非常に限定されたものとなってい
た。

【００１０】もっとも、縦横及び斜かい方向の糸条配列
面を積層した平板状の繊維構造体を曲げれば、Ｌ字形な
どの複雑な形状を作ることはできる。しかし、この場
合、繊維構造体には厚みがあるため、曲げ部分の内側で
は圧縮応力が生じ、外側では引っ張り応力が生じてしま
い、強度的に問題がある。

【００１１】本発明の目的は、２枚以上のプレート部が
互いに角度をなし端部同士が連続した一体形の繊維構造
体において、前記プレートの連続した端部を横断して連
続する糸条配列面を、均一な糸条のテンションの下で、
各プレート部に、縦横および２つの斜かい方向に繰り返
し配列して複数段に積層することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の特徴は、２枚以
上のプレート部が互いに角度をなし端部同士が連続した
一体形の繊維構造体において、各プレート部を、縦横に
横断する方向をＸ及びＹ方向と定義し、斜かい状に横断
する方向をＶ及びＷ方向と定義したとき、前記２枚以上
のプレート部に、それぞれ、前記プレート部の連続した
端部を横断して連続し、かつ、

【００１３】Ｘ方向に蛇行する無端折り返し配列により
形成されたＸ糸条配列面と、Ｙ方向に蛇行する無端折り
返し配列により形成されたＹ糸条配列面と、Ｖ方向に蛇
行する無端折り返し配列により形成されたＶ糸条配列面
と、及びＷ方向に蛇行する無端折り返し配列により形成
されたＷ糸条配列面を、繰り返し配列により所用の厚み
を形成するように複数段に積層し、積層された糸条配列
面を、前記プレート部の面に垂直方向に無端折り返し配
列により貫通蛇行するｚ糸条によりかしめ結合したこと
にある。

【００１４】また本発明の別の特徴は、前記繊維構造体
を製造するに当り、ガイドピン付きの積層用枠体上で糸
条を走らせてＸ，Ｙ，Ｖ及びＷ糸条配列面を積層形成
し、この積層配列面をプレス板で挟圧し、部分的にプレ
ス板を取り外しつつｚ糸条でかしめ縫いして結合し、そ
の後ガイドピンを枠体から抜き取り、枠体を繊維構造体
から除去することにある。

【００１５】また本発明の別の特徴は、２又はそれ以上
の繊維構造体を隣接させた状態で、該隣接部分を共通の
ｚ糸条によるかしめ縫い結合で一体化することである。
この際、２つの積層用枠体の互いに向き合うガイドピン
の先端同士を嵌入させると共に、枠体が互いに接近でき
るように、ガイドピンが枠体に対して摺動可能としてい
る。

【００１６】

【作用】繊維構造体のプレート部に作用する力は、プレ
ート部が置かれる力学的条件、すなわち引張り、圧縮、
曲げ又は捩り等によって、プレート部の縦及び横方向だ
けでなく斜め方向にもなる。この力の方向に対してプレ
ート部の糸条配列方向を一致、又はできるだけ近付ける
ことが、比較的少量の繊維量で繊維構造体の強度を増大
させる上で重要である。本発明に係る繊維構造体は、各
プレート部に縦横及び２つの斜かい方向の合計４方向に
糸条が走っており、プレート部に作用する力の方向と、
この力を受け持つ糸条配列の方向との角度差が小さくな
り、糸条の応力が減少する。しかも、４方向の糸条配列
面はプレート部の連続する端部を横断して連続している
ので、プレート部の連続部の強度が大である。

【００１７】この点、従来の繊維構造体では一方のプレ
ート部では面に沿う４方向の糸条配列が可能であるが、
他方のプレート部では面に沿う糸条配列は縦（図１９
（Ｂ）の糸条２）と横（かしめ糸条５）の２方向だけで
あり、斜めの糸条は配列不可能であったので、概して糸
条の応力が大きくなり、破損しやすいという課題があっ
た。また、従来の技術により２枚以上のプレート部を有
する繊維構造体を構成した場合、プレート部の隣接部を
越えて他のプレート部の面方向に延びる糸条配列面を形
成することができず、隣接部の強度が不十分であった。

【００１８】また、繊維構造体を製造するに当り、積層
用枠体上に配列された糸条配列面がプレス板で挟圧され
るため、配列面の積層密度が増大し、この積層密度が増
大した状態でプレス板を部分的に外すから、このプレス
板が外された部分はなお高い積層密度を維持し、この状
態でｚ糸条によるかしめ縫い結合がなされるから、高密
度の繊維構造体が得られる。

【００１９】また、２以上の繊維構造体を一体化させる
に当り、共通のｚ糸条により糸条配列面のかしめ縫い結
合と繊維構造体の一体化を同時にできるので、複雑な形
状の繊維構造体を能率よく製造できる。

【００２０】

【実施例】以下に本発明の一実施例を図に基づき説明す
る。図１〜図４は本発明の最も簡単な形状の繊維構造体
に関する第１実施例を示す。図１は２つのプレート部１
０ａ，１０ｂの端部同士が直角に連続されている繊維構
造体１０の外観を示す。各プレート部１０ａ，１０ｂに
は、その面に沿ってプレート部１０ａ，１０ｂを横断す
る４方向、この場合は直角に交わるＸ及びＹ方向と、こ
れら方向と±４５°の斜かい状に角度差をなすＶ及びＷ
方向の４方向に糸条が走っている。

【００２１】ここで、図３のように各方向に走る糸条を
Ｘ糸条２Ｘ，Ｙ糸条２Ｙ，Ｖ糸条２Ｖ及びＷ糸条２Ｗと
し、これら糸条の蛇行する無端折り返し配列により形成
される糸条配列面をＸ糸条配列面９Ｘ，Ｙ糸条配列面９
Ｙ，Ｖ糸条配列面９Ｖ及びＷ糸条配列面９Ｗとする。各
糸条配列面は、例えばＷ糸条配列面９Ｗ，Ｙ糸条配列面
９Ｙ，Ｖ糸条配列面９Ｖ，Ｘ糸条配列面９Ｘの順に繰り
返し積層されてプレート部１０ａ，１０ｂの所用の厚み
Ｄ３が形成されている。

【００２２】積層された糸条配列面は、図４（Ｂ）
（Ｃ）のようにプレート部１０ａ，１０ｂを厚み方向
（ｚ方向）に貫通蛇行するｚ糸条２ｚによってチェーン
ステッチ方式でかしめ縫いされて結合されている。

【００２３】次に繊維構造体１０の製造方法について説
明する。この製造には図２のような積層用枠体１１が使
用される。この枠体１１は繊維構造体１０の形状に対応
しており、矩形の枠体１１ａと、この枠体１１ａに直角
に連結されたコ字状の枠体１１ｂとで構成されている。
枠体１１の縁には糸条の配列間隔に対応したピッチ間隔
で枠体１１の外方に向いたガイドピン１２が抜き取り可
能に植設されている。

【００２４】前記枠体１１のガイドピン１２に糸条を引
っ掛けて無端で折り返し配列し、糸条配列面を枠体１１
の凸側ないし背中側（図２で枠体１１の手前側）に形成
する。糸条の配列は図２に示すように、例えばＮＣ制御
で駆動されるロボットのアーム１３の先端に取り付けた
糸条繰出し筒１４を、糸条の配列方向に沿って往復運動
させることにより行う。本実施例では図３（Ａ）のよう
にからＷ糸条２Ｗを走り出させ、このＷ糸条２ＷをＷ
方向に無端で折り返し配列して、この配列をまで繰り
返す。次に図３（Ｂ）に示すようにでＷ糸条２ＷをＹ
糸条２Ｙに連続させ、このＹ糸条２ＹをＹ方向に無端で
折り返し配列して、この配列をまで繰り返す。次に図
３（Ｃ）に示すようにでＹ糸条２ＹをＶ糸条２Ｖに連
続させ、このＶ糸条２ＶをＶ方向に無端で折り返し配列
して、この配列をまで繰り返す。次に図３（Ｄ）に示
すようにでＶ糸条２ＶをＸ糸条２Ｘに連続させ、この
Ｘ糸条２ＸをＸ方向に無端で折り返し配列して、この配
列をまで繰り返す。

【００２５】以上の工程でＷ，Ｙ，Ｖ及びＸ糸条配列面
がこの順番で積層され、この工程を更に適当回数繰り返
すことにより所用の厚みＤ３を有するプレート部１０
ａ，１０ｂが形成される。

【００２６】次に図４（Ａ）のようにプレート部１０ａ
（１０ｂ）の表裏両面を多数の細長いプレス板１５で挟
圧する。プレス板１５の駆動手段は図示省略するが、各
種のプレス装置を使用可能である。このプレス板１５の
幅は、ガイドピン１２と干渉しないようにガイドピン１
２の間隔よりも若干幅狭となっている。なお、ガイドピ
ン１２が納まる細い溝をプレス板１５の両側面に形成し
てもよい。プレス板１５による挟圧で積層された糸条配
列面９が高密度に圧縮される。この圧縮状態を維持した
まま、プレス板１５を一ヶ所だけ表裏２枚を一組として
取り外し、ベラ針４を使用し、プレス板１５の間に細長
く露出したプレート部１０ａ（１０ｂ）を、図４（Ｂ）
（Ｃ）のようにｚ糸条２ｚをチェーンステッチ方式でプ
レート部１０ａ（１０ｂ）に貫通蛇行させることによ
り、積層された糸条配列面９をかしめ縫いして結合す
る。

【００２７】ベラ針４を上下動させるとき、ベラ針４が
取り付けられた部材１６に一体に固定された穿孔針１７
が、ベラ針４が挿入される位置に先行して挿入され、ベ
ラ針４がスムーズに挿入されるようにプレート部１０ａ
（１０ｂ）に孔を明ける。ベラ針４と穿孔針１７との間
隔は、ｚ糸条２ｚのチェーンステッチのピッチと等しく
されている。

【００２８】糸条配列面９のかしめ結合の後、枠体１１
からガイドピン１２を抜き取り、次いで繊維構造体１０
から枠体１１を除去する。枠体１１に当たっていた繊維
構造体１０の端部分及び角部は、枠体１１が邪魔になっ
てベラ針４及び穿孔針１７を通すことができなかったの
で、枠体１１を除去した後に、改めてベラ針４及び穿孔
針１７を通し、チェーンステッチ方式でこの部分のかし
め結合を行う。なお、ガイドピン１２の抜き取りと、枠
体１１を除去した後に枠体１１が当たっていた部分のか
しめ結合をすることは、以下の実施例でも同様であるの
で、以下の実施例では当該説明を省略する。

【００２９】以上の工程を経て、図１のようなＬ字形の
繊維構造体１０が製造される。この繊維構造体１０は、
図３のように両プレート部１０ａ，１０ｂの面に沿った
４方向Ｘ，Ｙ，Ｖ及びＷで糸条配列面が形成されている
ため、縦及び横方向だけでなく斜め方向の応力に対して
も力学的強度が大である。しかも、Ｙ糸条２Ｙ，Ｖ糸条
２Ｖ及びＷ糸条２Ｗは、両プレート部１０ａ，１０ｂの
連続する端部を横断して他方のプレート部へと連続して
いるので連続部分の強度が大であり、繊維構造体１０全
体としての強度が向上する。

【００３０】次に本発明の第２実施例を図５〜図９に基
づき説明する。この実施例は図４に示すように、矩形の
底プレート部２０ａと、この底プレート部２０ａの三方
から立ち上がった３つの側壁プレート部２０ｂ，２０
ｃ，２０ｄで構成された繊維構造体２０に関する。底プ
レート部２０ａ及び側壁プレート部２０ｂ〜２０ｄに
は、その面に沿った４方向、この場合は直角に交わるＸ
及びＹ方向と、これら方向と斜かい状に±４５°の角度
差をなすＶ及びＷ方向の４方向に糸条が走っている。

【００３１】ここで、図８のように各方向に走る糸条を
Ｘ糸条２Ｘ，Ｙ糸条２Ｙ，Ｖ糸条２Ｖ及びＷ糸条２Ｗと
し、これら糸条の蛇行する無端折り返し配列により形成
される糸条配列面をＸ糸条配列面９Ｘ，Ｙ糸条配列面９
Ｙ，Ｖ糸条配列面９Ｖ及びＷ糸条配列面９Ｗとする。各
糸条配列面は、本実施例ではＸ糸条配列面９Ｘ，Ｙ糸条
配列面９Ｙ，Ｖ糸条配列面９Ｖ及びＷ糸条配列面９Ｗの
順に繰り返し積層されてプレート部２０ａ〜２０ｄの所
用の厚みＤ４が形成されている。

【００３２】積層された糸条配列面は、図４（Ｂ）
（Ｃ）と同様に、プレート部２０ａ〜２０ｄを厚み方向
（ｚ方向）に貫通蛇行するｚ糸条２ｚによってチェーン
ステッチ方式でかしめ結合されている。

【００３３】次に繊維構造体２０の製造方法について説
明する。この製造には図６及び図７のような、繊維構造
体２０の形状に対応した立方体形状の積層用枠体２１が
使用される。枠体２１の縁には糸条の配列間隔に対応し
たピッチ間隔で枠体２１の外方に向いたガイドピン２２
が抜き取り可能に植設されている。

【００３４】前記枠体２１のガイドピン２２に糸条２を
引っ掛けて無端で折り返し配列し、糸条配列面を枠体２
１の桟と桟の間の空間に形成する。糸条２の配列は図６
に示すようにロボットのアーム１３の先端に固定した糸
条繰出し筒１４を、糸条の配列方向に沿って往復運動さ
せることにより行う。本実施例では図８（Ａ）のように
からＸ糸条２Ｘを走り出させ、このＸ糸条２ＸをＸ方
向に無端で折り返し配列して、この配列をまで繰り返
す。これで３つの側壁プレート部２０ｂ〜２０ｄにＸ糸
条配列面９Ｘが形成される。

【００３５】次に図８（Ｂ）に示すように、まで来た
糸条を連続させてから走らせ、底プレート部２０ａと
側壁プレート部２０ｃとの間で糸条を無端で折り返し配
列する。このとき、底プレート部２０ａの糸条はＸ糸条
２Ｘであり、側壁プレート部２０ｃの糸条はＹ糸条２Ｙ
である。この配列をまで繰り返すことにより、底プレ
ート部２０ａにＸ糸条配列面９Ｘが形成され、側壁プレ
ート部２０ｃにＹ糸条配列面２Ｙが形成される。

【００３６】次に図８（Ｃ）に示すようにまで来た糸
条を連続させてからＹ糸条２Ｙを走らせ、底プレート
部２０ａと側壁プレート部２０ｂ，２０ｄでまで無端
で折り返し配列してＹ糸条配列面９Ｙを形成する。

【００３７】次に図８（Ｄ）に示すようにでＹ糸条２
ＹをＶ糸条２Ｖに連続させ、このＶ糸条２ＶをＶ方向に
まで無端で折り返し配列してＶ糸条配列面９Ｖを形成
する。

【００３８】次に図８（Ｅ）に示すようにでＶ糸条２
ＶをＷ糸条２Ｗに連続させ、このＷ糸条２ＷをＷ方向に
丸10まで無端で折り返し配列してＷ糸条配列面９Ｗを形
成する。

【００３９】以上の工程でＸ，Ｙ，Ｖ及びＷ糸条配列面
がこの順番で積層され、この工程を更に適当回数繰り返
すことにより所用の厚みＤ４を有するプレート部２０ａ
〜２０ｄが形成される。

【００４０】次に図９のように、プレート部２０ａ〜２
０ｄの表裏両面を多数の細長いプレス板１５で挟圧す
る。プレス板１５の駆動手段は図示省略するが、各種の
プレス装置を使用可能である。このプレス板１５の幅
は、ガイドピン２２と干渉しないようにガイドピン２２
の間隔よりも若干幅狭にしている。プレス板１５による
挟圧で、積層された糸条配列面が高密度に圧縮される。
この圧縮状態を維持したまま、プレス板１５を一ヶ所だ
け表裏２枚を一組として取り外し、ベラ針４を使用し、
プレス板１５の間に細長く露出したプレート部２０ａ〜
２０ｄを、図４（Ｂ）（Ｃ）と同様に、ｚ糸条２ｚをチ
ェーンステッチ方式でプレート部２０ａ〜２０ｄに貫通
蛇行させ、これを全部のプレス板１５について繰り返す
ことにより、積層された糸条配列面をかしめ結合する。

【００４１】以上の工程を経て、図５のような繊維構造
体２０が製造される。この繊維構造体２０は、図８のよ
うにプレート部２０ａ〜２０ｄの面に沿った４方向Ｘ，
Ｙ，Ｖ及びＷで糸条配列面が形成されているため、縦及
び横方向だけでなく斜め方向の応力に対しても力学的強
度が大である。しかも糸条配列面の各糸条は、少なくと
も２枚のプレート部の連続する端部を横断して連続して
いるので、連続部分の強度が大であり、繊維構造体２０
全体しての強度が向上する。

【００４２】次に本発明の第３実施例を図１０に基づき
説明する。この実施例は図１０（Ａ）のようなＨ状断面
の繊維構造体３０に関するものである。この繊維構造体
３０はコ字形の２つの繊維構造体３０ａ，３０ｂを背中
合わせに隣接し合体させたもので、各々の繊維構造体３
０ａ，３０ｂは、前記第１及び第２実施例と同様に、そ
の面に沿う４方向、すなわちＸ，Ｙ，Ｖ及びＷ方向で糸
条配列面が形成され、これら糸条配列面は繰り返し積層
されて繊維構造体３０ａ，３０ｂの所用の厚みＤ５を形
成している。積層された糸条配列面は、図４（Ｂ）
（Ｃ）と同様に、その厚み方向に貫通したｚ糸条によっ
てかしめ結合されている。このｚ糸条は、繊維構造体３
０ａ，３０ｂの背中合わせにされた二重部分では、共通
のｚ糸条が二重部分を貫通しており、これにより両繊維
構造体３０ａ，３０ｂが一体化されている。

【００４３】繊維構造体３０の製造は、図１０（Ｂ）の
ような一対のコ字形積層用枠体３１ａ，３１ｂを使用し
て、製造工程の途中までは、繊維構造体３０ａと３０ｂ
に分けて行われる。この枠体３１ａ，３１ｂの縁には糸
条の配列間隔に対応したピッチ間隔で枠体３１ａ，３１
ｂの外方に向いたガイドピン３２が抜き取り可能に植設
されている。枠体３１ａ，３１ｂの中央部のガイドピン
３２ａ，３２ｂは枠体３１ａ，３１ｂに対し摺動自在に
取り付けられ、図１０（Ｃ）のように、一方のガイドピ
ン３２ａは筒状とされ、他方のガイドピン３２ｂは前記
筒状部３２ｂに嵌入可能なように先細とされている。

【００４４】前記枠体３１ａ，３１ｂのガイドピン３２
に糸条２を引っ掛けて無端で折り返し配列し、糸条配列
面を枠体３１ａ，３１ｂの桟と桟の間の空間に形成す
る。糸条２の配列は、図２と同様に、ロボットのアーム
１３の先端に固定した糸条繰出し筒１４を糸条の配列方
向に沿って往復運動させることにより行う。

【００４５】各枠体３１ａ，３１ｂに糸条配列面を所用
回数だけ繰り返し積層した後、図１０（Ｂ）のように、
枠体３１ａ，３１ｂが互いに背中合わせになるよう配置
し、ガイドピン３２ａ，３２ｂを図１０（Ｃ）のように
互いに芯合わせし、枠体３１ａ，３１ｂを図１０（Ｂ）
の矢印方向で互いに引き合わせ、先細のガイドピン３２
ｂを筒状のガイドピン３２ａの先端に図１０（Ｄ）のよ
うに嵌入させる。ガイドピン３２ａ，３２ｂが互いに嵌
入結合された後も、枠体３１ａ，３１ｂを動かなくなる
まで更に互いに引き合わせる。このときガイドピン３２
ａ，３２ｂは、枠体３１ａ，３１ｂの間隔が縮まった分
だけ枠体３１ａ，３１ｂに対して外方に相対的に摺動
し、その後端が枠体３１ａ，３１ｂから長く突き出る。

【００４６】次に、前記第１及び第２実施例と同様、積
層された糸条配列面を図４（Ａ）のようにプレス板１５
により挟圧し、その後、プレス板１５を一ヶ所だけ表裏
２枚を一組として取り外し、ベラ針４を使用してプレス
板１５の間に細長く露出したプレート部に、図４（Ｂ）
（Ｃ）と同様に、ｚ糸条２ｚをチェーンステッチ方式で
貫通蛇行させ、これを全部のプレス板１５について繰り
返すことにより、積層された糸条配列面をかしめ結合す
る。

【００４７】前記の繊維構造体の合体方法を使用すれ
ば、図１１のような色々な形状の繊維構造体を作ること
ができる。同図（Ａ）はＬ字形の２つの繊維構造体４０
ａ，４０ｂを合体させてＴ字形の繊維構造体４０とした
ものである。（Ｂ）は２つの繊維構造体４１ａ，４１ｂ
を合体させてＺ形の繊維構造体４１としたものである。
（Ｃ）はＬ字形の繊維構造体４２ａに板状の繊維構造体
４２ｂを合体させた繊維構造体４２である。（Ｄ）は角
筒状の繊維構造体４３ａの両側にＬ字形の繊維構造体４
３ｂ，４３ｃを合体させた繊維構造体４３である。
（Ｅ）は角筒状の繊維構造体４４ａの片側にＬ字形の繊
維構造体４４ｂを合体させた繊維構造体４４である。
（Ｆ）は一側を切り欠かれた箱状の繊維構造体４５ａに
２つのＬ字形繊維構造体４５ｂ，４５ｃを合体させた繊
維構造体４５である。（Ｇ）は３つのコ字形断面の繊維
構造体４６ａ，４６ｂ，４６ｃを順に下向き、上向き、
下向きと横並びで合体させた繊維構造体４６である。

【００４８】次に筒状の繊維構造体に関する本発明の実
施例を以下に説明する。図１２及び図１３は３枚のプレ
ート部４７ａ，４７ｂ及び４７ｃからなる三角筒状の繊
維構造体４７に関する実施例であり、Ｘ糸条２Ｘ，Ｙ糸
条２Ｙ，Ｖ糸条２Ｖ及びＷ糸条２Ｗの無端折り返し配列
により、Ｘ糸条配列面９Ｘ，Ｙ糸条配列面９Ｙ，Ｖ糸条
配列面９Ｖ及びＷ糸条配列面９Ｗが形成されている。各
糸条配列面は、例えばＷ糸条配列面９Ｗ，Ｙ糸条配列面
９Ｙ，Ｖ糸条配列面９Ｖ，Ｘ糸条配列面９Ｘの順に繰り
返し積層されてプレート部４７ａ，４７ｂ，４７ｃの所
用の厚みＤ６が形成されている。なお図１３の〜は
糸条を走らせる順番を示す。

【００４９】図１４及び図１５は、４枚のプレート部４
８ａ〜４８ｄからなる四角筒状の繊維構造体４８に関す
るもので、Ｘ糸条２ＸのＸ糸条配列面９Ｘ、Ｙ糸条２Ｙ
のＹ糸条配列面９Ｙ、Ｖ糸条２ＶのＶ糸条配列面９Ｖ、
Ｗ糸条２ＷのＷ糸条配列面９Ｗが形成されている。これ
ら糸条配列面が繰り返し積層されることにより、プレー
ト部４８ａ〜４８ｄの所用の厚みＤ７が形成されてい
る。なお図１５の〜は糸条を走らせる順番を示す。

【００５０】図１６は円筒状の繊維構造体４９に関する
もので、繊維構造体４９の面に沿う４つの方向、この実
施例では互いに直角なＸ及びＹ方向と、これら方向と斜
かい状に±４５°の角度差をなすＶ及びＷ方向に沿って
糸条が配列されている。糸条によって形成される糸条配
列面は、前記実施例と同様に繰り返し形成されて積層さ
れることにより繊維構造体４９の所用の厚みＤ８が形成
されている。

【００５１】なお、図１２及び図１４の繊維構造体４
７，４８の製造には、それぞれの形状に対応した積層用
枠体（図示省略）が使用される。

【００５２】円筒状の繊維構造体４９の製造には図１６
（Ｂ）のような積層用枠体５０が使用される。この枠体
５０は上下のリング部５０ａと、これらリング部５０ａ
を結合する複数本の連結部５０ｂからなり、枠体５０の
縁には、多数のガイドピン５１が糸条の配列間隔に対応
したピッチで抜き取り可能に植設されている。糸条を配
列するには、糸条をガイドピン５１に引っ掛けてＸ，
Ｙ，Ｖ及びＷ方向に無端で折り返し配列し、前記実施例
と同様に糸条配列面を枠体５１上に積層形成する。糸条
配列面により形成される円筒部は、厳密には連結部５０
ｂの両側部分で小さな角度差を生じるが、連結部５０ｂ
の数を増やすにつれ前記角度差が減少し、ほぼ円筒の繊
維構造体が得られる。従って、特許請求の範囲の請求項
１の「２枚以上のプレート部が互いに角度をなし端部同
士が連続する」とは、本実施例の円筒部のように、実質
的に曲面を構成するプレート部も含むものと理解される
べきである。

【００５３】図１２〜図１６の各繊維構造体は、糸条配
列面を形成した後、図４（Ｂ）（Ｃ）と同様にプレス板
１５による糸条配列面の挟圧と、ｚ糸条によるかしめ結
合を行って出来上がる。

【００５４】以上のようにして得られた繊維構造体に、
マトリックスとしてエポキシ樹脂などの樹脂を含浸させ
硬化処理することによって、繊維強化樹脂成形品が作製
され、炭素糸の繊維とマトリックスを使用することによ
ってＣ／Ｃコンポジットが作製される。糸条の材料は、
炭素繊維をはじめ、黒鉛繊維、ガラス繊維、アラミド繊
維、セラミック繊維、アルミナ繊維、芳香族ポリエステ
ル繊維等、又はこれら繊維の２又はそれ以上の混合繊維
を使用できる。

【００５５】以上、本発明の一実施例につき説明した
が、本発明は前記実施例に限定されることなく種々の変
形が可能である。例えば、Ｘ，Ｙ，Ｖ及びＷ方向の糸条
の配列順序は特に決まっておらず、任意の順序で形成し
てよい。また、これら４方向は必ずしも４５°で等間隔
である必要はない。繊維構造体に生じる応力方向を考慮
して最適な４方向に糸条配列面を配分形成することがで
きる。

【００５６】また一つの糸条配列面の終端と、隣接する
別の糸条配列面の始端は必ずしも連続させる必要はな
い。例えば図８でからまでＸ糸条２Ｘを形成し、次
にからまでＹ糸条２Ｙを形成してもよい。繊維構造
体の形状に応じて、各糸条配列面の形成に都合のよい配
列始端の位置を選択してよい。

【００５７】またＸ，Ｙ，Ｖ及びＷ方向の糸条の配列に
重合させて他の方向の糸条配列を付加的に形成すること
も本発明の技術的範囲に含まれる。またｚ糸条による糸
条配列面のかしめ結合は必ずしもチェーンステッチ方式
である必要はなく、織物の技術分野で公知の他のステッ
チ方式も採用できる。またｚ糸条の貫通蛇行の密度は部
分的に増大させてもよく、これにより部分的な強度向上
を図れる。

【００５８】

【発明の効果】本発明は前述の如く、２枚以上のプレー
ト部が互いに角度をなして端部同士で連続された繊維構
造体において、各プレート部に縦横及び２つの斜かい方
向の計４方向に延びる糸条配列面を形成すると共に、こ
れら糸条配列面を２枚以上のプレート部の連続部で横断
させたので、従来のように一方のプレート部では４方向
の糸条配列がなされているが、他方のプレート部では縦
横の２方向しか糸条配列がない繊維構造体に比べて、配
列方向が増えた分だけ繊維構造体の強度が向上し、か
つ、糸条配列面が２枚以上のプレート部にまたがってそ
の面方向に連続しているので、特にプレート部の連続す
る端部での強度を格段に増大でき、引張り、圧縮、曲げ
及び捩り荷重などあらゆる負荷条件に対して高強度であ
る繊維構造体を提供でき、その用途範囲を大幅に拡大で
きる。また糸条配列の方向がプレート部の面に沿う４方
向に増えることにより、繊維構造体に作用する負荷が各
糸条配列により効率的に支持されるため、少量の糸条で
高強度を実現できる。また、均一な糸条のテンションに
より最初から最終製品の形で糸条配列面を形成したの
で、平板状の繊維構造体を曲げて最終製品としたものに
比べて、曲げ部での圧縮及び引っ張りの初期応力が残留
していない分だけ強度的に有利である。

【００５９】また本発明は、繊維構造体の製造にあた
り、積層された糸条配列面をプレス板により挟圧し、プ
レス板を部分的に外しつつ、その外した部分からｚ糸条
によるかしめ縫い結合をするので、積層密度が高く、従
って高強度の繊維構造体が得られる。

【００６０】また本発明は、繊維構造体の厚み方向に往
復貫通するかしめ結合用のｚ糸条により、２つの繊維構
造体のプレート部を結合可能にしたので、色々な形状の
結合形繊維構造体を製造することができ、その用途範囲
を拡大できる。この際、ｚ糸条により糸条配列面のかし
め縫い結合と繊維構造体の結合一体化が同時になされる
ので、複雑形状の繊維構造体を能率よく製造できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施例に係るＬ形の繊維構造体
の斜視図。

【図２】 前記繊維構造体を製造するための積層用枠
体。

【図３】 （Ａ）（Ｂ）（Ｃ）及び（Ｄ）は、糸条配列
面の形成順序を示す斜視図。

【図４】 （Ａ）はプレス板で挟圧された糸条配列面の
斜視図、（Ｂ）及び（Ｃ）はかしめ結合される糸条配列
面の断面図。

【図５】 本発明の第２実施例に係る繊維構造体の斜視
図。

【図６】 同繊維構造体を製造するための積層用枠体の
斜視図。

【図７】 同繊維構造体を製造するための積層用枠体の
斜視図。

【図８】 （Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）及び（Ｅ）は、糸
条配列面の形成順序を示す斜視図。

【図９】 プレス板で挟圧された状態の繊維構造体の斜
視図。

【図１０】 （Ａ）は第３実施例に係る繊維構造体の斜
視図、（Ｂ）は同繊維構造体を製造するための積層用枠
体の斜視図、（Ｃ）及び（Ｄ）はガイドピンの結合前と
後の側面図。

【図１１】 （Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）（Ｅ）（Ｆ）及
び（Ｇ）は結合形繊維構造体の斜視図。

【図１２】 三角筒状繊維構造体の斜視図。

【図１３】 （Ａ）（Ｂ）（Ｃ）及び（Ｄ）は、糸条配
列面の形成順序を示す斜視図。

【図１４】 四角筒状繊維構造体の斜視図。

【図１５】 （Ａ）（Ｂ）（Ｃ）及び（Ｄ）は、糸条配
列面の形成順序を示す斜視図。

【図１６】 （Ａ）は円筒状繊維構造体の斜視図、
（Ｂ）は同繊維構造体を製造するための積層用枠体の斜
視図。

【図１７】 製造中の従来の繊維構造体の斜視図。

【図１８】 同上繊維構造体の平面図。

【図１９】 （Ａ）（Ｂ）（Ｃ）及び（Ｄ）は、糸条配
列面の形成順序を示す平面図。

【図２０】 かしめ結合される糸条配列面の断面図。

【符号の説明】

２ 糸条 ２Ｘ Ｘ糸条 ２Ｙ Ｙ糸条 ２Ｖ Ｖ糸条 ２Ｗ Ｗ糸条 ２ｚ ｚ糸条 ９Ｘ Ｘ糸条配列面 ９Ｙ Ｙ糸条配列面 ９Ｖ Ｖ糸条配列面 ９Ｗ Ｗ糸条配列面 ４ ベラ針 10,20,30,40〜49 繊維構造体 10a,10b,20a〜20d プレート部 11,21,31 積層用枠体 12,22,32,51 ガイドピン １３ ロボットアーム １４ 糸条繰出し筒 １５ プレス板 １７ 穿孔針

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２枚以上のプレート部が互いに角度をな
   し端部同士が連続する一体形の繊維構造体であって、 各プレート部の面に沿い、縦横に横断する方向をＸ及び
   Ｙ方向と定義し、斜かい状に横断する方向をＶ及びＷ方
   向と定義したとき、 前記２枚以上のプレート部に、それぞれ、前記プレート
   部の連続した端部を横断して連続し、かつ、 Ｘ方向に蛇行する無端折り返し配列により形成されたＸ
   糸条配列面と、 Ｙ方向に蛇行する無端折り返し配列により形成されたＹ
   糸条配列面と、 Ｖ方向に蛇行する無端折り返し配列により形成されたＶ
   糸条配列面と、及びＷ方向に蛇行する無端折り返し配列
   により形成されたＷ糸条配列面を、 繰り返し配列により所用の厚みを形成するように複数段
   に積層し、 積層された糸条配列面を、前記プレート部の面に垂直方
   向に無端折り返し配列により貫通蛇行するｚ糸条により
   かしめ結合してなる繊維構造体。
2. 【請求項２】 矩形の底プレート部と、該底プレート部
   の三辺から立ち上がった連続する３つの側壁プレート部
   とを有する請求項１記載の繊維構造体。
3. 【請求項３】 複数枚のプレート部が筒状に連続した請
   求項１記載の繊維構造体。
4. 【請求項４】 請求項１記載の繊維構造体が少なくとも
   ２つ隣接し、該２つの繊維構造体が隣接面を貫通する共
   通のｚ糸条により結合されている繊維構造体。
5. 【請求項５】 ２枚以上のプレート部が互いに角度をな
   し端部同士が連続する一体形の繊維構造体の所望形状に
   対応した形をなし、糸条の配列密度に合ったピッチ間隔
   で抜き取り可能なガイドピンが植設された積層用枠体に
   対し、前記ガイドピンに糸条を引っ掛けて走らせること
   により請求項１記載のＸ，Ｙ，Ｖ及びＷ糸条配列面を形
   成し、前記配列面を繰り返し配列により複数段に積層し
   て所望厚さのプレート部を形成する工程、 前記プレート部の表裏両面を複数の細長いプレス板で挟
   圧する工程、 前記プレス板を、表裏のプレス板を一組として、一組ず
   つ取り外し、該プレス板の取り外しの度に、プレス板の
   間に露出したプレート部を、長手方向に沿ってｚ糸条で
   かしめ縫いする工程、及び、 前記ガイドピンを積層用枠体から抜き取り、前記積層用
   枠体をプレート部から除去する工程からなる繊維構造体
   の製造方法。
6. 【請求項６】 前記積層用枠体をプレート部から除去し
   た後、プレート部の、積層用枠体に重なっていた部分
   を、ｚ糸条でかしめ縫いする工程を有する請求項５記載
   の繊維構造体の製造方法。
7. 【請求項７】 請求項４記載の繊維構造体を製造する方
   法において、 一方の繊維構造体の所望形状に対応した形をなす第１の
   積層用枠体に対し、前記ガイドピンに糸条を引っ掛けて
   走らせることにより請求項１記載のＸ，Ｙ，Ｖ及びＷ糸
   条配列面を形成し、前記配列面を繰り返し配列により複
   数段に積層して所望厚さのプレート部を形成する工程、 他方の繊維構造体の所望形状に対応した形をなす第２の
   積層用枠体であって、繊維構造体の隣接部位に相当する
   部分には、糸条の配列密度に合ったピッチ間隔で、先端
   が対応する第１の積層用枠体のガイドピンの先端を嵌入
   可能な筒状とされた抜き取り可能なガイドピンが摺動自
   在に植設され、その他の部分には糸条の配列密度に合っ
   たピッチ間隔で抜き取り可能な普通のガイドピンが植設
   された前記第２の積層用枠体に対し、前記ガイドピンに
   糸条を引っ掛けて走らせることにより請求項１記載の
   Ｘ，Ｙ，Ｖ及びＷ糸条配列面を形成し、前記配列面を繰
   り返し配列により複数段に積層して所望厚さのプレート
   部を形成する工程、 第１及び第２の積層用枠体の摺動自在な前記ガイドピン
   の先端同士を嵌入結合して両積層用枠体を引き合わせる
   工程、 各プレート部及び隣接させたプレート部の表裏両面を複
   数の細長いプレス板で挟圧する工程、 前記プレス板を、表裏のプレス板を一組として、一組ず
   つ取り外し、該プレス板の取り外しの度に、プレス板の
   間に露出した一重のプレート部及び隣接された二重のプ
   レート部を、長手方向に沿ってｚ糸条でかしめ縫いする
   工程、及び、 前記ガイドピンを第１及び第２の積層用枠体から抜き取
   り、前記第１及び第２の積層用枠体をプレート部から除
   去する工程、 からなる繊維構造体の製造方法。
8. 【請求項８】 プレート部のｚ糸条を貫通させる箇所
   に、孔明け針で予め孔をあけ、該孔にベラ針でｚ糸条を
   引き込むようにした請求項５記載の繊維構造体の製造方
   法。