WO2014083975A1 - 筒状繊維構造体及び繊維強化複合材 - Google Patents

筒状繊維構造体及び繊維強化複合材 Download PDF

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WO2014083975A1
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reinforcing
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堀　藤夫
神谷　隆太
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株式会社 豊田自動織機
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    • D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
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Definitions

  • the technology of the present disclosure relates to a tubular fiber structure and a fiber-reinforced composite material including the tubular fiber structure as a reinforcing material.
  • bumpers that absorb impact energy at the time of a collision are generally mounted on the front and rear of the vehicle body.
  • the bumpers need to absorb energy irreversibly to the heavy load that is applied when the vehicle collides with an obstacle.
  • the structure which supports a bumper via the energy absorption member made from substantially cylindrical fiber reinforced resin is proposed.
  • the bumper beam 81 needs to be supported by the frame main body 83 via the cylindrical energy absorbing member 82.
  • the energy absorbing member 82 has no flange, the structure for attaching the both ends to the bumper beam 81 and the frame main body 83 becomes complicated.
  • Patent Document 1 discloses a ceramic base composite member having flange portions at both ends of a cylindrical portion as a ceramic base composite member applied to a turbine blade.
  • a reinforcing member made of ceramic fiber used in this ceramic base composite member is cut at a part of both ends of an airfoil-shaped cylindrical wing portion 91 formed of a three-axis braid structure.
  • Patent Document 2 discloses a composite material rotating body having a cylindrical portion protruding from the inner periphery of a doughnut-shaped disk-like main body and a disk-like fabric for reinforcement thereof.
  • the disc-like fabric 95 includes radial direction yarns 96 radially extending from the center thereof, and circumferential direction yarns 97 extending in a spiral shape around the center, and these radial direction yarns 96 And a circumferential yarn 97 are woven.
  • the circumferential yarn 97 is not woven in the center of the disc-like fabric 95, and a void is formed, and the radial yarn 96 protrudes long from the inner periphery of the void to form an extension 99. ing.
  • resin is impregnated in a state in which a plurality of the disk-shaped woven fabrics 95 are stacked, and a composite material rotating body is formed.
  • the attachment structure is simplified by attaching the energy absorbing member to the bumper beam 81 and the frame main body 83 at the flange portion thereof.
  • the flange portion is formed by cutting the both ends of the cylindrical portion formed by the three-axis braid structure and bending it. Therefore, when the energy absorbing member is formed using the structure of Patent Document 1 as a reinforcing material of fiber reinforced resin, cracks are likely to be generated from the cut portion, and the energy absorption efficiency is deteriorated.
  • a three-axis braided structure in order to cope with compression, if the amount of the axial yarn is increased, the crimp (crimp) of the diagonal yarn becomes large and the strength is lowered.
  • An object of the present disclosure is to provide a tubular fiber structure capable of securing necessary strength when used as a reinforcing material of a tubular fiber-reinforced composite material having a flange portion and easy attachment to other members. It is an object of the present invention to provide a fiber reinforced composite comprising the tubular fiber structure as a reinforcing material.
  • a tubular fiber structure according to an aspect of the present disclosure is formed by shaping a wound fabric substrate having a tubular portion and a flange portion on at least one side of the tubular portion.
  • the "textile base material” means a yarn composed of yarns arranged so that at least two extending directions extend, and at least a part of which has a woven part (intersection part) of yarns.
  • a “yarn” is used in the meaning included not only what applied the twist to the fiber bundle but the fiber bundle which has not been twisted.
  • the tubular fiber structure is formed with the flange portion by shaping the end region of the wound fabric base, a cut is made in the end region of the tubular braid structure.
  • the flange portion is formed, when the composite material is formed, generation of a crack from the boundary portion between the flange portion and the cylindrical portion is prevented.
  • the whole is comprised by the textile base material, compared with the case where the thread
  • the fiber reinforced composite according to an aspect of the present disclosure includes the tubular fiber structure according to the present disclosure as a reinforcing material.
  • the model perspective view of the cylindrical fiber structure of 1st Embodiment The schematic plan view which shows the weave structure of the textiles base material which forms the cylindrical fiber structure of FIG. (A) is a schematic diagram which shows the cutting-out state from the fabric of the textile base material which forms the cylindrical fiber structure of FIG. 1, (b) is a schematic diagram of the cut textile base, (c) is (b) Partially enlarged view of. (A) is a schematic perspective view of the jig
  • the model perspective view of the cylindrical fiber structure of 2nd Embodiment (A) is a schematic diagram which shows the cutting-out state from the fabric of the fabric base material which forms the cylindrical fiber structure of FIG. 5, (b) is a schematic diagram of the cut-out textile substrate. (A) is a cross-sectional view of a jig used for shaping the fabric base of FIG. 6, (b) shows the relationship between the jig and the fabric base when forming the cylindrical fiber structure of FIG. Schematic cross section.
  • the model perspective view of the cylindrical fiber structure of 3rd Embodiment The schematic diagram which shows the relationship of the fiber bundle and stitch thread which overlap in the thickness direction of the cylindrical part of the cylindrical fiber structure of FIG.
  • the model perspective view which shows the state which stitches the cylindrical part of the cylindrical fiber structure of FIG. 8 by a stitch thread
  • the textile base material of 4th embodiment is shown, (a) is a schematic diagram showing the state which cuts out the 2nd textile base material whose arrangement angle of reinforcement is ⁇ 45 degrees from the fabric, (b) is the cut textile base Schematic diagram of the material.
  • the textile equipment of 4th Embodiment is shown, (a) is a schematic diagram which shows the state which cuts out the 1st textile fabric base of 0 degree and 90 degrees of arrangement angles of a reinforced fiber from a fabric, (b) is cut textiles The schematic diagram of a base material.
  • FIG. 13 (a) is a schematic view showing a state in which the first woven fabric base of which reinforcing fibers are arranged at 0 degrees and 90 degrees is cut out from a fabric
  • FIG. 13 (b) is a cut out woven fabric.
  • the schematic diagram of a base material. 13 (a) is a schematic view showing a state in which a second woven fabric base having an arrangement angle of ⁇ 45 ° of reinforcing fibers is cut out from a fabric according to the tubular fiber structure of FIG. 13, and
  • FIG. 13 (b) is a cut woven base Diagram of.
  • the graph which shows the relationship of the load at the time of applying the cylindrical fiber structure of FIG. 13 to an energy absorption member, and a displacement.
  • the model perspective view of the cylindrical fiber structure of another embodiment. (A) is a model perspective view of the cylindrical fiber structure of another embodiment, (b) is a model perspective view of the textile base material of (a).
  • FIG. 7 is a schematic view of a textile substrate of another embodiment.
  • (A) And (b) is a schematic diagram of the textile substrate of another embodiment.
  • A) And (b) is a schematic diagram of the textile substrate of another embodiment. Diagram showing lock stitching of another embodiment
  • the tubular fiber structure 10 is formed by winding a sheet-like fabric substrate 11 and shaping the wound fabric substrate 11.
  • the flange portion 13 is provided on at least one side (in other words, one end in the axial direction) of the cylindrical portion 12.
  • the cylindrical portion 12 is formed in a cylindrical shape having a circular cross section, and has the flange portion 13 on both sides (both axial ends).
  • the “textile base material” means a yarn composed of yarns arranged so that at least two extending directions are provided, and at least a part of a yarn weave portion (cross portion) is present.
  • the woven substrate 11 has a woven structure 14 and a non-woven structure 15.
  • the fabric substrate 11 of this embodiment has a weave structure 14 on both sides in the width direction of the fabric substrate 11, and in the width direction central region sandwiched by the both weave structures 14. It has a non-woven structure 15.
  • the woven structure 14 is formed with a predetermined width corresponding to the radial width of the flange portion 13, and the non-woven structure 15 is formed with a predetermined width corresponding to the axial length of the cylindrical portion 12. That is, the cylindrical portion 12 of the cylindrical fiber structure 10 is formed of the non-woven fabric 15, and the flange portion 13 of the cylindrical fiber structure 10 is formed of the woven structure 14.
  • yarns (fiber bundles) functioning as reinforcing fibers of the composite material are arranged so that at least two extending directions are provided, and crossing portions of the yarns in different extending directions are woven portions (crossed portions) Means what constitutes).
  • the fabric substrate 11 has a reinforcing yarn 16 having an arrangement angle of 0 degrees, a reinforcing yarn 17 having an arrangement angle of 90 degrees, and an arrangement angle of 0 degrees. And an auxiliary yarn 17a having an arrangement angle of 90 degrees.
  • the alignment angle of the yarn is the angle between the longitudinal direction of the fabric substrate 11 and the extension direction of the yarn, and the alignment direction of the yarn at 0 degree is parallel to the longitudinal direction of the fabric substrate 11
  • the extending direction of the yarn is orthogonal to the longitudinal direction of the fabric substrate 11 when the arrangement angle is 90 degrees. That is, the warp yarn of the woven fabric is a yarn with an array angle of 0 degrees, and the weft yarn is a yarn with an array angle of 90 degrees.
  • a portion of the reinforcing yarn 16 and the reinforcing yarn 17 corresponding to the flange portion 13 constitutes a woven structure 14, and a portion of the reinforcing yarn 16 and the reinforcing yarn 17 corresponding to the cylindrical portion 12 constitutes a non-woven structure 15.
  • the weave structure 14 constitutes a plain weave. In the portion corresponding to the tubular portion 12 in the reinforcing yarn 16 and the reinforcing yarn 17, all the reinforcing yarns 16 are arranged on one plane on the same side with respect to the reinforcing yarn 17, and all the reinforcing yarns 17 are also They are arranged in one plane on the same side. In FIG. 2, the reinforcing yarns 16 are arranged above the reinforcing yarns 17.
  • the auxiliary yarn 16 a is arranged adjacent to the reinforcing yarn 16 at a portion corresponding to the cylindrical portion 12.
  • the auxiliary yarns 17 a are arranged adjacent to the reinforcing yarns 17 in such a manner as to extend not only to the portion corresponding to the cylindrical portion 12 but also to the portion corresponding to the flange portion 13.
  • the auxiliary yarns 16a are arranged so as to form a weave portion (intersection portion) alternately with the reinforcing yarns 17 and the auxiliary yarns 17a.
  • the auxiliary yarns 17a are arranged so as to form a woven portion (intersecting portion) with the reinforcing yarns 16 in the portion corresponding to the flange portion 13, and alternately with the reinforcing yarns 16 and the auxiliary yarns 16a in the portion corresponding to the cylindrical portion 12. They are arranged to form a weave (crossover). Therefore, although the reinforcing yarns 16 and the reinforcing yarns 17 constituting the cylindrical portion 12 do not mutually form a woven portion, the auxiliary yarns 16a alternately form a woven portion (intersecting portion) with the reinforcing yarns 17 and the auxiliary yarns 17a. And the reinforcement yarns 16 and 17 are held at predetermined positions because the auxiliary yarns 17a alternately form the weave portion (intersection portion) with the reinforcement yarns 16 and the auxiliary yarns 16a.
  • the yarn (fiber bundle) constituting the fabric substrate 11 is appropriately selected according to the required performance, and is, for example, an inorganic fiber such as a carbon fiber, a glass fiber, a ceramic fiber, a metal fiber or a high strength organic fiber Good.
  • high strength organic fibers include aramid fibers, poly-p-phenylene benzobisoxazole fibers, polyarylate fibers, and ultrahigh molecular weight polyethylene fibers.
  • carbon fibers are preferred when the required performance of stiffness and strength for fiber reinforced composite materials is high.
  • the use of inexpensive glass fibers for the fiber bundle results in low cost.
  • the manufacturing method of the cylindrical fiber structure 10 is demonstrated.
  • the fabric substrate 11 is cut out from the fabric 50 having the weave structure 14 on both sides in the width direction.
  • the fabric substrate 11 includes a rectangular tubular portion corresponding portion 11a and a trapezoidal flange portion corresponding portion 11b continuously formed on both sides in the width direction thereof.
  • weft yarns are removed from the triangular portions present at both ends of each flange portion corresponding portion 11b and only warps are formed.
  • the weft of the flange portion corresponding portion 11b means the reinforcing yarn 17 and the auxiliary yarn 17a of the arrangement angle 90 degrees
  • the warp of the flange portion corresponding portion 11b means the reinforcement yarn 16 of the arrangement angle 0 degree.
  • a jig (forming type) 51 shown in FIG. 4A is used for winding the fabric base 11 and forming the flange portion 13.
  • the jig (forming type) 51 is disposed inside the cylindrical outer jig 51a which can be divided into two and the outer jig 51a, and can hold the fabric base 11 in cooperation with the outer jig 51a.
  • a cylindrical inner jig 51 b is provided.
  • the outer jig 51a is formed such that the inner diameter thereof corresponds to the outer diameter of the tubular fiber structure 10
  • the inner jig 51b is formed such that the outer diameter thereof corresponds to the inner diameter of the tubular fiber structure 10 There is.
  • the woven fabric base 11 is cylindrically wound and the flange portion 13 is shaped.
  • the woven fabric base 11 is wound around the cylindrical portion corresponding portion 11a outside the inner jig 51b.
  • the flange portion corresponding portion 11b protrudes from both ends of the inner jig 51b.
  • the outer jig 51a is put on the outer side of the cylindrical portion corresponding portion 11a of the woven fabric base 11 wound around the inner jig 51b, and the cylindrical portion corresponding portion 11a is covered by the inner jig 51b and the outer jig 51a.
  • the jig 51 is held by a support device (not shown) in the held state.
  • the supporting device supports the inner jig 51b with a recess (not shown) formed on the end face of the inner jig 51b, and supports the outer jig 51a from the outside.
  • shaping of the flange portion corresponding portion 11 b of the fabric base 11 held by the jig 51 is performed.
  • the shaping of the flange portion corresponding portion 11b is performed by, for example, the reinforcing thread 17 and the auxiliary thread 17a constituting the flange portion corresponding portion 11b with respect to the flange portion corresponding portion 11b which first protrudes from one end of the jig 51 by a manipulator. This is done by bending outward while widening the interval of (2) as it goes radially outward.
  • the overlapping portion of the flange corresponding portion 11b (the portion in which the woven fabric substrates 11 are overlapped) which has been shaped is fixed by an adhesive or a stitch.
  • the flange corresponding portion 11b is similarly shaped similarly to the flange corresponding portion 11b protruding from the other end of the jig 51, and the overlapping portion of the flange corresponding portion 11b where shaping is completed is used as an adhesive.
  • the tubular fiber structure 10 is manufactured by fixing by stitching.
  • the cylindrical fiber structure 10 comprised as mentioned above is used as a reinforcement of a fiber reinforced composite material.
  • a matrix resin is impregnated and cured by the RTM method to form a fiber reinforced composite material.
  • the cavity of the molding die is closed to decompress the inside of the cavity.
  • an uncured thermosetting resin is injected into the cavity, and after injection of the resin, the fiber reinforced composite material is manufactured by heating to cure the resin.
  • a thermosetting resin unsaturated polyester resin, an epoxy resin, a phenol resin, etc. can be used.
  • the tubular fiber structure 10 is formed by winding the sheet-like woven substrate 11 and shaping the wound woven substrate 11, and a flange is formed on at least one side of the tubular portion 12. It has a part 13. Therefore, unlike in the case where the end portion of the tubular braid structure is cut to form the flange portion, when the composite material is formed, a crack is generated from the boundary portion between the flange portion 13 and the cylindrical portion 12 Is prevented. Moreover, since the whole is comprised by the textile fabric base 11, compared with the case where the thread
  • the flange portion 13 is formed of the woven structure 14, and the cylindrical portion 12 is formed of the non-woven structure 15. Therefore, in the tubular fiber structure 10, since the reinforcing fibers (reinforcing yarns 16 and 17) constituting the tubular portion 12 do not have crimps, the flange portion 13 and the tubular portion 12 are both configured by the woven structure 14 Compared to the case, when the composite material is configured, the strength and rigidity of the composite material are excellent.
  • the tubular fiber structure 10 has the flanges 13 on both sides of the tubular portion 12, and the reinforcing yarns 16 and 17 constituting the tubular portion 12 are configured by the non-woven structure 15. Therefore, when the composite material (fiber reinforced resin) which made the cylindrical fiber structure 10 the reinforcement base material is used as a composite material for impact absorption, for example, an energy absorption member which supports the bumper of a vehicle, attachment is easy. Impact energy can be absorbed efficiently.
  • FIGS. This embodiment is different from the tubular fiber structure 10 of the first embodiment in that a reinforcing portion 18 formed of a fabric base 21 is provided inside the tubular portion 12, and others.
  • the configuration of the second embodiment is basically the same as the tubular fiber structure 10 of the first embodiment.
  • the same parts as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals and the detailed description thereof is omitted.
  • the woven fabric base 21 of the reinforcing portion 18 is formed by winding the inner side of the tubular portion corresponding portion 11 a corresponding to the tubular portion 12 in the woven fabric base 11 forming the tubular portion 12 and the flange portion 13. It is continuous with the end 11d.
  • the fabric base 21 is provided to extend in the radial direction of the cylindrical portion 12.
  • the fabric base 21 has a fixing portion 21 a fixed along the inner surface of the cylindrical portion 12 on the side opposite to the position where the cylindrical portion 12 is continuous with the cylindrical portion corresponding portion 11 a of the fabric base 11.
  • the fixing portion 21 a is fixed to the inner surface of the cylindrical portion 12 by an adhesive or a stitch (not shown).
  • the manufacturing method of the cylindrical fiber structure 10 is demonstrated.
  • the fabric base 11 constituting the cylindrical portion 12 and the flange portion 13 and the fabric base 21 constituting the reinforcing portion 18 are integrally cut out from the fabric 50.
  • the fabric base 21 has the same width as the tubular portion corresponding portion 11 a and is formed continuously to the tubular portion corresponding portion 11 a.
  • the fabric base 21 is formed to have a length that is the sum of the inner diameter of the cylindrical portion 12 and the length of the fixing portion 21 a.
  • tool 51 differs from the inner side jig
  • both the outer jig 51a and the inner jig 51b are divided into two. That is, the inner jig 51b is formed in a semi-cylindrical shape, and concave portions not shown are formed on both end surfaces.
  • the jig 51 is held by a support device (not shown) in the held state.
  • the shaping of the flange portion corresponding portion 11b of the fabric base 11 held by the jig 51 is performed by, for example, a manipulator. 7B, in order to make it easy to understand the relationship between the jig 51 and the fabric base 11 and the fabric base 21, the space between the jig 51 and the fabric bases 11 and 21 and the fabric base 11 may be used.
  • a gap is provided at the overlapping portion of the
  • the tubular fiber structure 10 is provided with the reinforcing portion 18 formed of the fabric base 21 inside the tubular portion 12. According to this configuration, when the tubular fiber structure 10 is used as a composite material for shock absorption, it is possible to increase the amount of impact energy absorption as compared with the case where the reinforcing portion 18 is not present, and to prevent buckling. Can be Moreover, when the cylindrical fiber structure 10 is used as a composite material used in the state which receives big aerodynamic force like a turbine blade, the deformation
  • the woven fabric base 21 of the reinforcing portion 18 is continuous with the winding inner end 11 d of the cylindrical portion corresponding portion 11 a of the woven fabric base 11 forming the cylindrical portion 12 and the flange portion 13. According to this configuration, the reinforcing portion 18 is provided at a predetermined position as compared with the configuration in which the reinforcing portion 18 is formed of the fabric base 21 separate from the fabric base 11 and then integrated with the cylindrical portion 12. Becomes easier.
  • FIGS. This embodiment is different from the first embodiment in that the fabric base 11 overlapped with a plurality of layers of the tubular portion 12 is stitched together with a stitch yarn 22 to be three-dimensionalized.
  • the same parts as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals and the detailed description thereof is omitted.
  • the woven fabric base 11 overlapping a plurality of layers in the tubular portion 12 is three-dimensionally formed by stitching together by lock stitching with the stitch thread 22.
  • the stitch yarns 22 are arranged so as to penetrate through the portions of the fabric substrate 11 that are folded back through the overlapping portions of the fabric substrate 11 and to pass through the portions where the through yarns 22 a of the fabric substrate 11 are folded back.
  • the penetrating yarns 22a are sewn at a predetermined pitch along the circumferential direction of the cylindrical portion 12, and the retaining yarns 22b are arranged on the inner surface side of the cylindrical portion 12 in parallel with the axial direction of the cylindrical portion 12.
  • the lock stitch means a sewing method in which the second thread crosses the loop of the first thread using two threads of the first thread (upper thread) and the second thread (lower thread).
  • the through yarn 22a corresponds to a first yarn
  • the retaining yarn 22b corresponds to a second yarn.
  • the tubular fiber structure 10 having the flange portions 13 at both ends of the tubular portion 12 is stitched in a state of being supported by a support device (not shown) in a state where the tubular portion 12 extends vertically as shown in FIG. Ru.
  • the insertion device for the penetration yarn 22a includes a plurality of penetration yarn insertion needles 23 arranged in one row in the axial direction (vertical direction in FIG. 10) of the cylindrical portion 12, and the plurality of penetration yarn insertion needles 23 At the same time, the thread is reciprocated to insert the thread 22a simultaneously.
  • the penetrating yarn insertion needle 23 inserts the penetrating yarn 22a so that a loop portion (not shown) is formed in the inner portion and folded back after the penetrating yarn 22a penetrates the cylindrical portion 12 from the outside.
  • the insertion device of the retaining yarn 22 b includes one retaining yarn needle 24.
  • the retaining yarn needle 24 is disposed at the standby position above the cylindrical portion 12 and penetrates the loop portion of the penetrating yarn 22 a formed in a line inside the cylindrical portion 12 by the plurality of penetrating yarn insertion needles 23. Reciprocation is possible.
  • the retaining yarn needle 24 moves forward through the loop portion of the penetrating yarn 22a from the standby position, and at the time of return, is a retaining yarn 22b connected to the retaining yarn supply portion 25 provided below the cylindrical portion 12.
  • the retaining yarn needle 24 has a bevel (not shown) at its tip so that when the retaining yarn needle 24 moves through the loop of the penetrating yarn 22a, it does not catch the loop.
  • the woven fabric base 11 overlapping the multiple layers is sewn together by the stitch yarns 22 so that the woven fabric base 11 overlapping the multiple layers is sewn together by the stitch yarns 22.
  • the cylindrical fiber structure 10 is used as a composite material for impact absorption, energy absorption characteristics are improved as compared with the case of no configuration.
  • the cylindrical fiber structure 10 is used as a composite material which needs to transmit the heat of the inner side of the cylindrical part 12 to the outside to escape, the presence of the fibers extending in the thickness direction makes the thickness direction The heat conduction of the heat sink improves, and the heat on the high temperature side can be easily dissipated.
  • the stitch yarn 22 sews the fabric base 11 by the lock stitch method in which the loop of the thread 22a crosses the loop of the thread 22a by the thread 22a and the thread 22b. Therefore, the stitch yarn can be prevented from being easily unstitched as compared with a method in which a loop formed of one thread is continuous with each other as in single ring stitching.
  • the tubular fiber structure 10 of this embodiment is used as a woven fabric base for forming the tubular portion 12, as a first woven fabric base 11 in which the arrangement angle of yarns as reinforcing fibers is 0 degrees and 90 degrees, and as reinforcing fibers
  • the second embodiment is different from the first embodiment in that the arrangement angle of the yarns of the second embodiment includes two types of +45 degrees and -45 degrees with the second fabric base 31.
  • the same parts as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals and the detailed description thereof is omitted.
  • the “arrangement angle of the yarn” means an angle formed by a direction corresponding to the circumferential direction in a state in which the fabric base material is wound, and the extending direction of the yarn.
  • the second woven fabric base 31 having the arrangement angles of +45 degrees and -45 degrees of yarns as reinforcing fibers has an arrangement angle of 0 degrees of yarns as reinforcing fibers. It is cut out of a fabric 60 composed of a 90 ° non-woven structure 15.
  • the second fabric base 31 is formed by cutting out so that the longitudinal direction of the second fabric base 31 forms an angle of 45 degrees with the longitudinal direction of the fabric 60.
  • the width of the second textile substrate 31 is formed to be the same as the width of the cylindrical portion corresponding part 11 a of the first textile substrate 11 shown in FIGS. 12A and 12B, and the length of the second textile substrate 31 Is formed to have the same length as that of the cylindrical portion corresponding portion 11a.
  • the first fabric base 11 having the arrangement angle of the yarn as the reinforcing fiber of 0 degree and 90 degree is cut out of the fabric 50 and formed.
  • the fabric 50 has the weave structure 14 on both sides in the width direction, and has the non-woven structure 15 in the width direction central region sandwiched by the double weave structure 14.
  • the first textile substrate 11 has a tubular portion corresponding portion 11 a and a flange portion corresponding portion 11 b, as in the case of the textile substrate 11 of the first embodiment.
  • the 2nd textile base material 31 is first made to the cylindrical part corresponding part 11a of the 1st textile base material 11 using the jig 51 similar to the case of 1st Embodiment.
  • the inner jig 51b is wound so that the second fabric base 31 is on the outer side.
  • the outer jig 51a is placed on the outer side of the second fabric base 31, and the first and second fabric bases 11 and 31 are held by the outer jig 51a and the inner jig 51b.
  • the cylindrical fiber structure 10 is formed by shaping the flange portion corresponding portions 11 b projecting from both ends of the jig 51.
  • the obtained tubular fiber structure 10 has layers in which the arrangement angles of the yarns as reinforcing fibers are 0 degrees and 90 degrees, and the layers in which the arrangement angles of the yarns as reinforcing fibers are +45 degrees and -45 degrees. Are alternately stacked.
  • the cylindrical portion 12 of the cylindrical fiber structure 10 has the arrangement angle of the yarn as the reinforcing fiber of the first fabric base 11 of 0 degrees and 90 degrees, and the arrangement angle of the yarn of the reinforcing fiber of +45 degrees. And ⁇ 45 degrees of the second textile substrate 31. According to this configuration, in the case where the composite material is configured as compared with the case where the tubular portion 12 is formed only by the woven fabric base 11 having the arrangement angle of the yarn as the reinforcing fiber of 0 degrees and 90 degrees, Stiffness can be increased to suppress buckling.
  • the cylindrical fiber structure 10 of this embodiment differs from the fourth embodiment in that the cylindrical portion 12 is formed in a tapered shape.
  • the same parts as those of the fourth embodiment are denoted by the same reference numerals and the detailed description will be omitted.
  • the inner diameter of the cylindrical portion 12 is constant, and the outer diameter changes stepwise, so that the wall thickness changes stepwise from one end to the other end doing.
  • the first fabric substrate 11 having the arrangement angle of the yarn as the reinforcing fiber of 0 degree and 90 degree, which is a component of the tubular fiber structure 10 is a fabric. It is cut out from 50 and formed.
  • the fabric 50 has the weave structure 14 on both sides in the width direction, and has the non-woven structure 15 in the width direction central region sandwiched by the double weave structure 14.
  • the first fabric base 11 has a cylindrical portion corresponding portion 11 a and a flange portion corresponding portion 11 b, similarly to the first fabric base 11 of the fourth embodiment. Further, the first fabric substrate 11 has a tapered portion corresponding portion 11c whose width is gradually narrowed continuously to the cylindrical portion corresponding portion 11a whose width is constant.
  • the second woven fabric base 31 having the arrangement angles of +45 degrees and -45 degrees of yarns as reinforcing fibers, which are components of the tubular fiber structure 10, It is cut out from the fabric 60 and formed.
  • the fabric 60 is made up of the non-woven structure 15 in which the arrangement angle of the yarn as the reinforcing fiber is 0 degrees and 90 degrees.
  • the second fabric base 31 is formed by cutting out so that the longitudinal direction of the second fabric base 31 forms an angle of 45 degrees with the longitudinal direction of the fabric 60.
  • the second fabric base 31 has a cylindrical portion corresponding portion 31 a and a tapered portion corresponding portion 31 c continuous with the cylindrical portion corresponding portion 31 a.
  • the width and the length of the cylindrical portion corresponding portion 31 a are the same as the width and the length of the cylindrical portion corresponding portion 11 a of the first fabric substrate 11, respectively.
  • the width and the length of the tapered portion corresponding portion 31 c are the same as the width and the length of the tapered portion corresponding portion 11 c of the first fabric substrate 11, respectively.
  • the cylindrical portion corresponding portion 11a and the tapered portion corresponding portion of the first fabric base 11 In a state where the tubular portion corresponding portion 31a and the tapered portion corresponding portion 31c of the second fabric base 31 are superimposed on 11c, the second fabric base 31 is wound around the inner jig 51b so that the second fabric base 31 is on the outside.
  • the outer jig 51a is placed on the outer side of the second fabric base 31, and the first and second fabric bases 11 and 31 are held by the outer jig 51a and the inner jig 51b.
  • the cylindrical fiber structure 10 is formed by shaping the flange portion corresponding portions 11 b projecting from both ends of the jig 51.
  • the tubular portion 12 of the tubular fiber structure 10 obtained, the layers having an arrangement angle of 0 degrees and 90 degrees as reinforcing fibers, and the arrangement angle of threads forming reinforcing fibers as +45 degrees and- Layers of 45 degrees are alternately stacked, and the inner diameter of the cylindrical portion 12 is constant, and the outer diameter changes stepwise, so that the thickness changes stepwise from one end to the other end It becomes a state.
  • the tubular fiber structure 10 has the tubular portion 12 formed in a tapered shape, and therefore, when used as a composite material for impact absorption, the diameter and thickness of the tubular portion 12 are constant.
  • the energy absorption characteristics are better than the configuration. Specifically, as shown in the graph of FIG. 16, the relationship between the load and the displacement is such that the displacement gradually increases in proportion to the compressive load, and then the displacement increases with a constant load.
  • the cylindrical portion 12 is formed in a tapered shape in which the wall thickness changes stepwise from one end to the other end by the inner diameter being constant and the outer diameter changing stepwise. . Therefore, for example, unlike the case where a spiral woven fabric is wound to form a tapered cylindrical portion 12 having a constant thickness, the density of fibers does not decrease toward the root portion (the side with the large diameter), and energy absorption The characteristics are further improved.
  • the first and second fabric substrates 11 and 31 can be formed without using a helical fabric, manufacture is simplified as compared with the case of using a helical fabric.
  • Embodiments are not limited to the above, and, for example, the technology of the present disclosure may be embodied as follows.
  • a yarn extending along the circumferential direction in a state where the flange portion 13 is formed that is, the reinforced yarn 16
  • the thicker yarn may be used as the yarn arranged on the radially outer side (upper side in FIG. 17) of the flange portion 13.
  • yarn 16 extended along the circumferential direction of the flange part 13 becomes large so that a radial direction outer side.
  • the yarns extending along the circumferential direction of the flange portion 13, that is, the reinforcing yarns 16 may be arranged such that the arrangement pitch in the radial direction is closer to the radial direction. Also in this case, it is possible to suppress the difference in the density of arrangement of the reinforcing yarns 16 and 17 in the flange portion 13.
  • the thickness of the tubular portion 12 is constant, and the diameter of the tubular portion 12 is from one end to the other end It may be configured to gradually change toward the end.
  • the tubular fiber structure 10 can be manufactured by using a spiral woven fabric as a woven fabric base.
  • illustration of the overlapping part of the textiles substrate is omitted.
  • formed in a tapered shape means that the thickness of the cylindrical portion is constant, the diameter gradually changes from one end to the other end, the inner diameter of the cylindrical portion is constant, and the outer diameter
  • step change includes both cases.
  • the cylindrical portion 12 is not limited to the cylindrical shape or the tapered cylindrical shape, and may be appropriately changed according to the purpose of use of the cylindrical fiber structure 10.
  • the tubular fiber structure 10 when used as a reinforcing material for a composite material for a turbine blade, as shown in FIG. 19, the tubular portion 12 has a shape having a curved surface portion convex inward at a part thereof. It is also good.
  • the crimp amount of the reinforcing yarn constituting the cylindrical portion 12 is smaller than that in the case of the triaxial braid structure, the surface irregularities become smaller in the state of constituting the composite material, and the buckling is suppressed. can do.
  • the composite material is a CMC material (ceramic matrix composite), it is possible to suppress the failure of the (brittle) CMC material having a small amount of strain until failure.
  • the tubular fiber structure 10 may have a positioning cylindrical portion 26 protruding from the flange portion 13.
  • the positioning cylindrical portion 26 protruding from the flange portion 13
  • the positioning convex portion provided with the positioning cylindrical portion 26 at the mounting portion when the composite material is attached to the mounting portion
  • it can be mounted at the flange portion 13 in a state of being fitted and positioned in the positioning recess. Therefore, compared with the case where the positioning cylinder does not exist, it becomes easier to attach the composite member to the target position.
  • the reinforcing portion 18 formed of the fabric base 21 is provided inside the cylindrical portion 12, as shown in FIG. And, it may be prepared separately from the textile substrate 11 forming the flange portion 13.
  • the reinforcing portion 18 may be integrated with the cylindrical portion 12 in the fixing portion 21a. Integration of the reinforcing portion 18 and the cylindrical portion 12 is performed by an adhesive or a stitch. In this case, after forming the cylindrical fiber structure 10, the reinforcement part 18 can be attached as needed.
  • the configuration in which the reinforcing yarns 16 and 17 constituting the non-woven structure 15 are held in place forms a woven structure together with the auxiliary yarns 16a and 17a.
  • Configuration is not limited.
  • the reinforcing yarn 16 and the reinforcing yarn 17 may be bonded with a binder at their intersections without using the auxiliary yarns 16a and 17a. It is not necessary to bond with a binder at all of the intersections, as long as the tubular fiber structure 10 is handled, it can be shaped.
  • the fabric substrate 11 is required to have a tubular portion corresponding portion 11 a constituted by the non-woven structure 15 of the reinforced yarns 16 and 17 and a flange portion corresponding portion 11 b constituted by the woven structure 14 of the reinforced yarns 16 and 17.
  • the fabric substrate 11 is cut out of the fabric shown in FIG. 23 (b) plain-woven only with the reinforcing yarns 16 and 17, and from the fabric, the reinforcing yarns 19a having an arrangement angle of +45 degrees
  • the woven fabric base 31 shown in FIG. 23 (a) which is composed of reinforcing yarns 19b having an arrangement angle of ⁇ 45 degrees, may be cut out.
  • reinforcement yarns 19a having an arrangement angle of +45 degrees are arranged from the fabric shown in FIG. 24 (b) in which only reinforcement yarns 16 and 17 are adhered with a binder.
  • the second woven fabric base 31 shown in FIG. 24 (a), which is composed of reinforcing yarns 19b with an angle of ⁇ 45 degrees, may be cut out.
  • the reinforcing yarns 16 and 17 do not have to be bonded at all intersections with a binder, and may be in a state in which the shape can be maintained when the tubular fiber structure 10 is handled.
  • the retaining yarn 22b corresponding to the lower yarn may not extend straight.
  • the through thread 22a corresponding to the upper thread and the retaining thread 22b are respectively folded at substantially the center in the thickness direction of the fabric substrate 11,
  • the front and back may be the same, and the stitch configuration may be independent for every first stitch.
  • a high strength fiber having no water absorbency is used as the stitch yarn 22, for example, a glass fiber or a carbon fiber, energy absorption characteristics are improved as compared with the case where an organic fiber having water absorbency is used.
  • the tubular fiber structure 10 When the tubular fiber structure 10 is used for a turbine blade, it is preferable to use ceramic fibers for reinforcing fibers and stitch yarns 22. And since the composite material becomes CMC, the shrinkage of the matrix is large at the time of molding, and in particular, cracks are likely to occur at the corner parts, but three-dimensionalization suppresses deformation due to shrinkage and prevents cracking at the time of molding. it can.
  • the reinforcing portion 18 is not limited to the plate-like structure extending in the radial direction of the cylindrical portion 12.
  • the reinforcing portion 18 may be formed of a woven fabric base folded in a wave shape, or the woven base may be cylindrically wound.
  • the cylindrical fiber structure 10 may be used not only for the energy absorbing member supporting the bumper of a vehicle or a turbine blade, but also as a reinforcing material of a fiber reinforced composite material used for other purposes.

Landscapes

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Abstract

　筒状繊維構造体（１０）は、筒状部（１２）と、筒状部（１２）の少なくとも片側にあるフランジ部（１３）とを有し、巻回された織物基材（１１）を賦形することによって形成される。

Description

筒状繊維構造体及び繊維強化複合材
　本開示の技術は、筒状繊維構造体及びその筒状繊維構造体を強化材として備える繊維強化複合材に関する。
　自動車には衝突時における車体及び搭乗者の保護のため、衝突時の衝撃エネルギーを吸収するバンパーが一般に車体の前後に取り付けられている。バンパーは、自動車が障害物と衝突した際に加わる大きな負荷に対して非可逆的にエネルギーを吸収する必要がある。そして、吸収エネルギーを大きくするため、略円筒状の繊維強化樹脂製のエネルギー吸収部材を介してバンパーを支持する構成が提案されている。
　その場合、図２６に示すように、バンパービーム８１は、円筒状のエネルギー吸収部材８２を介してフレーム本体８３に支持される必要がある。しかし、エネルギー吸収部材８２にはフランジが無いため、その両端をバンパービーム８１及びフレーム本体８３に対して取り付ける構造が複雑になる。
　例えば、特許文献１は、タービン翼に適用するセラミック基複合部材として、筒状部の両端にフランジ部を有するセラミック基複合部材を開示している。このセラミック基複合部材に使用されるセラミック繊維製の強化部材は、図２７に示すように、３軸組紐組織で形成された翼形筒状の翼部９１の両端部の一部に切り込みを入れて折曲げた張出部９２と、張出部９２を挟持するセラミック繊維の平織り板９３とを備えている。即ち、このセラミック基複合部材は、筒状部の両端にフランジ部を有する。
　特許文献２は、ドーナツ状の円盤状本体部の内周から突出する円筒部を有する複合材製回転体及びその強化材用円盤状織物を開示している。図２８に示すように、円盤状織物９５は、その中心から放射状に延びる放射状方向糸９６と、中心を取り巻いて螺旋状（渦巻き状）に延びる周方向糸９７とを備え、これら放射状方向糸９６と周方向糸９７とが織成されて構成された円盤状の本体部分９８を備えている。円盤状織物９５の中心部には、周方向糸９７が織り込まれておらず、空孔が形成されており、放射状方向糸９６は、空孔の内周から長く突出して延長部９９を形成している。そして、この円盤状織物９５を複数枚重ねた状態で樹脂が含浸されて複合材製回転体が形成される。
特開２００３－１４８１０５号公報 特開平２－２３４９４４号公報
　特許文献１の構成をエネルギー吸収部材に適用すれば、そのフランジ部においてバンパービーム８１やフレーム本体８３に対してエネルギー吸収部材を取り付けることにより、取り付け構造が簡単になる。しかし、特許文献１の構成では、３軸組紐組織で形成された筒状部の両端に切り込みを入れるとともに、折り曲げてフランジ部を形成している。そのため、特許文献１の構成を繊維強化樹脂の強化材に使用してエネルギー吸収部材を形成した場合、切り込みの部分から亀裂が発生し易く、エネルギー吸収効率が悪くなる。また、３軸組紐組織の場合、圧縮に対応するため軸方向糸の量を増やすと斜方向糸のうねり（クリンプ）が大きくなり、強度が低下する。
　一方、特許文献２の円盤状織物９５を用いて、片側にフランジ部を有するエネルギー吸収部材を形成する場合、筒状部を複数層に形成するためには中心部の空孔の径が異なる円盤状織物９５を層数に対応して形成する必要があり、製造工程が複雑になる。また、筒状部の強化繊維となる糸が自由状態のため、複合材を製造する場合に各糸を整然と配列するのが難しく、強度を高くするのが難しい。
　本開示の目的は、フランジ部を有し、他部材に対する取り付けが容易な筒状繊維強化複合材の強化材として使用した際に、必要な強度を確保することができる筒状繊維構造体を提供すること、及びその筒状繊維構造体を強化材として備える繊維強化複合体を提供することにある。
　本開示の一態様に係る筒状繊維構造体は、筒状部と、前記筒状部の少なくとも片側にあるフランジ部を有し、巻回された織物基材を賦形することによって形成される。ここで、「織物基材」とは、少なくとも延在方向が２方向となるように配列された糸で構成され、少なくとも一部に糸の織り部（交錯部）が存在するものを意味する。なお、この明細書では、「糸」とは、繊維束に撚りを掛けたものに限らず、撚りが掛けられていない繊維束をも含む意味で使用する。
　この構成によれば、筒状繊維構造体は、巻回した織物基材の端の領域を賦形してフランジ部が形成されているため、筒状の組紐組織の端の領域に切り込みを入れてフランジ部を形成した場合と異なり、複合材を形成した場合に、フランジ部と筒状部との境界部から亀裂が発生することが防止される。また、全体が織物基材で構成されているため、繊維強化複合材の筒状部となる糸が自由状態の場合に比べて、複合材を製造する場合に各糸を整然と配列することができる。したがって、フランジ部を有し、他部材に対する取り付けが容易な筒状繊維強化複合材の強化材として使用した際に、必要な強度を確保することができる。
　本開示の一態様に係る繊維強化複合体は、本開示に係る筒状繊維構造体を強化材として備える。
第１の実施形態の筒状繊維構造体の模式斜視図。 図１の筒状繊維構造体を形成する織物基材の織り組織を示す概略平面図。 （ａ）は図１の筒状繊維構造体を形成する織物基材の反物からの切り出し状態を示す模式図、（ｂ）は切り出された織物基材の模式図、（ｃ）は（ｂ）の部分拡大図。 （ａ）は図３の織物基材の賦形に使用する治具の概略斜視図、（ｂ）は図１の筒状繊維構造体のフランジ部の賦形状態を示す模式斜視図。 第２の実施形態の筒状繊維構造体の模式斜視図。 （ａ）は図５の筒状繊維構造体を形成する織物基材の反物からの切り出し状態を示す模式図、（ｂ）は切り出された織物基材の模式図。 （ａ）は図６の織物基材の賦形に使用する治具の断面図、（ｂ）は図５の筒状繊維構造体を形成する際の治具と織物基材との関係を示す模式断面図。 第３の実施形態の筒状繊維構造体の模式斜視図。 図８の筒状繊維構造体の筒状部の厚さ方向に重なる繊維束とステッチ糸との関係を示す模式図。 図８の筒状繊維構造体の筒状部をステッチ糸でステッチする状態を示す模式斜視図。 第４の実施形態の織物基材を示し、（ａ）は強化繊維の配列角度が±４５度の第２織物基材を反物から切り出す状態を示す模式図、（ｂ）は切り出された織物基材の模式図。 第４の実施形態の織物機材を示し、（ａ）は強化繊維の配列角度が０度及び９０度の第１織物基材を反物から切り出す状態を示す模式図、（ｂ）は切り出された織物基材の模式図。 第５の実施形態の筒状繊維構造体の模式斜視図。 図１３の筒状繊維構造体に係り、（ａ）は強化繊維の配列角度が０度及び９０度の第１織物基材を反物から切り出す状態を示す模式図、（ｂ）は切り出された織物基材の模式図。 図１３の筒状繊維構造体に係り、（ａ）は強化繊維の配列角度が±４５度の第２織物基材を反物から切り出す状態を示す模式図、（ｂ）は切り出された織物基材の模式図。 図１３の筒状繊維構造体をエネルギー吸収部材に適用した場合の荷重と変位との関係を示すグラフ。 別の実施形態の織物基材のフランジ部対応部の模式図。 別の実施形態の筒状繊維構造体の模式斜視図。 別の実施形態の筒状繊維構造体の模式斜視図。 別の実施形態の筒状繊維構造体の模式斜視図。 （ａ）は別の実施形態の筒状繊維構造体の模式斜視図、（ｂ）は（ａ）の織物基材の模式斜視図。 別の実施形態の織物基材の模式図。 （ａ）及び（ｂ）は別の実施形態の織物基材の模式図。 （ａ）及び（ｂ）は別の実施形態の織物基材の模式図。 別の実施形態の本縫いを示す模式図 エネルギー吸収部材の取り付け状態を示す模式斜視図。 従来技術を示す模式斜視図。 別の従来技術を示す模式斜視図。
　（第１の実施形態）
　以下、筒状繊維構造体の第１の実施形態を図１～図４にしたがって説明する。
　図１に示すように、筒状繊維構造体１０は、シート状の織物基材１１を巻回するとともにその巻回された織物基材１１を賦形することによって形成され、筒状部１２と、筒状部１２の少なくとも片側（言い換えれば、軸方向一端）にフランジ部１３とを有する。この実施形態では、筒状部１２は、断面円形の筒状に形成され、フランジ部１３を両側（軸方向両端）に有する。「織物基材」とは、少なくとも延在方向が２方向となるように配列された糸で構成され、少なくとも一部に糸の織り部（交錯部）が存在するものを意味する。
　図２に示すように、織物基材１１は、織り組織１４と非織り組織１５とを有する。図３（ａ）に示すように、この実施形態の織物基材１１は、織物基材１１の幅方向の両側に織り組織１４を有し、両織り組織１４によって挟まれた幅方向中央領域に非織り組織１５を有する。織り組織１４はフランジ部１３の径方向幅に対応する所定幅で形成され、非織り組織１５は筒状部１２の軸方向の長さに対応する所定幅で形成されている。即ち、筒状繊維構造体１０の筒状部１２が非織り組織１５で構成され、筒状繊維構造体１０のフランジ部１３が織り組織１４で構成されている。織り組織１４とは、複合材の強化繊維として機能する糸（繊維束）が、少なくとも延在方向が２方向となるように配列され、異なる延在方向の糸の交差部が織り部（交錯部）を構成しているものを意味する。
　詳述すると、図２に示すように、織物基材１１は、糸の配列角度が０度の強化糸１６と、糸の配列角度が９０度の強化糸１７と、糸の配列角度が０度の補助糸１６ａと、糸の配列角度が９０度の補助糸１７ａとを備えている。糸の配列角度とは、織物基材１１の長手方向と、糸の延在方向との成す角度であり、配列角度が０度とは糸の延在方向が織物基材１１の長手方向と平行であり、配列角度が９０度とは糸の延在方向が織物基材１１の長手方向と直交する。即ち、織物の経糸が配列角度０度の糸であり、緯糸が配列角度９０度の糸である。
　強化糸１６及び強化糸１７においてフランジ部１３と対応する部分が織り組織１４を構成し、強化糸１６及び強化糸１７において筒状部１２と対応する部分が非織り組織１５を構成する。織り組織１４は平織りを構成している。強化糸１６及び強化糸１７において筒状部１２と対応する部分では、全ての強化糸１６が強化糸１７に対して同じ側で一平面上に配列され、全ての強化糸１７も強化糸１６に対して同じ側で一平面上に配列されている。図２においては、強化糸１６が強化糸１７の上側に配列されている。
　補助糸１６ａは、筒状部１２と対応する部分に、強化糸１６と隣り合うように配列されている。補助糸１７ａは、筒状部１２と対応する部分だけでなくフランジ部１３と対応する部分まで延びる状態で、強化糸１７と隣り合うように配列されている。補助糸１６ａは、強化糸１７及び補助糸１７ａと交互に織り部（交錯部）を形成するように配列されている。補助糸１７ａは、フランジ部１３と対応する部分では強化糸１６と織り部（交錯部）を形成するように配列され、筒状部１２と対応する部分では強化糸１６及び補助糸１６ａと交互に織り部（交錯部）を形成するように配列されている。そのため、筒状部１２を構成する強化糸１６及び強化糸１７は相互に織り部を形成していないが、補助糸１６ａが強化糸１７及び補助糸１７ａと交互に織り部（交錯部）を形成し、かつ補助糸１７ａが強化糸１６及び補助糸１６ａと交互に織り部（交錯部）を形成するため、強化糸１６及び強化糸１７が所定の位置に保持される。
　織物基材１１を構成する糸（繊維束）は要求性能に応じて適宜選択され、例えば、炭素繊維、ガラス繊維、セラミック繊維、金属繊維等の無機繊維、あるいは、高強度の有機繊維であってよい。高強度の有機繊維としては、アラミド繊維、ポリ－ｐ－フェニレンベンゾビスオキサゾール繊維、ポリアリレート繊維、及び超高分子量ポリエチレン繊維等が挙げられる。例えば、繊維強化複合材料に対する剛性及び強度の要求性能が高い場合は、炭素繊維が好ましい。繊維束に安価なガラス繊維を用いると低コストとなる。
　次に筒状繊維構造体１０の製造方法を説明する。
　先ず、図３（ａ）に示すように、幅方向の両側に織り組織１４を有する反物５０から織物基材１１を切り出す。図３（ｂ）に示すように、織物基材１１は、矩形状の筒状部対応部１１ａと、その幅方向両側に連続して形成された台形状のフランジ部対応部１１ｂとを備えている。各フランジ部対応部１１ｂの両端に存在する三角形状の部分は、図３（ｃ）に示すように、緯糸が除去されて経糸のみとなっている。ここで、フランジ部対応部１１ｂの緯糸とは、配列角度９０度の強化糸１７及び補助糸１７ａを意味し、フランジ部対応部１１ｂの経糸とは配列角度０度の強化糸１６を意味する。
　図４（ａ）に示す治具（賦形型）５１は、織物基材１１の巻回及びフランジ部１３の賦形に使用される。治具（賦形型）５１は、２分割可能な円筒状の外側治具５１ａと、外側治具５１ａの内側に配置されて、外側治具５１ａと共同して織物基材１１を挟持可能な円柱状の内側治具５１ｂとを備えている。外側治具５１ａは内径が筒状繊維構造体１０の外径に対応するように形成されており、内側治具５１ｂは外径が筒状繊維構造体１０の内径に対応するように形成されている。
　この治具５１を使用して、織物基材１１を円筒状に巻回するとともにフランジ部１３の賦形を行う。
　先ず、内側治具５１ｂの外側に織物基材１１をその筒状部対応部１１ａにおいて巻回する。この状態では、フランジ部対応部１１ｂが内側治具５１ｂの両端から突出した状態になる。次に内側治具５１ｂに巻回された織物基材１１の筒状部対応部１１ａの外側に外側治具５１ａを被せて、内側治具５１ｂ及び外側治具５１ａによって筒状部対応部１１ａを挟持した状態で、図示しない支持装置で治具５１を保持する。支持装置は、内側治具５１ｂの端面に形成された図示しない凹部で内側治具５１ｂを支持し、外側治具５１ａを外側から支持する。
　次に図４（ｂ）に示すように、治具５１に挟持された織物基材１１のフランジ部対応部１１ｂの賦形を行う。フランジ部対応部１１ｂの賦形は、例えば、マニピュレータにより、先ず治具５１の一方の端から突出するフランジ部対応部１１ｂに対して、フランジ部対応部１１ｂを構成する強化糸１７及び補助糸１７ａの間隔を径方向外側に向かう程広くなるように拡げながら、外側に折り曲げることで行う。賦形が完了したフランジ部対応部１１ｂの重なり部（織物基材１１同士が重なった部分）は、接着剤又はステッチにより固定される。次に治具５１の他方の端から突出するフランジ部対応部１１ｂに対しても同様にフランジ部対応部１１ｂの賦形を行い、賦形が完了したフランジ部対応部１１ｂの重なり部を接着剤又はステッチにより固定して、筒状繊維構造体１０の製造が完了する。
　前記のように構成された筒状繊維構造体１０は、繊維強化複合材の強化材として使用される。筒状繊維構造体１０は、例えば、ＲＴＭ法によりマトリックス樹脂が含浸硬化されて繊維強化複合材となる。具体的には、外側治具５１ａ及び内側治具５１ｂが取り外された筒状繊維構造体１０を、成形型のキャビティに収容した状態で成型型のキャビティを閉じてキャビティ内を減圧する。次に、キャビティ内を真空に近い状態にした後、未硬化の熱硬化性樹脂をキャビティ内に注入し、樹脂の注入後に加熱して樹脂を硬化させることにより繊維強化複合材が製造される。熱硬化性樹脂としては、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等を使用することができる。
　この実施形態によれば、以下に示す利点を得ることができる。
　（１）筒状繊維構造体１０は、シート状の織物基材１１を巻回するとともに、その巻回した織物基材１１を賦形することによって形成され、筒状部１２の少なくとも片側にフランジ部１３を有する。そのため、筒状の組紐組織の端部に切り込みを入れてフランジ部を形成した場合と異なり、複合材を形成した場合に、フランジ部１３と筒状部１２との境界部から亀裂が発生することが防止される。また、全体が織物基材１１で構成されているため、繊維強化複合材の筒状部となる糸が自由状態の場合に比べて、複合材を製造する場合に各糸を整然と配列することができる。したがって、フランジを有し、他部材に対する取り付けが容易な筒状繊維強化複合材の強化材として使用した際に、必要な強度を確保することができる。
　（２）フランジ部１３は織り組織１４で構成され、筒状部１２は非織り組織１５で構成されている。そのため、筒状繊維構造体１０は、筒状部１２を構成する強化繊維（強化糸１６，１７）にクリンプがないため、フランジ部１３及び筒状部１２が共に織り組織１４で構成されている場合に比べて、複合材を構成した場合に、複合材の強度及び剛性に優れる。
　（３）筒状繊維構造体１０は、筒状部１２の両側にフランジ部１３を有し、筒状部１２を構成する強化糸１６，１７が非織り組織１５で構成されている。したがって、筒状繊維構造体１０を強化基材とした複合材（繊維強化樹脂）を、衝撃吸収用の複合材、例えば、車両のバンパーを支持するエネルギー吸収部材として使用した場合、取り付けが容易で衝撃エネルギーを効率良く吸収することができる。
　（第２の実施形態）
　次に、第２の実施形態を図５～図７にしたがって説明する。この実施形態は、筒状部１２の内側に、織物基材２１で形成された補強部１８が設けられている点が、第１の実施形態の筒状繊維構造体１０と異なっており、他の構成は、基本的に第１の実施形態の筒状繊維構造体１０と同じである。第１の実施形態と同一部分は同一符号を付して詳しい説明を省略する。
　図５に示すように、補強部１８の織物基材２１は、筒状部１２及びフランジ部１３を形成する織物基材１１において筒状部１２に対応する筒状部対応部１１ａの巻回内側端１１ｄに連続している。織物基材２１は、筒状部１２の径方向に延びるように設けられている。織物基材２１は、筒状部１２における織物基材１１の筒状部対応部１１ａに連続する位置と反対側において、筒状部１２の内面に沿って固定される固定部２１ａを有する。固定部２１ａは、図示しない接着剤又はステッチにより筒状部１２の内面に固定されている。
　次に筒状繊維構造体１０の製造方法を説明する。
　図６（ａ），（ｂ）に示すように、筒状部１２及びフランジ部１３を構成する織物基材１１と、補強部１８を構成する織物基材２１とは反物５０から一体に切り出されて製作される。織物基材２１は、筒状部対応部１１ａと同じ幅で、筒状部対応部１１ａに連続して形成されている。織物基材２１は、筒状部１２の内径と、固定部２１ａの長さとの和の長さに形成されている。
　筒状繊維構造体１０を製造する場合、治具５１の内側治具５１ｂの構造は、第１の実施形態の内側治具５１ｂと異なる。図７（ａ）に示すように、治具５１は、外側治具５１ａ及び内側治具５１ｂの両者ともに２分割されている。即ち、内側治具５１ｂは半円柱状に形成されるとともに、両端面に図示しない凹部が形成されている。
　そして、図７（ｂ）に示すように、織物基材２１の固定部２１ａが内側治具５１ｂの周面に沿うように織物基材２１を２つの内側治具５１ｂで挟持した状態で、織物基材１１の筒状部対応部１１ａを２つの内側治具５１ｂの周面に巻回する。次に内側治具５１ｂに巻回された織物基材１１の筒状部対応部１１ａの外側に外側治具５１ａを被せて、筒状部対応部１１ａを内側治具５１ｂ及び外側治具５１ａによって挟持した状態で、図示しない支持装置で治具５１を保持する。次に、第１の実施形態と同様に、治具５１に挟持された織物基材１１のフランジ部対応部１１ｂの賦形を、例えば、マニピュレータにより行う。なお、図７（ｂ）においては、治具５１と織物基材１１及び織物基材２１との関係を分かり易くするため、治具５１と織物基材１１，２１との間及び織物基材１１の重なり部に隙間を設けている。
　この実施形態によれば、第１の実施形態の（１）～（３）に記載の利点に加えて以下の利点を得ることができる。
　（４）筒状繊維構造体１０は、筒状部１２の内側に、織物基材２１で形成された補強部１８が設けられている。この構成によれば、筒状繊維構造体１０を衝撃吸収用の複合材として使用した場合に、補強部１８が存在しない場合に比べて衝撃エネルギー吸収量の増加を図ることや座屈の防止を図ることができる。また、タービンブレードのように大きな空力を受ける状態で使用される複合材として筒状繊維構造体１０を使用した場合、空力による変形防止を図ることができる。
　（５）補強部１８の織物基材２１は、筒状部１２及びフランジ部１３を形成する織物基材１１の筒状部対応部１１ａの巻回内側端１１ｄに連続している。この構成によれば、織物基材１１と別体の織物基材２１で補強部１８を形成した後、筒状部１２に一体化する構成に比べて、補強部１８を所定の位置に設けることが容易になる。
　（第３の実施形態）
　次に、第３の実施形態を図８～図１０にしたがって説明する。この実施形態では、筒状部１２の複数層に重なった織物基材１１がステッチ糸２２で縫い合わされて三次元化されている点が第１の実施形態と異なっている。第１の実施形態と同一部分は同一符号を付して詳しい説明を省略する。
　図８及び図９に示すように、筒状繊維構造体１０は、筒状部１２において複数層に重なった織物基材１１がステッチ糸２２による本縫いで縫い合わされて三次元化されている。図９に示すように、ステッチ糸２２は、織物基材１１の複数層に重なった部分を貫通して折り返す貫通糸２２ａと、織物基材１１の貫通糸２２ａが折り返す部分を貫通して配列されて貫通糸２２ａの織物基材１１からの抜け止めを行う抜け止め糸２２ｂとを含んでいる。貫通糸２２ａは、筒状部１２の周方向に沿って所定ピッチで縫い込まれ、抜け止め糸２２ｂは筒状部１２の内面側において筒状部１２の軸方向と平行に配列されている。なお、本縫いとは、第１糸（上糸）及び第２糸（下糸）の２本の糸を用い、第１糸のループに第２糸が交差する状態となる縫い方を意味し、この実施形態では貫通糸２２ａが第１糸に相当し、抜け止め糸２２ｂが第２糸に相当する。
　次に、ステッチ方法を説明する。筒状部１２の両端部にフランジ部１３を有する筒状繊維構造体１０は、図１０に示すように、筒状部１２が上下方向に延びる状態で図示しない支持装置により支持した状態でステッチされる。
　貫通糸２２ａの挿入装置は、筒状部１２の軸方向（図１０の上下方向）に１列に配列された複数本の貫通糸挿入針２３を備え、複数本の貫通糸挿入針２３は、同時に往復移動されて、貫通糸２２ａを同時にそれぞれ挿入する。貫通糸挿入針２３は、貫通糸２２ａが筒状部１２を外側から貫通した後、内側部にループ部（図示せず）を形成して折り返すように、貫通糸２２ａを挿入する。
　また、抜け止め糸２２ｂの挿入装置は、１本の抜け止め糸針２４を備えている。抜け止め糸針２４は、筒状部１２の上方の待機位置に配置され、複数本の貫通糸挿入針２３により筒状部１２の内側に一列に形成された貫通糸２２ａのループ部を貫通する往復移動が可能である。抜け止め糸針２４は、待機位置から貫通糸２２ａのループ部を貫通して往動し、復動時には、筒状部１２の下方に設けられた抜け止め糸供給部２５に連なる抜け止め糸２２ｂを抜け止め糸針２４の先端に掛止した状態で移動して、抜け止め糸２２ｂを貫通糸２２ａのループ内に折り返し状に挿通する。その後、張力調整部（図示せず）の作用により貫通糸２２ａが引き戻され、筒状部１２に挿入された貫通糸２２ａが抜け止め糸２２ｂにより抜け止めされた状態で締付けられて、貫通糸２２ａの１回の挿入サイクルが完了する。貫通糸２２ａの１回の挿入サイクルが完了する毎に、筒状部１２と、貫通糸挿入針２３、抜け止め糸針２４及び抜け止め糸供給部２５とが相対回動されて、筒状部１２が順次ステッチされ、図８に示す筒状繊維構造体１０が製造される。なお、抜け止め糸針２４はその先端に図示しないベラを有し、抜け止め糸針２４が貫通糸２２ａのループを貫通して移動する際に、ループを引っ掛けないようになっている。
　この実施形態によれば、第１の実施形態の（１）～（３）に記載の利点に加えて以下の利点を得ることができる。
　（６）筒状部１２は複数層に重なった織物基材１１がステッチ糸２２で縫い合わされて三次元化されているため、複数層に重なった織物基材１１がステッチ糸２２で縫い合わされていない構成に比べて、筒状繊維構造体１０を衝撃吸収用の複合材として使用した場合に、エネルギー吸収特性が向上する。また、筒状部１２の内側の熱を外側へ伝達して逃がす必要がある複合材として筒状繊維構造体１０を使用した場合、板厚方向に延びる繊維が存在することにより、板厚方向への熱伝導が良くなって、高温側の熱を逃がし易くなる。
　（７）ステッチ糸２２は、貫通糸２２ａ及び抜け止め糸２２ｂにより、貫通糸２２ａのループに抜け止め糸２２ｂが交差する状態となる本縫い方式で織物基材１１を縫い合わせている。そのため、単環縫いのように１本の糸で形成されたループが互いに連続して鎖目となる方式に比べて、ステッチ糸が簡単に縫い解けることが防止される。
　（第４の実施形態）
　次に、第４の実施形態を図１１及び図１２にしたがって説明する。この実施形態の筒状繊維構造体１０は、筒状部１２を形成する織物基材として、強化繊維としての糸の配列角度が０度及び９０度の第１織物基材１１と、強化繊維としての糸の配列角度が＋４５度及び－４５度の第２織物基材３１との２種類を含んでいる点が第１の実施形態と異なっている。第１の実施形態と同一部分は同一符号を付して詳しい説明を省略する。なお、「糸の配列角度」とは、織物基材が巻回された状態における周方向に相当する方向と、糸の延在方向との成す角度を意味する。
　強化繊維としての糸の配列角度が＋４５度及び－４５度の第２織物基材３１は、図１１（ａ），（ｂ）に示すように、強化繊維としての糸の配列角度が０度及び９０度の非織り組織１５で構成された反物６０から切り出されて形成される。第２織物基材３１は、第２織物基材３１の長手方向が反物６０の長手方向と４５度の角度をなす状態となるように切り出すことで形成される。第２織物基材３１の幅は図１２（ａ），（ｂ）に示す第１織物基材１１の筒状部対応部１１ａの幅と同じに形成され、第２織物基材３１の長さは筒状部対応部１１ａの長さと同じに形成されている。
　強化繊維としての糸の配列角度が０度及び９０度の第１織物基材１１は、図１２（ａ），（ｂ）に示すように、反物５０から切り出されて形成される。反物５０は、幅方向の両側に織り組織１４を有し、両織り組織１４によって挟まれた幅方向中央領域に非織り組織１５を有する。第１織物基材１１は、第１の実施形態の織物基材１１と同様に、筒状部対応部１１ａと、フランジ部対応部１１ｂとを有する。
　筒状繊維構造体１０を製造する場合は、第１の実施形態の場合と同様な治具５１を用いて、先ず第１織物基材１１の筒状部対応部１１ａに第２織物基材３１を重ねた状態で、第２織物基材３１が外側になるように内側治具５１ｂに巻回する。次に外側治具５１ａを第２織物基材３１の外側に被せて、第１及び第２織物基材１１，３１を外側治具５１ａ及び内側治具５１ｂで挟持する。そして、第１の実施形態と同様にして、治具５１の両端から突出しているフランジ部対応部１１ｂを賦形して筒状繊維構造体１０を形成する。その結果、得られた筒状繊維構造体１０は、強化繊維としての糸の配列角度が０度及び９０度の層と、強化繊維としての糸の配列角度が＋４５度及び－４５度の層とが交互に積層された状態となる。
　この実施形態によれば、第１の実施形態の（１）～（３）に記載の利点に加えて以下の利点を得ることができる。
　（８）筒状繊維構造体１０の筒状部１２は、強化繊維としての糸の配列角度が０度及び９０度の第１織物基材１１と、強化繊維としての糸の配列角度が＋４５度及び－４５度の第２織物基材３１とを備えている。この構成によれば、強化繊維としての糸の配列角度が０度及び９０度の織物基材１１のみで筒状部１２を形成した場合に比べて、複合材を構成した場合に、面内の剛性を高めて座屈を抑制することができる。
　（第５の実施形態）
　次に、第５の実施形態を図１３～図１６にしたがって説明する。この実施形態の筒状繊維構造体１０は、筒状部１２がテーパー状に形成されている点が第４の実施形態と異なっている。第４の実施形態と同一部分は同一符号を付して詳しい説明を省略する。
　図１３に示すように、筒状繊維構造体１０は、筒状部１２の内径が一定で、外径が段階的に変化することにより、肉厚が一端から他端に向かって段階的に変化している。
　筒状繊維構造体１０の構成要素である、強化繊維としての糸の配列角度が０度及び９０度の第１織物基材１１は、図１４（ａ），（ｂ）に示すように、反物５０から切り出されて形成される。反物５０は、幅方向の両側に織り組織１４を有し、両織り組織１４によって挟まれた幅方向中央領域に非織り組織１５を有する。第１織物基材１１は、第４の実施形態の第１織物基材１１と同様に、筒状部対応部１１ａ及びフランジ部対応部１１ｂを有する。また、第１織物基材１１は、幅が一定である筒状部対応部１１ａに連続して、幅が次第に狭くなるテーパー部対応部１１ｃを有する。
　筒状繊維構造体１０の構成要素である、強化繊維としての糸の配列角度が＋４５度及び－４５度の第２織物基材３１は、図１５（ａ），（ｂ）に示すように、反物６０から切り出されて形成される。反物６０は、強化繊維としての糸の配列角度が０度及び９０度の非織り組織１５で構成されている。第２織物基材３１は、第２織物基材３１の長手方向が反物６０の長手方向と４５度の角度をなす状態となるように切り出すことで形成される。第２織物基材３１は、筒状部対応部３１ａと、筒状部対応部３１ａに連続するテーパー部対応部３１ｃとを有する。筒状部対応部３１ａの幅及び長さは、第１織物基材１１の筒状部対応部１１ａの幅及び長さとそれぞれ同じである。テーパー部対応部３１ｃの幅及び長さは、第１織物基材１１のテーパー部対応部１１ｃの幅及び長さとそれぞれ同じである。
　筒状繊維構造体１０を製造する場合は、第１の実施形態の場合とほぼ同様な治具５１を用いて、先ず、第１織物基材１１の筒状部対応部１１ａ及びテーパー部対応部１１ｃに第２織物基材３１の筒状部対応部３１ａ及びテーパー部対応部３１ｃを重ねた状態で、第２織物基材３１が外側になるように内側治具５１ｂに巻回する。次に外側治具５１ａを第２織物基材３１の外側に被せて、第１及び第２織物基材１１，３１を外側治具５１ａ及び内側治具５１ｂで挟持する。そして、第１の実施形態と同様にして、治具５１の両端から突出しているフランジ部対応部１１ｂを賦形して筒状繊維構造体１０を形成する。その結果、得られた筒状繊維構造体１０の筒状部１２は、強化繊維としての糸の配列角度が０度及び９０度の層と、強化繊維としての糸の配列角度が＋４５度及び－４５度の層とが交互に積層され、かつ筒状部１２の内径が一定で、外径が段階的に変化することにより、肉厚が一端側から他端側に向かって段階的に変化した状態となる。
　この実施形態によれば、第１の実施形態の（１）～（３）及び第４の実施形態の（８）に記載の利点に加えて以下の利点を得ることができる。
　（９）筒状繊維構造体１０は、筒状部１２がテーパー状に形成されているため、衝撃吸収用の複合材として使用された場合に、筒状部１２の径及び肉厚が一定の構成に比べて、エネルギー吸収特性が良好になる。具体的には、荷重と変位との関係が、図１６に示すグラフのように、圧縮荷重に比例して変位が次第に上昇した後、一定荷重で変位が大きくなる。
　（１０）筒状部１２は、その内径が一定で、外径が段階的に変化することにより、肉厚が一端から他端に向かって段階的に変化することでテーパー状に形成されている。したがって、例えば、螺旋織物を巻回して肉厚が一定なテーパー状の筒状部１２を形成する場合と異なり、根元部（径の大きい側）に向かって繊維の密度が小さくならず、エネルギー吸収特性がより改善される。また、第１及び第２織物基材１１，３１が螺旋織物を使用せずに形成できるため、螺旋織物を使用する場合に比べて、製造が簡単になる。
　実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、本開示の技術を次のように具体化してもよい。
　図１７に示すように、織物基材１１のフランジ部対応部１１ｂを構成する強化糸１６，１７のうち、フランジ部１３が形成された状態において周方向に沿って延びる糸、即ち強化糸１６は、フランジ部１３の径方向外側（図１７の上側）に配列される糸ほど太い糸が使用されてもよい。これにより、フランジ部１３の周方向に沿って延びる強化糸１６の径方向における配置密度が径方向外側程大きくなる。一方、フランジ部１３の径方向に沿って延びる強化糸１７の周方向における配置密度は径方向外側程小さいため、結果としてフランジ部１３における強化糸１６，１７の配置密度の粗密差を抑制することができる。
　フランジ部１３の周方向に沿って延びる糸、即ち強化糸１６は、径方向における配列ピッチが径方向外側程密になるように配列されてもよい。この場合も、フランジ部１３における強化糸１６，１７の配置密度の粗密差を抑制することができる。
　図１８に示すように、筒状部１２がテーパー状に形成されている筒状繊維構造体１０は、筒状部１２の肉厚が一定で、筒状部１２の径が一端から他端に向かって次第に変化する構成としてもよい。この筒状繊維構造体１０は、織物基材として螺旋織物を使用することにより、製造することができる。なお、図１８においては、織物基材の重なり部の図示を省略している。すなわち、「テーパー状に形成されている」とは、筒状部の肉厚が一定で、径が一端から他端に向かって次第に変化する場合と、筒状部の内径が一定で、外径が段階的に変化することにより、肉厚が一端から他端に向かって段階的に変化する場合の両方を含む。
　筒状部１２は円筒状やテーパー筒状に限らず、筒状繊維構造体１０の使用目的に対応して適宜変更してもよい。例えば、筒状繊維構造体１０をタービンブレード用の複合材の強化材として使用する場合は、図１９に示すように、筒状部１２を、一部に内側に凸の曲面部を有する形状としてもよい。この場合、３軸組紐組織で構成された場合に比べて、筒状部１２を構成する強化糸のクリンプ量が少ないため、複合材を構成した状態で表面の凹凸が小さくなり、座屈を抑制することができる。また、外力による変形量が小さいため、気流の安定した流れを確保することができる。また、複合材をＣＭＣ材（セラミック・マトリックス・コンポジット）とした場合、破壊までの歪み量の小さい（脆い）ＣＭＣ材の破壊を抑制することができる。
　図２０に示すように、筒状繊維構造体１０は、フランジ部１３より突出する位置決め筒部２６を有してもよい。筒状繊維構造体１０で複合材を形成した場合、複合材を他の部材に取り付けるには、複合材を所定の位置に位置決めした状態で固定する必要がある。筒状繊維構造体１０がフランジ部１３より突出する位置決め筒部２６を有していれば、複合材を被取付け部に取り付ける際に、位置決め筒部２６が被取付け部に設けられた位置決め凸部あるいは位置決め凹部に嵌合して位置決めされた状態で、フランジ部１３において取り付けることができる。したがって、位置決め筒部が存在しない場合に比べて、複合部材を目的の位置に取り付けることが容易になる。
　第２の実施形態のように、織物基材２１で形成された補強部１８を筒状部１２の内側に設ける場合、図２１（ｂ）に示すように、補強部１８を、筒状部１２及びフランジ部１３を形成する織物基材１１と別体として準備してもよい。この場合、固定部２１ａを有する織物基材２１を形成した後、図２１（ａ）に示すように、固定部２１ａにおいて筒状部１２に補強部１８を一体化してもよい。補強部１８と筒状部１２との一体化は、接着剤やステッチによって行われる。この場合、筒状繊維構造体１０を形成した後に、必要に応じて補強部１８を取り付けることができる。
　織り組織１４と非織り組織１５とを有する織物基材１１において、非織り組織１５を構成する強化糸１６，１７が所定の位置に保持される構成は、補助糸１６ａ，１７ａとともに織り組織を形成する構成に限らない。例えば、図２２に示すように、補助糸１６ａ，１７ａを使用せずに、強化糸１６と強化糸１７とをその交差部においてバインダーにより接着してもよい。交差部の全てにおいてバインダーで接着する必要はなく、筒状繊維構造体１０を取り扱う際に、形状保持ができる状態であればよい。
　織物基材１１は、強化糸１６，１７の非織り組織１５で構成される筒状部対応部１１ａと、強化糸１６，１７の織り組織１４で構成されるフランジ部対応部１１ｂとを備える必要はない。例えば、第４の実施形態において、強化糸１６，１７のみで平織りされた図２３（ｂ）に示す反物から織物基材１１を切り出すとともに、その反物から、配列角度が＋４５度の強化糸１９ａと、配列角度が－４５度の強化糸１９ｂとからなる図２３（ａ）に示す織物基材３１を切り出してもよい。
　第４の実施形態や第５の実施形態において、強化糸１６，１７のみがバインダーで接着されて構成された図２４（ｂ）に示す反物から、配列角度が＋４５度の強化糸１９ａと、配列角度が－４５度の強化糸１９ｂとからなる図２４（ａ）に示す第２織物基材３１を切り出してもよい。強化糸１６，１７は全ての交差部がバインダーで接着される必要はなく、筒状繊維構造体１０を取り扱う際に、形状保持ができる状態であればよい。
　ステッチ糸２２が構成する本縫いは、下糸に相当する抜け止め糸２２ｂが真っ直ぐに延びていなくてもよい。例えば、図２５に示す一般的な本縫いのように、上糸に相当する貫通糸２２ａと抜け止め糸２２ｂとが、織物基材１１の厚さ方向の略中央でそれぞれ折り返しており、縫い目の表裏が同じで、かつ縫い目構成が１縫い目ごとに独立していてもよい。
　ステッチ糸２２に吸水性が無く、強度が高い繊維、例えば、ガラス繊維や炭素繊維を使用すると、吸水性の有る有機繊維を使用した場合に比べてエネルギー吸収特性が良くなる。
　筒状繊維構造体１０をタービンブレードに使用する場合、強化繊維及びステッチ糸２２にはセラミック繊維を使用するのが好ましい。そして、複合材はＣＭＣとなるため、成形時にマトリックスの収縮が大きく、特に角部に割れが発生し易いが、三次元化することで収縮による変形を抑え、成形時の割れを防止することができる。
　補強部１８は、筒状部１２の径方向に延びるプレート状の構造に限らない。例えば、補強部１８を波状に折り曲げられた織物基材で形成したり、織物基材を筒状に巻回したりしてもよい。
　筒状繊維構造体１０は、車両のバンパーを支持するエネルギー吸収部材やタービンブレードに限らず、他の目的で使用される繊維強化複合材の強化材に使用してもよい。

Claims (12)

  1. 　筒状部と、
    　前記筒状部の少なくとも片側にあるフランジ部と、を有し、
    　巻回された織物基材を賦形することによって形成される筒状繊維構造体。
  2. 　前記フランジ部は織り組織で構成され、前記筒状部は非織り組織で構成されている請求項１に記載の筒状繊維構造体。
  3. 　前記筒状部の内側に設けられ、織物基材で形成された補強部を更に備える請求項１又は請求項２に記載の筒状繊維構造体。
  4. 　前記筒状部及び前記フランジ部を形成する前記織物基材は、前記筒状部に対応する筒状部対応部を有し、該筒状部対応部は、前記筒状部を形成すべく筒状部対応部が巻回されたときに径方向内側に配置される巻回内側端を有し、
    　前記補強部の織物基材は、前記巻回内側端に連続している請求項３に記載の筒状繊維構造体。
  5. 　前記筒状部は、複数層に重なった前記織物基材がステッチ糸で縫い合わされて三次元化されている請求項１～請求項４のいずれか１項に記載の筒状繊維構造体。
  6. 　前記筒状部を形成する織物基材は、強化繊維としての糸の配列角度が０度及び９０度の第１織物基材と、強化繊維としての糸の配列角度が＋４５度及び－４５度の第２織物基材とを含む請求項１～請求項５のいずれか１項に記載の筒状繊維構造体。
  7. 　前記フランジ部を形成する織物基材の部分は、周方向に沿って延びるとともに径方向に配列される複数の糸を有し、該糸は前記フランジ部の径方向外側に配列される糸ほど太い請求項１～請求項６のいずれか１項に記載の筒状繊維構造体。
  8. 　前記フランジ部を形成する織物基材の部分は、周方向に沿って延びるとともに径方向に配列される複数の糸を有し、該糸の配列ピッチが径方向外側程密である請求項１～請求項６のいずれか１項に記載の筒状繊維構造体。
  9. 　前記筒状部はテーパー状に形成されている請求項１～請求項８のいずれか１項に記載の筒状繊維構造体。
  10. 　前記筒状部の肉厚が該筒状部の一端から他端に向かって段階的に変化している請求項９に記載の筒状繊維構造体。
  11. 　前記フランジ部より突出する位置決め筒部を更に有する請求項１～請求項１０のいずれか１項に記載の筒状繊維構造体。
  12. 　請求項１～請求項１１のいずれか１項に記載の筒状繊維構造体を強化材として備える、繊維強化複合材。
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