WO2016084575A1 - 繊維構造体及び繊維強化複合材 - Google Patents

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WO2016084575A1
WO2016084575A1 PCT/JP2015/081208 JP2015081208W WO2016084575A1 WO 2016084575 A1 WO2016084575 A1 WO 2016084575A1 JP 2015081208 W JP2015081208 W JP 2015081208W WO 2016084575 A1 WO2016084575 A1 WO 2016084575A1
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神谷　隆太
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株式会社 豊田自動織機
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Definitions

  • the present invention relates to a fiber structure and a fiber-reinforced composite material formed by impregnating the fiber structure with a matrix resin.
  • Fiber reinforced composite materials are widely used as lightweight structural materials.
  • a textile fiber structure as a reinforced base material for fiber reinforced composite materials.
  • a composite material formed from the fiber structure and the matrix resin is used as a structural material for rockets, aircraft, automobiles, ships, and buildings.
  • the fiber structure 80 of Patent Document 1 has a T-shape coupled to the substrate portion 81 by a flat substrate portion (main plate portion) 81 and a thickness direction thread 83.
  • the rib (sub-plate part) 82 is provided.
  • the T-shaped rib 82 includes two L-shaped fiber structures 82a coupled to each other.
  • the thickness direction thread 83 is passed through the portion of the rib 82 that is overlapped with the substrate portion 81.
  • the portion of the rib 82 through which the thickness direction yarn 83 is passed causes an increase in the weight of the fiber structure 80 and an increase in material cost.
  • Patent Document 2 discloses a method of manufacturing a main plate portion and a sub plate portion intersecting with the main plate portion from a plurality of fiber layers woven in advance. As shown in FIG. 6B, in the manufacturing method disclosed in Patent Document 2, first, a fiber layer 90 that forms a horizontal main plate portion, and a sub plate portion that is perpendicular to the main plate portion are configured. The fiber layer 91 is integrally woven. The two fiber layers 90 and 91 are formed by weaving warps and wefts, respectively. By opening the fabric from the intersection of the two fiber layers 90 and 91, a main plate portion and a sub plate portion are formed, and a fiber structure having a desired shape is manufactured.
  • An object of the present invention is to provide a fiber structure and a fiber reinforced composite material capable of suppressing an increase in weight and a decrease in strength at an intersection.
  • a fiber structure for solving the above problems includes a main plate portion made of a multilayer fabric in which a plurality of fiber layers including main plate warps and main plate wefts are laminated, and a fiber layer including sub-plate warps and sub-plate wefts. And a sub-plate portion made of a multi-layered fabric, and the main plate portion and the sub-plate portion are woven together in a state where they intersect.
  • the volume density of the main plate wefts and the sub-plate wefts is smaller at the intersections between the main plate part and the sub-plate parts than at the parts other than the intersections.
  • the perspective view which shows the fiber reinforced composite material of one Embodiment.
  • Sectional drawing which shows a main-plate part, a subplate part, and an intersection.
  • (A) is a perspective view showing a main plate portion precursor and a sub plate portion precursor crossing each other
  • (b) shows a main plate portion precursor and a sub plate portion precursor standing up with respect to the main plate portion precursor.
  • Perspective view Sectional drawing which shows the fiber structure of another example which made the weft thin. Sectional drawing which shows the further another example of a fiber structure.
  • (A) And (b) is a figure which shows background art.
  • the fiber reinforced composite material M is formed by impregnating a fiber structure W with a matrix resin Ma.
  • the fiber structure W includes a rectangular flat plate-shaped main plate portion 11 and a rectangular flat plate-shaped sub-plate portion 21 orthogonal to the main plate portion 11.
  • the main plate portion 11 and the sub plate portion 21 are woven together.
  • the sub plate portion 21 functions as a reinforcing rib of the main plate portion 11.
  • the fiber structure W is T-shaped.
  • the main plate portion 11 is made of a multi-layer woven fabric configured by laminating a plurality of main plate fiber layers 10 (four layers). Each main plate fiber layer 10 is formed by weaving a plurality of main plate warps 12 made of reinforcing fibers and a plurality of main plate wefts 13 made of reinforcing fibers.
  • “Reinforcing fiber” means a fiber bundle that plays a role of reinforcing the matrix resin Ma of the fiber reinforced composite material M when the main plate portion 11 is used as a fiber base material of the fiber reinforced composite material M.
  • carbon fiber is used as the reinforcing fiber, and the main plate warp 12 and the main plate weft 13 are the same yarn formed of the same carbon fiber.
  • the plurality of main plate warps 12 are formed of fiber bundles and arranged in parallel with each other, and the plurality of main plate wefts 13 are also formed of fiber bundles and are parallel to each other and intersect (orthogonal) with the main plate warps 12. It is arranged with straightness in the direction.
  • Each main plate fiber layer 10 is formed by plain weaving of main plate warps 12 and main plate wefts 13.
  • the main plate portion 11 has flat surfaces 11 a at both ends in the stacking direction of the main plate fiber layer 10. Each flat surface 11 a is formed in a rectangular shape by the surfaces of a plurality of main plate warps 12 and a plurality of main plate wefts 13.
  • the sub-plate portion 21 is made of a multi-layer woven fabric configured by laminating a plurality of sub-plate fiber layers 20 (four layers). Each sub-plate fiber layer 20 is formed by weaving a plurality of sub-plate warps 22 made of reinforcing fibers and a plurality of sub-plate wefts 23 made of reinforcing fibers.
  • “Reinforcing fiber” means a fiber bundle that plays a role of reinforcing the matrix resin Ma of the fiber reinforced composite material M when the sub-plate portion 21 is used as a fiber base material of the fiber reinforced composite material M.
  • carbon fiber is used as the reinforcing fiber, and the sub-plate warp 22 and the sub-plate weft 23 are the same yarn formed of the same carbon fiber.
  • the plurality of sub-plate warps 22 are made of fiber bundles and arranged in parallel with each other, and the plurality of sub-plate warps 23 are also made of fiber bundles and are parallel to each other and intersect with the sub-plate warps 22 ( It is arranged with straightness in the direction of (orthogonal).
  • Each sub-plate fiber layer 20 is formed by plain weave of sub-plate warps 22 and sub-plate wefts 23.
  • the sub-plate portion 21 has flat surfaces 21 a at both ends in the stacking direction of the sub-plate fiber layer 20.
  • Each flat surface 21 a is formed in a rectangular shape by the surfaces of a plurality of sub-plate warps 22 and a plurality of sub-plate wefts 23.
  • the direction in which the main plate warp 12 extends in the main plate portion 11 is the X direction of the fiber structure W
  • the direction in which the sub plate warp 22 extends in the sub plate portion 21 is the Z direction of the fiber structure W.
  • a direction in which the main plate weft 13 and the sub plate weft 23 extend in the main plate portion 11 and the sub plate portion 21 is defined as a Y direction of the fiber structure W.
  • the X direction and the Y direction are orthogonal
  • the Y direction and the Z direction are orthogonal
  • the X direction and the Z direction are orthogonal. Therefore, in the fiber structure W, the direction (Z direction) in which the sub-plate warp 22 extends in the sub-plate portion 21 is orthogonal to the direction (X direction) in which the main-plate warp 12 extends in the main plate portion 11.
  • the Z direction is the stacking direction of the main plate fiber layers 10
  • the main plate portion 11 has flat surfaces 11 a at both ends in the Z direction.
  • the X direction is the stacking direction of the sub-plate fiber layers 20
  • the sub-plate portion 21 has flat surfaces 21 a at both ends in the X direction.
  • the plane 11a of the main plate portion 11 and the plane 21a of the sub plate portion 21 are orthogonal (intersect).
  • the warp 12 for main plate extends in a state of going straight along the X direction, and has straight advanceability.
  • the main plate wefts 13 extend in a state of going straight along the Y direction and have straight advanceability. Even if the main plate warp 12 and the main plate weft 13 are curved while being in contact with each other by plain weaving, the main plate warp 12 and the main plate weft 13 are traveling straight in each direction. It can be said that the warp 12 for main warp and the weft 13 for main plate have straight advanceability.
  • the sub-plate warp 22 extends in a state of going straight along the Z direction, and has straight advanceability.
  • the sub-plate wefts 23 extend in a state of going straight along the Y direction, and have a straight advanceability. Even if the sub-plate warp 22 and the sub-plate weft 23 come into contact with each other by plain weaving and are curved along each other, the sub-plate warp 22 and the sub-plate weft 23 go straight along each direction. Therefore, it can be said that the sub-plate warp 22 and the sub-plate weft 23 have straight advanceability.
  • the fiber structure W has an intersection 30 where the main plate portion 11 and the sub plate portion 21 intersect.
  • the intersection 30 is formed when the main plate portion 11 and the sub plate portion 21 are woven together.
  • the main plate warp 12 extending in the X direction and the sub-plate warp 22 extending in the Z direction intersect (perpendicularly).
  • the intersection 30 there is no main plate weft 13 and sub-plate weft 23 which are yarns extending in the Y direction. Therefore, the intersection 30 has a biaxial structure formed only by the main plate warp 12 and the sub-plate warp 22.
  • the main plate portion 11 has a biaxial structure formed by the main plate warp 12 and the main plate weft 13, and the sub plate portion 21 has the sub plate warp 22 and the sub plate weft 23.
  • the number of yarns (main plate wefts 13 and sub-plate wefts 23) included in the unit region S and extending in the Y direction is zero.
  • region S occupies in the intersection location 30 is zero.
  • the main plate weft 13 is present as a thread extending in the Y direction in the unit region S that is different from the intersection 30, and the volume density of the main plate weft 13 in the unit region S is zero. Greater value.
  • the sub-plate wefts 23 are present as yarns extending in the Y direction in the unit region S that is different from the intersection 30.
  • the volume density of the weft 23 for use becomes a value larger than zero. Therefore, the volume density of the main plate weft 13 and the sub-plate weft 23 at the intersection 30 is smaller than the volume density of the main-plate weft and the sub-plate weft at a location different from the intersection 30.
  • the unit region S is a cubic region having a unit length (for example, 10 cm).
  • the fiber reinforced composite material M is formed by impregnating the fiber structure W having the above-described configuration with a matrix resin Ma.
  • a thermosetting resin is used as the matrix resin Ma.
  • the matrix resin Ma is impregnated in the main plate portion 11 and the sub plate portion 21.
  • the manufacturing method of the fiber structure W is demonstrated.
  • the main plate fiber layer 10 is woven by plain weaving the main plate warps 12 and the main plate wefts 13 with a loom (not shown).
  • a plurality of the main plate fiber layers 10 are woven at the same time to produce a main plate precursor 41 which is a multilayer structure of the main plate fiber layers 10.
  • the sub-plate fiber layers 20 are woven by plain weaving the sub-plate warps 22 and the sub-plate wefts 23.
  • a plurality of the sub-plate fiber layers 20 are woven at the same time to produce a sub-plate portion precursor 42 that is a multilayer structure of the sub-plate fiber layers 20.
  • the main plate precursor 41 and the sub plate precursor 42 are such that the main plate warp 12 and the sub plate warp 22 extend in the X direction, and the main plate weft 13 and the sub plate weft 23 extend in the Y direction. To be manufactured. As a result, a plate-like fiber precursor 40 in which the main plate portion precursor 41 and the sub plate portion precursor 42 overlap each other is manufactured.
  • the main plate weft 13 and the sub plate weft 23 are not inserted at the timing when the main plate precursor 41 and the sub plate precursor 42 intersect.
  • the main plate weft 13 and the sub plate weft 23 do not exist at the intersection 30 between the main plate precursor 41 and the sub plate precursor 42.
  • the main plate precursor 41 is present on both sides of the intersection 30 in the X direction.
  • the flat plate-like main plate portion precursor 41 has flat surfaces 11a at both ends of the main plate fiber layer 10 in the stacking direction
  • the sub plate portion precursor 42 has flat surfaces 21a at both ends of the sub plate fiber layer 20 in the stacking direction.
  • the sub-plate portion precursor 42 includes a first protrusion 42 a extending from one flat surface 11 a of the main plate portion precursor 41 and a second protrusion 42 b extending from the other flat surface 11 a of the main plate portion precursor 41.
  • the sub-plate weft 23 is not inserted into the second protrusion 42b, and the sub-plate weft 23 is inserted only into the first protrusion 42a.
  • the first protrusion 42a of the sub-plate portion precursor 42 is raised with respect to the main plate precursor 41, and the sub-plate warp 22 constituting the first protrusion 42a is
  • the main plate part precursor 41 is orthogonal to the main plate warp 12.
  • the second projecting portion 42 b of the sub-plate portion precursor 42 is cut from the root near the intersection 30, and the second projecting portion 42 b is excised from the fiber precursor 40.
  • a T-shaped fiber structure W is manufactured from the main plate portion precursor 41 and the sub plate portion precursor 42.
  • the T-shaped fiber structure W is impregnated and cured with a thermosetting matrix resin Ma. Impregnation and curing of the matrix resin Ma is performed by an RTM (resin transfer molding) method. Specifically, the fiber reinforced composite material M is manufactured by encapsulating the fiber structure W in a mold having irregularities, injecting a thermosetting matrix resin Ma into the mold, and curing it.
  • RTM resin transfer molding
  • the intersection 30 between the main plate portion 11 and the sub-plate portion 21 does not include the main plate weft 13 and the sub-plate weft 23, but the main plate weft 13 and the sub-plate.
  • the volume density of the weft 23 is smaller at the intersection 30 than at a place different from the intersection 30. For this reason, compared with the case where the main plate weft 13 and the sub-plate weft 23 exist in addition to the main plate warp 12 and the sub-plate warp 22 at the intersection 30, the thickness of the intersection 30 can be reduced, The weight of the fiber structure W can be reduced.
  • the main-plate warp 12 and the sub-plate warp 22 forming the intersection 30 are less likely to be bent. As a result, at the intersection 30, the straightness of the main plate warp 12 and the sub-plate warp 22 can be maintained, and the strength reduction at the intersection 30 can be suppressed.
  • the T-shaped separate fabric may be formed by joining two fabrics bent in an L shape.
  • the strength is reduced at the L-shaped bent portion.
  • the strength of the fiber reinforced composite material is the strength at the lowest strength portion of the fiber structure. For this reason, if there is an L-shaped bent portion in the fiber structure, even if the flange is bonded to the flat woven fabric and the strength at the bonded portion is higher than the bent portion, the bonded portion is unnecessarily strong. It will only be a high part and will only cause an increase in weight.
  • the fiber structure W of this embodiment is T-shaped, the main plate portion 11 and the sub-plate portion 21 are crossed and formed integrally, and a bent portion like an L-shaped fabric is formed. Therefore, there is no part where the strength is reduced and there is no unnecessary part.
  • the intersection 30 may include a main plate weft 33. More specifically, the main plate portion 11 may have a woven structure including the main plate warp 12 and the main plate weft 33 at the intersection 30.
  • the main plate weft 33 present at the intersection 30 is based on the main plate weft 13 existing on the main plate 11 other than the intersection 30 and the sub-plate weft 23 existing on the sub-plate 21 other than the intersection 30.
  • the volume density of the yarn (main plate weft 33) extending in the Y direction at the intersection 30 is smaller than the volume density at a location different from the intersection 30.
  • the intersection 30 has a woven structure including the main plate weft 33, so that the shape retention at the intersection 30 can be improved as compared with the case where there is no yarn extending in the Y direction.
  • the yarn extending in the Y direction used for the intersection 30 may be a weft for sub-plate included in the sub-plate portion 21. That is, the sub-plate portion 21 may have a woven structure including the sub-plate warp 22 and the sub-plate weft at the intersection 30. Or the thread
  • yarn extended in the Y direction used for the crossing location 30 may be both the main board weft 33 which comprises the main board part 11, and the sub board weft which comprises the sub board part 21.
  • the plurality of main plate fiber layers 10 may be bonded in the stacking direction (thickness direction) by the thickness direction yarns 14.
  • the plurality of sub-plate fiber layers 20 may be joined in the stacking direction (thickness direction) by the thickness direction yarns 24.
  • the main board part precursor 41 disperses the main board fiber layer 10
  • the sub board part precursor 42 disperses the sub board fiber layer 20. This can be suppressed.
  • the direction in which the main plate warp 12 extends in the main plate portion 11 and the direction in which the sub plate warp 22 extends in the sub plate portion 21 are orthogonal, but the direction in which the main plate warp 12 extends and the sub plate
  • the direction in which the sub-plate warp 22 extends in the portion 21 may be slightly deviated from orthogonal.
  • the feeding speed (feeding amount) of the warp 12 for main plate is slowed (less) and the number of wefts 13 for main plate is increased.
  • the volume density of the yarn extending in the Y direction may be increased. If it does in this way, the number of the wefts 13 for main plates will decrease in the crossing location 30 compared with the location different from the crossing location 30, and the volume density of the thread
  • the woven structure of the main plate portion 11 and the sub plate portion 21 may not be a plain weave but may be a satin weave or a twill weave.
  • the main plate portion 11 and the sub plate portion 21 are each formed of a woven structure such as a plain weave, but are not limited thereto.
  • a fiber layer formed by arranging a plurality of main plate wefts 13 parallel to each other is laminated on a fiber layer formed by arranging a plurality of main plate warps 12 parallel to each other. It is good also as a multilayer fabric by couple
  • the main plate portion 11 is biaxially oriented, but the present invention is not limited to this, and the yarn may be increased to be triaxially or tetraaxially oriented.
  • a fiber layer formed by arranging a plurality of sub-plate warps 22 in parallel to each other is laminated on a fiber layer formed by arranging a plurality of sub-plate warps 22 in parallel to each other.
  • These fiber layers may be combined with a thread in the thickness direction to form a multilayer fabric.
  • the sub-plate part 21 becomes biaxial orientation, it is not restricted to this, It is good also as a triaxial orientation and 4-axis orientation by increasing a thread
  • thermosetting resin is used as the matrix resin Ma, but other types of resins may be used.
  • the number of the main plate fiber layers 10 of the main plate portion 11 is four, but it may be two, three, or five or more layers.
  • the number of sub-plate fiber layers 20 in the sub-plate portion 21 is four, it may be two, three, or five or more layers.
  • the method of manufacturing the fiber reinforced composite material M by impregnating and curing the matrix resin Ma in the fiber structure W is not limited to the RTM method.

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Abstract

繊維構造体は、主板用経糸及び主板用緯糸を含む繊維層が複数積層される多層織物製の主板部と、副板用経糸及び副板用緯糸を含む繊維層が複数積層される多層織物製の副板部と、を備え、前記主板部と前記副板部とが交差する状態で一体に織られている。前記主板部と前記副板部との交差箇所では、該交差箇所とは別の箇所よりも、前記主板用緯糸及び副板用緯糸の体積密度が小さい。

Description

繊維構造体及び繊維強化複合材
　本発明は、繊維構造体及びその繊維構造体にマトリックス樹脂を含浸させることによって形成される繊維強化複合材に関する。
　繊維強化複合材は軽量の構造材料として広く使用されている。繊維強化複合材用の強化基材として織物製の繊維構造体がある。この繊維構造体とマトリックス樹脂とから形成される複合材はロケット、航空機、自動車、船舶及び建築物の構造材として用いられている。
　繊維構造体としては、例えば特許文献１に開示のものがある。図６（ａ）に示すように、特許文献１の繊維構造体８０は、平板状の基板部（主板部）８１と、厚さ方向糸８３によって該基板部８１に結合されているＴ字状のリブ（副板部）８２と、を備える。
　Ｔ字状のリブ８２は、互いに結合された２つのＬ字状の繊維構造体８２ａを含む。基板部８１にリブ８２を結合するために、基板部８１に重ね合わされたリブ８２の部位に厚さ方向糸８３が通される。しかし、厚さ方向糸８３が通されるリブ８２の部位は、繊維構造体８０の重量増加、及び材料費増加を招く。
　特許文献２は、予め一体に織られた複数の繊維層から、主板部と、その主板部に交差した副板部とを製造する方法を開示している。図６（ｂ）に示すように、特許文献２に開示の製造方法では、まず、水平な主板部を構成することとなる繊維層９０と、主板部に垂直な副板部を構成することとなる繊維層９１とを統合的に織る。２つの繊維層９０，９１は、それぞれ経糸と緯糸とを製織して形成されている。その織物を、２つの繊維層９０，９１の交差部から開くことによって、主板部、及び副板部を形成し、所望する形状の繊維構造体を製造している。
特開平１１－２６９７５５号公報 特表２０１１－５０６７８４号公報
　ところが、特許文献２に開示の製造方法によって得られた繊維構造体において、水平な主板部を構成する繊維層９０と、垂直な副板部を構成する繊維層９１との交差箇所では、２つの繊維層９０，９１それぞれの経糸と緯糸とが混在しており、交差箇所の重量が増大し、繊維構造体の重量も増大してしまう。また、交差箇所では、単位領域での糸の体積密度が高くなり、交差箇所に存在する糸が屈曲しやすく、交差箇所での強度が低下してしまう。
　本発明の目的は、交差箇所での重量の増大、及び強度の低下を抑制することができる繊維構造体及び繊維強化複合材を提供することにある。
　上記問題点を解決するための繊維構造体は、主板用経糸及び主板用緯糸を含む繊維層が複数積層される多層織物製の主板部と、副板用経糸及び副板用緯糸を含む繊維層が複数積層される多層織物製の副板部と、を備え、前記主板部と前記副板部とが交差する状態で一体に織られている。前記主板部と前記副板部との交差箇所では、該交差箇所とは別の箇所よりも、前記主板用緯糸及び副板用緯糸の体積密度が小さい。
一実施形態の繊維強化複合材を示す斜視図。 主板部、副板部、交差箇所を示す断面図。 （ａ）は互いに交差した主板部前駆体と副板部前駆体とを示す斜視図、（ｂ）は主板部前駆体と、該主板部前駆体に対し起立した副板部前駆体とを示す斜視図。 緯糸を細くした別例の繊維構造体を示す断面図。 繊維構造体のさらなる別例を示す断面図。 （ａ）及び（ｂ）は背景技術を示す図。
　以下、繊維構造体及び繊維強化複合材を具体化した一実施形態を図１～図３にしたがって説明する。
　図１に示すように、繊維強化複合材Ｍは、繊維構造体Ｗにマトリックス樹脂Ｍａを含浸させて形成されたものである。
　まず、繊維構造体Ｗについて説明する。
　図１及び図２に示すように、繊維構造体Ｗは、矩形平板状の主板部１１と、その主板部１１に直交した矩形平板状の副板部２１とを備える。主板部１１と副板部２１とは一体に織られている。副板部２１は、主板部１１の補強リブとして機能する。繊維構造体Ｗは、Ｔ字状である。
　主板部１１は、主板用繊維層１０を複数積層（４層）して構成された多層織物製である。各主板用繊維層１０は、強化繊維製の複数の主板用経糸１２と、強化繊維製の複数の主板用緯糸１３とを製織して形成されている。「強化繊維」とは、主板部１１を、繊維強化複合材Ｍの繊維基材として使用した際に、繊維強化複合材Ｍのマトリックス樹脂Ｍａを強化する役割を担う繊維束を意味する。本実施形態では、強化繊維として炭素繊維が使用されるとともに、主板用経糸１２と主板用緯糸１３とは同じ炭素繊維で形成された同一の糸となっている。
　また、複数の主板用経糸１２は、繊維束からなり互いに平行に直進性を持って配列され、複数の主板用緯糸１３も繊維束からなり互いに平行にかつ主板用経糸１２と交差（直交）する方向に直進性を持って配列されている。各主板用繊維層１０は、主板用経糸１２と主板用緯糸１３との平織りによって形成されている。主板部１１は、主板用繊維層１０の積層方向両端に平面１１ａを有する。各平面１１ａは、複数の主板用経糸１２と複数の主板用緯糸１３との表面によって矩形状に形成されている。
　副板部２１は、副板用繊維層２０を複数積層（４層）して構成された多層織物製である。各副板用繊維層２０は、強化繊維製の複数の副板用経糸２２と、強化繊維製の複数の副板用緯糸２３とを製織して形成されている。「強化繊維」とは、副板部２１を、繊維強化複合材Ｍの繊維基材として使用した際に、繊維強化複合材Ｍのマトリックス樹脂Ｍａを強化する役割を担う繊維束を意味する。本実施形態では、強化繊維として炭素繊維が使用されるとともに、副板用経糸２２と副板用緯糸２３とは同じ炭素繊維で形成された同一の糸となっている。
　また、複数の副板用経糸２２は、繊維束からなり互いに平行に直進性を持って配列され、複数の副板用緯糸２３も繊維束からなり互いに平行にかつ副板用経糸２２と交差（直交）する方向に直進性を持って配列されている。各副板用繊維層２０は、副板用経糸２２と副板用緯糸２３の平織りによって形成されている。副板部２１は、副板用繊維層２０の積層方向両端に平面２１ａを有する。各平面２１ａは、複数の副板用経糸２２と複数の副板用緯糸２３との表面によって矩形状に形成されている。
　主板用経糸１２が、主板部１１で延びる方向を繊維構造体ＷのＸ方向とし、副板用経糸２２が、副板部２１で延びる方向を繊維構造体ＷのＺ方向とする。主板部１１及び副板部２１で、主板用緯糸１３及び副板用緯糸２３が延びる方向を繊維構造体ＷのＹ方向とする。この場合、Ｘ方向とＹ方向とは直交し、Ｙ方向とＺ方向とは直交し、Ｘ方向とＺ方向とは直交している。よって、繊維構造体Ｗでは、主板部１１で主板用経糸１２が延びる方向（Ｘ方向）に対し、副板部２１で副板用経糸２２が延びる方向（Ｚ方向）が直交している。
　主板部１１において、Ｚ方向は主板用繊維層１０の積層方向であり、主板部１１はＺ方向両端に平面１１ａを有する。副板部２１において、Ｘ方向は副板用繊維層２０の積層方向であり、副板部２１はＸ方向両端に平面２１ａを有する。主板部１１の平面１１ａと副板部２１の平面２１ａとは直交（交差）している。
　主板部１１では、主板用経糸１２は、Ｘ方向に沿って直進する状態で延びており、直進性を持っている。主板部１１では、主板用緯糸１３は、Ｙ方向に沿って直進する状態で延びており、直進性を持っている。主板用経糸１２と主板用緯糸１３とが、平織りによって互いに接触することで互いに沿いながら湾曲していても、主板用経糸１２及び主板用緯糸１３は各方向に沿って直進しているため、主板用経糸１２及び主板用緯糸１３は直進性を有していると言える。
　副板部２１では、副板用経糸２２は、Ｚ方向に沿って直進する状態で延びており、直進性を持っている。副板部２１では、副板用緯糸２３は、Ｙ方向に沿って直進する状態で延びており、直進性を持っている。副板用経糸２２と副板用緯糸２３とが、平織りによって互いに接触することで互いに沿いながら湾曲していても、副板用経糸２２及び副板用緯糸２３は各方向に沿って直進しているため、副板用経糸２２及び副板用緯糸２３は直進性を有していると言える。
　図２に示すように、繊維構造体Ｗは、主板部１１と副板部２１とが交わる交差箇所３０を有する。交差箇所３０は、主板部１１と副板部２１とを一体に織って形成する際に形成される。交差箇所３０では、Ｘ方向に延びた主板用経糸１２と、Ｚ方向に延びた副板用経糸２２とが交わって（直交して）いる。交差箇所３０には、Ｙ方向に延びる糸である主板用緯糸１３及び副板用緯糸２３が存在しない。よって、交差箇所３０は、主板用経糸１２と副板用経糸２２とのみで形成された２軸構造となっている。一方、繊維構造体Ｗにおいて、主板部１１は、主板用経糸１２と主板用緯糸１３とで形成された２軸構造であり、副板部２１は、副板用経糸２２と副板用緯糸２３とで形成された２軸構造である。
　交差箇所３０において、単位領域Ｓに含まれる、Ｙ方向に延びる糸（主板用緯糸１３及び副板用緯糸２３）の数はゼロである。このため、交差箇所３０では、単位領域ＳでＹ方向に延びる糸（主板用緯糸１３及び副板用緯糸２３）が占める体積の割合を示す体積密度は、ゼロである。主板部１１において、交差箇所３０とは別の箇所の単位領域Ｓには、Ｙ方向に延びる糸として主板用緯糸１３が存在するため、その単位領域Ｓにおける主板用緯糸１３の体積密度は、ゼロより大きい値となる。また、図示しないが、副板部２１において、交差箇所３０とは別の箇所の単位領域Ｓには、Ｙ方向に延びる糸として副板用緯糸２３が存在するため、その単位領域Ｓにおける副板用緯糸２３の体積密度は、ゼロより大きい値となる。よって、交差箇所３０での主板用緯糸１３及び副板用緯糸２３の体積密度は、交差箇所３０とは別の箇所での主板用緯糸及び副板用緯糸の体積密度より小さい。単位領域Ｓとは、単位長さ（例えば１０ｃｍ）の立方体領域のことである。
　図１に示すように、繊維強化複合材Ｍは、上記構成の繊維構造体Ｗにマトリックス樹脂Ｍａを含浸させて形成されている。マトリックス樹脂Ｍａとしては、熱硬化性樹脂が用いられている。マトリックス樹脂Ｍａは、主板部１１及び副板部２１に含浸している。
　次に、繊維構造体Ｗの製造方法について説明する。
　まず、図示しない織機によって、図３（ａ）に示すように、主板用経糸１２と主板用緯糸１３とを平織りして主板用繊維層１０を製織する。この主板用繊維層１０の製織は複数同時に行い、主板用繊維層１０の多層構造体である主板部前駆体４１を製造する。
　主板部前駆体４１の製造と同時に、副板用経糸２２と副板用緯糸２３とを平織りして副板用繊維層２０を製織する。この副板用繊維層２０の製織は複数同時に行い、副板用繊維層２０の多層構造体である副板部前駆体４２を製造する。
　主板部前駆体４１と副板部前駆体４２とは、主板用経糸１２と副板用経糸２２とがＸ方向へ延び、かつ主板用緯糸１３と副板用緯糸２３とがＹ方向へ延びるように製造される。その結果、主板部前駆体４１と副板部前駆体４２とが互いに重なり合った平板状の繊維前駆体４０が製造される。
　繊維前駆体４０の製造過程において、主板部前駆体４１と副板部前駆体４２とが交差するタイミングでは、主板用緯糸１３と副板用緯糸２３とを緯入れしない。その結果、得られる繊維前駆体４０において、主板部前駆体４１と副板部前駆体４２との交差箇所３０には、主板用緯糸１３及び副板用緯糸２３が存在しない。
　なお、繊維前駆体４０において、主板部前駆体４１は、Ｘ方向において交差箇所３０を挟んだ両側に存在する。平板状の主板部前駆体４１は、主板用繊維層１０の積層方向両端に平面１１ａを有し、副板部前駆体４２は、副板用繊維層２０の積層方向両端に平面２１ａを有する。副板部前駆体４２は、主板部前駆体４１の一方の平面１１ａから延びる第１突出部４２ａと、主板部前駆体４１の他方の平面１１ａから延びる第２突出部４２ｂとを有する。第２突出部４２ｂには副板用緯糸２３は緯入されず、副板用緯糸２３の緯入れは第１突出部４２ａに対してのみ行われる。
　次に、図３（ｂ）に示すように、副板部前駆体４２の第１突出部４２ａを主板部前駆体４１に対し起立させ、第１突出部４２ａを構成する副板用経糸２２を、主板部前駆体４１の主板用経糸１２に対し直交させる。一方、副板部前駆体４２の第２突出部４２ｂを、交差箇所３０に近い根本から切断し、第２突出部４２ｂを繊維前駆体４０から切除する。すると、主板部前駆体４１と副板部前駆体４２とからＴ字状の繊維構造体Ｗが製造される。
　Ｔ字状の繊維構造体Ｗに、熱硬化性のマトリックス樹脂Ｍａを含浸硬化させる。マトリックス樹脂Ｍａの含浸硬化はＲＴＭ（レジン・トランスファー・モールディング）法で行われる。具体的には、凹凸を有する金型に繊維構造体Ｗを封入し、金型内に熱硬化性のマトリックス樹脂Ｍａを注入し、硬化させると、繊維強化複合材Ｍが製造される。
　上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
　（１）Ｔ字状の繊維構造体Ｗにおいて、主板部１１と副板部２１との交差箇所３０は、主板用緯糸１３及び副板用緯糸２３を含まず、主板用緯糸１３及び副板用緯糸２３の体積密度は、交差箇所３０において、交差箇所３０とは別の箇所より小さい。このため、交差箇所３０に、主板用経糸１２と副板用経糸２２とに加え、主板用緯糸１３と副板用緯糸２３とが存在する場合と比べると、交差箇所３０の厚みを薄くでき、繊維構造体Ｗの重量を軽くすることができる。
　また、交差箇所３０に、主板用緯糸１３と副板用緯糸２３とが存在する場合と比べると、交差箇所３０を形成した主板用経糸１２及び副板用経糸２２が曲げられにくくなる。その結果として、交差箇所３０では、主板用経糸１２及び副板用経糸２２の直進性を保つことができ、交差箇所３０の強度低下を抑えることができる。
　（２）Ｔ字状の繊維構造体Ｗを製造する方法として、背景技術の欄で説明したように、平板状の織物に対し、Ｔ字状をなす別体の織物を結合する方法がある。この場合、別体の織物は、平板状の織物への結合代としてフランジを有する構成となるため、繊維構造体の重量が嵩むし、材料費も嵩む。しかし、本実施形態の繊維構造体Ｗは、主板部１１と副板部２１とを一体に織って形成されているため、結合代となるフランジが不要となり、重量及び材料費を軽減することができる。
　加えて、Ｔ字状の別体の織物は、背景技術の欄で説明したように、Ｌ字状に屈曲させた織物を２つ結合して形成される場合がある。この場合には、Ｌ字の屈曲部で強度が低下する。繊維強化複合材の強度は、繊維構造体において強度の最も低い部位での強度となる。このため、繊維構造体にＬ字に屈曲した部分が存在すると、フランジが平板状の織物に結合され、その結合部での強度が屈曲した部分より高められても、結合部は不要に強度の高い部分となるに過ぎず、重量増を招くだけとなる。
　しかし、本実施形態の繊維構造体ＷはＴ字状であっても、主板部１１及び副板部２１を交差させて一体に織られて形成されており、Ｌ字の織物のような屈曲部が存在しないため、強度低下する部分もなく、不要な部分も存在しない。
　（３）主板部１１では、主板用経糸１２が直進性を保っており、副板部２１では副板用経糸２２が直進性を保っている。このため、主板部１１及び副板部２１での強度が低下しにくい。
　なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
　○　図４に示すように、交差箇所３０は主板用緯糸３３を含んでいてもよい。より具体的には、主板部１１は、交差箇所３０において、主板用経糸１２と主板用緯糸３３とを含む織構造を有していてもよい。この場合、交差箇所３０に存在する主板用緯糸３３は、交差箇所３０以外の主板部１１に存在する主板用緯糸１３、及び交差箇所３０以外の副板部２１に存在する副板用緯糸２３よりも細く、交差箇所３０でのＹ方向に延びる糸（主板用緯糸３３）の体積密度は、交差箇所３０とは別の箇所での体積密度より小さい。
　このように構成した場合、交差箇所３０が主板用緯糸３３を含む織構造を有することによって、Ｙ方向に延びる糸が無い場合と比べると、交差箇所３０での形状保持性を高めることができる。
　交差箇所３０に使用するＹ方向に延びる糸は、副板部２１に含まれる副板用緯糸であってもよい。すなわち、副板部２１が、交差箇所３０において、副板用経糸２２と副板用緯糸とを含む織構造を有していても良い。或いは、交差箇所３０に使用するＹ方向に延びる糸は、主板部１１を構成する主板用緯糸３３と、副板部２１を構成する副板用緯糸との両方であってもよい。
　○　図５に示すように、主板部１１において、複数の主板用繊維層１０同士は、厚み方向糸１４によって積層方向（厚み方向）に結合されていてもよい。副板部２１において、複数の副板用繊維層２０同士は、厚み方向糸２４によって積層方向（厚み方向）に結合されていてもよい。
　このように構成した場合、繊維前駆体４０の製造時に、主板部前駆体４１では主板用繊維層１０がばらけることが抑制され、副板部前駆体４２では副板用繊維層２０がばらけることを抑制できる。
　○　実施形態では、主板部１１における主板用経糸１２の延びる方向と、副板部２１における副板用経糸２２の延びる方向とが直交しているが、主板用経糸１２の延びる方向と、副板部２１における副板用経糸２２の延びる方向とは、直交から若干ずれていてもよい。
　○　繊維前駆体４０の交差箇所３０とは別の箇所を製造する際、例えば、主板用経糸１２の送り出し速度（送り出し量）を遅く（少なく）して、主板用緯糸１３の本数を多くして、Ｙ方向に延びる糸の体積密度を大きくしてもよい。このようにすると、交差箇所３０では、交差箇所３０とは別の箇所よりも主板用緯糸１３の本数が少なくなり、Ｙ方向に延びる糸の体積密度が、その他の箇所より小さくなる。
　○　主板部１１及び副板部２１の織組織は、平織りでなくてもよく、朱子織りや綾織りであってもよい。
　○　主板部１１及び副板部２１はそれぞれ平織りといった織組織で形成したが、これに限らない。例えば、主板部１１において、複数の主板用経糸１２を互いに平行に配列して形成された繊維層に、複数の主板用緯糸１３を互いに平行に配列して形成された繊維層を積層し、それら繊維層同士を厚み方向糸で結合して多層織物としてもよい。この場合、主板部１１は２軸配向となるが、それに限らず、糸を増やして３軸配向や４軸配向としてもよい。同様に、副板部２１において、複数の副板用経糸２２を互いに平行に配列して形成した繊維層に、複数の副板用緯糸２３を互いに平行に配列して形成した繊維層を積層し、それら繊維層を厚み方向糸で結合して多層織物としてもよい。この場合、副板部２１は２軸配向となるが、それに限らず、糸を増やして３軸配向や４軸配向としてもよい。
　○　実施形態では、マトリックス樹脂Ｍａとして熱硬化性樹脂を用いたが、その他の種類の樹脂を用いてもよい。
　○　実施形態では、主板部１１の主板用繊維層１０の数を４層としたが、２層、３層又は５層以上であってもよい。副板部２１の副板用繊維層２０の数を４層としたが、２層、３層又は５層以上であってもよい。
　○　繊維構造体Ｗにマトリックス樹脂Ｍａを含浸、硬化させて繊維強化複合材Ｍを製造する方法はＲＴＭ法に限らない。

Claims (7)

  1. 　主板用経糸及び主板用緯糸を含む繊維層が複数積層される多層織物製の主板部と、
    　副板用経糸及び副板用緯糸を含む繊維層が複数積層される多層織物製の副板部と、を備え、
    　前記主板部と前記副板部とが交差する状態で一体に織られた繊維構造体であって、
    　前記主板部と前記副板部との交差箇所では、該交差箇所とは別の箇所よりも、前記主板用緯糸及び副板用緯糸の体積密度が小さい繊維構造体。
  2. 　前記交差箇所は、前記主板用経糸と前記副板用経糸のみを含む請求項１に記載の繊維構造体。
  3. 　前記交差箇所は、前記主板用緯糸及び前記副板用緯糸を含まないように構成される請求項１に記載の繊維構造体。
  4. 　前記交差箇所では、該交差箇所とは別の箇所よりも、前記主板用緯糸及び前記副板用緯糸の少なくとも一方が細い請求項１に記載の繊維構造体。
  5. 　前記主板部に対し前記副板部は直交し、前記繊維構造体はＴ字状である請求項１～請求項４のいずれか一項に記載の繊維構造体。
  6. 　前記副板部は補強リブとして機能する請求項１～請求項５のいずれか一項に記載の繊維構造体。
  7. 　請求項１～請求項６のうちいずれか一項に記載の繊維構造体と、前記繊維構造体に含浸されたマトリックス樹脂とを備える繊維強化複合材。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6985953B2 (ja) * 2018-02-13 2021-12-22 三菱重工業株式会社 複合材料の製造方法
US10927710B2 (en) 2018-09-26 2021-02-23 Raytheon Technologies Corporation Blade outer air seal laminate T-joint
DE102019115357B8 (de) * 2019-06-06 2023-06-22 Airbus Defence and Space GmbH Fügeverfahren zum Zusammenfügen faserverstärkter Werkstücke sowie Bauteil und Luftfahrzeug

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03113047A (ja) * 1989-09-22 1991-05-14 Arisawa Mfg Co Ltd アングル構造材の製造法
US5346774A (en) * 1992-02-27 1994-09-13 Techniweave, Inc. Fiber-reinforced composite structures, and methods of making same
JP2000505164A (ja) * 1997-03-21 2000-04-25 ノースロップ グラマン コーポレーション 一体強化外板パネルの三次元自動製造方法
JP2003049340A (ja) * 2001-07-05 2003-02-21 Albany Internatl Techniweave Inc 最小ひずみ３ｄ織りプリフォ−ム
US20030056847A1 (en) * 2001-09-12 2003-03-27 Schmidt Ronald P. Woven preform for structural joints
US20130099062A1 (en) * 2011-10-13 2013-04-25 Airbus Operations Gmbh Structural arrangement, aircraft or spacecraft and method
JP2013521209A (ja) * 2010-03-02 2013-06-10 スネクマ タービンリングセクタ用繊維プリフォームおよびその製造方法
JP2013532257A (ja) * 2010-06-28 2013-08-15 ヘラクレス 相補的な偶数の／奇数の幾何学的配置を有しているターボ機械ブレードおよびその製造方法
WO2014087093A1 (fr) * 2012-12-05 2014-06-12 Snecma Procede de fabrication d'un pied d'aube de turbomachine en materiau composite et pied d'aube obtenu par un tel procede

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3943980A (en) * 1972-09-20 1976-03-16 Hitco Multi-ply woven article having double ribs
FR2497839A1 (fr) * 1981-01-12 1982-07-16 Brochier Fils J Tissu tridimensionnel pour le renforcement de materiaux stratifies et elements en forme obtenus a partir d'un tel tissu
DE3812909A1 (de) * 1987-09-26 1989-04-13 Vorwerk Co Interholding Aus mehrlagengewebe bestehender vor-formling
JPH0823095B2 (ja) * 1989-06-06 1996-03-06 東レ株式会社 補強繊維織物
US5026595A (en) * 1989-11-09 1991-06-25 Techniweave, Inc. Woven gap filler for use in the lay-up of composite plastic structural units
US5451448A (en) * 1993-07-01 1995-09-19 The United States Of America As Represented By The United States National Aeronautics And Space Administration Flexible ceramic thermal protection system resistant to high aeroacoustic noise comprising a three-dimensional woven-fiber structure having a multilayer top fabric layer, a bottom fabric layer and an intermediate rib fabric layer
JP3656395B2 (ja) * 1998-03-17 2005-06-08 株式会社豊田自動織機 三次元繊維構造体
US7960298B2 (en) 2007-12-07 2011-06-14 Albany Engineered Composites, Inc. Method for weaving closed structures with intersecting walls
DE102010030550B4 (de) * 2010-06-25 2017-06-22 Technische Universität Dresden Verbundbauteil mit einem Gewebe mit integrierten Profilen
FR2970481B1 (fr) * 2011-01-18 2014-06-13 Snecma Structure fibreuse pour piece en materiau composite de geometrie complexe
US9150985B2 (en) * 2011-11-03 2015-10-06 Groupe Ctt Inc. Method of manufacturing weaved preform with oriented weft yarns
JP6254533B2 (ja) * 2011-12-14 2017-12-27 サフラン・エアクラフト・エンジンズ ３次元織りによって単一部片として織られた繊維構造物、および複合材料部品製作へのその応用
US9604389B2 (en) * 2012-02-17 2017-03-28 Albany Engineered Composites, Inc. Pi-shaped preform with bias fibers
WO2014076408A1 (fr) * 2012-11-13 2014-05-22 Snecma Preforme et aube monobloc pour turbomachine
US9290865B2 (en) * 2012-12-26 2016-03-22 Albany Engineered Composites, Inc. Three-dimensional woven corner fitting with lap joint preforms

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03113047A (ja) * 1989-09-22 1991-05-14 Arisawa Mfg Co Ltd アングル構造材の製造法
US5346774A (en) * 1992-02-27 1994-09-13 Techniweave, Inc. Fiber-reinforced composite structures, and methods of making same
JP2000505164A (ja) * 1997-03-21 2000-04-25 ノースロップ グラマン コーポレーション 一体強化外板パネルの三次元自動製造方法
JP2003049340A (ja) * 2001-07-05 2003-02-21 Albany Internatl Techniweave Inc 最小ひずみ３ｄ織りプリフォ−ム
US20030056847A1 (en) * 2001-09-12 2003-03-27 Schmidt Ronald P. Woven preform for structural joints
JP2013521209A (ja) * 2010-03-02 2013-06-10 スネクマ タービンリングセクタ用繊維プリフォームおよびその製造方法
JP2013532257A (ja) * 2010-06-28 2013-08-15 ヘラクレス 相補的な偶数の／奇数の幾何学的配置を有しているターボ機械ブレードおよびその製造方法
US20130099062A1 (en) * 2011-10-13 2013-04-25 Airbus Operations Gmbh Structural arrangement, aircraft or spacecraft and method
WO2014087093A1 (fr) * 2012-12-05 2014-06-12 Snecma Procede de fabrication d'un pied d'aube de turbomachine en materiau composite et pied d'aube obtenu par un tel procede

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3225725A4 *

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Publication number Publication date
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US20170268137A1 (en) 2017-09-21
JP5874802B1 (ja) 2016-03-02
CN107002319B (zh) 2018-11-09
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CN107002319A (zh) 2017-08-01

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