JP2018178289A - プリフォーム及び繊維強化複合材 - Google Patents

Abstract

【課題】リブを備えたプリフォームを簡単に製造できるプリフォーム及び繊維強化複合材を提供すること。【解決手段】プリフォーム１１の本体部１３は、第１拘束部５１と第２拘束部５２とで非連結部５５を囲む第１筒状部２３ａと第２筒状部２３ｂを第２方向Ｙに並べた構造を有するとともに、第１結合部５３ａを挟んで第１筒状部２３ａと第２筒状部２３ｂを突き合わせた突き合わせ部５６を備える。プリフォーム１１において、本体部１３の周壁部２１は、突き合わせ部５６を除く第１拘束部５１及び第２拘束部５２で構成され、リブ３１は、第１結合部５３ａと突き合わせ部５６とで構成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、筒状の本体部と、本体部の対向する内面間に架設されたリブと、を有する形状に繊維構造体を賦形して形成されたプリフォーム、及び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繊維構造体を所望する形状に賦形したプリフォームがある。また、構造材料としては中空形状のものもあるが、強度を高めるために、例えば、「日」の字状のようにリブを備えたものもある。このようにリブを備えたプリフォームとしては、例えば、特許文献１に開示の繊維複合衝撃吸収構造体が挙げられる。

繊維複合衝撃吸収構造体は、糸から製造された円錐筒状の中空体と、その中空体の内部に配置されたウェブ要素とを備える。ウェブ要素は、繊維複合衝撃吸収構造体の平面視でＩ字状である。ウェブ要素は、Ｉ字の両端部が中空体の内面に接触した状態で縫合されている。

特開２００３−２６２２４６号公報

ところが、特許文献１の繊維複合衝撃吸収構造体は、円錐筒状の中空体とウェブ要素とを別々に製造した後、両者を接合して製造されており、繊維複合衝撃吸収構造体の製造が複雑である。

本発明の目的は、リブを備えたプリフォームを簡単に製造できるプリフォーム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プリフォームは、周壁部の対向する内面間にリブが架設された本体部を備える繊維構造体製のプリフォームであって、前記繊維構造体は、強化繊維が配列された繊維層を複数積層して構成されるとともに、前記繊維層の積み重ねられた方向である積層方向に全ての前記繊維層を拘束し、かつ一方向に沿って間隔を空けて並設された少なくとも３つの結合部と、前記結合部の並ぶ並設方向において隣り合う前記結合部の間に位置し、前記積層方向の一端側の複数の前記繊維層を前記積層方向に拘束した第１拘束部、及び前記積層方向の他端側の複数の前記繊維層を前記積層方向に拘束した第２拘束部と、前記積層方向における前記第１拘束部と前記第２拘束部との間に介在し、前記第１拘束部と前記第２拘束部とを非連結とする非連結部と、を有し、前記本体部は、前記第１拘束部と前記第２拘束部とで前記非連結部を囲む筒状部を前記並設方向に少なくとも２つ並べた構造を有するとともに、前記結合部を挟んで前記並設方向に隣り合う前記筒状部同士を突き合わせた突き合わせ部を備え、前記周壁部は、前記突き合わせ部を除く前記第１拘束部及び前記第２拘束部で構成され、前記リブは、前記結合部と前記突き合わせ部とで構成されていることを要旨とする。

これによれば、繊維構造体が、第１拘束部、第２拘束部、結合部及び非連結部を備えることで、繊維構造体を賦形して、周壁部及びリブを備えた本体部を形成できる。したがって、筒状の周壁部内にリブの架設されたプリフォームを製造するために、筒状の部材にリブ用の部材を接合する必要がなく、リブを備えたプリフォームを簡単に製造できる。

また、プリフォームについて、前記繊維構造体は、前記強化繊維としての第１の糸を１軸方向に配列した前記繊維層としての第１の糸層と、前記第１の糸の糸主軸方向と直交する方向に前記強化繊維としての第２の糸を配列した前記繊維層としての第２の糸層と、をそれぞれ複数積層して構成され、前記第１拘束部及び前記第２拘束部は、それぞれ複数の前記第１の糸層を結束糸によって前記積層方向に拘束して形成され、前記結合部は、前記第１拘束部を構成する前記第１の糸に、前記第２拘束部を構成する前記第２の糸を係合させるとともに、前記第２拘束部を構成する前記第１の糸に、前記第１拘束部を構成する前記第２の糸を係合させて形成されていてもよい。

これによれば、織機による繊維構造体の製織により、第１拘束部、第２拘束部、結合部、及び非連結部を製造でき、プリフォームを形成するための繊維構造体を簡単に製造できる。

また、プリフォームについて、前記繊維構造体は、前記強化繊維としての第１の糸を１軸方向に配列した前記繊維層としての第１の糸層と、前記第１の糸の糸主軸方向と直交する方向に前記強化繊維としての第２の糸を配列した前記繊維層としての第２の糸層と、をそれぞれ複数積層して構成され、前記第１拘束部及び前記第２拘束部は、それぞれ複数の前記第１の糸層を結束糸によって前記積層方向に拘束して形成され、前記結合部は、前記第１拘束部の前記第１の糸と、前記第２拘束部の前記第１の糸とに前記結束糸を係合させることで形成されていてもよい。

これによれば、織機による繊維構造体の製織により、第１拘束部、第２拘束部、結合部、及び非連結部を製造でき、プリフォームを形成するための繊維構造体を簡単に製造できる。

また、前記繊維構造体は、前記第１拘束部よりなる第１繊維層と、前記第２拘束部よりなる第２繊維層とを積層し、かつ前記第１繊維層と前記第２繊維層を前記積層方向に結合して構成され、前記結合部は、前記第１繊維層と前記第２繊維層とをステッチ糸で結合して形成されていてもよい。

これによれば、ステッチング処理により結合部を簡単に製造でき、結合部を備えた繊維構造体を簡単に製造できる。
また、プリフォームについて、前記並設方向において前記本体部から突出したフランジを備え、該フランジは前記並設方向の少なくとも一端に位置する前記結合部によって形成されていてもよい。

これによれば、フランジを形成するために、フランジ用の別部材を製造する工程、フランジ用の別部材を本体部に接合する工程が必要なく、フランジを有するプリフォームを容易に製造できる。

上記問題点を解決するための繊維強化複合材は、繊維構造体製のプリフォームにマトリックス樹脂を含浸させた繊維強化複合材であって、前記プリフォームが請求項１〜請求項５のうちいずれか一項に記載のプリフォームであることを要旨とする。

これによれば、繊維構造体が、第１拘束部、第２拘束部、結合部及び非連結部を備えることで、繊維構造体を賦形して、周壁部及びリブを備えた本体部を形成できる。したがって、筒状の周壁部内にリブの架設されたプリフォームを製造するために、筒状の部材にリブ用の部材を接合する必要がなく、リブを備えたプリフォームを簡単に製造できる。また、リブ用の部材を筒状の部材に接合する場合は、リブ用の部材に接合代が必要となり、プリフォームの重量が大きくなる。しかし、プリフォームは接合代が必要ないため、リブを備えた構成であっても重量が大きくならない。その結果として、プリフォームを強化基材とした繊維強化複合材も重量が大きくならない。

本発明によれば、リブを備えたプリフォームを簡単に製造できる。

実施形態の繊維強化複合材を模式的に示す斜視図。 （ａ）は第１結合部、第１拘束部、及び第２拘束部を模式的に示す図、（ｂ）は第３結合部を模式的に示す図。 （ａ）は繊維構造体を示す斜視図、（ｂ）は非連結部を拡開させた状態を示す斜視図、（ｃ）は筒状部を四角筒状に賦形した状態を示す斜視図、（ｄ）はプリフォームを示す斜視図。 プリフォームの別例を示す正面図。 第１結合部の別例を示す模式図。 プリフォームの別例を示す部分斜視図。 プリフォームの別例を示す正面図。 プリフォームの別例を示す正面図。

以下、プリフォーム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１０は、繊維構造体５０を賦形して形成されたプリフォーム１１がマトリックス樹脂１２に複合化されて構成されている。マトリックス樹脂１２としては、例えば、熱硬化性樹脂のエポキシ樹脂が使用される。

プリフォーム１１は、正面視で四角筒状の周壁部２１と、周壁部２１の対向する内壁面間に架設されたリブ３１とを有する本体部１３を備える。また、プリフォーム１１は、本体部１３を間に挟んで相反する方向に突出した一対のフランジ４１を有する。プリフォーム１１は、本体部１３を貫通する一対の貫通孔２２を有する。プリフォーム１１及び繊維構造体５０において、貫通孔２２が貫通する方向を軸線方向としての第１方向Ｘとし、上述の正面視はプリフォーム１１及び繊維構造体５０を第１方向Ｘから見たことである。本体部１３は、正面視で四角筒状の第１筒状部２３ａと、正面視で四角筒状の第２筒状部２３ｂを並設して形成されている。

上記構成のプリフォーム１１は、繊維構造体５０を賦形して形成されている。
図３（ａ）に示すように、繊維構造体５０は、複数の繊維層を積層した積層構造を有する。以下、繊維構造体５０において繊維層が積み重ねられた方向を積層方向Ｚとする。

繊維構造体５０は、積層方向Ｚ一端側に積層された複数の繊維層を積層方向Ｚに拘束した第１拘束部５１と、積層方向Ｚ他端側に積層された複数の繊維層を積層方向Ｚに拘束した第２拘束部５２と、をそれぞれ第２方向Ｙに２つ有する。

また、繊維構造体５０は、全ての繊維層が積層方向Ｚに拘束された第１〜第３結合部５３ａ，５３ｂ，５３ｃを第１方向Ｘに並んで有する。さらに、繊維構造体５０は、積層方向Ｚにおける第１拘束部５１と第２拘束部５２との間に介在し、第１拘束部５１と第２拘束部５２とを非連結とする非連結部５５を第１方向Ｘに２つ有する。繊維構造体５０は多層織りによって形成された多層織物であり、織機によって製織される。よって、第１拘束部５１、第２拘束部５２、非連結部５５及び第１〜第３結合部５３ａ〜５３ｃは織機で製造される。

図２（ａ）に示すように、第１拘束部５１は、強化繊維からなる複数本の第１の糸としての緯糸５０ａと、強化繊維からなる複数本の第２の糸としての経糸５０ｂと、複数本の結束糸５０ｃとで構成されている。緯糸５０ａ及び経糸５０ｂは、それぞれの糸主軸方向が直交する方向に延びている。繊維構造体５０において、緯糸５０ａの糸主軸方向は第１方向Ｘに延び、経糸５０ｂの糸主軸方向は第２方向Ｙに延びる。

第１拘束部５１は、緯糸５０ａが互いに平行に配列された繊維層としての第１緯糸層６１と、第１緯糸層６１より下方に配置された繊維層としての第２緯糸層６２と、第２緯糸層６２より下方に配置された繊維層としての第３緯糸層６３とを有する。第１〜第３緯糸層６１〜６３は、第１の糸である緯糸５０ａを１軸方向（第２方向Ｙ）に配列した第１の糸層である。第１拘束部５１は、経糸５０ｂが互いに平行に配列された繊維層としての第１経糸層７１と、第１経糸層７１より下方に配置された繊維層としての第２経糸層７２と、を有する。第１経糸層７１及び第２経糸層７２は、第２の糸である経糸５０ｂを１軸方向（第１方向Ｘ）に配列した第２の糸層である。

第１拘束部５１は、積層方向Ｚに沿う上から下へ第１緯糸層６１、第１経糸層７１、第２緯糸層６２、第２経糸層７２、及び第３緯糸層６３の順番で積層されて形成されている。これら第１緯糸層６１、第１経糸層７１、第２緯糸層６２、第２経糸層７２、及び第３緯糸層６３は、複数本の結束糸５０ｃで結束され、積層方向Ｚに拘束されている。

各結束糸５０ｃは、第１拘束部５１の形状保持用である。複数本の結束糸５０ｃは、各経糸５０ｂと平行に配列されるとともに、経糸の一部を構成している。結束糸５０ｃは、第１緯糸層６１の緯糸５０ａの外面を通って折り返され、第１拘束部５１を積層方向Ｚに貫通するように配置されている。

また、結束糸５０ｃは、第３緯糸層６３の緯糸５０ａの外面を通って折り返され、第１拘束部５１を積層方向Ｚに貫通するように配置されている。第１方向Ｘに隣り合う結束糸５０ｃ同士は、折り返される緯糸５０ａの位置が第２方向Ｙにずれている。そして、結束糸５０ｃが各緯糸５０ａに係合することで、第１〜第３緯糸層６１〜６３は積層方向Ｚに拘束されて、第１拘束部５１が形成されている。

第２拘束部５２は、緯糸５０ａが互いに平行に配列された繊維層としての第４緯糸層６４と、第４緯糸層６４より下方に配置された繊維層としての第５緯糸層６５と、第５緯糸層６５より下方に配置された繊維層としての第６緯糸層６６とを有する。第４〜第６緯糸層６４〜６６は、第１の糸である緯糸５０ａを１軸方向（第２方向Ｙ）に配列した第１の糸層である。第２拘束部５２は、複数本の経糸５０ｂが互いに平行に配列された繊維層としての第３経糸層７３と、第３経糸層７３より下方に配置された繊維層としての第４経糸層７４と、を有する。第３経糸層７３及び第４経糸層７４は、第２の糸である経糸５０ｂを１軸方向（第１方向Ｘ）に配列した第２の糸層である。

第２拘束部５２は、積層方向Ｚに沿う上から下へ第４緯糸層６４、第３経糸層７３、第５緯糸層６５、第４経糸層７４、及び第６緯糸層６６の順番で積層されて形成されている。これら第４緯糸層６４、第３経糸層７３、第５緯糸層６５、第４経糸層７４、及び第６緯糸層６６は、複数本の結束糸５０ｃで結束されている。

各結束糸５０ｃは、第２拘束部５２の形状保持用である。複数本の結束糸５０ｃは、各経糸５０ｂと平行に配列されるとともに、経糸の一部を構成している。結束糸５０ｃは、第４緯糸層６４の緯糸５０ａの外面を通って折り返され、第２拘束部５２を積層方向Ｚに貫通するように配置されている。また、結束糸５０ｃは、第６緯糸層６６の緯糸５０ａの外面を通って折り返され、第２拘束部５２を積層方向Ｚに貫通するように配置されている。そして、結束糸５０ｃが各緯糸５０ａに係合することで、第４〜第６緯糸層６４〜６６は積層方向Ｚに拘束されて、第２拘束部５２が形成されている。

図３（ａ）に示すように、繊維構造体５０の第１〜第３結合部５３ａ〜５３ｃは、第２方向Ｙに並設されており、第１〜第３結合部５３ａ〜５３ｃの並設方向は第２方向Ｙとなる。第１結合部５３ａは、繊維構造体５０における第２方向Ｙの中央に位置し、第２結合部５３ｂは第２方向Ｙの一端側に位置し、第３結合部５３ｃは第２方向Ｙの他端側に位置する。第１結合部５３ａと第２結合部５３ｂとは、第２方向Ｙに間隔を空けて形成され、第１結合部５３ａと第３結合部５３ｃとは、第２方向Ｙに間隔を空けて形成されている。

図２（ａ）に示すように、第１結合部５３ａは、第１〜第６緯糸層６１〜６６と、第１〜第４経糸層７１〜７４を積層方向Ｚに拘束した部位である。第１結合部５３ａにおいて、第１拘束部５１を構成する第３緯糸層６３の１本の緯糸５０ａには、第２拘束部５２を構成する第３経糸層７３の経糸５０ｂが係合している。また、第１結合部５３ａにおいて、第２拘束部５２を構成する第４緯糸層６４の１本の緯糸５０ａには、第１拘束部５１を構成する第２経糸層７２の経糸５０ｂが係合している。よって、各緯糸５０ａに対する各経糸５０ｂの係合により、第１拘束部５１と第２拘束部５２が積層方向Ｚに結合された状態になっていると言える。

図３（ａ）に示すように、繊維構造体５０が備える第２結合部５３ｂ及び第３結合部５３ｃは、第１〜第６緯糸層６１〜６６と、第１〜第４経糸層７１〜７４を拘束した部位である。

図２（ｂ）に示すように、第２結合部５３ｂ及び第３結合部５３ｃにおいて、第１拘束部５１を構成する第３緯糸層６３の複数本の緯糸５０ａには、第２拘束部５２を構成する第３経糸層７３の経糸５０ｂが係合している。また、第２拘束部５２を構成する第４緯糸層６４の複数本の緯糸５０ａには、第１拘束部５１を構成する第２経糸層７２の複数本の経糸５０ｂが係合している。

複数本の緯糸５０ａに対する経糸５０ｂの係合により、第１拘束部５１と第２拘束部５２が積層方向Ｚに結合された状態になっていると言える。第２結合部５３ｂ及び第３結合部５３ｃは、第１結合部５３ａと比べて、緯糸５０ａに対する経糸５０ｂの係合箇所が多く、第２方向Ｙへの寸法が大きい。

繊維構造体５０は、第２方向Ｙにおける第１結合部５３ａと第２結合部５３ｂとの間に位置し、かつ積層方向Ｚにおける第１拘束部５１と第２拘束部５２とを非連結とする非連結部５５を備える。同様に、繊維構造体５０は、第２方向Ｙにおける第１結合部５３ａと第３結合部５３ｃとの間に位置し、かつ積層方向Ｚにおける第１拘束部５１と第２拘束部５２とを非連結とする非連結部５５を備える。

図１に示すように、繊維構造体５０を賦形して形成されたプリフォーム１１において、第１結合部５３ａは本体部１３の底板の一部を構成している。また、第１結合部５３ａは、本体部１３における第２方向Ｙの中央に位置している。

本体部１３を構成する第１筒状部２３ａは第２結合部５３ｂ寄りに位置し、第２筒状部２３ｂは第３結合部５３ｃ寄りに位置する。第１筒状部２３ａは、第１結合部５３ａと第２結合部５３ｂの間に位置する第１拘束部５１と第２拘束部５２とで形成されている。また、第２筒状部２３ｂは、第１結合部５３ａと第３結合部５３ｃの間に位置する第１拘束部５１と第２拘束部５２とで形成されている。

第１筒状部２３ａの第１拘束部５１の一部と、第２筒状部２３ｂの第１拘束部５１の一部とは第２方向Ｙに突き合わされ、この突き合わせた部分により、突き合わせ部５６が形成されている。また、本体部１３の周壁部２１は、突き合わせ部５６を除く一対の第１拘束部５１の一部と、一対の第２拘束部５２とで構成されている。また、リブ３１は、第１結合部５３ａと、この第１結合部５３ａに繋がる突き合わせ部５６とで構成されている。よって、リブ３１は、第２方向Ｙに隣り合う第１筒状部２３ａと第２筒状部２３ｂの間に位置する。リブ３１は、本体部１３の内面となる第１拘束部５１の第３緯糸層６３と、第２拘束部５２の第１緯糸層６１との間に架設された状態である。リブ３１の厚みは、第１拘束部５１の厚みと第２拘束部５２の厚みの和と同じである。

フランジ４１は、第２結合部５３ｂと第３結合部５３ｃによって形成されている。フランジ４１の厚みは、第１拘束部５１及び第２拘束部５２より厚い。一対のフランジ４１は、それぞれ本体部１３の上端に位置している。

次に、プリフォーム１１の製造方法を作用とともに記載する。
まず、図３（ａ）に示すように、繊維構造体５０を織機によって製織し、第１拘束部５１、第２拘束部５２、非連結部５５、第１〜第３結合部５３ａ〜５３ｃを製造する。次に、図３（ｂ）に示すように、一対の非連結部５５を拡開させつつ、第２結合部５３ｂ及び第３結合部５３ｃを第１結合部５３ａに近付けていく。

すると、図３（ｃ）及び図３（ｄ）に示すように、第１拘束部５１と第２拘束部５２が離間し、第２方向Ｙにおける第１結合部５３ａの両側が筒状に成形される。
次に、第１結合部５３ａを挟む第１拘束部５１同士を互いに近付け、第１拘束部５１同士を突き合わせて突き合わせ部５６を形成する。すると、第２方向Ｙにおける第１結合部５３ａの両側において、第１拘束部５１と第２拘束部５２とから第１筒状部２３ａ及び第２筒状部２３ｂが形成される。そして、第１筒状部２３ａと第２筒状部２３ｂが突き合わせ部５６を挟んで一体化され、周壁部２１が形成されるとともに、周壁部２１に架設されたリブ３１が形成され、「日」の字状の本体部１３が形成される。また、第２結合部５３ｂと第３結合部５３ｃとからフランジ４１が形成される。さらに、非連結部５５から貫通孔２２が形成される。

上記構成のプリフォーム１１は、例えば、ＲＴＭ法で硬化前の液状の熱硬化性樹脂（マトリックス）が含浸硬化されて繊維強化複合材１０が形成される。
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）繊維構造体５０が第１拘束部５１、第２拘束部５２、非連結部５５及び第１〜第３結合部５３ａ〜５３ｃを備えることで、繊維構造体５０によって第１筒状部２３ａ及び第２筒状部２３ｂの賦形が可能となる。そして、第１筒状部２３ａと第２筒状部２３ｂの第１拘束部５１を突き合わせることで、プリフォーム１１の本体部１３にリブ３１を形成できる。したがって、プリフォーム１１にリブ３１を形成するために、筒状の部材にリブ用の部材を接合する工程を必要とせず、プリフォーム１１の製造が容易となる。また、リブ用の部材を筒状の部材に接合する場合は、リブ用の部材に接合代が必要となり、プリフォームの重量が大きくなる。しかし、本実施形態のプリフォーム１１は接合代が必要ないため、リブ３１を備えた構成であっても重量が大きくならない。その結果として、プリフォーム１１を強化基材とした繊維強化複合材１０も重量が大きくならない。

（２）プリフォーム１１のリブ３１は、繊維構造体５０の第１結合部５３ａと、突き合わせ部５６とから構成されている。第１結合部５３ａは、第１拘束部５１を構成する緯糸５０ａと、第２拘束部５２を構成する緯糸５０ａとを経糸５０ｂで結合した部分であり、織機によって形成できる。また、突き合わせ部５６は、第１拘束部５１同士を突き合わせて形成できる。したがって、リブ３１及び突き合わせ部５６を容易に製造でき、結果としてリブ３１を容易に製造できる。

（３）プリフォーム１１のリブ３１は、第１拘束部５１の突き合わせ部５６を含む。例えば、リブ３１を第１拘束部５１だけで形成する場合と比べてリブ３１を厚くでき、リブ３１の強度を高めることができる。

（４）繊維構造体５０を製織する際、第１〜第６緯糸層６１〜６６と第１〜第４経糸層７１〜７４を形成しつつ、結束糸５０ｃで第１拘束部５１及び第２拘束部５２を形成し、緯糸５０ａと経糸５０ｂを係合させて第１〜第３結合部５３ａ〜５３ｃを形成することで、突き合わせ部５６を形成可能な繊維構造体５０を製造できる。よって、プリフォーム１１を形成可能な繊維構造体５０を織機で容易に製造できる。

（５）プリフォーム１１は、本体部１３から突出したフランジ４１を備え、繊維強化複合材１０においては、フランジ４１を強化基材とした部分を利用して他の構造部材への接合が行いやすい。フランジ４１は、第１〜第６緯糸層６１〜６６と第１〜第４経糸層７１〜７４を結束した第２結合部５３ｂ及び第３結合部５３ｃによって形成されている。したがって、フランジ４１を形成するために、フランジ用の別部材を製造する工程、フランジ用の別部材を本体部１３に接合する工程が必要なく、フランジ４１を有するプリフォーム１１を容易に製造できる。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 実施形態では、緯糸５０ａを第１の糸とし、経糸５０ｂを第２の糸としたが、経糸５０ｂを第１の糸とし、緯糸５０ａを第２の糸としてもよい。

○ 実施形態では、結束糸５０ｃを経糸の一部で構成したが、結束糸を緯糸の一部で構成してもよい。
○ 第１〜第３結合部５３ａ〜５３ｃにおける緯糸５０ａと経糸５０ｂの係合の仕方は実施形態に限らない。

例えば、第１拘束部５１を構成する第１緯糸層６１の緯糸５０ａに、第２拘束部５２を構成する第３経糸層７３の経糸５０ｂ又は第４経糸層７４の経糸５０ｂを係合させてもよいし、第２緯糸層６２の緯糸５０ａに、第２拘束部５２を構成する第３経糸層７３の経糸５０ｂ又は第４経糸層７４の経糸５０ｂを係合させてもよい。

さらに、第１拘束部５１を構成する第３緯糸層６３の緯糸５０ａに、第２拘束部５２を構成する第４経糸層７４の経糸５０ｂを係合させてもよい。
同様に、第２拘束部５２を構成する第６緯糸層６６の緯糸５０ａに、第１拘束部５１を構成する第１経糸層７１の経糸５０ｂ又は第２経糸層７２の経糸５０ｂを係合させてもよいし、第５緯糸層６５の緯糸５０ａに、第１拘束部５１を第１経糸層７１の経糸５０ｂ又は第２経糸層７２の経糸５０ｂを係合させてもよい。

さらに、第２拘束部５２を構成する第４緯糸層６４の緯糸５０ａに、第１拘束部５１を構成する第１経糸層７１の経糸５０ｂを係合させてもよい。
○ 図４に示すように、プリフォーム１１の正面視において、本体部１３は楕円筒状であってもよい。この場合、本体部１３を構成する第１筒状部２３ａ及び第２筒状部２３ｂは半円筒状であり、周壁部２１は正面視楕円形状である。また、第１結合部５３ａは、プリフォーム１１の積層方向Ｚの中央に配置されている。

突き合わせ部５６は、第１筒状部２３ａと第２筒状部２３ｂの第１拘束部５１同士と、第１筒状部２３ａと第２筒状部２３ｂの第２拘束部５２同士を突き合わせて形成されている。よって、プリフォーム１１のリブ３１は、第１結合部５３ａと、積層方向Ｚ両側の突き合わせ部５６とで形成されている。

○ 図５に示すように、繊維構造体５０の第１〜第３結合部５３ａ〜５３ｃ（図５では第１結合部５３ａのみ図示）は、第１〜第６緯糸層６１〜６６の全ての層を拘束して形成されている。第１〜第３結合部５３ａ〜５３ｃにおいて、第１拘束部５１を構成する第１緯糸層６１の緯糸５０ａには、第２拘束部５２を拘束した結束糸５０ｃが係合している。また、第１結合部５３ａにおいて、第２拘束部５２を構成する第６緯糸層６６の緯糸５０ａには、第１拘束部５１を拘束した結束糸５０ｃが係合している。

第１拘束部５１を拘束した結束糸５０ｃと、第２拘束部５２を拘束した結束糸５０ｃとによって、第１〜第６緯糸層６１〜６６が拘束され、第１〜第３結合部５３ａ〜５３ｃが形成されている。

このように構成した場合、緯糸５０ａと結束糸５０ｃを利用して第１〜第３結合部５３ａ〜５３ｃを織機で簡単に製造でき、第１〜第３結合部５３ａ〜５３ｃを備えた繊維構造体５０を簡単に製造できる。

○ 図５に示す形態において、第１拘束部５１を拘束した結束糸５０ｃは、第６緯糸層６６の緯糸５０ａではなく、第４緯糸層６４の緯糸５０ａに係合してもよいし、第５緯糸層６５の緯糸５０ａに係合していてもよい。また、第２拘束部５２を拘束した結束糸５０ｃは、第１緯糸層６１の緯糸５０ａではなく、第２緯糸層６２の緯糸５０ａに係合してもよいし、第３緯糸層６３の緯糸５０ａに係合していてもよい。

○ 図６に示すように、繊維構造体７５は、第１繊維層７６と第２繊維層７７とをステッチング処理によって結合した構成であってもよい。第１繊維層７６は、第１緯糸層６１と、第１経糸層７１と、第２緯糸層６２と、第２経糸層７２と、第３緯糸層６３とを結束糸５０ｃで拘束して形成され、第１拘束部５１は第１繊維層７６そのもので形成されている。第２繊維層７７は、第４緯糸層６４と、第３経糸層７３と、第５緯糸層６５と、第４経糸層７４と、第６緯糸層６６とを結束糸５０ｃで拘束して形成され、第２拘束部５２は第２繊維層７７そのもので形成されている。

そして、第１繊維層７６と第２繊維層７７とをステッチ糸６７で結合し、繊維構造体７５における第２方向Ｙの中央部に第１結合部７８ａを形成し、第２方向Ｙの一端側に第２結合部７８ｂを形成するとともに第２方向Ｙの他端側に第３結合部７８ｃを形成してもよい。第１〜第３結合部７８ａ〜７８ｃが形成されることにより、第１繊維層７６により第１拘束部５１が形成されるとともに、第２繊維層７７により第２拘束部５２が形成される。また、積層方向Ｚにおける第１繊維層７６と第２繊維層７７の対向面の間に非連結部５５が形成される。

これによれば、ステッチング処理により第１〜第３結合部７８ａ〜７８ｃを簡単に製造でき、第１〜第３結合部７８ａ〜７８ｃを備えた繊維構造体７５を簡単に製造できる。
○ 実施形態では、プリフォーム１１は、本体部１３にリブ３１を１つだけ備える構成であったが、リブ３１の数は変更してもよい。

例えば、図７に示すように、プリフォーム８０は、四角筒状の周壁部８０ａと、周壁部８０ａの対向する内面間に架設された第１リブ８１ａ、第２リブ８１ｂ、及び第３リブ８１ｃと、を有する本体部８２を備える。プリフォーム８０を構成する繊維構造体７９は、第１結合部７９ａ、第２結合部７９ｂ、及び第３結合部７９ｃを備えるとともに、フランジ４１を形成するための第４結合部７９ｄ及び第５結合部７９ｅを備える。

プリフォーム８０の本体部８２は、第１筒状部８３ａと、第２筒状部８３ｂと、第３筒状部８３ｃと、第４筒状部８３ｄと、を突き合わせて形成されている。第１リブ８１ａは、第１筒状部８３ａと第２筒状部８３ｂとを突き合わせた第１突き合わせ部８４ａと第１結合部７９ａとで構成され、第２リブ８１ｂは、第２筒状部８３ｂと第３筒状部８３ｃを突き合わせた第２突き合わせ部８４ｂと第２結合部７９ｂとで構成されている。また、第３リブ８１ｃは、第３筒状部８３ｃと第４筒状部８３ｄと突き合わせた第３突き合わせ部８４ｃと第３結合部７９ｃとで構成されている。

リブを奇数個備えるプリフォームは、フランジ４１が同じ高さ位置に配置される。
また、図８に示すように、プリフォーム８５は、四角筒状の周壁部８５ｃと、周壁部８５ｃの対向する内面間に架設された第１リブ８５ａ及び第２リブ８５ｂと、を有する本体部８６を備える。プリフォーム８５を構成する繊維構造体８８は、第１結合部８８ａ及び第２結合部８８ｂを備えるとともに、フランジ４１を形成するための第３結合部８８ｃ及び第４結合部８８ｄを備える。

プリフォーム８５の本体部８６は、第１筒状部８６ａと、第２筒状部８６ｂと、第３筒状部８６ｃと、を突き合わせて形成されている。第１リブ８５ａは、第１筒状部８６ａと第２筒状部８６ｂとを突き合わせた第１突き合わせ部８７ａと第１結合部８８ａとで構成され、第２リブ８５ｂは、第２筒状部８６ｂと第３筒状部８６ｃを突き合わせた第２突き合わせ部８７ｂと第２結合部８８ｂとで構成されている。

このようにリブを偶数個備えるプリフォームは、一対のフランジ４１が積層方向Ｚ（上下方向）の各端部に配置される。
○ プリフォーム１１，８０，８５はフランジ４１を備えていなくてもよい。例えば、実施形態のプリフォーム１１を構成する繊維構造体５０において、第２結合部５３ｂ及び第３結合部５３ｃの第２方向Ｙへの寸法を短くし、第１拘束部５１と第２拘束部５２を積層方向Ｚに結合するだけの構成としてもよい。

○ プリフォーム１１，８０，８５において、フランジ４１は第２方向Ｙの一端側のみに備えていてもよい。
○ 繊維構造体５０，７５，７９，８８を構成する繊維層の数は適宜変更してもよい。

１０…繊維強化複合材、１１，８０，８５…プリフォーム、１２…マトリックス樹脂、１３，８２，８６…本体部、２１，８０ａ，８５ｃ…周壁部、２３ａ…第１筒状部、２３ｂ…第２筒状部、３１…リブ、４１…フランジ、５０，７５，７９，８８…繊維構造体、５０ａ…第１の糸及び強化繊維としての緯糸、５０ｂ…第２の糸及び強化繊維としての経糸、５０ｃ…結束糸、５１…第１拘束部、５２…第２拘束部、５３ａ〜５３ｃ…第１〜第３結合部、５５…非連結部、５６…突き合わせ部、６１〜６６…第１の糸層及び繊維層としての第１〜第６緯糸層、６７…ステッチ糸、７１〜７４…第２の糸層及び繊維層としての第１〜第４経糸層、７６…第１繊維層、７７…第２繊維層、７８ａ〜７８ｃ…第１〜第３結合部、７９ａ〜７９ｅ…第１〜第５結合部、８１ａ〜８１ｃ…第１〜第３リブ、８３ａ〜８３ｄ…第１〜第４筒状部、８４ａ〜８４ｃ…第１〜第３突き合わせ部、８５ａ…第１リブ、８５ｂ…第２リブ、８６ａ〜８６ｃ…第１〜第３筒状部、８７ａ…第１突き合わせ部、８７ｂ…第２突き合わせ部、８８ａ〜８８ｄ…第１〜第４結合部。

Claims (6)

1. 周壁部の対向する内面間にリブが架設された本体部を備える繊維構造体製のプリフォームであって、
   前記繊維構造体は、強化繊維が配列された繊維層を複数積層して構成されるとともに、
   前記繊維層の積み重ねられた方向である積層方向に全ての前記繊維層を拘束し、かつ一方向に沿って間隔を空けて並設された少なくとも３つの結合部と、
   前記結合部の並ぶ並設方向において隣り合う前記結合部の間に位置し、前記積層方向の一端側の複数の前記繊維層を前記積層方向に拘束した第１拘束部、及び前記積層方向の他端側の複数の前記繊維層を前記積層方向に拘束した第２拘束部と、
   前記積層方向における前記第１拘束部と前記第２拘束部との間に介在し、前記第１拘束部と前記第２拘束部とを非連結とする非連結部と、を有し、
   前記本体部は、前記第１拘束部と前記第２拘束部とで前記非連結部を囲む筒状部を前記並設方向に少なくとも２つ並べた構造を有するとともに、前記結合部を挟んで前記並設方向に隣り合う前記筒状部同士を突き合わせた突き合わせ部を備え、
   前記周壁部は、前記突き合わせ部を除く前記第１拘束部及び前記第２拘束部で構成され、
   前記リブは、前記結合部と前記突き合わせ部とで構成されていることを特徴とするプリフォーム。
2. 前記繊維構造体は、前記強化繊維としての第１の糸を１軸方向に配列した前記繊維層としての第１の糸層と、前記第１の糸の糸主軸方向と直交する方向に前記強化繊維としての第２の糸を配列した前記繊維層としての第２の糸層と、をそれぞれ複数積層して構成され、前記第１拘束部及び前記第２拘束部は、それぞれ複数の前記第１の糸層を結束糸によって前記積層方向に拘束して形成され、
   前記結合部は、前記第１拘束部を構成する前記第１の糸に、前記第２拘束部を構成する前記第２の糸を係合させるとともに、
   前記第２拘束部を構成する前記第１の糸に、前記第１拘束部を構成する前記第２の糸を係合させて形成されている請求項１に記載のプリフォーム。
3. 前記繊維構造体は、前記強化繊維としての第１の糸を１軸方向に配列した前記繊維層としての第１の糸層と、前記第１の糸の糸主軸方向と直交する方向に前記強化繊維としての第２の糸を配列した前記繊維層としての第２の糸層と、をそれぞれ複数積層して構成され、前記第１拘束部及び前記第２拘束部は、それぞれ複数の前記第１の糸層を結束糸によって前記積層方向に拘束して形成され、
   前記結合部は、前記第１拘束部の前記第１の糸と、前記第２拘束部の前記第１の糸とに前記結束糸を係合させることで形成されている請求項１に記載のプリフォーム。
4. 前記繊維構造体は、前記第１拘束部よりなる第１繊維層と、前記第２拘束部よりなる第２繊維層とを積層し、かつ前記第１繊維層と前記第２繊維層を前記積層方向に結合して構成され、前記結合部は、前記第１繊維層と前記第２繊維層とをステッチ糸で結合して形成されている請求項１に記載のプリフォーム。
5. 前記並設方向において前記本体部から突出したフランジを備え、該フランジは前記並設方向の少なくとも一端に位置する前記結合部によって形成されている請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載のプリフォーム。
6. 繊維構造体製のプリフォームにマトリックス樹脂を含浸させた繊維強化複合材であって、前記プリフォームが請求項１〜請求項５のうちいずれか一項に記載のプリフォームであることを特徴とする繊維強化複合材。