JP2022119368A - Fiber structure and fiber-reinforced composite material - Google Patents

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Abstract

To provide a fiber structure and a fiber-reinforced composite material, which can suppress reduction in mechanical property at a bent part.SOLUTION: A fiber structure 20 has a non-binding yarn 50 having a cut end 50a formed by cutting an interlaminar binding yarn 40. A first flat plate part 21 and a second flat plate part 23 of the fiber structure 20 have a portion bonded with the interlaminar binding yarn 40 in lamination direction Z. A bent part 22 of the fiber structure 20 has a portion on which the non-binding yarn 50 is disposed.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、繊維構造体及び繊維強化複合材に関する。 The present invention relates to fiber structures and fiber-reinforced composites.

軽量、高強度の材料として繊維強化複合材が使用されている。繊維強化複合材は、強化繊維製の繊維構造体がマトリックス樹脂に複合化されて形成されている。繊維強化複合材は、樹脂自体に比べて機械的特性が向上する。このため、繊維強化複合材は、構造部品として好ましい。 Fiber-reinforced composite materials are used as lightweight and high-strength materials. A fiber-reinforced composite material is formed by compounding a fiber structure made of reinforcing fibers with a matrix resin. Fiber-reinforced composites have improved mechanical properties compared to the resin itself. For this reason, fiber reinforced composites are preferred as structural components.

繊維強化複合材には、平板部と、曲げ部を有するものがある。曲げ部は、仮想軸線に沿って繊維構造体が曲げられた部分である。曲げ部では、仮想軸線に交差する繊維束が曲げられている。この繊維束の曲げに伴い、繊維構造体に皺ができてしまう。皺ができたまま繊維構造体にマトリックス樹脂を含浸させると、得られた繊維強化複合材において、皺のできた部位の強度が低下してしまう。 Some fiber-reinforced composite materials have a flat portion and a bent portion. A bent portion is a portion where the fiber structure is bent along an imaginary axis. At the bending portion, the fiber bundle that intersects the imaginary axis is bent. As the fiber bundle is bent, wrinkles are formed in the fiber structure. If the fibrous structure is impregnated with the matrix resin while wrinkled, the strength of the wrinkled portion of the resulting fiber-reinforced composite material will be reduced.

繊維強化複合材の強度低下を抑制するため、曲げ部の皺を減らす又は無くしている。例えば、特許文献1では、曲げ部に発生した皺を無くすようにしている。特許文献1の織物基材は、糸の密度の異なる第1部位と第2部位とを備える。第1部位の密度は、第2部位の密度より低い。このため、第1部位では、第1の糸及び第2の糸の少なくとも一方において、糸同士の間隔が第2部位より広い。そして、第1部位は、糸をずらせる範囲が第2部位よりも広くなるため、織物基材を賦形して曲げ部を形成したとき、第1部位に皺が発生しても、第1の糸及び第2の糸の少なくとも一方をずらして皺を無くしている。 In order to suppress the decrease in strength of the fiber-reinforced composite material, wrinkles in the bent portion are reduced or eliminated. For example, in Japanese Patent Laid-Open No. 2002-200012, wrinkles generated in the bent portion are eliminated. The fabric base material of Patent Document 1 includes a first portion and a second portion having different yarn densities. The density of the first portion is lower than the density of the second portion. For this reason, in the first region, at least one of the first yarn and the second yarn has a wider spacing between the yarns than in the second region. In addition, since the range in which the yarn is shifted is wider in the first portion than in the second portion, even if wrinkles occur in the first portion when the woven fabric base material is shaped to form a bent portion, the first portion At least one of the first yarn and the second yarn is shifted to eliminate wrinkles.

特開2013-112899号公報JP 2013-112899 A

ところが、特許文献1のように、曲げ部での繊維束の密度を平板部での繊維束の密度より低くすると、曲げ部の繊維束の量が平板部での繊維束の量より少なくなり、曲げ部の機械的特性が低下してしまう。 However, if the density of the fiber bundles at the bent portion is lower than the density of the fiber bundles at the flat portion as in Patent Document 1, the amount of the fiber bundles at the bent portion becomes smaller than the amount of the fiber bundles at the flat portion. The mechanical properties of the bent portion are degraded.

上記問題点を解決するための繊維構造体は、複数の第1繊維束が第1配列方向に配列された第1繊維層と、複数の第2繊維束が第2配列方向に配列された第2繊維層とが積層され、前記第1配列方向と前記第2配列方向とが直交し、かつ積層方向の両端の繊維層の繊維束同士が同じ配列方向で積層された積層体と、前記積層体を前記積層方向に結合する層間結合糸と、を有し、前記第1繊維束及び前記第2繊維束が直線状に延びる平板部、及び前記積層方向の両端に位置する前記繊維層と同じ配列方向の繊維束が曲げられた曲げ部を有する繊維構造体であって、前記第1繊維束は、前記繊維構造体における前記第2配列方向の両端の間で連続して延び、前記第2繊維束は、前記繊維構造体における前記第1配列方向の両端の間で連続して延びており、前記層間結合糸を切断して形成された切断端部を有する非結合糸を有し、前記平板部は、前記層間結合糸によって前記積層方向に結合された部位を有し、前記曲げ部は、前記非結合糸が配置された部位を有することを要旨とする。 A fiber structure for solving the above problems includes a first fiber layer in which a plurality of first fiber bundles are arranged in a first arrangement direction and a second fiber layer in which a plurality of second fiber bundles are arranged in a second arrangement direction. a laminate in which two fiber layers are laminated, the first arrangement direction and the second arrangement direction are orthogonal, and the fiber bundles of the fiber layers at both ends in the lamination direction are laminated in the same arrangement direction; and an interlayer binding yarn that binds the body in the stacking direction, the flat plate portion where the first fiber bundle and the second fiber bundle extend linearly, and the fiber layers located at both ends in the stacking direction. A fiber structure having a bent portion in which a fiber bundle in an arrangement direction is bent, wherein the first fiber bundle extends continuously between both ends of the fiber structure in the second arrangement direction, and the second The fiber bundle extends continuously between both ends of the fiber structure in the first arrangement direction and has unbound yarns having cut ends formed by cutting the interlayer bound yarns, The gist is that the flat plate portion has a portion bonded in the lamination direction by the interlayer bonding yarn, and the bent portion has a portion where the non-bonding yarn is arranged.

これによれば、非結合糸の配置された曲げ部では、層間結合糸が切断され、層間結合糸による結合力が弱められている。曲げ部の形成のために繊維束が曲げられたとき、曲げられる繊維束には、当該繊維束を曲げるための力が加わる。このとき、層間結合糸による積層方向への結合力が弱められているため、曲げるための力を受けた繊維束は、当該力を受けて移動できる。したがって、層間結合糸によって結合されたまま繊維束が曲げられたときのように、曲げるための力を受けて繊維束が屈折することを抑制できる。その結果、曲げ部で曲げられている繊維束は、曲げ部に沿って滑らかに曲げられている。よって、繊維構造体の曲げ部での皺の発生を抑制できる。 According to this, the inter-layer binding yarn is cut at the bent portion where the non-binding yarn is arranged, and the binding force by the inter-layer binding yarn is weakened. When the fiber bundle is bent to form the bent portion, a force for bending the fiber bundle is applied to the bent fiber bundle. At this time, since the binding force in the lamination direction of the interlayer binding yarn is weakened, the fiber bundle that receives the force for bending can move under the force. Therefore, it is possible to suppress bending of the fiber bundle due to bending force, such as when the fiber bundle is bent while being bound by the interlayer binding yarn. As a result, the fiber bundle that is bent at the bent portion is smoothly bent along the bent portion. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of wrinkles at the bent portion of the fiber structure.

上記のように、層間結合糸を切断した非結合糸を採用することで曲げ部での皺の発生を抑制しており、皺の発生抑制のために第1繊維層及び第2繊維層のいずれにおいても繊維束の密度を減らしていない。その結果として、曲げ部の機械的特性の低下を抑制しながらも曲げ部での皺の発生を抑制できる。 As described above, by adopting the non-bonded yarn obtained by cutting the interlayer bonded yarn, the occurrence of wrinkles in the bent portion is suppressed. also does not reduce the density of the fiber bundles. As a result, it is possible to suppress the occurrence of wrinkles in the bent portion while suppressing deterioration of the mechanical properties of the bent portion.

繊維構造体について、前記曲げ部は、前記積層方向の両端の前記繊維層のうちの少なくとも一方の前記繊維層上に前記切断端部の突出した部位を有していてもよい。
繊維層内に切断端部が入り込んだ繊維構造体をマトリックス樹脂に含浸させて繊維強化複合材とした場合、マトリックス樹脂内に切断端部が突出していない分、マトリックス樹脂だけの部分が形成されやすい。しかし、切断端部が繊維層上に突出することで、マトリックス樹脂だけの部分を減らすことができ、繊維構造体を用いた繊維強化複合材の強度の低下を抑制できる。
With regard to the fiber structure, the bent portion may have a protruded portion of the cut end on at least one of the fiber layers on both ends in the stacking direction.
When a fiber structure in which the cut ends are embedded in the fiber layer is impregnated with a matrix resin to form a fiber-reinforced composite material, the cut ends do not protrude into the matrix resin, so a portion consisting only of the matrix resin is likely to be formed. . However, since the cut ends protrude above the fiber layer, it is possible to reduce the portion of only the matrix resin, thereby suppressing a decrease in the strength of the fiber-reinforced composite material using the fiber structure.

繊維構造体について、前記切断端部は、前記積層方向の両端の前記繊維層のうち、前記曲げ部の内側に位置する前記繊維層上に位置していてもよい。
これによれば、曲げ部の内側に位置する繊維層上に切断端部が位置しているため、曲げ部の内側で層間結合糸が切断されている。層間結合糸によって積層体が結合されていると、曲げ部の内側に位置する繊維束は、外側に位置する繊維束よりも屈折しやすい。しかし、曲げ部の内側で層間結合糸が切断されているため、繊維束が曲げ部の内側で屈折することを抑制できる。
With respect to the fiber structure, the cut ends may be located on the fiber layer located inside the bent portion among the fiber layers on both ends in the stacking direction.
According to this, the cut end portion is positioned on the fiber layer positioned inside the bent portion, so the interlayer binding yarn is cut inside the bent portion. When the laminate is bound by the interlayer binding yarn, the fiber bundles located inside the bent portion are more likely to bend than the fiber bundles located outside. However, since the interlayer binding yarn is cut inside the bent portion, it is possible to suppress bending of the fiber bundle inside the bent portion.

繊維構造体について、前記切断端部は、前記曲げ部の折り目に沿って並んでいてもよい。
これによれば、繊維束は、曲げ部の折り目に沿って最も曲げられる。繊維束の最も曲げられる箇所について、層間結合糸による結合力が弱められているため、繊維束が屈折することを抑制できる。
For the fibrous structure, the cut ends may line up along the crease of the bend.
According to this, the fiber bundle is bent most along the crease of the bent portion. Since the binding force of the interlayer binding yarn is weakened at the most bendable portion of the fiber bundle, bending of the fiber bundle can be suppressed.

繊維構造体について、前記非結合糸は、前記曲げ部の全領域に配置されていてもよい。
これによれば、曲げ部で曲げられた繊維束の全てに対し、層間結合糸による結合力が弱められているため、曲げ部での皺の発生をより一層抑制できる。
For the fibrous structure, the non-bonded yarns may be arranged over the entire area of the bend.
According to this, since the binding force of the interlayer binding yarn is weakened for all the fiber bundles bent at the bent portion, it is possible to further suppress the occurrence of wrinkles at the bent portion.

上記問題点を解決するための繊維強化複合材は、繊維構造体にマトリックス樹脂を含浸させることにより構成される繊維強化複合材であって、前記繊維構造体は請求項1~請求項5のいずれか一項に記載の繊維構造体であることを要旨とする。 A fiber-reinforced composite material for solving the above problems is a fiber-reinforced composite material formed by impregnating a fiber structure with a matrix resin, and the fiber structure is any one of claims 1 to 5. The gist is that it is the fiber structure according to claim 1.

これによれば、非結合糸の配置された曲げ部では、層間結合糸が切断され、層間結合糸による結合力が弱められている。曲げ部の形成のために繊維束が曲げられたとき、曲げられる繊維束には、当該繊維束を曲げるための力が加わる。このとき、層間結合糸による積層方向への結合力が弱められているため、曲げるための力を受けた繊維束は、当該力を受けて移動できる。したがって、層間結合糸によって結合されたまま繊維束が曲げられたときのように、曲げるための力を受けて、繊維束が屈折することを抑制できる。その結果、曲げ部で曲げられている繊維束は、曲げ部に沿って滑らかに曲げられている。よって、繊維構造体の曲げ部での皺の発生を抑制できる。 According to this, the inter-layer binding yarn is cut at the bent portion where the non-binding yarn is arranged, and the binding force by the inter-layer binding yarn is weakened. When the fiber bundle is bent to form the bent portion, a force for bending the fiber bundle is applied to the bent fiber bundle. At this time, since the binding force in the lamination direction of the interlayer binding yarn is weakened, the fiber bundle that receives the force for bending can move under the force. Therefore, it is possible to suppress bending of the fiber bundle due to bending force, such as when the fiber bundle is bent while being bound by the interlayer binding yarn. As a result, the fiber bundle that is bent at the bent portion is smoothly bent along the bent portion. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of wrinkles at the bent portion of the fiber structure.

上記のように、層間結合糸を切断した非結合糸を採用することで曲げ部での皺の発生を抑制しており、皺の発生抑制のために第1繊維層及び第2繊維層のいずれにおいても繊維束の密度を減らしていない。その結果として、曲げ部の機械的特性の低下を抑制しながらも曲げ部での皺の発生を抑制でき、繊維強化複合材において、繊維構造体の皺を原因とした強度の低下を抑制できる。 As described above, by adopting the non-bonded yarn obtained by cutting the interlayer bonded yarn, the occurrence of wrinkles in the bent portion is suppressed. also does not reduce the density of the fiber bundles. As a result, it is possible to suppress the occurrence of wrinkles in the bent portion while suppressing the deterioration of the mechanical properties of the bent portion, and in the fiber-reinforced composite material, it is possible to suppress the decrease in strength caused by the wrinkles of the fiber structure.

本発明によれば、曲げ部の機械的特性の低下を抑制できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the deterioration of the mechanical characteristic of a bending part can be suppressed.

繊維強化複合材を模式的に示す斜視図。The perspective view which shows a fiber reinforced composite material typically. 曲げ部及び平板部を模式的に示す断面図。Sectional drawing which shows a bending part and a flat plate part typically. 繊維構造体を示す平面図。The top view which shows a fiber structure. 第1平板部を示す斜視図。The perspective view which shows a 1st flat plate part. (a)は第1平板部を示す拡大断面図、(b)は非結合糸を示す拡大断面図。(a) is an enlarged cross-sectional view showing a first flat plate portion, and (b) is an enlarged cross-sectional view showing a non-bonded yarn. 曲げ部を形成する前の繊維構造体を示す部分平面図。FIG. 4 is a partial plan view showing the fiber structure before forming a bent portion; 比較例の曲げ部を模式的に示す図。The figure which shows the bending part of a comparative example typically. 層間結合糸を切断した状態を示す斜視図。The perspective view which shows the state which cut|disconnected the interlayer binding yarn. 非結合糸の別例を示す拡大断面図。FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view showing another example of non-bonded yarn;

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8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20にマトリックス樹脂Maを含浸させて形成されている。繊維構造体20は、繊維強化複合材10の強化基材である。マトリックス樹脂Maは、熱硬化性樹脂のエポキシ樹脂が使用される。なお、マトリックス樹脂Maは、エポキシ樹脂でなくてもよく、例えばビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂などの熱硬化性樹脂であってもよいし、ポリアミド、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイミド樹脂、ABS樹脂等といった熱可塑性樹脂であってもよい。
An embodiment embodying a fiber structure and a fiber-reinforced composite material will be described below with reference to FIGS. 1 to 8. FIG.
As shown in FIG. 1, the fiber-reinforced composite material 10 is formed by impregnating a fiber structure 20 with a matrix resin Ma. The fiber structure 20 is the reinforcing base material of the fiber-reinforced composite material 10 . Epoxy resin, which is a thermosetting resin, is used as the matrix resin Ma. The matrix resin Ma may not be an epoxy resin, but may be a thermosetting resin such as vinyl ester resin, unsaturated polyester resin, phenol resin, polyamide, polybutylene terephthalate, polycarbonate, polyethylene, Thermoplastic resins such as polypropylene, polyimide resin, and ABS resin may be used.

繊維強化複合材10が水平面上に置かれているものとして重力の方向をZ軸で示し、水平面に沿う方向をX軸とY軸で示す。X軸、Y軸、及びZ軸は、互いに直交する。以下の説明では、Z軸と平行な方向を積層方向Zともいい、X軸と平行な方向を第1配列方向Xともいう。また、Y軸と平行な方向を第2配列方向Yともいう。 Assuming that the fiber-reinforced composite material 10 is placed on a horizontal plane, the direction of gravity is indicated by the Z-axis, and the directions along the horizontal plane are indicated by the X-axis and the Y-axis. The X-axis, Y-axis, and Z-axis are orthogonal to each other. In the following description, the direction parallel to the Z-axis is also called the stacking direction Z, and the direction parallel to the X-axis is also called the first arrangement direction X. A direction parallel to the Y-axis is also referred to as a second arrangement direction Y. As shown in FIG.

繊維強化複合材10は、第1複合平板部11と、ドットハッチングで示す複合曲げ部12と、第2複合平板部13と、を有する。第1複合平板部11と、複合曲げ部12と、第2複合平板部13は、第2配列方向Yに連続する。 The fiber-reinforced composite material 10 has a first composite flat plate portion 11 , a composite bent portion 12 indicated by dot hatching, and a second composite flat plate portion 13 . The first composite flat plate portion 11, the composite bent portion 12, and the second composite flat plate portion 13 are continuous in the second arrangement direction Y. As shown in FIG.

積層方向Zの外側から第1複合平板部11を見て、第1複合平板部11は四角形状であり、同じく積層方向Zの外側から第2複合平板部13を見て、第2複合平板部13は四角形状である。 Looking at the first composite flat plate portion 11 from the outside in the stacking direction Z, the first composite flat plate portion 11 has a rectangular shape. 13 is rectangular.

複合曲げ部12は、当該複合曲げ部12の曲率中心を通過し、X軸と平行に延びる仮想軸線Mを曲げ中心とする。仮想軸線Mは第1配列方向Xに延びるといえる。
図2及び図3に示すように、繊維構造体20は、積層体30と、層間結合糸40と、非結合糸50と、を有する。
The compound bending portion 12 has a bending center on an imaginary axis line M that passes through the center of curvature of the compound bending portion 12 and extends in parallel with the X axis. It can be said that the imaginary axis M extends in the first arrangement direction X. As shown in FIG.
As shown in FIGS. 2 and 3 , the fiber structure 20 has a laminate 30 , interlayer binding yarns 40 and non-binding yarns 50 .

繊維構造体20は、第1複合平板部11の強化基材となる第1平板部21と、複合曲げ部12の強化基材となる曲げ部22と、第2複合平板部13の強化基材となる第2平板部23と、を有する。第1平板部21と、曲げ部22と、第2平板部23は、第2配列方向Yに連続する。 The fiber structure 20 includes a first flat plate portion 21 that serves as a reinforcing base material for the first composite flat plate portion 11, a bent portion 22 that serves as a reinforcing base material for the composite bent portion 12, and a reinforcing base material for the second composite flat plate portion 13. and a second flat plate portion 23 that becomes The first flat plate portion 21, the bent portion 22, and the second flat plate portion 23 are continuous in the second arrangement direction Y. As shown in FIG.

繊維構造体20は、積層方向Zの第1面に第1表面201を有し、積層方向Zの第2面に第2表面202を有する。繊維構造体20は、第1表面201に谷折りの折り目Nが形成される状態に折り曲げられている。この折り目Nが位置する側を曲げ部22の内側とする。したがって、曲げ部22は、第1表面201側が内側となる状態で折り曲げられている。 The fiber structure 20 has a first surface 201 on the first side in the stacking direction Z and a second surface 202 on the second side in the stacking direction Z. As shown in FIG. The fiber structure 20 is folded in such a manner that a crease line N of a valley fold is formed on the first surface 201 . The side on which the fold line N is positioned is the inside of the bent portion 22 . Therefore, the bent portion 22 is bent with the first surface 201 side facing inward.

繊維構造体20は、第1配列方向Xの第1端面に第1側面20aを有し、第1配列方向Xの第2端面に第2側面20bを有する。繊維構造体20は、第2配列方向Yの第1端面に第3側面20cを有し、第2配列方向Yの第2端面に第4側面20dを有する。 The fiber structure 20 has a first side face 20a on a first end face in the first arrangement direction X, and a second side face 20b on a second end face in the first arrangement direction X. As shown in FIG. The fiber structure 20 has a third side face 20c on the first end face in the second arrangement direction Y, and a fourth side face 20d on the second end face in the second arrangement direction Y. As shown in FIG.

図2、図3及び図4に示すように、積層体30は、第1繊維層としての経糸層31を複数有するとともに、第2繊維層としての緯糸層32を複数有する。複数の経糸層31と複数の緯糸層32とは交互に積層されている。なお、複数の経糸層31と複数の緯糸層32とは交互に積層されていなくてもよい。 As shown in FIGS. 2, 3 and 4, the laminate 30 has a plurality of warp layers 31 as first fiber layers and a plurality of weft layers 32 as second fiber layers. The plurality of warp layers 31 and the plurality of weft layers 32 are alternately laminated. The plurality of warp layers 31 and the plurality of weft layers 32 may not be alternately laminated.

経糸層31と緯糸層32が積層された方向は積層方向Zである。また、積層体30の積層方向Zの両端には経糸層31が配置されている。このため、積層体30の積層方向Zの両端には経糸34が配列されている。したがって、積層体30の積層方向Zの両端では、経糸34同士が同じ配列方向で配置されている。 The direction in which the warp layer 31 and the weft layer 32 are laminated is the lamination direction Z. As shown in FIG. Warp layers 31 are arranged at both ends of the laminate 30 in the lamination direction Z. As shown in FIG. Therefore, warp yarns 34 are arranged at both ends of the laminate 30 in the lamination direction Z. As shown in FIG. Therefore, at both ends of the laminate 30 in the lamination direction Z, the warp yarns 34 are arranged in the same arrangement direction.

各経糸層31は、第1繊維束としての経糸34が第1配列方向Xへ複数配列されることにより形成されている。複数の経糸34は互いに平行である。全ての経糸34は、長さが同じである。 Each warp layer 31 is formed by arranging a plurality of warp yarns 34 as first fiber bundles in the first arrangement direction X. As shown in FIG. A plurality of warp threads 34 are parallel to each other. All warp threads 34 have the same length.

各緯糸層32は、第2繊維束としての緯糸35が第2配列方向Yへ複数配列されることにより形成されている。複数の緯糸35は互いに平行である。全ての緯糸35は、長さが同じである。 Each weft layer 32 is formed by arranging a plurality of wefts 35 as second fiber bundles in the second arrangement direction Y. As shown in FIG. A plurality of weft threads 35 are parallel to each other. All weft threads 35 have the same length.

経糸層31と緯糸層32は、第1配列方向Xと第2配列方向Yが直交するように交互に積層されている。積層体30は、第1配列方向Xを1軸とし、第2配列方向Yを2軸とする2軸配向を有する。 The warp layers 31 and the weft layers 32 are alternately laminated such that the first arrangement direction X and the second arrangement direction Y are orthogonal to each other. The laminate 30 has a biaxial orientation with the first arrangement direction X as one axis and the second arrangement direction Y as two axes.

経糸34及び緯糸35は、複数の強化繊維が束ねられてなる繊維束である。強化繊維は、連続繊維及び非連続繊維のいずれであってもよい。強化繊維は、有機繊維又は無機繊維が使用される。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、超高分子量ポリエチレン繊維等が挙げられ、無機繊維としては、炭素繊維、ガラス繊維、セラミック繊維等が挙げられる。 The warp yarns 34 and the weft yarns 35 are fiber bundles formed by bundling a plurality of reinforcing fibers. The reinforcing fibers may be either continuous fibers or discontinuous fibers. Organic fibers or inorganic fibers are used as the reinforcing fibers. Examples of organic fibers include aramid fibers, poly-p-phenylenebenzobisoxazole fibers, and ultra-high molecular weight polyethylene fibers. Examples of inorganic fibers include carbon fibers, glass fibers, and ceramic fibers.

第1平板部21及び第2平板部23では、各経糸層31の各経糸34は、第2配列方向Yに直線状に延びている。また、第1平板部21及び第2平板部23では、各緯糸層32の各緯糸35は、第1配列方向Xに直線状に延びている。曲げ部22では、各経糸層31の各経糸34が滑らかに曲げられる一方で、各緯糸35は第1配列方向Xに直線状に延びている。 In the first flat plate portion 21 and the second flat plate portion 23, each warp 34 of each warp layer 31 extends linearly in the second arrangement direction Y. As shown in FIG. In the first flat plate portion 21 and the second flat plate portion 23, each weft 35 of each weft layer 32 extends linearly in the first arrangement direction X. As shown in FIG. In the bending portion 22, each warp 34 of each warp layer 31 is smoothly bent, while each weft 35 extends linearly in the first arrangement direction X. As shown in FIG.

繊維構造体20の第1配列方向Xの両端には、緯糸35の先端面が露出している。緯糸35は、繊維構造体20の第1配列方向Xの両端の間で連続して延びている。繊維構造体20の第2配列方向Yの両端には、経糸34の先端面が露出している、経糸34は、繊維構造体20の第2配列方向Yの両端の間で連続して延びている。つまり、繊維構造体20の面内糸である経糸34及び緯糸35は、繊維構造体20の内部で切断されていない。 At both ends of the fiber structure 20 in the first arrangement direction X, tip surfaces of the wefts 35 are exposed. The weft yarn 35 extends continuously between both ends of the fiber structure 20 in the first arrangement direction X. As shown in FIG. At both ends of the fiber structure 20 in the second arrangement direction Y, the tip surfaces of the warp yarns 34 are exposed. there is That is, the warp yarns 34 and the weft yarns 35, which are in-plane yarns of the fiber structure 20, are not cut inside the fiber structure 20. As shown in FIG.

第1側面20aには、第1配列方向Xの第1端に位置する経糸34の側縁が露出している。また、第1側面20aには、第1配列方向Xの第1端に位置する緯糸35の先端面が露出している。第1側面20aでは、当該第1側面20aに露出する経糸34の側縁、及び緯糸35の先端面が、鉛直面に沿って積層されている。 The side edges of the warp yarns 34 positioned at the first end in the first arrangement direction X are exposed on the first side face 20a. Further, tip surfaces of the weft yarns 35 located at the first end in the first arrangement direction X are exposed on the first side surface 20a. On the first side surface 20a, the side edges of the warp yarns 34 and the tip surfaces of the weft yarns 35 exposed on the first side surface 20a are laminated along the vertical plane.

第2側面20bには、第1配列方向Xの第2端に位置する経糸34の側縁が露出している。また、第2側面20bには、第1配列方向Xの第2端に位置する緯糸35の先端面が露出している。第2側面20bでは、当該第2側面20bに露出する経糸34の側縁、及び緯糸35の先端面が、鉛直面に沿って積層されている。 The side edges of the warp yarns 34 positioned at the second end in the first arrangement direction X are exposed on the second side surface 20b. Further, tip surfaces of the wefts 35 positioned at the second end in the first arrangement direction X are exposed on the second side surface 20b. On the second side surface 20b, the side edges of the warp yarns 34 and the tip surfaces of the weft yarns 35 exposed on the second side surface 20b are laminated along the vertical plane.

第3側面20cには、第2配列方向Yの第1端に位置する経糸34の先端面が露出している。また、第3側面20cには、第2配列方向Yの第1端に位置する緯糸35の側縁が露出している。第3側面20cでは、当該第3側面20cに露出する経糸34の先端面、及び緯糸35の側縁が、鉛直面に沿って積層されている。 The tip surfaces of the warp yarns 34 located at the first end in the second arrangement direction Y are exposed on the third side surface 20c. Further, the side edge of the weft 35 positioned at the first end in the second arrangement direction Y is exposed on the third side surface 20c. On the third side surface 20c, the tip surfaces of the warp yarns 34 and the side edges of the weft yarns 35 exposed on the third side surface 20c are laminated along the vertical plane.

第4側面20dには、第2配列方向Yの第2端に位置する経糸34の先端面が露出している。また、第4側面20dには、第2配列方向Yの第2端に位置する緯糸35の側縁が露出している。 The tip surfaces of the warp yarns 34 positioned at the second end in the second arrangement direction Y are exposed on the fourth side surface 20d. Further, the side edge of the weft 35 located at the second end in the second arrangement direction Y is exposed on the fourth side surface 20d.

第4側面20dでは、積層方向Zの第1表面201から第2表面202に向けて、積層方向Zに並ぶ経糸34同士で先端面の位置が異なっている。つまり、積層方向Zに並ぶ経糸34同士では、第1表面201から第2表面202に向けて経糸34の先端面の位置が低くなるように傾斜している。 On the fourth side surface 20d, the warp yarns 34 arranged in the stacking direction Z from the first surface 201 to the second surface 202 in the stacking direction Z have different tip positions. That is, the warp yarns 34 aligned in the stacking direction Z are inclined so that the tip surfaces of the warp yarns 34 are lowered from the first surface 201 toward the second surface 202 .

また、第4側面20dでは、積層方向Zの第1表面201から第2表面202に向けて、積層方向Zに並ぶ緯糸35同士で側縁の位置が異なっている。つまり、積層方向Zに並ぶ緯糸35同士では、第1表面201から第2表面202に向けて緯糸35の側縁の位置が低くなるように傾斜している。したがって、第4側面20dでは、積層方向Zに並ぶ経糸34及び緯糸35は、水平面上に揃って配置されているのではなく、水平面に対して傾斜する傾斜面上に積層されている。 Further, on the fourth side surface 20d, the positions of the side edges of the wefts 35 arranged in the stacking direction Z from the first surface 201 to the second surface 202 in the stacking direction Z are different. That is, the wefts 35 aligned in the stacking direction Z are inclined so that the side edges of the wefts 35 are lowered from the first surface 201 toward the second surface 202 . Therefore, on the fourth side surface 20d, the warp yarns 34 and the weft yarns 35 arranged in the stacking direction Z are not aligned on the horizontal plane, but are stacked on an inclined plane with respect to the horizontal plane.

全ての経糸34は、長さが同じである。このため、経糸34の第1端に位置する先端面を第3側面20cで鉛直面上に揃えて配置させると、曲げ部22の内側と外側の経路差に応じて、経糸34の第2端に位置する先端面の位置がずれる。 All warp threads 34 have the same length. Therefore, when the tip surfaces of the first ends of the warp yarns 34 are aligned on the vertical plane on the third side surface 20c, the second ends of the warp yarns 34 are bent according to the path difference between the inner and outer sides of the bent portion 22. The position of the tip surface located at is shifted.

図3、図4、及び図5(a)に示すように、層間結合糸40は、第1平板部21の複数の経糸層31及び複数の緯糸層32を積層方向Zに結合する。また、層間結合糸40は、第2平板部23の複数の経糸層31及び複数の緯糸層32を積層方向Zに結合する。層間結合糸40は、積層体30の第1平板部21及び第2平板部23を積層方向Zに貫通している。したがって、第1平板部21及び第2平板部23の全体は、層間結合糸40によって積層方向Zに結合された部位である。 As shown in FIGS. 3, 4, and 5A, the interlayer binding yarn 40 binds the warp layers 31 and the weft layers 32 of the first flat plate portion 21 in the stacking direction Z. As shown in FIGS. Further, the interlayer binding yarn 40 binds the warp layers 31 and the weft layers 32 of the second flat plate portion 23 in the stacking direction Z. As shown in FIG. The interlayer binding thread 40 penetrates the first flat plate portion 21 and the second flat plate portion 23 of the laminate 30 in the lamination direction Z. As shown in FIG. Therefore, the entirety of the first flat plate portion 21 and the second flat plate portion 23 is a portion joined in the stacking direction Z by the interlayer binding yarn 40 .

層間結合糸40は、第1表面201に位置する経糸層31の経糸34に掛け止められるとともに、第2表面202に位置する経糸層31の経糸34であって、第1表面201に位置する経糸34に対し第1配列方向Xに隣り合う経糸34に掛け止められている。層間結合糸40は、積層方向Zに積層体30を貫通しつつ、積層方向Zの両端面では、第1配列方向Xに延びている。 The interlayer binding yarns 40 are hooked on the warp yarns 34 of the warp layer 31 located on the first surface 201, and the warp yarns 34 of the warp layer 31 located on the second surface 202, which are located on the first surface 201. The warp yarns 34 adjacent to the warp yarns 34 in the first arrangement direction X are hooked. The interlayer binding yarn 40 extends in the first arrangement direction X on both end faces in the lamination direction Z while penetrating the laminate 30 in the lamination direction Z. As shown in FIG.

層間結合糸40は、第1平板部21及び第2平板部23の第1配列方向Xの全体に亘って経糸34に掛け止められている。また、層間結合糸40は、第1平板部21及び第2平板部23の第2配列方向Yに複数設けられている。 The interlayer binding yarns 40 are hooked on the warp yarns 34 over the entirety of the first arrangement direction X of the first flat plate portion 21 and the second flat plate portion 23 . A plurality of interlayer binding yarns 40 are provided in the second arrangement direction Y of the first flat plate portion 21 and the second flat plate portion 23 .

図4、図5(b)及び図6に示すように、非結合糸50は、曲げ部22の全領域に存在する。非結合糸50は、平板状の積層体30を層間結合糸40で積層方向Zに結合した後、曲げ部22となる領域に存在する層間結合糸40を経糸層31上で切断することで形成される。非結合糸50は、曲げ部22の第1配列方向Xの全体に亘って存在する。また、非結合糸50は、曲げ部22の第2配列方向Yに複数設けられている。 As shown in FIGS. 4, 5(b) and 6, the non-bonded yarns 50 are present over the entire area of the bent portion 22. As shown in FIGS. The unbound yarns 50 are formed by binding the flat laminate 30 with the interlayer binding yarns 40 in the lamination direction Z, and then cutting the interlayer binding yarns 40 existing in the area to be the bent portion 22 on the warp layer 31. be done. The unbound yarn 50 exists over the entire first arrangement direction X of the bent portion 22 . A plurality of non-binding yarns 50 are provided in the second arrangement direction Y of the bent portion 22 .

層間結合糸40の切断箇所は、層間結合糸40における積層方向Zの両端である。つまり、非結合糸50は、積層方向Zの両端の経糸層31のうち、曲げ部22の内側及び外側に位置する経糸層31上で層間結合糸40を切断して形成されている。詳細には、非結合糸50となる層間結合糸40は、第1表面201の経糸34に掛かっている部分と、第2表面202の経糸34に掛かっている部分とを切断して形成されている。このため、非結合糸50は、積層体30の積層方向Zの全体を貫通している。 The inter-layer binding yarn 40 is cut at both ends in the stacking direction Z of the interlayer binding yarn 40 . That is, the unbound yarns 50 are formed by cutting the interlayer binding yarns 40 on the warp layers 31 positioned inside and outside the bent portion 22 among the warp layers 31 on both ends in the stacking direction Z. As shown in FIG. Specifically, the inter-layer binding yarns 40 that become the non-binding yarns 50 are formed by cutting a portion that hangs over the warp yarns 34 on the first surface 201 and a portion that hangs over the warp yarns 34 on the second surface 202. there is Therefore, the unbound yarn 50 penetrates the entire stack 30 in the stacking direction Z. As shown in FIG.

非結合糸50は、層間結合糸40を切断して形成された切断端部50aを有する。切断端部50aは、切断面を含む非結合糸50の端部であり、若干の長さを有する部分である。曲げ部22の第1表面201上には、各経糸34に対し、当該経糸34に掛け止められていた層間結合糸40を切断して形成された切断端部50aが沿う状態で露出している。したがって、各経糸34に対し、経糸34を挟むように2つの切断端部50aが第1配列方向Xに離間して配置されている。また、第1表面201の各切断端部50aは、層間結合糸40が掛け止められていた経糸34の表面よりも積層方向Zに突出している。つまり、各切断端部50aは、第1表面201を形成する経糸層31上において経糸34の表面よりも突出している。 The non-bonded yarn 50 has a cut end portion 50a formed by cutting the interlayer bonded yarn 40 . The cut end portion 50a is the end portion of the unbound thread 50 including the cut surface, and is a portion having a certain length. On the first surface 201 of the bent portion 22, cut ends 50a formed by cutting the interlayer binding yarns 40 hooked on the warp yarns 34 are exposed along the warp yarns 34. . Therefore, two cut ends 50a are spaced apart from each other in the first arrangement direction X so as to sandwich the warp 34 therebetween. Further, each cut end portion 50a of the first surface 201 protrudes in the stacking direction Z from the surface of the warp yarn 34 on which the interlayer binding yarn 40 is hooked. That is, each cut end portion 50 a protrudes beyond the surface of the warp yarns 34 on the warp yarn layer 31 forming the first surface 201 .

曲げ部22の第2表面202上には、各経糸34に対し、当該経糸34に掛け止められていた層間結合糸40を切断して形成された切断端部50aが沿う状態で露出している。したがって、各経糸34に対し、経糸34を挟むように2つの切断端部50aが第1配列方向Xに離間して配置されている。また、第2表面202の各切断端部50aは、層間結合糸40が掛け止められていた経糸34の表面よりも積層方向Zに突出している。つまり、各切断端部50aは、第2表面202を形成する経糸層31上において経糸34の表面よりも突出している。 On the second surface 202 of the bent portion 22, the cut ends 50a formed by cutting the interlayer binding yarns 40 hooked to the warp yarns 34 are exposed along the warp yarns 34. . Therefore, two cut ends 50a are spaced apart from each other in the first arrangement direction X so as to sandwich the warp 34 therebetween. Further, each cut end portion 50a of the second surface 202 protrudes in the stacking direction Z from the surface of the warp yarn 34 on which the interlayer binding yarn 40 is hooked. That is, each cut end portion 50 a protrudes beyond the surface of the warp yarns 34 on the warp yarn layer 31 forming the second surface 202 .

そして、第1表面201上及び第2表面202上では、非結合糸50の切断端部50aは、曲げ部22の折り目Nに沿って並ぶ状態で露出している。
したがって、曲げ部22は、当該曲げ部22の全領域に亘って非結合糸50の配置された部位である。曲げ部22は、積層方向Zの両端の経糸層31上に、経糸層31の経糸34から切断端部50aの突出した部位を、曲げ部22の全領域に亘って有する。
On the first surface 201 and the second surface 202, the cut ends 50a of the unbound yarns 50 are exposed along the creases N of the bent portions 22. As shown in FIG.
Therefore, the bent portion 22 is a portion where the unbound yarns 50 are arranged over the entire area of the bent portion 22 . The bent portion 22 has, over the entire area of the bent portion 22, portions where the cut ends 50a protrude from the warp yarns 34 of the warp layers 31 on the warp layers 31 at both ends in the stacking direction Z. As shown in FIG.

次に、繊維構造体20の作用を記載する。
図7に、比較例の繊維構造体60を示す。比較例の繊維構造体60では、曲げ部22も層間結合糸40によって積層方向Zに結合されている。このため、比較例の繊維構造体60では、曲げ部22の形成のために経糸34が曲げられ、経糸34に対し、当該経糸34を曲げるための力が加わったとき、経糸34が屈折してしまっている。
Next, the action of the fiber structure 20 will be described.
FIG. 7 shows a fibrous structure 60 of a comparative example. In the fiber structure 60 of the comparative example, the bent portions 22 are also bound in the stacking direction Z by the interlayer binding yarns 40 . Therefore, in the fiber structure 60 of the comparative example, the warp yarns 34 are bent to form the bent portion 22, and when a force for bending the warp yarns 34 is applied to the warp yarns 34, the warp yarns 34 are bent. It's closed.

しかし、図2に示すように、繊維構造体20の曲げ部22は、層間結合糸40による結合力が弱められている。このため、曲げ部22の全体で経糸34は全方位に移動でき、結果として滑らかに曲げられる。このため、経糸34の屈折に伴う皺が、曲げ部22の第1表面201及び第2表面202に発生することが抑制される。 However, as shown in FIG. 2, the binding strength of the inter-layer binding yarn 40 is weakened at the bent portion 22 of the fiber structure 20 . Therefore, the warp yarns 34 can move in all directions in the entire bending portion 22, and as a result, the warp yarns are smoothly bent. Therefore, wrinkles due to bending of the warp yarns 34 are suppressed from occurring on the first surface 201 and the second surface 202 of the bent portion 22 .

次に、繊維構造体20の製造方法を説明する。
まず、複数の経糸層31と、複数の緯糸層32とを積層して平板状の積層体30を製造する。
Next, a method for manufacturing the fiber structure 20 will be described.
First, a plurality of warp layers 31 and a plurality of weft layers 32 are laminated to manufacture a flat laminate 30 .

次に、図4に示すように、積層体30を層間結合糸40によって積層方向Zに結合する。
次に、図8に示すように、積層体30のうち、曲げ部22となる領域に位置する層間結合糸40の全てを、積層体30の積層方向Zの両端に位置する経糸層31の経糸34上で切断し、非結合糸50を形成する。すると、第1表面201及び第2表面202に切断端部50aが露出するとともに、切断端部50aが経糸層31から突出した状態となる。
Next, as shown in FIG. 4, the laminate 30 is bound in the lamination direction Z with an interlayer binding yarn 40 .
Next, as shown in FIG. 8, all of the interlayer binding yarns 40 located in the regions to be the bent portions 22 of the laminate 30 are combined with the warp yarns of the warp layers 31 located at both ends of the laminate 30 in the lamination direction Z. Cut on 34 to form a non-bonded thread 50 . As a result, the cut ends 50 a are exposed on the first surface 201 and the second surface 202 , and the cut ends 50 a project from the warp layer 31 .

次に、積層体30を賦形して、第1平板部21、曲げ部22、及び第2平板部23を形成する。曲げ部22を形成する際、経糸34も曲げられるが、層間結合糸40による結合がないため、経糸34は屈折することなく移動する。 Next, the laminate 30 is shaped to form the first flat plate portion 21 , the bent portion 22 and the second flat plate portion 23 . When forming the bent portion 22, the warp yarns 34 are also bent, but since there is no binding by the interlayer binding yarns 40, the warp yarns 34 move without bending.

その結果、曲げ部22を有する繊維構造体20が製造される。
そして、繊維構造体20にマトリックス樹脂Maを含浸させると、第1平板部21、曲げ部22、及び第2平板部23にマトリックス樹脂Maが含浸する。第1平板部21を強化基材とする第1複合平板部11と、曲げ部22を強化基材とする複合曲げ部12と、第2平板部23を強化基材とする第2複合平板部13とが形成され、繊維強化複合材10が製造される。
As a result, a fiber structure 20 having bent portions 22 is manufactured.
When the fiber structure 20 is impregnated with the matrix resin Ma, the first flat plate portion 21, the bent portion 22, and the second flat plate portion 23 are impregnated with the matrix resin Ma. A first composite flat plate portion 11 having the first flat plate portion 21 as the reinforcing base material, a composite bending portion 12 having the bending portion 22 as the reinforcing base material, and a second composite flat plate portion having the second flat plate portion 23 as the reinforcing base material. 13 are formed, and the fiber reinforced composite material 10 is manufactured.

第1複合平板部11及び第2複合平板部13の積層方向Zの両端には、層間結合糸40の両端が位置し、複合曲げ部12の積層方向Zの両端には、切断端部50aが位置している。 Both ends of the interlayer binding yarn 40 are positioned at both ends in the stacking direction Z of the first composite flat plate portion 11 and the second composite plate portion 13, and cut ends 50a are located at both ends in the stacking direction Z of the composite bent portion 12. positioned.

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20の曲げ部22には、非結合糸50が配置されている。このため、曲げ部22では、層間結合糸40による積層方向Zへの結合力が弱められている。したがって、曲げ部22で曲げられている経糸34は、層間結合糸40の結合を原因とした屈折が抑制され、曲げ部22に沿って滑らかに曲げられている。繊維構造体20は、非結合糸50を採用することで曲げ部22での皺の発生を抑制しており、皺の発生抑制のために経糸層31及び緯糸層32のいずれにおいても経糸34及び緯糸35の密度を減らしていない。その結果として、曲げ部22の機械的特性の低下を抑制しながらも曲げ部22での皺の発生を抑制できる。さらには、繊維構造体20にマトリックス樹脂Maを含浸させた繊維強化複合材10において、繊維構造体20の皺を原因とした強度の低下を抑制できる。
According to the above embodiment, the following effects can be obtained.
(1) A non-bonded yarn 50 is arranged in the bent portion 22 of the fiber structure 20 . Therefore, in the bent portion 22, the binding force in the stacking direction Z by the interlayer binding yarn 40 is weakened. Therefore, the warp yarns 34 bent at the bent portion 22 are suppressed from being bent due to the binding of the interlayer binding yarns 40 and are smoothly bent along the bent portion 22 . The fiber structure 20 employs the non-bonded yarns 50 to suppress the occurrence of wrinkles in the bent portion 22. In order to suppress the occurrence of wrinkles, the warp yarns 34 and the warp yarns 34 and The density of the weft yarn 35 is not reduced. As a result, it is possible to suppress the occurrence of wrinkles in the bent portion 22 while suppressing deterioration of the mechanical properties of the bent portion 22 . Furthermore, in the fiber-reinforced composite material 10 in which the fiber structure 20 is impregnated with the matrix resin Ma, the decrease in strength caused by the wrinkles of the fiber structure 20 can be suppressed.

(2)非結合糸50の切断端部50aは、曲げ部22の第1表面201及び第2表面202を形成する経糸層31の経糸34から積層方向Zへ突出している。つまり、非結合糸50は、層間結合糸40を、曲げ部22の第1表面201上及び第2表面202上で切断して形成されている。このため、層間結合糸40が切断されていても、面内糸となる経糸34及び緯糸35は切断されておらず、経糸34は第2配列方向Yの両端の間で連続して延び、緯糸35は第1配列方向Xの両端の間で連続して延びている。よって、経糸34及び緯糸35の切断に伴う繊維構造体20の強度低下を引き起こさずに皺の発生を抑制できる。 (2) The cut ends 50 a of the unbound yarns 50 protrude in the stacking direction Z from the warp yarns 34 of the warp layers 31 forming the first surface 201 and the second surface 202 of the bent portion 22 . That is, the non-bonded yarn 50 is formed by cutting the interlayer bonded yarn 40 on the first surface 201 and the second surface 202 of the bent portion 22 . Therefore, even if the interlayer binding yarn 40 is cut, the warp yarn 34 and the weft yarn 35, which are in-plane yarns, are not cut, and the warp yarn 34 extends continuously between both ends in the second arrangement direction Y, and the weft yarn 35 extends continuously between both ends in the first arrangement direction X. As shown in FIG. Therefore, the occurrence of wrinkles can be suppressed without reducing the strength of the fiber structure 20 due to the cutting of the warp yarns 34 and the weft yarns 35 .

(3)平板状の積層体30を曲げて曲げ部22を製造する際、積層体30を曲げる前に層間結合糸40が切断されて非結合糸50が形成される。このため、積層体30を曲げたときに、経糸34が移動しやすく、経糸34が屈折することを抑制できる。 (3) When manufacturing the bent portion 22 by bending the flat laminate 30 , the inter-layer binding yarns 40 are cut to form the non-bonding yarns 50 before bending the laminate 30 . Therefore, when the laminate 30 is bent, the warp yarns 34 are easily moved, and bending of the warp yarns 34 can be suppressed.

(4)経糸層31内に切断端部50aが入り込んでいる場合を想定する。この場合、得られた繊維強化複合材では、経糸層31上に切断端部50aが突出していない分、マトリックス樹脂Maだけの部分が形成されやすい。しかし、本実施形態では、マトリックス樹脂Ma内に切断端部50aが突出することになるため、マトリックス樹脂Maだけの部分を減らすことができ、繊維強化複合材10の強度低下を抑制できる。 (4) It is assumed that the cut end portion 50 a is inserted into the warp layer 31 . In this case, in the obtained fiber-reinforced composite material, since the cut ends 50a do not protrude above the warp layer 31, a portion consisting only of the matrix resin Ma is likely to be formed. However, in the present embodiment, since the cut end portion 50a protrudes into the matrix resin Ma, the portion of only the matrix resin Ma can be reduced, and the decrease in strength of the fiber-reinforced composite material 10 can be suppressed.

(5)非結合糸50は、曲げ部22の全領域に配置されている。つまり、曲げ部22では、層間結合糸40によって積層方向Zへ結合された箇所がない。このため、曲げ部22を製造する際、曲げられた全ての経糸34において屈折することが抑制され、繊維構造体20の曲げ部22に皺が発生することをより抑制できる。 (5) The non-binding threads 50 are arranged over the entire area of the bent portion 22 . That is, in the bent portion 22, there is no portion where the interlayer binding yarn 40 is bound in the stacking direction Z. As shown in FIG. Therefore, when manufacturing the bent portion 22 , bending of all the warp yarns 34 that are bent is suppressed, and the occurrence of wrinkles in the bent portion 22 of the fiber structure 20 can be further suppressed.

(6)非結合糸50の切断端部50aは、曲げ部22の第1表面201及び第2表面202の両方に存在する。つまり、非結合糸50は、積層方向Zの両端に位置する経糸層31上で層間結合糸40を切断して形成されている。したがって、積層方向Zの全体で、経糸34の屈折が抑制されている。 (6) The cut ends 50 a of the unbound yarn 50 are present on both the first surface 201 and the second surface 202 of the bent portion 22 . That is, the non-bonded yarns 50 are formed by cutting the interlayer bonded yarns 40 on the warp layers 31 positioned at both ends in the stacking direction Z. As shown in FIG. Therefore, bending of the warp yarns 34 is suppressed in the entire stacking direction Z. As shown in FIG.

(7)非結合糸50の切断端部50aは、曲げ部22の折り目Nに沿って並び、曲げ部22の仮想軸線Mに平行となるように、第1配列方向Xに並んでいる。曲げ部22を形成するとき、経糸34は、曲げ部22の折り目Nに沿って最も曲げられる。この経糸34が最も曲げられる箇所について、層間結合糸40による結合力が弱められているため、経糸34が屈折することを抑制できる。 (7) The cut ends 50a of the unbound yarns 50 are arranged along the fold line N of the bent portion 22 and arranged in the first arrangement direction X so as to be parallel to the imaginary axis M of the bent portion 22 . When forming the bend 22 , the warp yarns 34 are bent most along the fold line N of the bend 22 . Since the binding force of the interlayer binding yarns 40 is weakened at the locations where the warp yarns 34 are most bent, bending of the warp yarns 34 can be suppressed.

(8)曲げ部22での皺の発生を抑制するため、例えば、経糸34及び緯糸35を切ることも考えられるが、経糸34及び緯糸35は、積層体30内で切断する必要があり、その切断作業が面倒である。これに対し、積層体30の積層方向Zの両端に位置する経糸層31上で層間結合糸40を切断して非結合糸50とする作業は容易であるため、非結合糸50を有する繊維構造体20は生産性が高いといえる。 (8) In order to suppress the occurrence of wrinkles in the bent portion 22, for example, it is conceivable to cut the warp 34 and the weft 35, but the warp 34 and the weft 35 need to be cut within the laminate 30. Cutting work is troublesome. On the other hand, since it is easy to cut the inter-layer binding yarns 40 on the warp layers 31 located at both ends of the laminate 30 in the lamination direction Z to form unbound yarns 50, the fiber structure having the unbound yarns 50 It can be said that the body 20 has high productivity.

また、曲げ部22での皺の発生を抑制するため、繊維構造体20の織構造を変更し、例えば織密度を小さくする方法も考えられるが、織機の織構造を変更する場合と比較すると、層間結合糸40を切断する方がより容易であり、繊維構造体20の生産性が高いといえる。 Also, in order to suppress the occurrence of wrinkles in the bent portion 22, it is conceivable to change the weave structure of the fiber structure 20, for example, to reduce the weave density. It can be said that cutting the interlayer binding yarn 40 is easier, and the productivity of the fiber structure 20 is high.

なお、本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
○ 非結合糸50は、曲げ部22の全領域に配置されていなくてもよい。例えば、曲げ部22は、一部に非結合糸50が配置された部位を有し、その他に層間結合糸40が配置された部位を有していてもよい。
In addition, this embodiment can be changed and implemented as follows. This embodiment and the following modified examples can be implemented in combination with each other within a technically consistent range.
(circle) the unbound thread 50 does not need to be arranged in the whole area|region of the bending part 22. As shown in FIG. For example, the bent portion 22 may have a part where the non-bonded yarn 50 is arranged and another part where the interlayer bound yarn 40 is arranged.

○ 曲げ部22の仮想軸線Mは、経糸34に対し斜めに延びていてもよい。この場合、非結合糸50の切断端部50aは、仮想軸線Mに平行な仮想線に沿って並んでいるのが好ましい。この場合は、仮想軸線Mに平行な仮想線に沿って並んでいる層間結合糸40が切断される。 (circle) the imaginary axis line M of the bending part 22 may extend obliquely with respect to the warp yarns 34; In this case, the cut ends 50a of the unbound yarns 50 are preferably arranged along an imaginary line parallel to the imaginary axis M. In this case, the inter-layer binding thread 40 lined up along the imaginary line parallel to the imaginary axis M is cut.

○ 非結合糸50は、第1平板部21及び第2平板部23の少なくとも一方の領域に存在していてもよい。ただし、第1平板部21及び第2平板部23は、層間結合糸40によって積層方向Zに結合されている必要がある。 O The unbound thread 50 may exist in at least one region of the first flat plate portion 21 and the second flat plate portion 23 . However, the first flat plate portion 21 and the second flat plate portion 23 must be bound in the stacking direction Z by the interlayer binding thread 40 .

○ 図9に示すように、非結合糸50の切断端部50aは、積層方向Zの両端の経糸層31のうち、曲げ部22の内側に位置する経糸層31上だけに位置していてもよい。つまり、非結合糸50は、積層方向Zの両端の経糸層31のうち、曲げ部22の内側に位置する経糸層31上で層間結合糸40が切断されて形成されていてもよい。この場合、積層方向Zの両端の経糸層31のうち、曲げ部22の外側に位置する経糸層31側では、層間結合糸40は切断されていない。 ○ As shown in FIG. 9, even if the cut ends 50a of the unbound yarns 50 are positioned only on the warp layers 31 positioned inside the bent portion 22 among the warp layers 31 on both ends in the stacking direction Z, good. That is, the unbound yarns 50 may be formed by cutting the interlayer binding yarns 40 on the warp layers 31 positioned inside the bent portion 22 among the warp layers 31 on both ends in the stacking direction Z. In this case, among the warp layers 31 on both ends in the stacking direction Z, the interlayer binding yarns 40 are not cut on the side of the warp layers 31 positioned outside the bent portion 22 .

このように構成した場合、層間結合糸40によって積層体30が結合されていると、曲げ部22の内側に位置する経糸34は、外側に位置する経糸34よりも屈折しやすい。しかし、曲げ部22の内側で層間結合糸40が切断されて非結合糸50が形成されているため、経糸34が曲げ部22の内側で屈折することを抑制できる。 In this configuration, when the laminate 30 is bound by the interlayer binding yarns 40, the warp yarns 34 located inside the bent portion 22 are more likely to bend than the warp yarns 34 located outside. However, since the inter-layer binding yarns 40 are cut inside the bent portion 22 to form the non-bonded yarns 50, bending of the warp yarns 34 inside the bent portion 22 can be suppressed.

なお、切断端部50aは、曲げ部22の内側に位置する経糸層31の経糸34から突出していてもよいし、経糸層31内に入り込んでいてもよい。
○ 層間結合糸40を切断して非結合糸50を形成する際、層間結合糸40は、積層方向Zの両端の経糸層31の内部で切断されてもよい。この場合、非結合糸50の切断端部50aの一部は、経糸層31内に入り込んでいる。
The cut ends 50 a may protrude from the warp yarns 34 of the warp yarn layer 31 positioned inside the bent portion 22 or may enter the warp yarn layer 31 .
O When the inter-layer binding yarns 40 are cut to form the non-bonded yarns 50, the inter-layer binding yarns 40 may be cut inside the warp layers 31 at both ends in the stacking direction Z. In this case, part of the cut ends 50a of the non-binding yarns 50 enter the warp layer 31. As shown in FIG.

○ 曲げ部22を形成する際、積層体30の賦形に伴い、切断端部50aが経糸層31内に入り込み、切断端部50aが経糸層31上の経糸34から突出していなくてもよい。
○ 積層体30の積層方向Zの両端の繊維層は緯糸層32であってもよい。
○ When forming the bent portion 22 , the cut end portion 50 a may enter the warp layer 31 as the laminate 30 is shaped, and the cut end portion 50 a may not protrude from the warp yarns 34 on the warp layer 31 .
○ The fiber layers at both ends of the laminate 30 in the lamination direction Z may be the weft layers 32 .

○ 層間結合糸40は、第2表面202に位置する経糸層31の経糸34であって、第1表面201に位置する経糸34に対し第1配列方向Xに1本以上の経糸34を飛ばした経糸34に掛け止められていてもよい。 ○ The interlayer binding yarns 40 are the warp yarns 34 of the warp layer 31 located on the second surface 202, and one or more warp yarns 34 are skipped in the first arrangement direction X with respect to the warp yarns 34 located on the first surface 201. It may be hooked on the warp threads 34 .

○ 非結合糸50は、折り目Nに沿っていない箇所に配置されていてもよい。
○ 繊維構造体20は、平板部を1つだけ有していてもよいし、3つ以上有していてもよい。繊維構造体20は、曲げ部を2つ以上有していてもよい。
(circle) the non-binding thread 50 may be arrange|positioned in the location which is not along the crease|fold N.
(circle) the fiber structure 20 may have only one flat part, and may have three or more. The fiber structure 20 may have two or more bends.

Ma…マトリックス樹脂、N…折り目、X…第1配列方向、Y…第2配列方向、Z…積層方向、10…繊維強化複合材、20…繊維構造体、21…第1平板部、22…曲げ部、23…第2平板部、30…積層体、31…第1繊維層としての経糸層、32…第2繊維層としての緯糸層、34…第1繊維束としての経糸、35…第2繊維束としての緯糸、40…層間結合糸、50…非結合糸、50a…切断端部。 Ma... Matrix resin, N... Crease, X... First arrangement direction, Y... Second arrangement direction, Z... Lamination direction, 10... Fiber reinforced composite material, 20... Fiber structure, 21... First flat plate portion, 22... Bend portion 23 Second flat plate portion 30 Laminate 31 Warp layer as first fiber layer 32 Weft layer as second fiber layer 34 Warp as first fiber bundle 35 First 2 Weft yarns as fiber bundles, 40: interlaminar binding yarns, 50: non-bonding yarns, 50a: cut ends.

Claims (6)

複数の第1繊維束が第1配列方向に配列された第1繊維層と、複数の第2繊維束が第2配列方向に配列された第2繊維層とが積層され、
前記第1配列方向と前記第2配列方向とが直交し、かつ積層方向の両端の繊維層の繊維束同士が同じ配列方向で積層された積層体と、
前記積層体を前記積層方向に結合する層間結合糸と、を有し、
前記第1繊維束及び前記第2繊維束が直線状に延びる平板部、及び前記積層方向の両端に位置する前記繊維層と同じ配列方向の繊維束が曲げられた曲げ部を有する繊維構造体であって、
前記第1繊維束は、前記繊維構造体における前記第2配列方向の両端の間で連続して延び、前記第2繊維束は、前記繊維構造体における前記第1配列方向の両端の間で連続して延びており、
前記層間結合糸を切断して形成された切断端部を有する非結合糸を有し、
前記平板部は、前記層間結合糸によって前記積層方向に結合された部位を有し、
前記曲げ部は、前記非結合糸が配置された部位を有することを特徴とする繊維構造体。
A first fiber layer in which a plurality of first fiber bundles are arranged in a first arrangement direction and a second fiber layer in which a plurality of second fiber bundles are arranged in a second arrangement direction are laminated,
a laminate in which the first arrangement direction and the second arrangement direction are perpendicular to each other, and the fiber bundles of the fiber layers at both ends in the lamination direction are laminated in the same arrangement direction;
and an interlayer binding yarn that binds the laminate in the lamination direction,
A fiber structure having a flat portion where the first fiber bundle and the second fiber bundle extend linearly, and a bent portion where the fiber bundles in the same arrangement direction as the fiber layers positioned at both ends in the stacking direction are bent. There is
The first fiber bundle extends continuously between both ends of the fiber structure in the second arrangement direction, and the second fiber bundle extends continuously between both ends of the fiber structure in the first arrangement direction. and extends
Having a non-bonded yarn having a cut end formed by cutting the interlayer bonded yarn,
The flat plate portion has a portion bound in the lamination direction by the interlayer binding yarn,
The fiber structure, wherein the bent portion has a portion where the non-bonded yarn is arranged.
前記曲げ部は、前記積層方向の両端の前記繊維層のうちの少なくとも一方の前記繊維層上に前記切断端部の突出した部位を有する請求項1に記載の繊維構造体。 2. The fiber structure according to claim 1, wherein the bent portion has a projecting portion of the cut end on at least one of the fiber layers on both ends in the stacking direction. 前記切断端部は、前記積層方向の両端の前記繊維層のうち、前記曲げ部の内側に位置する前記繊維層上に位置している請求項1又は請求項2に記載の繊維構造体。 3. The fiber structure according to claim 1, wherein the cut ends are located on the fiber layer positioned inside the bent portion among the fiber layers on both ends in the lamination direction. 前記切断端部は、前記曲げ部の折り目に沿って並んでいる請求項1~請求項3のうちいずれか一項に記載の繊維構造体。 The fiber structure according to any one of claims 1 to 3, wherein the cut ends are arranged along the crease of the bent portion. 前記非結合糸は、前記曲げ部の全領域に配置されている請求項1~請求項4のうちいずれか一項に記載の繊維構造体。 The fiber structure according to any one of claims 1 to 4, wherein the non-bonded yarns are arranged over the entire area of the bent portion. 繊維構造体にマトリックス樹脂を含浸させることにより構成される繊維強化複合材であって、
前記繊維構造体は請求項1~請求項5のいずれか一項に記載の繊維構造体である繊維強化複合材。
A fiber-reinforced composite material made by impregnating a fiber structure with a matrix resin,
A fiber-reinforced composite material, wherein the fiber structure is the fiber structure according to any one of claims 1 to 5.
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