JP2598625B2 - 複合要素のための補強体の製造方法及びその方法を実施するための機械 - Google Patents
複合要素のための補強体の製造方法及びその方法を実施するための機械Info
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- D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
- D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
- D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
- D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
- D04H1/44—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties the fleeces or layers being consolidated by mechanical means, e.g. by rolling
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- D—TEXTILES; PAPER
- D03—WEAVING
- D03D—WOVEN FABRICS; METHODS OF WEAVING; LOOMS
- D03D41/00—Looms not otherwise provided for, e.g. for weaving chenille yarn; Details peculiar to these looms
- D03D41/004—Looms for three-dimensional fabrics
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- D—TEXTILES; PAPER
- D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
- D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
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- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、硬化マトリクス中にブ
ロックの形状の補強体（特にカーボン、ガラス又はボロ
ン糸の重ね合わされた糸層を含む）を埋設することによ
り形成される複合要素のための前記補強体の製造方法に
関し、また、上記製造方法を実施するための機械、並び
にかくして得られた補強体及び複合要素に関するもので
ある。
ロックの形状の補強体（特にカーボン、ガラス又はボロ
ン糸の重ね合わされた糸層を含む）を埋設することによ
り形成される複合要素のための前記補強体の製造方法に
関し、また、上記製造方法を実施するための機械、並び
にかくして得られた補強体及び複合要素に関するもので
ある。
【０００２】より具体的には、かかる複合要素は、機械
応力及び／又は熱応力に対する優れた耐久特性のため、
機械加工の後、航空、宇宙及び原子力の分野で、専用的
ではないが用いられる。
応力及び／又は熱応力に対する優れた耐久特性のため、
機械加工の後、航空、宇宙及び原子力の分野で、専用的
ではないが用いられる。
【０００３】複合要素及びその補強体を得るために多く
の方法が知られている。一般に、第１のステップは、少
なくとも２方向に分散された繊維（糸）、特に無機繊維
から補強体を製造もしくは形成する。その後、マトリク
スの材料を補強体に注入すると共に、該材料を硬化し
て、上記マトリクス、従って補強体を形成する。
の方法が知られている。一般に、第１のステップは、少
なくとも２方向に分散された繊維（糸）、特に無機繊維
から補強体を製造もしくは形成する。その後、マトリク
スの材料を補強体に注入すると共に、該材料を硬化し
て、上記マトリクス、従って補強体を形成する。
【０００４】特に、この明細書で、“ブロック”という
用語は、物体の長手方向の寸法（長さ，幅，直径）の少
なくとも相当な部分をその厚さもしくは高さが占めてい
るような物体を指すものとする。
用語は、物体の長手方向の寸法（長さ，幅，直径）の少
なくとも相当な部分をその厚さもしくは高さが占めてい
るような物体を指すものとする。
【０００５】かかるブロックを製造するために、特に米
国特許第３,９５５,６０２号及び第４,２１８,２７６号
各明細書によると、棒、特に金属棒によって、ブロック
の厚さ又は高さに相当する垂直方向に物質を与えて、上
記金属棒間に水平な糸層を挿入して圧密する必要がある
としている。このようにするためには、多数のかかる金
属棒を使用する必要があり、それ等を、水平な糸層の重
ね合わせの最後に糸と置換しなければならない。従っ
て、これは非常に制限的で融通性のない原理である。
国特許第３,９５５,６０２号及び第４,２１８,２７６号
各明細書によると、棒、特に金属棒によって、ブロック
の厚さ又は高さに相当する垂直方向に物質を与えて、上
記金属棒間に水平な糸層を挿入して圧密する必要がある
としている。このようにするためには、多数のかかる金
属棒を使用する必要があり、それ等を、水平な糸層の重
ね合わせの最後に糸と置換しなければならない。従っ
て、これは非常に制限的で融通性のない原理である。
【０００６】同様の方法は、フランス特許第２,５３１,
４５９号明細書に記載されている。その方法では、最初
に小さな剛なバーもしくは棒の列を形成して、該バーも
しくは棒の間に糸を布設し、この糸により、バーもしく
は棒の方向を横断する平面内で重ね合わせられる連続し
た層を形成している。同様に、所望の補強体を形成した
後、小さなバーを同じ種類の糸と置換して、長い針の使
用に先立って小さなバーを補強体の外に出す。この針を
次いで糸に引っ掛けて、同糸を引っ張り補強体に通すこ
とにより、外に出されてしまった小さなバーに取って代
わる。この方法は、複雑で、嵩張り（小さなバーを除去
するためのスペースを越えるために補強体を持ち上げな
ければならない）、脆弱である（針は小さなバーに相当
する長さを有していなければならない）装置を必要とす
ると考えられる。また、相関的に、この方法により得ら
れた複合要素の高さは必ず制限される。この方法は、水
平な糸層を方向付けるための従来のものより融通性はあ
るが、それにも拘わらず、一方では、布設された糸の長
さを較正し、他方では、金属棒の列の形で垂直方向に物
質を与える必要がある。
４５９号明細書に記載されている。その方法では、最初
に小さな剛なバーもしくは棒の列を形成して、該バーも
しくは棒の間に糸を布設し、この糸により、バーもしく
は棒の方向を横断する平面内で重ね合わせられる連続し
た層を形成している。同様に、所望の補強体を形成した
後、小さなバーを同じ種類の糸と置換して、長い針の使
用に先立って小さなバーを補強体の外に出す。この針を
次いで糸に引っ掛けて、同糸を引っ張り補強体に通すこ
とにより、外に出されてしまった小さなバーに取って代
わる。この方法は、複雑で、嵩張り（小さなバーを除去
するためのスペースを越えるために補強体を持ち上げな
ければならない）、脆弱である（針は小さなバーに相当
する長さを有していなければならない）装置を必要とす
ると考えられる。また、相関的に、この方法により得ら
れた複合要素の高さは必ず制限される。この方法は、水
平な糸層を方向付けるための従来のものより融通性はあ
るが、それにも拘わらず、一方では、布設された糸の長
さを較正し、他方では、金属棒の列の形で垂直方向に物
質を与える必要がある。
【０００７】
【発明が解決しようする課題】本発明の目的は、上述し
た欠点を克服することであり、複合要素のためのブロッ
クの形状の補強体を製造する方法に関連しており、垂直
方向（ブロックの厚さ又は高さ）に物質を与えるために
もはや金属棒を使用する必要がなく、また、最終的に金
属棒を交換する必要がないようにすることである。更
に、本発明の目的は、同方法を実施するために必要な装
置を相当に単純化することである。
た欠点を克服することであり、複合要素のためのブロッ
クの形状の補強体を製造する方法に関連しており、垂直
方向（ブロックの厚さ又は高さ）に物質を与えるために
もはや金属棒を使用する必要がなく、また、最終的に金
属棒を交換する必要がないようにすることである。更
に、本発明の目的は、同方法を実施するために必要な装
置を相当に単純化することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この目的のため、本発明
は、硬化マトリクス中にブロックの形状の補強体を埋設
することにより形成される複合要素のための前記補強体
の製造方法において、前記ブロックは、重ね合わされる
一連のシートを連続的に形成することにより造られてお
り、各シート自体は、重ね合わされた複数の糸層から構
成されており、各糸層は、各シートにおける任意の他の
糸層の糸の真直部分の方向に関して平行又は交差する方
向に延びる糸の真直部分を互いに少なくとも実質的に平
行な態様で配設することにより構成されると共に、前記
糸層を貫通する糸を用いて前記重ね合わされた全糸層を
強化することにより構成されており、また、各シート
は、当該シートの重ね合わされた糸層を強化するための
糸層強化糸によって直ぐ下側のシートと一緒に強化され
ると共に、直ぐ上側のシートの重ね合わされた糸層を強
化するための糸層強化糸により該上側のシートと一緒に
強化されている。
は、硬化マトリクス中にブロックの形状の補強体を埋設
することにより形成される複合要素のための前記補強体
の製造方法において、前記ブロックは、重ね合わされる
一連のシートを連続的に形成することにより造られてお
り、各シート自体は、重ね合わされた複数の糸層から構
成されており、各糸層は、各シートにおける任意の他の
糸層の糸の真直部分の方向に関して平行又は交差する方
向に延びる糸の真直部分を互いに少なくとも実質的に平
行な態様で配設することにより構成されると共に、前記
糸層を貫通する糸を用いて前記重ね合わされた全糸層を
強化することにより構成されており、また、各シート
は、当該シートの重ね合わされた糸層を強化するための
糸層強化糸によって直ぐ下側のシートと一緒に強化され
ると共に、直ぐ上側のシートの重ね合わされた糸層を強
化するための糸層強化糸により該上側のシートと一緒に
強化されている。
【０００９】従って、横断方向の縫い込みにより互いに
結合されて、連続的に且つ“現場”で製造される一連の
織成シート（埋め込み）から、大きな寸法のブロックの
形状の補強体を製造することが可能である。
結合されて、連続的に且つ“現場”で製造される一連の
織成シート（埋め込み）から、大きな寸法のブロックの
形状の補強体を製造することが可能である。
【００１０】各シートの前記重ね合わされた糸層は、機
械的な圧力により圧密されており、また、このようにし
て得られた前記糸層の圧密状態を維持するために、前記
糸層強化糸は、結び目なしに前記糸層に縫い込まれてい
て、前記糸層の表面の少なくとも大部分にわたり縫い目
を形成し、圧密後の前記糸層の糸の真直部分は、摩擦に
より前記糸層強化糸を保持しておくのに十分な密度を有
する、ことが有利である。
械的な圧力により圧密されており、また、このようにし
て得られた前記糸層の圧密状態を維持するために、前記
糸層強化糸は、結び目なしに前記糸層に縫い込まれてい
て、前記糸層の表面の少なくとも大部分にわたり縫い目
を形成し、圧密後の前記糸層の糸の真直部分は、摩擦に
より前記糸層強化糸を保持しておくのに十分な密度を有
する、ことが有利である。
【００１１】特に、前記糸の真直部分の各々は、同真直
部分の両端を位置的に固定するために２点間でぴんと張
られている。好適には、位置的に固定するための各点
は、ペグにより与えられ、該ペグの周りを、同じ方向で
はあるが異なる向きに延びる糸の２つの真直部分間の接
合点が通っている。本発明の別の特徴によると、シート
の形成後、前記ペグを該シートから外して、該シートの
厚さに相当する距離だけ上方に持ち上げる。本発明の更
に別の特徴によると、前記ブロックの最下方のシート
は、合成樹脂の発泡体のような軟質材料からなる支持体
上に形成される。
部分の両端を位置的に固定するために２点間でぴんと張
られている。好適には、位置的に固定するための各点
は、ペグにより与えられ、該ペグの周りを、同じ方向で
はあるが異なる向きに延びる糸の２つの真直部分間の接
合点が通っている。本発明の別の特徴によると、シート
の形成後、前記ペグを該シートから外して、該シートの
厚さに相当する距離だけ上方に持ち上げる。本発明の更
に別の特徴によると、前記ブロックの最下方のシート
は、合成樹脂の発泡体のような軟質材料からなる支持体
上に形成される。
【００１２】また、本発明は、副枠を備えると共に、少
なくとも１つのフレームを装着するための直立支柱を備
えるスタンドを有し、前記フレームは、前記直立支柱に
沿って可動であると共に、前記直立支柱を横断する平面
内で移動できる糸布設工具を支持可能である機械を提供
しており、この機械において、前記直立支柱に沿って可
動である別のフレームを備え、該別のフレームには、糸
の真直部分を引っかけるためのペグが設けられている。
なくとも１つのフレームを装着するための直立支柱を備
えるスタンドを有し、前記フレームは、前記直立支柱に
沿って可動であると共に、前記直立支柱を横断する平面
内で移動できる糸布設工具を支持可能である機械を提供
しており、この機械において、前記直立支柱に沿って可
動である別のフレームを備え、該別のフレームには、糸
の真直部分を引っかけるためのペグが設けられている。
【００１３】特に、平行六面体の形状のブロックを製造
するために、円筒形のような他の形状（対応するフレー
ムは、特に円形フレーム）も考えられるが、前記別のフ
レームは、四辺形の形状を有し、該フレームの各辺が一
連の前記ペグを含んでいる。この場合、前記一連のペグ
は、同ペグを引っ込めるため回転スピンドルに装着され
ていることが有利である。好ましくは、各ペグはフック
の形状を有し、該フックの自由端部は上方外側に湾曲し
ている。
するために、円筒形のような他の形状（対応するフレー
ムは、特に円形フレーム）も考えられるが、前記別のフ
レームは、四辺形の形状を有し、該フレームの各辺が一
連の前記ペグを含んでいる。この場合、前記一連のペグ
は、同ペグを引っ込めるため回転スピンドルに装着され
ていることが有利である。好ましくは、各ペグはフック
の形状を有し、該フックの自由端部は上方外側に湾曲し
ている。
【００１４】本発明の機械の別の特徴によると、前記糸
布設工具は、可撓性の管により延長されている剛な管を
有し、前記糸は該管を通って延びている。また、上述の
機械は、回転支持体を有する縫い込みヘッドを備え、該
回転支持体の下端には、押え金と連係する針が装着され
ている。
布設工具は、可撓性の管により延長されている剛な管を
有し、前記糸は該管を通って延びている。また、上述の
機械は、回転支持体を有する縫い込みヘッドを備え、該
回転支持体の下端には、押え金と連係する針が装着され
ている。
【００１５】
【実施例】添付図面には、本発明をどのようにして実施
するかを明確にする実施例が記載されている。図１の機
械１は、副枠３と、該副枠３及び機械の頂部部分５を結
合する直立支柱４とを備えたスタンド２から構成されて
いる。数は特定的には４本である直立支柱４は、図示の
ように、ねじ棒の形態で造られており、ｚ方向に平行な
直立支柱に沿って可動のフレーム６，７を装着するよう
になっている。図を簡明にするため図示はしていない
が、各フレーム６，７は、各ねじ棒に対応して、チェー
ンを介してナットを駆動するためのモータを備えてお
り、これ等のフレームがｚ方向（好ましくは垂直方向）
に沿って並進的に移動できるようにしている。
するかを明確にする実施例が記載されている。図１の機
械１は、副枠３と、該副枠３及び機械の頂部部分５を結
合する直立支柱４とを備えたスタンド２から構成されて
いる。数は特定的には４本である直立支柱４は、図示の
ように、ねじ棒の形態で造られており、ｚ方向に平行な
直立支柱に沿って可動のフレーム６，７を装着するよう
になっている。図を簡明にするため図示はしていない
が、各フレーム６，７は、各ねじ棒に対応して、チェー
ンを介してナットを駆動するためのモータを備えてお
り、これ等のフレームがｚ方向（好ましくは垂直方向）
に沿って並進的に移動できるようにしている。
【００１６】より具体的には、下側のフレーム６は、図
２に一層よく示されているように、四辺形の形状を有
し、その各辺８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄは一連のフック状
のペグ９を備えている。各一連のペグ９は回転スピンド
ル１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄに装着されている。
該回転スピンドルは、隅部に配置された４つのアングル
・ギヤ式駆動装置１１に接続されている。これ等のアン
グル・ギヤ式駆動装置の出力の一つは歯車モータ１２に
連絡している。この出力に固定された接点（図示せず）
は、該歯車モータがフックの糸入れ位置で停止すること
を可能にする。また、フレーム６を直立支柱４に装着す
るための脚部１３が辺８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄの隅部に
示されている。図４にもっと良く示されているように、
各ペグ９は、上述したようにフックの形状のものであ
り、その自由端部９Ａは上方へ外方に湾曲していて、糸
入れもしくは埋め込み（filling-in）を容易にしてお
り、糸が持ち上がることと、図４において矢印Ｐの方向
に回転することによるペグの退出とを防止する。
２に一層よく示されているように、四辺形の形状を有
し、その各辺８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄは一連のフック状
のペグ９を備えている。各一連のペグ９は回転スピンド
ル１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄに装着されている。
該回転スピンドルは、隅部に配置された４つのアングル
・ギヤ式駆動装置１１に接続されている。これ等のアン
グル・ギヤ式駆動装置の出力の一つは歯車モータ１２に
連絡している。この出力に固定された接点（図示せず）
は、該歯車モータがフックの糸入れ位置で停止すること
を可能にする。また、フレーム６を直立支柱４に装着す
るための脚部１３が辺８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄの隅部に
示されている。図４にもっと良く示されているように、
各ペグ９は、上述したようにフックの形状のものであ
り、その自由端部９Ａは上方へ外方に湾曲していて、糸
入れもしくは埋め込み（filling-in）を容易にしてお
り、糸が持ち上がることと、図４において矢印Ｐの方向
に回転することによるペグの退出とを防止する。
【００１７】上側のフレーム７は、２つのｘ，ｙ方向
（図３参照）により画定される、ｚ方向に対して横断方
向の平面内で移動可能である２つの往復搬送台１４，１
５を備えている。下側の往復搬送台１４（図３）は、ｘ
方向に延びるバーもしくは棒１６を含み、糸布設工具１
７は、このバーに沿って、図示しない駆動ベルトを介し
てモータ１８の作用下に移動可能である。また、バー１
６はｘ方向に直交するｙ方向にも移動可能であり、同バ
ーの端部は、フレーム７に固着されたモータ２３により
移動状態に設定される駆動ベルト２１，２２の作用下
に、同様にフレーム７に固定された案内レール１９，２
０上を走行する。
（図３参照）により画定される、ｚ方向に対して横断方
向の平面内で移動可能である２つの往復搬送台１４，１
５を備えている。下側の往復搬送台１４（図３）は、ｘ
方向に延びるバーもしくは棒１６を含み、糸布設工具１
７は、このバーに沿って、図示しない駆動ベルトを介し
てモータ１８の作用下に移動可能である。また、バー１
６はｘ方向に直交するｙ方向にも移動可能であり、同バ
ーの端部は、フレーム７に固着されたモータ２３により
移動状態に設定される駆動ベルト２１，２２の作用下
に、同様にフレーム７に固定された案内レール１９，２
０上を走行する。
【００１８】より具体的には、この糸布設工具は、可撓
性の管２５により延長されている剛な管２４を有し、ボ
ビン２６（図１）からくる糸Ｆが上述の管２４，２５を
通過する。
性の管２５により延長されている剛な管２４を有し、ボ
ビン２６（図１）からくる糸Ｆが上述の管２４，２５を
通過する。
【００１９】また、上側の往復搬送台１５は、回転支持
体を有する縫い込みヘッド２７を支持しており、同回転
支持体の下端には、好ましくは図示しない押え金と関連
した針２８が装着されている。
体を有する縫い込みヘッド２７を支持しており、同回転
支持体の下端には、好ましくは図示しない押え金と関連
した針２８が装着されている。
【００２０】上述した型式の機械において使用するのに
特に適する糸布設工具と縫い込み工具とは、本願と同一
の出願人による特開平７ー２９０４５１号公報に詳細に
記載されている。
特に適する糸布設工具と縫い込み工具とは、本願と同一
の出願人による特開平７ー２９０４５１号公報に詳細に
記載されている。
【００２１】この機械は、８つのモータに加えて、１６
のオン・オフ入力部と１６のオン・オフ出力部とを制御
できるＩＣカードを備えたＮＣ制御装置によって制御さ
れる。このカードはコンピュータに搭載され、同コンピ
ュータがブロックを構成するために必要なデータをこの
カードに供給する。
のオン・オフ入力部と１６のオン・オフ出力部とを制御
できるＩＣカードを備えたＮＣ制御装置によって制御さ
れる。このカードはコンピュータに搭載され、同コンピ
ュータがブロックを構成するために必要なデータをこの
カードに供給する。
【００２２】ブロックＢは、本発明に従って次のような
方法で製造される。適当な高さの発泡支持体２９を機械
１の副枠３上に配設する。２つのフレーム６及び７を、
糸布設工具１７が糸Ｆをペグ即ちフック９にかけるよう
に、相対的位置に配置する。このことは、前述したフラ
ンス国特許願明細書に記載された方法に従って特に行わ
れ、また、図２に概略的に示されている。
方法で製造される。適当な高さの発泡支持体２９を機械
１の副枠３上に配設する。２つのフレーム６及び７を、
糸布設工具１７が糸Ｆをペグ即ちフック９にかけるよう
に、相対的位置に配置する。このことは、前述したフラ
ンス国特許願明細書に記載された方法に従って特に行わ
れ、また、図２に概略的に示されている。
【００２３】全てのフックに糸部分が供給されるまで糸
層の布設を制御する糸入れもしくは埋め込みプログラム
を実行する。これは、例えば約３ｃｍの高さを有するシ
ート３０（図４）に対応している。
層の布設を制御する糸入れもしくは埋め込みプログラム
を実行する。これは、例えば約３ｃｍの高さを有するシ
ート３０（図４）に対応している。
【００２４】次に、糸布設工具１７が取着されている往
復搬送台（図３）を支持した横方向のバー１６を前方位
置又は後方位置に動かして、縫い込み工具２７のための
余地をつくる。
復搬送台（図３）を支持した横方向のバー１６を前方位
置又は後方位置に動かして、縫い込み工具２７のための
余地をつくる。
【００２５】縫い込みは、前述した特開平７ー２９０４
５１号公報に記載された方法に従って特に行われ、かく
して布設された糸層が強化される。同時に、各シート
（当該シート）３０が直ぐ下側のシートと一緒に当該シ
ートを圧密するための糸Ｆ１によって圧密されて、当該
シートの重ね合わされた糸層を圧密し、そして直ぐ上側
のシートと一緒に該上側のシートを圧密するための糸Ｆ
１により圧密されて、上記上側のシートの重ね合わされ
た糸層を圧密する（図４）。
５１号公報に記載された方法に従って特に行われ、かく
して布設された糸層が強化される。同時に、各シート
（当該シート）３０が直ぐ下側のシートと一緒に当該シ
ートを圧密するための糸Ｆ１によって圧密されて、当該
シートの重ね合わされた糸層を圧密し、そして直ぐ上側
のシートと一緒に該上側のシートを圧密するための糸Ｆ
１により圧密されて、上記上側のシートの重ね合わされ
た糸層を圧密する（図４）。
【００２６】その後、フック９を支持した回転スピンド
ル１０Ａ−１０Ｄを回すが、これは、前に布設された糸
層に縫い込まれた糸Ｆ１の部分により固定されたままの
糸Ｆの埋め込み部をフックから解放する効果がある。
ル１０Ａ−１０Ｄを回すが、これは、前に布設された糸
層に縫い込まれた糸Ｆ１の部分により固定されたままの
糸Ｆの埋め込み部をフックから解放する効果がある。
【００２７】次に、１シートに相当する布設された糸層
の高さだけ、下側のフレーム６を上昇させると共に、再
び糸入れ作業（糸の布設）を開始できるように回転スピ
ンドル１０Ａ−１０Ｄの回転を完了させることが可能に
なる。従って、各シートは、重ね合わされた複数の糸層
から構成され、各糸層は、各シートにおける任意の他の
糸層の糸の真直部分の方向に関して平行又は交差する方
向に延びる糸の真直部分を互いに少なくとも実質的に平
行な態様で配設することにより形成されると共に、前記
糸層を貫通する糸を用いて前記重ね合わされた全糸層を
強化する。
の高さだけ、下側のフレーム６を上昇させると共に、再
び糸入れ作業（糸の布設）を開始できるように回転スピ
ンドル１０Ａ−１０Ｄの回転を完了させることが可能に
なる。従って、各シートは、重ね合わされた複数の糸層
から構成され、各糸層は、各シートにおける任意の他の
糸層の糸の真直部分の方向に関して平行又は交差する方
向に延びる糸の真直部分を互いに少なくとも実質的に平
行な態様で配設することにより形成されると共に、前記
糸層を貫通する糸を用いて前記重ね合わされた全糸層を
強化する。
【００２８】また、各シート３０の重ね合わされた糸層
は、機械的な圧力により圧密されており、また、このよ
うにして得られた糸層の圧密状態を維持するために、糸
層強化糸Ｆ１は、結び目なしに前記糸層に縫い込まれ、
同糸層の表面の少なくとも大部分にわたり縫い目を形成
し、圧密後の糸層の糸の真直部分は、摩擦により糸層強
化糸を保持しておくのに十分な密度を有する。この点に
ついて、複合要素（補強体＋マトリクス）の全体積に関
し、埋め込み糸Ｆは４０〜６０％を占め、また、強化糸
Ｆ１は１〜１０％を占める。
は、機械的な圧力により圧密されており、また、このよ
うにして得られた糸層の圧密状態を維持するために、糸
層強化糸Ｆ１は、結び目なしに前記糸層に縫い込まれ、
同糸層の表面の少なくとも大部分にわたり縫い目を形成
し、圧密後の糸層の糸の真直部分は、摩擦により糸層強
化糸を保持しておくのに十分な密度を有する。この点に
ついて、複合要素（補強体＋マトリクス）の全体積に関
し、埋め込み糸Ｆは４０〜６０％を占め、また、強化糸
Ｆ１は１〜１０％を占める。
【００２９】従って、ブロックは段階的に高くなる。ブ
ロックは縫い込み段階により互いに結合された一連の
“スライス”（シート）により形成される。
ロックは縫い込み段階により互いに結合された一連の
“スライス”（シート）により形成される。
【００３０】所望の高さに達したら、その後、下方の発
泡体２９を除去し、傷が付いている発泡体２９Ａを取り
去ることにより、ブロックを機械から取り出す。
泡体２９を除去し、傷が付いている発泡体２９Ａを取り
去ることにより、ブロックを機械から取り出す。
【００３１】該機械で製造されたブロックの大きさは、
例えば、８００ｍｍ×８００ｍｍ×２０００ｍｍであ
り、重量は１３００Ｋｇである（機械の能力に関係す
る）。
例えば、８００ｍｍ×８００ｍｍ×２０００ｍｍであ
り、重量は１３００Ｋｇである（機械の能力に関係す
る）。
【００３２】この出願では、ブロック（含浸してもいな
いし樹脂で強化されてもいない織成基体もしくは補強
体）は、樹幹のような帯鋸で複数のスライスにのこ引き
により切断されて、“厚板”を得る。この厚板はその長
さに直交する糸の大部分を含み、２つの面間の熱伝導を
促進する。
いし樹脂で強化されてもいない織成基体もしくは補強
体）は、樹幹のような帯鋸で複数のスライスにのこ引き
により切断されて、“厚板”を得る。この厚板はその長
さに直交する糸の大部分を含み、２つの面間の熱伝導を
促進する。
【００３３】従って、本発明の方法は、縫い込みにより
互いに結合された一連の織成シート（糸埋め込み）か
ら、大きな寸法（高さ）の繊維質プレフォーム又は補強
体（含浸もしくは樹脂強化前）を製造することを可能に
する。
互いに結合された一連の織成シート（糸埋め込み）か
ら、大きな寸法（高さ）の繊維質プレフォーム又は補強
体（含浸もしくは樹脂強化前）を製造することを可能に
する。
【００３４】次に、製造された大きなブロックは、目論
んでいる適用（使用）例の形態に応じて（垂直方向ｚの
縫い込みの干渉性が良好なため）、切断されて種々の要
素又は小さなブロック又はシートにされる。
んでいる適用（使用）例の形態に応じて（垂直方向ｚの
縫い込みの干渉性が良好なため）、切断されて種々の要
素又は小さなブロック又はシートにされる。
【００３５】好ましい適用例の一つは、カーボン／カー
ボン複合物における一方向の熱伝導率が非常に高いブロ
ックの製造である。そのような熱伝導率とするために、
所望の方向における繊維（糸）の割合を高くする。ま
た、ピッチ含有繊維（その熱伝導率はグラファイトより
も高い）を使用することが可能である。
ボン複合物における一方向の熱伝導率が非常に高いブロ
ックの製造である。そのような熱伝導率とするために、
所望の方向における繊維（糸）の割合を高くする。ま
た、ピッチ含有繊維（その熱伝導率はグラファイトより
も高い）を使用することが可能である。
【００３６】このようにして製造されたブロックは、例
えば原子力分野で通常使用されていたグラファイトに取
って代わることを可能にする。
えば原子力分野で通常使用されていたグラファイトに取
って代わることを可能にする。
【００３７】この場合、横断方向（縫い込み）の糸の密
度（密度は複合要素のｘｙ平面においては相対的に低
い）を高くすることにより、横断方向（ｚ）に熱伝導率
が高いシートが得られる。
度（密度は複合要素のｘｙ平面においては相対的に低
い）を高くすることにより、横断方向（ｚ）に熱伝導率
が高いシートが得られる。
【００３８】２つの複合要素を製造する間の機械の遊び
時間は、起動操作が非常に簡単であるため、非常に短
い。垂直方向の糸の太さは０．２ｍｍ程度の細いもので
あり、また、垂直方向の糸の間隔は縫い込みヘッドの運
動のプログラム作成に依存しており、複雑な工具段取り
に依存してはいないので、非常に細かいメッシュのもの
を製造しうる。また、この方法は、水平方向の糸層が平
面内で任意に方向付けられることを可能にする（糸布設
工具はプログラムされていて所望の方向に可動であるか
ら、２乃至３方向に制限されることはない。）。
時間は、起動操作が非常に簡単であるため、非常に短
い。垂直方向の糸の太さは０．２ｍｍ程度の細いもので
あり、また、垂直方向の糸の間隔は縫い込みヘッドの運
動のプログラム作成に依存しており、複雑な工具段取り
に依存してはいないので、非常に細かいメッシュのもの
を製造しうる。また、この方法は、水平方向の糸層が平
面内で任意に方向付けられることを可能にする（糸布設
工具はプログラムされていて所望の方向に可動であるか
ら、２乃至３方向に制限されることはない。）。
【００３９】前述のように、この方法により得られる製
品の一つは、グラファイトよりも熱的にもっと伝導性が
よく、しかも脆性は低い材料である。このような伝導性
は同材料の２面間で得られねばならない。
品の一つは、グラファイトよりも熱的にもっと伝導性が
よく、しかも脆性は低い材料である。このような伝導性
は同材料の２面間で得られねばならない。
【図１】 本発明による方法を実施するための機械の一
例を、左半分に埋め込み状態（糸布設）で、右半分に縫
い込み状態で示す概要立面図である。
例を、左半分に埋め込み状態（糸布設）で、右半分に縫
い込み状態で示す概要立面図である。
【図２】 糸を引っかけるためのフックもしくはペグを
支持する四辺形のフレームの概略斜視図である。
支持する四辺形のフレームの概略斜視図である。
【図３】 本発明の機械のフレームに設けられる糸布設
工具の概略斜視図である。
工具の概略斜視図である。
【図４】 図１の機械の拡大詳細図である。
１…機械、２…スタンド、３…副枠、４…直立支柱、６
…フレーム、７…フレーム、８Ａ〜８Ｄ…フレームの
辺、９…ペグ（フック）、９Ａ…ペグの自由端部、１０
Ａ〜１０Ｄ…回転スピンドル、１７…糸布設工具、２４
…剛な管、２５…可撓性の管、２７…縫い込みヘッド、
２８…針、２９…支持体（発泡体）、３０…シート、Ｂ
…ブロック、Ｆ…糸の真直部分、Ｆ１…糸層強化糸。
…フレーム、７…フレーム、８Ａ〜８Ｄ…フレームの
辺、９…ペグ（フック）、９Ａ…ペグの自由端部、１０
Ａ〜１０Ｄ…回転スピンドル、１７…糸布設工具、２４
…剛な管、２５…可撓性の管、２７…縫い込みヘッド、
２８…針、２９…支持体（発泡体）、３０…シート、Ｂ
…ブロック、Ｆ…糸の真直部分、Ｆ１…糸層強化糸。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−117649（ＪＰ，Ａ)
Claims (15)
- 【請求項１】 硬化マトリクス中にブロックの形状の補
強体を埋設することにより形成される複合要素のための
前記補強体の製造方法において、前記ブロック（Ｂ）
は、重ね合わされる一連のシート（３０）を連続的に形
成することにより造られており、各シート自体は、重ね
合わされた複数の糸層から構成されており、各糸層は、
各シートにおける任意の他の糸層の糸の真直部分の方向
に関して平行又は交差する方向に延びる糸の真直部分を
互いに少なくとも実質的に平行な態様で配設することに
より構成されると共に、前記糸層を貫通する糸を用いて
前記重ね合わされた全糸層を強化することにより構成さ
れており、また、各シート（３０）は、当該シートの重
ね合わされた糸層を強化するための糸層強化糸（Ｆ１）
によって直ぐ下側のシートと一緒に強化されると共に、
直ぐ上側のシートの重ね合わされた糸層を強化するため
の糸層強化糸により該上側のシートと一緒に強化されて
いる、複合要素のための補強体の製造方法。 - 【請求項２】 各シート（３０）の前記重ね合わされた
糸層は、機械的な圧力により圧密されており、また、こ
のようにして得られた前記糸層の圧密状態を維持するた
めに、前記糸層強化糸は、結び目なしに前記糸層に縫い
込まれていて、前記糸層の表面の少なくとも大部分にわ
たり縫い目を形成し、圧密後の前記糸層の糸の真直部分
は、摩擦により前記糸層強化糸を保持しておくのに十分
な密度を有する、請求項１に記載の製造方法。 - 【請求項３】 前記糸の真直部分の各々は、同真直部分
の両端を位置的に固定するために２点（９）間でぴんと
張られている請求項１又は請求項２に記載の製造方法。 - 【請求項４】 前記位置的に固定するための２点の各々
は、ペグ（９）により与えられ、該ペグの周りを、逆方
向に延びる糸の２つの真直部分間の接合点が通っている
請求項３に記載の製造方法。 - 【請求項５】 シート（３０）の形成後、前記ペグ
（９）を該シートから外して、該シートの厚さに相当す
る距離だけ上方に持ち上げる請求項４に記載の製造方
法。 - 【請求項６】 前記ブロック（Ｂ）の最下方のシート
（３０）は、合成樹脂の発泡体のような軟質材料からな
る支持体（２９）上に形成される請求項１に記載の製造
方法。 - 【請求項７】 副枠を備えると共に、少なくとも１つの
フレームを装着するための直立支柱を備えるスタンドを
有し、前記フレームは、前記直立支柱に沿って可動であ
ると共に、前記直立支柱を横断する平面内で移動できる
糸布設工具を支持可能である機械において、前記直立支
柱（４）に沿って可動である別のフレーム（６）を備
え、該別のフレームには、糸（Ｆ）の真直部分を引っか
けるためのペグ（９）が設けられている、請求項１に記
載の製造方法を実施するための機械。 - 【請求項８】 前記別のフレーム（６）は、四辺形の形
状を有し、該フレームの各辺（８Ａ〜８Ｄ）が一連の前
記ペグ（９）を含んでいる請求項７に記載の機械。 - 【請求項９】 前記一連のペグ（９）は、同ペグを引っ
込めるため回転スピンドル（１０Ａ〜１０Ｄ）に装着さ
れている請求項８に記載の機械。 - 【請求項１０】 各ペグ（９）はフックの形状を有し、
該フックの自由端部（９Ａ）は上方外側に湾曲している
請求項９に記載の機械。 - 【請求項１１】 前記糸布設工具（１７）は、可撓性の
管（２５）により延長されている剛な管（２４）を有
し、前記糸（Ｆ）は該管（２４，２５）を通って延びて
いる請求項７に記載の機械。 - 【請求項１２】 回転支持体を有する縫い込みヘッド
（２７）を備え、該回転支持体の下端には、押え金と連
係する針（２８）が装着されている請求項７に記載の機
械。 - 【請求項１３】 硬化マトリクス中に補強体を埋設する
ことにより形成される複合要素のための、請求項１に記
載の製造方法により造られる、前記補強体。 - 【請求項１４】 硬化マトリクス中に、請求項１に記載
の製造方法により造られる補強体を埋設することにより
形成される複合要素。 - 【請求項１５】 請求項１に記載の製造方法により造ら
れた補強体のブロックをのこ引きもしくは切断すること
により得られる基本製品。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9404583A FR2718756B1 (fr) | 1994-04-18 | 1994-04-18 | Procédé et machine pour la réalisation d'une armature en forme de bloc pour une pièce de matière composite. |
| FR9404583 | 1994-04-18 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07290450A JPH07290450A (ja) | 1995-11-07 |
| JP2598625B2 true JP2598625B2 (ja) | 1997-04-09 |
Family
ID=9462199
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7090889A Expired - Fee Related JP2598625B2 (ja) | 1994-04-18 | 1995-04-17 | 複合要素のための補強体の製造方法及びその方法を実施するための機械 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5667613A (ja) |
| EP (1) | EP0678604B1 (ja) |
| JP (1) | JP2598625B2 (ja) |
| CA (1) | CA2147038C (ja) |
| DE (1) | DE69500716T2 (ja) |
| FR (1) | FR2718756B1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| JP3070428B2 (ja) * | 1995-02-08 | 2000-07-31 | 株式会社豊田自動織機製作所 | 三次元繊維組織の製造装置 |
| US20040005435A1 (en) * | 2001-09-08 | 2004-01-08 | Gangarao Hota V.S. | 3-Dimensionally (3-d) stitched fabrics |
| FR2832738B1 (fr) * | 2001-11-27 | 2004-02-13 | Eads Launch Vehicles | Dispositif de tramage pour la realisation d'armatures textiles epaisses et armatures ainsi obtenues |
| FR2832739B1 (fr) * | 2001-11-27 | 2004-02-13 | Eads Launch Vehicles | Procede de realisation d'une preforme textile multidirectionnelle, dispositif pour sa mise en oeuvre et preforme ainsi obtenue |
| JP5029134B2 (ja) * | 2007-05-15 | 2012-09-19 | 株式会社豊田自動織機 | 繊維束配列装置 |
| DE102014201278A1 (de) * | 2014-01-24 | 2015-07-30 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Vorrichtung zum Fügen einer Verstärkungslage mit einer Trägerlage |
| CN107888140A (zh) * | 2017-12-05 | 2018-04-06 | 罗有志 | 一种加强筋边框 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3322868A (en) * | 1963-07-02 | 1967-05-30 | Douglas Aircraft Co Inc | Three dimensional reinforced structure |
| US3955602A (en) * | 1967-10-16 | 1976-05-11 | Avco Corporation | Apparatus for fabricating three-dimensional fabric material |
| US3425884A (en) * | 1967-11-06 | 1969-02-04 | Crompton & Knowles Corp | Method of making an open mesh,rigid,glass fiber reinforced resin structure |
| US4038440A (en) * | 1972-01-24 | 1977-07-26 | Avco Corporation | Three dimensional fabric material |
| US4218276A (en) * | 1972-03-31 | 1980-08-19 | Avco Corporation | Method for making 3-D structures |
| FR2355936A1 (fr) * | 1976-02-03 | 1978-01-20 | Commissariat Energie Atomique | Procede de fabrication de pieces en tissus tri-dimensionnels |
| FR2395340A1 (fr) * | 1977-06-20 | 1979-01-19 | Aerospatiale | Procede et machine de tissage tridimensionnel pour la realisation d'armatures tissees de revolutions creuses |
| JPS55117649A (en) * | 1979-03-05 | 1980-09-10 | Toyota Motor Co Ltd | Composite material with high strength |
| FR2531459A1 (fr) * | 1982-08-09 | 1984-02-10 | Aerospatiale | Procede et machine de realisation de pieces complexes par tissage multidirectionnel |
| FR2565262B1 (fr) * | 1984-05-29 | 1986-09-26 | Europ Propulsion | Procede de fabrication d'une texture fibreuse multidirectionnelle et dispositif destine a la mise en oeuvre du procede |
| US5158027A (en) * | 1991-12-19 | 1992-10-27 | Tapistron International, Inc. | Presser foot for hollow needle tufting apparatus |
-
1994
- 1994-04-18 FR FR9404583A patent/FR2718756B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-04-03 EP EP95400731A patent/EP0678604B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1995-04-03 DE DE69500716T patent/DE69500716T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1995-04-13 US US08/421,558 patent/US5667613A/en not_active Expired - Fee Related
- 1995-04-13 CA CA002147038A patent/CA2147038C/fr not_active Expired - Fee Related
- 1995-04-17 JP JP7090889A patent/JP2598625B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
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| US5667613A (en) | 1997-09-16 |
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