JP3456113B2 - Manufacturing method and jig for three-dimensional fiber structure - Google Patents

Manufacturing method and jig for three-dimensional fiber structure

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JP3456113B2
JP3456113B2 JP14950997A JP14950997A JP3456113B2 JP 3456113 B2 JP3456113 B2 JP 3456113B2 JP 14950997 A JP14950997 A JP 14950997A JP 14950997 A JP14950997 A JP 14950997A JP 3456113 B2 JP3456113 B2 JP 3456113B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は三次元繊維組織の製
造方法及び治具に係り、詳しくは複数の糸層を積層して
形成された少なくとも2軸配向となる積層糸群と、各糸
層と直交する方向に配列されて前記積層糸群を結合する
厚さ方向糸を含み、かつ曲面部を有する形状に形成され
た三次元繊維組織の製造方法及びその製造に適した治具
に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and a jig for producing a three-dimensional fiber structure, and more specifically, a laminated yarn group having at least biaxial orientation formed by laminating a plurality of yarn layers, and each yarn layer. The present invention relates to a method for manufacturing a three-dimensional fiber structure that is formed in a shape having a curved surface portion and includes a thickness direction thread that is arranged in a direction orthogonal to each other and that joins the laminated thread groups, and a jig suitable for the manufacture.

【0002】[0002]

【従来の技術】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。複合材用補強基材として三次元織
物(三次元繊維組織)がある。この三次元織物を骨格材
として、樹脂あるいは無機物をマトリックスとした複合
材はロケット、航空機、自動車、船舶及び建築物の構造
材として幅広い用途が期待されている。
Fiber reinforced composites are widely used as lightweight structural materials. There is a three-dimensional woven fabric (three-dimensional fiber structure) as a reinforcing base material for a composite material. A composite material in which a resin or an inorganic material is used as a matrix with the three-dimensional woven fabric as a skeleton material is expected to be widely used as a structural material for rockets, aircrafts, automobiles, ships and buildings.

【0003】三次元繊維組織の製造方法として、糸を折
り返しながら配列して形成した糸層を複数積層して積層
糸群を形成し、厚さ方向に配列される糸により各糸層を
結合する方法がある。例えば、特開昭61−20106
3号公報に開示された方法では、ベースプレート上に所
定間隔で多数の糸案内管を立設配置する。そして、その
糸案内管をガイドとして糸をベースプレートの縦方向に
折り返し状に配列して糸層を形成する作業と、横方向に
折り返し状に配列して糸層を形成する作業と、斜め方向
に折り返し状に配列して糸層を形成する作業とを順に行
って所定数の糸層からなる積層糸群を形成する。次に糸
案内管に引掛具を挿入して糸案内管を引き抜き、積層糸
群の下方に供給されるかしめ糸を引掛具によって積層糸
群の上方まで引き上げ、かしめ糸のループ部にかんぬき
糸を通す。その後、かしめ糸を下方に引き戻してかしめ
糸の弛みをとるとともに積層糸群を締めつける。この操
作を順に糸案内管の本数分だけ繰り返して積層糸群をか
しめ糸で結合する。
As a method for producing a three-dimensional fiber structure, a method of forming a laminated yarn group by laminating a plurality of yarn layers formed by arranging the yarns while folding the yarns and joining the yarn layers by the yarns arranged in the thickness direction. There is. For example, Japanese Patent Laid-Open No. 61-20106
In the method disclosed in Japanese Patent No. 3, a large number of yarn guide tubes are vertically arranged on the base plate at predetermined intervals. Then, using the thread guide tube as a guide, the threads are arranged in the longitudinal direction of the base plate in a folded manner to form a thread layer, and the threads are arranged in a transverse direction in a folded manner to form the thread layer, and in a diagonal direction. The operation of forming the yarn layers by arranging them in a folded shape is sequentially performed to form a laminated yarn group including a predetermined number of yarn layers. Next, a hooking tool is inserted into the thread guide tube, the thread guide tube is pulled out, the caulking thread supplied below the laminated thread group is pulled up to above the laminated thread group by the hooking tool, and the bar thread is passed through the loop portion of the caulking thread. Then, the caulking thread is pulled back downward to loosen the caulking thread and the laminated thread group is tightened. This operation is sequentially repeated for the number of yarn guide tubes to bond the laminated yarn group with the caulking yarn.

【0004】また、特開平6−184906号公報に
は、2枚以上のプレート部の端部同士が互いに角度をな
して隣接された繊維構造体(三次元繊維組織)を製造す
る際、糸の配列箇所全面にガイドピンを立設したベース
プレートを使用しない方法が開示されている。この方法
で例えば、断面L字状の三次元繊維組織を製造するとき
は、多数のガイドピンが所定ピッチで抜き取り可能に植
設されたL字状の枠体が使用される。糸をガイドピンに
掛止して折り返すように配列し、糸の配列方向が異なる
糸層を所定数積層形成して積層糸群を構成する。次に積
層糸群の表裏両面にガイドピンの間隔より若干狭い幅の
多数のプレス板を配置し、プレス装置で挟圧する。この
圧縮状態を維持したまま、プレス板を1ヶ所だけ表裏2
枚を一組として取り外し、ベラ針を使用して厚さ方向糸
をチェーンステッチ方式により積層糸群をかしめ縫いし
て結合する。ベラ針が取付けられた支持部材に穿孔針が
一体に固定され、ベラ針が挿入される位置に穿孔針によ
り孔が開けられる。
Further, in Japanese Patent Laid-Open No. 6-184906, when a fiber structure (three-dimensional fiber structure) in which ends of two or more plate parts are adjacent to each other at an angle is manufactured, A method is disclosed that does not use a base plate in which guide pins are erected on the entire surface of the arrangement location. For example, when manufacturing a three-dimensional fiber structure having an L-shaped cross section by this method, an L-shaped frame body in which a large number of guide pins are planted so as to be able to be extracted at a predetermined pitch is used. A yarn is hooked on a guide pin and arranged so as to be folded back, and a predetermined number of yarn layers having different yarn arrangement directions are laminated to form a laminated yarn group. Next, a large number of press plates having a width slightly narrower than the spacing between the guide pins are arranged on both front and back surfaces of the laminated yarn group, and they are pressed by a pressing device. With this compressed state maintained, only one press plate is used on the front and back sides.
The pieces are removed as one set, and the thickness direction threads are sewn together by caulking the laminated thread group by a chain stitch method using a spatula needle to join them. A perforation needle is integrally fixed to a support member to which a spatula needle is attached, and a hole is made by the perforation needle at a position where the spatula needle is inserted.

【0005】また、特開平8−218249号公報等に
は、糸の配列箇所全面にガイドピンを立設する代わり
に、厚さ方向糸の挿入区域と対応する領域を囲むように
ピンが所定ピッチで配置された枠体上に、前記ピン間に
折り返し状に配列した糸層を複数積層して積層糸群を形
成した後、積層糸群を枠体に保持した状態で、一列に配
置された複数の厚さ方向糸挿入針を使用して厚さ方向糸
を挿入する方法が開示されている。
Further, in JP-A-8-218249, etc., instead of arranging guide pins upright on the entire surface where the yarns are arranged, the pins have a predetermined pitch so as to surround a region corresponding to the yarn insertion region in the thickness direction. After forming a laminated yarn group by laminating a plurality of yarn layers arranged in a folded manner between the pins on the frame body arranged in, the plurality of yarns arranged in a line are held in a state where the laminated yarn group is held in the frame body. A method of inserting a thickness direction thread using a thickness direction thread insertion needle is disclosed.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】三次元繊維組織を骨格
材とした複合材の強度は、三次元繊維組織の影響を大き
く受け、強度の大きな複合材を得るには、複合材の形状
に対応した形状の三次元繊維組織を骨格材として使用す
る必要がある。従って、三次元繊維組織として平板ある
いは平板を組み合わせた形状に限らず、曲面部を有する
形状の三次元繊維組織も必要となる。
The strength of a composite material having a three-dimensional fiber structure as a skeletal material is greatly affected by the three-dimensional fiber structure, and in order to obtain a composite material having high strength, the shape of the composite material is required. It is necessary to use the three-dimensional fibrous structure having the above shape as the skeletal material. Therefore, the three-dimensional fiber structure is not limited to a flat plate or a combination of flat plates, and a three-dimensional fiber structure having a curved surface portion is also required.

【0007】特開昭61−201063号公報には、ベ
ースプレートの形状を変えることにより、図17に示す
ような、円筒状、円錐台筒状、ドーム状の三次元繊維組
織Wが得られることが開示されている。しかし、糸の配
列面全体に多数のピンあるいは糸案内管を立設した状態
で糸を配列した後、ピン等の立設位置に厚さ方向糸を挿
入する従来の製造方法では、高密度の三次元繊維組織を
得るためにはピンのピッチが数mm程度となる。そし
て、ベースプレートに立設されるピンの本数は数千〜数
万に及び、ベースプレートへのピンの立設や厚さ方向糸
の挿入に時間がかかり、三次元繊維組織の製造に時間が
かかる。
According to Japanese Patent Laid-Open No. 61-201063, by changing the shape of the base plate, a three-dimensional fibrous structure W having a cylindrical shape, a truncated cone shape, or a dome shape as shown in FIG. 17 can be obtained. It is disclosed. However, in the conventional manufacturing method in which the yarns are arranged in a state where a large number of pins or yarn guide tubes are erected on the entire yarn arranging surface and then the thickness direction yarns are inserted into the erected positions of the pins or the like, To obtain a three-dimensional fiber structure, the pin pitch is about several mm. The number of pins erected on the base plate is in the range of several thousands to tens of thousands, and it takes time to erect the pins and insert the thickness direction thread into the base plate, and it takes time to manufacture the three-dimensional fiber structure.

【0008】一方、特開平6−184906号公報に開
示された方法では、糸の配列面全部にピンを立設する手
間はない。しかし、厚さ方向糸により積層糸群を結合す
るために積層糸群の表裏全面を多数のプレス板で押圧し
て圧縮状態を維持したまま、プレス板を1ヶ所だけ取り
外して当該箇所で厚さ方向糸の挿入を行う必要があり作
業が面倒である。即ち、ガイドピンの間隔より幅の狭い
多数のプレス板で積層糸群を圧縮状態に維持しつつ1ヶ
所だけ表裏2枚を1組としてプレス板を取り外し可能と
するプレス装置の構造が複雑になる。また、積層糸群の
全面を同時に圧縮状態に維持するため、大きな圧縮力が
必要となり装置が大型化するという問題もある。また、
三次元繊維組織の形状が複数の平板が組み合わされた多
面体や、円筒のように曲率が一定の曲面部を有する形状
の場合はプレス板の種類は少なくてよいが、曲率が変化
する曲面部を有する形状の場合は多種類のプレス板を準
備する必要がある。さらに、三次元繊維組織が形成され
た後、枠体を三次元繊維組織から抜き取り可能とするた
め、回転体形状のうち円筒、円錐台等、枠体の抜き取り
方向に向かってその内径が一定又は単純増加する形状に
限定される。その結果、中間部の径が大きくなる形状
や、抜き取り側端部に内側に屈曲した鍔部が存在する形
状のものを製造することができない。
On the other hand, in the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-184906, it is not necessary to stand the pins on the entire yarn arrangement surface. However, in order to combine the laminated yarn groups with the thickness direction yarns, while pressing the front and back surfaces of the laminated yarn group with a large number of press plates and maintaining the compressed state, only one press plate is removed and the thickness direction yarns are It is necessary to insert and the work is troublesome. In other words, the structure of the press device in which the press plate can be detached from only one place with the front and back two as a set becomes complicated while maintaining the laminated yarn group in a compressed state with a large number of press plates having a width narrower than the spacing between the guide pins. Further, since the entire surface of the laminated yarn group is maintained in a compressed state at the same time, a large compressive force is required, which causes a problem that the device becomes large. Also,
In the case of a polyhedron in which the shape of the three-dimensional fiber structure is a combination of a plurality of flat plates, or a shape having a curved surface portion with a constant curvature such as a cylinder, the type of press plate may be small, but a curved surface portion with a varying curvature In the case of the shape to have, it is necessary to prepare many kinds of press plates. Furthermore, after the three-dimensional fibrous structure is formed, the frame body can be extracted from the three-dimensional fibrous structure. Limited to shapes that simply increase. As a result, it is not possible to manufacture a shape in which the diameter of the intermediate portion is large, or a shape in which the flange portion bent inward is present at the extraction side end portion.

【0009】また、特開平8−218249号公報に開
示された方法では、厚さ方向糸の挿入が1列ずつ行われ
るため、1本ずつ行う特開平6−184906号公報に
開示された方法に比較して三次元繊維組織の生産性は向
上する。しかし、得られる三次元繊維組織の形状には、
特開平6−184906号公報に開示されたものと同様
な制約がある。
Further, in the method disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 8-218249, since the yarns in the thickness direction are inserted one by one, the method disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 6-184906 is performed one by one. In comparison, the productivity of the three-dimensional fiber structure is improved. However, the shape of the obtained three-dimensional fiber structure is
There are the same restrictions as those disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-184906.

【0010】本発明は前記の問題点に鑑みてなされたも
のであって、その目的は複数の糸層を積層して形成され
た少なくとも2軸配向となる積層糸群と、各糸層と直交
する方向に配列されて各糸層を結合する厚さ方向糸とよ
り形成される三次元繊維組織を、曲面部の曲率や屈曲部
の位置に関係なく形成することができ、厚さ方向糸の挿
入作業も簡単になる三次元繊維組織の製造方法及びそれ
に適した治具を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to form a laminated yarn group having at least biaxial orientation formed by laminating a plurality of yarn layers and orthogonal to each yarn layer. It is possible to form a three-dimensional fibrous structure formed by the thickness direction yarns that are arranged in the direction and connect each yarn layer, regardless of the curvature of the curved surface portion and the position of the bent portion. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a three-dimensional fiber structure that simplifies work and a jig suitable for the method.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め請求項1に記載の発明では、複数の糸層を積層して形
成された少なくとも2軸配向となる積層糸群と、各糸層
と直交する方向に配列されて前記積層糸群を結合する厚
さ方向糸を含み、かつ曲面部を有する形状に形成された
三次元繊維組織の製造方法であって、前記三次元繊維組
織の形状に対応する状態で前記積層糸群を支持可能、か
つ積層糸群を支持した状態で部分的に分解可能な治具上
に、糸層を複数積層して少なくとも2軸配向となる積層
糸群を形成した後、前記積層糸群を前記治具に保持した
状態で、前記治具の一部を積層糸群の内側から部分的に
分解し、分解された部分と対応する積層糸群の領域に厚
さ方向糸を挿入して積層糸群を締め付けた後、分解した
部分を再び組付け、次に治具の別の箇所を分解して、そ
の部分と対応する積層糸群の領域に厚さ方向糸を挿入し
て積層糸群を締め付ける動作を繰り返すことにより前記
積層糸群の厚さ方向糸の挿入を必要とする領域全体に厚
さ方向糸を挿入して、前記積層糸群を結合して三次元繊
維組織を形成し、その後、前記治具を三次元繊維組織の
内側から分解して取り外すようにした。
In order to achieve the above-mentioned object, in the invention according to claim 1, at least biaxially oriented laminated yarn group formed by laminating a plurality of yarn layers, and each yarn layer, A method for producing a three-dimensional fibrous structure that is formed in a shape having a curved surface portion, including a thickness direction thread that is arranged in an orthogonal direction and that joins the laminated thread groups, and corresponds to the shape of the three-dimensional fiber structure. After forming a laminated yarn group having at least biaxial orientation by laminating a plurality of yarn layers on a jig that can support the laminated yarn group in a state of being supported and can be partially disassembled while supporting the laminated yarn group, While holding the laminated yarn group in the jig, part of the jig is partially disassembled from the inside of the laminated yarn group, and the thickness direction yarn is inserted in the region of the laminated yarn group corresponding to the decomposed portion. After tightening the laminated thread group, reassemble the disassembled part Next, another position of the jig is disassembled, the thickness direction thread is inserted into the area of the laminated thread group corresponding to that portion, and the operation of tightening the laminated thread group is repeated to insert the thickness direction thread of the laminated thread group. The thickness direction thread is inserted into the entire area requiring the above, the laminated thread groups are combined to form a three-dimensional fiber structure, and then the jig is disassembled from the inside of the three-dimensional fiber structure and removed. did.

【0012】請求項2に記載の発明では、請求項1に記
載の発明において、前記積層糸群は複数のクロスを前記
治具の外側に載置することにより形成される。請求項3
に記載の発明では、請求項1に記載の発明において、前
記治具は厚さ方向糸の挿入区域と対応する領域を囲むよ
うにピンが所定ピッチで配置された枠体を有し、前記積
層糸群は該ピン間に糸を折り返し状に配列して形成され
た複数の糸層により構成される。
According to a second aspect of the invention, in the first aspect of the invention, the laminated yarn group is formed by placing a plurality of cloths on the outside of the jig. Claim 3
In the invention according to claim 1, in the invention according to claim 1, the jig has a frame body in which pins are arranged at a predetermined pitch so as to surround a region corresponding to a thickness direction thread insertion region, The thread group is composed of a plurality of thread layers formed by arranging the threads in a folded shape between the pins.

【0013】請求項4に記載の発明では、三次元繊維組
織の形状に対応した外形形状を有するとともに、多数の
ピンが所定ピッチで取り付けられた枠体上に、前記ピン
間に糸を折り返し状に配列して糸層を複数積層して少な
くとも2軸配向となる積層糸群を形成した後、前記枠体
上に形成された積層糸群を各糸層と交差する方向に配列
された厚さ方向糸で結合する三次元繊維組織の製造方法
に使用される治具であって、三次元繊維組織の曲面部と
対応する位置に配置されるとともに多数のピンが少なく
ともそのコーナ部に所定ピッチで取り外し可能に固定さ
れた複数の第1の曲面部支持部材と、コーナ部以外の曲
面部と対応する位置に配置される第2の曲面部支持部材
と、前記各第1及び第2の曲面部支持部材を支持すると
ともに、多数のピンが少なくとも前記積層糸群の周縁部
と対応する位置に取り外し可能に固定された複数の基枠
と、前記基枠の一部を積層糸群の内側から分解・組付け
可能に固定するブラケットとを備えた。
According to a fourth aspect of the invention, a thread is folded between the pins on a frame body having an outer shape corresponding to the shape of the three-dimensional fiber structure and having a large number of pins mounted at a predetermined pitch. And a plurality of yarn layers are laminated to form a laminated yarn group having at least biaxial orientation, and the laminated yarn group formed on the frame is arranged in a thickness direction yarn arranged in a direction intersecting each yarn layer. A jig used in a method for manufacturing a three-dimensional fiber structure that is connected by a method, which is arranged at a position corresponding to the curved surface part of the three-dimensional fiber structure, and a large number of pins can be detached at least at its corners at a predetermined pitch. A plurality of first curved surface portion supporting members, a second curved surface portion supporting member arranged at a position corresponding to the curved surface portion other than the corner portion, and each of the first and second curved surface portion supporting members. Support a large number of Includes a plurality of base frames detachably fixed at positions corresponding to at least the peripheral edge of the laminated yarn group, and a bracket for fixing a part of the base frame so as to be disassembled and assembled from the inside of the laminated yarn group. .

【0014】請求項5に記載の発明では、請求項4に記
載の発明において、前記基枠は互いに平行に配置される
とともに湾曲部を有する一組の基板と、該両基板に対し
てブラケットを介して固定されるとともに、外側に係合
凹部が形成された複数の支持部材とを備え、前記第1の
曲面部支持部材は前記支持部材の両端部と対応する位置
に配置され、多数の規制ピンが取り外し可能に固定され
た支持バーであり、前記第2の曲面部支持部材は前記支
持部材に対して前記係合凹部と係合する状態で前記支持
バーと平行に支持される曲面形成用バーであり、前記両
基板には前記規制ピンの内側の所定位置に取り外し可能
に固定される基準ピンが装備されている。
According to a fifth aspect of the present invention, in the fourth aspect of the present invention, the base frames are arranged in parallel with each other, and a pair of substrates having curved portions and brackets for the both substrates are provided. And a plurality of support members each having an engaging recess formed on the outer side, and the first curved surface portion support member is arranged at a position corresponding to both end portions of the support member, and has a large number of restrictions. A support bar to which a pin is detachably fixed, wherein the second curved surface supporting member is supported in parallel with the supporting bar in a state of being engaged with the engaging concave portion with respect to the supporting member. A bar, which is a bar, and is provided with a reference pin that is detachably fixed to a predetermined position inside the regulation pin on both the substrates.

【0015】請求項1に記載の発明では、三次元繊維組
織の形状を保持可能な治具上に、糸層が複数積層されて
少なくとも2軸配向となる積層糸群が形成される。次に
積層糸群を締め付ける厚さ方向糸が積層糸群に挿入され
る。その際、治具に支持された積層糸群の内側から治具
の一部が部分的に分解され、分解された部分と対応する
積層糸群の領域に厚さ方向糸が挿入される。当該領域に
挿入された厚さ方向糸により積層糸群が締め付けられた
後、分解された部分が再び組付けられる。この動作が繰
り返されて厚さ方向糸の挿入を必要とする領域全域に厚
さ方向糸が挿入されて三次元繊維組織が形成される。そ
の後、治具が三次元繊維組織の内側から分解されて取り
外され、三次元繊維組織の製造が完了する。
According to the first aspect of the invention, a plurality of yarn layers are laminated on the jig capable of holding the shape of the three-dimensional fiber structure to form a laminated yarn group having at least biaxial orientation. Next, a thickness direction thread that tightens the laminated yarn group is inserted into the laminated yarn group. At that time, a part of the jig is partially disassembled from the inside of the laminated yarn group supported by the jig, and the thickness direction yarn is inserted into a region of the laminated yarn group corresponding to the decomposed part. After the laminated yarn group is clamped by the thickness direction yarn inserted in the region, the disassembled portion is reassembled. By repeating this operation, the thickness direction thread is inserted over the entire region where the thickness direction thread needs to be inserted, and the three-dimensional fiber structure is formed. After that, the jig is disassembled from the inside of the three-dimensional fiber structure and removed, and the production of the three-dimensional fiber structure is completed.

【0016】請求項2に記載の発明では、請求項1に記
載の発明において、前記積層糸群は複数のクロスを前記
治具の外側に載置することにより形成される。従って、
糸を配列して糸層を形成する場合に比較して積層糸群の
形成が簡単になる。
According to a second aspect of the invention, in the first aspect of the invention, the laminated yarn group is formed by placing a plurality of cloths on the outside of the jig. Therefore,
The formation of the laminated yarn group becomes easier as compared with the case where the yarns are arranged to form the yarn layer.

【0017】請求項3に記載の発明では、請求項1に記
載の発明において、前記積層糸群は前記治具を構成する
枠体に設けられたピンと係合して折り返し状に配列され
た糸により形成された複数の糸層により構成される。各
糸層が枠体上に糸を配列することにより形成されるた
め、曲率が一定でない曲面部を有する三次元繊維組織を
形成する場合、クロスを枠体上に配置する場合に比較し
て、所望の形状に対応した糸層の形成が容易となる。
According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the laminated yarn group is formed by a yarn arranged in a folded shape by engaging with a pin provided on a frame forming the jig. It is composed of a plurality of thread layers formed. Since each yarn layer is formed by arranging the yarns on the frame, when forming a three-dimensional fibrous structure having a curved surface portion whose curvature is not constant, as compared with the case where the cloth is arranged on the frame, It becomes easy to form a yarn layer corresponding to a desired shape.

【0018】請求項4に記載の発明の治具は、三次元繊
維組織を製造する際に、少なくとも2軸配向の積層糸群
の配列形成及び積層糸群への厚さ方向糸の挿入時に使用
される。積層糸群は基枠及び第1の曲面部支持部材に固
定された多数のピンと係合する状態で、折り返し状に配
列された複数の糸層により、第1及び第2の曲面部支持
部材に支持された状態で三次元繊維組織の形状に対応し
た形状に形成される。積層糸群への厚さ方向糸の挿入時
には、厚さ方向糸の挿入領域と対応する箇所の曲面支持
部材あるいは基枠の一部が分解される。従って、曲面支
持部材や基枠が厚さ方向糸の挿入に支障を来す虞はな
い。厚さ方向糸の挿入を必要とする全ての領域への厚さ
方向糸の挿入完了後、治具が三次元繊維組織の内側から
分解されて取り外される。
The jig of the invention as defined in claim 4 is used for forming an array of at least biaxially oriented yarn groups and inserting thickness direction yarns into the yarn groups when producing a three-dimensional fiber structure. . The laminated yarn group is supported by the first and second curved surface portion supporting members by a plurality of yarn layers arranged in a folded shape in a state of being engaged with a large number of pins fixed to the base frame and the first curved surface portion supporting member. The formed state is formed into a shape corresponding to the shape of the three-dimensional fiber structure. When the thickness direction thread is inserted into the laminated thread group, a part of the curved surface supporting member or the base frame corresponding to the insertion area of the thickness direction thread is disassembled. Therefore, there is no fear that the curved surface supporting member or the base frame will interfere with the insertion of the thickness direction thread. After the insertion of the thickness direction yarns into all the regions requiring the insertion of the thickness direction yarns, the jig is disassembled from the inside of the three-dimensional fiber structure and removed.

【0019】請求項5に記載の発明の治具を使用して三
次元繊維組織を製造する場合、互いに平行に配置された
一組の基板の所定位置に固定された基準ピンと、支持バ
ーに固定された規制ピンに係合する状態で糸が折り返し
状に配列されて糸層が順次積層される。そして、三次元
繊維組織の外形に対応した形状の積層糸群が、少なくと
も2軸配向となるように形成される。
When a three-dimensional fiber structure is produced by using the jig of the invention described in claim 5, a set of substrates arranged in parallel with each other is fixed to a reference pin fixed at a predetermined position and a support bar. The yarns are arranged in a folded shape in a state of being engaged with the regulated pins, and the yarn layers are sequentially laminated. Then, the laminated yarn group having a shape corresponding to the outer shape of the three-dimensional fiber structure is formed so as to be at least biaxially oriented.

【0020】積層糸群は基板、支持部材及び両曲面部支
持部材により三次元繊維組織の形状に対応した外形形状
に保持される。一組の基板の周縁に対応する部分に固定
された基準ピンと、コーナ部に配置された第1の曲面部
支持部材の規制ピンと係合した状態で糸が配列されるた
め、糸は三次元繊維組織の形状に対応した糸層を形成す
るのに適した所定位置に確実に配置される。厚さ方向糸
の挿入時、厚さ方向糸の挿入領域と対応する位置の支持
部材あるいは曲面部支持部材が一時的に取り外されるた
め、各支持部材が厚さ方向糸の挿入に支障を来す虞はな
い。第2の曲面部支持部材は支持部材にその係合凹部と
係合する状態で支持されているため、分解及び組付けが
容易となる。
The laminated yarn group is held in an outer shape corresponding to the shape of the three-dimensional fibrous structure by the substrate, the supporting member and the curved surface supporting members. Since the threads are arranged in a state of being engaged with the reference pin fixed to the portion corresponding to the peripheral edge of the pair of substrates and the regulation pin of the first curved surface portion supporting member arranged at the corner portion, the thread is a three-dimensional fiber. It is securely arranged at a predetermined position suitable for forming a thread layer corresponding to the shape of the tissue. When the thickness direction thread is inserted, the support member or the curved surface portion support member at a position corresponding to the thickness direction thread insertion region is temporarily removed, so that each support member interferes with the insertion of the thickness direction thread. There is no fear. Since the second curved surface portion support member is supported by the support member in a state of being engaged with the engagement concave portion, disassembly and assembly are facilitated.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下、本発明を航空機のリーディ
ングエッジ(前縁)用の繊維強化複合材の骨格材として
使用される三次元繊維組織の製造に具体化した一実施の
形態を図1〜図15に従って説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment in which the present invention is embodied in the production of a three-dimensional fiber structure used as a frame material of a fiber-reinforced composite material for a leading edge of an aircraft is shown in FIG. ~ It demonstrates according to FIG.

【0022】先ず三次元繊維組織の製造に使用する治具
の構成を説明する。この治具は三次元繊維組織の形状に
対応した積層糸群の配列と、配列された積層糸群への厚
さ方向糸の挿入時における積層糸群の保持とに使用され
る。
First, the structure of a jig used for producing a three-dimensional fiber structure will be described. This jig is used for arranging the laminated yarn groups corresponding to the shape of the three-dimensional fiber structure and for holding the laminated yarn groups when inserting the thickness direction yarns into the arranged laminated yarn groups.

【0023】図1及び図2に示すように、治具1は、互
いに平行に配置された一組の基板2,3を備えている。
両基板2,3はリーディングエッジの断面形状に対応し
た外形、即ち放物線と直線で囲まれたほぼ三角形状の板
状に形成され、中央に孔2a,3aが形成されている。
両基板2,3間には支持部材としての支柱4が複数本
(この実施の形態では7本)配設されている。各支柱4
はブラケット5を介して基板2,3に対して内側から取
り外し可能に固定されている。ブラケット5はネジ5a
により基板2,3及び支柱4に固定されている。各支柱
4は外側に凸となるように湾曲して形成されている。各
支柱4には外側の所定位置に係合凹部4aが形成されて
いる。基板2,3及び支柱4により基枠が構成されてい
る。
As shown in FIGS. 1 and 2, the jig 1 includes a pair of substrates 2 and 3 arranged in parallel with each other.
Both substrates 2 and 3 are formed in an outer shape corresponding to the cross-sectional shape of the leading edge, that is, in a substantially triangular plate shape surrounded by a parabola and a straight line, and holes 2a and 3a are formed in the centers.
A plurality of columns 4 (7 in this embodiment) are provided between the two substrates 2 and 3 as support members. Each prop 4
Is fixed to the substrates 2 and 3 via a bracket 5 so as to be removable from the inside. Bracket 5 is screw 5a
It is fixed to the substrates 2 and 3 and the column 4. Each of the columns 4 is formed to be curved so as to be convex outward. An engagement recess 4a is formed at a predetermined position on the outside of each of the columns 4. A base frame is composed of the substrates 2 and 3 and the columns 4.

【0024】図2に示すように、基板2,3にはその外
周縁に沿って段差部2c,3cが形成され、その段差部
2c,3cと係合する状態で複数の支持プレート6が基
板2,3の外周縁に沿って配設されている。支柱4の両
端部と対応する位置には第1の曲面部支持部材としての
支持バー7が基板2,3の外周に沿って延びるように配
置されている。支持バー7は一部が支柱4に当接し、一
部が支持プレート6の先端に当接する状態で配置され、
その両端部が図示しない粘着テープ等で支柱4に固定さ
れている。支柱4の中間部には第2の曲面部支持部材と
しての曲面形成用バー8が、係合凹部4aと係合する状
態で支持されている。曲面形成用バー8は支柱4と共同
して三次元繊維組織の形状を保持する役割を果たす。
As shown in FIG. 2, stepped portions 2c and 3c are formed on the substrates 2 and 3 along the outer peripheral edge thereof, and a plurality of support plates 6 are provided in a state of engaging with the stepped portions 2c and 3c. It is arranged along the outer peripheral edges of a few. A support bar 7 as a first curved surface support member is arranged at a position corresponding to both ends of the support column 4 so as to extend along the outer circumference of the substrates 2 and 3. The support bar 7 is arranged such that a part of the support bar 7 abuts on the column 4 and a part of the support bar 7 abuts on the tip of the support plate 6,
Both ends thereof are fixed to the column 4 with adhesive tape or the like not shown. A curved surface forming bar 8 serving as a second curved surface portion supporting member is supported at an intermediate portion of the support column 4 in a state of being engaged with the engagement concave portion 4a. The curved surface forming bar 8 plays a role of maintaining the shape of the three-dimensional fiber structure in cooperation with the support column 4.

【0025】支持バー7には多数の規制ピン9aが所定
ピッチで取り外し可能に固定されている。各規制ピン9
aは基板2,3に対してほぼ45°の角度をなすように
固定されている。基板2,3には規制ピン9aの内側に
対応する所定位置に、基準ピン9bが取り外し可能に固
定されている。また、基板2,3の基端部(湾曲部と対
向する部分)と対応する位置に設けられた支持プレート
6の端部にも基準ピン9bが所定ピッチで取り外し可能
に固定されている。さらに、基板2,3の基端部と対応
する位置に配設された支柱4にも基準ピン9bが所定ピ
ッチで取り外し可能に固定されている。
A large number of restriction pins 9a are detachably fixed to the support bar 7 at a predetermined pitch. Each regulation pin 9
a is fixed to the substrates 2 and 3 so as to form an angle of about 45 °. A reference pin 9b is detachably fixed to the substrates 2 and 3 at a predetermined position corresponding to the inside of the regulation pin 9a. Further, the reference pins 9b are also detachably fixed at a predetermined pitch to the end portions of the support plate 6 provided at the positions corresponding to the base end portions (portions facing the curved portions) of the substrates 2 and 3. Further, the reference pins 9b are detachably fixed at a predetermined pitch also to the columns 4 arranged at the positions corresponding to the base end portions of the substrates 2 and 3.

【0026】次に前記治具1上に形成された積層糸群F
に厚さ方向糸z(図7にのみ図示)を複数本ずつ同時に
挿入して三次元繊維組織を製造する三次元繊維組織製造
装置を説明する。
Next, the laminated yarn group F formed on the jig 1
A three-dimensional fibrous structure manufacturing apparatus for manufacturing a three-dimensional fibrous structure by simultaneously inserting a plurality of thickness direction threads z (illustrated only in FIG. 7) into the above will be described.

【0027】図4は積層糸群Fが形成された治具1が取
り付けられた状態の製造装置の一部破断概略側面図を示
し、図6は同じく一部破断概略平面図を示す。図4及び
図6に示すように、製造装置11のベースプレート12
上には一対のレール12aが左右方向(図4及び図6の
左右方向)に延びるように設けられ、レール12aに沿
って第1の支持テーブル13が摺動可能に支持されてい
る。支持テーブル13上にはレール13aがレール12
aと直交する状態に延設され、レール13aに沿って第
2の支持テーブル14が摺動可能に支持されている。第
1の支持テーブル13は、ベースプレート12上に支持
されたモータM1によって駆動されるボールネジ機構1
5により、レール12aに沿って往復動される。第2の
支持テーブル14は、第1の支持テーブル13上に支持
されたモータM2によって駆動されるボールネジ機構1
6により、レール13aに沿って往復動される。モータ
M1,M2にはサーボモータが使用されている。
FIG. 4 is a partially cutaway schematic side view of the manufacturing apparatus in which the jig 1 having the laminated yarn group F is attached, and FIG. 6 is a partially cutaway schematic plan view. As shown in FIGS. 4 and 6, the base plate 12 of the manufacturing apparatus 11
A pair of rails 12a is provided on the top so as to extend in the left-right direction (left-right direction in FIGS. 4 and 6), and the first support table 13 is slidably supported along the rails 12a. The rail 13a is provided on the support table 13
The second support table 14 is slidably supported along a rail 13a so as to extend in a state orthogonal to a. The first support table 13 is a ball screw mechanism 1 driven by a motor M1 supported on the base plate 12.
By means of 5, it is reciprocated along the rail 12a. The second support table 14 is a ball screw mechanism 1 driven by a motor M2 supported on the first support table 13.
6 reciprocates along the rail 13a. Servo motors are used for the motors M1 and M2.

【0028】第2の支持テーブル14上の前寄り(図4
の左寄り)には治具1を回動可能に支持する支持部17
が設けられている。支持部17はその上部に軸受18が
設けられ、治具1を支持する支持軸19の下端を軸受1
8を介して回動可能に支持する。第2の支持テーブル1
4上の後寄りには支柱20が立設され、支柱20の上部
には支持アーム21がその基端において支軸22を介し
て回動可能に支持されている。支持アーム21の先端に
は前記支持軸19の上端が連結される駆動軸23を備え
たモータM3が支持されている。モータM3にはサーボ
モータが使用されている。支持アーム21は駆動軸23
が軸受18と同軸上に位置する所定位置(図4に示す位
置)に配置された状態で、図示しない固定手段により固
定されるようになっている。
The front side of the second support table 14 (see FIG. 4)
To the left) of the supporting portion 17 for rotatably supporting the jig 1.
Is provided. A bearing 18 is provided on the upper portion of the support portion 17, and a lower end of a support shaft 19 that supports the jig 1 is attached to the bearing 1.
It is rotatably supported via 8. Second support table 1
A support column 20 is provided upright on the rear side of the support 4, and a support arm 21 is rotatably supported at the base end of the support column 20 via a support shaft 22. A motor M3 having a drive shaft 23 to which the upper end of the support shaft 19 is connected is supported at the tip of the support arm 21. A servo motor is used as the motor M3. The support arm 21 has a drive shaft 23.
Is arranged at a predetermined position (position shown in FIG. 4) coaxially with the bearing 18, and is fixed by fixing means (not shown).

【0029】支持軸19には治具1を支持する支持ブラ
ケット24a,24bが取り外し可能に固定されてい
る。第1の支持ブラケット24aは基板2,3において
治具1を支持し、第2の支持ブラケット24bは支柱4
において治具1を支持する。そして、治具1は支持軸1
9に支持された状態でモータM3により支持軸19と一
体的に回動されるようになっている。
Support brackets 24a and 24b for supporting the jig 1 are detachably fixed to the support shaft 19. The first support bracket 24a supports the jig 1 on the substrates 2 and 3, and the second support bracket 24b supports the support 4
The jig 1 is supported at. The jig 1 is the support shaft 1.
The motor M3 is rotated integrally with the support shaft 19 while being supported by the motor 9.

【0030】図6に示すように、ベースプレート12の
前寄りには上下方向に延びる支柱25が左右一対立設さ
れ、各支柱25にはその上下方向に沿って延びるように
レール26が一対ずつ固定されている。各支柱25には
支持部材27a,27bがそれぞれ摺動可能に支持さ
れ、各支持部材27a,27bは各支柱25の上部に設
けられたモータM4によって駆動されるボールネジ機構
28により、レール26に沿って昇降移動されるように
なっている。各支持部材27a,27bにはボールネジ
機構28のボールナット(図示せず)が装備されてい
る。モータM4にはサーボモータが使用され、両モータ
M4は同期して駆動され各支持部材27a,27bは一
体的に昇降移動される。
As shown in FIG. 6, columns 25 extending vertically are provided opposite to each other at the front side of the base plate 12, and a pair of rails 26 are fixed to each column 25 so as to extend along the vertical direction. Has been done. Support members 27a and 27b are slidably supported on the columns 25, and the support members 27a and 27b are provided along the rails 26 by a ball screw mechanism 28 driven by a motor M4 provided on the columns 25. It is designed to be moved up and down. Each support member 27a, 27b is equipped with a ball nut (not shown) of a ball screw mechanism 28. A servomotor is used as the motor M4, and both motors M4 are driven in synchronization with each other so that the support members 27a and 27b are integrally moved up and down.

【0031】第1の支持部材27aには軸受29を介し
て回動軸30が水平状態で回動可能に支持されている。
第2の支持部材27bにはモータM5が支持され、モー
タM5の駆動軸M5aには回動軸31が一体回転可能に
連結されている。両回動軸30,31は同軸上に位置す
るように配設されている。両回動軸30,31には厚さ
方向糸挿入装置32を支持する支持テーブル33が支持
アーム34を介して支持されている。従って、厚さ方向
糸挿入装置32はベースプレート12に対して昇降移動
可能、かつ回動軸30,31を中心として相対回動可能
に配置されている。
A rotary shaft 30 is rotatably supported by the first support member 27a via a bearing 29 in a horizontal state.
The motor M5 is supported by the second support member 27b, and the rotary shaft 31 is integrally rotatably connected to the drive shaft M5a of the motor M5. Both rotary shafts 30 and 31 are arranged coaxially. A support table 33, which supports the thickness direction thread insertion device 32, is supported on both rotary shafts 30 and 31 via a support arm 34. Therefore, the thickness direction thread insertion device 32 is arranged so as to be movable up and down with respect to the base plate 12 and relatively rotatable about the rotation shafts 30 and 31.

【0032】厚さ方向糸挿入装置32は基本的には本願
出願人が先に提案(特開平8−218249号公報等)
した装置と同様に構成されている。図5及び図7に示す
ように、支持テーブル33には一対のブラケット35
(一方のみ図示)が立設され、両ブラケット35間には
一対のガイドロッド36が回動軸30,31と平行に架
設されている。ガイドロッド36には支持プレート37
が摺動可能に支持され、支持プレート37はブラケット
35に固定されたエアシリンダ38の作動により所定の
距離を往復移動可能となっている。
The thickness direction thread insertion device 32 is basically proposed by the applicant of the present invention (Japanese Patent Laid-Open No. 8-218249, etc.).
The device is configured similarly to the above device. As shown in FIGS. 5 and 7, the support table 33 includes a pair of brackets 35.
(Only one is shown) is erected, and a pair of guide rods 36 are provided between both brackets 35 in parallel with the rotating shafts 30 and 31. A support plate 37 is provided on the guide rod 36.
Is slidably supported, and the support plate 37 is capable of reciprocating a predetermined distance by the operation of an air cylinder 38 fixed to the bracket 35.

【0033】支持プレート37の前後両端には一対の支
持ブラケット39が立設され、支持ブラケット39に設
けられた上下一対のガイドロッド40に沿って移動体4
1が摺動可能に支持されている。移動体41には両支持
ブラケット39を貫通するボールネジ42と螺合するボ
ールナット43が固定されている。移動体41の前端に
は針支持体44が固定され、針支持体44の前部に厚さ
方向糸挿入針(以下、単に挿入針という)45が所定ピ
ッチで1列に固定されている。針支持体44は前側(支
持軸19と対向する側)の支持ブラケット39に形成さ
れた孔(図示せず)を貫通する状態で配設されている。
A pair of support brackets 39 are erected on the front and rear ends of the support plate 37, and the movable body 4 is provided along a pair of upper and lower guide rods 40 provided on the support bracket 39.
1 is slidably supported. A ball nut 43 that is screwed into a ball screw 42 that passes through both support brackets 39 is fixed to the moving body 41. A needle support 44 is fixed to the front end of the moving body 41, and thickness direction thread insertion needles (hereinafter, simply referred to as insertion needles) 45 are fixed to the front portion of the needle support 44 in one row at a predetermined pitch. The needle support 44 is arranged so as to pass through a hole (not shown) formed in the support bracket 39 on the front side (the side facing the support shaft 19).

【0034】図7に示すように、支持ブラケット39に
は支持板46a及びブラケット46bを介して駆動モー
タ47が固定されている。駆動モータ47は正逆回転可
能に構成され、ベルト伝動機構48を介してボールネジ
42を回転する。そして、駆動モータ47の作動によ
り、針支持体44は挿入針45が治具1に保持された積
層糸群Fと係合不能な待機位置と、針孔(図示せず)が
積層糸群Fの反対側となる位置まで積層糸群Fを貫通す
る作用位置とに移動される。挿入針45が作用位置にお
いて回動軸30,31の中心軸線上に位置するように針
支持体44のストロークが設定されている。
As shown in FIG. 7, a drive motor 47 is fixed to the support bracket 39 via a support plate 46a and a bracket 46b. The drive motor 47 is configured to be rotatable in forward and reverse directions, and rotates the ball screw 42 via the belt transmission mechanism 48. By the operation of the drive motor 47, the needle support 44 causes the insertion needle 45 to be in a standby position where the insertion needle 45 cannot engage with the laminated yarn group F held by the jig 1 and the needle hole (not shown) is opposite to the laminated yarn group F. It is moved to a working position where it passes through the laminated yarn group F to a position on the side. The stroke of the needle support body 44 is set so that the insertion needle 45 is located on the central axis of the rotary shafts 30 and 31 in the working position.

【0035】支持ブラケット39には上下一対の支持ロ
ッド49が支持ブラケット39を貫通した状態で摺動可
能に支持され、両支持ロッド49は前端側が連結板50
を介して互いに連結されている。支持ブラケット39に
は、ブラケットを介してエアシリンダ51が前後方向に
延びるように水平に固定され、そのピストンロッド51
aに連結板50が連結されている。連結板50には穿孔
針支持体52が固定され、穿孔針支持体52には穿孔針
53が挿入針45と対応した所定ピッチで1列に固定さ
れている。穿孔針53の列はエアシリンダ38の作動時
における支持プレート37の移動距離と等しい間隔を保
って挿入針45の列と平行に配置されている。エアシリ
ンダ51の作動により穿孔針支持体52は穿孔針53が
治具1に保持された積層糸群Fと係合不能な待機位置
と、積層糸群Fを貫通する作用位置とに移動される。
A pair of upper and lower support rods 49 are slidably supported on the support bracket 39 in a state of penetrating the support bracket 39, and the front end sides of both support rods 49 are a connecting plate 50.
Are connected to each other via. An air cylinder 51 is horizontally fixed to the support bracket 39 via the bracket so as to extend in the front-rear direction.
The connecting plate 50 is connected to a. A perforation needle support 52 is fixed to the connecting plate 50, and perforation needles 53 are fixed to the perforation needle support 52 in one row at a predetermined pitch corresponding to the insertion needle 45. The row of the piercing needles 53 is arranged in parallel with the row of the inserting needles 45 at an interval equal to the moving distance of the support plate 37 when the air cylinder 38 is operated. By the operation of the air cylinder 51, the piercing needle support 52 is moved to a standby position where the piercing needle 53 cannot engage with the laminated yarn group F held by the jig 1 and an operating position where the piercing needle 53 penetrates the laminated yarn group F.

【0036】図6及び図7に示すように、支持テーブル
33上にはエアシリンダ54が前後方向に延びるように
水平に配設され、そのピストンロッド54aの先端にブ
ラケット55を介してプレスプレート56が固定されて
いる。エアシリンダ54は支持プレート37と干渉しな
い位置に配置されている。プレスプレート56は挿入針
45列の配列方向に沿って延びる断面L字状の支持部
と、支持部と一体的に形成された櫛歯部とを備えてい
る。プレスプレート56は櫛歯部で各挿入針45あるい
は穿孔針53を挟んだ状態で積層糸群Fを押圧可能とな
っている。
As shown in FIGS. 6 and 7, an air cylinder 54 is horizontally arranged on the support table 33 so as to extend in the front-rear direction, and a press plate 56 is attached to the tip of a piston rod 54a thereof via a bracket 55. Is fixed. The air cylinder 54 is arranged at a position where it does not interfere with the support plate 37. The press plate 56 includes a support portion having an L-shaped cross section that extends along the arrangement direction of the 45 rows of insertion needles, and a comb tooth portion integrally formed with the support portion. The press plate 56 can press the laminated yarn group F while sandwiching the insertion needles 45 or the punching needles 53 with comb teeth.

【0037】プレスプレート56は治具1に保持された
積層糸群Fに対して挿入針45及び穿孔針53の待機位
置側に配設され、挿入針45列の挿入位置近傍において
挿入針45列の移動方向に沿って移動可能に配設されて
いる。エアシリンダ54の作動によりプレスプレート5
6は治具1に保持された積層糸群Fと係合して積層糸群
Fを挿入針45列の前進側へ押圧する作用位置と、積層
糸群Fと係合不能な待機位置とに移動される。
The press plate 56 is arranged on the standby position side of the insertion needle 45 and the punching needle 53 with respect to the laminated yarn group F held by the jig 1, and in the vicinity of the insertion position of the insertion needle 45 row, the insertion needle 45 row It is arranged so as to be movable along the moving direction. The press plate 5 is activated by the operation of the air cylinder 54.
6 is moved to an operating position where it engages the laminated yarn group F held by the jig 1 to press the laminated yarn group F toward the forward side of the 45 rows of insertion needles, and a standby position where it cannot engage with the laminated yarn group F. .

【0038】回動軸30には図示しない厚さ方向糸供給
部から繰り出される厚さ方向糸zを案内するガイド部5
7が設けられている。図8及び図9に示すように、ガイ
ド部57は回動軸30に対して一体回転可能に固定され
たほぼ半円形の一対の支持板58と、支持板58間に固
定された支持ロッド59と、支持ロッド59に所定ピッ
チで固定された多数の円弧状の分離板60とを備えてい
る。分離板60は支持プレート37が水平に配置された
状態において、下に凸となる状態に配設されている。ま
た、両支持板58には分離板60の取付け側と反対側に
支持バー61が固着され、支持バー61上に複数のガイ
ドローラ62が支持されている。ガイドローラ62は回
動軸30の中心に向かって延びるように固定された支軸
63に回動可能に支持されている。
A guide portion 5 for guiding the thickness direction thread z fed from a thickness direction thread supply section (not shown) to the rotating shaft 30.
7 is provided. As shown in FIGS. 8 and 9, the guide portion 57 includes a pair of substantially semicircular support plates 58 fixed integrally rotatably to the rotary shaft 30, and a support rod 59 fixed between the support plates 58. And a large number of arc-shaped separation plates 60 fixed to the support rod 59 at a predetermined pitch. The separation plate 60 is arranged so as to be convex downward when the support plate 37 is arranged horizontally. Further, a support bar 61 is fixed to both the support plates 58 on the side opposite to the mounting side of the separation plate 60, and a plurality of guide rollers 62 are supported on the support bar 61. The guide roller 62 is rotatably supported by a support shaft 63 fixed so as to extend toward the center of the rotation shaft 30.

【0039】図4〜図7に示すように、支持ブラケット
39には、針支持体44と反対側に延びるブラケット6
4が固定され、ブラケット64には糸ガイド65が設け
られている。糸ガイド65はボールネジ42と直交する
方向に延びるように設けられた4本の支持ロッド66
と、各支持ロッド66に回動可能に支持されたガイドロ
ーラ67とを備えている。また、支持テーブル33上に
はブラケット68が突設され、ブラケット68には糸ガ
イド69が設けられている。糸ガイド69は2本の支持
ロッド66と、各支持ロッド66に回動可能に支持され
たガイドローラ67とを備えている。そして、厚さ方向
糸供給部から繰り出された厚さ方向糸zが先ずガイド部
57に導かれた後、糸ガイド69及び糸ガイド65を経
て挿入針45に供給されるようになっている。
As shown in FIGS. 4 to 7, the support bracket 39 includes a bracket 6 extending on the side opposite to the needle support 44.
4 is fixed, and the bracket 64 is provided with a thread guide 65. The thread guide 65 includes four support rods 66 provided so as to extend in a direction orthogonal to the ball screw 42.
And a guide roller 67 rotatably supported by each support rod 66. A bracket 68 is provided so as to project on the support table 33, and a thread guide 69 is provided on the bracket 68. The thread guide 69 includes two support rods 66 and a guide roller 67 rotatably supported by each support rod 66. Then, the thickness direction thread z fed from the thickness direction thread supply section is first guided to the guide section 57 and then supplied to the insertion needle 45 via the thread guide 69 and the thread guide 65.

【0040】各モータM1〜M5、駆動モータ47及び
エアシリンダ38,51,54は図示しない制御装置に
より所定の順序で制御され、治具1に支持された積層糸
群Fの厚さ方向糸zの挿入位置に対して、挿入針45が
垂直に挿入されるように往復移動されるようになってい
る。
The motors M1 to M5, the drive motor 47, and the air cylinders 38, 51, 54 are controlled in a predetermined order by a controller (not shown), and the thickness direction yarn z of the laminated yarn group F supported by the jig 1 is controlled. The insertion needle 45 is reciprocally moved so as to be inserted vertically with respect to the insertion position.

【0041】次に前記のように構成された装置の作用を
説明する。この実施の形態では積層糸群Fを構成する糸
の配列方向が基準方向に対してなす角度(配列角度)が
0°及び±60°に設定された面内3軸の構成となって
いる。糸の配列方向は、治具1の支柱4と平行に延びる
方向を基準としている。配列角度が0°となる第1の面
内配列糸yの糸層を形成する場合は、面内配列糸yの端
部を基板3に固定した状態で、図10に示すように、面
内配列糸yが基準ピン9bと係合する状態で折り返すよ
うにして支柱4とほぼ平行に延びるように配列される。
Next, the operation of the device configured as described above will be described. In this embodiment, an angle (arrangement angle) formed by the arrangement direction of the yarns forming the laminated yarn group F with respect to the reference direction is set to 0 ° and ± 60 °, which is an in-plane triaxial structure. The arrangement direction of the threads is based on the direction extending in parallel with the support column 4 of the jig 1. When forming a yarn layer of the first in-plane array yarn y having an array angle of 0 °, as shown in FIG. 10, with the end portion of the in-plane array yarn y fixed to the substrate 3, The array yarn y is arranged so as to be folded back in a state of being engaged with the reference pin 9b so as to extend substantially parallel to the support column 4.

【0042】配列角度が+60°となる第2の面内配列
糸としてのバイアス糸Bの糸層を形成する場合は、糸B
の端部を基板3に固定した状態で、先ず、基板3及び支
持プレート6に固定された基準ピン9bと係合する状態
で折り返し、次に図11に示すように、支柱4及び基板
3に固定された基準ピン9bと係合する状態で折り返す
ようにして支柱4とほぼ60°の角度をなすように配列
される。この実施の形態の治具1では、支柱4に固定さ
れた基準ピン9bに対しては2本ずつ係合した状態で折
り返すように配列することにより、バイアス糸Bが支柱
4とほぼ60°の角度をなすように配列される。支柱4
に固定された基準ピン9bにおける折り返しが終了した
後は、基板2,3の基準ピン9bと係合する状態で支柱
4とほぼ60°の角度をなすように配列され、その後、
反対側の支柱4及び基板2に固定された基準ピン9bと
係合する状態で折り返すようにして支柱4とほぼ60°
の角度をなすように配列される。バイアス糸Bは支持バ
ー7と対応する位置で屈曲されて斜めに延びるように配
列されるが、支持バー7に固定された規制ピン9aと係
合することによりバイアス糸Bが所定の位置に整然と配
列される。
When forming the yarn layer of the bias yarn B as the second in-plane arranged yarn having an arrangement angle of + 60 °, the yarn B is formed.
With the end portion of the base plate 3 fixed to the substrate 3, first, it is folded back so as to engage with the reference pin 9b fixed to the base plate 3 and the support plate 6, and then, as shown in FIG. It is arranged so as to be folded back in a state of engaging with the fixed reference pin 9b and to form an angle of approximately 60 ° with the support column 4. In the jig 1 according to this embodiment, the bias yarns B are arranged so as to be folded back in such a manner that the reference pins 9b fixed to the support columns 4 are engaged with each other by two, so that the bias yarn B forms an angle of about 60 ° with the support columns 4. Arranged to form an angle. Prop 4
After the turning back of the reference pin 9b fixed to is completed, the reference pin 9b is arranged so as to form an angle of approximately 60 ° with the support column 4 in a state of engaging with the reference pin 9b of the substrates 2 and 3, and thereafter,
The support 4 and the reference pin 9b fixed to the base plate 2 on the opposite side are folded in a state of being engaged with each other, and the support pin 4 is approximately 60 °.
Are arranged so as to form an angle. The bias yarn B is bent at a position corresponding to the support bar 7 and arranged so as to extend obliquely. By engaging with the restriction pin 9a fixed to the support bar 7, the bias yarn B is regularly arranged at a predetermined position. Arranged.

【0043】配列角度が−60°となるバイアス糸Bの
糸層を形成する場合は、バイアス糸Bの端部を基板2に
固定した状態で、先ず、基板2及び支持プレート6に固
定された基準ピン9bと係合する状態で折り返し、次に
支柱4及び基板2に固定された基準ピン9bと係合する
状態で折り返すようにして支柱4とほぼ−60°の角度
をなすように配列される。以下、前記配列角度が+60
°となるバイアス糸Bの配列と基本的に同様にして配列
される。
When forming a yarn layer of the bias yarn B having an arrangement angle of −60 °, first, the end portion of the bias yarn B is fixed to the substrate 2 and then fixed to the substrate 2 and the support plate 6. It is folded back in a state of engaging with the reference pin 9b, and then folded back in a state of engaging with the reference pin 9b fixed to the support column 4 and the substrate 2, and arranged so as to form an angle of approximately −60 ° with the support column 4. It Hereinafter, the arrangement angle is +60
Basically, the bias yarns B are arranged in the same manner as the arrangement of the bias yarns B.

【0044】面内配列糸y及びバイアス糸Bの配列作業
は、手作業あるいは多軸ロボットのアームに糸供給部を
装備した装置による作業により行われる。治具1上に前
記各糸層が所定の順序で所定数積層され、図2及び図4
等に示すように、積層糸群Fが形成される。なお、積層
糸群Fの密度を高めるとともに厚さを調整するため、各
糸層の配列が完了するたび、あるいは適宜の糸層が形成
された時点毎に糸層を上からプレスプレート(図示せ
ず)で押圧して積層糸群Fを圧縮してもよい。なお、面
内配列糸y、バイアス糸B及び厚さ方向糸zを構成する
繊維の材質としては複合材の用途に応じてカーボン繊
維、ガラス繊維、ポリアラミド繊維等種々のものが使用
される。
The arrangement work of the in-plane arrangement yarn y and the bias yarn B is performed manually or by a device in which an arm of a multi-axis robot is equipped with a yarn supply section. The yarn layers are laminated on the jig 1 in a predetermined order and in a predetermined number.
As shown in FIG. In order to increase the density of the laminated yarn group F and adjust the thickness thereof, the yarn layer is pressed from above by a press plate (not shown) every time the arrangement of each yarn layer is completed or every time when an appropriate yarn layer is formed. ) May be pressed to compress the laminated yarn group F. Various materials such as carbon fiber, glass fiber, and polyaramid fiber are used as the material of the fibers forming the in-plane array yarn y, the bias yarn B, and the thickness direction yarn z, depending on the application of the composite material.

【0045】次に治具1が積層糸群Fとともに前記製造
装置11の支持軸19に支持ブラケット24a,24b
を介して固定される。そして、図12(a)及び図13
(a)に示すように、治具1の下部側面が挿入針45と
対向する状態から製造装置11が駆動されて積層糸群F
に厚さ方向糸zが挿入される。厚さ方向糸zの挿入時、
先ず穿孔針53が積層糸群Fの厚さ方向糸挿入位置と対
向する位置に配置され、その状態でエアシリンダ54が
作動され、プレスプレート56が作用位置に配置され
る。そして、プレスプレート56により積層糸群Fは穿
孔針53列と対応する箇所が押圧状態に保持される。そ
の状態でエアシリンダ51が突出作動されて穿孔針53
が前進し、穿孔針53が積層糸群Fを貫通する作用位置
に配置された後、エアシリンダ51が没入作動されて穿
孔針53が後退する。積層糸群Fを構成する繊維がプレ
スプレート56の圧縮作用によりある程度密に配置され
た状態にあるため、穿孔針53の抜き跡に孔が形成され
る。
Next, the jig 1 together with the laminated yarn group F is attached to the support shaft 19 of the manufacturing apparatus 11 on the support brackets 24a and 24b.
Fixed through. Then, FIG. 12 (a) and FIG.
As shown in (a), the manufacturing apparatus 11 is driven from the state where the lower side surface of the jig 1 faces the insertion needle 45 and the laminated yarn group F
The thickness direction thread z is inserted into the. When inserting the thickness direction thread z,
First, the piercing needle 53 is arranged at a position facing the thickness direction yarn insertion position of the laminated yarn group F, the air cylinder 54 is operated in this state, and the press plate 56 is arranged at the operating position. The press plate 56 holds the laminated yarn group F in a pressed state at a position corresponding to the row 53 of piercing needles. In this state, the air cylinder 51 is projected to operate, and the punching needle 53
Is moved forward and the piercing needle 53 is placed at an operating position where it penetrates the laminated yarn group F, and then the air cylinder 51 is retracted to retract the piercing needle 53. Since the fibers forming the laminated yarn group F are densely arranged to some extent by the compression action of the press plate 56, holes are formed in the traces of the punching needle 53.

【0046】次にエアシリンダ38が突出作動されて支
持プレート37とともに穿孔針53列及び挿入針45列
が移動され、挿入針45列が孔と対向する位置に配置さ
れる。次に駆動モータ47が作動されてボールネジ42
が正転駆動され、挿入針45が前進して作用位置に配置
される。挿入針45は針孔が積層糸群Fの前方に出るま
で積層糸群Fに挿通される。挿入針45が前進端に達し
た後、駆動モータ47が逆転されて挿入針45がわずか
に後退させられる。その結果、積層糸群Fから針孔に連
なる厚さ方向糸zが抜け止め糸針(図示せず)の通過を
許容するループを形成した状態となる。
Next, the air cylinder 38 is operated to project so that the row of perforation needles 53 and the row of insertion needles 45 are moved together with the support plate 37, and the row of insertion needles 45 is arranged at a position facing the hole. Next, the drive motor 47 is operated to operate the ball screw 42.
Is driven to rotate in the normal direction, and the insertion needle 45 advances and is placed at the working position. The insertion needle 45 is inserted into the laminated yarn group F until the needle hole appears in front of the laminated yarn group F. After the insertion needle 45 reaches the forward end, the drive motor 47 is reversely rotated and the insertion needle 45 is slightly retracted. As a result, the thickness direction thread z from the laminated thread group F to the needle hole is in a state of forming a loop that allows passage of a slip-off prevention thread needle (not shown).

【0047】次に抜け止め糸針を使用して抜け止め糸が
前記ループに挿通される。その後、駆動モータ47が逆
転されて挿入針45が後退し、積層糸群Fから離脱して
待機位置に配置される。この状態で張力調整部(図示せ
ず)の作用により厚さ方向糸zが引き戻され、積層糸群
F内に挿入された厚さ方向糸zが抜け止め糸により抜け
止めされた状態で締付けられる。次にエアシリンダ38
が作動され、支持プレート37とともに穿孔針53列及
び挿入針45列が移動されて初期位置に戻される。ま
た、エアシリンダ54が作動されてプレスプレート56
が待機位置に配置される。以上により厚さ方向糸zの1
回の挿入サイクルが完了する。
Next, a retaining thread is inserted into the loop using a retaining thread needle. After that, the drive motor 47 is rotated in the reverse direction so that the insertion needle 45 retracts, is separated from the laminated yarn group F, and is placed at the standby position. In this state, the thickness direction thread z is pulled back by the action of the tension adjusting portion (not shown), and the thickness direction thread z inserted into the laminated thread group F is tightened in a state where the thickness direction thread z is retained by the retaining thread. Next, the air cylinder 38
Is operated, the row 53 of piercing needles and the row 45 of insertion needles are moved together with the support plate 37 and returned to the initial position. Further, the air cylinder 54 is operated to activate the press plate 56.
Is placed in the standby position. From the above, the thickness direction thread z is 1
The insert cycle is completed.

【0048】次にモータM2が駆動されて第2の支持テ
ーブル14が厚さ方向糸zの挿入ピッチ分移動され、穿
孔針53が積層糸群Fへの次回の厚さ方向糸挿入位置と
対向する状態となる。以下、前記と同様にして順次厚さ
方向糸zの挿入サイクルが実行される。そして、図13
(b)に示すように、積層糸群Fの一方の側面側の直線
部への厚さ方向糸zの挿入が完了する位置まで第2の支
持テーブル14が移動された後、厚さ方向糸zの各回の
挿入サイクルが完了する毎にモータM3が駆動されて、
治具1が支持軸19を中心に所定角度回動される。ま
た、モータM1,M2が駆動されて、第2の支持テーブ
ル14がX方向(図13(b)の左右方向)及びY方向
(図13(b)の上下方向)に移動される。そして、図
14(a)、図14(b)、図15(a)及び図15
(b)に示すように、積層糸群Fの曲面部への厚さ方向
糸zの挿入が完了する位置まで順に厚さ方向糸zの挿入
が行われる。次に積層糸群Fの他方の側面側の直線部へ
の厚さ方向糸zの挿入が完了する位置まで、厚さ方向糸
zの各回の挿入サイクルが完了する毎にモータM2が駆
動されて第2の支持テーブル14が厚さ方向糸zの挿入
ピッチ分ずつ図15(b)の下方向へ移動される。
Next, the motor M2 is driven to move the second support table 14 by the insertion pitch of the thickness direction thread z, and the piercing needle 53 faces the next thickness direction thread insertion position into the laminated thread group F. It becomes a state. Thereafter, the insertion cycle of the thickness direction thread z is sequentially executed in the same manner as described above. And in FIG.
As shown in (b), after the second support table 14 is moved to a position where the insertion of the thickness direction thread z into the linear portion on one side surface side of the laminated thread group F is completed, the thickness direction thread z is then moved. The motor M3 is driven each time each insertion cycle of
The jig 1 is rotated about the support shaft 19 by a predetermined angle. Further, the motors M1 and M2 are driven to move the second support table 14 in the X direction (horizontal direction in FIG. 13B) and the Y direction (vertical direction in FIG. 13B). Then, FIG. 14 (a), FIG. 14 (b), FIG. 15 (a) and FIG.
As shown in (b), the thickness direction thread z is sequentially inserted up to the position where the insertion of the thickness direction thread z into the curved surface portion of the laminated thread group F is completed. Next, the motor M2 is driven every time each insertion cycle of the thickness direction thread z is completed up to a position where the insertion of the thickness direction thread z into the linear portion on the other side surface of the laminated thread group F is completed. The second support table 14 is moved downward in FIG. 15B by the pitch of insertion of the thread z in the thickness direction.

【0049】厚さ方向糸zの挿入時に、治具1を構成す
る支柱4、支持プレート6、支持バー7及び曲面形成用
バー8が挿入針45と干渉する場合は、当該領域の支柱
4、支持プレート6、支持バー7及び曲面形成用バー8
を一時的に取り外した状態で厚さ方向糸zの挿入を行
い、その後、再び元の位置に組付ける。
When the support column 6, the support plate 6, the support bar 7 and the curved surface forming bar 8 constituting the jig 1 interfere with the insertion needle 45 when the thickness direction thread z is inserted, the support column 4 in the corresponding region, Support plate 6, support bar 7 and curved surface forming bar 8
The thickness direction thread z is inserted in the state where the yarn is temporarily removed, and then the yarn is attached to the original position again.

【0050】図12(a)に示すように、積層糸群Fの
側面の下部と対応する部分への厚さ方向糸zの挿入が完
了すると、モータM4が駆動されて支持テーブル33が
所定量上昇されるとともに、モータM5が駆動されて回
動軸30,31が所定量回動される。そして、挿入針4
5が図12(a)の位置より上側の厚さ方向糸挿入位置
において、積層糸群Fと直交する位置に配置される。な
お、第2の支持テーブル14も挿入針45と積層糸群F
との距離が所定値となるように位置調整される。そし
て、その状態で前記のように、積層糸群Fの側面への厚
さ方向糸zの挿入が行われる。以下、その高さでの積層
糸群Fの側面への厚さ方向糸zの挿入が完了する毎に、
モータM4,M5が駆動されて厚さ方向糸挿入装置32
が上昇移動されるとともに、第2の支持テーブル14の
位置調整が行われる。
As shown in FIG. 12A, when the insertion of the thickness direction thread z into the portion corresponding to the lower part of the side surface of the laminated thread group F is completed, the motor M4 is driven to raise the support table 33 by a predetermined amount. At the same time, the motor M5 is driven to rotate the rotary shafts 30 and 31 by a predetermined amount. And the insertion needle 4
5 is arranged at a position orthogonal to the laminated yarn group F at the thickness direction yarn insertion position above the position of FIG. 12 (a). The second supporting table 14 also has the insertion needle 45 and the laminated yarn group F.
The position is adjusted so that the distance between and becomes a predetermined value. Then, in that state, the thickness direction thread z is inserted into the side surface of the laminated thread group F as described above. Hereinafter, every time the insertion of the thickness direction thread z into the side surface of the laminated thread group F at that height is completed,
The thickness direction thread insertion device 32 is driven by driving the motors M4 and M5.
Is moved up and the position of the second support table 14 is adjusted.

【0051】そして、図12(b)に示すように、積層
糸群Fの側面の最上部への厚さ方向糸zの挿入が完了す
ると、厚さ方向糸挿入装置32が図12(c)に示すよ
うに、積層糸群Fの上側フランジ部への厚さ方向糸zの
挿入位置へ移動される。その状態で厚さ方向糸zの挿入
が行われ、積層糸群Fの上側フランジ部への厚さ方向糸
zの挿入が完了した後、モータM4,M5が逆転駆動さ
れて厚さ方向糸挿入装置32が積層糸群Fの下側フラン
ジ部への厚さ方向糸zの挿入位置へ移動される。下側フ
ランジ部への厚さ方向糸zの挿入が完了すると、積層糸
群Fの厚さ方向糸挿入区域全域への厚さ方向糸zの挿入
が終了して三次元繊維組織Wが完成する。そして、各規
制ピン9a及び基準ピン9bが治具1から取り外された
後、治具1が三次元繊維組織Wの内側から分解されて、
図3に示すような三次元繊維組織Wの製造が完了する。
Then, as shown in FIG. 12 (b), when the insertion of the thickness direction thread z into the uppermost portion of the side surface of the laminated thread group F is completed, the thickness direction thread insertion device 32 is moved to the state shown in FIG. 12 (c). As shown, the laminated yarn group F is moved to the insertion position of the thickness direction yarn z in the upper flange portion. In that state, the thickness direction thread z is inserted, and after the insertion of the thickness direction thread z into the upper flange portion of the laminated thread group F is completed, the motors M4 and M5 are driven in reverse to drive the thickness direction thread insertion device. 32 is moved to the insertion position of the thickness direction thread z into the lower flange portion of the laminated thread group F. When the insertion of the thickness direction thread z into the lower flange portion is completed, the insertion of the thickness direction thread z into the entire thickness direction thread insertion area of the laminated thread group F is completed, and the three-dimensional fiber structure W is completed. Then, after the restriction pins 9a and the reference pins 9b are removed from the jig 1, the jig 1 is disassembled from the inside of the three-dimensional fiber structure W,
The production of the three-dimensional fiber structure W as shown in FIG. 3 is completed.

【0052】なお、三次元繊維組織Wに内側に屈曲形成
されたフランジ部が設けられているため、抜け止め糸の
挿入は手作業の方が簡単となる。しかし、湾曲した針を
使用して、厚さ方向糸zのループに針を順に挿通させる
ことにより自動化も可能である。また、コーナ部近傍、
即ち図12(a)〜図12(c)に示す位置での厚さ方
向糸zの挿入時には、厚さ方向糸zと別の抜け止め糸を
厚さ方向糸zのループに挿通することが難しい。このよ
うな場合は、特開平8−218249号公報に開示され
ているのと同様に、コーナ部側に挿入される厚さ方向糸
zを抜け止め糸針で掛止して他の厚さ方向糸zのループ
に挿通して抜け止め糸としても使用することにより、抜
け止め糸の挿通が容易になる。この場合、抜け止め糸を
兼用する厚さ方向糸zは他の厚さ方向糸zと独立して繰
り出し、巻き戻しが可能なボビンから供給する必要があ
る。
Since the three-dimensional fibrous structure W is provided with a flange portion that is bent and formed inward, insertion of the retaining thread is easier by hand. However, automation is also possible by using curved needles and inserting them sequentially through the loop of the thickness thread z. Also, near the corner,
That is, when the thickness direction thread z is inserted at the positions shown in FIGS. 12A to 12C, the thickness direction thread z and another retaining thread may be inserted into the loop of the thickness direction thread z. difficult. In such a case, similarly to the case disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 8-218249, the thickness direction thread z inserted on the corner side is hooked by a slip-off prevention thread needle and the other thickness direction threads are hooked. By inserting the retaining thread through the loop of the thread z and using it as the retaining thread, the retaining thread can be easily inserted. In this case, the thickness direction thread z that also serves as the retaining thread needs to be fed independently from the other thickness direction threads z and supplied from a bobbin capable of rewinding.

【0053】この実施の形態では次の効果を有する。 (イ) 治具1に保持された積層糸群Fに厚さ方向糸z
を挿入する際、挿入領域と対応する箇所の支柱4、支持
プレート6等の部品が、積層糸群の内側から分解された
状態で厚さ方向糸が挿入される。そして、当該領域に挿
入された厚さ方向糸により積層糸群が締め付けられた
後、分解された支柱4、支持プレート6等が再び組み付
けられる。従って、複雑な曲面形状を保持するため、多
数の支柱4や支持プレート6等が存在しても、厚さ方向
糸zの挿入を支障無く行うことができる。また、分解さ
れた部品が再び組み付けられて治具1を構成するため、
三次元繊維組織Wの製造が完了するまで、治具1により
積層糸群Fを所定の形状に確実に保持できる。 (ロ) 三次元繊維組織Wの両側に形成されるフランジ
部を形成する積層糸群Fの配列時に、面内配列糸y及び
バイアス糸Bが支持プレート6に沿って配列されるた
め、面内配列糸y及びバイアス糸Bが裏側(内側)に盛
り上がる虞がない。その結果、フランジ部を所望の厚さ
でフラットに形成できる。
This embodiment has the following effects. (B) The thickness direction yarn z is added to the laminated yarn group F held by the jig 1.
When inserting, the parts in the thickness direction are inserted in a state in which parts such as the support column 6 and the support plate 6 corresponding to the insertion region are disassembled from the inside of the laminated yarn group. Then, after the laminated yarn group is tightened by the thickness direction yarns inserted in the region, the disassembled support column 4, support plate 6 and the like are reassembled. Therefore, since the complicated curved surface shape is maintained, the thickness direction thread z can be inserted without any trouble even if a large number of columns 4 and support plates 6 are present. Further, since the disassembled parts are reassembled to form the jig 1,
The laminated yarn group F can be reliably held in a predetermined shape by the jig 1 until the production of the three-dimensional fiber structure W is completed. (B) Since the in-plane array yarn y and the bias yarn B are arrayed along the support plate 6 when the laminated yarn group F forming the flanges formed on both sides of the three-dimensional fiber structure W is arrayed, There is no risk that the yarn y and the bias yarn B will rise to the back side (inside). As a result, the flange portion can be formed flat with a desired thickness.

【0054】(ハ) 積層糸群Fが支柱4とほぼ平行に
配列される面内配列糸yと、面内配列糸yに対して±6
0°の角度をなすように配列されるバイアス糸Bにより
構成される。従って、支柱4及び曲面形成用バー8によ
り曲率が異なる曲面が連続する状態に形成された領域内
に規制ピン9aや基準ピン9bを配置しなくても各糸
y,Bが所定の位置に確実に配列され、治具1の組立及
び分解が容易となる。
(C) The in-plane array yarn y in which the laminated yarn group F is arrayed substantially in parallel with the support column 4, and ± 6 with respect to the in-plane array yarn y.
The bias yarn B is arranged so as to form an angle of 0 °. Therefore, the yarns y and B can be securely placed at the predetermined positions without arranging the regulation pin 9a and the reference pin 9b in the region where the curved surfaces having different curvatures are continuously formed by the support column 4 and the curved surface forming bar 8. The jig 1 can be easily assembled and disassembled.

【0055】(ニ) 三次元繊維組織Wのコーナ部(屈
曲部)と対応する位置に規制ピン9aが配置されている
ため、バイアス糸Bがコーナ部を跨いで斜めに配列され
る場合でも、バイアス糸Bをずれが発生せずに所定の位
置に確実に配列することができる。
(D) Since the regulating pin 9a is arranged at a position corresponding to the corner portion (bent portion) of the three-dimensional fiber structure W, even when the bias yarn B is arranged diagonally across the corner portion, The bias yarn B can be surely arranged at a predetermined position without any displacement.

【0056】(ホ) 基板2,3が単なる平板ではな
く、孔2a,3aが形成された枠状に形成されているた
め、治具1を製造装置11の支持軸19に固定する際
に、その取付けが容易になる。
(E) Since the substrates 2 and 3 are not simple flat plates but are formed in a frame shape having holes 2a and 3a, when the jig 1 is fixed to the support shaft 19 of the manufacturing apparatus 11, Its installation becomes easy.

【0057】(第2の実施の形態)次に第2の実施の形
態を図16に従って説明する。この実施の形態では、治
具1の構成が面内4軸の構成の積層糸群の配列及び保持
に適した構成となっている点が前記実施の形態と異なっ
ている。具体的には、治具1のほぼU字状に湾曲する箇
所と対応する位置に配置された支柱4及び支持プレート
6に規制ピン9aが取り外し可能に固定されている。
(Second Embodiment) Next, a second embodiment will be described with reference to FIG. This embodiment differs from the above-mentioned embodiments in that the jig 1 has a structure suitable for arranging and holding a laminated yarn group having an in-plane 4-axis structure. Specifically, the regulation pin 9a is detachably fixed to the support column 6 and the support column 6 arranged at the position corresponding to the portion of the jig 1 that is curved in a substantially U shape.

【0058】この治具1を使用する場合、積層糸群Fは
支柱4とほぼ平行に配列される面内配列糸yと、面内配
列糸yと直交するように配列される面内配列糸xと、両
面内配列糸x,yに対して±45°の角度で交差するよ
うに配列される面内配列糸としてのバイアス糸Bとで、
面内4軸の構成となる。
When this jig 1 is used, the laminated yarn group F has an in-plane array yarn y arranged substantially parallel to the support column 4 and an in-plane array yarn x arranged so as to be orthogonal to the in-plane array yarn y. And a bias yarn B as an in-plane array yarn arranged so as to intersect the in-plane array yarns x and y at an angle of ± 45 °,
It has a structure of four in-plane axes.

【0059】面内配列糸yは第1の実施の形態と同様に
配列され、バイアス糸Bは45°又は−45°の角度を
なすように配列される。面内配列糸xは支持プレート6
及び支柱4に固定された基準ピン9b及び規制ピン9a
と係合する状態で、支持バー7と平行に配列される。支
柱4は外側に凸となるように湾曲形成されているため、
規制ピン9aがない状態で面内配列糸xが配列された場
合は、面内配列糸xが支柱4に沿ってずれ、面内配列糸
xが所定ピッチで配列され難くなる。しかし、湾曲部に
規制ピン9aが配置されているため、面内配列糸xが規
制ピン9aと係合して支持バー7と平行に配列される。
U字状の先端と対応する位置だけでなく、それに隣接す
る支柱4又はすべての支柱4に規制ピン9aを設けても
よい。
The in-plane array threads y are arrayed in the same manner as in the first embodiment, and the bias threads B are arrayed at an angle of 45 ° or -45 °. The in-plane array yarn x is the support plate 6
And the reference pin 9b and the regulation pin 9a fixed to the column 4.
Are arranged in parallel with the support bar 7 in a state of engaging with. Since the column 4 is curved so as to be convex outward,
When the in-plane array yarn x is arranged without the restriction pin 9a, the in-plane array yarn x is displaced along the support column 4, and it becomes difficult to arrange the in-plane array yarn x at a predetermined pitch. However, since the regulation pin 9a is arranged in the curved portion, the in-plane array yarn x engages with the regulation pin 9a and is arranged in parallel with the support bar 7.
The regulation pin 9a may be provided not only at the position corresponding to the U-shaped tip, but also at the columns 4 adjacent thereto or all of the columns 4.

【0060】治具1上に形成された積層糸群Fへの厚さ
方向糸zの挿入は前記実施の形態と同様にして行われ
る。但し、厚さ方向糸zの挿入時に、一時的に支柱4あ
るいは支持プレート6を分解するために当該支柱4ある
いは支持プレート6から取り外された規制ピン9aは、
元の位置に取り付ける必要はない。規制ピン9aを元の
位置に取り付けなくても、挿入された厚さ方向糸zによ
り、各糸x,y,Bの配列の乱れが阻止される。
Insertion of the thickness direction thread z into the laminated thread group F formed on the jig 1 is performed in the same manner as in the above embodiment. However, when the thickness direction thread z is inserted, the restriction pin 9a removed from the support column 4 or the support plate 6 for temporarily disassembling the support column 4 or the support plate 6 is
There is no need to install it in its original position. Even if the regulating pin 9a is not attached to the original position, the inserted thickness direction thread z prevents the arrangement of the threads x, y, B from being disturbed.

【0061】この実施の形態の治具1を使用した場合
は、面内4軸構成の積層糸群Fの配列が良好に行われ
る。また、製造された三次元繊維組織は面内4軸構成の
ため、第1の実施の形態の三次元繊維組織より面内配列
糸yと直交する方向への引っ張り及び圧縮に対する強度
が向上する。
When the jig 1 of this embodiment is used, the in-plane four-axis laminated yarn group F is favorably arranged. In addition, since the manufactured three-dimensional fiber structure has an in-plane four-axis structure, the strength against pulling and compression in the direction orthogonal to the in-plane array yarn y is improved as compared with the three-dimensional fiber structure of the first embodiment.

【0062】なお、実施の形態は前記に限定されるもの
ではなく、例えば、次のように具体化してもよい。 ○ 積層糸群Fを面内配列糸x,y及びバイアス糸Bの
配列のみで構成する代わりに、クロス(布)を積層して
構成する。クロスの場合は1枚で糸配列の2層分とな
る。例えば、平織りのクロスは面内配列糸xによる糸層
と、面内配列糸yによる糸層とが積層されたものとほぼ
同等の構成となる。また、平織りのクロスを重ねる場合
に、一方のクロスの糸が他方のクロスの糸と±45°の
角度で交差するように配置すれば、面内配列糸x,yの
糸層に対してバイアス糸Bの糸層を積層したものとほぼ
同等の構成となる。クロスは治具1の糸層形成部を覆う
ように配置されるとともに、クロスの周縁部の、製品と
ならない部分が治具1に止めピンや粘着テープあるいは
接着剤等により固定されて所定の形状に保持される。こ
の場合、治具1は規制ピン9aや基準ピン9bが不要に
なる。止めピンを使用した場合、その数は規制ピン9a
や基準ピン9bの数に比べて格段に少なくなり、治具1
の組付け時間が短縮される。また、糸層の形成時間も大
幅に短縮できる。しかし、得られた三次元繊維組織を強
化材(骨格材)とした複合材の物性は、面内配列糸x,
yやバイアス糸Bの配列により積層糸群Fを形成したも
のに比較して劣るが、剛性をさほど要求されない構造材
には有効となる。
The embodiment is not limited to the above, but may be embodied as follows, for example. The laminated yarn group F is formed by laminating cloth (cloth) instead of only the arrangement of the in-plane arranged yarns x and y and the bias yarn B. In the case of a cloth, one sheet constitutes two layers of yarn arrangement. For example, a plain weave cloth has substantially the same structure as a layer in which a yarn layer of in-plane arranged yarn x and a yarn layer of in-plane arranged yarn y are laminated. Further, when the plain weave cloths are stacked, if the yarns of one cloth cross each other at an angle of ± 45 °, the yarns of the in-plane arranged yarns x and y are biased. The structure is almost the same as the structure in which the thread layers of the thread B are laminated. The cloth is arranged so as to cover the yarn layer forming portion of the jig 1, and the peripheral portion of the cloth that does not become a product is fixed to the jig 1 with a fixing pin, an adhesive tape, an adhesive or the like to have a predetermined shape. Held in. In this case, the jig 1 does not require the regulation pin 9a or the reference pin 9b. When using the stop pin, the number is the control pin 9a.
And the number of reference pins 9b is much smaller than that of the jig 1
Assembly time is shortened. In addition, the formation time of the thread layer can be greatly shortened. However, the physical properties of the obtained composite material using the three-dimensional fiber structure as a reinforcing material (skeleton material) are as follows:
Although it is inferior to the one in which the laminated yarn group F is formed by the arrangement of y and the bias yarn B, it is effective for a structural material that does not require so much rigidity.

【0063】○ 糸の配列とクロスの積層とを組み合わ
せて積層糸群を形成してもよい。この構成は、その肉厚
が部分的に変化する積層糸群を形成する際に有効であ
る。例えば、クロスを必要数積層した後、肉厚を厚くす
る部分と対応する箇所の基板2,3及び支持プレート6
あるいは支柱4に基準ピン9bを取り付け、当該箇所に
糸層を必要数配列する。
The laminated yarn group may be formed by combining the arrangement of yarns and the lamination of cloth. This structure is effective in forming a laminated yarn group in which the wall thickness is partially changed. For example, after laminating a required number of cloths, the substrates 2 and 3 and the support plate 6 at a portion corresponding to a portion where the wall thickness is increased.
Alternatively, the reference pin 9b is attached to the column 4, and the required number of thread layers are arranged at the relevant position.

【0064】○ 積層糸群Fは少なくとも面内2軸配向
であればよく、バイアス糸Bをなくして面内配列糸x,
yによる面内2軸配向としたり、面内4軸配向の構成に
おいて積層糸群Fを構成するバイアス糸Bの傾斜角度を
45°以外にしてもよい。
The laminated yarn group F only needs to have at least in-plane biaxial orientation, and without the bias yarn B, the in-plane array yarn x,
In the in-plane biaxial orientation by y, or in the in-plane 4-axis orientation, the inclination angle of the bias yarn B forming the laminated yarn group F may be other than 45 °.

【0065】○ リーディングエッジの形状に限らず、
図17の(a)に示すような円筒、(b)に示すような
円錐台筒あるいは(c)に示すようなドーム形状等の回
転体や、それらの底部あるいは両端部にフランジ部が形
成された形状等、他の曲面部を有する形状の三次元繊維
組織に適用してもよい。フランジ部のない(a)〜
(c)の形状のものは特開昭61−201063号公報
に開示された方法でも製作可能であるが、(b)及び
(c)の底部にフランジ部が形成された形状、あるいは
(a)及び(b)の両端部にフランジ部が形成された形
状の場合は製作不能となる。しかし、内側から分解・組
立可能な治具を使用することにより、それらの形状の三
次元繊維組織も第1の実施の形態と同様にして形成でき
る。もちろん、治具は三次元繊維組織の形状に対応した
形状のものが使用される。
○ Not limited to the shape of the leading edge,
A cylinder as shown in FIG. 17A, a truncated cone as shown in FIG. 17B, or a dome-shaped rotating body as shown in FIG. 17C, and flange portions are formed at their bottoms or both ends. It may be applied to a three-dimensional fibrous structure having a curved surface such as a curved shape. No flange (a)
The shape of (c) can be manufactured by the method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 61-201063, but the shape of (b) and (c) in which a flange portion is formed, or (a). In the case of the shape in which the flange portions are formed at both end portions of (b) and (b), it cannot be manufactured. However, by using a jig that can be disassembled and assembled from the inside, the three-dimensional fiber structure of those shapes can be formed in the same manner as in the first embodiment. Of course, a jig having a shape corresponding to the shape of the three-dimensional fiber structure is used.

【0066】○ 治具1を構成する支持プレート6を省
略して、面内配列糸x,y及びバイアス糸Bを基板2,
3、支柱4、支持バー7及び曲面形成用バー8で支持す
る構成としてもよい。また、曲面部に配置する支柱4及
び曲面形成用バー8の数を増やしてもよい。それらの数
を増やすと、積層糸群の曲面部の形状が滑らかになる。
The supporting plate 6 constituting the jig 1 is omitted, and the in-plane array yarns x and y and the bias yarn B are used for the substrate 2,
It may be configured to be supported by 3, the column 4, the support bar 7, and the curved surface forming bar 8. Further, the number of columns 4 and curved surface forming bars 8 arranged on the curved surface portion may be increased. When the number of them is increased, the shape of the curved surface portion of the laminated yarn group becomes smooth.

【0067】○ 積層糸群Fに厚さ方向糸zが挿入され
て三次元繊維組織Wが治具1に支持された状態で形成さ
れた後、治具1を分解して三次元繊維組織Wを治具1か
ら取り外す際、三次元繊維組織Wの周縁に位置する基準
ピン9bを治具1から取り外す代わりに、それらの基準
ピン9bに巻き掛けられている糸を切断して三次元繊維
組織Wと基準ピン9bとの係合を解除してもよい。積層
糸群Fは厚さ方向糸zにより締め付け固定されているた
め、基準ピン9bと係合している糸を切断しても三次元
繊維組織Wの物性に悪影響はない。この場合、基準ピン
9bの着脱の手間がなくなる。
After the thickness direction yarn z is inserted into the laminated yarn group F to form the three-dimensional fiber structure W supported by the jig 1, the jig 1 is disassembled to form the three-dimensional fiber structure W. When removing from the jig 1, instead of removing the reference pins 9b located at the peripheral edge of the three-dimensional fiber structure W from the jig 1, the thread wound around these reference pins 9b is cut to remove the three-dimensional fiber structure W. The engagement between and the reference pin 9b may be released. Since the laminated yarn group F is clamped and fixed by the thickness direction yarn z, cutting the yarn engaging with the reference pin 9b does not adversely affect the physical properties of the three-dimensional fiber structure W. In this case, the effort of attaching and detaching the reference pin 9b is eliminated.

【0068】○ 積層糸群Fの厚さや繊維の種類によっ
ては穿孔針53による孔開けを行わずに、挿入針45を
積層糸群Fに直接挿入してもよい。前記実施の形態から
把握できる請求項記載以外の技術思想(発明)につい
て、以下にその効果とともに記載する。
Depending on the thickness of the laminated yarn group F and the type of fiber, the insertion needle 45 may be directly inserted into the laminated yarn group F without punching with the piercing needle 53. The technical idea (invention) other than the claims that can be understood from the embodiment will be described below together with the effects thereof.

【0069】(1) 前記積層糸群は厚さが異なる部分
を有し、複数のクロスを前記治具の外側に載置すること
により所定の厚さの積層糸群を形成した後、厚さのたり
ない領域を囲むようにクロスを貫通する状態でピンを治
具に取り付け、該ピン間に糸を折り返し状に配列して糸
層を形成することにより構成されている請求項1に記載
の三次元繊維組織の製造方法。この場合、厚さの異なる
部分を有する積層糸群の配列が簡単になる。
(1) The laminated yarn group has portions having different thicknesses, and a plurality of cloths are placed on the outside of the jig to form a laminated yarn group having a predetermined thickness. The three-dimensional structure according to claim 1, wherein the pins are attached to the jig in a state of penetrating the cloth so as to surround the non-existing region, and the yarns are arranged in a folded shape between the pins to form a yarn layer. Fibrous tissue manufacturing method. In this case, it becomes easy to arrange the laminated yarn group having the portions having different thicknesses.

【0070】(2) 請求項2に記載の三次元繊維組織
の製造方法に使用される治具であっ三次元繊維組織の曲
面部と対応する位置に配置される複数の第1の曲面部支
持部材と、コーナ部以外の曲面部と対応する位置に配置
される第2の曲面部支持部材と、前記各第1及び第2の
曲面部支持部材を支持する複数の基枠と、前記基枠の一
部を積層糸群の内側から分解・組付け可能に固定するブ
ラケットとを備えた治具。この治具は積層糸群をクロス
のみで形成する場合に有効である。
(2) A plurality of first curved surface part supports which are jigs used in the method for producing a three-dimensional fiber structure according to claim 2 and which are arranged at positions corresponding to the curved surface parts of the three-dimensional fiber structure. A member, a second curved surface portion supporting member arranged at a position corresponding to the curved surface portion other than the corner portion, a plurality of base frames for supporting each of the first and second curved surface portion supporting members, and the base frame A jig equipped with a bracket that fixes a part of the yarn so that it can be disassembled and assembled from the inside of the laminated yarn group. This jig is effective when the laminated yarn group is formed only by the cloth.

【0071】(3) 前記第1及び第2の曲面支持部材
及び基枠を桟又は棒材を組み合わせて形成した請求項4
に記載の治具。この場合、板材を組み合わせて形成する
場合に比較して、分解・組付けが容易となる。
(3) The first and second curved surface supporting members and the base frame are formed by combining crosspieces or bars.
Jig described in. In this case, disassembling and assembling are easier than in the case of combining and forming the plate materials.

【0072】[0072]

【発明の効果】以上詳述したように請求項1〜請求項5
に記載の発明によれば、複数の糸層を積層して形成され
た少なくとも2軸配向となる積層糸群と、各糸層と直交
する方向に配列されて前記積層糸群を結合する厚さ方向
糸を含み、かつ曲面部を有する形状に形成される三次元
繊維組織を、曲面部の曲率や屈曲部の位置に関係なく形
成することができ、厚さ方向糸の挿入作業も簡単にな
る。
As described in detail above, the first to fifth aspects of the invention are described.
According to the invention described in (1), at least biaxially oriented laminated yarn groups formed by laminating a plurality of yarn layers, and thickness direction yarns arranged in a direction orthogonal to each yarn layer and connecting the laminated yarn groups. It is possible to form a three-dimensional fibrous tissue having a shape including a curved surface portion regardless of the curvature of the curved surface portion and the position of the bent portion, and the operation of inserting the thread in the thickness direction becomes easy.

【0073】請求項2に記載の発明によれば、積層糸群
の形成時間を大幅に短縮できる。また、治具の構造や組
付けが簡単になる。請求項3に記載の発明によれば、曲
率が一定でない曲面部を有する三次元繊維組織を形成す
る場合、クロスを枠体上に配置する場合に比較して、所
望の形状に対応した糸層の形成が容易となる。
According to the second aspect of the invention, the forming time of the laminated yarn group can be greatly shortened. Also, the structure and assembly of the jig are simplified. According to the invention described in claim 3, in the case of forming a three-dimensional fiber structure having a curved surface portion having a non-uniform curvature, as compared with the case where the cloth is arranged on the frame, the yarn layer corresponding to the desired shape is formed. Are easily formed.

【0074】請求項4に記載の発明の治具は、請求項3
の三次元繊維組織の製造に好適である。請求項5に記載
の発明の治具は、リーディングエッジ用の複合材料を製
造するための三次元繊維組織の製造に有効である。
The jig of the invention according to claim 4 is the jig according to claim 3.
It is suitable for the production of the three-dimensional fiber structure. The jig of the invention described in claim 5 is effective for producing a three-dimensional fiber structure for producing a composite material for a leading edge.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 第1の実施の形態の治具の概略斜視図。FIG. 1 is a schematic perspective view of a jig according to a first embodiment.

【図2】 同じく断面図。FIG. 2 is a sectional view of the same.

【図3】 三次元繊維組織の概略斜視図。FIG. 3 is a schematic perspective view of a three-dimensional fiber structure.

【図4】 製造装置に治具を取り付けた状態の一部破断
一部省略側面図。
FIG. 4 is a side view, partly broken and partly omitted, showing a state in which a jig is attached to the manufacturing apparatus.

【図5】 厚さ方向糸挿入装置の一部破断一部省略側面
図。
FIG. 5 is a side view in which the thickness direction thread insertion device is partially broken and partially omitted.

【図6】 製造装置に治具を取り付けた状態の一部破断
一部省略平面図。
FIG. 6 is a partially cutaway partially omitted plan view showing a state in which a jig is attached to the manufacturing apparatus.

【図7】 厚さ方向糸挿入装置の一部破断部分平面図。FIG. 7 is a partially cutaway partial plan view of the thickness direction thread insertion device.

【図8】 糸ガイドの側面図。FIG. 8 is a side view of the thread guide.

【図9】 糸ガイドの平面図。FIG. 9 is a plan view of the thread guide.

【図10】 面内配列糸の配列状態を示す概略斜視図。FIG. 10 is a schematic perspective view showing an arrangement state of in-plane arranged yarns.

【図11】 バイアス糸の配列状態を示す概略斜視図。FIG. 11 is a schematic perspective view showing an arrangement state of bias yarns.

【図12】 厚さ方向糸の挿入作用を示す概略側断面
図。
FIG. 12 is a schematic side sectional view showing the inserting action of the thickness direction thread.

【図13】 厚さ方向糸の挿入作用を示す概略平面図。FIG. 13 is a schematic plan view showing the inserting operation of the thickness direction thread.

【図14】 厚さ方向糸の挿入作用を示す概略平面図。FIG. 14 is a schematic plan view showing the inserting action of the thickness direction thread.

【図15】 厚さ方向糸の挿入作用を示す概略平面図。FIG. 15 is a schematic plan view showing the inserting action of the thickness direction thread.

【図16】 第2の実施の形態の治具の概略斜視図。FIG. 16 is a schematic perspective view of a jig according to a second embodiment.

【図17】 三次元繊維組織の概略斜視図。FIG. 17 is a schematic perspective view of a three-dimensional fiber structure.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…治具、2,3…基枠を構成する基板、4…基枠を構
成する支持部材としての支柱、5…ブラケット、7…第
1の曲面支持部材としての支持バー、8…第2の曲面支
持部材としての曲面形成用バー、9a…規制ピン、9b
…基準ピン、B…面内配列糸としてのバイアス糸、x,
y…面内配列糸、z…厚さ方向糸、F…積層糸群、W…
三次元繊維組織。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Jig, 2, 3 ... Board | substrate which comprises a base frame, 4 ... Struts as a support member which comprises a base frame, 5 ... Bracket, 7 ... Support bar as a 1st curved surface support member, 8 ... 2nd Curved surface forming bar as a curved surface supporting member of 9a ... Regulating pin 9b
... reference pin, B ... bias yarn as in-plane array yarn, x,
y ... in-plane array yarn, z ... thickness direction yarn, F ... laminated yarn group, W ...
Three-dimensional fiber organization.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹内 純治 愛知県刈谷市豊田町2丁目1番地 株式 会社 豊田自動織機製作所 内 (72)発明者 鈴木 航也 愛知県刈谷市豊田町2丁目1番地 株式 会社 豊田自動織機製作所 内 (56)参考文献 特開 平8−218249(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) D03D 41/00 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Junji Takeuchi, 2-chome, Toyota-cho, Kariya-shi, Aichi Stock company, Toyota Industries Corporation (72) Inventor, Sayaya Suzuki 2-chome, Toyota-cho, Kariya-shi, Aichi Company Toyota Loom Works (56) Reference JP-A-8-218249 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) D03D 41/00

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 複数の糸層を積層して形成された少なく
とも2軸配向となる積層糸群と、各糸層と直交する方向
に配列されて前記積層糸群を結合する厚さ方向糸を含
み、かつ曲面部を有する形状に形成された三次元繊維組
織の製造方法であって、 前記三次元繊維組織の形状に対応する状態で前記積層糸
群を支持可能、かつ積層糸群を支持した状態で部分的に
分解可能な治具上に、糸層を複数積層して少なくとも2
軸配向となる積層糸群を形成した後、前記積層糸群を前
記治具に保持した状態で、前記治具の一部を積層糸群の
内側から部分的に分解し、分解された部分と対応する積
層糸群の領域に厚さ方向糸を挿入して積層糸群を締め付
けた後、分解した部分を再び組付け、次に治具の別の箇
所を分解して、その部分と対応する積層糸群の領域に厚
さ方向糸を挿入して積層糸群を締め付ける動作を繰り返
すことにより前記積層糸群の厚さ方向糸の挿入を必要と
する領域全体に厚さ方向糸を挿入して、前記積層糸群を
結合して三次元繊維組織を形成し、その後、前記治具を
三次元繊維組織の内側から分解して取り外す三次元繊維
組織の製造方法。
1. A laminated yarn group that is formed by laminating a plurality of yarn layers and has at least biaxial orientation, and a thickness direction yarn that is arranged in a direction orthogonal to each yarn layer and that joins the laminated yarn groups, And a method for producing a three-dimensional fiber structure formed in a shape having a curved surface portion, wherein the laminated yarn group can be supported in a state corresponding to the shape of the three-dimensional fiber structure, and the laminated yarn group is partially supported in a supported state. At least 2 by stacking multiple thread layers on a jig that can be disassembled into
After forming the laminated yarn group having an axial orientation, while holding the laminated yarn group in the jig, a part of the jig is partially decomposed from the inside of the laminated yarn group, and the laminated part corresponding to the decomposed part is laminated. After inserting the thread in the thickness direction into the area of the thread group and tightening the laminated thread group, reassemble the disassembled part, then disassemble another part of the jig and place it in the area of the laminated thread group corresponding to that part. By repeating the operation of inserting the thickness direction thread and tightening the laminated thread group, the thickness direction thread is inserted into the entire region of the laminated thread group requiring the insertion of the thickness direction thread, and the laminated thread group is joined. A method for producing a three-dimensional fiber structure, which comprises forming a three-dimensional fiber structure and then decomposing and removing the jig from the inside of the three-dimensional fiber structure.
【請求項2】 前記積層糸群は複数のクロスを前記治具
の外側に載置することにより形成される請求項1に記載
の三次元繊維組織の製造方法。
2. The method for producing a three-dimensional fiber structure according to claim 1, wherein the laminated yarn group is formed by placing a plurality of cloths on the outside of the jig.
【請求項3】 前記治具は厚さ方向糸の挿入区域と対応
する領域を囲むようにピンが所定ピッチで配置された枠
体を有し、前記積層糸群は該ピン間に糸を折り返し状に
配列して形成された複数の糸層により構成される請求項
1に記載の三次元繊維組織の製造方法。
3. The jig has a frame body in which pins are arranged at a predetermined pitch so as to surround an area corresponding to a thread insertion area in the thickness direction, and the laminated thread group is formed by folding the threads between the pins. The method for producing a three-dimensional fibrous structure according to claim 1, wherein the three-dimensional fibrous structure is configured by a plurality of yarn layers arranged in a line.
【請求項4】 三次元繊維組織の形状に対応した外形形
状を有するとともに、多数のピンが所定ピッチで取り付
けられた枠体上に、前記ピン間に糸を折り返し状に配列
して糸層を複数積層して少なくとも2軸配向となる積層
糸群を形成した後、前記枠体上に形成された積層糸群を
各糸層と交差する方向に配列された厚さ方向糸で結合す
る三次元繊維組織の製造方法に使用される治具であっ
て、 三次元繊維組織の曲面部と対応する位置に配置されると
ともに多数のピンが少なくともそのコーナ部に所定ピッ
チで取り外し可能に固定された複数の第1の曲面部支持
部材と、 コーナ部以外の曲面部と対応する位置に配置される第2
の曲面部支持部材と、 前記各第1及び第2の曲面部支持部材を支持するととも
に、多数のピンが少なくとも前記積層糸群の周縁部と対
応する位置に取り外し可能に固定された複数の基枠と、 前記基枠の一部を積層糸群の内側から分解・組付け可能
に固定するブラケットとを備えた治具。
4. A thread layer is formed by folding the threads between the pins on a frame having an outer shape corresponding to the shape of the three-dimensional fiber structure and having a large number of pins attached at a predetermined pitch. After forming a laminated yarn group having at least biaxial orientation by laminating a plurality of layers, a three-dimensional fibrous structure in which the laminated yarn group formed on the frame is joined by a thickness direction yarn arranged in a direction intersecting each yarn layer. A jig used in the manufacturing method of 1., which is arranged at a position corresponding to the curved surface portion of the three-dimensional fiber structure and has a plurality of pins detachably fixed at least at its corner portion at a predetermined pitch. The second curved portion supporting member and the second curved portion arranged at a position corresponding to the curved portion other than the corner portion.
And a plurality of base frames that support the first and second curved surface support members and have a large number of pins removably fixed at positions corresponding to at least the peripheral edge of the laminated yarn group. And a bracket for fixing a part of the base frame so as to be disassembled and assembled from the inside of the laminated yarn group.
【請求項5】 前記基枠は互いに平行に配置されるとと
もに湾曲部を有する一組の基板と、該両基板に対してブ
ラケットを介して固定されるとともに、外側に係合凹部
が形成された複数の支持部材とを備え、前記第1の曲面
部支持部材は前記支持部材の両端部と対応する位置に配
置され、多数の規制ピンが取り外し可能に固定された支
持バーであり、前記第2の曲面部支持部材は前記支持部
材に対して前記係合凹部と係合する状態で前記支持バー
と平行に支持される曲面形成用バーであり、前記両基板
には前記規制ピンの内側の所定位置に取り外し可能に固
定される基準ピンが装備されている請求項4に記載の治
具。
5. The base frames are arranged in parallel with each other and have a pair of substrates having a curved portion, and are fixed to the both substrates via brackets, and engaging recesses are formed on the outside. A plurality of support members, the first curved surface support member is disposed at a position corresponding to both ends of the support member, and is a support bar to which a large number of restriction pins are detachably fixed; The curved surface supporting member is a curved surface forming bar that is supported in parallel with the supporting bar in a state of being engaged with the engaging concave portion with respect to the supporting member, and both the boards have a predetermined inner diameter of the regulation pin. The jig of claim 4 equipped with a reference pin removably fixed in position.
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