JPH01148863A - ３次元繊維構造体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発゛明は、例えば炭素−炭素系複合材料のコア材とし
て使用される３次元繊維構造体の製造方法に関する。

従来の技術 複合材料のコア材となる中空円筒状の３次元繊維構造体
を製造する方法として例えば第４図〜第６図に示す方法
がある（なお、類似技術か実開昭６０−１７８１３６号
に開示されている）。これは第３図に示すように中空円
筒状のベース２の上に高さが等しい多数のピン１３．１
３・・・を同心状に突設した治具ｌを用い、先ず第４図
（Ａ）に示すようにベース２の径方向に並ぶピン１３Ａ
、１３Ａの列に沿ってその列間に繊維ＦＩを通したのち
これを隣りの列間に折り返し、このような折返し作業を
繰り返すことで繊ｔｈＣＦ　、をベース２の円周方向に
千鳥状に配列する。次に、第４図（Ｂ）に示すようにベ
ース２の円周方向に並ぶ同心円状のピン１３Ｂの列に沿
ってその列間に繊維Ｆ、を通し、複数の同心円状のピン
列の回りに繊Ｑ（ａ　Ｐ　ｘを巻き付ける。

このように径方向の繊維Ｆ１と円周方向の繊維Ｆ、とを
交差するように配列させることで実質的に２次元の繊維
構造体が織成され、上記作業を交互に複数回繰り返すこ
とでベース２上には前述した２次元の繊維構造体Ｆ（第
５図（Ａ））が所定厚みまで積層されることになる。

次に、上記繊維構造体Ｆを所定厚みまで圧縮した」二、
後述するように差し糸を通すための針４を用いて第５図
（Ａ）、（Ｂ）に示すようにピン１３をベース２の下方
に押し出し、針４の先端のフック部５に差し糸Ｑを引っ
掛ける。そして、同図（Ｃ）に示すように針４を引き上
げるとそれまでピン１３が入っていた糸通し孔６に差し
糸Ｑが通され、この差し糸Ｑｈ＜繊維構造体の長手方向
の繊ｑイｔを構成することになる。糸通し孔６に通され
た差し糸Ｑを同図（Ｃ）に示すように次のピン１３に引
っ掛けた」二で」−記のような針４による糸通し作業を
操り返すことにより、同図（Ｄ）に示すように先に所定
厚みまで積層した２次元の繊維構造体Ｆが縫合される。

その結果として、差し糸Ｑを含んだ３次元方向の繊維配
列をもつ３次元繊維構造体Ｆ３がつくられることになる
。

尚、差し糸Ｑを通していく順番としては、例えば第６図
の治具ｌを平面的に見た場合にスパイラル状にしたり、
あるいは径方向の繊維Ｆ、の配列のように千鳥状にする
ことができる。

発明か解決しようとする問題点 上記のような円筒状の３次元繊維構造体Ｆ、を製造する
にあたり、とりわけ円周方向の繊維Ｆ。

を同心状のピン列の回りに巻き付ける作業が面倒で、多
大な工数を必要とする。これはピンＩ３の数が多く、し
かもそのピンＩ３の配列ピッチが小さいことに基づくも
ので、前述した２次元繊維構造体Ｆの積層数が少ないほ
どピン１３の根元部分での作業となるので一層顕著とな
る。

加えて、２次元繊維構造体Ｆの積層数が多（なるほど円
周方向の繊維Ｆ、の巻付力の総和が大きくなるため、そ
の巻付力によってピン１３がへ一層２の中心方向に倒れ
込み、繊維構造体としての形状精度を維持できなくなる
ことがある。

本発明は、円周方向の繊維を配置する際の作業性を改善
するとともに、その繊維の巻付力による形状精度の低下
を防止した方法を提供したものである。

問題点を解決するための手段 本発明は、前述したように多数のピンを同心状に立設し
てなる治具の上に、ピン列に沿って円周方向の繊維と径
方向の繊維とを交互に編み込んでこれを積層することに
より円筒状の繊維構造体の製造する方法であって、前記
円周方向の繊維を編み込むにあたり、この円周方向の繊
維を予め径方向に縮小拡開可能なスリーブに巻き付けて
おき、スリーブをガイドとして円周方向の繊維を治具側
のピン列に掛け渡すことを特徴としている。

スリーブの具体的構造としては、例えば可撓性のある薄
板を筒状にまるめて、その始終端部を相互に上着するこ
となく径変化が可能としたものを用いる。

作用 この方法によれば、スリーブを、繊維を通すべき同心状
のピン列の外周にかぶせた上で、スリーブの外周に繊維
を巻き付ける。そして、スリーブをピン列に沿って所定
位置まで下げたのち、スリーブを巻締めるべく径方向に
縮小させると、ｍ惟のみを治具りに残してスリーブを取
り出すことができ、繊維は所定位置に配置される。

実施例 第１図〜第２図は本発明の一実施例を示す図であり、第
３図〜第５図と実質的同一部分には同一符号を付しであ
る。

第２図は本実施例で使用されるスリーブ７を示しており
、このスリーブ７は可撓性のある薄い金属板あるいは非
金属板を円筒状にまるめてその始終端部同士を非止着状
態としたしので、円周方向に巻締力を加えればその径が
縮小し、逆に巻締力を解除すれば元の径に自己復元する
ものである。

このようなスリーブ７を用いて、前述した円周方向の繊
維Ｆ２を径方向の繊維Ｆ１と編み込むべく治具１上に配
置するにあたっては第１図の手順による。ただし、第１
図および第３図では第６図と同様に図の錯綜化を避ける
ためにピン３の数を大幅に減らして描いである。ただし
、ピン３は外側になるほどその高さが小さくなるように
設定されている。

先ず第１図（Ａ）に示すように、これから円周方向の繊
維Ｆ２を配置しようとするピン３の列間Ｒ１、ずなわち
同心状のピン３．３の列の外側に上記のスリーブ７をか
ぶせ、このスリーブ７とピン３の列との間に所定の隙間
が確保されるようにスリーブ７の直径を決める。次に、
同図（Ｂ）に示すようにスリーブ７の外周に円周方向の
繊維Ｆ、を所定の巻数だけ巻き付けた上で、同図（Ｃ）
に示すようにスリーブ７をピン３の列に沿って所定位置
まで下げていく。そして、この位置でスリーブ７を巻締
めろようにしてその径を縮小させると、同図（Ｄ）に示
すようにスリーブ７に巻き付けられていた繊維Ｆ、がベ
ース２上に残り、スリーブ７のみを引き上げることがで
きる。このような操作を列間Ｒｔ、Ｒ３についても同様
に繰り返すことでベース２上に円周方向の繊維Ｆ、が配
置される。

そして以後は第４図（Ａ）に示した径方向の繊Ｒｕ　Ｆ
　ｒの配列作業と、上記のスリーブ７を用いた円周方向
の繊維Ｆ、の配列作業とを交互に繰り返すことで従来と
同様に２次元の繊維構造体が積み上げられることになる
。

発明の効果 以上のように本発明方法においては、円周方向の繊維を
予め径方向に縮小拡開可能なスリーブに巻き付けておき
、このスリーブをガイドとして円周方向の繊維を治具側
のピン列に掛け渡すようにしているため、狭いピン配列
空間での繊維配置作業の作業性がよくなるほか、スリー
ブを使用することによって過大な繊維巻付力がピンに作
用することがなく、従来のようなピンの倒れによる繊維
構造体の形状精度の低下を防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）は本発明の一実
施例を示す工程説明図、第２図は第１図の方法で使用さ
れるスリーブの斜視図、第３図は同じく第１図の方法で
使用される治具の斜視図、第４図（Ａ）、（Ｂ）は径方
向および円周方向の繊維の配列説明図、第５図（Ａ）、
（Ｂ）、（Ｃ）。 （Ｄ）は差し糸を通す際の工程説明図、第６図は従来の
治具の斜視図である。 ｌ・・・治具、２・・・ベース、３・・・ピン、４・・
・針、７・・・スリーブ、Ｐ、・・・径方向の繊維、Ｆ
、・・・円周方向の繊維、Ｑ・・・差し糸。 （Ａ） （Ｃ） １図 （Ｂ） （Ｄ） 第３図 第４図（Ａ） 第４図（Ｂ） 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）多数のピンを同心状に立設してなる治具の上に、
   ピン列に沿って円周方向の繊維と径方向の繊維とを交互
   に編み込んでこれを積層することにより円筒状の繊維構
   造体の製造する方法であって、前記円周方向の繊維を編
   み込むにあたり、この円周方向の繊維を予め径方向に縮
   小拡開可能なスリーブに巻き付けておき、スリーブをガ
   イドとして円周方向の繊維を治具側のピン列に掛け渡す
   ことを特徴とする３次元繊維構造体の製造方法。