JPH0610257A - 抵抗力のある繊維から形成される強化材の製造方法及び装置 - Google Patents

抵抗力のある繊維から形成される強化材の製造方法及び装置

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JPH0610257A
JPH0610257A JP3053120A JP5312091A JPH0610257A JP H0610257 A JPH0610257 A JP H0610257A JP 3053120 A JP3053120 A JP 3053120A JP 5312091 A JP5312091 A JP 5312091A JP H0610257 A JPH0610257 A JP H0610257A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】この発明は、３次元にわたって分配された抵抗
力のある繊維によって強化材を形成する方法およびその
装置に関し、基材を支える支持体の構造、材質に影響さ
れず、自由なスティッチ・ラインを形成できる方法およ
び装置の提供を目的とする。 【構成】支持体とニードルとの相対運動によってスティ
ッチを行う強化材の形成において、ニードルを湾曲し、
スティッチ用連続繊維に同様の湾曲部分をあたえ、その
ニードルの往復運動をニードルを含む平面に直角でその
ニードルの凹面側に置かれる軸心の周りの回転運動とし
て行うことを特徴とするものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、３次元にわたって分
配された抵抗力のある繊維から構成される強化材を形成
するための方法およびその装置に関するものである。ま
た、合成樹脂のような硬化剤をそれに含浸した後に前記
強化材から得られる複合片に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】米国特許第２，２８３，８０２号および
米国特許第３，３２２，８６８号によって、３次元にわ
たって分配された繊維から複合材を形成する方法は既に
知られている。これらの既知の技術においては、基材が
少なくとも２次元で交差している繊維から形成されてお
り、この基材の繊維は、基材に対してニードルの相対的
な運動である、往復運動で駆動されるニードルを用いて
その基材に連続繊維を導入し、スティッチングによって
一緒に結合されており、そのために、その連続繊維は基
材の中でジグザグのスティッチ・ラインを形成してい
る。
【０００３】このような技術の実施に当たって、基材の
両面が自由である時には何の困難もない。なぜならば、
ニードルは一方の表面からその基材を貫通し、反対側の
表面に通り過ぎる。これに対して、その基材が支持体に
支えられている時には、この支持体を特別の注意で扱う
ことが必要である。
【０００４】例えば、米国特許第４，０８０，９１５号
においては、その支持体が剛体であり、そこには、壊れ
ることなくその中にニードルが貫通することを可能にす
るために開口が形成されている。このような解決方法は
スティッチングの可能性を非常に制限している。なぜな
らば、支持体に形成される開口の数は必然的に制限さ
れ、そして、それは各スティッチごとに、すなわち開口
に向き合うニードルごとに必須のものである。かくし
て、従来の特許にあっては、各開口は細長のスリットに
形成され、そのスティッチ・ラインはそのスリットに対
応して直線である。基材のスティッチの密度を必然的に
少なくしなければならないばかりでなく、さらに、ステ
ィッチ・ラインの形やスティッチの分配が開口によって
一様のものを強いることとなる。
【０００５】これに反して、米国特許第４，８６３，６
６０号においては、支持体がニードルの先端の貫通を許
容するフォーム材およびその類似物から形成されてい
る。この場合には、もはやスティッチの密度やスティッ
チ・ラインの形については制限を課されないが、支持体
から基材を外すことができるように、支持体を容易に壊
すことのできる材料でつくらなければならない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】この発明の目的は、こ
れらの欠陥を克服し、スティッチの密度やスティッチ・
ラインの制限もなく、かつ支持体についての特別の取り
扱いも必要がなくて支持体上に支えられている繊維基材
をスティッチすることを可能とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この目的のために、この
発明は、少なくとも２次元で交差している繊維からつく
られ、支持体に支えられている基材に、支持体と反対側
にある基材の自由表面から、支持体とニードルとの間に
起きている相対運動であるところの往復運動により駆動
されるニードル手段で連続繊維をスティッチにより導入
し、それによって、連続繊維が基材の内部に連続繊維部
分の系列からなるジグザグのスティッチ・ラインを形成
する、３次元にわたって分配された抵抗力のある繊維か
ら強化材を形成するための方法において、前記ニードル
が湾曲して、連続繊維の各部分に同様の湾曲形状を付与
することを特徴とし、また、湾曲ニードルの往復運動
が、ニードルを含む平面に直角でかつその凹面側に配置
された軸の周りの回転軌道で起こることを特徴とするも
のである。好ましくは、湾曲ニードルが円弧形を有し、
ニードルの円弧中心が回転軸心と同軸であることであ
る。
【０００８】かくして、この発明によれば、この湾曲し
たニードルが、その往復運動の間にその最高点におい
て、基材を支えている支持体をその接線とすることを生
じさせる。この湾曲したニードルは、そのスティッチ作
業を遂行するためにその支持体を貫通しないので、支持
体をそのことのために特別に扱わねばならないというこ
とはない。さらに、この結果、このニードルはどのよう
な所望の通路も通ることができ、同様に、どのようなス
ティッチの密度および分配も達成することができる。
【０００９】例えば、その往復運動の間に、この湾曲し
たニードルは基材を支えている支持体の表面をその接線
とすることができる。これに反し、この湾曲したニード
ルは、基材を支えている支持体から離れて留どまること
ができる。
【００１０】さらに、この湾曲したニードルの前進行程
の終りと戻り（後退）行程の始めにおいて、その先端が
前記基材の自由表面に突出することができ、また、この
先端は基材の内部に突き刺すこともできる。
【００１１】さらに、支持体とこのニードルとの間の相
対運動は直線的にも曲線的にもすることができる。この
支持体とニードルとの間の相対運動はこのニードルを含
む平面に対し平行である。また、このニードルを含む平
面に対し垂直とすることもできる。
【００１２】さらに、支持体とこのニードルとの間の相
対運動はニードルを含む平面に対し、９０°以外の角度
に傾斜させることができる。
【００１３】一般的に言って、支持体とこのニードルと
の間の相対運動はそのニードルの回転の軸心が支持体か
ら一定の距離に留どまるように起こされる。しかしなが
ら、支持体とニードルと間の相対運動の間に、このニー
ドルの回転の軸心は、例えば、スティッチを形成するた
めに必要な量の繊維をニードルから引き抜くために支持
体から離れ、またはその方向へ向かって動かすことがで
きる。
【００１４】この発明は、また、この方法を実行するた
めの装置に関するものである。このために、少なくとも
２次元にわたって交差する繊維から形成される基材を支
持する支持体と、この支持体と反対側の自由表面からそ
の基材に連続繊維を導入することのできるニードルと、
往復運動でこのニードルを駆動するための手段と、そし
てニードルに関して支持体の相対運動を起こすための手
段とからなる、３次元にわたって分配された抵抗力のあ
る繊維から強化材を形成する装置において、前記ニード
ルが湾曲されて連続繊維を基材中に導入し、そして、ニ
ードルを含む平面に垂直でその凹面側に置かれる軸心の
周りに往復回転すべくニードルを駆動するような手段が
設けられていることを特徴とするものである。
【００１５】この湾曲したニードルは、繊維を案内する
ために、ニードルの先端付近に側面の目を通る内孔の開
口を含んでいる。好適には、この側面の目はこのニード
ルの凹面に置かれている。
【００１６】変形として、湾曲したニードルはその凸面
に沿って糸導溝とその先端に近接する凹面側の側面の目
とを含み、その目は通路としてのその溝に連絡してい
る。
【００１７】この湾曲したニードルは、また、その先端
に近接して、ラッチによって閉じることのでき、かつそ
の凹面側に回転することのできるフックを含むことがで
きる。このラッチは、ある装置によって制御されるかま
たは繊維または基材によって自動的に制御されることが
できる。
【００１８】有利には、このニードルは、ニードルの回
転の軸心の付近で、支持体に対して移動できるアーム上
に枢着されているニードル・ホルダーに装架される。好
ましくは、制御可能な繊維クランプがこのニードル・ホ
ルダーに装架され、このアームにはこのニードルのため
の予備の繊維が支持される。
【００１９】もし必要ならば、このアームは、各スティ
ッチ間をニードルが出る時に、繊維を引っ張るための機
構をさらに有している。このアームは、また、ニードル
の先端が基材を貫通してからその自由表面側から後退す
る時に、ループを形成するための機構を支持している。
【００２０】好適には、このアームは支持体に対して移
動することのできる装置に固定されている。このような
支持体は固定されることができるが、これに反して、回
転マンドレルによって形成されることもできる。
【００２１】かくして、この発明によれば、少なくとも
２次元で交差する繊維から形成される基材からなる強化
材であって、その基材の厚さの中に湾曲した繊維部分を
含むことを特徴とする、３次元に分配された抵抗力のあ
る繊維をから形成された強化材が得られる。
【００２２】この強化材から、この強化材に硬化剤を含
浸させることによって複合片をつくることができる。少
なくとも表面には、仕上げ部分をつくるために、必要に
応じて機械加工がされた部分が得られる。
【００２３】
【実施例】添付の図面は、この発明がどのように実施さ
れるかをより良く示している。なお、図中、同一符号は
同様の部材を示している。
【００２４】図１において、抵抗力のある繊維から形成
されている基材２に支えられている支持体１が示され、
同様に、基材２の内部に繊維４を導入するためのスティ
ッチ・ニードル３．１が示されている。
【００２５】支持体１は、どのような好適な材料、例え
ば金属から作ることができ、例えばポリテトラフルオラ
エチレンの被覆（図示されていない）で覆われることが
できる。しかしながら、この技術として知られているフ
ォーム材から作ることもできる。得るべき強化材の形状
によって簡単なプレート状（図１に示される）や回転の
形を有するマンドレルによりかつスティッチ作業の間回
転駆動されるような（図１５）他のものに作ることがで
きる。
【００２６】抵抗力のある繊維基材２は、少なくとも２
次元において交差する繊維からつくられた、２次元型の
ものである。この場合には、繊維４がこの基材の第３番
目の次元を形成しようとするものである。しかしなが
ら、基材２を３次元型とすることもでき、繊維４は第３
番目の次元を強化するものとなる。基材２は支持体１上
でつくられることができるが、他の場所でつくられ、湾
曲するスティッチ作業を受けるために支持体に運んで来
られてもよい。
【００２７】基材２を形成する抵抗力のある繊維と繊維
４とは既知の異なった種類、例えばガラス、カーボン、
ボロン、ＫＥＶＬＡＲ（登録商標）などでよい。
【００２８】図２に見られるように、ニードル３．１は
中心５を有する円弧である。それは中空であって、その
ニードルの先端８に近接し、その凹面に配置された側面
の目７に開口する内孔６を有している。先端８の反対側
で内孔６は穴９として開口している。繊維４は、穴９か
ら入り、側面の目７を通って出るように内孔６を通って
行く。穴９と側面の目７の壁との摩擦による繊維４の損
傷と破壊の可能性を防止するために、内孔６は、穴９に
は丸み付けされた拡大部１０を構成し、先端８と向き合
う目７の縁部には丸み付けされた内部ビーズ１１が設け
られている。
【００２９】ニードル３．１の先端８と反対側の端部に
は、ニードル３．１の中心５を通り、少なくともその面
に実質的に直角な軸心１３ー１３の周りに往復回転運動
（２重矢印Ｆ）で駆動されることのできるニードル・ホ
ルダー１２が固定されている。さらに、相対運動が、一
方では支持体１と基材２との間に、他方では支持対１と
ニードル３．１との間に生じさせられる。
【００３０】図１に示されるように、もし、相対運動が
軸心１３ー１３に平行な方向ｆ１で起こるならば、ニー
ドル３．１の前進行程（図１で時計方向の回転）におい
て、このニードルが繊維４の湾曲部分４ａを基材２中に
導入し、その後退行程（図１で反時計方向の回転）にお
いて、そのニードル３．１は繊維４の湾曲部分４ｂを基
材２中に導入し、この湾曲部分４ｂは部分４ａと対であ
り、次の部分４ａ，４ｂの対の部分４ａと、相対運動ｆ
１の間に形成される軸心１３ー１３と平行な橋部分４ｃ
によって連結されており、これに対し、橋部分４ｃの反
対側では２個の部分４ａと同じ対の４ｂとがループ部分
４ｄによって一緒に結合されていることは容易に理解す
ることができる。
【００３１】さらに、ニードル３．１の湾曲半径、基材
２上の軸心１３ー１３の高さＨおよび基材の厚さＥによ
っては、多くのスティッチ形状を得ることができる。そ
れらの幾つかは図１のIIIーIII線に沿う概略図である図
３のａ１、ｂ１およびｃ１に示され、そこでは、明瞭に
するために部分４ａと部分４ｂとが基材２の厚さ方向に
ずらして示されている。
【００３２】例えば、図３のａ１においては、スティッ
チ形状は部分４ａと４ｂとが基材２が支えられている支
持体１の表面１ａを接線とし、ループ４ｄはニードル
３．１の貫通する基材自由表面２ａの外部に現れてい
る。このようなスティッチ形状は、支持体１としてニー
ドル３．１が貫通できない時（例えば金属支持体）およ
びこの基材２の全体の厚さを超える補強を形成するため
の部分４ａおよび４ｂのために好ましい時に用いられ
る。
【００３３】言うまでもなく、もし支持体１がニードル
３．１によつて容易に貫通される材料で作られている場
合には、部分４ａと４ｂとはその支持体の少なくとも表
面層を通り抜けることができる。このことは、支持体１
が、強化材がつくられた後に壊しやすい材料から作られ
ている時には、特に有利である。
【００３４】図３のｂ１では、ループ４ｄは、また、そ
の自由表面２ａと同じ側で基材２の外側にあり、部分４
ａおよび４ｂは支持体１の表面１ａまでは基材２を貫通
しない。この場合、部分４ａと４ｂとは基材２の表面強
化をすることができる。
【００３５】これに対して、図３のｃ１においては、ル
ープ４ｄは基材２の内部、例えば支持体１の表面１ａの
レベルで形成され、基材２の材料によって生じる圧力と
摩擦によって保たれている。図３のｄ１では、ｃ１と同
様な第１スティッチ作業が行われた後に、支持体１に対
して直角で軸１３ー１３を通る平面に関して第１の作業
と対称的な第２の同様な作業が行われる。
【００３６】上述のように、支持体１とニードルとの間
に軸１３ー１３に平行な相対運動ｆ１を提供する代わり
に、図３のａ２からｄ２までには、軸１３ー１３に垂直
な方向ｆ２に平行な直線運動が示されている。このステ
ィッチの方法は、図１０、１１および図１２のａからｆ
を参照して、さらに詳細に説明されるだろう。
【００３７】図３のａ２からｄ２のそれぞれは、同一の
符号ａ，ｂ，ｃ，ｄが付されてａ１からｄ１の図に対応
している。この場合、橋部分４ｃは、図３のａ１からｄ
１の図の平面に垂直である代わりに（近接する部分４ａ
と４ｂの対は重ね合わされている。）、図３のａ２から
ｄ２の平面とは逆に平行であり、それらを見ることがで
き、幾つかの連続部分４ａと４ｂもまた見ることができ
る。
【００３８】勿論、支持体１に対するニードル３．１の
相対的運動は方向ｆ１またはｆ２のいずれかで起こす必
要はない。このような運動はいかなる方向、例えばｆ
１，ｆ２に対して４５°の方向でも起こすことができ
る。さらに、この相対運動は直線的である必要がなく、
すなわち、曲線的通路例えば円、螺旋、渦巻きなど・・
またはこのような通路の組み合わせとするすることもで
きる。
【００３９】図４、５および６において、最初のニード
ル３．１の変形が示されている。ニードル３．２もまた
円弧状であり、中心５を有している。しかしながら、中
空である代わりに、中実であって、その凸面に沿う糸導
溝１４からなっている。先端と同じ側に、その凹面側を
向いた目１５を有し、溝１４に対し通路１６で連通して
いる。ニードル３．２はニードル３．１と同様な方法で
作用し、繊維４が内孔６の代わりに溝１４と目１５（図
４参照）とによって案内されることが容易に理解される
であろう。
【００４０】図７に示されるニードル３．１の第２変形
３．３は、中心５を有する円弧状である。その先端８と
同じ側には、その凹面側を向いたフック１７を含み、移
動制御装置の作用の下で、そのニードルに設けられた溝
１９の内側を滑動する円弧状ロッド１８の端部によって
形成されるラッチにより閉じられる。ニードル３．３は
ニードル３．１およびニードル３．２とは幾らか異なっ
た方法で作用する。ニードル３．３のラッチを閉じて、
このニードルはその前進の間基材中を通過し、その自由
面を通って後退する。ラッチが開き、フック１７が補助
的な装置２１によつてもって来られた繊維４を把持し、
このラッチが再び閉じた後に、ニードル３．３はその後
退運動の間に基材を通して繊維４を引っ張り、かくし
て、部分４ａと４ｂの対の部分を同時に形成し、この繊
維はループ４ｄのレベルでフック１７によってはじされ
る。表面２ａを去る時には、ニードル３．３はループ４
ｄを突出させ、その後新しいサイクルが再び始まる。か
くして、形成されるループは前に形成されたループをく
ぐり、ループ４ｄはチエィン・スティッチによつて一緒
に結合される。ニードル３．３が、ニードルの前進行程
の終りにおいて横断される基材２を必要とし、それによ
って、図３のｃ１，ｄ１，ｃ２およびｄ２に示されるよ
うなスティッチ形状を提供することができないことは注
目されるべきである。
【００４１】図８に示されるニードル３．１の第３変形
３．４は、ニードル３．３と同様に操作されるラッチ・
ニードルである。この場合には、ラッチ２２は回転し、
丁度つくられつつあるループ４ｄのスラストによつてニ
ードルの前進において、自動的に開口し、そしてニード
ルの空所に設けられたハウジング２３に収容される。戻
りの行程において、基材２の材料の圧力の下でフック１
７の閉位置に揺動する。
【００４２】図９において、図１の装置の前面がそれを
完成するように示されている。図９において、アーム３
０が、支持体１と向き合う端部に、枢着部３１によって
軸心１３ー１３の周りを枢動するために装架されたニー
ドル・ホルダー１２を有し、支持体１に対して運動でき
るように、図示されない装置の移動手段に固定されてい
る。さらに、繊維クランプ３２は、先端８と反対側のニ
ードル３．１の穴９と同じ側で、ニードル・ホルダー１
２に装架されている。例えば、繊維クランプは固定部３
２ａと、この固定部３２ａの方向へ、また離れる方向に
動くように制御可能な移動部３２ｂとを有し、すなわ
ち、固定部３２ａと移動部３２ｂの間を通る繊維４は、
その間を自由に通れたり、反対にその間に把持されたり
することができる。
【００４３】図１０は、主に薄い厚さの基材に用いられ
る図９の装置のある操作モードを示している。この操作
モードにおいては、先行するスティッチの終りにおいて
繊維クランプ３２は開き、ニードル３．１は、橋部分４
ｃ、湾曲部分４ａとループ部分４ｄとの合計に一致し、
目７と基材２の間に位置する、ニードルを去る繊維４の
長さ３３に対して充分である大きさＡの軸心１３ー１３
の周りの戻り回転を受ける。繊維クランプ３２が閉じた
後、橋部分４ｃと湾曲部分４ａとは、基材２の方向へそ
の戻り位置から軸心１３ー１３の周りに回転するニード
ル３．１によって形成されることができる。ニードル
３．１がそのスティッチ行程の終点に達した時に、ニー
ドルがその戻り移動を始めないうちに、繊維クランプ３
２は開かれる。かくして、ニードル３．１のもどり行程
の間、湾曲部分４ｂは、例えば繊維４に基材２が及ぼす
摩擦によって形成される。この後で見られるように、こ
のような摩擦が充分でない場合に、ループ４ｄの係留の
ための部材を用いることは、勿論可能である。
【００４４】図１１に示される変形の操作モードにおい
て、アーム３０は支持体１に直角に動かされる。軸心１
３ー１３は、支持体１に近接する第１位置１３．１から
支持体１から離れた第２位置１３．２にもってこられ
る。かくして、この軸心１３ー１３の基材２へ近づき、
または離れる、軸心１３ー１３の周りのニードル３．１
の戻り行程と関連する運動は、橋部分４ｃ、部分４ａお
よびループ４ｄの長さの合計に一致する繊維４の長さ
を、繊維クランプ３２を解放してニードルから解放する
のに充分な大きさの運動Ｂを得ることができる。この繊
維長さ３４は、軸心１３ー１３がその近接位置を占める
時に基材２にスティッチされる。
【００４５】図１２のａからｆはさらに他の操作モード
を示している。図１２のａでは、ニードル３．１が橋部
分４ｃに一致する間隔Ｐによって移動され、繊維３４の
適当な長さ３５はニードル３．１の投入量として利用で
きる。さらに、繊維クランプ３２は閉じている。スティ
ッチ操作はニードル３．１の回転によって始まり（図
ｂ）、部分４ａの挿入の後、ループ４ｄが表面２ａ（図
ｃ）に現れるまで続けられる。保留部材３６がループ４
ｄを把持する。繊維クランプ３２は開き、ニードル３．
１は回転してそのもどり行程を終え、部分４ｂを形成す
る（図ｄ）。戻り行程の終りにおいて（図ｅ）、部材３
７が長さ３５を形成するようにニードル３．１の投入量
において繊維４を把持する。繊維クランプ３２は再び閉
じ、部材３６と３７とは後退し、装置（図ｆ）は図ａの
位置をとるために間隔Ｐを動くように準備する。新しい
スティッチ・サイクルが始められる。
【００４６】図１３と１４とは、この発明によるスティ
ッチ・ヘッドの具体例を示している。アーム３０は、案
内４２を通してニードルにもって来られる予備の繊維４
１を支持している。さらに、アーム３０は、軸心１３ー
１３の周りに回転するニードル３を動かすためのモータ
４３，ループ保留部材３６を動かすための部材４４およ
び繊維把持部材３７を動かすための部材４６を支持して
いる。種々の部材およびモータ４３から４６がコネクタ
ー４７によつて制御装置（図示しない）に接続されてい
る。さらに、スティッチ・ヘッド４０は図１５に示され
るようにスティッチング装置に固定するためのカラー４
８を有している。
【００４７】図１５に示される装置５０は、フレーム５
２に関して３次元Ｘ，ＹおよびＺに沿って動かすことの
できるアーム５１を有している。このために、アーム５
１はキャリッジ５３に関しモータ５４によってＺに沿っ
て垂直に、これに対し、キャリッジ５３はモータ５６に
よってビーム５５上をＹに沿って移動するために装架さ
れており、ビーム５５自身はモータ５７によつてフレー
ム５２に関してＸに沿って移動できる。スティッチ・ヘ
ッド４０は軸Ｘ，Ｙ，およびＺのそれぞれの周りに回転
できるように、アーム５１の下端に装架されている。さ
らに、回転マンドレルの形でず１５に示されている支持
体１は、基材２を支持している。制御ステーション５８
から、基材２に対するヘッド４０の動きおよび基材２に
おけるニードル３の異なったスティッチ作業が制御する
ことができる。
【００４８】かくして、この発明による強化材は湾曲し
た繊維部分を含んで得られる。勿論、支持体１はどのよ
うなスティッチ・ラインの形状および方向をとることが
できるし、支持体１に関してばかりでなく、ニードル３
を含む平面に関しても得ようとする目的によつて選ぶこ
とができる。同様に基材におけるスティッチの深さにつ
いてもできる。さらに、スティッチ・ラインは、直線
的、湾曲的、曲線的、円形、螺旋など・・が得られる。
【００４９】このような強化材を得た後に、部分６０
（図１６参照）を作るように硬化剤で既知のように含浸
させられる。もし必要があれば、この部分６０は、仕上
げ部分６０をつくるために、少なくともその表面を機械
加工される。
【図面の簡単な説明】
【図１】スティッチ用繊維の通る湾曲したニードルを用
いる、この発明によるスティッチング方法と装置を例示
する概略的かつ斜視図である。
【図２】図１の中空ニードルの２分割平面による断面図
である。
【図３】ａ１，ｂ１，ｃ１およびｄ１の各図は、この発
明の方法を実施する異なる方法を例示する概略図であ
り、ａ２，ｂ２，ｃ２およびｄ２の各図は、この発明に
よる方法を実施する他の方法を例示する概略図である。
【図４】この発明の方法に使用されるニードルの変形の
図１と同様の図である。
【図５】図４のニードルの２分割平面による断面図であ
る。
【図６】図５のVIーVI線に沿う図４のニードルの断面図
である。
【図７】この発明の方法に使用されるニードルの他の変
形を示す、図１および図４と同様の図である。
【図８】この発明の方法に使用されるニードルのさらに
他の変形を示す、図１および図４と同様の図である。
【図９】この発明による装置の具体例を示す概略的かつ
部分図である。
【図１０】この発明による方法を実行する方法を示す概
略図である。
【図１１】図１０と同様の概略図である。
【図１２】ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅおよびｆの各図は、この
発明による方法を実行する他の方法の各段階を示す説明
図である。
【図１３】スティッチ・ヘッドを形成しているこの発明
の装置を示す垂直方向部分断面とした正面図である。
【図１４】図１３と同様な正面図である。
【図１５】図１３および１４のヘッドを組み込んだステ
ィッチング装置の斜視図である。
【図１６】この発明により作られた強化材に硬化剤を含
浸して得られた未加工の部片を機械加工した仕上げ複合
片の斜視図である。
【符号の説明】
１ 支持体 １ａ 表面 ２ 基材 ２ａ 自由表面 ３、３．１、３．２、３．３、３．４ ニードル ４ 繊維 ４ａ，４ｂ 湾曲部分 ４ｃ 橋部分 ４ｄ ループ ５ 中心 ６ 内孔 ７ 側面の目 ８ 先端 ９ 穴 １２ ニードル・ホルダー １３ 軸心 １４ 溝 １７ フック ２２ ラッチ ３２ 繊維クランプ ３６ 保留部材 ４０ スティッチング・ヘッド ５０ 装置

Claims (32)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 往復運動で駆動されるニードルによって
    支持体と反対側の基材の自由表面から連続繊維をスティ
    ッチすることにより、少なくとも２次元に交差された繊
    維から形成され、支持体に支えられている基材に連続繊
    維を導入し、さらに、支持体とニードルとの間に相対運
    動が起こされ、それによってその連続繊維のジグザグ状
    のラインを形成する連続部分の連続を基材の内部に形成
    する、３次元にわたって分配された抵抗力のある繊維に
    よって強化材を形成する方法において、前記ニードルが
    湾曲されて前記連続繊維に同様の湾曲形状を与え、そし
    てその湾曲したニードルの往復運動が、そのニードルの
    平面に直角でその凹面側に置かれた軸心の周りの回転と
    して生じるところの方法。
  2. 【請求項２】 前期湾曲したニードルが円弧状であり、
    その回転の軸心がその円弧中心と同軸であるところの請
    求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 その往復運動の間に、前記湾曲したニー
    ドルに基材を支えている前記支持体の表面が接線となる
    ところの請求項１記載の方法。
  4. 【請求項４】 前記往復運動の間に、前記湾曲したニー
    ドルが基材を支えている支持体から離れて留どまるとこ
    ろの請求項１記載の方法。
  5. 【請求項５】 前記ニードルの前進行程の終りと後退行
    程の始めにおいて、そのニードルの先端が基材の自由表
    面から突出するところの請求項１記載の方法。
  6. 【請求項６】 前記ニードルの前進行程の終りと後退行
    程の始めにおいて、そのニードルの先端が基材の内部に
    突き刺さるところの請求項１記載の方法。
  7. 【請求項７】 前記支持体と前記ニードルとの間の相対
    運動が直線的あるところの請求項１記載の方法。
  8. 【請求項８】 前記支持体と前記ニードルとの間の相対
    運動が曲線的であるところの請求項１記載の方法。
  9. 【請求項９】 前記支持体と前記ニードルとの間の相対
    運動がそのニードルを含む平面に平行であるところの請
    求項７に記載の方法。
  10. 【請求項１０】 前記支持体と前記ニードルとの間の相
    対運動がそのニードルを含む平面に垂直であるところの
    請求項７記載の方法。
  11. 【請求項１１】 前記支持体と前記ニードルとの間の相
    対運動が前記ニードルを含む平面に対して９０°の角度
    で異なる平面にあるところの請求項７記載の方法。
  12. 【請求項１２】 前記支持体と前記ニードルとの間の相
    対運動が、そのニードルの回転の軸心が前記支持体から
    一定の距離に留どまるように起こるところの請求項１記
    載の方法。
  13. 【請求項１３】 前記支持体と前記ニードルとの間の相
    対運動の間に、そのニードルの回転の軸心が支持体の方
    へ近づいたり、離れたり移動するところの請求項１記載
    の方法。
  14. 【請求項１４】 少なくとも２次元において交差する繊
    維から形成される基材を支持する支持体と、 この支持体と反対側の表面から基材に連続繊維を導入す
    ることのできるニードルと、 往復運動でこのニードルを駆動するための手段と、そし
    てニードルに関して支持体の相対運動を起こすための手
    段とからなる、３次元にわたって分配された抵抗力のあ
    る繊維から強化材を形成する装置において、 前記ニードルが湾曲されて前記連続繊維を基材中に導入
    し、このニードルを含む平面に垂直でその凹面側に置か
    れる軸心の周りに往復回転するようにこのニードルを駆
    動するための手段が設けられているところの装置。
  15. 【請求項１５】 前記湾曲したニードルが円弧形を有
    し、その回転の軸心がそのニードルの円弧中心と同軸で
    あるところの請求項１４記載の装置。
  16. 【請求項１６】 前記ニードルが、繊維を案内するため
    に、このニードルの先端の近傍に側面の目を通る内孔の
    開口を含むところの請求項１４記載の装置。
  17. 【請求項１７】 前記側面の目がニードルの凹面に配置
    されているところの請求項１６記載の装置。
  18. 【請求項１８】 前記湾曲したニードルが、その凸面に
    沿う糸導溝とその先端に近接して凹面に側面の目を含
    み、この目が通路としての前記溝に連絡しているところ
    の請求項１４記載の装置。
  19. 【請求項１９】 前記湾曲したニードルが、その先端に
    近接して、ラッチによって閉じられる凹面の方に曲がる
    フックを含んでいるところの請求項１４記載の装置。
  20. 【請求項２０】 前記ラッチがある装置によって制御さ
    れるところの請求項１９記載の装置。
  21. 【請求項２１】 前記ラッチが前記繊維および基材によ
    って自動的に制御されるところの請求項１９記載の装
    置。
  22. 【請求項２２】 前記ニードルが、前記支持体に対して
    運動可能なアームに、そのニードルの回転の軸心付近に
    枢着されているニードル・ホルダーに装着されていると
    ころの請求項１４記載の装置。
  23. 【請求項２３】 制御可能な繊維クランプがこのニード
    ル・ホルダーに装架されているところの請求項２２記載
    の装置。
  24. 【請求項２４】 前記アームがニードルのための予備の
    繊維を支持しているところの請求項２２記載の装置。
  25. 【請求項２５】 前記アームが、ニードルが各スティッ
    チ間を出る時に繊維を引っ張るための機構を支持してい
    るところの請求項２２記載の装置。
  26. 【請求項２６】 前記アームが、前記ニードルの先端が
    基材を貫通した後に再びその自由表面を通る時に、ルー
    プを形成する機構を支持しているところの請求項２２記
    載の装置。
  27. 【請求項２７】 前記アームが支持体に対して移動する
    ことのできる装置に固定されているところの請求項２２
    記載の装置。
  28. 【請求項２８】 前記支持体が固定されているところの
    請求項１４記載の装置。
  29. 【請求項２９】 前記支持体が回転マンドレルであると
    ころの請求項１４記載の装置。
  30. 【請求項３０】 ３次元に分配された抵抗力のある繊維
    から作られた強化材であって、少なくとも２次元に交差
    する繊維から形成された基材とその基材の厚さの中に配
    置された湾曲した繊維部分からなる強化材。
  31. 【請求項３１】 ３次元に分配された抵抗力のある繊維
    から作られ、硬化剤を含浸された強化材であって、その
    強化材が少なくとも２次元において交差する繊維から形
    成され、それに湾曲した繊維部分が基材の厚さの中に配
    置されるものからなる複合片。
  32. 【請求項３２】 少なくとも表面が機械加工されるとこ
    ろの請求項３１記載の複合片。
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