JPH111843A - 三次元繊維組織の製造方法及び治具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の糸層を積層して形成された積層糸群を
厚さ方向糸で結合することに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
ることを可能にし、厚さ方向糸の挿入作業を簡単にす
る。 【解決手段】 治具１は一組の基板２，３を備え、基板
２，３間には複数本の支柱４がブラケットを介して内側
から取り外し可能に配設されている。支持バー７は一部
が支柱４に当接し、一部が基板２，３の外周に沿って配
置された支持プレート６の先端に当接する状態で配設さ
れている。支柱４の中間部には曲面形成用バー８が、係
合凹部４ａと係合する状態で支持されている。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。基板２，３及び基板２，３の基端部
と対応する位置に配設された支柱４には基準ピン９ｂが
取り外し可能に固定されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１の実施の形態の治具の概略斜視図。

【図２】 同じく断面図。

【図３】 三次元繊維組織の概略斜視図。

【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。

【図５】 厚さ方向糸挿入装置の一部破断一部省略側面
図。

【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。

【図７】 厚さ方向糸挿入装置の一部破断部分平面図。

【図８】 糸ガイドの側面図。

【図９】 糸ガイドの平面図。

【図１０】 面内配列糸の配列状態を示す概略斜視図。

【図１１】 バイアス糸の配列状態を示す概略斜視図。

【図１２】 厚さ方向糸の挿入作用を示す概略側断面
図。

【図１３】 厚さ方向糸の挿入作用を示す概略平面図。

【図１４】 厚さ方向糸の挿入作用を示す概略平面図。

【図１５】 厚さ方向糸の挿入作用を示す概略平面図。

【図１６】 第２の実施の形態の治具の概略斜視図。

【図１７】 三次元繊維組織の概略斜視図。

【符号の説明】

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。

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

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【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。
2. 【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。
3. 【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。
4. 【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。
5. 【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。