JPS6221835A - 複合材の強化部材用芯体及びその製造方法 - 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、航空機等の構造補強材を形成する複合材の強
化部材に使用する、異形織物よりなる芯体の構造及び、
該芯体を製造する方法に関する。

従来の技術 一般に航空ＦｆＭＷにおいては、胴体や翼等の構造補強
材として、多数の「工」字型等の異形の材料が使用され
る。これらの構造補強材としては、かつては金属製の材
料が使用されていたが、近年、軽く■つ強度の大きい材
料が要求され、炭素繊維等の軽く且つ極めて高強度の繊
維で織成した織物を複数枚貼り合わせて強化部材とし、
これを合成樹脂で固めた複合材が多く使用されるように
なっている。

その−例として、断面＠「工」字型の複合材の一例を第
９図及び第１０図に示す。この複合材において、１は炭
素繊維をたて糸及びよこ糸として織成した織物であって
、織物１ａを３枚重ね合わせて略「コ」字状に曲げたも
のを、二組背中合わせに手ねて直立部２を形成し、その
両端部おいで前記二組に跨って、織物１ｂを３枚重ね合
わせて水平部３を形成する。そしてその全体を縫合糸４
で縫合して略「工」字状の強化部材を形成し、ざらにそ
の強化部材仝体を合成樹脂で固めて複合材を構成してい
る。

そして直立部３の第９図中横方向の強度を増強するため
に、水平部３における直立部２の三差部を、第１０図に
示すように略サインカーブ状に蛇行させている。

発明が解決しようとでる問題点 しかしながら前記構造の複合材においては、直立部２を
構成する織物１ａと水平部３における織物１ｂにより構
成された部分とは、縫合糸４及び合成樹脂で接合されて
いるだけであって、織物病。

造としては別体で構成されている。従って直立部２に引
張り力が作用した場合には、三差部分に局部的に大きな
剥離力が加わり、その力は縫合糸４と合成樹脂のみが負
担することとなり、織物１の大きな強度が全く寄与せず
、容易に剥離してしまうのである。

特に前記三差部に作用する剥離力は、いわゆる９０度剥
離であって、極めて苛酷な剥離条件であり、縫合糸４や
合成樹脂Ｐｉ！度で耐え（ｑるような条件ではない。

本発明はかかる事情に鑑みなされたものであって、彎曲
した直立部２を有し、且つ三差部の強度の優れた複合材
を提供することを目的とザるものであって、特に、その
強化部材に使用する芯体を得んとするものである。

問題点を解決する手段 而して本発明の強化部材用芯体は、たで糸とよこ糸とを
織成してなる織物である基部を二枚以上平行に配し、各
基部の前記よこ糸をそれぞれ他の基部に対向する側に突
出させ、その突出するよこ糸を相互に連続させて連結部
を形成すると共に、そのよこ糸の各基部における突出位
置が各基部の長さ方向に変化していることを特徴とづ゛
るものである。

第１図及び第２図は本発明の強化部材用芯体５を示すも
のであって、炭素繊維等のたて糸７どよこ糸８とを織成
してなる織布よりなる二つの基部５ａ、５ｂを有してい
る１、各基部６ａ、６ｂのよこ糸８は、それぞれ基部（
３ａ、　６ｂの幅の途中において、図中基部６ａ、５ｂ
が相互に対向する而の側くずなわら基部６ａの下側及び
基部６ｂの上側）に突出し、互いに連続して連結部９を
形成しており、二つの基部６ａ、６ｂは連結部９を介し
て、同一のよこ糸８により織成されている。而して、連
結部９の基部６ａ、５ｂからの突出位置１Ｑａ、１０ｂ
が、その長さ方向に略サインカーブ状に変化している。

本発明の芯体５を構成劣る繊維は、前記炭素繊維が好適
であるが、その他金属繊維、ガラス繊維、アラミツド繊
維等の、高強度ひ高弾性の繊維を使用することもできる
。

第３図は本発明の芯体５を強化部材に使用した複合材を
示すものである。基部６ａの上面及び基部６ｂの下面に
織物１ｂが重ねられ、また基部６ａの下面から連結部９
を経て基部６ｂの上面にかけて、２枚の略「コ」字状の
織物１ａが重ねられており、基部５ａ、　６ｂの部分が
水平部３を形成し、連結部９の部分が直立部２を形成し
ている。

そして芯体５と織物１ａ及び織物１ｂとを縫合糸４で縫
合して略「工」字状の強化部材を形成し、さらにその全
体に合成樹脂を含浸し、固めて一体の複合材を成型して
いる。

次に、本発明における強化部材用芯体を製造する方法の
発明は、たて糸とよこ糸とで織物である複数の基部を織
成しつつ、よこ糸を一の基部によこ糸の一往復分以上織
込んだ襖、該よこ糸を該一の基部の幅の途中から該一の
基部の片面側に出し、連結部を経て他の基部の途中から
入れて織込み、次いで該他の基部によこ糸の一往復分以
、ト織込んだ後前記よこ糸を入れた位置から出し、連結
部を経て前記一の基部に前記よこ糸を出した位置から入
れて織込み、以上の工程を繰返しながら、その織成の進
行に伴って、各基部にお【プる前記連結部の突出位置を
変化せしめることを特徴とするものである。

第５図【よ本発明の芯体５を織成づる状態を示すもので
ある。二相のたて糸７ａ、７ｂを平行に配し、該たて糸
７ａ、７ｂに次の順序でよこ糸８を織込んで芯体５を織
成する　−Ｊなわち、先ずよこ糸８を図中右端から左方
に打込み、一方の組のたて糸７ａと組織して一方のも（
部６ａの一部６ａＩに織込むと共に、連結部９が突出す
べき位置１０ａにＪ′３いてよこ糸８を基部６ａの片面
（図面においては下面）側に出して、それより左方の基
部６ａの全てのたで糸７ａの下及び他方の基部６ｂのた
て糸７ｂの上側を通す。これにより基部６ａの一部６ａ
＋が織成され、連結部９の一゛Ｉ′分が形成される。

次によこ糸８をイｊ方に打込み、前記他方の基部６ｂに
４５ける連結部９が突出づべき位置１０ｂから挿入し、
該す部６ｂの一部６ｂ＋に織込み、次いでよこ糸８を左
方に打込んで、基部６ｂの全幅に亙って織込む。

続いてよこ糸８を右方に打込み、基部６ｂの他の部分６
１）２に織込み、基部６ｂの前記連結部９の突出位置１
０ｂから基部６ｂの上面に出し工、基部６ｂの前記一部
６ｂｔの上を通し、さらに１１４記前記一方の基部６ａ
のたて糸７ａの下側を通す。

これによっｃ、基部６ｂがよこ糸８の一往復分に亙って
織成されると共に、連結部９の残り半分が形成される。

ざらによこ糸８を左方に打込んで、前記一方の基部６ａ
における連結部９の突出位置１０ａから挿入し、該基部
６ａの前記他の部分５　ａ　２を織成し、次いで右方に
打込んで、該基部６ａの全幅に亙って織込む。

これにより芯体５を織成Ｊるーサイクルが終了する。さ
らに以上の工程の最初に戻って前記一方の基部６ａの前
記一部５ａ、を織成づることにＪ、す、基部６ａがよこ
糸８の一往復分に亙って織成され、以下このサイクルを
繰返して芯体５を織成していく。

そしてこのサイクルを繰返しながら、基部６ａ。

６ｂにおける連結部９の突出位置１０ａ、１０ｂを変化
させでいく。

作用 本発明の方法にＪ：す、複数の基部６ａ、６ｂの長さ方
向に変化する位置から連結部９が突出し、該連結部９を
介して基部５ａ、６ｂが連結された織物が織成され、第
１図に示り芯体５がｔＩ７られるのである。

而しで、この芯体５の連結部９から２．を部６ａの−Ｆ
面及び基部６ｂの上面にか４Ｊて略「コ１字状の織物１
ａを手ね、さらに基部６ａの土面及び基部６ｂの下面に
もそれぞれ織物１ｂを巾ね、縫合糸４で縫合して強化部
材を形成し、該強化部材を合成樹脂で固めることにより
、直立部２が略サインカーブ状に彎曲した、断面路「工
」字状の複合材を成型することができる。また強化部材
を形成する際に重ねる織物１８及び織物１ｂは、第３図
の例ではそれぞれ一枚ずつ重ねられでいるが、これを二
枚以上重ね、より厚く、［］つ強度の大きいものとする
ことも可能であり、また織物１ａ、１ｂをバイアスに使
用してし良い。

また織物１ａは第４図に示すように芯体５の連活部９の
側面にのみ重ねてもよい。本発明の芯体５では直立部２
が彎曲しているので、第３図のように略「コ」字状の織
物１ａを使用すると、直立部２と水平部３との接合部で
織物１ａの組織が崩れて目ずれを起こし、強度が低下す
るのであるが、連結部９の側面にのみ重ねることにより
ヨ差部分における織目が安定し、強度低下を起しにくい
のである。

発明の効果 而して、本発明の芯体５を使用した複合材は、複合材の
直立部２内の連結部つと水平部３内の基部６とが一体で
あるため、直立部２に引張り力が作用した場合にも、三
差部において強化部材を構成する織物１と芯体５とが剥
がれることがなく、直立部２の立設方向に大きな引張り
強度を有しているのである。

実施例 第６図は本発明の方法の実施例を示ブものであって、基
部６を構成するたて糸７に力先１２を添わせて、該力先
１２をたて糸７と共に織込むものである。

第５図の実施例にＪ３いては、芯体５の連結部９を形成
した後早部（’３ａ、　６ｂの部分６ａ２，６ｂ１を織
成づる際に、よこ糸８が連結部９の突出位置１０ａ、１
０ｂのぎわで折返され、ぞの際にたて糸７ａ、７ｂがよ
こ糸８に引張られて側方への力が作用し、基部（３ａ、
５ｂの織目に目ずれが生じ易い。

第６図の実施例においては、連結部９の突出装置１０の
きわのたて糸７にツノ糸１２を添わせることにより、よ
こ糸８が折返されることによりたて糸７に加わる横方向
への力を前記力先１２が支持し、たて糸７が横にずれて
目ずれを起こＪことがなく、またＩｌｍによるたで糸７
の毛羽立らが生じにくい。

力先１２としては、ワイヤー、ピアノ線、合成樹脂のブ
リッスル等が使用され、芯体５がある程度の長さに亙っ
て織成された後、基部６の組織から引抜かれる。

力先１２は、連結部９が突出する位置１０の折返し側の
きりのたて糸７に添わゼるのであるが、連結部９の突出
位置１０が変化するので、その変化する範囲内の全ての
たて糸７に、それぞれ−木ずつ添わせるのが良い。また
館記範囲の全てのたて糸７に力先１２を添わせる代りに
、連結部９が突出する頻度の特に高い位置のきりのたで
糸７にのみ力先１２を添わせるだ（ブでもよく、充分に
効果がある。

本発明の芯体５は、基部５ａ、６ｂから連結部９が突出
する位置１０ａ、１０ｂは、−か所に限定されるもので
はなく、二か所又はイれ以上の箇所から突出させてもよ
い。またこの場合、連結部９の突出位置１０ａ、１０ｂ
の変化は、二つ又はそれ以上の連結部９が平行に変化し
てもよく、またそれぞれ別個に変化させることしできる
。この場合は、その芯体５から１ｑられる複合材は、略
ｒＩＪ字状のものとなる。

本発明における芯体５の基部６の数は、二枚に限定され
るものぐはなく、三枚以上の上１部６を平行に配し、こ
れらを二つ以上の連結部９で連結させることもできる。

第７図は、三枚の基部５ａ。

６ｂ、６ｃを、一体として彎曲づる二つの連結部９ａ、
９ｂで連結した実施例であって、この芯体５を使用した
複合材は、断面路「王」字状のちのとなる。この場合の
二つの連結部９ａ、９ｂｉ、Ｌ。

上下同じ位置に設けても良いが、異なる位置に設けるこ
ともできる。またイの場合には、上下の連結部９ａ、９
ｂの位置を互いに平行に変化させてｂよく、またそれぞ
れ別個に変化させることも可能である。

第７図の芯体５を製造Ｊる方法を第８図に示づ。

すなわら、三つの基部（３ａ、６ｂ、５ｃを構成する三
組のたて糸７ａ、７ｂ、７ｃを平行に配設しておき、先
ず上部の基部６ａの右端から左方にＪ、こ糸８を打込ん
で、基部６ａの一部６ａｌに」：こ糸８を織込むと共に
、該基部６ａにおりる連結部９ａの突出位置１０ａから
Ｊ−こ糸８を基部６ａの下側に出し、該基部６ａの他の
部分５ａ２の下を通し、さらに中央部のす部６ｂの一部
６ｂ＋の上を通し、該基部６ｂにｄ３ける連結部９ａ、
９ｂの突出位置１０ｂから該基部６ｂの他の部分６ｂ２
内に織込む。

これにより、上部の基部６ａの館記一部６ａＩ、基部６
ａと基部６ｂとの間の連結部９ａの半分及び、中火部の
基部６ｂの前記他の部分６ｂ２が形成される。

次によこ糸８を右方に打込んで中央部の基部６ｂの全幅
に亙っで織成し、次いでよこ糸８を左方に打込んで該基
部６ｂの１ｊｉＪ記一部６ｂ１に織込むと共に、該基部
６ｂにおける連結部９ａ、９ｂの突出位置１０ｂからよ
こ糸８を該基部６ｂの下側に出し、該基部６ｂの前記他
の部分６１）２の下を通し、さらに下部の基部６Ｃの一
部６ｃ、の上を通し、該基部６Ｃにおける連結部９ｂの
突出位置１０ｃから該基部６Ｃの他の部分６Ｃ２内に織
込む。これにより、中央部の基部６ｂの前記一部６ｂｔ
、基部６ｂと基部６Ｃとの間の連結部９ｂの半分及び、
下部の基部６Ｃの前記他の部分６Ｃｚが形成される。

次によこ糸８を右方に打込んで下部の基部６Ｃの全幅に
亙っで織成し、次いでよこ糸８を左方に打込んで該基部
６Ｃの前記一部６Ｇ＋に織込むと共に、前記連結部９ｂ
の突出位置１０Ｇから基部６Ｇの上側に出す。

次いでよこ糸８を右方に打込み、下部の基部６Ｃの上及
び中央部のＭ部６ｂにおける前記他の部分６ｔ）２の下
を通し、さらに基部６ｂにおける突出位置１０ｂにおい
て基部６ｂを員いて基部６ｂの上に出し、該基部６ｂに
おける１１１１記一部６ｂｓの上及び上部の基部６ａの
下を通す。これにより、連結部９ａ及び連結部９ｂのそ
れぞれ残りの’Ｆ分が形成される。

次いでよこ糸８を左方に打込んで、上部のＭ部６ａの前
記他の部分（３ａ２に織込み、さらに右方に打込んで、
該基部６ａ全体を通してよこ糸８を織込み、これをもつ
−Ｃ芯体５を織成１する一ザイクルを終了する。

以上の各実施例においては、連結部９を形成する前に、
いずれかの基部６を一往復分織成するように述べたが、
二乃至四往復程度織成することも可能である。これによ
って連結部９の数が減少する！こめ、芯体５自体の強度
は若干低下づるが、該芯体５が複合材内において、芯体
５と織物１ａ。

１ｂとの剥離を防止するという効果は充分に奏すること
ができ、複合材としては充分な強度を持たせることがで
きる。

また各実施例の方法においては、各基部５ａ。

６ｂ、６ｃは相互に側方に離れて配設されているが、こ
のような位置に限定されるものではなく、相互に一部が
重なる位置に配設されていても差支えない。

本発明における各１大部６上の連結部９の配列は、実施
例に示したような略号インカーブ状に限定されるもので
はない。例えばジグザグの山形状に配列することも可能
であり、また斜めにｌ！７′ｉ続的に形成することもで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の芯体の斜視図であり、第２図は前記芯
体の横断面図である。第３図は、本発明の芯体を使用し
た複合材の一例を示ず横断面図であり、第４図は複合材
の他の例を示７Ｉ横断面図である。第５図は前記本発明
の芯（ホを製造する状態を示す横断面図である。第６図
は本発明の芯体の実施例を示す一部を拡大しＩζ横断面
図である。第７図は本発明の芯体の他の実施例を示Ｊ横
断面図であり、第８図はそれを製造する状態を示す横断
面図である。第９図及び第１０図は従来の複合材を示す
ものであって、第９図は横断面図、第１０図は斜視図で
ある。 ５・・・・・・芯体　　　　　６・・・・・・基部７・
・・・・・たて糸　　　　８・・・・・・よこ糸９・・
・・・・連結部　　　１０・・・・・・連結部の突出位
置１　２　・・・　・・・　ノフ　糸 出　願　人　　三菱重工業株式会社 １０８９４信１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　たて糸（７）とよこ糸（８）とを織成してなる織物
   である基部（６ａ、６ｂ）を二枚以上平行に配し、各基
   部（６ａ、６ｂ）の前記よこ糸（８）をそれぞれ他の基
   部（６ａ、６ｂ）に対向する側に突出させ、その突出す
   るよこ糸（８）を相互に連続させて連結部（９）を形成
   すると共に、そのよこ糸（８）の各基部（６ａ、６ｂ）
   における突出位置（１０ａ、１０ｂ）が各基部（６ａ、
   ６ｂ）の長さ方向に変化していることを特徴とする、複
   合材の強化部材用芯体 ２　たて糸（７）とよこ糸（８）とで織物である複数の
   基部（６ａ、６ｂ）を織成しつつ、よこ糸（８）を一の
   基部（６ａ）によこ糸（８）の一往復分以上織込んだ後
   、該よこ糸（８）を該一の基部（６ａ）の幅の途中から
   該一の基部（６ａ）の片面側に出し、連結部（９）を経
   て他の基部（６ｂ）の途中から入れて織込み、次いで該
   他の基部（６ｂ）によこ糸（８）の一往復分以上織込ん
   だ後前記よこ糸（８）を入れた位置から出し、連結部（
   ９）を経て前記一の基部（６ａ）に前記よこ糸（８）を
   出した位置から入れて織込み、以上の工程を繰返しなが
   ら、その織成の進行に伴って、各基部（６ａ、６ｂ）に
   おける前記連結部（９）の突出位置（１０ａ、１０ｂ）
   を変化せしめることを特徴とする、複合材の強化部材用
   芯体の製造方法 ３　前記基部（６ａ、６ｂ）におけるよこ糸（８）の突
   出位置（１０ａ、１０ｂ）に隣接するたて糸（７）に、
   力糸（１２）を添わせることを特徴とする、特許請求の
   範囲第２項記載の複合材の強化部材用芯体の製造方法 ４　前記力糸（１２）を、よこ糸（８）が突出する頻度
   の高い突出位置（１０ａ、１０ｂ）に隣接するたて糸（
   ７）にのみ添わせることを特徴とする、特許請求の範囲
   第３項記載の複合材の強化部材用芯体の製造方法