JPS63315656A - 三次元に編まれた複合強化繊維構造体の製造方法、及びこの製造用の機械 - Google Patents

三次元に編まれた複合強化繊維構造体の製造方法、及びこの製造用の機械

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JPS63315656A
JPS63315656A JP63067479A JP6747988A JPS63315656A JP S63315656 A JPS63315656 A JP S63315656A JP 63067479 A JP63067479 A JP 63067479A JP 6747988 A JP6747988 A JP 6747988A JP S63315656 A JPS63315656 A JP S63315656A
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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、樹脂を浸透させた織物繊維、無機繊維、合成
繊維その他の繊維で三次元的に織られあるいは編まれた
混紡芯要素の製造に係わるものであり、二の樹脂；オ後
ζこ重合させられあるいは他の方法によって硬化させら
れろ。
〔従来の技術ならびに本発明の課題〕二の型の芯要素は
全部が全部というわけてこよないか主として航空及び宇
宙空間の分野で利用されており、両分野では多くの応用
例があるか、その大部分は、大気圏再突入時の胴体の対
熱保護や固体燃料ロケットのノスル、航空機の制動装置
のように熱力学的応力に対する耐性を有する部品の製造
を目的とし・、あるいはノ＼リコブクの回転翼の軸部や
着陸装置、冗の１寸は根、翼の前縁等のように強い力学
的応力耐える部品の製造を目的としている。
このような芯要素の製造のために多くの方法が考案され
改良されてきたか、複雑な形状の部品の自動製造には多
大な困難がつきまとっているために、自動ｉ！造機も非
常に複雑な、したがって高価なものになるにもかかわら
ず、獲得されろ部品が常に必要とされろ均質性と耐性を
備えているとは限らない。
さらにこれらの濱紡要素：え卓越した特性を晴えている
ので、従来の機械では製造できないような複雑かつ変化
：こ富んだ形＃）：を有する部品の製造に用いられろ傾
向がある。
例えは本出願人名義のＦｌ−２−２，３９５，３４０号
に記述されているように、回転支持体に同心円状に；９
置された藍い垂直棒体を巡るよう二二して水平に二次元
的に織り、その後に棒体を糸て置き換えることによって
中空の回転１紡芯要素を実現する既知の方法がある。
別の技術によれは、とりわけＦＲ−４−２，３５５，９
３６号に記述されているように中空の支持マンドレルを
用いてその表面に互いに平行の幾つかの糸の層を十字型
に交差する向きをとるように置き、これらの糸の層に対
して垂直：こ縫台線を形成する。
ＦＲ４−２，３１５，５置２号によれ；ま、中空の支持
マンドレルは金属製の分解可能なものであり、ピンの押
し・込まれろ孔を有する間Ｆ鶏を開けて配置された扇形
部で形成されており、このピンのまわりに重ね台ｊ〕せ
交差させた様々な層を張り、さらにこれらの層：まマン
ドレルの扇形部間の隙間二二形成された縫合列によって
縫い合わされる。
これらの文書に記述された方法や装置はすべて中空のマ
ンドレルを必要としているか、その理由は、重２〕合わ
された各１を縫合によって接合するためには、外部から
導入された糸を結ひ合わせろ装置を支持棒の中に導入し
なければならないからである。
さらに、縫合は、脆い繊維用の取り扱いの難し、いバル
ブ（寸き針あるいは針孔の閉し・た針を用いて行なイ）
れるか、そのために往々にして糸に編線を施さなければ
ならないことになる。
これとは逆にＦＲｌ−２，４０８，（３７６号に記述さ
れた別の方法と手段は、「とげ」と呼はれろ硬い糸切れ
の植え込まれ、スポンジ状の材料でてきた中の詰まった
マンドレルを用いており、糸の層が相異なる２つの方向
にめぐらされろこれらの糸切れが第３方向の糸を形成す
ることになる。
二の方法には様々な欠点がある。まず第一にこれらの「
とけ」は植え込みができろように前もって予硬化処理を
施しておかなけれはならないか、そうすると「とげ」の
直径が大きくなってし、まう。
第二に「とげ」は製造すべき部品の欠くへからさる部分
ζこなろわけであるから、予め数万単位という膨大な数
の「とけ」を極めて狭い間隔て植え込んでおかなけれは
ならないか、これニオ高度の精密さを要し・極端に長い
時間のかかる作業になる。
さらに、表面に角や湾曲のある複雑な形状の部品の場合
、「とげ」とうし、が接触し・ないよう−二極めて狭い
間隔て「とけ」を植え込七作業を１テなうのは非常に困
難てあろし、、また、「とげ」によって画定されろ極め
て狭い通路に規則正しい層をなすように糸を設置するの
も容易な作業ではなく、糸が向きを変える部位において
はそのような作業は不可能になろ。
また、特に湾曲しまた部分ては間隔の狭すぎる「とげ」
はしつかり植え込まれないため、完成し、た部品に均質
性に欠けろ部分が生し・ろ二とにもなる。
本発明の目的は、回転立体形のみならず変（ヒに冨んた
断面（直径の変化、大きな湾曲）を有し、多面体や平板
な形状あるいは塊をなす芯要素の製造が可能な所しい方
法と装置を提供することによって、これらの欠点並びに
１足来技術に属する他の方法及び装置の欠点を除去する
ことである。
本発明はまた、従来技術による製品が有する均質性と耐
性よりも優れた均質性と耐性を示す斬しい製品の提供も
その目的にし、でいる。
〔課題を解決するための手段〕
これらの目的を達成するために本発明が提供する混紡芯
要素の製造法は、熱応力、力学的応力ないしは熱力学的
応力に対する高い耐性を有し・、特に航空あるいは宇宙
空間の分野−二おけろ応用を目的として、織物繊維、無
機繊維、合成Ｆ＆維その他の繊維で三次元的に縁られた
複雑な形状の混紡芯要素の製造する場合、製造すべき芯
要素の内部形状に等しい外部形状を有するスポンジ状の
材料もしく；、を類１■ツのｔ材料でてきた焼尽可能な
マンドレルを用い、マンドレル：こ硬い部品を植え込み
かつ少なくとも２方向に交差させ重ね合１）せた糸ある
いは繊維の連続する層をこのマンドレルの表面に押しつ
け、これらの層を垂直に貫通する糸あるいは繊維によっ
てこれらの層を互いに結び合わせ、その全体に硬化可能
の結合剤を浸透させた後でマンドレルを取除く型の製造
法において、前記硬い部品が一時的にマンドレルに植え
込まれたピンであってマンドレルの表面に接触するよう
に前記ピンに張・ちれた連続する繊維製の糸を留めろよ
うになっていること、少なくとも３層の重ね合わされ交
差させられた規則正しい層を順次形成するように前記ピ
ンに連続糸を張る二と、順次開いた環を形成する連続糸
を前記糸が中を通る針を用いて前記層を貫くように外側
か・ち導入したあと前記ピンを取除くことを特徴とする
混紡芯要素の製造法である。
本発明のもう一つの特徴によれ；オ、前記層；よ前記層
の糸が前記糸環に及ぼす摩擦と締めはけの相乗効果によ
ってとりまとめられるのである。
本発明；ままた、以上ζ；定義された方法を実施する機
械の提供も目的にしているか、その機械は、フレームと
水平回転マンドレル支持軸、前記軸に装着された穿孔可
能の材料でてきた取り外し、可能のマンドレル及び前記
軸を回転駆動させる手段を備えろ型の機械であり、フレ
ームか、取り外し可能の加工装置の固定手段と水平軸を
中心にしてこの装置の向きを変える手段をその下端部に
備えかつ前記軸の１方に１立ｌし・３本の直交軸りこ沿
って調整可能の垂直アームを支えていることを特徴とし
ている。
本発明のもう一つの特徴によれ；よ、３個１刊の相異な
る取り外し可能かつ調整可能の加工装置がアームの前記
下端部に用意されているか、この３個１．Ｊの加工装置
とはすなわち、マンドレル：こピンを打ち込む装置と糸
を設置する装置、及び順次環を形成する連続糸（５０）
をマンドレルに置かれた交差する糸の層を貫通するよう
に打ち込むための針付きの装置てある。
さら：こ、本発明は、以上巳こ定義された方法と機械を
用いて製造された製品の提供をも目的としているか、こ
の製品：よ、中空の針によって外側から前記層を貫通し
て導入されろ連続糸が順次形成する環に対する締め付け
と摩擦によって全体とし・で保持されろ少なくとも３層
の交差させるｇ重ね合わされた繊維糸の規則正し、い層
ζこよって構成されろことを特徴とし・でいる。
〔実施例〕
単なる一例として添けされた図面を参照しながら以下の
記述を読めは、本発明の実施態様が充分に理解てきろて
あろう。
第１図を参照すると、本発明に係わる機械は、２本の宕
１を有するフレーム、下部横断材２、第２の横断ｔ第４
によってその上部で結合された２本の垂直支柱３及び２
本の側面支持体５を備えている。
それぞれの垂直支柱３はカイトレール６を滝えており、
カイトレール６に装着されかつねし・　９によってカイ
トレール上の位ａを固定する二とができろスライダ８に
は、横断棒７がその両端部ト１１近に固定されている。
棒７には往復台１０が装置されており、二の往復台１０
には、棒７に対してＵｆＩ整可能かつ水平に滑動するよ
うなかたちて水平アーム１１が装着されている。
水平アーム１１はその一方の端部において、やはり：Ａ
！！可能かつ水平に滑動するようなかたちで装着された
垂直アーム１２を支えている。
垂直アーム１２はその下端部１３に、取り外し。
可能の加工装置を受は入れろように調整された固定手段
を協えているか、この取り外し・可能の加工装置は第４
図から第７図により明確己こ図示されている。
また、二の機械は、回転するように装着されかつマンド
レル１５を支持するようにＳＩ！Ｉ整された水平軸１４
を側面支持体５の一つ：こ備えており、この軸１４は棒
７の下方に棒７と平行ζこ延在し７ている。
軸１４はやはり側面支持体５に装着された電気ステッピ
ングモータ１６によって回転駆動されろ。
当然のことであるか、棒７とアーム１１及び１２の配置
のおかげて、端部１３をモータ旧、Ｍ２、Ｍ３によって
３本の直交軸Ｘ、）′、Ｚ：こ沿うようなかたちで調整
し、望み通りのすべての位置をマンドレル１５に対して
とらせろ二とができろか、−例として棒７とアーム１１
及び１２の端部に装置されているように図示したこれら
のモータＭ１、ト１２、旧は、ビニオン、ラック、無頭
ねし・その池を備えた既知のしかるべき装置を介して棒
７とアーム１１及び１２を前記３本の直交軸に沿って駆
動する。
特に第５図と第６図を参照すると、アーム１２の下端部
１３はその延長上に固定された脚部１７を情えており、
二の脚部１７に固定された例えはステンピンクモークの
ような小型電気モータ１８の水平シャフト１９：マ脚部
１７を貫通して延在している。
第４図には、モータ１８のシャフト１９に取ａ）外し可
能なかたちで装着することのできる参照番号２０の第１
の加工装置が図示されている。
この装置２０は既知の型の空気釘打ち器であり、管２２
によって圧搾空気供給源と制御装量（図示せず）に連結
された複動ジヤツキ２１、及び導管２４によって装置２
０に連結されたピンを中に収めろ振動貯蔵箱２３を備え
ている。
貯蔵器２３は、機械のフレームもしくは他の適切な支持
体く図示せず）に装着することができろ。
装置２０をモータ１８のシャフト・に装着する二とによ
り、この装置の向きを垂直平面内の何らかの角度に沿っ
て変更し１、マンドレル１５表面の希望するすべての位
置りこピン２５を植え込むことができろようになる。
第５図と第６図＋、１、モータ１８のシャフト１９に取
り外し、可能なかたちで装着する二とのできろ第２の加
工装置を図示している。
参照番号２６で示されろ二の第２の加工装置は、マンド
レル１５表面のピン２５の間がピン２５のまわりに糸を
下ろすように調整されている。
この目的のために、装置２６：こは、止めねじ２８によ
ってシャフト１９にブロックされるように調整された支
持体２７が備えられている。
この支持体２７は小型電気ステッピングモータ２９を支
えているか、二のステッピングモータ２９のシャフトは
下に向かって延在するとともに、下の方に通しかつその
上部に開口部３２を有する扁平な断面の管３１によって
構成されろ糸通しを支えており、マンドレルに設置する
糸３３は開口部３２から糸通し・管３１に入り、その下
端部から出る。
管３１のこの下端部は参照番号３４に図示されているよ
うに内側が丸みを帯びており、脆い糸を用いた場合に糸
が損われたり、また、糸が明確な角をなして糸通し・管
３１から出るときに糸が切れたりしないようになってい
る。
糸３３は、フレームあるいはその他の適切な支持体に装
着されたホピン貯蔵部３５がら出てくる。
第７図は第３の加工装置を図示しており、この加工装置
は予めマンドレル１５の表面に設置された層を貫通させ
て連続糸の環を導入するための装置である。
参照番号３６で示されろこの装置もやはり取り外し・可
能なかだちてモータＩ８のシャフト１９に装置すること
ができろ。二の装置は、ンヤフト１９に固定されかつレ
ール３８の固定されている支持ｔ＄３７、レール３８を
滑動するブロック３９、空気ジヤツキ４０を備えており
、この空気ジヤツキ４０の一シリンダはレール３８と一
体構造のレール３８の延長部４１に固定され、またその
ピストン棒４２は７０ツク３９に連結されている。
ブロック３９：よ第８図にその拡大断面図を示し・た針
４３を支えているか、この針４３は以下においてより詳
細に記述される。
針の先端部４６とは反対側の端部４７は、アロツク３９
に装着された既知の型の空気糸挟み４８の傍らに固定さ
れている。
糸挟み４８：よ、管４９によって圧搾空気洪′＠源（図
示せず）に連結されており、供給源（同様に図示せず）
から出た繊維糸５０は、糸挟み４８と針４３の管状部４
４を貫通して延在し・孔４５から出る。
好適には、ブロック３９とレール３８の間に戻しばね５
２を用意し・、管５３によって圧搾空気を供給されたジ
ヤツキ４０がブロック３９を押し出してから離脱させら
れた場合には、ばね５２がブロック３９と針を後戻りさ
せるようにする。
図面から明らかなように、装置２０と同じ・ようにして
装置３６の向きもモータ１８によって垂直平面内で変え
ることができろ。
本発明の方法によれは、作業工程の第１段階ではまず、
機緘のアーム１２の端部に装着された第１の加工装置２
０を用いて、スポンジ状のｔオ料でてきたマンドレル１
５０表面のマンドレル１５の形状に応して選択した位置
においてマンドレル１５にピン２５を植え込み、そうす
ることによってこれらのピンの間をマンドレル表面に張
られた糸３３が規則正しい層を形成するように糸３３を
保持かつ維持する。
第２図に図示された実施例によれば、マンドレルは製造
すべき芯要素の内部形状に対応する円筒円錐形の形状を
有している。
例え：よ、第１のピン群２５ａを軸１４の回りのほぼ平
坦なマンドレル断面に植え込む。次に例えば、マンドレ
ルの円筒状部分に２列の円周ピン列２５ｂを植え込み、
さらに円錐先端部分に一定の間隔をおいてピン２５ｃを
、円錐先端部分の頂点にピン２５　ｄを植え込み、最後
にマンドレルの軸１４に対して傾斜し・たマンドレル表
面の部分にピン２５ｅを円周列をなすように植え込七〇 にでひとつ？主起し１ておくと、ピン２５１）を！、ｔ
　Ｌ、めとしてマンドレルの軸に平ｉテもし・くはほぼ
平行にマンドレル表面に植え込まれたすべてのピン：ｌ
ｌｔマンドレル表面に対して垂直になっているか、一方
、ピン２５ａ、２５ｃ、２５１１、２５ｅ及び一般にこ
の軸に対して傾斜し、た表面やこの軸に直交するような
表面に植え込まれたすべてのピンは一定の方向に傾斜さ
せておき、糸が自然にピンを滑ってこれらのピンのそれ
ぞれが関係するマンドレル表面とともに形成する鋭角に
填り込むようにすると都合がよい。
これらの植え込み作業を行なうために、モータ１８を作
動させて装置２０を適当に傾斜させながらマンドレル１
５上を縦方向に装置２０を移動させるとともに、装置２
０の１行程が終わるたびにモータ１６でマンドレルを１
ステップ分だけ回転させる。
ピンを選択されたすべての位置：こ植え込んだら、装置
２０を装置２６に取り替えろ。開口部３２から糸３３を
糸通し・３１に入れると、糸の端部が糸通し・の端部か
ら下に向かって出てくる。
この糸の端部を例えはピン２５ａのひとつに固定し１、
先ｉテする作業のときと同しようにして装置２６を移動
させ、糸をピン２５ｂの間に通して円錐頂点のピン２５
ｒ１の向う側まで引っ張ってゆく。
この段階でマンドレルを１ステップ分だけ回転させてか
ら糸３３を引き戻し・、この糸がピン２５ｄをめぐって
二本のピン２５ｂの間を通過するようにし、次に装置２
６を傾斜させながら引き下ろし、糸３３が出発点となっ
たピン２５ａに隣接するピン２５ａを同し・ようにして
めくるようにさせる。
円錐頂点附近に糸が集まりすぎるのを避けろために、一
定の間隔をおいて円錐部分に配置したピン２５ｃを糸が
めぐるようにさせる。
こうして、糸３３でできた第１の規則正しい層が縦方向
に設置されろと、例えはこれと９０゛をなすように第２
の層を円周方向に設置する。
この糸巻き作業Ｈ，を螺旋状に行なう二ともてきるか、
その場合は、例え：えピン２５ａのびとつを出発点とし
、マンドレルを回転させながら装置２６を直線的に移動
させる。
適当に傾斜させたピン２５ｅの円周列は、糸を受は止め
、マンドレル端部のほぼ平坦な表面とまだ円錐状部分に
ならないマンドレルの丸みを帯びた部分に糸を接触させ
ておくためのものである。
同様に、円錐状部分にあるピン２５ｅの円周列は、糸が
頂点の方に滑ってゆくのを妨げるためのものである。
そしてマンドレルの軸に対し４て平行になった表面部分
に植え込まれたピン２５ｂは、糸に規則正しい間隔を保
たせろためのものであり、また、モータ２９て糸通し・
３１をその軸を中心にして回転させ、糸通しの最も幅の
狭い断面がピンの列と列の間にくるようにさせることが
できろ。
このようにして、重ね合わされた層をマンドレルの上に
必要な数たけ設置するわけであるか、にでひとつ注記し
ておくと、要素の中のある一定の部分を補強し、ようと
する場合には、作業の第１段階においてその部分の境界
にピンを植え込むだけでよく、そうすれは、それらのピ
ンの間に１回ないし・ニオ数回分だけ余計に糸を下ろし
て糸がそれらのピンをめぐって往復するようにさせるこ
とができる。
これＨ，を特に強調しでしかるべきことであるか、例え
ば凹面部分を有するような変１ヒに富んだ表面の場合は
、作業の第１段階において螺旋状のピン列を植え込み、
これらのピン列に糸３３を掛けろことができろ。
この第２作業段階が終了すると、装置２６を第３の加工
装置３６に取り替える。
糸５０が糸挟み４８に通されて針４３を通り抜けろと第
３作業段階になり、ユニでこの糸をマンドレルに設置さ
れている重ね合わされた層を貫通するように導入する。
糸５０は、針４３が次々と東すし、込まれるたびに第１
０ａ図から第１０ｆ図に図示されたシーケンスに従い、
ジヤツキ４０により押し・出され：よね５２て引き戻さ
れろ針４３によって、自由環のかたちで導入される。
糸５０は糸挟みが締め（寸けられた状態で針４３に引っ
張られて層を貫通するか、このときの針の行程は、針の
孔４５の少し・先まで針かマンドレルのスポンジ部に入
り込むように調整されている（第１０ａ図、第１０１）
図、第１０Ｃ図）。
二の段階て糸扶みが緩められ（第１０ｄ図）、針は徐々
に糸を繰り出し、ながらく第１０ｅ図）層を通り抜けて
引き上けられて１１）き閉し・られていない小環５４を
形成するか、この小環５４はスポンジと層による摩擦と
によってのみスポンジと第１の層の界面のすく下に保持
されろ。
勿論、針が退いたあと環の上て閉し・ろスポンジの弾性
圧があり、そして針か退く際にも重ね合わされた層の糸
の摩擦と締めはけが動くわけであるから、針が退いてゆ
くあいた針の管状部を自由に通り抜けてゆく糸は充分留
めておけろ。
糸の層を抜は出た針は、マンドレル上に重ね合わされた
層全体の厚み：こ針φすし作業の１ステップ分を加えた
ものに等しい距離だけ層の表面から離れた高さまで引き
上げられるか、二の場合針刺し作業の１ステップ分はし
がるべく設定された針を刺す間隔に相当するのである（
第１Ｏｆ図）。
この段階で糸挟みを作動させて糸を針の中にフロックし
、アーム１２を１ステツプ移動させ、そして再び装置を
作動させて二の作業サイクルを再開し、同一の糸５０に
よって多数の環５３を連続的に形成する。
マンドレルに植え込まれたピンは、装置３６の加工作業
が進行するにつれて徐々に除去してゆき、ピンが加工作
業の妨げにならないようにすることができろ。
この第３作業段階がきちんと行なわれるか否かは、針の
形状に大きく左右されろ。実際、使用される糸５０は大
抵の場合はくれやすく脆い繊維糸である。
つまり、従来の貫通孔１寸き針を使用すると、糸の１＆
碓は孔から出る際に孔の両側でほどけ、そのためにひっ
かかりが生じ・て切れてし・まうことが確かめられてい
るのである。
このため針４３は、第８図に図示されているように、先
端部４６から離れたへりが内側丸み５１になっている傾
斜した貫通孔４５を備えており、糸は針に通されろ際に
この内側丸みに沿って曲るため、糸が濯んたり、あるい
は糸が切れる虞れのある折れ目が生じたりしないですむ
のである。
好適には、貫通孔４５は、先端部４６から離れたその端
部において、先端部から遠ざかるにつれて奥行が減少す
る部分的に円形の断面を有する縦断溝部４４コこ通して
おり、この縦断溝部内を糸が通っている。
第９図に図示された実施例によれは、針′４３ａは中空
であ０、非貫通孔４５ａに横から斜めに通しる軸方向管
状部４４ａを備えているか、この非貫通孔４５ａの先端
部４６ａから離れたべりＢ、を針４３の九み５１に類１
ｖ、の内側丸み５１ａ！こなっており、また、針の内側
を糸が通っている。
言うまでもないことであるか、本発明に係わる機微によ
れば、装置３６の向きをマンドレル表面のそれぞれの部
分に応して適切に変更することによって、装置３６をマ
ンドレル表面のすべての部分にわたって非常に規則正し
いステップで極めて高速に機能させる二とができろ。
二のようにして、マンドレル円錐状部分の頂点とは反対
側の端部領域においては、針が常に層を貫通して垂直に
刺し込まれろようミこ、装置３６の傾斜を徐々二こ増大
させる。
やはり言うまでもないことであるか、これらすべての作
業を（テなうために、製造する要素の形状に応じて予め
プログラムされた記憶装置１寸き電子装置によってモー
タＭ１、Ｍ２．４３．１８．２９及び１６が適切に制御
されるのは勿論であるか、この電子装置は既知の型のも
のであって本発明に属するものではない。
層を頁通して糸を導入する作業が終わると、芯要素をマ
ンドレルに残し・たままの状態でか、あるいは予め芯要
素を取り外すかして、従来技術による全体の浸透作業に
取りかかる。
二の点について本発明によって製造されろ要素の主要な
特性を強調しておくべきてあろう。すなわち、層は浸透
の前にまず、Ｎを貫通して要素の外面で互いに連結され
た開いた環を要素の内面に噸次形成する連続糸５０に対
して重ね合わされた層の糸が及はす締め付けと摩擦の相
乗効果：こよってのみ全体として照持されるのである。
本出願人：ま、本発明−二従って二のように製造された
芯要素を操作し１、マンドレルから取り外されてから浸
透されるまでのあいた芯要素の形状を慄持しておくには
、これらの締め付けと摩擦の効果たけて充分であること
を確認している。
芯要素を取り外す最も簡単な方法：よ、１クリえは燃焼
させることによってマンドレルを破壊することである。
第１１図は完成し・た要素の形状を図示するとともに、
糸の配置を３次元的に示している。
本発明に従って一時的にピンを使用すれは数百本のピン
を植え込むだけで任意の要素に層を設置することができ
るか、従来技術においてピボットを使用する場合には、
同一の要素に数百本のピボットを最後まて使う糸として
植え込まなけれはならない。
従って、ピンとピンの間隔がより広くなるので糸の層を
設置する密度も高めろことができろし・、また、この糸
も針によって糸を導入することによってざら一二し、つ
かりと締め１寸けることができる。
その結果、従来技術による要素よりもはるかに耐性の高
い要素が製造できるのである。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明に１系わる機械の一実施聾様を図示した
透視図、第２図はマンドレル支持軸の端部とそ二：こ固
定されたスボンン状材料でてきたマンドレルの縦断面図
、第３図は製造中の芯要素の例を図示し・マンドレルに
植え込まれたピンの配置とこれらのピンに張られた糸の
配置を示す透視図、第４図は垂直アームの下端部に装着
されかつマンドレルにピンを植え込むように調整された
第１の取り外し・可能加工装置を図示した部分透視図、
ｖ、５図及び第６図は垂直アームの下端部に装置されか
つ糸を設置するように調整された別の取り外し・可能加
工装置と糸を設置する装置の向きを変える手段を図示し
た拡大図、第７図はマンドレル上に重ね合わされた層を
貫通して連続糸の環を導入するように調整されたもうひ
とつの取り外し可能針はき加工装置を図示し。 た拡大図、第８図は第７図の加工装置に使用される針の
拡大縦断面図、第９図は別の形状の針を図示した縦断面
図、第１０ａ図から第１０ｆ図まて：よマンドレル上に
重ね合わされた層を貫通して連続糸の環を導入する作業
の様々な段階を図示し・た概略断面図、第１１図は完成
した要素の縦断面図である。 １　足　　　　　　　　　　２　下部横断材３　垂直支
柱　　　　　　４　横断材 ５　側面支持体　　　　　　６　カイ！・レール７　横
断棒　　　　　　　８　スライダ９　ねし　　　　　　
　　１０　　往復台１１　　水平アーム　　　　　１２
　　垂直アーム１３　　下端部　　　　　　　１４　　
水平軸１５　　マンドレル １６、２９　　ステラピンクモータ １７　　脚部　　　　　　　　１８　　小型電気モータ
１９　　水平シャフト２０　　第１加工装置２１　　複
動ジヤツキ　　　　２２　　管２３　　貯蔵箱　　　　
　　　２４　　導管２５、２５ａ、　２５ｂ、　２５ｃ
、　２５ｃ１．２５ｅピン２６　　第２加工装置　　　
　２７　　支持体２８　　止めねし　　　　　　３０　
　垂直シャフト３１　　糸通し・　　　　　　　３２　
　開口部３３　　連続糸　　　　　　　３４　　内側丸
みへり３５　　ホピン貯蔵部　　　　３６　　第３加工
装置３７　　支持体　　　　　　　３８　　レール３９
　　ブロック　　　　　　４ｏ　　空気ジヤツキ４１　
　延長部　　　　　　　４２　　ピストン棒４３、４３
ａ針　　　　　　　４４　　縦断溝部４４ａ軸方向管状
部　　　　４５．４５ａ孔４Ｇ、　４６ａ先端部　　　
　　４７　　端部４８　　糸挟み　　　　　　　４９　
　管５０　　糸　　　　　　　　　５１．５１ａ内側丸
み５２　　戻しばね　　　　　　５３　　管５４　　小
環　　　　　　　　別、　Ｍ２．　Ｍ３　　モータ゛　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　、１　　ｉ
　　　　　　　　　　　ゝ・、＼ハＦＩＧ、４ −　　　　　　　　ｌコ ＦＩＧ、７ ｄ　　　　　　　　　ｅ 手続主１１Ｉ正書（光０ 昭和６３年　７月５日

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）熱応力、力学的応力ないしは熱力学的応力に対す
    る高い耐性を有し、特に航空あるいは宇宙空間の分野に
    おける応用を目的として、織物繊維、無機繊維、合成繊
    維その他の繊維で三次元的に織られた複雑な形状の混紡
    芯要素の製造する場合、製造すべき芯要素の内部形状に
    等しい外部形状を有するスポンジ状の材料もしくは類似
    の材料でできた焼尽可能なマンドレルを用い、マンドレ
    ルに硬い部品を植え込みかつ少なくとも２方向に交差さ
    せ重ね合わせた糸あるいは繊維の連続する層をこのマン
    ドレルの表面に押しつけ、これらの層を垂直に貫通する
    糸あるいは繊維によってこれらの層を互いに結び合わせ
    、その全体に硬化可能の結合剤を浸透させた後でマンド
    レルを取除く型の製造法において、前記硬い部 品が一時的にマンドレルに植え込まれたピンであってマ
    ンドレル（１５）の表面に接触するように前記ピン（２
    ５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ、２５ｅ）に張られた連
    続する繊維製の糸を留めるようになっていること、少な
    くとも３層の重ね合わされ交差させられた規則正しい層
    を順次形成するように前記ピンに連続糸（３３）を張る
    こと、順次開いた環を形成する連続糸を前記糸（５０）
    が中を通る針（４３）を用いて前記層を貫くように外側
    から導入したあと前記ピンを取除くことを特徴とする混
    紡芯要素の製造法。
  2. （２）マンドレル表面に張られた糸（３３）をピンとピ
    ンの間に留めかつ維持して規則正しい層を形成するよう
    に、前記ピン（２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ、２５
    ｅ）を、マンドレルの形状に応じてマンドレル表面に選
    択された位置に、また特に糸（３３）の方向変更を決定
    しようとするすべての位置に植え込むことを特徴とする
    請求項１記載の混紡芯要素製造法。
  3. （３）前記ピン（２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ、２
    ５ｅ）を円周状かつ螺旋状の列をなすように植え込むこ
    とを特徴とする請求項２記載の混紡芯要素製造法。
  4. （４）前記連続糸（５０）を、内側丸み（５１）のある
    へりを有する貫通孔（４５）に横から斜めに通じる縦断
    溝部（４４）を備えた針（４３）によって、前記層を貫
    通するように導入することを特徴とする請求項３記載の
    混紡芯要素製造法。
  5. （５）前記連続糸（５０）を、内側丸み（５１ａ）のあ
    るへりを有する非貫通孔（４５ａ）に横から斜めに通じ
    る軸方向管状部（４４ａ）を備えた中空の針（４３ａ）
    によって、前記層を貫通するように導入することを特徴
    とする請求項３記載の混紡芯要素製造法。
  6. （６）針（４３）の孔（４５）が完全にマンドレル（１
    ５）の材料中に入り込むように針を前記層を貫通させて
    マンドレルに打ち込むことを特徴とする請求項４記載の
    混紡芯要素製造法。
  7. （７）請求項１から５のいずれかに定義された方法によ
    る混紡芯要素製造機において、混紡芯要素製造機がフレ
    ームと水平回転マンドレル支持軸、前記軸に装着された
    穿孔可能の材料でできた取り外し可能のマンドレル及び
    前記軸を回転駆動させる手段を備えていること、またフ
    レーム（１、２、３、４）が、取り外し可能の加工装置
    （２０、２６、３６）の固定手段（１７、１９）と水平
    軸を中心にしてこの装置の向きを変える手段（１８）を
    その下端部（１３）に備えかつ前記軸（１４）の上方に
    位置し３本の直交軸に沿って調整可能の垂直アーム（１
    ２）を支えていることを特徴とする混紡芯要素製造機。
  8. （８）混紡芯要素製造機が、マンドレルにピンを打ち込
    む装置（２０）と糸を設置する装置（２６）及び順次環
    を形成する連続糸（５０）をマンドレル（１５）に設置
    された交差する糸の層を貫通するように打ち込むための
    針付きの装置（３６）からなりかつアーム（１２）の前
    記下端部（１３）と連動するように調整された３個１組
    の加工装置を備えていることを特徴とする請求項７記載
    の混紡芯要素製造機。
  9. （９）ピンを打ち込む装置（２０）が自動釘打ち器であ
    ることを特徴とする請求項７記載の混紡芯要素製造機。
  10. （１０）糸を設置する装置（２６）か、モータ（２９）
    の垂直シャフト（３０）の周囲に向きを変えられるよう
    に装着されかつ排出孔が内側丸みへり（３４）を有する
    横断面が扁平の管状糸通し（３１）を備えていることを
    特徴とする請求項７記載の混紡芯要素製造機。
  11. （１１）連続糸を打ち込む装置（３６）が、ジャッキ（
    ４０）を支える支持体、ジャッキのピストン軸に連結さ
    れて支持体上を滑動しばねによって引き戻されるブロッ
    ク（３９）及び前記ブロックに装着された針（４３）と
    糸挟み（４８）を備え、この装置（３６）の向きかモー
    タによって垂直平面内で変更可能であることを特徴とす
    る請求項７記載の混紡芯要素製造機。
  12. （１２）前記針（４３）が、先端部（４６）から離れた
    側に内側丸み（５１）のあるへりを有する貫通孔（４５
    ）に横から斜めに通じる縦断溝部（４４）を備え、前記
    溝部が前記先端部から遠ざかるにつれて奥行が減少する
    部分的に円形の断面を有していることを特徴とする請求
    項１１記載の混紡芯要素製造機。
  13. （１３）前記針（４３ａ）が中空であり、かつ内側丸み
    （５１ａ）のあるへりによって限定された非貫通孔（４
    ５ａ）に横から斜めに通じる軸方向管状部（４４ａ）を
    備えていることを特徴とする請求項１１記載の混紡芯要
    素製造機。
  14. （１４）アーム（１２）の端部（１３）の固定手段が、
    アーム（１２）の延長上に延在する脚部（１７）に固定
    されたモータ（１８）の水平シャフト（１９）を備えて
    いることを特徴とする請求項７記載の混紡芯要素製造機
    。
  15. （１５）少なくとも３層に重ね合わせ交差させた規則正
    しい糸の層と前記層を貫通して延在する糸を含み、重合
    させられた結合剤を浸透させられ、三次元的かつ少なく
    とも３方向に織られた変化に富んだ複雑な形状の混紡芯
    要素において、前記層が結合剤の浸透と重合の前にまず
    、層を貫通して要素の外面で互いに連結された開いた環
    を要素の内面に順次形成する連続糸（５０）に対して層
    の糸が及ぼす締め付けと摩擦の相乗効果によってのみ全
    体として維持されていることを特徴とする混紡芯要素。
JP63067479A 1987-03-25 1988-03-23 三次元に編まれた複合強化繊維構造体の製造方法、及びこの製造用の機械 Granted JPS63315656A (ja)

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