WO2023166737A1 - 繊維プリフォーム、繊維プリフォーム前駆体及び繊維プリフォームの製造方法 - Google Patents

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WO2023166737A1
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tapered portion
fiber preform
circumference
peripheral side
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市弥 高橋
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三菱電機株式会社
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Definitions

  • the present disclosure relates to a fiber preform for fiber-reinforced plastic, a fiber preform precursor, and a method for manufacturing a fiber preform.
  • a sandwich structure with fiber-reinforced plastic as the skin is used, for example, as an end bell structure for a generator.
  • a fiber preform that constitutes the convex skin a fiber preform using a Tailored Fiber Placement method (hereinafter referred to as a TFP method) is used in addition to the fiber fabric.
  • TFP method Tailored Fiber Placement method
  • a fiber preform is manufactured by stitching fiber tows to a base material with fixing threads to integrate them.
  • the shaping of the fiber preform into the mold is performed with the fiber tow sewn to the base material with fixing threads. For this reason, when a fiber preform having a curved outer shape is formed into a molding die, excess or shortage of fiber tows may occur with respect to the molding die. Excess or shortage of fiber tows causes the fiber preform to wrinkle. Thus, conventional fiber preforms have a problem of low formability.
  • the present disclosure has been made in view of the circumstances described above, and aims to provide a fiber preform, a fiber preform precursor, and a method for manufacturing a fiber preform having high formability.
  • the fiber preform of the present disclosure includes a first fiber tow provided in a first region on a substrate and a second region excluding the first region using a water-insoluble fixing yarn. and a securing member straddling the first fiber tow for securing a portion of the first fiber tow to the substrate, the securing member a third fiber tow sewn to the substrate using a water-soluble fixing thread or an adhesive or elastic adhesive, the first fiber tow being changeable relative to each other; can change its position relative to the second area.
  • a portion of the fiber tows are secured in the first region in a manner that does not detach from the substrate and allows for changes in relative position to each other. For this reason, the first fiber tows can change their relative positions with each other, and the first regions can change their relative positions with respect to the second region, so that the shapeability can be improved.
  • a preform, a fiber preform precursor and a method for manufacturing a fiber preform can be provided.
  • FIG. 1 Schematic diagram showing a fiber preform precursor according to Embodiment 1 Partial enlarged view of P1 shown in FIG. Partial enlarged view of P2 shown in FIG. Partial enlarged view of P3 shown in FIG. IID-IID line sectional view shown in FIG. 2C Schematic diagram showing a cross section of the outer peripheral slit shown in FIG. A diagram showing dimensions of the fiber preform precursor according to the first embodiment. Partial enlarged view of Q1 shown in FIG. Partial enlarged view of Q2 shown in FIG. Partial enlarged view of Q3 shown in FIG. FIG. 5 is a partially enlarged view of Q4 shown in FIG. 4; FIG. 2 is a diagram for explaining dimensions after shaping of the fiber preform using the fiber preform precursor according to Embodiment 1. FIG. FIG. FIG.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the arrangement of the outer peripheral side slits according to the first embodiment;
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the arrangement of the inner peripheral side slits according to the first embodiment;
  • FIG. 5 is a diagram for explaining arrangement of fixing members in the outer tapered portion according to the first embodiment;
  • FIG. 5 is a diagram for explaining the arrangement of fixing members in the inner peripheral tapered portion according to Embodiment 1;
  • Schematic diagram of a method for shaping a fiber preform manufactured using the fiber preform precursor according to the first embodiment Schematic diagram showing a fiber preform according to Embodiment 2 Partial enlarged view of S1 shown in FIG. Partial enlarged view of S2 shown in FIG. Partial enlarged view of S3 shown in FIG.
  • FIG. 2 Partial enlarged view of S1 shown in FIG. Partial enlarged view of S2 shown in FIG. Partial enlarged view of S3 shown in FIG.
  • FIG. 2 Partial enlarged view of S1 shown in FIG. Partial enlarged
  • FIG. 10 is a schematic diagram showing a fiber preform precursor according to Embodiment 3; Partial enlarged view of T1 shown in FIG. Partial enlarged view of T2 shown in FIG. Partial enlarged view of T3 shown in FIG. XV-XV line sectional view shown in FIG. 14C
  • FIG. 11 is a diagram for explaining the arrangement of fixing members in the outer tapered portion according to the third embodiment
  • FIG. 11 is a diagram for explaining arrangement of fixing members in an inner peripheral tapered portion according to Embodiment 3
  • FIG. 5 Schematic diagram showing a fiber preform precursor and a method for manufacturing a fiber preform according to Embodiment 5
  • Schematic diagram showing a fiber preform precursor and a method for manufacturing a fiber preform according to Embodiment 5 Schematic diagram showing a fiber preform precursor and a method for manufacturing a fiber preform according to Embodiment 5
  • Schematic diagram showing a fiber preform precursor and a method for manufacturing a fiber preform according to Embodiment 5 Schematic diagram showing a fiber preform precursor and a method for manufacturing a fiber preform according to Embodiment 5
  • Schematic diagram showing a fiber preform precursor and a method for manufacturing a fiber preform according to Embodiment 6 Schematic diagram for explaining a sandwich panel manufacturing method according to the present disclosure
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a fiber preform precursor 11 according to Embodiment 1, and FIGS. 2A to 2C are enlarged diagrams of regions P1 to P3 shown in FIG. 1, respectively.
  • Fiber preform precursor 11 is manufactured in the process of manufacturing fiber preform 12 according to the second embodiment.
  • a fiber preform 12 produced from a fiber preform precursor 11 is used as the convex skin of a part-disc-shaped sandwich panel with a central angle of 90°.
  • the fiber preform precursor 11 and the fiber preform 12 are flat in the state and convex after shaping. Partial disc-shaped sandwich panels are also used, for example, as end bells for generators. It should be noted that the angles and shapes of the central angles are not intended to be limited to those described in the embodiments.
  • a sandwich panel is manufactured, for example, as follows. As shown in FIG. 25, the fiber preform 12 for the convex skin is placed in the female molding die 131 . By arranging a foam core 121 and a fiber preform 112 for a smooth surface side skin on the fiber preform 12 , the foam core 121 is sandwiched between the fiber preforms 12 and 112 . Next, the foam core 121 and the mold 131 sandwiched between the fiber preforms 12 and 112 are covered with a bagging film 132 . A liquid resin is injected into the space between the mold 131 and the bagging film 132 . A sandwich panel is produced by solidifying the liquid resin.
  • the fiber preform precursor 11 includes a base material 21 including a fiber fabric, a central portion 31 including fiber tows and water-insoluble fixing yarns, and an outer peripheral portion including fiber tows and water-soluble fixing yarns.
  • the central portion 31, the outer tapered portion 33, the inner tapered portion 34, the outer flange portion 38, and the inner flange portion 39 each have a shape obtained by cutting a part of a ring.
  • An outer tapered portion 33 is provided along the outer periphery 31 a of the central portion 31
  • an outer flange portion 38 is provided along the outer periphery of the outer tapered portion 33 .
  • An inner tapered portion 34 is provided along the inner circumference 31 b of the central portion 31
  • an inner flange portion 39 is provided along the inner circumference of the inner tapered portion 34 .
  • Side portions 35 and 36 are provided at both ends of the central portion 31 . As shown in FIG.
  • the central portion 31 is located on the protruding flat portion of the foam core
  • the outer tapered portion 33 is located on the outer peripheral inclined portion of the foam core
  • the inner peripheral portion The tapered portion 34 is arranged on the inner peripheral side slope of the foam core
  • the outer peripheral side flange portion 38 is arranged on the outer peripheral side flange
  • the inner peripheral side flange portion 39 is arranged on the inner peripheral side flange.
  • FIG. 4 also shows the dimensions of the fiber preform precursor 11 .
  • the outer circumference 33a of the outer circumference tapered portion 33 is arc-shaped with the point O as the center and the outer diameter Ro .
  • the inner periphery 33b of the outer tapered portion 33 has an arcuate shape with an inner diameter R i with the point O as the center.
  • the outer circumference 34a of the inner circumference tapered portion 34 is arcuate with the point O as the center and the outer diameter ro .
  • An inner circumference 34b of the inner circumference tapered portion 34 is arcuate with an inner diameter ri centering on the point O. As shown in FIG.
  • the dimensions of the central portion 31, the outer tapered portion 33, and the inner tapered portion 34 after shaping the fiber preform 12 are shown.
  • the height of the outer circumference 31a of the central portion 31 is indicated by H
  • the height of the inner circumference 31b of the central portion 31 after shaping is indicated by h.
  • the height H and the height h are equal because the height of the central portion 31 is constant between the inner and outer peripheral sides.
  • the fiber preform 12 according to Embodiment 2 manufactured using the fiber preform precursor 11 shown in FIG. 1 is shaped using a shaping die 60 as shown in FIG. As shown in FIG. 10, the shaping die 60 has conical surfaces 61,62.
  • the outer tapered portion 33 of the fiber preform precursor 11 is formed along the conical surface 61 and the inner tapered portion 34 is formed along the conical surface 62 to form a conical surface. Therefore, the outer tapered portion 33 and the inner tapered portion 34 have a tapered shape after being formed into a sandwich panel shape. Therefore, the state of the fiber preform precursor 11 shown in FIG. 1 is not slanted and has a flat shape.
  • a fiber fabric can be used as the base material 21 .
  • fibers glass fibers, carbon fibers, or para-aramid fibers can be used, and in addition, organic fibers such as polyester fibers can also be used.
  • Fiber tows are sewn on part of the base material 21 with water-soluble or water-insoluble fixing threads.
  • the fixed thread can include a needle thread and a bobbin thread. 1, a plurality of dashed-line-like outer peripheral slits 23 and inner peripheral slits 23 are formed in a portion of the base material 21 where the outer peripheral tapered portion 33 and the inner peripheral tapered portion 34 are provided. A slit 24 is provided.
  • the fiber tow is made of glass fiber, carbon fiber or para-aramid fiber. Fiber tows may be formed from organic fibers, such as polyester fibers.
  • the fiber tows secured to the substrate 21 using the water-soluble fixing yarns 56 are referred to herein as the first fiber tows 51, and the fiber tows secured to the substrate 21 using the water-insoluble fixing yarns 57. is referred to as second fiber tow 52 .
  • a securing member 40 is provided across the first fiber tow 51 to partially secure the first fiber tow 51 .
  • a fiber tow and a water-insoluble fixing thread are used as the fixing member 40 .
  • the fiber tow used as the fixing member 40 is called a third fiber tow 53 .
  • a region of the base material 21 where the first fiber tows 51 are provided is called a first region.
  • a region other than the first region and in which the second fiber tows 52 are provided is called a second region.
  • the first fiber tow 51, the second fiber tow 52, and the third fiber tow 53 may all be formed from the same material. Alternatively, any two of the first fiber tow 51, the second fiber tow 52 and the third fiber tow 53 may be formed from the same material, or all may be formed from different materials. may
  • the first fiber tow 51 is fixed to the substrate 21 using a water-soluble fixing thread 56, as shown in FIG. 2A. Specifically, as shown in FIG. 2D, the first fiber tow 51 is secured to the substrate 21 by stitching using a water-soluble top thread 56a and bobbin thread 56b.
  • the water-soluble fixing thread 56 can be removed with water, for example by soaking or by spraying with water.
  • a material for the water-soluble fixing thread 56 a material that can be dissolved in water can be used, such as vinylon.
  • the second fiber tow 52 is fixed to the substrate 21 using a water-insoluble fixing thread 57, as shown in FIG. 2B.
  • a second fiber tow 52 is also sewn to the substrate 21 by water-insoluble top and bobbin threads, similar to FIG. 2D.
  • Glass fiber, carbon fiber, or para-aramid fiber can be used as the material of the water-insoluble fixing thread 57 .
  • Organic fibers such as polyester fibers or nylon fibers can also be used.
  • the third fiber tows 53 are provided across the respective first fiber tows 51, as shown in FIG. 2C. Also, the third fiber tow 53 is fixed to the substrate 21 by a water-insoluble fixing thread 58 . A third fiber tow 53 is also sewn to substrate 21 by water-insoluble top thread 58a and bobbin thread 58b as shown in FIG. 2D. As a result, each first fiber tow 51 is secured to the substrate 21 at the portion where the third fiber tow 53 is provided.
  • the water-insoluble fixing thread 58 the same material as the water-insoluble fixing thread 57 for fixing the first fiber tow 51 may be used, or a different material may be used.
  • the first fiber tows 51 are attached to the outer tapered portion 33 and the inner tapered portion 34 as shown in FIG.
  • Three fiber tows 53 are provided. Therefore, in the base material 21, the region where the outer peripheral side tapered portion 33 and the inner peripheral side tapered portion 34 are provided corresponds to the first region.
  • the second of fiber tows 52 are secured to the substrate using water-insoluble securing yarns 57 . Therefore, in the base material 21, the central portion 31, the outer peripheral flange portion 38, the inner peripheral flange portion 39, and the side portions 35 and 36 correspond to the second region.
  • the third fiber tow 53 is provided extending from the outer circumference 33a of the outer circumference side tapered portion 33 toward the inner circumference 33b or from the inner circumference 33b toward the outer circumference 33a.
  • the third fiber tow 53 is continuous, and one third fiber tow 53 crosses the outer tapered portion 33 or the inner tapered portion 34 a plurality of times. , but the present disclosure is not intended to be limited thereto.
  • a plurality of third fiber tows 53 are prepared, and each third fiber tow 53 is arranged from the outer circumference 33a toward the inner circumference 33b of the outer circumference side tapered portion 33 or from the inner circumference 33b toward the outer circumference 33a. It is also possible to let The same applies to the inner peripheral tapered portion 34 .
  • the water-soluble fixing thread 56 can be dissolved and removed with water when manufacturing the fiber preform 12 from the fiber preform precursor 11 .
  • the first fiber tow 51 is fixed at the portion where the third fiber tow 53 overlaps.
  • the relative position between the first fiber tows 51 can be varied, so that the first region where the first fiber tows 51 are provided and the second region where the second fiber tows 52 are provided. Since the relative position with respect to the region can be changed, the formability can be improved.
  • relative position refers to angle or position, or both.
  • the outer peripheral flange portion 38 is rotated in the circumferential direction of the shaping mold 60 in the direction of the arrow shown in FIG. can also be shaped.
  • the inner peripheral side tapered portion 34 and in order to make it follow the conical surface 62 of the shaping die 60, the inner peripheral side flange portion 39 is rotated in the circumferential direction of the shaping die 60 in the direction of the arrow shown in FIG. It can be shaped.
  • the outer peripheral side flange portion 38 in order to rotate the outer peripheral side flange portion 38 in the circumferential direction of a circle having a radius Ro centering on the center O at the time of shaping, the outer peripheral side flange portion 38 has a radius Ro centering on the point O. It is preferable to rotate and displace in the circumferential direction of the circle in the direction opposite to the direction of the force applied during shaping.
  • the outer peripheral flange portion 38 is rotated by the height H of the outer peripheral portion 31a of the central portion 31 after shaping in the circumferential direction of a circle having a radius Ro centering on the point O.
  • the rotation circumferential length which is the length by which the outer peripheral flange portion 38 is rotated in the circumferential direction, is the same as the height H of the outer periphery 31a of the central portion 31 after shaping.
  • the degree to which the outer flange portion 38 is rotated can also be defined by the angle ⁇ R determined by equation (1.1).
  • Ro is the diameter of the outer circumference 33a of the outer circumference side tapered portion 33
  • H is the height of the outer circumference 31a of the central portion 31 after shaping.
  • BB' is the rotational circumference
  • AB is the width of the outer tapered portion.
  • ABB' can be regarded as a right triangle.
  • the inner peripheral flange portion 39 is the same as the outer peripheral flange portion 38, and the height of the inner peripheral portion 31b of the central portion 31 after shaping in the circumferential direction of a circle with a radius ri centered at the point O It is preferable to arrange them by rotating them by h. At this time, it is preferable that the rotational circumferential length, which is the length by which the inner circumferential flange portion 39 is rotated in the circumferential direction, is the same as the height h of the inner circumferential portion 31b of the central portion 31 after shaping.
  • the angle ⁇ r determined by equation (1.2).
  • DD' is the rotation circumference
  • CD is the width of the inner circumference tapered portion. Since r o is large with respect to h, it can be considered that the rotation perimeter extends tangentially and makes a right angle to a line drawn from the center O, as shown in FIG. 6B. Therefore, the angle can be defined as in equation (1.2). Also, CDD' can be regarded as a right triangle.
  • the outer peripheral side flange portion 38 and the inner peripheral side flange portion 39 are rotated in the direction indicated by the arrow in FIG. 10, rightward in FIG.
  • the angle by which the outer peripheral flange portion 38 is rotated is the above ⁇ R
  • the angle by which the inner peripheral flange portion 39 is rotated is the above ⁇ r .
  • the outer peripheral flange portion 38 and the inner peripheral flange portion 39 are arranged as described above, the outer peripheral flange portion 38 is placed along the circumference of the radius Ro centering on the point O at the time of shaping - ⁇ R only rotate.
  • B' moves to the position of B and lies on a line extending from point O through point A, as shown in FIG. 6A.
  • D′ moves to the position of D as shown in FIG. 6B, and the point It lies on a line extending from O through point C.
  • the distance between AB' is and the distance between CD' is is is.
  • FIG. 7 is a diagram schematically showing the height of the central portion 31 after shaping, and the ridgelines of the outer peripheral tapered portion 33 and the inner peripheral tapered portion 34 .
  • the height of the outer circumference 31a of the central portion 31 after shaping is H
  • the height of the inner circumference 31b of the central portion 31 after shaping is h.
  • the distance between E'F is the difference between the outer diameter Ro and the inner diameter Ri of the outer tapered portion, so the length of the edge line EF of the outer tapered portion is AB' in FIG. 6A.
  • the length of the ridge line JK is equal to the distance between CD′ in FIG. 6B. Due to this relationship, the outer peripheral tapered portion 33 and the inner peripheral tapered portion 34 of the fiber preform 12 manufactured using the fiber preform precursor 11 correspond to the outer periphery of the disk-shaped sandwich panel forming die 60 shown in FIG.
  • the conical surface 61 on the side and the conical surface 62 on the inner peripheral side can be satisfactorily shaped while suppressing the occurrence of wrinkles.
  • the outer peripheral side slit 23 and the inner peripheral side slit 24 are provided in the first region where the first fiber tow 51 on the base material 21 is provided.
  • the outer peripheral slit 23 is provided in a region where the outer peripheral tapered portion 33 and the inner peripheral tapered portion 34 on the base material 21 are provided.
  • the outer peripheral side slit 23 and the inner peripheral side slit 24 are formed in a broken line shape.
  • the outer peripheral side slit 23 provided in the outer peripheral side taper portion 33 is formed extending from the outer periphery 33a of the outer peripheral side taper portion 33 toward the inner periphery 33b as shown in FIG.
  • the inner peripheral slit 24 provided in the inner peripheral tapered portion 34 is formed so as to extend from the outer periphery 34a of the inner peripheral tapered portion 34 toward the inner periphery 34b.
  • the outer peripheral side slit 23 and the inner peripheral side slit 24 do not overlap the fixing member 40 .
  • the substrate 21 will be misaligned during the process of sewing the first fiber tow 51, resulting in poor shaping or workability. sexuality worsens.
  • the outer peripheral side slit 23 and the inner peripheral side slit 24 in a dashed line shape as in the present embodiment, when the first fiber tow 51 is sewn onto the base material 21, It is possible to suppress the occurrence of wrinkles or misalignment.
  • the outer peripheral slit 23 has a plurality of linear openings 23a, the openings 23a having an opening width Lo and arranged linearly at a pitch Lp.
  • the length Lo of the openings 23a and the pitch Lp of the openings 23a of the broken-line outer peripheral slits 23 shown in FIG. 3 can be set arbitrarily. It is desirable to set the dimension so that the adjacent openings 23a are connected by cutting the openings 23a during shaping. A region sandwiched between adjacent slits can undergo shear deformation in the circumferential direction. As a result, the outer tapered portion 33 and the inner tapered portion 34 can be satisfactorily shaped along the conical surfaces 61 and 62 of the shaping mold 60 .
  • outer peripheral side slit 23 and the inner peripheral side slit 24 may be formed in any direction on the base material 21, but it is desirable that the outer peripheral side slit 23 and the inner peripheral side slit 24 satisfy the following relationship.
  • the outer peripheral slit 23 is formed extending from the outer periphery 33a of the outer peripheral tapered portion 33 toward the inner periphery 33b.
  • the outer peripheral slit 23 is formed on the line Dso as shown in FIG. 8A.
  • a line D so corresponding to the direction in which the outer peripheral slit 23 extends forms an angle ⁇ SR determined by the formula (1.3) with a line extending from the point O to the intersection point where the line D so intersects the inner periphery 33b. is preferred.
  • the inner peripheral slit 24 is formed extending from the outer periphery 34a of the inner peripheral tapered portion 34 toward the inner periphery 34b, as shown in FIG. 8B. Moreover, the inner peripheral side slit 24 is formed on the line Dsi as shown in FIG. 8B.
  • the line Dsi corresponding to the direction in which the inner peripheral side slit 24 extends forms an angle ⁇ Sr determined by the formula (1.4) between the line Dsi extending from the point O to the intersection point where the line Dsi intersects the outer periphery 34a. It is preferable to make In FIG.
  • the fiber preform 12 manufactured using the fiber preform precursor 11 is formed by shearing deformation of the base material 21 positioned between the adjacent slits during the shaping process.
  • the tapered portion 34 can be formed into a conical surface without wrinkles.
  • the angle at which the fixing member 40 is arranged in the outer tapered portion 33 preferably satisfies the following.
  • the fixing member 40 is arranged on the line Dfo as shown in FIG. 9A.
  • a point of intersection where this line Dfo intersects the inner periphery 33b of the outer tapered portion 33 is determined. It is preferable that the line connecting this intersection from point O and the line D fo form the ⁇ SR direction determined by equation (1.5).
  • the intersection point where the line Dfo intersects the inner periphery 33b of the outer tapered portion 33 corresponds to point A.
  • FIG. 9A the intersection point where the line Dfo intersects the inner periphery 33b of the outer tapered portion 33 corresponds to point A.
  • the angle at which the fixing member 40 is arranged in the inner tapered portion 34 preferably satisfies the following.
  • the fixing member 40 is arranged on the line D fi as shown in FIG. 9B.
  • a point at which this line Dfi intersects the outer circumference 34a of the inner circumference tapered portion 34 is determined. It is preferable that the line connecting the point O and the line D fi form the ⁇ Sr direction determined by the equation (1.6).
  • the point where the line Dfo intersects with the outer circumference 34a of the inner circumference tapered portion 34 corresponds to C.
  • the fixing member 40 arranged as described above can be the same as the length of the edge EF in .
  • the length of the fixing member 40 at the inner tapered portion 34 can be the same as the length of the ridgeline JK. Therefore, the first fiber tow 51 is fixed while allowing a change in relative position, and the portion of the first fiber tow 51 restrained by the fixing member 40 is tapered on the outer peripheral side after shaping. They can be arranged on the same ridge line on the conical surface of the portion 33 . Therefore, the outer tapered portion 33 and the inner tapered portion 34 can be favorably shaped into conical surfaces.
  • FIG. 2 A fiber preform 12 according to Embodiment 2 is shown in FIG.
  • the fiber preform 12 of this embodiment is manufactured using the fiber preform precursor 11 according to the first embodiment.
  • 12A to 12C are partial enlarged views of regions S1 to S3 shown in FIG.
  • Features common to those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed descriptions thereof are omitted.
  • the portion of the base material 21 where the fiber tow is not provided is cut off. Specifically, in the region where the central portion 31, the outer peripheral side tapered portion 33, the inner peripheral side tapered portion 34, the side portions 35 and 36, the outer peripheral side flange portion 38, and the inner peripheral side flange portion 39 are provided, Material 21 remains.
  • the water-soluble fixing thread 56 that fixes the first fiber tow 51 to the substrate 21 is removed from the outer tapered portion 33 and the inner tapered portion 34. ing. Also, a portion of the first fiber tow 51 is fixed to the substrate 21 by a fixing member 40 .
  • the second fiber tow 52 is fixed to the base material 21 by water-insoluble fixing threads 57 in the central portion 31 .
  • the second fiber tows 52 are fixed to the base material 21 by water-insoluble fixing threads 57 at the outer tapered portion 33 , the inner tapered portion 34 , and the side portions 35 and 36 .
  • the first fiber tows 51 can change their relative positions in the outer tapered portion 33 and the inner tapered portion 34 .
  • the fixing member 40 since a part of the first fiber tow 51 is fixed by the fixing member 40 , the separation of the first fiber tow 51 from the base material 21 can be prevented. Therefore, the shapeability of the fiber preform 12 can be improved. This is particularly advantageous when shaping the fiber preform into a shape with curved surfaces.
  • the outer peripheral flange portion 38, the inner peripheral flange portion 39, the outer peripheral slit 23, the inner peripheral slit 24, and the fixing member 40 have the characteristics described in the first exemplary embodiment. .
  • the outer tapered portion 33 and the inner tapered portion 34 can be shaped more favorably into conical surfaces.
  • a fiber preform precursor 13 according to Embodiment 3 will be described with reference to FIG.
  • the fiber preform precursor 13 of this embodiment is manufactured in the process of manufacturing the fiber preform 14 according to Embodiment 4, which will be described later.
  • the fiber preform precursor 13 of this embodiment differs from the above-described first and second embodiments in that the fixing member 41 is made of adhesive or elastic adhesive. Features common to those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed descriptions thereof are omitted.
  • the fiber preform precursor 13 of the present embodiment includes a base material 21, a central portion 31, an outer peripheral tapered portion 33, an inner peripheral tapered portion 34, side portions 35 and 36, and an outer peripheral portion.
  • a flange portion 38 and an inner peripheral side flange portion 39 are provided.
  • the first fiber tow 51 is fixed by a water-soluble fixing thread 56 in the outer tapered portion 33 and the inner tapered portion 34, and the central portion 31, the side portions 35 and 36, the outer peripheral flange portion 38, and the inner peripheral portion
  • a second fiber tow 52 is fixed to the side flange portion 39 by a water-insoluble fixing thread 57 .
  • the outer peripheral side slit 23 and the inner peripheral side slit 24 are also provided in the same manner as in the first embodiment.
  • first fiber tow 51 is fixed to the base material 21 using a water-soluble fixing thread 56, as shown in FIG. 14A.
  • the second fiber tows 52 are also secured to the substrate 21 using water-insoluble securing threads 57, as shown in FIG. 14B.
  • the fixing member 41 is provided from the outer circumference 33a of the outer circumference side tapered portion 33 toward the inner circumference 33b or from the inner circumference 33b toward the outer circumference 33a.
  • the fixing member 41 extends from the outer periphery 34a of the inner tapered portion 34 toward the inner periphery 34b or from the inner periphery 34b toward the outer periphery 34a.
  • fixing members 41 are provided across the respective first fiber tows 51 . Each first fiber tow 51 is fixed to the substrate 21 at the portion where the fixing member 41 is provided.
  • an adhesive or a flexible elastic adhesive such as silicone resin is used as the fixing member 41.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view along line XV-XV shown in FIG. 14C. As shown in FIG. 15 , the fixing member 41 also exists between adjacent first fiber tows 51 to fix the first fiber tows 51 to the substrate 21 .
  • the fixing member 41 restrains the first fiber tow 51 at the outer tapered portion 33 and the inner tapered portion 34 to prevent separation from the base material 21 . can be done.
  • the arrangement of the fixing member 41 in the outer tapered portion 33 and the inner tapered portion 34 is arbitrary.
  • the angle at which the fixing member 41 is arranged in the outer tapered portion 33 preferably satisfies the following.
  • the fixing member 41 is arranged on the line Dfo as shown in FIG. 16A.
  • This line Dfo determines the point of intersection with the inner circumference 33b of the outer circumference tapered portion 33 .
  • This point is point A in FIG. 16A. It is preferable that the line connecting this intersection from point O and the line D fo form the ⁇ SR direction determined by equation (1.5).
  • the angle at which the fixing member 41 is arranged in the inner peripheral tapered portion 34 preferably satisfies the following.
  • the fixing member 41 is arranged on the line D fi .
  • the intersection point where this line Dfi intersects with the outer circumference 34a of the inner circumference tapered portion 34 is determined. This intersection point is point C in FIG. 16B. It is preferable that the line connecting this intersection from point O and the line D fi form the ⁇ Sr direction determined by equation (1.6).
  • the fixing member 41 arranged as described above can be the same as the length of the edge EF in .
  • the outer peripheral flange portion 38 and the inner peripheral flange portion 39 also have the same features as in the first embodiment. Furthermore, it is preferable that the outer peripheral side slit 23 and the inner peripheral side slit 24 also have the same characteristics as in the first embodiment.
  • FIG. 4 A fiber preform 14 according to Embodiment 4 is shown in FIG.
  • the fiber preform 14 of this embodiment is manufactured using the fiber preform precursor 13 according to the third embodiment.
  • 18A to 18C are partial enlarged views of regions U1 to U3 shown in FIG.
  • Features common to the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
  • the base material 21 is cut off at the portion where the fiber tow is not provided.
  • the second fiber tow 52 is fixed by a water-insoluble fixing thread 57 in the central portion 31 .
  • the water-soluble fixing thread 56 fixing the first fiber tow 51 to the base material 21 is removed.
  • the fixing member 41 may exist also on the water-soluble fixing thread 56 . The water-soluble fixing threads 56 are removed by water when the fiber preform 14 is manufactured, but the water-soluble fixing threads 56 located under the fixing member 41 may remain in the fiber preform 14 .
  • the first fiber tows 51 can change their relative positions in the outer tapered portion 33 and the inner tapered portion 34 .
  • the fixing member 41 since a part of the first fiber tow 51 is fixed by the fixing member 41 , the separation of the first fiber tow 51 from the base material 21 can be prevented. Therefore, the shapeability of the fiber preform 14 can be improved. This is particularly advantageous when shaping the fiber preform into a shape with curved surfaces.
  • the outer peripheral flange portion 38, the inner peripheral flange portion 39, the outer peripheral slit 23, the inner peripheral slit 24, and the fixing member 41 have the features described in the first and third exemplary embodiments. is preferred. As a result, the outer tapered portion 33 and the inner tapered portion 34 can be shaped more favorably into conical surfaces.
  • a broken-line outer peripheral slit 23 is formed in a region on the base material 21 where the outer peripheral tapered portion 33 is to be provided.
  • an inner peripheral slit 24 is formed in a region on the substrate 21 where the inner peripheral tapered portion 34 is to be formed.
  • the first fiber tow 51 is sewn with a water-soluble fixing thread 56 to the area where the inner peripheral tapered portion 34 is to be provided.
  • the second fiber tow 52 is sewn on the area of the base material 21 where the first fiber tow 51 is not provided with the water-insoluble fixing thread 57 .
  • a second fiber tow 52 is sewn onto the region where the central portion 31, the side portions 35 and 36, the outer peripheral side flange portion 38, and the inner peripheral side flange portion 39 are provided. .
  • a fixing member 40 is provided straddling the first fiber tow 51 .
  • the third fiber tow 53 is sewn onto the first fiber tow 51 with a water-insoluble fixing thread 58 using a known automatic sewing machine or embroidery machine.
  • the fiber preform precursor 11 is manufactured.
  • the outer flange portion 38, the inner flange portion 39, the outer slit 23, the inner slit 24, or the fixing member 40 may be formed so as to satisfy the conditions described in the first embodiment.
  • the water-soluble fixed threads in the fiber preform precursor 11 are removed with water.
  • the fiber preform precursor 11 is immersed in water to dissolve the water-soluble fixing threads.
  • Water may be sprayed onto the fiber preform precursor 11 to dissolve and remove the water-soluble fixing threads. Further, unnecessary portions of the base material 21 may be cut and removed.
  • the fiber preform 12 can be manufactured through the above steps.
  • a portion of the fiber tow is fixed by a method that does not separate from the base material and allows the relative position to change. Therefore, it is possible to improve the formability.
  • the manufacturing method of the present embodiment since the first fiber tow 51 is fixed by the water-soluble fixing thread, it can be easily removed with water. Therefore, it is possible to manufacture a fiber preform capable of improving shapeability.
  • it is not necessary to notch the fiber tow for improving the formability it is possible to suppress a decrease in the rigidity of the molded product.
  • the process of forming the outer peripheral side slit 23 and the inner peripheral side slit 24, the process of sewing the first fiber tow 51, and the process of sewing the second fiber tow 52 are performed in the same manner as in the fifth embodiment.
  • the outer peripheral flange portion 38, the inner peripheral flange portion 39, the outer peripheral slit 23, the inner peripheral slit 24, and the fixing member 41 are arranged so as to satisfy the conditions described in the first or third exemplary embodiment. may be formed.
  • a fixing member 41 is provided straddling the first fiber tow 51 .
  • the fixing member 41 is applied to the first fiber tow 51 fixed by the water-soluble fixing thread 56 using an applicator such as a dispenser, and the first fiber tow 51 is adhered to the base material 21 .
  • an applicator such as a dispenser
  • the first fiber tow 51 is adhered to the base material 21 .
  • a curing process is provided after application.
  • the fiber preform precursor 13 is manufactured.
  • the water-soluble fixing threads 56 in the fiber preform precursor 13 are removed with water. Specifically, the fiber preform precursor 13 is immersed in water to dissolve the water-soluble fixing threads 56 . Water may be sprayed onto the fiber preform precursor 13 to dissolve and remove the water-soluble fixing threads 56 . Note that the water-soluble fixing thread 56 under the fixing member 41 may remain without being dissolved. Moreover, an unnecessary portion of the base material 21 may be cut off as necessary.
  • the fiber preform 14 can be manufactured through the above steps.
  • a portion of the fiber tow is fixed by a method that does not separate from the base material and allows the relative position to change. Therefore, it is possible to improve the formability.
  • the manufacturing method of the present embodiment since the first fiber tow 51 is fixed by the water-soluble fixing thread, it can be easily removed with water. Therefore, it is possible to manufacture a fiber preform capable of improving shapeability.
  • it is not necessary to notch the fiber tow for improving the formability it is possible to suppress a decrease in the rigidity of the molded product.
  • Embodiments 1 and 3 when the conditions described in the formulas are satisfied for the outer peripheral flange portion 38, the inner peripheral flange portion 39, the outer peripheral slit 23, the inner peripheral slit 24, and the fixing members 40 and 41. was described as an example. The present disclosure does not intend to include all of these conditions, and a configuration including only any one of these conditions is also included in the present disclosure.
  • the fiber preform precursor and the fiber preform for a partial disk-shaped sandwich panel having a central angle of 90° have been described as examples, but the present disclosure is limited to the configurations described above. not intended to For example, it is possible to change the angle or shape of the central angle.
  • a configuration is also possible in which both the outer peripheral tapered portion 33 and the inner peripheral tapered portion 34 are not provided, and only one of them is provided. For example, when forming in a truncated cone shape, it is sufficient if the outer peripheral side tapered portion 33 is formed.

Abstract

繊維プリフォーム（１２）は、基材上の第１の領域に設けられた第１の繊維トウと、第１の領域を除く第２の領域に、非水溶性の固定糸を用いて縫い付けられた第２の繊維トウと、第１の繊維トウの一部を基材に固定するため、第１の繊維トウをまたいで設けられた固定部材とを備え、固定部材は、非水溶性の固定糸を用いて基材に縫い付けられた第３の繊維トウである、又は粘着剤若しくは弾性接着剤であり、第１の繊維トウは互いの相対位置を変更可能であり、第１の領域は、第２の領域に対する相対位置を変更可能である。

Description

繊維プリフォーム、繊維プリフォーム前駆体及び繊維プリフォームの製造方法
　本開示は、繊維強化プラスチック用の繊維プリフォーム、繊維プリフォーム前駆体及び繊維プリフォームの製造方法に関する。
　繊維強化プラスチックを表皮として備えるサンドイッチ構造は、例えば発電機用のエンドベルの構造体として使用されている。また、凸側表皮を構成する繊維プリフォームとして、繊維織物の他、Tailored Fiber Placement法（以下、ＴＦＰ法）を用いた繊維プリフォームが使用されている。
　ＴＦＰ法では、特許文献１に開示されているように、繊維トウを基材に固定糸によって縫い付けて一体化することで繊維プリフォームを製造する。
特開２０１４－１００９１１号公報
　成形型への繊維プリフォームの賦形は、基材に繊維トウが固定糸で縫い付けられた状態で行われる。このため、外形に曲面を有する繊維プリフォームを成形型に賦形する場合、成形型に対する繊維トウの余剰又は不足が生じることがある。繊維トウの余剰又は不足が生じると、繊維プリフォームにしわが発生してしまう。このように、従来の繊維プリフォームは賦形性が低いという問題がある。
　本開示は上述の事情に鑑みてなされたものであり、高い賦形性を有する繊維プリフォーム、繊維プリフォーム前駆体及び繊維プリフォームの製造方法を提供することを目的とする。
　本開示の繊維プリフォームは、基材上の第１の領域に設けられた第１の繊維トウと、第１の領域を除く第２の領域に、非水溶性の固定糸を用いて基材に縫い付けられた第２の繊維トウと、第１の繊維トウの一部を基材に固定するため、第１の繊維トウをまたいで設けられた固定部材とを備え、固定部材は、非水溶性の固定糸を用いて基材に縫い付けられた第３の繊維トウである又は粘着剤若しくは弾性接着剤であり、第１の繊維トウは互いの相対位置を変更可能であり、第１の領域は、第２の領域に対する相対位置を変更可能である。
　本開示では、第１の領域では繊維トウの一部が、基材から離脱せず、且つ互いの相対位置の変化を許容する方法で固定されている。このため、第１の繊維トウは互いの相対位置を変更可能であり、第１の領域は、第２の領域に対する相対位置を変更可能であるため、賦形性を向上させることが可能な繊維プリフォーム、繊維プリフォーム前駆体及び繊維プリフォームの製造方法を提供することができる。
実施の形態１に係る繊維プリフォーム前駆体を示す模式図 図１に示すＰ１の部分拡大図 図１に示すＰ２の部分拡大図 図１に示すＰ３の部分拡大図 図２Ｃに示すIID－IID線断面図 図１に示す外周側スリットの断面を示す模式図 実施の形態１に係る繊維プリフォーム前駆体の寸法を示す図 図４に示すＱ１の部分拡大図 図４に示すＱ２の部分拡大図 図４に示すＱ３の部分拡大図 図４に示すＱ４の部分拡大図。 実施の形態１に係る繊維プリフォーム前駆体を用いた繊維プリフォームの賦形後の寸法を説明する図 実施の形態１に係る外周側スリットの配置を説明する図 実施の形態１に係る内周側スリットの配置を説明する図 実施の形態１に係る外周側テーパー部における固定部材の配置を説明する図 実施の形態１に係る内周側テーパー部における固定部材の配置を説明する図 実施の形態１に係る繊維プリフォーム前駆体を用いて製造される繊維プリフォームの賦形方法の模式図 実施の形態２に係る繊維プリフォームを示す模式図 図１１に示すＳ１の部分拡大図 図１１に示すＳ２の部分拡大図 図１１に示すＳ３の部分拡大図 実施の形態３に係る繊維プリフォーム前駆体を示す模式図である。 図１３に示すＴ１の部分拡大図 図１３に示すＴ２の部分拡大図 図１３に示すＴ３の部分拡大図 図１４Ｃに示すXV－XV線断面図 実施の形態３に係る外周側テーパー部における固定部材の配置を説明する図 実施の形態３に係る内周側テーパー部における固定部材の配置を説明する図 実施の形態４に係る繊維プリフォームを示す模式図 図１７に示すＵ１の部分拡大図 図１７に示すＵ２の部分拡大図 図１７に示すＵ３の部分拡大図 実施の形態５に係る繊維プリフォーム前駆体及び繊維プリフォームの製造方法を示す模式図 実施の形態５に係る繊維プリフォーム前駆体及び繊維プリフォームの製造方法を示す模式図 実施の形態５に係る繊維プリフォーム前駆体及び繊維プリフォームの製造方法を示す模式図 実施の形態５に係る繊維プリフォーム前駆体及び繊維プリフォームの製造方法を示す模式図 実施の形態５に係る繊維プリフォーム前駆体及び繊維プリフォームの製造方法を示す模式図 実施の形態６に係る繊維プリフォーム前駆体及び繊維プリフォームの製造方法を示す模式図 本開示におけるサンドイッチパネルの製造方法を説明するための模式図
　以下、本開示の実施の形態に係る繊維プリフォーム及び繊維プリフォーム前駆体並びにそれらの製造方法について、図面を参照して詳細にする。なお、図中、同一又は同等の部分には同一の符号を付す。
　（実施の形態１）
　図１は、実施の形態１に係る繊維プリフォーム前駆体１１を示す模式図であり、図２Ａ～２Ｃは、それぞれ図１に示す領域Ｐ１～Ｐ３の拡大図である。繊維プリフォーム前駆体１１は、実施の形態２に係る繊維プリフォーム１２を製造する過程で製造される。繊維プリフォーム前駆体１１から製造される繊維プリフォーム１２は、中心角が９０°である部分円盤状のサンドイッチパネルの凸側表皮として使用される。繊維プリフォーム前駆体１１、繊維プリフォーム１２の状態では、平坦であり、賦形後に凸型とされる。また、部分円盤状サンドイッチパネルは、例えば発電機のエンドベルとして使用される。なお、中心角の角度、形状は、実施の形態に記載の構成に限ることを意図するものではない。
　サンドイッチパネルは、例えば、以下のようにして製造される。図２５に示すように、メス型成形型１３１に凸側表皮用の繊維プリフォーム１２を配置する。繊維プリフォーム１２上に発泡コア１２１と平滑面側表皮用の繊維プリフォーム１１２とを配置することで、発泡コア１２１を繊維プリフォーム１２，１１２で挟む。次に、繊維プリフォーム１２，１１２に挟まれた発泡コア１２１及び成形型１３１をバギングフィルム１３２で覆う。成形型１３１とバギングフィルム１３２との間の空間に液体樹脂を注入する。液体樹脂が固化されることによってサンドイッチパネルが製造される。
　繊維プリフォーム前駆体１１は、図１に示すように、繊維織物を含む基材２１と、繊維トウと非水溶性固定糸とを含む中央部３１、繊維トウと水溶性固定糸とを含む外周側テーパー部３３、繊維トウと水溶性固定糸とを含む内周側テーパー部３４、繊維トウと非水溶性固定糸とを含む側部３５，３６、繊維トウと非水溶性固定糸とを含む外周側フランジ部３８、及び繊維トウと非水溶性固定糸とを含む内周側フランジ部３９を備える。
　中央部３１、外周側テーパー部３３、内周側テーパー部３４、外周側フランジ部３８、及び内周側フランジ部３９は、それぞれ、環の一部を切り取った形状を有する。中央部３１の外周３１ａに沿って外周側テーパー部３３が設けられており、更に外周側テーパー部３３の外周に沿って外周側フランジ部３８が設けられる。また、中央部３１の内周３１ｂに沿って内周側テーパー部３４が設けられており、更に内周側テーパー部３４の内周に沿って内周側フランジ部３９が設けられる。中央部３１の両端には、側部３５，３６が設けられる。図２５に示すように、サンドイッチパネルの完成段階で、中央部３１は発泡コアの突出した平坦部に配置され、外周側テーパー部３３は発泡コアの外周側の傾斜部に配置され、内周側テーパー部３４は発泡コアの内周側の傾斜部に配置され、外周側フランジ部３８は外周側のフランジに配置され、内周側フランジ部３９は内周側のフランジに配置される。
　また、図４は、繊維プリフォーム前駆体１１の寸法を示す。図４に示すように、外周側テーパー部３３の外周３３ａは、点Ｏを中心とする外径Ｒｏの円弧状である。外周側テーパー部３３の内周３３ｂは、点Ｏを中心とする内径Ｒｉの円弧状である。また、内周側テーパー部３４の外周３４ａは、点Ｏを中心とする外径ｒｏの円弧状である。内周側テーパー部３４の内周３４ｂは、点Ｏを中心とする内径ｒｉの円弧状である。
　次に、繊維プリフォーム１２を賦形させた後の中央部３１、外周側テーパー部３３及び内周側テーパー部３４の寸法を示す。図７に示すように中央部３１の外周３１ａの高さをＨで示し、賦形後の中央部３１の内周３１ｂの高さをｈで示す。本実施の形態では中央部３１の高さが内周側と外周側とで一定である場合を例に挙げるため、高さＨと高さｈとは等しい。
　図１に示す繊維プリフォーム前駆体１１を用いて製造された実施の形態２に記載の繊維プリフォーム１２は、図１０に示すように、賦形型６０を用いて賦形される。図１０に示すように賦形型６０は円錐面６１，６２を有する。繊維プリフォーム前駆体１１の外周側テーパー部３３は円錐面６１に、内周側テーパー部３４は円錐面６２に沿わせて円錐面状に成形される。従って、外周側テーパー部３３及び内周側テーパー部３４とは、サンドイッチパネル形状に賦形された後にテーパー状の形状を備える。このため、図１に示す繊維プリフォーム前駆体１１の状態では傾斜されておらず、平坦な形状である。
　基材２１として、繊維織物を使用することができる。繊維としては、ガラス繊維、炭素繊維、又はパラアラミド繊維を用いることができ、加えて、有機繊維、例えばポリエステル繊維も用いることができる。基材２１の一部には繊維トウが水溶性又は非水溶性の固定糸で縫い付けられている。なお、固定糸は、上糸及び下糸を含むことができる。また、図１に破線を用いて示すように、基材２１の、外周側テーパー部３３と内周側テーパー部３４とが設けられる部分に、複数の破線状の外周側スリット２３と内周側スリット２４とが設けられている。
　繊維トウは、ガラス繊維、炭素繊維又はパラアラミド繊維から形成される。繊維トウは、有機繊維、例えばポリエステル繊維から形成されてもよい。
　本明細書では、水溶性固定糸５６を用いて基材２１に固定される繊維トウを第１の繊維トウ５１と呼び、非水溶性固定糸５７を用いて基材２１に固定される繊維トウを第２の繊維トウ５２と呼ぶ。更に、第１の繊維トウ５１を部分的に固定するために、第１の繊維トウ５１をまたいで固定部材４０が設けられる。本実施の形態では、固定部材４０として繊維トウと非水溶性の固定糸を用いる。また、固定部材４０として用いられる繊維トウを第３の繊維トウ５３と呼ぶ。また、本実施の形態では、基材２１において第１の繊維トウ５１が設けられる領域を第１の領域と呼ぶ。また、基材２１において、第１の領域を除く領域であって、第２の繊維トウ５２が設けられる領域を第２の領域と呼ぶ。
　第１の繊維トウ５１と、第２の繊維トウ５２と、第３の繊維トウ５３とは、全てが同じ材料から形成されてもよい。代わりに、第１の繊維トウ５１と、第２の繊維トウ５２と、第３の繊維トウ５３とのうちいずれかの２つが同じ材料から形成されてもよく、又は全てが異なる材料から形成されてもよい。
　第１の繊維トウ５１は、図２Ａに示すように、水溶性固定糸５６を用いて基材２１に固定される。具体的には、図２Ｄに示すように、水溶性の上糸５６ａ及び下糸５６ｂを用いて縫い付けることによって、第１の繊維トウ５１は基材２１に固定される。水溶性固定糸５６は、水を用いて、例えば浸漬させることで、又は水を噴霧させることで除去可能である。水溶性固定糸５６の材料としては、水に溶解可能な材料を用いることができ、例えばビニロンを用いることができる。
　第２の繊維トウ５２は、図２Ｂに示すように、非水溶性固定糸５７を用いて基材２１に固定される。第２の繊維トウ５２も、図２Ｄと同様に、非水溶性の上糸及び下糸によって基材２１に縫い付けられる。非水溶性固定糸５７の材料としては、ガラス繊維、炭素繊維、又はパラアラミド繊維を用いることができる。また、有機繊維、例えば、ポリエステル繊維、又はナイロン繊維も用いることができる。
　第３の繊維トウ５３は、図２Ｃに示すように、それぞれの第１の繊維トウ５１をまたいで設けられる。また、第３の繊維トウ５３は、非水溶性固定糸５８によって基材２１に固定される。第３の繊維トウ５３も、図２Ｄに示すように非水溶性の上糸５８ａ及び下糸５８ｂによって基材２１に縫い付けられている。結果として、それぞれの第１の繊維トウ５１は、第３の繊維トウ５３が設けられた部分が基材２１に固定される。なお、非水溶性固定糸５８としては、第１の繊維トウ５１を固定するための非水溶性固定糸５７と同じ材料を用いてもよく、異なる材料を用いてもよい。
　本実施の形態の繊維プリフォーム前駆体１１では、外周側テーパー部３３、内周側テーパー部３４において、図２Ａに示すように第１の繊維トウ５１が、水溶性固定糸５６を用いて基材２１に固定され、更に、図２Ｃに示すように、水溶性固定糸５６で固定されたそれぞれの第１の繊維トウ５１をまたいで、更に非水溶性固定糸５８を用いて固定された第３の繊維トウ５３が設けられる。従って、基材２１において、外周側テーパー部３３及び内周側テーパー部３４が設けられる領域が、第１の領域に相当する。これに対して、外周側テーパー部３３及び内周側テーパー部３４以外の部分、具体的に中央部３１、外周側フランジ部３８、内周側フランジ部３９、側部３５，３６では、第２の繊維トウ５２が非水溶性固定糸５７を用いて基材に固定される。従って、基材２１において、中央部３１、外周側フランジ部３８、内周側フランジ部３９、側部３５，３６が第２の領域に相当する。
　第３の繊維トウ５３は、図１に示すように、外周側テーパー部３３の外周３３ａから内周３３ｂに向かって、又は内周３３ｂから外周３３ａに向かって延びて設けられる。内周側テーパー部３４も同様であり、第３の繊維トウ５３は、内周側テーパー部３４の外周３４ａから内周３４ｂに向かって、又は内周３４ｂから外周３４ａに向かって延びる。
　なお、図１では、第３の繊維トウ５３が連続しており、１本の第３の繊維トウ５３が外周側テーパー部３３又は内周側テーパー部３４を複数回横切って設けられる構成を例に挙げているが、本開示はこれに限られることを意図しない。複数の第３の繊維トウ５３を用意し、それぞれの第３の繊維トウ５３を、外周側テーパー部３３の外周３３ａから内周３３ｂに向かって、又は内周３３ｂから外周３３ａへと向かって配置させることも可能である。内周側テーパー部３４についても同様である。
　水溶性固定糸５６は、繊維プリフォーム前駆体１１から繊維プリフォーム１２を製造する際、水によって溶解して除去することができる。これにより、繊維プリフォーム１１では、第１の繊維トウ５１は、第３の繊維トウ５３が重なっている部分が固定される。結果として、第１の繊維トウ５１の間の相対位置を変えることができ、その結果として第１の繊維トウ５１が設けられる第１の領域と、第２の繊維トウ５２が設けられる第２の領域との相対位置を変えることができるため、賦形性を向上させることができる。また、しわの発生を解消するため、繊維プリフォームの一部に切り欠きを形成する、又は繊維プリフォームの一部を分割する必要がない。このため、製品の剛性の低下を防ぐことも可能である。なお、本開示では、相対位置は角度若しくは位置、又はそれらの両方を指す。
　上記の構成によって、外周側テーパー部３３を賦形型６０の円錐面６１に沿わせるため、図１０に示す矢印方向に、外周側フランジ部３８を賦形型６０の周方向に回転させて賦形することもできる。内周側テーパー部３４も同様であり、賦形型６０の円錐面６２に沿わせるため、図１０に示す矢印方向に、内周側フランジ部３９を賦形型６０の周方向に回転させて賦形することができる。このため、繊維プリフォーム前駆体１１では、外周側フランジ部３８及び内周側フランジ部３９を賦形時にかける方向とは反対の方向にずらして配置することが好ましい。具体的には、賦形時に外周側フランジ部３８を、中心Ｏを中心とする半径Ｒｏの円の周方向に回転させるため、外周側フランジ部３８を点Ｏを中心とする半径Ｒｏの円の周方向に賦形時にかける力の方向とは反対方向に回転させてずらして配置することが好ましい。
　特に、外周側フランジ部３８は、点Ｏを中心とする半径Ｒｏの円の周方向に賦形後の中央部３１の外周３１ａの高さＨだけ回転させて配置させることが好ましい。この際、外周側フランジ部３８を周方向に回転させる長さである回転周長は、賦形後の中央部３１の外周３１ａの高さＨと同じであることが好ましい。
　また、図５Ａに示すように、外周側フランジ部３８を回転させる程度を、式（１．１）によって決まる角度θＲによって定義することもできる。ここで、Ｒｏは、外周側テーパー部３３の外周３３ａの径であり、Ｈは賦形後の中央部３１の外周３１ａの高さである。また、図６Ａでは、ＢＢ’が回転周長であり、ＡＢは外周側テーパー部の幅である。ここで、ＲｏはＨに対して大きいため、図６Ａに示すように、回転周長が接線方向に延び、中心Ｏから引いた線ＯＡに対して直角をなすと見なすことができる。従って、式（１．１）のように角度を定義することができる。また、ＡＢＢ’は直角三角形と見なすことができる。
　また、内周側フランジ部３９についても、外周側フランジ部３８と同様であり、点Ｏを中心とする半径ｒｉの円の周方向に賦形後の中央部３１の内周３１ｂの高さｈだけ回転させて配置させることが好ましい。この際、内周側フランジ部３９を周方向に回転させる長さである回転周長は、賦形後の中央部３１の内周３１ｂの高さｈと同じであることが好ましい。
　内周側フランジ部３９を回転させる程度についても外周側フランジ部と同様に、図５Ｂに示すように、内周側テーパー部３４の内周３４ｂの径ｒｏと賦形後の中央部３１の内周部分の高さｈを用いて、式（１．２）によって決まる角度θｒによって定義することができる。また、図６Ｂでは、Ｄ－Ｄ’が回転周長であり、Ｃ－Ｄは内周側テーパー部の幅である。ｒｏはｈに対して大きいため、図６Ｂに示すように、回転周長が接線方向に延び、中心Ｏから引いた線に対して直角をなすと見なすことができる。従って、式（１．２）のように角度を定義することができる。また、ＣＤＤ’は直角三角形と見なすことができる。
　賦形時は、図１０に矢印で示す方向に、図１０では右方向に外周側フランジ部３８及び内周側フランジ部３９を回転させて賦形する。外周側フランジ部３８を回転させる角度は上記のθＲである、内周側フランジ部３９を回転させる角度は上記のθｒである。
　特に、外周側フランジ部３８及び内周側フランジ部３９を上記の配置とした場合、賦形時には外周側フランジ部３８を、点Ｏを中心とする半径Ｒｏの円周に沿って－θＲだけ回転させる。その結果、図６Ａに示すように、Ｂ’がＢの位置に移動し、点Ｏから点Ａを通って延びる線上に位置する。また、内周側フランジ部３９を、点Ｏを中心とする半径ｒｉの円周に沿って－θｒだけ回転させると、図６Ｂに示すようにＤ’がＤの位置に移動し、点Ｏから点Ｃを通って延びる線上に位置する。この場合、賦形前の繊維プリフォーム前駆体１１において、ＡＢ’間の距離は、

であり、ＣＤ’間の距離は、

である。
　ここで、図７は賦形後の中央部３１の高さ、外周側テーパー部３３及び内周側テーパー部３４の稜線を模式的に示す図である。図７に示すように、賦形後の中央部３１の外周３１ａの高さはＨであり、賦形後の中央部３１の内周３１ｂの高さはｈである。図７に示すように、Ｅ’Ｆ間の距離は外周側テーパー部の外径Ｒｏと内径Ｒｉの差であるため、外周側テーパー部の稜線ＥＦの長さは、図６ＡにおけるＡＢ’間の距離と等しい。同様に、Ｊ’Ｋ間の距離は内周側テーパー部の外径ｒｏと内径ｒｉとの差であるため、稜線ＪＫの長さは、図６ＢにおけるＣＤ’間の距離と等しくなる。この関係により、繊維プリフォーム前駆体１１を用いて製造される繊維プリフォーム１２の外周側テーパー部３３及び内周側テーパー部３４は、図１０に示す円盤状サンドイッチパネルの賦形型６０の外周側の円錐面６１と内周側の円錐面６２とに、しわの発生を抑制して良好に賦形することができる。
　次に、外周側スリット２３及び内周側スリット２４は基材２１上の第１の繊維トウ５１が設けられる第１の領域に設けられる。図１に示すように外周側スリット２３は、基材２１上の外周側テーパー部３３及び内周側テーパー部３４が設けられる領域に設けられる。また、外周側スリット２３及び内周側スリット２４は、破線状に形成されている。
　外周側テーパー部３３に設けられる外周側スリット２３は、図１に示すように、外周側テーパー部３３の外周３３ａから内周３３ｂに向かって延びて形成される。同様に、内周側テーパー部３４に設けられる内周側スリット２４は、内周側テーパー部３４の外周３４ａから内周３４ｂに向かう方向に延びて形成される。また、外周側スリット２３及び内周側スリット２４とは、固定部材４０と重ならないことが好ましい。例えば、図２Ｃに示すように、固定部材４０が設けられる位置から離間して設けられることが好ましい。
　例えば、スリットを１本の線状に形成する、換言するとスリットが１つの開口部だけ備える場合、第１の繊維トウ５１を縫い付ける工程中に基材２１にずれが生じ、賦形性又は作業性が悪化する。これに対し、本実施の形態のように外周側スリット２３及び内周側スリット２４を破線状に形成することで、第１の繊維トウ５１を基材２１上に縫い付ける際に基材２１にしわ又はズレが生ずることを抑制することができる。
　次に、図３に示すように、外周側スリット２３は、複数の線状の開口２３ａを備え、開口２３ａは開口幅Ｌｏを有し、ピッチＬｐで直線状に配置される。内周側スリット２４についても同様である。図３に示す破線状の外周側スリット２３の開口部２３ａの長さＬｏ及び開口部２３ａのピッチＬｐは、任意に設定できるが、開口部２３ａの長さＬｏ及び開口部２３ａのピッチＬｐは、賦形時に開口部２３ａ間が切断されて隣り合う開口部２３ａ同士がつながる寸法に設定することが望ましい。隣り合うスリットに挟まれた領域が周方向に剪断変形をすることができる。これにより、外周側テーパー部３３及び内周側テーパー部３４を賦形型６０の円錐面６１，６２に沿って良好に賦形させることができる。
　また、外周側スリット２３及び内周側スリット２４は、基材２１において任意の方向に形成してもよいが、外周側スリット２３及び内周側スリット２４は以下の関係を満たすことが望ましい。
　外周側スリット２３は、図８Ａに示すように、外周側テーパー部３３の外周３３ａから内周３３ｂに向かって延びて形成される。外周側スリット２３は、図８Ａに示すように線Ｄｓｏ上に形成される。外周側スリット２３が延びる方向に相当する線Ｄｓｏは、点Ｏから線Ｄｓｏが内周３３ｂと交わる交点まで延ばした線との間で、式（１．３）で定まる角θＳＲをなすことが好ましい。図８Ａでは、外周側スリット２３は、外周３３ａから内周３３ｂに至るまで形成されているため、線Ｄｓｏが内周３３ｂと交わる交点は、図８Ａに示す点Ａに相当する。
　内周側スリット２４は、図８Ｂに示すように、内周側テーパー部３４の外周３４ａから内周３４ｂに向かって延びて形成される。また、内周側スリット２４は、図８Ｂに示すように線Ｄｓｉ上に形成される。内周側スリット２４が延在する方向に相当する線Ｄｓｉは、点Ｏから線Ｄｓｉが外周３４ａと交わる交点まで延ばした線との間で、式（１．４）で定まる角θＳｒをなすことが好ましい。図８Ｂでは、内周側スリット２４は、内周３４ｂから外周３４ａに至るまで形成されるため、線Ｄｓｉが外周３４ａと交わる交点は、図８Ｂに示す点Ｃに相当する。
　外周側スリット２３及び内周側スリット２４を上記の角度に設けることにより、図８Ａに示すように、外周側スリット２３の長さを、図７に示す賦形後の外周側テーパー部３３の円錐面における稜線ＥＦの長さと同じとすることができる。内周側スリット２４についても同様に、稜線ＪＫの長さと同じとすることができる。従って、繊維プリフォーム前駆体１１を用いて製造された繊維プリフォーム１２は、その賦形時に、隣り合うスリットの間に位置する基材２１の剪断変形により、外周側テーパー部３３及び内周側テーパー部３４をしわなく円錐面に賦形することができる。　
　加えて、外周側テーパー部３３において、固定部材４０が配置される角度は、以下を満たすことが好ましい。まず、外周側テーパー部３３において、図９Ａに示すように、固定部材４０は線Ｄｆｏ上に配置される。この線Ｄｆｏが外周側テーパー部３３の内周３３ｂと交わる交点を決定する。点Ｏからこの交点を結ぶ線と、線Ｄｆｏとが、式（１．５）で決まるθＳＲ方向をなすことが好ましい。図９Ａでは、の線Ｄｆｏが外周側テーパー部３３の内周３３ｂと交わる交点は、点Ａに相当する。
　同様に、内周側テーパー部３４において、固定部材４０が配置される角度は、以下を満たすことが好ましい。まず、内周側テーパー部３４では、図９Ｂに示すように、固定部材４０は線Ｄｆｉ上に配置される。この線Ｄｆｉが内周側テーパー部３４の外周３４ａと交わる点を決定する。点Ｏからこの点を結ぶ線と、線Ｄｆｉとが、式（１．６）で決まるθＳｒ方向をなすことが好ましい。図９Ｂでは、線Ｄｆｏが内周側テーパー部３４の外周３４ａと交わる点は、Ｃに相当する。
　上記の通り配置された固定部材４０では、図９Ａに示すように、外周側テーパー部３３における固定部材４０の長さを図７に示すように、賦形後の外周側テーパー部３３の円錐面における稜線ＥＦの長さと同じとすることができる。内周側テーパー部３４における固定部材４０の長さについても同様に稜線ＪＫの長さと同じとすることができる。従って、第１の繊維トウ５１が相対位置の変化が許容されて固定されることに加えて、第１の繊維トウ５１のうち固定部材４０によって拘束された部分を、賦形後は外周側テーパー部３３の円錐面における同一稜線上に配置させることができる。従って、外周側テーパー部３３及び内周側テーパー部３４を円錐面に良好に賦形することができる。
　（実施の形態２）
　実施の形態２に係る繊維プリフォーム１２を図１１に示す。本実施の形態の繊維プリフォーム１２は、実施の形態１に係る繊維プリフォーム前駆体１１を用いて製造される。また、図１２Ａ～１２Ｃは図１１に示す領域Ｓ１～Ｓ３の部分拡大図である。実施の形態１と共通する特徴については、同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
　図１１に示すように、本実施の形態の繊維プリフォーム１２では、繊維プリフォーム前駆体１１と異なり、基材２１のうち繊維トウが設けられていない部分が切り取られている。具体的には、中央部３１、外周側テーパー部３３、内周側テーパー部３４、側部３５，３６、外周側フランジ部３８、及び内周側フランジ部３９が設けられている領域に、基材２１が残っている。
　次に、図１２Ａ及び図１２Ｃに示すように、外周側テーパー部３３及び内周側テーパー部３４では、第１の繊維トウ５１を基材２１に固定していた水溶性固定糸５６は除去されている。また、第１の繊維トウ５１の一部は固定部材４０によって基材２１に固定されている。一方、図１２Ｂに示すように、中央部３１では、第２の繊維トウ５２は非水溶性固定糸５７によって基材２１に固定されている。外周側テーパー部３３、内周側テーパー部３４、側部３５，３６でも同様に、第２の繊維トウ５２は非水溶性固定糸５７によって基材２１に固定されている。
　このように、外周側テーパー部３３及び内周側テーパー部３４では、第１の繊維トウ５１は互いの相対位置を変更可能である。しかし、第１の繊維トウ５１の一部は固定部材４０で固定されているため、基材２１から第１の繊維トウ５１が離脱することを防ぐことができる。従って、繊維プリフォーム１２の賦形性を向上させることができる。これは、特に繊維プリフォームを、曲面を有する形状に賦形する場合に有利である。また、本実施の形態でも、外周側フランジ部３８、内周側フランジ部３９、外周側スリット２３、内周側スリット２４及び固定部材４０について、実施の形態１に記載の特徴を備えることが好ましい。それにより、外周側テーパー部３３及び内周側テーパー部３４を円錐面に更に良好に賦形することができる。
　（実施の形態３）
　実施の形態３に係る繊維プリフォーム前駆体１３について、図１３を用いて説明する。本実施の形態の繊維プリフォーム前駆体１３は、後述する実施の形態４による繊維プリフォーム１４を製造する過程で製造されるものである。本実施の形態の繊維プリフォーム前駆体１３が上述した実施の形態１及び２と異なる点は、固定部材４１として、粘着剤又は弾性接着剤が使用される点にある。実施の形態１と共通する特徴については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
　本実施の形態の繊維プリフォーム前駆体１３は、実施の形態１と同様に基材２１と、中央部３１、外周側テーパー部３３、内周側テーパー部３４、側部３５，３６、外周側フランジ部３８、及び内周側フランジ部３９を備える。外周側テーパー部３３と内周側テーパー部３４では、第１繊維トウ５１が水溶性固定糸５６によって固定されており、中央部３１、側部３５，３６、外周側フランジ部３８、及び内周側フランジ部３９では、第２の繊維トウ５２が非水溶性固定糸５７によって固定されている。なお、外周側スリット２３及び内周側スリット２４も、実施の形態１と同様に設けられている。
　具体的に、第１の繊維トウ５１は、図１４Ａに示すように、水溶性固定糸５６を用いて基材２１に固定される。また、第２の繊維トウ５２は、図１４Ｂに示すように、非水溶性固定糸５７を用いて基材２１に固定される。
　次に、固定部材４１は、図１３に示すように、外周側テーパー部３３の外周３３ａから内周３３ｂに向かって、又は内周３３ｂから外周３３ａに向かって設けられる。内周側テーパー部３４でも同様であり、固定部材４１は、内周側テーパー部３４の外周３４ａから内周３４ｂに向かって、又は内周３４ｂから外周３４ａに向かって延びる。また、図１４Ｃに示すように、固定部材４１が、それぞれの第１の繊維トウ５１をまたいで設けられている。それぞれの第１の繊維トウ５１は、固定部材４１が設けられた部分で基材２１に固定される。本実施の形態では、固定部材４１としては、粘着剤を用いる、又は柔軟性を有する弾性接着剤、例えばシリコーン樹脂を用いる。
　図１５は図１４Ｃに示すXV－XV線断面図である。図１５に示すように、固定部材４１は、隣接する第１の繊維トウ５１の間にも存在することによって、第１の繊維トウ５１を基材２１に固定する。
　固定部材４１によって、外周側テーパー部３３及び内周側テーパー部３４では、水溶性固定糸５６が除去された場合でも、第１の繊維トウ５１が拘束され、基材２１からの離脱を防ぐことができる。
　次に、本実施の形態でも、外周側テーパー部３３及び内周側テーパー部３４における固定部材４１の配置は任意である。外周側テーパー部３３において、固定部材４１が配置される角度は、以下を満たすことが好ましい。まず、外周側テーパー部３３において、図１６Ａに示すように、固定部材４１は線Ｄｆｏ上に配置される。この線Ｄｆｏが外周側テーパー部３３の内周３３ｂとの交点を決定する。この点は、図１６Ａでは点Ａである。点Ｏからこの交点を結ぶ線と、線Ｄｆｏとが、式（１．５）で決まるθＳＲ方向をなすことが好ましい。
　同様に、内周テーパー部３４において、固定部材４１が配置される角度は、以下を満たすことが好ましい。まず、内周側テーパー部３４では、図１６Ｂに示すように、固定部材４１は線Ｄｆｉ上に配置される。この線Ｄｆｉが内周側テーパー部３４の外周３４ａと交わる交点を決定する。この交点は、図１６Ｂでは点Ｃである。点Ｏからこの交点を結ぶ線と、線Ｄｆｉとが、式（１．６）で決まるθＳｒ方向をなすことが好ましい。
　上記の通り配置された固定部材４１では、図１６Ａに示すように、外周側テーパー部３３における固定部材４１の長さを図７に示すように、賦形後の外周側テーパー部３３の円錐面における稜線ＥＦの長さと同じとすることができる。内周側テーパー部３４における固定部材４１についても同様である。従って、第１の繊維トウ５１が、互いの相対位置の変化が許容されて固定されることに加えて、第１の繊維トウ５１のうち固定部材４１によって拘束された部分を、賦形後は外周側テーパー部３３の円錐面における同一稜線上に配置させることができる。従って、外周側テーパー部３３及び内周側テーパー部３４を円錐面に良好に賦形することができる。
　この場合、外周側フランジ部３８及び内周側フランジ部３９についても、実施の形態１と同様の特徴を備えることが好ましい。更に、外周側スリット２３及び内周側スリット２４についても、実施の形態１と同様の特徴を備えることが好ましい。
　（実施の形態４）
　実施の形態４に係る繊維プリフォーム１４を図１７に示す。本実施の形態の繊維プリフォーム１４は、実施の形態３に係る繊維プリフォーム前駆体１３を用いて製造される。また、図１８Ａ～１８Ｃは図１７に示す領域Ｕ１～Ｕ３の部分拡大図である。上述した実施の形態と共通する特徴については、同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
　本実施の形態でも図１７に示すように、基材２１は、繊維トウが設けられていない部分が切り取られている。
　図１８Ｂに示すように、例えば、中央部３１では第２の繊維トウ５２は非水溶性固定糸５７によって固定されている。一方、図１８Ａ及び図１８Ｃに示すように、外周側テーパー部３３及び内周側テーパー部３４では、第１の繊維トウ５１を基材２１に固定していた水溶性固定糸５６は除去されている。なお、図１５に模式的に示すように、水溶性固定糸５６上にも固定部材４１が存在することがある。水溶性固定糸５６は、繊維プリフォーム１４が製造される際に水によって除去されるが、固定部材４１下に位置する水溶性固定糸５６については、繊維プリフォーム１４に残存してもよい。
　このように、外周側テーパー部３３及び内周側テーパー部３４では、第１の繊維トウ５１は互いの相対位置を変更可能である。しかし、第１の繊維トウ５１の一部は固定部材４１で固定されているため、基材２１から第１の繊維トウ５１が離脱することを防ぐことができる。従って、繊維プリフォーム１４の賦形性を向上させることができる。これは、特に繊維プリフォームを、曲面を有する形状に賦形する場合に有利である。また、本実施の形態でも、外周側フランジ部３８、内周側フランジ部３９、外周側スリット２３、内周側スリット２４及び固定部材４１について、実施の形態１及び３に記載の特徴を備えることが好ましい。それにより、外周側テーパー部３３及び内周側テーパー部３４を円錐面に更に良好に賦形することができる。
　（実施の形態５）
　実施の形態５に係る繊維プリフォーム１２の製造方法について、図を用いて説明する。
　まず、図１９に示すように、基材２１上の外周側テーパー部３３を設ける領域に破線状の外周側スリット２３を形成する。同様に基材２１上の内周側テーパー部３４を設ける領域に内周側スリット２４を形成する。
　次に、公知の自動裁縫装置又は刺繍装置を用い、図２０に示すように、外周側テーパー部３３を設ける領域に第１の繊維トウ５１を水溶性固定糸５６によって縫い付ける。同様に内周側テーパー部３４を設ける領域にも、第１の繊維トウ５１を水溶性固定糸５６によって縫い付ける。
　続いて、公知の自動裁縫装置又は刺繍装置を用い、基材２１上の第１の繊維トウ５１が設けられていない領域に、非水溶性固定糸５７によって第２の繊維トウ５２を縫い付ける。本実施の形態では、図２１に示すように、中央部３１、側部３５，３６、外周側フランジ部３８、内周側フランジ部３９が設けられる領域に、第２の繊維トウ５２を縫い付ける。
　次に、図２２に示すように、第１の繊維トウ５１をまたいで、固定部材４０を設ける。具体的には、公知の自動裁縫装置又は刺繍装置を用い、第１の繊維トウ５１上に第３の繊維トウ５３を非水溶性固定糸５８によって縫い付ける。
　これにより、繊維プリフォーム前駆体１１が製造される。なお、外周側フランジ部３８、内周側フランジ部３９、外周側スリット２３、内周側スリット２４、又は固定部材４０を、実施の形態１に記載の条件を満たすように形成してもよい。
　次に、繊維プリフォーム前駆体１１中の水溶性固定糸を水によって除去する。具体的には繊維プリフォーム前駆体１１を水に浸漬させ、水溶性固定糸を溶解させる。繊維プリフォーム前駆体１１に水を噴霧し、水溶性固定糸を溶解させて除去してもよい。また、基材２１の不要な部分を切断して除去してもよい。
　以上の工程から、繊維プリフォーム１２を製造することができる。
　本開示の繊維プリフォームの製造方法では、繊維トウの一部が、基材から離脱せず、且つ相対位置の変化を許容する方法で固定されている。このため、賦形性を向上させることが可能である。また、本実施の形態の製造方法によれば、第１の繊維トウ５１を水溶性固定糸で固定しているため、水によって容易に除去することができる。従って、賦形性を向上させることが可能な繊維プリフォームを製造することができる。また、賦形性向上のための繊維トウへの切り欠きが不要となるため、成形された製品の剛性低下を抑制することも可能である。
　（実施の形態６）
　実施の形態６に係る繊維プリフォーム１４の製造方法について、図を用いて説明する。
　外周側スリット２３及び内周側スリット２４を形成する工程、第１の繊維トウ５１を縫い付ける工程、第２の繊維トウ５２を縫い付ける工程までは、実施の形態５と同様に実施する。本実施の形態でも、外周側フランジ部３８、内周側フランジ部３９、外周側スリット２３、内周側スリット２４、及び固定部材４１を、実施の形態１又は３に記載の条件を満たすように形成してもよい。
　次に、図２４に示すように、第１の繊維トウ５１をまたいで、固定部材４１を設ける。具体的には、水溶性固定糸５６で固定した第１の繊維トウ５１に、ディスペンサ等の塗布装置を用いて固定部材４１を塗布し、第１の繊維トウ５１を基材２１に接着させる。固定部材４１として、硬化工程が必要な材料、例えば弾性接着剤を使用する場合、塗布後に硬化工程を設ける。
　これにより、繊維プリフォーム前駆体１３が製造される。
　次に、繊維プリフォーム前駆体１３中の水溶性固定糸５６を水によって除去する。具体的には繊維プリフォーム前駆体１３を水に浸漬させ、水溶性固定糸５６を溶解させる。繊維プリフォーム前駆体１３に水を噴霧し、水溶性固定糸５６を溶解させて除去してもよい。なお、固定部材４１下にある水溶性固定糸５６は、溶解されずに残存してもよい。また、必要に応じて、基材２１の不要な部分を切除してもよい。
　以上の工程から、繊維プリフォーム１４を製造することができる。
　本開示の繊維プリフォームの製造方法では、繊維トウの一部が、基材から離脱せず、且つ相対位置の変化を許容する方法で固定されている。このため、賦形性を向上させることが可能である。また、本実施の形態の製造方法によれば、第１の繊維トウ５１を水溶性固定糸で固定しているため、水によって容易に除去することができる。従って、賦形性を向上させることが可能な繊維プリフォームを製造することができる。また、賦形性向上のための繊維トウへの切り欠きが不要となるため、成形された製品の剛性低下を抑制することも可能である。
　本開示は上述した実施の形態に限られない。例えば、実施の形態１、３では、外周側フランジ部３８、内周側フランジ部３９、外周側スリット２３、内周側スリット２４、及び固定部材４０，４１について、数式に記載の条件を満たす場合を例に挙げて説明した。本開示は、これらの条件を全て備えることを意図するものではなく、いずれかの条件だけを備える構成も本開示に含まれる。
　上述した各実施の形態では、中心角が９０°である部分円盤状サンドイッチパネル用の繊維プリフォーム前駆体及び繊維プリフォームを例に挙げて説明したが、本開示は、上述した構成に限ることを意図しない。例えば、中心角の角度又は形状を変えることも可能である。加えて、外周側テーパー部３３と内周側テーパー部３４とを両方備えず、片方だけを備える構成も可能である。例えば、円錐台形状に形成する場合は、外周側テーパー部３３が形成されていれば足りる。また、上述した各実施の形態の特徴を、任意に組み合わせることも可能である。
　本開示は、本開示の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、この開示を説明するためのものであり、本開示の範囲を限定するものではない。すなわち、本開示の範囲は、実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の開示の意義の範囲内で施される様々な変形が、この開示の範囲内とみなされる。
　１１，１３　繊維プリフォーム前駆体、１２，１４　繊維プリフォーム、２１　基材、２３　外周側スリット、２４　内周側スリット、３１　中央部、３３　外周側テーパー部、３４　内周側テーパー部、３５，３６　側部、３８　外周側フランジ部、３９　内周側フランジ部、４０，４１　固定部材、５１　第１の繊維トウ、５２　第２の繊維トウ、５３　第３の繊維トウ、５６　水溶性固定糸、５７，５８　非水溶性固定糸、６０　賦形型、６１，６２　円錐面。

Claims (12)

  1. 　基材上の第１の領域に設けられた第１の繊維トウと、前記第１の領域を除く第２の領域に、非水溶性の固定糸を用いて前記基材に縫い付けられた第２の繊維トウと、前記第１の繊維トウの一部を前記基材に固定するため、前記第１の繊維トウをまたいで設けられた固定部材とを備え、
    　前記固定部材は、非水溶性の固定糸を用いて前記基材に縫い付けられた第３の繊維トウである又は粘着剤若しくは弾性接着剤であり、
    　前記第１の繊維トウは互いの相対位置を変更可能であり、
    　前記第１の領域は、前記第２の領域に対する相対位置を変更可能である、
    　繊維プリフォーム。
  2. 　前記繊維プリフォームは、円錐面状に賦形される外周側テーパー部を有し、
    　前記外周側テーパー部は、前記第１の領域に形成される、
    　請求項１に記載の繊維プリフォーム。
  3. 　前記外周側テーパー部の内周に沿って配置される中央部と、前記外周側テーパー部の外周に沿って配置された外周側フランジ部とを更に備え、
    　前記外周側テーパー部は、前記外周側フランジ部を周方向に回転させて成形型に沿わせることで円錐面状に賦形され、前記外周側フランジ部は、賦形時に回転させる方向とは反対方向に、賦形後の中央部の外周側の高さと同じ長さだけ回転させて配置される、
    　請求項２に記載の繊維プリフォーム。
  4. 　前記外周側テーパー部は、点Ｏを中心とする外径Ｒｏの外周及び点Ｏを中心とする内径Ｒｉの内周を有し、
    　前記外周側テーパー部の内周に沿って配置される中央部を備え、賦形後の前記中央部の外周側の高さはＨであり、
    　前記基材の前記外周側テーパー部が設けられる領域には破線状のスリットが設けられており、前記スリットは、前記外周側テーパー部の外周から内周に向かって線Ｄｓｏ上に延びて形成されており、前記線Ｄｓｏは、中心Ｏから前記線Ｄｓｏが前記外周側テーパー部の内周と交わる点まで延ばした線に対して、以下の式（１．３）によって定まる角度θＳＲをなす、

    　請求項２又は３に記載の繊維プリフォーム。
  5. 　前記外周側テーパー部は、点Ｏを中心とする外径Ｒｏの外周及び点Ｏを中心とする内径Ｒｉの内周を有し、
    　前記外周側テーパー部の内周に沿って配置される中央部を備え、賦形後の前記中央部の外周側の高さはＨであり、
    　前記固定部材は、前記外周側テーパー部の外周から内周に向かって線Ｄｆｏ上に延びており、前記線Ｄｆｏは、中心Ｏから前記線Ｄｆｏが前記外周側テーパー部の内周と交わる点まで延ばした線に対して、以下の式（１．５）によって定まる角度θＳＲをなす、

    　請求項２から４のいずれか１項に記載の繊維プリフォーム。
  6. 　前記繊維プリフォームは、円錐面状に賦形される内周側テーパー部を有し、
    　前記内周側テーパー部は、前記第１の領域に形成される、
    　請求項１から５のいずれか１項に記載の繊維プリフォーム。
  7. 　前記内周側テーパー部の外周に沿って配置される中央部と、前記内周側テーパー部の内周に沿って配置された内周側フランジ部とを更に備え、
    　前記内周側テーパー部は、前記内周側フランジ部を周方向に回転させて成形型に沿わせることで前記内周側フランジ部は、賦形時に回転させる方向とは反対方向に、賦形後の中央部の内周側の高さｈと同じ長さだけ回転させて配置される、
    　請求項６に記載の繊維プリフォーム。
  8. 　前記内周側テーパー部は、点Ｏを中心とする外径ｒｏの外周及び点Ｏを中心とする内径ｒｉの内周を有し、
    　前記内周側テーパー部の外周に沿って配置される中央部を備え、賦形後の前記中央部の前記内周側テーパー部側の高さはｈであり、
    　前記基材の前記内周側テーパー部が設けられる領域には破線状のスリットが設けられており、前記スリットは、前記内周側テーパー部の外周から内周に向かって線Ｄｓｉ上に延びており、前記線Ｄｓｉは、中心Ｏから前記線Ｄｓｉが前記内周側テーパー部の外周と交わる点まで延ばした線に対して、以下の式（１．４）によって定まる角度θＳｒをなす、

    　請求項６又は７に記載の繊維プリフォーム。
  9. 　前記内周側テーパー部は、点Ｏを中心とする外径ｒｏの外周及び点Ｏを中心とする内径ｒｉの内周を有し、
    　前記内周側テーパー部の外周に沿って配置される中央部を備え、賦形後の前記中央部の内周側の高さはｈであり、
    　前記固定部材は、前記内周側テーパー部の外周から内周に向かって線Ｄｆｉ上に延びており、前記線Ｄｆｉは、中心Ｏから前記線Ｄｆｉが前記内周側テーパー部の外周と交わる点まで延ばした線に対して、以下の式（１．６）によって定まる角度θＳｒをなす、

    　請求項６から８のいずれか１項に記載の繊維プリフォーム。
  10. 　前記基材の前記第１の領域には破線状のスリットが設けられており、
    　前記スリットは直線状に並んで配置された複数の開口部を備え、
    　賦形時に、前記基材の剪断変形によって隣り合う前記開口部間の前記基材が切断されて、隣り合う前記開口部同士がつながる、
    　請求項１から９のいずれか１項に記載の繊維プリフォーム
  11. 　請求項１から１０のいずれか１項に記載の繊維プリフォームを製造するための繊維プリフォーム前駆体であって、
    　前記第１の繊維トウは、水溶性の固定糸を用いて前記基材に縫い付けられている、
    　繊維プリフォーム前駆体。
  12. 　基材の第１の領域に水溶性の固定糸を用いて第１の繊維トウを縫い付ける工程と、前記第１の領域を除く第２の領域に、非水溶性の固定糸を用いて第２の繊維トウを縫い付ける工程と、前記第１の繊維トウの一部を前記基材に固定するために、前記第１の繊維トウをまたいで設けられた固定部材を設ける工程と、を含む繊維プリフォーム前駆体を製造する工程と、
    　前記繊維プリフォーム前駆体中の前記水溶性の固定糸を水によって溶解させて除去する工程と、を含み、
    　前記固定部材は、非水溶性の固定糸を用いて前記基材に縫い付けられた第３の繊維トウである、又は粘着剤若しくは弾性接着剤であり、前記第１の繊維トウは互いの相対位置を変更可能であり、前記第１の領域は、前記第２の領域に対する相対位置を変更可能である、
    　繊維プリフォームの製造方法。
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