JP3267724B2 - 複合構成材のための繊維補強材の製造方法およびその方法により得られる繊維補強材、並びに、この繊維補強材を含む複合構成材の製造方法 - Google Patents
複合構成材のための繊維補強材の製造方法およびその方法により得られる繊維補強材、並びに、この繊維補強材を含む複合構成材の製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、複合構成材のために
各種繊維（カーボン、ガラス、ボロンなど）から作られ
る繊維補強材の製造方法、並びに、その方法を実施する
ことによって作られる繊維補強材と複合構成材の製造方
法に関するものである。
各種繊維（カーボン、ガラス、ボロンなど）から作られ
る繊維補強材の製造方法、並びに、その方法を実施する
ことによって作られる繊維補強材と複合構成材の製造方
法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】硬化された母材に埋め込まれた繊維補強
材からなる複合構成材を作るために、非常に多くの方法
が既に知られている。このような方法の第１工程は、少
なくとも２方向に沿って分布されたこの種の繊維の繊維
補強材を作ることであり、その後、母材がこの繊維補強
材に注入され、この繊維補強材は母材の硬化とともに成
型される。
材からなる複合構成材を作るために、非常に多くの方法
が既に知られている。このような方法の第１工程は、少
なくとも２方向に沿って分布されたこの種の繊維の繊維
補強材を作ることであり、その後、母材がこの繊維補強
材に注入され、この繊維補強材は母材の硬化とともに成
型される。
【０００３】欧州特許第００７３６４８号によれば、複
数の異なる繊維質要素を組立て、スティッチすることに
よって、このような繊維補強材を製造することが既に知
られている。特に、この先行文献の図９に関して、少な
くとも２個の直交する壁部を含む複合構成材のための繊
維補強材を製造する方法が記載されている。この方法に
よれば、各繊維質要素が製造され、複合構成材の壁部に
相当して、その繊維質要素の一方が他方の繊維質要素の
一面に対して適合され、各繊維質要素はスティッチによ
り一緒に結合される。
数の異なる繊維質要素を組立て、スティッチすることに
よって、このような繊維補強材を製造することが既に知
られている。特に、この先行文献の図９に関して、少な
くとも２個の直交する壁部を含む複合構成材のための繊
維補強材を製造する方法が記載されている。この方法に
よれば、各繊維質要素が製造され、複合構成材の壁部に
相当して、その繊維質要素の一方が他方の繊維質要素の
一面に対して適合され、各繊維質要素はスティッチによ
り一緒に結合される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】欧州特許第００７３６
４８号に記載された技術は、次のような不利益を有して
いる。始めに、この繊維補強材を製造するためには、ス
ティッチ・ラインによって一緒に結合される布帛を必要
とすることであり、このことは繊維補強材の製造を非常
に複雑にしている。
４８号に記載された技術は、次のような不利益を有して
いる。始めに、この繊維補強材を製造するためには、ス
ティッチ・ラインによって一緒に結合される布帛を必要
とすることであり、このことは繊維補強材の製造を非常
に複雑にしている。
【０００５】さらに、この技術は、繊維質要素の一方
が、他方の繊維質要素の面にそれを支持させ、両方の繊
維質要素の結合のために必要な横側への補助的フランジ
部を必要とすることである。この結果、この補助的フラ
ンジ部が他方の繊維質要素の面に付加的な厚さの部分を
形成し、このような付加的な厚さは、常に余分のもので
あり、この他方の繊維質要素の機械的および物理的な性
質に影響を及ぼすものである。
が、他方の繊維質要素の面にそれを支持させ、両方の繊
維質要素の結合のために必要な横側への補助的フランジ
部を必要とすることである。この結果、この補助的フラ
ンジ部が他方の繊維質要素の面に付加的な厚さの部分を
形成し、このような付加的な厚さは、常に余分のもので
あり、この他方の繊維質要素の機械的および物理的な性
質に影響を及ぼすものである。
【０００６】さらに、また、横側への補助的フランジ部
を有する繊維質要素は、次の点に留意されるものであ
る。 ー 特に、この繊維質要素のフランジ部と残りの部分と
の接続部の周りでは適当な湾曲をし難い； ー それが当てられ、固定される他方の繊維質要素の湾
曲を難しくする（例えば、前記横側への補助的フランジ
部を有する繊維質要素は、他方の繊維質要 素によって
形成されるドームに高い剛性の部分を形成することによ
って必要 な複合構成材の製造を妨げる。）； ー 繊維質要素のフランジ部におけるスティッチの存在
がフランジ部以外の部分に対して異質となり、妨げとな
る。
を有する繊維質要素は、次の点に留意されるものであ
る。 ー 特に、この繊維質要素のフランジ部と残りの部分と
の接続部の周りでは適当な湾曲をし難い； ー それが当てられ、固定される他方の繊維質要素の湾
曲を難しくする（例えば、前記横側への補助的フランジ
部を有する繊維質要素は、他方の繊維質要 素によって
形成されるドームに高い剛性の部分を形成することによ
って必要 な複合構成材の製造を妨げる。）； ー 繊維質要素のフランジ部におけるスティッチの存在
がフランジ部以外の部分に対して異質となり、妨げとな
る。
【０００７】この発明の目的は、これらの不利益を克服
することである。この発明は、結合用補助的フランジ部
を無くし、大きな湾曲を有する複合構成材を製造するた
めに、例えば、同一平面にない直交する壁部を有する複
合構成材の製造を簡略化することを可能とするものであ
る。この発明は、特に、リブによって強化された平らな
または湾曲したパネルからなる、航空機の構造用パネル
並びに付属用品のような、機能的構成材として軽合金か
ら作られたものと同様な複合構成材を満足できる方法で
製造することを可能とする。
することである。この発明は、結合用補助的フランジ部
を無くし、大きな湾曲を有する複合構成材を製造するた
めに、例えば、同一平面にない直交する壁部を有する複
合構成材の製造を簡略化することを可能とするものであ
る。この発明は、特に、リブによって強化された平らな
または湾曲したパネルからなる、航空機の構造用パネル
並びに付属用品のような、機能的構成材として軽合金か
ら作られたものと同様な複合構成材を満足できる方法で
製造することを可能とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この目的のために、この
発明の方法は、少なくとも２個の同一面にない壁部から
なる複合構成材のための繊維補強材の製造方法であっ
て、前記壁部にそれぞれ相当する第１および第２繊維質
要素を製造し、第１繊維質要素を第２繊維質要素の一面
に適合させ、これらの繊維質要素をスティッチにより一
緒に結合し、母材を注入、固化させるための繊維補強材
の製造方法において、前記第１繊維質要素を繊維マット
から製造し、この第１繊維質要素をその横側に置かれた
壁材により保持させるとともに、第１繊維質要素の狭い
側面の一つを第２繊維質要素の一面に適合させ、第２繊
維質要素の一面とその反対側の他面を通して挿通するニ
ードルにより、結節をしない連続フィラメントを前記第
２繊維質要素を通して第１繊維質要素の狭い側面に貫通
させ、前記連続フィラメントによって第１および第２繊
維質要素を一緒に結合する複数のスティッチ・ラインを
形成することを特徴とするものである。
発明の方法は、少なくとも２個の同一面にない壁部から
なる複合構成材のための繊維補強材の製造方法であっ
て、前記壁部にそれぞれ相当する第１および第２繊維質
要素を製造し、第１繊維質要素を第２繊維質要素の一面
に適合させ、これらの繊維質要素をスティッチにより一
緒に結合し、母材を注入、固化させるための繊維補強材
の製造方法において、前記第１繊維質要素を繊維マット
から製造し、この第１繊維質要素をその横側に置かれた
壁材により保持させるとともに、第１繊維質要素の狭い
側面の一つを第２繊維質要素の一面に適合させ、第２繊
維質要素の一面とその反対側の他面を通して挿通するニ
ードルにより、結節をしない連続フィラメントを前記第
２繊維質要素を通して第１繊維質要素の狭い側面に貫通
させ、前記連続フィラメントによって第１および第２繊
維質要素を一緒に結合する複数のスティッチ・ラインを
形成することを特徴とするものである。
【０００９】この発明によれば、前記複数のスティッチ
・ラインによって、２個の同一平面にない繊維質要素を
結合し、一体化した繊維補強材に形成するものである。
・ラインによって、２個の同一平面にない繊維質要素を
結合し、一体化した繊維補強材に形成するものである。
【００１０】狭い側面が破裂することのないように取り
扱いそしてスティッチすることができるように、横断方
向に良好な結集力を有する第１繊維質要素を提供するた
めに、前記第１繊維質要素を製造するための繊維マット
が、その長さ方向が繊維マットの厚さ方向と実質的に平
行な繊維を含むことが有利である。
扱いそしてスティッチすることができるように、横断方
向に良好な結集力を有する第１繊維質要素を提供するた
めに、前記第１繊維質要素を製造するための繊維マット
が、その長さ方向が繊維マットの厚さ方向と実質的に平
行な繊維を含むことが有利である。
【００１１】第１繊維質要素は繊維マットを裁断して製
造することが好適であり、それによって、その第１繊維
質要素の狭い側面が、どのような曲げおよび／または捩
れ応力を受けることなく、前記第２繊維質要素の一面に
適合させることができる。
造することが好適であり、それによって、その第１繊維
質要素の狭い側面が、どのような曲げおよび／または捩
れ応力を受けることなく、前記第２繊維質要素の一面に
適合させることができる。
【００１２】スティッチの際に、第１繊維質要素をその
横側に置かれた壁材によって保持し、繊維マットの厚さ
方向と実質的に平行に延びる繊維の横側方向への作用力
の結集、強化により、横側方向へ第１繊維質要素が破裂
するのを防止することが有利である。
横側に置かれた壁材によって保持し、繊維マットの厚さ
方向と実質的に平行に延びる繊維の横側方向への作用力
の結集、強化により、横側方向へ第１繊維質要素が破裂
するのを防止することが有利である。
【００１３】連続フィラメントが結節しないスティッチ
は、米国特許第４８６３６６０号、米国特許第４９１７
７５６号およびフランス特許第２６５８８４１号に記載
されたスティッチング・マシンによって容易に実施する
ことができる。
は、米国特許第４８６３６６０号、米国特許第４９１７
７５６号およびフランス特許第２６５８８４１号に記載
されたスティッチング・マシンによって容易に実施する
ことができる。
【００１４】各スティッチは前記狭い側面の幅と長さに
わたって分布する。例えば、これらのスティッチは、
（互いにかつ狭い側面の側縁に）平行な複数のスティッ
チ・ラインによって作られ、あるスティッチは隣接する
スティッチ・ラインの２個のスティツチの中間に配置さ
れる。中心のスティッチ・ラインを作ってスタートし、
それから、この中心のスティッチ・ラインの両側に交互
にスティッチ・ラインを作り、漸次、狭い側面の両側縁
に移動するのが有利である。
わたって分布する。例えば、これらのスティッチは、
（互いにかつ狭い側面の側縁に）平行な複数のスティッ
チ・ラインによって作られ、あるスティッチは隣接する
スティッチ・ラインの２個のスティツチの中間に配置さ
れる。中心のスティッチ・ラインを作ってスタートし、
それから、この中心のスティッチ・ラインの両側に交互
にスティッチ・ラインを作り、漸次、狭い側面の両側縁
に移動するのが有利である。
【００１５】スティッチ用ニードルの移動は好適に調節
され、各スティッチは第１繊維質要素内まで貫通する。
され、各スティッチは第１繊維質要素内まで貫通する。
【００１６】繊維補強材の製造後、母材が既知の方法で
この繊維補強材に注入されると、母材はこの繊維補強材
を保持しながら所望の最終形状に硬化する。
この繊維補強材に注入されると、母材はこの繊維補強材
を保持しながら所望の最終形状に硬化する。
【００１７】
【実施例】添付された図はこの発明を如何に実施するこ
とができるかを明瞭に示すだろう。なお、図中、同一符
号は相当部分を示すものである。
とができるかを明瞭に示すだろう。なお、図中、同一符
号は相当部分を示すものである。
【００１８】図１に概略的かつ部分的に表されている、
この発明による繊維補強材１は、同一平面にない２個の
異なる繊維質要素２と３とからなっている。図示の例に
おいて、これらの繊維質要素２と３とは直交している。
この発明による繊維補強材１は、同一平面にない２個の
異なる繊維質要素２と３とからなっている。図示の例に
おいて、これらの繊維質要素２と３とは直交している。
【００１９】第１繊維質要素２は、その狭い側面４によ
って第２繊維質要素３の下面５に対して適合し、各ステ
ィッチ６は第１および第２繊維質要素を一緒に結合す
る。各スティッチ６は連続フィラメントＦによって、以
下に説明するスティッチング・マシンによって作られ、
それらは、第２繊維質要素３の下面５の反対側の上面７
を経て、その狭い側面４から第１繊維質要素２の中に貫
通する。
って第２繊維質要素３の下面５に対して適合し、各ステ
ィッチ６は第１および第２繊維質要素を一緒に結合す
る。各スティッチ６は連続フィラメントＦによって、以
下に説明するスティッチング・マシンによって作られ、
それらは、第２繊維質要素３の下面５の反対側の上面７
を経て、その狭い側面４から第１繊維質要素２の中に貫
通する。
【００２０】また、図２に示されるように、各スティッ
チ６は、フィラメントのループ８を有し、その２つの平
行なストランド８Ａおよび８Ｂは第１および第２繊維質
要素２および３の構成繊維の間に挿入される。
チ６は、フィラメントのループ８を有し、その２つの平
行なストランド８Ａおよび８Ｂは第１および第２繊維質
要素２および３の構成繊維の間に挿入される。
【００２１】種々の第１繊維質要素２を作るために、第
１工程は、既知の方法で、乾燥した繊維マットが製造さ
れるべきである。種々の第１繊維質要素２は、それか
ら、この繊維マットから所望の形に（バンド鋸、ウオー
タ・ジェット、レーザなどによって）裁断される。この
場合の裁断によって、第１繊維質要素２の狭い側面４
は、第２繊維質要素３の下面５の形状に正確に適合し、
その狭い側面４が下面５の形状に正確に一致するため
に、第１繊維質要素２に曲げ応力を及ぼす必要はない。
このことは図３に描かれ、ここでは、湾曲する狭い側面
４が、変形なしで、好適に下面５に適合している。
１工程は、既知の方法で、乾燥した繊維マットが製造さ
れるべきである。種々の第１繊維質要素２は、それか
ら、この繊維マットから所望の形に（バンド鋸、ウオー
タ・ジェット、レーザなどによって）裁断される。この
場合の裁断によって、第１繊維質要素２の狭い側面４
は、第２繊維質要素３の下面５の形状に正確に適合し、
その狭い側面４が下面５の形状に正確に一致するため
に、第１繊維質要素２に曲げ応力を及ぼす必要はない。
このことは図３に描かれ、ここでは、湾曲する狭い側面
４が、変形なしで、好適に下面５に適合している。
【００２２】第１繊維質要素２の製造のために裁断され
る繊維マットは、繊維補強材１に求められる性質に従っ
て、所望の方法で配列された構成繊維からなっている。
例えば、繊維は、各予定の方向に計画的な方法で配列さ
れるか、または、その他に、ランダム形に分布されるこ
とができる。しかしながら、前記繊維マットは、その長
さ方向が繊維マットの厚さｅ方向と実質的に平行な繊
維、すなわち繊維マットを横断する方向に延びる繊維
（図示しない）を含むのが有利である。この場合には、
第１繊維質要素２は、横断する方向に延びる繊維に対す
る繊維相互間の摩擦によって、それ自体充分に結集して
保持され、裁断面である狭い側面４は、良好な表面性質
を示すものである。さらに、このようなその長さ方向が
繊維マットを横断する方向にある繊維は、スティッチ６
の挿入の際に、狭い側面の破裂の防止に貢献するもので
ある。
る繊維マットは、繊維補強材１に求められる性質に従っ
て、所望の方法で配列された構成繊維からなっている。
例えば、繊維は、各予定の方向に計画的な方法で配列さ
れるか、または、その他に、ランダム形に分布されるこ
とができる。しかしながら、前記繊維マットは、その長
さ方向が繊維マットの厚さｅ方向と実質的に平行な繊
維、すなわち繊維マットを横断する方向に延びる繊維
（図示しない）を含むのが有利である。この場合には、
第１繊維質要素２は、横断する方向に延びる繊維に対す
る繊維相互間の摩擦によって、それ自体充分に結集して
保持され、裁断面である狭い側面４は、良好な表面性質
を示すものである。さらに、このようなその長さ方向が
繊維マットを横断する方向にある繊維は、スティッチ６
の挿入の際に、狭い側面の破裂の防止に貢献するもので
ある。
【００２３】各スティッチを形成する際に、繊維質要素
２および３を保持するために、剛体の成型具（例えば、
木製または金属製）が提供され、図４に示されるよう
に、この成型具９は、第１繊維質要素２のために型穴
９．２、第２繊維質要素３のために型穴９．３を有して
いる。なお、各繊維質要素２および３はどのような既知
の構造（布帛、繊維マット・・等）をも有することがで
きる。型穴９．２は第１繊維質要素２の厚さｅに対して
調節された幅を有する形状のスロットに形成されてお
り、その型穴９．２の側面９．２Ａおよび９．２Ｂは第
１繊維質要素２を保持する壁材としての作用を有し、す
なわち、第１繊維質要素の横側に置かれた壁材を構成
し、スティッチの際に第１繊維質要素２が開くことを防
止している。第１繊維質要素２は型穴９．２内に挿入さ
れ、その狭い側面４と反対側の狭い側面は型穴９．３の
底面と接している（図５）。第２繊維質要素３が、それ
から、型穴９．３に置かれ（図６）、その下面５と第１
繊維質要素２の狭い側面４が適合し、スティッチ６がな
される（図７）。
２および３を保持するために、剛体の成型具（例えば、
木製または金属製）が提供され、図４に示されるよう
に、この成型具９は、第１繊維質要素２のために型穴
９．２、第２繊維質要素３のために型穴９．３を有して
いる。なお、各繊維質要素２および３はどのような既知
の構造（布帛、繊維マット・・等）をも有することがで
きる。型穴９．２は第１繊維質要素２の厚さｅに対して
調節された幅を有する形状のスロットに形成されてお
り、その型穴９．２の側面９．２Ａおよび９．２Ｂは第
１繊維質要素２を保持する壁材としての作用を有し、す
なわち、第１繊維質要素の横側に置かれた壁材を構成
し、スティッチの際に第１繊維質要素２が開くことを防
止している。第１繊維質要素２は型穴９．２内に挿入さ
れ、その狭い側面４と反対側の狭い側面は型穴９．３の
底面と接している（図５）。第２繊維質要素３が、それ
から、型穴９．３に置かれ（図６）、その下面５と第１
繊維質要素２の狭い側面４が適合し、スティッチ６がな
される（図７）。
【００２４】フィラメントＦの結節を必要としないステ
ィッチ６をつくるために、図８に概略的に描かれた、米
国特許第４８６３６６０号および第４９１７７５６号に
一層詳細に説明されている、マシン１０を使用すること
ができる。マシン１０は、下部フレーム１１と、水平な
横片１３によってそれらの上部が連結されている、垂直
な直立体１２を設けた枠組からなっている。垂直な各直
立体１２は、スライドウェイ１４と、このスライドウェ
イ１４に装着され、スクリュウ１７によって固定される
ことのできるスライド１６に、その両端近くで固定され
ているトラバースバー１５とからなっている。この配置
によれば、直立体１２上でトラバースバー１５の高さを
調節することができる。
ィッチ６をつくるために、図８に概略的に描かれた、米
国特許第４８６３６６０号および第４９１７７５６号に
一層詳細に説明されている、マシン１０を使用すること
ができる。マシン１０は、下部フレーム１１と、水平な
横片１３によってそれらの上部が連結されている、垂直
な直立体１２を設けた枠組からなっている。垂直な各直
立体１２は、スライドウェイ１４と、このスライドウェ
イ１４に装着され、スクリュウ１７によって固定される
ことのできるスライド１６に、その両端近くで固定され
ているトラバースバー１５とからなっている。この配置
によれば、直立体１２上でトラバースバー１５の高さを
調節することができる。
【００２５】キャリッジ１８がトラバースバー１５に装
着され、横側に滑動し、トラバースバー１５に対して調
節可能なように水平アーム１９を支持している。
着され、横側に滑動し、トラバースバー１５に対して調
節可能なように水平アーム１９を支持している。
【００２６】水平アーム１９は、その両端のどちらか一
方で、滑動し調節できるように装着された垂直アーム２
０を支持している。
方で、滑動し調節できるように装着された垂直アーム２
０を支持している。
【００２７】さらに、マシン１０は成型具９を支持する
基体２２を含み、この基体２２には、図６および図７に
関して既に述べたような方法で、成型具９に保持された
第１および第２繊維質要素２、３が配置されている。
基体２２を含み、この基体２２には、図６および図７に
関して既に述べたような方法で、成型具９に保持された
第１および第２繊維質要素２、３が配置されている。
【００２８】トラバースバー１５と水平アーム１９およ
び垂直アーム２０の配置によって、垂直アーム２０の下
端部２１は、３つの軸Ｘ，ＹおよびＺに沿い、モータＭ
１，Ｍ２およびＭ３によって、成型具９に対してどのよ
うな所望の位置にも調節をすることができる。例として
図示されている各モータＭ１，Ｍ２およびＭ３は、それ
ぞれの端部に装着されて、トラバースバー１５、水平ア
ームおよび垂直アーム１９、２０をそれぞれの軸に沿っ
て、ラックとピニオン、ウォームなどの適当な既知の機
構を介して駆動する。
び垂直アーム２０の配置によって、垂直アーム２０の下
端部２１は、３つの軸Ｘ，ＹおよびＺに沿い、モータＭ
１，Ｍ２およびＭ３によって、成型具９に対してどのよ
うな所望の位置にも調節をすることができる。例として
図示されている各モータＭ１，Ｍ２およびＭ３は、それ
ぞれの端部に装着されて、トラバースバー１５、水平ア
ームおよび垂直アーム１９、２０をそれぞれの軸に沿っ
て、ラックとピニオン、ウォームなどの適当な既知の機
構を介して駆動する。
【００２９】図９に見られるように、垂直アーム２０の
下端部２１は、その垂直アーム２０の延長部として固定
された取付部２４を有し、その取付部２４には、例えば
ステップモータである電気モータ２５が固着され、その
水平軸２６が取付部２４を通って延びている。スティッ
チ装置Ｐはモータ２５の作動によって垂直平面に向けら
れることができることに注目すべきだろう。
下端部２１は、その垂直アーム２０の延長部として固定
された取付部２４を有し、その取付部２４には、例えば
ステップモータである電気モータ２５が固着され、その
水平軸２６が取付部２４を通って延びている。スティッ
チ装置Ｐはモータ２５の作動によって垂直平面に向けら
れることができることに注目すべきだろう。
【００３０】垂直アーム２０の下端部２１に装着された
スティッチ装置Ｐは、軸２６に固着され、レール２８が
固定された支持部２７と、前記レール２８内を滑動する
ブロック２９と、ニューマチック・ジャッキ３０とを有
し、そのニューマチック・ジャッキ３０のシリンダは、
レール２８の延長部３１に固定されて連結され、そのピ
ストン・ロッド３２はブロック２９に連結されている。
スティッチ装置Ｐは、軸２６に固着され、レール２８が
固定された支持部２７と、前記レール２８内を滑動する
ブロック２９と、ニューマチック・ジャッキ３０とを有
し、そのニューマチック・ジャッキ３０のシリンダは、
レール２８の延長部３１に固定されて連結され、そのピ
ストン・ロッド３２はブロック２９に連結されている。
【００３１】ブロック２９は、上述の米国特許に詳細に
説明されている、ニードル３３を支持している。ニード
ル３３の先端３４の反対端部の傍らには、プロック２９
に装着された既知の型のニューマチック・フィラメント
・グリッパー３５が固定されている。
説明されている、ニードル３３を支持している。ニード
ル３３の先端３４の反対端部の傍らには、プロック２９
に装着された既知の型のニューマチック・フィラメント
・グリッパー３５が固定されている。
【００３２】フィラメント・グリッパー３５は、圧力空
気源（図示しない）に導管３６によって接続され、供給
源３７から発する繊維フィラメントＦは前記ニードル３
３に供給される。
気源（図示しない）に導管３６によって接続され、供給
源３７から発する繊維フィラメントＦは前記ニードル３
３に供給される。
【００３３】戻りスプリング３８がブロック２９とレー
ル２８の間に設けられているので、パイプ３９により圧
力空気が供給されて、ジャッキ３０がブロック２９を延
長位置に押し、そして、解放する時に、戻りスプリング
３８はブロック２９とニードルとを引き戻すものであ
る。
ル２８の間に設けられているので、パイプ３９により圧
力空気が供給されて、ジャッキ３０がブロック２９を延
長位置に押し、そして、解放する時に、戻りスプリング
３８はブロック２９とニードルとを引き戻すものであ
る。
【００３４】モータＭ３とジャッキ３０によって、ニー
ドル３３の貫通深さを調節することができることを注目
すべきである。
ドル３３の貫通深さを調節することができることを注目
すべきである。
【００３５】上述の２つの米国特許に記載されているよ
うに、ニードル３３が第１および第２繊維質要素２、３
に挿入された時、フィラメントＦは、各繊維質要素を通
ってニードルによって運ばれ、フィラメント・グリッパ
ー３５はフィラメントＦを把持し、ニードルの移動は第
１繊維質要素２にまで貫通するように調節されている。
フィラメント・グリッパーが把持を解き、繊維質要素２
および３からニードルが出てくると、フィラメントＦは
ニードルから解放され、かくして、第１および第２繊維
質要素２、３の繊維摩擦だけによって留められた結節を
有しないすなわち閉じないループ８が形成されるもので
ある。
うに、ニードル３３が第１および第２繊維質要素２、３
に挿入された時、フィラメントＦは、各繊維質要素を通
ってニードルによって運ばれ、フィラメント・グリッパ
ー３５はフィラメントＦを把持し、ニードルの移動は第
１繊維質要素２にまで貫通するように調節されている。
フィラメント・グリッパーが把持を解き、繊維質要素２
および３からニードルが出てくると、フィラメントＦは
ニードルから解放され、かくして、第１および第２繊維
質要素２、３の繊維摩擦だけによって留められた結節を
有しないすなわち閉じないループ８が形成されるもので
ある。
【００３６】すなわち、第１および第２繊維質要素２、
３の繊維によって生じるループ８への摩擦力と圧力によ
って、ニードルが引っ込められる時にニードルを通って
自由に動けるようになったフイラメントＦは、開放ルー
プ８を形成するように第１および第２繊維質要素２、３
内に留められる。
３の繊維によって生じるループ８への摩擦力と圧力によ
って、ニードルが引っ込められる時にニードルを通って
自由に動けるようになったフイラメントＦは、開放ルー
プ８を形成するように第１および第２繊維質要素２、３
内に留められる。
【００３７】第１および第２繊維質要素２、３から引き
出された後に、ニードル３３は、第２繊維質要素３の表
面（他面）の上を、スティッチされるべき厚さに等しい
距離に、スティッチング・ピッチ、すなわち、２個のス
ティッチ６の間の所定間隔を加えた距離まで移動する。
出された後に、ニードル３３は、第２繊維質要素３の表
面（他面）の上を、スティッチされるべき厚さに等しい
距離に、スティッチング・ピッチ、すなわち、２個のス
ティッチ６の間の所定間隔を加えた距離まで移動する。
【００３８】フィラメント・グリッパー３５は、それか
ら、ニードルにフィラメントをロックするために作動さ
れ、垂直アーム２０は１ピッチだけＹ方向に移動し、装
置Ｐは、同じフィラメントＦの多数のループ８を連続的
に形成するために、すなわち、スティッチ６を連続的に
形成するために、サイクルを再始動させるべく再び作動
される。
ら、ニードルにフィラメントをロックするために作動さ
れ、垂直アーム２０は１ピッチだけＹ方向に移動し、装
置Ｐは、同じフィラメントＦの多数のループ８を連続的
に形成するために、すなわち、スティッチ６を連続的に
形成するために、サイクルを再始動させるべく再び作動
される。
【００３９】勿論、モータＭ１およびＭ２の作動によっ
て、スティッチ６をつくるために、繊維補強材１に対す
るどのようなニードル３３の相対的移動をも起こさせる
ことができる。
て、スティッチ６をつくるために、繊維補強材１に対す
るどのようなニードル３３の相対的移動をも起こさせる
ことができる。
【００４０】かくして、スティッチ６は、次々に長さ方
向のスティッチ・ラインをつくることができ、また、そ
の他、どのような他の方法によるスティッチ・ラインも
つくることができる。各スティツチ６が次々に長さ方向
のラインをつくる場合には、図２に描かれているよう
に、中心スティッチ・ラインＬ１からスタートし、それ
から、その中心スティッチ・ラインＬ１の両側に交互に
他のスティッチ・ラインをつくることが有利である（Ｌ
２の次にＬ３、次にＬ４、次にＬ５）。スティッチ・ラ
インの各スティッチにとって、隣接するスティッチ・ラ
インのスティッチに対して、スティッチ・ラインのステ
ィッチを長さ方向にずらすことが有利である。このため
に、あるスティッチ・ラインのスティッチ６は、隣接す
るスティッチ・ラインの２個のスティッチの中間につく
られる。
向のスティッチ・ラインをつくることができ、また、そ
の他、どのような他の方法によるスティッチ・ラインも
つくることができる。各スティツチ６が次々に長さ方向
のラインをつくる場合には、図２に描かれているよう
に、中心スティッチ・ラインＬ１からスタートし、それ
から、その中心スティッチ・ラインＬ１の両側に交互に
他のスティッチ・ラインをつくることが有利である（Ｌ
２の次にＬ３、次にＬ４、次にＬ５）。スティッチ・ラ
インの各スティッチにとって、隣接するスティッチ・ラ
インのスティッチに対して、スティッチ・ラインのステ
ィッチを長さ方向にずらすことが有利である。このため
に、あるスティッチ・ラインのスティッチ６は、隣接す
るスティッチ・ラインの２個のスティッチの中間につく
られる。
【００４１】スティッチ６の深さは、モータＭ３の作動
によって調節することができるので、ループ８は第１繊
維質要素２の中に深く貫通し、それによって、第１繊維
質要素２と第２繊維質要素３とを確実に一緒に結合す
る。さらに、スティッチの深さは、そのスティッチが繊
維質要素２の厚さの中央に近付けば近付くほど大きくす
ることができる。
によって調節することができるので、ループ８は第１繊
維質要素２の中に深く貫通し、それによって、第１繊維
質要素２と第２繊維質要素３とを確実に一緒に結合す
る。さらに、スティッチの深さは、そのスティッチが繊
維質要素２の厚さの中央に近付けば近付くほど大きくす
ることができる。
【００４２】この発明によって、従来必要とされたアン
グル型スティフナーの使用を避けることができることに
注目されるべきである。実際、このようなアングル型ス
ティフナーでは、その支持用フランジ部が第２繊維質要
素３と補強フランジ部との間に力を伝達するために使用
される。この発明においては、このような支持用フラン
ジ部を無くすことができ、その理由は、充分な数のステ
ィッチ６のラインをつくることが可能であり、第１およ
び第２繊維質要素２、３の集合体を一体構造とみなされ
るほどにすることができる。
グル型スティフナーの使用を避けることができることに
注目されるべきである。実際、このようなアングル型ス
ティフナーでは、その支持用フランジ部が第２繊維質要
素３と補強フランジ部との間に力を伝達するために使用
される。この発明においては、このような支持用フラン
ジ部を無くすことができ、その理由は、充分な数のステ
ィッチ６のラインをつくることが可能であり、第１およ
び第２繊維質要素２、３の集合体を一体構造とみなされ
るほどにすることができる。
【００４３】さらに、モータ２５の作動によって、水平
軸２６の周りのニードル３３の傾きを調整することがで
き、したがって、スティッチ６に所望の傾斜を与えるこ
とができる。したがって、もしも望まれるならば、第１
繊維質要素２におけるループ８を傾けることが容易にで
きる。
軸２６の周りのニードル３３の傾きを調整することがで
き、したがって、スティッチ６に所望の傾斜を与えるこ
とができる。したがって、もしも望まれるならば、第１
繊維質要素２におけるループ８を傾けることが容易にで
きる。
【００４４】図８のマシン１０は、概略的で、その記載
目的はこの発明の例示にすぎない。勿論、この発明の実
施のために、上記フランス特許第２６５８８４１号に例
として記載されたような、より複雑なマシンを使用する
ことも可能である。
目的はこの発明の例示にすぎない。勿論、この発明の実
施のために、上記フランス特許第２６５８８４１号に例
として記載されたような、より複雑なマシンを使用する
ことも可能である。
【００４５】上述のスティッチ作業の終わりに繊維補強
材１が得られ、この繊維補強材１は、マトリックスー繊
維補強材の複合構成材をつくるために、母材を形成する
ための既知の如何なる処理をも受けることができる。
材１が得られ、この繊維補強材１は、マトリックスー繊
維補強材の複合構成材をつくるために、母材を形成する
ための既知の如何なる処理をも受けることができる。
【００４６】図１０および図１１において、制限する例
としてではなく、図１から図９に描かれた、この発明の
方法により製造されることのできる、シェル形の繊維補
強材４０が描かれている。
としてではなく、図１から図９に描かれた、この発明の
方法により製造されることのできる、シェル形の繊維補
強材４０が描かれている。
【００４７】このシェル形の繊維補強材４０は、第２繊
維質要素３に相当する繊維質スキン４１と、複数の長さ
方向および横方向のリブ、すなわち、繊維質スキン４１
の凹面側と凸面側の両方に配置された繊維質フレーム４
２〜５１からなっている。各繊維質フレーム４２〜５１
は第１繊維質要素２に相当するものであり、複数のステ
ィッチ・ラインのスティッチ６（図示されていない。）
によって繊維質スキン４１に結合させられる。
維質要素３に相当する繊維質スキン４１と、複数の長さ
方向および横方向のリブ、すなわち、繊維質スキン４１
の凹面側と凸面側の両方に配置された繊維質フレーム４
２〜５１からなっている。各繊維質フレーム４２〜５１
は第１繊維質要素２に相当するものであり、複数のステ
ィッチ・ラインのスティッチ６（図示されていない。）
によって繊維質スキン４１に結合させられる。
【００４８】シェル形の繊維補強材４０は、半円筒形と
して表されているが、言うまでもなく、どのような他の
形、例えば、反応装置用ボート、航空機の機体の部分、
あるいは、船の船体の部分の形とすることができる。
して表されているが、言うまでもなく、どのような他の
形、例えば、反応装置用ボート、航空機の機体の部分、
あるいは、船の船体の部分の形とすることができる。
【００４９】シェル形の繊維補強材４０は、比較的複雑
な形をしているので、組立てたり分解することのできる
複数の部分からなるスティッチ用成型具（図示しない
が、成型具９に相当する。）を利用することが有利であ
る。
な形をしているので、組立てたり分解することのできる
複数の部分からなるスティッチ用成型具（図示しない
が、成型具９に相当する。）を利用することが有利であ
る。
【００５０】図１２において、複合材料からなるクレビ
ス６０は、プレート６３に結合された２個の頬部６１お
よび６２からなることが示されている。各穴６４は、ク
レビス６０を固定するためにプレート６３に設けられ、
一方、各穴６５は、軸（図示しない）を固定するために
頬部６１および６２の自由端部に設けられている。
ス６０は、プレート６３に結合された２個の頬部６１お
よび６２からなることが示されている。各穴６４は、ク
レビス６０を固定するためにプレート６３に設けられ、
一方、各穴６５は、軸（図示しない）を固定するために
頬部６１および６２の自由端部に設けられている。
【００５１】この発明によって、このようなクレビス６
０を作るためには、第１工程は、繊維マットから第１繊
維質要素２に相当する繊維質要素６６および６７を裁断
し、これらの第１繊維質要素２の横側に置かれる壁材と
して硬質ゴム製スペーサー６９，７０および７１を用
い、これらの硬質ゴム製スペーサー６９，７０および７
１を成型具６８の型穴に挿入する。弾性のある硬質ゴム
製スペーサー６９，７０および７１によって、それらの
間で対になっている前記繊維質要素６６および６７には
圧力が及ぼされる。さらに、成型具６８はプレート６３
を形成するための第２繊維質要素３に相当する繊維質要
素７２のために型穴を有している。
０を作るためには、第１工程は、繊維マットから第１繊
維質要素２に相当する繊維質要素６６および６７を裁断
し、これらの第１繊維質要素２の横側に置かれる壁材と
して硬質ゴム製スペーサー６９，７０および７１を用
い、これらの硬質ゴム製スペーサー６９，７０および７
１を成型具６８の型穴に挿入する。弾性のある硬質ゴム
製スペーサー６９，７０および７１によって、それらの
間で対になっている前記繊維質要素６６および６７には
圧力が及ぼされる。さらに、成型具６８はプレート６３
を形成するための第２繊維質要素３に相当する繊維質要
素７２のために型穴を有している。
【００５２】各スペーサ６９，７０および７１は弾性が
あるので、第１繊維質要素６６および６７と第２繊維質
要素７２とのスティッチの際に、それらは第１繊維質要
素６６，６７を堅く保持しない。したがって、第１繊維
質要素６６および６７は、第２繊維質要素７２の近く
で、図１３に示されように、第１繊維質要素６６が符号
７４で示される部分で膨張しようとする。この場合、上
述のマシンによって、スティッチ６に斜めのスティッチ
７３を入れることが好ましい。
あるので、第１繊維質要素６６および６７と第２繊維質
要素７２とのスティッチの際に、それらは第１繊維質要
素６６，６７を堅く保持しない。したがって、第１繊維
質要素６６および６７は、第２繊維質要素７２の近く
で、図１３に示されように、第１繊維質要素６６が符号
７４で示される部分で膨張しようとする。この場合、上
述のマシンによって、スティッチ６に斜めのスティッチ
７３を入れることが好ましい。
【００５３】第１繊維質要素６６および６７を第２繊維
質要素７２にスティッチした後で、その繊維補強材は、
既知の方法で、その母材に対して提供され、その母材が
硬化した後、穴６４および６５が明けられる。
質要素７２にスティッチした後で、その繊維補強材は、
既知の方法で、その母材に対して提供され、その母材が
硬化した後、穴６４および６５が明けられる。
【００５４】上述の例としては、直交する繊維質要素が
示されているけれども、前記繊維質要素の直交はこの発
明の基本的な要件でないこと、そして、この発明は繊維
質要素の形成する角度にかかわらず同一平面にない繊維
質要素に適用されることが、上述のところから容易に理
解されるであろう。
示されているけれども、前記繊維質要素の直交はこの発
明の基本的な要件でないこと、そして、この発明は繊維
質要素の形成する角度にかかわらず同一平面にない繊維
質要素に適用されることが、上述のところから容易に理
解されるであろう。
【図１】図１は直交する２個の異なる繊維質要素からな
る、この発明の繊維補強材の概略的斜視図である。
る、この発明の繊維補強材の概略的斜視図である。
【図２】図１のII−II線に沿う拡大断面図である。
【図３】図１と同様な繊維補強材の下側からの斜視図で
ある。
ある。
【図４】図３の繊維補強材を製造するための成型具をの
一部を示す斜視図である。
一部を示す斜視図である。
【図５】図４の成型具を用いた図３の繊維補強材の製造
を示す要部側面図である。
を示す要部側面図である。
【図６】図５と同様な図３の繊維補強材の製造を示す要
部側面図である。
部側面図である。
【図７】図５と同様な図３の繊維補強材の製造を示す要
部側面図である。
部側面図である。
【図８】図１と図３の繊維補強材の製造のためのスティ
ッチング・マシンの概略的斜視図である。
ッチング・マシンの概略的斜視図である。
【図９】図８のスティッチング・マシンのためのスティ
ッチ装置の概略的斜視図である。
ッチ装置の概略的斜視図である。
【図１０】この発明により製造されたシェル形の繊維補
強材の側面図である。
強材の側面図である。
【図１１】図１０のシェル形の繊維補強材の平面図であ
る。
る。
【図１２】この発明により製造することのできたクレビ
スの斜視図である。
スの斜視図である。
【図１３】図１２のクレビスの製造工程における概略的
断面図である。
断面図である。
【図１４】図１２のクレビスの製造工程における図１３
とは異なるところの概略的断面図である。
とは異なるところの概略的断面図である。
１ 繊維補強材 ２ 第１繊維質要素 ３ 第２繊維質要素 ４ 狭い側面 ５ 下面 ６ スティッチ ７ 上面 ８ フィラメント・ループ ９ 成型具 ９．２，９．３ 型穴 １０ スティツチング・マシン １１ 下部フレーム １２ 垂直な直立体 １３ 横片 １４ スライドウェイ １５ トラバースバー １６ スライド １８ キャリッジ １９ 水平アーム ２０ 垂直アーム ２１ 下端部 ２２ 基体 ２４ 取付部 ２５ モータ ２６ 水平軸 ２７ 支持部 ２８ レール ２９ ブロック ３０ ニューマチック・ジャッキ ３１ 延長部 ３２ ピストンロッド ３３ ニードル ３４ 先端 ３５ フィラメント・グリッパー ３６ 導管 ４０ シェル形の繊維補強材 ４１ 繊維スキン ４２〜５１ リブ ６０ クレビス ６１，６２ 頬部 ６３，６４，６５ 穴 ６６，６７ 繊維マット要素 ６９，７０，７１ スペーサー ７３ スティッチ Ｆ フィラメント Ｐ スティッチ装置 Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３ モータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) D04H 1/00 - 18/00 B29C 70/00 - 70/88 ＥＰＡＴ（ＱＵＥＳＴＥＬ) ＷＰＩ／Ｌ（ＱＵＥＳＴＥＬ)
Claims (9)
- 【請求項１】 少なくとも２個の同一平面にない壁部か
らなる複合構成材のための繊維補強材の製造方法であっ
て、前記壁部にそれぞれ相当する第１および第２繊維質
要素を製造し、第１繊維質要素を第２繊維質要素の一面
に適合させてこれらの繊維質要素をスティッチにより一
緒に結合し、母材を注入、固化させる複合構成材のため
の繊維補強材の製造方法において、前記第１繊維質要素
を繊維マットから製造し、この第１繊維質要素をその横
側に置かれた壁材により保持させるとともに、第１繊維
質要素の狭い側面の一つを第２繊維質要素の一面に適合
させ、第２繊維質要素の一面とその反対側の他面を通し
て挿通するニードルにより、結節をしない連続フィラメ
ントを前記第２繊維質要素を通して第１繊維質要素の狭
い側面に貫通させ、前記連続フィラメントによって第１
および第２繊維質要素を一緒に結合する複数のスティッ
チ・ラインを形成することを特徴とする繊維補強材の製
造方法。 - 【請求項２】 前記第１繊維質要素を製造するための繊
維マットには、その長さ方向が繊維マットの厚さ方向と
平行な繊維が含まれていることを特徴とする請求項１記
載の製造方法。 - 【請求項３】 前記繊維マットからの第１繊維質要素の
製造が裁断によることを特徴とする請求項１記載の製造
方法。 - 【請求項４】 前記第１繊維質要素の横側に置かれた壁
材が、成型具の型穴の側面であることを特徴とする請求
項１記載の製造方法。 - 【請求項５】 前記横側に置かれた壁材が剛体であるこ
とを特徴とする請求項１記載の製造方法。 - 【請求項６】 前記横側に置かれた壁材が弾性を有する
ことを特徴とする請求項１記載の製造方法。 - 【請求項７】 斜めのスティッチを形成するために、連
続フィラメントを第２繊維質要素から第１繊維質要素に
傾斜させて挿通することを特徴とする請求項６記載の製
造方法。 - 【請求項８】 請求項１に記載の製造方法の実施によっ
て得られる、少なくとも２個の同一平面にない壁部を有
する複合構成材のための繊維補強材。 - 【請求項９】 少なくとも２個の同一平面にない壁部か
らなる複合構成材の製造方法であって、前記壁部にそれ
ぞれ相当する第１および第２繊維質要素を製造し、前記
第１繊維質要素を第２繊維質要素の一面に適合させてこ
れらの繊維質要素をスティッチにより一緒に結合させる
製造方法において、少なくとも前記第１繊維質要素を繊
維マットから製造し、この第１繊維質要素をその横側に
置かれた壁材により保持させるとともに、第１繊維質要
素の狭い側面の一つを第２繊維質要素の一面に適合さ
せ、第２繊維質要素の一面とその反対側の他面を通して
挿通するニードルにより、結節をしない連続フィラメン
トを前記第２繊維質要素を通して第１繊維質要素の狭い
側面に貫通させ、前記連続フィラメントによって形成さ
れる複数のステッチ・ラインにより第１および第２繊維
質要素を一緒に結合し、その後、この一緒に結合した繊
維質要素に母材を注入し、これを複合構成材として望ま
れる形状に保持しながら母材の硬化を行わせることを特
徴とする複合構成材の製造方法。
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