JPS6221834A - 複合材の強化部材用芯体及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、航空機等の構造補強材を形成する複合材の強
化部材に使用する、異形織物よりなる芯体の構造及び、
該芯体を製造する方法に関する。

従来の技術 一般に航空機等においては、胴体や翼等の構造補強材と
して、多数のｒＴＪ字型やｒ十Ｊ字型等の、異形の材料
が使用される。これらの構造補強材としては、かつては
金属製の材料が使用されていたが、近年、軽く且つ強度
の大きい材料が川水され、炭素繊維等の軽く且つ極めて
高強１哀の繊維で織成した織物を複数枚貼り合わせて強
化部材とし、これを合成樹脂で固めた複合材が多く使用
されるようになっている。

その−例として、断回路ｒ　Ｔ　Ｊ字型の１１１１造補
強材の一例を第１２図及び第１３図に示す。１は炭素繊
維をたて糸及びよこ糸として織成した織物であって、織
物１ａを３枚重ねた片面に、織物１ｂを３枚重ねてｒＬ
Ｊ字状に曲げたものを、二組重ねて水平部２を形成し、
また前記ｒＬＪ字状の組をも背中合わせに平ね合わせて
直立部３を形成し、全体を略ｒＴＪ字状にしている。そ
してこれらの織物１ａ、１ｂを縫合糸４で縫合して強化
部材を形成し、さらにその強化部材全体を合成樹脂で固
めて複合材としたものである。

そして直立部３の第１２図中横方向の強度を増強するた
めに、水平部２における直立部３の三差部を第１３図に
示すように略サインカーブ状に蛇行させている。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら前記構造の複合材においては、直立部３を
構成する織物１ｂと水平部２における織物１ａにより構
成された部分とは、縫合糸４及び合成樹脂で接合されて
いるだけであって、織物構造としては別体で構成されて
いる。従って直立部３に引張り力が作用した場合には、
三差部分に局部的に大きな剥離力が加わり、その力は縫
合糸４と合成樹脂のみが負担することとなり、織物１の
大きな強度が全（寄与せず、容易に剥離してしまうので
ある。

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

本発明はかかる事情に鑑みなされたしのであって、彎曲
した直立部３を有し、且っ三差部の強度の優れた複合材
を提供することを目的とするものであって、特に、その
強化部材に使用する芯体を得んとするものである。

問題点を解決する手段 而して本発明の芯体は、たて糸とよこ糸とを織成してな
る織物において、前記たて糸とよこ糸とよりなる基部を
有し、前記よこ糸がその基部の面から突出してループを
形成し、そのループの突出位置が基部の長さ方向に変化
していることを特徴とするものである。

第１図及び第２図は本発明の強化部材用芯体５を示すも
のであって、基部６は炭素繊維等のｌζて糸７とよこ糸
８とを織成してなる織布である。該基部６のよこ糸８は
、基部６の幅の途中において図中基部６の上面側に突出
してループ９を形成しており、該ループ９の基部６から
の突出位置１０が、基部６の長さ方向に略サインカーブ
状に変化している。

本発明の芯体５を構成する繊維は、前記炭素繊維が好適
であるが、ぞの細金属繊維、ガラス繊維、アラミツド繊
Ｉ等の、高強度で高弾性の繊維を使用することもできる
。

第３図は、本発明の芯体５を強化部材に使用した複合材
を示すものである。基部６の下面に織物１ａが重ねられ
、上面には２枚の略ｒＬＪ字状の織物１ｂが重ねられて
水平部２を形成しており、さらにその織物１ｂは、前記
芯体５のループ９を挾んで背中合わせに重ねられ、直立
部３を形成している。そして芯体５と織物１ａ及び織物
１ｂを縫合糸４で縫合してｒＴＪ字状の強化部材を形成
し、さらに該強化部材に合成樹脂を含浸し、一体に固め
て複合材を成型している。

次に、本発明の芯体を製造する方法は、たて糸とよこ糸
とで織物である基部を織成しつつ、該基部の一部によこ
糸を織込んで該基部の途中からその片面側に引出し、該
よこ糸を基部の側方において前記たて糸に平行に伸びる
補助たて糸を迂回させて前記基部の前記片面側に突出（
るループを形成し、次いで当該よこ糸を基部の前記引出
し位置から他の部分に織込むことを繰返し、その基部の
織成の進行に伴って、基部における前記ループの突出位
置を変化せしめることを特徴とするものである。

第５図は本発明の芯体５を織成づる状態を示すものであ
る。たて糸７によこ糸８を織込んで基部６を織成しつつ
、その途中で次の工程を実行してループ９を形成する。

すなわら、よこ糸８を図中右方に打込む際に、先ず基部
６の一部６ａに織込むと共に、ループ９が突出ずべき位
＠１０においてよこ糸８を基部６の片面〈図面において
は上面）側に出してそれより右方の全てのたて糸７の上
を通す。これにより基部６の一部６ａおよびループ９の
半分が形成される。

次によこ糸８を、基部６の右方においてたて糸７に平行
に配設された補助たて糸１１を迂回させた後、全てのた
て糸７の上を通して図中左方に打込む。これにより、前
記ループ９の残り半分が形成される。

続いてよこ糸８を、基部６の前記一部６ａの上を通し、
さらに前記ループ９の突出位置１０から基部６の前記一
部６ａを除く他の部分６ｂに織込んで右方に打込む。こ
れによって基部６の他の部分６ｂが形成される。

さらに基部６全体を通してよこ糸８を左方に織込み、芯
体５を織成するーサイクルを終える＠そしてこのサイク
ルを繰返しながら、基部６におけるループ９を突出させ
る位置１０を変化させていく。

芯体５がある程度の長さに亙って織成されたならば、ル
ープ９の先端から補助たて糸１１を引扱き、第１図に示
すようにループ９を基部６表面に立設させる。

作用 本発明の方法により、基部６の長さ方向に変化する位置
からループ９が突出せしめられた織物が織成され、その
ループ９を基部６の表面から立設させることにより、第
１図に示す芯体５が得られるのである。

而して、この芯体５のループ９から基部６の上面にかけ
てｒＬＪ字状の織物１ｂを重ね、また基部６の下面にも
織物１ａを重ねて、縫合糸４で縫合して強化部材を形成
し、該強化部材を合成樹脂で固めることにより、直立部
３が略サインカーブ状に彎曲した、断面路ｒＴＪ字状の
複合材を成型することができる。また強化部材を形成す
る際に重ねる織物１ａ及び＆ｌ物１ｂは、第３図の例で
はそれぞれ一枚ずつ重ねられているが、これを二枚以上
用ね、より厚く、且つ強度の大きいものとすることも可
能であり、また織物１ａ、１ｂをバイアスに重ねること
もできる。

また織物１ｂを基部６の上面からループ９の側面にか（
プてｒＬＪ字状に重ねると、直立部３が彎曲しているた
め織物１ｂの織目がずれ易いので、第４図に示すように
ループ９の側面にのみ貼付けることもできる。この構造
によれば、芯体５や織物１ｂの組織に目ずれが生じるこ
とがなく、強度むらがなく、性能が安定する。

発明の効果 而して、本発明の芯体５を使用した複合材は、複合材の
直立部３内のループ９と水平部２内の基部６とが一体で
あるため、直立部３に引張り力が作用した場合にも、三
差部において強化部材＠構成する織物１と芯体５とが剥
がれることがなく、直立部３の方向に大きな引張り強度
を右しているのである。

実施例 第６図は、本発明の方法の実施例を示すものである。こ
の実施例においては、補助たて糸１１が二本設けられて
おり、芯体５の織成時にループ９の先端をこの二本の補
助たて糸１１に平織り状に織成している。第５図の方法
によれば、よこ糸８を織込んでいく際にループ９が補助
たて糸１１を滑り、引きつれを起こして織成むらが生じ
たり、ループ９の長さが変動を起こし易いのであるが、
この実施例によれば、ループ９の先端が二本の補助たて
糸１１で固定されるため、織成むらが生じることがなく
、ループ９の長さが安定する。また補助たて糸１１をさ
らに増して、三本以上とすることも可能である。

第７図は、他の実施例を示すものであって、基部６の左
右両側方にそれぞれ補助たて糸１１，１１″が配設され
ている。而してこの方法においては、芯体５を織成しな
がら、先ず図中右方にＪ：こ糸８を打込む際に、基部６
の一部６ａにょこ糸８を織込むと共に、位置１ｏにおい
てよこ糸８を基部６の、ト側に出し、図中右方に設けら
れた補助たて糸１１を迂回させる。次いで基部６の」−
を通してよこ糸８を左方に打込み、さらに基部６の左方
に設けられた補助たて糸１１′を迂回させる。さらに続
いてよこ糸８を右方に打込む際には、よこ糸８を基部６
の前記一部６ａの」ニ個を通し、位置１０から基部６内
に入れて、基部６の他の部分６ｂに織込む。然る後基部
６全体を通してよこ糸８を左方に織込み、芯体５織成の
一サイクルを終了するのである。

この方法によれば、基部６の幅に比べてループ９の良さ
を充分に良いものとすることができると共に、補助たて
糸１１及び１１−を基部６の近くに配設できるので、織
機の幅が不必要に大きいものとなることがない。また前
記第５図及び第６図の実施例では、ループ９の突出位置
１ｏが変化することによってループ９の突出位１１１０
と補助たて糸１１との距離が変化し、ループ９の長さが
変動するが、この実施例によればループ９の突出位［１
０の如何に拘らず、ループ９の長さが常に一定のものと
なる。

前述のように、第５図及び第６図の実施例では、ループ
９の基部６からの突出位置１ｏが変化することによって
、該ループ９の突出位ｔｉｆｆ１０と補助たて糸１１と
の間の距離が変化し、その結果、該ループ９の突出位置
１０と補助たて糸１１との距離により定められるループ
９の基部６からの突出長さが変化することとなる。第８
図に示す実施例は、この欠点を防止し、ループ９の突出
位置１０の如何に拘らず、常にループ９の突出長さを一
定とする方法を示すものである。

この実施例においては、基部６を織成するたて糸７の右
方に、多数の補助たて糸１１が平行に配設されている。

而して芯体５を織成しつつ、基部６の中央から突出した
ループ９は図中実線で示すように中央部の補助たて糸１
１を迂回させ、基部６の右又は左に偏倚した位置から突
出したループ９は、第８図に鎖線で示すようにそれぞれ
右寄り又は左寄りの補助たて糸１１を迂回させるのであ
る。

この実施例により、基部６におけるループ９の突出位置
１０と、該突出位置１０から突出するループ９が迂回す
る補助たて糸１１との距離が一定となり、ループ９の長
さを常に一定のものとすることができる。

＠９図は、本発明のさらに他の実施例を示すものであっ
て、基部６を構成するたて糸７に力先１２を添わせて、
該力先１２をたて糸７と共に織込むものである。

第５図、第６図及び第８図の実施例においては、芯体５
のループ９を形成した後基部６の前記他の部分６ｂを織
成する際に、よこ糸８がループ９の突出位ｅ１０のきね
で折返され、その際にたて糸７に側方への力が作用し、
基部６の織目に目ずれが生じ易い。

第９図の実施例においては、ループ９の突出位置１０の
きりのたで糸７に力先１２を添わせることにより、よこ
糸８が折返されることによりたて糸７に加わる横方向へ
の力を、前記力先１２が支持するので、たで糸７が横に
ずれて目ずれを起こすことがなく、またＩ！ｊ擦による
たて糸７の毛羽立ちも生じにくい。

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

力先１２は、ループ９が突出する位１ｆ１０の右側のぎ
わのたて糸７に添わせるのであるが、ループ９の突出位
１１１０が変化するので、その変化する笥囲内の全ての
たて糸７に、それぞれ−木ずつ添わせるのが良い。また
前記範囲の全てのたて糸７に力先１２を添わせる代りに
、ループ９が突出する頻度の特に高い位置のぎわのたて
糸７にのみ力先１２を添わせるだけでもよく、充分に効
果がある。

本発明の芯体５は、基部６からループ９が突出づる位置
１０は、−か所に限定されるものではなく、二か所又は
それ以［の箇所から突出させてもよい。またこの場合、
ループ９の突出位置１０の変化は、二つ又はそれ以上の
ループ９が平行に変化してもよく、またそれぞれ別個に
変化させることもできる。第１０図は基部６から二つの
ループ９ａ、９ｂを突出させた実施例であって、この芯
体５を使用した複合材は、断面が略「π」字状のものと
なる。

この芯体５を製造するには、次の工程による。

すなわち、第１０図に鎖線で示すように、先ずよこ糸８
を右方に打込んで、基部６の左端から左側のループ９ａ
の突出位ｒｊ１１０ａまでの間の左端部６ａを織成し、
次いでよこ糸８を基部６の上側を通して左方に打込んで
、左側のループ９ａの半分。

を形成する。

次に基部６の左方に設けられた補助たて糸１１ａを迂回
し、よこ糸８を右方に打込んで左側のループ９ａの残り
の半分を形成し、ループ９ａの突出位置１０ａから右側
のループ９ｂの突出位置１Ｑｂまでの間の基部６の中央
部６ｂ内に織込み、さらにループ９ｂの突出位置１０ｂ
から基部６の上側に出して、右側のループ９ｂの半分を
形成する。

さらに基部６の右方に設けられた補助たて糸１１ｂを迂
回させ、よこ糸８を左方に打込んで左側のループ９ｂの
半分を形成する。さらによこ糸８を右方に打込み、ルー
プ９ｂの突出位置１０ｂから基部６に織込み、該位置１
０ｂから基部６の右端までの間の右端部６Ｃを織成する
。続いてよこ糸８を基部６の全体に打込み、芯体５織成
の一サイクルを完了する。

基部６から突出するループ９は、基部６の片面に突出す
るものに限定されるものではなく、基部６の上下両面に
突出させることもできる。第１１図は、基部６の両面に
同じ位置１０からループ９ａ、９ｂを突出させた実施例
であって、この芯体５を使用した複合材は、断回路「十
」字状のものとなる。この二つのループ９ａ、９ｂは、
上下同じ位置に設けても良いが、異なる位置に設けるこ
ともできる。またその場合には、上下のループ９ａ、９
ｂの位置をそれぞれ別個に変化させることも可能である
。

第１１図の芯体５を製造するには、図中鎖線で示すよう
に、先ず基部６の左方から右方によこ糸８を打込んで、
基部６の一部６ａによこ糸８を織込むと共に、ループ９
ａ、９ｂの突出位置１０からよこ糸８を上側に出して、
上側のループ９ａの半分を形成する。

次いでよこ糸８を右方の補助たて糸１１ａを迂回させて
左方に打込み、前記上側のループ９ａの残り半分を形成
すると共に、基部６におけるループ９ａ、９ｂの突出位
［１０においてたて糸７間を貫通させて、基部６の下側
に出し、下側のループ９ｂの半分を形成する。

次に、よこ糸８を基部６の左方の補助たて糸１１ｂを迂
回させ、よこ糸８を右方に打込んでループ９ｂの残り半
分を形成すると共に、前記突出位置１０から基部６に織
込み、基部６の他の部分６ｂを織成する。次いで基部６
全体を通してよこ糸８を左方へ織込み、芯体５を織成す
る一サイクルを終了する。

以上の各実施例においては、基部６を織成するに際し、
よこ糸８を右方に織込む途中においてループ９を突出さ
せ、左方に織込む際にはループ９を形成しなかったが、
左方に織込む際にもループ９を突出させることもできる
。

また第１０図及び第１１図の実施例においては、よこ糸
８を右方に織込む際に一方のループ９ａを形成し、左方
に織込む際に他方のループ９ｂを形成することもできる
。

まＩζ複合材における直立部３に引張り力が作用するこ
との少ないような用途においては、基部６の織成のニサ
イクル又は三サイクル以上に−か所の割で、ループ９を
突出させるだけでも充分である。

また各実施例においては、補助たて糸１１は基部６の側
方に離れて配設されているが、このような位置に限定さ
れるものではなく、突出位１！１０の側方の基部６に重
なる位置に配設されていても差支えない。

本発明における基部６上のループ９の配列は、実施例に
示したような略１１インカーブ状に限定されるものでは
ない。例えばジグザグの山形状に配列することも可能で
あり、また斜めに断続的に形成することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の芯体の斜視図であり、第２図はｎｔｔ
記芯体の横断面図である。第３図は、本発明の芯体を使
用した複合材の横断面図であり、第４図はその複合材の
他の例を示す横断面図である。 第５図、第６図、第７図、第８図及び第９図は、前記本
発明の芯体を製造する方法の実施例を示す横断面図であ
る。第１０図及び第１１図は、本発明の芯体の実施例を
示す横断面図である。第１２図及び第１３図は、従来の
複合材を示Ｊ゛ものであって、第１２図は横断面図、第
１３図は斜視図である。 ５・・・・・・芯体　　　　　６・・・・・・基部６ａ
・・・・・・基部の一部　６ｂ・・・・・・基部の他の
部分７・・・・・・たて糸　　　　８・・・・・・よこ
糸９・・・・・・ループ　　　１０・・・・・・ループ
の突出位置１１・・・・・・補助たて糸　１２・・・・
・・力糸出　願　人　　三菱ｍ工業株式会社 第ｔｏ図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　たて糸（７）とよこ糸（８）とを織成してなる織物
   において、前記たて糸（７）とよこ糸（８）とよりなる
   基部（６）を有し、前記よこ糸（７）がその基部（６）
   の面から突出してループ（９）を形成し、そのループ（
   ９）の突出位置（１０）が基部（６）の長さ方向に変化
   していることを特徴とする、複合材の強化部材用芯体 ２　たて糸（７）とよこ糸（８）とで織物である基部（
   ６）を織成しつつ、該基部（６）の一部（６ａ）によこ
   糸（８）を織込んで該基部（６）の途中からその片面側
   に引出し、該よこ糸（８）を基部（６）の側方において
   前記たて糸（７）に平行に伸びる補助たて糸（１１）を
   迂回させて前記基部（６）の前記片面側に突出するルー
   プ（９）を形成した後、当該よこ糸（８）を基部（６）
   の前記引出し位置から他の部分（６ｂ）に織込むことを
   繰返し、その基部（６）の織成の進行に伴って、基部（
   ６）における前記ループ（９）の突出位置（１０）を変
   化せしめることを特徴とする、複合材の強化部材用芯体
   の製造方法 ３　前記補助たて糸（１１）を基部（６）の側方におい
   て複数本平行に配設し、前記よこ糸（８）をその補助た
   て糸（１１）に組織することを特徴とする、特許請求の
   範囲第２項記載の複合材の強化部材用芯体の製造方法 ４　前記基部（６）におけるよこ糸（８）の突出位置（
   １０）に隣接するたて糸（７）に力糸（１２）を添わせ
   ることを特徴とする、特許請求の範囲第２項記載の複合
   材の強化部材用芯体の製造方法 ５　前記力糸（１２）を、よこ糸（８）が突出する頻度
   の高い突出位置（１０）に隣接するたて糸（７）にのみ
   添わせることを特徴とする、特許請求の範囲第４項記載
   の複合材の強化部材用芯体の製造方法 ６　前記基部（６）の両側方にそれぞれ補助たて糸（１
   １、１１′）を配設し、基部（６）から引出したよこ糸
   （８）をその両補助たて糸（１１、１１′）を迂回させ
   てループ（９）を形成することを特徴とする、特許請求
   の範囲第２項記載の複合材の強化部材用芯体の製造方法 ７　前記基部（６）の一側方に多数の補助たて糸（１１
   ）を平行に配設し、基部（６）におけるよこ糸（８）の
   引出し位置の変化に応じて迂回させる補助たて糸（１１
   ）を変化させ、ループ（９）の長さを常に一定ならしめ
   ることを特徴とする、特許請求の範囲第２項記載の複合
   材の強化部材用芯体の製造方法