特許 6885369 繊維構造体及び繊維強化複合材

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6885369

(24)【登録日】2021年5月17日

(45)【発行日】2021年6月16日

(54)【発明の名称】繊維構造体及び繊維強化複合材

(51)【国際特許分類】

   D03D 3/08 20060101AFI20210603BHJP

   B29B 11/16 20060101ALI20210603BHJP

   B29C 70/10 20060101ALI20210603BHJP

【ＦＩ】

   D03D3/08

   B29B11/16

   B29C70/10

【請求項の数】5

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2018-76104(P2018-76104)

(22)【出願日】2018年4月11日

(65)【公開番号】特開2019-183324(P2019-183324A)

(43)【公開日】2019年10月24日

【審査請求日】2020年7月14日

【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２９年度、国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構、次世代構造部材創製・加工技術開発、産業技術力強化法１９条の適用を受ける特許出願

(73)【特許権者】

【識別番号】000003218

【氏名又は名称】株式会社豊田自動織機

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】河原 真梨

(72)【発明者】

【氏名】辻 良平

(72)【発明者】

【氏名】堀 藤夫

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 博之

【審査官】 斎藤 克也

(56)【参考文献】

【文献】 特表平０３−５０４４０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５６−０７３１３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−０３０９５９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｄ０３Ｄ １／００ − ２７／１８

Ｂ２９Ｂ １１／１６

Ｂ２９Ｂ １５／０８ − １５／１４

Ｃ０８Ｊ ５／０４ − ５／１０

Ｃ０８Ｊ ５／２４

Ｄ０４Ｈ １／００ − １８／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

強化繊維の繊維束からなる第１の糸と、強化繊維の繊維束からなり、前記第１の糸と交差する第２の糸とを有し、
平面視が円弧状の板状であり、円弧状に延びる内縁部を有するとともに、前記内縁部より外側において円弧状に延びる外縁部を有する、
又は、平面視が円環状の板状であり、円形状に延びる内縁部を有するとともに、前記内縁部より外側において円形状に延びる外縁部を有し、
前記内縁部と前記外縁部を最短距離で結ぶ直線の延びる方向を径方向とし、前記内縁部及び外縁部の延びる方向を周方向とする繊維構造体において、
前記第１の糸は、前記周方向に延びるとともに、前記第２の糸は前記径方向に延び、
前記内縁部に位置する前記第１の糸の撚り数は、前記外縁部に位置する前記第１の糸の撚り数より少なく、かつ前記径方向に隣り合う第１の糸同士は同じ撚り数、又は前記外縁部寄りの第１の糸の方が撚り数が多いことを特徴とする繊維構造体。

【請求項2】

前記繊維構造体は、前記第１の糸からなる第１糸層と、前記第２の糸からなる第２糸層と、を有するとともに、前記第１糸層と前記第２糸層とが積み重なり、前記第１糸層と前記第２糸層とが積み重なった方向に前記第１糸層及び前記第２糸層が拘束糸によって拘束された多層織物である請求項１に記載の繊維構造体。

【請求項3】

前記繊維構造体は螺旋織物である請求項１又は請求項２に記載の繊維構造体。

【請求項4】

前記第１の糸の撚り数を、前記径方向に沿って前記内縁部から前記外縁部に向かうに従い１本ずつ順番に多くしている請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の繊維構造体。

【請求項5】

繊維構造体を強化基材とし、該強化基材がマトリックス中に複合化された繊維強化複合材であって、前記繊維構造体が請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載の繊維構造体であることを特徴とする繊維強化複合材。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、円弧状又は円形状に延びる内縁部及び外縁部を有する繊維構造体及び繊維強化複合材に関する。

【背景技術】

【0002】

軽量、高強度の材料として繊維強化複合材が使用されている。繊維強化複合材は、強化繊維（強化基材）が樹脂、セラミックス等のマトリックス中に複合化されることにより、マトリックス自体に比べて力学的特性（機械的特性）が向上するため、構造部品として好ましい。

【0003】

また、繊維強化複合材として、平面視円弧状や平面視円環状といった湾曲形状のものがある。このような繊維強化複合材の強化基材を構成する繊維構造体としては、例えば、強化繊維の繊維束（第１の糸）が、その糸主軸方向が湾曲形状の周方向に延びる状態に配置されるとともに、強化繊維の繊維束（第２の糸）が、その糸主軸方向が周方向に交差する径方向に延びる状態に配置されているものがある。

【0004】

しかし、湾曲形状の繊維構造体では、周方向に隣り合う第２の糸の糸主軸同士の間隔が湾曲形状の外側（外縁部側）ほど広くなる。このため、湾曲形状の外側ほど、単位体積当たりの強化繊維の量（以下、単に繊維密度という）が小さくなる。このように繊維構造体の繊維密度が均一ではなく、他の箇所より繊維密度の小さな部分が存在すると、繊維構造体が強化基材としてマトリックス中に複合された繊維強化複合材においては、マトリックスのリッチ部が大きく発生してしまう。その結果として、繊維強化複合材の成形時にクラックの発生を引き起こし、製造された繊維強化複合材の使用時にもマトリックスのリッチ部においてクラックが発生する。

【0005】

そこで、湾曲形状の繊維構造体において、その繊維密度のバラツキを小さくするため、例えば、特許文献１では、糸主軸方向が、周方向に延びる繊維束と交差する繊維束（第２の糸）について、その強化繊維の本数（繊維本数）を、円弧の曲率中心に近い側（内縁部側）に比べて曲率中心に遠い側（外縁部側）の方が多くなるようにしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１５−３０９５９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

ところが、特許文献１においては、繊維束の繊維本数を多くするために、連続繊維束に対し、別体の接合繊維束を接合した特殊な糸を用いる必要があり、強化基材の生産性が低い。

【0008】

本発明の目的は、生産性を高めつつ、繊維密度のバラツキを抑制できる繊維構造体及び繊維強化複合材を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記問題点を解決するための繊維構造体は、強化繊維の繊維束からなる第１の糸と、強化繊維の繊維束からなり、前記第１の糸と交差する第２の糸とを有し、平面視が円弧状の板状であり、円弧状に延びる内縁部を有するとともに、前記内縁部より外側において円弧状に延びる外縁部を有する、又は、平面視が円環状の板状であり、円形状に延びる内縁部を有するとともに、前記内縁部より外側において円形状に延びる外縁部を有し、前記内縁部と前記外縁部を最短距離で結ぶ直線の延びる方向を径方向とし、前記内縁部及び外縁部の延びる方向を周方向とする繊維構造体において、前記第１の糸は、前記周方向に延びるとともに、前記第２の糸は前記径方向に延び、前記内縁部に位置する前記第１の糸の撚り数は、前記外縁部に位置する前記第１の糸の撚り数より少なく、かつ前記径方向に隣り合う第１の糸同士は同じ撚り数、又は前記外縁部寄りの第１の糸の方が撚り数が多いことを要旨とする。

【0010】

これによれば、繊維構造体においては、外縁部の長さが内縁部の長さより長いことから、周方向に隣り合う第２の糸同士の間隔は、内縁部側よりも外縁部側の方が広くなる。しかし、内縁部の第１の糸よりも外縁部の第１の糸の撚り数を多くし、しかも、径方向に隣り合う第１の糸同士において、撚り数を多くする、又は外縁部寄りの第１の糸の方の撚り数を多くした。撚り数が多いほど、第１の糸において、単位長さ当たりに存在する強化繊維の量が多くなり、第２の糸同士の間隔が広がる外縁部側であっても、単位体積当たりの強化繊維の量を増やすことができる。その結果、繊維構造体全体で見た場合、繊維構造体の単位体積当たりの強化繊維の量である繊維密度のバラツキを、繊維構造体の径方向において小さくできる。そして、第１の糸の撚り数を調整するだけで繊維密度のバラツキを小さくでき、特殊な糸を用いる必要がないため、特殊な糸を用いる場合と比べると、生産性を高めることができる。

【0011】

また、繊維構造体について、前記繊維構造体は、前記第１の糸からなる第１糸層と、前記第２の糸からなる第２糸層と、を有するとともに、前記第１糸層と前記第２糸層とが積み重なり、前記第１糸層と前記第２糸層とが積み重なった方向に前記第１糸層及び前記第２糸層が拘束糸によって拘束された多層織物であってもよい。

【0012】

これによれば、繊維構造体を多層織物とすることで、第１糸層及び第２糸層を積み重ねた方向に繊維構造体を拘束でき、繊維構造体の層間剥離を抑制できる。
また、繊維構造体について、前記繊維構造体は螺旋織物であってもよい。

【0013】

これによれば、螺旋織物は、公知の織機で製織できる。このため、第１の糸の撚り数を変えるだけで、繊維密度のバラツキを小さくした繊維構造体を簡単に製造できる。
また、繊維構造体について、前記第１の糸の撚り数を、前記径方向に沿って前記内縁部から前記外縁部に向かうに従い１本ずつ順番に多くしてもよい。

【0014】

これによれば、繊維構造体の径方向の全体に亘って繊維密度のバラツキを小さくできる。
上記問題点を解決するための繊維強化複合材は、繊維構造体を強化基材とし、該強化基材がマトリックス中に複合化された繊維強化複合材であって、前記繊維構造体が請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載の繊維構造体であることを要旨とする。

【0015】

これによれば、繊維構造体においては、外縁部の長さが内縁部の長さより長いことから、周方向に隣り合う第２の糸同士の間隔は、内縁部側よりも外縁部側の方が広くなる。しかし、内縁部の第１の糸よりも外縁部の第１の糸の撚り数を多くし、しかも、径方向に隣り合う第１の糸同士において、撚り数を多くする、又は外縁部寄りの第１の糸の方の撚り数を多くした。撚り数が多いほど、第１の糸において、単位長さ当たりに存在する強化繊維の量が多くなり、第２の糸同士の間隔が広がる外縁部側であっても、単位体積当たりの強化繊維の量を増やすことができる。その結果、繊維構造体全体で見た場合、繊維構造体の単位体積当たりの強化繊維の量である繊維密度のバラツキを、繊維構造体の径方向において小さくできる。そして、第１の糸の撚り数を調整するだけで繊維密度のバラツキを小さくでき、特殊な糸を用いる必要がないため、特殊な糸を用いる場合と比べると、生産性を高めることができる。そして、このような繊維構造体を強化基材とした繊維強化複合材においては、繊維密度の低い箇所をなくして、マトリックスのリッチ部が大きく発生することを抑制できる。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、生産性を高めつつ、繊維密度のバラツキを抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】実施形態の繊維強化複合材を示す斜視図。

【図2】実施形態の螺旋織物を示す模式図。

【図3】螺旋織物を示す部分断面図。

【図4】螺旋織物の一部を模式的に示す平面図。

【図5】隣り合う経糸を模式的に示す図。

【図6】螺旋織物の製造工程の説明図。

【図7】別例の螺旋織物の一部を模式的に示す平面図。

【図8】別例の螺旋織物の一部を模式的に示す平面図。

【図9】別例の繊維強化複合材及び繊維構造体を示す斜視図。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、繊維構造体及び繊維強化複合材を、螺旋織物、及び螺旋織物を強化基材とした繊維強化複合材に具体化した一実施形態を図１〜図６にしたがって説明する。
図１に示すように、繊維強化複合材１０は、マトリックス１１中に、繊維構造体としての螺旋織物１２を強化基材として複合化して形成されている。本実施形態では、マトリックス１１として樹脂が用いられている。なお、マトリックス１１としては、樹脂以外に金属やセラミックスを用いてもよい。

【0019】

繊維強化複合材１０は、平面視円環状の板状である。なお、平面視とは、繊維強化複合材１０の中心軸線Ｌに沿って、繊維強化複合材１０を外側から見ることである。また、繊維強化複合材１０において、中心軸線Ｌの延びる方向を厚み方向とする。

【0020】

次に、螺旋織物１２について説明する。なお、螺旋織物１２は、図２に示すように、螺旋をなすように織製されるが、繊維強化複合材１０の強化基材として使用される螺旋織物１２は、螺旋状に連続する螺旋織物１２を所定の厚さに切断して形成されたものである。

【0021】

平面視円環状の板状である螺旋織物１２において、内周縁に沿って延びる内縁部１２ａは、平面視円形状であり、螺旋織物１２の外周縁に沿って延びる外縁部１２ｂは、平面視円形状である。内縁部１２ａの円周の長さは、外縁部１２ｂの円周の長さより短い。螺旋織物１２において、内縁部１２ａ及び外縁部１２ｂの延びる方向を周方向Ｘとし、内縁部１２ａと外縁部１２ｂを最短距離で結ぶ直線の延びる方向を径方向Ｙとする。外縁部１２ｂは、内縁部１２ａよりも径方向Ｙに沿った外側（外径側）に位置する。

【0022】

図３又は図４に示すように、螺旋織物１２は多層織物である。なお、図４では、螺旋織物１２の周方向Ｘに沿った一部を示すとともに、平面視における上側の２層のみを示す。螺旋織物１２は、糸主軸方向Ｌ１が、円弧状に延びる状態で互いに平行に配列された複数の第１の糸としての経糸１３と、糸主軸方向Ｌ２が、経糸１３と交差する方向に延びる状態で配列された複数の第２の糸としての緯糸１４とを有する織物である。経糸１３の糸主軸方向Ｌ１は、螺旋織物１２の周方向Ｘに延び、緯糸１４の糸主軸方向Ｌ２は、螺旋織物１２の径方向Ｙに延びる。なお、図４では経糸１３と緯糸１４との位置関係を分かり易くするため、隣り合う経糸１３同士や緯糸１４同士が離れた状態に図示しているが、実際は隣り合う経糸１３の幅方向の端部同士や緯糸１４の幅方向の端部同士が重なった状態に配列されている。

【0023】

螺旋織物１２の平面視では、周方向Ｘに隣り合う緯糸１４同士の間隔は、径方向Ｙに沿って外縁部１２ｂに向かうに従い徐々に広くなっている。また、螺旋織物１２の平面視では、径方向Ｙに隣り合う経糸１３同士の間隔は一定である。このため、螺旋織物１２の平面視において、一定の面積を有する領域を基準領域Ｋとすると、基準領域Ｋに存在する経糸１３及び緯糸１４の量は、螺旋織物１２の外縁部１２ｂ寄りほど少なくなっている。

【0024】

なお、経糸１３及び緯糸１４は、強化繊維を束ねて形成された繊維束である。強化繊維としては有機繊維や無機繊維を使用してもよいし、異なる種類の有機繊維、異なる種類の無機繊維、又は有機繊維と無機繊維を混繊した混繊繊維を使用してもよい。有機繊維の種類としては、アラミド繊維、ポリ−ｐ−フェニレンベンゾビスオキサゾール繊維、超高分子量ポリエチレン繊維等が挙げられ、無機繊維の種類としては、炭素繊維、ガラス繊維、セラミック繊維等が挙げられる。

【0025】

図３に示すように、螺旋織物１２は、複数の繊維層が積層されて構成されている。なお、繊維層が積み重なった方向を螺旋織物１２の積層方向Ｚとする。積層方向Ｚは、繊維強化複合材１０の厚み方向と一致する。

【0026】

具体的には、螺旋織物１２は、複数本の経糸１３が並んで形成された経糸層を複数有する。経糸層としては、第１経糸層２１と、積層方向Ｚにおいて、第１経糸層２１より下方に配置された第２経糸層２２と、を有する。第１経糸層２１及び第２経糸層２２は、第１糸層を構成する。

【0027】

また、螺旋織物１２は、複数本の緯糸１４が並んで形成された緯糸層を複数有する。緯糸層としては、第１緯糸層３１と、積層方向Ｚにおける第１緯糸層３１より下方に配置された第２緯糸層３２と、積層方向Ｚにおける第２緯糸層３２より下方に配置された第３緯糸層３３と、を有する。第１緯糸層３１、第２緯糸層３２、及び第３緯糸層３３は第２糸層を構成する。

【0028】

螺旋織物１２は、積層方向Ｚの一端から他端（上から下）へ第１緯糸層３１、第１経糸層２１、第２緯糸層３２、第２経糸層２２、及び第３緯糸層３３の順番で積層されている。これら第１緯糸層３１、第１経糸層２１、第２緯糸層３２、第２経糸層２２、及び第３緯糸層３３は、複数の拘束糸１５により積層方向Ｚに拘束されている。なお、図４の模式図では、拘束糸１５の図示を省略している。

【0029】

複数の拘束糸１５は、径方向Ｙに並んでいる。各拘束糸１５は、螺旋織物１２の形状保持用であり、強化繊維の繊維束である。強化繊維としては有機繊維や無機繊維を使用してもよいし、異なる種類の有機繊維、異なる種類の無機繊維、又は有機繊維と無機繊維を混繊した混繊繊維を使用してもよい。複数本の拘束糸１５は、各経糸１３と略平行に配列されるとともに、螺旋織物１２を構成する最上層の第１緯糸層３１の緯糸１４の外面を通って折り返すように配置されている。また、各拘束糸１５は、螺旋織物１２を積層方向Ｚに貫通し、最下層の第３緯糸層３３の緯糸１４の外面を通って折り返すように配置されている。よって、拘束糸１５は、積層方向Ｚ両端の第１緯糸層３１及び第３緯糸層３３の緯糸１４に係合している。

【0030】

径方向Ｙに隣り合う拘束糸１５同士は、第１緯糸層３１又は第３緯糸層３３で折り返される緯糸１４の位置が周方向Ｘにずれている。そして、拘束糸１５が各緯糸１４に係合することで、第１〜第３緯糸層３１〜３３が積層方向Ｚに拘束され、積層方向Ｚに隣り合う第１緯糸層３１と第２緯糸層３２の間に第１経糸層２１が拘束され、第２緯糸層３２と第３緯糸層３３の間に第２経糸層２２が拘束されている。

【0031】

上記構成の螺旋織物１２の平面視において、上記基準領域Ｋに存在する経糸１３及び緯糸１４の量は、螺旋織物１２の外縁部１２ｂ寄りほど少なくなっている。このような螺旋織物１２において、基準領域Ｋに存在する強化繊維の量を螺旋織物１２全体で均一化し、螺旋織物１２全体で繊維密度のバラツキを小さくするために、経糸１３の撚り数を異ならせている。

【0032】

図４又は図５に示すように、第１経糸層２１及び第２経糸層２２の経糸１３として、強化繊維を撚って形成された撚糸を用いている。撚りのない経糸１３は断面扁平状であるが、撚りを加えた経糸１３は断面円形状に近い形状である。

【0033】

撚りを加えた経糸１３において、単位長さ当たりでの撚り数が異なると、その単位長さに存在する強化繊維の量が異なる。単位長さ当たりでの撚り数が多くなるほど、糸主軸方向Ｌ１に対する各強化繊維の傾きが大きくなり、単位長さ当たりに存在する強化繊維の量が多くなる。一方、単位長さ当たりでの撚り数が少なくなるほど、糸主軸方向Ｌ１に対する各強化繊維の傾きが小さくなり、単位長さ当たりに存在する強化繊維の量が少なくなる。

【0034】

第１経糸層２１及び第２経糸層２２を構成する複数の経糸１３において、経糸１３同士で強化繊維の本数は、同じ又は僅かに異なるだけである。このため、撚り数が多くなると、単位長さ当たりの強化繊維の量が多くなり、その結果として、単位体積当たりの強化繊維の量（以下、単に繊維密度と記載する）は高くなる。一方、撚り数が少なくなると、単位長さ当たりの強化繊維の量が少なくなる結果、繊維密度は低くなる。

【0035】

本実施形態では、螺旋織物１２の内縁部１２ａに沿って延びる経糸１３の撚り数が最も少なく、螺旋織物１２の外縁部１２ｂに沿って延びる経糸１３の撚り数が最も多い。そして、螺旋織物１２の径方向Ｙに沿って、内縁部１２ａの経糸１３から外縁部１２ｂの経糸１３に向けて１本ずつ順番に撚り数を多くしている。したがって、径方向Ｙに隣り合う経糸１３同士では、外縁部１２ｂ寄りの経糸１３の方が撚り数が多くなっている。

【0036】

螺旋織物１２において、緯糸１４の繊維密度は全ての緯糸１４で同じである一方で、経糸１３の繊維密度を外縁部１２ｂ側ほど高くしている。このため、基準領域Ｋに存在する経糸１３及び緯糸１４の量が異なっていても、経糸１３の繊維密度を異ならせることで、螺旋織物１２の場所毎での繊維密度のバラツキを小さくし、繊維密度を均一化している。よって、螺旋織物１２の平面視では、いずれの場所であっても、繊維密度はほぼ一定であり、繊維密度のバラツキが小さい。

【0037】

次に螺旋織物１２の製織方法を説明する。
図６に示すように、螺旋織物１２は、複数対（図６では一対のみ図示）の綜絖枠４１、筬４２、緯入れ機構４３、送り機構４４及び巻き取り機構（図示せず）を備えた公知の織機により製織される。対をなす綜絖枠４１は、それぞれ、各経糸１３に対応するヘルドを備え、図示しない綜絖枠駆動機構を介して交互に上下動されることにより、経糸１３を開口させる。複数の経糸１３は、螺旋織物１２の内径側から外径側に向けて徐々に撚り数が多くなるように配列された状態で、綜絖枠４１のヘルドに通されている。経糸１３は、それぞれ、所定の張力を加えながら、図示しないクリールまたはビームから引き出される。

【0038】

筬４２は、綜絖枠４１と送り機構４４との中間に配設されている。筬４２は、各筬羽を各経糸１３が通過し、経糸１３に沿って、緯入れ機構４３より後方に後退する後退位置と、緯入れ機構４３によって緯入れされる緯糸１４を織前Ｆに打ち込む前進位置との間を前後動する。但し、織前Ｆは、経糸１３に直交し、しかも、螺旋の中心Ａを通る半径に一致させるか、この半径に極近い位置に設定されている。

【0039】

緯入れ機構４３は、緯糸供給ボビン４６から供給される緯糸１４を、後退位置に後退した筬４２と織前Ｆとの間において、開口された経糸１３間に緯入れする。緯入れ機構４３としては、レピア機構が使用され、その前面には、カッタ４３ａが配設されている。カッタ４３ａは、緯入れごとに、緯入れされた緯糸１４の後端部を切断する。

【0040】

送り機構４４は、織前Ｆの直近前方に配設されており、図示しない一対の枠状の保持部材と、保持部材に収納するようにして配設する一対の駆動部材とからなり、織前Ｆからの経糸１３をそれぞれ所定の曲率に湾曲させて緯糸１４を放射状に配列させ、外半径Ｒ１、内半径Ｒ２の螺旋織物１２を形成して前方に送り出すようになっている。なお、送り機構４４で放射状に配列された緯糸１４は、螺旋織物１２からはみ出した余分な部分が図示しないカッタにより切断除去される。

【0041】

巻取機構は、送り機構４４の下方に配設され、螺旋の中心Ａを中心にして間欠的に水平回転する水平円板である。巻取機構の回転運動は、送り機構４４の駆動部材の前進運動と同期しており、その回転方向と回転量とは、駆動部材の前進方向と前進移動量とに一致するようになっている。

【0042】

そして、緯糸供給ボビン４６から緯入れされた緯糸１４は、送り機構４４により織前Ｆからの経糸１３がそれぞれ所定の曲率に湾曲されて緯糸１４が放射状に配列される際に、螺旋織物１２の外周側ほど拡げられた状態になる。なお、図示しないが拘束糸１５も織機によって織り込まれる。図２に示すように、製造された螺旋織物１２は、螺旋状に積み重ねられていく。

【0043】

前記のように構成された螺旋織物１２は、螺旋織物１２を強化基材とし、樹脂をマトリックス１１とした円環状の繊維強化複合材１０に形成され、円環状部品として使用される。

【0044】

繊維強化複合材１０を製造する場合は、図１に示すように、螺旋織物１２を所定の厚さに切断する。螺旋織物１２は、経糸１３が円周方向に連続して同心円の螺旋状に積層配列されているため、自然と厚み方向に重なり合って円環状の板となる。切断後の螺旋織物１２は、マトリックス１１が含浸されて繊維強化複合材１０となる。

【0045】

上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）周方向Ｘに隣り合う緯糸１４同士の間隔が外縁部１２ｂ側ほど広がる螺旋織物１２において、経糸１３の撚り数を外縁部１２ｂ側ほど多くし、螺旋織物１２の外縁部１２ｂ側ほど経糸１３の繊維密度を高くした。このため、螺旋織物１２において、経糸１３の単位体積当たりの強化繊維の本数を外縁部１２ｂ側ほど増やすことができる。その結果、螺旋織物１２全体で繊維密度を均一化して繊維密度のバラツキを小さくすることができる。したがって、螺旋織物１２の繊維密度を均一化するために、特殊な糸を用いる必要がない。よって、螺旋織物１２によれば、生産性を高めつつ、繊維密度のバラツキを抑制できるとともに、生産コストが嵩むこともない。

【0046】

（２）螺旋織物１２を強化基材とし、マトリックス１１中に複合化した繊維強化複合材１０を製造した場合、繊維密度が均一化されていることから、樹脂リッチ部が大きく発生することはない。

【0047】

（３）螺旋織物１２は、公知の織機によって製織できる。このため、経糸１３の撚り数を調整するだけの簡単な方法で、螺旋織物１２の繊維密度を螺旋織物１２全体で均一化することができる。

【0048】

（４）内縁部１２ａに沿って延びる経糸１３の撚り数を最小とし、外縁部１２ｂに向けて経糸１３の撚り数を１本ずつ順番に多くした。このため、螺旋織物１２の全体に亘って繊維密度のバラツキを抑制できる。

【0049】

（５）螺旋織物１２は、公知の織機を用いて製造する際、経糸１３を湾曲させることで製織できるため、簡単に製造でき、生産性が高い。
（６）螺旋織物１２は、第１経糸層２１及び第２経糸層２２と、第１緯糸層３１、第２緯糸層３２、及び第３緯糸層３３とを有する多層織物である。そして、拘束糸１５により、第１〜第３緯糸層３１〜３３が積層方向Ｚに拘束され、積層方向Ｚに隣り合う第１緯糸層３１と第２緯糸層３２の間に第１経糸層２１が拘束されるとともに、第２緯糸層３２と第３緯糸層３３の間に第２経糸層２２が拘束されている。よって、螺旋織物１２において、螺旋織物１２の製造時や、使用時の層間剥離を抑制でき、扱いやすい。

【0050】

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 図７に示すように、螺旋織物１２は、経糸１３と緯糸１４を平織りした織物を複数積層して構成されていてもよい。なお、図示しないが、螺旋織物１２は、平織りの他に綾織りや繻子織りした織物を積層して構成されていてもよい。

【0051】

○ 図８に示すように、螺旋織物１２は、撚り数の同じ経糸１３を径方向Ｙに沿って２本ずつ配置しつつ、径方向Ｙに沿って経糸１３の撚り数を外縁部１２ｂに向けて徐々に多くしてもよい。この場合であっても、内縁部１２ａに沿って延びる経糸１３の撚り数は、外縁部１２ｂに沿って延びる経糸１３の撚り数より少ない。また、径方向Ｙに隣り合う経糸１３同士では、撚り数が同じ場所と、撚り数が外縁部１２ｂ寄りの経糸１３の方が多い場所とが混在する。なお、径方向Ｙに沿って同じ撚り数となる経糸１３の本数は２本以外でもよい。

【0052】

○ 図９に示すように、繊維構造体４０は、内縁部４０ａが平面視円弧状であり、外縁部４０ｂが、内縁部４０ａより長い平面視円弧状をなす、平面視円弧状の板状であってもよい。この場合、内縁部４０ａに位置する経糸１３の撚り数は、外縁部４０ｂに位置する経糸１３の撚り数より少なくするとともに、径方向Ｙに隣り合う経糸１３同士は同じ撚り数、又は外縁部４０ｂ寄りの経糸１３の撚り数を多くする。

【0053】

○ 第１の糸を緯糸１４とし、第２の糸を経糸１３としてもよい。
○ 第１の糸には、撚りを加えていない経糸１３又は緯糸１４が含まれていてもよい。この場合、撚りの加えていない経糸１３又は緯糸１４の撚り数はゼロとなる。例えば、繊維構造体の内縁部に位置する経糸１３又は緯糸１４の撚り数がゼロであっても、内縁部に位置する経糸１３又は緯糸１４の撚り数は、外縁部に位置する経糸１３又は緯糸１４の撚り数より少なくなる。そして、繊維構造体の径方向に隣り合う経糸１３同士又は緯糸１４同士を同じ撚り数、又は外縁部寄りの経糸１３又は緯糸１４の撚り数が多くなるようにする。

【符号の説明】

【0054】

Ｘ…周方向、Ｙ…径方向、１０…繊維強化複合材、１１…マトリックス、１２…繊維構造体及び強化基材としての螺旋織物、１２ａ，４０ａ…内縁部、１２ｂ，４０ｂ…外縁部、１３…第１の糸としての経糸、１４…第２の糸としての緯糸、１５…拘束糸、２１〜２２…第１糸層としての第１〜第２経糸層、３１〜３３…第２糸層としての第１〜第３緯糸層、４０…繊維構造体。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】