特許 7052751 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】

(24)【登録日】2022-04-04

(45)【発行日】2022-04-12

(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 11/00 20060101AFI20220405BHJP

   D03D 1/00 20060101ALI20220405BHJP

   D03D 25/00 20060101ALI20220405BHJP

   C08J 5/04 20060101ALI20220405BHJP

   B29B 15/10 20060101ALN20220405BHJP

   B29K 105/10 20060101ALN20220405BHJP

【ＦＩ】

D03D11/00 Z

D03D1/00 A

D03D25/00

C08J5/04 CER

C08J5/04 CEZ

B29B15/10

B29K105:10

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2019014413

(22)【出願日】2019-01-30

(65)【公開番号】P2020122235

(43)【公開日】2020-08-13

【審査請求日】2021-04-19

【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３０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】神谷 隆太

【審査官】大▲わき▼ 弘子

(56)【参考文献】

【文献】特開２００３－０７３１７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０１－１１１０３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０１－３１４７５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１５－５０１８９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６２－１１７８４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５７－１７６２３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１９／２０８１７６（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｄ０３Ｄ１／００－２７／１８、

Ｂ２９Ｂ１１／１６、１５／０８－１５／１４、Ｃ０８Ｊ５／０４－５／１０、５／２４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１糸からなる第１糸層と、前記第１糸と交差する第２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積層方向に前記第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り、
前記多層織物の全ての糸層が前記拘束糸によって拘束された本体部と、
前記第１糸の糸主軸方向に沿って前記本体部に連続し、かつ前記第２糸の糸主軸方向の全体に亘って設けられ、前記多層織物の糸層を前記積層方向一端側の第１形成部と積層方向他端側の第２形成部に分岐させた分岐部とを有する繊維構造体であって、
前記分岐部において前記第１形成部と前記第２形成部に分岐する部分に沿って延びる分岐境界線を有し、
前記分岐部は、前記分岐境界線が湾曲した形状であり、
前記分岐境界線に対し、前記本体部の前記第２糸のうち前記分岐境界線に最も近い前記第２糸の糸主軸が平行曲線であることを特徴とする繊維構造体。

【請求項2】

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、分岐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、平面視円弧状といった湾曲部を有し、その湾曲部を繊維強化複合材の厚さ方向に二つに分岐させたものがある（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示の三次元繊維構造体は、長手方向と直交する断面形状がＩ形の断面形状であり、長手方向に沿って湾曲形成されている。三次元繊維構造体は、扇面板状部と、扇面板状部の上端及び下端において扇面板状部と直角を成すように両側に形成された板状部とを有する。各板状部は、扇面板状部の長手方向に沿って湾曲形成されている。

【0004】

扇面板状部は、円弧状に配列された０度配列糸からなる糸層と、９０度配列糸からなる糸層と、±４５度配列糸からなる糸層と、が厚さ方向糸で結合されて形成されている。板状部は、扇面板状部において、厚さ方向糸により結合されなかった円弧状周縁部を、扇面板状部に対し直角となるように、積層糸群を厚さ方向に二つに分岐させて、厚さ方向の両側に折り曲げることにより形成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２００５－９７７５９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところが、特許文献１において、扇面板状部の上端及び下端に設けられた板状部は、厚さ方向糸により結合されなかった円弧状周縁部を厚さ方向に二つに分岐させて形成されている。このため、分岐された二つの糸群の根本は湾曲しており、しかも厚さ方向糸による結合力（拘束力）が弱く、積層糸群の層間剥離が発生しやい。

【0007】

本発明は、湾曲した分岐部における層間剥離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】

【0008】

上記問題点を解決するための繊維構造体は、第１糸からなる第１糸層と、前記第１糸と交差する第２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積層方向に前記第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り、前記多層織物の全ての糸層が前記拘束糸によって拘束された本体部と、前記第１糸の糸主軸方向に沿って前記本体部に連続し、かつ前記第２糸の糸主軸方向の全体に亘って設けられ、前記多層織物の糸層を前記積層方向一端側の第１形成部と積層方向他端側の第２形成部に分岐させた分岐部とを有する繊維構造体であって、前記分岐部において前記第１形成部と前記第２形成部に分岐する部分に沿って延びる分岐境界線を有し、前記分岐部は、前記分岐境界線が湾曲した形状であり、前記分岐境界線に対し、前記本体部の前記第２糸のうち前記分岐境界線に最も近い前記第２糸の糸主軸が平行曲線であることを要旨とする。

【0009】

これによれば、本体部及び分岐部を有する繊維構造体においては、第１形成部と第２形成部が分岐する位置、すなわち湾曲した分岐境界線の位置から、その分岐境界線に最も近い本体部の第２糸までは、本体部において積層方向への拘束が弱い部分である。しかし、その第２糸を湾曲させ、分岐境界線に対し平行曲線とすることで、第２糸と分岐境界線との距離を、第１糸の糸主軸方向に沿って一定にでき、積層方向への拘束力の大小が無くなり、分岐部の層間剥離を抑制できる。

【0010】

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に記載の繊維構造体であることを要旨とする。

【0011】

これによれば、本体部及び分岐部を有する繊維構造体においては、第１形成部と第２形成部が分岐する位置、すなわち分岐境界線の位置から、その分岐境界線に最も近い本体部の第２糸までは、本体部において積層方向への拘束が弱い部分である。しかし、その第２糸を分岐境界線に対し平行曲線とすることで、第２糸と分岐境界線との距離を、第１糸の糸主軸方向に沿って一定にでき、積層方向への拘束力の大小が無くなり、分岐部の層間剥離を抑制できる。よって、繊維強化複合材においても、本体部における分岐部との境界付近の強度の大小を無くすことができる。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、湾曲した分岐部における層間剥離を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】第１繊維強化複合材及び第２繊維強化複合材を示す斜視図。

【図2】板部材を示す平面図。

【図3】分岐部及び本体部を示す部分斜視図。

【図4】繊維構造体を示す平面図。

【図5】分岐部及び本体部の繊維構造を模式的に示す図。

【図6】本体部の製造工程の説明図。

【図7】分岐部の製造工程の説明図。

【図8】別例の繊維構造体を示す平面図。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、繊維構造体及び繊維強化複合材を具体化した一実施形態を図１～図７にしたがって説明する。
図１又は図２に示すように、板部材１０は、第１繊維強化複合材１１と第２繊維強化複合材１１０とを凹凸の係合によって連結して構成されている。第１繊維強化複合材１１は、マトリックス樹脂（ドットハッチングで示す）中に、繊維構造体２０を強化基材として複合化して形成されている。また、第２繊維強化複合材１１０は、マトリックス樹脂（ドットハッチングで示す）中に、繊維構造体１２０を強化基材として複合化して形成されている。なお、第１繊維強化複合材１１及び第２繊維強化複合材１１０は、マトリックス樹脂の代わりにマトリックス金属やセラミックスに繊維構造体２０，１２０を複合化して形成してもよい。

【0015】

第１繊維強化複合材１１及び第２繊維強化複合材１１０は、それぞれ平面視が略矩形状であり、厚さを有する。第１繊維強化複合材１１は、平面視における一つの縁が凹むように湾曲した形状であり、第１繊維強化複合材１１は、湾曲した一つ縁に沿って連結凹部１２を有する。第２繊維強化複合材１１０は、平面視における一つの縁が膨らむように湾曲した形状であり、第２繊維強化複合材１１０は、湾曲した一つの縁に沿って連結凸部１１２を有する。第１繊維強化複合材１１の連結凹部１２に、第２繊維強化複合材１１０の連結凸部１１２を嵌合することにより、第１繊維強化複合材１１と第２繊維強化複合材１１０が連結され、平面視矩形状の板部材１０が構成されている。なお、平面視とは、第１繊維強化複合材１１及び第２繊維強化複合材１１０を厚さ方向に沿って外側から見ることである。

【0016】

次に、第１繊維強化複合材１１の繊維構造体２０について詳細に説明する。
繊維構造体２０は、板状の本体部２１と、本体部２１に連続する分岐部２２とを有する。本実施形態において、本体部２１と分岐部２２とが連続する方向を第１方向Ｘとする。第１方向Ｘは、繊維構造体２０の一対の短縁部の延びる方向と一致する。また、本実施形態において、第１方向Ｘに直交する方向を第２方向Ｙとする。第２方向Ｙは、繊維構造体２０の長縁部の延びる方向と一致する。

【0017】

図３に示すように、分岐部２２は、厚さ方向に二股に分岐した形状である。分岐部２２は、繊維構造体２０の厚さ方向の一端側に位置する第１形成部２３と、厚さ方向の他端側に位置する第２形成部２４とを有する。

【0018】

繊維構造体２０は、第１形成部２３と第２形成部２４の対向面同士が交差する位置に分岐境界線Ｆ１を有し、この分岐境界線Ｆ１を境にして第１形成部２３と第２形成部２４が二股に分岐している。また、繊維構造体２０は、第１形成部２３及び第２形成部２４が本体部２１の外面に対し折れ曲がる部分に沿って稜線Ｆ２を有する。第１形成部２３及び第２形成部２４は、稜線Ｆ２から本体部２１に対し折り曲がっている。分岐境界線Ｆ１及び稜線Ｆ２はそれぞれ平面視が弧状に湾曲している。分岐境界線Ｆ１及び稜線Ｆ２の延びる方向は、繊維構造体２０の第２方向Ｙ（長手方向）である。第１方向Ｘに沿った分岐境界線Ｆ１と稜線Ｆ２との距離は、第２方向Ｙに一定である。

【0019】

図１又は図２に示すように、第１形成部２３は、弧状に延びることで平面視で湾曲した形状となる第１先端縁２３ａを有し、第２形成部２４は、弧状に延びることで平面視で湾曲した第２先端縁２４ａを有する。第１先端縁２３ａ及び第２先端縁２４ａは、繊維構造体２０における第１方向Ｘの一端に位置する。繊維構造体２０は、第１方向Ｘの他端に基端縁２０ａを有する。

【0020】

図４に示すように、第１先端縁２３ａ及び第２先端縁２４ａは、平面視で分岐境界線Ｆ１及び稜線Ｆ２に対し、平行曲線となっている。つまり、平面視において、第１先端縁２３ａ及び第２先端縁２４ａは、分岐境界線Ｆ１又は稜線Ｆ２上のすべての点で、同じ長さの法線を共有しており、分岐境界線Ｆ１又は稜線Ｆ２と第１先端縁２３ａとの距離は一定であり、分岐境界線Ｆ１又は稜線Ｆ２と第２先端縁２４ａとの距離は第２方向Ｙに一定である。なお、本実施形態において、分岐境界線Ｆ１又は稜線Ｆ２と第１先端縁２３ａとの距離、及び分岐境界線Ｆ１又は稜線Ｆ２と第２先端縁２４ａとの距離は、第２方向Ｙに一定である、とは繊維構造体２０の製造公差及び製造誤差を含み、距離が同一であることに限られない。第１形成部２３及び第１形成部２３は、それぞれ平面視扇形状の板状である。

【0021】

繊維構造体２０は多層織物である。繊維構造体２０は、糸主軸方向Ｌ１が、直線状に延びる状態で互いに平行に配列された複数の第１糸としての経糸３１と、糸主軸方向Ｌ２が、経糸３１と交差する方向に延びる状態で配列された複数の第２糸としての緯糸３２とを有する織物である。経糸３１の糸主軸方向Ｌ１は、繊維構造体２０の第１方向Ｘに直線状に延び、緯糸３２の糸主軸方向Ｌ２は、繊維構造体２０の第２方向Ｙに直線状又は湾曲して延びる。

【0022】

経糸３１及び緯糸３２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。

【0023】

図５に示すように、繊維構造体２０は、複数の糸層が積層されて構成されている。なお、糸層が積み重なった方向を繊維構造体２０の積層方向Ｚとする。積層方向Ｚは、第１繊維強化複合材１１の厚み方向と一致する。なお、図５では、経糸３１と緯糸３２との位置関係を分かり易くするため、隣り合う経糸３１同士や緯糸３２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３１の端部同士や緯糸３２の端部同士が重なった状態に配列されている。

【0024】

繊維構造体２０の本体部２１は、複数本の経糸３１が第２方向Ｙに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４１と、積層方向Ｚにおいて、第１経糸層４１より下方に配置された第２経糸層４２とを有する。第１経糸層４１及び第２経糸層４２は、第１糸層を構成する。

【0025】

また、繊維構造体２０の本体部２１は、複数本の緯糸３２が第１方向Ｘに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５１と、積層方向Ｚにおける第１緯糸層５１より下方に配置された第２緯糸層５２と、積層方向Ｚにおける第２緯糸層５２より下方に配置された第３緯糸層５３と、積層方向Ｚにおける第３緯糸層５３より下方に配置された第４緯糸層５４とを有する。第１緯糸層５１、第２緯糸層５２、第３緯糸層５３及び第４緯糸層５４は第２糸層を構成する。

【0026】

繊維構造体２０の本体部２１は、積層方向Ｚの一端から他端（上から下）へ第１緯糸層５１、第１経糸層４１、第２緯糸層５２、第３緯糸層５３、第２経糸層４２及び第４緯糸層５４の順番で積層されている。これら第１緯糸層５１、第１経糸層４１、第２緯糸層５２、第３緯糸層５３、第２経糸層４２及び第４緯糸層５４、すなわち本体部２１の全ての糸層は、複数の拘束糸２５により積層方向Ｚに拘束されている。

【0027】

複数の拘束糸２５は、第２方向Ｙに並んでいる。各拘束糸２５は、繊維構造体２０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２５は、各経糸３１と略平行に配列されるとともに、繊維構造体２０の本体部２１を構成する最上層の第１緯糸層５１の緯糸３２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２５は、本体部２１を積層方向Ｚに貫通し、最下層の第４緯糸層５４の緯糸３２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２５は、積層方向Ｚ両端の第１緯糸層５１及び第４緯糸層５４の緯糸３２に係合している。

【0028】

第２方向Ｙに隣り合う拘束糸２５同士は、第１緯糸層５１又は第４緯糸層５４で折り返される緯糸３２の位置が第１方向Ｘにずれている。そして、拘束糸２５が各緯糸３２に係合することで、第１～第４緯糸層５１～５４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５１と第２緯糸層５２の間に第１経糸層４１が拘束され、第３緯糸層５３と第４緯糸層５４の間に第２経糸層４２が拘束されている。

【0029】

分岐部２２では、第１形成部２３は、第１緯糸層５１、第１経糸層４１及び第２緯糸層５２が拘束糸２５によって積層方向Ｚに拘束されている。拘束糸２５は、第１形成部２３の積層方向Ｚ両端の第１緯糸層５１及び第２緯糸層５２の緯糸３２に係合している。第２形成部２４は、第３緯糸層５３、第２経糸層４２及び第４緯糸層５４が拘束糸２５によって積層方向Ｚに拘束されている。拘束糸２５は、第２形成部２４の積層方向Ｚ両端の第３緯糸層５３及び第４緯糸層５４の緯糸３２に係合している。第１形成部２３と第２形成部２４とは拘束糸２５によって積層方向Ｚに拘束されていない。したがって、分岐部２２において、第１形成部２３は、多層織物における積層方向Ｚの一端側に位置し、第２形成部２４は、多層織物における積層方向Ｚの他端側に位置する。

【0030】

図４に示すように、上記繊維構造体２０において、緯糸３２の糸主軸方向Ｌ２は、繊維構造体２０の基端縁２０ａでは直線状に延びる。そして、緯糸３２のうち、基端縁２０ａに位置する緯糸３２から分岐境界線Ｆ１の手前に至る緯糸３２までは、その糸主軸方向Ｌ２が第２方向Ｙに直線状に延びる。そして、緯糸３２のうち、分岐境界線Ｆ１よりも基端縁２０ａ寄りの緯糸３２から第１先端縁２３ａ及び第２先端縁２４ａに至る緯糸３２まで、その糸主軸方向Ｌ２が全て同じ曲率で湾曲している。

【0031】

図５に示すように、上記構成の繊維構造体２０において、分岐部２２の分岐境界線Ｆ１に対し、第１方向Ｘに沿って最も近い緯糸３２を最短緯糸３２ａとする。本実施形態では、最短緯糸３２ａは、第１方向Ｘに沿って分岐境界線Ｆ１に隣り合う積層方向Ｚ全ての緯糸３２である。よって、最短緯糸３２ａは、第１緯糸層５１と、第２緯糸層５２と、第３緯糸層５３と、第４緯糸層５４に存在している。

【0032】

全ての最短緯糸３２ａは分岐境界線Ｆ１に対して平行曲線となっている。つまり、最短緯糸３２ａは、分岐境界線Ｆ１のすべての点で、同じ長さの法線を共有しており、分岐境界線Ｆ１と最短緯糸３２ａとの距離は第２方向Ｙに一定である。なお、本実施形態において、分岐境界線Ｆ１と最短緯糸３２ａとの距離が第２方向Ｙに一定である、とは繊維構造体２０の製造公差及び製造誤差を含み、距離が同一であることに限られない。

【0033】

第１形成部２３と第２形成部２４が分岐する位置で、拘束糸２５が交差しているが、それら拘束糸２５は、その交差する位置に対し第１方向Ｘに隣り合う最短緯糸３２ａのうち、第１緯糸層５１及び第４緯糸層５４の最短緯糸３２ａに係合して積層方向Ｚに本体部２１を拘束している。

【0034】

第１形成部２３を拘束する拘束糸２５のうち、最短緯糸３２ａに隣り合う第２緯糸層５２の緯糸３２に係合した拘束糸２５は、第１緯糸層５１の最短緯糸３２ａに係合している。また、第１形成部２３を拘束する拘束糸２５のうち、最短緯糸３２ａに隣り合う第１緯糸層５１の緯糸３２に係合した拘束糸２５は、第４緯糸層５４の最短緯糸３２ａに係合している。

【0035】

また、第２形成部２４を拘束する拘束糸２５のうち、最短緯糸３２ａに隣り合う第４緯糸層５４の緯糸３２に係合した拘束糸２５は、第１緯糸層５１の最短緯糸３２ａに係合している。第２形成部２４を拘束する拘束糸２５のうち、最短緯糸３２ａに隣り合う第３緯糸層５３の緯糸３２に係合した拘束糸２５は、第４緯糸層５４の最短緯糸３２ａに係合している。

【0036】

したがって、第１形成部２３と第２形成部２４の交差する位置から最短緯糸３２ａが積層方向Ｚに拘束された部分までは、本体部２１の、最短緯糸３２ａ以外の緯糸３２が拘束糸２５で拘束された部分よりも、拘束糸２５による拘束力が小さくなっている。第１方向Ｘに沿った分岐境界線Ｆ１から最短緯糸３２ａまでの距離が大きいほど、拘束糸２５による本体部２１の拘束力が弱くなる。そして、第１方向Ｘに沿った分岐境界線Ｆ１から最短緯糸３２ａまでの距離に大小が生じると、拘束糸２５による拘束力に大小が生じてしまう。しかし、本実施形態では、最短緯糸３２ａを湾曲させ、分岐境界線Ｆ１に対する平行曲線とすることで、第１方向Ｘに沿った分岐境界線Ｆ１から各最短緯糸３２ａまでの距離を、第２方向Ｙに沿って全て同じとしたため、分岐部２２と本体部２１の境界付近において、拘束糸２５による拘束力の差を無くしている。

【0037】

次に繊維構造体２０の製造方法を説明する。
図６又は図７に示すように、繊維構造体２０を製織する織機は、複数対（図６及び図７では一対のみ図示）の綜絖枠６１と、筬６２ａ又は変形筬６２ｂと、引取機構６３と、緯入れ機構６４と、経糸供給機構６５とを備える織機により製織される。対をなす綜絖枠６１は、それぞれ、各経糸３１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３１を開口させる。経糸３１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６２ａ又は変形筬６２ｂは、綜絖枠６１と引取機構６３との間に配設されている。筬６２ａ又は変形筬６２ｂは、筬羽を各経糸３１が通過し、経糸３１に沿って、緯入れ機構６４より後方に後退する後退位置と、緯入れ機構６４によって緯入れされる緯糸３２を織前Ｆに打ち込む前進位置との間を前後動する。直線状の筬６２ａは、本体部２１において、緯糸３２の糸主軸方向Ｌ２が直線状に延びるように筬打ちするときに用いられる。弧状に湾曲する変形筬６２ｂは、本体部２１の一部及び分岐部２２において、緯糸３２の糸主軸方向Ｌ２が湾曲するように筬打ちするときに用いられる。

【0039】

緯入れ機構６４は、緯糸供給ボビン６６から供給される緯糸３２を、後退位置に後退した筬６２ａ又は変形筬６２ｂと織前Ｆとの間において、開口された経糸３１間に緯入れする。緯入れ機構６４としては、レピア機構が使用され、その前面には、カッタ６４ａが配設されている。カッタ６４ａは、緯入れごとに、緯入れされた緯糸３２の後端部を切断する。引取機構６３は、織前Ｆの直近前方に配設されており、織製された繊維構造体２０を引き取る。

【0040】

繊維構造体２０を製造する場合、まず、本体部２１を形成する。
図６に示すように、引取機構６３に経糸３１の端部を固定し、経糸供給機構６５から引取機構６３によって経糸３１を引取り（巻取り）ながら、緯入れ機構６４によって緯糸３２を挿入する。このとき、経糸３１は、その糸主軸方向Ｌ１が直線状に延びるように引取機構６３に引き取られるとともに、経糸３１の糸主軸方向Ｌ１に対し、緯糸３２の糸主軸方向Ｌ２は直交する状態に挿入される。そして、緯入れ機構６４から緯入れされた緯糸３２は、筬６２ａによって糸主軸方向Ｌ２が直線状に延びるように筬打ちされる。

【0041】

そして、本体部２１における分岐部２２寄りまで筬打ちされると、筬６２ａから変形筬６２ｂに取り換える。その後、図７に示すように、経糸供給機構６５から引取機構６３によって経糸３１を引取り（巻取り）ながら、緯入れ機構６４によって緯糸３２を挿入し、緯入れされた緯糸３２は、変形筬６２ｂによって糸主軸方向Ｌ２が湾曲するように筬打ちされる。

【0042】

すると、第１緯糸層５１、第１経糸層４１、第２緯糸層５２、第３緯糸層５３、第２経糸層４２、及び第４緯糸層５４が形成されるとともに、拘束糸２５によってそれらが拘束されて本体部２１が形成される。

【0043】

次に、分岐部２２が製造される。このとき、図示しない治具を使用する。治具を挟んで第１形成部２３及び第２形成部２４が製織される。治具を配置した状態で、その治具の厚さ方向の両側に経糸３１が配置されており、緯糸供給ボビン６６から緯入れされた緯糸３２は、変形筬６２ｂによって筬打ちされることにより、所定の曲率に湾曲される。なお、図示しないが拘束糸２５も織機によって織り込まれる。すると、第１形成部２３及び第２形成部２４が治具を挟んで製織される。そして、分岐部２２が形成された後、治具を除去する。

【0044】

その結果、第１緯糸層５１、第１経糸層４１、及び第２緯糸層５２を形成しつつ、第３緯糸層５３、第２経糸層４２、及び第４緯糸層５４が形成され、拘束糸２５によってそれらが拘束されて第１形成部２３及び第２形成部２４が形成される。

【0045】

第１方向Ｘに沿った分岐境界線Ｆ１と第１先端縁２３ａとの距離が一定の第１形成部２３が形成されるとともに、分岐境界線Ｆ１と第２先端縁２４ａとの距離が一定の第２形成部２４が形成される。また、分岐部２２と本体部２１が形成され、繊維構造体２０が形成される。

【0046】

前記のように構成された繊維構造体２０は、図１に示すように、繊維構造体２０の第１形成部２３と第２形成部２４の間に形成された連結凹部１２に、繊維構造体１２０に形成された連結凸部１１２を嵌合し、矩形板状にする。そして、繊維構造体２０及び繊維構造体１２０にマトリックス樹脂を含浸させると、繊維構造体２０及び繊維構造体１２０を強化基材とし、樹脂をマトリックスとした第１繊維強化複合材１１及び第２繊維強化複合材１１０が製造されるとともに、矩形平板状の板部材１０が形成される。

【0047】

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）繊維構造体２０において、分岐部２２の根本に位置する分岐境界線Ｆ１に対し、本体部２１の各最短緯糸３２ａを平行曲線とした。このため、分岐境界線Ｆ１から各最短緯糸３２ａまでの距離を、第２方向Ｙ全体に亘って一定にでき、分岐境界線Ｆ１付近において拘束糸２５による拘束力の大小を無くすことができる。よって、本体部２１と分岐部２２の境界付近において層間剥離を抑制できる。繊維構造体２０を強化基材とした第１繊維強化複合材１１においても、本体部２１と分岐部２２との境界付近の強度の大小を無くすことができる。

【0048】

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 本体部２１において、分岐部２２寄りの一部を除いて緯糸３２の糸主軸方向Ｌ２を直線状に延びるようにしたが、図８に示すように、本体部２１の全ての緯糸３２の糸主軸方向Ｌ２を、分岐境界線Ｆ１に対し平行曲線となるように湾曲させてもよい。

【0049】

○ 第１糸を緯糸３２とし、第２糸を経糸３１としてもよい。
○ 繊維構造体２０は、第１方向Ｘに沿った本体部２１の両側に分岐部２２を備える構成であってもよい。

【0050】

○ 分岐部２２及び本体部２１を構成する糸層の数は変更してもよい。
○ 第１繊維強化複合材１１の繊維構造体２０は、分岐部２２を、繊維構造体２０の複数の縁に備えていてもよい。

【0051】

○ 繊維構造体２０において、最短緯糸３２ａと分岐境界線Ｆ１が平行曲線であれば、最短緯糸３２ａ以外の緯糸３２は、分岐境界線Ｆ１に対し平行曲線とならない曲率であってもよい。

【0052】

○ 実施形態では、分岐境界線Ｆ１に対し平行曲線となる最短緯糸３２ａを第１～第４緯糸層５１～５４に設け、繊維構造体２０の積層方向Ｚ全体に最短緯糸３２ａを設けたが、これに限らない。分岐境界線Ｆ１に対し平行曲線となる最短緯糸３２ａは、第１緯糸層５１及び第４緯糸層５４のみに設けられていてもよいし、第２緯糸層５２及び第３緯糸層５３のみに設けられていてもよい。

【符号の説明】

【0053】

Ｆ１…分岐境界線、Ｌ１…第１糸の糸主軸方向、Ｌ２…第２糸の糸主軸方向、１１…第１繊維強化複合材、１３…第１糸としての経糸、１４…第２糸としての緯糸、２０…繊維構造体、２１…本体部、２２…分岐部、２３…第１形成部、２４…第２形成部、２５…拘束糸、４１…第１糸層としての第１経糸層、４２…第１糸層としての第２経糸層、５１…第２糸層としての第１緯糸層、５２…第２糸層としての第２緯糸層、５３…第２糸層としての第３緯糸層、５４…第２糸層としての第４緯糸層。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】