特許 7287162 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】2023-05-29

(45)【発行日】2023-06-06

(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 20060101AFI20230530BHJP

   B29B 15/10 20060101ALI20230530BHJP

   D03D 1/00 20060101ALI20230530BHJP

   B29K 105/10 20060101ALN20230530BHJP

【ＦＩ】

D03D11/00 Z

B29B15/10

D03D1/00 A

B29K105:10

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2019133709

(22)【出願日】2019-07-19

(65)【公開番号】P2021017670

(43)【公開日】2021-02-15

【審査請求日】2021-10-15

(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】川口 裕美子

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－０４７４３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－０００８１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－１４４８４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０９４５７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１９／０３１４７８（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｄ０３Ｄ １１／００

Ｄ０３Ｄ １／００

Ｂ２９Ｂ １５／１０

Ｂ２９Ｋ １０５／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の繊維層が積層方向に積層され、
互いに平行に配列され、かつ所要の剛性が要求される軸力方向に伸びる軸力方向糸と、
互いに平行に配列され、かつ前記軸力方向及び前記積層方向に直交する直交方向に伸びる直交方向糸と、
互いに平行に配列され、かつ前記軸力方向糸及び前記直交方向糸とは異なる方向に伸び、前記複数の繊維層を層間結合する層間結合糸と、からなる多軸配向を有する多層織物を、
平板部と、前記平板部に対し曲げられ、前記平板部の表面に対し交差した表面を有する曲げ部と、を有する形状とした繊維構造体であって、
前記軸力方向糸は強化繊維の連続繊維から形成されるとともに、
前記曲げ部を構成する前記軸力方向糸以外の糸のうち、前記層間結合糸は非連続繊維の紡績糸で形成されていることを特徴とする繊維構造体。

【請求項2】

前記非連続繊維の紡績糸は撚糸である請求項１に記載の繊維構造体。

【請求項3】

繊維構造体にマトリックス材料を含浸させて構成される繊維強化複合材であって、前記繊維構造体は請求項１又は請求項２に記載の繊維構造体である繊維強化複合材。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、繊維構造体及び繊維強化複合材に関する。

【背景技術】

【0002】

繊維強化複合材は軽量の構造材料として広く使用されている。繊維強化複合材用の強化基材として繊維構造体があり、この繊維構造体に樹脂をマトリックスとした繊維強化複合材は航空機、自動車及び建築物等の構造材として用いられている。また、繊維構造体としては、複数の繊維層が積層されるとともに、それら複数の繊維層が層間結合糸によって積層方向に結合されたものがある。

【0003】

また、繊維強化複合材の用途に合わせて、繊維構造体の形状を、例えばＬ字状やＵ字状等の曲げ部を有した形状とすることがある。この場合、平板状に形成された繊維構造体を賦形して曲げ部を有する形状とする。

【0004】

繊維構造体には強化繊維からなる糸が使用される。強化繊維は一般に伸びが非常に小さい。そのため、強化繊維からなる糸が使用された繊維構造体を賦形して曲げ部を有する形状とする際、曲げ部の外側に配列された糸が伸びにくいことで、曲げ部の内側に皺が生じるおそれがある。曲げ部の内側に皺が生じると、繊維構造体に樹脂を含浸させる際に、曲げ部に樹脂が浸透しにくくなるため、好ましくない。

【0005】

そこで、特許文献１に記載の三次元繊維構造体では、皺の発生を抑制するために、層間結合糸としての厚さ方向糸の延びる方向を調整している。特許文献１の三次元繊維構造体は、連続繊維が少なくとも２軸配向となるように配列された積層繊維層と、積層繊維層の厚さ方向に配列された厚さ方向糸により構成されている。積層繊維層は、曲げ方向の異なる曲げ部と、平面部とが連続する立体的な板状に形成されている。曲げ部を挟んで隣り合う一方の平面部には厚さ方向糸が繊維層と斜めに交差する状態で配列され、他方の平面部には厚さ方向糸が繊維層と直交する方向に配列されている。

【0006】

厚さ方向糸で結合された積層繊維層に曲げ加工を施す際に、積層繊維層を板厚方向に圧縮しながら曲げると、曲げ部の外側に配列されている連続繊維の非曲げ部の部分がずれようとする。そのとき、非曲げ部に配列されている厚さ方向糸がずれを許容するように連続繊維と共に移動することにより、曲げ部における皺の発生が抑制された状態で製造が可能になる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】特許第４６７７９５０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

ところが、特許文献１においては、曲げ部における皺の発生の抑制のために、曲げ部を挟んで隣り合う一方の平面部に配列される厚さ方向糸と、他方の平面部に配列される厚さ方向糸とで、繊維層に対して交差する角度を異ならせる必要がある。このため、平板状の三次元繊維構造体の製織時に厚さ方向糸の長さを予め調整する工程を必要とし製造コストが嵩む。また、角度を異ならせた厚さ方向糸が曲げ部に配列されるように、厚さ方向糸を位置決めして平板状の三次元繊維構造体を賦形する必要があり、位置決めのための工程が増え、製造コストが嵩む。

【0009】

本発明の目的は、製造コストを抑えつつ曲げ部における皺の発生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】

【0010】

上記問題点を解決するための繊維構造体は、複数の繊維層が積層方向に積層され、互いに平行に配列され、かつ所要の剛性が要求される軸力方向に伸びる軸力方向糸と、互いに平行に配列され、かつ前記軸力方向及び前記積層方向に直交する直交方向に伸びる直交方向糸と、互いに平行に配列され、かつ前記軸力方向糸及び前記直交方向糸とは異なる方向に伸び、前記複数の繊維層を層間結合する層間結合糸と、からなる多軸配向を有する多層織物を、平板部と、前記平板部に対し曲げられ、前記平板部の表面に対し交差した表面を有する曲げ部と、を有する形状とした繊維構造体であって、前記軸力方向糸は強化繊維の連続繊維から形成されるとともに、前記曲げ部を構成する前記軸力方向糸以外の糸のうち、前記層間結合糸は非連続繊維の紡績糸で形成されていることを要旨とする。

【0011】

これによれば、非連続繊維の紡績糸は、連続繊維を引き揃えて形成した糸と比べると、引っ張られたときの伸びが大きく許容される。このため、軸力方向糸以外の糸で、曲げ部を構成する層間結合糸が、曲げ部の形成に伴い引っ張られると伸びが許容され、曲げ部の内側において、糸が蛇行するように集められて皺が発生することを抑制できる。したがって、曲げ部における皺発生を抑制するために、繊維構造体の製織時に、層間結合糸の長さや交差角度を予め調整する工程を行ったり、繊維構造体の賦形時の層間結合糸を位置決めする工程等が不要となり、繊維構造体の製造コストを抑えることができる。

【0012】

また、これによれば、繊維構造体の曲げ部の形成に伴い層間結合糸が伸びることで、層間結合糸が係止している糸のずれが許容され、皺の発生を抑制できる。
また、これによれば、多層織物製の繊維構造体は、糸の変更が容易であるため、連続繊維からなる軸力方向糸と、非連続繊維の紡績糸とを併用する繊維構造体であっても容易に製織できる。

【0016】

また、繊維構造体について、前記非連続繊維の紡績糸は撚糸であってもよい。
これによれば、撚糸は撚りが加えられているため、引っ張られたときの伸びがより許容される。したがって、繊維構造体の賦形のために糸が引っ張られたときの伸びがより一層許容される。

【0018】

上記問題点を解決するための繊維強化複合材は、繊維構造体にマトリックス材料を含浸させて構成される繊維強化複合材であって、前記繊維構造体は請求項１～請求項６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。

【0019】

これによれば、非連続繊維の紡績糸は、連続繊維を引き揃えて形成した糸と比べると、引っ張られたときの伸びが大きく許容される。このため、軸力方向以外の糸で、曲げ部を構成する層間結合糸が、曲げ部の形成に伴い引っ張られると伸びが許容される。その結果、曲げ部を構成する糸が伸びない糸の場合のように、曲げ部の内側において、糸が蛇行するように集められて皺が発生することを抑制できる。したがって、曲げ部における皺発生を抑制するために、繊維構造体の製織時に、層間結合糸の長さや交差角度を予め調整する工程を行ったり、繊維構造体の賦形時の層間結合糸を位置決めする工程等が不要となり、繊維構造体の製造コストを抑えることができる。そして、繊維構造体を強化基材とする繊維強化複合材においては、曲げ部の内側に皺が生じにくいため、曲げ部の内側であっても樹脂を含浸させやすくなる。

【発明の効果】

【0020】

本発明によれば、製造コストを抑えつつ曲げ部における皺の発生を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】繊維強化複合材を示す斜視図。

【図2】第１の実施形態の繊維構造体を示す模式図。

【図3】（ａ）は連続繊維で形成された経糸を示す模式図、（ｂ）は非連続繊維で形成された層間結合糸を示す模式図。

【図4】曲げ部を示す模式図。

【図5】第２の実施形態において曲げ部を示す模式図。

【図6】第３の実施形態の繊維構造体を示す模式図。

【図7】第３の実施形態の繊維構造体を示す斜視図。

【発明を実施するための形態】

【0022】

（第１の実施形態）
以下、繊維構造体及び繊維強化複合材を具体化した第１の実施形態を図１～図４にしたがって説明する。

【0023】

図１に示すように、繊維強化複合材１０は、繊維構造体１１にマトリックス材料の一例であるマトリックス樹脂Ｍａを含浸させることで形成されている。なお、マトリックス樹脂Ｍａとしては、例えば、熱硬化性樹脂のエポキシ樹脂が使用される。

【0024】

繊維強化複合材１０は断面ハット状である。繊維強化複合材１０は、矩形平板状の天板１２と、天板１２の一対の長縁に連続する曲げ部１３と、各曲げ部１３に連続する矩形平板状の側板１４と、を有する。繊維強化複合材１０は、天板１２と各側板１４との間に曲げ部１３を有する。繊維強化複合材１０は、当該繊維強化複合材１０と他部材とを連結するための連結構造を備える。本実施形態では、連結構造はボルト孔１５である。

【0025】

繊維構造体１１は多層織りによって製造された多層織物である。また、繊維構造体１１は、平板状の繊維構造体１１に曲げ部１３を形成し、断面ハット状に賦形することで、立体形状に形成されている。

【0026】

繊維構造体１１は、繊維強化複合材１０の天板１２を構成する矩形平板状の第１平板部２１と、繊維強化複合材１０の各曲げ部１３を構成する一対の曲げ部２２と、各側板１４を構成する矩形平板状の一対の第２平板部２３と、を有する。繊維構造体１１は、第１平板部２１と各第２平板部２３の間に曲げ部２２を有する。各曲げ部２２は、第１平板部２１及び第２平板部２３に対し曲げられ、第１及び第２平板部２１，２３の表面に対し交差した表面を有する。

【0027】

図２に示すように、繊維構造体１１は、配列角度０°の複数本の経糸３１ａから構成される２つの経糸層３１と、配列角度９０°の複数本の緯糸３２ａから構成される１つの緯糸層３２と、２つの経糸層３１及び１つの緯糸層３２の層間を結合する層間結合糸４０とを有する。経糸層３１及び緯糸層３２は繊維構造体１１の繊維層を構成する。なお、配列角度０°とは、経糸３１ａが曲げ部２２の曲率中心線と平行に配列される状態を意味し、配列角度９０°とは緯糸３２ａが曲げ部２２の曲率中心線と直交するように配列される状態を意味する。繊維構造体１１では、２つの経糸層３１と１つの緯糸層３２が交互に積層されるとともに、層間結合糸４０によって、繊維層である経糸層３１と緯糸層３２が層間結合されて３軸配向の繊維構造体１１が形成されている。

【0028】

経糸層３１は、複数本の経糸３１ａが互いに平行に直交方向Ｙへ配列されて形成され、緯糸層３２は、複数本の緯糸３２ａが互いに平行に軸力方向Ｘへ配列されて形成されている。また、複数本の層間結合糸４０は、互いに平行に直交方向Ｙに配列されている。よって、緯糸３２ａと層間結合糸４０は互いに平行であり、経糸３１ａに対し直交する。

【0029】

なお、繊維構造体１１において、経糸層３１と緯糸層３２が積み重なる方向を積層方向Ｚとする。したがって、繊維構造体１１では、２つの経糸層３１と１つの緯糸層３２が積層方向Ｚに積層されている。また、経糸３１ａの糸主軸が延びる方向を軸力方向Ｘとし、緯糸３２ａの糸主軸が延びる方向を直交方向Ｙとする。

【0030】

図３（ａ）に示すように、経糸３１ａ及び緯糸３２ａは、強化繊維の連続繊維３０で形成された糸である。強化繊維としては、有機繊維又は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。有機繊維としては、アクリル繊維、ナイロン繊維、ポリエステル繊維、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。本実施形態では、経糸３１ａ及び緯糸３２ａは、炭素繊維の連続繊維３０で形成された糸である。

【0031】

図１に示すように、繊維構造体１１では、第１平板部２１及び第２平板部２３の長手方向に、連続繊維３０からなる経糸３１ａが直線状に延びることで、繊維強化複合材１０の天板１２及び側板１４の長手方向に所要の剛性を付与している。したがって、本実施形態では、経糸３１ａは軸力方向Ｘに糸主軸が延びる軸力方向糸である。つまり、経糸３１ａは、互いに平行に配列され、かつ所要の剛性が要求される軸力方向Ｘに糸主軸が伸びる軸力方向糸である。

【0032】

一方、第１平板部２１及び第２平板部２３を構成する緯糸３２ａは、第１平板部２１及び第２平板部２３の短手方向に直線状に延びている。つまり、緯糸３２ａは、互いに平行に配列され、かつ軸力方向Ｘ及び積層方向Ｚに直交する直交方向に糸主軸が伸びる直交方向糸である。

【0033】

図４に示すように、繊維構造体１１の曲げ部２２では、緯糸層３２の各緯糸３２ａ及び層間結合糸４０が曲げられる一方で、経糸３１ａは曲げ部１３の曲率中心線に平行に伸びている。層間結合糸４０は、積層方向Ｚの一端の経糸層３１の経糸３１ａに係止して折り返されるとともに積層方向Ｚに繊維構造体１１を貫通する。層間結合糸４０は、積層方向Ｚの他端の経糸層３１の経糸３１ａのうち、積層方向Ｚの一端で折り返された経糸３１ａに対し、直交方向Ｙに隣り合う経糸３１ａに沿って折り返されている。互いに平行に配列された複数本の層間結合糸４０は、軸力方向Ｘにおいて、係止する経糸３１ａの位置が直交方向Ｙに１本ずつずれている。そして、層間結合糸４０は、互いに平行に配列され、かつ経糸３１ａ及び緯糸３２ａの糸主軸とは異なる方向に糸主軸が伸びる交差糸である。

【0034】

図３（ｂ）に示すように、層間結合糸４０は、強化繊維の非連続繊維２９で形成された紡績糸であり、撚糸である。強化繊維の非連続繊維２９としては、有機繊維又は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。有機繊維としては、アクリル繊維、ナイロン繊維、ポリエステル繊維、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。本実施形態では、層間結合糸４０は、リサイクルされた炭素繊維の非連続繊維２９を撚って形成されている。このような層間結合糸４０は、連続繊維３０を引き揃えた糸、具体的には連続繊維３０の無撚糸と比べると、糸主軸方向へ引っ張られた際の伸び量が大きい。

【0035】

そして、本実施形態では、繊維構造体１１の曲げ部２２を構成する経糸３１ａ以外の糸である緯糸３２ａと層間結合糸４０のうち、層間結合糸４０を非連続繊維２９の紡績糸としている。

【0036】

次に、繊維強化複合材１０の製造方法を本実施形態の作用とともに説明する。
まず、平板状の繊維構造体１１を賦形し、第１平板部２１、一対の曲げ部２２及び一対の第２平板部２３を形成する。

【0037】

図４に示すように、各曲げ部２２を形成するために繊維構造体１１を曲げた際、曲げ部２２に位置する緯糸３２ａ及び層間結合糸４０は、賦形に伴い曲げられた方向へ引っ張られる。このとき、図４の拡大図に示すように、各層間結合糸４０において、曲げ部２２の外側、つまり積層方向Ｚの一端で経糸３１ａに係止する部位は、引っ張りに伴う伸びが許容される。このため、曲げ部２２の内側、つまり積層方向Ｚの他端では曲げに伴う圧縮が緩和される。

【0038】

そして、賦形された繊維構造体１１は、マトリックス樹脂Ｍａを含浸硬化させて、繊維強化複合材１０となる。マトリックス樹脂Ｍａの含浸硬化は、ＲＴＭ（レジン・トランスファー・モールディング）法で行なわれる。繊維構造体１１にマトリックス樹脂Ｍａが含浸硬化されることにより、繊維構造体１１の経糸３１ａ及び緯糸３２ａは、マトリックス樹脂Ｍａと複合化し、第１平板部２１から天板１２が形成されるとともに、曲げ部２２から曲げ部１３が形成され、さらに、第２平板部２３から側板１４が形成されて繊維強化複合材１０となる。

【0039】

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。
（１－１）繊維構造体１１の層間結合糸４０を非連続繊維２９の紡績糸とした。このため、繊維構造体１１の賦形の際、曲げ部２２の外側において層間結合糸４０が引っ張られても伸びが許容される。その結果、曲げ部２２の内側に皺が発生することを抑制できる。したがって、曲げ部２２の内側での皺発生を抑制するために、繊維構造体１１の製織時に、層間結合糸４０の長さや交差角度を予め調整する工程や、賦形時に層間結合糸４０の位置決めする工程が不要となり、繊維構造体１１の製造コストを抑えることができる。

【0040】

（１－２）層間結合糸４０は、紡績糸の一種である撚糸である。撚糸は、撚りが加えられているため、引っ張られたときの伸びが許容される。したがって、繊維構造体１１の賦形のために層間結合糸４０が引っ張られたときの伸びがより一層許容される。

【0041】

（１－３）繊維構造体１１の軸力方向糸である経糸３１ａは連続繊維３０製であるため、繊維構造体１１を強化基材とした繊維強化複合材１０において、軸力方向への所要の剛性を確保できる。

【0042】

（１－４）層間結合糸４０を非連続繊維２９で形成した。このため、繊維構造体１１の曲げ部２２において層間結合糸４０が伸びることで、曲げ部２２の外側において、層間結合糸４０が係止している経糸３１ａのずれを許容でき、皺の発生を抑制できる。

【0043】

（１－５）繊維構造体１１は、連続繊維３０の糸である経糸３１ａ及び緯糸３２ａと、非連続繊維２９の紡績糸である層間結合糸４０とを有する多層織物である。多層織物を製織する織機は、糸の変更が容易であるため、経糸３１ａ及び緯糸３２ａとは種類の異なる層間結合糸４０を有する繊維構造体１１であっても容易に製織できる。

【0044】

（第２の実施形態）
次に、繊維構造体及び繊維強化複合材を具体化した第２の実施形態を図５にしたがって説明する。なお、第２の実施形態では、第１の実施形態と同様の部分及び重複する部分についてはその詳細な説明を省略する。

【0045】

図５に示すように、第２の実施形態の繊維構造体５１は、３つの経糸層３１と２つの緯糸層３２とが積層方向Ｚへ交互に積層されている。また、繊維構造体５１において、経糸３１ａ及び層間結合糸４０は、連続繊維３０の糸であり、緯糸３２ａが、非連続繊維２９の紡績糸である。繊維構造体５１において、緯糸３２ａは、互いに平行に配列され、かつ経糸３１ａ及び層間結合糸４０の糸主軸とは直交する方向に糸主軸が伸びる直交方向糸である。

【0046】

従って、第２の実施形態によれば、第１の実施形態に記載の（１－２）、（１－３）及び（１－５）と同様の効果に加えて以下の効果を得ることができる。
（２－１）繊維構造体５１の緯糸３２ａを非連続繊維２９の紡績糸とした。このため、繊維構造体５１の賦形の際、図５の拡大図に示すように、曲げ部２２の外側に位置する緯糸３２ａが引っ張られても伸びが許容される。その結果、曲げ部２２の内側に皺が発生することを抑制できる。したがって、曲げ部２２の内側での皺発生を抑制するために、繊維構造体５１の製織時に、緯糸３２ａの長さや交差角度を予め調整する工程が不要となり、繊維構造体１１の製造コストを抑えることができる。

【0047】

（第３の実施形態）
次に、繊維構造体及び繊維強化複合材を具体化した第３の実施形態を図６及び図７にしたがって説明する。なお、第３の実施形態では、第１の実施形態と同様の部分及び重複する部分についてはその詳細な説明を省略する。

【0048】

図６又は図７に示すように、第３の実施形態の繊維構造体６１は、積層方向Ｚの一端から他端に向けて第１斜行糸層３３１、第１経糸層３１１、緯糸層３２、第２経糸層３１２、及び第２斜行糸層３３２が積層されるとともに、層間結合糸４０によって積層方向Ｚに層間結合されている。第１斜行糸層３３１は、配列角度＋４５°の複数本の斜行糸３３ａから構成され、第１経糸層３１１及び第２経糸層３１２は、配列角度０°の複数本の経糸３１ａから構成される。緯糸層３２は、配列角度９０°の複数本の緯糸３２ａから構成され、第２斜行糸層３３２は、配列角度－４５°の複数本の斜行糸３３ａから構成される。

【0049】

なお、配列角度±４５°とは、斜行糸３３ａが配列角度０°の経糸３１ａに対し±４５°に配列される状態を意味する。そして、第１斜行糸層３３１と、第１経糸層３１１と、緯糸層３２と、第２経糸層３１２と、第２斜行糸層３３２とが積層されて、５軸配向の繊維構造体６１が形成されている。なお、第１斜行糸層３３１、第１経糸層３１１、緯糸層３２、第２経糸層３１２、及び第２斜行糸層３３２はいずれも繊維層である。そして、斜行糸３３ａは、互いに平行に配列され、かつ経糸３１ａ及び緯糸３２ａの糸主軸とは異なる方向に糸主軸が伸びる交差糸である。

【0050】

また、繊維構造体６１は、捻り軸線６１ａを捻り中心とした曲げ構造を有する曲げ部Ｒ１と、曲げ部Ｒ１に連続し、かつ平板状の平板部Ｒ２とを含む。繊維構造体６１において、捻り軸線６１ａは曲げ部Ｒ１及び平板部Ｒ２を通過しつつ、長手方向に沿って直線状に延び、直進性を有する。繊維構造体６１において、捻り軸線６１ａの両端に位置する短縁部を側縁部６２とし、２つの側縁部６２の両端同士を繋ぐ長縁部を捻り縁部６３とする。

【0051】

第１経糸層３１１及び第２経糸層３１２の経糸３１ａは、捻り軸線６１ａに平行な状態で直線状に延びている。第１斜行糸層３３１及び第２斜行糸層３３２の斜行糸３３ａは、捻り軸線６１ａに対し±４５度傾斜した状態で、捻り軸線６１ａから各捻り縁部６３に向けて直線状に延びている。緯糸層３２の緯糸３２ａは、捻り軸線６１ａに対し直交した状態で、捻り軸線６１ａから各捻り縁部６３に向けて直線状に延びている。層間結合糸４０は、第１斜行糸層３３１、第１経糸層３１１、緯糸層３２、第２経糸層３１２、及び第２斜行糸層３３２を積層方向Ｚに層間結合している。

【0052】

繊維構造体６１において、経糸３１ａ及び層間結合糸４０は、連続繊維３０の糸であり、斜行糸３３ａ及び緯糸３２ａは、非連続繊維２９の紡績糸の一種である撚糸である。繊維構造体６１において、緯糸３２ａ及び斜行糸３３ａは、互いに平行に配列され、かつ経糸３１ａの糸主軸とは異なる方向に糸主軸が伸びる糸である。

【0053】

従って、第３の実施形態によれば、第１の実施形態に記載の（１－２）、（１－３）及び（１－５）と同様の効果に加えて以下の効果を得ることができる。
（３－１）繊維構造体６１を構成する緯糸３２ａ及び斜行糸３３ａを非連続繊維２９の紡績糸で形成した。このため、繊維構造体６１の賦形のために捻りに伴う曲げが施された曲げ部Ｒ１では、緯糸３２ａ及び斜行糸３３ａが引っ張られるが、緯糸３２ａ及び斜行糸３３ａの伸びが許容される。その結果、緯糸３２ａ及び斜行糸３３ａにおいて、伸びが許容されない場合と異なり、繊維構造体６１における曲げ部の内側と外側との経路差の違いを原因とした皺や歪みが発生することを抑制できる。したがって、繊維構造体６１の製織時に、緯糸３２ａの斜行糸３３ａの長さを予め調整する工程等が不要となり、繊維構造体６１の製造コストを抑えることができる。

【0054】

本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
○ 第１の実施形態の層間結合糸４０、第２の実施形態の緯糸３２ａ、及び第３の実施形態の斜行糸３３ａは、非連続繊維２９製の無撚糸であってもよい。

【0055】

○ 各実施形態では、マトリックス樹脂Ｍａとして熱硬化性樹脂を用いたが、その他の種類の樹脂を用いてもよい。
○ マトリックス材料はマトリックス樹脂以外にもセラミックでもよい。

【0056】

○ 各実施形態において、積層する繊維層の数は任意に変更してもよい。
○ 繊維構造体１１，５１，６１の形状は断面ハット状でなくてもよく、筒状やＬ状など曲げ部や捻れ部を有する形状であれば適宜変更してもよい。

【0057】

○ 繊維構造体１１，５１，６１は、多層織物でなくてもよく、複数の単層織物を積層し、それら単層織物を層間結合糸４０で層間結合したものでもよいし、編み物でもよい。

【符号の説明】

【0058】

Ｍａ…マトリックス材料としてのマトリックス樹脂、Ｒ１…曲げ部、Ｒ２…平板部、１０…繊維強化複合材、１１，５１，６１…繊維構造体、２１…第１平板部、２２…曲げ部、２３…第２平板部、２９…非連続繊維、３０…連続繊維、３１…繊維層としての経糸層、３１ａ…軸力方向糸としての経糸、３２…繊維層としての緯糸層、３２ａ…直交方向糸としての緯糸、３３ａ…交差糸としての斜行糸、４０…交差糸としての層間結合糸、３１１…繊維層としての第１経糸層、３１２…繊維層としての第２経糸層、３３１…繊維層としての第１斜行糸層、３３２…繊維層としての第２斜行糸層。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】