JP6766770B2 - 繊維構造体及び繊維強化複合材 - Google Patents

Description

本発明は、多層織物製の繊維構造体、及び該繊維構造体を強化基材とした繊維強化複合材に関する。

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、多層織物が使用されている。多層織物は、例えば複数本の経糸が配列された複数の経糸層と、複数本の緯糸が配列された複数の緯糸層とを拘束糸で積層方向に拘束することにより形成されている。

ところで、繊維強化複合材を幅広い用途に使用可能とするためには、その用途に合わせた形状、例えば、Ｌ字状、Ｕ字状、Ｖ字状等である必要がある。例えば、Ｌ字状の繊維強化複合材を製造するには、繊維構造体もＬ字状である必要がある。例えば、特許文献１に開示の三次元繊維構造体は、２枚の板状部がコーナ部により屈曲され、Ｌ字状に形成されている。各板状部は、互いに平行に配列されたｘ糸層、ｙ糸層及びバイアス糸層と、各糸層を結合する厚さ方向糸及びコーナ部用糸とから構成されている。

ｘ糸層は、コーナ部に沿った方向に配列された第１の面内配列糸からなり、ｙ糸層は、第１の面内配列糸と直交する方向に配列された第２の面内配列糸からなる。バイアス糸層は、第１の面内配列糸及び第２の面内配列糸に対して傾斜するように配列されたバイアス糸からなる。厚さ方向糸は、コーナ部以外の部分では、各糸層と直交する状態で三次元繊維構造体の厚さ方向に各層を結合している。コーナ部用糸は、一対の板状部のなす角を２等分する面と平行に複数配列されている。

Ｌ字状の三次元繊維構造体において、２枚の板状部は、それら両方の板状部がコーナ部によって接続されている。第２の面内配列糸及びバイアス糸が両板状部のコーナ部と交差する方向に延びている。そして、第２の面内配列糸及びバイアス糸が両板状部に跨って配列されることにより、コーナ部で糸が分断されることがなく、第２の面内配列糸及びバイアス糸によってコーナ部が補強されている。

しかし、特許文献１の三次元構造体は、特殊な織機でしか製造できず、製造コストが嵩む。そこで、コーナ部を補強した繊維構造体であり、特殊な織機を使用せずに製造できる繊維構造体としては、例えば特許文献２が挙げられる。特許文献２に開示の強化繊維成形体は、四角形状の基材を複数積層して形成されている。各基材は、四辺それぞれを一箇所ずつ切り込んで形成した切込み部を有する。また、各基材は、本体部を備えるとともに、切込み部を利用して基材を折り曲げ、本体部に対し屈曲した重ね部を備える。

そして、四角箱状の強化繊維成形体は、基材を積層し、本体部を積層するとともに、重ね部同士を積層して形成されている。強化繊維成形体の各コーナ部では、複数の重ね部が積層されることによって補強されている。

特開平９−１３７３３６号公報 特開２０１１−１６７９３６号公報

ところで、特許文献２の強化繊維成形体は、複数枚の基材を織製し、各基材に切込み部を形成した後、それら基材の本体部及び重ね部を重ねる必要があり、製造工数が多く製造コストが嵩む。

本発明の目的は、製造コストを抑えつつコーナ部を補強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。

上記問題点を解決するための繊維構造体は、複数の繊維層が拘束糸によって積層方向に拘束され、互いに平行な複数の第１の糸と、互いに平行であり、前記第１の糸と直交する複数の第２の糸とを有する多層織物製であり、第１構造部と、前記第１構造部と交差する第２構造部と、前記第１構造部及び前記第２構造部と交差する第３構造部と、前記第１構造部と前記第２構造部との境界に位置した第１コーナ部と、前記第１構造部と前記第３構造部との境界に位置した第２コーナ部と、前記第２構造部と前記第３構造部との境界に位置した第３コーナ部と、を有する繊維構造体であって、前記第１構造部と前記第２構造部に跨る前記第１の糸が前記第１コーナ部で屈曲し、前記第１構造部と前記第３構造部に跨る前記第２の糸が前記第２コーナ部で屈曲し、前記第２構造部と前記第３構造部に跨る前記第１の糸及び前記第２の糸の少なくとも一方が前記第３コーナ部で屈曲しており、前記第１構造部は前記多層織物の一部である第１構造部形成部によって形成されるとともに、前記第２構造部は、前記多層織物の一部である第２構造部形成部を複数積層して形成され、前記第３構造部は、前記多層織物の一部である第３構造部形成部を複数積層して形成されていることを要旨とする。

これによれば、繊維構造体は、繊維層を拘束糸で拘束した多層織物を賦形することで形成できるため、特殊な織機を用いて製織する場合と比べると、製造コストが嵩むことがない。そして、第１構造部形成部そのもので第１構造部が形成され、第２構造部形成部を積層して第２構造部が形成されるとともに、第３構造部形成部を積層して第３構造部が形成される。このような繊維構造体において、第１コーナ部では第１の糸、第２コーナ部では第２の糸、第３コーナ部では第１の糸及び第２の糸の少なくとも一方によって連続性が確保されている。このため、例えば、繊維構造体にコーナ部を形成するために、繊維構造体におけるコーナ部となる部分の糸が分断されている場合と比べると、コーナ部を補強できる。

また、繊維構造体について、前記第１構造部形成部における前記第１コーナ部を形成する縁部には、一つの第２構造部形成部が前記第１の糸によって繋がるとともに、前記第２構造部形成部における前記第３コーナ部を形成する縁部には前記第３構造部形成部の一つが前記第２の糸によって繋がっており、前記第１構造部形成部における前記第２コーナ部を形成する縁部には、他の第３構造部形成部が前記第２の糸によって繋がるとともに、前記第３構造部形成部における前記第３コーナ部を形成する縁部には他の第２構造部形成部が前記第１の糸によって繋がっている。

これによれば、一つの第２構造部形成部と一つの第３構造部形成部とに跨って第１の糸が延び、他の第２構造部形成部と他の第３構造部形成部とに跨って第２の糸が延びている。このため、第２構造部及び第３構造部を形成すると、第１の糸及び第２の糸が第３コーナ部を跨ぐ状態になり、第３コーナ部を補強できる。

また、繊維構造体について、前記第１構造部形成部に繋がる前記第２構造部形成部及び前記第３構造部形成部の繊維層の数は、前記第１構造部形成部と同じであってもよい。
これによれば、第２構造部及び第３構造部の繊維層の数は、第１構造部の繊維層の数より多くなり、第２構造部及び第３構造部を補強できる。

また、繊維構造体について、前記第１構造部形成部における前記第１コーナ部を形成する縁部に繋がった前記一つの第２構造部形成部の繊維層の数は、前記第１構造部形成部より少なく、かつ該一つの第２構造部形成部に繋がった一つの前記第３構造部形成部の繊維層の数は、前記第１構造部形成部よりも少なく、前記第１構造部形成部における前記第２コーナ部を形成する縁部に繋がった前記他の第３構造部形成部の繊維層の数は、前記第１構造部形成部より少なく、かつ該他の第３構造部形成部に繋がった前記他の第２構造部形成部の繊維層の数は、前記第１構造部形成部より少なく、前記第２構造部及び前記第３構造部の繊維層の数は、前記第１構造部の繊維層の数と同じであってもよい。

これによれば、第１〜第３構造部の繊維層の数を同じにでき、第１〜第３構造部の強度を同じにできる。
上記問題点を解決するための繊維強化複合材は、繊維構造体製の強化基材にマトリックス樹脂を含浸させ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。

これによれば、繊維構造体は、繊維層を拘束糸で拘束した多層織物を賦形することで形成できるため、特殊な織機を用いて製織する場合と比べると、製造コストが嵩むことがない。そして、第１コーナ部では第１の糸、第２コーナ部では第２の糸、第３コーナ部では第１の糸及び第２の糸の少なくとも一方によって連続性が確保されている。このため、例えば、繊維構造体にコーナ部を形成するために、繊維構造体におけるコーナ部となる部分の糸が分断されている場合と比べると、コーナ部を補強できる。したがって、繊維強化複合材においても、コーナ部を補強できる。

本発明によれば、製造コストを抑えつつコーナ部を補強できる。

実施形態の繊維強化複合材を示す斜視図。 繊維構造体を示す部分拡大断面図。 （ａ）及び（ｂ）は賦形前の繊維構造体を示す斜視図。 折り曲げ部から第１拘束部を折り曲げた状態を示す斜視図。 折り曲げ部から第１拘束部を折り曲げた状態を示す側面図。 折り曲げ部から第３構造部形成部を折り曲げた状態を示す斜視図。 折り曲げ部から第３構造部形成部を折り曲げた状態を示す側面図。 折り曲げ部から第２拘束部を折り曲げた状態を示す斜視図。 折り曲げ部から第２構造部形成部を折り曲げた状態を示す斜視図。 繊維構造体を示す図１の１０−１０線断面図。 繊維構造体を示す図１の１１−１１線断面図。 別例の繊維構造体を示す斜視図。

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１１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、多層織物製の繊維構造体１１がマトリックス樹脂１２に複合化されて構成されている。マトリックス樹脂としては、例えば、熱硬化性樹脂のエポキシ樹脂が使用される。

図２に示すように、繊維構造体１１は、強化繊維からなる第１の糸として緯糸１３と、強化繊維からなる第２の糸としての経糸１４と、第１の拘束糸１５ａと、第２の拘束糸１５ｂとで構成されている。緯糸１３及び経糸１４は互いに直交する方向に延びている。この実施形態では強化繊維として炭素繊維が使用されている。

図１に示すように、繊維構造体１１は、三面体状である。繊維構造体１１は、三面体のうちの一面を構成する第１構造部４１を有する。第１構造部４１の外面は矩形状である。繊維構造体１１は、三面体の一面を構成し、かつ第１構造部４１に対し交差（直交）する第２構造部４２を有する。第２構造部４２の外面は矩形状である。繊維構造体１１は、残りの一面を構成する第３構造部４３を有する。第３構造部４３の外面は矩形状である。第３構造部４３は、第１構造部４１及び第２構造部４２に対し交差（直交）する。

繊維構造体１１は、第１構造部４１と第２構造部４２との境界に位置した第１コーナ部５１と、第１構造部４１と第３構造部４３との境界に位置した第２コーナ部５２と、第２構造部４２と第３構造部４３との境界に位置した第３コーナ部５３と、を有する。

三面体状の繊維構造体１１は、矩形平板状の繊維構造体１１を賦形して形成されている。ここで、賦形する前の繊維構造体１１について説明する。
図２に示すように、繊維構造体１１は、複数本の緯糸１３が互いに平行に配列された緯糸層を複数備える。繊維構造体１１は、第１緯糸層２１と、第１緯糸層２１より下方に配置された第２緯糸層２２と、第２緯糸層２２より下方に配置された第３緯糸層２３と、第３緯糸層２３より下方に配置された第４緯糸層２４と、を有する。また、繊維構造体１１は、複数本の経糸１４が互いに平行に配列された経糸層を複数備える。

繊維構造体１１は、第１緯糸層２１と第２緯糸層２２の間に介在する第１経糸層３１と、第１経糸層３１より下方に配置され、第３緯糸層２３と第４緯糸層２４の間に介在する第２経糸層３２と、を有する。第１〜第４緯糸層２１〜２４及び第１〜第２経糸層３１〜３２は、いずれも繊維層である。繊維構造体１１は、上から下へ第１緯糸層２１、第１経糸層３１、第２緯糸層２２、第３緯糸層２３、第２経糸層３２、第４緯糸層２４の順番で積層されている。

図３（ａ）に示すように、繊維構造体１１において、緯糸１３の糸主軸が延びる方向を第１方向Ｙ１とし、経糸１４の糸主軸が延びる方向を第２方向Ｙ２とする。また、繊維構造体１１において、繊維層が積み重なった方向を積層方向Ｙ３とする。

賦形する前の繊維構造体１１は、第２方向Ｙ２の一端側半分に第１拘束部１６を備える。第１拘束部１６は、第１緯糸層２１、第１経糸層３１、第２緯糸層２２、第３緯糸層２３、第２経糸層３２、及び第４緯糸層２４が、第１の拘束糸１５ａ及び第２の拘束糸１５ｂにより積層方向Ｙ３に拘束されて形成されている。

図２に示すように、第１の拘束糸１５ａ及び第２の拘束糸１５ｂは、繊維構造体１１の形状保持用であり、経糸の一つである。また、第１の拘束糸１５ａ及び第２の拘束糸１５ｂは、強化繊維で構成されている。第１の拘束糸１５ａ及び第２の拘束糸１５ｂは、各経糸１４と平行に配列されるとともに、経糸１４の配列方向（第１方向Ｙ１）において互いに異なる位置に配置されている。

第１の拘束糸１５ａ及び第２の拘束糸１５ｂは、繊維構造体１１を構成する最上層の経糸１４（第１経糸層３１）より上の位置で第１緯糸層２１の緯糸１３の外面を通って折り返すように配置されている。また、第１の拘束糸１５ａ及び第２の拘束糸１５ｂは、最下層の経糸１４（第２経糸層３２）より下の位置で第４緯糸層２４の緯糸１３の外面を通って折り返すように配置されている。

図３（ａ）又は図３（ｂ）に示すように、繊維構造体１１は、第２方向Ｙ２の他端側半分のうち、積層方向Ｙ３の一端側に第２拘束部１７を備え、積層方向Ｙ３の他端側に第３拘束部１８を備える。第２拘束部１７は、第１緯糸層２１、第１経糸層３１、及び第２緯糸層２２が積層方向Ｙ３に拘束されて形成され、第３拘束部１８は、第３緯糸層２３、第２経糸層３２、及び第４緯糸層２４が積層方向Ｙ３に拘束されて形成されている。第２拘束部１７及び第３拘束部１８は、織機による製織の際、第１の拘束糸１５ａ及び第２の拘束糸１５ｂを制御することで形成される。

図２に示すように、第２拘束部１７は、第１の拘束糸１５ａ及び第２の拘束糸１５ｂによって積層方向Ｙ３に拘束されている。第２拘束部１７では、第１の拘束糸１５ａ及び第２の拘束糸１５ｂは、第２拘束部１７の最上層の第１緯糸層２１の緯糸１３の外面を通って折り返すように配置され、第２拘束部１７を積層方向Ｙ３に貫通し、第２拘束部１７の最下層の第２緯糸層２２の緯糸１３の外面を通って折り返すように配置されている。

第３拘束部１８は、第１の拘束糸１５ａ及び第２の拘束糸１５ｂによって積層方向Ｙ３に拘束されている。第３拘束部１８では、第１の拘束糸１５ａ及び第２の拘束糸１５ｂは、第３拘束部１８の最上層の第３緯糸層２３の緯糸１３の外面を通って折り返すように配置され、第３拘束部１８を積層方向Ｙ３に貫通し、第３拘束部１８の最下層の第４緯糸層２４の緯糸１３の外面を通って折り返すように配置されている。

図３（ａ）又は図３（ｂ）に示すように、第２拘束部１７は、第１方向Ｙ１の一端側半分の部分で、第２方向Ｙ２に第１拘束部１６と繋がっているが、第１方向Ｙ１の他端側半分の部分は、第１拘束部１６と分断されている。第１経糸層３１の経糸１４は、第１拘束部１６と第２拘束部１７に跨って第２方向Ｙ２に延びており、第１拘束部１６と第２拘束部１７とは第２方向Ｙ２に繋がっている。

また、第３拘束部１８は、第２方向Ｙ２に第１拘束部１６と繋がっている。第２経糸層３２の経糸１４は、第１拘束部１６と第３拘束部１８に跨って第２方向Ｙ２に延びており、第１拘束部１６と第３拘束部１８とは第２方向Ｙ２に繋がっている。なお、第３拘束部１８は、第１方向Ｙ１の中央で分断されている。

繊維構造体１１は、第１拘束部１６のうち、第１方向Ｙ１の一端側半分の部分に第１構造部形成部１６ａを備える。第１構造部形成部１６ａは積層方向Ｙ３から見て矩形状である。第１構造部形成部１６ａは、第１緯糸層２１、第１経糸層３１、第２緯糸層２２、第３緯糸層２３、第２経糸層３２、及び第４緯糸層２４が、第１の拘束糸１５ａ及び第２の拘束糸１５ｂにより積層方向Ｙ３に拘束されている。したがって、第１構造部形成部１６ａの繊維層の数は６である。

繊維構造体１１は、第１拘束部１６のうち、第１方向Ｙ１の他端側半分の部分に第２構造部形成部１６ｂを備える。第２構造部形成部１６ｂは積層方向Ｙ３から見て矩形状である。第２構造部形成部１６ｂは、第１緯糸層２１、第１経糸層３１、第２緯糸層２２、第３緯糸層２３、第２経糸層３２、及び第４緯糸層２４が、第１の拘束糸１５ａ及び第２の拘束糸１５ｂにより積層方向Ｙ３に拘束されている。したがって、第２構造部形成部１６ｂの繊維層の数は６である。

繊維構造体１１は、第１拘束部１６における第１方向Ｙ１の中央に折り曲げ部１６ｃを備える。折り曲げ部１６ｃは、第１構造部形成部１６ａと第２構造部形成部１６ｂの境界に位置し、折り曲げ部１６ｃに沿って第１コーナ部５１が形成される。したがって、第１構造部形成部１６ａにおいて、第１コーナ部５１を形成する縁部である折り曲げ部１６ｃには、第２構造部形成部１６ｂが繋がっている。

繊維構造体１１は、第２拘束部１７のうち、第１方向Ｙ１の一端側半分の部分に第３構造部形成部１７ａを備える。第３構造部形成部１７ａは、積層方向Ｙ３から見て矩形状である。第３構造部形成部１７ａは、第１緯糸層２１、第１経糸層３１、及び第２緯糸層２２が、第１の拘束糸１５ａ及び第２の拘束糸１５ｂにより積層方向Ｙ３に拘束されて形成されている。したがって、第３構造部形成部１７ａの繊維層の数は３である。

繊維構造体１１は、第２拘束部１７のうち、第１方向Ｙ１の他端側半分の部分に第２構造部形成部１７ｂを備える。第２構造部形成部１７ｂは、積層方向Ｙ３から見て矩形状である。第２構造部形成部１７ｂは、第１緯糸層２１、第１経糸層３１、及び第２緯糸層２２が、第１の拘束糸１５ａ及び第２の拘束糸１５ｂにより積層方向Ｙ３に拘束されて形成されている。したがって、第２構造部形成部１７ｂの繊維層の数は３である。

繊維構造体１１は、第２拘束部１７における第１方向Ｙ１の中央に折り曲げ部１７ｃを備える。折り曲げ部１７ｃは、第２拘束部１７の第３構造部形成部１７ａと第２構造部形成部１７ｂの境界に位置する。折り曲げ部１７ｃに沿って第３コーナ部５３が形成される。したがって、第３構造部形成部１７ａにおいて、第３コーナ部５３を形成する縁部である折り曲げ部１７ｃには、第２構造部形成部１７ｂが繋がっている。

繊維構造体１１は、第３拘束部１８のうち、第１方向Ｙ１の一端側半分の部分に第３構造部形成部１８ａを備える。第３構造部形成部１８ａは、積層方向Ｙ３から見て矩形状である。第３構造部形成部１８ａは、第３緯糸層２３、第２経糸層３２、及び第４緯糸層２４が、第１の拘束糸１５ａ及び第２の拘束糸１５ｂにより積層方向Ｙ３に拘束されて形成されている。したがって、第３構造部形成部１８ａの繊維層の数は３である。

繊維構造体１１は、第３拘束部１８のうち、第１方向Ｙ１の他端側半分の部分に第３構造部形成部１８ｂを備える。第３構造部形成部１８ｂは、積層方向Ｙ３から見て矩形状である。第３構造部形成部１８ｂは、第３緯糸層２３、第２経糸層３２、及び第４緯糸層２４が、第１の拘束糸１５ａ及び第２の拘束糸１５ｂにより積層方向Ｙ３に拘束されて形成されている。したがって、第３構造部形成部１８ｂの繊維層の数は３である。

繊維構造体１１は、第３拘束部１８における第１方向Ｙ１の中央に切込み部１８ｃを備える。切込み部１８ｃは、第３拘束部１８の両方の第３構造部形成部１８ａ，１８ｂの境界に位置し、両者を分断する。なお、切込み部１８ｃは、第１拘束部１６、第２拘束部１７、及び第３拘束部１８を備える繊維構造体１１を織機で製織した後に、繊維構造体１１を切断して形成される。

繊維構造体１１は、第２方向Ｙ２における第１構造部形成部１６ａと第３構造部形成部１７ａの境界に折り曲げ部１９ａを備える。この折り曲げ部１９ａに沿って第２コーナ部５２が形成される。したがって、第１構造部形成部１６ａにおいて、第２コーナ部５２を形成する縁部である折り曲げ部１９ａには、第３構造部形成部１７ａが繋がっている。

また、繊維構造体１１は、第２方向Ｙ２における第２構造部形成部１６ｂと第２構造部形成部１７ｂとの境界に切込み部１９ｂを備える。切込み部１９ｂは、第１拘束部１６、第２拘束部１７、及び第３拘束部１８を備える繊維構造体１１を織機で製織した後に、繊維構造体１１を切断して形成される。

繊維構造体１１は、第２方向Ｙ２における第２構造部形成部１６ｂと第３構造部形成部１８ｂの境界の部分に折り曲げ部１９ｃを備える。この折り曲げ部１９ｃに沿って第３コーナ部５３が形成される。したがって、第２構造部形成部１６ｂにおいて、第３コーナ部５３を形成する縁部である折り曲げ部１９ｃには、第３構造部形成部１８ｂが繋がっている。第１構造部形成部１６ａと、第２構造部形成部１６ｂ，１７ｂと、第３構造部形成部１７ａ，１８ａ，１８ｂは、それぞれ同じ大きさである。

賦形前の繊維構造体１１において、第１構造部形成部１６ａにおける折り曲げ部１６ｃには、一方の第２構造部形成部１６ｂが緯糸１３によって繋がるとともに、この第２構造部形成部１６ｂにおける折り曲げ部１９ｃには一つの第３構造部形成部１８ｂが経糸１４によって繋がっている。また、第１構造部形成部１６ａにおける折り曲げ部１９ａには、残り二つの第３構造部形成部１７ａ，１８ａが経糸１４によって繋がるとともに、一つの第３構造部形成部１７ａにおける折り曲げ部１７ｃには他方の第２構造部形成部１７ｂが緯糸１３によって繋がっている。

上記構成の繊維構造体１１において、経糸１４は、第１拘束部１６の第１構造部形成部１６ａと、第２拘束部１７の第３構造部形成部１７ａに跨って第２方向Ｙ２に延びており、第１構造部形成部１６ａと第３構造部形成部１７ａとは第２方向Ｙ２に繋がっている。また、経糸１４は、第１構造部形成部１６ａと第３拘束部１８の第３構造部形成部１８ａに跨って第２方向Ｙ２に延びており、第１構造部形成部１６ａと第３構造部形成部１８ａとは第２方向Ｙ２に繋がっている。加えて、経糸１４は、第１拘束部１６の第２構造部形成部１６ｂと、第３拘束部１８の第３構造部形成部１８ｂに跨って第２方向Ｙ２に延びており、第２構造部形成部１６ｂと第３構造部形成部１８ｂとは第２方向Ｙ２に繋がっている。

緯糸１３は、第１拘束部１６の第１構造部形成部１６ａと第２構造部形成部１６ｂに跨って第１方向Ｙ１に延びており、第１構造部形成部１６ａと第２構造部形成部１６ｂとは第１方向Ｙ１に繋がっている。また、緯糸１３は、第２拘束部１７の第３構造部形成部１７ａと第２構造部形成部１７ｂに跨って第１方向Ｙ１に延びており、第３構造部形成部１７ａと第２構造部形成部１７ｂとは第１方向Ｙ１に繋がっている。

次に、上記構成の賦形前の繊維構造体１１を賦形して、三面体状の繊維構造体１１を形成する方法を説明する。
まず、図４又は図５に示すように、第１拘束部１６を折り曲げ部１６ｃで直角に折り曲げる。このとき、第１構造部形成部１６ａに対し、第２構造部形成部１６ｂが直交する状態に賦形されるとともに、第２構造部形成部１６ｂと繋がった第３構造部形成部１８ｂも第２拘束部１７に対し直交する状態に賦形される。

次に、図６又は図７に示すように、折り曲げ部１９ｃから第３構造部形成部１８ｂを折り曲げ、第２構造部形成部１６ｂに対し第３構造部形成部１８ｂが直交する状態に賦形する。

次に、図８に示すように、折り曲げ部１９ａから第２拘束部１７を折り曲げ、第１構造部形成部１６ａに対し第３構造部形成部１７ａが直交するように賦形する。このとき、第３構造部形成部１７ａと繋がった第２構造部形成部１７ｂも第１構造部形成部１６ａに対し直交する状態に賦形される。

次に、図９に示すように、折り曲げ部１７ｃから第２拘束部１７を折り曲げ、第３構造部形成部１７ａに対し第２構造部形成部１７ｂが直交するように賦形する。
すると、図１０に示すように、第１構造部形成部１６ａによって第１構造部４１が形成されるとともに、第２構造部形成部１６ｂと、第２拘束部１７の第２構造部形成部１７ｂとが積層されて第２構造部４２が形成される。

また、図１１に示すように、第２拘束部１７の第３構造部形成部１７ａと、第３拘束部１８の第３構造部形成部１８ａと第３構造部形成部１８ｂが積層されて第３構造部４３が形成される。

次に、繊維構造体１１の作用を記載する。
図１に示すように、繊維構造体１１において、第１構造部４１は、第１構造部形成部１６ａそのもので形成されており、第１緯糸層２１、第１経糸層３１、第２緯糸層２２、第３緯糸層２３、第２経糸層３２、第４緯糸層２４によって形成されている。したがって、第１構造部４１の繊維層の数は６である。

第２構造部４２は、第１拘束部１６の第２構造部形成部１６ｂと第２拘束部１７の第２構造部形成部１７ｂによって形成されている。よって、第２構造部４２は、第２構造部形成部１６ｂの第１緯糸層２１、第１経糸層３１、第２緯糸層２２、第３緯糸層２３、第２経糸層３２、及び第４緯糸層２４と、第２構造部形成部１７ｂの第１緯糸層２１、第１経糸層３１、及び第２緯糸層２２と、によって形成されている。したがって、第２構造部４２の繊維層の数は９である。

図１１に示すように、第３構造部４３は、第２拘束部１７の第３構造部形成部１７ａと、第３拘束部１８の第３構造部形成部１８ａ及び第３構造部形成部１８ｂによって形成されている。よって、第３構造部４３は、第３構造部形成部１７ａの第１緯糸層２１、第１経糸層３１、及び第２緯糸層２２と、第３構造部形成部１８ａの第３緯糸層２３、第２経糸層３２、及び第４緯糸層２４と、第３構造部形成部１８ｂの第３緯糸層２３、第２経糸層３２、及び第４緯糸層２４と、によって形成されている。したがって、第３構造部４３の繊維層の数は９である。

図１に示すように、繊維構造体１１は、第１構造部４１と第２構造部４２との境界に位置した第１コーナ部５１を備える。第１コーナ部５１は、第１構造部４１と第２構造部４２の境界に位置し、折り曲げ部１６ｃに沿って形成されている。第１コーナ部５１は、第１方向Ｙ１に延びる緯糸１３が屈曲して形成されている。したがって、第１構造部４１と第２構造部４２とは、緯糸１３によって繋がっており、連続性を有する。

繊維構造体１１は、第１構造部４１と第３構造部４３との境界に位置した第２コーナ部５２を備える。第２コーナ部５２は、折り曲げ部１９ａに沿って形成されるとともに、第２方向Ｙ２に延びる経糸１４が屈曲して形成されている。したがって、第１構造部４１と第３構造部４３とは、経糸１４によって繋がっており、連続性を有する。

繊維構造体１１は、第２構造部４２と第３構造部４３との境界に位置した第３コーナ部５３を備える。第３コーナ部５３は、折り曲げ部１７ｃに沿って形成されるとともに、緯糸１３及び経糸１４が屈曲して形成されている。したがって、第２構造部４２と第３構造部４３とは、緯糸１３及び経糸１４によって繋がっており、連続性を有する。

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）賦形前の繊維構造体１１は、第１拘束部１６と、第２拘束部１７と、第３拘束部１８とを備える多層織物製であるが、緯糸１３と経糸１４と第１の拘束糸１５ａと第２の拘束糸１５ｂを用いて織機で製織できる。そして、矩形板状の繊維構造体１１に切込み部１８ｃ，１９ｂを形成した後、それら繊維構造体１１を賦形することで三面体状の繊維構造体１１を形成できる。よって、複数枚の基材を重ねて繊維構造体を製造する必要がなく、繊維構造体１１を容易に製造できる。

そして、三面体状の繊維構造体１１において、第１コーナ部５１は、緯糸１３によって連続性が確保され、第２コーナ部５２は、経糸１４によって連続性が確保されている。また、第３コーナ部５３は、緯糸１３及び経糸１４によって連続性が確保されている。したがって、第１〜第３コーナ部５１〜５３で糸が分断されることがなく、第１〜第３コーナ部５１〜５３を補強できる。

（２）第１構造部４１の繊維層の数が６であるのに対し、第２構造部４２及び第３構造部４３の繊維層の数は９である。よって、第２構造部４２及び第３構造部４３の繊維層の数が、第１構造部４１の繊維層の数より多くなり、第２構造部４２及び第３構造部４３を補強できる。

（３）第１拘束部１６の第２構造部形成部１６ｂと第３拘束部１８の第３構造部形成部１８ｂに跨って経糸１４が延び、第２拘束部１７の第３構造部形成部１７ａと第２構造部形成部１７ｂに跨って緯糸１３が延びている。このため、第２構造部４２及び第３構造部４３を形成すると、緯糸１３及び経糸１４が第３コーナ部５３を跨ぐ状態になり、２種類の糸で第３コーナ部５３を補強できる。

（４）賦形する前の繊維構造体１１において、第１〜第３拘束部１６〜１８は、第１の拘束糸１５ａ及び第２の拘束糸１５ｂによって積層方向Ｙ３に拘束されている。したがって、繊維構造体１１を賦形するために切込み部１８ｃ，１９ｂを有していても繊維構造体１１がばらけることがなく、賦形を容易に行うことができる。

（５）第１〜第３構造部４１〜４３は、いずれも第１の拘束糸１５ａ及び第２の拘束糸１５ｂによって繊維層同士が積層方向Ｙ３に拘束されているが、繊維構造体１１は織機によって製織できる。したがって、例えば、繊維層を１枚ずつ製職した後、それら繊維層を重ねて繊維構造体１１を製造する場合と異なり、繊維層の層間を拘束した繊維構造体１１を簡単に製造できる。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 図１２に示すように、第１構造部形成部１６ａで拘束された繊維層を６とした場合、第２構造部形成部１６ｂの繊維層の数を４とし、第１構造部形成部１６ａより少なくする。また、第２拘束部１７の第３構造部形成部１７ａと第２構造部形成部１７ｂの繊維層を２とし、第３拘束部１８の第３構造部形成部１８ａと第３構造部形成部１８ｂの繊維層を２とする。そして、第１構造部４１を第１構造部形成部１６ａそのもので形成し、第２構造部４２を第２構造部形成部１６ｂと第２構造部形成部１７ｂで形成するとともに、第３構造部４３を第３構造部形成部１７ａと第３拘束部１８の第３構造部形成部１８ａ及び第３構造部形成部１８ｂで形成する。

このように構成すると、第１構造部４１、第２構造部４２及び第３構造部４３の繊維層の合計を６とすることができ、同じ層数にして第１〜第３構造部４１〜４３の強度を同じにできる。

また、繊維層の数を適宜変更することにより、第１〜第３構造部４１〜４３の強度を変更することができる。
○ 第２拘束部１７を第３構造部形成部１７ａだけとし、第３コーナ部５３において第２構造部４２と第３構造部４３に跨る糸を、第２構造部形成部１６ｂと第３構造部形成部１８ｂに跨る経糸１４だけとしてもよい。又は、第３拘束部１８を第３構造部形成部１８ａだけとし、第３コーナ部５３において第２構造部４２と第３構造部４３に跨る糸を、第３構造部形成部１７ａと第２構造部形成部１７ｂに跨る緯糸１３だけとしてもよい。

○ 繊維構造体１１の四つの外縁部には、その他の構造部形成部が繋がっていてもよい。
○ 繊維構造体１１において、繊維層は、平織り、繻子織り、又は綾織りで形成されていてもよい。

○ 繊維構造体１１において、積層する緯糸層及び経糸層の数は適宜変更してもよい。
○ 繊維構造体１１を繊維強化複合材１０の強化基材として使用する場合、マトリックス樹脂の種類に規制はない。

○ 第１構造部４１、第２構造部４２、及び第３構造部４３は矩形状であったが、これに限定されない。例えば、第１構造部４１、第２構造部４２、及び第３構造部４３は台形状や円形状等の任意の形状であってもよい。

Ｙ３…積層方向、１０…繊維強化複合材、１１…繊維構造体、１２…マトリックス樹脂、１６ａ…第１構造部形成部、１６ｂ，１７ｂ…第２構造部形成部、１７ａ，１８ａ，１８ｂ…第３構造部形成部、４１…第１構造部、４２…第２構造部、４３…第３構造部、５１…第１コーナ部、５２…第２コーナ部、５３…第３コーナ部。

Claims (5)

1. 複数の繊維層が拘束糸によって積層方向に拘束され、互いに平行な複数の第１の糸と、互いに平行であり、前記第１の糸と直交する複数の第２の糸とを有する多層織物製であり、
   第１構造部と、
   前記第１構造部と交差する第２構造部と、
   前記第１構造部及び前記第２構造部と交差する第３構造部と、
   前記第１構造部と前記第２構造部との境界に位置した第１コーナ部と、
   前記第１構造部と前記第３構造部との境界に位置した第２コーナ部と、
   前記第２構造部と前記第３構造部との境界に位置した第３コーナ部と、を有する繊維構造体であって、
   前記第１構造部と前記第２構造部に跨る前記第１の糸が前記第１コーナ部で屈曲し、
   前記第１構造部と前記第３構造部に跨る前記第２の糸が前記第２コーナ部で屈曲し、
   前記第２構造部と前記第３構造部に跨る前記第１の糸及び前記第２の糸の少なくとも一方が前記第３コーナ部で屈曲しており、
   前記第１構造部は前記多層織物の一部である第１構造部形成部によって形成されるとともに、前記第２構造部は、前記多層織物の一部である第２構造部形成部を複数積層して形成され、前記第３構造部は、前記多層織物の一部である第３構造部形成部を複数積層して形成されていることを特徴とする繊維構造体。
2. 前記第１構造部形成部における前記第１コーナ部を形成する縁部には、一つの第２構造部形成部が前記第１の糸によって繋がるとともに、前記第２構造部形成部における前記第３コーナ部を形成する縁部には前記第３構造部形成部の一つが前記第２の糸によって繋がっており、
   前記第１構造部形成部における前記第２コーナ部を形成する縁部には、他の第３構造部形成部が前記第２の糸によって繋がるとともに、前記第３構造部形成部における前記第３コーナ部を形成する縁部には他の第２構造部形成部が前記第１の糸によって繋がっている請求項１に記載の繊維構造体。
3. 前記第１構造部形成部に繋がる前記第２構造部形成部及び前記第３構造部形成部の繊維層の数は、前記第１構造部形成部と同じである請求項２に記載の繊維構造体。
4. 前記第１構造部形成部における前記第１コーナ部を形成する縁部に繋がった前記一つの第２構造部形成部の繊維層の数は、前記第１構造部形成部より少なく、かつ該一つの第２構造部形成部に繋がった一つの前記第３構造部形成部の繊維層の数は、前記第１構造部形成部よりも少なく、
   前記第１構造部形成部における前記第２コーナ部を形成する縁部に繋がった前記他の第３構造部形成部の繊維層の数は、前記第１構造部形成部より少なく、かつ該他の第３構造部形成部に繋がった前記他の第２構造部形成部の繊維層の数は、前記第１構造部形成部より少なく、
   前記第２構造部及び前記第３構造部の繊維層の数は、前記第１構造部の繊維層の数と同じである請求項２に記載の繊維構造体。
5. 繊維構造体製の強化基材にマトリックス樹脂を含浸させ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。