(57)【要約】  本発明は、複合材料部品を補強するための繊維構造体（Ｓ１）であって、第１の方向に伸びる第１の複数の糸層（ｔ１０、ｔ２０、ｔ３０）と第２の方向に伸びる第２の複数の糸層（１０、２０、３０）との間で多層織りによって一体構造体として織られる繊維構造体に関する。第２の複数の糸層は、可変重量糸（１０）の少なくとも１つの層を含み、それぞれの可変重量糸は、それぞれ所定の重量を有する各糸（１１、１２）の分離可能な集合体から成る。繊維構造体（Ｓ１）は、少なくとも１つの厚み減少部（２Ｇ）を含み、厚み減少部の可変重量糸（１０）は前記厚み減少部に入る前の重量よりも軽い重量を有する。
2015502487.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複合材料部品を補強するための繊維構造体にして、第１の方向に伸びる第１の複数の糸層と第２の方向に伸びる第２の複数の糸層との間で多層織りによって一体構造体として織られる前記繊維構造体であって、
第１の複数の糸層および第２の複数の糸層のうちの少なくとも一方は、それぞれが所定の重量を有する各糸の分離可能な集合体から成る可変重量糸の少なくとも１つの層を含むこと、および
繊維構造体が、少なくとも１つの厚み減少部を含み、厚み減少部の可変重量糸は前記厚み減少部に入る前の前記可変重量糸の重量よりも軽い重量を有すること
を特徴とする構造体。
【請求項２】
可変重量糸の各糸の重量が、前記可変重量糸の重量の約数であることを特徴とする、請求項１に記載の構造体。
【請求項３】
可変重量糸が、集合糸であることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の構造体。
【請求項４】
それぞれの可変重量糸の初期重量が４８Ｋであること、ならびに
それぞれの可変重量糸は、
それぞれの重量が２４Ｋの２本の糸、
重量が２４Ｋの１本の糸と、それぞれの重量が１２Ｋの他の２本の糸とを含む３本の糸、および
それぞれの重量が１２Ｋの４本の糸
の分離可能な集合体の１つで構成されることを特徴とする、請求項１から請求項３のうちのいずれか一項に記載の構造体。
【請求項５】
繊維構造体が、厚み減少部では、３層の第１の複数の糸層と、２層の第２の複数の糸層とを有することを特徴とする、請求項１から請求項４のうちのいずれか一項に記載の構造体。
【請求項６】
厚み減少部が、第１または第２の複数の糸層のうちの１つの層が中断される少なくとも１つのゾーンを含み、前記中断された糸層は、その後、厚み減少部で、前記中断された糸層に隣接する可変重量糸の層の各糸に置き換えられることを特徴とする、請求項１から請求項５のうちのいずれか一項に記載の構造体。
【請求項７】
樹脂マトリックスによって緻密化された繊維強化材を含む複合材料部品であって、繊維強化材が請求項１から請求項６のうちのいずれか一項に記載の繊維構造体によって形成され、マトリックスによって緻密化された、複合材料部品。
【請求項８】
航空エンジンブレードを構成することを特徴とする、請求項７に記載の部品。
【請求項９】
繊維構造体の厚み減少部が、ブレードの後縁を形成する繊維強化材の一部に対応することを特徴とする、請求項８に記載の部品。
【請求項１０】
請求項９に記載のブレードを複数含むターボプロップ。
【請求項１１】
請求項１０に記載の少なくとも１つのターボプロップが取り付けられた航空機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合材料製部品の作成に関し、特に、そのような部品用の強化繊維構造体の作成に関する。
【０００２】
本発明の特定の適用分野は、構造用複合材料の部品、すなわち、マトリックスによって緻密化された繊維強化構造体を含む部品の作成である。複合材料により、金属製の同じ部品の全重量よりも軽い全重量を有する部品を製造することができる。
【背景技術】
【０００３】
航空エンジン用ブレードなどの複合材料部品用の繊維強化材を作製するために、多層織りによって繊維構造体を作成する場合、構造体の製織時に、例えば、ブレードの締結部または後縁の部品の厚みの減少に合わせるために、縦糸方向および横糸方向の両方の糸を引き抜いて、ブレードの準最終形状および寸法を有する（すなわち、ブレードの「ネットシェイプ（ｎｅｔ  ｓｈａｐｅ）を有する）繊維プリフォームを作成する必要がある。
【０００４】
多数の糸層を有する繊維構造体の部分では、糸の引き抜きは、繊維密度の変化にほとんど影響を及ぼさず、繊維密度は比較的一定のまま維持される。しかしながら、層の数が大幅に少なくなると、例えば、縦糸または横糸の層が４層のみ、またはそれより少ない層しかない場合、別の糸層が引き抜かれると繊維密度の変化は大きくなりすぎる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第７１０１１５４号明細書
【特許文献２】米国特許第７２４１１１２号明細書
【特許文献３】国際公開第２０１０／０６１１４０号
【特許文献４】国際公開第２００６／１３６７５５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
作成される複合材料部品、特に、複合材料部品の厚みが減少する部分の準最終形状および寸法を有すると同時に、そのような部分における繊維密度変化を最小限に抑えた繊維構造体を利用できるようにするのが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そのために、本発明は、複合材料部品を補強するための繊維構造体にして、第１の方向に伸びる第１の複数の糸層と第２の方向に伸びる第２の複数の糸層との間で多層織りによって一体構造体として織られる繊維構造体であって、
第１の複数の糸層および第２の複数の糸層のうちの少なくとも一方は、それぞれが所定の重量を有する各糸の分離可能な集合体から成る可変重量糸の少なくとも１つの層を含むこと、および
繊維構造体が少なくとも１つの厚み減少部を含み、厚み減少部の可変重量糸は、前記厚み減少部に入る前の前記可変重量糸の重量よりも軽い重量を有すること
を特徴とする繊維構造体を提供する。
【０００８】
可変重量糸を使用することで、構造体の薄い厚みの部分における糸層の数の減少に応じて糸の重量を調整し、これにより、繊維密度の変化を最小限に抑えるように制御することができる。可変重量糸を構成する単位糸が徐々に繊維構造体から引き抜かれるので、特に、少ない数の糸層を含む薄い厚みの部分における繊維密度の急激な変化を防ぐことができる。
【０００９】
本発明の特定の態様では、可変重量糸の各糸の重量は、前記可変重量糸の重量の約数である。
【００１０】
本発明の別の態様では、可変重量糸は、撚糸、諸撚糸、被覆糸のうちの少なくとも１つから選択される。
【００１１】
本発明のさらに別の態様では、それぞれの可変重量糸の初期重量は４８Ｋであり、それぞれの可変重量糸は、
それぞれの重量が２４Ｋの２本の各糸、
重量が２４Ｋの１本の糸とそれぞれの重量が１２Ｋの他の２本の糸とを含む３本の糸、および
それぞれの重量が１２Ｋの４本の糸
の分離可能な集合体のうちの１つで構成される。
【００１２】
本発明の特定の特徴によれば、繊維構造体は、厚み減少部では、３層の第１の複数の糸層と、２層の第２の複数の糸層とを有する。
【００１３】
本発明の別の特徴によれば、厚み減少部は、第１または第２の複数の糸層の１つの層が中断される少なくとも１つのゾーンを含み、前記中断された糸層は、その後、厚み減少部で、前記中断された糸層に隣接する可変重量糸の層の各糸に置き換えられる。
【００１４】
さらに、本発明は、マトリックスによって緻密化された、本発明の繊維構造体を含む複合材料部品を提供する。特に、複合材料部品は、航空エンジンブレードを構成することができる。
【００１５】
また、本発明は、本発明の複数のブレードが取り付けられたターボプロップを提供する。
【００１６】
さらに、本発明は、本発明の少なくとも１つのターボプロップが取り付けられた航空機を提供する。
【００１７】
本発明の他の特徴および利点は、非限定的な例として添付図面を参照しながら後述する本発明の特定の実施形態に関する以下の説明から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態の航空エンジンブレードを製造するための繊維構造体の多層織りを示した概略図である。
【図２】本発明の一実施形態において作成されるブレードの後縁を形成する図１の繊維構造体の一部の８つの連続する織面の横糸断面を示した図である。
【図３】本発明の別の実施形態において作成されるブレードの後縁を形成する図１の繊維構造体の一部の８つの連続する織面の横糸断面を示した図である。
【図４】本発明の別の実施形態において作成されるブレードの後縁を形成する図１の繊維構造体の一部の８つの連続する織面の横糸断面を示した図である。
【図５】本発明の別の実施形態において作成されるブレードの後縁を形成する図１の繊維構造体の一部の８つの連続する織面の横糸断面を示した図である。
【図６】図１の繊維構造体から形成されたブレードの繊維プリフォームの概略斜視図である。
【図７】図６のプリフォームをマトリックスで緻密化することによって作成された複合材料ブレードの概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明は、一般に、複合材料部品、特に、航空エンジンブレードの製造時に使用するための、プリフォームと呼ばれる繊維強化材を構成するのに適した繊維構造体の作成に適用できる。この複合材料部品は、繊維構造体をマトリックスで緻密化することによって作成される。一般的には、マトリックスは、比較的低い温度、一般には、３００°以下の温度で使用される複合材料の場合は樹脂製であり、熱構造複合材料の場合は、炭素またはセラミックなどの耐火材料製である。
【００２０】
図１は、航空エンジンブレードの繊維強化材を形成するための繊維構造体２００の概略図である。
【００２１】
繊維構造体２００は、縦糸または縦ストランド２０１の束が複数の層として編成され、この縦糸に同様に複数の層として配置された横糸２０２を交絡させるジャガード式織機を使用して、既知の方法で実施される多層織りによって作成される。
【００２２】
繊維構造体２００は、作成されるブレードの長手方向に対応するＸ方向にほぼ伸びたストリップ状に織られる。繊維構造体は、作成されるブレードのエアフォイルの輪郭の長手方向厚みに応じて決まるように変化する厚みを有する。繊維構造体２００は、根元部プリフォームを形成する部分では、作成されるブレードの根元部の厚みに応じて決定された過剰厚み部２０３であって、例えば、より重い重量の糸を使用して、または挿入物を使用して形成された厚み部２０３を有する。繊維構造体２００は、ブレードのタングを形成する厚み減少部２０４によって延長され、その後に、ブレードのエアフォイルを形成する一部２０５が続く。Ｘ方向に垂直な方向では、一部２０５の輪郭の厚みは、作成されるブレードの前縁を形成する縁部２０５ａとブレードの後縁を形成する縁部２０５ｂとの間で変化する。
【００２３】
特に、米国特許第７１０１１５４号明細書、米国特許第７２４１１１２号明細書、国際公開第２０１０／０６１１４０号パンフレットには、航空エンジンブレードの繊維強化材を形成するための繊維プリフォームを作成する例について詳細に記載されている。これらの特許の内容を参照によって本願明細書に引用したものとする。
【００２４】
後述する例では、国際公開第２００６／１３６７５５号パンフレットに記載されているように、繊維構造体の外面または「スキン」は繻子式織りで作成されるが、繊維構造体の内側部分はインターロック式織りで作成される。この特許の内容を参照によって本願明細書に引用したものとする。「インターロック」という用語は、この場合、縦糸の各層が、横糸の複数の層を織面で同じ動きをする所与の列の糸全てと交絡させる織りを指す。
【００２５】
本発明の繊維構造体は、特に、炭素製、または炭化ケイ素などのセラミック製の繊維を使用して織ることができるが、これらに限定されない。繊維構造体の繊維密度は、構造体の対象となる位置にある糸の密度に応じて局部的に決定される。
【００２６】
繊維構造体２００は、一体構造体として織られ、織り込まれていない糸が切断された後は、ブレードの準最終形状および寸法（すなわち、「ネットシェイプ」）を有する。そのためには、繊維構造体の縁部２０５ａと縁部２０５ｂとの間に位置する部分などの繊維構造体の厚み減少部では、プリフォームの厚みを、製織時に、縦糸の層および横糸の層を徐々に抜き取ることによって減らす。
【００２７】
本発明によれば、繊維構造体は、いわゆる「可変重量」の糸、すなわち、所定の重量を有する各糸の分離可能な集合体から成り、可変重量糸を構成する各糸の全ての重量の和が初期重量となる糸を少なくとも数本含む糸で織られる。
【００２８】
糸の重量は糸のサイズに対応し（また、糸を構成する材料の種類に応じて糸の密度は変化するので、所与の重量に対する糸の体積は異なる）、糸の重量はさまざまな方法で定義することができる。具体的には、糸の重量は、糸の単位長さ当たりの重量として定義することができる。この場合、一般に、糸の１０００メートルのグラム重量に相当するテックス（ｔｅｘ）で表されるか、または糸の１０，０００メートルの（グラム）重量に相当するデシテックス（ｄｔｅｘ）で表される。また、糸の重量は、糸を構成するフィラメントの数として定義することもできる。この場合、糸の重量は、糸１本当たりの１０００本単位のフィラメントの数に相当する「Ｋ」で表される。例えば、１Ｋの糸は１０００フィラメントを有する。糸の重量を示すのに他の尺度、例えば、１本の糸の１グラム当たりのメートル数を示すメートル番手（Ｎｍ）を使用することもできる。
【００２９】
本発明において、可変重量の糸を構成する各糸は、さまざまな方法で集合されてもよい。具体的には、可変重量糸は、複数の各糸をあまり撚り合わせずにまとめて形成された集合糸としてもよい。
【００３０】
可変重量糸は、有利には、上述の厚み減少部の繊維密度の変化を最小限に抑えるために糸層を引き抜くことで繊維構造体の厚みを減らす場合に重量が減少する。繊維構造体が（縦糸または横糸の）４層またはそれより少ない層まで減少する場合、可変重量糸の重量を減らすのが好ましい。この重量減少は、縦糸、横糸、または縦糸および横糸の両方に同様に適用できる。可変重量糸の重量を減らす繊維構造体の位置は、繊維構造体を狭めるために（縦糸または横糸の）糸層が引き抜かれる位置とは無関係である。
【００３１】
後述するように、可変重量糸は、糸層の糸を繊維構造体から徐々に抜き出す際に使用されてもよい。また、可変重量糸を使用して、繊維構造体から完全に引き抜かれた隣接層の糸を、最初に属していた層に残っている可変重量糸の各糸の数本と置き換えて、その層の織りを継続すると同時に、残りの各糸を偏向させて構造体の引き抜かれた隣接層の織りを継続させることができる。
【００３２】
本発明の複合材料ブレードの強化材を構成する繊維構造体の例示の実施形態について後述する。以下の全ての実施例において、製織は、ジャガード式織機で行われる。
【００３３】
（実施例１）
図２は、多層織りで作成された繊維構造体Ｓ１の一部の８つの連続する織面の横糸の断面図である。図示されている繊維構造体Ｓ１の一部は、複合材料ブレードの後縁に位置する繊維強化材の一部、例えば、図１の繊維構造体２００の一部２０５ｂに対応する。図２に示されている８つの織面は、構造体Ｓ１の織りの変化の８つの連続する段階に対応する。これらの８つの面は、構造体Ｓ１の織り方を完全に定義するものではない。
【００３４】
２Ａから２Ｅにおいて、繊維構造体は、３つの横糸の層ｔ１０、ｔ２０、およびｔ３０を有する。２Ｆでは、構造体Ｓ１内に半層分ｔ´２０のみを残すように層ｔ２０の半層分が引き抜かれている。２Ｇから２Ｈでは、構造体Ｓ１内に２つの層ｔ１０とｔ３０のみを残すように半層分ｔ´２０が引き抜かれている。
【００３５】
図２に示されている面では、横糸の糸または半層分は、３本の縦糸１０、２０、および３０と織り合わせられる。縦糸１０および３０は繻子式織りで織られ、縦糸２０はインターロック式織りで織られる。縦糸２０および３０は重量が４８Ｋの糸であるが、縦糸１０は、２本の各糸１１および１２の分離可能な集合体から成る可変重量糸であり、各糸の重量がそれぞれ２４Ｋである可変重量糸である。
【００３６】
２Ｇでは、可変重量糸１０の１本の糸１１が構造体Ｓ１から引き抜かれ、それと同時に、重量２４Ｋの他方の糸１２を使用して織りが継続される。
【００３７】
（実施例２）
図３は、多層織りで作成された繊維構造体Ｓ２の一部の８つの連続する織面の横糸の断面図である。図示されている繊維構造体Ｓ２の一部は、複合材料ブレードの後縁に位置する繊維強化材の一部、例えば、図１の繊維構造体２００の一部２０５ｂに対応する。図３に示されている８つの織面は、構造体Ｓ２の織りの変化の８つの連続する段階に対応する。これらの８つの面は、構造体Ｓ２の織り方を完全に定義するものではない。
【００３８】
３Ａから３Ｄにおいて、繊維構造体は３つの横糸の層ｔ４０、ｔ５０、およびｔ６０を有する。図３Ｅでは、構造体Ｓ２内に半層分ｔ´５０のみを残すように層ｔ５０の半層分が引き抜かれている。３Ｆから３Ｈでは、構造体Ｓ２内に２つの層ｔ４０とｔ６０のみを残すように半層分ｔ´５０が引き抜かれている。
【００３９】
図３に示されている面では、横糸の糸または半層分は、３本の縦糸４０、５０、および６０と織り合わせられる。縦糸４０および６０は繻子式織りで織られ、縦糸５０はインターロック式織りで織られる。縦糸４０および５０は、２本の各糸４１および４２の分離可能な集合体と２本の各糸５１および５２の分離可能な集合体とから成る可変重量糸であり、各糸の重量がそれぞれ２４Ｋである可変重量糸である。縦糸６０は、重量が４８Ｋの糸である。
【００４０】
３Ｆでは、可変重量糸４０の１本の糸４１が構造体Ｓ２から引き抜かれ、それと同時に、重量２４Ｋの他方の糸４２を使用して織りが継続される。３Ｇでは、可変重量糸５０の１本の糸５１が構造体Ｓ２から引き抜かれ、それと同時に、重量２４Ｋの他方の糸５２を使用して織りが継続される。  
【００４１】
（実施例３）
図４は、多層織りで作成された繊維構造体Ｓ３の一部の８つの連続する織面の横糸の断面図である。図示されている繊維構造体Ｓ３の一部は、複合材料ブレードの後縁に位置する繊維強化材の一部、例えば、図１の繊維構造体２００の一部２０５ｂに対応する。図４に示されている８つの織面は、構造体Ｓ３の織りの変化の８つの連続する段階に対応する。これらの８つの面は、構造体Ｓ３の織り方を完全に定義するものではない。
【００４２】
４Ａから４Ｃにおいて、繊維構造体は３つの横糸の層ｔ７０、ｔ８０、およびｔ９０を有する。４Ｄでは、構造体Ｓ３内に半層分ｔ´８０のみを残すように層ｔ８０の半層分が引き抜かれている。４３から４Ｈでは、構造体Ｓ３内に２つの層ｔ７０とｔ９０のみを残すように半層分ｔ´８０が引き抜かれている。
【００４３】
図４に示されている面では、横糸の糸または半層分は、３本の縦糸７０、８０、および９０と織り合わせられる。縦糸７０および９０は繻子式織りで織られ、縦糸８０はインターロック式織りで織られる。縦糸７０、８０および９０は、２本の各糸７１および７２の分離可能な集合体、２本の各糸８１および２２の分離可能な集合体、ならびに２本の各糸９１および９２の分離可能な集合体からそれぞれ成る可変重量糸であり、各糸の重量がそれぞれ２４Ｋである可変重量糸である。
【００４４】
４Ｅでは、可変重量糸７０の１本の糸７１が構造体Ｓ３から引き抜かれ、それと同時に、重量２４Ｋの他方の糸７２を使用して織りが継続される。４Ｆでは、可変重量糸８０の１本の糸８１が構造体Ｓ３から引き抜かれ、それと同時に、重量２４Ｋの他方の糸８２を使用して織りが継続される。４Ｇでは、可変重量糸９０の１本の糸９１が構造体Ｓ３から引き抜かれ、それと同時に、重量２４Ｋの他方の糸９２を使用して織りが継続される。
【００４５】
（実施例４）
図５は、多層織りで作成された繊維構造体Ｓ４の一部の８つの連続する織面の横糸の断面図である。図示されている繊維構造体Ｓ４の一部は、複合材料ブレードの後縁に位置する繊維強化材の一部、例えば、図１の繊維構造体２００の一部２０５ｂに対応する。図５に示されている８つの織面は、構造体Ｓ４の織りにおける変化の８つの連続する段階に対応する。これらの８つの面は、構造体Ｓ４の織り方を完全に定義するものではない。５Ａおよび５Ｂにおいて、繊維構造体は３つの横糸の層ｔ１００、ｔ１１０、およびｔ１２０を有する。５Ｃでは、構造体Ｓ４内に半層分ｔ´１１０のみを残すように層ｔ１１０の半層分が引き抜かれている。５Ｄから５Ｈでは、構造体Ｓ４内に２つの層ｔ１００とｔ１２０のみを残すように半層分ｔ´１１０が引き抜かれている。
【００４６】
５Ａから５Ｆに示されている面では、横糸の糸または半層分は、３本の縦糸１００、１１０、および１２０と織り合わせられる。縦糸１００および１２０は繻子式織りで織られ、縦糸１１０はインターロック式織りで織られる。
【００４７】
縦糸１１０は、それぞれ重量が１２Ｋである４本の各糸１０１から１０４の分離可能な集合体から成る可変重量糸である。縦糸１１０および１２０は、２本の各糸１１１および１１２の分離可能な集合体、または２本の各糸１２１および１２２の分離可能な集合体からそれぞれ成る可変重量糸であり、各糸の重量がそれぞれ２４Ｋである可変重量糸である。
【００４８】
５Ｄでは、可変重量糸１００の１本の糸１０１が構造体Ｓ４から引き抜かれ、それと同時に、重量１２Ｋの３本の残りの糸１０２、１０３、および１０４を使用して織りが継続される。
【００４９】
５Ｅでは、可変重量糸１１０の１本の糸１１１が構造体Ｓ４から引き抜かれ、それと同時に、重量２４Ｋの他方の糸１１２を使用して織りが継続される。
【００５０】
５Ｆでは、可変重量糸１２０の１本の糸１２１が構造体Ｓ４から引き抜かれ、それと同時に、重量２４Ｋの他方の糸１２２を使用して織りが継続される。
【００５１】
５Ｇでは、１本の糸１１２が構造体Ｓ４から引き抜かれるので、可変重量糸１１０の糸は残らなくなる。コアにおける１本の糸１１２の織りは、それぞれ重量１２Ｋの各糸１０３および１０４によって継続され、スキンにおける織りは、重量１２Ｋの１本の糸１０２によって継続される。
【００５２】
繊維構造体の製織が完了すると、織り込まれていない糸、特に、連続表面および不連続表面の引き抜き部の織物から引き抜かれた糸が切断される。その結果、一体構造体として織られた図６の繊維プリフォーム３００が形成される。
【００５３】
その後、繊維プリフォーム３００は、図７に示されている複合材料製のブレード１０を形成するために緻密化される。作成される部品の繊維強化材を構成する繊維プリフォームは、プリフォームの容積の全体または一部にわたって存在する細孔の中にマトリックスを構成する材料を充填することによって緻密化される。この緻密化は、液体方法もしくは気体方法（化学気相含浸法（ＣＶＩ））を使用して、またはこれら２つの方法を順々に使用して行われてよい。
【００５４】
液体方法は、プリフォームにマトリックス材料の前駆体を含む液体組成物を含浸させるものである。前駆体は、一般に、高性能エポキシ樹脂などのポリマーの形であり、場合によっては、溶剤で希釈される。プリフォームは、最終成形ブレードの形状を有する凹部で、密閉した状態で閉じ込めるのに適した金型内に配置される。その後、金型が閉じられ、マトリックスの液体前駆体（例えば、樹脂）が凹部全体に注入されてプリフォームの繊維構造体全体が含浸される。
【００５５】
前駆体はマトリックスに変形される。すなわち、前駆体は、熱処理を施すことにより、一般には、作成される部品の形状と一致する形状を有する金型内にプリフォームを入れた状態のまま、溶媒を完全に除去した後に金型を加熱してポリマーを硬化させることにより重合される。
【００５６】
炭素またはセラミックのマトリックスを形成する場合、熱処理は、使用される前駆体および熱分解条件に応じて、マトリックスを炭素マトリックスまたはセラミックマトリックスに変形するために前駆体を熱分解することで行われる。例として、セラミックの液体前駆体、特に、ＳｉＣの液体前駆体は、ポリカルボシラン（ＰＣＳ）タイプ、またはポリチタノカルボシラン（ＰＴＣＳ）タイプ、またはポリシラザン（ＰＳＺ）タイプの樹脂としてもよいが、炭素の液体前駆体は、コークス含有量が比較的多い樹脂、例えば、フェノール樹脂としてもよい。所望の程度の緻密化を実現するために、含浸から熱処理までのサイクルが連続して複数回行われてもよい。
【００５７】
本発明の一態様によれば、特に、有機マトリックスを形成する場合、繊維プリフォームは、周知の樹脂トランスファー成形（ＲＴＭ）方法によって緻密化されてよい。ＲＴＭ方法では、繊維プリフォームは、作成される部品の外面形状を有する金型内に配置される。繊維プリフォームを入れた金型の内部容積部に熱硬化性樹脂が注入される。プリフォームを樹脂で含浸させる方法を制御して最適化するために、一般に、樹脂が注入される位置と樹脂を排出するオリフィスとの間の前記内側空間に圧力勾配が設けられる。
【００５８】
既知の方法では、繊維プリフォームは、マトリックスの化学気相含浸法（ＣＶＩ）の気体方法を使用して緻密化されてもよい。作成されるブレードの繊維強化材に対応する繊維プリフォームは、反応ガスを入れたオーブン内に配置される。オーブン内の圧力および温度ならびに反応ガスの組成は、材料の表面のみで堆積が生じる化学気相堆積法（ＣＶＤ）に固有の圧力条件および温度条件とは異なり、ガスをプリフォームの細孔内に拡散させて、繊維と接触する材料のコア部に、ガス分解の成分または複数の成分間の反応により生じた固体材料を堆積させることにより、細孔内にマトリックスを形成することができるように選択される。
【００５９】
ＳｉＣマトリックスは、メチルトリクロロシラン（ＭＴＳ）の分解によってＳｉＣを生成することができるメチルトリクロロシラン（ＭＴＳ）を使用して形成されてもよく、炭素マトリックスは、クラッキングによって炭素を生成するメタンおよび／またはプロパンなどの炭化水素ガスを使用して形成されてもよい。
【００６０】
さらに、実現を容易にし、コストを抑え、さらに製造サイクルの数を抑えると同時に、対象とする用途に十分適した特性が得られるように、液体方法と気体方法とを組み合わせて緻密化を行うこともできる。
【００６１】
緻密化の後、図７に示されるように、下部に繊維構造体２００の過剰厚み部２０３で構成される根元部４０３を含み、そこから繊維構造体２００の厚み減少部２０４で形成されたタング４０４と、繊維構造体２００の一部２０５で形成され、前縁４０５ａと後縁４０５ｂとの間でブレードの長手方向に対して垂直に延在するエアフォイル４０５とが伸びた複合材料ブレード４００が形成される。
【図１】
2015502487.tif 000003
【図２】
2015502487.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2015502487.tif 000008
【図７】
2015502487.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成26年8月14日(2014.8.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複合材料部品を補強するための繊維構造体であって、第１の方向に伸びる第１の複数の糸層と第２の方向に伸びる第２の複数の糸層との間で多層織りによって一体構造体として織られ、
第１の複数の糸層および第２の複数の糸層のうちの少なくとも一方は、それぞれが所定の重量を有する各糸の分離可能な集合体から成る可変重量糸の少なくとも１つの層を含み、
繊維構造体が、少なくとも１つの厚み減少部を含み、厚み減少部の可変重量糸は前記厚み減少部に入る前の前記可変重量糸の重量よりも軽い重量を有する、繊維構造体。
【請求項２】
可変重量糸の各糸の重量が、前記可変重量糸の重量の約数である、請求項１に記載の構造体。
【請求項３】
可変重量糸が、集合糸である、請求項１に記載の構造体。
【請求項４】
それぞれの可変重量糸が、初期重量４８Ｋを有し、さらに
それぞれの重量が２４Ｋの２本の糸、
重量が２４Ｋの１本の糸と、それぞれの重量が１２Ｋの他の２本の糸とを含む３本の糸、および
それぞれの重量が１２Ｋの４本の糸
の分離可能な集合体のうちの１つで構成される、請求項１に記載の構造体。
【請求項５】
繊維構造体が、厚み減少部では、３層の第１の複数の糸層と、２層の第２の複数の糸層とを有する、請求項１に記載の構造体。
【請求項６】
厚み減少部が、第１または第２の複数の糸層のうちの１つの層が中断される少なくとも１つのゾーンを含み、前記中断された糸層は、その後、厚み減少部で、前記中断された糸層に隣接する可変重量糸の層の各糸に置き換えられる、請求項１に記載の構造体。
【請求項７】
樹脂マトリックスによって緻密化された繊維強化材を含む複合材料部品であって、繊維強化材が請求項１から請求項６のうちのいずれか一項に記載の繊維構造体によって形成され、マトリックスによって緻密化された複合材料部品。
【請求項８】
航空エンジンブレードを構成することを特徴とする、請求項７に記載の部品。
【請求項９】
繊維構造体の厚み減少部が、ブレードの後縁を形成する繊維強化材の一部に対応することを特徴とする、請求項８に記載の部品。
【請求項１０】
請求項９に記載のブレードを複数含むターボプロップ。
【請求項１１】
請求項１０に記載の少なくとも１つのターボプロップが取り付けられた航空機。
【請求項１２】
複合材料部品を補強するための繊維構造体を製造する方法であって、第１の方向に伸びる第１の複数の糸層と第２の方向に伸びる第２の複数の糸層との間で多層織りによって繊維構造体を一体構造体として製織するステップを含み、
第１の複数の糸層および第２の複数の糸層のうちの少なくとも一方は、それぞれが所定の重量を有する各糸の分離可能な集合体から成る可変重量糸の少なくとも１つの層を含み、
前記方法は、繊維構造体の少なくとも１つの厚み減少部の製織時に、可変重量糸の重量を減らすステップをさらに含む、方法。
【請求項１３】
繊維構造体の厚み減少部の製織時に、第１の複数の糸層または第２の複数の糸層のうちの１層が中断され、前記中断された糸層は、その後、厚み減少部において、前記中断された層に隣接する可変重量糸の層の各糸で置き換えられる、請求項１２に記載の方法。
【国際調査報告】
2015502487.tif 000010
2015502487.tif 000011
2015502487.tif 000012
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