(57)【要約】【課題】三次元のコーナーラップジョイントプリフォームおよびその形成方法の提供。【解決手段】三次元のコーナーラップジョイントプリフォームは織りフランジを備え、そのフランジにはフランジから伸びる１または２以上の脚を伴う。脚は、１または２以上の独立の織り部分を含み、それによって、脚にダーツを必要とせず、追加の補強材料を要することなく、コーナーを構成することができる。独立の織り部分には、プリフォームに織り込まない縦糸繊維を含む。織らない領域があることにより、コーナーを形成するに先立ち、脚の１部を取り除くことができる。そこで、脚の部分を重ね合わせて、ラップジョイントを形成することができる。【選択図】図２
2016509091.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
三次元（３Ｄ）の織りプリフォームであって、次の構成および条件を備える、織りプリフォーム。
・織り交った縦糸および横糸の繊維あるいは糸を備え、第１の主要面をもつ平らなフランジであり、しかも、その平らなフランジを第１の部分および第２の部分に分離する裁断位置をもつ、平らなフランジ
・縦糸および横糸の繊維あるいは糸を備える第１の脚であって、その第１の脚は前記フランジの第１の主要面から伸び、しかも、前記脚の少なくとも１つの部分が独立に織った複数の層から構成され、それら独立の織った層は前記主要面に直立であり、複数の独立に織った層のそれぞれのセグメント部分を、前記裁断位置に隣接する前記第１の部分あるいは前記第２の部分のいずれかから取り除くようにした、第１の脚
・前記脚を通る裁断であり、その裁断の面が前記フランジに垂直であり、しかも、前記裁断位置に沿う脚に垂直である、裁断
・前記第１の部分は前記第２の部分に対して角度をなし、しかも、各織り層の取り除いたセグメント部分が少なくとも部分的に重なり合うこと
【請求項２】
各織り層のセグメント部分が浮織りを含む、請求項１のプリフォーム。
【請求項３】
前記浮織りを含む、各織り層のセグメント部分の少なくとも１部を、各織り層から取り除く、請求項２のプリフォーム。
【請求項４】
前記第１のセグメント部分の層が、前記第２のセグメント部分の層と組み合う、請求項４のプリフォーム。
【請求項５】
次の構成および条件をさらに備える、請求項１のプリフォーム。
・前記縦糸および横糸の繊維あるいは糸を備える第２の脚であって、その第２の脚は前記フランジの第１の主要面から伸び、しかも、前記第２の脚の少なくとも１つの部分が独立に織った複数の層から構成され、それら独立に織った層は前記第１の脚の独立の織り層と平行で同一の広がりをもち、複数の独立の織り層のそれぞれのセグメント部分を、前記裁断位置に隣接する前記第１の部分あるいは前記第２の部分のいずれかから取り除くようにした、第２の脚
・前記第２の脚を通る裁断であり、その裁断の面が前記フランジに垂直であり、しかも、前記脚に垂直であり、その裁断は、前記部分を独立の織り層をもつ第１のセグメント部分と、独立の織り層をもつ第２のセグメント部分とに二分し、各セグメント部分の独立の織り層が浮織りの縦糸繊維を備えるようにする、裁断
・前記脚を通る裁断であり、その裁断の面が前記フランジに垂直であり、しかも、前記裁断位置に沿う脚に垂直である、裁断
【請求項６】
前記縦糸および横糸の繊維あるいは糸は、ガラス、炭素、セラミックス、アラミド、およびポリエチレンのグループから選ぶ材料から形成する、請求項１のプリフォーム。
【請求項７】
請求項１のプリフォームを備える、三次元（３Ｄ）の繊維強化コンポジット構造。
【請求項８】
マトリックス材料をさらに備える、請求項７のコンポジット構造。
【請求項９】
前記マトリックス材料は、エポキシ、ビスマレイミド、ポリエステル、ビニル−エステル、セラミックス、および炭素のグループから選ぶ材料である、請求項８のコンポジット構造。
【請求項１０】
次の工程および条件を備える、プリフォームの形成方法。
・縦糸の繊維あるいは糸を横糸の繊維あるいは糸と織ることによってフランジを形成する工程であって、そのフランジが、第１の主要面およびそのフランジから伸びる１あるいは２以上の脚を備え、前記脚の少なくとも１つの部分が独立に織った複数の層から構成され、それら独立の織った層は前記主要面に直立であり、複数の独立に織った層の1つの少なくとも一部が浮織りの縦糸繊維あるいは糸を備える、工程
・前記脚を通して裁断する工程であって、その裁断の面が前記フランジに垂直であり、しかも、前記脚に垂直であり、その裁断によって、前記部分を独立の織り層をもつ第１のセグメント部分と、独立の織り層をもつ第２のセグメント部分とに二分し、各セグメント部分の独立の織り層が浮織りの縦糸繊維を備えるようにする、裁断工程
・各セグメント部分から浮織りを備える少なくとも１つの層を取り除く工程
・前記第１の主要面上の前記裁断面の射影に沿って前記プリフォームを折ることにより、前記第1および第２のセグメント部分を、ある区域で少なくとも部分的に重なり合うようにする折り工程
【請求項１１】
前記第１のセグメント部分の独立の織り層を、前記第２のセグメント部分の層と組み合わせる工程をさらに備える、請求項１０の方法。
【請求項１２】
次の工程および条件を備える、三次元（３Ｄ）の織りプリフォームの形成方法。
・縦糸の繊維あるいは糸と横糸の繊維あるいは糸とを織り込むことによって、第１の主要面をもつ平らなフランジを形成する工程であって、その平らなフランジが、その平らなフランジを第１の部分と第２の部分とに分離する裁断位置をもつ、工程
・前記縦糸および横糸の繊維あるいは糸を備える第１の脚を形成する工程であって、その第１の脚は前記フランジの第１の主要面から伸び、しかも、前記脚の少なくとも１つの部分が独立に織った複数の層から構成され、それら独立の織った層は前記主要面に直立であり、複数の独立の織り層のそれぞれのセグメント部分を、前記裁断位置に隣接する前記第１の部分あるいは前記第２の部分のいずれかから取り除くようにした、工程
・前記脚を通して裁断する工程であって、その裁断の面が前記フランジに垂直であり、しかも、前記裁断位置に沿う脚に垂直である、工程
・前記第１の部分を前記第２の部分に対して前記裁断位置で角度をなすようにし、それにより、各織り層の取り除いたセグメント部分が少なくとも部分的に重なり合うようにする工程
【請求項１３】
各織り層のセグメント部分が浮織りを含む、請求項１２の方法。
【請求項１４】
前記浮織りを含むセグメント部分の少なくとも１部を、各織り層から取り除く工程を備える、請求項１３の方法。
【発明の詳細な説明】
【引用による組み入れ】
【０００１】
ここで引用するすべての特許、特許出願、文書、および／または文献を引用によってここに組み入れ、しかもまた、この発明を実施する上で使用する。
【技術分野】
【０００２】
この発明は、一般的には、三次元（３Ｄ）の織りプリフォームに関し、特には、強化コンポジット材料に用いる３Ｄ織りプリフォームに関する。より詳しくは、この発明は、ダーツ（カットあるいは裁断）あるいは追加の強化材料を必要とせずに、コーナー結合を行うことができるプリフォームに関する。さらには、この発明は、ラップジョイントを伴ってコーナー結合を行うことができるプリフォームに関する。
【背景技術】
【０００３】
構造的な構成要素あるいは部品を製造するために、強化コンポジット材料を用いることは、今や一般的である。特に、軽量、強固、丈夫、耐熱性、および形作る上での適合性といった好ましい特性が求められるところでは大きな利点を得ている。そのような構成要素あるいは部品は、たとえば、航空、航空宇宙産業、人工衛星、高性能レクレーション製品、およびその他の分野で用いられる。
【０００４】
そのような構成要素あるいは部品は、典型的に、マトリックス材料の中に埋め込んだ強化素材から構成される。強化の構成部分は、ガラス、炭素、セラミックス、アラミド、ポリエチレン、および／または、物理的、熱的、化学的および／またはその他の好ましい特性、第１には応力に対する大きな耐久性を示すその他の材料から構成される。それらの材料は、しばしば繊維（ファイバー）に加工して強化繊維として用いられるか、あるいは、それらの繊維を糸（ヤーン）に形作り、構成要素の強化糸として用いられる。
【０００５】
そのような強化材料、それらは結局のところ完成品の構成要素になるのであるが、それらを使用するとき、たとえば非常に大きな強度のようなそれら強化素材の望ましい特性が、完成したコンポジット部品に授けられることになる。典型的な構成要素である強化材料は、織られたり編まれたり、あるいはその他のやり方で強化プリフォームのための好ましい形状に形成される。多くの場合、選択理由である強化材料の特性が最大限に活用されるように注意が図られる。また、そのような強化プリフォームについては、マトリックス材料と組み合わせることにより必要な完成品を得、あるいは、完成品の最終生産のために役立つ在庫品を得る。
【０００６】
必要な強化プリフォームを構成した後、樹脂あるいはマトリックス材料をプリフォームへと導く。それにより、強化プリフォームは、マトリックス材料で包まれ、マトリックス材料は強化プリフォームの構成要素の間のすき間部分を埋める。マトリックス材料としては、たとえば、エポキシ、ビスマレイミド、ポリエステル、ビニル−エステル、セラミックス、炭素および／またはその他の材料で、必要とする物理的、熱的、化学的および／または他の特性を示すものなど、いろいろな材料を広く適用することができる。マトリックスとして用いる材料としては、強化プリフォームの材料と同じものでも良いし、異なるものでも良く、また、物理的、化学的、熱的あるいは他の特性が類似したものでも良いし、類似しないものでも良い。しかし、通常、それらは強化プリフォームと同じ材料ではなく、また、物理的、化学的、熱的あるいは他の特性が類似しない。なぜなら、第１にコンポジットを用いる通常の目的は、ただ一つの構成材料だけでは得ることができない組合せ特性を完成品で得ることにあるからである。強化プリフォームおよびマトリックス材料は、そのように組み合わされた後、熱硬化処理あるいは他の公知の方法で同じ作業工程において硬化および安定化され、さらに、目的とする構成部品を製造するための他の作業工程に入る。ここで、そのように硬化した時点において、マトリックス材料の固体化したものが、通常、強化材料（たとえば、強化プリフォーム）に非常に強く付着していることに気付くことが大事である。結局、完成品上の応力が、繊維間の接着剤として機能するそのマトリックス材料を特に通して、補強された強化プリフォームの構成材料に有効に移され、保持される。強化プリフォームに破損や途切れがあれば、完成品に加わる応力を移し、耐えるという、プリフォームの能力を制限する。
【０００７】
ある適用において、三次元（３Ｄ）の織りコンポジット構造が、荷重を支える主要な構成要素として望まれている。そのような構成要素のためのプリフォームの一つの有用な形は、一般に「パイ」プリフォームと称される。なぜなら、軸方向に見ると、それがギリシャ文字のパイ（Π）に似ているからである。他の有用なプリフォームは、たとえばＴあるいはＬなど、異なる断面形状である。特定の構造形をもつ繊維プリフォームは、一般の有ひ織機で織ることができる。そのような構造を織る方法について、いくつかの現存特許が示している（たとえば、米国特許第６，４４６，６７５号、第６，７１２，０９９号、第７，７１２，４８８号）
【０００８】
それらのプリフォームを用いる欠点の一つは、起立した脚あるいは複数の脚に対し、今までの方法によってダーツ（カットあるいは裁断）を行うことなしでは、コーナー結合部品に形作ることができないことである。脚にダーツを行えば、強化材料の連続性をコーナーで失って、コーナーを通る主要な荷重経路が除去あるいは減少されることになる。たとえば、上に述べたプリフォームの形でコーナー部品を作ると、屈曲面に平行な（すなわち、屈曲の内側上）脚の余分な材料が、コーナーの内側で集まりゆがむことになろう。
【０００９】
コーナー結合プリフォームの構造的な完全性を維持するため、多くの場合、裁断した部分およびコーナー自体の周囲に追加の補強が必要である。しばしば行う補強は、シートあるいはプレート材料の形態、一般的には、追加の織り材料の形態である。追加の補強は、コーナー結合プリフォームの厚さや重さを局部的に増すことになる。補強によって、補強したコーナー自体の重さを局部的に集中させる。
【００１０】
ダーツを行ったプリフォームに対する、そのような補強の一つを、米国特許出願公開第２０１１−０１１１６６４  Ａ１が示す（参照によって、その内容のすべてをここに組み入れる）。この文献による、ダーツを行ったプリフォームに対する補強は、操り織りファブリック（a steered woven fabric）の形態であり、そのファブリックがパイ型プリフォームの起立した脚間のスペースを満たし、しかも、脚のダーツによる湾曲に従うように操り織りを行う。操り織りのファブリックを決まった位置に置き、プリフォームをさらに処理加工して強化コンポジット構造を形成する。
【００１１】
公知の他の方法では、プリフォームのコーナーに補強を添えるため、たとえばボルトやリベットなどの機械的な留め具が必要である。しかし、そのような構成要素の境界面で金属ボルトあるいはリベットを用いることは、しばしば受け入れられない。なぜなら、そのような留め具には貫通穴が必要であり、貫通穴はコンポジット構造の完全性をさらに弱めるからである。不利なことには、留め具は重量を増し、しかも、そのような要素と周りの材料との間の熱膨張係数に違いをもたらす。
【００１２】
今までの方法は、補強材料の追加ならびに局部的な厚さ増および重量増をきたすことなく、コーナー部品に形作ることができる３Ｄ織りプリフォームの要求に充分には取り組むことができていない。この発明は、今までの技術の欠点を解消しようとするものであり、追加の補強ならびに関連する局部的な厚さ増や重量増を要することなく、３Ｄ織りプリフォームを提供する。
【発明の概要】
【００１３】
したがって、この発明は、３Ｄ織りプリフォームおよび３Ｄ織りプリフォーム製造方法であって、脚にダーツを必要とせず、あるいは、追加の補強材料を要することなく、コーナー部品に形作ることができる技術に関する。
【００１４】
この発明は、また、３Ｄ織りプリフォームを含む強化コンポジット構造であって、脚にダーツを必要とせず、あるいは、追加の補強材料および樹脂あるいはマトリックス材料を要することなく、コーナー部品に形作ることができる技術に関する。
【００１５】
この発明の一つの実施形態は、フランジあるいはベースおよびベースの主要な表面から伸びる少なくとも１つの脚を備える３Ｄ織りプリフォームであり、コーナー部品に形作られるプリフォームである。プリフォームの脚の長い（縦の）部分は、要望されるコーナーの領域に、１あるいは２以上の独立に織った層で作る。プリフォーム脚の１あるいは２以上の織り層は、互いにしかもフランジと独立に織る。その織り層は繊維あるいは糸から織るが、それら繊維あるいは糸の材料は、一般的に、たとえば、ガラス、炭素、セラミックス、アラミド、ポリエチレン、および／または、物理的、熱的、化学的および／またはその他の好ましい特性を示す他の材料である。コーナーの領域でない脚の他の部分は、単一の層あるいは多層に織ることができ、その厚さは独立に織った層およびフランジと一体に織った部分と同じか同様の厚さである。
【００１６】
独立に織った層を含む脚の長い部分において、脚あるいは複数の脚における縦糸繊維は、形成すべき層の数に応じて、グループに分ける。独立に織った層を含む脚の部分における、少なくとも１つのグループの縦糸繊維あるいは糸は、長さ部分の少なくとも一部について、縦糸浮織りにする。この中で用いる「浮織り」とは、この区域の縦糸繊維あるいは糸をこの区域の横糸繊維あるいは糸のどれとも織らないことを意味する。脚の縦の部分の少なくとも１つのグループの縦糸繊維あるいは糸は、長さ部分の少なくとも一部で横糸繊維あるいは糸と織る。独立に織った層を含む脚の縦の部分の長さに沿って、縦糸繊維あるいは糸のグループは、対応する横糸繊維あるいは糸と織ることと織わないこととを交互に行う。すなわち、１つのグループの縦糸繊維あるいは糸は、独立に織った層を含む脚の縦の部分の一部について横糸繊維あるいは糸と織られ、そして、縦の部分の他の部分については横糸繊維あるいは糸と織られない。同様に、１つのグループの縦糸繊維あるいは糸は、独立に織った層を含む脚の縦の部分の一部について横糸繊維あるいは糸とは織らず、そして、縦の部分の他の部分について横糸繊維あるいは糸と織る。
【００１７】
すなわち、脚における独立に織った層は、その長さの一部に沿う織った縦糸および横糸の繊維あるいは糸を備え、そして、その長さの別の部分に沿う横糸繊維あるいは糸と織られない縦糸繊維あるいは糸の浮織りを備える。同様にして、脚における独立に織った層は、その長さの一部に沿う横糸の繊維あるいは糸と織られない縦糸繊維あるいは糸を備え、そして、その長さの別の部分に沿う横糸繊維あるいは糸と織った縦糸繊維あるいは糸を備える。織った縦糸／横糸の繊維あるいは糸の部分は、浮織りの縦糸繊維あるいは糸を備える。
【００１８】
１あるいは２以上の独立に織った層で作る脚の部分は、横方向に裁断する。一般的には、実質的に等しい長さの２つの部分（つまり、二等分）に裁断する。裁断はフランジに向かって伸びるが、フランジの主要な表面の中までは伸びない。その後、プリフォームは、裁断の線の部分（すなわち、裁断がフランジの主要な表面上に射影する部分）で折られる。その折りによって、一つの部分の独立に織った層が他の部分の独立に織った層に重なり、一緒にジョイントを形作り、裁断の区域にコーナーを形成する。第１の脚部分の層は、第２の脚部分の層に差し込まれ、あるいは組み合って、一方の脚部分からの１あるいは２以上の層が、第２の脚部分の隣接する層間のスペースを満たす。上のコーナー結合プリフォームの他の例では、一方の脚部分の単一の独立層がもう一方の独立層に交互に組み合う。その交互の組み合いにより、脚の重なりあるいはジョイント区域において、引き続く層が交代の脚部分からのものとなる。他の例では、脚部分の層のいくつかが、あるいはすべてが組み合うことなく重なる。
【００１９】
また、いくつかの実施例では、１あるいは２以上の層を、一方あるいは両方の脚部分から取り除き、残りの層をある区域で重ね合わせる。脚の重ね合わせ区域には、２つの脚部分の独立に織った層の数よりも少ない層がある。さらにまた、実施例によっては、重なり区域の厚さを、脚の重なり合わない残りの部分の厚さと同じ、あるいは実質的に同じにすることができる。たとえば、独立に織った層を２つもつ部分を含むプリフォーム、すなわち、脚を二またに分岐したものにおいて、各脚部分における１つの層を移すことにより、重なり区域に２つの層をもたせることができる。すべての層が同じか実質的に同様の厚さをもつ実施例において、重なり区域の厚さを、脚の非重なり部分と同じか、実質的に同じにすることができる。また、層の厚さが異なる実施例において、重なり区域の厚さを、脚の非重なり部分と同じか、実質的に同じにすることができるし、そうでないようにすることができる。
【００２０】
脚が二またに分かれた部分をもつ３Ｄ織りプリフォームのいくつかの実施例において、その部分は、実質的に等しい厚さである、第1の織り層と第２の織り層を備える。脚部分が裁断で二分され、２つの部分を形成するとき、各部分は、第１の織り層および第２の織り層による、等しいか、あるいは実質的に等しい長さの部分を含む。また、いくつかの実施例によれば、一方の部分の第１の織り層を取り除き、そしてまた、第２の部分の第２の織り層を取り除くことにより、プリフォームを必要なコーナー結合形状に折るとき、重なり区域は脚の非重なり部分と同じか、あるいは実質的に同じ厚さをもち、しかも、異なる部分から取った第１の織り層と第２の織り層を備える。そして、重なり部分は、その重なりの両側上、脚の少なくとも直接隣接する部分と同一平面になる。したがって、この実施例において、重なり区域と重なりに直接隣接する脚の非重なり区域との間に、脚の厚さに何もあるいは実質的に変化はない。
【００２１】
第１の部分からの一方の織り層が第２の部分からの織り層に重なるような実施例において、形成されるジョイントは、時にシングルラップジョイントと称される。いくつかの事態において、シングルラップジョイントがもつ特性は充分であるか、あるいは好ましい。
【００２２】
また、いくつかの実施例では、脚が３つに分かれた（三又の）部分を含む。すなわち、その部分は、３つの独立に織った区域を含み、上に述べたものと同様にして、３Ｄ織りコーナー部品に形作ることができる。三又の部分は、第１の外側層、内側あるいは中間の層、および第２の外側層を備える。三又の部分を２つの部分に二分することにより、裁断の線に沿って３Ｄ織りプリフォームを曲げてコーナー部品を形成することができる。曲げる際、一方の脚部分の３つの織り層が他方の脚部分の３つの織り層に重なるようにする。そのとき、組み合わせても組合せなくとも良く、あるいは、両脚の織り層を一部組み合わせることができる。
【００２３】
三又の部分が脚の非重なり部分と同じか同様の厚さをもつ重なりジョイント区域に形成される３Ｄコーナー部品の実施例において、各部分から層を取り除き、それにより、重なり部分が非重なり部分と同じ数の織り層を備えるようにする。たとえば、１つの織り層を一方の脚部分から取り除き、そして、２つの織り層をもう一方の脚部分から取り除くことにより、重なり区域における織り層の全数を３にすることができる。もし、織り層のそれぞれが同じ厚さであると、重なり区域は、脚の非重なり区域と同じか、実質的に同じ厚さになるだろう。異なる厚さの織り層を伴う実施例の場合、重なり区域は、脚の非重なり部分と同じ厚さになるか、同じ厚さにはならないだろう。
【００２４】
２つの三又の区域に二分した三又部分を備える一実施例において、第１および第２の外側層を第１の脚部分から取り除き、その区域に中間の（内側の）部分だけを残しておく。第２の脚部分では、中間の層だけを取り除く。フランジ上の部分を分離する裁断面の射影に沿って、プリフォームを折って必要なコーナー部品形状にすると、第１の部分の残りの中間の（内側の）織り層は、第２の部分の第１および第２の外側織り層の間に多分位置し、前には第２の部分の中間の（内側の）織り層が占領していたスペースを満たす。
【００２５】
この実施例において、もし、脚部分の３つの織り層の厚さが等しく、重なり区域が脚の非重なり部分の厚さと実質的に同じであるなら、脚の重なり区域は、ダブルラップシヤージョイント（double lap shear joint）を形成する。ダブルラップシヤージョイントは、いくつかの適用に対して好ましい特性をもつ。いくつかの実施例では、重なり区域が脚の非重なり区域の厚さと同じであり、重なり部分は脚の少なくとも直接隣接する部分と実質的に同一平面であり、重なり区域の偏心した荷重が他のタイプのオーバーラップジョイントよりも縮小する。
【００２６】
上に述べた実施例は、ＬあるいはＴの断面の輪郭をもつ、たとえば、単一脚の３Ｄ織りコーナー部品であり、説明を分かりやすくするため、独立に織った層の１つの部分を伴う。フランジの同じ面から伸びる２つの脚を備え、上に述べたようなパイ輪郭の３Ｄ織りプリフォームのような同様のプリフォームを形成することができる。また、上の説明は、独立した織り層を複数備える脚の重なり区域を形成することに関するが、フランジ側から伸びる脚の数にかかわらず妥当である。複数の脚をもつプリフォームは、重なり区域を形成する独立に織った層から構成される１あるいは２以上の脚を含むことができる。
【００２７】
コーナー結合に用いるパイ断面のラップジョイントを伴う３Ｄ織りプリフォームの実施例において、たとえば、プリフォームの各脚は、独立に織った層から構成される部分をもつ。その後にプリフォームを必要な形に折るとき、少なくともコーナーを形成すべき区域において、コーナーを形成すべき区域における第１の脚部分は、同様の区域における第２の脚部分と実質的に平行である。第１および第２の脚の独立に織った層は、同一あるいは実質的に同一の広がりをもつ。裁断については、脚に垂直に、そして、必要なコーナー区域あるいは場所におけるフランジに垂直に行う。裁断は脚の深さ（高さ）まで、しかし、フランジの面を含まないように伸び、独立に織った層を伴う脚の部分を二分し、長さおよび深さが実質的に等しい２つの区域にする。
【００２８】
ＴあるいはＬの断面の３Ｄ織りプリフォームと同様に、パイ断面の３Ｄ織りプリフォームは、たとえば、独立に織った複数の織り層から構成される脚（あるいは、複数の脚）を含む。上に述べたように、脚（あるいは、複数の脚）は裁断し、独立に織った層の区域に二分する。フランジ上の裁断平面の射影に沿ってプリフォームを折って必要なコーナー部品形状にするとき、脚の部分は、上述した単一の脚の場合のように、重なり合う。脚部分は、組み合いつつ、あるいは組み合うことなく重なり、または、一部が組み合って重なる。いくつかの実施例において、重なり部分の重なり厚さは、脚の非重なり区域の厚さと実質的に同じである。そのことは、各脚部分から織り層を選択的に取り除くことにより達成することができる。そのため、プリフォームを折った後で、重なり区域の層の全体数および全体の厚さが、プリフォームを折る前の織った脚部分と同じにする。
【００２９】
二またの脚を伴う３Ｄ織りプリフォームの一実施例において、脚の一方の部分からの第１の織り層と、もう一方の脚の第２の部分からの第２の織り層とを取り除く。脚における層が実質的に同じ厚さの実施例において、各部分からの1つの層を備える重なり部分は、非重なり部分と実質的に同じ厚さである。
【００３０】
三又の脚を伴う３Ｄ織りプリフォームの一実施例において、脚部分の第１の部分の内側の（中間の）層を取り除き、しかも、同じ脚部分の第２の部分の第１および第２の外側層を取り除き、それにより、残りの内側の層が、第１の部分から内側の層を取り除くことから生じたスペースを満たすことができる。同様に、第２の脚部分の外側の両層を取り除き、しかも、同じ脚の第２の部分の内側の層を取り除き、それにより、一方の部分の内側の層が、他方の部分の層間を満たすことができる。層を取り除くこと、および層を重ねることについて、他の案を用いることができる。たとえば、コーナー結合に用いるパイ型の３Ｄ織りプリフォームにおいて、重なり区域における第１の脚から織り層を取り除くことを、第２の脚で織り層を取り除くことと同じにすることができるし、あるいは異ならせることができる。重なり区域において、第１の脚における織り層の重なりの仕方を、第２の脚における織り層の重なりの仕方と同じにすることができるし、あるいは異ならせることができる。
【００３１】
三又の（あるいは二またの、または両方の）脚を備えるパイ型の３Ｄ織りプリフォームの実施例において、必要なコーナー部品形状に折って、脚部分の1つの内側の織り層を第２の部分の２つの織り層の間に差し込むと、ダブルラップジョイントが形成される。ある例では、たとえば、パイ型プリフォームの１あるいは両方の脚を用いるコーナー結合において、ダブルラップジョイントを形成することが望ましい。３Ｄ織りプリフォームを用いるコーナー結合のダブルラップジョイントは、ある適用に望ましい特性、たとえば、他のタイプのジョイントよりも大きな強度といった特性を備える。
【００３２】
上に述べように仕上げた３Ｄ織りプリフォームは、マトリックス材料を導入することにより強化コンポジット構造にすることができる。マトリックス材料としては、限定されるわけではないが、たとえば、エポキシ、ビスマレイミド、ポリエステル、ビニル−エステル、セラミックス、炭素、または、必要とする物理的、熱的、化学的あるいは他の特性を示すその他の材料を用いることができる。導入には、限定されるわけではないが、たとえば樹脂トランスファー成形あるいは化学的気相浸透などの在来の技術を用いることができる。プリフォームは、樹脂あるいはマトリックス材料で満たされ、結果的に強化コンポジット構造になる。
【００３３】
この中で、特にはクレームで用いる用語「備える（comprises）」および「備えた（comprised）」「備えている（comprising）」は、米国特許法におけるそれらの意味にもなるし、「含む（includes）」、「含んだ（included）」および「含んでいる（including）」という意味にもなる。また、「本質的に有している（consisting essentially of）」および「本質的に有する（consists essentially of）」の用語は、米国特許法におけるそれらの意味である。
【００３４】
この発明の他の考え方（形態）については、以下の説明に記載されているか、その記載から自明である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１Ａ】今までの一般的な３Ｄ織りプリフォームの斜視図である。
【図１Ｂ】今までの一般的な３Ｄ織りプリフォームの斜視図である。
【図１Ｃ】今までの一般的な３Ｄ織りプリフォームの斜視図である。
【図２】この発明の一実施例であるプリフォームの斜視図である。
【図３Ａ】この発明の一実施例であり、図２のIII−III線に沿った断面図である。
【図３Ｂ】この発明の他の実施例であり、図２のIII−III線に沿った断面図である。
【図４Ａ】図２のプリフォームをＩＶ−ＩＶ線に沿って見た側面図である。
【図４Ｂ】右側が第１の回転位置にある、図４のプリフォームの側面図である。
【図４Ｃ】右側が第２の回転位置にある、図４のプリフォームの側面図である。
【図５Ａ】この発明の一実施例であり、Ｖ−Ｖ線に沿う図４Ａのプリフォームの上面図である。
【図５Ｂ】この発明の一実施例であり、Ｖ−Ｖ線に沿う図４Ｂのプリフォームの上面図である。
【図５Ｃ】この発明の一実施例であり、Ｖ−Ｖ線に沿う図４Ｃのプリフォームの上面図である。
【図６Ａ】この発明の一実施例であり、Ｖ−Ｖ線に沿う図４Ａのプリフォームの上面図である。
【図６Ｂ】この発明の一実施例であり、Ｖ−Ｖ線に沿う図４Ｂのプリフォームの上面図である。
【図６Ｃ】この発明の一実施例であり、Ｖ−Ｖ線に沿う図４Ｃのプリフォームの上面図である。
【図７】この発明の一実施例であり、Ｖ−Ｖ線に沿う図４Ａのプリフォームの上面図である。
【図８】この発明の一実施例によるプリフォームの斜視図である。
【図９】この発明の一実施例による３Ｄ織りプリフォームの起立した脚の上面図である。
【図１０】この発明の他の実施例による３Ｄ織りプリフォームの起立した脚の上面図である。
【好ましい実施形態の説明】
【００３６】
この発明の実施例について、以下、プリフォームの実施例および好適な適用を示す添付の図面を参照しながら説明する。しかし、ここに示すプリフォームは、図に示すそれらの実施例に限定して適用されるわけではない。また、この発明は、図に示す実施例およびその詳細に限定されない。それらは、例示するものであり、それに限るものではない。
【００３７】
この発明は、三次元（３Ｄ）の織りプリフォームに関し、コーナーあるいは他の場所において、脚あるいはフランジにダーツ（カットあるいは裁断）をすることなく、あるいは追加の強化材料を必要とせずに、ラップジョイントを伴うコーナー結合を行うことができるプリフォーム、およびそのようなプリフォームの形成方法に関する。今までの３Ｄプリフォームの例を図１Ａ〜１Ｃに示す。それらは、それぞれ、Ｌ、Ｔおよびパイの断面のプリフォームである。他の形状あるいは配置の３Ｄプリフォームも可能である。平らなフランジ２は、２つの主要な表面４および４’、少なくとも１つの端面５、ならびに一方の主要な表面４から伸びる、１あるいは２以上の起立した脚６を備える。
【００３８】
脚６はフランジ２の端に沿うように位置し、図１Ａに示すように端面５に整列し、断面Ｌのプリフォームを形作っている。断面Ｔのプリフォームは、図１Ｂに示すように、プリフォームの２つの端面５間に位置し、主要な表面４から伸びる脚６を備える。脚６は、脚の長さの少なくとも一部分について、プリフォーム１の縦の軸線に整列している。断面パイのプリフォームは、フランジ２の主要な表面４から伸びる２つの脚６，６’を備える。それらの脚６，６’は、直線状あるいは非直線状であり、脚の長さの少なくとも一部分について、縦の軸線Ｌに平行である。
【００３９】
この発明は、上に述べた断面のいずれの３Ｄプリフォームをも用いることができる。そのことについて、以下の説明からすぐに明らかになるであろう。この発明は、また、他の断面の３Ｄプリフォームをも用いることができる。たとえば、起立した脚が２つよりも多いプリフォームへの適用であり、それも以下の説明から明らかになるであろう。ここに示すものは、特定のタイプのプリフォームであるが、その説明は、別のことを指摘しない限り、フランジおよび少なくとも１つの起立脚を備える三次元（３Ｄ）の織りプリフォームのすべてに適用する。
【００４０】
図２は、この発明の一実施例によるＴ断面の３Ｄプリフォーム１を示す。当業者にとって、図に示す構造および技術がＬ断面およびパイ断面のプリフォームにもまた適していることは明らかである。平らなフランジ２は、平らな主要面４および一般的に平行な反対側の主要面４’、縦の軸線Ｌ、ならびに少なくとも１つの端面５を備える。起立した脚６は、縦の軸線Ｌに実質的に平行に配置されており、その脚は第１の外側サイド７および一般的に平行な第２の外側サイド９を備える。脚６の縦方向の長さに沿う少なくとも１つの部分８は、これから詳しく述べる複数の独立に織った層を備える（一方の部分８を示す）。部分８は、裁断１０によって、第１の部分（セグメント）１２と第２の部分（セグメント）１４とに二分される。裁断１０は、裁断の場所における脚６の深さ（高さ）Ｄを通り抜けて主要面４に向かって行われる。裁断１０の面は、脚６および裁断の場所におけるフランジ主要面４に垂直である。フランジ２の主要面４上、裁断１０の射影が裁断線１１を与える。
【００４１】
この発明の実施例において、部分（セグメント）１２および１４は、同じ深さ（高さ）Ｄであり、縦の軸線Ｌに沿って、それぞれ同じ長さＩ１およびＩ２、あるいは実質的に同じ長さである。いくつかの実施例では、Ｉ１およびＩ２が同じ長さであり、脚６の深さ（高さ）Ｄに等しい。部分（セグメント）１２および１４、ならびにＤについて、他の大きさの関係をもたせることができる。それが、形成するコーナー結合の特性に影響を及ぼすことは、以下の説明から明らかになるであろう。
【００４２】
図３Ａおよび３Ｂは、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図であり、この発明の２つの実施例を示す。図３Ａは、２つの独立の層１６および１８で織った部分８の第２の部分（セグメント）１４を示す。部分８の全体を２つの独立の層で織っているため、第１の部分（セグメント）１２（断面で示さない）もまた、２つの独立の織り層１６，１８を備える。この実施例において、２つの独立の層１６および１８で織った部分８は、二またの部分であるというべきであり、部分（セグメント）１２および１４は二またの部分（セグメント）であり、両方が独立の織り層１６および１８を備える。図３Ａに示すように、独立の織り層１６は浮織り、すなわち、層１６の縦糸繊維を横糸繊維と織らない（浮織り）。独立の織り層１８の縦糸繊維は、横糸繊維と織る。部分（セグメント）１２は、同様の配列で織ることができ、横糸繊維と織る縦糸繊維および横糸繊維と織らない縦糸繊維とを切り替える。それにより、層１６が横糸繊維と織った縦糸繊維をもち、層１８の縦糸繊維は横糸繊維と織らないように（浮織り）する。
【００４３】
図３Ｂは、この発明の他の実施例であり、部分８の第２の部分（セグメント）１４を３つの独立の層２０、２２、および２４で織っている。この実施例において、３つの独立の層２０、２２、および２４で織った部分８は、三又の部分というべきであり、部分（セグメント）１２および１４が三又の部分（セグメント）であり、やはり独立の織り層２０〜２４を伴う。図３Ｂに示すように、外側の２つの層２０および２４の縦糸繊維は横糸繊維と織り、そして、層２２の縦糸繊維は横糸繊維と織らない、すなわち、層２２は浮織りとする。
【００４４】
三又の部分（セグメント）で横糸繊維と織る縦糸繊維および横糸繊維と織らない縦糸繊維の他の配列を、この発明の実施例によって用いることができる。たとえば、部分（セグメント）１２（断面を示さない）を形成するとき、外側の２つの層２０および２４の縦糸繊維を横糸繊維と織らず、層２２の縦糸繊維を横糸繊維と織るようにすることができる。すなわち、図３Ａに示すセグメント１４の向かい側のことである。この配置において、層２０および２４は浮織りにする。
【００４５】
図４Ａは、図２のプリフォーム１をＩＶ−ＩＶ線に沿って見た側面図である。この発明によるプリフォームからコーナー結合を形成するには、フランジ２の主要面４に沿う裁断１１線でプリフォーム１を折る。たとえば、プリフォーム１の左側２６を動かさずに、右側２８を矢印３０で示すように上方に回転する。それにより、プリフォームが裁断１０の底の回り、主要面４に沿う裁断１０面の射影に沿って旋回し、折り線１１が生じる。
【００４６】
図４Ｂは、折り線１１の回りに角度αだけ回転した、図４Ａのプリフォーム１の右側２８を示す。右側２８の最初の位置は、破線で示す。図４Ｂのように回転すると、セグメント部分１４（実線で示す）は、部分的にセグメント部分１２（破線で示す）に重なる。重なり区域を３２で示す。右側２８は矢印３０の方向にさらに回転し、重なり領域３２の大きさが増す。
【００４７】
図４Ｃは、プリフォーム１の右側２８が図４Ａの状態からα約９０°回転し、同様の大きさのセグメント部分１２および１４が３２’で示す重なり区域に完全に重なるようになる。重なり区域の完全な重なりは、セグメント部分１２の長さ（Ｉ１）＝セグメント部分１４の長さ（Ｉ２）＝Ｄのときに達成される。その点、図２が明白に示している。プリフォームの左側２６および右側２８を互いに９０°に配置するとき、それら１１、１２、およびＤ間の他の関係も可能であり、重なりの大きさ、特に区域３２’における大きさに影響する。
【００４８】
角度αが９０°のとき、左側２６および右側２８は、互いに直角に配置される。角度αが９０°より大きいとき、左側２６および右側２８は、隣り合う角（夾角）が鋭角になる。そして、角度αが９０°より小さく０°よりも大きいとき、左側２６および右側２８は、隣り合う角（夾角）が鈍角になる。
【００４９】
セグメント部分１２および１４の内部の独立の織り層は、望ましい形態で重なり合う。たとえば、一方のセグメント部分の独立の織り層が、適切な方法で、他方のセグメント部分の独立の織り層と組み合う。重なり区域に含まれない脚６の部分、すなわち、部分８の外側の脚６の部分は、非重なり区域を構成する。
【００５０】
重なり区域３２’は、セグメント部分１２および１４の全部の厚さを備え、個々のセグメント部分あるいは非重なり区域の２倍の厚さである。多くの場合、重なり区域における倍の厚さを除くことが望ましい。この発明の実施例によれば、重なり区域３２における大きくなった厚さについて、１あるいは２以上の独立の織り層を各セグメント部分１２および１４から取り除くことにより減じることができる。
【００５１】
たとえば、脚６の部分８が二また、すなわち、２つの独立の層１６，１８を備える実施例において、セグメント部分１２から１つの織り層を取り除き、そしてセグメント部分１４から１つの織り層を取り除くことができる。取り除く層は、浮織り、つまり、横糸繊維と織らない縦糸繊維を伴う層である。重なり区域３２’，３２は、４よりも２つの層を備え、重なり区域３２あるいは３２’の厚さは、最初のセグメント部分１２，１４と同じ、あるいは実質的に同じ、また、脚６の非重なり部分と同じか実質的に同じである。
【００５２】
図５Ａは、Ｖ−Ｖ線に沿う図４Ａの３Ｄ織りプリフォーム１の上面図である。この実施例によれば、脚６は二またであり、したがって、図３Ａの断面図に相応する。図５Ａに示すように、織り層１８をセグメント部分１２から取り除き、織り層１６をセグメント部分１４から取り除く。図４Ｂに相応する図５Ｂは、折り線１１の回りにある程度回転したプリフォーム１の右側２８を示す。図に示すように、右側２８は紙の面から出ており、角度αは示されない。セグメント部分１２の層１６およびセグメント部分１４の層１８は、区域３２で部分的に重なり合っている。
【００５３】
図５Ｃは、Ｖ−Ｖ線に沿う図４Ｃに相応し、図５Ａに示す位置から約９０°折り線１１回りに回転した右側２８を示す。層１６および層１８は、完全にあるいは実質的に完全に互いに重なり合っている。その点、図４Ｃの区域３２’として良く示されている。この実施例において、重なり区域３２’にシングルラップジョイントが形成され、重なりの厚さは非重なりセグメント部分と実質的に同じである。ジョイントの結合線、それは層１６および１８が接触する面の境界であるが、その結合線は、それらの層１６および１８の厚さが相等しいとき、脚６の中心線と一直線になる。それらの層１６および１８の厚さが同じでない実施例では、ジョイントの結合線は、脚６の中心線からオフセットする。
【００５４】
今や当業者には明らかであろうが、セグメント部分１２から織り層１６を取り除き、セグメント部分１４から織り層１８を取り除くことは、上に述べたように、ジョイントを形成することになり、実質的に同じ結果を生じる。この場合、セグメント部分１２の織り層１６およびセグメント部分１４の織り層１８は、浮織り、すなわち、それらのセグメント部分の縦糸繊維を横糸繊維と織らないこと、になる。
【００５５】
図３Ｂに示すように、脚６が三又の部分８を備える、この発明の実施例について、コーナー結合に同様に形成することができる。上に述べたように、第１のセグメント部分の独立に織った層２０，２２，２４を、第２のセグメント部分の独立に織った層２０，２２，２４に組み合わせることができる。重なり区域に形成したジョイントは、図４Ｂおよび４Ｃの重なり区域３２あるいは３２’と同様に、部分８における独立の織り層の２倍の数を備える。したがって、ジョイントあるいは重なり区域は、広げた部分８あるいは脚６の非重なりセグメント部分１２，１４に比べて、２倍の厚さあるいは実質的に２倍の厚さである。
【００５６】
この発明の実施例によれば、重なり区域３２あるいは３２’における大きくなった厚さについて、１あるいは２以上の独立の織り層２０，２２，２４を三又の部分８の各セグメント部分１２および１４から取り除くことにより減じることができる。取り除くべき織り層は、浮織りの縦糸繊維を伴うものである。取り除くべき織り層の全体数は、１つのセグメント部分における織り層の数に等しい。だから、形成する重なり区域３２あるいは３２’が、セグメント部分１２あるいは１４と同じかあるいは実質的に同じ厚さ、あるいは、脚６の非重なり区域と実質的に同じをもつ。図３Ｂに示す三又の区域には、３つの層２０，２２，２４がある。しかし、重なりの厚さを減らすため、同じセグメント部分１２あるいは１４から３つの織り層のすべてを取り除くことはできない。第１のセグメント部分に少なくとも１つの織り層を残しておかねばならず、そして、第２のセグメント部分から少なくとも１つの織り層を取り除かなければならない。第１および第２のセグメント部分に言及するのは、説明の便宜上のためであり、脚６の部分８のいずれのセグメント部分１２あるいは１４も第１のセグメント部分あるいは第２のセグメント部分とみなすことができる。
【００５７】
たとえば、図６Ａは、この発明の一実施例であり、図４ＡのＶ−Ｖ線に沿う３Ｄプリフォームの三又の部分８の上面図である。この実施例において、部分８は、３つの独立の織り層２０，２２，２４を備え、すなわち、部分８は三又になっている。織り層２０および２４は、第１および第２の外側層であり、その外側の面が第１および第２の外側７および９にそれぞれ相当する。中間の織り層２２は、層２２および２４の間に位置する。
【００５８】
非重なり区域と同じか実質的に同じ厚さである必要なコーナー結合のオーバーラップ（重なり）ジョイント区域の例（それに限定されない）において、織り層２０および２４はセグメント部分１２から取り除き、そして、織り層２２は図６Ａの実施例におけるセグメント部分１４から取り除く。セグメント部分１２から織り層２０および２４を取り除くことにより、プリフォーム１の右側２８を図４Ａに符号３０で示すように折り線１１に沿って回転し、プリフォームを折ってコーナー結合を形成するとき、セグメント部分１４の織り層２０および２４にスペースを与える。同様に、セグメント部分１４から織り層２２を取り除くことにより、プリフォーム１を折るとき、セグメント部分１２に残る織り層２２にスペースを与える。
【００５９】
図４Ｂに相応する図６Ｂは、折り線１１の回りに角度α（図示しない）だけ回転したプリフォーム１の右側２８を示す。図に示すように、右側２８は紙面から出ている。セグメント部分１２の織り層２２は、セグメント部分１４の織り層２０と２４との間に受け入れられ、それらの織り層２０および２４が区域３２で織り層２２と部分的に重なっている。
【００６０】
プリフォーム１を図６Ａに示す状態から約９０°折り、図６Ｃの平面図および図４Ｃの側面図に示すような、コーナー結合を形成するとき、セグメント部分１２の織り層２２は、セグメント部分１４の織り層２０と２４との間のスペース内に完全にあるいは実質的に完全に入る。そのスペースは、セグメント部分１４の織り層２２を取り除くことにより生じたスペースである。このように形成する重なり（オーバーラップ）は、しばしばダブルラップジョイントと称され、特定の適用に望ましい特性をもつ。織り層２０，２２，および２４が同じ厚さの実施例において、重なり区域３２’に組み立てたジョイントは、脚６の中心線に回りに対称である。対称なダブルラップジョイントの特性は、しばしば好ましい。
【００６１】
織り層２０，２２，および２４が、図６Ａ〜６Ｃに示すように、実質的に同じ厚さの三又の実施例において、脚６の中心線ＣＬ回りに対称なジョイントを形成することができる。対称なジョイントにおいて、織り層２０と織り層２２との接触面、および織り層２４と織り層２２との接触面に形成される結合線は、中心線ＣＬから実質的に等距離にある。あるいはまた、織り層２０，２２，および２４の厚さを実質的に同じでないとすると、結合線は、脚６の中心線ＣＬから異なる距離オフセットするだろう。
【００６２】
三又の部分８をもつ一実施例において、織り層２０および２４は脚６の厚さの実質的に１／４であり、織り層２２は脚６の厚さの実質的に１／２である。織り層２０，２４は裁断１０の第１の側から取り除き、織り層２２は裁断１０の第２の側から取り除く。プリフォーム１を上で述べたように折り線１１に沿って折るとき、裁断１０の第１の側に残っている織り層２２が、裁断１０の第２の側に残る層２０，２４間に位置する。結果として生じるダブルラップジョイントは、脚６の中心線の回りに対称である。
【００６３】
織り層２０，２４が実質的に同じ厚さであり、織り層２２がその厚さの実質的に２倍である脚６の厚さを分ける別のやり方をも用いることによって、対称なダブルラップジョイントを得ることができる。たとえば、層２０および２４をそれぞれ脚６の厚さの１／６とし、織り層２２を１／３の厚さにする。上のように折ると、ダブルラップジョイントの全厚さは脚６の全厚さになる。
【００６４】
代わりの実施例において、３Ｄ織りプリフォーム１の左側２６が織り層２０および２４を備え、そして、右側２８は織り層２０および２４を取り除く。層を重ねてコーナージョイントを形成する場合、図６Ａ〜６Ｃに示し、しかも、上に述べた例と実質的に同じであり、同様のダブルラップジョイントができる。
【００６５】
また別に、この発明の実施例は、三又の部分８を備える重なり領域３２’に、オフセットラップジョイントを与えることができる。たとえば、図７において、図６Ａのものと同様の３Ｄ織りプリフォーム１を、三又の部分８を伴って示す。この実施例において、プリフォーム１の左側２６は、織り層２２および２４だけを備え、右側２８は織り層２０だけを備える。重なり領域を形成する場合、前の例と同様に達成することができる。この実施例ではそれを示さない。しかし、この実施例において、結合線は、織り層２２と２２の隣接面の間に位置する。だから、脚６に非対称なシングルラップジョイントであり、三又の部分８を伴い、脚の中心線から隔たりをもった結合線を伴う形態のものを形成することができる。
【００６６】
同様のやり方を、独立の織り層が３つを越えるセグメント部分の重なり区域にラップジョイントを形成するのに用いることができる。
【００６７】
２つ以上の脚６を備えるこの発明の実施例を考えることができ、ある適用に望まれる。たとえば、図１Ｃに示すパイ型の断面の３Ｄ織りプリフォームは、航空、航空宇宙、あるいはその他において時に有用である。いくつかの条件下において、パイ断面の３Ｄ織りプリフォームをコーナー結合に形成することが望まれ、あるいは必要とされる。上に述べた脚の構成を適用することによって、パイ‐プリフォームでコーナーを形成することができる。
【００６８】
パイ断面を伴う３Ｄ織りプリフォームは、２つの脚を含んで形成することができ、それらの脚の少なくとも１つが１あるいは２以上の独立の織り層を備える。いくつかの実施例において、プリフォームの両方の脚は、少なくとも１つの場所に１あるいは２以上の織り層を備える。たとえば、各脚の１つの部分（図２の部分８と同様）は、２つの独立の織り層（図３Ａの層１６，１８と同様）を備える二またの脚を備えるか、３つの独立の織り層（図３Ｂに示す脚６の部分８と同様）を備える三又の部分を備える。
【００６９】
この発明の実施例において、３Ｄ織りパイ‐プリフォーム１’は、図８に示すように２つの脚６，６’を備える。各脚６，６’は、それぞれ部分８，８’を備え、上に述べたように１あるいは２以上の独立の織り層をもつ。少なくとも１つの場所において、第１の脚６の部分８および第２の脚６’の部分８’は、図８に示すように、平行で同一の広がりである。部分８，８’には、符号１０および１０’に裁断があり、各裁断は脚の高さ（深さ）を通してフランジ主要面４にまで向かう。裁断１０は、少なくとも裁断の場所で脚６，６’およびフランジ２の主要面４に直交している。主要面４上の裁断１０の射影が折り線１１になる。
【００７０】
図４Ａ〜４Ｃに示すものと同様の方法で折り線１１に沿ってプリフォームを折ることにより、図８のプリフォーム１’をコーナー結合に形成することができる。セグメント部分１２，１４（および１２’， １４’）内の独立の織り層の重なり合いは、プリフォームの右側２８を折り線１１の回りに回転し、左側２６を図４Ｂのように静止したままにすることにより生じる。それぞれ部分８および８’内にある、独立の織り層（１２，１４）および（１２’，１４’）が重なり合うとき、上に述べたようにして、それらは組み合う。たとえば、セグメント部分１４内の独立の織り層が、セグメント部分１２内の独立の織り層と交互に組み合う。それとは別に、第１のセグメント部分、たとえばセグメント部分１２内の独立の織り層の連続したものの２以上を、第２のセグメント部分、たとえばセグメント部分１４内の独立の織り層の連続したものの２つの間に置くことができる。
【００７１】
上に述べたように、部分８および８’内の１または２以上の独立の織り層は浮織り、すなわち、縦糸繊維を横糸繊維と織らないようにする。また、上のように、浮織りを伴う織り層は、重なり区域で取り除き、重なり区域の厚さが脚の非重なり部分と同じ、あるいは実質的に同じになるようにする。対称および非対称な結合線を、上に述べたように形成することができる。
【００７２】
脚６’のセグメント部分１４’内の独立の織り層は、脚６で用いたやり方を使用することにより、セグメント部分１２’内の独立の織り層と組み合うようにする。それとは別に、異なるやり方を異なる脚に用いることができる。
【００７３】
上に述べた実施例は、フランジ（あるいはベース）およびこの発明による１あるいは２以上の脚を備える３Ｄ織りプリフォームであって、オーバーラップジョイントを伴うコーナー結合に形成したものを示す。また、上に述べた実施例は、図を簡略にするため、ただ１つの部分８を含む３Ｄ織りプリフォームだけを示す。他の実施例は、上に述べた部分８と同様に構成した追加の部分８を含ませることができ、追加の部分はプリフォーム１の脚６の長手方向に沿う異なる位置に形成することができる。各部分８は折り、上に述べたように角度αのコーナー結合に形成することができる。２つ以上の部分８、したがって、２以上のコーナー結合を含むいくつかの実施例において、３Ｄ織りプリフォームは、各部分８で折り、Ｕ形あるいはＣ形の形状、あるいは脚に関して同じ方向にプリフォームを折ることにより得る他のオープンで平らな姿にすることができる。
【００７４】
閉じた平らな姿（形）、たとえば、３角形、矩形、あるいは他の単純な多角形について、この発明の３Ｄ織りプリフォームを同様な方法で折ることにより形成することができる。３Ｄ織りプリフォームについて、等しい辺および等しい角度を伴う正多角形、あるいは、辺および角度が等しくない形に形成することができる。
【００７５】
説明したようなｎ−１の部分８を形成することに加えて、３Ｄ織りプリフォームをｎ辺の単純な多角形の形に形成するとき、プリフォームの各端について、結合する２つの端がラップジョイント、つまりエンドラップジョイントを形成するようにする。エンドラップジョイントは、シングルラップジョイントでも、ダブルラップジョイントでも良く、そして、３Ｄ織りプリフォームの部分８に形成するラップジョイントものと同じでも良く、異なるものでも良い。シングルラップジョイントの場合、図５Ａおよび５Ｂに示すシングルラップジョイントと同様、３Ｄ織りプリフォームの第１の端を図３Ａに示すように形成し、層１６の縦糸繊維を横糸繊維と織らないようにする。３Ｄ織りプリフォームの第１の端において、層１６は取り除く。
【００７６】
単純な多角形の形にする３Ｄ織りプリフォームの第２の端において、層１８の縦糸繊維は横糸繊維と織らない。そのプリフォームの第２の端において、層１８は取り除く。
【００７７】
この発明の実施例によれば、３Ｄ織りプリフォームの脚は、一部を省略する図９に示すように構成される。すなわち、プリフォームの層１６は第１の端３４で取り除き、層１８は第２の端３６から取り除く。３Ｄ織りプリフォームの端３４と３６との間の部分８は、図９には示していない。
【００７８】
上に述べた適切な折り線１１で折ると、図９の端３４および３６は、重なり合い（オーバーラップ）の関係をもたらし、エンドラップジョイント、この場合にはシングルラップジョイントを形成する。
【００７９】
エンドダブルラップジョイントを含む実施例において、図６Ａおよび６Ｂに示すダブルラップジョイントと同様、３Ｄ織りプリフォームの第１の端は、図３Ｂに示すように形成し、層２２の縦糸繊維は横糸繊維と織らない。３Ｄ織りプリフォームの第１の端において、内側あるいは中間の層２２を取り除き、第１および第２の外側の層２０および２４を残す。３Ｄ織りプリフォームの第２の端において、第１および第２の外側の層２０および２４における縦糸繊維は、横糸繊維と織らない。プリフォームの第２の端において、層２０および２４は取り除き、中間の層２２を残す。
【００８０】
この発明の一実施例において、３Ｄ織りプリフォームの脚は、一部を省略する図１０に示すように構成される。すなわち、プリフォームの層２２は第１の端３４で取り除き、層２０および２４は第２の端３６から取り除く。３Ｄ織りプリフォームの端３４と３６との間の部分８は、図１０には示していない。
【００８１】
上に述べた適切な折り線１１で折ると、図１０の端３４および３６は、重なり合い（オーバーラップ）の関係をもたらし、層２２は層２０と２４との間に位置し、エンドラップジョイント、この場合にはダブルラップジョイントを形成する。
【００８２】
３Ｄ織りプリフォームから形成した単純な多角形の構成に応じて、３Ｄ織りプリフォームの両端でシングルラップジョイントを形成する層１６および１８、あるいは、プリフォームの両端でダブルラップジョイントを形成する層２０、２２、および２４は、互いに完全に重なるか、あるいは完全には重ならない。すなわち、１つの層の面は、隣接する層の面を完全に被うか、あるいは完全には被わない。
【００８３】
以上、この発明のいろいろな実施例について詳しく説明したが、この発明は、それらのものに限定されるわけではない。この発明は、この発明の考え方の範囲内において、多くの変形をすることができる。
【図１Ａ】
2016509091.tif 000003
【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６Ａ】
2016509091.tif 000015
【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
2016509091.tif 000017
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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2016509091.tif 000023