JP2003507226A - 膨張性材料のコアにより強化された強化ノード構造部及び製品の成形方法 - Google Patents

膨張性材料のコアにより強化された強化ノード構造部及び製品の成形方法

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Abstract

(57)【要約】 複雑なノード構造部の複合材を成形するための装置及び方法は、ＣＮＣ下で、前記構造部の各ノードを通るように、鋳型（２４）の各チャネル（２６）内に該各チャネルに沿って、一定断面を有する強化材（３８）を繰り返し敷く段階と、かつ前記鋳型を密閉する段階と、前記鋳型に樹脂を注入する段階と、前記樹脂を硬化させる段階と、を有している。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複合材構造部を製造するための装置及びその方法に関し、かつ特に
車両構造部及びそれと同様の構造部の製造に関する（ただし、排他的でない）も
のである。本発明は、さらに、複合材構造部を製造するために適したコア強化材
（cored reinforcement）に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
各ファイバを互いに接着しかつ所望形状の構成要素を製造するために、レイア
ッププロセス中あるいは該プロセス後に、所望の形状を有しかつ樹脂材料を導入
する鋳型の第１部分に複数のファイバを積層することにより、複合材構造部を製
造することは知られている。組立の際に、成形すべき構成要素の外部形状を定め
るために使用される内側部分と外側部分とを有する鋳型を使用することも知られ
ている。さらに、製造プロセス中に、樹脂がモールドキャビティ内に射出されか
つ引き込まれる射出技術を使用することも知られている。この射出ステップによ
り、繊維状構造間への樹脂材料の注入が容易となり、かつモールドキャビティが
満たされる。これにより、所望製品の最終形状が精確に定められる。
【０００３】 上記プロセスは複合材構成要素の精確で適切な製造方法を提供するが、複雑な
３次元構造物の製造に直ちに向いているとは言えない。さらに、強くて薄いコー
ナーと結合部を形成することは問題があるので、いくつかの構造部は望んだ以上
に幾分かさ高になる可能性がある。
【０００４】 車両フレームといった複雑かつマルチノードのフレーム構造を成形する際に、
特殊な問題に直面する。従来技術を使用することは理論的には可能であるが、手
作業によるレイアップ手順のコストは防止したいものである。さらに、再び車両
フレームの文脈に立ち返ると、車両の少なくとも乗客担持部のためにフレームに
より形成されるケージにおける衝突耐久性（crash resistance）と剛性は、各ノ
ードでの各結合部の構成の点、及び結合力と強度を与えるためにノードを介して
如何に強化が維持するかとの点で、非常に配慮と制御が必要である。
【０００５】 さらに、強化としてのみのファイバの使用は、密な重量構造を導くであろう。
強化材は無限長さの一定断面を有するカーボンファイバ結合されたフォームコア
の形態をとることができ、よって、望むように鋳型に供給可能であることが、知
られている。これにより、より望ましい重量／強度比が与えられる。しかしなが
ら、樹脂で満たされた強化材間には、実質的なボイドが依然としてあり、望まし
い重量対強度比は達成されないであろう。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題及び課題を解決するための手段】
本発明の目的は、複雑化した３次元構造物を成形することに向いている複合材
構造部を製造するための装置及び方法を提供することである。
【０００７】 従って、本発明の第１の態様は、成形された樹脂ベース構造複合部材をレイア
ップするための装置を提供している（ここで、複合材はノードフレームである）
。前記装置は、一定断面を有するコア強化材のための供給ヘッドと、該ヘッドか
らの複合材の供給を制御しかつ供給長さに複合材を切断するための手段と、前記
ヘッドとノード鋳型との間で調整された相対移動を生じさせる手段と、を有して
おり、これにより、所定長さを有する各強化材を開放鋳型内に供給し、該開放鋳
型に沿って、各ノードを通過させる。
【０００８】 供給と調整は、ＣＮＣ（コンピュータ数値制御）下にある。
【０００９】 コア強化材が必要とする断面形状は、鋳型の形状と関係がない。
【００１０】 供給は、所定長さを有する各強化材により鋳型が全て少なくとも満たされるま
で、好ましくは繰り返される。好ましくは、鋳型を閉じることにより強化材の圧
縮が生じるように、鋳型は幾分オーバーフィルされる。しかしながら、鋳型が所
定長さを有する各強化材によりアンダーフィルされることを除外しない。
【００１１】 本発明の第２の態様では、複合材のノードフレームを形成するための成形プロ
セスは、一定断面を有しかつ所定長さを有するコア強化材を形成する段階と、フ
レームの開放ノード鋳型内にかつ該開放ノード鋳型に沿って、前記強化材を各ノ
ードを介して繰り返し供給する段階と、鋳型を満たすのに必要な短い長さに前記
所定長さを有する強化材を切断する段階と、鋳型を密閉する段階と、強化材の周
囲に供給された樹脂を硬化させる段階と、を有している。
【００１２】 プロセスは、開放鋳型をオーバーフィルすることを含んでもよい。ここで、鋳
型を密閉することにより強化材が圧縮される。再度述べることになるが、必要と
される強化材の断面形状は、鋳型の形状とは関係がない。
【００１３】 本発明の他の目的は、複合材成形構造部又は製品の質量を減らすことである。
【００１４】 したがって、本発明の第３の態様では、強化材として、膨張性（好ましくは、
独立気泡フォーム(closed cell foam)）材料からなるコアを取り囲む強度付与フ
ァイバ（最も好ましくは、カーボンファイバ）のエンベロープを有するコア強化
材を使用する。コアは、（例えば、鋳型内に樹脂を引き込むために）密閉鋳型に
作用させる減圧下で膨張可能である。よって、完成した製品は、樹脂によって占
有されるべき強化材間にボイドが殆どないか又は理想的には全くない。その代わ
りに、樹脂は、強度付与ファイバ構造を排他的に充満しかつ封じ込めているよう
に見られる。
【００１５】 本発明の第４の態様は、一定断面（必要とされる一定断面は、鋳型の形状とは
関係しない）を有しかつ少なくとも１つの所定長さを有する強化材を鋳型内に積
層する段階（強化材は、膨張性材料（好ましくは独立気泡フォーム）のコアを有
している）、鋳型を密閉する段階、密閉鋳型内の圧力を下げる段階（これにより
、強化材内及び強化材周囲のボイド空間を最小化するように、強化材が膨張する
）、強化材の周囲に供給された樹脂を硬化させる段階と、鋳型を取り外す段階と
を含む複合構造物の成形方法を提供している。好ましくは、強度付与ファイバは
カーボンファイバである。高温状態での硬化は、フォームコアを破壊又は部分的
に破壊する効果を有している。
【００１６】 結果として得られる構造はセル構造になる（ここで、樹脂がファイバ又は（勿
論）フォームコアよりも高密度になるので、硬化した樹脂が好適な質量対強度比
を与えるような方法で強化ファイバを封じ込める）。
【００１７】 上記方法（好ましくは、ノード鋳型上を複数回通過させること）で、強化材を
敷き詰めるための好適な手段及び方法は、本発明の第１の態様と第２の態様とに
より提供される。
【００１８】 強度付与ファイバエンベロープは、目的に適したあらゆる形態に形成可能であ
る。特に編組構造（braided structure）が適している。このプロセスの膨張特
性については、編組は対称である必要がない。
【００１９】 本発明の第２の態様又は第４の態様において、鋳型が密閉された場合に、（例
えば、射出により、又は樹脂を鋳型内に引き込むように真空排気（evacuation）
により）樹脂を鋳型内に通すことで、樹脂を供給してもよい。あるいは、強化材
が鋳型内に供給される際に、樹脂を鋳型内に導入してもよい。例えば、強化材が
鋳型内に供給される際に、粉体として樹脂を鋳型内に供給してもよい。次いで、
粉体が漏れることを防止しかつ／又は互いに強化材を結合させるために、（例え
ば、走行ヒータ（travelling heater）により）粉体を溶融してもよい。
【００２０】
【発明の実施の形態】
添付の図面を参照して、以下、本発明を単に例示によってより特別に記載する
。
【００２１】 各図（特に図１）を概略的に参照すると、車両空間フレーム１０といった複合
材構造部は複雑でありかつ容易に製造できないことが理解されよう。前記構造部
は、各ノード１３で結合する複数のフレーム部材１２を備え、かつ衝突小区分１
４といったサブアセンブリと、符号１６で概略図示した後部強化部材といった構
成要素とを有している。さらに、ヒンジ部材取付点、バンパ部材取付点又はサス
ペンション部材取付点といった特徴部は、前記構造部の他の各位置に形成されて
もよい。
【００２２】 フレーム構造部が一体製造される場合には、（図示した）折り畳み可能内部鋳
型パーツ（collapsible internal mould part）を使用する必要があるが；フレ
ーム構造部が２つの鏡像パーツ内で製造される（すなわち、その中間平面に沿っ
て分割される）場合には、従来の３次元鋳型を使用してもよい。後者の場合には
、ジョイント上に更なる層を追加することで別々に作られた各半型を互いに結合
することが容易に達成可能であり、かつ非常に満足のいくものである。
【００２３】 図１の一体複合構造部を製造するために適したコラプシブル鋳型構造部の簡略
化された形態が、図２に示されている。図２により、鋳型構造部は複数の連結さ
れた雌型鋳型セグメント２４を備えており、各鋳型セグメントはチャネル部２６
を有し、該チャネル部内に以下で詳細に記載する組立プロセス中に強化材が配置
されることが理解されよう。組立位置（erected position）では、各鋳型セグメ
ント２４は所望の構造物の形状を定めるように作用するが、第２の折り畳み位置
（collapsed position）では、各鋳型セグメント２４は成形された構造物の取り
外しを可能とするように作用する。これらの位置間の動きを容易にするために、
各セグメントは、圧縮空気又は他の適切な流体を入口部３０を介して導入させる
ことにより膨張する強化シリコーンゴムバッグ２８により結合される（これによ
り、バッグが各セグメント２４をそれらの組立位置（assembled position）へと
膨張し動くことになる）。各鋳型セグメントの折り畳みは、空気又は他の液体を
バッグから引き抜くことにより（単純に放出することにより、あるいは、積極的
に引き抜くことにより）達成される。勿論、ここでの鋳型の形状（単純な卵形）
は、フレーム１０に対して必要とされる形状とは対応していない。これは、図示
するためだけに与えたものである。
【００２４】 図３及び図４をさらに詳しく参照すると、セグメント２４は符号３２で概略的
に示したヒンジ手段により互いに結合される。特別な実施形態では、ヒンジ手段
は、第１セグメント部２４ａに固定的に取り付けられた第１部分３２ａと隣接セ
グメント部２４ｂに固定的に取り付けられた第２部分３２ｂとを有する可撓性ウ
ェブ部材を備えている。可撓性ウェブ部３２は、その隣接するセグメントに対応
させて各セグメント２４を位置決めしているが、２つの位置間で動くように、各
セグメントに対して充分な可撓性を提供している。単純化した構成では、ヒンジ
手段が加圧バッグ２８を構成する可撓性材料を備えてもよい。例えば、隣接する
鋳型セグメント２４ａ，２４ｂの隣接するフランジ部３８ａ，３８ｂに形成され
た、テーパがつけられたピン３４とそれに対応する孔３６との形態の位置決め手
段が、図３及び図４にも示されている。加圧手段２８の操作により、図３及び図
４の矢印Ｆ方向に加圧力が作用することを考慮して、ヒンジ結合された各セグメ
ントが互いに連結関係になるように移動する。この力により、各セグメントが互
いに密閉位置へとヒンジ結合しかつヒンジ結合の安全性が高められる。
【００２５】 （一旦、組み立てられると）各セグメント２４は、（以下で述べるように）複
合材料が敷き詰められる鋳型構造部の形を定めるように作用する。
【００２６】 図５を参照することで、密閉段階と射出段階とが説明される。図５により、鋳
型の第２パーツ４０が、敷き詰められた材料３８を封じ込めるようになり、次い
で、あらゆる適切な手段により所定位置に取り付けられることが理解されよう。
図５は全体封じ込めタイプの装置を図示しているが、実際には敷き詰められた材
料を有する部分を封じ込めることだけが必要であって、ゆえに、鋳型パーツ４０
は全体を封じ込める必要がない。治工具の迅速な組立を容易にするために、鋳型
の第２部分（又は複数の第２部分）４０を特定位置へと移動させ、かつ次の段階
の間、前記位置に前記第２部分を保持する空気圧又はロボット作動システム（pn
eumatic or robotic actuation system）（図示せず）を使用してもよい。第２
部分４０を導入する作用は、好ましくは強化材を圧縮し、かつファイバ構造とフ
ァイバ構造物内のインサートを、次の注入段階の間、静止維持させることを確実
にすることである。鋳型の第２部分４０は、好ましくは、注入中に密閉の作用を
しかつコンポーネントが一旦硬化したら開放するように、シリコーン層で被覆さ
れている。出口部４１を介して鋳型の内部に負圧を作用させることにより、貯蔵
器４２から鋳型の内部内に樹脂材料を引き込むことができ、かつ前記樹脂材料が
樹脂入口部４３を介して強化材のファイバのストランドに沿って通過するように
なる。これにより、両部間を通過し、かつファイバを樹脂で被覆する。樹脂が鋳
型構造それ自体の表面と接触するので、樹脂は完成した構造物の外側表面の形を
定めるようにも作用する。負圧は密閉作業を著しく容易にしかつ鋳型プロセスに
関する工具に対する負荷を減らすので、積極的な加圧状態下で樹脂射出段階の使
用の間に、負圧段階を使用することが好ましい。絶対に必要というわけではない
が、各セグメント２４が鋳型の第２部分に対して封止することに結果として役に
立つように、加圧手段２８に対していくらか高い内圧を作用させてもよいことは
理解されよう。
【００２７】 一旦樹脂が射出されると、樹脂が高温で硬化し、かつ鋳型の第２部分４０が取
り外され、かつ符号１０といった完成した空間フレームを抜き出すために加圧手
段を収縮させる。鋳型／デブリが空間フレームから取り外され、かつ工具が洗浄
されかつ再度使用するために調整される。勿論、フレームが各半型からなる鋳型
内で製造される場合には、各鋳型チャネル２６を耐久性剛性半型上に形成しても
よい。
【００２８】 次に図６を参照すると、各セクション４４の形態で各インサートをそらせて導
入することにより各ノード１３を形成してもよく、これにより、所定長さを有す
る各強化材が一方のフレームパーツ１２からノード１３を連続的に通る他のパー
ツへと通るように、前記セクションにより形成されたコーナの周囲に強化材の一
部がそらされることは、理解されよう。
【００２９】 図７は、強化材を鋳型構造部上に敷き詰めるために適した装置を非常に簡略化
した形態で説明している。装置６０は、（より詳細に後述するように）２軸位置
決めヘッド６６上に取り付けられた強化材供給ヘッド６４を有する支持フレーム
６２を備えている。ヘッド６６は、２次元で移動するように、橋渡し部材６８上
に取り付けられかつ橋渡し部材６８に沿って（矢印Ｘ）移動可能であり、かつ前
記橋渡し部材はそれ自体フレーム６２に沿って（矢印Ｙ）移動可能である。供給
ヘッド６４を制御状態で移動させかつ鋳型構造部を回転させて、強化材をチャネ
ルに沿ってチャネル上に配置することにより鋳型のチャネル２６内に強化材を堆
積させることが可能であるように、各セグメント２４により形成された卵形鋳型
構造部がフレーム６２の長手軸線６３を中心として回転するように取り付けられ
ている。この図は、さらに、フレームの各ノード１３における交差又は相互連結
関係を説明しており、これにより、完成したフレームの剛性を増大させている。
プログラム可能ＣＮＣ７０が、支持フレーム６２と供給ヘッド６４の移動を制御
するように形成されている。
【００３０】 各チャネル内への強化材の配置を達成するための鋳型及び供給ヘッドの移動の
協調の制御は、特定のフレームに対してＣＮＣにより通常プログラムされよう。
すなわち、ＣＮＣはヘッドからの強化材の供給速度を決定し、不連続の所定長さ
を有する各強化材を配置する場合には、例えば、特に高い応力が予測されるノー
ド又はゾーンを通るように、特定の鋳型が使用される。
【００３１】 図８は、供給ヘッド６４を有する第２の装置６０’を示しており、強化材が前
記ヘッドに担持されたロール６５から前記ヘッドへと繰り出される（しかしなが
ら、他の実施形態では、ロールを不動にしてもよく、又は独立して移動可能とし
てもよい）。前述したように、ヘッド６４は、鋳型構造部上を長手方向又は横断
方向へ移動することが可能である。ここで概して６７が軸６３上で回転するよう
に取り付けられている。ＣＮＣ７０の制御下で、強化材が充満する又は若干過度
に充満するまで、連続的にあるいは不連続の所定長さで、鋳型構造の各溝に沿っ
て強化材を敷くことが可能である。
【００３２】 図７及び図８の両図が、完全回転可能鋳型構造部を扱っている。しかしながら
、鋳型構造部はＣＮＣ下で矢印Ｘ及び矢印Ｙと直交するＺ軸方向に追加的に移動
するように形成された供給ヘッドを有しかつ静止していてもよいこと、及び／又
は部分的に（往復）回転してもよいことは明らかである。これは、通常、装置及
びプロセスにより形成されるべきフレームがコラプシブル鋳型構造部を必要とし
ないような場合であろう。
【００３３】 図９及び図１０が供給ヘッド６４を示している。ロール６５又は他のソースか
ら強化材３８が、各ガイドウイング４７を有するノズル４６を介して、必要とさ
れる速度で被駆動供給ローラ４５により繰り出される。ノズルから出てくる強化
材は、加圧ローラ２８により、チャネル２６の基部へ又は強化材の以前の層上に
押圧される。カッター４９（各供給ローラ４５と同様にＣＮＣ制御下にある）は
、不連続の所定長さを有する各強化材に切断するように作動可能である。
【００３４】 強化材３８は、中央コア５２を取り囲むカーボンファイバフィラメント５０を
備え、かつ前記中央コアは、好適な装置において、フォーム材（foam material
）といった圧縮可能コアを備える。後述するように、図１９〜図２３に関して、
特に好適な装置における強化材は、膨張性独立気泡フォームコアを有している。
しかしながら、有利になるように可撓性又は圧縮不可能コアを使用してもよいこ
とは理解されよう。カーボンファイバカバー５０上又は内に、粉体化可融性バイ
ンダを有している。図１１〜図１８を参照して記載するように、鋳型を密閉しか
つ注入した状態で、新たに付与された層を所定位置に付加するために、パルス赤
外線ヒータ（pulsed infrared heater）５３が強化材の以前の層表面でバインダ
を溶融させる。強化材の大半が連続的に巻回される一方で、任意の位置の強度を
増大させるために前記局所エリアが追加の複合材料を具備するように、巻回プロ
セスを止めかつ鋳型構造部の任意の位置で再開してもよいことは理解されよう。
不連続の所定長さを有する各強化材を堆積させることに加えて、強化材を供給す
る際に、織物、フォーム、及び金属製インサート（fabric, foam and metal ins
ert）を巻回構造内に組み込むことは可能である（しかしながら、巻回が完了し
たときに、インサートを付加してもよい）。このような付加は、構造部が使用中
に大きな又は局所的な荷重に耐えかつ／又は基礎鋳型構造部に取り付けられねば
ならない構成要素に対して各取付点を提供することを可能とするように作用する
。図１１〜図１８に示したように、鋳型構造部は供給ヘッド６４からの供給原料
により満たされる（ここでは、１回通過で複数の強化材を供給するように示して
いる）一方で、同時に、任意の追加のインサートを導入している。次に、鋳型が
第２鋳型パーツ４０’により密閉された場合（図１５，図１６）に、強化材が圧
縮されるように、鋳型が少量だけ過剰に充填される（図１４）。次に各ボイドに
注入されるように、樹脂が好ましくは負圧注入により供給され（図１７）かつ硬
化される。各鋳型パーツ２４，４０’が取り外されて、形成されたフレーム部材
１２が残される。
【００３５】 図１９は、鋳型パーツ１０２のチャネル１０１が、一定の断面を有する強化材
１０４の連続層を（図９，図１０に関して上述した供給ヘッドといった）供給ヘ
ッド１０３により載置されていることを示している。ここでの強化材は矩形断面
として示している。これは概略図であって、通常、強化材は、断面円形又は卵形
であって、強度付与ファイバのエンベロープにより包まれた比較的柔軟で膨張可
能な独立気泡セルプラスチック材料フォームコアを有しているであろう。カーボ
ンファイバがこのようなファイバに特に適しており、かつカーボンファイバをコ
アの周囲に編組状態に配置してもよい。
【００３６】 チャネルが充分に満たされるまで強化材が供給され、次に、図２０に見られる
ように、鋳型の第２パーツ１０５が強化材上に配置決めされ、かつ強化材と密閉
される。図２１では、樹脂を鋳型内に引き込むために、減圧を鋳型に作用させて
いる。樹脂は、独立気泡セルフォームコアを浸透することができず、その代わり
に、種々の長さを有する各強化材の各ファイバカバーにより形成された各チャネ
ルに沿って引き込まれる。同時に、減圧により、各強化材間のボイドを実質的に
又はより全体的に除去するように、各フォームコアの膨張が生じ、樹脂が注入さ
れた強化ファイバの各壁部の比較的薄いネットワーク又はハニカム１０６が残る
。これは概略的に図２２に示しており、図２２において樹脂の存在は厚いハニカ
ムライン１０７により示している。（高温での）硬化のプロセス中に、強化材の
フォームコアを部分的に又はさらに完全に破壊し又は溶融してもよいが、これは
重要なことではない。残されたものは、図２３に見られるように、非常に満足の
いく強度対重量比のハニカム剛性壁部とされた完全梁構造部１０８である。フォ
ームが破壊された箇所の各ボイドは、符号１０９といった暗エリアに見られる。
【００３７】 この構成及びこのタイプの強化材は、図１〜図１８に関して上述したように、
複雑なノード構造で使用可能である。ここで、強化材は、結合部の形成を必要と
しない一体構造部を形成するために、各ノードを通っている。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の方法及び装置により製造された車両下部構造の等角投影
図である。
【図２】 鋳型構造部の概念図である。
【図３Ａ】 開放位置における、鋳型構造の各セグメント間の１つの可能な
結合装置を示した上面図である。
【図３Ｂ】 開放位置における、鋳型構造の各セグメント間の１つの可能な
結合装置を示した側面図である。
【図４Ａ】 密閉位置における、図３Ａの装置を示した図である。
【図４Ｂ】 密閉位置における、図３Ｂの装置を示した図である。
【図５】 樹脂を鋳型構造の内部内に導入することによる封じ込め段階を示
す図である。
【図６】 複合構造内のノードを示した図である。
【図７】 強化材を鋳型構造部内に敷き詰めるために適した装置の側面図で
ある。
【図８】 強化材を鋳型構造部内に敷き詰めるために適した装置の側面図で
ある。
【図９】 装置の供給ヘッドの正面図である。
【図１０】 装置の供給ヘッドの側面図である。
【図１１】 本発明による成形構造部の製造に含まれる段階を示す図である
。
【図１２】 本発明による成形構造部の製造に含まれる段階を示す図である
。
【図１３】 本発明による成形構造部の製造に含まれる段階を示す図である
。
【図１４】 本発明による成形構造部の製造に含まれる段階を示す図である
。
【図１５】 本発明による成形構造部の製造に含まれる段階を示す図である
。
【図１６】 本発明による成形構造部の製造に含まれる段階を示す図である
。
【図１７】 本発明による成形構造部の製造に含まれる段階を示す図である
。
【図１８】 本発明による成形構造部の製造に含まれる段階を示す図である
。
【図１９】 連続的載置段階を示しかつ鋳型を介して示した側断面図である
。
【図２０】 連続的載置段階を示しかつ鋳型を介して示した側断面図である
。
【図２１】 連続的載置段階を示しかつ鋳型を介して示した側断面図である
。
【図２２】 注入及び硬化後の鋳型を介して示した側断面図である。
【図２３】 本プロセスにより形成された複合材の斜視断面図である。
【符号の説明】
２４ 鋳型 ２６ チャネル ３８ 強化材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ， ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ， ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＢＺ，Ｃ Ａ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ， ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，Ｋ Ｅ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ， ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，Ｒ Ｕ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ， ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 スティーブン・カズンズ イギリス・ベッドフォードシャー・ＭＫ 43・０ＡＬ・クランフィールド・（番地な し）・クランフィールド・ユニバーシテ ィ・スクール・オブ・インダストリアル・ アンド・マニュファクチュアリング・サイ エンシィズ (72)発明者 リー・ベイトアップ イギリス・ベッドフォードシャー・ＭＫ 43・０ＡＬ・クランフィールド・（番地な し）・クランフィールド・ユニバーシテ ィ・スクール・オブ・インダストリアル・ アンド・マニュファクチュアリング・サイ エンシィズ (72)発明者 ロバート・バックハウス イギリス・ベッドフォードシャー・ＭＫ 43・０ＡＬ・クランフィールド・（番地な し）・クランフィールド・ユニバーシテ ィ・スクール・オブ・インダストリアル・ アンド・マニュファクチュアリング・サイ エンシィズ Ｆターム(参考） 3D003 AA01 AA10 BB01 CA17 CA18 4F204 AA36 AD16 AD18 AG13 AH17 AR07 AR14 EA01 EA05 EB01 EB12 EF01 EF05 EF23 EF49 EK23 EL12 EL17

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ノード鋳型の各チャネル内にかつ各チャネルに沿って、かつ
    ノード鋳型の各ノードと交差させて一定断面を有するコア強化材を敷く段階であ
    って、少なくとも部分的に各チャネルを満たすように各チャネルに沿って繰り返
    し通過させることで一定断面を有するコア強化材を敷く段階と、 前記鋳型を密閉する段階と、 前記強化材の周囲に供給した樹脂を硬化させる段階と、 を備えることを特徴とする強化ノード構造部の成形方法。
  2. 【請求項２】 前記強化材は、フォームコアカーボンファイバ構造であるこ
    とを特徴とする請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記各チャネルはオーバーフィルされ、これにより前記鋳型
    の密閉により前記強化材が圧縮されることを特徴とする請求項１又は２に記載の
    方法。
  4. 【請求項４】 前記敷く段階は、供給ヘッドと前記鋳型との相対移動と、前
    記強化材の供給の制御とを含み、これら全てがＣＮＣ（コンピュータ数値制御）
    下にあることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項記載の方法。
  5. 【請求項５】 前記ＣＮＣ下にて、供給ヘッド内で各強化材を所定長さに切
    断することをさらに有することを特徴とする請求項４記載の方法。
  6. 【請求項６】 前記強化材の以前の層に強化材を熱的に付加する段階を有す
    ることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項記載の方法。
  7. 【請求項７】 強化材を局所的にそらすために、前記鋳型内に少なくとも１
    つのインサートを導入して、局所的な強化点を提供しかつ／又は取付点を提供す
    ることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項記載の方法。
  8. 【請求項８】 供給ヘッドと、鋳型と、前記鋳型のチャネル内に該チャネル
    に沿って前記強化材を敷き詰めるために、前記供給ヘッドと前記鋳型との相対運
    動を生じかつ一定断面を有するコア強化材を前記供給ヘッドを介して供給するた
    めの手段と、を有することを特徴とする複合材成形ノードフレーム構造部に対し
    て強化材を敷き詰めるための装置。
  9. 【請求項９】 前記供給ヘッドは、さらに、前記強化材を所定長さに切断す
    るための手段を有することを特徴とする請求項８記載の装置。
  10. 【請求項１０】 ＣＮＣ下にあることを特徴とする請求項８又は９に記載の
    装置。
  11. 【請求項１１】 前記供給ヘッドは、さらに、放射ヒータを有することを特
    徴とする請求項８，９，１０の何れか１項記載の装置。
  12. 【請求項１２】 複合材成形製品を形成するための一定断面を有する細長い
    コア強化材であって、膨張性材料のコアを取り囲む強度付与ファイバのエンベロ
    ープを備えることを特徴とするコア強化材。
  13. 【請求項１３】 前記ファイバはカーボンファイバであることを特徴とする
    請求項１２記載のコア強化材。
  14. 【請求項１４】 前記強度付与ファイバの前記エンベロープは編組構造を有
    することを特徴とする請求項１２又は１３記載のコア強化材。
  15. 【請求項１５】 前記膨張性材料は独立気泡フォーム材料であることを特徴
    とする請求項１２，１３，１４の何れか１項記載のコア強化材。
  16. 【請求項１６】 請求項１２乃至１５の何れか１項記載の少なくとも１つの
    所定長さを有する強化材を鋳型内に敷く段階と、前記鋳型を密閉する段階と、前
    記強化材内及び周囲のボイド空間を減少させるために、前記強化材の膨張を生じ
    させるように鋳型内の圧力を下げる段階と、前記強化材の周囲に沈積した樹脂を
    硬化させる段階と、を備えることを特徴とする複合材製品の成形方法。
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