JP4515765B2 - ファイバー補強構造要素の製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、一般に、ファイバー補強された大きい構造要素の製造技術、特にボルト取付具またはボルトをファイバー補強構造要素内に固着する技術に関する。
これに関連して、ファイバー補強構造要素なる用語はファイバー補強された樹脂またはプラスチックベースの材料で作られガラス繊維(ファイバー)、カーボンファイバーまたはケブラーファイバーのようなファイバー手段によりファイバー補強されポリエステル、ビニールエステル、フェノールまたはエポキシのような樹脂材料から製造された補強構造要素の如何なる構造要素をも包含する一般的用語として解釈される。更に構造要素はそれ自体内に負荷搬送要素または支持要素を構成し、上記要素としてはビルディング構造の要素、前面要素、橋、風車の構成要素、デッキ部品のような船の構成要素が例示される。
これに関連して、ボルト取付具、ボルトおよび取付部品は後述する如何なる要素をも包含する一般的用語として解釈されるべきであり、上記要素としてはボルト、ボルトの軸、ナット、フック、外ねじ付きピン、例えば押圧取付またはスナップ取付の閉塞要素などの拘束要素で例えば構造要素の固着のための一致するまたは掛け合わされる固着要素のような別の固着要素と協働する目的を果たすものであってボルト取付具、ボルトまたは取付部品を支持し、または内ねじまたは異様に形成されたボデーを含みボルトのねじ部を受け入れるためのねじ部または内ねじを含む取付部品が例示される。
工業分野ではファイバー補強構造要素の使用がこの数10年間に急速に増加し、これはそのような要素の風車業界内での使用成功に基本的に鼓舞されたことに起因している。風車の羽根のような風車部品から離れても、ファイバー補強構造要素は家屋建設工業および造船工業内、および従来は金属構造が使用されていた或る技術分野内においては成功を収めてきた。化学工業または亜鉛めっきおよび亜鉛被覆工業内の例としては、従来の金属構造は過度の腐食により寿命が極めて短くなるのに対して、コンテナー、階段、支持要素などを含むファイバー補強構造要素は実質的に劣化または腐食されることなく腐食性雰囲気への晒しに耐え得る。
構造要素および各種部品の構造要素内への固着技術は下記の特許出願および特許内に記述されておりこれらの米国特許は関連資料として本出願内に組み込まれる。関連資料はEP0170886、US4,892,462、US4,339,230、US4,278,401、FR2758594、FR2670956、US5,664,820、US3,372,073、GB2119472およびDE19625426を包含している。
ボルト取付具、ボルトおよび/または取付部品をファイバー補強要素内に埋め込む技術は特にボルト取付具、ボルトまたは取付部品の好適なかつ正確な配置に関して或る問題を強要することが出願人会社により分かってきた。従来の技術は製造工程中に加工され、押し出されまたは引き抜かれるべきファイバー補強構造要素内にボルト取付具、ボルトまたは取付部品の簡単な位置決め機構を備えてはいるが、この従来のかつ簡単な技術は製造中に必要とする正確さでボルト取付具、ボルトまたは取付部品を位置決めすることを許容できずかつ構造要素の製造のためにはファイバー補強技術の更なる商業的開発が要求されることが出願人会社により分かってきた。
本発明のひとつの目的はファイバー補強構造要素内に予め定められた位置または配置でボルト、ボルト取付具または取付部品を簡単かつ正確な位置決めを許容する新規な技術を提供することである。上記の正確さは家建設、船建設および風車工業を含む工業内で受け入れ得るものであり、例えば特定ボルト、ボルト取付具または取付部品の位置の精度は、+/−1mm、または+/−0.5mmより低い変動である。
本発明による新規な技術がボルト取付具、ボルトまたは取付部品を通してファイバー補強構造要素に対する力および衝撃の改良された伝達を提供することは本発明のひとつの特徴であり、これによりファイバー補強構造のサイズの減少を許容し、即ちファイバー補強構造の重さを減または代わりにファイバー補強構造要素の材料を減ずる
本発明による方法および技術がボルト取付具、ボルトまたは取付部品がソリッドかつ高負荷ケーシング内のファイバー補強構造要素内の特定位置に配置されかつ固定されることを許容することは本発明の更なる特徴である。
本発明の特別な利点はボルト取付具、ボルトまたは取付部品をファイバー補強構造要素内に位置決めしてかつ固着する新規な技術がボルト取付具、ボルトまたは取付部品の位置決めのために高負荷ケーシングの使用を許容しかつボルト取付具、ボルトまたは取付部品をボルト取付具、ボルトまたは取付部品を支持する負荷支持ケーシングの特殊形成により作られた特定幾何学形状または形内における容易な位置決めを提供することである。
上述の目的、上述の特徴および上述の利点と本発明の以下の詳述から明らかにされる多数の他の目的、利点および特徴は、本発明の第1の形態によるものである。該第1の形態は、複数のボルト取付具、ボルトまたは取付部品を含むファイバー補強された構造要素であって別の構造要素に対する取り付けのための構造要素の製造方法において、
i)上記ファイバー補強された構造要素と親和性を有するファイバー補強材料の細長のコアー要素であって、引き抜きにより作られ、上記ボルト取付具、ボルトまたは取付部品のひとつの装着または固定のための端部を備えるコアー要素を供給し、
ii)サブアセンブリーを製造するために上記ボルト取付具、ボルトまたは取付部品のひとつを上記コアー要素の上記端部上に装着し、
iii)引き抜き工程において、上記サブアセンブリーを引き抜き成形機を通して引き、上記サブアセンブリーの外周を補強ファイバーおよび樹脂で覆い、そして、該樹脂が該補強ファイバーと共に上記サブアセンブリーの外周を囲むケーシングを提供するように樹脂を加熱しかつ加硫することにより、上記ボルト取付具、ボルトまたは取付部品のひとつを上記コアー要素の上記端部に固着し、または、代わりに、上記サブアセンブリーを別の引き抜き工程で製造されたケーシングに対して接着することにより固着し、そして、
iv)上記コアー要素および上記ボルト取付具、上記ボルト、または上記取付部品および上記コアー要素、を含む、ボルト取付具アセンブリー、ボルトアセンブリー、または取付部品アセンブリーを供給するために、上記補強ファイバーおよび上記加硫された樹脂の上記ケーシング内で外周が囲まれた上記サブアセンブリーを加工し、
v)複数の上記ボルト取付具、ボルトアセンブリーまたは取付部品アセンブリーを製造するために上記ステップi)−iv)を繰り返し、
vi)上記の最終的なファイバー補強された構造要素内に、上記複数のボルト取付具、ボルトまたは取付部品の所望の位置により、上記複数のサブアセンブリーを配列し、そして、
vii)上記複数のサブアセンブリーにより構成される上記複数のボルト取付具、ボルトまたは取付部品を含む上記ファイバー補強された構造要素を引き抜きで製造するステップを包含している方法により得られる。
本発明の基本的な教示によると、個々のボルト取付具、ボルトまたは取付部品はボルト取付具、ボルトまたは取付具アセンブリー内に予め位置決めされる。アセンブリーそれ自体はボルト取付具、ボルトまたは取付部品に対して正確に配置されたコアーで構成されておりかつ別の製造ステップ内でボルト取付具、ボルトまたは取付部品に対して引き抜き工程により固着される。強調されるべき点はコアー要素およびボルト取付具、ボルトまたは取付部品相互間の固着はコアー要素とボルト取付具、ボルトまたは取付部品の間の連結を必要とせず、これはコアー要素とボルト取付具、ボルトまたは取付部品が引き抜き工程中に外周取り巻きケーシングに対して機械的に固着され、しかしながらコアー要素とボルト取付具、ボルトまたは取付部品の間の協働が最終構造内においてはボルト取付具、ボルトまたは取付部品の正確な位置決めと固着を提供するのである。以下に更に詳述されるように、ボルト取付具、ボルトまたは取付部品アセンブリーの製造のために引き抜き工程を使用するとボルト取付具、ボルトまたは取付部品アセンブリーが特定軽量的な輪郭で製造され最終ファイバー補強構造要素内における個々のボルト取付具、ボルトまたは取付部品の意図した位置決めを促進しまたは保証する。ボルト取付具、ボルトまたは取付部品アセンブリーの製造はまた個々のボルト取付具、ボルトまたは取付部品アセンブリー内のコアー要素に対するボルト取付具、ボルトまたは取付部品の固着のために使用される引き抜き工程に起因して個々のボルト取付具、ボルトまたは取付部品の必要な負荷支持能力を保証する。
個々のコアー要素は例えば鋳造、機械加工などによりファイバー補強構造要素の材料と親和性を有する材料から前もって製造可能であり、これはコアー要素のために使用される材料、およびボルト取付具およびボルトおよびコアー要素を包含しているサブアセンブリーの被覆のための引き抜き工程のための材料が、機械的、構造的かつ化学的にファイバー補強構造要素の材料と組み合わせ得ることを意味している。多くの用途のためには、上述のファイバー補強材料および樹脂材料使用され明らかな理由により、ボルト取付具、ボルトまたは取付部品アセンブリーはファイバー補強構造要素の残部の材料と親和性を有する材料から製造され得るが、改良された強度および負荷支持容量を呈する。代わりに、同じ材料がボルト取付具、ボルトまたは取付部品アセンブリーおよびファイバー補強構造要素の製造のために有利に使用され得る。
非プレキャストコアー要素が使用されたとすると、本発明による方法は好ましくは、細コアー要素切断のステップを包含し、上記コアー要素は好ましくは既述の引き抜き工程で作られた連続した細コアー要素ボデーから得られるものである。
ひとつのボルト取付具、ボルトまたは取付部品をコアー要素の一端部上に装着する技術はコアー要素に凹部、孔またはボルト取付具、ボルトまたは取付部品受領のために形成された取付具のような突出部を形成することにより容易に達成され得る。本発明による方法の特定有利な実施例によると、コアー要素がコアー要素の両端部にボルト取付具、ボルトまたは取付部品の2個を受け入れるためのそれぞれの端部を備え、本発明による方法がステップii)およびiii)に引き続きボルト取付具、ボルトまたは取付部品の2個をサブアセンブリーのそれぞれの端部に装着または固着し、そして、ステップiv)内に補強ファイバーおよび加硫した樹脂でケーシング内で周囲を囲まれているサブアセンブリーをそれぞれがボルト取付具、ボルトまたは取付部品アセンブリーを構成する2個の半体に加工する工程を包含する。
本発明による方法の更に有利な実施例によると、コアー要素に対するボルト取付具、ボルトまたは取付部品の適正な位置決め、固着および方向付けはコアー要素の端部を特殊輪郭に加工しかつボルト取付具、ボルトまたは取付部品の端凹部をコアー要素の端部の円錐形輪郭と符号しかつ一致する形状とすることにより得られ、これによりステップiii)内の引き抜き工程の前および間にコアー要素に対するボルト取付具、ボルトまたは取付部品の正確な位置決めおよび保持が提供される。
本発明による方法または技術の更なる特定の有利な形態によると、コアー要素およびボルト取付具、ボルトまたは取付部品のアセンブリーを含むケーシングは引き抜き工程で特定輪郭に製造されることができ、これはケーシングが円形、楕円形、多角形、特に6角形または正方形断面形状または代わりに上述の断面形状の組み合わせのような特定断面形状に製造され得るからである。
代わりに、ケーシングの意図した幾何学的輪郭は別の加工ステップにより得ることができ、上記加工ステップ内ではケーシングは円形、楕円形、多角形、特に6角形または正方形断面形状または代わりに上述の断面形状の組み合わせのような特定断面または形状に加工される。
本発明の第1形態による方法の第1実施例においては、ステップiv)内で行われる加工は引き抜き工程から提供される材料をストリングを通して垂直に単にカットすることにより達成され、かつボルト取付具、ボルトまたは取付部品アセンブリーは引き続きアセンブリーのコアー要素に対して固着されたボルト取付具、ボルトまたは取付部品に対して反対側の端面を備え、この端面はボルト取付具、ボルトまたは取付部品アセンブリーの長手軸に対して直角に延びている。本発明の第1形態による方法の目下の好ましい実施例によると、アセンブリーは、しかしながら、加工工程において提供され、ボルト取付具、ボルトまたは取付部品アセンブリーの長手軸に対して鋭角を形成する面を備え、それはアセンブリーをファイバー補強構造要素内に固着するためにコアー要素の接触する大きい面を提供するためであり、かつ更に非回転対称アセンブリーを提供し、このアセンブリーはファイバー補強構造要素内への固着のためには最良の形状である。
上述の目的、上述の特徴および上述の利点と本発明の以下の詳述から明らかにされる多数の他の目的、利点および特徴は、本発明の第2の形態によるものである。該第2の形態は、複数のボルト取付具、ボルトまたは取付部品を含むファイバー補強された構造要素であって別の構造要素に対する取り付けのための構造要素内で使用するためのボルト取付具、ボルトアセンブリーまたは取付部品アセンブリーの製造方法において、
i)上記ファイバー補強された構造要素と親和性を有するファイバー補強材料の細長のコアー要素であって、引き抜きにより作られ、上記ボルト取付具、ボルトまたは取付部品のひとつの装着または固定のための端部を備えるコアー要素を供給し、
ii)サブアセンブリーを製造するために上記ボルト取付具、ボルトまたは取付部品のひとつを上記コアー要素の上記端部上に装着し、
iii)引き抜き工程において、上記サブアセンブリーを引き抜き成形機を通して引き、上記サブアセンブリーの外周を補強ファイバーおよび樹脂で覆い、そして、該樹脂が該補強ファイバーと共に上記サブアセンブリーの外周を囲むケーシングを提供するように樹脂を加熱しかつ加硫することにより、上記ボルト取付具、ボルトまたは取付部品のひとつを上記コアー要素の上記端部に固着し、または、代わりに、上記サブアセンブリーを別の引き抜き工程で製造されたケーシングに対して接着することにより固着し、そして、
iv)上記コアー要素および上記ボルト取付具、上記ボルト、または上記取付部品、を含む、ボルト取付具アセンブリー、ボルトアセンブリー、または取付部品アセンブリーを供給するために、上記補強ファイバーおよび上記加硫された樹脂の上記ケーシング内で外周が囲まれた上記サブアセンブリーを加工するステップを包含している方法である。



本発明の第2の形態による方法は本発明の教示によると有利には本発明の第1の形態による方法に関連して記述されかつ説明された何れの特徴をも包含している。
上述の目的、上述の特徴および上述の利点と本発明の以下の詳述から明らかにされる多数の他の目的、利点および特徴は本発明の第3形態によるものである。該第3の形態は、構造要素を別の構造要素に固着するための複数のボルト取付具、ボルトまたは取付部品を備えたファイバー補強構造要素により達成され、このファイバー補強構造要素は本発明の第1の形態により製造されかつ本発明の第2の形態による方法で製造された複数のボルト取付具、ボルトまたは取付部品アセンブリーを備えている。
上述の目的、上述の特徴および上述の利点と本発明の以下の詳述から明らかにされる多数の他の目的、利点および特徴は本発明の第4形態によるものである。該第4の形態は、本発明の第2の形態による方法で製造されたファイバー補強構造要素内での使用のためのボルト取付具、ボルトまたは取付部品アセンブリーにより得られる。
本発明は図面に関連して更に記述される。
図1において、アセンブリー10は本発明による方法で製造されかつ図5および図6に関連して記述されるように2個のアセンブリーに分離されることが意図されたものとして示されている。
ファイバー補強構造要素内での使用のためのボルトのボルト取付具を備えたアセンブリーの製造方法によると、コアー要素が最初に製造される。このコアー要素はプラスチックベース材料、木材または金属または複合材料を含む何れかの適切な材料から製造されることができ、これらの材料はファイバー補強構造要素と親和性を備え、これはコアー要素の材料が本発明の技術による全ての他の材料と同様に残りの材料と組み合わせ可能であることを意味しており、即ち、互いに化学的に反応することがなく、かつ機械的に組み合わせおよびリンク可能であり、これはこれらの材料が互いに一体構造体に結合されることができかつ好ましくは膨張率、および破断および剪断強度に関するような機械的強度に関する限り実質的に同じ機械的特徴を呈することを意味している。本発明による方法の目下の好ましい実施例によると、引き抜かれたコアーボデーは好ましくは図2内に図示されたように使用される。
図2内において、引き抜き成形機は全体として関連符号30で表示されておりかつその出口から引き抜きロッド32を射出し、このロッドは即ち、円形筒状断面構造のもので、ポリマー、ビニールエステルまたはフェノールまたはエポキシレジンのような樹脂から作られており、その中にガラスファイバー、カーボンファイバーまたはカーバルファイバーのような補強ファイバーが埋め込まれている。引き抜きロッドまたはボデー32は個々の要素に切断され、そのひとつは関連符号12で表示されており、上記切断は鋸34として概略図示されたカッター手段による。ボデーまたはロッド12の両端の円錐形端部は図2内に概略図示されているカッター36のような加工器具の手段により製造される。カッター36はコアーボデー12の両端に関連符号20で表示されている円錐形端部を製造する。
図1内に示されているアセンブリー10の製造方法の更なるステップにおいて、ボルト取付具22は図3内に図示されているようにコアー要素12の両端に配置される。
コアー要素12と同様に、ボルト取付具22は好ましくは円形筒状断面構造であり、一端に円錐形凹部20’を備え、この円錐形凹部はコアー要素12の円錐形端部20と符号するように構成されている。各ボルト取付具22は更に貫通孔を備え、この貫通孔は円錐形凹部20’と連通しかつ狭い中央筒状孔部分25およびより広い孔部分24を区画し、孔部分24は外部と連通しかつ図3の左底部に図示されているようにねじ軸2との協働が意図されている。ボルト取付具は異様に構成されることができ、例えばボルト取付具全体が一端から他端へ、例えば外端から内端へまたは内端から外端へ、テーパー付きの円錐形とされ得る。代わりに、ボルト取付具22は外向き引き抜きフランジを備え得る。更に代わりに、ボルト取付具は異形の貫通孔を備え、その中でねじ孔部分が中間の狭い筒状孔部分を設けることなく円錐形凹部と連通させ得る。更に代わりに、ねじ孔が省略され、ボルト取付具が取付具としてボルトを構成する外側への引き抜きねじ軸を備え得る。
各ボルト取付具22に協働する円錐形端部20および円錐形凹部20’を備えることにより、ボルト固定具22としての自己センタリングおよび自己整列の特徴が得られ、これは円錐形端部20と円錐形凹部20’の間の相互作用により意図した整列方向が保持され易くなるためであり、円形筒状ボルト取付具22がコアー要素12の中央部の筒状連続部に構成される。
図3内に示されているコアーボデーおよび2個のボルト取付具22を包含しているサブアセンブリーが、図4内に図示されているように、引き抜き装置40内に導入され、引き抜き装置は受領セクション46を包含し、その中へ上述のサブアセンブリーが連続ストリングを構成している複数のサブアセンブリーと共に引き抜き装置40の受領セクション46内へファイバー補強材料のウエブと共に導入され、上記ウエブは図4の左側に示されておりかつそれらのふたつは関連符号42および44で表示されている。受領セクション46からファイバー補強材料により外周が取り囲まれた整列サブアセンブリーを含むストリング48は樹脂アプリケーターおよび樹脂加熱および加硫装置50内へ導入され、この装置50はそこへ樹脂を供給するための樹脂リザーバー52と連通している。装置50の出口ダイは関連符号54で表示されておりかつ装置50のダイ54から放出される引き抜きストリング56に特定形状を提供しており、このストリング56は装置50のダイ54から引出ストリングを引くための引出装置58内へ導入される。
引出装置58から、ストリング56はカッター60へ放出され、カッターはストリング56を図1内にも示されているアセンブリー10を構成する別個のセクションに分割する。これはストリング56のセクションまたはアセンブリー10への切断が端部をカバーしているボルト取付具2付きのコアーボデー12を包含しているサブアセンブリーが引き抜き装置40の入口端へ入るのと同期されているからである。図1内に示されているアセンブリー10が製造されるサブアセンブリーの別の製造工程においては、ボルト取付具2およびコアー要素12は好ましくは引き抜きにより製造されて上述のケーシング26を構成している筒状ケーシングに対して接着により固着される。引き抜きにより製造されたケーシング26に対して接着により固着するのとボルト取付具22およびコアー要素12を引き抜き工程によりケーシングに対して固着する技術とは技術的に均等方法を構成すると考えられる。
図1内には、コアー要素12はボルト取付具22と共に示されており、このボルト取付具は孔25と連通しているねじ孔24を開示しておりかつ更にコアー要素12のテーパー付きまたは円錐形端部20を開示している。
図1内には、図4に関連して記述されている引き抜き工程で製造されたアウターケーシングも開示されており、そのケーシングは関連符号26で表示されている。図1は更にアセンブリー10の構造を開示しており、その構造は凹入頂面14、反対側の凸状または円形筒状底面1および対向する並行平面18を区画している。図1内に図示されている凸状/凹入構造は図7および図10に関連して後述されるように、アセンブリー10から作られるボルト取付具アセンブリーの位置決めを許容し、これは凸状外面(円形筒状底面)16またはひとつのボルト取付具アセンブリーを隣接したボルト取付具アセンブリーの凹入面14内に並置しかつ部分的に受け入れられるように配置することにより達成される。
図1内に示されているアセンブリー10から、2個のボルト取付具アセンブリーが図5内に図示されているように製造され、その製造はアセンブリー10を関連符号64により破線で表示した線に沿い2部品に切断することにより行われる。カッターは鋸62により概略図示されている。2個の半体に切断されたアセンブリー10は図6内に垂直断面で図示されており、分離部64の線を開示しアセンブリー10から製造された2個のボルト取付具アセンブリーの各々の対向斜面66を提供している。アセンブリー10の1/2を構成している各ボルト取付具アセンブリーはコアー要素12のテーパー付き切断部分および引き抜きケーシング26によりコアー要素12に固着されたボルト取付具22を備えている。斜面66を備えることにより変則形状のボルト取付具アセンブリーが製造され、最終ファイバー補強構造内におけるボルト取付具アセンブリーの固着能力を高めかつ更に中央コアー要素12と最終ファイバー補強構造との間の主要接触面を提供する。
直線とは異なるひとつの方向に個々のボルト取付具アセンブリーを位置決めする能力は図7内に図示されている。そこでは3個の個々のボルト取付具アセンブリーが全体として関連符号70で表示されている構造体に組み合わされていることが示されており3個のボルト取付具アセンブリーについて、ひとつのボルト取付具アセンブリーの凹入面14が全体として湾曲方向にある隣接ボルト取付具アセンブリーの凸状面16受け入れている。図7内に示されている複合構造体を囲むファイバー補強構造は関連符号72で表示されている。
図8においては、僅かに修正されたボルト取付具アセンブリーの構造が図示されており、円形の凹入頂面および凸状面14および16が平面要素を有する凹入頂面および凸状外面により置き換えられている。凹入頂面14’の平面要素構造がボルト取付具アセンブリーの凸状面16’の構造に対応する構造を備えていることにより、個々のボルト取付具アセンブリーは図8内に示されているよう構造体組み合わされ、その中で個々のボルト取付具アセンブリーの好適な直線状位置決めがボルト取付具アセンブリーの対応する凸状外面および凹入面の存在により確保されかつ保持される。図8内における4個のボルト取付具アセンブリーの全体としての組み合わせは関連符号70’で表示されている。図8内に図示されている複合構造体から、ファイバー補強構造体要素は更なる押し出し、引き抜きまたは手動または自動化されたファイバー補強製造工程で補強ファイバーおよび樹脂を取付具アセンブリーの結合体に供給しかつ最終製品の意図した形状により構造要素を形成することにより製造される。
最終製品は例えば図9内に図示されているように負荷支持キャリヤーアイビーム76と関連して使用され、そこでは図8内に示されているボルト取付具アセンブリーのボルト取付具内に受け入れられているボルト軸28はアイビーム76に対して個々のボルト74により固着されている。
図7内に示されている湾曲構造体は代わりに例えば図10内に図示されているような平面プレート要素78への固着のために使用され得る。
上述のように、図1−6に関連して上述されたボルト取付具22は引き抜きケーシング26内におけるボルト取付具の固着を改善するために有利には円錐形または楕円形に形成され得る。図11a−11c内には引き抜きケーシング内におけるボルト取付具の固着強度を増す別の技術が図示されている。概ね明細書を通して、以前に記述された部品または要素と同様な部品または要素は以前に表示されたのと同じ関連符号で表示されるが、以前に記述された部品または要素と形状的に異なる部品または要素であって、しかしながら以前に記述された部品または要素と同じ目的を果たすものは、同じ関連符号で表示されるが幾何学的に異なることを確認するためにマークが付されている。
図11aにおいて、ボルト取付具22’は図3内に示されている上述のボルト取付具22と相違しており、何故ならばボルト取付具22’の外面はラフでありまたはざらざらしていて平坦でない外面を提供しており、これが引き抜きケーシング26’に対するボルト取付具22’の固着を改善している。図11aにおいてはボルト取付具22’のラフまたはざらざらした外面は実際のラフまたはざらざらした面と比べて明確化のために或る程度誇張されている。
図11bにおいては、引き抜きケーシング26”に対するボルト取付具22’の固着力増強のための異なる技術が示されており、ボルト取付具22”が左および右向きの複数の外ねじを形成する外側隆起を備え、外側引き抜きケーシング26”の重合体材料内への隆起のソリッドな埋め込み機能を果たしている。
図11cにおいては、ボルト取付具22IIIおよび引き抜きケーシング26IIIの間の接着を改良する更なる代わりの技術が示されている。図11cでは、ボルト取付具22IIIの外端が外側の浅いねじ23IIIを備え、その中にボルト取付具22IIIとコアーボデー12IIIが図4内に示されている引き抜き装置のような引き抜き装置を通して動かされる前に補強ファイバーおよび樹脂が受領される。
図4に示されているストリング56のような本発明によるアセンブリーが切断されるストリングの切断を容易化するために、図12a内に示されているボデー80のような間隔ボデーを使用し得る。ボデー80は中央に円形筒状デイスク82を包含し、その両側から2個の同芯に延びるピン84が突出している。ボデー80は一般に図12b内に示されている2つのボルト取付具22IVのようなボルト取付具と組み合わされて使用され隣接したボルト取付具22IVの端部の間を隔てかつ図12b内には示されていない外側引き抜きケーシングおよび間隔ボデー80を通してのカッターの容易な移動を許容しており、間隔ボデーは好ましくはPE、PPのようなプレキャストプラスチックボデーまたは同様なプラスチック材料ボデーである。
図14aにはナットと組み合わされたカーボン補強取付具を使用する技術が示されている。図14aにおいて、ナット22はコアーボデー12の外端で引き抜きケーシング26内に囲まれている。ナット22と合わせてカーボンファイバー補強筒状ブッシュまたは取付具27が引き抜きケーシング26内に備えられてナット22がアセンブリー10の外端から離れた位置を保ちかつ同時にカーボンファイバー補強ブッシュ27を備えることにより剛直なアセンブリーの提供を許容している。
図14bにおいては、コアーボデーに対してボルト取付具センタリングする異なる技術が図示されており、コアーボデー12VIが同軸配置のアウターピン20VIを備えておりその上にボルト取付具またはナット22VIが装着されている。
図13には、引き抜き装置40IVが示されており、これは基本的には図4に関連して上述された引き抜き装置40に対応しているが、上述の装置と異なり、受領セクション46では、コアーボデー12IVおよびボルト取付具22IVのストリングが更に間隔ボデー2を備え、間隔ボデー82の手段により離れた位置に配置されたボルト取付具22IVを備えたストリング48IVが製造できるようにしている。
加硫装置50から、ストリング56IVは4角形断面またはアセンブリー10の上述構造とは異なる構造のものとして供給される。
図12bに関連して上述したボルト取付具22IVの外端位置の保持のための間隔ボデー80を提供する技術は、ボルト取付具内に受け入れられるボルトピンの外端を間隔を隔てた位置関係に保持するためのものと補正され得る。
図15において、プレキャストプラスチック材料ボデー80VIIが円形筒状構造のものとして提供されており、これはボルト取付具22VIIの外径に対応する外径を備え、かつボルトピン28VIIの外端部を受け入れるためのねじ孔を備えている。図4または代わりに図13内に示されている装置のような引き抜き装置での引き抜き工程終了の後に、引き抜きストリングは例えば図4および図13内に図示されているようなカッター0の手段により切断され、そのときカッターは間隔ボデー80VII内に受け入れられている2個のボルトピン28VIIの外端間のスペース内に動かされる。
本発明による一体引き抜き技術はまた本発明によアセンブリー内に一体的に引き抜かれた取付具を例えば図16aおよび16b内に図示されているような引き抜きケーシング内の内ねじ形成のための形成器としての使用を許容している。
図16aにおいて、本発明によるアセンブリー10IXの端部は引き抜きケーシング26IXを含むものとして示されており、その中にコアーボデー12 IXが形成ボデー22 IXと共に囲まれており、この形成ボデーはアセンブリー10IXの外端から突出している軸25IXを構成しかつ引き抜きケーシング26IX内に埋め込まれた粗いねじ24IXを備えている。形成取付具22IXのねじ24IXの外面はPTFE被覆、パウダー被覆またはグリース状被覆面のようなスリップ被覆を備えていて形成取付具22IXが図16b内に示されているようにアセンブリー10IXの外端から取り除かれることを許容し、形成取付具22IXがアセンブリー10IXの残部から取り外されて、当初形成取付具22IXの外ねじ24IXにより形成された引き抜きケーシング26IXの内ねじを露出る。
き抜きケーシング26IX は、図17内に図示されているローラーベアリング60のようなローラーベアリングの部分の支持に使用され、ローラーベアリング60は、アセンブリー10IXの引き抜きケーシング26IX内に、例えば図16aおよび16b内に示されているねじ手段により受領されるか、または代わりにき抜きケーシング26IXの内壁に対して形成取付具22IXにより当初形成されたような引き抜きケーシング26IXの内ねじのキャビテイーに充填した接着剤により固着される。ローラーベアリング60は既述のようにアセンブリー10IXの外端部に固着されているローラーベアリング部分62を包含しかつ軸64を通してローラーリール66に接続され、このローラーリールは例えばスタンドまたは同様な支持部材上に支持されている。アセンブリー10IXの反対側端部には同様なローラーベアリング60が備えられている。図17内に示されている構造は例えば製造プラントのために使用されることができ、そこではローラーバンドが使用されかつそのローラーバンドは一方においては攻撃的な流体またはガスに対向配置され、他方においてはひとつの位置から別の位置へ容易に動かされる軽量構造を提供する。
上述の一体的引き抜き製造技術はまた図18内に示されるH形構造要素10のような手の混んだ構造体要素の製造を許容し、この要素は図4および図13に関連して上述された装置と同様な引き抜き装置の加硫装置50から放出される。図18内に示されているH形アセンブリーにおいては2個の垂直バーが備えられており、各バーはボルト取付具、ボルトまたは取付具を一体に備えてH形要素が別のビルデイング構造体に対して固着され得る。アセンブリー10の各垂直バーは関連符号11で表示されかつH構造内の2個の垂直バーを連結している水平ウエブは関連符号13で表示されている。
取付具、ボルト固定具または両端部に配置されたボルトであって本発明の技術による負荷搬送要素として使用される要素またはアセンブリーを可能にするボルトを有する負荷搬送アセンブリーを提供する技術は更にストレインゲージまたは同様な衝撃検出センサーのようなセンサーを本発明によるアセンブリー内に一体化することにより要素の負荷搬送容量計測技術と組み合わされ得る。図19においては、アセンブリー10XI円形筒状き抜きケーシング26XIの両端から突出した2個のねじピン28XIを有するものとして示されている。引き抜きケーシング26XIの中にはねじピン28XIを受けるための2個のブッシュ22XIが収容されている。負荷検出センサー90はストレインゲージまたは同様な衝撃検出要素を含むことができかつ図20内に図示されているように具体化され得る。負荷検出センサー90は2個のピン92によりブッシュ22XIに接続されており、ブッシュ22XIからの負荷が負荷検出ユニット90へ伝達される。負荷伝達ピン92は9内に破線で指示されかつ関連符号94で表示されている筒状ケーシング内にそれぞれ収容されている。
負荷検出センサーユニットは図20内に図示されているように具体化されることができ、外部励起源からの誘導により電気的パワーを受領するための誘導コイル100を備え、この誘導コイルは電気的パワーを電子回路ブロック104および106へ供給するためにパワー供給源102へ接続されている。ブロック104はストレインゲージ108のようなセンサー要素からの入力信号を受領する入力アンプステージを構成しかつその出力信号を伝達ステージ106へ放出し、ステージ106はアンテナ110の手段により離れた位置のレシーバーへラジオ波信号を発信する。図20に関連して上述された負荷検出センサーユニット90内に備えられている回路は非線形増幅ステージ、a/d変換ステージなどのような従来型の信号形成または信号変換要素の何れかを含み得ることが理解されるであろう。遠隔データロッキングユニットを提供する技術は当業界で良く知られておりかつ負荷検出センサー要素それ自体の電子回路の詳細な記述はなされていないが、それは負荷検出センサーユニット90自体の具体的構成が本発明の一部ではないからである。
図21においては、アセンブリー10XIを保持している負荷検出センサーユニットの異なる用途が図示されている。図21においてアセンブリー10XIのひとつの用途は橋の2部分を相互に連結するための構造要素としてのものであり、別の用途は橋の保持構造の支持ワイヤーのための負荷保持要素としてのアセンブリー10XIの使用を包含している。図21において負荷検出センサーユニット90からのデータを受信するための受信ステーションが受信ステージ114に接続された受信アンテナ112を包含しているものとして図示されており、上記受信ステージ114はアナログまたは代わりのデジタル出力信号を関連符号116で表示されたPCにより構成されている計測装置へ供給する。
図22においては、図22のように複数のアセンブリー10XIの使用が図示されており、全体として5個のアセンブリー10XIがワイヤー122からの橋120の懸架のために使用されている。図22では、データの記録は各アセンブリー10XIからデータ記録PC116へのハードワイヤー接続として図示されており、PC116は全体として5個の並行インプットを備えており、これは図21で図示されているワイヤレス伝達技術が近接検出技術の使用により容易に半ハードワイヤー接続へ修正され得ることを考慮されたものであり、その場合は負荷検出センサーユニットからのデータまたは出力信号を受領するための各アセンブリー10XIに近接配置された受信ユニットの使用により、かつ同時にアセンブリー10XI内に含まれている各ユニット90の誘導コイル100に励起電流を供給することによりユニット90を励起させる。
本発明によるアセンブリーの高負荷支持能力はまた図23および24内に図示されている高電圧絶縁器のような代わりの用途を許容する。図23において、図19に関連して上述されたアセンブリーが負荷検出センサーユニット90の省略により、また高電圧絶縁器コアーボデー12XIIの導入により修正され、上記コアーボデー12XIIは内部にSFのような高絶縁ガスが含まれているシールされた中空ケーシングにより構成されている。絶縁コアーボデー12XIIは図1−6に関連して説明された上述のコアーボデー12と同じ目的を果たす。図23において、アセンブリー10XII更に絶縁器コアーボデー12XIIを囲んでいる外側引き抜きケーシング26XIIおよびブッシュ22XIIを囲みかつ収容している更に2個の絶縁ブッシュ94XIIを包含し、上記ブッシュ22XII内にはねじピン1XIIが受領されかつ固着されている。図23においては、3個のベル形アウター絶縁要素118XIIが更に図示されており、これらはそれ自体当業界でよく知られているように、水または湿気が引き抜きケーシング26XIIの外面上での短絡通路形成を阻止する目的を果たしている。
図24においては、図23内に示されている高電圧絶縁アセンブリー10XIIの意図された用途が図示されており、高電圧絶縁アセンブリー10XIIは高電圧ワイヤー126の支持のためにビーム12から懸架され、高電圧ワイヤー126はクロス形取付具128によりその中に支持されており、上記取付具128はアセンブリー10XIIのねじピン18XIIのひとつの外端部に固着されている。
この明細書において、引抜きなる用語はコアー要素およびサブアセンブリーの提供および製造の技術をカバーするものとして使用されている。しかしながら、引抜きなる用語は、引き抜き成形、引き抜き巻きなどとして知られている技術を含みファイバー補強製品製造のための如何なる組み合わせ技術をもカバーするものと広く解釈されるべきである。その結果として、コアー要素およびサブアセンブリーのような、要素の連続した、半連続のまたは中間製造を包含している上記用語または均等技術によりカバーされた如何なる技術もこの明細書内で記述されている引き抜き技術と均等物と理解されるべきである。
本発明は特殊な、目下の好ましい実施例に関連して記述されてきたが、多数の修正および補正は当業者に対して明らかでありかつそのような修正および補正は本発明の一部であり上述の実施例に限定されるものではないと考えられるべきである。むしろ発明は添付請求の範囲内のものと解釈されるべきである。
添付請求の範囲内に限定されているような保護範囲は図1−6内に示されているアセンブリー10の幾何学的輪郭自体、即ち‘ヒマラヤ杉厚板’要素の幾何学的外形をカバーするものではないと理解されるべきであるが、図8内に示されている構造を構成しているアセンブリーのような特殊輪郭外面を有する異形アセンブリーは添付請求の範囲で限定された保護範囲の一部であると考えられる。
アセンブリーの第1実施例の部分断面、斜視略図で、これから2個のボルト取付具、ボルトまたは取付部品アセンブリーが製造される。 図1内に示されているアセンブリー製造の第1ステップを図示している斜視略図で、引き抜かれたボデーの複数のコアー要素への加工工程を含んでいる。 図1内に示されているアセンブリーの製造方法の第2ステップを図示している斜視略図で、図2内に示されているステップで製造されたコアー要素の両端部へのボルト取付具の装着工程を含んでいる。 図1内に示されているアセンブリーの製造方法の第3ステップを図示している斜視略図で、ボデーを連続的に引き抜く工程を備え、その工程から図1内に示されているアセンブリーが図4の右端部に図示されているように切断される。 図1および図4の右端部に示されているアセンブリーを2個のボルト取付具アセンブリーに切断するステップを図示している略図である。 図1内に示されているアセンブリーおよび図5内に示されているようなアセンブリーから製造されたボルト取付具アセンブリーを図示している垂直断面図である。 図5および図6内に示されているボルト取付具アセンブリーの意図的な用途を図示している略図で、主たるファイバー補強構造体の製造のためのものであり、その構造体は風車要素、橋部分、ビルデイング要素のようなものであり、ボルト取付具は円のアーチに沿って配置されている。 図7と同様な斜視略図でファイバー補強要素製造のために使用されるボルト取付具アセンブリーの僅かに修正された実施例を図示しており、その中でボルト取付具は直線状通路に沿い配置されている。 図8内に示されているアセンブリーから製造された構造要素部分の斜視略図でボルトおよびナットの手段によりアイビームに対してファイバー補強構造体要素の取り付けを図示している。 図7内に示されているアセンブリーから製造された構造要素部分の取り付けを図示している斜視略図で円のアーチに沿って配置されたボルト取付具を備えている。 引き抜き工程におけるボルト取付具の固着を改良する3個の実施例のひとつを図示している部分断面斜視略図である。 引き抜き工程におけるボルト取付具の固着を改良する3個の実施例のひとつを図示している部分断面斜視略図である。 引き抜き工程におけるボルト取付具の固着を改良する3個の実施例のひとつを図示している部分断面斜視略図である。 間隔要素を図示している斜視略図である。 間隔要素およびその間隔要素の引き抜き工程における用途を図示している斜視略図である。 図4と同様な全体斜視略図で4角断面形状を有する目下の好ましいアセンブリーの製造方法を図示している。 引き抜きエンドケーシング内に固定されたボルト取付具を図示している部分断面斜視略図である。 引き抜きエンドケーシング内に固定された別構造のボルト取付具を図示している部分断面斜視略図である。 ひとつのアセンブリーの隣接した2部分の部分断面斜視略図で、この両部分から突出ボルトピンを有する2個のアセンブリーが製造される。 本発明によるアセンブリーの更なる実施例の図15と同様な部分断面斜視略図で、この実施例では取付具が引き抜きケーシング内に埋め込まれて引き抜きケーシング内に内ねじが作られる。 本発明によるアセンブリーの更なる実施例の図15と同様な部分断面斜視略図で、この実施例では取付具が引き抜きケーシング内に埋め込まれて引き抜きケーシング内に内ねじが作られる。 ローラーベルトのローラーとして使用される本発明によるアセンブリーの更なる用途の部分断面斜視略図である。 図13内に図示されたような方法により製造された異様構造アセンブリーの斜視略図でありかつHビーム形構造を備えている。 負荷センサーとしての使用のために本発明の技術による負荷支承アセンブリーを製造する技術を図示している斜視略図である。 図19内に示されているアセンブリーの負荷センサー部分の電子回路図である。 図19内に示されているアセンブリーの例えば橋内の負荷支承センサーとしての使用を図示している略図および線図である。 図19内に図示されている負荷保持アセンブリーの橋内における異なる用途を図示している略図で、PCベースの計測ステーションに対して並行接続を包含している。 高電圧ケーブルのための絶縁器として構成されている本発明によるアセンブリーの更なる実施例の部分断面斜視略図である。 図23内で示されている絶縁器の用途を図示している斜視略図である。

Claims (11)

  1. 複数のボルト取付具、ボルトまたは取付部品を含むファイバー補強された構造要素であって別の構造要素に対する取り付けのための構造要素の製造方法において、
    i)上記ファイバー補強された構造要素と親和性を有するファイバー補強材料の細長のコアー要素であって、引き抜きにより作られ、上記ボルト取付具、ボルトまたは取付部品のひとつの装着または固定のための端部を備えるコアー要素を供給し、
    ii)サブアセンブリーを製造するために上記ボルト取付具、ボルトまたは取付部品のひとつを上記コアー要素の上記端部上に装着し、
    iii)引き抜き工程において、上記サブアセンブリーを引き抜き成形機を通して引き、上記サブアセンブリーの外周を補強ファイバーおよび樹脂で覆い、そして、該樹脂が該補強ファイバーと共に上記サブアセンブリーの外周を囲むケーシングを提供するように樹脂を加熱しかつ加硫することにより、上記ボルト取付具、ボルトまたは取付部品のひとつを上記コアー要素の上記端部に固着し、または、代わりに、上記サブアセンブリーを別の引き抜き工程で製造されたケーシングに対して接着することにより固着し、そして、
    iv)上記コアー要素および上記ボルト取付具、上記ボルト、または上記取付部品および上記コアー要素、を含む、ボルト取付具アセンブリー、ボルトアセンブリー、または取付部品アセンブリーを供給するために、上記補強ファイバーおよび上記加硫された樹脂の上記ケーシング内で外周が囲まれた上記サブアセンブリーを加工し、
    v)複数の上記ボルト取付具、ボルトアセンブリーまたは取付部品アセンブリーを製造するために上記ステップi)−iv)を繰り返し、
    vi)上記の最終的なファイバー補強された構造要素内に、上記複数のボルト取付具、ボルトまたは取付部品の所望の位置により、上記複数のサブアセンブリーを配列し、そして、
    vii)上記複数のサブアセンブリーにより構成される上記複数のボルト取付具、ボルトまたは取付部品を含む上記ファイバー補強された構造要素を引き抜きで製造するステップを包含している方法。
  2. 上記細長のコアー要素を提供する上記ステップi)が、連続した細長のコアー要素ボデーを複数の上記細長のコアー要素に切断するステップを包含している、請求項1に記載の方法。
  3. 上記細長のコアー要素がそれぞれのボルト取付具、ボルトまたは取付部品をそれぞれの端部で受領するためのそれぞれの端部を備え、上記ステップii)およびiii)が上記サブアセンブリーの上記コアー要素の上記それぞれの端部で2個のボルト取付具、ボルトまたは取付部品を装着および固着するステップを包含し、そして、上記ステップiv)が上記補強ファイバーおよび上記加硫された樹脂の上記ケーシング内に外周が囲まれている上記サブアセンブリーを各々がボルト取付具、ボルトまたは取付部品アセンブリーを構成している2個の半体に加工するステップを包含している、請求項1または2の何れかに記載の方法。
  4. 上記ステップi)が、更に、上記端部を特定輪郭に加工するステップを包含し、該加工ステップは、上記コアー要素の上記端部の上記特定輪郭と一致する端凹部を有する上記ボルト取付具、ボルトまたは取付部品を受け入れかつセンターリングするためのものである、請求項1−3の何れかに記載の方法。
  5. 上記ケーシングが、ステップiii)で、円形、楕円形または多角形の断面輪郭、または代わりに該断面輪郭の組み合わせの如く特定断面輪郭を有するように製造される、請求項1−4の何れかに記載の方法。
  6. 上記ステップiv)が、更に、上記ケーシングを、円形、楕円形または多角形の断面輪郭、または代わりに該断面輪郭の組み合わせの如く特定断面輪郭に製造するステップを包含する、請求項1−5の何れかに記載の方法。
  7. 上記ステップiv)が、上記ボルト取付具またはボルトアセンブリーの長手軸に対して鋭角をなす端面部を有する上記ボルト取付具、ボルトアセンブリーまたは取付部品アセンブリーを提供するステップを包含している、請求項1−6の何れかに記載の方法。
  8. 複数のボルト取付具、ボルトまたは取付部品を含むファイバー補強された構造要素であって別の構造要素に対する取り付けのための構造要素内で使用するためのボルト取付具、ボルトアセンブリーまたは取付部品アセンブリーの製造方法において、
    i)上記ファイバー補強された構造要素と親和性を有するファイバー補強材料の細長のコアー要素であって、引き抜きにより作られ、上記ボルト取付具、ボルトまたは取付部品のひとつの装着または固定のための端部を備えるコアー要素を供給し、
    ii)サブアセンブリーを製造するために上記ボルト取付具、ボルトまたは取付部品のひとつを上記コアー要素の上記端部上に装着し、
    iii)引き抜き工程において、上記サブアセンブリーを引き抜き成形機を通して引き、上記サブアセンブリーの外周を補強ファイバーおよび樹脂で覆い、そして、該樹脂が該補強ファイバーと共に上記サブアセンブリーの外周を囲むケーシングを提供するように樹脂を加熱しかつ加硫することにより、上記ボルト取付具、ボルトまたは取付部品のひとつを上記コアー要素の上記端部に固着し、または、代わりに、上記サブアセンブリーを別の引き抜き工程で製造されたケーシングに対して接着することにより固着し、そして、
    iv)上記コアー要素および上記ボルト取付具、上記ボルト、または上記取付部品、を含む、ボルト取付具アセンブリー、ボルトアセンブリー、または取付部品アセンブリーを供給するために、上記補強ファイバーおよび上記加硫された樹脂の上記ケーシング内で外周が囲まれた上記サブアセンブリーを加工するステップを包含している方法。
  9. ボルト取付具、ボルトアセンブリーまたは取付部品アセンブリーを製造する請求項8に記載の方法であって、更に、請求項2−7の何れかによるファイバー補強された構造要素の製造方法の何れかを包含している、方法。
  10. 上記構造要素を別の構造要素に対して固着するための複数のボルト取付具、ボルトまたは取付部品を備えたファイバー補強された構造要素であって、該ファイバー補強された構造要素が請求項1−7の何れかによる方法で製造されておりかつ請求項8または9の何れかによる方法で製造された複数のボルト取付具、ボルトアセンブリーまたは取付部品アセンブリーを備えているファイバー補強された構造要素。
  11. 請求項8または9の何れかの方法により製造されたファイバー補強された構造要素内で使用されるボルト取付具、ボルトアセンブリーまたは取付部品アセンブリー。
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