JP4773024B2 - サーフボードの注文生産のための自在雄／雌型兼用金型 - Google Patents

Description

【０００１】
発明の属する技術分野
本発明は、サーフボード、セールボード又はそれに類する水上ボード（ここでは、単に「ボード」と総称する）設計及び製造に用いられる方法及び装置に関する。
【０００２】
発明の背景
サーフボードとセールボードは、同様な形状のものであるが、セールボードは一般に金型で製造されるのに対して、サーフボードは、労働集約的な、金型無し製造法又は注文製造法を用いて製造される。サーフボード及びセールボードの製造に用いられる従来慣用の金型は、ボードの周囲縁又は周囲レールに沿って最大幅の部位に分割線を有する上半分型と下半分型から成り、ボードの形状を画定し、繊維強化プラスチックスキンに平滑な表面を付与するために金型の凹面状雌型表面を用いる。現行の金型式製造法では、ボードの形状は正確な複製に限定される（正確な複製しか作ることができない）ので、一般に金型式生産は、設計に関して要求される注文が厳密でないセールボードの製造に制限される。サーフボードの金型式生産を行う場合、非常に幅広い種類のサイズ及び形状に対処するには、製造業者は、コスト的に禁止的な多大の金型在庫に投資しなければならなず、従来技術では慣例の仕事としてなされている多くの注文設計の改変に応ずることができない。
【０００３】
ａ．金型無し又は注文ボード製造方法
サーフボードは、通常は、金型無しで製造される。即ち、ボードは、ポリウレタンフォーム（発泡体）のブランク（素材）から個々に手作業で形削り成形され、成形されたフォームコア（ポリウレタンフォームから成るコア即ち芯材）の上にガラス繊維と樹脂が手作業で被覆される。この工程は、労働集約的であり、かなりの熟練を必要とし、しかも、製造工程を２つの別個の工程に分割しなければならず、フォームブランクを別の製造業者から提供してもらわなければならないという問題を提起する。
【０００４】
フォームの強度を高めるために、フォームブランクは、鉄筋コンクリートで作られた極めて強固な重厚金型内で成形される。それによって、金型内に過剰量の液状プレフォームを注型することができ、過剰量のプレフォームは、膨張することによって金型の表面に圧接して高圧下で圧縮され、得られるフォームブランク内に密度勾配を創生する。即ち、金型成形されたブランクのフォームは、中心部では軟弱であり、表面に向かって漸進的に硬く、高密度になる。後にこのフォームブランクをボードの形に形削り成形する際に切削しなければならない硬くて密度の高い表面フォームの量を過剰にしないようにするために、フォームブランクは、ボードの最終形状に近い形に，あるいは、できるだけ薄く金型成形される。この最終形状に近い形の金型成形は、サーフボード製造のための金型の所要数を増大させるという欠点をもたらすばかりでなくし、ブランクのノーズ（鼻部）とテール（尾部）に形削り盤でボードに所望の底部湾曲（曲り又は反り）又はロッカー（ｒｏｃｋｅｒ）を付与するのに充分な量のフォームが残されていないことがしばしばある。
【０００５】
従って、ブランク製造業者は、ブランクを顧客が指定した寸法に切断された木製スパー又はストリンガーに接着することによってブランクの埋め込み成形ロッカーを改変しなければならない。そのような木製スパー又はストリンガーは、ロッカーの長手方向改変仕様のリストから選択される。米国カリフォルニア州のクラークフォーム社は、同社のロッカーカタログにサーフボード生産のために提供された６０種類以上の長手方向の湾曲を改変するために利用することができる２，０００以上の異なる型板の寸法をリストしている。ボードに充分なレベルの強度を維持するにはフォームに密度勾配を創生し、頻繁な長手方向のロッカー改変を実施することが必要である。それは、製造コストの相当な増大を招くが、ボードの衝撃抵抗は非常に低いので欠かすことができない。
【０００６】
ボードの底部に用いられる一重のガラス繊維層は、通常、指／親指の爪の比較的軽い押圧力ででもへこんだり、割れたりする一方、ライダー（乗り手）が立つボードのテールのデッキ（頂面）を補強するのに用いられる二重又は三重のガラス繊維層は、ボードを転回するライダーの高い反復圧力を受けて疲労し、水を通しやすくなり、遂には破損して完全に剥離する。形削り成形も、長手方向の補強の効力を制限する。なぜなら、形削り成形を行うには、中心スパーの素材として木材を選択する必要があり、頂部及び底部スパーキャップを追加するのを実際上困難にするからである。このように有効な長手方向補強の欠落は、形削り成形後に特に破損しやすい薄肉部分を残すことになる。
【０００７】
基本的な問題は、スキン材料対内部コアの重量比が１対１であるということである。現行の製造方法では、この比率を改善し、ボードの全体強度対重量の比を高める唯一の方法は、以下に略述するセールボードの２つの基本的金型成形方法のうちの第２の、より費用のかかる方の方法を用いることである。
【０００８】
ｂ．金型成形方法
全体の製造コストを非常に低く抑える金型成形方法は、通常、純粋プラスチックの吹込み成形又は熱成形されたスキン、又は、弱発泡（軽く発泡させた）繊維強化プラスチックを使用し、過度の重量を有するか、強度の不十分なボードを製造する結果となる。そのような低コスト製造方法の一例は、米国特許第４，７１３，０３２号（その記載内容が本明細書に編入されているものとする）に開示されている。この方法は、１ボード当たり約２０分の迅速な成形サイクルを達成し、金型成形装置から１日当たり２４枚もの高いボード生産性を達成するためにスキンに急速硬化性発泡ポリウレタン樹脂を使用する。しかしながら、樹脂マトリックスの弱発泡は、強化繊維の引張強度を著しく減少させ、強度対重量比及びスキン対内部コア比を「コア入り複合材」又は「構造用サンドイッチ」スキンを用いた高価な高性能セールボードに比べて著しく低くする。
【０００９】
構造用サンドイッチ内のコア（通常、高密度プラスチックフォームの薄い層）は、その両側の高強度ラミネート（薄層）の２層を互いに離隔させ、それによって、サンドイッチ構造のスキンは、それよりはるかに厚い材料と同等の強度と剛性を何分の１かの重量で提供する。しかしながら、サンドイッチスキンは、金型成形サイクルが非常に長いので製造コストが高い。スキン材料を金型の形状に合致させるために真空圧が用いられるが、スキンコアのスプリング・バック（はね返り）を防止するために、樹脂材料をそれが完全に硬化するまで約２〜３時間真空圧下で金型内に保持しなければならない。もう１つの欠点は、余剰樹脂をラミネートから除去することが困難であるため、スキン構造により高い強度を付与し、重量を更に減少させることができないことである。
【００１０】
例えば、開放金型の浅い凹状の内部内でラミネートが液状樹脂で飽和される（ラミネートが液状樹脂を含浸せしめられる）場合、その金型の形状が問題になる。なぜなら、金型の鋭い縁輪郭がダムを創生し、シート状のフォームスキンコア層を追加すると、ラミネートの内部層に対するスキージーの働きを著しく阻害するバッファーを創生することになるからである。最初にスキンを製造する場合は、ボードのコアは、閉じた金型の内部へポリウレタンの液状プレフォームを射出することによって形成されるが、その欠点は、極めて強固な金型を必要とすることである。その場合、金型が高圧下で歪曲したり、座屈したり、分離したりするのを防止するために、通常、各金型半分体を鋼製の補強ジグに取り付けて油圧プレス内に保持する。
【００１１】
サンドイッチスキン製造のより一般的な方法は、ＥＰＳ（エキスパンデッド（発泡）ポリスチレンビード）フォームから成る軽量予備成形コアを用いる方法である。この方法では、サンドイッチスキンの湿潤エポキシラミネート／ＰＶＣシートフォームをＥＰＳコア内の埋め込み成形凹部内に嵌め込み、その全体の組立体を金型内に挿入する。その場合、金型の外部から手作業による樹脂の除去を行う必要はない。真空をかけて該複合材料の構成要素を互いにしっかりと締めつけ、その過程で余剰樹脂を絞り出す。ただし、金型が歪曲したり、フォームコアが座屈するのを防止するために圧力は約１２〜１５ｉｎ．Ｈｇ（インチ、水銀柱）に制限される。米国特許第５，０２３，０４２号（その記載内容が本明細書に編入されているものとする）に開示された金型を用いれば、全真空圧（２７ｉｎ．Ｈｇ）をかけることができる。この金型は、その上側金型半分体が均一に撓むようになされており、最終ボードに約１６分の３ｉｎの完全に均一な圧縮永久ひずみを生じさせるので歪曲問題を解消する。ただし、この方法は、均一な密度の内部コアを必要とする。ボード内の内部剪断ウエブや、ボードのテールに挿入される圧縮インサートや、ボード内に形成される軽量化のための中空空洞が問題である。なぜなら、それらは、真空下では歪曲問題を増長させるからである。
【００１２】
この方法のもう１つの問題は、スキンコアは、一般に、ボードのレールの鋭い複合湾曲に正確には合致しないことである。ボードの周囲縁のサンドイッチ構造に存在する間隙によって惹起される強度損失は、多数の余分のラミネート層を追加するか、あるいは、内向きのレールフランジを埋め込み成形することによって補償されるが、いずれの方法も、余分の労力を必要とし、しかも不要の重量を付加することになる。
【００１３】
ｃ．熱可塑性スキンを形成するための方法
米国特許第４，０６５，３３７号（その記載内容が本明細書に編入されているものとする）は、ボートの船殻を形成するのに用いるための構造部材をプラスチックシートから金型成形するための方法を開示している。
【００１４】
本発明がなされた時点では、ボード製造技術分野には、製造コストを、上述した低コストの純粋プラスチック又は弱発泡繊維強化プラスチックスキン製造方法と競合させるのに充分に短縮された成形サイクルで高強度サンドイッチスキンを製造する方法を求めるがあった。そのようなスキンを製造する本発明の方法は、注文設計のボードも、同一形状のボードも製造する能力を有する金型の開発を導いた。従って、本発明は、手作業による方法と、従来技術の金型成形法の両方にみられる重大な構造上の欠点と生産性の制約を解消することができる。
【００１５】
発明の概要
本発明の一実施形態においては、ボードは、左右両ボード半分体から成り、各半分体の構造用外側スキンは、高密度プラスチックフォームの１層と、１層又は複数層の繊維強化プラスチック複合ラミネートとで構成された薄いモノコック（張殻構造の）シェル（殻体）である。本発明のボードの外側スキンは、その内部に、低密度フォーム、空洞付きフォーム、ハネカムフォーム、又は中空内部を囲う。２つのボード半分体は、長手対称軸線において、又は、それを中心として互いに接合され、箱形ビーム又はＩビーム形の高強度複合スパーに結合される。
【００１６】
上記のボードを製造するための金型は、左右両金型半分体に分割されており、各金型半分体は、２つの追加の構成要素を含む。１つは、スキンの外側に平滑な表面を付与するための実質的に可撓性の雌型表面部材であり、他の１つは、外側複合スキンを形成するために薄い層のスキンコアと高強度面材（化粧材）を真空成形することによってボードの形状を画定する剛性の形状画定金型構成要素又は部品である。
【００１７】
スキンコアの上記薄い層は、金型成形されると、金型の表面上の小さい間隙に跨り、微小な瑕疵を覆うのに充分な厚さとなるので、形状画定金型を、ボードの寸法を変更したり、異なる曲り（即ち、反り）を形成したり、ボード設計のその他のパラメータを変更するために移動させ、次いで固定し設定することができるように構成された２つの個別の部品に分割することができる。例えば、本発明においては、金型の底部パネルは、ボードのロッカー湾曲を変更するために長手方向に曲げることができるように設計され、金型のデッキ（頂部）パネルは、厚さを制御するために調節自在とされる。金型の両パネルの間に、ボードの外郭線及び幅、及び、ノーズ部品及びテール部品を変更するための可撓性の関節転結されたレール部品を嵌合させる。このレールは、ボードの長さを変更して両端を完成させるために前後に摺動しうるように設計されている。これらの金型部品の移動及び固定取り付けの基準は、金型の長手対称軸線に平行に、及び、又は互いに平行に設置された金型のベースによって規定される。
【００１８】
固定取り付けが金型ベースに対してなされる場合は、金型の外側即ち雄型表面が用いられ、上記のように構成された金型は、ボードの特定範囲内のスタイルに必要とされるほとんどすべての一般的な改変に対処することができる。ただし、ある種の設計特徴のうちの追加された複合湾曲は、その対応する金型パネル又はレール部品の曲げ能力を制限することがあり、それ以上の円滑な曲げを不可能ではないにしても困難にする場合がある。そのような場合は、各金型部品を反転して外側フレームに取り付け、雌型金型の凹面状キャビティを創生するようにした本発明の変型実施形態によって対処することができる。ロッカー（曲がり）や、厚さ、及び金型のいろいろな設計パラメータを設定した後、キャビティ内でフォームを成形してフォームブランクを形成し、そのフォームブランクを金型から取り出せば、迅速に手作業で所望の形状に形削り成形することができる。形削り成形されたブランクは、構造用外側スキンの薄いコア層を形成するのに必要とされる（雄型）金型を提供する。本発明の金型の雄／雌型兼用形状は、広範囲の注文設計によるボードの製造を可能にし、それによって製造されたボードは、製造コストが安く、しかも、高強度の構造用サンドイッチスキンを有する。
【００１９】
ボードを形成する本発明の方法においては、高密度熱可塑性フォームのシートを金型と気密バッグの間に挟むことによってスキンを形成し、該フォームをその変形温度にまで加熱した後、バッグから空気を抜いて真空圧を創生し、その真空圧によってフォームの層を金型の形状に合致させ、薄いフォームシェルを形成する。このフォームシェルは、爾後の製造工程においてボードの外側形状を画定する。
【００２０】
ラミネートをスキンコアに貼り付ける際、スキンコアの予備成形された形状が、金型の通常の機能を果たすのに充分な形と安定性を与える。即ち、スキンコアは、ラミネートにそれが硬化する際正確な形状を付与する働きをする。この点では、元の形状画定金型はもはや決定的に重要な機能を果たさず、ラミネート貼り付け工程は、上記薄い可撓性雌型表面部材又は別の薄い材料層が、上記湿潤ラミネートと金型の表面との間の接合を排除し、ラミネート／スキンコア組立体（積層体）を金型から取り出して別途に硬化させることができるように第３の部材をスキンコアに貼り付け又は仮り結合させるように設計されており、それによって、金型成形サイクルを最初にスキンコアを予備成形しラミネートを貼り付けるのに要する時間にまで、即ち、１回の製造工程において１つのボード半分体当たり１０分以下に短縮することができる。この方法は、従来技術の慣用の雌型金型にも適用することができる。ただし、その場合、頂部半分体と底部半分体の幅広の平坦な予備成形スキンコアが、そのままでは自重で曲がってしまうので、スキンコアの硬化中ＥＰＳコア又は長手方向のスパーによって追加の支持を与えることが望ましい。スキンコアは、長手方向にも横断方向にもアーチを画定する薄いシェルの形に予備成形され、その正確な形状によって提供される安定性が、重要な製造上の利点をもたらし、かつ、極めて強固な軽量ボードを製造するのに役立つ。
【００２１】
ボードへのラミネートの貼り付けは、ボードの幅方向の面を作業テーブルの面に対して直角に置かれるので、重力が余剰樹脂を除去するのに非常に効果的な助成をする。上記薄い可撓性雌型表面部材は、充分なスキージー圧力をラミネートに伝達して余剰樹脂を絞り出し、次いで、残りの余剰樹脂は、重力によって除去され、成形フォームシェルの平滑な垂直側面に沿って何物にも邪魔されることなく流下し、繊維内に残る樹脂量を最少限にする。ラミネートの増大された強度と、継目無しモノコックレールの増大された剪断強度とが相俟って、内部コアの重量を更に減少させることを可能にする。更に、接合線とそれに付随する補強部が、ボードの周囲縁から離されて長手中心線に沿って配置され、ボードの破断を防護する高強度複合スパーを形成するのに用いられる。
【００２２】
本発明のその他の利点としては、（ボードの幅方向の面を平らにせず、厚み方向の側面を作業テーブルに載せて製造工程が実施されるので）作業スペースをより有効に利用できること、ガラス繊維布に樹脂を迅速に予備含浸（飽和）させるために機械的な織布含浸機を用いて大幅に労力を節約できることが挙げられる。
【００２３】
本発明の上記及びその他の構造上の利点及び製造上の利点は、添付図を参照して以下に記述する本発明の実施形態の説明から一層明らかになろう。
【００２４】
発明の実施形態の説明
以下に実施形態に関連して本発明を説明するが、本発明は、ここに例示した実施形態の構造及び形状に限定されるものではなく、いろいろな実施形態が可能であり、いろいろな変更及び改変を加えることができることを理解されたい。
【００２５】
説明を容易にし、発明の理解を明確にするために、以下の説明は、金型の構造と、設計の概略と、最終ボードを形成するための材料を金型成形するための方法をそれぞれ詳述する４つの部分に分けられる。又、便宜上、添付図には対称形状のボード及び金型の一方の半分体だけを示す。図において観察者に面する側がデッキ即ち頂面であり、ノーズは左側である。参照番号１０は、雄型形態であれ、雌型形態であれ、あるいは、雄型と雌型の両方に対処する形態（即ち、形状画定用金型部品が、雌型部品を形成する固有の内表面と、雄型部品を形成する固有の外表面を有する場合）であれ、形状画定用金型構成要素の右側半分体と左側半分体の両方を示す。
【００２６】
１．金型の構造
本発明の金型は、ボードの全体形状を画定する実質的に剛性の部材と、主として外がスキンに平滑な表面を付与するのに用いられる実質的に可撓性の雌型表面部材との、２つの基本構成要素に分けることができる。剛性の形状画定要素は、一体構造であってもよく、あるいは、１つ又は複数の金型表面部材又は副部品又は複数の部片で構成してもよく、好ましくは、繊維強化された耐熱工具用エポキシ複合材又はそれに類する適当な材料で形成される。又、そのような金型表面部材又は副部品には、個々の可動形状画定用金型表面部材の間にテーパ表面を提供するフェアリング（流線形部材）を形成するように、あるいは、例えば、後に詳述する金型の周壁のように複数のセグメント部片から成る関節連結された骨組構造のために平滑な表面を提供するように、シリコーンのようなゴムを組み入れることができる。
【００２７】
上記可撓性の雌型表面部材は、主として、外側スキンに平滑な表面を付与するのに用いられる。この部材は、通常、ボードの形状を画定する上では限定的な役割を果たすだけであるから、一般には、薄い安価な材料層で充分である。従って、雌型金型２０は、ＡＢＳ（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン）、ＰＣ（ポリカーボネート）等の成形された薄いシートのような熱可塑性材の層で形成することができ、必要ならば、そのようなシートは、後述するボードの熱可塑性スキンコアと同様の態様で後にトリミングすることができる。この雌型要素又は部品は、注文ボードの製造におけるようにいろいろな形状に合致させなければならない場合は、ボード全体に総体的に対応し、ボードの平面状の頂部及び底部表面に対応するプラスチック複合材の薄い層で形成することができ、ボードの周囲縁の雄型湾曲に合致させるためのシリコーンのようなゴムを組み入れたものとすることができる。このシリコーンには、ガラス繊維を付加してシリコーン／ガラス繊維複合材を形成するようにしてもよい。
【００２８】
２．注文ボード及び同一形状ボードのための金型形態
本発明においては、金型の特定の設計及び構造は、注文ボードを製造するためのものであるか、同一形状のボードを反復製造するためのものであるかによって異なる。
【００２９】
図１を参照して説明すると、所定の同一形状のボードの反復生産が主たる目的である場合は、金型は、図１に示されるように構成することができる。図１は、金型の一方の半分体である右側金型半分体を構成する２つの基本的構成要素を側面図で示す。図に示されるように、形状画定用金型構成要素の半分体（「形状画定用金型構成要素」、「形状画定用金型」、「形状画定用金型」又は単に「金型」とも称する）１０は、単一の連続した表面、即ち、一体構造を有する。形状画定用金型構成要素１０は、使用において、図に示されるようにその幅方向の面を垂直に向けて置かれ、実質的に可撓性の雌型金型構成要素２０が形状画定用金型１０を覆って嵌合される。線４４は、右側ボード半分体の金型成形されたスキンコア２７（図１には示されていない）の仮想中心線を示す。
【００３０】
図２Ａ及び２Ｂを参照して説明すると、注文設計のボードを製造する場合は、金型は、複数の個別の表面部材、部品及び、又は各々ボードの設計の所定部分に対応する複数の副部品に分割される。個々の副部品は、ボード設計の特定の曲り、寸法又はその他のパラメータを変更ために移動させ、次いで固定し設定することができるように構成される。図２Ａでは、これらの副部品が、雄型形態に組み立てられた状態を示し、完全に組み立てられた状態では、一体の、あるいは、実質的に一体の形状画定用金型１０を構成する。形状画定用金型１０は、金型の対称長手軸線と平行をなす金型ベース１２に取り付けられる。
【００３１】
図２Ｂは、図２Ａの金型の分解図であり、完全に組み立てられると、協同して右側金型半分体１０を構成し、雄型形態で金型ベース１２上に組み付けられる個々の副部品を示す。
【００３２】
周縁レール部品７０は、金型ベース１２に対して直角に置かれる底部ロッカーパネル５０の真上に置かれる。金型ベース１２は、この例では、底部ロッカーパネル５０及び、又はその他の副部品を取り付けるべき外部基準と表面を提供する。ロッカーパネル５０に対向して反対側にデッキ（頂部）パネル３０が配置される。形状画定用金型１０のこれらの副部品が金型ベース１２と連携して用いられる場合、それらの副部品の外表面即ち雄型表面が形状画定表面として用いられ、両パネル（パネル３０と５０）のそれぞれの内側面（図ではロッカーパネル５０の内側面だけがみられる）には、横断方向（金型の長手対称軸線に対して直角方向）の補剛材４８を追加することができる。
【００３３】
当業者には理解されるように、これらの補剛材４８の基部に、デッキパネル３０とロッカーパネル５０の間の間隔を制御して最終（最終的に得られる）ボードの厚さを変更することができるようにする調節機構を設けることができる。この例では、横断方向補剛材４８の上側部分は周縁レール７０の内側のガラス繊維ロッド１６に直接取り付けられる摺動ロッド即ち調節自在ロッド２４を有し、摺動ロッド２４を動かすことによってボードの外郭線と幅を制御することができる。例えば、周縁レール７０の構造用骨組は、金型成形工具用エポキシ複合材とゴムで構成された関節連結されたリブ／背骨構造（骨組構造）とすることができる。リブ／背骨構造は、背骨として機能する、金型成形されたガラス繊維ロッド又は炭素繊維ロッド１６と、金型成形ゴム内に密な間隔で埋設されたプラスチック複合材のリブとで構成される。骨組構造又はそれに類する構造を形成するこの構成は、周縁レール７０が、いろいろな異なるロッカーパネル５０の異なるロッカー湾曲に対応するように長手方向に撓曲し、デッキパネル３０の変更された厚さに適合するように拡張又は収縮し、かつ、異なる幅に調節され、異なる外郭線湾曲を画定することを可能にする。周縁レール７０の素材及び、又は構造用骨組として、その他の素材及び、又は構成を用いても同様な結果が得られることは当業者には理解されるであろう。
【００３４】
金型成形されるノーズブロック８２及びテールブロック９２は、長さを変更するために例えば突出ボルト１４に沿って前後に摺動させ、刻み付きナット（図示せず）を締めつけることによって位置を固定することができるように構成することができる。各構成要素８２，９２の外側縁即ちレール部分は、周縁レール７０の外郭線形状の変更に対処することができるようにヒンジピン又はそれに類する部材（図示せず）を中心として回動しうるように構成される。形状画定用金型１０の構成要素であるノーズ８２とテール９２（即ち、ロッカーパネル５０の連続した延長曲面）によって画定される長手方向のロッカー曲りは、ノーズ８２とテール９２を金型ベース１２の両端に設けられた移動自在のロッカープレート５２に取り付けることによって調節することができる。ロッカープレート５２は、内側チャンネル又は滑斜路（図示せず）に係留させた移動自在のねじ付きナット（図示せず）により２方向に移動しうるように構成される。それによって、ノーズ８２とテール９２の所望のロッカーを、例えばネジ（図示せず）を締めることによって設定することができる。更に、ロッカープレート５２は、金型ベース１２上でも前後に摺動し、アレンネジ２又はその他の適当な位置決め機構を締めつけることによって所望の位置に設定することができるように構成することができる。金型成形工程中微小な金型表面の瑕疵の最終ボードの表面への転写又はプリントスルーを最少限にするように各副部品の個々の表面間の出っ張り又は間隙を減少させるために、各副部品の縁にごく僅かなテーパを付することができる。そのようなテーパは、随意選択として設けられる可撓性のゴムフェアリング６２によって浮くも部分的に付与することができる。ゴムフェアリング６２は、この例では、両方のパネル３０及び５０の長手に沿って付設されるものとして示されているが、本発明の原理に従って構成される形状画定用金型１０の任意の２つの副部品の間に設けることができる。
【００３５】
本発明によれば、一体型形状画定用金型１０と、複数の個別副部品から成る形状画定用金型１０は、協同して、特定スタイルのボードにおいて求められるほとんどすべての一般的な改変に対処することができるが、底部チャンネルやノーズ凹面（コンケーブ）等のある種の設計変更においては、関連する副部品の曲げ能力を小さくし、従って該副部品の以後の使用を制限するほどの複合湾曲を該副部品に付与しなければならない場合もある。従って、そのような変更を伴う設計特徴には、再使用可能な、あるいは、最終ボードの一部とすることができるような１回限りの金型をプラスチックフォームから製造することによってより経済的に対処することができる。それは、実質的に可撓性の雌型金型構成要素（以下、単に「雌型金型」又は「金型」とも称する）２０の凹面、又は、一体型形状画定用金型１０を用いることによって達成することができる。あるいは、２つの金型１０と２０を互いに連携して、及び、又はそれぞれ別個に用いることもできる。形状画定用金型１０の副部品は、又、雄／雌反転しうるように（リバーシブル）構成することもでき、反転して得られる凹面状の内側表面を、その内側表面に合致するように設計された別個の雌型表面部材と組み合わせて、又は独立して用いることができる。
【００３６】
図３に示される例では、形状画定用金型１０の副部品が、改変可能な内部キャビティを有する形状画定用雌型金型１０を創生するために外側フレーム２２に取り付けられている。この例では、それ（形状画定用雌型金型１０の創生）は、横断方向補剛材４８の位置を表裏反転してデッキパネル３０とロッカーパネル５０の外側面に取り付けることによって達成される。各横断方向補剛材４８の基部を回転してフレーム２２の下面に取り付けるとともに、横断方向補剛材４８の基部とは反対側の端部を周縁レール７０の外側に位置するガラス繊維ロッド１６に取り付ける。
【００３７】
形状画定用金型１０の副部品の形状を改変し、それらの副部品を雄型から雌型形態へ反転させる上で横断方向補剛材４８が果たす役割のより詳細な一例を図５、６Ａ及び６Ｂを参照して説明する。図５は、横断方向の補剛材の基部を示す部分透視図であり、デッキ及びロッカーパネル３０，５０を保持するのに用いることができるアレンネジ２と、それぞれの横断方向補剛材４８を金型ベース１２に取り付ける刻み付きナット８を示す。当業者には理解されるように、図５の横断方向補剛材４８は図に示されるようにアレンネジ２と刻み付きナット８を用いて組み付けられるが、本発明の範囲から逸脱することなく、他の締着具を用いることもできる。
【００３８】
図６Ａは、図２Ａの雄型形態の形状画定用金型１０の幅方向に沿って横断方向に置かれたときの内側位置（金型の内側位置）に対応する直立位置にある横断方向補剛材４８を示し、ガラス繊維ロッド１６をレール７０の内側に保持するための取り付け部６６を示す。補剛材４８の調節自在ロッド２４は、先に述べたように補剛材４８の基部に対して長手方向に移動させることができ、その位置を蝶ネジ４を締めつけることによって設定することができる。ロッド２４の移動によって、最終ボードの外郭線及び幅を正確に変更するように周縁レール７０の位置を決定する。当業者には理解されるように、蝶ネジ４に代えて、任意の適当な締着具を用いることができ、又、ロッド２４の位置は、任意の数の締着機構によって固定することもできる。図６Ｂは、反転位置に置かれたときの横断方向補剛材４８を示す。即ち、補剛材４８軒部が外側フレーム２２に取り付けるために上向きにされている。図６Ｂに示された補剛材４８の向きは、（図３に示されるように）雌型金型の凹面キャビティを形成するのに用いるのに適している。図３に示された例の雌型形態は、横断方向補剛材４８をデッキ及びロッカーパネル３０，５０の外側に取り付け、調節自在ロッド又はバー２４を回してロッド２４の先端のゴムブッシュ６８を取り付け部６６に嵌合させ、取り付け部６６を図３に示されるようにレール７０の外側のガラス繊維ロッド１６の下面にあてがって２つの刻み付きナット８を取り付け部６６に締め付ける。
【００３９】
右側と左側の間の正確な位置合わせ及び整合を保証するために、図２Ａ、２Ｂ及び図３にそれぞれ雄型形態及び雌型形態として示される形状画定用金型１０の副部品は、図４に示される例のジグ−取付具又はテーブル１８と同様の機能を果たすジグ−取付具又はテーブル１８上で組み立てることができる。
【００４０】
自在金型１０の組立を始める前に、テーブル１８の「ロッカー」即ち長手方向の曲がり（反り）を設定する。その設定は、テーブル１８の平面に所望の長手方向の曲がりを付与するように、テーブル１８の平面を支持してその長手に沿っての曲がりを制御する一連のばね付勢バー（ばねによって付勢されたバー、図示せず）の位置を調節し、ウオーム歯車機構（図示せず）を締め付けることによって行われる。
【００４１】
テーブル１８の長手方向の曲がり即ち「ロッカー」が所望の形態に設定されたならば、自在金型半分体１０の個々の部品を組み立てることができる。図４に示されるように、２つの半分体のそれぞれの中心線は、テーブル１８の周縁に平行である。形状画定用金型１０の副部品の組み立ては、ロッカーパネル５０を、テーブル１８の中心に設けられた調節自在のヒンジ式Ｔ定規５４の延長部（図示せず）を介してテーブル１８にクランプすることから始められる。次いで、金型ベース１２をロッカーパネル５０に取り付けることによって形状画定用金型１０のロッカーを特定の金型成形工程のために設定する。レール部品７０の幅及び外郭曲線は、該レール部品が取り付けられている各横断方向補剛材４８の調節自在ロッド２４（この図ではデッキパネル３０の下に隠されている）の長さを調節することによって変更する。次いで、ノーズ部品８２とテール部品９２を位置ぎめし、最終ボードに求められる長さに適合するように設定する。次に、デッキパネル３０が取り付けられている各横断方向補剛材４８の基部に設けられた機構によって最終ボードに求められる厚さを調節する。次いで、デッキパネル３０の上方横断方向補剛材４８を金型ベース１２に締め付け、金型の組み立てが完成する。図５の上方部分には、１つの金型半分体１０が金型ベース１２に組み付けられ、熱可塑性スキンコアの金型成形に使用するために取り出すことができる準備態勢にあるところが示されている。
【００４２】
３．ボードを製造するための金型の使用
本発明においては、ボードの外側スキンは、構造用サンドイッチのコア材として一般に使用されるタイプの１層のコア材から成る。ボードのスキンコアは、熱成形法で金型成形され、それによって、安定した正確なシェルが得られる。この金型成形スキンコアの安定性は、シェルの幅広の、ほぼ平面状の頂部と底部を連結するモノコックレールによって与えられる。このスキンコアは、又、金型の表面の微小瑕疵を覆うのに充分な厚みを有し、いろいろな新しい製造方法の使用を可能にし、本発明の金型からのボードの製造に手作業の形削りによる注文製造にみられる設計の融通性に匹敵する融通性を与える。
【００４３】
ａ．実質的に一体型の金型の使用
当業者には理解されるように、一体型形状画定用金型１０は、成形機能を有する凸面状雄型外側表面と成形機能を有する凹面状雌型内側表面を有するように構成することができ、それによって本発明の新規な金型に従来技術の慣用雌型金型に勝る利点を与える。これは、サーフボードの製造に特に当てはまる。なぜなら、多くのボードスタイル、例えば最近のロングボードは、ｇ’のような特定の長さのものであっても、広範囲の浮揚性要件に対処するためにかなりの容積変更を必要とするからである。内側表面と外側表面の両方を選択的に機能させることができる本発明の形状画定用金型１０によれば、単に、形状画定用金型構成要素１０の凸面状の雄型外側表面ではなく、凹面状の雌型内側表面を金型表面として用いることにより最終ボードの厚さを変更することができる。このように、単一の形状画定用金型１０でもって、その内側表面を用いるか、外側表面を用いるかにより、２つの異なる厚さのボードを製造することができる。更に、ボードの幅も、スキンコア２７の長手方向の中心線４４をどこで切断するかによって変更することができ、テールをノーズに比して幅広にしたり、あるいは、その逆にすることができ、それによって、広範囲の個別の浮揚性及び性能要求に対処するために単一の特定の形状のための単一の金型から注文設計のボードを製造することができる。
【００４４】
上述の製造工程において可撓性の雌型金型２０は、重要な役割を果たす。可撓性の雌型金型２０は、上述したように熱可塑性プラスチック材で製造される場合、形状画定用金型１０の内部に嵌合してラミネートされた（ラミネートを貼り付けられた）スキンコア２７の表面上の湿潤樹脂と形状画定用金型１０の内側表面との間の接合を破るように、特定の形状に金型成形することができ、あるいは、金型成形してトリミングすることができ、それによって、ラミネートされたスキンコア２７を、樹脂がゲル化して初期硬化したほとんど直後に金型１０から取り出すことを可能にするので金型成形サイクルを短縮する（上述した例を用いた場合ほぼ３０分とする）。
【００４５】
ｂ．副部品の反転自在（リバーシブル）の雄型／雌型形態での使用
先に述べたように、形状画定用金型１０の副部品を雄型形態（図２Ａ、２Ｂ）に移動させれば、特定のボードスタイルの範囲内で必要とされる底部ロッカー、外郭曲線、厚さ寸法及び長さ調節におけるあらゆる設計変更に対処することができる。しかしながら、底部チャンネルやノーズ凹面等のある種の設計変更は、関連する副部品の曲げ能力を小さくし、従って該副部品の以後の使用を制限するほどの複合湾曲を該副部品に付与することを必要とすることもある。従って、そのような変更を伴う設計特徴には、上述した形状画定用金型１０の機能を複製する１回限りの金型をプラスチックフォーム４０から製造することによってより経済的に対処することができる。そのようなフォーム金型４０は、１回だけ使用して最終ボードの一部となるようにしてもよく、あるいは、１つ以上のボードを製造するこのに用いてもよい。
【００４６】
フォーム金型４０を形成するには、雄型形態（図２Ａ、２Ｂ）の形状画定用金型１０の副部品を表裏反転させて、凹面状の雌型表面を使用できるようにする。先に述べたように、それは、形状画定用金型１０を外側フレーム２２に取り付けることができるように横断方向補剛材４８を反転させ、雌型金型（例えば、図３参照）の凹面状キャビティを創生することによって達成できる。次いで、形状画定用雌型金型１０の凹面状キャビティを用いて、例えば従来技術において周知の２部分ポリウレタンフォーム（その組成及び金型成形方法は従来技術において周知である）をフォームブランクとして金型成形する。フォームブランクは、所望の設計変更を手作業によって形削りすることができ、そのように形削り成形されたフォームを雄型金型として使用し、本発明の上述した形状画定用金型１０と同じ態様で最終ボードの外形を画定するスキンコア材の薄い層を金型成形する。
【００４７】
当業者には理解されるように、本発明の新規な金型構成によって製造することができる付形物の多様性は、注文ボードの高価な手作り方法における設計の融通性に完全に匹敵する。
【００４８】
４．ボードを製造するための金型の使用方法
本発明の方法は、２つの化学的に類似しているが、物理的には異なる材料、即ち、純粋プラスチックのシートとプラスチックフォームのシートを熱成形又は金型成形する。アクリル樹脂、ポリカーボネート等をベースとするプラスチックシートの熱成形は、広く知られており、多くの用途に好便に使用されている。当業者には理解されるように、熱成形工程に必要とされる熱と圧力は、いろいろな態様で適用することができるが、一般には、オーブン（図示せず）又はその他の断熱チャンバーが用いられ、必要とされる圧力の全部又は大部分が、真空によって供給される。説明を簡略にするために熱成形に適するオーブンの説明はここではしないが、オーブンの諸要件は当業者には理解されるであろう。
【００４９】
しかしながら、プラスチックフォームは、熱成形工程において特定の湾曲に合致させるために圧力が加えられたとき、その物理的特性の故に、延伸、特に圧縮する能力が非常に限られている。フォームは、緩やかな湾曲には合致しやすく、頂部と底部の上下半分体に分割されたボードの形状には容易に合致する。しかしながら、左側と右側の左右半分体の場合は、ボードの外郭線がボードの長手中心線より１０％も長く、周縁レールの外郭曲線は、ボードのノーズとテールのところで急激になる複合湾曲である。このために、フォームは、ボードの両端（ノーズとテール）に存在する鋭い湾曲に合致せず、大きな制御不能の折り目をなして折り曲がり、皺を生じる傾向がある。
【００５０】
図２を参照して説明すると、このような皺を防止するために本発明において用いられる原理は、外郭線の長さと中心線の長さの差を小さくする単純な金型延長部材４２を設けることである。図示の例では、金型延長部材４２は、形状画定用金型１０の両端で金型ベース１２上のロッカープレート５２に取り付けられる。図７は、金型延長部材４２を拡大図で示し、ロッカープレート５２（図示せず）の内側チャンネルに係留されたねじ付きナット５を示すとともに、金型成形後、形状画定用金型１０から取り出された成形済みフォームスキンコア２７を拡大図で示し、背金型成形後のフォームスキンコア２７の形状を示すとともに、フォームが金型延長部材４２の上方部分に沿ってスムーズに折れ曲がり、金型の周縁レール７０のところで鋭く曲がり、次いで金型の頂部パネル３０と底部パネル５０にスムーズに合致する態様を示す（図７では、成形済みフォームスキンコア２７が頂部パネル及び底部パネルの表面から引き離された状態を示す）。成形済みスキンコア２７は、最終ボードの中心線４４を僅かに越えたところに終端する。
【００５１】
スキンコア２７を金型成形した後、スキンコア２７から折り曲げフォーム部分３６をカミソリで切り取り、次いでフォームスキンコア２７をサンドペーパーで研き、流線形に整形する。この例では、成形済みスキンコア２７の２つの向き合った面がラミネート貼り付け工程において確実に互いに再接合されるようにクランプすることができる部分として小さい耳片４６（図７参照）が、スキンコアのトリミングによって意図的に形成されている。当業者には理解されるように、上記の原理は、金型成形工程の他の部分にいおいて、形状画定用金型１０にも、可撓性の雌型金型２０にも適用することができる。
【００５２】
ラミネートは、金型／フォームシェルの幅方向の面を作業テーブルの平面に対して直角に向けて貼り付けることが好ましい。それによって、ラミネートから余剰樹脂を除去するのに有効な助成手段として重力を利用することができる。ただし、織布の初期含浸（飽和）は困難になる。なぜなら、樹脂は、ガラス繊維等の布にしみこむより速く重力で流下しやすくなるからである。
【００５３】
しかしながら、この欠点は、本発明ではガラス繊維布に迅速に予備含浸させるために機械的織布含浸機８０を用いることを可能にすることによって利点に変えることができる。機械的織布含浸機の使用原理を説明するために図８に機械的織布含浸機８０の一例が概略側面図で示されている。樹脂浴９８の上方に織布の巻き８６が置かれ、布（この例ではガラス繊維布）７２は、巻き８６から直接繰り出され、樹脂浴９８内で浸漬されてローラ９４を回って引き出され、次いで、２つのニップローラ９６の間に通されて余剰樹脂を除去され適正量の樹脂が繊維内に残される。
【００５４】
図９は、機械的織布含浸機８０を通されて、金型１０及び予備成形されたスキンコア２７の表面上でトリミングするための所定位置へ引き出された布７２の透視図である。機械的織布含浸機８０を効率的に利用するために、含浸機８０によってラミネートすべき物品は軽量で移動可能なものであることが好ましく、布７２は、織布含浸機８０をほぼ連続的に通して走行させることができ、樹脂が浴９８内で液状のままに維持されている間に一連の物品を迅速に次々にラミネートすることができる。織布含浸機８０を１回の使用ごとに洗浄するのではその労力節約の利点を帳消しにしてしまうので、樹脂の早期硬化を防止するために樹脂のゲル化時間を好ましくは約１時間程度にまで延長させることができる。本発明においては、従来技術におけるはるかに長い時間の硬化／金型成形時間とその結果として随伴する生産性の大きな損失というデメリットは、硬化工程における製造に要する床面積が最小限にされ（ボードの幅ではなく厚みの方が、硬化工程中占める床面積がはるかに小さくてすむ）、１回の通しでラミネートすることができる多数枚のボードの硬化時間が、樹脂がゲル化するのに要する合計時間の平均となり、上述した例を用いた場合、ほぼ３０分である。
【００５５】
上述した完全に機械的な含浸方法は、又、含浸させ難い、目の詰まった織り、高強度千鳥綾織り、又はサテン織りの使用を可能にする。従来技術の手作業含浸方法の定番である弛い織り目のボート又は工具用織布は、迅速な樹脂浸透及び浸潤を可能にする糸目幅の粗い織りであるが、繊維内の空隙容積が大きいので約５０重量％の樹脂含量を必要とする。これに対して、高強度織布の非常に密な織りは、完全含浸に要する樹脂量を僅か３５重量％にまで少なくする。密な織り目の織布の例としては、織り＃７７８１、重さ８．７１ｏｚ／ｙｄ^２の８通糸サテン織り、及び重さ３．７０ｏｚ／ｙｄ^２の千鳥綾織り＃１２０（織り番号は、例えば米国バーリントンインダストリーズ社等の強化ガラス繊維織布のいろいろな製造会社に共通に用いられている）等がある。織布含浸機は、米国ミシガン州ベイ市のグジョン・ブラザース社から販売されている。
【００５６】
織布含浸機８０の使用方法、及び、構造用サンドイッチスキンを製造するための一般的な手順は、当業者には容易に理解されるであろう。即ち、ラミネートを貼り付ける前に、真空袋材の第１層（好ましくは熱可塑性材で、スキンコア２７の初期成形のときに形成する）を形状画定用金型１０の外側に被せ、次いで、ラミネートの第１層を貼り付け、次に、予備成形されたスキンコア２７を重ね、ラミネートの追加の層（１層又は複数層）を重ねてサンドイッチスキンの外側層を形成し、雌型金型２０を被せ、真空袋の外側面を取り付けることによって組立体が完成する。真空袋を密封し、中の空気を抜く。次いで、ラミネートされたスキンコア／雌型金型２７，２０を形状画定用金型１０から外すことができる。ラミネートスキンコア／雌型金型２７，２０は、その円弧形状によって与えられる安定性の故に、国課するまでの間に必要とされる支持は最少限でよく、樹脂が硬化し固化する間、内部レールは垂直ドエル又はそれに類する部材上に座置している。又、スキンコア／雌型金型の中心に長手に沿って延在している開口を適当な厚さのフォームに軽くクランプしておいてもよい。そのようなフォームは、後で除去してもよく、あるいは、最終構造体の一部としてもよい。
【００５７】
樹脂がゲル化し初期硬化した後、ラミネートスキンコア２７をカミソリでトリミングし、余剰のフォーム及びラミネート材を最終ボードの長手中心線４４に沿って除去することができる。カミソリは、爾後の接合に適する鋭い真直ぐな縁を残す。カミソリによるトリミングは、熟練すれば、手作業で容易に行うことができるが、フォーム及びラミネート材２７に、真直縁及びガイドとして機能するアルミ等のストリップ（図示せず）をピン留めすることもできる。
【００５８】
次に、中空のラミネートされたシェル２７内に内部コアを導入する。図１０は、中空レール部分７４、長手方向の剪断ウエブ８４、接合されてフォームハネカムコア６４を構成する半六角形状のフォームストリップ５６を含む内部材を示す。ボードの一方の半分体ではテール部分だけが示されており、他方の半分体では全体的に示されている中実フォームから成る内部コア４０は、予備金型成形された、あるいは、予備発泡されたフォームのビードに適当な結合剤を被覆することによって形成され、ラミネートスキンコア２７の内部に導入された発泡ビードフォームであってよい。発泡ビードフォームから成る内部コア４０は、結合剤の硬化中に、特別に設計された第３の部材を挿入することによって、あるいは、最終構造体の一部になる剪断ウエブ８４のような内部部材を用いることによって部分的に圧縮される。中実フォーム部分４０も、本発明の方法に従って金型成形されたポリウレタンフォームとすることができ、その場合、中実フォーム部分４０は、スキンコア２７の外形を画定するのに用いられた型であるから、完璧に嵌合する。
【００５９】
中実フォームコア４０を構成する比較的重いポリウレタンフォームの密度は、ダイカット、ポンチプレス等によっ余剰フォームを除去して部分的に中空の空洞（図示せず）を形成することによってより軽いビードフォームコアの密度に近い密度とすることができる。一方、ハネカムフォーム６４の気泡壁は、フォームのシートを熱形成温度にまで加熱して初期半六角形又はその他の許容しうる半気泡形状に形成することによって創生される。内部コアは、又、周縁レールに対向する横断方向の隔壁３４を含むものとすることもできる。横断方向の隔壁３４は、それらを座置させるフォームベース部分又はチャンネルを設けることによって調節自在とすることができる。接着剤を隔壁３４の両面とボードの内側面に塗布し、接着剤が湿潤状態にある間に各隔壁を上下又はその他の方向に動かしてボードの内部に完全に嵌合させ接合させる。同じ原理を剪断ウエブ８４にも、又、高い圧縮負荷を吸収するためにライダーの足下のテール等の特定の部位に追加することができるサンドイッチ圧縮インサート（図示せず）等のその他の補強部材にも用いることができる。当業者には理解されるように、ラミネートは、サンドイッチ構造を形成するのに必要とされる部位に貼り付けることができる。
【００６０】
ボードの使用に必要なサイドフィン、そのためのボックス、足抑えストラップ、引き綱等の取り付けは、当業者には何の困難もないであろう。これらの部材や器具は、慣用の態様で取り付けることができ、あるいは、ボードの２つの半分体を接合すると同時にバックアップ構造体を付加するように、内部コアを導入する前にボードの内部からアクセスすることができる。中心フィン、フィンボックス及び、又はマストトラックは、ボード１８の２つの半分体を接合する前、接合工程中、又は接合後に付加することができる。図１２では、ボード１８の２つの半分体２７が接合される前の状態が示されているが、その接合中に、予備硬化されたプラスチック複合材のストリップ８８を用いて長手方向のスパーを形成することができる。
【００６１】
図１３は、ボードのラミネートされたスキンコア２７の２つの半分体を接合する際に、高強度複合材スパーを形成するのに用いることができる手順の一例を示す。ボードの金型成形されたサンドイッチスキンコア２７と内部フォームコア４０の間にナイフ又はその他の適当な工具（図示せず）を挿入する。この工具の厚みが、頂部及び底部スパーキャップ８８を受容するためのスロット９０を形成するのに充分なフォームを除去する。スパーキャップ（以下、単に「スパー」とも称する８８は、予備硬化されたプラスチック複合材のストリップであり、高強度高温硬化性エポキシ内に長手方向に埋設されたＳガラス繊維（ケブラー^TM）又は炭素繊維等の一方向繊維を埋設したものである。極めて高い強度の予備硬化された一方向複合材は、米国カリフォルニア州サンマルコのゴードンプラスチック社と、ロードアイランド州ポタケットのネプトコ社からも販売されている。両社とも、在来の製造法に比べてはるかに高い強度を保証する繊維強度を得るために特殊なダイを使用している。頂部及び底部スパーキャップ８８を結合樹脂を含浸させたガラス繊維７２で包み、頂部及び底部スロット９０内へ押し込み、各スロット９０からはみ出たガラス繊維７２は、カミソリで所定形状にトリミングされた高密度フォームのサンドイッチコア層を有する剪断ウエブ８４の壁を形成する。次いで、スキンコアの２つの半分体２７を接合し、図１３に示されるように完成ボード１８を形成する。
【００６２】
図１４は、本発明による長手方向スパーに接合されたボードの断面図である。図１４Ａに示される例では、スパーキャップ８８と剪断ウエブ８４は、箱形ビームの形であり、図１４Ｂに示される例では、スパーキャップ８８と剪断ウエブ８４は、Ｉビーム形である。スキンコアの２つの半分体２７の接合工程中剪断ウエブ８４の厚みによって形成される両半分体間の間隙５８は、ケブラー、炭素繊維等の高強度繊維で充填する。
【００６３】
図１５は、図１３の線１５−１５に沿ってみた本発明のモノコックレールの部分断面図である。
【００６４】
スパーはそれに付与される上記高強度によりすべての主要な曲げ荷重を担持することができるので、スキン材は、耐衝撃性を高めるために比較的厚く、軽い材料とすることができることに留意されたい。例えば、ラミネートに編入するガラス繊維の大部分をプラスチック系繊維に代えてもよく、又、米国特許第４，７１３，０３２号（その記載内容が本明細書に編入されているものとする）に示されているようにゲル皮膜の層に代えて熱可塑性ＰＣ、ＡＢＳ等の緊密接着層を用いることもできる。その他の有用な軽量強化繊維として、サンドイッチ構造の内部材として、又は、サンドイッチ構造の外装化粧張りベニヤとして紙の形とした木材系もある。
【００６５】
金型部品の移動を隠すのに充分に厚く、上述したもの以外の注文設計ボードの製造を可能にするのに充分な厚さのスキン材としては、ブラシ、ローラ又はスプレーによって形状画定用金型１０の表面に直接被覆することができる液状のプレフォーム、強化繊維入りエポキシ、及び、従来技術（米国特許第４，７１３，０３２号）のポリウレタンフォーム等が挙げられる。サンドイッチ構造に使用するために製造された他のコア材として、プラスチックフォームと同等の密度でプラスチックフォームの強度の数倍の強度を発揮するものもあるが、それらは熱可塑性材ではない。これらの代替コアをトリミングして、本発明の熱成形されたモノコックフォームレールと組み合わせれば、本発明のものより高い強度で軽量のボードを製造することができるが、金型成形サイクルが長くなり、全体の製造コストが高くなる。そのような代替コア材の例としては、木口バルサ材、ヘクセル・コーポレーシヨンから販売されているノメックス^TMのような一連のハネカム材、米国テキサス州ヒューストンのウエストウインド・コンポジット社から販売されているフォーム充填ハネカム材等がある。又、本発明に使用しうる熱可塑性フォームのシートとしては、米国テキサス州デソトのダイアブ・グループから販売されているコア材であるＰＶＣディビニセル^TM及びエステルコア^TM等がある。好ましい密度は、１２０〜３６０ｐｓｉの圧縮強度を発揮する密度である。コアの厚さは、通常、０．１６〜０．２５ｉｎの範囲とする。ただし、他の異なるスキンコア材、厚さ及び密度の組合せも使用できることは、当業者には理解されるであろう。
【００６６】
上述したコア材、及び、上には述べなかったその他のコア材も、ボードの頂部及び底部半分体の形状に容易に合致する。当業者には明らかなように、本発明は、金型サイクルを短縮するための多くの方法を提供する。又、多くの方法において、ラミネート貼り付け工程は、樹脂が湿潤状態にある間に金型からボードを取り出すように設計することができ、あるいは、樹脂が湿潤状態にある間に金型からボードを取り出すのに本来的に適していることは当業者には明らかであろう。それによって、基本的金型サイクルを、スキンコア２７を予備金型成形し、次いでラミネートを貼り付けるのに要する時間にまで、通常、１回の製造工程において１つのボード半分体当たり１０分以下にまで短縮することができる。この迅速な金型サイクルは、上述した織布含浸機８０の効率的な使用を可能にし、それによって、ボードの製造において大幅な労力の節約を可能にするとともに、ボードの強度をも高めることができる。又、ボードの強度は、サンドイッチ構造をボードの周縁の周りに連続させて実質的にモノコックの周縁レールを形成することによっても更に高められることはいうまでもない。各ボード半分体のサンドイッチ構造体は、互いに突き合わせ関係にあわせて接合することができ、あるいは、従来技術において普通に用いられている中実ラミネートフランジと同様の態様で内向きのサンドイッチフランジを形成することもできる。
【００６７】
金型成形すべき熱可塑性材を金型の形状に合致させるために要する圧力は、二部分金型プレス、流体又はガス充填袋等のいろいろな手段によって供給することができ、圧力とともに、慣用の加熱素子、熱ブランケット、循環熱交換流体、又は斯界において周知のその他の方法によって、熱を加えることができる。
【００６８】
ここでは「構造用サンドイッチ」という用語は、両面に高強度面材を有するスキンコアに関連して用いられたが、構造用サンドイッチは、ここに例示された実施形態に限定されるものではなく、片面だけに高強度面材を有するもの、あるいは、高強度面材が選択的に省除されているスキンコアをも含むことは当業者には明らかであろう。例えば、内側面材を完全に省除することも本発明の範囲内である。
【００６９】
更に、ボードの金型成形されたスキンコア２７は、高強度面材が内側表面と外側表面の両面に被覆されている場合、非常に高い強度を発揮する。当業者には理解されるように、ボードの強度を大きく損なうことなく、サンドイッチ構造をボードの特定部分から選択に省除することができ、あるいは、ボードの重量を軽量化するために、又は、材料コストを削減するためにサンドイッチ構造を完全に省除することもできる。
【００７０】
以上、本発明を実施形態に関連して説明したが、本発明は、ここに例示した実施形態の構造及び形状に限定されるものではなく、いろいろな実施形態が可能であり、いろいろな変更及び改変を加えることができることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、本発明による右側金型半分体を構成する２つの基本的構成要素の側面図である。
【図２】 図２Ａは、本発明の第２実施形態による右側金型半分体の側面図である。この実施形態では、形状画定用右側金型は、個別の部品で構成されており、それらの個別部品が金型ベースに組みつけられて雄型金型全体を構成した状態が示されている。
図２Ｂは、図２Ａの右側金型の分解図である。
【図３】 図３は、外側フレームに取り付けられて本発明の別の実施形態による雌型金型を構成する形状画定用左側金型の一部透視図による側面図である。
【図４】 図４は、左右両側間の正確な位置合わせと嵌合を保証するために組み立てるべき金型部品を載せるためのジグ−取付具又は「ロッカーテーブル」の透視図である。
【図５】 図５は、２つの横断方向の補剛材の基部の部分透視図である。
【図６】 図６Ａは、雄型金型の内側に置かれたときの姿勢である直立位置にある２つの横断方向補剛材の透視図である。
図６Ｂは、雌型金型を形成するのに用いられる反転位置に置かれたときの２つの横断方向補剛材の透視図である。
【図７】 図７は、金型延長部の透視図と、高密度フォームスキンコアを熱成形した後のノーズの部分図である。
【図８】 図８は、本発明においてラミネートを貼り合わせるのを助成する機械的織布含浸機の概略図である。
【図９】 図９は、金型成形されたスキンコアにラミネートを貼り合わせる態様を示す概略透視図である。
【図１０】 図１０は、ボードのいろいろな内部コアの透視図である。
【図１１】 図１１は、互いに接合されるボードの２つの半分体の透視図である。
【図１２】 図１２は、完成したボードの透視図である。
【図１３】 図１３は、Ｉビーム形の長手方向スパーに接合されたボードの断面の透視図である。
【図１４】 図１４Ａは、箱形ビームの形のスパーの断面図である。
図１４Ｂは、Ｉビーム形のスパーの断面図である。
【図１５】 図１５は、図１３の線１５−１５に沿ってみた本発明のモノコックレールの部分断面図である。
【符号の説明】
４ 蝶ネジ
５ ナット
８ ナット
１０ 形状画定用金型、金型半分体、形状画定用金型構成要素、形状画定用雌型金型
１２ 金型ベース
１４ 突出ボルト
１６ ガラス繊維ロッド、炭素繊維ロッド
１８ ジグ−取付具、テーブル
１８ ボード、完成ボード
２０ 雌型金型、雌型金型構成要素
２２ フレーム、外側フレーム
２４ 摺動ロッド、調節自在ロッド、バー
２７ サンドイッチスキンコア、フォームスキンコア、ラミネートスキンコア
ラミネート材、シェル、ボード半分体
３０ デッキパネル、頂部パネル
３４ 隔壁
３６ フォーム部分
４０ フォーム金型、プラスチックフォーム、中実フォームコア、中実フォーム部分
内部コア、内部フォームコア
４２ 金型延長部材
４４ 中心線、長手中心線
４６ 耳片
４８ 横断方向補剛材、補剛材
５０ ロッカーパネル、底部パネル
５２ ロッカープレート
５４ 定規
５６ フォームストリップ
５８ 間隙
６２ ゴムフェアリング
６４ ハネカムフォーム、フォームハネカムコア
６６ 取り付け部
６８ ゴムブッシュ
７０ レール、レール部品、周縁レール、周縁レール部品
７２ ガラス繊維、布
７４ 中空レール部分
８０ 含浸機、機械的織布含浸機、織布含浸機
８２ ノーズ、ノーズブロック、ノーズ部品
８４ 剪断ウエブ
８８ ストリップ、スパーキャップ、底部スパーキャップ
９０ スロット
９２ テール、テールブロック、テール部品
９４ ローラ
９６ ニップローラ
９８ 樹脂浴

Claims (14)

1. 各々金型成形され、長手対称軸線に沿って互いに接合された左側ボード半分体と右側ボード半分体から成るボードであって、
   該各ボード半分体は、内部を囲った構造用外側スキンを有し、該構造用外側スキンは、コア材の層で形成されたスキンコアと、該スキンコアの表面を覆う高強度面材を有し、該スキンコアは周縁レールを形成し、
   前記左側ボード半分体と右側ボード半分体が互いに接合されている部分以外は継ぎ目が無いことを特徴とするボード。
2. 前記スキンコアは、モノコックの周縁レールを形成することを特徴とする請求項１に記載のボード。
3. 前記左側ボード半分体と右側ボード半分体は、Ｉビーム形の中心スパーに接合されていることを特徴とする請求項１に記載のボード。
4. 前記左側ボード半分体と右側ボード半分体は、箱形ビーム状の中心スパーに接合されていることを特徴とする請求項１に記載のボード。
5. 前記左側ボード半分体と右側ボード半分体は、補強構造体に接合されていることを特徴とする請求項１に記載のボード。
6. 前記内部は、内側チャンバーであり、該内側チャンバーは、低密度フォーム、空洞付きフォーム及び発泡フォームビードから成る群から選択された材料で充填されていることを特徴とする請求項１に記載のボード。
7. ウォータースポーツに用いるボードを組み立てるための金型システムであって、ボードの半分体を形成するための金型半分体から成り、該金型半分体は、中空スキンコアが成形され得る成形機能を有する凸面状外側表面を有し、該金型半分体は前記中空コアの成形に独立して関与する複数の副部品を含むことを特徴とする金型システム。
8. 前記副部品が、完成したボードの特定の部品に対応し、かつ、底部ロッカー、デッキ、周縁レール、ノーズ及びテールから成る群から選択されたものであることを特徴とする請求項７に記載の金型システム。
9. 前記金型半分体を水平の作業面上に垂直に設置することにより、作業面を占める割合を最小限に抑える請求項７に記載の金型システム。
10. 前記金型半分体が中空であり、かつ、複雑な湾曲形状を形成するための雌型金型として利用できるようにリバーシブルにできる請求項７に記載の金型システム。
11. ボードを製造するための方法であって、
    ａ．形状画定用金型を準備する工程と、
    ｂ．スキンを準備する工程と、
    ｃ．前記スキンをその変形温度にまで加熱する工程と、
    ｄ．該スキンを前記金型に挿入する工程と、
    ｅ．該スキンに圧力を加えて金型成形されたスキンコアを形成する工程と、
    ｆ．前記金型成形されたスキンコアの表面に高強度面材を被覆して継ぎ目無しの外側スキンを形成する工程と、
    ｇ．前記形状画定用金型とは反対の形状の形状画定用金型を用いて前記ａ〜ｆの工程を繰り返す工程と、
    ｈ．該ボードの第１半分体と第２半分体とを接合する接合工程を含むことを特徴とする方法。
12. ｉ．前記外側スキンによって画定される内部チャンバー内に内部支持体を挿入する工程を含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
13. 前記内部支持体は、低密度フォーム、空洞付きフォーム及び発泡フォームビードから成る群から選択されたものであることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
14. 前記接合工程は、Ｉビーム形又は箱形ビーム状の補強構造体を用いることを特徴とする請求項１１乃至１３のいずれか１項に記載の方法。

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