JPH07507015A

JPH07507015A - 構造的およびその他の構成部材，製造方法

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Publication number: JPH07507015A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】構造的およびその他の構成部材、製造方法技術分野本発明はたとえば車輌構成部材が圧縮および／又は引張応力および／又はこれらいずれか一方又は双方の形式の応力の連続的な反復下で動作する（特に自転車、オートハイおよび自動車）ならびにその他の装置のための構造的な構成部材を製造する方法を提供する。この最良の例はこのような車輌のホイール又はエンジンへの取付のための構成部材である。

本発明の方法はまた構造的で−よなくあるいはたとえば自動車のシャシ等のように構成部材の構造的性質が構成部材の唯一の機能ではないような構成部材の製造にも用いられる。

黄１Ｕ克侑前記に略述した形式の一般的な構造的な構成部材の製造についての現行の問題点の一つは応力および引張力およびそれらの反復下において妥当な強度を適当な重量又は問題となる構成部材について受容できる重量において得ることにある。また多くの場合において極めて軽量の構成部材をつくることはできるが、そのコストは与えられた用途について許容できないほど高いものとなる。

ヨーロッパ特許第４３８７９２号には可撓性のビームおよびヘリコプタ−のロータ翼ならびに同様な構成部材をつくる方法が開示されている。この方法Ｇこおいては、複合材料であるロービングをマンドレルの周囲に８の字型に巻回し、ロービングがマンドレルの周囲に管状の網目を形成するようにマンドレルを回転する。このようにして、構成部材は形成工程の間マンドレル上に支持されている重なり合ったロービングからなる網目として形成米国特許第３３６７５８６およびヨーロッパ特許第２８４４９７号にはヨーロッパ特許４３８７９２号に開示されているものとは＼”同様なフィラメントワインディング装置が開示されており、ロービングはマンドレルの周囲に：よ＼°らせん状のパターンで巻回される。

ヨーロッパ特許第２１３８１６号には基質材を含浸させたフィラメント状の材料を第一のらせん状の層として形成体の周囲に巻回し、第二、第三の実質的にらせん状の層を内側の層の周囲に形成し、連続する各層を直前の層および直後の層に対して異なった角度で形成することによる管又はロッドの製造が開示されている。

前記の全ての従来技術の明細書において、使用されるロービング、糸あるいはフィラメントが常にマンドレルの周囲に巻回され、したがってロービングが形成工程の間完全に支持されていることに注目すべきである。さらに前記従来技術によって形成される物品は異なった方向をとる多数の巻回層によって形成され、い′ ＼かえればその所望の形状は略述すれば基本的にはロービングの綱目である。

これに対して、本発明の方法はマンドレルを使用せずに比較的複雑な形状を形成することを可能にしかつ、構成部材を網目構造ではなく中実の板又はロッドとして形成することを提供する。これにより本発明の方法は極めて軽量でしかも極めて強度の大きな構造的な構成部材を容易に自動化できかつ従来技術の方法に比較して比較的簡単でかつ迅速に行われる製造方法によって提供することができることになる。

本発明の別の目的は前記方法によって製造されるこのような構造的な構成部材を提供することにある。本発明のさらに別の目的は前記構造的な構成部材を製造するための前記方法に用いられる装置を提供することにある。

光丑グ皿丞本発明は構造的なおよびその他の構成部材を製造する方法を提供し１、前記方法はニー完成された構成部材において必要とされる（後に定義する）軸およびスプールの数および前記スプールの相互間の空間的な配置を予め決定すること、前記スプールを所定の空間的な配置に配置および固定する手段を設けて、前記手段を使用すること；すべてのスプールに関し、て任意の二つのスプールの間における材料の必要な厚さを構成部材が供される目的に応じて予め決定すること、予め選択された樹脂中で糸を濡らすための手段を設けること、前記濡れた糸を所定の張力下で、スプールからスプールへ所定の経路上を巻回し、前記巻回により材料の前記厚さを形成してスプールの間に濡れた糸からなる支持されていないロッドを設けること、前記巻回手段を使用すること、前記構成部材を公知の態様でたソ゛シ材料の各１ゴツトが前記硬化中に張力下におかれるようにして硬化させ、前記硬化の温度を使用される材料および構成材料について意図された用途によって決定すること、そして硬化が完了し前記各ロッドが硬くなった際に前記構成部材を配置および固定手段から除去することを包含する。

ここで用いられるパ糸″という用語は張力下で抱合する東に形成された多数の微細な長いフィラメントを意味する。典型的には炭素又は硼素あるいはガラスのフィラメントが用いられるがＫＥＶＬＡＲＣケブラ：商標名）または鋼のフィラメントを用いてもよい。

中実で硬い構成部材を形成するために、この糸を適当な基質材料で濡らしそしてこの糸／基質複合材料は基質の乾燥につれて固化する。この基質材料はフィラメントの間の空隙を充填しかつそれらを相互に結合する。

基質材料は製造される構成部材の目的とする用途に応じて広い範囲の公知の材料から選択される。典型的な基質材料はエポキシ樹脂、ポリエステル樹脂およびビニルエステル樹脂ならびにその他の公知の樹脂の範囲のものを含む。

スプールは頂部、側部および底部を含む構成部材であり、スプールの外形は頂部および底部を通る長手方向軸に関して対称とすることができる。このスプールは定位手段を含んでいてもよい。スプールの頂部および底部の断面は円形又は円弧状であってもよいが、スプールの回転を制御し、やすくするように四角形又は多角形とすることが好ましい。スプールはピンすなわち全長にわたって巾が等しくてもよく、またはスプールの中間部の断面積が頂部又は底部の断面積よっもや＼小さいような形状にしてもよい。頂部と底部とは必ずしも同一でなくてもよい。

定位手段は一つ又はそれ以上の孔を有することが好ましい。少な（とも一つの孔の断面が円形であることが好ましい。またスプールの長手方向の軸が少なくとも一つの孔を通過するか又はこれと接触していることが好ましい。

またスプールは断面積が頂部または底部の断面積と等しい一つ又はそれ以上の中間フランジを有していてもよい。これによってスプールを用いて糸を（後述するように）そのまわりに一つ以上の方向において巻回することが可能になる。

スプールの数は構成部材を形成するために糸を巻回しなければならない異なった軸の数を決定することによって計算される。

本発明はジグを含む配置および固定手段であって、前記ジグが基板と前記基板の１方における同一のまたは異なった高さを有する二つ又はそれ以上の受台とを有し、前記受台が前記基板に固定されていてスプールをその上に取り外し可能に定位又は固定するための手段を備え、前記受台の間隔および前記スプールの各受台に固着した際の高さの相違が、前記方法において記載したものと同一の空間的な配置となる前記手段をさらに提供する。

前記ジグは、ロッドが硬化される際にロッドの硬化時の張力が硬化炉中での鋼の加熱時の膨張によって生じる張力を含むように鋼製であることが好ましい。

巻回手段は手動のものでもよくまたは機械的に自動化されないしはロボントにより巻回されそして適当にプログラム化されたコンピュータ制御により完全に自動化されていてもよい。

本発明の製造方法は、前記方法におけるそれらの目的が糸の合同時にその方向を変更させることのみにある付加的なスプールを含むことをさらに提供する。

この製造方法は構成部材に対してさらに別の糸又は他の材料を加えた後で構成部材を後硬化する工程をさらに含んでいてもよい。

前記製造方法は前記方法による完成された製品を被覆するための予め成形された被覆体を設ける工程をさらに含んでいてもよい。

本発明はまた前記製造方法によって製造される構造的な構成部材を提供する。

３明の簡単な波型以下本発明の好ましい具体例を、例としてのみ、オートハイへの懸架のためエンジン取付用ブラケットおよびオートハイのホイールの構成について添付図面に関し詳細に説明する。

図１は本発明の方法の好ましい具体例の一つの段階を示すエンジン取付用ブラケットの平面図である。

図２は図１に示すブラケットの側面図である。

回３は本発明の好ましい具体例の方法の一部をエンジン取付用ブラケットについて示す概略斜視図である。

図４は本発明の方法の好ましい具体例に使用するジグの斜視図である。

図５は本発明の方法の一段階におけるホイールのスポークの概略的な斜視図である。

図６は図５のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。

発明を実施するための最良の形態図１．２および３について説明すると、こ−にはエンジン取付用ブラケットであるオートバイの構成部材２が示されており、これは円孔を貫設した３つのスプール（３，４およびＣ）を含んでいる。スプール３〜５の互いの空間的関係における配置は構成部材２の特定の目的によって定まり、こ−で構成部材２はオートバイの他の部分にポルトｍめされる。最初の三図に示される例において、中央のスプール４の直径は外側のスプール３．５とは異なっており、円孔に加えて溝孔を有している。これらの孔はその構成態様以外の目的に関連し得る。スプール３〜５中の孔は（図４に示すように）スプールをジグ６に取り付けるためにも用いられる。

全てのスプール３〜５は任意の適当な材料、たとえば、炭素繊維、プラスチック、被覆されたアルミニウムまたは炭素繊維について非腐食性の任意の材料でつ（られる。

全てのスプール３〜５は、それらがエンジンに取付けられまたは極めて大きな強度を要するその他の特別な目的に用いることを必要としなければアルミニウムからなることが好ましい。この場合にはスプール３〜５は鋼または他の適当な金属でよい。スプール３〜５の軸１９の外側には計算された量の炭素繊維糸１７を収容するのに通した寸法の溝が設５すられている。スプール３〜５はアルミニウム製の場合は適当な樹脂層でコーティングされ、炭素繊維糸１７を施す前に部分的に乾燥させられる。

隣接した各列のスプール（３と４または４と５）間に延設される濡れた糸からなる厚みをもった“軸”はロッド８として記載されるが、これは一旦乾燥および硬化された後では硬いものとなる。

閲４を参照すると、ここには構成部材２をつくるためのジグ６が示されている。

鋼装のジグ６は受け台１０〜１２か固着されている厚みのある平面化された鋼板９を有している。受は台１０〜１２の配置は構成部材２をつくるためのスプール３〜５の間の所要の間隔から計算される。受は台１０〜１２の高さは完成された構成部材２におけるスプール３〜５の空間的な位置関係により定められる。各受は台１０〜１２は断面が円形でかつ夫々の受け台（１０−１２）の本体の断面積よりも小さな先端部（夫々１３〜１５）を有している。このようにして、受は台１０〜１１２上には夫々のスプール３〜５を載せるための平坦なカラー１６が設けられている。先端部１３〜１５の直径は夫々の各スプール３〜５中の孔の寸法によって定められる。各先端部１３〜１５の直径は夫々のスプール３〜５が受け台ＩＯ〜１２に対して円滑にかつゆるまずに嵌合するようなものとされる。しかしこの嵌合は干渉嵌めほど強くすべきではない。

このジグ６の構成では各スプール３〜５に貫通した孔のあることが必要である。

必要によってはスプール３〜５をジグ６に脱着自在に嵌合させる別の手段を用いてもよい。たとえば各受は台１０〜１２が２つの定位ピンを有し、各スプール３〜５がこのピンを定位させる相補的な空腔を有していてもよい。このようにすれば、スプール３〜５を構成部材２の装造のために着脱自在に固着することが可能となるが、貫通した孔を有する必要はない。

構成部材２は次のような態様で製造される。図３および図４について説明すると、スプール３〜５をジグ６上において対応する受け台１０〜１２に設置する。

炭素繊維糸１７を予め選択された樹脂の浴中において濡らし、濡れた状態でスプールからスプールへ（たとえば３から４へ又は４から５へ）張設する。図３に示すように、濡れた糸１７をスプール３の軸１９上の溝（図示せず）中においてスプール３から出発させる。糸１７をスプール３の一方の側からスプール４の一方の側に張設し、次いでスプール４の周囲を軸１９上で完全に一周させる。１７をスプール４の前記と同じ側からスプール５の一方の側へと連続させ、スプール５の軸１９上で完全に一周させる。そして糸１７をスプール５の第二の側からスプール４の第二の側に戻し、スプール４の軸１９上で完全に一周させる。次いで糸１７をスプール４の第二の側かたスプール３の第二の側に連続させ、スプール３の軸１９上で完全に一周させる。このように、糸１７が最初の経路においてとる経路が数字“１．２．３および、１”ならびに各スプール３〜５の軸１９のまわりでの周回を示す中間の矢印によって図３に示されている。各ロッド８に必要とされる予め計算された所望の厚みに達するまで糸１７をこの経路に連続的に通過させる。次いで糸１７を切断せずにロッド８か形成させる次の領域に糸１７を通過させる０図３において、糸１７をスプール４の中間フランジ１８を越えてスプール４の下部に降下させ、前記のようにしてスプール３および４の回りの経路′ “５および６”をたどらせる。このようにして、スプール３および４の間だけにロフト８を形成する。これらのロット８が所定の厚さに達すると、糸１７を切断する。

このようにして、１本の濡れた炭素繊維の糸１７を用いて構成部材２についてのすべてのロット８を形成することかできる。

構成部材２の目的に必要なロッド８の厚さは糸１７の直径やその張力についての知識ならびに構成部材２のための所望の安全荷重に相応する圧縮強度が与えられていれば予め計算することができる。このようにして構成部材２の目的に必要とされるロッド８の厚さを前もって完全に計算することができる。

図示の例および実施において、約２００本のフィラメントからなる直径０．８ｍｍで引張強度が１００ｋｇ、圧縮強度が８０ｋｇの炭素繊維の糸１７が良好な結果を与えることが判明した。必要な安全荷重は糸１７の一回の通過について６０ｋｇであった。

糸１７を所定の経路１〜６（図３）に沿って巻回する際、これを一定の張力下に保持しかつスプールからスプールに張設する。糸１７の方向を変更する前に各スプール３〜５のまわりで完全に一回周回させて、ロッド８が圧縮荷重を受けた場合にスプール３〜５から糸１７がはずれないようにする。

必要であれば多数の糸１７を一度に巻回することも可能である。しかし、所要の強度を得るために、そして糸１７の各通過毎に用いる張力を同一にするためには、実際には一度に巻回できる糸１７は３本以下であることが判明した。

ロット８について最大の効果および最大の強度を得るためには、軸１９の回りの各通過時の糸１７を全ての他の各通過時の糸１７と同一の張力下におかなければならない。したがって２本又は３本以上の糸１７を同時に用いるときには、糸を巻回する際に１本の糸１７が他の糸の上に重なり、軸１９の回りにおいて同一の経路を完成させるためには異なった長さの糸１７が必要となる。このことは外側の糸１７が問題とするスプールの中心から異なった径方向距離にあるので、２本の糸１７の中の外側のものが２本の糸の内側のものとは若干異なった張力を受けることを意味する。このように、１本以上の糸１７を同時に巻回するときには、糸を異なった速度で供給できるようにして、糸がたどる経路の長さの僅かな相違を許容し、構成部材２上の同一の点を通過するすべての糸について同一の張力が維持されるようにしなければならない。１本から３本迄の間が好ましいとされる理由は、糸１７の停止および出発点が構成部材２の強度についての弱点となるからである。したがって、糸１７の停止および出発点が少ないほど、構成部材２の強度についての弱点が少なくなる。

しかし、たとえば各糸１７を他の全てのものとは異なる点から出発させ、各糸１７を他の全てのものとは異なる点で停止させ、そして全てのスプール３〜５の回りの全ての糸１７の全ての経路を糸１７が全て同一張力を受けるようにして多数の糸１７を一度に巻回することが可能である。しかし、実際にはこれは簡単ではない。これには前記の方法を実行する自動的機械装置のコンピュータ制御が必要となる。

糸１７が蓄積されて所定の厚さのロット８がつくられると、濡れた炭素ロッド８を有する全体のジグ６を硬化炉（図示せず）に入れて硬化させる。ロット８が硬化する温度および硬化を生じさせるために必要す時間の長さは構成部材２が供されろ目的および糸を濡らすために用いた特定の樹脂によって決定される。

たとえば、構成部材２がホイールとなる場合には、このホイールの最高動作温度で硬化させることが好ましい。

同様に、構成部材２がクランクケースとしての用途に供されるときには、構成部材２をクランクケースが使用される最高温度で硬化させるべきである。これは約１２５°Ｃである。このような構成部材２は前記温度で約１時間半硬化させるべきである。もし構成部材２の動作温度が６０°Ｃ以下の場合には、構成部材２を最低１時間半その温度で硬化させるべきである。もし構成部材２を９０°Ｃおよび１００°Ｃの間の温度で使用する場合には、初期硬化を６０°Ｃで最低１時間半行い、さらに後硬化を９０°Ｃ〜１００°Ｃの間で１時間半行なわせればよい。構成部材２をそのような温度下で使用する怠図がなければ後硬化は必要でない。

炭素繊維１７を濡らすために用いる樹脂はポリエステル樹脂、またはエポキシあるいはビニルエステル樹脂とすることができる。構成部材２が供される最終用途に応してその他の樹脂を用いてもよい。たとえば、構成部材２Ｇ＝耐火性が必要であれば、耐火性樹脂を使用しなければならないつこれらの構成部材２の製造時に鋼製のジグ９を用いることは、鋼の炉内での加温下での膨張が硬化過程において濡れたロッド８を緊張させて適当な張力を及ばずことを助長するので好ましい。

上記の方法は次のような段階をさらに含むことができるニスプール３〜５をジグ９の受げ台１０〜１２（図４）の上におく前に、予め形成され、硬化および平面化された炭素繊維の成形材（図示せず）を受け台１０〜１２上に置いてもよい。

この予め形成された成形材は受け台１０〜１２を通過突出させられる孔または開口部を有して５す、かつ構成部材２の最終完成製品のため構成部材２を収容するのに必要な成形材の半分となる。

濡れた糸１７を完成されたロッド８の所要の厚みとなるようにスプール３〜５に巻回してから（前記のように）、成形材を受け台１０〜１２の上方に向けて摺動させ儒れた糸１７と接触させる。濡れた糸１７と予め形成された成形材との接触が完全でない場合には、粉砕された繊維のペースト又はそれと同様な材料を用いて濡れた炭素ロッド８と予め形成したカバーとの結合を改善することができる。

ロッド８とカバーとの間の接触および結合は、ロッド８が長い場合には特に重要であるが、これはロッド８の圧縮荷重による座屈がこれによって防止されるからである。

次いで、予め形成され、平坦化された第二の成形カバーをスプール３〜５の頂部にかぶせて、濡れた糸１７の頂部と接触させる。これはその縁部が糸１７の巻回に先立って受け台に設置した材料の第一の半分に当接してこれを覆うような形状を有する。こ−で構成部材２は完成された製品の全てのロッド８を覆う二つの成形されたカバーを有する。必要であれば、リボン形のバッチまたはその他の材料（図示せず）を用いてカバーの両側の接合線を覆いカバーに強度を与えるようにしてもよい。

前記においてはカバーを炭素繊維からなるものとした。

しかし、他の任意のプラスチインクあるいはアルミニウムまたは成形可能かつ構成部材２が供される目的に適した任意の材料でもよい。カバーをつくるための型は糸１７およびロッド８が形成され、そして構成部材２の原型が硬化された構成部材２の原型から形成してもよい。製品のキャビティ２０に独立気泡フオームを注入してもよい。このフオームを硬化させ（図１）次いで所望の形状に仕上げ、そして完成された原型被覆体のための型をつくるためのプラグとして用いてもよい。

構成部材２の最初の硬化後にカバーを付加しないで構成部材２を製造する別の任意の段階を包含させてもよい。

この製造方法の付加的な段階はたとえばホイールのように構成部材を二段階で形成せねばならないような場合に用いられる。

図５および６について説明すると、ホイール２２の好ましい製造方法においては、ホイール２２の中心部をスプール２４によって形成し、各スポーク２５を前記図１および２について説明した方法を用いて、中心スプール２４と間隔をおいて設けた多数の外側のスプールとの間に濡れた炭素繊維糸を巻回することによってつくられた一連の炭素繊維ロッド２８によって形成する。使用する外側スプール２３の数を好ましくは２個とし、糸を巻回してボーク２５の断面から見て六角形のパターンのロン１２日を形成する。好ましくは、外側のスプールをホイールの中心からスポークの所要の最終製以上にはなしてジグとに位置させる。

中心スプール２４はそれらの上に糸を巻回する異なった３つの部分２９．３０および３１を有する。外側部分２９および３１はスプール２４の各端部に隣接し、そして同一の直径を有している。中央部３０は二つの外側部分２９および３１の間にありそして外側部分２９および３１よりも大きな直径を有する。

スポークのためのロッド２８を形成するために、糸を中央部分３０に巻回し、そして中央部３０の一方の側面から一方の外側スプール２３の外側を越えて、第二の外側スプール２３を横切らせそして中央部３０の第２の側面に戻す。この糸は経路ＡＢＣをたどってロッド２８ａおよび２８ｄを形成する。

糸を一方の外側部分２９に巻回し、同様にして経路ＤＥＦをたどって更に二つのロッド２８を形成させる。最後のロッド２８ｂおよび２８ｃは同様にして糸を第二の外側部分３１および外側スプール２３に経路ＧＨＩをたどって巻回することにより形成する。

スポーク２８の形成に先立って、予め成形したホイール半カバー３０をジグの上にまたはその近辺にスプール２３．２４からはなして設置してもよいすべてのホイールスポーク２５が形成され、そしてホイール２２がまだジグ上にあって樹脂が濡れている時に、ホイール半カバー３０を濡れたロッド２８に接触するように位置させてホイール２２の一方の側を形成する。樹脂がまだ濡れていることによってスポーク２日とカバー３０との間の良好な結合が確保される。

このホイールカバー３０は図１〜４について説明したものと同一の材料および技術によってつくってもよい。

また、カバー３０はたとえばダイ成形または射出成形の可能なプラス千ツク材料などのような任意のその他の適当な材料からつ（ってもよい。

次いで他方のホイール半カバー３１をスポーク２８に被せて設置する。次いで炭素繊維からなるカップ３２（図６甲点線の外形線によって示す）を各スポーク２５の外側端部をなす各群のロッド２８の間に押し込み嵌めまたは圧力嵌めし、それによってカップ３２の外側表面をロッド２８の外側部分に沿って結合させそしてカップ３２の基部によりスポーク２５の外側端部のための拡大された表面積を形成させる。

次いでホイール半カバー３０．３１を押圧一体化する。

この半カバー３０．３１の縁部に隣接するロッド２８は半カバー３０．３１の縁部を互いにシールすることを助けそして濡れた炭素繊維布または糸をホイールのリムに巻回しながら第二のジグをゆっくり回転させる。

このようにして炭素繊維ロッド８の構造をホイール２２のスポーク部分において主として使用しそしてリムについては濡れた炭素繊維織布を主として使用する。

このホイール２２を再び前記のようにして炉中で硬化／乾燥させる。次いで各ホイールスポーク２５を所望の長さに切断し、て対応するスプールおよび余分の糸を除去する。

冷却したホイールを旋盤に載置し、ここでリム部分を回転させてタイヤを位置させるためのタイヤビードの正確な円形の外形を形成する。

以上ホイール２２を六角形のロッド２８の配列を夫々有する３本のスポーク２５の形成に関して説明した。２木、４本又はそれ以上のスポークが前記の方法によって形成されることは明らかであろう。また六角形以外の形状を用いること、そしてまた形状がスポークの軸に沿う平面に関して必ずしも対称である必要のないことは明らかであろう。

必要であれば、中間のスプール群（図示せず）を付加して各スポーク２５のためのロッド２８を形成してもよい。このようなスプールはホイール２２に対して例えばディスクブレーキのような他の構成部材を取りつけるために用いることができる。

以上前記の製造方法を構成部材２の開発および製造に関して説明した。多数のスプールを有するより複雑な構造をこの方法によって製造することもできる。例えば、機械的な強度のためにロッド８の方向を変える必要がある場合には、この目的のために小型のスプール（図示せず）を用いることができる。このようなスプールは後で外側の成形によって全体的に被覆される。

この方法および１本の糸１７によって８本以上のスプールを含む構成部材が完全に可能となる（例えばホイールのスポーク）。この理由は構成部材における二つの特定のスプールの間のロッド８の必要な厚さを前もって計算することができ、従って炭素繊維糸１７かたどるための最も適切な経路を予め定めてあくことかできるためである。

以上前記構成部材２をオートハイのためのエンジン取り付は用ブラケットおよびホイールに関して説明した。

前記の方法を用いることによってオートバイのその他の部品、例えばフロントフォーク、シャシ、およびその他の懸架構成部材を作ることができる。またこの方法によってクランクケースを作ることもできる。また自転車、自動車およびその他の車輌（ならびにエンジン構成部材を含む夫々の構成部材）をこの方法によって作るごともできる。

以上前記の方法を構成部材２の手作業による製造に関して説明したが、ジグ９および糸１７の巻回は自動化することができ、そして機械的に又は適切にプログラム化されたコンピュータによって制御することができることは明らかであろう。

また適切な予備計算および使用樹脂の選択によって前記の方法によりピストンおよびコネクチングロッドを製造することもできる。

Ｃ）補正された請求範囲１．構造的な占よびその他の構成部材を製造する方法において、前記構成部材がｐＥ縮および／又は引張応力ないしはそれらの連続的な反復下で動作し、そして前記方法が：（前記に定義した）軸およびスプールの数および完成された構成部材において必要とされる前記スプールの相互間の空間的配置を予め決定すること、前記スプールを所定の空間的配置に配置および固定させるための手段を設けて、前記手段を使用すること、すべてのスプールに関して、構成部材が供される目的に応じて任意の二つのスプールの間における材料の必要な厚さを予め決定すること、選択された樹脂中で糸を濡らすための手段を設けること、前記濡れた糸を所定の張力下で、スプールからスプールへ、所定の経路上を前記張力が巻回中を通して維持されるように巻回し、前記巻回により材料の前記厚さを形成してノ、プールの間に濡れた糸からなる支持されていないロッドを形成すること、前記ロッドの一部又は全体を被覆する予め成形された被覆体を設けること、前記巻回手段を使用すること、さらに別の糸あるいは他の材料を用いて糸からなるロッドと被覆体との間を結合すること、前記構成部材を公知の態様でたヌし各材料のロッドが前記硬化中に張力下におかれるようにして硬化させ、前記硬化の温度を使用される材料および構成材料の意図される用途に応じて決定すること、そして硬化が完了し前記各ロッドが硬くなった際に前記構成部材を配置および固定手段から除去することを含む前記方法。

２、スプールの数を糸が巻回される異なった軸の数、一つ以上の方向に糸を巻回するために用いられるスプールの数および糸の方向を変えるためのみに必要な軸の数を決定することによって決定する請求項１記載の構造的なおよびその他の構成部材を製造する方法。

３、前記方法がさらに別の糸又はその他の材料を構成部材に付加した後に構成部材を後硬化する段階をさらに含む請求項１または２のいずれかに記載された構造的なおよびその他の構成部材の製造方法。

４、前記予め成形された被覆体を型の一部分を全ての糸の巻回に先立って前記スプールのための配置および固定手段上に位置させ、予め成形された被覆体の第二の部分を糸の巻回直後および前記硬化前に付加する二段階の工程において前記構成部材に付加する請求項３記載の構造的なおよびその他の構成部材の製造方法。

５、前記糸が張力下に抱合する束に形成されたフィラメントからなる炭素繊維糸であり、前記フィラメントが炭素、硼素、ガラス、ＫＥＶＬＡＲ，ｆ！１およびそれらの任意の組合せからなる群より選択されている請求項１〜４のいずれか一項に記載された構造的なおよびその他の構成部材の製造方法。

６、前記糸をポリエステル樹脂、エポキシ樹脂およびビニル樹脂からなる群より選択された樹脂で含浸させる請求項１〜５のいずれか一項に記載された構造的なおよびその他の構成部材の製造方法。

７、前記糸を一つの予め定められた張力下でスプール上に巻回してロッドを形成する請求項１〜６のいずれか一項に記載された構造的なおよびその他の構成部材の製造方法。

８、前記一つの張力が一部の糸を用いて前記ロッドを形成することにより得られる請求項１〜７のいずれか一項に記載された構造的なおよびその他の構成部材の製造方法。

９、複数の糸を用いて前記ロッドを形成する請求項１〜８のいずれか一項に記載された構造的なおよびその他の構成部材の製造方法。

１０、前記方法を完全に自動化された状態で行う請求項１〜９のいずれか一項に記載された構造的なおよびその他の構成部材の製造方法。

１１、構成部材がスポーク付のホイールでありそして方法が下記の工程を含む請求項３に記載された構造的なおよびその他の構成部材の製造方法ニ一つのスプールをホイールの中心に位置させること、各スポークについて、互いに隔てられた一連の外側スプールをこれらが前記スポークの完成時の長さよりも大きな距離だけ前記中心スプールから隔てられるように前記スポークの長手方向軸の周囲に配列および固定すること、前記中心スプールと前記各外側スプールとの間に濡れた糸を充分に巻回してスポークの長手方向軸の周囲に一部のロッドを形成すること、前記濡れた糸の上に予め形成されたホイール半カバーをｉ３２置すること、前記濡れた糸と同一の材料からなるカップを圧力域め体として前記ロッドの外側端部の間に挿入して、カップの表面がロッドに結合しかつカップの基部がスポークの外側端部において拡大した表面積を形成するようにすること、ホイール半カバーを互いに押圧一体化すること、濡れた糸またはこのような糸からなる布を前記ホイール半カバーの間の結合部に巻回しながら配置および固定手段を回転させてホイールのリムを形成すること、前記構成部材を硬化させること、そしてロッドを切断して各ホイールスポークを所望のスポーク長に形成すること。

１２、前記方法がさらに前記ホイールのリムを機械加工してタイヤビードの正確な円形の外形を形成する工程をさらに含む請求項１１記載の構造的な構成部材の製造方法。

１３、実質的に添付の図１〜３又は図５および図６を参照して記載されかつ図示させた通りの請求項１〜９．１１又は１２記載の構造的な構成部材の製造方法。

国際調査報告　ｌ１ｍ７□Ｎ・ＰＣＴ／ＮＺ　９３１０００１１５ＦｏｒｍＰＣＴ４３Ａ／２１０（ｃｏ−幽ｎｏｆ−＊ｈ＋ｗａｎ＋Ｉｕｌｙ１１１９２１ｃｏｐｉ＋ｗ国際調ｉａ告　１ｍｔｒｍｕａｎｓｌａｐｐ１ｍｂｅｎＮ。

ＰＣｒＭＺ　９３１０００Ｂ５Ｆｏｒ＋ｖ＋　ＰＣＴｎＳＡ／２１０　ｆｃｏｎｕｎ叫馴ｏ１５ｃｅｏｎｄ　１ｈｅａ）ｌｌｕｌｙ　１９９２１　ｃｕｐ）ｘ国際調査報告　１−−１・□Ｎ。

ＰＣＴ／Ｎ７．９３ＩＤＤＯｇ５ＦｏｒｍＰＣＴＩＩ５ノー／２１ＯＬｐｍ＋ａｍｌａｍＬｌｙ曹ｕ門１１鴫：ｘ）ｆｌｕ瞥ｙ１９９２１ｅｏｐ４ｍフロントページの続き（８１）指定国　ＥＰ（ＡＴ、ＢＥ、ＣＨ，ＤＥ。

ＤＫ、ＥＳ、ＦＲ，ＧＢ、ＧＲ，ＩＥ、ＩＴ、ＬＵ、ＭＣ，ＮＬ、　ＰＴ、　ＳＥ）、ＣＡ（ＢＦ、ＢＪ、ＣＦ、ＣＧ、　ＣＩ、　ＣＭ、　ＧＡ、　ＧＮ、　ＭＬ、　ＭＲ，ＮＥ、　ＳＮ。

ＴＤ、　ＴＧ）、　ＡＴ、　ＡＵ、　ＢＢ、　ＢＧ、　ＢＲ，ＢＹ。

ＣＡ、ＣＨ，ＣＺ、ＤＥ、ＤＫ、ＥＳ、ＦＩ、ＧＢ、ＨＵ、ＪＰ、ＫＰ、ＫＲ，ＫＺ、ＬＫ、ＬＵ、ＬＶ、ＭＧ、ＭＮ、ＭＷ、ＮＬ、Ｎ○、　ＮＺ、　ＰＬ、　ＰＴ、　ＲＯ。

ＲＵ、ＳＤ、ＳＥ、ＳＫ、ＵＡ、ＵＳ、ＵＺ、ＶＮ

Claims

【特許請求の範囲】

１．構造的なおよびその他の構成部材を製造する方法において、（前記に定義した）軸およびスプールの数および完成された構成部材において必要とされる前記スプールの相互間の空間的配置を予め決定すること、前記スプールを所定の空間的配置に配置および固定させるための手段を設けて、前記手段を使用すること、すべてのスプールに関して、構成部材が供される目的に応じて任意の二つのスプールの間における材料の必要な厚さを予め決定すること、選択された樹脂中で糸を濡らすための手段を設けること、前記濡れた糸を所定の張力下で、スプールからスプールへ所定の経路上を巻回し、前記巻回により材料の前記厚さを形成してスプールの間に濡れた糸からなる支持されていないロッドを形成すること、前記巻回手段を使用すること、前記構成部材を公知の態様でたゞし各材料のロッドが前記硬化中に張力下におかれるようにして硬化させ、前記硬化の温度を使用される材料および構成材料の意図される用途に応じて決定すること、そして硬化か完了し前記各ロッドが硬くなった際に前記構成部材を配置および固定手段から除去することを含む前記方法。
２．スプールの数を糸が巻回される異なった軸の数、一つ以上の方向に糸を巻回するために用いられるスプールの数および糸の方向を変えるためのみに必要な軸の数を決定することによって決定する請求項１記載の構造的なおよびその他の構成部材を製造する方法。
３．前記方法がさらに別の糸又はその他の材料を構成部材に付加した後に構成部材を後硬化する段階をさらに含む請求項１または２のいずれかに記載された構造的なおよびその他の構成部材の製造方法。
４．前記方法が完成された製品を被覆するための予め成形された被覆体を形成する工程をさらに含む請求項１〜３のいずれか一項に記載された構造的なおよびその他の構成部材の製造方法。
５．前記予め成形された被覆体を、型の一部分を全ての糸の巻回に先立って前記スプールのための配置および固定手段上に位置させ、予め成形された被覆体の第二の部分を糸の巻回直後および前記硬化前に付加する二段階の工程において前記構成部材に付加し、そしてさらに別の糸または他の材料を付加して糸のロッドと被覆体との間に結合を形成する請求項４記載の構造的なおよびその他の構成部材の製造方法。
６．前記糸が張力下に抱合する束に形成されたフィラメントからなる炭素繊維糸であり、前記フィラメントが炭素、硼素、ガラス、ＫＥＶＬＡＲ、鋼およびそれらの任意の組合せからなる群より選択される請求項１〜５のいずれか一項に記載された構造的なおよびその他の構成部材の製造方法。
７．前記糸をポリエステル樹脂、エポキシ樹脂およびビニル樹脂からなる群より選択された樹脂で含浸させる請求項１〜６のいずれか一項に記載された構造的なおよびその他の構成部材の製造方法。
８．前記糸を一つの予め定められた張力下でスプール上に巻回してロッドを形成する請求項１〜７のいずれか一項に記載された構造的なおよびその他の構成部材の製造方法。
９．前記一つの張力が一本の糸を用いて前記ロッドを形成することにより得られる請求項１〜８のいずれか一項に記載された構造的なおよびその他の構成部材の製造方法。
１０．複数の糸を用いて前記ロッドを形成する請求項１〜９のいずれか一項に記載された構造的なおよびその他の構成部材の製造方法。
１１．前記方法を完全に自動化された状態で行う請求項１〜１０のいずれか一項に記載された構造的なおよびその他の構成部材の製造方法。
１２．請求項１ないし１１のいずれか一項に記載された構造的なおよびその他の構成部材の製造方法に用いる構成材料であって、前記構成材料が少なくとも頂部、底部、側部および定位手段を含むスプールであり、この構成材料の側面の形状（外形）を、糸の厚さとスプールとが頂部または側部の断面積よりも実質的に大きな断面積を有しないようにスプールの側面が一巻又はそれ以上の糸を周囲に受容できるようにスプールの側部の断面が頂部および底部の断面よりもやゝ小さくなるようにした前記構成材料。
１３．前記スプールが頂部と底部との間に少なくとも一つの付加的な中間フランジ又はカラーを有し、このカラーの断面が前記構成部材の頂部又は底部の断面とほゞ等しい請求項１２記載の構成部材。
１４．前記定位手段が前記スプールの長手方向軸と平行にまたはこれと一致してスプールを貫通する少なくとも一つの孔を有する請求項１２又は１３記載の構成部材。
１５．ジグを含む配置および固定手段であって、前記ジグが基板と前記基板の上方における同一又は異なった高さの二つ又はそれ以上の受台を有し、前記受台が前記基板に固定されていてスプールをその上に取り外し可能に固定するための手段を備え、前記受け台の間隔および前記スプールの各受台に固着した際の高さの相違が請求項１ないし１２のいずれか一項に記載したものと同一の空間的配置となる前記配置および固定手段。
１６．構成部材がスポーク付のホィールでありそして方法が下記の工程を含む請求項４に記載された構造的なおよびその他の構成部材の製造方法：一つのスプールをホィールの中心に位置させること、各スポークについて、互いに隔てられた一連の外側スプールをこれらが前記スポークの完成時の長さよりも大きな距離だけ前記中心スプールから隔てられるように前記スポークの長手方向軸の周囲に配置および固定すること、前記中心スプールと前記各外側スプールとの間に濡れた糸を充分に巻回してスポークの長手方向軸の回りに一群のロッドを形成すること、前記濡れた糸の上に予め形成されたホィール半カバーを載直すること、前記濡れた糸と同一の材料からなるカップを圧力嵌め体として前記ロッドの外側端部の間に挿入して、カップの表面がロッドに結合しかつカップの基部がスポークの外側端部において拡大した表面積を形成するようにすること、ホィール半カバーを互いに押圧一体化すること、濡れた糸またはこのような糸からなる布を前記ホィール半カバーの間の結合部に巻回しながら配列および固定手段を回転させてホィールのリムを形成すること、前記構成部材を硬化させること、そしてロッドを切断して各ホィールスポークを所望のスポーク長に形成すること。
１７．前記方法が前記ホィールのリムを機械加工してタイヤビードの正確な円形の外形を形成する工程をさらに含む請求項１６記載の構造的な構成部材の製造方法。
１８．実質的に添付の図１〜３又は図５および図６を参照して記載されかつ図示された通りの請求項１〜１１、１６または１７記載の構造的な構成部材の製造方法。
１９．請求項１５に記載されかつ実質的に添付の図４を参照して記載された通りの配置および固定手段。