JPH11512171A - 強化成形部品，その製造方法及びその使用 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、形及び／又は大きさの異なる縦断面及び／又は横断面を有し、中空の外部成形部品（１２）と、少なくとも部分的に外部成形部品に接する、変形抵抗性の高い、連続発泡材料及び独立発泡材料のある発泡充填部を備え、発泡材料が中空外部成形部品（１２）の内部の中空空間を少なくとも部分的に満たし、外部成形部品の耐変形性を向上させる強化成形部品と、中空の部品が既知の方法で製造され、中空の部品の中に発泡材料を導入して、発泡材料が少なくとも部分的に中空部品に接し、滑りばめにより又は既知の固定方法により中空の部品内に固定される成形部品の製造方法と、工事用足場，建設作業用枠，航空機，陸上走行車両，船舶，家具のフレーム構造における支持部材としての、前記請求の範囲のいずれかの成形部品の使用に関するものである。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の名称 強化成形部品，その製造方法及びその使用技術分野 本発明は、強化成形部品，その製造方法及びその使用に関するものであり、さ らに詳しくは、形状及び／又は大きさが異なる縦断面及び／又は横断面を有する 中空の成形部品であって、少なくとも部分的に中空の外側成形部分に接し、また 連続発泡材料又は独立発泡材料を備えた中空の成形部品に関するものである。背景技術 管，棒，中空ビームなど中空の部材である支持部品（例えば、内部高圧成形工 程によって製造された自転車用支持部品，自動車の後輪車軸，排気管など）が、 さまざまな応用分野で知られている。例えば、建設業、とくに橋梁や住宅の分野 で、支持及び保持部材としてあるいは航空機，陸上走行車両及び船舶，商品棚， 家具などの分野で知られている。 これらは、とりわけ、軽量でありながら荷重に対して抵抗力が大きいという利 点を備えている。 例えば、自動車ではとくに軽量で抵抗力が高くねじり剛性のある構造を実現す るために、最近重量削減を目的としてフレーム構造が導入されている。航空機で は重量削減が構造上重要であり、中空のあるいは中実性のフレーム支持部材を備 えたフレーム構造が用いられることが多い。 既知の支持構造には、さらに抵抗力を高くし、特に座屈強度を強くすることが 望まれており、なお改良の余地がある。 さらに、依然として中空の支持部品は壁厚を厚くし、大きい寸法を用いなくて はならないが、これによって重量や大きさが増大するため、またとくに高い座屈 強度や積載量が望まれる場合には不利である。壁厚を厚くすることは、複雑な形 のものを製造するときに問題となる。強度の低い材料に用いられる簡単な成形工 程をこの場合には用いることができないからである。 例えば、中空の部品の振動特性を変えるために発泡化処理することはすでに知 られている。カルダン軸の作動特性及び振動特性を向上させるために発泡化処理 が行われる。このような中空の部品の発泡材料として発泡ポリマーが用いられる が、これは耐変形性が低く軸の変形特性に影響を与えずに振動特性を変えるだけ の要素として作用する。 自動車の表面被覆部分に衝突保護用として耐変形性の高い発泡金属を用いるこ とが、ＤＥ−ＧＭ９４０２７４３で知られており、この特許では発泡金属を変形 クッションとして用いている。この場合、発泡金属だけがエネルギー吸収成分と して、つまり変形部分の「クッション」として作用し、問題となるのは支持部分 ではなく変形部分であり、発泡部自体は外側部分又は支持部分の補強とはならな い。 ＵＳ−Ａ−３,２７５,４２４では中空の外部部品内で製造される連続発泡構造 の発泡金属をフィルターとして用いることが知られているが、この場合はフィル タの特殊な例であり、支持部品に関するものではない。 本発明の課題は、荷重特性が同じか又は高い既知の単一部品よりも軽量であり 、かつ小さく、軽量な構造部材を提供することである。 本発明によれば、この課題は形又は大きさの異なる縦断面及び横断面を有する 強化成形部品で、中空の外側部分を備え、また耐変形性が高く、少なくとも部分 的に外側の成形部分に接する連続発泡構造又は独立発泡構造の発泡充填部を備え た中空の外部成形部品の内部の中空空間を少なくとも部分的に満たし、変形に対 する外部成形部品の機械的耐性を向上させる強化成形部品によって解決される。 その他の好ましい例は、従属する請求の範囲から明らかとなる。 この場合、既知の中空の成形部品、例えば、継ぎ目なし管又は溶接管、あるい はその他の既知のプロファイルのものを中空の外部成形部品として用いることが できるが、このような成形部品を特別に製造し、また要求に応じて設計すること ができる。このための材料としては金属が用いられるが、またプラスチック，セ ラミック及びガラスも用いられる。特に、例えば中空の部品を縦軸中空管，曲り 管などの座屈に対して耐性のある特殊な形状により補強することが有利である。 この場合、強度から見て例えば既知のＩＨＶ工法により外部成形部品を製造す る場合のように外部成形部品の材料の繊維の配向を成形部品の外郭と平行にする ことが有利である。このために、これに対応する常温成形材料が当業者に知られ ている。 外部成形部品が同じ材料又は異なる材料の互いに平行に重なり合った多くの層 を有し、その繊維の配向が少なくとも部分的に互いに平行であることが望ましい 。 特に、重量削減のために構造部品全体を主として、同じか又は異なる軽金属と することができる。例えば、この軽金属はアルミニウム又はマグネシウムあるい はこれらの合金とし、これによって有利な耐食性をもたせることができる。 構造部品を重量が軽く、機械的荷重容量の高い繊維強化材料で構成することが 可能であり、また多くの用途で望まれる。 もちろん、既知の方法で熱成形された材料を外部成形部品に用いることができ る。例えば、ブロー成形また流込成形プラスチックなどの熱成形プラスチックや 、 内部発泡によって支持強度を大きく増すことのできる繊維強化プラスチックを用 いることができる。発泡セルロース材や発泡紙などの天然ポリマーも用いること ができる。特殊な適用例はガラスであり、これはきわめて弾力性に富み、軽量で ある発泡材料として用いることができる。 構造部品としてはさまざまな縦断面及び横断面のものを用いることができる。 発泡処理した成形部品の個々の成分は、例えば、金属／セラミックス，金属／ プラスチック発泡材，発泡金属／プラスチック外壁，金属／発泡ポリマー，紙又 はセルロース又はプラスチックなどの天然ポリマー，ガラス発泡材とすると有利 である。 中空の外部部品が少なくとも１個の凹部又は隆起部を有することが好ましい。 この課題はまた、次のような成形部品の製造方法によって解決することができ る。すなわち、中空の部品を既知の成形工程によって製造し、これに発泡材料を 導入して発泡材料が中空の部品に少なくとも部分的に接するようにし、また中空 の部品に滑りばめによりあるいは既知の固定方法によって固定されるようにする 。 中空の成形部品を製造するには、中空の外部成形部品を既知の方法で、圧伸成 形，注入成形，内部高圧成形により製造することができ、そのあと発泡材料によ り発泡化処理することができる。この場合、中空の外部部品を少なくとも部分的 に金属とすることができ、この金属として内部高圧成形により製造され、続いて 発泡材料で満たされた金属を用いることができる。 しかし、また発泡材料を別に金型内で発泡化処理し、外部成形部品の収縮又は 引込みによって外部成形部品に導入することができるが、この場合予想される作 動条件下で材料の分離が起こらないように注意しなくてはならない。 天然発泡材料及びプラスチック，発泡ガラス材，紙又は発泡セルロース材など の発泡合成化材料を含む発泡ポリマーの製造は、一般的に当業者に知られており 、発泡金属を簡単に製造することも最近では可能であり、例えば、発泡剤と金属 の混合物を既知の方法で中空の成形部品内で発泡化処理する。工学士マルクス・ ヴ Praxis"２８６頁、鉄鋼応用研究協会、Verlag und Vertriebsgesellschaft mbH 、デュッセルドルフ、１９９５参照。 発泡金属は、例えば、発泡スチール又は発泡アルミニウム又は他の発泡体とす ることができ、要求によりまた予想される使用目的により、さらに中空の部品の 特性に応じて選ぶ。 例えば、主として中空空間内での振動減衰、かつ腐食防止を目的とするときに は、発泡材料を独立発泡プラスチックとするとよい。 しかしまた、高温にさらされるかあるいは外部成形部品を保護し安定化させる べきときには、発泡充填部を発泡金属とするとよい。外部成形部品の発泡化処理 によって、外壁部の弾力特性ならびに断熱及び遮音効果が向上する。しかし、ま た発泡材料を中空の外部部品に導入し、発泡材料のまわりに外部の部品を引込む ことにより接着／ろう付け又は固定した発泡ガラス又は発泡紙を用いることがで きる。 発泡材料はまた、例えば、成形部品を冷却又は加熱するための流体を貫流させ ることができるように連続発泡材料とすることができる。 構造部品の製造方法の好ましい実施例は下記の各段階より成る： 直径の異なる中空の部品を準備する； 中空のプロファイル部品を成形範囲に拡張部を設けた金型に入れる； 管に内部高圧を加えて管壁が金型の拡張部の範囲で拡張するようにする； 拡張部つきの中空の成形部品を取り出し、発泡材料と発泡剤の発泡混合物を中 空の部品内に入れ、発泡剤を活性化して、中空の部品を発泡材料で発泡化処理す る。 また、中空の部品とは分離された発泡材料を発泡化用金型内で作り出し、中空 の外部部品内のこの海綿状物質を例えば収縮工程又は外部部品のはめ込みにより 固定し又は中空の部品を熱により膨張させることができ、この場合、固定は外部 部品の熱収縮により行われる。 上記の内部高圧法又はＩＨＶ法は下記の文書に述べられた方法であると理解さ れる。例えば、“Industrieanzeiger”（第２０号、１９８４年３月９日）に記 されている方法、あるいはＡ.エビングハウス「内部高圧成形法により製造され た軽量構造の精密工作物」、“Metallumformtechnik"、ＩＤ／９１版、１５頁以 降、あるいはまたＡ.エビングハウス「内部高圧成形法により製造された精密工 作物による経済的設計」、“Werkstoff und Betrieb”、１２３（１９９０）、 ３、２４１頁〜２４３頁、さらに“Werkstoff und Betrieb”、１２２（１９９ １）、１１（１９８９）、９３３〜９３８頁である。 下記にくり返しを避けるために完全な説明を記す。この方法はこれまで各種の 中空の成形部品を製造するために用いられてきた。例えば、管にカムを固定する ための作りつけカム軸の製造，中空のカム軸の製造また自動車フレーム部品の製 造である。 この内部高圧法によって全く新しい中空金属構造部品を製造することができる が、この部品では交差部及び壁部での繊維の配向が主として外郭と平行に走って おり、驚くべきことに座屈やその他の弱体化が起こらない。したがって、この中 空の成形部品は繊維の配向によって壁部の強度が高く、内部発泡化によって従来 よりも軽量で強度を保つことができ、これによって大幅な重量削減を達成するこ とができる。 また、外部成形部品に積層材料を用いて、これらを一緒に成形することができ る。積層材は適当な材質を選ぶことによって普通の材料よりも軽くすることがで き、さらに防振性とすることができ、また周囲状況（酸による腐食など）や外観 上の理由（色彩）に応じて表面に他の層を設けることもでき、このような部品に さらに有利な防振特性をもたせることができる。これは、気泡材が各材質に応じ て外壁部に弾力的に付着し、各材料は振動による影響をそれほど受けないからで ある。 また、材料への要求に応じて多層金属管を出発材料として選ぶことができる。 この場合、多層構成は中空の部品の表面の応力受容性が異なるため有利であり 、またあらゆる種類の振動を伝えにくいという利点を有しており、これによって 中空の部品の振動特性が著しく改善される。内側層は所定条件下で、例えば高温 条件下で、ろう付け工程のように又は相互拡散によって発泡材料と結合するよう に、また発泡材料が中空外部部品に固定するようにすることができる。しかしま た、耐食性，その他の理由、例えばプラスチックの潤滑性のために、プラスチッ クの外層が望ましいときには、発泡金属をプラスチックの外側の中空部分に設け 、あるいはプラスチックを外層として備えた多層の外部中空部分を設けることも できる。 また、発泡材料を導入したあと成形部品全体を成形して別の形にすることがで きるが、この場合は連続発泡材料を導入するためにＩＨＶ法を用いる必要がある 。 本発明による部品の好ましい用途としては、陸上走行車両，航空機，船舶，自 転車，オートバイならびに自動車用のフレーム，地上又は地下工事用足場，商品 棚，家具があり、また連続発泡材料に冷媒を通して冷却用部材として用いること もできる。 また特に、軽量構造のあらゆる応用分野に用いることができる。 本発明によれば、独立した中空の発泡部品を構造部品として用いるため、きわ めて軽量ではあるが強度と防振性の高い構造部品を、また小型の構造部品を得る ことができる。 内部高圧成形法を用いているので、事前に成形段階で外部の中空部品に突起や 凹部を形成することができる。これによって、その後の処理工程を短くすること が可能である。 この場合、中空の部品としてさまざまな中空プロファイルのもの、すなわち、 角型プロファイル，山型プロファイル，管，波形管などを用いることができる。 従来の部品よりも重量の軽い部品で同じ負荷容量を実現でき、また、軽い重量 で大きい荷重に耐えることができ、さらに低い欠陥率で高い生産精度を達成する ことができる。図面の簡単な説明 第１図は、独立発泡材料を備えた本発明による構造部品の概略部分透視図であ る。 第２図は、図１の構造部品の縦断面図である。 第３図は、図１の直線Ａ−Ａに沿った図１の構造部品の断面図である。 第４図は、連続発泡材料を備えた本発明による構造部品の断面図である。 第５図は、多層外壁を備えた本発明による構造部品の断面図である。 第６図は、発泡材料を有する多層中空部品の横断面の一つを通る縦断面図であ る。 発明を実施するための最良の形態 以下に本発明を好ましい実施例を示した添付図面を用いて詳細に説明するが、 本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 第１図，第２図及び第３図は同じ構造部品（アルミニウム合金製の自動車の車 軸合）を示すが、図から明らかなように図に示された構造部品は、外壁（１２） と発泡材料（１４）（両方ともアルミニウム合金製）により構成されている。外 部成形部品は、例えば、前輪車軸の一部として用いるためにＩＨＶ法によって立 体的に形成されている。 例えば、自動車が事故の場合に、変形によってエネルギーを吸収できるように 成形工程により作り出された部分に、目的に合わせて形成された溝によって圧縮 部を設け、あるいは、縦方向ひだ部（助手席側）を形成することによって強化プ ロファイル部品を組込むことができる。 この場合、フレームワークの中空プロファイルはその縦方向の直径も、また断 面もさまざまである。 図４は本発明による部品のもう一つの応用例の詳細を示している。この場合は 、自動車用触媒の担持部に関するものであり、これはスチール製ハウジング内の 連続発泡スチールにより構成されている。この実施例では、この担持部で一般に 知られている次のような問題が全く生じない。すなわち、ハウジングと担持部の 結合についての問題、また触媒とともに設けられるガス管路の形成の問題、であ る。ハウジングとガス管路（蜂の巣部と呼ばれることが多い）に同じ材料が用い られているので、これまでその寿命を限定していた担持部の材料の膨張係数が異 なるため、触媒担持部での応力を回避することができる。 図５は波形管を備えた本発明による構造部品のもう一つの実施例であり、外層 壁を有する外部成形部品が発泡部を備えている。 中空プロファイル部品は単一の材質（例えば、スチール又は軽金属合金）で構 成することができるが、利用目的に応じて積層材や、プラスチックを積層また被 覆した管を形成することもできる。 適当な層を設けることによって、特別な加工段階を必要とせずに耐食性とし、 また色彩を与えることができる。 独立発泡材料を発泡材料として用いると、これによって腐食性物質が侵入でき ないため高度の耐食性を達成することができる。 すでに知られているように、例えば、可動性成形装置によって、成形中に管の 縦軸に沿って材料を導入すると、外部成形部品の壁厚を均等にすることができ、 隆起部の形成によって生じる外部成形部品の壁部の弱体化を少なくとも部分的に なくすことができ、弱体化を招くことなく隆起部を形成することができる。 同じような実施例を図６に示すが、この例では外層がスチール、内層がアルミ ニウム合金で構成され、フランジ状の隆起を有する多層型外部成形部品（１２） に発泡アルミニウム（１４）が充填されている。もちろん、図６のこの成形部品 は他の材質の組合せでもよい。 このようにして、本発明によれば従来のものよりも耐性のある、軽量の支持部 を形成することができる。 その他の実施形態及びその後の開発形態は、請求の範囲に述べられた保護範囲 の枠内で当業者には明らかであり、この保護範囲は、単に説明のためにここに例 として挙げた実施例によって限定されることはない。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９７年８月１９日 【補正内容】 明細書 技術分野 本発明は、強化単一成形部品の製造方法と、形状及び／又は大きさの異なる縦 断面及び／又は横断面を有する強化成形部品と、その使用に関するものであり、 さらに詳しくは、形状及び／又は大きさが異なる縦断面及び／又は横断面を有す る中空の成形部品であって、少なくとも部分的に中空の外側成形部分に接し、ま た連続発泡材料又は独立発泡材料を備えた中空の成形部品に関するものである。背景技術 管，棒，中空ビームなどの中空の部材である支持部品（例えば、内部高圧成形 工程によって製造された自転車用支持部品，自動車の後輪車軸，排気管など）が 、さまざまな応用分野で知られている。例えば、建設業、特に橋梁や住宅の分野 で、支持及び保持部材としてあるいは航空機，陸上走行車両及び船舶，商品棚， 家具などの分野で知られている。 これらは、とりわけ軽量でありながら、耐荷重性が大きいという利点を備えて いる。 例えば、自動車では特に軽量で抵抗力が高く、ねじり剛性のある構造を実現す るために、最近重量削減を目的としてフレーム構造が導入されている。航空機で は、重量削減が構造上重要であり中空のあるいは中実性のフレーム支持部材を備 えたフレーム構造が用いられることが多い。 既知の支持構造には、さらに耐性を高くし、特に座屈強度を強くすることが望 まれており、なお改良の余地がある。 さらに、依然として中空の支持部品は壁厚を厚くし、大きい寸法を用いなくて はならないが、これによって重量が増大するため、また特に高い座屈強度や積載 量が望まれる場合には不利である。壁厚を厚くすることは、複雑な形のものを製 造するときに問題となる。強度の低い材料に用いられる簡単な成形工程をこの場 合には用いることができないからである。 例えば、中空の部品の振動特性を変えるために発泡化処理することは、既知で ある。カルダン軸の作動特性を向上させるために発泡化処理が行われる。このよ うな中空の部品の発泡材料には発泡ポリマーが用いられるが、これは耐変形性が 低く、軸の変形特性に影響を与えずに、振動特性を変えるだけの要素として作用 する。 ＵＳ−Ａ−４,２００,３２６(ＷＩＬＣＯＸ)では、ポリウレタンまたエポキシ 樹脂で発泡化処理した多重構成の鋼製鉄道車軸が知られており、この特許では、 発泡プラスチックが、多重構成の中空車軸又は車輪部分で、その外壁をその内壁 と端部で結合する役割を果たし、また駆動力伝達と曲げ力を吸収する。しかし、 このプラスチックは大きい圧縮力を吸収することはできず、鉄道車軸及び車輪の 個々の部分の間で回復力と追加的弾性結合が行われその役割を果たす。 自動車の表面被覆部分に衝突保護用として耐変形性の高い発泡金属を用いるこ とが、ＤＥ−ＧＭ ９４ ０２ ７４３で知られており、この特許では発泡金属を 変形クッションとして用いている。この場合、発泡金属だけがエネルギー吸収成 分として、つまり変形部分の「クッション」として作用し、問題となるのは支持 部分ではなく変形部分であり、発泡部自体は外側部分又は支持部分の補強とはな らない。 ＵＳ−Ａ−３,２７５,４２４では、中空の外部部品内で製造される連続発泡構 造の金属フォームをフィルターとして用いることが知られているが、この場合は フィルタの特殊な例であり、支持部品に関するものではない。 ＵＳ−Ａ−４,７７４,１１７(ＯＥＦＮＥＲ)では、繊維複合構造により構成さ れ る荷重支持部材が知られており、少なくとも支持部材の中央部では相対的に剛性 が高く、端部では弾力的であり、これによって繊維複合部分は積層／サンドイッ チ状であり、中間壁によって互いに分離され、これは支持部材の全幅にわたって 設けられている。したがって、これは曲げ力やねじり力を弾力的に吸収するのに 適しており、また高い圧縮抵抗性も示す多層構造である。 したがって、本発明の課題は、荷重特性が同じか又は高い場合に、既知の部品 よりも軽い、軽量の構造部品を提供することである。 本発明によれば、この課題は、 ａ）既知の成形方法によって中空の外部成形部品を製造する段階と、 ｂ）発泡材料が少なくとも部分的に外部成形部品に接し、これと少なくとも接触 によって結合され、その耐機械的変形性を向上させるように、中空の外部成形部 品に発泡性材料を加える段階 とによって構成される強化単一成形部品の製造方法によって解決される。 その他の好ましい例は、従属する請求の範囲から明らかとなる。 この場合、既知の中空の成形部品、例えば、シームレスパイプ又は溶接管、あ るいはその他の既知のプロファイルのものを中空の外部成形部品として用いるこ とができるが、このような成形部品を特別に製造し、また要求に応じて設計する ことができる。このための材料としては、金属が用いられるが、またプラスチッ ク，セラミック及びガラスも用いられる。特に、例えば中空の部品を縦軸中空管 ，曲り管などの座屈に対して耐性のある特殊な形により補強することが有利であ る。 この場合、強度から見て、例えば既知のＩＨＶ工法により外部成形部品を製造 する場合のように、外部成形部品の材料の繊維の配向を成形部品の外郭と平行に することが有利である。このために、これに対応する常温成形材料が当業者に知 られている。 外部成形部品が同じ材料又は異なる材料の互いに平行に重なり合った多くの層 を有し、その繊維の配向が互いに平行であることが望ましい。 特に、重量削減のために構造部品全体を主として同じか又は異なる軽金属とす ることができる。例えば、この軽金属はアルミニウムあるいはこれらの合金とし 、これによって有利な耐食性をもたせることができる。 構造部品を重量が軽く機械的荷重容量の高い繊維強化材料で構成することが可 能であり、また多くの用途で望まれる。 もちろん、既知の方法で熱成形された材料を外部成形部品に用いることができ る。例えば、ブロー成形また流込成形プラスチックなどの熱成形プラスチックや 、内部発泡によって大きく支持強度を増すことのできる繊維強化プラスチックを 用いることができる。 構造部品はさまざまな縦断面及び横断面のものを用いることができる。 発泡化処理した成形部品の個々の成分は、例えば、金属／セラミックス，金属 ／プラスチック発泡材料，発泡金属／プラスチック外壁とすると有利である。 中空の部品が少なくとも１個の凹部又は隆起部を有することが好ましい。 この課題はまた、形状及び／又は大きさの異なる縦断面及び／又は横断面を有 する強化成形部品によって解決され、この強化成形部品は、 単一の中空の外部成形部品（１２）と、 変形抵抗性の高い連続又は独立発泡部（１４）を備え、外部成形部品内で発泡 処理された発泡充填部であり、外部成形部品に少なくとも部分的に接し、これと 結合され、中空の外部成形部品（１２）の内部の中空空間を少なくとも部分的に 満たし、外部成形部品の耐機械的変形性を向上させる発泡部を備えている。 中空の成形部品を製造するには圧伸成形，注入成形，押出成形，内部高圧成形 により既知の方法で中空の外部成形部品を製造し、そのあと発泡剤で発泡化処理 する。 この場合、中空の外部成形部品は少なくとも部分的に、内部高圧成形法で製造 され、続いて発泡材料を加えた金属により構成することができる。 発泡プラスチックの製造は通常の既知の方法で行われ、最近では発泡金属の製 造も行うことができる。例えば、発泡剤と金属の混合物を既知の方法で中空成形 部品内で発泡化処理する。工学士マルクス・ヴェーバー「発泡スチールの応用の Vedag und Vertriebsgesellschaft mbH、 デュッセルドルフ、１９９５参照。 発泡金属は要求により、また中空部品の使用目的に応じて、例えば、発泡スチ ール，発泡アルミニウム又はその他のものを選ぶことができる。 例えば、主として中空空間内での振動減衰、また腐食防止を目的とするときに は、発泡材料を独立発泡プラスチックとするとよい。 しかしまた、高温にさらされるか、あるいは外部成形部品を保護し、安定化さ せるべきときには、発泡充填部を発泡金属とするとよい。外部成形部品の発泡化 処理によって、外壁部の弾力特性ならびに断熱及び遮音効果が向上する。また発 泡ガラス又は発泡紙を用いることもできる。 発泡材料はまた、例えば、成形部品を冷却又は加熱するための流体を貫流させ ることができるように連続発泡材料とすることができる。 構造部品の製造方法の好ましい実施例は下記の各段階より成る： 直径の異なる中空の部品を準備する； 中空のプロファイル部品を成形範囲に拡張部を設けた金型に入れる； 管に内部高圧を加えて、管壁が金型の拡張部の範囲で拡張するようにする； 拡張部つきの中空の成形部品を取り出し、発泡材料と発泡剤の発泡性混合物を 中空の部品内に入れ、発泡剤を活性化して中空部品を発泡材料で発泡化処理する 。 上記の内部高圧法又はＩＨＶ法は、下記の文書に述べられた方法であると理解 される。例えば、“Industrieanzeiger”（第２０号，１９８４年３月９日）に 記されている方法、あるいはＡ.エビングハウス「内部高圧成形法により製造さ れた軽量構造の精密工作物」“Metallumformtechnik”ＩＤ／９１版、１５頁以 降、あるいはまた“Werkstoff und Betrieb”,１２３（１９９０）、３、２４１ 頁〜２４３頁、Ａ.エビングハウス「内部高圧成形法により製造された精密工作 物による経済的設計」、さらに“Werkstoff und Betrieb”、１２２（１９９１ ）、１１（１９８９）、９３３〜９３８頁である。 下記に、くり返しを避けるために完全な説明を記す。 この方法はこれまで各種の成形中空部品を製造するために用いられてきた。例 えば、管にカムを固定するための作りつけカム軸の製造，中空のカム軸の製造ま た自動車フレーム部品の製造である。 この内部高圧法によって全く新しい中空の金属構造部品を製造することができ るが、この部品では交差部及び壁部での繊維の配向が主として外郭に平行に走っ ており、驚くべきことに座屈やその他の弱体化が起こらない。したがって、この 中空の成形部品は繊維の配向によって壁部の強度が高く、内部発泡化によって従 来よりも軽量で強度を保つことができ、これによって大幅な重量削減を達成する ことができる。また、外部成形部品に積層材料を用いて、これらをいっしょに成 形することができる。積層材は適当な材質を選ぶことによって普通の材料よりも 軽くすることができ、さらに防振性とすることができ、また周囲状況（酸による 腐食など）や外観上の理由（色彩）に応じて表面に他の層を設けることもでき、 このような部品にさらに有利な防振特性をもたせることができる。これは、発泡 材料が各材質に応じて外壁部に弾力的に付着し、各材料は振動による影響をそれ ほど受けないからである。 また、材料への要求に応じて、多層金属管を出発材料として選ぶことができる 。この場合、多層構成は中空の部品の表面の応力受容性が異なるため有利であり 、またあらゆる種類の振動を伝えにくいという利点を有し、これにより中空の部 品の振動特性が著しく改善される。しかしまた、耐食性、その他の理由、例えば プラスチックの潤滑性のために、プラスチックの外層が望ましいときには、発泡 金属をプラスチックの外側中空部分に設けることもできる。 本発明による部品の好ましい用途としては、陸上走行車両，航空機，船舶，自 転車，オートバイならびに自動車用のフレーム，地上又は地下工事，工事用足場 ，商品棚，家具がある。 また特に、軽量構造のあらゆる応用分野に用いることができる。 本発明によれば、独立した中空の発泡部品を構造部品として用いるため、きわ めて軽量ではあるが、強度と防振性の高い構造部品を得ることができる。 内部高圧成形法を用いているので、すでに成形段階で中空の外部部品に突起や 凹部又は開口部を形成することができる。これによって、その後の処理工程を短 くすることが可能である。 （新しい）請求の範囲 １ ａ）既知の成形方法によって中空の外部成形部品を製造する段階と 、 ｂ）発泡材料が少なくとも部分的に外部成形部品に接し、これと少 なくとも接触によって結合され、その機械的変形抵抗性を向上させるように、中 空外部成形部品に発泡性材料を加える段階とによって構成される、強化単一成形 部品の製造方法。 ２ 中空の外部成形部品が少なくとも部分的に金属によって構成され、 内部高圧成形法によって製造され、続いて発泡材料で発泡化処理される、請求の 範囲１の方法。 ３ 中空の外部成形部品が少なくとも部分的にポリマーによって構成さ れ、外部成形部品が注入成形，熱成形，ブロー成形又は内部高圧成形などの、既 知の成形方法による、少なくとも一層の材料の成形によって製造され、続いて発 泡材料で発泡化処理される、請求の範囲１又は２の方法。 ４ 外部成形部品が同じ材料か又は異なる材料の多くの互いに平行な重 なり合った層を有し、繊維の配向が完全に又は部分的に互いに平行である、前記 いずれかの請求の範囲の方法。 ５ 外部成形部品の材料が、常温成形又は熱成形された材料の一つ又は それ以上の、場合によってはいっしょに成形された層を有する、前記いずれかの 請求の範囲の方法。 ６ 常温成形材料が金属，軽金属，スチール，アルミニウム，マグネシ ウム，チタン及びこれらの合金からなるグループから選ばれたものである、請求 の範囲４の方法。 ７ 外部成形部品に繊維強化材料を含む、前記いずれかの請求の範囲の 方法。 ８ 発泡充填部が変形抵抗性の高い発泡プラスチック又は発泡金属であ る、前記いずれかの請求の範囲の方法。 ９ 単一中空外部成形部品（１２）と、耐変形性の高い連続又は独立発 泡部（１４）を備え、外部成形部品内で発泡化処理された発泡充填部であり、外 部成形部品に少なくとも部分的に接し、これと結合され、中空外部成形部品（１ ２）の中空の内部空間を少なくとも部分的に満たし、外部成形部品の耐機械的変 形性を向上させる発泡部とによって構成される、前記いずれかの請求の範囲の形 状及び／又は大きさの異なる縦断面及び／又は横断面を有する強化成形部品。 １０ 外部成形部品（１２）の材料の繊維配向がその外郭とほぼ平行に走 っている、請求の範囲９の成形部品。 １１ 工事用足場又は建設作業用枠組，航空機，陸上走行車両，船舶，家 具のフレーム構造における支持部材としての前記いずれかの請求の範囲の成形部 品の使用。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，Ｓ Ｚ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，Ｉ Ｓ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ， ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，Ｓ Ｄ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 形及び／又は大きさの異なる縦断面及び／又は横断面を有し、中空 外部成形部品（１２）と、少なくとも部分的に外部成形部品に接する、耐変形性 の高い、連続発泡材料及び独立発泡材料のある発泡充填部を備え、発泡材料が中 空の外部成形部品（１２）の内部の中空空間を少なくとも部分的に満たし、外部 成形部品の耐変形性を向上させた強化成形部品。 ２ 外部成形部品（１２）の材料の繊維の配向がその外郭に対してほぼ 平行である、請求の範囲１の成形部品。 ３ 外部成形部品（１２）が同じ材料か又は異なる材料の多くの互いに 平行な重なり合った層を有し、繊維の配向が完全に又は部分的に互いに平行であ る、請求の範囲１又は２の成形部品。 ４ 外部成形部品（１２）の材料が常温成形又は熱成形された材料の一 つ又はそれ以上の、場合によっては一緒に成形された、層を有する、前記いずれ かの請求の範囲の成形部品。 ５ 少なくとも一つの常温成形材料が金属及び軽金属のグループから選 ばれたものである、請求の範囲４の成形部品。 ６ 常温成形材料が、スチール，アルミニウム，マグネシウム，チタン 及びこれらの合金からなるグループから選ばれたものである、請求の範囲５の成 形部品。 ７ 外部成形部品（１２）に繊維強化材料を含むことを特徴とする、前 記いずれかの請求の範囲の成形部品。 ８ 発泡充填部（１４）が発泡金属であるか又は高い耐変形性を有する 発泡紙又は発泡セルロースのような合成及び天然のポリマーを含む発泡ポリマー である、前記いずれかの請求の範囲の成形部品。 ９ 中空の外部成形部品が既知の成形工程で製造され、この中に発泡材 料が組込まれ、発泡材料が中空の部品に少なくとも部分的に接し、中空部品に滑 りばめによって又は既知の固定方法によって固定されている、前記いずれかの請 求の範囲の成形部品の製造方法。 １０ 中空の外部成形部品が少なくとも部分的に金属によって構成され、 内部高圧成形法によって製造され、続いて発泡材料で充填される、請求の範囲９ の方法。 １１ 中空の外部成形部品が少なくとも部分的にポリマーによって構成さ れ、外部成形部品が注入成形，熱成形，ブロー成形又は内部高圧成形などの既知 の成形方法による、少なくとも一層の材料の成形によって製造され、続いて発泡 材料で充填される、請求の範囲９に記載の方法。 １２ 成形された外部成形部品での発泡材料の発泡化による又は成形され た外部成形部品での事前成形された発泡材料の固定による外部成形部品の充填が 外部成形部品の圧縮，接着，ろう付け，溶接，焼結，収縮又は引込みによって行 われ、外部成形部品内にある発泡材料が引き続いて外側部分の内層を発泡材料と しっかりと結合させる固定方法を含む方法によって固定される、請求の範囲９か ら１１いずれかの方法。 １３ 発泡材を外部成形部品内に導入したあと、外部成形部品内にある発 泡材料と中空の外部成形部品を一緒に成形する、請求の範囲９から１２いずれか の方法。 １４ 工事用足場、また建設作業用枠，航空機，陸上走行車両，船舶，家 具のフレーム構造における支持部材としての、前記請求の範囲のいずれかに記載 の成形部品の使用。