(57)【要約】  本発明は、複合材料の構造体であって、上側面（２ａ）、下側面（２ｂ）、少なくとも第１及び第２のビーム（３，４）を備えたプレート（２）を有し、各ビーム（３，４）は、少なくとも頂面部（３ｃ，４ｃ）、底面部（３ｂ，４ｂ）及び頂面部（３ｃ，４ｃ）と底面部（３ｂ，４ｂ）の中間に且つこれらに隣接して位置する１対の互いに間隔を置いた側面部（３ａ，４ａ）を含む複数の面部を有し、各ビーム（３，４）は、頂面部（３ｃ，４ｃ）のところでプレート（２）の下面に取り付けられており、第１のビーム（３）は、側面部（３ａ）相互間に延びる開口通路（５）を有し、第２のビーム（４）は、開口通路（５）を貫通していることを特徴とする複合材料構造体を提供する。
2009504953.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複合材料の構造体であって、上側面（２ａ）、下側面（２ｂ）、少なくとも第１及び第２のビーム（３，４）を備えたプレート（２）を有し、各前記ビーム（３，４）は、少なくとも頂面部（３ｃ，４ｃ）、底面部（３ｂ，４ｂ）及び前記頂面部（３ｃ，４ｃ）と前記底面部（３ｂ，４ｂ）の中間に且つこれらに隣接して位置する１対の互いに間隔を置いた側面部（３ａ，４ａ）を含む複数の面部を有し、各前記ビーム（３，４）は、前記頂面部（３ｃ，４ｃ）のところで前記プレート（２）の前記下面に取り付けられており、前記第１のビーム（３）は、前記側面部（３ａ）相互間に延びる開口通路（５）を有し、前記第２のビーム（４）は、前記開口通路（５）を貫通している、複合材料構造体。
【請求項２】
前記開口通路（５）と前記第２のビーム（４）は、前記第２のビーム（４）の前記頂面部（４ｃ）及び前記底面部（４ｂ）が、前記開口通路を画定する対応の表面と当接関係をなすように相互に寸法決めされると共に形作られている、請求項１記載の複合材料構造体。
【請求項３】
前記ビームの各々は、複合材料で作られた管状外側シース（１０）を有する、請求項１又は２記載の複合材料構造体。
【請求項４】
各前記管状外側シース（１０）は、前記プレート（２）の前記下側面（２ｂ）から見て遠くに位置する底壁部（１０ｂ）と、前記プレート（２）の前記下側面（２ｂ）に隣接して位置する頂壁部（１０ｃ）と、１対の互いに間隔を置いた側壁（１０ａ）とから成る、請求項３記載の複合材料構造体。
【請求項５】
前記管状外側シース（１０）の内部は、コア部材で占有されている、請求項３又は４記載の複合材料構造体。
【請求項６】
前記開口通路（５）は、前記第２のビーム（４）の前記シース（１０）の前記頂壁部（１０ｃ）及び前記底壁部（１０ｂ）が、前記第１のビーム（３）の前記シース（１０）の前記底壁部（１０ｂ）及び前記頂壁部（１０ｃ）の内面（１１，１２）と当接関係をなすよう前記第１のビーム（３）内に形成されている、請求項３、４又は５記載の複合材料構造体。
【請求項７】
前記ビームの前記プレート（２）及び前記ビームの前記外側シース（１０）は各々、母材樹脂が注入された構造体の状態に織成された繊維から成る、請求項３〜６のうちいずれか一に記載の複合材料構造体。
【請求項８】
各前記外側シース（１０）の前記織成構造体の前記繊維は、前記シースの前記底壁部（１０ｂ）について、長手方向に最高５００ＭＮ／ｍ2及び横方向に最高１５０ＭＮ／ｍ2又はこれ以上の引張強さを達成するよう配置されている、請求項７記載の複合材料構造体。
【請求項９】
前記ビーム（３，４）のうちの少なくとも一方の前記繊維の何割かは、前記プレート（２）の前記下側面（２ｂ）の前記織成繊維構造体中に組み込まれている、請求項７又は８記載の複合材料構造体。
【請求項１０】
複合材料の構造体を製造する方法であって、
（ａ）上側面（２ａ）及び下側面（２ｂ）を備えたプレート（２）を形成するステップを有し、
（ｂ）少なくとも第１のビーム（３）及び第２のビーム（４）を形成するステップを有し、各前記ビームは、少なくとも頂面部（３ｃ，４ｃ）、底面部（３ｂ，４ｂ）及び前記頂面部（３ｃ，４ｃ）と前記底面部（３ｂ，４ｂ）の中間に且つこれらに隣接して位置する１対の互いに間隔を置いた側面部（３ａ，４ａ）を含む複数の面部を有し、
（ｃ）前記第１のビーム（３）中に前記第１のビーム（３）の前記側面部（３ａ）相互間に延びる開口通路（５）を形成するステップを有し、
（ｄ）各前記ビーム（３，４）を前記頂面部（３ｃ，４ｃ）のところで前記プレート（２）の前記下側面（２ｂ）に取り付けて前記第２のビーム（４）が、前記第１のビーム（３）中の前記開口通路（５）を貫通するようにするステップを有する、方法。
【請求項１１】
前記方法は、前記第２のビーム（４）の前記頂面部（４ｃ）及び前記底面部（４ｂ）が前記開口通路（５）を画定する対応の表面と当接関係をなすように前記開口通路（５）と前記第２のビーム（４）を寸法決めすると共に形作るステップを更に有する、請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
前記方法は、前記ビーム（３，４）が複合材料で作られた管状外側シース（１０）を有するように前記ビーム（３，４）の各々を形成するステップを更に有する、請求項１０又は１１記載の方法。
【請求項１３】
前記方法は、前記シース（１０）の内部にコア部材を充填するステップを更に有する、請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
前記方法は、前記シース（１０）の内部にプラスチックフォームを充填するステップを更に有する、請求項１２又は１３記載の方法。
【請求項１５】
前記方法は、前記複合材料が、前記シースの前記底壁部（１０ｂ）について、長手方向に最高５００ＭＮ／ｍ2及び横方向に最高１５０ＭＮ／ｍ2又はこれ以上の引張強さを達成するよう織成された繊維から成るように前記管状外側シース（１０）を形成するステップを更に有する、請求項１２、１３又は１４記載の方法。
【請求項１６】
前記方法は、前記ビーム（３，４）のうちの少なくとも一方の前記繊維の何割かを前記プレート（２）の前記下側面（２ｂ）の繊維構造体中に組み込み、かくして前記ビーム（３，４）と前記プレート（２）との間の連結強度を増大させるステップを更に有する、請求項１０〜１５のうちいずれか一に記載の方法。
【請求項１７】
前記方法は、前記第１のビーム（３）の前記外側シース（１０）の各前記側壁（１０ａ）中に開口部を形成すると共に前記外側シース（１０）の内部の前記コア部材中にチャネルを形成することにより前記開口通路（５）を設けるステップを有する、請求項１２〜１６のうちいずれか一に記載の方法。
【請求項１８】
前記方法は、組み立て状態の前記プレート（２）及び前記ビーム（３，４）を金型内に配置し、母材樹脂を前記金型内に注入し、それにより前記繊維相互間のボイドを埋めるステップを更に有する、請求項１５、１６又は１７記載の方法。
【請求項１９】
前記方法は、織成繊維から作られた複合材料構造体中に通気穴（４０）を形成するステップを更に有する、請求項１０〜１８のうちいずれか一に記載の方法。
【請求項２０】
実質的に添付の図面を参照して本明細書において説明されると共に添付の図面に記載された実施形態のうちの任意のものとしての複合材料構造体。
【請求項２１】
実質的に添付の図面を参照して本明細書において説明されると共に添付の図面に記載された実施形態のうちの任意のものとしての複合材料構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合材料の構造体に関し、特に、複合材料構造体で作られたアクセスカバーに関するが、これには限定されない。
【背景技術】
【０００２】
アクセスカバー、例えばマンホールの蓋は、これらの使用中、大きな荷重を受ける構造体であり、歴史的に見て、これらの構造体は、鋼又は鋳鉄で作られている。マンホールの蓋は、重くて取り扱うのが厄介であることが知られている。種々の鋳造法を用いて耐力構造体を製造する場合が多かった。これら方法のうちの１つにより製造された完成状態の物品の金属は、もしこの金属に方向性をもたらすために物理的処理による何らかの形態の加工、例えば鍛造を施さなければ、等方性を有する。しかしながら、大部分の場合、金属構造体に加工が行われることはない。したがって、使用中の金属の等方性は、通常、耐力構造体の設計において考慮に入れられる。
【０００３】
図１は、先行技術の金属製マンホール蓋の下面に設けられた典型的な補強構造体を示している。この補強構造体は、トッププレート７の下面に溶接された単一のビーム６を有している。また、４本の短い（短尺）ビーム８が、トッププレート７に溶接されており、各短尺ビーム８の一端部は、単一ビーム６の２つの長手方向側部のうちの一方に溶接されている。単一のビーム６が、マンホール蓋に加えられる荷重により課される曲げ応力の大部分を支える。４本の短尺ビーム８は、クロスビームとして機能し、荷重をビーム６の一方の長手方向側部のところの第１の短尺ビーム８から反対側の長手方向側部の第２の短尺ビーム８に伝える。これは、２本の互いに反対側に位置する短尺ビーム８を結合する単一ビーム６を介して行われる。
【０００４】
かかる構造体では、この構造体が例えば構造用軟鋼、例えば熱間圧延、鋼等級４（ＨＲ４）で作られている場合、この材料降伏引張強さは、１７５ＭＮ／ｍ2であろう。トッププレート７に加えられた荷重に起因して生じる曲げ応力は、単一ビーム６の外側面部６ａに単一ビーム６の長さの方向に引張応力を生じさせる。同様に、４本の短尺ビーム８も又、これらの長手方向に引張応力を受けることになる。短尺ビーム８も又、ビーム６の横断方向に単一ビーム６中に引張応力を引き起こす。材料は等方性なので、単一ビーム６の横断方向における単一ビーム６の外面６ａの材料の引張強さは、その長手方向の引張強さと同一であり、即ち、１７５ＭＮ／ｍ2である。一般に、アクセスカバー材料は、材料の等方性を考慮に入れた構造体の設計により定められた応力を許容することができる。
【０００５】
繊維複合材は、金属と比較して３つの独自の利点を備えている。繊維複合材は、軽量であり、熱伝導率の値が低く、しかも電気抵抗の値が高い。アクセスカバー製造業界では、これら特性のうちの１つ又は２つ以上について明確な要件が存在する。
【０００６】
最近の２０年間において、繊維複合材は、マンホールカバーの製造に首尾良く利用されている。複合材のマンホールカバーは、欧州特許第１４７，０５０号明細書に記載されている。この特許文献に記載された発明は、ウェブにより互いに分離された内側スキン層と外側スキン層から成る構造体を提供している。スキン層及びウェブは、繊維強化プラスチック材料で作られている。この構造体は、縁部のところで閉鎖されており、ウェブ相互間の空間にはプラスチックフォーム材料が詰め込まれている。ウェブ中の繊維構造体は、英国特許第２，０６６，３０８号明細書（ケンブリッジ・コンサルタンツ・リミテッド（Cambridge Consultants Limited））に開示された３次元織成法の利用により一段と改良されている。かかるマンホールカバーを製造する方法は、欧州特許第３６５，５７９号明細書に記載されている。
【０００７】
典型的にはガラス又は炭素の長い連続繊維で作られていて、母材樹脂内に特定の構造の状態に配置された形式の複合材料は、指定された方向における特定の性質を有するよう組織化されるのが良い。例えば、ガラス繊維複合材で作られたビームは、長手方向に５００ＭＮ／ｍ2、横方向に１５０ＭＮ／ｍ2の引張特性を有するのが良い。これらの値は、任意特定の方向に配置された繊維の量（繊維アーキテクチャ）並びに繊維体積含有率（ＦＶＦ）及び特定の構造によって影響を受ける。ＦＶＦは、所与の体積中の繊維の量を表しており、繊維の量が多ければ多いほど、達成される材料の性能は、それだけ一層高くなる。高性能複合材は、典型的には、５０％〜６０％のＦＶＦを有している。繊維は、織成又はステッチ結合により利用可能な構造の状態に配置される。この構造は、複合材料の最終性能に影響を及ぼす。ただし、その影響は、繊維アーキテクチャ又はＦＶＦによる影響よりも小さい。複合材料は、引張強さの値が高いので、耐力構造体を製造するのに必要な材料が少ないという利点を有している。
【０００８】
複合材料を用いて図１のマンホールトップを製造した場合、単一ビーム６の長さに沿う引張強さは、５００ＭＮ／ｍ2に達する場合がある。同じ引張強さは、４本の短尺ビーム８についてこれらの長手方向に達成できる。単一ビーム６は、通常、長手方向に高い値の引張強さを有する状態で設計されているので、単一ビーム６の横断方向、即ち、長手方向に垂直な方向における引張強度が減少する。最高でも、達成可能な値は、典型的には、１５０ＭＮ／ｍ2であろう。使用にあたり、単一ビーム６の各長手方向側部に隣接して位置する２本の短尺ビーム８は、これらの荷重を単一ビーム６を横切って互いに伝達する。単一ビーム６は、同一方向における短尺ビーム８よりも著しく低い引張強さの値を有している。したがって、この種の構造体に関連した問題は、単一ビーム６の互いに反対側の長手方向側部に取り付けられた短尺ビーム８の各対の端部相互間の単一ビーム６の領域が、補強構造体中の脆弱領域となるということにある。この脆弱さに打ち勝つには、追加の構造体／ビームが必要になる。
【０００９】
【特許文献１】欧州特許第１４７，０５０号明細書
【特許文献２】英国特許第２，０６６，３０８号明細書
【特許文献３】欧州特許第３６５，５７９号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
マンホールカバーの中には、蒸気、温風又は温水パイプラインへの接近部に蓋をするために用いられているものがある。かかるマンホールカバー及びこれに類似した耐力構造体について、これらの構造体に穴の形態をした通気手段を設けるための要件が存在する。これは、現在普及している上述のスキン層／ウェブ複合材構造体では実現不可能である。先行技術で用いられている別の手法は、プレートの形態をした従来型金属マンホール蓋を構成し、その下に耐力構造体を提供することであり、この場合、耐力構造体を備えていないプレートの領域に通気手段が設けられる場合がある。
【００１１】
本発明は、上述の問題を解決し又は軽減し、効率的な補強構造体を有すると同時に重量、熱伝導率及び電気抵抗に関する要件を満足し、オプションとして、アクセスカバーに通気孔を提供する構成を備えた複合材料構造体を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
したがって、本発明は、複合材料の構造体であって、上面、下面、少なくとも第１及び第２のビームを備えたプレート（板）を有し、各ビーム（梁、柱状物、管状物）は、少なくとも頂面部、底面部及び頂面部と底面部の中間に且つこれらに隣接して位置する１対の互いに間隔を置いた側面部を含む複数の面部を有し、各ビームは、頂面部のところでプレートの下面に取り付けられており、第１のビームは、側面部相互間に延びる開口通路を有し、第２のビームは、開口通路を貫通していることを特徴とする複合材料構造体を提供する。
【００１３】
かかる構造体により、各ビームは、荷重を支持する際他のビームとは別個独立に働くことができる。
【００１４】
有利には、複合材料構造体は、２本のビームには限定されず、当業者により決定される任意の本数のビームを使用することが可能である。
【００１５】
好ましい構成では、開口通路と第２のビームは、第２のビームの頂面部及び底面部が、開口通路を画定する対応の表面と当接関係をなすように相互に寸法決めされると共に形作られている。かかる構成により、第１のビームの側面部は、第１のビーム中に通路を形成するために材料の除去に起因した強度の低下を生じないようになる。
【００１６】
好ましい実施形態では、プレート及びビームを含む複合材料構造体は、複合材料、例えばガラス繊維又は炭素繊維等で作られる。好ましい構成では、ビームの各々は、複合材料で作られた管状外側シースを有する。シースの内部は、コア部材、例えばプラスチックフォームで占有されるのが良い。各管状外側シースは、プレートの下面から見て遠くに位置する底壁部と、プレートの下面に隣接して位置する頂壁部と、１対の互いに間隔を置いた側壁とから成る。好ましくは、開口通路は、第２のビームのシースの頂壁部及び底壁部が、第１のビームのシースの底壁部及び頂壁部の内面と当接関係をなすよう第１のビーム内に形成される。
【００１７】
好ましい構成では、ビームのプレート及びビームの外側シースは各々、母材樹脂が注入された構造体の状態に織成された繊維から成り、それにより繊維相互間のボイド（空隙）を満たし、次いで、樹脂を硬化させて完成状態の物品を得る。各外側シースの織成構造体の繊維は、シースの底壁部について、長手方向に最高５００ＭＮ／ｍ2及び横方向に最高１５０ＭＮ／ｍ2又はこれ以上の引張強さを達成するよう配置される。最も好ましくは、底壁部を形成する繊維の全てのうちの約７２．５％が、長手方向に延び、約２２．５％が、横方向に延び、約５％が、底壁部の平面に垂直な方向に延びる。理解されるように、上述の値は、環境に適した範囲内で変わる場合がある。理想的には、外側シースの各側壁は、側壁の長手方向に関して側壁の平面内で±４５°の角度をなして延びる繊維を有する。
【００１８】
ビームを当業者に明らかな種々の手段によってプレートの下面に取り付けるのが良い。好ましい構成では、ビームのうちの少なくとも一方の繊維の何割かは、プレートの下面の織成繊維構造体中に組み込まれる。かくしてビームとプレートとの間の結合強度が増大する。
【００１９】
別の特徴では、本発明は、複合材料の構造体を製造する方法であって、
（ａ）上面及び下面を備えたプレートを形成するステップを有し、
（ｂ）少なくとも第１のビーム及び第２のビームを形成するステップを有し、各ビームは、少なくとも頂面部、底面部及び頂面部と底面部の中間に且つこれらに隣接して位置する１対の互いに間隔を置いた側面部を含む複数の面部を有し、
（ｃ）第１のビーム中に第１のビームの側面部相互間に延びる開口通路を形成するステップを有し、
（ｄ）各ビームを頂面部のところでプレートの下面に取り付けて第２のビームが、第１のビーム中の開口通路を貫通するようにするステップを有することを特徴とする方法を提供する。
【００２０】
好ましくは、本方法は、第２のビームの頂面部及び底面部が開口通路を画定する対応の表面と当接関係をなすように開口通路と第２のビームを寸法決めすると共に形作るステップを更に有する。
【００２１】
理想的には、本方法は、プレート及びビームを複合材料、例えばガラス繊維、炭素繊維等で形成するステップを更に有する。好ましくは、ビームの各々が、複合材料で作られた管状外側シースを有する状態で形成される。好ましくは、本方法は、シースの内部にコア部材、例えばプラスチックフォームを充填するステップを更に有する。
【００２２】
好ましい方法では、管状外側シースの形成ステップは、シースの底壁部について、長手方向に最高５００ＭＮ／ｍ2及び横方向に最高１５０ＭＮ／ｍ2又はこれ以上の引張強さを達成するよう複合繊維を配置するステップを含む。最も好ましくは、本方法は、底壁部を形成する繊維の全てのうちの約７２．５％が、長手方向に延び、約２２．５％が、横方向に延び、約５％が、底壁部の平面に垂直な方向に延びるよう構成するステップを含む。理想的には、本方法は、外側シースの各側壁の繊維をかかる繊維が側壁の平面内で側壁の長手方向に対して±４５°の角度をなして延びるよう配置するステップを有する。
【００２３】
最も好ましくは、本方法は、ビームのうちの少なくとも一方の繊維の何割かをプレートの下面の繊維構造体中に組み込み、かくしてビームとプレートとの間の連結強度を増大させるステップを有する。
【００２４】
理想的には、本方法は、第１のビームの外側シースの各側壁中に開口部を形成すると共に外側シースの内部のコア部材中にチャネルを形成することにより開口通路を設けるステップを有する。オプションとして、母材樹脂を織成繊維構造体中に注入する前に、外側シースの各側壁に“Ｉ”字形切り込みを形成することにより開口部が得られる。“Ｉ”字形切り込みは、実質的に側壁の長さ全体にわたって延びる垂直スリットから成り、好ましくは、その長さは、底壁部の内面から頂壁部の内面まで延びる。垂直スリットは、垂直スリットの各端部のところで水平スリットに当接し、水平スリットは、実質的に垂直スリットに垂直に延びる。垂直スリットと水平スリットは、長手方向壁の材料中に１対のフラップを形成する。この場合、フラップは、開口部を構成するよう内方に曲げられる。
【００２５】
本方法は、組み立て状態のプレート及びビームを金型内に配置し、母材樹脂を金型内に注入し、それにより繊維相互間のボイドを埋めるステップを更に有する。有利には、好ましい方法では、母材樹脂の注入により、フラップは、第２のビームの外側シースの側壁の材料中に一体化可能である。次いで、樹脂を硬化させて完成状態の物品を得る。
【００２６】
本発明は、別の特徴では、織成繊維から作られた複合材料構造体中に通気穴を形成する方法を提供する。単一層織成繊維材料では、先の尖ったツールを用いて繊維を穿通し、かくして繊維を穿通場所で分けてツールの周りに穴を作ることにより、穴を形成するのが良い。本発明の複合材料構造体のプレートでは、ベース及び少なくとも１つの先の尖ったツール及び好ましくは一連のかかる先の尖ったツールから成るツールを用いるのが良い。プレートに通気穴を作るために、複数枚の単一層織成繊維シートを互いにベース上にパイルの状態に配置する。パイルを貫通した穴を作るには、繊維を先の尖ったツールの周りで変位させる。次に、母材樹脂を繊維相互間のボイドに注入し、次に、穴を画定する分けられた繊維を成形プロセス中に定位置に固定する。
【００２７】
好ましい実施形態では、複合材料構造体は、１対の第１のビーム及び１対の第２のビームを有し、各第１のビームは、第２のビームを受け入れる２つの通路を有し、これら通路は、各第１のビームの長さに沿って互いに間隔を置いて位置し、一方の第１のビームの通路は、他方の第１のビームの対応の通路と整列している。各対の第２のビームは、第１のビームの通路を垂直に貫通する。
【００２８】
好ましくは、複合材料構造体は、上述した方法に従って形成された１つ又は２つ以上の通気穴を有する。本発明の上述の複合材料構造体の好ましい用途は、アクセスカバーであるが、これには何ら限定されない。
【００２９】
本発明の利点は、以下の説明及び添付の図面から明らかになろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
図２のアクセスカバーは、全体が参照符号１で示されている。アクセスカバー１は、上面２ａ及び下面２ｂ上に設けられた補強ビーム構造体１００を備えたプレート２を有する。補強ビーム構造体１００は、下面２ｂを横切って一方向に延びる１対の長い（長尺）ビーム３と、長尺ビーム３に実質的に垂直に延びる１対の短い（短尺）ビーム４とを有している。ビーム３，４をプレート２の下面にどのように取り付けるかについて以下に説明する。各長尺ビーム３は、１対の側面部３ａ、下面２ｂから離れる方向に向いた底面部３ｂ及び頂面部３ｃを有している。各短尺ビーム４は、１対の側面部４ａ、底面部４ｂ及び頂面部４ｃを有している。短尺ビーム４が以下に説明するように長尺ビーム３中を通ることができるようにする通路が、長尺ビーム３中に形成されている。
【００３１】
この実施形態では、ビーム３，４及びプレート２を含むアクセスカバー１は、複合材料、例えばガラス繊維又は炭素繊維で作られている。ビーム３，４は各々、複合材料で作られた外側シース１０（図３参照）及び発泡プラスチック材料で作られたコア（図示せず）を有している。外側シース１０は、１対の側壁１０ａ、底壁部１０ｂ及び頂壁部１０ｃを有している。外側シース１０は、補強繊維の層状構造体、通常は織成繊維又は繊維織物の構造体をコアの周りに形成し、これを金型内に配置し次に液体母材樹脂を金型内に射出して繊維相互間のボイドを充填することにより得られる。次に、樹脂を硬化させると、かかる方法により得られたビームは、良好な機械的性質を有すると共に軽量である。図４に示すように、シース１０及びしたがってビーム３，４は、本発明のこの実施形態では、矩形の断面を有するが、本発明の範囲内で種々の断面の採用が可能である。アクセスカバー１が高温環境、例えば蒸気、温風又は温水パイプラインの付近で用いられる場合、高熱変形温度が例えば２７０℃（５１８°Ｆ）以上の母材樹脂を選択することが好ましい。かかる樹脂の一例は、Crestomer（登録商標）コード番号ＰＤ９８６４である。
【００３２】
長尺ビーム３は、互いに実質的に平行に延びている。１対の開口通路５（図２及び図５参照）が、短尺ビーム４を受け入れるよう長尺ビーム３中に横方向に形成されている。各通路５は、ビーム３の一方の側面部３ａから他方の側面部まで延びており、各長尺ビーム３の２つの通路５は、ビーム３の長さに沿って互いに間隔を置いて位置している。一方の長尺ビーム３の各通路５は、他方のビーム３の対応の通路と整列しており、かくして、短尺ビーム４は、２本の長尺ビーム４中を通ることができる。通路５は、開口部９（図５参照）を長尺ビーム３の外側シースの長手方向壁１０ａに形成し、開口部９相互間に延びるチャネルを外側シース１０の内部でコア中に形成することにより得られる。開口部９は、当業者に明らかな任意適当な方法で形成できる。通路９を形成する方法の一例が、図４及び図５に示されている。開口部９を形成するため、母材樹脂を構造体中に成形する前に、“Ｉ”字形切開部を外側シース１０の側壁１０ａの織成繊維構造体に形成する。“Ｉ”字形切開部は、側壁１０ａを実質的に横切って頂壁部１０ｃの内面１２から底壁部１０ｂの内面１１まで延びる垂直スリット１５を有している。垂直スリット１５は、垂直スリット１５の各自由端部のところで水平スリット１６に当接し、水平スリット１６は、垂直スリット１５に実質的に垂直に延びている。垂直スリット１５と水平スリット１６は、１対のフラップ１７を構成している。フラップ１７は、通路５中への短尺ビーム４の挿入を可能にするために内方に曲げられる（図５）。成形プロセス中、フラップ１７の材料は、短尺ビーム４の側面部４ａの一部になり、かくして、長尺ビーム３は、短尺ビーム４がこれを通過するビーム３の内側の領域のところで強化されている。
【００３３】
かくして、この実施形態では、各通路５の第１の対をなす開口した壁は、シース１０の底壁部１０ｂ及び頂壁部１０ｃのそれぞれの内面１１，１２によって構成されている。通路５の第２の対をなす対向した壁が、シース１０の内部のコアの表面（図示せず）によって構成されている。シース１０内にコアが存在していない場合、短尺ビーム４のための通路５は、まさにフラップ１７を内方に曲げ、もっとはっきりと言えば、長尺ビーム３の外側シース１０の側壁１０ａから適当な部分を切り除くことにより提供できる。使用にあたり、この実施形態では、短尺ビーム４の底面部４ｂ及び頂面部４ｃが、それぞれ、長尺ビーム３の外側シース１０の内面１１，１２と接触する。かくして、通路５を形成することによりボイドが長尺ビーム３中に形成されるが、短尺ビーム４及び長尺ビーム３の接触面は、長尺ビーム３の長手方向壁３ａの強度を維持する。
【００３４】
本発明は、厳密に４本のビームの使用には限定されず、実際は、プレートを支持するこれよりも多くの本数又は少ない本数のビームを備えた他の構造体を提供することが可能であることは理解されよう。本発明は長尺ビームと短尺ビームとの間の特定の角度には限定されず、この角度は、実質的に直角以外の角度であっても良い。ビームの断面形状も又、矩形の断面には限定されず、周囲環境において適当に様々であって良い。
【００３５】
各長尺ビーム３の底面部３ｂの繊維アーキテクチャは、長手方向（図３では方向Ｘ）において５００ＭＮ／ｍ2及び横方向（図３の方向Ｙ）において１５０ＭＮ／ｍ2の強度を提供するよう設計されている。したがって、底壁部１０ｂの繊維の大部分、代表的には、底壁部１０ｂ中に存在する繊維の全ての約７２．５％が、方向Ｘに延びている。繊維の約２２．５％が、方向Ｙに延び、残りの繊維、代表的な約５％が、図３の方向Ｚに延びている。使用にあたり、ビームの側面部３ａは、底面部３ｂに加えられた曲げ応力とは対照的に、剪断応力を受ける。したがって、図３に示すように、ビーム３の外側シース１０の各側壁１０ａは、Ｘ方向に対して±４５°の角度をなして延びる繊維を含み、この繊維の向きは、側面部３ａに最適な剪断強さをもたらしている。同一の繊維アーキテクチャが、２本の短尺ビーム４に存在している。
【００３６】
ビーム３，４を当業者には明らかな種々の方法によりマンホールカバー１の下面２ｂに取り付けることができる。例えば、ビーム３，４を下面２ｂを形成する繊維構造体上に置き、次に、完成品の状態に成形することができる。より好ましい構成では、１対のビーム、例えば１対の長尺ビーム３を上述したのと同一の仕方で、即ち、ビーム３及び下面２ｂの相互隣接面を成形することにより下面２ｂに一体化するのが良く、これに対し、１対の短尺ビーム４の繊維の何割かを繊維構造体中に直接組み込んで下面２ｂを形成し、次に完成品の状態に成形するのが良い。後者の構成では、アクセスカバー１のビーム構造体とプレート２との間の連結強度が増大する。
【００３７】
アクセスカバーの上述の構成により、即ち、下面に補強ビーム構造体が設けられたプレート２を提供することにより、プレート２に通気孔を形成することができる領域が提供される。或る幾つかの国では、通気を可能にするために使用することができる穴のサイズを制限する規則が存在し、かかる規則の１つは、靴のヒールが通気穴内に嵌まり込むのを阻止するために、穴のサイズを直径が１２．７ｍｍ（１／２インチ）に制限している。通気穴を形成する従来方法としては、現場で穴を開ける方法又は現場で穴を鋳造により形成する方法が挙げられる。しかしながら、今説明しているアクセスカバー１の織成繊維構造体がその方向性を決定するので、これら方法の利用の結果として、繊維の一体性が低下し、その結果、アクセスカバーのプレート２の強度が低下し、したがって、これらの方法は、かかる複合材料構造体に適してはいない。
【００３８】
本発明は、特定の構造体、例えば織成構造体の状態に配置された繊維で作られている複合材料に穴を形成する方法を提供する。図６及び図７に示すように、織成繊維又は繊維織物で作られた代表的な単一層材料３０の場合、先の尖ったツール２０を用いて材料の繊維を穿通し、かくして、繊維を先の尖ったツール２０の周りの穿通場所で分け、かくして、材料３０の構造体に穴４０を形成する。
【００３９】
かかる単一層織成繊維材料の層をかかる先の尖ったツール２０のうちの１つ又は２つ以上を備えたベース（図示せず）上に配置することにより、１つ又は２つ以上の通気穴が貫通して延びる多数の層を有する積層品を形成することができる。図８に示すパターンの多数の穴をこの方法により本発明のアクセスカバー１００に形成することができるが、これは例示に過ぎない。
【００４０】
次に、予備成形穴を備えた積層品を金型内に装填し、上述したような母材樹脂の注入により完成品の状態に成形する。穴の軸方向におけるかかる穴の周りの材料厚さは、穴形成通路によりこの方向に変位した繊維の集まりに起因して増大することになる。繊維のかかる構造は又、繊維体積含有率（ＦＶＦ）を正確な値に維持する。複合材から最大性能を達成するため、複合材中の繊維は、或る特定の場所では真っ直ぐに保たれなければならず、繊維を穴の周りに移すために繊維を変位させることにより最終製品の強度が減少する。
【００４１】
それにもかかわらず、穴のサイズが１２〜１３ｍｍ、特に１２．７ｍｍの構造体中に生じる変位量は、穴を構造体中にあけることにより生じる損傷と比べて小さく、したがって、この方法は、穴を形成する効率的な方法である。
【００４２】
上述の「貫通ビーム」構造体は、複合材料のみの併用には限定されず、方向性を備えた他の適当な材料、又はもっとはっきりと言えば、等方性であるか異方性であるかということとは無関係に、任意他の適当な材料に利用できることは理解されよう。
【００４３】
本発明は、例示として与えられているに過ぎない上述の特定の細部には限定されず、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲から逸脱することなく種々の改造例及び変形例を想到できることは理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】先行技術のアクセスカバーの下面に設けられた３本ビーム構造の斜視図である。
【図２】本発明のアクセスカバーの下面に設けられた貫通ビーム構造体の斜視図である。
【図３】図２のアクセスカバーのビームの外側シースの斜視図である。
【図４】本発明のアクセスカバーの長尺ビームの外側シースの斜視図であり、通路がビームを貫通して横方向にどのように形成されているかを示す図である。
【図５】本発明のアクセスカバーの長尺ビームの外側シースの斜視図であり、通路がビームを貫通して横方向にどのように形成されているかを示す図である。
【図６】単一層繊維複合材料の一片及び材料に孔を形成するための先の尖ったツールを示す斜視図である。
【図７】通気穴が形成された図６の複合材料の一片の平面図である。
【図８】本発明の複合材料構造体の用途としてのアクセスカバーの斜視図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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