(57)【要約】  成形コア材(4)の長手方向に延び且つ少なくとも側方に弾性的に膨張可能に形成され、相互に固定されることにより成形コア材の外形を規定する所定数の中空部材(7)と、成形コア材(4)の外形形状を滑らかにする柔軟な外層部(16)と、前記成形コア材を取り囲んで製造しようとする複合繊維部品(1)に対して成形コア材(4)を密封するコアスリーブ(9)と、を有した成形コア材(4)を形成し、製造しようとする複合繊維部品(1)の少なくとも１つの成形部(14)を形成するため、形成された成形コア材(4)上の少なくとも数カ所に、少なくとも１つの半完成繊維製品(3)を配置し、少なくとも１つの成形部(14)に加熱及び／または加圧を行うことにより複合繊維部品(1)を製造する、特に航空宇宙用の複合繊維部品を製造する方法及び成形コア材。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形コア材（４）の長手方向に延び且つ少なくとも側方に弾性的に膨張可能に形成され、相互に固定されることにより成形コア材の外形を規定する所定数の中空部材（７）と、前記成形コア材（４）の外形形状を滑らかとする柔軟な外層部（１６）と、前記成形コア材（４）を取り囲み製造しようとする複合繊維部品（１）に対して前記成形コア材（４）を密封するコアスリーブ（９）と、を有した成形コア材（４）を形成し、
製造しようとする複合繊維部品（１）の少なくとも１つの成形部（１４）を形成するため、形成された前記成形コア材（４）上の少なくとも数カ所に、少なくとも１つの半完成繊維製品（３）を配置し、
少なくとも１つの前記成形部（１４）に加熱及び／または加圧を行うことにより複合繊維部品（１）を製造することを特徴とする特に航空宇宙用の複合繊維部品（１）の製造方法。
【請求項２】
前記中空部材（７）は相互の接触線上にて互いに固定されていることを特徴とする請求項１記載の製造方法。
【請求項３】
前記中空部材（７）は、一端が閉じられるとともに、他端には圧力媒体導入のための接続部材（１７）が設けられているか、または両端に接続部材（１７）が設けられていることを特徴とする請求項２記載の製造方法。
【請求項４】
前記コアスリーブ（９）は柔軟な管状部材であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の製造方法。
【請求項５】
前記成形コア材（４）の前記コアスリーブ（９）には、前記半完成繊維製品（３）及び／またはマトリックスと、前記コアスリーブ（９）との付着を防ぐ分離層が用いられていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の製造方法。
【請求項６】
少なくとも１つの前記半完成繊維製品（３）が少なくとも数カ所に載置される場合、前記成形コア材（４）は半完成繊維製品（３）からなるベース材（２）上に配設され、及び／または、該成形コア材（４）は半完成繊維製品（３）によって少なくとも部分的に取り囲まれることにより、前記複合繊維部品（１）の成形部（１４）を少なくとも１つ形成し、前記成形コア材（４）の中空部材（７）は端部から調整可能な内圧が供給されることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の製造方法。
【請求項７】
少なくとも数カ所に載置された状態にあるとき、前記コアスリーブ（９）の端部及び前記成形コア材（４）の前記中空部材（７）の端部は、前記成形部（１４）の外側に配置されることを特徴とする請求項６記載の製造方法。
【請求項８】
前記成形コア材（４）が設けられた前記少なくとも１つの半完成繊維製品（３）にマトリックスが導入された後、前記マトリックスが加圧及び／または加熱によって少なくとも部分的に硬化することを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の製造方法。
【請求項９】
加熱及び／または加圧を行った後、成形コア材（４）が収縮して成形部（１４）から外れるよう、前記中空部材（７）の内圧が端部を介して変更されることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の製造方法。
【請求項１０】
前記中空部材（７）の内圧は、大気圧または負圧を用いて変更されることを特徴とする請求項９記載の製造方法。
【請求項１１】
前記複合繊維部品（１）を製造方法は、手作業による積層製法、プレプレグ成形、射出製法、及び／または減圧注入製法であることを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載の製造方法。
【請求項１２】
複合繊維部品（１）、特に航空宇宙分野で用いられるベース材（２）上のストリンガ（２０）を製造するための成形コア材（４）であって、
相互に固定され、成形コア材（４）の長手方向に延び且つ少なくとも側方に弾性的に膨張可能な所定数の中空部材（７）と、
前記成形コア材（４）の外形形状を滑らかとする柔軟な外層部（１６）と、
前記成形コア材（４）を取り囲み製造しようとする複合繊維部品（１）に対して前記成形コア材（４）を密封するコアスリーブ（９）と、
を備えることを特徴とする複合繊維部品（１）製造用成形コア材（４）。
【請求項１３】
前記中空部材（７）は相互の接触線上にて互いに固定されていることを特徴とする請求項１２記載の成形コア材（４）。
【請求項１４】
前記外層部（１６）は、成形コア材（４）の内方に向けて拡幅されることにより前記成形コア材（４）の外形を滑らかにするとともに、前記中空部材（７）の間に生じる中間領域（１５）を満たして固定することを特徴とする請求項１２または１３記載の成形コア材（４）。
【請求項１５】
前記中空部材（７）はそれぞれ断面が略円形状をなしていることを特徴とする請求項１２から１４のいずれかに記載の成形コア材（４）。
【請求項１６】
前記中空部材（７）はそれぞれ、芳香族多硫化物及び／または芳香族ポリスルホンのグループから選択された熱可塑性素材からなることを特徴とする請求項１２から１５のいずれかに記載の成形コア材（４）。
【請求項１７】
前記コアスリーブ（９）は柔軟な管状部材であることを特徴とする請求項１２から１６のいずれかに記載の成形コア材（４）。
【請求項１８】
前記コアスリーブ（９）は、成形コア材（４）の外側表面を形成する、分離層を有することを特徴とする請求項１２から１７のいずれかに記載の成形コア材（４）。
【請求項１９】
成形コア材（４）は、特にポリアミド及び／またはＰＴＦＥのプラスチックから形成されことを特徴とする請求項１７または１８記載の成形コア材（４）。
【請求項２０】
前記成形コア材（４）を外形形状において、鋭角な縁部に形成する必要がある変曲部領域には補強材（１３）が配設されていることを特徴とする請求項１２から１９のいずれかに記載の成形コア材（４）。
【請求項２１】
前記補強材（１３）は、金属及び／またはプラスチックから構成された角部形状部品であることを特徴とする請求項２０記載の成形コア材（４）。
【請求項２２】
成形コア材（４）はΩ形状、台形状、三角形状、環状、及び／または波状であることを特徴とする請求項１２から２２のいずれかに記載の成形コア材（４）。
【請求項２３】
請求項１２から２２のいずれかに係る成形コア材（４）によって製造され、及び／または請求項１から１１のいずれかに係る方法により成形されることを特徴とする少なくとも１つの特に航空宇宙用のストリンガを有する複合繊維部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に航空宇宙分野において、複合繊維部品の製造するための方法、当該複合繊維部品を製造するための成形コア材、並びに当該成形コア材及び／または当該製造方法を用いて製造される少なくとも１つのストリンガを有した複合繊維部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明は様々な複合繊維材製品に適用可能であるが、本発明及び本発明の起点となる問題点は、例えば航空機の外殻材に用いられる、平坦でストリンガにより補強された炭素繊維プラスチック（ＣＦＰ）に関するもので、以下に詳しく説明する。
一般に、できるだけ少ない重量増加で航空機における高い負荷に耐えることができるように、ＣＦＰ外殻材をＣＦＰストリンガによって補強することが知られている。この場合、ストリンガは、基本的にＴ型ストリンガ及びΩ型ストリンガの２つの種類に分けられる。
【０００３】
Ｔ型ストリンガは、ベース部とステム部とからなる横断面を有する。当該ベース部には、外殻材との接続面が形成されている。そして、Ｔ型ストリンガによって補強された外殻材は航空機製造において広く使用されている。
Ω型ストリンガは、略シルクハット形状をなしており、両端部が外殻材と接続されている。Ω型ストリンガは、硬化した状態にあるときに同様にして硬化した外殻材に接着結合されるか、または外殻材のウェットインウェット製法を用いて、外殻材と同時に硬化させることもできる。なお、加工管理上の観点から言えば後者の方が望ましい。
【０００４】
しかしながら、Ω型ストリンガで補強された外殻材をウェットインウェット製法で製造する際には、製造工程中に形状が不安定となる未完成状態の繊維製品を所望のΩ形状に固定して及び支持するため、支持コア材または成形コア材が必要となる。
Ω型ストリンガを備えた外殻材は、半完成繊維製品に、例えばエポキシ樹脂のようなマトリックスを導入するための注入工程における浸透性が優れている点で、Ｔ型ストリンガよりも有用である。
【０００５】
また、注入工程は、低価格な半完成繊維製品の使用が可能であるため、プリプレグ製法のような他の公知の複合繊維材部品の製造方法よりもコスト面において優れている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、Ω型ストリンガの製法において生じる問題の１つは、現時点で支持コア材または成形コア材に使用される素材が高価であり、またΩ型ストリンガの成形後に当該素材を除去しにくいために、ストリンガに残留する素材によって航空機の重量増加を招くことにある。
このような背景から、本発明は、特に航空宇宙分野において、低コストで軽量な複合繊維材製品を提供することに目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、上記目的は請求項１の特徴を有する方法、請求項１２の特徴を有する成形コア材、及び／または請求項２３の特徴を有する複合繊維部品によって達成される。
特に航空機及び宇宙船のための複合繊維部品を製造するための方法が、以下の方法手順にて提供される。
成形コア材は、成形コア材の外形形状を決定するように、成形コア材の長手方向に延び且つ少なくとも側方に弾性的に膨張可能に形成された中空部材を所定数有する成形コア材をなし、；
製造しようとする複合繊維部品（１）の少なくとも１つの成形部（１４）を形成するため、形成された成形コア材（４）上の数カ所に少なくとも１つの半完成繊維製品（３）を配置し、；
少なくとも１つの成形部（１４）を加熱及び／または加圧することにより、複合繊維部品（１）を製造する。
【０００８】
成形コア材が適切な方法で使用されると、各中空部材は内圧を受けることにより側方に膨張して、成形コア材の外形形状を形成する。
成形部から外すため、例えば成形コア材の断面が再度縮小するように内圧は変更される。
これにより成形コア材を容易に取り出すことができるという効果を奏する。
【０００９】
さらなる効果として、成形コア材を再利用することができる。
また、複合繊維部品、特にベース材上のストリンガを製造するための成形コア材が提供される。当該成形コア材は、プラスチックからなるコア素材、及び成形コア材の長手方向に延び少なくとも側方に弾性的に膨張可能な所定数の中空部材を有する。
さらに、本発明に係る成形コア材及び／または成形方法によって製造された少なくとも１つのストリンガを有する、特に航空機及び宇宙船用の、複合繊維部品が提供される。
【００１０】
したがって、本発明は、最初に述べた従来の手法よりも、より低コストな成形コア材を用いて複合繊維部品を製造できるという効果を奏する。
従来のように部品内に残存してしまう高価なコア素材に代わり、再利用可能な成形コア材を用いることが可能であって、本発明の成形コア材の形状は、内圧を加えることによって簡単に様々な形状に変化させることができ、成形部から容易に外すことができる。
【００１１】
その結果、成形コア材はもはや部品重量に影響しなくなる。
本発明に係る有利な改良点、展開、改善点は、従属する請求項や、図面に基づく詳細な説明から明らかとなる。
このような成形コア材について、中空部材が相互に固定されているとともに、こうして形成された成形コア材の外形形状を滑らかにするための柔軟な外層部を有することが好ましい。
【００１２】
これにより成形コア材の外周面を効果的に滑らかにする。外層部の柔軟性とは、簡単な手段で、中空部材が側方に柔軟に伸縮できることを意味する。
もう１つの別の形態では、中空部材７を完全に取り囲んで相互に固定させる外層部を備えている。
１つの好ましい形態では、成形コア材がコアスリーブによって完全に取り囲まれており、このコアスリーブにより、成形部から外す際、成形部と成形コア材の表面との分離を良好に行うことができる。
【００１３】
また、当該コアスリーブは、細管から漏れが生じた場合に、例えば空気等の圧力媒体が複合繊維部品内に混入するのを防ぐ。同時に成形コア材への傷害や不都合な作用を防ぎ、これにより成形コア材を確実に再利用できるようにする。
本発明に係る好ましい形態によれば、形成しようとする成形コア材の外形において、鋭角な縁部が形成されてしまう変曲部には、コアスリーブの内側または外側に補強材が配設されている。このような補強材を、角を形成する部分に用いることにより、補強材によって鋭角な縁部及び角部を形成するとともに成形コア材は丸みのある部分をこの領域に設けることができ、成形コア材を容易に製造することができるという利点がある。
【００１４】
好ましくは分離層がコアスリーブに適用され、半完成繊維製品及び／またはマトリックスが、コアスリーブに付着するのを防止する。
これにより、成形コア材を用いて成形された複合繊維部品が少なくとも部分的に硬化した後にコアスリーブをより容易に取り外すことができる。
半完成繊維製品は、織物、薄織物、繊維マットを含む。これらには、例えばエポキシ樹脂等のマトリックスが供給され、次に例えばオートクレーブ等で硬化される。
【００１５】
本発明のさらに好ましい展開によれば、複合繊維部品における少なくとも１箇所の成形部を形作るために成形コア材が半製品の複合繊維部品のベース材上に配設され、及び／または少なくとも部分的に半完成品の繊維部材に囲まれている。このようにすることは、例えば外殻材や圧力カップ等となるベース材にΩ型ストリンガを設ける上で都合がよい。これに代えて、または、これに加えて、成形コア材によって全体的な形状が規定されて製造されるような別々の複合繊維部品を製造することができる。
【００１６】
Ω型ストリンガを製造する際、例えば、当該コアスリーブを成形部から外すときは、成形部からストリンガの長手方向にコアスリーブが取り外される。結果として、コア材は航空機の総重量に影響しなくなる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る１つの方法を使用した製造中における複合繊維部品の第１実施例を示す概略斜視図である。
【図２】図１の複合繊維部品に用いられる成形コア材の全体的な概略断面図である。
【図３】図１の複合繊維部品に用いられる本発明に係る第１の成形コア材の概略断面図である。
【図４】図１の複合繊維部品に用いられる本発明に係る第２の成形コア材の概略断面図である。
【図５】図３または４で示す本発明に係る第１または第２の成形コア材の概略側面図である。
【図６】成形コア材除去後の、図１の複合繊維部品の完成品を示す概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
概略の図面に示された具体的な実施形態に関し、本発明を以下に詳細に説明する。
各図面では、特に改めて定めていない限り、構造的及び機能的に同一の要素については同じ参照符号を付してある。
図１は、本発明に係る製造方法を用いて製造中の複合繊維部品１の第１実施例の概略斜視図を示している。
【００１９】
本実施形態では、成形コア材４が２つ設けられているが、数はこれに限られるものではない。
成形方法については後述する当該２つの成形コア材４は、ベース材２上に載置された底面５を有して、略台形状の断面を備えている。
当該成形コア材４の上には半完成繊維製品３が配設されている。
【００２０】
本実施例において、当該半完成繊維製品３は中央部分が成形コア材４の外面上にあり、両端部がベース材２の上にある。なお、当該ベース材２は、例えば航空機の外殻材等である。複合繊維部品１の２つの成形部１４はこのように形成されている。
複合繊維部品１の製造には様々な方法を用いることができる。マトリックス、例えばエポキシ樹脂を半完成繊維製品に導入するための、所謂注入製法を選択するのが好ましい。ただし、プリプレグ製法も、本実施例に同様に用いてもよい。
【００２１】
次の工程では、詳しい説明は省略するが、硬化サイクルを用い、加熱及び加圧下で、オートクレーブやオーブン内において成形コア材４及び半完成繊維製品３とともに、ベース材２を硬化させることにより、複合繊維部品１の完成品が製造される。
まず最初に図２から４を参照して成形コア材４の製造について説明する。
【００２２】
図２は、図１に示されているような複合繊維部品１に用いられる本発明に係る成形コア材４を横断面で示す本発明の前提となる概念の概略横断面図である。
詳しい構成については後述する成形コア材４は、型材８内に導入されて当該型材８内で所望の形状の変形された断面６を有し、この場合には略台形状をなしている。
この例では、成形コア材４は、コアスリーブ９によって囲まれており、コアスリーブ９は成形コア材４を完全に取り囲み、製造工程やその後の処理及び加工のために、温度及び圧力の点で適正となっている。コアスリーブ９は、プラスチック、具体的にはポリアミド及び／またはＰＴＦＥから製造されている。
【００２３】
当該一般例では、スリーブ内側面１１は成形コア材４の表面に直に接しており、スリーブ外側面１０に（離型用）分離層（図示せず）がコーティングされている。なお、さらにスリーブを追加しても構わない。分離層は、成形部から分離する際、成形コア材４を成形部１４から適切に外すために用いられる。
成形コア材４は、図３に示すように複数の中空部材７を有している。当該実施例では、中空部材７は、断面が略円形の個別の細管であって、薄膜で形成されるのが好ましく、側方即ち径方向に柔軟である。これらの中空部材７は、成形コア材４の横断面６において初期状態ではややきめが粗く配設されている。これらは、例えば適切な接着結合により、長手方向の接触線上において互い固定されている。なお、本実施例では、各中間部材７の間には中間領域１５が残されている。細管の径の他、側方に隣接する細管の数や、上下に隣接する細管の数は、所望の断面形状が得られるように特定の限度内で自由に選択可能である。本実施例では、端部の角度が６０°に設定されるのが最適の特徴である。
【００２４】
次に、個々の中空部材７により形作られている成形コア材４の外周には外層部１６が設けられる。この外層部１６は、例えば型材８（図２）を用い、成形コア材４の輪郭を滑らにするとともに、成形コア材４の表面を滑らかするために用いられる。この外層部１６は、中空部材７間の外部溝を埋めている。
図３に示すように、輪郭の形状をなした例えば金属またはプラスチックからなるストリップ状の補強材１３が下方の角部に用いられる。別の型材で補強材１３を製造することにより、このようにして、成形コア材４には極めて良好に成形された角部領域を設けることができる。なお、補強材１３は、コアスリーブ９内に設けてもよいし（図３には示さず）、コアスリーブ９の外側に設けてもよい。
【００２５】
外層部１６は、例えば適切な弾力性を有するプラスチック等のような、加工時に生じる温度に耐えうる、十分に柔軟な素材からなる。
なお、外層部は角部の角度を６０°以外に変更可能なように、厚みを増してもよい。
外層部１６は中空部材７の全体を囲んで固定するように設けることも可能である。角部の角度が６０°以外となっている、このような成形コア材の一例が図４に示されている。
【００２６】
こうして製造された成形コア材４は、型材８から外されて、上述したようにベース材２に載置される。このような状態が図３及び４に示されている。このような非加圧状態において、初期状態の成形コア材は若干小さい横断面をなしている。そして、中空部材４に内圧が供給されることにより、成形コア材４が所望の外形形状となる。これについては以下に詳しく説明する。次に、成形コア材４は、上述したように成形部１４を形作るため半完成繊維製品３に覆われる。
【００２７】
詳細な説明は省略する硬化サイクルの結果得られる複合繊維部品１を図６に示す。図６には、成形部から成形コア材４を外した後の、ストリンガ２０として成形された成形部１４がそれぞれ示されている。
図５は成形部１４の概略側面図を示している。成形コア材４には、両端においてコアスリーブ９が成形部１４より外側に突出するようにして開口１２が配設されている。
【００２８】
これにより、もし中空部材７からなんらかの漏れがある場合、漏れた空気が硬化しようとする半完成繊維製品３に入り込まず、コアスリーブ９を介して外に抜けることができるという利点がある。
中空部材７の端部の全てが同様に成形部１４の両端から突出している。
本実施例では、成形部材７の右側端部は栓部材１９により塞がれているのに対し、他方の端部にはそれぞれ接続部材１７に接続されている。
【００２９】
この接続は、図５に示すように中空部材７端部に外嵌するようにして行われてもよい、または中空部材７端部に内嵌するようにして行われてもよい。そして、本実施例において、接続部材１７は、それぞれの中空部材７へと導かれて接続されるよう分岐したライン１８を有している。
コアスリーブ９は、成形コア材４の外周よりもわずかに大きい外周を有しており、その後、当該成形コア材４に押圧される。
【００３０】
そして、内圧が接続部材１７を介して中空部材７に供給され、中空部材７が側方に膨張することによって成形コア材４の外形が所望の形状となる。なお、これは上述した成形部１４の成形前の段階で行われる。このような外周の膨張の結果、コアスリーブ９が成形コア材４の周囲に密着することとなる。コアスリーブ９は、成形コア材４が膨張している間に印加される内圧により固定される。
【００３１】
この方法の実施では、例えば１８０℃の硬化温度において、中空部材７の側方への弾性的な伸縮を可能とする、例えば１０barの内圧と、例えば０．０５mmの十分な中空部材７の壁の薄さとの適正な組合せによって定まる。本実施例におけるその他の重要な要素は、弾性係数、硬化温度において優れた経時抵抗特性を伴う低変形性、及び十分な延性が適切につり合った材料である。
【００３２】
具体的にこの場合の好ましい材料としては、ＰＳＵ、ＰＰＳ、またはＰＥＳのような芳香族多硫化物及び芳香族ポリスルホンのグループの熱可塑性プラスチックがある。
これらは、上述したような温度において変形傾向をほとんど示さず、長時間にわたって良好な耐熱性を提供する。
当該実施形態では、直径５ｍｍの中空部材７が３５個設けられている。上述した条件下において、成形コア材の高さ及び幅方向で２〜３％の伸縮を得ることができる。各中空部材７は圧力供給部材及び栓部材が設けられており、当該圧力供給部材（接続部材１７）は両端に設けることができる。
【００３３】
図６は、成形コア材４を除去した後の、ストリンガ２０として形成された成形部１４を有する、図１の複合繊維部品の完成品の概略斜視図である。
成形部から外す際、中空部材７には、元の大きさに戻るよう接続部材１７を介して内圧が供給される。即ち、中空部材７は収縮し、壁面から離間するとともに個々の柔軟なチューブから離間する。負圧を適用することが可能であり、この場合にはコア材をさらに収縮させ、個々の細管が例えば平坦になるまでつぶすことができる。これにより断面を大幅に縮小させることができる。
【００３４】
こうして収縮した成形コア材４は、硬化した成形部１４から外され、再利用可能となる。
コアスリーブ９も同じように外すことができ容易に取り外しが可能である。特に分離層が設けられているときにはより簡単に外すことができ都合がよい。
複合繊維部品１はそこからさらなる処理が可能である。もし、補強材１３が設けられている場合には、これも同様に外されるか、複合繊維部品１内に残される。
【００３５】
複合繊維部品の製造方法、これに対応する成形コア材、及び複合繊維部品は、このようにして提供され、コア素材が残留する先行技術に比べて大幅に材料コストを低減することができる。
成形コア材は、完全に取り去ることができることから、先行技術に比べて、複合繊維部品の重量を低減することができる。
【００３６】
なお、本発明は図示された特定の航空宇宙用の複合繊維部品の製造方法に限定されない。
例えば、本発明はスポーツ用品やモータースポーツ分野における複合繊維部品にも適用することができる。
また、特に壁の厚さや、細管の径の大きさや配列等の成形コア材の構造については多くの点で変更が可能である。
【００３７】
さらに、複数の成形コア材を用いることにより、複合繊維マットで覆われた成形コア材を形成することもできる。この場合の目的は、多様な成形コア材を用いることにより、さらに複雑な形状を得ることである。これにより、より複雑な複合繊維部品を製造することができる。
他の実施例として、外層部の厚みを増すことにより、特定の限定内で６０°以外の角部に変更することも可能である。
【００３８】
また、加圧前における中空部材７の断面は必ずしも円形である必要はない。中空部材の径は、角部の曲率半径を異なるものとするために違っていてもよい。
内圧は、復元可能な膨張を確保するように調整する必要がある。
中空部材７の壁の厚みが異なっても構わない。
【符号の説明】
【００３９】
１  複合繊維部品
２  ベース材
３  半完成繊維製品
４  成形コア材
５  底部
６  成形コア材断面
７  中空部材
８  型材
９  コアスリーブ
１０  スリーブ外側
１１  スリーブ内側
１２  スリーブ開口部
１３  補強材
１４  成形部
１５  中間領域
１６  外層部
１７  接続部材
１８  ライン
１９  栓部材
２０  ストリンガ
【図１】
2009542493.tif 000003
【図２】
2009542493.tif 000004
【図３】
2009542493.tif 000005
【図４】
2009542493.tif 000006
【図５】
2009542493.tif 000007
【図６】
2009542493.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成21年3月4日(2009.3.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形コア材の長手方向に延び且つ少なくとも側方に弾性的に膨張可能に形成され、相互に固定されることにより成形コア材の外形を規定する所定数の中空部材と、前記成形コア材の外形形状を滑らかとする柔軟な外層部と、前記成形コア材を取り囲み製造しようとする複合繊維部品に対して前記成形コア材を密封するコアスリーブと、を有した成形コア材を形成し、
製造しようとする複合繊維部品の少なくとも１つの成形部を形成するため、形成された前記成形コア材上の少なくとも数カ所に、少なくとも１つの半完成繊維製品を配置し、
少なくとも１つの前記成形部に加熱及び／または加圧を行うことにより複合繊維部品を製造することを特徴とする特に航空宇宙用の複合繊維部品の製造方法。
【請求項２】
前記中空部材は相互の接触線上にて互いに固定されていることを特徴とする請求項１記載の製造方法。
【請求項３】
前記中空部材は、一端が閉じられるとともに、他端には圧力媒体導入のための接続部材が設けられているか、または両端に接続部材が設けられていることを特徴とする請求項２記載の製造方法。
【請求項４】
前記コアスリーブは柔軟な管状部材であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の製造方法。
【請求項５】
前記成形コア材の前記コアスリーブには、前記半完成繊維製品及び／またはマトリックスと、前記コアスリーブとの付着を防ぐ分離層が用いられていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の製造方法。
【請求項６】
少なくとも１つの前記半完成繊維製品が少なくとも数カ所に載置される場合、前記成形コア材は半完成繊維製品からなるベース材上に配設され、及び／または、該成形コア材は半完成繊維製品によって少なくとも部分的に取り囲まれることにより、前記複合繊維部品の成形部を少なくとも１つ形成し、前記成形コア材の中空部材は端部から調整可能な内圧が供給されることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の製造方法。
【請求項７】
少なくとも数カ所に載置された状態にあるとき、前記コアスリーブの端部及び前記成形コア材の前記中空部材の端部は、前記成形部の外側に配置されることを特徴とする請求項６記載の製造方法。
【請求項８】
前記成形コア材が設けられた前記少なくとも１つの半完成繊維製品にマトリックスが導入された後、前記マトリックスが加圧及び／または加熱によって少なくとも部分的に硬化することを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の製造方法。
【請求項９】
加熱及び／または加圧を行った後、成形コア材が収縮して成形部から外れるよう、前記中空部材の内圧が端部を介して変更されることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の製造方法。
【請求項１０】
前記中空部材の内圧は、大気圧または負圧を用いて変更されることを特徴とする請求項９記載の製造方法。
【請求項１１】
前記複合繊維部品を製造方法は、手作業による積層製法、プレプレグ成形、射出製法、及び／または減圧注入製法であることを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載の製造方法。
【請求項１２】
複合繊維部品、特に航空宇宙分野で用いられるベース材上のストリンガを製造するための成形コア材であって、
相互に固定され、成形コア材の長手方向に延び且つ少なくとも側方に弾性的に膨張可能な所定数の中空部材と、
前記成形コア材の外形形状を滑らかとする柔軟な外層部と、
前記成形コア材を取り囲み製造しようとする複合繊維部品に対して前記成形コア材を密封するコアスリーブと、
を備えることを特徴とする複合繊維部品製造用成形コア材。
【請求項１３】
前記中空部材は相互の接触線上にて互いに固定されていることを特徴とする請求項１２記載の成形コア材。
【請求項１４】
前記外層部は、成形コア材の内方に向けて拡幅されることにより前記成形コア材の外形を滑らかにするとともに、前記中空部材の間に生じる中間領域を満たして固定することを特徴とする請求項１２または１３記載の成形コア材。
【請求項１５】
前記中空部材はそれぞれ断面が略円形状をなしていることを特徴とする請求項１２から１４のいずれかに記載の成形コア材。
【請求項１６】
前記中空部材はそれぞれ、芳香族多硫化物及び／または芳香族ポリスルホンのグループから選択された熱可塑性素材からなることを特徴とする請求項１２から１５のいずれかに記載の成形コア材。
【請求項１７】
前記コアスリーブは柔軟な管状部材であることを特徴とする請求項１２から１６のいずれかに記載の成形コア材。
【請求項１８】
前記コアスリーブは、成形コア材の外側表面を形成する、分離層を有することを特徴とする請求項１２から１７のいずれかに記載の成形コア材。
【請求項１９】
成形コア材は、特にポリアミド及び／またはＰＴＦＥのプラスチックから形成されことを特徴とする請求項１７または１８記載の成形コア材。
【請求項２０】
前記成形コア材を外形形状において、鋭角な縁部に形成する必要がある変曲部領域には補強材が配設されていることを特徴とする請求項１２から１９のいずれかに記載の成形コア材。
【請求項２１】
前記補強材は、金属及び／またはプラスチックから構成された角部形状部品であることを特徴とする請求項２０記載の成形コア材。
【請求項２２】
成形コア材はΩ形状、台形状、三角形状、環状、及び／または波状であることを特徴とする請求項１２から２１のいずれかに記載の成形コア材。
【請求項２３】
請求項１２から２２のいずれかに係る成形コア材によって製造され、及び／または請求項１から１１のいずれかに係る方法により製造されることを特徴とする少なくとも１つの特に航空宇宙用のストリンガを有する複合繊維部品。
【国際調査報告】
2009542493.tif 000009
2009542493.tif 000010