(57)【要約】  サーフボード等の水中滑走ボードは、コアにハニカム材料を用いて構成されている。サーフボードの複合外板は、従来のフォーム／グラスファイバー製のサーフボードに見られるのと同様の柔軟性を備えた材料で構成されている。特に好ましい形態では、従来のフォーム／グラスファイバー製のサーフボードと比較して、重量が減少し、曲げ不良に耐えるよう強度が増しているが、上述のような従来のサーフボードと同様の柔軟性または従来のサーフボードに比べ、更に高い柔軟性を有するサーフボードを得るために、グラスファイバー製の外板と共に、アルミ製のハニカムコアが用いられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
破損に耐え、縦方向の曲がりに対し柔軟であるよう構成された、高性能のサーフボードであって、このサーフボードは、
セルサイズが約３／８インチ以下であり、フォイル厚が約０．００３インチ以下であるアルミ製のハニカムを含む軽量のコアと、
外板のデッキ部分と外板のボトム部分との間に軽量のコアを内包した外板であり、前記外板が硬化粘着マトリクスに懸濁した繊維を含み、外板の外面が、サーフボードの縦の長さと横の幅に沿ってサーフボードの厚さが変動するように適合した湾曲形状を有する外板、とを含み、
アルミ製のハニカムコアが、外板のデッキ及びボトム部分の間のサーフボードの変動する厚みのほぼ全部にまたがり、前記ハニカムコアの少なくとも一つのセルの縦方向の中央線が、外板のデッキ部分に対しおおむね垂直に配向している、
高性能のサーフボード。
【請求項２】
前記繊維が、樹脂含有量が容量の約７５％未満である硬化樹脂に包含されている請求項１に記載のサーフボード。
【請求項３】
前記繊維が、樹脂含有量が容量の約６５％未満である硬化樹脂に包含されている請求項１に記載のサーフボード。
【請求項４】
前記外板のデッキ部分に対しおおむね垂直方向のサーフボードの圧縮強度が、少なくとも約１７５ｌｂ／ｉｎ２である請求項２に記載のサーフボード。
【請求項５】
前記外板のデッキ部分に対しおおむね垂直方向のサーフボードの圧縮強度が、少なくとも約２４０ｌｂ／ｉｎ２である請求項４に記載のサーフボード。
【請求項６】
前記ハニカムのセルサイズが約３／１６インチ以下であり、フォイル厚が約０．００１５インチ以下である請求項５に記載のサーフボード。
【請求項７】
前記ハニカムのセルサイズが約１／４インチ以下であり、フォイル厚が約０．００２インチ以下である請求項１に記載のサーフボード。
【請求項８】
前記ハニカムのセルサイズが約３／１６インチ以下であり、フォイル厚が約０．００１インチ以下である請求項７に記載のサーフボード。
【請求項９】
前記外板のデッキ部分の少なくとも一部分の厚さが約０．０３インチ未満である請求項８に記載のサーフボード。
【請求項１０】
前記ハニカムのセルサイズが約５／３２インチ以下であり、フォイル厚が約０．００１インチ以下である請求項８に記載のサーフボード。
【請求項１１】
前記外板のデッキ部分の少なくとも一部分の厚さが約０．０３インチ未満である請求項１０に記載のサーフボード。
【請求項１２】
前記セルがほぼ空洞である請求項８に記載のサーフボード。
【請求項１３】
前記外板のデッキ部分の一部が、サーフボードの湾曲したレールにそって外板のボトム部分の一部と重なり、膨張フォームがレールとアルミ製ハニカムコアの側部に沿って外板の間に設けられている請求項１２に記載のサーフボード。
【請求項１４】
前記レールが重なった部分に設けられたアラミドファイバーを更に含む請求項１３に記載のサーフボード。
【請求項１５】
前記デッキ部分と前記ボトム部分が別々に形成されている請求項１３に記載のサーフボード。
【請求項１６】
前記外板のデッキ部分の少なくとも一部分の厚さが約０．０２インチ未満である請求項１５に記載のサーフボード。
【請求項１７】
前記樹脂がゴム強化エポキシ樹脂を含む請求項１５に記載のサーフボード。
【請求項１８】
前記外板のデッキ部分の少なくとも一層の第１部分が、前記サーフボードの縦方向の中央線に対し約０゜／９０゜に配向されたグラスファイバーを含み、外板のデッキ部分の少なくとも一層の第２部分が、前記サーフボードの縦方向の中央線に対し約＋４５゜／−４５゜に配向されたグラスファイバーを含み、前記第２部分がサーフボードのレール部分において、またはレール部分と隣接して配置されている請求項１５に記載のサーフボード。
【請求項１９】
前記外板のヤング率のコアの圧縮率に対する割合が約１００以下であり、コアの密度が約４．５ｌｂ．／ｆｔ３以下である請求項１に記載のサーフボード。
【請求項２０】
破損に耐え、縦方向の曲がりに対し柔軟であるよう構成された、高性能のサーフボードであって、このサーフボードは、
ハニカム材料を含む軽量のコアと、
外板のデッキ部分と外板のボトム部分との間に軽量のコアを内包した外板であり、前記外板が硬化粘着マトリクスに懸濁した繊維を含み、外板の外面が、サーフボードの縦の長さと横の幅に沿ってサーフボードの厚さが変動するように適合した湾曲形状を有する外板、とを含み、
ハニカムコアが、外板のデッキ及びボトム部分の間のサーフボードの変動する厚みのほぼ全部にまたがり、前記ハニカムコアの少なくとも一つのセルの縦方向の中央線が、外板のデッキ部分に対しおおむね垂直に配向し、
前記外板のヤング率の、コアの圧縮率に対する割合が約１００以下であり、コアの密度が約４．５ｌｂ．／ｆｔ３以下である、
高性能のサーフボード。
【請求項２１】
前記コアの密度が約３．５ｌｂ．／ｆｔ３以下である請求項２０に記載のサーフボード。
【請求項２２】
前記外板のヤング率のコアの圧縮率に対する割合が約６０以下である請求項２１に記載のサーフボード。
【請求項２３】
前記コアの密度が約２．９ｌｂ．／ｆｔ３以下である請求項２０に記載のサーフボード。
【請求項２４】
前記外板のヤング率のコアの圧縮率に対する割合が約５０以下である請求項２３に記載のサーフボード。
【請求項２５】
前記ハニカムコアがアルミを含む請求項２１に記載のサーフボード。
【請求項２６】
水中滑走ボードの作製方法であって、
先端部からテイルまで縦方向に延びた第１外板部が付与され、第１外板部のへりに沿っておおむね上向きの湾曲したレールを形成し、第１外板部は、硬化粘着マトリクスに包含された繊維を有し、
コアのへりと湾曲したレールの間に空間が設けられるように、第１外板部を全体的に補足するよう形作られたアルミ製のハニカムコアが付与され、先端部とテイルの間及び対向する前記コアのへりの間でアルミ製の前記ハニカムコアの厚さが変動し、前記コアが、セルの内少なくとも一つのセルの縦方向の中央線が第１外板部に対しおおむね垂直となるよう配置された、おおむね空洞のセルを有し、
前記コアが第１外板部に接着され、
前記コアのへりとレールの間の空間にフォームが供給され、このフォームを前記空間を満たすように膨張させ、
第１外板部と前記ハニカムコアを全体的に補足する第２外板部が付与され、
前記第２外板部がコア、フォーム及び前記第１外板部に接着され、これにより、第２外板部のレール部分が、少なくとも部分的に第１外板部のレールと重なり、
アルミ製のハニカムコアが、第１及び第２外板部の間のボードのほぼ全層にまたがっている、
水中滑走ボードの作製方法。
【請求項２７】
前記第１外板部が、ボードの縦軸の約５゜以内に配向した、ほぼ単向性の繊維層の少なくとも２層を含む請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記第１外板部が、ボードの縦軸に対し約９０゜に配向した、ほぼ単向性の繊維層の少なくとも１層を更に含む請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記第１及び第２外板部の少なくとも一つが、ボードが組み立てられる時に、アルミ製のハニカムコアと係合するよう配置された、粘弾性の減衰層を含む請求項２６に記載の方法。
【請求項３０】
前記第１及び第２外板部がグラスファイバーを含み、樹脂トランスファ成形法において第１及び第２外板部が互いに別々に形成され、外板の樹脂含有量が容量の約６０％以下である請求項２６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水中滑走ボードの分野に関するものであり、特にハニカムコア材料を用いたサーフボードに関する。
【背景技術】
【０００２】
サーフボード及びウインドサーフィンボード等の水中滑走ボードは、従来、ポリウレタンフォームを所望の形状にし、グラスファイバー等の繊維強化プラスチック板で包む、標準的な生産技術により作られる。重量を最小限に抑えるために、低密度のポリウレタンフォームコア材料が用いられている。しかし、このようにしてできたコアは、軽量ではあるが、破損に耐えるための最小限の強度しかなく、また従来のポリウレタンフォーム／グラスファイバー製のサーフボードは特に、大きな波の時に簡単に破損することが知られている。
【０００３】
（関連出願の特許参照）
本願は、２００５年６月４日に出願された米国特許仮出願第６０／６８７，２００号と、２００６年１月３１日に出願された米国特許仮出願第６０／７６４，２８７号とに基づき、その利益を主張する出願である。これら全体の開示は、本明細書中に参考として明示して援用される。
【０００４】
更に、高パフォーマンスのサーファーは、極めて軽量なサーフボードを求める。従来のフォーム／グラスファイバー製サーフボードの構造は、軽量化の限界にきている、あるいは限界に近づいているといえる。例えば、従来のフォーム／グラスファイバー製サーフボードの重量を減らすために、設計者は通常、フォーム製のコアを薄くするか、あるいは使用する繊維強化量を減らす。しかしこのようなやり方では、サーフボードは結果的に弱く壊れやすくなり、サーフボードの浮力も下がってしまう。最終的に、サーフボードは脆くなり、高パフォーマンスの使用には信頼性が低い。同様に、ボードが十分な浮力を有していないと、使用に適さないものとなる。従って、従来のフォーム／グラスファイバーの使用により構成されたサーフボードの軽量化には限界がある。加えて、最小限のグラスファイバー強化材料を有する薄いフォーム製のボードを生産することにより、設計者が重量の下限値に近づくと、このような脆弱なボードは通常使用時に亀裂が入り水を吸収しやすくなる。従って、定期的に頻繁にサーフィンをする人が、毎年複数のボードを交換しなくてはならなくなる。
【０００５】
これまで何度か、耐久性のある軽量のボードを生産する試みが行われてきたが、すべて大した成果を得られず終わっている。例えば、「Ｔｕｆｌｉｔｅ」の名称で販売されているボードは、破損や亀裂に対する耐性を上げるため、外側のグラスファイバー板の裏面に高密度のフォーム層が組み込まれている。しかしこの構成方法では、非常に堅いボードが生産されやすい。多くの上級サーファーが、「Ｔｕｆｌｉｔｅ」のボードのパフォーマンス特性は良くないと考えている。
【０００６】
米国特許第３，５１４，７９８号には、上下の外板部分の内面上にハニカム材料のシートを接着し、この上下の外板部分を連結して形成されたサーフボードが開示されている。ハニカムシートがボードの厚さ全体に及ばないため、このボードの内部は空洞となっている。このような構造による重量制限には目覚しいものがなく、またボードの性能が従来のボードよりも優れていると考えられないため、このやり方は成功であるとはいえない。
【０００７】
米国特許第５，５１４，０９７号では、Ｎｏｍｅｘ（商標）製のハニカムコアを有するサーフボードが開示されている。第５，５１４，０９７号の発明者のサーフボードの設計では、フォーム製のコアよりもアルミ製のハニカムコアを使用するほうが重くなり、これにより性能が妨げられるため、この特許では、アルミ製のハニカムコアを使用することに反対している。この特許においては、ハニカムの成形に関しての記述がなく、図においては、通常長方形の断面を有するハニカムが示されている。加えて、ハニカムの長さに沿った断面の厚みが可変することについての予測にはまったく言及されていない。
【０００８】
本出願人の知る限りにおいては、ハニカムコアのサーフボードが商業的に成功した例はない。その理由は、従来のサーフボードと比較して、上述のようなサーフボードの強度を上げ、それと同時に性能特性を維持または高めること、あるいはハニカム構造にかかるコストを正当化するほど十分に重量制限することが不可能であったためである。
【特許文献１】米国特許第３，５１４，７９８号
【特許文献２】米国特許第５，５１４，０９７号
【発明の開示】
【０００９】
本出願人は、優れたサーフボードとは、従来のフォーム／グラスファイバー製のサーフボードよりも強度が高く軽量であり、従来のフォーム製のサーフボードと非常に近い柔軟性を維持しているものであると判断した。そして、本出願人は、特別に設計した複合外板と組み合わせた、一定の特性を有するハニカムコアによりこれらの課題を達成することができると判断した。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明のある形態によれば、縦方向の曲がりに対して柔軟で、破損に耐える高性能のサーフボードが提供される。このサーフボードは軽量なコアと、コアを内包する外板を備える。上記コアは、セルサイズが約３／８インチ以下であり、フォイル厚が０．００３インチ以下のアルミ製のハニカムを含む。上記外板は、外板のデッキ部分と外板のボトム部分の間に軽量のコアを内包する。この外板は更に硬化粘着マトリクス内に懸濁した繊維を含む。外板の外面は曲線状であり、サーフボードの厚さはサーフボードの縦方向の長さと横方向の幅に沿って変動するようになっている。アルミ製のハニカムコアは、外板のデッキ及びボトム部分の間において、サーフボードの変動する厚みのほぼ全部にまたがり、ハニカムコアの少なくとも一つのセルの縦方向の中央線は、外板のデッキ部分に対しおおむね垂直となっている。
【００１１】
別の形態では、繊維は樹脂含有量が容量の約７５％未満である硬化樹脂に包含されている。更に別の形態においては、繊維は樹脂含有量が容量の約６５％未満である硬化樹脂に包含されている。
【００１２】
更に別の形態では、外板のデッキ部分に対しおおむね垂直方向のサーフボードの圧縮強度は、少なくとも約２４０ｌｂ／ｉｎ２である。更に別の形態においては、ハニカムセルのサイズは、約３／１６インチ以下であり、フォイルの厚さは、約０．００１５インチ以下である。別の形態では、ハニカムセルのサイズは約１／４インチ以下であり、フォイルの厚さは、約０．００２インチ以下である。更に別の形態では、ハニカムセルのサイズは、約３／１６インチ以下であり、フォイルの厚さは約０．００１インチ以下である。また更なる別の形態では、ハニカムセルのサイズは、約５／３２インチ以下であり、フォイルの厚さは、約０．００１インチ以下である。また更なる形態では、外板のデッキの少なくとも一部分の厚さは、約０．０３インチ未満である。
【００１３】
別の形態においては、サーフボードの湾曲したレールに沿って、外板のデッキの一部が外板のボトムの一部と重なる。更に別の形態では、レールとアルミ製のハニカムコアの側部に沿って、外板の間に膨張フォームが設けられている。更なる形態においては、デッキとボトムは別々に形成されている。更に別の形態においては、樹脂にゴム強化エポキシ樹脂が含まれている。
【００１４】
更に別の形態においては、水中滑走ボードの作製方法が提供されている。この方法では、先端部からテイルまで縦方向に延びた第１外板部が付与され、第１外板部のへりに沿っておおむね上向きの湾曲したレールを形成する。第１外板部は、硬化粘着マトリクスに包含された繊維を有し、これにより、コアのへりと湾曲したレールの間に空間が設けられるように、第１外板部を全体的に補足するよう形作られたアルミ製のハニカムコアが付与され、先端部とテイルの間及び対向するコアのへりの間で、アルミ製のハニカムコアの厚さが変動し、コアが、セルのうち少なくとも一つのセルの縦方向の中央線が、第１外板部に対しおおむね垂直となるよう配置された、おおむね空洞のセルを有し、コアが第１外板部に接着され、コアのへりとレールの間の空間にフォームが供給され、このフォームを空間を満たすように膨張させ、第１外板部とハニカムコアを全体的に補足する第２外板部が付与され、第２外板部がコア、フォーム及び第１外板部に接着され、これにより、第２外板部のレール部分が、第１外板部のレールと少なくとも部分的に重なる。アルミ製のハニカムコアは、第１及び第２外板部の間のボードの厚さほぼ全部にまたがる。
【００１５】
更なる形態においては、第１外板部は、ボードの縦軸の５°以内に配向している、ほぼ単向性の繊維層のうち少なくとも２層を含む。また更なる形態においては、第１外板部が、さらにボードの縦軸に対し約９０°に配向しているほぼ単向性の繊維のうち少なくとも１層を含む。
【００１６】
更に別の形態では、第１及び第２外板部の少なくとも一つが、ボードが組み立てられる時に、アルミ製のハニカムコアと係合するように配置された粘弾性の減衰層を含む。
【００１７】
更に別の形態によると、本発明が提供する水中滑走ボードは、アルミ製のハニカムコア、コアを内包する外板及び外板の内面に設けられる粘弾性材料の層を備えている。コアには、先端部、テイル及び先端部とテイルの間に対向したへりがある。コアの厚さは、先端部とテイルの間ではボードの長さに沿って、対向するへりの間ではボードの幅に沿って変動する。外板は、相互に分離して形成されたデッキとボトムを備える。外板のデッキとボトムには、それぞれ硬化樹脂に包含された繊維を含む複合材料が含まれている。粘弾性材料は、外板のデッキとボトムの少なくとも一つに設けられている。外板は、ハニカムコアのセルが外板のデッキとボトムの間のほぼ全層にまたがるようにコアと係合し、粘弾性材料はハニカムコアと係合する。
【００１８】
別の形態においては、繊維はグラスファイバーを含み、樹脂はゴム強化エポキシ樹脂を含む。更に別の形態においては、ハニカムコアの六角形のセルのサイズは、約３／１６インチ以下であり、フォイルの厚さは約０．００１インチ以下である。別の形態では、外板のデッキとボトムの樹脂含有量はそれぞれ、容量の約７５％未満である。
【００１９】
更なる形態によると、破損に耐え、縦方向の曲がりに柔軟な、高性能のサーフボードが提供される。このサーフボードは、ハニカム材料を含む軽量のコアを有し、外板のデッキと外板のボトムの間で軽量のコアを内包する外板を有する。この外板は、硬化マトリクスに懸濁した繊維を含む。外板の外面は、サーフボードの厚さがサーフボードの縦の長さと横幅に沿って変動するように、曲線形状となっている。ハニカムコアは、外板のデッキとボトムの間で変動しているサーフボードの厚みのほぼ全部にまたがり、ハニカムコアの少なくとも一つのセルの縦方向の中央線が、外板のデッキに対しておおむね垂直に向けられている。外板のヤング率のコアの圧縮率に対する割合は、約１００以下であり、コアの密度は、約４．５ｌｂ．／ｆｔ３以下である。
【００２０】
別の形態においては、コアの密度は約３．５ｌｂ．／ｆｔ３以下である。更なる形態においては、外板のヤング率のコアの圧縮率に対する割合は、約６０以下である。
【実施例】
【００２１】
まず図１〜３を参照し、本発明の特徴及び態様を組み込んだサーフボード３０の形態を示す。図に示すように、サーフボード３０は好ましくは細長く、第一端部にノーズまたは先端部３２を備え、第２端部にテイル３４を備える。サーフボード３０の縦軸３６は、テイル３４からノーズ３２まで延びている。サーフボード３０の上側またはデッキ３７は乗り手の体重を支えるよう形成されている。サーフボード３０のボトム側または外殻構造３８はサーフボード３０に乗り手が乗っている時に、水の表面と係合するよう構成されている。
【００２２】
サーフボード３０の対向するへりまたはレール４０は、ボードのデッキ３７及びボトム３８の間の継ぎ目を形成し、ノーズ３２からテイル３４まで延びている。ボード３０の幅は、対向するレール４０の間で、その長さに沿って変化する。図に示すように、サーフボード３０の幅は、好ましくはボードのノーズ３２で一番狭く、ボードの中央部の一番幅広い箇所に至るまで、ボードの長さに沿って少しずつ広くなる。ボードの幅は再び、一番幅広い箇所からテイル３４に向かってだんだん狭くなる。
【００２３】
図示された形態によれば、サーフボード３０はテイル３４においてかなりの幅を維持し、レール４０は継ぎ目４２においてテイル部分にわたって曲線状となっている。図示したこのようなテイルは、業界において、「スカッシュテイル」として知られている。その他のタイプのテイル、例えばスクエア、スワロウ、ラウンド、ピンテイル型も、他の所望の型のテイルと同様に、使用可能である。更に、図示した形態においては、ボードの幅は通常少しずつ変化する。その他の形態においては、レールが通常、業界で「ウイング」として知られる切り立った形をしており、ボードの幅が狭いが急激に変化する。
【００２４】
図２を特に参照すると、サーフボード３０のボトム３８は、その長さに沿ってほぼ曲線状である部分を含む。ノーズ３２からテイル３４におけるボトム３８の曲線は、業界でサーフボード３０のロッカー（そり）４４として知られており、サーフボードの旋回性能と密接に関わっている。図示したように、デッキ３７とボトム３８面の間のサーフボードの厚さは、ノーズ３２からテイル３４まで、その長さに沿って変化する。サーフボード３０は一般的に、ボードの中央部分及びその周囲において一番厚く、ノーズ及びテイルの両方に向かって薄くなる。
【００２５】
図３を特に参照すると、サーフボードの厚さは、好ましくはボードの幅全域においても、変動する。例えば、図示した形態においては、サーフボードのボトム３８は軽いＶ型の形状となっており、特定のサーフボードにおいて設計者の所望する特定のサーフボード性能に影響を与える。平面ボトム、凹状ボトムあるいは、ボトムに形成された深くまたは浅く細長い溝、図示した形態よりも穏やかなまたはくっきりしたＶ型の形状等のその他の形状のボトムもまた使用可能である。サーフボード３０のデッキ３７はしばしば、ある程度湾曲している。図示した形態においては、デッキは通常平面だが、レール４０に近づくにつれ、下方に湾曲している。他の形態においては、凸状または凹状等の他のデッキ形状も用いることができる。設計者は、様々な種類のレールの湾曲形状を使用することができ、通常、尖った及び／または穏やかな湾曲を含む多様な段階及び形状の円形を含む。
【００２６】
再び図２を特に参照すると、図示された形態では、サーフボードのコントロール及び旋回を補助するフィン４６を有するサーフボード３０が示されている。好ましい形態においては、スラスターまたは３枚フィン構成が用いられる。単一、２本、４本、５本またはそれ以上のフィン構成等のいかなるフィン構成も用いることが可能である。
【００２７】
図１のサーフボード３０の形態は、標準的な高性能の「ショートボード」タイプのサーフボードの、代表的なサンプルの一般的な形状を図示している。このようなサーフボードは、乗り手のサイズ、技術、予測される波の状態、好みによる特注等によって、様々な長さ、幅及び厚さにより構成することが可能であるが、一般的に長さは約８フィート未満である。図示した形態は、特定のサーフボードの特徴を示す例である。その他のタイプ及びスタイルのサーフボードは、一般的なサーフボードの特徴を共有するが、まったく異なる外見を有する。例えば、「ロングボード」スタイルのサーフボードは、ショートボードよりもかなり長く、標準的にもっと平坦なロッカーを有する。ロングボードはまた、図示した形態における比較的先が鋭いノーズではなく、通常「スプーン」形状のノーズを有する。ロングボードは長さが約１４４インチ、最大幅が３０インチで最大厚さが４インチであるものが珍しくない。また、「ガン」タイプのショートボードは通常、非常に大きな波用に作られ、図示したショートボードを引き伸ばした感じであり、ロングボードの特徴的な長さを有するが、比較的幅は狭い。これら及び他のスタイルのサーフボードは、本明細書において記述された特長及び態様から利点を得ることができる。
【００２８】
また、本明細書に全体において、本出願人は「標準的」または「例示」のサーフボードを参照する。特定の計算及び比較は、異なる材料でできたサーフボードを考慮し実施されるものであるが、それ以外ではサーフボードの形状と大きさはほぼ等しい。ある計算はサーフボードのサイズ及び形状により左右されるが、すでに説明したように、サーフボードのサイズ及び形状は、ほぼ際限なく変化する。計算及び比較の一貫性のため、本出願人は、ボトム面の湾曲部に沿って測定した長さが約７３インチ、一番幅広い箇所の幅が約１８．５インチ、そして一番厚みのある箇所の厚さが約２．２５インチである、図１〜３に示した構成の高性能なショートボードと類似のサーフボードに基づいて、特定の計算を行う。このようなサーフボードの大きさ及び形状は一般的に、小〜中位の波に使用される高性能のサーフボードと一致する。
【００２９】
続けて図１〜３を参照すると、図示したサーフボード３０は、複合外板６０内に包含された六角形のアルミ製のハニカムコア５０を備える。複合外板６０は、コア５０を内包するよう互いに係合した外板のデッキ６２とボトム６４を含んでいることが好ましい。外板のデッキ６２及びボトム６４は、可塑性エポキシ樹脂等の硬化粘着剤内に懸濁したグラスファイバーでできていることが好ましい。ハニカムコア５０の一つまたはそれ以上の個々の六角形セル６８の縦軸が、外板６０のボトム６４及び／またはデッキ６２に対しおおむね垂直となるように、ハニカムコア５０が配向されていることが好ましい。
【００３０】
図示したコア５０は、サーフボードの形状と寸法に、全体的に対応して加工されることが好ましい。更に具体的には、ハニカムコア５０のへり部７０は通常、外板のデッキ６２及びボトム６４のレール部分７２及び７４に隣接して対応し、コア５０は、サーフボード３０の長さ及び幅に沿って変動する厚さを含む、サーフボード３０のデッキ６２及びボトム６４の間のほぼ全層にまたがる。
【００３１】
図１及び図３を特に参照すると、挿入部材８０が、サーフボード３０のレール部４０に沿って、ハニカムコア５０のへり部７０とレール部４０における外板６０の内面の間の空間１０２に付与されている。挿入部材８０は、ハニカムコア５０を構成するセル６８の軸に対し、通常横方向に支持するのが好ましい。最も好ましくは、挿入部材８０が、発泡フォームである。ただし、例えば、他のハニカムコアに対しおおむね横方向に配向されたセルを有するハニカムコア挿入部材など、その他の材料及び方法も使用することができる。
【００３２】
好ましい形態においては、外板のデッキ６２及びボトム６４は別々に形成されている。外板のデッキ６２及びボトム６４はそれぞれ、胴体部分８２及び８４とレール部分７２及び７４を備えている。レール部分７２及び７４は、各々外板のデッキ６２及びボトム６４のへりの周囲に配置され、胴体部分８２及び８４に対し通常斜め方向に湾曲して延びているのが、好ましい。これにより、外板のデッキ６２とボトム６４が互いに係合する時、図３に最も良く示されているように、外板のデッキ６２とボトム６４のそれぞれのレール部分７２及び７４が少なくとも部分的に重なる。このように重なったレール部分はそれから共に接着され、ヤスリで磨かれまたは加工されて滑らかなレール４０となる。
【００３３】
複合外板６０は、複合材料の少なくとも一層を含んでいることが好ましい。図示した形態においては、外板のデッキ６２は第１内層８６及び第２外層８８を含んでいることが好ましい。図示した第１内層８６は、重量が約３．７ｏｚ／ｙｄ２あり、サーフボード３０の縦軸３６に対しおおむね０°／９０°方向に配向しているグラスファイバーの織物を含んでいる。第２外層８８は、縦軸３６に対し約０°／９０°方向に配向しているグラスファイバーの織物を含む第１部分９０と、縦軸３６に対し約+４５°／-４５°方向に配向しているグラスファイバーの織物をそれぞれ含む一組の第２部分９２を含んでいることが好ましい。第１部分９０は、通常デッキ６２の胴体部８２内に位置し、第２部分９２は通常デッキ６２のレール部７２に沿って配置されていることが好ましい。好ましい形態においては、デッキ６２の幅の約３分の２が、約０°／９０°方向に配向しているグラスファイバーの織物を含み、デッキ６２の各へりまたはレール７２に沿った幅の６分の１が、+４５°／-４５°方向に配向しているグラスファイバーの織物を含む。
【００３４】
続けて図１及び図３を参照すると、図示した外板のボトム７４が、外板のデッキ７２とほぼ同様に積層構造を有することが好ましい。ただし他の形態においては、その他の構造を用いることも可能である。例えば外板のボトム７４が、縦軸に対し約０°／９０°方向に配向しているグラスファイバーの織物の単一層のみを含んでいてもよい。
【００３５】
好ましい形態においては、グラスファイバーは、米国カリフォルニア州ベニシアのＡｐｐｌｉｅｄ  Ｐｏｌｅｒａｍｉｃ社から入手可能である、「ゴム強化エポキシ樹脂」として知られる樹脂に包含されたＳグラスファイバーを含む。ゴム強化エポキシ樹脂は、エポキシネットワーク内にゴム分子を含み、外板の強度を増し脆弱性を低下させる。これにより、サーフボードの大きな屈曲にも耐えると同時に、水中及び水の外の両方においてサーフボードを扱うときに必然的に起こる偶発的な衝突にも耐え、熱硬化性樹脂特有の亀裂が生じない。その他の材料、例えばＥグラスファイバー、アラミド（Ｋｅｖｌａｒ（登録商標））ファイバー、カーボンファイバー、超高分子ポリエチレンファイバー等も使用可能である。加えて、標準のエポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ビニルエステル系樹脂等のその他の条件に合ったマトリクスでも可能である。上記の樹脂も、二次位相のゴム分子等を用いて強化されていてもよい。
【００３６】
ある形態に基づく生産工程の際、外板のデッキ６２とボトム６４は最初、所望のサーフボードの形状と寸法を作るよう成型されたそれぞれの型の中で、別々に形成される。このような生産工程では、従来のグラスファイバーウェットレイアップ法、樹脂トランスファ成形（ＲＴＭ）法、真空補助式樹脂トランスファ成形（ＶＡＲＴＭ）法等の従来の複合工程により、あるいは樹脂に予め含浸させ（プリプレグ）、オートクレーブ内の上昇した圧力下で硬化させたグラスファイバー層を含有させて、外板のデッキ６２とボトム６４を形成することも可能である。
【００３７】
本出願人は、標準的なグラスファイバーウェットレイアップ法では、樹脂の容量がファイバーの約８８〜９０％である複合物が得られることを発見した。積層物を袋の中に内包し真空に引くことにより、真空に引く強度に応じてエポキシ樹脂を部分的に取り除く等の特定の手段により、この樹脂含有量を低減させることができる。このため本出願人は、真空袋式ウェットレイアップ法及び／または従来のＲＴＭ法、ＶＡＲＴＭ法またはプリプレグ工程により、外板の樹脂含有量が容量の約８５％未満になると予想する。
【００３８】
更に好ましい形態においては、外板の樹脂含有量は容量の約７５％未満である。また更に好ましい形態においては、外板の樹脂含有量は容量の約６５％未満であり、また更なる好ましい形態においては、外板の樹脂含有量は容量の約６０％未満である。また更に好ましい形態においては、ＶＡＲＴＭ工程を利用して外板が作製される。プリプレグオートクレーブ工程等のその他の工程を用いることにより、本出願人は外板の樹脂含有量が容量の約３５％程度またはそれ以下に低減される可能性があると予測する。しかし特に好ましい形態においては、ＶＡＲＴＭ工程を利用して、樹脂含有量が容量の約５０〜６０％の間、最も好ましくは樹脂含有量が容量の約５５％である外板が作製される。ＶＡＲＴＭ工程は、比較的軽量で耐久性のある外板を作製するには用途が広くコスト効率が良いため、本出願人は、軽量性、柔軟性、耐久性及びコスト効率の目標を達成するサーフボードを作製するのに、うまくバランスの取れた要因であると考える。
【００３９】
好ましくはアルミ製ハニカムコア５０が、上述したように、硬化された外板のデッキ６２とボトム６４の形状を補完するように加工される。アルミ製ハニカムシートは通常、どちらかというと柔軟で、ハニカムコアの加工においてはこの柔軟性が考慮される。加工されたコアは、例えばサーフボード３０のロッカー４４を定める曲線を有する、湾曲した外板のボトム６４に適合するように曲げられる。
【００４０】
図４を特に参照すると、図示した外板のボトム６４は、型１００の中に保持されている。加工されたアルミ製ハニカムコア５０は、外板のボトム６４の中に配置されている。図示したように、空間１０２は、コア５０のへり７０と外板のボトム６２のレール部７４の間に設けられる。好ましくは外板のデッキ６２及びボトム６４のそれぞれが、最初に作製された時にそれぞれの外板のデッキ６２及びボトム６４のレール部７２及び７４からおおむね横方向に延びたフランジ１０４を含んでいる。外板のボトム６４のフランジ１０４は、レール７４から外側に延び、型１００上に外板のボトム６４及びコア５０を固定する等、特定の生産プロセスにおいて補助の役目をする。好ましくはコア５０が、米国コネチカット州スタンフォードのＨｅｘｃｅｌ社から入手可能なエポキシベースの粘着剤を含む、所望の条件にあったタイプの粘着剤を使用して外板のボトム６４に接着されている。
【００４１】
まず図５を参照すると、コア５０を外板のボトム６４に接着するには、好ましくは粘着剤が外板のボトム６４に塗布され、コア５０が適所に置かれ、真空袋１０６がアセンブリの上に配置され、真空が引かれて粘着剤が硬化する。このようなプロセスにより、外板のボトム６４の適所にコア５０がしっかりと接着され、完成した製品の耐久性を強化する。
【００４２】
コア５０がいったん外板のボトム６４に堅く接着されると、好ましくはコア５０のへり７０と外板のボトム６４のレール部７４の間の空間１０２に膨張フォーム８０が充填され、フランジ１０４が撤去される。フランジは、外板のデッキ６２からも撤去される。外板のデッキ６２には粘着剤が塗布され、外板のデッキ６２はコア５０上に取り付けられ、外板のデッキのレール７２が少なくとも部分的に外板のボトムのレール７４と重なるように配置される。そしてこのアセンブリは、真空袋により真空が引かれ、硬化される。好ましくは、硬化するエポキシ樹脂がデッキ／コアの接合部分に留まるように、デッキ側を下に向けた状態で硬化する。また好ましくは、熱または別のタイプの触媒を加えて、レール７２及び７４とハニカムコア５０のへり７０の間の空間１０２を膨張により満たすフォームを膨張させる。上記のような膨張フォームの完全な合致により、耐久性があり丈夫なレール構造を作ることができる。
【００４３】
ある形態によれば、外板のデッキのレール７２は、外板のボトムのレール７４とかみ合い係合するように、ある程度たわみを要するよう形成される。このような処置により、外板のデッキのレール７４が外板のボトムのレールとかみ合うよう曲げられた時に、外板のデッキのレールに張力が伝わり、外板のデッキが外板のボトムのレールとぴったりとかみ合うようになる。この処置は、粘着剤の塗布に加えて、外板のデッキ６２とボトム６４との間のかみ合いと密着を強化する。
【００４４】
図示した形態においては、真空袋１０６を利用しているが、他の形態においてはこのような真空袋を省く場合がある。更に、他の形態においては、例えば別の方法または別の方法との組み合わせを通じて、クランプやオートクレーブの使用、高熱利用及び／または圧力を加えることなどを含む場合もある。
【００４５】
ハニカムコア５０のセル６８はほぼ空洞であることが好ましく、これにより、コアの重量を最小限に抑える。更に、コア５０と外板６２、６４の間の粘着係合が一貫しており完全であることが好ましく、これにより、個々のハニカムのセル６８が相互にほぼ密閉される。このため、サーフボード３０の突発的な破損等の局所的な不良が起きた場合、コア内への水の浸入が、直接影響を受けたセルのみに制限される。
【００４６】
別の形態においては、少なくともセル６８の幾つかは、少なくとも部分的に高密度のフォームで充填されている。このような処置により、サーフボードの特定の部分に戦略的に重量を加え、サーフボードの慣性モーメントに影響を与える。例えばある形態においては、サーフボードの対向したレール４０の近傍の複数のセル内に高密度のフォームが充填されている。これにより得られたサーフボードは、サーフボードの左右の揺れにおいて高い慣性モーメントを有し、結果的にサーフボードの安定性が増す。別の形態においては、サーフボードの幅のおおむね真中に位置するが、サーフボードの縦方向の中央の後ろにあるセルに、高密度のフォームが追加される。この処置により、サーフボードの重心が後方に移り、サーフボードを旋回させるためのいわゆる「旋回軸」を形成するため、特定の条件及び特定のサーフィンスタイルにおいて望ましい場合がある。言うまでもなく、サーファー及びボード設計者の所望により、他の場所に選択的な重量配置が行われてもよい。
【００４７】
次に図６を参照すると、別の形態では、アラミドファイバーを含んだ複合層１１０が、重なり合った上下の外板のレール７２及び７４上のレール４０の外面に付加される。アラミドファイバーは、有利な抗衝撃性を有することで知られ、レールにアラミドファイバーを用いることにより、レールの耐久性が強化される。更なる形態においては、レールに付加されるアラミド層の代わりに、またはそれに加えて、レールに隣接して適用されるデッキ及び／または外板のボトム層の中にアラミドファイバーが含まれていても良く、このようなアラミドファイバーは、グラスファイバーと混ざっていてもよい。
【００４８】
続けて図６を参照すると、別の形態においては、粘弾性の減衰層１２０が複合外板６０の内部に配置され、好ましくはハニカムコア５０と接触状態にある。図示した形態においては、減衰層１２０が、イソシアネートベースの粘着剤等の強い粘着剤を使用して、外板のボトム６４の内面の少なくとも一部分に接着されている。あるいは、減衰層１２０がアルミ製のコア５０に直接接着されていてもよい。粘弾性の減衰層１２０は負荷がかかる時また負荷がなくなる時にエネルギーを吸収するため、サーフボードやその要素部分の固有振動周波数の影響を減衰させる。減衰層１２０は好ましくは、ガラス転移温度が最寒海水温度（約０゜Ｃ）よりも低いポリマを含み、好ましくはサーフボードの固有振動周波数に比較的近い固有振動周波数を有し、これにより最適な減衰を付与する。好ましい形態においては、サーフボード及び減衰層の振動周波数が約９〜１３ヘルツであり、もっと好ましくは約１０〜１２ヘルツの間にあり、最も好ましくは約１１ヘルツである。
【００４９】
図示した形態においては、粘弾性の減衰層１２０が外板のボトム６４の一部分にのみ付与されている。他の形態においては、粘弾性の減衰層１２０が外板のデッキのみまたは外板のデッキ及びボトムの両方に付与され、サーフボード外板の断面外周全体にわたってまたがることが可能である。
【００５０】
次に図７を参照すると、図示した更なる別の形態においては、アルミ製のハニカムコア５０が、レールにおける挿入物を要さずに、外板６０のレールからレールの端から端までまたがるように加工される。加えて、図示した形態においては、別々に形成され一体に組立てられた外板のデッキ及びボトムを備える代わりに、複合材料でコア５０を覆って形成することが可能な外板等の、単一のユニット的に形成された外板６０を備えている。同様に、粘弾性材料１２０はほぼコア全体にわたって設けられていてもよい。
【００５１】
さらなる形態には、付加的な特性が含まれている場合がある。例えば、ある形態においては、１つまたはそれ以上の追加の複合繊維層が、サーファーが波乗り中に更にサポートを得ようとして足を置く可能性のあるデッキの選択部分に適用されている。別の形態においては、更なるサポートを与えるため、また乗り手の足元の快適性及びトラクションを向上させるため、フォームパッドがデッキの少なくとも一部分に接着されている。
【００５２】
上記の形態に基づく構造を微調整することにより、本出願人の目標である、軽量で柔軟性があり、頑丈でコスト効率のよいサーフボード３０を完成させる。豊富な研究を通して本出願人は、従来のフォーム／グラスファイバー製のサーフボードの重大な弱点はその脆さと弱さであるが、特に強い波においては、上述のボードは、その柔軟性、特に縦方向の曲がりに対する柔軟性により、高性能を発揮するのに有利であることを学んだ。本出願人は、高度な技術を持った高パフォーマンスのサーファーは一般的に、たとえそのボードが非常に強く、従来のフォーム／グラスファイバー製のボードに匹敵する重量があっても、比較的固いボードの性能を酷評することに気がついた。このことから、本出願人は、破損に耐える強度が高いが、従来のフォーム／グラスファイバー製のサーフボードと同程度の柔軟性を維持する、もしくはさらに高める、重量の減少したサーフボードにより、高性能サーフボードの技術を著しく向上させることができると判断した。
【００５３】
研究成果と一致するサーフボード３０を作製するため、本出願人は、従来のフォーム／グラスファイバー製のサーフボードと比較して強度をさらに高めたサーフボードであって、このような従来のサーフボードの柔軟性を手本としたサーフボードを作製するために、サーフボードの不良モード及び設計に関して広範囲の研究を行った。更なる形態においては、従来のフォーム／グラスファイバー製のサーフボードの特に縦方向の曲がりに対する柔軟性と比較し、サーフボードの柔軟性が更に高められている。更に別の形態において本出願人は、従来のフォーム／グラスファイバー製のボードと比較して、強度をさらに高め、重量を維持もしくは減少させながら、サーフボード３０の外板のデッキ６２及びボトム６４の方向性繊維を選択的に配置させることにより、サーフボードの設計者が柔軟性設計をカスタマイズすることを可能とする。
【００５４】
本出願人の研究の幾つかを以下に説明する。上述した構造形態の特徴を用いた更なる形態は、本出願人の研究成果を用いてコスト効率のよさを維持しながら、最適化されてきた。
【００５５】
（サーフボードの破損）
複合構造は、その優れた曲がりに対する強度で知られている。この構造の著しい強度は、マトリクスではなくその繊維から得たものである。コア不良やマトリクス起因の不良によらず、構造内の繊維が衰えない限りまたは衰えるまでは構造が機能を失うことはなく、その強度特性が最も生かされる。
【００５６】
図８を参照すると、曲がった状態にある時に従来のフォーム／グラスファイバー製のサーフボードが破損するのは、グラスファイバーの積層がその下のフォーム製コア１３０の中に曲がり込むためであることが、本出願人の分析により分かった。更に具体的には、図示した形態によると、曲がりの負荷がかかると、外板のボトム１３２の繊維には引張力がかかり、外板のデッキ１３４には圧縮力Ｆがかかる。しかし、フォーム１３０にはストレスのかかった積層を適所に保持するほど十分な硬さがないため、外板のデッキ１３４の一部分１３６はフォーム製コア１３０の中に曲がり込み、外板積層の不良につながる。グラスファイバーの積層がコアによりもっと堅く支持されている場合、複合積層はもっと大きな圧縮荷重を担うことができるはずである。従って、このタイプの不良は、複合積層の未熟さによる不良である。複合サンドイッチ構造の研究では、このタイプの不良モードは「外板のしわ」として知られている。
【００５７】
外板のしわは、予測可能な圧縮ストレスによって生じることで知られている。外板のしわが発生するストレスを予測する公示の計算式は下記の通りである。
σｗ＝０．５［Ｇｃ  Ｅｃ  Ｅｆ］（１／３）        （１）
計算式（１）では、
σｗは外板のしわが生じやすい臨界ストレス値であり、
Ｇｃはコアのせん断率であり、
Ｅｃはコアの圧縮率であり、
Ｅｆは複合外板のヤング率である。
【００５８】
従来のフォーム（膨張ポリウレタンフォーム）／グラスファイバー（エポキシマトリクスのＳガラス）製のサーフボードにおいては、下記の値が予測される。
Ｇｃ≒４０４ｐｓｉ
Ｅｆ≒２．２１×１０６ｐｓｉ
Ｅｃ≒１７２６ｐｓｉ
【００５９】
計算式（１）によると、従来のサーフボードの外板のしわが生じる臨界ストレス値σｗは、約４７９４ｐｓｉである。
【００６０】
薄い木製のスパーまたは「補強材（ストリンガー）」は通常、従来のサーフボードのフォーム製のコアの中央線に接着され、これによりボードの強度及び外板のしわに対する耐性を改善している。スパーにより、臨界ストレス値σｗが１．５倍増加すると予想される。従って、曲がりの負荷による外板のストレスが約７１９１ｐｓｉに達した時に、従来のフォーム／グラスファイバー製のサーフボードに、外板にしわがよった状態の不良が生じることが算出可能である。
【００６１】
（サーフボードの強度の改善に対する試み）
サーフボードの強度を上げる一つの方法としては、グラスファイバーをもっと堅い繊維強化材料と置き換えて、これによりＥｆを増加させる。例えば、強度の高いサーフボードは、外板にカーボンファイバーを使用している。カーボンファイバーのヤング率（Ｅｆ）は通常、グラスファイバーのヤング率（Ｅｆ）の約３倍以上である。
【００６２】
複合サンドイッチ構造の曲がり剛性に対し、外板がどれだけ貢献しているかどうかは、下記の計算式に基づき、判断される。
曲がり剛性＝Ｅｆ×ｂ／１２×（ｈ３−ｈｃ３）        （２）
計算式（２）では、
ｂ＝基部の幅
ｈ＝サンドイッチ構造の全高
ｈｃ＝コアの高さ
となる。
【００６３】
同じ寸法の２つのサーフボードの相対的な曲がり剛性は、主に２つの外板の表面の相対的な剛性（Ｅｆ）から判断される。グラスファイバーの代わりにカーボンファイバーを使うなどによって、外板表面の剛性を高めることより、サーフボードのしわ耐性が向上するが、曲がり剛性も高まる。木製のスパー（ストリンガー）を付加することにより、フォーム／グラスファイバー製のサーフボードの曲がり剛性が１０〜１５％上がると予測される。木製のスパーの数を増やすことによっても、サーフボードの全体的な曲がり剛性が上がる。
【００６４】
曲がり剛性が上がると、サーフボードの柔軟性が下がる。上述したように、柔軟性の不足したサーフボードは、更に柔軟性のある従来のフォーム／グラスファイバー製のサーフボードのようには良く動作せず、従って、たいていの高性能のサーフボードの適用には、選択肢として望ましくない。あるテストでは、本出願人が一実施例である、フォーム／グラスファーバー製のサーフボードの曲がり柔軟性を測定したところ、先端部近傍の一点から５ポンドのおもりを下げ、ボードのテイルから１０インチのところを固定した状態では、約０．３５インチであった。一実施例である、ハニカム／グラスファイバー製のサーフボードも、耐破損性及び軽量化を増進しつつ同様の柔軟性を達成することから、有利である。
【００６５】
たとえ同じＥｆを有する同様のグラスファイバー材料を使用したとしても、計算式（２）において算出したように、外板の厚みを増すことにより、曲がり剛性が増加する。
【００６６】
（柔軟性を損なわずに強度の増加）
ある形態によると、曲がり剛性を最小限に抑えながら、あるいは曲がり剛性を増加させないようにサーフボードを強化するには、Ｅｆを増加させずにＧｃ及びＥｃを増加させる。サーフボードの外板のしわに対する耐性を更に増加させるために、より多くのスパー（ストリンガー）をフォーム製コア内に接着させることもできるが、これによりかなりの重量が加わり、上述したように、柔軟性も下がってしまう。特に好ましい形態においては、外板の強化にはグラスファイバー（または、同様の特性を有した材料）を用い、コアの材料を変更する。
【００６７】
好ましい形態に関して上述したように、本出願人は、ハニカム製のサーフボードコア５０を好ましく用いて、外板のしわに対する耐性を増加させる。一般にサンドイッチ構造に使用される好ましい２種類のハニカムは、アルミとＮｏｍｅｘである。Ｎｏｍｅｘ製ハニカムは、樹脂に浸したアラミドファイバーからできている。アラミドファイバーは、アルミよりも優れた特定の機械的特性を有することが知られているが、アルミ製ハニカムよりも２〜５倍高価である。以上が、本出願人のコスト有効度の目標を達成するための、アルミ製のハニカムコアを採用した、高強度で柔軟性があり軽量のサーフボードを設計する動機付けとなるものである。それでもなお、ある形態によると、Ｎｏｍｅｘ、グラスファイバー及びその他等の、他のハニカム材料を使用することも可能である。
【００６８】
アルミ製のハニカムの選択に関わる３つの主な変数は、セルのサイズ、フォイルの厚さ及び合金組成である。計算により、本出願人は幾つかのアルミ製ハニカムが、サーフボードの外板のしわによるストレスの臨界値σｗを大幅に増加させると判断した。例えば、セルのサイズが３／８インチで、リボンの太さが０．０００７インチであるアルミ製のハニカムコアの計算結果は、Ｅｃ＝１０×１０３ｐｓｉ及びＧｃ＝７×１０３ｐｓｉである。５０５２アルミ合金製ハニカムコアにより構成されているが、従来のフォーム／グラスファイバー製のサーフボードの外板と同一のグラスファイバー製の外板を有するサーフボードの外板のしわに対する耐性は、約２２２８６ｐｓｉ（フォーム製コアのサーフボードよりも３倍超）である。しかし、曲がり剛性の計算式（２）の因子はいずれも変更されていない。従って、このようなアルミ製ハニカムコアのサーフボードの柔軟性は、同程度のフォーム／グラスファイバー製のサーフボードとほぼ同じとなる。
【００６９】
ある形態によると、従来のサーフボードの柔軟性を維持するためには、グラスファイバー製の外板の厚さが、層の数と樹脂含有量によって変動するが、一般的に約０．００６〜０．１０インチ厚である従来のサーフボードの厚さと同様であるのが、好ましい。軽量で高性能なサーフボードの外板の厚さは、約０．０５インチ厚未満であると見込まれる。外板の樹脂含有量を減らして作製されたサーフボードの外板の厚さは、更に薄くなると思われる。例えば、ＶＡＲＴＭ工程を用いて外板を形成すると、２層積層では厚さが約０．０３インチ以下となり、更に好ましくは約０．０２インチ以下、そして最も好ましくは約０．０１３インチ以下であり、１層積層は同様に薄く、約０．０００６インチ厚ほどに薄くなる。
【００７０】
ハニカムコアの全層との結合に、薄い外板（樹脂が減らされた工程では、約０．０００６〜０．０３インチ厚、一般的なウェットレイアップ法によるボードでは、約０．０５インチ厚まで、あるいはロングボード等の大きなボードでは、約０．１０インチ厚まで）が使用されると、異なったタイプの不良が発生する可能性がある。この「セル内座屈」と呼ばれる不良モードは、外板がハニカムセルの内外へ座屈するというものである。具体的には、図９を参照すると、曲げられた際に、ハニカムコア３０のフォイルによって直接支持されていない外板１３２及び１３４の一部分が内側に屈折し、結果的にへこむ可能性がある。このようなへこみの大きさが十分あると、これらのへこんだ部分において積層の局所的な座屈１３８が起こる可能性がある。
【００７１】
セル状のコアを採用したサンドイッチ構造のセル内座屈は、下記の計算式によって予測される臨界ストレス値において発生すると予測される。
σｂ＝２×Ｅｆ×（Ｔｆ／ｓ）２                （３）
この計算式（３）では、
σｂ＝セル内座屈が起こる臨界ストレス値
Ｔｆ＝外板の厚さ
ｓ＝セルのサイズ
である。
【００７２】
上述の、０．００６インチ厚のグラスファイバー製の外板で積層した、セルサイズが３／８インチのハニカムは、σｂ（３／８インチ）＝１１３１ｐｓｉであり、これは、同程度のフォーム／グラスファイバー製のサーフボードの臨界ストレス値の１／６未満である。０．００６インチ厚のグラスファイバー製の外板で積層した、セルサイズが１／８インチのハニカムは、σｂ（１／８インチ）＝１０１８３ｐｓｉであり、これは、同程度のフォーム／グラスファイバー製のサーフボードの約１．４倍である。０．００６インチ厚のグラスファイバー製の外板で積層した、セルサイズが３／１６インチのハニカムは、σｂ（３／１６インチ）＝４５２６ｐｓｉであり、これは、従来のサーフボードの臨界ストレス値のたった６３％に当たる。
【００７３】
アルミ製のハニカムにおいて適応可能な、市販されている最小のセルサイズは１／１６インチであるが、セルサイズが１／１６インチであるハニカムの最低密度は６．５ｌｂｓ．／ｆｔ３である。軽量のサーフボードのフォームは一般的に密度が約２．９ｌｂｓ．／ｆｔ３しかないため、セルサイズが１／１６インチのアルミ製ハニカムは、同程度のフォーム／グラスファイバー製のボードよりもかなり重いボードとなる。
【００７４】
セルサイズが３／１６インチであるハニカムの密度は、たったの２．０ｌｂ／ｆｔ３であり、従来のフォーム製のコアよりも、かなり重量を減らすことができる。しかしこのコアの臨界ストレス値は、従来のフォーム／グラスファイバー製のサーフボードの臨界ストレス値の約６３％しかないと予測される。
【００７５】
フォイル厚がたった０．０００７インチである、セルサイズが１／８インチのハニカムの密度は、約３．１ｌｂ／ｆｔ３であり、これは従来の軽量フォームの密度と同様である。従って、計算式（３）により強度強化因子が約１．４であることが予測されるが、従来のフォーム／グラスファイバー製のサーフボードと比べて、重量の減少はわずかであるか、あるいはまったくない。
【００７６】
このため、計算式（３）によれば、設計者がアルミ製ハニカムコアを使用してサーフボードを強化しようとする場合、ハニカムのサイズの選択肢が非常に限られたものになると予測される。ハニカムコアのサーフボードの材料及びプロセスにかかるコストは、従来のフォーム製コアのサーフボードのそれよりもかなり高いため、セルサイズが１／８インチであるハニカムの、予測される少量の強度増加では、実施に伴う費用を正当化するものとはなりにくい。
【００７７】
計算式（３）による思わしくない予測にもかかわらず、本出願人は、グラスファイバー製の外板を含むアルミ製ハニカムのサンドイッチ構造をテストした。次に図１０を参照し、本出願人は、フォイル厚０．０００７インチを有し、また０．００６インチ厚（Ｔｆ）のグラスファイバー製外板を有するセルサイズが１／８インチのアルミ製ハニカムを用いて、積層ビームサンプル１４０のインストロン試験機による標準的な３点曲げ試験を行った。テストの結果、支持部１４２の間の距離（Ｌ）１８インチ、ビーム厚（Ｈ）２インチ及びビーム幅６インチの設定において、３０５ｌｂの負荷（Ｐ）下での破損が見られた。
【００７８】
この種のテストにおける、積層が破損するストレス値の計算は、下記の通りである。
σｆ＝（Ｐ×Ｌ／４）／（Ｈ×Ｔｆ×Ｂ）              （４）
従って、テストによって証明された破損時のσｆは、１９００５ｐｓｉとなる。
【００７９】
計算式（３）により、この同じビームサンプルのセル内座屈の臨界破損ストレス値は、１０１８３ｐｓｉと予測された。しかし実際の破損は、積層のストレス値が１９００５ｐｓｉに達するまで起きなかった。更に、ビームを調べたところ、本出願人は、破損はセル内座屈よりも負荷下のセル（図１１参照）の下でコアが破損することから起きたことに気がついた。このことから、本出願人は、薄いグラスファイバー製の外板の間にはさまれた比較的小さいセルサイズを有するアルミ製のハニカムに関しては、通常認められているセル内座屈を予測する計算式は、正確ではないことを見出した。
【００８０】
セルサイズ１／８インチのアルミ製ハニカムの、不良モード（コア破損）を含むテスト結果に基づき、本出願人は、セルサイズ３／１６インチにおいてセル内座屈は問題とはならないと予測し、０．００６インチ厚のグラスファイバー製外板の間にはさまれたフォイル厚０．０００７インチ、及びセルサイズ３／１６インチのアルミ製ハニカムを備えたビームサンプルのテストを行った。本出願人は、インストロン試験機の４点設定を用いて、２つのナイフ刃の間に負荷を散らし、これによりセルサイズ１／８インチにおける最初のテストでのコア破損を回避した。幾つかのサンプルをテストした結果、積層のセル内座屈モード不良の平均ストレス値は、約１７３６０ｐｓｉであった。計算式（３）によって予測された積層の不良ストレス値は４５２６ｐｓｉである。このことから、本出願人は実際の強度性能は、計算式（３）によって予測される値の約４倍であると判断した。
【００８１】
本出願人の発見により、サーフボード形態を構成するのに有効的に使用できるハニカムコア材料の範囲が事実上広がる。本出願人は、セルサイズ３／８インチ以下のアルミ製ハニカム材料が、サーフボードのコア５０の一部の形態に有効的に使用できると考える。セルサイズ３／８インチ、１／４インチ、３／１６インチ、５／３２インチ及び１／８インチ等のアルミ製ハニカムコア材料は、Ｈｅｘｃｅｌ社から入手可能であり、それぞれが有利な形態に適したものと考えられる。また、５０５２及び５０５６等の様々なアルミ合金も使用可能である。
【００８２】
例えば、上述したように、フォーム／グラスファイバー製サーフボードのある実施例においては、密度が約２．９ｌｂ．／ｆｔ３であるフォーム製コアを採用している。このようなコアから作製されたサーフボードの一実施例では、重量が約６ｌｂである。ある好ましい形態におけるハニカムコアのサーフボードの一実施例では、重量が従来の対応する部分よりも小さい。例えば、樹脂含有量が容量の約５０〜６０％であるグラスファイバー製外板６０に包含された、セルサイズ３／１６インチのアルミ製ハニカムコア５０を有するサーフボード３０の一実施例の重量は、約３．５ポンドであると予測できる。他の好ましい形態においては、同等の重量を有するハニカムを備えるサーフボードが、従来の対応する部分よりも強度が増し、同様のまたは強化された柔軟性を有していてもよい。
【００８３】
ある好ましい形態においては、最高密度が約２．９ｌｂ．／ｆｔ３であるアルミ製ハニカムコア５０が、重量を減少させたサーフボード３０を作製するため使用される。他の形態においては、密度が約２．９ｌｂ．／ｆｔ３を超えるアルミ製ハニカムコア材料が用いられている。好ましくは、樹脂含有量が従来のグラスファイバー製サーフボードの外板の樹脂含有量よりも低い外板との、ウェットレイアップ法による結合に、高密度のコア材料が使用される。このことから、重量が減少した外板の樹脂重量を減らすことにより、同程度のフォーム／グラスファイバー製サーフボードとほぼ同じ重量を有するサーフボードを作製するための密度に起因した、重量増加を抑えることができる。好ましい形態によれば、アルミ製のコア材料の密度は約４．５ｌｂ．／ｆｔ３未満であり、比較的容量に対する樹脂の割合が低くなるよう構成された外板との結合に使用され、これにより、同程度の従来のフォーム／グラスファイバー製サーフボードよりも実質上重くない、強度強化された高性能のサーフボードが作製される。
【００８４】
好ましい形態においては、フォイル厚が約０．００３インチ以下で、セルサイズが３／８インチのアルミ製ハニカムコア、フォイル厚が約０．００２インチ以下で、セルサイズが１／４インチのアルミ製ハニカムコア、フォイル厚が約０．００１５インチ以下で、セルサイズが３／１６インチのアルミ製ハニカムコア、フォイル厚が約０．００１インチ以下で、セルサイズが５／３２インチのアルミ製ハニカムコア、及びフォイル厚が約０．００１インチ以下で、セルサイズが１／８インチのアルミ製ハニカムコアを含む。
【００８５】
更に好ましい形態においては、フォイル厚が約０．００２インチ以下で、セルサイズが３／８インチのアルミ製ハニカムコア、フォイル厚が約０．００１５インチ以下で、セルサイズが１／４インチのアルミ製ハニカムコア、フォイル厚が約０．００１インチ以下で、セルサイズが３／１６インチのアルミ製ハニカムコア、フォイル厚が約０．０００７インチ以下で、セルサイズが５／３２インチのアルミ製ハニカムコア、またはフォイル厚が約０．０００７インチ以下で、セルサイズが１／８インチのアルミ製ハニカムコア等の、密度が約３．５ｌｂ．／ｆｔ３未満であるアルミ製のハニカムコア材料が採用される。
【００８６】
上述したように、サーフボードの外板６０が、従来のフォーム／グラスファイバー製サーフボードの柔軟特性を、模倣及び／または向上させるように形成されることが好ましい。上述したように、このようなサーフボードの外板は、従来のウェットレイアップ法、ＲＴＭ工程、ＶＡＲＴＭ工程、またはプリプレグオートクレーブ工程等の様々な方法によって構成することができる。一般的にこのようなグラスファイバーの処理の結果、積層中の層の数、樹脂容量、そして外板が硬化される際の圧力量によって、外板の厚さは約０．００６〜０．０２インチとなる。更に好ましくは、外板の厚さが約０．０１６インチ未満であり、また更に好ましくは、厚さが約０．０１２インチ以下である。
【００８７】
上述したように、従来のフォーム／グラスファイバー製のサーフボードの外板のヤング率（Ｅｆ）は約２．２１×１０６ｐｓｉであると予測でき、従来のフォーム製のコアの圧縮率（Ｅｃ）は約１７２６ｐｓｉであることが予測できる。このことから、外板／コアの係数比（Ｅｆ／Ｅｃ）は、約１２８０となる。好ましい形態においては、外板のヤング率（Ｅｆ）は通常変わらないが、コアの圧縮率（Ｅｃ）が上がる。例えば、約０．０００７インチのフォイルゲージを有する、セルサイズ３／８インチのアルミ製ハニカムを採用した形態においては、Ｅｃが約１０×１０３ｐｓｉである。このことから、この形態においては、外板／コアの係数比が約２２１であり、これは従来のフォーム／グラスファイバー製のサーフボードの外板／コアの係数比よりも大幅に低い。
【００８８】
更に好ましい形態においては、Ｅｃが著しく大きい。例えば、フォイルゲージが約０．０００７インチで、セルサイズが３／１６インチの５０５２アルミ製ハニカムコアのＥｃは約３４ｐｓｉであり、係数比は約６５である。フォイルゲージ約０．００１インチで、セルサイズが１／４インチの５０５２アルミ製ハニカムコアのＥｃは約４５ｐｓｉであり、係数比は約４９である。フォイルゲージが０．０００７インチで、セルサイズが５／３２インチの５０５２アルミ製ハニカムコアのＥｃは約５５ｐｓｉであり、係数比は約４０である。フォイルゲージが０．０００７インチで、セルサイズが１／８インチの５０５２アルミ製ハニカムコアのＥｃは約７５ｐｓｉであり、係数比は約３０である。
【００８９】
本出願人は、更なる形態においては、異なる材料でできた異なる所定のセルサイズのハニカム構造を用いることも可能であることを注記する。本出願人の研究を踏まえ、好ましい形態に基づく強度及び柔軟特性を有するサーフボードに用いる外板及びコア材料は、外板／コアの係数比が約２５０以下となるよう選択される。更に好ましくは、外板／コアの係数比が約１００以下になるように、材料が選択される。また更に好ましくは、外板／コアの係数比が約６５以下になるように、材料が選択される。また更に好ましくは、外板／コアの係数比が約５０以下になるように、材料が選択される。最も好ましくは、外板／コアの係数比が約４０以下になるように、材料が選択される。
【００９０】
このような外板とコアの関係は、特殊なタイプのサーフボードが、特殊な状況においても相対的な柔軟特性を保つことを可能にする。例えば、非常に大きな波に使用される、「トーイン」型のサーフボードは、このような極度の状況における困難に耐えるため、通常かなり厚く、硬く、剛性である。しかし、このようなボードの柔軟性能は、上記の係数比に合わせて選択した材料が用いられた場合、高性能のパラメータ内に留まることができると予測される。
【００９１】
図１１を特に参照すると、可能性のある、複合サンドイッチ構造の別の不良モードはコア破損であり、集中した力Ｆが局所的に、外板１３４に対し通常横方向に加えられた結果、コア１４６の少なくとも一部分が破損し、外板１３４の局所的なたわみ１４８が起こる。従来のフォーム／グラスファイバー製のサーフボードにおいては、このようなコア破損は比較的ありふれたものであり、乗り手のかかとの力等の集中した力がサーフボードのデッキにかかると、このような、通常「圧力によるへこみ」と言われる、局所的なコア破損が起こる。
【００９２】
従来のフォーム／グラスファイバー製のサーフボードにおいては、フォーム製コアの圧縮強度は約６０ｐｓｉである。従って、特に非常に薄い、あるいは樹脂含有量の低い外板を用いた形態においてのフォームには、このような圧力によるへこみに対する耐性があまりない。
【００９３】
外板のしわ不良に対する耐性を有するように構成されたアルミ製ハニカムコア５０を使用して構成されたサーフボード３０においては、実質的に、局所的なコア破損に対する耐性により、サーフボードの構造の安定性及び曲がり不良耐性が維持される。このことから、薄く、柔軟性のあるグラスファイバー製外板６０を用いたサーフボード形態においては、このような局所的なコア破損に耐えるのに十分な強度を備えたハニカムコアを選択することが、好ましい。このような圧力によるへこみに耐える別の要素は、アルミ材料の、破損に対する定格強度（単位：ｐｓｉ）である。
【００９４】
好ましい形態においては、サーフボード３０が、フォイルゲージが０．０００７インチであり、セルサイズが３／１６インチのアルミ製ハニカム等の、圧縮強度が少なくとも約１７５ｐｓｉであり、破損に対する強度が少なくとも約６０ｐｓｉであるハニカムコア材料で形成された、コア５０を有するよう構成されている。更に好ましい形態においては、サーフボード３０が、圧縮強度が少なくとも約２００ｐｓｉであり、破損に対する強度が少なくとも約７５ｐｓｉであるハニカムコア材料で形成された、コア５０を有するよう構成されている。最も好ましい形態においては、サーフボード３０が、フォイルゲージが０．０００７インチであり、セルサイズが５／３２インチのアルミ製ハニカム等の、圧縮強度が少なくとも約２４０ｐｓｉ以上であり、破損に対する強度が約９０ｐｓｉであるハニカムコア材料で形成された、コア５０を有するよう構成されている。更に好ましくは、破損に対する強度が約１００ｐｓｉ以上である。更なる好ましい形態においては、サーフボード３０が、フォイルゲージが０．０００７インチであり、セルサイズが１／８インチのアルミ製ハニカム等の、圧縮強度が少なくとも約３００ｐｓｉあり、破損に対する強度が少なくとも約１３０ｐｓｉ以上あるハニカムコア材料で形成された、コア５０を有するよう構成されている。
【００９５】
次に図１２を参照すると、別の形態における複合外板の別の形状が図示されている。図示した形態においては、デッキ６２が層１３０及び層１３２の２層を含み、この２層は、それぞれサーフボード３０の縦軸３６に対し約０〜１０゜の角度で配置された単向性のＳガラス層であり、好ましくは互いに対向した形状を有する。更に好ましくは、最初の２層である１３０及び１３２が縦軸３６から約５゜の角度に配向されている。好ましくは、単向性のガラスの第３層１３４が、縦軸３６に対し通常約９０゜の角度で最初の２層である１３０及び１３２の上に設けられている。別の形態においては、第３層は、縦軸に対し約０゜／９０゜の角度に配置された織層を含む。
【００９６】
図１２に図示した形態では、本発明の特徴をどのようにカスタマイズすることが可能なのかを示し、これにより設計者がサーフボードの柔軟特性をカスタマイズすることができる。例えば、縦軸に対し特定の角度に配置された単向性の層を使用することにより、サーフボードの設計者がサーフボードの柔軟性を変更し、カスタマイズすることができる。
【００９７】
本明細書において記述された形態はサーフボードであるが、他の同様のスポーツ用品にも本明細書に記載された本発明の態様を用いることができる。例えば、ウィンドサーフィン用ボード（セイルボード）、パドルボード及び／またはカイトボードも、本出願人の発明からメリットを得ることができる。
【００９８】
本発明は、特定の好ましい形態及び実施例の背景において開示されているが、当業者は、本発明が具体的に開示された形態だけでなく、本発明の他の代替形態及び／または使用、及びそれらの明白な変更及び同等品までも含むことを、理解するべきである。加えて、多数の本発明の変形例が示され詳細に説明されているが、本発明の範囲内であるほかの変形例は、本発明の開示に基づいて当業者に容易に明らかとなるものである。また、形態における所定の特徴及び態様の様々なコンビネーションまたはサブコンビネーションを実施することは可能であり、本発明の範囲内である。それ故に、開示された形態の様々な特徴及び態様は、互いとの組み合わせ、あるいは置き換えが可能であり、これにより開示された本発明の様々なモードを形成する。従って、本明細書に開示された本発明の範囲は、上述された特定の開示された形態によって制限されるべきではなく、上記のクレームを正しく読み取ることによってのみ判断されるべきものである。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明に基づく特徴を持つサーフボードの一形態の部分切取斜視図である。
【０１００】
【図２】図１のサーフボードの側部立面図である。
【０１０１】
【図３】図１のサーフボードの、３−３の線に沿った断面図である。
【０１０２】
【図４】生産工程において、部分的に組立てられたサーフボードの部分切取斜視図であり、外板のボトムに設けられたアルミ製のハニカムコアを示す。
【０１０３】
【図５】サーフボードの生産工程図であり、図４のアセンブリを内包する真空バッグを示す。
【０１０４】
【図６】サーフボードの別の形態の断面図である。
【０１０５】
【図７】サーフボードの更に別の形態の断面図である。
【０１０６】
【図８】対向する外板を含む材料が、板にしわがよった状態で不良となる経緯を示す概略図である。
【０１０７】
【図９】対向する外板を有するハニカムコア材料が、セル内のくぼみにより、板にしわがよった状態で不良となる経緯を示す概略図である。
【０１０８】
【図１０】従来の３点ストレステストの形態を示す概略図である。
【０１０９】
【図１１】対向する外板を有するハニカムコア材料が、コア破損により不良となる経緯を示す概略図である。
【０１１０】
【図１２】本発明に基づく特徴を持つサーフボードの一形態の部分切取斜視図である。
【図１】
2009500211.tif 000003
【図２】
2009500211.tif 000004
【図３】
2009500211.tif 000005
【図４】
2009500211.tif 000006
【図５】
2009500211.tif 000007
【図６】
2009500211.tif 000008
【図７】
2009500211.tif 000009
【図８】
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【図９】
2009500211.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
2009500211.tif 000013
【図１２】
2009500211.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成18年6月5日(2006.6.5)
【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】
破損に耐え、縦方向の曲がりに対し柔軟であるよう構成された、高性能のサーフボードであって、このサーフボードは、
セルサイズが約３／８インチ以下であり、フォイル厚が約０．００３インチ以下であるアルミ製のハニカムを含む軽量のコアと、
外板のデッキ部分と外板のボトム部分との間に軽量のコアを内包した外板であり、前記外板が硬化粘着マトリクスに懸濁した繊維を含み、外板の外面が、サーフボードの縦の長さと横の幅に沿ってサーフボードの厚さが変動するように適合した湾曲形状を有する外板、とを含み、
アルミ製のハニカムコアが、外板のデッキ及びボトム部分の間のサーフボードの変動する厚みのほぼ全部にまたがり、前記ハニカムコアの少なくとも一つのセルの縦方向の中央線が、外板のデッキ部分に対しおおむね垂直に配向している、
高性能のサーフボード。
【請求項２】
前記繊維が、樹脂含有量が容量の約７５％未満である硬化樹脂に包含されている請求項１に記載のサーフボード。
【請求項３】
前記繊維が、樹脂含有量が容量の約６５％未満である硬化樹脂に包含されている請求項１に記載のサーフボード。
【請求項４】
前記外板のデッキ部分に対しおおむね垂直方向のサーフボードの圧縮強度が、少なくとも約１７５ｌｂ／ｉｎ２である請求項２に記載のサーフボード。
【請求項５】
前記外板のデッキ部分に対しおおむね垂直方向のサーフボードの圧縮強度が、少なくとも約２４０ｌｂ／ｉｎ２である請求項４に記載のサーフボード。
【請求項６】
前記ハニカムのセルサイズが約３／１６インチ以下であり、フォイル厚が約０．００１５インチ以下である請求項５に記載のサーフボード。
【請求項７】
前記ハニカムのセルサイズが約１／４インチ以下であり、フォイル厚が約０．００２インチ以下である請求項１に記載のサーフボード。
【請求項８】
前記ハニカムのセルサイズが約３／１６インチ以下であり、フォイル厚が約０．００１インチ以下である請求項７に記載のサーフボード。
【請求項９】
前記外板のデッキ部分の少なくとも一部分の厚さが約０．０３インチ未満である請求項８に記載のサーフボード。
【請求項１０】
前記ハニカムのセルサイズが約５／３２インチ以下であり、フォイル厚が約０．００１インチ以下である請求項８に記載のサーフボード。
【請求項１１】
前記外板のデッキ部分の少なくとも一部分の厚さが約０．０３インチ未満である請求項１０に記載のサーフボード。
【請求項１２】
前記セルがほぼ空洞である請求項８に記載のサーフボード。
【請求項１３】
前記外板のデッキ部分の一部が、サーフボードの湾曲したレールにそって外板のボトム部分の一部と重なり、膨張フォームがレールとアルミ製ハニカムコアの側部に沿って外板の間に設けられている請求項１２に記載のサーフボード。
【請求項１４】
前記外板が重なった部分に設けられたアラミドファイバーを更に含む請求項１３に記載のサーフボード。
【請求項１５】
前記デッキ部分と前記ボトム部分が別々に形成されている請求項１３に記載のサーフボード。
【請求項１６】
前記外板のデッキ部分の少なくとも一部分の厚さが約０．０２インチ未満である請求項１５に記載のサーフボード。
【請求項１７】
前記樹脂がゴム強化エポキシ樹脂を含む請求項１５に記載のサーフボード。
【請求項１８】
前記外板のデッキ部分の少なくとも一層の第１部分が、前記サーフボードの縦方向の中央線に対し約０°／９０°に配向されたグラスファイバーを含み、外板のデッキ部分の少なくとも一層の第２部分が、前記サーフボードの縦方向の中央線に対し約＋４５゜／−４５゜に配向されたグラスファイバーを含み、前記第２部分がサーフボードのレール部分において、またはレール部分と隣接して配置されている請求項１５に記載のサーフボード。
【請求項１９】
前記外板のヤング率のコアの圧縮率に対する割合が約１００以下であり、コアの密度が約４．５ｌｂ．／ｆｔ３以下である請求項１に記載のサーフボード。
【請求項２０】
破損に耐え、縦方向の曲がりに対し柔軟であるよう構成された、高性能のサーフボードであって、このサーフボードは、
ハニカム材料を含む軽量のコアと、
外板のデッキ部分と外板のボトム部分との間に軽量のコアを内包した外板であり、前記外板が硬化粘着マトリクスに懸濁した繊維を含み、外板の外面が、サーフボードの縦の長さと横の幅に沿ってサーフボードの厚さが変動するように適合した湾曲形状を有する外板、とを含み、
ハニカムコアが、外板のデッキ及びボトム部分の間のサーフボードの変動する厚みのほぼ全部にまたがり、前記ハニカムコアの少なくとも一つのセルの縦方向の中央線が、外板のデッキ部分に対しおおむね垂直に配向し、
前記外板のヤング率の、コアの圧縮率に対する割合が約１００以下であり、コアの密度が約４．５ｌｂ．／ｆｔ３以下である、
高性能のサーフボード。
【請求項２１】
前記コアの密度が約３．５ｌｂ．／ｆｔ３以下である請求項２０に記載のサーフボード。
【請求項２２】
前記外板のヤング率のコアの圧縮率に対する割合が約６０以下である請求項２１に記載のサーフボード。
【請求項２３】
前記コアの密度が約２．９ｌｂ．／ｆｔ３以下である請求項２０に記載のサーフボード。
【請求項２４】
前記外板のヤング率のコアの圧縮率に対する割合が約５０以下である請求項２３に記載のサーフボード。
【請求項２５】
前記ハニカムコアがアルミを含む請求項２１に記載のサーフボード。
【請求項２６】
水中滑走ボードの作製方法であって、
先端部からテイルまで縦方向に延びた第１外板部が付与され、第１外板部のへりに沿っておおむね上向きの湾曲したレールを形成し、第１外板部は、硬化粘着マトリクスに包含された繊維を有し、
コアのへりと湾曲したレールの間に空間が設けられるように、第１外板部を全体的に補足するよう形作られたアルミ製のハニカムコアが付与され、先端部とテイルの間及び対向する前記コアのへりの間でアルミ製の前記ハニカムコアの厚さが変動し、前記コアが、セルの内少なくとも一つのセルの縦方向の中央線が第１外板部に対しおおむね垂直となるよう配置された、おおむね空洞のセルを有し、
前記コアが第１外板部に接着され、
前記コアのへりとレールの間の空間にフォームが供給され、このフォームを前記空間を満たすように膨張させ、
第１外板部と前記ハニカムコアを全体的に補足する第２外板部が付与され、
前記第２外板部がコア、フォーム及び前記第１外板部に接着され、これにより、第２外板部のレール部分が、少なくとも部分的に第１外板部のレールと重なり、
アルミ製のハニカムコアが、第１及び第２外板部の間のボードのほぼ全層にまたがっている、
水中滑走ボードの作製方法。
【請求項２７】
前記第１外板部が、ボードの縦軸の約５゜以内に配向した、ほぼ単向性の繊維層の少なくとも２層を含む請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記第１外板部が、ボードの縦軸に対し約９０゜に配向した、ほぼ単向性の繊維層の少なくとも１層を更に含む請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記第１及び第２外板部の少なくとも一つが、ボードが組み立てられる時に、アルミ製のハニカムコアと係合するよう配置された、粘弾性の減衰層を含む請求項２６に記載の方法。
【請求項３０】
前記第１及び第２外板部がグラスファイバーを含み、樹脂トランスファ成形法において第１及び第２外板部が互いに別々に形成され、外板の樹脂含有量が容量の約６０％以下である請求項２６に記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水中滑走ボードの分野に関するものであり、特にハニカムコア材料を用いたサーフボードに関する。
【背景技術】
【０００２】
サーフボード及びウインドサーフィンボード等の水中滑走ボードは、従来、ポリウレタンフォームを所望の形状にし、グラスファイバー等の繊維強化プラスチック板で包む、標準的な生産技術により作られる。重量を最小限に抑えるために、低密度のポリウレタンフォームコア材料が用いられている。しかし、このようにしてできたコアは、軽量ではあるが、破損に耐えるための最小限の強度しかなく、また従来のポリウレタンフォーム／グラスファイバー製のサーフボードは特に、大きな波の時に簡単に破損することが知られている。
【０００３】
（関連出願の特許参照）
本願は、２００５年６月４日に出願された米国特許仮出願第６０／６８７，２００号と、２００６年１月３１日に出願された米国特許仮出願第６０／７６４，２８７号とに基づき、その利益を主張する出願である。これら全体の開示は、本明細書中に参考として明示して援用される。
【０００４】
更に、高パフォーマンスのサーファーは、極めて軽量なサーフボードを求める。従来のフォーム／グラスファイバー製サーフボードの構造は、軽量化の限界にきている、あるいは限界に近づいているといえる。例えば、従来のフォーム／グラスファイバー製サーフボードの重量を減らすために、設計者は通常、フォーム製のコアを薄くするか、あるいは使用する繊維強化量を減らす。しかしこのようなやり方では、サーフボードは結果的に弱く壊れやすくなり、サーフボードの浮力も下がってしまう。最終的に、サーフボードは脆くなり、高パフォーマンスの使用には信頼性が低い。同様に、ボードが十分な浮力を有していないと、使用に適さないものとなる。従って、従来のフォーム／グラスファイバーの使用により構成されたサーフボードの軽量化には限界がある。加えて、最小限のグラスファイバー強化材料を有する薄いフォーム製のボードを生産することにより、設計者が重量の下限値に近づくと、このような脆弱なボードは通常使用時に亀裂が入り水を吸収しやすくなる。従って、定期的に頻繁にサーフィンをする人が、毎年複数のボードを交換しなくてはならなくなる。
【０００５】
これまで何度か、耐久性のある軽量のボードを生産する試みが行われてきたが、すべて大した成果を得られず終わっている。例えば、「Ｔｕｆｌｉｔｅ」の名称で販売されているボードは、破損や亀裂に対する耐性を上げるため、外側のグラスファイバー板の裏面に高密度のフォーム層が組み込まれている。しかしこの構成方法では、非常に堅いボードが生産されやすい。多くの上級サーファーが、「Ｔｕｆｌｉｔｅ」のボードのパフォーマンス特性は良くないと考えている。
【０００６】
米国特許第３，５１４，７９８号には、上下の外板部分の内面上にハニカム材料のシートを接着し、この上下の外板部分を連結して形成されたサーフボードが開示されている。ハニカムシートがボードの厚さ全体に及ばないため、このボードの内部は空洞となっている。このような構造による重量制限には目覚しいものがなく、またボードの性能が従来のボードよりも優れていると考えられないため、このやり方は成功であるとはいえない。
【０００７】
米国特許第５，５１４，０１７号では、Ｎｏｍｅｘ（商標）製のハニカムコアを有するサーフボードが開示されている。第５，５１４，０１７号の発明者のサーフボードの設計では、フォーム製のコアよりもアルミ製のハニカムコアを使用するほうが重くなり、これにより性能が妨げられるため、この特許では、アルミ製のハニカムコアを使用することに反対している。この特許においては、ハニカムの成形に関しての記述がなく、図においては、通常長方形の断面を有するハニカムが示されている。加えて、ハニカムの長さに沿った断面の厚みが可変することについての予測にはまったく言及されていない。
【０００８】
本出願人の知る限りにおいては、ハニカムコアのサーフボードが商業的に成功した例はない。その理由は、従来のサーフボードと比較して、上述のようなサーフボードの強度を上げ、それと同時に性能特性を維持または高めること、あるいはハニカム構造にかかるコストを正当化するほど十分に重量制限することが不可能であったためである。
【特許文献１】米国特許第３，５１４，７９８号
【特許文献２】米国特許第５，５１４，０９７号
【発明の開示】
【０００９】
本出願人は、優れたサーフボードとは、従来のフォーム／グラスファイバー製のサーフボードよりも強度が高く軽量であり、従来のフォーム製のサーフボードと非常に近い柔軟性を維持しているものであると判断した。そして、本出願人は、特別に設計した複合外板と組み合わせた、一定の特性を有するハニカムコアによりこれらの課題を達成することができると判断した。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明のある形態によれば、縦方向の曲がりに対して柔軟で、破損に耐える高性能のサーフボードが提供される。このサーフボードは軽量なコアと、コアを内包する外板を備える。上記コアは、セルサイズが約３／８インチ以下であり、フォイル厚が０．００３インチ以下のアルミ製のハニカムを含む。上記外板は、外板のデッキ部分と外板のボトム部分の間に軽量のコアを内包する。この外板は更に硬化粘着マトリクス内に懸濁した繊維を含む。外板の外面は曲線状であり、サーフボードの厚さはサーフボードの縦方向の長さと横方向の幅に沿って変動するようになっている。アルミ製のハニカムコアは、外板のデッキ及びボトム部分の間において、サーフボードの変動する厚みのほぼ全部にまたがり、ハニカムコアの少なくとも一つのセルの縦方向の中央線は、外板のデッキ部分に対しおおむね垂直となっている。
【００１１】
別の形態では、繊維は樹脂含有量が容量の約７５％未満である硬化樹脂に包含されている。更に別の形態においては、繊維は樹脂含有量が容量の約６５％未満である硬化樹脂に包含されている。
【００１２】
更に別の形態では、外板のデッキ部分に対しおおむね垂直方向のサーフボードの圧縮強度は、少なくとも約２４０ｌｂ／ｉｎ２である。更に別の形態においては、ハニカムセルのサイズは、約３／１６インチ以下であり、フォイルの厚さは、約０．００１５インチ以下である。別の形態では、ハニカムセルのサイズは約１／４インチ以下であり、フォイルの厚さは、約０．００２インチ以下である。更に別の形態では、ハニカムセルのサイズは、約３／１６インチ以下であり、フォイルの厚さは約０．００１インチ以下である。また更なる別の形態では、ハニカムセルのサイズは、約５／３２インチ以下であり、フォイルの厚さは、約０．００１インチ以下である。また更なる形態では、外板のデッキの少なくとも一部分の厚さは、約０．０３インチ未満である。
【００１３】
別の形態においては、サーフボードの湾曲したレールに沿って、外板のデッキの一部が外板のボトムの一部と重なる。更に別の形態では、レールとアルミ製のハニカムコアの側部に沿って、外板の間に膨張フォームが設けられている。更なる形態においては、デッキとボトムは別々に形成されている。更に別の形態においては、樹脂にゴム強化エポキシ樹脂が含まれている。
【００１４】
更に別の形態においては、水中滑走ボードの作製方法が提供されている。この方法では、先端部からテイルまで縦方向に延びた第１外板部が付与され、第１外板部のへりに沿っておおむね上向きの湾曲したレールを形成する。第１外板部は、硬化粘着マトリクスに包含された繊維を有し、これにより、コアのへりと湾曲したレールの間に空間が設けられるように、第１外板部を全体的に補足するよう形作られたアルミ製のハニカムコアが付与され、先端部とテイルの間及び対向するコアのへりの間で、アルミ製のハニカムコアの厚さが変動し、コアが、セルのうち少なくとも一つのセルの縦方向の中央線が、第１外板部に対しおおむね垂直となるよう配置された、おおむね空洞のセルを有し、コアが第１外板部に接着され、コアのへりとレールの間の空間にフォームが供給され、このフォームを空間を満たすように膨張させ、第１外板部とハニカムコアを全体的に補足する第２外板部が付与され、第２外板部がコア、フォーム及び第１外板部に接着され、これにより、第２外板部のレール部分が、第１外板部のレールと少なくとも部分的に重なる。アルミ製のハニカムコアは、第１及び第２外板部の間のボードの厚さほぼ全部にまたがる。
【００１５】
更なる形態においては、第１外板部は、ボードの縦軸の５゜以内に配向している、ほぼ単向性の繊維層のうち少なくとも２層を含む。また更なる形態においては、第１外板部が、さらにボードの縦軸に対し約９０゜に配向しているほぼ単向性の繊維のうち少なくとも１層を含む。
【００１６】
更に別の形態では、第１及び第２外板部の少なくとも一つが、ボードが組み立てられる時に、アルミ製のハニカムコアと係合するように配置された粘弾性の減衰層を含む。
【００１７】
更に別の形態によると、本発明が提供する水中滑走ボードは、アルミ製のハニカムコア、コアを内包する外板及び外板の内面に設けられる粘弾性材料の層を備えている。コアには、先端部、テイル及び先端部とテイルの間に対向したへりがある。コアの厚さは、先端部とテイルの間ではボードの長さに沿って、対向するへりの間ではボードの幅に沿って変動する。外板は、相互に分離して形成されたデッキとボトムを備える。外板のデッキとボトムには、それぞれ硬化樹脂に包含された繊維を含む複合材料が含まれている。粘弾性材料は、外板のデッキとボトムの少なくとも一つに設けられている。外板は、ハニカムコアのセルが外板のデッキとボトムの間のほぼ全層にまたがるようにコアと係合し、粘弾性材料はハニカムコアと係合する。
【００１８】
別の形態においては、繊維はグラスファイバーを含み、樹脂はゴム強化エポキシ樹脂を含む。更に別の形態においては、ハニカムコアの六角形のセルのサイズは、約３／１６インチ以下であり、フォイルの厚さは約０．００１インチ以下である。別の形態では、外板のデッキとボトムの樹脂含有量はそれぞれ、容量の約７５％未満である。
【００１９】
更なる形態によると、破損に耐え、縦方向の曲がりに柔軟な、高性能のサーフボードが提供される。このサーフボードは、ハニカム材料を含む軽量のコアを有し、外板のデッキと外板のボトムの間で軽量のコアを内包する外板を有する。この外板は、硬化マトリクスに懸濁した繊維を含む。外板の外面は、サーフボードの厚さがサーフボードの縦の長さと横幅に沿って変動するように、曲線形状となっている。ハニカムコアは、外板のデッキとボトムの間で変動しているサーフボードの厚みのほぼ全部にまたがり、ハニカムコアの少なくとも一つのセルの縦方向の中央線が、外板のデッキに対しておおむね垂直に向けられている。外板のヤング率のコアの圧縮率に対する割合は、約１００以下であり、コアの密度は、約４．５ｌｂ．／ｆｔ３以下である。
【００２０】
別の形態においては、コアの密度は約３．５ｌｂ．／ｆｔ３以下である。更なる形態においては、外板のヤング率のコアの圧縮率に対する割合は、約６０以下である。
【実施例】
【００２１】
まず図１〜３を参照し、本発明の特徴及び態様を組み込んだサーフボード３０の形態を示す。図に示すように、サーフボード３０は好ましくは細長く、第一端部にノーズまたは先端部３２を備え、第２端部にテイル３４を備える。サーフボード３０の縦軸３６は、テイル３４からノーズ３２まで延びている。サーフボード３０の上側またはデッキ３７は乗り手の体重を支えるよう形成されている。サーフボード３０のボトム側または外殻構造３８はサーフボード３０に乗り手が乗っている時に、水の表面と係合するよう構成されている。
【００２２】
サーフボード３０の対向するへりまたはレール４０は、ボードのデッキ３７及びボトム３８の間の継ぎ目を形成し、ノーズ３２からテイル３４まで延びている。ボード３０の幅は、対向するレール４０の間で、その長さに沿って変化する。図に示すように、サーフボード３０の幅は、好ましくはボードのノーズ３２で一番狭く、ボードの中央部の一番幅広い箇所に至るまで、ボードの長さに沿って少しずつ広くなる。ボードの幅は再び、一番幅広い箇所からテイル３４に向かってだんだん狭くなる。
【００２３】
図示された形態によれば、サーフボード３０はテイル３４においてかなりの幅を維持し、レール４０は継ぎ目４２においてテイル部分にわたって曲線状となっている。図示したこのようなテイルは、業界において、「スカッシュテイル」として知られている。その他のタイプのテイル、例えばスクエア、スワロウ、ラウンド、ピンテイル型も、他の所望の型のテイルと同様に、使用可能である。更に、図示した形態においては、ボードの幅は通常少しずつ変化する。その他の形態においては、レールが通常、業界で「ウイング」として知られる切り立った形をしており、ボードの幅が狭いが急激に変化する。
【００２４】
図２を特に参照すると、サーフボード３０のボトム３８は、その長さに沿ってほぼ曲線状である部分を含む。ノーズ３２からテイル３４におけるボトム３８の曲線は、業界でサーフボード３０のロッカー（そり）４４として知られており、サーフボードの旋回性能と密接に関わっている。図示したように、デッキ３７とボトム３８面の間のサーフボードの厚さは、ノーズ３２からテイル３４まで、その長さに沿って変化する。サーフボード３０は一般的に、ボードの中央部分及びその周囲において一番厚く、ノーズ及びテイルの両方に向かって薄くなる。
【００２５】
図３を特に参照すると、サーフボードの厚さは、好ましくはボードの幅全域においても、変動する。例えば、図示した形態においては、サーフボードのボトム３８は軽いＶ型の形状となっており、特定のサーフボードにおいて設計者の所望する特定のサーフボード性能に影響を与える。平面ボトム、凹状ボトムあるいは、ボトムに形成された深くまたは浅く細長い溝、図示した形態よりも穏やかなまたはくっきりしたＶ型の形状等のその他の形状のボトムもまた使用可能である。サーフボード３０のデッキ３７はしばしば、ある程度湾曲している。図示した形態においては、デッキは通常平面だが、レール４０に近づくにつれ、下方に湾曲している。他の形態においては、凸状または凹状等の他のデッキ形状も用いることができる。設計者は、様々な種類のレールの湾曲形状を使用することができ、通常、尖った及び／または穏やかな湾曲を含む多様な段階及び形状の円形を含む。
【００２６】
再び図２を特に参照すると、図示された形態では、サーフボードのコントロール及び旋回を補助するフィン４６を有するサーフボード３０が示されている。好ましい形態においては、スラスターまたは３枚フィン構成が用いられる。単一、２本、４本、５本またはそれ以上のフィン構成等のいかなるフィン構成も用いることが可能である。
【００２７】
図１のサーフボード３０の形態は、標準的な高性能の「ショートボード」タイプのサーフボードの、代表的なサンプルの一般的な形状を図示している。このようなサーフボードは、乗り手のサイズ、技術、予測される波の状態、好みによる特注等によって、様々な長さ、幅及び厚さにより構成することが可能であるが、一般的に長さは約８フィート未満である。図示した形態は、特定のサーフボードの特徴を示す例である。その他のタイプ及びスタイルのサーフボードは、一般的なサーフボードの特徴を共有するが、まったく異なる外見を有する。例えば、「ロングボード」スタイルのサーフボードは、ショートボードよりもかなり長く、標準的にもっと平坦なロッカーを有する。ロングボードはまた、図示した形態における比較的先が鋭いノーズではなく、通常「スプーン」形状のノーズを有する。ロングボードは長さが約１４４インチ、最大幅が３０インチで最大厚さが４インチであるものが珍しくない。また、「ガン」タイプのショートボードは通常、非常に大きな波用に作られ、図示したショートボードを引き伸ばした感じであり、ロングボードの特徴的な長さを有するが、比較的幅は狭い。これら及び他のスタイルのサーフボードは、本明細書において記述された特長及び態様から利点を得ることができる。
【００２８】
また、本明細書に全体において、本出願人は「標準的」または「例示」のサーフボードを参照する。特定の計算及び比較は、異なる材料でできたサーフボードを考慮し実施されるものであるが、それ以外ではサーフボードの形状と大きさはほぼ等しい。ある計算はサーフボードのサイズ及び形状により左右されるが、すでに説明したように、サーフボードのサイズ及び形状は、ほぼ際限なく変化する。計算及び比較の一貫性のため、本出願人は、ボトム面の湾曲部に沿って測定した長さが約７３インチ、一番幅広い箇所の幅が約１８．５インチ、そして一番厚みのある箇所の厚さが約２．２５インチである、図１〜３に示した構成の高性能なショートボードと類似のサーフボードに基づいて、特定の計算を行う。このようなサーフボードの大きさ及び形状は一般的に、小〜中位の波に使用される高性能のサーフボードと一致する。
【００２９】
続けて図１〜３を参照すると、図示したサーフボード３０は、複合外板６０内に包含された六角形のアルミ製のハニカムコア５０を備える。複合外板６０は、コア５０を内包するよう互いに係合した外板のデッキ６２とボトム６４を含んでいることが好ましい。外板のデッキ６２及びボトム６４は、可塑性エポキシ樹脂等の硬化粘着剤内に懸濁したグラスファイバーでできていることが好ましい。ハニカムコア５０の一つまたはそれ以上の個々の六角形セル６８の縦軸が、外板６０のボトム６４及び／またはデッキ６２に対しおおむね垂直となるように、ハニカムコア５０が配向されていることが好ましい。
【００３０】
図示したコア５０は、サーフボードの形状と寸法に、全体的に対応して加工されることが好ましい。更に具体的には、ハニカムコア５０のへり部７０は通常、外板のデッキ６２及びボトム６４のレール部分７２及び７４に隣接して対応し、コア５０は、サーフボード３０の長さ及び幅に沿って変動する厚さを含む、サーフボード３０のデッキ６２及びボトム６４の間のほぼ全層にまたがる。
【００３１】
図１及び図３を特に参照すると、挿入部材８０が、サーフボード３０のレール部４０に沿って、ハニカムコア５０のへり部７０とレール部４０における外板６０の内面の間の空間１０２に付与されている。挿入部材８０は、ハニカムコア５０を構成するセル６８の軸に対し、通常横方向に支持するのが好ましい。最も好ましくは、挿入部材８０が、発泡フォームである。ただし、例えば、他のハニカムコアに対しおおむね横方向に配向されたセルを有するハニカムコア挿入部材など、その他の材料及び方法も使用することができる。
【００３２】
好ましい形態においては、外板のデッキ６２及びボトム６４は別々に形成されている。外板のデッキ６２及びボトム６４はそれぞれ、胴体部分８２及び８４とレール部分７２及び７４を備えている。レール部分７２及び７４は、各々外板のデッキ６２及びボトム６４のへりの周囲に配置され、胴体部分８２及び８４に対し通常斜め方向に湾曲して延びているのが、好ましい。これにより、外板のデッキ６２とボトム６４が互いに係合する時、図３に最も良く示されているように、外板のデッキ６２とボトム６４のそれぞれのレール部分７２及び７４が少なくとも部分的に重なる。このように重なったレール部分はそれから共に接着され、ヤスリで磨かれまたは加工されて滑らかなレール４０となる。
【００３３】
複合外板６０は、複合材料の少なくとも一層を含んでいることが好ましい。図示した形態においては、外板のデッキ６２は第１内層８６及び第２外層８８を含んでいることが好ましい。図示した第１内層８６は、重量が約３．７ｏｚ／ｙｄ２あり、サーフボード３０の縦軸３６に対しおおむね０°／９０°方向に配向しているグラスファイバーの織物を含んでいる。第２外層８８は、縦軸３６に対し約０°／９０°方向に配向しているグラスファイバーの織物を含む第１部分９０と、縦軸３６に対し約+４５°／-４５°方向に配向しているグラスファイバーの織物をそれぞれ含む一組の第２部分９２を含んでいることが好ましい。第１部分９０は、通常デッキ６２の胴体部８２内に位置し、第２部分９２は通常デッキ６２のレール部７２に沿って配置されていることが好ましい。好ましい形態においては、デッキ６２の幅の約３分の２が、約０°／９０°方向に配向しているグラスファイバーの織物を含み、デッキ６２の各へりまたはレール７２に沿った幅の６分の１が、+４５°／-４５°方向に配向しているグラスファイバーの織物を含む。
【００３４】
続けて図１及び図３を参照すると、図示した外板のボトム７４が、外板のデッキ７２とほぼ同様に積層構造を有することが好ましい。ただし他の形態においては、その他の構造を用いることも可能である。例えば外板のボトム７４が、縦軸に対し約０°／９０°方向に配向しているグラスファイバーの織物の単一層のみを含んでいてもよい。
【００３５】
好ましい形態においては、グラスファイバーは、米国カリフォルニア州ベニシアのＡｐｐｌｉｅｄ  Ｐｏｌｅｒａｍｉｃ社から入手可能である、「ゴム強化エポキシ樹脂」として知られる樹脂に包含されたＳグラスファイバーを含む。ゴム強化エポキシ樹脂は、エポキシネットワーク内にゴム分子を含み、外板の強度を増し脆弱性を低下させる。これにより、サーフボードの大きな屈曲にも耐えると同時に、水中及び水の外の両方においてサーフボードを扱うときに必然的に起こる偶発的な衝突にも耐え、熱硬化性樹脂特有の亀裂が生じない。その他の材料、例えばＥグラスファイバー、アラミド（Ｋｅｖｌａｒ（登録商標））ファイバー、カーボンファイバー、超高分子ポリエチレンファイバー等も使用可能である。加えて、標準のエポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ビニルエステル系樹脂等のその他の条件に合ったマトリクスでも可能である。上記の樹脂も、二次位相のゴム分子等を用いて強化されていてもよい。
【００３６】
ある形態に基づく生産工程の際、外板のデッキ６２とボトム６４は最初、所望のサーフボードの形状と寸法を作るよう成型されたそれぞれの型の中で、別々に形成される。このような生産工程では、従来のグラスファイバーウェットレイアップ法、樹脂トランスファ成形（ＲＴＭ）法、真空補助式樹脂トランスファ成形（ＶＡＲＴＭ）法等の従来の複合工程により、あるいは樹脂に予め含浸させ（プリプレグ）、オートクレーブ内の上昇した圧力下で硬化させたグラスファイバー層を含有させて、外板のデッキ６２とボトム６４を形成することも可能である。
【００３７】
本出願人は、標準的なグラスファイバーウェットレイアップ法では、樹脂の容量がファイバーの約８８〜９０％である複合物が得られることを発見した。積層物を袋の中に内包し真空に引くことにより、真空に引く強度に応じてエポキシ樹脂を部分的に取り除く等の特定の手段により、この樹脂含有量を低減させることができる。このため本出願人は、真空袋式ウェットレイアップ法及び／または従来のＲＴＭ法、ＶＡＲＴＭ法またはプリプレグ工程により、外板の樹脂含有量が容量の約８５％未満になると予想する。
【００３８】
更に好ましい形態においては、外板の樹脂含有量は容量の約７５％未満である。また更に好ましい形態においては、外板の樹脂含有量は容量の約６５％未満であり、また更なる好ましい形態においては、外板の樹脂含有量は容量の約６０％未満である。また更に好ましい形態においては、ＶＡＲＴＭ工程を利用して外板が作製される。プリプレグオートクレーブ工程等のその他の工程を用いることにより、本出願人は外板の樹脂含有量が容量の約３５％程度またはそれ以下に低減される可能性があると予測する。しかし特に好ましい形態においては、ＶＡＲＴＭ工程を利用して、樹脂含有量が容量の約５０〜６０％の間、最も好ましくは樹脂含有量が容量の約５５％である外板が作製される。ＶＡＲＴＭ工程は、比較的軽量で耐久性のある外板を作製するには用途が広くコスト効率が良いため、本出願人は、軽量性、柔軟性、耐久性及びコスト効率の目標を達成するサーフボードを作製するのに、うまくバランスの取れた要因であると考える。
【００３９】
好ましくはアルミ製ハニカムコア５０が、上述したように、硬化された外板のデッキ６２とボトム６４の形状を補完するように加工される。アルミ製ハニカムシートは通常、どちらかというと柔軟で、ハニカムコアの加工においてはこの柔軟性が考慮される。加工されたコアは、例えばサーフボード３０のロッカー４４を定める曲線を有する、湾曲した外板のボトム６４に適合するように曲げられる。
【００４０】
図４を特に参照すると、図示した外板のボトム６４は、型１００の中に保持されている。加工されたアルミ製ハニカムコア５０は、外板のボトム６４の中に配置されている。図示したように、空間１０２は、コア５０のへり７０と外板のボトム６２のレール部７４の間に設けられる。好ましくは外板のデッキ６２及びボトム６４のそれぞれが、最初に作製された時にそれぞれの外板のデッキ６２及びボトム６４のレール部７２及び７４からおおむね横方向に延びたフランジ１０４を含んでいる。外板のボトム６４のフランジ１０４は、レール７４から外側に延び、型１００上に外板のボトム６４及びコア５０を固定する等、特定の生産プロセスにおいて補助の役目をする。好ましくはコア５０が、米国コネチカット州スタンフォードのＨｅｘｃｅｌ社から入手可能なエポキシベースの粘着剤を含む、所望の条件にあったタイプの粘着剤を使用して外板のボトム６４に接着されている。
【００４１】
まず図５を参照すると、コア５０を外板のボトム６４に接着するには、好ましくは粘着剤が外板のボトム６４に塗布され、コア５０が適所に置かれ、真空袋１０６がアセンブリの上に配置され、真空が引かれて粘着剤が硬化する。このようなプロセスにより、外板のボトム６４の適所にコア５０がしっかりと接着され、完成した製品の耐久性を強化する。
【００４２】
コア５０がいったん外板のボトム６４に堅く接着されると、好ましくはコア５０のへり７０と外板のボトム６４のレール部７４の間の空間１０２に膨張フォーム８０が充填され、フランジ１０４が撤去される。フランジは、外板のデッキ６２からも撤去される。外板のデッキ６２には粘着剤が塗布され、外板のデッキ６２はコア５０上に取り付けられ、外板のデッキのレール７２が少なくとも部分的に外板のボトムのレール７４と重なるように配置される。そしてこのアセンブリは、真空袋により真空が引かれ、硬化される。好ましくは、硬化するエポキシ樹脂がデッキ／コアの接合部分に留まるように、デッキ側を下に向けた状態で硬化する。また好ましくは、熱または別のタイプの触媒を加えて、レール７２及び７４とハニカムコア５０のへり７０の間の空間１０２を膨張により満たすフォームを膨張させる。上記のような膨張フォームの完全な合致により、耐久性があり丈夫なレール構造を作ることができる。
【００４３】
ある形態によれば、外板のデッキのレール７２は、外板のボトムのレール７４とかみ合い係合するように、ある程度たわみを要するよう形成される。このような処置により、外板のデッキのレール７４が外板のボトムのレールとかみ合うよう曲げられた時に、外板のデッキのレールに張力が伝わり、外板のデッキが外板のボトムのレールとぴったりとかみ合うようになる。この処置は、粘着剤の塗布に加えて、外板のデッキ６２とボトム６４との間のかみ合いと密着を強化する。
【００４４】
図示した形態においては、真空袋１０６を利用しているが、他の形態においてはこのような真空袋を省く場合がある。更に、他の形態においては、例えば別の方法または別の方法との組み合わせを通じて、クランプやオートクレーブの使用、高熱利用及び／または圧力を加えることなどを含む場合もある。
【００４５】
ハニカムコア５０のセル６８はほぼ空洞であることが好ましく、これにより、コアの重量を最小限に抑える。更に、コア５０と外板６２、６４の間の粘着係合が一貫しており完全であることが好ましく、これにより、個々のハニカムのセル６８が相互にほぼ密閉される。このため、サーフボード３０の突発的な破損等の局所的な不良が起きた場合、コア内への水の浸入が、直接影響を受けたセルのみに制限される。
【００４６】
別の形態においては、少なくともセル６８の幾つかは、少なくとも部分的に高密度のフォームで充填されている。このような処置により、サーフボードの特定の部分に戦略的に重量を加え、サーフボードの慣性モーメントに影響を与える。例えばある形態においては、サーフボードの対向したレール４０の近傍の複数のセル内に高密度のフォームが充填されている。これにより得られたサーフボードは、サーフボードの左右の揺れにおいて高い慣性モーメントを有し、結果的にサーフボードの安定性が増す。別の形態においては、サーフボードの幅のおおむね真中に位置するが、サーフボードの縦方向の中央の後ろにあるセルに、高密度のフォームが追加される。この処置により、サーフボードの重心が後方に移り、サーフボードを旋回させるためのいわゆる「旋回軸」を形成するため、特定の条件及び特定のサーフィンスタイルにおいて望ましい場合がある。言うまでもなく、サーファー及びボード設計者の所望により、他の場所に選択的な重量配置が行われてもよい。
【００４７】
次に図６を参照すると、別の形態では、アラミドファイバーを含んだ複合層１１０が、重なり合った上下の外板のレール７２及び７４上のレール４０の外面に付加される。アラミドファイバーは、有利な抗衝撃性を有することで知られ、レールにアラミドファイバーを用いることにより、レールの耐久性が強化される。更なる形態においては、レールに付加されるアラミド層の代わりに、またはそれに加えて、レールに隣接して適用されるデッキ及び／または外板のボトム層の中にアラミドファイバーが含まれていても良く、このようなアラミドファイバーは、グラスファイバーと混ざっていてもよい。
【００４８】
続けて図６を参照すると、別の形態においては、粘弾性の減衰層１２０が複合外板６０の内部に配置され、好ましくはハニカムコア５０と接触状態にある。図示した形態においては、減衰層１２０が、イソシアネートベースの粘着剤等の強い粘着剤を使用して、外板のボトム６４の内面の少なくとも一部分に接着されている。あるいは、減衰層１２０がアルミ製のコア５０に直接接着されていてもよい。粘弾性の減衰層１２０は負荷がかかる時また負荷がなくなる時にエネルギーを吸収するため、サーフボードやその要素部分の固有振動周波数の影響を減衰させる。減衰層１２０は好ましくは、ガラス転移温度が最寒海水温度（約０゜Ｃ）よりも低いポリマを含み、好ましくはサーフボードの固有振動周波数に比較的近い固有振動周波数を有し、これにより最適な減衰を付与する。好ましい形態においては、サーフボード及び減衰層の振動周波数が約９〜１３ヘルツであり、もっと好ましくは約１０〜１２ヘルツの間にあり、最も好ましくは約１１ヘルツである。
【００４９】
図示した形態においては、粘弾性の減衰層１２０が外板のボトム６４の一部分にのみ付与されている。他の形態においては、粘弾性の減衰層１２０が外板のデッキのみまたは外板のデッキ及びボトムの両方に付与され、サーフボード外板の断面外周全体にわたってまたがることが可能である。
【００５０】
次に図７を参照すると、図示した更なる別の形態においては、アルミ製のハニカムコア５０が、レールにおける挿入物を要さずに、外板６０のレールからレールの端から端までまたがるように加工される。加えて、図示した形態においては、別々に形成され一体に組立てられた外板のデッキ及びボトムを備える代わりに、複合材料でコア５０を覆って形成することが可能な外板等の、単一のユニット的に形成された外板６０を備えている。同様に、粘弾性材料１２０はほぼコア全体にわたって設けられていてもよい。
【００５１】
さらなる形態には、付加的な特性が含まれている場合がある。例えば、ある形態においては、１つまたはそれ以上の追加の複合繊維層が、サーファーが波乗り中に更にサポートを得ようとして足を置く可能性のあるデッキの選択部分に適用されている。別の形態においては、更なるサポートを与えるため、また乗り手の足元の快適性及びトラクションを向上させるため、フォームパッドがデッキの少なくとも一部分に接着されている。
【００５２】
上記の形態に基づく構造を微調整することにより、本出願人の目標である、軽量で柔軟性があり、頑丈でコスト効率のよいサーフボード３０を完成させる。豊富な研究を通して本出願人は、従来のフォーム／グラスファイバー製のサーフボードの重大な弱点はその脆さと弱さであるが、特に強い波においては、上述のボードは、その柔軟性、特に縦方向の曲がりに対する柔軟性により、高性能を発揮するのに有利であることを学んだ。本出願人は、高度な技術を持った高パフォーマンスのサーファーは一般的に、たとえそのボードが非常に強く、従来のフォーム／グラスファイバー製のボードに匹敵する重量があっても、比較的固いボードの性能を酷評することに気がついた。このことから、本出願人は、破損に耐える強度が高いが、従来のフォーム／グラスファイバー製のサーフボードと同程度の柔軟性を維持する、もしくはさらに高める、重量の減少したサーフボードにより、高性能サーフボードの技術を著しく向上させることができると判断した。
【００５３】
研究成果と一致するサーフボード３０を作製するため、本出願人は、従来のフォーム／グラスファイバー製のサーフボードと比較して強度をさらに高めたサーフボードであって、このような従来のサーフボードの柔軟性を手本としたサーフボードを作製するために、サーフボードの不良モード及び設計に関して広範囲の研究を行った。更なる形態においては、従来のフォーム／グラスファイバー製のサーフボードの特に縦方向の曲がりに対する柔軟性と比較し、サーフボードの柔軟性が更に高められている。更に別の形態において本出願人は、従来のフォーム／グラスファイバー製のボードと比較して、強度をさらに高め、重量を維持もしくは減少させながら、サーフボード３０の外板のデッキ６２及びボトム６４の方向性繊維を選択的に配置させることにより、サーフボードの設計者が柔軟性設計をカスタマイズすることを可能とする。
【００５４】
本出願人の研究の幾つかを以下に説明する。上述した構造形態の特徴を用いた更なる形態は、本出願人の研究成果を用いてコスト効率のよさを維持しながら、最適化されてきた。
【００５５】
（サーフボードの破損）
複合構造は、その優れた曲がりに対する強度で知られている。この構造の著しい強度は、マトリクスではなくその繊維から得たものである。コア不良やマトリクス起因の不良によらず、構造内の繊維が衰えない限りまたは衰えるまでは構造が機能を失うことはなく、その強度特性が最も生かされる。
【００５６】
図８を参照すると、曲がった状態にある時に従来のフォーム／グラスファイバー製のサーフボードが破損するのは、グラスファイバーの積層がその下のフォーム製コア１３０の中に曲がり込むためであることが、本出願人の分析により分かった。更に具体的には、図示した形態によると、曲がりの負荷がかかると、外板のボトム１３２の繊維には引張力がかかり、外板のデッキ１３４には圧縮力Ｆがかかる。しかし、フォーム１３０にはストレスのかかった積層を適所に保持するほど十分な硬さがないため、外板のデッキ１３４の一部分１３６はフォーム製コア１３０の中に曲がり込み、外板積層の不良につながる。グラスファイバーの積層がコアによりもっと堅く支持されている場合、複合積層はもっと大きな圧縮荷重を担うことができるはずである。従って、このタイプの不良は、複合積層の未熟さによる不良である。複合サンドイッチ構造の研究では、このタイプの不良モードは「外板のしわ」として知られている。
【００５７】
外板のしわは、予測可能な圧縮ストレスによって生じることで知られている。外板のしわが発生するストレスを予測する公示の計算式は下記の通りである。
σｗ＝０．５［Ｇｃ  Ｅｃ  Ｅｆ］（１／３）        （１）
計算式（１）では、
σｗは外板のしわが生じやすい臨界ストレス値であり、
Ｇｃはコアのせん断率であり、
Ｅｃはコアの圧縮率であり、
Ｅｆは複合外板のヤング率である。
【００５８】
従来のフォーム（膨張ポリウレタンフォーム）／グラスファイバー（エポキシマトリクスのＳガラス）製のサーフボードにおいては、下記の値が予測される。
Ｇｃ≒４０４ｐｓｉ
Ｅｆ≒２．２１×１０６ｐｓｉ
Ｅｃ≒１７２６ｐｓｉ
【００５９】
計算式（１）によると、従来のサーフボードの外板のしわが生じる臨界ストレス値σｗは、約４７９４ｐｓｉである。
【００６０】
薄い木製のスパーまたは「補強材（ストリンガー）」は通常、従来のサーフボードのフォーム製のコアの中央線に接着され、これによりボードの強度及び外板のしわに対する耐性を改善している。スパーにより、臨界ストレス値σｗが１．５倍増加すると予想される。従って、曲がりの負荷による外板のストレスが約７１９１ｐｓｉに達した時に、従来のフォーム／グラスファイバー製のサーフボードに、外板にしわがよった状態の不良が生じることが算出可能である。
【００６１】
（サーフボードの強度の改善に対する試み）
サーフボードの強度を上げる一つの方法としては、グラスファイバーをもっと堅い繊維強化材料と置き換えて、これによりＥｆを増加させる。例えば、強度の高いサーフボードは、外板にカーボンファイバーを使用している。カーボンファイバーのヤング率（Ｅｆ）は通常、グラスファイバーのヤング率（Ｅｆ）の約３倍以上である。
【００６２】
複合サンドイッチ構造の曲がり剛性に対し、外板がどれだけ貢献しているかどうかは、下記の計算式に基づき、判断される。
曲がり剛性＝Ｅｆ×ｂ／１２×（ｈ３−ｈｃ３）        （２）
計算式（２）では、
ｂ＝基部の幅
ｈ＝サンドイッチ構造の全高
ｈｃ＝コアの高さ
となる。
【００６３】
同じ寸法の２つのサーフボードの相対的な曲がり剛性は、主に２つの外板の表面の相対的な剛性（Ｅｆ）から判断される。グラスファイバーの代わりにカーボンファイバーを使うなどによって、外板表面の剛性を高めることより、サーフボードのしわ耐性が向上するが、曲がり剛性も高まる。木製のスパー（ストリンガー）を付加することにより、フォーム／グラスファイバー製のサーフボードの曲がり剛性が１０〜１５％上がると予測される。木製のスパーの数を増やすことによっても、サーフボードの全体的な曲がり剛性が上がる。
【００６４】
曲がり剛性が上がると、サーフボードの柔軟性が下がる。上述したように、柔軟性の不足したサーフボードは、更に柔軟性のある従来のフォーム／グラスファイバー製のサーフボードのようには良く動作せず、従って、たいていの高性能のサーフボードの適用には、選択肢として望ましくない。あるテストでは、本出願人が一実施例である、フォーム／グラスファーバー製のサーフボードの曲がり柔軟性を測定したところ、先端部近傍の一点から５ポンドのおもりを下げ、ボードのテイルから１０インチのところを固定した状態では、約０．３５インチであった。一実施例である、ハニカム／グラスファイバー製のサーフボードも、耐破損性及び軽量化を増進しつつ同様の柔軟性を達成することから、有利である。
【００６５】
たとえ同じＥｆを有する同様のグラスファイバー材料を使用したとしても、計算式（２）において算出したように、外板の厚みを増すことにより、曲がり剛性が増加する。
【００６６】
（柔軟性を損なわずに強度の増加）
ある形態によると、曲がり剛性を最小限に抑えながら、あるいは曲がり剛性を増加させないようにサーフボードを強化するには、Ｅｆを増加させずにＧｃ及びＥｃを増加させる。サーフボードの外板のしわに対する耐性を更に増加させるために、より多くのスパー（ストリンガー）をフォーム製コア内に接着させることもできるが、これによりかなりの重量が加わり、上述したように、柔軟性も下がってしまう。特に好ましい形態においては、外板の強化にはグラスファイバー（または、同様の特性を有した材料）を用い、コアの材料を変更する。
【００６７】
好ましい形態に関して上述したように、本出願人は、ハニカム製のサーフボードコア５０を好ましく用いて、外板のしわに対する耐性を増加させる。一般にサンドイッチ構造に使用される好ましい２種類のハニカムは、アルミとＮｏｍｅｘである。Ｎｏｍｅｘ製ハニカムは、樹脂に浸したアラミドファイバーからできている。アラミドファイバーは、アルミよりも優れた特定の機械的特性を有することが知られているが、アルミ製ハニカムよりも２〜５倍高価である。以上が、本出願人のコスト有効度の目標を達成するための、アルミ製のハニカムコアを採用した、高強度で柔軟性があり軽量のサーフボードを設計する動機付けとなるものである。それでもなお、ある形態によると、Ｎｏｍｅｘ、グラスファイバー及びその他等の、他のハニカム材料を使用することも可能である。
【００６８】
アルミ製のハニカムの選択に関わる３つの主な変数は、セルのサイズ、フォイルの厚さ及び合金組成である。計算により、本出願人は幾つかのアルミ製ハニカムが、サーフボードの外板のしわによるストレスの臨界値σｗを大幅に増加させると判断した。例えば、セルのサイズが３／８インチで、リボンの太さが０．０００７インチであるアルミ製のハニカムコアの計算結果は、Ｅｃ＝１０×１０３ｐｓｉ及びＧｃ＝７×１０３ｐｓｉである。５０５２アルミ合金製ハニカムコアにより構成されているが、従来のフォーム／グラスファイバー製のサーフボードの外板と同一のグラスファイバー製の外板を有するサーフボードの外板のしわに対する耐性は、約２２２８６ｐｓｉ（フォーム製コアのサーフボードよりも３倍超）である。しかし、曲がり剛性の計算式（２）の因子はいずれも変更されていない。従って、このようなアルミ製ハニカムコアのサーフボードの柔軟性は、同程度のフォーム／グラスファイバー製のサーフボードとほぼ同じとなる。
【００６９】
ある形態によると、従来のサーフボードの柔軟性を維持するためには、グラスファイバー製の外板の厚さが、層の数と樹脂含有量によって変動するが、一般的に約０．００６〜０．１０インチ厚である従来のサーフボードの厚さと同様であるのが、好ましい。軽量で高性能なサーフボードの外板の厚さは、約０．０５インチ厚未満であると見込まれる。外板の樹脂含有量を減らして作製されたサーフボードの外板の厚さは、更に薄くなると思われる。例えば、ＶＡＲＴＭ工程を用いて外板を形成すると、２層積層では厚さが約０．０３インチ以下となり、更に好ましくは約０．０２インチ以下、そして最も好ましくは約０．０１３インチ以下であり、１層積層は同様に薄く、約０．０００６インチ厚ほどに薄くなる。
【００７０】
ハニカムコアの全層との結合に、薄い外板（樹脂が減らされた工程では、約０．０００６〜０．０３インチ厚、一般的なウェットレイアップ法によるボードでは、約０．０５インチ厚まで、あるいはロングボード等の大きなボードでは、約０．１０インチ厚まで）が使用されると、異なったタイプの不良が発生する可能性がある。この「セル内座屈」と呼ばれる不良モードは、外板がハニカムセルの内外へ座屈するというものである。具体的には、図９を参照すると、曲げられた際に、ハニカムコア３０のフォイルによって直接支持されていない外板１３２及び１３４の一部分が内側に屈折し、結果的にへこむ可能性がある。このようなへこみの大きさが十分あると、これらのへこんだ部分において積層の局所的な座屈１３８が起こる可能性がある。
【００７１】
セル状のコアを採用したサンドイッチ構造のセル内座屈は、下記の計算式によって予測される臨界ストレス値において発生すると予測される。
σｂ＝２×Ｅｆ×（Ｔｆ／ｓ）２                （３）
この計算式（３）では、
σｂ＝セル内座屈が起こる臨界ストレス値
Ｔｆ＝外板の厚さ
ｓ＝セルのサイズ
である。
【００７２】
上述の、０．００６インチ厚のグラスファイバー製の外板で積層した、セルサイズが３／８インチのハニカムは、σｂ（３／８インチ）＝１１３１ｐｓｉであり、これは、同程度のフォーム／グラスファイバー製のサーフボードの臨界ストレス値の１／６未満である。０．００６インチ厚のグラスファイバー製の外板で積層した、セルサイズが１／８インチのハニカムは、σｂ（１／８インチ）＝１０１８３ｐｓｉであり、これは、同程度のフォーム／グラスファイバー製のサーフボードの約１．４倍である。０．００６インチ厚のグラスファイバー製の外板で積層した、セルサイズが３／１６インチのハニカムは、σｂ（３／１６インチ）＝４５２６ｐｓｉであり、これは、従来のサーフボードの臨界ストレス値のたった６３％に当たる。
【００７３】
アルミ製のハニカムにおいて適応可能な、市販されている最小のセルサイズは１／１６インチであるが、セルサイズが１／１６インチであるハニカムの最低密度は６．５ｌｂｓ．／ｆｔ３である。軽量のサーフボードのフォームは一般的に密度が約２．９ｌｂｓ．／ｆｔ３しかないため、セルサイズが１／１６インチのアルミ製ハニカムは、同程度のフォーム／グラスファイバー製のボードよりもかなり重いボードとなる。
【００７４】
セルサイズが３／１６インチであるハニカムの密度は、たったの２．０ｌｂ／ｆｔ３であり、従来のフォーム製のコアよりも、かなり重量を減らすことができる。しかしこのコアの臨界ストレス値は、従来のフォーム／グラスファイバー製のサーフボードの臨界ストレス値の約６３％しかないと予測される。
【００７５】
フォイル厚がたった０．０００７インチである、セルサイズが１／８インチのハニカムの密度は、約３．１ｌｂ／ｆｔ３であり、これは従来の軽量フォームの密度と同様である。従って、計算式（３）により強度強化因子が約１．４であることが予測されるが、従来のフォーム／グラスファイバー製のサーフボードと比べて、重量の減少はわずかであるか、あるいはまったくない。
【００７６】
このため、計算式（３）によれば、設計者がアルミ製ハニカムコアを使用してサーフボードを強化しようとする場合、ハニカムのサイズの選択肢が非常に限られたものになると予測される。ハニカムコアのサーフボードの材料及びプロセスにかかるコストは、従来のフォーム製コアのサーフボードのそれよりもかなり高いため、セルサイズが１／８インチであるハニカムの、予測される少量の強度増加では、実施に伴う費用を正当化するものとはなりにくい。
【００７７】
計算式（３）による思わしくない予測にもかかわらず、本出願人は、グラスファイバー製の外板を含むアルミ製ハニカムのサンドイッチ構造をテストした。次に図１０を参照し、本出願人は、フォイル厚０．０００７インチを有し、また０．００６インチ厚（Ｔｆ）のグラスファイバー製外板を有するセルサイズが１／８インチのアルミ製ハニカムを用いて、積層ビームサンプル１４０のインストロン試験機による標準的な３点曲げ試験を行った。テストの結果、支持部１４２の間の距離（Ｌ）１８インチ、ビーム厚（Ｈ）２インチ及びビーム幅６インチの設定において、３０５ｌｂの負荷（Ｐ）下での破損が見られた。
【００７８】
この種のテストにおける、積層が破損するストレス値の計算は、下記の通りである。
σｆ＝（Ｐ×Ｌ／４）／（Ｈ×Ｔｆ×Ｂ）              （４）
従って、テストによって証明された破損時のσｆは、１９００５ｐｓｉとなる。
【００７９】
計算式（３）により、この同じビームサンプルのセル内座屈の臨界破損ストレス値は、１０１８３ｐｓｉと予測された。しかし実際の破損は、積層のストレス値が１９００５ｐｓｉに達するまで起きなかった。更に、ビームを調べたところ、本出願人は、破損はセル内座屈よりも負荷下のセル（図１１参照）の下でコアが破損することから起きたことに気がついた。このことから、本出願人は、薄いグラスファイバー製の外板の間にはさまれた比較的小さいセルサイズを有するアルミ製のハニカムに関しては、通常認められているセル内座屈を予測する計算式は、正確ではないことを見出した。
【００８０】
セルサイズ１／８インチのアルミ製ハニカムの、不良モード（コア破損）を含むテスト結果に基づき、本出願人は、セルサイズ３／１６インチにおいてセル内座屈は問題とはならないと予測し、０．００６インチ厚のグラスファイバー製外板の間にはさまれたフォイル厚０．０００７インチ、及びセルサイズ３／１６インチのアルミ製ハニカムを備えたビームサンプルのテストを行った。本出願人は、インストロン試験機の４点設定を用いて、２つのナイフ刃の間に負荷を散らし、これによりセルサイズ１／８インチにおける最初のテストでのコア破損を回避した。幾つかのサンプルをテストした結果、積層のセル内座屈モード不良の平均ストレス値は、約１７３６０ｐｓｉであった。計算式（３）によって予測された積層の不良ストレス値は４５２６ｐｓｉである。このことから、本出願人は実際の強度性能は、計算式（３）によって予測される値の約４倍であると判断した。
【００８１】
本出願人の発見により、サーフボード形態を構成するのに有効的に使用できるハニカムコア材料の範囲が事実上広がる。本出願人は、セルサイズ３／８インチ以下のアルミ製ハニカム材料が、サーフボードのコア５０の一部の形態に有効的に使用できると考える。セルサイズ３／８インチ、１／４インチ、３／１６インチ、５／３２インチ及び１／８インチ等のアルミ製ハニカムコア材料は、Ｈｅｘｃｅｌ社から入手可能であり、それぞれが有利な形態に適したものと考えられる。また、５０５２及び５０５６等の様々なアルミ合金も使用可能である。
【００８２】
例えば、上述したように、フォーム／グラスファイバー製サーフボードのある実施例においては、密度が約２．９ｌｂ．／ｆｔ３であるフォーム製コアを採用している。このようなコアから作製されたサーフボードの一実施例では、重量が約６ｌｂである。ある好ましい形態におけるハニカムコアのサーフボードの一実施例では、重量が従来の対応する部分よりも小さい。例えば、樹脂含有量が容量の約５０〜６０％であるグラスファイバー製外板６０に包含された、セルサイズ３／１６インチのアルミ製ハニカムコア５０を有するサーフボード３０の一実施例の重量は、約３．５ポンドであると予測できる。他の好ましい形態においては、同等の重量を有するハニカムを備えるサーフボードが、従来の対応する部分よりも強度が増し、同様のまたは強化された柔軟性を有していてもよい。
【００８３】
ある好ましい形態においては、最高密度が約２．９ｌｂ．／ｆｔ３であるアルミ製ハニカムコア５０が、重量を減少させたサーフボード３０を作製するため使用される。他の形態においては、密度が約２．９ｌｂ．／ｆｔ３を超えるアルミ製ハニカムコア材料が用いられている。好ましくは、樹脂含有量が従来のグラスファイバー製サーフボードの外板の樹脂含有量よりも低い外板との、ウェットレイアップ法による結合に、高密度のコア材料が使用される。このことから、重量が減少した外板の樹脂重量を減らすことにより、同程度のフォーム／グラスファイバー製サーフボードとほぼ同じ重量を有するサーフボードを作製するための密度に起因した、重量増加を抑えることができる。好ましい形態によれば、アルミ製のコア材料の密度は約４．５ｌｂ．／ｆｔ３未満であり、比較的容量に対する樹脂の割合が低くなるよう構成された外板との結合に使用され、これにより、同程度の従来のフォーム／グラスファイバー製サーフボードよりも実質上重くない、強度強化された高性能のサーフボードが作製される。
【００８４】
好ましい形態においては、フォイル厚が約０．００３インチ以下で、セルサイズが３／８インチのアルミ製ハニカムコア、フォイル厚が約０．００２インチ以下で、セルサイズが１／４インチのアルミ製ハニカムコア、フォイル厚が約０．００１５インチ以下で、セルサイズが３／１６インチのアルミ製ハニカムコア、フォイル厚が約０．００１インチ以下で、セルサイズが５／３２インチのアルミ製ハニカムコア、及びフォイル厚が約０．００１インチ以下で、セルサイズが１／８インチのアルミ製ハニカムコアを含む。
【００８５】
更に好ましい形態においては、フォイル厚が約０．００２インチ以下で、セルサイズが３／８インチのアルミ製ハニカムコア、フォイル厚が約０．００１５インチ以下で、セルサイズが１／４インチのアルミ製ハニカムコア、フォイル厚が約０．００１インチ以下で、セルサイズが３／１６インチのアルミ製ハニカムコア、フォイル厚が約０．０００７インチ以下で、セルサイズが５／３２インチのアルミ製ハニカムコア、またはフォイル厚が約０．０００７インチ以下で、セルサイズが１／８インチのアルミ製ハニカムコア等の、密度が約３．５ｌｂ．／ｆｔ３未満であるアルミ製のハニカムコア材料が採用される。
【００８６】
上述したように、サーフボードの外板６０が、従来のフォーム／グラスファイバー製サーフボードの柔軟特性を、模倣及び／または向上させるように形成されることが好ましい。上述したように、このようなサーフボードの外板は、従来のウェットレイアップ法、ＲＴＭ工程、ＶＡＲＴＭ工程、またはプリプレグオートクレーブ工程等の様々な方法によって構成することができる。一般的にこのようなグラスファイバーの処理の結果、積層中の層の数、樹脂容量、そして外板が硬化される際の圧力量によって、外板の厚さは約０．００６〜０．０２インチとなる。更に好ましくは、外板の厚さが約０．０１６インチ未満であり、また更に好ましくは、厚さが約０．０１２インチ以下である。
【００８７】
上述したように、従来のフォーム／グラスファイバー製のサーフボードの外板のヤング率（Ｅｆ）は約２．２１×１０６ｐｓｉであると予測でき、従来のフォーム製のコアの圧縮率（Ｅｃ）は約１７２６ｐｓｉであることが予測できる。このことから、外板／コアの係数比（Ｅｆ／Ｅｃ）は、約１２８０となる。好ましい形態においては、外板のヤング率（Ｅｆ）は通常変わらないが、コアの圧縮率（Ｅｃ）が上がる。例えば、約０．０００７インチのフォイルゲージを有する、セルサイズ３／８インチのアルミ製ハニカムを採用した形態においては、Ｅｃが約１０×１０３ｐｓｉである。このことから、この形態においては、外板／コアの係数比が約２２１であり、これは従来のフォーム／グラスファイバー製のサーフボードの外板／コアの係数比よりも大幅に低い。
【００８８】
更に好ましい形態においては、Ｅｃが著しく大きい。例えば、フォイルゲージが約０．０００７インチで、セルサイズが３／１６インチの５０５２アルミ製ハニカムコアのＥｃは約３４ｐｓｉであり、係数比は約６５である。フォイルゲージ約０．００１インチで、セルサイズが１／４インチの５０５２アルミ製ハニカムコアのＥｃは約４５ｐｓｉであり、係数比は約４９である。フォイルゲージが０．０００７インチで、セルサイズが５／３２インチの５０５２アルミ製ハニカムコアのＥｃは約５５ｐｓｉであり、係数比は約４０である。フォイルゲージが０．０００７インチで、セルサイズが１／８インチの５０５２アルミ製ハニカムコアのＥｃは約７５ｐｓｉであり、係数比は約３０である。
【００８９】
本出願人は、更なる形態においては、異なる材料でできた異なる所定のセルサイズのハニカム構造を用いることも可能であることを注記する。本出願人の研究を踏まえ、好ましい形態に基づく強度及び柔軟特性を有するサーフボードに用いる外板及びコア材料は、外板／コアの係数比が約２５０以下となるよう選択される。更に好ましくは、外板／コアの係数比が約１００以下になるように、材料が選択される。また更に好ましくは、外板／コアの係数比が約６５以下になるように、材料が選択される。また更に好ましくは、外板／コアの係数比が約５０以下になるように、材料が選択される。最も好ましくは、外板／コアの係数比が約４０以下になるように、材料が選択される。
【００９０】
このような外板とコアの関係は、特殊なタイプのサーフボードが、特殊な状況においても相対的な柔軟特性を保つことを可能にする。例えば、非常に大きな波に使用される、「トーイン」型のサーフボードは、このような極度の状況における困難に耐えるため、通常かなり厚く、硬く、剛性である。しかし、このようなボードの柔軟性能は、上記の係数比に合わせて選択した材料が用いられた場合、高性能のパラメータ内に留まることができると予測される。
【００９１】
図１１を特に参照すると、可能性のある、複合サンドイッチ構造の別の不良モードはコア破損であり、集中した力Ｆが局所的に、外板１３４に対し通常横方向に加えられた結果、コア１４６の少なくとも一部分が破損し、外板１３４の局所的なたわみ１４８が起こる。従来のフォーム／グラスファイバー製のサーフボードにおいては、このようなコア破損は比較的ありふれたものであり、乗り手のかかとの力等の集中した力がサーフボードのデッキにかかると、このような、通常「圧力によるへこみ」と言われる、局所的なコア破損が起こる。
【００９２】
従来のフォーム／グラスファイバー製のサーフボードにおいては、フォーム製コアの圧縮強度は約６０ｐｓｉである。従って、特に非常に薄い、あるいは樹脂含有量の低い外板を用いた形態においてのフォームには、このような圧力によるへこみに対する耐性があまりない。
【００９３】
外板のしわ不良に対する耐性を有するように構成されたアルミ製ハニカムコア５０を使用して構成されたサーフボード３０においては、実質的に、局所的なコア破損に対する耐性により、サーフボードの構造の安定性及び曲がり不良耐性が維持される。このことから、薄く、柔軟性のあるグラスファイバー製外板６０を用いたサーフボード形態においては、このような局所的なコア破損に耐えるのに十分な強度を備えたハニカムコアを選択することが、好ましい。このような圧力によるへこみに耐える別の要素は、アルミ材料の、破損に対する定格強度（単位：ｐｓｉ）である。
【００９４】
好ましい形態においては、サーフボード３０が、フォイルゲージが０．０００７インチであり、セルサイズが３／１６インチのアルミ製ハニカム等の、圧縮強度が少なくとも約１７５ｐｓｉであり、破損に対する強度が少なくとも約６０ｐｓｉであるハニカムコア材料で形成された、コア５０を有するよう構成されている。更に好ましい形態においては、サーフボード３０が、圧縮強度が少なくとも約２００ｐｓｉであり、破損に対する強度が少なくとも約７５ｐｓｉであるハニカムコア材料で形成された、コア５０を有するよう構成されている。最も好ましい形態においては、サーフボード３０が、フォイルゲージが０．０００７インチであり、セルサイズが５／３２インチのアルミ製ハニカム等の、圧縮強度が少なくとも約２４０ｐｓｉ以上であり、破損に対する強度が約９０ｐｓｉであるハニカムコア材料で形成された、コア５０を有するよう構成されている。更に好ましくは、破損に対する強度が約１００ｐｓｉ以上である。更なる好ましい形態においては、サーフボード３０が、フォイルゲージが０．０００７インチであり、セルサイズが１／８インチのアルミ製ハニカム等の、圧縮強度が少なくとも約３００ｐｓｉあり、破損に対する強度が少なくとも約１３０ｐｓｉ以上あるハニカムコア材料で形成された、コア５０を有するよう構成されている。
【００９５】
次に図１２を参照すると、別の形態における複合外板の別の形状が図示されている。図示した形態においては、デッキ６２が層１３０及び層１３２の２層を含み、この２層は、それぞれサーフボード３０の縦軸３６に対し約０〜１０゜の角度で配置された単向性のＳガラス層であり、好ましくは互いに対向した形状を有する。更に好ましくは、最初の２層である１３０及び１３２が縦軸３６から約５゜の角度に配向されている。好ましくは、単向性のガラスの第３層１３４が、縦軸３６に対し通常約９０゜の角度で最初の２層である１３０及び１３２の上に設けられている。別の形態においては、第３層は、縦軸に対し約０゜／９０゜の角度に配置された織層を含む。
【００９６】
図１２に図示した形態では、本発明の特徴をどのようにカスタマイズすることが可能なのかを示し、これにより設計者がサーフボードの柔軟特性をカスタマイズすることができる。例えば、縦軸に対し特定の角度に配置された単向性の層を使用することにより、サーフボードの設計者がサーフボードの柔軟性を変更し、カスタマイズすることができる。
【００９７】
本明細書において記述された形態はサーフボードであるが、他の同様のスポーツ用品にも本明細書に記載された本発明の態様を用いることができる。例えば、ウィンドサーフィン用ボード（セイルボード）、パドルボード及び／またはカイトボードも、本出願人の発明からメリットを得ることができる。
【００９８】
本発明は、特定の好ましい形態及び実施例の背景において開示されているが、当業者は、本発明が具体的に開示された形態だけでなく、本発明の他の代替形態及び／または使用、及びそれらの明白な変更及び同等品までも含むことを、理解するべきである。加えて、多数の本発明の変形例が示され詳細に説明されているが、本発明の範囲内であるほかの変形例は、本発明の開示に基づいて当業者に容易に明らかとなるものである。また、形態における所定の特徴及び態様の様々なコンビネーションまたはサブコンビネーションを実施することは可能であり、本発明の範囲内である。それ故に、開示された形態の様々な特徴及び態様は、互いとの組み合わせ、あるいは置き換えが可能であり、これにより開示された本発明の様々なモードを形成する。従って、本明細書に開示された本発明の範囲は、上述された特定の開示された形態によって制限されるべきではなく、上記のクレームを正しく読み取ることによってのみ判断されるべきものである。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明に基づく特徴を持つサーフボードの一形態の部分切取斜視図である。
【０１００】
【図２】図１のサーフボードの側部立面図である。
【０１０１】
【図３】図１のサーフボードの、３−３の線に沿った断面図である。
【０１０２】
【図４】生産工程において、部分的に組立てられたサーフボードの部分切取斜視図であり、外板のボトムに設けられたアルミ製のハニカムコアを示す。
【０１０３】
【図５】サーフボードの生産工程図であり、図４のアセンブリを内包する真空バッグを示す。
【０１０４】
【図６】サーフボードの別の形態の断面図である。
【０１０５】
【図７】サーフボードの更に別の形態の断面図である。
【０１０６】
【図８】対向する外板を含む材料が、板にしわがよった状態で不良となる経緯を示す概略図である。
【０１０７】
【図９】対向する外板を有するハニカムコア材料が、セル内のくぼみにより、板にしわがよった状態で不良となる経緯を示す概略図である。
【０１０８】
【図１０】従来の３点ストレステストの形態を示す概略図である。
【０１０９】
【図１１】対向する外板を有するハニカムコア材料が、コア破損により不良となる経緯を示す概略図である。
【０１１０】
【図１２】本発明に基づく特徴を持つサーフボードの一形態の部分切取斜視図である。
【国際調査報告】
2009500211.tif 000015