(57)【要約】  本発明は、サンドイッチ構造体に設けられた力導入箇所の構成ならびに製作であって、導入箇所の領域でサンドイッチ構造体の厚さ方向に貫通した補強エレメントが設けられている形式のものに関する。サンドイッチ構造体に設けられた力導入箇所は、この導入箇所の領域でサンドイッチ構造体の厚さ方向に貫通した補強エレメントを備えている。この補強エレメント（たとえば縫合糸）の挿入は、有利には縫合技術と縫合針とによって行うことができる。縫合プロセス後、有利には繊維製の半製品から成る表面層（ａ，ｃ）と、補強エレメントを含む貫通孔とが、液状の高分子のマトリックス材料によって含浸させられる。この場合、同時に心材と表面層との材料接続的な結合が行われる。
2007504968.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サンドイッチ構造体に設けられた力導入箇所において、当該導入箇所でサンドイッチ構造体の表面層（１，３）が結合されており、かつ／または力導入エレメント（７，１２）が配置されており、さらに、当該導入箇所に、サンドイッチ構造体の厚さ方向に貫通した補強エレメント（４）によるサンドイッチ構造体の補強部が設けられていることを特徴とする、サンドイッチ構造体に設けられた力導入箇所。
【請求項２】
補強エレメント（４）が、当該力導入箇所を越えて（６，１０，１５）、当該力導入箇所を取り囲むサンドイッチ構造体に到達している、請求項１記載の力導入箇所。
【請求項３】
表面層（１，３）が、繊維製の半製品から成っており、心層（２）が、高分子の心材、天然の心材または構造化された心材から成っており、補強エレメント（４）が、繊維製の補強構造体から成っており、表面層と、心層と、補強エレメントとが、高分子のマトリックス材料内に埋め込まれている、請求項１または２記載の力導入箇所。
【請求項４】
心材（２）が、当該力導入箇所の領域で除去されているかもしくは圧潰されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の力導入箇所。
【請求項５】
力導入エレメント（７，１２）が、１つまたはそれ以上のフランジ（９，１４）を有している、請求項１から４までのいずれか１項記載の力導入箇所。
【請求項６】
力導入エレメントが、補強エレメント（４）を収容するための孔（８，１３）を有していて、サンドイッチ構造体に当該力導入箇所の領域で補強エレメントによってサンドイッチ構造体の厚さ方向で結合されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の力導入箇所。
【請求項７】
力導入エレメント（７）が、両表面層の一方（１；３）にまたは両表面層（１，３）に配置されている、請求項１から６までのいずれか１項記載の力導入箇所。
【請求項８】
力導入エレメント（１２）が、両表面層の一方（１；３）の内部にまたは両表面層（１，３）の内部に配置されている、請求項１から７までのいずれか１項記載の力導入箇所。
【請求項９】
力導入エレメント（１２）が、両表面層（１，３）の間に配置されており、かつ／または心材（２）を貫通している、請求項１から８までのいずれか１項記載の力導入箇所。
【請求項１０】
力導入エレメントが、一方の表面層（１；３）または両表面層（１，３）に接触する１つまたはそれ以上の付設部（１１，１６）を有している、請求項１から９までのいずれか１項記載の力導入箇所。
【請求項１１】
請求項１から４までのいずれか１項記載の、サンドイッチ構造体に設けられた力導入箇所を製作するための方法において、力導入箇所の領域で、高分子のマトリックス材料の供給に前置された所定の作業ステップにおいて、心材（２）を除去するかもしくは圧潰し、両表面層（１，３）を結合し、上側の表面層（１）と、心材（２）と、下側の表面層（３）とを力導入箇所の領域でかつ／または力導入箇所を越えた領域（６）で、縫合技術を用いて挿入された繊維製の補強エレメント（４）によってサンドイッチ構造体の厚さ方向で互いに縫合することを特徴とする、サンドイッチ構造体に設けられた力導入箇所を製作するための方法。
【請求項１２】
請求項１から１１までのいずれか１項記載の、サンドイッチ構造体に設けられた力導入箇所を製作するための方法において、力導入箇所の領域で、高分子のマトリックス材料の供給に前置された所定作業ステップにおいて、力導入エレメント（７，１２）とサンドイッチ構造体とを力導入部の領域で、縫合技術を用いて挿入された繊維製の補強エレメント（４）によってサンドイッチ構造体の厚さ方向で互いに縫合することを特徴とする、サンドイッチ構造体に設けられた力導入箇所を製作するための方法。
【請求項１３】
請求項１から１０までのいずれか１項記載の、サンドイッチ構造体に設けられた力導入箇所を製作するための方法において、力導入箇所の領域で、高分子のマトリックス材料の供給に前置された所定の作業ステップにおいて、上側の表面層（１）と、心層（２）と、下側の表面層（３）とを力導入エレメントの領域の外部で、縫合技術を用いて挿入された繊維製の補強エレメント（４）によってサンドイッチ構造体の厚さ方向で互いに縫合することを特徴とする、サンドイッチ構造体に設けられた力導入箇所を製作するための方法。
【請求項１４】
請求項１から１０までのいずれか１項記載の力導入箇所の使用法において、力導入箇所を宇宙機、航空機、船舶または陸上車両の構造のために使用することを特徴とする、力導入箇所の使用法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
サンドイッチ構造体に設けられた力導入箇所および該力導入箇所を、サンドイッチ構造体の厚さ方向に貫通した補強エレメントによって製作するための方法。
【０００２】
本発明は、請求項１の上位概念部に記載した形式の、サンドイッチ構造体に設けられた力導入箇所の構成ならびに製作であって、導入箇所の領域でサンドイッチ構造体の厚さ方向に貫通した補強エレメントが設けられている形式のものに関する。
【０００３】
本発明は、力およびモーメントをサンドイッチ構造体（コア複合体もしくはコア複合構造体とも呼ばれる）に導入するために適している。このサンドイッチ構造体は、有利には、繊維製の半製品から成る表面層（１，３、たとえば織物、敷物、マット等）と、心材（２、たとえば高分子の発泡材料）と、高分子のマトリックス材料（熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂）とを備えた繊維・プラスチック複合体から成っていてよい。サンドイッチ構造体は、層状に形成された構造体である。この構造体は、比較的肉薄の上側の表面層（１）および下側の表面層（３）と、低い嵩密度の比較的肉厚の心層とから成っている。比較的肉薄の表面層と、引張りおよび圧縮に対して軟性的な心材とに基づき、サンドイッチ構造体は、基本的に、局所的に導入された力もしくはモーメント負荷に敏感に反応する。したがって、サンドイッチ構造体における力導入部は、負荷、材料および製造に関して適切に形成されなければならない。力導入箇所に生ぜしめられる多軸方向の負荷状態には、専らダイヤフラム負荷（引張り、圧縮、剪断）に対して設計された表面層によってもはや耐えることができない。これにより必要となる、力導入箇所における構造上の手段は、力の箇所および方向と、作用する力の組成に関連している。力導入は、一般的に、局所的な不安定性（たとえば表面層の膨らみまたは皺）が生ぜしめられず、心層と表面層とが損傷されず、力導入エレメントがサンドイッチ構造体から解離しないように行われなければならない。このことは、サンドイッチ構造体への導入された力およびモーメントの可能な限り大面にわたる均一な分配を前提としている。したがって、サンドイッチ構造体への力の導入のための全ての構造上の手段には、これらの手段によって、力導入面および横断面の増加による局所的な応力レベルの低下が生ぜしめられることが共通している。さらに、幾つかの使用事例では、圧縮に対して軟性的な心材が力導入箇所の領域で圧縮強さの材料によって置き換えられなければならず、これによって、たとえばねじ締結部のプリロード力に耐えることができない。
【０００４】
力およびモーメントをサンドイッチ構造体に導入するためには、被着された付加的な力導入エレメント（いわゆる「載着体」）または埋め込まれた付加的な力導入エレメント（いわゆる「挿入体」）が使用されてよい。さらに、心材を力導入箇所の領域で除去しかつ両表面層を結合することが可能であり、これによって、繊維・プラスチック複合体から成るモノリシックな領域が付与され、付加的な力導入エレメントが不要になる。サンドイッチ構造体に対する別の力導入コンセプトとして、タッピンねじまたはねじ挿入体ならびにリベット締め手段が使用されてよい。しかし、これらは僅かな力またはモーメントしか伝達することができない。力導入箇所は、力およびモーメントを１つの構造体に導入するかもしくは１つの構造体から導出し、構成部材を互いに結合したい場合に常に必要となる。繊維・プラスチック複合体から成るサンドイッチ構造体は、たとえば航空機および宇宙機、レール車両構造および自動車構造ならびに船構造に頻繁に使用される。
【０００５】
繊維・プラスチック複合体から成るサンドイッチ構造体に用いられる被着された既知の全ての力導入エレメント（載着体）は、両表面層の一方に材料接続的に結合される。この力導入コンセプトの全ての解決手段には、以下の欠点が共通している。両表面層が、著しく異なる量で負荷される。すなわち、被着された載着体を備えた表面層が、反対の側に位置する表面層に比べて著しく高く負荷される。これによって、載着体と表面層との間もしくは表面層と心層との間に離層が生ぜしめられ得る。さらに、引張りおよび圧縮に対して軟性的な心材が載着体の下方で十分に補強されず、これによって、心材が高い負荷にさらされており、心材が故障し得る。載着体の下方での心層の故障を回避するためには、幾つかの解決手段において、心材が完全に力導入箇所の領域で、より高い機械的な特性を備えた別の材料によって置き換えられる。
【０００６】
付加的に埋め込まれた既知の全ての力導入エレメント（挿入体）はサンドイッチ構造体に材料接続的に結合される。この場合、挿入体は表面層の内部にまたは表面層と心層との間にまたは心材内に配置されてよい。純粋に材料接続的な結合に基づき、挿入体は、局所的に作用する力またはモーメント負荷の結果、サンドイッチ構造体全体から接着結合部の故障によって解離し得る。これによって、力導入部の全体故障もしくは表面層と心層との間の離層が生ぜしめられ得る。
【０００７】
付加的な力導入エレメントなしのサンドイッチ構造体に対する既知の全ての力導入コンセプトには、力導入箇所の領域で心材がまず除去されるかまたは圧潰され、両表面層が結合され、これによって、繊維・プラスチック複合体から成る個別補強層を備えたモノリシックな領域が付与されることが共通している。次いで、ボルト結合部がモノリシックな領域に設けられ得る。この場合、既知の全ての解決手段では、結合の領域で表面層の故障が生ぜしめられるかまたは結合の領域の外部で心材故障が生ぜしめられるかまたは表面層と心層との間で離層が生ぜしめられる。なぜならば、これらの領域は、サンドイッチ構造体の厚さ方向でのサンドイッチ構造体の付加的な摩擦接続的なかつ形状接続的な補強部を有していないからである。
【０００８】
ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０００２２８１号明細書およびヨーロッパ特許出願公開第１１０６３４１号明細書には、表面層の結合による付加的な力導入エレメントなしのサンドイッチ構造体に対する１つの力導入コンセプトの可能性が開示される。しかし、これらの公知の発明では、表面層結合の領域の内部または外部でのサンドイッチ構造体の摩擦接続的なかつ形状接続的な補強が行われておらず、これによって、表面層と心層との間の離層に対する抵抗（剥離強さ）も改善することができないし、心層が補強部も有していない。したがって、開示された両可能性によって、典型的な故障特性、表面層と心層との間の離層および力導入箇所の領域における心材故障を改善することはできない。
【０００９】
アメリカ合衆国特許第００５７４１５７４号明細書には、心材に挿入された繊維補強構造体によってボルト結合部をどのように補強することができるのかという可能性が開示される。この公知の発明は、まず、繊維糸が完全な心材に挿入されることに基づいている。次いで、繊維製の表面層が心材に被着され、圧力で負荷され、これによって、心材が圧潰され、糸が表面層に侵入し得る。その後、液状の熱硬化性の樹脂系によるサンドイッチ構造体の含浸が行われる。この含浸には、樹脂系の硬化プロセスが続いている。硬化させられたサンドイッチ構造体には、ボルト結合部のための貫通孔が加工される。この場合、心材内の繊維糸はねじ締結部のプリロード力を吸収し、力導入箇所の領域での表面層と心層との間の離層の傾向を阻止するようになっている。この公知の発明では、力導入領域に、繊維糸とサンドイッチ構造体全体との間の材料接続的な結合しか生ぜしめられず、摩擦接続的なかつ形状接続的な結合は生ぜしめられない。これによって、表面層と心層との間の離層に対する抵抗が、摩擦接続的なかつ形状接続的な結合に比べて、ほんの僅かしか高められない。この公知の発明の別の欠点は、サンドイッチ構造体の完全な心材が縫合糸を有していることである。これによって、力導入箇所が、残りのサンドイッチ構造体に比べて、必要となる付加的な補強を被らず、これによって、妨害されないサンドイッチ構造体と、力導入箇所とが著しく異なる量で負荷されており、サンドイッチ構造体の軽量構造可能性が完全に発揮されない。さらに、心材が貫通孔の領域で開放した状態で付与されている。これによって、液状のまたはガス状の媒体が心材内に侵入し得る。侵入したこの媒体は、心材の特性を不利に変化させ、故障さえ生ぜしめ得る。
【００１０】
ドイツ連邦共和国特許第１９８３４７７２号明細書には、付加的に挿入された力導入エレメント（挿入体）と、個別補強層から成る繊維補強構造体との結合の可能性が開示される。この場合、挿入体は個別補強層の間に配置され、縫合糸によって繊維補強構造体の厚さ方向で縫合される。個別補強層から成るモノリシックな繊維補強構造体内への挿入体の結合のための開示された解決手段は、サンドイッチ構造体で使用されてもよい。この場合、挿入体が両表面層の一方の個別補強層の間に埋め込まれ、縫合糸によって縫合されるようになっている。次いで、縫合された挿入体を含む表面層だけでなく、他方の表面層も心層に被着されるようになっている。液状含浸法によって、表面層が高分子のマトリックス材料で含浸させられてもよく、接着結合部が表面層と心層との間に形成されてもよく、これによって、繊維・プラスチック複合体から成るサンドイッチ構造体が付与される。このサンドイッチ構造体への開示された発明の使用は、縫合糸によって形成された、挿入体と一方の表面層との間の摩擦接続的なかつ形状接続的な結合しか生ぜしめないようになっている。これによって、力導入箇所の領域では、表面層と心層との間の離層に対する抵抗も高めることができないし、引張りおよび圧縮に対して軟性的な心材も補強することができない。これによってサンドイッチ構造体の典型的な両故障形態を改善することができない。この公知の発明の別の欠点は、挿入体への力およびモーメントの導入時に、内部に挿入体が位置する表面層が、他方の表面層よりも著しく高く負荷されることである。これによって、サンドイッチ構造体の軽量構造可能性が完全に発揮され得ない。さらに、力伝達が、一方の表面層から他方の表面層に心材を介して行われなければならない。この心材は、表面層の材料に比べて、僅かな機械的な特性を有していて、サンドイッチ構造体における弱化箇所を成している。これによって、心材が極めて高く負荷され、心材故障が生ぜしめられ得る。したがって、この力導入部もしくはサンドイッチ構造体全体の強度および剛性に、主として、心材の僅かな機械的な特性によって影響が与えられる。
【００１１】
サンドイッチ構造体に対する従来公知の全ての力導入コンセプトには、サンドイッチ構造体が力導入箇所の領域で不十分に補強されることが共通している。これによって、過度に高い引張り応力、圧縮応力または剪断応力に基づく心材故障ならびに表面層と心層との間の離層が生ぜしめられ得る。さらに、公知の全ての解決手段では、付加的に被着されたかもしくは埋め込まれた力導入エレメントによって、このエレメントとサンドイッチ構造体全体との摩擦接続的なかつ形状接続的な結合が行われない。これによって、サンドイッチ構造体からの力導入エレメントの剥離も阻止することができないし、表面層と心層との間のもしくは力導入エレメントと表面層との間の離層も阻止することができない。
【００１２】
本発明の課題は、サンドイッチ構造体に設けられた力導入箇所の機械的な特性を、サンドイッチ構造体の厚さ方向への補強エレメントの挿入によって改善することである（図１ａおよび図１ｂ参照）。
【００１３】
この課題は、サンドイッチ構造体に設けられた力導入箇所の領域でサンドイッチ構造体の表面層が結合されており、かつ／または力導入エレメントが配置されており、さらに、導入箇所に、サンドイッチ構造体の厚さ方向に貫通した補強エレメントによるサンドイッチ構造体の補強部が設けられていることによって解決される。
【００１４】
本発明によれば、補強エレメントによって、力導入箇所の領域で上側の表面層と、心層と、下側の表面層とが摩擦接続的にかつ形状接続的に結合されている。さらに、力導入エレメントを補強エレメントによってサンドイッチ構造体に固定することができる。補強エレメントとして、有利には繊維製の補強構造体（４、たとえば縫合糸、繊維束、ロービング等）が使用されてよい。本発明は、有利には繊維製の半製品（たとえば織物、敷物、編物、マット等）から成る表面層（１，３）と、有利には高分子の硬質発泡材料から成る心層（２）と、場合により、有利には高分子の材料（熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂）から成るマトリックス材料とを備えたサンドイッチ構造体に関する。このサンドイッチ構造体は、数多くのリキッド・コンポジット・モールディング（ＬＣＭ）法の１つ（たとえば樹脂圧入法もしくは樹脂浸透法）で製作することができる。このような形式のサンドイッチ構造体は、高分子のマトリックス材料による含浸前に力導入領域で繊維製の補強構造体によって厚さ方向で補強される。この補強された力導入箇所の製作は、たとえば工業的な縫合技術によって行うことができる。サンドイッチ構造体の厚さ方向での補強構造体、有利には縫合糸の挿入は、たとえば縫合針によって行うことができる。この場合、この縫合針は、サンドイッチ構造体全体に刺し込まれ、高分子の硬質発泡材料から成る心材の場合、補強構造体を含む貫通孔をあとに残す。この場合、この貫通孔の横断面は、補強構造体の横断面に比べて、補強構造体を高分子のマトリックス材料によって含浸させることができ、心層に材料接続的に結合することができるように十分に大きくなければならない。補強エレメントは、ｚ軸に対して０゜と異なる角度をｘｚ平面またはｙｚ平面の内部にサンドイッチ構造体の厚さ方向で有していてよく（図１ａおよび図１ｂ参照）、たとえば剪断支配的な負荷時には、＋／−４５゜の角度がｘ軸とｚ軸との間にかつ／またはｙ軸とｚ軸との間に推奨される。力導入箇所とサンドイッチ構造体全体とが完全に補強構造体で補強された後、繊維製の表面層と、補強構造体を含む貫通孔とが所定のＬＣＭ法で高分子のマトリックス材料によって含浸させられる。この場合、同時に心材と表面層との材料接続的な結合が行われる。サンドイッチ構造体の硬化の終了後、高分子のマトリックス材料によって含浸させられた繊維製の補強構造体は、心材の内部の繊維補強された一方向の引張り／圧縮試験片を成している。この引張り／圧縮試験片は、力導入箇所と、心材と、サンドイッチ構造体全体との補強を生ぜしめる。この場合、補強構造体は、力導入エレメントとサンドイッチ構造体との間のもしくは表面層と心層との間の剥離強さを高め、サンドイッチ構造体からの力導入エレメントの剥離を阻止し、心材の機械的な特性（厚さ方向での強度・剛性特性値）を改善する役割を有している。繊維製の補強構造体によって、表面層と心層との境界領域における既存の亀裂を停止することができるかもしくは変向させることができる。これによって、サンドイッチ構造体に対する力導入部のフェールセーフ特性を改善することができる。力導入箇所の領域でのサンドイッチ構造体の厚さ方向への繊維製の補強構造体の挿入によって、慣用の公知の力導入コンセプトに比べて、サンドイッチ構造体平面に対して垂直な圧縮・引張り強さ、サンドイッチ構造体平面における圧縮強さ、剪断強さおよび剪断剛性ならびに表面層と心層との間のもしくは力導入エレメントと表面層との間の剥離強さを高めることができる。さらに、故障特性を、高められた剥離強さと、個々の補強エレメントの「亀裂停止機能」とによって改善することができ、これによって、力導入部の急激な破壊を阻止することができ、したがって、いわゆる「フェールセーフ特性」が付与される。工業的な縫合テクノロジによって、力導入エレメントを位置不変にサンドイッチ構造体に結合することができる。ある程度の数の補強エレメントの挿入および存在を介して、サンドイッチ構造体に設けられた力導入箇所の品質信頼性を保証することができる。
【００１５】
本発明の別の利点は、補強エレメントが力導入箇所を越えて、この力導入箇所を取り囲むサンドイッチ構造体に到達していてよいことにある。これによって、より高い力およびモーメントをサンドイッチ構造体に導入することができる。
【００１６】
サンドイッチ構造体の重量に不利に影響する付加的な力導入エレメントを不要にするためには、心材が力導入箇所の領域で除去されていてよいかもしくは圧縮されていてよい。これによって、表面層の結合が可能になる。
【００１７】
別の利点は、力導入エレメントが１つまたはそれ以上のフランジを有していることによって実現することができる。これによって、力およびモーメントを、より大きな面にわたってサンドイッチ構造体に導入することができる。
【００１８】
力導入エレメントを力導入箇所の領域でサンドイッチ構造体全体に摩擦接続的にかつ形状接続的に結合することができるように、力導入エレメントは、補強エレメントを収容するための孔を有している。これによって、力導入エレメントの剥離を阻止することができ、力導入エレメントとサンドイッチ構造体との間の剥離強さを高めることができる。サンドイッチ構造体構成部分（たとえば船構造における船体）に課せられる技術的な要求に基づき、サンドイッチ構造体の少なくとも一方の表面層の貫通が回避されなければならない場合には、力導入エレメント（いわゆる「載着体」）が、両表面層の一方にまたは両表面層に配置されてよい。
【００１９】
より高い力およびモーメントをサンドイッチ構造体に導入することができるようにするためには、力導入エレメント（いわゆる「挿入体」）が、両表面層の一方の内部にまたは両表面層の内部に配置されてもよい。さらに、力導入エレメントは両表面層の間に配置されてよい。これによって、部分的に心材が貫通されているかまたは心材全体が貫通されている。
【００２０】
別の利点は、力導入エレメントが、一方の表面層または両表面層に接触する１つまたはそれ以上の付設部を有していることによって、力導入エレメントの、使用に関連した幾何学的なかつ構造上の構成により達成することができる。これによって、力およびモーメントの導入をより大きなてこ腕に基づき改善することができる。
【００２１】
本発明によって、サンドイッチ構造体（コア複合体もしくはコア複合構造体とも呼ばれる）における一種の力導入箇所に対して、補強の可能性は、心材が力導入箇所の領域で除去されるかもしくは圧潰され、両表面層が結合され、これによって、繊維・プラスチック複合体から成るモノリシックな領域が付与されることにある。この場合、上側の表面層（１）は下側の表面層（３）に力導入箇所（５）の領域で、縫合技術を用いてサンドイッチ構造体の厚さ方向に挿入された貫通した補強エレメント（４）によって結合されている（図１ａおよび図１ｂ参照）。さらに、この補強エレメント（４）は、より高い力およびモーメントを吸収するかもしくは機械的な特性を改善するために、力導入箇所を越えて（６）、この力導入箇所を取り囲むサンドイッチ構造体に到達することができる（図１ｃ参照）。繊維製の半製品から成る表面層（１，３）と、心材（２）と、高分子のマトリックス材料とを備えたサンドイッチ構造体に対する、力導入エレメントなしの補強された力導入部は、数多くのＬＣＭ法の１つで製作することができる。高分子のマトリックス材料の供給に前置された所定の作業ステップでは、まず、心材が力導入箇所の領域で除去されるかもしくは圧潰される。次いで、両表面層が結合され、上側の表面層（１）と、心材（２）と、下側の表面層（３）とが、力導入部（５）の領域でかつ場合により力導入部（５）を越えて（６）、繊維製の補強構造体（４）によってサンドイッチ構造体の厚さ方向で縫合技術を用いて互いに縫合される。その後、サンドイッチ構造体が繊維製の補強構造体を含めて所定のＬＣＭ法（たとえば樹脂圧入法もしくは樹脂浸透法）で高分子のマトリックス材料（熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂）によって含浸させられ、硬化させられる。
【００２２】
力およびモーメントを導入するためには、サンドイッチ構造体に被着された力導入エレメント（載着体、７）が使用されてもよい（図２ａおよび図２ｂ参照）。この載着体は両表面層の一方（図２ａ〜図２ｆ参照）にまたは両表面層（図２ｇ参照）に被着され、サンドイッチ構造体全体に力導入箇所の領域で補強エレメント（４）によってサンドイッチ構造体の厚さ方向で結合される。補強エレメントを収容するためには、載着体が孔（８）を有している。載着体は、側方に突出したフランジ（９）を有していてよい（図２ｃ参照）。このフランジ（９）は上側の表面層（１）または下側の表面層（３）に配置されていて、同じく補強エレメントを収容するための孔（８）を有している。力およびモーメントのより良好な導入のためには、補強エレメント（４）がサンドイッチ構造体の厚さ方向で載着体もしくは載着体のフランジを越えて（１０）サンドイッチ構造体に挿入されてよい（図２ｄ参照）。さらに、載着体のフランジは、サンドイッチ構造体へのより良好な力・モーメント導入のために、１つまたはそれ以上の付設部（１１）を有していてよい（図２ｅおよび図ｆ参照）。載着体（７）とサンドイッチ構造体とは、高分子のマトリックス材料の供給に前置された所定の作業ステップにおいて、力導入箇所の領域で繊維製の補強構造体（４）によってサンドイッチ構造体の厚さ方向で工業的な縫合技術を用いて互いに縫合される。次いで、所定のＬＣＭ法での高分子の材料による表面層と、心層と、繊維製の補強構造体との含浸および硬化が行われる。
【００２３】
サンドイッチ構造体内に埋め込まれた力導入エレメント（挿入体、１２）を備えた力導入箇所は、上側の表面層（１）と、心材（２）と、下側の表面層（３）とが挿入体の領域の外部で補強エレメント（４）によってサンドイッチ構造体の厚さ方向で互いに結合されることによって補強することができる（図３ａおよび図３ｂ参照）。繊維製の半製品から成る表面層（１，３）と、心材（２）と、高分子のマトリックス材料とを備えたサンドイッチ構造体に対する埋め込まれた力導入エレメント（１２）を備えた力導入箇所を製作するための方法は、高分子のマトリックス材料の供給に前置された所定の作業ステップにおいて、上側の表面層（１）と、心材（２）と、下側の表面層（３）とが力導入箇所の外部で、縫合技術を用いてサンドイッチ構造体の厚さ方向で挿入された繊維製の補強構造体（４）によって互いに縫合されることを提案している。補強構造体の挿入後、可能なＬＣＭ法の１つでの高分子の材料によるサンドイッチ構造体の含浸および硬化が行われる。
【００２４】
挿入体（１２）は、サンドイッチ構造体に補強エレメント（４）によってサンドイッチ構造体の厚さ方向で結合されてもよい（図４ａおよび図４ｂ）。このためには、挿入体が、補強エレメントを収容するための孔（１３）を有している。さらに、挿入体は、側方に突出した１つのフランジ（１４）を有していてよい（図４ｃ参照）。このフランジ（１４）は一方の表面層（１；３）の内部にまたは心層（２、図４ｃ参照）内にまたは表面層と心層との間に位置していてよく、繊維製の補強構造体を収容するための孔（１３）を有している。挿入体は、側方に突出した、間隔を置いて保持された２つのフランジ（１４）を有していてもよい（図４ｄ参照）。両フランジ（１４）は両表面層（１，３）の内部にまたは心層（２、図４ｄ参照）内にまたは表面層（１，３）と心層（２）との間に配置されていてもよく、補強エレメントを収容するための孔（１３）を有している。力およびモーメントのより良好な導入のためには、補強エレメント（４）がサンドイッチ構造体の厚さ方向で挿入体（１２）もしくは挿入体のフランジ（１４）を越えて（１５）サンドイッチ構造体に挿入されてよい（図４ｅ参照）。挿入体のフランジは、サンドイッチ構造体へのより良好な力・モーメント導入のために、１つまたはそれ以上の付設部（１６）を有していてよい（図４ｆおよび図４ｇ参照）。繊維製の半製品から成る表面層（１，３）と、心材（２）と、高分子のマトリックス材料とを備えたサンドイッチ構造体に対する、埋め込まれた力導入エレメント（１２）を備えた力導入箇所を製作するための方法は、高分子のマトリックス材料の供給に前置された所定の作業ステップにおいて、挿入体がサンドイッチ構造体に、縫合技術を用いてサンドイッチ構造体の厚さ方向で挿入された繊維製の補強構造体（４）によって縫合されることを提案している。この補強構造体の挿入後、所定のＬＣＭ法での高分子の材料による補強構造体と挿入体とを含むサンドイッチ構造体の含浸および硬化が行われる。
【００２５】
本発明を１３の実施例につき説明する。
【００２６】
図１ａには、結合された表面層（１，３）と、力導入領域で除去された心材（２）と、力導入箇所（５）の領域でサンドイッチ構造体の厚さ方向に貫通した補強エレメント（４）とを備えたサンドイッチ構造体における力導入箇所による第１の実施例の下面図が示してある。
【００２７】
図１ｂには、図１ａのＡ−Ａ線に沿った断面図が示してある。
【００２８】
図１ｃには、補強エレメントの構成に対する第２の構成による、図１ａのＡ−Ａ線に沿った断面図が示してある。この場合、補強エレメント（４）は力導入箇所を越えて（６）、この力導入箇所を取り囲むサンドイッチ構造体に到達している。
【００２９】
図２ａには、サンドイッチ構造体の上側の表面層（１）に載着された力導入エレメント（７、載着体）による第３の実施例の平面図が示してある。この場合、この載着体はサンドイッチ構造体全体に力導入箇所の領域で補強エレメント（４）によってサンドイッチ構造体の厚さ方向で結合されていて、この補強エレメント（４）を収容するための孔（８）を有している。
【００３０】
図２ｂには、図２ａのＢ−Ｂ線に沿った断面図が示してある。
【００３１】
図２ｃには、載着体の構成に対する別の構成による、図２ａのＢ−Ｂ線に沿った断面図が示してある。この場合、載着体は、側方に突出したフランジ（９）を有している（図２ｂ参照）。このフランジ（９）は上側の表面層（１）に配置されていて、同じく補強エレメントを収容するための孔（８）を有している。
【００３２】
図２ｄには、補強エレメントの構成に対する別の構成による、図２ａのＢ−Ｂ線に沿った断面図が示してある。この場合、補強エレメント（４）は力導入箇所を越えて（１０）、この力導入箇所を取り囲むサンドイッチ構造体に到達している。
【００３３】
図２ｅには、サンドイッチ構造体の上側の表面層に載着された力導入エレメント（７、載着体）による第６の実施例の平面図が示してある。この力導入エレメント（７、載着体）は、サンドイッチ構造体へのより良好な力・モーメント導入のために、付設部（１１）を有している。
【００３４】
図２ｆには、図２ｅのＣ−Ｃ線に沿った断面図が示してある。
【００３５】
図２ｇには、サンドイッチ構造体の上側の表面層（１）と下側の表面層（３）とに載着された２つの力導入エレメント（７、載着体）による第７の実施例の平面図が示してある。この場合、両載着体はサンドイッチ構造体全体に力導入箇所の領域で補強エレメント（４）によってサンドイッチ構造体の厚さ方向で結合されていて、補強エレメント（４）を収容するための孔（８）を有している。
【００３６】
図２ｈには、図２ｇのＤ−Ｄ線に沿った断面図が示してある。
【００３７】
図２ｉには、符号が異なっているものの、図２と同じ断面図が示してある。
【００３８】
図３ａには、サンドイッチ構造体内に挿入された力導入エレメント（１２、挿入体）による第８の実施例の平面図が示してある。この場合、この挿入体は両表面層（１，３）の間でサンドイッチ構造体の心材（２）の内部に配置されている。上側の表面層（１）と、心材（２）と、下側の表面層（３）とは、挿入体の領域の外部で補強エレメント（４）によってサンドイッチ構造体の厚さ方向で互いに結合されている。
【００３９】
図３ｂには、図３ａのＥ−Ｅ線に沿った断面図が示してある。
【００４０】
図４ａには、サンドイッチ構造体内に挿入された力導入エレメント（１２、挿入体）による第９の実施例の平面図が示してある。この場合、この挿入体は両表面層（１，３）の間でサンドイッチ構造体の心材（２）の内部に配置されていて、補強エレメント（４）を収容するための孔（１３）を有していて、サンドイッチ構造体に補強エレメントによってサンドイッチ構造体の厚さ方向で結合されている。
【００４１】
図４ｂには、図４ａのＦ−Ｆ線に沿った断面図が示してある。
【００４２】
図４ｃには、挿入体の構成に対する別の構成による、図４ａのＦ−Ｆ線に沿った断面図が示してある。この場合、挿入体は、側方に突出したフランジ（１４）を有している。このフランジ（１４）は、上側の表面層（１）に接触していて、補強エレメント（４）を収容するための孔（１３）を有していて、サンドイッチ構造体に補強エレメントによってサンドイッチ構造体の厚さ方向で結合されている。
【００４３】
図４ｄには、挿入体の構成に対する別の構成による、図４ａのＦ−Ｆ線に沿った断面図が示してある。この場合、挿入体は、側方に突出した２つのフランジ（１４）を有している。両フランジ（１４）は、上側の表面層（１）と下側の表面層（３）とに接触していて、補強エレメント（４）を収容するための孔（１３）を有していて、サンドイッチ構造体に補強エレメントによってサンドイッチ構造体の厚さ方向で結合されている。
【００４４】
図４ｅには、補強エレメントの構成に対する別の構成による、図４ａのＦ−Ｆ線に沿った断面図が示してある。この場合、補強エレメント（４）は力導入箇所を越えて（１５）、この力導入箇所を取り囲むサンドイッチ構造体に到達している。
【００４５】
図４ｆには、サンドイッチ構造体内に挿入された力導入エレメント（１２、挿入体）による第１３の実施例の平面図が示してある。この場合、この挿入体は、側方に突出したフランジ（１４）を有している。このフランジ（１４）は、サンドイッチ構造体へのより良好な力・モーメント導入のために、付設部（１６）を有していて、上側の表面層（１）に接触していて、補強エレメント（４）を収容するための孔（１３）を有していて、サンドイッチ構造体に補強エレメントによってサンドイッチ構造体の厚さ方向で結合されている。
【００４６】
図４ｇには、図４ｆのＧ−Ｇ線に沿った断面図が示してある。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１ａ】結合された表面層と、力導入領域で除去された心材と、力導入箇所の領域でサンドイッチ構造体の厚さ方向に貫通した補強エレメントとを備えたサンドイッチ構造体における力導入箇所による第１の実施例の下面図である。
【図１ｂ】図１ａのＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図１ｃ】補強エレメントの構成に対する第２の構成による、図１ａのＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図２ａ】サンドイッチ構造体の上側の表面層に載着された力導入エレメントによる第３の実施例の平面図である。
【図２ｂ】図２ａのＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図２ｃ】載着体の構成に対する別の構成による、図２ａのＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図２ｄ】補強エレメントの構成に対する別の構成による、図２ａのＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図２ｅ】サンドイッチ構造体の上側の表面層に載着された力導入エレメントによる第６の実施例の平面図である。
【図２ｆ】図２ｅのＣ−Ｃ線に沿った断面図である。
【図２ｇ】サンドイッチ構造体の上側の表面層と下側の表面層とに載着された２つの力導入エレメントによる第７の実施例の平面図である。
【図２ｈ】図２ｇのＤ−Ｄ線に沿った断面図である。
【図２ｉ】符号が異なっているものの、図２と同じ断面図である。
【図３ａ】サンドイッチ構造体内に挿入された力導入エレメントによる第８の実施例の平面図である。
【図３ｂ】図３ａのＥ−Ｅ線に沿った断面図である。
【図４ａ】サンドイッチ構造体内に挿入された力導入エレメントによる第９の実施例の平面図である。
【図４ｂ】図４ａのＦ−Ｆ線に沿った断面図である。
【図４ｃ】挿入体の構成に対する別の構成による、図４ａのＦ−Ｆ線に沿った断面図である。
【図４ｄ】挿入体の構成に対する別の構成による、図４ａのＦ−Ｆ線に沿った断面図である。
【図４ｅ】補強エレメントの構成に対する別の構成による、図４ａのＦ−Ｆ線に沿った断面図である。
【図４ｆ】サンドイッチ構造体内に挿入された力導入エレメントによる第１３の実施例の平面図である。
【図４ｇ】図４ｆのＧ−Ｇ線に沿った断面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１  表面層、  ２  心材、  ３  表面層、  ４  補強エレメント、  ５  力導入箇所、  ７  力導入エレメント、  ８  孔、  ９  フランジ、  １１  付設部、  １２  力導入エレメント、  １３  孔、  １４  フランジ、  １６  付設部
【図１ａ】
2007504968.tif 000003
【図１ｂ】
2007504968.tif 000004
【図１ｃ】
2007504968.tif 000005
【図２ａ】
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【図２ｂ】
2007504968.tif 000007
【図２ｃ】
2007504968.tif 000008
【図２ｄ】
2007504968.tif 000009
【図２ｅ】
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【図２ｆ】
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【図２ｇ】
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【図２ｈ】
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【図２ｉ】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４ａ】
2007504968.tif 000017
【図４ｂ】
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【図４ｃ】
2007504968.tif 000019
【図４ｄ】
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【図４ｅ】
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【図４ｆ】
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【図４ｇ】
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【国際調査報告】
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