(57)【要約】  合成パネルは、第１及び第２複合シートと、該第１及び第２シートの間に挟まれたコアと、該第１シートから該コアを通って該第２シートまで延びる複数の繊維挿入物と、該複数の繊維挿入物のうちのいくつかの間に位置するように該コア内に画成されたユーティリティ空間とを備える。また合成パネルの製造方法を開示する。
2008524477.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１及び第２複合シートと、
該第１及び第２シートの間に挟まれたコアと、
該第１シートから該コアを通って該第２シートまで延びる複数の繊維挿入物と、
該複数の繊維挿入物のうちのいくつかの間に位置するように該コア内に画成されたユーティリティ空間（utility space）と
を備える合成パネル。
【請求項２】
前記ユーティリティ空間を通って配設されたユーティリティ線（utility line）を更に備える請求項１に記載の合成パネル。
【請求項３】
第１端と第２端とを更に備え、前記ユーティリティ空間は該第１端から該第２端まで延びる請求項１に記載の合成パネル。
【請求項４】
前記ユーティリティ空間の厚みは前記コアの厚みより小さい請求項１に記載の合成パネル。
【請求項５】
前記コア内に設けられ、前記ユーティリティ空間と連通するユーティリティボックスを更に備える請求項１に記載の合成パネル。
【請求項６】
該複数の繊維挿入物のうちのいくつかの間に位置するように該コア内に画成された別のユーティリティ空間を更に備える請求項１に記載の合成パネル。
【請求項７】
該合成パネルは壁パネルである請求項１に記載の合成パネル。
【請求項８】
該合成パネルは床パネルである請求項１に記載の合成パネル。
【請求項９】
該合成パネルは天井パネルである請求項１に記載の合成パネル。
【請求項１０】
第１及び第２合成パネルであって、各合成パネルは、第１及び第２の繊維補強されたポリマーシートと、該第１及び第２シートの間に挟まれたコアと、該第１シートから該コアを通って該第２シートまで延びる複数の繊維挿入物と、該複数の繊維挿入物のうちのいくつかの間に位置するように該コア内に画成されたユーティリティ空間とを備える第１及び第２合成パネルを備え、
該第１及び第２合成パネルは、それらの該ユーティリティ空間が互いに連通するように、互いに固定されるパネル結合体。
【請求項１１】
前記第１及び第２合成パネルの前記ユーティリティ空間を通って配設されたユーティリティ線を更に備える請求項１０に記載のパネル結合体。
【請求項１２】
前記第１及び第２合成パネルは、壁、天井、又は床の真直ぐな部分を提供するよう協働する請求項１０に記載のパネル結合体。
【請求項１３】
前記第１及び第２合成パネルは、協働してコーナーを提供するよう互いに対して角度を持って配置される請求項１０に記載のパネル結合体。
【請求項１４】
前記第１合成パネルの一端と前記第２合成パネルの一端とに固定され、該第１及び第２合成パネルの間に配置されそれらの間のコーナーを画成するコーナーコネクタを更に備え、
該コーナーコネクタは、該第１及び第２合成パネルの前記ユーティリティ空間と連通するユーティリティ空間を画成する請求項１０に記載のパネル結合体。
【請求項１５】
前記第１合成パネルは少なくとも一つのタブを備え、
前記第２合成パネルは、該第１合成パネルの該タブと協働して前記ユーティリティ空間同士を整列させる少なくとも一つのタブを備える請求項１０に記載のパネル結合体。
【請求項１６】
前記第１合成パネル及び第２合成パネルの前記少なくとも一つのタブはそれぞれ、複数の互いに離間したタブを備え、
該第１合成パネルの該各離間したタブは、該第２合成パネルの対応する一つの離間したタブと整列し、該第１及び第２合成パネルの各離間したタブの間に前記ユーティリティ空間と連通するアクセス孔が画定される請求項１５に記載のパネル結合体。
【請求項１７】
前記第１合成パネル及び第２合成パネルの前記少なくとも一つのタブはそれぞれ、複数の互いに離間したタブを備え、
該第１合成パネルの該複数の離間したタブは、該第２合成パネルの該複数の離間したタブと互いにロックして前記ユーティリティ空間同士を整列させる請求項１５に記載のパネル結合体。
【請求項１８】
第１及び第２複合シートの間に挟まれたコアを通って該第１シートから該第２シートまで延び、複数の繊維挿入物の間に位置するユーティリティ空間を形成するステップを含む合成パネルの製造方法。
【請求項１９】
前記ユーティリティ空間を通ってユーティリティ線を配設することを更に含む請求項１８に記載の製造方法。
【請求項２０】
前記形成ステップは、前記合成パネルの第１端から第２端まで前記ユーティリティ空間を延設することを含む請求項１８に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は建物及び車両等の構造体の構築に使用するための合成パネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
パネルは様々な構造体の構築に使用され、例えば、建物、車両、及び他の施設及び構造体の構築に使用することが可能である。
【０００３】
《関連する出願への相互参照》
本出願は、２００４年１２月１５日付で出願した米国仮特許出願第６０／６３６，１８６号及び“Modular Composite Panel and Method of Making the Same”と題された２００５年１２月１２日付で出願した米国特許出願に基づく優先権を主張するものであり、これらの出願の全体を本明細書に援用する。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
合成パネルは、第１及び第２複合シートと、該第１及び第２シートの間に挟まれたコアと、該第１シートから該コアを通って該第２シートまで延びる複数の繊維挿入物と、該複数の繊維挿入物のうちのいくつかの間に位置するように該コア内に画成された、ユーティリティ（utility；電気・ガス・上下水道・通信・廃棄物処理等のサービスやその他多様な目的のための利用設備）のためのユーティリティ空間とを備える。本合成パネルの製造方法が開示される。
【０００５】
例として、本合成パネルは壁パネル、床パネル、又は天井パネルとして使用されてよい。本合成パネルはつながった一つのパネルであってよく、また、仕上がった形態で形成されてもよい。
【０００６】
本合成パネルは、モジュール式構造体用に構成されてよい。該パネルは比較的軽量のパネルであってもよく、また、熱や音等を遮断する絶縁パネルであってもよい。本合成パネルは、美的に心地よいものであってもよく、また、別のパネルに取外し可能に接続されるように構成されてよい。
【０００７】
本合成パネルは、建物等の静止構造体の構築に使用することができ、また、レクリエーション車両等の可動構造体の構築に使用することもできる。  
本発明の上記及び他の特徴が、以下の説明と添付の図面から明らかとなるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の思想は、様々な改良や変形が可能であるが、特定の幾つかの実施形態を図面に例として示し、以下に詳細に説明する。しかし、本発明を開示された特定の形態に限定することを意図したものでなく、本発明は、添付の請求項により定義された本発明の思想と範囲内に入る全ての改良物、均等物、及び変形例を含むよう意図されていることは理解されるべきである。
【０００９】
本発明は壁又は壁の一部の構築に使用するための合成パネルに関する。一つの好例の実施形態では、該合成パネルはコアと、該コアに固定された二つの面シートとを含む。外カバーを該各面シートに固定するか又は一体化してもよい。このような合成パネルを連続的に製造してもよい。一つの実施形態では、該合成パネルは、硬化処理の前に、通路、空洞、開口、又は他のユーティリティ空間或いはユーティリティのための特徴を備えるよう予め形成されてもよい。別の実施形態では、該合成パネルを形成した後、そのような通路、空洞、開口、又は他のユーティリティ空間或いはユーティリティのための特徴を作るためにＣＮＣ機を使用してもよい。
【００１０】
好例となる一つのタイプの合成パネルは、ＦＲＰ（繊維補強ポリマー）パネルである。ＦＲＰパネルは、補強材とポリマー樹脂とを含むポリマーマトリクス複合材から形成されてもよい。ＦＲＰパネルは、任意のタイプのＦＲＰ構造体として実現されてよい。このような構造体の例は、しっかり詰まった積層体、例えば間にコアが挟まれた上部層(シート)と下部層とを有するサンドイッチパネル、又は例えば間に垂直又は対角方向のウェブを備えた上部層(シート)と下部層とを有するパネルを含むが、これらに限定されない。例えば引き抜き成形又は真空成形された構造体であってもよい。
【００１１】
該マトリクスは、熱可塑性樹脂を用いてもよいが熱硬化性樹脂を含んでもよい。使用可能な熱硬化性樹脂の例は、不飽和ポリエステル、ビニルエステル、ポリウレタン、エポキシ、フェノール、及びこれらの混合物等を含む。
【００１２】
前記補強材は、Ｅガラス繊維を含んでもよい。或いは他の補強材、例えばＳガラス、炭素、ケブラー、金属、高弾性率有機繊維（例えば芳香族ポリアミド、ポリベンズアミダゾール、及び芳香族ポリイミド）、及び他の有機繊維（例えばポリエチレン及びナイロン）を使用してもよい。様々な補強材の混合物又は混成物を使用してもよい。ホウ素、珪酸アルミニウム、玄武岩等の繊維など他の適当な複合材を使用してもよい。補強材は一つ以上の織物の形態であってもよい。
【００１３】
前記ＦＲＰパネルがサンドイッチパネルとして実現されている場合、そのコアの種類はバルサ材、発泡体、及び様々なタイプのハニカム等を含んでよい。各外層(シート)は、複数の積層された織物層を有するしっかり詰まった積層体の形態であってもよい。
【００１４】
前記ＦＲＰパネルは米国特許第５，７９４，４０２号、第６，０２３，８０６号、第６，０４４，６０７号、第６，０７０，３７８号、第６，０８１，９５５号、第６，１０８，９９８号、第６，４６７，１１８号、第６，６４５，３３３号、及び第６，６７６，７８５号に開示された構造体のうちのどれであってもよい。これらの出願を本明細書に援用する。上記特許に開示された構造体は、該ＦＲＰパネルの指定された構成の要求に合致するようにサイズ、縮尺、向き等を決めることができることは理解されるべきである。
【００１５】
合成壁パネル１００の好例の実施形態が図１に示されている。壁パネル１００は、複数の構造部材を有するコア１０２を含む。該構造部材は、「Ｉ」形又は「Ｃ」形を含むほぼ任意の幾何学形状の管の形態をとってもよく、又は、管、波、又は中実のブロック、或いはこれらの組合わせを含む様々な形態であってもよい。該構造部材は、指定の構成又は用途の要求に合致するように構成されてもよい。コア１０２は絶縁材を含んでもよい。コア１０２の絶縁材は、指定の構成又は用途の要求に合致するよう所望のＲ値を提供するよう構成されてもよい。
【００１６】
コア１０２は一対の面シート１０４、１０６の間に挟まれている。パネル製造プロセスにおいて、複数の不安定な繊維（繊維挿入物）１０８が、コア１０２と面シート１０４、１０６によって画成されたドライ・サンドイッチ（dry sandwich;乾式のサンドウィッチ状複合材）内に挿入され、繊維１０８の両端が面シート１０４、１０６の両側から引き出されていてもよい。次に、該不安定な繊維１０８の露出した両端の上に樹脂が注がれ、繊維１０８の両端は金型によって折り返され、これにより繊維１０８の両端を面シート１０４、１０６と一体化する。
【００１７】
一つ以上のカバー１１０、１１２が、壁パネル１００の面シート１０４、１０６に固定されてもよい。カバー１１０、１１２は、例えば風化防止及び／又はカモフラージュのための様々なゲル又は他の被覆材のうち任意の一つ以上であってよい。カバー１１０、１１２は、金属シート等の他の種類の材料から作られてもよい。カバーの種類は、各パネルで異なっても、パネル間で異なってもよい。また、異なる種類のカバーが壁パネル１００の外装表面と内装表面とを覆うために使用されてもよい。例えば、外装カバーは所定の望ましい色、レンガの外観、又はカモフラージュパターンに仕上げられてよい。同様に、内装カバーは内装塗装面外観、木目面、又は他の所望の表面仕上げに仕上げられてよい。カバー１１０、１１２、面シート１０４、１０６、及びコア１０２は一緒に硬化してもよい。
【００１８】
図２と図３を参照すると、少なくとも一つの空洞又は他のユーティリティ空間１２０が合成壁パネル１００のコア１０２内の複数の繊維１０８のいくつかの間に形成されてもよい。空洞１２０は、図３ａのように壁パネル１００の一端から別の一端に延びていてもよい。図３ｂのように、壁パネル１００は一つ以上の空洞１２０を備えるよう構成されてもよい。
【００１９】
空洞１２０は、様々な方法で形成されてよい。壁パネル１００内に空洞１２０を形成する一つの方法は、ドリルを用いて壁パネル１００に空洞１２０を開けることである。空洞１２０は連続したパネル製造プロセスの一部として形成されてもよい。
【００２０】
空洞１２０は型１２２をコア１０２内に挿入することで形成されてもよい。型１２２は、丸い管であってもよい。正方形、又は他の幾何学形状、又は不整形の型１２２を使用してもよい。型１２２の幅Ｄ２はコア１０２の厚みＤ１より小さい。空洞１０２の厚みは型１２２の幅と同じである。即ち、空洞１２０の厚みはコア１０２の厚みより小さい。
【００２１】
他のタイプの空洞が同様にして形成されてもよい。例えば、ユーティリティボックス１３０がコア１２０に挿入されてもよい。必要であれば、このユーティリティボックスの形成は糸鋸で切ることで達成されてもよい。しかし、ユーティリティボックスが不要であれば、カバー１１０、１１２は、必要になるまで該ユーティリティボックスを隠すために使用されてもよい。ユーティリティボックス１３０が露出している場合は、ボックス１３０の開口を覆うために従来のスイッチ板又は他のカバーを使用してもよい。１パネル当り一つ以上のユーティリティボックス１３０が使用されてもよい。
【００２２】
異なる融点を持つ材料が、高度に複雑な内部空洞を形成するために使用されてもよい。例えば、融点が異なる二つの材料を使用する場合、より低い融点を持つ材料が溶融した時にその材料を壁パネル１００から排出するためにより高い融点を持つ材料を使用してもよい。これにより、所望の形状の空洞が作られうる。
【００２３】
図４ａ、図４ｂに示すように、二つ以上の壁パネル１００が互いに接続されてもよい。図４ａにおいて、二つの壁パネル１００が真直ぐな壁（又は真直ぐな壁の一部）を形成するように配置されている。図４ｂのように、壁パネル１００が壁のコーナーを形成するように配置されてもよい。両方の場合において、二つの壁パネル１００の空洞１２０は、一方の壁パネルの空洞１２０が隣の壁パネルの空洞１２０と連通するように整列される。
【００２４】
図５に示すように、コーナーコネクタ１４２は一対の空洞１４０が形成された構成を有する。壁パネル１００はコネクタ１４２の各端に結合されてよい。この場合、コーナーコネクタ１４２の空洞１４０は壁パネル１００の空洞１２０と整列する。空洞１４０は、該コーナーによる接続を容易にするためにＰＶＣ管（又は他の硬い又はやや硬い物体）の挿入が可能なように構成されてもよい。Ｔ形、Ｘ形接続等の他の種類の接続を容易にするための他の形状も考慮されている。隣接する壁パネル１００同士を溶接で固定することは本開示の範囲内である。
【００２５】
壁パネル１００に形成された空洞１２０とコーナーコネクタ１４２に形成された空洞１４０は、任意の種類のユーティリティ（utility；電気・ガス・上下水道・通信・廃棄物処理等のサービスやその他多様な目的のための利用設備）を収容するよう寸法が決められてもよい。例えば、空洞１２０、１４０は、これだけに限定されないが、その中を通るユーティリティ線（utility line；ユーティリティ用の配線・配管等）１３１を収容するよう構成されてもよい。このようなユーティリティ線１３１は、電話線、データ線、音声／映像線、水道管、ガス管、汚水／排出管、電力管等を含むが、これらに限定されない。パネル１００に形成された空洞の数、種類、及び寸法は、パネル１００から作られた構造体（例えば部屋）の使い方に基づいて決定されてもよい。また、使用しない空洞を、将来の拡張のために壁パネル１００に形成しておいてもよい。一つ以上のパネル１００が別のパネルに、それの空洞が該別のパネルの空洞と整列することなく接続されてもよい。
【００２６】
図６に示すように、壁パネル１００と構成が類似の複合床パネル３００が複数、壁パネル１００に接続されてもよい。また、類似の構成の天井パネル４００が壁パネル１００に接続されてもよい。天井パネル４００はハンガーコネクタを含むよう形成されてもよい。このように、床パネル３００と天井パネル４００とは、コア１０２内の繊維挿入物１０８間に形成されユーティリティを配設するための一つ以上の空洞１２０を備えてもよい。
【００２７】
図７ａ、図７ｂ、図７ｃに、隣接するパネル１００を接続するための接続構成が複数、示されている。図７ａに示すように、一対の壁パネル１００が一つ以上のタブ２０４、２０６を用いて互いに接続されてもよい。タブ２０４、２０６は、パネルの連続製造プロセス中にパネル１００に形成されても、又はパネル１００が形成された後、取付けられてもよい。タブ２０４、２０６は、パネル１００によって形成された壁内のユーティリティ線へのアクセスを容易にする。パネル１００の美観を保存するために、カバー２１０で覆ってもよい。カバー２１０は、壁パネル１００のカバー１１０、１１２と調和するよう構成されてよい。
【００２８】
図７ｂに示すように、複数のタブ２１８が、各パネル１００に形成されてもよい。タブ２１８は隣接するパネルのタブ２１８と整合し、空洞内のユーティリティにアクセスするためのアクセス孔２２０を画定してもよい。孔２２０はカバー２２２又は従来のソケット／スイッチカバーで必要に応じて覆ってもよい。
【００２９】
図７ｃに示すように、パネル１００は隣接する壁パネル１００にありつぎ又は他のインターロック継手によって接続するよう構成されてもよい。
【００３０】
本明細書に開示したパネルのいずれも、形成された空洞１２０の近傍において補強されてもよい。例えば、繊維１０８の挿入密度は、不均一であってもよい。特に、繊維１０８の挿入密度は空洞１２０から離れた所より近くの方が大きく、空洞１２０から離れた所より近くの方が単位面積当りより多くの繊維１０８が存在してもよい。これにより、空洞１２０に追加の支持が提供される。また、コア１０２が不均一な密度となるように構成してもよい。例えば、コア１０２は第１の密度を有する第１部分（例えば単位面積当り２ポンドの密度の発泡体）と、より大きな第２の密度を有する第２部分（例えば単位面積当り４ポンドの密度の発泡体）とを有してもよい。幾つかの例では、コア１０２の該第２部分は、追加の支持のために空洞１２０の周りに設けられてもよい。
【００３１】
図面及び上記の記載において本発明の思想を例示し、詳細に説明したが、これらの例と記載は好適な例を示すものであり、これらに限定されるものではない。例としての実施形態を示し、説明したが、本開示の思想内に入る全ての変更と改造が保護されるべきであることは理解されるであろう。
【００３２】
本発明の思想には、本明細書に記載されたシステムの様々な特徴から生じる複数の利点が存在する。本開示のシステムの他の実施形態は、記載された特徴の全てを含んでいない場合があるが、それでもこれらの特徴の利点のうち少なくとも幾つかの利点を有する。当業者は、本発明の特徴の一つ以上を備え、添付のクレームによって定義される発明の思想及び範囲内に入るシステムの別の実施形態を容易に想到しうる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】合成壁パネルの概略部分断面図である。
【図２】合成壁パネルに形成された空洞を示す図１と類似の図である。
【図３ａ】図１の合成壁パネルの斜視図である。
【図３ｂ】図１の合成壁パネルの斜視図である。
【図４ａ】互いに接続された二つの合成壁パネルの斜視図である。
【図４ｂ】互いに接続された二つの合成壁パネルの斜視図である。
【図５】コーナーコネクタの斜視図である。
【図６】合成床パネルと合成天井パネルが接続された合成壁パネルを示す斜視図である。
【図７ａ】互いに接続された二つの合成壁パネルを示す部分側立面図である。
【図７ｂ】別の接続方法で互いに接続された二つの合成壁パネルを示す部分側立面図である。
【図７ｃ】別の接続方法で互いに接続された二つの合成壁パネルを示す部分側立面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図７ｃ】
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