(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空状の複合アセンブリ（２０５）の形状を自由に形成する装置（２００）であって、
第１の表面（２１３）を有する型（２２０）と、
その上に複数の真空バッグシート（５３，５５）を含む真空バッグ（２０１）と、
その中にある中空状の複合アセンブリ（２０５）とを含み、
前記複合アセンブリ（２０５）はｉ個の複数の結合可能な層Ｌｘを含み、
前記複数の真空バッグシートの少なくとも１つは、前記複数の結合可能な層と前記型の第１の表面との間にあり、
前記複合アセンブリは中空状の複合アセンブリであって、少なくとも１つの内側真空バッグと外側真空バッグとの間にあり、
前記中空状の複合アセンブリは少なくとも１つの内側真空バッグと外側真空バッグとの間のｉ個の結合可能な層Ｌｘを含み、
前記ｉ個の結合可能な層Ｌｘは第１のタイプのｉ１個の結合可能な層Ｌｘと第２のタイプのｉ２個の結合可能な層Ｌｘとを含み、ｉ個の結合可能な層Ｌｘの環状部分Ｃｘは、中空状の複合アセンブリ内の共通参照点を囲み、
式中、Ｘ＝１、２、３、・・・（ｉ−１）、ｉであり、
第１及び第２のタイプのｉ個の結合可能な層Ｌｘは、第１及び第２のタイプの結合可能な層Ｌｘの環状部分内の各点と共通参照点との間の距離が減少する順にＬ１、Ｌ２、Ｌ３・・・、Ｌ（ｉ−１）、Ｌｉと示され、
式中、ｉは１以上の任意の正整数であり、
ｉ＝ｉ１＋ｉ２であり、
ｉ１≧０及びｉ２≧０であり、
ｉ１＋ｉ２≧１であり、
第２のタイプのｉ２個の結合可能な各層Ｌｘは、第２のタイプの結合可能な層Ｌｘの各環状部分Ｃｘと同延の少なくとも１つの放射状部分Ｒｘを含み、
第１のタイプのｉ１個の結合可能な層Ｌｘの環状部分Ｃｘと、第２のタイプのｉ２個の結合可能な層Ｌｘの環状部分Ｃｘ及び放射状部分Ｒｘは、外面及び内面を有し、
ｉ個の結合可能な層Ｌｘの環状部分Ｃｘの各外面に沿った点と共通参照点との間の距離が、第１及び第２のタイプのｉ個の結合可能な層Ｌｘの環状部分Ｃｘの内面に沿った各点と共通参照点との間の距離より大きく、
第１の空間が、型の内面から外側真空バッグの壁を隔て、
第２の空間が、外側真空バッグの壁と少なくとも１つの内側真空バッグの壁から中空状の複合アセンブリを隔て、
外側真空バッグの壁と中空状の複合アセンブリのｉ個の結合可能な層Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３・・・、Ｌ（ｉ−１）、Ｌｉは、型の内面に適合し、型の内面と外側真空バッグの壁との間の第１の空間と、外側真空バッグの壁及び少なくとも１つの内側真空バッグの壁から複合アセンブリを隔てる第２の空間とが、真空下にある場合、外側真空バッグの壁と、中空状の複合アセンブリの第１及び第２のタイプのｉ個の結合可能な層Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３・・・、Ｌ（ｉ−１）、Ｌｉとの形状が、型の内面のネガ像であり、
第２のタイプの結合可能な層Ｌｘの各環状部分Ｃｘと同延の少なくとも１つの放射状部分Ｒｘは、第１及び第２のタイプのｉ個の結合可能な層Ｌｘの各環状部分Ｃｘ内の点と共通参照点との間の距離を確立又は固定し、これにより、中空状の複合アセンブリと外側及び内側真空バッグが型内にある場合、型から取り除かれている場合と同様、各点と共通参照点との間の距離が本質的には同一となる、
前記複数の結合可能な層は、真空バッグの内圧が減少し、バッグ及び複合アセンブリの複数の結合可能な層を型から取り除いても、型のネガ像である形状を保持できる、装置。
【請求項２】
前記請求項１に記載の装置（２００）において、
前記中空状の複合アセンブリ（２０５）は、外側真空バック（２０１）と複数の内側真空バッグ（２０３，２０４）との間に複合材支持構造（ウェブ）を有し、当該複合材支持構造は中空状の複合アセンブリ（２０５）の縦軸（１６０）と直交する軸に沿って配置され、
前記外側真空バッグは筒状であり、
前記外側真空バッグは、型の第１の表面に適合する第１のシートと、型の第２の表面に適合する第２のシートとを含み、
前記複合アセンブリは、少なくとも１つの結合可能な層Ｌｎ（式中、ｎ＝０、−１、−２、・・・−ｉ）を含み、
複合アセンブリの少なくとも１つの結合可能な層Ｌｎ＝０の第１の表面は、型の第１の表面の形状及び外側真空バッグの第１のシートの形状又は型の第２の表面の形状及び外側真空バッグの第２のシートの形状のいずれかに面して適合し、
各々連続する下部の少なくとも１つの結合可能な層Ｌｎ（式中、ｎ＝−１、−２、・・・−ｉ）は、それぞれ上部の層Ｌ１＋ｎ（式中ｎ＝−２、−３・・・−ｉ）に適合し、
Ｌｎ（式中、ｎ＝−１、−２、・・・−ｉ＋１）は、複合アセンブリの連続する下部の少なくとも１つの結合可能な層を表し、ｎ＝−ｉは、複合アセンブリの下部の少なくとも１つの結合可能な層の下端を表し、
真空バッグの第１及び第２のシートは、複合アセンブリの少なくとも１つの結合可能な層（Ｌｎ）を、型の第１及び第２の表面から隔て、
複数の内側真空バッグは、ウェブの軸の周りに配列され、複合アセンブリの縦軸と直交し、複合アセンブリの少なくとも１つのＬ（−ｉ）層の形状に適合する第１及び第２の放射状に伸張可能なシートを含み、外側真空バッグの第１のシート及び型の第１の表面の形状又は外側真空バッグの第２のシート及び型の第２の表面の形状に適合する複合アセンブリの少なくとも１つの結合可能な層は、真空バッグが真空にされた場合、バッグ及び複合アセンブリの複数の結合可能な層を型から取り除いても、第１及び第２の表面それぞれのネガ像を保持することができる装置。
【請求項３】
複合アセンブリの複数の結合可能な層は、反応性ポリマーが予備含浸された強化材料（プリプレグ）である請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
複合アセンブリの複数の結合可能な層は、材料及び厚さが用途によってさまざまな予備成形シートの層である請求項１又は２に記載の装置。
【請求項５】
複合アセンブリの複数の結合可能な層は、フォームコア又は別の適切な芯材の各面上の予備形成シートである請求項１又は２に記載の装置。
【請求項６】
複合アセンブリの複数の結合可能な層は、反応性ポリマーが予備含浸された強化材料（プリプレグ）、材料及び厚さが用途によってさまざまな予備成形シートの層又はフォームコアもしくは別の適切な芯材の各面上の予備形成シートの組み合わせである請求項１又は２に記載の装置。
【請求項７】
複数の結合可能な層（Ｌｎ）は、結合剤によって結合される請求項１又は２に記載の装置。
【請求項８】
結合剤は、熱可塑性フィルム接着剤又は熱硬化性フィルム接着剤である請求項７に記載の装置。
【請求項９】
熱可塑性フィルム接着剤は、エチル酢酸ビニル（ＥＶＡ）フィルム接着剤、コポリアミドフィルム接着剤、コポリエステルフィルム接着剤、ポリプロピレンフィルム接着剤、ポリエチレンフィルム接着剤、ポリウレタンフィルム接着剤及びそれらの組み合わせから成る群から選択される請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
反応性（重合性）熱可塑性樹脂から成る群から選択される熱可塑性フィルムは、反応性大環状オリゴマーポリエステル、反応性大環状オリゴマーポリブチレンテレフタレート、反応性大環状オリゴマーポリエチレンテレフタレート、反応性大環状オリゴマーポリカーボネート及び反応性ラクタムモノマーであってもよい請求項８に記載の装置。
【請求項１１】
熱硬化性樹脂フィルム接着剤はエポキシ系である請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
熱硬化性フィルムは、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、熱硬化性ポリウレタン樹脂、フェノールホルムアルデヒド樹脂（フェノール樹脂）、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、架橋ポリエチレン樹脂、架橋ポリプロピレン樹脂、架橋ポリ塩化ビニル樹脂、架橋熱可塑性樹脂から成る群から選択される請求項８に記載の装置。
【請求項１３】
複合アセンブリは、複合アセンブリの面を隔てる「非結合」層を含む請求項１又は２に記載の装置。
【請求項１４】
非結合層は、プラスチック又は金属を含み、非結合層と複合体との間には離型剤を有する請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
非結合層は、薄膜シートであり、その材料は金属及びプラスチックから成る群から選択される請求項１３に記載の装置。
【請求項１６】
金属は、鉄鋼、アルミ、銅、銀及び錫から成る群から選択される請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
プラスチックは、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、シリコーン、フッ素化エチレンプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ペルフルオロアルコキシポリマー樹脂、ポリフルオロアルカン、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルムから成る群から選択される請求項１５に記載の装置。
【請求項１８】
前記請求項１乃至１７の何れか一項に記載の装置を用いた方法であって、
第１の表面を有する型と、
その上に真空バッグとを提供し、
真空バッグは複数の真空バッグシートを含み、
中空状の複合アセンブリを提供し、
複合アセンブリは複数の結合可能な層を含み、
複合アセンブリの複数の結合可能な層は、真空バッグの複数のシート内に含まれ、
複数の真空バッグシートの少なくとも１つは、複合アセンブリの複数の結合可能な層と型の第１の表面との間にあり、
前記複合アセンブリは中空状の複合アセンブリであって、少なくとも１つの内側真空バッグと外側真空バッグとの間にあり、
前記中空状の複合アセンブリは少なくとも１つの内側真空バッグと外側真空バッグとの間のｉ個の結合可能な層Ｌｘを含み、
前記ｉ個の結合可能な層Ｌｘは第１のタイプのｉ１個の結合可能な層Ｌｘと第２のタイプのｉ２個の結合可能な層Ｌｘとを含み、ｉ個の結合可能な層Ｌｘの環状部分Ｃｘは、中空状の複合アセンブリ内の共通参照点を囲み、
式中、Ｘ＝１、２、３、・・・（ｉ−１）、ｉであり、
第１及び第２のタイプのｉ個の結合可能な層Ｌｘは、第１及び第２のタイプの結合可能な層Ｌｘの環状部分内の各点と共通参照点との間の距離が減少する順にＬ１、Ｌ２、Ｌ３・・・、Ｌ（ｉ−１）、Ｌｉと示され、
式中、ｉは１以上の任意の正整数であり、
ｉ＝ｉ１＋ｉ２であり、
ｉ１≧０及びｉ２≧０であり、
ｉ１＋ｉ２≧１であり、
第２のタイプのｉ２個の結合可能な各層Ｌｘは、第２のタイプの結合可能な層Ｌｘの各環状部分Ｃｘと同延の少なくとも１つの放射状部分Ｒｘを含み、
第１のタイプのｉ１個の結合可能な層Ｌｘの環状部分Ｃｘと、第２のタイプのｉ２個の結合可能な層Ｌｘの環状部分Ｃｘ及び放射状部分Ｒｘは、外面及び内面を有し、
ｉ個の結合可能な層Ｌｘの環状部分Ｃｘの各外面に沿った点と共通参照点との間の距離が、第１及び第２のタイプのｉ個の結合可能な層Ｌｘの環状部分Ｃｘの内面に沿った各点と共通参照点との間の距離より大きく、
第１の空間が、型の内面から外側真空バッグの壁を隔て、
第２の空間が、外側真空バッグの壁と少なくとも１つの内側真空バッグの壁から中空状の複合アセンブリを隔て、
外側真空バッグの壁と中空状の複合アセンブリのｉ個の結合可能な層Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３・・・、Ｌ（ｉ−１）、Ｌｉは、型の内面に適合し、型の内面と外側真空バッグの壁との間の第１の空間と、外側真空バッグの壁及び少なくとも１つの内側真空バッグの壁から複合アセンブリを隔てる第２の空間とが、真空下にある場合、外側真空バッグの壁と、中空状の複合アセンブリの第１及び第２のタイプのｉ個の結合可能な層Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３・・・、Ｌ（ｉ−１）、Ｌｉとの形状が、型の内面のネガ像であり、
第２のタイプの結合可能な層Ｌｘの各環状部分Ｃｘと同延の少なくとも１つの放射状部分Ｒｘは、第１及び第２のタイプのｉ個の結合可能な層Ｌｘの各環状部分Ｃｘ内の点と共通参照点との間の距離を確立又は固定し、これにより、中空状の複合アセンブリと外側及び内側真空バッグが型内にある場合、型から取り除かれている場合と同様、各点と共通参照点との間の距離が本質的には同一となり、
真空バッグの複数のシートの内圧が減少し、型から複合アセンブリの複数の結合可能な層を取り除いても、複数の結合可能な層が、型の第１の表面のネガ像の形状を保持できるように、真空バッグの複数のシートの内圧を減少することを含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に部品を成形する装置及び方法に関する。具体的には、多層部品を製造する装置及び方法である。
【背景技術】
【０００２】
金属製品に匹敵する、又はそれ以上の機能性があり、耐久性のある安価な製品に対して産業、政府規制当局及び消費者による需要が増えている。これは、特に自動車産業や運送業に当てはまる。このような製品の開発者及び製造者は、衝撃、曲げ、伸縮及びねじれからの復元力などの強度パラメータのほかに最軽量化にも関心がある。このような要求を満たすために、多数の反応性熱可塑性複合プリプレグならびに反応性熱硬化性複合プリプレグ、熱硬化性完全重合固結シートならびに熱可塑性完全重合固結シート（複合シートと呼ばれる）及び様々な複合シートならびに芯材によるサンドイッチ材が設計されている。このような材料は、型やプレスの加熱や冷却に長い時間を要するため、通常、最初に型やプレスでゆっくり加工される。このように加工処理に長い時間がかかると、費用の増加を招く。このため、加工処理時、加熱が早く、さらに型くずれしない多層部品を製造するための、改善された装置及び方法の必要性がある。
【発明の概要】
【０００３】
本発明の第１の態様は、複合アセンブリの形状を自由に形成する装置であって、第１の表面を有する型と、その上に複数の真空バッグシートを含む真空バッグと、その中にある複合アセンブリとを含み、複合アセンブリは複数の結合可能な層を含み、少なくとも１つの複数の真空バッグシートは、複数の結合可能な層と型の第１の表面との間にあり、複数の結合可能な層は、真空バッグの内圧が減少し、バッグ及び複合アセンブリの複数の結合可能な層を型から取り除いても、型のネガ像である形状を保持できる、装置を提供する。
【０００４】
本発明の第２の態様は、中空状の複合アセンブリの形状を形成する方法であって、第１の表面を有する型と、その上に複数の真空バッグシートを含む真空バッグとを提供すること；複数の結合可能な層を含む複合アセンブリであって、複合アセンブリの複数の結合可能な層は、複数の真空バッグシートの内側に含まれ、少なくとも１つの複数の真空バッグシートは、複合アセンブリの複数の結合可能な層と型の第１の表面との間にある複合アセンブリなどの装置を提供すること；真空バッグの内圧が減少し、型から複合アセンブリの複数の結合可能な層を取り除いても、複数の結合可能な層は、型の第１の表面のネガ像の形状を保持できるように、真空バッグの複数のシートの内圧を減少すること、を含む方法を提供する。
【０００５】
本発明の第３の態様は、複合材支持構造（ウェブ）を有する複合アセンブリを形成する装置であって、第１及び第２の表面を有する型と、外側真空バックと、複数の内側真空バッグと、その間に複合材支持構造（ウェブ）を有する複合アセンブリとを含み、複合材支持構造（ウェブ）は、複合アセンブリの縦軸と直交する軸に沿って配置され、外側真空バッグは筒状であり、外側真空バッグは、型の第１の表面に適合する（conform）第１のシートと、型の第２の表面に適合する第２のシートとを含み、複合アセンブリは、少なくとも１つの結合可能な層Ｌｎ（式中、ｎ＝０、−１、−２・・・−ｉ）を含み、複合アセンブリの少なくとも１つの結合可能な層Ｌｎ＝０の第１の表面は、型の第１の表面の形状及び外側真空バッグの第１のシートの形状又は型の第２の表面の形状及び外側真空バッグの第２のシートの形状のいずれかに面して適合し、それぞれ連続する下部の少なくとも１つの結合可能な層Ｌｎ（式中、ｎ＝−１、−２、・・・−ｉ）は、それぞれ上部の層Ｌ１＋ｎ（式中、ｎ＝−２、−３、・・・−ｉ）に適合し、Ｌｎ（式中、ｎ＝−１、−２、・・・−ｉ＋１）は、複合アセンブリの連続する下部の少なくとも１つの結合可能な層を表し、ｎ＝−ｉは、複合アセンブリの下部の少なくとも１つの結合可能な層の下端を表し、真空バッグの第１及び第２のシートは、複合アセンブリの少なくとも１つの結合可能な層（Ｌｎ）を、型の第１及び第２の表面から隔て、複数の内側真空バッグは、ウェブの軸の周りに配列され、複合アセンブリの縦軸と直交し、複合アセンブリの少なくとも１つのＬ（−ｉ）層の形状に適合する第１及び第２の放射状に伸張可能なシートを含み、外側真空バッグの第１のシート及び型の第１の表面の形状又は外側真空バッグの第２のシート及び型の第２の表面の形状に適合する複合アセンブリの少なくとも１つの結合可能な層は、真空バッグが真空にされた場合、バッグ及び複合アセンブリの複数の結合可能な層を型から取り除いても、第１及び第２の表面それぞれのネガ像の形状を保持することができる装置を提供する。
【０００６】
本発明の第４の態様は、中空状の複合アセンブリの形状を保持する装置であって、内面を有する型と、外側真空バッグと、少なくとも１つの内側真空バッグと、その間に中空状の複合アセンブリとを含み、中空状の複合アセンブリは、少なくとも１つの内側真空バッグと外側真空バッグの間にｉ個の結合可能な層Ｌｘを含み、ｉ個の結合可能な層Ｌｘは、第１のタイプのｉ１個の結合可能な層Ｌｘと第２のタイプのｉ２個の結合可能な層Ｌｘとを含み、ｉ個の結合可能な層Ｌｘの環状部分Ｃｘは、中空状の複合アセンブリ内の共通点（common point）を囲み、式中、ｘ＝１、２、３・・・（ｉ−１）、ｉであり、第１及び第２のタイプのｉ個の結合可能な層Ｌｘは、第１及び第２のタイプの結合可能な層Ｌｘの環状部分内の各点と共通点との間の距離が減少する順にＬ１、Ｌ２、Ｌ３・・・、Ｌ（ｉ−１）、Ｌｉと示され、式中、ｉは１以上の任意の正整数であり、ｉ＝ｉ１＋ｉ２であり、ｉ１≧０及びｉ２≧０であり、ｉ１＋ｉ２≧１であり、第２のタイプのｉ２個の結合可能な各層Ｌｘは、第２のタイプの結合可能な層Ｌｘの各環状部分Ｃｘと同延（coextensive）の少なくとも１つの放射状部分Ｒｘを含み、第１のタイプのｉ１個の結合可能な層Ｌｘの環状部分Ｃｘと、第２のタイプのｉ２個の結合可能な層Ｌｘの環状部分Ｃｘ及び放射状部分Ｒｘは、外面及び内面を有し、ｉ個の結合可能な層Ｌｘの環状部分Ｃｘの各外面に沿った点と共通点との間の距離が、第１及び第２のタイプのｉ個の結合可能な層Ｌｘの環状部分Ｃｘの内面に沿った各点と共通点との間の距離より大きく、第１の空間が、型の内面から外側真空バッグの壁を隔て、第２の空間が外側真空バッグの壁と少なくとも１つの内側真空バッグの壁から中空状の複合アセンブリを隔て、外側真空バッグの壁と中空状の複合アセンブリのｉ個の結合可能な層Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３・・・、Ｌ（ｉ−１）、Ｌｉが、型の内面に適合し、型の内面と外側の真空バッグの壁との間の第１の空間と、外側真空バッグの壁及び少なくとも１つの内側真空バッグの壁から複合アセンブリを隔てる第２の空間とが真空下にある場合、外側真空バッグの壁と、中空状の複合アセンブリの第１及び第２のタイプのｉ個の結合可能な層Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３・・・、Ｌ（ｉ−１）、Ｌｉとの形状が、型の内面のネガ像であり、第２のタイプの結合可能な層Ｌｘの各環状部分Ｃｘと同延の少なくとも１つの放射状部分Ｒｘは、第１及び第２のタイプのｉ個の結合可能な層Ｌｘの各環状部分Ｃｘ内の各点と共通点との間の距離を確立又は固定し、これにより、中空状の複合アセンブリと外側及び内側真空バッグが型内にある場合に、型から取り除かれている場合と同様、各点と共通点との間の距離が本質的には同一となる装置を提供する。
【０００７】
本発明の第５の態様は、中空状の複合アセンブリの形状を保持する装置であって、外側真空バッグと、少なくとも１つの内側真空バッグと、その間に中空状の複合アセンブリとを含み、中空状の複合アセンブリは、少なくとも１つの内側真空バッグと外側真空バッグとの間にｉ個の結合可能な層Ｌｘを含み、ｉ個の結合可能な層Ｌｘは、第１のタイプのｉ１個の結合可能な層Ｌｘと第２のタイプのｉ２個の結合可能な層Ｌｘとを含み、ｉ個の結合可能な層Ｌｘの環状部分Ｃｘは、中空状の複合アセンブリ内の共通点を囲み、式中、ｘ＝１、２、３・・・（ｉ−１）、ｉであり、第１及び第２のタイプのｉ個の結合可能な層Ｌｘは、第１及び第２のタイプの結合可能な層Ｌｘの環状部分内の各点と共通点との間の距離が減少する順にＬ１、Ｌ２、Ｌ３・・・、Ｌ（ｉ−１）、Ｌｉと示され、式中、ｉは１以上の任意の正整数であり、ｉ＝ｉ１＋ｉ２であり、ｉ１≧０及びｉ２≧０であり、ｉ１＋ｉ２≧１であり、第２のタイプのｉ個の結合可能な各層Ｌｘは、第２のタイプの結合可能な層Ｌｘの各環状部分と同延の少なくとも１つの放射状部分Ｒｘを含み、第１のタイプのｉ１個の結合可能な層Ｌｘの環状部分と、第２のタイプのｉ２個の結合可能な層Ｌｘの環状部分及び放射状部分は、外面及び内面を有し、ｉ個の結合可能な層Ｌｘの各外面に沿った点と共通点との間の距離が、内面に沿った各点と共通点との間の距離より大きく、第１の空間が、型の内面から外側真空バッグの壁を隔て、第２の空間が外側真空バッグの壁と少なくとも１つの内側真空バッグの壁から複合アセンブリを隔て、外側真空バッグの壁と中空状の複合アセンブリのｉ個の結合可能な層Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３・・・、・・・、Ｌ（ｉ−１）、Ｌｉは、型の内面に適合し、型の内面と外側の真空バッグの壁との間の第１の空間と、外側真空バッグの壁及び少なくとも１つの内側真空バッグの壁から複合アセンブリを隔てる第２の空間とが真空下にある場合、外側真空バッグの壁と、中空状の複合アセンブリのｉ個の結合可能な層Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３・・・、Ｌ（ｉ−１）、Ｌｉとの形状が、型の内面のネガ像であり、第２のタイプの結合可能な層Ｌｘの各環状部分と同延の少なくとも１つの放射状部分Ｒｘは、ｉ個の結合可能な層Ｌｘの各環状部分内の各点と共通点との間の距離を確立又は固定し、これにより、中空状の複合アセンブリと外側及び内側真空バッグが型内にある場合、型から取り除かれている場合と同様、各点と共通点との間の距離が本質的には同一となる装置を提供する。
【０００８】
本発明の第６の態様は、中空状の複合アセンブリを製造する方法であって、内面を有する型を提供し、外側真空バッグと、少なくとも１つの内側真空バッグと、その間に中空状の複合アセンブリとを提供し、中空状の複合アセンブリは、少なくとも１つの内側真空バッグと外側真空バッグとの間にｉ個の結合可能な層Ｌｘを含み、ｉ個の結合可能な層Ｌｘは、第１のタイプのｉ１個の結合可能な層Ｌｘと第２のタイプのｉ２個の結合可能な層Ｌｘとを含み、ｉ個の結合可能な層Ｌｘの環状部分Ｃｘは、中空状の複合アセンブリ内の共通点を囲み、式中、ｘ＝１、２、３・・・（ｉ−１）、ｉであり、第１及び第２のタイプのｉ個の結合可能な層Ｌｘは、第１及び第２のタイプの結合可能な層Ｌｘの環状部分内の各点と共通点との間の距離が減少する順にＬ１、Ｌ２、Ｌ３・・・、Ｌ（ｉ−１）、Ｌｉと示され、式中、ｉは１以上の任意の正整数であり、ｉ＝ｉ１＋ｉ２であり、ｉ１≧０及びｉ２≧０であり、ｉ１＋ｉ２≧１であり、第２のタイプの結合可能な各層Ｌｘは、第２のタイプの結合可能な層Ｌｘの各環状部分と同延の少なくとも１つの放射状部分Ｒｘを含み、第１のタイプのｉ１個の結合可能な層Ｌｘの環状部分と、第２のタイプのｉ２個の結合可能な層Ｌｘの環状部分及び放射状部分は、外面及び内面を有し、ｉ個の結合可能な層Ｌｘの各外面に沿った点と共通点との間の距離が、内面に沿った各点と共通点との間の距離より大きく、第１の空間が、型の内面から外側真空バッグの壁を隔て、第２の空間が、外側真空バッグの壁と少なくとも１つの内側真空バッグの壁から複合アセンブリを隔て、第１及び第２の空間に真空を提供し、外側真空バッグの壁と中空状の複合アセンブリのｉ個の結合可能な層Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３・・・、Ｌ（ｉ−１）、Ｌｉは、型の内面に適合し、型の内面と外側の真空バッグの壁との間の第１の空間と、外側真空バッグの壁及び少なくとも１つの内側真空バッグの壁から複合アセンブリを隔てる第２の空間とが真空下にある場合、外側真空バッグの壁と、中空状の複合アセンブリのｉ個の結合可能な層Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３・・・、Ｌ（ｉ−１）、Ｌｉとの形状が、型の内面のネガ像であり、型から中空状の複合アセンブリを取り除き、外側真空バッグの壁と中空状の複合アセンブリのｉ個の結合可能な層Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３・・・、Ｌ（ｉ−１）、Ｌｉは、外側真空バッグの壁と、型の内面のネガ像である中空状の複合アセンブリのｉ個の結合可能な層Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３・・・、Ｌ（ｉ−１）、Ｌｉとの形状を保持し、第２のタイプの結合可能な層Ｌｘの各環状部分と同延の少なくとも１つの放射状部分Ｒｘは、ｉ個の結合可能な層Ｌｘの各環状部分内の各点と共通点との間の距離を確立又は固定し、これにより、中空状の複合アセンブリと外側及び内側真空バッグが型内にある場合、型から取り除かれている場合と同様、各点と共通点との間の距離が本質的には同一となる方法を提供する。
【０００９】
一実施形態では、中空状の複合アセンブリを製造する方法は、型から複合アセンブリと真空バッグを取り除き、約８０〜２６０℃で真空バッグ内の複合アセンブリを加熱することをさらに含む。
【００１０】
本発明の第７の態様は、中空状の複合アセンブリの立体幾何学形態を固定する方法であって、第１の空間から逆平行方向に空気を抜いて、内側真空バッグの壁を型の表面に適合させること、第２の空間から逆平行方向に空気を抜いて、外側真空バッグの壁を中空状の複合アセンブリの壁に適合させること、のように外側真空バッグの壁を中空状の複合体に適合させ、中空状の複合アセンブリの幾何学形態を固定して、型の表面のネガ像の形状を有する中空状の複合アセンブリを形成すること、を含む方法を提供する。
【００１１】
本発明の特徴を、本願の特許請求の範囲に記載する。しかし、本発明自体は、添付の図面とともに例示的な実施形態に関する以下の詳細な説明を参照することによって、最もよく理解される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】曲げる前の複数の層を有するアセンブリの断面図である。
【図２】図１に示すアセンブリの、隣接層を固定も結合もしないで曲げた後の断面図である。
【図３】隣接層を固定して曲げた場合と固定せずに曲げた場合とを対比するために、隣接層を最初に結合（固定）してから曲げ加工した図１に示す複合アセンブリの断面図である。
【図４】本発明の実施形態による多層装置を製造する装置の縦断面図である。
【図５】本発明の実施形態による図４に示す装置の真空バッグを真空にした後の断面図である。
【図６】本発明の実施形態による図５に示す装置の型を取り除いた後の断面図である。
【図７Ａ】本発明の実施形態による複合アセンブリの形状を自由に形成する方法のフロー図である。
【図７Ｂ】本発明の実施形態による複合アセンブリの形状を自由に形成する方法のフロー図である。
【図８Ａ】本発明の実施形態による中空状の複合アセンブリの形状を保持する装置の縦断面図である。
【図８Ｂ】本発明の実施形態による中空状の複合アセンブリの形状を保持する装置の縦断面図である。
【図８Ｃ】本発明の実施形態による複合アセンブリの形状を保持する方法のフロー図である。
【図９】本発明の実施形態による中空状の複合アセンブリの形状を保持する装置の端断面図である。
【図１０】本発明の実施形態による図９に示す中空状の複合アセンブリの形状を保持する装置の端断面図の分解図である。
【図１１】本発明の実施形態による図８に示す中空状の複合アセンブリの形状を保持する装置の端断面図である。
【図１２Ａ】本発明の実施形態による中空状の複合アセンブリを製造する方法を示すフロー図である。
【図１２Ｂ】本発明の実施形態による中空状の複合アセンブリを製造する方法を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明は、多層構造部品及びその部品を形成する方法を提供することによって、当技術分野の要求を満たす。
【００１４】
図１〜３は、多層構造の複合アセンブリを固定又は結合する効果を示す。特定の均質材料（アルミ、鉄鋼など）の曲げ剛性は、厚さの３乗となる。厚さが２倍になると、曲げ剛性は８倍となり、厚さが３倍になると、曲げ剛性は２７倍と言うようになる。また、多層シートは、一体で動くように結合も固定もされない場合、結合したり固定したりする場合に比して、曲げ剛性がはるかに低いことはよく知られている。この違いは、結合した場合は厚さの合計の３乗（Σｉ）３となり、結合しない場合は個々の厚さの３乗の合計Σ（ｉ３）となる違いと関係がある。
【００１５】
図１は、隣接層が互いに自由に摺動する複数の層７を有する、アセンブリ５の断面図である。（例えば）公称厚さ１を、図１のアセンブリ５の各層７に割り当てることができる。
【００１６】
図２は、隣接層７を固定しないで曲げた後の、図１に示す複数の層７を有するアセンブリ５の断面図である。連続した各隣接層７の各終端１４の重なりから分かるように、図２に示す４つの層７の各層が各隣接層に対して摺動してもよい。したがって、各層７が個別に曲がるため、層７の各層の厚さの曲げ剛性に対する４つの寄与度は１３であり、合計で４となることから、アセンブリ５には厚さの曲げ剛性への寄与度４が割り当てられる。
【００１７】
図３は、隣接層７を固定して曲げた後の図１に示す複数の層７を有するアセンブリ５の断面図である。隣接層７は、曲げられるが、一緒に固定される。図３では、４つの隣接層７は、相互作用し、一体型ユニットとして曲がる傾向がある。このため、アセンブリ５は曲げ剛性に対する厚さの寄与度４３＝６４が割り当てられ、４つの層７に対して４３であり、合計６４となることから、固定しないアセンブリ５の曲げ剛性より１６倍大きくなる。これは、アセンブリ５の曲げ剛性に対する層を一緒に固定したり結合したりする効果を示す。
【００１８】
固定効果は、真空バッグ内にアセンブリ５を配置するなどして、アセンブリ５の周りに真空を生成することによって実現してもよい。本発明の目的は、真空を加える前に複合アセンブリを曲げることによって、層が摺動し、アセンブリが容易に曲がり、従って、一旦所望の形状が得られることであり、本発明の別の目的は、真空を使って隣接層７を固定して補強効果（stiffening effect）をもたらすことによって、型からアセンブリを取り除くことができることである。真空バッグの補強効果は、層の何らかの結合処理で維持される。その部分は、真空バッグから取り除かれ、形状を保持できる。また、固定効果は、各側面に芯材及び皮材（skin）を有するサンドイッチパネルの周りに真空バッグを配置して、サンドイッチパネルに真空を加えることによって得てもよい。
【００１９】
図４は、複数の結合可能な層１２を有する多層構造の複合部品１０などの装置１０を製造する装置５０の断面図である。装置５０は、装置７１と、第１の表面４６を有する型５１とを含む。装置７１は、真空バッグ４５と、真空バッグ４５の内側に、反応性熱可塑性又は熱硬化性複合材プリプレグ、熱硬化性完全重合固結シートならびに熱可塑性完全重合固結シート（複合シートと呼ばれる）及び様々な複合シートならびに芯材によるサンドイッチ材などの装置１０とを含む。真空バッグ４５は、複数の真空バッグシート５３、５５を含む。
【００２０】
一実施形態では、複合アセンブリなどの装置１０の形状を形成する装置５０は、第１の表面４６を有する型５１と、その上に真空バッグ４５とを含み、真空バッグ４５は、その中に複数の真空バッグシート５３、５５及び装置１０を含む。
【００２１】
装置１０は、複数の結合可能な層１２を含む。「結合可能な層」は、接着剤などの結合剤によって化学的又は物理的に結合される層として定義される。典型的な接着剤は、熱可塑性樹脂又は硬化性樹脂であってもよい。真空バッグ４５の複数のシート５５の１つが、複数の結合可能な層１２と型４６の第１の表面との間にある。型５１の第１の表面４６と装置７１の底面４９との間に真空を加えてもよく、これにより装置７１の底面４９の形状を、型５１の第１の表面４６の反転像に適合させる。装置７１の底面４９は、型５１の第１の表面４６にテープで貼って、装置７１の底面４９を型５１の第１の表面４６に封止することにより、真空を加える準備をしてもよい。
【００２２】
装置７１の底面４９と第１の型の表面４６との間に、矢印７７の方向に真空を加えると、装置７１は矢印７７の方向に第１の型の表面４６に向かって引き寄せられ、型の表面４６に装置７１の表面４９の形状を適合させる。また、矢印７７の方向の力は、型５１の第１の表面４６に対して装置７１の表面４９を保持する物理的な圧力又は他の手段であり得る。
【００２３】
図５は、真空バッグ４５から空気を除去して真空バッグ４５を真空にした後の、図４に示す装置５０の断面図である。上部及び底部真空バッグシート５３、５５の間の矢印５７、５８の方向に真空を加え、内側の複合アセンブリなどの装置１０を固定して、それを型５１の第１の表面４６の反転像に形成させる。
【００２４】
図６は、矢印７３の方向に型５１を取り除いた後の図５に示す装置７１の断面図である。底部真空バッグシート５５と型５１の第１の表面４６との間から真空を開放し、真空バッグ４５及び複合アセンブリなどの装置１０を含む装置７１を型５１から取り除く。真空バッグ４５及び装置１０は、図６に示し、本願明細書に示すように、結合していない独立したアセンブリなどの装置７１であり、熱サイクルや室温硬化接着剤により層を結合し、真空バッグ４５から部品を取り除くことを可能にするなどの処理をさらに受けることができると同時に、型５１の第１の表面４６は別の装置１０を形成するのに利用可能である。
【００２５】
複数の結合可能な層１２は、真空バッグ４５の内圧が減少し、複合アセンブリなどの装置１０のバッグ４５と複数の結合可能な層１２とが、型５１から取り除かれても、型５１のネガ像である形状を保持することができる。
【００２６】
装置１０の材料は、真空バッグ４５によって、真空を加えていない間、型５１の第１の表面４６の形状に従って、所望の形状に形成することができる。ここで、真空を加え、装置７１の複数の隣接層１２を固定する。装置７１は、型５１内で、第１の型とは異なる材料で製造されてもよい第２の同じような形状の型（図示せず）内で、又は型５１から装置７１を取り除くことによってオーブン（図示せず）内で熱処理したり、型５１などの形成固定具に取り付けないで約８０℃〜約２６０℃の加熱装置内で熱処理することができる。型５１は、平板パネルの製造を容易にするように平らなプレートと同じくらい単純なものであってよく、風力タービン翼と同じくらい複雑であってもよい。
【００２７】
一実施形態では、型５１は、冷間成形型であってもよく、装置１０を冷間成形型から外して、熱処理のために熱金型に移してもよい。装置７１の底面４９と第１の型の表面４６との間に、矢印７７の方向に真空を加えると、装置７１は矢印７７の方向に第１の型の表面４６に引き寄せられ、型の表面４６に装置７１の表面４９の形状を適合させる。第１の型表面４６と装置７１の表面４９との間を密着させることによって、装置１０の加熱及び熱処理を速くすることが可能となる。装置１０は、熱処理後に型から取り出してもよく、冷却のための別の冷間成形型に移してもよい。
【００２８】
一実施形態では、複合アセンブリなどの装置１０の複数の結合可能な層は、反応性ポリマーが予備含浸された強化材料（プリプレグ）である。
【００２９】
一実施形態では、複合アセンブリなどの装置１０の複数の結合可能な層は、材料及び厚さが用途によってさまざまな予備成形シートの層である。
【００３０】
一実施形態では、複合アセンブリなどの装置１０の複数の結合可能な層は、フォームコア又は別の適切な芯材の各面上の予備形成シートである。
【００３１】
一実施形態では、複合アセンブリなどの装置１０の複数の結合可能な層は、反応性ポリマーが予備含浸された強化材料（プリプレグ）、材料及び厚さが用途によってさまざまな予備成形シートの層又はフォームコアもしくは別の適切な芯材の各面上の予備形成シートの組み合わせである。
【００３２】
一実施形態では、装置１０の複合アセンブリなどの複数の結合可能な層は、結合剤によって結合される。結合剤は、熱硬化性フィルム又はエチル酢酸ビニル（ＥＶＡ）などの熱可塑性フィルム接着剤であってよい。
【００３３】
また、反応性（重合性）熱硬化性樹脂から成る群から有利に選択される熱可塑性フィルムは、反応性大環状オリゴマーポリエステル、反応性大環状オリゴマーポリブチレンテレフタレート、反応性大環状オリゴマーポリエチレンテレフタレート、反応性大環状オリゴマーポリカーボネート及び反応性ラクタムモノマーであってよい。
【００３４】
熱硬化性フィルムは、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、熱硬化性ポリウレタン樹脂、フェノールホルムアルデヒド樹脂（フェノール樹脂）、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、例えば、架橋ポリエチレン樹脂、架橋ポリプロピレン樹脂及び架橋ポリ塩化ビニル樹脂などの架橋熱可塑性樹脂から成る群から有利に選択される。熱硬化性樹脂の総合リストは、「Ｈａｎｄｂｏｏｋ  ｏｆ  Ｔｈｅｒｍｏｓｅｔ  Ｒｅｓｉｎｓ」第２版、Ｓｉｄｎｅｙ  Ｈ．  Ｇｏｏｄｍａｎ、Ｎｏｙｅｓ  Ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎｓ、Ｗｅｓｔｗｏｏｄ、ＮＪ、ＩＳＢＮ：０−８１５５−１４２１−２（１９９８）で閲覧することができ、これは参照により本明細書に組み込まれる。
【００３５】
一実施形態では、複合アセンブリなどの装置１０は、複合アセンブリの滑らかな仕上げ面を隔てる「非結合」層を含む。「非結合」層は薄膜シートであってもよく、その材料は、金属及びプラスチックから成る群から選択され、非結合層と複合体との間に離型剤を有する。離型剤は、シリコーン離型剤であってもよい。「非結合」層は、薄膜シートであり、その材料は金属とプラスチックから成る群から選択される。金属は、鉄鋼、アルミ、銅、銀及び錫から成る群から有利に選択されてもよい。プラスチックは、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、シリコーン、フッ素化エチレンプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ペルフルオロアルコキシポリマー樹脂、ＰＦＡ、ポリフルオロアルカン、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルムから成る群から有利に選択されてもよい。
【００３６】
一実施形態では、型５１の第１の表面４６の形状は、平面、凹面、凸面及びそれらの組み合わせから成る群から選択される。
【００３７】
図７Ａ〜７Ｂは、複合アセンブリなどの装置１０の形状を形成する方法１００のフロー図である。方法１００はステップ１０５を含み、第１の表面４６を有する型５１と、その上に真空バッグ４５を提供し、真空バッグ４５は、複数の真空バッグシート５３、５５を含む。
【００３８】
方法２００のステップ１１０では、複数の結合可能な層１２を含む複合アセンブリなどの装置１０を提供し、複合アセンブリなどの装置１０の複数の結合可能な層１２は、真空バッグ４５の複数のシート５３、５５内に含まれる。真空バッグ４５の複数のシート５３、５５の少なくとも１つは、複合アセンブリなどの装置１０の複数の結合可能な層１２と型５１の第１の表面４６との間にある。方法２００のステップ１１５では、真空バッグ４５の内圧が減少し、型５１から複合アセンブリなどの装置１０の複数の結合可能な層１２を取り除いても、複数の結合可能な層１２は型５１の第１の表面４６のネガ像である形状を保持できるように、真空バッグ４５の複数のシート５３、５５の内圧を減少する。
【００３９】
図８Ａは、中空状の複合アセンブリ２０５の形状を保持する装置２００の縦断面図であり、内面２１３を有する型２２０と、外側真空バッグ２０１と、「ｊ」（ｊは少なくとも１）個の内側真空バッグ２０３、２０４と、その間に中空状の複合アセンブリ２０５とを含む。型２２０は二等分された部分１０９、１１１から構成されてもよい。第１の空間１０７が、型２２０の内面２１３から外側真空バッグ２０１の壁２０２を隔てていてもよい。第２の空間１１５が、外側真空バッグ２０１の壁２０２及びｊ個の少なくとも１つ内側真空バッグ２０３、２０４の壁２０８、２１０から中空状の複合アセンブリ２０５を隔てる。
【００４０】
図８Ｂは、中空状の複合アセンブリ６０５の形状を保持する装置６００の縦断面図であり、外面６１３を有する型６２０と、外側真空バッグ６０１と、内側真空バッグ６０３と、その間に中空状の複合アセンブリ６０５とを含む。型６２０は、例えば、筒形、偏菱形（rhomboid）、ピラミッド形などの任意の立体形状であってもよい。第１の空間６５７が、型６２０の外面６１３から内側真空バッグ６０３の壁６３０を隔ててもよい。第２の空間６１５が、内側真空バッグの壁６０８から中空状の複合アセンブリ６０５の壁６０４を隔て、外側真空バッグ６０１の壁６０２から中空状の複合アセンブリ６０５の壁６２５を隔てる。
【００４１】
図８Ｂは、中空状の複合アセンブリ６０５の形状を保持する装置６００の縦断面図であり、型６２０は内側型（internal mold）である。
【００４２】
図８Ｃは、図８Ｂに示す中空状の複合アセンブリ６０５の立体幾何学形態を有利に固定する方法７００を示す。
【００４３】
方法７００のステップ７０５では、矢印６０７、６０９によって示す逆平行方向に、第１の空間６５７から空気を抜くことができ、内側真空バッグ６０３の壁６３０は、型６２０の表面６１３に適合する。
【００４４】
方法７００のステップ７１０では、矢印６０７、６０９によって示す逆平行方向に、第２の空間６１５から空気を抜くことができ、外側真空バッグ６０１の壁６０２は、中空状の複合アセンブリ６０５の壁６２５に適合する。このように、外側真空バッグ６０１の壁６２５を中空状の複合アセンブリ６０５の壁６２５に適合させることで、中空状の複合アセンブリ６０５の幾何学形態を固定し、中空状の複合アセンブリ６０５が型６２０の表面６１３のネガ像を有するようにする。
【００４５】
方法７００のステップ７１５では、第１の空間６５７内の圧力を大気圧に戻すことができ、その結果、型６２０を開放して取り除くことができ、中空状の複合アセンブリ６０５の内側に空洞６２１を形成する。
【００４６】
方法７００のステップ７１０の一実施形態では、例えば、空間６５７、６１５を真空にする機械的な真空ポンプや適切な手段を利用するなどして、矢印６０７及び６０９の方向にポンプで空気を抜くことによって、空間６５７、６１５から空気を抜くことができる。
【００４７】
方法７００のステップ７１０の一実施形態では、第１の空間６５７内の圧力を大気圧に戻すことができ、その結果、型６２０を開放して取り除くことができ、中空状の複合アセンブリ６０５の内側に空洞６２１を形成する。
【００４８】
方法７００のステップ７１０の一実施形態では、第１及び第２の空間６５７、６１５からポンプによって、空気が抜かれる。
【００４９】
方法７００のステップ７１０の一実施形態では、例えば、機械的な真空ポンプを利用し、矢印６０７、６０９で示す逆平行方向に空気が抜かれる。
【００５０】
図９は、中空状の複合アセンブリ２０５の形状を保持する装置２００の端断面図を示す。中空状の複合アセンブリ２０５は、少なくとも１つの内側真空バッグ２０３、２０４と外側真空バッグ２０１との間のｉ個の結合可能な層Ｌｘを含み、式中、Ｘ＝１、２、３、・・・（ｉ−１）、ｉである。ｉ個の結合可能な層Ｌｘは、第１のタイプのｉ１個の結合可能な層Ｌｘと第２のタイプのｉ２個の結合可能な層Ｌｘとを含む。第１のタイプのｉ１個の結合可能な層Ｌｘは、Ｃｘ環状部分１３３のみを有する。第２のタイプのｉ２個の結合可能な層は、Ｃｘ環状部分１３３及びＲｘ放射状部分１２７を有する。ｉ個の結合可能な層ＬｘのＣｘ環状部分１３３は、中空状の複合アセンブリ２０５内の共通参照点１６０を囲み、式中、Ｘ＝１、２、３、・・・（ｉ−１）、ｉである。ｉは１以上の任意の正整数であってよい。
【００５１】
結合可能な層の数ｉは、以下の式（１）によって表すことができる。
（１）ｉ＝ｉ１＋ｉ２（式中、ｉ１≧０及びｉ２≧０であり、ｉ１＋ｉ２≧１である。）
【００５２】
第１及び第２のタイプのｉ個の結合可能な層Ｌｘは、第１及び第２のタイプの結合可能な層ＬｘのＣｘ環状部分１３３内の各参照点１６３、１６６、１６７、１６９及び１７１と共通参照点１６０との間の距離が減少する順にＬ１、Ｌ２、Ｌ３・・・、Ｌ（ｉ−１）、Ｌｉと示される。各参照点１６３、１６６、１６７、１６９及び１７１は、共通参照点１６０を含む平面に沿って位置し、共通参照点１６０とは距離「ｄ」離れている。
【００５３】
第２のタイプのｉ２個の結合可能な各層Ｌｘは、第２のタイプのｉ２個の結合可能な層Ｌｘの各Ｃｘ環状部分１３３と同延の少なくとも１つのＲｘ放射状部分１２７を含む。
【００５４】
図１０は、図９に示し、本願明細書中の説明と関連して示すように、中空状の複合アセンブリ２０５の形状を保持する装置２００の端断面図の分解図である。第１のタイプのｉ１個の結合可能な層ＬｘのＣｘ環状部分１３３は、式中、Ｘ＝１、２及び３であり、内面２３６、２３８及び２４０と、外面２４６、２４８及び２５０とを有する。第２のタイプのｉ個の結合可能な層ＬｘのＣｘ環状部分１３３は、式中、Ｘ＝（ｉ−１）及びｉであり、内面２４２及び２４４と、外面２５２及び２５４とを有する。
【００５５】
第２のタイプのｉ２個の結合可能な層ＬｘのＲｘ放射状部分１２７は、式中、Ｘ＝（ｉ−１）及びｉであり、内面２６２、２６０及び２７０と、外面２５６及び２５８とを有する。
【００５６】
図９では、ｊ個の内側真空バッグ２０３、２０４はそれぞれ、空洞１２８、１２９を形成し、各空洞は参照点１７３、１７５を有し、参照点は、共通参照点１６０を含む平面に沿って位置し、共通参照点１６０とは距離「ｄ」離れている。
【００５７】
第１及び第２のタイプのｉ個の結合可能な層ＬｘのＣｘ環状部分１３３の各外面に沿った参照点１６３、１６６、１６７、１６９及び１７１と、共通参照点１６０との間の距離は、ｉ個の結合可能な層ＬｘのＣｘ環状部分１３３の内面に沿った各点２３６、２３８、２４０、２４２及び２４４と、共通参照点１６０との間の距離より大きい。
【００５８】
図８を参照すると、第１の空間１０７は、型２２０の内面２１３から外側真空バッグ２０１の壁２０２を隔てる。第２の空間１１５が、外側真空バッグ２０１の壁２０２とｊ個の少なくとも１つの内側真空バッグ２０３、２０４の壁２０８、２１０から中空状の複合アセンブリ２０５を隔てる。
【００５９】
１３７の、外側真空バッグ２０１の壁２０２と、中空状の複合アセンブリ２０５の第１及び第２タイプのｉ個の結合可能な層Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３・・・、Ｌ（ｉ−１）、Ｌｉと、ｊ個の少なくとも１つの内側真空バッグ２０３、２０４の壁２０８、２１０とが、型２２０の内面２１３に適合しているとき、型２２０の内面２１３と外側の真空バッグ２０１の壁２０２との間の第１の空間１０７と、外側真空バッグ２０１の壁２０２、ｊ個の少なくとも１つの内側真空バッグ２０３、２０４の壁２０８、２１０から複合アセンブリ２０５を隔てる第２の空間１１５とが、ｊ個の少なくとも１つの真空バッグ２０３、２０４の内圧より内圧が低い場合、外側真空バッグ２０１の壁２０２と、中空状の複合アセンブリ２０５の第１及び第２タイプのｉ個の結合可能な層Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３・・・、Ｌ（ｉ−１）、Ｌｉとの形状が、型２２０の内面２１３のネガ像である。
【００６０】
一実施形態では、図８に示すように、型２２０の内面２１３と外側真空バッグ２０１の壁２０２との間の第１の空間１０７と、外側真空バッグの壁２０２から複合アセンブリ２０５を隔てる第２の空間１１５は、ポンプ、例えば機械的な真空ポンプ又は任意の適切な手段を利用して矢印２０７及び２０９の方向に空気が抜かれて、（ｊ個の少なくとも１つの内側の真空バッグ２０３、２０４を大気圧などの高圧力源に開放した状態で、）ｊ個の少なくとも１つの内側真空バッグ２０３、２０４の内圧より低い内圧下に置かれてもよい。
【００６１】
第２のタイプの結合可能な層Ｌｘの各環状部分Ｃｘと同延の第２のタイプのｉ２個の結合可能な各層Ｌｘの少なくとも１つのＲｘ放射状部分１２７は、第１及び第２のタイプのｉ個の結合可能な層Ｌｘの各Ｃｘ環状部分１３３内の各参照点１６３、１６６、１６７、１６９及び１７１と共通参照点１６０との間の距離を確立又は固定し、これにより、中空状の複合アセンブリ２０５と、外側真空バッグ２０１と、内側真空バッグ２０３が型２２０内にある場合も、型２２０から取り除かれた場合も、各参照点１６３、１６６、１６７、１６９及び１７１と共通参照点１６０との間の距離は本質的に同一となる。
【００６２】
図１１は、図８に示すように、中空状の複合アセンブリ２０５の形状を保持して、本願明細書中の説明と関連して示すように、ｊ個の内側真空バッグ２０３、２０４を含み、式中、ｊは４である装置２００の端断面図である。各ｊ個の内側真空バッグ２０３、２０４は、空洞１６２、１６４、１６６及び１６８を形成し、各空洞は参照点１７０、１７２、１７４及び１７６を有し、参照点は、共通参照点１６０を含む平面に沿って位置し、共通参照点１６０とは距離「ｄ」離れている。
【００６３】
一実施形態では、外側真空バッグ２０１が真空になると（空気が抜かれると）、ｊ個の少なくとも１つの内側真空バッグ２０３、２０４が有利に伸長可能である。
【００６４】
一実施形態では、中空状の複合アセンブリ２０５の結合可能な層（Ｌｘ）は、反応性ポリマーが予備含浸された強化材料（プリプレグ）である。
【００６５】
一実施形態では、中空状の複合アセンブリ２０５の結合可能な層（Ｌｘ）は、材料及び厚さが用途によってさまざまな予備形成シートの層である。
【００６６】
一実施形態では、中空状の複合アセンブリ２０５の結合可能な層（Ｌｘ）は、フォームコア又は別の適切な芯材の各面上の予備形成シートである。
【００６７】
一実施形態では、中空状の複合アセンブリ２０５の結合可能な層（Ｌｘ）は、反応性ポリマーが予備含浸された強化材料（プリプレグ）、材料及び厚さが用途によってさまざまな予備成形シートの層又はフォームコアもしくは別の適切な芯材の各面上の予備形成シートの組み合わせである。
【００６８】
一実施形態では、結合可能な層（Ｌｘ）は、結合剤によって結合される。
【００６９】
一実施形態では、結合可能な層Ｌｘを結合する結合剤は、熱可塑性フィルム接着剤又は熱硬化性フィルム接着剤である。
【００７０】
一実施形態では、結合可能な層Ｌｘを結合する熱可塑性フィルム接着剤は、エチル酢酸ビニル（ＥＶＡ）フィルム接着剤、コポリアミドフィルム接着剤、コポリエステルフィルム接着剤、ポリプロピレンフィルム接着剤、ポリエチレンフィルム接着剤、ポリウレタンフィルム接着剤、多層フィルム接着剤及びそれらの組み合わせから成る群から選択される。
【００７１】
一実施形態では、結合可能な層Ｌｘを結合する反応性（重合性）熱可塑性樹脂から成る群から選択される熱可塑性フィルム接着剤は、反応性大環状オリゴマーポリエステル、反応性大環状オリゴマーポリブチレンテレフタレート、反応性大環状オリゴマーポリエチレンテレフタレート、反応性大環状オリゴマーポリカーボネート及び反応性ラクタムモノマーであってもよい。
【００７２】
一実施形態では、Ｌｘの結合可能な層を結合する熱可塑性フィルム接着剤は、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、熱硬化性ポリウレタン樹脂、フェノールホルムアルデヒド樹脂（フェノール樹脂）、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、架橋ポリエチレン樹脂、架橋ポリプロピレン樹脂及び架橋ポリ塩化ビニル樹脂などの架橋熱可塑性樹脂から成る群から選択される。
【００７３】
一実施形態では、中空状の複合アセンブリ２０５は、中空状の複合アセンブリ２０５の滑らかな仕上げ面を隔てる「非結合」層を含む。
【００７４】
一実施形態では、「非結合」層は、薄膜シートであり、その材料は鉄鋼、アルミ及びプラスチックから成る群から選択される。
【００７５】
一実施形態では、プラスチックは、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、シリコーン、フッ素化エチレンプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ペルフルオロアルコキシポリマー樹脂、ＰＦＡ、ポリフルオロアルカン、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルムから成る群から有利に選択されてもよい。
【００７６】
一実施形態では、型２２０の表面２１３の形状は、平面、凹面、凸面及びそれらの組み合わせから成る群から選択される。
【００７７】
図１２Ａ〜１２Ｂは、中空状の複合アセンブリ２０５を製造する方法３００を説明するフロー図である。方法３００は、内面２１３を有する型２２０を提供するステップ３０５を含む。
【００７８】
方法３００のステップ３１０では、外側真空バッグ２０１と、ｊ個の少なくとも１つの内側真空バッグ２０３、２０４と、その間の中空状の複合アセンブリ２０５とから成る真空バッグアセンブリ１３３が提供される。
【００７９】
中空状の複合アセンブリ２０５は、少なくとも１つの内側真空バッグ２０３、２０４と外側真空バッグ２０１との間のｉ個の結合可能な層Ｌｘとを含む。ｉ個の結合可能な層Ｌｘは、第１のタイプのｉ１個の結合可能な層Ｌｘと第２のタイプのｉ２個の結合可能な層Ｌｘとを含み、ｉ個の結合可能な層ＬｘのＣｘ環状部分は、中空状の複合アセンブリ２０５内の共通参照点１６０を囲み、式中、ｘ＝１、２、３、・・・（ｉ−１）、ｉである。ｉは１以上の任意の正整数であってよい。
【００８０】
結合可能な層の数ｉは、以下の式（１）によって表すことができる。
（１）ｉ＝ｉ１＋ｉ２（式中、ｉ１≧０及びｉ２≧０であり、ｉ１＋ｉ２≧１である。）
【００８１】
第１及び第２のタイプのｉ個の結合可能な層Ｌｘは、第１及び第２のタイプの結合可能な層ＬｘのＣｘ環状部分１３３内の各参照点１６３、１６６、１６７、１６９及び１７１と共通参照点１６０との間の距離が減少する順にＬ１、Ｌ２、Ｌ３・・・、Ｌ（ｉ−１）、Ｌｉと示される。第２のタイプのｉ２個の結合可能な各層Ｌｘは、第２のタイプのｉ２個の結合可能な層Ｌｘの各Ｃｘ環状部分１３３と同延の少なくとも１つのＲｘ放射状部分１２７を含む。
【００８２】
第１のタイプのｉ１個の結合可能な層ＬｘのＣｘ環状部分１３３は、式中、Ｘ＝１、２及び３であり、内面２３６、２３８及び２４０と、外面２４６、２４８及び２５０とを有する。第２のタイプのｉ個の結合可能な層ＬｘのＣｘ環状部分１３３は、式中、Ｘ＝（ｉ−１）及びｉであり、内面２４２及び２４４と、外面２５２及び２５４とを有する。
【００８３】
第２のタイプのｉ２個の結合可能な層ＬｘのＲｘ放射状部分１２７は、式中、ｘ＝（ｉ−１）及びｉであり、内面２６２、２６０及び２７０と、外面２５６及び２５８とを有する。
【００８４】
第１及び第２のタイプのｉ個の結合可能な層ＬｘのＣｘ環状部分１３３の各外面に沿った参照点１６３、１６６、１６７、１６９及び１７１と、共通参照点１６０との間の距離は、ｉ個の結合可能な層ＬｘのＣｘ環状部分１３３の内面に沿った各点２３６、２３８、２４０、２４２及び２４４と、共通参照点１６０との間の距離より大きい。
【００８５】
方法３００のステップ３１５では、第１の空間１０７及び第２の空間１１５に真空を提供する。真空アセンブリ１３７は、外側真空バッグ２０１の壁２０２を含み、中空状の複合アセンブリ２０５の第１及び第２のタイプのｉ個の結合可能な層Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３・・・、Ｌ（ｉ−１）、Ｌｉと、ｊ個の少なくとも１つの内側真空バッグ２０３、２０４の壁２０８、２１０とが、型２２０の内面２１３に適合し、型２２０の内面２１３と外側真空バッグ２０１の壁２０２との間の第１の空間１０７と、外側真空バッグの壁２０２から複合アセンブリ２０５を隔てる第２の空間１１５が真空下である場合、外側真空バッグ２０１の壁２０２と、中空状の複合アセンブリ２０５の第１及び第２のタイプのｉ個の結合可能な層Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３・・・、Ｌ（ｉ−１）、Ｌｉと、内側真空バッグ２０３、２０４の壁２０８、２１０との形状は、型２２０の内面２１３のネガ像である。
【００８６】
方法３００のステップ３２０では、型２２０から中空状の複合アセンブリ２０５を取り除く。真空アセンブリ１３７は、外側真空バッグ２０１の壁２０２を含み、中空状の複合アセンブリ２０５のｉ個の結合可能な層Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３・・・、Ｌ（ｉ−１）、Ｌｉと、ｊ個の少なくとも１つの内側真空バッグ２０３、２０４の壁２０８、２１０とが、型２２０の内面２１３に適合され、型２２０の内面２１３と外側真空バッグ２０１の壁２０２との間の第１の空間１０７と、外側真空バッグ２０１の壁２０２から複合アセンブリ２０５を隔てる第２の空間１１５が真空下である場合に、外側真空バッグ２０１の壁２０２と、中空状の複合アセンブリ２０５の第１及び第２のタイプのｉ個の結合可能な層Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３・・・、Ｌ（ｉ−１）、Ｌｉと、ｊ個の少なくとも１つの内側真空バッグ２０３、２０４の壁２０８、２１０との形状は、型２２０の内面２１３のネガ像である。
【００８７】
真空アセンブリ１３７は、外側真空バッグ２０１の壁２０２を含み、中空状の複合アセンブリ２０５のｉ個の結合可能な層Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３・・・、Ｌ（ｉ−１）、Ｌｉと、ｊ個の少なくとも１つの内側真空バッグ２０３、２０４の壁２０８、２１０とが、外側真空バッグ２０１の壁２０２の形状を保持し、中空状の複合アセンブリの第１及び第２のタイプのｉ個の結合可能な層Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３・・・、Ｌ（ｉ−１）、Ｌｉと、ｊ個の少なくとも１つの内側真空バッグ２０３、２０４の壁２０８、２１０との形状は、型２２０の内面２１３のネガ像であり、第２のタイプの結合可能な層Ｌｘの各Ｃｘ環状部分１３３と同延の少なくとも１つのＲｘ放射状部分１２７は、第１及び第２のタイプのｉ個の結合可能な層Ｌｘの各Ｃｘ環状部分１３３内の参照点１６３、１６６、１６７、１６９及び１７１と共通参照点１６０との間の距離「ｄ」を確立又は固定し、真空アセンブリ１３７が型２２０内にある場合に、真空アセンブリ１３７が型２２０から取り除かれている場合と同様、各参照点１６３、１６６、１６７、１６９及び１７１と共通参照点１６０との間の距離は本質的に同一となる。
【００８８】
方法３００のステップ３１０の一実施形態では、少なくとも２つの内側真空バッグ２０３、２０４を提供する。すなわち、ｊは２以上である。
【００８９】
方法３００のステップ３１５の一実施形態では、中空状の複合アセンブリ２０５とｊ個の少なくとも１つの内側真空バッグ２０３、２０４が、第１の空間１０７及び第２の空間１１５に真空を加えた後に、外側真空バッグ２０１の内側で２５℃以上まで加熱される。
【００９０】
方法３００のステップ３１５の一実施形態では、中空状の複合アセンブリ２０５と少なくとも１つの内側真空バッグ２０３、２０４が、第１の空間１０７及び第２の空間１１５に真空を加えた後に、外側真空バッグ２０１の内側で約５０℃〜約２５０℃で加熱される。
【００９１】
方法３００のステップ３１５の一実施形態では、中空状の複合アセンブリ２０５と少なくとも１つの内側真空バッグ２０３、２０４が、第１の空間１０７及び第２の空間１１５に真空を加えた後に、外側真空バッグ２０１の内側で約１００℃〜約２５０℃で加熱される。
【００９２】
方法３００のステップ３１５の一実施形態では、中空状の複合アセンブリ２０５と少なくとも１つの内側真空バッグ２０３、２０４が、第１の空間１０７及び第２の空間１１５に真空を加えた後に、外側真空バッグ２０１の内側で周囲温度から約２５０℃の間で加熱される。
【００９３】
方法３００のステップ３１５の一実施形態では、真空アセンブリ１３７を熱処理するために接触加熱が使用され、当該真空アセンブリ１３７は、外側真空バッグ２０１の壁２０２と、中空状の複合アセンブリ２０５の第１及び第２のタイプのｉ個の結合可能な層Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３・・・、Ｌ（ｉ−１）、Ｌｉと、ｊ個の少なくとも１つの内側真空バッグ２０３、２０４の壁２０８、２１０とを含む。外側真空バッグ２０１の壁２０２と、中空状の複合アセンブリ２０５の第１及び第２のタイプのｉ個の結合可能な層Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３・・・、Ｌ（ｉ−１）、Ｌｉと、ｊ個の少なくとも１つの内側真空バッグ２０３、２０４の壁２０８、２１０とが、型２２０の内面２１３に適合され、外側真空バッグ２０１の壁２０２を形成し、中空状の複合アセンブリ２０５の第１及び第２のタイプのｉ個の結合可能な層Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３・・・、Ｌ（ｉ−１）、Ｌｉと、ｊ個の少なくとも１つの内側真空バッグ２０３、２０４の壁２０８、２１０とが、型２２０の内面２１３のネガ像に形成される。
【００９４】
「接触加熱」という用語は、型２２０以外の熱源によって真空アセンブリ１３７を直接密着させる加熱処理を意味する。熱源は、真空アセンブリ１３７を急速加熱（ballistically heating）可能な加熱器であってよく、これにより、型２２０は、例えば、真空アセンブリ１３７の接触表面１２６を熱処理するために、周囲温度と２５０℃の間の温度領域で循環する（cycled）必要はない。
【００９５】
方法３００のステップ３１５の一実施形態では、中空状の複合アセンブリ２０５と、外側真空バッグ２０１内のｊ個の少なくとも１つの内側真空バッグ２０３、２０４とを含む真空アセンブリ１３３の加熱は、同一の熱源を使用すれば、型２２０を含む加熱装置２００より速くなる。これは、中空状の複合アセンブリ２０５と、外側真空バッグ２０１内の少なくとも１つの内側真空バッグ２０３、２０４よりも重量のかなり大きい型２２０の加熱を回避することによる。
【００９６】
一実施形態では、真空アセンブリ１３７の「高温」接触表面１２６は、外側真空バッグ２０１の壁２０２と、中空状の複合アセンブリ２０５の第１及び第２のタイプのｉ個の結合可能な層Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３・・・、Ｌ（ｉ−１）、Ｌｉとである。外側真空バッグ２０１の壁２０２と、中空状の複合アセンブリ２０５の第１及び第２のタイプのｉ個の結合可能な層Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３・・・、Ｌ（ｉ−１）、Ｌｉとが、型２２０の内面２１３に適合され、外側真空バッグ２０１の壁２０２と、中空状の複合アセンブリ２０５の第１及び第２のタイプのｉ個の結合可能な層Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３・・・、Ｌ（ｉ−１）、Ｌｉと、ｊ個の内側真空バッグ２０３、２０４の少なくとも１つの壁２０８、２１０との形状は、型２２０の内面２１３のネガ像になる。真空が再度加わると、真空アセンブリ１３７の外面１２６は、熱処理の型２２０の内面２１３の精確な形状に適合される。
【００９７】
一実施形態では、第２の熱処理のために真空アセンブリ１３７を型２２０に戻し、第１の空間１０７及び第２の空間１１５に真空を再度加え、型２２０の内面２１３に真空アセンブリ１３７の外面１２６を適合させる。
【００９８】
「高温」という用語は、周囲温度と２５０℃との間にある外側真空バッグ２０１の壁２０２の接触表面１２６を熱処理することを意味する。
【００９９】
方法３００のステップ３１５の一実施形態では、外側真空バッグ２０１の内圧が大気圧未満まで減少し、これにより、ｊ個の少なくとも１つの内側真空バッグ２０３、２０４は伸張する。
【０１００】
本発明の実施形態の上記の記載は説明の目的で示す。この記載は、網羅的ではなく、本発明を開示する正確な形式に限定することを意図するものでもなく、明らかに多くの改変及び変形が可能である。当業者には明白であると考えられる改変及び変形は、本願明細書の実施形態で定義する本発明の範囲内に含むことを意図している。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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